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【GMEGA分享】人人在说的科学教育究竟是什么

如今,科学已经成了中国家长教育孩子的重点内容。很多家长都十分关心,科学教育究竟是什么?王立铭是浙江大学生命科学研究院教授、著名科普作者,也是一位科学家奶爸。他在公众号“WePlan童行计划”写了一篇文章,谈了他对科学教育的理解。王立铭认为,科学教育至少有四个递进的内涵:技能、知识、方法论和价值观。

第一是技能。王立铭说,这是科学教育中最直接的。学会用手机支付,搞清楚家里的电器怎么用,都属于技能。但他认为,技能是最没必要专门学的,或者说,对孩子进行科学教育时,不需要重视具体的技能。

比如,有家长认为,要从小给孩子买个iPad,让孩子玩玩游戏,学学怎么操作,因为未来我们生活中会越来越多地用到平板触摸设备。但这种未雨绸缪其实是没必要的。首先,如今科技产品的发展趋势越来越友好,iPad上的应用和游戏已经设计的对用户非常友好了,大多数时候,任何人上手试试就会用,没必要专门学。而且,科技的迭代速度非常快,今天我们觉得生活中必备的技能,等孩子长大之后,有可能就用不上了。

第二是知识。现在一提到科学教育,人们想到最多的可能是这个层面的内容。一本讲人体知识的科学绘本,基本上就是告诉你,人有皮肤、骨骼、肌肉,分别长什么样子,等等。和技能相比,科学知识的迭代速度慢多了,学的时候至少不用担心过时。

比如,著名的神奇校车系列产品(The Magic School Bus),最早的书诞生于1986年,动画片诞生于1994年,已经有30多年了,而它里面绝大多数的内容今天看起来都仍然成立。

但是,王立铭对这种停留在知识层面的科学教育不是很满意。他觉得,对孩子们来说,这些内容只是一些必须记住的知识点。他们不知道这些知识是怎么发现的,也没有机会判断这些知识到底对不对,因此只能先记住再说。当然,王立铭也承认,作为一个现代人,应该对自己和自己所处的世界有一些基本的理解。他真正想表达的是,孩子们用这种方法学习科学知识,是不是最好、最有效的。

第三是方法论。王立铭表示,我们希望孩子懂一点儿科学,除了因为我们自己的生活方式已经离不开科学之外,可能还隐含着这样一个想法:用科学的逻辑思考,用科学的方法验证。这样的科学“方法论”本身就是一种非常有力量的生活方式。这才是科学教育的核心要素。

在《人类简史》这本书里,作者尤瓦尔·赫拉利用认知革命(出现人类智慧)、农业革命(人类开始定居、形成稳定的社会)和科学革命这三个里程碑,概括了人类历史的发展进程。王立铭说,科学革命指的不是某个特定的科学突破或者技术发明,而是一整套认识世界的方法论——利用观察形成理论,在观察和实验中检验和修正理论,再利用理论积极地预测和改变世界。

王立铭认为,如果只是简单地学一些正确的科学知识,其实是很难帮孩子形成这样一套科学方法论的。毕竟孩子在学的过程中,不是发自内心地提问,也不是很迫切地想知道答案,更不用说观察验证和总结了。但是,如果我们从具体的知识点出发,多问一个问题,从“是什么”走到“为什么”,比如问一句“为什么说地球绕着太阳转”,就立刻进入了科学方法论的范畴。“为什么”非常重要,它代表着科学思想是怎样认识世界的。这一整套方法论的教育,才是科学教育最核心的要素。

第四是价值观。王立铭说,科学价值观的核心,就是如何回答“为什么”,也就是说,要相信我们自己和我们所处的客观世界,从根本上是可以被认识、被理解、被改变的。这是科学教育最高级的层面,也是王立铭最想传递给孩子的。

王立铭举例说,一百多年前,照相机传入中国,当时照相机体积很大,中国人非常害怕,甚至觉得照相机能带走人的灵魂。有人可能会觉得可笑,但在当时是很自然的。因为相机虽然看上去很简单,它背后其实代表着欧洲科学数百年复兴的成就,比如光学、生物学和化学。那时候的中国人对科学一无所知,当然会觉得害怕。

而在今天,如果你把一个普通人带到大亚湾核电站的反应堆面前,他肯定也不理解里面的结构和零件都是干什么的。但他不会用阴谋论理解他看到的一切,因为他从中学的课本里学到了原子核结构,知道了一点儿核裂变知识,等等。虽然理解了这些,普通人也没办法理解核反应堆的原理,但他可以从这些基本知识出发,进行一些合理的推测,不会对人类制造出这样的机器感到奇怪。王立铭觉得,这种信念就是科学的价值观,而它建立在具体的科学知识和科学方法论之上。

王立铭说,对于一部分孩子来说,他们将来可能会从事科技事业,这种方法论和价值观是他们推进科学和技术的边界、改变世界的基础。对大部分不会直接从事科技事业的孩子来说,也需要这样的方法论和价值观,更好地理解、认同和欣赏当今这个科技时代。

【GMEGA观点】科学教育的核心是方法论,方法论中问”为什么?“ 很重要。在这个培养思考的过程,我们可以用科学的方法,去验证逻辑思维。了解抽象与概括、分析与综合,归纳与演绎,同異对比,因果链等等。而对孩子来说,科学的方法除了一位系统的学习,也要结合更多的乐趣,不是强记的知识。比如什么是归纳和演绎?我家养的猫喜欢吃鱼、同学养的猫喜欢吃鱼。猫喜欢吃鱼,就是归纳。既然猫喜欢吃鱼。表哥家新养了一只猫阿喵,阿喵也喜欢吃鱼。这是演绎。结合一些实例,思考一些问题,可以更快的培养儿童的价值观。王立铭说,科学革命指的不是某个特定的科学突破或者技术发明,而是一整套认识世界的方法论-利用观察形成理论,在观察和实验中检验和修正理论,再利用理论积极地预测和改变世界。