國際科學(xué)教育中的跨學(xué)科素養(yǎng)：背景、定位與研究進(jìn)展

1、VUCA ——易變（volatility）、不確定性（uncertainty）、復(fù)雜性（complexity）和模糊性（ambiguity）是描述未來的新創(chuàng)詞［1］，它對未來公民提出了更高的要求，并在世界范圍內(nèi)掀起了一場關(guān)于“培養(yǎng)什么樣的人才能讓他在 21 世紀(jì)順利生存、生活與發(fā)展”的熱議。對此，許多國際組織、國家和教育研究者都大力倡導(dǎo)核心素養(yǎng)。全球化期許的核心素養(yǎng)連通了兒童生活、學(xué)校教育與未來社會，素養(yǎng)導(dǎo)向的學(xué)校教育不再局限于工具性

2、技能的培養(yǎng)，而是指向真實(shí)思維場景下的觀察、行動(dòng)和反思，在實(shí)際問題解決中發(fā)展學(xué)生的高階思維能力。就科學(xué)而言，一方面，許多科學(xué)與技術(shù)的革新都發(fā)生在學(xué)科邊界，需要學(xué)生突破學(xué)科界限進(jìn)行思考；另一方面，真實(shí)生活中的科學(xué)問題往往具有多元和雜糅的特點(diǎn)，小到水的凈化，大到參與環(huán)境、能源和可持續(xù)發(fā)展的討論，單一的學(xué)科知識或技能均無法勝任，需要學(xué)生具備全息的觀念，理解科學(xué)作為一個(gè)有機(jī)整體的統(tǒng)一性。因此，開展學(xué)科之間的“對話”，建立多學(xué)科有意義、多層面的聯(lián)結(jié)

3、，發(fā)展學(xué)生的跨學(xué)科素養(yǎng)（interdisciplinary competence，簡稱 IC）已成為當(dāng)前國際科學(xué)教育的研究熱點(diǎn)。本文通過梳理跨學(xué)科素養(yǎng)概念產(chǎn)生的背景、厘清其內(nèi)涵和特征，明確其在科學(xué)教育中的具體定位和述評國際相關(guān)研究進(jìn)展，把握其中的主要觀點(diǎn)、共識與趨勢，為形成發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科素養(yǎng)的本土化話語體系提供借鑒。一、跨學(xué)科素養(yǎng)的背景與特征 一、跨學(xué)科素養(yǎng)的背景與特征國內(nèi)有不少研究者認(rèn)為，我國學(xué)者提出的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架

4、中的六大核心素養(yǎng)并未指向具體的學(xué)科領(lǐng)域，是跨領(lǐng)域的通用型素養(yǎng)。 ［2］［3］他們理解的“跨”是超越學(xué)科“之上”“之外”之意，如同澳大利亞建構(gòu)核心素養(yǎng)框架中使用的“general capacity”（一般能力）［4］以及芬蘭《國家基礎(chǔ)教育核心課程 2014》中的“transversal competence”（貫通素養(yǎng)）［5］。而本文中的“跨學(xué)科”，從前綴 inter-來看取“整合”和“互涉”之意， ［6］是為了理解超出單一學(xué)科范疇的科學(xué)

5、問題而形成的一種學(xué)科互動(dòng)進(jìn)路。如圖 1 所示，多學(xué)科、跨學(xué)科和超學(xué)科組成了一個(gè)表征學(xué)科整合程度的連續(xù)體， ［7］跨學(xué)科位于整合的中間水平，強(qiáng)調(diào)學(xué)科邊界軟化和跨學(xué)科勾連，本研究將從這個(gè)角度進(jìn)行分析。圖 1 表征學(xué)科整合程度的連續(xù)體（一）跨學(xué)科素養(yǎng)的 （一）跨學(xué)科素養(yǎng)的緣起背景 起背景20 世紀(jì) 20 年代， “跨學(xué)科”（interdisciplinary）一詞首次出現(xiàn)在課程發(fā)展的境脈中，并受到廣泛支持。 ［8］30—50 年代，分科教學(xué)導(dǎo)

6、致學(xué)生興趣缺失、經(jīng)驗(yàn)與學(xué)科知識分離等問題遭到猛烈抨擊，以杜威教育哲學(xué)為理論基礎(chǔ)、以改革學(xué)校教育為宗旨的進(jìn)步主義教育運(yùn)動(dòng)席卷美國， “兒童中心論”、 “發(fā)展主義”和“整體學(xué)習(xí)”構(gòu)成了此次改革的主旋律［9］，研究者認(rèn)為真實(shí)而自然的學(xué)習(xí)必然以整體的形式發(fā)生。這一運(yùn)動(dòng)對科學(xué)教育產(chǎn)生了巨大影響。美國和英國開始嘗試協(xié)調(diào)化學(xué)、生物、物理等學(xué)科內(nèi)容知識，在初中階段開設(shè)綜合科學(xué)課程［10］，這標(biāo)志著跨學(xué)科課程思想萌芽。20 世紀(jì) 50 年代末，蘇聯(lián)人造衛(wèi)

7、星升空再一次觸發(fā)了對分科科學(xué)的極致追求，美國的“學(xué)科結(jié)理建構(gòu)的復(fù)雜組成，蘊(yùn)含態(tài)度、理解、知識和技能等要素。綜上所述， “跨學(xué)科素養(yǎng)”的內(nèi)涵由“跨學(xué)科”和“素養(yǎng)”兩個(gè)語素的意義復(fù)合而成，本文將其表述為“面對異質(zhì)多元的科學(xué)問題，在指向整合的問題解決框架內(nèi)，學(xué)生綜合調(diào)用多個(gè)學(xué)科知識分析情境、解決問題時(shí)所表現(xiàn)出來的有效行動(dòng)”。首先，綜合強(qiáng)調(diào)至少調(diào)用兩個(gè)學(xué)科的事實(shí)概念、思維模式和探究技能，同時(shí)也反映了知識具備內(nèi)容性知識和程序性知識的多重內(nèi)涵。其次

8、，指向整合凸顯獲得跳出單一學(xué)科問題域的新認(rèn)識，可見跨學(xué)科問題解決具有產(chǎn)生某種新異觀念或產(chǎn)品的潛能。再次，學(xué)科是跨學(xué)科的基礎(chǔ)和前提，研究者們是在承認(rèn)學(xué)科邊界的基礎(chǔ)上討論跨學(xué)科，跨學(xué)科不能脫離學(xué)科而單獨(dú)存在。2.豐富科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵 豐富科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵自 20 世紀(jì) 80 年代末頒布“2061 計(jì)劃”以來， “科學(xué)素養(yǎng)”（scientific literacy）就一直被作為明確的科學(xué)教育目標(biāo)。因此，在科學(xué)教育中討論學(xué)生的跨學(xué)科素養(yǎng)，繞不開跨學(xué)

9、科素養(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)系。歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，關(guān)于“什么是科學(xué)素養(yǎng)”，學(xué)界依然眾說紛紜。但從其概念的演變來看，仍可以梳理出一條清晰的發(fā)展主線——從關(guān)注學(xué)生學(xué)會什么，逐漸轉(zhuǎn)向考量學(xué)生如何運(yùn)用習(xí)得的知識與技能。從 1958 年赫德（Hurd, P.D.）提出的“理解科學(xué)的發(fā)展力量和現(xiàn)象對公民是必要的”［29］到 20 世紀(jì) 80 年代米勒（Miller，J.D.）提出的有影響力的三維模型［30］，所涉及的素養(yǎng)都具有明顯的知識中心取向，偏重功

10、能性素養(yǎng)。1989 年美國發(fā)布“2061 計(jì)劃”，創(chuàng)造性地提出科學(xué)素養(yǎng)是“具備并運(yùn)用知識做出有關(guān)個(gè)人和社會的重要決策”［31］，科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵首次與個(gè)體的生活事件、文化事務(wù)和生產(chǎn)活動(dòng)關(guān)聯(lián)起來。隨后，越來越多的學(xué)者開始從實(shí)用性（usefulness）的視角思考何為科學(xué)素養(yǎng)。比如，范恩斯坦（Feinstein, N.W.）指出：“科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)著眼于個(gè)體在日常生活遇到的科學(xué)問題以及如何使用科學(xué)。 ”［32］與此同時(shí)，科學(xué)教育在政策層面也呈現(xiàn)出了

11、明顯的日常實(shí)踐轉(zhuǎn)向。 ［33］美國面向 K-12 年級的科學(xué)教育文件《K-12科學(xué)教育框架》(A Framwork for K-12 Science Education)提出：“12 年級結(jié)束時(shí)，學(xué)生應(yīng)該具備參與科學(xué)議題公共討論所必須的充足知識和離開校園后繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué)的能力，成為日常生活中科學(xué)信息的審慎消費(fèi)者，欣賞科學(xué)的意義與價(jià)值。 ”［34］梳理科學(xué)素養(yǎng)概念，不是為了呈現(xiàn)其內(nèi)涵的多樣化，而是為了遴選具有代表性的觀點(diǎn)來強(qiáng)調(diào)其復(fù)雜性，并回

12、應(yīng)社會發(fā)展與時(shí)代需求的發(fā)展脈絡(luò)。從預(yù)設(shè)學(xué)生應(yīng)當(dāng)理解什么，到當(dāng)前關(guān)注科學(xué)教育與個(gè)人、社會生活的相互關(guān)系，科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵被不斷拓展?？鐚W(xué)科素養(yǎng)概念的提出正是著眼于學(xué)生所處的生活世界是一個(gè)多元復(fù)合體，需要運(yùn)用多重的手段進(jìn)行探索，強(qiáng)調(diào)科學(xué)的整體性與協(xié)作性，體現(xiàn)了未來公民和人才特質(zhì)對當(dāng)今科學(xué)教育的基本訴求。因此，在科學(xué)教育領(lǐng)域討論跨學(xué)科素養(yǎng)是對科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的進(jìn)一步豐富與延伸。3.與學(xué)科素養(yǎng)互 與學(xué)科素養(yǎng)互為補(bǔ) 為補(bǔ)充早在 1976 年，皮特里（P

13、etrie, H.G.）就指出“學(xué)科素養(yǎng)”（disciplinary competence）是跨學(xué)科探究的基礎(chǔ)。 ［35］考慮到學(xué)科素養(yǎng)是現(xiàn)階段推動(dòng)基于核心素養(yǎng)課程改革的內(nèi)在支點(diǎn)，而物理、化學(xué)、生物和地理分科又是國際科學(xué)教學(xué)的基本樣態(tài)之一，在此有必要明確跨學(xué)科素養(yǎng)與學(xué)科素養(yǎng)的關(guān)系。第一，兩者都是素養(yǎng)的重要組成，都強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)結(jié)果的可遷移性和持續(xù)發(fā)展性是兩種功能不同的素養(yǎng)形式。從本質(zhì)上看，跨學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)科素養(yǎng)分別反映了學(xué)習(xí)者認(rèn)識世界的兩種方式