序言

我五岁的女儿正在卧室里面玩，她把一块木板当作一个斜坡，让两辆火柴盒汽车从上面飞驰而下。这块木板的中间有一条很光滑的凹槽，让这个小斜坡更加完美。“妈妈！”她大声喊道，“快看！一辆小汽车每次都从斜坡上摔下来，但另外一辆却每次都能顺利滑下来。”她坐下来，开始琢磨这个斜坡和两辆玩具车。过了一会儿，她笑着把手中的小汽车翻了过来。“我知道了！这辆车的轮子太大了，跟斜坡中间的槽子合不上，所以它总是摔下来。”

“哦，很有趣的理论，”我说道，“你能想办法用更多的车来验证一下你的理论吗？”她点点头，跳了起来，去翻腾她的玩具去了。很快，她得胜似地找到了两辆车，一辆是宽轮子的怪兽卡车，一辆是细轮子的野马汽车。她让这些玩具车顺着斜坡往下跑，很快就喊道：“我知道了！怪兽卡车的轮子太大了，跟坡道不合，所以也掉了下来！”又过了一小会儿，一个塑料的速龙玩具沿着凹槽顺势而下。她兴奋得再三尝试，的确如此，它两脚间距离不大，尾巴也不粗，正好可以放在槽子里。

我女儿拿着斜坡又研究了一会儿，然后喜滋滋地问我：“妈妈！我们能拿这块木板做个跷跷板吗？我可以比一比我的玩具的重量。”我点点头，然后看着她两眼放光，在屋里四处张望，寻找自己需要的材料。几分钟后，她把那块小木板放在了一个小塑料盒子上，一个平衡木就这样搭了起来。她把各种各样的玩具放到那个摇摇晃晃的木板上比重量。

通过关注孩子做的事，回答他们的问题……帮助他们探索他们最感兴趣的事情……我们能最大限度地帮助孩子学习。

——约翰·霍尔特（John Holt）

作为一名科学课教师，我很希望看到传统的科学课随着孩子的需求而有所改进。科学并不是按照别人的实验一步一步效仿，或者仅仅观摩别人的展示，也不是去罗列实验事实或者背诵科学术语；科学课是要提出你自己的问题，并自己想办法来找到答案——这两件事情都是小孩子所擅长的。本书中的科学活动，使用的都是从杂货店或者自己的家里找到的一些简单材料，但它们仍然能够鼓励孩子以开放的思维、快乐的方式展开有力的科学探索。

蒂法尼·阿德（Tiffany Ard）供图

孩子是天生的科学家

婴幼儿通过形成问题和实验来找到答案，以此来了解他们所处的世界。你有没有注意到，婴幼儿会把食物从高的椅子上扔下来，一次又一次，来观察发生的一切。孩子是天生的科学家。

小孩子生性好奇，观察细致，并且还坚持要解决问题。他们满脑子都是问题，而且求知欲很强。这不仅是成功的科学家必备的品质，也是科学、技术、工程和数学相关的从业人员想要有所成就必备的品质。大人要为孩子创造实验的机会，帮助他们天生的技巧不断发展，直到开花结果。

科学并不需要很复杂

小孩子对自己周围那些简单的材料很感兴趣，所以，你不需要大费周章寻找特殊材料或者进行特别复杂的实验来吸引他们。像种子、水、小苏打这些日常的东西都很吸引孩子，都是特别适合孩子做实验的东西。本书推荐的100多个简单便捷并充满乐趣的小实验，几乎都不需要什么设备，使用的材料在家中或者杂货店很容易就能找到。

对于喜好探寻的头脑来说，整个世界就是一个实验室。

——马丁·费希尔（Martin Fischer）

职业科学家的实验操作严格，步骤明确。小孩子不用这样亦步亦趋。家里面不可能配备专业实验室，你也不可能严格控制好每个参数。鼓励孩子尽可能追求准确，但是要记住，简单的方法就好。没有谁会期待一个五岁的孩子能跟成年人一样做复杂或者精准的实验。

实验不需要完美地完成才算是有价值

有时候实验会失败，有时候实验会引出更多的问题，这就是科学。即使失败的实验也是有意义的；孩子可以从错误中吸取教训，在以后的实验中学会规避这些错误。科学很少是要一成不变地取得某个结果，也很少是完美无缺的。正因为如此，本书中的很多活动都故意没有给出明确结果，而是留下诸多开放性的可能。这些挑战特别能促进孩子进行各种尝试，在不断的实验和错误中学习进步。

注重开发孩子与生俱来的科学才能

针对孩子的科学教育应该注重培养他们的科学天性——天生的观察、提问和实验能力。以开放的方式，提供时间和空间让孩子去探索，将促进他们技巧的发展；为他们提供机会设计简单的实验，将让他们切身体会当科学家的感受。在现实生活中，解决问题的方法有很多。与提供既定测量方案和指南的方式不同，本书为孩子们提供机会，让他们利用自己解决问题的技巧，找到自己的方案。通过应对主导实验的挑战，孩子们能够获得自我评价工作的经验，并从错误中学习很多东西。

孩子从本书中获得的本领将帮助他们走向成功

在过去的20年里，美国的学校开始引入以孩子为主导的科学实践。与以往进入实验室按照既定步骤一步一步开展实验不同，现在的实验课上，孩子们要自己提出问题，并进行验证。从完成本书提供的实验中获得的技巧，可以帮助孩子在很多成年人，包括某些教育工作者，都低估了孩子在儿童期理解科学核心理念和实践的能力，从而未能及时给他们提供机会和实践来培养他们的科学技巧（美国国家研究委员会2007年报告，p.vii）。

——《国家科学教师协会对早期儿童科学教育的立场声明》，2014

学校取得成功。此外，提出问题、设计实验的经历将为孩子奠定坚实的科学基础在未来应对自己的科学研究项目。

书中的科学活动旨在培养孩子发现问题、解决问题的能力，这些能力将让他们受益终生，即使他们未来可能不会从事与科学、技术、工程或数学相关的行业。设计一个实验来寻求问题的解决方案，这种能力适用于所有职业，市场营销和企业管理也包括其中，而不只是科学实验。