跨学科主题学习的设计与组织中，除教师自我设计外，学校也必须进行整体的课程规划，要思考完善的知识体系应包括哪些学科、它们之间是怎样的关系，学校的课程编制者必须要从整体出发，通过顶层设计，组织校内跨学科教研，促使不同学科的教师打破学科屏障，形成合作共同体。如上所述，学生核心素养的培育是协同合作的成果。因此，学校在进行跨学科主题学习的组织时，必须做课程规划，并从课程建设出发，有效促进教师的交流与合作，最终给教师们创造一个有利于进行跨学科教学的空间环境与组织环境。
在空间上，学校可以通过对办公室内工位的设计，促进不同学科、不同年级教师的交流。另外，学校在进行课程规划时可以对“跨学科”结构多加考虑，以“跨学科组”为单位布置教师办公室，做到从空间上拉近不同学科教师之间的距离。在空间距离拉近之后，学校可以建立跨学科的教师研讨团队，定期组织跨学科的研讨，实现从“学科组”的研讨到“跨学科组”的研讨，从组织上提高教师对于跨学科的接受能力，久而久之，便能够营造出跨学科教学与研讨氛围。
跨学科主题学习的提出是为了改进课程内容的组织与呈现形式，优化教师教学的课程内容结构，实现学生核心素养的培育。课程整合的思想不仅为学科结构化内容的组织提供了一定的借鉴，也为跨学科主题学习的设计、组织与实施提供了另一个角度的原理性思考。教师只有在理解跨学科的基本原理之后，才能从其基本思考出发，更好地进行跨学科主题学习内容的组织、设计与实施。
1 指向核心素养的跨学科主题学习
1.1 核心素养
在我国课程实践中,核心素养被界定为学生应该具备的、能够适应终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力.突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀，更加注重自主 发展、合作参与、创新实践.中国学生发展核心素养以培养“全面发展的人”为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面,综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养
1.2 跨学科主题学习
跨学科学习是课程整合理念下一种重要的学习形式,是“面向学生核心素养发展的教与学”的重要选择.“跨学科”的含义非常复杂且多样,通常是指超越一个已知学科的边界而进行的涉及两个或两个以上学科的实践活动.指向核心素养发展的跨学科学习的目标并非仅让学生习得两门或两门以上的知识,而是驱动学生打破学科间的界限,加强知识的横向联系整合两个或两个以上学科的知识、观念与方法实现单一学科不能达成的目的,如解释现象、完成任务、创造作品等,让学生以综合和关联的方式在真实情境中展开实践，以提高问题解决能力与批判思维能力.
跨学科主题学习蕴含了从分化到融合的课程理念,对于打破学科壁垒、实现课程综合化具有重要意义.在跨学科主题学习过程中，围绕“主题”进行跨学科的设计有助于更灵活地将跨学科学习整合到分科教学中来,运用多学科的知识体系、多样的教育形式以及丰富的教育内容,促进学生的全面发展.此外,跨学科主题学习与问题解决、科学精神、学会学习等密切相关，是培养学生核心 素养的必要逻辑和重要载体
2跨学科主题学习的设计要素与环节
跨学科主题学习是整合两种或两种以上的学科的知识、观念、思维方式与方法去学习主题,进行跨学科主题学习的设计要关注跨学科学习主题、学习目标、学习内容、实施与评价等要素(如图1)，以推进学生通过跨领域的整合学习的方式实现核心素养的发展
2.1 确定跨学科学习主题
一个跨学科学习主题的确定.通常来源于生活中的实际问题、科学史上的经典问题、科技前沿发展中的核心技术，或者是依据科目和领域围绕概念和单元主题来确定学习主题.教师在选择跨学科的学习主题时，要综合考虑该主题涉及的跨学科大概念以及学生的学情.使该主题所涉及的学科知识及能力水平在学生的最近发展区内.
2.2明确跨学科学习目标
在跨学科学习主题的引领下教师明确该主题所涉及的跨学科核心概念，以跨学科概念为线索，以各学科核心素养的发展为导向,结合跨学科主题的学习内容,制定适合学生发展的跨学科学习目标.
2.3以项目或任务驱动教学过程
活动设计是跨学科主题学习的基本要素通常学生需要围绕学习主题展开探究活动,教师需要设计以学生为中心、构建问题解决或任务驱动的教学活动让学生经历项目或任务的解决过程从而获得学习经验、达成学习目标.
2.4 采用有效多元的评价方式
跨学科目标需要通过一个最终的、总结性的表现性任务来发展与评价.这些任务都需要特定的量规评价量规的设计可以是教师结合表现性任务来制定也可以让学生参与到评价任务与评价量规的设计过程.同时关注诊断性评价、过程性评价与终结性评价多种评价方式的结合.
3跨学科主题学习的教学实践
本文以真实的航天工程问题-“最优地火转移轨道的设计”作为跨学科主题学习的实践案例,阐述如何以发展学生核心素养 为导向，以问题或任务为驱动,融合物理、数学、地理、信息技术等多学科的知识与方法,通过项目式学习的形式建构跨学科整合的学习模式，引导学生在实践中认识世界，并学会综合运用知识解决实际问题.
3.1 跨学科主题学习设计思路
跨学科主题学习“最优地火转移轨道的设计”是个真实的工程问题,也是一个“大项目”,让学生从多个轨道设计方案中选择一个“最优”轨道.对于什么是“最优”,不同学生有不同的思考与理解,所以呈现出过程的多样性与答案的不唯一性.该跨学科学习主题会涉及到高中物理的“力与运动”模块、高中数学的“函数与解析几何”模块、高中地理的“宇宙与地球模块、信息技术“算法与程序设计”模块.整个教学过程以“问题’“任务“活动“评价”作为关键元素设计学习活动,让学生经历“明确问题一统筹要素一设计方案一试验模型一分析数据一迭代优化一方案评估的过程(如图 2),培养学生的工程思维、计算思维能力以及综合分析和问题解决的能力,增强学生航天报国的爱国热情,培养航天领域创新人才
图2跨学科主题学习的过程
在解决“大项目”的过程中需要先了解基本的航天知识,需要将这个大项目拆解为三个子任务,即“探寻行星运动规律’“探索探测器发射条件”和“设计最优转移轨道”,在课时安排上每一个课时完成一个子任务(如图3).其中前两个子任务是为第三个任务服务的,也就是说大项目的解决过程主要是在第三个子任务中.
图3跨学科主题学习的流程
3.2 学情分析
学生对于“天问一号”火星探测器是如何从地球发往火星的存在着极大的兴趣.对于高二的学生已经学习完高中物理万有引力定律的相关知识,能够利用万有引力定律解决一些简单的航天问题,具备一定的数学推理运算能力以及算法分析和编程能力.但是涉及到真实的航天工程问题,模型比较复杂,涉及到的因素比较多时,就需要学生综合考虑多方面的因素对复杂的工程问题进行任务拆解,利用多学科知识技能加以解决,这对于学生是一个挑战，也是能力提升的关键.
3.3 跨学科主题学习活动设计
跨学科主题学习“最优地火转移轨道的设计”在第一课时中,学生通过阅读材料,了解行星的运行规律与环境特点,了解为什么选择火星作为探测的对象,为第二节探索火星探测器的发射条件奠定基础:在第二课时中,以探索火星探测器的发射条件为目标，通过系列活动探究发射的时机、发射的地点和发射的速度,让学生经历真实问题的解决过程，了解发射火星探测器的发射外部条件,以及估测发射过程中燃料的消耗量.第一节和第二节的内容为第三节的任务设计做了充足的准备工作,第三节以设计地火转移轨道为项目,让学生了解“最优”轨道的设计原理,通过设计轨道并利用 STK 软件进行轨道的模拟,从能量与时间两个要素最优化的角度分析何为“最优”,从数学算法最优解的角度分析霍曼转移轨道的优点，估测霍曼转移轨道的运动时间,并与真实的“天问一号”运行时间对比,使学生经历利用跨学科知识解决问题的过程,如图 4 所示
3.4跨学科主题学习评价
跨学科主题学习“最优地火转移轨道的设计”评价形式是多元的,对教师及学生均有过程性评价和表现性评价(评价量规见表 2 和表 3)表 2的过程性评价量规可以在三节课中通用,表 3 的评价量规主要是针对第三课时“设计转移轨道”的任务设计的，两个评价量规均由教师和学生共同评价,最后的总评教师可以结合学生的实际表现指定评价形式，比如总评分数由过程性评价分数的 70% 与表现性评价分数的 30%之和计算出来
4结束语
本文以核心素养的发展为导向,从跨学科主题学习的选题、教学目标的设定、活动以及驱动性问题的设计、评价方式设计等环节出发，以真实的航天项目最优地火转移轨道的设计”为载体开展跨学科主题学习,是一次转变教学方式与学习方式从理念到实践的探索.有利于培养学生在真实情境中迁移运用多学科知识解决问题的能力,提升学生对于学科间知识整体性、连续性与一贯性的理解,促进学生整合迁移意识、高阶思维能力与核心素养的发展。
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