如何从小栽培学霸的“种子”
【留美学子】第2587期
8年国际视角精选
仰望星空·脚踏实地
【陈屹视线】教育·人文·名家文摘
《好奇心的种子这样埋》
作者｜虞文
在2419期的《留美学子》里 的《我在美国学校做教练 创造力这样启发的》，我给大家分享了一些，当我的孩子们还在美国读中小学的时候，我在他们的科学竞赛队里做义务教练的经历。这些经历让我认识到了启发式教育的巨大威力。
在这一期里，我想给大家讲几个，把启发式教育应用到日常生活中，激发孩子们的好奇心的小故事。
记得在一个周末的早饭桌上，我让孩子们分享他们在学校里的学习情况。女儿说她马上就要学习浮力了，感觉应该很有趣，只是还不知道具体内容是什么。
我以前是学物理的，对浮力这个概念还算了解。所以我便想，何不借孩子们学习浮力的机会，启发他们学习科学的兴趣呢？因为我知道浮力很有意思，我在上中学的时候就曾对它很着迷。
几天以后，也是在一个周末的早饭桌上，我对孩子们说，由于女儿正在学习浮力，所以我想让他们试着回答下面这个问题 ：“为什么有些东西放水里会沉，而有些却不会呢？”
比女儿小三岁的儿子立刻抢答道：“因为它们的重量不同，有的轻，有的重。重的会沉，轻的就会浮。”
“你说弟弟说得对吗？” 我追问女儿。
“嗯，没错！” 女儿点了点头。
孩子们所给出的结论是不对的，任何一个学过浮力的人都知道，我当然也知道。但我并不想立刻给孩子们指出来，因为我想引导他们自己发现问题，找到答案。因为只有这样学到的知识才会更深刻更牢固。
其实我不但没有指出他们的错误，我还用了两个实例来认证他们的结论，以表明我完全理解他们的意思。我说：“扔一块硬币到水里，它肯定会沉，但若扔一片树叶到水里，它就会浮在水面，而硬币确实比树叶重，所以你们的结论听起来很有道理，是不是？”
俩个孩子的脸上都现出了得意之色，连连点头。看来妈妈领会了他们的意思。
我然后顺手拿起了桌上的一块面包片，撕下一个小角，然后问两个孩子：“如果我把这个小面包片扔水里，你们觉得它是会沉还是会浮呢？”
两个孩子都异口同声的说：“肯定会浮起来！”
我于是让孩子们拿来了一个小铝盆，装了大半盆水，然后把面包片扔了进去。
果不其然，面包片稳稳当当地浮在了水面。
“哈哈哈，我们的结论没错吧！” 两个孩子都为他们的预言感到自豪。
我拍了拍两个小家伙的脑袋，表示赞赏。然后紧接着问道：“如果你们把这个小面包片从水里拿出来，捏紧，捏成一个实心的小面团，尽量捏除掉其中的水份，然后再把它扔进水里，你们说这个小面团是会沉还是会浮呢？”
“当然会浮了！” 女儿很肯定的答道
“为什么呢？” 我又追问道
“因为这个小面团的重量跟刚才的面包片是一样，刚才的面包片能浮在水面，那么这个小面团就也该浮在水面。” 女儿逻辑清晰地答道。
“如果重量是决定沉与浮的唯一因素的话，你刚才的推论就应该是正确的。” 我肯定了女儿的推理。
“不过要想知道你的推论到底对不对，我们只需要把面团往水里一扔就知道了！” 我向孩子们建议道。
早已迫不及待的儿子一听此话便把面团抢先扔进了水盆里。
出乎孩子们的意料，面团一进水盆，就一个猛子扎进了盆底。
“咦？这也太奇怪了！” 两个孩子大吃一惊，你看看我，我看看你，不愿意相信自己的眼睛。
女儿仍不服气，低头想了一会儿之后说，“也许这个面团其实比之前的面包片更重，因为里面还掺进了水份，我们能不能再试一次呢？”
“当然可以了！” 我拍手叫好。
于是孩子们找来了厨房秤，秤出了两小片重量完全相同的面包。
一片捏成团，另一片形状不变，然后把它们分别扔进了水里。
没想到，片状的面包浮在了水面，而面包团却沉到了水底。
咦？这是怎么回事呢？两个孩子面面相觑。
我心里暗自高兴，看来孩子们的好奇心已经被大大地调动起来了，这是学习新知识的最佳时机。
于是我趁势开导两个孩子说：“看起来沉与不沉不仅跟重量有关，好像还跟别的什么因素也有关，对不对？”
两个孩子点了点头。
“那会是什么因素呢？” 我问道。
“会不会跟形状也有关？” 两个孩子若有所思的问道。
“面包团沉了，但面包片却浮着，看起来好像是跟形状有点关系。” 我首先肯定了孩子们的疑问。
但我又接着问道：“如果你们把那个面团捏成了方块而不是圆球，难道方块就不沉了吗？”
姐弟俩被我的这个问题给问住了，因为直觉告诉他们，被捏成方块的面包团也会沉。看来沉与不沉好像又跟形状没有什么关系了。
那么到底跟什么因素有关呢？两个孩子想来想去也想不出个所以然来。
看着孩子们疑惑的眼睛，我真想把答案立刻告诉他们。但我制止了自己的冲动，因为我不想剥夺孩子们自己找到答案的乐趣。
于是我建议他们上网查一査，或者上图书馆去借一些与浮力有关的书来看一看。
孩子们立刻响应了我的建议，因为这个时候他们真的是迫不及待的想要知道答案到底是啥。
两个小家伙一溜烟地跑进了电脑室。没过多久，姐弟俩就兴冲冲地来向我汇报他们的发现了。
他们告诉我，浮力的大小跟形状无关，跟重量也不直接相关，而是跟一个叫“密度或者比重”的东西直接相关，比重大于水的东西会沉，小于水的会浮。
“那么什么是比重（密度）呢？” 我又进一步反问孩子们。
“是单位体积的重量” 女儿答道。
我能看出，女儿好像能理解这个概念，但是儿子却有点儿似懂非懂的样子。
我于是决定给孩子们讲一个关于古希腊的科学家，阿基米德的故事。
我对孩子们说：“我有一个关于密度的很有趣的故事，你们想听吗？”
“想听，想听” 孩子们齐声答道。
于是我便给孩子们讲了一个，我小时候从我爸爸那里听来的故事。
很久很久以前，古希腊有一个非常有名的科学家，他的名字叫阿基米德。由于阿基米德非常聪明，所以国王很器重他。每当遇到难题的时候，国王就爱去请阿基米德帮忙。
一天国王拿着一顶刚做好的皇冠来问阿基米德，想知道他有没有办法鉴定出皇冠是不是用纯金打造的？
原来国王怀疑打造皇冠的金匠做了偷梁换柱的手脚，用别的金属替换了更贵重的黄金。
阿基米德左思右想，怎么也找不出答案。因为他发现，皇冠的重量与国王给金匠的金子的重量是一样的。所以从重量的角度，无法断定皇冠里是否掺了假。
“但是除了重量以外，难道就没有别的东西能区别皇冠的真假了吗？”
阿基米德想：“一公斤黄金与一公斤白银的区别不仅在于它们的颜色不同，它们的大小或者体积也大不相同。假设纯金皇冠里掺了白银，皇冠的颜色自然会不同于纯金，但如果白银掺的不多，颜色上的差别是很难被确认的，但两者的体积却肯定会有差别。如果他能测量出两者的体积，他就能断定皇冠里是否掺假。”
所以问题的关键变成了测量皇冠的体积。
但是怎样才能测量皇冠的体积呢？一个正方体，球体等规则物体的体积很容易计算，但一个形状复杂的皇冠的体积却几乎不可能计算。阿基米德又被难住了，一连几天都找不出答案。
终于有一天，阿基米德感觉自己已经被脑子里的问题折磨得实在有点累了，所以准备洗个澡放松一下。他让人把浴缸里放满水，然后坐进了浴缸。由于缸里的水很满，他一走进去，许多水就哗啦啦地从浴缸里溢了出来。
看着这些四溢的水，他的眼睛突然一亮，意识到他冥思苦想的答案原来竟就在这些溢出的水里。
“啊，我知道该怎么办了！”
他从浴缸里一跃而出，忘了自己光着的身子，就一丝不挂的，径直朝皇宫里跑去。
原来阿基米德从这些溢出的水里，想出了一个绝妙的办法来测量皇冠的体积。
他的方法是这样的：首先，把容器里装满水，然后把皇冠放进容器里。在皇冠慢慢沉到水底的过程中，水会溢出容器，而这些溢出的水的体积就是皇冠的体积。
只要他能把这些溢出的水都统统地收集起来，并测量出这些水的体积，皇冠的体积也就找到了。而测量水的体积是很容易的，只需要一个标好刻度的量杯就可以了。
于是，阿基米德用同样的办法测量了皇冠以及与皇冠有相同重量的纯金的体积。
结果阿基米德发现，两者体积的差别很大。因此他断定皇冠里一定有假。
阿基米德的方法让国王和金匠都心服口服，最后金匠也不得不承认了自己的恶行，也得到了应有的惩罚。
我的故事讲完了，可两个孩子却仍然聚精会神的听着，好像还没听够。
“阿基米德一直跑到皇宫都没穿衣服吗？” 儿子很好奇的问道。
“哈哈哈，我想是吧？不然世界上怎么会有这么多人都知道这个故事呢？” 我跟孩子们打趣道。
为了把这个故事与密度的概念联系起来，我又进一步总结道：“如果两样东西的重量相同，但体积不同，它们的密度就不同。密度把重量和体积联系了起来，每样东西都有它独特的密度。金子的密度不同于银子的密度，也不同于铁的密度，更不同于水的密度。”
“我们之前用的面包片和面包团，虽然它们重量相同，但体积却不一样。因为面包片里有许多气孔而面包团里没有，所以面包团的密度比面包片的要大。而沉与浮是跟密度相关的，密度越大越会沉，所以难怪面包团会沉底，而面包片却不会。你们说是不是这个道理呀？”
“是！”两个孩子使劲地点头。
我这时又顺手拿起桌上的一个盘子，问孩子们：“你们有办法知道这个盘子的体积吗？”
“有啊！”孩子们异口同声的答道。
“我们把它放进装满水的盆子里，溢出的水的体积就是盘子的体积”。
“Bravo!” 我高兴得拍起手来。
“如果我还想知道这个盘子的密度，那又该怎么办呢？” 我又接着问道。
“那就用秤，测出盘子的重量，然后用重量除以体积就可以算出密度了。” 女儿立刻答道。
“你说对不对呀?” 我又问儿子。
“对！” 儿子答道。
我看得出来，两个孩子这回真的把浮力以及密度的概念弄懂了。
一晃十几年过去了，现在我的两个孩子都已经大学毕业，成了大人了。不久前，我跟他们聊起启发式教育的话题，他们俩人都不约而同地回忆起了这段关于浮力的趣事。
女儿说，那次也真巧，刚好大家在吃面包，而面包片与捏紧的面包团的密度是不同的，所以一个会沉，另一个会浮，结果就引出了那段有趣的经历。
“是啊，真的很凑巧！” 我也笑眯眯的附和道。
不过只有我自己才知道，在那之前，我已试过把好几种不同的东西扔进水里了。我最后选中了面包，是因为面包产生的效果既自然又有趣，是启发孩子们对浮力产生深刻认识的好道具。
那些看似偶然，并且完美自然得天衣无缝的教育机会的背后，其实常常隐藏着父母的用心。
为了把好奇心不留痕迹的播种到孩子们的心里，教育者需要精心策划，需要寻找时机。
做为父母，虽然我们很难每时每刻都用启发的方式来教育孩子们。但即使是为数不多的几次，也会给孩子们带来意义深远的效果。因为启发式教育就如同黑暗中的亮光，不仅能照亮问题本身，还能在孩子们的心里种下一颗颗好奇心的种子。
当然，也许有人会说，因为我有学习物理的背景，才可能这样开导小孩。对于非理工科出身的父母，启发式教育可能就是个奢望。
但事实正好相反，启发式教育并不只限于物理和自然科学，任何事情都可以釆用启发的方式跟孩子交流。比如数学，人文科学，地理，甚至做美食做家务都可以。我在上一篇文章里就谈到怎样用启发的方式做个好教练。
只要你用心，并且不急于把答案告诉孩子，你就能开启你自己的启发式教育的新
篇章。
作者 虞文 来自成都，本科四川大学，中国科学院核物理硕士以及加拿大曼尼托巴大学医学物理硕士学位。曾在加拿大原子能管理局以及BC省癌症中心任物理师，在美国私立高中任教数年。在《世界日报》《枫华之声》【留美学子】《哈佛百家谈》等杂志·公众号发表散文和随笔。儿女毕业于哈佛大学/麻省理工学院。
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