成為科學家,最重要的素質是要有創(chuàng)新能力,然而我們的教育制度似乎并沒有著力培養(yǎng)這種能力。
我在美國工作22年后回國,除了已經強調的歸屬感外,也因為對中國的遠景有信心。但近期,我和很多人一樣有諸多擔憂。作為科學研究者,我擔心中國科學的基礎不夠堅實。
在過去半個世紀以來,中國教育強調普及與提高的兼顧,有許多成效。但是綜觀多年歷程,可以看到一個問題: 尖端人才培養(yǎng)的缺乏。一方面,中國的中小學似乎是世界上第一,經常在各種世界科技大賽和能力測試中獲得第一名;另一方面,在前沿科技層面,我們缺少有創(chuàng)造性的科學家。
尖端人才的缺乏,使中國科學與世界先進水平的差距很大。就生命科學領域而言,中國相對水平低于美國1910年的水準。那年,摩爾根發(fā)表了對果蠅白眼突變分析
的論文,遺傳學的重要部分在美國被奠定,我們迄今沒有這樣的成果。人均GDP為世界第一的瑞士,國家很小,卻重視科學,有21位自然科學的諾貝爾獎獲得者。日本1949年獲得首個諾貝爾獎,迄今已獲獎約20位,中國還是零。
差距的存在,給人警示、引人思考,如何完善中國的科學教育體制,才能保障各個環(huán)節(jié)有序暢通,培養(yǎng)出更多的未來科學家呢?
其實,每一個孩子的心中都有一?茖W的種子,天生就對自然界的奇觀滿懷著好奇和敬畏。教育所要做的,就是保護孩子們的好奇心,讓這?茖W的種子不斷成長,最后成為真正的科學家。
中美小學生沒有差別
2008年,我曾去北大附小講了一堂課。很好玩。
五年級的孩子們,很開心、很活躍。一堂課從頭到尾歡歡喜喜。孩子們提問非常踴躍:“人為什么要有兩個眼睛?”“有沒有紅霉素?”……不到一個小時,我們討論了:“先有雞,還是先有蛋?”“老虎厲害不厲害,但是互相打起來怎么辦?老虎怎么建設和諧社會?”“小嬰兒看不見,聽不到,怎么吃得到奶?”
我提問:“什么是基因?”有孩子說:“好像是和DNA有關,轉圈,好像還有兩個圈。”五年級學生差不多知道DNA雙螺旋。我提問:“有沒有人知道青霉素?”一個孩子講出青霉素發(fā)現的故事,除了不記得Fleming的名字,基本都知道。
我在幻燈片上顯示果蠅,還沒有解釋完兩個正常眼睛,一個孩子已經發(fā)現我用的不是正常果蠅,觸角上還有一個小眼睛(因為基因易位表達而產生)。我告訴他們,現在科學家已經可以用基因來制造多個果蠅的眼睛,希望他們中有人長大了能做人的器官。我顯示一種有2個大眼、4個小眼的動物,有好幾個同學很快看到是6個眼睛。
我問:“是單養(yǎng)的動物長大后打架多,還是群養(yǎng)的動物長大后打架多?”孩子中兩種意見都有,而且提出了道理。我們看實驗結果知道,單養(yǎng)的動物長大后打架多。
講完課后,馬上有孩子用“外激素”來形容他們現實的事情。從孩子們身上,可以看到:他們很動腦筋,大大方方,無拘無束。
小學的孩子們,本質上,中美沒有看到差別。如果誰還有疑問,說中國人沒有原創(chuàng)性、不活躍,他們到中國的小學里看看,就知道不是這么回事。我們的教育,應該避免把知識枯燥、刻板化,不要讓他們變成低頭背書的人,可以多發(fā)揮他們的天性。
培養(yǎng)?禁錮?
缺乏對創(chuàng)造能力培養(yǎng)的重視,是歷史上一直存在的問題。
中國傳統(tǒng)教育重視“讀書”,“讀書人”是“知識分子”的代名詞,傳統(tǒng)社會對青少年的獎勵是“學而優(yōu)則仕”。即便是現代父母、學校和社會對中小學生的褒獎也是說誰“讀書好”、“學習好”,國家也通過高考規(guī)范化地以“學習成績”為唯一標準來要求和檢驗中小學教育的結果。這些都反映了中國的教育嚴重缺乏對創(chuàng)造能力的重視。這個問題當然也不只是中國獨有,亞洲各國中小學生普遍考試分數高于美國學生的歷史已持續(xù)了很多年,但總體科技素質卻無法領先,部分原因正是只顧及了學習科技知識,而忽略了創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
這樣造成的問題,在中國中小學教育完成后的一段時間內不會顯示出來,因為中小學分別以畢業(yè)生的中學、大學錄取率來檢驗教學效果,而這個檢驗本身有同樣的問題,即兩廂形成封閉循環(huán),造成自我滿足,忽略了社會發(fā)展、國際競爭對創(chuàng)造能力的要求。到研究生學習階段,創(chuàng)造能力問題明顯暴露出來后,中小學教育系統(tǒng)又不能得到反饋信息,或認為是大學的問題,卻沒有認識到根子在中小學。
中小學會自豪于有多少畢業(yè)生都讀了國內或國外的研究生,殊不知國內研究生因為思維方式已定,創(chuàng)新性研究能力短期難以得到培養(yǎng);到國外留學的研究生,很多在創(chuàng)新能力方面也有明顯不足,常常只能在別人指導下做研究,而不能獨立工作或領導一個實驗室開創(chuàng)自己的研究方向和領域。也就是說,由中國中小學教育提倡、培養(yǎng)和選拔出來的“好學生”心態(tài)、習慣和行為模式進入到科學研究前沿時,將暴露出很大問題。
另外,中國現有的高校也留有明顯傳統(tǒng)教育的印記。教學是以學生獲得已有知識為主要目的。這樣培養(yǎng)出來的人多半是運用已有知識的能手,但常缺乏開拓新領域的能力。世界上最先進的高等教育,是存在于現代的研究型大學中。已有知識的教學只是教育中最基礎的一部分,而更有特色的是使學生有探索學科前沿的能力。這兩種不同的教育方針,是傳統(tǒng)教育和現代教育的主要區(qū)別。
中國的現狀正如溫家寶總理和錢學森先生對話所反映的:幾十年來拔尖和特色人才匱乏。而個性化教育正是允許和鼓勵拔尖和特色人才成長的關鍵。
總體來說,我們認為中國教育改革有兩個重要目標:一是繼續(xù)堅持普及義務基礎教育,把重心放到綜合素質、能力的培養(yǎng);二要發(fā)現和培養(yǎng)特色人才和高水平人才。粗放和初步的發(fā)展,一般普及教育的人才可以起很大作用。要趕上和在某些方面領先國際前沿,逐步掌握發(fā)展的主動和一些主導權,發(fā)現和培養(yǎng)在世界范圍還堪稱高水平的人才尤為重要。
不僅要結論,還要思想與過程
做研究最重要的是動力和才能,要成為科學家首先要有“科學興趣”,只有那些真正對科學感興趣的學生,畢業(yè)之后才應該繼續(xù)選擇科研道路。
但是因為過去20多年的社會影響,很多大學生將步驟變成了目的。把上重點學校、出國誤認為就是目的,以至于讀研究生、出國后不知道干什么好,找不到自己的理想、抱負,成為迷茫的一代。
所以,我們每周五都會請一些學者或者企業(yè)家來講他們的經歷,對人生的看法。這會給學生提供一些參考,促使學生思考自己的人生。我們也安排暑期社會活動,讓學生可以去國內外的實驗室、企業(yè)和行政機關,讓他們在自己可能感興趣的行業(yè)去獲得感性認識。我們請來作學術報告的生物學家多半是國外的。報告之前我會要求學生先讀同領域的文獻。我們要讓學生看到科學的前景,看到科學有趣的部分,并接觸深層的科學,他們才能往這個方向努力。
經歷這樣的體驗,學生自己就能體會到底喜不喜歡科學、要不要做科學、要做什么科學,這是他們在自己花了工夫、有基礎之后的決定。
另一方面,為培養(yǎng)學生的探索創(chuàng)新能力,教學上也要進行改革,要教經典的實驗,而不是結論。讓學生知道科學不僅僅是一個結論,還有思想和過程。比如返回1960年,你來設計實驗——怎么破解遺傳密碼。
課程的深度可以加強。我們要把課程設置得有差別,這樣一些學生的潛力才能顯現出來,發(fā)現自己的特長。
科學吸引人的地方在于未知性,而不是給學生一個答案。真正的科學研究,多數時間都是失敗的,所以我認為實驗不能全是基礎性的,要有一部分是探討性、不確定、對智力有挑戰(zhàn)的。這樣才能激發(fā)學生的潛力,讓他們往創(chuàng)新型人才的方向走。
總之,我覺得培養(yǎng)創(chuàng)造性人才關鍵需要在四個方面做努力:發(fā)現特色、不避爭議、支持青年、堅持理性。
發(fā)現特色的意思是,我們從中小學到大學,都是以總分來選拔人,這對整個社會影響太大了。各科考試成績總分高是一種特色,但是有些人偏科,有些人的能力在功課里面反映不出來,比如很有勇氣、很有組織能力、很能辦事,這些在考試里面體現不了,所以我們一定要有各種其他的方法來鼓勵發(fā)現和發(fā)揮不同人的特性。沒有一個人是樣樣都杰出的,每個人的杰出都是在某些方面甚至某一個方面,所以我們要在特色人才上下工夫。
保護爭議也一樣,越超前的工作爭議越大,可在中國文化里都希望少有爭議,但爭議越少進步就越小,爭議是進步必然伴隨的一件事情,所以在科學上一定要允許、支持爭議。對年輕人的支持應體現在兩個方面。一是為尚未獨立的博士生和博士后提供良好的個人待遇,使他們在生活上沒有后顧之憂,可以專心于科研訓練;二是為剛剛起步的年輕獨立研究員創(chuàng)造良好的科研環(huán)境,使他們最大程度地專注于科研創(chuàng)新。最后,一定要有堅持理性作為保證,否則前面三個事情就可能做亂、做歪、做錯。
當然,培養(yǎng)是一方面,有時科研的阻力也在于自己有多高的智力、多大的決心、多強的耐心,成為科學家可遇而不可求。追求科學需要付出常人難以想象的努力,如果不是出于純粹的科學好奇心,是堅持不下來的。
拿我自己來說,我做自己高興的事情。我的日常生活是首先把家庭生活的時間固定,然后用剩下的時間工作。從1994年做教授助理開始,我很少在周末或者晚上工作。在科學領域,并不是必須要在實驗室或者辦公室里才可以做研究的。
我不要求學生刻苦。如果他們有興趣,他們就會追隨自己的興趣。如果他們沒有興趣,那么要求他們去做自己不喜歡的事情沒有意義。我鼓勵他們去發(fā)現自己的興趣點,我讓學生想清楚他們自己想做什么項目和實驗,我只是提供建議、意見和指導,而由他們自己來做決定。一些學生不是很適應這種方式,而另一些學生成長很快。
學生比我好,使我自豪。學生不如我,使我沮喪。期待中國出現越來越多的年輕科學家,構建中國科學的未來。
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