学习编程,读懂世界 | 如何用少儿编程,培养孩子的科学精神?

"宇宙本身就是极富诗意的事情,是宏大叙事所能达到的浪漫极限。和孩子一起爱上科学,这个民族需要仰望星空的人。"

从人类诞生之日起,就从未停止有关人类与宇宙的思索。2019年黑洞“真容”照片的面世,是天文史上的里程碑。科学史上的很多成就与光辉,源于一代又一代科学家从未放弃的对未知和真理的执着。

为了庆祝24日的哈勃望远镜30周年,NASA推出“你生日那天的宇宙”活动,在这个节点引爆了互联网。2020年多种奇特天象接踵而至,4月的天空将再次异彩纷呈:

4月3日,金星与昴宿星团相合。

4月8日,本年度最大满月现身天宇。

4月10日,今年最后一次“三星等距”,木星土星火星相等间隔排列。

4月15日至16日凌晨,“三星伴月”,弦月将先后与木星土星火星会合。

4月15日至25日,天琴座流星雨活跃期,22日迎来最大值。

4月28日,金星达到最大亮度。

恰逢武汉解封撞上超级月,让人心情无比激动。经此一疫,我们更重视人与自然的关系,也深刻体会到科学为何物、科学精神的重要性。因此,我们教育者面对的绝不仅是一次对儿童科学启蒙的绝佳机会,更是与世界对话,反观自身、呼唤科学与理性的重要契机!

 一、在此次公共卫生突发事件中,科学与科学家们,扮演了什么角色?

疫情在全球愈演愈烈,自3月26日G20各国领导人视频峰会后,全球确诊人数迅速飙升,截止目前已超130万,世界成了真正的唇亡齿寒命运共同体。

科学技术与科学研究,尤其是智能疫情AI的投入与使用,对人类战胜疫情的重要作用,大家有目共睹。而科学与科学家们,在这次疫情中,又扮演着一种什么样的角色呢?

钟南山第一个提出病毒人传人;

李兰娟第一个建议武汉封城;

王辰第一个建议建方舱医院。

他们的共同点是:

国内传染病方面的顶级专家、院士,有较高的话语权。

在这次疫情里,他们扮演的就是“先知”的角色。正是他们的大声疾呼,最终成功阻止了国内疫情悲剧的无限扩散。

“在疫情面前,如果权威真相持续缺席,人们就会相信流言。如果真相不能有效传播,人们就会宁可相信坏消息,也不相信好消息。”

也就是说,当重大危机发生时,科学家们往往需要充当某一个专业领域里的先知甚至先驱者——尊重事实,追踪真相,科学界定问题,提供有效解决方案,给予公众信心,遏制社会恐慌。尽管现实不尽如人意,但是,作为此次危机的幸存者,我们不得不仰赖且感激科学家们和医护工作者夜以继日的奋斗与努力。

事实上,世界各国也都有出现一些先知或“ 吹哨人”,然而他们的呼声不一定被听见,但是他们对真相的执着绝对让我们动容。

在全球疫情蔓延之初,因为各国的文化与国情差异、对个人自由和权利的主张、面对灾难的个体傲慢与无知,世界错失了遏制疫情的最佳时机。在残酷的现实打击下,各国不得不采取各类“丢车保帅”的策略,比如英国首相提出的“群体免疫”。如此缺乏常识且冷酷的做法,迫使英国229名科学家不得不联名以示抗议。

在经历过惨烈的医学挑战之后,世界各国才真正开始意识到科学防疫和抗疫的重要性。可以说,科学与理性才是人类对抗灾难和恐慌的法宝,消除人类本性浅薄无知、傲慢与偏见的武器!

二、科学精神,到底是一种什么样的精神?

科学与理性,是科学领域的重要话题。此次疫情中,科学家和医护人员的表现,尤其是国士钟南山和医生张文宏,向我们诠释了科学精神的一些内涵:

“求真务实” “专业坦率”  “不畏权威”  “敢说真话”

“大无畏的献身精神”   “实事求是的科学精神” 

科学精神的含义如此丰富,那么,科学精神的实质,到底是一种什么样的精神?

我们知道,科学是研究人与物关系的学科,人们通过不断了解未知事物的规律,可以消除内心的恐惧与不安,在前进中更加笃定且有力量。

人们对事物的现有理解或最佳理解,未必是终极真理。所以,科学精神,从来不是为成为科学家而存在,而是一种对真理和真相的执着,是对未知的尝试、求证与纠错的倾向,存真去伪、求真务实,甚至带有一丝悲壮的献身气息。

许多科学家,在建立新的学说或流派时,要推翻旧有的体系与成见、挑战公众的敏感神经,忍受他人的冷眼和不解,甚至要付出生命的代价来捍卫对真理的坚持。

在这个逻辑混乱、常识缺乏的“社交媒体”时代,我们尤其缺乏科学系统的思考、对未知事物的包容态度,以及对于科学、理性和真相的尊重。

身为教育者,我们不需要孩子像前人一样英勇悲壮无畏、与强大势力对抗,但是我们总希望孩子能继承科学家们的一些精神内涵:相信科学的力量,对未知世界充满好奇和兴趣,敢于对世界发问、勇敢探索,拥有符合逻辑的独立思考能力,掌握最基本的科学探索和创新实践能力!

 三、如何用少儿编程,培养孩子的科学精神?

经过从小启蒙与训练的孩子,更可能把握科学精神的精髓。因此,作为教育者,我们该如何培养孩子的科学精神呢?

生活中,我们可能会用到一些简单却有效的方法,比如,引导孩子:

阅读科普读物,参观博物馆,观看纪录片,动手做实验,自己探索寻找答案。

我们对孩子的自由宽松教育,也能极大地激发孩子的探索意识,比如:允许孩子质疑大人的观点,鼓励孩子尝试和犯错,鼓励勤学勤问、发散性思考。

当然,通过日常和系统的科学启蒙与思维训练,是帮助孩子快速掌握科学精神内涵的最重要方法。在发达国家,科学精神是一种日常能力,重要程度跟生活自理等同。

美国的小学和幼儿园,老师最重要引导孩子们critical thinking,鼓励孩子提问,是谁,是什么,在哪儿,何时,为什么,以及怎么做。国外的绘本,很多背后都有思维训练模式,请孩子们根据绘本内容复述、对提问给出理由、最后还要解释自己的结论。这是基本的逻辑训练。

也就是说,只要我们掌握了科学的方法,我们也可以通过一些系统的训练,来让孩子具备基本的科学精神与素养。这个过程,如果借助一些工具将进行得更容易。毫无疑问,这个工具就是少儿编程了。作为训练思维、提升问题解决能力和创造力的利器,少儿编程,可以说是教育者培养孩子科学精神的得力好帮手。

01 训练孩子的逻辑思维

科学的分析和实证要求我们:一要讲逻辑,二要讲证据。少儿编程,可以很好地培养孩子的逻辑思维,除了包含接触一些基础的抽象逻辑与数学概念,比如:“变量’“坐标系”“随机数”“并行”“序列““循环”等等,也包括通过阶梯式的案例练习、合理建构的图形化编程训练,不断强化孩子思考和运用逻辑的能力,对孩子掌握各个领域的基本逻辑很有帮助(不仅仅是编程,也包括绘画、游戏、表达、写作与沟通等多领域)。在反复思考流程和检查错误的过程中,孩子的逻辑思维也能得到大幅提升。

02 让孩子感受科学和知识的魅力,学会与技术和工具的正确相处态度

科学的怀疑、批判、分析与实证精神,追根究底源于孩子对世界的好奇与求知。在课程中融入各类学科知识,以及科学科幻主题元素,包括宇宙太空和现代工业等等,给予孩子发现和观察有趣现象的机会,同时带领孩子体验各种类型的案例制作,感受科学与技术的神奇妙用,尤其鼓励孩子用编程记录自己的发现,可以让孩子深切地感受到科学在未来世界中的作用,学会恰当的与工具和技术相处的态度。

03 训练孩子的科学思考方式和问题解决能力

科学精神要求讲证据,也就是看待世界要客观、要尊重事实。编程对孩子的思考习惯和思维方式有要求,能够通过系统的训练培养孩子科学客观的思考习惯。这与编程本身的特点有关,也与儿童创造性培养的规律有关。在创造性学习螺旋中,我们鼓励孩子像在幼儿园一样学习,通过想象与观察,独立思考和冒险、尝试与犯错,检验自己的假设,并受到现实的制约,激发出新的创意、开启新的创造,从而让孩子养成尊重规则和事实、按照流程与步骤办事、有序思考的习惯。而且,这个过程恰好对应科学研究的一般步骤,有助于孩子掌握科学的思考方式和问题解决方式。

04  提升孩子的想象力和创造力

科学精神要求拥有独创性的思考。在对孩子进行少儿编程教育的过程中,我们不提倡所谓的标准答案与唯一答案。在评价孩子的作品时,我们也包括多个维度,其中就有“创新性”维度,也就是在引导孩子尝试和探索多种积木搭建方式和问题解决思路,给孩子足够的空间去进行感受与筛选,很好地拓展孩子的发散性和独创性思考,通过这种常规的训练帮孩子跳出常见思维定式,甚至在日后会有一些创造性的发挥与应用。

写在最后

如果说,天文奇观让我们明白,科学是对宇宙、对未知的一种探索。而灾难则让我们真正认识到科学精神的精髓,它其实是对真理和真相的一种执着。经历过权威真相的缺席与重现,我们才深切地意识到科学对于我们的重要性,也让我们更呼唤科学和理性的存在。

科学精神不仅是成人对自己的严格要求,更是孩子需要从小培养和训练的优良品质。在科学启蒙这条路上,我们任重而道远。通过少儿编程这个工具,我们希望引领孩子在未来的世界越走越顺畅!

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