科學腦,在生活中養成

美國教育家杜威主張「做中學」,認為課堂上教再多,若沒有實際動手操作、應用在生活上,就只是死背的知識而已。想要提升科學能力,光說不練是不夠的,科學原理並不艱澀,日常生活中俯拾皆是,只要保有好奇心,與孩子一起觀察、一起動手嘗試,就能燃起他們的學習熱情。

美國教育家杜威主張「做中學」,認為課堂上教再多,若沒有實際動手操作、應用在生活上,就只是死背的知識而已。想要提升科學能力,光說不練是不夠的,科學原理並不艱澀,日常生活中俯拾皆是,只要保有好奇心,與孩子一起觀察、一起動手嘗試,就能燃起他們的學習熱情。

 

物理、化學、生物等學科,常常是孩子學習上的夢魘,真的有這麼難嗎?家長該怎麼幫孩子愛上科學,練出科學腦?

 


嬰兒天生就是科學家

可別以為科學能力是少數人的天賦,愈來愈多研究發現,嬰兒天生下來就是科學家,是後天把他們科學家的本能給弱化了。

美國加州大學柏克萊分校的心理學教授、哲學特聘教授賈布尼克(Alison Gopnik),是嬰兒認知學習研究權威,曾上TED演講相關主題。包括賈布尼克在內的多位專家,共同的發現是:嬰兒和幼兒的學習方式和科學家一樣,都會觀察、統計,並從中推導結論。

在2008年的一項研究中,賈布尼克和她的團隊向一些8個月大的嬰兒展示一大盒乒乓球,其中混放著80個白球和20個紅球。然後,研究人員看似隨機的從中拿出5個球,如果是4紅1白,而不是和總體比例一致的4白1紅,嬰兒就會顯得吃驚,並且會花更多的時間和精力來觀察乒乓球。

賈布尼克的發現是,嬰兒甚至能理解統計樣本和取樣群體間的關係。看似需要多年學習才能達到的複雜思惟運作,不到1歲大的嬰兒卻已經具備這樣的認知能力。

那麼,為什麼這種天生的科學能力長大後反而會弱化?一些專家的解釋是,當有些孩子逐漸成長、學習到更多知識,大腦就變「懶惰」了,減少主動思考、推導結論的運作,直接取用現成知識來因應他們所處的環境。

 

生活處處是科學

科學能力,是從好奇心出發,觀察世間萬物、提出疑問,為了追求各種知識和原理,進行各種操作和實驗後,獲得知識的一種能力。這種能力是每個人從小就要具備的,長大後,才能藉此解決生活中遇到的問題。

不少父母害怕教孩子科學,因為他們在求學期間就懼怕物理、化學、生物這些科學學門,覺得自己都不懂了,如何能帶著孩子共學?事實上,生活處處是科學,例如做蛋糕,要能精準控制各種材料的數量及配方,味道才會對。天氣預測、交通工具、日常疾病與醫學、家中電器產品,這些日常生活中的事物,都與科學原理密切相關。

台北市國語實驗國民小學自然科學老師王郁軒強調,小學的科學教育,目的並不是要教出一個個「科學家」,最重要的是要培養孩子成為一個「科學人」。所謂科學人,指的是具備科學探索的能力,透過思考、動手和操作來解決一般的生活問題。而這樣的能力,是孩子可以帶著走的能力。

 

提升科學興趣,就從觀察大自然開始

那麼家長應該如何從旁協助,提升孩子對科學的興趣?台大生物環境系統工程學系教授張文亮說,父母可以做的第一件事,就是常常帶小孩去戶外接觸大自然。幾乎所有孩子天生喜歡大自然,家長甚至可以什麼都不做,小孩子就可以在花草樹木和蟲魚鳥獸間,發現世間萬物有趣的事。

再來,要鼓勵孩子多觀察。喜歡觀察,就是踏入科學的第一步,讓孩子先從靜態的植物開始,再觀察會動的生物,從中引發孩子的好奇心,然後他就有動力想找書找資料,自然進入科學學習的階段。最後,要培養孩子的好個性。張文亮說,因為科學常常要花兩個小時以上來研究,若沒有很好的專注力和定性,很難做出好研究,因此要能靜得下來、心定得住,才能進入科學的領域。

接著,就是要鼓勵孩子分享。張文亮表示,父母可以問問孩子觀察到什麼好玩的事物,這時候他一定會有很多問題,也許是大人想不到也不知道答案的問題,親子就可以一起探索。最好,還可以讓孩子試著畫出來,畫得好不好不是重點,而是為了畫畫,可以訓練孩子去觀察這些動植物的細節,他就會發現更多大自然的奧妙。

王郁軒也很推薦到大自然中學習,國語實小學校對面就是植物園,他常常帶著班上的學生出走,把植物園當教室,細細觀察園裡的一草一木。

王郁軒指出,就算孩子只是玩泥巴、拔樹葉、撿石頭也很好,因為天地萬物可以學習的事情太多,父母也要展現出對凡事好奇的樣子,遇到不懂的就和孩子一起學,在這種家庭氛圍下成長的孩子,學習力自然會強。

 

學好科學三要素:閱讀、體驗、實作

王郁軒表示,把科學學好有三大要素,一是閱讀、二是體驗、三是實作。首先透過書本習得知識,接著就要親身體驗,然後才透過實驗去應證。

另外,日常生活中也到處是科學教育的素材。台北市社子國小教務主任楊世昌,長期以來擔任小學自然科學老師,他設計課程時,往往是從日常接觸的物品或現象開始,以生活周遭的事物引發學生好奇心,然後再經由實驗來深入了解科學原理。

這些課堂上可以做的,其實家長跟孩子在家也可以照著做,甚至還可以動手做一些科學小玩具。

楊世昌隨手就拿出了一個小玩具,那是一個用鈕扣、小罐子、橡皮筋加一條繩子做成的「扣扣罐」,都是生活中隨處可得的材料,他會讓孩子去替換這個玩具構成的元素,像是大罐子換成小罐子,音量是否一樣?玻璃罐和塑膠罐的音質又何不同?鈕扣換成迴紋針又會如何?進而讓孩子聯想到樂器,像是鼓的各種聲音是否就是這些變因造成的?跟著孩子一起去探索、去嘗試,刺激思考,也讓生活與學習充滿趣味。

有時候,家長會擔心自己無法回答小孩問題,像是不知道各種動植物的名稱,張文亮說,其實不要被那些難以記得的學名卡住,就讓小孩給牠們取名字有什麼關係?像是胖胖蟲、大白花,反而更能讓孩子找出牠們的特性,還能提升孩子的創造力。特別要注意的是,家長千萬不要去糾正孩子這樣說是錯的,讓他們產生挫折感,久了就不再好奇,也不愛科學了。

王郁軒表示,或許升上七年級之後,在課業及升學制度的壓力下,即使許多同學對科學相關的生物、物理、化學不再深入學習,但是,懂得去思考、去質疑,進而去了解、去求證,養成動手做的習慣,這一種探索能力對每個孩子都是很重要的,也是家長可以協助孩子,練就出一生受用的基本素養。

 

張文亮的另類科學力訓練方法

台大生物環境系統工程學系教授張文亮說明,「science」這個字,基本上是「知識」的意思,科學研究是在追求事情的道理,因而需要具備的關鍵能力是「邏輯力」。

邏輯力要如何培養?張文亮教授的答案令人驚訝,竟然是閱讀和聽音樂!很多人以為邏輯只有和「數學」畫上等號,事實上,文學和音樂都具備相當強的邏輯性。有些人的數學能力直到國高中才展現,而閱讀力和音樂性卻是從小就可以養成的。

以音樂來說,像是巴哈的音樂,從頭到尾有著高度對稱的音符,那種對等率是相當有邏輯的,聽久了自然可以培養邏輯性。而孩子在閱讀時,從單字、片語到一段話及整本書,都需要在腦中將文字經過整合再理解,那更是訓練邏輯力最好的方式。

此外,陪著小孩玩捉迷藏,也可以強化他的觀察力,進而打好學習科學的底子。因為孩子必須有空間概念,設想一些可能性之後,才能找到最好的藏身處,或者是藉由蛛絲馬跡的線索去找人。打躲避球也是一樣的道理,怎麼閃、怎麼瞻前顧後,也都是需要觀察才能判斷的。這些日常活動都是訓練孩子培養科學力的好方法。

 

女生科學學習能力比男生強?

邏輯力,是鑽研科學的關鍵能力。一般人普遍認為,男生的邏輯力天生比女生強,大多數家長也會覺得,自然科學是男生比較有興趣的科目,女孩子相對少。

然而,近來一些研究報告推翻這個千年來的一般觀感。根據OECD(世界經濟合作及發展組織)在2013年公布的報告,針對41個國家、28萬個15歲學生的大型研究發現,女生在科學(數學為指標科目)上的表現普遍超過男生,除了美國、英國及加拿大三個國家。

這項調查並交叉分析,男女地位愈不平等的國家,男女生在科學表現上的差距愈大。表示女生在社會上的地位愈高、對自己更有自信,在科學上的表現愈好。

瑞典斯德哥爾摩知名的卡洛林斯卡(Karolinska)研究機構腦神經學家克林柏格(Torkel Klingberg)的研究,也證實了這個論點。克林柏格告訴受測者要做工作記憶的測驗(其實主要測數學),結果男生女生表現無太大差異,但如果在測驗前告知要測驗男生及女生數學表現差異,結果女生表現直接掉了三成。也就是說,認為自己數學可能不如男生的壓力,會影響女生數學能力的展現。

對此,台大生物環境系統工程學系教授張文亮指出,傳統在校園看到的實際狀況是,男生確實在大腦的發展上,邏輯力會比女生好一些,再加上喜歡實作,感覺上似乎比較適合學習科學

但事實上,男生相較於女生在科學上展現出更多學習興趣,影響更大的其實是「社會期待」,一個女孩子在數學、物理、化學上比較強,似乎較不符合一般人的想像。

因此,張文亮說,這只是一種選擇,不分男女,每個人對科學的興趣都是可以培養的!

 

【興趣不是全然天生的 還要靠激發及培養】推薦閱讀:小小科學人系列>> http://bit.ly/2IxviL4

孩子可以從任何一頁開始,透過書中的100種科學角度,瞭解各種最新鮮的酷知識,從100件連你可能也不知道的大發現中,探索科學對世界對生活種種數不清的的迷人之處!

最重要的是並不是要很有壓力的教出一個「科學家」,而是要培養孩子具備科學探索的能力,運用學到的知識加以思考轉化、動手和操作來解決生活問題的「科學人」這是孩子面對未來生活必須擁有的能力! 

小小科學人:100科學大發現 >> http://bit.ly/2IDLyu6

小小科學人:100宇宙大發現 >> http://bit.ly/2IwwRJ8

小小科學人:100人體大發現 >> http://bit.ly/2IDHklU

小小科學人:100食物大發現 >> http://bit.ly/2IwBQtf

 

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數位編輯:吳佩珊(2019.6.11更新)

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本篇文章出自第期未來Famiy雜誌

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