教师节刚过，我就当了一回老师，而且是真正站上讲台，给四年级的娃们上课。
科学课，三年级开课，是老师眼中无足轻重的“副课”，即便不上也无所谓；可是我的人生经验告诉我，这是门非常重要的课，因为科学的思维是需要一生的时间来培养和打磨的，必须“从娃娃抓起”，那么现在的认真对待不论对个体还是对群体来说，都是真正的“赢在起跑线”。
本文是我上课内容的简单整理并适当补充。
怎样做才能给一群四年级的小朋友传递“科学课很重要也很有趣”的理念？这是我为这节课考虑的唯一问题。
学校教育对科学课的不重视显然影响了孩子们。当我问大家是否喜欢科学课时，回答喜欢或者不喜欢的各占一半。不喜欢者说不出所以然，喜欢者则是被课程上有趣的实验所吸引。
那，“科学是什么”这一哲学向的深刻问题可就不太容易讲了……
同学们，今天咱们来讨论讨论“什么是科学”这个问题。
在开始讨论前，按照大人们开研讨会的惯例，我要介绍一下自己的背景，这涉及到我为什么可以站在这儿带领大家讨论的资质问题。叔叔曾经在某某科技大学某某国家重点实验室从事等离子体相关研究工作，也算是个科技工作者。虽然后来离开了科研，但生活经历从来没有离开过科学。
首先，我想请大家谈谈自己对科学是什么的理解。
（“科学就是发明创造。”）
（“科学就是猜想。”）
（“……”）
大家说得都很好，有想法，有见地。叔叔在你们这个年龄的时候根本没有这样的见识。
不过我想从两个方面来看科学这个“东西”。
名词科学
科学作为名词的时候，它指的是一个东西，它当然可以是我们这个课程的名字。
不过更确切地说，它指的是人类千百年来认识世界、了解世界、研究世界所积累的所有知识。但是我们知道这些知识太多太复杂，人们必须把它们分门别类地整理出来。
分科而学的人类认识世界的所有知识，就是科学。
咱们三年级已经上过一年的科学课了，大家还记得学过哪些东西，可以归入哪个学科吗？
（“水生植物和陆生植物→生物学”）
（“磁铁和磁性→物理”）
（“蚕、蜗牛等→生物学”）
（“……”）
这个学期要学习的内容有四个单元：天气（“孩子们异口同声地认为这是天文学”）是气象学，它可以被归于地球物理学，是物理学的分支；溶解、溶液属于化学；声音是物理学内容；认识我们的身体属于生理卫生，属于生物学（抑或医学）范畴。
现在科学的内容是如此庞杂，学科的设置和分支也越来越多，并且时不时有交叉和结合。大多数科学家穷其一生只是在某一个细小的分支上取得成果。
现代科学有众多分科，包括但不限于：
- 物理：力学、光学、声学、电磁学、（研究极小尺度的）量子物理学、（研究极大尺度的）天体物理学、地球物理学……
- 化学（与物理学的界限在：物理研究物体的运动和相互作用，化学研究物质的特性新物质的生成等等）
- 生物学
- 医学
- 天文学
- ……
（“这时有孩子喊‘心理学’。”）
到现在为止，我们说的都是人类对世界（自然）的知识，当人们用同样的认识方法来研究社会和行为等等有关人类自己的东西的时候，形成了社会科学。
形容词科学
当我们说“科学的态度/方法/习惯”，甚至“科学（的）发展观”时，科学成了一个形容词。
而这，是我今天想跟大家讨论的更重要的东西。
叔叔上小学的时候没有科学课，我们有一门类似的课，叫作《自然》。
从“自然”到“科学”，相似的内容，不同的名称代表了目的的变化：上课不是为了灌输自然知识，而是教授科学的方法，养成科学的习惯，培育科学的素养。
叔叔以自己的生活阅历告诉大家，科学的思考、方法是需要终其一生来训练、培养的，越早开始越好。从小学开始训练，这正是自然课变成科学课的原因。
那么，怎样才算是“科学的”呢？
我们先从怎样才算科学的说法谈起。
一般认为对“科学的”的最精辟的表述是：“可以被证明是错误的”（可证伪）。
这个说法很绕，别说小学生，很多大人可能也搞不清楚。
我们举个例子，“世界上有神仙”（课堂上我说“世界上有鬼”，结果孩子们说饿鬼、穷鬼，把节奏带偏了）。这个说法科学吗？
（“不科学！”）
这很容易分辨。但它不科学的原因在于，你无法证明它是否错误。因为不管怎么论证、实验，总有一句话可以化解——“神仙存在，只是你找不到”。它永远可以说自己是对的。
第二个例子。“世界上的树叶都是绿的”。
这句话，大家都知道是错的，但它却符合“科学说法”的要求。因为你有证明它错误的办法——找到一片不是绿色的树叶。
当你有一个“科学的”说法之后，就可以去验证它。科学家们的工作常常就是从找错误开始的。当他们从一个说法出发，找到它错误的证据之后，人们就知道了那个说法的适用范围，也获得了新的认识。科学的进步就是这样一点点被推动的。
这个过程就是科学方法。
总结起来，它大概是这样一个套路：
观察⇒描述⇒假设⇒验证⇒结论
不断循环。
这就是我们需要不断训练、打磨的科学习惯。
对于我们想要研究的东西，想要解决的问题，我们先要仔细观察，用可行的工具和方式去认识它；然后用准确恰当的话题把它描述出来，当你完成描述时，你就知道自己需要确切解决的问题了；接下来，你需要做做假设，也就是同学们提到过的“猜想”；最后进行“验证”，根据试验结果调整假设，直到解决问题（或找到边界等等），做出结论。
遇事能按照这样的方式去处理，你掌握了“科学方法”，就是“讲科学的”。
而对于公认的定律和公理，已经被科学家们证明了的定理，在适用的范围内，大胆地应用，来分析问题、解决问题，这又是科学态度的另一个方面。
而现在的科学课就是大家训练自己的机会。
在小学阶段，我特别请大家注意锻炼最初的两个环节——观察和描述。
同时，也要向科学家学习不怕错的精神，因为，科学就是要留下出错的机会，勇于试错，在错误中学习。
接下来的科学课，会有很多实验，让大家观察。在这里我给大家示范一个用已有的科学结论来理解生活问题的例子。
下面例子有大家现在还没学习的知识，但每个人在初中都会学到，大家的爸爸妈妈一定都学过。
为什么上车就要安全带？
要想知道安全带是如何保护我们的，我们可以简单计算一下不系安全带时，我们会遭遇什么——当汽车正面碰撞时，没有系安全带的人直接碰上挡风玻璃会承受多大的力。
设置条件与简化问题
乘客体重30kg；汽车时速50千米/小时（约14米/秒）；发生碰撞时，乘客因为惯性保持50千米/小时的速度，撞向挡风玻璃，撞上玻璃时，汽车已经静止；碰撞结果是乘客速度降为0，忽略乘客撞上挡风玻璃之后挡风玻璃和汽车的形变以及汽车的移动。
使用的科学结论：动量定理 Ft=Δmv
计算对象就是这个体重为30千克的乘客（小学三四年级学生的体重），计算目的是为得出玻璃的阻挡力F。
碰撞通常发生在毫秒之间，我们假设碰撞时长为10毫秒。
则，F=Δmv/t=30×14/0.01=42000(牛)
对于牛顿这个单位，孩子们没有概念，我们就把它除以重力加速度（一般用9.8，此处用10），就得到4200千克力。
这相当于说，一个30千克的乘客，在撞车时飞向前玻璃，受到的撞击力相当于4吨多物体的重量。
如果系了安全带，单看乘客，减速时长延长到半秒，这个力量就变成了84千克力，是可以承受的。（能量被车架，车身形变等吸收了）
作为试验，我给大家播放一个汽车正面刚性碰撞测试视频，后排乘客人偶不系安全带，最终前排乘客人偶承受了撞击，无生还可能。
请问，有多少同学上车就系好安全带？
（“一半举手，另一半说坐后排没有系过。”）
通过这个简单的估算，请大家跟爸爸妈妈讨论一下。也请大家上车就系安全带，毕竟现在以50千米以内的时速开车的情况并不多了。
今天的讨论就到这里。
细心的同学可能已经发现，在谈分科时，我没有提过“数学”。那，请大家思考，并跟爸爸妈妈讨论一下，数学是科学吗？
今天就聊到这里。谢谢孩子们！
我没想到的是，一堂略显枯燥的“说理”课（而且还是下午第二节课），大部分孩子认真地听下来，思路还跟上了。
第二天还有不少孩子告诉我他们回家跟爸爸妈妈讨论了数学是不是科学的问题。
我相信孩子们对世界有着天然的好奇，我实在觉得这份好奇应该被小心呵护，于此同时，如果我们如果可以引导他们，掌握一定的方法，他们的未来当是不可限量的。
PS. 数学是科学吗？这没有标准答案。与我们一般所说的科学比，数学有几个明显的不同，比如，研究对象不是自然现象或社会现象；大部分数学问题有明确肯定的解……所以，在我看来，数学不像是一般意义上的科学，它更像是科学的工具和科学的语言，没有哪一门学科可以离开它。
网友评论