En radikalt reformerad inställning till utbildning, där olika ämnen lär ut kopplade teman, som klimatförändringar eller livsmedelssäkerhet, föreslås av forskare, som hävdar att det bättre skulle förbereda barn för framtida kriser.

I en nypublicerad studie, utbildningsforskare från universiteten i Cambridge och Edinburgh hävdar att det finns ett övertygande argument för en drastisk omskakning av skolans läroplan, så att ämnen inte längre undervisas oberoende av varandra. Istället, de hävdar att konst och vetenskap bör "undervisa tillsammans" kring verkliga problem, och på ett sätt som är förankrat i elevernas upplevelser.

Modellen hämtar inspiration från renässansens polymaths som Leonardo Da Vinci, som arbetade över disciplingränserna i jakten på djupare kunskap. Liknande, ”tvärvetenskapliga” tillvägagångssätt används redan i välrenommerade utbildningssystem som Finlands. Idén återspeglar också de senaste samtalen från ungdomskampanjen, Lär dig framtiden, att bryta ner ämnessilos för att lära ut klimatförändringar.

Den akademiska uppsatsen, i journalen Läroplansperspektiv, presenterar också bevis från två nya projekt där elever verkade dra nytta av ett tillvägagångssätt för undervisning som suddade ut ämnesgränserna.

Ett, som bjöd in sydafrikanska tonåringar från missgynnade miljöer att skapa "mattekonstverk", producerade bevis för att förutom att öka deras förtrogenhet med viktiga matematiska principer, projektet gjorde det också möjligt för eleverna att förstå mer om matematikens relevans i sina egna liv. I den andra fallstudien, grundskolebarn i Aberdeen visade en djupare förståelse för livsmedelssäkerhet och miljöskyddsfrågor efter att ha lärt sig att odla mat på sina skolområden.

Pam Burnard, Professor i konst, Kreativitet och utbildning vid University of Cambridge, sa:"Om vi ​​tittar på de fantastiska designerna som Da Vinci producerade, det är tydligt att han kombinerade olika discipliner för att främja kunskap och lösa problem. Vi måste uppmuntra barn att tänka på ett liknande sätt eftersom morgondagens vuxna kommer att behöva lösa problem på ett annat sätt på grund av de existentiella kriser de kommer att möta:särskilt klimatkriserna, hållbarhet, och livets osäkerhet på jorden."

Dr Laura Colucci-Gray, vid University of Edinburghs School of Education and Sport, sa:"Karten av dessa problem kräver ett radikalt annorlunda förhållningssätt till kunskap. Vi föreslår en övergång från idén om en läroplan som något barn bara är "givna" till en läroplan "på gång", som svar på omvandlingar som kommer att definiera deras liv."

Uppsatsen bidrar till ett framväxande område som kallas 'STEAM'-utbildning. Detta syftar till att återinföra konstens "A" i nationella försök att uppmuntra upptagandet av STEM-ämnen (vetenskap, teknologi, teknik och matematik), som svar på en kritisk kompetensklyfta inom relaterade områden av ekonomin.

Vissa pedagoger hävdar att betoningen på STEM är att devalvera andra ämnen, och att konstdiscipliner också är kraftfulla verktyg för att leverera den problemlösningsförmåga som samhället behöver. "För att utbildning ska återspegla som kräver en stor förändring bort från linjära uppfattningar där ämnen undervisas separat, och mot en situation där de är oskiljaktiga, sa Burnard.

I deras alternativa modell, forskarna föreslår att ge skolor större frihet att avgöra hur de ska uppfylla de allmänna studiemålen som fastställts av läroplanen. Lärare och ledningsgrupper skulle fatta kollektiva beslut och dela praxis om hur man engagerar eleverna med enande, ämnesövergripande teman, som miljömässig hållbarhet.

De tillägger att detta också kan involvera fantasifull användning av utrymme och resurser, och närmare kopplingar mellan skolor och deras samhällen för att koppla lärande till elevers upplevelser utanför klassrummet.

Bevis dyker också upp på att ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt förbättrar elevernas förvärv av nyckelfärdigheter. I det matematiska konstverksprojektet som citeras i studien, studenter i Sydafrika ombads skapa konst som visade kopplingarna mellan matematik och världen omkring dem. Efterföljande analys av de 113 inlämningarna visade att eleverna hade tillämpat principer som mätning, förhållande och proportion, och geometri i sina skapelser.

Forskarna fann också, dock, att deltagarna hade engagerat sig djupt i betydelsen av matematik på en nivå som sällan sett i konventionella lektioner. Ett särskilt kraftfullt exempel, av en 16-årig manlig student, hade titeln The Stressed Vitruvian Man, inspirerad av Da Vincis The Vitruvian Man. Som Da Vinci, den unga konstnärens verk var delvis en studie av proportionerna av den mänskliga kroppen, men samtidigt, eleven använde den för att kommentera både potentialen, och faror, att skapa ett samhälle byggt på enbart matematiska principer.

Liknande, grundskoleeleverna i Aberdeen visade en fördjupad förståelse för frågor som livsmedelsproduktion och naturresursförvaltning när de fick möjlighet att ta ansvar för en liten bit mark i sin skola. Forskare fann att växternas överlevnad blev personlig för eleverna, snarare än bara ett abstrakt begrepp som de hade lärt sig om på naturvetenskapslektionerna. Det introducerade dem också för andra, relaterade etiska utmaningar som dessa lektioner sällan tar upp:till exempel hur man producerar tillräckligt med mat när utrymmet är begränsat.

Varje försök att ombilda utbildning i tvärvetenskapliga linjer skulle kräva att barns prestationer mäts på ett annat sätt, tillägger forskarna. "Det skulle kräva ett testsystem som mäter hur barn internaliserar idéer och vad de uttrycker - inte bara vad de vet, " sa Burnard. "Det kan vara en obekväm idé för vissa, men det är den sortens radikala tänkande vi behöver om utbildning ska förbereda unga människor för framtiden."