“進階式問題”的教學辨析

◇江美華（浙江：金華市婺城區(qū)北苑小學）

從某種意義上說，人類的發(fā)展史其實就是一串“問題的解決史”。是問題驅動著人類癡心于科學探索，是問題推動著科學技術的發(fā)展。那該如何巧妙地把人類認識世界的“問題串”設計在相應的科學教材中呢？這既體現了教材編寫者的智慧和靈感，又是學生能否在科學課上重演科技史的重點所在。若大家用心翻閱小學科學教材會發(fā)現，其最大的特點是學生在解決一個“舊問題”后定會設計一個有待破解的“新問題”，新舊問題的交替出現推動著學生的認知不斷地發(fā)展。鑒于此，能否正確辨析教材中的問題，既是教師能否有效開展教學的需要，也是其必須練就的一種能力。

一、察測現象式問題

如果沒有“現象”的精確呈現，就不可能有對現象背后原因的探尋。這其實也是2022 版科學課標的要求：“以學生為主體，從學生已有經驗出發(fā)，選擇合適的情境素材，創(chuàng)設有趣的情境，提出有價值的問題?！睘榇耍诳茖W教學中，大多都是先讓學生以某種方式參與某項活動，然后在此基礎上科學而真實地呈現某種自然或生活現象。這種現象可能是出乎學生意料的，可能是學生想到但未親眼所見的，也可能是學生已有感知但不能精確呈現的……于是，學生由此會生發(fā)出一探究竟的問題，而這個問題往往就是此課的核心問題。在教材中出現的此類“問題”，我們可以稱之為“察測現象式問題”。

“察測現象式問題”在科學教材中占有很大的比例，對于這種類型的問題，探究的主要方式是觀察、測量。如教科版四上《呼吸和健康生活》一課，其核心問題就屬于此種類型的問題，即“我們在不同的狀態(tài)下，呼吸會發(fā)生什么樣的變化？”其實，學生對于這一問題，在平時的生活中已有一定的感知，那就是人體在安靜的狀態(tài)下，呼吸是平穩(wěn)的，而在運動的狀態(tài)下，呼吸就會變得急促。但從科學的立場審視，感知和真相不可以簡單地畫上等號。為此，教材有針對性地設計了一組測量活動，先讓學生測量安靜狀態(tài)、慢跑狀態(tài)和跳動狀態(tài)下人體每分鐘的呼吸次數，然后將測得的數據作為證據來解釋“我們在不同的狀態(tài)下，呼吸會發(fā)生什么變化？”這一問題，即“我們在不同的狀態(tài)下，呼吸的次數會發(fā)生變化，安靜狀態(tài)下呼吸次數少，運動后呼吸的次數多，且運動的強度越大，呼吸的次數越多”。同時，也證實了我們感知到的現象是真實的、正確的。

再如教科版四上《讓小車運動起來》一課中，“改變墊圈的數量，小車運動快慢會發(fā)生什么變化？”《用氣球驅動小車》一課中，“把氣球充足氣放開，氣球小車會怎樣運動？改變氣球的大小，氣球小車行駛的距離會發(fā)生什么變化？改變氣球噴嘴的粗細，氣球小車行駛的距離會有什么變化？”等等，都屬于“察測現象式問題”。

非常有趣的是，“察測現象式問題”的“后問題”就是“探尋原因式問題”，如“我們在不同的狀態(tài)下，呼吸次數會發(fā)生什么變化？”的“后問題”就是“為什么人體在不同的狀態(tài)下，呼吸的次數會發(fā)生變化？”，即探尋現象背后的原因。

二、探尋原因式問題

有人說，科學課就是“探因課”。之所以會這么認為，依據就是科學教材中的很多問題都屬于“探尋原因式問題”，即通過引導學生對此類問題進行探究，找到隱藏在各種現象背后的原因。如教科版五下《水的蒸發(fā)和凝結》一課中的核心問題就屬于此類問題，即“在生活中，我們經常能看到水蒸發(fā)成水蒸氣、水蒸氣又凝結成水的現象。那水和水蒸氣的互相轉換與什么因素有關？”又如教科版五上《地震的成因及作用》一課中的核心問題“地震是怎樣形成的？”也屬于此類問題。

“探尋原因式問題”是科學教材中占比最大的一類問題，由此可知其在提升人的科學素養(yǎng)方面的重要意義。正如偉大的科學家愛因斯坦所言：“我沒有什么特別才能,不過喜歡尋根刨底地追究問題罷了?！边@種類型的問題，探究的主要方式是觀察、實驗，其中材料的選擇非常關鍵。比如為了對“水和水蒸氣的互相轉換與什么因素有關？”這一問題進行探究，教材設計了一組對比實驗，先將兩杯質量相同的常溫下的水，一杯加熱到50℃，一杯加熱到80℃，然后均放置3 分鐘，再次稱量每杯水的質量，會發(fā)現原來質量相同的兩杯水加熱到不同溫度后質量出現了變化，即溫度高的水的質量比溫度低的小。實驗數據可以證實：水溫越高，水蒸發(fā)得越快。在此基礎上，引導學生在兩個燒杯中加入等量的用紅色色素染紅的冰塊，其中一個燒杯中加鹽，一個燒杯中不加鹽，然后觀察兩個燒杯的外壁，并記錄燒杯中溫度計的刻度變化。學生可以清楚地觀察到：加鹽的燒杯的外壁比未加鹽燒杯外壁上的水珠多，而且溫度也更低。由此證明：水溫越低，水凝結得越快。綜合兩組實驗數據，可以探尋出本課核心問題的原因所在，即水和水蒸氣的互相轉換與溫度這一因素有關：水在吸收（或放出）一定熱量后，會發(fā)生形態(tài)上的變化。

“探尋原因式問題”其實就是一類希望學生透過現象看本質的問題。這類問題大多出現在“察測現象式問題”的“身后”,一般是在學生根據已有經驗對現象不能做出科學解釋，從而在認知上產生沖突后自然生發(fā)而成，并驅動學生急切地尋找問題的答案。

三、解決矛盾式問題

“解決矛盾式問題”相對來說比較特別，它的產生往往源于一對“矛盾共同體”。如教科版五下《合理利用能源》一課中的核心問題就是此種類型的問題：“煤、石油、天然氣這些化石燃料中的能量能夠為我們的房間調節(jié)冷暖或帶來光明，也能驅動車輛、烹調食物、轉動機器。但我們燃燒這些化石燃料的同時也排放了污染大氣的氣體，怎么解決這些矛盾呢？”對于這種類型的問題，活動的主要方式是基于科學認知的一種思辨，即用事實說話。

學生根據已有經驗和相關的資料，認識到像煤、石油、天然氣這樣的化石燃料，一方面是重要的工業(yè)和生活能源，另一方面燃燒后會污染大氣，于是自然生成“怎樣科學合理地解決此矛盾？”這一問題。其實，這一類問題沒有所謂的標準答案，也給不出傳統(tǒng)意義上的標準答案。此類問題對于培養(yǎng)學生辯證地看待問題，具有“察測現象式問題”和“探尋原因式問題”無法比肩的哲學思考價值。就如上述這個問題，學生深入探討后發(fā)現，既不能因為化石燃料會污染大氣而完全放棄它，又不能因為化石燃料是工業(yè)和生活的重要能源而無節(jié)制地消耗。解決這一矛盾的最好方法是“科學合理地節(jié)約能源”：一方面利用科學技術開發(fā)其他清潔能源逐步替代此類能源；另一方面利用科學技術降低化石燃料所產生的污染物。當然，學生也能從中感受到科學技術的價值，激發(fā)投身科學研究的興趣和志向。

翻閱科學教材可以明顯地發(fā)現，此類“解決矛盾式問題”越到高年段出現得越多。如教科版六上《能量從哪里來》一課，學生會發(fā)現核能發(fā)電有著污染少、能量大的優(yōu)點，但同時也存在投資成本高、核泄漏的潛在風險等。我們該如何做到科學合理地給予解決？又如教科版六下《美麗的化學變化》一課，學生可能會遇到塑料制品在生活中的廣泛使用，既給我們的生產生活帶來了方便，同時又產生了“白色污染”這一環(huán)境問題。我們又該如何科學合理地處理這一矛盾？等等。其原因是學生隨著年齡的增長和學習的進階，科學觀念和思辨能力也相應地得到提高，具備一定的能力對此類問題進行辨析。從某種意義上說，它是一類旨在讓學生學會用科學觀念、科學思維和責任態(tài)度來思考和解決當下的社會性問題。問題復雜，難度也大。由此，也可以認為它是“察測現象式問題”和“探尋原因式問題”的一種進階，學生借由“察測現象式問題”和“探尋原因式問題”的探究實踐，建構起相應的科學觀念、科學思維和責任態(tài)度，然后利用科學觀念、科學思維和責任態(tài)度探討“解決矛盾式問題”。

由上述可知，“察測現象式問題”“探尋原因式問題”和“解決矛盾式問題”是一組進階式的問題。這三種類型的問題由低到高、由淺入深、由表及里、由易到難，螺旋上升地貫穿于小學科學的12 冊教材之中，旨在讓學生在進階式問題的驅動下，借由探究實踐這一方式認識事物和現象，培養(yǎng)透過外部現象看事物本質的能力，發(fā)展學生從感性思考到理性思維的能力，指向把學生培養(yǎng)成具有適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力的人?！?/p>