Pimental关于9至12岁少年科学训练方案的再审视

Pimental是美国的一位著名的化学家，同时也是一位杰出的教育家。他曾经组织领导过中学化学教材的编写，此外还担任过美国自然科学基金会的领导工作。他对于科学素养有很独到的看法和提法，他认为科学素养的养成在科学实验中可以分成4个阶段或方面，即：观察，记录和描述观察的结果；实验和测量；提出模型或“理论”；分析理论的不确定性，并设法进行检验和校核。

Pimental认为第四阶段是科学素质培养中最核心的阶段，而这个阶段恰恰是我国基础科学教育中所缺乏的。以验证原理和培养基本操作技术为主的实验目标中恰恰少了这方面的训练，而这种意识又恰恰是创新意识和能力的基础。

澳大利亚的一本科学教材中，在讲到什么样的人才是科学家时，提出有两个重要的特点。一个是“科学家是对自己的理论或发现永远不会感到满足的人”；另一个特点是“科学家是经常在危险的地方——实验室工作的人”。后一点也是我们过去很少论及的，它一方面起着提醒学生的安全意识的作用，因为实验室中有化学品、易燃物和电源；另一方面向学生作出暗示，科学家是一群勇于献身的人，是值得敬重的人。我想，这种说法，不仅更加全面，而且有着深刻的教育意义。

Pimental在他的报告（1991年IUPAC大会）中还介绍了一个由他自己设计的适合于9至12岁儿童以生物实验为载体的培养方案。例如把一个班的学生分成两组，每个学生领到一个花盆，20粒种子，一个水桶（一组为红色，另一组为绿色）。种子种下去之后，一组的花盆放在窗台上，另一组的花盆则放在避光的墙角下。然后要求学生每天按时浇水。经过几周后，种子发芽了，这时教师要求学生量出芽的高度，教师把每组的结果在黑板上分别作出统计图（这点非常重要！），并要求学生对实验的结果提出自己的看法—理论。当然不仅仅是光照的多少，花盆的高度、水桶的颜色等等都应当是这个实验结果的“原因”。然后再要求学生设法来证实和校核所有的这些“理论”。

Pimental的设计方案内容远不止此，但是从上面所介绍的部分内容已经可以看出，它包含着许多科学实验的基本原则，例如如何选取参比系、数据的统计性原则等等，最重要的是，它避免了我们在实验教学中不自觉地一再进入先验性误区的问题。很值得我们深思。