如何让青少年对科学产生和保持好奇心？

源济

如何让青少年对科学产生和保持好奇心？

作者 / 谢寅

我觉得我们在科普的“软件”建设上，还需要多下一些功夫。

身处北京，曾任教于小学和幼儿园，是一名科学老师，工作的时候，我也多次带孩子们参观各种北京的科技场馆。其实如今的科普场馆，在“互动”和“体验”上其实已经做的很好了。在科技场馆中，丰富的展品、真实的情境都能带给小孩子很好的体验。

但是在我看来，其实做的还不够。

我有时候会观察这些孩子操作时的状态，在我看来，“好奇的体验”和“好玩的体验”并不能完全区别开，我的意思是：如果我们要想培养孩子的好奇心，那么我们带给他们的，一定是一份独特的感受和体验，这种体验和应该是同玩一个玩具带来的那种“好玩的体验”是完全不同的。

培养好奇心，是一定要给孩子带来与众不同的感受和体验的。如果以这个标准来看待我们的科普活动的话，我觉得我们并没有做的很好。

不可否认很多展品的确能激发孩子的好奇心，但是我们没有形成一个套路（缺少系统性），也没有把成功的经验总结、提炼出来，并且分享给更多的教育者发扬光大。
而孩子们的好奇心，更像是泼在沙地上的水，很快就消失在生活的喧嚣中了（缺少稳定性）。
我在工作中能够看到，随着孩子们年龄的增大，科普场馆中的“体验设备”已经很难让他们在产生之前那么强的好奇心了。
也许真是应了那句话：懂得越来越多，好奇却越来越少。

激发好奇心是可以有套路的吗，好奇心可以有系统的、稳定的方式来培养吗？

我觉得可以的。我觉得在这下面这三个点上进行努力，或许可以是激发和培养出孩子的好奇心的。

1.为孩子创造“对照”的场景
在展品中努力的去设置对照的场景，凸显出差异，用差异现象来激发好奇心
2.让孩子多去体验”预测“的魅力
努力的让孩子去做预测，预测则是寻找例子的过程，为自己的模型寻找例子时，人是最好奇的
3.让孩子学会“有意识的摸索”
对我们了解和熟知的”对照实验“加以改造。
逐步了解到“分析对照——进行预测——加以检验“是一个自我摸索和有意识的摸索的过程。

1.让孩子多去接触“对照的场景”

在北京科学中心的二楼，有一个展品，演示的是神经元和神经信号。

这个展具还是下了功夫的，人们把手放在神经元下方的触摸屏幕上，触摸后装置就会被启动，一系列的“神经元”灯就会依次亮起，展示出一个神经信号在神经细胞间的传导过程。

这其实是一个很不错、很有体验性的展具。我也在现场看到了不少小孩子不断地在触摸这个展品。但是，他们其实只是把它当作了“好玩的灯具”，因为无法理解“神经信号”，“神经细胞”这些基础知识，可惜这个展品想法很好，在他们这里其实失去了应有的作用。

是知识的门槛造成了阻止认知和体验得以深入的障碍。

但是有没有更好的办法呢？直到我在另外一侧看到了另一个展具。

它是关于睡眠和脑电波的关系的。

我们能不能把这两个展具各自的特点结合一下呢？

如果我们设置几种不同的按钮，对应着不同的情绪状态下神经信号的传导方式？
是不是就可以让孩子体会到“原来不同的情绪状态，是会对应着不同的身体反应啊”
按下其他的按钮，那么还有其他的身体反应吗？我是不是可以再试试？

这是不是一种好奇心的体验呢？
我想是的。
（假如在科学性上是 ok 的，我其实不知道这种信号传递的差异是否存在）

好奇心来自于何处？我觉得是对照的场景。

对这个展具小小的改造，其实关键一步是设置了对照，可以说，是对照的存在，引发了孩子的思考，进而激发出了好奇心

有了对照我们才会好奇，为什么会这样？

因为对照意味着差异，而差异则暗示着秘密的存在：不同的模式，一定有不同的原因。
而模式在被我们识别出来之前，以差异的形式存在和表现出来

差异其实就像是浮在水面上的冰山，我们虽然不知道具体的原因是什么，但是我们却能够把差异作为一个线索，去追根溯源。

思维之山

”为什么会不同？“
”为什么会这样？“

我想这便是好奇心被激发出来的表现了。

科学界的模式是很多的，小到日出日落，大到元素周期表，地球上的气候带、这些都是不同的模式，如果能够有科学工作者把这些模式，特别是模式之间的差异展示出来，我想这会超越知识，无差别的激发出成人和孩子的好奇心。

这些都是模式

2.让孩子多去体验到“预测的过程”

日本的 NIMS（日本国立材料研究所）制作过一部迷你剧： 《致未来的科学家们》。

因为是做材料科学的研究的，所以这部迷你剧主题也是展示各种各样的特种材料，但是这迷你剧的剧情，一般没有太多的“科学名词”，而是这样的一种画风：

介绍一种新型的材料
用实验展示和说明它的特性
利用新的材料来制作一个装置
让观众去预测这个装置能做什么
揭晓装置的结果

传播的目标，不是这个技术有多么的牛逼，而是观众看完后发现：从这个技术出发，我们可以体验一次很有意思的思考的历程啊！

为什么我们能够体验思考的历程呢？因为他们一直都在引导观众，在介绍了这种材料的特性之后，做各种的预测。

预测记忆材料制成的“跷跷板”是怎么运动的
预测超级疏水材料制成的玻璃（一半特种材料，一半普通材料），滴上会如何反应

预测，激发的是“试一试的兴致”，开启的也是好奇的历程。

是不是这样做，就会有哪样的结果呢？

为什么预测会激发好奇，@YJango 的《学习观》系列视频，做过系统的阐释：

学习和进食一样，当大脑产生求知欲的时候，会无法抑制的想要学习。 我们无法通过记忆知识来学习知识，只能通过归纳例子来构建知识，因此我们更为好奇的内容，其实是例子。
......
为什么我们如此喜欢故事？因为一个故事可以瞬间让大脑清楚知识的输入和输出，而例子是从输入到输出的一个具体变换，缺一不可。 所以当只有输入或输出时，好奇心会使我们的大脑急切的想要知道另一个，帮助自己搜集完整的例子。 ——《学习观》第二季第 2 集

【学习观 09】标题党是如何用这些招数把你当宠物诱骗的

具体到《致未来的科学家们》

首先先通过一个对照实验，了解到材料的特性。其实这就在观众的脑中就构建了一个知识，而当编剧引导着观众，进一步利用材料的特性制作新的设备，并且去预测可能发生的情景时，他就已经完成和明确了问题的输入和输出，唯独缺少一个例子来验证自己的想法，而实验则给了他一个机会，给了他一个主动的去寻求一个例子，来验证自己的想法的机会。

而在这一时刻，他是最为好奇的。

所以，我就把这种激发好奇心的经验总结为“特性 + 预测”，其实很多的化学类、材料类的科普部门，都可以试一试他们的方法。

这样的设计同样可以超越于知识，让孩子体验到科学的魅力。

因为我们的天性本来就如此，好奇心，本来就是能够超越现实的

3.让孩子学会“有意识的摸索”

提到这个“有意识的摸索”，我觉得最佳例子是日本的纪录片《像乌鸦一样思考》。在第 11 集里面，那个“判断乌龟生长方式”的实验，我觉得是最好诠释了“逐步摸索”的例子。

对于此短片我已经专门撰文做过详细而系统的分析，各位可以去看原文，现摘录一部分内容^[1]：

可以看出，《乌鸦》一剧，有一个套路

1.巧妙的引入了对照的场景，调动了人们探究的热情和好奇心
2.通过对照的场景来引导人们思考，找出可以控制的变量
3.控制和改变变量进行预测，验证自己的结论

而这一切的目的，让孩子学会一套思维的方法：如果你想发现事物的秘密，就要

关注差异背后的原因
做"自以为是"的预测
积极的去验证和进一步的去观察
从而了解到，发现事物的秘密是一个有意识的摸索的过程

而有意识的摸索，其实就是一种“属于成人的好奇心”而这应该是可以从小孩子阶段开始培养的。

《乌鸦》一剧，提供了很多的例子，说明了这种有意识地摸索的过程，我特别想分享的，是他们这种思考的源泉在哪里？其实，就是我们熟知的、科学方法中经典的”对照实验“

• 对照实验也称为“science control” ，一般步骤是这样：

1.我们对于某个问题，有了自己的解释。
2.为了验证我们的这个看法，我们设计实验，控制其他可能影响结果的因素（被称为变量），让其保持不变，只对一个因素来进行改变（单一变量）。
3.如果结果和我们的期待相符，那么我们的看法为真，反之为假。
4.如果我们发现自己的解释错了，就重新提出新的解释。

• 用四个关键词来归纳，就是这样的一个流程：

自己的解释 - 设计对照 - 验证想法 - 如果错了重新解释

• 《像乌鸦一样的思考》对这个传统的方式进行了一些更改，相比原有的四步探究的流程

“重新解释”这一步的位置进行了提前
“设计对照”的目的和效果发生了改变和颠倒

• 我觉得好奇心应该有三种境界

1.这个世界上有些事情是很有趣的
2.有一种很有趣的、独特的思维方式，能帮助我们更好的发现这些有趣的东西
3.并且这种思维方式还能更好的帮助我们认识这个世界，发现更多有趣的事物

如果我们能让孩子意识到上面的三点，他的好奇心就算是被培养出来、被稳定的维持下来了。

回到纪录片的例子，我们来解释这三点是怎么被培养的：

1.利用对照，激发的是孩子的好奇心。让他想去看看”为什么“
2.独特的思维方式是做”自以为是的预测“
让他把自己的发现在脑子里”试试看“，然后再同现实发生的进行对照

这样做的好处有二：
第一，这样的对照，哪怕失败了，其实也会进一步的激发好奇心，因为”想到的“和”实际的“本身就又是一种差异，从而会激发我们更深入的思考。”既然我们想的很有道理，为什么实际会不一样，肯定是有我们未知的东西在那里“（所以我会强调”自以为是“，就是在做之前先想一想）
第二，这样的对照，哪怕失败了，也会给孩子以信心，因为失败并不是否定，或许还是发现的机会。
甚至，我们如果预测成功不算什么，那只是现有的知识发挥了作用，如果预测失败，那才是有趣的，那是我们触碰到了知识的边界，边界就因为差异和对照的存在而被打破了！

这就叫”有意识的去摸索“

在《乌鸦》的第 11 集中，我们认为”乌龟长大的方式是长出新的背板“，这是“自以为是”的预测，但是我们做了数背板的实验，来检验自己的想法的时候，现实的情况和想出来的情况形成了对照，启发了我们进行进一步的观察和思考。

从而注意到了”背板上的生长线“这个关键的因素，从而找到了揭开乌龟生长秘密的钥匙。

更精彩的是，编剧再一次引导观众们进行了”预测“（把乌龟照片剪下来，然后剪掉背板生长的部分，是不是就可以让乌龟还原成小时候的样子了？）通过这个实验，让观众的好奇心达到了一个更高、更饱满的高度。

这种”有意识去摸索“的过程，其实是可以在《像乌鸦一样思考》中展现的套路培养出来的

我们如果掌握了理论，或许就能够设计出属于自己的科普产品。

也许现在还没有，但是如果有一个方向呢？

总结和尾声

这便是我想分享的一些例子，我觉得日本人能够做到，我们也一样能够做到的，希望在阅读到这里，有志于做科普的、作为科学工作者的你，能够有一些启发和帮助。

说实话，特别羡慕你们，可以做科研，顺便做做科普，我只是个小学科学老师。

希望我们国家的科学普及能够做的更好。