根子资讯
当前位置:根子资讯 > 母婴育儿 > 物理学家:很遗憾,一年级第一堂科学课,就在以错误的理念教孩子

物理学家:很遗憾,一年级第一堂科学课,就在以错误的理念教孩子

2019-11-11 19:39:43来源:根子资讯

这是家长教育系列中的一篇推荐文章。

本周,瑞典皇家科学院宣布了2019年诺贝尔物理和化学奖的获奖者,让人们重新关注科学。

科学家理查德·费曼是第二次世界大战期间的诺贝尔物理学奖获得者。他是促进原子弹发展的重要人物,也是加州理工学院最受欢迎的教师之一。

今天的文章从他小时候的科学启蒙开始,以一年级的科学课为例,详细分享如何更有效、更有趣地学习科学。让我们一起学习。

作者:费曼资料来源:花生网

应该如何学习科学?想想我们在高中学习数学、物理和化学的经历,大量的概念、公式、练习...除了少数学生,恐怕大多数人的记忆不是很好。

伟大的上帝科学家理查德费曼正是一个从科学中获益匪浅的人。他是第二次世界大战期间促进原子弹研发的重要人物,也是诺贝尔物理学奖获得者。此外,他不仅在自己的研究中取得了杰出的成就,而且是一位对教学方法有深刻见解的杰出教师。他是加州理工学院最受欢迎的老师之一。

我今天向你们推荐的是费曼在nsta会议上的演讲,他在演讲中分享了他对科学的理解。他以一年级的科学教科书为例指出,直接给孩子灌输定义是完全错误的。真正的科学是观察、思考、一系列发现,同时保持怀疑...

费曼的父亲,销售经理,已经将这个想法付诸实践,并培养了一位真正的科学家。我建议你仔细阅读费曼的那份。有了这个想法,也许我们可以帮助我们的孩子,减轻科学学习的痛苦,甚至找到科学探索的乐趣...

这篇文章由花生编辑,摘自《发现的乐趣:费曼的采访》

父亲对我的“科学启蒙”

很难清楚地解释“什么是科学”,我不喜欢哲学表达,所以今天我想用一种非常不寻常的方式来表达我的观点。我想告诉你我是如何理解科学的。

这有点幼稚。这是我很小的时候就明白的。可以说它从一开始就进入了我的血液。我想告诉你这种对科学的理解是如何微妙地改变了我的。

听起来我会告诉你怎么教,但这不是我的意图。我想通过告诉你我如何学会理解科学来告诉你什么是科学。

这是我父亲教给我的全部,他让我知道“什么是科学”。据说——我没有亲耳听到——当我母亲怀上我时,我父亲说,“如果是个男孩,我会把他培养成一名科学家。”他是怎么做到的?他从未对我说过这样的话:你应该成为一名科学家。他自己也不是科学家。他是一名商人,也是一家制服公司的销售经理,但他热爱科学,经常阅读科学。

当我很小的时候——这是我记得的最早的事情——我仍然需要坐在高脚高脚椅子上吃饭,晚饭后我父亲会和我玩一个游戏。他从长岛市的某个地方买了很多长方形的旧浴室地砖。我们一个接一个地摆放瓷砖,然后把它们放成长条。然后,我父亲允许我拆掉最后一块瓷砖,然后我们看着整排瓷砖落下。很有趣。

后来,游戏升级了。瓷砖有不同的颜色。他让我依次放一个白色的,然后两个蓝色的,然后一个白色的和两个蓝色的,这样就排列好了所有的瓷砖——我可能想先放一个蓝色的,但是根据他的要求,我必须先放一个白色的。我想你已经领会了其中蕴含的教学智慧,但实际上它并不深刻——让他先像游戏一样,然后慢慢地向其中添加教育内容!

相比之下,我妈妈更敏感。她开始意识到她父亲的好意。她对父亲说:“麦尔,如果这个可怜的孩子想放一块蓝色的瓷砖,你可以让他放。”父亲回答,“不,我想让他注意上面的图案。这是我现在唯一能教他的东西。它相当于基础数学。”

如果我说的是“什么是数学”,我想我已经告诉你答案了。数学是对模式的探索(事实上,这种教育确实有一些效果。当我在幼儿园的时候,我必须参加一个实地测试。那时我们有针织课。这种课对孩子们来说太难了。现在他们已经取消了。在课堂上,我们用彩纸在垂直带上编织图案。幼儿园老师非常惊讶。她给我父母写了一封信,说这个孩子不寻常,因为他可以提前知道接下来会织什么样的图案,还可以织出惊人的复杂图案。似乎当我还是个孩子的时候,瓷砖游戏确实帮助了我。

好吧,我将继续谈谈我小时候学习数学的经历。

我父亲告诉我的另一件事——我不能肯定地说,这是一件事,但事实上它更情绪化——所有的圆圈,不管它们有多大,周长与直径的比率都是一样的。

对我来说,这并不难理解,但是这个比率非常奇妙,它是一个奇妙的数字,一个非常深奥的数字,它被称为“馅饼”。那时,我还是个孩子,不能完全理解这个数字的奥秘,但这是一件伟大的事情。从那以后,我到处寻找这个π。

后来,我上了小学,学会了如何计算小数位数。我的结果是3.125,我想,我知道另一种写圆的周长与其直径π之比的方法。老师把它改到了3.1416。

我说这些只是为了说明早期教育的影响。“这仍然是一个未解之谜”和“这个数字很惊人”的想法对我来说非常重要。数字本身是什么并不重要。

很长一段时间后,我在实验室做了这个实验——我是说,我在自己家里建了一个实验室,实际上是做小东西——不,对不起,我没有做这个实验,也从来没有做过。我只是在摆弄一些小东西。我组装了一台收音机和一些小玩意,只是随便玩玩。

渐渐地,通过书籍和手册,我开始发现一些方程可以用于与电有关的事情,比如电流和电阻。一天,在一本书里,我发现了一个计算振荡电路频率的公式。

其中l是电感,c是电路的电容。这里有一个π,但是圆在哪里?

你在笑,但我在认真思考这个问题。在我的印象中,π是与一个圆相关的东西。现在电路中有一个π,那么圆在哪里?它代表什么符号?你们这些笑着的人,你知道π是怎么来的吗?

我不禁爱上了这个东西。我情不自禁地寻找和思考它。然后,我意识到线圈是圆的,一定和它有关。大约半年后,我看到了另一本书,它有圆形线圈和方形线圈产生的电感。它也能产生电感,这些公式中有π。

我又开始思考了。我意识到π不是来自圆形线圈。他们之间没有关系。现在我能更好地理解圆周率,但是在我心里,我仍然不知道圆周率在哪里,圆周率从哪里来...

科学是思想,不是概念。...

我想就语言和定义说几句话。首先,我想打断一下我的小故事。因为我们必须学习语言。这不是科学,但这并不意味着我们不能仅仅因为它不是科学就教语言。我们不是在讨论如何教学,我们是在讨论什么是科学。

知道如何将摄氏温度转换成华氏温度不是科学。这种知识非常重要,但从严格意义上说,它不是科学。同样,如果你在讨论什么是艺术,你不会说艺术等同于“3b铅笔比2h铅笔软”的知识。这两件事完全不同。

这并不意味着艺术老师不应该教这些铅笔,也不意味着画家如果不理解这些就能画得很好。事实上,如果你只是尝试一下,你会发现3b铅笔在一分钟内确实比2h铅笔软,但这是一种科学方法,艺术老师可能不想解释。

为了与其他人交谈,我们必须使用语言,仅此而已。你想知道这两者有什么区别。很好。知道我们什么时候教授科学工具,比如语言,什么时候教授科学本身也很好。

为了使这一点更清楚,我将选择一本科学教科书,并指出一些问题,这可能不是很宽容。这可能是不公平的,因为我相信我可以在其他书中找到类似的问题来批评,而不需要太多的努力。

这是一年级的科学教科书。不幸的是,在一年级的第一堂科学课中,它教导小学生用错误的观念学习科学——教科书本身的观念对什么是科学是错误的。

书里有几幅图片:一只玩具狗可以卷起来,一只手按下卷起来的按钮,然后狗就可以动了。最后一张照片的底部是一个问题:“是什么让它移动?”接下来是一张真正的狗的照片,或者是这样一个问题:“是什么让它动了?”在这后面是一张摩托车的照片和同一个问题——“是什么让它移动?”一路上问吧。

起初,我以为他们会向学生介绍科学学科,如物理、生物和化学。但事实不是我想的那样。这本书的教学参考给出了这样一个答案:“能量使它运动。”

能量是一个难以捉摸的概念,人们很难正确理解它。我的意思是,能量的概念,如果人们想能够正确地使用它,就很难用能量的概念来正确地推导出一些东西。这超出了一年级学生的接受范围。

(用这种方式回答这个问题)最好说“上帝让它移动”,“思想让它移动”,或者“移动让它移动”(就实际效果而言,这个答案与“能量让它移动”相同)。

我们应该这样看待它:那只是能量的定义。我们应该反过来解释。我们应该说“如果某物能移动,它里面就有能量”,而不是“是能量使它移动”。这种差异非常微妙。惯性是一样的。让我更清楚地说明这一点:

你问一个孩子“是什么让玩具狗动的”——如果你问一个正常人这个问题,你应该先考虑一下。答案是:你拧紧弹簧,弹簧需要松开,所以这个力推动齿轮转动。

多么好的科学课启示啊!让我们把玩具拆开看看它是如何工作的。你必须观察齿轮的巧妙设计,你必须观察棘轮。了解一些关于这个玩具和如何安装它的知识。人们可以设计棘轮和其他东西,从而展示人类的智慧等等。这会很好的。

这个问题(在那本书里)问得很好,答案有些不足,因为他们想教学生能量的定义,但是学生什么也没学到。

想象一下,如果一个学生说,“我认为能量不会让它移动。”你应该如何讨论这个问题?

我终于想出了一个方法来测试你是教了一个想法还是一个概念。

让我们这样测试它:“不要使用你刚刚学过的新单词,用你自己的语言复述你刚刚学过的。”“不要用‘能量’这个词,请告诉我你学到了什么关于玩具狗运动的知识?”

如果你不能说,那么你只学到概念。你对科学一无所知。这可能没多大关系。关键是你可能不想马上学习科学,因为你必须学习许多定义。

这是启蒙运动中第一堂科学课的样子。难道不可能带来毁灭性的灾难吗?

我认为仅仅为了在第一堂课上回答问题而学习一个神秘的单词是太糟糕了。在那本书里还有其他例子——“重力使它落下”和“你的鞋底因为摩擦而磨损”。

鞋子磨损是因为它们经常接触人行道。人行道上有麻点,很容易磨损。仅仅抛出“摩擦”这个特殊术语来解释实在是无趣的,因为这不是科学。

科学是观察和奇妙的发现。...

我父亲也谈到了“能量”。在我稍微理解之后,他开始使用“能量”这个词。如果他向我解释能量,我想他会做的——他确实做了类似的事情,尽管他举的例子不是玩具狗。

如果他真的以一只玩具狗为例,他会说,“它因为阳光而移动。”我会说,“不,这和阳光有什么关系?它动了,因为我把它卷了起来。”

"那么,我的朋友,你怎么有力量在这个春天结束?"“我吃过了。”“你吃了什么,我的朋友?”"我吃过食物了。"“食物是如何生长的?”“因为阳光。”

狗也是如此。汽油在哪里?它也是太阳能的积累:植物吸收太阳能,然后储存在地下。其他事物也是如此,它们最终与太阳有关。你看,这也是一个自然问题。我们的教科书很死板,但在这里却很生动。我们看到的所有移动的东西,都可以因为阳光而移动。

这确实解释了一种能量可以转换成另一种能量。然而,孩子可能不接受这样的解释。他会说:“我不认为这是因为阳光。”然后你可以和他讨论。这就是区别(以后我可能会问他更难的事情,比如潮汐,比如是什么力量使地球旋转,所以我会再次使用那些神秘的词语)。

这只是一个例子,展示了扔掉那些物理术语和教授科学之间的区别。那些物理术语是必不可少的,我们反对的是在第一堂课上谈论它们。学完之后,我们必须介绍这个名词的定义,告诉你什么是能量,而不是简单的“是什么让狗动”的问题。

面对孩子们,我们应该给出一个符合他们兴趣的答案:“打开它,让我们看看里面有什么。”

当我和父亲在森林里散步时,我学到了很多。例如,当他看到一只鸟时,他不会太忙着告诉我那只鸟的名字,而是说,“看,那只鸟总是啄自己的羽毛。它总是啄羽毛。你想想,它为什么啄羽毛?”

我猜:“这是一堆乱七八糟的羽毛。它想把它们弄清楚。”父亲会问,“这只鸟的羽毛是什么时候弄混的?”还有,为什么它的羽毛会乱七八糟?"

“飞行时。当它在地上行走时,它的羽毛不会弄脏。但飞行时,羽毛会被弄乱。”

然后他会说:“根据你的观点,鸟儿在第一次着陆时啄它的羽毛,但是当它伸直羽毛时,它在地上走来走去时啄得不多。好吧,让我们来看看。”

所以我们走过去仔细看了看。我观察到的结果是,不管这只鸟在地上走多长时间,它都会啄它的羽毛,就像它刚从空中飞下来一样。

我想错了,但我真的猜不出真正的原因。这时,我父亲会告诉我答案:

那是因为鸟身上有虱子。一只鸟的羽毛会掉一些小屑。它是可食用的,虱子会吃掉它。虱子身上有一点蜡,因为虱子腿的关节会分泌蜡。有一种非常小的虫子以蜡为食。蠕虫可以吃很多东西,最终导致消化不良,所以它会在液体中分泌大量的糖,一个微小的生物以这些糖为生,等等。

父亲说的这些,虽然不完全正确,但这个方法是正确的。首先,我学会了“寄生”的概念。一种生物依赖于另一种生物。这种生物依赖于另一种生物,并且总是有可以依赖的物体。

其次,他接着说,在自然界中,只要有东西可以吃,可以维持生命,不管它是什么,某种形式的生物都会找到利用这种资源的方法,一点点剩菜就会被其他生物吃掉。

我想说的是,即使经过观察,我仍然不能得出最后的结论。然而,观察的结果是一块金子,这是一个非常有价值和神奇的结果。这真是太神奇了。

假设他让我观察,让我画一张清单,让我写下观察结果,做这个,做那个,还有观察。如果我真的列了这个清单,它会和其他130个清单一起归档,放在笔记本后面。如果是这样的话,我会发现观察结果毫无意义,我也不会从中学到什么。

我认为有一件事非常重要——至少对我来说是这样的:如果你想教别人观察,你必须让他们知道他们会通过观察发现美好的事物。正是在观察中,我学会了什么是科学。

科学需要耐心。如果你仔细看,如果你仔细看,你真的会集中注意力,你会得到巨大的回报(尽管不是每次)。因此,当我长大后,我会煞费苦心地研究这个问题,一小时一小时地工作,像一天一样坚持几年——有时是很多年,有时是很短的时间。这些工作中有许多失败了,许多东西都被扔进了废纸篓,但是这个问题时不时会出现曙光和新的突破。这就是我小时候所知道的期望——观察到的结果。因为我知道观察是值得努力的。

费曼在诺贝尔奖晚宴上搞笑

学习科学的意义...

学习科学塑造了我们的世界观。我们重新验证我们的知识,从中我们可以发现大自然的美丽和神奇。

也就是说,我刚才提到的事物的神奇和美丽:物体移动的原因是因为阳光普照。这种说法是深刻的、奇怪的和奇妙的(当然,并不是世界上所有的运动都是由阳光引起的。地球的自转与阳光无关。此外,最近的核反应也能产生能量,这是我们星球的新能源。此外,可能导致火山爆发的能量与太阳能无关)。

学习科学后,我们看到的世界变得非常不同。例如,我们知道树木生长的原材料主要来自空气(空气中的二氧化碳)。当树木燃烧时,它们被释放到空气中。燃烧释放的热量是最初来自太阳的热量。它们过去在光合作用中发挥作用,利用空气(二氧化碳)形成树木(有机养分)。最后有一小堆灰烬,不是来自空气,而是来自土壤。

这些都是美好的事情。科学界充满了这些奇妙的东西。它们很有启发性,也可以用来启发他人。

科学的另一个价值是倡导理性思维。它还倡导自由思考的重要性。怀疑前人教给我们的一切是否正确,结果是理性思考。

在一个真正的科学还没有发展到一定程度的复杂领域,我们必须依靠一种古老的智慧——绝对的坦诚。我想鼓励从事基础科学教育的教师保持乐观,对常识有一些信心,有自己的想法。你应该知道指导你的专家可能是错的。

在传授祖先知识的问题上,我们很有必要教给学生一种技能:如何在“取其精华”和“去其糟粕”之间保持平衡,这需要相当的技巧。在其发展过程中,所有的科学学科都吸取了这样一个教训:相信先辈和大师说的每一句话都是绝对真理是非常危险的。

500万彩票网 广西快乐十分 uedbet

  • 上一篇:​秋高气爽!山东今明天迎冷空气 气温下滑
  • 下一篇:内蒙古:国庆假期旅游收入同比增长19.9%