初中理科课程中的可持性观念之初探

（延边大学理学院 吉林·延边 133002）

1 研究背景

2014年，教育部颁发《教育部关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》，明确提出：改进学科教学的育人功能，全面落实以学生为本的教育理念。在中学课程教学中开展育人思想和方法相结合的教学研讨活动，将教育教学的行为统一到育人目标上来。要在发挥各学科独特育人功能的基础上，充分发挥学科间综合育人功能。从此，基于核心素养的中学教学成为研究的热点问题，也是作为一线教育工作者关注的课题。本文在理解中学数学、物理、化学核心素养的基础上，将三者进行融合，寻找共同点。提出了素养为本的初中理科课程可持续性呼吁性建议。

2 可持续性与核心素养概念界定

2.1 可持续性

与可持续发展一样，可持续性是一个元概念或总括术语，其特点是含糊不清。尽管如此，普遍认为可持续性具有多个层面，通常被认为是社会、经济和周围环境——精神层面。许多人以许多方式表达了这些维度。近几十年来，联合国的工作突出了可持续发展的必要性。反过来，这又促进了与持续能力有关的目标的编写。有关可持续发展具有里程碑意义的时间点：第一个是1987年，这一年是世界环境委员会报告发表的一年，提出了发展——我们的共同未来”的呼吁。第二个是2000年，这一年标志着作为更广泛的2030年可持续发展议程的一部分，同时也发布了17项可持续发展的目标。

描述与可持续性有关的课程研究，2012年美国国家科学院通讯基金会强调这一点，强调可持续性与需要的联系：“所有可持续性研究的基础是，经济和环境系统以及这些系统的长期生存能力。”格里格斯和他的同事提出构建可持续发展经济、社会和环境三大支柱的范式，即可持续发展嵌套式框架。在这种广泛使用的可持续性框架中，可持续性发展是环境、社会、经济三个圈重叠的领域。

2.2 核心素养

《中国学生发展核心素养》项目组：“学生发展核心素养是指学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。”从学生能力培养和适应社会发展的角度看，严谨的科学态度和社会责任是学生核心素养的重要体现。而初中课程的可持续性的观念，是学生终生学习内容和核心素养的重要体现。

3 可持续性与初中理科课程的良好联系

近几十年来，美国科学界承认了研究在应对可持续性挑战方面所起的作用。例如，美国科学学会通过其战略计划将可持续性设定为优先事项并声称其在应对世界可持续性挑战方面的作用：

绿色科学课程为思考如何更好地设计或改进学科研究过程和系统提供了一个框架。生命周期思维是这一框架的一个关键部分，因为科学家需要了解化学试剂的来源，以及反应产物(和副产物)最终到达陆地、空中、水道或海洋的地方。本质上，绿色化学是化学家用来以更可持续的方式进行工作的一套工具。

绿色化学研究所为教学提供了极好的资源，最近出版的《美国化学学会化学学士学位课程指南》中引用了其中许多内容。值得注意的是，这种绿色化学补充了系统思维的重要性，即需要将组件看作一个更大的整体的一部分，承认它们之间的相互作用。

4 初中理科课程的可持续性

可持续性，从物质的反应和生成角度看，我们把着眼点倾向性地放在化学家和化学教育者的层面。然而，一些化学教师还没有赶上变革的浪潮。第一部分将描述教师与可持续性相关问题的机会，方法是让学生直接看，看不到但可见的人类活动，并引导学生如何以相似的方式直观地看到原子和分子的亚微观世界。第二部分描述了碳循环，以及它如何将化学原则与可持续性相关问题联系起来的途径。

4.1 链接和连接

“看不见，心不在焉。”从某种层次理解，在空间上或时间上破坏了客观事实与大脑之间的联系。如果我们看不到人或活动，我们很快就会质疑，从而引发我们追踪他们存在的事实。

对许多人来说，打开灯或电器的动作是每天都会发生的事情。很有可能，这种行为是伴随着没有思考的电力发电厂产生的电力。为什么？因为一个或多个连接是隐藏的。例如，电线可能在墙内，室外电力线可能在地下，而这些电线连接的发电厂可能在几公里之外。在很大程度上，电子基础设施是看不见的，也是我们通常忽略的。此外，在中国，发电厂多数是燃烧化石燃料来发电。因此，不仅发电厂是遥不可及的，其排放物也是如此。我们很容易忘记，我们的日常用电关系到空气质量和人类健康。正如哈佛大学教授乔治·怀特塞兹在他的论文《重新创造化学》中所指出：“能源的每一个次处理、运输、储存和保存都含有化学物质。”

任何重要的人类活动都与其他人联系在一起，而这些活动是看不到的，也是不关心的。因此，让学生学习能源、水和食品等与可持续性有关的问题，老师需要有锻造联系和建立联系的技能。作为教师，我们一直在发展和实践类似的技能。例如，我们的学生学习连接不可见的亚微观世界的原子和分子，以及物质的宏观性质。他们学会在原子的电子构型和它们形成的化合物的化学性质之间建立联系。他们学会将分子的极性与其作为液体溶剂的行为联系起来；同样，他们学会将单体的结构与聚合物的性质联系起来。当我们的学生学习化学时，我们希望他们把亚微观与宏观世界联系起来。

像教师引导学生把他们在宏观世界中看到的东西与他们在原子和分子的亚微观世界中看不到的东西联系起来一样，他们也能引导学生将可见的人类活动与他们看不见或难以察觉的结果联系起来。例如，海洋pH值的变化如果没有使用像pH计这样的仪器，是不可见的。虽然海洋酸化的某些结果确实可见，但它们可能难以察觉，因为它们在珊瑚礁或海洋生物的骨骼中。

显然，理科学科是许多全球可持续能力挑战的基础。反过来，这些科学原理与人类的活动有关，比如我们使用冰箱，灯泡、机动车辆和化肥。这个讨论的重点不是把普通化学课程变成关于电网或食品供应链的课程。更确切地说，这是为了确定燃料燃烧、能源生成、空气污染、水净化和化肥在我们化学中的使用等问题的正确位置。反过来，这些主题都与可持续性有关，同时也是学生科学态度和社会责任核心素养的重要体现。

4.2 关于碳原子的故事

在周期表中，Prim o Levi为我们提供了一个关于碳的隐喻：“一种永恒的，可怕的，循环的生与死的舞蹈。”当然，他指的是碳循环，地球上碳的“舞蹈”将千兆吨含碳化合物在空间和时间中移动。此外，它同时提供了学习化学概念和学习与全球可持续性问题相关的概念的机会。

作为一种元素，碳在化学中具有用途广泛和高度的流动性的特点。在化学、生物学和环境科学的教科书中，平面艺术家通常用一组连接碳库的，令人困惑的箭头来描绘碳循环。这些可能包括大气、海洋、淡水、植被、动物、土壤、岩石，甚至可能还有火山。

对于那些对于碳在我们的生活、区域和全球影响感兴趣的人来说，碳循环是一项关键的知识。主要包括以下三方面：（1）在地球上的许多地方都发现了碳。（2）碳从一个地方移动到另一个地方。（3）碳最终起作用的地方。这些要点将有助于组织这次讨论的其余部分，同时很多关于碳的实例都可以证明这一点。

5 结论性意见

格罗·哈莱姆·布伦特兰(Gro Harlem·Brundland)在谈到世界教师扮演的关键角色时表现出了极大的智慧。1987年，她发出的紧急信息与教师的关系不亚于今天。她指出教师和所有人都需要采取行动的原因：“人类活动正在从根本上改变我们的行星边界，通过数学、物理、化学等学科的角度，制定应对全球可持续性挑战的战略至关重要。”

有了几十年前无法想象的工具，科学家现在可以窥视原子的亚微观世界并了解它们的秘密。除了向内窥视外，化学教师现在还能向外看世界吗？他们能把现实世界的问题带到课堂上，让学生更好地学习知识吗？另外一个问题也应该被提出来，这个问题是受引文启发的。作为教师，我们是否有共同的责任来教育我们的学生创造一个共同的未来？

由美国教育部资助的2012年《坩埚时刻》报告，对我们对共同未来的共同责任作出了响亮的号召。在报告第一章中指出：“学校是全国最有价值的公民学习和民主参与的实验室。投资于这种学习的受益者不仅仅是学生或高等教育本身；学院和大学越是以公民为导向，就越有能力激发地方和全球经济活力、社会和政治福祉以及解决公共问题的集体行动。”

我们共同的未来，我们为解决公共问题而采取的集体行动，我们和其他学科的研究者有共同的责任。化学教师需要宣称他们应有的作用，把有用的知识带入课堂，这些知识用于应对实现可持续性的挑战。反过来，这些知识可以吸引学生的注意力，使他们能够更好地参与到学习中。

作为教师，我们面临的挑战是同时完成两个目标。第一，让学生—所有学生—参与科学知识学习。第二，让学生参与学习科学知识如何发挥作用，迎接我们当今世界面临的全球挑战。实现这两个目标将带来双赢的希望：我们的学生和我们的星球。从而在培养学生核心素养形成过程中，起到锦上添花的效果。