“结构不良问题”:中学理科教材不应忽视的问题构造取向

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摘 要：结构不良问题属于心理学范畴，将结构不良问题融合于理科教材之中，并与科学探究教学过程整合，就能够呈现科学探究教学初始的问题情境、呈现科学探究教学整体过程，进而实现科学探究课程目标和教学目标。通过结构不良问题的定义和特点，可以看出它作为高端科学探究教学过程的不可替代性，它可以综合地、全面地培养学生应对实际问题的能力，亦为防止迎合伪探究提供了很好的手脚架，体现了结构不良问题的教育价值。

关键词：结构不良问题；问题解决；理科教材

中图分类号：G519 文献标识码：A 文章编号：1671-6124（2013）05-0017-04

人类科学探究活动始于问题，科学探究的教与学同样离不开对问题的追思。在理科教材中设置问题情境是建构科学探究活动的肇始。而情境中的“问题”设置如果要适应教材内容的整体逻辑，则该“问题”必然会被改造，心理学上把这种“问题”称作是结构良好问题，如果“问题”没有被改造，取自原生态，则把这种“问题”称作是结构不良问题。作为科学教材编制，不能剑走偏锋，仅仅设置结构良好问题，这样必然会造成教育与现实脱节，但是如果纯粹设置结构不良问题，教学内容的逻辑性必然缺失 [1 ]。如果从便教利学角度来考虑，教材编制要遵从知识逻辑顺序、学生认知顺序和心理发展顺序，如何在这些关系中抉择，既是课程编制者思考的问题，也是科学教师进行教学设计时无法逾越的问题。

笔者认为将结构不良问题与理科教材编制进行融合，来呈现高端要求的科学探究教材，以此实现有计划地通过解决结构不良问题来培养学生解决实际问题的能力，进而促使学生科学素养的提高。

一、结构不良问题的含义及特征

Reitman（1965）首次从认知心理学的角度区分了结构良好问题（well-structured problem）和结构不良问题（ill-structured problem）。前者是初始状态、目标状态和算子都很明确的问题，而后者则是这三者中至少有一个没有明确界定的问题 [2 ]。在这里结构不良问题并不是指这个问题本身有什么错误或是不恰当，而是指它没有明确的结构或解决途径。例如，让学生考察当地城市的污染状况并写出一篇论文，其初始状态、目标状态甚至问题解决方案都不明确，是名副其实的结构不良问题。

结构不良问题的主要特征有：1）问题条件或数据部分呈现或冗余；2）问题目标界定不明确；3）具有多种解决方法、途径，有时甚至没有解决办法；4）具有多种评价解决方法的标准；5）所涉及的概念、规则和原理等不确定，或者不知道如何应用他们解决问题；6）没有一般性的规则或原理来描述或预言大多数案例；7）需要学习者表达个人对问题的观点或信念；8）没有确切的方法确定行为是否合适；9）与真实生活情境相关 [3-4 ]。

需要指出，结构不良问题并不需要在所有方面都具有结构不良的特征。问题的结构不良程度可以有所不同，既可以在某一方面具有结构不良的特征，也可以在所有方面都具有结构不良的特征。如果将结构良好问题和在所有方面均结构不良的问题之间视作一个连续体，很多结构不良问题可能位于连续体的中间 [5 ]。可以把结构不良问题归属于科学探究中的高端探究，因为它要求学生参与活动的过程要素更多，问题更加开放，需要教材、教师、教学条件以及学生的热情，少了哪一条都无法很好地解决科学探究中的这些结构不良问题。

二、结构不良问题在理科教材中的呈现

要将结构不良问题应用于理科教材，就必须为结构不良问题寻找一个载体，而教材是课程实施的蓝本，是最基本的课程资源。因此，将教材作为结构不良问题的承载者是最有效的融合途径。那么对于在理科教材中为什么融入，能否融入，如何融入就成为一个焦点。

1. 为什么要将结构不良问题融入教材？

因长期受应试教育影响，学生的科学素质结构存在明显缺陷，其表现之一就是解决实际生活和工作情境问题的能力薄弱。“天天努力学习，但面对实际问题时却束手无措”已经成为来自学生心灵深处难以隐去的叹息。究其原因，是由于习得了太多的被教材改造成结构良好的问题，这些问题可以很专业，可以很抽象，无需考虑具体的情境；这些问题可以由学生个体单独解决，因为它们有确定的答案，有“对”或“错”之分。然而现实生活和职业生涯中的问题多是结构不良型，解决结构良好与不良这两类问题所需要的技巧和能力是不同的，也就是说可以出色地解决课堂上的结构良好问题并不能保证可以成功地完成现实生活中的结构不良问题 [6 ]。学生会熟练写出乙醇被氧化生成乙酸的反应方程式，但对于狗恶酒酸（语出自汉・韩婴《韩诗外传》卷七，注意那时蒸馏酒还没有出现，是稠酒）这个问题会一筹莫展。要改变这种现状，就必须从培养学生解决结构不良问题的能力入手，这是摆在理科教材面前十分重要的课题。

如果说学校教育不给学生提供分析和解决结构不良问题的机会，以致从根本上造成了学生所谓的“高分低能”现象 [7 ]，倒不如说理科课程设计者很少或者没有将结构不良问题系统地融入教材，没有给教师和学生提供认识和学习结构不良问题的机会，以致教师从来没有真正意识到结构不良问题对学生发展的作用，当然更不明白如何利用这类问题来提高学生解决实际问题的能力。当通过结构不良问题的解决来提高学生解决实际问题能力的观点已得到众多研究者的认可之时，当学校教育因为从未给学生呈现结构不良问题而受到批判之时，更应该考虑如何将结构不良问题通过教材这个文化中介来与学校教育相融合，这才是问题的关键所在。

2. 能否在教材中融入结构不良问题？

要将结构不良问题解决作为教材内容的重要成分，与学科知识的教学相结合，与科学探究教学过程相结合，那么就不得不回答以下两个问题。

（1）教学内容能否以结构不良问题呈现？ 结构不良问题并不需要在所有方面都具有结构不良的特征，问题的结构不良程度可以有所不同，这就为其在中学教材中的融合奠定了基础。