正值暑假，氣溫顯著升高，雷陣雨來去匆匆；降水增多，河流水位普遍上漲；螢火蟲在夜晚閃爍起舞……大自然正以一場宏大的“變奏曲”邀請我們，尤其是青少年，去觀察、去思考，去更新自身的地理認知。

“變化”重繪場景，更新認知與情感

我們感官的任務就是從外界獲取各種各樣的變化線索，比如光線變化、氣壓變化和氣味變化等。隨后，這些信息會被轉化為數百萬微小的電脈沖。大腦像計算機讀取代碼一樣讀取這些電脈沖，并用這些代碼建構你的現實。

暑假外出期間，青少年不妨觀測并記錄當地氣溫、降水、風向等要素變化，描述天氣變化。記錄日出日落時間的變化，觀察河流流量、水位的變化。大自然的變化幫助我們大腦迅速重繪現實場景，讓青少年對客觀事物的感性認知得到更新。

利用假期，青少年可以去看看陜西西安的兵馬俑、北京的故宮、湖南長沙的橘子洲頭。環境的改變會帶來青少年情感的變化。來到江蘇揚州，不禁想起唐朝詩人徐凝那句：“天下三分明月夜，二分無賴是揚州”……為什么揚州能擁有“二分明月”上千年？有著文化底蘊的地點是中華精神土地深埋的礦層，能讓青少年感受到家國認知的活用與愉悅。

與“變化”的環境互動，更能激活好奇心

腦科學研究指出，人類大腦對“出乎意料的變化”高度敏感，這種變化能迅速激活注意力并激發好奇心。在日常生活中，青少年能接觸到的所謂“外部”世界，大多只是學校和家庭環境。

宋代詩人范成大在《四時田園雜興》里描繪了青少年參與勞動的場景：“晝出耘田夜績麻，村莊兒女各當家；童孫未解供耕織，也傍桑陰學種瓜”。利用假期，青少年不妨走進田間地頭，參與農田生產和灌溉。這種環境的變化，會使“田夫拋秧田婦接，小兒拔秧大兒插”等農業社會的描述更加具象化，能讓一些“四體不勤，五谷不分”的孩子，對“誰知盤中餐，粒粒皆辛苦”有更深刻的感悟。

美國國家科學院院士、諾貝爾化學獎獲得者萊納斯·卡爾·鮑林在讀書時，就主動做過送奶工、雜貨店伙計、電影放映員和材料廠檢驗員等工作。在變化的社會環境中，鮑林不斷尋找自己真正感興趣的領域，后來因為闡明化學鍵本質和分子結構基本原理而獲得諾貝爾獎。

亨利·福特自小喜歡機械，在刻苦鉆研科學書籍的同時，還干過修理工，并樂此不疲，最終成為美國福特汽車公司的創始人。丹麥學者伊列雷斯認為，學習是一個“個體與其所處環境的互動的過程”，也是一個“心理的獲得過程”。與變化的環境互動，能迅速激活好奇心，加深對科學知識的思考。

聚焦“變化”，夯實科學精神的基石

學習科學認為，大腦是通過信息的變化，來學習新的知識。去觀察紅樹林的呼吸根——海水淹沒時，呼吸根里面的海綿體會釋放儲存的氧氣，以供急需；去欣賞深圳西涌的螢火蟲——它的發光器官位于腹部末端，螢火蟲的光芒是夜間求偶、警示和導航的重要方式；去觀察午后的雷陣雨——午后是一天中近地面氣溫升得最高的時候，大氣的不穩定產生強烈的對流運動，是雷陣雨形成的重要條件。變化會幫助青少年對書本知識有更深的領悟。

通過觀察無數“變化”的實例，我們的大腦會對世界搭建出許多因果關系模型。關于“變化”的理論和假設、實驗和論證，構成我們科學精神的基石。

大腦對“變化”中的視覺化、情感化的信息處理效率更高。在人工智能背景下，走進科技館，借助云計算、大數據等，同樣可以開拓科學教育新境界。通過模擬火山噴發的三維動畫，展示巖漿運動與地形塑造的關系，將靜態教材轉化為動態體驗。在變化的環境中尋找學習的線索，在認知沖突中深化對科學知識的理解。為了解不斷變化的世界，青少年必須培養持續學習的能力。“變化”幫助我們理解自己和他人，與世界建立更牢固的聯系。

來源: 科普時報