引言

党的二十大报告明确指出：“坚持以人民为中心发展教育，加快建设高质量教育体系，发展素质教育，促进教育公平。”与此同时，《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》着重强调“提升基础教育阶段科学教育水平”及“推进科技馆、博物馆、科普基地等与学校科学教育的衔接”。在此宏观政策导向下，传统的单一学科科普模式已难以回应复杂现实问题对青少年认知提出的挑战。跨学科科普通过整合不同学科的知识体系，搭建知识间的融合接口，不仅有助于青少年形成系统思维，更能实现科学精神与人文底蕴的协同发展。当前，虽然跨学科理念在教育领域备受关注，刻如何将跨学科理念转化为具体的科普实践课程，如何评估跨学科科普的真实效果，以及如何保障项目的长期生命力，仍是亟待探索的问题。

一、跨学科科普的常见困境与“真问题”驱动的思路

跨学科科普应当帮助学习者在不同学科视角的交汇处，形成对复杂事物的整体理解。然而，实际中不少科普活动虽然贴上了“跨学科”标签，本质上还是各学科知识轮流介绍，缺少学科之间的深层对话。这种做法，很难真正激发学生的探究兴趣，也难以培养他们系统思考的能力。

有研究指出，只有当知识被放置到真实的问题情境中，让学生去激活、重组和运用时，才能形成可迁移的深度理解。因此，跨学科科普不能停留在知识的并排陈列，必须找到一个能够驱动持续探究的真实问题。

本研究所说的“真问题”，是指那些来自真实世界、单靠一个学科的知识无法完全解释清楚的复杂现象或挑战。学习者意识到自己现有的知识不足以解答，从而产生真正的探究愿望与“真问题”相配合，还需要一个“好主题”来承载多学科知识的融合。好的主题并不追求面面俱到，而是看它能不能将科学、人文、工程等不同视角围绕同一个问题有机编织在一起。只有以“真问题”和“好主题”为起点，科普课程才有可能跳出拼盘模式，走向真正的融合。

二、“真问题”驱动下的跨学科科普实践路径

基于行动研究的反复实践与反思，我们归纳出一条包含起点、过程、评估三个关键环节的实践路径。

（一）起点：如何选择真问题与好主题

跨学科科普的灵魂在于知识的有机融合，而非机械叠加。实现这一目标的前提在于选择具有“认知紧迫感”的“真问题”以及能承载多元知识的“好主题”。选择时可以参考三条原则。

问题必须源于生活，是可感知、可观察的真实现象，而不是书本中虚构的问题。这里的“可感知”，既包括味觉、触觉、听觉等直接的感官经验，也包括由好奇心驱动的认知兴趣。例如，在以苹果为例探讨区域气象差异时，没有以任何学科知识讲解开场，而是让学生直接品尝来自新疆和东部沿海的两种苹果，在鲜明的甜度被直接察觉后，“为什么都是苹果，甜度差别却这么大”这个疑问便由学生自己提出，而非教师强加。

问题的完整解答至少需要两个学科的核心概念，单一学科只能提供部分答案。在“甲骨文中的气象”中，以“为什么古人要把天气现象刻在骨头上”引入，将古文字学的字形构造、气象学的天气现象成因、考古学的出土与断代，以及历史学的商代社会形态这四个学科不可分割地编织在一起。唯有当一个问题的解决需要多学科的知识相互关联才能解决时，它才真正具备成为跨学科探究核心的资格。

问题与目标群体的已有经验之间要有一个适中的距离，既能引发认知冲突，又不至于过于艰涩而无法展开探究。例如，在面向小学中高年级的气象科普活动中，“为什么古代一项大型水利工程能同时实现防洪、灌溉和航运”这个真问题，就能自然地把物理、地理、历史等学科知识引入进来，而且能和学生已有的“洪水”“灌溉”等经验相衔接，构成合适的认知挑战。遵循这些原则，后续的课程展开就有了明确的融合方向。

（二）过程：“知识链”与“活动链”协同推动

确定主题之后，如何保证不同学科的知识能真正融合在一起，而不是再次变成拼盘？基于建构主义学习理论，我们提出“知识链”与“活动链”双链协同的实践思路。知识链是围绕真问题搭建的一系列核心概念和原理，呈现出知识之间的逻辑关系；活动链则是为了帮助学生理解这些概念而设计的一系列探究活动，强调动手操作和亲身体验。

两者的关系不只是简单的前后对应，而是认知与行动不断互动的过程。活动链为学习者提供了感知、试探和实验的机会，让他们在动手的过程中暴露出自己的朴素想法，产生认知冲突；知识链则将这些零散的经验整理为结构化的认识，帮助学生重新组织自己的知识网络。在设计时，课程开发者需要同步画出概念关系图和活动进阶图，确保每个核心概念都有相应的体验活动来支撑，而每项活动又能自然地引出值得深究的问题。例如，在声波的科普课堂上，教师设计了“制造振动感知声源—土电话探索传播—人耳模型理解听觉—自制乐器创作表达”的活动链，层层递进，学生通过反复调整吸管乐器的长度和橡皮筋的松紧，将频率、音调等抽象概念化为动作和活动。其中，每一个环节都为后续的概念提供感知案例，环环相扣，并在恰当的时机制造出学生原有认知和新知的冲突。当活动链中的矛盾体验被学生明确感知，知识链中的概念框架便适时介入，帮助学生将冲突转化为新的理解。在苹果与气象的课堂中，气温曲线图与光合—呼吸原理的对照分析使学生原有的“温暖即甜”直觉遭遇挑战，教师此时引入“积累与消耗”的关键新知，帮助学生在认知冲突的基础上重组自己的知识框架。

这种双链协同的设计，让跨学科学习从单向的知识讲解，转变为学生主动参与的认知建构过程。

（三）评估：走向素养导向的多维评价

传统科普的效果评估大多依赖满意度问卷，很难反映出跨学科思维是不是真的发生了。我们认为，评估应该从只看“满意度”，扩展到关注“能力是否可见”，建立一套指向核心素养的多维评价框架。这个框架主要包括四个可以观测的方面。

提问的质量，看学生能否提出解释性问题或假设性问题，关注学生能否在探究过程中实现从“是什么”到“为什么”再到“如果……会怎样”的思维递进。这种思维能力的提升过程，实际上反映了学生从被动接受知识向主动探究知识的转变，也是培养批判性思维和创新能力的重要途径。

解释的能力，看学生能不能用模型、绘图或口头说明，清晰地解释跨学科现象背后的多种原因，而不是仅仅复述术语。“甲骨文中的气象”课程中，一位学生在课程总结中说道：“甲骨文里有很多天气字，是因为天气对商代人太重要了。种庄稼要靠雨水，打仗要看天气，而且商人相信天气是天神在表达喜怒，所以每次重要的事都要占卜天气。因为占卜很重要，他们就用不容易腐烂的乌龟壳来记录，所以这些文字才能保存到今天让我们看到。”这段解释跨越了多学科多领域，更重要的是，用了一条连贯的因果逻辑将多重视角编织为整体，这正是孩子们在跨学科科普课程中能提高的核心能力。

迁移的能力，看学生能否将某一主题中学到的分析思路或探究方法，主动用到新问题的解决中去。在苹果与气象的课堂最后，我们向学生呈现了一个全新情境：“为什么新疆吐鲁番的葡萄干特别甜？”经过学习，多数学生不再停留在“因为那里热”的浅层回答上，而是自发地调用了课程中建构的多因素分析框架：“吐鲁番白天光照强，光合作用制造糖分多；晚上气温低，呼吸消耗少，所以葡萄本身就甜。再加上制成葡萄干时水分蒸发了，糖更浓缩。”学生不仅完整迁移了因果模型，还能在新情境中识别出“浓缩”这一新增变量并将其整合进原有框架——这正是迁移能力的真正体现。

创意的表达，看学生在开放性任务中，能否综合运用多学科知识，提出创新的方案。这不仅是学科知识的简单叠加，而是跨越学科界限，将不同领域的知识有机结合，在解决问题或者完成任务时，展现出富有创意的想法和方案。在“声波探索”的课程中，我们要求学生设计一种让听觉障碍者也能“感受”音乐的方式。一个小组提出了利用共振平台的方案：将音箱紧贴木质平台底面，音乐播放时平台随之振动，人通过手部触觉感知节奏和强弱。该方案准确运用了“声音通过固体传播”“振幅与响度的关系”等课堂上教授的新概念，体现了跨学科知识在创造性问题解决中的应用。

这四个方面虽然包含质性判断，但可以通过课堂观察记录表、概念图分析、访谈文字编码以及作品评价量规等工具进行系统收集和分析。这套评价框架不依赖特定主题，可以在不同领域的科普活动中使用。

三、路径何以有效：内在机理、应用与深化

上述实践路径之所以能够产生效果，有其内在的认知逻辑，也能够在不同科普场景中进行灵活变通。

（一）路径有效性的内在机理

1. 动机层面

真问题所携带的认知紧迫感，本质上是一种适度陌生感——学生既感到自己与答案之间有距离，又觉得这个问题是可以探究的。这种状态恰恰处于维果茨基所说的“最近发展区”之内，最容易激发持续的探究行为。相比于由教师直接布置的学习任务，真问题更容易让学生产生“这个问题我也想问”的内在驱动力。

2. 认知层面

知识链与活动链的协同，是在帮学生完成两个方向上的认知加工：自下而上地从具体经验中抽象出概念，以及自上而下地用概念框架去组织新的经验。当学生在活动中触碰、观察、尝试，他们获得的是具象的、第一手的感知材料；当他们在知识链的引导下讨论、归纳、表达，他们就在把这些材料升级为更抽象的理解。两条链交替推进，学生的认知就在具象与抽象之间来回穿梭，理解也就逐渐深入。

3. 社会文化层面

真问题往往是开放性的，没有唯一标准答案，这为不同学科背景的学习者、教育者之间展开对话提供了天然的土壤。当学生彼此分享从不同角度看到的东西，当教师打破学科边界围绕同一个问题进行协作，知识就变成了共同建构的产物，而不再是被传递的固定内容。这种学习氛围本身就蕴含着科学精神的内核——承认复杂、尊重多元、愿意对话。

（二）跨场景应用的灵活变通

在科技馆等场馆的非正式学习环境中，可以利用展品作为真问题的实物载体，把“知识链”转化为参观路线的逻辑主线，把“活动链”设计为互动展项和探究任务单的组合。在学校课堂中，真问题可以作为单元教学的驱动问题，知识链对应单元的核心概念序列，活动链则对应课堂教学中的实验、讨论和项目任务。在社区科普活动中，可以从居民身边的公共议题如垃圾分类、社区绿化、水质变化等问题切入，让参与者在解决身边问题的过程中完成跨学科探究。

无论场景如何变化，不变的是三样东西：一个让人有探究欲望的真问题、一套把知识串联起来的概念线索、一系列让学习者“在做中学”的体验活动。抓住这三根支柱，就可以在不同条件下灵活调整实现方式。

（三）走向螺旋上升的体系化建设

一套有效的跨学科科普课程不应停留在零散的单次活动层面，而需要考虑如何持续支持学生的认知成长。未来开发应依据认知发展规律，构建螺旋上升的课程体系。螺旋上升，是指围绕核心的跨学科大概念，在不同年龄阶段以不同的深度和复杂度反复出现，使学生的学习既有延续性，又有递进性。

具体而言，初级阶段可以侧重感性体验与初步认知，让学生在具体情境中感知真问题，积累丰富的第一手经验；中级阶段侧重概念整合与关系探索，引导学生从经验中提炼出跨学科的核心概念，并尝试建立概念之间的联系；高级阶段则侧重应用创新与真实问题解决，鼓励学生综合运用前两个阶段建构的知识网络，主动应对开放性的复杂问题。这种设计思路既符合皮亚杰关于认知发展阶段的基本判断，也与布鲁纳所倡导的“螺旋式课程”理念一脉相承。对于跨学科科普而言，螺旋上升的体系意味着学生不是一次性“学完”某个主题，而是在不断重返中深化理解、拓展视野，逐步形成稳定的跨学科思维习惯。

四、结论与思考

本研究从跨学科科普在现实中遇到的困难出发，通过行动研究，提炼出一条以“真问题”为起点、以“知识链—活动链”协同为过程、以素养导向多维评价为保障的实践路径。跨学科不是知识的简单相加，而是围绕真实问题进行认知重组和思维的融合。本路径的价值并不局限在某一个科普主题，而是可以迁移到多个领域，也同样适用于多个场景。未来，还可以进一步研究不同年龄段学习者的路径调整策略，以及数字技术在支持跨学科探究与评估中的创新应用，使之不断完善。

参考文献：

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