科學研究之質疑與實踐

王圓圓

[摘 要]科學研究離不開優質的研究環境，這其中包括對真理的質疑精神和實踐的主動性。目前，學生的課外研究活動缺乏良性的具有發展功能的大環境，大部分學生對研究過程和結論采取“不過問”的消極態度。對這種情況，教師要加以引導，讓學生經歷完整的科學研究過程，對研究過程和結論持質疑態度，加以驗證或追蹤反饋，培養學生嚴謹的科學態度和質疑精神，提高學生的科學素養。

[關鍵詞]科學教學;科學研究;質疑;實踐

[中圖分類號] G623.6[文獻標識碼] A[文章編號] 1007-9068（2019）27-0055-02

韋鈺在《探究式科學教育教學指導》一書中指出：“科學研究，尤其是小學生的自主探究式科學學習應該是——個完整的過程，即提出問題——推測和假設——設計實驗——尋求證實—信息和數據處理——獲得結論和表達——再回到實證。”這個過程應是連貫的、可與人分享的、對懷疑者具有說服力的。

在小學階段，科學教育是培養學生科學素養的基石，因此筆者所在的學校積極開展課外科學研究活動。但是在活動開展之后，筆者發現學生的科學研究還停留在具體研究某一個問題上，缺乏質疑精神和驗證的意識，也缺乏拓展意識。對此，筆者組織了一次問卷調查活動，調查內容主要是學生對他人研究過程和結論的處理情況。結果顯示，學生對科學研究結論的處理不完全是置之不理，這是一種好現象，但會對研究結論進行進一步檢驗或拓展的學生并不多，且在檢驗和深入研究的過程中存在較多問題。因此，筆者采取個案追蹤的方式進行干預，期望為學生營造一個有質疑精神的科學研究環境，培養學生嚴謹的科學態度和質疑精神，提高學生的科學素養。

案例追蹤：指甲油對人體的傷害

最近，我發現很多阿姨或姐姐手上都涂了指甲油，花花綠綠的，很好看。于是我也想嘗試，可是一打開指甲油的瓶蓋，就聞到一股刺鼻的氣味。指甲油對人體有害嗎？用實驗來說話吧！

我的實驗材料：泡沫板一塊，指甲油兩瓶。

實驗過程：

（1）把指甲油分別涂到泡沫板上兩個不同的位置。

（2）五分鐘后，泡沫板上涂指甲油的位置已經被腐蝕。

可能很多人會說，我們的指甲很硬，不像泡沫板那樣軟，不會受到損害。對此，我請教了電腦老師，電腦老師告訴我：“盡管我們的指甲并不像泡沫板那樣可以直觀地看到指甲被指甲油腐蝕的過程，但指甲油中含有大量的化學成分，這些物質會對人體產生危害，甚至致癌。”如有些人有白頭發，經常染發，結果頭發越來越少，越來越干枯，甚至全掉光。指甲油對人體的危害也是一樣的，雖然我們不能直觀地看到這種危害，但這種危害是存在的，等我們發現癥狀的時候，為時已晚。

所以，親愛的阿姨、姐姐們，你們還敢用指甲油嗎？

后續研究：指甲油的化學反應

上個學期，有同學在她的科學小論文中說指甲油是有腐蝕性的，我不同意她的觀點。她把指甲油凃在泡沫板上，指甲油和泡沫板產生化學反應，才出現了泡沫板被腐蝕的現象。為了驗證我的觀點，我設計了一個小實驗，下面是我準備的材料：便宜的和貴的指甲油各一瓶，餐巾紙兩張，打印紙兩張，毛玻璃碎片兩塊。

開始做實驗了，我小心翼翼地把兩種指甲油分別涂在餐巾紙、打印紙和毛玻璃碎片上。五分鐘后，我發現餐巾紙除被染上了顏色外，沒有什么顯著的變化;打印紙也跟餐巾紙的結果差不多，只不過是多了一層亮晶晶的膠（指甲油里有膠）;毛玻璃幾乎沒有變化，只不過多了一種顏色。如果這還不能證明我的觀點是正確的，那么我就再提供一個證據。我通過網絡查閱到了正確答案：泡沫板之所以會被腐蝕，是因為指甲油與泡沫板產生了化學反應。

溫馨提示：雖然指甲油沒有腐蝕性，但可能會對人體產生其他危害，所以指甲油不宜多涂。

反思：

科學研究并不是科學家的專利，擁有強烈好奇心和細致觀察力的學生也是研究的生力軍，但實踐能力不強、科學知識積累不夠是學生進行科學研究的弱點，這些弱點會導致學生的研究不科學、嚴謹。所以，在科學研究中，只要學生能自主質疑，有檢驗科學的態度就是一種成功。在上述案例中，學生對同學的研究產生疑問，并主動尋找答案，這是值得肯定的，但是研究的過程缺乏科學的指導，還需完善。學生在好奇心的驅使下，研究的過程并不順利，磕磕碰碰在所難免，需要教師的引導和幫助。在科學研究的過程中，筆者進行了以下反思。

1.探究需要完整，學生需要教師

科學研究需要讓學生經歷一個完整的過程，同時強調對每個發現與結果進行檢驗、證實和校核。科學研究的完整，其中必不可少的一環是對結論的質疑及實踐檢驗，這體現了科學研究的質疑精神和嚴謹性。

但是，學生的身心發展不成熟，知識儲備量不多，每天都被課程排得滿滿的，他們怎樣獲得更多的探究時間呢？如何獲得實驗材料？在哪里進行實驗？怎樣處理父母的反對意見？這必然需要教師協調好各種因素，解決各種問題，為學生提供便利，減少學生進行科學研究的阻礙。

2.課內、課外兩手抓

課堂是科學教育的主陣地，但不是唯一的陣地。學生一周僅有一個多小時的時間在體驗科學，從時間分配上來說，這對科學素養的培養是不利的，所以開展課外研究勢在必行。課內研究和課外研究是相輔相成的，所以在科學教學中，教師要有意識地引導學生注意對結論的處理，并拓展到課外。學生在課外的科學學習，又會反過來促進學生在課堂上的學習。

3.時間+空間=豐收

課堂時間有限，所以科學教育需要第二主陣地。但實際情況是，學生可以自己掌握的時間少之又少，如何解決這一問題呢？學校可以為學生提供自我管理的時間，如將每天下午四點到放學的時間作為學生自主學習的時間，為學生提供研究、展示的空間和平臺，如班級展示、校級答辯等。

4.站得高，看得遠

得出研究結論后，研究是不是就結束了？該怎么處理？是擱置不管，還是進行檢驗？當然是檢驗。站在巨人的肩膀上，研究才更有價值。教師可為學生提供科學史書籍和相關文章，讓學生在了解科學發展史的過程中，感動于先賢的研究精神，了解先賢的研究智慧。

5.百花齊放

筆者發現有的學生有質疑精神，會自己動手驗證，但是沒有“可以看得見、摸得著的紙質稿”，他們對寫文章沒有興趣，但若教師強求，就違背了學生參與科學研究的初心。對于這種情況，教師應允許呈現方式的多樣化，如用文字呈現、用PPT呈現、用圖片呈現、用現場演示呈現等，消除學生的畏難情緒。

一個優質的科學研究環境，必然少不了質疑精神和實踐態度，科學史中的繁榮時期也向我們展示了這一特性。科學研究只有在廣泛傳播并得到同行認可的情況下，才能肯定它對知識的積累做出了貢獻，這種不斷進行的、合作性的、公開的批評是科學發展的標志。

（特約編輯 木 清）