• 姚伟国:引导学生提出有价值的科学问题
  • 作者:千课万人  发表时间:2019-09-24 18:26:46
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    姚伟国:引导学生提出有价值的科学问题

     

    “问题提出”是科学探究关键的一环,也是探究能力发展的一个显性标志。在当前课堂教学导入环节中,不论是创设问题情境,还是直接揭示课题,我们总让学生局限于教材设定好或教师准备好的问题。随着探究经历的丰富,主体意识的增强,探究能力的提升,还要引导学生发现问题、提出问题,进而聚焦到一个有价值的问题上来。这种“理想规划”在现实中遇到了怎样的问题,如何应对?本文试从引导学生提出有价值问题的视角,结合具体课例展开论述让学生提出问题存在的困难及教学策略。

    一、学生提出了怎样的问题

    著名科普作家叶永烈在为200多名少先队员做了题为“如何学会观察、如何学会提问”的报告中曾提出,激发孩子对科学的兴趣,寻找科学现象的答案固然也重要,但鼓励孩子学会观察、提出自己感兴趣的问题、提出有价值的疑问更重要。

    科学探究是以问题为中心展开的,没有问题就算不上真正意义上的探究。在以科学探究为核心的课堂里,教师经常会创设问题情境,引导学生提出问题。这是一次某校六年级《轮轴的秘密》的导入片断,教师出示一端粗一端细的棍子,创设了一大一小两个同学比力气大小的情境,问同学们,看了这个游戏,你有什么问题?学生议论纷纷,提出了如下问题:

    1:这个比赛不公平,为什么让大个子同学握住小的一端?

    2:(受此启发)为什么小个子握住大的一端能取胜?

    3:大的一端比较粗糙,小个子取胜是摩擦力帮助的原因吗?

    4:为什么这个棒要做成一端大的一端小的?

    5:这种工具是谁发明的?什么时候发明的?

    面对同样的情境,不同生活经验、知识背景的同学会提出不同的问题。像上例中,生124的问题属于“为什么”一类的问题,指向于探究它的奥秘,但仅是研究方向,研究内容还比较糊糊。生3的问题其实回应了生2的问题,已经指向于对具体因素的研究,是建立在初步观察的基础上的假设。生5的问题则是识记的问题,但不是一个科学问题。

    从以上分析可以看出,当学生面对一个不曾熟悉的事物或现象的时候,好奇心占了上风,提出的问题主要是关注事物或现象本身的特点,这符合人们认识事物的习惯。但由于缺少观察和体验,缺乏对事物或现象的深入了解,提出的问题较浅,研究的具体内容比较模糊。主要呈现以下特征:

    一是情景性。学生提出的问题与具体的事或现象直接相关,这主要是由他们的生活经验和有限认识决定的。有时看起来较幼稚,有时并不是指向科学的问题,但却是他们感兴趣的话题,如上例中轮轴类是谁发明的等问题。

    二是发散性。问题的涉及多个知识领域,有时天马行空,不能立足于自身水平和能力,未能考虑当下的研究条件,作为探究性的问题适切性不强。

    三是探究性。小学生喜欢问“为什么”一类的问题,指向性本质原因的探究,但还不能与具体的变量联系起来考虑,需要在教师引导下进一步将将它转化为一个可操作的、具体的研究问题。

    二、科学探究需要怎样的问题

    学生提出的每一个问题不必都通过探究获得结果,从他们众多问题中选择或挖掘一个有价值的问题,并作为课堂探究的核心问题,需重点考虑以下因素:

    1.提出的问题是否具有科学性

    判断提出的问题是否是科学问题,主要看是否隐含科学概念,通过对问题进行研究,能否揭示自然界及其事物的共同特征和内在的本质规律。如在学习《沉和浮》时,学生通过观察,发现大小、轻重不同的物体在水中有的沉有的浮,提出“大小(轻重)会影响物体在水中的沉浮吗?”的问题。这种问题蕴含着物体密度与沉浮关系的科学概念,暗含了大小和轻重等变化条件,有利于探究物体的沉浮规律,是值得在科学课中进行探究的问题。

    2.提出的问题是否具有驱动性

    提出的问题是否具有驱动性,主要看是否具有探究意义,是否是学生想解释却一下子难以解释的问题,是否是属于他们认知范围内的困惑和矛盾,而不是教师想当然的问题。如《声音是怎样产生的》,学生的经验是声音是由外力作用产生,但有外力一定能产生声音吗?让学生面对与原有认识不一致的情境时,就自然地激发起认知冲突,引出问题,把“要他们探究”变成“他们要探究”。

    3.提出的问题是否具有可操作性

    探究的可操作性主要考虑两个方面:一是主观条件,涉及学生自身的素质,包括他们的知识基础、探究技能、实践经验、爱好特长、探究兴趣等。二是客观条件,小学科学主要是在课堂教学时间内解决问题,过分地要求时间、经费、物质、场地支持的活动是脱离实际的空想。

    在一线教学时,我们还经常发现学生提出的问题过大过空,难以操作。学生喜欢提“为什么”的问题,并不是不允许提这样的问题,关键在于笼统的提问难以展开探究活动。在小学阶段,科学探究的问题主要有三类:一是“是什么”或“是怎么样的”,即问事物的属性,指向于科学概念;二是“为什么”,即问“意义”,指向于解释与什么有关;三是“怎么做”,即问“方法”,指向于操作的措施。从认识事物和现象的一般规律来说,这三类问题依次代表了人们探究的基本进程,小学生也如此。在不同的学习阶段,需要不同水平的问题:

    在中低年级,即科学学习的起始阶段,主要侧重于“是什么”或“是怎么样的”这类问题,如观察蜗牛,提出的问题应侧重于“身体分成几部分,有些什么,分别起什么作用?”这些问题关注蜗牛是一种怎样的动物。又如,关于溶解的学习,提出的问题应侧重于“看到了哪些现象,说明物体在水中溶解了?它是怎么样溶解的?”,它关注溶解的概念,适合学生探究,而不是“为什么有些物质能在水中溶解?”这一更高层次的问题。

    在中高年级,可以视学生水平,适当向“为什么”和“怎么做”这一类的问题发展,并引导学生将部分“为什么”一类的问题转化为“什么因素与这一现象相关”的变量控制实验。在研究的成果应用阶段,与“怎么做”有机联系起来,强化应用意识。如摆的研究中,学生提出“为什么我们制作的摆摆的快慢不同呢?”,就要转化成“摆线的长短(或摆锤轻重)与摆的快慢有关吗?”等问题,在结论的应用时,提出怎样可以调整摆钟的快慢这一类的问题,学以致用,与“怎么做”对应起来。

    三、怎样引导学生提出有价值问题

    孩子们好奇心,什么事都想知道个究竟。激发好奇心是提出一个问题的基础,但从好奇到提出一个有价值的问题,并不是一蹴而就的。这中间就要求教师从一个问题形成的过程入手,引导学生发现问题、提出问题,最终聚焦到一个有价值的问题。[3]

    让学生提出有价值问题的一般过程和策略如下:

    1.感性铺垫——教师展示有关材料、引领学生进入问题情境,获得感性信息

    建构主义认为,知识生存于具体的、情景性、可感知的活动之中,是与社会实践相联系的。从学生熟悉的生活现象和事物入手,呈现知识存在的真实背景,使学生尽可能在真实的情景中进行探究。[4]在科学探究的第一阶段,教师需要展示有关的材料,提供信息,设置环境,让学生进入到问题情境之中,在活动体验中获得对事物和现象的感知,为产生问题积累感性认识。从人的完整认识过程来看,这些感性认识形式是对事物的表面特征的描述,虽不能揭示事物的本质,但为理性认识埋下了“伏笔”。

    如《轮轴》一课,仅通过游戏的形式和出示一端粗一端细的棍子,这样的材料和设计,学生提出的问题主要集中在对棍子特性和游戏规则上,材料信息结构性不强。教师可以出示更多的工具,让学生充分体验这些工具的特点,获取这一类工具结构方面感性信息。在展示轮轴类工具时,材料的结构性应由强到弱,先从典型的材料引入,如阀门、球形门锁等工具,认识它们在结构上的特点,抽象出轮轴的描述性概念,再出示非典型的轮轴工具,如螺丝刀、扳手、水龙头等,进一步加深对轮轴类工具结构上的感性认识。

    2.理性思考——学生观察和体验,交流初步想法,提出疑问

    问题是科学探究的核心和动力源,是学生原生活经验和新信息相互作用基础上产生的。在摆弄材料的过程中,学生可以积累起操作经验。在感性认识的基础上,把所获得的感觉材料,经过思考、分析,当这一新的经验需要解释时却面临困境时,学生自然而然产生了“想法”。在有“想法”的基础上,教师要创造机会让学生表达和交流,提出疑问,进行小组和全班范围内的思维激荡,激发探究的欲望。

    如轮轴作为一种工具,学生对它们如何使用并不熟悉,对这类工具的特征并不清楚。通过看一看,用一用,这些来自于观察和体验的问题就具有真实性,是属于孩子们的问题。他们会把轮轴类工具的性能与结构有机联系起来思考,会调动在前几课学杠杆类工具时的研究经验,使问题的产生有了一个厚实的“土壤”,易于在观察和体验中提出有价值的科学问题。

    3.合理定位——引导学生聚焦问题,明确问题研究的具体内容

    问题聚焦的过程本质上是一个不断地缩小研究范围、明确研究方向、界定研究内容的过程,也是学生的思维不断碰撞、融合、升华的过程。在对研究对象有所知的情况下,学生会逐步从“这是什么?”到“这里有什么奥秘?”方向思考,提出的问题更有针对性。教师要引导学生做以下思辨:

    我们对什么感兴趣?

    我们的困惑是什么?

    我们想发现什么?

    我们已经知道什么?

    我们要研究的问题是什么?

    从学生经历中提出的问题,还不能马上成为探究的核心问题,还要区分是否是科学问题,是开放性问题还是封闭性问题。开放性问题往往暗含有多个“变量”,指向无边无际;而封闭性问题只有两个以下的“变量”,指向确定的答案。在张红霞老师的《科学究竟是什么》一书中,提出“留给小学生的应该是封闭性的问题。因为小学阶段的学生,由于抽象思维能力不够,往往不能独立地、成功地提出一个封闭的科学问题,而要靠充分、亲历的活动和教师的引导才能成功。”

    如《轮轴》一课,学生的主要兴趣点集中在一端大一端小的这一类工具,他们的困惑是为什么要这么做成这样,想知道这种结构的奥秘。通过前几课的学习,学生已经了解了杠杆类工具的作用是省力或方便,那么使用轮轴类工具是省力呢还是方便呢?是在轮上用力省力呢还是在轴上用力省力……,沿着这样的思路,一步一步将学生的思路聚焦到研究“在轮轴的轮上和轴上用力有什么不同?”这一具体的科学问题。

    问题是科学探究的出发点,一个有价值的问题决定了探究的意义有多大。在有限的课堂教学时间里,教师善于引导学生观察中发现问题,善于思辩中提出问题,善于将疑惑转化成可操作的科学问题,围绕核心的科学问题展开长时探究活动,使学探究沿着一个有价值的方向有序推进,更好地促进学生科学理性思维的发展。

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