“What if”问题,塑造孩子无穷尽的可能性

 分析“what if”问题模式，我们不难发现这其实是人类探索自然奥秘和科学的重要方法，因为科学实验是从发现问题开始的，在发现问题后，要大胆提出假设，这样的假设就是“如果.......那就会......”，科学家通过观察和实验验证假设，并用重复性的实验进行验证，重复性的实验其实就是“如果.......那就会......”的一次次反复，一千次的实验就是一次的问答，直至得出结论。

1976年度获诺贝尔生理奖的“库鲁病”病原体发现就是非常典型的“what if”问题追求的结果，当时新几内亚岛流行着称为“库鲁病”的疾病，美国科学家丹尔深入病区，发现奇怪的风俗：将患病死者的脑子切成片，分给大家吃。他悄悄地将脑片做实验，然而并没有发现细菌和病毒。有一次，他突然发现培养液中的蛋白质颗粒，就突发奇想，如果将蛋白质颗粒注入实验猩猩的大脑会发生病变吗？在为期二年的实验中，终于发现这头猩猩发病了，症状与“库鲁病”一样，经过同样变量和定量的反复实验，终于发现了继细菌、病毒以后又一种传染病因子。这项发明对于后来我们揭示疯牛病的病原体有着重要启示，挽救了众多患者的生命。

因此，科学学说体系正是在科学假说反复“试错”的过程中发展起来的，即先提出科学假说，将此科学假说付诸客观事实检验，如此往复，直到找到能够合理解释、证实经验、预测未来的科学假说为止。科学假说是基于现实问题和需求而从理论角度建构的最可能的方案之一，是“what if”问题的生动实践。

我们还可以发现许多影响人们生活的重大发明发端于“What if”问题。就像百事食品公司旗下Cracker Jack 在孩子中很受欢迎，最著名的特色是将原有多种零食混合成一种零食，包装内都附有一个玩具。当初就是因为产品设计会上有人提出：“如果将三种小吃放在一起，会有如何？然后他们将孩子钟爱焦糖裹层玉米花、花生和玩具放在一起销售，结果是销量大增。还比如条形码的发明就是当初提出了如果将点和条用于世界分类会发生什么的问题，结果是极大地改善了商品销售的速度和效率，重塑了商业世界。

其实“假如.....将发生什么？”的问题在美国课堂中也非常流行，很多学科老师们结合学科内容设计用这样的问题，使得学生脑洞大开，迸发创新思维，跳出原来提出五法八门的想法或答案，无疑是学生创新思维培养的引爆器。

“What if”问题一开始在语言学科中的口语交际操练中很流行，这是一种话题教学。教师围绕以“What if”为核心设计不同的问题，如“如果你赢得彩票，你将要干什么？请具体说明。”“如果你困于沙漠，你怎么办？请列举出三件你要带的物品。”“如果你能成为动物，你想成为什么样的动物？解释为什么？”“如果你是国家的领导人，你将为你的国家做些什么？”“如果你晚生50年，你的生活将会有何改变？”学生们从教师手中随机抽中不同的问题，然后两两配对，互相提问和交流。

这类问题最明显的特征是假设，鼓励学生从个人的经验和认知进行语言输出，极大增加了语言的输出量，而且鼓励的不是最终答案和唯一答案，而是百花齐放，有时教师甚至鼓励学生超越常识，答案天马行空，五法八门，越怪越好，目的在于拓展学生思维的空间和语言的空间。课堂常常充满着笑声，很多回答出其不意，妙趣横生。从语言课堂的目标来看，追求的不是答案是否正确，而是学生的语言输出是否在单位时间内达到最大量，而且这样的问题常常与学生的个人生活经验密切联系起来，使得学生乐于开口和表达。

在美国的历史课上，“What if”问题也很受欢迎。历史老师常常会“重演历史”，如在学习美国南北战争后提出“假如南方胜利了，美国历史和世界历史将会如何演变？”的问题；在学习了美国经济大萧条后，讨论“假如你生活在1929年10月29日的纽约，请描述你所见到的情景；如果你是当时的美国总统，该做些什么来避免大萧条？”“美国不投原子弹日本会顽抗到底吗？”。学生从当时的历史视角出发，分析假设条件的因果变化，学生不仅需要运用课上所学习的知识，还拓展学习边界，到网络、图书馆上收集资料，分析、讨论。学生还要结合自己的理解、观点，用实证和史料分析的方法完成论文，去自圆其说，“创造历史的现场”。

历史学科中的“What if”问题是学科史料知识的运用和深化，个人理解和分析判断，具有内在逻辑主线，只不过没有统一的答案，这一点不同于语言交际话题。在教学中教师作为引导者，帮助学生检查假设、结论和解释。然后鼓励学生使用习得的知识找到解决真实或假设问题的方法，表面上历史好像成了任人打扮的姑娘，其实历史成了现实世界和历史世界的交融，就如克罗奇所说的“一切历史都是当代史”。然而这种学习方式追求的是培养学生批判性思维技巧和分析理解能力。

 在故事文本阅读中，“What if”问题也成为促进学生与文本深入对话，重塑理解的任务驱动法。当学生读到一定的故事情节时，尤其在高潮或矛盾突出时，教师会要求学生暂停阅读，去假设或重现故事情节，要求学生顺着故事线索开展假设性写作或者交流。这时阅读戛然而止，然而思维却异常活跃，学生不断地重温文本细节，故事思想和主旨，思考在不同背景或状况下故事的可能性，演绎各种各样的版本。

在一节英语课上，学生正在阅读《窃书贼》，当他们读到“主人公莉赛尔，尽管生活艰苦，她却发现了一个比食物更难以抗拒的东西——书。她忍不住开始偷书”时，老师提出一个问题：“如果你是莉赛尔，食物和书哪个更能吸引你？如果她偷食物，对他人更有帮助吗？”学生通过讨论和辨析，辩证地思考精神食粮和物质食粮的平衡关系，而且体会主人公坚韧和博爱之情的人性美。在阅读教学中还有很多假设性的问题设计，如“如果你是作者会如何写接下来的故事？”“如果这个故事发生在今天，结局会怎样？”“如果让你用三句话来说明主人公的性格，请问是什么？”“如果你是主人公，你在当时的境况下会怎么办？”等等，留给学生无限的想象。学生就在塑造无数个“可能性”中培养他们的想象力、思考力和分析力。

美国在2012年颁布了《未来一代科学标准》，提出了科学教育的三大维度：科学实践、学科核心概念和跨学科共同概念。其中工程领域的科学实践处于核心的地位，主要通过设计来解决生活世界中真实的问题。在世界教育改革的视域中，STEM教育、项目化学习、创客教育和编程教育等指向素养培养的教学方式，越来越受到重视，其核心就是设计，要求学生学习工程设计，解决生活中真实存在的问题，培养学生综合能力和创新能力。因此，“What if”问题显得尤为重要，激发学生的创新意识，体现假设、设计、验证、调整的思维过程和创造特征。

人类科技发展的过程就是人类不断假设问题和验证的过程。不论在实验课还是设计课上，前置性的问题就是“我应该如何设计这个实验或者作品？如果我这样设计，会是怎样的过程和结果？”，充分发挥了“如果”的作用。学生提出不同的假设就是思维碰撞的过程，集思广益的过程。当然学生在动手的过程中，会遇到失败和不成功，他们再继续假设，提出解决问题的方案，然后再实践，直到最后将“如果”变成“现实”，成功为止。

其实科学与工程的问题略有不同，科学主要做的是提出问题的工作，如“这是什么？”“我们如何确定这到底是什么？”“我们到底如何利用我们的已知来证明？”，而工程学是定义问题的工作，如“问题是什么？”“我们如何解决这个问题？”“我们有什么工具或者手段解决这个问题？”，所以猜想和假设非常重要，参与者必须通过实验、调查、测试来获取信息和资料，并通过定义变量，设计调查以测试解决方案的可靠性或可行性。

在《为冰企鹅制造小屋》Steam案例中，学生要解决的问题是地球的温室效应导致日益变暖，环境恶化，生活在地球上的人们应该为地球创造良好的环境，可持续发展。他们的任务是用教师提供的冰企鹅模型用不同的材质制造一个小屋，制作完工后，然后测试冰企鹅的重量，看看怎样的设计能保持恒温。这里，冰企鹅代表的是地球，小屋则是环境。

在项目中，学生先用毡制品、金属片等不同材质的物品学习和体验绝缘体和导热体的特点以及热传递的三种方式：辐射、对流和传导。然后学生小组合作讨论和设计小屋的形状，选择怎样的材质制作，完成设计后，大家动手操作，制作小屋。之后在小屋外安装台灯照射小屋，观察、记录、分析和测量冰企鹅的变化，最后小组再重新调整和设计方案，选择最优化的材质和方案制作小屋。在这过程中，学生始终在围绕着“What if”问题开展设计、动手和验证：如果用毡制品做屋顶会导致冰企鹅发生什么变化？如何用金属片做屋顶会如何？如何用台灯直射小屋会有何变化？等等，学生就是在问题的不断假设和验证中，渐渐抵达真理彼岸。

这样的学习路径也是科学创造和发明的路径。想想苹果产品的设计会上，科技人员发挥人的右脑最擅长追求假设性目标的思维，不断地提出“Whatif”的问题，探索未知事物，结合已知事物，看看是否能组合成为一个可实现的计划，从而让梦想成真。正因为有了这么多“Whatif”的问题，才有这么多的高科技产品，才有人类美好的生活。

最近十年，我们共同见证了科学技术的飞速发展。智能手机、社交媒体、云服务、机器人已极大地改变了我们的经济和社会生活。基因测序、基因组编辑、合成生物学、生物打印和再生医学甚至正在悄然改变人类生命本身。这些革命性的科技发展就是“Whatif”问题解答的过程。

2015PISA对科学素养的定义是：作为一个有反思精神的世界公民，应有能力参与和科学相关的事务。曾接受过系统科学教育的人应该是很愿意参与科学说理和讨论的。这就要求学生具备“以科学的手段解决问题”的能力，没有“What if”的提问能力，那如何用科学的手段解决问题呢？而且这也是学生学习科学的态度的培养：提出各种有关科学的问题，寻找数据背后的内涵，尊重逻辑，重视前提条件。

（作者：上海市高东中学  郑钢）