去马斯克创办的学校泡了一整天,我被老师给孩子的书单震惊了

教育   2024-11-21 07:31   美国  

01


憨憨学校的STEM教学很强很强,这几年在这里上学,我们见识到了各种各样的老师,很多老师,尤其是科学方面的老师都是脑洞大开。


憨憨有一年参加学校的科学俱乐部,里面那位老师就是马斯克的忠粉。


马斯克创办了一所学校,叫做“Ad Astra”,专门面向未来的教育,给孩子从小进行创新教育。


马斯克创办这所学校的原因,是因为他嫌弃市面上别的学校教的内容太机械、太无趣了,他希望自己的孩子能够接受更有创新力、更加面向未来的教育。


因此他就干脆创办了这所学校,让自己的孩子在里面学习。


因此这所学校对科学、工程、创新能力的培养特别厉害。


他们教学特别注重两个方向:


1

一个是“How to”


也就是让孩子观察生活,去研究这些现象背后的科学原理。


比如带着孩子研究人体,为什么人会生病?而人体免疫系统是如何对抗病毒的?


2

另一个是“How works”


也就是让孩子研究机械,看看这些装置背后是怎么工作的,基于怎样的工程结构。


比如带着孩子观察桥梁,为什么它的护栏是一个个三角形组成?不可以是长方形、圆形吗?


这种教学方式特别有趣,不仅学习到了科学知识,还能帮助孩子学以致用,能用科学解释生活中的现象。


因为憨憨那位老师就非常崇拜马斯克,他自己还特意去那所学校交流学习了一整天。


结果等他回来后,他给孩子的教学方式就发生了翻天覆地的改变,从马斯克的学校借鉴了很多很多全新的创意。


比如他在教孩子物理里“力与运动”的时候,就让孩子折一辆纸飞机出来,并且用手来控制飞机的飞行。


就像这样,完全不需要任何机械动力,只需要用手在飞机斜下方改变气流方向,从而操纵飞机能够自由飞翔。


我前段时间写过一篇文章,专门介绍了憨憨老师是如何结合马斯克这种创新教育给孩子上课的内容。


那篇文章得到了大家的共鸣,下面有好多好多读者的留言。


有时候心里看了挺感慨的!


我们中国孩子都很聪明,也很勤奋,不缺创造力。但是我们的教学方式却偏重于刷题和考试,因为分数决定孩子能不能上好的学校


可是马斯克推出的创新教育却完全不同。


他对刷题没有那么重视,相反特别看重孩子的理论运用的能力它和生活怎么结合的,能解决什么问题


就像憨憨老师带孩子做这架纸飞机一样,让孩子在制作过程中了解飞机的构造、空气动力学、空气阻力等等一系列的知识。


将课堂学到的知识灵活运用起来,和生活结合,在实践中进行创新。


这种教学方式对我震撼挺大的!


我们的基础教育很好,孩子们的知识学了很扎实,但如果再结合一下马斯克这种创新教育,能够把学校里学的知识学以致用起来,那么孩子的思维会更开阔,会更有创新力,未来也会更有想象力。



当时憨憨老师推荐学生了一套书单,都是他从马斯克学校里看到的学生推荐阅读书籍。


这些书都是基于马斯克的创新教育理念,对孩子科学启发很大。


里面好多本都在国内引进了,今天我也把这份书单给大家分享一下!


他的书单分为两个方面:


一个是“How to”系列,这个系列是从微观的角度给孩子讲解,科学是怎么构建这个世界的,化学元素是如何让世界运转的。


另一个是“How works”系列,这个系列是从物理、工程的角度给孩子讲解,身边的万事万物是如何工作的,科技是如何改变世界的。


02


首先是“How to”系列。


老师特别推荐了三本书,这三本书都被国内出版社引进了,分别是:


  • 《How to Make a Universe with 92 Ingredients》

    (如何用92种元素创造一个宇宙)

  • 《How to Build a Human Body》

    (如何制作一个人)

  • 《How to Change the World With a Ball of String》

    (如何用结绳来管理一个帝国)



这三本书对憨憨的启发特别大,儿子现在如此喜欢化学,后来拿到了伯克利大学化学竞赛的金牌,也是源于之前阅读的这些书籍。


这三本书每一本都是一个主题。


1


《如何用92种元素创造一个宇宙》


第一本叫做《如何用92种元素创造一个宇宙》


这本书讲的是92种化学元素,给孩子讲解这些元素如何构建了我们生存的世界。


1

带孩子看星辰大海背后的组成原理


我们生存的整个世界,从太空到自然界都是由这92种元素组成的。


看看我们天上的太阳!


太阳是个巨大的火球,非常炽热,可是它的组成元素98%~99%都是氢和氦,通过核反应形成了太阳。


地球上的元素就更加丰富了,地壳里有碳氧硅铝,大气中有氮氧氩氖,海洋中有氯钠镁硫……这才形成了我们多姿多彩的世界。


你看,浩瀚的宇宙,无论是太阳还是地球,都是由一个个化学元素组成的!


2

带孩子看身边万事万物的组织结构


我们身边的小世界,桩桩件件事情都有化学元素的参与,比如说“火”


憨憨老师曾经问过孩子一个问题。


他划了一根火柴,火柴燃烧后,他问学生:“为什么火柴可以燃烧呢?


那是因为火柴头有氯元素和硫磺,划火柴的擦火皮上有红磷,这几种元素在用力摩擦后就会引发轻微的爆炸反应,肉眼可见的却只有火柴烧起来了。


紧接着,老师给孩子们看烟花的视频,五颜六色的很好看。


可是他却问了孩子另外一个问题:“为什么烟花有各种各样的颜色呢?为什么和火柴的火焰颜色有点不一样呢?


那是因为不同元素燃烧有不同的颜色


比如硫酸铜粉末燃烧时,火焰是绿色;硝酸钙和碳酸钙燃烧时,火焰是红色;氯化钠、硝酸钠、硫酸钠燃烧时,火焰是黄色……各种金属离子按一定比例混合,燃放时就是五颜六色的了。


你看,一个小小的火焰,竟然有各种不同的变化,就是源于化学元素的差异


这也太有趣了!


3

用化学给孩子解释生活中的问题


这本化学书写的非常出彩,它会带孩子看很多常见的生活现象,解释背后的原因。


就像与火相对的,同样是水,不同的形态下藏着不同的秘密。


比如海水,为啥会越喝越渴?


原来,海水里藏着一种神奇的元素叫做“钠”,一旦海水中过量的钠元素进入人体,我们就会通过排尿的方式释放它们,这样做会让身体更加缺水。


所以,喝海水完全没办法解渴,反而会让身体脱水


比如汽水,为啥会滋滋冒泡?


原来是汽水里加入了二氧化碳,这种含碳元素的化学成分会形成气泡,然后争先恐后地从汽水里钻出来,给喝汽水的人带来奇妙的味觉体验。


4

带孩子看未来科技


它还给孩子介绍国家重点发展的科技,从芯片到量子科技,从核技术到航空航天,这些都是国家未来重点发展的方向,而化学是这些强国科技的基础。


比如颠覆现代生活的计算机核心—硅芯片,它在常温下本来是平平无奇的不良导电体,但是其他元素的加入让它变得“活泼”起来。


和“邻居”结合就能改变一个元素本身的性质乃至带来改变世界的发明,元素周期表的含金量还在上升!


再比如这几年时兴的超轻材料碳纤维,又牢固又轻巧,它不仅被广泛应用于航天航空科技中,还在激动人心的F1赛车比赛中扮演重要角色。


这本书给孩子最大的意义在于:

它让孩子知道,化学不是那些抽象的符号,而是生活中一个个活生生的存在。


当孩子看到生活中某个现象后,都能从微观的化学角度,去解释背后的原因。


它更是帮孩子志存高远,学好化学,为将来的科技创新而努力!


2


《如何制作一个人》


第二本叫做《如何制作一个人》


这本书讲的是人体生物学,我们人体的各个器官是怎么工作的,人体的微观结构是什么,生理活动是怎么产生的,人体又是如何生长与发育的


这本书带孩子探究我们看得见、摸得着的人体,体会可触及之处的神奇人体


比如我们受了伤就会流出来的血液它是把全身代谢运转起来最重要的物质,也是藏在表皮之下链接各种人体结构的“联络员”。


比如我们给孩子讲细胞,细胞好小啊,要显微镜才能看见细胞膜细胞质细胞核这些结构,但是要看到细胞又很简单,只要用一点脸上的皮屑就可以了。


这本书带孩子探究藏在身体之下的人体运转奥秘,带娃了解每一样生命活动身体付出的努力


我们为什么会呼吸?就算意识不到,但人体依旧每分每秒都在呼吸,呼吸是人体正常生命活动开展的基础,背后藏着的是“肺”和世界不停歇的气体交换运动


我们为什么会排泄?无论是大便还是小便,所有的小朋友都很好奇,吃进去的食物怎么还会拉出来呢?


看完我们就知道了,排泄真的不是简单的屎尿屁,它是人体健康的信息指示物,也是保持新陈代谢的重要环节,千万不可以轻视排泄活动哦!


书里还会带孩子感受“五感”的神奇之处:眼睛为啥能看,耳朵为啥能听,鼻子为啥能闻,舌头为啥能尝,我们为什么会有触觉……


这些看似简单的生理活动,背后都需要人体这个机器精密地运转!


这本书还会从宏观给孩子讲到微观,带孩子感受人体运转的真正规律


比如病毒入侵后,人体的防御战如何打响?这里学的是免疫系统


再比如人为什么到了夜晚就睡觉?这是大脑和身体配合昼夜规律演化出来的复杂机制。


这本书给孩子最大的意义在于:

人类身上隐藏了太多的奥秘,为什么DNA能储存如此多的信息,为什么癌症不能攻克……


这些问题都等着孩子去探索,只有当孩子了解人体的构成和运作机制,才会有热情去探索人体的奥秘,为人类的健康谋福祉。


3


《如何用结绳来管理一个帝国》


第三本叫做《如何用结绳来管理一个帝国》


这本书讲的是科技文化进步,对于人类社会发展的推动。


比如人类文明最了不起的成就——金字塔,就是因为人类发现了泥土对砖块的粘合作用


比如人类文明的雏形——结绳,这种传递信息的方式正是文字出现的前身


比如一个水壶顶起的壶盖让人们发现了蒸汽可以转化为动能,这正是第一次工业革命的核心发明——蒸汽机


这些看起来是“小事”的发明发现却推动了人类历史文明往前买了一大步,原来“改变世界”真的不是说说而已。


也许一个灵光闪现的瞬间,一个对前人发明发现的小改良,孩子就能成为科技文化的推动者甚至是影响历史的进程!


这本书给孩子最大的意义在于:

人类从农业时代到科技时代,历经了三次工业革命,正是因为蒸汽机、发电机、互联网那些发明推动了人类的发展。


而这本书就是告诉孩子,科学是推动人类发展的动力,人类未来是星辰大海!


03


接着说说“How works”系列。


老师重点推荐了国家地理的这本经典著作:

  • 《How Things Work》

    (它是如何运转的)


这本书是很少见的那种,直接用3D剖开高科技发明,直接“一图”解释高科技新发明背后的机械运转原理和理工科学习逻辑。


我自己想给大家再推荐两本“大国重器”系列的书,这是之前国家地理那本的补充。


也就是这两本:《了不起的中国科技》和《伟大的中国工程》,它会给孩子讲述中国科、大国重器背后的科学知识和运转原理。


这三本书会物理、工程的角度给孩子讲解,身边的万事万物是如何工作的,科技是如何改变世界的,尤其是中国那些大国重器是如何运转的


1


《它们是如何运转的》


首先看国家地理的《它们是如何运转的》,我很推荐用这本书帮孩子了解身边万事万物背后的科学原理。


整本书一共分为了九个科技领域,分别是交通工具、生活科技、建筑、通信、能源、食品工业、科学、空间探索和战争武器。


这九个都是非常热门的高科技领域,不仅经常出现在考试的题干中,它们与各种物理化学的学科原理联系也很紧密。


这本书的特点是:它会用非常详细的3D图解拆开科技发明的每一个部分,再配上相应的文字讲解,孩子从一张图中可以迅速获得大量信息。


比如我们都很熟悉的飞机,其实身上有很多值得研究的部分:


从机身结构来说,飞机分为三个部分:主机体,机翼和机尾。在细分的每个结构上,我们看到了飞机运转的原理:


  • 机身是载人载物的仓库,用来保持配重的平衡;

  • 机翼有各种各样的结构设计,目的是控制飞机在飞行和降落时的平稳;

  • 机尾则与飞机的飞行方向有关,水平的是方向舵负责,垂直的是升降舵负责;


你看,一张图片,通过3D拆分图解的方式,孩子们不需要阅读额外的文字和枯燥的科普,直接对照模型就学会了与飞机运行有关的科学知识。


如果我们看得更加仔细就会发现,书中在讲解各种科技发明的运转原理时,也巧妙地融入了各类学科知识。


比如在交通工具,通信还有能源这些章节,我们就会看到很多物理知识:


自行车的变速依靠的是变速齿轮这种机械装置


数码相机的结构里有很多与光学和成像有关的内容


卫星的各种功能离不开无线电波的支持


而在食品工业和科学这些章节呢,化学和生物知识会出现得更多一些:


牛奶的生产需要熟练掌握PH值、活性酶实验、细菌等等知识


番茄的种植与改良离不开人类DNA技术的快速发展与精准定位


水下考古与文物的保护需要对各种材料的化学性质有充分的认知


当孩子读了这本书后,对生活中那些事物背后的科学原理就有了很清晰的了解。


但这还不够,我会让孩子的阅读进行升华,让孩子不仅着眼眼前,更是放眼世界,看看咱们那些大国重器,它们又是怎么工作、怎么创作出来的。


2


《了不起的中国科技》

《伟大的中国工程》


这两本虽然和国家地理《它是如何运转的》用了同样的3D透视图的角度,给孩子讲解背后的运转原理,但是两者采取了不同的角度。


国家地理那本是围绕身边的万事万物,讲解背后的原理,而另外两本却是在讲咱们国家的大国重器,解析它们背后的工程知识、科技原理。


《了不起的中国科技》讲的是“中国智造”

《伟大的中国工程》讲的是“中国制造”


如果把我们国家的科技实力看做一台机器的话,这套书就是从“大脑”和“躯干”两个部分帮我们拆解了国家新科技背后藏着的奥秘。


1

《了不起的中国科技》


五大领域全面展现科研实力


《了不起的中国科技》这本书内容很丰富,它从海、陆、空、对外和面向未来这五个领域徐徐铺开了中国近年来的科技创新,而且用手绘风格的3D图解帮孩子理解高科技发明运转时涉及到的基础学科知识。


“前沿科技发明”讲的是领跑未来的科技:为人类寻找清洁能源的“东方超环”,探索宇宙奥秘的锦屏实验室,体细胞克隆猴“华华”……


“航天科技”讲的是航天和太空科技:长征系列运载火箭几乎没有失败案例,北斗卫星导航系统独立自研,还有月球、火星上都留下了我们探测的痕迹。


“超能武器”讲的是对外的军事科技:第一艘航空母舰“辽宁舰”,能隐身的歼20战斗机,还有数不清的雷达、导弹和武器系统等等。


“交通运输”讲的是陆地上的运载科技:全世界最平稳运速最快的电力动车组“复兴号”,大型民用飞机C919,还有引领世界的新能源汽车……


“走向海洋”讲的是在水上的海洋科技:世界上装箱量最大的集装箱船“长益号”,超大型原油船“远瑞洋”,还有远航测量船、极地考察船。


这些在我们看不见的地方默默引领世界科研方向的新技术、新成果,无一不是中国科技领先于世界发展水平的证明。


在给孩子讲我们是如何领先于世界进行发明创造时,书里也没忘记力所能及地展现这些发明创造背后的学科知识,让每个孩子的心中都能种下改变世界的科技之梦。


比如听起来特别高大上的“磁约束核聚变实验装置”,它的核心运转原理就是几个磁场线圈,其中甚至有孩子们熟悉的欧姆磁场线圈


比如“天宫课堂”给孩子们讲的课在这里又重现了:水油分离是密度实验,水膜实验是张力原理,这些都需要在没有摩擦力的环境中进行。


比如核潜艇想拥有足够的威慑力,就必须注意各种细节:超声波可以探测地形,核能可以转换为动能与电能,陀螺仪的原理是角动量守恒等等。


还有与孩子生活距离更近的高铁站知识:安检机是通过X光检查包内物品,安检门靠的是与金属物体的电磁波反应,是不是感觉特别厉害?


看起来离我们很远的高精尖科技,背后离不开物理,数学等等基础学科的基础原理作为支撑,无数科学路上的探索者都是从一个一个定律学过来的。


2

《伟大的中国工程》


科技基石建成钢铁之躯


一直为外国人所惊讶的“中国速度”到底是怎么炼成的?这本《伟大的中国工程》我想就可以解答:钢铁之躯需要科技作为基石,中国基建最离不开的是科技发展。


工程的基石是科技发明,它也是钢铁之躯的“心脏”,有了更快的造桥机、更先进的钻井平台、效率更高的核电机组,我们的中国速度才会越来越快:


造福万家的工程是民生工程,也是钢铁之躯的“肌肉”,南水北调、西气东输、西电东送、核电站投入使用。无论是什么样的科技发明,最终都要回馈给人民:


宏伟的中国建筑是对外象征,也是发挥作用的“器官”,四通八达的中国道路是钢铁之躯连接各部位的“血管”,跨越天堑、挑战不可能的中国桥是最坚硬的“骨骼”……


你看,正是有了这些“身体结构”的紧密合作,我们的钢铁之躯才能正常运转,这些超级工程项目才能给人民带来更好更便捷的生活。


这本书想告诉孩子的也很明确:如果掌握了在超级工程背后的科学知识,每个人都能成为创造更美好生活的工程师。


比如想造出更方便、更近的过江通道,我们需要对江底的地质结构有足够的了解,这是地理知识


比如我们想在特殊的高原上建造不变形的高速公路,比热容大、变温快的液氮就帮了大忙,这是物理知识


比如我们想建成既好看又能常年使用的大剧院,那剧院的材料就必须有强度大、耐腐蚀的特征,这是化学知识


也就是说,如果我们能掌握足够的学科知识,那改造世界的路已经铺在脚下了,这本书带给孩子的只是站得更高、能看得更远的一种视野。


这三本书我推荐大家一起给孩子看,它们对孩子的意义在于:

通过3D透视图的方式,让孩子亲眼目睹身边万事万物、以及大国重器的工作原理,从而加深对数理化那些基础学科的认知。


同时孩子也帮助孩子理解学习的意义,不仅能改善我们的生活,更能帮助人类科技进步,探索星辰大海!


04


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憨爸在美国
硅谷工程师爸爸,中国科技馆专家志愿者,擅长数学、英语和思维启蒙。荣获:国家新闻出版署数字出版精品、中国教育学会优秀教案、中国通信学会儿童科普精品等。作品:DK天才百科、硅谷工程师爸爸思维训练、图解数学思维等。
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