將科學(xué)研究訓(xùn)練貫穿刑事科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

胡旭　張建華　陳寧

【摘 要】高等教育對人才的培養(yǎng)，不能只局限于傳授知識，還應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力和科學(xué)研究的方法。由于經(jīng)費(fèi)限制或考試導(dǎo)向，中學(xué)階段對實(shí)驗(yàn)課程很不重視，在本科教育階段給學(xué)生普及科學(xué)研究相關(guān)的概念和思想很有必要。本文以顯微鏡法檢驗(yàn)天然紡織纖維實(shí)驗(yàn)為例，介紹了在刑事科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究訓(xùn)練的一些經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】刑事科學(xué)技術(shù)；科學(xué)研究訓(xùn)練；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；紡織纖維；對照實(shí)驗(yàn)

在刑事科學(xué)技術(shù)專業(yè)本科生開設(shè)的實(shí)驗(yàn)中，大多數(shù)是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，主要目的是為了驗(yàn)證已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果、定律等，以鞏固學(xué)到的相關(guān)知識、加深理解、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，我們可以引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和應(yīng)遵循的基本規(guī)則，從而使學(xué)生初步了解科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)方法、邏輯方法和哲學(xué)思想，并進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生與他人協(xié)作科研的能力，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研活動(dòng)的良好習(xí)慣，以及將實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)、分析及展示的能力。

一、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中向?qū)W生普及科學(xué)研究的原則和思維方式

顯微鏡法檢驗(yàn)天然紡織纖維實(shí)驗(yàn)是《刑事科學(xué)技術(shù)》課程的一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，主要流程是使用生物顯微鏡觀察、比較純棉、苧麻、羊毛、兔毛、蠶絲等五種天然紡織纖維的微觀結(jié)構(gòu)，熟記并掌握其總體特征，最后每人隨機(jī)抽取來自這五種纖維的一個(gè)未知樣品進(jìn)行鑒定，給出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)步驟雖然簡單，但是其中體現(xiàn)的科學(xué)研究思想?yún)s很多，在教學(xué)過程中我們可以引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)體會(huì)、學(xué)習(xí)這些淺顯的科研方法和原則。

1.科學(xué)研究應(yīng)該從易到難，逐步突破

在這五種天然纖維中，羊毛和兔毛形貌特征很明顯，前者有鱗片狀紋路，后者有方格狀結(jié)構(gòu)，很容易就能和其他纖維分開；而蠶絲和純棉卻較難區(qū)分，需要仔細(xì)觀察才能分辨。很多同學(xué)都是初次使用生物顯微鏡，要找到顯微圖像都要費(fèi)不少事，甚至很多同學(xué)將玻片花紋當(dāng)成了纖維。如果這些同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中一上手就選擇了蠶絲或純棉來觀察，不僅不容易觀察到纖維，也難區(qū)分纖維的特征。就像一個(gè)下馬威一樣，造成畏難心理。但若從形貌特征明顯的羊毛、兔毛入手，首先建立起纖維的一般形狀、大小等初步概念，就能更進(jìn)一步地集中精力觀察到纖維之間的細(xì)節(jié)區(qū)別。

2.多數(shù)實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)設(shè)立對照

遵守對照實(shí)驗(yàn)的基本原則，即除了要研究的因素或操作外，應(yīng)當(dāng)保持其他因素和條件一致。本實(shí)驗(yàn)屬于相互對照的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生將纖維的形貌特征圖畫出來，結(jié)果一些同學(xué)的報(bào)告中有的纖維粗大，有的細(xì)小。這明顯反映出畫的纖維圖是使用不同放大倍數(shù)的物鏡觀察到的。既然實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖潜容^纖維的特征，那么顯然應(yīng)該在相同條件下進(jìn)行比較。如果在不同放大倍數(shù)下觀察，則對建立纖維之間相對粗細(xì)的概念非常不利，甚至有可能得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此我們應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生將對照實(shí)驗(yàn)的基本原則謹(jǐn)記于心，使之在以后的學(xué)習(xí)、工作中能熟練應(yīng)用這一原則。

3.在總結(jié)事物的特征的時(shí)候要全面考察，不能犯以偏概全的錯(cuò)誤

本實(shí)驗(yàn)中兔毛和苧麻是兩種很有特點(diǎn)纖維。不同根的兔毛由于粗細(xì)的不同分別呈現(xiàn)無髓、點(diǎn)狀髓、單列髓、多列髓的特征，無髓兔毛看起來與有髓兔毛差別非常大，和羊毛更像一些。而在同一根苧麻上，有的部位有橫節(jié)，有的部位沒有節(jié)卻有豎紋，沒有橫節(jié)的部分看起來和蠶絲又比較像。在顯微鏡視野下放大觀察纖維就如同管中窺豹，有很多同學(xué)只觀察一根纖維，或者只看一根纖維的某一個(gè)顯微視野，就匆匆得出結(jié)論畫圖，這樣搜集到的纖維特征很片面，不足以反應(yīng)纖維的群體面貌，結(jié)果在鑒定未知纖維的時(shí)候碰到細(xì)兔毛或苧麻就犯錯(cuò)了。因此在總結(jié)纖維特征的時(shí)候既要取多根樣本觀察，又要對同一根從頭到尾跟蹤觀察，這樣得到的信息才是全面的。由此我們可以教育犯錯(cuò)的同學(xué)在以后的學(xué)習(xí)和工作中看事物要全面，比如在勘察一個(gè)犯罪現(xiàn)場的時(shí)候，要全面搜集痕跡、物證來還原事件的真相，防止被某幾個(gè)片面證據(jù)引入歧途。

4.對某一類有相似特征的事物做一個(gè)樣本庫，是我們研究未知事物的常用手段

雖然本實(shí)驗(yàn)給學(xué)生提供的天然紡織纖維只有五種，但也可組成一個(gè)小樣本庫，對未知纖維鑒定的過程實(shí)際上也是做了一次搜庫比對的工作。在此我們可以提示學(xué)生，在科研工作中建庫搜索以查明未知樣品的信息是一種很常見的方法。比如質(zhì)譜、光譜的譜圖庫都是搜集已知樣品的特征譜圖來建成圖庫，遇到未知樣品，就可以比對圖庫來得到一些有用的信息。在美國不僅對指紋、腳印、DNA、紡織纖維等常規(guī)檢材建立了龐大的樣本庫，汽車油漆、鞋、工具等也有比較全的樣本庫，為刑事案件的偵破工作提供了非常有用的線索。

二、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣

在實(shí)驗(yàn)中除了向?qū)W生普及科學(xué)研究的原則和思維方式，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣也是非常重要的。比如在取各種纖維制試片的時(shí)候，鑷子上會(huì)粘上標(biāo)準(zhǔn)纖維，有的學(xué)生不經(jīng)過擦拭就直接去取下一種纖維，造成了標(biāo)準(zhǔn)纖維樣品的污染，結(jié)果在一張?jiān)嚻习l(fā)現(xiàn)了兩種纖維。于是我們可以就勢引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到在各種實(shí)驗(yàn)和技術(shù)工作中防止交叉污染的重要性。在今后可能碰到的現(xiàn)場勘查工作中，既要防止自身指紋、DNA對現(xiàn)場的物證的污染，以及提取的物證之間的相互污染，也要防止某些有毒有害現(xiàn)場對自身和外部環(huán)境的污染。

再比如本實(shí)驗(yàn)需制作5個(gè)樣本，多數(shù)學(xué)生采取按順序擺放的方式來區(qū)分，沒有意識到做完樣本以后應(yīng)該書寫樣本名稱、制作時(shí)間、制作人等標(biāo)簽信息。而在科學(xué)研究中碰到大量樣本的情況比比皆是，不對各樣本進(jìn)行詳細(xì)清楚的標(biāo)記是沒法順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。在此應(yīng)提醒學(xué)生養(yǎng)成對樣本做標(biāo)簽的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

實(shí)驗(yàn)室自有其區(qū)別于教室的禮儀規(guī)范，在實(shí)驗(yàn)課上我們強(qiáng)調(diào)學(xué)生要學(xué)會(huì)和遵守三個(gè)字，“靜”、“凈”和“敬”。在實(shí)驗(yàn)課上，只有保持安靜才能有一個(gè)清醒的頭腦將各個(gè)步驟有條不紊的進(jìn)行而不出差錯(cuò)。在實(shí)驗(yàn)過程中保持桌面和實(shí)驗(yàn)器材的干凈整潔，才能讓整個(gè)過程快速有序地進(jìn)行，而不至于手忙腳亂地到處找東西、碰翻器材試劑等。在當(dāng)今科學(xué)研究中，絕大多數(shù)課題都需要很多人共同完成，單槍匹馬作戰(zhàn)在現(xiàn)代科研中幾乎不可能存在了，因此在學(xué)生時(shí)代培養(yǎng)協(xié)作精神顯得尤為重要，只有尊敬合作對象，精誠合作，才能順利完成課題和實(shí)驗(yàn)。

三、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)、分析及展示的能力

1.重視分析數(shù)據(jù)、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告

在科研工作中，千辛萬苦的工作都是為了有一個(gè)滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而最終的成果多半是以科研論文的形式展現(xiàn)。雖然在實(shí)驗(yàn)課程中無需撰寫科研論文，但是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確記錄、分析和總結(jié)都是撰寫科研論文的基礎(chǔ)，是科研論文的原始素材。在實(shí)驗(yàn)課程中如果能夠規(guī)范處理數(shù)據(jù)、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對于今后參加科研活動(dòng)是非常有益的。

2.及時(shí)處理數(shù)據(jù)，便于處理異常情況

經(jīng)了解，多數(shù)同學(xué)在做完實(shí)驗(yàn)后并不及時(shí)處理數(shù)據(jù)，往往到老師催交的時(shí)候才趕著寫完。如果做完實(shí)驗(yàn)后及時(shí)處理數(shù)據(jù)，此時(shí)尚能夠及時(shí)回憶起實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)，對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的趨勢或異常情況能夠結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程做出合理的解釋，但如果經(jīng)過一個(gè)愉快的周末，甚至一個(gè)星期后再來書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，絕大多數(shù)人已經(jīng)回憶不起可能的影響因素了。實(shí)驗(yàn)結(jié)果若出現(xiàn)異常，這時(shí)基本上已經(jīng)很難找到出錯(cuò)的地方。

3.使用規(guī)范的書面語言，科學(xué)的數(shù)據(jù)表示方法

在本實(shí)驗(yàn)的報(bào)告中，我們要求對纖維的特征進(jìn)行簡短的描述，結(jié)果學(xué)生的描述五花八門，用詞不準(zhǔn)確、隨意、含義模糊、極其口語化。因此我們在實(shí)驗(yàn)過程中還是要進(jìn)行一定的示范，引導(dǎo)學(xué)生用書面語言精準(zhǔn)、細(xì)致的描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。雖然本實(shí)驗(yàn)不涉及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的處理，但在其他實(shí)驗(yàn)中，處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)非常常見，我們也應(yīng)當(dāng)提醒學(xué)生用科學(xué)計(jì)數(shù)法，取符合實(shí)驗(yàn)條件的有效數(shù)字，來正確地表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

將科學(xué)研究訓(xùn)練貫穿刑事科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整個(gè)過程中，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中領(lǐng)悟到科學(xué)研究的規(guī)則、方法和習(xí)慣，會(huì)讓學(xué)生們在今后的工作和生活中受益匪淺。我們應(yīng)當(dāng)不遺余力地堅(jiān)持這一做法。

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