“進階式問題”的教學辨析

◇江美華（浙江：金華市婺城區北苑小學）

從某種意義上說，人類的發展史其實就是一串“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，選擇合適的情境素材，創設有趣的情境，提出有價值的問題。”為此，在科學教學中，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“我們在不同的狀態下，呼吸會發生什么樣的變化？”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下，呼吸是平穩的，而在運動的狀態下，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、慢跑狀態和跳動狀態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“我們在不同的狀態下，呼吸會發生什么變化？”這一問題，即“我們在不同的狀態下，呼吸的次數會發生變化，安靜狀態下呼吸次數少，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“我們在不同的狀態下，呼吸次數會發生什么變化？”的“后問題”就是“為什么人體在不同的狀態下，呼吸的次數會發生變化？”，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。”這種類型的問題，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，會發生形態上的變化。

“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，也給不出傳統意義上的標準答案。此類問題對于培養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和生活的重要能源而無節制地消耗。解決這一矛盾的最好方法是“科學合理地節約能源”：一方面利用科學技術開發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，激發投身科學研究的興趣和志向。

翻閱科學教材可以明顯地發現，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，學生會發現核能發電有著污染少、能量大的優點，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、科學思維和責任態度，然后利用科學觀念、科學思維和責任態度探討“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，培養透過外部現象看事物本質的能力，發展學生從感性思考到理性思維的能力，指向把學生培養成具有適應個人終身發展和社會發展需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力的人。■