中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员、国家蛋白质科学研究（上海）设施主任、原中科院上海高等研究院副院长吴家睿 | 第六届IEIC大会学校发展论坛专题报告

从“中国航天之父”钱学森放弃美国的优厚条件毅然回国，到北斗三号卫星导航系统建成时孙家栋先生感慨落泪，从袁隆平院士立下誓言不让中国人挨饿，到屠呦呦经历近200次实验失败后终获成功……多年来，科学精神推动着我国科研事业不断发展。

如何让科学精神为青少年赋能，已经成为越来越火热的教育议题。

在第六届IEIC国际教育创新大会上，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员、国家蛋白质科学研究（上海）设施主任、原中科院上海高等研究院副院长吴家睿先生做了主题为《科学精神在基础教育阶段中的地位》的专题报告，解析了科学精神产生的必要条件，以及为什么在基础教育中，要重点培养“科学精神”。

*以下内容摘自吴家睿先生第六届IEIC大会分享，为方便阅读，以第一人称视角陈述。

科学精神的两个特征

科学教育是基础教育阶段的重要内容，在科学教育中我们需要关注科学精神的重要特征。

科学精神的第一个特征，是具备批判能力。

科学精神像一个“问号”一样，但这个“问号”不是代表可以随意的发表言论。

ChatGPT横空出世以后，未来的世界会不会成为一个算法统治的世界？事实上，随着现代科技的发展，每个人在某种程度上早已被算法决定。

比如，我们在开车的时候会看导航，几乎完全听凭导航的提示向前行驶，不会调动自己的能力。再如，我们选择某个餐馆，或在一家餐厅点菜，通常也依赖某个点评软件，也在大数据和算法控制之下。

而科学教育在基础教育的过程中，要教会大家什么？很简单，自由的精神。

知识带给我们的不是迷信和盲从，而是相对的自由。有了自由的精神，才有了人的价值。

而批判能力带给我们的，就是不盲从。所以科学精神必须具备批判能力。

科学精神的第二个重要特征，是具备好奇心。

法国著名思想家米歇尔·福柯把好奇心分成两类：一类是沿着明确“赛道”的活动；另一类是从零到一的原创。显然后者才是真正的科学精神。我们要勇于踏入可能会导致我们迷失的小路，而不是在康庄大道上跟着别人在走。

因此，我们不仅需要告诉孩子拥有好奇心，还需要告诉他们具备什么样的好奇心。

孩子们在经过小学、中学、大学、研究生阶段的培养后，应该是充满好奇心的，但事实上，很多时候他们都是为了完成一项任务、为了发表一篇文章，而开展研究工作。

在人类从无到有的探索过程中，支撑他们的是勇敢的向未知领域前进的勇气。所以好奇心是科学精神里最重要的部分。

科学精神和创新之间的关系

科学精神与创新能力高度相关。

根据发表在《自然》子刊《自然 人类行为》的研究，有一个名为SuperTest的测试，由斯坦福大学、莫斯科国立高等经济学院、教育考试服务中心（ETS）以及国内北京大学、清华大学和印度的合作大学共同发起，对俄罗斯、中国、印度和美国共3万多计算机科学和电子工程专业学生做跟踪研究。

它从学生们进入大学一年级就开始做统计调查，一直到大学四年级毕业，反映出一个很有趣的问题：

在入学时，中国学生的批判性思维能力与美国学生差距不大，明显高于印度和俄罗斯学生。但在大学毕业时中国学生的批判性思维能力显著下降，能力水平被俄罗斯学生反超。

而美国学生则在毕业时，批判性思维能力有了显著提高。

图 | 吴家睿先生 第六届IEIC大会PPT分享

显然，在基础教育阶段，中国学生的基础知识非常扎实。但是进入大学后，由于教育模式没有转变，导致大家的创新能力要逊色于美国大学生。

大学生的科研能力不足，实际上跟他的批判精神有关。

我再举一个生命科学的例子。DNA双螺旋是生命中非常重要的物质形式，它是由四种碱基组成的长链状分子，即ATCG。地球上所有的生命就是靠ATCG这四个碱基字母“写”出来的。

我们的身高、胖瘦、对疾病是否易感……都跟ATCG碱基顺序有关系。

二十世纪，生命科学最重要的研究成果之一就是DNA双螺旋的发现。

将其研究出来的是两个年轻人，沃森和克里克。沃森当时是一名博士后，而克里克还只是博士研究生。

1953年，沃森和克里克在《Nature》周刊发表了DNA双螺旋的研究成果。1964年，两人同时拿到了诺贝尔奖。

有人问：为什么两个“毛头小伙子”能攻克世界著名科学家都攻克不了的难题？

沃森写了一本书叫做《双螺旋——发现DNA结构的故事》，书中描述了他在英国时的求学经历，从美国转进英国的剑桥大学，进入卡文迪许实验室。克里克也写了一本书，叫《狂热的追求》，我摘录了书中的一段话：

言下之意是，太熟悉某个专业的人，容易被限定在固有的思维里。而对于一个新人，一头“扎”进不熟悉的领域，更容易进行批判性思维。

由此我们可以思考，如果只是一味给孩子们灌输知识，会不会影响他们的批判能力？

图 | 吴家睿先生 第六届IEIC大会现场分享

我刚刚还提到，科学精神的另一个特征，就是具备好奇心。

克里克和沃森的老师，给他们的任务都不是做DNA双螺旋的研究，他们也没有非常成熟的研究条件。驱动他们的是什么？是想要探索遗传的奥秘，正如克里克的回忆：

克里克在书中提到，他时时刻刻都想着研究，吃饭、聊天、散步……这说明驱动他的不是功利心，而是好奇心。

今天，我们的很多研究在一定程度上都被功利性的“KPI”影响了，而好奇心则是超越功利的，可以让人真正展现科学精神。

为什么基础教育要注重“科学精神”？

今天在我的发言里，为什么要把科学精神放到基础教育的话题里探讨？借此来谈谈我的理解。

提高全民科学素质是新时期的国家战略目标之一。

习近平总书记曾指出：科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化。

以前在创新发展上，我们主要强调科学创新，科普只是一个科学家的业余活动，是一种从上而下的简单知识的传递。

现在国家把科学创新和科普教育提升到了同等重要的地位，给我们的基础教育提出了一个新命题。

根据国务院发布的《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》：公民具备科学素质是指崇尚科学精神，树立科学思想，掌握基本科学方法，了解必要科技知识，并具有应用其分析判断事物和解决实际问题的能力。

图 | 吴家睿先生 第六届IEIC大会PPT分享

简言之，科学精神是公民科学素质的基础。

由此可以总结——

首先，我们要提倡科学精神，这是科学教育的重要内容。

其次，如何在基础教育阶段普及科学知识，靠什么来作为“抓手”去引导孩子学习？答案是依靠科学精神。这样一来，我们无论是教授科学方法还是教授科学知识，都找到了一个指南针。

我们提升青少年科学素质的过程中，要将弘扬科学精神贯穿于育人全链条。坚持立德树人，实施科学家精神进校园行动，将科学精神融入课堂教学和课外实践活动，激励青少年树立投身建设世界科技强国的远大志向，培养学生爱国情怀、社会责任感、创新精神和实践能力。

最后，无论是从做科学研究的角度理解，还是从国家的创新战略上理解，科学精神始终需要科学家、从事基础教育的老师、学校管理者高度重视。