HMH Science Dimensions讀書心得，以及中美科學(xué)教材的粗淺比較

小花生的編輯們真是太愛我了，上次給讓我體驗了一套Thinkfun的編程桌游，這次又拿了兩本美國HMH的Science Dimensions來給我嘗鮮，感覺我家Vita哥哥的書架要被他們承包了。當(dāng)然了，體驗作業(yè)還是要交滴……

HMH（Houghton Mifflin Harcourt）是美國一家專門出教科書的公司，這套Science Dimentions是HMH最新出版的一套覆蓋幼兒園（GK）到高中（G12）各年齡學(xué)生的科學(xué)教科書，具體的列表和目錄可以看HMH官網(wǎng)。我家Vita哥哥還在上大班，于是編輯給了我兩本GK和G1的。

小花生上的很多朋友都很重視英語啟蒙，不過我大概是個例外，Vita小時候從來沒看過英文繪本，也沒上過外面的課，我也沒教過，自然拼讀是快6歲了才跟著廉價網(wǎng)課自己隨便學(xué)了點。因此對于這么個英語基本上零基礎(chǔ)的娃，讓我?guī)催@套書，一開始我的內(nèi)心是拒絕的，不過試著跟他一起讀了半本之后，感覺他接受度還不錯，而且興趣很大，天天晚上拉著我給他講，算是超出我的預(yù)期啦。

這套書有些什么內(nèi)容？

看書先看目錄，拿GK的那本為例，一共有6個單元，分別是工程與技術(shù)、力與運動、植物與動物、太陽與地球、天氣、地球資源；G1也有6個單元，分別是工程與技術(shù)、聲音、光、植物與動物的結(jié)構(gòu)、生物及其后代、天空中的物體及其變化規(guī)律。這些內(nèi)容的安排是有統(tǒng)一框架的，SD把每冊書的內(nèi)容都分成了四個板塊：工程與技術(shù)、物理科學(xué)、生命科學(xué)、地球和宇宙科學(xué)，對不同的年級安排不同難度的話題。

作為一本新出的教材，SD有很多數(shù)字資源，包括在線視頻之類的，所以課本上的內(nèi)容只是一部分?？上г谶@個階段我沒辦法看到那些數(shù)字資源是什么樣的，期待小花生引進(jìn)這套教材之后能有機會看一看啦。

為了跟我國的教材做個對比，我還特地找人借了上海小學(xué)一年級的《自然》課本（我曾經(jīng)以為小學(xué)自然課已經(jīng)改成科學(xué)課了，不過似乎還沒有？）。大體上看，SD有的內(nèi)容我們的課本也都有，甚至我們的課本涵蓋的知識面可能還更多一些，不過從具體內(nèi)容的組織、質(zhì)量和深度上看，差距就很大了，我后面會舉一些具體的例子。

科學(xué)家和工程師到底做什么？

這個問題看起來簡單，但你隨便問一個孩子，恐怕很難準(zhǔn)確地回答出來。我們的科學(xué)教育好像一直忽略了這個問題，孩子只知道科學(xué)家和工程師是很厲害的人，但他們到底做什么，又有什么區(qū)別，如此基本的問題卻很少有人給孩子一個解釋。

SD每一本書的開頭幾頁都提綱挈領(lǐng)地告訴孩子，什么是科學(xué)家，什么是工程師，你想做科學(xué)家和工程師需要學(xué)什么，我認(rèn)為這正是我想看到的開篇語。來看看SD怎么解釋科學(xué)家和工程師：科學(xué)家和工程師都需要解決問題，但科學(xué)家的目標(biāo)是“explain why”，而工程師的目標(biāo)是做出實際的東西。

Engineering——永遠(yuǎn)的第一課

無論哪個年級，SD都把工程與技術(shù)放在了第一課，即便是GK也不例外，這是SD與我國教材的最大區(qū)別之一，我國教材完全不涉及這個話題。

SD的Engineering講什么呢？翻開GK的第一課，我就感動得要哭了，第一課講的是如何定義問題，然后又講解決問題的設(shè)計流程（design process）。這是給幼兒園小朋友講的東西哦？我記得我在做咨詢顧問的時候，給新人培訓(xùn)，一個重要的內(nèi)容就是如何定義問題和解決問題，特別是如何定義問題，這一點經(jīng)常被忽視。我們當(dāng)時總要說，顧問需要幫助客戶準(zhǔn)確地定義什么是問題，不能連問題是什么都沒定義清楚就想方案，而且要思考what、how和why。然而SD把這件事放到幼兒園來講了，而且是第一課哦。

至于后面的design process也非常猛，講的是解決問題的基本思路，基本上就是定義問題→設(shè)計模型→測試→完善→分享和交流。我在教Vita編程的時候其實跟他講過這個思路，所以他還算比較熟悉，而我們學(xué)校里通常的教育可能往往更重視最后的那個答案，忽略了教會孩子解決問題的思路和方法。

科學(xué)思維和方法——Claim & Evidence，以及對照實驗

SD里面有一些練習(xí)題，最后總是會有兩個框，第一個叫Make a claim，第二個叫What's your evidence，看到這個我又差點感動壞了。我們經(jīng)常說批判性思維很重要，而claim和evidence就是其中關(guān)鍵的一部分，當(dāng)你說一個觀點的時候，必須要有證據(jù)，同樣地，當(dāng)你聽到別人說一個觀點的時候，也必須要問他要證據(jù)。這個思維模式在我國特別稀缺，所以曾經(jīng)才會有那么多人懷孕的時候花幾百幾千塊去買所謂的防輻射服。能從小培養(yǎng)這個思維習(xí)慣，孩子長大之后對于各種觀點必然會形成一個客觀的判斷能力，不會人云亦云。

SD里面的一些小實驗設(shè)計也很有趣，最關(guān)鍵的是它向孩子展示了如何科學(xué)地做實驗。比如有一個實驗是觀察陽光對植物生長的影響，實驗方法就是把兩盆植物各自貼上標(biāo)簽，一盆放在陽光下，一盆放在陰暗處，但它強調(diào)除了陽光這個因素之外，其他的因素必須是一樣的，比如你要為這兩盆植物以同樣的頻率澆同樣多的水，這就是一個非常典型的對照實驗（control experiment）。對照實驗的關(guān)鍵在于，實驗組和對照組之間只讓測試變量發(fā)生變化，而其他變量則要盡量保持一致，以驗證那個測試變量對結(jié)果的影響。別看只是幼兒園的實驗，這個方法和真正的科學(xué)實驗沒什么兩樣，如果不掌握科學(xué)的實驗方法，用不科學(xué)的方法做實驗，那得出的結(jié)論也多半是站不住腳的。

力與運動——驅(qū)動世界的基本原理

SD的GK第二單元就講了力與運動，我一開始覺得很驚訝，因為這個話題我們一般到初中物理才會學(xué)，為啥SD要把它放在幼兒園講？然后我轉(zhuǎn)念一想，連《寶寶的量子物理》這種東西都有，給幼兒園小朋友講力與運動也沒什么大不了的對吧。仔細(xì)看看SD的套路，先講運動、速度和方向，然后講力。

我覺得非常棒的一點是它對力的解釋：“force: a push or a pull that can make an object at rest move or an object in motion stop”，這個解釋非常準(zhǔn)確，力可以讓靜止的物體動起來，也可以讓運動的物體停下來。這讓我想起前兩年我國曾經(jīng)發(fā)了一個全民科學(xué)素養(yǎng)的大綱，里面有一條叫“力是物體運動的原因”，當(dāng)時很多人都在吐槽，這句話簡直是嚴(yán)重的誤導(dǎo)，因為“力是改變物體運動的原因”，因為我們都知道，即便沒有外力，物體也能保持勻速直線運動。

我認(rèn)為讓孩子從小接觸基本原理是非常好的一件事，我們的科學(xué)教育還比較流于表面的知識，似乎不太敢觸及像力與運動這樣的基本原理。其實基本原理并不難，比如SD也就是講了運動有各種速度，有各種方向，然后力可以改變速度，也可以改變方向，結(jié)束了，不可能有什么高深的東西，但這就是基本原理?！秾殞毜牧孔恿W(xué)》其實也差不多，說到這本書，總有好多人說它賣的是噱頭，但其實它講的無非是：物體是由原子構(gòu)成的，原子里面的電子能量有大有小，但能量不是連續(xù)的，是一份一份的，每一份就叫量子，結(jié)束了，量子力學(xué)的基本世界觀其實就這么簡單。從小接觸基本原理，有助于讓孩子認(rèn)識世界的本質(zhì)，培養(yǎng)從基本原理看問題的習(xí)慣，這一點我是非常支持的。

植物與動物——從體系入手

GK的第三單元講植物與動物，總算找到了一個和我們小學(xué)自然課本對得上號的內(nèi)容了，不過仔細(xì)一看就發(fā)現(xiàn)，講的角度和深度完全不一樣。

先看我們的自然課本講點什么呢？基本上就是植物有哪些部分，有哪些常見的植物，然后哪些是能吃的，動物的套路也差不多。

那么SD是怎么講的呢？SD一上來把東西先分為有生命的（living things）和沒生命的（nonliving things），然后再說有生命的東西需要空氣、食物、水和生活空間，最后說植物和動物都屬于有生命的，嘩，你看，一個體系（system）就出來了吧！

接下來講植物，重點還是植物需要什么來生長？剛才講完了，有生命的都需要空氣、食物、水和生活空間，植物也一樣，但是植物的“食物”是用陽光和空氣來產(chǎn)生的，然后植物的生活空間是土壤，所以植物需要哪些東西呢？陽光、空氣、水和土壤。動物的套路也差不多，重點也是講動物生存的條件，還講了動物靠什么喝水，靠什么呼吸空氣，以及吃什么食物。食物這一塊講得很簡單，但還是特別善于總結(jié)基本規(guī)律，它是這樣講的：“有些動物吃植物，有些動物吃其他動物，有些兩種都吃?！焙啙?，樸素，準(zhǔn)確！

為什么我說SD的這個講法好呢？因為它是從一個體系的角度來入手的。動物、植物和我們?nèi)祟愐约爸車沫h(huán)境是一個相互關(guān)聯(lián)的體系，SD在這一單元里很自然地引出了動植物生存的環(huán)境，它們?nèi)绾芜m應(yīng)和改變環(huán)境，我們又應(yīng)該如何保護(hù)環(huán)境，你看，這一切都是相互聯(lián)系，順理成章的。SD的G1課本又進(jìn)一步探討了各種動物身上的不同性狀如何幫助他們更好地滿足生存需要，這就自然而然地聯(lián)系到了環(huán)境對生物演化的影響。相對而言，我們的教材基本上就是停留在“知道了”、“認(rèn)識了”的階段，沒能從一個更大的系統(tǒng)的視角來組織這些知識。

聲音和光——挖掘基本原理

SD的G1課本有兩個單元介紹聲音和光，還是一樣的畫風(fēng)，SD總是試圖先講基本規(guī)律。比如說光，一上來就說光是一種“能量”，然后介紹光是如何傳播的，光可以被什么遮擋，可以被什么反射和折射，然后介紹了光的一些應(yīng)用，比如燈塔、照相機等等。而對于聲音，則是一上來就告訴你聲音是由“振動”（vibration）產(chǎn)生的，然后又介紹了聲音的各種屬性，比如音高和音量，最后介紹聲音的一些應(yīng)用。無論是聲音還是光，SD都是從基本的“what”入手，然后介紹相關(guān)的基本原理和屬性，對于其他知識的介紹也基本上是類似的思路。

相比而言，我們的《自然》課本對聲音和光的講解就粗淺多了：聲音主要就是認(rèn)識各種不同的聲音，但沒涉及到聲音的基本屬性；光還稍微好一點，講了影子以及用鏡子可以反射光，但主要還是觀察現(xiàn)象，缺乏對原理的講解。

天氣——生存技能與動手能力

SD的另一個特點是貼近生活，當(dāng)然了，我們的《自然》課本也很貼近生活，不過SD教了一些重要的生存技能，比如如何在災(zāi)害天氣時避難。美國的災(zāi)害天氣很多，比如暴雪、龍卷風(fēng)之類的，我曾經(jīng)去過密蘇里州的圣路易斯，那里就屬于龍卷風(fēng)多發(fā)地區(qū)，所以他們對如何應(yīng)對災(zāi)害天氣很重視，也自然會寫到課本里，具體的包括哪些天氣需要立刻回到室內(nèi)，哪些天氣需要到地下室避難，應(yīng)急包里面需要準(zhǔn)備哪些物品等等，都是非常實用的生存技能。除了應(yīng)對災(zāi)害天氣之外，SD還非常鼓勵讓孩子實際動手，比如教孩子如何測量氣溫、降水量和風(fēng)速，這些都只需要簡單的工具就可以完成。

總結(jié)1：SD比我們的《自然》教材好在哪里？

總結(jié)一下吧，SD比我們的《自然》課本好在哪里呢？我覺得主要有下面這幾點：

• 我們的課本所介紹的知識雖然種類豐富，但都太淺顯、太零散，沒有深入到基本原理的層面，也沒有形成一個完整的體系；SD則對于每一個知識點都能深入挖掘（當(dāng)然，在這個年齡的孩子能理解的前提下），而且還著重介紹了驅(qū)動世界運轉(zhuǎn)的一些基本原理，最關(guān)鍵的是能夠描繪出一個體系的全貌，幫助孩子更好的認(rèn)識世界。
• 我們的課本只介紹知識（fact），但沒有講什么是科學(xué)，也沒有講什么是科學(xué)思維和科學(xué)方法。我見過很多小朋友以為自己懂很多知識就能當(dāng)科學(xué)家，這是個天大的誤會，科學(xué)家不是只懂得很多知識，更重要的是懂得運用科學(xué)思維和方法發(fā)現(xiàn)新的知識，而SD就通過很多例子和習(xí)題讓孩子潛移默化地接受科學(xué)的思維和方法，從小養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣。
• 我們的課本缺少“解決問題”方面的動手內(nèi)容，所以我們的孩子從小比較缺乏解決問題能力的培養(yǎng)，不知道如何用自己的知識來處理實際的問題；SD則將engineering放在每個年級的第一課來講，從幼兒園就開始告訴孩子工程師的工作是解決問題，以及我們應(yīng)該如何解決問題，我認(rèn)為這是非?？少F的。

總結(jié)2：SD這套書要怎么用？

既然小花生要引進(jìn)這套書，那大家自然很關(guān)心這套書要怎么用。我?guī)ita讀了幾個單元，說說自己的一些看法吧：

• 丑話說在前面。SD是一套科學(xué)課的教科書，教科書的目的是給學(xué)校教學(xué)使用的，應(yīng)該是由專業(yè)的科學(xué)課教師來授課。作為家長，我們不是專業(yè)的科學(xué)課教師，想把這套書用好是比較困難的。
• 作為一套教科書，除了書本之外還有配套的數(shù)字內(nèi)容，我猜應(yīng)該會有給老師用的配套的“教師用書”，也就是說，教科書本身的內(nèi)容并不完整。如果家長本身有一定的科學(xué)能力，那么這套書的作用是把家長已經(jīng)具備的東西梳理成體系，幫助家長把自己的東西講給孩子聽，帶著孩子動手做。如果家長本身不太具備科學(xué)能力，那就抱著和孩子共同學(xué)習(xí)的心態(tài)，給孩子講的同時多給自己洗洗腦，應(yīng)該也是有一些幫助的。
• 作為一套英文教科書，幫助我們中國孩子學(xué)習(xí)英文當(dāng)然也是用法之一。這套書上出現(xiàn)的單詞，可能在其他繪本中很少出現(xiàn)，拿來拓展孩子的詞匯量應(yīng)該也不錯。

好啦，就到這里。