研究性学习中科学问题提炼探析*

■樊兆峰

（徐州工程学院信电学院）

研究性学习中科学问题提炼探析*

■樊兆峰

（徐州工程学院信电学院）

如何提炼科学问题是研究性学习的首要问题。本文先对科学问题进行了分析，指出知识性科学问题更适合研究性学习；论述了知识性科学问题提炼的四个原则，即有助于提高学生的学习兴趣，贯穿教学大纲中的知识点，次序上先易后难，有助于培养学生的思维能力；最后探讨了三个提炼科学问题的方法，即推理法、贯穿法、综合法，并指出了这些方法的特点及适用对象。

研究性学习；科学问题；教学改革；高等教育

近年来，研究性学习受到了全世界教育界的普遍重视[1]。2005年，我国教育部发布了《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高20051号)，非常明确地提出了高等学校在本科教学中要“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”[2]。可见，研究性学习已成为当前高等教育的教学改革热点。

在科学研究中，首要的任务是提出科学问题。爱因斯坦说过，“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想象力，标志着科学的真正进步”[3]。不仅如此，科学研究始于科学问题也终于科学问题，所以如何正确地提出科学问题是很重要的。

与科学研究一样，研究性学习也是围绕解决科学问题展开，无论对教师还是对学生而言，如何提炼科学问题都是至关重要的。遗憾的是，目前很少有文献涉及这方面的工作。基于此，本文对研究性学习中的科学问题提炼进行了探索性的分析。

一 研究性学习中的科学问题

科学问题是指在科学研究中，科研主体（研究者）在相关已知背景知识条件下，想要达到而未能达到的科技认识的范畴，是科研主体对研究对象的已知背景知识和未知内容之间差距的主观反映。科学问题可分为狭义科学问题及广义科学问题，狭义科学问题特指当前能够解决但尚未解决的问题；而广义科学问题包含狭义科学问题，知识性问题（当前科学已经解决）及当前无法解决的问题[4]。

在研究性学习中，使用广义科学问题中无法解决的问题显然是不适合的，整个科学界都无法解决的问题，又怎么可能要求高等教育中的学生去通过解决该问题来学习呢？同样，在研究性学习中，大量使用狭义科学问题也不合适，这些问题一般难度较大，只适合那些基于导师科研项目的高年级学生，其科学问题的提炼服务于科学研究，已有文献述及，本文不作探讨。

知识性问题是已经解决了的科学问题，相对而言较为容易，笔者认为更适合研究性学习。高等教育立足于教会大学生较多的专业知识，以满足其未来的工作需求。传统的教学方法大多将专业知识分为知识点，分课程的按知识点讲述。不管高等教育的教学如何改革，其立足点不会变。这就要求研究性学习最终的目标是使学生掌握足够的知识，而知识是我们人类在解决科学问题后才发现的。如果把知识点比作分散于各处的珍珠，那么知识性问题就是把这些知识点穿成美丽项链的那根线。从这个意义上说，知识性问题更适于研究性学习。因此下文所述的科学问题提炼特指知识性科学问题。

二 科学问题的提炼原则

在研究性学习中，科学问题的提炼要服务于研究性学习。在无数的科学问题中，哪些问题适合？哪些问题不适合？适合的问题有没有先后的次序？等等，都是提炼时要考虑的。高等教育因专业繁多，涉及的问题也形形色色，内容迥异，很难面面俱到，但是以下四条原则是必须要遵守的。

（一）有助于提高学生的学习兴趣

在高等教育的教学改革中，之所以引入研究性学习，原因就在于传统的讲授式教学注重学生的接受性，而忽视学生的主观能动性，不利于培养学生的学习兴趣，而且被动的接受产生了应试性学习的诸多问题，如上课不认真听讲，抄作业，考前突击，考试作弊等；而研究性学习注重培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，提高了学生在教学过程中的主体地位，并进一步激发了学生的学习兴趣。根据教育心理学的观点，学习兴趣是推动学生求知的内在力量，一旦学生对某一科学问题感兴趣，就会持之以恒地钻研它[5]，解决问题的喜悦又会再次激励学习热情，从而提高研究性学习的效果。如果科学问题的提炼不能提高学生的学习兴趣，那么研究性学习也就难以规避教改整体失败的结局。

（二）贯穿教学大纲中的知识点

教学大纲是课程教学的纲领性文件，也是教师进行教学的依据所在，其中教学内容中列出的知识点都是经过层层审核，紧密结合当前行业发展需求的知识。教学是“教”与“学”的高度统一，如果分别从教师和学生的视角来看，那么研究性学习既是一种教学方式，也是一种学习方式。而作为一种教学方式就必然要要遵循教学大纲的要求，其结果是使学生掌握、熟悉、了解相关知识点。又由于研究性学习是围绕解决科学问题展开，因此，科学问题的提炼要贯穿教学大纲的知识点。

（三）次序上先易后难

人类的认知有一个从简单到复杂的循序渐进过程，伴随着人类的认知过程而提出的科学问题也是由简入繁、由浅入深的。通过解决这些问题所发现的知识也是相互联系的，而不是绝对相互孤立的。例如，在物理学中首先发现物质是由分子组成的，在研究分子的结构时才发现分子又是由原子组成的，而不是相反的过程。这种特定的认识过程决定了知识点之间的先后次序，如果舍前取后，则会造成研究上的困难。另外，难易还是相对的，这与学生掌握的已有知识有关，同一个科学问题，学生掌握的前期相关知识很多，则研究起来就相对容易。这就要求科学问题的提炼要先易后难，通过解决前期容易的问题具备更多的知识，在研究后面较难问题时才不至于造成学生情绪的沮丧、兴趣的磨灭。

（四）有助于培养学生的思维能力

一般而言，思维能力是智力的核心内容，它包括理解能力、分析能力、综合能力、推理能力、抽象能力、判断能力等。可以说人类一切的智力活动都离不开思维能力的主导，一个人的思维能力强弱决定了这个人的智力水平。就学习而言，古代先贤早已指出：“学而不思则罔，思而不学则殆”，“学以思为贵”。在强调以学生为中心的现代教育观看来，思维能力的培养至关重要，它体现在学生超越了对信息（知识）的简单接受，通过应用、分析、创造、评价、分类、观察、反思所学知识来实现对自己学习能力的构建与提升[6]。由此可见，思维能力的培养对教学的重要性，因此，研究性学习中所提炼的科学问题要有助于培养学生的思维能力。

三 科学问题的提炼方法

“工欲善其事，必先利其器”，提炼原则固然重要，但只是一个大的框架，在此框架内使用什么样的方法进行提炼可能对研究性学习中的师生更有帮助，也更有意义。在此，结合多年的教学经验，笔者提出以下几个科学问题提炼的方法。

（一）推理法

推理法就是在已有知识的基础上，根据因果关系并利用逻辑推理得出结果，包括比较推理、联想推理、分析推理、证据推理等。运用推理法提炼科学问题就是根据学生已有的知识水平，提炼那些学生通过逻辑推理就能解决的问题。这种方法比较适用于那些知识点之间逻辑关系紧密的情况，尤其是理工科的基础课程，如高等数学、大学物理等。

（二）贯穿法

贯穿法指的是提炼那些能够贯穿课程教学大纲中相关知识点的科学问题，或者说学生只有先自主学习了相关的知识点（对学生是未知的）才能解决的科学问题。相比于推理法，该方法提炼的科学问题一般难度较大，因为学生为解决这一问题要主动学习相关知识，并对这些知识进行理解、分析、综合、推理等思维过程才能够解决该问题。贯穿法比较适合大学二至三年级学生对专业课的研究性学习，因为此时学生知识面较宽，思维能力已得到提升，教师只要点拨一下所需的知识点就可以了。

（三）综合法

相比于贯穿法，综合法是指所提炼的科学问题涵盖多门专业课程，甚至多个学科的知识。虽然解决这种问题的途径及方法一般不是唯一的，可能会出现创新性，但是这种问题的难度也最大，学生需要更多的学习时间、学习内容以及更强的思维能力。这种方法提炼的科学问题一般只适合大学四年级的学生，此时的学生具有足够宽的专业知识面，思维能力特别是分析、综合能力大幅提高，已具备解决综合性科学问题的能力。

在使用以上三种方法提炼科学问题的过程中，可能会出现同样的知识点有多个问题都能满足要求，此时可采用比较法来筛选更优的科学问题。比较时应主要在引起学生学习兴趣、对学生思维能力提升及难易程度上进行对比，通过定性的比较来提炼最优的科学问题。如果定性的比较还不能对科学问题进行区别，可以采用实验法进行定量的分析，即选定适当数量的实验学生，分别采用这些科学问题进行研究性学习，通过问卷调查法、访谈法进行定量对比（即打出分数），然后提炼分数最高的科学问题用于研究性学习。

在研究性学习中，提炼科学问题的方法还有很多，这需要我们教育工作者在改革教学方法的过程中不断探索、不断完善，进一步提升高等教育的研究性教学水平。

[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.关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见[Z].教高〔2005〕1号，2005-01-05.

[3]爱因斯坦，英费尔德.物理学的进化[M].上海科学出版社,1962.

[4]刘冠军.从认识论视角看科学问题[J].科学技术与辩证法，1995(8).

[5]尚金鹏.教育心理学[M].郑州大学出版社,2013.

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

G642

A

1008-2549(2017)07-0066-02

本文受江苏省教育厅基金支持（编号：15KJB120010）。