麻省理工博士媽媽：如何給孩子科學啟蒙？

由Mark Zuckerberg親測的《寶寶的量子物理學》最近正風靡媽媽圈。為了讓寶寶不輸在國際起跑線上，這套書儼然要成為父母們的必備繪本了。據(jù)說書作者的兒子最先會說的10個詞里就有“電子”，最先會說的句子里就有“電子有能量”。如此高大上的效果媽媽們當然都想要，也許下一個偉大的物理學家就是這么被熏陶出來了呢！可是不少已經(jīng)剁了手的父母們反應這套書實在是“看起來很美”，讀起來心累。那么到底要不要跟風入這套書？該如何給寶寶讀科普書？更深刻的問題是，寶寶的科學啟蒙到底應該怎么做呢？我作為一個在科學系統(tǒng)里受過十年正統(tǒng)訓練的“假科學家”，根據(jù)和家里老大互（dou）動（zheng）的經(jīng)驗，和大家聊聊科學啟蒙。

科學啟蒙很重要，你必須擁有

這一點其實大多數(shù)的父母都朦朧地意識到了。從國外小學里與語文數(shù)學同等重要的科學課，到國內(nèi)幼教市場上層出不窮的樂高班、機器人班、科學實驗班，“學好數(shù)理化走遍天下都不怕”的口號孩子們上學前就得深深領會一番了。除去市場的炒作和家長的攀比心理，科學啟蒙對這一代孩子真的這么重要嗎？

我們小的時候根本沒有科學啟蒙。小學自然課都是混過去的。初中開始要考試，數(shù)理化生猛學一通，大學選完專業(yè)剩下的都忘到九霄云外了。我們現(xiàn)在都還過得不錯，但我們的孩子們面對的將是全然不同的世界。從比較功利的角度，隨著國家的發(fā)展和經(jīng)濟結構的轉(zhuǎn)變，我們這種流水線教育生產(chǎn)出的標準化產(chǎn)品肯定要被淘汰了。西方的教育模式，尤其是對早期科學教育的強調(diào)，正是西方能夠在科技創(chuàng)新領域領先于我們的重要原因，也必然成為教育的發(fā)展方向。更進一步，互聯(lián)網(wǎng)時代帶來的海量信息將徹底改變孩子們的生活方式。世界扁平化了，該如何甄別信息，如何做出選擇，如何創(chuàng)造價值，這一切都需要科學思維方式的指導。所以不管是從獲得社會競爭力還是更從容地生活的角度，科學啟蒙都是這一代孩子不可缺少的教育元素。

一定要這么小就開始啟蒙嗎？Zuckerberg的滿月讀書照確實有點賺眼球之嫌，但當孩子開始探索世界，我們就可以給他滲透科學啦?，F(xiàn)代的科學體系，其實是個很違背常人習慣的認知方式（下文會解釋），是一直到了牛頓的時代才真正被人類社會所掌握，其結果就是顛覆了整個世界。這樣的方法如果不通過引導和教育，孩子自己是很難發(fā)現(xiàn)的。這一套體系越早能影響到孩子的思維和認知，越有利于他們客觀地認識世界，吸收現(xiàn)有的知識，再創(chuàng)造出新的知識和想法。還有一點無奈的現(xiàn)實就是，孩子們確實要更早地掌握比我們當年更多的知識才能在競爭中領先，科學啟蒙可以幫助孩子們比較輕松地達到這個效果，同時又不會只是知識的容器而已。所以，媽媽們又有一門技能要學習啦！

科學啟蒙到底在啟蒙什么？

看到這里，相信有很多媽媽，特別是理工科沒學太好的，一定是一副“臣妾我做不到啊”的表情。是啊，拿著一本《寶寶的量子糾纏》，有幾個成人能看懂??？！這還怎么給寶寶啟蒙呢？別急，這事兒沒有那么難，我們先搞清楚，科學啟蒙到底要啟蒙啥呢？

作為一名理科學霸，我一直沒有意識到我的科學素養(yǎng)有多么欠缺，或者說我其實沒有真的學到科學，直到我到美國開始讀博士。雖然所有的考試都難不倒我，但真正開始做科學研究了，才發(fā)現(xiàn)之前學的都然并卵了。死記硬背的東西首先不成體系，其次忘得很快，也不知道怎么用。蒙我的博士導師不棄，一直帶著我重新學起，我也終于體會到了科學體系最核心的三個內(nèi)容：事實依據(jù)、邏輯、批判性思維。這三點也被明確地寫在《美國小學科學教育標準》中。對孩子的科學啟蒙，最終的目標，絕不是會說電子有能量或者可以和別人談波粒二相性，而是讓他們掌握這些最核心的科學思維方法。一切的科學啟蒙都應該從這三點出發(fā)來設計。具體的科學知識，對啟蒙來說，反而沒有那么重要。下面展開說說。

一、事實依據(jù)

事實依據(jù)，就是說一切科學的結論，都要有事實作為支撐。不能用事實驗證的statement不能成為科學領域內(nèi)的結論，也就是大家常說的科學是可證偽的。這其實就涉及到前面提到的，科學的思維方式有些違背人類的習慣。人類社會的協(xié)作是建立在相信別人的話的基礎上的，很少有人會什么事情都要自己親自做個實驗試一試或者親眼觀察到才相信。但科學家們正是憑著這個有點神經(jīng)質(zhì)的思維方法，事無巨細的去驗證，而且一個人驗證了不算，要大家都能驗證出來才行，這樣才一點點積累出了整個現(xiàn)代科學知識體系并發(fā)展出所有我們今天享受到的技術。

其實孩子們天生有這樣的傾向。你說不要動那個東西，我偏要碰碰試試。從科學啟蒙的角度來看，只要保證安全，請不要去制止。如果你的建議正確，事實就會說服他。我們給孩子科學啟蒙的重要一點就是讓他意識到事實的力量和必要性。老大經(jīng)常問我，姥姥說XXXX，我就會反問他，你試過了嗎？他自己試一次，不管對錯，這個探究的過程就給他種下了要用事實說話的種子，得到的結論也特別印象深刻。

二、邏輯

邏輯，簡單點說就是因果規(guī)律，是連接事實依據(jù)和科學結論之間的理性橋梁。目前國內(nèi)的教育對邏輯的訓練特別欠缺，大多數(shù)人上完大學也沒有接觸過邏輯課，這是非常遺憾的。邏輯不僅是構建科學體系的基石，更是解決大家生活中很多煩惱的利器。不講邏輯其實是大多數(shù)吵架的起因，還有很多假新聞啦，煽動性言論啦，如果有邏輯地分析一下，很容易就能識破。當我們的孩子們長大成人，海量的信息更需要他們能用清晰的邏輯思維來甄別。（大家有時間可以找些邏輯學的書籍看看，甚至推薦張五常先生的《經(jīng)濟解釋》第一章，雖然是經(jīng)濟學經(jīng)典，但把邏輯講的非常明白。先生以此作為全書的首章，也可見邏輯在各個學科領域都至關重要。）

也許父母們會擔心，這么小的孩子，能理解邏輯么？我的體會是，只要有意識的引導他思考邏輯性的問題，漸漸他就會形成這種思維方式。A是導致B發(fā)生的原因嗎？是唯一原因嗎？還可能導致其他的結果嗎？從老大開始會對話交流，我就經(jīng)常有意的問他類似的問題。并且我不告訴孩子答案，即使他說錯了，我也不糾正，有條件的話就讓他自己去驗證自己的想法，又回到第一點事實依據(jù)那里去了?，F(xiàn)在他發(fā)現(xiàn)一個新的事物，自己就會自言自語地分析，提出的問題還常常讓我感到驚訝。所以家長只需要提出正確的問題，孩子思考了，啟蒙的目的就達到了。

三、批判性思維

批判性思維，就是永遠抱著懷疑的、要去找事實依據(jù)和可能的漏洞的態(tài)度，對待一切結論，不管是出自權威，還是出自至親。這對我們中國的父母來說可能是最具挑戰(zhàn)性的一點了?！奥犜挼暮⒆印本拖袷莻€魔咒，一直縈繞著中國式教育。我依舊記得小時候因為和父母頂嘴而挨打無數(shù)次；每次有外人夸我多優(yōu)秀，我媽就一句，“哎呀她可不聽話了！”一臉鄙夷，似乎這一項罪狀就抹殺了其他所有優(yōu)點，給我留下了巨大的心理陰影。但在科學的世界里，不盲目聽話，是最基本的態(tài)度。事實面前，無所謂權威，人人平等。質(zhì)疑不會招致不滿，不質(zhì)疑反而奇怪。科學的進步正是建立在對前人、對權威知識的不斷質(zhì)疑和修正上的。更何況如今在科學之外，也是“世界如此喧囂，真相何其稀少”。

相信大家都已經(jīng)感受到，在現(xiàn)在以及未來，保持獨立自由的思想、不輕易被周遭的觀點裹挾是多么重要。所以我們應該從小就有意保護甚至鼓勵孩子表達不同意見的能力，對事物持理性的批判態(tài)度。在教育中，孩子是非常弱勢的，并且天生就愿意順從和相信，所以家長千萬要慎用自己的權威說服孩子。我問老大“是不是”的問題，他大多數(shù)時候都不假思索、條件反射似的說“是”。于是有時我會故意說錯，讓他意識到我也有不對的時候，并且明確地告訴他，聽話或乖不一定就好。當然，為此我在持續(xù)地和老人斗爭中，將來還可能會面臨與學校老師的沖突，并且要把握好自由意志與遵循社會規(guī)則之間的平衡。這絕不是一件容易的事兒，我自己也還在摸索恰當?shù)亩仍谀睦?，但批判性思維的態(tài)度一定要讓孩子掌握。

從觀察到的事實，到用邏輯推出結論，到批判性看待結論，再到尋找新的事實的循環(huán)，構成了科學思維體系。雖然這個體系需要長期的培養(yǎng)才能在孩子的大腦中形成，但家長只要理解了這個過程，并在生活中盡可能多的從這三點出發(fā)來啟發(fā)孩子，就是很好的科學啟蒙了。這個階段其實并不需要家長也不應該要求孩子掌握太多具體的科學知識。當科學思維逐漸形成，就如同釣魚的方法已經(jīng)掌握，這時再給孩子介紹哪里有什么樣的魚，魚都有什么特點，孩子自然學得有動力，之后也可以持續(xù)釣到自己喜歡的魚了。

如何給孩子科學啟蒙?

說了這么多理論，那具體該怎么做呢？下面從操作層面給大家一些經(jīng)驗和建議。

一、關于看書

寫這篇文章的緣起，就是發(fā)現(xiàn)媽媽們對科學啟蒙書該怎么選，怎么讀，這些書在科學啟蒙中應該起什么樣的作用有疑惑。我覺得適合自己孩子的科學啟蒙書應該是能引起孩子的興趣，或者補充孩子目前還未認知到的事實的書。引起興趣，比如我家老大喜歡火車，那像《地鐵開工了》和《火車出發(fā)了》這種書，雖然內(nèi)容對3歲的孩子來說有點深，他還是很有興趣讀，并進一步加深他在這個興趣上的發(fā)展，良性循環(huán)。補充認知，比如孩子沒有機會看到地面下有什么，那像《地底下的動物》就補充了這個空缺，這樣的書孩子可能愛看可能不愛看，都沒有關系，只是起一個擴大認知范圍的作用，幫孩子尋找可能的興趣點。對于學齡前的小朋友，科普書要選字別太多，主題明確，圖畫生動準確的，像《一粒種子的旅行》，《這樣的尾巴可以做什么》，《身體有個小秘密》系列，《第一次發(fā)現(xiàn)叢書》，都是很好的科普書。但像《樂樂趣科普翻翻書系列》，我家讀下來效果不好，內(nèi)容太多，孩子的注意力都被吸引到翻東西這個動作上去了，并沒有認真看書。

和孩子讀科普書的時候，一是要著重讓孩子發(fā)現(xiàn)他之前沒觀察到過的事實，比如地鐵車廂上原來都有受電弓，小鳥的家也可能在地底下；二是要盡可能和生活中的真實觀察產(chǎn)生聯(lián)系，下次坐地鐵就提醒他去看，去公園就找找有沒有地下的洞，這就是影響孩子用事實說話，書上寫了，我也去找找證據(jù)；三是千萬不要以掌握知識為目的，希望孩子把書上的內(nèi)容都理解都記住，啟蒙時期的科普書只是一個契機，引發(fā)孩子的探究欲望，在探究過程中培養(yǎng)科學思維才是重點。

從以上角度來看，《寶寶的量子物理學》這套書，是補充孩子認知這一類。大多數(shù)人一生中也未必能直觀的接觸到量子物理學，何況是孩子。讓他們意識到量子世界的存在和一些規(guī)律當然是非常好的，但在給孩子讀的時候，家長可能要費些心思看如何能與直觀的事實產(chǎn)生聯(lián)系，這樣才能幫助孩子更好的理解并產(chǎn)生興趣。比如電子的軌道可以用太陽系行星的軌道來類比（雖然也不準確），但這又要求孩子首先已經(jīng)有對太陽系的認知才行。講光學的那一本可以聯(lián)系彩虹，但孩子也要見過彩虹才比較好。所以我覺得這套書更適合年齡大一些的、有比較多生活經(jīng)驗的孩子來讀。真的是baby的話，那就以擴大科學詞匯量為目的，起到一個科學“磨耳朵”的作用，家長只需給孩子讀讀就好，不必有太大壓力。

二、“做個實驗吧？”

培養(yǎng)科學思維，做實驗是最有效的最直接的方式。實驗這個嚇人的科學術語，其實并不是什么很高大上的活動。說白了就是不知道問題的答案，做做試試嘍。比如我家老大做的一個實驗，就起源于1歲7個月在廚房里搗亂，非要夠臺子上的調(diào)料。我給了他幾個紙杯裝了水，讓他蹲在廚房里往杯子里加糖啊，鹽啊，醋和醬油啥的，自己放完自己嘗。孩子對調(diào)料好奇想知道是什么東西，與其直接告訴他，不如讓他體驗一下事實是什么樣的，同時他也發(fā)現(xiàn)，加調(diào)料導致了水變味道變顏色，這其中有因果邏輯關系。中間爸爸說放糖肯定是甜的，但他第一次放得太少，沒有味道，他就很自然的說爸爸不對啊，又潛意識里培養(yǎng)了批判性思維。

冷水加熱水會是什么水？輕的東西放水里一定飄起來嗎？這樣很簡單的實驗，都來自于孩子每天的生活體驗，家長可以多創(chuàng)造機會讓孩子做。還有一些國外的網(wǎng)站像之前介紹過的Pinterest，上面有很多很簡單的科學小實驗可以和孩子一起玩。但做的時候切記讓孩子主導整個過程，家長從科學思維的那三個角度去提些問題適當引導即可，不要刻意的引誘孩子得出什么樣的結論。我見過有的家長急于讓孩子在實驗里學到點知識，不停的提醒、暗示甚至代孩子操作。這樣的“陷阱”式實驗里小朋友并沒有真正體會到科學思維的妙處，很快會失去興趣。真正的開放性實驗會有各種各樣想象不到的走向，小朋友會出乎意料地喜歡。在我家老大眼里實驗是最好玩的游戲，每次說要做實驗，都歡呼雀躍的。

三、問正確的問題

這幾乎是科學啟蒙方法中最核心的一點。因為是要培養(yǎng)思維方式，那么就要引發(fā)孩子思考。我和老大的對話大多數(shù)時間都在問問題，即使是他問我的問題，我一般也都會說“這是一個好問題”，然后反問回去，把問題拆分，幫助他自己思考，而不是急于告訴他答案。關于事實，可以問看到了什么，是什么樣子；關于邏輯，可以問為什么，會怎么樣；關于批判性，可以問一定是這樣嗎，你試過了嗎？家長時刻記得這些角度，常從這三點出發(fā)問問題，孩子就在被科學啟蒙著。

舉個栗子。有次娃爹網(wǎng)購海鮮，箱子里帶了一小袋干冰。娃以為就是冰，于是我去冰箱里拿了塊冰和干冰放一起，問“有什么不一樣？”他很快發(fā)現(xiàn)“這個冒煙。”根據(jù)以往的生活經(jīng)驗，我知道他覺得熱的東西會冒煙，繼續(xù)從批判性的角度問“那冒煙的都是熱的么？”他去摸摸煙，很興奮地搖頭“這個煙怎么不熱啊，太奇怪了?！薄澳悄菈K冰熱么？”，他碰碰說很涼。再問邏輯，“那桌上的菜是因為冒煙所以熱么？”他想了一會兒，搖頭了，說明他意識到這個因果關系好像有問題了，但可能還不太清楚。但我也不會繼續(xù)解釋，他的認知能力還沒有達到能理解的時候，灌輸反而會分散注意力破壞興趣。我于是又換了一個事實來問，“還有什么不一樣嗎？”“這個長白毛了！”“白毛拿得起來不？”他把干冰上凝的霜捏下來就化了，“有點像雪一樣哎！”“那是怎么回事啊，怎么這塊真的冰不長毛啊?”他這時候就又答不出來了，我也就不再追問，給他留個印象就好。因為我們之前做過把冰扔水里的實驗，那我又問他冰放水里會怎么樣，答說會化了。我接著把干冰扔到水里了，他看見干冰在水里亂跑冒泡冒煙，興奮得不行?！澳沁@兩種是一樣的冰嗎？”“不是，這是一種神奇的冰，有魔力的！”于是抱著小罐子給妹妹們看去了。這就基本結束了一次科學啟蒙活動，最后我也沒說這叫干冰或者是二氧化碳什么的。孩子在這個過程中積累了親身經(jīng)驗和思考過程就足夠了。但如果沒有我問的那些問題，他自己很難會去想煙和冷熱之間的關系，也可能不會注意到干冰上會結霜，想不到要把干冰扔到水里。我的這些問題，都是從事實、邏輯、批判這三個角度想出來的。長期這樣的交流下來，慢慢就會發(fā)現(xiàn)孩子自己也能提出類似的問題了，說明他也開始這樣思考，啟蒙的目的就達到啦。最近老大經(jīng)常冒出一句：媽媽，我想到一個好問題！兩眼冒光，我知道他開始能享受思考的樂趣了。

四、靜待花開

最后想提醒家長們的一點，三分教育，七分等待?？茖W啟蒙也是一樣。面對一時的無回應，想不出或者記不住，千萬要心態(tài)平和，不要急于求成或沮喪。我在和老大互動的過程中，發(fā)現(xiàn)孩子接受信息和處理信息的方式很有意思。我特別激動地跟他說，看，這里開了一種新的花哎！他當時特別無感，應付著看一眼就跑了，過了一個星期，忽然又來了興致，拉著我蹲在那里觀察。或者我半年前和他看過的書里的內(nèi)容，他會突然和當下的經(jīng)驗聯(lián)系起來，雖然當時對那本書并沒什么興趣。生活經(jīng)驗和思維過程會儲存在孩子大腦中的某處，等敏感期到了就會爆發(fā)出來。所以家長只要在生活中持續(xù)不斷輸入科學思維的種子，剩下的耐心等待即可。不要因為沒有積極的回應而放棄啟發(fā)，不必為看了量子力學卻說不出“電子有能量”而糾結，也不必強求孩子思考他當時不感興趣或者回答不出的問題。隨著孩子自己的節(jié)奏進行啟蒙，就會達到最好的效果。

結語

我在前面說自己是個“假科學家”，是因為雖然受了正統(tǒng)的訓練，但我對科學研究并沒有太多的興趣，甚至對讓孩子成為科學家有抵觸情緒。即使如此，我對給孩子進行科學啟蒙卻有莫大的熱情。因為我在美國求學和生活經(jīng)歷讓我深切地感受到了科學思維對一個人的成長發(fā)展有多么重大的意義。不管是從事什么樣的工作，不管在什么樣的環(huán)境里生活，科學思維都能幫助你避免不必要的困擾，理性地分析和決策，并保持開放的思想維度。這些對于孩子們來說，都是極為寶貴的品質(zhì)。希望這篇文章能幫助家長們更好地給孩子們進行科學啟蒙，歡迎大家一起探討過程中的問題和收獲！