初中理科課程中的可持性觀念之初探

（延邊大學(xué)理學(xué)院 吉林·延邊 133002）

1 研究背景

2014年，教育部頒發(fā)《教育部關(guān)于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務(wù)的意見》，明確提出：改進(jìn)學(xué)科教學(xué)的育人功能，全面落實以學(xué)生為本的教育理念。在中學(xué)課程教學(xué)中開展育人思想和方法相結(jié)合的教學(xué)研討活動，將教育教學(xué)的行為統(tǒng)一到育人目標(biāo)上來。要在發(fā)揮各學(xué)科獨特育人功能的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮學(xué)科間綜合育人功能。從此，基于核心素養(yǎng)的中學(xué)教學(xué)成為研究的熱點問題，也是作為一線教育工作者關(guān)注的課題。本文在理解中學(xué)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，將三者進(jìn)行融合，尋找共同點。提出了素養(yǎng)為本的初中理科課程可持續(xù)性呼吁性建議。

2 可持續(xù)性與核心素養(yǎng)概念界定

2.1 可持續(xù)性

與可持續(xù)發(fā)展一樣，可持續(xù)性是一個元概念或總括術(shù)語，其特點是含糊不清。盡管如此，普遍認(rèn)為可持續(xù)性具有多個層面，通常被認(rèn)為是社會、經(jīng)濟(jì)和周圍環(huán)境——精神層面。許多人以許多方式表達(dá)了這些維度。近幾十年來，聯(lián)合國的工作突出了可持續(xù)發(fā)展的必要性。反過來，這又促進(jìn)了與持續(xù)能力有關(guān)的目標(biāo)的編寫。有關(guān)可持續(xù)發(fā)展具有里程碑意義的時間點：第一個是1987年，這一年是世界環(huán)境委員會報告發(fā)表的一年，提出了發(fā)展——我們的共同未來”的呼吁。第二個是2000年，這一年標(biāo)志著作為更廣泛的2030年可持續(xù)發(fā)展議程的一部分，同時也發(fā)布了17項可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

描述與可持續(xù)性有關(guān)的課程研究，2012年美國國家科學(xué)院通訊基金會強(qiáng)調(diào)這一點，強(qiáng)調(diào)可持續(xù)性與需要的聯(lián)系：“所有可持續(xù)性研究的基礎(chǔ)是，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境系統(tǒng)以及這些系統(tǒng)的長期生存能力?！备窭锔袼购退耐绿岢鰳?gòu)建可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境三大支柱的范式，即可持續(xù)發(fā)展嵌套式框架。在這種廣泛使用的可持續(xù)性框架中，可持續(xù)性發(fā)展是環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)三個圈重疊的領(lǐng)域。

2.2 核心素養(yǎng)

《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》項目組：“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是指學(xué)生應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力?！睆膶W(xué)生能力培養(yǎng)和適應(yīng)社會發(fā)展的角度看，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和社會責(zé)任是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。而初中課程的可持續(xù)性的觀念，是學(xué)生終生學(xué)習(xí)內(nèi)容和核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。

3 可持續(xù)性與初中理科課程的良好聯(lián)系

近幾十年來，美國科學(xué)界承認(rèn)了研究在應(yīng)對可持續(xù)性挑戰(zhàn)方面所起的作用。例如，美國科學(xué)學(xué)會通過其戰(zhàn)略計劃將可持續(xù)性設(shè)定為優(yōu)先事項并聲稱其在應(yīng)對世界可持續(xù)性挑戰(zhàn)方面的作用：

綠色科學(xué)課程為思考如何更好地設(shè)計或改進(jìn)學(xué)科研究過程和系統(tǒng)提供了一個框架。生命周期思維是這一框架的一個關(guān)鍵部分，因為科學(xué)家需要了解化學(xué)試劑的來源，以及反應(yīng)產(chǎn)物(和副產(chǎn)物)最終到達(dá)陸地、空中、水道或海洋的地方。本質(zhì)上，綠色化學(xué)是化學(xué)家用來以更可持續(xù)的方式進(jìn)行工作的一套工具。

綠色化學(xué)研究所為教學(xué)提供了極好的資源，最近出版的《美國化學(xué)學(xué)會化學(xué)學(xué)士學(xué)位課程指南》中引用了其中許多內(nèi)容。值得注意的是，這種綠色化學(xué)補(bǔ)充了系統(tǒng)思維的重要性，即需要將組件看作一個更大的整體的一部分，承認(rèn)它們之間的相互作用。

4 初中理科課程的可持續(xù)性

可持續(xù)性，從物質(zhì)的反應(yīng)和生成角度看，我們把著眼點傾向性地放在化學(xué)家和化學(xué)教育者的層面。然而，一些化學(xué)教師還沒有趕上變革的浪潮。第一部分將描述教師與可持續(xù)性相關(guān)問題的機(jī)會，方法是讓學(xué)生直接看，看不到但可見的人類活動，并引導(dǎo)學(xué)生如何以相似的方式直觀地看到原子和分子的亞微觀世界。第二部分描述了碳循環(huán)，以及它如何將化學(xué)原則與可持續(xù)性相關(guān)問題聯(lián)系起來的途徑。

4.1 鏈接和連接

“看不見，心不在焉?！睆哪撤N層次理解，在空間上或時間上破壞了客觀事實與大腦之間的聯(lián)系。如果我們看不到人或活動，我們很快就會質(zhì)疑，從而引發(fā)我們追蹤他們存在的事實。

對許多人來說，打開燈或電器的動作是每天都會發(fā)生的事情。很有可能，這種行為是伴隨著沒有思考的電力發(fā)電廠產(chǎn)生的電力。為什么？因為一個或多個連接是隱藏的。例如，電線可能在墻內(nèi)，室外電力線可能在地下，而這些電線連接的發(fā)電廠可能在幾公里之外。在很大程度上，電子基礎(chǔ)設(shè)施是看不見的，也是我們通常忽略的。此外，在中國，發(fā)電廠多數(shù)是燃燒化石燃料來發(fā)電。因此，不僅發(fā)電廠是遙不可及的，其排放物也是如此。我們很容易忘記，我們的日常用電關(guān)系到空氣質(zhì)量和人類健康。正如哈佛大學(xué)教授喬治·懷特塞茲在他的論文《重新創(chuàng)造化學(xué)》中所指出：“能源的每一個次處理、運輸、儲存和保存都含有化學(xué)物質(zhì)?！?/p>

任何重要的人類活動都與其他人聯(lián)系在一起，而這些活動是看不到的，也是不關(guān)心的。因此，讓學(xué)生學(xué)習(xí)能源、水和食品等與可持續(xù)性有關(guān)的問題，老師需要有鍛造聯(lián)系和建立聯(lián)系的技能。作為教師，我們一直在發(fā)展和實踐類似的技能。例如，我們的學(xué)生學(xué)習(xí)連接不可見的亞微觀世界的原子和分子，以及物質(zhì)的宏觀性質(zhì)。他們學(xué)會在原子的電子構(gòu)型和它們形成的化合物的化學(xué)性質(zhì)之間建立聯(lián)系。他們學(xué)會將分子的極性與其作為液體溶劑的行為聯(lián)系起來；同樣，他們學(xué)會將單體的結(jié)構(gòu)與聚合物的性質(zhì)聯(lián)系起來。當(dāng)我們的學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)時，我們希望他們把亞微觀與宏觀世界聯(lián)系起來。

像教師引導(dǎo)學(xué)生把他們在宏觀世界中看到的東西與他們在原子和分子的亞微觀世界中看不到的東西聯(lián)系起來一樣，他們也能引導(dǎo)學(xué)生將可見的人類活動與他們看不見或難以察覺的結(jié)果聯(lián)系起來。例如，海洋pH值的變化如果沒有使用像pH計這樣的儀器，是不可見的。雖然海洋酸化的某些結(jié)果確實可見，但它們可能難以察覺，因為它們在珊瑚礁或海洋生物的骨骼中。

顯然，理科學(xué)科是許多全球可持續(xù)能力挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)。反過來，這些科學(xué)原理與人類的活動有關(guān)，比如我們使用冰箱，燈泡、機(jī)動車輛和化肥。這個討論的重點不是把普通化學(xué)課程變成關(guān)于電網(wǎng)或食品供應(yīng)鏈的課程。更確切地說，這是為了確定燃料燃燒、能源生成、空氣污染、水凈化和化肥在我們化學(xué)中的使用等問題的正確位置。反過來，這些主題都與可持續(xù)性有關(guān)，同時也是學(xué)生科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。

4.2 關(guān)于碳原子的故事

在周期表中，Prim o Levi為我們提供了一個關(guān)于碳的隱喻：“一種永恒的，可怕的，循環(huán)的生與死的舞蹈。”當(dāng)然，他指的是碳循環(huán)，地球上碳的“舞蹈”將千兆噸含碳化合物在空間和時間中移動。此外，它同時提供了學(xué)習(xí)化學(xué)概念和學(xué)習(xí)與全球可持續(xù)性問題相關(guān)的概念的機(jī)會。

作為一種元素，碳在化學(xué)中具有用途廣泛和高度的流動性的特點。在化學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)的教科書中，平面藝術(shù)家通常用一組連接碳庫的，令人困惑的箭頭來描繪碳循環(huán)。這些可能包括大氣、海洋、淡水、植被、動物、土壤、巖石，甚至可能還有火山。

對于那些對于碳在我們的生活、區(qū)域和全球影響感興趣的人來說，碳循環(huán)是一項關(guān)鍵的知識。主要包括以下三方面：（1）在地球上的許多地方都發(fā)現(xiàn)了碳。（2）碳從一個地方移動到另一個地方。（3）碳最終起作用的地方。這些要點將有助于組織這次討論的其余部分，同時很多關(guān)于碳的實例都可以證明這一點。

5 結(jié)論性意見

格羅·哈萊姆·布倫特蘭(Gro Harlem·Brundland)在談到世界教師扮演的關(guān)鍵角色時表現(xiàn)出了極大的智慧。1987年，她發(fā)出的緊急信息與教師的關(guān)系不亞于今天。她指出教師和所有人都需要采取行動的原因：“人類活動正在從根本上改變我們的行星邊界，通過數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的角度，制定應(yīng)對全球可持續(xù)性挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略至關(guān)重要?！?/p>

有了幾十年前無法想象的工具，科學(xué)家現(xiàn)在可以窺視原子的亞微觀世界并了解它們的秘密。除了向內(nèi)窺視外，化學(xué)教師現(xiàn)在還能向外看世界嗎？他們能把現(xiàn)實世界的問題帶到課堂上，讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)知識嗎？另外一個問題也應(yīng)該被提出來，這個問題是受引文啟發(fā)的。作為教師，我們是否有共同的責(zé)任來教育我們的學(xué)生創(chuàng)造一個共同的未來？

由美國教育部資助的2012年《坩堝時刻》報告，對我們對共同未來的共同責(zé)任作出了響亮的號召。在報告第一章中指出：“學(xué)校是全國最有價值的公民學(xué)習(xí)和民主參與的實驗室。投資于這種學(xué)習(xí)的受益者不僅僅是學(xué)生或高等教育本身；學(xué)院和大學(xué)越是以公民為導(dǎo)向，就越有能力激發(fā)地方和全球經(jīng)濟(jì)活力、社會和政治福祉以及解決公共問題的集體行動?！?/p>

我們共同的未來，我們?yōu)榻鉀Q公共問題而采取的集體行動，我們和其他學(xué)科的研究者有共同的責(zé)任。化學(xué)教師需要宣稱他們應(yīng)有的作用，把有用的知識帶入課堂，這些知識用于應(yīng)對實現(xiàn)可持續(xù)性的挑戰(zhàn)。反過來，這些知識可以吸引學(xué)生的注意力，使他們能夠更好地參與到學(xué)習(xí)中。

作為教師，我們面臨的挑戰(zhàn)是同時完成兩個目標(biāo)。第一，讓學(xué)生—所有學(xué)生—參與科學(xué)知識學(xué)習(xí)。第二，讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)科學(xué)知識如何發(fā)揮作用，迎接我們當(dāng)今世界面臨的全球挑戰(zhàn)。實現(xiàn)這兩個目標(biāo)將帶來雙贏的希望：我們的學(xué)生和我們的星球。從而在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)形成過程中，起到錦上添花的效果。