科学启蒙≠提前学好数理化，一位MIT博士妈妈的科学启蒙观
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看点 科学是什么？为什么科学对孩子很重要？如何教孩子科学？外滩微课第51讲嘉宾——北大本科+MIT化学博士妈妈郑腾飞对这三个问题的阐述，是外滩君听过的最透彻的一次。本次微课破除了我们对科学教育“技术”上的迷思，正本清源，讲明白科学素养的核心在于好奇心、实证精神和有逻辑的思维方法。
主讲 | 郑腾飞 策划 | 厉校麟
编辑 | 闻琛
郑腾飞MIT化学博士毕业后，一直在国外从事科研工作。拥有三个宝贝后，最终背离了学术道路，回国投身教育，特别是科学教育和早期启蒙，现在在上海市民办平和学校负责科学学科建设和课程开发。
郑博士希望用自己超过十年的国际化一线科研经验，帮助更多中国孩子体验科学的乐趣，掌握科学认识世界的思维方式。
本次微课实录根据郑老师一个小时演讲内容，整理成以下几个部分：
第一部分阐述科学到底是什么，什么是科学的思维方式；
第二部分说明科学为什么重要以及真正的科学教育应该强调什么；
第三部分是家长如何给予孩子正确的科学启蒙教育；
第四部分就STEAM、编程思维、设计思维等市场上热门的教育产品提出一些不一样的看法。
郑腾飞把这次精心准备的微课，特别献给所有对世界和生活充满热情和好奇的生命。
在出国之前，郑腾飞老师和大部分学生家长一样，接受的是“学好数理化，走遍天下都不怕”，所以常常会把科学当成数理化。
如果一个孩子很聪明，就应该去学理科；如果理科学不明白，那就去学文科。我们对于科学的定义，可能就是很具体的一门门学科或者是很复杂的公式。到了高年级，慢慢地很多家长和学生都会放弃，认为数理化太难太复杂。
那么科学到底是什么呢？
郑老师提出，科学不是数理化，科学的本质其实一套世界观，一套如何认识这个世界的方法，这种方法起源于人类对大自然的好奇心。
同时，郑老师提醒我们，要意识到科学只是众多认识世界方式中的一种。在现有的认知体系内，科学虽然带给我们非常多的便利，但这并不代表科学与宗教对立，也不代表科学就是正确无误的。
郑老师在微课中提到，科学之所以具有这么大的价值，是因为科学并没有承认自己是正确的，而是在目前一种假设范围下，能够用事实验证的一种解释，能够不断被推翻的。所以在科学世界里，没有绝对的真理。
所以，家长在和孩子互动时，一定要意识到这一点。
1. 可证伪：可以假设一种条件，该条件不成立的话，那理论就是错误的，这样的理论和对象我们可以对其进行科学探究。
有些事物是不可证伪的，比如关于上帝存不存在的讨论，因为不管出现什么情况都可以说是上帝的意志，那就没有情况可以说明上帝不存在。
2. 可重复：在一定的前提下，一个事实在此时此地是正确的，那换一种环境或者不同的实验者都可以得出同样的结论。这种科学特质可以让我们用科学去预测一些事情，并可以被广泛应用。
和采访中一样，郑老师再度重申科学思维的三个要素，这在《美国国家科学教育标准》中 有非常明确的定义，分别是：事实依据、逻辑关系、审辩性思维。
◆ 事实依据：这是科学的前提之一，就是说一切科学的结论，都要有事实作为支撑。不能用事实验证的陈述（statement）就不能成为科学领域内的结论，也就是大家常说的“实践是检验真理的唯一标准”。
我们用事件来支持假设，例如大数据和物理化学的实验。没有事实结论就不可信，因此论文发表后科学家们做的第一件事就是重复试验，找事实。
基于这一点，家长要教导孩子不要被煽动性言论所蛊惑，而是自己做调查、找事实。
◆ 逻辑推理：这是事实与结论的桥梁，国内教育尤为欠缺。
郑腾飞以美国课程上对达尔文进化论的逻辑推理为例：进化论的基本假设是，如果人的祖先是猴子，那么人的骨骼和猴子的骨骼应该有相似之处，现在发现人的骨骼和猴子的骨骼确实有一定相似之处，那么人就是由猴子进化出来的。
这其中是有逻辑错误的。
换一下概念能更明白些，“如果你的爸爸其实是你的伯伯，你和你的伯伯就会长得很像。现在你和伯伯真的长得很像，那么你就是伯伯生的吗？”郑腾飞反问道。
以上例子告诉我们严密的逻辑推理在科学思维是中非常重要的，也是科学教育里很强调的一点，它能帮助我们避免生活中的许多问题。
有些家长会担心：孩子还小，会不会听不懂逻辑？其实逻辑思维的训练，经由父母适当引导是会产生效果的。
郑腾飞和孩子互动时，就经常会问孩子：A是导致B发生的原因吗？A是唯一的原因吗？B的发生还需要其他条件吗？A还会导致其他结果吗？通过此类方式，渐渐孩子会自己体会去验证，通过思考得到逻辑上的启蒙。
郑腾飞推荐了张五常先生的《经济解释》著作，虽然是经济学经典，但把逻辑讲得非常明白。先生以此作为全书的首章，也可见逻辑在各个学科领域都至关重要。
◆ 审辩性思维：即critical thinking，这个单词经常被翻译成“批判性思维”，郑腾飞更倾向于翻译成“审辩性思维”。郑腾飞提到，实际上critical thinking是中立的，就是教我们独立思考，客观的冷静看待事物。
凡事都可以用以上三个步骤去思考。
RED是三个步骤的缩写：
Recognize Assumptions：冷静地分析结论背后有无隐藏假设，任何结论都有它能够适应的范围。
Evaluate Arguments：评价论据能否支持论述。
Draw Conclusions：得出自己的判断和结论，不论和原结论是否一致。
一般人的思考方式有两种，快思考和慢思考。
快思考是我们的本能反应，比如着火了我们赶快跑，但人类能够发展到今天，是因为有了慢思考的思维方式；慢思考就是要critical thinking，要保持一种怀疑的态度。
在中国的教育环境里能做到审辩性思考更加困难，因为我们有一种根深蒂固的传统：一定要做一个听话的孩子，服从家长老师的意见，不能有不同的声音。现在在大部分课堂中，老师的权力地位还是较强，在这样的环境下家长更要保护孩子去进行审辩性思考。
在教育中，孩子是非常弱势的，并且天生就愿意顺从和相信，所以家长千万要慎用自己的权威说服孩子。
郑腾飞说到自己有时候在问孩子一些“是不是”的问题，发现他们大多数都会不假思索回答 “是”，于是她会故意说错，让孩子意识到大人也有不对的时候，并且明确地告诉孩子，“听话”或“乖”不一定就好。
审辩性思维在三个要素中最为重要，三者循环构成科学思维的体系。家长要牢记这三点，平时在生活中引导孩子，进行有目的性的启蒙。授人以鱼不如授人以渔，科学思维的方法比科学知识本身更为重要。
科学为什么重要？
科学教育该强调什么？
科学为什么重要，郑腾飞提出以下三点：
当今社会信息爆炸，辨别能力尤为重要。朋友圈里的信息哪些是有价值的哪些是谣言，你能分辨吗？
未来知识已被封装，唯有思维拥有价值。人不可能掌握每个领域的知识，以手机为例：我们不需要知道手机的原理，只要知道怎么用，所以具体的知识不重要，重要的是科学思维。
科学是人类文化的精华。现代生活建立在科学之上，孩子掌握科学方法对他们未来认识世界很有价值。
在科学教育应该强调的点上，郑腾飞指出，自己心目中比较理想的科学教育应该要呈现以下金字塔结构，应该更注重底下两层：方法论和品格。
首先要保护好孩子的好奇心。孩子一定是在对某事物感兴趣的情况下，才能激发起孩子们探究的热情。对生活充满热情，在探索科学的道路上勇于尝试不怕挫折。
在这个品格基础上，学会审辩性思维，这是方法论。因果关系？充分必要条件？这些逻辑关系搞清楚了之后，才是最顶端的占比最小最表层的科学知识。
郑腾飞在微课中给出了四点建议，分别是科普阅读、做实验、学会提问、平和心态。
1、科普阅读
现在大部分家长都很热衷于绘本，那么科普绘本是科学启蒙的一个好途径。
一本好的科普绘本，要给到孩子两点：发展兴趣和补充未知。
郑腾飞又拿自家孩子举例，她家里老大喜欢火车，那像《地铁开工了》和《火车出发了》这种书，在喜欢基础上，就很容易接受知识，即便是很深的知识；补充未知，现在大城市的的孩子接触大自然的时间非常有限，他们没有机会看到地面下有什么，那像《地底下的动物》这类绘本就填补了这个空缺，这样的书孩子可能爱看可能不爱看，都没有关系，只是起一个扩大认知范围的作用，帮孩子寻找其它更多可能的兴趣点。
在陪读绘本的时候，又有三个要点：
一是要着重让孩子发现他之前没观察到过的事实，比如地铁车厢上原来都有受电弓，小鸟的家也可能在地底下；
二是要尽可能和生活中的真实观察产生联系，下次坐地铁就提醒孩子去看，去公园就找找有没有地下的洞，这就是影响孩子用事实说话，在生活里体验到书里所说的；
三是千万不要以掌握知识为目的，家长经常希望孩子把书上的内容都理解都记住，启蒙时期的科普书只是一个契机，引发孩子的探究欲望，在探究过程中培养科学思维才是重点。
2、做实验
很多家长认为做实验很高大上，听到就头疼，在郑腾飞眼里，其实做实验并没有那么复杂。
她举例说，孩子有一次想知道厨房的瓶瓶罐罐里装的都是些什么，她并没有直接告诉他这些是糖、盐、油、醋，而是拿了一杯水，让孩子把调料放进去自己尝一尝，这就是一个简单的实验，不需要专业的设备。
关于做实验，郑腾飞依然强调科学三要素（事实依据、逻辑推理和审辩性思维），源于生活，孩子主导参与小实验。
郑老师以下图为例：家里老大喜欢拉小车，为了制止孩子多次拉小车把齿轮弄坏，郑腾飞让孩子做了个实验。
假设：拉的次数多就会跑得更远吗？
事实依据：秒表记录时间。
逻辑推理：轮子转的时间长那车跑得就远，是不是拉的次数导致了轮子转的时间长？
审辨性思维：假设如此，真实情况是这样吗？
结论：拉的次数和车跑的距离无关。
这是孩子自己得出来不一样的结论，所以孩子会非常开心，郑腾飞说家里的小车子后来就很少被孩子们弄坏了。
3、学会提问
这是训练孩子思维能力的核心方法，郑腾飞把这一条当成是最重要的，学会了就可以回应孩子的“十万个为什么”了。
大人面对孩子们天真的问题，有时候会愣住，这问题该怎么回答，我们自己都不知道答案。此时，郑腾飞就给到一个万能的建议，用问题回答孩子的问题，先肯定孩子的问题，再反问，引导孩子自己找到答案，这个过程就是在思维训练。
可以问事实：孩子观察的事是真的吗？
可以问原因：为什么会这样？
可以问可能：这件事情，还会有其他可能性吗？
当然在这之前，家长们都要思考孩子为什么会有这个问题，与他已有的知识有什么关联，孩子到哪里可以寻求到帮助？等等。
郑腾飞又举了个例子。有次家里网购海鲜，箱子里带了一小袋干冰。孩子以为就是冰，于是她去冰箱里拿了块冰和干冰放一起，问“有什么不一样？”孩子很快发现“这个冒烟”。
根据以往的生活经验，孩子知道热的东西会冒烟，郑腾飞继续从批判性的角度问“那冒烟的都是热的么？”孩子摸摸烟，很兴奋摇头“这个烟怎么不热啊，太奇怪了！”“那那块冰热么？”他碰碰说很凉。
郑腾飞再问逻辑，“那桌上的菜是因为冒烟所以热么？”孩子想了一会儿，摇头了，说明他意识到这个因果关系好像有问题了，但可能还不太清楚。但郑腾飞说她也不会继续解释，因为孩子的的认知能力还没有达到能理解的时候，灌输反而会分散注意力破坏兴趣。
于是她又换了一个事实来问，“还有什么不一样吗？”“这个长白毛了！”“白毛拿得起来不？”他把干冰上凝的霜捏下来就化了，“有点像雪一样哎！”“那是怎么回事啊，怎么这块真的冰不长毛啊?”他这时候就又答不出来了，我也就不再追问，给他留个印象就好。
类似如此，生活中孩子有许多发问，那每一次发问和提问式互动，就锻炼了孩子的逻辑。郑腾飞说，我们并没有必要教科学术语，只需问事实、问原因、问可能性。
另外，家长一定把自己是权威的角色中释放出来，家长是和孩子一样的学习者，带着孩子去一起寻找答案。
4、心态
家长心态要放平和，教育永远是一个“三分教育七分等待”的过程。孩子的思维方式和成人很不一样，家长需慢慢地播种科学思维的种子，耐心等待它成长，静待花开。
STEAM、编程、设计思维
究竟是什么？
最后，郑腾飞就STEAM、编程思维、设计思维等市场上热门的教育产品谈了自己看法，告诉家长如何去选择。
STEAM：STEAM代表科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），艺术（Art），数学（Mathematics），是由美国提出的概念，现在在国内非常流行。它本质上强调学科融合，不要孤立单项，让孩子得到综合训练。
现在市面上的STEAM产品比较表面化，没有取到精髓。郑老师说，这其实只是一个概念，强调无边界知识的应用，这个理念的提出源于美国人科学数学基础知识太差，但在中国，孩子的数理化基础很好，不要被噱头蒙蔽了。
编程思维：未来是人工智能时代，所以编程也热了，但并不是说，不会编程将来孩子就会没有工作。它的核心价值就是思维可视化，把孩子想问题的方法用一种缜密的编程语言呈现出来，这是可取之处。
设计思维：这是从从工业设计衍生出来的方法论，有一定价值，但和科学启蒙的关系不大，在郑腾飞提出的科学教育金字塔结构中处于最顶层，对于小年龄段的孩子，这样的课程不是特别必要。
最后郑腾飞再次强调：对孩子的科学教育，最核心的内容是保护孩子的好奇心和启发孩子的热情，其他方法和理念都在为这两点服务。
孩子成为终身学习者，对未知世界保持好奇，不知道的东西想去学习，对喜爱的东西有非常大的热情，这份热情支持克服困难。具备这两点素质，孩子的教育就成功了。孩子具体学什么、上什么学校、考多少分不那么重要，有好奇心和热情的孩子一生将会是幸福的。
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下周预告
外滩微课第52讲
主题
中学生该如何写作？这位特级教师说应有“人”和“文”！
时间
2月13日 周一 20:00 - 21:00
嘉宾介绍
陈兴才
西安交大苏州附属中学语文老师
江苏省语文特级教师
江苏省高中语文骨干教师培训讲座专家
江苏师范大学兼职硕士生导师
陕西师范大学兼职教授
微课看点
为什么要写作？
孩子们最容易犯的写作毛病有哪些？
真正的写作有什么特点？
如何让思辨阅读与写作高效融合？
如何让孩子拥有思辨写作的素养？
家长自己该如何提升语言表达素养？
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