指向系統(tǒng)思維培養(yǎng)的驅(qū)動問題設(shè)計(jì)

汪雅鳳 徐晨來 高翔

摘?? 要? 驅(qū)動問題不僅一方面能引發(fā)高階思維，另一方面也能提供問題化的組織結(jié)構(gòu)，為信息和內(nèi)容提供有意義的目的。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中合理設(shè)計(jì)不同類型的驅(qū)動問題，有助于學(xué)生不同特性的系統(tǒng)思維的發(fā)展。在設(shè)計(jì)驅(qū)動問題之前，教師先理清教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)不同類型的驅(qū)動問題，當(dāng)不同類型的問題有一定的交疊情況發(fā)生，或者交替出現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程中時，學(xué)生才會學(xué)得更加深入，從而提升學(xué)生系統(tǒng)思維的發(fā)展。

關(guān)鍵詞?? 指向系統(tǒng)? 思維培養(yǎng)? 驅(qū)動問題

中圖分類號：G424??????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???????????????? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2021.02.027

The Design of Driving Problems for the Cultivation of Systematic Thinking

WANG Yafeng， XU Chenlai， GAO Xiang

（[1]Qianpu Nanqu Primary School， Xiamen， Fujian 361008;

[2]Minli No.2 Primary School， Xiamen， Fujian 361001;

[3]Xiamen Siming Dist Teacher Training School， Xiamen， Fujian 361000）

Abstract： Driving problem can not only trigger high-level thinking on the one hand， but also provide problem-based organizational structure and meaningful purpose for information and content on the other hand. Designing different types of driving problems in project-based learning is conducive to the development of students' systematic thinking with different characteristics. Before designing driving problems， teachers should clarify the key points and difficulties of teaching， and design different types of driving problems according to the teaching content. When different types of problems overlap or appear alternately in the learning process， students will learn more deeply， so as to improve the development of students' systematic thinking.

Keywords： pointing system; thinking cultivation; driving problem

驅(qū)動問題不僅能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)動力，也能夠引發(fā)學(xué)生持續(xù)思考，促進(jìn)系統(tǒng)思維的發(fā)展。驅(qū)動問題是項(xiàng)目深入學(xué)習(xí)的引擎，也是學(xué)生發(fā)展系統(tǒng)思維的重要載體。根據(jù)問題所指向的答案的特點(diǎn)，驅(qū)動問題可以劃分為理解型問題、分析型問題、開放型問題和封閉型問題等問題。教師可以根據(jù)教學(xué)需要，合理設(shè)計(jì)不同類型的問題，提升學(xué)生的系統(tǒng)思維。

設(shè)計(jì)理解型問題，培養(yǎng)思維的結(jié)構(gòu)性

理解型問題，指向理解并闡述相關(guān)科學(xué)知識或科學(xué)概念，它能夠引導(dǎo)學(xué)生具體闡述某些知識和想法，或用不同的方式來解釋有關(guān)知識，獲得核心概念。在理解型問題驅(qū)動下，學(xué)生需要調(diào)動已有經(jīng)驗(yàn)，梳理相關(guān)的科學(xué)知識，找出相關(guān)的要素，用不同的方式有層次地認(rèn)識和把握科學(xué)知識中各個要素之間的關(guān)系，即形成結(jié)構(gòu)性系統(tǒng)思維。

以“能夠托舉書的紙”項(xiàng)目活動為例，教師設(shè)計(jì)了不同層次的問題，驅(qū)動學(xué)生展開探究。首先，以“怎么用這張紙把一本書托起來”引發(fā)學(xué)生對形狀的思考，學(xué)生調(diào)動已有經(jīng)驗(yàn)提出可以把紙折成各種形狀，于是產(chǎn)生第二個問題“哪種形狀承重力最大”。在動手探究中學(xué)生發(fā)現(xiàn)，通過改變形狀可以改變紙的承重力，不同形狀的紙的承重力不同，最終通過對比實(shí)驗(yàn)獲得核心概念：圓柱形承重力最大。進(jìn)而又出現(xiàn)新的問題“為什么圓柱形承重力大”，問題串就此產(chǎn)生了，且有一定的層次性和結(jié)構(gòu)性。在這個過程中，學(xué)生將形狀與承重力的相關(guān)因素進(jìn)行聯(lián)系，結(jié)構(gòu)性地建構(gòu)概念，一步步接近真相的同時發(fā)展了結(jié)構(gòu)性系統(tǒng)思維。

設(shè)計(jì)分析型問題，培養(yǎng)思維的動態(tài)性

分析型問題，指向比較與對比不同解決方式，通常運(yùn)用于有多種結(jié)果導(dǎo)向的項(xiàng)目化活動。分析型問題能夠引導(dǎo)學(xué)生在比較中發(fā)現(xiàn)問題，不斷調(diào)整后作出選擇或解釋，從而加深對某個原理的理解。面對這類驅(qū)動問題時，學(xué)生根據(jù)不斷變化的條件來改變自己的思維程序和思維方向，對事物進(jìn)行調(diào)整、控制，從而達(dá)到優(yōu)化的思維目標(biāo)，這就是動態(tài)性系統(tǒng)思維。

教師要善于利用分析型問題為學(xué)生制造思維沖突，引導(dǎo)他們對各種可能性進(jìn)行分析和辨別。以“制作花盆架”項(xiàng)目為例，班級植物角的花盆擺放在桌面不夠美觀，也容易被打翻，于是教師提出一個問題：為班級的植物角制作一個什么樣的花盆架？為了解決這個問題，學(xué)生先測量班級植物角的占地面積和高度，根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析和考慮，根據(jù)班級植物角的空間能夠擺放花盆的大小、重量進(jìn)行花盆架的制作。

在測試和交流中，學(xué)生將自己的方案和別人的方案進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)只考慮尺寸的花盆架可能承重力不夠，在分析對比中發(fā)現(xiàn)“三角形的承重力大”“增加三角形結(jié)構(gòu)可以增大承重力”，根據(jù)這個原理又一次調(diào)整了方案。再次展示交流的時候，學(xué)生又發(fā)現(xiàn)其他需要考慮的條件還包括成本和美觀。他們不斷對各種條件進(jìn)行對比分析，從花盆架的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等方面調(diào)整設(shè)計(jì)的方案，最終做出一個既穩(wěn)固美觀又節(jié)約成本的花盆架。在解決問題的過程中，學(xué)生對于形狀、材料、結(jié)構(gòu)等方面有多種方向可選擇，對比分析得出最佳方案，從而發(fā)展動態(tài)性的系統(tǒng)思維。

設(shè)計(jì)開放型問題，培養(yǎng)思維的整體性

開放型問題，指向沒有標(biāo)準(zhǔn)答案且能夠激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力，通常運(yùn)用于拓展課堂知識的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動中。開放型問題往往更能激發(fā)學(xué)生的探究欲望，因?yàn)樗哂卸喾N可能性和創(chuàng)造性，給學(xué)生帶來挑戰(zhàn)的同時也更有收獲。在解決問題的過程中，學(xué)生需要提出整體目標(biāo)，意識到項(xiàng)目結(jié)果是從整體出發(fā)進(jìn)行綜合的產(chǎn)物，從而提高項(xiàng)目活動的成功率。有了整體目標(biāo)，還要有能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的條件，要分析系統(tǒng)各要素及其相互關(guān)系，在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行綜合，這就需要學(xué)生具備整體性系統(tǒng)思維。

解決開放型問題時，教師要先明確項(xiàng)目學(xué)習(xí)的整體目標(biāo)，圍繞整體目標(biāo)來設(shè)計(jì)方案。以“制作吸塵器”為例，在接到制作吸塵器的任務(wù)后，學(xué)生提出一個問題，也是項(xiàng)目活動的目標(biāo)：要設(shè)計(jì)一個什么樣的吸塵器？圍繞這個開放型問題，學(xué)生進(jìn)行“品牌定位”的討論，在交流中小組確定了目標(biāo)：有的要制作質(zhì)量好的吸塵器，有的要制作成本低的吸塵器，有的要制作外觀美的吸塵器，還有的要制作吸力強(qiáng)的吸塵器。

在設(shè)計(jì)制作方案時，他們對吸塵的組成要素進(jìn)行整體性系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)了問題，并聚焦于“電池”“馬達(dá)”“網(wǎng)兜”等要素上，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。這樣的驅(qū)動性問題很有意思，學(xué)生有足夠的創(chuàng)造空間，結(jié)果是開放的、不確定的;問題同時又是指向核心知識的，需要學(xué)生運(yùn)用以往所學(xué)到的電路知識和伯努利原理。在這樣的項(xiàng)目活動中，學(xué)生在對整體情況充分理解和把握的基礎(chǔ)上提出整體目標(biāo)，然后提出滿足和實(shí)現(xiàn)整體目標(biāo)的條件，最后設(shè)計(jì)能夠創(chuàng)造這些條件的各種方案，從而發(fā)展整體性的系統(tǒng)思維。

設(shè)計(jì)封閉型問題，培養(yǎng)思維的立體性

封閉型問題，指向只有一個標(biāo)準(zhǔn)答案，通常用以檢測學(xué)生對知識的掌握程度。封閉型問題的提出具有較強(qiáng)的指向性，可以用來檢測學(xué)生對新知識是否理解，也可以用來回顧舊知識。學(xué)生在解決問題時，要注意將縱向?qū)哟蔚囊延兄R和橫向要素的不同可能進(jìn)行有機(jī)整合，在思維中把握研究對象的立體層次、立體結(jié)構(gòu)和總體功能，即立體性系統(tǒng)思維。

在這類問題的驅(qū)動下，學(xué)生需要聯(lián)系已有知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行縱向思考，在不同的解決方法中進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，從而設(shè)計(jì)出最佳解決方案。比如，學(xué)習(xí)了聲音在耳朵里的傳播途徑，以及耳朵內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及功能后，可以研究“兔子的耳朵為什么這么大”這個驅(qū)動問題，引導(dǎo)學(xué)生做不同動物的耳朵模型。

從縱向上來說，學(xué)生需要調(diào)動已有的關(guān)于聲音傳播的知識和經(jīng)驗(yàn)，尋找合適的材料進(jìn)行耳朵模型的制作。從橫向上來看，需要比對不同的耳朵模型收集聲音的效果。最后，他們在制作好的耳道孔處用手機(jī)App中的分貝計(jì)收集同樣分貝的聲音，檢測不同大小、形狀、材料設(shè)計(jì)的耳朵模型收集聲音的本領(lǐng)，驗(yàn)證“耳郭越大，收集的聲音越多”的結(jié)論。在這個項(xiàng)目活動中，學(xué)生縱向聯(lián)系已有的聲音傳播的相關(guān)知識進(jìn)行耳朵模型的制作，橫向?qū)Ρ炔煌淠Ｐ褪占曇舻男Ч?，進(jìn)一步鞏固了科學(xué)知識，立體性系統(tǒng)思維得到發(fā)展。

綜上所述，好的驅(qū)動問題一方面能引發(fā)高階思維，另一方面能提供問題化的組織結(jié)構(gòu)，為信息和內(nèi)容提供有意義的目的。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中合理設(shè)計(jì)不同類型的驅(qū)動問題，有助于學(xué)生不同特性的系統(tǒng)思維的發(fā)展。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)驅(qū)動問題之前，教師要先理清教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)不同類型的驅(qū)動問題，當(dāng)不同類型的問題有一定的交疊情況發(fā)生，或者交替出現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程中時，學(xué)生才會學(xué)得更加深入，系統(tǒng)思維也能得到更好的發(fā)展。

（本文為全國教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2018年度單位資助教育部規(guī)劃課題《基于場館視域的科學(xué)研學(xué)課程建設(shè)實(shí)踐研究》的階段性成果之一，課題批號： FHB180599。）