儿童经常听到妈妈嚷他“不要碰！”——这说明孩子具有总想通过触摸探索周围具体环境的愿望。你有没有把一个智力玩具或另一套吸引人的材料放在一个成人的面前过？他是不是也会开始去玩弄这些东西？如果说婴儿的玩弄完全是偶然的，上学不久的孩子在对待材料上就表现出了某种计划性。他们产生一种想试试看的欲望：“这些东西光闪闪的——摸摸一定是光滑坚硬的”；“它们互相碰撞肯定会发出响声”；“如果我压它，它会改变形状”。这些想法在于一种“前语言”的水平，即还没有形成语言。不久之后就会产生同样没有用语言表达出来但却由孩子们的动作显示出来的问题：“我能让它跳多远？”或“这一作用象是磁铁的作用，可是磁铁又藏在哪儿呢？”——这些都是对于自然的问题，是科学探索的开始。

　　几乎任何完全陌生的材料都会使观察者产生一种想摸一摸、探索一下的愿望，想看看它到底能做什么。材料很容易引起期望。如果期望没有得到满足（可以理解，惊奇则是促使加速进行研究的一种刺激），意想不到的现象促进了人们提出问题，更深地卷入和产生感情。一个人发现了正在发生的事件会激动起来，这种激动会产生一种要和旁边的人进行交流的愿望（尤其是对方也在进行同样的事情时），一种同自己的伙伴分享发现的愿望。材料会激发起经历。

　　材料可以选择来揭示自然现象。反过来，这些现象又能产生有关我们这个宇宙的知识。对材料进行探究包含着科学的程序，这些程序在循序渐进的学习经历中会得到改进。

　　教师选择每个孩子都要用的材料。他听取孩子们谈论自己的发现，帮助他们就某几点得出一致的意见（孩子们自己的一致意见）。

　　你也许会感到这种自由探究——把材料直接交到孩子们的手中——可能造成无法容忍的混乱。下面这一课以比较惯用的方法开始——教师在前面指导全班。（这种方法几乎总会不知不觉地引向“自由发现法”。）

   《里面是什么？》

    玛丽•史蒂文斯用一根橡皮筋把第五只棕色的纸袋口箍了起来。五只鼓鼓的、令人迷惑的纸袋都排在桌上。“再弄好一个就完成了”，她想道。每一行学生都有东西可摸了。她从塑料口袋卷上又扯下一只新的塑料口袋，把它打开，放进去一只圆圆的土豆和一只小苹果。她把口袋口张得大大的，使里面的物体四周充满空气，然后灵巧地把口收好一拧打了一个结。她把一只切开的洋葱在最后那只棕色纸袋面上擦了擦，把碎片扔进袋里。她闻了一下，看看洋葱味是不是闻得出来。她把那只塑料口袋和里面的东西一起装进了第六只棕色纸袋。明天科学课的准备工作就完成了。

　　——嗯，只是差不多完成了。史蒂文斯小姐朝她买东西的提包里看了看，数出了三十五样孩子们晚会上喜欢的东西：小哨子，纸喇叭，像蝴蝶的舌头那样卷着一吹就会伸直放开的纸龙。三年级有三十个学生，她准备了三十五件，以防万一有人弄坏了或某一件东西不灵。她的学生们才八岁，还不太经受得住挫折。也许大部分孩子受不住。然后她又加上了两卷新的塑料口袋，两包橡皮筋，还有她的朋友们为她搜集来的十五个装擦手纸的硬纸筒。这一下全部完成了。就是说材料都准备好了——可是她本人准备好了没有呢？

　　离毕业还有两年，再坚持上一个阶段的夜校和暑期班就可以得到硕士学位了。现在玛丽•史蒂文斯正面临着最严峻的一关。看上去没有什么了不起——一个试验班；大多数人认为那是轻而易举的事。可是因为玛丽选择了一个教科学课的试验班，她必须在一种新的教授科学的方法上达到一定的熟练——至少这种方法对她来说是新的。扪心自问，她承认自己感到有点畏惧。她头两年教得不错，至少她从来没有砸过锅。她很少需要嚷嚷才能引起孩子们的注意。孩子们也挺喜欢她，这对她来说是很重要的。有一次，一位心理学教授对她说过，孩子们往往拿教师出气，在教师身上发泄他们对父母的不满，她感到很吃惊。在她看来，这是不真实的——至少是不必要的。感谢上帝，她还没有碰到过这类事。也许这是因为她能很好控制课堂；她为孩子们准备了好多要做的事，而且保持着高水平。

　　玛丽感到自豪的是，她给孩子们的指示总是清楚明确的。可是这一次她什么指示也不给。她确信，如果不是大多数，至少也有许多孩子将会象她自己的同学们教的试验班孩子学这一课的时候所做的那样去做；电影里看到的孩子们的表现很类似，只有很少几个例外。电影讲了该怎么对待那几个例外的孩子。可是她的孩子们呢？各人能力相差很远，因而兴趣也不大一样。她曾经在一些所谓的程度很齐的班级实习过（她发现他们的程度并不是很齐的）。可是，尽管她的学校深信应该按程度分班，本身却是那么的混杂不齐！一年级和二年级竟然编在一个班！显然，校长是设法想要老师们改变要所有的孩子都念同一页书的做法。玛丽发现，他原来的做法在科学课上不太行得通。怎么能行呢？她的孩子们能力悬殊，有着截然不同的种族和经济方面的背景。当然，有了材料，每个孩子可以自己工作！可是，对有几个孩子来说，这种工作也许会是灾难性的。赛丽娜总和别人不一样；莱斯莉跟班一直很吃力；而鲁思安看上去老要惹别的孩子生气——他们会怎么样呢？不管怎么说，校长佩蒂格罗先生对有创造性的老师总是表示同情的，而那位“教师训练员”一直是乐于帮助人的，而且对新的想法从来不挑剔。她会有何所失呢？可能还会有所得。要是这种新的想法以前不管用，试验班的教授也不会这么大力宣扬了，事实上这根本不是什么新的主意了！

　　玛丽迷迷糊糊地睡着了，做了几个不太好的梦。可是早上，她那些精心准备好的材料却在问她早安，好象谁来到它们中间都会高兴似的。

　　“你们猜这只口袋里是什么东西？”史蒂文斯小姐把一只纸口袋放在那些八岁的孩子们都能看到的地方，孩子们的眼光都期待地注视着那只鼓鼓的纸口袋。

　　“糖果！”“玩具！”“甜饼子！”正和她的预料的情况一样，但是她很快对自己说，这样假设也许只是自己打的如意算盘。

　　“你们怎么知道这里面有东西呢？”“口袋胖乎乎的。”然后是沉默。

　　“你们能想出一些合适的词来说明你们认为里面一定有东西吗？”说着她把口袋提起来转了一下。

　　“鼓鼓囊囊。”“这个词不错。”“厚。”“大。”“圆。”史蒂文斯小姐心里记住了孩子们提出来的这些“词汇”。

　　“好吧，里面肯定有东西。你们说，我们怎样才能弄清楚里面是什么东西呢？”“把它打开？”“哦，那太容易了。你们瞧，科学家们可没法把一个原子打开来看看里面是什么，但是他仍然清楚地知道原子里面的情况。”“摸一下！”“你可以摸。不过，科学家够不到星星，却很清楚星星里面是什么样子的。科学家们用仪器帮助他们发现星星和原子的情况。我来做你们的仪器好吗？假定我就是一个仪器，你们用我做某些你们自己做不到的事。你们能告诉我做什么以帮助你们弄清楚口袋里面是什么东西吗？卡尔顿，看来你有些想法。”“松手！”史蒂文斯小姐踮起脚尖，把纸口袋高高地提过桌子，然后停下来，全班都屏住了气。“噗！”（口袋掉到地上。）孩子们争着举起手来。每个被叫到名字的孩子都作出积极的回答。教师把孩子们说出的名称都写在黑板上：球，石头，水果，砖头，油漆罐……

　　“不可能是油漆罐。”“你为什么认为不可能，阿伦？”“因为油漆罐是会摔破的，可是我没有听见摔破的声音。”“你认为阿伦的意见怎么样，维奥雷特？油漆罐是你说的。”“我想阿伦是对的。也许是块石头。”“那我把油漆罐划掉了，好吗？你们还要我做什么来帮助你们判断里面是什么东西？”“摇摇口袋。”口袋的索索声和里面东西碰击纸口袋发出的沉闷的声音使孩子们又一次争着举起手来。

　　“我敢肯定里面一定是某种水果，比如苹果。”史蒂文斯小姐在黑板上写下了“苹果。”“柑桔。”“我还是认为是球，也许是两个球。”“你们说这只口袋里有几件东西？”“四五个。”“不，没有那么多。两个。”“也许是三个。”“孩子们，到现在为止，你们用了哪些感官来猜里面的东西？”“我们用了眼睛。”“还有耳朵。”“还有脑子。”“那不是感官，笨蛋！”“可是看来你们确实是用了脑子。也许鲁思安的意思是说要动脑子才能有良好的感觉。到目前为止，我们进行得很不错。现在我给每排同学一只口袋。”孩子们在座位上激动起来，引起一阵小小的波动。“口袋顺着每一排传下去，每一个人都可以摸一下，想想里面可能是什么。也许你们会有新的想法；也许你们对我们刚才写在黑板上的东西更有把握。班长，把口袋发下去吧。”“到现在为止进展相当不错，”玛丽•史蒂文斯心里自忖。“确实很有兴趣；连那些等待着轮到自己的孩子们也很感到好奇而很专心。”她偶尔催促一个孩子快点把口袋传给别人，尽快得出结论。很快，班长把那些口袋又收了回来，放回到教师前面。所有的孩子都举起了手。史蒂文斯小姐叫了那些还没有发过言的孩子。

　　“迪安。”“我肯定是苹果。”“你为什么那么有把握？”“一头有把的地方有一点凹下去。”“有人同意迪安的意见吗？”班上有一半人表示同意。

　　“赛丽娜？”“我肯定里面有一个球。我一推，它就滚开了。”“我认为有一块石头，一块圆石头。”“莱斯莉，你好象急于要说什么话。”“有一只动物！”“动物？”好几个孩子不相信地叫了起来。

　　“你为什么这么想，莱斯莉？”“因为摸上去软乎乎的……而且暖乎乎的。”“我也摸到软的东西了，还有点儿蓬松松的。”“史蒂文斯小姐！史蒂文斯小姐！……”“夭沦，你有什么话憋不住了吧？”“是洋葱。我闻出来了。硬硬的，圆圆的，就象只葱头。”“这是一样新提出来的东西，还有刚才提的动物。现在我们来看看这张单子，看看在猜的东西中有什么可以划掉的。”史蒂文斯逐项念了一遍，孩子们则作出反应。

　　“球？”“对的。”“石头？”“不对。”可是维奥菜特和布切认为是对的。

　　“好吧，先留着它。水果？”“那就是指苹果和柑桔。”“砖头？”“不对，形状不对。”“动物？洋葱头？你们说口袋里有几件东西？我们这儿猜了六样。”“我摸到两件东西。”“还有样别的东西，软乎乎的象一只动物。我认为有三件东西。”“六样东西怎么办？我们能决定下来吗？”史蒂文斯小姐不明白莱斯莉为什么坚持口袋里有一只动物。她要不要告诉她那不可能，还是让别的孩子去说服她？“莱斯莉总是在另外一个世界上，”她想道。“我真不知道她是怎么回事。”她高兴地对全班说道：“我们现在把口袋打开，好吗？”玛丽小姐拿掉了橡皮筋，慢慢地打开了一只棕色的纸口袋，然后她更慢地开始把里面有塑料口袋往外提。那个结一露出来，班上就轻轻嘀咕起来。随着塑料口袋的主要部分慢慢露了出来，孩子们都伸直了脖子。教室里鸦雀无声，几乎透不过气来。首先拿出来的是土豆。

　　“哦，我们从来没有想到土豆！”随后，当苹果出现时，几个声音喊道：“我说对了！我知道是苹果！”“好吧，有几件东西？”“两件。”“不对，连塑料口袋也算上，三件。”“原来这就是那个软乎乎的东西，我以为是一只什么动物呢。可是摸上去确实是暖乎乎的。”“你有什么话，沃沦？”“我相信我闻到洋葱味了。”史蒂文斯小姐把那只棕色纸口袋递给了沃沦。“看看里面，”沃沦取出了洋葱碎片，举了起来，“你让我们上当了，”他一边说一边笑了起来。

　　“要想清楚地思考，我们必须细心和周到，对吗？我们必须要验证我们的想法，科学家们对自己的想法也是要验证的。沃沦用了另一种感官发现了……”“他的鼻子，”几个孩子说。

　　小个子赛丽娜的右臂举酸了，于是用左手托住仍然举得高高的右臂。当老师注意到她时，她坚定地说：“口袋里还有一样东西。里面有空气！”“唉，你怎么知道的？”“口袋里有空气，是口上那个结把它堵在里面了。”“赛丽娜认为她能看见口袋里有空气，其他同学都看到了一只苹果和一只土豆。你们有多大的把握这只苹果和这只土豆是真的呢？你们绝对有把握吗？”“它们可能是假的。”“为了弄清楚，你们还应该用什么感官？”“我们得吃吃看！”这句话引起了大家的笑声。

　　“我们等会儿可以那么做。”史蒂文斯小姐微笑了。她忽然想起，在教分数的课上，让孩子们在下课前分吃苹果是一个挺好的主意。她突然换了一下语气。

　　“谁能回答这个问题？”她从塑料口袋卷上扯下一只新的口袋，水平地拿在手里让全班都看到。“这口袋里有东西吗？”“没有。”“你们能想出什么词来形容你们怎么知道里面没有东西的吗？”“薄。”“扁。”“象皮似的。”“真比‘词汇表’丰富！”玛丽•史蒂文斯想道。然后她把手伸进打开的塑料口袋，拿住一边的口，在空中划了一圈，很快把口袋口捏住。然后她拿着那只鼓圆了的口袋对着全班。“现在里面有东西吗？”“空气！”几个人一起说。

　　“我看不见什么空气！你们怎么知道里面有东西？”“口袋的形状！”“现在，我给你们每人一只口袋。”学生们一个个都激动得从座位上跳了起来。“我要看看你们对空气会发现些什么。但是有一件事你们不可以做。是哪一件？”“不能把口袋套在头上。”“大家都听到西蒙的话了吗？”学生们点头。“这不是宇宙飞行帽。为什么它们不能当宇宙飞行帽用？”“人在里面没法呼吸。”“好吧。我把口袋扯下来，班长给每人发一个。”发口袋花了不少时间，有些孩子在拿到口袋前一直有点坐立不安。史蒂文斯小姐心里想道：下次应该事先把口袋分成五只一扎，每排一扎。

　　玛丽•史蒂文斯发现，静观各个孩子不同的反应很有意思。有的孩子开始动作很慢，小心地看着邻座。有的孩子则使劲地张开口袋一挥，赶紧把口袋里装上空气收好口，好象怕空气逃跑似的。莱斯莉用鼓起来的软乎乎的口袋抚弄自己的脸。维奥雷特却使劲地把口袋往课桌上拍打。鲁思安的口袋上的显然有个洞，她在用下巴压口袋，让空气从洞口喷出来，脸上带着满意的微笑，眼睛却闭着。看着高兴而调皮的小赛丽娜，史蒂文斯小姐想道：“她肯定会把那只袋给弄爆！我要不要看她一眼，皱一下眉头，让她不要弄爆？”砰！真爆了！所有的孩子都笑了起来。史蒂文斯小姐好象被刺了一下，感到有一种危险。

　　“孩子们，”她用最坚定的口吻说，全班都静了下来，“赛丽娜对空气有一个了不起的发现，过一会儿她会对大家说的。其他人没有必要再做这样的实验去压破口袋。虽然我多带了几只口袋以防万一，但是不够给每个人再来一个。”教室里的气氛缓和了，孩子们又各自忙各自的口袋。玛丽•史蒂文斯很快给了赛丽娜一只新口袋。赛丽娜抬起头朝她笑了。她也给了鲁思安一只新口袋。说：“你也需要一只没有洞的。”这个教室里的课桌都是活动的，现在排成两个一排，因此很容易给每对学生发几根橡皮盘和一个硬纸管。她一面轻轻地把新的材料放在一对对孩子们面前，一面轻轻地说：“你们也许会用到这些东西。”有的孩子看了看新的东西没有置理；有的孩子则把管子插到口袋中把塑料袋吹鼓起来。沃沦和阿伦用管子把他们的两只口袋连了起来，用橡皮筋扎好，然后把空气从一只口袋挤进另一只口袋。两个人在专心地忙着。

　　有几个孩子看上去想不出什么别的主意了，无精打采地重复着原来的动作。看来是把最有趣的一招拿出来的时候了。史蒂文斯小姐从那些对口袋已失去了兴趣的孩子开始，每人发了一件他们最喜欢的玩意儿，慢慢地、清楚地告诉每个孩子：“试试看，不放在嘴里能不能玩得起来。”教室里立即静了下来，孩子们说话的嗡嗡声没有了，玛丽•史蒂文斯这才意识到刚才孩子们的说话声越来越响。可是没有过多久就响起一声很短促的嘟嘟声。接着另一个孩子弄响了他的玩意儿。最后，赛丽娜的吹龙也伸了开来。

　　“看，快看！”她叫道，一边有节奏地不断重复着手里的动作。

　　所有的孩子都急切地玩自己的玩意，声音也越来越响，教室里到处是嘟嘟声、吱吱声、窸窸窣窣的纸声、以及孩子们高兴的喊声。沃沦正在试着用不同的力量挤压口袋，让哨子发出不同的音调。只有卡尔顿还在那儿努力，他的喇叭怎么也响不起来，他几乎要哭出来了。“我的喇叭不会响，”他咕哝道。

　　史蒂文斯小姐走到他身边。“也许你的喇叭不行，试试这一个。”说着，她递给他一个纸龙。纸龙伸直时，卡尔顿脸上露出满意的表情。这一表情使玛丽感到，她对这堂课的担心，她的这一切准备，甚至这些吵声，都是值得的。她走到黑板跟前，写上了“研讨会”一词。孩子们一个个地停止了手里的试验，抬起头来看黑板，念着组成这个新词的字母。这个时候很容易让全班集中注意力，让班长把材料收上来，转入这堂试验性的科学课的下一阶段。

　　她下达了清楚的指示，让孩子们把桌子靠墙排，把椅子在教室中间围成一个大圈圈。史蒂文斯小姐把自己的椅子也放在其中。

　　“科学家有所发现时，”她开始说，“总要举行研讨会。”她把“研讨会”这个词慢慢地念了一遍。孩子们看了一眼黑板。“你们说这个词是什么意思？”“是一种讨论吧？”“我们现在就来举行一个研讨会。从坐我在左边的同学开始。莱斯莉，你发现了什么？”“我压口袋时，里面的空气也在推我。空气是软的。”“维奥雷特？”“我把口袋吹得硬梆梆的。我使劲在课桌上打它也不会坏。”“莱斯莉发现空气是软的；维奥雷特却发现空气是硬的。怎么解释这个不同呢？”“莱斯莉的口袋的空气没有我的多。我使劲地吹气，把袋口拧得很紧。”“鲁思安？”“我的口袋上有一个小洞。我把洞口对着我的脸挤口袋时感到有空气出来。”“卡尔顿？”“我的喇叭不响，什么地方坏了。史蒂文斯小姐又给了我一只纸龙，我把口袋套在纸龙口上，用一根橡皮筋箍住，然后用力压口袋，于是纸龙”——他用手做了比方——“呼一声伸值了。”“这挺好玩的，是吗？赛丽娜，你对你的口袋里的空气有什么发现？”“我一打我那一袋空气，口袋砰的一下破裂了，空气全出来了！”“鲁思安和赛丽娜都告诉我们他们口袋里的空气出来了。赛丽娜听见了声音，鲁思安却感觉到了。鲁思安，也许你也听到了声音吧？”“有一点很轻的声音，好象讲悄悄话似的。”“有没有人能解释一下，为什么鲁思安听到的象悄悄话，赛丽娜听到的却是砰的一声？”“赛丽娜的口袋里的空气力量足。空气是一下子出来的。”“沃沦，在我发玩具前，你和阿伦在做一件有趣的事。你能对大家说说吗？”“我和阿伦用管子把我们的口袋连了起来。用橡皮筋箍好。阿伦一挤他的口袋，空气就到我口袋里来了。我一挤我的口袋，空气又回到他的口袋里去。”“布切？”“我朝口袋里吹气，里面变浑了。”“你知道怎么会浑的吗？”“不知道。”“有谁说得出原因吗？维奥雷特？”“我用嘴吹时，我的口袋也浑了。那是很小的水滴造成的，是从我潮湿的嘴里出来的。”每个孩子至少都讲出了一条。史蒂文斯小姐把互相矛盾的观察结果同时举出来，然后让全班一起解决。接着，她用最后一项活动结束了这堂课。

　　“刚才大家讲的是关于空气的许多发现。科学家们在研讨会后会把他们的发现写下来，供别的科学家阅读。现在我当你们的秘书，你们告诉我写些什么。然后我把你们的发现做成考察记录，印好许多份，这样你们每个人都可以把我们的科学发现钉成一本书，你们想想看，怎样用一句话说出我们对于空气的发现。”孩子们都提出了建议。每提出一个说法，史蒂文斯小姐都问这样两上问题：

　　你们同意×××的说法吗？

　　你们同意他用的表达方式吗？每一个八岁的孩子都拿到这样的一份最后的记录：

　　考察记录把空气压入喇叭，喇叭会发出嘟嘟声。

　　压空气用的劲越大，喇叭发出的声音也越响。

　　你可以感到有空气吹到脸上。

　　口袋里的空气是硬的，有时候是软的。

　　空气可以使纸龙伸直。

　　你的身体里一定有空气。你吹进袋里的空气是湿的。