楊開城 陳潔 張慧慧

摘要：在教育實踐中，能力是以特定知識為基礎(chǔ)的，最終表現(xiàn)為知識的臨場組合運(yùn)用。能力常常和課程的目標(biāo)直接相關(guān)，屬于課程目標(biāo)的一個領(lǐng)域。課程能力目標(biāo)作為一種能力表征，是課程開發(fā)的依據(jù)和指引，對它的描述除了要反映能力的具體要求以及能力所對應(yīng)的知識基礎(chǔ)外，還需要能被清晰表達(dá)且易于分解組合，如此才能有利于將能力（目標(biāo)）轉(zhuǎn)化為課程對象（手段）。受LACID學(xué)習(xí)目標(biāo)表征的啟發(fā)，我們針對課程目標(biāo)的要求，提出一種能力解析的新方法：能力建模。能力建模通過繪制課程知識建模圖、分解宏觀能力目標(biāo)、提取葉子能力結(jié)點、補(bǔ)充中間能力結(jié)點，形成能力建模圖，將具體能力及其相關(guān)知識的真實關(guān)系清晰完整地呈現(xiàn)出來，不但可以滿足課程開發(fā)者課程目標(biāo)表征的需求，還可以幫助課程分析者分析和評估某個具體課程在目標(biāo)—手段一致性等方面的表現(xiàn)，是課程開發(fā)與課程分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。此外，能力建模圖還有助于廓清某項具體能力的內(nèi)涵，是一種有別于自然語言的能力內(nèi)涵的表達(dá)方式。

關(guān)鍵詞：能力;課程開發(fā);課程目標(biāo);能力建模;STEM課程

中圖分類號：G423 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1009-5195（2022）02-0057-08 ?doi10.3969/j.issn.1009-5195.2022.02.007

作者簡介：楊開城，博士，教授，博士生導(dǎo)師，北京師范大學(xué)教育學(xué)部（北京 100875）;陳潔、張慧慧，博士研究生，北京師范大學(xué)教育學(xué)部（北京 100875）。

一、 能力到底是什么

1.教育情境下能力的本質(zhì)

教育實踐在描述學(xué)生發(fā)展時，能力是一個非常重要的詞匯?？墒悄芰Φ降资鞘裁茨?？如果讓教育研究者或?qū)嵺`者描述教育的目標(biāo)，十有八九他們會提到培養(yǎng)學(xué)生的能力;如果再讓他們列舉出培養(yǎng)哪些能力，他們的回答可能會十分相似，諸如交流與合作的能力、問題解決能力、科學(xué)探究能力，等等。但如果我們再追問這些能力具體表現(xiàn)如何？怎樣通過教學(xué)落實？能力的培養(yǎng)具體體現(xiàn)在課堂的哪些方面？他們則未必立刻能說清楚，也不一定能夠說服彼此。

能力同時也是心理學(xué)的一個重要概念。站在心理學(xué)的視角，能力被看作是成功完成某些活動所需要的那些個性心理特征（阿·阿·斯米爾諾夫，1957;顧明遠(yuǎn)，1998）。但這種解說對于教育來說仍不夠清晰，而且它會誤導(dǎo)教育組織在學(xué)科知識和技能之外去追尋能力培養(yǎng)（吳紅耘等，2013）。

既然心理學(xué)視角對能力的解釋無法令人滿意，那么我們可以嘗試更換到知識的視角。知識的視角與教育經(jīng)驗存在著關(guān)聯(lián)。教育實踐經(jīng)驗告訴我們，學(xué)生的能力最終表現(xiàn)為知識的臨場組合運(yùn)用（不是指機(jī)械回憶和套用）。離開了知識我們無法清楚地知道“教育”要培養(yǎng)的能力到底是什么。

當(dāng)然，這種知識的實際運(yùn)用離不開心理學(xué)所關(guān)注的智力、認(rèn)知能力（或稱認(rèn)知技能）以及憑常識就能看到的肢體能力（或稱肢體技能）。但在教育情境中，我們?nèi)跃劢褂谝劳兄R所生成的能力。很明顯，知識是這種能力所蘊(yùn)含的內(nèi)容，同時它也是繞不開的手段。拋開知識孤立地討論能力，是無法認(rèn)清這種能力的。所以說，能力培養(yǎng)的關(guān)鍵不在于要不要知識，而在于如何給予適當(dāng)?shù)那榫?、任?wù)和問題，將學(xué)生的經(jīng)驗和抽象的知識結(jié)合，在知識的運(yùn)用中生成能力。當(dāng)然其中牽連基本認(rèn)知能力和肢體能力。由此，我們在辨析能力時，可以將能力區(qū)分為一般能力和學(xué)科能力。一般能力如“交往能力”等邏輯上和學(xué)科知識無關(guān)。學(xué)科能力背后對應(yīng)著一組特定知識網(wǎng)絡(luò)，表現(xiàn)為對這組知識的運(yùn)用。

2.能力與知識和技能的關(guān)系

既然能力屬于知識的運(yùn)用，那么能力是否與技能同義？能力當(dāng)然不等同于技能，因為真實的能力表現(xiàn)往往不限于技能知識的運(yùn)用，還包含其他類型知識的運(yùn)用。心理學(xué)家安德森用陳述性知識和程序性知識來解釋人們的認(rèn)知行為（Anderson，1996），前者回答“是什么”的問題，后者回答“如何做”的問題。安德森所討論的知識概念是廣義的。后來人們將這種廣義的知識細(xì)分為三種：陳述性知識、程序性知識以及策略性知識。陳述性知識是事實、概念、原理等方面的知識，也稱狹義的知識。相對于狹義知識，人們將程序性知識以及策略性知識稱為技能（知識）。也就是說，技能是廣義知識的一部分，是能夠表現(xiàn)具體行為的那部分（楊開城，2016，p.27）。本文所討論的“能力表現(xiàn)為知識的運(yùn)用”中的知識是指廣義知識。這個立場與皮連生先生的“習(xí)得的能力是由廣義知識構(gòu)成”（吳紅耘等，2005）的立場相同。

能力不等同于技能，也不是（廣義）知識，它只是表現(xiàn)為頭腦中知識的運(yùn)用。能力只能在知識的意義建構(gòu)之后，再在知識的真實運(yùn)用過程中生成。知識的真實運(yùn)用就是發(fā)揮知識功能作用的過程。知識的功能主要包括：描述、解釋、預(yù)測和干預(yù)（楊開城，2016，p.97）。學(xué)生在運(yùn)用知識的過程中，一方面調(diào)整、完善個人的知識系統(tǒng)和人格，另一方面表現(xiàn)出能力行為。很明顯，能力表現(xiàn)蘊(yùn)含著學(xué)生的個性表現(xiàn)，源于知識的個性化理解和個體頭腦中的知識結(jié)構(gòu)，它無法被客觀化為普適的認(rèn)知和行為過程，所以能力無法通過言語和演示進(jìn)行傳遞和存儲（記憶）。越是高階的能力越是如此。即使用出聲思維的辦法，我們也很難梳理清楚那些高階能力的具體思維細(xì)節(jié)。更何況這種高階能力還可能配合著外部操作，是一種內(nèi)外合一的表現(xiàn)。而知識具有很強(qiáng)的客觀性和公共性，并且可以通過語言清晰表達(dá)，因此可以傳遞和存儲，雖然知識的傳遞和存儲并不意味著正確的理解?？傊R可以傳遞和存儲，能力卻無法傳遞和存儲。貌似能傳遞和存儲的“能力”其實只是知識中的技能。師徒模型中，學(xué)徒的綜合能力并不是由師傅傳遞過來的，而是在師傅指導(dǎo)、點撥下自我生成的。這是能力與知識的基本關(guān)系。能力與知識的關(guān)系可以從皮亞杰提出的“圖式”概念角度來理解。圖式是兒童用以理解和組織經(jīng)驗的認(rèn)知結(jié)構(gòu)（David R. Shaffer等，2009），是理解周圍世界的知識基礎(chǔ)?？梢哉f，能力與圖式的質(zhì)量相呼應(yīng)。圖式強(qiáng)調(diào)的是理解，而能力還包括行動方面。

二、課程開發(fā)與能力表征

1.課程目標(biāo)必須蘊(yùn)含能力表達(dá)

通過辨析，上文廓清了知識、能力和技能之間的關(guān)系，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這只是回答了概念層面上“能力是什么”的問題，卻無法直接回答某個具體的能力到底是什么的問題。而這個問題卻是教育實踐必須直面的問題。

在現(xiàn)代社會，能力是重要的教育價值之一。那么它屬于教育實踐的哪個方面？實際上，能力和課程的目標(biāo)直接相關(guān)。教育實踐中存在著從宏觀到微觀不同層次的各類目標(biāo)，比如課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)等。雖然學(xué)習(xí)目標(biāo)并不是課程目標(biāo)經(jīng)過原子論意義上分解的結(jié)果，但學(xué)習(xí)目標(biāo)最終是需要指向課程目標(biāo)的。教學(xué)設(shè)計理論告訴我們，微觀的學(xué)習(xí)目標(biāo)往往是局部的目標(biāo)，有時僅僅表現(xiàn)為知識的習(xí)得而不表現(xiàn)為能力的生成。也就是說，有些學(xué)習(xí)目標(biāo)可以是一種知識表達(dá)，說清楚習(xí)得什么知識即可。而課程目標(biāo)則表達(dá)了教育的高階承諾——（在智識方面）發(fā)展學(xué)生的能力，因此課程目標(biāo)必須是一種能力表達(dá)，要說清楚具體生成什么能力。當(dāng)然，課程目標(biāo)還包含有價值觀方面的承諾（楊開城，2018）。本文不討論價值觀目標(biāo)，只討論能力目標(biāo)問題。

2.課程開發(fā)需將能力目標(biāo)轉(zhuǎn)化為課程對象

課程能力目標(biāo)（后文簡稱課程目標(biāo)）是一種能力表達(dá)，又是課程開發(fā)的依據(jù)和指引。雖然無論是前現(xiàn)代教育還是現(xiàn)代教育，在理論上都承認(rèn)和強(qiáng)調(diào)課程目標(biāo)對課程創(chuàng)制的引領(lǐng)作用，但在前現(xiàn)代教育中，課程的創(chuàng)制是基于經(jīng)驗主義方式的。經(jīng)驗主義的課程創(chuàng)制無法在數(shù)據(jù)層面上準(zhǔn)確協(xié)調(diào)社會、學(xué)生和知識之間的關(guān)系，自然也就會生成學(xué)科中心課程、學(xué)生中心課程和社會中心課程這三類典型的課程。這三類典型課程在功能上各有自己無法回避的缺陷，它們之間的組合也無法完全避免那些缺陷。這種經(jīng)驗主義的課程創(chuàng)制并不需要（也沒有能力）提供課程目標(biāo)的清晰表征，進(jìn)而也無法根據(jù)這個清晰的目標(biāo)表征來設(shè)計課程對象。經(jīng)驗主義課程創(chuàng)制，常常是理念先導(dǎo)、模式先導(dǎo)的。由此所創(chuàng)制的課程，其所承諾的能力目標(biāo)，多數(shù)只是說給人聽、寫給人看的。在話語和觀念層面的表現(xiàn)是“基于XX”的課程編制。當(dāng)然，“基于XX”的課程編制未必生成“體現(xiàn)XX”的課程產(chǎn)品。經(jīng)驗主義的課程創(chuàng)制方式無法適應(yīng)現(xiàn)代教育的要求?，F(xiàn)代教育需要的是課程開發(fā)。它是一種技術(shù)化的課程創(chuàng)制過程。課程開發(fā)技術(shù)無法容忍目標(biāo)、手段等信息的含混性，更拒絕理念先導(dǎo)、模式先導(dǎo)這類“手段決策先于條件分析”的錯誤。課程開發(fā)技術(shù)的功能之一便是系統(tǒng)化處理社會、學(xué)生和知識三方面的信息，由此生成明確、清晰的課程目標(biāo)表征，并將其作為課程對象設(shè)計的根本依據(jù)。當(dāng)然在課程對象的設(shè)計環(huán)節(jié)，還需要其他技術(shù)操作融入其他教育價值。

那么，什么樣的目標(biāo)表征更有利于將能力（目標(biāo)）轉(zhuǎn)化為課程對象（手段）呢？課程目標(biāo)的表征除了要反映能力的具體要求以及能力所蘊(yùn)含的知識之外，還需要滿足以下兩個特征：一是清晰、不含混，二是易于分解和組合。清晰的目標(biāo)表征不存在歧義，方便理解、測量和評價。易于分解和組合的目標(biāo)表征，既方便課程目標(biāo)的逐條落實，又方便進(jìn)行組合，實現(xiàn)能力的整合。課程目標(biāo)最常見的表征方式是自然語言描述。但經(jīng)驗已經(jīng)表明，自然語言的描述方式根本無法勝任能力目標(biāo)的表征。由上文可知，要想說清楚一項具體的能力內(nèi)涵，就必須說清楚這個具體能力的內(nèi)在構(gòu)成以及所蘊(yùn)含的知識網(wǎng)絡(luò)。這完全不是幾句或幾段話能做到的。而且在自然語言的描述方式下，單句陳述中很可能包含多個需要分解并逐一達(dá)成的子目標(biāo)，需要分開學(xué)再實現(xiàn)整合。但自然語言的描述方式無法實現(xiàn)能力目標(biāo)的分解和組合，這很容易導(dǎo)致課程的細(xì)節(jié)設(shè)計缺乏針對性，降低“目標(biāo)—手段一致性”這個最重要的質(zhì)量指標(biāo)。

目標(biāo)表征的易分解組合特征是有先例的。在以學(xué)習(xí)活動為中心的教學(xué)設(shè)計（Learning-Activity-Centered Instructional Design，LACID）理論中，學(xué)習(xí)目標(biāo)的表征便不再采用自然語言的方式，而是采用“知識點（學(xué)習(xí)水平）” （楊開城，2016，p.78） 的方式。例如，重力（理解）、G=mg（理解，運(yùn)用），其中“重力”“G=mg”是知識點，學(xué)習(xí)水平包括記憶、理解和運(yùn)用三個層次?！坝洃洝焙汀袄斫狻睂?yīng)的是學(xué)習(xí)的意義建構(gòu)階段，意在掌握知識，屬于較低的層級，而“運(yùn)用”涵蓋布盧姆的教育目標(biāo)分類中的分析、綜合、評價等多種知識的運(yùn)用形式（L·W·安德森等，2008），屬于學(xué)習(xí)的能力生成階段。LACID的學(xué)習(xí)目標(biāo)表征方式雖然比較繁瑣，但能夠清晰地展現(xiàn)要學(xué)習(xí)哪些知識以及學(xué)到什么水平。這種學(xué)習(xí)目標(biāo)表征方式的最主要優(yōu)勢是，學(xué)習(xí)目標(biāo)可以單獨(dú)也可以通過各種組合被安排到特定的活動任務(wù)中，使得各個活動任務(wù)的設(shè)計具有明確的目標(biāo)針對性，從而滿足目標(biāo)—手段一致性的要求。比如，可以先分別針對特定知識點完成意義建構(gòu)的學(xué)習(xí)，然后再將它們組合起來完成能力生成的學(xué)習(xí);也可以在完成某些知識點意義建構(gòu)學(xué)習(xí)的同時，完成另外知識點能力生成的學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)目標(biāo)的表征方式還方便將重點學(xué)習(xí)目標(biāo)和難點學(xué)習(xí)目標(biāo)交叉、重復(fù)地置入多個活動任務(wù)之中，以強(qiáng)化對重點和難點的教學(xué)。

用“知識點（學(xué)習(xí)水平）”方式表征學(xué)習(xí)目標(biāo)有個前提條件，那就是能夠準(zhǔn)確鑒別出知識點。鑒別知識點并不是一件簡單的事。人們總是將知識點與考點混淆，甚至有些科目的教學(xué)也不強(qiáng)調(diào)知識點，只強(qiáng)調(diào)問題與答案（這當(dāng)然是課程質(zhì)量問題）。為了準(zhǔn)確鑒別出知識點，LACID提供了一種方法叫知識建模。所謂知識建模就是按照特定規(guī)范繪制知識網(wǎng)絡(luò)圖，但這個規(guī)范限定了所繪制的知識網(wǎng)絡(luò)圖并不是知識語義關(guān)系圖，而是根據(jù)知識語義繪制的知識之間的隸屬關(guān)系圖。這張圖被稱為知識建模圖。我們的經(jīng)驗表明，當(dāng)鑒別知識點發(fā)生錯誤的時候，所繪制的知識建模圖必然是違背知識建模規(guī)范或者閱讀起來極其牽強(qiáng)的。也就是說，知識建模的過程同時也是確保準(zhǔn)確鑒別知識點的過程。正是因為知識建模，LACID才能成功采納“知識點（學(xué)習(xí)水平）”的學(xué)習(xí)目標(biāo)表征方式。

3.一種新的課程目標(biāo)表征方式——能力建模

課程目標(biāo)能采納上述LACID提出來的學(xué)習(xí)目標(biāo)表征方式嗎？當(dāng)然不能。畢竟課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)居于不同的層次，具有質(zhì)的差異。宏觀層次的目標(biāo)需要一種有別于微觀目標(biāo)的表征方式。課程目標(biāo)的表征不但要滿足前文所述的兩個基本要求，特別是易于分解組合的要求，還要完成課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的聯(lián)通。因為課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間是一種轉(zhuǎn)化關(guān)系而非細(xì)化的關(guān)系。課程目標(biāo)在轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)目標(biāo)時，一些成分對應(yīng)著學(xué)習(xí)目標(biāo)的知識類型，一些成分對應(yīng)著學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)水平，還有一些成分對應(yīng)著教學(xué)過程（而不是學(xué)習(xí)目標(biāo)）的某些屬性，比如采用合作學(xué)習(xí)的方式等。自然語言的表征方式不但無法滿足上述兩個要求，還為實現(xiàn)從課程目標(biāo)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的轉(zhuǎn)化設(shè)置了障礙。為了清晰地說明課程目標(biāo)的具體內(nèi)涵以及不變形地將其轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)目標(biāo)，我們需要一種新的課程目標(biāo)表征方式。

受LACID學(xué)習(xí)目標(biāo)描述方式以及知識建模技術(shù)的啟發(fā)，我們提出一種被稱為能力建模的方法來生成課程目標(biāo)的表征。這種方法會生成一種表達(dá)能力內(nèi)在構(gòu)成的有向無環(huán)圖（比如圖1，它不是樹而是圖，并且從任何一個結(jié)點出發(fā)沿著箭頭的方向遍歷都不會回到起點），這張圖被稱為能力建模圖。我們認(rèn)為能力建模圖是一種有效替代方式，用來替代課程目標(biāo)的自然語言表達(dá)。所謂能力建模，就是對能力進(jìn)行逐層分解，將本層能力分解為它的多個子能力。既然能力最終表現(xiàn)為知識的運(yùn)用，那么這種分解執(zhí)行到最后，最底層的子能力要么是一般能力，要么便是知識的直接運(yùn)用。

三、能力建模的實現(xiàn)過程

能力建模是一個通過對能力進(jìn)行分解，澄清它的構(gòu)成以及它與特定知識和基本認(rèn)知技能、肢體技能之間聯(lián)系的過程，這個過程既需要自頂向下的演繹思維，又需要自底向上的歸納思維。能力建模具體操作過程如下：

1.按照知識建模規(guī)范繪制課程知識建模圖

LACID的知識建模規(guī)范（楊開城，2016，pp.52-61）規(guī)定了符號、概念、原理公式、過程步驟、格式、認(rèn)知策略和事實范例共7種知識點類型以及這些類型知識點之間允許建立的關(guān)系方向和名稱。知識建模要求不同類型的知識點用不同形狀表示。閱讀者可以通過圖中知識結(jié)點的形狀判斷該知識點的類型。建模者需要先鑒別出知識點，然后根據(jù)知識點類型繪制知識結(jié)點，再根據(jù)知識之間的語義聯(lián)系確立知識建模規(guī)范所允許的知識結(jié)點間的關(guān)系，由此形成知識建模圖。

2.根據(jù)課程宏觀能力目標(biāo)分解子能力

初步判斷課程期望達(dá)到的宏觀能力目標(biāo)，并嘗試將它們進(jìn)行分解成子能力。這些子能力又被稱為該能力的能力項。將這些能力項作為結(jié)點，初步建立如圖 1所示“內(nèi)容包含”的層級結(jié)構(gòu)。當(dāng)分解出來的能力項是一般能力或者是某項技能性知識或者無法繼續(xù)分解但該能力項所蘊(yùn)含的知識點很清晰明確時，分解便可以終止。注意，圖 1所示的層級結(jié)構(gòu)并非樹形結(jié)構(gòu)，而是一種有向無環(huán)圖。

3.利用FC知識提取葉子能力結(jié)點

關(guān)注知識建模圖中的事實與范例（Fact and Case，F(xiàn)C）知識（在知識建模圖中FC知識用 表示）及其相連的目標(biāo)知識點，將這個FC知識所蘊(yùn)含的目標(biāo)知識點的運(yùn)用，根據(jù)知識的語義與知識的描述、解釋、預(yù)測和干預(yù)功能，轉(zhuǎn)化為能力建模圖的最底層能力項結(jié)點（又稱葉子結(jié)點）描述，比如“能描述自然界的能量形式”“能解釋風(fēng)能相關(guān)現(xiàn)象”“能夠預(yù)測哪些材料滿足工程需要”。葉子結(jié)點的描述要指出運(yùn)用什么知識做什么事，但又不是非常具體的個別事務(wù)。FC知識有助于我們形成這種葉子結(jié)點的能力描述。

4.補(bǔ)充中間能力結(jié)點，形成能力建模圖

補(bǔ)充能力建模圖的中間能力項結(jié)點，根據(jù)上下層能力項語義之間的關(guān)系，在能力項之間畫出特定的弧，最終構(gòu)成一個完整的有向無環(huán)圖。上下層能力項之間可以建立“內(nèi)容包含”和“是一種”兩種關(guān)系（見表 1）。注意，如果發(fā)現(xiàn)某個能力項A1“內(nèi)容包含”了A2，且沒有“內(nèi)容包含”其他子能力項，并且在邏輯上也不可能“內(nèi)容包含”其他子能力項，那么說明A1與A2實際上是同一個能力項或者能力項分解有誤。

哲學(xué)家吉爾伯特·賴爾在他的《心的概念》中將知識的類型劃分為“了解是什么”和“了解如何做”兩類（吉爾伯特·賴爾，1992）。據(jù)此，我們建議在補(bǔ)充中間能力項時，可以思考上層宏觀能力與葉子能力項之間，學(xué)生“還需要掌握什么知識”以及“掌握了特定知識能做什么”。這里的“做什么”是指發(fā)揮知識的功能：描述、解釋、預(yù)測、干預(yù)。

經(jīng)過以上四步操作，我們會形成一張層次結(jié)構(gòu)的能力建模圖，它在性質(zhì)上屬于有向無環(huán)圖。這張圖攜帶的信息有：第一，與學(xué)科知識相關(guān)聯(lián)的葉子結(jié)點（又稱匯點結(jié)點）多數(shù)可落實為學(xué)習(xí)目標(biāo);第二，中間結(jié)點以及源點結(jié)點（指最宏觀的能力結(jié)點，可能有多個）常常表達(dá)的是課程目標(biāo)（并非所有這類結(jié)點都適合做課程目標(biāo)）;第三，學(xué)習(xí)目標(biāo)（葉子結(jié)點）、課程目標(biāo)（源點結(jié)點和中間結(jié)點）之間的內(nèi)在聯(lián)系。能力建模圖一方面清晰地、無歧義地表達(dá)了能力的內(nèi)在構(gòu)成，另一方面，如果某個結(jié)點是課程目標(biāo)，我們不但可以通過它的能力項單獨(dú)地落實自身，也可以與其他結(jié)點組合形成更加綜合的課程目標(biāo)。由于任何能力項都可以沿著能力建模圖的“內(nèi)容包含”“是一種”關(guān)系找到葉子結(jié)點所蘊(yùn)含的具體知識建模圖子圖，那么生成該能力項所需要的知識基礎(chǔ)也就明確了。由此可知，能力建模圖既能表達(dá)能力的內(nèi)涵，又能滿足目標(biāo)描述的兩個基本要求，還能呈現(xiàn)課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)。

當(dāng)然能力建模的過程并非機(jī)械地按照上述步驟操作的過程，期間必然會發(fā)生各種回溯、跳轉(zhuǎn)，調(diào)整每個步驟所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，只要數(shù)據(jù)保持一致、不存在不連通子圖以及閉環(huán)即可。

四、STEM課程目標(biāo)能力建模示例

之所以選擇STEM課程作為能力建模的操作示例，是因為STEM課程沒有單純的知識目標(biāo)，除了價值觀，STEM課程的目標(biāo)就是運(yùn)用S.T.E.M.知識進(jìn)行創(chuàng)造的能力。而很多傳統(tǒng)的分科課程實質(zhì)上存在著知識目標(biāo)，雖然不盡合理，但這是歷史積淀的結(jié)果。

STEM最基本的內(nèi)涵是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科知識的整合，旨在整合創(chuàng)新。STEM課程不是簡單地包含和拼接四門學(xué)科的內(nèi)容。首先不同學(xué)科的知識本就存在邊界，我們無法將不同學(xué)科在知識邏輯層面進(jìn)行整合（楊開城等，2020a）;其次工程和技術(shù)知識的學(xué)習(xí)常伴隨著動手操作的實踐。因此STEM課程需要將學(xué)科知識應(yīng)用于實踐，在發(fā)明創(chuàng)造中運(yùn)用知識，發(fā)揮知識的作用進(jìn)而發(fā)展能力。在STEM課程中，學(xué)生既參與科學(xué)探究又參與工程設(shè)計實踐，根據(jù)科學(xué)教育新課標(biāo)，二者都是學(xué)習(xí)和應(yīng)用科學(xué)知識的有機(jī)組成部分（National Research Council，2012）。也就是說，學(xué)生通過STEM課程中特定設(shè)計和制作的實踐活動，可以檢測、深化、調(diào)節(jié)自己所學(xué)習(xí)到的S.T.E.M.知識，形成有實踐價值的知識結(jié)構(gòu)以及這種知識結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的能力。因此，可以認(rèn)為STEM課程只存在能力目標(biāo)，不存在知識目標(biāo)。

STEM教育領(lǐng)域首要的挑戰(zhàn)是開發(fā)合格的STEM課程（楊開城等，2020b）。目前我國的STEM課程良莠不齊，并非所有貼著STEM標(biāo)簽的課程都適合做能力建模示例。我們只能選擇能夠體現(xiàn)STEM理念、確實能整合S.T.E.M知識的STEM課程。按照這個要求，我們選擇了某公司開發(fā)的、已經(jīng)經(jīng)過一定市場檢驗的STEM課程。另一個特別重要的考慮是，該公司的STEM課程開發(fā)過程為能力建模儲備了必要的數(shù)據(jù)支持。其具體的能力建模過程如下：

1.STEM課程的知識建模

由于不同的STEM課程模塊的STEM主題不同，因此所包含的S.T.E.M.知識也會不同，但它們所指向的宏觀能力，在名稱描述上卻可能相同。因此有必要先將STEM課程所包含的知識內(nèi)容清晰化，即繪制知識建模圖。限于篇幅，本文只是在示例需要時引用其子圖，不單獨(dú)呈現(xiàn)完整的知識建模圖。

2.STEM課程總能力的頂層建模

基于以上對STEM課程內(nèi)涵和能力概念的理解，再加上知識建模圖的提示，我們發(fā)現(xiàn)除了與學(xué)科知識無關(guān)的一般能力如“交往能力”，還存在基于STEM情境但與具體領(lǐng)域知識關(guān)聯(lián)不大的能力，諸如“科學(xué)探究能力”“工程設(shè)計與實踐能力”，它們會貫穿STEM教育的始終，是相對固定的科學(xué)方法和工程方法，可以與各種領(lǐng)域知識相結(jié)合，我們將此部分能力劃為“STEM一般能力”。由此，我們將STEM課程的總能力初步分解為（見圖 2）：一般能力項（General Ability，標(biāo)識[G]），具體包含溝通能力、協(xié)作能力、收集和處理信息的能力;STEM一般能力項，包括科學(xué)研究能力（Science General Ability，標(biāo)識[SG]）和工程設(shè)計與實踐能力（Engineering General Ability，標(biāo)識[EG]）;運(yùn)用知識解決問題的能力（不做標(biāo)識），具體內(nèi)容需要根據(jù)具體的STEM主題內(nèi)容確定。

3.葉子能力建模

圖 2所示的能力建模圖頂層結(jié)構(gòu)是所有具體的STEM課程模塊共享的，它是根據(jù)STEM理念、對多個STEM課程材料做出的一般分析。閱讀圖 2可知，我們無法直接從A3-1或者A3-2直接演繹出具體的能力項。如果僅僅憑借經(jīng)驗繼續(xù)向下分解具體的能力項，建模結(jié)果將無法有效地支撐之后的課程開發(fā)和分析的工作。因此我們需要自底向上優(yōu)先確定葉子能力項。具體做法是：關(guān)注課程知識建模圖中的FC類知識及其相連接的目標(biāo)知識點，提煉學(xué)生“運(yùn)用什么知識做什么事”的能力描述，確定葉子能力以及這個葉子能力所對應(yīng)的知識建模圖子圖。

圖 3展示了一個葉子能力及其對應(yīng)的知識建模圖的對應(yīng)關(guān)系。這個葉子能力結(jié)點源自STEM課程“抓住風(fēng)：設(shè)計風(fēng)車”（以下簡稱“風(fēng)車”）。在該課程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)能量、力與運(yùn)動、材料的知識并運(yùn)用工程設(shè)計過程完成一個風(fēng)車模型的制作，最終風(fēng)車的轉(zhuǎn)動能夠提起一定的砝碼，這也是機(jī)械利用風(fēng)能做功的展現(xiàn)。在課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生還需要以船帆為例，探索影響船帆捕捉風(fēng)能的因素并得出結(jié)論，這些結(jié)論會進(jìn)一步幫助學(xué)生完成風(fēng)車的設(shè)計與制作。

4.補(bǔ)充中間能力結(jié)點

起初源自知識建模圖的那些葉子能力項結(jié)點與圖 2中A3路徑上的結(jié)點并不總是關(guān)聯(lián)的。現(xiàn)在要做的工作是，補(bǔ)充中間能力項結(jié)點建立這些關(guān)聯(lián)，從而使所有結(jié)點連通，構(gòu)成完整的有向無環(huán)圖。建模之后，我們可以在圖中標(biāo)示出哪些結(jié)點是學(xué)習(xí)目標(biāo)、哪些是課程目標(biāo)。圖 4所示的是“風(fēng)車”能力建模圖的一個局部，其中灰色結(jié)點為課程目標(biāo)能力項（并非所有的能力項都適合作為課程目標(biāo)，有一些結(jié)點是組織性結(jié)點，起到系統(tǒng)化的作用），帶有*標(biāo)注的葉子能力項常常是能力生成層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)（限于篇幅沒有給出所對應(yīng)的知識建模圖）。

即使我們對能力的理解是準(zhǔn)確的，這種能力分解也會具有一定的主觀性。也就是說，不同人針對同一能力可能繪制出不同的能力建模圖，而且在語義層面上都是正確的。尤其是中間層的能力項的提取更難以避免主觀性。以“風(fēng)車”課程目標(biāo)的能力建模為例，由主試和另外一名研究者背對背進(jìn)行能力建模，然后針對二者不一致之處進(jìn)行溝通，再根據(jù)相互同意度計算建模圖的信度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，頂層子圖完全一致，葉子結(jié)點提取信度為0.985（主試提取葉子結(jié)點數(shù)n1為16，另一位研究者提取葉子結(jié)點數(shù)n2為17，經(jīng)過溝通完全同意的結(jié)點數(shù)m為16，相互同意度r=2m/（n1+n2）為0.970，最后的信度R=2r/（1+r）為0.984）。但中間結(jié)點的提取差異性則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期。但這種主觀性并不影響對能力的表達(dá)以及后續(xù)對能力建模圖的應(yīng)用。因為能力最終落實為葉子能力項，即特定知識的運(yùn)用而不是能力名稱，而葉子能力項的提取受以FC知識為中心的知識建模子圖的制約，其主觀性幾乎會消除殆盡。

五、小結(jié)

在教育情境下，能力主要是指特定學(xué)科知識的運(yùn)用能力，雖然這種能力的生成和表現(xiàn)離不開一般能力的參與。能力常常被當(dāng)作是課程目標(biāo)。但具體能力與其相關(guān)知識的真實關(guān)系如何清晰完整地呈現(xiàn)，對于課程開發(fā)與課程分析來說，則是非常重要的。能力建模所生成的能力建模圖能夠完成這種呈現(xiàn)。有了能力建模圖，課程的能力目標(biāo)表達(dá)便不會再給人以“虛的”“抓不住”的感覺。課程開發(fā)者可以根據(jù)它選擇傳遞哪些知識、提供哪些簡單練習(xí)和綜合訓(xùn)練，從而完成對課程對象的設(shè)計。課程分析者可以根據(jù)它分析和評估某個具體課程在目標(biāo)—手段一致性等方面的表現(xiàn)。總的來說，目標(biāo)的明晰表征是手段設(shè)計與分析評估的基本前提。能力建模為課程開發(fā)與課程分析評估提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

能力建模的提出雖然著眼于課程開發(fā)，但能力建模圖卻也明顯地是一種某個具體能力的內(nèi)涵表達(dá)方式。有別于自然語言描述，能力建模圖更能廓清某項具體能力的內(nèi)涵，能讓人們認(rèn)識到，某些命名不同的能力實則大同小異甚至就是同一種能力。雖然這種對內(nèi)涵的澄清不是自然語言方式的，可是呈現(xiàn)內(nèi)涵誰說非得“說明白”而不能“畫明白”？無論是說或者畫，能讓相關(guān)的人“看明白”且能用即可。這也再次說明了，技術(shù)是一種理解世界的方式，教育技術(shù)是理解教育的一種獨(dú)特方式（楊開城等，2007）。能力建模圖要比從能力名稱出發(fā)、通過語詞演繹解釋的、貌似簡練的幾句話或幾段話更能讓人理解能力到底是什么。

參考文獻(xiàn)：

[1][美]David R. Shaffer， Katherine Kipp（2009）.發(fā)展心理學(xué)（第八版）[M].鄒泓等.北京：中國輕工業(yè)出版社：229.

[2][蘇聯(lián)]阿·阿·斯米爾諾夫（1957）.心理學(xué)[M].朱智賢等.北京：人民教育出版社：488.

[3][英]L·W·安德森等（2008）.學(xué)習(xí)、教學(xué)和評估的分類學(xué)：布盧姆目標(biāo)分類學(xué)修訂版[M].皮連生.上海：華東師范大學(xué)出版社：59-60.

[4][英]吉爾伯特·賴爾（1992）.心的概念[M].徐大建.北京：商務(wù)印書館：25.

[5]顧明遠(yuǎn)（1998）.教育大辭典[M].上海：上海教育出版社：1145.

[6]吳紅耘，皮連生（2005）.試論與課程目標(biāo)分類相匹配的學(xué)習(xí)理論[J].課程·教材·教法，（6）：21-26.

[7]吳紅耘，皮連生（2013）.論語文能力、知識和技能的概念及其教學(xué)含義[J].蘇州科技學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），30（6）：80-84.

[8]楊開城（2016）.以學(xué)習(xí)活動為中心的教學(xué)設(shè)計實訓(xùn)指南[M].北京：電子工業(yè)出版社.

[9]楊開城（2018）.課程開發(fā)：一種技術(shù)學(xué)的視角[M].北京：北京師范大學(xué)出版社：147.

[10]楊開城，竇玲玉，李波（2020a）.STEM教育的困境及出路[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，32（2）：20-28.

[11]楊開城，李波，竇玲玉（2020b）.應(yīng)用LACID理論進(jìn)行STEM課程開發(fā)初探[J].中國電化教育，（1）：99-108.

[12]楊開城，王斌（2007）.從技術(shù)的本質(zhì)看教育技術(shù)的本質(zhì)[J].中國電化教育，（9）：1-4.

[13]Anderson， J. R. （1996）. Act： A Simple Theory of Complex Cognition [J]. American Psychologist， 51（4）：355-365.

[14]National Research Council（2012）. A Framework for K-12 Science Education： Practices， Crosscutting Concepts， and Core Ideas[M]. Washington， DC： The National Academies Press：41-44.

收稿日期 2021-11-03 責(zé)任編輯 汪燕

Capability Modeling： A New Method to Express the Curriculum Capability Objectives

YANG Kaicheng， CHEN Jie， ZHANG Huihui

Abstract： In educational practice， capability is grounded on specific knowledge and ultimately manifests itself in the application of knowledge， with cooperation with some general abilities. Capability in education context is often directly related to the curriculum objectives， being a field of curriculum objective. As a kind of capability representation， curriculum capability-objectives are the basis and guidance for curriculum development. Therefore， the description of curriculum objectives needs not only to reflect the specific requirements of the abilities and their knowledge base， but also to be clear and easy enough to decompose and combine， so that it facilitates the transformation of capabilities （objectives） into course objects （means）. Inspired by LACID’s description of learning objectives， this paper proposes a method of capability analysis： capability modeling. By constructing modeling diagram of curriculum knowledge， dividing the macro capability objectives， identifying the leaf capability nodes and complementing the middle capability nodes， the capability modeling diagram can be worked out. This capability modeling diagram， revealing the relations between specific abilities and relative knowledge clearly and completely， can not only meet the requires of curriculum objectives description of curriculum developers， but also help curriculum analyzers assess such the qualities as the consistency of means with objectives of a specific curriculum. So the capability modeling diagram is the basic data needed in curriculum development and analysis practice. In addition， the capability modeling diagram can help clarify the connotation of a specific capability， as a new expressing way different from natural language.

Keywords： Capability; Curriculum Development; Curriculum Objective; Capability Modeling; STEM Curriculum