十、教师在集体研讨中的作用
我们认为可以料得到的，在一节课里发生的全部的科学经历中，思维和行动比语言占优势。作为一个组的成员的许多孩子，会有许多不同水平层次的思维--前语言的、“内在的语言”、相互作用的--和支配材料的行动。经过研讨最终定下来的话并不很多，但却很宝贵。它是思想的精华。最终的陈述同各个孩子许多没有表达出来的思想相比，只是很少的几条。
就老师来说，思维也必须占优势超过谈话，甚至在讨论会中也应如此。他有许多行动：看，听，感受。他的话也代表了一种精华：即他对每个孩子头脑里正在发生的事的分析以及他对孩子们的思想跟这堂课要达到的概念系统之间的关系的分析。
不仅在讨论会中，而且在每一节课上，教师的基本作用是创造出一种利于学习的情境。要建立起一个热情的大家喜欢的气氛而使学习行为具有广泛的自由，不仅要靠教学的艺术，也要靠教师的品格。教室里的气氛是由教师对孩子们的感觉和对学习过程的感觉决定的。当存在一个创造性的气氛时，孩子们就会有许多反应，表明他们感到了这个气氛并作出了响应。在这样的气氛中，孩子们犯了“错误”可以无需感到难为情，也不会受到责备。他们肯于吐露似乎离题的想法，感到老师能理解他们的意思。如果有孩子受到别的孩子取笑，教师可以把说法变一变而打岔开，不让被取笑的孩子被刺痛。事实上，“犯错误的自由”对创造一个利于学习的气氛是一个重要的方面。按马斯洛的意思，教学的精髓就是心理上的安全——有提出假设、模型和出差错的自由。
在那堂电路的课上，丘克说电线热得烫手，卡尔耸了耸肩，作了一个“谁不知道呀”的反应。麦克伊弗先生立即接着说道：“这倒是挺有意思的，对吗？你们有好几个人同时作出了同样的发现。我注意到了许多人独立地发现了同样的事物。”科学家们也有这样的经验。“八岁的鲁思安把脑子也说成是一种感官时，有个孩子笑她是“笨蛋”，这时，玛丽·史蒂文斯就出来保护她的感情。史蒂文斯小姐用了一句妙语，“也许鲁思安的意思是说要动脑子才能有良好的感觉。”孩子们有没有懂得她话里的双重含义是无关紧要的；但他们肯定听出了教师说话的语气里所含的意思。
有了心理上的安全感之后，孩子们的思想就会活跃。可以从孩子们的脸上看出安全的、创造性气氛的证据。可以看得出来孩子们在无拘束地思考，他们常常微笑，很少皱眉头，发言的学生专心致志，即使他讲得很慢或有点犹豫不决，但始终是专心的。有时在沉默中也孕育着逐步来到的理解。
除了创造一个心理上的安全气氛之外，教师也可以直接为讨论会的成功作出贡献。例如，教师决定开始研讨的时机：他必须选择一个恰当的时间，这时孩子们对材料已经不再那么感兴趣了，但是又必须是在已有迹象证明孩子们已作出了某些令人满意的发现之后。如果在没有到火候的时候让孩子们举行讨论会，他们也许会没有“听见”教师的话，也许这时教师就可以知道时机还不成熟。
讨论会的座位要排得使发言者可以互相看到彼此的脸(最好是排成一个圆圈)。座位必须离开材料，以免分散孩子们把思想变成语言这一过程的注意力，因为这一过程需要相当的努力。(尽管我们看到，有时个别孩子有必要回到材料那儿去做一下示范表演或检验某一个说法。)教师可以选择第一个发言人。他可以问“谁愿意对大家说说他的发现？”，也可以直接叫某个孩子的名字。目的在于第一个人发言之后，圈子里的其他人能接着发言。因此选择第一个发言者也需要教师一定的智慧。可以选一个以往未对讨论会作出过贡献，但是那一天的发现却能引起大家兴趣的学生。或者选这样一个学生第一个发言，他会使那些话多的、肯定会踊跃发言的孩子们要过一阵子才插得上嘴。可以叫同在一个小组一起实验现在又坐在一起的孩子们做一个联合的报告。教师进行选择。教师要设法用孩子的眼光去看待他们说的话。如果某个说话听上去不清楚，他可以叫那个孩子讲清楚。孩子们常常比教师更能懂得彼此的意思。(从“重”一词的各种用法可以见到这一点。)孩子们用一种下层社会的方言，而教师尚未太懂时也常会发生这样的情况。如在这种情况下要求孩子们讲清楚，就会使孩子们扫兴。
相反，教师也可能感到讲话的孩子自己没有讲清楚，即没有能把自己产生的思维全部用语言表达出来。当帕特和埃尔玛发展了他们关于盐水在浮力中的作用的想法时，蔡尔德太太要他们解释清楚。
帕特：盐水能使你浮起来。
埃尔玛：它使你能呆在水面上。
蔡太太：怎么会？
帕特：盐水比清水结实。
或者教师盛到某一个学生使用的某一个词会造成不适当的想法，这时，把这个词澄清一下对全班都有好处。当阿伯特用了“圆形电路”这一说法时，麦克伊弗先生需要知道，他指的是电路的形状，还是指一个连续不断的电流的通路。如果别的孩子认为阿帕特指的是形状，他们就会根据这个词构成思想上的形像。他们当时说的话是这样响。
阿伯特：必须得有一个环形的电路让电通过。
麦克伊弗先生：你说说环形的是什么意思。
阿伯特作了很长的解释，表明了他想到的是一个连续不断的或闭合的电路。但是麦克伊弗先生想起了“圆形”这个词仍潜伏着危险，因此帮助阿伯特在下一堂课用了一个更确切的说法(本书没有记录)。他问阿伯特电路能不能也是“方”的；阿伯特笑了，回答说圆的只是一个说法而已。这时候麦克伊弗先生介绍了“通路”的说法，全班都采用了这个说法。
适当的时候讲适当的话！可是，什么时候是适当的时候呢？怎么知道适当的时候到了呢？
一个人不见得总知道这一点。舒尔太太介绍“振动”这个词时就不是适当的时候(见171页)。没有孩子采用这个词，由此可见这个词在那个时候对他们没有什么意义。
在适当的时候讲适当的话不仅可以便于指明某一样东西，还可以纠正一个错误的概念。在麦克伊弗先生主持的电的课上，孩子们用“汤”这个词来表示流动的电流。这个词把电和液体的概念混了起来。这个不适当的语言产生了不恰当的思想。阿伯特在第一堂课上用了“汤”这个词。（“你得有一个圆形的电路让汤流过。”）南希(第一次课上没有能使电珠发亮的那个学生)在后来一次课上试图解释电路的作用。当时布告牌上挂着一个电路，她说“汤”往下流比往上流容易。麦克伊弗先生建议她用“电能”这个词而不要用“汤”这个词，告诉她这才是科学家的说法。他还把挂着的电路翻了个个儿。当时南希仍不完全明确那个新词的意思，但是，由于教师把电路倒了过来，她就不再从有关重力的方面去寻找解释了。后来，当全班都采用了“电能”这个说法以后，帮助他们想象电能转变成热能，以说明短路中电线发热，电灯泡中灯丝发光和电热器就容易了。适当的时候讲适当的话可以促进思考，甚至可以给思维安上翅膀。
教师把不同的说法并列到一起，指出矛盾的事件，然后又把矛盾交给讨论会去解决的例子很多：“你们怎么看这个问题？”我们看到，一方面可帮助孩子们核对事实：“每个人都注意到这一点了吗？”或“得出这个结果了吗？”(最好问“观察是否准确？”一类的问题；否则学生们会依赖教师从权威的角度指出错误、而不是自己作出判断。)另一方面能让孩子们找出内在的相似之处来解释矛盾。
有时候一个表示内在的相似之处的说法，会使教师为难。怎么才能区别荒谬的类比和天才的、创造性的类比呢？也许区别这一点并不重要。如果一个孩子发现了某个内在的相似之处，也许那在某种意义上对他来说是重要的。谁会骤然想起把一排挂在绳上的大大小小的花盆比作大人和小孩呢？可是回想一下马修的说法。
马修：这些东西(铃铛、瓶子、花盆、木琴)就象人。(好在他设法解释清楚：)大人的嗓音听起来比小孩的嗓音低。
巴特莱特把这种比较叫做“冒险的思维”——把思考中的某个方面同一个完全不相干的方面进行比较而得出的内在的相似之处。霍布斯称之为“没有指导的思路”和不同于有节制的思维的“漫无边际的思想”。格拉汉姆·瓦勒斯说那是“受到启发的”。布鲁纳则称之为一个“创造性的类比的跃进”。
冒险的思维需要愿意冒一定的危险，要超越证据，要在许多可能的道路里进行选择。在小贝蒂看来漏斗“象一顶倒放着的帽子，你倒水进去，水会从下面流出来。”在所有可能的内在的相似之处中，她选了一个加上定语修饰的帽子！
讨论很少需要重新引导，通常它会自己产生动力，随着孩子们的兴趣和思考而发展。如果看上去一个讨论会似乎脱了缰，但只要孩子们仍在积极地表述他们的观察和思想，也许他们这时正在进行巴特莱特所称的“迷路的研究”。科学家们对这种现象是很熟悉的。要不然他们怎么能从杂乱的现象中理出头绪来呢？旅行的目的地尚不清楚，道路怎么可能是笔直的呢？讨论会可能会通向哪些概念，虽然教师是心中有数的，但对学生们来说，却完全是未知数。一定不能使他们感觉到只有一条正确的路或只有一个正确的答案。教师选择有结构的材料，主持讨论会，只是为了把挫折减少到孩子们能受得了的程度之内，为了使成功和挑战之间有一个平衡。这样，孩子们可以感觉到成功，可以经历一种有能力的感觉，从而进入一个纵横交错的道路网，自己画出一幅有条理的地图来。
教师在讨论会中的作用是否包括提供事实或“正确的”解释呢？我们前面已经讲过，让孩子们使用材料进行自由探究的时候，教师绝对不要提出建议或说明。一般地说，我们也不同意教师在讨论会中提供情况或进行解释。
你对这一点是感到吃惊呢？还是感到舒了一口气？难道不该把世界上己经得出的知识提供给孩子们吗？请记住，整个这一部分的总题目叫做“明天就开始”。在开始的时候——明天——你应该不给事实和说明。我们讨论的是一种新的教授方法、也是孩子们一种新的学习方法的第一步。后面我们还将讨论书本和视听材料的作用；那是在我们现在讲的经历之后的事。我们甚至可以说，认为必须给学生以解释的教师，不属于用这种“探究——研讨”型教学法的教师。在采用这种新型教学法的情况下，向孩子们提供事实是罕见的现象。如果在更后的时期，当孩子们能把自己的经验和思想带入印出来的文字的时候再使用书本，孩子们就会发现更多的贴切的事实。(这一方面将在第五章和第七章里谈到。)
在我们已举的所有的例子里，只有在两个场合教师提供了事实——在合适的时候说合适的话可能是有价值的。我们也看到了，一个合适的词在不合适的时候介绍出来，孩子们并不能接受，因而也不会有害处。事物和现象的名称是人任意规定的；因为名称不能被发现，所以必须由某个权威提供。孩子们很快会发现的事实，则不必要也不应该告诉他们。“发现”是学习的主要推动力。我们希望，这种学习过程产生的信心，会成为孩子们的学习态度的一个方面；也是他们搞科学的经历的一个方面。
由于我们建议教师允许孩子们自己去发现绝大部分事实，教师也就减少了给孩子们不正确的知识的机会——这一点正是许多小学教师所担心的。事实上，教师对待小学课程表中的科学课其实就象对待非亲生的子女那样，原因之一就在于，面对日益飞速发展扩大、越分越细的科学，教师感到拿不准。小学教师担负着各种各样的任务，担心不能讲清楚科学的现象是他们一种传统情况。幸运的是，用这种“探究—研讨”方式组织的集体研讨，往往可以避开这一点。
也有这样的时刻，这时教师可以叫大家回忆一个和正在讨论的题目看上去很合适的类似的事物。在这样的时刻，教师能不能选择一个其正类似的概念，要取决于他对讨论中的问题的理解。舒尔太太就遇到了这样一个问题。她提醒她的二年级学生们回忆以前在南瓜里点蜡烛的经验，然后把它和在瓶子里铃铛周围烧纸去掉空气联系起来。她自己思想上也有一点混乱。蜡烛消耗了氧气，产生了热量。南瓜那一次实验讲的并不是因为消耗了氧气而使气体减少了，而是消耗掉氧气蜡烛就灭了。
蜡烛燃烧时，它里面的碳和空气中的氧化合成为二氧化碳。事实上，消耗掉多少氧分子就会形成多少二氧化碳分子。一个分子替换一个分子，气体所占的空间还是一样的。当然，必须有一个条件：温度(及压力)必须保持不变。瓶里烧过纸后空气减少，是由于烧纸产生的热量，并不是因为纸氧化时消耗了氧气。受热的空气膨胀，一部分被挤出瓶外。这时盖上软木塞，把膨胀了的热空气关在原来瓶里冷空气占据的同样的空间。这样，部分的真空使铃铛的声音变弱。
有趣的是，这一错误(“燃烧的东西[蜡烛]把空气用掉了。瓶里没有空气。”)并没把舒尔太太的孩子们引向歧路。他们重复了这一错误的说法，但是他们继续联系他们观察到的情况进行思考。
克里斯：是的，[蜡烛灭了]因为没有供燃烧的空气了。
马修：燃烧的东西把空气用掉了。瓶里没有空气。这就是软木塞塞得那么严的原因——不让空气进去。
戴西：这只铃铛不响，因为里面没有空气。因为火把空气用掉了，所以你就听不见铃声了。
孩子们有办法证明自己的说法。他们预言说，如果把瓶塞拨出来，空气就会进去，铃就会响。而这正是后来发生的情况!把这个过程倒过来——烧纸，赶紧盖上瓶塞，不让空气进去，于是：
萨拉：现在我只听见一点点铃铛的声音。
格雷：对了，要有空气才能听得清铃声。要是没有空气就听不见了，对吗?
看来，当孩子们集体互相交流他们在支配材料中得到的经验、促使他们深入思考的时候，他们的思路很少会接受权威性的指引。看来，大人在这种情况下说错一句话，跟企图命令孩子们必须如何说和如何“想”相比，害处要小些。多么幸运呀！我们并不为教师的错误开脱，但是我们也不因为教师没有做到十全十美而责备他们。我们都是人。我们并不都是科学家。在刚才的例子里，舒尔太太只是举了一个她在学会用“探究—研讨”教学法之前曾经做过的一次教师示范作为例子。看看她成功的方面吧！她在班上造成了一种气氛，使学习成为一种令人振奋的探索。在她主持的讨论会上，孩子们在激动地思考。而且，由于她自己的努力，她选的材料有着非常有意义的结构。她创造了一种情境，让孩子们能发现结构，得到进步。
就讨论会而言，教师还有一个责任：帮助孩子们做出最后的“考察记录”。记录代表了用孩子们自己的话做出的一种概括，是他们在那一天学习的主要情况的一致意见。对年岁较小的孩子们，教师用这样的方式引导作出这种记录：“当科学家们作出发现后跟别的科学家交谈时，他们的谈话记录会印出来。现在我来当你们的秘书(这就使孩子们不用担心要用笔写)，把你们所说的、大家同意的话写下来。然后我会把你们的记录复制出来，给你们每个人一份。你们把所有的记录都钉起来就会成为一本书——一本记录你们的发现的书。”然后教师让第一个学生发言。不管第一个孩子说什么，教师总是问：“你们都同意这一条吗？”如果孩子们都表示同意，教师就问：“你们都同意他表达这一条的说法吗？”事情就到此为止，哪怕教师认为孩子们的话是错的也不要改。你做得到这一点吗？这不正是真正的搞科学吗？随着时间的推移和进一步的检验，科学家们不是也不断地修正他们的说法吗？如果所有的孩子都对一个“假的”说法表示同意，那也是他们学到的东西！我们就让它去吗?就考察记录而言，是的，就让它去。可是，这却给了我们下一次课上什么的线索:选用一些会对不正确的说法提出挑战的材料。
在有一次“沉和浮”的实验之后，一些三年级的孩子要把下面这句话写进考察记录中：“有的东西会浮是因为它们重，有的东西会沉是因为它们轻。”他们都相信这一点：一艘非常重的大轮船会浮，一只很轻的、有洞的乒乓球却会沉。因此这句话被写进了考察记录。但是下一次课教师用了同样大小，不同密度的物体，把另一只尺度介绍给这个班的思维。“同样大小但是轻”成了记录中的话。你说，当孩子们在阅读整个单元的记录时会发生什么事呢？真的他们会因为自已变得成熟而感到惊讶！
正如我们前面讲的，考察记录只包括孩子们讲到想到的事实和简单模型中的几个。它代表了全班的经历的某种精华。
对大一些的孩子们，或者对写字不成问题的孩子们，班上的秘书可以把考察记录写在黑板上，让每个孩子抄一份。如果孩子们真的都很会写，也可以让每一个孩子记下自己的总结。也许可以专门用一节科学课让孩子们念一下各自的考察记录，并对教师认为会激发全班的那些记录进行讨论。讨论一个人写的东西的意义和效果，不仅是头等的搞科学的经历；从任何角度说，都称得起是第一流的教育！
教师可以用一种简单而有趣的方式对他主持的讨论会的某些特点进行评价。这需要一个观察员——对实习教师来说，做观察员是最好的实践。
观察员拿到一张座位图，(在插图里，我们作了一个折衷，没有把座位排成圆圈，而是排成几排。)教师按各个发言者发言的次序标上号码。通常教师总是先说话的，因此在教师的位置上写上(1)。在第一个回答的孩子旁边写上(2)在第二个发言的人旁边写上(3)，以此类推。讨论会进行大约十五分钟之后，把各个号码顺序用线联接起来。
审查一下这张图表示出来的型式，教师可以了解到许多情况：谁一直没有说话？哪些孩子喜欢争来争去？哪些孩子憋不住话？哪些孩子沉得住气？哪些孩子对教师的话能积极作出反应？我们把图中的两种型式称为“菊花型”和“流程型”。哪一种体现了我们所主张的那种讨论会呢？教师讲话的次数和所有的孩子的讲话的次数相比占多大比例呢？一个讨论会的比例是1：1，另一个为1：7，哪一个讨论会好？我们可以把教师在集体研讨中的作用归纳如下：
1．选择合适的时机开始讨论。
2．选择第一个发言人。
3．提供心理上的安全，让孩子们作出的努力受到保护。
4．帮助孩子们精确地去感觉。
5．鼓励清楚的表达。
6．把矛盾事件并列起来。
7．在适当的时候提供适当的词汇。
8．出现僵局时指导思维的方向。
9．商定记下考察记录，即孩子们用自己的话表达的一致的意见。
10.注意能组织进下一堂课并激发下一堂课的表现和情况。
通过阅读一些讨论会的记录，你便可以领会教师在起上述各项作用时应该用什么样的语言。
给读者的一点说明：
我们是不是该停下来回顾一下前面讲过的内容了？
关于“明天就开始”的建议，我们已经讲完了。我们的意图是帮助你们中从来没有用“探究—研讨”教学法教过科学课的人以及从未教过科学课的人了解一下这种新型的教学法。为了这个目的，我们选用了一些对许多类型的孩子和教师都很成功的材料；我们举的例子是希望能预见到你们的成功和会遇到的困难。我们分析了学生和教师双方的活动，为的是让你在开始教科学课时有一个思想上的指导。
我们希望，你会象千百个第一次按我们的建议去教科学课的教师们一样，对孩子们的学科学、用科学的爱好和能力感到惊赞。我们希望，你最初的尝试能产生出必要的热情，以便和我们一起考虑如何继续发展我们称之为“搞科学”的学习过程。
现在我们要转向分析概念的较深的意义，分析人是如何发展这些意义和概念的。我们还要研究作为选择材料和科学课基础的概念体系的发展。
十一、教师对于发现的促进作用
对有结构的材料进行自由探索当然会促使发现；这种发现有点“各取所需”的性质，同时各人的不同发现又都是同一个概念体系中的一个部分，这个概念体系将在研讨时得到讨论和澄清。在探究阶段，孩子们基本上是自己管自己，但是我们看到教师事实上仍然很忙。他是这种有结构的学习情境中的一个关键部分——好比自行车上带动链条的那个大齿轮。
教师在开始上课时提供给孩子们的材料，必须经过仔细选择，使之适应下列情况：既要简单，能为每个孩子开辟一条有趣的探察之路；又要丰富，让孩子们有可能通过多种多样的学习路子去探索。在关键时刻补充的材料是为了激发孩子们的进一步活动，促使他们进一步思考和为试验提供方便。老师在发这些材料时讲的话不带有任何指导，例如：“也许你会用到这个？”当孩子们在沉和浮那节课上已经深入进去时，给他们发了两种肥皂，尽管在有些班上，这两种肥皂可以包括在最初准备的材料中；只有等孩子们想要使有些东西沉下去、另一些东西浮起来时，才把铝箔发给他们。在探究空气的那节课上，用塑料袋进行的进一步探察是通过发给孩子们他们喜欢的玩意儿激励起来的；于是他们明白了关于空气的作用的新的事实，随之也带来了发现的新喜悦。胶带是孩子们需要有样东西把电池、电线和电珠固定住时才发给他们的；在他们费了好大的劲要剥掉电线的塑料包皮时，老师才拿出剥皮箝子来。
建议的这些步骤中没有一条是绝对的规划。我们所以举这些例子，是要说明有些教师是如何给孩子们以进一步发现的动力的；也为了强调指出，引入某种材料的时机也不是任意的，而是一个教师对孩子的需要、对他们同材料之间互相作用所达到的阶段作出的估价的结果。
可是，“不干涉”政策却是一条基本规则。如果要使一项发现对孩子有价值，他必须经历过它，必须是他“搞科学”的一部分；发现必须来自他本人，来自他自发的、同材料之间的相互作用。如果一个教师鼓励他去寻求某种的特定的结果，建议他做某件具体的事情，或告诉他如何进行试验，孩子就不是在发现。在一个发现的情况下，教师不作示范，不提建议，不告诉这告诉那，也不老在某个学生旁边转！
自然，教师随时准备好在学生感情危机时给予帮助；不能让孩子在探索时失去关心理上的安全感。“碰到电池会触电吗？”是常会遇到的一个问题。教师给害怕的孩子以支持：“当然不会。”这会使孩子立即放心。教师可以示范一下，用手触两个电极而没有被电触死！生死攸关的事是不该去探索的。
“要是我们想要弄清楚乌龟吃什么，它会死掉吗？”这时老师可以马上给予感情上的支持，可以建议（如果有理由认为孩子们懂这一点，也可以问他们）什么食物是最主要的——在这里是蛋白质。这样在每次试喂乌龟时可以加一些蛋白质。孩子们并不是在大人放弃了中心位置的情况下去发现的；相反，他们很放心，因为教师的存在提供了一个稳固的中心。
材料相互作用的性质的事实和关系，则应该由孩子们去发现。这是“搞科学”的本质部分。有时候孩子们在支配材料时会碰到障碍。他们试验某种安排，但看来不成功。这并不是感情上的危机，而是发现中的挫折——挫折也是“搞科学”的一个部分。不过，这种挫折应该控制在个人能忍受的限度之内。
教师应善于判断每个孩子感情上的限度。路易萨内想要把电线固定在电池上，让电珠发亮，可是怎么也固定不住。这时候，在教室里巡回的麦克伊弗先生给了她一些胶带，他不必示范给孩子们看怎样使用胶带。他们对“也许你会用到这个？”这句话会作出急切的反应。电珠和电池都灵巧地固定好了，两只手可以腾出来摆饰电线。卡尔已经通过利用蒙蒂的手指解决了这个问题！他对胶带也表示欢迎。
南希是普鲁沃斯特小姐班上唯一没有能使电珠发亮的孩子。你认为她有没有学到一点关于电路的知识吗？你怎么才能保证她下一次课上取得较大的成功呢？
正如我们讲过的，发现是一个继续着的过程。每堂课的结尾并不是结论。事实上，就这一点而论，孩子的学科学和科学家的工作也很接近。每个探究的阶段提出的问题多于解答。通常，每个孩子对于下一次课考察什么都有自己的主意。有时候，孩子们提出具体的要求：罗内和维拉要使一只电铃响起来；丘克要用一节大电池；路易萨内要用开关进行试验。这样，教师知道下一次课准备什么材料。
当出现这样的问题，比如班上面临事实事关系的错误时，就要根据教师的分析来选择材料。为了考察电线发热的问题，必须准备好各种有包皮的电线和各种没有包皮的电线，这样，就可以把金属导线在电路中的作用和电线外面的塑料包皮或布包皮的作用区分开。电流导体的概念是这个问题的一部分。如果在给路易萨内许多种金属的同时再给她一些石棉、塑料和棉线，这一点就可以使她的考察更进一步。研讨时孩子们也许会发现空气和各种电线的包皮都是电的非导体，可以中断一个电路。
当一个孩子发现了最基本的关系之后，教师可引入更复杂的材料促使其作进一步的发现。在讨论《我明白了！》那个课例时，我们建议过上一堂更复杂的课，给孩子们以盐水和淡水，从而改变用来浮载物体的介质，但用以试验沉浮的物体却是同一个东西——鸡蛋。另一个办法是用体积（大小和形状）相同、而比重不同的物体在水中进行试验。因为六年级的孩子们已经发现了——至少从动觉上发现了电路的最基本要素（金属的互相接触，用电池的两个极，构成完整的电流通路），下一次课上的麦克伊弗先生将带去插座和盖锥，以使电路能稳固（或者电线能很容易插进电珠底座槽里）。这样就可以把孩子们的注意力引导到发现电路的其它方面上去。
讨论会大大促进了学生们的发现。第二章将对此作了仔细讨论。但是我们已经看到了孩子们互相交流各人所发现的事实和所提出的假设性关系的研讨促进发现过程持续前进的一些眉目。
在研讨中矛盾会暴露出来。当教师指出孩子们明显矛盾的说法时，他的态度并不带有任何引导性。他只是表达这样一个意思，两种观察和（或）假设同样的有价值，因为两者都来自在座的参加探究的学生。“你能发现一种证明这两个说法都正确的情况吗？你能讲出它们的道理吗？也许我们需要更仔细地观察：带有包皮的电线在短路中究竟是发热了，或是没有发热？”这是两上相反的事实。“它们没有发热，因为太重。”“它们没有发热，因为有包皮。”“它们也许发热了，但是隔着包皮我们感觉不到。”这是三种不同的解释。因为教师并不对这些说法加以裁决——不在其中进行选择——孩子们就接受这一挑战，自己去思考，去实践，去进一步发现。教师对任何结果不作裁决，这同准备合适的材料一样，能使得孩子们去作出进一步发现。
在探究空气的那一课，莱斯莉说他的袋子里的空气是软的，维奥雷特却说她袋子里的空气是硬的。这是两个相反的事实。维奥雷特解释说，因为这两个袋子里的空气多少不一样，这就为所有的孩子提出了一个路子，把这互相矛盾的事实纳入自己的知识纲要里去。可是，在沉和浮那一课里，两块看上去一样，摸上去也一样的肥皂，一块沉，一块浮，这也是一对矛盾的事实。但是这一矛盾却不能归到孩子们都接受的轻重决定的沉浮这样一个思想纲要中去。随后他们发现一个新的关系，实际上是一种关系的规模，因为它不是建立在观察的基础上，其根据只是一个想象中的结构：一块肥皂是象牙牌的，里面含空气。另外一组学生发现了另一个不同的模型：同样大小的东西轻的才会浮；象牙牌肥皂肯定比同样大小的别的肥皂轻。
一个模型解决了矛盾的事实，这种解决提出一种可以验证的假设。通过进一步活动，可以发现一种解释或一个模型的价值。教师注意到互相矛盾的事件，在大家都同意的情况下向所有的孩子们指出来。
有些教师喜欢每一堂课都是一个最终产品——能干净利落地进行总结，能达到知识的某个特定的阶段或讲到课文的某一页。在这些教师看来，“发现课”会显得杂乱，至少使人心中不踏实。“发现课”对那些害怕没头没尾的人的确是不合适的！“发现课”上并没有一包包捆好的“成品”，也许只有每一个孩子的一点儿快乐和某些紧张，这种紧张会使孩子们盼着上下一次课。仔细包好捆好的成品包裹还是留给圣诞节，让我们把它忘了吧。织一件毛衣，在织完之前老得注意它惦着它。“发现”是一种没有终结的事，而没有终结的事会使我们老也放不下心来，我们老得想它，老得琢磨，这种思想就会产生一种好奇，继而给人以力量和动力，促使人们去进一步发现。发现之中的这种未了之愿一直存在于发展者心中，需要有机会释放出来。我们前面描写的那些课例给学生带来这种释放的机会——同时也带来了更多的紧张。
“发现”是和那些爱好“永无止境”的人作伴的。
十二、教师相对于材料的作用
现在大家看得很清楚，我们认为在开始学习科学时，材料是很重要的。把仔细结构的材料给孩子，让他自己地去探究，是让他走上学习科学的道路的一个好办法。当然，这并不是唯一的办法，但是我们近期的目的是明天就开始，我们强调的是这样一条指导思想，它能使你下次“教”科学时就开始让孩子们主动进行同概念有关的科学探究。
我们这里讲的“教”这个词的意思，既指教师给孩子们提供学习用的材料，也指教师所创造的环境气氛。这种气氛一方面取决于教师的为人，一方面也取决于教师给每个孩子的支持和鼓励，同时，还取决于教师对所要达到的概念心中有数。随着教师使得孩子们的行为发生了变化，我们认为，他就是在“教”；而孩子们的行为的改变就是在“学”。
我们强调了必须根据某些概念明智地选择材料。材料要有这样的结构：通过其相互作用能提示一系列有关的现象。我们也说过，教师应该让孩子们自由地、按他们各自的路子去探索研究。我们还简单地提到了能促进学习的一些步骤。既然材料这么重要，教师的作用又是什么呢？当然不是放手不管！
首先，教师要选择材料，为每个组的学生准备好一套。即使现在能买到越来越多的有结构的材料，教师仍然要从材料箱或教室的实验角选择要用的项目。虽然现在不必象史蒂文斯小姐和罗斯太太所做的那样费时间，但是，不经过大量的准备还是不能帮助小学的孩子们学习。
在孩子们忙着的时候，教师不应该闲着。不错，他不用讲述讲解，不用提出忠告或建议，但是我们认为他仍然在“教”。他在观察，他在运用所有好的老师具有的、对周围一切有洞察力的视觉在观察；他在记录着几十个事件。在任何课上、教师在注意着各个孩子有意义的行动：他在观察孩子们的进步、孩子们行为上的变化和独创性；他在心里记下那些可以在研讨时谈的发现；而他的另一只“耳朵”在听着那些需要支持和鼓励的、需要一样新的东西或一个赞赏的微笑的孩子们。教师能感觉什么时候探究的阶段应该告一段落，该开始研讨来互相交换活动的成果。这是钟和铃声决定不了的，单凭经验也是不行的；探究材料的经历不能受规定时间的限制。当教师的敏感告诉他积极的活动快要变成不再有意义的玩耍时，实验就该告一段落了。
下一个阶段，即讨论会上研讨的成功要取决于在探究阶段教师观察到了学生的多少情况。有些孩子怕羞，但是教师看到他们做了一些有趣的实验，在研讨中教师可以鼓励他们把他们的发现告诉全班；教师可以强调指出他所注意到的互相矛盾的结果或说法。通过观察孩子们如何支配材料，听孩子们如何讲述自己的发现，教师可以决定下一次课应该用什么材料。事实上，孩子们在学的时候，教师是最忙的，这样他在完全地履行自己的职责。
十三、材料引起经历
儿童经常听到妈妈嚷他“不要碰！”——这说明孩子具有总想通过触摸探索周围具体环境的愿望。你有没有把一个智力玩具或另一套吸引人的材料放在一个成人的面前过？他是不是也会开始去玩弄这些东西？如果说婴儿的玩弄完全是偶然的，上学不久的孩子在对待材料上就表现出了某种计划性。他们产生一种想试试看的欲望：“这些东西光闪闪的——摸摸一定是光滑坚硬的”；“它们互相碰撞肯定会发出响声”；“如果我压它，它会改变形状”。这些想法在于一种“前语言”的水平，即还没有形成语言。不久之后就会产生同样没有用语言表达出来但却由孩子们的动作显示出来的问题：“我能让它跳多远？”或“这一作用象是磁铁的作用，可是磁铁又藏在哪儿呢？”——这些都是对于自然的问题，是科学探索的开始。
几乎任何完全陌生的材料都会使观察者产生一种想摸一摸、探索一下的愿望，想看看它到底能做什么。材料很容易引起期望。如果期望没有得到满足（可以理解，惊奇则是促使加速进行研究的一种刺激），意想不到的现象促进了人们提出问题，更深地卷入和产生感情。一个人发现了正在发生的事件会激动起来，这种激动会产生一种要和旁边的人进行交流的愿望（尤其是对方也在进行同样的事情时），一种同自己的伙伴分享发现的愿望。材料会激发起经历。
材料可以选择来揭示自然现象。反过来，这些现象又能产生有关我们这个宇宙的知识。对材料进行探究包含着科学的程序，这些程序在循序渐进的学习经历中会得到改进。
教师选择每个孩子都要用的材料。他听取孩子们谈论自己的发现，帮助他们就某几点得出一致的意见（孩子们自己的一致意见）。
你也许会感到这种自由探究——把材料直接交到孩子们的手中——可能造成无法容忍的混乱。下面这一课以比较惯用的方法开始——教师在前面指导全班。（这种方法几乎总会不知不觉地引向“自由发现法”。）
《里面是什么？》
玛丽·史蒂文斯用一根橡皮筋把第五只棕色的纸袋口箍了起来。五只鼓鼓的、令人迷惑的纸袋都排在桌上。“再弄好一个就完成了”，她想道。每一行学生都有东西可摸了。她从塑料口袋卷上又扯下一只新的塑料口袋，把它打开，放进去一只圆圆的土豆和一只小苹果。她把口袋口张得大大的，使里面的物体四周充满空气，然后灵巧地把口收好一拧打了一个结。她把一只切开的洋葱在最后那只棕色纸袋面上擦了擦，把碎片扔进袋里。她闻了一下，看看洋葱味是不是闻得出来。她把那只塑料口袋和里面的东西一起装进了第六只棕色纸袋。明天科学课的准备工作就完成了。
——嗯，只是差不多完成了。史蒂文斯小姐朝她买东西的提包里看了看，数出了三十五样孩子们晚会上喜欢的东西：小哨子，纸喇叭，像蝴蝶的舌头那样卷着一吹就会伸直放开的纸龙。三年级有三十个学生，她准备了三十五件，以防万一有人弄坏了或某一件东西不灵。她的学生们才八岁，还不太经受得住挫折。也许大部分孩子受不住。然后她又加上了两卷新的塑料口袋，两包橡皮筋，还有她的朋友们为她搜集来的十五个装擦手纸的硬纸筒。这一下全部完成了。就是说材料都准备好了——可是她本人准备好了没有呢？
离毕业还有两年，再坚持上一个阶段的夜校和暑期班就可以得到硕士学位了。现在玛丽·史蒂文斯正面临着最严峻的一关。看上去没有什么了不起——一个试验班；大多数人认为那是轻而易举的事。可是因为玛丽选择了一个教科学课的试验班，她必须在一种新的教授科学的方法上达到一定的熟练——至少这种方法对她来说是新的。扪心自问，她承认自己感到有点畏惧。她头两年教得不错，至少她从来没有砸过锅。她很少需要嚷嚷才能引起孩子们的注意。孩子们也挺喜欢她，这对她来说是很重要的。有一次，一位心理学教授对她说过，孩子们往往拿教师出气，在教师身上发泄他们对父母的不满，她感到很吃惊。在她看来，这是不真实的——至少是不必要的。感谢上帝，她还没有碰到过这类事。也许这是因为她能很好控制课堂；她为孩子们准备了好多要做的事，而且保持着高水平。
玛丽感到自豪的是，她给孩子们的指示总是清楚明确的。可是这一次她什么指示也不给。她确信，如果不是大多数，至少也有许多孩子将会象她自己的同学们教的试验班孩子学这一课的时候所做的那样去做；电影里看到的孩子们的表现很类似，只有很少几个例外。电影讲了该怎么对待那几个例外的孩子。可是她的孩子们呢？各人能力相差很远，因而兴趣也不大一样。她曾经在一些所谓的程度很齐的班级实习过（她发现他们的程度并不是很齐的）。可是，尽管她的学校深信应该按程度分班，本身却是那么的混杂不齐！一年级和二年级竟然编在一个班！显然，校长是设法想要老师们改变要所有的孩子都念同一页书的做法。玛丽发现，他原来的做法在科学课上不太行得通。怎么能行呢？她的孩子们能力悬殊，有着截然不同的种族和经济方面的背景。当然，有了材料，每个孩子可以自己工作！可是，对有几个孩子来说，这种工作也许会是灾难性的。赛丽娜总和别人不一样；莱斯莉跟班一直很吃力；而鲁思安看上去老要惹别的孩子生气——他们会怎么样呢？不管怎么说，校长佩蒂格罗先生对有创造性的老师总是表示同情的，而那位“教师训练员”一直是乐于帮助人的，而且对新的想法从来不挑剔。她会有何所失呢？可能还会有所得。要是这种新的想法以前不管用，试验班的教授也不会这么大力宣扬了，事实上这根本不是什么新的主意了！
玛丽迷迷糊糊地睡着了，做了几个不太好的梦。可是早上，她那些精心准备好的材料却在问她早安，好象谁来到它们中间都会高兴似的。
“你们猜这只口袋里是什么东西？”史蒂文斯小姐把一只纸口袋放在那些八岁的孩子们都能看到的地方，孩子们的眼光都期待地注视着那只鼓鼓的纸口袋。
“糖果！”“玩具！”“甜饼子！”正和她的预料的情况一样，但是她很快对自己说，这样假设也许只是自己打的如意算盘。
“你们怎么知道这里面有东西呢？”“口袋胖乎乎的。”然后是沉默。
“你们能想出一些合适的词来说明你们认为里面一定有东西吗？”说着她把口袋提起来转了一下。
“鼓鼓囊囊。”“这个词不错。”“厚。”“大。”“圆。”史蒂文斯小姐心里记住了孩子们提出来的这些“词汇”。
“好吧，里面肯定有东西。你们说，我们怎样才能弄清楚里面是什么东西呢？”“把它打开？”“哦，那太容易了。你们瞧，科学家们可没法把一个原子打开来看看里面是什么，但是他仍然清楚地知道原子里面的情况。”“摸一下！”“你可以摸。不过，科学家够不到星星，却很清楚星星里面是什么样子的。科学家们用仪器帮助他们发现星星和原子的情况。我来做你们的仪器好吗？假定我就是一个仪器，你们用我做某些你们自己做不到的事。你们能告诉我做什么以帮助你们弄清楚口袋里面是什么东西吗？卡尔顿，看来你有些想法。”“松手！”史蒂文斯小姐踮起脚尖，把纸口袋高高地提过桌子，然后停下来，全班都屏住了气。“噗！”（口袋掉到地上。）孩子们争着举起手来。每个被叫到名字的孩子都作出积极的回答。教师把孩子们说出的名称都写在黑板上：球，石头，水果，砖头，油漆罐……
“不可能是油漆罐。”“你为什么认为不可能，阿伦？”“因为油漆罐是会摔破的，可是我没有听见摔破的声音。”“你认为阿伦的意见怎么样，维奥雷特？油漆罐是你说的。”“我想阿伦是对的。也许是块石头。”“那我把油漆罐划掉了，好吗？你们还要我做什么来帮助你们判断里面是什么东西？”“摇摇口袋。”口袋的索索声和里面东西碰击纸口袋发出的沉闷的声音使孩子们又一次争着举起手来。
“我敢肯定里面一定是某种水果，比如苹果。”史蒂文斯小姐在黑板上写下了“苹果。”“柑桔。”“我还是认为是球，也许是两个球。”“你们说这只口袋里有几件东西？”“四五个。”“不，没有那么多。两个。”“也许是三个。”“孩子们，到现在为止，你们用了哪些感官来猜里面的东西？”“我们用了眼睛。”“还有耳朵。”“还有脑子。”“那不是感官，笨蛋！”“可是看来你们确实是用了脑子。也许鲁思安的意思是说要动脑子才能有良好的感觉。到目前为止，我们进行得很不错。现在我给每排同学一只口袋。”孩子们在座位上激动起来，引起一阵小小的波动。“口袋顺着每一排传下去，每一个人都可以摸一下，想想里面可能是什么。也许你们会有新的想法；也许你们对我们刚才写在黑板上的东西更有把握。班长，把口袋发下去吧。”“到现在为止进展相当不错，”玛丽·史蒂文斯心里自忖。“确实很有兴趣；连那些等待着轮到自己的孩子们也很感到好奇而很专心。”她偶尔催促一个孩子快点把口袋传给别人，尽快得出结论。很快，班长把那些口袋又收了回来，放回到教师前面。所有的孩子都举起了手。史蒂文斯小姐叫了那些还没有发过言的孩子。
“迪安。”“我肯定是苹果。”“你为什么那么有把握？”“一头有把的地方有一点凹下去。”“有人同意迪安的意见吗？”班上有一半人表示同意。
“赛丽娜？”“我肯定里面有一个球。我一推，它就滚开了。”“我认为有一块石头，一块圆石头。”“莱斯莉，你好象急于要说什么话。”“有一只动物！”“动物？”好几个孩子不相信地叫了起来。
“你为什么这么想，莱斯莉？”“因为摸上去软乎乎的……而且暖乎乎的。”“我也摸到软的东西了，还有点儿蓬松松的。”“史蒂文斯小姐！史蒂文斯小姐！……”“夭沦，你有什么话憋不住了吧？”“是洋葱。我闻出来了。硬硬的，圆圆的，就象只葱头。”“这是一样新提出来的东西，还有刚才提的动物。现在我们来看看这张单子，看看在猜的东西中有什么可以划掉的。”史蒂文斯逐项念了一遍，孩子们则作出反应。
“球？”“对的。”“石头？”“不对。”可是维奥菜特和布切认为是对的。
“好吧，先留着它。水果？”“那就是指苹果和柑桔。”“砖头？”“不对，形状不对。”“动物？洋葱头？你们说口袋里有几件东西？我们这儿猜了六样。”“我摸到两件东西。”“还有样别的东西，软乎乎的象一只动物。我认为有三件东西。”“六样东西怎么办？我们能决定下来吗？”史蒂文斯小姐不明白莱斯莉为什么坚持口袋里有一只动物。她要不要告诉她那不可能，还是让别的孩子去说服她？“莱斯莉总是在另外一个世界上，”她想道。“我真不知道她是怎么回事。”她高兴地对全班说道：“我们现在把口袋打开，好吗？”玛丽小姐拿掉了橡皮筋，慢慢地打开了一只棕色的纸口袋，然后她更慢地开始把里面有塑料口袋往外提。那个结一露出来，班上就轻轻嘀咕起来。随着塑料口袋的主要部分慢慢露了出来，孩子们都伸直了脖子。教室里鸦雀无声，几乎透不过气来。首先拿出来的是土豆。
“哦，我们从来没有想到土豆！”随后，当苹果出现时，几个声音喊道：“我说对了！我知道是苹果！”“好吧，有几件东西？”“两件。”“不对，连塑料口袋也算上，三件。”“原来这就是那个软乎乎的东西，我以为是一只什么动物呢。可是摸上去确实是暖乎乎的。”“你有什么话，沃沦？”“我相信我闻到洋葱味了。”史蒂文斯小姐把那只棕色纸口袋递给了沃沦。“看看里面，”沃沦取出了洋葱碎片，举了起来，“你让我们上当了，”他一边说一边笑了起来。
“要想清楚地思考，我们必须细心和周到，对吗？我们必须要验证我们的想法，科学家们对自己的想法也是要验证的。沃沦用了另一种感官发现了……”“他的鼻子，”几个孩子说。
小个子赛丽娜的右臂举酸了，于是用左手托住仍然举得高高的右臂。当老师注意到她时，她坚定地说：“口袋里还有一样东西。里面有空气！”“唉，你怎么知道的？”“口袋里有空气，是口上那个结把它堵在里面了。”“赛丽娜认为她能看见口袋里有空气，其他同学都看到了一只苹果和一只土豆。你们有多大的把握这只苹果和这只土豆是真的呢？你们绝对有把握吗？”“它们可能是假的。”“为了弄清楚，你们还应该用什么感官？”“我们得吃吃看！”这句话引起了大家的笑声。
“我们等会儿可以那么做。”史蒂文斯小姐微笑了。她忽然想起，在教分数的课上，让孩子们在下课前分吃苹果是一个挺好的主意。她突然换了一下语气。
“谁能回答这个问题？”她从塑料口袋卷上扯下一只新的口袋，水平地拿在手里让全班都看到。“这口袋里有东西吗？”“没有。”“你们能想出什么词来形容你们怎么知道里面没有东西的吗？”“薄。”“扁。”“象皮似的。”“真比‘词汇表’丰富！”玛丽·史蒂文斯想道。然后她把手伸进打开的塑料口袋，拿住一边的口，在空中划了一圈，很快把口袋口捏住。然后她拿着那只鼓圆了的口袋对着全班。“现在里面有东西吗？”“空气！”几个人一起说。
“我看不见什么空气！你们怎么知道里面有东西？”“口袋的形状！”“现在，我给你们每人一只口袋。”学生们一个个都激动得从座位上跳了起来。“我要看看你们对空气会发现些什么。但是有一件事你们不可以做。是哪一件？”“不能把口袋套在头上。”“大家都听到西蒙的话了吗？”学生们点头。“这不是宇宙飞行帽。为什么它们不能当宇宙飞行帽用？”“人在里面没法呼吸。”“好吧。我把口袋扯下来，班长给每人发一个。”发口袋花了不少时间，有些孩子在拿到口袋前一直有点坐立不安。史蒂文斯小姐心里想道：下次应该事先把口袋分成五只一扎，每排一扎。
玛丽·史蒂文斯发现，静观各个孩子不同的反应很有意思。有的孩子开始动作很慢，小心地看着邻座。有的孩子则使劲地张开口袋一挥，赶紧把口袋里装上空气收好口，好象怕空气逃跑似的。莱斯莉用鼓起来的软乎乎的口袋抚弄自己的脸。维奥雷特却使劲地把口袋往课桌上拍打。鲁思安的口袋上的显然有个洞，她在用下巴压口袋，让空气从洞口喷出来，脸上带着满意的微笑，眼睛却闭着。看着高兴而调皮的小赛丽娜，史蒂文斯小姐想道：“她肯定会把那只袋给弄爆！我要不要看她一眼，皱一下眉头，让她不要弄爆？”砰！真爆了！所有的孩子都笑了起来。史蒂文斯小姐好象被刺了一下，感到有一种危险。
“孩子们，”她用最坚定的口吻说，全班都静了下来，“赛丽娜对空气有一个了不起的发现，过一会儿她会对大家说的。其他人没有必要再做这样的实验去压破口袋。虽然我多带了几只口袋以防万一，但是不够给每个人再来一个。”教室里的气氛缓和了，孩子们又各自忙各自的口袋。玛丽·史蒂文斯很快给了赛丽娜一只新口袋。赛丽娜抬起头朝她笑了。她也给了鲁思安一只新口袋。说：“你也需要一只没有洞的。”这个教室里的课桌都是活动的，现在排成两个一排，因此很容易给每对学生发几根橡皮盘和一个硬纸管。她一面轻轻地把新的材料放在一对对孩子们面前，一面轻轻地说：“你们也许会用到这些东西。”有的孩子看了看新的东西没有置理；有的孩子则把管子插到口袋中把塑料袋吹鼓起来。沃沦和阿伦用管子把他们的两只口袋连了起来，用橡皮筋扎好，然后把空气从一只口袋挤进另一只口袋。两个人在专心地忙着。
有几个孩子看上去想不出什么别的主意了，无精打采地重复着原来的动作。看来是把最有趣的一招拿出来的时候了。史蒂文斯小姐从那些对口袋已失去了兴趣的孩子开始，每人发了一件他们最喜欢的玩意儿，慢慢地、清楚地告诉每个孩子：“试试看，不放在嘴里能不能玩得起来。”教室里立即静了下来，孩子们说话的嗡嗡声没有了，玛丽·史蒂文斯这才意识到刚才孩子们的说话声越来越响。可是没有过多久就响起一声很短促的嘟嘟声。接着另一个孩子弄响了他的玩意儿。最后，赛丽娜的吹龙也伸了开来。
“看，快看！”她叫道，一边有节奏地不断重复着手里的动作。
所有的孩子都急切地玩自己的玩意，声音也越来越响，教室里到处是嘟嘟声、吱吱声、窸窸窣窣的纸声、以及孩子们高兴的喊声。沃沦正在试着用不同的力量挤压口袋，让哨子发出不同的音调。只有卡尔顿还在那儿努力，他的喇叭怎么也响不起来，他几乎要哭出来了。“我的喇叭不会响，”他咕哝道。
史蒂文斯小姐走到他身边。“也许你的喇叭不行，试试这一个。”说着，她递给他一个纸龙。纸龙伸直时，卡尔顿脸上露出满意的表情。这一表情使玛丽感到，她对这堂课的担心，她的这一切准备，甚至这些吵声，都是值得的。她走到黑板跟前，写上了“研讨会”一词。孩子们一个个地停止了手里的试验，抬起头来看黑板，念着组成这个新词的字母。这个时候很容易让全班集中注意力，让班长把材料收上来，转入这堂试验性的科学课的下一阶段。
她下达了清楚的指示，让孩子们把桌子靠墙排，把椅子在教室中间围成一个大圈圈。史蒂文斯小姐把自己的椅子也放在其中。
“科学家有所发现时，”她开始说，“总要举行研讨会。”她把“研讨会”这个词慢慢地念了一遍。孩子们看了一眼黑板。“你们说这个词是什么意思？”“是一种讨论吧？”“我们现在就来举行一个研讨会。从坐我在左边的同学开始。莱斯莉，你发现了什么？”“我压口袋时，里面的空气也在推我。空气是软的。”“维奥雷特？”“我把口袋吹得硬梆梆的。我使劲在课桌上打它也不会坏。”“莱斯莉发现空气是软的；维奥雷特却发现空气是硬的。怎么解释这个不同呢？”“莱斯莉的口袋的空气没有我的多。我使劲地吹气，把袋口拧得很紧。”“鲁思安？”“我的口袋上有一个小洞。我把洞口对着我的脸挤口袋时感到有空气出来。”“卡尔顿？”“我的喇叭不响，什么地方坏了。史蒂文斯小姐又给了我一只纸龙，我把口袋套在纸龙口上，用一根橡皮筋箍住，然后用力压口袋，于是纸龙”——他用手做了比方——“呼一声伸值了。”“这挺好玩的，是吗？赛丽娜，你对你的口袋里的空气有什么发现？”“我一打我那一袋空气，口袋砰的一下破裂了，空气全出来了！”“鲁思安和赛丽娜都告诉我们他们口袋里的空气出来了。赛丽娜听见了声音，鲁思安却感觉到了。鲁思安，也许你也听到了声音吧？”“有一点很轻的声音，好象讲悄悄话似的。”“有没有人能解释一下，为什么鲁思安听到的象悄悄话，赛丽娜听到的却是砰的一声？”“赛丽娜的口袋里的空气力量足。空气是一下子出来的。”“沃沦，在我发玩具前，你和阿伦在做一件有趣的事。你能对大家说说吗？”“我和阿伦用管子把我们的口袋连了起来。用橡皮筋箍好。阿伦一挤他的口袋，空气就到我口袋里来了。我一挤我的口袋，空气又回到他的口袋里去。”“布切？”“我朝口袋里吹气，里面变浑了。”“你知道怎么会浑的吗？”“不知道。”“有谁说得出原因吗？维奥雷特？”“我用嘴吹时，我的口袋也浑了。那是很小的水滴造成的，是从我潮湿的嘴里出来的。”每个孩子至少都讲出了一条。史蒂文斯小姐把互相矛盾的观察结果同时举出来，然后让全班一起解决。接着，她用最后一项活动结束了这堂课。
“刚才大家讲的是关于空气的许多发现。科学家们在研讨会后会把他们的发现写下来，供别的科学家阅读。现在我当你们的秘书，你们告诉我写些什么。然后我把你们的发现做成考察记录，印好许多份，这样你们每个人都可以把我们的科学发现钉成一本书，你们想想看，怎样用一句话说出我们对于空气的发现。”孩子们都提出了建议。每提出一个说法，史蒂文斯小姐都问这样两上问题：
你们同意×××的说法吗？
你们同意他用的表达方式吗？每一个八岁的孩子都拿到这样的一份最后的记录：
考察记录把空气压入喇叭，喇叭会发出嘟嘟声。
压空气用的劲越大，喇叭发出的声音也越响。
你可以感到有空气吹到脸上。
口袋里的空气是硬的，有时候是软的。
空气可以使纸龙伸直。
你的身体里一定有空气。你吹进袋里的空气是湿的。
十四、材料结构的意义
在这本书里，结构一词指的是相互关联的方式。在建筑上，结构指的是一座建筑物的各个部件同墙、地板等受到的应力和张力之间的关系，以及同该建筑物的功用之间的关系。这种关系的形式在建筑师的蓝图里，在工程师的图纸和计算里得到了形象化的表现。科学教学中的材料的结构，意思是指材料在被使用时能揭示自然现象间的某种关系。这种关系的形式即是现象的概念。（概念一词的说明，详见第2部分第三章。）
磁铁、铁块、镍块的铜块集合到一起就有了一种结构。磁铁和铁、镍相互有关系，因为后两种金属和磁铁能发生相互作用；但磁铁和铜之间却不发生相互作用。这样，我们就有了一个关系的形式：磁铁和某些金属能发生相互作用，和另一些金属则不发生相互作用。人们在支配这些材料时发现的这一现象的概念，便是磁铁的特性。
思想也可以有结构。有一套结构大家称之为逻辑。推理逻辑这一形式表示了不同的陈述之间的演绎推理的关系。归纳逻辑的形式则已在以前由科学的思考方法所说明。据知，科学家们有许多思考的方法。珀西·布里奇曼描述为“怎么说都可以。”最后，在被称为公理假设系统的现代数理逻辑中，关系的型式通过符号逻辑而形象化了，比如p）q这一书写符号表示：“p包含了q”这样一种关系。
上面描写的结构有着内在的关系；这种型式是属于全体的。可是也还有外在的，或武断地强加上去的关系。你想一下，假如给你这些材料：一张叶子、一支口红、一枚一角的硬币、一只锥子、一只瓶盖、一块饼干、一根皮带。这些东西不能发生什么相互作用去揭示任何自然现象；它们相互之间的关系没有什么型式。但是，你可以给它们强加上一个关系。你可以把一些东西放在一个架子上，让它们处于其它东西的上面，或者把它们一个挨一个排成一长排，这些东西就有了一个相当武断的空间位置上的关系。你也可以用许多不同的方法将它们分类，从而给它们强加上另一个关系——例如，把它们分为天然的和人造的物体，或者按动物、植物或矿物来分类，或者考虑到它们都是固体。把物体这样分成大类和小类，我们就有了一个分类一个便于寻找的、有用的安排，就如国际商用机器公司和其它系统所证明的那样。一当为一组东西建立起一个分类，结果就有了一个关系的型式。因此，从我们所说的“意义”来说，分类也可被看作是一种结构的形式。
因此，结构可以指一种有内在关系的形式（属于全体），也可以是一种外在的关系（强加给某一组东西的）。科学教学中的材料结构的概念，是指内在的关系——一种和自然界的现象相关联的形式。
（未完待续）
