關(guān)于“科學(xué)探究”的哲學(xué)思考

【摘 要】為了準(zhǔn)確理解和把握“科學(xué)探究”的本質(zhì)及其規(guī)律，避免和克服“科學(xué)探究”過程中的泛化與異化，需要以一種反思與超越的視角來理解和認(rèn)識。以哲學(xué)的視角，從“問題”“解釋”和“實驗”等方面對“科學(xué)探究”進(jìn)行實踐和思考，是一種有效的嘗試。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)探究 哲學(xué)思考 問題 解釋 實驗

新課改以來，“科學(xué)探究”被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)認(rèn)知活動的各個領(lǐng)域，并成為科學(xué)教學(xué)實踐和研究的方向。但是，由于認(rèn)識和理解上的偏差，很多教師僅將“科學(xué)探究”視為一種教學(xué)模式或?qū)W習(xí)方式，忽略了“科學(xué)探究”在思想和精神層面上的引領(lǐng)價值。為了全面理解和把握“科學(xué)探究”的內(nèi)涵，讓“科學(xué)探究”生發(fā)出應(yīng)有的價值和效度，本文試從“科學(xué)探究”的三個基本要素（“問題”“解釋”“實驗”）入手，以哲學(xué)的視角，例談對“科學(xué)探究”的實踐和思考。

一、給科學(xué)問題多一點形而上的關(guān)懷

“科學(xué)探究”源于問題，但如何選取和確定探究的問題，并有價值地開展研究，需要基于人的認(rèn)識和發(fā)展的高度，來考量所要探究的問題，讓學(xué)生在最大可能的“科學(xué)探究”中形成科學(xué)的問題意識和問題觀念。

1.科學(xué)探究始于問題，但不是簡單問題。

科學(xué)探究始于“問題”，但并非所有的問題都能引起科學(xué)探究。科學(xué)探究的問題必須是“科學(xué)問題”，而非“簡單問題”。“簡單問題”的突出特點是缺乏確定性和深刻性，既沒有明確的問題指向，也沒有深入下去的可能。真正有價值的科學(xué)問題，應(yīng)產(chǎn)生于以好奇、無知或疑惑為基礎(chǔ)的進(jìn)一步思索和追問，其實質(zhì)是“有所知而求知”，讓學(xué)生在已有的基礎(chǔ)上作出持續(xù)深入的探究。

2.科學(xué)探究謀于問題，但不必是實際問題。

科學(xué)探究是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程。但這些問題不限于“實際問題”，也可以是遠(yuǎn)離學(xué)生生活實際的問題。

從個體發(fā)展的需求來說，學(xué)生既熱衷于了解和認(rèn)識身邊的事物，也對身外的世界和領(lǐng)域充滿探究的興致和欲望。學(xué)生的認(rèn)知本能會自然地將觸覺引向“遠(yuǎn)方”，比如：“宇宙是怎么形成的？它究竟有多大？”“為什么只有地球上才有空氣和水？這些空氣和水又是怎么來的？”……這些都是學(xué)生特別困惑，也特別想探究的問題。另外，從整個人類社會的發(fā)展來說，這些看似“遙遠(yuǎn)”的問題，會在人類社會的不斷探索和行進(jìn)中逐步走向現(xiàn)實，成為我們必須面對和解決的重要課題。可見，只注重探究“實際問題”，以有用或沒有用來決定科學(xué)探究的取向，顯然是有失偏頗的。科學(xué)課上，對學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)并特別感興趣的問題，教師都要精心呵護(hù)，尤其是那些超出學(xué)生生活和能力之外的問題，教師要給予必要的引導(dǎo)，并鼓勵學(xué)生自主嘗試和探究。有些問題雖然超出了學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和生活實際，但很貼近學(xué)生的求知心理，教師若能給予適當(dāng)?shù)狞c撥和幫助，學(xué)生即會有所覺察和體悟。學(xué)生對未知領(lǐng)域的探索欲望，對人類自身、對未來世界的關(guān)注和熱情，是值得呵護(hù)和鼓勵的。

3.科學(xué)探究止于問題，但不是具體問題。

科學(xué)探究，旨在通過對具體問題的研究，觸類旁通，推導(dǎo)出同一類問題的共同特點和本質(zhì)規(guī)律。這才是科學(xué)探究的價值和本意所在。

比如：在教學(xué)“找重心”這一知識點時，可以讓學(xué)生在嘗試中找到讓實驗裝置平衡的重心點。這是個具體探究的問題，但找到重心，探究卻并不能到此結(jié)束。接下來還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生探究確定不規(guī)則圖形重心的一般方法。這種方法和規(guī)律才是我們科學(xué)探究的目的和價值所在。

二、給科學(xué)解釋多一點辯證法的思考

面對問題，需要作出初步的猜測和解釋。怎樣的解釋是科學(xué)的、合理的，如何正確認(rèn)識和運用解釋，這是影響科學(xué)探究路徑的關(guān)鍵性問題。從辯證法的角度看，科學(xué)解釋，或科學(xué)求解，不是靜止和孤立的，需要以多元的視角和觀點，在動態(tài)的發(fā)展變化中捕捉問題，并作出審視和判斷，抓住問題的本質(zhì)。

1.以“質(zhì)變”為認(rèn)知核心，識別“變”的走向。

“質(zhì)變”是一切問題的源起，它既是科學(xué)探究的內(nèi)容，也是科學(xué)探究的憑借和突破口。科學(xué)求解，需要從這些“質(zhì)變”出發(fā)，追根溯源，尋求“變”的走向，即抓住什么變了，變成什么了，并最終找到問題的答案。

追問和質(zhì)疑，往往對傳統(tǒng)的解釋形成挑戰(zhàn)和沖擊，但卻能把我們的解釋引向理性與科學(xué)。

2.以“聯(lián)系”為思維路徑，洞察“聯(lián)”的因果。

“普遍聯(lián)系”是世界的本源和自然法則，“聯(lián)系”是尋求探究路徑、解決問題的有效方式。

比如教學(xué)“輪軸”，因為輪軸是一個環(huán)形結(jié)構(gòu)，從力學(xué)上理解它的工作原理很抽象也很費解。為了化解這一難點，教師可以將其和杠桿聯(lián)系起來，以杠桿的變形來分解輪軸的結(jié)構(gòu)。學(xué)生自然會把杠桿的動力點和阻力點分別與輪軸的軸和輪一一對應(yīng)起來，從而很容易理解輪軸的結(jié)構(gòu)和省力原理。這種“聯(lián)系”既簡便易行，又很有趣味，使科學(xué)探究過程變得自然順暢、輕松活潑。

3.以“發(fā)展”為關(guān)注視角，追蹤“發(fā)”的軌跡。

事物是運動的，運動是一切事物存在的基本狀態(tài)。這就要求我們對待問題，要施以“發(fā)展”的眼光，堅持具體情況具體對待，其中最為關(guān)鍵的是要切準(zhǔn)發(fā)展與變化的地方，并循著發(fā)展變化的軌跡，逐步探求出問題的真諦和本源。

比如：往澄清的石灰水里吹二氧化碳，水很快會變渾濁。但是，如果繼續(xù)往里面吹二氧化碳，情況就不一樣了，這時渾濁的石灰水會慢慢變得澄清起來。這是因為，繼續(xù)吹入的二氧化碳，又和原先的白色沉淀物碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)了，產(chǎn)生了碳酸氫鈣，碳酸氫鈣是能夠溶于水的，因此溶液又變得澄清了。有時，科學(xué)探究就是這樣循著事物“發(fā)展”的軌跡一路走下去，并最終厘清問題的真相的。

4.以“矛盾”為探究理念，豐富“探”的內(nèi)涵。

世界是一個矛盾的共同體，任何事物都處在矛盾之中。正是基于這樣的哲學(xué)認(rèn)識，我們在進(jìn)行科學(xué)探究時，不可對各種現(xiàn)象和結(jié)論片面地絕對化、單一化，而要能夠以“矛盾”的觀點，去審視和甄別眼前的物象及其變化，盡可能換一種視角，去質(zhì)疑和追問有沒有不同的甚至相反的情況存在，這種“存在”的合理性和價值如何。這種事物矛盾性的把握，對準(zhǔn)確認(rèn)識事物的本質(zhì)和內(nèi)涵是極其重要的。比如《摩擦力的秘密》一課，學(xué)生通過實驗探究，知道了“同一個物體，表面越平滑，摩擦力就越小”。但，這是絕對的嗎？有沒有不同的情況？如果這是絕對的，那么，雪橇為什么要在凹凸不平的冰面上滑行呢？為什么溜冰場上的冰面也是凹凸不平的呢？只要認(rèn)真思考，學(xué)生不難理解，在凹凸不平的冰面上滑行時，產(chǎn)生的壓強(qiáng)增加，于是冰的熔點就降低，冰鞋和冰面之間產(chǎn)生了薄薄一層水，這樣，溜冰的人可以自由滑溜了。所以，比起平滑的冰面，凹凸不平的冰面更滑。

矛盾是普遍存在的，只有正視矛盾，認(rèn)清矛盾，才能在“對立統(tǒng)一”中準(zhǔn)確把握事物的本質(zhì)和內(nèi)涵。

三、給科學(xué)實驗多一點方法論的指導(dǎo)

1.實驗不是絕對和充分的。

從方法論的角度講，實驗判據(jù)不是絕對和充分的。現(xiàn)代科學(xué)哲學(xué)研究認(rèn)為，實驗作為人們獲取經(jīng)驗的一種方式，它是主觀與客觀相互作用的結(jié)果。因此，實驗的結(jié)論不僅具有客觀性，而且具有主觀性。例如，科學(xué)課上的“小孔成像”實驗和“障礙物的陰影”實驗是“光的直線傳播”解釋的重要證據(jù)，然而，在這些實驗中，“孔”和“障礙物”的尺寸大小是由實驗設(shè)計者主觀選定的。如果實驗者能考慮到足夠小的“孔”和“障礙物”，那么“光的直線傳播”將不可能在這樣的實驗中得到證實（人的視覺中的“像”和“陰影”無法形成）。可見，實驗對解釋的證實或證偽具有情境性、主觀性和相對性，不是絕對可靠的。另外，實驗中的觀察和評價同樣具有主觀性和不確定性。這就決定了我們的科學(xué)探究不光要實驗，還要引導(dǎo)學(xué)生以更加寬廣的視角進(jìn)行論證與分析，并作出科學(xué)的判定。

2.實驗不是唯“物”和單向的。

真理是需要科學(xué)論證的，而科學(xué)論證既有實踐探索，也有思想演繹。同樣，科學(xué)探究中的實驗，也應(yīng)該從這兩個方面展開，從事任何實踐活動，都需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S和演繹推理，這是促進(jìn)實踐活動深入開展并得到有效提升的關(guān)鍵。比如《折形狀》一課，習(xí)慣上認(rèn)為這是一節(jié)特別需要動手實驗的課，但筆者在執(zhí)教這一課時卻沒有讓學(xué)生動手。具體做法是：先拋出“折形狀”這一研究主題，從而引出學(xué)生平時折紙飛機(jī)、紙船等話題，讓學(xué)生初步交流“折形狀”的一些想法和體會，并在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上，對“折形狀”提出一些問題，即：什么形狀都可以折成嗎？可以用哪些材料折形狀？折形狀有哪些訣竅？……針對這些問題，組織學(xué)生探討，讓學(xué)生結(jié)合自身的認(rèn)知經(jīng)驗和理解進(jìn)行思考和交流。在學(xué)生有了初步的思考和想法后，教師以錄像和視圖的形式，分類向?qū)W生呈現(xiàn)生活中的各種形狀，其間，教師每出示一種形狀，就啟發(fā)學(xué)生推測和設(shè)想它的制作方法。待學(xué)生熟悉和了解了常見形狀的制作方法后，教師再以幾種“特殊形狀”引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和頭腦風(fēng)暴。一節(jié)課下來，學(xué)生雖沒有動手，但思維和心智是深度參與的，“探究效果”異常突出。由此可見，活動和實驗并非科學(xué)課的標(biāo)簽，活動高漲、實驗豐富也并不一定能成就一節(jié)成功的科學(xué)課。科學(xué)課可以進(jìn)行實驗的探索和活動的體驗，也可以進(jìn)行純粹的邏輯推理和思維歷練。

3.實驗不是隨性和排他的。

從認(rèn)識論和方法論上講，事物總是多維和立體的，實驗本身也是紛繁復(fù)雜的，它有其內(nèi)在的規(guī)定和要求，進(jìn)行實驗探究，不能就事論事，還要考慮到影響實驗純度和精確度的各種因素，力求減少或克服這些因素的干擾。比如在做“驗證植物在光合作用下合成淀粉的實驗”時，要考慮到兩個干擾因素：一個是植物葉片里本身存在淀粉；另一個是葉片中的色素（影響碘與淀粉反應(yīng)的顏色觀察）。為了排除這兩個因素的干擾，實驗前需要做的是，將實驗植物放置在黑暗中24個小時，以便將植物葉片中原有的淀粉分解，以排除實驗前植物葉片里的淀粉對實驗的干擾。同時，為了排除葉片中色素對碘與淀粉反應(yīng)的顏色觀察，需要將葉片浸在盛有酒精的小燒杯中，并放入大燒杯內(nèi)隔水加熱，使葉片中的色素溶解在酒精里，直到葉片褪去綠色變成黃色，然后取出變黃的葉片，用清水漂洗干凈，再放在培養(yǎng)皿中滴加碘液。這樣一來，實驗結(jié)果不僅準(zhǔn)確無誤，效果也非常明顯。

科學(xué)實驗有內(nèi)在的規(guī)定和要求，應(yīng)力避隨性和簡單化，這是科學(xué)探究的本質(zhì)決定的。

科學(xué)課是一門探究性很強(qiáng)的學(xué)科，科學(xué)探究又是一門很有講究的學(xué)問。理解和認(rèn)識科學(xué)探究，需要以哲學(xué)的視野，作出全面的透視和解讀，唯有如此，方能切準(zhǔn)科學(xué)探究的內(nèi)在規(guī)定和要求，讓科學(xué)探究發(fā)揮出應(yīng)有的價值和效度。

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注：本文獲2012年江蘇省“教海探航”征文一等獎

（作者單位：江蘇省江陰市華士實驗小學(xué)）