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“118号元素失踪事件”的教育价值(200212)

  新华社2002年7月17日电,美国劳伦斯伯克利国家实验室公开承认,该实验室1999年发现的两种超重元素(即118号元素和116号元素)的实验数据是“捏造”的,有关研究人员从事了“不正当科学行为”。这项被列为“1999年世界十大科技进展”之一的成果,德国、法国和日本的研究小组却无法重复其实验,而当劳伦斯伯克利国家实验室他们自己再做该实验时,也制造不出这种元素。在对原始数据进行分析后,他们发现实验中的一项重要指标根本就是子虚乌有,因此他们撤回了3年前的研究结论。

  近年来,由于科学与社会各个方面的联系日益紧密,科学界越来越多作假的案例被揭发,如轰动一时的巴尔的摩事件(1986年),舍恩事件(2002年)等等,但由于它们与中小学教材没有太多的直接联系,我们在中学教学中基本上都进行了回避,而这次的“118号元素失踪事件”却直接与目前正在使用的人民教育出版社2000年版高中化学教材相关(见该教材第一册111页)。显然,教材必须作出修改,但在作出相应的修改前,我们教师在处理这段教材时还能回避不提,继续让学生认为有118号元素吗?即便以后作出修改,是不是就是进行简单的一删了之呢?我们应不应该让学生知道这些“不正当科学行为”?让学生知道了,是否就会使学生对科学家的形象产生负面影响,对科学产生悲观看法呢?科学教育的目标到底是什么,是让学生把“科学”看成是“正确”的代名词,“科学的就是正确的”,是塑造完全伟大的科学家形象,还是在于使学生真正理解科学的本质,……这不仅需要我们的科学教育工作者进行认真探讨,而且还成为当前中学化学教师在教学中无法回避的问题。

  笔者认为,我们与其让学生在大众媒体的报道下学习或被误导,不如在教学过程中予以适当的引导。把 “118号元素失踪事件”这些与课堂教学概念相关的,或者是当前大众媒体正在讨论的事件从不同角度说明清楚,引导学生多方面地了解科学。具体来讲,该事件可以从以下三个方面使学生更好的理解科学本质,提升学生的科学素养。

  我们在科学教育上的一些传统做法所展现的通常是科学的进步与成就,科学研究与发展过程的客观性与逻辑性。在学生心目中,科学家们总是如何埋头努力实验工作并且忠实客观地记录实验结果,他们彼此之间总是如何公平客观地对理论进行选择,毫无个人好恶,他们彼此对成就的归属总是如何的绝对公平,好像他们生活在另外一个世界。学生误以为自己这样的“凡夫俗子”根本没有可能成为科学家,因而不愿意,也没有信心让自己也成为他们其中的一员,这种使大多数人感觉失败的教育,事实上还是一种精英教育模式。而近些年来,越来越多的人意识到科学教育的目的应该是培养具有科学素养的公民,科学课程不仅要为那些准备升学的学生,更要为那些不打算升学的学生,世界理科教育改革越来越呈现出“科学为大众”的发展趋势。因此,我们在中小学科学教育中应尽可能地从多方面、多角度的介绍科学史实,引导学生完整地认识科学,这样能使他们从多元角度看待科学研究的过程、局限性以及所涉及的问题,有助于学生脱离那种对科学的简单化认识,使他们认识到,虽然科学家为人类的发展作出了贡献,但他们不是不食人间烟火的奇人异士,科学家们在从事科学工作时,仍然具有人的本性,不完全是客观的、理性的,科学家也会犯错。

  “不正当科学行为”告诉我们,科学研究的成果一直不断地接受检验。科学不是永远不犯错误,但正是因为科学最终必须建立在客观存在的基础之上,有自我纠错机制,所以在国际科学界,很少有人会因为假论文而成名,即使欺诈成功引起了注意,最终也会被科学界内的同行揭穿而身败名裂,正如林肯所言:“你可以欺骗多数人于暂时,你可以欺骗少数人于永久,但你不能欺骗多数人于永久。”即使科学某个领域已发展到只有极少数人才懂的地步,也没有学术骗子横行的空间。前不久发生的波氏兄弟事件(见《南方周末》2002年12月12日,法国电视明星戏弄了物理学界?),就是由物理学家首先揭发,引起注意后又由多位物理学家加以评议发现的,这正是科学有自我纠错能力的一个证明。

  科学之所以具有自我纠错的机制,其原因在于科学的不正当行为会误导科学家们的研究工作,危害科学的发展,有的甚至可能伤害人类生命,如在118号元素失踪事件中,原本科学家们不太相信氪—铅“冷聚变”反应,而通过该实验可以证明此理论是对的;同时118号元素的诞生还说明了所谓的“稳定岛”确实存在,这样就对科学的发展产生了一系列的误导。而据人们对巴斯德私人的实验笔记最新考证,这位伟大的微生物学之父虽然在医学上作出了巨大贡献,但其在人体上进行狂犬病实验的当天才在动物体上做实验,而且在接受疫苗的四十只狗中只有二十只接受了完整的注射,最后竟无一成活,巴斯德还刻意隐瞒了人体实验失败致死的事实。这一科学史实的披露也说明,无论声望多高的科学家,一旦在科学研究中有不正当行为,无论生前死后,终究会被发现。

  如果不可重复,科学就不能接受它,可重复性是科学最根本的一条准则。中国古代之所以具有高超的技术(如锋利无比的干将莫邪剑,精确测定地震的地动仪等),但没有产生真正的科学,就在于这些都只是个人经验的积累,没有规范的工艺流程,不仅他人、后人无法复制,甚至有时连他自己也无法再造一个,最后不得不归究于“灵气”之类的超自然神秘感,离科学越来越远。通过这种教育能使学生更好地认识到科学学习,特别是实验过程中观察记录、收集证据的重要性,从而加深对科学研究的理解。

  我们在揭示科学家“不正当科学行为”时,还要注意绝不要涉及与科学家所从事专业无关的私人行为,以免成为人身攻击。否则,反而会对学生理解科学本质起到相反的作用。