小学科学（心得）之对科学问题的几点思考

小学科学（心得）之对科学问题的几点思考

小学科学论文之对科学问题的几点思考 ‎ 科学要以探究为核心”，这是《小学科学课程标准》的六大理念之一。科学探究本身就是科学课的主要目标之一，在探究性学习中，提出探究的问题，是一个重要的环节，它是科学探究的起点。怎样提出探究的问题，提出怎样的问题，最后确定研究什么问题，决定着一节课的内容，也决定着这节课的价值。新课程全面实施以来，我们不少教师怀着极大的热情投入到了当前的课程改革中，积极地在教学中进行科学探究活动，但这些问题却常常给大家带来困惑与不解，也有碍于科学探究活动的健康开展。归纳起来，主要有以下几方面值得的大家探讨。 ‎ 一、问题大一点，多一点，还是小一点，少一点？ ‎ 先来看看下面两个例子，例1：在《了解空气》这一课中，学生在教师的提问下，要探究的问题五花八门，如： ‎ A.我想研究人为什么要喘气？ ‎ B.我想研究人为什么看不见空气？ ‎ C.我想研究空气在哪儿？ ‎ D.我想知道空气是怎样隐形的？ ‎ E.为什么说空气是一种混合物？它是由什么混合而成的？ ‎ F.我想知道空气会不会用完？ ‎ G.我想知道水里有没有空气？太空中有没有空气？ ‎ H.空气有什么用？是好的还是坏的？ ‎ ‎…… ‎ 如果说上面的例子中学生的问题还不够多，不够散的话，再来看看例2：《一杯水的观察》 ‎ 师：今天我们来研究水，如果让你来研究水的话，你准备研究些什么问题呢？ ‎ 生A：我想研究水是怎么产生的？ ‎ 生B：我想研究水会不会给我们带来坏处？ ‎ 生C：以前我们上过水，有同学说水是透明的，但老师说透明的不一定是水，我想研究水到底是不是透明的？ ‎ 生D：我想知道什么动物怕水？ ‎ 生E：为什么说水能为我们做些什么？ ‎ 生F：很多成语都用到水，还有说到知识，就把知识说成知识的海洋，我想研究为什么要用水来比喻？ ‎ ‎…… ‎ 在这里，教师给自己出了一个很大的难题，探讨的问题太多，有空气（或水）的性质、成分和利用的问题；有人、动物与空气（或水）的关系问题；还有语言学方面的问题等等。我们的学生似乎很喜欢提一些宏观的和技术性的问题，而对身边的可观察、可探究的微小问题却懒得一提。 ‎ 其实，科学问题应该有一个合适的尺度。小学科学课中研究的问题更应该适合小学生的认知发展水平。用建构主义的观点来说，学生所学习的内容，所探究的问题，应该在学生的“最近发展区”内，这样的研究目标才切实，才能真正让学生进行探究，探究起来才有可行性，才能真正提高学生的科学素质。但我们有的老师往往歪曲了素质教育的理念，有相当一部分老师认为，素质教育就是创新教育，创新教育就要新、奇、大（广），似乎学生不提出一些大的问题，新的问题，奇的问题，甚至于跨学科的问题，就不能说明我们师生的知识面广，不能算是素质教育或创新教育。殊不知一味地讲究大问题，创新的问题（与众不同的问题），跨学科的问题，忽视了学生的认知发展水平以及学生学科学的目的。学生学科学应有一个循序渐进的过程，小学生进行科学探究活动的重点是大致重复科学历史的过程，这些跨体系、跨学科的“科学问题”是后阶段的学习内容，创新精神的培养应主要体现在探究方法的创新上，而不是学习这些前沿的科学知识上。 ‎ 这样培养出来的学生，往往更倾向于关注一些宏观的和技术的问题，对一些微观的，现实可探究的问题倒不屑一顾，长此以往，只能造就一批好高骛远的伪科学家和“眼高手低”的“超现实主义者”。 ‎ 新课程在我国的大部分地区还只是刚刚起步，我们的大多数学生还刚要学习这门课程，为了遵循学生的认知规律，发展适合于学生特点的提出问题的能力，问题的主题是否更小一些，观察的对象是否更具体一些，解释的现象是否更简化一些，出现的变量也是否更少一些。一句话，科学问题“勿以善小而不为”，宜小不宜大，宜少不宜多。这样，也许更能促进学生的发展。 ‎ 也许有人会说，伟人爱因斯坦不是也说过“有时”提出问题比解决问题更重要吗？让学生提出更多的问题总是对的，其实，从理性的角度去分析，这只能推论出“大多数时间”解决问题更重要，何况中小学科学学习的目标并不是培养科技精英和创新人材，而是培养具有科学素养的普通公民。 ‎ 二、教师追问下“逼出” 来还是学生在活动中自己提出来？ ‎ 在前面的例2《一杯水的观察》中，由于学生的问题过大、过多、过散，到最后，教师只好把学生的思路硬拉回来： ‎ 师：今天给大家准备的东西并不多，要研究关于水的各种各样的问题有点困难。不管要研究水的什么问题，老师觉得首先要认识水是一种什么样的物体，只有很好地认识了水是一种什么样的物体，才有可能更好地研究关于水的其他问题。大家认为是不是这样的呢？ ‎ 学生（齐答）：是的。 ‎ 师：今天我们来观察水、认识水，你准备用哪些方法来观察和认识水？比如想要研究水是不是透明的，我们可以…… ‎ 其实，我们许多课的开头都采用了这样的结构。形式上好像是以学生为本，让学生自己提出了很多的问题，但实际的活动中往往因为学生的问题太多、太散，令我们的许多老师招架不住。 ‎ 再来看看例3《被压缩的空气》：教师让学生通过观察和记录向篮球里打气的次数与球的弹性之间的关系来认识空气的压缩性。学生们在活动了不短的时间后，教师问：根据自己观察到的现象，能提出什么问题吗？且不说这个问题的针对性强不强，学生的回答是： ‎ A：为什么球越打越圆？ ‎ B：为什么球充气后才能拍？不能往里面充水吗？ ‎ C：为什么把充气的针拔掉后皮球里的气跑不掉？ ‎ D：为什么皮球打气后会拍起来？ ‎ E：为什么气打少了皮球就拍不起来？ ‎ F：为什么气打多了皮球就有了弹性？ ‎ G：为什么气刚打进皮球时不会漏掉，过了几天气就慢慢漏掉了？ ‎ ‎…… ‎ 这些问题远远超出了教师早已定好的“问题框子”‎ ‎，教师只好强拉学生回到自己的科学问题上来。我们看这位教师怎么说：一节课内全部解决大家提出的这些问题有困难，不如先来解决其中的两个吧。同学们发现最多的是两个现象，是气打多了皮球就硬了，弹性就好了。然后请大家解释可能的原因。当一个学生坚持认为皮球的弹性和球皮有关时，老师说：你认为皮球的弹性和球皮有关，还是和里面的空气有关呢？学生：都有关系。但教师为了围绕自己的科学问题，却执意不去讨论“球皮”的问题，而只讨论球里面的空气。设想一下，你用木头球，能有弹性吗？ ‎ 今天，我们许多教师已经认识到了科学问题不应由教师分派给学生，而应该由学生自主学习，但真正实施起来往往很难实现这样的理想。就因为与教师备课中早已定好的科学问题“搭不上边”，或和准备的材料不符，教师只能多次“拨乱反正”，把学生的注意力牵强附会到“中心问题”上。既浪费了宝贵的课堂教学时间，还又影响了学生提问的积极性。 ‎ ‎     为什么会出现这种情况呢？我们认为，真正的科学问题只能由学生在活动中遇到不解和矛盾时自己提出来，不应该，也不可能在教师的追问下“逼出来”，在教师的追问下“逼出来”的问题，“我想研究……为什么”，或“我想研究……怎么样……”，往往是些脱离实际体验的问题，和学生在活动中遇到困惑和矛盾自然而然地产生的问题，有着本质的区别，其对学生的吸引力，学生探究这些问题时的积极性等肯定都要大打折扣。科学问题由学生从活动中提出来也和科学学习以直接经验为基础是相适应的。事实上，反复追问的结果往往是引来五花八门的“我想研究……”的回答。而“提出科学问题”‎ 只是科学探究的第一步，这一步是在一个不断循环的过程中完成的，需要学生在活动的过程中不断发现新的矛盾，从而提出新的问题。教师刻意设计很多现成的问题，或是在活动前“逼”学生提问题，都是没有成效的教学设计。 ‎ 那么，怎样让学生在活动中提出问题，提出有价值的问题呢？ ‎ 大家都知道，矛盾是问题的母体，首先，我们教师要善于给学生设置困惑和矛盾，尤其要在学具的设计中注意挑起矛盾，一套有结构的材料可以点击出学生提问的思维火花。常言道“巧妇难为无米之炊”，材料对于科学课来说是不可或缺的。我们来看看下面的两个例子： ‎ 例4：一位老师在上《世界的人口、人种及语言》一课时，用多媒体导入：一个个不同肤色、不同国籍的人分别用自己的母语向大家问好。然后教师问学生：大家有什么发现？有什么要问？学生迫不及待地说：世界上大概有多少种语言？哪几种语言说的人最多？说不同语言的人分别住在哪里？他们长得有什么不同？语言有什么作用？…… ‎ 例5《电路出故障了》：教师先出示一套完好的电路元件，请两位学生接亮了灯泡，然后通过课件演示了电路中电流的“流动”情况。接着出示了一组有问题的电路元件，两个学生接来接去接不亮，这是怎么回事呢？大家的注意力一下子就集中到这个电路上了，老师话音刚落，下面大学生早就按捺不住，给上面的同学支招了：是不是灯泡坏了？是不是开关坏了？是不是电源没电了？是不是导线1坏了？是不是导线坏2了？是不是…… ‎ 由于教师设计的这两个情景极大地激发了学生的好奇心和探究欲望，所以学生提问的积极性非常高，而且提出的问题针对性也强。其实要学生研究和发现一个适合探究的问题至少应具有两个条件：即这个问题必须是一个需要学生进行解释并且能够为学生所解释的问题；这个问题必须能激发学生的好奇心和探究欲望。而上面的这两个案例中由于教师在材料的设计、呈现时机等方面做得较成功，所以引导学生提问也较成功。 ‎ 其次，对要探究的科学问题，要使学生明确、清晰。前面讲到材料的不可或缺，这里要注意的是材料的结构性。材料并不是多多益善，应层次分明、典型、可实践。所谓有结构的材料是指各个材料之间、材料与教学内容和教学目标之间具有紧密的联系。教师可以通过材料的选取、组合以及呈现给学生的次序帮助学生提出问题、学生面对有结构的材料，会产生活动的冲动，产生科学的问题，而对无结构或松散的学具，学生往往会陷入迷惘之中，如果教师一定要逼他们提出问题，也只会产生一些杂乱无章的问题。以认识空气这一课为例，我们中国的老师往往用气球，针筒，打气筒，气枪等材料，而美国的老师却用了一个普通的纸口袋。两者的差异是什么呢？学生在活动中会因为材料的多种原理或更明显、更吸引他们注意力的构造，忘了或不注意原来教师设想的科学问题，而去探究气球的奇妙、气枪的工作原理等，这样，目标变了或不明确了，科学问题也就不明确了。事实上我们的活动材料只有围绕着合适的，明确的目标设计时，学生的问题才会不分散，良好的活动设计（如通过所给材料的引导），我们教师完全能控制学生的问题。 ‎ 三是教师应重视引导学生对科学问题进行整理。在当前的探究学习活动中，我们教师启发、引导学生提出问题的意识已明显增强，但不注意引导学生对自己提出的问题进行必要的整理。有的教师为提问而提问，对学生提出的问题简单处理一下就武断地确定要研究的问题，这无疑是对学生心理的一种伤害，长此以往学生就会丧失和改变提问的兴趣和习惯。从客观上来看，学生提出的问题应该没有优劣之分，尤其是在被验证或实践之前，学生能提出问题，至少说明他积极地参与了，认真地思考了。如果我们教师不去真诚地维护、激发学生的这种状态，如把符合自己意图的问题列在黑板上，而对不符合的就置之不理，或一听到自己心目中的问题，语调就一下子提高了八度，双眼炯炯有神。（事实上，我们有相当一部分的教师平时，包括上公开课时都是这样的。）无形中，学生的思考积极性就受到了伤害，降低了他们提出问题的热情，教师自始至终的中立态度和欣赏姿态，对学生来说是真正体会提问乐趣的基础。 ‎ 让学生提出一些科学问题，实质上是为了促进学生思考有选择性的提问的能力，学生往往表现出极大的热情，提出的问题很多，如《马铃薯在水中是沉还是浮》一课中，讨论到马铃薯的沉浮到底与什么有关时，学生的回答有： ‎ A：是不是和水的多少有关？ ‎ B：是不是和杯子的大小有关？ ‎ C：是不是和马铃薯的大小有关？ ‎ D：是不是和水里有没有杂质有关？ ‎ E：是不是和放下去的马铃薯的干或湿有关？ ‎ F：是不是和马铃薯的重量有关？ ‎ G：是否和马铃薯的形状有关？ ‎ H：是不是和水里的脏东西有关？ ‎ 傪…… ‎ 但这些问题很杂，也过于细小，这时，教师就要引导学生对提出的问题加以适当的整理，把这些过杂、过细的问题通过分类加以集中，变成几个有较大研究价值的问题，便于学生进一步研究，其实这里的好几个问题都是交叉或相容的。通过分析、整理、概括后，可以引导学生对自己提出的问题进行分类，让他们说说提出和确定研究这些问题的理由（意义），使得他们养成一个习惯，提出问题的时候考虑“为什么”。再让学生分组选择一个最想研究或是认为最有研究意义的问题，从不同角度用不同方式进行研究，研究的价值性增强。教师还可以提出一些建议或 “友情提醒”‎ 等，引导学生选择其中一个问题进行研究，促使学生进行深层次的研究，使活动更深入，更有意义。因为让学生提出问题的目的并不仅仅是为提问而提问，主要是为了让学生心中有一个价值判断的实践，通过一次次的提出问题，选择问题，使学生不断积累提出问题和发现问题的感性认识，逐步形成科学的价值观。 ‎ 三、应该研究“开放的问题”还是研究“封闭的问题”？ ‎ 初看这个标题，有的老师可能想都不想就说：当然是开放性的问题好了，不是说开放的问题可以培养学生的发散性思维吗？的确，强调开放性是科学课程改革的基本理念之一，作出探究活动的起始阶段，“提出问题”阶段，鼓励学生提出一些开放性的问题，有助于教师了解学生的思维状态，有利于挖掘学生思维的潜能。就像前面提到的几个例子中一样，学生可能，也可以提出许多发散的问题，但真正进行探究活动时，作为科学活动的引导者、支持者、帮助者、，教师应引导学生对这些问题进行分类、整理，把“开放的问题”分割成一个个“封闭的问题”，使学生研究起来不再感到迷惘。我们来看这样的几组问题： ‎ ‎       A：皮球为什么能弹起来？ ‎ ‎　皮球的弹起和它里面空气的多少有关吗？ ‎ B：蚯蚓的生活习性是什么？ ‎ ‎　蚯蚓喜欢黑暗吗？ ‎ C：物体的沉浮和什么有关呢？ ‎ ‎　物体的沉浮和它的大小有关吗？ ‎ 这三组问题中的前后两个问题有什么差异呢？它们的差异在于所包含的变量的不同。前一个问题都暗含着多个变量，所以称为“开放性的问题”，后一个问题只有两个以下的变量，我们称之为“封闭性问题”。开放性的问题无边无际，封闭性的问题往往指向确定的答案。比如“皮球为什么能弹起来？”它的变量包括皮球的材料空气的含量、空气的可压缩性、拍球时用的力气等。研究这样的问题，小学生往往难以把握。而要研究后面几个相对较“封闭”的问题，如“蚯蚓喜欢黑暗吗？”这样的问题，由于只涉及到两个变量：环境的亮度与蚯蚓的反应，学生完全可以自己进行研究。所以封闭性的问题更加有利于活动的设计、学具的选择，有利于目标的明确，有利于学生沿着活动所指引的、而不是教师规定的目标，顺利地达到认识的彼岸。 ‎ 当然，对于年龄较大的学生或基础较好的班级，有些开放性的问题也是可以相对出现的，并可以让他们进行适当的探究的。但对于刚刚学习科学的低年级学生来说，变量太多，恐怕就难以驾驭了，事实上，科学家们的研究也是以少数变量开始的。简单地说，对于小学生而言，展示给他们的矛盾及变量宜少不宜多，一般不要超过两个。 ‎ 总之，我们只有认识到中小学阶段的科学学习中，提出科学问题是为了寻找一种解释，而不是最终解决问题的方案，整个活动中让学生始终围绕自己所关心的问题或目标进行，使科学问题具体、切口小，而且贴近学生的已有经验，使学生在已有经验的基础上呈“螺旋式”上升，也许才能真正培养学生那么一点儿对待问题的科学态度，才算真正的 ‎“亲历科学”，使学生终身受益。     ‎