1、1埋下一粒科学的种子1935 年，奥地利著名生态学家、诺贝尔奖获得者洛伦兹发现一个有趣的现象像小鸭、小鹅这类动物，总是喜欢在破壳的前两天追逐它第一次见到的活动物体。比如：第一次见到的是母鹅，就追母鹅；第一次见到的是人，就追人，以为人就是自己的妈妈。并且这个习惯会长期保持。如果在这一两天内将它与母鹅或人分开，那么过后，母鹅或人与小鹅再怎么接触，它也不会追逐母鹅或人了，这是由大脑的结构决定的。洛伦兹把这种现象叫“印刻现象” ，把小鹅的这个时期叫关键期。经过脑科学家的研究，发现自然界的所有动物，包括人，在大脑发育的过程中都有一个发育计划时间表：在哪一个阶段哪些功能先发育，哪些功能后发育。如果抓住了这
2、个大脑发育的时间表，在那些大脑功能正在发育的高峰期，对孩子适时实施教育，效果就要好的多。反之，错过了大脑发育的关键期，再对孩子实施教育，效果就要差许多。 那么，对孩子进行科学启蒙的关键期在什么时候呢？ 意大利幼儿教育学家蒙台梭利通过研究指出，幼儿对文化学习的兴趣，萌芽于 3 岁，而到了 69 岁，即在我国小学中低年级阶段，则出现想探究事物的强烈需求。因此，这时期孩子就像一块肥沃的土地，准备接受大量“理性种子”的播种。这个时期的孩子，非常好奇，爱动脑筋，问题特别多，而对学校的课程感觉“吃不饱” 。父母可以在其兴趣的基础上，提供丰富的资讯，包括自然、科学、文学、艺术等资源，满足他们2如饥似渴的探究
3、需求。 无数例证可以说明早期科学启蒙教育的重要性。女儿读初中时，有篇阅读训练叫做科学家是如何炼成的 ，读了挺有感慨。这篇文章里讲了几位科学家的成长故事，其中有个叫霍普菲尔德，他是 2001 年 ICTP狄拉克奖获得者。小霍普菲尔德生长在一个宽容、鼓励孩子大胆探索的家庭。孩提时代，只要父亲做那些修理的活儿，他都会守在旁边看。稍大后，母亲鼓励他在厨房里做化学实验，对照着儿童化学实验指南 ，“玩”出了各种花样。对大多数人来说，一般只有进入中学化学实验室后才能初次见到酸性试剂，但小霍普菲尔德在家里就看父亲用红色洋白菜作试剂，观察到了随着溶液酸度的不同，红色洋白菜或变红或变蓝的神奇现象，并从中接触到了酸
4、性试剂。为什么小霍普菲尔德最后成为科学家？其中一个原因是，他的父母在他很小的时候，不失时机地为他营造了良好的家庭科学氛围，在他的心田播下了科学的种子。 诺贝尔物理奖获得者费曼在他的著作你干吗在乎别人怎么想？中也记载了他父亲在他小时候对他进行的科学启蒙 那时我父亲常在周末带我去卡次基山，在漫步丛林的时候，我爸说：“看见那鸟儿了么？那是只斯氏鸣禽。 ”（我那时就猜想其实他并不知道这鸟的学名。 ） 他接着说， “在意大利，人们把它叫做查图拉波替达 ，葡萄牙人叫它彭达皮达 ，中国人叫它春兰鹈 ，日本人叫它卡塔诺?特克达 。现在你仅仅是知道了世界不同地区的人怎么称呼这只鸟，可是终了还是一点也不懂得它。我
5、们还是来仔细瞧它在做什么吧那才是真正3重要的。 ”（我于是很早就学会了“知道一个东西的名字”和“真正懂得一个东西”的区别。 ） 他又接着说， “瞧，那鸟儿是在啄它的羽毛，它为什么要这样做呢？” 我说， “大概是它飞翔的时候弄乱了羽毛，所以要啄着羽毛再梳理整齐吧。 ” 他说， “如果是那样，那么在刚飞完时，它们应该很勤快地啄，而过了一会儿后，就该缓下来了你明白我的意思吗？” “明白。 ” 他说， “那让我们来观察一下，它们是不是在刚飞完时啄的次数多得多。 ” 不难发现，鸟儿们在刚飞完和过了一会儿之后啄的次数差不多。 我说， “得啦，我想不出来。你说道理在哪儿？” “因为有虱子在作怪， ”他说，
6、“虱子在吃羽毛上的蛋白质。虱子的腿上又分泌蜡，蜡又有螨来吃，螨吃了不消化，就拉出来粘粘的像糖一样的东西，细菌于是又在这上头生长。 ” 最后他说， “你看，只要哪儿有食物，哪儿就会有某种生物以之为生。”现在，我知道鸟腿上未必有虱子，虱子腿上也未必有螨。他的故事在细节上未必对，但是在原则上是正确的。 又有一次，我长大了一点，他摘了一片树叶。我们注意到树叶上有一个 C 形的坏死的地方，从中线开始，蔓延向边缘。 “瞧这枯黄的 C 形， ”他说， “在中线开始比较细，在边缘时比较粗。这是一只蝇，在这儿下了卵，卵变成了像毛毛虫似的蛆，蛆以吃树叶为4生。于是，它每吃一点就在后边留下了坏死的组织。它边吃边长大
7、，吃的也就越多，这条坏死的线也就越宽。直到蛆变成了蛹，又变成了黄眼睛、绿翅膀的蝇，从树叶上飞走了，它又会到另一片树叶上去产卵。 ” 同上一例一样，我现在知道他说的细节未必对没准儿那不是蝇而是甲壳虫，但是他指出的那个概念却是生命现象中极有趣的一面：生殖繁衍是最终的目的。不管过程多么复杂，主题却是重复一遍又一遍。 在很小的时候，父亲就让费曼认识到，认识事物不能光看表面现象，要透过现象看本质，通过深入观察，发现现象背后更具有本质意义的东西。这种思维品质可以说影响了费曼一生，所以，费曼才会在著作中将儿时的记忆写得如此之详尽。科学探究的一个重要意义就是培养孩子一种“透过现象看本质”的思维习惯。人人都有好
8、奇心，人人都有探听真相的欲念。可有的人满足于道听途说，另外一些人则喜欢自己去挖出真相。自己探究真相，除了强烈的探究欲之外，还要有一整套探究的方法。从费曼父亲关注的重点我们可以发现，费曼的父亲从小就在费曼的心灵中种下了这样一颗种子不要关注表面的知识点鸟的名字，甚至最重要的不是那最终的结论，而是要学会探究、设想、验证，不断地用实际观察的结果来检验自己原来的设想，来进行推论，不断地深究。 我们知道，走出课堂之后，知识是容易淡忘的，而思想却可以深入血脉！从思维方法的角度说，费曼父亲教给费曼的就是科学工作常用的思考程序。实际上，这套思维程序不仅可以用在科学研究上，日常生活中也可以用到。如果掌握了这套思维
9、程序，就如同在孩童心里种下了一粒科学的种子，就可能举重若轻，游刃有余。我们看到一些杰出人物才5思敏捷，出口成章，背后就是经年累月坚持科学思考的功力。 科学素养的形成是长期的，一个人的科学素养形成是长期的过程，早期的科学教育将对他的科学素养形成起到决定性的作用，因为小学阶段是一个人长身体、长知识的关键期，也是心理发展的重要转折期。这一阶段，学生将掌握基本的学习方法，养成学习习惯，学到的知识将对后继学习产生重大的影响。国学大师、 “教授中的教授”陈寅恪先生一生把“独立之精神，自由之思想”作为奉行的准则，并身体力行。显然，儿童科学本质之追求境界就是陈寅恪先生所倡导的“独立之精神，自由之思想” 。而科
10、学探究将会引导儿童走向自由，因为科学本质的特征必将使儿童遵循自然和研究的双重法则的调控，而形成批判精神。台湾自然与生活科技纲要说的好： 经由科学性的探究活动，自然科学的学习使学生获得相关的知识与技能。同时，也由于经常依照科学方法从事探讨与论证，养成了科学的思考习惯和运用科学知识与技能以解决问题的能力。经常从事科学性的探讨活动，对于经由这种以探究方式建立的知识之本质将有所认识，养成重视证据和讲道理的处事习惯。在面对问题、处理问题时，持以好奇与积极的探讨、了解及设法解决的态度，我们统称以上的各种知识、见解、能力、态度与应用为“科学素养” 。 科学本质在科学课堂上的体现这个专题切中了当下科学课堂的要
11、脉，体现了现阶段我们的课堂追求，我们追求这样的课堂课堂，是一种高度紧张中的新奇历险，一种新奇历险中的意外惊喜，一种意外惊喜后的深刻启迪，一种深刻启迪后的满载而归，一种满载而归后的志6得意满，一种志得意满后的深深陶醉。不仅如此，追求这样的教学还拓展了教师的科学教育的视界，为科学教师提供了一把理性的“手术刀” ，为当下的科学课削去遮蔽在教师思想上的苔藓，让清新的风惊动和唤醒深埋在学生心田里的理性思维的种子，使它们抽芽、吐叶、开花。 郝京华：南京师范大学教育科学学院教授，国家科学课程标准（36 年级）研制项目负责人，教育部南京师范大学课程中心常务副主任，中国教育学会小学科学教学专业委员会副理事长，教育部基础教育课程改革南京师范大学研究中心负责人，江苏教育出版社小学科学教材主编。曾在俄罗斯教科院心理所进修，师从发展性教学著名学者 B.B.达维多夫；曾出访美、英、法、新西兰等国考察科学教育。主要著作有发展性课程与教学论 、 论科学方法的教育问题及国际科学教育的发展趋势及其启示等。
