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饶毅:中国的科学教育弱在哪?

我在美国工作22年后回国,除了已经强调的归属感外,也因为对中国的远景有信心。但近期,我和很多人一样有诸多担忧。作为科学研究者,我担心中国科学的基础不够坚实。

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在过去半个世纪以来,中国教育强调普及与提高的兼顾,有许多成效。但是综观多年历程,可以看到一个问题: 尖端人才培养的缺乏。一方面,中国的中小学似乎是世界上第一,经常在各种世界科技大赛和能力测试中获得第一名;另一方面,在前沿科技层面,我们缺少有创造性的科学家。


尖端人才的缺乏,使中国科学与世界先进水平的差距很大。就生命科学领域而言,中国相对水平低于美国1910年的水准。那年,摩尔根发表了对果蝇白眼突变分析的论文,遗传学的重要部分在美国被奠定,我们迄今没有这样的成果。人均GDP为世界第一的瑞士,国家很小,却重视科学,有21位自然科学的诺贝尔奖获得者。日本1949年获得首个诺贝尔奖,迄今已获奖约20位,中国还是零。


差距的存在,给人警示、引人思考,如何完善中国的科学教育体制,才能保障各个环节有序畅通,培养出更多的未来科学家呢?


其实,每一个孩子的心中都有一粒科学的种子,天生就对自然界的奇观满怀着好奇和敬畏。教育所要做的,就是保护孩子们的好奇心,让这粒科学的种子不断成长,最后成为真正的科学家。


中美小学生没有差别


2008年,我曾去北大附小讲了一堂课。很好玩。


五年级的孩子们,很开心、很活跃。一堂课从头到尾欢欢喜喜。孩子们提问非常踊跃:“人为什么要有两个眼睛?”“有没有红霉素?”……不到一个小时,我们讨论了:“先有鸡,还是先有蛋?”“老虎厉害不厉害,但是互相打起来怎么办?老虎怎么建设和谐社会?”“小婴儿看不见,听不到,怎么吃得到奶?”


我提问:“什么是基因?”有孩子说:“好像是和DNA有关,转圈,好像还有两个圈。”五年级学生差不多知道DNA双螺旋。我提问:“有没有人知道青霉素?”一个孩子讲出青霉素发现的故事,除了不记得Fleming的名字,基本都知道。


我在幻灯片上显示果蝇,还没有解释完两个正常眼睛,一个孩子已经发现我用的不是正常果蝇,触角上还有一个小眼睛(因为基因易位表达而产生)。我告诉他们,现在科学家已经可以用基因来制造多个果蝇的眼睛,希望他们中有人长大了能做人的器官。我显示一种有2个大眼、4个小眼的动物,有好几个同学很快看到是6个眼睛。


我问:“是单养的动物长大后打架多,还是群养的动物长大后打架多?”孩子中两种意见都有,而且提出了道理。我们看实验结果知道,单养的动物长大后打架多。


讲完课后,马上有孩子用“外激素”来形容他们现实的事情。从孩子们身上,可以看到:他们很动脑筋,大大方方,无拘无束。


小学的孩子们,本质上,中美没有看到差别。如果谁还有疑问,说中国人没有原创性、不活跃,他们到中国的小学里看看,就知道不是这么回事。我们的教育,应该避免把知识枯燥、刻板化,不要让他们变成低头背书的人,可以多发挥他们的天性。


培养?禁锢?


缺乏对创造能力培养的重视,是历史上一直存在的问题。


中国传统教育重视“读书”,“读书人”是“知识分子”的代名词,传统社会对青少年的奖励是“学而优则仕”。即便是现代父母、学校和社会对中小学生的褒奖也是说谁“读书好”、“学习好”,国家也通过高考规范化地以“学习成绩”为唯一标准来要求和检验中小学教育的结果。这些都反映了中国的教育严重缺乏对创造能力的重视。这个问题当然也不只是中国独有,亚洲各国中小学生普遍考试分数高于美国学生的历史已持续了很多年,但总体科技素质却无法领先,部分原因正是只顾及了学习科技知识,而忽略了创造能力的培养。


这样造成的问题,在中国中小学教育完成后的一段时间内不会显示出来,因为中小学分别以毕业生的中学、大学录取率来检验教学效果,而这个检验本身有同样的问题,即两厢形成封闭循环,造成自我满足,忽略了社会发展、国际竞争对创造能力的要求。到研究生学习阶段,创造能力问题明显暴露出来后,中小学教育系统又不能得到反馈信息,或认为是大学的问题,却没有认识到根子在中小学。


中小学会自豪于有多少毕业生都读了国内或国外的研究生,殊不知国内研究生因为思维方式已定,创新性研究能力短期难以得到培养;到国外留学的研究生,很多在创新能力方面也有明显不足,常常只能在别人指导下做研究,而不能独立工作或领导一个实验室开创自己的研究方向和领域。也就是说,由中国中小学教育提倡、培养和选拔出来的“好学生”心态、习惯和行为模式进入到科学研究前沿时,将暴露出很大问题。


另外,中国现有的高校也留有明显传统教育的印记。教学是以学生获得已有知识为主要目的。这样培养出来的人多半是运用已有知识的能手,但常缺乏开拓新领域的能力。世界上最先进的高等教育,是存在于现代的研究型大学中。已有知识的教学只是教育中最基础的一部分,而更有特色的是使学生有探索学科前沿的能力。这两种不同的教育方针,是传统教育和现代教育的主要区别。


中国的现状正如温家宝总理和钱学森先生对话所反映的:几十年来拔尖和特色人才匮乏。而个性化教育正是允许和鼓励拔尖和特色人才成长的关键。


总体来说,我们认为中国教育改革有两个重要目标:一是继续坚持普及义务基础教育,把重心放到综合素质、能力的培养;二要发现和培养特色人才和高水平人才。粗放和初步的发展,一般普及教育的人才可以起很大作用。要赶上和在某些方面领先国际前沿,逐步掌握发展的主动和一些主导权,发现和培养在世界范围还堪称高水平的人才尤为重要。


不仅要结论,还要思想与过程


做研究最重要的是动力和才能,要成为科学家首先要有“科学兴趣”,只有那些真正对科学感兴趣的学生,毕业之后才应该继续选择科研道路。


但是因为过去20多年的社会影响,很多大学生将步骤变成了目的。把上重点学校、出国误认为就是目的,以至于读研究生、出国后不知道干什么好,找不到自己的理想、抱负,成为迷茫的一代。


所以,我们每周五都会请一些学者或者企业家来讲他们的经历,对人生的看法。这会给学生提供一些参考,促使学生思考自己的人生。我们也安排暑期社会活动,让学生可以去国内外的实验室、企业和行政机关,让他们在自己可能感兴趣的行业去获得感性认识。我们请来作学术报告的生物学家多半是国外的。报告之前我会要求学生先读同领域的文献。我们要让学生看到科学的前景,看到科学有趣的部分,并接触深层的科学,他们才能往这个方向努力。


经历这样的体验,学生自己就能体会到底喜不喜欢科学、要不要做科学、要做什么科学,这是他们在自己花了工夫、有基础之后的决定。


另一方面,为培养学生的探索创新能力,教学上也要进行改革,要教经典的实验,而不是结论。让学生知道科学不仅仅是一个结论,还有思想和过程。比如返回1960年,你来设计实验——怎么破解遗传密码。


课程的深度可以加强。我们要把课程设置得有差别,这样一些学生的潜力才能显现出来,发现自己的特长。


科学吸引人的地方在于未知性,而不是给学生一个答案。真正的科学研究,多数时间都是失败的,所以我认为实验不能全是基础性的,要有一部分是探讨性、不确定、对智力有挑战的。这样才能激发学生的潜力,让他们往创新型人才的方向走。


总之,我觉得培养创造性人才关键需要在四个方面做努力:发现特色、不避争议、支持青年、坚持理性。


发现特色的意思是,我们从中小学到大学,都是以总分来选拔人,这对整个社会影响太大了。各科考试成绩总分高是一种特色,但是有些人偏科,有些人的能力在功课里面反映不出来,比如很有勇气、很有组织能力、很能办事,这些在考试里面体现不了,所以我们一定要有各种其他的方法来鼓励发现和发挥不同人的特性。没有一个人是样样都杰出的,每个人的杰出都是在某些方面甚至某一个方面,所以我们要在特色人才上下工夫。


保护争议也一样,越超前的工作争议越大,可在中国文化里都希望少有争议,但争议越少进步就越小,争议是进步必然伴随的一件事情,所以在科学上一定要允许、支持争议。对年轻人的支持应体现在两个方面。一是为尚未独立的博士生和博士后提供良好的个人待遇,使他们在生活上没有后顾之忧,可以专心于科研训练;二是为刚刚起步的年轻独立研究员创造良好的科研环境,使他们最大程度地专注于科研创新。最后,一定要有坚持理性作为保证,否则前面三个事情就可能做乱、做歪、做错。


当然,培养是一方面,有时科研的阻力也在于自己有多高的智力、多大的决心、多强的耐心,成为科学家可遇而不可求。追求科学需要付出常人难以想象的努力,如果不是出于纯粹的科学好奇心,是坚持不下来的。


拿我自己来说,我做自己高兴的事情。我的日常生活是首先把家庭生活的时间固定,然后用剩下的时间工作。从1994年做教授助理开始,我很少在周末或者晚上工作。在科学领域,并不是必须要在实验室或者办公室里才可以做研究的。


我不要求学生刻苦。如果他们有兴趣,他们就会追随自己的兴趣。如果他们没有兴趣,那么要求他们去做自己不喜欢的事情没有意义。我鼓励他们去发现自己的兴趣点,我让学生想清楚他们自己想做什么项目和实验,我只是提供建议、意见和指导,而由他们自己来做决定。一些学生不是很适应这种方式,而另一些学生成长很快。


学生比我好,使我自豪。学生不如我,使我沮丧。期待中国出现越来越多的年轻科学家,构建中国科学的未来。

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