郭传杰：从提问到创造——科学教育的理念与方法探析

郭传杰，中国科学院原党组副书记、研究员，兼中国科学技术大学原党委书记。

摘要：科学教育的重点是以知识为载体，培养学生像科学家一样思考与创新的能力。“问题”是整个探究过程的起始，也是科学教育的发端。针对当前教育中学生批判性思维与提问能力不足的困境，着重探讨了如何通过营造敢于提问的生态环境，运用问题链与黄金思维圈等策略，引导学生提出有价值的科学问题。并且，从“提问”而非“知识点”开始的教学是科学教育区别于其他教育形式的核心特征，也是培养未来创新人才的首要环节。

关键词：科学教育；提问；批判性思维；创新创造；人工智能时代

本文目录结构

一、认识科学教育

二、“提问”——科学教育的发端

三、如何引导学生“提问”

（一）营造“敢问”的生态环境

（二）掌握“善问”的技术路径

四、从“提问”到“创造”

引文格式：郭传杰, 汤梅. 从提问到创造：科学教育的理念与方法探析[J]. 中小学科学教育, 2026(1): 3-6.

当前的科学教育实践中，学生专注于习得知识，缺乏提出真问题、定义新问题的能力。从苏格拉底的“产婆术”到杜威的“探究教学”，从建构主义的知识观到复杂性科学的世界观，都指向一个共识，即真正的学习与智慧生长源于主动的质疑、持续的对话与意义的自主建构。因此，“提出有价值的科学问题”是科学教育不可替代的发端与枢纽，它标志着学习过程从被动接受转向主动探寻，从记忆答案转向挑战认知。

一认识科学教育

当代科学教育是一种以科技知识为载体，以问题探究为手段，重点培养青少年创新价值观及方法论的教育形态。换言之，当代科学教育的使命是培养学生像科学家那样思考、探究并解决问题。

社会上对“科学教育”一词的理解，还存在诸多不同认知。有人认为科普教育、学科教育、科技教育、研学教育等都可以算作科学教育，有些文章给出的科学教育定义也多有不同。如果对科学教育缺乏统一的认识，各说各话，加强科学教育从何说起？

为什么会出现认识不一致的现象？主要有下面两个原因。一是在工业革命中诞生的科学教育，其内涵、使命的确是在不断衍生变化，与时俱进。斯宾塞、赫胥黎等人倡导科学教育，力主现代科技知识必须进入传统教育体系，并成为教育体系最活跃最重要的部分。德国的赫尔巴特所关心的科学教育是“教育要科学化”。20世纪以来，美国STEM教育多强调科学教育的跨学科实践。因此，今天不同的人口中所说的“科学教育”，虽四字全同，但常存歧见，并不难理解。二是学科教育、科普、研学等教学形式与科学教育的内在联系的确非常密切，围绕科学技术知识这个核心点，虽各有侧重，但又互补融通。

我认为，判断是否属于科学教育的关键在于：如何看待知识在该教学活动中的功能与作用。如果讲授知识不是最终目的，只是作为提升创新力的载体和手段，应该就是当前话语体系下的科学教育；否则，把知识传授作为目的，就是其他相关的教学形式。这样讲，不是说知识不重要。掌握一定的知识是基础，没有基本知识，怎能提出有意义的科学问题？也不是说科普、学科教育、研学等教学形式不必要，相反，它们非但必要，而且还需要加强，应在教学过程中逐步引入科学教育的理念及方法论。

不能据此就说科学教育的理念和方法完美无缺，更不能说科学教育高于或优于其他教学形式。教育的本质在于育人和成才。只是在创新人才培养及人工智能时代这两个语境下，当代的科学教育理念和方法最为合拍。其实，作为一类教育形态的存在，科学教育本身在理论与实践两方面都存在诸多应进一步探索的问题，例如，如何解决科学教育中存在的知识碎片化问题，如何有效平衡科学教育的育人和成才问题，实践中如何建构有效的科学教育体系，等等。

二“提问”——科学教育的发端

在一般教学活动中，“知识点”的讲授及掌握既是目的，也是起点。但科学教育与此不同。科学教育过程的起点是“问题”，因为科学家的科学探究就是提出问题、思考、探究、解决问题的过程。世界上有不是从问题开始的研究创新吗？没有。“提问”是整个探究过程的起始，因此也是科学教育的发端。

古今中外许多名人都强调过“问题”的价值。2500年前，苏格拉底就指出，“问题是‘接生婆’，它能帮助新思想的诞生”。爱因斯坦说，“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”，因为解决问题是技能层面的，而提出问题是探索性的思考。杨振宁认为科学研究离不开“3P”要素：Perception（眼光）、Persistence（坚持）和Power（能力）。什么是科学家的“眼光”？不就是科学家发现问题、洞察问题的眼力吗？2010年，李政道在首届“创新中国论坛”上讲道：“要创新，需学问；只学答，非学问；问愈透，创更新。”现实社会中，同学或同事之间在事业发展上的差异往往源于思维方式不同。但思维之差是什么原因造成的？不是由知识的多寡，而是由问题驱动。因此，逻辑上也可以讲，一定程度上人与人间事业成功的差别，根本上不在于掌握知识的多少，而在于洞察问题、解决问题的能力。

在人工智能时代，知识的获取已变得十分廉价和便捷。“拼知识”的时代已成过往，正如OpenAI创始人山姆・奥特曼（Sam Altman）所讲，“未来最值钱的能力，是‘问对问题’的能力”。

长期以来，我们的教育存在诸多困扰：以知识的传授为中心，以考试分数为唯一标准，导致学生“卷”在低阶思维的记忆与刷题中无法自拔，厌学、焦虑问题频发，扼杀了学生独立思考与创造的能力。2020年，《中国科学报》曾专题讨论“研究生为何提不出问题”。2021年，《自然》（Nature）子刊《自然人类行为》（Nature Human Behavior） 发表中美俄印四国机构联合调研的论文，文章指出中国大学生经过4年学习，批判性思维与学术探究水平未见提升反而下降。

创新者不是知识的容器，而是手持火把的不懈追寻者。科学教育要培养的创新人才，应该具有儿童般的强烈好奇心、敢于质疑的批判性思维、在未知领域持续探究的创新能力。从某种意义上说，人工智能帮助人们从获取知识的困扰中解脱出来，更有利于教育早日回归其本质。以“提问”为起点的科学教育，在这方面任重道远。

三如何引导学生“提问”

（一）营造“敢问”的生态环境

常说儿童是“天生的科学家”，这是从儿童天生具有好奇心的特征来讲的。据报道，英国有机构做过研究，3—6岁幼儿每天平均要提问约70次。家长应以热情、鼓励和宽容的态度呵护这份童真。上学以后，教育者要以平等的姿态鼓励学生自由表达，以适当的制度，如设立“提问时间”，推行“无错原则”，制定激励敢提问、多提问的具体措施，让学生在自由、宽松、进取的氛围中敢于提问、质疑。

（二）掌握“善问”的技术路径

鼓励学生提出好问题。世界上的问题有两类：一类是“你不知道但别人知道”的知识性问题；另一类是“任何人都不知道”的探索型问题。海森堡说：“提出正确的问题，往往等于解决了问题的大半。”牛顿问苹果为什么会落向地面；爱因斯坦16岁时就思考如果他以光的速度奔跑，将看到怎样的场景；图灵问机器能不能思考，会不会做梦……正是这些当时世人都无法回答的问题，为人类文明开辟出了一片崭新的天地。

怎样引导学生提出好的问题呢？第一，要知道什么才是好问题。世界上的问题很多，但不都是有科学价值的问题。好问题一定是科学问题。科学问题往往来源于大自然，因此，师者要引导学生认真观察自然现象，包括从司空见惯的生活常识中发现问题。如“云彩为什么有不同颜色？云为什么会呈现不同形状？”“苹果为什么长成圆形？”“什么是时间？”等等。这些源于好奇心的疑问，正是驱动探索的原动力。可以鼓励学生用“现象记录簿”等工具，捕捉日常细节，提高观察的敏锐度，将无意的“看”转化为有意识的“观察、发现和提问”，为后续的深度思考、探究奠定基础。

第二，建构问题链。问题链是一系列层层递进、环环相扣、逻辑谨严的问题集合。问题链既是知识建构的载体，又是思维发展提升的触发器。东一榔头西一棒槌或蜻蜓点水式的提问过于发散，不能聚焦，不易深入。

第三，运用黄金思维圈。在各类提问中，“为什么”式问题最具深刻性、根本性。多问“为什么”不断追问“为什么”，What-How-Why的三层结构化的追问框架就是黄金思维方式，也是科学家思考问题常用的方法，能系统地将问题从直观的现象层逐步引向抽象的理论层，直至基本的底层逻辑，有效培养学生的纵深思维习惯。

第四，拓展跨学科融合。当前遇到的重大科学问题，往往不是一个学科所能覆盖的。从跨学科的视角，多维度思考，可通向更广阔的知识网络，打破学科壁垒，既拓展对问题认知的广度和深度，又容易找到解决复杂问题的钥匙。要注意的是，跨学科不同于多学科，它不是若干学科在一起的“拼盘”组合，而是不同学科在学科思想及方法论层次上的相互交融。

第五，借用苏格拉底“产婆术”的提问框架。“产婆术”是古希腊哲学家苏格拉底创造的一种提问方法，它通过提出问题、检验假设、揭示矛盾、得出结论等步骤，引导学生不断思考、不断追问、发现真理。其特点在于引导性提问、对话式互动、独立思考、自我发现，对培养学生的批判性思维具有重要价值。事实上，DeepSeek的链式思考（chain of thought）与苏格拉底方法有相似之处，都强调不断质疑、推理、反思和探索多种可能性。因此，在人工智能时代，苏格拉底的“产婆术”与ChatGPT等技术结合，通过人机协作深度对话，能显著提升问题的复杂度、批判性维度和探索深度，有利于培养学生的批判性思维和创造能力。

曾听到年轻的科学课教师讲过自己的顾虑：“引导学生提出了许许多多问题，可是我知识面有限，好多问题回答不了。我还能当个合格的科学课教师吗？”其实，这种顾虑是完全不必要的，因为世界上没有任何一个人能回答所有的问题。对学生提出的问题，不懂就大胆地说“我也不懂，我们来共同探讨”，这本身就体现了对学生科学精神的教育。何况，科学课教师的作用并不是回答学生的所有问题，而是善于引导学生思考，善于提出并探究问题。

四从“提问”到“创造”

科学教育的方法论体系内涵十分丰富，提出问题仅是其中的第一步。还有项目探究，它是科学教育的精髓；有跨学科拓展，它是科学教育的特征；有过程性评价，它是科学教育的导向，等等。

“提问”只是科学教育的发端，也是科技创新的起点，并非终点，更非全部。爱因斯坦提出“追光问题”后，历经近十年数学推导与思想实验才创立相对论；乔布斯质疑手机设计后，通过跨学科整合科技与美学打造出iPhone。实际的创造创新过程，是一个完整的创新链条，包括“问题界定—知识整合—假设建构—实验验证—成果转化”等多个环节。

虽然，提出问题仅是科学教育和科技创新的起点，但是，没有这个起点和源头，哪有后续的项目探究、知识创造等延续的过程。因此，从提出问题开始，还是从讲授知识开始，就构成了科学教育与其他许多教育形式的重要分界。想要真正好的科学教育，想要有效培养大批创新人才，首先就要注重引导学生敢于提出问题，善于提出高质量的科学问题。