跨学科教育原理

《跨学科教育原理》是一部系统、全面、深入探讨跨学科教育基础理论以及跨学科研究性学习的专著。本书系统介绍了跨学科的概念、类型、意义，以及各门课程跨学科的具体方法。书中既有专业严谨的理论介绍，也有丰富的实例讲解，使跨学科这一学习方法能被读者更加深刻的认识。涉及的学科包括语、数、外、地、理、化、生、体、音、美，以及德育、美育等，对于破除学科藩篱，提高学生的综合思考能力和创新能力，同时也为教师开拓更有效的教学新思路，具有指导意义。

《跨学科教育原理》是一部系统、全面、深入探讨跨学科教育基础理论以及跨学科研究性学习的专著。本书系统介绍了跨学科的概念、类型、意义，以及各门课程跨学科的具体方法。书中既有专业严谨的理论介绍，也有丰富的实例讲解，使跨学科这一最新学习方法能被读者更加深刻的认识。涉及的学科包括语、数、外、地、理、化、生、体、音、美，以及德育、美育等，对于破除学科藩篱，提高学生的综合思考能力和创新能力，同时也为教师开拓更有效的教学新思路，具有指导意义。

赵传栋，赣南教育学院中文系老师。

目录
Contents上编跨学科教育基础
章绪论3
节跨学科，不可抗拒的时代潮流3
第二节跨学科的概念5
第三节跨学科的特征13
第四节跨学科的理论基础与现实依据14
第五节跨学科的意义16
第二章跨学科的基本原则19
节目的性原则19
第二节科学性原则20
第三节创新性原则21
第四节价值性原则22
第三章跨学科的类型24
节实践主体的类型24
第二节研究目的的类型26
第三节学科交叉的类型27
第四节交叉要素的类型30
第五节交叉学科的类型33
第四章跨学科的素质37
节合理的知识结构37
第二节浓厚的研究兴趣39
第三节强烈的好奇心42
第四节深刻的洞察力42
第五节科学预见能力44
第六节优异的操作能力47
第七节持之不懈的毅力49
第八节群体协作的能力50
第九节高尚的道德情操52
第五章跨学科思维54
节类比思维54
第二节联想思维56
第三节想象思维59
第四节因果思维64
第五节批判思维67
第六节打破思维定式69
第七节侧向思维与逆向思维73
第八节发散思维与聚合思维76
第九节求同思维与求异思维78
第十节分析思维与综合思维81
第十一节逻辑思维与辩证思维83
第十二节直觉思维与灵感思维87
第六章跨学科的方法94
节模仿法94
第二节移植法101
第三节渗透法105
第四节综合法110
第五节用途拓展法112
第六节头脑风暴法114
第七节德尔斐法116

中编义务教育的学科跨越
第七章德育的学科跨越121
节爱国主义的跨学科教育122
第二节辩证唯物主义的跨学科教育133
第三节人生观的跨学科教育136
第四节意志品格与跨学科教育139
第五节德育跨学科教育的途径与方法140
第八章语文的学科跨越142
节语文中的多彩生物142
第二节语文中的数学智慧144
第三节语文中的物理知识146
第四节文以载史，史以文传148
第九章数学的学科跨越150
节物理学家的数学工具151
第二节地理中的数学153
第三节生物的数学才能155
第四节天文学的数学基础157
第十章物理的学科跨越162
节地学现象的物理解释162
第二节宇宙空间，物理学的巨型实验室166
第三节生物中的物理现象171
第四节当代物理科技与学科跨越173
第十一章化学的学科跨越177
节生物的化学通信177
第二节语文中的化学179
第三节物理与化学的学科交叉181
第四节化学与历史的交叉182
第十二章生物的学科跨越184
节地理环境中的奇异生物184
第二节生物与音乐的不解之缘187
第三节生物与历史的交叉190
第四节生物工程与学科跨越191
第十三章地理的学科跨越193
节地理环境与人类的兴衰演变193
第二节地理环境中的化学魔术师197
第三节地理环境与语文199
第四节地理环境与美术风格203
第十四章音乐的学科跨越205
节语文与音乐206
第二节音乐与物理学的汇流209
第三节地理环境与音乐风格212
第四节音乐中的数学214
第十五章美术的学科跨越217
节音乐与美术的不解因缘218
第二节美术中蕴含的数学原理221
第三节诗中有画，画中有诗224
第四节历史与美术226
第十六章体育的学科跨越227
节体育与生物的万般联系227
第二节古诗文中的体育运动229
第三节体育中的音乐232
第四节历史与体育234
第十七章美育的学科跨越235
节发现自然之美236
第二节发现社会之美239
第三节发现科学之美241
第四节发现艺术之美243
第十八章劳动的学科跨越246
节德育与劳动246
第二节语文与劳动249
第三节音乐与劳动251
第四节体育与劳动253
第五节美育与劳动256

下编跨学科研究性学习
第十九章跨学科研究性学习概述261
节跨学科研究性学习的概念261
第二节跨学科研究性学习的特征262
第三节跨学科研究性学习的一般过程264
第四节跨学科研究性学习的意义265
第二十章课题的选择267
节课题的来源267
第二节选题的基本原则273
第三节课题的类型275
第四节选题的技巧276
第五节课题的论证与评价278
第二十一章研究的设计279
节明确研究课题279
第二节形成研究假设280
第三节选择研究对象281
第四节选择研究方法283
第五节制订研究计划283
第二十二章研究的方法287
节科学观察287
第二节科学实验290
第三节文献研究293
第四节田野研究297
第五节调查研究299
第六节个案研究302
第七节历史研究305
第八节比较研究309
第二十三章研究成果的表述313
节研究成果表述的意义313
第二节研究成果表述的要求314
第三节研究成果的表述规范315
第四节研究报告318
第五节研究论文319
第二十四章成果的评价与推广321
节评价的原则321
第二节评价的内容322
第三节评价的方式323
第四节成果的推广325
参考文献327

《跨学科教育原理》是一部系统、全面、深入探讨跨学科教育基础理论以及跨学科研究性学习的专著。本书系统介绍了跨学科的概念、类型、意义，以及各门课程跨学科的具体方法。书中既有专业严谨的理论介绍，也有丰富的实例讲解，使跨学科这一学习方法能被读者更加深刻的认识。涉及的学科包括语、数、外、地、理、化、生、体、音、美，以及德育、美育等，对于破除学科藩篱，提高学生的综合思考能力和创新能力，同时也为教师开拓更有效的教学新思路，具有指导意义。

赵传栋，赣南教育学院中文系老师。

第二节跨学科的概念
学科间的严格分界曾被视为现代科学发展到较高水平的重要标志，然而，社会的发展却使得学科间严格的分界逐渐被打破，呈现出更多的流动性和渗透性，在传统学科版图之外的交叉学科不断出现，这就是跨学科的现象。
要明确跨学科的含义，首先必须明确以下概念：
一、 科学
1. 什么是科学？
科学是一种知识形态，是以概念、范畴、原理、定律等理论形态来揭示客观规律的系统化的知识体系。科学的任务是揭示事物发展的客观规律性，并以这种规律性的认识去指导人们的实践，去改造世界。
科学，既指自然科学，也指人文科学和社会科学。
不过在英语中，“科学”主要指自然科学，是一种反映自然界各种物质运动客观规律、经过实践检验和逻辑论证的理论知识体系。
2. 科学的分类
根据不同的标准，科学可分为不同的种类：
(1) 根据研究对象的不同，可分为自然科学、社会科学和思维科学。
社会科学是以人类社会为研究对象的科学，自然科学是以自然界为研究对象的科学，思维科学是以人类思维为研究对象的科学。
(2) 根据与实践的不同联系，可分为理论科学、应用科学等。
理论科学指偏重理论总结和理性概括，强调较高普遍性的理论认识而非直接实用意义的科学；应用科学是指研究的方向性强，目的性明确，与实践活动的关系密切，能直接应用于物质生产中的技术、工艺性质的科学。
(3) 根据成熟的程度，可分为显科学与潜科学。
已经成熟并被社会承认的科学称为显科学；尚未成熟，还处于幼芽阶段的科学则可称为潜科学。
(4) 借用计算机的硬件与软件来分类，科学可分为软科学和硬科学。
软科学指对科技、经济、社会发展战略和宏观控制进行研究，为决策提供科学依据的综合性科学，如科学学、未来学、管理学等；硬科学是自然科学与技术科学两大系统所属学科与其交叉学科的统称，其研究内容包括数学、物理学、化学、天文学、地理学、生物科学以及技术工程等。
下面我们主要讨论社会科学、自然科学、技术科学。
社会科学是用科学的方法，研究人类社会现象的科学。社会科学所涵盖的学科包括： 经济学、政治学、法学、伦理学、历史学、社会学、心理学、教育学、管理学、人类学、民俗学、新闻学、传播学等。
自然科学是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学，是人类改造自然的实践经验即生产斗争经验的总结。自然科学认识的对象是整个自然界，即自然界物质的各种类型、状态、属性及运动形式。自然科学认识的任务在于揭示自然界发生的现象以及自然现象发生过程的实质，进而把握这些现象和过程的规律性，以便解读它们，并预见新的现象和过程，为在社会实践中合理而有目的地利用自然界的规律开辟各种可能的途径。自然科学包括数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学等基础科学。
技术科学是以技术客体为认识目标，研究各个技术门类的特殊规律的科学。什么是技术？在汉语中，技术一词，具有技能、技艺、技巧等意思。一般说来，技术是指人们为解决生产和生活中实际问题，达到预期目的而根据客观规律所采用的各种物质手段和经验、技能、知识、方法、规则等要素所构成的有机系统。技术的要素，一般可分成主体要素和客体要素两部分。主体要素是指劳动者的经验、技能、知识等。客体要素是指工具、机器、设备等。因此，技术既包括物质形态，又包括知识形态。
二、 学科
1. 什么是学科？
(1) 学科是一种专门化与规范化的、相对独立的知识体系。
一个学科即是一个知识领域。如自然科学中的化学、生物学、物理学，社会科学中的法学、社会学等。
“学科”是科学知识领域内的一个组成部分，学科在科学范围内确定自己的研究领域和特长，迎合科学各方面的需要。每一个学科由于有自己特定的学科界限，有自建的学术用语、研究方法和理论，所以都是独立的。
学科是在科学研究和人才培养活动中对知识领域的一种人为划分，把科学知识划分为不同的学科和领域，有利于学者在各自的领域传承前代文明，培养下一代专业人才，形成本门学科的研究规范。
据统计，当今自然科学学科种类总计近万种。
(2) 学科也指学校教学的科目。
如语文、数学、地理、生物等。学科是学校教学、科研等的功能单位，是对学校人才培养、教师教学、科研业务隶属范围的相对界定。世界上不存在没有学科的学校，学校的各种功能活动都是在学科中展开的，离开了学科，就不可能有人才培养，不可能有科学研究。
2. “学科”与“科学”的联系与区别
“学科”与“科学”是既有联系又有区别的两个概念。
(1) 学科与科学的联系。
它们的联系在于，他们可以有共同的具体的研究内容，比如两者都有数学、物理、化学等。数学、物理、化学既是科学的门类，又是学科的种类。
(2) 学科与科学的区别。
它们的区别在于，两者的研究出发点、研究对象、研究目的有所不同。
科学的研究对象是客观世界。科学是为了解决认识世界、改造世界过程中遇到的问题。为了精细地研究，因而将科学分成数学、物理、化学等不同门类。
学科的研究对象是科学。研究者的研究出发点、研究目的是为了学习、传承科学知识。科学分成了数学、物理、化学等不同门类，学科也就随之分成数学、物理、化学等不同门类。
三、 跨学科
跨学科就是对原有学科界限的超越，通过融合来自两个及两个以上学科或专门知识领域的信息、数据、技能、工具、观点、概念或理论，来解决那些单一学科或研究实践无法解决的问题，或形成新的知识系统的方法。
“跨学科”的特殊意义表现在其鲜明的动词形态上，“跨”意味着一种交流、对话和融通，意味着对某种既定的隔阂、差异和误解的消除；它没有设置特定的对象和内容，而是面对着人类以往创造的所有文化遗产和观念形态。
具体来说，跨学科可包括以下内容：
① 从实践主体数量多少来考察： 跨学科可以是单独一个学者研究的问题涉及不同的学科领域，也可以是不同的学科的学者相互交流和协调，形成整体性、融合性的跨学科合作研究。
② 从解决问题涉及的学科数量来考察： 跨学科指针某一问题的研究和解决，不同的学科学者进行合作和攻关。
③ 从学科的角度来考察： 跨学科是通过不同学科知识体系的融合而形成新的学科，即交叉学科。
其实，天下的学问本是相互交叉、彼此渗透的。人们将学问机械地分为数学、物理学、化学、生物学、天文学、海洋学、地质学、经济学、哲学、法学、美学等，这只是人类漫长的文明发展史上某一特定时期的一种文化现象。随着人类社会的进步与文明的进一步发展，各学科间相互渗透、影响更趋广泛和深入，当今知识的日趋统一和学科朝各自专业化纵深进展，已成为人类文明发展的大趋势。
考察诺贝尔自然科学奖中精彩纷呈的研究成果，可以发现，20世纪以来自然科学愈来愈显示出学科交叉的发展趋势。现代科学技术的重大发现与发明，大多是学科交叉的成果。科学和技术上的重大突破，新的生长点和新学科的产生，往往是在不同学科彼此交叉和相互渗透的过程中形成的，从而彰显了交叉学科研究对于人们取得科学技术的原创性成果和突破性进展的重大意义。
四、 跨学科研究
跨学科研究是指团队或个体，综合多个学科的知识和思维模式，用以提高人们对世界的基本认识或者解决某一学科或研究领域内所不能解决的问题。
这一定义包含以下几层含义：
① 研究者可以是个体，或者是团队。
② 涉及的学科必须是多个，而不是一个。
③ 研究问题的解决必须综合多个学科或领域的知识和思维模式。
科学问题产生于客观世界，而客观世界本身是不分学科的。学科作为一种研究的手段，是人为的假设，只是为获取科学知识服务的工具，具有方法论意义而非客观世界的本来面目。比如： “公园里到处鲜花怒放，花香四溢……”这句话是对公园景观风貌的描摹，而公园景观风貌这一事物对象本身是不分科的。因而不同学科可从其特有的视角，对这同一事物现象作出不同的理解： 花香，这是生物产生的一些代谢物，是化学现象；由于这些代谢物是生物产生的，这是生物学研究的对象；由于花香的分子在空气中运动，才能使我们闻到，这是物理学现象；人类能闻到花香，是因为有嗅觉，这是一种生理现象；人们闻到花香，感到愉悦，这是一种情感体验，属于心理学；然而，有的人一闻到花香就会呼吸困难，这是过敏反应，是医学要解决的问题；人类分析花香的分子结构，并人工加以合成，这是化学家的功劳；人工合成花香的分子结构，大量地生产香水，这是一门工业、一个行业……另外，公园里到处鲜花怒放，花香四溢，这是一种美的环境，属于环境科学内容；这种环境很美，属于美学的范围；为什么这里土地上的花长得好，又属于土壤学的研究范围；怎样使公园鲜花盛开，园艺学会加以研究……还有，“鲜花怒放，花香四溢”，这是汉语的词语，是语言学的内容；它们有一定读音，这是语音学的研究对象；它们有一定的笔画、笔顺、偏旁、部首，这是文字学的内容；它们都是主谓结构，这是词汇学构词法的一种……科学研究的对象是客观世界，客观世界本身是不分学科的，“公园里到处鲜花怒放，花香四溢”这一自然景象本身也是不分科的；为了精确地对客观世界加以研究，因而分成了不同的学科；如果不对客观事物加以分科研究，那么对客观事物的认知就是朦胧的、混沌的；然而，人类如果仅仅停留在分科研究的阶段，那么对客观事物的认识就是片面的、支离破碎的，犹如瞎子摸象；因为不同的学科都可以对同一个客观对象加以研究，这就为我们跨学科研究提供了可能。为了获得对于客观事物全面的、丰富的、生动的认知，我们就需要掌握跨学科研究的理论与方法。
事实上，关于“公园里到处鲜花怒放，花香四溢……”这一事物对象，只要有需要，我们可以将它和千千万万的学科联系起来，实现若干学科之间的交叉与跨越，比如说： 花卉需要阳光、空气、水分、肥科……因而有园艺学、花卉栽培学；花卉植物生长需要光合作用，将太阳能转变为化学能，而要揭示光合作用的机制，则需要量子理论，需要量子生物学；花卉植物有形状、色彩、种类、细胞、基因……因而可以有花卉图案学、花卉细胞繁殖学、花卉基因组学、花卉分子生物学……花卉植物有不同功用，因而可以有观赏花卉学、花卉礼仪学、药用花卉学、饮料花卉学、滋补花卉学、剧毒花卉学……花卉可和不同学科发生联系，比如语文、数学、物理、化学、历史、地理……因而可以有花卉文学、花卉数学、花卉物理学、花卉化学、花卉历史学、花卉地理学……花卉和不同季节、气候、时间有联系……因而有花信风、花历，例如一月梅花、二月兰花、三月桃花、四月杜鹃、五月石榴、六月荷花、七月栀子、八月丹桂、九月菊花、十月芙蓉、十一月水仙、十二月蜡梅……花卉和不同民族、国家有联系，因而有国花、市花、区花，比如荷兰的郁金香、印度的荷花、美国的玫瑰、澳大利亚的金合欢……花卉和文化相联系，因而可以有牡丹文化、荷花文化、兰花文化、桃花文化、茶花文化、蒲公英文化、彼岸花文化……辩证唯物论认为，万事万物都是互相联系的，世界存在着无穷无尽的普遍联系之网。“鲜花怒放，花香四溢……”这一事物对象，同样也可以和世界不同领域、不同学科、不同事物联系起来，作出跨学科思考，因而，跨学科研究者的视界是无限宽广的。只要其跨学科成果具有新颖性、价值性，就能为社会作出贡献。比如，如果将花卉和基因科学结合，完成若干花卉的基因组测序，是大功一件。青蒿也开花，虽观赏价值不高，但药用价值大，屠呦呦从青蒿中提取出青蒿素，挽救了成千上万人的生命，因而获得了诺贝尔奖。
跨学科研究不同于分科研究。跨学科研究可以打破分科研究的藩篱，从多角度、多方面、多层次、深刻地感知、认识、揭示丰富多彩的客观世界，跨学科的视界是无限宽广的，这就能极大地体现一个人的智慧与才能。
当今时代，由于交往的普遍化所带来的全球化运动，以及一些重大社会工程的出现，导致社会问题巨型化，使治理难度大大增加，向人类理智提出了前所未有的挑战。要应对这类挑战，就必须开展跨学科研究。
五、 跨学科教育
跨学科教育，是培养学生综合运用多个学科知识、方法，来提高解决问题的能力的一种教育。
“跨学科教育”是相对于专业化的“分科教育”而言。一般的分科教育，为学生开设了语文、数学、物理、化学、历史、地理等各门课程。各门学科对于各自领域知识体系的完整性、系统性、逻辑性、权威性的追求，造成了学科之间森严的壁垒，使各门课程基本处于支离的状态，逐渐演变为丧失了灵活性从而不足以应对中国社会急剧转型期各方面需求的教育体系。为了培养能适应当代社会的创造型人才的需要，就必须使学生将各门学科知识进行交叉融合，形成一种完整、系统的知识结构，在遇到实际问题时，能综合运用各学科知识，融会贯通、举一反三地来解决，这就是跨学科教育。比如：
唐代诗人王维的《使至塞上》有这么两句： 大漠孤烟直，长河落日圆。诗人为我们展示了一幅边陲大漠图景： 但见天边一缕孤烟，落日低垂蜿蜒的河面，河水闪着粼粼的波光。对此，我们可以从语文的角度去研究，分析诗句的平仄、对偶、意象、意境；可以从数学的角度去理解，一轮圆日正缓缓地向地平线移动，这里展示的是几何图形直线与圆的相离、相切、相交；可以从物理的视角去分析，落日，这是光的传播，狼烟直上，是空气的对流；从化学的视角去分析，狼烟是一种燃烧现象，是化学反应；从生物的视角去探寻，边塞烽火，燃烧的是狼粪还是杂草？从美术的视角去审视，这俨然是一幅雄浑的风景画；从地理的角度去探索，这里描绘的是沙漠地貌；从历史角度去探究，烽火狼烟，当时正是唐军大破吐蕃之时；从气象学去理解，当时正值晴天无风天气，因为可看到圆圆的落日和直上云天的孤烟；还可以从美学的视角去欣赏，直线与圆之美……跨学科教育就是要求能够突破学科边界，学会运用多学科视角理解世界、解决问题。
当然，跨学科教育并不反对各类学科课程的学习。恰恰相反，唯有充分理解了有关学科的知识理论，才能在不同学科之间建立联系，创造性地分析与解决问题。
六、 跨学科与创新
跨学科就是跨越原有学