Reconstructing Indigenous STEM Knowledge of Jono Salt Farmers for Science Learning Integration in Schools

在科学教育的寂静角落里，人们正日益认识到，最深刻的教训往往并非始于实验室，而是始于社区的日常生活。世世代代以来，科学家们一直将正式的、教科书式的知识与通过家庭和文化传承下来的实践智慧区分开来。虽然学校科学依赖于普遍规律和标准化实验，但原住民知识则是通过观察、尝试和错误建立起来的，深深植根于社区所居住的特定景观之中。这种区别长期以来在课堂中造成了鸿沟，导致学生难以看到抽象概念与其自身环境之间的关联。教育者的挑战在于弥合这一分歧，寻找方法向学生展示，当地农民和工匠的直觉实践不仅是传统，更是对学校所教授的相同物理和化学原理的复杂应用。当这两个世界相遇时，学习就变成了一种识别世界中已存在的科学，而不仅仅是从书中死记硬背。

在位于中爪哇省格罗博甘县（Grobogan）、远离海岸的乔诺村（Jono），一群研究人员着手探索这一交汇点。他们关注的是一种有着数百年历史、但目前正处于消失边缘的独特盐生产形式。不同于依赖海水的大规模沿海盐场，乔诺的农民从地下盐水井中提取盐分，挖掘着隐藏在地球之下的地质秘密。由来自塞马朗州立大学（Universitas Negeri Semarang）的希德雅（Fitria Fatichatul Hidayah）及其团队领导的研究人员，在当地农民中生活了三个月以记录他们的生产方法。他们的目标不仅是记录一项正在消逝的手艺，更是要将农民的直觉技术转化为现代科学语言，从而搭建一座将这种地方智慧引入学校课程的桥梁。

乔诺盐的故事始于深层地下。该村坐落在一个曾经是古海洋的谷地中，被两座山脉夹在中间。数百万年来，沉积物掩埋了沼泽植物的残骸，这些残骸最终分解并释放出甲烷气体，而古海水则作为咸盐水被困在岩层中。农民们已经发展出一种敏锐的能力，无需任何现代设备即可定位这些隐藏的来源。他们寻找从地面升起的甲烷气泡的迹象，并感受地面的热量，那里的温度可以达到40摄氏度，显著高于周围空气。为了确认位置，他们会在一夜之间在地面上放置一块屋瓦；如果瓦片因蒸发水分留下的矿物质沉积而改变颜色，他们就知道找到了一个可行的水源。这个简单的测试揭示了对水分蒸发时矿物质如何浓缩的深刻理解。

一旦找到水源，农民就会挖掘一口被称为“belik”的井，深度可达45米。这并非易事，仅靠基础手工工具和专业工人的协助即可完成。为了防止软土坍塌，他们用厚实的竹竿围成一圈来加固井壁。农民们还通过向工人泼水来应对井内的酷热，这是通过蒸发实现冷却的实际应用。为了将沉重的咸水提升到地面，他们使用一种被称为“timbo-kerek”的系统。一个容器被放入井中，通过滑轮系统，一个人就能以较小的力量提起沉重的负载。随后，水通过木制或竹制的槽流向一个被称为“brumbung”的大型储水池。这个水池上方设有顶棚，以防止雨水进入导致盐分稀释，并保持水流平稳，使泥土和粘土沉降到底部。

乔诺方法的核心在于由劈开的竹子制成的平台——“klakah”。农民会选择一到三岁之间的竹子，这个特定的年龄范围提供了强度与孔隙率之间的理想平衡。他们将竹子纵向劈开制作成槽，并将其排列成行，使其距离地面约一米高。这个高度至关重要，因为它允许空气在盐水周围自由循环，从而加速蒸发。随着阳光照射在竹子上，水慢慢变成蒸汽，留下盐晶。竹子本身在这一过程中也发挥了积极作用。它的多孔表面就像一个天然过滤器，拦截了水中的杂质和有机物，从而产生比传统泥塘生产的更洁净、更白的盐。农民们仔细观察过程，因为他们知道，根据天气情况，五到十天后，水会变得如此浓缩，以至于盐晶开始在竹子表面形成。

当晶体成熟时，农民会用木制工具刮取竹子进行收获。固体盐与液体的混合物随后被倒入编织的竹筛中。这个简单的工具将固体晶体与剩余的液体（称为苦卤/bittern）分离。农民们并不丢弃这种液体，而是将其储存在大型陶罐中，用于制作豆腐或保存其他食物，展现了一种让每一部分过程都能得到利用的零浪费方法。从挖掘水井到收获食盐的整个循环，都是对机械优势、流体力学和化学变化的复杂理解的证明，而这一切都是在没有使用任何现代机械的情况下实现的。

研究人员将这些观察结果转化为学校教授的正规科学概念。他们展示了农民寻找水井的方法对应于地质学和水文学的研究，即气体排放和温度异常预示着地下资源的出现。水井的建造和滑轮的使用说明了工程学和物理学原理，特别是力是如何管理以及简单机械如何减少移动重物所需的努力。储水池中沉降泥土的过程是沉降作用的一个实际例子，即重颗粒受重力作用沉降到底部。竹平台上的蒸发过程展示了热传递和相变的原理，显示了太阳能如何驱动水从液态变为气态。最后，盐晶的形成和杂质的分离提供了一个关于溶液如何达到饱和以及物质如何通过吸附和过滤进行纯化的清晰、现实的案例。

通过将这些传统做法与化学课程进行映射，这项研究提供了一种以印尼本土文化为基础的教学新方式。鉴于该国的科学素养得分一直低于国际平均水平，这种方法显得尤为重要。当学生通过乔诺盐耕作的角度学习化学键、饱和度或热传递时，这些抽象概念就变得具体且有意义。研究表明，将此类原住民知识整合进教育，可以使科学变得更加易懂且更具相关性，帮助学生意识到自己也是科学过程的一部分。

对乔诺盐的记录同时也是一种保护行为。从事这项手艺的农民人数已从20世纪中叶的数百人下降到如今仅剩五十人，产量也从数千吨骤减至仅一百吨。随着老一代人的离去，这项独特的知识面临着永久失传的风险。通过验证这些传统方法的科学严谨性，研究人员希望赋予这一实践新的价值，并确保其生存。研究结论指出，乔诺农民的智慧不仅是过去的遗迹，更是一种可以丰富现代科学教育的活生生的资源，它证明了对自然界最先进的理解，往往始于对脚下土地的细致观察。