一、以獨立思考的理性態(tài)度接納科學(xué)知識

科學(xué)中沒有一個理論能夠稱得上完全的“證明”，當(dāng)新事物或新的觀察結(jié)果出現(xiàn)時，它必定有待于進一步檢驗和審視。正是科學(xué)這一不斷自我糾錯的特性，使其成為人類理解自然機制最為嚴謹也最為有效的手段。因此，任何一項當(dāng)下的科學(xué)結(jié)論都是對過去結(jié)論批判和糾錯的產(chǎn)物，而它也會在將來不斷被批判和糾錯?？茖W(xué)家從事科學(xué)工作的方法論特質(zhì)就是要尋找錯誤，進行批判性思考

。因此，一位科學(xué)課程的學(xué)習(xí)者，如果他是有批判性思維的，那么自然與科學(xué)結(jié)論的特性、科學(xué)工作者的特質(zhì)是吻合的，這也有助于他掌握真正的科學(xué)知識。

而批判性思維的前提就是獨立思考、不盲從。通俗地講，就是接受任何一個結(jié)論之前，都會問問為什么會這樣、道理是什么，而不會只是因為書上這么寫了或老師這么說了，就接受這一結(jié)論。也就是說，接受的結(jié)論背后都有自己能理解的道理。批判性思維并不意味著對任何事物都要批判，其基礎(chǔ)是獨立思考之上的理解，其實也還是講一個“理”。具有批判性思維的人關(guān)注的是自然本身的規(guī)律，著迷的也是事物之間的秩序。懷特海說過：“如果沒有一種本能的信念，相信事物之中存在一定的秩序，尤其是相信自然界存在秩序，那么，現(xiàn)代科學(xué)就不可能存在?！睂W(xué)理的人一定是執(zhí)著于這個“理”、這種信念的。

擅長獨立思考的“理工男”（只是習(xí)慣性說法，其實“理工女”也一樣），是不太容易被忽悠的。比如，有一次教師節(jié)，我所教的一個班級的學(xué)生送了我一個本子，他們各自在上面寫了一些話并簽了名。我很高興，晚上回家后喜滋滋地拿出來，在我的丈夫——一位典型的“理工男”——面前炫耀一番。誰知，他不動聲色地看了兩分鐘，然后抬起頭看著我，認真地問：“你這個班有多少學(xué)生？”“42人?！薄斑@里有28位學(xué)生的簽名，你的支持率大約是70%，還要加油?！蔽翌D時無語，弱弱地嘀咕道：“你也不看看他們寫了什么?！彼裾裼性~道：“不能光憑感覺，要憑數(shù)據(jù)說話?！?/p>

“理工男”有時候無趣得讓人生厭，但是他們這種已經(jīng)形成習(xí)慣的理性態(tài)度是極有助于他們開展科學(xué)學(xué)習(xí)的。如果有了獨立思考的習(xí)慣，那么作為學(xué)生，就意味著長了一雙能自由飛翔的翅膀，能主動地從方方面面（尤其從生活本身中）吸收知識。他不會因為今天換了老師就學(xué)不好，也不會因為學(xué)校教得“不合口味”就在校外的輔導(dǎo)班之間奔波，因為不管誰教他，那些知識都要經(jīng)過他自己的大腦思考過后才“準(zhǔn)入”。而有時候，教師教得不到位反而更容易引發(fā)他的思考。記得我初二時的一位物理老師是“工農(nóng)兵學(xué)員”（當(dāng)時教師的學(xué)歷要求遠沒有現(xiàn)在這么規(guī)范，他的學(xué)術(shù)背景是有歷史原因的），上課時經(jīng)常出錯。于是班上有一批學(xué)生（包括我）狂熱地喜歡上了物理，每次上課都無比用心地聽，下課后就圍住他，無比興奮地質(zhì)疑和批判。印象最深的是，他曾經(jīng)在一次公開課上講“地球上1公斤的物體到了月球上會變成6公斤”，我們興奮得如同自己發(fā)現(xiàn)了萬有引力，下課后圍住他，與他大吵，然后得意地看他滿臉通紅?，F(xiàn)在想來，覺得那時滿是初中生的幼稚和猖狂，沒準(zhǔn)那位老師是位得道高人，在用他獨特的方法來點亮我們的學(xué)習(xí)呢。

二、用科學(xué)方法的理性思維應(yīng)對科學(xué)考試

評判師生的教學(xué)質(zhì)量往往是通過學(xué)生考試的分數(shù)。雖然所有人都知道分數(shù)不能全面代表學(xué)生現(xiàn)在的學(xué)習(xí)情況，更不能代表學(xué)生將來的發(fā)展情況，但是考試永遠是大多數(shù)師生所要面對的。那么，理科思維能幫助我們搞定各類考試嗎？

（一）考試有什么特點？

廣義地講，考試有許多形式，而這里指的是學(xué)生最常見的（也是最怕的）那種——紙筆測試，也就是高考、學(xué)測那樣的考試。

這樣的考試都是有試卷的，試卷上都是有題目的。讓我們假想一張物理試卷上有這樣一道題：某人以每小時15公里的速度向前奔跑，奔跑20公里需要多長時間？第一位考生迅速地理解到這是一道考查速度概念的應(yīng)用題，回答出1.33小時，得了滿分。第二位考生心想，時間、空間和物質(zhì)的質(zhì)量是不能分開來討論的，題目中沒有把其他的變量說清楚，所以這道題并沒有一個明確答案，需要詳細討論各種情況。于是，他得了零分。這第一位考生，當(dāng)然是我們刷了很多題的學(xué)生了；而第二位考生呢，他是愛因斯坦。顯然，愛因斯坦思考相對論的大腦很難和命題人的意圖契合。

這里，我們已經(jīng)能看出考試所具有的特點了：規(guī)定時間，規(guī)定動作，標(biāo)準(zhǔn)答案。所有的紙筆測試都會有一個標(biāo)準(zhǔn)答案，它就是評分的參照物。當(dāng)然，我們也會在標(biāo)準(zhǔn)答案上看到“所有合理答案均給分”的字樣，但是切不可就此以為那種“時間、空間和物質(zhì)的質(zhì)量是不能分開來討論的”的答案就是“合理答案”。這里的合理答案是有限種合理，不是無限種合理，而且是受命題人和閱卷人認知限定的合理，考生與他們不匹配的認知都不會被判為合理。

所以說，考試就如同一款電腦游戲，命題人就是游戲的開發(fā)者，也是游戲規(guī)則的制定者，他從不會與玩家商量著制定規(guī)則。那么，作為玩家的學(xué)生，要打通這款游戲，當(dāng)然首先要熟悉游戲規(guī)則。

（二）理性地研究高考

科學(xué)工作者就是一群理性地研究世界的人。他們認定這個世界是按一定規(guī)律運轉(zhuǎn)的（存在游戲規(guī)則），他們仔細觀察這個世界，找尋背后的規(guī)律，提出假說，然后再用實驗證實或者證偽。當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)了規(guī)律之后，就可以預(yù)見并不存在或并未發(fā)生的事情，進行創(chuàng)造性的工作。正如有機化學(xué)家、諾貝爾獎獲得者伍德沃德（R.B.Woodward）說的：“化學(xué)家在老的自然界旁邊又建立了一個新的自然界。”

這種運用證據(jù)和邏輯來找尋規(guī)律、預(yù)見未來的方法就是科學(xué)思維指導(dǎo)下的科學(xué)方法。作為一名理性的學(xué)習(xí)者，其實可以運用這種方法來搞定高考。

1.收集資料，分類整理。

2018年高考還沒有發(fā)生，它讓許多教師和學(xué)生因未知而感到恐懼。可是，我們真的完全不知道2018年高考試卷是什么樣子的嗎？科學(xué)的思維方式能讓我們對事物變化發(fā)展的趨勢產(chǎn)生判斷，讓我們對未來作出預(yù)測，幫助我們消除恐懼。

“收集”“分類”這兩個看起來平淡無奇的詞語可以說是所有科學(xué)分析的基礎(chǔ)。收集和分類本身就意味著我們對事物有了某種程度的觀察和總結(jié)，這種觀察和總結(jié)可以非常粗淺，就像玩具的幾種顏色，但是這種思考方式無疑有著巨大的力量。

學(xué)測、高考這些重大國家性考試都具有穩(wěn)定性的特點，即規(guī)律性。比如，對2011年～2017年江蘇高考化學(xué)試卷的結(jié)構(gòu)進行分析，我們會發(fā)現(xiàn)它們的總分都是120分，考試時間都是100分鐘，其中的單選題都有10道、共20分，多選題都有5道、共20分，非選擇題都有6道、共80分。據(jù)此，我們是不是有理由相信，尚未發(fā)生的2018年江蘇高考化學(xué)試卷也呈現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，將是大概率事件呢？

當(dāng)然，有人會說光知道這個有什么用呢？試卷上的題目還是不會做啊！讓我們用同樣的科學(xué)方法繼續(xù)研究下去，

就會發(fā)現(xiàn)每年江蘇高考化學(xué)試卷中都有一道考查“離子共存”的題目——

試題1（2017年江蘇高考第9題）常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是（）

A.無色透明的溶液中：Fe3+、SCN-、Cl-

B.c（H+）c（OH-）=1×10-12的溶液中：K+、Na+、CO2-3、NO-3

C.c（Fe2+）=1 mol·L-1的溶液中：K+、NH+4、MnO-4、SO2-4

D.能使甲基橙變紅的溶液中：Na+、NH+4、SO2-4、HCO-3

試題2（2016年江蘇高考第12題）制備（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O的實驗中，需對過濾出產(chǎn)品的母液（pH<1）進行處理。室溫下，分別取母液并向其中加入指定物質(zhì)，反應(yīng)后的溶液中主要存在的一組離子正確的是（）

A.通入過量Cl2：Fe2+、H+、NH+4、Cl-、SO2-4

B.加入少量NaClO溶液：NH+4、Fe2+、H+、SO2-4、ClO-

C.加入過量NaOH溶液：Na+、Fe2+、NH+4、SO2-4、OH-

D.加入過量NaClO和NaOH混合溶液：Na+、SO2-4、Cl-、ClO-、OH-

試題3（2015年江蘇高考第6題）常溫下，下列各組離子一定能在指定溶液中大量共存的是（）

A.使酚酞變紅色的溶液中：Na+、Al3+、SO2-4、Cl-

B.Kc（H+）=1×10-13 mol·L-1的溶液中：NH+4、Ca2+、Cl-、NO-3

C.與Al反應(yīng)能放出H2的溶液中：Fe2+、K+、NO-3、SO2-4

D.水電離的c（H+）=1×10-13 mol·L-1的溶液中：K+、Na+、AlO-2、CO2-3

試題4（2014年江蘇高考第3題）25 ℃時，下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是（）

A.pH=1的溶液中：Na+、K+、MnO-4、CO2-3

B.c（H+）=1×10-13 mol·L-1的溶液中：Mg2+、Cu2+、SO2-4、NO-3

C.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中：K+、Na+、NO-3、Cl-

D.0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中：Fe2+、NH+4、SCN-、SO2-4

試題5（2013年江蘇高考第3題）

常溫下，下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是（）

A.使甲基橙變紅色的溶液：Mg2+、K+、SO2-4、NO-3

B.使酚酞變紅色的溶液：Na+、Cu2+、HCO-3、NO-3

C.0.1 mol·L-1 AgNO3溶液：H+、K+、SO2-4、I-

D.0.1 mol·L-1 NaAlO2溶液：H+、Na+、Cl-、SO2-4

那么，在未來的2018年江蘇高考化學(xué)試卷上，考查這個知識點的題目會出現(xiàn)嗎？顯然，這是一個大概率事件。這樣，作為備考者，我們當(dāng)然不能無視，必須在考前做好準(zhǔn)備。

類似地，用這樣的方法分類整理，就能找到許多大概率的考點：化學(xué)用語、離子方程式、電化學(xué)、元素周期律、離子濃度大小、化學(xué)速率與平衡等等。針對這些考點進行充分研究準(zhǔn)備，顯然是有效的復(fù)習(xí)方式。

2.歸納小結(jié)，遍歷清掃。

有人會說，就算2018年江蘇高考化學(xué)試卷中還會出現(xiàn)一道考查“離子共存”的選擇題，但是總不會和2017年的一模一樣吧，那我們該如何準(zhǔn)備呢？這就需要另一種科學(xué)方法了。

“遍歷”是計算機算法中的術(shù)語，是指沿著某條搜索路線，依次對每個節(jié)點均做一次且僅做一次訪問。通俗地講，就是窮舉法，不重不漏地來一遍。這顯得有點“傻”，但是它是科學(xué)研究中通向精通的道路。

舉個用4張撲克牌算24點的例子。怎樣成為算24點的高手呢？一種方法是不斷實戰(zhàn)，類似做模擬卷。這樣，水平當(dāng)然會提高，因為熟練度增加了。但是，當(dāng)達到一定的熟練度之后，就會遇到瓶頸，比如“3、3、7、7”這種比較特殊的組合往往比較難通過實戰(zhàn)來隨機遇到，因此水平就會停滯不前。還有別的途徑嗎？有的：4張牌，從“1、1、1、1”到“K、K、K、K”，就1820種組合，花2個小時都寫一遍就是了。這當(dāng)中自然會遇到458種無法計算的（如“1、1、1、5”等），也會遇到17種要利用分數(shù)進行計算的（如“3、3、7、7”和“1、5、5、5”等）。做了這種遍歷之后，所有的組合都了然于胸，自然也就能從容面對。

科學(xué)工作者往往顯得很“迂”，就像遍歷，一個一個地弄，不去找捷徑。但這正是科學(xué)思維指導(dǎo)下的科學(xué)方法。通過遍歷，降低隨機性，增大確定性，才是真正通向精通的“捷徑”。而把自己陷在無序的反復(fù)刷題中，才是一種低效的應(yīng)試。因此，理性的學(xué)習(xí)者是以研究的姿態(tài)來應(yīng)試的。研究高考遠不僅是做高考題，它包括了解高考曾出過哪些題，為什么會出這些題，這些題能否“合并同類項”；分析高考題曾經(jīng)有過的命題角度、還可能有的命題角度，了解其命制過程，概括總結(jié)其答案的模板和套路，甚至嘗試自己來命制仿真高考題……

回到“離子共存”的考點上來，中學(xué)里學(xué)過哪些離子呢？它們之間組合起來能發(fā)生的反應(yīng)有哪些呢？有沒有更多種離子組合會發(fā)生反應(yīng)的情況呢？這些問題都是有限種答案，遍歷下來，“離子共存”這個考點也就基本搞定了。

最后需要指出的是，科學(xué)的研究方式都是類似的：收集資料，分類整理，歸納分析，尋找共性，關(guān)注差異……不過，這里研究的對象是高考題，而非化學(xué)科學(xué)。這是有很大不同的：研究高考題的最大目的是應(yīng)試、得分，即如何做出“標(biāo)準(zhǔn)答案”；而真正的化學(xué)科學(xué)研究的目的是新發(fā)現(xiàn)，即如何推翻已有的答案。顯然，兩種思維品質(zhì)完全不同。在如今這個AlphaGo都能打敗李世石的時代，我們更需要的是創(chuàng)新思維，是遠離“標(biāo)準(zhǔn)答案”。只是，在不得不應(yīng)試的時候，理性地研究能幫助我們節(jié)約應(yīng)試的時間和精力成本。