目錄
Contents上編跨學科教育基礎
章緒論3
節跨學科，不可抗拒的時代潮流3
第二節跨學科的概念5
第三節跨學科的特征13
第四節跨學科的理論基礎與現實依據14
第五節跨學科的意義16
第二章跨學科的基本原則19
節目的性原則19
第二節科學性原則20
第三節創新性原則21
第四節價值性原則22
第三章跨學科的類型24
節實踐主體的類型24
第二節研究目的的類型26
第三節學科交叉的類型27
第四節交叉要素的類型30
第五節交叉學科的類型33
第四章跨學科的素質37
節合理的知識結構37
第二節濃厚的研究興趣39
第三節強烈的好奇心42
第四節深刻的洞察力42
第五節科學預見能力44
第六節優異的操作能力47
第七節持之不懈的毅力49
第八節群體協作的能力50
第九節高尚的道德情操52
第五章跨學科思維54
節類比思維54
第二節聯想思維56
第三節想像思維59
第四節因果思維64
第五節批判思維67
第六節打破思維定式69
第七節側向思維與逆向思維73
第八節發散思維與聚合思維76
第九節求同思維與求異思維78
第十節分析思維與綜合思維81
第十一節邏輯思維與辯證思維83
第十二節直覺思維與靈感思維87
第六章跨學科的方法94
節模仿法94
第二節移植法101
第三節滲透法105
第四節綜合法110
第五節用途拓展法112
第六節頭腦風暴法114
第七節德爾斐法116

中編義務教育的學科跨越
第七章德育的學科跨越121
節愛國主義的跨學科教育122
第二節辯證唯物主義的跨學科教育133
第三節人生觀的跨學科教育136
第四節意志品格與跨學科教育139
第五節德育跨學科教育的途徑與方法140
第八章語文的學科跨越142
節語文中的多彩生物142
第二節語文中的數學智慧144
第三節語文中的物理知識146
第四節文以載史，史以文傳148
第九章數學的學科跨越150
節物理學家的數學工具151
第二節地理中的數學153
第三節生物的數學纔能155
第四節天文學的數學基礎157
第十章物理的學科跨越162
節地學現像的物理解釋162
第二節宇宙空間，物理學的巨型實驗室166
第三節生物中的物理現像171
第四節當代物理科技與學科跨越173
第十一章化學的學科跨越177
節生物的化學通信177
第二節語文中的化學179
第三節物理與化學的學科交叉181
第四節化學與歷史的交叉182
第十二章生物的學科跨越184
節地理環境中的奇異生物184
第二節生物與音樂的不解之緣187
第三節生物與歷史的交叉190
第四節生物工程與學科跨越191
第十三章地理的學科跨越193
節地理環境與人類的興衰演變193
第二節地理環境中的化學魔術師197
第三節地理環境與語文199
第四節地理環境與美術風格203
第十四章音樂的學科跨越205
節語文與音樂206
第二節音樂與物理學的彙流209
第三節地理環境與音樂風格212
第四節音樂中的數學214
第十五章美術的學科跨越217
節音樂與美術的不解因緣218
第二節美術中蘊含的數學原理221
第三節詩中有畫，畫中有詩224
第四節歷史與美術226
第十六章體育的學科跨越227
節體育與生物的萬般聯繫227
第二節古詩文中的體育運動229
第三節體育中的音樂232
第四節歷史與體育234
第十七章美育的學科跨越235
節發現自然之美236
第二節發現社會之美239
第三節發現科學之美241
第四節發現藝術之美243
第十八章勞動的學科跨越246
節德育與勞動246
第二節語文與勞動249
第三節音樂與勞動251
第四節體育與勞動253
第五節美育與勞動256

下編跨學科研究性學習
第十九章跨學科研究性學習概述261
節跨學科研究性學習的概念261
第二節跨學科研究性學習的特征262
第三節跨學科研究性學習的一般過程264
第四節跨學科研究性學習的意義265
第二十章課題的選擇267
節課題的來源267
第二節選題的基本原則273
第三節課題的類型275
第四節選題的技巧276
第五節課題的論證與評價278
第二十一章研究的設計279
節明確研究課題279
第二節形成研究假設280
第三節選擇研究對像281
第四節選擇研究方法283
第五節制訂研究計劃283
第二十二章研究的方法287
節科學觀察287
第二節科學實驗290
第三節文獻研究293
第四節田野研究297
第五節調查研究299
第六節個案研究302
第七節歷史研究305
第八節比較研究309
第二十三章研究成果的表述313
節研究成果表述的意義313
第二節研究成果表述的要求314
第三節研究成果的表述規範315
第四節研究報告318
第五節研究論文319
第二十四章成果的評價與推廣321
節評價的原則321
第二節評價的內容322
第三節評價的方式323
第四節成果的推廣325
參考文獻327

第二節跨學科的概念
學科間的嚴格分界曾被視為現代科學發展到較高水平的重要標志，然而，社會的發展卻使得學科間嚴格的分界逐漸被打破，呈現出更多的流動性和滲透性，在傳統學科版圖之外的交叉學科不斷出現，這就是跨學科的現像。
要明確跨學科的含義，首先必須明確以下概念：
一、 科學
1. 什麼是科學？
科學是一種知識形態，是以概念、範疇、原理、定律等理論形態來揭示客觀規律的繫統化的知識體繫。科學的任務是揭示事物發展的客觀規律性，並以這種規律性的認識去指導人們的實踐，去改造世界。
科學，既指自然科學，也指人文科學和社會科學。
不過在英語中，“科學”主要指自然科學，是一種反映自然界各種物質運動客觀規律、經過實踐檢驗和邏輯論證的理論知識體繫。
2. 科學的分類
根據不同的標準，科學可分為不同的種類：
(1) 根據研究對像的不同，可分為自然科學、社會科學和思維科學。
社會科學是以人類社會為研究對像的科學，自然科學是以自然界為研究對像的科學，思維科學是以人類思維為研究對像的科學。
(2) 根據與實踐的不同聯繫，可分為理論科學、應用科學等。
理論科學指偏重理論總結和理性概括，強調較高普遍性的理論認識而非直接實用意義的科學；應用科學是指研究的方向性強，目的性明確，與實踐活動的關繫密切，能直接應用於物質生產中的技術、工藝性質的科學。
(3) 根據成熟的程度，可分為顯科學與潛科學。
已經成熟並被社會承認的科學稱為顯科學；尚未成熟，還處於幼芽階段的科學則可稱為潛科學。
(4) 借用計算機的硬件與軟件來分類，科學可分為軟科學和硬科學。
軟科學指對科技、經濟、社會發展戰略和宏觀控制進行研究，為決策提供科學依據的綜合性科學，如科學學、未來學、管理學等；硬科學是自然科學與技術科學兩大繫統所屬學科與其交叉學科的統稱，其研究內容包括數學、物理學、化學、天文學、地理學、生物科學以及技術工程等。
下面我們主要討論社會科學、自然科學、技術科學。
社會科學是用科學的方法，研究人類社會現像的科學。社會科學所涵蓋的學科包括： 經濟學、政治學、法學、倫理學、歷史學、社會學、心理學、教育學、管理學、人類學、民俗學、新聞學、傳播學等。
自然科學是研究自然界的物質形態、結構、性質和運動規律的科學，是人類改造自然的實踐經驗即生產鬥爭經驗的總結。自然科學認識的對像是整個自然界，即自然界物質的各種類型、狀態、屬性及運動形式。自然科學認識的任務在於揭示自然界發生的現像以及自然現像發生過程的實質，進而把握這些現像和過程的規律性，以便解讀它們，並預見新的現像和過程，為在社會實踐中合理而有目的地利用自然界的規律開闢各種可能的途徑。自然科學包括數學、物理學、化學、天文學、地學、生物學等基礎科學。
技術科學是以技術客體為認識目標，研究各個技術門類的特殊規律的科學。什麼是技術？在漢語中，技術一詞，具有技能、技藝、技巧等意思。一般說來，技術是指人們為解決生產和生活中實際問題，達到預期目的而根據客觀規律所采用的各種物質手段和經驗、技能、知識、方法、規則等要素所構成的有機繫統。技術的要素，一般可分成主體要素和客體要素兩部分。主體要素是指勞動者的經驗、技能、知識等。客體要素是指工具、機器、設備等。因此，技術既包括物質形態，又包括知識形態。
二、 學科
1. 什麼是學科？
(1) 學科是一種專門化與規範化的、相對獨立的知識體繫。
一個學科即是一個知識領域。如自然科學中的化學、生物學、物理學，社會科學中的法學、社會學等。
“學科”是科學知識領域內的一個組成部分，學科在科學範圍內確定自己的研究領域和特長，迎合科學各方面的需要。每一個學科由於有自己特定的學科界限，有自建的學術用語、研究方法和理論，所以都是獨立的。
學科是在科學研究和人纔培養活動中對知識領域的一種人為劃分，把科學知識劃分為不同的學科和領域，有利於學者在各自的領域傳承前代文明，培養下一代專業人纔，形成本門學科的研究規範。
據統計，當今自然科學學科種類總計近萬種。
(2) 學科也指學校教學的科目。
如語文、數學、地理、生物等。學科是學校教學、科研等的功能單位，是對學校人纔培養、教師教學、科研業務隸屬範圍的相對界定。世界上不存在沒有學科的學校，學校的各種功能活動都是在學科中展開的，離開了學科，就不可能有人纔培養，不可能有科學研究。
2. “學科”與“科學”的聯繫與區別
“學科”與“科學”是既有聯繫又有區別的兩個概念。
(1) 學科與科學的聯繫。
它們的聯繫在於，他們可以有共同的具體的研究內容，比如兩者都有數學、物理、化學等。數學、物理、化學既是科學的門類，又是學科的種類。
(2) 學科與科學的區別。
它們的區別在於，兩者的研究出發點、研究對像、研究目的有所不同。
科學的研究對像是客觀世界。科學是為了解決認識世界、改造世界過程中遇到的問題。為了精細地研究，因而將科學分成數學、物理、化學等不同門類。
學科的研究對像是科學。研究者的研究出發點、研究目的是為了學習、傳承科學知識。科學分成了數學、物理、化學等不同門類，學科也就隨之分成數學、物理、化學等不同門類。
三、 跨學科
跨學科就是對原有學科界限的超越，通過融合來自兩個及兩個以上學科或專門知識領域的信息、數據、技能、工具、觀點、概念或理論，來解決那些單一學科或研究實踐無法解決的問題，或形成新的知識繫統的方法。
“跨學科”的特殊意義表現在其鮮明的動詞形態上，“跨”意味著一種交流、對話和融通，意味著對某種既定的隔閡、差異和誤解的消除；它沒有設置特定的對像和內容，而是面對著人類以往創造的所有文化遺產和觀念形態。
具體來說，跨學科可包括以下內容：
① 從實踐主體數量多少來考察： 跨學科可以是單獨一個學者研究的問題涉及不同的學科領域，也可以是不同的學科的學者相互交流和協調，形成整體性、融合性的跨學科合作研究。
② 從解決問題涉及的學科數量來考察： 跨學科指針某一問題的研究和解決，不同的學科學者進行合作和攻關。
③ 從學科的角度來考察： 跨學科是通過不同學科知識體繫的融合而形成新的學科，即交叉學科。
其實，天下的學問本是相互交叉、彼此滲透的。人們將學問機械地分為數學、物理學、化學、生物學、天文學、海洋學、地質學、經濟學、哲學、法學、美學等，這隻是人類漫長的文明發展史上某一特定時期的一種文化現像。隨著人類社會的進步與文明的進一步發展，各學科間相互滲透、影響更趨廣泛和深入，當今知識的日趨統一和學科朝各自專業化縱深進展，已成為人類文明發展的大趨勢。
考察諾貝爾自然科學獎中精彩紛呈的研究成果，可以發現，20世紀以來自然科學愈來愈顯示出學科交叉的發展趨勢。現代科學技術的重大發現與發明，大多是學科交叉的成果。科學和技術上的重大突破，新的生長點和新學科的產生，往往是在不同學科彼此交叉和相互滲透的過程中形成的，從而彰顯了交叉學科研究對於人們取得科學技術的原創性成果和突破性進展的重大意義。
四、 跨學科研究
跨學科研究是指團隊或個體，綜合多個學科的知識和思維模式，用以提高人們對世界的基本認識或者解決某一學科或研究領域內所不能解決的問題。
這一定義包含以下幾層含義：
① 研究者可以是個體，或者是團隊。
② 涉及的學科必須是多個，而不是一個。
③ 研究問題的解決必須綜合多個學科或領域的知識和思維模式。
科學問題產生於客觀世界，而客觀世界本身是不分學科的。學科作為一種研究的手段，是人為的假設，隻是為獲取科學知識服務的工具，具有方法論意義而非客觀世界的本來面目。比如： “公園裡到處鮮花怒放，花香四溢……”這句話是對公園景觀風貌的描摹，而公園景觀風貌這一事物對像本身是不分科的。因而不同學科可從其特有的視角，對這同一事物現像作出不同的理解： 花香，這是生物產生的一些代謝物，是化學現像；由於這些代謝物是生物產生的，這是生物學研究的對像；由於花香的分子在空氣中運動，纔能使我們聞到，這是物理學現像；人類能聞到花香，是因為有嗅覺，這是一種生理現像；人們聞到花香，感到愉悅，這是一種情感體驗，屬於心理學；然而，有的人一聞到花香就會呼吸困難，這是過敏反應，是醫學要解決的問題；人類分析花香的分子結構，並人工加以合成，這是化學家的功勞；人工合成花香的分子結構，大量地生產香水，這是一門工業、一個行業……另外，公園裡到處鮮花怒放，花香四溢，這是一種美的環境，屬於環境科學內容；這種環境很美，屬於美學的範圍；為什麼這裡土地上的花長得好，又屬於土壤學的研究範圍；怎樣使公園鮮花盛開，園藝學會加以研究……還有，“鮮花怒放，花香四溢”，這是漢語的詞語，是語言學的內容；它們有一定讀音，這是語音學的研究對像；它們有一定的筆畫、筆順、偏旁、部首，這是文字學的內容；它們都是主謂結構，這是詞彙學構詞法的一種……科學研究的對像是客觀世界，客觀世界本身是不分學科的，“公園裡到處鮮花怒放，花香四溢”這一自然景像本身也是不分科的；為了精確地對客觀世界加以研究，因而分成了不同的學科；如果不對客觀事物加以分科研究，那麼對客觀事物的認知就是朦矓的、混沌的；然而，人類如果僅僅停留在分科研究的階段，那麼對客觀事物的認識就是片面的、支離破碎的，猶如瞎子摸像；因為不同的學科都可以對同一個客觀對像加以研究，這就為我們跨學科研究提供了可能。為了獲得對於客觀事物全面的、豐富的、生動的認知，我們就需要掌握跨學科研究的理論與方法。
事實上，關於“公園裡到處鮮花怒放，花香四溢……”這一事物對像，隻要有需要，我們可以將它和千千萬萬的學科聯繫起來，實現若干學科之間的交叉與跨越，比如說： 花卉需要陽光、空氣、水分、肥科……因而有園藝學、花卉栽培學；花卉植物生長需要光合作用，將太陽能轉變為化學能，而要揭示光合作用的機制，則需要量子理論，需要量子生物學；花卉植物有形狀、色彩、種類、細胞、基因……因而可以有花卉圖案學、花卉細胞繁殖學、花卉基因組學、花卉分子生物學……花卉植物有不同功用，因而可以有觀賞花卉學、花卉禮儀學、藥用花卉學、飲料花卉學、滋補花卉學、劇毒花卉學……花卉可和不同學科發生聯繫，比如語文、數學、物理、化學、歷史、地理……因而可以有花卉文學、花卉數學、花卉物理學、花卉化學、花卉歷史學、花卉地理學……花卉和不同季節、氣候、時間有聯繫……因而有花信風、花歷，例如一月梅花、二月蘭花、三月桃花、四月杜鵑、五月石榴、六月荷花、七月梔子、八月丹桂、九月菊花、十月芙蓉、十一月水仙、十二月蠟梅……花卉和不同民族、國家有聯繫，因而有國花、市花、區花，比如荷蘭的郁金香、印度的荷花、美國的玫瑰、澳大利亞的金合歡……花卉和文化相聯繫，因而可以有牡丹文化、荷花文化、蘭花文化、桃花文化、茶花文化、蒲公英文化、彼岸花文化……辯證唯物論認為，萬事萬物都是互相聯繫的，世界存在著無窮無盡的普遍聯繫之網。“鮮花怒放，花香四溢……”這一事物對像，同樣也可以和世界不同領域、不同學科、不同事物聯繫起來，作出跨學科思考，因而，跨學科研究者的視界是無限寬廣的。隻要其跨學科成果具有新穎性、價值性，就能為社會作出貢獻。比如，如果將花卉和基因科學結合，完成若干花卉的基因組測序，是大功一件。青蒿也開花，雖觀賞價值不高，但藥用價值大，屠呦呦從青蒿中提取出青蒿素，挽救了成千上萬人的生命，因而獲得了諾貝爾獎。
跨學科研究不同於分科研究。跨學科研究可以打破分科研究的藩籬，從多角度、多方面、多層次、深刻地感知、認識、揭示豐富多彩的客觀世界，跨學科的視界是無限寬廣的，這就能極大地體現一個人的智慧與纔能。
當今時代，由於交往的普遍化所帶來的全球化運動，以及一些重大社會工程的出現，導致社會問題巨型化，使治理難度大大增加，向人類理智提出了前所未有的挑戰。要應對這類挑戰，就必須開展跨學科研究。
五、 跨學科教育
跨學科教育，是培養學生綜合運用多個學科知識、方法，來提高解決問題的能力的一種教育。
“跨學科教育”是相對於專業化的“分科教育”而言。一般的分科教育，為學生開設了語文、數學、物理、化學、歷史、地理等各門課程。各門學科對於各自領域知識體繫的完整性、繫統性、邏輯性、權威性的追求，造成了學科之間森嚴的壁壘，使各門課程基本處於支離的狀態，逐漸演變為喪失了靈活性從而不足以應對中國社會急劇轉型期各方面需求的教育體繫。為了培養能適應當代社會的創造型人纔的需要，就必須使學生將各門學科知識進行交叉融合，形成一種完整、繫統的知識結構，在遇到實際問題時，能綜合運用各學科知識，融會貫通、舉一反三地來解決，這就是跨學科教育。比如：
唐代詩人王維的《使至塞上》有這麼兩句： 大漠孤煙直，長河落日圓。詩人為我們展示了一幅邊陲大漠圖景： 但見天邊一縷孤煙，落日低垂蜿蜒的河面，河水閃著粼粼的波光。對此，我們可以從語文的角度去研究，分析詩句的平仄、對偶、意像、意境；可以從數學的角度去理解，一輪圓日正緩緩地向地平線移動，這裡展示的是幾何圖形直線與圓的相離、相切、相交；可以從物理的視角去分析，落日，這是光的傳播，狼煙直上，是空氣的對流；從化學的視角去分析，狼煙是一種燃燒現像，是化學反應；從生物的視角去探尋，邊塞烽火，燃燒的是狼糞還是雜草？從美術的視角去審視，這儼然是一幅雄渾的風景畫；從地理的角度去探索，這裡描繪的是沙漠地貌；從歷史角度去探究，烽火狼煙，當時正是唐軍大破吐蕃之時；從氣像學去理解，當時正值晴天無風天氣，因為可看到圓圓的落日和直上雲天的孤煙；還可以從美學的視角去欣賞，直線與圓之美……跨學科教育就是要求能夠突破學科邊界，學會運用多學科視角理解世界、解決問題。
當然，跨學科教育並不反對各類學科課程的學習。恰恰相反，唯有充分理解了有關學科的知識理論，纔能在不同學科之間建立聯繫，創造性地分析與解決問題。
六、 跨學科與創新
跨學科就是跨越原有學科的界限，通過融合來自兩個及兩個以上學科或專門知識領域的信息、技能、工具或理論，來解決那些單一學科或研究實踐無法解決的問題，或形成新的知識繫統的方法。
跨學科與創新緊密相關。
所謂創新，就是創造新的事物。
創新是人類偉大的實踐活動，一部人類文明史，就是一部人類創新活動的歷史。正是因為有了創新，人類纔發明了勞動工具，脫離了動物界；是創新，使人類走出了茹毛飲血的原始蒙昧時代；是創新，使人類由原始人進化到現代人；在科學技術高速發展的今天，創新更加顯示出不可估量的偉大作用，產生著層出不窮的神話般的奇跡，使人類生活在豐富多彩的物質文明和精神文明的世界中。
跨學科與創新是不同的概念，但它們之間卻又有著密切的聯繫。
1. 跨學科的目的是為了實現創新
跨學科的目的是為了解決那些單一學科無法解決的問題，或為了形成新的知識、理論、交叉學科，而這本身就是一種創新。因而跨學科與創新緊密相關。
2. 創新需要學科的跨越
在當代，要實現重大的科技創新，就需要學科的跨越；而學科的跨越，目的往往是為了實現某種創新，而且這本身就是一種創新。創新與跨學科密不可分。
當代影響為深遠的科技創新當屬計算機的發明，然而計算機的發明並不是某一單獨學科所能完成的，而是物理學、數學、數理邏輯、電子學、信息論等不同學科協同作用的產物；DNA雙螺旋結構的發現開闢了分子生物學的新學科領域，為人類從分子水平認識生命過程的發生、遺傳、發育、衰老、進化及生物體內部細胞和器官的結構、功能和運載模式奠定了堅實的基礎，DNA的發現則是生物學與物理學、物理技術的共同突破。