當“真”科學遇到“假”探究

張華剛

摘 要：“探究”作為科學課程的核心理念，已經隨著課改深入到教育的一線，“探究教學”是目前教師經常采用的教學方式之一，但在探究教學的過程中，卻存在著很多違背“探究”精神的“假探究”。用“假探究”研究“真科學”的現象，也許在考試中不并不一定會有明顯的體現，但出于立足學生長遠發展的角度考慮，這樣的“假探究”之風絕對需要有所改變。

關鍵詞：“假探究”；長遠發展；探究過程；探究體驗

一次偶然的聽課，內容是初二科學上冊第四章第三節《物質的導電性與電阻》，在講到物質的導電能力時，我們的上課教師按課本的要求進行了演示實驗，教師將不同的物體接入圖中的電極兩端，通過觀察燈泡是否發光來判斷是否導電，非常的直觀。在驗證食鹽水是否導電時，我發現這個教師用的居然是鐵碗，估計是擔心驗證鹽水具有導電性時燈泡不亮。果然，教師在演示的時候不經意間讓金屬觸頭接觸到了金屬碗，而清水時教師特意提著金屬觸頭不讓其接觸到金屬碗，于是乎，學生們得到了非常直觀的認識：清水是不能夠導電的，而食鹽水是能夠導電的。對本節課的這一環節，學生們非常滿意，因為所有的結果和資料上的一樣，關鍵還有了實驗的體驗，通過實驗驗證了資料的正確性；老師也很滿意，將知識“準確無誤”地教給了學生，而且是通過實驗來“表述”，說服力很強，學生掌握程度也很好，從課后作業的考查結果來看，所有的學生都掌握了食鹽水可以導電而蒸餾水不能導電這一知識。

從課后與這位新教師的交流中，該教師也提到了這個實驗，因為他自己做這個實驗的時候燈泡沒有亮，所以為了效果和結果，他私下“改進”了實驗，目的就是呈現給學生更為準確地對知識的認可。

事實上，盡管這位新教師因為經驗問題，沒有把實驗做好，但是他所做的行為，也是我們目前很多教師在做實驗的時候最為關注的，就是如何把實驗結果呈現給學生們。很多教師在進行實驗的時候，只要得到想要的“預期”結果，馬上見好就收，以免節外生枝，甚至為了得到想要的結果，本著只要沒被學生發現，就嘗試著去用“假探究”來做“真展示”，目的就是最大效果地提升學生對實驗結論的學習效果。

其實，探究實驗過程和結論兩者本身并不存在著誰服務誰的問題。從探究的角度看，明顯探究的過程的準確要勝過結論的準確。在探究過程中，學生得出的結論與書本的結論不一致，也是很正常的事情，天下哪有所有的探究都是一個模子的？但是不一樣的結論，不一樣的方案，我們可以拿來比較優劣，從而幫助學生更好地改進自己的探究過程，獲得方法上的提升。

2012版新的科學課程標準中說到科學的核心是探究，教育的重要目標是促進學生的發展，科學課程應當體現這兩者的結合，突出科學探究的學習方式。于是，探究在我們的教學中出現的頻率越來越高，而與之相對應的“假探究”也越來越多。

1.為實驗而實驗的“假探究”

在探究阿基米德原理時，有的教師，特別是一些老教師，就讓學生直接做阿基米德實驗，直接測量F浮和G排，然后利用兩者相等得到阿基米德原理。但是如果有學生問：老師，在研究浮力的時候，你是怎么想到去測排開液體的體積的？我們將很難回答，最大的原因是我們已經知道了浮力的大小等于物體排開液體的重力，所以我們才這樣設計實驗，但是，真正的探究是不知道答案的，像這樣已經知道答案的探究，沒有思維過程的引導，學生沒有進行深度的思考的探究實驗，純粹為了實驗而實驗的探究，就是典型的“假探究”表象之一。

2.按教師編排的假設進行的“假探究”

在研究滑動摩擦力的影響因素時，當有學生提出滑動摩擦力與物體的質量、重力有關時，我們的教師一般會予以否定，告訴學生這兩個假設是不對的，或者說是有問題的，然后解釋一下，重力實質就轉化成了壓力，因此可以不要考慮。在做實驗的時候，大部分的教師最終只留下了與壓力、接觸面的粗糙程度有關這兩個假設去進行驗證，還有少部分教師留下與接觸面積有關這個假設去實驗，這也不是真探究！真正的探究哪有老師用口頭來糾正錯誤的？就算要糾正錯誤，也應該在探究過程中讓學生自己去發現，而不是靠教師的經驗去糾正，畢竟學生是沒有這樣的經驗的。這樣的探究無非就是按著教師的編排走個過場，學生自己的疑問并沒有在實驗中得以解決，這樣的探究也是“假探究”。

3.為了達到知識目的，不尊重實驗數據的“假探究”

在研究串聯電路的電壓特點時，我們在做實驗的時候經常會發現總電壓并不一定會等于兩個分電壓之和，但是因為這個涉及電壓表分壓的問題，和初中的學生很難解釋清楚，特別是剛學習電壓特點的學生，因此，很多教師就不會點出來，讓學生自己發揮，而學生就把這點歸到了實驗的誤差，于是這類不相等會被歸到實驗誤差中去，學生能理解，考試也考不到，皆大歡喜。但是，這樣的對數據的處理，就是對實驗數據的不尊重，作為學生科學素養的培養者，帶著這份為了知識目的而不尊重實驗數據的心在指導學生，我們培養出來的學生真能做到對科學的一絲不茍嗎？這樣的環境能培養出一流的科學家？

事實上，隨著探究教育的普及，各種類型的“假探究”也越來越多，這類探究與真探究的區別主要在于缺少探究的一些特質性的東西，缺乏學生思維的深度參與，缺乏科學性，缺少嘗試性和開拓性，缺少探究的完整性等等，這些假探究的產生，固然存在著目前以“考”定天下中是過程重要還是結論更重要，其實也有著心理學上的原因所在。

在有關兒童假設檢驗的研究中人們發現，在把得到的實驗結果作為支持或者拒絕假設（理論）的證據時，兒童的思維表現出某些方面的缺陷。即使在兒童進行有效的實驗時，他們也常常得出與實驗結果不一致而與他們原有信念相一致的結論。簡單來說，兒童常常不能區分什么是基于觀測得出的結論，什么是基于他們原來的信念或理論得出的結論。他們經常忽視不一致的證據，或者以某種選擇性、歪曲的方式注意這些證據，他們有時調整證據以適合于他們自己的那一套理論。

從我們的實際教學中發現，雖然教師沒有如兒童那般夸張，很少采用直接推翻結論的方式，但是出于對知識結果準確性的保護，我們教師會在探究實驗的各個環節給學生圈定一個范圍，在這個范圍內，學生很難得到教師預想之外的探究結果，目的就是為了更好地將實驗結論作為知識教給學生。

2012版新課標強調，我們的教學要立足學生的長遠發展。什么是長遠？記得愛因斯坦曾說過：教育就是當一個人把在學校所學全部忘光之后剩下的東西。如果我們能夠直面這個教育的真諦，我們就會發現這一系列假探究所帶來問題的嚴重性，忽略了探究本身，甚至人為地進行不利于探究思維形成的干預，目的僅僅是將來學生最容易忘記的知識，是否真的有點得不償失。若干年之后，當我們的孩子長大成人，直面更多的未知領域知識的時候，哪怕他沒有忘記在學校學習的知識，他仍舊可能會無所適從。

真正的“探究”并非只關注知識本身，而是同時關注知識獲得的過程，科學探究≠動手做實驗，判斷學習方式是否具有探究性，關鍵是看學生在學習過程中是否存在自主性，學生的思維是否參與到了探究的過程中，并在探究的過程中得到了解決此類問題的辦法。

1.教師不但要關注學生在探究中是否獲得了科學的結論，還要關注學生在探究過程中獲得了怎樣的體驗，學到哪些科學技能和方法，思維得到怎樣的訓練，形成了怎樣的情感、態度、價值觀。例如，讓學生做實驗，不能只是讓學生“按方抓藥”地按設計好的實驗步驟操作，而應創造機會，讓學生的思維也參與進來。比如前面講到的阿基米德原理的探究中，應該創設情境，將學生的前概念轉化為思維的有利素材。目前我們的教材中關于阿基米德原理的設計有這么一段話“在圖1-15所示的活動中，塑料瓶浸入水中的體積越大，手會感覺越費勁。根據這一事實，你認為浮力的大小可能跟哪些因素有關？”這段話就很好地將生活常識與我們探究的內容結合在一起了，但事實上，很多教師特別是年紀大的老教師，經常會忽略這段話。應該想辦法讓學生明白，我們的探究要源于生活并高于生活。當然，光憑這段話，總覺得還缺點什么，這個時候可以增加一個學生感知的環節，引入溢水杯并做如下感知，主要有以下目的：

（1）學生在初中階段從來沒有接觸過溢水杯，作為該實驗的主要器材，學生必須對其擁有足夠的認知，才能在實驗中加以利用，特別是開始裝滿水，才能真正測量出排出來水的體積。

（2）通過生活現象的再感知，從探究的角度出發再現情境，讓學生找尋生活實際與科學探究的聯系。隨著瓶子的不斷浸入，手感覺到阻力也來越大，同時也非常容易觀察到進入燒杯的水越來越多，這個水就是被瓶子排出來的水，建立排開水這么一個概念就水到渠成，下一步，學生就會自行將排開水與浮力建立聯系。如果教師經常性地把生活中的實例的感知放到探究教學的過程中，學生就會找到探究問題的一類方法，可以從生活已知出發為起點，研究起來會比較方便。

2.學生在探究的過程中，教師不能完全把自己當成是一個評判者的角色。學生的生活經歷畢竟不如教師，他們的想法固然有其稚嫩之處，但仔細推敲，也有可取之道。比如前面滑動摩擦力的影響因素探究，站在教師的立場上，因為我們已經經過了系統的學習，自然知道以重力為影響因素是不可取的；但是如果我們對自己稚化，拋開那些我們已經知道的東西，站在學生的角度出發，我們就會發現，得到摩擦力可能與重力有關已經是學生那么多探究中特別靠譜的了，并且似乎可以得到很多生活事實的佐證。對這樣的素材，教師采用直接否定的方式本身就不符合探究精神。探究過程中出現的問題應該用探究的方法解決，教師應該用探究的思路，利用實驗來證明假設的錯誤，而不是直接進行評判。其實關于重力與摩擦力的探究，不是不能探究，在我們很多的練習中已經出現，難度也不是很大，但是卻幾乎沒有教師在課堂上進行這個環節的探究，具體設計如下：

兩幅圖對應的是同一個物體，接觸面積、重力、接觸面粗糙程度是完全一樣的，但是兩次勻速拉動時候的摩擦力是不一樣，如果和重力等上述控制相同的量有關，那么摩擦力應該是一樣的，可見，真正影響滑動摩擦力大小的應該不是物體的重力，而是與向上拉的彈簧測力計有關的某個力。單純要讓學生來設計這個實驗方案，肯定是有難度的，針對這些很難探究的問題，教師采用教學演示也未嘗不可，至少比直接否定學生的假設會要好很多。探究并不一定要動手操作才算是探究，深度的思考、與原有方案的對比也應該屬于探究的范疇。

3.課堂的探究實驗并不需要特別先進的儀器，但是必須要尊重實驗的結果，當數據與實驗結果對不上的時候，必須要有充分的原因分析，而不是一筆帶過或者用簡單的原因來搪塞學生。就比如前面串聯電路的電壓特點，分電壓之和不等于總電壓是可以預見的實驗結果，教師又自知很難解釋清楚，為何要受書本上實驗電路的限制？如果讓學生來設計實驗，其實很大概率是會需要三個電壓表的，我們在測量的時候直接用三個電壓表一步到位地測量不是更好？也不大會出現不相等的情況。有些老師可能會認為這個是逃避問題，但如果我們拋開書本的設計，其實使用三個電壓表才是最正常的探究思路。教材中采用一個電壓表可能是考慮到了電路連接過于復雜的原因。當然，這里僅想說明我們應該尊重數據，事實上，在探究實驗過程中得到錯誤的數據、結論也是很正常的，探究本身就允許存在錯誤，沒有誰生來就是能進行探究的，關鍵是要把錯誤的原因找到，進行錯誤原因的分析，這也是以后我們面對未知時候所要不斷進行的過程：失敗→分析原因→改進→再失敗→再分析原因→再改進→直到成功。

這才是我們直面未知應有的態度。尊重實驗的結果，對錯誤結果合理應對，實驗數據固然有對和錯，但更重要的是要挖掘錯誤背后的原因，這才是探究與其他學習方式的區別。

4.教師自己也需要學會用探究的辦法去解決問題。6冊書，那么多的演示實驗，教師自己都做了足夠的探究了嗎？不說思路，就是能把所有實驗都去親自動手做一遍的科學教師，都已經比較稀少了。比如開頭我講到的那位新教師，用鐵碗做的“假探究”來忽悠學生，難道用玻璃做的燒杯真的就沒有辦法了嗎？課后我還原了這位教師的實驗（當時我用習慣上的兩節電池來進行實驗，為了防止不亮不能說明問題，我又在電路中加入了電流表），當直接把兩極接在一起時，燈泡是亮的，但是當我把兩個電極插入到食鹽水中去時，果然如這位新教師說所的一樣——燈泡不亮。

從探究的角度來說，燈泡不亮是有原因的，就是電流不夠大，對于學生來說，最簡單的方法莫過于增加電池，于是我就嘗試著增加了一節電池，燈泡果然亮了，這個問題不就解決了嗎？

這個實驗失敗的探究分析其實是不難的，是我們這位新教師知識不夠嗎？絕對不是，現在的新教師，起步就是大學本科，有些甚至還是重點大學畢業的，歸根結底還是探究的精神不足。試想如果我們的老師在教學中也缺乏真正的探究精神，用鐵碗代替燒杯來做假探究，怎么指望我們的學生去做“真探究”呢？

我們的社會是在不斷發展和進步的，科學技術更是如此，我們當下學習的知識，并不一定就是科學的真理，是一成不變的，就如我們目前學習的牛頓力學，本身就是存在理論上的缺陷的。就算是側重了知識的準確性那又如何？從科學而言，探究本身遠遠比知識目標重要得多，掌握了探究的方法，我們可以直面任何的未知，我們有底氣也有能力去解決這些未知。

（作者單位：浙江省杭州市余杭區徑山鎮中學）