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教博会系列报道|张双南:科学教育不能只教科学知识
来源: 教博会组委会 发表时间: 2019-12-23
摘要:

本文根据张双南教授在第五届教博会分论坛——《基于核心素养的教学资源与生态》演讲内容编辑,有删减。


张双南 


天体物理学家,中国科学院高能物理研究所研究员,中国科学院大学教授。
天宫二号空间实验室伽马暴偏振实验、“慧眼”天文卫星、以及未来若干大型国际合作空间天文项目首席科学家。
教育部长江特聘教授、国家“千人计划”特聘专家。

本文根据张双南在第五届教博会分论坛——《基于核心素养的教学资源与生态》演讲内容编辑,有删减


各位嘉宾、各位老师、各位朋友,上午好!


非常高兴来到珠海参加咱们这个博览会,尤其是特别高兴受邀来到我们这个分论坛,给大家做分享。
我自己的职业是做科学研究,具体来讲就是做天体物理的研究,但是我也特别关注科学教育。这些年参与了一些科学教育的活动,尤其是中央电视台的《加油!向未来》,受雪纯老师的邀请我也参加了,特别高兴见到了老朋友、新朋友。


今天就把我在科学教育方面的一点感想,和各位朋友、各位嘉宾做一下分享,题目叫做——科学教育不能只教科学知识


一场关于“引力波”的“闹剧”


我从2017年的诺贝尔物理学奖讲起,2017年诺贝尔物理学奖授予了发现了100年前爱因斯坦所预言的“引力波”的三位物理学家。
1915年的时候,爱因斯坦提出了广义相对论,1916年爱因斯坦预言了引力波,到2016年的时候,这个团队宣布发现了引力波,2017年获得了诺贝尔物理学奖。



但是在发现引力波之后,出现了一场“闹剧”。

当时的中国媒体上报道了几年前的一个选秀的节目,上面有一个下岗工人郭英森先生,他去求职,说他提出了“引力波理论”。媒体把这件事翻出来,明确地说这个下岗工人首提引力波……我刚才已经介绍了,是100年前爱因斯坦提出了引力波,而媒体的报道又说,“中国的学术界欠他一个道歉”,他将来会获得诺贝尔物理学奖……

2017年诺贝尔物理学奖公布之后,又有人说,这位先生“错失了诺贝尔物理学奖”……所以这是一个闹剧。
媒体当时还报道,说要“尊重梦想,尊重下岗工人的梦想”;还有一些名人也给他很多的支持,当时媒体几乎是一边倒的支持这个下岗工人,而来批评我们学术界,认为我们压制了他的重大的科学发现……
这是非常有趣的一个现象。


不仅如此!

在社会上,有很多的科学谣言和流言,我们常常中招。
比如说,咱们国内每年都搞一次专门辟谣的活动,但是我们辟谣辟得没有谣言来得快。



引力波发现之后,在媒体上,尤其是在一些购物网站上,出现了一些“防引力波辐射”的衣服。
我真的有朋友、受过高等教育的朋友来咨询我说,到底哪一款防引力波辐射服的效果比较好?他想去买。我说,当然贵的好,你就买贵的就好了(玩笑)。


中国公众科学素养的现状


所以,这是我们当前中国社会的科学现实。

我们做科学的经常去辟谣,但辟的效果相当不好,谣言传得非常多。
我举一些例子,比如说地震云、什么微波炉的辐射损害健康、路由器的辐射损害健康……我的家人也相信这些,每天睡觉之前都要把这些东西全都给关了,怕影响健康。
还有各种阴谋论、伪科学……在中国其实特别多,甚至主流媒体都中招。而且我们见到老人受骗的事情特别多,其中很多老人是受过高等教育的。


这是中国社会的一个科学现实,所以就来了一个问题:


十几年读书一辈子见识,知识都去哪儿了?为什么这么容易受骗?
常常听到这种说法:遇到一件事情应该学过,但是忘记了,或者说报纸上、电视上都说了,难道会不对吗?


我们在座有很多媒体的朋友,你们说的话非常管用,大家就信;或者有的人说单位里面传疯了一件事情,那肯定是真的;或者有些人干脆就不信专家了,像我们这些科学家讲话,大家觉得是反着的,所以“专家”肯定都是“砖头”那个“砖家”,绝对不能信。信什么呢?高手在民间,偏方治大病,咱信的是这个东西,不能信真正的专家。


还有时候是特别相信政府,既然政府没说,谁知道对不对,也不敢相信。反映的是什么情况呢?反映的是我们的社会,没有逻辑思维辨别能力、没有独立思考能力、没有主动学习能力。



这些都没有,就产生了一个现象:离开学校越久,知识越少,就变得“越老越好骗”。


这变成今天中国社会的一个比较基本的情况——很显然我们的教育出了问题。
我们都受过教育,为什么经过了系统的教育、受过高等教育,还会出现这些问题?有的人是自己领域的专家,别的方面出了事,也没有判别能力,也很容易受骗。

问题到底出在哪?


为什么我们的教育在科学这块出了问题?


我觉得问题来自于我们的教育是“没有科学的科学教育”。


我们都做科学教育,从来都做。我们差不多从小学开始就讲科学知识,讲得非常多,但是我们的科学教育仍然“没有科学”。


什么是科学?


我不讲别人,我讲我自己。

我1979年考上清华大学本科,1984年考上了研究生,1986年去英国留学,在英国我突然发现我的知识体系里面有一个大的问题,在我和我的老师、同事、同学讨论学术问题的时候,他们嘴里常常冒出一句话:What’s  the science of this ? 你说的这件事里面的科学是什么?我一脸茫然,不知道他说的是什么。
我知道这里面的物理是什么、化学是什么、生物是什么,我不知道这里面“科学”是什么!



我突然意识到原来我读了十几年的书,接受了最好的教育,可能不仅是中国最好的教育、也是世界上最好的教育,我竟然不知道什么是科学,从来没有人在上课的时候,给我们教过“科学”这件事情。


我们具体的知识学了很多,我能考上这个、考上那个都考得不错,但是我不知道我的英国的老师、同事、同学嘴里面冒出来这个“science”这个“科学”到底是什么?不知道!


当然,我既然知道我有这个知识上的缺陷,经过了很长时间的弥补,努力地去学习,在国外留学工作了这么多年,我终于有了一点点感觉,到底什么是科学。
所以最近一些年,我也开始在国内的不同场合,分享我在科学方面所学习到的经验。

在我们学校系统的教育里面,我们不涉及“什么是科学”,学校的教育完成了之后,才开始去理解“什么是科学”。


那到底“什么是科学”?


简单来讲一句话“科学就是刨根问底”。
当然这讲的有点模糊,很多事情也是刨根问底,那唯独科学是刨根问底吗?并不是,科学还有别的东西。

总结一下,这么多年我自己的体会,科学有三个要素:科学的目的、精神和方法。


科学的目的是什么?


很多朋友毫不犹豫的回答:造福人类!不对!完全错误!
科学的目的是发现规律,发现各种规律。


科学的精神,这个大家认识比较一致:质疑、独立、唯一。
还有很重要的,科学方法。我们学校训练里面,特别要注重的就是科学方法的训练,我们以前只教知识,不教知识哪里来的?现在这个方面进步非常的大,我们也开始重视科学方法的教育。

科学的目的我前面讲了,发现各种规律。自然界的规律、人类活动的规律、实验室里面的规律、生物的规律、动物的规律,各种规律。我们去发现它,这就是我们科学的目的。


使用规律做什么?怎么用这些规律?这是技术!这是科学和技术的区别。

发现了规律之后,我们可以用这些规律来制造技术,用这些技术可以做造福人类的事情,也可以用来干毁灭人类的事情。所以技术既可以造福人类,也可以毁灭人类,但是科学的目的就是揭示规律,就是让人类来认识自然。
改造自然是技术的事情,不是科学的事情。这是科学和技术的区别,所以我们的教育里常常不区分的一个词叫做“科技”——不区分科学和技术,其实二者是有区别的。
科学的精神:“质疑、独立、唯一”,今天不展开,我特别强调“质疑”、不是“怀疑”,怀疑是:“我就不相信他”。
我们见到社会上很多人说,科学家说有这个东西,我不相信,我有科学精神,我怀疑你!——不是!质疑是说你不相信他可以,那你找出这件事情的问题在哪里?这是质疑!找出问题是质疑,而不相信就是怀疑,怀疑不是科学精神,质疑是科学精神,这是不同的地方。



“独立”指的是科学规律独立于人,不管谁做,只要遵循科学方法,做出来东西都是一致的。
“唯一”指的是科学规律的唯一性。英国人做这个研究、美国人做这个研究、中国人做这个研究、印度人做这个研究,得到的结论都是一样的,所以不存在东方科学或者西方科学,所以科学的精神,既不是怀疑一切,也不是相信一切。
科学的方法就是逻辑化、定量化和实证化这几个方面,不展开讲。


我们如果能够了解科学方法,就具有了逻辑思维辨别能力,就不会信谣、传谣,也不会什么都信,或者什么都不信,我们就能够识别“伪科学”和“民科”,这样我们社会的科学素养就会有大大的提升。

张双南教授与论坛嘉宾共话“核心素养”
我自己主要是做科学研究,也从事一点高等教育的工作、其实是做“亡羊补牢”的工作。因为我们进入大学的学生没有受过科学的教育,学了很多科学知识,但是没有学习“什么是科学”。
我在大学里面开设了一门公选课,就是“科学方法与美学”,在中国科学院研究生院开的。
中国科学院大学每年招收本科生不到400人,每年有差不多1/3的学生,会选我这门课,我主要是教科学史、科学精神、科学方法,让这些学生进入科学研究之前,能够对“科学”本身有一些比较好的了解。


中国近代的科学启蒙


我想简单的回顾一下中国近代的三次科学启蒙,这对于我们今天的科学教育还是很有帮助的。


第一次应该说是1919年的五四运动,“德先生和赛先生”,但是失败了,为什么?因为当时的民族存亡比“德先生”和“赛先生”都更加重要。

注:德先生赛先生”是对民主和科学的一个形象的称呼。

其中:“德先生”:即“Democracy”,德莫克拉西(音译)——意为:“民主”,所谓“民主”是指民主思想和民主政治;“赛先生”:即“Science”,赛因斯(音译)——意为:“科学”,所谓“科学”是指近代自然科学法则和科学精神。    

 来源:百度百科


第二次的科学启蒙,应该说是1956年“向科学进军”,今天回头看其实是“向技术进军”,因为那个时候我们建立了中国的工业基础,催生了中国的两弹一星。


第三次科学启蒙是比较近的,1978年邓小平提出“科学技术是生产力”,当时呼唤是“科学的春天”,今天我们回头看是“科学知识的春天”,仍然不是“科学的春天”。我们开始了高考、开始了系统的科学知识的教育,取得了非常伟大的成就。
所以我说三次科学启蒙都很重要,推动了中国的进步,但是科学并未在中国扎根。

最后想说,今天的科学教育不能只教科学知识,中国需要第四次科学启蒙就是正确的科学教育。
我们既要教科学知识,也要教科学本身,就是科学史、科学精神、科学方法,这样我们下一代的公民就会具有逻辑思维、辨别能力,具有独立思考能力,具有主动学习能力,就不会出现离开学校越久,知识越少,“越老越好骗”的现象,这对于我们建设创新型的中国非常重要。



2016年5月30号,习总书记在“科技三会”上指出,科技创新和科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同等重要的地位上,这是中国历史上第一次把科学普及放到了这么高的地位。
我认为:习总书记亲自吹响了中国第四次科学启蒙的号角。


我的分享就到这里,谢谢大家。