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科学探究必须尊重事实证据,得出科学结论要以事实证据为基础,提出问题也要以事实证据为基础。从牛顿看到苹果落地而发现万有引力的故事中,我们可以看到这一点。
2006年3月,与牛顿有较多学术往来的科学家胡克的手稿被发现,这份手稿记录了英国皇家学会二十多年中的多次内部会议。许多史料表明,胡克和牛顿因科学观点的不同而逐渐产生了敌意。胡克提出的平方反比定律本身就有万有引力的思想,但他无法从中推导出开普勒的行星运动定律。在与牛顿的书信往来中,胡克与牛顿就此进行了讨论。当胡克完成推导并告诉哈雷时,哈雷不相信,并告诉了牛顿,牛顿则说他在已完成的后来成为世界名著的《自然哲学的数学原理》一书中有推导。牛顿把这本书提交给英国皇家学会出版时,因胡克十分怀疑牛顿剽窃了他的成果,皇家学会就没有出版这部书,而哈雷认为这本书非常重要,于是资助了这本书的出版,牛顿也因此删去了手稿中所有引用胡克工作的声明。该书出版后产生了非常大的影响,法国作家伏尔泰是牛顿的崇拜者,他从牛顿的外甥女凯瑟琳·巴沃那儿听到苹果落地的故事,就在他的《哲学通信》一书中这样写道:“牛顿回到剑桥大学附近的故居。有一天,他在花园中散步,看到一个苹果从苹果树上落下,就想到许多科学家所研究而未获突破的重力起源问题。”苹果落地的故事就这样流传开来。
在牛顿与胡克的通信中有一句常被引用的名言:“如果我看得远一些,那是因为我站在了巨人的肩膀上。”一些研究者认为这句话是在讽刺胡克矮小,但考虑上下文可知,牛顿并无此意。但牛顿在胡克去世后,利用自己的权威要求皇家学会取下了胡克的肖像,还试图烧毁胡克的大量手稿和文章。
如果我们把这些现在比较公认的历史事实讲给学生听,就会破坏牛顿的完美形象,但可以给学生许多正确的事实:
1.大科学家也不是完人,人都有缺陷;
2.科学研究是站在巨人的肩膀上的事业,牛顿对万有引力的发现是站在胡克的肩膀上的;
3.灵感基于长期的思考,不是突然的神意降临。
由此看来,发现问题的是胡克而不是牛顿,牛顿的贡献是解决了问题。而要發现问题,需要做大量的前期调查和研究工作,没有从这个过程中得到的大量事实证据,真正的科学问题是提不出来的。
日常的科学教学中,在提出问题方面,我们往往可以看到两种极端现象。一是老师把问题都准备好,让学生去解决老师提出的问题,科学探究因此变成了一个技术活,学生按部就班地完成观察实验即可,这对学生的思维和探究能力的发展很不利。二是先让学生自由提出问题,要么把学生的一大堆所谓“问题”罗列出来,不进行甄别,只是简单地让学生自己选择;要么在学生说出教师想要学生研究的问题时表扬一句“你真聪明”,这样会诱导学生猜测教师的意图,让学生猜测教师的意图可不是好的科学教育,有可能助长学生“投其所好”的习惯。
在提出问题的活动中,问题是需要聚焦的,问题聚焦应当是在不同层次上逐步进行的:
创设问题情境以引起学生对某类问题的关注,这时的问题是非常笼统的,主要是启发学生发现问题。
引导学生利用各种途径和方法,深入了解相关知识,获得启发,引起他们对与主题有关的问题进行深入思考,激发研究动机,这个阶段主要是问题意识的培养,为后续探究活动作铺垫。
引导学生在前面比较笼统的问题的指引下,对现实环境和生活开展广泛的调查,积累相关事实,为发现具体问题作准备。在有了一定的具体事实的基础上,通过分析,聚焦到一些具体的可以研究而又有研究价值的问题上来开展深入的探究活动。只有到了这个时候,才是真正地发现了问题,完成了问题的最后聚焦。
2006年3月,与牛顿有较多学术往来的科学家胡克的手稿被发现,这份手稿记录了英国皇家学会二十多年中的多次内部会议。许多史料表明,胡克和牛顿因科学观点的不同而逐渐产生了敌意。胡克提出的平方反比定律本身就有万有引力的思想,但他无法从中推导出开普勒的行星运动定律。在与牛顿的书信往来中,胡克与牛顿就此进行了讨论。当胡克完成推导并告诉哈雷时,哈雷不相信,并告诉了牛顿,牛顿则说他在已完成的后来成为世界名著的《自然哲学的数学原理》一书中有推导。牛顿把这本书提交给英国皇家学会出版时,因胡克十分怀疑牛顿剽窃了他的成果,皇家学会就没有出版这部书,而哈雷认为这本书非常重要,于是资助了这本书的出版,牛顿也因此删去了手稿中所有引用胡克工作的声明。该书出版后产生了非常大的影响,法国作家伏尔泰是牛顿的崇拜者,他从牛顿的外甥女凯瑟琳·巴沃那儿听到苹果落地的故事,就在他的《哲学通信》一书中这样写道:“牛顿回到剑桥大学附近的故居。有一天,他在花园中散步,看到一个苹果从苹果树上落下,就想到许多科学家所研究而未获突破的重力起源问题。”苹果落地的故事就这样流传开来。
在牛顿与胡克的通信中有一句常被引用的名言:“如果我看得远一些,那是因为我站在了巨人的肩膀上。”一些研究者认为这句话是在讽刺胡克矮小,但考虑上下文可知,牛顿并无此意。但牛顿在胡克去世后,利用自己的权威要求皇家学会取下了胡克的肖像,还试图烧毁胡克的大量手稿和文章。
如果我们把这些现在比较公认的历史事实讲给学生听,就会破坏牛顿的完美形象,但可以给学生许多正确的事实:
1.大科学家也不是完人,人都有缺陷;
2.科学研究是站在巨人的肩膀上的事业,牛顿对万有引力的发现是站在胡克的肩膀上的;
3.灵感基于长期的思考,不是突然的神意降临。
由此看来,发现问题的是胡克而不是牛顿,牛顿的贡献是解决了问题。而要發现问题,需要做大量的前期调查和研究工作,没有从这个过程中得到的大量事实证据,真正的科学问题是提不出来的。
日常的科学教学中,在提出问题方面,我们往往可以看到两种极端现象。一是老师把问题都准备好,让学生去解决老师提出的问题,科学探究因此变成了一个技术活,学生按部就班地完成观察实验即可,这对学生的思维和探究能力的发展很不利。二是先让学生自由提出问题,要么把学生的一大堆所谓“问题”罗列出来,不进行甄别,只是简单地让学生自己选择;要么在学生说出教师想要学生研究的问题时表扬一句“你真聪明”,这样会诱导学生猜测教师的意图,让学生猜测教师的意图可不是好的科学教育,有可能助长学生“投其所好”的习惯。
在提出问题的活动中,问题是需要聚焦的,问题聚焦应当是在不同层次上逐步进行的:
创设问题情境以引起学生对某类问题的关注,这时的问题是非常笼统的,主要是启发学生发现问题。
引导学生利用各种途径和方法,深入了解相关知识,获得启发,引起他们对与主题有关的问题进行深入思考,激发研究动机,这个阶段主要是问题意识的培养,为后续探究活动作铺垫。
引导学生在前面比较笼统的问题的指引下,对现实环境和生活开展广泛的调查,积累相关事实,为发现具体问题作准备。在有了一定的具体事实的基础上,通过分析,聚焦到一些具体的可以研究而又有研究价值的问题上来开展深入的探究活动。只有到了这个时候,才是真正地发现了问题,完成了问题的最后聚焦。