坦然面對科學(xué)探究中的“不確定性”

江根祥

法國社會學(xué)家艾德加·莫蘭在《教育的七個(gè)黑洞》中提出：“人們教授確定性，然而需要教授的恰恰是不確定性。”他這樣描述學(xué)習(xí)，“我們被迫在充滿不確定因素的海洋上航行，時(shí)而穿行于確定的群島之間，這就是人類的冒險(xiǎn)。今天，我們知道這是未知的冒險(xiǎn)，我們需要一種教育，能幫助我們面對這個(gè)冒險(xiǎn)而不氣餒”。其強(qiáng)調(diào)的是教育不應(yīng)該只關(guān)注一些確切知識，一定要正視不確定性。就科學(xué)教學(xué)而言，在自主探究為主要學(xué)習(xí)方式的背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和學(xué)習(xí)結(jié)果出現(xiàn)一些不確定，也許更貼近真實(shí)的探究學(xué)習(xí)的狀態(tài)。多一些這樣的經(jīng)歷，會讓學(xué)生從小就明白，很多事都不那么確定。

其實(shí)，目前的小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)注意到不確定意識的初步建立，如“我們來造環(huán)形山”的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生對月球環(huán)形山的形成有多重猜想，嘗試多個(gè)實(shí)驗(yàn)做出不同的解釋。實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生產(chǎn)生不確定思考的情況并不少見，作為教師不妨坦然面對，理性處理。

一、尊重不確定猜測，鼓勵(lì)質(zhì)疑

為了利于幫助學(xué)生建立某一概念，設(shè)置實(shí)驗(yàn)時(shí)教材一般會選擇一些典型的材料和實(shí)驗(yàn)。如溶解的實(shí)驗(yàn)選用清水、食鹽、面粉，熱脹冷縮的實(shí)驗(yàn)選擇銅球、鐵條用酒精燈加熱前后的對比實(shí)驗(yàn)。因?yàn)檫@樣，一是現(xiàn)象明顯，二是簡易清晰。然而，一些較真的學(xué)生不一定買賬，他們會依據(jù)具體的生活經(jīng)驗(yàn)提出自己的思考。

教科版四年級上溶解單元，為了幫助學(xué)生建立“溶解”的概念，教材以面粉為例，先觀察面粉在水中攪拌后似乎溶解的渾濁狀態(tài)，后觀察過濾后清澈的濾液和留在濾紙上的面粉顆粒，使學(xué)生認(rèn)識到，像面粉這樣可以過濾分離出來的物質(zhì)是不溶解的。

面粉真的沒有溶解嗎？也許溶解了一些在水里。一個(gè)學(xué)生提出這樣的質(zhì)疑。他的理由是，剛才的食鹽溶解在水里的顆粒也是看不見的。同時(shí)他還懷疑前面實(shí)驗(yàn)中的沙粒在水中也可能溶解了一些不可見的物質(zhì)。

質(zhì)疑出乎意料，但教師卻突然醒悟。

“是的，一個(gè)合理的懷疑！”教師當(dāng)即點(diǎn)贊。教師想到了此后會學(xué)習(xí)的關(guān)于“尋找淀粉的蹤跡”的實(shí)驗(yàn)。何不借機(jī)做恰當(dāng)?shù)某尸F(xiàn)？

“下面我給大家做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。”教師馬上從器材室取來了碘酒，擺出了一杯清水和過濾后的面粉濾液，兩杯液體都顯得清澈透明。教師在兩杯液體中各滴入兩滴碘酒，奇跡出現(xiàn)了——面粉濾液呈現(xiàn)出美麗的藍(lán)色！教室里一片驚呼。

教師請學(xué)生談想法。學(xué)生紛紛發(fā)言：

“面粉中有一些物質(zhì)是可以溶解在水中的！”

“沙粒在水中可能也溶解了一些物質(zhì)，可能很少，很難發(fā)現(xiàn)而已。”

“面粉看起來是一種東西，其實(shí)是多種物質(zhì)構(gòu)成的，有的容易溶解，有的不容易?！?/p>

……

學(xué)生的思考難能可貴。關(guān)于“溶解”不再是“沙不會溶解”“食鹽能溶解”“面粉可以過濾出來，所以也是不溶解的”這樣的一個(gè)簡單認(rèn)識。尊重學(xué)生的不確定猜想，就是尊重科學(xué)探究，只有這樣學(xué)生所學(xué)的知識才真實(shí)而生動(dòng)。

二、重視不確定過程，積極演繹

不確定并不意味不嚴(yán)謹(jǐn)。也許，日常的探究活動(dòng)我們強(qiáng)調(diào)更多的是行動(dòng)，但真正的問題研究也許更應(yīng)該看重的是一種態(tài)度。因?yàn)檎嬲目茖W(xué)實(shí)踐要求人們勇敢地面對問題，謹(jǐn)慎地思考問題，踏實(shí)地研究問題，以求得對問題的清晰認(rèn)識。這既是一種行為也是一種態(tài)度，可以完美地統(tǒng)一在對不確定問題的處理之中。探究活動(dòng)過程中會有種種不確定因素，教師該怎么辦？

教學(xué)《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課時(shí)，學(xué)生在調(diào)制一杯鹽溶液，往100ml水里一小勺一小勺地加鹽溶解，以驗(yàn)證鹽水濃度與馬鈴薯沉浮的關(guān)系。有一個(gè)小組加到11勺時(shí)，見其他小組已經(jīng)完成實(shí)驗(yàn)，急急忙忙在記錄單上寫上13勺……于是，教師問道：“你們怎么知道加13勺就能浮的呢？”組長說：“11勺已經(jīng)快浮起來了，我邊上的小組13勺時(shí)馬鈴薯已經(jīng)浮起來，所以……”“那就是說13勺是其他小組的結(jié)果，能算你們小組的結(jié)果嗎？請你們繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，得出自己的結(jié)果來?！弊罱K，他們加了15勺時(shí)馬鈴薯才浮起來。到底溶解多少勺食鹽可以使馬鈴薯浮起來？答案不確定！小學(xué)科學(xué)這類實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性，是由實(shí)驗(yàn)過程中的諸多不確定因素造成的。如馬鈴薯質(zhì)量、每一勺取鹽量等。然而恰恰是這些不確定因素，成就了探究活動(dòng)的真實(shí)性。13勺還是15勺？重要的不是數(shù)量結(jié)果，而是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的形成的過程！是不是細(xì)心操作，有沒有及時(shí)記錄，反映出來的是要不要注重事實(shí)、尊重證據(jù)的過程差異。

科學(xué)探究活動(dòng)的過程和結(jié)果可以不確定，但探究活動(dòng)的基本追求是確定的。教師要求小組繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)，恰好反映了教師這種特有思考。如果面對不良習(xí)慣，不加以引導(dǎo)，任其肆意滋長，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度又從何談起？

三、期待不確定思考，推進(jìn)探究

小學(xué)科學(xué)課常常借用一些簡單的實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證猜想，希望獲得可信的結(jié)論。然而，簡陋的實(shí)驗(yàn)條件和簡單的實(shí)驗(yàn)方法常常難以形成確定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這使得許多教師遭遇教學(xué)尷尬。假如我們正視此類教學(xué)問題，并據(jù)此設(shè)計(jì)有創(chuàng)意的探究活動(dòng)，會發(fā)現(xiàn)這也能演繹出別樣的精彩。

教科版三年級下，教師和學(xué)生一起研究固體的熱脹冷縮現(xiàn)象。將條狀的鋼尺、塑料尺、橡膠、大理石、瓷磚用開水加熱，測量比較加熱前后的長度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：塑料、橡膠會熱脹冷縮，鋼鐵、大理石、瓷磚、玻璃則不會。

針對這一結(jié)果，教師請大家交流看法，學(xué)生中出現(xiàn)四種意見：

意見1.塑料、橡膠會熱脹冷縮，其他材料不會。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就是這樣。

意見2.熱水的溫度不夠，如果用火加熱也許會不一樣。

意見3.從書中得知這些材料都會熱脹冷縮。也許是我們測量還不夠精確。

意見4.有些材料太短，熱脹冷縮得不明顯，如果用的材料長一些也許就可以測量出來了。

基于學(xué)生對研究結(jié)果做的“不確定”思考，教師設(shè)置了兩項(xiàng)后續(xù)研究：

1.鋼鐵會熱脹冷縮嗎？——再次實(shí)驗(yàn)，用酒精燈加熱，觀察現(xiàn)象。

2.大理石、瓷磚、玻璃會熱脹冷縮嗎？——呈現(xiàn)研究資料：不同氣溫下水泥橋間隙寬度的變化。

新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1.鋼鐵也有熱脹冷縮的性質(zhì)。

2.混凝土大橋有熱脹冷縮的性質(zhì)。大理石、瓷磚、玻璃這類材料很可能與混凝土那樣會熱脹冷縮，但用火加熱實(shí)驗(yàn)困難，所以缺少證據(jù)，還不確定。

從期待學(xué)生順利得出研究結(jié)果，到期待學(xué)生形成不確定思考，并借助思考的力量推進(jìn)問題研究。這是一位科學(xué)教師良好的課程意識在教學(xué)行為上的表現(xiàn)。值得效仿。

科學(xué)探究是小學(xué)科學(xué)的主要學(xué)習(xí)方式。既然是探究，就會有得失成敗，就會有諸多或然因素。關(guān)注科學(xué)教學(xué)當(dāng)中的不確定性，就是看重科學(xué)探究的本質(zhì)追求，就是關(guān)注學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的形成和發(fā)展。坦然面對科學(xué)探究中的不確定性，我們的教學(xué)才能趨向開放，學(xué)生的科學(xué)活動(dòng)才能走向自主。

（浙江省常山縣教育局教研室 324200）