高中化學(xué)學(xué)科能力框架的構(gòu)建

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(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)?；瘜W(xué)作為科學(xué)學(xué)科，與當(dāng)下社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有直接聯(lián)系，對(duì)化學(xué)課程改革十分重視。通過(guò)分析國(guó)外培養(yǎng)目標(biāo)，國(guó)內(nèi)上海、北京重點(diǎn)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(píng)價(jià)的視角從知識(shí)轉(zhuǎn)向能力的培養(yǎng)

20世紀(jì)50年代，在西方發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)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(shí)，將其應(yīng)用于社會(huì)以適應(yīng)科技的發(fā)展。此時(shí)的科學(xué)素養(yǎng)是在科學(xué)知識(shí)的范疇中作為一個(gè)概念提出的，著眼于人的生存能力。80年代初期，美國(guó)面臨學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)水平較低，功能性文盲將造成經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)遲緩、國(guó)防安全受到威脅。為解決這一危機(jī)，美國(guó)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(guó)科學(xué)教師協(xié)會(huì)在1982年發(fā)表了題為“科學(xué)-技術(shù)-社會(huì) 80年代的科學(xué)教育”的年度報(bào)告，科學(xué)素養(yǎng)不再是一個(gè)概念，而是作為科學(xué)教育目標(biāo)明確提出。報(bào)告介紹了科學(xué)素養(yǎng)除科學(xué)知識(shí)成分外還包括科學(xué)探究能力、態(tài)度、價(jià)值觀等方面。教育目標(biāo)似乎從專注于科學(xué)知識(shí)的傳遞轉(zhuǎn)向人的培養(yǎng)，學(xué)生自身的發(fā)展開(kāi)始受到重視。這次報(bào)告在國(guó)際上產(chǎn)生了廣泛的影響，各國(guó)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(xiě)、出版出更加適應(yīng)新時(shí)代的科學(xué)教材，掀起了一場(chǎng)科學(xué)素養(yǎng)運(yùn)動(dòng)，將科學(xué)素養(yǎng)推向高潮。教育目標(biāo)和教育評(píng)價(jià)是相輔相成的，教育目標(biāo)的轉(zhuǎn)型標(biāo)志著評(píng)價(jià)目標(biāo)和方式同樣從知識(shí)評(píng)價(jià)向能力評(píng)價(jià)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(shí)的智力活動(dòng)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(gè)體已有的學(xué)科知識(shí)和情境經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)一定的心理活動(dòng)解決學(xué)科情境問(wèn)題時(shí)所反映出的個(gè)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(cè)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(lèi)：（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(dòng)等一般過(guò)程和形式相關(guān)的能力；（2）知識(shí)性學(xué)科能力，這是學(xué)科具體知識(shí)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(duì)比林崇德、張警鵬、郭元祥對(duì)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(shí)，學(xué)科一般能力和特殊能力。

1、學(xué)科知識(shí)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(dòng)及能力的成分”、“內(nèi)化的學(xué)科知識(shí)”和“知識(shí)性學(xué)科能力”，均體現(xiàn)了學(xué)科知識(shí)這一要素。學(xué)科知識(shí)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(guò)程，學(xué)科思維的形成對(duì)學(xué)生的學(xué)科活動(dòng)過(guò)程起指導(dǎo)作用，并以能力的形式表現(xiàn)出來(lái)。如學(xué)生掌握學(xué)科內(nèi)容后，能對(duì)該學(xué)科信息識(shí)別與傳達(dá)，那么他具備了提取信息和與人交流的能力?？梢哉f(shuō)，學(xué)生所具備的學(xué)科能力是由學(xué)科知識(shí)過(guò)渡來(lái)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(diǎn)。郭元祥的基礎(chǔ)性學(xué)科能力是指各個(gè)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(píng)價(jià)等能力要求，就是各個(gè)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(guò)程表現(xiàn)出來(lái)的普遍存在的基本學(xué)習(xí)能力，包括認(rèn)識(shí)與理解能力、想象與思維能力、觀察能力、問(wèn)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(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的具體能力，學(xué)科特殊能力由于學(xué)科知識(shí)性質(zhì)與學(xué)習(xí)過(guò)程的差異，在不同學(xué)科中的具體能力表現(xiàn)不同。

三、國(guó)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(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有直接聯(lián)系，國(guó)際上對(duì)化學(xué)課程改革十分重視。20世紀(jì)50年代前，各國(guó)化學(xué)課程基本上是一門(mén)描述性學(xué)科，主要內(nèi)容是元素化合物知識(shí)和少量簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)。50年代后，化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)以展開(kāi)實(shí)驗(yàn)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(huì)問(wèn)題。直到80年代科學(xué)素養(yǎng)面對(duì)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(guó)際上的熱點(diǎn)。

國(guó)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(shí)、能力、方法、情感、態(tài)度及STS教育等維度。各國(guó)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(shí)的觀察與實(shí)驗(yàn)”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(dòng)去思考、預(yù)測(cè)、觀察、實(shí)驗(yàn)等學(xué)習(xí)活動(dòng)；瑞士對(duì)學(xué)生獲得知識(shí)的內(nèi)容和方法提出明確要求，同時(shí)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(guó)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ河^察、假設(shè)、誤差分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)，模型等化學(xué)科學(xué)方法、化學(xué)計(jì)算以及在問(wèn)題情境中確定問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力。經(jīng)過(guò)對(duì)各國(guó)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(guó)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(guó)際上對(duì)科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)的目標(biāo)可主要分為科學(xué)知識(shí)與科學(xué)能力兩部分，其中各項(xiàng)目中科學(xué)能力評(píng)價(jià)側(cè)重的目標(biāo)維度分別為：科學(xué)探究過(guò)程、科學(xué)探究、認(rèn)知能力和科學(xué)實(shí)踐，能力目標(biāo)評(píng)價(jià)框架一欄列出了四種能力評(píng)價(jià)目標(biāo)的子目標(biāo)。歸納子目標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)際評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)想要測(cè)量學(xué)生在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并設(shè)計(jì)方案的能力；運(yùn)用科學(xué)原理操作實(shí)踐的能力；分析交流結(jié)果以致問(wèn)題解決的能力。通過(guò)這些測(cè)量結(jié)果最終評(píng)定學(xué)生的科學(xué)探究能力，因此，科學(xué)探究能力的測(cè)評(píng)是國(guó)際評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)關(guān)注的核心目標(biāo)。

四、我國(guó)北京、上海高考對(duì)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(shuō)明》中規(guī)定的能力要求，對(duì)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(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究能力：化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的重要知識(shí)內(nèi)容，也是學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的重要工具?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的考查重點(diǎn)不但包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 而且還包括重要實(shí)驗(yàn)的過(guò)程， 可見(jiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)探究題 均考查到科學(xué)探究能力八要素中的5～6個(gè)，即設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流。通過(guò)按照科學(xué)探究的步驟解決問(wèn)題的一系列思維活動(dòng) ，不僅使學(xué)生體會(huì)科學(xué)研究的方法和科學(xué)探究的一般過(guò)程，而且也對(duì)其科學(xué)探究能力進(jìn)行了考查。（2）問(wèn)題解決能力：試題設(shè)置突出了化學(xué)與生活、社會(huì)的密切聯(lián)系，著重考查了學(xué)生從化學(xué)視角看待問(wèn)題，用化學(xué)思想分析問(wèn)題、解決問(wèn)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(guò)程。情境提供以科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的相互關(guān)系為側(cè)重點(diǎn)，大多從生產(chǎn)實(shí)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(shí)用性和人文價(jià)值來(lái)編制試題，考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)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(shí)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的研究問(wèn)題的方法，重視對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己?，如?shí)驗(yàn)基本操作、物質(zhì)的制備、檢驗(yàn)、分離等試題；在部分實(shí)驗(yàn)題中增加試題的開(kāi)放性，如要求學(xué)生用文字將缺少的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫(xiě)出來(lái)，這對(duì)學(xué)生的文字表達(dá)能力是一個(gè)很大的考驗(yàn)，同時(shí)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(duì)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(hào)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(shí)驗(yàn)?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(duì)學(xué)科能力構(gòu)成的分析，科學(xué)探究能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是涉及化學(xué)基本知識(shí)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(shí)驗(yàn)中，提出問(wèn)題及假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，表現(xiàn)出探究能力，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象需要觀察能力，得出結(jié)論評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案運(yùn)用了邏輯推理、分析綜合等思維過(guò)程，學(xué)習(xí)能力是個(gè)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(diǎn)，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(diǎn)使其從其它學(xué)科和研究中獨(dú)立出來(lái)，其研究方法就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)證了化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰Π?hào)表征、模型思維和定量化能力，同時(shí)又以三種能力為基礎(chǔ)?；诖?，化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ腔瘜W(xué)學(xué)科長(zhǎng)期積淀而成，獨(dú)具的，支撐化學(xué)學(xué)科過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)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)）