2006年1月31日，美國總統布什在其國情諮文中公佈一項重要計劃——《美國競爭力計劃》（American Competitiveness Initiative，ACI），提出知識經濟時代教育目標之一是培養具有STEM素養的人才，並稱其爲全球競爭力的關鍵。
目前，STEM計劃儼然已經風靡全球，每個家長都希望孩子能具備這些素養。STEM代表科學(Science)，技術(Technology)，工程(Engineering)，數學(Mathematics)，同我們傳統的重視語數外的觀念全然不同，重視的是科學素養，是孩子思考和解決問題的能力。
最近，由Mark Zuckerberg親測的《寶寶的量子物理學》最近正風靡媽媽圈。爲了寶寶不能輸在國際起跑線上，這套書快要成爲父母們的必備繪本了。
據說書作者的兒子最先會說的10個詞裏就有“電子”，最先會說的句子裏就有“電子有能量”。如此高大上的效果媽媽們當然都想要，也許下一個偉大的物理學家就是這麼被薰陶出來了呢!
可是不少已剁了手的父母們反映這套書“看起來很美”，讀起來心累。那麼到底要不要跟風入這套書?該如何給寶寶讀科普書?更深刻的問題是，寶寶的科學啓蒙到底該怎麼做?聽聽MIT博士媽媽@小飛機 的專業解答，科學啓蒙一起做起來吧。
我作爲一個在科學系統裏受過十年正統訓練的“假科學家”，根據和家裏老大互(dou)動(zheng)的經驗，和大家聊聊科學啓蒙。
“ 科學啓蒙很重要，你必須擁有
”其實大多數父母都朦朧地從國外小學裏與語文數學同等重要的科學課，國內幼教市場上層出不窮的樂高班、機器人班、科學實驗班，“學好數理化，走遍天下都不怕”的口號中體會到了科學啓蒙的重要。除去市場的炒作和家長的攀比心理，科學啓蒙對這一代孩子真的這麼重要嗎?
我們小的時候根本沒有科學啓蒙。小學自然課都是混過去的。初中開始要考試，數理化生猛學一通，大學選完專業剩下的都忘到九霄雲外了。我們現在都還過得不錯，但我們的孩子們面對的將是全然不同的世界。
從比較功利的角度，隨着國家的發展和經濟結構的轉變，我們這種流水線教育生產出的標準化產品肯定要被淘汰了。西方的教育模式，尤其是對早期科學教育的強調，正是西方能夠在科技創新領域領先於我們的重要原因，也必然成爲教育的發展方向。
更進一步，互聯網時代帶來的海量信息將徹底改變孩子們的生活方式。世界扁平化了，該如何甄別信息，如何做出選擇，如何創造價值，這一切都需要科學思維方式的指導。所以不管是從獲得社會競爭力還是更從容地生活的角度，科學啓蒙都是這一代孩子不可缺少的教育元素。
一定要這麼小就開始啓蒙嗎?Zuckerberg的滿月讀書照確實有點賺眼球之嫌，但當孩子開始探索世界，我們就可以給他滲透科學啦!
現代的科學體系，其實是個很違揹人類本能的認知方式(下文會解釋)，是一直到了牛頓的時代才真正被人類社會所掌握的。這樣的方法如果不通過引導和教育，孩子自己是很難發現的。這一套體系越早能影響到孩子的思維和認知，越有利於他們客觀地認識世界，吸收現有的知識，再創造出新的知識和想法。
還有一點無奈的現實就是，孩子們確實要更早地掌握比我們當年更多的知識才能在競爭中領先，科學啓蒙可以幫助孩子們比較輕鬆地達到這個效果，同時又不會只是知識的容器而已。
“ 科學啓蒙到底在啓蒙什麼?
”可是，拿着一本《寶寶的量子糾纏》，有幾個成人能看懂啊?!這還怎麼給寶寶啓蒙呢?
作爲一名理科學霸，我一直沒有意識到我的科學素養有多麼欠缺，直到我到美國開始讀博士時，真正開始做科學研究了，才發現之前學的都然並卵了。死記硬背的東西首先不成體系，其次忘得很快，也不知道怎麼用。蒙我的博士導師不棄，一直帶着我重新學起，我也終於體會到了科學體系最核心的三個內容：事實依據、邏輯、批判性思維。
這三點也被明確地寫在《美國小學科學教育標準》中。對孩子的科學啓蒙，最終的目標，絕不是會說電子有能量或者可以和別人談波粒二相性，而是讓他們掌握這些最核心的科學思維方法。一切的科學啓蒙都應該從這三點出發來設計。具體的科學知識，對啓蒙來說，反而沒有那麼重要。下面展開說說這三個核心內容。
事實依據
就是說一切科學的結論，都要有事實作爲支撐。不能用事實驗證的statement不能成爲科學領域內的結論，即科學是可證僞的。這其實就涉及到前面提到的，科學的思維方式有些違揹人類的本能。
人類社會的協作是建立在相信別人的話的基礎上的，很少有人會什麼事情都要自己親自做個實驗試試或者親眼觀察到才相信。但科學家們正是憑着這個有點神經質的思維方法，事無鉅細地去驗證，而且一個人驗證了不算，要大家都能驗證出來才行，這樣才一點點積累出了整個現代科學知識體系，並發展出所有我們今天享受到的技術。
其實孩子們天生就有“科學家思維方式”的傾向。你說不要動那個東西，我偏要碰碰試試。從科學啓蒙的角度來看，只要保證安全，請不要去制止。如果你的建議正確，事實就會說服他。我們給孩子科學啓蒙的重要一點就是讓他意識到事實的力量和必要性。老大經常問我，姥姥說XXXX，我就會反問他，你試過了嗎?他自己試一次，不管對錯，這個探究的過程就給他種下了要用事實說話的種子，得到的結論也特別印象深刻。
邏輯
簡單點說就是因果規律，是連接事實依據和科學結論之間的理性橋樑。
目前國內的教育對邏輯的訓練特別欠缺，大多數人上完大學也沒有接觸過邏輯課。但其實這不僅是構建科學體系的基石，更是解決大家生活中很多煩惱的利器。不講邏輯其實是大多數吵架的起因，還有很多假新聞、煽動性言論啦，如果有邏輯地分析一下，很容易就能識破。
當我們的孩子們長大成人，海量的信息更需要他們能用清晰的邏輯思維來甄別。(大家有時間可以找些邏輯學的書籍看看，甚至推薦張五常先生的《經濟解釋》第一章，雖然是經濟學經典，但把邏輯講得非常明白。先生以此作爲全書的首章，也可見邏輯在各個學科領域都是至關重要的。)
只要有意識地引導孩子思考邏輯性的問題，漸漸他就會形成這種思維方式。
A 是導致B發生的原因嗎?是唯一原因嗎?還可能導致其他的結果嗎?從老大開始會對話交流，我就經常有意的問他類似的問題，並且不告訴孩子答案，即使他說錯了，我也不糾正，有條件的話就讓他自己去驗證自己的想法，又回到第一點事實依據那裏去了。現在他發現一個新的事物，自己就會自言自語地分析，提出的問題還常常讓我感到驚訝。所以家長只需要提出正確的問題，孩子思考了，啓蒙的目的就達到了。
批判性思維
就是永遠抱着懷疑的、要去找事實依據和可能的漏洞的態度，對待一切結論，不管是出自權威，還是出自至親。
這對我們中國的父母來說可能是最具挑戰性的一點了。“聽話的孩子”就像是個魔咒，一直縈繞着中國式教育。我依舊記得小時候因爲和父母頂嘴而捱打無數次;每次有外人誇我多優秀，我媽就一句，“哎呀她可不聽話了!”一臉鄙夷，似乎這一項罪狀就抹殺了其他所有優點，給我留下了巨大的心理陰影。
但在科學的世界裏，不盲目聽話，是最基本的態度。事實面前，無所謂權威，人人平等。科學的進步正是建立在對前人、對權威知識的不斷質疑和修正上的。更何況如今在科學之外，也是“世界如此喧囂，真相何其稀少”。相信大家都已經感受到，在現在以及未來，保持獨立自由的思想、不輕易被周遭的觀點裹挾是多麼重要。
所以我們應該有意保護甚至鼓勵孩子表達不同意見的能力，對事物持理性的批判態度。在教育中，孩子是非常弱勢的，家長千萬要慎用自己的權威說服孩子。孩子天生就是願意順從和相信的。我問老大“是不是”的問題，他大多數時候都不假思索、條件反射似的說“是”。所以有時我會故意說錯，讓他意識到我也有不對的時候，並且明確地告訴他，聽話或乖不一定就好。當然，爲此我在持續地和老人鬥爭中，將來還可能會面臨與學校老師的衝突，並且要把握好自由意志與遵循社會規則之間的平衡。這絕不是一件容易的事兒，我自己也還在摸索恰當的度在哪裏，但批判性思維的角度一定要讓孩子掌握。
從觀察到的事實，到用邏輯推出結論，到批判性看待結論，再到尋找新的事實的循環，構成了科學思維體系。雖然這個體系需要長期的培養才能在孩子的大腦中形成，但家長只要理解了這個過程，並在生活中儘可能多的從這三點出發來啓發孩子，就是很好的科學啓蒙了。
這個階段其實並不需要家長也不應該要求孩子掌握太多具體的科學知識。當科學思維逐漸形成，就如同釣魚的方法已經掌握，這時再給孩子介紹哪裏有什麼樣的魚，魚都有什麼特點，孩子自然學得有動力，之後也可以持續釣到自己喜歡的魚了。
“ 如何給孩子科學啓蒙
”說了這麼多理論，那具體該怎麼做呢?下面從操作層面給大家一些經驗和建議。
1、關於看書
我覺得適合自己孩子的科學啓蒙書是能引起孩子的興趣，或者補充孩子目前還未認知到的事實的書。
引起興趣，比如我家老大喜歡火車，那像《地鐵開工了》和《火車出發了》這種書，雖然內容對3歲的孩子來說有點深，他還是很有興趣讀，並進一步加深他在這個興趣上的發展，良性循環。補充認知，比如孩子沒有機會看到地面下有什麼，那像《地底下的動物》就補充了這個空缺，這樣的書孩子可能愛看可能不愛看，都沒有關係，只是起一個擴大認知範圍的作用，幫孩子尋找可能的興趣點。
對於學齡前的小朋友，科普書要選字別太多，主題明確，圖畫生動準確的。像《一粒種子的旅行》《這樣的尾巴可以做什麼》《身體有個小祕密》系列，《第一次發現叢書》等都是很好的科普書。但像《樂樂趣科普翻翻書系列》，我家讀下來效果不好，內容太多，孩子的注意力都被吸引到翻東西這個動作上去了，並沒有認真看書。
和孩子讀科普書的時候：
一是要着重讓孩子發現他之前沒觀察到過的事實，比如地鐵車廂上原來都有受電弓，小鳥的家也可能在地底下;
二是要儘可能和生活中的真實觀察產生聯繫，下次坐地鐵就提醒他去看，去公園就找找有沒有地下的洞，這就是影響孩子用事實說話，書上寫了，我也去找找證據;
三是千萬不要以掌握知識爲目的，希望孩子把書上的內容都理解都記住，啓蒙時期的科普書只是一個契機，引發孩子的探究慾望，在探究過程中培養科學思維纔是重點。
從以上角度來看，《寶寶的量子物理學》這套書，是補充孩子認知這一類。讓他們意識到量子世界的存在和一些規律當然是非常好的，但在給孩子讀的時候，家長可能要費些心思看如何能與直觀的事實產生聯繫，這樣才能幫助孩子更好的理解併產生興趣。比如電子的軌道可以用太陽系行星的軌道來類比(雖然也不準確)，但這又要求孩子首先已經有對太陽系的認知才行。講光學的那一本可以聯繫彩虹，但孩子也要見過彩虹才比較好。
所以我覺得這套書更適合年齡大一些的、有比較多生活經驗的孩子來讀。對於baby的話，可以擴大科學詞彙量爲目的，起到一個科學“磨耳朵”的作用，家長只需給孩子讀讀就好，不必有太大壓力。
2、“做個實驗吧?”
培養科學思維，做實驗是最有效的最直接的方式。實驗說白了就是不知道問題的答案，做做試試嘍。
比如我家老大做的一個實驗，就起源於1歲7個月在廚房裏搗亂，非要夠臺子上的調料。我給了他幾個紙杯裝了水，讓他蹲在廚房裏往杯子里加糖啊、鹽啊、醋和醬油啥的，自己放完自己嘗。孩子對調料好奇想知道是什麼東西，與其直接告訴他，不如讓他體驗一下事實是什麼樣的，同時他也發現，加調料導致了水變味道變顏色，這其中有因果邏輯關係。中間爸爸說放糖肯定是甜的，但他第一次放得太少，沒有味道，他就很自然的說爸爸不對啊，又潛意識裏培養了批判性思維。
冷水加熱水會是什麼水?輕的東西放水裏一定飄起來嗎?這樣很簡單的實驗，都來自於孩子每天的生活體驗，家長可以多創造機會讓孩子做。
還有一些國外的網站像之前介紹過的Pinterest，上面有很多很簡單的科學小實驗可以和孩子一起玩。但做的時候切記讓孩子主導整個過程，家長從科學思維的那三個角度去提些問題適當引導即可，不要刻意的引誘孩子得出什麼樣的結論。
我見過有的家長急於讓孩子在實驗裏學到點知識，不停的提醒、暗示甚至代孩子操作。這樣的“陷阱”式實驗裏小朋友並沒有真正體會到科學思維的有趣之處，很快會失去興趣。真正的開放性實驗會有各種各樣想象不到的走向，小朋友會出乎意料地喜歡。在我家老大眼裏實驗是最好玩的遊戲，每次說要做實驗，都歡呼雀躍的。
3、問正確的問題
這幾乎是科學啓蒙方法中最核心的一點。因爲是要培養思維方式，那麼就要引發孩子思考。我和老大的對話大多數時間都在問問題，即使是他問我的問題，我一般也都反問回去，幫助他自己思考，而不是急於告訴他答案。
關於事實，可以問看到了什麼，是什麼樣子;
關於邏輯，可以問爲什麼，會怎麼樣;
關於批判性，可以問一定是這樣嗎，你試過了嗎?
家長時刻記得這些角度，常從這三點出發問問題，孩子就在被科學啓蒙着。
舉個例子。有次娃爹網購海鮮，箱子裏帶了一小袋乾冰。娃以爲就是冰，於是我去冰箱裏拿了塊冰和乾冰放一起，問“有什麼不一樣?”
他很快發現：“這個冒煙。”
根據以往的生活經驗，我知道他覺得熱的東西會冒煙，繼續從批判性的角度問“那冒煙的都是熱的麼?”
他去摸摸煙，很興奮地搖頭“這個煙怎麼不熱啊，太奇怪了。”
“那那塊冰熱麼?”，他碰碰說很涼。
再問邏輯，“那桌上的菜是因爲冒煙所以熱麼?”
他想了一會兒，搖頭了，說明他意識到這個因果關係好像有問題了，但可能還不太清楚。但我也不會繼續解釋，他的認知能力還沒有達到能理解的時候，灌輸反而會分散注意力破壞興趣。
我於是又換了一個事實來問，“還有什麼不一樣嗎?”
“這個長白毛了!”
“白毛拿得起來不?”
他把乾冰上凝的霜捏下來就化了，“有點像雪一樣哎!”“那是怎麼回事啊，怎麼這塊真的冰不長毛啊?”他這時候就又答不出來了，我也就不再追問，給他留個印象就好。
因爲我們之前做過把冰扔水裏的實驗，那我又問他冰放水裏會怎麼樣，答說會化了。我接着把乾冰扔到水裏了，他看見乾冰在水裏亂跑冒泡冒煙，興奮得不行。
“那這兩種是一樣的冰嗎?”
“不是，這是一種神奇的冰，有魔力的!”於是抱着小罐子給妹妹們看去了。
這就基本結束了一次科學啓蒙活動，最後我也沒說這叫乾冰或者是二氧化碳什麼的。孩子在這個過程中積累了親身經驗和思考過程就足夠了。但如果沒有我問的那些問題，他自己很難會去想煙和冷熱之間的關係，也可能不會注意到乾冰上會結霜，想不到要把乾冰扔到水裏。我的這些問題，都是從事實、邏輯、批判這三個角度想出來的。
長期這樣的交流下來，慢慢就會發現孩子自己也能提出類似的問題了，說明他也開始這樣思考，啓蒙的目的就達到啦。最近老大經常冒出一句：媽媽，我想到一個好問題!兩眼冒光，我知道他開始能享受思考的樂趣了。
4、靜待花開
最後想提醒大家的一點，三分教育，七分等待，科學啓蒙也是一樣。面對一時的無迴應，想不出或者記不住，千萬要心態平和，不要急於求成或沮喪。
我在和老大互動的過程中，發現孩子接受信息和處理信息的方式很有意思。我特別激動地跟他說，看，這裏開了一種新的花哎!他當時特別無感，應付着看一眼就跑了，過了一個星期，忽然又來了興致，拉着我蹲在那裏觀察。或者我半年前和他看過的書裏的內容，他會突然和當下的經驗聯繫起來，雖然當時對那本書並沒什麼興趣。
生活經驗和思維過程會儲存在孩子大腦中的某處，等合適的時機到了就會爆發出來。所以家長只要在生活中持續不斷輸入科學思維的種子，剩下的耐心等待即可。不要因爲沒有積極的迴應而放棄啓發，不必爲看了量子力學卻說不出“電子有能量”而糾結，也不必強求孩子思考他當時不感興趣或者回答不出的問題。隨着孩子自己的節奏進行啓蒙，就會達到最好的效果。
結語
我在前面說自己是個“假科學家”，是因爲雖然受了正統的訓練，但我對科學研究並沒有太多的興趣，甚至對讓孩子成爲科學家有牴觸情緒。即使如此，我對給孩子進行科學啓蒙卻有莫大的熱情。因爲我在美國求學和生活經歷讓我深切地感受到了科學思維對一個人的成長髮展有多麼重大的意義。
不管是從事什麼樣的工作，不管在什麼樣的環境裏生活，科學思維都能幫助你避免不必要的困擾，理性地分析和決策，並保持開放的思想維度。這些對於孩子們來說，都是極爲寶貴的品質。
