孩子需要好的科學(xué)教材

經(jīng)過(guò)30余年的改革開放，中國(guó)物質(zhì)財(cái)富急劇增長(zhǎng)，中國(guó)GDP一躍為世界第二。于是，享受生活成了成人們的人生信念。我們不難從城市各角落看到：爸爸愛美酒，媽媽愛美衣。可是，孩子們需要什么呢？

這個(gè)問題，中國(guó)教育的主導(dǎo)者，老師，家長(zhǎng)們，很少有人認(rèn)真和嚴(yán)肅地思考過(guò)。本人作為一名家長(zhǎng)，一名教育工作者，在這里向社會(huì)各界，大聲疾呼：孩子需要好的 科學(xué)教程！

當(dāng)今世界已經(jīng)發(fā)生了巨變。世界已經(jīng)處于：全球化、數(shù)字化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)化、知識(shí)化的時(shí)代（In globalization，digital，information，internet、knowledge age）。這個(gè)時(shí)代 最為重要的基石是數(shù)學(xué)和科學(xué)（mathematics and science）。毛澤東曾經(jīng)這樣對(duì)年輕人寄語(yǔ)厚望：“世界是你們的，也是我們的，但歸根結(jié)底是你們的?！币虼耍粋€(gè)民族，一個(gè)國(guó)家要想實(shí)現(xiàn)持久的繁榮和 穩(wěn)定，歸根結(jié)底還是在年輕人身上。正因如此，科學(xué)教育才是無(wú)比重要?？茖W(xué)教程 是科學(xué)教育過(guò)程中，除了科學(xué)老師之外，最為關(guān)鍵的因素。好的科學(xué)教材，可以 塑造更多的英才；差的科學(xué)教程，必定耽擱所有的年輕人！

本人正在為好的科學(xué)教材憂心忡忡的時(shí)候，突然，福音來(lái)了！國(guó)內(nèi)久負(fù)盛名，長(zhǎng)期 關(guān)注兒童教育的小花生網(wǎng)給我寄來(lái)一套全球最大教育出版集團(tuán) Houghton Mifflin Harcout （霍頓.米夫林.哈考特）出版的美國(guó)最新版科學(xué)教材：SCIENCE DIMENSIONS。我馬上如饑似渴地學(xué)習(xí)起來(lái)。隨著學(xué)習(xí)的深入，這套科學(xué)教程 給 我的體驗(yàn)是：嬰兒見到了媽媽，熱戀的情人見到 他（她）。下面是我學(xué)習(xí)的初步 體會(huì)：

1. 引子（Introducation）

某個(gè)周末，我正在廚房給孩子油炸她喜歡吃的鯽魚，孩子恰好在旁邊觀看。我趁機(jī) 問孩子一個(gè)問題：“鍋里有什么？” 孩子回答：“油和魚”。我 繼續(xù) 重復(fù) 問，孩子仍然重復(fù)回答。我再追問一次，孩子沉默了。如圖1所示：

圖 1 煎雞蛋

見狀，我告訴孩子：“鍋里有能量”。我說(shuō)出來(lái)了，正在上小學(xué)6年級(jí)的孩子，自然能夠初步理解。為什么孩子自己不能想到這個(gè)問題的呢？可是，人家美國(guó)的小學(xué) 4年級(jí)科學(xué)教材 SCIENCE DIMENSIONS 就 如此 生動(dòng)地介紹了能量（Enegy）。

如 圖 2 所示：

圖 2 煎雞蛋 與 能量

2. 輸入（Input）

因?yàn)?，我目前從事?jì)算機(jī)教育工作，因此，我習(xí)慣性地以計(jì)算機(jī)從業(yè)人士特有的 思維視角看待某個(gè)問題：輸入（Input）、處理（Process） 和 輸出（Output）

SCIENCE DIMENSIONS 向孩子們輸入了什么？
 

（1）需要從多個(gè) 維度（dimensions）思考和學(xué)習(xí)科學(xué)

這套教材書名就非常特別。一般科學(xué)教材，書名就是 Science?？墒沁@套教材，作者別出心裁地用 SCIENCE DIMENSIONS。學(xué)習(xí)了這套教材，自然就會(huì)明白 DIMENSIONS的含義：科學(xué)學(xué)習(xí)不是我們中國(guó)人常認(rèn)為那樣的 -- 只需要記憶 一堆科學(xué)公式，然后會(huì)熟練解題 就行；而是，要采用多個(gè) 維度（dimensions）去對(duì)待科學(xué)學(xué)習(xí) -- 科學(xué)本來(lái)就與我們的生活和工作密不可分，與我們?nèi)绾慰创澜纾ù笞匀缓腿祟惿鐣?huì)）密不可分；學(xué)習(xí)科學(xué)，首先，是學(xué)習(xí)科學(xué)理性精神（信念任何事情背后都存在原因）；其次，是學(xué)習(xí)科學(xué)思維（facts，logic and critical thinking）；最后，是學(xué)習(xí)科學(xué)方法（設(shè)計(jì)，構(gòu)造原型 、公平測(cè)試，持續(xù)改進(jìn)）。

（2）信念

SCIENCE DIMENSIONS 每本教材，iV頁(yè) 都是 “You are a scientist！"（你是 一名科學(xué)家?。?。 V 頁(yè) 都是 HMH SCIENCE DIMENSION will SPARK your curiosity（HMH SCIENCE DIMENSION 將會(huì)激發(fā)你的好奇心） VI 頁(yè) 都是 Be a scientist（做個(gè)科學(xué)家）.  Work like real scientists work（像真正的科學(xué)家那樣工作）。Vii頁(yè) 都是 Be an engineer（做個(gè)工程師）.Solve problems like engineers do（像 真正的 工程師 那樣 解決 問題）。Viii 頁(yè) 都是 Explain your world（解釋你的世界）。ix 頁(yè) 都是 There's more than one way to the answer. What's YOURS。如圖 3 所示：

圖 3 信念的 重要性

3. 處理（Process）

怎樣幫助學(xué)生成為科學(xué)家或工程師？

（1）培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和仿生思維

引導(dǎo)學(xué)生觀察大自然動(dòng)植物的特征，激發(fā)學(xué)生的想象力。例如，在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)野外擴(kuò)音器的 時(shí)候，教材讓學(xué)生走進(jìn)大自然觀察 兔子、狐貍、鹿、狐猴 等動(dòng)物的耳朵，這些耳朵的形狀 特征，方位特征，潛移默化地教會(huì)學(xué)生具有仿生思維。如圖4所示：

圖 4 仿生 思維

（2）著重學(xué)生科學(xué)和技術(shù)概念的構(gòu)建

每個(gè)單元的開始，都有 一個(gè) Unit Vocabulary 表。這些 詞匯是本單元最為重要的概念。每個(gè)概念給予清晰的 定義。如圖5所示：

圖 5 科學(xué) 概念

在每個(gè)單元的內(nèi)容中，教材都是循循善誘引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這些概念思考科學(xué)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)工程解決方案。如圖6所示：

圖 6 科學(xué)概念在解決具體問題中的運(yùn)用

（3）著重學(xué)生科學(xué)思維和工程思維的構(gòu)建

通過(guò)動(dòng)手來(lái)融會(huì)貫通科學(xué)概念，思維、方法和規(guī)范。 通過(guò)易行的工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念，思維、方法和規(guī)范進(jìn)行融會(huì)貫通（synthesis）。如圖7所示：

圖 7 科學(xué)工程思維及方法

（5）著重學(xué)生多維思維的構(gòu)建

通過(guò)與伙伴協(xié)同完成一個(gè)項(xiàng)目，彼此交流各自的觀點(diǎn)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于同一個(gè)科學(xué)現(xiàn)象，往往存在不同的觀點(diǎn)。這樣做有很多好處：第一，培養(yǎng)樂意傾聽他人的觀點(diǎn)的心理習(xí)慣。哪怕他人的觀點(diǎn)與自己的觀點(diǎn)尖銳對(duì)立，也還是需要耐心傾聽他人講述。第二，豐富自己的認(rèn)知。物理學(xué)史，光的本性認(rèn)知?dú)v史，說(shuō)明了傾聽不同的觀點(diǎn)的重要性。最初，科學(xué)家認(rèn)為光 是粒子，后來(lái)又認(rèn)為光是一種波，最終發(fā)現(xiàn)光既是粒子，又是波。

4. 輸出（Output）

通過(guò)對(duì)學(xué)生輸入信念，通過(guò)易行和有趣的工程實(shí)訓(xùn)，這套科學(xué)教材培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生，就已經(jīng) 初步具有科學(xué)家和工程師特質(zhì)。這個(gè)結(jié)果就是教材期待的。

5. 反思（critical thinking）

可是，這樣的一套好教材，國(guó)內(nèi)無(wú)論是教育決策者，老師和家長(zhǎng)，真正認(rèn)識(shí)到教材的好，不多見。相反，固守陳舊的信念：“孩子還是自己的好” ~ “我腦袋里面已經(jīng)有的信念或者 觀念是對(duì)的”，“國(guó)內(nèi)的教材也不錯(cuò)” 等等。

拿文章前面煎雞蛋一例來(lái)說(shuō)，我和孩子交流正歡的時(shí)候，站在旁邊的孩子?jì)寢屨f(shuō)道：“難得 每個(gè)人都要像你那樣看問題？我沒有看出煎雞蛋有能量，就不行？” 孩子馬上順著她媽媽的 口吻說(shuō)：“難得每個(gè) 人都要像你那樣看問題？......”

習(xí)慣勢(shì)力是非常強(qiáng)大的。要想深入領(lǐng)會(huì)教材的含義不容易，要想將教材的內(nèi)容落到實(shí)處，更加不容易。

本人再次以一名父親和一名教育工作者的角色，對(duì)中國(guó)教育決策者，老師和家長(zhǎng)們，大聲疾呼：

孩子需要好的科學(xué)教材！