学生的探究学习是从形成一个有待探究的问题开始的。学生能否形成探究问题以及形成什么样的探究问题，必将对探究学习进程与效果产生重大影响。本文主要就科学课程探究学习中探究问题的内涵、意义及形成途径作初步分析。
一、探究问题的内涵
探究始于问题，问题激发探究。然而，并非所有问题都能引起探究。对于任何具体的探究活动而言，引发探究的问题都不是信手拈来的，它有一定的特性和要求。人们一般把问题分为呈现型和发现型和创造型三类：呈现型问题指由他人提出的，有现成的答案，也有现成的求解思路和方法，问题的解决者只需通过回忆就能得出与标准答案一样的结果；发现型问题是自己发现的或由自己提出的某种“疑难”或“疑点”，问题的答案有的已知，有的却可能没有现成的解决办法或答案；创造型问题是不存在的和全新的，此前还没有被人类发现出来。我们认为，引起探究学习的问题在性质上属于发现型。因为通过回忆就能解决的呈现型问题不需要学生探究，也无法使学生产生探究的愿望与动力；而全新的创造型问题则超出中小学生的能力水平，他们即使碰巧形成这样的问题也难以深入下去，或者即使偶尔解决了这样的问题，也不具有代表性。事实上，成功的科学探究教学表明，那些引起探究的问题往往隐含着业已发现的科学概念或原理，而不是创造型问题。
需要指出的是，不存在普遍适应的探究问题。探究问题既然是学生自己形成的和目前没有现成答案而必须自己寻找解决办法的“疑难”，那么对于不同学生而言，“疑难”的困难程度是有差别的，它会随着学生年龄大小和知识经验和心理发展水平的不同而不同。比如，为小学生设计的探究物体热胀冷缩性质的问题，对于高中生来说也许根本不是什么疑难；相反，适合高中生的探究问题，因难度大不能引起小学生的兴趣，也无法成为他们探究的问题。然而，只要这些疑难是学生自己形成的，不管他们是哪个年龄阶段，也不管他人是否提出过，对学生个体心理而言，它们则是全新的和不存在的，具有“发现”的意味，与科学家提出创造型问题类似。
进一步说来，探究问题有以下三个特征。
(一)真实性
指问题是学生真正感到困惑不解的，是真问题而不是假问题。它表现在：第一，问题必须由学生自己自然而然地提出，而不是外部强加的。他人或书本上的问题要想引起学生的探究活动，成为探究问题，必须首先能引起学生的注意并真正转化为他们自己的问题；第二，形成问题的情境内容必须与现实生活中真正存在的事物或现象有关，而不能是虚无缥缈根本不存在的东西，并且要与学生的亲身经历或即将获得的亲身经历相联系；第三，问题具有挑战性，隐含着未知，学生目前还不能解答。一些学者在讨论探究学习时，坚持认为探究问题应该由学生自己提出，因为如果问题不由学生自己提出，那么它就不是学生自己的问题。学生似乎没有理由去关心它。更不会主动地去探究解决它，这种看法实际上是要求探究问题具有真实性，
（二）具体性
指问题是特定的、具体情境中的，而不是抽象宽泛的。换言之，问题形成的情境实际上反映的是科学概念或原理在具体事物或现象的某个侧面的体现或应用。学生正是要通过这种具体的问题来探究抽象的概念或原理，尽量使思维实现从具体到抽象的飞跃。而且学生年龄越小。探究问题的这一特性越明显。这一方面是因为儿童的思维发展要经历从动作思维到具体形象思维再到抽象思维，因而学生年龄越小越应当注意利用他们的动作思维或具体形象思维。另一方面也是因为具体问题有利于学生探究时有明确的方向，知道需要哪方面的资料以及如何着手去获得这些资料。相反宽泛抽象的问题往往使学生感到无所适从，不知道从何入手。此外，有时学生的学习时间有限，不能对某个知识作全面的探究，这也要求从某个具体问题开展探究学习。
（三）解决的可能性
指问题是学生根据现有知识经验和能力水平所不能独自解决的，但却可以在他人帮助下获得解决。前面曾说，探究问题要具有挑战性，但这并不是说越难越好，而是要有一个恰当的度，其难易程度要处在维果茨基所说的“最近发展区”，这样才利于学生开展探究学习，促使他们的探究能力获得最大限度的发展。否则，问题过易，不能激发学生探究的兴趣，促使他们积极思维；问题过难，又会使学生感到力所不及，失去探究的兴趣和勇气，从而同样失去发展的机会。
二、探究问题形成的意义
在接受学习中学生要掌握的知识由书本或教师以定论的方式直接呈现出来，学生的任务主要是接受和理解它们，期间很少有机会独立从事形成和解决问题的活动，即使有也是起着辅助性的巩固或深化理解的作用。与此不同，在探究学习中教师不直接向学生呈现所要学的知识以及获得这些知识的认知策略，而是将它们寓于要解决的问题之中，要求学生通过发现与解决问题去获得。这就使得探究问题的形成有着特别重要的意义。
（一）探究学习的必经阶段
教师在组织和引导学生开展探究学习时，一般先把学习内容巧妙地寓于一定的问题情境中，然后让学生从中形成某种问题，进而受激发去探索和解决这个问题，问题的解决过程便是学习的获得过程。因此，在探究学习中问题的形成实际上也就是探究的开始，探究活动紧紧围绕问题来展开，没有问题学生也就不知从何处着手探究。换言之，问题的形成是探究学习的必经阶段，而且是首要阶段。在讨论探究学习的有关问题时，有些学者把问题形成作为探究模式的第一阶段，另有些学者则认为它是探究学习的首要特征。对此，大家也许会感到困惑。其实两者并不矛盾，说它是基本阶段之一，是从探究学习过程而言的；而说它是基本特征之一，则是从探究学习与其他学习方式尤其是接受学习相比较而言的。可见，无论从哪种视角出发，都离不开对问题形成的讨论，这充分说明了问题形成在探究学习中不可或缺。
（二）激发探究学习的内在动力
在“问题”的驱使下，学生产生要把问题弄明白的强大动力，从而开始围绕问题建立假设、设计实验来验证假设、表达和交流结果等后续阶段的探究活动。由于这些活动完全是在认知需要的推动下进行的，从而使得探究的各种活动与为获得好成绩或他人的奖赏等外部因素而开展的各种学习活动有很大不同。期间学生不仅发挥着主动性、积极性和能动性，而且无论遭遇成功还是失败，都会转变成积极的情感体验，从而不仅获得科学知识，提高探究技能，也养成科学态度与科学精神，即获得科学素养。可以说，正是问题激发出的内在动力，推动和维持着探究学习的进行，促进科学素养目的的实现。
（三）提示探究学习的方向
学生形成的探究问题虽然不是对科学概念或定理的直接表述，但却又不是与这些科学知识毫无关系，而是这些科学知识在日常生活的自然现象中不同程度或方面的体现与应用，因而它实际上对后续阶段的探究活动有提示作用，启发学生思考应从什么角度入手搜集所需的数据，反思各种不成功的尝试。教师只有认识到并提醒学生充分发挥探究问题的这一作用。才有可能使探究学习不远离人类的科学文化，不至于演变为日常生活中的“嬉耍”或“游戏”；才不至于使探究学习与现行综合实践活动课程中所提倡的、围绕日常生活中的“需要综合运用跨学科知识来解决的、实际问题而开展的、“重过程胜过重结果”的研究性学习相混同。
总之，正因为形成问题意义重大，许多学者认为它是探究学习的核心环节或关键要素，并确立为探究教学的重要目标，要求教师特别注意引导学生学会形成问题。
三、探究问题形成的途径
从主观方面来说，探究问题的形成要从培养学生敏感的问题意识入手，因为学生如果缺乏问题意识，当然就谈不上提出问题。但从根本上说，任何问题意识都不会凭空产生，而是在某种客观情境中激发出来的，因此对于探究学习而言，创设有利于激发问题意识的教学情境无疑是形成探究问题的关键所在。事实上，综观那些富有成效的科学课程的探究学习，无一不是把学生要学的科学知识巧妙地寓于特定的问题情境中，从而激发学生自己形成探究的问题。归纳起来，其做法主要有以下三种：
（一）通过活动产生问题
在探究学习的开始阶段，教师给学生提供事先准备好的有关活动材料，如果活动需遵守一定规则，在向学生讲明规则后，便让学生使用材料从事相应的活动，学生则相当自然地或从活动过程中或从活动结果中逐渐发现他们感到困惑的问题，从而引起进一步的探究活动。比如，一位生物教师与学生学习达尔文的自然选择原理时，不是要学生同时探究动物的颜色、习性、形状等方面的适应情况，而是针对“颜色”这一侧面，以学生到室外“捕食”的方式，来引导学生探究该原理。
活动前，他将学生带到草地上并告诉学生，他们即将扮演成肉食动物，有机会捕食昆虫。为此，他把准备好的红、 绿两色小珠各200 粒撒在绿草地上当作“昆虫”。他要求学生注意听老师发口令，以便大家都从同一时间开始或结束“捕食”。他还告诉学生捕食时间持续数分钟，捕食规则是学生要直立行走，每次弯腰只能捡起一只昆虫，走两步后再捡另外一只。 期间可以有几次间歇，每次一分钟。 然后，让学生开始按规则捕食昆虫。 捕食结束学生返回教室后，教师要求每个学生报告各自捕食的红、绿两色昆虫数，并一起完成黑板上的数据表，其中包括红、 绿两色昆虫被吃总数。 占总数的百分比以及各自的剩余百分比。 完成数据表后，很多同学不需要教师提问，便自然而然地对表中不一致的数据感到困惑； 为什么绿的被吃少剩余多，而红的被吃多剩余少呢？ 并很快形成“动物的颜色是否有利于保护动物的生存” 这样的探究问题。
学生无论年龄大小，都喜爱从事有趣的活动，因此，让学生参与活动，在活动过程中面临具体的问题情境，逐步形成探究问题，无疑是一条有效而又切实可行的途径。 即使年龄很小的学前儿童与小学低年级儿童，也能通过这种方式使他们卷入颇有成效的探究学习中。 如我国已翻译出版的美国兰本达教授提出的“探究——研讨”模式，其核心便是让儿童操作精心选择的系列材料（即兰本达所说的可以揭示自然现象或事物之间某种关系的有结构的材料），使儿童在反复尝试各种不同操作活动的过程中，不断提出问题，不断探索问题，不断讨论对问题的看法，从而逐步发现自然现象的某种联系或自然事物的种种属性，乃至本质属性。
（二）通过实验引出问题
让学生亲手操作实验或观察教师的演示实验，出乎意料之外的实验现象或结果使学生大惑不解，从而引起他们强烈的探究欲望，急切地想把实验中的“奇怪” 现象弄明白，这也是探究教学实践中促使学生形成探究问题的一种极为普遍的做法。当自然状态下某些自然现象或事物的本质属性及其联系难以觉察，或不同条件导致其所产生的细微变化不明显，因而学生往往持有错误或不准确的看法时，用实验方法来引导学生探究其中所涉及到的科学概念或原理，使学生激发出的动机尤为强烈。 有时为加强动机的强度，事先可让学生对实验结果作预测，从而使学生从预测与实际结果的鲜明对比中形成更强的认知冲突。比如，关于物体热胀冷缩性质的探究学习，有位小学教师选择液体中的水为对象做实验让学生观察； 实验装置为玻璃管下连着一圆底烧瓶，即在烧瓶口紧塞的胶塞上插入一根筷子粗的玻璃管。 将烧瓶装满水，直至上升到玻璃管中，而且为便于观察，水被染成红色。 教师实验之前问学生，如果把烧瓶放进热水中会出现什么现象，学生们回答说烧瓶和水都将变热。 当教师将烧瓶放进热水后，不久便出现他们没有意料到的情境：玻璃管中的水开始慢慢上升。 烧瓶中的水为什么会上升呢？ 加热与体积有什么关系吗？ 处在困惑中的学生纷纷提出各自的猜测和假设，开始了热烈的探究活动。
上述实验之所以成功地引起了学生的探究，原因就在于学生从中形成的探究问题符合真实性和具体性两个特征。 热胀冷缩是固体、液体和气体物质都具有的性质，教师不是与学生抽象讨论分子运动与物体胀、 缩的关系，而是选择液体中常见的水，学生形成的问题与玻璃管中水位的变化有关，因而是具体的；在日常生活中，气温的变化并没有使学生觉察出某种容器中水位的上升或下降，但烧瓶遇热后玻璃管中的水位开始上升的情况，不仅是学生亲眼所见的，也是他们所不理解的，因而他们形成的问题是真实的。 由于玻璃管中水位上升的原因需运用分子运动模式作解释，这涉及到抽象思维活动，超出了小学生的能力水平。 所以，学生实际上并没有从水的探究中得出分子运动模式来，因而成为一堂有较好的开端却又未达到教师预期结果的一次“失败”的探究学习课 。
（三） 通过故事激发问题
这是美国学者萨其曼倡导的一种方式，在实践中也有广泛运用。萨其曼认为探究始于一个既是人们所熟悉又令人困惑不解的情境，任何神奇、反常、意料之外的现象或事件都能起到这种作用，因此，他主张将科学概念或原理寓于那些使人倍感诧异、引起悬念的事件之中，并用语言将这些事件描述给学生，使学生非感兴趣不可，不由自主地去探究。如一位生物教师在采用这种方式引导学生探究动物的生态平衡关系时，给全班学生讲了如下故事。
许多年前，在西南部的山里有很多鹿，它们的数量一直变化不大。 山里还有狼，从城里来的某些人曾经目睹狼群咬倒了鹿群里的两只小鹿。 人们非常震惊，结果发动了一场灭狼运动。 使人们惊奇的是，在灭狼以后的几年里，鹿的数量不仅没有增加，却反而减少了。既然狼是鹿的天敌，为什么会发生这种情况呢？
灭狼后鹿的数量不但没有增加反而减少，这一有悖常理的情况使学生处在疑惑的问题情境中，悬念顿生，从而想知道到底是怎么回事。 学生根据已掌握的有关动物的知识，很快形成“鹿的死亡是否与其他天敌有关”或“是否因食物有限被饿死的”这类探究问题，从而引发搜集资料、 建立假设等后续探究活动。 而且，由于选择鹿和狼为例来体现生态平衡这个更为一般的问题，缩小了探究范围，便于学生搜集资料与建立假设，使探究活动能够更有针对性和方向性。 由此可见，故事陈述的确能有效引起学生的探究问题。 当探究学习受时间、地点和材料的限制，难以开展活动或实验时，采用讲故事的方式也不失为引起学生探究问题的有效途径。