有的大学生谈了许多书，知识很丰富，很系统，谈起理论来头头是道，但是，从事科学研究的能力却不强，面对要研究的实际课题常常束手无策；而科研能力强并且作出了成就的人，则往往声明，他的本领不是来自课堂和书本，是从科研实践中逐渐摸索出来的，还从有经验的导师和前辈那里获得有益的启示和指教，前辈们的一席教导使他有“胜读十年书”之感。 这一现象提出了一个促使我们思考的问题：在高等学校的教育中，在教科书的编著中，怎样更多地着眼于培养学生的能力——创造性地研究问题和解决问题的能力，怎样很好地把传授知识和提高能力结合起来，怎样使教科书不只是传授知识的理论体系，同时也应传授科学思想和科学方法及其历史发展。本文侧重联系自然科学的教学和研究来讨论这一问题，并提出教科书编著的三个指导性原则。 科学研究是一个艰苦的探索过程，是一个需要充分发挥创造力的过程，也常常是一个经受许多磨难和曲折的过程。大致说来，科研人员首先要善于发现和提出值得研究的科研课题，论证研究这一课题的必要性和可行性；然后要对课题制定研究计划，作必需的物质准备和理论、资料准备，选用或创设研究方法，安排研究步骤；对于要研究的实际问题建立起适宜于进行科研操作的模型，为此需要对实际情况作一些合理的简化和必要的假定，并从理论上提出基本假设和基本概念，确定变量和参数，设计实验，或者设计问卷，制作搜集事实和处理数据的方案，在相应的数学模型上进行推理和计算；对于计算和推理的结果进行分析和解释，作出判断和推论，并与实际进行比较，估计误差范围；修正原来的假设或提出新的假设以便进一步的探讨……等等。 但是，把科学研究的成果写成科学论文或著作发表时，一般不可能详细说明如何达到新结论的思路、方法和研究过程。论著所最关心的是，怎样严密论证其科研结论的可靠性、独到性和新颖性，使人们对其新结论无懈可击，从而使学术界承认这是一个新的科研成果。 以论著形式公开发表的科研成果，好比一座竣工的楼房，建造楼房时所搭建和使用的脚手架已被拆除，没有留下痕迹。年轻的读者只顾赞赏高楼之雄伟，却不了解建造楼房的艰难历程，不了解没有脚手架是不可能盖成楼房的。 脚手架对于楼房的重要性，以及怎样搭建有效的手脚架，也就是科学研究工作中的方法问题，是否应该通过学校中的教学渠道传授给学生呢？是否应该把科学方法方面的内容纳入教科书呢？我们认为这是理所当然的。 然而现在的实际情况是，向学生传授科学知识的教科书，往往也都编著成严密的理论体系，也像一座座竣工的高楼大厦，同样看不到脚手架痕迹。诚然，当前科学技术的发展一日千里，人类的知识宝库正在快速地丰富扩张，把知识构建成简明的逻辑体系，使学生能够比较快地、而又系统地掌握前人已经获得的知识，这是一种好的教学方法，是很必要的。但是，如果不能把基本的科学思想和方法也传授给青年人，则不能不令人感到这是教学工作的一种跛足现象，是不利于培养高层次的科学人才的。有些人认为，这种缺陷可以通过开设“科学思想史”和“科学方法论”等课程，以及学生阅读这类课外书籍来加以弥补。但这毕竟只能是一种“弥补”，仅靠“弥补”，还是难以把学习科学知识和学习科学方法有机地结合起来，不足以有效地提高学生的科学研究能力。以往的教学实践证明，在教学中，特别是在教科书中，以及教学参考书中，既传授知识也适当地传授方法，则会收到一箭双雕、事半功倍的良好效果。 许多卓越的科学家根据他们的亲身体验，在进行教学和著书的时候都是非常重视科学方法问题的。法国天文学家和数学家拉普拉斯(1749—1827)说，他撰写《宇宙体系论》这部书有两个方面的目标，一是使读者了解人类智慧在天文学上取得的成就；一是使读者了解“寻找自然规律所应遵循的科学方法”。他在书中叙述了牛顿对万有引力等重要原理的发现，同时着重指出：“认识一位天才的研究方法，对于科学的进步，甚至对于他本人的荣誉，并不比发现本身更少用处。科学研究的方法经常是极富兴趣的部分。”[1] 俄国生理学家巴甫洛夫(1849—1936)深有体会地告诉人们：“初期研究的障碍乃在于缺乏研究方法。”“方法是最主要和最基本的东西”，“有了良好的方法，即使是没有多大才干的人也能作出许多成就。如果方法不好，即使是有天才的人也将一事无成”，“方法掌握着研究的命运。”[2] 爱因斯坦(1879—1955)说：“当我记起我在教书时所碰到那些最有才能的学生，也就是那样一些不仅以单纯的伶俐敏捷，而且以独立的判断能力显露头角的人们的时候，我可以肯定地说：他们是积极地关心认识论的。他们乐于进行关于科学的目的和方法的讨论，而从他们为自己的看法作辩护时所显示出来的那种顽强性中，可以清楚看出这个课题对于他们是何等重要。”[3] 把科学思想和方法注入教科书中，确有一些很好的范例。著名化学家、元素周期率的发现者门捷列夫(1834—1907)，为了给学生讲授无机化学，于1868年开始撰写《化学原理》一书，他在序言中说：“这本书有两个目的。第一，是要用通俗的文字向群众和学生介绍化学的重要资料和结论，并且指出这些结论对于我们了解物质的性质和在我们周围发生的种种现象上的意义，以及化学在农业上、技术上和其他实用知识中的种种应用。”第二个目的是“同结论一道说明得出结论的方法，把尽可能多的资料编在一个完整的体系里，但是也不走极端，使它变成一本完全的科学汇编。……我把理论和实践，把科学的过去和将来放在一起互相对照……我努力发展读者对科学问题进行独立判断的能力，而这种能力就是使读者们既能正确利用科学的结论、又能促进科学向前发展的一种保证。”门捷列夫为达到这样两个目的而精心写成的《化学原理》，不但是一部引人入胜的极好的教科书，而且是把人们领进科学研究殿堂的入门书。这部书曾被公认是教材编写的典范，无论对于化学，还是整个科学的发展都产生过积极的影响。门捷列夫在世时这本书曾印刷了八次，他去世以后还印过好几次，并被译成多种外国文字出版。这部书也是门捷列夫自己所钟爱的作品，他在1905年写道：“书中有我的想象，我的教学经验和我忠实的科学思想。我的全副精力和我准备留给子孙的遗产，都在这本《化学原理》中。”[4]
