教育的本質(zhì)是激發(fā)創(chuàng)造力
守望新教育，守望真善美教育的本質(zhì)是激發(fā)創(chuàng)造力
清華大學(xué)院士 金涌
我們知道傳統(tǒng)教育講的是傳道、授業(yè)、解惑，這個(gè)主要是指知識(shí)傳授。在今天這個(gè)時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)這么發(fā)達(dá)，這種被動(dòng)式的教育受到了質(zhì)疑。當(dāng)代對(duì)于教育而言可能最重要的是培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，特別是激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。這種教育是互動(dòng)式的。
之所以如此：是因?yàn)樵谖覀儑?guó)家的建設(shè)過程之中，科研創(chuàng)新能力可能是未來國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的主要體現(xiàn)，無論是經(jīng)濟(jì)實(shí)力、國(guó)防實(shí)力、民族凝聚力，所有的競(jìng)爭(zhēng)最終都取決于技術(shù)水平；而技術(shù)水平取決于人才素質(zhì)，人才素質(zhì)又取決于人的創(chuàng)新能力。剛剛結(jié)束的十八屆五中全會(huì)提出五大發(fā)展理念，第一個(gè)就是創(chuàng)新發(fā)展。創(chuàng)新對(duì)我們國(guó)家來講，對(duì)我們自己來講，都是非常重要的。
創(chuàng)新是有不同的特質(zhì)的。在自然科學(xué)中新的發(fā)展和舊的發(fā)現(xiàn)是并行不悖、互相包容的。比如說我們有了量子力學(xué)，但經(jīng)典力學(xué)照樣在宏觀領(lǐng)域中適用。但工程科學(xué)的創(chuàng)新就非常殘酷，新的發(fā)展和創(chuàng)造必然是毀滅性的、替代性的、顛覆性的。比如膠卷，2000年膠卷的生產(chǎn)達(dá)到了高峰，當(dāng)時(shí)三個(gè)企業(yè)——柯達(dá)、富士、樂凱主宰了膠卷的發(fā)展。可是后來出現(xiàn)了新的照相方式，三個(gè)企業(yè)采取了不同的方式，柯達(dá)把這種數(shù)碼成像技術(shù)封存起來——它認(rèn)為還是膠卷賺錢多——結(jié)果在2012年倒閉了，相反，富士又起死回生，站到了數(shù)碼成像的制高點(diǎn)。
創(chuàng)新需要四個(gè)要素：第一個(gè)當(dāng)然得有創(chuàng)造者。對(duì)于創(chuàng)造者，要著重研究他應(yīng)該具有什么樣的人格特質(zhì)。第二個(gè)是創(chuàng)造的過程——它是怎么創(chuàng)造出來的？第三是結(jié)果，是產(chǎn)品。第四是跟環(huán)境的互動(dòng)，環(huán)境可以促進(jìn)或者妨礙創(chuàng)新。這四個(gè)字母都是P打頭的，所以國(guó)外叫“4P”要素。
我們今天只談一個(gè)事，就是創(chuàng)造者。我們?cè)趺磁囵B(yǎng)一個(gè)人，賦予他創(chuàng)造的能力？其實(shí)創(chuàng)造能力人人皆有，可是創(chuàng)造的行為不是人人都具備的。創(chuàng)造需要知識(shí)、需要經(jīng)驗(yàn)，可是一個(gè)人雖然很有學(xué)問，但他可能是個(gè)“百科大字典”，一輩子也沒有什么創(chuàng)造性的成果。創(chuàng)造也不等于天才，一個(gè)人可以非常聰明，可是一輩子也沒有什么創(chuàng)造行為。創(chuàng)造力是需要磨練的，需要培養(yǎng)自己的這種能力、這種人格特質(zhì)。這種人格特質(zhì)表現(xiàn)在想象力、聯(lián)想力、觀察力、觀察力等方面。
今天我就跟大家討論這些問題。在討論之前我先說一個(gè)事。楊振寧先生到清華大學(xué)教學(xué)半年以后，在一次教學(xué)會(huì)上說：我聽了各位教授的課，覺得你們都學(xué)識(shí)淵博，你們用你們的知識(shí)打造了一個(gè)金絲籠子，非常地完美。學(xué)生要想調(diào)皮，要想提點(diǎn)什么怪問題都無從下手，你已經(jīng)把他完全封閉了。這樣的教學(xué)方法適合于初等教育、中等教育，對(duì)清華大學(xué)這樣一個(gè)學(xué)校，這種教育方式是摧殘人才的。
教育有兩種模式，一種模式就是亞里士多德的分析法、邏輯法，通過邏輯思維非常縝密地分析，有助于非常快地系統(tǒng)地掌握知識(shí)，可是它封閉了學(xué)生的思想，不利于學(xué)生的創(chuàng)新。還有另外一種方法：培根的歸納法。培根的歸納法并不強(qiáng)調(diào)邏輯思維，它是通過案例給出來的，從基礎(chǔ)的層次逐級(jí)升級(jí)，最后達(dá)到普遍的真理。比如說，你要給學(xué)生講表，你可以講A工廠的表有什么特點(diǎn)，B工廠的表有什么特點(diǎn)，C工廠的表有什么特點(diǎn)，將來這個(gè)學(xué)生如果要做一個(gè)類似的東西，他可以從不同的案例里找到靈感，集大家所成，創(chuàng)造出新的東西來。當(dāng)然還有另外一個(gè)方法，就是所謂的“動(dòng)物法”，借助形象化思維從一個(gè)思維方式“跳躍”到另一個(gè)，這種像動(dòng)物一樣的跳躍性的思考也非常得重要。一個(gè)教師講課的時(shí)候應(yīng)該三種方法并用，這樣才能使學(xué)生有創(chuàng)新能力。
一個(gè)具有創(chuàng)新精神的人具有怎樣的人格特質(zhì)？
首先是想象力。我們舉一個(gè)關(guān)于超水平想象的例子。人類第一次比較精確地計(jì)算出地球的直徑是在什么時(shí)候？也許是在文藝復(fù)興時(shí)代。但在我國(guó)的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，埃及的一個(gè)圖書館館長(zhǎng)就進(jìn)行了探索。他在看到日食后，猜想日食上面的影子是地球的投影，由此，他想到了測(cè)量地球的直徑。他到了埃及最南邊的阿斯旺，有一天太陽在天頂時(shí)，他把這一天的日子記下來。第二年的這一天，他在自己的家鄉(xiāng)亞里山大港測(cè)量太陽光和天頂?shù)闹苯菉A角。據(jù)此，他計(jì)算出了地球的直徑。這是一種超水平的想象，完全通過想象解決了一個(gè)非常大的難題。
其次是聯(lián)想力。聯(lián)想力和想象力有什么不同？舉個(gè)例子：哥德巴赫在中國(guó)非常有名，哥德巴赫猜想是怎么出來的？是這樣的：哥德巴赫寫了一封信給歐拉，說我發(fā)現(xiàn)凡是大于5的奇數(shù)都可以拆分成三個(gè)素?cái)?shù)的和，比如7可以拆分成3+3+1，他問歐拉：到另外無限大以后，這個(gè)是不是還對(duì)？歐拉立刻回信，說：你的猜想很不錯(cuò)，我發(fā)現(xiàn)凡是大于4的偶數(shù)，都可以拆分成兩個(gè)素?cái)?shù)的和。比如6可以拆成1+5，8可以拆成3+5。這兩個(gè)假設(shè)就構(gòu)成了哥德巴赫猜想。哥德巴赫是通過想象得到的，而歐拉是受了啟發(fā)，聯(lián)想出來的。
我們都知道3D打印。在參加一個(gè)國(guó)際會(huì)議時(shí)，一個(gè)美國(guó)教授拿出了用3D打印的一個(gè)小直棍，往水里一扔，小棍最后變出了“MIT”圖案。他說他現(xiàn)在做的是4D。其實(shí)這里面沒有什么新的東西，只是用了記憶合金的材料。記憶合金大家都知道，可是我們沒有這么快的反應(yīng)、這么快的聯(lián)想，把3D打印和另外一個(gè)技術(shù)連起來，成為4D打印。
聯(lián)想也體現(xiàn)在逆向聯(lián)想上。比如我們國(guó)家的鐵礦石一般含鐵量在30%，而澳大利亞鐵礦一挖出來含鐵量就是55%。我們買澳大利亞80%的鐵礦，買得多了，鐵礦石就漲錢。從原來比較合理的30美元一噸，最后賣到了130、140美元一噸。十年左右，澳大利亞獲得了兩萬億美元的暴利，而中國(guó)損失了兩萬億美元。選鐵礦很難，可是我可以反選，我們可以選里邊雜質(zhì)為硅的鐵礦，把硅撇出去了，就是鐵礦石的`純晶了。這樣我們就可以不依賴國(guó)外了。
第三是變通力。變通力就是一個(gè)人必須非常靈活，要會(huì)用新的視角、新的方法去看待新問題。這里的故事牽扯到約里奧·居里和伊倫娜·居里，就是居里夫人的女婿和女兒。在上世紀(jì)30年代，有一個(gè)科學(xué)家玻特，他發(fā)現(xiàn)用α粒子轟擊鈹，打出了一種強(qiáng)度不大而穿透力很強(qiáng)，在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)的射線，他將它稱為“可能是γ射線之類的東西”。兩年以后，居里夫婦讓一個(gè)學(xué)生重復(fù)一下，發(fā)現(xiàn)石蠟不僅不吸收“鈹射線”，而且從石蠟中打出了質(zhì)子。當(dāng)時(shí)約里奧·居里沒有什么特別顛覆性的感覺。這個(gè)消息發(fā)布在雜志上以后，盧瑟福非常震驚，他覺得這個(gè)實(shí)驗(yàn)不是做錯(cuò)了就是解釋錯(cuò)了。之后他的學(xué)生查德威克弄清楚鈹輻射原來是一種中性粒子流，于是，盧瑟福十二年前的預(yù)言終于被證實(shí)了，又一個(gè)基本粒子——中子，出現(xiàn)在人類的面前。1935年查德威克獨(dú)獲了諾貝爾物理獎(jiǎng)，而約里奧·居里由于思想非常地守舊，結(jié)果和諾貝爾獎(jiǎng)失之交臂。
第四個(gè)是交叉組合能力。愛因斯坦對(duì)交叉組合能力給了非常高的評(píng)價(jià)，說交叉組合是創(chuàng)造思維的本質(zhì)特征。我想給大家說一下脫氧核糖核酸雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程，它就是多學(xué)科交叉的結(jié)果。量子力學(xué)家薛定諤在上世紀(jì)40年代在劍橋大學(xué)做了一個(gè)科普?qǐng)?bào)告，主題是“生命是什么”。他認(rèn)為一個(gè)大分子的三維排序可能是遺傳基因信息傳遞的物質(zhì)基礎(chǔ)，也就是說，信息傳遞是通過物質(zhì)結(jié)構(gòu)傳遞到子代去的，這樣使生物學(xué)研究到達(dá)了分子層次。但是，當(dāng)時(shí)所有的遺傳學(xué)家都不感興趣，因?yàn)樗麄冞�在染色體層次做工作。物理學(xué)家和化學(xué)家有所感悟，一個(gè)化學(xué)家把DNA打碎了，發(fā)現(xiàn)了它由四個(gè)堿基組成。之后有三組人用這四組模塊去拼DNA的結(jié)構(gòu)。美國(guó)人鮑林在研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)知道，蛋白質(zhì)有螺旋形的片斷，因此估計(jì)DNA結(jié)構(gòu)也是螺旋形的。他找了當(dāng)時(shí)做物質(zhì)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)的研究組——富蘭克林和威爾金斯，但是沒有談妥，鮑林的實(shí)驗(yàn)就停止了。這時(shí)英國(guó)科學(xué)家沃森和克里克也在搭模型，他們的模型是三條螺旋線。之后他們找到了富蘭克林的合作者，搭了兩條螺旋模型，但是他們犯了一個(gè)錯(cuò)誤：同堿基配對(duì)。研究堿基的科學(xué)家告訴他們不可能出現(xiàn)這個(gè)情況。他們重新做了假設(shè)，認(rèn)為只有兩種配對(duì)方法是穩(wěn)定的，也就是A和T配、C和G配，這樣在兩條螺旋線之間形成了一個(gè)梯子。DNA的結(jié)構(gòu)模型就這樣誕生了。
第五是要有敏銳的觀察力。英國(guó)科學(xué)家弗萊明是研究葡萄球菌的。葡萄球菌是一種致命的細(xì)菌，傷口感染了葡萄球菌就會(huì)得壞血病。有一天他在一個(gè)大培養(yǎng)皿中安置了葡萄球菌，下班的時(shí)候忘了關(guān)窗戶，第二天回來后看見，葡萄球菌突然死了一大群。他立刻查原因，發(fā)現(xiàn)殺死葡萄球菌的是青霉菌的代謝球菌，就是青霉素。后來有人問他，你是怎么發(fā)現(xiàn)葡萄球菌可以被青霉菌的代謝產(chǎn)物殺死的呢？他說他不知道。別人研究后發(fā)現(xiàn)，在他的實(shí)驗(yàn)室的上一樓層也有一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，那個(gè)教授專門研究青霉菌，恰恰那天他也沒有關(guān)窗戶，青霉菌就從他的窗戶里飛到了弗萊明的實(shí)驗(yàn)室中。這是一個(gè)非常偶然的現(xiàn)象，可是這個(gè)現(xiàn)象被弗萊明抓住了，成就了一個(gè)大發(fā)現(xiàn)，造福了人類。很多成功不是那么有邏輯的，不是靠邏輯思維出來的，而是靠抓住了機(jī)會(huì)。
最后我們講堅(jiān)持力。一般來講一個(gè)科學(xué)家是很難有賭徒心理的。一個(gè)領(lǐng)域大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)以后，就會(huì)認(rèn)為這個(gè)領(lǐng)域可能已經(jīng)研究得差不多了，不愿意再在里面投入精力了。這種賭徒心理實(shí)際上是要不得的。只要你有見地，有判斷能力，就應(yīng)該繼續(xù)鉆研。舉個(gè)例子：最早有人把雞的癌細(xì)胞打到另一個(gè)雞的身體里，證明了癌是因?yàn)椴《緜魅�，得了諾貝爾獎(jiǎng)�？墒怯腥瞬环�，他發(fā)現(xiàn)自己的一個(gè)朋友，她的祖母得了乳腺癌，媽媽得了乳腺癌，自己也得了乳腺癌，不僅如此，女兒也得了乳腺癌，這說明癌癥是來源于遺傳。可是他不敢說。因?yàn)檫z傳病不傳染，傳染病不遺傳。既然已經(jīng)傳染了，為什么還遺傳？可是他不死心，幾十年以后發(fā)現(xiàn)，有一種遺傳現(xiàn)象叫做反轉(zhuǎn)路。后來又有人發(fā)現(xiàn)，免疫能力差也會(huì)得癌，因?yàn)槊庖吡Σ顣?huì)使細(xì)胞發(fā)生基因突變，變成癌細(xì)胞。第四個(gè)發(fā)現(xiàn)是最近的，有個(gè)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)基因突變很容易發(fā)生，但是如果免疫能力強(qiáng)了，就會(huì)有免疫細(xì)胞。這個(gè)人把血液里的免疫細(xì)胞拿出來進(jìn)行體外培養(yǎng)，用于治療癌癥并獲得了成功。這四個(gè)發(fā)現(xiàn)都得了諾貝爾獎(jiǎng)，這在諾貝爾獎(jiǎng)歷史上是從來沒有過的。
最后說一下，創(chuàng)造能力是要多方面培育的，表面上看是不需要念書的，實(shí)際念書非常重要，可是不要當(dāng)書呆子。
（文章來源于“守望新課程”公眾微信號(hào)，是作者在中國(guó)教育創(chuàng)新博覽會(huì)的演講）
守望新教育微信號(hào)：swxjy_cdq 守望新教育：聆聽大師的教育智慧，分享高人的教育心得，匯聚田野的教育創(chuàng)造，助力有緣的教育夢(mèng)想。守望新教育：呈人之美，成人之美。守望新教育：幫助新教育共同體成員過一種幸福完整的教育生活。
新教育實(shí)驗(yàn)，是一個(gè)以教師專業(yè)發(fā)展為起點(diǎn)，以通過營(yíng)造書香校園、師生共寫隨筆、聆聽窗外聲音、培養(yǎng)卓越口才、構(gòu)建理想課堂、建設(shè)數(shù)碼社區(qū)、推進(jìn)每月一事、締造完美教室、研發(fā)卓越課程、家校合作共建、十大行動(dòng)為途徑，以幫助新教育共同體成員過一種幸福完整的教育生活為目的的教育實(shí)驗(yàn)。
什么是新教育？對(duì)于我來說，當(dāng)一些理念漸被遺忘，復(fù)又提起時(shí)候，它是新的；當(dāng)一些理念只被人說，今被人做的時(shí)候，它是新的；當(dāng)一些理念由模糊走向清晰，由貧乏走向豐富的時(shí)候，它就是新的；當(dāng)一些理念由舊時(shí)的背景運(yùn)用到現(xiàn)在的背景去續(xù)承，去發(fā)揚(yáng)，去創(chuàng)新的時(shí)候，它就是新的。
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