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未来世界变化莫测，孩子们需要通过学习来增长知识以应对未来。传统的课堂学习也许有许多弊端，玩耍和非正式的学习方式让孩子们在学中玩，在玩中学。也许这就是未来教育改革的方向。
纽约馆的科技制造者空间中，一个孩子正在工作间里学习焊接线圈
图片来源： Andrew Kelly, Insider Images, courtesy of the New York Hall of Science.
在我8岁的时候，我还不会说英语。我出生在别的国家，来到美国是因为我父亲的博士后医学研究。没办法和别人交流让我感到很沮丧，所以我就干脆不和别人交流了。反正我也不想和别的孩子玩耍，至少我是这样告诉自己的。 幸运的是，我父亲用他发明的一个游戏改变了这一切。每当我发错音或者用错句子的时候，他会让我重复三遍，然后他得一分。当我发现他出现语法错误时，我就得一分。累积10分，我就可以得到一个小奖品。我总是赢，虽然我怀疑我父亲有一点让着我。这个游戏培养出了一种竞争精神，它鼓励着我不断学习和提高英语。在稳扎稳打地进行了几个月后，我父亲的方法帮助我掌握了这门语言。他让我和言语玩耍，而反过来，言语又让我能够和新朋友玩耍。虽然经常重复和出错，但渐渐地我能够熟练识别出一些模式并且找到解决问题的最佳办法，在这个例子里，就是正确的语序和词组。 我父亲并不是唯一一个想到要把非正式学习这个点子落到实处的人。威斯康星大学的教授Jordan Ellenberg 发明了一个称为“神秘数字”的游戏，来帮助他的儿子学习并且最终爱上数学。他会这样问他的儿子：“有一个神秘的数字，用它乘以2再加7等于29，这个神秘的数字是多少呢？”在我们八岁的时候，我们的共同点不仅是年龄，还有对玩耍无尽的热忱，并且，我们通过玩耍来学习。 孩子们也可以通过其他方法接触到非正式学习。Ellenberg提出孩子们可以通过智能手机的应用来学习，但这种方法的利弊还有待考量。 非正式学习是很有效的，这使它足已成为一些教育项目的核心。在纽约科学馆，已故的主管 Alan J. Friedman说，他想将孩子们从课堂中解放出来，在没有指导、没有帮助的情况下在未知的世界中探险。（他的原话是：我为一家通讯公司工作，这家公司负责纽约科学馆的公益项目。）通过直接体验的方式来帮助孩子们理解科学，Friedman博士使上千孩子接触到了活生生的科学。 由Margaret Honey 博士和David Kanter博士所编的《设计、制作、玩耍》（Design, Make, Play）一书，深入探究了亲自实践的和非正式学习下的自然科学。该书总结道：“儿童在玩耍、发现、探索的过程中表现出的倾向与科学学习有很强的相关性。玩耍能够启发不同的参与体验，从活跃的到沉思的，体验的到指导的。这所有的体验都是无压力的探索和发现，正是这种无压力的特点能够启发科学学习中的创造性思维和创新。” 美国国家科学院国家研究委员会（National Research Council of the National Academies）在2009年发表的研究结果支持这些论点。这项研究发现，这个效应在贫困家庭或有色人种中尤为显著，非正式学习会显著提高他们在学校中的表现。 以此为基础，总统的科技顾问委员会，即白宫科技政策办公室的组成部分，号召更好地整合非正式的和正式的科学教育。该委员会2010的报告《准备和鼓动：K-12STEM教育创造美国的未来》（Prepare and Inspire: K-12 STEM Education for America’s Future）建议每所初中和高中都应该伴有非正式教学的场地，比如博物馆、公园、水族馆，或者是可以将科学技术、工程和数学带进学生生活的公司。 在纽约馆的科技制造者空间中的工程车间中，研究人员用橡胶接头和棒冰棍帮助启发孩子们找到一个工程设计难题的解决办法。
图片来源： Andrew Kelly, Insider Images, courtesy of the New York Hall of Science.
关于怎样结合非正式学习和正式教育，Elizabeth Green的书《成为更好的老师》（Building a Better Teacher）中给出了一个很好的例子。Green描述了上世纪80年代和90年代，Deborah Ball 和Magdalene Lampert两位数学老师在密歇根州立大学教育学院的合作情况。 在一个教学实验中，Ball主持了一个名叫“关于数字0的讨论”的活动，他邀请了三年级和四年级学生来研究和讨论0到底是奇数还是偶数，还是别的什么。这给了学生展现批判性和创造性思维的机会。讨论持续了数小时，事实上，Ball费了一番功夫才结束了他们热烈的讨论。有的学生甚至搭建了数学证据来支持他们的观点。“孩子们的兴趣完全被激发出来了，”Green写道。 这个实验的关键在于，它迫使学生们依靠同伴来一起寻求答案，使得依靠老师提供答案的做法迅速淡出视线。在对Green的书的一篇综述中，Sebastian Stockman——一位美国东北大学的英文演讲家极其精彩地写道，“事实上，这些兔子洞就是我们学习的地方，理解开始于重复和错误，死胡同和推理的失败是因为他们的假设就是错的。老师们最应该做的事情便是允许学生们犯这些错误，然后找出它们并纠正过来” 个人兴趣和玩耍的力量无法被忽略。俄勒冈州立大学终身STEM学习研究中心的主任John Falk于2007年领导的一项研究发现，刺激性和吸引性的学习环境可以培养学生们的兴趣，并引导他们参与其中。就我个人来说，我还能回忆起曾经学英语时的痛苦。但是因为我父亲创造的积极的学习环境，我不再担心犯错误，我正在他创造的这个游戏中获胜。重复和犯错，克服沮丧然后不断尝试的过程在掌握语言和学习科学上是一样的。当你被好奇心驱使，你会吃惊地发现你有能力用从未想到过的甚至是不可思议的方法去解决复杂的问题。 没有什么感觉能和集中注意力认真思考后解决了问题时的满足感相提并论。这是我从我父亲身上学到的。你只有在尝试然后失败，再尝试再失败很多遍以后才会找到正确答案。但是当你最后成功时，一切的努力都是值得的。 2014.11.3 环球科学
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