跨学科课程教学设计与实施案例

跨学科课程教学设计与实施的实践探索——以“城市水系统的生态智慧”课程为例一、跨学科教学的时代诉求与课程价值在核心素养导向的教育改革背景下，单一学科的知识传授已难以满足学生应对复杂现实问题的能力需求。跨学科课程通过打破学科壁垒，整合多领域知识与方法，引导学生在真实情境中建构知识网络、发展批判性思维与协作能力。以“城市水系统”为载体的跨学科课程，既关联自然科学（水的循环、污染机理）、工程技术（水处理、海绵城市设计），又渗透人文社科（水文化传承、资源伦理），为学生理解“人与自然和谐共生”的生态理念提供了多维视角。二、“城市水系统的生态智慧”课程设计框架（一）课程目标定位1.知识整合：理解城市水循环的自然规律与人为干预机制，掌握水资源保护、水环境治理的核心概念（如“海绵城市”“污水处理工艺”）。2.能力发展：通过实地调研、方案设计、成果表达，提升问题解决、跨学科协作与技术应用能力（如GIS地图绘制、数据可视化分析）。3.素养培育：树立“节水护水”的责任意识，感悟传统水文化（如都江堰水利智慧、江南水乡生态哲学）与现代生态理念的融合价值。（二）学科融合逻辑学科领域核心内容衔接点实践载体------------------------------------科学（生物/化学）水体污染成因、微生物净水原理污水处理厂实验观察地理（水文/城市规划）城市水系分布、海绵城市原理城市水系GIS地图绘制工程（环境工程）雨水花园设计、污水处理流程校园雨水系统改造方案语文（议论文/说明文）水文化调研报告、公益文案创作《城市水系统的生态启示》论文美术（设计/绘画）节水宣传海报、水主题装置艺术社区节水宣传展览三、课程实施的三阶实践路径（一）认知建构阶段：多学科视角下的“水系统”解构课前任务：学生分组完成“城市水问题”调研（如河道污染、雨季内涝），通过访谈、问卷、文献检索收集数据。教师提供跨学科支架：科学组分析水质检测报告，地理组用GIS标注污染热点，语文组整理居民节水认知访谈录。课中活动：开展“水系统的多维解读”工作坊。科学教师讲解“水体富营养化”的化学机制，地理教师结合卫星地图分析城市水系变迁，历史教师引入“京杭大运河的生态智慧”案例，引导学生发现“自然规律—人文干预—生态平衡”的辩证关系。（二）实践探究阶段：项目式学习驱动的“问题解决”核心项目：“校园海绵城市微改造”方案设计。学生以小组为单位，整合多学科知识：地理组测绘校园地形，确定汇水区域；工程组设计雨水花园（选择耐涝植物、透水铺装）；语文组撰写《校园雨水系统改造的生态价值》提案；美术组制作3D效果图与宣传手册。实地研学：组织学生赴污水处理厂、湿地公园考察。在污水处理厂，工程师讲解“格栅—生化池—消毒”工艺，学生采集水样对比处理前后的水质；在湿地公园，生态学家解析“人工湿地净化水质”的原理，学生记录植物种类与水文数据，为项目设计提供实证依据。（三）成果转化阶段：跨媒介表达与社会参与成果输出：学生将项目成果转化为多元表达形式：科学报告：《校园雨水系统的水质净化效果预测》（含实验数据、模型分析）；工程方案：《“会呼吸的校园”海绵改造施工图》（附成本预算、维护建议）；人文作品：《水脉：从都江堰到海绵城市的生态对话》（散文、诗歌集）；艺术展览：“水·生命·未来”主题装置展（废旧材料制作节水宣传品）。社会延伸：学生走进社区开展“节水护水”行动：向居民发放自制宣传册，在小区试点“雨水桶收集系统”，并通过短视频记录实践过程，在社交媒体传播生态理念。四、课程实施的成效与反思（一）学生发展实证1.认知维度：87%的学生能准确阐述“海绵城市”的多学科原理，72%的学生掌握“问题—调研—方案—验证”的跨学科研究方法。2.能力维度：小组合作中，学生的沟通协调、技术工具（如GIS、CAD）应用能力显著提升；在社区实践中，63%的学生能独立完成居民访谈与方案推广。3.素养维度：学生的生态责任感增强，课后自发组织“校园节水监督岗”，部分方案被纳入学校基建规划。（二）实施难点与改进策略1.学科知识衔接断层：初期存在“科学原理讲解与工程设计脱节”问题，后通过“学科导师制”（各学科教师参与小组指导）解决。2.课时与资源限制：跨学科课程需弹性课时，建议采用“长课时+短课时”结合（如每周1节长课时研讨，3节短课时分组实践）；与科研机构、企业共建“校外实践基地”，缓解资源不足。3.评价体系完善：设计“三维评价量表”（知识整合度、实践创新度、社会影响力），采用“学生自评+小组互评+社区反馈”多元评价，避免单一学科评价的局限性。五、跨学科课程的推广启示1.主题选择：聚焦“真实问题”（如生态、健康、科技伦理），确保学科融合有现实依托；2.教师协作：建立“学科教研组+跨学科工作坊”机制，打破“单打独斗”的教学惯性；3.资源整合：充分利用高校实验室、企业基地、社区资源，构建“校—社—企”协同育人网络。结语：跨学科课程不是学科知识的“拼盘”