作者：Lea Shell 初中生们拿到一桶乍看之下像是泥土的东西。他们抓起一把把泥土放到实验台上，开始仔细地筛。 “我发现了一颗鲨鱼牙！”一名学生喊道，促使班上其他同学更仔细地查看自己的泥土堆。很快，他们发现他们正在筛选的、来自北卡罗来纳州附近一家磷矿而被丢弃的、有1000万年历史的沉积物中，包含了鲨鱼的化石遗骸。有些学生要筛好几把才能找到一颗牙齿，有些则“运气好”，但他们都在伸手去摸，想看看自己能发现什么。
北卡罗来纳州韦克县凯特代尔高中“学生发现”学院的一名初中生在筛选沉积物，寻找鲨鱼牙齿化石。图片来源：Lea Shell CC BY-NC 2.0 一名学生觉得自己运气特别不好，意识到他在整个过程中都在看“丢弃”的桶。起初他感觉自己失败了——但后来他发现了一些他的同学们都忽略了的非常小的牙齿。曾以为是失败的事情，却成为了新的发现。自由、风险和信任在学习中起着作用——但我们常常难以鼓励教师、管理者、科学家和学生接受“实验失败”或“冒险进入未知”是没关系的。
拥抱失败
为了探讨拥抱失败这个想法，我联系了我们“学生发现”项目的初中教师和博士后研究科学家们。“学生发现”是一项由美国国家科学基金会（NSF）资助的项目，由肯南院士计划（Kenan Fellows Program）、教育创新弗莱迪学院（Friday Institute for Educational Innovation）、科学屋（The Science House）和北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University）合作创办。“我很难让学生理解失败并非坏事，” “学生发现”成员、北卡罗来纳州皮特县奇科德学校（Chicod School）的初中艺术老师克里斯托弗·克拉克（Christopher Clark）说道。“什么都不尝试比失败一百倍。学生们明白他们从失败中学习到更多，但他们中的大多数非常害怕‘失败’，所以他们不会挑战极限或测试自己的边界，”他说，“也许我们应该给它换个词。”
当失败导向发现
“失败”到底是什么样的？我们的初中鲨鱼古生物学家会详细测量并记录他们的数据，供北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳自然科学博物馆（North Carolina Museum of Natural Sciences）的科学家使用。他们的工作是古生物学家巴基·盖茨（Bucky Gates）开发的公民科学项目“鲨鱼牙齿法医”（Shark Tooth Forensics）的一部分。进行这些测量并非易事，学生们发现他们有时必须重复测量两到三次才能得到准确的数字。第一次测量不准确算是“失败”吗？不是。他们遵循着科学家相同的过程：提出问题、收集数据、反复核查自己的工作，有时还要翻找垃圾。学生可能第一次尝试不能得到预期的答案，但他们需要自己改进，以确保数据准确无误才能提交。目标不是在鲨鱼牙齿测量上“拿A”，而是建立一个安全的课堂环境，让学生在探索新课题的同时，提升技能并加深对化石记录的认识。“我认为老师们学到了，虽然研究是以一种有条理的方式进行的，但也存在一定的灵活性，允许我们探索和拥抱意想不到的结果，”田纳西大学查塔努加分校（University of Tennessee at Chattanooga）生物、地质与环境科学系副教授迪安娜·比斯利博士（Dr. DeAnna Beasley）说道。当被问及她与初中教师合作进行实验室研究的经历时，她指出：“我认为这是科学教学中常常被忽视的一点：我们对自然界的了解还有很多未知，而将这些未知视为令人兴奋而非缺陷，正是让科学成为一项充满活力和引人入胜的事业的关键。” 这正是我们的目标：让学生参与到真实的科学研究中，让他们在整个过程中看到自己：提出问题、设计和实施实验，最终理解他们的数据并传达他们的学习成果。我们迫不及待地想听到学生们所有令人惊叹的发现。
Lea Shell 是北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University）的数字媒体馆长，与 Rob R. Dunn 合作，通过美国国家科学基金会（NSF）资助的倡议 “学生发现”（Students Discover），让科学家、教育工作者和学生参与到公民科学中。
