2017
中國的父母，大都天然地認為，“科學”是孩子教育的重要內容。
如果說在我們的父母那一代，給孩子買《十萬個為什么》、講 “學好數(shù)理化，走遍天下都不怕”，更多地還是寄托了一種帶點功利色彩的希冀的話；到了我們這一代人，盡管 “學數(shù)理化”“當科學家”已經遠沒有那么高大上，但是我們反而更加認識到了學科學的重要性。
畢竟，過去這二三十年里，科學技術對我們生活的改變實在是太大了。
我們小的時候，有時候還要打電報，打個電話還得跑郵局，今天，和大洋彼岸的朋友視頻聊天都已經是稀松平常的事情。打個客服電話，多半碰到的是有語音識別功能的自動應答系統(tǒng)；
進停車場的時候，取卡計時的規(guī)定動作分分鐘換成了車牌自動掃描；看病的時候，一不留神就會做各種你可能連名字都記不住的檢查……
毫不夸張地說，我們這代人的生命、生存和生活方式都嚴重依賴于科學的進步。學點科學，其實已經無關理想、無關功利，它已經成為必需的生存技能了。
但是，怎么帶著娃學科學呢？
我覺得科學至少有三個層次遞進的內涵：“技能”，“知識”，和“方法論”。
1“科學技能”其實不用學？
三個內涵中，“技能”是最直截了當?shù)?。比如說學會用手機支付寶購物、搞清楚買回家的電器怎么用、給新裝修好的房子測測甲醛、吃藥前看看說明書了解下可能的副作用，都可以算是某種程度的“科學技能”。
但是，在我看來，“技能”也是最沒必要去學的。
首先，那些最有用的“技能”可能壓根就不用學。原因很簡單，現(xiàn)代科技的趨勢就是越來越友好，換句話說，真正在生活中需要用到的科學技能，大多是那種上手試試就會用的，根本沒有必要專門去學。
比如，二十年前國內還到處都是各種電腦培訓班，從學基本操作到五筆輸入到文件編輯一應俱全，但是今天還有誰覺得用電腦需要輔導班？圖形界面、拼音乃至筆畫和語音輸入已經把問題解決了。
而更重要的原因可能是：技能是隨時會被迭代和淘汰的！
我在育兒社區(qū)里反復看到，已經當爸爸媽媽的人回憶小時候被自己的爸媽強迫學珠算、五筆輸入的經歷，說是這些技能學會了就有鐵飯碗了，無論如何餓不著自己?，F(xiàn)在看來，這些當然非?？尚?，但是在那個時代，你想要進銀行、做會計必須打一手好算盤，想要打印一份文稿得跑半個城市找打印店，爹媽的如此規(guī)劃是不是也很合理呢？
那么反過來，今天我們覺得生活中必須具備的、甚至可以拿來安身立命的科學技能，等孩子們大了以后，是不是也會毫無用處？
爸爸媽媽們也許最近剛剛看了《乘風破浪》，是不是還記得爸爸留給孩子的一堆BB機，記得酒桌上幾個小鎮(zhèn)青年滿懷憧憬地想要屯一些BB機靚號等著以后發(fā)大財？…… 嗯，請相信我這段話并不是專門針對各種兒童編程課的。我只是覺得，從技能需求出發(fā)的兒童教育看起來眼光長遠，但是在這個迅速變化的世界里是很低效的，科學教育也不例外。
2“科學知識”只是碎片？
然后就到了科學的“知識”內涵。必須得說，現(xiàn)在大家提到科學教育，想到最多的可能是這個層面的內容。
我們大女兒丫丫五歲多，正是喜歡看書，喜歡新鮮信息，喜歡聽故事的年紀。我們也給她買了一堆科學方面的繪本：拉魯斯小百科、神奇校車、我的第一本科學漫畫、加里古子身體科學繪本、各種各樣的立體書……我自己的感受是，女兒還是蠻喜歡看這類書的，但是相比真正的“故事書”就差得遠了。
當然了，現(xiàn)在大家喜歡的科學書，還是比我們小時候看的《十萬個為什么》那種干巴巴的信息傳遞要好看些，比如說講地球的內部構造，比起干巴巴地畫一個圖說“地球分三層，地殼、地幔、地核”，讓孩子們坐一輛“神奇校車”親自到地下去探險自然是有趣得多。講人體的構造的話，有一張立體圖示，有些孩子們能自己翻開或者拉動的小零件，也總比一本就是文字的書好玩。但是說到底，和《十萬個為什么》一樣，拋開生動有趣的外表，這些書里面的科學內核，其實還是碎片化的知識點，還是不分青紅皂白砸過來的信息，而不是有起承轉合、有人物和情節(jié)的真正故事。
說得極端一點，給孩子們講我們的身體里有許多血管，可以運輸氧氣和營養(yǎng)；血管分成氧氣多的動脈和氧氣少的靜脈……其實和一千年前我們告訴孩子人體里面有十二正經奇經八脈，心臟負責思考、腎主骨生髓沒有太本質的區(qū)別——對于孩子們來說，都是一些必須記住的知識點，孩子們既不知道這些知識是如何發(fā)現(xiàn)的、也沒有機會來判斷一下這些知識到底對不對。
當然了，這么說有點太負面。作為一個現(xiàn)代人，對自己、對自己所處的世界有一些基本的理解也是理所應當?shù)?。而且我自己作為一個科學家，對現(xiàn)代科學的方法論有著基本的信仰——相信血管分成動脈和靜脈，無論如何都比相信“十二正經奇經八脈”要靠譜。我在這里想說的主要是，用現(xiàn)在這樣的方法帶孩子們學科學，真的是最好的、最有效的么？
這里就要說到一個更宏大的問題，為什么我們希望孩子懂一點科學？除了因為我們自己的生活方式已經離不開科學之外，是不是還隱含著這樣一個想法：用科學的邏輯思考，用科學的方法驗證，這樣的科學“方法論”本身就是一種非常有力量的生活方式？
3 真正該學的是“方法論”？
很多爸爸媽媽們可能看過那本風靡世界的《人類簡史》。在書里，作者赫拉利用認知革命（出現(xiàn)人類智慧），農業(yè)革命（人類開始定居、形成穩(wěn)定的社會），和科學革命這三個里程碑來概括人類歷史的發(fā)展進程。
科學革命的含義不是某一項特定的科學突破或者技術發(fā)明，而是一整套認識世界的方法論：承認我們的無知，也因此產生探索未知的熱情；面對未知事物，人類相信觀察和實驗的力量，不再乞求神靈的力量；利用觀察形成理論，再利用理論積極地改變世界。
就像書里面舉的例子：一個十三世紀的英格蘭農夫想要知道人是怎么來的，他一定會去求助于當?shù)氐哪翈?，因為他相信無所不能的基督教知識體系一定包含了他想要的回答；而如果他想要關心蜘蛛怎么結網(wǎng)呢？對不起，這件事不重要，上帝根本不屑于在《圣經》里給出答案！
對于已經明白看到現(xiàn)代科學力量的我們來說，如果真的想要知道人到底是怎么來的，還是蜘蛛到底是怎么結網(wǎng)的，我們都必須首先提出這個問題，同時誠實地承認這個問題我們不知道（但是我們想知道），然后再細心觀察、嚴格實驗，再對觀察結果進行總結，之后再通過更多的觀察檢驗和修正我們的理論。
看到這里你們應該明白了。僅僅獲得一些正確的科學“知識”，其實對于形成這一套科學“方法論”來說，效果是很差的。畢竟在獲取“知識”的過程中，孩子們其實并沒有發(fā)自內心的提出問題——更多時候是書本里的人物在提出問題；也沒有真的特別熱切的希望知道這個問題的答案——血管是有兩種還是五種、太陽系有八個還是八十個行星對他們來說真的有趣么？當然，也更加不可能有機會去觀察驗證和總結。
看到這里，爸爸媽媽們可能會忍不住質疑我：你這是站著說話不腰疼啊，難道為了給孩子們講點科學，讓孩子們學會點科學方法論，還需要上天入地、把家變成實驗室才行么？這個臣妾可做不到??！
放心，光說不練不是我的習慣。接下來，我希望用幾個小例子來說明，科學方法論其實不需要動用什么高大上的科學儀器。只要稍微轉換一下視角，我們的生活中有太多太多的東西，可以借用科學的思維方法來分析了。
方法論之一：分類
看到這個詞，你也許會問：“分類”有什么了不起的？把玩具按照顏色分分類，把垃圾按照能不能回收分分類，這是孩子們早就會的事情??！
但是說真的，這個看起來平淡無奇的詞可以說是所有科學分析的基礎。
把地球上的生物按照物種分類，再把上百萬的物種按照植物、動物、細菌等等來分類，是整個生物學研究的基礎。而且這樣的分類還伴隨著生命科學每一次的重大進展：植物和動物的分類幫助我們理解光合作用，理解葉綠體，理解生命如何利用能量；細菌和高等生物（所謂真核生物）的分類幫助我們理解細胞的進化過程，理解復雜的細胞機器是如何形成的……同樣的，對物質基本單元的分類是整個物理學的基礎，我們沿著這個路徑知道了構成世界的萬千分子，知道了元素周期表上的上百種獨特的原子，知道了構成原子的質子中子和電子……相信你們能理解，“分類”本身就意味著我們對事物有了某種程度的觀察和總結，這種觀察總結可以非常粗淺，就像玩具的幾種顏色；但是這種思考方式無疑有著巨大的力量。
首先，我來舉一個和丫丫玩過的游戲作為例子。
這個游戲很簡單：每周會有幾天，丫丫在幼兒園放學后會到我辦公室來玩。這段二人世界的時光我們倆都很珍惜，總是會安排得滿滿的：樓下草坪去跑步捉迷藏、看書講故事、畫畫做游戲、吃水果點心等等等等。于是有天我就建議丫丫畫一個表格，總結一下每天我們倆到底在一起都干了什么。丫丫就開始掰著手指列舉上面所有那些事情了。不過我的要求要更難一點，我希望她能總結出我們做的幾類事情來，而不是每件事情單獨列出來——你看，這是一個很簡單的“分類”任務。
▲丫丫的“分類”任務。
丫丫做得很不錯，她的第一反應就是“吃東西”（果然是吃貨的孩子），然后她的想法是可以把事情分成在室外做的和在房間里做的。嗯，按照地點分類當然是個好主意。那么能不能繼續(xù)分呢？丫丫又把在房間里做的事情分成了“看書”和“玩”（果然是不喜歡學習的孩子）。隨后我們就可以回頭來想，是不是所有的事情都可以放到吃、戶外活動、看書和玩這四大類里？好像是的……喝水、吃水果、吃蛋糕都可以算“吃”，捉迷藏、跑步或者在草坪上飛無人機應該也都可以算“戶外”。
接著我們就商量了一個計劃，用四種顏色來代表這四大類的活動，然后我們記錄一下，看看是不是每天來爸爸這里，都能把四類事情都做一個遍。在此后的幾周里，丫丫果然很開心的記錄了她在爸爸辦公室的活動，更有意思的是，如果她在記錄的時候發(fā)現(xiàn)哪一大類的活動還沒有做，就會趕緊要求補上！我覺得，這就是一個很有意思的科學方法。它當然沒有物種或者粒子分類聽起來那么“科學”，但是和把玩具按照顏色分類相比，它需要娃們更好地觀察自己周圍的事物，理解哪些事情是相似的、哪些則有很大的區(qū)別。你們同不同意呢？
方法論之二：比較
說到“比較”，其實你們可能已經看出來，分類和比較是相輔相成的兩個科學概念。
分類往往來自于比較——比較玩具的顏色；比較物種的形態(tài)、地理分布和生活習性；比較質子和中子的質量和電荷。反過來，有了不同的類別，也能幫助我們看到某些被忽視的差別——比如說知道熊和熊貓是不同的物種，我們就可以繼續(xù)分析兩者之間的食譜差別是什么東西導致的；知道了質量和電荷可以用來分類微觀粒子，幫助我們找到了更多類型的微觀粒子。
還是舉兩個例子吧。
首先，我和丫丫一起，給一家四口的食譜分了個類，不同的顏色分別代表肉類、蔬菜和主食。這么一畫，誰吃飯吃得更健康，誰特別挑食就一目了然啦?？催@張圖以后，丫丫同學自己就會做點分析了：嗯，爸爸的特點是不吃主食，因為他想減肥；嗯，妹妹之所以每天都是紅色，是因為她還在吃奶，別的東西她都不會吃。
▲丫丫畫的家庭成員膳食分析圖。
還有另外一個例子。有一天聊天的時候，我希望丫丫能把在幼兒園一天的事情從頭到尾講給爸爸聽，于是丫丫同學就從早上進校門放書包下樓跳操上樓吸收喝水吃點心開始事無巨細地講了一遍（虧她記得住順序）。然后我們想，這么多事實在看不出什么規(guī)律啊，要不我們還是分類吧？于是依樣畫葫蘆，我們還是把幼兒園的活動按照運動、吃、睡、上課、玩……分了幾類，然后丫丫按照時間順序畫出了一個表格。
▲丫丫總結每天在幼兒園的活動。
看到這個表格，你是不是會和丫丫一樣，馬上看到一些區(qū)別和比較？比如說，每天在幼兒園花時間最多的事情，就是“玩”和“吃”，“上課”和“睡覺”的時間就比較短了。這是為什么呢？相信你馬上就能得到一個簡單的解釋：孩子們在長身體，所以補充營養(yǎng)很重要，孩子們正是喜歡玩?；顫姾脛拥哪昙o，所以最適合他們的活動就是玩了。
關鍵詞之三：聯(lián)系
通過分類，我們知道了世界上存在幾種東西；通過比較，我們知道了它們之間的差別，那么自然而然的，我們希望理解這些東西背后有沒有神秘的聯(lián)系。
通過研究比較熊和熊貓的基因，我們知道熊和熊貓其實是遠房親戚，他們有著共同的祖先。是漫長的自然選擇讓它們適應了不同的棲息地，讓熊貓放棄了吃肉。理解了這一點，我們才算真正開始理解物種形成的科學道理，理解為什么世界上有這么多物種，理解物種之間的差別是如何形成的。
這樣的例子在生活里其實比比皆是。比如說吧，我們現(xiàn)在都知道吸煙有害健康，而這一認識的起點是大家發(fā)現(xiàn)抽煙的人群肺癌發(fā)病率高——換句話說，是吸煙和肺癌之間的聯(lián)系。我們知道燃放煙花爆竹會污染空氣，這也是因為我們發(fā)現(xiàn)了放鞭炮和空氣質量指數(shù)上升之間的聯(lián)系。反過來，錯誤的聯(lián)系會干擾我們對世界的認識，比如說每次地震之后都會有人振振有詞地說看到了青蛙上大街烏龜壓馬路或者地震云，這就是他們錯誤地將一些不相干的事情聯(lián)系在一起導致的。類似的例子還有江湖郎中的祖?zhèn)髅胤?，大師王林的特異功能，星座血型和生辰八字等等…?/p>
再來舉個例子吧。
今年冬天，杭州一度霧霾很嚴重，家里總是時不時會討論起空氣質量啊身體健康之類的話題。于是有一天我們就開始了這個監(jiān)測室內空氣PM2.5濃度的“課題”。每天丫丫會用家里的墨跡空氣檢測一下每個房間的空氣質量，然后看看我手機app里的室外空氣質量，一起記錄下來。必須得說，這事情有點無聊，丫丫堅持到兩周已經讓我很吃驚啦。
▲丫丫完成的“大任務”——監(jiān)測霧霾。
然后，我?guī)退嫵隽诉@樣一張圖。
▲根據(jù)丫丫的記錄結果，我畫出了這張圖。
是不是馬上可以看到許許多多的聯(lián)系？我嘗試誘導了一下，丫丫很容易就看出了幾種有趣的聯(lián)系。比如，室外空氣質量和室內空氣質量是不是一致的，要高就一起高，要低就一起低？再比如，餐廳的空氣是不是總是最差，而這個是不是和餐廳沒有空氣凈化器有聯(lián)系？甚至我們還能發(fā)掘出一些更復雜的：比如對于同一個房間來說，開不開凈化器似乎和空氣質量聯(lián)系不是很大？那這是否說明空氣凈化器沒有什么太大的用處呢？等找到這些聯(lián)系之后，是不是可以回過頭來分析分析，室內空氣到底是由什么原因影響的？
好了，“分類”-“比較”-“聯(lián)系”，這是我的一套小小的科學方法論。如果我們再回頭看前面的討論，你是不是會同意，在這一套方法論里，娃們是有機會自己觀察周圍的事物，自己提問題，自己分析，然后自己來總結出一些小小的“理論”的呢？
當然了，科學方法論的內涵遠遠不止我講到這么一點點。比如說，對數(shù)字和數(shù)學的概念肯定是科學方法論里很重要的一環(huán)。有了數(shù)字的概念，娃們才能對自己和爸爸媽媽的差別（體重、身高、年齡）有更直觀的理解；才能明白爸爸學校里有一萬多個大學生是什么意思；才能估計出爸爸媽媽的工資能夠自己買多少個樂高玩具。再比如說，在“聯(lián)系”之上，“因果關系”又是特別重要的一種。是不是有聯(lián)系的東西一定有因果關系？當然不！夏天的冰激凌銷量很大，游泳淹死的人也很多，但是并不是冰激凌讓人溺水，也不是淹死的人特別喜歡冰激凌！理解什么是原因，什么是結果，什么是毫無因果關系的事情，對我們的生活也同樣非常重要。等有機會了，再和大家聊聊這個。
來源：爸爸真棒
2017
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