高一學(xué)生提出探究問題能力的調(diào)查

胡勝利 伊麗婭

摘要：以159名高一學(xué)生為被試，以學(xué)生未接觸過的“鋁的燃燒”實驗為問題情境，了解學(xué)生面對真實實驗情境時，提出問題的類型和數(shù)量。結(jié)果顯示：學(xué)生所提問題可以分成相關(guān)問題和拓展問題兩大類，每大類可進(jìn)一步分成各種亞類；學(xué)生總體提出問題數(shù)量較少且多是非探究問題；不同性別學(xué)生在提出探究問題數(shù)量方面不存在顯著差異。

關(guān)鍵詞：提出問題；探究問題；實驗情境；調(diào)查研究

文章編號：1005–6629（2013）8–0032–04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 問題提出

愛因斯坦說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，解決一個問題也許僅是一個數(shù)學(xué)或?qū)嶒炆系募寄芏?，而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要創(chuàng)造性的想象力，并標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！盵1]發(fā)現(xiàn)提出問題是科學(xué)研究的開始，任何發(fā)現(xiàn)和發(fā)明是從發(fā)現(xiàn)提出問題開始的，發(fā)現(xiàn)提出問題還貫穿于科研工作全過程中。20世紀(jì)80年代以來，世界性的科學(xué)教育改革風(fēng)起云涌，在理科各學(xué)科新的國家課程標(biāo)準(zhǔn)中，將科學(xué)探究作為核心，而提出問題是科學(xué)探究的起點，是科學(xué)探究的核心因素之一。2004年我國教育部頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》將學(xué)生“具有較強(qiáng)的問題意識，能夠發(fā)現(xiàn)和提出有價值的化學(xué)問題”列為化學(xué)課程的“過程與方法”目標(biāo)之一[2]。

對于學(xué)生提問能力的調(diào)查，國內(nèi)外學(xué)者作了許多研究。有些研究發(fā)現(xiàn)，如果學(xué)生沒有受過訓(xùn)練，基于興趣而提出的很多問題常常是非探究問題，甚至無教育價值[3]。為此，許多研究者對學(xué)生所提出問題的類型進(jìn)行了分類，但由于不同研究情景差異很大，不同研究者所發(fā)現(xiàn)的問題類型也不大相同[4～9]。在學(xué)生提出問題能力（問題的數(shù)量和類型）測量工具開發(fā)方面，研究者一般采用真實實驗情境[10， 11]、實驗裝置圖[12]和科普文章[13，14]作為問題情境材料。但是，在化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域，很少用學(xué)生未接觸的化學(xué)實驗作為問題情境，了解學(xué)生提出問題的數(shù)量和類型。因此，本研究在前人研究的基礎(chǔ)上，以學(xué)生未接觸的化學(xué)實驗作為問題情境，了解高一學(xué)生提出探究問題的現(xiàn)狀，以期為培養(yǎng)學(xué)生提問能力提供參考。

2 研究方法

2.1 被試的選取

本研究的被試是某中學(xué)高一年級三個班的159名學(xué)生。其中，男生80人，占50.3%，女生79人，占49.7%。

2.2 調(diào)查工具

調(diào)查工具包括實驗情境和問題分類兩部分。

為了解學(xué)生面對新實驗情境時提出問題的類型和數(shù)量，我們設(shè)計了至少含有1個顯性自變量的“鋁的燃燒”實驗作為問題情境，學(xué)生尚未學(xué)習(xí)此實驗。

為初步確定學(xué)生提出問題的類型，在正式調(diào)查前，選取另外一個班56名學(xué)生進(jìn)行預(yù)試。結(jié)果顯示，學(xué)生在面對新的實驗情境時，所提問題可以分為相關(guān)問題和拓展問題兩大類。相關(guān)問題是指直接與實驗情境有關(guān)的問題，拓展問題是指受實驗情境啟示但不是該情境所要求的問題。問題可以按羅國忠的分類法分成非探究問題和探究問題兩個亞類[15]。非探究問題是指能用學(xué)生已有知識或書本知識回答的問題，探究問題是指不能用學(xué)生已有知識回答，而必須用實驗數(shù)據(jù)來回答的問題。非探究性問題包括基本信息問題和復(fù)雜信息問題。探究性問題包括比較、因果、預(yù)測、條件和探索等。拓展問題可以簡單分成拓展非探究問題和拓展探究問題兩個亞類。

2.3 數(shù)據(jù)收集與處理

正式調(diào)查時首先由教師演示鋁粉在酒精燈上的燃燒和鋁箔在酒精燈火焰上熔融的實驗。然后，學(xué)生4人一組利用桌面上的儀器和藥品重做此實驗。8分鐘后，要求學(xué)生各自獨立寫下想進(jìn)一步探究的問題。

正式調(diào)查結(jié)束后，對學(xué)生所提出的問題進(jìn)行文本分析、編碼分類。學(xué)生所提出問題由研究者和一位中學(xué)資深教師根據(jù)事先制訂的問題分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。用SPSS16.0統(tǒng)計軟件建立數(shù)據(jù)庫，并對學(xué)生提出問題的數(shù)量和類型進(jìn)行統(tǒng)計分析。

3 調(diào)查結(jié)果與分析

學(xué)生提出問題的類型和數(shù)量，可以從一個側(cè)面直觀地反映學(xué)生提出問題的水平。下面就學(xué)生總體的提出問題類型和數(shù)量、不同性別學(xué)生提問情況進(jìn)行分析。

3.1 學(xué)生提出問題的類型

對學(xué)生面對“鋁的燃燒”實驗情境所提問題進(jìn)行文本分析，發(fā)現(xiàn)有相關(guān)問題和拓展問題兩大類。

學(xué)生所提相關(guān)問題有如下次亞類。（1）基本信息問題，用簡單信息、事實即可回答，如“鋁粉燃燒的現(xiàn)象是什么？”“鋁粉燃燒的化學(xué)方程式是什么？”；（2）復(fù)雜信息問題，需要復(fù)雜信息來回答，常常是“為什么”解釋性問題，如“為什么打磨后的鋁片還是不能燃燒？”“為什么鋁粉加熱后會產(chǎn)生白色的光？”；（3）比較問題，根據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)比較不同事物，或選擇符合某種標(biāo)準(zhǔn)的事物，如“鋁粉比鋁片的熔點低嗎？”；（4）因果問題，反映原因和結(jié)果之間的關(guān)系，如“鋁的（顆粒）大小是導(dǎo)致鋁能否燃燒的原因嗎？”；（5）預(yù)測問題，假設(shè)某個自變量發(fā)生變化，預(yù)測因變量發(fā)生什么變化，如“鋁片用溫度特別高的火焰劇烈加熱時，它會燃燒嗎？”。預(yù)測問題其實也屬于廣義因果問題，兩者都用控制變量法進(jìn)行研究，但側(cè)重點不同，因果問題要尋找自變量和因變量之間的關(guān)系，而預(yù)測問題側(cè)重于探尋自變量改變是否導(dǎo)致因變量預(yù)期的變化；（6）條件問題，某一結(jié)果的出現(xiàn)需要什么條件，如“鋁片在什么條件下能燃燒？”，它和預(yù)測問題的方向恰好相反；（7）探索問題，原因和結(jié)果之間的初步關(guān)系，與因果問題不同的是它的自變量還沒有聚焦，而因果問題的自變量已經(jīng)聚焦，如“什么因素導(dǎo)致鋁粉燃燒？”，其中的“什么因素”就沒有聚焦，需要探索出來。將簡單信息、復(fù)雜信息問題歸并為非探究問題亞類，比較、因果、預(yù)測、條件和探索等問題歸并為探究問題亞類。

學(xué)生所提拓展問題可分為兩亞類，一是拓展非探究問題，指受問題情境啟示提出的不是該情境所要求的非探究問題，如“鋁有哪些用途？”；二是拓展探究問題，即受問題情境啟示提出的不是該情境所要求的探究性問題，如“鐵粉在酒精燈火焰上能否燃燒？”。

本研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在面對“鋁的燃燒”實驗情境時，所提問題類型與其他研究者的發(fā)現(xiàn)有異同之處。與其他研究者的發(fā)現(xiàn)不同的是，學(xué)生除可以提出相關(guān)問題外，還提出了拓展問題。我們認(rèn)為，拓展問題的出現(xiàn)，說明有的學(xué)生能夠從已有的信息出發(fā)，沿著不同的方向思考，能夠迅速的進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而得到更多的思維結(jié)果。這種從給定的一個問題情境創(chuàng)造出另一個問題情境，從一個知識點衍生出其他的知識，正體現(xiàn)出學(xué)生“舉一反三”的能力。能提出拓展問題這也是創(chuàng)造性思維的特質(zhì)之一。

概括而言，本研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生所提相關(guān)問題有非探究問題和探究問題兩個亞類、簡單信息和探索等七個次亞類，這與羅國忠在物理學(xué)科中研究結(jié)果相類似。

3.2 學(xué)生總體提出問題的數(shù)量

159名學(xué)生在面對“鋁的燃燒”實驗情境時，共提出問題405個，平均每個學(xué)生提出2.55個問題，標(biāo)準(zhǔn)差為0.78。

學(xué)生總體所提問題類型和數(shù)量見表1。表1顯示，學(xué)生提出相關(guān)問題400個，拓展問題5個。在學(xué)生提出的400個相關(guān)問題中，非探究問題有273個，占問題總數(shù)的68.3%，總體人均1.72個問題；探究問題有127個，占31.7%，總體人均0.80個問題。在學(xué)生提出的5個拓展問題中，拓展非探究問題3個，拓展探究問題2個。

如果從學(xué)生能否提出探究問題的人數(shù)角度來看，在159名學(xué)生中，能提出探究問題有94名，占總?cè)藬?shù)的59.1%；未能提出探究問題有65名，占總?cè)藬?shù)的40.9%。

為什么學(xué)生面對新的實驗情境被要求提出探究問題時，有40.9%學(xué)生所提問題全是非探究問題呢？這說明這部分學(xué)生不知什么是探究問題，什么是非探究問題，而誤將不需實驗探究的問題當(dāng)成探究問題。這一現(xiàn)象可以用提出問題的三段論解釋。一般來說，面對化學(xué)實驗情境時，學(xué)生提出探究問題過程可以分成三個階段：①處于好奇或疑惑狀態(tài)，產(chǎn)生問題意識，但還不能用語言或文字清晰地表達(dá)；②試圖表達(dá)問題，將具體實驗的現(xiàn)象等問題趨向于抽象的概念化，但問題多是有學(xué)習(xí)價值但不適合探究的非探究問題；③對所提問題進(jìn)行識別和轉(zhuǎn)化，并用準(zhǔn)確的、科學(xué)的語言表述成有探究價值的問題。本研究的對象是沒有經(jīng)過提問指導(dǎo)的學(xué)生，他們在面對新的、有趣的化學(xué)情境時，能提出一定數(shù)量的問題，而提出的問題大多是“為什么+實驗現(xiàn)象”的復(fù)雜信息，雖有一定的學(xué)習(xí)價值，但無需實驗探究。雖然有許多學(xué)生已經(jīng)注意到實驗自變量與因變量的關(guān)系，但在表達(dá)上未能轉(zhuǎn)化成探究問題。例如，有學(xué)生提出“為什么鋁粉可以燃燒，而鋁箔不能燃燒？”，但是沒能將該問題轉(zhuǎn)化成“鋁（顆粒）的大小是導(dǎo)致其是否燃燒的原因嗎？”，這表明學(xué)生大多處在提出探究問題的第一、第二階段，正是由于學(xué)生缺乏問題識別和轉(zhuǎn)化的知識，所以所提問題大多是沒有探究價值的問題。

其實，其他研究者也發(fā)現(xiàn)，如果讓沒有受過指導(dǎo)的學(xué)生自主提出問題，很多問題往往是非探究問題，其中大量的非探究問題主要是“為什么”問題，這種易問難答、提問行為簡單的問題，只要在觀察到的現(xiàn)象前面加一個“為什么”即可，但缺乏明確的探究方向，給猜想假設(shè)和制定研究方案帶來困難。

3.3 不同性別學(xué)生提出問題比較

由于學(xué)生總體所提拓展問題數(shù)量很少，本文僅對不同性別學(xué)生所提相關(guān)問題進(jìn)行比較。不同性別學(xué)生提出相關(guān)問題數(shù)量統(tǒng)計見表2。由表2可以看出，經(jīng)檢驗，不同性別學(xué)生在提出問題、非探究問題、探究問題的人均數(shù)方面均無顯著差異。說明不同性別在提出問題數(shù)量方面不存在差異。

不同性別學(xué)生提出相關(guān)問題人數(shù)的具體分析見表3。表3顯示，在提出探究問題方面，女生提出探究問題的人數(shù)百分比高于男生，但經(jīng)x²檢驗（x²=1.921，p=0.166>0.05），不存在顯著差異。

為什么會出現(xiàn)這一現(xiàn)象？我們認(rèn)為，雖然與男生相比，有些女生對實驗觀察更細(xì)致、更全面，能較多地覺察到鋁粉和鋁箔在酒精燈火焰上的不同現(xiàn)象，并能提出“什么因素導(dǎo)致鋁粉燃燒”等探究問題。但由于男女學(xué)生平常都沒有受過提出探究問題的訓(xùn)練，提出探究問題能力處在未充分開發(fā)的階段，彼此之間的提問水平不存在顯著差異。

4 結(jié)論與啟示

通過上述調(diào)查得出如下結(jié)論：

（1）學(xué)生在面對新化學(xué)實驗情境時，所提出問題可以分成相關(guān)問題和拓展問題兩大類，每類分成非探究問題和探究問題兩個亞類，非探究問題可細(xì)分成簡單信息、復(fù)雜信息等次亞類，探究問題可細(xì)分成探索、比較、因果、預(yù)測和條件等次亞類。

（2）學(xué)生所提出問題數(shù)量少且多為非探究問題，有近40%學(xué)生沒有提出探究問題。

（3）不同性別學(xué)生在提出探究問題數(shù)量和探究問題人數(shù)方面沒有顯著差異。

毋庸置疑，以上結(jié)論對了解和訓(xùn)練學(xué)生提出探究問題能力有重要啟示意義。

（1）化學(xué)實驗情境是真實的科學(xué)探究情境之一，用它作為問題情境，可以更有效地測量學(xué)生提出探究問題能力。

（2）學(xué)生缺乏問題識別和轉(zhuǎn)化的知識是影響其提出探究問題類型和數(shù)量的主要因素。雖然，影響學(xué)生提出探究問題的因素很多，但上述調(diào)查結(jié)果提示我們，有近40%的學(xué)生在被要求提出探究問題時，所提問題是非探究問題，說明有些學(xué)生不知道何為探究問題，何為非探究問題。學(xué)生缺乏問題分類和識別知識是將非探究問題當(dāng)成探究問題的重要原因。另外，有些學(xué)生缺乏問題轉(zhuǎn)化能力，即將已隱含有自變量和因變量關(guān)系的復(fù)雜信息問題進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為探究問題的能力，也是直接影響到探究問題提出的因素之一。

（3）學(xué)生缺少問題識別與轉(zhuǎn)化的知識，這為教師如何有針對性地培養(yǎng)學(xué)生提問能力指明了方向。就我國中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀而言，中學(xué)化學(xué)教師普遍具有較強(qiáng)的鼓勵學(xué)生提出問題的意識，但因缺乏訓(xùn)練學(xué)生提出探究問題的有效措施，特別是缺少問題識別和轉(zhuǎn)化的教學(xué)，從而嚴(yán)重地影響了學(xué)生提問能力的發(fā)展。因此，教師除要有培養(yǎng)學(xué)生提問能力的意識外，還要教學(xué)生如何識別和轉(zhuǎn)化問題，鼓勵學(xué)生對問題進(jìn)行深層次的、批判性的思考，對學(xué)生所提問題要進(jìn)行分析評價，這樣才能更有效地促進(jìn)學(xué)生提出有探究價值的問題。

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