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*本文轉(zhuǎn)自公眾號：Weplan童行計(jì)劃（ID：tongxingplan）

中國的父母，大概都已經(jīng)不再懷疑，“科學(xué)”是孩子教育的重要內(nèi)容。可是，“科學(xué)教育”究竟是什么？是早早地給孩子引入科學(xué)概念？在家教孩子做小實(shí)驗(yàn)？還是帶孩子去科技館？

今天，浙大教授、加州理工博士、科普作家、最會講故事的科學(xué)家奶爸王立銘老師來為大家講一講，科學(xué)教育的內(nèi)涵到底是什么。

當(dāng)我們提到“科學(xué)教育”的時(shí)候，我們實(shí)際上在說什么？我覺得，這里面至少有四個(gè)遞進(jìn)的內(nèi)涵：“技能”、“知識”、“方法論”和“價(jià)值觀”。

1.技能：科學(xué)教育中最直觀，也最沒有必要專門學(xué)習(xí)的層面

四個(gè)內(nèi)涵中，“技能”是最直截了當(dāng)?shù)?。比如說學(xué)會手機(jī)支付、搞清楚買回家的電器怎么用、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(xué)技能”。而且這幾個(gè)例子，可能還正是生活在今天的中國城市里必須會的“科學(xué)技能”。

但是，在我看來，“技能”反而是最沒必要專門去學(xué)的。或者說，在我們談及孩子的科學(xué)教育的時(shí)候，不需要重視具體的技能。

打個(gè)比方，我已經(jīng)聽到不止一個(gè)家長說起過，還是需要給孩子從小買個(gè)iPad來玩玩游戲?qū)W學(xué)怎么操作，因?yàn)閺拈L遠(yuǎn)來看，平板觸摸設(shè)備將越來越多地出現(xiàn)在我們的生活中，甚至有不少中小學(xué)都開始將部分的教學(xué)活動放在平板電腦上來進(jìn)行了。

但是如果我們仔細(xì)想想，會意識到這種未雨綢繆是沒有必要的。

首先現(xiàn)代科技產(chǎn)品的趨勢就是越來越友好，如果說臺式電腦的Windows系統(tǒng)還確實(shí)需要學(xué)一下才能上手的話，iPad上的應(yīng)用和游戲已經(jīng)設(shè)計(jì)的非常用戶友好，大多數(shù)時(shí)候任何人上手試試就會用，沒有必要專門去學(xué)。

反過來，這些科技產(chǎn)品的迭代速度是非常驚人的，就算孩子學(xué)會了，也可能會很快成為用不上的技能點(diǎn)。二十年前國內(nèi)還到處都是各種打字培訓(xùn)班，花幾個(gè)月學(xué)一個(gè)五筆輸入是挺高級挺復(fù)雜的技能，但是今天還有誰覺得中文輸入需要輔導(dǎo)班？拼音輸入、手寫乃至語音輸入已經(jīng)把問題解決了！

對于我們這一代人來說，一個(gè)特別經(jīng)典的回憶大概是小學(xué)的時(shí)候?qū)W珠算。在那個(gè)時(shí)代，會計(jì)、出納、銀行柜員、很多職業(yè)崗位都離不開一手熟練的珠算，學(xué)會了珠算也許就意味著鐵飯碗。但是今天再回頭看，盡管賬目記錄的需求仍然旺盛，但是具體的技能點(diǎn)——珠算——卻被計(jì)算機(jī)和電子會計(jì)系統(tǒng)徹底掃進(jìn)了故紙堆。

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(xué)技能，等孩子們大了以后，是不是也會毫無用處？

也許特別值得一提的，是編程技能。這個(gè)技能從某種程度上其實(shí)有點(diǎn)像珠算。在今天這個(gè)時(shí)代IT和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)成了新的風(fēng)口和鐵飯碗，從小接觸編程知識也許就能幫助孩子在職業(yè)選擇和發(fā)展的時(shí)候多一份競爭力。因此各種五花八門的編程課、可編程玩具、可編程游戲?qū)映霾桓F，也廣受家長們的歡迎。

公平地說，在兒童編程中用到的某些邏輯，比如條件、循環(huán)、邏輯判斷等等，已經(jīng)超越了具體技能的層次，成為思維方法的一部分了。但是單就具體的寫代碼技能而言，參考珠算的例子，我實(shí)在是樂觀不起來。

2.知識：割裂地學(xué)習(xí)知識，知其然而不知其所以然，也不是令人滿意的科學(xué)教育

技能之上是 “知識”內(nèi)涵。現(xiàn)在大家提到科學(xué)教育，或者一個(gè)具體的兒童科學(xué)教育產(chǎn)品，想到最多的可能是這個(gè)層面的內(nèi)容。

比如一本講人體知識的科學(xué)繪本，不外乎告訴你：人有皮膚骨骼肌肉，分別長什么樣子；告訴你身體里有循環(huán)系統(tǒng)，動脈和靜脈循環(huán)往復(fù)；告訴你吃了飯會進(jìn)到胃里磨碎了進(jìn)入小腸等等等等。

相比具體的技能點(diǎn)，科學(xué)知識的迭代速度要慢得多了。學(xué)習(xí)起來，至少不需要擔(dān)心自己掌握的信息很快就過時(shí)。比如說著名的神奇校車系列產(chǎn)品（The Magic School Bus），最早的書誕生于1986年，電視劇集誕生于1994年，也都是三十年“高齡”的科學(xué)產(chǎn)品了。但是故事中的絕大多數(shù)內(nèi)容看起來都仍然成立（當(dāng)然，故事中關(guān)于太陽系“九大行星”的說法就過時(shí)了。2006年，國際天文學(xué)聯(lián)合會投票開除了冥王星的行星“籍貫”）。但是我仍然不滿意停留在知識層面的科學(xué)教育。

打個(gè)極端一點(diǎn)的比方：給孩子們講我們的身體里有許多血管，可以運(yùn)輸氧氣和營養(yǎng)；血管分成氧氣多的動脈和氧氣少的靜脈，固然是好事。但是如果把知識點(diǎn)換一換，直接替換成一千多年前中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的認(rèn)知，講人體里面有十二正經(jīng)奇經(jīng)八脈，心臟負(fù)責(zé)思考、腎主骨生髓，到底哪里不一樣？

你也許會說，區(qū)別就是前者正確后者錯(cuò)誤啊。

但是問題是，我們所謂正確的前者，不過是在今天的科學(xué)認(rèn)知范疇中正確而已，也許哪天仍然有可能會被更新的研究所更正和修改。而所謂錯(cuò)誤的后者，在我們的祖先看來也充滿合理性和建設(shè)性啊。而對孩子們來說，兩者更是沒有差別，不過是一些必須記住的、備考的知識點(diǎn)嘛。

對孩子們來說，他們不知道這些知識是如何發(fā)現(xiàn)的、也更沒有機(jī)會來判斷這些知識到底對不對。因此他們能做的事情完全一樣——不論如何，先囫圇吞棗記住再說。

當(dāng)然了，這么說有點(diǎn)太負(fù)面。作為一個(gè)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(yīng)當(dāng)?shù)摹@里自然包括人體的基本知識。而且我自己作為一個(gè)科學(xué)家，對現(xiàn)代科學(xué)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(jīng)奇經(jīng)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(xué)科學(xué)知識，真的是最好的、最有效的嗎？

3.方法論：科學(xué)的方法論，才是科學(xué)教育的核心要素

這里就要說到一個(gè)更宏大的問題，為什么我們希望孩子懂一點(diǎn)科學(xué)？

除了因?yàn)槲覀冏约旱纳罘绞揭呀?jīng)離不開科學(xué)之外，是不是還隱含著這樣一個(gè)想法：用科學(xué)的邏輯思考，用科學(xué)的方法驗(yàn)證，這樣的科學(xué)“方法論”本身就是一種非常有力量的生活方式？

很多爸爸媽媽們可能看過那本風(fēng)靡世界的《人類簡史》。在書里，作者尤瓦爾.赫拉利(Yuval Noah Harari)用認(rèn)知革命（出現(xiàn)人類智慧）、農(nóng)業(yè)革命（人類開始定居、形成穩(wěn)定的社會）和科學(xué)革命這三個(gè)里程碑來概括人類歷史的發(fā)展進(jìn)程。

科學(xué)革命的含義不是某一項(xiàng)特定的科學(xué)突破或者技術(shù)發(fā)明，而是一整套認(rèn)識世界的方法論：利用觀察形成理論，在觀察和實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)和修正理論，再利用理論積極地預(yù)測和改變世界。

僅僅獲得一些正確的科學(xué)“知識”，其實(shí)對于形成這一套科學(xué)“方法論”來說，效果是很差的。畢竟在獲取具體“知識”的過程中，孩子們其實(shí)并沒有發(fā)自內(nèi)心的提出問題——更多時(shí)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(gè)問題的答案——血管是有兩種還是五種、太陽系有八個(gè)還是八十個(gè)行星對他們來說真的有趣嗎？當(dāng)然，也更加不可能有機(jī)會去觀察驗(yàn)證和總結(jié)。

哪怕是對于今天的一個(gè)農(nóng)民來說，是地球繞著太陽轉(zhuǎn)還是太陽繞著地球轉(zhuǎn)，太陽系有幾顆行星，對于他/她理解季節(jié)、規(guī)劃勞作、預(yù)測晴雨年成實(shí)際上并沒有什么不同。

甚至看看科學(xué)歷史我們也會發(fā)現(xiàn)，在很長一段時(shí)間內(nèi)，哥白尼的日心說所推測的行星運(yùn)動軌跡，還遠(yuǎn)比不上托勒密以地心說為基礎(chǔ)推演出來的《實(shí)用天文表》。日心說取代地心說有著更深刻的哲學(xué)和科學(xué)理由，并不是因?yàn)榍罢弑群笳吒鼫?zhǔn)確。

當(dāng)然了，現(xiàn)代人如果不理解地球是圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的、不理解萬有引力定律，生活還是會出現(xiàn)很多困擾的（比如他/她大概很難理解美國人怎么沒有頭下腳上地掉下去）。但是如果以實(shí)用主義為標(biāo)尺的話，今天世界上積累的絕大多數(shù)科學(xué)知識，對于一個(gè)普通人來說都是難以理解的、沒有實(shí)際功用的。

但是如果我們從具體的知識點(diǎn)出發(fā)，多問一個(gè)問題，從“是什么”走向“為什么”，問問“我們?yōu)槭裁凑f地球繞著太陽轉(zhuǎn)”，“我們?yōu)槭裁凑f地球/冥王星是行星”，就立刻進(jìn)入了科學(xué)方法論的范疇。

“為什么”這個(gè)問題非常重要，因?yàn)樗碇茖W(xué)思想是如何來認(rèn)識這個(gè)世界的。然后我們立刻會看到，具體的知識點(diǎn)“活”過來了。

我們需要知道，我們的祖先是通過日復(fù)一日地記錄天空每顆星星的位置，發(fā)現(xiàn)了有些星星的運(yùn)動和其他所有星星不同，因此找到了金木水火土五大行星。

而接下來，為了解釋行星的奇怪運(yùn)動軌跡，假設(shè)地球和這五大行星都繞太陽轉(zhuǎn)，要比假設(shè)所有星星都圍繞地球轉(zhuǎn)要容易得多。

沿著這樣的思路走下去，人類不光觀測總結(jié)出了五大行星的運(yùn)行軌道（開普勒三定律），還發(fā)現(xiàn)了解釋這一切的萬有引力定律。而萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)又幫助科學(xué)家在筆下準(zhǔn)確地猜測了新的未知行星——海王星。也是同樣的邏輯和熱情讓人們誤打誤撞地發(fā)現(xiàn)了冥王星，卻又在數(shù)十年后意識到冥王星和其他行星的差別從而改變了對冥王星的歸屬……

正是在這個(gè)過程里，我們的祖先們和朋友們永不停歇地觀察和實(shí)驗(yàn)，無數(shù)次推翻錯(cuò)誤的假設(shè)和猜測，一步步逼近客觀世界的真實(shí)面貌。也正是這個(gè)過程才會讓我們和我們的孩子理解，人類科學(xué)知識的積累和應(yīng)用會產(chǎn)生怎樣的移山填海的驚人效果。因此在我看來，這一整套方法論的教育才是科學(xué)教育最核心的要素。

4.價(jià)值觀：科學(xué)教育最高級的層面，也是我們最想傳遞給孩子的

而在方法論之上，還有一層科學(xué)的價(jià)值觀。在我看來，所謂科學(xué)價(jià)值觀，其核心就是如何回答“為什么”，也即，相信我們自己，和我們所處的客觀世界，從根本上是可以被認(rèn)識、被理解、被改變的。

舉個(gè)例子吧。大家可能知道，照相機(jī)是在一百多年前被洋人們帶到中國的。這個(gè)體型巨大的怪東西卻著實(shí)把中國人嚇得不輕，甚至覺得這個(gè)怪物“能攝魂”。今天的我們當(dāng)然覺得這個(gè)觀點(diǎn)很可笑、很幼稚，但是放在那個(gè)時(shí)空里，這種想法是非常自然的。

為什么呢？相機(jī)這個(gè)東西看起來簡單，但是它背后其實(shí)代表著歐洲科學(xué)數(shù)百年復(fù)興的成就，至少包括：

• 光學(xué)——光的直線傳播，折射定律，小孔成像；

• 生物學(xué)——知道人眼睛看到東西是光入射而不是人眼睛發(fā)光，知道晶狀體是塊放大鏡；

• 化學(xué)——鹵化銀見光分解產(chǎn)生銀顆粒，顯影和定影技術(shù)等等。

把這么多科學(xué)成就堆積在一個(gè)方盒子里突然呈現(xiàn)在對現(xiàn)代科學(xué)一無所知的中國人面前，他們不覺得驚駭才怪！套用神秘主義和陰謀論的解釋大概反而更順理成章一點(diǎn)。

而到今天，如果你把一個(gè)普通中國人帶到 C919 的駕駛艙或者大亞灣核電站的反應(yīng)堆面前，他其實(shí)也鐵定理解不了這些龐然大物里面的那么多讓人眼暈的結(jié)構(gòu)和零件都是干什么的。但是我相信，他不會需要依賴神佛或者陰謀論來理解眼前看到的一切。

為什么？因?yàn)樗欢◤闹袑W(xué)的課本里學(xué)到了牛頓三定律，學(xué)到了原子核結(jié)構(gòu)，知道了一點(diǎn)點(diǎn)流體力學(xué)（比如升力），知道了一點(diǎn)點(diǎn)核裂變。盡管普通人了解了這些知識以后，距離理解 C919 和核反應(yīng)堆還有一個(gè)一輩子可能都無法逾越的認(rèn)知障礙。但是沒關(guān)系，他/她會從這些基本知識出發(fā)，進(jìn)行下面這個(gè)合理的推測：

我知道，空氣在一個(gè)物體表面流的越快壓強(qiáng)就越?。ɑ蛘撸抑?，一個(gè)重的原子核分成兩個(gè)較輕的原子核會損失質(zhì)量、釋放大量的能量）。我眼前的龐然大物就是根據(jù)這樣的道理制造出來的。如果有幾千個(gè)聰明人坐在一起再沿著這個(gè)科學(xué)道理詳細(xì)地研究分析幾百年，制造出這樣的機(jī)器也不奇怪嘛。

這種信念我覺得就是科學(xué)的價(jià)值觀，而它建立在具體的科學(xué)知識和科學(xué)方法論之上。

對于一部分孩子來說，這種方法論和價(jià)值觀是他們未來改變這個(gè)世界的基礎(chǔ)。他們會帶著人類千百代祖先的智慧榮光，繼續(xù)推進(jìn)科學(xué)和技術(shù)的邊界。

對于絕大多數(shù)不會直接從事科學(xué)技術(shù)事業(yè)的孩子們來說，他們有幸（當(dāng)然，有些人會說不幸）生活在一個(gè)技術(shù)爆炸的時(shí)代，科學(xué)技術(shù)在持續(xù)和強(qiáng)有力地改變我們已經(jīng)習(xí)慣了幾千年的生活常識。對于他們來說，仍然也需要這樣的方法論和價(jià)值觀，來理解、認(rèn)同和欣賞這個(gè)最好也是最壞的時(shí)代。

本文轉(zhuǎn)自微信公眾號“WePlan童行計(jì)劃”，作者王立銘，文中圖片來源于立銘老師的女兒丫丫和她的好朋友千千、典典。童行計(jì)劃定位于4-12歲補(bǔ)充教育市場，參考哈佛通識體系，致力于打造中國第一所通識領(lǐng)域的兒童學(xué)院，培養(yǎng)獨(dú)立思考、精神富足的孩子。微信號：tongxingplan。