國際科學教育中的跨學科素養(yǎng)：背景、定位與研究進展

1、VUCA ——易變（volatility）、不確定性（uncertainty）、復雜性（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)掀起了一場關于“培養(yǎng)什么樣的人才能讓他在 21 世紀順利生存、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核心素養(yǎng)。全球化期許的核心素養(yǎng)連通了兒童生活、學校教育與未來社會，素養(yǎng)導向的學校教育不再局限于工具性

2、技能的培養(yǎng)，而是指向真實思維場景下的觀察、行動和反思，在實際問題解決中發(fā)展學生的高階思維能力。就科學而言，一方面，許多科學與技術的革新都發(fā)生在學科邊界，需要學生突破學科界限進行思考；另一方面，真實生活中的科學問題往往具有多元和雜糅的特點，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，單一的學科知識或技能均無法勝任，需要學生具備全息的觀念，理解科學作為一個有機整體的統(tǒng)一性。因此，開展學科之間的“對話”，建立多學科有意義、多層面的聯(lián)結(jié)

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

4、中的六大核心素養(yǎng)并未指向具體的學科領域，是跨領域的通用型素養(yǎng)。 ［2］［3］他們理解的“跨”是超越學科“之上”“之外”之意，如同澳大利亞建構核心素養(yǎng)框架中使用的“general capacity”（一般能力）［4］以及芬蘭《國家基礎教育核心課程 2014》中的“transversal competence”（貫通素養(yǎng)）［5］。而本文中的“跨學科”，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科范疇的科學

5、問題而形成的一種學科互動進路。如圖 1 所示，多學科、跨學科和超學科組成了一個表征學科整合程度的連續(xù)體， ［7］跨學科位于整合的中間水平，強調(diào)學科邊界軟化和跨學科勾連，本研究將從這個角度進行分析。圖 1 表征學科整合程度的連續(xù)體（一）跨學科素養(yǎng)的 （一）跨學科素養(yǎng)的緣起背景 起背景20 世紀 20 年代， “跨學科”（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，分科教學導

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

7、星升空再一次觸發(fā)了對分科科學的極致追求，美國的“學科結(jié)理建構的復雜組成，蘊含態(tài)度、理解、知識和技能等要素。綜上所述， “跨學科素養(yǎng)”的內(nèi)涵由“跨學科”和“素養(yǎng)”兩個語素的意義復合而成，本文將其表述為“面對異質(zhì)多元的科學問題，在指向整合的問題解決框架內(nèi)，學生綜合調(diào)用多個學科知識分析情境、解決問題時所表現(xiàn)出來的有效行動”。首先，綜合強調(diào)至少調(diào)用兩個學科的事實概念、思維模式和探究技能，同時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科問題域的新認識，可見跨學科問題解決具有產(chǎn)生某種新異觀念或產(chǎn)品的潛能。再次，學科是跨學科的基礎和前提，研究者們是在承認學科邊界的基礎上討論跨學科，跨學科不能脫離學科而單獨存在。2.豐富科學素養(yǎng)的內(nèi)涵 豐富科學素養(yǎng)的內(nèi)涵自 20 世紀 80 年代末頒布“2061 計劃”以來， “科學素養(yǎng)”（scientific literacy）就一直被作為明確的科學教育目標。因此，在科學教育中討論學生的跨學科素養(yǎng)，繞不開跨學

9、科素養(yǎng)與科學素養(yǎng)的關系。歷經(jīng)半個多世紀的發(fā)展，關于“什么是科學素養(yǎng)”，學界依然眾說紛紜。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——從關注學生學會什么，逐漸轉(zhuǎn)向考量學生如何運用習得的知識與技能。從 1958 年赫德（Hurd, P.D.）提出的“理解科學的發(fā)展力量和現(xiàn)象對公民是必要的”［29］到 20 世紀 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 計劃”，創(chuàng)造性地提出科學素養(yǎng)是“具備并運用知識做出有關個人和社會的重要決策”［31］，科學素養(yǎng)的內(nèi)涵首次與個體的生活事件、文化事務和生產(chǎn)活動關聯(lián)起來。隨后，越來越多的學者開始從實用性（usefulness）的視角思考何為科學素養(yǎng)。比如，范恩斯坦（Feinstein, N.W.）指出：“科學素養(yǎng)應著眼于個體在日常生活遇到的科學問題以及如何使用科學。 ”［32］與此同時，科學教育在政策層面也呈現(xiàn)出了

11、明顯的日常實踐轉(zhuǎn)向。 ［33］美國面向 K-12 年級的科學教育文件《K-12科學教育框架》(A Framwork for K-12 Science Education)提出：“12 年級結(jié)束時，學生應該具備參與科學議題公共討論所必須的充足知識和離開校園后繼續(xù)學習科學的能力，成為日常生活中科學信息的審慎消費者，欣賞科學的意義與價值。 ”［34］梳理科學素養(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來強調(diào)其復雜性，并回

12、應社會發(fā)展與時代需求的發(fā)展脈絡。從預設學生應當理解什么，到當前關注科學教育與個人、社會生活的相互關系，科學素養(yǎng)的內(nèi)涵被不斷拓展?？鐚W科素養(yǎng)概念的提出正是著眼于學生所處的生活世界是一個多元復合體，需要運用多重的手段進行探索，強調(diào)科學的整體性與協(xié)作性，體現(xiàn)了未來公民和人才特質(zhì)對當今科學教育的基本訴求。因此，在科學教育領域討論跨學科素養(yǎng)是對科學素養(yǎng)內(nèi)涵的進一步豐富與延伸。3.與學科素養(yǎng)互 與學科素養(yǎng)互為補 為補充早在 1976 年，皮特里（P

13、etrie, H.G.）就指出“學科素養(yǎng)”（disciplinary competence）是跨學科探究的基礎。 ［35］考慮到學科素養(yǎng)是現(xiàn)階段推動基于核心素養(yǎng)課程改革的內(nèi)在支點，而物理、化學、生物和地理分科又是國際科學教學的基本樣態(tài)之一，在此有必要明確跨學科素養(yǎng)與學科素養(yǎng)的關系。第一，兩者都是素養(yǎng)的重要組成，都強調(diào)學習結(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，跨學科素養(yǎng)和學科素養(yǎng)分別反映了學習者認識世界的兩種方式