学生提问：科学教学的潜在资源

原文作者：Christine Chin amp; Jonathan Osborne

摘要：学生提问在有意义的学习和科学探究中起着重要的作用。它们是教学和学习科学的潜在资源。尽管学生提出的问题有助于提高学习能力，但这一潜力仍有很大一部分尚未开发。因此，本文的目的是考察和回顾已有的关于学生问题的研究，并探索今后在这一领域开展工作的途径。本文首先从学习者和教师两个角度强调了学生提问的重要性和作用。然后回顾了关于学生问题的实证研究，重点放在四个方面：（1）这些问题的性质和类型；（2）学生提问技能的教学效果；（3）学生提问与所选变量的关系；（4）教师对学生提问的反应。以及学生对问题的看法。在此基础上，探讨了学生提问对课堂教学的一些问题和启示。文章最后提出了一些对学生学习有重要价值的未来研究方向。

关键词：学生提问；科学探究；教学提问技巧；教师答疑

绪论

提问是有意义学习和科学探究的重要组成部分。提出一个好问题是一种创造性行为，也是科研的核心。Cuccio-Schiripa和Steiner说过，“提问是一种思维处理技能，它嵌入了批判性思维、创造性思维和问题解决的思维操作”。此外，正如我们将要展示的，学生的问题在学习过程中扮演着重要的角色，因为它们是教学和学习科学的潜在资源。

尽管学生提出的问题有助于提高学习能力，但这一潜力仍有很大一部分尚未开发。Dillon的课堂观察研究以及Graesser和Person的辅导课程发现学生们问的问题很少，在寻找知识方面更是少之又少。随着年级的提高，学生提出的与直接任务有关并引起注意的“任务注意”问题越来越少。这可能是因为学生不想引起老师对自己的注意，或者是因为老师不经常鼓励学生提问。此外，很少有学生自发地提出高质量的思考或认知问题，大多数问题都是事实性的、程序性的或封闭性的。

然而，近年来，人们越来越重视语言、话语和论证在个人和社会科学知识建设中的重要作用。同时，学生问题在科学学习中的作用也越来越引起人们的兴趣，因为问题是话语活动和辩证思维的重要组成部分。科学话语的一个关键特征，如果不是核心的话，就是提问在引出解释、假设理论、评价证据、证明推理和澄清疑问方面的作用。简单地说，提问行为鼓励学习者进行批判性推理。鉴于提问是科学和科学探究的基础，培养学生提问、思考、解决问题和批判性思考的能力也应成为当前科学教育改革的一个中心重点。

因此，本文的目的是考察和回顾已有的关于学生问题的研究，并探索今后在这一领域开展工作的途径。在组织这次审查时，我们将其分为四个主要部分。在第一部分中，我们首先强调学生问题在科学学习和教学中的重要性和作用。在这个过程中，我们从学习者和教师的角度来审视学生的问题。我们提出并解释学生的问题不仅有助于学生在学习过程中，而且作为教师的一种教学工具发挥着有用的作用。接下来，我们回顾了对学生问题进行的实证研究，并考虑了研究结果的意义。本节进一步分为四个小节，每个小节涉及到迄今为止研究的不同方面。在第三部分中，我们借鉴本研究的发现，探讨了学生提问对课堂教学的一些问题和启示。在此基础上，在第四部分中，我们提出了一些可以在这一领域进行研究的建议。我们在论文的最后总结了前面几节中提出的要点。然而，我们的基本情况是，这是研究界低估的一个研究领域，对学生的学习具有重要价值。

一、学生提问的重要性和作用

首先也是最重要的是，学生的问题表明他们一直在思考提出的想法，并试图将它们与他们知道的其他事情联系起来。学生提问的来源是学生知识上的差距或差异，或是希望将知识向某个方向扩展。这些问题可能源于对我们周围世界的好奇，以及事件和与现实世界问题的互动。学生的问题可能是由生词未知或学生知识与新信息之间的不一致引起的，从而导致认知失调。 一些作者强调了学生提问的价值：学生提出的问题激活了他们先前的知识，集中了他们的学习努力，并帮助他们阐述自己的知识，“撰写问题”的行为将学生的注意力集中在内容、主要思想和检查内容是否被理解上，提出好的思考问题的能力也是科学素养的一个重要组成部分，使个人成为科学知识的关键消费者需要这样的能力。

对学生来说，提出自己的问题是填补知识空白和解决困惑的第一步。提问的过程使他们能够清楚地表达他们目前对某一主题的理解，与其他想法建立联系，并意识到他们做了什么或不知道什么。在这方面，学生提出的问题也是自我评估和同行评估的一个重要方面。提问技巧在解决问题和决策中也很重要。此外，它有可能促进学生的生产性思维，提高创造力和高阶思维。问题驱动的课堂 ，也是一种科学思维习惯。产生有趣的、富有成效的想法和答案的能力取决于能否首先提出好的问题。的确，正如格拉瑟和奥尔德：如何知道一个人是否理解设备？当设备发生故障时，用户提出的问题的质量。有人说过，“一个很好的深层理解的试金石是当一个人面对崩溃情景时所问问题的质量”

学生提问对学习者有着重要的作用，同时也有助于教师激发学生的反思性思维和参与性。因此，我们通过区分这些问题在学习科学和教学科学中的使用来检验学生问题的作用。首先，我们考虑学生的问题如何能使学习者受益。在此基础上，探讨了学生提问在科学教学中的作用。

1.学生学习科学的问题

对于学习科学的学生来说，他们的问题有可能（a）指导他们的学习并推动知识建设；（b）促进讨论和辩论，从而提高话语和课堂对话的质量；（c）帮助他们自我评估和监督他们的理解；（d）通过激发他们的求知欲，增加他们对某一主题的动机和兴趣。

（1）指导学习，推动知识建设

提问如何引导学生学习，促进知识建构？学习是一个需要努力的生成过程，在这个过程中，学习者主动构建自己的意义，这些意义与他们先前的想法一致，而不是被动地获取传递给他们的知识（Osborneamp;Wittrock，1983，1985）。许多研究的一个指导性假设是，通过情境化的问题回答培养深入思考和推理能力。在他们的“深度动态模型”中，Chin和Brown（2000a）假设问题如何帮助学习者启动一个假设、预测、思维实验和解释的过程，从而导致一系列的生成活动，并帮助他们获得和构建缺失的片段。了解或解决他们理解上的冲突。在这一过程中，学习可能通过认知网络或图式的形成和重新排列来进行，因为学生在完成老师布置的任务时，会逐步对他们提出的每一个问题进行解释和回答。事实上，Chi，德勒乌，Chiu，和Lavanger-R（1994）已经证明，引起自我解释（即那些自发产生）确实增进理解。因此，问题，特别是那些针对困惑和惊奇而提出的问题，可能会刺激学生对困扰他们的事情做出解释，并提出解决问题的办法。这些问题可以是自发的，也可以是对老师的刻意刺激的反应，然后可以触发深层思考策略的使用，如果问题没有被问到，深层思考策略可能不会被调用。这样，他们在更积极地吸引学生的思想方面发挥了重要作用。

（2）课堂话语中讨论与辩论的培养

当学生在社会上就共同的问题或任务进行谈话和活动时，他们的问题不仅能刺激自己，而且还能刺激另一个小组成员在寻找答案时使用相关的思维策略和过程（如假设、预测、解释）。因此，嵌入在同伴群体对话中的问题有助于学习者共同构建知识，从而产生富有成效的讨论（Chin，Brown和Bruce，2002）。这与学习的观点一致，学习不仅涉及个人，还涉及知识的社会建构（例如driver、asoko、leach、mortimer和scott，1994；duit和treagust，1998）。

意义生成和知识建构是一个对话和辩证的过程（Alexander，2005）。如果学生在与同龄人合作时有效地利用彼此的想法，他们就会进入“最近发展区”（维果茨基，1978年），将问题作为思考的心理工具之一。合作同伴小组的话语中嵌入的问题有助于构建想法，鼓励学习者或同伴反思自己的想法。它们有助于“建构区”中意义的协商（newman、griffin和cole，1989，p.ix），并帮助学习者在心理上共同建构知识。然后，这些知识由个体成员在心理上加以利用或构建。从社会认知的角度来看，问题生成是一种建设性的活动，是“科学对话”中学生话语的重要组成部分（Hawkinsamp;Pea，1987；Lemke，1990）。此外，问题可以引发对不同观点的讨论和辩论，激发学生思考问题不同观点的利弊，培养科学中的论证和批判性思维过程。特别是后一个过程，对于帮助学生识别错误的推理和无效的假设，构建假设，生成解释，识别支持或反驳假设的证据，以逻辑方式评估选项，以及在看似不同的思想。

（3）帮助学习者监控和自我评估他们的理解

在个人层面上，问自己问题的行为是一个自我导向和反思性学习者的标志。这些问题可以在“自我对话”中作为“思维启动者”使用，帮助学生在思考中获得成功（Chin，2006）。维果茨基（1962、1986）认为，私人言语是从口头言语向内心言语思维转变的纽带。根据他的言语自我调节理论，言语通过外部言语、私人言语和内部言语三个阶段成为言语思维。在“外部”阶段，学习者的活动由外部代理（例如教师）的言语引导。在“私人演讲”阶段，学习者将外部代理人的言语信息内化，并大声与自己交谈。这种私人的讲话是公开的，可以听到的自我讲话，并逐渐变得更加反思，因为它从一个外部到一个内部的活动。在下一个“内部言语自我调节”阶段，自我言语变得听不见、沉默和隐蔽。这一阶段的进展被称为从心理间到心理内功能层面的运动。因此，从维果茨基人的角度来看，自我调节是一个语言引导的过程，在这个过程中，通过他人的命令进行的调节发展为自我调节。由于在与自己的内部对话中可以使用的语言工具之一是一个问题，这种以自我提问的形式对自己的言语表达是帮助发展元认知和自我调节学习习惯的关键过程（例如Manningamp;Payne，1996）。

King（1989）发现，学习教育心理学的大学生可以通过训练他们提出关于课堂理解的具体问题来帮助他们进行自我提问，这提高了他们理解课程内容的表现。Wong（1985）建议，除了提出与主题内容相关的问题外，学生还可以问自己一些评价性问题（例如，“这段中有什么我不明白的地方吗？帮助他们检查自己对所学内容的理解程度。在这方面，自我提问还可以激励学生自我评估和监测他们的理解状况，并帮助他们重新确定学习策略的使用方向——这些策略对于形成性地使用评估至关重要（Black等人，2002年）。允许与自己对话会驱使大脑寻找模式和联系，建立与先前知识的关系，建立通向新感知的桥梁，以及将原始数据转换为新的意义。

因此，自我提问作为一种认知和元认知工具，是自我评价和学习的重要组成部分。graesser、person和huber（1992）认为，产生问题的机制之一源于纠正陈述性知识缺陷的需要。当学习者发现输入的信息和他们先前的知识之间存在不一致时，可能会发生这种情况。为解决这一异常并启动修复而采取的一项规范性措施是，询问有关要处理的不一致信息的问题。

（4）提高学生对某一主题的兴趣和动机

最后，提出问题的行为也可以激发好奇心，以及激发人们对研究主题的动机和兴趣。例如，Chin和Kayalvizhi（2005）发现，六年级学生中约有四分之三的人更喜欢自己提出的调查问题，而不是简单地回答他们在实践活动书中提出的调查问题。这些学生报告说，他们对自己提出调查问题感到“高兴”、“兴奋”或“自豪”，并将调查自己问题的经历描述为“激动”、“有趣”和“有趣”。这反映出，对物质世界的本质提出问题，并能够回答这些问题，是科学的关键特征——这是一个自启蒙运动以来将社会从教条束缚中解放出来并获得智慧的过程。到目前为止，我们已经展示了学生的问题如何帮助学生加强学习过程。然而，在科学教学中，学生的问题又如何起到辅助作用呢？

2.科学教学中的学生问题

对教师来说，学生在课堂上提出的问题有可能：（a）帮助教师诊断学生的理解并挖掘学生的思维，从而在形成性评价中起到辅助作用，为将来的教学提供信息；（b）评估高阶思维；（c）通过开放式调查、基于问题的学习和项目工作，促进对正在研究的专题的进一步调查；（d）激发对课堂实践的批判性反思。

（1）在形成性评价中帮助诊断学生的理解

学生的问题提供了对他们的知识，理解和困惑的洞察，并作为一个窗口进入他们的思想。因此，对于教师来说，这些问题可以通过揭示学生思维和概念理解的质量（Whiteamp;Gunstone，1992）、概念困难、替代框架和概念混淆（Hadzigeorgiou，1999）、他们的推理（Donaldson，1978）来诊断学生的理解。以及学生想知道的（ElstGeest，1985）。问题的类型和嵌入其中的内容也可以表明提问者的思维深度（Chinamp;Brown，2000b）。所有这些例子都表明，在形成性评估中，学生的问题有可能被利用（例如，Bellamp;Cowie，2001），教师可以从中了解学生的想法，并提供适当的反馈。在这方面，学生的问题允许双向“双重反馈”，因为它们不仅向教师提供关于学生思维的反馈，而且还允许教师根据这些信息采取行动，随后向学生提供响应性反馈。例如，Maskill和Pedrosa de Jesus（1997a）通过让老师不时停课，并要求学生写下他们所遇到的问题，获得了9年级学生在温度、能量、热量和动力学理论方面学习困难的信息。这些问题是很好的信息来源为教师提供了大量的信息，以便根据学生的需要组织未来的教学。瓦茨和阿尔索普（1995）发现，学生关于能量、热量和光的问题（通过个人访谈、全班作业和小组讨论获得）是对学生思维状态的诊断，并

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