宋心琦

“螞蟻的智慧”的故事，日本生物學(xué)老師的評(píng)語(yǔ)，以及化學(xué)老師強(qiáng)調(diào)指出的第二、第三點(diǎn)評(píng)語(yǔ)和其中包含了對(duì)“兩種學(xué)習(xí)理論”問(wèn)題答案的暗示，引起了同學(xué)們極大的興趣。但是如何從簡(jiǎn)單的小故事和短短的兩則評(píng)語(yǔ)中領(lǐng)會(huì)到其中的深意，一時(shí)議論紛紛，得不出一個(gè)大家都認(rèn)可的說(shuō)法。小沛說(shuō)：“解鈴還需系鈴人，也許老師可以幫助我們解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，何不聽(tīng)聽(tīng)老師的意見(jiàn)呢？”這個(gè)提議得到了大家的贊同，爭(zhēng)論暫時(shí)結(jié)束，同學(xué)們開(kāi)始準(zhǔn)備自己要向老師提出的問(wèn)題。

正好這天有化學(xué)課，老師一進(jìn)課堂就從靜謐的教室和同學(xué)們臉上的笑容里讀懂了同學(xué)們的秘密。在學(xué)生起立、師生互相問(wèn)好后，老師問(wèn)：“你們是否對(duì)我上次講的故事和提示還存在問(wèn)題？”同學(xué)們點(diǎn)頭稱是。老師說(shuō)：“今天的課程內(nèi)容不多。我們先用點(diǎn)時(shí)間來(lái)探討你們的問(wèn)題吧！要求發(fā)言的請(qǐng)舉手，重復(fù)的就不要再問(wèn)了，好嗎？”老師耐心地傾聽(tīng)著同學(xué)們的發(fā)言，弄清楚問(wèn)題的癥結(jié)所在之后說(shuō)，“從這兩個(gè)簡(jiǎn)單的故事里要找出核心的理念，并不是一件容易的事情，需要有一個(gè)學(xué)習(xí)、思索、實(shí)踐、反省和再學(xué)習(xí)的過(guò)程，所以有多種不同的看法、想法和困惑是合理的，對(duì)于初學(xué)者更是如此。今天我還是不直接回答你們的問(wèn)題，建議你們?cè)囍脧默F(xiàn)實(shí)生活中尋找正面和反面的實(shí)際例子來(lái)驗(yàn)證生物老師評(píng)語(yǔ)的方法來(lái)尋求自己的答案。基于反復(fù)思索和自我批判得出的答案，可以使你們對(duì)故事作者所提倡的學(xué)習(xí)理論和方法的領(lǐng)會(huì)更為深刻而具體。上次我在評(píng)論日本生物老師的評(píng)語(yǔ)時(shí)，曾經(jīng)順帶舉了一些實(shí)際例子，大家還記得嗎？你們參考這些事例，經(jīng)過(guò)思索，就有可能找到和日本老師評(píng)語(yǔ)相印證的實(shí)際事例。如果做到了，就說(shuō)明你們真正懂了，也就能夠從中體會(huì)到兩種學(xué)習(xí)理論的根本差別了。我們一起來(lái)試試這種學(xué)習(xí)方法，好嗎？”從同學(xué)們的掌聲中，老師高興地看出，同學(xué)們已經(jīng)開(kāi)始有了依靠自主學(xué)習(xí)和探究來(lái)解決問(wèn)題的勇氣，他們漸漸成熟了！

按照課程計(jì)劃，最近要開(kāi)始做一系列化學(xué)實(shí)驗(yàn)。所以老師說(shuō)：“從下節(jié)課開(kāi)始，我們會(huì)接觸到很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)，有的是我來(lái)演示，有的是你們分小組或自己做?！币宦?tīng)說(shuō)要做化學(xué)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們印象中魔術(shù)表演的情境立即呈現(xiàn)了出來(lái)，有的同學(xué)興奮地說(shuō)：“我最喜歡看魔術(shù)了，學(xué)了化學(xué)，我也可以表演化學(xué)魔術(shù)了！”

老師說(shuō)：“為了能夠從化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)到更多的東西，在準(zhǔn)備做一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，不論是課程計(jì)劃規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，還是你們自己準(zhǔn)備做的探索性實(shí)驗(yàn)，第一應(yīng)當(dāng)明白要做什么，也就是說(shuō)想達(dá)到什么目的?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是一種學(xué)習(xí)過(guò)程，不是休閑式的游戲。第二是怎么做，教材提供了實(shí)驗(yàn)指示內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹拢榻B了所應(yīng)采取的實(shí)驗(yàn)體系和步驟，我們應(yīng)當(dāng)在預(yù)習(xí)時(shí)，弄清楚為什么用這樣的體系和步驟就有可能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｖ挥羞@樣，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中才能夠從觀察到的現(xiàn)象里學(xué)習(xí)如何從化學(xué)角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，也就是學(xué)會(huì)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)。第三是學(xué)習(xí)規(guī)范的操作。第四是總結(jié)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。所以，科學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅有趣。同時(shí)也是很嚴(yán)肅的學(xué)習(xí)或探究活動(dòng)。如果你漫不經(jīng)心，最多能夠滿足一時(shí)的歡愉，不會(huì)有什么收獲，留下的將是‘深入寶山空手回的遺憾！”聽(tīng)了老師的一段話，同學(xué)們收起了笑容，課堂靜了下來(lái)。同學(xué)們初步認(rèn)識(shí)到，原來(lái)做科學(xué)實(shí)驗(yàn)不同于玩游戲和演魔術(shù)，是一種既要?jiǎng)幽X又要?jiǎng)邮值膶W(xué)習(xí)過(guò)程，這和課堂聽(tīng)老師講課也不同，需要自己預(yù)習(xí)，不僅從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)和原理，還要自己總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的收獲和教訓(xùn)。怪不得學(xué)習(xí)科學(xué)必須學(xué)會(huì)如何進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)！小沛在自己的筆記本上記下了老師的幾句話，并在最后重重地畫了三個(gè)驚嘆號(hào)。

老師說(shuō)：“說(shuō)起科學(xué)實(shí)驗(yàn)，化學(xué)史上有很多著名的實(shí)驗(yàn)，這些發(fā)現(xiàn)和研究成果被認(rèn)為是近代化學(xué)發(fā)展進(jìn)程中的里程碑。有的澄清了人們對(duì)某些自然現(xiàn)象的誤解；有的為化學(xué)開(kāi)拓了新的研究領(lǐng)域；有的則為原來(lái)的物質(zhì)世界增添了新的物種，并對(duì)人類的物質(zhì)生活起著強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。這些事例在化學(xué)教材中都有所涉及，我們會(huì)在課程進(jìn)行過(guò)程中逐一地介紹。但是里程碑不僅是對(duì)過(guò)去而言，它對(duì)于未來(lái)則意味著新的起點(diǎn)。所以學(xué)習(xí)化學(xué)史時(shí)，我們不能只強(qiáng)調(diào)繼承而忽視了批判和發(fā)展?！蓖瑢W(xué)們經(jīng)常聽(tīng)到的科學(xué)故事，大都是介紹科學(xué)成就的重大意義和科學(xué)家殫精竭慮地為科學(xué)獻(xiàn)身的事跡，很少有人提及如何全面理解所謂里程碑的含義。同學(xué)們覺(jué)得老師講的有道理，可是如何才能做到呢？同學(xué)們陷入了沉思之中。

老師接著說(shuō)：“從下面的兩個(gè)故事中，可以獲得啟示。你們?cè)敢饴?tīng)我講嗎？”在同學(xué)們的一片贊同聲中，老師講了以下兩個(gè)故事。

“第一個(gè)是關(guān)于稀有氣體發(fā)現(xiàn)史的故事。在教科書里有簡(jiǎn)單的介紹。我這里不講細(xì)節(jié)，只把從中應(yīng)該獲得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)說(shuō)清楚。早在1785年，人們已經(jīng)知道干燥的清潔空氣中含有氮?dú)?、氧氣和二氧化碳。卡文迪什在研究空氣組成時(shí)，發(fā)現(xiàn)用常規(guī)的化學(xué)方法從空氣中把上述這些成分除盡后還殘留有少量氣體。但是這一發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有引起科學(xué)界的重視。誰(shuí)曾想到這其中競(jìng)隱藏著一個(gè)完整的化學(xué)元素家族！100多年后，物理學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)從含氮化合物中分離出來(lái)的氮?dú)獗葟目諝庵蟹蛛x出來(lái)的氮?dú)饷可|(zhì)量多0.0064g（前者密度為1.2508g/L）。后來(lái)在化學(xué)家萊姆賽的合作下，于1894年用光譜分析法從剩余氣體中發(fā)現(xiàn)了氬，繼而陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他稀有氣體。因?yàn)樗鼈兒鸵话愕幕瘜W(xué)試劑不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，曾被稱作惰性氣體，在元素周期表中列為0族。在談及這段歷史時(shí)。人們常為卡文迪什未能發(fā)現(xiàn)殘留氣體中的秘密而感到遺憾。其實(shí)化學(xué)史實(shí)已經(jīng)表明，僅僅依靠當(dāng)時(shí)的化學(xué)方法是無(wú)法通過(guò)化學(xué)性質(zhì)來(lái)識(shí)別和分離稀有氣體的，只有在瑞利把靈敏度遠(yuǎn)高于化學(xué)分析方法的光譜技術(shù)引入這項(xiàng)研究后，才解決了檢測(cè)手段的問(wèn)題。亦即卡文迪什的‘遺憾源于當(dāng)時(shí)高精度測(cè)量技術(shù)的闕如。所以，關(guān)注其他學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)展，并及時(shí)地把它們引入化學(xué)研究工作。是這個(gè)故事提供給我們的重要啟示。化學(xué)中許多新領(lǐng)域的誕生和發(fā)展，也多與此有密切關(guān)系。20世紀(jì)60年代后期逐漸形成的稀有氣體化學(xué)、70年代中期出現(xiàn)的激光化學(xué)以及90年代興起的納米科技，就是三個(gè)有力的例證?！敝v到這里，老師停頓了一下接著說(shuō)：“我再講一個(gè)發(fā)生在離我們比較近的故事。教材里有一個(gè)關(guān)于C60分子結(jié)構(gòu)的插圖。形狀很像一個(gè)經(jīng)典的足球。它的‘母親是大家熟悉的石墨。C60在自然界非常少見(jiàn)，所以科學(xué)界一直認(rèn)為碳的晶態(tài)單質(zhì)只有兩種，即金剛石和石墨，而且它們代表了碳原子在有機(jī)化合物中的兩種基本成鍵方式。1985年，科爾、克羅托和斯莫利用電弧轟擊石墨靶時(shí)發(fā)現(xiàn)了C60等球形和籠形的單質(zhì)碳，并于1996年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。有關(guān)C60的故事在很多教科書和科普作品中都可以找到，我就不細(xì)說(shuō)了。值得一提的是。1991年，人們發(fā)現(xiàn)用和制備C60同樣的實(shí)驗(yàn)裝置，不僅能夠得到C印，還能得到碳納米管（由類似石墨的六邊形網(wǎng)格所組成的管狀物，直徑處于0.33nm至數(shù)十納米之間）。碳納米管的穩(wěn)定性和其他性能遠(yuǎn)優(yōu)于C60，為什么科爾等人當(dāng)時(shí)只發(fā)現(xiàn)了C60而漏掉了碳納米管？因?yàn)樗麄儺?dāng)時(shí)用于檢測(cè)的質(zhì)譜儀只能檢測(cè)氣態(tài)的分子及碎片。碳納米管因難于汽化，進(jìn)不了他們所用質(zhì)譜儀的檢測(cè)系統(tǒng)，所以未能發(fā)現(xiàn)。其實(shí)檢測(cè)碳納米管的手段當(dāng)時(shí)是具備的。例如用高倍電子顯微鏡是可以觀察到碳納米管的存在和形貌，并非技術(shù)條件所限。這個(gè)史實(shí)給我們的教訓(xùn)是什么？對(duì)新的反應(yīng)體系所得產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)技術(shù)和手段不可單一，對(duì)產(chǎn)物中所有未知物的分離和檢測(cè)不可忽略?！?/p>

講到這里，老師語(yǔ)重心長(zhǎng)地說(shuō)：“這些例子雖然取自化學(xué)史實(shí)，但是它給我們的啟示并不限于化學(xué)。它一方面提高了我們對(duì)于學(xué)科之間、科學(xué)和技術(shù)之間的相互依存、相互促進(jìn)關(guān)系的認(rèn)識(shí)；另一方面也著重提醒我們?cè)谔骄渴挛锉举|(zhì)時(shí)不要忽視科學(xué)精神和作風(fēng)的重要性。小故事里有大智慧，你們同意嗎？”

同學(xué)們，讀了這些小故事之后，你們對(duì)小故事里有大智慧的說(shuō)法有什么新的體會(huì)和看法嗎？

責(zé)任編輯 侯秀姣