书城亲子家教家长是孩子的学习指导师
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第27章 帮孩子了解问题解决的过程

一、哈雷彗星

1742年1月14日英国天文学家哈雷逝世。他以发现某彗星周期为76年而闻名,此彗星因此被命名为哈雷彗星。在当今信息时代,帮助孩子学会科学解决问题的程序是很重要的。我们可以从科学家哈雷的研究中得到重要启示,问题解决的科学程序大致为起、承、转、合4个阶段。

起:发现和提出问题阶段。

承:分析和研究问题阶段。

转:提出假设阶段。

合:验证假设阶段。

世界上最有名的彗星就是这颗哈雷彗星。其实,这颗现在命名为“哈雷”的彗星,还是我国最早发现和记载它的,古书《竹书纪年》中提到:“周昭王五十九年春,有星孛于紫微”,这是公元前900年的事了。另一古书《春秋》中记载:“鲁文公十四年秋七月,有星孛于北斗。”这时是公元前613年,是可靠记载哈雷彗星的第一次,距离今天也有2600多年了。1531年在欧洲,阿皮亚尼斯首先发现了这颗慧星。这些古人并不知道他们看到的是同一颗星。但为什么这颗彗星命名为“哈雷”?是因为哈雷用科学的方法对它的周期进行了研究。

生于1656年的英国人哈雷,从小热爱天文学。1682年当哈雷26岁时,这颗彗星再一次靠近了地球。哈雷在夜空中观察到这颗“扫帚星”,并对24颗彗星的轨道进行了计算,他还搜集各种书刊,考察过去的记录,把从1337年起300多年来有关彗星的记载整理成一张表。他用微积分计算,精确又慎重。终于,他发现了1682年他看到的那颗彗星的轨道,与1531年、1607年出现的彗星轨道很相似性。哈雷天才地提出一个猜想:这3颗大彗星实际上是同一颗彗星的3次重现,这颗彗星以76年左右的时间为周期,沿着一个扁长的椭圆轨道绕日运行。他预测道:“我坚决预言,这彗星在1758年前后还要回来。”哈雷于1742年1月14日离开了人间,没能等到这颗彗星的再次回归。但天文学家们在等待着,1759年3月10日,这颗彗星果然归来,辉映在夜空之中。后来在1835年、1910年、1986年,这颗彗星每隔76年左右就准时回到地球附近,证明哈雷的假说是成立的,他的预测是准确的。人们为了纪念和表彰哈雷的创造性发现,把这颗彗星命名为哈雷彗星。

因为哈雷彗星的周期达76年左右,所以一个人一生中见到它的一次回归也颇不容易,能见到两次就更困难。我们这些成年人1986年见到哈雷彗星出现在夜空,它那婀娜多姿的身影风靡了全世界,明亮的头部,像把扫帚的尾巴显得古怪而神秘。哈雷彗星下一次回归的时间是2061年与2062年之间。

二、问题解决

问题解决是探索未知领域思维过程的重要环节。科学始于问题,家长可以从科学发展的思维过程中,吸取培养和发展儿童的思维、智慧和道德的精华。心理学研究发现,有一段时期,儿童不但对神秘现象感兴趣,而且对现象背后的抽象因素同样感兴趣。这个最佳时期大约只有5~7年,错过这个最佳发展期,有可能使他们失去探索意识。在小学期间阅读《十万个为什么》丛书是不错的选择。哈雷解决问题的程序,就是科学中解决问题的程序,可以总结为以下4个阶段。

第一阶段,发现和提出问题。著名学者王国维说,治学有三种境界,古之成大事业、大学问者,必经过三种境界。“昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路”,此为第一境界。这一境界,实际就是发现和提出问题。对哈雷来说,就是提出这些彗星有什么规律?这些彗星是否是一颗?试图将很多彗星化繁为简。

第二阶段,分析和研究问题。“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴”,此为第二境界。哈雷就是通过分析历史资料,记录、分析、比较、计算,对彗星周期进行不懈的研究。

第三阶段,提出假设。“众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”,此为第三境界。哈雷在长期研究后,终于提出假说,那些彗星只是一颗,周期性回归地球,周期为76年。

第四阶段,验证假设,人们已经数次验证了哈雷的假说,预测得到证实,假说已经成为科学理论。做学问首先要高瞻远瞩,敢于独辟蹊径;然后就得呕心沥血地探索,艰苦卓绝地奋争;最后才能柳暗花明,品尝胜利后的幸福和快乐。

以上对科学解决问题阶段的划分纯粹是人为的,但这些划分有助于人们研究和解释解决问题的复杂过程。

亲子活动:

家长可以教孩子四点:首先,引导孩子提出高质量的问题,设计解决问题的研究或实验的步骤,即把自己的想法或别人的建议设计成研究或实验的方案;其次,一丝不苟地进行研究或实验,在研究或实验中获得数据,认真观察和记录;再次,理性地分析和讨论提出的假设及研究或实验的结果,得出结论,看是否与假设吻合;最后,反思问题的解决过程,评价自己问题的解决方法,得出规律性的结果。

温馨提示:

中国传统文化中,科学精神是相对薄弱的。

科学始于问题,家长可以从科学发展的思维过程中,吸取培养和发展儿童的思维、智慧和道德的精华。帮助孩子学会解决问题的起、承、转、合4个阶段。