邏輯力：引導(dǎo)探索精神，教會(huì)孩子邏輯思考


郝景芳 “雨果獎(jiǎng)”得主，清華大學(xué)物理學(xué)碩士、經(jīng)濟(jì)學(xué)博士


父母沒有科學(xué)背景也能培養(yǎng)孩子的科學(xué)思維嗎？


科學(xué)思維并不是只有科學(xué)家才需要的思維方法，它能讓一個(gè)人更理性、更睿智地面對(duì)生活，因此我們每個(gè)人都需要具備一定的科學(xué)思維�？茖W(xué)思維對(duì)孩子的學(xué)業(yè)和未來發(fā)展都有積極影響，家長要學(xué)會(huì)從小給孩子培養(yǎng)科學(xué)思維。沒有科學(xué)背景的家長也不用擔(dān)憂，因?yàn)槟阋材芘囵B(yǎng)孩子的科學(xué)思維。


/ 認(rèn)識(shí)科學(xué)思維 /
很多人認(rèn)為科學(xué)教育的門檻很高，但實(shí)際上并不是這樣，家長和孩子在家里就能完成，而且可以享受其中。家庭中的科學(xué)教育為何重要？為什么說沒有科學(xué)背景的家長也能培養(yǎng)孩子的科學(xué)思維？我們先通過兩組親子對(duì)話作為導(dǎo)入案例，幫助家長建立對(duì)科學(xué)思維的感性認(rèn)識(shí)。
第 一組對(duì)話：雨下到地上，到哪里去了？


孩子：媽媽，雨下到地上，到哪里去了呀？
媽媽：被太陽曬干了呀！走快點(diǎn)，我們快要遲到啦。
孩子自然會(huì)說：哦，好吧……


孩子：媽媽，雨下到地上，到哪里去了呀？
媽媽：你猜猜？
孩子：可能是，又融化了吧？
媽媽：為什么說又？你想到雪融化嗎？
孩子：對(duì)！雨也融化了！
你感受到這兩組對(duì)話有什么不同了嗎？


第二組對(duì)話：天為什么是藍(lán)色的？


孩子：媽媽，天空為什么是藍(lán)色的呢？
媽媽：嗯……這個(gè)問題很復(fù)雜，你現(xiàn)在還理解不了，等你長
大以后就會(huì)明白的啦。
孩子：哦……


孩子：媽媽，天空為什么是藍(lán)色的呢？
媽媽：嗯，你覺得是為什么呢?
孩子：嗯，我想是因?yàn)榈厍蛲饷嬲至艘粋�(gè)藍(lán)色的氣球！
媽媽：如果真像你所說的，地球外面罩了一個(gè)藍(lán)色的氣球讓天變藍(lán)，你有沒有辦法來證明這個(gè)想法是對(duì)的，或者是不對(duì)的呢？
孩子：嗯，如果真有氣球，我做一個(gè)火箭或者飛機(jī)一直往上飛，最 終肯定會(huì)碰到這個(gè)氣球，把它戳破。戳破這個(gè)氣球再往外飛，回頭能看到我們居住的家，被罩在這個(gè)藍(lán)藍(lán)的大氣球里面。


從剛剛聽到的這兩組對(duì)話里面，你發(fā)現(xiàn)了什么，又想到了什么呢？
從孩子層面來看，如果兩個(gè)孩子分別按照這兩種溝通方式成長的話，哪一個(gè)更有可能成長為對(duì)世界充滿好奇和求知欲的人？
科學(xué)思維能讓孩子主動(dòng)了解和探索這個(gè)世界，而不是被動(dòng)適應(yīng)。當(dāng)孩子問為什么的時(shí)候，他們內(nèi)心深處可能有這樣一個(gè)信念：世界上的事物之所以是現(xiàn)在這個(gè)樣子，一定是有原因的。而且，他們相信自己有權(quán)利也有能力去探索這個(gè)原因，把世界的來龍去脈搞清楚。他們會(huì)相信自己和自己所處的客觀世界，從根本上是可以被認(rèn)識(shí)、被理解和被改變的。這就意味著他們不會(huì)被動(dòng)地接受事物本來就是如此，不會(huì)只滿足于蜻蜓點(diǎn)水式地看世界，而是像科學(xué)家一樣深入地、主動(dòng)地探究世界。這種探索精神對(duì)于他們的學(xué)習(xí)和成長以及適應(yīng)變化越來越迅速猛烈的未來世界，尤為重要。
從家長層面來看，第 一，在日常對(duì)話中就可以滲透科學(xué)思維的引導(dǎo)，家長并不需要過多的知識(shí)儲(chǔ)備。比如說，天空為什么是藍(lán)色的這個(gè)主題，本來要解釋這個(gè)問題至少需要大學(xué)物理的水平，因?yàn)樗�涉及瑞利散射，而且，瑞利散射也許也不是最 終答案，因?yàn)楹芏嗳嗽谫|(zhì)疑瑞利散射到底能不能解釋這個(gè)問題。但是，在剛才的對(duì)話中，我們并不需要知道瑞利散射這些科學(xué)知識(shí)，而是通過對(duì)話這種形式的討論讓孩子意識(shí)到，萬事萬物的背后確實(shí)藏著科學(xué)道理，你有權(quán)利對(duì)此感到好奇。第二，我們可以隨心所欲提出想法，但是這些想法也需要用某一個(gè)方法來檢驗(yàn)，哪怕僅僅是開腦洞來檢驗(yàn)。這是個(gè)一步步深入理解世界的過程，并不需要過多的知識(shí)和技巧，輕裝上陣即可�？茖W(xué)思維不是科學(xué)家或者說理工科家長的專利，它滲透于生活中的每一個(gè)角落。每一個(gè)孩子感興趣的問題，都可以用來給孩子進(jìn)行科學(xué)啟蒙。當(dāng)孩子有了科學(xué)思維，長大后思考所 有的問題都會(huì)比其他人更理性、更深刻一點(diǎn)。
科學(xué)思維的引導(dǎo)不等于科學(xué)知識(shí)的介紹。日常對(duì)話中的科學(xué)思維引導(dǎo)，目的不是為了讓孩子掌握多少知識(shí)點(diǎn)，而是鼓勵(lì)孩子學(xué)會(huì)用邏輯推理和觀察事實(shí)的方法，自己得出一個(gè)合理的，或者是可驗(yàn)證的結(jié)論。比起記住多少知識(shí)點(diǎn)，這套內(nèi)化的思維方法才是令孩子受益一生的智慧。


/ 拆解科學(xué)思維，3個(gè)實(shí)用建議 /
通過前面兩組對(duì)話，大家應(yīng)該對(duì)于科學(xué)思維的價(jià)值有了初步的認(rèn)識(shí)。下面就來介紹一下如何認(rèn)識(shí)科學(xué)思維，如何從科學(xué)思維要素出發(fā)，通過日常生活的親子對(duì)話，培養(yǎng)孩子的科學(xué)思維。
科學(xué)思維可定義為：對(duì)于可證偽的問題進(jìn)行觀察、提問，形成自己的假設(shè)，并且通過邏輯推理或者實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)是否正確的思考與實(shí)踐活動(dòng)。
什么是可證偽的問題？如果一個(gè)問題的解釋或者結(jié)論，可以通過實(shí)際觀察到的現(xiàn)象或者邏輯推理來否定和推翻，這樣的問題就是可證偽的問題。“可證偽”是奧地利科學(xué)哲學(xué)家卡爾•波普（Karl Popper）在20世紀(jì)提出來的重要概念�！翱勺C偽”意味著問題的解釋可以不斷被修正，形成更有解釋能力和預(yù)測能力的科學(xué)理論。只有通過這種可證偽的問題，人們才能有效地、深入地去研究、去討論。比如地球是怎樣運(yùn)動(dòng)的這個(gè)問題，就是一個(gè)可證偽的科學(xué)問題，也由此推進(jìn)了我們對(duì)地球乃至太陽系的認(rèn)識(shí)，從地心說發(fā)展到日心說。
那么什么樣的問題是不能證偽的呢？不能證偽的問題就是那些沒有辦法證明是錯(cuò)的問題。比如說，有人告訴你，他養(yǎng)了一只火鳳凰，但是這只火鳳凰是透明的，我們其他人都看不到，也沒辦法令它出現(xiàn)。那么，要想證明這只火鳳凰是否存在，就是不可證偽的問題。因?yàn)槲覀儾豢赡芟氤鲆粋�(gè)辦法讓它出現(xiàn)，就沒有辦法證明它存在還是不存在。
從科學(xué)思維的定義，我們發(fā)現(xiàn)在這種思維活動(dòng)里，觀察、提問、提出猜想、驗(yàn)證猜想是關(guān)鍵要素，根據(jù)這些要素，我在此提供以下建議。


第 一個(gè)建議：帶著比較的目的去觀察不同事物
我們可以在生活中讓孩子留意事物的特征，比如顏色、大小、質(zhì)地等等，孩子在具備了找特征的能力后，就會(huì)注意到很多特點(diǎn)和原理。接下來我們可以去對(duì)比，對(duì)比不同事物的差異，再提出問題去解釋這些差異，每一個(gè)問題背后會(huì)有原因，每一個(gè)原因背后都有更深層次的原因。
比如去動(dòng)物園時(shí)可以讓孩子觀察各種動(dòng)物的腳有什么不一樣，他們可能會(huì)說大象的腳是圓圓的，袋鼠的腳是長長的。然后再引導(dǎo)孩子
去思考：你覺得它們的腳為什么不一樣呢？如果他說我不知道，家長也先不要直接給他答案，而是讓他去假設(shè)，如果大象長了袋鼠的腿和腳，會(huì)怎么樣呢？孩子們就會(huì)靠自己的思考推理：大象這樣巨大的身體，長了袋鼠很細(xì)的腿，可能就會(huì)被壓斷。因?yàn)檫@個(gè)結(jié)論是孩子自己通過想象推斷出來的，那么在這個(gè)過程中他就發(fā)現(xiàn)了動(dòng)物的腳和它們的體型、生活習(xí)性有什么樣的關(guān)系，邏輯能力也得到了提升。
我們還可以在此基礎(chǔ)上做延伸，讓孩子玩分類的游戲。在分類游戲中，孩子會(huì)觀察比較每樣事物的特點(diǎn)，從中找出它們的共同特征和差異。每一種共同特征，都可能成為孩子分類的依據(jù)。
“分類”本身就意味著我們對(duì)事物有了一定程度的觀察和分析，分類是我們的大腦認(rèn)識(shí)世界、把世界化繁為簡的關(guān)鍵能力。而將事物進(jìn)行多角度的分類，尤其是當(dāng)孩子突破對(duì)事物的表面認(rèn)知，找到不容易被發(fā)現(xiàn)的潛在共通點(diǎn)，給事物建立新的分類方式時(shí)，意味著孩子對(duì)事物的認(rèn)識(shí)達(dá)到了不一樣的深度。
美國弗吉尼亞大學(xué)心理學(xué)教授威林厄姆在他的著作《為什么學(xué)生不喜歡上學(xué)》里面，講到了學(xué)生（初學(xué)者）跟專家在思考過程中的本質(zhì)區(qū)別。初學(xué)者只能看到事物與事物之間表面的聯(lián)系，也就是書中所說的表層結(jié)構(gòu)。比如，蘋果和雪梨都屬于水果，電視機(jī)和冰箱都是家用電器。這些按照日常生活的認(rèn)知賦予事物的常規(guī)分類，就是表層結(jié)構(gòu)。而專家不一樣的地方就在于，他們能夠發(fā)現(xiàn)事物和事物之間潛在的、深層的聯(lián)系，尤其是在功能方面的聯(lián)系，也就是書中所說的深層結(jié)構(gòu)。比如，專家可能會(huì)把手機(jī)和人的手腳、眼睛、嘴巴劃分為一類東西，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為，從本質(zhì)上來看，手機(jī)就是人類延伸的器官和感官。所以，專家在看待世界的時(shí)候，會(huì)比其他人看得更透徹；分析問題的時(shí)候，也會(huì)比其他人想得更深入。由此可見，鼓勵(lì)孩子給事物建立新的分類方式，有利于提高他們深入思考的能力。


第二個(gè)建議：引導(dǎo)孩子觀察自然因果現(xiàn)象，并進(jìn)行問題啟發(fā)
在生活中存在很多我們習(xí)以為常、覺得理所當(dāng)然的自然因果現(xiàn)象，比如人跳起來會(huì)落回地上。探究這些現(xiàn)象背后的原因，一方面可以更好地激發(fā)孩子對(duì)生活、對(duì)世界的好奇心，另一方面也可以幫助孩子從生活中更好地理解基本的科學(xué)常識(shí)和概念，為以后在科學(xué)方面的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
比如當(dāng)孩子滑滑梯時(shí)，我們可以問孩子：你覺得為什么所有東西都會(huì)從滑梯上面往下面滑呢？一個(gè)東西放在滑梯上為什么不能往上滑？孩子的第 一反應(yīng)是，東西往下滑是天經(jīng)地義的。這個(gè)時(shí)候我們可以進(jìn)一步問：“你覺得為什么下樓梯是省力的，上樓梯是費(fèi)力的呢？”孩子也覺得：“是呀，為什么呢？”這時(shí)，我們可以讓他進(jìn)一步思考：平時(shí)拉東西、推東西時(shí)，怎樣的情況下會(huì)省力，怎樣會(huì)費(fèi)力？可以跟孩子一起感受拉東西、推東西的力量，讓他們用身體感受力量的不同方向。這個(gè)時(shí)候，再從力量開始討論大地對(duì)人的拉力，孩子就會(huì)開始理解：
地對(duì)人是有一個(gè)拉力的。進(jìn)而他會(huì)思考引力，乃至更多力量的原理。像平時(shí)生活中吃飯、喝水、拉臭臭這些事情，可以對(duì)孩子說，這是新陳代謝。也可以讓他對(duì)比，你看，樹是怎么新陳代謝的？樹是從哪兒吸收營養(yǎng)，從哪兒釋放出來的？還可以觀察其他東西，比如，汽車的能量是從哪兒進(jìn)來的？怎么變化，怎么出來的？然后孩子會(huì)理
的能量是從哪兒進(jìn)來的？怎么變化，怎么出來的？然后孩子會(huì)理解，所有這些過程，都是能量循環(huán)的過程，那么，孩子以后再接觸能量這個(gè)概念的時(shí)候就絲毫不會(huì)覺得困難。


第三個(gè)建議：引導(dǎo)孩子提出假設(shè)和猜想，驗(yàn)證假設(shè)
在科學(xué)思維里，很重要的一環(huán)就是能夠分辨兩種不同的猜想，哪一個(gè)更為正確。這種理智并不是所有成年人都有的，但在生活和學(xué)業(yè)里都很重要。有了這種對(duì)比不同猜想的能力，在做題的過程中，就可以高效判斷，哪一種思路更符合試卷信息。這種理性分辨的邏輯，也能讓我們和他人理智對(duì)話，不至于發(fā)生人身攻擊。
比如孩子騎著滑板車時(shí)，如果遇到風(fēng)特別大的天氣，孩子可能會(huì)發(fā)現(xiàn)滑板車不用蹬就可以往前走。家長就可以啟發(fā)孩子：“除了風(fēng)很大，還有可能是什么原因呢？”孩子可能會(huì)想到把滑板車放在下坡路上，也可能不用蹬就往前走。家長可以再進(jìn)一步啟發(fā)孩子：“你有沒有什么方法能夠判斷，到底是因?yàn)轱L(fēng)大，還是因?yàn)橄缕履�？”觀察力強(qiáng)的孩子，可能會(huì)想到可以看周圍的樹葉，如果樹葉也是往前走的，就說明是風(fēng)吹的，如果樹葉不動(dòng)就說明沒有風(fēng)，是下坡路。通過觀察現(xiàn)象，大膽提出自己的猜想，然后去思考驗(yàn)證自己的猜想，這個(gè)過程需要良好的邏輯基礎(chǔ)。當(dāng)孩子這樣做的時(shí)候，家長要及時(shí)鼓勵(lì)孩子，并引導(dǎo)孩子想想另一種可能性：改天再來同一條路，到?jīng)]風(fēng)的時(shí)候再來，如果那時(shí)還可以不蹬就往前走，說明這條路是下坡，如果那天走不動(dòng)了，就說明是風(fēng)的緣故。這就是改換條件再觀察現(xiàn)象。
以上給出三個(gè)小建議：讓孩子帶著比較的目的觀察事物，引導(dǎo)孩子從自然因果現(xiàn)象里進(jìn)行問題啟發(fā)，引導(dǎo)孩子提出猜想和假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)。這些思維方法是能夠培養(yǎng)孩子科學(xué)思維的好方法，簡單易行，只需要通過對(duì)話，不需要太深刻的知識(shí)，就可以讓孩子的邏輯能力、思考深度得到提升。
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