学科核心素养形成的主要载体

“巧妇难为无米之炊。”学科核心素养不可能凭空形成，学科知识是学科核心素养形成的主要载体。那么，什么样的学科知识，或者说怎么选择、组织、设计学科知识，才有利于学科核心素养的形成？这也是对英国教育家斯宾塞在19世纪提出的“什么知识最有价值”命题的时代回应。

一、学科知识的内涵和类型

（一）学科知识的结构

任何知识都具有内在结构，即知识的内在构成。现代认识论告诉我们，知识具有三个不可分割的组成部分。

1.符号表征

作为人类的认识成果，任何知识都是以特定的符号作为表征的。符号所表征的是人类关于世界的认识所达到的程度或状态， 即“关于世界的知识”。认识论立场中的知识其实反映的是人类认识的成果，是以理论化的符号形式呈现的。

…………

2.逻辑形式

知识的逻辑形式是指人认知世界的方式，具体包括知识构成的逻辑过程和逻辑思维形式。任何知识的形成，都经历了分析与综合、归纳与演绎、分类类比与比较、系统化与综合化等逻辑思维过程，都包含着概念、判断和推理等逻辑思维形式。如果说符号表征表明的是人对世界的具体看法或认识结果，那么，逻辑形式则体现的是人认识世界的方式和过程。没有逻辑形式的知识是不存在的。

…………

3.意义

知识的意义是其内具的促进人的思想、精神和能力发展的力量，是知识与人的发展之间的一种价值关系。作为人类认识成果的知识蕴含着对人的思想、情感、价值观乃至整个精神世界具有启迪作用的普适性的或“假定性的”意义。这种普适性的或“假定性的”意义的存在，使学生通过知识习得建立价值观成为可能。

…………

在知识的内在结构中，符号是知识的外在表达形式，是知识的存在形式，即符号存在。离开了符号，任何人都不可能生产或创造知识，也不可能理解知识。而逻辑形式是知识构成的规则或法则，逻辑形式是人的认识成果系统化、结构化的纽带和桥梁，是认识的方法论系统，没有了特定的逻辑形式， 同样不能构成知识。意义是知识的内核，是内隐于符号的规律系统和价值系统。只有把握住符号、逻辑形式、意义之间的内在关联，才能从整体上理解知识和掌握知识。^[1]

学科知识的外在结构即学科知识之间的关系，按照美国认知教育心理学家奥苏伯尔的分类，这种关系有纵向的上下位从属关系和横向的并列关系两种。奥苏伯尔据此把有意义的学习分为以下几种模式。

1.下位关系和类属学习

当学习者认知结构中的原有观念在包摄和概括的水平上高于新学习的知识时，新知识便构成旧知识的下位关系（新观念是原有观念的下位观念），相应的学习便称为类属学习。类属，是将新材料纳入并整合到认知结构中适当部位的过程，使得认知结构进一步按层次进行组织和分化。类属学习按上下位关系的性质的不同，又可分为派生类属学习和相关类属学习两种。

①派生类属学习

其特征是，通过新旧知识相互作用，新观念获得意义，但认知结构中的原有观念不发生实质性变化。这是因为新观念完全可以从原有的观念中派生出来，只对原有观念起支持或证实作用。例如，学生通过学习直角三角形、锐角三角形、钝角三角形，在头脑中形成了三角形的内角和等于180°的概念（上位观念）。在学习等腰或等边三角形时，其内角和为180°的命题（下位观念）很快就获得意义，且原有观念得到充实或证实。由于新旧知识实质性内容相同，即使非实质性的特殊细节或现象相异，这种学习也很容易进行，因此新知识容易被固定，学习效果既快又好。

②相关类属学习

其特征是，通过新旧知识的相互作用，新观念获得意义，原有观念被扩充、精确分化、修改或限制。这是因为新旧观念虽有类属关系，但新观念不能单纯从原有观念中派生出来。例如，学生已通过对三角形、四边形的学习，掌握了平面几何中高的概念（上位观念），现在要学习立体几何中圆锥体的高（下位观念），两者虽有上下类属关系，但高的概念有本质上的不同，所以新观念不能直接从原有观念中派生出来。与派生类属学习相比较，相关类属学习要普遍得多，但学习效果不如派生类属学习。这是因为相关类属学习中上下位观念的相似程度较低，主要表现在：首先，上位观念不能完全代表下位观念的意义，下位观念也不能完全蕴含上位观念的意义；其次，上位观念所类属的下位观念之间，含义的差别也较大。

2.上位关系与总括学习

当学习者认知结构中的原有观念在包摄和概括的水平上低于新学习的知识时，新知识便构成旧知识的上位关系（新观念是原有观念的上位观念）。在有意义的学习中，当学习者认知结构中已经形成了几个观念，在此基础上想要学习一个抽象程度更高的观念时，便会产生总括学习。总括学习实际上是一种常见的由特殊到一般、由具体到抽象的归纳式学习。学生在形成概念或被要求通过发现或解决问题的活动获得概括性的观念时，都要进行这种学习。在总括学习中，新旧知识之间的相似表现在：上位观念寓于下位观念之中，是对下位观念实质意义的概括和抽象；下位观念则是上位观念具体而特殊的例证及派生的事实。所以，总括学习与派生类属学习的性质是一样的，两者在实质意义上是相同的，只是学习的方向相反。

3.并列结合学习

当新的观念与认知结构中原有的观念既不产生类属关系，也不产生总括关系，而只是具有某些非从属关系或上下关系的相似性时，两者便可能形成并列结合关系，从而出现并列结合学习。这种学习又可分为同类别并列结合和不同类别并列结合两种。如鲁班发明锯，是因为他被草叶上的一排尖齿划破了手指，从而想到用铁制作一排尖齿来拉断木头，这就是利用不同类别的事物具有某方面的相似特征进行并列结合学习的例证。而像数学教学中同一单元的不同章节之间以及同一单元的例题与习题之间、语文教学中的范文与习作之间等，则属于同类相似。显然，同类相似的学习较之不同类相似的学习要容易得多，但相对于类属学习和总括学习，不管是同类别还是不同类别，并列结合学习由于缺乏上下观念的固定作用而不易进行，且不易保持。

应强调的是，以上三种学习的同化模式只是凭借理论抽象来分析新旧知识的相互作用过程。实际上，在有意义的学习中，它们总是处于错综复杂的状态，不是截然分开的，而是相互包含、你中有我、我中有你的。但是，奥苏伯尔提出的这几种同化模式使我们更具体、更明确地了解了有意义的学习过程的内在机制。

（二）学科知识的分类

现代认知心理学把知识分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识三类。具体来说，陈述性知识是关于“是什么”的知识，包括事实性知识、概念性知识和原理性知识；程序性知识是关于“为什么”或“怎么做”的知识，包括方法性知识、过程性知识和操作性知识；策略性知识是关于“怎么思维和认知”的知识，即元认知，它是以认知过程与结果为对象，是调节认知过程的认知活动，所以是对认知的认知。如果说，陈述性知识、程序性知识是知识，那么，策略性知识则是知识的知识。元认知对内进行认知的调节、控制、监测、协调，其作用是促进认知活动的正确有效运行和高水平展开，对外揭示知识背后所蕴含的逻辑、根据、标准与价值，即学科思维方式、学科思想观念、学科精神文化等，从而实现对学科的深度学习。值得强调的是，认知心理学的这一分类更适合于科学领域，而不完全适合于人文领域。虽然在人文学科知识中也有陈述性知识、程序性知识和策略性知识，但是，人文学科知识中所包含的丰富的情感性和价值性的知识因素，特别是一些只可意会不可言传的知识，却很难划归这三类。为此，知识的分类还要结合学科的特点和性质。

二、学科知识的价值和意义

（一）学科认知功能

知识是客观事物的属性与联系的反映，是客观事物在人脑中的主观映像。“从学生发展的角度看，知识其实是一面镜子，是学生看待自然世界、社会世界和人的精神世界的一面镜子。通过这面镜子，学生应该能够认识和理解客观世界。”^[2]值得一提的是，在认识世界的活动中，“对同一事实，由于每个人关注的问题不同，每个人的回答可能都不相同；即使关注同一问题，由于对问题思考的层次和角度不同，每个人的回答也可能不相同”。^[3]这对学科教学的启示是，我们必须注重方法论和认知方式的教育。这里，特别值得一提的是德国社会学家曼海姆所谓的认识的“视角”。“曼海姆认为，视角意味着‘人们观察客体的方式’，它不仅决定着思想的形式，而且还决定着思想的实质性内容。缺乏这种视角，一个人就缺乏认识和分析事物的能力。”^[4]因此，教师要结合学科的性质和特点，引领学生形成观察和思考问题的独特的学科视角。唯有用学科独特的视角审视问题、分析问题和解决问题，才能形成真正意义上的学科素养。

学科就好比眼镜，每学习、了解、掌握了一门学科，就能帮助我们进一步提高视力，把这门学科所反映的各种现象看得更清楚。有时候，这副眼镜好比显微镜，能帮助我们看到很多肉眼看不到的微观世界；有时候，这副眼镜又好比望远镜，能帮助我们看到很远很远的太空世界。有句老话说得好：“外行看热闹，内行看门道。”内行为什么能够看到门道？就是因为他有“眼镜”，有“显微镜”，有“望远镜”，能够看到别人看不到的内在的、本质的、深刻的东西。

（二）生活导向功能

现代人拥有两个生长家园：生活世界是人直接感知和面对的世界，是人正经历着的世界，是与人发生着千丝万缕联系的、对人有价值和意义的世界；科学世界是人在生活世界的活动中衍生出来的特殊的理性视域，是人为了进一步把握生活世界中各种现象间的关系，理解世界的本质，从而驾驭世界而运用理性逻辑过滤掉生活世界中的偶然性和主观性，在抽象层面上描述的世界结构。对人的生命存在而言，生活世界是一个直观的世界，科学世界是一个抽象的世界。科学世界能够提升生活世界的意义。通过科学及其教育，人学会理解生活，感受生活，创造生活；通过科学及其教育，人的生活内涵不断丰富，生活视野不断开阔，生活世界不断充盈；通过科学及其教育，人的生活品质不断改善，生活境界不断提高。总之，通过科学及其教育，人生活得更好。任何学科知识就其来源而言，都来自生活和实际；就其性质而言，都高于生活和实际。正是由于学科知识来自生活又高于生活，所以能够引领、提升、指导生活。

以化学学科为例。“首先，化学教育要回归生活世界。这并不是要庸俗地、简单地用‘生活世界’来统领学校教育，而是在学习化学知识之前，教师应紧密联系学生已有的生活经验，调动其个体知识。比如，空气、水、有机化合物，金属材料、非金属材料，化工生产等，均与学生的生命活动、衣食住行等休戚相关。其次，利用化学知识、原理培养学生洞察生活中化学问题的能力，养成一种敏锐的‘化学眼光’。比如，引导学生设计健康的饮食方案、污水等废物的处理与绿色化学、迷信的揭秘与科学素养、食品与药物等的安全感知等，以使学生更好地理解化学与生活的共生关系。再次，将生活世界里的复杂性与科学世界里的逻辑线性进行比较，让学生感知科学发现与科学知识之间的关联。总之，科学世界里系统的、客观的、逻辑的知识并不是一蹴而就的，而是人们在丰富的生活世界里，通过思考、激情和想象等个体的、主观的和漫长的努力而获得的。”^[5]

（三）情趣激发和审美涵养功能

每门学科的知识都有其内在的情趣，都是神奇美丽、奥妙无穷的，都有激发情趣和涵养精神的价值。王金战老师曾说： “30年来，我一直在教数学、教初中、教高中、教竞赛，越教越觉得数学好玩、好学，越教越觉得数学很美、很酷。我常常被数学的波澜之势、高瞻远瞩之能、对称和谐之美、茅塞顿开之境所陶醉。”王金战告诉记者，他一直有个愿望，“就是从数学全局入手，用深入浅出的语言把数学讲得浅显易懂，用诗情画意的语言把数学讲得异常精彩，用风趣幽默的语言把数学讲得生动有趣”。他说，现在很多中小学生讨厌数学到了想放弃的地步，害怕数学到了恐惧的程度，这绝不是数学本身的原因。兴趣是最好的老师，学生对数学的兴趣一旦得到激发，那么学好数学就很容易。王金战很骄傲地说，每接一届学生，前半个月他都不讲课本，而是以“大话数学”为题来挖掘数学的内涵，提炼数学的规律，揭示数学的特点，深化数学的应用，张扬数学的魅力，学生听得神情激昂，也就再没有对数学的恐惧和拒绝，有的只是学好数学的信心和激情。“所以我虽然不用布置太多的作业，他们却能轻松学好数学。”^[6]

实际上，任何学科都是美丽的。如果我们无论学习什么学科，都能感受到其中的美，获得精神享受，这将是一件美丽而富有诗意的事。只有引导学生体验学科之美，才能培养他们对学科的热爱和崇拜，激发他们的学习兴趣，使他们保持持久的学习动力。

教学中，教师要尽可能让学生对学科的知识内涵产生兴趣。在当前的考评机制影响下，“试问，学科内在的精神价值和学生成长过程的快乐是不是被考分剥夺了呢？例如，教文言文时，我们思考过比文言文知识更高位的文本内涵吗？思考过文言文教学的价值吗？我们的文言文教学仅仅停留在为了考题的解释、翻译而进行的逐字逐句、从头到尾、不厌其烦、无所遗漏的串讲上，仅仅停留在‘常见的文言实词、文言虚词、文言句式的意义或用法’上，基本上放弃了课标强调的‘体会其中蕴涵的中华民族精神，为形成一定的传统文化底蕴奠定基础……从中汲取民族智慧’的内容，基本上不管学生成长需求的营养，将丰富饱满的文言文课文资源压缩成干巴巴的字词饼干，以换取‘金钱’，扫荡尽学生‘为自己玩——为自己的人生发展学习’的好奇心与快乐”。^[7]

究竟我们需要培养学生什么样的兴趣呢？是培养学生对知识本身的兴趣？还是培养学生使用知识的兴趣？就实际教学情况来看，培养学生对知识本身的兴趣，可以让学生将学习过程的乐趣与学习结果带来的成就感融为一体，使学生更有可能在学习这条道路上坚持走下去；培养学生使用知识的兴趣，容易使他们只专注于学习的结果，而忽略求知的过程。

（四）思维和智慧启迪功能

每门学科不仅有自身的研究对象和概念体系，而且有自身的思维方式和表达方式。从大的方面来说，东西方的思维方式差异明显。如西方文化崇尚理性，注重形式论证；中国传统文化则强调感性直观，注重感性体验。从小的方面来说，不同学科的思维方式和表达方式也不一样。“不同学科的研究对象与方法不同，其知识表达形式亦不相同……数学、物理、化学中的符号、概念、公式、方程式，文科的论文写作，文学作品中的小说、散文、诗歌、戏剧表达方式，音乐中的音符、乐谱，美术中的线条、色彩，舞蹈中的动作、韵律等，都是一些学科特有的表达方式。对于学科知识的学习，教师除了让学生理解知识内容外，还应让学生理解各种表达形式、格式及其内在的思维方式、技巧，学会学科式表达与思维，关注学科表达的独特方式及其逻辑性、清晰性，做到合乎规范、逻辑，准确地表达自己的认识与思想。在正确、经常地使用该学科概念与表达方式的过程中，习得学科思维，要尽可能减少经验的、 日常生活的表达方式，用学科表达方式与思维方式改造日常经验的表达方式与思维方式。”^[8]以历史学科为例，要彰显“回到现场”的历史思维特征，我们就要站在历史的角度，设身处地地看待历史问题，而不是以今人的视角去臆测古人。具体地说，回到历史现场，就是“不仅要回到一定的空间位置，回到事情发生的那个时代或那段时间，而且要设法回到当时当地，回到事情正在发生的过程之中”。“就是要和历史人物一起经历其事，而且不是作为旁观者，也不仅仅是参与者之一，而是和所有亲历者一起经历他们各自所经历的全部过程。”^[9]

三、学科知识的选择、组织、设计

为了使学科知识及其学习具有核心素养的价值和作用，我们在学科知识的选择、组织、设计上应强调以下几点。

（一）学科大概念

大概念指的是反映学科本质及其特殊性的、构成学科框架的概念，它是一种高度形式化、兼具认识论与方法论意义、普适性极强的概念。大概念不仅仅是一个简单的词汇，它的背后潜藏着一个意义的世界，是学科思想和理论体系的负载体。

从学科知识关系的角度讲，大概念是奥苏伯尔所说的上位知识，它的抽象性、概括性、包容性最高，解释力最强。这是因为，大概念是学科知识体系的细胞核，它内含遗传密码，最具生发力、再生力和预示力，是活力和繁殖力最强的一种知识类型，也是一切其他知识得以生发与依附的“根”。如果说学科知识具有“内核+围绕带”的结构，那么，大概念就位于其最中心圈层，其他知识依照与大概念的逻辑关系依次排列在它的外围，构成一种“众星捧月”式的结构。在这一结构中，其他知识构成了核心知识的生存背景与生长土壤，成为将之凸显出来的光屏。可以说，一切外围知识都是学习者逼近核心知识，最终将之消化、理解的垫脚石与助跑器。

从学科认识论角度讲，大概念是一种学科思维方式，是一种认识武器，是学生认识世界的“眼光”“心态”和“尺度”。

从学生学习角度讲，大概念是一个“纲”，纲举目张；是一个“组织者”，整合所学的知识；是一根红线，把知识串起来。也就是说，抓住了大概念，学科的其他知识和相应的教学活动都可以被统摄进来。可以说，大概念教学是学科整个教学活动的连心锁，是赋予教学活动以整体性的关键。

从课程知识角度讲，大概念“可以把现行的极其丰富的学科内容精简为一组简单的命题，成为更经济、更富活力的东西”。^[10]通过大概念构建简洁、简约、精简的课程知识内容框架，以达到少而精的目标。

从心理学角度讲，大概念是一种元认知，它就像人的“元气”“元神”那样，是一门学科最为精华的灵魂。

学科大概念是学科知识的精华所在，是最有价值的知识，是最能转化为素养的知识。学科大概念是教学内容选择的优先对象和主体对象，凸显学科大概念，实现学科教学内容的“少而精”，有助于实现学生的“精细化”学习，促成知识向素养的转化。学科教学内容的组织必须以学科大概念为中心、为纲领、为主线，平铺直叙和平均用力的教材和教法，无助于学科素养的形成。以美国国家研究理事会2010年发布的《K-12年级科学教育的框架》为例：

该《框架》追求面向公众的“更少、更高、更清晰”的科学教育标准。在教什么的问题上追求“更少”，让儿童有充分的时间和机会，进行更深入的探究，避免选择大量的主题，或纠缠于大量细节。“更少”需由“更高”保证。“会当凌绝顶，一览众山小”，否则，所见非常有限，成了“井底之蛙”。而“更清晰”不仅是课程设计指导作用发挥的前提，也是科学内在品质所要求的。科学本来就拒绝含糊不清。《框架》将更少、更高、更清楚的科学教育定位在“科学和工程内部以及交叉部分有限的几个核心观念”上，使学生“有机会参与科学调查论证以及获得对物质世界的更深入的理解”。如生命科学方面的核心观念有4个：

1.有机体有对它们的生命发展、成长和繁殖有利的结构和功能（从分子学到有机体、结构和过程）。

2.有机体有传递一代到另一代的机制和进程（遗传—继承或特征的变异）。

3.有机体和特定的有机体群从它们的环境中获得必要的资源。环境包括其他的有机体和物质的因素（生态系统、相互作用、能量和动力）。

4.生物进化解释了物种的统一性和多样性。

每个核心观念都伴随着一个问题以及若干子问题。如生命科学的第一个核心观念的问题是：生物是怎样做它们需要的， 以便能够生存、生长和繁殖？它包括3个子问题：

1.有机体的结构是如何帮助它们执行生命功能的（结构与功能）？

2.有机体的结构和功能是怎样随着它们的生长和发展而变化的（有机体的生长和发展）？

3.有机体是怎么获得它们生存和生长的物质和能量（生物体中物质和能量流动的组织）？

每个核心观念以命题而非概念术语的方式表达， 以清楚地说明其内涵与学习要求。相关问题既与儿童关于世界的疑问相关联，也与正在出现的社会、科技和环境的主要问题相关联，清楚地表明了寻求这些问题的答案对于科学研究来说是至关重要的。显然，这些核心观念及相关的问题引导，既不同于若干自然与生命现象的罗列、标识而日积月累的常识，也不同于对这些现象的分类、排列、抽象所形成的概念性知识，而是更为上位的思考，是对物质与生命世界发生与发展机制的整体性描述与揭示。面向大众的科学教育内容原来可以变得这么简明！可见， 与学生发展核心素养相适应的教育教学内容多为具有统摄性与衍生性、位于最中心圈层的核心概念（其他知识依次排列在它的外围），它是其他知识依附的“根”。

关注“大概念”并非不要“小概念”，而是强调用“大概念”组织教学内容，从认识周围世界的各种现象入手，逐步提升科学探究的水平，从小概念向大概念不断扩展，逐步建立大概念与相关小概念之间的有机联系，从而把课堂知识串联起来，使之成为有机关联的整体。^[11]

（二）学科结构

学科知识不是学科各个知识点的简单排列和堆积，而是一个有结构的有机整体。正如《化学课程标准》所指出的：“化学教学内容的组织，应有利于促进学生从化学学科知识向化学学科核心素养的转化，而内容的结构化则是实现这种转化的关键。”

所谓结构，简单地说，就是事物的联系，它表现为组织形式和构成秩序。我们知道，整体功能大于各要素功能之和，而这恰恰是由整体内部各个要素间的有机联系所决定的。知识间的这种内在联系是客观存在的，它体现在科学知识本身的逻辑关系以及人类认识科学知识的序列之中，教学内容必须以一种有利于学生学习的方式再现这种联系。对此，我们可以从静态和动态两个方面进一步理解。在静态方面，学科知识应该形成经纬交织、融会贯通的网络，这样能够帮助学生在头脑中将知识“竖成线，横成片”，或“由点构成线，由线构成面”，从而形成由点、线、面筑成的立体式的整体知识结构网络。这样做，不但有助于记忆，而且使学习变得容易。在动态方面，学科知识应该形成一个自我再生力强的开放系统，以充分发挥学科知识结构区别于科学知识结构的特有功能。为此，教材教法必须合理地设置孕伏关系，使前后内容互相蕴含、自然推演，为学生提供一个由已知到未知的通路。这样做，有利于帮助学生形成一个具有生命力的处于运动中的思维网络，从而使他们深刻领会概念的实质，掌握蕴含在概念关系中的各种思维模式。

传统的教学过于关注“知识点”，这样的教学可称之为“细节教学”或“细节教育”。整体虽然由细节构成，但是，如果学习者过于关注知识点的细节，就可能导致整个教学活动的失败。因为“教学中常见的问题是，教学者或指导者常常不由分说地将整个‘细节’……引入烦琐的讲解、讨论之中，或者进入那些填空、简答、名词解释、多项选择等形式的频繁的练习或考试中。‘细节’一旦被不恰当地突出为‘焦点’之后，学生常常会因此陷入‘怯场’‘焦虑’等低迷的情绪”。^[12]

俄国教育家乌申斯基说过，智慧是一种组织得很好的知识体系。碎片化的孤立的知识是没有价值的。学者鲍鹏山曾指出：“当知识不成体系时，它是无用的，只是碎片。举个例子，曾有一家报社搞国学知识竞赛，其中有一道题目问：中国历史上哪一个时代的宦官是可以娶妻的？这是非常严肃的知识。如果你专门研究宦官，把他们的生存状况、心理状态以及他们在中国历史上的地位、影响、作用都搞明白，你将会成为一名了不起的专家。可是假如你的主要精力不在此，这样的知识碎片，对你一点用处也没有。”^[13]

现在人们已经习惯了通过微信、QQ、微博等网络信息交流平台进行阅读，碎片化阅读已经成为人们获取信息的主要方式。对此，有位知乎网友的观点值得借鉴：“碎片化知识通过连续的新鲜内容，不断刺激你的大脑，让你始终处于‘啊！又知道了新的东西’的喜悦中，从而难以自拔，这也就是我们难以抑制刷微博、刷朋友圈的缘故，因为我们只需要付出很少，就可以沉浸在‘获得了新东西’的刺激里面。但是，这些获得的信息，因为它们缺少跟其他信息的‘联系’，因此难以被我们‘提取’，而‘提取’得少的内容，会被提取得多的内容挤压在记忆的底部——因此，这些碎片化的信息极其容易被我们遗忘。你以为你得到了很多，但其实你什么都没有得到。”^[14]

值得强调的是，长期接受碎片化信息，容易使人们养成用孤立的眼光去看问题的习惯，最终会弱化人们对复杂事物的思考能力。要记住，即使你拿回无数粒知识的沙砾，也只能聚成一片沙漠而已，而人们爱看的，是沙砾集合成的金字塔——有组织的知识才有核心竞争力。教育心理学把学习定位为认知结构的组织和重新组织，也是这个道理。没经过学生组织的知识，没有纳入学生认知结构的知识，都不能被学生真正地理解和吸收。

（三）学科本质

从狭义上讲，学科知识包括学科事实、学科术语、学科符号、学科概念、学科命题、学科原理等“可视的内容”（学科的表层结构）；从广义上讲，学科知识还包括学科方法、学科思想、学科观念、学科精神等“隐性的内容”（学科的深层结构），也即学科本质。它不仅是学科知识的重要组成部分，而且是学科核心素养最重要的源泉和基础。以物理学科为例，邢红军教授把物理学科比喻为一棵大树，很值得我们借鉴。

第一，一棵大树的树叶好比物理知识。这是因为， 当人们观察树木时，最容易映入眼帘的就是树叶。树叶不仅数量多而且醒目，这就对应于物理学具有大量的概念与规律的特点，也容易解释为什么在物理教育中人们通常关注物理知识教育的缘由。但是，如果把物理知识教育等同于物理教育，那么就会陷入“一叶障目，不见泰山”的危险。令人遗憾的是，我们目前的物理教育似乎仍然处于这样一种状况。

第二，一棵大树的树枝好比物理方法。之所以这样比喻，是因为树叶与树枝的关联很好地表达了物理知识与物理方法的关系。一方面，树叶往往是从树枝上生长出来的，这就恰当地说明了物理知识需要经由物理方法才能得出。另一方面，从远处看树木，只能看到树叶而不能看到树枝。只有走到近处，人们才能看清树枝的形状，这很好地说明了物理知识显性而物理方法隐性的特点。

第三，一棵大树的树干好比物理思想。树枝长粗到一定程度时，就变成了树干，喻为物理方法进一步升华形成物理思想。树干没有树枝那么多，但树干才是一棵树最有价值的部分。把这种比喻迁移到物理教育中，我们可以发现，物理思想的内容没有物理方法的内容多，但物理思想比物理方法更重要。在现实生活中，树干和树枝是很容易区分的。但在物理教育中，人们却往往把物理方法教育与物理思想教育混为一谈。从物理教育的层次上看，物理思想教育居于物理方法教育的上位，它植根于物理方法教育但不等同于物理方法教育。在内容上，物理思想教育与物理方法教育亦有清晰的边界，如同树干与树枝具有明显的区别一样。

…………

第四，一棵大树的树根就好比物理观念。树根是树的根基，既是树干的延续，又是树苗能够长成参天大树的基础。然而，不能把树根理解为树干，两者具有明显的区别。 因此，在物理教育中，物理观念教育不同于物理思想教育。物理观念是物理思想的凝结，它位于物理思想教育的上位。在内容上，物理观念教育与物理思想教育也有清晰的边界。物理观念教育与物理思想教育表征物理教育的不同层次，具有不同的内涵。

第五，物理精神教育具有与物理知识教育、物理方法教育、物理思想教育和物理观念教育不同的特点。在一定意义上，物理精神教育如同一棵大树生长所需要的水分和养料，它不构成大树本身，却是大树生长不可或缺的营养。甚至可以说，缺少了物理精神的物理教育，这棵树苗是断然不能长成参天大树的。

基于观察大树的形象认识看待物理教育，我们不难看出，这种观点下的物理教育内容既相互关联又相互依存，呈现出层层递进、逐步升华的样态。从物理教育之树的营养（物理精神）到物理教育之树的树根（物理观念），再到物理教育之树的树干（物理思想），借助物理教育之树的树枝（物理方法），最终抵达物理教育之树的树叶（物理知识），既形象又符合逻辑地展现了物理教育的全貌，使我们对物理教育的应有内容有了全新的认识。^[15]

学科本质要求我们：一要超越简单的具体知识，去理解和把握具体知识背后的学科方法、学科思想与学科价值；二要超越表层的符号形式，去理解和把握符号形式背后的逻辑根据、思想方法与价值意义；三要超越庞杂的知识点本身，去理解和把握同类知识的组织结构和属性特征。唯其如此，学科知识的教学才能有助于学科核心素养的形成。

（四）学科情境

学科情境指的是学科知识产生、提出、发展的条件、背景、过程或故事。从教学的角度讲，它是对促进学生学习、理解、消化、建构学科知识的具有社会化色彩的学习环境的概括。以数学为例：一张纸折叠多少次之后就比珠穆朗玛峰还要高？这是乘方概念的一个情境；国际象棋棋盘有64个方格，如果在第一个方格里放1颗麦粒，第二个放2颗，第三个放4颗，以此类推，每次都放前一格数量的2倍，那么把64格放满需要多少颗麦粒？这是有关指数运算之和概念的一个情境。物理学中关于浮力原理的发现也有一个经典情境：相传叙拉古的赫农王让工匠替他做了一顶纯金王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给工匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻托起，突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法来确定金冠的体积。经过进一步的实验以后他来到王宫，把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，证明王冠里掺进了其他金属。阿基米德从中发现了浮力定律——物体在液体中所获得的浮力，等于它所排出的液体的重量。

如果说学科知识是形成学科素养的载体，那么学科情境则是学习学科知识的载体。从广义的角度讲，学科情境也是学科知识的一个组成部分。学科知识要转化为学科素养，离不开学科情境的介入和参与。

综上所述，学科最本质、最有价值也是最能促进学科核心素养形成的知识包括以下几种。

（1）核心概念与命题。任何一门学科都是由若干基本的核心概念与命题组成的知识体系，它们是学科最基本的结构。 （2）本质与规律。学科本质是能判断该学科能够成为“学科”的最根本的属性；规律是事物、现象及过程内在的、本质的、必然的联系，是学科的主要研究对象。 （3）思想与方法。学科专家提出的对尔后学科发展和学科学习最具影响力的那些观念、思想和见解，是“知识”背后的“知识”，是学科的精髓与灵魂。 （4）产生与来源。学生的学习不能仅仅局限于了解学科及学科知识是什么、怎么应用，在建构主义背景下，通过对学科及学科知识的追本溯源，让学生掌握学科及学科知识的产生与来源对于学生整体把握学科乃至发展学科尤为关键。（5）关系与结构。学科之所以为“学科”而不是简单概念与知识要点的堆砌，其中非常重要的原因在于学科有着自己独特的结构，学科知识之间存在着不可割裂的内在联系。掌握了学科的关系与结构，学生就能从整体上把握学科及学科知识。 （6）价值与精神。学科的价值追求、学科所蕴含的精神虽然难以体味，也难以捉摸，但是对于学生作为一个活生生的个体——人的后续的学习发展的重要性是不言而喻的。^[16]

值得强调的是，学科知识是学生学习的对象和材料。超出学生认知能力范围的学科知识，不仅于形成学科素养无补，反而会阻碍学科素养的形成。知识是为素养服务的，过难、过深的知识无助于素养的形成。当然，量力性原则也意味着尊重和开发学生的潜力，过易、过浅的知识无法刺激学生的思维，也无法让学生的思维达到一定的深度，同样不利于学生素养的形成。