“进阶式问题”的教学辨析

◇江美华（浙江：金华市婺城区北苑小学）

从某种意义上说，人类的发展史其实就是一串“问题的解决史”。是问题驱动着人类痴心于科学探索，是问题推动着科学技术的发展。那该如何巧妙地把人类认识世界的“问题串”设计在相应的科学教材中呢？这既体现了教材编写者的智慧和灵感，又是学生能否在科学课上重演科技史的重点所在。若大家用心翻阅小学科学教材会发现，其最大的特点是学生在解决一个“旧问题”后定会设计一个有待破解的“新问题”，新旧问题的交替出现推动着学生的认知不断地发展。鉴于此，能否正确辨析教材中的问题，既是教师能否有效开展教学的需要，也是其必须练就的一种能力。

一、察测现象式问题

如果没有“现象”的精确呈现，就不可能有对现象背后原因的探寻。这其实也是2022 版科学课标的要求：“以学生为主体，从学生已有经验出发，选择合适的情境素材，创设有趣的情境，提出有价值的问题。”为此，在科学教学中，大多都是先让学生以某种方式参与某项活动，然后在此基础上科学而真实地呈现某种自然或生活现象。这种现象可能是出乎学生意料的，可能是学生想到但未亲眼所见的，也可能是学生已有感知但不能精确呈现的……于是，学生由此会生发出一探究竟的问题，而这个问题往往就是此课的核心问题。在教材中出现的此类“问题”，我们可以称之为“察测现象式问题”。

“察测现象式问题”在科学教材中占有很大的比例，对于这种类型的问题，探究的主要方式是观察、测量。如教科版四上《呼吸和健康生活》一课，其核心问题就属于此种类型的问题，即“我们在不同的状态下，呼吸会发生什么样的变化？”其实，学生对于这一问题，在平时的生活中已有一定的感知，那就是人体在安静的状态下，呼吸是平稳的，而在运动的状态下，呼吸就会变得急促。但从科学的立场审视，感知和真相不可以简单地画上等号。为此，教材有针对性地设计了一组测量活动，先让学生测量安静状态、慢跑状态和跳动状态下人体每分钟的呼吸次数，然后将测得的数据作为证据来解释“我们在不同的状态下，呼吸会发生什么变化？”这一问题，即“我们在不同的状态下，呼吸的次数会发生变化，安静状态下呼吸次数少，运动后呼吸的次数多，且运动的强度越大，呼吸的次数越多”。同时，也证实了我们感知到的现象是真实的、正确的。

再如教科版四上《让小车运动起来》一课中，“改变垫圈的数量，小车运动快慢会发生什么变化？”《用气球驱动小车》一课中，“把气球充足气放开，气球小车会怎样运动？改变气球的大小，气球小车行驶的距离会发生什么变化？改变气球喷嘴的粗细，气球小车行驶的距离会有什么变化？”等等，都属于“察测现象式问题”。

非常有趣的是，“察测现象式问题”的“后问题”就是“探寻原因式问题”，如“我们在不同的状态下，呼吸次数会发生什么变化？”的“后问题”就是“为什么人体在不同的状态下，呼吸的次数会发生变化？”，即探寻现象背后的原因。

二、探寻原因式问题

有人说，科学课就是“探因课”。之所以会这么认为，依据就是科学教材中的很多问题都属于“探寻原因式问题”，即通过引导学生对此类问题进行探究，找到隐藏在各种现象背后的原因。如教科版五下《水的蒸发和凝结》一课中的核心问题就属于此类问题，即“在生活中，我们经常能看到水蒸发成水蒸气、水蒸气又凝结成水的现象。那水和水蒸气的互相转换与什么因素有关？”又如教科版五上《地震的成因及作用》一课中的核心问题“地震是怎样形成的？”也属于此类问题。

“探寻原因式问题”是科学教材中占比最大的一类问题，由此可知其在提升人的科学素养方面的重要意义。正如伟大的科学家爱因斯坦所言：“我没有什么特别才能,不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。”这种类型的问题，探究的主要方式是观察、实验，其中材料的选择非常关键。比如为了对“水和水蒸气的互相转换与什么因素有关？”这一问题进行探究，教材设计了一组对比实验，先将两杯质量相同的常温下的水，一杯加热到50℃，一杯加热到80℃，然后均放置3 分钟，再次称量每杯水的质量，会发现原来质量相同的两杯水加热到不同温度后质量出现了变化，即温度高的水的质量比温度低的小。实验数据可以证实：水温越高，水蒸发得越快。在此基础上，引导学生在两个烧杯中加入等量的用红色色素染红的冰块，其中一个烧杯中加盐，一个烧杯中不加盐，然后观察两个烧杯的外壁，并记录烧杯中温度计的刻度变化。学生可以清楚地观察到：加盐的烧杯的外壁比未加盐烧杯外壁上的水珠多，而且温度也更低。由此证明：水温越低，水凝结得越快。综合两组实验数据，可以探寻出本课核心问题的原因所在，即水和水蒸气的互相转换与温度这一因素有关：水在吸收（或放出）一定热量后，会发生形态上的变化。

“探寻原因式问题”其实就是一类希望学生透过现象看本质的问题。这类问题大多出现在“察测现象式问题”的“身后”,一般是在学生根据已有经验对现象不能做出科学解释，从而在认知上产生冲突后自然生发而成，并驱动学生急切地寻找问题的答案。

三、解决矛盾式问题

“解决矛盾式问题”相对来说比较特别，它的产生往往源于一对“矛盾共同体”。如教科版五下《合理利用能源》一课中的核心问题就是此种类型的问题：“煤、石油、天然气这些化石燃料中的能量能够为我们的房间调节冷暖或带来光明，也能驱动车辆、烹调食物、转动机器。但我们燃烧这些化石燃料的同时也排放了污染大气的气体，怎么解决这些矛盾呢？”对于这种类型的问题，活动的主要方式是基于科学认知的一种思辨，即用事实说话。

学生根据已有经验和相关的资料，认识到像煤、石油、天然气这样的化石燃料，一方面是重要的工业和生活能源，另一方面燃烧后会污染大气，于是自然生成“怎样科学合理地解决此矛盾？”这一问题。其实，这一类问题没有所谓的标准答案，也给不出传统意义上的标准答案。此类问题对于培养学生辩证地看待问题，具有“察测现象式问题”和“探寻原因式问题”无法比肩的哲学思考价值。就如上述这个问题，学生深入探讨后发现，既不能因为化石燃料会污染大气而完全放弃它，又不能因为化石燃料是工业和生活的重要能源而无节制地消耗。解决这一矛盾的最好方法是“科学合理地节约能源”：一方面利用科学技术开发其他清洁能源逐步替代此类能源；另一方面利用科学技术降低化石燃料所产生的污染物。当然，学生也能从中感受到科学技术的价值，激发投身科学研究的兴趣和志向。

翻阅科学教材可以明显地发现，此类“解决矛盾式问题”越到高年段出现得越多。如教科版六上《能量从哪里来》一课，学生会发现核能发电有着污染少、能量大的优点，但同时也存在投资成本高、核泄漏的潜在风险等。我们该如何做到科学合理地给予解决？又如教科版六下《美丽的化学变化》一课，学生可能会遇到塑料制品在生活中的广泛使用，既给我们的生产生活带来了方便，同时又产生了“白色污染”这一环境问题。我们又该如何科学合理地处理这一矛盾？等等。其原因是学生随着年龄的增长和学习的进阶，科学观念和思辨能力也相应地得到提高，具备一定的能力对此类问题进行辨析。从某种意义上说，它是一类旨在让学生学会用科学观念、科学思维和责任态度来思考和解决当下的社会性问题。问题复杂，难度也大。由此，也可以认为它是“察测现象式问题”和“探寻原因式问题”的一种进阶，学生借由“察测现象式问题”和“探寻原因式问题”的探究实践，建构起相应的科学观念、科学思维和责任态度，然后利用科学观念、科学思维和责任态度探讨“解决矛盾式问题”。

由上述可知，“察测现象式问题”“探寻原因式问题”和“解决矛盾式问题”是一组进阶式的问题。这三种类型的问题由低到高、由浅入深、由表及里、由易到难，螺旋上升地贯穿于小学科学的12 册教材之中，旨在让学生在进阶式问题的驱动下，借由探究实践这一方式认识事物和现象，培养透过外部现象看事物本质的能力，发展学生从感性思考到理性思维的能力，指向把学生培养成具有适应个人终身发展和社会发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力的人。■