楊開(kāi)城 陳潔 張慧慧

摘要：在教育實(shí)踐中，能力是以特定知識(shí)為基礎(chǔ)的，最終表現(xiàn)為知識(shí)的臨場(chǎng)組合運(yùn)用。能力常常和課程的目標(biāo)直接相關(guān)，屬于課程目標(biāo)的一個(gè)領(lǐng)域。課程能力目標(biāo)作為一種能力表征，是課程開(kāi)發(fā)的依據(jù)和指引，對(duì)它的描述除了要反映能力的具體要求以及能力所對(duì)應(yīng)的知識(shí)基礎(chǔ)外，還需要能被清晰表達(dá)且易于分解組合，如此才能有利于將能力（目標(biāo)）轉(zhuǎn)化為課程對(duì)象（手段）。受LACID學(xué)習(xí)目標(biāo)表征的啟發(fā)，我們針對(duì)課程目標(biāo)的要求，提出一種能力解析的新方法：能力建模。能力建模通過(guò)繪制課程知識(shí)建模圖、分解宏觀能力目標(biāo)、提取葉子能力結(jié)點(diǎn)、補(bǔ)充中間能力結(jié)點(diǎn)，形成能力建模圖，將具體能力及其相關(guān)知識(shí)的真實(shí)關(guān)系清晰完整地呈現(xiàn)出來(lái)，不但可以滿足課程開(kāi)發(fā)者課程目標(biāo)表征的需求，還可以幫助課程分析者分析和評(píng)估某個(gè)具體課程在目標(biāo)—手段一致性等方面的表現(xiàn)，是課程開(kāi)發(fā)與課程分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。此外，能力建模圖還有助于廓清某項(xiàng)具體能力的內(nèi)涵，是一種有別于自然語(yǔ)言的能力內(nèi)涵的表達(dá)方式。

關(guān)鍵詞：能力;課程開(kāi)發(fā);課程目標(biāo);能力建模;STEM課程

中圖分類號(hào)：G423 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1009-5195（2022）02-0057-08 ?doi10.3969/j.issn.1009-5195.2022.02.007

作者簡(jiǎn)介：楊開(kāi)城，博士，教授，博士生導(dǎo)師，北京師范大學(xué)教育學(xué)部（北京 100875）;陳潔、張慧慧，博士研究生，北京師范大學(xué)教育學(xué)部（北京 100875）。

一、 能力到底是什么

1.教育情境下能力的本質(zhì)

教育實(shí)踐在描述學(xué)生發(fā)展時(shí)，能力是一個(gè)非常重要的詞匯?？墒悄芰Φ降资鞘裁茨?？如果讓教育研究者或?qū)嵺`者描述教育的目標(biāo)，十有八九他們會(huì)提到培養(yǎng)學(xué)生的能力;如果再讓他們列舉出培養(yǎng)哪些能力，他們的回答可能會(huì)十分相似，諸如交流與合作的能力、問(wèn)題解決能力、科學(xué)探究能力，等等。但如果我們?cè)僮穯?wèn)這些能力具體表現(xiàn)如何？怎樣通過(guò)教學(xué)落實(shí)？能力的培養(yǎng)具體體現(xiàn)在課堂的哪些方面？他們則未必立刻能說(shuō)清楚，也不一定能夠說(shuō)服彼此。

能力同時(shí)也是心理學(xué)的一個(gè)重要概念。站在心理學(xué)的視角，能力被看作是成功完成某些活動(dòng)所需要的那些個(gè)性心理特征（阿·阿·斯米爾諾夫，1957;顧明遠(yuǎn)，1998）。但這種解說(shuō)對(duì)于教育來(lái)說(shuō)仍不夠清晰，而且它會(huì)誤導(dǎo)教育組織在學(xué)科知識(shí)和技能之外去追尋能力培養(yǎng)（吳紅耘等，2013）。

既然心理學(xué)視角對(duì)能力的解釋無(wú)法令人滿意，那么我們可以嘗試更換到知識(shí)的視角。知識(shí)的視角與教育經(jīng)驗(yàn)存在著關(guān)聯(lián)。教育實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，學(xué)生的能力最終表現(xiàn)為知識(shí)的臨場(chǎng)組合運(yùn)用（不是指機(jī)械回憶和套用）。離開(kāi)了知識(shí)我們無(wú)法清楚地知道“教育”要培養(yǎng)的能力到底是什么。

當(dāng)然，這種知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用離不開(kāi)心理學(xué)所關(guān)注的智力、認(rèn)知能力（或稱認(rèn)知技能）以及憑常識(shí)就能看到的肢體能力（或稱肢體技能）。但在教育情境中，我們?nèi)跃劢褂谝劳兄R(shí)所生成的能力。很明顯，知識(shí)是這種能力所蘊(yùn)含的內(nèi)容，同時(shí)它也是繞不開(kāi)的手段。拋開(kāi)知識(shí)孤立地討論能力，是無(wú)法認(rèn)清這種能力的。所以說(shuō)，能力培養(yǎng)的關(guān)鍵不在于要不要知識(shí)，而在于如何給予適當(dāng)?shù)那榫?、任?wù)和問(wèn)題，將學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和抽象的知識(shí)結(jié)合，在知識(shí)的運(yùn)用中生成能力。當(dāng)然其中牽連基本認(rèn)知能力和肢體能力。由此，我們?cè)诒嫖瞿芰r(shí)，可以將能力區(qū)分為一般能力和學(xué)科能力。一般能力如“交往能力”等邏輯上和學(xué)科知識(shí)無(wú)關(guān)。學(xué)科能力背后對(duì)應(yīng)著一組特定知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，表現(xiàn)為對(duì)這組知識(shí)的運(yùn)用。

2.能力與知識(shí)和技能的關(guān)系

既然能力屬于知識(shí)的運(yùn)用，那么能力是否與技能同義？能力當(dāng)然不等同于技能，因?yàn)檎鎸?shí)的能力表現(xiàn)往往不限于技能知識(shí)的運(yùn)用，還包含其他類型知識(shí)的運(yùn)用。心理學(xué)家安德森用陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)來(lái)解釋人們的認(rèn)知行為（Anderson，1996），前者回答“是什么”的問(wèn)題，后者回答“如何做”的問(wèn)題。安德森所討論的知識(shí)概念是廣義的。后來(lái)人們將這種廣義的知識(shí)細(xì)分為三種：陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)以及策略性知識(shí)。陳述性知識(shí)是事實(shí)、概念、原理等方面的知識(shí)，也稱狹義的知識(shí)。相對(duì)于狹義知識(shí)，人們將程序性知識(shí)以及策略性知識(shí)稱為技能（知識(shí)）。也就是說(shuō)，技能是廣義知識(shí)的一部分，是能夠表現(xiàn)具體行為的那部分（楊開(kāi)城，2016，p.27）。本文所討論的“能力表現(xiàn)為知識(shí)的運(yùn)用”中的知識(shí)是指廣義知識(shí)。這個(gè)立場(chǎng)與皮連生先生的“習(xí)得的能力是由廣義知識(shí)構(gòu)成”（吳紅耘等，2005）的立場(chǎng)相同。

能力不等同于技能，也不是（廣義）知識(shí)，它只是表現(xiàn)為頭腦中知識(shí)的運(yùn)用。能力只能在知識(shí)的意義建構(gòu)之后，再在知識(shí)的真實(shí)運(yùn)用過(guò)程中生成。知識(shí)的真實(shí)運(yùn)用就是發(fā)揮知識(shí)功能作用的過(guò)程。知識(shí)的功能主要包括：描述、解釋、預(yù)測(cè)和干預(yù)（楊開(kāi)城，2016，p.97）。學(xué)生在運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程中，一方面調(diào)整、完善個(gè)人的知識(shí)系統(tǒng)和人格，另一方面表現(xiàn)出能力行為。很明顯，能力表現(xiàn)蘊(yùn)含著學(xué)生的個(gè)性表現(xiàn)，源于知識(shí)的個(gè)性化理解和個(gè)體頭腦中的知識(shí)結(jié)構(gòu)，它無(wú)法被客觀化為普適的認(rèn)知和行為過(guò)程，所以能力無(wú)法通過(guò)言語(yǔ)和演示進(jìn)行傳遞和存儲(chǔ)（記憶）。越是高階的能力越是如此。即使用出聲思維的辦法，我們也很難梳理清楚那些高階能力的具體思維細(xì)節(jié)。更何況這種高階能力還可能配合著外部操作，是一種內(nèi)外合一的表現(xiàn)。而知識(shí)具有很強(qiáng)的客觀性和公共性，并且可以通過(guò)語(yǔ)言清晰表達(dá)，因此可以傳遞和存儲(chǔ)，雖然知識(shí)的傳遞和存儲(chǔ)并不意味著正確的理解?？傊?，知識(shí)可以傳遞和存儲(chǔ)，能力卻無(wú)法傳遞和存儲(chǔ)。貌似能傳遞和存儲(chǔ)的“能力”其實(shí)只是知識(shí)中的技能。師徒模型中，學(xué)徒的綜合能力并不是由師傅傳遞過(guò)來(lái)的，而是在師傅指導(dǎo)、點(diǎn)撥下自我生成的。這是能力與知識(shí)的基本關(guān)系。能力與知識(shí)的關(guān)系可以從皮亞杰提出的“圖式”概念角度來(lái)理解。圖式是兒童用以理解和組織經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)（David R. Shaffer等，2009），是理解周?chē)澜绲闹R(shí)基礎(chǔ)?？梢哉f(shuō)，能力與圖式的質(zhì)量相呼應(yīng)。圖式強(qiáng)調(diào)的是理解，而能力還包括行動(dòng)方面。

二、課程開(kāi)發(fā)與能力表征

1.課程目標(biāo)必須蘊(yùn)含能力表達(dá)

通過(guò)辨析，上文廓清了知識(shí)、能力和技能之間的關(guān)系，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這只是回答了概念層面上“能力是什么”的問(wèn)題，卻無(wú)法直接回答某個(gè)具體的能力到底是什么的問(wèn)題。而這個(gè)問(wèn)題卻是教育實(shí)踐必須直面的問(wèn)題。

在現(xiàn)代社會(huì)，能力是重要的教育價(jià)值之一。那么它屬于教育實(shí)踐的哪個(gè)方面？實(shí)際上，能力和課程的目標(biāo)直接相關(guān)。教育實(shí)踐中存在著從宏觀到微觀不同層次的各類目標(biāo)，比如課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)等。雖然學(xué)習(xí)目標(biāo)并不是課程目標(biāo)經(jīng)過(guò)原子論意義上分解的結(jié)果，但學(xué)習(xí)目標(biāo)最終是需要指向課程目標(biāo)的。教學(xué)設(shè)計(jì)理論告訴我們，微觀的學(xué)習(xí)目標(biāo)往往是局部的目標(biāo)，有時(shí)僅僅表現(xiàn)為知識(shí)的習(xí)得而不表現(xiàn)為能力的生成。也就是說(shuō)，有些學(xué)習(xí)目標(biāo)可以是一種知識(shí)表達(dá)，說(shuō)清楚習(xí)得什么知識(shí)即可。而課程目標(biāo)則表達(dá)了教育的高階承諾——（在智識(shí)方面）發(fā)展學(xué)生的能力，因此課程目標(biāo)必須是一種能力表達(dá)，要說(shuō)清楚具體生成什么能力。當(dāng)然，課程目標(biāo)還包含有價(jià)值觀方面的承諾（楊開(kāi)城，2018）。本文不討論價(jià)值觀目標(biāo)，只討論能力目標(biāo)問(wèn)題。

2.課程開(kāi)發(fā)需將能力目標(biāo)轉(zhuǎn)化為課程對(duì)象

課程能力目標(biāo)（后文簡(jiǎn)稱課程目標(biāo)）是一種能力表達(dá)，又是課程開(kāi)發(fā)的依據(jù)和指引。雖然無(wú)論是前現(xiàn)代教育還是現(xiàn)代教育，在理論上都承認(rèn)和強(qiáng)調(diào)課程目標(biāo)對(duì)課程創(chuàng)制的引領(lǐng)作用，但在前現(xiàn)代教育中，課程的創(chuàng)制是基于經(jīng)驗(yàn)主義方式的。經(jīng)驗(yàn)主義的課程創(chuàng)制無(wú)法在數(shù)據(jù)層面上準(zhǔn)確協(xié)調(diào)社會(huì)、學(xué)生和知識(shí)之間的關(guān)系，自然也就會(huì)生成學(xué)科中心課程、學(xué)生中心課程和社會(huì)中心課程這三類典型的課程。這三類典型課程在功能上各有自己無(wú)法回避的缺陷，它們之間的組合也無(wú)法完全避免那些缺陷。這種經(jīng)驗(yàn)主義的課程創(chuàng)制并不需要（也沒(méi)有能力）提供課程目標(biāo)的清晰表征，進(jìn)而也無(wú)法根據(jù)這個(gè)清晰的目標(biāo)表征來(lái)設(shè)計(jì)課程對(duì)象。經(jīng)驗(yàn)主義課程創(chuàng)制，常常是理念先導(dǎo)、模式先導(dǎo)的。由此所創(chuàng)制的課程，其所承諾的能力目標(biāo)，多數(shù)只是說(shuō)給人聽(tīng)、寫(xiě)給人看的。在話語(yǔ)和觀念層面的表現(xiàn)是“基于XX”的課程編制。當(dāng)然，“基于XX”的課程編制未必生成“體現(xiàn)XX”的課程產(chǎn)品。經(jīng)驗(yàn)主義的課程創(chuàng)制方式無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代教育的要求。現(xiàn)代教育需要的是課程開(kāi)發(fā)。它是一種技術(shù)化的課程創(chuàng)制過(guò)程。課程開(kāi)發(fā)技術(shù)無(wú)法容忍目標(biāo)、手段等信息的含混性，更拒絕理念先導(dǎo)、模式先導(dǎo)這類“手段決策先于條件分析”的錯(cuò)誤。課程開(kāi)發(fā)技術(shù)的功能之一便是系統(tǒng)化處理社會(huì)、學(xué)生和知識(shí)三方面的信息，由此生成明確、清晰的課程目標(biāo)表征，并將其作為課程對(duì)象設(shè)計(jì)的根本依據(jù)。當(dāng)然在課程對(duì)象的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還需要其他技術(shù)操作融入其他教育價(jià)值。

那么，什么樣的目標(biāo)表征更有利于將能力（目標(biāo)）轉(zhuǎn)化為課程對(duì)象（手段）呢？課程目標(biāo)的表征除了要反映能力的具體要求以及能力所蘊(yùn)含的知識(shí)之外，還需要滿足以下兩個(gè)特征：一是清晰、不含混，二是易于分解和組合。清晰的目標(biāo)表征不存在歧義，方便理解、測(cè)量和評(píng)價(jià)。易于分解和組合的目標(biāo)表征，既方便課程目標(biāo)的逐條落實(shí)，又方便進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)能力的整合。課程目標(biāo)最常見(jiàn)的表征方式是自然語(yǔ)言描述。但經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)表明，自然語(yǔ)言的描述方式根本無(wú)法勝任能力目標(biāo)的表征。由上文可知，要想說(shuō)清楚一項(xiàng)具體的能力內(nèi)涵，就必須說(shuō)清楚這個(gè)具體能力的內(nèi)在構(gòu)成以及所蘊(yùn)含的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。這完全不是幾句或幾段話能做到的。而且在自然語(yǔ)言的描述方式下，單句陳述中很可能包含多個(gè)需要分解并逐一達(dá)成的子目標(biāo)，需要分開(kāi)學(xué)再實(shí)現(xiàn)整合。但自然語(yǔ)言的描述方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)能力目標(biāo)的分解和組合，這很容易導(dǎo)致課程的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)缺乏針對(duì)性，降低“目標(biāo)—手段一致性”這個(gè)最重要的質(zhì)量指標(biāo)。

目標(biāo)表征的易分解組合特征是有先例的。在以學(xué)習(xí)活動(dòng)為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)（Learning-Activity-Centered Instructional Design，LACID）理論中，學(xué)習(xí)目標(biāo)的表征便不再采用自然語(yǔ)言的方式，而是采用“知識(shí)點(diǎn)（學(xué)習(xí)水平）” （楊開(kāi)城，2016，p.78） 的方式。例如，重力（理解）、G=mg（理解，運(yùn)用），其中“重力”“G=mg”是知識(shí)點(diǎn)，學(xué)習(xí)水平包括記憶、理解和運(yùn)用三個(gè)層次?！坝洃洝焙汀袄斫狻睂?duì)應(yīng)的是學(xué)習(xí)的意義建構(gòu)階段，意在掌握知識(shí)，屬于較低的層級(jí)，而“運(yùn)用”涵蓋布盧姆的教育目標(biāo)分類中的分析、綜合、評(píng)價(jià)等多種知識(shí)的運(yùn)用形式（L·W·安德森等，2008），屬于學(xué)習(xí)的能力生成階段。LACID的學(xué)習(xí)目標(biāo)表征方式雖然比較繁瑣，但能夠清晰地展現(xiàn)要學(xué)習(xí)哪些知識(shí)以及學(xué)到什么水平。這種學(xué)習(xí)目標(biāo)表征方式的最主要優(yōu)勢(shì)是，學(xué)習(xí)目標(biāo)可以單獨(dú)也可以通過(guò)各種組合被安排到特定的活動(dòng)任務(wù)中，使得各個(gè)活動(dòng)任務(wù)的設(shè)計(jì)具有明確的目標(biāo)針對(duì)性，從而滿足目標(biāo)—手段一致性的要求。比如，可以先分別針對(duì)特定知識(shí)點(diǎn)完成意義建構(gòu)的學(xué)習(xí)，然后再將它們組合起來(lái)完成能力生成的學(xué)習(xí);也可以在完成某些知識(shí)點(diǎn)意義建構(gòu)學(xué)習(xí)的同時(shí)，完成另外知識(shí)點(diǎn)能力生成的學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)目標(biāo)的表征方式還方便將重點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)和難點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)交叉、重復(fù)地置入多個(gè)活動(dòng)任務(wù)之中，以強(qiáng)化對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)的教學(xué)。

用“知識(shí)點(diǎn)（學(xué)習(xí)水平）”方式表征學(xué)習(xí)目標(biāo)有個(gè)前提條件，那就是能夠準(zhǔn)確鑒別出知識(shí)點(diǎn)。鑒別知識(shí)點(diǎn)并不是一件簡(jiǎn)單的事。人們總是將知識(shí)點(diǎn)與考點(diǎn)混淆，甚至有些科目的教學(xué)也不強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)，只強(qiáng)調(diào)問(wèn)題與答案（這當(dāng)然是課程質(zhì)量問(wèn)題）。為了準(zhǔn)確鑒別出知識(shí)點(diǎn)，LACID提供了一種方法叫知識(shí)建模。所謂知識(shí)建模就是按照特定規(guī)范繪制知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖，但這個(gè)規(guī)范限定了所繪制的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖并不是知識(shí)語(yǔ)義關(guān)系圖，而是根據(jù)知識(shí)語(yǔ)義繪制的知識(shí)之間的隸屬關(guān)系圖。這張圖被稱為知識(shí)建模圖。我們的經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)鑒別知識(shí)點(diǎn)發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候，所繪制的知識(shí)建模圖必然是違背知識(shí)建模規(guī)范或者閱讀起來(lái)極其牽強(qiáng)的。也就是說(shuō)，知識(shí)建模的過(guò)程同時(shí)也是確保準(zhǔn)確鑒別知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程。正是因?yàn)橹R(shí)建模，LACID才能成功采納“知識(shí)點(diǎn)（學(xué)習(xí)水平）”的學(xué)習(xí)目標(biāo)表征方式。

3.一種新的課程目標(biāo)表征方式——能力建模

課程目標(biāo)能采納上述LACID提出來(lái)的學(xué)習(xí)目標(biāo)表征方式嗎？當(dāng)然不能。畢竟課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)居于不同的層次，具有質(zhì)的差異。宏觀層次的目標(biāo)需要一種有別于微觀目標(biāo)的表征方式。課程目標(biāo)的表征不但要滿足前文所述的兩個(gè)基本要求，特別是易于分解組合的要求，還要完成課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的聯(lián)通。因?yàn)檎n程目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間是一種轉(zhuǎn)化關(guān)系而非細(xì)化的關(guān)系。課程目標(biāo)在轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)，一些成分對(duì)應(yīng)著學(xué)習(xí)目標(biāo)的知識(shí)類型，一些成分對(duì)應(yīng)著學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)水平，還有一些成分對(duì)應(yīng)著教學(xué)過(guò)程（而不是學(xué)習(xí)目標(biāo)）的某些屬性，比如采用合作學(xué)習(xí)的方式等。自然語(yǔ)言的表征方式不但無(wú)法滿足上述兩個(gè)要求，還為實(shí)現(xiàn)從課程目標(biāo)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的轉(zhuǎn)化設(shè)置了障礙。為了清晰地說(shuō)明課程目標(biāo)的具體內(nèi)涵以及不變形地將其轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)目標(biāo)，我們需要一種新的課程目標(biāo)表征方式。

受LACID學(xué)習(xí)目標(biāo)描述方式以及知識(shí)建模技術(shù)的啟發(fā)，我們提出一種被稱為能力建模的方法來(lái)生成課程目標(biāo)的表征。這種方法會(huì)生成一種表達(dá)能力內(nèi)在構(gòu)成的有向無(wú)環(huán)圖（比如圖1，它不是樹(shù)而是圖，并且從任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)出發(fā)沿著箭頭的方向遍歷都不會(huì)回到起點(diǎn)），這張圖被稱為能力建模圖。我們認(rèn)為能力建模圖是一種有效替代方式，用來(lái)替代課程目標(biāo)的自然語(yǔ)言表達(dá)。所謂能力建模，就是對(duì)能力進(jìn)行逐層分解，將本層能力分解為它的多個(gè)子能力。既然能力最終表現(xiàn)為知識(shí)的運(yùn)用，那么這種分解執(zhí)行到最后，最底層的子能力要么是一般能力，要么便是知識(shí)的直接運(yùn)用。

三、能力建模的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

能力建模是一個(gè)通過(guò)對(duì)能力進(jìn)行分解，澄清它的構(gòu)成以及它與特定知識(shí)和基本認(rèn)知技能、肢體技能之間聯(lián)系的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程既需要自頂向下的演繹思維，又需要自底向上的歸納思維。能力建模具體操作過(guò)程如下：

1.按照知識(shí)建模規(guī)范繪制課程知識(shí)建模圖

LACID的知識(shí)建模規(guī)范（楊開(kāi)城，2016，pp.52-61）規(guī)定了符號(hào)、概念、原理公式、過(guò)程步驟、格式、認(rèn)知策略和事實(shí)范例共7種知識(shí)點(diǎn)類型以及這些類型知識(shí)點(diǎn)之間允許建立的關(guān)系方向和名稱。知識(shí)建模要求不同類型的知識(shí)點(diǎn)用不同形狀表示。閱讀者可以通過(guò)圖中知識(shí)結(jié)點(diǎn)的形狀判斷該知識(shí)點(diǎn)的類型。建模者需要先鑒別出知識(shí)點(diǎn)，然后根據(jù)知識(shí)點(diǎn)類型繪制知識(shí)結(jié)點(diǎn)，再根據(jù)知識(shí)之間的語(yǔ)義聯(lián)系確立知識(shí)建模規(guī)范所允許的知識(shí)結(jié)點(diǎn)間的關(guān)系，由此形成知識(shí)建模圖。

2.根據(jù)課程宏觀能力目標(biāo)分解子能力

初步判斷課程期望達(dá)到的宏觀能力目標(biāo)，并嘗試將它們進(jìn)行分解成子能力。這些子能力又被稱為該能力的能力項(xiàng)。將這些能力項(xiàng)作為結(jié)點(diǎn)，初步建立如圖 1所示“內(nèi)容包含”的層級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)分解出來(lái)的能力項(xiàng)是一般能力或者是某項(xiàng)技能性知識(shí)或者無(wú)法繼續(xù)分解但該能力項(xiàng)所蘊(yùn)含的知識(shí)點(diǎn)很清晰明確時(shí)，分解便可以終止。注意，圖 1所示的層級(jí)結(jié)構(gòu)并非樹(shù)形結(jié)構(gòu)，而是一種有向無(wú)環(huán)圖。

3.利用FC知識(shí)提取葉子能力結(jié)點(diǎn)

關(guān)注知識(shí)建模圖中的事實(shí)與范例（Fact and Case，F(xiàn)C）知識(shí)（在知識(shí)建模圖中FC知識(shí)用 表示）及其相連的目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)，將這個(gè)FC知識(shí)所蘊(yùn)含的目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用，根據(jù)知識(shí)的語(yǔ)義與知識(shí)的描述、解釋、預(yù)測(cè)和干預(yù)功能，轉(zhuǎn)化為能力建模圖的最底層能力項(xiàng)結(jié)點(diǎn)（又稱葉子結(jié)點(diǎn)）描述，比如“能描述自然界的能量形式”“能解釋風(fēng)能相關(guān)現(xiàn)象”“能夠預(yù)測(cè)哪些材料滿足工程需要”。葉子結(jié)點(diǎn)的描述要指出運(yùn)用什么知識(shí)做什么事，但又不是非常具體的個(gè)別事務(wù)。FC知識(shí)有助于我們形成這種葉子結(jié)點(diǎn)的能力描述。

4.補(bǔ)充中間能力結(jié)點(diǎn)，形成能力建模圖

補(bǔ)充能力建模圖的中間能力項(xiàng)結(jié)點(diǎn)，根據(jù)上下層能力項(xiàng)語(yǔ)義之間的關(guān)系，在能力項(xiàng)之間畫(huà)出特定的弧，最終構(gòu)成一個(gè)完整的有向無(wú)環(huán)圖。上下層能力項(xiàng)之間可以建立“內(nèi)容包含”和“是一種”兩種關(guān)系（見(jiàn)表 1）。注意，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)能力項(xiàng)A1“內(nèi)容包含”了A2，且沒(méi)有“內(nèi)容包含”其他子能力項(xiàng)，并且在邏輯上也不可能“內(nèi)容包含”其他子能力項(xiàng)，那么說(shuō)明A1與A2實(shí)際上是同一個(gè)能力項(xiàng)或者能力項(xiàng)分解有誤。

哲學(xué)家吉爾伯特·賴爾在他的《心的概念》中將知識(shí)的類型劃分為“了解是什么”和“了解如何做”兩類（吉爾伯特·賴爾，1992）。據(jù)此，我們建議在補(bǔ)充中間能力項(xiàng)時(shí)，可以思考上層宏觀能力與葉子能力項(xiàng)之間，學(xué)生“還需要掌握什么知識(shí)”以及“掌握了特定知識(shí)能做什么”。這里的“做什么”是指發(fā)揮知識(shí)的功能：描述、解釋、預(yù)測(cè)、干預(yù)。

經(jīng)過(guò)以上四步操作，我們會(huì)形成一張層次結(jié)構(gòu)的能力建模圖，它在性質(zhì)上屬于有向無(wú)環(huán)圖。這張圖攜帶的信息有：第一，與學(xué)科知識(shí)相關(guān)聯(lián)的葉子結(jié)點(diǎn)（又稱匯點(diǎn)結(jié)點(diǎn)）多數(shù)可落實(shí)為學(xué)習(xí)目標(biāo);第二，中間結(jié)點(diǎn)以及源點(diǎn)結(jié)點(diǎn)（指最宏觀的能力結(jié)點(diǎn)，可能有多個(gè)）常常表達(dá)的是課程目標(biāo)（并非所有這類結(jié)點(diǎn)都適合做課程目標(biāo)）;第三，學(xué)習(xí)目標(biāo)（葉子結(jié)點(diǎn)）、課程目標(biāo)（源點(diǎn)結(jié)點(diǎn)和中間結(jié)點(diǎn)）之間的內(nèi)在聯(lián)系。能力建模圖一方面清晰地、無(wú)歧義地表達(dá)了能力的內(nèi)在構(gòu)成，另一方面，如果某個(gè)結(jié)點(diǎn)是課程目標(biāo)，我們不但可以通過(guò)它的能力項(xiàng)單獨(dú)地落實(shí)自身，也可以與其他結(jié)點(diǎn)組合形成更加綜合的課程目標(biāo)。由于任何能力項(xiàng)都可以沿著能力建模圖的“內(nèi)容包含”“是一種”關(guān)系找到葉子結(jié)點(diǎn)所蘊(yùn)含的具體知識(shí)建模圖子圖，那么生成該能力項(xiàng)所需要的知識(shí)基礎(chǔ)也就明確了。由此可知，能力建模圖既能表達(dá)能力的內(nèi)涵，又能滿足目標(biāo)描述的兩個(gè)基本要求，還能呈現(xiàn)課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)。

當(dāng)然能力建模的過(guò)程并非機(jī)械地按照上述步驟操作的過(guò)程，期間必然會(huì)發(fā)生各種回溯、跳轉(zhuǎn)，調(diào)整每個(gè)步驟所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，只要數(shù)據(jù)保持一致、不存在不連通子圖以及閉環(huán)即可。

四、STEM課程目標(biāo)能力建模示例

之所以選擇STEM課程作為能力建模的操作示例，是因?yàn)镾TEM課程沒(méi)有單純的知識(shí)目標(biāo)，除了價(jià)值觀，STEM課程的目標(biāo)就是運(yùn)用S.T.E.M.知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造的能力。而很多傳統(tǒng)的分科課程實(shí)質(zhì)上存在著知識(shí)目標(biāo)，雖然不盡合理，但這是歷史積淀的結(jié)果。

STEM最基本的內(nèi)涵是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門(mén)學(xué)科知識(shí)的整合，旨在整合創(chuàng)新。STEM課程不是簡(jiǎn)單地包含和拼接四門(mén)學(xué)科的內(nèi)容。首先不同學(xué)科的知識(shí)本就存在邊界，我們無(wú)法將不同學(xué)科在知識(shí)邏輯層面進(jìn)行整合（楊開(kāi)城等，2020a）;其次工程和技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)常伴隨著動(dòng)手操作的實(shí)踐。因此STEM課程需要將學(xué)科知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，在發(fā)明創(chuàng)造中運(yùn)用知識(shí)，發(fā)揮知識(shí)的作用進(jìn)而發(fā)展能力。在STEM課程中，學(xué)生既參與科學(xué)探究又參與工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，根據(jù)科學(xué)教育新課標(biāo)，二者都是學(xué)習(xí)和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的有機(jī)組成部分（National Research Council，2012）。也就是說(shuō)，學(xué)生通過(guò)STEM課程中特定設(shè)計(jì)和制作的實(shí)踐活動(dòng)，可以檢測(cè)、深化、調(diào)節(jié)自己所學(xué)習(xí)到的S.T.E.M.知識(shí)，形成有實(shí)踐價(jià)值的知識(shí)結(jié)構(gòu)以及這種知識(shí)結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的能力。因此，可以認(rèn)為STEM課程只存在能力目標(biāo)，不存在知識(shí)目標(biāo)。

STEM教育領(lǐng)域首要的挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)合格的STEM課程（楊開(kāi)城等，2020b）。目前我國(guó)的STEM課程良莠不齊，并非所有貼著STEM標(biāo)簽的課程都適合做能力建模示例。我們只能選擇能夠體現(xiàn)STEM理念、確實(shí)能整合S.T.E.M知識(shí)的STEM課程。按照這個(gè)要求，我們選擇了某公司開(kāi)發(fā)的、已經(jīng)經(jīng)過(guò)一定市場(chǎng)檢驗(yàn)的STEM課程。另一個(gè)特別重要的考慮是，該公司的STEM課程開(kāi)發(fā)過(guò)程為能力建模儲(chǔ)備了必要的數(shù)據(jù)支持。其具體的能力建模過(guò)程如下：

1.STEM課程的知識(shí)建模

由于不同的STEM課程模塊的STEM主題不同，因此所包含的S.T.E.M.知識(shí)也會(huì)不同，但它們所指向的宏觀能力，在名稱描述上卻可能相同。因此有必要先將STEM課程所包含的知識(shí)內(nèi)容清晰化，即繪制知識(shí)建模圖。限于篇幅，本文只是在示例需要時(shí)引用其子圖，不單獨(dú)呈現(xiàn)完整的知識(shí)建模圖。

2.STEM課程總能力的頂層建模

基于以上對(duì)STEM課程內(nèi)涵和能力概念的理解，再加上知識(shí)建模圖的提示，我們發(fā)現(xiàn)除了與學(xué)科知識(shí)無(wú)關(guān)的一般能力如“交往能力”，還存在基于STEM情境但與具體領(lǐng)域知識(shí)關(guān)聯(lián)不大的能力，諸如“科學(xué)探究能力”“工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力”，它們會(huì)貫穿STEM教育的始終，是相對(duì)固定的科學(xué)方法和工程方法，可以與各種領(lǐng)域知識(shí)相結(jié)合，我們將此部分能力劃為“STEM一般能力”。由此，我們將STEM課程的總能力初步分解為（見(jiàn)圖 2）：一般能力項(xiàng)（General Ability，標(biāo)識(shí)[G]），具體包含溝通能力、協(xié)作能力、收集和處理信息的能力;STEM一般能力項(xiàng)，包括科學(xué)研究能力（Science General Ability，標(biāo)識(shí)[SG]）和工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力（Engineering General Ability，標(biāo)識(shí)[EG]）;運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力（不做標(biāo)識(shí)），具體內(nèi)容需要根據(jù)具體的STEM主題內(nèi)容確定。

3.葉子能力建模

圖 2所示的能力建模圖頂層結(jié)構(gòu)是所有具體的STEM課程模塊共享的，它是根據(jù)STEM理念、對(duì)多個(gè)STEM課程材料做出的一般分析。閱讀圖 2可知，我們無(wú)法直接從A3-1或者A3-2直接演繹出具體的能力項(xiàng)。如果僅僅憑借經(jīng)驗(yàn)繼續(xù)向下分解具體的能力項(xiàng)，建模結(jié)果將無(wú)法有效地支撐之后的課程開(kāi)發(fā)和分析的工作。因此我們需要自底向上優(yōu)先確定葉子能力項(xiàng)。具體做法是：關(guān)注課程知識(shí)建模圖中的FC類知識(shí)及其相連接的目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)，提煉學(xué)生“運(yùn)用什么知識(shí)做什么事”的能力描述，確定葉子能力以及這個(gè)葉子能力所對(duì)應(yīng)的知識(shí)建模圖子圖。

圖 3展示了一個(gè)葉子能力及其對(duì)應(yīng)的知識(shí)建模圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這個(gè)葉子能力結(jié)點(diǎn)源自STEM課程“抓住風(fēng)：設(shè)計(jì)風(fēng)車(chē)”（以下簡(jiǎn)稱“風(fēng)車(chē)”）。在該課程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)能量、力與運(yùn)動(dòng)、材料的知識(shí)并運(yùn)用工程設(shè)計(jì)過(guò)程完成一個(gè)風(fēng)車(chē)模型的制作，最終風(fēng)車(chē)的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠提起一定的砝碼，這也是機(jī)械利用風(fēng)能做功的展現(xiàn)。在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生還需要以船帆為例，探索影響船帆捕捉風(fēng)能的因素并得出結(jié)論，這些結(jié)論會(huì)進(jìn)一步幫助學(xué)生完成風(fēng)車(chē)的設(shè)計(jì)與制作。

4.補(bǔ)充中間能力結(jié)點(diǎn)

起初源自知識(shí)建模圖的那些葉子能力項(xiàng)結(jié)點(diǎn)與圖 2中A3路徑上的結(jié)點(diǎn)并不總是關(guān)聯(lián)的?，F(xiàn)在要做的工作是，補(bǔ)充中間能力項(xiàng)結(jié)點(diǎn)建立這些關(guān)聯(lián)，從而使所有結(jié)點(diǎn)連通，構(gòu)成完整的有向無(wú)環(huán)圖。建模之后，我們可以在圖中標(biāo)示出哪些結(jié)點(diǎn)是學(xué)習(xí)目標(biāo)、哪些是課程目標(biāo)。圖 4所示的是“風(fēng)車(chē)”能力建模圖的一個(gè)局部，其中灰色結(jié)點(diǎn)為課程目標(biāo)能力項(xiàng)（并非所有的能力項(xiàng)都適合作為課程目標(biāo)，有一些結(jié)點(diǎn)是組織性結(jié)點(diǎn)，起到系統(tǒng)化的作用），帶有*標(biāo)注的葉子能力項(xiàng)常常是能力生成層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)（限于篇幅沒(méi)有給出所對(duì)應(yīng)的知識(shí)建模圖）。

即使我們對(duì)能力的理解是準(zhǔn)確的，這種能力分解也會(huì)具有一定的主觀性。也就是說(shuō)，不同人針對(duì)同一能力可能繪制出不同的能力建模圖，而且在語(yǔ)義層面上都是正確的。尤其是中間層的能力項(xiàng)的提取更難以避免主觀性。以“風(fēng)車(chē)”課程目標(biāo)的能力建模為例，由主試和另外一名研究者背對(duì)背進(jìn)行能力建模，然后針對(duì)二者不一致之處進(jìn)行溝通，再根據(jù)相互同意度計(jì)算建模圖的信度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，頂層子圖完全一致，葉子結(jié)點(diǎn)提取信度為0.985（主試提取葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)n1為16，另一位研究者提取葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)n2為17，經(jīng)過(guò)溝通完全同意的結(jié)點(diǎn)數(shù)m為16，相互同意度r=2m/（n1+n2）為0.970，最后的信度R=2r/（1+r）為0.984）。但中間結(jié)點(diǎn)的提取差異性則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)期。但這種主觀性并不影響對(duì)能力的表達(dá)以及后續(xù)對(duì)能力建模圖的應(yīng)用。因?yàn)槟芰ψ罱K落實(shí)為葉子能力項(xiàng)，即特定知識(shí)的運(yùn)用而不是能力名稱，而葉子能力項(xiàng)的提取受以FC知識(shí)為中心的知識(shí)建模子圖的制約，其主觀性幾乎會(huì)消除殆盡。

五、小結(jié)

在教育情境下，能力主要是指特定學(xué)科知識(shí)的運(yùn)用能力，雖然這種能力的生成和表現(xiàn)離不開(kāi)一般能力的參與。能力常常被當(dāng)作是課程目標(biāo)。但具體能力與其相關(guān)知識(shí)的真實(shí)關(guān)系如何清晰完整地呈現(xiàn)，對(duì)于課程開(kāi)發(fā)與課程分析來(lái)說(shuō)，則是非常重要的。能力建模所生成的能力建模圖能夠完成這種呈現(xiàn)。有了能力建模圖，課程的能力目標(biāo)表達(dá)便不會(huì)再給人以“虛的”“抓不住”的感覺(jué)。課程開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)它選擇傳遞哪些知識(shí)、提供哪些簡(jiǎn)單練習(xí)和綜合訓(xùn)練，從而完成對(duì)課程對(duì)象的設(shè)計(jì)。課程分析者可以根據(jù)它分析和評(píng)估某個(gè)具體課程在目標(biāo)—手段一致性等方面的表現(xiàn)?？偟膩?lái)說(shuō)，目標(biāo)的明晰表征是手段設(shè)計(jì)與分析評(píng)估的基本前提。能力建模為課程開(kāi)發(fā)與課程分析評(píng)估提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

能力建模的提出雖然著眼于課程開(kāi)發(fā)，但能力建模圖卻也明顯地是一種某個(gè)具體能力的內(nèi)涵表達(dá)方式。有別于自然語(yǔ)言描述，能力建模圖更能廓清某項(xiàng)具體能力的內(nèi)涵，能讓人們認(rèn)識(shí)到，某些命名不同的能力實(shí)則大同小異甚至就是同一種能力。雖然這種對(duì)內(nèi)涵的澄清不是自然語(yǔ)言方式的，可是呈現(xiàn)內(nèi)涵誰(shuí)說(shuō)非得“說(shuō)明白”而不能“畫(huà)明白”？無(wú)論是說(shuō)或者畫(huà)，能讓相關(guān)的人“看明白”且能用即可。這也再次說(shuō)明了，技術(shù)是一種理解世界的方式，教育技術(shù)是理解教育的一種獨(dú)特方式（楊開(kāi)城等，2007）。能力建模圖要比從能力名稱出發(fā)、通過(guò)語(yǔ)詞演繹解釋的、貌似簡(jiǎn)練的幾句話或幾段話更能讓人理解能力到底是什么。

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收稿日期 2021-11-03 責(zé)任編輯 汪燕

Capability Modeling： A New Method to Express the Curriculum Capability Objectives

YANG Kaicheng， CHEN Jie， ZHANG Huihui

Abstract： In educational practice， capability is grounded on specific knowledge and ultimately manifests itself in the application of knowledge， with cooperation with some general abilities. Capability in education context is often directly related to the curriculum objectives， being a field of curriculum objective. As a kind of capability representation， curriculum capability-objectives are the basis and guidance for curriculum development. Therefore， the description of curriculum objectives needs not only to reflect the specific requirements of the abilities and their knowledge base， but also to be clear and easy enough to decompose and combine， so that it facilitates the transformation of capabilities （objectives） into course objects （means）. Inspired by LACID’s description of learning objectives， this paper proposes a method of capability analysis： capability modeling. By constructing modeling diagram of curriculum knowledge， dividing the macro capability objectives， identifying the leaf capability nodes and complementing the middle capability nodes， the capability modeling diagram can be worked out. This capability modeling diagram， revealing the relations between specific abilities and relative knowledge clearly and completely， can not only meet the requires of curriculum objectives description of curriculum developers， but also help curriculum analyzers assess such the qualities as the consistency of means with objectives of a specific curriculum. So the capability modeling diagram is the basic data needed in curriculum development and analysis practice. In addition， the capability modeling diagram can help clarify the connotation of a specific capability， as a new expressing way different from natural language.

Keywords： Capability; Curriculum Development; Curriculum Objective; Capability Modeling; STEM Curriculum