核心素养与知识②|杨向东：以科学探究为例看素养与知识的关系
2017年11月21-22日，教育部基础教育课程教材发展中心在常州成功举办第四届全国基础教育课程教学改革研讨会。会上，来自华东师范大学的杨向东教授围绕“核心素养与教学”做了主题报告。本刊聚焦读者关心的“核心素养与知识、技能的关系”话题，精选专家从不同角度阐释的精彩论点以飨读者。
华东师范大学杨向东教授
有学者认为，不能只关心核心素养的培养，否则就会忽视学科知识的学习。这种看法是值得商榷的。我们以科学探究能力为例，对核心素养和学科知识的关系尝试进行探讨。
什么是科学探究能力？
如果一个学生能够从生活中找到值得探究的科学问题，能够形成解决问题的方案；
能够实施方案，获取证据，反思和检验证据收集是否完备，方案是否需要修改；
能够根据探究问题，结合收集到的证据和已有理解，形成自圆其说、有理有据的论证和解释，在这个过程中所表现出来的综合性品质，就是我们所说的科学探究能力。
这样一种理解下的科学探究能力需不需要学科知识或技能（此处是科学知识和技能）呢？试想，学生需要什么才能够从生活中找到值得探究的科学问题？除了一般意义上的提出问题的能力，学生需要能够理解： 当前的情境是什么，蕴含着什么样的问题， 这个问题是否属于科学问题，该科学问题和哪些领域（知识、原理、理论）有关？基于已有科学知识和方法，该问题是否值得以及能否开展实际的探究？因此，从生活中提出值得探究的科学问题，需要学生具备与当前情境有关的，能够被学生用来理解和分析当前情境，明确问题性质和实质内涵的具体领域知识、观念和思维方法。从这个意义上讲，科学探究能力的形成需要以具体科学领域的知识和技能为基础。它需要的是学生自己形成的、能够用来分析情境和提出问题的、灵活的、结构化的学科知识和技能，不需要的是我们现在用机械重复操练的方法让学生“夯实”的碎片化的学科知识和技能。只有当学生具备了组织化和结构化的领域知识、概念和方法，他们才能真正深刻地理解情境，提出和解决问题，也才能促进核心素养的发展。
因此，核心素养的培养并不是不需要学科知识和技能了。恰恰相反，核心素养导向下的教学对学科知识和技能的要求反而是提高了。例如，在科学探究能力的培养中，学生需要根据当前探究的问题，制定一个具有可操作性的实施方案。试想，完成这一任务，和回答当前考试中常见的实验有什么原则、有哪几种实验方法等问题，哪种情况对学生相关知识和技能的要求高呢？显然是前者。仅仅知道实验原理，了解实验的种类和设计程序，并不能确保学生制定出符合具体探究问题的实施方案。后者需要学生能够选择和组织相关学习知识、实验原理和探究方法，根据当前特定需求和条件审慎选择和组织，能够灵活运用和整合。类似的，在实际探究过程中，学生需要随时判断探究方案的实施情况，反思和检验所获的资料或数据的必要性和合理性，修改和调整探究方案等等。之后，学生需要整合探究问题、已有假设、资料或数据结果、相关原理或理论，形成自圆其说、基于证据的论证和解释。所有这些都和当前特定的探究问题及其所涉及的相关领域知识、技能、思维方式和探究模式有着不可分割的关系。
正确理解核心素养和学科知识之间的关系，需要我们重新理解什么是学习
1
从事实到概念，到关系，再到结构2
从事实到方法，到学科方法论，再到学科本质观3
从知道到理解，到应用，再到综合4
从有限迁移，到中等程度迁移，再到全面的迁移第一个维度是我国中小学教师最为熟悉的学科知识和技能。然而，此处的提法有两点值得反思。首先，讲到学科知识和技能，教师往往局限于学科的概念以及阐述概念和概念之间的关系的原理层面。而如前所述，核心素养的培养需要让学生形成结构化的知识和技能体系。第二，概念和原理的学习不是从教师讲解或定义的背诵开始，而是从事实入手，通过让学生与源于现实世界的真实情境互动，实质性地形成概念和掌握原理。
第二个维度即我国基础教育当前所提的学科过程与方法。值得反思的是，当前对学科方法的理解多停留在零碎的技能层面，而对深层的学科思维方法和探究模式关注不够，枉谈对学科本质的理解了。此外，学科方法的学习也不是从教师讲解开始的，依然需要从事实入手，让学生在解决情境化任务过程中潜移默化地形成方法，发展思维方式。对于学科过程和方法，这一点尤其重要。这是因为学科过程和方法属于程序性知识，是无法用语言讲解清楚的。举例来说， 我们每天都用筷子吃饭。但是你是否意识到，当用筷子把菜夹起来的时候，回到什么地方，你的嘴巴开始张开？事实上绝大多数人是不知道的。这是因为用筷子吃饭属于动作技能，是程序性知识，是自动化的。美国著名教育心理学家加涅将我们思考一个问题如何解决的技能称之为智慧技能，同样属于做事的程序性知识。学习程序性知识最好的方式就是做中学。试想，培养一个铁匠最好的方法是什么？不是去读有关打铁的知识， 而是将其直接送到铁匠铺里去做学徒，在两三年的时间里，徒弟跟着师傅天天打铁。其实，针对每一块原料，打造不同的工具，具体的打铁过程都有细微的差异。原料的材质，煅烧的温度和时间，锻打的程度，淬炼的时机和程序等，都需要结合特定情境具体分析和判断。什么时候我们给徒弟一块新的原料，他能够根据原料的特性，打造出一件符合用户要求的合格工具，我们才可以说他掌握了打铁的方法。学科过程和方法的学习也是同样的道理。学生在学习物理的时候， 教师需要创设基于现实世界的真实情境，指导学生从日常经验出发，逐渐过渡到学会用物理思维方式和探究模式来分析情境和提炼问题，解释和论证问题。在这一过程中，学生会逐渐意识到物理是用怎样的方法分析现实世界中的各种现象的，明白物理概念何以形成以及为何形成，知道如何用物理的概念体系和符号系统把一个原本是生活现象的情境转化成一个物理现象或模型，采用怎样的套路，遵循怎样的原则去解释和论证问题。如果在一段时间的物理学习中，教师能够创设一系列不同的任务情境，学生就会像学习打铁一样，潜移默化地理解和掌握物理思维方式和探究模式，逐渐意识到“物理的”形成和解决问题的方法和原则。类似的，如果生物、化学等科学学科的学习都采用类似的方式，学生就在与各种各样情境的互动过程中，逐渐意识到化学和生物等领域思考和解决问题的共性，形成“科学方法论”。当学生能够掌握科学是如何思考和解决问题的， 就能够深刻地理解科学（学科）的性质，意识到科学所能解决问题的范畴和边界，反思科学的价值和不足，学科本质观自然就孕育在其中了。
生活中存在各种各样不同复杂程度的情境。通过改变情境的结构化程度以及解决其中蕴含的任务所涉及的因素多少和关系，可以创设各种复杂程度的情境化任务。简单的、结构良好的情境可以让学生相对容易地提炼特征，形成概念。复杂的、不良结构的情境需要学生整合相关的概念、原理、理论、思维方法和探究模式才能深刻理解。因此，教师通过创设各种各样的情境，设置不同复杂程度的情境化任务，可以引导学生从情境中形成概念，学会用概念分析和理解情境，逐渐过渡到综合不同的学科知识、技能、思维方法、探究模式、价值观念，理解复杂的、开放性的现实情境，能够提炼问题，论证和解释问题。从知道如何形成概念，到能够综合各个方面分析复杂情境，体现的正是德伯劳科所讲的第三个维度。这个进程在学生探究能力上表现为能够从思考和解决有限迁移的、相似的情境化任务，到不断整合、迁移程度较远的任务，直到能够直面现实生活中的跨学科的、复杂的、陌生的、没有固定答案的任务，即所谓的全面的迁移（第四个维度）。
图1 核心素养、情境与学科知识的关系
以图1的方式整合上述四个维度，可以形成如下对学习的理解。所谓学习，是个体在和各种各样的情境持续互动的过程中不断解决问题、创生意义的过程。在这一过程中， 情境是学习发生的载体。情境通过活动，并和活动一起引发个体创生知识，发展观念。在广义上，情境即是个体存在于其中的日常生活。所谓真实情境，即是个体所处的各种日常实践。当学生能够综合在不同学科（领域）中形成的结构化知识和技能、学科思维方式和探究模式，以及各（学科）领域所孕育的价值观念，去解决现实生活中复杂的、开放的、陌生的、没有固定答案的问题和任务时，我们就看到了高水平的素养表现。这种表现显然和各（学科）领域知识、技能、方法、思维、观念的学习是密切相关的。
按照这种思路，我们可以给核心素养作一个界定。核心素养是个体在面对复杂的、不确定的现实生活情境时，能够综合运用（跨）学科观念、思维模式和探究技能，结构化的（跨）学科知识和技能，世界观、人生观和价值观在内的动力系统，在分析情境、提出问题、解决问题、交流结果过程中表现出来的综合性品质。在这个意义上，核心素养是“知识和技能”“过程与方法”“情感、态度、价值观”的“三维目标”的整合。这种整合发生在具体的、特定的任务情境中。教育或教学的功能就在于选择或创设合理的情境，通过适当的活动引发学习，促进学生核心素养的发展。
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文章及图片来源于《基础教育课程》杂志2018年第2期（上），转载需注明出处。
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