“美术天光教室的设计与改造探究”跨学科项目实施案例

刘佳

［摘要］ 为解决学校特有的天光教室在实际使用过程中存在的问题：光线问题、缺少置物架、无法成为对外展示交流的场所等。我校特色学科美术、理科数学、物理及英语教师团队考虑以此作为学生跨学科研究项目的主题，对天光教室进行改造升级。首先优化光线照明，其次对空间也进行改造，同时将其打造成一个更适应现代化的美术教学需求、对外展示交流的场所，在这个过程中，锻炼学生的跨学科综合设计能力、空间设计专业能力与英语交流能力。通过创设真实情境，学生对不同领域基于真实问题设计的项目的研究，培养他们的核心素养；通过跨界融合、协同创新，学生们综合运用知识，形成深刻理解，提升了综合运用知识的能力；通过深入研讨、同伴互助，打破了学科的界限，有助于提升学生解决现实问题的能力。

［关键词］ 跨学科；项目化学习；主题活动；核心素养

一、 案例背景

（一） 项目缘起

我校作为一所以“美创”为特色的普通高中，为学生的美术课程与“美创”项目实践提供了专业的学习环境，天光教室就是其中之一。天光教室是用来满足学生进行绘画、艺术创作的教室。但是在实际使用过程中，美术教师发现天光教室的光线存在问题。众所周知，绘画教室最好利用自然采光，天光教室的天窗全部采用与中庭相等的大型三角天窗，不同之处是它取消了斜边的开窗部分，仅留有垂直部分，这样就造成了光线过散的问题。另外，学生们反映教室内除了靠边的一排与窗台齐高的橱柜，缺少置物架可供学生摆放绘画书籍及物品。近年来，学校声名鹊起，经常有对外交流及承办艺术比赛的机会，天光教室无疑是对外展示交流的最佳

场所。

基于以上情况，如何更好地发挥天光教室的教学及对外展示的功能成了诸多教师茶余饭后的话题。我校特色学科美术、理科数学、物理及英语教师团队考虑对天光教室在进行改造升级、优化光线照明的同时，对空间也进行改造，包括教学功能与艺术装饰，使其更适应现代化的美术教学需求，也是在这个过程中，锻炼学生的跨学科综合设计能力、空间设计专业能力与英语交流能力。

（二） 项目意义

从现实中教师和学生共同发现问题：在美术教育中，设计不合理且用途单一的功能型美术专用教室，会影响教师课堂教学的发挥及教学效能合理的体现，通过有效地定位这些问题，设定解决范围，对于培养学生发现问题、解决问题的能力有极大的帮助。

该项目的整体设计与实施，能帮助学生具备设计师专业思维，提高衔接前后成果内容及精准地把控项目过程的能力，对于学生的专业思维和相关学科的专业能力提升大有裨益。

该项目的实施既要结合很多高中阶段的学科基础知识以及空间设计学、色彩心理学等专业知识，有利于学生强化学科基础与提升专业知识，同时学生还能在过程中通过自主学习、小组合作，请教专业人士使自己具备更强的学习能力与素养。

二、 案例实施

（一） 整体设计

本项目是一个标准的基于设计的跨学科项目，从问题分析到设计方案到实施落地（见表1），有着一系列规范的流程，需要大量基于学科基础的专业知识，可以说给未来有这方面发展诉求的学生提供了非常好的实践平台；同时整个项目也是一个设计的过程，学生可以动态地调整所需要研究问题的范围、大小、依托的素材，以及解决方案的范围、内容等，在这个过程中逐步锻炼自己的专业能力，达到学习素养的提升。

（二） 项目目标

能够分析目前美术天光教室使用状态，挖掘存在的问题，确定对美术天光教室设计与改造的必要性。

通过调研，探讨美术天光教室未来发展趋势，将先进的教学设备与美术天光教室相融合，针对光线、教学空间、平面布局、功能性、色彩心理、装饰风格等内容进行详细地剖析，设置要解决的问题范围，提出建议性方案，改善教学环境，打造布局合理的多功能美术天光

空间。

設计改造美术天光教室过程中，考虑多方面因素，如教室的平面布局、照明采光、环境色彩、展示汇报等问题，做到美术、数学、物理、英语等多学科的融合。

小组协作，团队攻关，完成天光教室的改造方案，并进行评审，选择优秀方案进行实施，真正完成对天光教室的改造。

（三） 学科融合

本项目融合四门学科，分别是我校特色学科美术、理科数学、物理及英语学科，指导教师对项目中所涉及的相关教学内容进行梳理，设定相应的教学目标并设计学生要完成的任务。

1. 美术

对应教材：上海高中艺术 选择性必修1《美术创意实践》第三单元“与物象对话”。

教学目标：① 运用整体观察方法，从造型、色彩等形式特征识别环境艺术作品，感受不同造型物品的实用功能和结构特征的关系；② 搜集相关资料，运用适当的工具材料，设计构思独特的空间环境或产品造型，并与同学交流自己的创作过程和想法；③ 在学习和实践的过程中，比较不同的设计审美差异，认识不同设计理念的审美价值，加深对环境之美的理解。

学生任务：对各类“画室”进行调查、研究、赏析等活动，了解空间中的物品在造型、色彩、结构等形式特征与实用功能之间的关系，并与同学合作交流，共同探究如何设计符合自己需求的“画室”环境。

2. 数学

对应教材：沪教版①必修四第三部分数学建模活动B10.高度测量；沪教版②选必第三册第一部分数学建模活动案例，易拉罐的设计；③必修三第十一章简单几何体11.1.2柱体的体积、11.1.3柱体的表面积。

教学目标：① 掌握数学建模的方法、步骤；感受建立数学模型的逼真性、可行性、渐进性、强健性、可转移性、非预制性、条理性、技艺性和局限性等特点；培养建模的想象力和洞察力，为美术天光教室的设计与改造做好数学建模铺垫；② 了解柱体的体积和表面积的计算公式；能够运用柱体的体积和表面积计算公式解决简单的实际问题，为美术天光教室的设计与改造做好数据计算准备。

学生任务：① 发现一个实际问题，通过用数学建模的方法，找出解决实际问题的最佳方法；② 设计一个美术天光教室的储纳柜，计算出储纳柜的尺寸和容纳体，以及制作这样一个储纳柜需要的耗材。

3. 物理

对应教材：沪科版必修 1 第三章“相互作用与力的平衡”；沪科版选择性必修 1第四章“光”。

教学目标：能对物体的受力情况进行准确分析，用能用共点力的平衡条件解释和分析真实问题。通过对具体的平衡现象的分析，培养建构物理模型的意识和能力，渗透物质及相互作用观念；知道光的反射、光的折射、薄膜干涉等光学原理；通过力学、光学在生活中应用的案例让学生体会学习物理的重要性，体会物理学科的实用性和科学性，全面综合提高学生审美能力，提高学生核心素养；倡导学生积极寻找身边的物理，主动探索物理，学习物理。

学生任务：寻找力学、光学在生活中应用的案例，并进行具体分析，感受艺术与科学是紧密联系的。

4. 英语

对应教材：上外版必修第二册Unit 1 Speaking & writing Describing a scene in spatial order。

教学目标：By the end of this period， students are expected to： ① Learn to describe a scene in a landscape

painting in spatial order in speaking and writing; ② Improve the speaking ability in group discussion and expressing ideas; ③ Appreciate the beauty of the scenery in their life。

学生任务：通过创设了校园艺术展的情境，学生总结风景图片描绘的具体步骤和要素，并利用教材中的风景图和范文作为素材，在实际操练中锻炼利用空间顺序口头描绘风景图及场馆的能力；Writing环节，学生利用空间顺序来描绘天光画室的布局和特色，从而锻炼学生利用空间顺序写作的能力。

（四） 项目分析

一个项目能给学生提供无限丰富的学习资源和探讨空间。紫竹园中学2025届高一学生，以“如何设计与改造美术天光教室”为驱动问题，通过研究性学习研究，设计和改造了学校美术天光画室，在问题解决的过程中，项目化驱动、跨学科融合，以这样的方式开启了改造和设计美丽校园的探索之旅。

项目开题时，教师带领大家先认真研讨项目的驱动问题和任务目标，再认真制订计划—每个阶段具体如何执行，需要教师做哪方面准备，需要学生进行哪方面的学习和活动。接着几位教师通过引导和鼓励学生通过调研，寻找问题的根本，结合国家必修教材中各相关知识内容，把学生带入这个任务情境中。

项目初期，教师引导学生进入项目情境并激发他们的思考与探究。学生的任务是调研天光教室在教学使用中存在的光线问题、置物的缺陷、色彩的单调、功能的局限，通过自主思考，大家明白了从哪些方面对天光画室进行改造；同时结合必修教材中各学科的相关知识，以理论为依据、知识为载体，不断摸索，设计解决方案，打造符合规律的设计雏形。随后各学科教师针对项目所需的支撑知识与能力展开了有针对性的教学与活动组织：物理教师引导学生研究关于相互作用与力的平衡的教学内容，结合光源等知识，通过一些活动探究光源的秘密，着重演示光的实验，完成天窗与窗帘的改造初步设想；数学教师引导学生用数学建模的方法，寻找解决实际问题的最佳方法。通过计算储纳柜的尺寸和容纳体，以及制作这样一个的储纳柜需要的耗材，设計一个造型别致、美观时尚的有学校特色的天光教室储纳柜；英语教师通过色彩与心理讲座，让学生理解色彩所反映出的不同情绪，继而选择适合多种功能的天光教室的色彩布局，同时创设了校园艺术展的情境，学生总结风景图片或常规描绘的具体步骤和要素，并利用教材中的范文作为素材，在实际操练中锻炼学生利用空间顺序口头描绘场馆的能力，为最后的展示环节，学生能用流利的英语进行Oral presentation做铺垫。

项目进入中期，学生们开始了有趣的艺术探索。美术教师鼓励学生运用适当的工具材料，设计构思独特的空间环境或产品造型，并与同学交流自己的创作过程和想法，把光的知识整合到美术学习中，小组探讨了不同的设计审美差异，认识了不同设计理念的审美价值，加深对环境之美的理解，拓展了设计思路，丰富了项目内涵，各学生小组积极主动尝试一些没有接触过的设计，并认真完成了阶段成果。

项目后期，各小组自主设计，查阅资料，汇总意见，共同完成。一张张设计手稿，带着视觉的表达，文字的感悟，各具特色地呈现在教师和同学的面前。

三、 案例反思

跨学科项目的实施是教学实践的难点。跨界融合、协同创新是培养高阶思维和问题解决能力的重要路径，也是未来社会对人才的要求。

（一） 创设真实情境，培养核心素养

跨学科学习可以超越学科本身的逻辑体系，围绕一个或几个中心主题或问题，融合几门学科的内容，以项目驱动，引导学生对问题展开探究，形成深刻理解，着力培养学生的创新意识、实践能力、社会担当等综合品质。情境学习是一个关于个人如何获得专业技能的理论，它将学习与所发生的社会情境的关系作为其重点。基于真实情境的学习能吸引学生的兴趣；与问题融合，能增加真实性且有助于促进深度学习。参与项目“美术天光画室的设计与改造”的学生们均是对该项目感兴趣的学生，他们通过对不同领域基于真实问题设计的项目的研究，可以慢慢产生对自己日后职业发展方向的思考，这是题海战术和死记硬背无法实现的。

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。在本项目中，通过学生们参与基于真实情境的项目研究，在不断地融合各学科知识解决实际问题的过程中，学生综合运用了相互作用与力的平衡、光源知识、数学建模、柱体的体积和表面积的计算、英语口头描绘场馆、空间设计等知识，对这些知识有了更深刻的理解，提升了综合运用这些知识的能力；同时培养了四门相关学科所涉及的科学思维、科学探究、数学建模、审美判断、语言能力等核心素养，有助于学生做好各学科学习的自我管理，养成良好的学习习惯，多渠道获取学习资源，自主、高效地开展学习。

（二） 打破学科界限，提升学习能力

跨学科的实质是打破学科已有界限，对学科内容进行整合和情境化设计，进行跨界教学与应用，以培养学生的信息应用、批判思维、问题解决和创造思维能力，促进学生学习的综合化。“美术天光画室的设计与改造”项目中所涉及的教学内容其实是围绕该项目的各种问题所编制的综合课程。要完成该项目就要求学生通过跨学科、跨领域的学习来解决问题。传统教学模式将各个学科割裂开来，形成一个个独立的知识，然而现实中许多问题错综复杂，需要联合多个学科的知识才能解决。因此在项目研究和实施过程中，学生们学会打破学科的界限，有助于培养他们解决现实问题的

能力。

［参考文献］

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