本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
觀察一下在操場上挖土或在社群花園裡澆水的孩子們。你認為他們在做什麼？除了玩耍和弄得一身髒兮兮之外，他們也開始掌握關於科學和自然世界的基本概念。他們的親身實踐為更深入地學習環境科學和植物生物學、批判性思維技能、解決問題以及試錯法奠定了基礎。
但這些經歷不僅僅是為了未來的學習奠定基礎。事實上，正如新報告STEM 起步早所揭示的那樣，事實證明，幼兒——指出生到八歲的孩子——已經能夠在科學、技術、工程和數學（STEM）領域解決一些非常令人印象深刻的問題。這不僅僅意味著他們可以透過一些練習鸚鵡學舌般地說出“脫氧核糖核酸”這個詞；更深刻的是，幼兒幾乎持續不斷地進行基於證據的系統性實驗，以幫助他們理解他們神秘的環境是如何運作的。
以2015 年約翰·霍普金斯大學的一項研究為例，該研究關於嬰兒如何學習理解周圍環境。科學家們向 11 個月大的嬰兒展示了一輛玩具汽車，這輛汽車似乎從桌子邊掉下去並懸浮在半空中。看到這種不可能發生的情況的嬰兒比看到普通汽車場景的嬰兒更長時間地看著汽車，並且更可能去探索汽車並嘗試自己扔掉它。
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同樣，看到一個固體物體似乎穿過牆壁的嬰兒更可能拿著該物體並嘗試在地板上敲打它。正如作者所說，嬰兒“進行了假設檢驗行為，這些行為反映了所看到的特定型別的違反”。當你仔細想想，這並不令人驚訝：嬰兒如何才能在短短兩三年內從咿呀學語和無助變得滔滔不絕和膽大妄為？他們透過反覆的經驗做到這一點——透過形成期望並透過試錯來檢驗它們，甚至透過練習小實驗來了解他們對世界的新預測能讓他們走多遠。
如果你是父母或花時間陪伴幼兒，你可能已經看到這些實驗正在發生，即使你沒有注意到它們：你滿身食物的寶貝（孩子、侄女、孫子）在晚餐時意外地將她的學飲杯從高腳椅邊掃落，砰的一聲掉在地板上。哭了幾聲後，當你把杯子放回她的托盤上時，她得到了安慰，但她懷疑地盯著杯子：“杯子去哪兒了？它為什麼消失了？那聲砰的聲音從哪裡來的？” 幾天後，同樣的事情再次發生。這次她沒有哭。當你把杯子放回她的托盤上時，她立即再次把它推下托盤。雖然父母可能會問自己，“她為什麼要這樣對我？” 但她實際上可能有充分的理由。如果我們從約翰·霍普金斯大學研究的結果開始，我們可能會推斷出這個可愛的小傢伙正在進行一個系統的物理實驗。
一旦你第一次認識到這一點，你就會開始注意到它幾乎每天每分鐘都在發生。幼兒是貪婪的學習者，他們修補和研究他們能拿到手（或嘴）的所有東西。這很重要，因為早期的 STEM 技能在以後的結果中起著關鍵作用，甚至可能對兒童如何學習學習至關重要。例如，早期的數學技能比早期的閱讀或注意力技能更能持續地預測以後的學業成就，而早期的工程實踐，如用積木搭建塔樓，可以預測遠至高中的數學成就。
所以，與其想知道我們最年幼的公民能夠做什麼，不如開始問問自己你能做些什麼來支援這些初出茅廬的科學家們的日常研究。幸運的是，事實證明你不需要成為 STEM 專家或投資 STEM 工具包和閃卡；你能做的最好的事情之一就是簡單地鼓勵孩子們天生的好奇心。早期的 STEM 學習應該側重於培養批判性思維習慣，例如提出真實的問題，並系統且持久地追求這些問題。你可以透過自己保持好奇心和毅力來為他們樹立榜樣：提出關於周圍世界的問題，並透過你自己的行動和反應向他們表明，挑戰不是失敗，而是學習和進一步探索的機會。當你注意到一個孩子正在探索或實驗她的周圍環境時，與她談論這件事，如果孩子年齡足夠大，鼓勵她明確地用語言表達她正在測試什麼。
孩子們從出生起就對周圍環境充滿好奇並積極參與，但他們依賴我們來幫助他們發展這些天生的傾向，以便他們能夠成為批判性思考者和堅持不懈的終身學習者。
所以，下次你的小傢伙再次把她的學飲杯從高腳椅上扔下來時——再次，請記住：這一切都是為了科學！
如需瞭解更多關於如何支援早期 STEM 學習的想法，請檢視國家科學基金會資助的報告《STEM 起步早》，該報告由芝麻街工作室的瓊·岡茨·庫尼中心和新美國聯合出版。