「問題解決」讓科學思維照亮校園

心理學研究發現，有一段時期，兒童不但對神秘現象感興趣，而且，對現象背後的抽象因素同樣有興奮感。這個最佳時期大約只有5至7年，錯過這個最佳發展期，有可能使他們失去探索意識。　　如何把科學思維的模式遷移到兒童發展過程中，提高當代兒童的認知水平？　　如何讓科學思維永遠留在他們心中，讓科學探索成為他們心中永在的興奮點？　　從幼兒園一個又一個執著而充滿靈性的「為什麼」，到高考備戰時一遍又一遍反覆背誦的知識點，學生的問題越來越少，思考的惰性越來越強。　　如果從校園裡走出的一代又一代人都「前赴後繼」地缺乏想像，缺乏問題解決意識，那麼，這個民族是沒有希望的民族。　　我們的教育工作者是否應該反思自己的教育思想和教學行為，多從科學思維中引進閃光的思想，改變學生的學習方式、思考方式？　　德國認知心理學家卡爾·伊溫先生對「問題解決」教學理念的理解和闡發，應該對教育工作者有所啟發。1　教學要引進科學思維中的「問題解決」　　記者：您在研究「問題解決」教學理念方面很有建樹，您研究的出發點是什麼？　　伊溫先生(以下簡稱「伊」)：首先，我想提及的是一個奇怪現象：「問題解決」在教育領域是國際上正在發展起來的一個教學理念，但是，在自然科學研究領域它卻是一個「古老的」科學思維過程。由此可見，教育理念滯後於科學思維。　　不過，值得慶幸的是，今天教育界對「問題解決」的重視，說明現代教育意識到了教育的發展必須從科學思維發展過程中汲取營養，需要按照科學思維的模式改進教學；按照科學家的認知心理的特徵培養學生。科學發展的高度，深刻地反映了人類智慧發展的高度。研究科學思維發展的模式，遷移到兒童認知心理發展過程中，提高當代兒童的認知水平，是我近年來認知心理研究的出發點。　　記者：您提到教育理念滯後於科學思維，這個後滯期有多長？　　伊：對這個問題的答案，只能象徵性地描述。從近代科學發展算起，到「問題解決」教學理念的明確提出，大約三個多世紀。「問題解決」教學理念試圖將科學探索過程引進教育過程，而將問題作為科學探索的重要環節是從17世紀得到加強的。2　如何引導學生提出高質量的問題　　記者：從您的研究出發點「出發」，您做了哪些研究？　　伊：簡單說，主要是探索問題的質量和數量，即如何引導學生提出高質量的問題，如何引導學生針對一個現象提出一系列問題。　　諾貝爾獎獲得者提出和解決的問題都是高質量問題，這些問題的共同點是，都涉及物質現象的起源。只有知道現象的起源，我們才有可能控制它。控制是認識的基本目的。　　記者：學生有可能提出這樣的問題嗎？伊：不但有可能，而且會提得很好。所以，我們應該幫助他們養成探索現象起源的習慣。不知道起源，就不能真正理解和靈活應用原理。幫助他們養成探索現象起源的習慣，關鍵是我們引導的途徑。這條途徑從兒童感知範圍開始，特別是從他們的可見現象開始。　　我們在愛梅豪森鎮小學做過比較系統的實驗。這個鎮坐落在一個環形的山丘上，山丘上蜿蜒著一條小溪，名叫酸泉，因為她發出一種強烈的醋香氣息。　　「酸泉從哪兒來？醋香從哪兒來？」每年三年級學生一開學，第一課就是遠足探尋這兩個問題。他們翻過山丘，踏過幽谷，步入密林，尋找酸泉的源頭和醋香的原因。有的孩子說，是密林中的小精靈做的香醋；有的說是密林厚厚的腐葉發酵生成的；有的說這裡曾經是火山口，酸泉是火山岩隙中流出的。　　我們不給他們肯定的答案，讓神秘的問題永遠留在他們心中，讓「探源」成為他們心中永在的興奮點。　　記者：「探源」有可能成為小學生思維的起點嗎？　　伊：有可能。從兒童發展心理的角度看，「探源」有形成的必然性。這是我們選擇三年級學生探源遠足的原因。這個時期的兒童開始強烈地感到，自己在知識和智力上與成年人存在差距，他們渴望豐富和發展自己，使自己能夠像成人一樣認識和探索現象。這是兒童常常和成人爭論的原因。因此，這個時期，在他們心裡不但容易形成探索意識，而且一旦形成，畢生具有支配作用。　　這裡需要特別指出的是，兒童不但對神秘的現象感興趣，而且，對現象背後隱秘的抽象因素同樣有興奮感，甚至有更加強烈的神秘感。因為，認識現象背後隱秘的抽象因素，是自己智力發展的檢驗和體現。　　我們不能錯過這個引導學生建立探索意識、形成抽象思維習慣、奠定基本思維動機的最佳時期，這個最佳時期大約只有5至7年。因學生個體發展不同，這個時期的出現與長度有所差異。錯過這個最佳發展期，有可能使他們失去探索意識。3　如何引導學生提出一系列問題　　記者：您前面提到，「問題解決」是引導學生提出高質量的問題，引導學生針對一個現象全面而窮盡地提出問題。您已經解釋了什麼是「高質量的問題」，如何提出「高質量的問題」。那麼，什麼是「提出一系列問題」？　　伊：這是一個現代技術思想。在一個大型工程系統中，如果不能窮盡地提出一系列問題，一個小的疏漏，就有可能釀成整個系統的破壞。　　對兒童介紹這個思想，也要堅持「從兒童感知範圍開始，特別是從他們的可見現象開始」的原則。我們的典型案例是「椅子問題」。　　「小椅子由哪些部分組成？」參與教學實驗的教師問學生。　　無論是哪個年級的學生，大概都能夠全面回答：椅面、椅背和椅腿。知道椅子的結構組成，就有可能從結構的全視角窮盡地提出問題：為什麼有椅面？為什麼有椅背？為什麼有椅腿？抽象地講，根據一個系統的結構組成，就有可能窮盡地提出關於這個系統結構因素的所有問題。　　但是，嚴格地說，這裡向學生介紹的只是一個簡單系統的外在結構因素，其內在結構因素是一個更高層次上的不可忽視的組成。例如，審美功能對椅子形態的影響就是千變萬化的。我們曾讓學生對比巴洛克時代宮廷豪華椅子和現代風格明快格調的椅子。椅子的基本結構個個相似，藝術風格卻樣樣不同。　　因此，問題提出在一定範圍內是有限的，是封閉的，是可以窮盡的，但是，在另一個範圍內是無限的，是開放的，是不可能窮盡的，是人們無限廣闊的創造空間。在這裡，問題的提出只能力求全面。　　我們將「椅子問題」推廣開來，引導學生認識生物體的結構，建築物的結構，幫助學生形成全面提出問題的意識，周密思考的意識。在他們對抽象知識最敏感的時期，訓練科學的思維習慣。　　在不同課程的不同教學內容和階段中，我們要求學生嘗試著根據系統的結構組成，提出常規性的「問題群」，儘可能接近窮盡。不斷將新科學問題引進教學　　記者：您的研究很實用，很有啟發性。當代科學思維產生了很多新成果，我們應該如何從中汲取思想，改進教學，發展學生的智慧？　　伊：我的研究只是一點實用性的東西，只是在當代科學發展海洋中，擷取了幾個「分子」。如何汲取當代科學思維的新成果，改進教學，發展學生的智慧？這裡有無數課題需要研究，因為科學技術是不斷發展的，不斷為人類智慧的寶庫提供出新鮮的思想。哪些具有一般意義，哪些應該並可能被汲取，進而引進教學，怎樣引進教學，都是需要探索的問題。　　對科學思維的引進，德國有的學校已經開始實驗。基爾市中學10年以前就開始向高中學生講授混沌理論的基本思想。他們的實驗是成功的，受到國際教育界的肯定。　　關於科學技術發展，過去的道路需要回顧，現在的需要分析，未來的需要思考和預測。這就需要科學技術界向教育界提出問題，教育界向科學技術界尋找思想，共同合作才能讓科學思維的光彩真正照亮校園。資料鏈接：什麼是「問題解決」　　　　「問題解決」是近年來國際教育界發展起來的一種教學方法和教育思想。　　「問題解決」要求教師為學生創造具體環境，啟發和激發學生獨立提出探索性及求證性問題，形成多向思維的意識，尋找在不同的條件下的多種解決問題的途徑，探索可能出現的多種答案。因此，「問題解決」是培養和發展學生創造性思維能力的重要教學方法和教育思想。　　「問題解決」是科學家探索未知領域思維過程的重要環節。著名科學哲學家波普說：「科學始於問題。」「問題解決」正是這一科學思維過程對教育方法和教學思想的影響，教育界主動引進這一科學思維過程是當今教育思想發展的重大突破，啟發教育界從科學技術發展的思維過程中，汲取培養和發展兒童的思維、智慧和道德的精華。科學的前沿發展就是人類智慧的前沿發展。引進科學思維發展的精華，是培養當代創造型人才的曙光！