[转载] 科学需要天真的眼睛

科学需要天真的眼睛

车艺


一个小男孩在玩小推车时偶然注意到，当他向前推小车时，车中的小球会向车后滚。他问父亲为什么会发生这样的事，得到的是这样的回答：“没人知道这是为什么。普遍的原理是运动的东西有保持运动的趋势，静止的东西有保持静止的趋势，除非你用力去推他们。这种趋势被称为‘惯性’，但没人知道为什么会如此。”

当百科全书提到早已灭绝的恐龙有“25英尺（7.62米）高”，有个“6英尺（1.83米）宽的头”时，这个父亲就停下朗读来解释这是什么意思。他打比方说；如果恐龙站在院子前边，它能够通过二层楼的窗户看到里面，可是它的头太大了，根本没法伸进窗户里。

这些故事真实地发生在20世纪20年代的美国。这位父亲的回答显示出了他自己对物理学的本质和世界本质的一种深刻见解；并且，他深入浅出的解释，又使得枯燥的材料变得生动有趣。而事实证明。他的科学启蒙教育是成功而有效的。故事中的小男孩长大后，成为当代最受人们爱戴的科学家之一：理查德·费曼。费曼不仅因为其在“挑战者”号航天飞机事故调查中的决定性作用而闻名于科学界，他还是一个优秀的教师，他对物理学的深刻洞悉使无数学生领悟到物理学的奥秘。

不是每个人都有成长为优秀科学家的天赋，也不是每个人都必须将从事科学研究定位为自己的理想职业，可是，不让孩子成为科学的文盲，却几乎是现代社会中每一位父母的心愿。

作为家长，怎样做才能从小培养孩子以科学的眼光来看待事物、认识自己周围的环境？

不局限于解释名称

在日常生活中，孩子总是好奇而充满探索精神的，不断地冒出“为什么？”而家长对孩子的疑问的反应则成为最有效的科学教育途径。大多数家长对孩子的提问不会采取敷衍的态度，甚至为了给孩子一个满意的答案。不惜花时间和精力查阅科普书籍。

但是，仍然需要提醒的是，科学教育不是原理教育。更不是事实教育，我们今天的科学教育更应该注重儿童科学精神的培养。

所谓科学的精神，简言之，就是透过现象，寻找事物之间的关系、发现内在于物的本质规律的探索精神。

费曼的父亲就为我们做出了很好的榜样。甚至在晚年的回忆录中，费曼都清楚地记得父亲在他童年时所采取的独特的“科学教育”方法。他认为自己在科学领域取得的成就应归功于父亲。那些早期的认识经验培养起他的一种对每一件事提出疑问，去探寻其本质的习惯。他从不仅仅因为有些过程已被标明就认为自己已经理解了过程本身。从科学家对自己成长的感悟中我们发现，从教师、父母等成人那里听到的任何东西，在被儿童真正理解之前，都还不能算是儿童成功学习到的知识。而如果儿童长期满足于从成人世界获得的既定事实（即那些“标明了的过程”）；停止对问题本质的、从自己经验和理解力水平出发的探究；他们可能永远都不能树立起一种认识世界的科学态度和探求未知领域的科学精神了。

通俗地讲，告诉儿童某个事物是什么、某个现象的科学原理如何，恐怕还谈不上是科学精神的培养。当然，为了扩大孩子的词汇量；提高其语言表达能力，教给孩子一些物品的名称是应该的。但如果以科学的眼光来看，知道某个东西的名称与了解这个东西本身是什么有着本质的区别。所以，当儿童问家长“那个……是什么”时，有意要进行科学精神培养的父母的反应就不能仅仅停留在告知事物的通常称谓上，还应该鼓励孩子仔细观察该事物、了解其特点、谈谈自己对它的看法等。让孩子从小意识到事物的名字只是大家约定俗成的一个符号，它可能跟事物的本质有关；也可能无关。而简单告诉孩子世间万物“是什么”的做法，恐怕只能算是事实教育。

别教得过早

常见的科学教育的另一个误区是原理性的教育，即家长遇到孩子对某一现象提出“为什么如此？”等问题时，试图用自己知道的科学道理或从书本中获得的理论知识向儿童进行解释。也许有人会问，让儿童尽快地掌握这些科学道理为什么不对？

原因之一，在于学龄前儿童所处的认知发展阶段使他们对事物的理解方式有别于成人。因此，父母花费心思讲解的“道理”，并不能真正被他们理解、成为自身认知系统的有机组成部分。这样的教育行为有点像拔苗助长，用著名学者皮亚杰的话来说；“每次过早地交给儿童一些地自己日后能够发现的东西，就会使他不能有所创造，结果也不能对这些东西有真正的理解。”

举一个简单的例子；比如关于物体的浮沉问题。也许从日常的生活经验中，儿童获得了这样的印象：重的东西沉、轻的东西浮；铁块沉、木块浮。但是，为什么铁做的轮船却能浮在水面呢？如果家长试图向4～5岁的孩子解释浮力的道理，说物体的沉浮与其自身重量无关而与排水体积和物体重力之比较有关，那么这样的家长就可能犯了简单原理教育的错误。

我们反对原理教育的又一个原因，是它违背了科学活动的本来意图。科学活动的本意，是人们对纷繁的表面现象，进行深入本质的探索。其精髓不在于对已知事实的把握，而在于不断解释新困惑、不断揭示新规律的这个认识过程。因此，家长一旦把科学知识当做确定信息、用讲述真理的口吻对孩子进行原理的教育，就可能妨碍儿童对事物间关系的积极思考和自我理解、消化，也无从领悟到科学活动的意义和精神所在。

培养科学精神的教育不应该是这样的，懂得科学精神的家长永远不会心急地告诉孩子他所知道的高深原理、期望孩子知道的东西跟自己一样多。相反，科学的教育方法需要家长的耐心、宽容和自身的科学素养。还是以浮力问题为例，一旦家长明白该年龄阶段的幼儿还无法理解过于复杂的事物间的关系，就可以设法把问题简单化，但却能有效地激发儿童的思考和推理。比如通过为孩子提供动手操作的材料，让孩子在玩水、做小试验的过程中积累一些经验：物体的重量并不是决定沉浮的惟一原因。相同重量、不同体积的物体，有的沉，有的浮；液体本身也可能影响物体的沉浮。同一个物体，比如一只鸡蛋；放在不同的溶液中（如清水和盐水），有时沉，有时浮等等。根据孩子的不同年龄阶段和成熟水平，鼓励他们真正理解那些能够通过自己的经验和思考来理解的东西，这就够了。一个有自己的看法的孩子，应该比那种只知道重复成人的“道理”而放弃自我理解、自主思考的孩子，更值得家长表扬和引以为豪。

探究产生儿童的“天真理论”

事实上，对学龄前儿童来说；鼓励他们去探究现象背后的本质，做真正的科学家所做的事，这不是不可能的。这里所谓的“本质”可能仅仅是儿童基于自己认知水平、知识背景，对所见事物和现象做出的假设、判断和因果关系的推理。这些结论与成人对同一现象所认识的“本质”很可能相去甚远，甚至明显地带有片面性、误解和个人的经验特征；但在认知心理学领域。它们被称为是儿童的“天真理论”。它们的价值就在于，通过儿童生动而积极的思维活动，帮助儿童理解他们所处的世界，并最终有助于他们随着生理和心理上的成熟，建构出更符合文化规范、更接近客观真理的理论。

科学家研究发现，儿童的天真理论往往与原始人类对自然规律的认识有某些相似之处。例如，一项国外的研究证明，许多6岁儿童，口头上能回答出“地球的形状”是球形的，但如果进一步巧妙地追问，就会发现，他们头脑中的地球。仍然像远古时代人们所以为的那样，是一块方形或圆形的平板。这也从另一个侧面证明，人类科学发展的历史，本身就是一个在探索本质的过程中不断抛弃已有的“科学理论”，发展出更具合理性的“科学理论”的过程。这与儿童在成长的过程中，不断发展自己的天真理论，建构我们所谓的科学知识，异曲而同工。

我们知道，即使是科学家，也无法解释所有的奥秘，而现有的各种科学知识，很可能在未来的某一天，会被新的理论所修正或替代（历史已无数次证明过类似事件的发生）。那么，我们就不难理解，为什么培养科学精神的幼儿科学教育这么重要。未来的社会是一个充满不确定性、多元化的社会。我们的后代可能面临的环境、需要自己解决的问题，也是我们现在所无法预料的。但我们相信，一个从小养成热爱探索、积极思维的习惯、具有科学精神的儿童，能够更好地适应外界的变化、有效地解决各种问题，过上幸福的生活。


《父母必读》2002/9.