知識帶給我們的不是迷信和盲從，而是相對的自由。有了自由的精神，才有了人的價值。
——摘自第六屆IEIC大會 吳家睿分享
中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心研究員、國家蛋白質科學研究(上海)設施主任、原中科院上海高等研究院副院長吳家睿 | 第六屆IEIC大會學校發(fā)展論壇專題報告
從“中國航天之父”錢學森放棄美國的優(yōu)厚條件毅然回國，到北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成時孫家棟先生感慨落淚，從袁隆平院士立下誓言不讓中國人挨餓，到屠呦呦經(jīng)歷近200次實驗失敗后終獲成功……多年來，科學精神推動著我國科研事業(yè)不斷發(fā)展。
如何讓科學精神為青少年賦能，已經(jīng)成為越來越火熱的教育議題。
在第六屆IEIC國際教育創(chuàng)新大會上，中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心研究員、國家蛋白質科學研究(上海)設施主任、原中科院上海高等研究院副院長吳家睿先生做了主題為《科學精神在基礎教育階段中的地位》的專題報告，解析了科學精神產(chǎn)生的必要條件，以及為什么在基礎教育中，要重點培養(yǎng)“科學精神”。
*以下內(nèi)容摘自吳家睿先生第六屆IEIC大會分享，為方便閱讀，以第一人稱視角陳述。
科學精神的兩個特征
科學教育是基礎教育階段的重要內(nèi)容，在科學教育中我們需要關注科學精神的重要特征。
科學精神的第一個特征，是具備批判能力。
科學精神像一個“問號”一樣，但這個“問號”不是代表可以隨意的發(fā)表言論。
從問號的形狀來看：它是一種開放的形態(tài)，永遠也不會封閉起來。
從問號傳遞的含義來看：謙虛。我們需要意識到自身的不足，不停地學習、再學習。
從問號代表的精神來看：不迷信、不盲從，不把自己變成一個沒有獨立思考的人。
ChatGPT橫空出世以后，未來的世界會不會成為一個算法統(tǒng)治的世界?事實上，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，每個人在某種程度上早已被算法決定。
比如，我們在開車的時候會看導航，幾乎完全聽憑導航的提示向前行駛，不會調動自己的能力。再如，我們選擇某個餐館，或在一家餐廳點菜，通常也依賴某個點評軟件，也在大數(shù)據(jù)和算法控制之下。
而科學教育在基礎教育的過程中，要教會大家什么?很簡單，自由的精神。
知識帶給我們的不是迷信和盲從，而是相對的自由。有了自由的精神，才有了人的價值。
而批判能力帶給我們的，就是不盲從。所以科學精神必須具備批判能力。
科學精神的第二個重要特征，是具備好奇心。
法國著名思想家米歇爾·福柯把好奇心分成兩類：一類是沿著明確“賽道”的活動;另一類是從零到一的原創(chuàng)。顯然后者才是真正的科學精神。我們要勇于踏入可能會導致我們迷失的小路，而不是在康莊大道上跟著別人在走。
因此，我們不僅需要告訴孩子擁有好奇心，還需要告訴他們具備什么樣的好奇心。
孩子們在經(jīng)過小學、中學、大學、研究生階段的培養(yǎng)后，應該是充滿好奇心的，但事實上，很多時候他們都是為了完成一項任務、為了發(fā)表一篇文章，而開展研究工作。
在人類從無到有的探索過程中，支撐他們的是勇敢的向未知領域前進的勇氣。所以好奇心是科學精神里最重要的部分。
科學精神和創(chuàng)新之間的關系
科學精神與創(chuàng)新能力高度相關。
根據(jù)發(fā)表在《自然》子刊《自然 人類行為》的研究，有一個名為SuperTest的測試，由斯坦福大學、莫斯科國立高等經(jīng)濟學院、教育考試服務中心(ETS)以及國內(nèi)北京大學、清華大學和印度的合作大學共同發(fā)起，對俄羅斯、中國、印度和美國共3萬多計算機科學和電子工程專業(yè)學生做跟蹤研究。
它從學生們進入大學一年級就開始做統(tǒng)計調查，一直到大學四年級畢業(yè)，反映出一個很有趣的問題：
在入學時，中國學生的批判性思維能力與美國學生差距不大，明顯高于印度和俄羅斯學生。但在大學畢業(yè)時中國學生的批判性思維能力顯著下降，能力水平被俄羅斯學生反超。
而美國學生則在畢業(yè)時，批判性思維能力有了顯著提高。
圖 | 吳家睿先生 第六屆IEIC大會PPT分享
顯然，在基礎教育階段，中國學生的基礎知識非常扎實。但是進入大學后，由于教育模式?jīng)]有轉變，導致大家的創(chuàng)新能力要遜色于美國大學生。
大學生的科研能力不足，實際上跟他的批判精神有關。
我再舉一個生命科學的例子。DNA雙螺旋是生命中非常重要的物質形式，它是由四種堿基組成的長鏈狀分子，即ATCG。地球上所有的生命就是靠ATCG這四個堿基字母“寫”出來的。
我們的身高、胖瘦、對疾病是否易感……都跟ATCG堿基順序有關系。
二十世紀，生命科學最重要的研究成果之一就是DNA雙螺旋的發(fā)現(xiàn)。
將其研究出來的是兩個年輕人，沃森和克里克。沃森當時是一名博士后，而克里克還只是博士研究生。
1953年，沃森和克里克在《Nature》周刊發(fā)表了DNA雙螺旋的研究成果。1964年，兩人同時拿到了諾貝爾獎。
有人問：為什么兩個“毛頭小伙子”能攻克世界著名科學家都攻克不了的難題?
沃森寫了一本書叫做《雙螺旋——發(fā)現(xiàn)DNA結構的故事》，書中描述了他在英國時的求學經(jīng)歷，從美國轉進英國的劍橋大學，進入卡文迪許實驗室。克里克也寫了一本書，叫《狂熱的追求》，我摘錄了書中的一段話：
“我才意識到資歷淺可能也有好處。許多科學家年屆三十之后就陷在自己的專業(yè)里了。他們在某個專門領域里付出了許多努力，以至于很難再做出重大改變。我恰恰相反。我知道的很少。”
言下之意是，太熟悉某個專業(yè)的人，容易被限定在固有的思維里。而對于一個新人，一頭“扎”進不熟悉的領域，更容易進行批判性思維。
由此我們可以思考，如果只是一味給孩子們灌輸知識，會不會影響他們的批判能力?
我剛剛還提到，科學精神的另一個特征，就是具備好奇心。
克里克和沃森的老師，給他們的任務都不是做DNA雙螺旋的研究，他們也沒有非常成熟的研究條件。驅動他們的是什么?是想要探索遺傳的奧秘，正如克里克的回憶：
“整個故事中最奇怪的一點是，無論是吉姆還是我，研究DNA都不是我們的正式工作。……人們經(jīng)常問吉姆和我花了多少時間研究DNA。這取決于你怎么定義‘研究’。
在差不多兩年的時間里，我們經(jīng)常討論這個問題，無論是在實驗室，還是在午餐時間沿著河畔的校區(qū)花園散步，或是在家里。”
克里克在書中提到，他時時刻刻都想著研究，吃飯、聊天、散步……這說明驅動他的不是功利心，而是好奇心。
今天，我們的很多研究在一定程度上都被功利性的“KPI”影響了，而好奇心則是超越功利的，可以讓人真正展現(xiàn)科學精神。
為什么基礎教育要注重“科學精神”?
今天在我的發(fā)言里，為什么要把科學精神放到基礎教育的話題里探討?借此來談談我的理解。
提高全民科學素質是新時期的國家戰(zhàn)略目標之一。
習近平總書記曾指出：科技創(chuàng)新、科學普及是實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置。沒有全民科學素質普遍提高，就難以建立起宏大的高素質創(chuàng)新大軍，難以實現(xiàn)科技成果快速轉化。
以前在創(chuàng)新發(fā)展上，我們主要強調科學創(chuàng)新，科普只是一個科學家的業(yè)余活動，是一種從上而下的簡單知識的傳遞。
現(xiàn)在國家把科學創(chuàng)新和科普教育提升到了同等重要的地位，給我們的基礎教育提出了一個新命題。
根據(jù)國務院發(fā)布的《全民科學素質行動規(guī)劃綱要(2021—2035年)》：公民具備科學素質是指崇尚科學精神，樹立科學思想，掌握基本科學方法，了解必要科技知識，并具有應用其分析判斷事物和解決實際問題的能力。
圖 | 吳家睿先生 第六屆IEIC大會PPT分享
簡言之，科學精神是公民科學素質的基礎。
由此可以總結——
首先，我們要提倡科學精神，這是科學教育的重要內(nèi)容。
其次，如何在基礎教育階段普及科學知識，靠什么來作為“抓手”去引導孩子學習?答案是依靠科學精神。這樣一來，我們無論是教授科學方法還是教授科學知識，都找到了一個指南針。
我們提升青少年科學素質的過程中，要將弘揚科學精神貫穿于育人全鏈條。堅持立德樹人，實施科學家精神進校園行動，將科學精神融入課堂教學和課外實踐活動，激勵青少年樹立投身建設世界科技強國的遠大志向，培養(yǎng)學生愛國情懷、社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力。
最后，無論是從做科學研究的角度理解，還是從國家的創(chuàng)新戰(zhàn)略上理解，科學精神始終需要科學家、從事基礎教育的老師、學校管理者高度重視。
