指向核心素养培养的SSI-L课程设计与实施
编者按
社会性科学议题是五育并举、整合性发展学生核心素养的良好载体。如何有效设计和实施社会性科学议题学习（SSI-L）课程，发挥其独特育人价值？近三年，北京师范大学SSI-L项目组与全国多所中小学合作，组织学生开展基于多元社会性科学议题的跨学科学习活动，形成了一些典型课例，为广大学校和教师实施SSI-L提供了路径参考。
本刊编辑部
案例一：“全球变暖”SSI-L课程
课程设计：北京师范大学SSI-L项目组 执笔：林静 吴一荻 冯冰
作为地球居民，全球变暖已是当前人类面临的一大挑战。科学家利用现代气温观测记录和代用资料，考察了全球平均气温在不同时空尺度上的变化，论证了20世纪的全球变暖事实。全球变暖源于大气中温室气体增多，尤其是二氧化碳含量过高。化石燃料的使用和森林资源的减少等因素打破了碳循环的相对平衡，加剧了温室效应。全球变暖引发了北极冰川融化、海平面不断上升、生物多样性减少、极端天气频发、农业畜牧业产量锐减等多种灾害，威胁人类生存与地球生态。如何减缓全球变暖是一个值得人人思考的社会性科学议题。在中小学实施“全球变暖”SSI-L课程，旨在引导中小学生参与“全球变暖”议题探讨，明白“减缓全球变暖全员有责”的道理，思索“从我做起”的责任担当。同时，借由对议题的跨学科探究实践，锻炼和发展学生的核心素养。
以跨学科学习目标确立课程立意
以“全球变暖”为议题，意在引领学生整合科学、社会、经济、政策、伦理等多学科视角来探析全球变暖的事实、成因、危害与减缓措施，认识碳减排的重要性，树立绿色低碳理念，为达成“双碳”目标尽责出力。在科学维度上，学生将了解气候变化、全球变暖事实及其危害，理解温室效应机制，了解碳循环与碳收支、能源与能量等概念，使学生的科学论证、科学建模、社会性科学推理等探究实践能力得到锻炼。在社会维度上，学生将认识低碳生活方式的意义、了解环保文化以及当地环保习俗。在经济维度上，学生将体验碳交易，了解企业成本与利润、绿色产业等概念。在政策维度上，学生会知晓国家能源战略、碳达峰与碳中和“双碳”目标以及国家调控措施。在伦理维度上，学生将树立低碳观念、环保意识、可持续发展意识以及培养碳减排的责任担当。
同时，通过“全球变暖”议题的跨学科学习，促进学生理解物质与能量、系统与模型、稳定与变化等跨学科概念，着重锻炼学生社会性科学推理这一跨学科实践能力，培育学生的理性思维、批判质疑、责任担当、实践创新等核心素养。
以驱动性问题架构课程内容
课程内容分设三大板块，分别是全球变暖的事实和危害、全球变暖的机制、减缓全球变暖的全员行动。课程结构以一系列驱动性问题为框架，提供支持小组合作学习的材料与内容，提倡教师采用基于问题的学习来推进学生的跨学科探究实践。课程实施是开源的、弹性的，在确保能落实课程设定的跨学科学习目标的前提下，教师可以根据学生的实际情况，从中挑选或重组驱动性问题，形成本校的课程内容，并可结合自身学科背景与学校特色教育资源，适当穿插拓展性活动，以增加学生的学习收获。下文简述适用于5—8年级的一系列驱动性问题设计及其教学立意——
除了唤起学生对天气与气候的自身体验，课程侧重于提供科学数据、组织学生开展基于数据分析与事实佐证的科学论证来辩论全球变暖的事实和危害。围绕“全球变暖了吗”这一驱动性问题，学生使用各类数据分析不同时间尺度的气候变化，运用不同圈层的证据论证全球变暖事实。在此过程中，学生锻炼了数据建模、图表绘制等能力，认识到科技的发展与应用对于气候研究的重要性。对于全球变暖带来的危害，针对5—8年级的学生，侧重于提供事实性材料供学生感知，可选择恰当的实验达成具体感知目标，例如气温变化对于植株生长的影响。待学生进入高中阶段，可增加深度和广度，进一步调查分析或用实验探究全球变暖的危害。
进而，学生通过科学建模来探究“全球变暖的原因是什么”。在建模过程中，学生逐步探析：臭氧层空洞是全球变暖的原因吗？二氧化碳是引起气温升高的元凶吗？蔬菜大棚保温原理和地球温室效应原理一样吗？通过这些探究实验，学生不断使用、评价并改进原来的温室效应机制模型，逐步将其修正为能解释全球变暖的科学模型。同时，基于对温室效应的科学建模，进一步使用碳循环模型来分析温室效应加剧的原因。
对于减缓全球变暖的全员行动，学生围绕“全球变暖，谁来‘买单’”这一驱动性问题，首先使用数学和计算思维来分析“为减缓气候变化，各国如何承担减排责任”，并通过角色扮演探析“如何通过碳交易实现控排目标”，理解“共同但有区别的责任原则”，提高基于规则和数据解决问题的能力。进而，学生围绕“家庭如何节能减排”，调查分析家庭生活中都使用了哪些能源，认识能源分类、知晓发电方式，并基于调查分析提出家庭碳减排的措施，强化节能减排的观念，助推家庭践行低碳生活。最后，学生围绕“是否要选择新能源汽车”，进一步结合科技、社会、经济、文化、习俗、环保等多个视角开展社会性科学推理实践活动，以绿色出行为切入点，提升学生可持续发展观念。
社会性科学推理示例
对于“是否要选择新能源汽车”这一问题，学生从五个维度进行社会性科学推理，作出合理决策。社会性科学推理的实践过程为：认识复杂性、确定视角、开展探究、质疑、辨识科学与非科学。
首先，引导学生认识该问题的复杂性。通过咨询家人、小组讨论等，学生认识到，选车不仅要考虑不同类型汽车的驱动原理和碳排放等科学问题，还要考虑充电便捷、外观、舒适性、安全性、成本、国家政策支持等诸多非科学问题。
其次，通过全班探讨，各小组提出为作合理决策而应该研究分析的问题，确定多维度的研究视角并开展研究设计。在这个过程中，学生阅览课程推荐的文本、视频资料等，增加知识储备，从而有依据地提出问题并讨论可行的研究方案。
再次，基于各小组对研究方案的探讨，着重引导学生开展系列探究，包括：通过计算不同类型汽车消耗的能量以及碳排放量，对比哪种类型的汽车更加低碳节能；通过解读国家关于新能源汽车的设施建设、补贴优惠等相关政策，把握国家对于新能源汽车的支持力度；通过综合计算燃油费、保险费和保养费等成本，比较新能源汽车与燃油车哪个更经济划算。对于各小组的其他可行探究方案，鼓励与支持学生开展课外调查与研究。
从次，在学生作出决策前，组织学生扮演不同角色，进行不同立场的质疑与辩论，以进一步明晰与反思自己的立场与价值取向。学生通过电话或邮件访谈，了解不同年龄与不同身份用车人、政府、制造商、交通局、环保局等不同角色的观点和意见，再由各小组选择所要扮演的角色，准备辩论材料并开展小组之间的辩论，为学生提供对选车问题进行思维加工所涉及的跨学科知识，锻炼学生的卷入直觉和情感的社会性科学推理能力。
最后，让学生立足家庭实际作出决策。各小组调查分析哪位学生家里存在用车需求，组内若有，就从这位学生的家庭实际情况出发展开讨论；若没有，则小组共同商议假设哪位学生家里要买车，从被选学生的家庭实际情况讨论购车问题。各小组作出决策、制定购车方案后，相互展示并论述理由，并进一步相互质疑与反驳，加强对相关概念的理解和对观念的认同，提高跨学科学习意识与实践能力。学生在辩论中也开阔了视野，探寻国内外新能源产业的发展情况、思考低碳校园的可行性等。在学生积累了一定的学科基础、步入高中后，可进一步开展新能源、低碳健康食品、低碳材料、低碳校园等多项致力“双碳”目标达成的议题研究。
需要着重指出的是，在学生经过社会性科学推理来决定购车方案的过程中，要注意指导学生识别哪些是科学问题、哪些是非科学问题，引导学生理解其中可通过科学推理得出确定性回答所依据的科学原理，对于议题的不确定性部分，知道如何通过社会性科学推理来协商、共情以达成妥协，其中，立场、价值取向又起到了怎样的作用，从而以社会性科学议题学习为路径来促进学生知情意行的全面发展。
案例二：“低碳校园”SSI-L课程
课程设计：北京师范大学—北京师范大学第二附属中学SSI-L课题组 执笔：韩立新 赵建利 罗建勇
碳达峰、碳中和“双碳”理念在物理、化学、生物、地理等学科中有诸多体现。开展“双碳”教育，是学校义不容辞的时代责任。高中阶段的社会性科学议题（SSI）的选择与学科课程紧密相关，关注学科的核心概念和规律，以促进学生科学素养提升为目标。实施“低碳校园”SSI-L课程，有利于促进学生在学习和生活中自觉践行节能减排理念，以培养具有社会责任感的公民。
议题的选择与立意
所谓“低碳校园”，就是通过一系列措施和行动来降低校园的碳排放量，将低碳理念融入校园生活。低碳校园建设有两个主要目标：一是碳排放数据支持的低碳指标；二是师生秉持的低碳意识。高中生应该关注身边的现实生活和生存环境，将自己的未来职业发展、专业选择与国家战略发展相结合，这也是“双碳”教育的价值所在。
“低碳校园”议题与科学有关。校园碳排放的两个重要源头是能源消耗和食物消耗。能源方面，科学技术已从传统的火力发电逐渐发展到太阳能光伏发电，或将光伏发电作为重要的能量补充，其中，光伏发电原理、太阳能的储量及利用方法等，在物理和地理课程中都是重要的学习内容。食物方面，涉及碳在自然界的存在形式及其变化，这些与土地利用、食品加工、运输、零售、消费过程等息息相关，是生物、地理、化学课程的学习内容。
“低碳校园”议题具有开放性。如何建设低碳校园？学生应如何行动？低碳饮食会不会和健康饮食相悖？问题没有标准答案。清洁能源既可以是太阳能，又可以是风能、生物质能等，不同的能源利用形式在适用性和经济性上存在差别，其环境友好性也各有特点。食物选择（食谱制定）更是丰富多样，有碳足迹（产品整个生命周期中碳排放总量）小的植物性食材，也有碳足迹大的动物性食材，不同的肉类食材碳足迹差别也很大，比如牛肉碳足迹就是猪肉或禽肉的8—10倍。这些都是议题的开放性所在。建设低碳校园的方案，涉及雨水收集、太阳能利用、食谱设计等多个环节，因此其议题活动也充满复杂性和不确定性。
课程目标与驱动性问题设计
“低碳校园”议题具有鲜明的时代属性。2015年，联合国气候大会巴黎大会通过了《巴黎协定》，确定了“把全球平均气温较工业化前水平升高幅度控制在2摄氏度之内”的目标。2020年9月，在第75届联合国大会上，我国作出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的承诺，展现出大国担当。中学生关注全球气候变化及其对人类的影响，是社会责任和公民意识的体现。在课程学习过程中，学生需要有效获取、分析和利用信息，进行跨学科学习，其信息素养和信息处理能力、科学思维和实践能力都能得以发展。
“低碳校园”SSI-L课程试图达成如下目标：构建和完善知识图谱，整合跨学科知识，以跨学科概念促进学科知识的拓展和延伸；研究和解决真实问题，深入了解碳中和内涵及其意义，了解碳中和解决路径，由此推进校园碳排放、碳中和等行动；形成和强化高阶思维，通过对自己的观点和决策进行评估，锻炼综合分析、归纳推理等科学思维，学会从多个角度思考问题，学会接受他人的质疑与批评；培育和增强社会责任感，养成节约意识、环保意识，树立绿色低碳的生活理念，形成良好行为习惯。
随着学生对议题本身的认识由浅入深，教学流程由理论学习转入实践行动。根据议题课程的总体实施规划，可将议题课程内容分为五大模块，分别为背景学习、模型构建、数据收集、建模计算、方案设计。背景学习让学生能够快速进入情境，对于议题目标有总体认识；模型构建从碳循环角度发展守恒观念，也是碳中和的科学依据；数据收集从身边的环境出发，收集校园碳排放的数据，为设计低碳方案提供数据支持；建模计算是让学生通过科学实践，计算校园可利用的太阳能总量；方案设计是议题的最终成果。