伴隨科學(xué)素養(yǎng)的提出,全球科學(xué)教育目標(biāo)的轉(zhuǎn)型,培養(yǎng)學(xué)生能力成為各國關(guān)注的焦點?;瘜W(xué)作為科學(xué)學(xué)科,與當(dāng)下社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有直接聯(lián)系,對化學(xué)課程改革十分重視。通過分析國外培養(yǎng)目標(biāo),國內(nèi)上海、北京重點城市高考考查的化學(xué)能力,以及現(xiàn)有研究成果,總結(jié)歸納化學(xué)學(xué)科能力要素,構(gòu)建能力框架。
一、教育目標(biāo)和評價的視角從知識轉(zhuǎn)向能力的培養(yǎng)
20世紀(jì)50年代,在西方發(fā)達(dá)國家科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,人與科學(xué)的關(guān)系日益密切的背景下,美國學(xué)者首次提出了科學(xué)素養(yǎng)一詞,將科學(xué)素養(yǎng)定義為公民應(yīng)該具備與生活相關(guān)的科學(xué)知識,將其應(yīng)用于社會以適應(yīng)科技的發(fā)展。此時的科學(xué)素養(yǎng)是在科學(xué)知識的范疇中作為一個概念提出的,著眼于人的生存能力。80年代初期,美國面臨學(xué)生學(xué)業(yè)成績水平較低,功能性文盲將造成經(jīng)濟(jì)增長遲緩、國防安全受到威脅。為解決這一危機(jī),美國各大科學(xué)組織及教育機(jī)構(gòu)致力于科學(xué)教育改革,科學(xué)素養(yǎng)概念的范疇及維度的研究得以延續(xù)并呈現(xiàn)多樣化。美國科學(xué)教師協(xié)會在1982年發(fā)表了題為“科學(xué)-技術(shù)-社會 80年代的科學(xué)教育”的年度報告,科學(xué)素養(yǎng)不再是一個概念,而是作為科學(xué)教育目標(biāo)明確提出。報告介紹了科學(xué)素養(yǎng)除科學(xué)知識成分外還包括科學(xué)探究能力、態(tài)度、價值觀等方面。教育目標(biāo)似乎從專注于科學(xué)知識的傳遞轉(zhuǎn)向人的培養(yǎng),學(xué)生自身的發(fā)展開始受到重視。這次報告在國際上產(chǎn)生了廣泛的影響,各國以培養(yǎng)全體公民的科學(xué)素養(yǎng)為理科目標(biāo)改革科學(xué)教育,制定、編寫、出版出更加適應(yīng)新時代的科學(xué)教材,掀起了一場科學(xué)素養(yǎng)運(yùn)動,將科學(xué)素養(yǎng)推向高潮。教育目標(biāo)和教育評價是相輔相成的,教育目標(biāo)的轉(zhuǎn)型標(biāo)志著評價目標(biāo)和方式同樣從知識評價向能力評價的轉(zhuǎn)化。
二、基于能力培養(yǎng)提出學(xué)科能力
林崇德認(rèn)為學(xué)科能力是學(xué)生的智力、能力與特定學(xué)科的有機(jī)結(jié)合,因此學(xué)科能力通常有三層含義:學(xué)生掌握某學(xué)科的一般能力;學(xué)生在學(xué)習(xí)某學(xué)科時的智力活動及能力的成分;學(xué)生學(xué)習(xí)某學(xué)科的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)策略。張警鵬從認(rèn)知心理學(xué)的角度分析,認(rèn)為學(xué)科能力是學(xué)生運(yùn)用個體已有的學(xué)科知識和情境經(jīng)驗,經(jīng)過一定的心理活動解決學(xué)科情境問題時所反映出的個性心理特征。郭元祥認(rèn)為學(xué)科能力是穩(wěn)定的心理特征和行為;從測量學(xué)科能力表現(xiàn)的角度,他將學(xué)科能力大致分為三類:(1)基礎(chǔ)性學(xué)科能力,是學(xué)生在各學(xué)科中皆有所表現(xiàn)的基本能力,是與思維活動等一般過程和形式相關(guān)的能力;(2)知識性學(xué)科能力,這是學(xué)科具體知識學(xué)習(xí)的能力要求;(3)學(xué)科素養(yǎng)性能力,這是學(xué)科能力的核心要求,其發(fā)展具有階段性和順序性,最能體現(xiàn)出學(xué)科特色。對比林崇德、張警鵬、郭元祥對學(xué)科能力結(jié)構(gòu)要素的界定,取其交叉部分,我們認(rèn)為學(xué)科能力構(gòu)成要素包括學(xué)科知識,學(xué)科一般能力和特殊能力。
1、學(xué)科知識是學(xué)科能力的基礎(chǔ)
三人的在學(xué)科能力構(gòu)成要素中“智力活動及能力的成分”、“內(nèi)化的學(xué)科知識”和“知識性學(xué)科能力”,均體現(xiàn)了學(xué)科知識這一要素。學(xué)科知識蘊(yùn)含著學(xué)科思維,滲透著學(xué)科能力。學(xué)科概念、定律、原理及方法,從獲得到應(yīng)用都經(jīng)歷了復(fù)雜的思維過程,學(xué)科思維的形成對學(xué)生的學(xué)科活動過程起指導(dǎo)作用,并以能力的形式表現(xiàn)出來。如學(xué)生掌握學(xué)科內(nèi)容后,能對該學(xué)科信息識別與傳達(dá),那么他具備了提取信息和與人交流的能力。可以說,學(xué)生所具備的學(xué)科能力是由學(xué)科知識過渡來的。
2、學(xué)科能力可分為學(xué)科一般能力和學(xué)科特殊能力
分析林崇德認(rèn)為的一般能力,其具有其他學(xué)科可共有,能力間存在聯(lián)系或交叉的特點。郭元祥的基礎(chǔ)性學(xué)科能力是指各個學(xué)科皆有所表現(xiàn)的基本能力。如布盧姆的認(rèn)知領(lǐng)域目標(biāo) :了解、理解、應(yīng)用、分析綜合、評價等能力要求,就是各個學(xué)科都包含的基礎(chǔ)性能力表現(xiàn)。因此,學(xué)科一般能力是指學(xué)生在各學(xué)科學(xué)習(xí)過程表現(xiàn)出來的普遍存在的基本學(xué)習(xí)能力,包括認(rèn)識與理解能力、想象與思維能力、觀察能力、問題解決與創(chuàng)造能力等。學(xué)科特殊能力是指學(xué)生在不同學(xué)科學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出來的具體能力,學(xué)科特殊能力由于學(xué)科知識性質(zhì)與學(xué)習(xí)過程的差異,在不同學(xué)科中的具體能力表現(xiàn)不同。
三、國外化學(xué)(科學(xué))學(xué)科能力構(gòu)成要素
化學(xué)作為科學(xué)學(xué)科,與當(dāng)下社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有直接聯(lián)系,國際上對化學(xué)課程改革十分重視。20世紀(jì)50年代前,各國化學(xué)課程基本上是一門描述性學(xué)科,主要內(nèi)容是元素化合物知識和少量簡單實驗。50年代后,化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)以展開實驗為主,訓(xùn)練操作技能,融入科學(xué)態(tài)度和方法,旨在培養(yǎng)科技精英,解決社會問題。直到80年代科學(xué)素養(yǎng)面對全體公民的提出,化學(xué)學(xué)科作為科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的重要領(lǐng)域,化學(xué)課程標(biāo)注應(yīng)該如何體現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)、構(gòu)建哪些維度、包含哪些要素成為國際上的熱點。
國際上化學(xué)課程目標(biāo)制定均以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨,且制定維度呈現(xiàn)多樣性:知識、能力、方法、情感、態(tài)度及STS教育等維度。各國在課程目標(biāo)中明確提出了能力培養(yǎng)的目標(biāo)和要求,呈現(xiàn)能力目標(biāo)導(dǎo)向。日本的化學(xué)課程特別強(qiáng)調(diào)以“有目的、有意識的觀察與實驗”為手段,從而培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)概念理解力以及探究能力和學(xué)生主動去思考、預(yù)測、觀察、實驗等學(xué)習(xí)活動;瑞士對學(xué)生獲得知識的內(nèi)容和方法提出明確要求,同時要求學(xué)生關(guān)注化學(xué)發(fā)展的影響因素;澳大利亞課程目標(biāo)的制定主要是從學(xué)科角度出發(fā),重視科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和運(yùn)用,突出STS教育;德國化學(xué)教學(xué)大綱從化學(xué)學(xué)科的特殊方法出發(fā),主要關(guān)注實驗?zāi)芰Γ河^察、假設(shè)、誤差分析、實驗設(shè)計等,模型操作能力以及運(yùn)用數(shù)學(xué)方法的能力;俄羅斯化學(xué)課程強(qiáng)調(diào)了實驗,模型等化學(xué)科學(xué)方法、化學(xué)計算以及在問題情境中確定問題并解決問題的能力。經(jīng)過對各國能力目標(biāo)的進(jìn)一步分析還可以發(fā)現(xiàn),科學(xué)探究能力在國際上受到普遍關(guān)注,是形成科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。
國際上對科學(xué)素養(yǎng)評價的目標(biāo)可主要分為科學(xué)知識與科學(xué)能力兩部分,其中各項目中科學(xué)能力評價側(cè)重的目標(biāo)維度分別為:科學(xué)探究過程、科學(xué)探究、認(rèn)知能力和科學(xué)實踐,能力目標(biāo)評價框架一欄列出了四種能力評價目標(biāo)的子目標(biāo)。歸納子目標(biāo)可以發(fā)現(xiàn),國際評價機(jī)構(gòu)想要測量學(xué)生在真實情境中發(fā)現(xiàn)問題并設(shè)計方案的能力;運(yùn)用科學(xué)原理操作實踐的能力;分析交流結(jié)果以致問題解決的能力。通過這些測量結(jié)果最終評定學(xué)生的科學(xué)探究能力,因此,科學(xué)探究能力的測評是國際評價機(jī)構(gòu)關(guān)注的核心目標(biāo)。
四、我國北京、上海高考對化學(xué)學(xué)科能力的考察
按照《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》和《考試說明》中規(guī)定的能力要求,對新課改后北京中考化學(xué)試卷進(jìn)行分析。試卷本著重在水平考查的命題原則,試題突出體現(xiàn)了課程改革的精神及方向,其能力要求考查如下:(1)實驗和科學(xué)探究能力:化學(xué)實驗是化學(xué)學(xué)科的重要知識內(nèi)容,也是學(xué)習(xí)化學(xué)知識的重要工具。化學(xué)實驗的考查重點不但包括實驗結(jié)果, 而且還包括重要實驗的過程, 可見化學(xué)實驗探究試題在中考化學(xué)試卷中占有不可或缺的重要的地位。中考化學(xué)實驗探究題 均考查到科學(xué)探究能力八要素中的5~6個,即設(shè)計方案、進(jìn)行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流。通過按照科學(xué)探究的步驟解決問題的一系列思維活動 ,不僅使學(xué)生體會科學(xué)研究的方法和科學(xué)探究的一般過程,而且也對其科學(xué)探究能力進(jìn)行了考查。(2)問題解決能力:試題設(shè)置突出了化學(xué)與生活、社會的密切聯(lián)系,著重考查了學(xué)生從化學(xué)視角看待問題,用化學(xué)思想分析問題、解決問題的能力。此外利用題目設(shè)置的情景考查了學(xué)生獲取信息的能力、文字表述能力。
上海市中考試卷的命題關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。情境提供以科學(xué)、技術(shù)、社會的相互關(guān)系為側(cè)重點,大多從生產(chǎn)實踐或綠色化學(xué)角度出發(fā),力圖引導(dǎo)學(xué)生感受到化學(xué)的實用性和人文價值來編制試題,考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識解決簡單實際問題的能力和提取、篩選和加工信息的能力。其次,試題本著尊重科學(xué)事實的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的研究問題的方法,重視對實驗?zāi)芰Φ目己?,如實驗基本操作、物質(zhì)的制備、檢驗、分離等試題;在部分實驗題中增加試題的開放性,如要求學(xué)生用文字將缺少的實驗儀器和藥品、實驗步驟和實驗現(xiàn)象寫出來,這對學(xué)生的文字表達(dá)能力是一個很大的考驗,同時反應(yīng)出學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新思維。
五、建構(gòu)化學(xué)學(xué)科能力
總結(jié)學(xué)者們對化學(xué)學(xué)科能力的研究成果并結(jié)合高考考察能力要素,化學(xué)學(xué)科能力要素包括:符號表征能力、模型思維能力、定量化能力、觀察能力、學(xué)習(xí)能力、實驗?zāi)芰?、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新能力。觀察以上要素,并參照上文對學(xué)科能力構(gòu)成的分析,科學(xué)探究能力、實踐能力和創(chuàng)新能力是涉及化學(xué)基本知識理解和運(yùn)用多種能力要素才能達(dá)成的綜合能力,三者本身存在交叉,在化學(xué)實驗中,提出問題及假設(shè)并設(shè)計實驗方案,表現(xiàn)出探究能力,觀察實驗現(xiàn)象需要觀察能力,得出結(jié)論評價實驗方案運(yùn)用了邏輯推理、分析綜合等思維過程,學(xué)習(xí)能力是個體完善自身發(fā)展、培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)所必備的能力,是其他能力的基礎(chǔ);即這些能力不能突出化學(xué)學(xué)科特點,可將其歸為一般能力,并提出了。
化學(xué)研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)這一特點使其從其它學(xué)科和研究中獨立出來,其研究方法就是化學(xué)實驗。通過化學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)元素,建立模型、尋找規(guī)律,發(fā)現(xiàn)元素周期律,填補(bǔ)元素周期表,探究了物質(zhì)的組成,同時驗證了化學(xué)實驗中的一些基本定律,如:質(zhì)量守恒、能量守恒等。比較楊玉琴提出的四種能力要素,化學(xué)實驗?zāi)芰Π柋碚?、模型思維和定量化能力,同時又以三種能力為基礎(chǔ)?;诖耍瘜W(xué)實驗?zāi)芰κ腔瘜W(xué)學(xué)科長期積淀而成,獨具的,支撐化學(xué)學(xué)科過去、現(xiàn)在和未來的能力,是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)形成的基本能力,是化學(xué)學(xué)科核心能力。
(作者單位:哈爾濱師范大學(xué))