研究性學(xué)習(xí)中科學(xué)問題提煉探析*

■樊兆峰

（徐州工程學(xué)院信電學(xué)院）

研究性學(xué)習(xí)中科學(xué)問題提煉探析*

■樊兆峰

（徐州工程學(xué)院信電學(xué)院）

如何提煉科學(xué)問題是研究性學(xué)習(xí)的首要問題。本文先對(duì)科學(xué)問題進(jìn)行了分析，指出知識(shí)性科學(xué)問題更適合研究性學(xué)習(xí)；論述了知識(shí)性科學(xué)問題提煉的四個(gè)原則，即有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，貫穿教學(xué)大綱中的知識(shí)點(diǎn)，次序上先易后難，有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力；最后探討了三個(gè)提煉科學(xué)問題的方法，即推理法、貫穿法、綜合法，并指出了這些方法的特點(diǎn)及適用對(duì)象。

研究性學(xué)習(xí)；科學(xué)問題；教學(xué)改革；高等教育

近年來，研究性學(xué)習(xí)受到了全世界教育界的普遍重視[1]。2005年，我國(guó)教育部發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》(教高20051號(hào))，非常明確地提出了高等學(xué)校在本科教學(xué)中要“積極推動(dòng)研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”[2]。可見，研究性學(xué)習(xí)已成為當(dāng)前高等教育的教學(xué)改革熱點(diǎn)。

在科學(xué)研究中，首要的任務(wù)是提出科學(xué)問題。愛因斯坦說過，“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要，因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問題也許僅僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，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?jiǎng)?chuàng)造性的想象力，標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步”[3]。不僅如此，科學(xué)研究始于科學(xué)問題也終于科學(xué)問題，所以如何正確地提出科學(xué)問題是很重要的。

與科學(xué)研究一樣，研究性學(xué)習(xí)也是圍繞解決科學(xué)問題展開，無論對(duì)教師還是對(duì)學(xué)生而言，如何提煉科學(xué)問題都是至關(guān)重要的。遺憾的是，目前很少有文獻(xiàn)涉及這方面的工作。基于此，本文對(duì)研究性學(xué)習(xí)中的科學(xué)問題提煉進(jìn)行了探索性的分析。

一 研究性學(xué)習(xí)中的科學(xué)問題

科學(xué)問題是指在科學(xué)研究中，科研主體（研究者）在相關(guān)已知背景知識(shí)條件下，想要達(dá)到而未能達(dá)到的科技認(rèn)識(shí)的范疇，是科研主體對(duì)研究對(duì)象的已知背景知識(shí)和未知內(nèi)容之間差距的主觀反映。科學(xué)問題可分為狹義科學(xué)問題及廣義科學(xué)問題，狹義科學(xué)問題特指當(dāng)前能夠解決但尚未解決的問題；而廣義科學(xué)問題包含狹義科學(xué)問題，知識(shí)性問題（當(dāng)前科學(xué)已經(jīng)解決）及當(dāng)前無法解決的問題[4]。

在研究性學(xué)習(xí)中，使用廣義科學(xué)問題中無法解決的問題顯然是不適合的，整個(gè)科學(xué)界都無法解決的問題，又怎么可能要求高等教育中的學(xué)生去通過解決該問題來學(xué)習(xí)呢？同樣，在研究性學(xué)習(xí)中，大量使用狹義科學(xué)問題也不合適，這些問題一般難度較大，只適合那些基于導(dǎo)師科研項(xiàng)目的高年級(jí)學(xué)生，其科學(xué)問題的提煉服務(wù)于科學(xué)研究，已有文獻(xiàn)述及，本文不作探討。

知識(shí)性問題是已經(jīng)解決了的科學(xué)問題，相對(duì)而言較為容易，筆者認(rèn)為更適合研究性學(xué)習(xí)。高等教育立足于教會(huì)大學(xué)生較多的專業(yè)知識(shí)，以滿足其未來的工作需求。傳統(tǒng)的教學(xué)方法大多將專業(yè)知識(shí)分為知識(shí)點(diǎn)，分課程的按知識(shí)點(diǎn)講述。不管高等教育的教學(xué)如何改革，其立足點(diǎn)不會(huì)變。這就要求研究性學(xué)習(xí)最終的目標(biāo)是使學(xué)生掌握足夠的知識(shí)，而知識(shí)是我們?nèi)祟愒诮鉀Q科學(xué)問題后才發(fā)現(xiàn)的。如果把知識(shí)點(diǎn)比作分散于各處的珍珠，那么知識(shí)性問題就是把這些知識(shí)點(diǎn)穿成美麗項(xiàng)鏈的那根線。從這個(gè)意義上說，知識(shí)性問題更適于研究性學(xué)習(xí)。因此下文所述的科學(xué)問題提煉特指知識(shí)性科學(xué)問題。

二 科學(xué)問題的提煉原則

在研究性學(xué)習(xí)中，科學(xué)問題的提煉要服務(wù)于研究性學(xué)習(xí)。在無數(shù)的科學(xué)問題中，哪些問題適合？哪些問題不適合？適合的問題有沒有先后的次序？等等，都是提煉時(shí)要考慮的。高等教育因?qū)I(yè)繁多，涉及的問題也形形色色，內(nèi)容迥異，很難面面俱到，但是以下四條原則是必須要遵守的。

（一）有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在高等教育的教學(xué)改革中，之所以引入研究性學(xué)習(xí)，原因就在于傳統(tǒng)的講授式教學(xué)注重學(xué)生的接受性，而忽視學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且被動(dòng)的接受產(chǎn)生了應(yīng)試性學(xué)習(xí)的諸多問題，如上課不認(rèn)真聽講，抄作業(yè)，考前突擊，考試作弊等；而研究性學(xué)習(xí)注重培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力，提高了學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位，并進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)教育心理學(xué)的觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)興趣是推動(dòng)學(xué)生求知的內(nèi)在力量，一旦學(xué)生對(duì)某一科學(xué)問題感興趣，就會(huì)持之以恒地鉆研它[5]，解決問題的喜悅又會(huì)再次激勵(lì)學(xué)習(xí)熱情，從而提高研究性學(xué)習(xí)的效果。如果科學(xué)問題的提煉不能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，那么研究性學(xué)習(xí)也就難以規(guī)避教改整體失敗的結(jié)局。

（二）貫穿教學(xué)大綱中的知識(shí)點(diǎn)

教學(xué)大綱是課程教學(xué)的綱領(lǐng)性文件，也是教師進(jìn)行教學(xué)的依據(jù)所在，其中教學(xué)內(nèi)容中列出的知識(shí)點(diǎn)都是經(jīng)過層層審核，緊密結(jié)合當(dāng)前行業(yè)發(fā)展需求的知識(shí)。教學(xué)是“教”與“學(xué)”的高度統(tǒng)一，如果分別從教師和學(xué)生的視角來看，那么研究性學(xué)習(xí)既是一種教學(xué)方式，也是一種學(xué)習(xí)方式。而作為一種教學(xué)方式就必然要要遵循教學(xué)大綱的要求，其結(jié)果是使學(xué)生掌握、熟悉、了解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。又由于研究性學(xué)習(xí)是圍繞解決科學(xué)問題展開，因此，科學(xué)問題的提煉要貫穿教學(xué)大綱的知識(shí)點(diǎn)。

（三）次序上先易后難

人類的認(rèn)知有一個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的循序漸進(jìn)過程，伴隨著人類的認(rèn)知過程而提出的科學(xué)問題也是由簡(jiǎn)入繁、由淺入深的。通過解決這些問題所發(fā)現(xiàn)的知識(shí)也是相互聯(lián)系的，而不是絕對(duì)相互孤立的。例如，在物理學(xué)中首先發(fā)現(xiàn)物質(zhì)是由分子組成的，在研究分子的結(jié)構(gòu)時(shí)才發(fā)現(xiàn)分子又是由原子組成的，而不是相反的過程。這種特定的認(rèn)識(shí)過程決定了知識(shí)點(diǎn)之間的先后次序，如果舍前取后，則會(huì)造成研究上的困難。另外，難易還是相對(duì)的，這與學(xué)生掌握的已有知識(shí)有關(guān)，同一個(gè)科學(xué)問題，學(xué)生掌握的前期相關(guān)知識(shí)很多，則研究起來就相對(duì)容易。這就要求科學(xué)問題的提煉要先易后難，通過解決前期容易的問題具備更多的知識(shí)，在研究后面較難問題時(shí)才不至于造成學(xué)生情緒的沮喪、興趣的磨滅。

（四）有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

一般而言，思維能力是智力的核心內(nèi)容，它包括理解能力、分析能力、綜合能力、推理能力、抽象能力、判斷能力等。可以說人類一切的智力活動(dòng)都離不開思維能力的主導(dǎo)，一個(gè)人的思維能力強(qiáng)弱決定了這個(gè)人的智力水平。就學(xué)習(xí)而言，古代先賢早已指出：“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，“學(xué)以思為貴”。在強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的現(xiàn)代教育觀看來，思維能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，它體現(xiàn)在學(xué)生超越了對(duì)信息（知識(shí)）的簡(jiǎn)單接受，通過應(yīng)用、分析、創(chuàng)造、評(píng)價(jià)、分類、觀察、反思所學(xué)知識(shí)來實(shí)現(xiàn)對(duì)自己學(xué)習(xí)能力的構(gòu)建與提升[6]。由此可見，思維能力的培養(yǎng)對(duì)教學(xué)的重要性，因此，研究性學(xué)習(xí)中所提煉的科學(xué)問題要有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

三 科學(xué)問題的提煉方法

“工欲善其事，必先利其器”，提煉原則固然重要，但只是一個(gè)大的框架，在此框架內(nèi)使用什么樣的方法進(jìn)行提煉可能對(duì)研究性學(xué)習(xí)中的師生更有幫助，也更有意義。在此，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者提出以下幾個(gè)科學(xué)問題提煉的方法。

（一）推理法

推理法就是在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)因果關(guān)系并利用邏輯推理得出結(jié)果，包括比較推理、聯(lián)想推理、分析推理、證據(jù)推理等。運(yùn)用推理法提煉科學(xué)問題就是根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)水平，提煉那些學(xué)生通過邏輯推理就能解決的問題。這種方法比較適用于那些知識(shí)點(diǎn)之間邏輯關(guān)系緊密的情況，尤其是理工科的基礎(chǔ)課程，如高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等。

（二）貫穿法

貫穿法指的是提煉那些能夠貫穿課程教學(xué)大綱中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的科學(xué)問題，或者說學(xué)生只有先自主學(xué)習(xí)了相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)（對(duì)學(xué)生是未知的）才能解決的科學(xué)問題。相比于推理法，該方法提煉的科學(xué)問題一般難度較大，因?yàn)閷W(xué)生為解決這一問題要主動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，并對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行理解、分析、綜合、推理等思維過程才能夠解決該問題。貫穿法比較適合大學(xué)二至三年級(jí)學(xué)生對(duì)專業(yè)課的研究性學(xué)習(xí)，因?yàn)榇藭r(shí)學(xué)生知識(shí)面較寬，思維能力已得到提升，教師只要點(diǎn)撥一下所需的知識(shí)點(diǎn)就可以了。

（三）綜合法

相比于貫穿法，綜合法是指所提煉的科學(xué)問題涵蓋多門專業(yè)課程，甚至多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。雖然解決這種問題的途徑及方法一般不是唯一的，可能會(huì)出現(xiàn)創(chuàng)新性，但是這種問題的難度也最大，學(xué)生需要更多的學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)內(nèi)容以及更強(qiáng)的思維能力。這種方法提煉的科學(xué)問題一般只適合大學(xué)四年級(jí)的學(xué)生，此時(shí)的學(xué)生具有足夠?qū)挼膶I(yè)知識(shí)面，思維能力特別是分析、綜合能力大幅提高，已具備解決綜合性科學(xué)問題的能力。

在使用以上三種方法提煉科學(xué)問題的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)同樣的知識(shí)點(diǎn)有多個(gè)問題都能滿足要求，此時(shí)可采用比較法來篩選更優(yōu)的科學(xué)問題。比較時(shí)應(yīng)主要在引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、對(duì)學(xué)生思維能力提升及難易程度上進(jìn)行對(duì)比，通過定性的比較來提煉最優(yōu)的科學(xué)問題。如果定性的比較還不能對(duì)科學(xué)問題進(jìn)行區(qū)別，可以采用實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行定量的分析，即選定適當(dāng)數(shù)量的實(shí)驗(yàn)學(xué)生，分別采用這些科學(xué)問題進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，通過問卷調(diào)查法、訪談法進(jìn)行定量對(duì)比（即打出分?jǐn)?shù)），然后提煉分?jǐn)?shù)最高的科學(xué)問題用于研究性學(xué)習(xí)。

在研究性學(xué)習(xí)中，提煉科學(xué)問題的方法還有很多，這需要我們教育工作者在改革教學(xué)方法的過程中不斷探索、不斷完善，進(jìn)一步提升高等教育的研究性教學(xué)水平。

[1]Abd-El-Khalick,F.,BouJaoude,S.,Duschl,R.A.,Hofstein,A.,Lederman,N.G.,Mamlok,R.,etal.Inquiryinsciencee ducation:International perspecti-ves.Science Education[J].2004（88）:397–419.

[2]教育部.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見[Z].教高〔2005〕1號(hào)，2005-01-05.

[3]愛因斯坦，英費(fèi)爾德.物理學(xué)的進(jìn)化[M].上海科學(xué)出版社,1962.

[4]劉冠軍.從認(rèn)識(shí)論視角看科學(xué)問題[J].科學(xué)技術(shù)與辯證法，1995(8).

[5]尚金鵬.教育心理學(xué)[M].鄭州大學(xué)出版社,2013.

[6]GeorgeM.Jacobs,WillyA.Renandya,Michael Power.Simple,Powerful Strategies for Student Centered Learning[M].Springer,2016.

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本文受江蘇省教育廳基金支持（編號(hào)：15KJB120010）。