第11章 教育的始点是做人(3)

丹麦青年天文学家第谷十分酷爱研究天文，养成了任何时候扫视星空的习惯。1572年11月11日夜晚，他习惯性地扫视了一下星空，突然看到仙后座出现了一颗从未见过的新星。那时候，人们认为恒星的数目是永久不变的，这颗新星的出现引发了第谷极大的兴趣，他开始认真观察确认起来。第谷的发现完全动摇了亚里士多德的“天体不变学说”，他发现的这颗新星也被命名为“第谷新星”，后人尊第谷称为“星学之王”。可见，第谷的发现得益于“扫视星空”的良好观察习惯。

一次，丹麦物理学家雅各布·博尔不慎打碎了一只贵重的花瓶，在惋惜的同时，开始仔细地研究碎花瓶片的规律。他将碎片按大小分类称出重量，结果发现：10～100克的最少。1～10克的略多，01～1克的和01克以下的最多；同时，碎片的重量之间体现为统一的倍数关系：即较大块的重量是次大块重量的16倍，次大块的重量是小块重量的16倍，小块的重量是小碎片重量的16倍。于是，他开始利用个“碎花瓶”理论来恢复文物、陨石等不知原貌的物体，为考古学和天体研究带来了出人意料的效果。博尔的发现来自于其良好的数学统计意识。

这些事例证明：假如只满足于对学生进行有效的科学思维训练，而忽略了培养科学意识和习惯，那么科学教育是不完整的，也是不会获得真正成功的。

二、培养科学素养的导向

1.人文素养和科学素养同样重要

科学教育不仅仅是左脑的教育，还是包括更完整的人的教育。只要将科学教育定位在推动人和谐发展的前提下，才能调动起人的积极性，充分开发出人的创造性。

事实表明，科技领域一流的科学家同样在人文领域具备很高的造诣。被称作“杂交水稻之父”的袁隆平院士，在水稻研究上自然是无人能比，同时他在排球、音乐、游泳等方面也堪称好手。年轻时，袁隆平始终是省直排球队的主力队员；其小提琴拉得很专业，曾与著名小提琴演奏家刘云志同台表演过；他9岁时就敢去横渡长江，1947年还获得过全省男子自由泳第二名。直至今日，他还时时忙里偷闲，在泳池中舒展舒展身子，很多年轻人都自叹不如。1987年美国挑战者号航天飞机失事后，著名的诺贝尔物理奖获得者费曼以其严谨认真、细心的科学态度，在繁杂的细节中，很快发现了罪魁祸首——不耐低温的橡胶垫圈。在物理学界人们称他为顶尖的物理学家；音乐厅中同样被人们视为是名优秀的森巴小鼓手；画廊里，他会即兴为参观者画一幅肖像；电视镜头面前他又是一个十足的演艺明星。他曾将时间耗费在修理收音机、开保险柜、跳舞上，甚至尝试着玛雅古文明的象形文字。其著作文笔极为生动，《费曼物理学讲义》一书如同武侠、言情、侦探小说一样受到学生的欢迎；《别闹了，费曼先生》可与最生动的人物传记相提并论。人文素养、科学素养好似字塔的两个面，越是基部，二者越相距很远，越往高处，二者的距离在拉近，在缩小，以至于最终融为一体。

西方国家非常注重培养学生绅士、淑女的气质，就是一种较具体的人文教育方式。目前国内有人提议：文学作品阅读“两城”，即阅读钱钟书的《围城》和沈从文的《边城》。让钱钟书的渊博、睿智，沈从文的唯美、空灵来滋润读者的心灵。这恰是目前学生普遍缺少人文修养的前提下提出的有效措施。

科学教育工作者一方面要不断加强自身的人文修养，通过阅读、欣赏音乐、参观美术展览、旅游、笔会、沙龙等多样形式的文化活动，不断地丰富充实自己，构成独具特色的文化品格，成为学生心中有魅力的教师。另一方面要深入发掘所教学科的人文特质。每门学科、每个领域都有其独特的文化魅力，发现并展示这种魅力，指导学生去欣赏这种魅力、陶醉于其中，是每位科学教师意不容辞的任务。

2.科学思维与科学意识同样重要

如果将科学思维比喻成人世间最美的花朵、良好科学意识的表现，那么科学意识就是催生思维花朵最良好的基地。例如：关注的习惯、质疑的勇气、深入探究的品质、借鉴成果的意识等等。

关注会让人有意想不到的收获。关注不但是要认真地观察，更蕴藏了深层的思索，牛顿关注到了降落的苹果，从而创立了万有引力学说；瓦特关注到了喷气的壶盖，从而开启了蒸汽机时代；谢皮罗教授关注到了浴缸放水时，水总是逆时针旋转的现象，从而提出了南北半球台风风向理论。其实，时时刻刻，智慧女神都在眷顾着你，她希望你明白：这个世界是属于有心之人的。

善于质疑是一切发现的真正端点。孟子曰：“尽经书不如无书。”怀疑是搞科研的一种态度。公元前260年，秦赵两国战于长平。《史记》记载赵括兵败长平，手下40多万人被秦军全部活埋。《资治通鉴》也讲到长平之战赵军40万人被杀害，此事好像已成为定论。但南宋大学问家朱熹却提出了质疑：赵军40万人被活埋那需要多么大一块地方呀？此外，岂有40万人乖乖地被活埋的道理？朱熹的疑问引发了很多人的思索。若得40万人埋在一处，那很多年后，挖开此处必然是累累白骨。但自战国以后，不管是哪朝哪代的史书里，也不曾见到相关长平发掘出大量白骨的记载，难道连一点遗骸踪迹都未留下吗？应该说朱熹的怀疑是有道理的，他的见解是让人折服的，作为科学工作者应学习这种质疑精神。

20世纪六七十年代，日本的丰田汽车公司迅速崛起。人们在对丰田的公司精神进行研究时常常忘不了丰田人那种深入探究本质的精神。一次，一台生产配件的机器突然停止了运转。管理者马上召集大家开展了一系列的深究式的提问：机器停顿的原因是什么？由于保险丝断了。保险丝为何会断？由于超负荷而形成电流过大。为何会超负荷？因为轴承枯涩不够润滑。由于轴承润滑缺乏？由于油泵无法吸取足够多的润滑油。为何油泵不能吸取足够多的润滑油？由于油泵出现了严重的磨损。为何油泵会出现严重的磨损？由于未安装过滤器而混入了铁屑……深究提问最终发现问题的实质，提供了改进生产作法的信息。因此，善于探究的品质是一种非常好的科学素养。

此外，由于人的精力是有限的，合理地借鉴他人的研究成果可以有助于提高科学研究的效率。1898年，奥斯加·缅科夫斯基和胡恩·梅林通过研究发现切除狗的胰腺，狗便得糖尿病。当时此发现被记录在医学杂志上。遗憾的是两位科学家未再作深入的研究。加拿大医生班亭读到这个记载后开始思索：胰腺中或许含有某种控制动物血糖量的物质。于是便开始了他的实验：摘下一些健康狗的胰腺，捣碎并提取出液体，然后注射到患有糖尿病的狗身上，结果是患病狗的血糖量快速降低了。他又以牛做实验，效果相同。班亭把自己的实验结果报告给了著名的教授约翰·麦柯里奥德，两人一起做实验来验证，最终发现了在医学史和生物学史上都占居重要地位的胰腺素。班亭等人很好地借鉴了奥斯加·缅科夫和胡恩·梅林的研究成果，进行了深层研究，步入了科学发现的殿堂。如今是信息爆炸的时代，前人创造的优秀成果实在是太多了。教学中，要经常启发和教育学生，正确认识前人的发明创造，主动地借鉴别人的成果，“站在巨人的肩膀上”，从而达到知识和技能的新飞越。

3.科学教学和科学活动同样重要

学生的科学素养需要从一次次的教学活动中来养成，通过一次次的科学活动渐渐得到锻炼而逐渐构成。

培养学生科学素养的主阵地是课堂。要最大限度地利用课堂教学良好的计划性、系统性和资源的丰富性优势，设计问题情景，鼓励学生提出问题，注重展示给学生发现科学的过程，挖掘发现过程中的深究因素，引领感受前人的深究经历，引领进行自我深究。提出多种的假设既是对学生的已有知识累积的验证，又锻炼了思维能力、学生创造性地处理问题的能力。假如课堂教学能与学生的最佳发展区相符合，就可以充分满足学生强烈的求知欲，满足获得快乐的情感需要，有助于提升学生的科学素养。

不过现有课程吸纳的科学教学内容是十分有限的，且是滞后的，无法满足学生的个性化需求。因此学校教育应跟随不断发展的科技步伐，关心科学领域的不同热点，并与学生的兴趣爱好相联系，进行恰当的组织、开发，构成可运用的教育教学资源，在系统课程之外开设补充性的特色课程。课外科技活动有助于拓展学生的知识面，充分满足学生的兴趣爱好，教学效果可与课内教学相提并论，甚至超越了课内教学。

教学中要积极开动脑筋，创造性地设计出更多符合青少年年龄特点和兴趣爱好的、体现当今科技发展成果的课外活动课程，培养更多同学的个性化兴趣和爱好。当前很多学校开展了“未来科学家”知识竞赛、“金钥匙”科技竞赛，还有航空、航海模型兴趣小组、“四驱车”兴趣组，一些学校还开展了具有更强的综合性的无线电测向兴趣课程。这些课外活动受到了学生们的热烈欢迎，有效地满足了他们学习科学的兴趣，从而养成了良好的科学意识和习惯，增强了科技实践的能力，取得了明显的教学效果。