摘要:想带孩子在家做点小实验,却不知如何下手;网上买了各种STEAM科学实验套装,孩子却三天打鱼两天晒网;只能照搬大V做实验,自己做却没思路……家有学童,如何培养孩子对科学的兴趣?怎样在家叩开科学的大门?
想带孩子在家做点小实验,却不知如何下手;网上买了各种STEAM科学实验套装,孩子却三天打鱼两天晒网;只能照搬大V做实验,自己做却没思路……家有学童,如何培养孩子对科学的兴趣?怎样在家叩开科学的大门?
让我们跟随全国家庭实验室学校联盟创始人、中国十大科学传播人物陈耀,以及11岁自写代码造火箭的“小孩哥”严弘森的爸爸,一起学习如何建立“家庭实验室”,让孩子爱上科学。
培育孩子科学思维的最佳场所
温州学生黄翰慧和赵王越在家里研究蜘蛛丝,发现蜘蛛丝被扭转600圈都不会断,得出“蜘蛛丝适用于建设高层建筑、攀岩、救援等”结论,并撰写论文,荣获第24届浙江省青少年科技创新大赛一等奖;学生潘心如在家里种了秋茄,发现秋茄可以抑制赤潮现象,凭借论文《秋茄生长对赤潮影响的研究》,获得第24届全国青少年科技创新大赛一等奖……
这得益于他们的科学老师陈耀的引导,陈耀曾发起“科学教育2049计划——一千零一夜家庭实验室项目”,获得20位两院院士签名题词声援。2023年,家庭实验室全国协作学校共同体联盟总部落地温州瓯海。在创始人陈耀指导下,全国共有5万多个家庭开设了实验室。许多孩子成为矿石、爬宠、生物、人工智能等领域的“科学小达人”。
陈耀认为,孩子们在家做科学实验,与科学家在实验室做实验本质相同,都是提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、得出结论、表达和交流。好的家庭实验是无边界学科的实验,孩子们可以在一次次尝试和犯错的过程中不断归纳总结、分析数据,锻炼逻辑推理能力和系统性思考能力。
对于市面上流行的五花八门的科学实验材料包,陈耀表示,能在一定程度上引发孩子们对科学的兴趣,但也存在一定弊端。“这类科学实验往往只涉及单一学科,实验结果也是预设好的、固定的。而家庭实验会出现很多变化,结果是未知的,需要孩子们在长期观察过程中随时处理和探究各种变化因素,是开放式、探究式的。”
“相比有时限的学校科学课,一个家庭实验室正是培育孩子科学思维的最佳场所。”陈耀建议,父母可根据孩子的兴趣爱好,引导孩子们建立自己的家庭实验室。对于中小学生,种植类的家庭实验操作难度不大、入手简单,遇到问题时,家长们也可通过网络查找专业知识和求助。另外,在家庭外,为孩子搭建一个交流和展示的平台也很重要,与孩子的三五好友结伴或者联结社群、社区等,系统性地支持孩子的科研兴趣。
火箭男孩严弘森勇敢追逐“航天梦”
种芝麻藏着大课题
“在家里养水稻、种五谷,会不会招虫?”“翻石头找蜘蛛,多不干净!”……面对家长的种种问题,陈耀说,孩子的好奇心和科学梦想十分珍贵,只要在安全范围内,家长一定要注意保护孩子们的奇思妙想和探究欲,不要过度干涉。一张桌子、半个阳台,只要利用得当,都能成为孩子们科学探索的“小乐园”。天平秤、酒精炉、显微镜并非标配,关键是在做家庭实验的过程中,养成孩子们探索未知的思维方式、追寻真理的科学精神和实事求是的做事方法。
不久前,一年级学生方子詹在家种了3株芝麻,1个白色泡沫箱、1个天平秤、1台显微镜就构成了家庭实验室的“装备”,浸泡种子,观察其发芽、开花、结果,移植……每天放学回家后,方子詹总是第一时间走进家庭实验室。芝麻结果后,他还做起了芝麻榨油实验,来对比生芝麻、熟芝麻、白芝麻、黑芝麻的出油量。
“别小看种芝麻,通过控制光照、温湿度等条件变量,就能延展出很多有意思的实验课题。”比如,把芝麻秆一劈为二,它还能存活吗?每天照绿光的芝麻能不能长出绿芝麻?给芝麻浇灌添加了不同食用色素的水,芝麻果粒颜色会不会随之改变?怎样在白芝麻上嫁接黑芝麻?芝麻长虫后,把虫子单独养起来,对比虫子对迷迭香、驱蚊香草等不同植物的反应,还能研究病虫害……
在陈耀看来,种什么不重要,芝麻只是一种载体,更重要的是,用长时间、系统而真实的科学实验带动孩子探究的兴趣,改变变量探究不同的实验结果,让孩子发现探索未知的乐趣。陈耀认为,“随着科技的快速发展,未来的科研对于跨学科的思维方式、批判性思维和复杂问题的解决能力的要求越来越高,英国科学家戴米斯·哈萨比斯和约翰·江珀,正是因为开发了一种能够预测大约两亿种已知蛋白质的复杂结构的人工智能模型,而荣获2024年诺贝尔化学奖。”
大胆试错是关键
“五、四、三、两、幺,点火!”不久前,一支长1.06米的黑色小火箭“森行号”在浙江绍兴一处空地拔地而起,引发百万网友在线点赞,11岁的严弘森也成为目前我国年龄最小的火箭制造者。
“11岁的孩子能自己写代码、造火箭?”“幕后是不是教授父母在指导?”……事实上,严弘森的父母都是文科生,从事户外产品销售,家里也不是大富人家。
严弘森的“航天梦”源于4岁时的一次家庭自驾游。2017年,严爸爸带着弘森来到甘肃酒泉。当亲眼看到委内瑞拉遥感卫星二号搭载着长征二号丁运载火箭成功升空的那一幕,弘森内心受到很大震撼,从此种下航天梦。“孩子的梦想刚刚发芽时,最需要父母加以引导和培养。”
严爸爸回忆,为了让孩子的“航天梦”生根发芽,他们带着小弘森跑遍了全国各地的科技馆、博物馆,看遍了与航天有关的纪录片,遇到问题常去网络求助……渐渐地,小弘森爱上了手工制作各类火箭、飞机模型。
6岁时,严爸爸把客厅沙发拆掉,改装成实验室,配备了各种工具、材料,为小弘森提供了一个自由探索和实践的空间。此后,小弘森一有时间就沉浸在这一方自由天地里,捣鼓起各种实验。
伴随不断的开放式学习,小弘森在还不识字的年纪,就打下了科学探索的基础。2022年,9岁的小弘森计划造一枚火箭。自制“火箭”的原理和真正制造火箭的原理一样,涉及航天学、空气动力学、燃料学等跨学科知识,只是他把几百米的火箭变成了一米,把金属部分变成了塑料。为此,他通过看书和上网,自学了编程语言、物理化学原理、航天基础理论等。
“小时候,弘森还不会打字,我教他用语音搜索,后来他习惯了在网络上寻找答案,经常泡在科创网、国家航天局官网,在网上拜师学艺。有时还登录NASA官网,利用翻译软件找自己想要的资讯。”遇到自己无法辨别真伪的信息,小弘森总是抱着怀疑的态度,再查找资料辨别清楚。
“父母不懂火箭没关系,我们可以想办法让孩子认识懂的人。毕竟,兴趣是最好的老师,文科出身的父母并不是孩子搞科研的拦路虎。”为此,严爸爸经常带着孩子参加航天、天文协会组织的各类活动,为孩子创造向专业大咖当面学习的机会。火箭助推剂要用化学燃料来熬制,对温度、精细度要求很高,严爸爸就替孩子打下手。有时,父母看到小弘森偶尔被火箭支架划伤、被电烙铁烫伤也心疼,但依然坚定地支持他自己动手实践。
小弘森“造火箭”的过程并非一帆风顺,他也曾遇到一个无法攻克的难题,心情不好,甚至有一个月都不想再碰火箭。严爸爸只好在线“摇人”,通过线上发布求助视频,将具体问题抛给更专业的人。没想到,这一摇,摇到了前长征二号设计师、现创业公司CTO刘老师,他陪着小弘森爆改代码,连着半个月熬夜,最终共同攻克了难题。在线“摇人”还摇到了中科院常进院士、航天一院余梦伦院士、探月工程副总指挥张玉花、载人航天工程专家王一等,大家纷纷通过网络为小弘森答疑解惑。
“‘造火箭’不容易,遇到挫折再正常不过,关键是要正视失败、大胆失败。”多次火出圈的抖音科普创作者、小学科学老师王印指出,很多孩子因为害怕失败而患得患失,其实,大胆失败恰恰是锻炼创新能力的必经之路。父母一定要在孩子受挫时多表达认可,从多个维度鼓励孩子坚持和试错,让孩子有力量超越对失败的恐惧与担心,学会坦然接受。“孩子在做家庭实验的过程中不断试错才能进步。提升抗挫力,改变的不仅仅是孩子,也是对整个家庭文化的再塑造。”
这个寒假,建个家庭实验室,让孩子从此爱上科学。
来源:中国妇女