什么是科技精英?他要能提出颠覆性的理论,发明颠覆性的技术,能够引领世界科技大潮。从公平教育到素质教育这一步是要靠集体——我们全社会共同努力实施,通过科学普及和科学教育等等方式,从科学教育到科技精英这一步我们要通过群体来培养。在我们国家从国家到地方都有一系列的青少年科学人才培养计划。比如针对中学生的英才计划,中国科协举办的青少年科学计划等等,都是为了提升青少年科学素质的。这样的平台上我们青少年可以跟大师在一起,跟科学家在一起,走进实验室,这样他们成长的非常快。
比如英才计划实施时,我们有很多经验看到这些青少年茁壮成长,保留了他们的科学兴趣。这些计划让孩子们开阔了视野。但是这些是非系统性的,培养时间比较短。
英才计划基本就是1年时间,受益面很小,不是每一个学生都能受益。真正要提高全体青少年科学素质我们现在实施科学教育。希望把科学、数学、人文、艺术等全部融合起来的教育模式。在科学教育里我们强调四个要点:传播科学知识,教授科学方法、培养科学思维、理解科学精神。
科学教育和传统学科教育是不一样的,学科教育是传授基础科学知识,科学教育主要强调科学思维和方法。所以,科学教育有人说它是一种综合性的课程,其实不是,在我们小学课程里它是一个单科课程。
科学教育和传统教育另一个区分,传统课程都是数学、物理、化学都是长期知识积累基础上形成的,是每一个青少年不能选择、必须学习的课程。基本就是知识灌输,给群体实施的。而科学教育不是这样。它是希望把科学、数学、技术、工程、艺术等学科融合在一起,给孩子们实施教育,使得每一个在校学生能够在其中找到自己的一个兴趣点,然后保留下来。所以科学教育不仅仅局限在科学,也包括了人文和艺术和工程。所以科学教育是因材施教,培养个人兴趣。我们传统课程是群体教育,是给大家灌输知识。
科学教育理论上是养成性教育。我们在学校里给孩子们教数学课,不是为了把他培养成数学家。我们在学校里实施一系列的课程,都是希望孩子们养成这样的思维方式。所以现在目前在学校里推行科学教育,并不是让将来每一个小孩子都成科学,而是他们能有像科学家一样的思维。这才是培养主要的目的。
科学教育除了科学思维以外,还有两大辅助功能。第一是科学知识的扩展功能,第二是科学知识的融合功能。我们想在科学教育里学到基础学科里学不到的东西,比如人工智能、深空深海探测、导航等等,我们希望在科学课里给孩子们扩展前沿知识。
第二我们希望学生能把所有知识融合起来,起到一个融合的作用。分享两个例子,什么是知识的扩展和融合。古人常说,一尺之棰,日取其半,万世不竭。这就是说,物质是无限可分的。但是,写成数学公式,一尺是三分之一米,除二就是每天分一半。数学公式能写出来。但是物理学家会告诉你,分到一个月的时候,这个时候就分到原子核的尺度了,到普朗克尺度了,还能再分吗?分到这个时候就不能再分了。
所以我们能看到这个例子,我们有人文、有哲学,也有数学、物理,把它结合起来。孩子们留下什么感觉?他知道物质不是无限可分的。他会信吗?不一定。他还会问无限小不行,那能不能无限大。所以问一个问题就是宇宙是否无限大。结果,天文学家告诉你说,尺度也不可以无限大,我们观测宇宙要靠光去观测,每秒只有30万公里。你观测的宇宙只有453亿光年,永远不能超过这个尺度去。
自然界里有很多这样的例子,比如说自然界不存在摄氏零下300度。自然界光速不可超越。我们生活在四维时空,我们相信五维是不存在的。自然界的熵只能增加不能减小。等等等等。这反应了我们认知水平,并不表示真的不能突破
