科学探究中的问题表征及其解决策略

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1、科学探究中的问题表征及其解决策略尹文静【摘要】在深化基础教育改革过程中，科学探究已成为提高学生科学素养的重要途径。科学探究的核心要素是问题，在分析问题的特点和形式的基础上，提出科学探究中问题表征和解决的一些策略，以期丰富科学探究领域的理论研究，为科学探究教学提供参考。【关键词】科学探究；问题表征；问题解决；策略【作者简介】尹文静，华中师范大学化学教育研究所硕士研究生【原文出处】《现代中小学教育》2008年第9期在世界科为教育改革浪潮的影响下，培养和提高公众的科学索养己成为当代世界各国一项重要的教育目标。美国《国

2、家科学教冇标准》明确指出：“科学探究是指科学家们用来研究自然界并根据所获事实证据做出解释的各种方式。同时，它也指学牛构建科学知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动“。”我国教育部2002年新颁布的《科学课程标准》也将科学探究列为科学教育的首要1=1标，并指出“科学探究是一种让学牛理解科学知识的重耍的学习方式。”1.科学探究的核心要素是问题问题是科学探究产生的基本前提，也是科学探究的核心。在H常生活和学习中，当个体已有的科学知识与经验不足以对当前的客观事实做出解释时，问题就产牛了，并促使个体产牛探究的愿望

3、和要求，引发其进行科学探究。即如果把科学探究比作一部机千，那么问题就是它的动力源。现有的对科学探究的过程的研究也表明：科学探究实质上就是不断的发现问题、解决问题的过程。从国外学者研制的科学探究过程模型图inquirywheel21中（如图1所示）可以看出，科学探究的过程模型以问题为中心，一系列的步骤环绕问题这一中心展开，这些步骤提供反馈信息给问题，同时乂产生新的问题，不断推动科学探究活动的进行。图1.科学探究过程模型图2.科学探究中问题的特征科学探究是以问题为中心展开的，没有问题就没有探究，但却不是任何问题都能

4、引发探究。过于简单的问题，学生只需要利用已有的知识经验対问题进行转换和组合并同化到已有的认知结构水平中，这样的问题难以激发学牛的科学探究欲望。科学探究中的问题往往是结构不良的问题：这种问题具有一个未加明确的起始状态、一个不明确的但有希槊达到的目标状态，H.学生头脑屮没右现成可以利川的解决问题的策略，这样具有一定复杂性的高水平问题才能够激发学生的探究动机，促使他们去探究，去思考。那么，科学探究中的问题具育哪些特点呢？2.1情境性科学探究屮的问题常常是实际问题，常源与自然、社会和学生的生活，使学生能在具体的情境中主

5、动提出问题并解决问题。这样能够与学生的已有经验产生共鸣，使学生自然而然的投入到探究中去，真正发挥其主体地位。建构主义认为，知识生存于具体的、情境性的、可感知的活动屮，是与社会实践相联系的。从学生熟悉的生活现象和事物入手，呈现知识存在的实际背景，使学生尽可能在真实的情境中进行探究，这样才有利于新知识的建构。如碳酸饮料中对牙齿有腐蚀作用的成分研究，该问题取材于学生生活，与学生的健康密切相关，容易引起学生的探究欲栗。2.2发散性科学探究中的问题往往不仅仅涉及一个知识块，而是由多个知识块所组成的，对问题的探究涉及多个学

6、科领域或一个学科的多个方而。这种问题的解决需要学生具有较高的综合能力，是学生科学素养的全而体现。如要研究导致某个地区人气污染的原因，要综合考虑各方面因素的影响，如人气运动、温室效应、植物的光合作用，还与区域地理中的人口密度，交通状况等有关。2.3开放性科学探究中的问题常常是开放的，主要表现在解决途径的多样化和结论的不确定化。在科学探究问题的解决过程中没有固定的模式可循，靠死记硕背、机械模仿难以找到问题的答案。学生只有打破原有的思维模式，展开联想和想彖的翅膀，充分调动口己的知识储备，多角度，多方面、多层次的进行研

7、究，构成纵横交错的思维之网，从而寻找出解决问题的方法。而対问题审视的角度具有多样性，因人（学生个性）而异，I大I法（方法）而异，I大I境（问题情境）而异，从而导致结论的多样性。1.科学探究中的问题形式按照问题解决所指向的结杲的不同，可以将科学探究中的问题分为两类二3.1解释性问题，即针对某种现彖提出一定的理论解释和分析，说明其中的规律性关系、机制或原因，表达形式如表1所示。表1.解释性问题的形式问题主干形式例子比较……比较纯净水和矿泉水的成分及对人体健康的影响找出的原凶找出家庭电路中灯泡不亮的原因3.2设计性问

8、题，即针对某种实际问题提出可行性的设计方案。表达形式如表2所示。这类问题需要学生灵活应用所学知识进行实践和创造。表2.设计性问题的形式问题主干形式例子设计……为学生公寓设计一种超负荷用电报警系统调杳研究……调杏研究学校喷泉周边的生态系统探明……的影响探明水温对白糖溶解速度的影响1.科学探究中问题的表征表征是问题解决的一个重要环节，良好的问题表征是解决问题的关键，不仅有利于问题解决策略的