听科学家妈妈告诉你什么是儿童科学教育(好文!) 
[ 编辑:李爱萍 | 时间:2021-06-08 16:18:17 | 浏览:0次 ]
分享到: 0

科学不是数理化!

我们首先要搞清楚一个误区。在我这代的大部分人眼里,可能觉得科学就是数理化、科技是第一生产力,后来被我们老师衍生出来“学好数理化,走遍天下都不怕”,我们就是在这种环境下开始努力地学习理科。如果学得不太好,别人就说这个孩子好像脑子不是那么聪明,你就去学文科吧。

大家说到科学,往往想到的是一些非常复杂的方程式等等,其实我觉得这是一个非常大的误解 —— 把科学变成了一个个学科。也就是说,我们只是重视学科里面具体的知识,比如物理、化学、生物,乃至数学,但是至于科学本身是什么,其实我们从来没有真正被教育过。在国外的高中阶段,学生们深入学习理化生学科之前,总要先学科学哲学,把科学是什么讲清楚。我觉得这是一个比较正确的方式。

科学,来自人类对大自然发自内心的好奇。其实我们从人类文化发展的历史来看,科学认识世界的方式,出现得是比较晚的。直到牛顿的时代,才渐渐地建立起现在科学认知的基本模式。在那之前,我们都是在用神话、宗教等等来解释这个世界。就是因为人类的这种好奇,不断地想探索明白这个世界到底是怎么回事,它有没有规律可循,才发展出科学。所以希望孩子们的好奇心可以受到保护,让他们能一直保持对世界的好奇心,才能一直感受到科学的魅力。

另外一点是,科学只是认识世界的方式之一。现在有一种思潮 —— 把科学等同于正确,而我希望家长们能够从更深的层面来理解这个问题。从社会发展的角度来看,科学的价值在于:科学是我们现有的认知方式中被实践证明比较合理的一种,带给我们生活非常多的便利,所以非常值得教给孩子。但是世界上也有很多事情是科学不能解释的,很多领域是非科学的,同样有很高的价值,比如宗教,也是我们人类文化的瑰宝。所以在教育孩子的时候,要有多元化的态度。

科学可证伪是什么意思?

大家经常听说一个说法就是科学是可证伪和可预测的。“可证伪”这一点,有时候大家会有一点误解。“可证伪”就是能证明科学是错的吗?其实不是这样的。可证伪性,就是针对一个理论,可以假设出来一种条件,这种条件如果不成立的话,那这个理论就是错误的。如果某个理论具备这样的条件,我们就认为它是可以用科学的方式来对待的。

举个例子,比如像上帝是否存在这种事情,为什么不能用科学去研究呢?因为在“上帝是全知全能的”这个前提下,对于“上帝存在”这一命题,不管出现什么样的情况,都可以说这是上帝的意志,那么就不存在一种条件,可以使得“上帝存在”这一命题是假的。因此它是不可证伪,就不是科学研究的范畴。

可预测是说,在条件成立的情况下,你的结论在过去是对的,在将来也是对的。也就是说科学理论在时间上是连续的。基于科学的这两个特质,我们才能够基于科学的规律建造工具、发展技术和推测将来的情况。

科学地认识世界的方式到底是怎样的?

美国国家科学教育标准里非常明确的指出,科学的认知方式有三个要素,第一个是事实依据,第二是逻辑关系,第三是审辩性思维,也就是critical thinking.

那什么是事实依据呢?就是说所有科学结论,都要建立在一个我能够看得见摸得着的事实证据之上,然后我才能够相信。科学的领域内,一个理论是一定有事实去支持它的。在物理、化学、生物这些学科中,都是通过实验,取得实验数据,来证明理论。如果理论没有事实依据,那我们就不能够相信。

所以很多时候科学领域有了一个新的发现,比如一个新的重要文章发表了,科学家会很快地重复这个实验,也就是确认这个事实。而不是像我们现在的很多媒体一样,看到一个标题,马上改成一个更吸引眼球的标题,然后传播出去。对于孩子来讲,重视事实依据,就不容易被那些煽动性言论所吸引,他会更关注背后的事实真相。

下一点就是逻辑推理,logic. 逻辑推理是连接事实依据与科学结论之间的桥梁。简单讲,大家可以把它理解为因果关系,也就是说,这个事实,能不能够支持你得出的结论?这一点其实是我国的教育是比较欠缺的。很多成人,即使大学毕业,也没有系统地学习过逻辑学,并且逻辑水平是比较差的。

我举个例子,达尔文的进化论大家都很熟悉,并且认为是毋庸置疑的科学理论。但是如果真的去读《物种起源》,其中有逻辑错误的。比如,一个假设说,如果人的祖先是猴子,那么人的骨骼和猴子的骨骼就会有相似之处。而人的骨骼确实与猴子相似,那人的祖先就是猴子。乍一听很有道理,但是我换个说法,你就会听出这里面的问题。如果你的生父其实是你的伯伯(父亲的哥哥),那么你就会跟伯伯长得比较像。事实是你确实跟伯伯有点像,那你的生父就是伯伯。大家听出这里面的问题了么?在科学研究的过程中,这种逻辑错误要严格避免的。

严密的逻辑思维不仅能帮助人在科学方面有所建树,在日常生活方面也可以避免许多问题。有的家长会担心,孩子这么小,给他们讲逻辑是不是他们听不懂?其实逻辑只是思维方式,在学校教育不够重视的前提下,家长如果能够引导,会有很大的帮助。

比如我的孩子只有三岁,我就经常会问他一些问题,比如A是B发生的原因吗?A是唯一原因吗?还需要其他原因吗?A有别的结果吗?不需要介绍充分必要条件等名词,孩子说错了也不一定用“纠正”,有条件的话和孩子一起动手验证他们的想法,这样慢慢地他们逻辑思考的能力就会提高。有些家长认为自己的逻辑也不是很好,那么除了逻辑学相关的专著之外,我推荐一本经济学的书,张五常的《经济解释》第一章,是学习逻辑很好的材料。

科学思维的第三个要素是critical thinking——审辩性思维。

critical thinking 更经常翻译为批判性思维,我不太喜欢这个翻译,因为它给人一种总是挑错的负面印象。但其实critical thinking是一个很中性的词,意思是独立地思考,不要人云亦云。

对于科学,critical thinking之所以重要,是因为科学是可证伪的,因此有不断进化发展的过程。旧的理论不断地被推翻,被新理论所替代。正是因为人们不断地进行critical thinking,各自独立思考事实是否支持理论、逻辑是否合理,有了新的事实发现,会去验证之前的理论,看看会不会证实或者推翻之前结论,看结论里面有没有隐藏的假设(任何的结论都有一定的适用范围,这一点我们一定要注意),才逐渐建立起了我们今天看到的无比宏伟的科学大厦。

前面说的科学研究中,我提到了科学家会对于新的理论进行验证,正是出于审辩性思维的立场。大家经常听说的学术造假,就是因为其他科学家没有成功重复并且提出质疑,所以造假在科学的世界里是非常容易被发现的。但我们日常生活中,critical thinking就尤为重要了。现在是信息爆炸的时代,任何人都可以发出声音,传播某种结论,结论的真实性并没有人去帮你验证,所以避免人云亦云非常重要。

但是目前在我们的家庭中培养critical thinking是比较困难的,因为中国传统崇尚听话的氛围,对家长和长辈的话要服从,目前学校中也依然是教师、长辈威权比较盛行。因此家庭中家长保护并且赋予孩子独立思考的权利是很必要的。同时,在家庭教育中如何做到有criticalthinking,但不要没礼貌,不要吹毛求疵,不要故意抬杠,这是个很大的学问,我们需要不断实践和思考。

观察到事实 -- 用逻辑推出结论 -- 批判性看待结论并对其进行调整 -- 寻找新的事实,这样一个循环,构成完整的科学思维体系。这种思维方式,是违背我们人类本能的。因为人是群居的动物,天性倾向于合作和听信他人,因此这种思维方式是需要后天刻意练习习得的。科学思维的方法比科学知识本身更为重要,也是家长进行科学启蒙的重点。

科学教育为什么重要?

第一,孩子生活的时代将是信息爆炸的时代,辨别能力尤为重要。现在我们每天看到很多信息,哪些是对你有价值的,哪些是谣言,能一眼就看穿的能力,对我们孩子来说将是生存的基本技能。

第二,当人类的知识已经积累到现在的程度,而还在加速积累,未来知识会是一种被封装的状态,也就是黑箱状态。比如说手机,很少有人懂它的硬件软件的原理,但是大家都会用,我认为未来的知识也是这样子。既然具体的知识已经没有那么重要,唯有思维才有价值,思维能力才能保证当我们需要去了解某个原理,以及需要去扩展人类知识的疆界的时候,你有相应的能力去做。

第三,就是科学的思维方法是人类文化的精华。现在整个人类的生活都建构在科学发展的成果之上,而科学发展本质是来源于科学的思维方式。这种目前来看也许是人类最为成功的认知世界的方法,我们有责任让我们的孩子继承下去。

理想的科学教育长什么样?

我理想中的科学教育,会是一个金字塔。最底层(核心)的东西,是训练孩子的品格,包括好奇心,热情,有趣,勇于尝试,独立思考。让孩子体会到学习是有趣的事情。勇于尝试是因为在科学道路上必然会遇到很多失败,如何有勇气在明知道有很多困难的前提下坚持也是非常需要家长帮助培养的。独立思考的能力如前所说,非常重要。

以这样的品格作为基础,再上面是方法论的内容,包括逻辑,审辩性思维,设计实验等等,最表层才是现在大部分学校教授的知识类的内容。方法论和品格才是我们教育中更需要重视的东西。


上一篇:孩子先做作业还是先看电视,长大区别有多大?答案和想象区别略大 
下一篇:宝宝如何才能学好数学呢?北大学姐给出3点黄金建议,值得学习