姚壽昌
科學(xué)課堂中實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的常態(tài),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也是會(huì)經(jīng)常被公開討論的內(nèi)容。在理想的教學(xué)中,數(shù)據(jù)的真實(shí)性是毋庸置疑的,所有的研究方案、研究材料、研究記錄,都是為了獲取真實(shí)的研究數(shù)據(jù),有了實(shí)驗(yàn)中所獲得的信息,我們才能對研究問題進(jìn)行有理有據(jù)的分析,最后得出結(jié)論。這本是無需討論的。
但是,實(shí)驗(yàn)會(huì)百分之百成功嗎?我們能保證學(xué)生們的數(shù)據(jù)都是實(shí)驗(yàn)所得而不是隨意杜撰的嗎?——不能!他們?nèi)绻抛珨?shù)據(jù),老師如果不是全程盯著這個(gè)小組的話,未必能夠發(fā)現(xiàn),孩子們追求真實(shí)數(shù)據(jù),完全依靠他們內(nèi)心的自律。由此,科學(xué)課堂的研究怎樣求真務(wù)實(shí)的問題,被擺在了我們科學(xué)教師面前。
【課例:《我們的小纜車》】
教學(xué)中的一個(gè)環(huán)節(jié)是通過實(shí)驗(yàn)研究“拉力大小與小纜車的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)嗎?”。
學(xué)生擁有的實(shí)驗(yàn)材料:小車,纜繩,墊片,秒表。
學(xué)生的預(yù)測是:拉力大小與小纜車的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān),拉力越大,纜車速度越快。
他們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是:距離不變,負(fù)重不變,用增減墊片的方法來改變纜繩上的拉力,用秒表測一定距離間小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
這個(gè)都是很常規(guī)的做法,實(shí)驗(yàn)后,教師組織全班進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得出這些數(shù)據(jù):
不同拉力情況下小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間(秒)
[
拉
力 時(shí)間 組
別\&一\&二\&三\&四\&五\&六\&七\&拉力小\&2.5\&2.3\&2.0\&4.6\&1.4\&3.6\&3.7\&拉力中\&1.7\&1.7\&1.3\&3\&0.9\&2.2\&2.7\&拉力大\&1.4\&1.8\&1\&2\&0.2\&1.6\&1.7\&]

本來這套數(shù)據(jù)是很好的,第2小組稍有偏差,可以討論分析一下為什么出現(xiàn)這些偏差,讓大家回顧實(shí)驗(yàn)過程,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力,加深學(xué)生對拉力和速度關(guān)系的認(rèn)知,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性的教育。但,聽課者正好看到附近的一個(gè)小組因?yàn)闆]有及時(shí)完成實(shí)驗(yàn),杜撰了三個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)了上去。而老師并沒有發(fā)現(xiàn)異常,照樣記錄了下來。
首先,這堂課是真實(shí)的,因?yàn)樗选凹佟钡默F(xiàn)象也呈現(xiàn)了出來;其次,這堂課的一部分研究是“假”的,因?yàn)槟切W(xué)生沒有真的通過研究來得出他們的結(jié)論,而是在沒完成實(shí)驗(yàn)的情況下就上報(bào)了數(shù)據(jù),而且還沒有被發(fā)現(xiàn),這完全違背了科學(xué)探究必須實(shí)事求是的科學(xué)精神。但是,我們沒有更加有效的方法可以監(jiān)督這種杜撰數(shù)據(jù)現(xiàn)象的出現(xiàn)。
思考一:學(xué)生為什么會(huì)杜撰實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?杜撰數(shù)據(jù)的成本與利益是什么?
從這堂課來看,這些學(xué)生杜撰數(shù)據(jù)是因?yàn)楫?dāng)老師喊“停”的時(shí)候,他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還沒有完全得到。表面上看,他們沒有什么思想斗爭,小組稍作討論后,就報(bào)數(shù)據(jù)了,對于“誠信”或者說“實(shí)事求是”方面,他們沒有作更多考量,杜撰幾個(gè)差不多的數(shù)據(jù),輕松過關(guān)。
在類似的情況下,如果“幾乎不花成本”只是很簡單地“杜撰”能夠減免很多“麻煩”,你會(huì)做怎樣的選擇?
如果學(xué)生知道,杜撰數(shù)據(jù)如果被老師發(fā)現(xiàn),也會(huì)有嚴(yán)重的后果,他們是否會(huì)在虛報(bào)數(shù)據(jù)的時(shí)候,再掂量一下?但是,很顯然,我們希望的狀態(tài),并不是進(jìn)行類似“取消實(shí)驗(yàn)資格”這樣的威脅,而是學(xué)生認(rèn)識(shí)到這么做是不對的,自動(dòng)自發(fā)地拒絕造假。這樣關(guān)乎內(nèi)心取舍的高尚境界,怎樣可以達(dá)到?
思考二:杜撰之后,學(xué)生們是否掌握了研究的內(nèi)容?
(1)知識(shí):學(xué)生們的數(shù)據(jù)被“一帶而過”,說明杜撰出來的數(shù)據(jù)是符合規(guī)律的,從知識(shí)點(diǎn)的角度來說,他們似乎是掌握了;
(2)能力:從動(dòng)手能力來說,他們的實(shí)驗(yàn)操作方法是沒有熟練掌握的;
(3)態(tài)度:他們的合作研究還不夠有默契,組員間不能在實(shí)驗(yàn)時(shí)很好地配合。
關(guān)鍵是,我們究竟應(yīng)怎樣來衡量學(xué)生是否掌握了研究內(nèi)容?掌握了知識(shí)是否就是全部?我們呼喚的求真求實(shí)的科學(xué)精神究竟在哪里?
思考三:怎樣杜絕杜撰實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)象的出現(xiàn)?
(1)直面失敗否定的研究過程
杜撰數(shù)據(jù)是因?yàn)閷W(xué)生不希望“實(shí)驗(yàn)失敗”。誰都渴望成功,但科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一些特殊的活動(dòng),失敗是很正常的事情,我們需要直面真實(shí),追求真實(shí)。因此,要幫助學(xué)生正確看待實(shí)驗(yàn)中的“失敗”,可以通過講述科學(xué)發(fā)展史和科學(xué)家的故事,幫助學(xué)生正確對待實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比如愛迪生發(fā)明燈泡的故事,能讓學(xué)生們深刻感受到:實(shí)驗(yàn)失敗是科學(xué)研究中的常態(tài),失敗在進(jìn)步過程中有無可替代的奠基作用。
(2)營造自主包容的學(xué)習(xí)文化
杜撰數(shù)據(jù)是因?yàn)閷W(xué)生不希望別人知道自己實(shí)驗(yàn)失敗,因此要幫助他們正確看待自己的失敗,可以通過建立寬容和信任的課堂文化,形成安全的心理氛圍。
學(xué)生的學(xué)習(xí)是為了執(zhí)行老師的要求,這也是“小車實(shí)驗(yàn)”中,學(xué)生杜撰數(shù)據(jù)的原因之一,他們不是真正的自主的研究者,他們的實(shí)驗(yàn)不是為了真正了解結(jié)果,而只是在執(zhí)行老師的任務(wù),老師沒有真正激發(fā)出學(xué)生的研究興趣。
筆者曾親歷寬松心理氛圍對實(shí)驗(yàn)研究的促進(jìn):
【課例:《導(dǎo)體和絕緣體》】
學(xué)生們在研究“物體的導(dǎo)電性能”時(shí),盡管老師已經(jīng)為他們準(zhǔn)備好了若干不同的材料以檢測其導(dǎo)電性能,但學(xué)生們?nèi)圆粷M足,他們組裝好了電路檢測器,拔下了自己的頭發(fā)接到電路中,把自己的手指頭也接到電路中。有的甚至還把老師拉了過來,惴惴不安又躍躍欲試地檢測老師戴在手上的黃金手鏈和鉑金戒指……這些奇思妙想,讓學(xué)生們的科學(xué)課堂充滿了魅力。
這讓大家認(rèn)識(shí)到,如果一直是在認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)的話——這是很重要的前提——即使沒有及時(shí)完成或者實(shí)驗(yàn)失敗,也是可以被允許的。“第56號(hào)教室之所以特別,不是因?yàn)樗鼡碛辛耸裁矗炊且驗(yàn)樗狈α四硺訓(xùn)|西——這里沒有害怕。”
(3)設(shè)定彈性合理的實(shí)驗(yàn)時(shí)間
杜撰數(shù)據(jù)是因?yàn)闆]有合理安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,因此,教師要指導(dǎo)不同小組成員合作探究,通過彈性處理實(shí)驗(yàn)中的各種狀況,預(yù)留充分的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。
同學(xué)們實(shí)際的實(shí)驗(yàn)時(shí)間不可能完全一致,而教師之所以會(huì)急急喊停,多半是因?yàn)榇蠖鄶?shù)小組已經(jīng)完成了實(shí)驗(yàn),看上去無所事事了。先完成的小組就坐等慢的小組嗎?當(dāng)然不是,老師可以指導(dǎo)他們做很多事情:可以小組內(nèi)小聲討論,分析他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與他們之前的預(yù)測是否一致;可以檢查自己的實(shí)驗(yàn)記錄,是否有錯(cuò)漏;還可以思考怎樣在交流的環(huán)節(jié)說服其他小組接受自己小組的觀點(diǎn)……
(4)建立理性求真的價(jià)值判斷
當(dāng)我們?yōu)閷W(xué)生進(jìn)行了那么多的心理建設(shè)、失敗指導(dǎo)以及時(shí)間安排之后,我們最關(guān)鍵要教會(huì)學(xué)生領(lǐng)悟的是什么?是持續(xù)的探究直至尋找到事實(shí)真相。
小學(xué)科學(xué)課程的性質(zhì)決定了我們的科學(xué)課堂是求真務(wù)實(shí)的課堂,但是我們的關(guān)注點(diǎn)也從來不會(huì)止于科學(xué)實(shí)驗(yàn),而是希望這種對于數(shù)據(jù)求真的態(tài)度,對待實(shí)驗(yàn)失敗理性的態(tài)度,也將逐漸滲透進(jìn)學(xué)生自身的價(jià)值判斷中,對他們形成綿長而久遠(yuǎn)的影響。當(dāng)他們慢慢長大,做會(huì)計(jì)的那個(gè)孩子,不會(huì)去做假賬;造大橋的那個(gè)孩子,不會(huì)去降低水泥鋼筋的標(biāo)號(hào);做食品的那個(gè)孩子,不會(huì)把不該放的添加劑添進(jìn)我們的食品中……因?yàn)椋麄円呀?jīng)學(xué)會(huì)理性地看待他們面對的問題,而不是只圖一時(shí)利益去造假。?