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科學家李淼:創(chuàng)新開啟了航天新時代,當下的科學教育卻在扼殺創(chuàng)新能力

作者:Luna 發(fā)布時間:

科學家李淼:創(chuàng)新開啟了航天新時代,當下的科學教育卻在扼殺創(chuàng)新能力

作者:Luna 發(fā)布時間:

摘要:“我們需要的不是多辦幾所清華北大,而是提高整體教育水平?!?/p>

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神舟十二號載人飛船的成功對接令我們感動不已。這一壯舉在展現(xiàn)中國飛速進步的航天力量的同時,也讓我們意識到科學教育的重要性。怎樣的科學教育適合孩子天性?我們又該在教育中注意什么?外灘君就相關問題咨詢了我國著名科學家、南方科技大學物理系教授李淼,看看科學教育是如何走入日常生活的。

6月17日下午,神舟十二號載人飛船與天和核心艙成功交會對接,航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波三人將開始在空間站的3個月任務,這也是我國至今時間最長的一次載人航天任務。

在直播過程中,也有大中小學的學生向在場科學家們詢問航天相關的問題。在感嘆之余,外灘君也深感航天探索對孩子們產(chǎn)生的科學吸引力。

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三位航天員

然而相比于語文、數(shù)學、英語等學科,科學教育卻總是遇冷。想來也并非因為其重要性不夠,而是科學與我們之間似乎總有一道看不見的屏障,讓人覺得覺得無從下手。

我國著名科學家、南方科技大學物理系教授李淼就選擇做那個打破壁壘的人。

自他從事科普事業(yè),尤其是少兒科普以來,不僅用深入淺出的語言傳播了看起來高冷的物理知識,更是在科學學習和教育方面有獨到的見解。

借著神舟十二號的熱潮,外灘君也再次和李淼連線,探討了在航天氛圍日益濃厚的當下,科學教育如何走入日常生活。

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李淼

為拿高分而學習,不如談談人類上火星的問題

在成為科普“網(wǎng)紅”走入大眾視線之前,李淼就已經(jīng)在國內外都有求學和教學的經(jīng)歷。

先后在北京大學、中國科技大學完成本碩博的學習以后,李淼遠赴海外求學。在丹麥哥本哈根大學玻爾研究所獲得理學博士學位后,他又在美國加州大學圣塔芭芭拉分校、布朗大學、芝加哥大學費米研究所任職。

對于中外科學教育的差別,李淼認為,當下國內基礎教育階段的科學教育,最突出的問題還是應試。

誠然,和過去相比,當下的應試色彩已經(jīng)弱化了很多。

比如多地都陸續(xù)將實驗操作納入中考,以改善忽視動手實驗的問題。以寧波為例,寧波今年中考正式設置了滿分10分的科學實驗操作。寧波市教育考試院會在正式測試前30天公布當年測試的6個實驗。

但是,仍有許多因應試而留下的痼疾。就拿實驗操作來說,不僅在考核中占的比例很小,考核方式也以機械操作步驟和技能為主,很難真正檢驗學生的探究能力和方法。

課堂上,很多老師的教學方法也還是以傳授科學知識為主,重理論輕實踐,在訓練科學方法和培養(yǎng)科學思維方面很是薄弱。

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南京師范大學教育科學學院教授郝京華就曾問學生:“人為什么不會掉進宇宙空間?”學生肯定地回答:“因為地球有引力?!笨墒钱斔麄儺嫵鋈嗽诘厍蛏系那闆r時,可以看到,學生們實際上認為是大地在托著人。

所以,如果以應試為目的,那么科學教育就仍是一項“背誦”任務。而且,在考試中超越別人的心態(tài),一定程度上也導致了當下的“教育內卷”。

李淼和外灘君強調,教育資源永遠是稀缺的,在爭取教育資源的過程中,必然存在競爭,但是過度競爭下的“內卷”實在沒有必要,因為上什么樣的學校總是和學生自身的素質相匹配的。

“一家公司所有員工的工資都可以提高,但是董事長總是只有一個。所以一所哈佛變不成100所哈佛。我們需要的不是多辦幾所清華北大,而是提高整體教育水平。

所以,與其讓孩子在應試的泥淖里掙扎,不如讓他們在更開放的環(huán)境中學習和探討科學,讓他們看到科學和日常生活的聯(lián)系和影響,甚至為今后的生活做好準備。

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馬斯克創(chuàng)辦的Ad Astra學校有一道關于星球移民的入學測試題,要求孩子,從安全性、資源和發(fā)展三個方面評估目標星球。一些美國小學還讓孩子們討論諸如“要不要送宇航員去火星?”這樣的問題。

這些看起來虛無縹緲的問題,在李淼看來和生活其實密切相關。

一是航天技術正在深刻改變人們的日常生活。

美國NASA的《航天衍生品2019年報告》就列出了幾種從航空航天轉移至醫(yī)療界的技術和成果,包括火星采樣密封材料是心臟手術縫合線的絕佳材料。

二是隨著技術不斷發(fā)展,這些在今日都還很遙遠的話題或許就是以后的日常生活。

“我小時候,全國大概大概只有不到萬分之一的人有機會坐飛機,但我們當時仍然會討論坐飛機。到了今天,高鐵、飛機這些都成為了很普及的交通工具?;蛟S30年、40年后,航天就會成為今天孩子們的日常。”

像科學家一樣思考

今年年初,中國科協(xié)發(fā)布的第十一次中國公民科學素質抽樣調查結果顯示, 2020年公民具備科學素質的比例達到10.56%,男性公民和女性公民具備科學素質的比例分別為13.12%和8.82%。

這和過去相比,已經(jīng)取得了長足的進步,但是和發(fā)達國家相比,差距仍然很大。根據(jù)資料,美國在1995年就已達到,甚至超越了這一水平。

在李淼看來,要成為一個具備科學素質的人,在態(tài)度上要對一切事物保持開放,在知識上具備一定的科學常識,在思維上具備邏輯。

而且,培養(yǎng)這樣的思維能力,往往比掌握知識更重要。

“我們現(xiàn)在有個思考上的誤區(qū),即除了科學家,一般的人不需要特別了解科學,或者培養(yǎng)理性思維。但事實上,并不是這樣?!?/p>

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一方面,孩子在小時候學習科學知識更易于接受,這些科學知識讓他們更明白如何理解世界現(xiàn)象。

李淼以量子力學為例,普通人在長大后,腦子里建構的圖景符合經(jīng)典力學的常識,而量子力學恰恰是反常識的。

如果一個人以前從來沒有接觸過量子力學,等到22歲以后才試圖理解,他會覺得很難,不可思議。而孩子恰恰沒有這種先入為主的障礙,反而他會更容易接受?!氨热绮淮_定性原理,孩子們會覺得很自然?!?/p>

美國弗吉尼亞歐道明大學兒童早期教育教與學專業(yè)副教授安吉拉·埃克霍夫就曾在《兒童早期科學教育中的創(chuàng)造性探究》一書中指出,受長期持有的信念和看法影響,成人會產(chǎn)生一些不科學的觀點,兒童也是如此。

比如孩子們會認為“樹葉變顏色是因為它們到了秋天想換顏色”、“只有晚上才能看見月亮”,而科學教育的目的之一,就是要幫助他們科學地認識這個世界。

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另一方面,邏輯的思維其實可以輻射到理工以外的諸多領域。

比如用統(tǒng)計物理學來研究股票價格的分布,用布朗運動模擬股票價格運行軌跡。物理學和經(jīng)濟學還演化出了一門新的學科——經(jīng)濟物理學。

而人文學科也需要邏輯,甚至語言本身就建立在邏輯的基礎之上。語言讓人類有了虛構能力,不僅可以描述森林里有兔子,還可以想象森林里有仙女,這讓人類完全不同于其他動物。

“我認識的一些大企業(yè)家,他們的理性思維都非常強。他們不但懂得邏輯、經(jīng)濟學,甚至包括一些學科知識。盡管不夠專業(yè),但還是很厲害。”

所以,即使是不打算在科學領域深耕的孩子,具備這樣的思維,至少能夠讓他了解很多技術的來源,更好地生活?!氨热缛メt(yī)院接受激光的治療,他不會感到恐怖,甚至不能接受?!?/p>

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管孩子不如管自己

在李淼看來,中國的航天事業(yè)是創(chuàng)新的極佳范例,雖然起步晚,但也因此具備了后發(fā)優(yōu)勢——集技術之大成,利用了過去幾十年里一切新的科學技術的發(fā)展,實現(xiàn)“彎道超車”。

經(jīng)濟合作與發(fā)展組織教育與技能司司長、“PISA之父”安德烈亞斯?施萊希爾也曾強調培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要性:“教育的成功已不再是對知識內容的復制,而是要用我們已經(jīng)知道的知識進行推斷,并在新的情況下創(chuàng)造性地運用這些知識。”PISA2021也將“創(chuàng)造性思維的能力”納入評測。

但是,中國孩子的創(chuàng)新能力培養(yǎng)卻并不樂觀。教育進展國際評估組織曾對全球21個國家進行調查,中國孩子的計算能力排名第一,創(chuàng)造力卻排倒數(shù)第五。其中,認為自己有好奇心和想象力的只有4.7%,希望培養(yǎng)想象力和創(chuàng)造力的只有14.9%。

這是為什么呢?李淼相信,孩子生來就是充滿了好奇、具備創(chuàng)新能力的。而這些能力之所以被磨滅,就是成長過程中約束太多。

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讓孩子自己選擇感興趣的內容

美國斯坦福大學教育研究所教授威廉·戴蒙曾說:“父母在影響孩子方面缺乏自信,我認為其中一個原因是,我們總是太快地想要看到結果?!?/p>

就像前面所說的應試問題一樣,分數(shù)和漂亮的履歷或許能給家長許多安全感,家長也因此在這方面投入巨大心力,生怕孩子哪里掉了鏈子。但是創(chuàng)新力需要的是自由的氛圍。

如果家長事無巨細地包攬孩子的生活小事:不能自己做飯,會弄臟;不能洗襪子,洗不干凈;不能收拾房間,收拾不來。那么孩子的生活技能多半培養(yǎng)不起來。

科學學習也是一樣,李淼自己就是個例子。他從小看的很多科普、科幻類書籍,成為理性思維和思考能力的啟蒙,同時他又愛李白、李賀、李商隱,后來又喜歡上了現(xiàn)代詩歌。

每項興趣都盡可能地鉆下去”,給了他極大的裨益,“比如我對文學的愛好,對我的邏輯思維給予了極大的鍛煉,在我的科研中,這種基本的邏輯素養(yǎng)就起到了很大的積極作用?!?/p>

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李淼說:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。孩子喜歡直觀的感覺,知道自己喜歡什么,不要家長覺得好就硬塞給孩子?!?/p>

孩子自己喜歡的書,他一定會看得進去的。

有的孩子喜歡物理,有的喜歡生物,還有一些孩子喜歡動手,所以想了解一些制造類的知識。李淼主張,孩子喜歡什么就挑什么,具體喜歡哪一種其實并不是很重要,達到開闊眼界的目的即可。

“如果不給孩子這個選擇的自由,可能孩子和家長都不會發(fā)現(xiàn)他自己的興趣和天賦所在?!?/p>

身教大于言傳

虎父無犬子。李淼的一雙兒女都曾海外留學,女兒曾在加州州立大學以及圣地亞哥大學就讀,兒子已經(jīng)獲得經(jīng)濟和數(shù)學兩個專業(yè)的學士學位。他把自己的育兒經(jīng)驗總結為“不教育”。

因為工作繁忙,李淼幾乎沒有什么時間指導兒女的學習,但他認為自己對孩子們的影響就發(fā)生在耳濡目染之間。

“去書店里我自己就先看上書了,一回頭發(fā)現(xiàn)孩子們也自己找了書在讀。”孩子是家長的鏡子,想要孩子有什么樣的習慣,家長自己就要先做出榜樣來。

a29f7ca093f8fe5fd888fc56bce9362a.jpg另外,在條件允許的情況下,給孩子良好的學習條件也是家長能夠做的事情之一。

李淼以目前流行的網(wǎng)絡課舉例。便捷的網(wǎng)絡條件讓更多家庭的孩子有了向優(yōu)秀教師學習的機會,這一定程度上提高了孩子的學習條件。

但是,比選擇老師更重要的是選擇同伴。

優(yōu)秀的學校中也會有平庸的老師,普通的學校中也會有優(yōu)秀的老師,和老師的相遇有時都靠緣分??墒牵瑢W校的學風、社群的風氣卻是更容易被選擇的。而且,同伴之間的影響比請一位名師要大得多。

《教養(yǎng)的迷思》就曾指出,當一個家庭移到另一個社區(qū),即便父母與該社區(qū)格格不入、不能成為當?shù)馗改溉后w中的成員,孩子的行為也會變得與新群體成員的行為一樣。

這也印證了“孟母三遷”的道理,為孩子尋找一個良好的學習環(huán)境對他們的成長大有幫助。

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著名教育家陶行知很早就談過科學教育:

“我們的教育向來有許多錯誤,小時讀書便成了小書呆子,做教師時便成了大書呆子。因此我們中國沒有什么科學,沒有什么愛迪生的產(chǎn)生。不但是中等教育完全是洋八股,就是小學也成了小書呆子的制造場?!?/p>

這段話直指科學教育的照本宣科問題,放在當下也不過時。正因如此,孩子更加需要一個開放、自由的環(huán)境去培養(yǎng)科學的思維。

李淼也用同事的座右銘來總結他眼中科學教育應有的樣子——做一個保守的革命派。既要有一顆好奇的心,也要有一顆理性的頭腦。

本文轉載自微信公眾號“外灘教育“(ID:TBEducation),作者Luna ,編輯Travis。文章為作者獨立觀點,不代表芥末堆立場,轉載請聯(lián)系原作者。

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來源:外灘教育
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