作者--徐建新
下面是我的一些研究心得,希望有益于中國的科學(xué)教育,也有益于各位網(wǎng)友。
導言
在我國開(kāi)展不久的研究性學(xué)習很受重視,但究竟什么是研究性學(xué)習,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、博士們的輔導后,連什么是研究性學(xué)習都還沒(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(zhù)研究者--研究性學(xué)習的目的是什么,是為學(xué)生未來(lái)的創(chuàng )造打好基礎還是重在直接培養學(xué)生的創(chuàng )新能力、創(chuàng )新精神?
本文由三篇文章組成。
如何指導學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習
通過(guò)《全面退步的中國中小學(xué)教育》的論述,必須在中小學(xué)中對學(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,如果能夠在高中開(kāi)始對學(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)就是要讓學(xué)生自己學(xué)習并掌握如何做科學(xué)研究,即逐步學(xué)會(huì )象科學(xué)家那樣做科學(xué)研究?茖W(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)教育的人都應該清楚或者了解的簡(jiǎn)單的常識,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。
當然,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,教師只起指導作用,而且必須是給出針對實(shí)際情況,具體的、學(xué)生能夠操作的指導,對優(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)有出現新想法也無(wú)關(guān)緊要。在這個(gè)過(guò)程中,科學(xué)知識教育、科學(xué)研究教育、科學(xué)鑒別力教育都應該進(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小學(xué)生做研究性學(xué)習:小學(xué)三四年級學(xué)習如何查閱資料,掌握資料,并且學(xué)習如何寫(xiě)文章、論文,以及資料引用,小學(xué)五六年級和中學(xué),逐步學(xué)習從查閱資料、占有資料、討論、設計實(shí)驗、進(jìn)行實(shí)驗、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)習本來(lái)應該是在小學(xué)初步打好基礎的,但由于中國開(kāi)始這些研究性學(xué)習時(shí)間很短,因此本文所提到的相應的要求、注意事項同樣適合于現在中國的高中的研究性學(xué)習。目前中國的中學(xué)受美國影響而開(kāi)始進(jìn)行的研究性學(xué)習,筆者看了一些資料,發(fā)現現有的研究性學(xué)習,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、討論文獻是很重要的,這樣的研究性學(xué)習本身就沒(méi)有遵循科學(xué)研究的程序。
在中國,“科學(xué)研究”習慣上是一個(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)習如何做科學(xué)研究,是一項學(xué)習或掌握如何獲得信息,進(jìn)行客觀(guān)的考察,具備理性的精神、批評的態(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之上,在此基礎上有所發(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,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,在現代還要熟練運用計算機進(jìn)行檢索,否則,一項遺漏就有可能導致所做的是無(wú)效的重復勞動(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)三四年級的小學(xué)生應該開(kāi)始學(xué)習做科學(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)生擴大知識面、大量閱讀,這對學(xué)生的未來(lái)發(fā)展很有好處。當然,這也需要家長(cháng)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寫(xiě)文章的要求,當然,教師要知道相應資料在圖書(shū)館中的分類(lèi)并作出具體的指導,指導學(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(cháng)讓孩子自己查找,還要設置好IE瀏覽器的安全等級,密碼不能夠讓孩子知道。)
對小學(xué)生的要求,在占有資料方面能夠看懂資料就夠了,隨著(zhù)學(xué)生進(jìn)入中學(xué),知識增多,要求就要更高,要懂得如何快速準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(zhù)后面的參考文獻,大致知道論點(diǎn)、論據的來(lái)龍去脈。
(在論文撰寫(xiě)方面,實(shí)驗是科學(xué)理論的基礎,論文講究的是經(jīng)驗基礎如實(shí)驗、調查數據、經(jīng)驗材料等扎實(shí),概念清楚,推理嚴密,結論可靠,而且,絕大多數研究工作必定是在前人打好的基礎上進(jìn)行的,因此論文的開(kāi)始就必須概述前人的工作,作出評價(jià),而后闡述自己的工作,最后是規范地引用文獻。另外,由于科學(xué)是不斷發(fā)展的,現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,論文有錯誤別人也容易發(fā)現。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)良好的訓練,沒(méi)必要讀這樣的文章浪費時(shí)間。如果所有文章都難懂,就是選題有問(wèn)題。)
小學(xué)三四年級的學(xué)生寫(xiě)文章,把通過(guò)閱讀所掌握的知識、所知道的各種情況用自己的話(huà)清楚明白地表達出來(lái)就夠了,平鋪直敘都是可以的。更高年級以及中學(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)總結闡述已有的研究成果、知識,而后敘述自己想法、問(wèn)題,以及實(shí)驗結果、調查情況與結果,等等,對此的討論,推理論證,以及最后的結論,然后是模仿相應的論文、文章,遵循文獻引用規范,引用參考文獻。注意,文科方面的研究性學(xué)習教師要特別小心,切忌習慣性的作文寫(xiě)作套路,如“開(kāi)門(mén)見(jiàn)山”,結尾來(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、嚴謹,不是氣勢和文采。
請不要小看這些要求,錢(qián)寧在《留學(xué)美國--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,盡管在國內發(fā)表過(guò)不少‘大作’,到了國外,都發(fā)現自己一下子不會(huì )寫(xiě)文章了。中國學(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性論點(diǎn)不加論證地便在下一段轉換成論據!贝送,中國的文科嚴重失序,既無(wú)學(xué)術(shù)規范,又無(wú)學(xué)術(shù)紀律,為此,前些年一直到現在,有一些學(xué)者竭力提倡學(xué)術(shù)規范,中國社會(huì )科學(xué)界一直在進(jìn)行學(xué)術(shù)規范的討論,其中朱學(xué)勤“把學(xué)術(shù)規范落到實(shí)處”,大致五條:
“1.選題之前盡可能全面地檢索中外文獻;
2.論述觀(guān)點(diǎn)注意形式邏輯,不要前后矛盾;
3.立論必須有據,概念必須界定,不能武斷臆測;
4.引文必須注明出處;
5.論著(zhù)附有文獻索引,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,中國文科的學(xué)者,在碩士、博士畢業(yè)之后,都是學(xué)者等級了,怎么還在討論這些問(wèn)題?并且,這樣的常識性的東西,還討論了多年,是否中國教育對這樣一些常識層面的知識教育有所不足?從中國學(xué)術(shù)界違反這些常識性規范的事情還不少的情況看,肯定與這些常識教育不足有關(guān),因此在課堂教學(xué)中必須加強這些常識的教育。
引用參考文獻很容易,不過(guò)是照著(zhù)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):調查媒體上的生物學(xué)有關(guān)內容時(shí),就提出如下問(wèn)題:1、有哪些媒體?2、至少要調查哪些媒體?哪些媒體不適合于進(jìn)行調查?3、怎樣證明你調查后寫(xiě)出的報告不是胡編亂造,而是辛苦調查得到?對第一個(gè)問(wèn)題,學(xué)生很快回答:電視、報紙、雜志、國際互聯(lián)網(wǎng)、廣播電臺等,至于要調查哪些媒體,學(xué)生討論后認為電視、廣播電臺靠記憶,不可靠,又太難調查,而后在教師的逐步啟發(fā)下回答:至少要調查報紙、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)這種訓練應該在小學(xué)進(jìn)行。
引用參考文獻能夠說(shuō)明文章中的相關(guān)內容是有根有據的,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)和依據的來(lái)源,還防止了有意無(wú)意的對他人的剽竊。引用參考文獻時(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,中國的文科方面曾經(jīng)砍斷了這樣的傳統,也有些學(xué)者的表現實(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)達國家則非?粗剡@樣的起碼的基本功,嚴厲禁止抄襲剽竊。在新語(yǔ)絲網(wǎng)站上曾經(jīng)有過(guò)一篇文章(記憶),說(shuō)在美國一個(gè)大學(xué)中同一個(gè)班里面的中國留學(xué)生,在做寫(xiě)文章的作業(yè)時(shí),因為沒(méi)有做好文獻引用,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)都是中國著(zhù)名大學(xué)畢業(yè)后去美國的好學(xué)生,他們解釋說(shuō)中國的情況是對此毫不在意,這些學(xué)生也沒(méi)有受到過(guò)應有的訓練與要求才會(huì )如此的。最后的結果,記憶里是他們受了嚴厲的警告和小處分。
學(xué)生學(xué)習做科學(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,別人看了參考文獻后能夠客觀(guān)評價(jià)水平,也比不列出參考文獻欺騙他人強。
學(xué)生在討論中講述以后或寫(xiě)好文章后,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)?”“這些數字(情況)準確嗎?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)?”“如果你要對你的同學(xué)XXX講你知道的這些,而他對這什么都不知道,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論的?”等等。學(xué)生回答后,教師要不失時(shí)機地進(jìn)行鼓勵。
研究性學(xué)習可以是全班、小組、個(gè)人為單位來(lái)做,教師要根據學(xué)生興趣搞好分工合作。研究性學(xué)習的課題可以讓學(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,缺點(diǎn)是學(xué)生可能會(huì )不懂必要的知識,每個(gè)學(xué)生的課題不一樣,教師指導會(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),也可以培養學(xué)生團結合作的精神還能夠讓學(xué)生相互競爭,更加努力。
至于如何進(jìn)一步地在研究性學(xué)習中進(jìn)行討論、設計實(shí)驗、進(jìn)行實(shí)驗、討論、撰寫(xiě)論文等問(wèn)題,將在后面的文章中闡述。
參考文獻與注釋?zhuān)?nbsp;
1、錢(qián)寧:《留學(xué)美國--一個(gè)時(shí)代的故事》,江蘇文藝出版社,1996,P126~127
2、朱學(xué)勤:《被遺忘與被批評的--答楊念群先生》,來(lái)自論文集《書(shū)齋里的革命》,長(cháng)春出版社,1999,P160~161
研究性學(xué)習主要是進(jìn)行科學(xué)研究教育(二)
一、科學(xué)研究性學(xué)習與課堂教學(xué)的關(guān)系
研究性學(xué)習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,成果是某種知識或理論;另一類(lèi)是實(shí)用型,成果是某種可直接用于現實(shí)的方案或技能,實(shí)用型的研究性學(xué)習本文暫時(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)知識教育是科學(xué)研究教育的基礎,科學(xué)研究教育又是科學(xué)鑒別力教育的基礎。
科學(xué)知識教育(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)知識直接傳授給學(xué)生,節約時(shí)間,因此大多數的科學(xué)知識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)很容易導致學(xué)生只是被動(dòng)接受灌輸,死記硬背,知識容易忘記。這個(gè)缺點(diǎn)的解決基本上靠教師運用匠心獨運的教學(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)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)方法知識與共識性的知識,掌握如何規范地做科學(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、嚴密地論證并驗證的習慣,形成良好的科學(xué)素養,(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價(jià)判斷),這些知識與共識、習慣與素養是一個(gè)合格公民所必不可少的基本知識與素養?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)是對教師素質(zhì)、硬件設施、學(xué)生的主動(dòng)參與等的要求相當高,所花費的時(shí)間也相當多。
科學(xué)鑒別力教育則是讓學(xué)生真正懂得如何做科學(xué)研究并能夠靈活運用所學(xué)知識,科學(xué)素養達到高水準的教育。這樣的教育一般適合于培養高精尖人才,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)知識教育、科學(xué)研究教育、科學(xué)鑒別力教育都應當進(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)習就什么知識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)習的總結資料與案例,發(fā)現常常沒(méi)有寫(xiě)指導教師對學(xué)生講授和指導學(xué)生什么是科學(xué)、如何做科學(xué)研究的內容,提到了的也是有很大缺陷,F代科學(xué)已經(jīng)發(fā)展了幾百年,各國科學(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,在類(lèi)似科學(xué)研究型的研究性學(xué)習中,這些共識必須傳授給學(xué)生并讓學(xué)生自己在研究性學(xué)習中自然而然地深入體會(huì ),只讓學(xué)生自然而然、籠統模糊地知道科學(xué)結論必須要有實(shí)驗依據是遠遠不夠的?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)習上的關(guān)鍵環(huán)節常常在于學(xué)生形成一些解釋、結論后,要否決其它的可能的(實(shí)際是錯誤的)解釋并進(jìn)行論證、實(shí)驗驗證,這在科學(xué)研究上也是極其重要的環(huán)節,但在這方面很少有這樣的事例。
中國的研究性學(xué)習目前的情況是目標集中在提高學(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 )。這些對研究性學(xué)習確實(shí)很重要,是必須達到的基本要求,沒(méi)有這些,更高的主要目標是很難達到的。但這些實(shí)際上是課堂教學(xué)的非常重要的目標,并不是研究性學(xué)習的主要要求,研究性學(xué)習的主要目標是讓學(xué)生掌握上面所說(shuō)的那些重要的知識與共識、讓學(xué)生形成良好的習慣與科學(xué)素養。
由此出發(fā),加上本人略知的一些信息,還可以大致地說(shuō)一下我所認為的中美兩國科學(xué)教育的優(yōu)缺點(diǎn):中國教育的優(yōu)點(diǎn)在于中等學(xué)生甚至差生都能夠掌握必要的基礎知識,中國教育的缺點(diǎn)在于幾乎空白的科學(xué)研究教育使得中國的優(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)研究訓練,很難成為創(chuàng )造性人才,往往被填鴨成庸才。至于中國教育的死板、僵化、缺乏個(gè)性等只是次要的缺陷。美國教育的優(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)知識教育有所不足,中等學(xué)生、差生連起碼的科學(xué)知識都掌握得不夠好。美國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
要指導學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習,教師首先必須懂得并教會(huì )學(xué)生什么是科學(xué)知識、科學(xué)知識是如何發(fā)展的以及如何進(jìn)行科學(xué)研究,讓優(yōu)秀學(xué)生迅速達到高境界。但在這一點(diǎn)上,中國的教師本身所受的科學(xué)研究教育就不充分,而且中國人普遍以為科學(xué)就是被公認的正確知識的累積,進(jìn)行科學(xué)研究就是發(fā)現并找到這些正確的知識。但實(shí)際上科學(xué)知識的情況并不是這樣的,科學(xué)也不是這樣發(fā)展的,尤其是對于個(gè)人的創(chuàng )造而言。本節以下的內容首先簡(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)習做科學(xué)研究的經(jīng)歷進(jìn)行理解,教師要在對學(xué)生講述科學(xué)史上的事例或指導學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習的過(guò)程中,淺顯地結合講述本文的有關(guān)內容,并巧妙引導學(xué)生自己悟出(體會(huì ))這些關(guān)于科學(xué)研究的知識與共識。
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,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)系統的實(shí)驗發(fā)現有可能找出因果關(guān)系(在文藝復興時(shí)期)。在我看來(lái),中國的賢哲沒(méi)有走上這兩步,那是用不著(zhù)驚奇的。若是這些發(fā)現在中國全都做出來(lái)了倒是令人驚奇的!盵1]
在歐美,由于有了全面系統的實(shí)驗,才能在以往的認識和系統實(shí)驗結果的基礎上發(fā)展出來(lái)自經(jīng)驗的科學(xué)理論,有了嚴密的邏輯推理體系,才能依照理論作出嚴謹、全面、徹底的推理以得到嚴格的結論和預見(jiàn),加上了數學(xué)方法則得到精確的推論和預見(jiàn);由此以及在科學(xué)理論的指導下又進(jìn)行進(jìn)一步的系統實(shí)驗、解決問(wèn)題、提高精密度等工作以發(fā)展科學(xué)知識。
一代又一代的科學(xué)家,哪怕是平庸者,都能對科學(xué)的發(fā)展作出力所能及的貢獻。隨著(zhù)科學(xué)知識的增進(jìn)與發(fā)展,在舊的科學(xué)理論不符合實(shí)驗結果等情況出現后,就會(huì )有科學(xué)家創(chuàng )造出新的,更正確也更準確的科學(xué)理論來(lái)代替它。就這樣,一輪又一輪的系統的實(shí)驗發(fā)現和科學(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),更準確,現代科學(xué)就這樣在歐美飛速發(fā)展起來(lái)了并且繼續這樣發(fā)展。
因此,本文所討論的科學(xué),是指系統的實(shí)驗和結果,理論立足于系統的實(shí)驗基礎或可重復的切實(shí)可靠的經(jīng)驗基礎,并具有嚴密推理的體系等科學(xué)知識的總成。
伽利略(現代科學(xué)的第一個(gè)代表人物)那樣的現代科學(xué)方法才是正確的,科學(xué)研究首要的是通過(guò)實(shí)驗找到并明確事實(shí)的確是如此,但一個(gè)實(shí)驗結果也許有多種可能的原因,也就是有多種可能的解釋或結論,因此必須運用嚴密的推理和數學(xué)運算,以及進(jìn)一步的實(shí)驗研究如對照實(shí)驗,才能夠排除其它可能的解釋或結論,從實(shí)驗結果或進(jìn)一步的實(shí)驗結果中得到正確的結論如找到自然現象之間的定性的關(guān)系或數學(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,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)驗結果)確實(shí)如此,從事實(shí)(實(shí)驗結果)得到的結論堅實(shí)可靠,而且排除了各種能夠否定結論的可能解釋?zhuān)兴鶆?chuàng )新,并能夠為未來(lái)的進(jìn)一步研究打下堅實(shí)的基礎。(如果未用對照實(shí)驗等辦法排除了這種能夠否定結論的可能解釋?zhuān)芸赡軙?huì )出非常丟臉的大錯誤;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,而不是確實(shí)可靠、能夠在此基礎上進(jìn)一步發(fā)展的知識。)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。中國的學(xué)生和教師特別是文科方面的,要小心,不要重犯當年亞里士多德犯過(guò)的錯誤:僅僅掌握了很少的事實(shí),就要得到最一般的結論。當然,人免不了犯錯誤,科學(xué)史上也有一些被發(fā)表的錯誤,如錯誤的實(shí)驗結果,由正確的實(shí)驗結果得到錯誤的結論,錯誤的理論等等。
所以,科學(xué)研究是不斷發(fā)展的過(guò)程,科學(xué)上的結論與理論必須建立于可重復的經(jīng)驗如實(shí)驗的基礎之上,經(jīng)驗基礎必須真實(shí),實(shí)驗結果必須有不以觀(guān)察者為轉移的可重復性,可重復性是系統地進(jìn)行實(shí)驗發(fā)現最重要的要求,不僅事后實(shí)驗者能夠重復做出實(shí)驗結果,別人(包括反對者)在同樣的實(shí)驗條件下也能夠重復(否則誰(shuí)都可以憑空胡說(shuō)作出了科學(xué)發(fā)現了)。做實(shí)驗研究如果實(shí)驗結果不能重復,那就不能夠得到可靠的結論與實(shí)驗結果。比如進(jìn)行了多次實(shí)驗,每次都得到不同的結果,就只能說(shuō)是整個(gè)實(shí)驗工作失敗,完全得不到有價(jià)值的結果。實(shí)驗結果中數據的精密度同樣重要,達到足以得到準確結論的精密度就夠了,比如說(shuō)實(shí)驗測得的數據精確到小數點(diǎn)以后第二位就足夠說(shuō)明問(wèn)題了,那就不必要浪費時(shí)間、資金與精力去得到精確到小數點(diǎn)后第三位的實(shí)驗結果。但目的是提高精密度的測量,則不屬于這種情況。另外,每一個(gè)實(shí)驗數據都有一定的精密度,如果幾項測定的精密度都是三位有效數字,則在實(shí)驗報告和論文中把初始數據以及因此得出的次級數據給出三位以上的數字,就是完全錯誤的,說(shuō)明作者不懂有效數字。
還有,根據實(shí)驗所測得的數據,可以得到多個(gè)可能的公式、圖表,當然,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)有新證據證明這個(gè)公式、圖表是錯誤的之前,這樣的公式或圖表在科學(xué)上是完全應該接受的(至少是可以接受的)。此外,實(shí)驗的結果應該隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,思考的更加周密而導致實(shí)驗結果更好,更加支持結論,而不應該相反,如果出現相反的情況,則不是以前的實(shí)驗有漏洞,就是結論有問(wèn)題。在科學(xué)研究中,實(shí)驗的數據出現不穩定也是正常的,一般說(shuō)來(lái)應該遵守科學(xué)道德如實(shí)報告,但這也不是絕對的,一般說(shuō)來(lái),只有實(shí)驗者才知道自己所使用的儀器的性能與實(shí)驗過(guò)程情況,如果是隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,實(shí)驗設計更加周密而導致后面的實(shí)驗數據更好,穩定,只選擇后面的實(shí)驗數據報告也是應該的。這顯示了實(shí)驗者的科學(xué)鑒別力,例如美國的密立根花費了十年時(shí)間用實(shí)驗驗證愛(ài)因斯坦的的光電效應理論,未報告一些實(shí)驗做得不好的實(shí)驗數據,筆者曾經(jīng)見(jiàn)到國內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的實(shí)驗基礎或可重復的切實(shí)可靠的經(jīng)驗基礎上,要預先考慮并排除各種可能性以及各種可能的反駁、詰難,必須有嚴密的邏輯,例如與公認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)驗結果得到的結論必須進(jìn)行嚴密論證。在運用理論進(jìn)行嚴密推理中,推理鏈越長(cháng),出發(fā)點(diǎn)、一些前提就不一定可靠或被廣泛接受,結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)驗證這些推論,并間接地驗證理論的出發(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)驗驗證的推論甚至設計實(shí)驗,讓別人來(lái)驗證。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,也應該對結論、推論進(jìn)行驗證實(shí)驗或實(shí)證性的研究,以便獲得更多的科學(xué)知識。(在實(shí)用性的工程技術(shù)領(lǐng)域更必須這樣。)
所謂驗證,就是根據科學(xué)理論得到了一個(gè)推論,這個(gè)推論必須能夠與實(shí)驗結果或經(jīng)驗形成對應,即必須能夠被實(shí)驗證實(shí)或否證,如果實(shí)驗結果未否定這個(gè)推論,實(shí)驗結果即為支持這個(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)驗驗證。
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)知識實(shí)際上包括許多其它類(lèi)型的知識,從很有缺陷但值得一聽(tīng)的想法、觀(guān)點(diǎn)到可以接受的知識到必須接受的知識直到受到普遍公認的證據確鑿的多種類(lèi)型的科學(xué)知識,研究者在科學(xué)研究中產(chǎn)生并逐步發(fā)展自己的設想情況更是這樣。當然,科學(xué)研究成果至少必須是可以接受的知識,很有缺陷但值得一聽(tīng)的想法、觀(guān)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、事實(shí)的支持或有相反的實(shí)驗結果,或者是與已經(jīng)被確定的科學(xué)知識有沖突,一般不算科學(xué)研究成果,更嚴格但也略微死板的看法是只有被普遍公認確定的科學(xué)知識才是科學(xué)研究成果。
三、如何指導學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(續)
充分查閱資料后,讀文獻是科學(xué)研究的極其重要的部分,必須進(jìn)行學(xué)習、比較、思考、評價(jià)判斷,要對不同文獻(甚至相關(guān)學(xué)科中的文獻)中的討論同一問(wèn)題的研究與闡述進(jìn)行比較,發(fā)現異同之處,有比較而后才能夠有鑒別。要真正理解新的資料文獻包括早已經(jīng)“學(xué)到”的知識,真正搞清楚相互聯(lián)系知識的來(lái)龍去脈,理解知識點(diǎn)以及清楚各個(gè)知識點(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)驗依據,實(shí)驗者是否做了必要的對照實(shí)驗,是否存在其它的同樣能夠解釋實(shí)驗依據的理論或其它科學(xué)結論,是否做了實(shí)證研究來(lái)驗證或推理出了未來(lái)能夠被實(shí)驗驗證的推論,實(shí)驗或實(shí)證研究是否確實(shí)而有效,等等。這絕對不是學(xué)生在課堂中對知識的“理解掌握”,學(xué)生在課堂中,能夠記住知識,能夠用語(yǔ)言文字、圖表等清楚闡述,能夠運用知識解決習題并且沒(méi)有錯誤,這樣,教師一般就認定學(xué)生已經(jīng)理解掌握知識了。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“首先要養成不是去問(wèn)老師,而是自己去查閱參考書(shū)或文獻的自學(xué)習慣,前面已經(jīng)談到及時(shí)追蹤科學(xué)發(fā)展的重要性。對于書(shū)本知識,我認為首先要有打破沙鍋紋(問(wèn))到底的習慣。對任何規律性知識都要問(wèn)一個(gè)為什么。不僅要知其然,更重要的是要知其所以然。閱讀文獻尤其是如此。我曾擔任國內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,錯誤可以提醒自己不犯或少犯類(lèi)似的錯誤。對于文獻中引言部分,首先要問(wèn)作者是否充分掌握了有關(guān)文獻,對于實(shí)驗結果,要看所用方法是否可信,是否有充分的對照實(shí)驗,對于結論,則要問(wèn)有沒(méi)有足夠的根據,是否有也同樣符合所有實(shí)驗結果的其他可能結論。在自己的論文準備投稿時(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,那么就很簡(jiǎn)單:選擇某個(gè)課題,閱讀這方面的一本權威性專(zhuān)著(zhù),再讀這方面最近幾年內發(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《美國國家科學(xué)教育標準》的有關(guān)介紹,顯然教師在討論中以及實(shí)驗后的討論中應該經(jīng)常問(wèn)學(xué)生這樣一些問(wèn)題:實(shí)驗的可重復性方面:“我們還必須反復實(shí)驗嗎?”“我們還需要要更多的證據嗎?”實(shí)驗的數據方面:“我們實(shí)驗誤差的根源在哪里?”“你對數據的準確性有多大把握?”,實(shí)驗結論方面:“你覺(jué)得實(shí)驗結果的原因是什么?”“你希望從實(shí)驗數據(數據資料)中得到什么解釋?zhuān)俊薄皵祿Y料中有什么讓你非常驚奇的嗎?”,“我們是怎樣得出這一結論的?”“你對結論有多大把握?”實(shí)驗條件方面:“如果你必須對一個(gè)人解釋某個(gè)問(wèn)題,而這個(gè)人對這方面又一無(wú)所知,你將怎么辦?”進(jìn)一步的實(shí)驗研究方面:“有無(wú)更好的辦法來(lái)進(jìn)行這項研究?”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)驗結果的原因?”“你怎樣評價(jià)一個(gè)與你不同的解釋?zhuān)吭鯓佑脤?shí)驗(用什么辦法)證明那個(gè)解釋是不對的?”“你考慮了其它的可能性嗎?有沒(méi)有可能是其它原因導致這個(gè)結果?要不要做對照實(shí)驗?”等等。在討論中,教師要引導學(xué)生形成解釋?zhuān)⑦M(jìn)行推理或實(shí)驗方法來(lái)排除其它的解釋?zhuān)玫秸_的結論。
對中小學(xué)的研究性學(xué)習來(lái)說(shuō),由于主要是學(xué)習,設計實(shí)驗不難,基本上把已有的實(shí)驗方案,略微改變如換一種實(shí)驗材料來(lái)做實(shí)驗就夠了。實(shí)驗設計方案一般包括實(shí)驗題目,目的要求,實(shí)驗假設,實(shí)驗預期,方法步驟,實(shí)驗記錄,實(shí)驗結果和結論八個(gè)部分,其中真正困難的部分是對照實(shí)驗的設計,其次是實(shí)驗技巧。設計對照實(shí)驗主要目的就是排除其它的可能的原因與結論,以得到切實(shí)可靠的結論。
寫(xiě)論文是對研究性學(xué)習的總結。在寫(xiě)論文時(shí)能夠回顧實(shí)驗設計、結論有無(wú)缺陷,是否全面完善,邏輯是否嚴密,要考慮對所取得的實(shí)驗結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)論文應當按解決問(wèn)題的邏輯推理順序逐步提出實(shí)驗與實(shí)驗結果,最終得到結論。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 )在這樣的基礎上逐步能夠做大課題的。
與常人的一般的估計相反,我認為相對說(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,直接面對大自然,實(shí)驗簡(jiǎn)單,易于操作,易于控制,結果明顯,易于得到結論,也容易設計并進(jìn)行各種對照實(shí)驗以檢驗各個(gè)可能成立或不成立的解釋?zhuān)蓪?shí)驗結果進(jìn)行推理而得到結論的推理步驟也少,而且資金花費也少(這對我們這樣一個(gè)窮國,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)勢是學(xué)生已經(jīng)長(cháng)大成熟,但也有不利之處:大學(xué)中的實(shí)驗材料基本上是已經(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,也難設計并進(jìn)行對照實(shí)驗。
《美國國家科學(xué)教育標準》中對研究性學(xué)習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)驗原理是:在零下或零度的同一個(gè)溫度下,冰在高壓強下熔點(diǎn)會(huì )降低,能夠融化為水,高壓強不存在后又結成冰。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,看到細鐵絲慢慢陷入冰塊,向下全部陷入冰塊,最后細鐵絲全部穿過(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(cháng)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,應該用實(shí)驗來(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)結論可以用木頭或鋼筋代替冰塊來(lái)做對照而否定。學(xué)生可能得到結論: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照實(shí)驗,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(zhù),水會(huì )結成冰。這是唯一在科學(xué)上可以接受的結論,但還需要驗證。這結論可以用幾種辦法驗證,此外還可以用冰豆腐代替冰塊來(lái)做實(shí)驗(本人在南方,未做過(guò)),或許能夠得到更有趣的結果。
在科學(xué)知識教育中,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。例如初中物理中學(xué)習阿基米德定律,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)驗測量就結束了,但這實(shí)際上不符合科學(xué)原理,明顯缺乏實(shí)驗驗證。阿基米德定律所說(shuō)的是液體,不是水,是一般性的結論,所以至少還必須用煤油、酒精進(jìn)行測量驗證才行。
結語(yǔ):
科學(xué)研究的原理,簡(jiǎn)單地說(shuō)不外乎說(shuō)什么話(huà),得到什么結論要有實(shí)驗依據,要邏輯嚴密,由此再得到結論還要嚴密推理并用實(shí)驗驗證;否定其它的結論、解釋?zhuān)穸ㄆ渌赡艿脑蛞惨线壿,并用?shí)驗來(lái)證明。學(xué)生所做的那些研究性學(xué)習中的實(shí)驗與討論,與科學(xué)家所做的科學(xué)研究,主要的區別在于科學(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)習并不是只看重過(guò)程,不重結果,研究性學(xué)習的結果:學(xué)生學(xué)會(huì )如何做科學(xué)研究,并內化為學(xué)生的習慣與素養很重要,只不過(guò)這些結果目前不能夠通過(guò)考試檢測出來(lái)而已。
參考文獻與注釋?zhuān)?nbsp;
1、愛(ài)因斯坦:《西方科學(xué)的基礎和中國古代的發(fā)明--1953年給J.E.斯威策的信》,《紀念?lèi)?ài)因斯坦譯文集》,上?茖W(xué)技術(shù)出版社,1979,P46,此話(huà)根據商務(wù)中譯本,劉華杰提到李醒民認為末句翻譯有誤,本人贊同,此處引用時(shí)已根據李醒民的提示改正。
如何培養學(xué)生的科學(xué)鑒別力
以下辦法用于訓練天賦非凡學(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)中國一些博士、著(zhù)名專(zhuān)家的論文與論戰文章,發(fā)現有相當一部分人尚未具備較高的科學(xué)鑒別力。
科學(xué)鑒別力(評價(jià)判斷能力)并不只是批評能力,而是包含兩種類(lèi)型的評價(jià)判斷能力:肯定性的評價(jià)判斷力(注重論點(diǎn)的確證支持與未來(lái)發(fā)展潛力)和否定性的評價(jià)判斷力(注重挑出支持、確證方面的不足與錯誤)。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)到如何培養學(xué)生科學(xué)鑒別力具體辦法的討論。中國由于歷史上多年的政治運動(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(否定)性的評價(jià)能力特別強也特別被看重,在中國,尖銳的批評評價(jià)容易產(chǎn)生反響,真正的創(chuàng )新常常難于得到好評,而且中國的對學(xué)術(shù)成果的肯定性評價(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)展潛力,這實(shí)際上還是表現了批評(否定)性的評價(jià)能力過(guò)強。但這兩種類(lèi)型的評價(jià)判斷力是不可偏廢的。
根據這兩種類(lèi)型的評價(jià)判斷上學(xué)生、學(xué)者表現出來(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)是批評分析型,乙類(lèi)是創(chuàng )造型。每當甲類(lèi)學(xué)生遇到一個(gè)新假設或一個(gè)新穎的建議時(shí),他們總是把它認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(zhù)的東西,以及是否可以證實(shí)它。對于新穎的建議,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)。對于甲類(lèi)來(lái)說(shuō),盡管他們擅長(cháng)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。筆者對此研究的結論簡(jiǎn)單地說(shuō)是:這兩種情況由個(gè)人思維能力的特長(cháng)決定,表現出批評分析型的人是因為其聯(lián)結性思維能力強,思考快速準確,聰明;表現出創(chuàng )造型的原因是凝聚性思維能力強,思考深入,富于睿智。
此外,有些科學(xué)家包括哈耶克也對此進(jìn)行了討論,有所補充。記憶里我曾經(jīng)讀過(guò)的W.I.B.貝弗里奇所著(zhù)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,有可能出現糟糕的情況:批評分析型的學(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,認為自己應該象老師一樣,并懷疑自己的能力;創(chuàng )造型學(xué)生遇到批評分析型的教師,或許會(huì )認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致的邏輯分析以及找出自己和他人研究結果的不足與錯誤。[2]
所以,科學(xué)鑒別力的教育只能夠順應心理特征(思維能力的特長(cháng)),而不可強行改變。對于批評分析型的學(xué)生,由于進(jìn)行分析推理以及批評是其自然而然的強項,在肯定其優(yōu)勢并首先教會(huì )學(xué)生如何做學(xué)術(shù)批評以及高水平學(xué)術(shù)批評的的基礎上,要提醒學(xué)生注意這種優(yōu)勢容易導致對自己和他人的未完善的設想批駁能力很強,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這類(lèi)學(xué)生肯定性的評價(jià)判斷力,以增進(jìn)學(xué)生的自信心與相對平衡的良好科學(xué)鑒別力?茖W(xué)知識并不是全部由無(wú)可爭議的事實(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)現其重大錯誤的研究結果,科學(xué)史上例如:倫琴因密封的照相底片曝光而發(fā)現X射線(xiàn)后,曾有法國人發(fā)現了(實(shí)際上并不存在的)N射線(xiàn),還獲得大獎,當然,最終的研究結果發(fā)現,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)驗后,煞有介事地報告:螢火蟲(chóng)能夠發(fā)出射線(xiàn),導致底片產(chǎn)生陰影。這明顯忽略了其它的可能性,當然,其他科學(xué)家重復實(shí)驗后指出:螢火蟲(chóng)產(chǎn)生的氣體(至少部分地)導致底片產(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)值的研究結果,或者只是泛泛而論,沒(méi)有創(chuàng )新的“研究結果”。中國這樣的論文很多,不舉例子了。
3、缺乏充分實(shí)驗事實(shí)的支持也很缺乏論證的,很有缺陷但也有道理,或有實(shí)驗支持的此類(lèi)假說(shuō),觀(guān)點(diǎn),屬于很有缺陷但值得一聽(tīng)的研究結果,說(shuō)這類(lèi)假說(shuō)、觀(guān)點(diǎn)值得一聽(tīng)是因為這些論點(diǎn)中或許值得進(jìn)一步發(fā)展。例如,1914年,查得威克發(fā)現了放射性衰變中的α譜和γ譜是分立的,而β譜卻是連續的。由此,玻爾提出了非統計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)的研究結果。
4、有缺陷但很值得發(fā)展的研究結果。例如費米在泡利提出的中微子假說(shuō)基礎上,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理論,有實(shí)驗事實(shí)的支持,有嚴密的邏輯推理論證,但在美國的密立根等人未用長(cháng)期、反復的實(shí)驗驗證前,只能夠說(shuō)是應該接受,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,若有兩種現象,一種現象的內在機制過(guò)程清楚,另一種現象的內在機制過(guò)程還不清楚,而兩種現象的開(kāi)始情況與結果情況都相同,在沒(méi)有出現新的證據證明兩種現象的內在機制是不同的證據前,認定這兩種現象的機制是相同的,這在科學(xué)上是完全可以接受的。
6、得到確證,但與現有知識或實(shí)驗有沖突,非常值得進(jìn)一步進(jìn)行研究的研究結果,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)驗來(lái)驗證。在實(shí)驗中卻發(fā)現了原子無(wú)核模型無(wú)法解釋的現象,有極少數(萬(wàn)分之一)超過(guò)90°甚至達到180°的大角度散射。
對此,盧瑟福深感驚訝:“它的難以置信好比你對一張紙射出一發(fā)十五英寸的炮彈,結果卻被彈了回來(lái)反而打在自己身上。經(jīng)過(guò)思考,我認為反向散射必定是單次碰撞的結果,而當我作出計算時(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)微小的核內的系統,是無(wú)法得到這種數量級的任何結果的。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α粒子轟擊金箔實(shí)驗的結果,嚴格進(jìn)行計算、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)驗的結果為基礎,便跳躍到了普遍情況,認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,根據經(jīng)典電磁理論,圍繞原子核運轉的電子會(huì )不斷輻射出能量,原子就會(huì )很不穩定,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,被前人反復驗證的知識也是這種類(lèi)型的知識。這樣的知識,偶然也有是錯誤的,當然,糾正這種錯誤必定是重要的創(chuàng )新。
進(jìn)行這方面的訓練,可以讓學(xué)生專(zhuān)門(mén)做肯定性的評價(jià)來(lái)訓練學(xué)生在這方面的科學(xué)鑒別力,即要求學(xué)生不要考慮文獻中的問(wèn)題以及缺陷,只是去討論、評判文獻中或研究成果中的支持證據以及未來(lái)發(fā)展潛力。
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如事例、實(shí)驗材料中想到新設想的,最初產(chǎn)生的新設想必定有漏洞、錯誤,如新設想遺留著(zhù)引發(fā)新設想的那部分知識的痕跡,帶有原有知識的缺陷、局限,還有的如新設想產(chǎn)生的時(shí)候使用的是原有的不恰當的、實(shí)際上是錯誤的概念,但想法卻隱含著(zhù)正確的方向等等情況。當然,新設想中的缺陷若被解決,創(chuàng )造就獲得成功;若這些缺陷、錯誤未能解決,則新設想就是價(jià)值不大或是錯誤的。例如班廷發(fā)現胰島素的案例,班廷在提取胰島素治療糖尿病實(shí)驗獲得成功后,最大的困難就是:結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)生新設想的那部分知識:結扎胰管,胰島正常,不發(fā)生糖尿病。結扎胰管這個(gè)實(shí)施起來(lái)很困難的辦法遺留在班廷的新設想中。
因此,在個(gè)人的研究思考中產(chǎn)生的新設想存在缺陷是很正常的,關(guān)鍵是要能夠準確判斷新設想的發(fā)展前景,以及不斷努力消除新設想中的漏洞。對實(shí)驗、實(shí)驗方法方面產(chǎn)生的新設想,判斷其未來(lái)發(fā)展前景一般是比較簡(jiǎn)單的,充分考慮了新設想的各種可能結果與可能的疏忽后,做實(shí)驗就夠了。判斷理論方面新設想的發(fā)展前景就很難,的根據存在著(zhù)幾種標準,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情況和自己的設想的支持根據情況,即原有理論或自己的觀(guān)點(diǎn)的出發(fā)點(diǎn)、推論,必須與實(shí)驗觀(guān)測的結果相符合,而且必須是越來(lái)越精確的一致。各種事實(shí)對理論、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)驗結果)直接對應理論的出發(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)驗結果)不是對應理論的出發(fā)點(diǎn)而是對應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(簡(jiǎn)單性、一致性等)。
對創(chuàng )造型的學(xué)生,由于易于接受新設想以及首先考慮新設想的發(fā)展前景并進(jìn)行證實(shí)是他們自然而然的強項,所以要在訓練好他們如何進(jìn)行肯定性的評價(jià)判斷后,對如何作高水平批評進(jìn)行特別的訓練:
一般地說(shuō),作低水平的學(xué)術(shù)批評,思考仔細些,用常規性的科學(xué)研究標準或學(xué)術(shù)規范的那一套就夠了,如作者是否充分掌握了已有的文獻知識,論點(diǎn)有沒(méi)有扎實(shí)的經(jīng)驗基礎,或者是否從已經(jīng)被公認的基礎出發(fā),概念是否作了必要的定義,推理是否嚴密,從經(jīng)驗基礎到結論有各種可能性,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)知識以及相關(guān)學(xué)科知識有明顯沖突,等等。
但是,論文作者如果是受過(guò)良好訓練或很有天分的人,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,從作者未考慮或未充分考慮的重要的經(jīng)驗事實(shí)或相關(guān)學(xué)科知識出發(fā),否定或者糾正對方論文、文章的主要思路,否定或糾正對方的出發(fā)點(diǎn),或者重新樹(shù)立一個(gè)學(xué)者都公認的必須遵守的出發(fā)點(diǎn)來(lái)反駁對方,還可以從事實(shí)出發(fā),否定對方進(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。
訓練學(xué)生的科學(xué)批評能力、學(xué)術(shù)批評能力,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(zhù)中的錯誤與不足,告訴他們論文如果通過(guò)了他們的審核就會(huì )發(fā)表,要挑出其中的錯誤以免貽害他人,而且可以有時(shí)故意讓他們評價(jià)水平低的文章,訓練他們以我為主,要考慮各種可能性,大膽存疑,等等。
另外,還有一個(gè)辦法也能夠培養學(xué)生的科學(xué)鑒別力?茖W(xué)鑒別力也能夠通過(guò)運用科學(xué)研究標準而表現出來(lái)?茖W(xué)界是存在科學(xué)研究標準的,科學(xué)史上有許多科學(xué)家運用科學(xué)研究標準對理論與實(shí)驗研究進(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、論文、專(zhuān)著(zhù),如何洞察這些、如何提出新思想,如何論證,如何做實(shí)驗驗證等辦法培養學(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)知識的過(guò)程中,結合科學(xué)史的分析討論而培養科學(xué)鑒別力。相對說(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,一是需要花費額外的思考才能夠在本專(zhuān)業(yè)運用,二是科學(xué)史上的事例往往是杰出科學(xué)家們所作出的,大多數人恐怕成不了杰出科學(xué)家,難于達到那種境界。
參考文獻與注釋?zhuān)?nbsp;
1、轉引自: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
[如何進(jìn)行科學(xué)研究教育]相關(guān)文章:
1.科學(xué)研究小論文范本
4.意外骨折如何進(jìn)行急救