強春春+宋蕊+占小紅

摘要：核心素養(yǎng)體系的構(gòu)建是提升我國人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的最主要形式是學科教學，因此學科核心素養(yǎng)的設計成為了重中之重。使用概念映射和對應分析的方法，了解我國高中科學學科核心素養(yǎng)形成的特點及差異，認識科學學科核心素養(yǎng)與學生發(fā)展核心素養(yǎng)的關(guān)系，探討通過科學學科教育來實現(xiàn)學生發(fā)展核心素養(yǎng)的部分目標的方式和途徑。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；科學學科核心素養(yǎng)；概念映射；對應關(guān)系

文章編號：1005–6629（2017）7–0015–07 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 研究背景

進入21世紀信息化時代，信息技術(shù)的飛速發(fā)展每時每刻都在改變著人們的生活和生產(chǎn)方式[1]。正是信息時代經(jīng)濟新模式和職業(yè)新形態(tài)、社會生活的新特點和個人自我實現(xiàn)的新需求，對傳統(tǒng)的工業(yè)時代的教育提出了挑戰(zhàn)，為了培養(yǎng)適應新時代的人，核心素養(yǎng)概念應運而生。核心素養(yǎng)成為了21世紀全球教育新一輪改革的風向標。各個國家以及國際組織對核心素養(yǎng)的框架進行了熱烈討論。如美國、OECD、歐盟等都提出了自己的核心素養(yǎng)框架。為了適應全球教育改革發(fā)展趨勢，提升我國綜合國際競爭力，我國也于2016年9月13日正式頒布了學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架并以此引領(lǐng)新一輪的課程改革，面對基于核心素養(yǎng)的課程改革，各基礎學科又該做出怎樣的反應呢？鐘啟泉教授曾提到“如果說核心素養(yǎng)是為新時代期許的新人形象所勾勒的一幅‘藍圖，那么，各門學科則是支撐這幅‘藍圖得以實現(xiàn)的‘構(gòu)件”[2]。各學科想要成為這幅藍圖的一筆濃墨重彩要做出一些努力。國際上有些國家針對各學科如何支撐起培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重任已經(jīng)做了一些思考。我國也在近期陸續(xù)發(fā)展了學科核心素養(yǎng)體系[3]。核心素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開特定課程體系的建設，各個學科課程都應承擔起學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)責任，而且不同學科對學生核心素養(yǎng)應有著不同的獨特貢獻[4]?？茖W學科課程是基礎教育課程體系的重要組成部分，在培養(yǎng)學生的批判性思維、創(chuàng)新性思維、對社會生活的反思意識、懷疑意識和追問意識上，發(fā)揮著不可替代的重要作用。我國高中階段設置了科學分科（化學、物理、生物、地理），本文將其統(tǒng)稱為科學學科。在提倡核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標的背景下，各科學學科的學科核心素養(yǎng)也就理所當然地服務于學生發(fā)展核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。但是由于各學科的特色，它們之間又必然存在著一定的差異性和自身的獨特性。為此，本文通過對我國近期頒布的學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架與高中各科學學科核心素養(yǎng)體系進行對應性分析，以期了解科學學科核心素養(yǎng)形成的一般思路、特點及差異，認識科學學科核心素養(yǎng)與學生發(fā)展核心素養(yǎng)的關(guān)系，以此探討通過科學學科教育來實現(xiàn)學生發(fā)展核心素養(yǎng)的部分目標的方式和途徑。

2 研究方法

本研究對我國學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架與科學學科核心素養(yǎng)進行對應性分析，主要借鑒任友群等在“歐盟數(shù)字素養(yǎng)框架研究”一文中所采用的“概念映射”（Conceptual Mapping）方法。“概念映射”源于歐盟數(shù)字素養(yǎng)研制之初所進行的一項重要理論研究工作，具體包括三方面的內(nèi)容：一是對有關(guān)術(shù)語的用法、內(nèi)涵及其演變進行分析與梳理；二是對歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)的或當前研究者仍在使用的含義接近的概念進行辨析；三是在前兩個工作的基礎上，從知識、技能與態(tài)度三個維度，提出各維度上的具體組成成分[5]。這種以科學性、實用性與專業(yè)化為導向的方法體系對本研究具有重要借鑒意義。本文利用“概念映射”進行學生發(fā)展核心素養(yǎng)中科學素養(yǎng)的提取，并進一步進行學生發(fā)展核心素養(yǎng)與科學學科核心素養(yǎng)的對應性分析。

3 我國學生發(fā)展核心素養(yǎng)與學科核心素養(yǎng)的提出

作為當前全球教育改革的關(guān)鍵——核心素養(yǎng)，其產(chǎn)生是根植于傳統(tǒng)的“能力為本”教育改革歷史中[6]。20世紀60年代后期，美國、英國、澳大利亞等發(fā)達國家，先后掀起了以“能力為本”的教育改革。80年代后期，各國或地區(qū)又啟動了“標準為本”的教育改革，以保障最基本的基礎教育質(zhì)量。進入21世紀信息化大時代以來，傳統(tǒng)教學觀念已經(jīng)無法滿足處于新時代學生日益增加的需求。核心素養(yǎng)（Key Competences）應運而生并很快影響了世界范圍內(nèi)的教育改革。它既反映了新時代的要求，也是教育在自我反思中掙脫傳統(tǒng)教育觀念的桎梏，對教育宗旨的重新思考與立意[7]。各國以及各地區(qū)根據(jù)各自國情或者地區(qū)特色，對核心素養(yǎng)的定義、框架及其內(nèi)容體系都進行了一系列討論。盡管由于各國或地區(qū)的歷史文化背景不同，對核心素養(yǎng)的表述也不盡相同，但他們都有一個主旨，那就是“在一定時期內(nèi)，能夠幫助個體實現(xiàn)自我，成功生活與融入社會的最關(guān)鍵、最重要的必備品格和關(guān)鍵能力”。也正是因為存在教育理念和目標上的不同，各國及地區(qū)所構(gòu)建的框架體系也存在差異。在借鑒國際經(jīng)驗基礎上，結(jié)合我國基礎教育課程改革的實際情況和現(xiàn)實問題[8]，2014年3月30日，教育部正式印發(fā)了《教育部關(guān)于全面深化課程改革——落實立德樹人根本任務的意見》，首次在國家文件中提出“研究制訂學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系和學業(yè)質(zhì)量標準”。隨后“核心素養(yǎng)”概念越來越被國人所熟知。2016年2月我國頒布了《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)（意見稿）》，以林崇德教授為主的專家團隊[9]經(jīng)過長期的研究，提出學生發(fā)展核心素養(yǎng)是指學生應具備能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力[10]。這既是新的歷史時期貫徹落實黨的十八大“立德樹人”根本任務的理論構(gòu)想，也是對我國改革開放以來基礎改革成果和經(jīng)驗的繼承和發(fā)展。文件中從文化基礎、自主發(fā)展和社會參與三個維度提出了六大綜合素養(yǎng)：人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當和實踐創(chuàng)新，并分別對這六大綜合素養(yǎng)進行了劃分，細化出18項素養(yǎng)，見圖1。

核心素養(yǎng)體系的構(gòu)建順應了國際教育改革趨勢，成為增強國家核心競爭力，提升我國人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)在各個領(lǐng)域掀起了一股熱潮。學科課程仍然是我國的主流課程形式，學科課堂成為培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的主要陣地。因此在學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架下談論學科核心素養(yǎng)體系顯得尤為重要。

4 我國學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架中科學素養(yǎng)成分的提取

20世紀50、60年代美國“課程改革運動”（Curriculum Reform Movement）確立了科學素養(yǎng)（Scientific Literacy）的概念，并應用于基礎教育領(lǐng)域[11]，成為科學教育的核心目標[12]?？v觀近二十年來我國從小學至高中的科學教育課程文件，無不把科學素養(yǎng)作為主線貫穿始終[13]，這既符合科學教育的本質(zhì)，又順應了國際科學教育改革的趨勢。當前，在提倡核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教育改革背景下，如何理解科學素養(yǎng)與核心素養(yǎng)的關(guān)系非常關(guān)鍵。譚永平先生在其文章中曾指出“科學素養(yǎng)是高中生核心素養(yǎng)不可或缺的一部分”。在UNESCO把素養(yǎng)定義為“功能素養(yǎng)”[14]的前提下，王夔教授也明確指出“沒有核心素養(yǎng)作為基礎，無論科學素養(yǎng)和任何其他素養(yǎng)都成為無源之水”[15]?？梢?，科學素養(yǎng)與新時代所倡導的核心素養(yǎng)存在著實質(zhì)性的關(guān)系，核心素養(yǎng)是發(fā)展科學素養(yǎng)的功能基礎，科學素養(yǎng)是核心素養(yǎng)的領(lǐng)域化、學科化。

基于以上分析，本研究要進行學生核心素養(yǎng)框架與科學學科核心素養(yǎng)的對應性分析，首先需要從學生發(fā)展核心素養(yǎng)的整體框架中離析出與科學學科關(guān)系最為密切的科學素養(yǎng)成分。

從20世紀50年代到80年代，科學素養(yǎng)內(nèi)涵不斷演繹和發(fā)展，從強調(diào)科學知識、科學原理的掌握，到發(fā)展科學技術(shù)能力，再到強調(diào)理解科學與社會的關(guān)系、重視科學在人們生活中的實際應用。直到2000年，三大著名國際學生評價項目中有關(guān)科學素養(yǎng)的評估內(nèi)容[16]更是較為一致地提出了核心素養(yǎng)的四個維度：科學知識與原理，科學探究技能，與科學有關(guān)的態(tài)度，科學世界觀，具體內(nèi)涵見表1。

我們利用概念映射的方法，從表1中科學素養(yǎng)內(nèi)涵出發(fā)，逐一找到它們與學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架內(nèi)容的關(guān)聯(lián)，并進一步聚合成學生發(fā)展核心素養(yǎng)中的科學素養(yǎng)要點，形成本研究進行核心素養(yǎng)與科學學科核心素養(yǎng)對應分析的上位內(nèi)容。

如“科學知識與原理”即要求中學生應該了解或理解基本科學事實、概念、原理和規(guī)律，能用所學知識解釋生活和生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象，解決有關(guān)問題等。而林崇德教授將“理性思維”定義為崇尚真知，能理解和掌握基本的科學原理和方法；尊重事實和證據(jù)，有實證意識和嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度；邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為等。通過對術(shù)語的內(nèi)涵進行梳理和分析，“科學知識與原理”中的“基本科學事實、概念、原理和規(guī)律”，與“理性思維”中的“理解掌握基本的科學原理和方法”相對應。

又如“科學探究技能”要求學生運用一定的科學探究技能自主地獲取科學知識，運用科學的思考方式審視自然界以及辨別社會信息的真?zhèn)?，使用證據(jù)做出科學結(jié)論；觀察、分類、應用時空關(guān)系、傳達、應用數(shù)字、測量、推理、預測等八種技能；下操作性定義、控制變量、形成假設、實驗、解釋資料。通過對術(shù)語的內(nèi)涵進行梳理和分析，“科學探究技能”中的“運用科學的思考方式審視自然界”和“理性思維”中“能運用科學的思維方式認識事物”相對應。

如上述過程，對文本和內(nèi)涵進行細致分析和梳理，依次建立對應，形成圖2。

觀察圖2，不難發(fā)現(xiàn)，在這個對應關(guān)系圖中，從左至右均為“一對多”的關(guān)系，科學素養(yǎng)的四個維度均與學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架中的多個要素具有對應關(guān)系。在此基礎上，我們再根據(jù)對應關(guān)系進行聚合[17]，具體要求是：在“一對多”的關(guān)系中，保持“一”的獨立性；在“多對一”的關(guān)系中，將“多”進行聚合整理。根據(jù)上述原則，我們可以將“一對多”中的“一”——科學知識和原理，科學探究技能，與科學有關(guān)的態(tài)度，科學世界觀，視為學生發(fā)展核心素養(yǎng)中的科學素養(yǎng)成分。

5 我國高中科學學科核心素養(yǎng)與學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系的對應性分析

高中科學學科（物理、化學、生物、地理）是基礎教育階段培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的主要學科領(lǐng)域，尤其是發(fā)展其中的科學素養(yǎng)成分的主要學科領(lǐng)域。那么，各科學學科核心素養(yǎng)是如何反映學生發(fā)展核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，如何與核心素養(yǎng)框架中科學素養(yǎng)成分建立關(guān)系的？本研究將采取文本對應性分析的方法對上述問題進行探討。

5.1 科學學科核心素養(yǎng)

作為核心素養(yǎng)“藍圖”上的重要構(gòu)件[18]，各學科根據(jù)自身特點依次形成了指導各科教學的學科核心素養(yǎng)。它們是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生核心素養(yǎng)在特定學科（或?qū)W習領(lǐng)域）的具體化，學生學習該學科（或特定學習領(lǐng)域）之后所形成的、具有學科特點的關(guān)鍵成就。本研究對各科學學科（化學、物理、生物、地理）已經(jīng)發(fā)布的學科核心素養(yǎng)框架進行內(nèi)容整理，具體見表2。

5.2 高中科學學科核心素養(yǎng)與學生發(fā)展核心素養(yǎng)中科學素養(yǎng)成分的對應分析

為了研究高中科學學科核心素養(yǎng)和學生發(fā)展核心素養(yǎng)中科學素養(yǎng)成分之間的對應關(guān)系，筆者將這二者的具體內(nèi)容以表格形式列出，進行文本分析。以物理學科核心素養(yǎng)與學生發(fā)展核心素養(yǎng)中科學素養(yǎng)成分之間的對應關(guān)系為例。

首先，對照分析學生發(fā)展核心素養(yǎng)中科學素養(yǎng)成分與物理學科核心素養(yǎng)的各維度及其具體內(nèi)涵，尋找其中的相似之處，并提煉關(guān)鍵詞。如根據(jù)“物理觀念”內(nèi)涵提煉的“基本認識”、“物理概念”、“規(guī)律”；“科學思維”維度的“物理學視角”、“本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認識方式”；“實驗探究”維度中的“物理問題，形成猜想和假設”、“基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋”、“交流、評估和反思”；“科學態(tài)度和責任”維度的“正確態(tài)度以及責任感”、“科學態(tài)度、科學倫理、STSE”。同樣的，在核心素養(yǎng)的科學素養(yǎng)成分中也做相應的提取關(guān)鍵詞的操作，如“科學知識與原理”維度的“基本事實、概念、原理和規(guī)律”、“解決有關(guān)問題”、“科學觀”；“科學探究技能”維度的“運用科學的思考方式審視自然界”、“證據(jù)”、“推理、預測”、“假設、實驗、解釋資料”；“與科學有關(guān)的態(tài)度”維度的“謹慎、批判的精神，適當?shù)膽岩伞⒖陀^的態(tài)度”；“科學世界觀”維度的“實驗和證據(jù)的重要性”、“科學技術(shù)是一把雙刃劍”、“科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。具體見表3。

其次，根據(jù)在科學素養(yǎng)成分內(nèi)涵和學科核心素養(yǎng)內(nèi)涵中提煉的關(guān)鍵詞進行二者的對應分析，并對具有對應關(guān)系的連線示意。如“科學知識和原理”內(nèi)涵中的關(guān)鍵詞“概念、原理和規(guī)律”與“物理觀念”內(nèi)涵中的關(guān)鍵詞“基本認識、物理概念和規(guī)律”，兩者具體一致的內(nèi)涵，就可以建立對應關(guān)系（在對應的兩者之間連線）。又如從“科學探究技能”提取出的關(guān)鍵詞“科學的思考方式審視自然界”與“科學思維”中提取出來的“物理學視角”、“科學態(tài)度與責任”中提取出來的“正確態(tài)度以及責任感”，都在內(nèi)涵層面有對應關(guān)系。再如從“科學探究技能”中提取出來的關(guān)鍵詞“證據(jù)”、從“科學思維”中提取出來的關(guān)鍵詞“事實證據(jù)”，以及從“實驗探究”中提取出來的關(guān)鍵詞“基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋”，也均在內(nèi)涵層面有對應關(guān)系。還如從“與科學有關(guān)的態(tài)度”中提取出來的關(guān)鍵詞“謹慎、批判的精神、適當?shù)膽岩?、客觀的態(tài)度等”與從“科學態(tài)度與責任”中提取出來的關(guān)鍵詞“正確態(tài)度以及責任感”和“科學態(tài)度、科學倫理、STSE”，根據(jù)內(nèi)涵分析同樣具有對應關(guān)系。依據(jù)上述建立對應關(guān)系的過程，將兩個領(lǐng)域的關(guān)鍵詞進行逐一分析和建立關(guān)聯(lián)。結(jié)果見圖3。

按照上述分析操作，我們進一步對化學、生物和地理的學科核心素養(yǎng)內(nèi)容與學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架中的科學素養(yǎng)成分進行了對應性分析，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，學生發(fā)展核心素養(yǎng)中的科學素養(yǎng)成分與科學學科核心素養(yǎng)的對應關(guān)系總體上是一對多和多對一并存，如物理學科的“科學思維”、“實驗探究”、“科學態(tài)度和責任”；化學學科的“科學精神與社會責任”；生物學科的“理性思維”、“社會責任”；地理學科中的“綜合思維”、“區(qū)域認知”都至少與三項科學素養(yǎng)成分相對應。

進一步分析圖4，可以發(fā)現(xiàn)學科核心素養(yǎng)與學生發(fā)展核心素養(yǎng)中的科學素養(yǎng)成分的關(guān)系大體上呈現(xiàn)如下兩大特點：

（1）科學各學科（物理、生物、化學、地理）都共同承擔起了培養(yǎng)核心素養(yǎng)中科學素養(yǎng)的任務。這從圖中錯綜復雜的對應連線可以看出，如科學素養(yǎng)中的“科學知識與原理”分別與科學各學科學科核心素養(yǎng)中的全部四項對應；“科學探究技能理”分別與生物、化學學科核心素養(yǎng)的全部四項對應，與物理、地理學科核心素養(yǎng)的三項對應；物理學科核心素養(yǎng)中“科學思維”、生物學科核心素養(yǎng)中的“理性思維”均與科學素養(yǎng)中的四項對應。

（2）不同的科學學科又對部分核心素養(yǎng)中的科學素養(yǎng)成分有所側(cè)重。如物理學科核心素養(yǎng)中的“實驗探究”、生物學科核心素養(yǎng)中的“科學探究”、化學學科核心素養(yǎng)中的“實驗探究與創(chuàng)新意識”均與科學素養(yǎng)的三到四項對應；地理學科核心素養(yǎng)中的“人地協(xié)調(diào)觀”與科學素養(yǎng)中的四項對應；生物學科核心素養(yǎng)中的“社會責任”與科學素養(yǎng)的四項對應。

6 結(jié)論及啟示

通過對我國學生發(fā)展核心素養(yǎng)與高中科學學科核心素養(yǎng)的對應性分析，可以看出科學學科核心素養(yǎng)體系充分體現(xiàn)了學生發(fā)展核心素養(yǎng)的要求，并呈現(xiàn)了具體的對應和發(fā)展關(guān)系。

（1）科學學科核心素養(yǎng)與學生發(fā)展核心素養(yǎng)保持一致，保障了學生核心素養(yǎng)的真正落實。科學各學科（物理、生物、化學、地理）核心素養(yǎng)在其各個維度上與我們解離出的學生發(fā)展核心素養(yǎng)中的科學素養(yǎng)成分呈現(xiàn)出明顯的對應關(guān)系。這種對應關(guān)系保障了核心素養(yǎng)落實到學科課程中去。避免了學科教育與總體目標之間的不銜接問題，打破了學科之間的壁壘，使各科學學科在育人價值上實現(xiàn)了真正的統(tǒng)整。

（2）科學學科核心素養(yǎng)對培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)各有側(cè)重點，關(guān)照了學科育人的獨特功能。由于各個學科性質(zhì)不同，不同學科又具有著獨特的育人功能。各科學學科核心素養(yǎng)在與學生發(fā)展核心素養(yǎng)中的科學素養(yǎng)成分建立對應關(guān)系的同時，既共同支持核心素養(yǎng)的發(fā)展，又有所側(cè)重。例如，由于化學和生物這兩門學科與我們?nèi)粘Ｉ盥?lián)系緊密。對工業(yè)生產(chǎn)、社會問題的解決具有重要意義，因此兩門學科有關(guān)于社會責任這一學科核心素養(yǎng)格外受到關(guān)注，旨在促進學生認識化學與生物學科應該承擔的社會責任?；瘜W工業(yè)污染問題愈演愈烈，隨著輔助生殖技術(shù)、基因克隆技術(shù)、人體胚胎干細胞培養(yǎng)等引發(fā)的倫理道德問題甚囂塵上。這兩門學科無疑還承擔著更多的社會責任?；A教育有義務對學生進行正確的教育，讓學生認識到化學與生物學科應該承擔的社會責任。再如，化學是一門以實驗為基礎和背景的科學學科，因此化學學科核心素養(yǎng)中的“實驗探究與創(chuàng)新意識”與科學素養(yǎng)成分的四項相對應，重要性不言而喻。又如，地理學科中學生對人地關(guān)系的正確認識的素養(yǎng)，顯然是地理學科的獨特的、個性化的貢獻[19]。

（3）重視學科內(nèi)容，科學價值觀和科學世界觀培養(yǎng)不突出。各學科核心素養(yǎng)之間呈現(xiàn)出共同的性質(zhì)——與科學素養(yǎng)成分中的“科學知識與原理”和“科學探究技能”呈現(xiàn)大幅的對應關(guān)系。這在一定程度上也能反映出一些問題：過于重視學科內(nèi)容[20]?？茖W價值觀的培養(yǎng)并沒有成為真正的主線，這必將導致核心素養(yǎng)培養(yǎng)不突出的問題。

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