淺談科學探究要素之提出問題

李彤

陶行知先生說：創造始于問題，有了問題才會思考，有了思考，才有解決問題的方法，才有找到獨立思路的可能?！读x務教育小學科學課程標準》把“提出問題”作為科學探究的八個要素之首，并確定了明確的學段目標，我們應當深入理解、準確把握。

問題的來源與表達

“問題”是個多義詞。小學科學課程所說的“問題”，是指學生在科學學習和生活實踐中，發現和提出的需要解決的關于自然科學的矛盾與困惑。

提出問題是科學探究活動的重要環節。學生自發形成的問題，會本能地激發他們尋求答案的欲望，驅動探究過程的持續發展。一個明確的問題，是人的感覺器官和邏輯思維活動共同作用的結果，本身就是被聚焦了的目標。對小學生來說，問題的產生一般來源于三個方面：

一是生活中的需求。隨著學生在生活中的視野越來越開闊，接觸面越來越寬廣，面對陌生的事物他們會產生新的問題。如學生第一次去桂林旅游，往往會考慮“這個季節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，還浪費電之后，就會提出“水垢是怎樣形成的”“如何便捷地去除水垢”等問題。

二是認知上的沖突。當學生已有的知識儲備不能解釋眼前的現象時，問題便會產生。如“電話是怎樣把聲音傳到遠方的？”“深圳的臺風為什么多發生于夏秋季節？”“狼總是要吃可愛的小動物，為什么不能把草原上的狼殺光呢？”

三是學習中的任務。學生的學習不完全是自由的行為，由于教育目標的要求，以及特定學科的內容體系與教學特點，教材會有目的地設置一些問題，作為學生“應該”達成的目標，以及組織學生開展探究的依據。如“空氣能占據空間嗎”“生物多樣性對我們人類有什么重要的意義”等，這類問題也未必是學生能提出來的。

問題在頭腦中初步產生后，還得經過整理，形成語言文字，規范地表達出來。首先，問題是以疑問句的形式呈現的，末尾一般用問號，如“為什么秋天里許多樹葉都變黃了？”“什么結構的鐵塔不容易倒？”其次，問題往往包括兩個要素：一是事實背景，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，奠定了研究的基礎;二是思考范圍，問題中的關鍵詞“秋天、樹葉變黃”“結構、不容易倒”限定了研究的方向，有利于學生迅速鎖定思考的范圍，并作出合理的假設。對于過于開放的問題，學生通常難以迅速聚焦相關研究因素，因而增加了研究的難度。

什么是科學問題

對提出問題這一探究要素，課程標準要求低年段學生在教師指導下，能從具體現象與事物的觀察、比較中提出感興趣的問題，而對于中年段學生則要求在教師引導下，能從具體現象與事物的觀察、比較中，提出可探究的科學問題。那么，什么是“科學問題”？什么是“可探究的科學問題”呢？

“科學”有兩個基本的含義，一是形容詞，表示合理、正確的意思;二是名詞，即反映客觀規律的分科的知識體系，一般包括自然科學、社會科學、思維科學等。小學課程體系中的“科學”特指自然科學，包含了物理學、化學、生物學、天文學、地球科學、技術與工程等領域的內容。

對于小學生來說，“科學問題”是指關于自然科學領域的疑惑，這類問題一般可通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式搜集所需要的事物的信息，再經過加工整理、理性思考得出問題的答案。根據答案的不同，可以把問題分為觀察“是什么”的現象型問題、總結“怎么樣”的規律性問題、探求“為什么”的原理型問題和實踐“怎么辦”的應用型問題等幾種類型。

小學生的提問水平有高有低，評價科學問題的質量有以下幾個指標：

首先，它應該是屬于自然科學領域的問題。如“為什么地震難以預報”“生活在沿海的紅樹林具備哪些特殊的本領”就符合這個范疇，而“人生怎樣才算過得有意義”“5個5通過怎樣的運算能夠得出24”就不是本學科研究的對象了。

其次，要與研究主題相關。如在學習二年級下冊《生物與四季》單元時，像“季節變化對動物的生活有什么影響”“桑樹在四季里表現出哪些不同的特點”等問題就是圍繞著這個單元的研究主題提出的。

最后，問題的表述要準確、完整，讓聽者容易理解，不會產生歧義。“黑洞變成啥樣了？”“時間可以留下來嗎？”這樣的問題不知所云，讓人無從下手。

什么是可探究的科學問題

有位學者說過，如果沒有實現的可能性，提出的問題就等于零。這句話雖然絕對化了，但也有一定道理。特別是對于小學生來說，他們的興趣和意志還在發展階段，需要適度的成功體驗來激勵，不能總是做一些沒有結果的研究。

“電磁鐵的磁力與線圈的匝數有關系嗎？”作為一個可探究的問題，具備了以下特點：五年級學生應該可以理解它的字面意思，能準確界定問題的研究方向和研究對象，也能對所期望得到的答案進行預測，而且這個問題能轉換成猜測或假設，所包含的變量及其關系簡單、明了、可測量，能夠通過觀察、實驗等方法進行驗證。同時，研究者具備在教師指導下，制訂方案并實施的研究能力。另外，現有的人員、時間、場地、設備、信息等外部條件也能滿足學生研究的需要。

有四類問題是小學生不可探究的：

一是不具備研究條件的問題。小學科學課程具有基礎性，問題的提出應立足于學生的年齡特征和認知水平，脫離最近發展區的問題學生無法研究，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？”“這個實驗為什么既成功又不成功呢？”學生不能理解提問者的真實意圖，也就不能展開有針對性的研究。

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

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

怎樣培養學生提出問題的能力

提出可探究的科學問題是開展科學研究的基礎，學生應當知曉提問在科學研究中的重要意義，能采用探究的方式尋找證據，運用創造性思維和邏輯推理得出結論。在教師有針對性的指導下，學生應當做到以下幾點：

呈現問題。教師根據課程的需要，營造輕松活潑的教學氛圍，鼓勵學生從具體現象與事物的觀察、比較中大膽提出自己的疑問。學生要能夠清晰、準確地用語言和文字表述問題，并將問題以“問題銀行”等適當的形式進行記錄、整理、分類。

篩選問題。學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。教師應當幫助學生了解科學問題與非科學問題的本質區別，鑒別出“問題銀行”中的非科學問題，用合適的形式加以區分，并在教學中正確處理非科學問題。

轉化問題。“怎樣加快食鹽的溶解”這種問題雖然是科學問題，但缺少自變量，不能直接用實驗的方式尋求答案。教師要引導學生把一個問題轉化為多個相關的假設，每個假設涉及一組變量的關系。比如：“我認為攪拌能加快食鹽的溶解?！薄拔艺J為用熱水能加快食鹽的溶解?！边@些假設的指向明確，自變量與因變量一一對應，而且可以測量，能夠用數據表示出來，因此能夠用實驗的方式進行驗證。

評估問題。師生要經常回顧提出問題的過程，分析問題的產生、意義和類型，對問題的篩選、轉化等工作進行檢視，努力通過觀察實驗等方式尋求問題的答案，不斷提升學生對于提出問題的元認知水平。