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摘　要：跨學(xué)科學(xué)習(xí)有助于彌補分科教學(xué)的缺陷，促進學(xué)生跨學(xué)科理解形成和創(chuàng)新人才培養(yǎng)。學(xué)生評價是落實跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標、設(shè)計高質(zhì)量教學(xué)活動、促進跨學(xué)科教學(xué)改進的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價一般以表現(xiàn)性評價為主，其他評價方式為輔?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)評價內(nèi)容需要具備完整的評價要素，其學(xué)習(xí)水平劃分應(yīng)以認知模型為依據(jù)。基于SOLO分類理論構(gòu)建跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價認知模型，有助于教師設(shè)計合理的表現(xiàn)性評價任務(wù)，明確對學(xué)生任務(wù)表現(xiàn)的觀察點，基于收集的證據(jù)對學(xué)生的認知層次和學(xué)習(xí)成果水平作出科學(xué)評價。

關(guān)鍵詞：義務(wù)教育課程方案；跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價；認知模型；SOLO理論

　　為適應(yīng)時代發(fā)展的需要，促進學(xué)生跨學(xué)科問題解決能力的提升，2022年版義務(wù)教育課程方案首次提出跨學(xué)科學(xué)習(xí)，以加強學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)，帶動課程綜合化實施，強化實踐性要求^[1]。課程方案要求每個學(xué)科拿出10%的時間開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)實踐活動。以生物學(xué)學(xué)科為例，《義務(wù)教育生物學(xué)課程標準（2022年版）》規(guī)定90%的課時仍然采用原有的學(xué)科教學(xué)，另外10%的課時則專門用于開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)或跨學(xué)科實踐^[2]。開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)無疑向?qū)W科教師提出了更高要求：教師一方面要能設(shè)計高質(zhì)量的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動，另一方面還要能高質(zhì)量地實施和指導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)過程和成果質(zhì)量高低的衡量取決于評價，評價具有重要的目標導(dǎo)向和引領(lǐng)作用，它是開展高質(zhì)量教學(xué)活動的保障；因此，跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價是開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)首先要攻堅的課題。構(gòu)建有效的跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價的前提是明確跨學(xué)科學(xué)習(xí)開展的目的和關(guān)鍵特征。

　　跨學(xué)科學(xué)習(xí)的提出與社會發(fā)展需要緊密相關(guān)。隨著智能時代的來臨和經(jīng)濟發(fā)展的全球化，創(chuàng)新人才培養(yǎng)對于國家發(fā)展和科技進步的重要性日益彰顯?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)在發(fā)展21世紀技能、培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面具有重要作用。

1.1　跨學(xué)科學(xué)習(xí)的目標定位

　　未來社會發(fā)展需要創(chuàng)造和靈活運用知識的創(chuàng)新人才。2016年頒布的《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要實施方案（2016—2020年）》中指出，高中階段要鼓勵探索開展科學(xué)創(chuàng)新與技術(shù)實踐的跨學(xué)科探究活動，以發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性解決問題的能力^[3]。2021年，國務(wù)院辦公廳對進一步支持大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提出指導(dǎo)意見，借助課程、教學(xué)和培訓(xùn)多種方式提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，優(yōu)化大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境，促進大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)^[4]。無論是“雙創(chuàng)”還是突破關(guān)鍵核心技術(shù)、解決我國經(jīng)濟發(fā)展面臨的“卡脖子”難題，其根本出路都在于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
　　創(chuàng)新離不開多學(xué)科知識的創(chuàng)造性整合和應(yīng)用。分科教學(xué)雖然在知識深度和系統(tǒng)上有保障，但固化的學(xué)科界線和思維不利于學(xué)生進行知識的連接和疊加，阻礙學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識解決真實問題能力的發(fā)展；因此，跨學(xué)科學(xué)習(xí)要求的提出，對發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科素養(yǎng)、提高學(xué)生解決實際問題的能力至關(guān)重要。

1.2　跨學(xué)科學(xué)習(xí)的關(guān)鍵特征

　　“跨學(xué)科”不是簡單地把學(xué)科知識拼湊在一起，而是在真實的問題解決中進行有價值的跨學(xué)科知識整合，它是問題驅(qū)動的一種跨學(xué)科。當前，教育體系依然以分科教學(xué)為主，作為補充，跨學(xué)科教育不應(yīng)以知識系統(tǒng)性作為優(yōu)先考慮，而應(yīng)以問題驅(qū)動、主題的完整性、問題的真實性、項目成果的實用性、學(xué)生的跨學(xué)科思維和理解作為優(yōu)先考慮；因此，跨學(xué)科教育應(yīng)是指向真實問題的多學(xué)科知識、方法的有意義融合。

　　國際文憑組織（International Baccalaureate Organization）把跨學(xué)科學(xué)習(xí)定義為學(xué)生對2個或2個以上的學(xué)科或領(lǐng)域的知識體和認知方法產(chǎn)生理解，并對它們加以整合，從而創(chuàng)造出新的理解的過程，這種新的理解能更好地解釋現(xiàn)象、解決問題、創(chuàng)造產(chǎn)品或提出新問題^[5]。基于這一界定，張華提出理解本位的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，認為產(chǎn)生跨學(xué)科理解是跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重要標志^[6]。這種跨學(xué)科理解不同于原有的單一學(xué)科知識或方法，它是為了解決某一實際問題而綜合利用多學(xué)科知識和方法建構(gòu)而成的新知識?；谝陨侠斫?，跨學(xué)科學(xué)習(xí)應(yīng)具有實用性、創(chuàng)新性、綜合性和可遷移性4個典型特征。
　　實用性是指跨學(xué)科學(xué)習(xí)需要指向現(xiàn)實世界的真實問題，而不是經(jīng)過抽離的、學(xué)科化的虛假問題；也就是說，問題要有其產(chǎn)生的社會、歷史、自然的情景脈絡(luò)，而不是脫離社會情境的孤立問題。具有社會情境脈絡(luò)的問題是鮮活的、復(fù)雜的、多層次的，學(xué)生能夠依據(jù)問題產(chǎn)生的情境脈絡(luò)對問題進行反復(fù)提煉，對研究和解決問題的視角進行選擇，探索其復(fù)雜性和層次性，并獲得意義感。實用性是跨學(xué)科學(xué)習(xí)的社會情境特征。
　　創(chuàng)新性是指跨學(xué)科學(xué)習(xí)需要構(gòu)建新的理解或知識，這種理解不同于學(xué)生在學(xué)科教學(xué)活動中學(xué)到的知識，它是聚焦真實問題的、基于學(xué)科知識構(gòu)建的新理解。雖然其價值不一定能與科學(xué)家構(gòu)建的科學(xué)理論媲美，但是它對于學(xué)習(xí)共同體而言，是以往沒有的一些新知識。因此，知識創(chuàng)新是高質(zhì)量跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重要標志，在這個過程中師生能夠獲得實際的成長。
　　綜合性是跨學(xué)科學(xué)習(xí)的基本特征，是指跨學(xué)科學(xué)習(xí)需要建立在綜合運用多學(xué)科知識、方法、模型等認知工具基礎(chǔ)上進行知識的深度整合。綜合具有不同的層次，從簡單拼湊到有機組合，從深度疊加到遷移應(yīng)用，由低到高呈現(xiàn)出不同的層次。綜合性是跨學(xué)科學(xué)習(xí)的知識本體特征。
　　可遷移性是對跨學(xué)科學(xué)習(xí)的更高要求，是指跨學(xué)科學(xué)習(xí)產(chǎn)生的新知識或成果不僅能解決一個具體的實際問題或完成一個具體的項目工作，而且具有遷移到其他問題或工作的潛力。對于一個知識而言，其價值一方面決定于其重要程度，另一方面則決定于其應(yīng)用范圍的大小。可遷移性是跨學(xué)科學(xué)習(xí)在知識價值上的重要特征。

　　明確跨學(xué)科學(xué)習(xí)的目標定位和關(guān)鍵特征為跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價指明了方向?？茖W(xué)合理地開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價是開展高質(zhì)量跨學(xué)科學(xué)習(xí)的前提，其原因在于評價具有質(zhì)量核查、方向指引、反饋調(diào)控3個方面的重要功能。

2.1　評價是落實跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標的根本保障

　　評價為跨學(xué)科學(xué)習(xí)質(zhì)量監(jiān)測提供可能，它是跨學(xué)科教學(xué)目標落實的重要保障。首先，跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動的開展需要評價作為目標指引?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)不能是無目標的、為了活動而活動的學(xué)習(xí)，判斷跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動是否符合目標要求必須依賴評價。其次，評價是衡量跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標達成度的重要抓手，它為評估跨學(xué)科學(xué)習(xí)質(zhì)量提供了可能。隨著跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動的開展，學(xué)生跨學(xué)科素養(yǎng)得到了多大程度的提升，學(xué)生是離目標更近了還是更遠了，都需要評價加以測量和評估。最后，跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價標準是師生開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)的行動指南。基于評價標準的跨學(xué)科學(xué)習(xí)才是有準備的、有計劃的、有目的的學(xué)習(xí)，師生的教學(xué)決策也才能更合理和有根據(jù)。隨著科技飛速發(fā)展和社會變遷的加速，科學(xué)教育的價值不在于傳遞給學(xué)生確定性的知識，而在于把知識作為學(xué)生認知世界的方式，以應(yīng)對不確定世界中的動態(tài)變化與復(fù)雜挑戰(zhàn)^[7]。這一理念要落實到跨學(xué)科學(xué)習(xí)實踐中，需要構(gòu)建相應(yīng)的評價標準才能加以實現(xiàn)。

2.2　評價是設(shè)計高質(zhì)量教學(xué)活動的重要指引

　　評價為高質(zhì)量教學(xué)活動設(shè)計提供了方向，是指引教學(xué)設(shè)計的燈塔。逆向教學(xué)設(shè)計是威金斯等提出的一種將學(xué)生評價前置的教學(xué)設(shè)計模式^[8]。傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計順序是教學(xué)目標設(shè)定、教學(xué)過程設(shè)計、評價設(shè)計，這種教學(xué)設(shè)計過程容易產(chǎn)生“為了活動而活動”或者“灌輸式學(xué)習(xí)”2種教學(xué)誤區(qū)。逆向教學(xué)設(shè)計的順序是確定預(yù)期結(jié)果（教學(xué)目標設(shè)計）、確定合適的評估證據(jù)（學(xué)生評價設(shè)計）、設(shè)計學(xué)習(xí)體驗和教學(xué)（教學(xué)過程設(shè)計）。通過將學(xué)生評價設(shè)計前置，讓教師優(yōu)先考慮學(xué)生需要達成的評價標準，進而讓評價成為連接教學(xué)目標和教學(xué)過程的重要橋梁，避免目標、教學(xué)、評價的不一致。評價具有將教學(xué)目標具體化、可檢測化的重要作用，對于教學(xué)過程設(shè)計的指引是不可或缺的?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)評價能為跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動的設(shè)計和開展提供更為明確的指引。沒有評價的跨學(xué)科學(xué)習(xí)將成為沒有目標和方向的學(xué)習(xí)，其最終結(jié)果只能是形式化的、無效的、無意義的學(xué)習(xí)。借助評價的橋梁和紐帶作用，以終為始，能夠更好地指引跨學(xué)科學(xué)習(xí)，保障學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.3　評價是構(gòu)成跨學(xué)科教學(xué)改進的關(guān)鍵回路

　　評價能夠為跨學(xué)科教學(xué)開展提供必要的反饋信息，是促進跨學(xué)科教學(xué)改進的重要抓手。實施跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價，能夠反饋學(xué)生學(xué)習(xí)的狀況以及跨學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展的程度?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)評價不僅包括最后的終結(jié)性評價，還包含過程性評價。其中，過程性評價可以反映學(xué)生在不同教學(xué)活動中的表現(xiàn)和發(fā)展情況，這些反饋信息對于教師教學(xué)過程的優(yōu)化具有重要作用?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)評價不僅對教師調(diào)整教學(xué)步調(diào)、優(yōu)化教學(xué)過程具有重要的作用，還能作為外部的指標反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，讓學(xué)生看到自己的表現(xiàn)水平，明確努力的方向；因此，它也為促進學(xué)生反思、發(fā)展元認知、調(diào)整學(xué)習(xí)策略、優(yōu)化學(xué)習(xí)過程提供了可能。

　　跨學(xué)科學(xué)習(xí)不同于學(xué)科教學(xué)，它更聚焦社會生活和生產(chǎn)實踐中真實問題的解決和探索，其目標定位是發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造、合作、交流、批評、元認知等高階思維能力，其學(xué)習(xí)成果也表現(xiàn)出實用性、創(chuàng)新性、綜合性和可遷移性等關(guān)鍵特征。因此，跨學(xué)科學(xué)習(xí)也需要與之相匹配的評價方式、評價內(nèi)容和評價標準。

3.1　跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價方式應(yīng)以表現(xiàn)性評價為主

　　學(xué)生評價往往以紙筆考試為主，教師通過紙筆考試考查學(xué)生基本知識掌握情況。紙筆考試具有經(jīng)濟、方便、客觀等優(yōu)勢，但也存在非真實情境表現(xiàn)、信息局限等缺點。由于這些缺點的存在，紙筆考試很難評估學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)中創(chuàng)造、合作、交流等方面能力。學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)中對知識的綜合和創(chuàng)造性應(yīng)用更適合在具有真實情境的任務(wù)中加以評價，這就是表現(xiàn)性評價。表現(xiàn)性評價是根據(jù)課程目標和教學(xué)內(nèi)容，在真實情境中設(shè)置任務(wù)，對學(xué)生完成任務(wù)的過程及其成果進行評價，其測評的不僅是學(xué)生知曉什么，而且是學(xué)生能做什么，這與跨學(xué)科學(xué)習(xí)的目標定位和特征相符。與紙筆考試相比，表現(xiàn)性評價具有更好的情境性和真實性，有利于學(xué)生創(chuàng)造力、批評性思維、元認知等高階思維能力的展現(xiàn)。
　　教師開展表現(xiàn)性評價，其過程包括：明確評價目標和評價標準，設(shè)置評價任務(wù)，實施評價并收集評估證據(jù)，根據(jù)證據(jù)作出評估，反饋并促進教學(xué)改進。對于跨學(xué)科學(xué)習(xí)而言，表現(xiàn)性評價應(yīng)結(jié)合跨學(xué)科學(xué)習(xí)所關(guān)注的主題或問題進行針對性設(shè)計，這樣評價才能更好地嵌入跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程之中，對于教學(xué)過程的開展也更具有指導(dǎo)性。跨學(xué)科學(xué)習(xí)表現(xiàn)性評價應(yīng)創(chuàng)設(shè)聚焦生活生產(chǎn)實踐的真實問題情境，合理權(quán)衡個人評價和小組評價的關(guān)系，有效嵌入跨學(xué)科學(xué)習(xí)的整個過程之中。

3.2　跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價應(yīng)具備基本的評價要素

　　評價是反饋教師教和學(xué)生學(xué)重要的工具。教師通過學(xué)生在一些特定情境中外顯的表現(xiàn)，即學(xué)生的所言、所行、所做，進而對其所知、所能作出推測和判斷。與測量身高不同，教育評價具有不可見性、非直接性和推測性。教師無法直接觀察到學(xué)生學(xué)到了什么，而必須依據(jù)學(xué)生在不同情境中的表現(xiàn)作出推測。因此，所有的教育評價都是推測，又因為其推測所依據(jù)的觀察是有限的，所有評價都存在偏差。很多家長、教師把學(xué)生的能力簡單等同于紙筆考試的分數(shù)，顯然是對評價極大的誤解。評價是專門設(shè)計用來觀察學(xué)生行為、產(chǎn)生數(shù)據(jù)進而對學(xué)生所知、所能作出合理推測的工具，高質(zhì)量的評價都應(yīng)具備觀察、認知模型、解釋3個基本要素^[9]。評價就是通過認知模型，基于觀察對學(xué)生所知、所能作出解釋和推測的過程。
　　明確評價的本質(zhì)及基本要素是設(shè)計高質(zhì)量跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價的前提?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)評價需要設(shè)置真實的任務(wù)情境。任務(wù)情境的設(shè)置為教師評價學(xué)生在任務(wù)中的表現(xiàn)提供了可能。教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和不同的行為表現(xiàn)作出學(xué)習(xí)質(zhì)量高低的判斷就是“解釋”。這種“解釋”可以表現(xiàn)為質(zhì)性的等級劃分或量化的分數(shù)。如何基于任務(wù)表現(xiàn)對學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)水平作出“解釋”，這就需要借助認知模型作為中介橋梁。然而，我國教育評價實踐很少關(guān)注認知模型的重要性，而是依據(jù)簡單評分規(guī)則評分，分數(shù)背后的意義和信息卻沒有得到清晰的揭示。
　　認知模型是描述學(xué)生如何在特定領(lǐng)域內(nèi)表征知識和發(fā)展能力的解釋性模型，解釋不同的能力水平在行為表現(xiàn)上有怎樣的差異，學(xué)生如何才能達到更高的水平。認知模型本質(zhì)上揭示了學(xué)生在特定領(lǐng)域的表現(xiàn)水平是如何由低到高逐步發(fā)展的，因此，建構(gòu)合理的認知模型是高質(zhì)量跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價的關(guān)鍵特征之一。

3.3　跨學(xué)科學(xué)習(xí)水平劃分應(yīng)以跨學(xué)科認知模型為依據(jù)

　　跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價需要對學(xué)生的跨學(xué)科理解水平作出明確的劃分，而這一水平的劃分則需要以跨學(xué)科認知模型為依據(jù)。構(gòu)建跨學(xué)科學(xué)習(xí)的認知模型是有效開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價的關(guān)鍵。Biggs等于1982年提出SOLO分類法，將學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)由低到高分為5個水平，依次是前結(jié)構(gòu)、單點結(jié)構(gòu)、多點結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和拓展抽象結(jié)構(gòu)^[10]。SOLO分類法描述了學(xué)生認知結(jié)構(gòu)由簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其提出的五結(jié)構(gòu)層次為跨學(xué)科學(xué)習(xí)認知模型的建構(gòu)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　基于SOLO分類，Ivanitskaya等嘗試對高校學(xué)生不同水平的跨學(xué)科學(xué)習(xí)特征和學(xué)習(xí)結(jié)果進行描述：學(xué)生在單點結(jié)構(gòu)層次表現(xiàn)為專注問題相關(guān)的單一學(xué)科，產(chǎn)生的學(xué)習(xí)結(jié)果也是單一學(xué)科知識；當學(xué)生達到多點結(jié)構(gòu)水平時，他們能獲得多學(xué)科知識但并不能整合，學(xué)習(xí)成果表現(xiàn)為形成了與主題相關(guān)的多學(xué)科知識和思維；當學(xué)生達到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平時，其能圍繞一個主題或問題整合多學(xué)科知識，對每個學(xué)科的優(yōu)勢和局限也能進行批判性思考，其學(xué)習(xí)成果表現(xiàn)為形成了與任意單一學(xué)科都不同的跨學(xué)科理解，批判性思維及元認知能力得到發(fā)展；當學(xué)生達到拓展抽象結(jié)構(gòu)時，能夠整合來自多學(xué)科的解釋性工具，如學(xué)科知識、方法、理論、概念等，并能將形成的跨學(xué)科理解應(yīng)用于新的跨學(xué)科問題或主題，學(xué)習(xí)結(jié)果則表現(xiàn)為完善的跨學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的形成和遷移、批判性思維的發(fā)展、元認知能力及認識論信念的提升^[11]。這種基于SOLO分類的跨學(xué)科學(xué)習(xí)水平劃分和典型學(xué)習(xí)行為描述，對于跨學(xué)科理解水平認知模型的構(gòu)建，以及中小學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價實踐具有重要參考價值。
　　跨學(xué)科學(xué)習(xí)具有鮮明的實踐導(dǎo)向，聚焦真實問題的解決。問題解決的過程可以轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾螐某跏紶顟B(tài)達到目標狀態(tài)的路徑搜尋問題。新的跨學(xué)科理解實際上就是連接不同學(xué)科知識和方法，實現(xiàn)從初始狀態(tài)聯(lián)通目標狀態(tài)的過程?；谶@種理解和SOLO分類理論框架，可以構(gòu)建跨學(xué)科理解的認知模型，見圖1。

　　跨學(xué)科理解水平由低到高分別是前結(jié)構(gòu)、單點結(jié)構(gòu)、多點結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和拓展抽象結(jié)構(gòu)。學(xué)生達成跨學(xué)科理解的過程就是由初始狀態(tài)達成目標狀態(tài)的求解過程。圖1中的方框表示問題解決空間，不同類型的線段表示不同學(xué)科的知識?？鐚W(xué)科理解建立的過程，經(jīng)歷由零散的知識（前結(jié)構(gòu)）到單一學(xué)科的解決路徑（單點結(jié)構(gòu)），再到多條學(xué)科解決路徑（多點結(jié)構(gòu)），進而到多學(xué)科構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題解決路徑（關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)），最后形成創(chuàng)造性問題解決路徑（拓展抽象結(jié)構(gòu)）的過程。該模型與跨學(xué)科學(xué)習(xí)綜合利用多學(xué)科知識創(chuàng)造性解決問題的過程相符。

　　人類知識的建構(gòu)與存儲離不開大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)。知識在大腦中表現(xiàn)為神經(jīng)元連接和神經(jīng)通路的形成。對于大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的突觸是如何改變的這個問題Hebb提出了著名的赫布定律（Hebb's rule），也就是“共同興奮的神經(jīng)元彼此連接”^[12]，即共同被調(diào)用的知識片段相互連接。圖1所構(gòu)建的跨學(xué)科學(xué)習(xí)認知模型一方面以SOLO分類理論作為框架，另一方面還以認知科學(xué)和腦科學(xué)理論作為基礎(chǔ)。它不僅能描述多學(xué)科知識網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)和提取的完整過程，還從認知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的角度提示了跨學(xué)科理解的本質(zhì)以及學(xué)科邊界弱化的過程。該認知模型為跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價的開展奠定了基礎(chǔ)，同時也為促進學(xué)生建構(gòu)跨學(xué)科理解作出了指引。

　　跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動的開展離不開指向?qū)W生跨學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)設(shè)計^[13]。如何利用跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價認知模型指引跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計及學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)成果的評價？下面以一個具體案例加以說明。

　　在香港特區(qū)《綜合科學(xué)課程及評估指引》中有一個關(guān)于水這一主題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)案例，涉及的學(xué)習(xí)內(nèi)容見圖2。該主題單元涉及生物學(xué)、化學(xué)、物理、地理等多個學(xué)科內(nèi)容，顯然是一個跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題?；谶@一主題內(nèi)容，教師開展的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動和學(xué)生達成的跨學(xué)科理解可以有不同的層次水平。

4.1　缺乏連接、彼此孤立的多學(xué)科知識拼盤

　　在分科教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的水的相關(guān)知識主要有：化學(xué)課上學(xué)過水的分子式和其化學(xué)性質(zhì)；物理教學(xué)中，教師經(jīng)常將水作為典型例子來說明物態(tài)變化，此外學(xué)生還學(xué)過水的密度、比熱容、沸點等物理知識；在生物學(xué)課上，學(xué)生學(xué)過生命體主要由水構(gòu)成、水是重要的溶劑、水的存在形式等知識內(nèi)容。以上這些知識是相對孤立的、零散的，每個知識的學(xué)習(xí)也分散在各自學(xué)科的不同時段。學(xué)生對水的理解和相關(guān)自然現(xiàn)象的解釋也局限于單一學(xué)科視野，其理解水平屬于單點結(jié)構(gòu)水平。此時，嚴格意義上的跨學(xué)科理解或者學(xué)科知識連接還尚未形成。

4.2　具有表面聯(lián)系的多學(xué)科知識聚合

　　當教師把有關(guān)水的多學(xué)科知識組合在一起進行教學(xué)時，學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動才真正啟動。確定學(xué)習(xí)主題后，學(xué)生先學(xué)習(xí)水的化學(xué)性質(zhì)，然后研究水的物理性質(zhì)，最后學(xué)習(xí)水在生命活動中的作用以及水資源相關(guān)的問題。此時，學(xué)習(xí)不再按照學(xué)科進行劃分，而是圍繞“水”這一主題加以組織。學(xué)生雖然能夠分別用多個學(xué)科的知識解釋特定自然現(xiàn)象，在不同學(xué)科視角上進行切換，但學(xué)生關(guān)于水的學(xué)科知識邊界依然存在，沒有建立不同學(xué)科知識的內(nèi)在聯(lián)系。此時，學(xué)生的理解處于多點結(jié)構(gòu)水平。

4.3　具有深層內(nèi)在結(jié)構(gòu)的多學(xué)科知識整合

　　要形成真正的跨學(xué)科理解，學(xué)生需要建構(gòu)學(xué)科之間更深層次的連接。以“水”這一學(xué)習(xí)主題為例，為什么水是生命的重要組成成分？為什么說生命起源于原始海洋？要回答這些問題，單純的化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)知識是回答不清楚的，需要將水的物理、化學(xué)性質(zhì)與水在生命體中的功能聯(lián)系起來：從生物學(xué)的角度，水是良好溶劑；常溫下水以液體存在，這是由于其熔點和沸點決定的；在液體環(huán)境下，細胞中的各種化學(xué)反應(yīng)能夠順利進行；不同的分子在水溶液中既可以相互運動，又有足夠的機會相互碰撞發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)；水不僅是良好的溶劑，它還可以以結(jié)合水的方式存在，與很多大分子結(jié)合，起到維持和保護生物大分子空間構(gòu)型的作用，這是由水的分子結(jié)構(gòu)特點決定的；水分子具有孤立的電子對，可以和其他分子形成氫鍵。學(xué)生能利用水的物理、化學(xué)性質(zhì)解釋生命現(xiàn)象，這就將不同學(xué)科知識進行了連接和整合。學(xué)科知識的邊界變得模糊，不同學(xué)科知識形成一個整體。
　　再如，為什么冬天水會從上面開始結(jié)冰，而不是底部？為什么冰的密度小于水？這與水的性質(zhì)和水分子之間形成的氫鍵有關(guān)。這對水生生物有何意義？如果冰的密度比水大，那么冰就會從上面下沉形成冷熱對流，其結(jié)果是水會快速全部結(jié)冰，很多的水生生物都會被凍死，而無法過冬；幸運的是，冰的密度比水小，冰不會下沉，反而起到一定的隔冷作用，這就為水生生物的生存創(chuàng)造了條件。

　　對于這些問題，學(xué)生要用到物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)多方面的知識才能夠解釋。為了解決這些問題，學(xué)生需要將多學(xué)科知識建立有意義的連接，從而形成跨學(xué)科理解，這就達到了關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平。學(xué)科知識不再彼此分離或者能夠明確區(qū)分，而是彼此相互連接和深度融合，由多學(xué)科知識的“混合物”變成了類似“化合物”的多學(xué)科知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。

4.4　深層內(nèi)在跨學(xué)科結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新應(yīng)用和遷移

　　比關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)更高的是拓展抽象結(jié)構(gòu)水平。關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)形成了多學(xué)科知識之間的有機聯(lián)系和深度整合，這種結(jié)構(gòu)主要是多學(xué)科知識組合重構(gòu)的結(jié)果。它有助于學(xué)生解釋自然現(xiàn)象的成因，但是并不能保證在未知問題情境下仍然能將其中有效的結(jié)構(gòu)進行抽象和拓展。比如人們尋求地外生命時，往往把水作為重要的線索?？茖W(xué)家觀測到木衛(wèi)二表面有厚達20km的冰層覆蓋，冰的表面還發(fā)現(xiàn)存在往外噴射氣體的孔洞。根據(jù)這些觀測，科學(xué)家判斷木衛(wèi)二很可能有液態(tài)的水存在，也有可能存在生命體。科學(xué)家是如何得出這樣的判斷的？原因在于木衛(wèi)二表面有冰層覆蓋，說明其表面溫度較低。冰殼上有氣孔說明其核心處溫度很高，又因為有高溫氣體從中噴出，所以從寒冷的表面到高溫的核心必然存在液態(tài)的水，而生命體很可能就存在于冰與火相互交融的中間地帶。
　　判斷地外星體上是否可能存在生命是典型的非結(jié)構(gòu)化問題情境，其問題是開放性的，線索是隱藏的。學(xué)生需要自己挖掘信息，抽取特定的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)甚至對其進行進一步拓展才能解決這一問題。學(xué)生需要綜合考慮到重力作用、水的物態(tài)變化、溫度的連續(xù)變化等多個要點，從諸多觀察線索中抽取有價值的信息，選擇合適的知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造性地解決問題，這就達到了抽象拓展結(jié)構(gòu)水平。
　　當前，初高中階段的跨學(xué)科學(xué)習(xí)都是建立在學(xué)科教學(xué)基礎(chǔ)上，因此其跨學(xué)科理解層次也是從單點結(jié)構(gòu)水平開始。通過聚焦特定主題或者真實問題的多學(xué)科知識連接，不斷提升學(xué)生的理解水平，每個高階的水平又建立在低階水平之上，進而形成跨學(xué)科理解的認知階梯。在跨學(xué)科教學(xué)實踐中，教師可以基于跨學(xué)科理解水平的認知模型，結(jié)合跨學(xué)科主題或問題建立跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價認知模型，進而提升跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價質(zhì)量，讓高質(zhì)量的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動設(shè)計和實施成為可能。