成為科學(xué)家,最重要的素質(zhì)是要有創(chuàng)新能力,然而我們的教育制度似乎并沒(méi)有著力培養(yǎng)這種能力。
我在美國(guó)工作22年后回國(guó),除了已經(jīng)強(qiáng)調(diào)的歸屬感外,也因?yàn)閷?duì)中國(guó)的遠(yuǎn)景有信心。但近期,我和很多人一樣有諸多擔(dān)憂(yōu)。作為科學(xué)研究者,我擔(dān)心中國(guó)科學(xué)的基礎(chǔ)不夠堅(jiān)實(shí)。
在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)以來(lái),中國(guó)教育強(qiáng)調(diào)普及與提高的兼顧,有許多成效。但是綜觀(guān)多年歷程,可以看到一個(gè)問(wèn)題: 尖端人才培養(yǎng)的缺乏。一方面,中國(guó)的中小學(xué)似乎是世界上第一,經(jīng)常在各種世界科技大賽和能力測(cè)試中獲得第一名;另一方面,在前沿科技層面,我們?nèi)鄙儆袆?chuàng)造性的科學(xué)家。
尖端人才的缺乏,使中國(guó)科學(xué)與世界先進(jìn)水平的差距很大。就生命科學(xué)領(lǐng)域而言,中國(guó)相對(duì)水平低于美國(guó)1910年的水準(zhǔn)。那年,摩爾根發(fā)表了對(duì)果蠅白眼突變分析
的論文,遺傳學(xué)的重要部分在美國(guó)被奠定,我們迄今沒(méi)有這樣的成果。人均GDP為世界第一的瑞士,國(guó)家很小,卻重視科學(xué),有21位自然科學(xué)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。日本1949年獲得首個(gè)諾貝爾獎(jiǎng),迄今已獲獎(jiǎng)約20位,中國(guó)還是零。
差距的存在,給人警示、引人思考,如何完善中國(guó)的科學(xué)教育體制,才能保障各個(gè)環(huán)節(jié)有序暢通,培養(yǎng)出更多的未來(lái)科學(xué)家呢?
其實(shí),每一個(gè)孩子的心中都有一?茖W(xué)的種子,天生就對(duì)自然界的奇觀(guān)滿(mǎn)懷著好奇和敬畏。教育所要做的,就是保護(hù)孩子們的好奇心,讓這?茖W(xué)的種子不斷成長(zhǎng),最后成為真正的科學(xué)家。
中美小學(xué)生沒(méi)有差別
2008年,我曾去北大附小講了一堂課。很好玩。
五年級(jí)的孩子們,很開(kāi)心、很活躍。一堂課從頭到尾歡歡喜喜。孩子們提問(wèn)非常踴躍:“人為什么要有兩個(gè)眼睛?”“有沒(méi)有紅霉素?”……不到一個(gè)小時(shí),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(lái)怎么辦?老虎怎么建設(shè)和諧社會(huì)?”“小嬰兒看不見(jiàn),聽(tīng)不到,怎么吃得到奶?”
我提問(wèn):“什么是基因?”有孩子說(shuō):“好像是和DNA有關(guān),轉(zhuǎn)圈,好像還有兩個(gè)圈。”五年級(jí)學(xué)生差不多知道DNA雙螺旋。我提問(wèn):“有沒(méi)有人知道青霉素?”一個(gè)孩子講出青霉素發(fā)現(xiàn)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(méi)有解釋完兩個(gè)正常眼睛,一個(gè)孩子已經(jīng)發(fā)現(xiàn)我用的不是正常果蠅,觸角上還有一個(gè)小眼睛(因?yàn)榛蛞孜槐磉_(dá)而產(chǎn)生)。我告訴他們,現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)可以用基因來(lái)制造多個(gè)果蠅的眼睛,希望他們中有人長(zhǎng)大了能做人的器官。我顯示一種有2個(gè)大眼、4個(gè)小眼的動(dòng)物,有好幾個(gè)同學(xué)很快看到是6個(gè)眼睛。
我問(wèn):“是單養(yǎng)的動(dòng)物長(zhǎng)大后打架多,還是群養(yǎng)的動(dòng)物長(zhǎng)大后打架多?”孩子中兩種意見(jiàn)都有,而且提出了道理。我們看實(shí)驗(yàn)結(jié)果知道,單養(yǎng)的動(dòng)物長(zhǎng)大后打架多。
講完課后,馬上有孩子用“外激素”來(lái)形容他們現(xiàn)實(shí)的事情。從孩子們身上,可以看到:他們很動(dòng)腦筋,大大方方,無(wú)拘無(wú)束。
小學(xué)的孩子們,本質(zhì)上,中美沒(méi)有看到差別。如果誰(shuí)還有疑問(wèn),說(shuō)中國(guó)人沒(méi)有原創(chuàng)性、不活躍,他們到中國(guó)的小學(xué)里看看,就知道不是這么回事。我們的教育,應(yīng)該避免把知識(shí)枯燥、刻板化,不要讓他們變成低頭背書(shū)的人,可以多發(fā)揮他們的天性。
培養(yǎng)?禁錮?
缺乏對(duì)創(chuàng)造能力培養(yǎng)的重視,是歷史上一直存在的問(wèn)題。
中國(guó)傳統(tǒng)教育重視“讀書(shū)”,“讀書(shū)人”是“知識(shí)分子”的代名詞,傳統(tǒng)社會(huì)對(duì)青少年的獎(jiǎng)勵(lì)是“學(xué)而優(yōu)則仕”。即便是現(xiàn)代父母、學(xué)校和社會(huì)對(duì)中小學(xué)生的褒獎(jiǎng)也是說(shuō)誰(shuí)“讀書(shū)好”、“學(xué)習(xí)好”,國(guó)家也通過(guò)高考規(guī)范化地以“學(xué)習(xí)成績(jī)”為唯一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求和檢驗(yàn)中小學(xué)教育的結(jié)果。這些都反映了中國(guó)的教育嚴(yán)重缺乏對(duì)創(chuàng)造能力的重視。這個(gè)問(wèn)題當(dāng)然也不只是中國(guó)獨(dú)有,亞洲各國(guó)中小學(xué)生普遍考試分?jǐn)?shù)高于美國(guó)學(xué)生的歷史已持續(xù)了很多年,但總體科技素質(zhì)卻無(wú)法領(lǐng)先,部分原因正是只顧及了學(xué)習(xí)科技知識(shí),而忽略了創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
這樣造成的問(wèn)題,在中國(guó)中小學(xué)教育完成后的一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)顯示出來(lái),因?yàn)橹行W(xué)分別以畢業(yè)生的中學(xué)、大學(xué)錄取率來(lái)檢驗(yàn)教學(xué)效果,而這個(gè)檢驗(yàn)本身有同樣的問(wèn)題,即兩廂形成封閉循環(huán),造成自我滿(mǎn)足,忽略了社會(huì)發(fā)展、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)創(chuàng)造能力的要求。到研究生學(xué)習(xí)階段,創(chuàng)造能力問(wèn)題明顯暴露出來(lái)后,中小學(xué)教育系統(tǒng)又不能得到反饋信息,或認(rèn)為是大學(xué)的問(wèn)題,卻沒(méi)有認(rèn)識(shí)到根子在中小學(xué)。
中小學(xué)會(huì)自豪于有多少畢業(yè)生都讀了國(guó)內(nèi)或國(guó)外的研究生,殊不知國(guó)內(nèi)研究生因?yàn)樗季S方式已定,創(chuàng)新性研究能力短期難以得到培養(yǎng);到國(guó)外留學(xué)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(dǎo)下做研究,而不能獨(dú)立工作或領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)創(chuàng)自己的研究方向和領(lǐng)域。也就是說(shuō),由中國(guó)中小學(xué)教育提倡、培養(yǎng)和選拔出來(lái)的“好學(xué)生”心態(tài)、習(xí)慣和行為模式進(jìn)入到科學(xué)研究前沿時(shí),將暴露出很大問(wèn)題。
另外,中國(guó)現(xiàn)有的高校也留有明顯傳統(tǒng)教育的印記。教學(xué)是以學(xué)生獲得已有知識(shí)為主要目的。這樣培養(yǎng)出來(lái)的人多半是運(yùn)用已有知識(shí)的能手,但常缺乏開(kāi)拓新領(lǐng)域的能力。世界上最先進(jìn)的高等教育,是存在于現(xiàn)代的研究型大學(xué)中。已有知識(shí)的教學(xué)只是教育中最基礎(chǔ)的一部分,而更有特色的是使學(xué)生有探索學(xué)科前沿的能力。這兩種不同的教育方針,是傳統(tǒng)教育和現(xiàn)代教育的主要區(qū)別。
中國(guó)的現(xiàn)狀正如溫家寶總理和錢(qián)學(xué)森先生對(duì)話(huà)所反映的:幾十年來(lái)拔尖和特色人才匱乏。而個(gè)性化教育正是允許和鼓勵(lì)拔尖和特色人才成長(zhǎng)的關(guān)鍵。
總體來(lái)說(shuō),我們認(rèn)為中國(guó)教育改革有兩個(gè)重要目標(biāo):一是繼續(xù)堅(jiān)持普及義務(wù)基礎(chǔ)教育,把重心放到綜合素質(zhì)、能力的培養(yǎng);二要發(fā)現(xiàn)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(lǐng)先國(guó)際前沿,逐步掌握發(fā)展的主動(dòng)和一些主導(dǎo)權(quán),發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)在世界范圍還堪稱(chēng)高水平的人才尤為重要。
不僅要結(jié)論,還要思想與過(guò)程
做研究最重要的是動(dòng)力和才能,要成為科學(xué)家首先要有“科學(xué)興趣”,只有那些真正對(duì)科學(xué)感興趣的學(xué)生,畢業(yè)之后才應(yīng)該繼續(xù)選擇科研道路。
但是因?yàn)檫^(guò)去20多年的社會(huì)影響,很多大學(xué)生將步驟變成了目的。把上重點(diǎn)學(xué)校、出國(guó)誤認(rèn)為就是目的,以至于讀研究生、出國(guó)后不知道干什么好,找不到自己的理想、抱負(fù),成為迷茫的一代。
所以,我們每周五都會(huì)請(qǐng)一些學(xué)者或者企業(yè)家來(lái)講他們的經(jīng)歷,對(duì)人生的看法。這會(huì)給學(xué)生提供一些參考,促使學(xué)生思考自己的人生。我們也安排暑期社會(huì)活動(dòng),讓學(xué)生可以去國(guó)內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)和行政機(jī)關(guān),讓他們?cè)谧约嚎赡芨信d趣的行業(yè)去獲得感性認(rèn)識(shí)。我們請(qǐng)來(lái)作學(xué)術(shù)報(bào)告的生物學(xué)家多半是國(guó)外的。報(bào)告之前我會(huì)要求學(xué)生先讀同領(lǐng)域的文獻(xiàn)。我們要讓學(xué)生看到科學(xué)的前景,看到科學(xué)有趣的部分,并接觸深層的科學(xué),他們才能往這個(gè)方向努力。
經(jīng)歷這樣的體驗(yàn),學(xué)生自己就能體會(huì)到底喜不喜歡科學(xué)、要不要做科學(xué)、要做什么科學(xué),這是他們?cè)谧约夯斯し颉⒂谢A(chǔ)之后的決定。
另一方面,為培養(yǎng)學(xué)生的探索創(chuàng)新能力,教學(xué)上也要進(jìn)行改革,要教經(jīng)典的實(shí)驗(yàn),而不是結(jié)論。讓學(xué)生知道科學(xué)不僅僅是一個(gè)結(jié)論,還有思想和過(guò)程。比如返回1960年,你來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——怎么破解遺傳密碼。
課程的深度可以加強(qiáng)。我們要把課程設(shè)置得有差別,這樣一些學(xué)生的潛力才能顯現(xiàn)出來(lái),發(fā)現(xiàn)自己的特長(zhǎng)。
科學(xué)吸引人的地方在于未知性,而不是給學(xué)生一個(gè)答案。真正的科學(xué)研究,多數(shù)時(shí)間都是失敗的,所以我認(rèn)為實(shí)驗(yàn)不能全是基礎(chǔ)性的,要有一部分是探討性、不確定、對(duì)智力有挑戰(zhàn)的。這樣才能激發(fā)學(xué)生的潛力,讓他們往創(chuàng)新型人才的方向走。
總之,我覺(jué)得培養(yǎng)創(chuàng)造性人才關(guān)鍵需要在四個(gè)方面做努力:發(fā)現(xiàn)特色、不避爭(zhēng)議、支持青年、堅(jiān)持理性。
發(fā)現(xiàn)特色的意思是,我們從中小學(xué)到大學(xué),都是以總分來(lái)選拔人,這對(duì)整個(gè)社會(huì)影響太大了。各科考試成績(jī)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(lái),比如很有勇氣、很有組織能力、很能辦事,這些在考試?yán)锩骟w現(xiàn)不了,所以我們一定要有各種其他的方法來(lái)鼓勵(lì)發(fā)現(xiàn)和發(fā)揮不同人的特性。沒(méi)有一個(gè)人是樣樣都杰出的,每個(gè)人的杰出都是在某些方面甚至某一個(gè)方面,所以我們要在特色人才上下工夫。
保護(hù)爭(zhēng)議也一樣,越超前的工作爭(zhēng)議越大,可在中國(guó)文化里都希望少有爭(zhēng)議,但爭(zhēng)議越少進(jìn)步就越小,爭(zhēng)議是進(jìn)步必然伴隨的一件事情,所以在科學(xué)上一定要允許、支持爭(zhēng)議。對(duì)年輕人的支持應(yīng)體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是為尚未獨(dú)立的博士生和博士后提供良好的個(gè)人待遇,使他們?cè)谏钌蠜](méi)有后顧之憂(yōu),可以專(zhuān)心于科研訓(xùn)練;二是為剛剛起步的年輕獨(dú)立研究員創(chuàng)造良好的科研環(huán)境,使他們最大程度地專(zhuān)注于科研創(chuàng)新。最后,一定要有堅(jiān)持理性作為保證,否則前面三個(gè)事情就可能做亂、做歪、做錯(cuò)。
當(dāng)然,培養(yǎng)是一方面,有時(shí)科研的阻力也在于自己有多高的智力、多大的決心、多強(qiáng)的耐心,成為科學(xué)家可遇而不可求。追求科學(xué)需要付出常人難以想象的努力,如果不是出于純粹的科學(xué)好奇心,是堅(jiān)持不下來(lái)的。
拿我自己來(lái)說(shuō),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(shí)間固定,然后用剩下的時(shí)間工作。從1994年做教授助理開(kāi)始,我很少在周末或者晚上工作。在科學(xué)領(lǐng)域,并不是必須要在實(shí)驗(yàn)室或者辦公室里才可以做研究的。
我不要求學(xué)生刻苦。如果他們有興趣,他們就會(huì)追隨自己的興趣。如果他們沒(méi)有興趣,那么要求他們?nèi)プ鲎约翰幌矚g的事情沒(méi)有意義。我鼓勵(lì)他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)自己的興趣點(diǎn),我讓學(xué)生想清楚他們自己想做什么項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn),我只是提供建議、意見(jiàn)和指導(dǎo),而由他們自己來(lái)做決定。一些學(xué)生不是很適應(yīng)這種方式,而另一些學(xué)生成長(zhǎng)很快。
學(xué)生比我好,使我自豪。學(xué)生不如我,使我沮喪。期待中國(guó)出現(xiàn)越來(lái)越多的年輕科學(xué)家,構(gòu)建中國(guó)科學(xué)的未來(lái)。
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