坦然面对科学探究中的不确定性

法国社会学家艾德加·莫兰在《教育的七个黑洞》一书中提出：“人们教授确定性，然而需要教授的恰恰是不确定性。”他这样描述我们的学习：“我们被迫在充满不确定因素的海洋上航行，时而穿行于确定的群岛之间，这就是人类的冒险。今天，我们知道这是未知的冒险，我们需要一种教育，能帮助我们面对这个冒险而不气馁。”他认为教育不应该只关注一些确切知识，一定要正视不确定性。就科学教学而言，在以自主、合作、探究为主要学习方式的背景下，学生的学习经历和学习结果出现一些不确定，也许更贴近真实的探究状态。多一些这样的经历，会让孩子从小就明白，很多事都不那么确定。在实际教学中，学生产生不确定思考并不少见，我们不妨坦然面对，理性处理。

一、尊重不确定猜测，鼓励质疑

为了帮助学生建立某一概念，设置实验时，教材一般会选择一些典型的材料和实验。如溶解实验选用清沙、食盐、面粉，热胀冷缩实验选择铜球、铁条，用酒精灯加热进行对比。这样做，一是现象明显，二是简易清晰。然而，一些较真的学生不一定买账，他们会依据具体的生活经验提出自己的思考。

例如，为了帮助学生建立“溶解”概念，教材以面粉为例，让学生先观察面粉在水中搅拌后似乎溶解的浑浊状态，后观察过滤后清澈的滤液和留在滤纸上的面粉颗粒，使学生认识到，像面粉这样可以过滤分离出来的物质是不溶解的。

面粉真的没有溶解吗？一个学生认为也许溶解了一些在水里，他的理由是食盐溶解在水里的颗粒也是看不见的。同时他还怀疑前面实验中的沙粒在水中也可能溶解了一些不可见的物质。

质疑出乎意料，教师随机应变。

“是的，一个有理由的怀疑！”教师当即点赞。教师想到了即将接触的关于“寻找淀粉的踪迹”的实验，何不借机呈现？

“下面我给大家做一个演示实验。”教师马上从器材室拿来了碘酒，摆出了一杯清水和过滤后的面粉滤液，两杯液体都显得清澈透明。教师在三杯液体中各滴入两滴碘酒，奇迹出现了——面粉滤液呈现出美丽的蓝色！教室里一片惊呼。

教师请学生谈想法，学生纷纷发言：

“面粉中有一些物质是可以溶解在水中的！”

“沙粒在水中可能也溶解了一些物质，可能很少，很难发现而已。”

“面粉看起来是一种东西，其实是由多种物质构成的，有的容易溶解，有的不容易溶解。”

……

学生的思考难能可贵！他们对于“溶解”的认识不再是“沙不会溶解，食盐能溶解，面粉可以过滤出来，所以也是不溶解的”这样简单的认识。

二、重视不确定过程，积极演绎

不确定并不意味不严谨。也许，日常的探究活动我们强调更多的是行动，但真正的问题研究更应该看重的是一种态度。因为真正的科学实践要求人们勇敢地面对问题，谨慎地思考问题，踏实地研究问题，以求得对问题的清晰认识。这既是一种行为也是一种态度，可以完美地统一在对不确定问题的处理之中。学生的科学探究过程中会有种种不确定因素，教师怎么办？

在研究马铃薯在液体中的沉浮问题时，需要调制一杯盐溶液。学生先把马铃薯放进烧杯里，再加100毫升水，然后一小勺一小勺地加盐溶解，以验证盐水浓度与马铃薯沉浮的关系。有一组加到11勺时，见其他小组已经完成实验，急急忙忙在记录单上写上13勺。

老师问：“你们怎么知道加13勺盐就能浮？”

组长说：“加11勺盐已经快浮起来了，我边上的小组加13勺盐时马铃薯已经浮起来，所以……”

“也就是说，13勺盐是其他小组的结果，能算你们小组的结果吗？请你们继续实验，得出自己的结果。”

最终，他们加了15勺盐时马铃薯才浮起来。到底溶解多少勺食盐可以使马铃薯浮起来？答案不确定！小学科学这类实验结果的不确定性，是由实验过程中的诸多不确定因素造成的，如马铃薯质量、每一勺取盐量等。然而恰恰是这些不确定因素，成就了探究活动的真实性。13勺还是15勺？重要的不是数据，而是实验结果的形成过程！这个过程的实质是学生是否具有尊重事实、尊重证据的意识。

三、期待不确定思考，推进探究

小学科学课常常引导学生用一些简单的实验去验证自己的猜想，希望获得可信的结论。然而，简陋的实验条件和简单的实验方法往往难以形成确定的实验结果，使许多教师遭遇教学的尴尬。我们只有正视此类教学问题，设计有创意的探究活动，才能演绎别样的精彩。

教师和学生一起研究固体的热胀冷缩问题，学生将条状的钢尺、塑料尺、橡胶、大理石、瓷砖用开水加热，测量比较它们加热前后的长度。

实验结果：塑料、橡胶会热胀冷缩，钢铁、大理石、瓷砖、玻璃则不会。

针对这一结果，教师请大家交流看法，学生提出：

1.塑料、橡胶会热胀冷缩，其他材料不会。实验的结果就是这样。

2.热水的温度不够，如果用火加热也许会不一样。

3.从书中得知这些材料都会热胀冷缩，也许是我们测量还不够精确。

4.有些材料太短，热胀冷缩不明显，如果材料长一些也许就可以测量出来了。

基于学生对研究结果做的“不确定”思考，教师设计了两项后续研究：

1.钢尺会热胀冷缩吗？——再次实验，用酒精灯加热，观察现象。

2.大理石、瓷砖、玻璃会热胀冷缩吗？——呈现研究资料：不同气温下水泥桥间隙宽度的变化。

新的实验结果：

1.钢铁也有热胀冷缩的性质。

2.混凝土大桥有热胀冷缩的性质。大理石、瓷砖、玻璃这类材料很可能像混凝土那样会热胀冷缩，但做用火加热实验很困难，所以缺少证据，还不确定。

从期待学生顺利得出研究结果，到期待学生形成不确定思考，并借助思考的力量推进问题研究，这是值得我们思考的问题。坦然面对科学探究中的不确定性，我们的教学才能趋向开放，学生的科学探究活动才能走向自主。

浙江省常山县教育局教研室

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（本栏目责任编辑　刘绍江）