来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/05/06 07:11:51
一、学生发现并提出问题的障碍分析
不少同学说：“我看了不少书，也经常注意观察周围的事物，但我总觉得它们完美无缺，所以总发现不了问题，也提不出什么问题来，我该怎么办？”对这些同学，除了与他们一起进行关于真理与谬误、完美与缺憾、发展与停滞等哲理的讨论，还要根据各自的具体情况，寻找产生阻碍他们发现并提出问题障碍的根本原因。
阻碍学生发现并提出问题的障碍可分两个方面：一是发现并提出问题的环境条件欠缺障碍，二是学生自身的科学素质欠缺障碍。教师不但必须运用科学方法去创设发现并提出问题的环境条件，以消除发现并提出问题的环境条件欠缺障碍（如上一章提到的教师应给学生提供发现并提出问题的环境，又叫“问题场”），还应该运用科学方法去寻找产生学生自身科学素质欠缺障碍的内部原因，并设法予以克服。只要做到上述两点，肯定会使学生都能有所发现，并提出有价值的问题来。有的还可能将提出的问题确定为研究的专题，再经过深入细致的研究工作，一定能取得可喜的研究成果。
学生产生自身科学素质欠缺的内部原因大致可分为以下几类：第一，观察障碍。多数同学未养成良好的观察习惯。第二，思维障碍。不少同学思维深度不够，造成洞察力差。第三，找不到“切入点”的障碍。很多同学受传统经验束缚，发现提出问题方法不多，不知从何处“切入”。
二、克服观察障碍的途径
克服观察障碍的有效途径是培养学生掌握科学观察的要领，养成良好的观察习惯。
所谓观察，就是利用感觉器官来认识事物的方法。前面提到观察分两种：一种是对突发事物的观察，称为被动观察或自发观察；一种是有组织、有目的地对即将出现的自然现象或人为的实验现象的观察，叫做主动观察或诱发观察。青少年被动观察即自发观察占优势，而主动观察或诱发观察却是弱点。观察的要领是：
1．观察要有明确的目的性
提问：你见过哪些驯兽动物表演？见过驯化的蚂蚁表演吗？我的学生中有两位同学同时同地观察蚂蚁的活动，一位同学既没有翻阅查寻有关蚂蚁的资料，也没有请教有关教师和专家，毫无目的、自以为是地观察蚂蚁的活动，除了取乐，结果什么也没得到。另一位同学在查寻了一些有关蚂蚁习性的文献资料后，又在教师的指导下，制定计划，重点观察蚂蚁间信息交流传递的规律，坚持了两年，终于对蚂蚁间信息交流传递的行为规律有所发现，提出并确定了驯养蚂蚁的研究专题，经过专家指导和自己的悉心研究，他驯养的蚂蚁可以供观赏表演（略），取得了很大的成功。
由上例可以看出，研究性学习活动中的观察，都是为完成特定的任务，围绕一定的目的进行的。目的明确，准确地选择对象，进行集中的观察，就容易收到效果，发现并提出问题，甚至确定为研究专题。决不能盲目观察。
青少年因兴趣广泛、好奇心强、自制力弱、稳定性差等特点可能会给有目的的观察带来冲击，针对这一现象，事先一定要指导他们弄清观察的目的和要求，强化这一观察与正在进行研究性学习活动主题的关系，把观察活动变成自己自觉的要求。另外，为解决知识不足、思维能力弱而给有目的的观察带来的困难，还应适当地补充观察必备的知识和经验，这样才能专心致志地进行观察。观察目的不明确，知识经验准备不足，有可能导致观察漫无边际。心理准备不足，东张西望，漫不经心，甚至使注意力离开观察对象，混淆观察的事物与背景的界限，就不可能获得发现并提出问题，以致达不到选定研究专题的预期效果。
2．观察要真实地反映客观事物的本质，即实事求是
通过精细的观察得到的情况才可能真实地反映客观事物的本质。达尔文说：“我超过常人的地方在于我能够察觉那些容易被忽视的事物，我还对它们进行精细的观察。”
（1）要坚持观察的客观性。我有一位家住北京西客站的学生，利用早晚上学和放学经过西客站广场的有利条件，进行为期一年的有关西客站四季客流量的观察研究，但去年九月份开学后的几天，每天早上观察到广场人数极少，傍晚回家却看到广场人数很多，开始他误认为这就是事实，但事后经过问妈妈（她是西客站的工作人员），才知道这几天早上恰好有阵雨，人们都跑进大厅避雨，才知道自己犯了误观察的错误。所以，观察者要对事实负责，有就是有，无就是无，不能无中生有，也不能指有为无。尤其要防止预先抱有成见和偏见所造成的对客观事物的歪曲，犯主观主义的“误观察”错误。
（2）要注意观察的全面性。即要多侧面、多层次、多角度地审视观察对象，切忌把局部当成整体，一叶障目，由片面性导致未观察的错误。瑞士的科拉顿与电磁感应现象的发现失之交臂，就是这个道理（见物理学史）。
（3）还要把握观察的典型性。换言之，就是要使观察的事实能够反映事物的本质特性，为此就要善于把事物的主要方面和主要过程从错综复杂的表面现象中剥离出来，以保证观察结果更具有典型意义。例如，美国护士桑格·玛格丽特长期在医院妇产科工作，对人们司空见惯的产妇。难产、多子女、贫困、落后等一系列现象的观察与众不同，她进行了典型性的归纳和进一步观察证实，终于发现并提出人口问题是人类值得注意的问题，第一个在全世界倡导计划生育。
3．观察要掌握正确的理论思维
爱因斯坦说过：“你能不能观察眼前的现象，取决于你运用什么样的理论，理论决定你到底能够观察到什么。”传说鲁班和李时珍上山时都曾被茅草割破了手。经过对茅草叶和伤口的观察，鲁班发现茅草叶上有齿才能割破手，发明了锯；而李时珍则观察伤口状况而发明了一种快捷止血的自制草药。又例如，观察一只正在‘唱歌”的知了，美术家运用美术理论观察知了各部位的色彩、结构、形态，而音乐家则运用音乐理论观察知了发音的频率、音调、泛音多少及和声效果、旋律结构。若生物学家运用昆虫学理论与普通人仅从观赏的角度去观察知了，他俩进行的理论思维也是大不相同的。
4．观察要有敏捷的思维
人们观察任何事物，不只是用五官，更重要的是用脑子，如果说观察为你发现问题的机遇创造了条件，那么敏捷的思维能帮助你透过偶然现象看到内在的本质。英国化学家派京18岁时在一次做合成奎宁的实验时，偶然发现黑色反应生成物中含有紫色物质，受职业性理性思维的驱使，他马上想到这可能是一种新的物质。经过进一步的研究，他发现了一种廉价的人工合成染料的生产方法，解决了当时的天然染料不但价格昂贵，且效果欠佳的问题，廉价的人工合成染料具有很大的商业价值。于是他组织大量生产此种染料并很快致富，然而他并不迷恋金钱，很快退出商界继续他的科学研究。
综上所述，养成良好的观察习惯，必须掌握科学的观察要领，这是青少年观察力形成和发展的前提。正如英国剑桥大学动物病理学教授贝弗里奇指出的那样，“在研究工作中，养成良好的观察习惯，比拥有大量学术知识更重要”。针对青少年主动观察能力弱的特点，要指导青少年在观察前，对即将观察的自然现象或实验现象的内容界定观察范围，把主要的注意力放在选定的范围之内，以此确定观察的重点。特别对实验中出现的短暂的现象，则有必要创造条件多次重复观察，并做全面细致的记录。有条件时还应借助拍照、录像等辅助手段。同时，也要利用青少年视觉敏锐、思维活跃，被动观察占优势的特点，抓住机遇争取有所发现。因为历史上许多重要的偶然发现都是在这种观察中实现的。引导他们对正在进行着的实验的兴趣，聚精会神地注视各种细节，发现那些意料之外的现象并进行研究，就很有可能获得创造性的发现，否则将与可能到来的发现机会失之交臂而抱憾终生。例如，在伦琴发现X射线以前，很多科学家都有机会发现X射线，但都因为没有抓住实验中出现的短暂现象，而与X射线的发现机会失之交臂。1896年1月23日，伦琴在自己的研究所里举行关于新射线的报告会上说：“关于放电研究，赫兹、雷纳特、克鲁克斯等科学家都做了许多有益的工作。1879年，克鲁克斯先生在做真空放电实验时就发现放电管附近的照相底片变黑。1880年，美国两名同行也遇到这种情况。1892年，我国的物理学家也注意到了放电管附近的荧光，但是大家的注意力都在阴极射线上面，觉得这些怪异是偶然的失误所致。我自己不过是重复了前人的工作，我的成功只不过比他们稍微细心一点罢了。”
科学观察的基本要领一般是：
（1）明确观察目的。
（2）界定观察范围。
（3）预备（补充）必要知识和经验。
（4）注意观察重点。
（5）善于抓住机遇，发现突发、短暂的现象。
（6）及时做好观察记录。
（7）进行理性思维。
（8）作出观察结论。
三、充服思维障碍的途径
克服思维障碍的有效途径是培养学生良好的思维习惯，挖掘思维深度，提高洞察能力。
观察、研究事物时，若思维深度不够，洞察事物本质特征的效果就差，也就不容易发现和提出问题。因为你此时不可能觉察到或认识到事物潜在的问题，分析并预测到事物将会出现的问题。
然而，怎样才能培养学生良好的思维习惯，挖掘思维深度，提高洞察能力呢？
1．要刻意培养勤于思考的良好习惯
因为“勤思则疑，深化思维”，疑问是通过思考产生的。在大量的、甚至是过度思考的情况下，思维深度可以得到进一步的挖掘。思维数量的积累将导致质的变化，也就可能发现事物潜在的或即将发生的问题，甚至产生灵感找到解决问题的方法。同学们遇到一道难题往往需要几小时甚至几天才能找到解决的方法也就是这个道理。南宋哲学家朱熹对读书的要求形象地写道：“读书务须仔细，逐句逐字，要见着落。若用工粗鲁，不务精细，只道无疑处，非无可疑，理会来到，不知有疑耳。”“读书始读，未知有疑，其次则渐渐有疑。中则节节是疑。过一番后，疑渐渐解，以至融会贯通，都无所疑，方始是学。”在现实生活中，不仅仅是读书需要勤思多想，在做任何事情时若养成了勤于思考的良好习惯，必将大受裨益。同样的事情，有的人听了或见了漠然不知其味，过后全无印象，有的人却能发现疑点，提出问题来。《西游记》里的孙悟空初听师傅讲经说道时，边听边想，勤于思考，听到妙处，“不禁挠首摩腮，手舞足蹈，兴奋不已”，而他的师兄弟们却漠然处之，启而不发。师傅发现了他的天赋，假装生气，在他的后脑门上打了三下，然后拿着戒尺反背着手走了出去。众弟子都不识其中的奥秘，可孙悟空极具灵气，认为这是师傅给他打的暗语，让他今夜三更时分从后门进入师傅的内空，师傅可能有重大玄机相授，果然他获得了成功。
还有，上山被茅草割破手的人何止千万，但惟独鲁班被割破手指后勤于反复思考与探讨，进而观察到割破手是因为茅草叶上有“齿”，发现有“齿”的东西与其他物体接触并发生相对运动时，有“割”的功能，进而利用这一原理发明了“锯”。
“勤思则疑，由习到惯”，即只要养成勤于思考的习惯，发现和提出问题的能力定能不断增强。在课堂上，我讲过这样一个故事：郑板桥少年时，有一次随老师过一座小桥，见桥下有一少女的尸体，在报官后，老师即刻赋诗一首：“二八女多娇，风吹落小桥，三魂随浪转，七魄泛沉涛。”讲到此我随即向学生发问：这首诗有什么问题没有？同学们七嘴八舌提出了很多问题，我都一一予以了适当的评价。当学生追问少年郑板桥的表现时，我接着说：“在同学们对老师赋诗一首均附和叫好时，郑板桥经过仔细思考觉得不对头，就问老师：‘您如何知道这个少女是16岁？又怎知她是被风吹落小桥的？您怎样看见她三魂七魄随波浪翻滚的？’三个问题把老师问得无言可对。老师无奈，只得说：‘那按你的意思，这诗该怎样作？’郑板桥想了想，只把老师的诗改了几个字就合情合理了。”这时我突然打住，要求学生根据实际情况改诗，于是同学们讨论非常热烈，改过后的诗大都符合实际情况。最后，我才把少年郑板桥的改法揭开：“谁家几多娇，何故落小桥，青丝随浪转，粉面泛波涛。”吟毕，我的学生们都叫好。这个故事反映了这位老师见事未深入思考，便草率作诗，自鸣得意，众同学亦随声附和，不求甚解。虽然像“二八”、“三魂”、“七魄”一类的词多是文人墨客诗中常用的比喻和形容，可不必深究。但那“风吹落小桥”一句，就明明是臆造的。郑板桥由于养成了勤于思考的习惯，发现和提出问题的能力比一般同学要强，因此一发问，既启发了老师，教育了同窗，也锻炼了自己的创造性洞察能力。同样的道理，一本书，有些人读了只记住了几句名言警句或趣闻轶事，但有的人读了却能汲取其精华，并发表创见。这样的案例，古今中外，不胜枚举，且足可证明培养勤于思考的良好习惯的重要性。
2．要讲究思考的方法
善于思考，才能挖掘思维深度，提高洞察能力。“善思则疑，由此及彼”，自然就容易发现和提出问题。讲究思考方法的前提是独立思考、勇于质疑；迅速掌握思考方法的保证是学习并掌握科学思考的常用方法。
应该让学生知道，一般公开出版的书籍或权威人士的观点，总有一定的道理，也存在一定的问题。不善于独立思考的人，往往容易让别人的思想占据自己的头脑，不敢质疑，也无从质疑，故不可能有所创见。马克思说，他最不容忍的缺点是“轻信”。他花了近40年的工夫，独立地、批判性地研究了大英博物院图书馆所积累的关于政治经济学的所有著作，才写成了《资本论》。列宁这样赞扬他：“凡是人类社会所创造的一切，他都以批判的态度加以审查，任何一点也没有忽略过去。凡是人类思想所建树的一切，他都重新探讨过、批判过，在工人运动中检验过……”古罗马时代的名医盖伦，是当时解剖学的权威。他认为：肝脏的“自然之气”、肺的“生命之气”和脑的“智慧之气”混在一起，在血液中像潮汐涨落那样来回做直线运动，供养各个器官，维持生命现象。1000多年来，大多数人读了他的书都毫不怀疑。可是，名不见经传的比利时医生维萨利，根据自己丰富的临床经验，加上独立思考与分折，勇于质疑，大胆地对盖伦的著作提出质疑达200多处，并写出了《人体的构造》一书，成为现代人体解剖学的创始人。清代学者阎若璩（音…），20多岁读《尚书》后，怀疑其中有25篇“古文”是后人伪作的。经过22年刻苦钻研，他独立地用确凿的史实证实这25篇“古文”是东晋人梅赜的赝品，写出了轰动清初学术界的杰作《古文尚书疏证》。
当有人问爱因斯坦，他的那些最重要的科学概念是怎样产生的，他回答说：“它们是由于自己不理解最明显的东西而产生的。”他那坚持独立思考，不随波逐流，勇于质疑的精神和深邃的好奇心，是他能从别人不觉得是问题的事情上看出问题，是从平常中看出异常的法宝。这种善于思考，能敏捷地发现问题、提出问题的能力，不仅是发明、发现的关键，而且是许多领域中有创见的思想家的显著特征。
我给学生讲哈雷慧星被发现的故事，以强化学生独立思考、勇于质疑和讲究科学思考的意识。英国的哈雷仅凭掌握的三次观测哈雷慧星的资料，经过独立的科学思考与分析，由此及彼，便推断出这三次是同一颗慧星，并预测慧星下一次回归的时间，被事实证明后而享誉无文学界，并以他的名字命名这颗慧星。但是大家是否知道，我国从春秋时代到与哈雷同时期，有记载观测到哈雷慧星的各种史料就有31次，为什么中国人没有发现这颗慧星呢？仅从统计学这一项分析，由此及彼，就应该发现问题。然而奇迹毕竟没有在中国出现。究其原因，恐怕主要是与我们独立思考、勇于质疑和讲究科学思考的方法欠佳有关。
我给学生讲我自己的故事：我曾在一位美国朋友面前沾沾自喜地谈论我国中学生的国际奥林匹克数理化竞赛成绩，但这位美国朋友却不以为然。他巧妙地运用“中美学生合作为最佳搭档”为话题，回敬了我的骄傲。他说：“如果我们中美两国的学生被陷入一个突然爆炸、孤立无援、没有任何仪器设备的矿洞之中，只有惟一一台可使用的打洞用的风镐，那么，我相信，只要我们精诚合作，一定能够逃生。因为我们可以优势互补……我们美国学生善于发现、提出和研究在哪个方向打洞的问题，从而提出在哪个方向打洞的建议；而你们中国学生却最善于操作机器，高效率地使用打洞用的风镐，可以尽快逃生。”言下之意，不言而喻。利用这个故事可引导学生深入进行讨论。
四、克服“切入点”障碍的途径
克服“切入点”障碍的方法是培养学生寻找发现问题“切入点”的有效途径。
寻找发现问题的“切入点”的有效途径，在于强化冲破传统经验束缚的意识。
纵观人类的一切发明创造都是知识的物化，实践出真知，实践出创造。从发现、提出问题萌生创造构想，到确立创造专题的过程是不断冲破传统经验束缚，进行求新求异的科学实践过程。在科学实践过程中，寻找发现问题的“切入点”的有效途径，决不会超脱社会的需要问题，人类的希望问题和已有事物的缺点问题。一切发现、提出并引起创造的专题皆产生于经过观察思考后的这三者及其相互关系的“切入点”之中：寻找缺点“切入”；提出希望“切入”；发现需要“切入”。
1．寻找缺点“切入”的例证
（1）我有幸获知，李理同学意外发现了妈妈所在服装厂里翻布手套非常麻烦的缺点，便与李理同学的班主任吴通平老师共同指导他，提出并完成了旨在解决这一缺点问题的“布手套翻转器”，获第五届全国青少年发明创造比赛一等奖（金奖），请看“布手套翻转器”的发明过程。布手套翻转器
李 理
我父母都在服装厂工作，家又住在服装厂里。课余时常见妈妈和厂里的阿姨用木棒将做好的布手套一个手指一个手指地翻过来后才能包装出厂，这项工作既费时又易将手指缝纫之处抵破造成废品。看到这种情形，我产生了做一个布手套翻转器的念头。在课外科技活动中，我把这个想法告诉了老师，得到了老师的支持和鼓励，因此我决心试一试。
〔点评：长期从事这种翻手套劳动的服装厂工人，由于习惯于这种笨重劳动，所以没有产生改进这种劳动方式的念头，反而被一个旁观的小学生发现了它的不便，并立志改造它。从而使我们受到两点启示：
①“新鲜感”和“寻找缺点”是发明创造的契机。
②研究性学习活动培养了学生浓厚的创造意识，有了创造意识就容易找到创造发明的课题。〕
从哪儿下手做呢？用什么材料？做成什么形状？这使我为难了。我再次找到老师，老师在班上为我成立了一个“手套翻转器”攻关小组。我们小组经精心设计，反复讨论，认真研究后，决定先用木头做一只手形试试。我就请当木匠的舅舅帮我们做了一只木手。试验时，我们先用一只线手套套在木手上面试翻，万万没料到手套翻了一半手就溜了出来。再用布手套试验，哪知布手套缺乏弹性，连套都套不进去，试验失败了。我们将试验情况向老师汇报后，老师带我们到工厂参观访问，到服装厂、针织厂一看才明白，线手套不需翻面，只有用缝纫机缝制的手套才有翻面的工序。所以我们在“手套翻转器”的前面加了个“布”字，可是要做“布手套翻转器”就更难了。
〔点评：抓住一个有价值的发明课题，组织攻关小组的方法很好。它可以调动大家的积极性，集思广益，也可以使更多的人从中学到创造发明的方法，尝到创造发明的甜头，增强创造发明的意识。〕
从那天起，我们在课余，时时处处都在思考着攻克这一课题的方案。一天我把小时候戴过的小手套戴在手上，当我要把它取下来时，因左手拿着东西不便放下，我只好用口咬住右手套的紧口，用力往下拉，呀！手套翻了面，由此我受到了启示。于是我看着自己的两只手想了许多：需要做一个弓着的手形，可用什么材料做呢？我们带着这一启示和想法去请教老师，在老师的指导下，经过三番五次的设计、试验，仿照人的两只手弓手相对的形状，终于试制成功了“布手套翻转器”。
作品介绍
如图3－l，用直径6毫米的钢丝扎成两人手相对弓的形状后，安装在一块木板上，再在右手臂模杠上安个挂钩，即做成了“布手套翻转器”。
此设备使用方便，省时、省力，将缝制好的布手套，套在翻转器的一只手架上，再把另一手架合拢相对，然后将右手臂上的挂钩，钧在左手臂的横杠上，抓住手套紧口向另一只手架拉去，便可将手套一次性地翻转过来，使翻转效率提高了10倍。
（2）北大附中高一冯雨、张哲、王嗥黎三位同学，分别寻找到现行众多电脑汉语语音朗读软件的三个缺点问题：
①无风格化朗读的缺点。
②语音输出技术在网络测览上不能实质性应用的缺点。
③文字输入发音系统不完善的缺点。
我得知后，带领他们走访了清华大学计算机科学与技术系人机交互与媒体集成研究所语音室陶建华博士，进而分别确定了“风格化语音朗读系统的研制”、“Web Voice系统的研制”、“文字输入发音系统的研制”等三个专题，已进行了为时大半年的研究，并已取得了阶段性的成果。
2．提出希望“切入’的例证
（1）例一：我告诉学生，没有手指的人无法操纵计算机键盘，于是有人提出希望发明一种戴上拳击手套也能操纵的计算机键盘，近日终于在美国有人研制成功。
（2）例二：我指导廖垚和周琴同学根据人们希望解决“定时遥控有毒、有害、危险或人类不能到达的场合的某些工序”，而发明了“亚超声定时控制器”，获得第八届全国青少年发明创造比赛二等奖（银奖）。请看“亚超声定时控制器”发明简介。
亚超声定时控制器
作者：廖垚 周琴
辅导教师：周庆林
一般的亚超声遥控器没有定时控制功能，只能作为某工序的直接启动或结束的控制。应用内插式组合创造法，该作品一改过去一般亚超声遥控器的单一功能，将定时器有机地组合进亚超声遥控器之中，使之具有由亚超声启动，并能定时控制某一工序的新型遥控定时控制器。
该控制器遥控距离由亚超声发生器功率和亚超声接收电路的灵敏度决定。我们制作的两台控制器的距离一台为8米左右，另一台为25米左右。
该控制器亚超声频率约为17×103赫兹，最好设计在超声频段，使其抗干扰能力得到提高。
该控制器可适用于需要定时遥控的有毒、有害、危险或人类不能到达的场合的某些工序控制。
3．发现需要“切入”的例证
（1）北大附中高二的孙立同学发现“老龄社会”中，老人们在家里“打点滴”，即静脉输液时，在无人看护且输液完毕情况下，有“自动拔针头”的需要。解决“自动拔针头”问题已成为“老龄社会”的需要。我指导孙立同学确定了“输液自动拔针头装置”这一专题并进行了研究，终获阶段性研制工作的成功。
（2）北大附中高一的傅丽叶同学发现出租车行业有降低空驶率的迫切需要，我指导她确定了“降低出租车空驶率研究”的专题，经过进一步研究，写出了《缓解交通拥堵的智能出租车的调度与路线选择方法》的论文，获2001年北京市青少年科学论文三等奖。
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