作者--徐建新
下面是我的一些研究心得,希望有益于中國(guó)的科學(xué)教育,也有益于各位網(wǎng)友。
導(dǎo)言
在我國(guó)開(kāi)展不久的研究性學(xué)習(xí)很受重視,但究竟什么是研究性學(xué)習(xí),持論者未必能自圓其說(shuō),甚至彼此相互沖突。網(wǎng)絡(luò)上也有不少中學(xué)教師撰文抱怨聽(tīng)了大學(xué)教授、博士們的輔導(dǎo)后,連什么是研究性學(xué)習(xí)都還沒(méi)搞清楚。造成這種混亂狀態(tài)的原因在于一個(gè)似是而非的假問(wèn)題困擾著研究者--研究性學(xué)習(xí)的目的是什么,是為學(xué)生未來(lái)的創(chuàng)造打好基礎(chǔ)還是重在直接培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新精神?
本文由三篇文章組成。
如何指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)
通過(guò)《全面退步的中國(guó)中小學(xué)教育》的論述,必須在中小學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究教育已經(jīng)是非常明顯了,它是創(chuàng)新教育的重要基礎(chǔ),如果能夠在高中開(kāi)始對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)鑒別力教育則更好。
科學(xué)研究教育(仿科學(xué)研究的研究性學(xué)習(xí))就是要讓學(xué)生自己學(xué)習(xí)并掌握如何做科學(xué)研究,即逐步學(xué)會(huì)象科學(xué)家那樣做科學(xué)研究。科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究創(chuàng)新,要完成從查閱資料到撰寫(xiě)論文、文章、以及資料引用等一整套科學(xué)研究程序,這些科學(xué)研究程序雖然是任何受過(guò)大學(xué)教育的人都應(yīng)該清楚或者了解的簡(jiǎn)單的常識(shí),但要真正教好并不容易。下面以及以后將要提到的東西很瑣碎,很平常簡(jiǎn)單,但一步步做好,就能夠培養(yǎng)出真正懂得如何做科學(xué)研究的學(xué)生,為學(xué)生未來(lái)的創(chuàng)造打好基礎(chǔ)。
當(dāng)然,科學(xué)研究教育首先看重的是讓學(xué)生自己去做并學(xué)會(huì)這一切,教師只起指導(dǎo)作用,而且必須是給出針對(duì)實(shí)際情況,具體的、學(xué)生能夠操作的指導(dǎo),對(duì)優(yōu)秀學(xué)生還要讓他們知道為什么要這樣,目的是讓學(xué)生逐步掌握科學(xué)研究程序、方法,懂得什么是科學(xué),懂得如何做科學(xué)研究,能夠提出問(wèn)題并解決問(wèn)題。在科學(xué)研究教育中,學(xué)生產(chǎn)生了新想法更好,沒(méi)有出現(xiàn)新想法也無(wú)關(guān)緊要。在這個(gè)過(guò)程中,科學(xué)知識(shí)教育、科學(xué)研究教育、科學(xué)鑒別力教育都應(yīng)該進(jìn)行,而且盡量做到融會(huì)貫通、相輔相成。
本文首先討論如何指導(dǎo)小學(xué)生做研究性學(xué)習(xí):小學(xué)三四年級(jí)學(xué)習(xí)如何查閱資料,掌握資料,并且學(xué)習(xí)如何寫(xiě)文章、論文,以及資料引用,小學(xué)五六年級(jí)和中學(xué),逐步學(xué)習(xí)從查閱資料、占有資料、討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、討論、撰寫(xiě)論文、文章、以及資料引用等一整套基本科學(xué)程序、科學(xué)基本功。研究性學(xué)習(xí)本來(lái)應(yīng)該是在小學(xué)初步打好基礎(chǔ)的,但由于中國(guó)開(kāi)始這些研究性學(xué)習(xí)時(shí)間很短,因此本文所提到的相應(yīng)的要求、注意事項(xiàng)同樣適合于現(xiàn)在中國(guó)的高中的研究性學(xué)習(xí)。目前中國(guó)的中學(xué)受美國(guó)影響而開(kāi)始進(jìn)行的研究性學(xué)習(xí),筆者看了一些資料,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的研究性學(xué)習(xí),其它不說(shuō),在科學(xué)基本功的查閱資料、占有資料、資料引用這方面的教育做得很不夠,幾乎沒(méi)有,在科學(xué)研究方面,讀文獻(xiàn)、討論文獻(xiàn)是很重要的,這樣的研究性學(xué)習(xí)本身就沒(méi)有遵循科學(xué)研究的程序。
在中國(guó),“科學(xué)研究”習(xí)慣上是一個(gè)非常莊重的字眼。但如果把學(xué)生做科學(xué)研究看成是是學(xué)習(xí)如何做科學(xué)研究,是一項(xiàng)學(xué)習(xí)或掌握如何獲得信息,進(jìn)行客觀的考察,具備理性的精神、批評(píng)的態(tài)度,掌握求真的方法等等的活動(dòng),那么在小學(xué)開(kāi)始就進(jìn)行部分的科學(xué)研究教學(xué)是理所當(dāng)然的。
(眾所周知,所有的科學(xué)研究都是建立在前人工作的基礎(chǔ)之上,在此基礎(chǔ)上有所發(fā)展的,而且科學(xué)是不斷發(fā)展的。所以研究工作的第一步:查閱資料獲取信息,就必須自己去查閱參考書(shū)、各種文獻(xiàn),而且必須全面查閱清楚這方面最新科學(xué)進(jìn)展的有關(guān)資料,及時(shí)跟蹤最新科學(xué)發(fā)展,在現(xiàn)代還要熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢索,否則,一項(xiàng)遺漏就有可能導(dǎo)致所做的是無(wú)效的重復(fù)勞動(dòng)。一般來(lái)說(shuō),若有良好的條件,查閱資料難度不大。)
小學(xué)三四年級(jí)的小學(xué)生應(yīng)該開(kāi)始學(xué)習(xí)做科學(xué)研究的第一件事情:查閱資料,掌握資料,目的是讓小學(xué)生初步知道如何查找資料,與此同樣重要的是讓學(xué)生擴(kuò)大知識(shí)面、大量閱讀,這對(duì)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展很有好處。當(dāng)然,這也需要家長(zhǎng)的參與。教師首先要考慮學(xué)生的興趣、愛(ài)好,詢(xún)問(wèn)并選擇學(xué)生感興趣、很想知道的一些事情并給出文章題目,如:《我所知道的大熊貓》等等,并提出至少要在圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)上(條件好的)進(jìn)行查找的的要求,要求學(xué)生要看過(guò)不同來(lái)源如書(shū)籍、雜志、報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)的資料,并提出如至少閱讀過(guò)這方面三五篇文章以上才能夠?qū)懳恼碌囊,?dāng)然,教師要知道相應(yīng)資料在圖書(shū)館中的分類(lèi)并作出具體的指導(dǎo),指導(dǎo)學(xué)生怎樣在圖書(shū)館查找資料,如何在網(wǎng)絡(luò)上查找。(可以到www.163.com,www.sina.com.cn,www.sohu.com,www.google.com中,如以上面的題目為例,輸入大熊貓,點(diǎn)擊“搜索”進(jìn)行查找,也要提醒家長(zhǎng)讓孩子自己查找,還要設(shè)置好IE瀏覽器的安全等級(jí),密碼不能夠讓孩子知道。)
對(duì)小學(xué)生的要求,在占有資料方面能夠看懂資料就夠了,隨著學(xué)生進(jìn)入中學(xué),知識(shí)增多,要求就要更高,要懂得如何快速準(zhǔn)確地查找資料以及相關(guān)資料,查閱清楚這方面最新的有關(guān)資料,并懂得如何運(yùn)用關(guān)鍵詞查找,懂得在網(wǎng)絡(luò)上利用限制詞縮小查找范圍。占有資料方面不但要讀資料,而且要看論文、專(zhuān)著后面的參考文獻(xiàn),大致知道論點(diǎn)、論據(jù)的來(lái)龍去脈。
(在論文撰寫(xiě)方面,實(shí)驗(yàn)是科學(xué)理論的基礎(chǔ),論文講究的是經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)如實(shí)驗(yàn)、調(diào)查數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)材料等扎實(shí),概念清楚,推理嚴(yán)密,結(jié)論可靠,而且,絕大多數(shù)研究工作必定是在前人打好的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,因此論文的開(kāi)始就必須概述前人的工作,作出評(píng)價(jià),而后闡述自己的工作,最后是規(guī)范地引用文獻(xiàn)。另外,由于科學(xué)是不斷發(fā)展的,現(xiàn)在又是信息爆炸的時(shí)代,誰(shuí)的時(shí)間都是有限的,科學(xué)創(chuàng)新必須要讓別人易于理解,才能夠促進(jìn)創(chuàng)新的傳播,促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展,也容易影響別人,論文有錯(cuò)誤別人也容易發(fā)現(xiàn)。因此,僅僅是論文的寫(xiě)作,上等的文字是清晰、優(yōu)雅,其次清楚、明白,下等的是想讓人以為有學(xué)問(wèn)而寫(xiě)得晦澀難懂,最差的是故弄玄虛。如果學(xué)生發(fā)現(xiàn)有的文章晦澀難懂,而別的大部分文章都能夠清楚地理解,則很可能文章的作者不是掩蓋自己的無(wú)知,就是沒(méi)有受過(guò)良好的訓(xùn)練,沒(méi)必要讀這樣的文章浪費(fèi)時(shí)間。如果所有文章都難懂,就是選題有問(wèn)題。)
小學(xué)三四年級(jí)的學(xué)生寫(xiě)文章,把通過(guò)閱讀所掌握的知識(shí)、所知道的各種情況用自己的話(huà)清楚明白地表達(dá)出來(lái)就夠了,平鋪直敘都是可以的。更高年級(jí)以及中學(xué)生的論文、文章就要模仿論文的寫(xiě)作方式,首先用自己的話(huà)總結(jié)闡述已有的研究成果、知識(shí),而后敘述自己想法、問(wèn)題,以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果、調(diào)查情況與結(jié)果,等等,對(duì)此的討論,推理論證,以及最后的結(jié)論,然后是模仿相應(yīng)的論文、文章,遵循文獻(xiàn)引用規(guī)范,引用參考文獻(xiàn)。注意,文科方面的研究性學(xué)習(xí)教師要特別小心,切忌習(xí)慣性的作文寫(xiě)作套路,如“開(kāi)門(mén)見(jiàn)山”,結(jié)尾來(lái)句豪言壯語(yǔ),等等。研究性的文章講究的是清楚明白、有根有據(jù)、嚴(yán)謹(jǐn),不是氣勢(shì)和文采。
請(qǐng)不要小看這些要求,錢(qián)寧在《留學(xué)美國(guó)--一個(gè)時(shí)代的故事》中說(shuō):“一些文科專(zhuān)業(yè)的留學(xué)生,盡管在國(guó)內(nèi)發(fā)表過(guò)不少‘大作’,到了國(guó)外,都發(fā)現(xiàn)自己一下子不會(huì)寫(xiě)文章了。中國(guó)學(xué)生論文易犯的毛病,一是文章中充滿(mǎn)了各種含混而不加界定的概念;二是喜歡將前一段提出的假設(shè)性論點(diǎn)不加論證地便在下一段轉(zhuǎn)換成論據(jù)。”此外,中國(guó)的文科嚴(yán)重失序,既無(wú)學(xué)術(shù)規(guī)范,又無(wú)學(xué)術(shù)紀(jì)律,為此,前些年一直到現(xiàn)在,有一些學(xué)者竭力提倡學(xué)術(shù)規(guī)范,中國(guó)社會(huì)科學(xué)界一直在進(jìn)行學(xué)術(shù)規(guī)范的討論,其中朱學(xué)勤“把學(xué)術(shù)規(guī)范落到實(shí)處”,大致五條:
“1.選題之前盡可能全面地檢索中外文獻(xiàn);
2.論述觀點(diǎn)注意形式邏輯,不要前后矛盾;
3.立論必須有據(jù),概念必須界定,不能武斷臆測(cè);
4.引文必須注明出處;
5.論著附有文獻(xiàn)索引,涉及西學(xué)者,中、西文索引齊備;”
這些其實(shí)不過(guò)是一些簡(jiǎn)單的要求,優(yōu)秀的中學(xué)生都能夠掌握,中國(guó)文科的學(xué)者,在碩士、博士畢業(yè)之后,都是學(xué)者等級(jí)了,怎么還在討論這些問(wèn)題?并且,這樣的常識(shí)性的東西,還討論了多年,是否中國(guó)教育對(duì)這樣一些常識(shí)層面的知識(shí)教育有所不足?從中國(guó)學(xué)術(shù)界違反這些常識(shí)性規(guī)范的事情還不少的情況看,肯定與這些常識(shí)教育不足有關(guān),因此在課堂教學(xué)中必須加強(qiáng)這些常識(shí)的教育。
引用參考文獻(xiàn)很容易,不過(guò)是照著書(shū)、論文、網(wǎng)頁(yè)抄,但也很重要。例如筆者在進(jìn)行簡(jiǎn)單的研究性課題的教學(xué):調(diào)查媒體上的生物學(xué)有關(guān)內(nèi)容時(shí),就提出如下問(wèn)題:1、有哪些媒體?2、至少要調(diào)查哪些媒體?哪些媒體不適合于進(jìn)行調(diào)查?3、怎樣證明你調(diào)查后寫(xiě)出的報(bào)告不是胡編亂造,而是辛苦調(diào)查得到?對(duì)第一個(gè)問(wèn)題,學(xué)生很快回答:電視、報(bào)紙、雜志、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、廣播電臺(tái)等,至于要調(diào)查哪些媒體,學(xué)生討論后認(rèn)為電視、廣播電臺(tái)靠記憶,不可靠,又太難調(diào)查,而后在教師的逐步啟發(fā)下回答:至少要調(diào)查報(bào)紙、綜合性的雜志和網(wǎng)易、新浪、搜狐等門(mén)戶(hù)網(wǎng)站。而后,回答了第三個(gè)問(wèn)題,在文章結(jié)束時(shí)要寫(xiě)下別人能夠查找到這些資料的必要的線(xiàn)索:報(bào)紙、雜志名,文章的題目,作者,頁(yè)碼,出版社、出版時(shí)間等等,網(wǎng)站上的內(nèi)容則要有文章的作者、題目、網(wǎng)址、查閱時(shí)間。其實(shí)這種訓(xùn)練應(yīng)該在小學(xué)進(jìn)行。
引用參考文獻(xiàn)能夠說(shuō)明文章中的相關(guān)內(nèi)容是有根有據(jù)的,尊重前人的研究成果,別人也能夠清楚地找到文章的論點(diǎn)和依據(jù)的來(lái)源,還防止了有意無(wú)意的對(duì)他人的剽竊。引用參考文獻(xiàn)時(shí),千萬(wàn)不可以作假的引用,例如所看過(guò)的是譯文,沒(méi)看過(guò)原文,就只能夠引用譯文,不能夠引用原文。在這方面,中國(guó)的文科方面曾經(jīng)砍斷了這樣的傳統(tǒng),也有些學(xué)者的表現(xiàn)實(shí)在不佳,抄襲剽竊不以為恥,但這樣做終究會(huì)毀滅學(xué)術(shù)生命的。西方發(fā)達(dá)國(guó)家則非?粗剡@樣的起碼的基本功,嚴(yán)厲禁止抄襲剽竊。在新語(yǔ)絲網(wǎng)站上曾經(jīng)有過(guò)一篇文章(記憶),說(shuō)在美國(guó)一個(gè)大學(xué)中同一個(gè)班里面的中國(guó)留學(xué)生,在做寫(xiě)文章的作業(yè)時(shí),因?yàn)闆](méi)有做好文獻(xiàn)引用,全部被判作弊,要受到僅僅次于開(kāi)除的處分,這些學(xué)生其實(shí)都是中國(guó)著名大學(xué)畢業(yè)后去美國(guó)的好學(xué)生,他們解釋說(shuō)中國(guó)的情況是對(duì)此毫不在意,這些學(xué)生也沒(méi)有受到過(guò)應(yīng)有的訓(xùn)練與要求才會(huì)如此的。最后的結(jié)果,記憶里是他們受了嚴(yán)厲的警告和小處分。
學(xué)生學(xué)習(xí)做科學(xué)研究以及日后真正地做科學(xué)研究必須老老實(shí)實(shí),寧可老實(shí)地寫(xiě)出參考文獻(xiàn),別人看了參考文獻(xiàn)后能夠客觀評(píng)價(jià)水平,也比不列出參考文獻(xiàn)欺騙他人強(qiáng)。
學(xué)生在討論中講述以后或?qū)懞梦恼潞,小學(xué)教師、中學(xué)教師要選擇諸如下面的問(wèn)題問(wèn)學(xué)生:“你看了幾本這方面的書(shū)(文章)?”“這些數(shù)字(情況)準(zhǔn)確嗎?你有把握嗎?其它的書(shū)、文章(材料)與你前面說(shuō)的是一樣嗎?”“有沒(méi)有更快更好的辦法來(lái)找到你想要找的書(shū)(文章)?”“如果你要對(duì)你的同學(xué)XXX講你知道的這些,而他對(duì)這什么都不知道,你怎么辦?(怎么說(shuō)給他聽(tīng)?)”“他看了你的文章,能清楚知道XX是什么樣的嗎?”“你是怎樣得出這一結(jié)論的?”等等。學(xué)生回答后,教師要不失時(shí)機(jī)地進(jìn)行鼓勵(lì)。
研究性學(xué)習(xí)可以是全班、小組、個(gè)人為單位來(lái)做,教師要根據(jù)學(xué)生興趣搞好分工合作。研究性學(xué)習(xí)的課題可以讓學(xué)生自己主動(dòng)提出確實(shí)感興趣的問(wèn)題與事物,也可以是教師給學(xué)生選擇一組題目,讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇。學(xué)生做自己確實(shí)感興趣的問(wèn)題研究,優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生會(huì)努力學(xué)習(xí),缺點(diǎn)是學(xué)生可能會(huì)不懂必要的知識(shí),每個(gè)學(xué)生的課題不一樣,教師指導(dǎo)會(huì)有困難。而教師決定的課題常常是是學(xué)生容易做到的,而且全班、小組共做一個(gè)課題的話(huà),也可以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的精神還能夠讓學(xué)生相互競(jìng)爭(zhēng),更加努力。
至于如何進(jìn)一步地在研究性學(xué)習(xí)中進(jìn)行討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、討論、撰寫(xiě)論文等問(wèn)題,將在后面的文章中闡述。
參考文獻(xiàn)與注釋?zhuān)?nbsp;
1、錢(qián)寧:《留學(xué)美國(guó)--一個(gè)時(shí)代的故事》,江蘇文藝出版社,1996,P126~127
2、朱學(xué)勤:《被遺忘與被批評(píng)的--答楊念群先生》,來(lái)自論文集《書(shū)齋里的革命》,長(zhǎng)春出版社,1999,P160~161
研究性學(xué)習(xí)主要是進(jìn)行科學(xué)研究教育(二)
一、科學(xué)研究性學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)的關(guān)系
研究性學(xué)習(xí)大致可以分為兩大類(lèi),一類(lèi)是仿科學(xué)研究型,用類(lèi)似科學(xué)家做研究的方法進(jìn)行,成果是某種知識(shí)或理論;另一類(lèi)是實(shí)用型,成果是某種可直接用于現(xiàn)實(shí)的方案或技能,實(shí)用型的研究性學(xué)習(xí)本文暫時(shí)不予討論。僅就科學(xué)教育而論,學(xué)生要懂得起碼的科學(xué)知識(shí)才能知道如何做科學(xué)研究,初步懂得了如何做科學(xué)研究后才能在實(shí)踐中有所提高,具備科學(xué)鑒別力,所以,科學(xué)知識(shí)教育是科學(xué)研究教育的基礎(chǔ),科學(xué)研究教育又是科學(xué)鑒別力教育的基礎(chǔ)。
科學(xué)知識(shí)教育(主要在課堂教學(xué)中進(jìn)行)的優(yōu)點(diǎn)是能夠用最少的時(shí)間把盡可能多的科學(xué)知識(shí)直接傳授給學(xué)生,節(jié)約時(shí)間,因此大多數(shù)的科學(xué)知識(shí)必定是以這種方式教給學(xué)生的,它的缺點(diǎn)是這種教學(xué)很容易導(dǎo)致學(xué)生只是被動(dòng)接受灌輸,死記硬背,知識(shí)容易忘記。這個(gè)缺點(diǎn)的解決基本上靠教師運(yùn)用匠心獨(dú)運(yùn)的教學(xué)來(lái)提高學(xué)生興趣、提高學(xué)生的主動(dòng)性并啟發(fā)學(xué)生多思考。
科學(xué)研究教育(科學(xué)研究性學(xué)習(xí))能夠讓學(xué)生通過(guò)主動(dòng)參與與親身體會(huì)而掌握程序性的科學(xué)方法知識(shí)與共識(shí)性的知識(shí),掌握如何規(guī)范地做科學(xué)研究,并形成主動(dòng)求知、理性地質(zhì)疑、樂(lè)于動(dòng)手探究、嚴(yán)密地論證并驗(yàn)證的習(xí)慣,形成良好的科學(xué)素養(yǎng),(或者說(shuō)是掌握如何主動(dòng)獲取信息、處理信息并作出理性的評(píng)價(jià)判斷),這些知識(shí)與共識(shí)、習(xí)慣與素養(yǎng)是一個(gè)合格公民所必不可少的基本知識(shí)與素養(yǎng)?茖W(xué)研究教育的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生一旦掌握了這些就會(huì)終身受益,缺點(diǎn)是對(duì)教師素質(zhì)、硬件設(shè)施、學(xué)生的主動(dòng)參與等的要求相當(dāng)高,所花費(fèi)的時(shí)間也相當(dāng)多。
科學(xué)鑒別力教育則是讓學(xué)生真正懂得如何做科學(xué)研究并能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí),科學(xué)素養(yǎng)達(dá)到高水準(zhǔn)的教育。這樣的教育一般適合于培養(yǎng)高精尖人才,優(yōu)點(diǎn)缺陷同上。在高中若遇上天賦特別高的學(xué)生,可以試一試。
所以,科學(xué)教育中,科學(xué)知識(shí)教育、科學(xué)研究教育、科學(xué)鑒別力教育都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行,而且必須盡量做到最優(yōu)化,融會(huì)貫通、相輔相成而不可偏廢。并不是引入了研究性學(xué)習(xí)就什么知識(shí)都要用這樣的方法來(lái)進(jìn)行科學(xué)教育。
筆者曾經(jīng)讀過(guò)一些研究性學(xué)習(xí)的總結(jié)資料與案例,發(fā)現(xiàn)常常沒(méi)有寫(xiě)指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生講授和指導(dǎo)學(xué)生什么是科學(xué)、如何做科學(xué)研究的內(nèi)容,提到了的也是有很大缺陷,F(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)發(fā)展了幾百年,各國(guó)科學(xué)家心血累積的有關(guān)什么是科學(xué)、如何做科學(xué)研究的寶貴共識(shí),在類(lèi)似科學(xué)研究型的研究性學(xué)習(xí)中,這些共識(shí)必須傳授給學(xué)生并讓學(xué)生自己在研究性學(xué)習(xí)中自然而然地深入體會(huì),只讓學(xué)生自然而然、籠統(tǒng)模糊地知道科學(xué)結(jié)論必須要有實(shí)驗(yàn)依據(jù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?茖W(xué)教育要讓學(xué)生知其然,而且知其所以然。另外,在科學(xué)研究性學(xué)習(xí)上的關(guān)鍵環(huán)節(jié)常常在于學(xué)生形成一些解釋、結(jié)論后,要否決其它的可能的(實(shí)際是錯(cuò)誤的)解釋并進(jìn)行論證、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,這在科學(xué)研究上也是極其重要的環(huán)節(jié),但在這方面很少有這樣的事例。
中國(guó)的研究性學(xué)習(xí)目前的情況是目標(biāo)集中在提高學(xué)生興趣、提高學(xué)生的主動(dòng)性并啟發(fā)學(xué)生多思考上面,對(duì)優(yōu)點(diǎn)的闡述也集中在這方面,但這實(shí)在是一個(gè)誤會(huì)。這些對(duì)研究性學(xué)習(xí)確實(shí)很重要,是必須達(dá)到的基本要求,沒(méi)有這些,更高的主要目標(biāo)是很難達(dá)到的。但這些實(shí)際上是課堂教學(xué)的非常重要的目標(biāo),并不是研究性學(xué)習(xí)的主要要求,研究性學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)是讓學(xué)生掌握上面所說(shuō)的那些重要的知識(shí)與共識(shí)、讓學(xué)生形成良好的習(xí)慣與科學(xué)素養(yǎng)。
由此出發(fā),加上本人略知的一些信息,還可以大致地說(shuō)一下我所認(rèn)為的中美兩國(guó)科學(xué)教育的優(yōu)缺點(diǎn):中國(guó)教育的優(yōu)點(diǎn)在于中等學(xué)生甚至差生都能夠掌握必要的基礎(chǔ)知識(shí),中國(guó)教育的缺點(diǎn)在于幾乎空白的科學(xué)研究教育使得中國(guó)的優(yōu)秀學(xué)生不能夠盡早受到甚至沒(méi)有受到能夠使得學(xué)生終身受益的科學(xué)研究訓(xùn)練,很難成為創(chuàng)造性人才,往往被填鴨成庸才。至于中國(guó)教育的死板、僵化、缺乏個(gè)性等只是次要的缺陷。美國(guó)教育的優(yōu)點(diǎn)是充分的科學(xué)研究教育使優(yōu)秀學(xué)生能夠成才,起點(diǎn)很高,也有必要的“高考”篩選人才;缺點(diǎn)可能是科學(xué)知識(shí)教育有所不足,中等學(xué)生、差生連起碼的科學(xué)知識(shí)都掌握得不夠好。美國(guó)教育太自由散漫只是次要缺點(diǎn)。
二、什么是科學(xué)與科學(xué)研究
要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),教師首先必須懂得并教會(huì)學(xué)生什么是科學(xué)知識(shí)、科學(xué)知識(shí)是如何發(fā)展的以及如何進(jìn)行科學(xué)研究,讓優(yōu)秀學(xué)生迅速達(dá)到高境界。但在這一點(diǎn)上,中國(guó)的教師本身所受的科學(xué)研究教育就不充分,而且中國(guó)人普遍以為科學(xué)就是被公認(rèn)的正確知識(shí)的累積,進(jìn)行科學(xué)研究就是發(fā)現(xiàn)并找到這些正確的知識(shí)。但實(shí)際上科學(xué)知識(shí)的情況并不是這樣的,科學(xué)也不是這樣發(fā)展的,尤其是對(duì)于個(gè)人的創(chuàng)造而言。本節(jié)以下的內(nèi)容首先簡(jiǎn)要敘述這些,需要讀者參照科學(xué)史上的事例和參照自己學(xué)習(xí)做科學(xué)研究的經(jīng)歷進(jìn)行理解,教師要在對(duì)學(xué)生講述科學(xué)史上的事例或指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中,淺顯地結(jié)合講述本文的有關(guān)內(nèi)容,并巧妙引導(dǎo)學(xué)生自己悟出(體會(huì))這些關(guān)于科學(xué)研究的知識(shí)與共識(shí)。
愛(ài)因斯坦曾說(shuō):“西方科學(xué)的發(fā)展是以?xún)蓚(gè)偉大的成就為基礎(chǔ),那就是:希臘哲學(xué)家發(fā)明形式邏輯體系(在歐幾里德幾何學(xué)中),以及通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有可能找出因果關(guān)系(在文藝復(fù)興時(shí)期)。在我看來(lái),中國(guó)的賢哲沒(méi)有走上這兩步,那是用不著驚奇的。若是這些發(fā)現(xiàn)在中國(guó)全都做出來(lái)了倒是令人驚奇的。”[1]
在歐美,由于有了全面系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn),才能在以往的認(rèn)識(shí)和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)自經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)理論,有了嚴(yán)密的邏輯推理體系,才能依照理論作出嚴(yán)謹(jǐn)、全面、徹底的推理以得到嚴(yán)格的結(jié)論和預(yù)見(jiàn),加上了數(shù)學(xué)方法則得到精確的推論和預(yù)見(jiàn);由此以及在科學(xué)理論的指導(dǎo)下又進(jìn)行進(jìn)一步的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、解決問(wèn)題、提高精密度等工作以發(fā)展科學(xué)知識(shí)。
一代又一代的科學(xué)家,哪怕是平庸者,都能對(duì)科學(xué)的發(fā)展作出力所能及的貢獻(xiàn)。隨著科學(xué)知識(shí)的增進(jìn)與發(fā)展,在舊的科學(xué)理論不符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果等情況出現(xiàn)后,就會(huì)有科學(xué)家創(chuàng)造出新的,更正確也更準(zhǔn)確的科學(xué)理論來(lái)代替它。就這樣,一輪又一輪的系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)和科學(xué)理論的推理相互促進(jìn),形成了良性循環(huán),更全面深入(也常常是更正確),更準(zhǔn)確,現(xiàn)代科學(xué)就這樣在歐美飛速發(fā)展起來(lái)了并且繼續(xù)這樣發(fā)展。
因此,本文所討論的科學(xué),是指系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和結(jié)果,理論立足于系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)或可重復(fù)的切實(shí)可靠的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ),并具有嚴(yán)密推理的體系等科學(xué)知識(shí)的總成。
伽利略(現(xiàn)代科學(xué)的第一個(gè)代表人物)那樣的現(xiàn)代科學(xué)方法才是正確的,科學(xué)研究首要的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)找到并明確事實(shí)的確是如此,但一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也許有多種可能的原因,也就是有多種可能的解釋或結(jié)論,因此必須運(yùn)用嚴(yán)密的推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算,以及進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究如對(duì)照實(shí)驗(yàn),才能夠排除其它可能的解釋或結(jié)論,從實(shí)驗(yàn)結(jié)果或進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得到正確的結(jié)論如找到自然現(xiàn)象之間的定性的關(guān)系或數(shù)學(xué)關(guān)系(定理、定律),至于為什么會(huì)這樣的原因,能夠找到原因更好,而且這是更大的貢獻(xiàn),沒(méi)有找到也不必要太在意。在科學(xué)上重要的是:事實(shí)(實(shí)驗(yàn)結(jié)果)確實(shí)如此,從事實(shí)(實(shí)驗(yàn)結(jié)果)得到的結(jié)論堅(jiān)實(shí)可靠,而且排除了各種能夠否定結(jié)論的可能解釋?zhuān)兴鶆?chuàng)新,并能夠?yàn)槲磥?lái)的進(jìn)一步研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。(如果未用對(duì)照實(shí)驗(yàn)等辦法排除了這種能夠否定結(jié)論的可能解釋?zhuān)芸赡軙?huì)出非常丟臉的大錯(cuò)誤;如果不能夠排除其它的可能性,我們就只能夠得到各種“有可能”、莫衷一是的知識(shí),而不是確實(shí)可靠、能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的知識(shí)。)至于更進(jìn)一步的原因等問(wèn)題,人生是有限的,科學(xué)發(fā)展水平也是有限的,不清楚更進(jìn)一步的原因就老實(shí)地說(shuō)不知道,可以留待進(jìn)一步的研究或留給后人去解決。中國(guó)的學(xué)生和教師特別是文科方面的,要小心,不要重犯當(dāng)年亞里士多德犯過(guò)的錯(cuò)誤:僅僅掌握了很少的事實(shí),就要得到最一般的結(jié)論。當(dāng)然,人免不了犯錯(cuò)誤,科學(xué)史上也有一些被發(fā)表的錯(cuò)誤,如錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,由正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到錯(cuò)誤的結(jié)論,錯(cuò)誤的理論等等。
所以,科學(xué)研究是不斷發(fā)展的過(guò)程,科學(xué)上的結(jié)論與理論必須建立于可重復(fù)的經(jīng)驗(yàn)如實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上,經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)必須真實(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果必須有不以觀察者為轉(zhuǎn)移的可重復(fù)性,可重復(fù)性是系統(tǒng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)最重要的要求,不僅事后實(shí)驗(yàn)者能夠重復(fù)做出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,別人(包括反對(duì)者)在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下也能夠重復(fù)(否則誰(shuí)都可以憑空胡說(shuō)作出了科學(xué)發(fā)現(xiàn)了)。做實(shí)驗(yàn)研究如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能重復(fù),那就不能夠得到可靠的結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比如進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),每次都得到不同的結(jié)果,就只能說(shuō)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)工作失敗,完全得不到有價(jià)值的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中數(shù)據(jù)的精密度同樣重要,達(dá)到足以得到準(zhǔn)確結(jié)論的精密度就夠了,比如說(shuō)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)精確到小數(shù)點(diǎn)以后第二位就足夠說(shuō)明問(wèn)題了,那就不必要浪費(fèi)時(shí)間、資金與精力去得到精確到小數(shù)點(diǎn)后第三位的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但目的是提高精密度的測(cè)量,則不屬于這種情況。另外,每一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都有一定的精密度,如果幾項(xiàng)測(cè)定的精密度都是三位有效數(shù)字,則在實(shí)驗(yàn)報(bào)告和論文中把初始數(shù)據(jù)以及因此得出的次級(jí)數(shù)據(jù)給出三位以上的數(shù)字,就是完全錯(cuò)誤的,說(shuō)明作者不懂有效數(shù)字。
還有,根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù),可以得到多個(gè)可能的公式、圖表,當(dāng)然,一般是只取最簡(jiǎn)單的,這樣的做法是符合簡(jiǎn)單性原則的。在沒(méi)有新證據(jù)證明這個(gè)公式、圖表是錯(cuò)誤的之前,這樣的公式或圖表在科學(xué)上是完全應(yīng)該接受的(至少是可以接受的)。此外,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該隨著技術(shù)的進(jìn)步,思考的更加周密而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果更好,更加支持結(jié)論,而不應(yīng)該相反,如果出現(xiàn)相反的情況,則不是以前的實(shí)驗(yàn)有漏洞,就是結(jié)論有問(wèn)題。在科學(xué)研究中,實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)不穩(wěn)定也是正常的,一般說(shuō)來(lái)應(yīng)該遵守科學(xué)道德如實(shí)報(bào)告,但這也不是絕對(duì)的,一般說(shuō)來(lái),只有實(shí)驗(yàn)者才知道自己所使用的儀器的性能與實(shí)驗(yàn)過(guò)程情況,如果是隨著技術(shù)的進(jìn)步,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加周密而導(dǎo)致后面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更好,穩(wěn)定,只選擇后面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告也是應(yīng)該的。這顯示了實(shí)驗(yàn)者的科學(xué)鑒別力,例如美國(guó)的密立根花費(fèi)了十年時(shí)間用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證愛(ài)因斯坦的的光電效應(yīng)理論,未報(bào)告一些實(shí)驗(yàn)做得不好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),筆者曾經(jīng)見(jiàn)到國(guó)內(nèi)有人因此在文章中說(shuō)密立根違反科學(xué)道德,但這樣的說(shuō)法是不對(duì)的。
科學(xué)理論的出發(fā)點(diǎn)和其它的前提必須建立在系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)或可重復(fù)的切實(shí)可靠的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,要預(yù)先考慮并排除各種可能性以及各種可能的反駁、詰難,必須有嚴(yán)密的邏輯,例如與公認(rèn)的概念意義不同的重要概念必須明確界定其意義,提出的論點(diǎn)、由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的結(jié)論必須進(jìn)行嚴(yán)密論證。在運(yùn)用理論進(jìn)行嚴(yán)密推理中,推理鏈越長(zhǎng),出發(fā)點(diǎn)、一些前提就不一定可靠或被廣泛接受,結(jié)論也就并不一定可靠,因此,常常需要理論的研究者做實(shí)證性的研究來(lái)驗(yàn)證這些推論,并間接地驗(yàn)證理論的出發(fā)點(diǎn)或其它前提條件;如果科學(xué)理論的研究者無(wú)法做實(shí)證性的研究來(lái)驗(yàn)證這些,那么最好是從理論出發(fā),推理得到一些日后能夠被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的推論甚至設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),讓別人來(lái)驗(yàn)證。即使理論的前提條件、出發(fā)點(diǎn)以及推理過(guò)程無(wú)懈可擊,也應(yīng)該對(duì)結(jié)論、推論進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)或?qū)嵶C性的研究,以便獲得更多的科學(xué)知識(shí)。(在實(shí)用性的工程技術(shù)領(lǐng)域更必須這樣。)
所謂驗(yàn)證,就是根據(jù)科學(xué)理論得到了一個(gè)推論,這個(gè)推論必須能夠與實(shí)驗(yàn)結(jié)果或經(jīng)驗(yàn)形成對(duì)應(yīng),即必須能夠被實(shí)驗(yàn)證實(shí)或否證,如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果未否定這個(gè)推論,實(shí)驗(yàn)結(jié)果即為支持這個(gè)推論和理論。在能夠否定這個(gè)推論的其它的可能解釋不成立的情況下,這就是理論和推論得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
但以上這些要求,由于各種原因如個(gè)人的局限等,實(shí)際上并不是每個(gè)人都是嚴(yán)格地做到的,所以,在科學(xué)研究的過(guò)程中,已有的科學(xué)出版物中的科學(xué)知識(shí)實(shí)際上包括許多其它類(lèi)型的知識(shí),從很有缺陷但值得一聽(tīng)的想法、觀點(diǎn)到可以接受的知識(shí)到必須接受的知識(shí)直到受到普遍公認(rèn)的證據(jù)確鑿的多種類(lèi)型的科學(xué)知識(shí),研究者在科學(xué)研究中產(chǎn)生并逐步發(fā)展自己的設(shè)想情況更是這樣。當(dāng)然,科學(xué)研究成果至少必須是可以接受的知識(shí),很有缺陷但值得一聽(tīng)的想法、觀點(diǎn)由于有重大缺陷,如缺乏必要的論證或僅僅只有部分實(shí)驗(yàn)、事實(shí)的支持或有相反的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,或者是與已經(jīng)被確定的科學(xué)知識(shí)有沖突,一般不算科學(xué)研究成果,更嚴(yán)格但也略微死板的看法是只有被普遍公認(rèn)確定的科學(xué)知識(shí)才是科學(xué)研究成果。
三、如何指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)(續(xù))
充分查閱資料后,讀文獻(xiàn)是科學(xué)研究的極其重要的部分,必須進(jìn)行學(xué)習(xí)、比較、思考、評(píng)價(jià)判斷,要對(duì)不同文獻(xiàn)(甚至相關(guān)學(xué)科中的文獻(xiàn))中的討論同一問(wèn)題的研究與闡述進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)異同之處,有比較而后才能夠有鑒別。要真正理解新的資料文獻(xiàn)包括早已經(jīng)“學(xué)到”的知識(shí),真正搞清楚相互聯(lián)系知識(shí)的來(lái)龍去脈,理解知識(shí)點(diǎn)以及清楚各個(gè)知識(shí)點(diǎn)相互的聯(lián)系;如理論的推理出發(fā)點(diǎn)、其它前提是否符合實(shí)驗(yàn)依據(jù),實(shí)驗(yàn)者是否做了必要的對(duì)照實(shí)驗(yàn),是否存在其它的同樣能夠解釋實(shí)驗(yàn)依據(jù)的理論或其它科學(xué)結(jié)論,是否做了實(shí)證研究來(lái)驗(yàn)證或推理出了未來(lái)能夠被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的推論,實(shí)驗(yàn)或?qū)嵶C研究是否確實(shí)而有效,等等。這絕對(duì)不是學(xué)生在課堂中對(duì)知識(shí)的“理解掌握”,學(xué)生在課堂中,能夠記住知識(shí),能夠用語(yǔ)言文字、圖表等清楚闡述,能夠運(yùn)用知識(shí)解決習(xí)題并且沒(méi)有錯(cuò)誤,這樣,教師一般就認(rèn)定學(xué)生已經(jīng)理解掌握知識(shí)了。但這樣的理解掌握,從科學(xué)研究的角度看,連科學(xué)研究的大門(mén)都沒(méi)有進(jìn)入。
中國(guó)第一科學(xué)家鄒承魯院士在《我的科學(xué)之路》中說(shuō):讀文獻(xiàn)“首先要養(yǎng)成不是去問(wèn)老師,而是自己去查閱參考書(shū)或文獻(xiàn)的自學(xué)習(xí)慣,前面已經(jīng)談到及時(shí)追蹤科學(xué)發(fā)展的重要性。對(duì)于書(shū)本知識(shí),我認(rèn)為首先要有打破沙鍋紋(問(wèn))到底的習(xí)慣。對(duì)任何規(guī)律性知識(shí)都要問(wèn)一個(gè)為什么。不僅要知其然,更重要的是要知其所以然。閱讀文獻(xiàn)尤其是如此。我曾擔(dān)任國(guó)內(nèi)外重要刊物編委和顧問(wèn)編委多年,經(jīng)常被要求審閱稿件。我多年的體會(huì)是審閱,無(wú)論是優(yōu)秀的、一般的,甚至是有問(wèn)題的稿件,自己都獲益良多?吹絼e人論文中的優(yōu)秀部分可以學(xué)習(xí),錯(cuò)誤可以提醒自己不犯或少犯類(lèi)似的錯(cuò)誤。對(duì)于文獻(xiàn)中引言部分,首先要問(wèn)作者是否充分掌握了有關(guān)文獻(xiàn),對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,要看所用方法是否可信,是否有充分的對(duì)照實(shí)驗(yàn),對(duì)于結(jié)論,則要問(wèn)有沒(méi)有足夠的根據(jù),是否有也同樣符合所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的其他可能結(jié)論。在自己的論文準(zhǔn)備投稿時(shí),這也是自己首先要自我檢查的問(wèn)題!
如果不這樣讀文獻(xiàn),那么就很簡(jiǎn)單:選擇某個(gè)課題,閱讀這方面的一本權(quán)威性專(zhuān)著,再讀這方面最近幾年內(nèi)發(fā)表的最新論文就夠了,但這樣學(xué)生就沒(méi)有受到良好的訓(xùn)練。
從上面所說(shuō)的什么是科學(xué)與科學(xué)研究出發(fā),并參考了《美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)介紹,顯然教師在討論中以及實(shí)驗(yàn)后的討論中應(yīng)該經(jīng)常問(wèn)學(xué)生這樣一些問(wèn)題:實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性方面:“我們還必須反復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎?”“我們還需要要更多的證據(jù)嗎?”實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)方面:“我們實(shí)驗(yàn)誤差的根源在哪里?”“你對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有多大把握?”,實(shí)驗(yàn)結(jié)論方面:“你覺(jué)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因是什么?”“你希望從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)資料)中得到什么解釋?zhuān)俊薄皵?shù)據(jù)資料中有什么讓你非常驚奇的嗎?”,“我們是怎樣得出這一結(jié)論的?”“你對(duì)結(jié)論有多大把握?”實(shí)驗(yàn)條件方面:“如果你必須對(duì)一個(gè)人解釋某個(gè)問(wèn)題,而這個(gè)人對(duì)這方面又一無(wú)所知,你將怎么辦?”進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究方面:“有無(wú)更好的辦法來(lái)進(jìn)行這項(xiàng)研究?”排除其它的原因與可能成立的解釋方面:“有沒(méi)有另一種科學(xué)解釋與你提出的解釋一樣能夠說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因?”“你怎樣評(píng)價(jià)一個(gè)與你不同的解釋?zhuān)吭鯓佑脤?shí)驗(yàn)(用什么辦法)證明那個(gè)解釋是不對(duì)的?”“你考慮了其它的可能性嗎?有沒(méi)有可能是其它原因?qū)е逻@個(gè)結(jié)果?要不要做對(duì)照實(shí)驗(yàn)?”等等。在討論中,教師要引導(dǎo)學(xué)生形成解釋?zhuān)⑦M(jìn)行推理或?qū)嶒?yàn)方法來(lái)排除其它的解釋?zhuān)玫秸_的結(jié)論。
對(duì)中小學(xué)的研究性學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō),由于主要是學(xué)習(xí),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不難,基本上把已有的實(shí)驗(yàn)方案,略微改變?nèi)鐡Q一種實(shí)驗(yàn)材料來(lái)做實(shí)驗(yàn)就夠了。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案一般包括實(shí)驗(yàn)題目,目的要求,實(shí)驗(yàn)假設(shè),實(shí)驗(yàn)預(yù)期,方法步驟,實(shí)驗(yàn)記錄,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論八個(gè)部分,其中真正困難的部分是對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),其次是實(shí)驗(yàn)技巧。設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)主要目的就是排除其它的可能的原因與結(jié)論,以得到切實(shí)可靠的結(jié)論。
寫(xiě)論文是對(duì)研究性學(xué)習(xí)的總結(jié)。在寫(xiě)論文時(shí)能夠回顧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)論有無(wú)缺陷,是否全面完善,邏輯是否嚴(yán)密,要考慮對(duì)所取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否還可以提出不同的解釋?zhuān)欠褚呀?jīng)確切地排除了其它的可能性等等。寫(xiě)論文應(yīng)當(dāng)按解決問(wèn)題的邏輯推理順序逐步提出實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,最終得到結(jié)論。在文科方面,寫(xiě)論文,做課題,切忌做大課題,寫(xiě)討論大問(wèn)題的論文。做大課題很容易大而空泛,根本學(xué)不到如何做真正的研究。寧可小而精,寧可做小問(wèn)題而有新意,最好是把小問(wèn)題研究透徹后而產(chǎn)生自己獨(dú)到的創(chuàng)新,逐步掌握如何做真正的研究,研究天分很高的學(xué)生自然會(huì)在這樣的基礎(chǔ)上逐步能夠做大課題的。
與常人的一般的估計(jì)相反,我認(rèn)為相對(duì)說(shuō)來(lái),在小學(xué)、中學(xué)進(jìn)行科學(xué)研究教育比在大學(xué)中進(jìn)行相對(duì)更容易些,教育效果也更好些。小學(xué)、中學(xué)的各門(mén)學(xué)科中,與大學(xué)相比,直接面對(duì)大自然,實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單,易于操作,易于控制,結(jié)果明顯,易于得到結(jié)論,也容易設(shè)計(jì)并進(jìn)行各種對(duì)照實(shí)驗(yàn)以檢驗(yàn)各個(gè)可能成立或不成立的解釋?zhuān)蓪?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推理而得到結(jié)論的推理步驟也少,而且資金花費(fèi)也少(這對(duì)我們這樣一個(gè)窮國(guó),意義重大),但有關(guān)科學(xué)研究的原理卻是一致的。在大學(xué)中才進(jìn)行科學(xué)研究教育,唯一的優(yōu)勢(shì)是學(xué)生已經(jīng)長(zhǎng)大成熟,但也有不利之處:大學(xué)中的實(shí)驗(yàn)材料基本上是已經(jīng)經(jīng)過(guò)了處理的材料,這樣,要通過(guò)實(shí)驗(yàn)全面理解如何做科學(xué)研究,就有更多的未知之處要考慮,還需要更多的推理步驟,也難設(shè)計(jì)并進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。
《美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)研究性學(xué)習(xí)有很好的闡述和案例,建議教師參考。下面我將舉一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)為例,學(xué)生通過(guò)它一樣能夠知道科學(xué)研究的原理:
本實(shí)驗(yàn)原理是:在零下或零度的同一個(gè)溫度下,冰在高壓強(qiáng)下熔點(diǎn)會(huì)降低,能夠融化為水,高壓強(qiáng)不存在后又結(jié)成冰。本人讀初二在冬天很冷時(shí),做了一個(gè)鋁飯盒大小的冰塊,懸空架在兩張凳子中間,用細(xì)鐵絲兩端系上兩個(gè)共9公斤的大啞鈴,再把帶啞鈴的鐵絲小心地放在懸空的冰塊上,過(guò)幾分鐘后,看到細(xì)鐵絲慢慢陷入冰塊,向下全部陷入冰塊,最后細(xì)鐵絲全部穿過(guò)冰塊掉在地上,冰塊未斷成兩塊,只是放鐵絲的地方有一道凹痕。
而后,教師或家長(zhǎng)問(wèn)學(xué)生:“為什么鐵絲能夠穿過(guò)冰塊?為什么冰塊能夠不斷成兩半?”學(xué)生可能有各種回答,這些回答若不正確,應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)來(lái)否定。比如說(shuō),學(xué)生可能回答:“鐵絲是鉆過(guò)去的!边@個(gè)結(jié)論可以用木頭或鋼筋代替冰塊來(lái)做對(duì)照而否定。學(xué)生可能得到結(jié)論:鐵絲只能夠鉆過(guò)冰塊。這雖然等于什么也沒(méi)有回答,也可以用帶輕的物體的鐵絲做對(duì)照實(shí)驗(yàn),證明鐵絲帶的是輕物體的話(huà)也不能夠鉆過(guò)冰塊。啟發(fā)學(xué)生注意鐵絲要帶重物才行。
而后,可以提示學(xué)生鐵絲穿過(guò)水很容易,或提示冰能夠化為水,水也能夠結(jié)冰,逐步啟發(fā)學(xué)生得到類(lèi)似答案:鐵絲掛重物壓在冰上,冰會(huì)融化變成水,沒(méi)有帶重物的鐵絲壓著,水會(huì)結(jié)成冰。這是唯一在科學(xué)上可以接受的結(jié)論,但還需要驗(yàn)證。這結(jié)論可以用幾種辦法驗(yàn)證,此外還可以用冰豆腐代替冰塊來(lái)做實(shí)驗(yàn)(本人在南方,未做過(guò)),或許能夠得到更有趣的結(jié)果。
在科學(xué)知識(shí)教育中,同樣能夠教育學(xué)生學(xué)到有關(guān)科學(xué)研究方面的知識(shí)。例如初中物理中學(xué)習(xí)阿基米德定律,物體在液體中所受到的浮力,等于物體所排開(kāi)的液體的重量。教師常常用水做了實(shí)驗(yàn)測(cè)量就結(jié)束了,但這實(shí)際上不符合科學(xué)原理,明顯缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。阿基米德定律所說(shuō)的是液體,不是水,是一般性的結(jié)論,所以至少還必須用煤油、酒精進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證才行。
結(jié)語(yǔ):
科學(xué)研究的原理,簡(jiǎn)單地說(shuō)不外乎說(shuō)什么話(huà),得到什么結(jié)論要有實(shí)驗(yàn)依據(jù),要邏輯嚴(yán)密,由此再得到結(jié)論還要嚴(yán)密推理并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;否定其它的結(jié)論、解釋?zhuān)穸ㄆ渌赡艿脑蛞惨线壿,并用?shí)驗(yàn)來(lái)證明。學(xué)生所做的那些研究性學(xué)習(xí)中的實(shí)驗(yàn)與討論,與科學(xué)家所做的科學(xué)研究,主要的區(qū)別在于科學(xué)家所做的是創(chuàng)新,學(xué)生所做的不是創(chuàng)新而已。研究性學(xué)習(xí)并不是只看重過(guò)程,不重結(jié)果,研究性學(xué)習(xí)的結(jié)果:學(xué)生學(xué)會(huì)如何做科學(xué)研究,并內(nèi)化為學(xué)生的習(xí)慣與素養(yǎng)很重要,只不過(guò)這些結(jié)果目前不能夠通過(guò)考試檢測(cè)出來(lái)而已。
參考文獻(xiàn)與注釋?zhuān)?nbsp;
1、愛(ài)因斯坦:《西方科學(xué)的基礎(chǔ)和中國(guó)古代的發(fā)明--1953年給J.E.斯威策的信》,《紀(jì)念?lèi)?ài)因斯坦譯文集》,上?茖W(xué)技術(shù)出版社,1979,P46,此話(huà)根據(jù)商務(wù)中譯本,劉華杰提到李醒民認(rèn)為末句翻譯有誤,本人贊同,此處引用時(shí)已根據(jù)李醒民的提示改正。
如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)鑒別力
以下辦法用于訓(xùn)練天賦非凡學(xué)生的科學(xué)鑒別力,普通學(xué)生恐怕掌握不了。請(qǐng)不要以為下面的所說(shuō)的一些東西很簡(jiǎn)單,本人曾經(jīng)閱讀過(guò)中國(guó)一些博士、著名專(zhuān)家的論文與論戰(zhàn)文章,發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)一部分人尚未具備較高的科學(xué)鑒別力。
科學(xué)鑒別力(評(píng)價(jià)判斷能力)并不只是批評(píng)能力,而是包含兩種類(lèi)型的評(píng)價(jià)判斷能力:肯定性的評(píng)價(jià)判斷力(注重論點(diǎn)的確證支持與未來(lái)發(fā)展?jié)摿Γ┖头穸ㄐ缘脑u(píng)價(jià)判斷力(注重挑出支持、確證方面的不足與錯(cuò)誤)。這些早就被西方的科學(xué)家們討論過(guò)了,唯一的缺憾是筆者未見(jiàn)到如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)鑒別力具體辦法的討論。中國(guó)由于歷史上多年的政治運(yùn)動(dòng)以及其它影響,學(xué)者也受到了潛移默化的感染,自然科學(xué)界在這方面有些死板,而文科學(xué)界,科學(xué)鑒別力中批評(píng)(否定)性的評(píng)價(jià)能力特別強(qiáng)也特別被看重,在中國(guó),尖銳的批評(píng)評(píng)價(jià)容易產(chǎn)生反響,真正的創(chuàng)新常常難于得到好評(píng),而且中國(guó)的對(duì)學(xué)術(shù)成果的肯定性評(píng)價(jià)判斷也過(guò)于看重論證的情況而不是論點(diǎn)、方法的未來(lái)發(fā)展?jié)摿,這實(shí)際上還是表現(xiàn)了批評(píng)(否定)性的評(píng)價(jià)能力過(guò)強(qiáng)。但這兩種類(lèi)型的評(píng)價(jià)判斷力是不可偏廢的。
根據(jù)這兩種類(lèi)型的評(píng)價(jià)判斷上學(xué)生、學(xué)者表現(xiàn)出來(lái)的自然而然的天賦,心理學(xué)家瑟斯頓把學(xué)生與學(xué)者分成兩種截然不同的類(lèi)型[1]:甲類(lèi)是批評(píng)分析型,乙類(lèi)是創(chuàng)造型。每當(dāng)甲類(lèi)學(xué)生遇到一個(gè)新假設(shè)或一個(gè)新穎的建議時(shí),他們總是把它認(rèn)作是荒謬的或不切合實(shí)際的。他們用清晰的,常常是難以捉摸和巧妙的邏輯思維來(lái)分析這些新的提議。相反,乙類(lèi)學(xué)生在遇到同樣的問(wèn)題時(shí),則較容易接受,并思索其中包含著的東西,以及是否可以證實(shí)它。對(duì)于新穎的建議,他們所產(chǎn)生的動(dòng)力是希望能夠證明它是真實(shí)的。兩種態(tài)度有各自的弱點(diǎn)。對(duì)于甲類(lèi)來(lái)說(shuō),盡管他們擅長(zhǎng)形成完美的論點(diǎn),但卻可能會(huì)省略掉富有創(chuàng)造性的論點(diǎn)。而乙類(lèi)有時(shí)則可能相信那些表面似乎有道理但實(shí)質(zhì)上荒謬可笑的見(jiàn)解。筆者對(duì)此研究的結(jié)論簡(jiǎn)單地說(shuō)是:這兩種情況由個(gè)人思維能力的特長(zhǎng)決定,表現(xiàn)出批評(píng)分析型的人是因?yàn)槠渎?lián)結(jié)性思維能力強(qiáng),思考快速準(zhǔn)確,聰明;表現(xiàn)出創(chuàng)造型的原因是凝聚性思維能力強(qiáng),思考深入,富于睿智。
此外,有些科學(xué)家包括哈耶克也對(duì)此進(jìn)行了討論,有所補(bǔ)充。記憶里我曾經(jīng)讀過(guò)的W.I.B.貝弗里奇所著的《科學(xué)研究的藝術(shù)》,有科學(xué)家曾說(shuō)(大意):這兩種不同類(lèi)型的人如果分別是教師與學(xué)生,有可能出現(xiàn)糟糕的情況:批評(píng)分析型的學(xué)生遇到創(chuàng)造型的教師,或許會(huì)頭痛自己為什么不能夠象老師那樣新思想迭出,認(rèn)為自己應(yīng)該象老師一樣,并懷疑自己的能力;創(chuàng)造型學(xué)生遇到批評(píng)分析型的教師,或許會(huì)認(rèn)為自己那樣是缺乏邏輯思維能力,頭痛自己不善于作透徹細(xì)致的邏輯分析以及找出自己和他人研究結(jié)果的不足與錯(cuò)誤。[2]
所以,科學(xué)鑒別力的教育只能夠順應(yīng)心理特征(思維能力的特長(zhǎng)),而不可強(qiáng)行改變。對(duì)于批評(píng)分析型的學(xué)生,由于進(jìn)行分析推理以及批評(píng)是其自然而然的強(qiáng)項(xiàng),在肯定其優(yōu)勢(shì)并首先教會(huì)學(xué)生如何做學(xué)術(shù)批評(píng)以及高水平學(xué)術(shù)批評(píng)的的基礎(chǔ)上,要提醒學(xué)生注意這種優(yōu)勢(shì)容易導(dǎo)致對(duì)自己和他人的未完善的設(shè)想批駁能力很強(qiáng),很容易扼殺自己或他人的未成熟的創(chuàng)新。所以教師要特別注意隨后就必須培養(yǎng)這類(lèi)學(xué)生肯定性的評(píng)價(jià)判斷力,以增進(jìn)學(xué)生的自信心與相對(duì)平衡的良好科學(xué)鑒別力。科學(xué)知識(shí)并不是全部由無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)與理論組成的,在個(gè)人的研究過(guò)程中,從肯定性的評(píng)價(jià)判斷角度來(lái)看,在科學(xué)研究中必定需要良好地鑒別自己的和他人的各種研究結(jié)果屬于下面所列舉的哪一種情況:
1、已經(jīng)發(fā)表但未被發(fā)現(xiàn)其重大錯(cuò)誤的研究結(jié)果,科學(xué)史上例如:倫琴因密封的照相底片曝光而發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)后,曾有法國(guó)人發(fā)現(xiàn)了(實(shí)際上并不存在的)N射線(xiàn),還獲得大獎(jiǎng),當(dāng)然,最終的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),所謂的N射線(xiàn)不過(guò)是心理影響而已。也曾經(jīng)有一個(gè)日本人突發(fā)奇想:“螢火蟲(chóng)不也是發(fā)出熒光----射線(xiàn)嗎?于是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,煞有介事地報(bào)告:螢火蟲(chóng)能夠發(fā)出射線(xiàn),導(dǎo)致底片產(chǎn)生陰影。這明顯忽略了其它的可能性,當(dāng)然,其他科學(xué)家重復(fù)實(shí)驗(yàn)后指出:螢火蟲(chóng)產(chǎn)生的氣體(至少部分地)導(dǎo)致底片產(chǎn)生陰影,并不是螢火蟲(chóng)發(fā)出射線(xiàn),使得這個(gè)日本人和他的合作者大為丟臉。
2、缺陷極大不可以被接受也無(wú)發(fā)展價(jià)值的研究結(jié)果,或者只是泛泛而論,沒(méi)有創(chuàng)新的“研究結(jié)果”。中國(guó)這樣的論文很多,不舉例子了。
3、缺乏充分實(shí)驗(yàn)事實(shí)的支持也很缺乏論證的,很有缺陷但也有道理,或有實(shí)驗(yàn)支持的此類(lèi)假說(shuō),觀點(diǎn),屬于很有缺陷但值得一聽(tīng)的研究結(jié)果,說(shuō)這類(lèi)假說(shuō)、觀點(diǎn)值得一聽(tīng)是因?yàn)檫@些論點(diǎn)中或許值得進(jìn)一步發(fā)展。例如,1914年,查得威克發(fā)現(xiàn)了放射性衰變中的α譜和γ譜是分立的,而β譜卻是連續(xù)的。由此,玻爾提出了非統(tǒng)計(jì)的能量守恒定律不成立的假說(shuō),泡利卻提出了中微子假說(shuō),這兩個(gè)假說(shuō)都屬于很有缺陷但值得一聽(tīng)的研究結(jié)果。
4、有缺陷但很值得發(fā)展的研究結(jié)果。例如費(fèi)米在泡利提出的中微子假說(shuō)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出的理論就是這樣的情況。
5、在科學(xué)上未被確證但可以接受或應(yīng)該接受,值得進(jìn)一步進(jìn)行研究的成果,例如愛(ài)因斯坦的的光電效應(yīng)理論,有實(shí)驗(yàn)事實(shí)的支持,有嚴(yán)密的邏輯推理論證,但在美國(guó)的密立根等人未用長(zhǎng)期、反復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證前,只能夠說(shuō)是應(yīng)該接受,非常值得進(jìn)一步進(jìn)行研究的成果。還有其它的情況例如,若有兩種現(xiàn)象,一種現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)制過(guò)程清楚,另一種現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)制過(guò)程還不清楚,而兩種現(xiàn)象的開(kāi)始情況與結(jié)果情況都相同,在沒(méi)有出現(xiàn)新的證據(jù)證明兩種現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)制是不同的證據(jù)前,認(rèn)定這兩種現(xiàn)象的機(jī)制是相同的,這在科學(xué)上是完全可以接受的。
6、得到確證,但與現(xiàn)有知識(shí)或?qū)嶒?yàn)有沖突,非常值得進(jìn)一步進(jìn)行研究的研究結(jié)果,例如盧瑟福的原子模型產(chǎn)生情況:
J.J.湯姆遜在1904年提出了原子的無(wú)核模型。盧瑟福也相信無(wú)核模型,并進(jìn)行了α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)中卻發(fā)現(xiàn)了原子無(wú)核模型無(wú)法解釋的現(xiàn)象,有極少數(shù)(萬(wàn)分之一)超過(guò)90°甚至達(dá)到180°的大角度散射。
對(duì)此,盧瑟福深感驚訝:“它的難以置信好比你對(duì)一張紙射出一發(fā)十五英寸的炮彈,結(jié)果卻被彈了回來(lái)反而打在自己身上。經(jīng)過(guò)思考,我認(rèn)為反向散射必定是單次碰撞的結(jié)果,而當(dāng)我作出計(jì)算時(shí)看到,除非采取一個(gè)原子的大部分質(zhì)量集中在一個(gè)微小的核內(nèi)的系統(tǒng),是無(wú)法得到這種數(shù)量級(jí)的任何結(jié)果的。這就是我后來(lái)提出的原子核心具有小體積和大質(zhì)量的想法!
根據(jù)α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,嚴(yán)格進(jìn)行計(jì)算、推理,就只能夠說(shuō)僅僅金原子確實(shí)是大部分質(zhì)量集中于微小的核中。但盧瑟福以α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為基礎(chǔ),便跳躍到了普遍情況,認(rèn)定原子都是大部分質(zhì)量集中于微小的核中,盧瑟福這樣做是很正常的,符合簡(jiǎn)單性原則。但這個(gè)原子模型還有一個(gè)重大問(wèn)題未獲解決,根據(jù)經(jīng)典電磁理論,圍繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn)的電子會(huì)不斷輻射出能量,原子就會(huì)很不穩(wěn)定,但事實(shí)并非如此。這樣,盧瑟福的原子模型與經(jīng)典電磁理論是有沖突的,值得進(jìn)一步發(fā)展。
7、在科學(xué)上已經(jīng)被確定,毫無(wú)疑問(wèn)必須接受的研究成果。在這方面,一般說(shuō)來(lái),教材中這些類(lèi)型的知識(shí)是很多的,科學(xué)出版物如科學(xué)方面的專(zhuān)業(yè)雜志所刊登的,被前人反復(fù)驗(yàn)證的知識(shí)也是這種類(lèi)型的知識(shí)。這樣的知識(shí),偶然也有是錯(cuò)誤的,當(dāng)然,糾正這種錯(cuò)誤必定是重要的創(chuàng)新。
進(jìn)行這方面的訓(xùn)練,可以讓學(xué)生專(zhuān)門(mén)做肯定性的評(píng)價(jià)來(lái)訓(xùn)練學(xué)生在這方面的科學(xué)鑒別力,即要求學(xué)生不要考慮文獻(xiàn)中的問(wèn)題以及缺陷,只是去討論、評(píng)判文獻(xiàn)中或研究成果中的支持證據(jù)以及未來(lái)發(fā)展?jié)摿Α?nbsp;
研究者在自己的思索、創(chuàng)造過(guò)程中,也必定會(huì)產(chǎn)生上述各種類(lèi)型的想法、成果,從缺陷極大也無(wú)發(fā)展價(jià)值的思考結(jié)果到在科學(xué)上已經(jīng)被確定,毫無(wú)疑問(wèn)必須接受的研究成果。對(duì)創(chuàng)造者的創(chuàng)造自述進(jìn)行分析可以知道:在研究中由于創(chuàng)造者常常是從部分的知識(shí)如事例、實(shí)驗(yàn)材料中想到新設(shè)想的,最初產(chǎn)生的新設(shè)想必定有漏洞、錯(cuò)誤,如新設(shè)想遺留著引發(fā)新設(shè)想的那部分知識(shí)的痕跡,帶有原有知識(shí)的缺陷、局限,還有的如新設(shè)想產(chǎn)生的時(shí)候使用的是原有的不恰當(dāng)?shù)、?shí)際上是錯(cuò)誤的概念,但想法卻隱含著正確的方向等等情況。當(dāng)然,新設(shè)想中的缺陷若被解決,創(chuàng)造就獲得成功;若這些缺陷、錯(cuò)誤未能解決,則新設(shè)想就是價(jià)值不大或是錯(cuò)誤的。例如班廷發(fā)現(xiàn)胰島素的案例,班廷在提取胰島素治療糖尿病實(shí)驗(yàn)獲得成功后,最大的困難就是:結(jié)扎胰管的辦法很麻煩,要等待六至八周,還只能得到極少的胰島素。這個(gè)問(wèn)題不解決,就幾乎沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。最后,他才找出了正確方法:加酸使胰液中的胰蛋白酶無(wú)法分解胰島素。這樣,屠宰后牛、豬等的胰腺就都能夠提取胰島素。至此,所有最重大困難才被解決。班廷最初的辦法如此麻煩,其原因就在于原先的引發(fā)班廷產(chǎn)生新設(shè)想的那部分知識(shí):結(jié)扎胰管,胰島正常,不發(fā)生糖尿病。結(jié)扎胰管這個(gè)實(shí)施起來(lái)很困難的辦法遺留在班廷的新設(shè)想中。
因此,在個(gè)人的研究思考中產(chǎn)生的新設(shè)想存在缺陷是很正常的,關(guān)鍵是要能夠準(zhǔn)確判斷新設(shè)想的發(fā)展前景,以及不斷努力消除新設(shè)想中的漏洞。對(duì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方法方面產(chǎn)生的新設(shè)想,判斷其未來(lái)發(fā)展前景一般是比較簡(jiǎn)單的,充分考慮了新設(shè)想的各種可能結(jié)果與可能的疏忽后,做實(shí)驗(yàn)就夠了。判斷理論方面新設(shè)想的發(fā)展前景就很難,的根據(jù)存在著幾種標(biāo)準(zhǔn),常常需要綜合后進(jìn)行判斷。一般主要看原有的成果的支持根據(jù)情況和自己的設(shè)想的支持根據(jù)情況,即原有理論或自己的觀點(diǎn)的出發(fā)點(diǎn)、推論,必須與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的結(jié)果相符合,而且必須是越來(lái)越精確的一致。各種事實(shí)對(duì)理論、問(wèn)題解決辦法相互符合的支持重要性是不同的,有的事實(shí)(實(shí)驗(yàn)結(jié)果)直接對(duì)應(yīng)理論的出發(fā)點(diǎn)或重要推論,而且前提條件明顯不存在其它可能性,推理步驟少,對(duì)理論的支持非常重要,不支持理論的話(huà)就是極其重要的反常;這樣的事實(shí)屬于核心事實(shí)。也有的事實(shí)(實(shí)驗(yàn)結(jié)果)不是對(duì)應(yīng)理論的出發(fā)點(diǎn)而是對(duì)應(yīng)的是理論的次要推論,而且推理步驟多,前提條件也存在其它可能性,這樣的事實(shí)屬于邊緣性的事實(shí)。當(dāng)然,核心事實(shí)比邊緣性的事實(shí)與理論相符合更重要。此外還有其它的幾種次要依據(jù)(簡(jiǎn)單性、一致性等)。
對(duì)創(chuàng)造型的學(xué)生,由于易于接受新設(shè)想以及首先考慮新設(shè)想的發(fā)展前景并進(jìn)行證實(shí)是他們自然而然的強(qiáng)項(xiàng),所以要在訓(xùn)練好他們?nèi)绾芜M(jìn)行肯定性的評(píng)價(jià)判斷后,對(duì)如何作高水平批評(píng)進(jìn)行特別的訓(xùn)練:
一般地說(shuō),作低水平的學(xué)術(shù)批評(píng),思考仔細(xì)些,用常規(guī)性的科學(xué)研究標(biāo)準(zhǔn)或?qū)W術(shù)規(guī)范的那一套就夠了,如作者是否充分掌握了已有的文獻(xiàn)知識(shí),論點(diǎn)有沒(méi)有扎實(shí)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ),或者是否從已經(jīng)被公認(rèn)的基礎(chǔ)出發(fā),概念是否作了必要的定義,推理是否嚴(yán)密,從經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)到結(jié)論有各種可能性,作者是否考慮周到,是否排除了足以否定論點(diǎn)的其它可能性,是否與被普遍接受的相關(guān)知識(shí)以及相關(guān)學(xué)科知識(shí)有明顯沖突,等等。
但是,論文作者如果是受過(guò)良好訓(xùn)練或很有天分的人,用這樣的辦法就不行了。杰出的學(xué)者基本上沒(méi)有這些問(wèn)題。但還可以把這些都考慮過(guò)了,清楚理解了之后,從根本的出發(fā)點(diǎn)或主要思路來(lái)作高水平學(xué)術(shù)批評(píng),從作者未考慮或未充分考慮的重要的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)或相關(guān)學(xué)科知識(shí)出發(fā),否定或者糾正對(duì)方論文、文章的主要思路,否定或糾正對(duì)方的出發(fā)點(diǎn),或者重新樹(shù)立一個(gè)學(xué)者都公認(rèn)的必須遵守的出發(fā)點(diǎn)來(lái)反駁對(duì)方,還可以從事實(shí)出發(fā),否定對(duì)方進(jìn)行推理所必須依賴(lài)的重要條件(前提),等等。這樣做很難,很費(fèi)時(shí)間,要求很高,學(xué)生很累,但非此不能夠掌握高水平學(xué)術(shù)批評(píng)。
訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)批評(píng)能力、學(xué)術(shù)批評(píng)能力,可以采用這樣一個(gè)辦法:讓學(xué)生做模擬的審稿人,專(zhuān)門(mén)挑專(zhuān)業(yè)論文、專(zhuān)著中的錯(cuò)誤與不足,告訴他們論文如果通過(guò)了他們的審核就會(huì)發(fā)表,要挑出其中的錯(cuò)誤以免貽害他人,而且可以有時(shí)故意讓他們?cè)u(píng)價(jià)水平低的文章,訓(xùn)練他們以我為主,要考慮各種可能性,大膽存疑,等等。
另外,還有一個(gè)辦法也能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)鑒別力。科學(xué)鑒別力也能夠通過(guò)運(yùn)用科學(xué)研究標(biāo)準(zhǔn)而表現(xiàn)出來(lái)。科學(xué)界是存在科學(xué)研究標(biāo)準(zhǔn)的,科學(xué)史上有許多科學(xué)家運(yùn)用科學(xué)研究標(biāo)準(zhǔn)對(duì)理論與實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行鑒別取舍的事例,因此,除了在科學(xué)研究中讓學(xué)生看教師如何分析各種實(shí)驗(yàn)、論文、專(zhuān)著,如何洞察這些、如何提出新思想,如何論證,如何做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等辦法培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)鑒別力外,還能夠通過(guò)在科學(xué)研究中以及在講授科學(xué)知識(shí)的過(guò)程中,結(jié)合科學(xué)史的分析討論而培養(yǎng)科學(xué)鑒別力。相對(duì)說(shuō)來(lái),由于科學(xué)研究的專(zhuān)業(yè)化,在本專(zhuān)業(yè)的科學(xué)研究教育中培養(yǎng)學(xué)生在本專(zhuān)業(yè)的科學(xué)鑒別力是更好的辦法,在本專(zhuān)業(yè)之外的這種教育,一是需要花費(fèi)額外的思考才能夠在本專(zhuān)業(yè)運(yùn)用,二是科學(xué)史上的事例往往是杰出科學(xué)家們所作出的,大多數(shù)人恐怕成不了杰出科學(xué)家,難于達(dá)到那種境界。
參考文獻(xiàn)與注釋?zhuān)?nbsp;
1、轉(zhuǎn)引自:羅伯特.湯姆生:《思維心理學(xué)》,福建科學(xué)技術(shù)出版社,1985,P184,許卓松譯
2、W.I.B.貝弗里奇.科學(xué)研究的藝術(shù).科學(xué)出版社.1984.P56~86(文章中的話(huà)是我的記憶,原書(shū)因借給他人而遺失,恐怕原文并非如此)
來(lái)自:k12
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