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科学家李淼:创新开启了航天新时代,当下的科学教育却在扼杀创新能力

作者:Luna 发布时间:

科学家李淼:创新开启了航天新时代,当下的科学教育却在扼杀创新能力

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摘要:“我们需要的不是多办几所清华北大,而是提高整体教育水平。”

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神舟十二号载人飞船的成功对接令我们感动不已。这一壮举在展现中国飞速进步的航天力量的同时,也让我们意识到科学教育的重要性。怎样的科学教育适合孩子天性?我们又该在教育中注意什么?外滩君就相关问题咨询了我国著名科学家、南方科技大学物理系教授李淼,看看科学教育是如何走入日常生活的。

6月17日下午,神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功交会对接,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波三人将开始在空间站的3个月任务,这也是我国至今时间最长的一次载人航天任务。

在直播过程中,也有大中小学的学生向在场科学家们询问航天相关的问题。在感叹之余,外滩君也深感航天探索对孩子们产生的科学吸引力。

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三位航天员

然而相比于语文、数学、英语等学科,科学教育却总是遇冷。想来也并非因为其重要性不够,而是科学与我们之间似乎总有一道看不见的屏障,让人觉得觉得无从下手。

我国著名科学家、南方科技大学物理系教授李淼就选择做那个打破壁垒的人。

自他从事科普事业,尤其是少儿科普以来,不仅用深入浅出的语言传播了看起来高冷的物理知识,更是在科学学习和教育方面有独到的见解。

借着神舟十二号的热潮,外滩君也再次和李淼连线,探讨了在航天氛围日益浓厚的当下,科学教育如何走入日常生活。

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李淼

为拿高分而学习,不如谈谈人类上火星的问题

在成为科普“网红”走入大众视线之前,李淼就已经在国内外都有求学和教学的经历。

先后在北京大学、中国科技大学完成本硕博的学习以后,李淼远赴海外求学。在丹麦哥本哈根大学玻尔研究所获得理学博士学位后,他又在美国加州大学圣塔芭芭拉分校、布朗大学、芝加哥大学费米研究所任职。

对于中外科学教育的差别,李淼认为,当下国内基础教育阶段的科学教育,最突出的问题还是应试。

诚然,和过去相比,当下的应试色彩已经弱化了很多。

比如多地都陆续将实验操作纳入中考,以改善忽视动手实验的问题。以宁波为例,宁波今年中考正式设置了满分10分的科学实验操作。宁波市教育考试院会在正式测试前30天公布当年测试的6个实验。

但是,仍有许多因应试而留下的痼疾。就拿实验操作来说,不仅在考核中占的比例很小,考核方式也以机械操作步骤和技能为主,很难真正检验学生的探究能力和方法。

课堂上,很多老师的教学方法也还是以传授科学知识为主,重理论轻实践,在训练科学方法和培养科学思维方面很是薄弱。

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南京师范大学教育科学学院教授郝京华就曾问学生:“人为什么不会掉进宇宙空间?”学生肯定地回答:“因为地球有引力。”可是当他们画出人在地球上的情况时,可以看到,学生们实际上认为是大地在托着人。

所以,如果以应试为目的,那么科学教育就仍是一项“背诵”任务。而且,在考试中超越别人的心态,一定程度上也导致了当下的“教育内卷”。

李淼和外滩君强调,教育资源永远是稀缺的,在争取教育资源的过程中,必然存在竞争,但是过度竞争下的“内卷”实在没有必要,因为上什么样的学校总是和学生自身的素质相匹配的。

“一家公司所有员工的工资都可以提高,但是董事长总是只有一个。所以一所哈佛变不成100所哈佛。我们需要的不是多办几所清华北大,而是提高整体教育水平。

所以,与其让孩子在应试的泥淖里挣扎,不如让他们在更开放的环境中学习和探讨科学,让他们看到科学和日常生活的联系和影响,甚至为今后的生活做好准备。

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马斯克创办的Ad Astra学校有一道关于星球移民的入学测试题,要求孩子,从安全性、资源和发展三个方面评估目标星球。一些美国小学还让孩子们讨论诸如“要不要送宇航员去火星?”这样的问题。

这些看起来虚无缥缈的问题,在李淼看来和生活其实密切相关。

一是航天技术正在深刻改变人们的日常生活。

美国NASA的《航天衍生品2019年报告》就列出了几种从航空航天转移至医疗界的技术和成果,包括火星采样密封材料是心脏手术缝合线的绝佳材料。

二是随着技术不断发展,这些在今日都还很遥远的话题或许就是以后的日常生活。

“我小时候,全国大概大概只有不到万分之一的人有机会坐飞机,但我们当时仍然会讨论坐飞机。到了今天,高铁、飞机这些都成为了很普及的交通工具。或许30年、40年后,航天就会成为今天孩子们的日常。”

像科学家一样思考

今年年初,中国科协发布的第十一次中国公民科学素质抽样调查结果显示, 2020年公民具备科学素质的比例达到10.56%,男性公民和女性公民具备科学素质的比例分别为13.12%和8.82%。

这和过去相比,已经取得了长足的进步,但是和发达国家相比,差距仍然很大。根据资料,美国在1995年就已达到,甚至超越了这一水平。

在李淼看来,要成为一个具备科学素质的人,在态度上要对一切事物保持开放,在知识上具备一定的科学常识,在思维上具备逻辑。

而且,培养这样的思维能力,往往比掌握知识更重要。

“我们现在有个思考上的误区,即除了科学家,一般的人不需要特别了解科学,或者培养理性思维。但事实上,并不是这样。”

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一方面,孩子在小时候学习科学知识更易于接受,这些科学知识让他们更明白如何理解世界现象。

李淼以量子力学为例,普通人在长大后,脑子里建构的图景符合经典力学的常识,而量子力学恰恰是反常识的。

如果一个人以前从来没有接触过量子力学,等到22岁以后才试图理解,他会觉得很难,不可思议。而孩子恰恰没有这种先入为主的障碍,反而他会更容易接受。“比如不确定性原理,孩子们会觉得很自然。”

美国弗吉尼亚欧道明大学儿童早期教育教与学专业副教授安吉拉·埃克霍夫就曾在《儿童早期科学教育中的创造性探究》一书中指出,受长期持有的信念和看法影响,成人会产生一些不科学的观点,儿童也是如此。

比如孩子们会认为“树叶变颜色是因为它们到了秋天想换颜色”、“只有晚上才能看见月亮”,而科学教育的目的之一,就是要帮助他们科学地认识这个世界。

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另一方面,逻辑的思维其实可以辐射到理工以外的诸多领域。

比如用统计物理学来研究股票价格的分布,用布朗运动模拟股票价格运行轨迹。物理学和经济学还演化出了一门新的学科——经济物理学。

而人文学科也需要逻辑,甚至语言本身就建立在逻辑的基础之上。语言让人类有了虚构能力,不仅可以描述森林里有兔子,还可以想象森林里有仙女,这让人类完全不同于其他动物。

“我认识的一些大企业家,他们的理性思维都非常强。他们不但懂得逻辑、经济学,甚至包括一些学科知识。尽管不够专业,但还是很厉害。”

所以,即使是不打算在科学领域深耕的孩子,具备这样的思维,至少能够让他了解很多技术的来源,更好地生活。“比如去医院接受激光的治疗,他不会感到恐怖,甚至不能接受。”

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管孩子不如管自己

在李淼看来,中国的航天事业是创新的极佳范例,虽然起步晚,但也因此具备了后发优势——集技术之大成,利用了过去几十年里一切新的科学技术的发展,实现“弯道超车”。

经济合作与发展组织教育与技能司司长、“PISA之父”安德烈亚斯•施莱希尔也曾强调培养创新能力的重要性:“教育的成功已不再是对知识内容的复制,而是要用我们已经知道的知识进行推断,并在新的情况下创造性地运用这些知识。”PISA2021也将“创造性思维的能力”纳入评测。

但是,中国孩子的创新能力培养却并不乐观。教育进展国际评估组织曾对全球21个国家进行调查,中国孩子的计算能力排名第一,创造力却排倒数第五。其中,认为自己有好奇心和想象力的只有4.7%,希望培养想象力和创造力的只有14.9%。

这是为什么呢?李淼相信,孩子生来就是充满了好奇、具备创新能力的。而这些能力之所以被磨灭,就是成长过程中约束太多。

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让孩子自己选择感兴趣的内容

美国斯坦福大学教育研究所教授威廉·戴蒙曾说:“父母在影响孩子方面缺乏自信,我认为其中一个原因是,我们总是太快地想要看到结果。”

就像前面所说的应试问题一样,分数和漂亮的履历或许能给家长许多安全感,家长也因此在这方面投入巨大心力,生怕孩子哪里掉了链子。但是创新力需要的是自由的氛围。

如果家长事无巨细地包揽孩子的生活小事:不能自己做饭,会弄脏;不能洗袜子,洗不干净;不能收拾房间,收拾不来。那么孩子的生活技能多半培养不起来。

科学学习也是一样,李淼自己就是个例子。他从小看的很多科普、科幻类书籍,成为理性思维和思考能力的启蒙,同时他又爱李白、李贺、李商隐,后来又喜欢上了现代诗歌。

每项兴趣都尽可能地钻下去”,给了他极大的裨益,“比如我对文学的爱好,对我的逻辑思维给予了极大的锻炼,在我的科研中,这种基本的逻辑素养就起到了很大的积极作用。”

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李淼说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。孩子喜欢直观的感觉,知道自己喜欢什么,不要家长觉得好就硬塞给孩子。”

孩子自己喜欢的书,他一定会看得进去的。

有的孩子喜欢物理,有的喜欢生物,还有一些孩子喜欢动手,所以想了解一些制造类的知识。李淼主张,孩子喜欢什么就挑什么,具体喜欢哪一种其实并不是很重要,达到开阔眼界的目的即可

“如果不给孩子这个选择的自由,可能孩子和家长都不会发现他自己的兴趣和天赋所在。”

身教大于言传

虎父无犬子。李淼的一双儿女都曾海外留学,女儿曾在加州州立大学以及圣地亚哥大学就读,儿子已经获得经济和数学两个专业的学士学位。他把自己的育儿经验总结为“不教育”。

因为工作繁忙,李淼几乎没有什么时间指导儿女的学习,但他认为自己对孩子们的影响就发生在耳濡目染之间。

“去书店里我自己就先看上书了,一回头发现孩子们也自己找了书在读。”孩子是家长的镜子,想要孩子有什么样的习惯,家长自己就要先做出榜样来。

a29f7ca093f8fe5fd888fc56bce9362a.jpg另外,在条件允许的情况下,给孩子良好的学习条件也是家长能够做的事情之一。

李淼以目前流行的网络课举例。便捷的网络条件让更多家庭的孩子有了向优秀教师学习的机会,这一定程度上提高了孩子的学习条件。

但是,比选择老师更重要的是选择同伴。

优秀的学校中也会有平庸的老师,普通的学校中也会有优秀的老师,和老师的相遇有时都靠缘分。可是,学校的学风、社群的风气却是更容易被选择的。而且,同伴之间的影响比请一位名师要大得多。

《教养的迷思》就曾指出,当一个家庭移到另一个社区,即便父母与该社区格格不入、不能成为当地父母群体中的成员,孩子的行为也会变得与新群体成员的行为一样。

这也印证了“孟母三迁”的道理,为孩子寻找一个良好的学习环境对他们的成长大有帮助。

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著名教育家陶行知很早就谈过科学教育:

“我们的教育向来有许多错误,小时读书便成了小书呆子,做教师时便成了大书呆子。因此我们中国没有什么科学,没有什么爱迪生的产生。不但是中等教育完全是洋八股,就是小学也成了小书呆子的制造场。”

这段话直指科学教育的照本宣科问题,放在当下也不过时。正因如此,孩子更加需要一个开放、自由的环境去培养科学的思维。

李淼也用同事的座右铭来总结他眼中科学教育应有的样子——做一个保守的革命派。既要有一颗好奇的心,也要有一颗理性的头脑。

本文转载自微信公众号“外滩教育“(ID:TBEducation),作者Luna ,编辑Travis。文章为作者独立观点,不代表芥末堆立场,转载请联系原作者。

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