初中理科課程中的可持性觀念之初探

（延邊大學理學院 吉林·延邊 133002）

1 研究背景

2014年，教育部頒發《教育部關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》，明確提出：改進學科教學的育人功能，全面落實以學生為本的教育理念。在中學課程教學中開展育人思想和方法相結合的教學研討活動，將教育教學的行為統一到育人目標上來。要在發揮各學科獨特育人功能的基礎上，充分發揮學科間綜合育人功能。從此，基于核心素養的中學教學成為研究的熱點問題，也是作為一線教育工作者關注的課題。本文在理解中學數學、物理、化學核心素養的基礎上，將三者進行融合，尋找共同點。提出了素養為本的初中理科課程可持續性呼吁性建議。

2 可持續性與核心素養概念界定

2.1 可持續性

與可持續發展一樣，可持續性是一個元概念或總括術語，其特點是含糊不清。盡管如此，普遍認為可持續性具有多個層面，通常被認為是社會、經濟和周圍環境——精神層面。許多人以許多方式表達了這些維度。近幾十年來，聯合國的工作突出了可持續發展的必要性。反過來，這又促進了與持續能力有關的目標的編寫。有關可持續發展具有里程碑意義的時間點：第一個是1987年，這一年是世界環境委員會報告發表的一年，提出了發展——我們的共同未來”的呼吁。第二個是2000年，這一年標志著作為更廣泛的2030年可持續發展議程的一部分，同時也發布了17項可持續發展的目標。

描述與可持續性有關的課程研究，2012年美國國家科學院通訊基金會強調這一點，強調可持續性與需要的聯系：“所有可持續性研究的基礎是，經濟和環境系統以及這些系統的長期生存能力。”格里格斯和他的同事提出構建可持續發展經濟、社會和環境三大支柱的范式，即可持續發展嵌套式框架。在這種廣泛使用的可持續性框架中，可持續性發展是環境、社會、經濟三個圈重疊的領域。

2.2 核心素養

《中國學生發展核心素養》項目組：“學生發展核心素養是指學生應具備的、能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。”從學生能力培養和適應社會發展的角度看，嚴謹的科學態度和社會責任是學生核心素養的重要體現。而初中課程的可持續性的觀念，是學生終生學習內容和核心素養的重要體現。

3 可持續性與初中理科課程的良好聯系

近幾十年來，美國科學界承認了研究在應對可持續性挑戰方面所起的作用。例如，美國科學學會通過其戰略計劃將可持續性設定為優先事項并聲稱其在應對世界可持續性挑戰方面的作用：

綠色科學課程為思考如何更好地設計或改進學科研究過程和系統提供了一個框架。生命周期思維是這一框架的一個關鍵部分，因為科學家需要了解化學試劑的來源，以及反應產物(和副產物)最終到達陸地、空中、水道或海洋的地方。本質上，綠色化學是化學家用來以更可持續的方式進行工作的一套工具。

綠色化學研究所為教學提供了極好的資源，最近出版的《美國化學學會化學學士學位課程指南》中引用了其中許多內容。值得注意的是，這種綠色化學補充了系統思維的重要性，即需要將組件看作一個更大的整體的一部分，承認它們之間的相互作用。

4 初中理科課程的可持續性

可持續性，從物質的反應和生成角度看，我們把著眼點傾向性地放在化學家和化學教育者的層面。然而，一些化學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性相關問題的機會，方法是讓學生直接看，看不到但可見的人類活動，并引導學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，以及它如何將化學原則與可持續性相關問題聯系起來的途徑。

4.1 鏈接和連接

“看不見，心不在焉。”從某種層次理解，在空間上或時間上破壞了客觀事實與大腦之間的聯系。如果我們看不到人或活動，我們很快就會質疑，從而引發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生的事情。很有可能，這種行為是伴隨著沒有思考的電力發電廠產生的電力。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，室外電力線可能在地下，而這些電線連接的發電廠可能在幾公里之外。在很大程度上，電子基礎設施是看不見的，也是我們通常忽略的。此外，在中國，發電廠多數是燃燒化石燃料來發電。因此，不僅發電廠是遙不可及的，其排放物也是如此。我們很容易忘記，我們的日常用電關系到空氣質量和人類健康。正如哈佛大學教授喬治·懷特塞茲在他的論文《重新創造化學》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物質。”

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

像教師引導學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系起來一樣，他們也能引導學生將可見的人類活動與他們看不見或難以察覺的結果聯系起來。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，理科學科是許多全球可持續能力挑戰的基礎。反過來，這些科學原理與人類的活動有關，比如我們使用冰箱，燈泡、機動車輛和化肥。這個討論的重點不是把普通化學課程變成關于電網或食品供應鏈的課程。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中的使用等問題的正確位置。反過來，這些主題都與可持續性有關，同時也是學生科學態度和社會責任核心素養的重要體現。

4.2 關于碳原子的故事

在周期表中，Prim o Levi為我們提供了一個關于碳的隱喻：“一種永恒的，可怕的，循環的生與死的舞蹈。”當然，他指的是碳循環，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，它同時提供了學習化學概念和學習與全球可持續性問題相關的概念的機會。

作為一種元素，碳在化學中具有用途廣泛和高度的流動性的特點。在化學、生物學和環境科學的教科書中，平面藝術家通常用一組連接碳庫的，令人困惑的箭頭來描繪碳循環。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、區域和全球影響感興趣的人來說，碳循環是一項關鍵的知識。主要包括以下三方面：（1）在地球上的許多地方都發現了碳。（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，同時很多關于碳的實例都可以證明這一點。

5 結論性意見

格羅·哈萊姆·布倫特蘭(Gro Harlem·Brundland)在談到世界教師扮演的關鍵角色時表現出了極大的智慧。1987年，她發出的緊急信息與教師的關系不亞于今天。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，通過數學、物理、化學等學科的角度，制定應對全球可持續性挑戰的戰略至關重要。”

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

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任作出了響亮的號召。在報告第一章中指出：“學校是全國最有價值的公民學習和民主參與的實驗室。投資于這種學習的受益者不僅僅是學生或高等教育本身；學院和大學越是以公民為導向，就越有能力激發地方和全球經濟活力、社會和政治福祉以及解決公共問題的集體行動。”

我們共同的未來，我們為解決公共問題而采取的集體行動，我們和其他學科的研究者有共同的責任。化學教師需要宣稱他們應有的作用，把有用的知識帶入課堂，這些知識用于應對實現可持續性的挑戰。反過來，這些知識可以吸引學生的注意力，使他們能夠更好地參與到學習中。

作為教師，我們面臨的挑戰是同時完成兩個目標。第一，讓學生—所有學生—參與科學知識學習。第二，讓學生參與學習科學知識如何發揮作用，迎接我們當今世界面臨的全球挑戰。實現這兩個目標將帶來雙贏的希望：我們的學生和我們的星球。從而在培養學生核心素養形成過程中，起到錦上添花的效果。