■聚焦中小學科學教育系列報道（一）

今年9月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于新時代進一步加強科學技術普及工作的意見》提出，將激發青少年好奇心、想象力，增強科學興趣和創新意識作為素質教育重要內容，把弘揚科學精神貫穿于教育全過程。中小學的科學教育該如何做？如何培養學生的科學精神和科學興趣？中小學科學教師隊伍如何進一步加強？為此，本刊推出“聚焦中小學科學教育系列報道”，邀請部分科學家、中小學校長來解答中小學科學教育中的關鍵問題，分享實踐經驗。今天刊發的是第一篇。

——編者

我大學畢業60多年，對科學以及科學素質培養有所體會。我們不單要講科學，還要講創新，科學素質教育的核心是創新?？茖W教育要從使命中培養出興趣，進而發展為熱愛，形成個人的追求，才能形成真正的創新。

創意產生效益 才是真正的創新

創新和科學創意有何區別？科技工作者有了一個新的發現或發明，發表了高水平的論文，甚至可能得了獎，但這并不一定是一個創新，可能只是一個創意。我國的一些企業引進、仿制的產品，雖然有一些改進，也產生了很大的社會、經濟效益，但并不是自己原創的，因此也不能叫作創新。

創新跟發明、發現、創意是兩回事。什么叫創新？創新不僅需要有一個好創意，更要經過不斷的努力和實踐工作，使創意通過轉化，產生經濟效益或社會效益。創意與效益兩者相加起來，才叫作創新。我們搞科學研究一定要立足于解決問題。

20世紀60年代，日本科學家下村脩發現水母里有一種熒光蛋白，在《Science》（《科學》）上面發表文章。后經幾代科學家的努力，包括錢學森的侄子錢永健，他們將熒光蛋白標記在某些物質上（如一種藥物或診斷試劑），進入身體后到了什么地方、代謝物質去了哪里等，從而提高診治水平。這樣就能在醫學、化學上產生大量效益，他們也在2008年獲得了諾貝爾化學獎。

科學創新應培養學生的四個素質

創新素質體現為開拓、求實、追求、協作，要著重培養學生這四方面的能力，打好文化素養、語文等基本功。

第一是開拓精神。胸肺科最常見的是慢性阻塞性肺疾?。璺危?。這個病有四期，第一、二期患者無癥狀、輕癥狀，可以到處跑，第三期患者出現癥狀，第四期患者走不動路。中國差不多有一億人得這個疾病，超過90%的都是一期和二期，沒人管?，F在醫院管的是第三、第四期。今年世界衛生組織慢性阻塞性肺疾病診治指南，也是不管不治療。90%的病人都被忽視，只治療那些晚期的。

我們團隊進行開拓性研究，在社區里找到肺功能已經降低與慢阻肺一期、二期的患者，分成兩組。一組給簡單的一種藥，另一組是用安慰劑。經過兩年的治療，我們發現第一組患者肺的通氣功能增加了170毫升。但停藥一年后，又下降到和用安慰劑那一組同樣的水平。

實驗結果說明早期治療能夠改善慢阻肺病，而且少量用藥就行，不會發展到出現走路時氣促、呼吸衰竭等三期、四期常見的慢阻肺癥狀。慢阻肺病等到這個階段再治療就晚了。相關成果在《新英格蘭醫學期刊》發表，我們正安排在全國進行推廣試驗，希望將來治療慢阻肺能夠有中國的模式。我想，這個例子充分體現了開拓精神的重要性。

第二是求實。堅持、尊重事實，是進行科學研究非常重要的素質。權威的意見不一定總是對的。親身實踐、親眼所見才是最可信的，不唯上、不唯書、只唯實。

19年前，我接收了一個病人，病人情況惡化得非?？?。通過病理觀察發現，病人不像普通的肺炎，一定是某些病毒的感染，而且這個病有傳染性。當時在北京有關部門一些專家根據尸檢結果，認定是衣原體引起的肺炎。作為第一線的醫生，我認為這不是致病的原因，而可能是致死的病原。在這樣的情況下，我們堅持用自己的辦法治療，后來發現這實際上就是非典（SARS）冠狀病毒，由于堅持了正確的治療，結果廣東的死亡率是最低的。

第三是追求。執著追求是成功的關鍵。我們花了30年開展一項針對肺癌的注射藥物研究，盡管藥物有效及安全，但缺點是缺乏理論及機制的支撐，所以不能說服很多專家，總覺得我們沒根據，機制不清不足以信，每次都不同意。但我們一直堅信治療的效果，并開展了相應的發病機制研究。終于到今年，相關成果獲批。

最后是協作。我們用基礎研究支持臨床實踐研究。做新冠肺炎診斷時，我們與從事信息專業的專家合作，用人工智能技術處理99萬張CT片，采用深度學習技術，能夠很好地預測病人是不是符合診斷標準，對他愈后、將來的轉歸（惡化還是好轉）起著很大作用。很多年輕的醫生、放射科醫生經過學習后，就降低了錯誤率。所以AI、大數據、醫學要結合起來。

引導孩子從小學會問問題

小學生不需要也不可能有很多發現或發明，但教師要從小學開始，引導他們善于發現問題，善于設計解決問題的方法，利用數學、科學、技術乃至歷史去解決問題。這就是我們需要的素質——創新精神。

小學生做東西，他們問老師：“你看我對不對？”教師要問問他為什么，可能他有一些新的發現。教師要特別重視啟發孩子自我思考的能力，鼓勵孩子自己動手實踐。這是科學研究非常重要的方面。

從小就培養學生多問“為什么”，如果不符合事實，就要不斷去探索、解惑。很多學校將很棒的“背書匠”當作好學生，但我這數十年帶了很多學生，那些成長為骨干的優秀學生，往往不是考試第一名的。他們都善于問問題、善于問“為什么”、善于問這個東西能不能解釋客觀現象，不能解釋的話應該怎么做。

一方面，老師要讓學生學會多問為什么；另一方面，若條件允許，讓孩子在課余時間做一點簡單的實驗，引導他思考用什么方法解決問題。孩子受到訓練后，將來就會明白，自己需要有創造力，而不是簡單的背書。

中國的科學素質教育應重視“IMH”

STEM教育（Science科學、Technology技術、Engineering工程、Mathematics數學）偏重于理工，我不認為這個可以完全適用于中國。我們的社會科學、人文科學都要科學，科學素質培養不能光是理工方面。STS教育（Science科學、Technology技術、Society社會）擴展了科學的目標，突出個人的貢獻，強調科學的文化解讀、社會價值、人生意義，但比較空泛。

中國的科學素質教育應重視“IMH”，I是指Innovation（創新）， M是指Sense of Mission（使命感）， H是指Humanity（人文）。

第一，創新是科學素質的核心，小學、中學、大學應該進行創新，不只是單純的發現和發明，這個是核心。

第二，科學素質教育的動力是使命感跟興趣的結合。創新要靠興趣，重要的是培養孩子的興趣。愛因斯坦曾說：“熱愛，是最好的老師。”諾貝爾獎獲得者表示，最重要的是培養興趣?？鬃釉唬骸爸卟蝗绾弥?，好之者不如樂之者。”

有了興趣才會熱愛，有了熱愛才學會追求，是“我要做”，而不是“要我做”，這樣才有可能出現創新。創新固然需要興趣、好奇心，但在我國更需要使命感。1967年左右，當時正值抗美援越，我國的部隊戰士瘧疾很嚴重，當時毛主席提出，要發動我們的科學家解決這個問題，于是許多人就開始投入基礎臨床研究。屠呦呦從北京醫學院（今北京大學醫學部）畢業后，做了很多研究，采用乙醚從中藥青蒿中分離出青蒿素應用于瘧疾治療。屠呦呦和團隊花了40多年，開創了瘧疾治療新方法，她2015年獲得諾貝爾生理學或醫學獎，她現在還去實驗室開展一些工作。這說明做科學研究要有一種使命感——“我要做”。

在抗擊新冠肺炎疫情期間，為什么許多科學家動力很大，疫苗能在8個月左右就趕出來？這就是使命感的力量。所以要培養學生的使命感，從小了解國家發展大勢。通過這些教育，讓孩子有比較寬闊的視野，可以更好地適應時代需要。

第三，人文精神的重點是協作精神。不管是原子彈、氫彈，還是現在的神舟十四號、發射的衛星，都是多少萬人、幾千個單位聯合的結果。我們需要有這樣的精神，從小就要培育學生協作的精神，協作精神寓于寬容和公正。

（作者系“共和國勛章”獲得者、中國工程院院士、廣州醫科大學教授）

《中國教育報》2022年11月02日第5版