日本NHK电视台制作的科普纪录片，大神级别的培养孩子科学思考方式的科学启蒙节目。
像乌鸦一样思考，是怎么思考的呢？
我们都听过《伊索寓言》里的乌鸦喝水的故事。一只乌鸦口渴了，它想喝瓶子里的水，但嘴巴不够长喝不着，怎么办呢？
聪明的乌鸦想了个办法，把小石头加进杯子里，杯子里的水慢慢上升，最后它成功的喝到了水。
这也正是这部纪录片的宗旨：自主思考，解决问题。
1.《像乌鸦一样思考》引导孩子做什么？这样做的好处是什么？
第一，用对照场景挑战他的固有认知，引导他产生好奇心
第二，用对照场景激励孩子去进行观察，引导孩子发现导致差异的原因，识别产生差异的变量
第三，引导孩子学会改变和控制变量，开启探索的过程，验证并延伸自己的思考
2.日本人是怎么想到的？我们能不能做到？可以的，因为这个想法的来源，就是我们熟悉的“对照实验”，日本人不过是对这个过程做了一些调整
3.我们可以怎么做？对于简单的单一变量的实验，我们可以进行类似的改造。
《像乌鸦一样思考》引导孩子做什么？
纵观每一集《像乌鸦一样思考》。无论中间有多少的细节的不同，片中都引导孩子在做三件事情：第一，构造一个具有对照的场景
第二，利用对照的场景来引导孩子进行观察，找出导致差异的变量
第三，引导孩子学会控制和改变变量，探索并验证自己的观点
首先，构造一个具有对照的场景。（《像乌鸦一样思考》第16集部分内容节选）
拿出激光笔，照射塑料垫板，垫板反射激光照到了墙上；再照射直尺，反射出了一条线。回到垫板上，又变成了点，照射直尺就变成了线，为什么？
激光先照到垫板上，再照到尺子上
接下来的第二步，是引导孩子去观察，找出导致差异的变量（接上文）是因为直尺是金属吗?拿剪刀验证一下。变成横线了，一根弯曲的横线。为什么是横线？啊！竖起来了。原来是这样。看来照射左侧的时候就是横线，照射右侧就是竖线
移动激光笔，激光照在剪刀不同的位置上，会在墙上形成不同的图像但是为什么会是这样呢?仔细观察剪刀的表面左侧是竖条纹，右侧是横条纹。是因为这个吗？观察刚才的直尺，上面也有细小的横条纹
也就是说，照射竖条纹，激光就会伸展成横线，照射横条纹，激光就会伸展成竖线。照射横条纹的直尺，还是伸展成竖线。条纹方向不同，光线反射方向也不同。
接下来的第三步，是利用我们找到的因素，改变或者控制它，看看会不会产生有符合我们预测和期待的结果。（接上文）所以，条纹会改变反射的光线吗?那这样做呢？在垫板的这个位置用小刀划出条纹，照射这里的时候会发生什么呢?
墙上又出现了一条线。条纹确实改变了反射的光线。但是为什么有条纹，反射光就会变成线呢?在观察中思考。（完）
视频的最后，作者还旋转了一次垫板，再次改变了条纹的方向
在《像乌鸦一样思考》的每一集中，我们都会看到
类似的对照的场景
第五集，对比不同的位置
类似的分析和观察
第11集：观察两张不同年龄乌龟的甲片，分析甲片的哪个部位进行了生长（部分字幕摘录）
我们试着把以前的照片放大，使其与现在的龟甲大小一致。和现在的龟甲相比，虽然相似但并不完全相同，现在的龟甲黑色部分更多。仔细观察这些黑色的部分，可以看到一些很细的纹路，而在它小的时候并没有多少纹路，难道说龟甲长大的原因，就在于这些纹路吗？
第13集：握住丙烯酸树脂棒不同的部位，分析哪里才是光线传递的路径用手指遮住两端，截面依然发光。看来并不是因为光线一端传到了另一端。那么这光到底是从哪来的呢？
让我们试着用手握住，好像有点变暗了，剩余的部分也试着用手握住，完全变暗了。松手之后又变亮了。
试着把双手盖在上面，然后慢慢拿开手指，截面会渐渐变亮，原来如此。
类似的控制和改变
第9集：找到了深度是影响颜色的因素之后，放掉浴缸里的水，看看是否颜色会变浅是水一旦有深度就会看着是蓝色的吗？
我们拿它和洗澡水对比一下，发现两者颜色差不多，但洗澡水的颜色更深一点。会这样是因为浴缸里的水更多吗？那就先放掉一点浴缸里的水。放水后，颜色的深度会怎样变化呢？
三个环节，环环相扣。
这三个环节，为什么会激发人们的好奇心？
一则弹幕中的评论给我留下了深刻的印象：
我以前只知道关心问题的答案，但是这部片子却教了我们关心找到答案的过程。
为什么这片子如此具有吸引力？好奇心是如何被调动起来的？
首先，对照的存在，调动了我们已有的认识模式，同时部分打破了我们之前对事物的固有的认识
人们在看魔术的时候，时常会产生这样的想法。“这究竟是怎么回事？“因为魔术，便是一个经典的，通过表演一些非同寻常的场景，打破人们已有的认知模式的例子。
《学习观》第二季第一集截图“当他做出将小球放入杯中这个动作时，你并没有看到小球运动的全过程，但是谁告诉你小球会在杯里的？正是你脑中的模型。通过“手的动作”和“碰撞声”这两个输入，产生了小球会再杯里的输出。
“这些模型是在我们日常生活中下意识构建的，因为在多数情况下，这样的输入对应的输出，多数都是物体会出现在杯中。如果你认为他其实将球藏在了右手里，那是你调动了你脑中的另一个模型来预测事件。
”魔术正是利用了认知模型的预测和真实事件的差异，从而带给了人们冲击。“
对照的情景提醒了我们，从生活和经验中获得的认知模式，是具有局限性的。一个认识并不能解释所有的情况，在对照面前，人们先前的认知模式，被部分的打破了。
但是，认知模式被打破并不会激发人们的好奇心，而有可能会使人陷入到情绪低落的境地。“为什么博士得抑郁症的几率较大，他们坚信的模型会不断的被摧毁和重建”——《学习观》第2季第1集
然而，如果当人们意识到，这种被打破的联系有可能被再次建立时，好奇心往往会被立刻激发出来。这便是第二步中所发生的事情。
因为对照的存在，给了我们一个思维的方向：有可能通过对情境的差异进行观察，从而找到导致差异的原因。这时候认知就有了被重新建立的可能。
当问题比较简单时，做到这一点并不是一件很难的事。《像乌鸦一样思考》中，这个思考的历程也因场合而异。
有时候需要分析数据，数一下乌龟的背板
有时候，需要重新设计实验，排除其他因素的影响
为了排除杯子颜色的影响，使用了一个长长的塑料管
虽然这个过程中，能发现什么仍然是未知的，但是有了一个思考的方向之后，一切都变得不一样了。对照的场景，给我们给我们带来了冲击，也同时带来了促使观察和思考的动力。对照不仅可以打破认知模式，还可以给我们机会重建认知模式。
为什么在最后，还要改变和控制变量？
因为，人们有了一个想法，总要去寻找一个例子去验证它，这里激发好奇心的，是所谓的“例子”学习和进食一样，当大脑产生求知欲的时候，会无法抑制的想要学习。我们无法通过记忆知识来学习知识，只能通过归纳例子来构建知识，因此我们更为好奇的内容，其实是例子。
......
为什么我们如此喜欢故事？因为一个故事可以瞬间让大脑清楚知识的输入和输出，而例子是从输入到输出的一个具体变换，缺一不可。所以当只有输入或输出时，好奇心会使我们的大脑急切的想要知道另一个，帮助自己搜集完整的例子。——《学习观》第二季第2集
实验者通过观察发现了可能影响差异的因素时，其实他瞬间在脑中就构建了一个知识，而当他试图改变和控制这个因素，并且去预测可能发生的情景时，他就已经完成和明确了问题的输入和输出，唯独缺少一个例子来验证自己的想法，而实验则给了他一个机会，给了他一个主动的去寻求一个例子，来验证自己的想法的机会。
而在这一时刻，他是最为好奇的。这也是每当我们看到《像乌鸦一样思考》验证的部分，都充满期待的原因。
这么精巧的设计，他们是这么想出来的？
我想看过这部纪录片的人，可能都会对这一部分精巧的构思感到赞叹，并且觉得日本人的科学教育搞得的确很好，科学素养远高我们。
但是这一切的设计的原理，其实我们早已知道：那就是科学方法中经典的”对照实验“
对照实验也称为“sciencecontrol”，一般步骤是这样：1.我们对于某个问题，有了自己的解释。
2.为了验证我们的这个看法，我们设计实验，控制其他可能影响结果的因素（被称为变量），让其保持不变，只对一个因素来进行改变（单一变量）。
3.如果结果和我们的期待相符，那么我们的看法为真，反之为假。
4.如果我们发现自己的解释错了，就重新提出新的解释。
用四个关键词来归纳，就是这样的一个流程：自己的解释-设计对照-验证想法-如果错了重新解释
《像乌鸦一样的思考》对这个传统的方式进行了一些更改，相比原有的四步探究的流程“重新解释”这一步的位置进行了提前
“设计对照”的目的和效果发生了改变和颠倒
“重新解释”的位置提前了“如果一个设想，在对照实验中并没有如愿发生，我们则需要重新解释。”这一步发生在传统对照实验流程的最后，而在《乌鸦》一剧中，在则发生在整个流程的开始。
“设计对照”的作用和效果改变了在《乌鸦》中，设计对照的作用仍然是检验一个观点是否正确，只是目的和效果都发生了改变
目的：
与传统的对照实验相比，前者对照主要的目的是用来说服别人；但是在《乌鸦》一剧中，对照的目的，则是为了启发和反思自己
效果：
前者对照的是为了排除其他因素，思考走向的是终结，这里想法的的真实性与否已经被确定和检验了，问题会得到一定程度的终结；
而后者则是重新纳入其他的因素，是思考的开启，不仅激励了探索的欲望，还指明了进一步思考的方向
这样调整的目的在大大提高了实验者的主动参与性
科学教育的一个难点，就在如何把握孩子的自主性上。孩子并不缺乏好奇心，但是如何在自由的探索中，保持一个明确的目标，则是一件很不容易的事。
对于孩子而言，他们和成人相比，尚未形成自主学习的能力，因此很难有意识的将注意力保持在同一个问题上，其思维方式又常常发散，想象常常天马行空，这使得明确学习目标难上加难。因此，很多的时候，随着孩子思维的不断发散，学习就会逐渐丢失目标和方向。
如何让孩子自己去探索问题，但是又能把探索的范围限制在一个范围内？
《像乌鸦一样的思考》中对于对照的设置，提供了一个解决上述问题的思路和方法。对照首先给了孩子机会去反省自己，这样就保持了一种一致性，探索的问题是孩子依靠分析和观察自己确定的，而不是老师安排和告诉孩子的。
其次，对照的存在，限制了思考的范围，由于在观察和分析中，变量往往比较单一，因此孩子的思维方向可以得到一定程度的限制，但仍然有一部分的空间。
当然了。对照本身的设置，其实是最难的一步，因为构造一个对照，并没有一个固定的模式和方法，有时候还得靠一点运气和灵机一动。
结论
我们已经有了一个想法想去验证它的真实性，才需要做对照实验，但是孩子现在连研究的问题是什么都没有搞清楚，又怎么能够去找出问题的答案呢？所以传统的“探究流程”，写在书里没问题，但并不适合直接教给孩子。
所以我们需要循序渐进，首先要做的不是告诉孩子所谓的科学探究过程，而是从观察开始，逐步的引导他进行思考，让孩子自己去明确要研究的问题。
来源：谢寅的知乎专栏“科学老师的备课本”
原标题：《《像乌鸦一样思考》是如何对孩子进行科学启蒙的？》