科學(xué)素養(yǎng)如何通過課程落實
——基于施瓦布科學(xué)課程觀的思考

邵容與

（北京師范大學(xué)課程與教學(xué)研究院，北京 100875）

在我國基礎(chǔ)教育各學(xué)科中，科學(xué)課程相較其它領(lǐng)域在落實核心素養(yǎng)上面臨更嚴(yán)峻的“育智不育人”的困境?？茖W(xué)素養(yǎng)的落實被應(yīng)試要求和追求“高、尖、深”的競賽標(biāo)準(zhǔn)所裹挾，長期存在重知識、輕能力、重理論、輕實踐的問題[1]，在科學(xué)精神、態(tài)度和價值觀教育上存在明顯短板。一線學(xué)科教育實踐中也存在質(zhì)疑聲：理性思維、批判質(zhì)疑和勇于探究的素養(yǎng)是否可教，什么樣科學(xué)課程能夠落實科學(xué)素養(yǎng)？在落實共同必備的素養(yǎng)這一價值導(dǎo)向下，施瓦布的科學(xué)課程觀對于我國基礎(chǔ)教育科學(xué)課程的定位、開發(fā)與實施具有啟示意義。

我國基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育是作為全面發(fā)展教育的一部分而彰顯其育人價值的[2]，科學(xué)課程是為了人的全面發(fā)展而培養(yǎng)學(xué)生獲得共同必備的素養(yǎng)，而非培養(yǎng)特定領(lǐng)域的專門人才。我國研究者探討了科學(xué)素養(yǎng)的落實需要何種教師知識[3]、教材[4]、學(xué)習(xí)方式[5]，但學(xué)校教育教學(xué)活動以課程為依據(jù)，目前尚未有研究討論如何從課程的定位和開發(fā)、實施的方式探討科學(xué)核心素養(yǎng)落實路徑。就這一問題，施瓦布基于通識教育科學(xué)課程開發(fā)和實施的實踐形成了系統(tǒng)的科學(xué)課程觀。盡管這些觀點最初實踐于高等教育階段，但也為后續(xù)施瓦布在美國學(xué)科結(jié)構(gòu)運動中的改革立場、觀點奠定了基礎(chǔ)，其以人的發(fā)展為目的、重視共同必備的素養(yǎng)與我國核心素養(yǎng)制定落實的價值導(dǎo)向是一致的。因此，本文基于對施瓦布科學(xué)課程觀的闡釋與反思，從發(fā)展學(xué)生共同必備素養(yǎng)的視角思考科學(xué)課程的定位及其開發(fā)與實施的問題。

一、科學(xué)課程如何定位：基于三對關(guān)系的思考

科學(xué)課程的定位事關(guān)其在人的發(fā)展中扮演何種角色，決定了科學(xué)課程的內(nèi)容、載體及實施方式，是施瓦布科學(xué)課程觀的核心。以往我國學(xué)者基于對探究概念的把握，總結(jié)了施瓦布探究式課程開發(fā)與教學(xué)模式[6]；但探究是作為方法服務(wù)于科學(xué)課程定位的。施瓦布從三對關(guān)系思考科學(xué)課程的定位，即科學(xué)課程與總體課程體系的關(guān)系、科學(xué)課程與專業(yè)科學(xué)研究的關(guān)系、科學(xué)課程與具體學(xué)科的關(guān)系。通過對這三對關(guān)系的論述，施瓦布明確了科學(xué)課程如何區(qū)別于概論課程和專業(yè)前置課程，在培養(yǎng)共同必備的素養(yǎng)上發(fā)揮獨特的育人價值功能。

（一）科學(xué)課程與總體課程體系：為共同必備的素養(yǎng)彰顯特殊的育人價值

科學(xué)課程與總體課程體系的關(guān)系是定位科學(xué)課程育人功能要解決的首要矛盾，也是施瓦布認(rèn)為通識教育得以從一種整體的形式化表達轉(zhuǎn)向具體的內(nèi)容和實踐必須回應(yīng)的問題。施瓦布認(rèn)為，“當(dāng)把整個通識教育劃分為不同的部分，并賦予各個部分不同的任務(wù)和職責(zé)時，通識教育就獲得了具體的內(nèi)容和可能的實踐意義”[7]35。這劃分意味著對教育不同的部分賦予特殊的育人價值和功能，是施瓦布探討課程育人價值的邏輯起點。

施瓦布認(rèn)為，科學(xué)課程的定位主要通過三種方式呈現(xiàn)，第一是科學(xué)課程與人文、社會知識的聯(lián)系。不同性質(zhì)類別的知識內(nèi)容廣泛，而且在起源和應(yīng)用方式上也大相徑庭，但是在通識的意義上知識表現(xiàn)出普遍的聯(lián)系性，因此僅憑學(xué)習(xí)的主題、方法和目的上區(qū)別人文科學(xué)、社會科學(xué)和自然科學(xué)就不能認(rèn)識到這些課程對于人的某種能力素養(yǎng)的發(fā)展起到的交互性作用。在通識教育的體系中，任何一種課程都是“混合物”。例如，科學(xué)著作的文本既是科學(xué)作品，也是包含了豐富人文精神的藝術(shù)品，可以同時作為科學(xué)課程和人文課程的材料；再如模型的思想既出現(xiàn)在自然科學(xué)，也服務(wù)于特定社會科學(xué)的課程內(nèi)容。科學(xué)課程與其他課程的聯(lián)系使得不同性質(zhì)類別的知識對人的發(fā)展起到交疊促進的作用，科學(xué)的方法和主題在其他領(lǐng)域也得到鞏固。

第二種體現(xiàn)方式是明確科學(xué)課程特殊的育人價值功能。不同領(lǐng)域課程的核心區(qū)別是方法論意義上的，科學(xué)課程的作用是遵照適合科學(xué)研究的主要規(guī)律來傳遞知識，并給予學(xué)生相應(yīng)的實踐和指導(dǎo)。例如從數(shù)據(jù)計算而產(chǎn)生普遍整理的過程雖然在人文和社會科學(xué)中有所體現(xiàn)，但是主要是出現(xiàn)在自然科學(xué)中的。對于同樣的材料例如科學(xué)論文，人文科學(xué)是從藝術(shù)作品的視角將其視為有關(guān)人類、時代、文化和趨勢的結(jié)論的證據(jù)，而科學(xué)課程則將其視為一種探究過程的呈現(xiàn)。施瓦布將自然科學(xué)界定為“是一個尋找數(shù)據(jù)、論證的活動，它由產(chǎn)生普遍真理并探討普遍真理產(chǎn)生原因的數(shù)據(jù)資源的一個主題所引起”[7]44。人文和社會的知識以及科學(xué)研究的主題在科學(xué)課程中被這個核心所統(tǒng)攝，服務(wù)于對科學(xué)結(jié)論的理解、思考和判斷能力的發(fā)展?？茖W(xué)課程特殊的育人價值功能也決定其在知識的選用與組織、課程的實施方面都將遵循與其他課程相異的方式。

第三種體現(xiàn)方式是科學(xué)課程體現(xiàn)的通識教育的整體原理。這個觀點把科學(xué)課程置于學(xué)校課程體系的整體中來認(rèn)識其內(nèi)部的聯(lián)系與差異，進而體現(xiàn)科學(xué)課程對通識原理的一種獨特表達。施瓦布認(rèn)為科學(xué)課程“關(guān)注科學(xué)本身，對科學(xué)的處理既感性又富于理性，當(dāng)然也不失其科學(xué)性?？茖W(xué)課程能夠賦予人們關(guān)于世界的知識，也能夠為人們批判性地理解人類的知識提供一種指導(dǎo)性的基礎(chǔ)”[8]52。這種課程不是以培養(yǎng)特定學(xué)科的專家為目的，而是希望通過篩選特定的主題并采用探究式學(xué)習(xí)的方法達到三個目的：即構(gòu)建批判理解人類文明成果的基礎(chǔ)、理解人類科學(xué)探索的方法與成就、培養(yǎng)長期自我學(xué)習(xí)的能力。施瓦布認(rèn)為這些特征使得科學(xué)課程體現(xiàn)了通識教育的基本特征，將科學(xué)的知識和方法視為學(xué)生終身發(fā)展的能力基礎(chǔ)而不是一種特定專業(yè)學(xué)習(xí)的前置。

（二）科學(xué)課程與科學(xué)研究：基于多樣化特征平衡廣度與深度

在通識的意義上，施瓦布探討了科學(xué)課程與科學(xué)研究的關(guān)系，并由此從課程意義上思考內(nèi)容選用與組織形式的問題?？茖W(xué)課程試圖尋求一種概論和預(yù)備課程的均衡，關(guān)注問題作為基本要素對各個領(lǐng)域的資料觀點的統(tǒng)攝?！安煌陚洹辈⒉皇钦n程內(nèi)在邏輯的缺陷，更重要的是在有限的內(nèi)容負載中體現(xiàn)多種事實和理論的聯(lián)系。因此，科學(xué)課程既要體現(xiàn)科學(xué)的基本方法論，又要受到課程容量的限制，要解決這個矛盾，施瓦布認(rèn)為科學(xué)課程的特征是具有多種不同尋常的主題并且強調(diào)其相互關(guān)系[7]38-39。

為什么科學(xué)課程要強調(diào)主題的多樣性？施瓦布認(rèn)為其原因包括科學(xué)研究中的一個哲學(xué)問題和兩個科學(xué)問題，對應(yīng)科學(xué)本質(zhì)學(xué)說、科學(xué)研究不同方法論和不同學(xué)科探究模式的多樣性[8]77。哲學(xué)問題首先是科學(xué)的本質(zhì)問題，涉及對于某種特定性質(zhì)的問題需要何種來源的數(shù)據(jù)以及何種方法來得到結(jié)論。在對科學(xué)史的回顧中施瓦布意識到科學(xué)的哲學(xué)問題要求課程的設(shè)計者認(rèn)識到科學(xué)教學(xué)的不固定性和不完善性，應(yīng)當(dāng)通過不同視角的多種學(xué)說來呈現(xiàn)科學(xué)對于因果關(guān)系解釋方面的多樣性，進而發(fā)展學(xué)生對于科學(xué)研究辯證和批判的思考能力。

第二個科學(xué)問題是科學(xué)學(xué)說對于科學(xué)實踐的影響，涉及不同的理論對于科學(xué)研究基本假設(shè)和問題的影響。例如在相對論誕生以后，牛頓力學(xué)并非完全失去了假設(shè)的合理性基礎(chǔ)，而是被限制于一種特定的情境中。這種理論變革反映了科學(xué)探究模式的真實變化，使得原來一種理論框架下的假設(shè)和方法論都面臨重構(gòu)。施瓦布認(rèn)為這種演變使得科學(xué)課程應(yīng)當(dāng)考慮新的學(xué)說所產(chǎn)生的新的術(shù)語和規(guī)則。

第三個科學(xué)問題來自于不同主題或?qū)W科研究方法的多樣性。施瓦布舉例物理學(xué)研究經(jīng)常使用“理想”（ideal）物體的方式，把真實物質(zhì)特性在測量中的可變性構(gòu)建成抽象的模型，進而完成測量和推理，而生物學(xué)研究則無法用這種方式應(yīng)對生理環(huán)境的多樣性。由于學(xué)科研究邏輯和方法的不同，科學(xué)課程必須在主題和內(nèi)容上呈現(xiàn)多樣性。施瓦布認(rèn)為：“科學(xué)探究具有共性，但是每個探究也都有自己的特點。這些是有關(guān)類別及其成員的顯而易見的道理。它們不是爭論的要點。要點在于找到存在于不起作用的兩個極端之間的教育學(xué)的實踐意義——當(dāng)幫助分析和評論出現(xiàn)于學(xué)生面前的專門的科學(xué)研究時，作用于學(xué)生大腦的那一個”[8]63。

（三）科學(xué)課程與具體的學(xué)科：學(xué)科主題作為課程的線索

施瓦布認(rèn)為科學(xué)課程需要一種思想串聯(lián)各個主題從而形成一種結(jié)構(gòu)或者圖畫，以反映熟悉和公認(rèn)的世界模型[7]38。主題或者說問題是科學(xué)課程的基本單元，而科學(xué)探究的方法成為貫穿科學(xué)課程的線索，由此能夠為學(xué)生提供深層次且豐富的體驗。學(xué)科知識本身不是學(xué)生發(fā)展的目的，施瓦布把物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都視為科學(xué)課程培養(yǎng)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)的線索。

在這個意義上，施瓦布再次強調(diào)了多樣性的意義。由于不同主題和學(xué)科研究的多樣性，科學(xué)課程也應(yīng)該保持主題和內(nèi)容的多樣性，施瓦布認(rèn)為“當(dāng)對科學(xué)的思考超越了一般性的想法而體現(xiàn)在具體的研究領(lǐng)域時，比如在具體的科學(xué)探究實例中，科學(xué)本質(zhì)的一致性和確定性就通過不同的觀點顯示出來”[8]74。

二、科學(xué)課程如何開發(fā)與實施：遵循探究的邏輯

探究是施瓦布科學(xué)課程觀的核心，也是施瓦布對于科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識[9]，這一觀點影響了施瓦布對科學(xué)課程的知識性質(zhì)、載體和實施方式的認(rèn)識。

（一）科學(xué)課程的知識性質(zhì)：為了理解科學(xué)本質(zhì)的方法性知識

一般來說，科學(xué)知識被按照學(xué)科邏輯劃分為物理、化學(xué)、生物知識是基礎(chǔ)教育階段的常規(guī)做法。但是這種劃分造成了科學(xué)知識與實際問題情境的割裂，也使得科學(xué)的共性被忽視。施瓦布認(rèn)為科學(xué)方法的本質(zhì)是歸納法，而科學(xué)課程承擔(dān)教會學(xué)生理解科學(xué)結(jié)論和知識本質(zhì)的任務(wù)，這其中的“知識”并不是研究的主題或問題本身，而是科學(xué)方法賴以保持其多樣性本質(zhì)特征的基礎(chǔ)。換言之，科學(xué)課程教授的并不是原理本身，而是支持原理被提出、發(fā)展或者批判的過程。為了實現(xiàn)這個目的，施瓦布認(rèn)為科學(xué)課程需要教授給學(xué)生四種知識，分別是分類學(xué)、測量科學(xué)、原因科學(xué)和類別科學(xué)的知識，這些知識成為理解和評價結(jié)論的重要基礎(chǔ)，而沒有這類知識，則“科學(xué)結(jié)論只有一半的價值，或者僅比誤解好一點而已”[8]75。

1.分類學(xué)

施瓦布認(rèn)為，分類系統(tǒng)是現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)和顯著、積極的特征；分類學(xué)方法通過確定物質(zhì)領(lǐng)域的成員的本質(zhì)特征來定義一系列類別，進而明確了不同物質(zhì)領(lǐng)域現(xiàn)象的位置和關(guān)系[8]65。理想的分類學(xué)具備本質(zhì)特征的觀點、對不同物質(zhì)領(lǐng)域的界定以及對物質(zhì)領(lǐng)域成員詳盡和排斥的分類屬性。分類學(xué)知識是學(xué)生得以認(rèn)識課程中不同主題聯(lián)系和差異的基礎(chǔ)，也是后續(xù)開展探究過程中學(xué)生把握并運用問題屬性的前提。

2.測量科學(xué)

測量科學(xué)（measurement science）是一種探究描述模式，以呈現(xiàn)假設(shè)、測量結(jié)果的變化以及隨之發(fā)生的相關(guān)性[8]67。由于施瓦布將自然科學(xué)視為對特定數(shù)據(jù)作為證據(jù)進行歸納的科學(xué)，測量成為揭示科學(xué)規(guī)律最重要的工具。此外，測量科學(xué)還涉及學(xué)生對于“理想物體”進行抽象建構(gòu)和分析的能力，有助于為學(xué)生建立對變量之間普遍聯(lián)系的關(guān)系的認(rèn)識。

3.原因科學(xué)

原因（cause）指把一類事物和其他事物關(guān)聯(lián)起來的這類事務(wù)和實踐的所有知識[8]68。施瓦布認(rèn)為原因科學(xué)存在于整個物質(zhì)系統(tǒng)相互作用和決定的部分，不僅在自然科學(xué)，還在社會和人文科學(xué)中都廣泛的存在。對于原因的研究程序和闡釋的問題形成了大相徑庭的科學(xué)種類，學(xué)生必須依托原因科學(xué)的知識將特定研究的部分與功能和其他的部分與功能關(guān)聯(lián)起來，進而發(fā)展一種對物理、化學(xué)或者生物的組織作為一種系統(tǒng)的認(rèn)識。隨著學(xué)生所掌握知識的增加，從原因科學(xué)的角度把部分知識組成整體知識就變得愈發(fā)復(fù)雜。

4.相關(guān)（類比）科學(xué)

相關(guān)（類比）科學(xué)是探究模式的重要特征，他試圖在抽象的意義上建立一種能夠直接觀察的機制，揭示某種物質(zhì)變化“就像那種機制存在一樣”[8]73。實驗和建模的知識就是相關(guān)科學(xué)在探究中常用的表現(xiàn)形式。施瓦布認(rèn)為相關(guān)科學(xué)使得問題系統(tǒng)和數(shù)據(jù)獲得現(xiàn)實中不可能實現(xiàn)的精確性和完整性，并且簡單、經(jīng)濟、節(jié)儉和精確，還能夠在現(xiàn)實條件限制之外吸收新的變量和數(shù)據(jù)，進而將科學(xué)探究提高至更高水平。

（二）科學(xué)課程的知識載體：原始科學(xué)論著

為了掌握上述為學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)服務(wù)的“方法性知識”，施瓦布認(rèn)為課程必須在材料的形式和處理材料的方式上都體現(xiàn)探究，由教師和學(xué)生共同參與[10]115。在施瓦布看來，原始科學(xué)論著是探究的例子、結(jié)論的容器和智力活動的核心，是最適合于上述目的的材料。

首先，原始科學(xué)論著是人類文明成果的組成部分，作為科學(xué)知識的載體來說具有象征性的意義。施瓦布認(rèn)為盡管科學(xué)課程不是從藝術(shù)的角度來認(rèn)識科學(xué)論著，但是科學(xué)論著是復(fù)雜的整體，表現(xiàn)出與科學(xué)其他部分和整體進程復(fù)雜的關(guān)系，在內(nèi)容上也堪稱為藝術(shù)品?？茖W(xué)論著能夠在多個方面給予學(xué)生在閱讀和反思上的訓(xùn)練，這與原始科學(xué)論著本身作為高質(zhì)量研究成果的特點是密切相關(guān)的。

其次，原始科學(xué)論著是科學(xué)多樣性的載體。施瓦布認(rèn)為，每一篇論文被作為單獨解決一個單獨問題的方法時顯示出多樣性，如果將這個多樣性看作形成和解決問題的類型，則十分容易理解[7]45。在演繹、比較和對照原始科學(xué)論著的過程中，學(xué)生將理解解決問題的科學(xué)方法的優(yōu)劣以及解決方式的多樣化，進而學(xué)會自己閱讀和理解。

再次，原始論著的重要性還在于它是科學(xué)研究的實例，“是這個領(lǐng)域部分知識的負荷者，它作為科學(xué)研究的實例‘闡明了它自己’（illustrates itself）”[8]79。施瓦布認(rèn)為知識的發(fā)現(xiàn)和使用是密切相關(guān)的，他將知識發(fā)現(xiàn)的探究規(guī)則稱之為“自然法則”，而知識的使用也同樣以此為指導(dǎo)原則[10]108。原始科學(xué)論著為學(xué)生提供最真實的、不加潤色的、能夠獲得的探究樣品[11]，因而是知識發(fā)現(xiàn)與使用之間最佳的交集。

最后，原始科學(xué)論著呈現(xiàn)出知識的可修正特點，使學(xué)生能夠從發(fā)展的視角認(rèn)識科學(xué)的不確定性。區(qū)別于以結(jié)論為主要內(nèi)容、將自然科學(xué)知識和方法視為確定的概論課程，施瓦布認(rèn)為學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解應(yīng)當(dāng)基于變化的觀點。因此，施瓦布不僅重視當(dāng)代的科學(xué)論著，還重視近代經(jīng)典科學(xué)論著的重要性。他希望學(xué)生通過不同歷史階段科學(xué)論著的學(xué)習(xí)，認(rèn)識到探究的過程將對問題和解決問題的方式本身不斷帶來變革，因而任何一種確定的觀點都應(yīng)該受到挑戰(zhàn)。

（三）科學(xué)課程的實施方式：創(chuàng)設(shè)探究的條件

課程的實施在教育日常活動的情境下主要是教學(xué)的問題[12]。施瓦布認(rèn)為科學(xué)課程的教學(xué)問題可以總結(jié)為如何探討科學(xué)的多樣化和關(guān)于科學(xué)的多樣化的問題，而科學(xué)課程的多樣化主要取決于科學(xué)的探究本質(zhì)。因此施瓦布認(rèn)為科學(xué)課程的實施要創(chuàng)設(shè)探究的條件，使學(xué)生摒棄對教科書和教師的依賴轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極的探究者[13]。

科學(xué)探究教學(xué)的條件首先要依賴于教師角色的轉(zhuǎn)變。施瓦布認(rèn)為科學(xué)課程的教師不能只是比學(xué)生占有更多的結(jié)論性的知識，而是要具備高水平的探究和反思能力。他引用了杜威實用主義的智力量表圖，認(rèn)為：“教師必須是學(xué)習(xí)者……教師僅僅掌握擔(dān)當(dāng)一個教師所必須擁有的知識技能是不夠的，這只是一個能干的學(xué)徒；教師僅僅掌握靈活的活動方法也是不夠的，這僅僅是在被告知如何去做時才被動地起有效作用的‘雇員’，而不是主動工作者；甚至教師僅僅擁有結(jié)構(gòu)性的方法知識和手段也是不夠的……只有教師把課堂當(dāng)作一種清境和方法來反思整個教育的時候，只有教師把課堂當(dāng)作一座實驗室來將反思轉(zhuǎn)化為行為，并檢驗反思、行為和結(jié)果是否符合標(biāo)準(zhǔn)的時候，他才是一個‘進步的’教師”[14]。在此基礎(chǔ)上，教師還要能夠引導(dǎo)學(xué)生對實踐的行動和結(jié)果進行反思，對于少部分優(yōu)秀的學(xué)生還要發(fā)展其對探究過程本事的反思，即批判性的思維。

其次，科學(xué)探究教學(xué)的條件還包括能夠發(fā)展學(xué)生興趣的學(xué)習(xí)環(huán)境。在科學(xué)課程強調(diào)探究、理性和科學(xué)思維以外，施瓦布還感性地認(rèn)識到對教育的研究要從兩個問題尋找答案：年輕人喜好什么？什么事物既能滿足目前的需要又能帶來持久的滿足？[15]在興趣發(fā)展的情境中，首要的因素是師生的人際關(guān)系，由于探究式教學(xué)本身是開放的、自由的，教師還應(yīng)當(dāng)學(xué)會處理學(xué)生挑釁和組織討論的教學(xué)方法。情境其次還包括學(xué)校的行政組織、教學(xué)的物質(zhì)條件和課程資源的特性，因而科學(xué)課程的實施并不只是課堂的改進和完善，還受到學(xué)校物質(zhì)和組織條件多方面的影響。

三、學(xué)校課程如何落實科學(xué)素養(yǎng)：對施瓦布科學(xué)課程觀的辯證認(rèn)識

施瓦布的科學(xué)課程觀產(chǎn)生于通識教育實踐中，對當(dāng)時的教育思想界重新認(rèn)識科學(xué)課程作為發(fā)展共同必備素養(yǎng)的手段產(chǎn)生了深遠的影響。但是，施瓦布的科學(xué)課程觀也存在顯著的局限性，使得他在通識教育實踐和學(xué)科結(jié)構(gòu)運動中都遭遇了難以為繼的困境。我國在當(dāng)前探索如何通過學(xué)校課程落實科學(xué)素養(yǎng)的情境下，應(yīng)辯證地反思施瓦布的科學(xué)課程觀。

（一）啟示

1.課程結(jié)構(gòu)方面：開發(fā)跨領(lǐng)域和學(xué)科的綜合課程

目前我國學(xué)校的科學(xué)課程主要是以學(xué)科的方式開展的，知識界限涇渭分明。區(qū)隔是現(xiàn)代科學(xué)產(chǎn)生的基礎(chǔ)，但也在某種程度上忽視了知識的內(nèi)在聯(lián)系，也使得科學(xué)學(xué)習(xí)與真實的問題情境脫離。在目前已經(jīng)實行新高考的一些區(qū)域里，有相當(dāng)一部分學(xué)生難以適應(yīng)在真實的問題情境中綜合使用不同學(xué)科知識解決真實的問題挑戰(zhàn)，也促使學(xué)校反思科學(xué)課程的結(jié)構(gòu)問題。從施瓦布的觀點來看，科學(xué)、人文和自然的課程是這三類知識比例不同的混合物，其他類別知識的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生在聯(lián)系和差異的辯證關(guān)系中認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)及其方法論。在目前我國學(xué)科課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，學(xué)校應(yīng)基于學(xué)情，利用綜合實踐活動、校本課程等學(xué)校自主的時空間開設(shè)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的以真實問題情境引導(dǎo)的跨學(xué)科科學(xué)課程以及更廣義的跨領(lǐng)域綜合實踐活動課程，在知識相互聯(lián)系的情境中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.課程內(nèi)容方面：重視方法性知識的教育

我國核心素養(yǎng)體系中科學(xué)精神的發(fā)展要求學(xué)生掌握科學(xué)基本方法，用科學(xué)思維方式認(rèn)識事物，能夠批判質(zhì)疑，但目前我國學(xué)校教學(xué)日常話語中所指的“知識”主要是施瓦布所說的結(jié)論性知識，即不同的學(xué)科主題科學(xué)研究的“被視為有確定性”的結(jié)果。從施瓦布的觀點來看，僅憑學(xué)習(xí)結(jié)論性知識，學(xué)生學(xué)習(xí)的科學(xué)是靜止、分隔的而非發(fā)展和普遍聯(lián)系的，由此科學(xué)課程會從一種探究過程淪為庸俗的對既定知識與方法重復(fù)和枯燥的訓(xùn)練。施瓦布提出的分類、測量、原因和相關(guān)四種方法性知識的分類既有助于轉(zhuǎn)變教師對科學(xué)知識結(jié)構(gòu)觀念的認(rèn)識，也有助于在評價環(huán)節(jié)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的狀況作出更準(zhǔn)確的判斷。

3.教材方面：重視科學(xué)原始論著材料的使用

根據(jù)王策三先生提出的“兩次倒轉(zhuǎn)”的理論，教學(xué)的知識應(yīng)當(dāng)具備先進性，但是也是一個需要通過教師的設(shè)計重新演繹科學(xué)探究發(fā)現(xiàn)的過程。科學(xué)原始論著的教育價值在于，其不僅是探究過程真實的原始記錄，同時具有豐富的人文、社會知識的價值，有助于學(xué)生從科學(xué)史的視角，認(rèn)識科學(xué)知識在探究中演進、發(fā)展的過程。我國2020年發(fā)布的各科新教材也已經(jīng)以備注、閱讀材料的形式，圍繞主要知識內(nèi)容模塊，補充其問題的提出、證據(jù)的獲得與分析的原始過程，以加深學(xué)生對科學(xué)探究歷史進程的理解。在我國科學(xué)課程尤其是以項目式學(xué)習(xí)開展的這類科學(xué)課程中，適當(dāng)?shù)厥褂每茖W(xué)原始論著將有助于促進學(xué)生對科學(xué)多樣性的理解及學(xué)習(xí)科學(xué)方法性知識在真實問題情境中的使用，進而發(fā)展批判思考和探究的能力。

4.課程實施方面：為學(xué)生開展探究式學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)有利條件

當(dāng)前我國科學(xué)教師已經(jīng)普遍認(rèn)識到在科學(xué)教育中鼓勵學(xué)生采用自主探究、討論等多種學(xué)習(xí)方式的重要性，施瓦布的觀點則啟示學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的發(fā)生是依賴于環(huán)境條件的。在環(huán)境因素中，教師是最重要的一部分，探究式學(xué)習(xí)的發(fā)生既要求教師從知識的掌握者轉(zhuǎn)向?qū)W生的引導(dǎo)者，同時要求教師能夠妥善處理學(xué)生的偏差、挑釁等行為，從認(rèn)識和交往兩個方面對教師提出了新的要求。此外學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的發(fā)生可能還需要學(xué)校打破常規(guī)的課堂時間規(guī)劃，為學(xué)生提供探究活動所需的物質(zhì)和資源條件，這些要求不僅需要學(xué)校提供必要的資源，還需要區(qū)域?qū)用嬉揽空呓y(tǒng)籌保障。

（二）反思

1.重視科學(xué)課程與學(xué)生日常經(jīng)驗情境的結(jié)合

盡管施瓦布強調(diào)探究情境的重要性，但是他所說的情境主要是指專業(yè)科學(xué)研究的情境，在這種觀點下，科學(xué)課程主要成為科學(xué)文獻的研讀與討論課，探究過程也主要依托于實驗室開展，應(yīng)用科學(xué)知識解決實際問題則被排除在課程以外。在實施過程中，學(xué)生普遍感到這門課程過于困難，已經(jīng)超出了研究的范疇，這個問題在學(xué)科結(jié)構(gòu)運動中也頻繁出現(xiàn)。施瓦布同樣將科學(xué)課程等同于原始科學(xué)探究過程的簡化、還原，強調(diào)興趣但只強調(diào)認(rèn)知發(fā)展方面的興趣，科學(xué)課程始終與學(xué)生生活經(jīng)驗發(fā)生的情境分離。目前我國課程改革也出現(xiàn)了過于強調(diào)高階思維、深度學(xué)習(xí)的傾向，以鼓勵學(xué)生參與專業(yè)研究活動為風(fēng)尚，就從根本上偏離了科學(xué)素養(yǎng)作為共同必備素養(yǎng)的定位，使其成為少數(shù)拔尖創(chuàng)新學(xué)生的素養(yǎng)。這種趨勢是值得反思的。

2.重視學(xué)科知識在科學(xué)課程中的基礎(chǔ)地位

在對科學(xué)課程內(nèi)容的認(rèn)識上，施瓦布過于重視過程性知識的地位，即一般教學(xué)實踐話語中所說的“能力”的概念，而相對忽視了學(xué)科基本概念、原理作為學(xué)生知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的作用?？茖W(xué)課程重視批判性，鼓勵學(xué)生以歷史發(fā)展的眼光看待科學(xué)探究是正確的，但并不意味著一個領(lǐng)域沒有共同的知識基礎(chǔ)。尤其考慮到施瓦布的科學(xué)課程觀主要用于通識教育和基礎(chǔ)教育，大部分學(xué)生遠遠沒有到達能夠質(zhì)疑、批判科學(xué)前沿成果的程度；學(xué)科的一般原理、普遍共識反而是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維的重要基礎(chǔ)。落實素養(yǎng)與鞏固學(xué)科基礎(chǔ)并不矛盾，相反，重視學(xué)科知識在課程中的基礎(chǔ)地位是為了更好地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使其不成為無源之水、無本之木。

3.重視素養(yǎng)導(dǎo)向的教材研究與建設(shè)

在施瓦布的科學(xué)課程觀中，教材沒有得到應(yīng)有的重視，尤其是在發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)的要求下，教材編寫是一項重要且艱巨的工作。施瓦布認(rèn)為主要依靠科學(xué)論著的學(xué)習(xí)和教師的引導(dǎo)就能促使探究式學(xué)習(xí)的發(fā)生，但實際上大多數(shù)學(xué)生無法完成學(xué)習(xí)任務(wù)，教師也缺乏開展教學(xué)活動的依據(jù)和參考。施瓦布對原始科學(xué)論著的價值認(rèn)識是正確的，但是原始論著中對探究的還原、對科學(xué)史的呈現(xiàn)等教育價值完全可以通過教材編寫，以結(jié)合學(xué)生智力發(fā)展的階段和教師的需求進行更好的整合。

綜上，學(xué)校課程要落實科學(xué)素養(yǎng)，在當(dāng)前課程改革深化的歷史階段和全球化的背景下已經(jīng)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是課程定位、目標(biāo)、內(nèi)容、教材、實施方式等要素整體優(yōu)化改進的結(jié)果。其中，施瓦布的科學(xué)課程觀對于當(dāng)前學(xué)校落實科學(xué)素養(yǎng)最重要的啟示還是在于，科學(xué)課程不能脫離培養(yǎng)共同必備素養(yǎng)的定位。在開展各種課程建設(shè)舉措的同時，課程工作者應(yīng)始終把握科學(xué)課程在人的全面發(fā)展中獨特的育人價值和功能。