孩子需要好的科學(xué)教材

經(jīng)過30余年的改革開放，中國物質(zhì)財(cái)富急劇增長，中國GDP一躍為世界第二。于是，享受生活成了成人們的人生信念。我們不難從城市各角落看到：爸爸愛美酒，媽媽愛美衣。可是，孩子們需要什么呢？

這個(gè)問題，中國教育的主導(dǎo)者，老師，家長們，很少有人認(rèn)真和嚴(yán)肅地思考過。本人作為一名家長，一名教育工作者，在這里向社會(huì)各界，大聲疾呼：孩子需要好的 科學(xué)教程！

當(dāng)今世界已經(jīng)發(fā)生了巨變。世界已經(jīng)處于：全球化、數(shù)字化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)化、知識化的時(shí)代（In globalization，digital，information，internet、knowledge age）。這個(gè)時(shí)代 最為重要的基石是數(shù)學(xué)和科學(xué)（mathematics and science）。毛澤東曾經(jīng)這樣對年輕人寄語厚望：“世界是你們的，也是我們的，但歸根結(jié)底是你們的?！币虼?，一個(gè)民族，一個(gè)國家要想實(shí)現(xiàn)持久的繁榮和 穩(wěn)定，歸根結(jié)底還是在年輕人身上。正因如此，科學(xué)教育才是無比重要?？茖W(xué)教程 是科學(xué)教育過程中，除了科學(xué)老師之外，最為關(guān)鍵的因素。好的科學(xué)教材，可以 塑造更多的英才；差的科學(xué)教程，必定耽擱所有的年輕人！

本人正在為好的科學(xué)教材憂心忡忡的時(shí)候，突然，福音來了！國內(nèi)久負(fù)盛名，長期 關(guān)注兒童教育的小花生網(wǎng)給我寄來一套全球最大教育出版集團(tuán) Houghton Mifflin Harcout （霍頓.米夫林.哈考特）出版的美國最新版科學(xué)教材：SCIENCE DIMENSIONS。我馬上如饑似渴地學(xué)習(xí)起來。隨著學(xué)習(xí)的深入，這套科學(xué)教程 給 我的體驗(yàn)是：嬰兒見到了媽媽，熱戀的情人見到 他（她）。下面是我學(xué)習(xí)的初步 體會(huì)：

1. 引子（Introducation）

某個(gè)周末，我正在廚房給孩子油炸她喜歡吃的鯽魚，孩子恰好在旁邊觀看。我趁機(jī) 問孩子一個(gè)問題：“鍋里有什么？” 孩子回答：“油和魚”。我 繼續(xù) 重復(fù) 問，孩子仍然重復(fù)回答。我再追問一次，孩子沉默了。如圖1所示：

圖 1 煎雞蛋

見狀，我告訴孩子：“鍋里有能量”。我說出來了，正在上小學(xué)6年級的孩子，自然能夠初步理解。為什么孩子自己不能想到這個(gè)問題的呢？可是，人家美國的小學(xué) 4年級科學(xué)教材 SCIENCE DIMENSIONS 就 如此 生動(dòng)地介紹了能量（Enegy）。

如 圖 2 所示：

圖 2 煎雞蛋 與 能量

2. 輸入（Input）

因?yàn)椋夷壳皬氖掠?jì)算機(jī)教育工作，因此，我習(xí)慣性地以計(jì)算機(jī)從業(yè)人士特有的 思維視角看待某個(gè)問題：輸入（Input）、處理（Process） 和 輸出（Output）

SCIENCE DIMENSIONS 向孩子們輸入了什么？
 

（1）需要從多個(gè) 維度（dimensions）思考和學(xué)習(xí)科學(xué)

這套教材書名就非常特別。一般科學(xué)教材，書名就是 Science。可是這套教材，作者別出心裁地用 SCIENCE DIMENSIONS。學(xué)習(xí)了這套教材，自然就會(huì)明白 DIMENSIONS的含義：科學(xué)學(xué)習(xí)不是我們中國人常認(rèn)為那樣的 -- 只需要記憶 一堆科學(xué)公式，然后會(huì)熟練解題 就行；而是，要采用多個(gè) 維度（dimensions）去對待科學(xué)學(xué)習(xí) -- 科學(xué)本來就與我們的生活和工作密不可分，與我們?nèi)绾慰创澜纾ù笞匀缓腿祟惿鐣?huì)）密不可分；學(xué)習(xí)科學(xué)，首先，是學(xué)習(xí)科學(xué)理性精神（信念任何事情背后都存在原因）；其次，是學(xué)習(xí)科學(xué)思維（facts，logic and critical thinking）；最后，是學(xué)習(xí)科學(xué)方法（設(shè)計(jì)，構(gòu)造原型 、公平測試，持續(xù)改進(jìn)）。

（2）信念

SCIENCE DIMENSIONS 每本教材，iV頁 都是 “You are a scientist！"（你是 一名科學(xué)家?。?nbsp;V 頁 都是 HMH SCIENCE DIMENSION will SPARK your curiosity（HMH SCIENCE DIMENSION 將會(huì)激發(fā)你的好奇心） VI 頁 都是 Be a scientist（做個(gè)科學(xué)家）.  Work like real scientists work（像真正的科學(xué)家那樣工作）。Vii頁 都是 Be an engineer（做個(gè)工程師）.Solve problems like engineers do（像 真正的 工程師 那樣 解決 問題）。Viii 頁 都是 Explain your world（解釋你的世界）。ix 頁 都是 There's more than one way to the answer. What's YOURS。如圖 3 所示：

圖 3 信念的 重要性

3. 處理（Process）

怎樣幫助學(xué)生成為科學(xué)家或工程師？

（1）培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和仿生思維

引導(dǎo)學(xué)生觀察大自然動(dòng)植物的特征，激發(fā)學(xué)生的想象力。例如，在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)野外擴(kuò)音器的 時(shí)候，教材讓學(xué)生走進(jìn)大自然觀察 兔子、狐貍、鹿、狐猴 等動(dòng)物的耳朵，這些耳朵的形狀 特征，方位特征，潛移默化地教會(huì)學(xué)生具有仿生思維。如圖4所示：

圖 4 仿生 思維

（2）著重學(xué)生科學(xué)和技術(shù)概念的構(gòu)建

每個(gè)單元的開始，都有 一個(gè) Unit Vocabulary 表。這些 詞匯是本單元最為重要的概念。每個(gè)概念給予清晰的 定義。如圖5所示：

圖 5 科學(xué) 概念

在每個(gè)單元的內(nèi)容中，教材都是循循善誘引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這些概念思考科學(xué)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)工程解決方案。如圖6所示：

圖 6 科學(xué)概念在解決具體問題中的運(yùn)用

（3）著重學(xué)生科學(xué)思維和工程思維的構(gòu)建

通過動(dòng)手來融會(huì)貫通科學(xué)概念，思維、方法和規(guī)范。 通過易行的工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)概念，思維、方法和規(guī)范進(jìn)行融會(huì)貫通（synthesis）。如圖7所示：

圖 7 科學(xué)工程思維及方法

（5）著重學(xué)生多維思維的構(gòu)建

通過與伙伴協(xié)同完成一個(gè)項(xiàng)目，彼此交流各自的觀點(diǎn)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)對于同一個(gè)科學(xué)現(xiàn)象，往往存在不同的觀點(diǎn)。這樣做有很多好處：第一，培養(yǎng)樂意傾聽他人的觀點(diǎn)的心理習(xí)慣。哪怕他人的觀點(diǎn)與自己的觀點(diǎn)尖銳對立，也還是需要耐心傾聽他人講述。第二，豐富自己的認(rèn)知。物理學(xué)史，光的本性認(rèn)知?dú)v史，說明了傾聽不同的觀點(diǎn)的重要性。最初，科學(xué)家認(rèn)為光 是粒子，后來又認(rèn)為光是一種波，最終發(fā)現(xiàn)光既是粒子，又是波。

4. 輸出（Output）

通過對學(xué)生輸入信念，通過易行和有趣的工程實(shí)訓(xùn)，這套科學(xué)教材培養(yǎng)出來的學(xué)生，就已經(jīng) 初步具有科學(xué)家和工程師特質(zhì)。這個(gè)結(jié)果就是教材期待的。

5. 反思（critical thinking）

可是，這樣的一套好教材，國內(nèi)無論是教育決策者，老師和家長，真正認(rèn)識到教材的好，不多見。相反，固守陳舊的信念：“孩子還是自己的好” ~ “我腦袋里面已經(jīng)有的信念或者 觀念是對的”，“國內(nèi)的教材也不錯(cuò)” 等等。

拿文章前面煎雞蛋一例來說，我和孩子交流正歡的時(shí)候，站在旁邊的孩子?jì)寢屨f道：“難得 每個(gè)人都要像你那樣看問題？我沒有看出煎雞蛋有能量，就不行？” 孩子馬上順著她媽媽的 口吻說：“難得每個(gè) 人都要像你那樣看問題？......”

習(xí)慣勢力是非常強(qiáng)大的。要想深入領(lǐng)會(huì)教材的含義不容易，要想將教材的內(nèi)容落到實(shí)處，更加不容易。

本人再次以一名父親和一名教育工作者的角色，對中國教育決策者，老師和家長們，大聲疾呼：

孩子需要好的科學(xué)教材！