如果你的布朗尼蛋糕顶部烤得太脆，但中心部分未煮熟，那么下次烘烤时降低温度、延长烘烤时间或更换烤盘是有道理的——但不要同时进行所有三个更改。意识到通过一次只改变一个变量，你才能最好地判断哪个变量重要，这是科学探究的首要原则。
自 20 世纪 90 年代以来，研究表明儿童以科学的方式思考——做出预测、进行小型实验、得出结论并根据新证据修改最初的假设。但是，虽然儿童可以以让他们确定因果关系的方式玩耍，并且即使他们对概率有初步的认识（如果你伸手进入装有四倍于白色弹珠的蓝色弹珠的碗中，并随机舀出一把白色弹珠，八个月大的婴儿也会感到惊讶），但尚不清楚他们是否隐含地掌握了实验科学的关键策略：通过隔离变量并分别测试每个变量，你可以获得信息。
为了了解儿童是否理解这个概念，麻省理工学院和斯坦福大学的科学家向 60 名四岁和五岁儿童提出了挑战。研究人员向孩子们展示了某些塑料珠子，当单独放在一个特殊的盒子上时，会使绿色 LED 灯闪烁并播放音乐。然后，科学家们拿出了两对连接在一起的珠子，一对粘在一起，另一对可分离，并演示了当两对珠子都放在盒子上时，机器都会启动。这引起了一种可能性，即一对珠子中只有一个珠子起作用。然后孩子们被单独留下玩耍。他们会拆下可分离的一对珠子，并将每个珠子单独放在机器上，看看哪个珠子会启动机器吗？
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科学家们在 9 月份的《认知》杂志上报道说，他们确实这样做了。孩子们强烈地认为，他们只有通过独立测试一对珠子的组成部分才能找出答案，以至于他们做了一些科学家都没有预料到的事情：当这对珠子粘在一起时，孩子们垂直握住它，以便一次只有一个珠子接触到盒子。斯坦福大学的诺亚·古德曼说，这表明了他们令人印象深刻的决心，要隔离因果变量：“他们实际上设计了一个实验来获得他们想要的信息。” 这表明基本的科学原理有助于非常小的孩子了解世界。
越来越多的证据表明儿童以科学的方式思考，这提出了一个难题：如果即使是最小的孩子也对科学方法有直观的理解，为什么这种理解似乎在几年内就消失了？研究表明，K-12 年级的学生很难建立受控研究，也无法弄清楚哪种证据可以支持或反驳假设。我们未能利用幼儿时期表现出的这种科学直觉的一个原因可能是，我们作为儿童和成人，非常擅长推理与现实生活相关的谜题，但在谜题抽象时却会陷入困境，古德曼建议——而教育工作者在测试科学思维能力时往往会使用抽象的谜题。此外，随着我们对世界了解的更多，我们的知识和信仰会胜过我们的科学推理能力。对于教育工作者来说，信息似乎是在孩子们带入科学的直觉的基础上，同时更好地将抽象概念与现实世界的难题联系起来。