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，這個主要是指知識傳授。在今天這個時代，互聯(lián)網(wǎng)這么發(fā)達，這種被動式的教育受到了質(zhì)疑。當代對于教育而言可能最重要的是培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，特別是激發(fā)學生的創(chuàng)造力。這種教育是互動式的。
之所以如此：是因為在我們國家的建設(shè)過程之中，科研創(chuàng)新能力可能是未來國家競爭力的主要體現(xiàn)，無論是經(jīng)濟實力、國防實力、民族凝聚力，所有的競爭最終都取決于技術(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提出五大發(fā)展理念，第一個就是創(chuàng)新發(fā)展。創(chuàng)新對我們國家來講，對我們自己來講，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，但經(jīng)典力學照樣在宏觀領(lǐng)域中適用。但工程科學的創(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)達到了高峰，當時三個企業(yè)——柯達、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，三個企業(yè)采取了不同的方式，柯達把這種數(shù)碼成像技術(shù)封存起來——它認為還是膠卷賺錢多——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。
創(chuàng)新需要四個要素：第一個當然得有創(chuàng)造者。對于創(chuàng)造者，要著重研究他應該具有什么樣的人格特質(zhì)。第二個是創(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，環(huán)境可以促進或者妨礙創(chuàng)新。這四個字母都是P打頭的，所以國外叫“4P”要素。
我們今天只談一個事，就是創(chuàng)造者。我們怎么培養(yǎng)一個人，賦予他創(chuàng)造的能力？其實創(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、需要經(jīng)驗，可是一個人雖然很有學問，但他可能是個“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事。楊振寧先生到清華大學教學半年以后，在一次教學會上說：我聽了各位教授的課，覺得你們都學識淵博，你們用你們的知識打造了一個金絲籠子，非常地完美。學生要想調(diào)皮，要想提點什么怪問題都無從下手，你已經(jīng)把他完全封閉了。這樣的教學方法適合于初等教育、中等教育，對清華大學這樣一個學校，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，可是它封閉了學生的思想，不利于學生的創(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)的層次逐級升級，最后達到普遍的真理。比如說，你要給學生講表，你可以講A工廠的表有什么特點，B工廠的表有什么特點，C工廠的表有什么特點，將來這個學生如果要做一個類似的東西，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。當然還有另外一個方法，就是所謂的“動物法”，借助形象化思維從一個思維方式“跳躍”到另一個，這種像動物一樣的跳躍性的思考也非常得重要。一個教師講課的時候應該三種方法并用，這樣才能使學生有創(chuàng)新能力。
一個具有創(chuàng)新精神的人具有怎樣的人格特質(zhì)？
首先是想象力。我們舉一個關(guān)于超水平想象的例子。人類第一次比較精確地計算出地球的直徑是在什么時候？也許是在文藝復興時代。但在我國的春秋戰(zhàn)國時代，埃及的一個圖書館館長就進行了探索。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，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)亞里山大港測量太陽光和天頂?shù)闹苯菉A角。據(jù)此，他計算出了地球的直徑。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？舉個例子：哥德巴赫在中國非常有名，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)都可以拆分成三個素數(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，這個是不是還對？歐拉立刻回信，說：你的猜想很不錯，我發(fā)現(xiàn)凡是大于4的偶數(shù)，都可以拆分成兩個素數(shù)的和。比如6可以拆成1+5，8可以拆成3+5。這兩個假設(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。在參加一個國際會議時，一個美國教授拿出了用3D打印的一個小直棍，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、這么快的聯(lián)想，把3D打印和另外一個技術(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外了。
第三是變通力。變通力就是一個人必須非常靈活，要會用新的視角、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30年代，有一個科學家玻特，他發(fā)現(xiàn)用α粒子轟擊鈹，打出了一種強度不大而穿透力很強，在磁場中不偏轉(zhuǎn)的射線，他將它稱為“可能是γ射線之類的東西”。兩年以后，居里夫婦讓一個學生重復一下，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。當時約里奧·居里沒有什么特別顛覆性的感覺。這個消息發(fā)布在雜志上以后，盧瑟福非常震驚，他覺得這個實驗不是做錯了就是解釋錯了。之后他的學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言終于被證實了，又一個基本粒子——中子，出現(xiàn)在人類的面前。1935年查德威克獨獲了諾貝爾物理獎，而約里奧·居里由于思想非常地守舊，結(jié)果和諾貝爾獎失之交臂。
第四個是交叉組合能力。愛因斯坦對交叉組合能力給了非常高的評價，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，它就是多學科交叉的結(jié)果。量子力學家薛定諤在上世紀40年代在劍橋大學做了一個科普報告，主題是“生命是什么”。他認為一個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，這樣使生物學研究到達了分子層次。但是，當時所有的遺傳學家都不感興趣，因為他們還在染色體層次做工作。物理學家和化學家有所感悟，一個化學家把DNA打碎了，發(fā)現(xiàn)了它由四個堿基組成。之后有三組人用這四組模塊去拼DNA的結(jié)構(gòu)。美國人鮑林在研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時知道，蛋白質(zhì)有螺旋形的片斷，因此估計DNA結(jié)構(gòu)也是螺旋形的。他找了當時做物質(zhì)結(jié)構(gòu)實驗的研究組——富蘭克林和威爾金斯，但是沒有談妥，鮑林的實驗就停止了。這時英國科學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，但是他們犯了一個錯誤：同堿基配對。研究堿基的科學家告訴他們不可能出現(xiàn)這個情況。他們重新做了假設(shè)，認為只有兩種配對方法是穩(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。英國科學家弗萊明是研究葡萄球菌的。葡萄球菌是一種致命的細菌，傷口感染了葡萄球菌就會得壞血病。有一天他在一個大培養(yǎng)皿中安置了葡萄球菌，下班的時候忘了關(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)，在他的實驗室的上一樓層也有一個實驗室，那個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驗室中。這是一個非常偶然的現(xiàn)象，可是這個現(xiàn)象被弗萊明抓住了，成就了一個大發(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，而是靠抓住了機會。
最后我們講堅持力。一般來講一個科學家是很難有賭徒心理的。一個領(lǐng)域大的科學發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)以后，就會認為這個領(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。這種賭徒心理實際上是要不得的。只要你有見地，有判斷能力，就應該繼續(xù)鉆研。舉個例子：最早有人把雞的癌細胞打到另一個雞的身體里，證明了癌是因為病毒傳染，得了諾貝爾獎�？墒怯腥瞬环�，他發(fā)現(xiàn)自己的一個朋友，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�？墒撬桓艺f。因為遺傳病不傳染，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)，免疫能力差也會得癌，因為免疫力差會使細胞發(fā)生基因突變，變成癌細胞。第四個發(fā)現(xiàn)是最近的，有個科學家發(fā)現(xiàn)基因突變很容易發(fā)生，但是如果免疫能力強了，就會有免疫細胞。這個人把血液里的免疫細胞拿出來進行體外培養(yǎng)，用于治療癌癥并獲得了成功。這四個發(fā)現(xiàn)都得了諾貝爾獎，這在諾貝爾獎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，實際念書非常重要，可是不要當書呆子。
（文章來源于“守望新課程”公眾微信號，是作者在中國教育創(chuàng)新博覽會的演講）
守望新教育微信號：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。
新教育實驗，是一個以教師專業(yè)發(fā)展為起點，以通過營造書香校園、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驗。
什么是新教育？對于我來說，當一些理念漸被遺忘，復又提起時候，它是新的；當一些理念只被人說，今被人做的時候，它是新的；當一些理念由模糊走向清晰，由貧乏走向豐富的時候，它就是新的；當一些理念由舊時的背景運用到現(xiàn)在的背景去續(xù)承，去發(fā)揚，去創(chuàng)新的時候，它就是新的。
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