将科学研究训练贯穿刑事科学技术实验教学

胡旭　张建华　陈宁

【摘 要】高等教育对人才的培养，不能只局限于传授知识，还应该注重培养学生获取知识的能力和科学研究的方法。由于经费限制或考试导向，中学阶段对实验课程很不重视，在本科教育阶段给学生普及科学研究相关的概念和思想很有必要。本文以显微镜法检验天然纺织纤维实验为例，介绍了在刑事科学技术实验教学中对学生进行科学研究训练的一些经验。

【关键词】刑事科学技术；科学研究训练；实验教学；纺织纤维；对照实验

在刑事科学技术专业本科生开设的实验中，大多数是验证性的实验，主要目的是为了验证已知实验结果、定律等，以巩固学到的相关知识、加深理解、培养实验操作技能。在实验教学过程中，我们可以引导学生体会经典实验的设计思路和应遵循的基本规则，从而使学生初步了解科学研究的实验方法、逻辑方法和哲学思想，并进一步培养学生与他人协作科研的能力，在实验室进行科研活动的良好习惯，以及将实验结果呈现、分析及展示的能力。

一、在实验教学中向学生普及科学研究的原则和思维方式

显微镜法检验天然纺织纤维实验是《刑事科学技术》课程的一个经典实验，主要流程是使用生物显微镜观察、比较纯棉、苎麻、羊毛、兔毛、蚕丝等五种天然纺织纤维的微观结构，熟记并掌握其总体特征，最后每人随机抽取来自这五种纤维的一个未知样品进行鉴定，给出结论。实验步骤虽然简单，但是其中体现的科学研究思想却很多，在教学过程中我们可以引导学生仔细体会、学习这些浅显的科研方法和原则。

1.科学研究应该从易到难，逐步突破

在这五种天然纤维中，羊毛和兔毛形貌特征很明显，前者有鳞片状纹路，后者有方格状结构，很容易就能和其他纤维分开；而蚕丝和纯棉却较难区分，需要仔细观察才能分辨。很多同学都是初次使用生物显微镜，要找到显微图像都要费不少事，甚至很多同学将玻片花纹当成了纤维。如果这些同学在实验过程中一上手就选择了蚕丝或纯棉来观察，不仅不容易观察到纤维，也难区分纤维的特征。就像一个下马威一样，造成畏难心理。但若从形貌特征明显的羊毛、兔毛入手，首先建立起纤维的一般形状、大小等初步概念，就能更进一步地集中精力观察到纤维之间的细节区别。

2.多数实验应当设立对照

遵守对照实验的基本原则，即除了要研究的因素或操作外，应当保持其他因素和条件一致。本实验属于相互对照的实验，实验报告要求学生将纤维的形貌特征图画出来，结果一些同学的报告中有的纤维粗大，有的细小。这明显反映出画的纤维图是使用不同放大倍数的物镜观察到的。既然实验目的是比较纤维的特征，那么显然应该在相同条件下进行比较。如果在不同放大倍数下观察，则对建立纤维之间相对粗细的概念非常不利，甚至有可能得出错误的结论。因此我们应该引导学生将对照实验的基本原则谨记于心，使之在以后的学习、工作中能熟练应用这一原则。

3.在总结事物的特征的时候要全面考察，不能犯以偏概全的错误

本实验中兔毛和苎麻是两种很有特点纤维。不同根的兔毛由于粗细的不同分别呈现无髓、点状髓、单列髓、多列髓的特征，无髓兔毛看起来与有髓兔毛差别非常大，和羊毛更像一些。而在同一根苎麻上，有的部位有横节，有的部位没有节却有竖纹，没有横节的部分看起来和蚕丝又比较像。在显微镜视野下放大观察纤维就如同管中窥豹，有很多同学只观察一根纤维，或者只看一根纤维的某一个显微视野，就匆匆得出结论画图，这样搜集到的纤维特征很片面，不足以反应纤维的群体面貌，结果在鉴定未知纤维的时候碰到细兔毛或苎麻就犯错了。因此在总结纤维特征的时候既要取多根样本观察，又要对同一根从头到尾跟踪观察，这样得到的信息才是全面的。由此我们可以教育犯错的同学在以后的学习和工作中看事物要全面，比如在勘察一个犯罪现场的时候，要全面搜集痕迹、物证来还原事件的真相，防止被某几个片面证据引入歧途。

4.对某一类有相似特征的事物做一个样本库，是我们研究未知事物的常用手段

虽然本实验给学生提供的天然纺织纤维只有五种，但也可组成一个小样本库，对未知纤维鉴定的过程实际上也是做了一次搜库比对的工作。在此我们可以提示学生，在科研工作中建库搜索以查明未知样品的信息是一种很常见的方法。比如质谱、光谱的谱图库都是搜集已知样品的特征谱图来建成图库，遇到未知样品，就可以比对图库来得到一些有用的信息。在美国不仅对指纹、脚印、DNA、纺织纤维等常规检材建立了庞大的样本库，汽车油漆、鞋、工具等也有比较全的样本库，为刑事案件的侦破工作提供了非常有用的线索。

二、在实验教学中帮助学生养成良好的科研习惯

在实验中除了向学生普及科学研究的原则和思维方式，帮助学生养成良好的科研习惯也是非常重要的。比如在取各种纤维制试片的时候，镊子上会粘上标准纤维，有的学生不经过擦拭就直接去取下一种纤维，造成了标准纤维样品的污染，结果在一张试片上发现了两种纤维。于是我们可以就势引导学生认识到在各种实验和技术工作中防止交叉污染的重要性。在今后可能碰到的现场勘查工作中，既要防止自身指纹、DNA对现场的物证的污染，以及提取的物证之间的相互污染，也要防止某些有毒有害现场对自身和外部环境的污染。

再比如本实验需制作5个样本，多数学生采取按顺序摆放的方式来区分，没有意识到做完样本以后应该书写样本名称、制作时间、制作人等标签信息。而在科学研究中碰到大量样本的情况比比皆是，不对各样本进行详细清楚的标记是没法顺利进行实验的。在此应提醒学生养成对样本做标签的实验习惯。

实验室自有其区别于教室的礼仪规范，在实验课上我们强调学生要学会和遵守三个字，“静”、“净”和“敬”。在实验课上，只有保持安静才能有一个清醒的头脑将各个步骤有条不紊的进行而不出差错。在实验过程中保持桌面和实验器材的干净整洁，才能让整个过程快速有序地进行，而不至于手忙脚乱地到处找东西、碰翻器材试剂等。在当今科学研究中，绝大多数课题都需要很多人共同完成，单枪匹马作战在现代科研中几乎不可能存在了，因此在学生时代培养协作精神显得尤为重要，只有尊敬合作对象，精诚合作，才能顺利完成课题和实验。

三、在实验教学中提升实验结果呈现、分析及展示的能力

1.重视分析数据、书写实验报告

在科研工作中，千辛万苦的工作都是为了有一个满意的实验结果，而最终的成果多半是以科研论文的形式展现。虽然在实验课程中无需撰写科研论文，但是实验数据的正确记录、分析和总结都是撰写科研论文的基础，是科研论文的原始素材。在实验课程中如果能够规范处理数据、书写实验报告，对于今后参加科研活动是非常有益的。

2.及时处理数据，便于处理异常情况

经了解，多数同学在做完实验后并不及时处理数据，往往到老师催交的时候才赶着写完。如果做完实验后及时处理数据，此时尚能够及时回忆起实验中的细节，对于实验数据的趋势或异常情况能够结合实验过程做出合理的解释，但如果经过一个愉快的周末，甚至一个星期后再来书写实验报告，绝大多数人已经回忆不起可能的影响因素了。实验结果若出现异常，这时基本上已经很难找到出错的地方。

3.使用规范的书面语言，科学的数据表示方法

在本实验的报告中，我们要求对纤维的特征进行简短的描述，结果学生的描述五花八门，用词不准确、随意、含义模糊、极其口语化。因此我们在实验过程中还是要进行一定的示范，引导学生用书面语言精准、细致的描述实验现象。虽然本实验不涉及数字数据的处理，但在其他实验中，处理数字数据非常常见，我们也应当提醒学生用科学计数法，取符合实验条件的有效数字，来正确地表现实验数据。

将科学研究训练贯穿刑事科学技术实验教学整个过程中，让学生在实验过程中领悟到科学研究的规则、方法和习惯，会让学生们在今后的工作和生活中受益匪浅。我们应当不遗余力地坚持这一做法。

参考文献：

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