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如何開啟科學(xué)思維

2018-11-14 09:17苗德歲傅婷婷
三聯(lián)生活周刊 2018年44期
關(guān)鍵詞:學(xué)科科學(xué)孩子

苗德歲 傅婷婷

不去扼殺就是一種啟發(fā)

1978年,徐遲的報告文學(xué)《哥德巴赫猜想》發(fā)表,很多年輕人受到影響,紛紛要學(xué)科學(xué),我就是這批年輕人之一。我學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)古生物專業(yè)介于文科和理科之間,需要有想象力去用語言描述遠(yuǎn)古生物。魯迅說“兵家兒早識刀槍”,我父親對古典文學(xué)很感興趣,在他的潛移默化下,我小時候背誦了很多古典文學(xué)作品??梢哉f,小時候的大量閱讀為我學(xué)好這門學(xué)科打下了很好的基礎(chǔ)。

兒童的模仿能力很強(qiáng),家長做什么,兒童就會跟著做什么。如果父母愛讀書,即使不要求孩子看,孩子也會受到影響抓本書來看,因為他有探求的好奇。很多家長自己不愛讀書,而是打游戲、玩手機(jī)、看電視,那么孩子也會這么做。讀書是啟發(fā)孩子好奇心的關(guān)鍵,父母的潛移默化影響很重要。

如果做不到這一點怎么辦?至少有一點可以做:讓孩子比較容易得到看書的機(jī)會。即使父母不讀書,也可以有意識地給孩子買各種各樣的書,讓他有好奇心時,抓起一本書就可以看了。

人們常常會問:如何激發(fā)孩子的好奇心?事實上,兒童生來就有好奇心,對周圍的事物觀察相當(dāng)敏銳,因此會問無數(shù)個為什么。我在堪薩斯大學(xué)自然歷史博物館工作,這里經(jīng)常會有中小學(xué)生來參觀,我發(fā)現(xiàn)很多孩子會對古生物恐龍感興趣,他們的興趣很可能是在看關(guān)于恐龍的童書或者電影《侏羅紀(jì)公園》中慢慢產(chǎn)生的。跟這些孩子互動時,我發(fā)現(xiàn)有的孩子在一些細(xì)微方面的觀察甚至比我更敏銳。

我認(rèn)為,比起激發(fā)孩子的好奇心,我們更應(yīng)該做的是因勢利導(dǎo),讓孩子的好奇心持續(xù)下去?!案绲掳秃詹孪搿北惶岢鰜碇?,成為幾百年都沒有解決的問題,但提出這一點是很了不起的。在科學(xué)研究中,發(fā)現(xiàn)問題比解決問題更重要?,F(xiàn)實生活中,我們的一些表達(dá)習(xí)慣常常在不自覺中一下子扼殺了孩子的好奇心。比如,孩子在沒有一般的基礎(chǔ)知識時,可能提不出來很復(fù)雜的問題,但他會對世界產(chǎn)生好奇,提出一些大人看起來很可笑的問題。事實上仔細(xì)想一想并非那么可笑,只不過大人自以為是,認(rèn)為司空見慣不需要解釋,實際上很多問題也許并沒有解決。也許大人根本就不愿意承認(rèn)不懂,潛意識里不愿意破壞自己的權(quán)威。

對于孩子提出的“為什么”,如果我們也不是很明白,該怎么回答呢?很多家長會告訴孩子,這個問題已經(jīng)有了定論,你不需要去懷疑。比如回答說“這個東西就是這樣的嘛,大家都這么認(rèn)為,你也知道就好了”,或者回答說“瞎問這些事情干什么”。如果這樣回答,孩子對這個問題的好奇心小火苗就一下子被澆滅了。正確的做法是,我們可以去找相關(guān)的書籍,引導(dǎo)孩子發(fā)現(xiàn)答案?;蛘吖膭钏约阂院笕ヌ剿鳎嬖V他“這是個好問題”,“這是個有趣的問題,但是我不太了解,你可以想辦法去找出答案”,這樣,即使無法一下子得到答案,這個疑惑也會一直存在于孩子的腦海中,有機(jī)會他就會思考和探求。

苗德歲

科學(xué)思維啟蒙的關(guān)鍵是“質(zhì)疑”

當(dāng)孩子有了一定的基礎(chǔ)知識,不再是一張白紙的時候,就會產(chǎn)生質(zhì)疑。

什么是科學(xué)思維?我認(rèn)為,關(guān)鍵就是“質(zhì)疑”,不是遇到什么就只會說“對對對”,不是看到書上寫什么,老師講什么,就都去相信。要對這種質(zhì)疑進(jìn)行解答,需要觀察和推理。

達(dá)爾文的觀察能力就是在父親的培養(yǎng)下建立起來的。達(dá)爾文的父親是一名醫(yī)生,一米九幾,300多磅,有時去病人家里看病,病人在樓上,樓梯的板子不太結(jié)實,他會讓達(dá)爾文上去幫他觀察病情,他的觀察能力也在這樣的過程中得到了鍛煉。達(dá)爾文的很多博物學(xué)知識,都是自己推理琢磨出來的。他發(fā)現(xiàn)很多自然現(xiàn)象跟學(xué)到的知識不相符。大家說每一個物種都是上帝創(chuàng)造的,可是上帝為什么會創(chuàng)造一些很可笑的東西?比如在南美根本沒有水的地方,有的鵝卻是腳上長蹼的。怎么可能呢?很多人早就習(xí)慣相信上帝創(chuàng)造萬物,達(dá)爾文卻對此產(chǎn)生了質(zhì)疑,于是才有了革命性的《物種起源》。在當(dāng)時,這一發(fā)現(xiàn)相當(dāng)于把大家都認(rèn)為是黑的東西說成是白的,而且要用證據(jù)來說服大家。

就推理的思維過程而言,陳述的事實只是一部分,更重要的是一步一步發(fā)展的過程:在一個階段科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些問題,好像解決了。但是后面又來了一撥人,根本不滿足已經(jīng)得出的結(jié)論,繼續(xù)往下追。在《給孩子的生命簡史》中,我有意識地著重介紹了科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的過程,希望讓孩子們從小就懂得一個道理:科學(xué)不是死的東西,而是不斷有新的進(jìn)展。發(fā)現(xiàn)了什么,不是說今天正確就永遠(yuǎn)正確了,可能還有很多現(xiàn)在沒有想到的東西,有待將來去發(fā)現(xiàn)。新一代科學(xué)家會對舊的東西提出新的挑戰(zhàn),發(fā)現(xiàn)新的問題,并試圖去解決新的問題。

東西方的家長對子女教育有很大的不同。我們的功利心太強(qiáng),要讓孩子學(xué)“有用”的東西,什么東西有用,大家就拼命地跑去學(xué)。讀什么書,學(xué)什么專業(yè),做什么事情能賺錢,就去做什么。相對來說,西方家長比較重視孩子的興趣和天賦,孩子喜歡什么,就盡量鼓勵他們?nèi)グl(fā)展。

王爾德在《道連·葛雷的畫像》的序言中有一段話很有意思:“一個人做了有用的東西可以原諒,只要他不自鳴得意。一個人做了無用的東西,只要他視若珍寶,也可寬宥。一切藝術(shù)都是毫無用處的?!蓖瑯拥牡览?,看書最好不要有功利的思想。尤其是對孩子來說,一些表面看似無用的書很可能會啟發(fā)他們多維度的思考。我們能做的,是在孩子對一些東西產(chǎn)生興趣時,引導(dǎo)他繼續(xù)探索和表達(dá),而不是壓制和潑冷水。

根據(jù)我的經(jīng)驗,過往在中國的研究院上課,學(xué)生很少打斷老師去提問。在美國的研究院,老師要想完整地把一堂課上下來卻是很難的,因為學(xué)生會不斷地提問。我曾經(jīng)跟朋友討論過一個問題:為什么我們很多中國人不擅長表達(dá)自己?我們從小在家里面,家長讓你閉嘴,就不讓你說話,到幼兒園到學(xué)校里面,老師讓你閉嘴。當(dāng)你剛參加工作的時候,你的老板讓你閉嘴。你的鋒芒都被慢慢磨光了。你根本沒有說話的機(jī)會,怎么可能說得好呢?

為什么我們的創(chuàng)新基礎(chǔ)很薄弱?問題就在這里。創(chuàng)新的關(guān)鍵,是思想的自由和獨立的精神。很多時候,我們?nèi)鄙佟百|(zhì)疑”的科學(xué)探索精神,面對什么東西都說yes yes yes,對對對。后來,也許想都不敢想了。思想不自由,不善獨立思考,科學(xué)怎么能發(fā)展?

“跨學(xué)科思維”在啟蒙中為什么重要

胡適先生曾有一句名言:為學(xué)如筑金字塔,根基要寬頂要尖。在“質(zhì)疑”這一點上,各門學(xué)科都是相通的。我為什么常說學(xué)科的融會貫通是重要的?孩子的知識根基要寬,就像金字塔,底子打得越好,拔尖才能拔得越高。比如,有些演奏家琴彈得再好,也不可能像貝多芬、拉赫馬尼諾夫、伯恩斯坦那樣成為作曲家,因為他的底子打得不好。

科學(xué)的每一個學(xué)科都制造了大量的知識,那么這些知識的觸角如何觸碰到孩子,激發(fā)他們的好奇心和興趣呢?我認(rèn)為孩子感興趣的每個領(lǐng)域都不要太早往一個方向走得太窄,要讓孩子打破框架,形成跨學(xué)科的思維。知識融會貫通,孩子的思維世界就會延伸得更大。

我曾經(jīng)應(yīng)詩人北島的邀請,給他的“給孩子系列”寫過一本書,就叫《給孩子的生命簡史》。在那本書里,我告訴我的小讀者們:“與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科比起來,研究進(jìn)化生物學(xué)更像是神探福爾摩斯在探案。我們知道,物理、化學(xué)中的很多學(xué)科是實驗科學(xué),這些學(xué)科是在給定的材料與條件下,通過實驗,獲得某種結(jié)果。而進(jìn)化生物學(xué)中的許多學(xué)科是歷史科學(xué),其研究過程則與實驗科學(xué)恰好相反:它是面對生物進(jìn)化的結(jié)果,去探究造成這一結(jié)果的原因、中間經(jīng)歷的過程以及相伴的條件等等?!边@兩種思維看似不同,實際上都是邏輯推理,包括歸納法(Induction)和演繹法(Deduction),只不過方向不一樣。

遺傳分子生物學(xué)中有一個“哈代-溫伯格定律”,其發(fā)現(xiàn)過程就很有意思。英國劍橋大學(xué)的一位生物學(xué)家普內(nèi)特率先想出了這個問題,但他的數(shù)學(xué)不是特別好,不知道如何用數(shù)學(xué)公式表達(dá)。有一次,他跟一個數(shù)學(xué)系的同事、大數(shù)學(xué)家哈代打板球時聊到這件事,哈代說:這個不是很簡單嗎?隨即就把公式寫出來了。后來,有人發(fā)現(xiàn)一位名叫溫伯格的德國醫(yī)生早就獨立地發(fā)現(xiàn)了這一公式,所以,現(xiàn)在這一定律(公式)以他們兩人的名字命名。同一個學(xué)科的不同分支更是聯(lián)系密切,楊振寧先生與李政道先生拿到諾貝爾獎,也得到了哥倫比亞大學(xué)實驗物理學(xué)教授吳健雄很大的幫助。

舊有的說法中,人文學(xué)科強(qiáng)調(diào)形象思維,科學(xué)強(qiáng)調(diào)邏輯思維。其實科學(xué)也需要形象思維,人文學(xué)科也需要邏輯思維,本質(zhì)上并沒有涇渭分明的界限。所以,科學(xué)同樣具有文藝的一面,即想象力與詩性,而文學(xué)藝術(shù)也需要邏輯與推理。上海作家小白的中篇小說《封鎖》前一段時間獲得魯迅文學(xué)獎,他曾跟我聊到,這部作品中的很多細(xì)節(jié)是在檔案館查閱日偽檔案的過程中靠邏輯一點一點還原的。本質(zhì)上,這跟我搞古生物研究和科學(xué)研究是相似的。想象和實證也互相聯(lián)系,如果沒有想象,怎么會去設(shè)計實驗證明你的設(shè)想呢?

[苗德歲,美籍華裔學(xué)者,曾獲“北美古脊椎動物學(xué)會羅美爾獎”。中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所理學(xué)碩士,懷俄明大學(xué)地質(zhì)學(xué)博士、動物學(xué)博士,芝加哥大學(xué)博士后。1989年至今供職于堪薩斯大學(xué)自然歷史博物館暨生物多樣性研究所。譯有《物種起源》《科研道德:倡導(dǎo)負(fù)責(zé)行為》《山》等,著有《物種起源·少兒彩繪版》《天演論·少兒彩繪版》《給孩子的生命簡史》等]

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