谢尔曼将科学视为一种有规则的游戏，并认为这种游戏应遵循一系列的规则。谢尔曼还认为，人们应该而且能够将科学方法用于人类生活，变成好玩的游戏，在日常生活中和孩子一起进行科学游戏。

（一）科学是一种有规则的游戏

对于什么是科学，谢尔曼表明了他的基本态度：科学是每个人的事。他认为，不少人对科学感到害怕，因为科学家们和他们所做的事，似乎与我们的日常生活相去甚远。科学不见得真那么可怕。事实上，科学很有意思，就像我们玩游戏一样。我们可以为科学下这样一个新定义：科学是一个供人了解这个世界的游戏。玩的时候，必须遵守一套称为科学方法的游戏规则。科学家们所公认的、并不断努力奋斗的几个重要规则是：

1.诚实

从事科学研究一定要诚实。著名的物理学家理查·费恩曼（Richard Feynman）说：“这是一种科学上的操守，也是科学思考的原则；切切实实的诚实，具同样的意义——是一种一丝不苟的态度。”这条规则也叫做“费恩曼规则”。费恩曼告诫人们：在做科学实验的时候，要把每一个你认为会使实验无效的因素都记录下来，而不是只记录你认为能使实验成功的部分。你的这份实验记录包括曾考虑过、但被剔除的各种因素。而这是根据那些实验的结果，以及如何取得这些结果的原因记录。如此一来，便可让所有的人都能清楚地知道这些因素被剔除的原因。也就是把你的实验全盘告知他人。这个实验将会有人重做，至少在科学界如此，到最后，事情的真相一定会大白。如果你不够诚实，在科学界便不能树立良好的声誉。

2.不可作弊

科学家们不允许虚构的实验结果。此外，科学家们也不能因个人的信仰、希望及欲望，而影响到这场游戏的结果。不论是谁做地心引力的实验——是你、是我，或是爱因斯坦，结果都一样。

3.不随便相信别人的话——亲自操作，看看是怎么回事

了解事实的方法之一就是去问别人，尤其是权威人士。我们可能会信赖权威性的书籍，以获取最后的答案及至高无上的真理；但在科学上，却并非总是如此。虽然在科学界的确有像牛顿、爱因斯坦等权威人士存在，但科学家们并不盲目地追随他们。事实上，一位科学家主要靠创意和独创力来赢得声名和荣誉——这通常必须向现存的权威挑战。

4.根据过去的发现来改进科学游戏

科学就和所有的游戏一样，随着时间而改变和进步。今天科学家们所用的仪器和100年前的科学家所用的仪器相比已经有了极大的进步，今天科学家们的知识是建构在往日科学家们的发现之上的。

5.尽量寻找“合乎自然”的解答

所谓“合乎自然”的解答，表示这些解答可以透过感官的观察或实际感受而了解——也就是我们看得到、听得到、摸得到、感觉得到或尝试得到的东西。此外，合乎自然的解答就是实际的常识性的解答。如果有一个人说他能让一头大象消失，科学家们就会认为这个人很会变魔术，他用魔术使大象消失了。假如这个人说他有“超自然”的神力能使大象消失，科学家就会开始怀疑，因为这不是合乎自然的解释。

6.争辩必须要有依据

科学家之间，可能会彼此争辩一个理论问题或一个假设是否有确实根据。然而，孰是孰非，将由科学的证据及实验室的数据来决定，而不是靠叫嚣和辱骂来解决。艺术是主观的，对两幅画的好坏艺术家可以各执己见，彼此攻击，这些都只不过是个人的意见而已。科学则不然，它仅仅研究事情的真相，争辩是在实验室中、学术研究中靠实验、数据及证据来澄清的。

7.在科学界，没有一件事是可以完全肯定的

在科学界，没有人知道会有什么新发现，也没有一件事可以百分之百的证明。也正因如此，科学才如此有趣。科学界也没有无所不知的人。科学是不断进步的，每次的新发现，就表示了再进步。

8.科学是没有秘密的

科学家们都以能发表研究结果为荣。要测试其他科学家的研究结果，就必须了解获得这些结果的过程。因此，一般的科学期刊便翔实记载了科学实验的过程，透过图表、曲线及数字，让所有想证实是否正确的人都可以重复测试。当然，随着智慧财产权的发展，必须稍加修正。当今很多科学实验室是由私人拥有的，而科学上的发现具有申请专利的潜能，可以带来商业利润，因此，在这种情况下，很多科学家的发现便受到保密，不为他人所知。

9.科学家们都勇于认错

由于科学是经得起测试的，科学家们常常重做其他科学家做过的实验。一般而言，倘若某位科学家在做实验时很严格而且小心谨慎，其他科学家在重做这个实验时会得到相同或相近的结果。但是不同的结果，偶尔也会出现。

偏见和伪造在科学界确实出现过，而科学家和任何人一样，也难免会犯错。但重要的是，在科学界，错误可以纠正；科学家在犯错误后，会勇于认错。当有人指出错误，以及将新的结果及证据摆在科学家面前时，他们会改变原来持有的观点。虽然这件事做起来并不容易，但他们却会去做。

每一门科学都有其特殊的规则，例如，天文学和生物学的规则可能会稍有不同，但所有的科学家都要遵守上述九条规则。可以说这九条规则是科学游戏的基本规则。幼儿是天生的科学家，他们充满了好奇心，喜欢追根究底，并有与生俱来的能力，能了解因果关系。尽管如此，他们仍需要学习科学游戏的规则，来帮助他们完成真正的科学游戏。

（二）把科学方法用于人类生活，变成好玩的游戏

科学的方法和法则可以广泛地运用于人类的生活，变成好玩的游戏，而且每个孩子都是科学家，因此要把科学变成好玩的游戏，教孩子在游戏中做科学式的思考，并帮孩子选择一门适合的学科深入研究，在日常生活中进行科学探究。

1.使科学成为生活的一部分

让科学普及化，成为生活的一部分，这是谢尔曼的研究和宣传科学教育的宗旨。由于身为大学教授，加上对科学的热爱，他觉得，把令人感到神秘甚至感到困惑不解的科学，用浅显且清楚明白的方式呈现给大家，换句话说，把科学落实在生活层面上，是自己的义务。他认为，到目前为止，科学的方法仅用在物理科学（指物理、化学、天文学及地质学等）及生物科学的范畴内，但在社会科学方面，尤其是政治学上，科学方法尚未得到良好的运用。从幼年起就教导孩子科学方法，可以使他们在长大后，把科学的法则广泛地运用到人类的生活上，而非只限于学说或理论。他说：“我热爱科学，也热爱科学的思考方式，想把这一腔热忱与所有的人分享。科学很有意思，就像玩游戏一样，一旦你学会了游戏规则，就可以和你的孩子一起同乐。除此之外，科学还教我们对事物有‘想法’，更教我们对事物‘如何’思考。简言之，科学不仅是学说，更是一种‘思考’方式。最后一点，科学打开了世界之门，让我们能与地球上每一个角落的人成为朋友。”

2.每个孩子都是科学家

各门各类的科学都有一个基本的大前提——科学是为了解万事万物的原因而努力的。了解因果关系是我们与生俱来的能力。小孩子个个都是天生的科学家，他们好奇、好问，生气勃勃、充满活力地探索周围世界，他们什么都想知道。

幼儿和我们的祖先一样，他们最初关心的问题都和自然环境有关，想要知道很多事情是怎么一回事，以及世界为什么是现在这个样子。例如：

天空为什么是蓝的？

风是什么？

为什么冬天冷，夏天热？

为什么会下雨？

幼儿所关心的这些现象便是最基本的科学问题。

可以说，科学家们以专业的方式从事小孩子自然而然在做着的事。然而科学家们所做的不仅仅是问问题而已，他们还利用科学的方法尽量设法回答这些问题。但我们也要让幼儿通过科学教育学习科学的思考方式和科学方法。

3.教孩子做科学式思考

谢尔曼认为，研究“究竟是什么”在科学上是非常重要的意念。每个人都可以死背事实资料，但不了解大原则，细微枝节便空洞无物。他举了一个费恩曼说过的故事，这是一个关于费恩曼的爸爸在他还很小的时候，曾教他如何区分一样东西“叫”什么和一样东西“是”什么两者之间的差别。

有一天，我和一些小朋友在草地上玩。

有一个小朋友对我说：“你看到那只小鸟没有？你知不知道那是什么鸟？”

我说：“我不知道那是什么鸟。”

他说：“那叫褐头画眉。你爸爸难道都没教你吗？”

事实正好相反。爸爸教过我：“看到那只鸟没有？那是一只会唱歌的鸟（我晓得他不知其名）。在意大利文‘朱特拉比底达’、葡萄牙文‘庞达佩达’、日文‘卡他诺德克达’、中文里它各有不同的名字，就算你弄清楚了它在全世界的称呼，你对它仍一无所知。我们不如来看看这只鸟在做什么——这比较重要。”所以我很小就知道，记诵事物的名称并不是真正的知识。

据此，谢尔曼提出了教孩子做科学式的思考。他认为对孩子进行科学教育最主要的目标并不在于教孩子想“什么”，而是在于教他们“怎么”想——用合乎科学的方式。如果想要教会孩子想什么，那么该教的东西可以说永远也教不完；但是如果教会他们怎么思考，那么，孩子便会自己弄清楚该想些什么。从着手做科学实验中可学到的几个基本的思考技巧，便是最好的开始。

我们教给孩子“一件神奇的东西”，使他此后也会“不断地追寻这样东西”。

4.帮助幼儿选择一门适合的学科深入研究

帮助孩子选择他个人最感兴趣、也最适合他的学科，对于引导孩子的发展具有重要的意义。

我们为孩子作出的选择应以孩子的兴趣为依据。

要选定某一门学科作深入的探索，首先要把百科全书中对该科目的分支所作的介绍一一详读，以决定哪一门学科最有意思。然后，到图书馆去借几本相关的书。几乎每门学科都有特地为孩子写的书。

5.把科学变成好玩的游戏

科学游戏如何进行也就是如何结合日常生活作科学实验的问题。科学实验虽然在细节上各不相同，但都有几个共同的特性，而这几个共同的特性形成了科学方法的基础。我们可以用四个简单的过程：观察、推论、预测、实验，来概括说明什么是科学方法。

第一步：观察

科学家所要做的第一件事是搜寻与周围环境有关的资料。对于他所选定的主题，一定要尽最大可能努力学习：不是在图书馆中阅读，就是在自然界中观察。科学家绝不能一开始就先下结论，然后再去找资料来支持自己先入为主的想法。

第二步：推论

第二个步骤，就是针对观察到的特定事物，做一个推论（科学家们称之为“假设”）。这种推论，还有一个非正式的名称，叫做“可测试的假想”，或者叫做“最接近所观察到事物的结论”。

第三步：预测

这一步，便是根据推论作预测。所谓的“预测”，就是一段陈述，如果推论正确的话，这段陈述便也属实。

第四步：实验

为了证实预测是否正确，科学家们必须靠做实验来证实或排除推论。实验是科学方法中最主要的一环。这表明任何合乎科学的事物，都必须经得起反证的考验——也就是说，一位科学家必须设法证明推论是错误的。如果各种方法都不能推翻自己的推论，那么，他就可以对自己所做的观察、判断更有信心。

因此，在与孩子共同进行科学研究时，应遵守以下几个要点：

（1）从书本或自然界中开始“观察”

图书馆是帮助孩子开始观察最好的地方。科学书籍能帮助我们和孩子寻找大自然中可以研究的事物。

（2）让孩子知道，没有一个问题是不该问的“傻”问题

一些研究人类解决问题的心理学家指出：在许多方面，孩子比大人更善于解决问题。因为孩子较愿意承认错误、放弃不正确的想法，不停地问问题，无论是聪明的问题还是“傻”问题，一直到获得正确答案为止。而和幼儿比起来，大人往往对“犯错”感到过于焦虑，不敢问“傻”问题。可以说，在这方面，科学家和幼儿具备了共同的特质。要接纳、支持和鼓励幼儿的每一个问题。

（3）用孩子听得懂的语词解释科学

谢尔曼认为，有些人斥责问“傻”问题的孩子，原因之一可能是大人自己也不知道答案，或者是不知道怎样使用孩子懂得的话来回答。但作为教育者，只要可能，就尽量查阅参考书籍，用孩子听得懂的词语来回答孩子的问题。如果实在找不到答案，或者这个问题根本没有答案，也要设法给孩子留下一个乐观的思考空间——那就是，如果没有人知道，也许他将会是第一个发现答案的人。梦想就是这样产生的。

（4）事先做充分的准备

针对我们和孩子将共同研究的主题，花几分钟的时间看看百科全书或其他科学书籍，也就是要在向孩子解释任何科学原则之前，自己一定要先对那个主题有所了解。这样做，不但孩子可以更彻底了解这个原则，获得宝贵的经验，你自己也可以学到新的东西，而且在孩子面前显得很在行。除此之外，这种沟通的过程，提供了一个机会，让你与孩子之间，能以一种崭新的方式彼此接近。

（5）鼓励孩子优异和大胆的表现

谢尔曼在回想自己的童年时说：在我的周围环境中，没有一项传统的条件是引导我朝向科学界发展的。我的父母都不是科学家，我的兄妹，甚至亲戚中，也没有一位是科学家，因此，并没有任何人做我的科学榜样，或是对我产生即刻的影响力。事实上，我的爸妈甚至没上过大学，然而，他们却给了我两个微妙不易察觉但深具关键作用的个性，那就是，做任何事都有追求优异表现的欲望，以及凡事皆敢大胆一试的个性。

他们为我买整套的百科全书，送给我想要的东西，如自己动手拼凑的全套模型来奖励我阅读。甚至我想学什么，就送我学什么，并且常鼓励我要大胆地去尝试新的事情。我几乎没有受过任何限制，我认为，这种（有限度的）宽容，给了我极大的勇气去面对未知的事物；科学家们几乎天天面对未知的事物。事实上，与未知的事物抗衡，便是科学家工作的内涵。

（6）知之为知之，不知为不知

也许这一点最为重要。当我们向别人解释某个科学概念时，如果只靠一点点不完整的知识去猜是很危险的，对于老师和父母而言这么做可能是个错误，因为猜错的次数和猜对的次数往往是一样的。

对于一个你所知不多的问题，最好的答案就是“我不知道”。接着，你就可以去查清，或是要你的孩子去查。其实，最好的方法是与孩子一起去查个明白。

这样做可以使孩子获得一种品质：一个人对于所知不多的事，就应该承认自己的无知；更可以教给孩子科学的核心：下结论之前，必须先有充分的证据，学会“后入为主”的判断，而不是“先入为主”的偏见。并将这一科学原则用于人生其他范畴的问题。

6.在日常生活中也可以做实验

作为教育者，尤其是家长，可以和孩子一起进行科学研究，让孩子能“看见”并“动手”做科学研究，而非只是阅读而已。

我们和幼儿一起做一些简单、有趣而且花费不多的实验具有重要意义。如果说自然是一个大图书馆，实验就像借书证，允许你进入，自由探索知识。谢尔曼选取了有关物理学、天文学、化学、生物学、地球科学及心理学的36个问题，来代表科学思想的主要范畴。

物理学

（1）光是什么颜色的？

（2）彩虹是什么？

（3）望远镜为什么可以看得很远？

（4）声音是什么？

（5）为什么声音有高有低？

（6）声音还可以在其他物质中传动吗？

（7）你能吸收热吗？

（8）你会散发热吗？

（9）能量如何改变？

天文学

（10）为什么会有四季？

（11）我们为什么永远看不到月球的另一面？

（12）火箭如何进入太空？

（13）日食是如何形成的？

（14）月亮为什么有盈缺？

（15）北方在哪儿？

化学

（16）火为什么会燃烧？

（17）隐形墨水如何现形？

（18）结晶体是如何形成的？

（19）气体为什么会膨胀？

（20）蒸发是什么？

生物学

（21）动物是如何进化的？

（22）植物是如何进化的？

（23）适应环境有多少方式？

（24）植物如何生长？

地球科学

（25）化石是什么？

（26）地球有多老了？

（27）雨是从哪儿来的？

（28）磁铁是什么？

（29）雷雨和你的距离有多远？

心理学

（30）你的身体和头脑如何知道冷热？

（31）我们怎样尝出食物的味道？

（32）我们如何辨出时间？

（33）眼见为信吗？

（34）梦有什么含义？

（35）掷色子时，真的有所谓的运气吗？

（36）你能一眼看穿吗？

上述问题是对教育者的提示，在日常生活中，当儿童关注某一问题时，要适时地引导他们进行有关的实验，以找到问题的答案。

7.幼儿进行科学探究和实验所需要的材料和工具

要把科学变成好玩的游戏，需要基本的操作材料和工具。谢尔曼提出了以下工具和材料：

（1）度量仪器

卷尺、钟、温度计、秤、烹调量具（匙、杯）。

（2）动物仪器

昆虫笼、网子（捕捉鱼、昆虫等用的工具）、水族箱（鱼类用）。

（3）一般科学器材

放大镜、镜子，剪刀、美工刀，手电筒，杵，冰棒棍，磁铁（马蹄形及条形），安全双目镜，吸水仪器，厨房用烤肉浇汁管，指南针，钳子，地质学锤子。

（4）特殊科学器材

三棱镜、录放音机、双目望远镜、显微镜、照相机、单目望远镜、解剖用具、杠杆设备、滑轮及轮子、墨镜、吸尘器、听诊器、果汁机、手摇型冰激凌机、风筝。

（5）一般材料

白纸及笔记本、报纸、砂纸、滤纸、咖啡滤纸、塑胶袋及纸袋、标签纸、蜡纸、铝箔、蜡笔、烹饪原料（盐、太白粉、食油、醋）、螺丝、螺钉、螺帽、弹簧、钢丝绒、海绵、清洗用品（橡胶品及金属品）、家用机械油、蜡烛、橡皮筋、绳子、线、风筝线、纸卷及线轴、硬纸卷筒、铅笔及圆珠笔、牙签、钢丝。

（6）种植器具

花盆、盒子、蛋盒，大型工具（锹、锄头、耙子、小镐），户外水管、浇水罐、桶，小碟、托盘，手工用具（小铲子、小桶）。

（7）科学样品

毛皮样本、皮革制品样本、各种贝壳、石头、各种种子、干果（苹果、豆类、葡萄干等）、海草、松果、土壤样本。

以上工具和材料有助于幼儿的探究和实验。