问题连续体在科学教学中的具体运用

——以《植物怎样传播种子》一课的教学设计为例

摘要：

本文首先说明什么是问题连续体，然后以《植物怎样传播种子》一课的教学设计为例，谈问题连续体在科学教学中的具体运用，以及运用问题连续体设计课堂教学时应注意的问题，阐述了运用问题连续体设计课堂教学环节可以很好地渗透科学观念，促进学生科学素养的形成和发展的观点。

正文：

在《科学（3-6年级）课程标准》中明确指出，“小学的科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程”。在2007年北京市科学骨干教师培训班上，李晶教授又谈到：“一个好的教师，不仅要和学生一起通过收集事实找到规律，还要将这些规律上升到一个更高的层次，即观念，提升、改变学生的原有观念，使学生获得的知识得到扩展和发展。小学的科学教育目标应该是以科学观念为核心的科学素养教育，突出科学观念。”由此可见，科学教师在培养学生科学素养的过程中，要注重学生科学观念的形成和发展。我发现在小学科学教学中运用问题连续体设计课堂教学环节可以很好地渗透科学观念，促进学生科学素养的形成和发展。

一、        什么是问题连续体

（一）问题连续体理论的产生

美国亚利桑那大学的梅克教授运用多元智能理论，十八年来在美国及世界三十多个国家与地区开展了“发现”（DISCOVER）项目实验，创立了以开发学生潜能为目标的“问题体系”。这个体系以“问题”为中心，以“方法”为中介，以“答案”为结果，根据学生的智力发展水平构建了五个层次的教学结构，揭示了五种类型的“问题解决”情景对于开发学生潜能的功能作用。“问题解决”教学已经成为各国各科教学改革的一个重要策略，更多地用于发展学生思维、探索、创新、实践等能力。

（二）             问题连续体的五类问题及五类问题之间的关系

"问题连续体"中的问题，从封闭到开放，分为五个层次，又被称为"梅克—斯克维的问题类型连续体"或者叫"DISCOVER问题连续体矩阵"。

从问题的性质看，第一类型的问题，基本是事实水平的问题，通常是以了解某个别范例的事实为目标，要求学生对事实进行感知的基础上解决问题；第二类型的问题，仍然是事实水平的问题，但需进行必要的推理等思维活动方能解决问题；第三类型的问题，是以形成概念、掌握规律或原理为目标，注意引导学生从个别扩展到“类”，再从“类”把握其背后的规律。学生不仅需要完成抽象概括的过程，还要完成从系统化到具体化的过程。 第四类问题，运用所掌握的概念、规律或原理，把握该“范例”的上位主题，解决以主题范围内的定向问题为目的，引导学生发散思维，主动参与，互动合作，解决问题。第五类问题，在主题范围内自行发现与主题相关的综合性问题，自行提出解决方案，解决问题，要求学生不仅提高解决真实问题的能力和创造性，同时要实现对人、对世界的态度、情感和价值观。

二、        以《植物怎样传播种子》一课为例，谈问题连续体在科学教学中的具体运用

下面，以我教学首师大版科学教材《植物怎样传播种子》一课的亲身经历，谈问题连续体在实际教学中的应用。

本课，教师的教学设计如下：

用问题连续体理论对本课的五个问题进行分析：

问题一：蒲公英是怎样传播种子的？它能不能靠水传播？

问题——师生——已知

解决问题的方法——师生——已知。（直接观察、间接观察）

答案——师——已知

问题一是事实水平的问题，学生在对事实感知的基础上解决问题。学生根据语文课本和课外读物以及平时对蒲公英种子的观察，可以回答这个问题。

问题二：观察、比较海豆、婆罗洲曼藤、希玛拉亚凤仙花、牛蒡等几种植物传播种子的方式、种子的结构特点是怎样的？

问题——师生——已知

解决问题的方法——师——已知（观察与比较）

生——部分已知

答案——师——知

生——未知

第二个问题仍然是事实水平的问题，学生要应用比较的思维方法才能解决问题。

这一环节，学生开始出现问题意识，心里会形成一种悬而未解但又必须解决的求知状态，激发了学生强烈的学习愿望，从而使学生注意力高度集中，积极主动地投入学习。同时，学生的头脑中会出现假设：海豆、婆罗洲曼藤、希玛拉亚凤仙花、牛蒡等几种植物传播种子的方式、种子的结构特点是怎样的？种子的传播方式与种子的结构特点之间有没有关系呢？学生通过观察这些植物果实和种子的结构、传播方式来验证自己的假设。

问题三：植物种子的传播方式与果实和种子的结构之间有关系吗？有什么关系？

问题——师生——已知

解决问题的方法——多种

师——已知

生——未知

答案——师——已知

生——未知

在学生观察、比较了蒲公英和海豆等一些果实和种子的结构特点后，学生会对不同的植物种子的传播方式与果实和种子的结构之间的关系有所意识，当教师提出这个问题后，通过讨论和彼此的交流，学生会比较清晰地发现种子的传播方式是和种子的结构特点相适应的。

第三个问题是概念水平的问题，通过前面的比较和讨论，学生建立了科学概念：种子的传播方式与种子的结构特点相适应。

问题四：根据这一发现判断其他植物的种子用什么方式传播？

问题——开放性的

解决问题的方法——多种

教师——部分已知

学生——部分已知

答案——多种

教师——部分已知

学生——部分已知

第四个问题，把单个的植物种子的传播方式和种子的结构特点上升为科学观念“植物种子的结构与其功能相互适应”，解决以主题范围内的定向问题为目的，引导学生发散思维，主动参与，互动合作，解决问题。

每个学生都有自己独特的内心世界、精神世界和内在感受，有着不同于他人的观察、思考和解决问题的方式。在这个问题的解决中，教师并不能够预料学生能够回答出多少种答案，还会提出什么问题，教师已经不是教学进程的完全控制者。

在解决这个问题的过程中，学生平时对自然界中植物种子的观察、对植物传播方式的了解，成为自己学习的资源，每个学生都会认为“我能学”，都有相当强的潜在的和显在的独立学习能力，都有一种表现自己独立学习能力的欲望，学习活动对他们来说就不是一种负担，而是一种享受、一种愉快的体验，学习的主动性得到发挥。因此，在这一环节，教师要创造机会让学生独立学习，培养独立学习的能力、自主解决问题的能力。

教师由蒲公英是怎样传播种子的个别范例入手，通过学生观察、比较、归纳、总结、应用，这样的教学设计是在建立一种观念：即渗透生命体的结构和功能相适应的科学观念。课下，教师就这一问题考察了部分学生，有80%的学生认为植物的一些特点是与它的身体结构相适应的，这说明学生对生命体的结构和功能相适应的观念有了一定的理解。从课上学生回答问题的情况看，我们同样发现，学生已经能利用植物果实和种子的传播方式与种子结构特点相适应的关系来判断种子的传播方式了，可见，这样的教学设计便于学生建立科学观念，提高学生解决问题的能力，促进了学生科学素养的形成和发展。

问题五：你还发现哪些事物可以用我们今天学习的科学观念来解释？

由此学生可以联想到很多，如沙漠中的植物具有的身体结构，是和它们的生活环境相适应的；鸟的喙和趾爪的结构是和它们的生活习性相适应的；鱼类的身体构造是和它生长的环境相适应的；壁虎、乌龟、小刺猬保护自己的办法是和它们的身体结构相适的；肉食动物与植食动物的牙齿特点是和它们的食性相适应的……等等许多问题，学生想象的闸门被打开了，想象的翅膀被展开了，思维异常活跃，这一过程培养了学生的发散思维、创新思维能力。

本课，教师运用问题连续体设计了五个层次的问题：（蒲公英是怎样传播种子的，它能不能靠水传播？——观察、比较海豆、婆罗洲曼藤、希玛拉亚凤仙花、牛蒡等几种植物传播种子的方式、种子的结构特点。——讨论，植物种子的传播方式与果实和种子的结构之间有什么关系——归纳出种子的传播方式与果实种子的结构特点相适应——根据这一发现判断其他植物的种子用什么方式传播……）一环扣一环，环环紧扣，推动着学生的思维登上一层又一层的台阶，这样的教学设计便于学生理解植物种子的传播方式与果实种子的结构特点之间的关系，并促进学生科学思维能力的发展。

三、        运用问题连续体设计其他教学内容

又例如首师大版科学教材第二册第一课《溶解》一课，教师用问题连续体设计教学环节如下：

问题一：将食盐放到水里，仔细观察你发现了什么？

问题二：分别将糖、纯碱、砂放到水里又是什么样子？请仔细观察和比较。

问题三：归纳概括溶解的特点。

问题四：利用溶解的特点判断高锰酸钾、面粉、石子、小米是否能够在水中溶解。

问题五：生活中你还发现哪些是溶解现象？

这五类问题由易渐难，逐渐放开，既使学生建立了正确的溶解概念，又通过发散性的问题 “生活中你还发现哪些溶解现象？”培养了学生的发散思维、创新思维能力。

在科学教学中，凡是有“上下位”关系的内容都可以用问题连续体设计问题的方法进行教学。在首饰大版科学教材中，有很多课例适合运用问题连续体进行教学设计：例如：《植物的叶》《植物的茎》《声音的产生》《动物过冬》《种子的构造》等等内容。实践证明，运用问题连续体进行教学设计符合学生的认知规律，激发了学生的学习兴趣，促进了学生科学观念的形成、培养了学生的创新思维能力，更有利于学生科学素养的形成和发展。

四、  在小学科学教学中运用问题连续体设计教学环节具有重要的意义

（一）运用问题连续体设计教学环节符合学生的认知发展规律。

运用问题连续体认识事物的过程符合小学生的认知发展规律。我国心理学家朱智贤认为“小学生思维发展的基本特点是以具体形象思维为主要形式逐步过渡到以抽象逻辑思维为主要形式；但是这种抽象逻辑思维在很大的程度仍然是直接与感性经验想联系的，仍然具有很大成分的具体形象性。”问题连续体正是由学生身边熟悉的个别事物入手、从学生的原有认知出发，通过大量的具体、生动的自然事物，获取事实，再由事实归纳、总结，形成概念、规律或原理，直至将这些概念、规律或原理上升到科学观念，最终学生将运用这些科学观念去解决生活中问题……（见下图）在本课中，教师从学生非常熟悉的事物入手：蒲公英是怎样传播种子的？它能不能靠水传播？引入新课，然后，教师又为学生提供了海豆、婆罗洲曼藤、希玛拉亚凤仙花、牛蒡等植物种子的结构和传播方式，这些直观教具的运用为学生提供了大量的感性经验，直观形象，具体生动，便于学生总结和归纳，符合小学生认知发展特点。

观念   规律   事实

（二）运用问题连续体设计教学环节有利于培养学生发散思维、创新思维能力。

问题连续体五类问题的设计有利于学生发散思维、创新思维能力的培养。问题连续体五类问题的设计有着非常严密的逻辑，是一个感知个体、运用演绎由个别归纳出一般，再应用观念自行提出问题，解决问题的过程。从五类问题的结构看：第一类问题是完全封闭和收敛的，而第五类问题是完全开放和综合的，所有的问题都处于这两个极端之间，呈现出“系列的、连续的”状态，而不是相互隔绝、彼此独立的！从解决问题的方法看：第一类问题仅有一种方法，而第五类问题有无限种方法，在这两个极端之间，解决问题的方法从一种到多种，再到无限种，呈现出多样性和开放性。从问题的结论看：第一类问题有着单一正确的结论，第五类问题通常是非常开放的，以至于也许有无数个可能的结论或根本就没有正确的结论，具有高度的主观性。对问题连续体来说，解决问题的结论也从一元到多元呈现出多样性与开放性。本课，由第一个问题：“蒲公英是怎样传播种子的？它能不能靠水传播？”至最后一个问题“你还发现哪些事物可以用我们今天学习的科学观念来解释？” 问题由单一到综合、解决问题的方法由从一种到多种、答案由封闭到开放、学生的思路被完全打开了，这样的教学设计有利于培养学生发散思维、创新思维能力。

（三）运用问题连续体设计教学环节有利于学生科学素养的形成和发展。

培养学生的科学素养是科学教学的重要目标，什么是科学素养，韦钰院士在《探究式科学教育教学指导》一书中指出“科学素养是民族素质的组成部分，是指公民了解必要的科学知识，具备科学精神和科学的世界观，以及用科学的态度、科学方法判断和处理各种事物的能力。”由此可见，学生科学素养的形成，不仅在于学生获得丰富的科学知识、具有科学探究能力，还要使学生掌握正确的科学方法、养成科学的思维习惯，形成正确的科学观念。问题连续体理论特别注重学生科学观念的形成和拓展：通过事实归纳总结，形成概念、规律或原理，然后将概念、规律或原理上升到科学观念，再运用科学观念自行发现解决问题，这一过程真正是在促进学生科学观念的形成和发展。在本课的教学中，这一点得到了充分的体现。

五．运用问题连续体设计教学时应注意的问题

（一）问题不一定由教师提出。

在小学低年级、中年级，问题可以由教师提出，到了小学高年级，随着学生科学探究能力的提高，教师可以放手让学生提出探究的问题，并试着自己来解决问题。

（二）不一定五类问题都提出。

在一节课中教师要根据教学内容、学生的年龄特点、学生解决问题的能力、水平设计问题，不一定必须要提出五类问题。例如，《植物怎样传播种子》一课就可以根据中年级学生的年龄特点提到第四类问题。

（三）             只有具有上下位关系的事物才可以用问题连续体进行教学设计。

不具有上下位关系的事物不适合用问题连续体设计教学。如《摆的秘密》《温度的测量》等等。

（四）             教师要为学生提供丰富的感性材料。

因为小学生的生活经验少，在运用问题连续体设计教学时，教师要运用电教、学生亲自观察实验等多种途径，提供大量的感性材料，提供学生观察实验的机会，扩展小学生的感性经验，让学生在有趣的学习活动中，逐步把问题与学生生活实际、与学生的现实背景联系起来，便于学生归纳和总结。

参考资料：

中华人民共和国教育部制定《科学（3-6年级）课程标准》北京师范大学出版社2001.11

韦钰《探究式科学教育教学指南》教育科学出版社2005.10

朱智贤《儿童心理学》人民教育出版社，1979年修订版，第323页

陈晓君《借鉴“问题连续体”理论  改革语文教学反思》

http://218.108.57.75/teachedublog/user1/1574/archives/2007/2007111202612.html

yunhui1022问题连续体(一)

http://yunhui1022.blogchina.com/blog/1140902.html

丰台二中《关于“问题连续体”的若干思考》

http://www.cihou.com/html/10/2007/0204/12958.html