淺談科學(xué)探究要素之提出問題

李彤

陶行知先生說：創(chuàng)造始于問題，有了問題才會(huì)思考，有了思考，才有解決問題的方法，才有找到獨(dú)立思路的可能?！读x務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》把“提出問題”作為科學(xué)探究的八個(gè)要素之首，并確定了明確的學(xué)段目標(biāo)，我們應(yīng)當(dāng)深入理解、準(zhǔn)確把握。

問題的來源與表達(dá)

“問題”是個(gè)多義詞。小學(xué)科學(xué)課程所說的“問題”，是指學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)和生活實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)和提出的需要解決的關(guān)于自然科學(xué)的矛盾與困惑。

提出問題是科學(xué)探究活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生自發(fā)形成的問題，會(huì)本能地激發(fā)他們尋求答案的欲望，驅(qū)動(dòng)探究過程的持續(xù)發(fā)展。一個(gè)明確的問題，是人的感覺器官和邏輯思維活動(dòng)共同作用的結(jié)果，本身就是被聚焦了的目標(biāo)。對(duì)小學(xué)生來說，問題的產(chǎn)生一般來源于三個(gè)方面：

一是生活中的需求。隨著學(xué)生在生活中的視野越來越開闊，接觸面越來越寬廣，面對(duì)陌生的事物他們會(huì)產(chǎn)生新的問題。如學(xué)生第一次去桂林旅游，往往會(huì)考慮“這個(gè)季節(jié)桂林的氣候是怎樣的”“為什么桂林的溶洞那么多”等問題;看到水壺里的水垢不僅影響美觀，還浪費(fèi)電之后，就會(huì)提出“水垢是怎樣形成的”“如何便捷地去除水垢”等問題。

二是認(rèn)知上的沖突。當(dāng)學(xué)生已有的知識(shí)儲(chǔ)備不能解釋眼前的現(xiàn)象時(shí)，問題便會(huì)產(chǎn)生。如“電話是怎樣把聲音傳到遠(yuǎn)方的？”“深圳的臺(tái)風(fēng)為什么多發(fā)生于夏秋季節(jié)？”“狼總是要吃可愛的小動(dòng)物，為什么不能把草原上的狼殺光呢？”

三是學(xué)習(xí)中的任務(wù)。學(xué)生的學(xué)習(xí)不完全是自由的行為，由于教育目標(biāo)的要求，以及特定學(xué)科的內(nèi)容體系與教學(xué)特點(diǎn)，教材會(huì)有目的地設(shè)置一些問題，作為學(xué)生“應(yīng)該”達(dá)成的目標(biāo)，以及組織學(xué)生開展探究的依據(jù)。如“空氣能占據(jù)空間嗎”“生物多樣性對(duì)我們?nèi)祟愑惺裁粗匾囊饬x”等，這類問題也未必是學(xué)生能提出來的。

問題在頭腦中初步產(chǎn)生后，還得經(jīng)過整理，形成語言文字，規(guī)范地表達(dá)出來。首先，問題是以疑問句的形式呈現(xiàn)的，末尾一般用問號(hào)，如“為什么秋天里許多樹葉都變黃了？”“什么結(jié)構(gòu)的鐵塔不容易倒？”其次，問題往往包括兩個(gè)要素：一是事實(shí)背景，如“秋天里許多樹葉變黃了”“鐵塔不容易倒”等，這些是人們的共識(shí)，奠定了研究的基礎(chǔ);二是思考范圍，問題中的關(guān)鍵詞“秋天、樹葉變黃”“結(jié)構(gòu)、不容易倒”限定了研究的方向，有利于學(xué)生迅速鎖定思考的范圍，并作出合理的假設(shè)。對(duì)于過于開放的問題，學(xué)生通常難以迅速聚焦相關(guān)研究因素，因而增加了研究的難度。

什么是科學(xué)問題

對(duì)提出問題這一探究要素，課程標(biāo)準(zhǔn)要求低年段學(xué)生在教師指導(dǎo)下，能從具體現(xiàn)象與事物的觀察、比較中提出感興趣的問題，而對(duì)于中年段學(xué)生則要求在教師引導(dǎo)下，能從具體現(xiàn)象與事物的觀察、比較中，提出可探究的科學(xué)問題。那么，什么是“科學(xué)問題”？什么是“可探究的科學(xué)問題”呢？

“科學(xué)”有兩個(gè)基本的含義，一是形容詞，表示合理、正確的意思;二是名詞，即反映客觀規(guī)律的分科的知識(shí)體系，一般包括自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、思維科學(xué)等。小學(xué)課程體系中的“科學(xué)”特指自然科學(xué)，包含了物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地球科學(xué)、技術(shù)與工程等領(lǐng)域的內(nèi)容。

對(duì)于小學(xué)生來說，“科學(xué)問題”是指關(guān)于自然科學(xué)領(lǐng)域的疑惑，這類問題一般可通過觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式搜集所需要的事物的信息，再經(jīng)過加工整理、理性思考得出問題的答案。根據(jù)答案的不同，可以把問題分為觀察“是什么”的現(xiàn)象型問題、總結(jié)“怎么樣”的規(guī)律性問題、探求“為什么”的原理型問題和實(shí)踐“怎么辦”的應(yīng)用型問題等幾種類型。

小學(xué)生的提問水平有高有低，評(píng)價(jià)科學(xué)問題的質(zhì)量有以下幾個(gè)指標(biāo)：

首先，它應(yīng)該是屬于自然科學(xué)領(lǐng)域的問題。如“為什么地震難以預(yù)報(bào)”“生活在沿海的紅樹林具備哪些特殊的本領(lǐng)”就符合這個(gè)范疇，而“人生怎樣才算過得有意義”“5個(gè)5通過怎樣的運(yùn)算能夠得出24”就不是本學(xué)科研究的對(duì)象了。

其次，要與研究主題相關(guān)。如在學(xué)習(xí)二年級(jí)下冊(cè)《生物與四季》單元時(shí)，像“季節(jié)變化對(duì)動(dòng)物的生活有什么影響”“桑樹在四季里表現(xiàn)出哪些不同的特點(diǎn)”等問題就是圍繞著這個(gè)單元的研究主題提出的。

最后，問題的表述要準(zhǔn)確、完整，讓聽者容易理解，不會(huì)產(chǎn)生歧義。“黑洞變成啥樣了？”“時(shí)間可以留下來嗎？”這樣的問題不知所云，讓人無從下手。

什么是可探究的科學(xué)問題

有位學(xué)者說過，如果沒有實(shí)現(xiàn)的可能性，提出的問題就等于零。這句話雖然絕對(duì)化了，但也有一定道理。特別是對(duì)于小學(xué)生來說，他們的興趣和意志還在發(fā)展階段，需要適度的成功體驗(yàn)來激勵(lì)，不能總是做一些沒有結(jié)果的研究。

“電磁鐵的磁力與線圈的匝數(shù)有關(guān)系嗎？”作為一個(gè)可探究的問題，具備了以下特點(diǎn)：五年級(jí)學(xué)生應(yīng)該可以理解它的字面意思，能準(zhǔn)確界定問題的研究方向和研究對(duì)象，也能對(duì)所期望得到的答案進(jìn)行預(yù)測，而且這個(gè)問題能轉(zhuǎn)換成猜測或假設(shè)，所包含的變量及其關(guān)系簡單、明了、可測量，能夠通過觀察、實(shí)驗(yàn)等方法進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)，研究者具備在教師指導(dǎo)下，制訂方案并實(shí)施的研究能力。另外，現(xiàn)有的人員、時(shí)間、場地、設(shè)備、信息等外部條件也能滿足學(xué)生研究的需要。

有四類問題是小學(xué)生不可探究的：

一是不具備研究條件的問題。小學(xué)科學(xué)課程具有基礎(chǔ)性，問題的提出應(yīng)立足于學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知水平，脫離最近發(fā)展區(qū)的問題學(xué)生無法研究，比如“太陽的中心是什么樣子的”“引力波與我們的生活有什么聯(lián)系”等。

二是表述不清楚的問題。如“這只小鳥為什么就那樣了？”“這個(gè)實(shí)驗(yàn)為什么既成功又不成功呢？”學(xué)生不能理解提問者的真實(shí)意圖，也就不能展開有針對(duì)性的研究。

三是沒有準(zhǔn)確答案的問題。像“恐龍是哪一天滅絕的”“地球上總共生活著多少只動(dòng)物”等，以目前的科研能力恐怕還得不出準(zhǔn)確的答案。

四是不允許研究的問題。如“多大的噪音才能導(dǎo)致耳聾”“硬幣在什么溫度時(shí)會(huì)熔化”等問題，從法律、道德和安全等方面考慮，都不允許學(xué)生開展深入研究。

怎樣培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力

提出可探究的科學(xué)問題是開展科學(xué)研究的基礎(chǔ)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)知曉提問在科學(xué)研究中的重要意義，能采用探究的方式尋找證據(jù)，運(yùn)用創(chuàng)造性思維和邏輯推理得出結(jié)論。在教師有針對(duì)性的指導(dǎo)下，學(xué)生應(yīng)當(dāng)做到以下幾點(diǎn)：

呈現(xiàn)問題。教師根據(jù)課程的需要，營造輕松活潑的教學(xué)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生從具體現(xiàn)象與事物的觀察、比較中大膽提出自己的疑問。學(xué)生要能夠清晰、準(zhǔn)確地用語言和文字表述問題，并將問題以“問題銀行”等適當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行記錄、整理、分類。

篩選問題。學(xué)生感興趣的問題很多，“問題銀行”很快就能記滿各種各樣的問題。教師應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生了解科學(xué)問題與非科學(xué)問題的本質(zhì)區(qū)別，鑒別出“問題銀行”中的非科學(xué)問題，用合適的形式加以區(qū)分，并在教學(xué)中正確處理非科學(xué)問題。

轉(zhuǎn)化問題?！霸鯓蛹涌焓雏}的溶解”這種問題雖然是科學(xué)問題，但缺少自變量，不能直接用實(shí)驗(yàn)的方式尋求答案。教師要引導(dǎo)學(xué)生把一個(gè)問題轉(zhuǎn)化為多個(gè)相關(guān)的假設(shè)，每個(gè)假設(shè)涉及一組變量的關(guān)系。比如：“我認(rèn)為攪拌能加快食鹽的溶解。”“我認(rèn)為用熱水能加快食鹽的溶解。”這些假設(shè)的指向明確，自變量與因變量一一對(duì)應(yīng)，而且可以測量，能夠用數(shù)據(jù)表示出來，因此能夠用實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行驗(yàn)證。

評(píng)估問題。師生要經(jīng)?；仡櫶岢鰡栴}的過程，分析問題的產(chǎn)生、意義和類型，對(duì)問題的篩選、轉(zhuǎn)化等工作進(jìn)行檢視，努力通過觀察實(shí)驗(yàn)等方式尋求問題的答案，不斷提升學(xué)生對(duì)于提出問題的元認(rèn)知水平。