21世纪中国科学教育如何走创新之路
网编:黄汉云老师向本网站“读者天地”栏目撰稿《21世纪中国科学教育如何走创新之路》一文,己推荐在《科学中国人》2005年第七期"中国论坛"栏目发表。这是一篇写得很好的文章，值得一读。
作者简介 黄汉云，我国著名的铸造专家，教学长期评为A级教师，连续19年学生对所教的四门专业基础课，专业课打分始终名列前茅，多次在校，省，中南五省介绍过教学经验，公认教学中的一面旗帜，发表过教学研究论文30多篇。曾帮助过数十家大，中，小型企业解决过技术难题。设计过大量设备。至今还有许多设备在全国推广，其科研成果为国家产生了明显的经济效益，在国内外发表过50多篇科研论文。
摘 要：在党的十六大会议上，
对21世纪中国科学教育事业作出了一系列战略决策。如何面对新世纪新形势给我国科学教育带来的机遇和挑战，笔者认为，只有革新体制、改善环境、培养创新思维、打牢创新基础，实施开放办学，强调教学艺术，使用好科研条件，看准交叉科学，抓住战机，建立良好的道德规范等，才能沿着正确的科学教育创新轨道前进！
中国科学家为何无缘诺贝尔奖：中国工程院院士吴优寿认为，制约我们获得诺贝尔奖的关键因素在于缺乏创新精神。美国密歇根州力大学有了解中外博士生特点的导师得出结论，如果要攻坚，特别难的，千万不要找中国的博士生，而是找美国的博士生。为什么？还不是中国的学生缺乏创新意识。为此，作为始终战斗在教育第一线的年满60岁即将退休的老教师----笔者试从十一个方面探讨这个问题。
一
体制
瑞士洛桑国际开发研究院《国际竞争力年度报告》中对我国国际竞争力的评价显示，中国在国际科技竞争中位列25~28位，处于中等偏下水平。我们与世界强国之间有很大差距的原因，笔者完全赞同第三世界科学院院长拉奥的说法：“有各种各样的体制问题。”
其一、重“管束”
教师的行为的价值并不取决于教育价值，而取决于对行政权力的顺应程度，更有其甚者行政人员依靠行政权力，制定一些形式化的考核、检查、评比、申报等指标，来代替真正的学术指标，不让教师学者有更多的时间安心读书、思考、备课、做实验、到工厂去而要让他们忙忙碌碌。前哈佛大学校长德里克.博克在哈佛350周年校庆讲话中说：“教员们将更难以摆脱周围社会的影响。难道我们希望教授们不受这个时代流行的价值观念的影响吗？”
其二、重“数量”
只要多写几篇论文又通过了外文考试，哪怕论文乏力，教学敷衍了事，就可以提正副教授。在这种评判标准下，数量意味着职称，意味着金钱与房子，甚至包括孩子就业。因此，我们很容易发现，越来越多的教师极力回避创新难度高，风险大，耗时长，又苦又累的科研项目，转向却有较多的金钱和较高的知名度而容易完成的项目中去。甚至置教学于不顾，在杂志上东抄一点西抄一点，凑合出版几篇文章发表，这样折腾了许多年，结果又如何呢？不但教学平平、学术淡化，而且往往置学术规范、科学道德于不顾，急于求成，令人汗颜的“平庸”的论文与多么令人感到“匠气”的教授数量都在急剧增加。因此，摆在我国走创新之路最大的绊脚石乃是当前盛行的功利主义，如何让我们国家建立一个良好的公开的、公平的、公正的竞争机制已迫在眉睫。
二“环境”
美国科学院院长阿尔伯茨说：“为了留住人才，必须建立一个能使科学家专心研究的科学环境。大学必须尽其所能保障学者之间能最大限度地自由交流。”有权思考不可思考的问题，有权讨论不可讨论的问题，有权挑战不可挑战的课题。只有好的科学教育环境-----自由交流的广阔舞台，才能激励好的学风，才能让富有创造性的杰出人才脱颖而出。
现在我国科技界有一种现象值得注意，课题组不但有越来越小的趋势，而且全国多个课题组各自为政，重复研究同一个课题。由于各行其是，彼此之间很难沟通交流，这样即浪费了经费，又不利于创新。事实上，随着现代系统科学的兴起，合作研究在国际上正成大势。只有经常共同讨论、互相交流、相互启发、取长补短才能有效地提高创新能力。斯坦伯林在做费米的学生时，费米在正规上课时间之外，还在晚上举办议题广泛的讨论会。讨论会上，就一些物理问题学生可以独立思考、自由发言，有生气的讨论随处可见，这种开放式的探讨科学问题的模式很值得我们学习。
另外还有一种现象应该引起我们的注意：我国一般企业的研究机构只允许研究人员从事与本企业产品有关的研究课题，要服从企业经营的需要，并对外进行技术保密。而闻名世界的美国贝尔实验室则截然不同，它为从事科学研究创造了最适宜的氛围-----努力让科学家在没有设定的框框下进行研究，允许研究人员从事与企业经营项目无直接关系的研究课题，包括一些基础科学和理论性的课题。甚至还允许与其他科研机构交流。朱棣文回忆说：在这个实验科学的天堂里，我们互相影响，共同进步。贝尔实验室的经理给我们提供经费，保护我们不受无关的官僚主义干扰，并且激励我们不要只满足为科学做了有益的事。挨了批评也高兴，因为领导要求他“不能满足于任何低于‘开创一个新领域’的成绩。”有如此自由的广阔空间，任何一个科学家都会像脱缰的野马，在科学的领域里纵情驰骋。所以在贝尔实验室出现许多重要的科学发现和技术发明就不奇怪了。
此外，创新是艰苦的，尤其是要取得像获得诺贝尔奖那样难度极大，前人从未走过的具有开创性成果的工作。因此，要科研就有失败的可能。我们应有一个宽容心，同情轧实研究辛勤劳动的失败者。
三
创新培养
中国科学院院长路甬祥说，中国早晚要拿诺贝尔奖。这是无疑的，问题是为什么我们一直无缘诺贝尔奖？只有提高我国全民族的科学精神与创新意识，那么不是在这个科学领域就必然在另外一个科学领域迟早会获得诺贝尔奖。目前，我国课堂教育仍以“填鸭式”为主，从小学到博士生上课都是听教师在课堂上“灌”。很少有意识地帮助学生学习知识，掌握方法，也不会鼓励学生提问、提出新思想，更不会引导他们去实践，拓宽学生的学术空间和创新渠道，而实行开放式教育。教师本身就缺乏创造性素质，学生自然不会提出标新立异的，富有创造性的，对老师、对书本有挑战性的东西了。因此，要造就一个良好的创造性的环境，提高全民族的创新意识，首先要培养出一大批具有创造型的教师。
创新分为科学创新和技术创新。目前，中国研究生与博士生培养更多地强调发表论文。这只是创新的一个方面。美国尽管在科学创新方面走在世界最前面，但丝毫也没有忽视实用。现代美国大学从知识创造，知识传播到知识应用实现了统一。我国仍然是工业化未完成的国家，企业的开发能力和培养机制都远远不如美国，因此中国的学生不但要注意理论基础的东西，而且更要注重技术与应用的东西，这对实现国家工业化是有重要意义的。
四
基础知识
不知道什么时候，产生出来一种说法：认为东方教育制度培养出来的学生比美国学生勤奋，基础知识扎实，只不过自由的意识，创新的能力比较差而已。我认为这种说法不科学。俗话说得好“巧妇难做无米之炊”。无米不能做饭，基础知识不扎实，不会把基础知识融会贯通，怎能作出创新成果呢？美国在众多领域长期保持领先地位，大量科学家作出了许多开创性成果，并由此获得诺贝尔奖，没有从学生时代形成的扎实功底是完全不可能的。这就好象万丈高楼必须建在牢实的基础上一样。国内的学生学的基本上是书本上的“死知识”，根本就不会灵活用，更不会创新。如果说中国学生在打基础的阶段，成绩都有是出类拨萃的，那为什么一到要解决实际问题就束手无策了呢？是不是应该这样理解基础知识的概念，重要的是，不是会背书上的知识点，而是学会解决问题的能力。
五
教学艺术
教学是一门崇高而复杂的艺术，组织好每一堂课从先声引入，先声服人地开讲，历经使学生全神贯注、兴趣盎然的积极思维过程，到拍案叫好的结尾，不经过长期、艰苦富有创造性的劳动投入是不可能达到这个境界的。我认为，教师的教学艺术水平越高，学生创造思维能力就越强，想象力就越丰富。
现在让我们随意翻开一些被展览的“优秀”备课本，发现有一个共同的特点：无非是对教材内容进行了浓缩、整理而已。而现有的教材虽然能够正确或比较正确地介绍已有的知识，但是很少讲到前人如何创造知识的过程的，在遇到难题情况下又是如何着手解决的。老师不去积极激励学生求知的欲望，培养探索的热情和创新的思维，学生怎会具有创造的素质与精神呢？
六
回归课堂
教育部在极力倡导“教授回归课堂”。“教授回归课堂”这本身就是一种严重错误的提法，首期不教不授，或者偶然教一点授一点，连起码的教师都不够资格，怎能冠上一个“教授”的头衔呢？不看病就不是医生，不开机器就不是工人，怎么连这么一个朴实、简单的道理都不懂呢？倘若这种现象仅是极少数，那就根本不值得一提，然而这种现象太普遍了太多了。行政部门提职称，在世界各国都没有先例，如果再继续下去，无疑对中国走科学教育创新之路具有威力极大的破坏力，中国的高等教育必然是走向死胡同。
七
开放式办学
不知从时起，有这么一种说法：我国目前缺乏教育创新模式是两千年孔夫子（中国教育宗师孔子）传下来的。我不同意这种说法：如果不是明朝以前，那么至少在十三世纪宋末元初，我国科学技术一直走在世界前列，没有先人作出大量原创性成果是不可能的。实际上，孔子经常带领学生周游列国，利用大自然的优美环境，像在“杏坛之上”，或在大树底下对弟子进行教学，师生一起遇到问题随时讨论。像这种开放式教学模式，我们都把它丢掉了。诺贝尔奖得者美国物理学家哈罗德.E.瓦穆斯如同一些著名科学家一样，都喜爱到多姿多彩的大自然中去，在这里他们不仅学到了丰富的自然科学知识，而且开阔了自己的视野，同时也练就了敏捷的思维能力，而大自然中产生的许多疑问，又反过来促使他们更加渴望从书本上.从实验室中探求知识，去寻找答案。牛顿从苹果落地到发现了万有引力，汤川秀树（日本著名科学家）从天花板上两个漏水痕的形状到发现了原子核中存在着一种新的粒子“介子”，都告诉了我们创造型的教学模式，必须是开放式的，不能死守课堂。
长期以来，我们的课堂教育最大的特点是：老师念，学生听；老师讲，学生记，课堂要求鸦雀无声。倘若学生就某个问题主动质疑问，“无理”纠缠几句使老师头痛，那将都被认为是一种破坏课堂纪律，大逆不道的行为。而西方的教育就不认为这样，老师上课的时候可以被学生的问题打断，甚至还要跟你辩论几句。这种主动提疑，被认为是一种积极学习，努力探索，敢于争鸣的表现。在著名的物理学家波恩和弗兰克经常举办的联合研讨会上，参加者可以打断主讲者的话并加以毫不留情的批评。如被誉为“哈弗神童”的奥体海默就曾不停地打断波恩的话，使波恩的演讲几乎无法进行下去。这在我们这里，简直是不可想象的。
再如，在选题上，中外学生的意识也是不同的。中国的选题一般是导师给的，而国外的学生作题.选题是在导师给的框框下，自己可以提出一些新的东西，导师没有的，自己研究。而中国的学生，包括博士生在论文的内容上创新意识差，东抄西抄的多，不敢想前人没有做过的东西，更谈不上挑战世界权威了。
八
科研条件
现在，在国内经常听到这样一种声音：我们之所以没有取得重大原创性成果，主要原因是我们科研条件（如科研经费.科研设备）不如美国。我不完全同意这种看法。当然，搞科研有经费和设备，有利于取得突破性成果，但这些都不是主要的，关键是如何有效使用这些科研条件。1998年，美国科学家麦金农用X射线晶体成像技术拍摄到了世界第一张离子通道的高度清晰度照片，从而摘取了2003年诺贝尔化学桂冠。麦金农使用X射线晶体成像技术一点也不神秘，现在国内很多研究手段和设备不落后国外，为什么我们没有获得诺贝尔奖？牛顿在创立万有引力定律和微分学，爱因斯坦在创立量子论和狭义相对论时都没有用过国家一分钱的科研经费，而他们以上每一项成果都足可以获得诺贝尔奖。事实上，科学史上有许多科学家都是在这种条件下取得重大创造性成果的。
九
交叉科学
2003年诺贝尔生理学或医生奖所表彰的英美科学家在磁共振成像技术领域所取得突破性成果，实际上是一项物理学与医学相结合的交叉科学所产生的成果。这再次证实了在现代科学里，研究方式已经超越于传统的单一学科，独立地作业。愈来愈多的跨学科、跨领域的探索正在迅速发展。现代科学家把提出的问题，用不同的方式，从不同的领域重新相连、综合在一起，开掘出更大的问题，往往获得意料不到的重大成果。我国有些名牌大学也开始认识到学科交叉重要性，如中国科学技术大学将量力物理与信息科学，纯粹的理论物理研究转为激光实验相结合，并取得了一系列国际认可的创新成果。但是，科学交叉不仅停留在自然科学许多部门中，而应该与社会科学许多部门进行广泛的交叉。由于种种原因，“文理分弛”，“重理轻文”犹如一种顽疾至今在我们的教育中仍普遍存在，哲学与科学之间还不够和谐。著名的物理学家杨振宁在谈到物理学与哲学的关系时认为哲学对于物理学有着关键性的、长期的影响。笔者认为，文理融合（包括理学与哲学、文学、音乐美及艺术心理学的结合）可强化大脑形象思维力，可以激发创造性的灵感。如牛顿热爱并创作大量乐曲捕捉了万有引力的灵感，爱因斯坦在钢琴与小提琴演奏中捕获了相对论的灵感。因此，我们应该对学生注重多学科的培养，不但鼓励他们学好核心课程，还要引导他们多学选修课，包括哲学，音乐等，这样积极引导他们从不同的领域看一个问题，看世界，有利于创新思维的发展。
十
战机和战略
俗话说的好：“机不可失，时不再来”。中国有一本最著名的历史小说《三国演义》中有一段讲蜀国丞相诸葛亮借“东风”，火烧赤壁的故事，就是诸葛亮利用了“东风”，抓住了战机，击溃了曹操八十万大军。同样我们科学工作者也要善于抓住科学研究的战机，洞察科学研究新方向、及时实现科学研究的战略转移，这是一种非常重要的创新之路。20世纪60年代，当高能物理处于低潮时期，许多高能物理学家刀枪入库，马放南山，而华裔美国物理学家丁肇中却深信高能物理研究高潮一定会到来，
及时抓住战略时机，进行新粒子研究，终于发现了J离子，1967年，他走上了诺贝尔奖的领奖台。当科学界普遍认为细胞膜蛋白结晶的可能性很小，确定离子通道结构一直被视为“不可能的任务”的时候，而2003年诺贝尔奖得主，美国科学家麦金农却偏不信这个“邪”，毅然放弃了他和大家曾采用的电生理学方法，实行战略转移，转向全新的X射线结晶学领域，在短短的3年内就明确了钾离子通道结构，震动了科学界。而我们依旧因循守旧、墨守成规，不敢于弃旧图新，做战略的转移，失去了获得诺贝尔奖的机会。
十一
真言
我非常欣赏哈佛大学“与柏拉图为友，与亚里士多德为友，更要与真理为友”这么一条校训。科学是老老实实的学问，创新不但需要勇气与智慧，更需要与真言，诚实、真理为友。但是，在目前的中国科学教育界，玩忽职守、剽窃成果、篡改数据、乱提职称等不端行为不断出现，引起了中国政府的高度重视。中国科学院主办的中国权威报刊《科学时报》，经常报到“中国科学道德面临严峻挑战”之类的文章。科学教育界的不端行为，对我国科学技术走创新发展之路，具有很大的杀伤力，因为，不通过长期艰苦的劳动，就可以轻易摘来“桃子”，必然引来一部分懒汉，行为不端的人效仿。倘若不采取坚决有效措施，必然会在中华大地上泛滥成灾。因此，我们不仅要对教师学者加强职业道德教育，而且还应该建立能有效防止不端行为发生的社会约束系统，制定系列规则与制度，实施自我约束和强制性约束，必要时诉诸法律制裁。
目前，我国正在展开如火如茶的科学教育改革，许多著名院校（如北大.清华.浙大等）在争办世界一流大学。在我国综合国力不断上升，国际地位迅速提高的今天，只要我们勇于发现.正视和克服我国在创新之路上的阻力，那么在新一代开明.爱民.勇于改革创新的中央的领导下，不但一种“宽松环境的愉快，自由探索的享受.知识创造的喜悦.甘愿倾情奉献予祖国和同胞的创新精神”会快速来临！而且勇于大胆创新的中华民族的优秀儿女一定会获得许许多多重大的原创性成果，我们一定会获得诺贝尔奖！让我们拭目以待吧！
参考文献
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2.“科学院和大学使中国如虎添翼“——访美国科学院院长阿尔伯茨、石硕《科学时报》2003.10
3.《百年诺贝尔——获奖人物全传》物理卷中.下.光子编著.吉林摄影出版社2002.5
4.“中国博士生创新力卡在那里“叶莎莎《中国教育报》2003.11
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6.《在哈佛听讲座》
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7.“2003年诺贝尔奖评述“成功源自决定和热情.张庆华《科学时报》2003.10
8.“爱因斯坦：被忽视的教益”温新江《科学时报》2033.9
9.“交叉科学时代正在到来”温新江《科学时报》2003.6
10.“彼岸的哈佛之风”蒋国华《科学时报》2003.8
11.“瞄准国家重大需求，探索科技创新机制”姜葳《科学时报》 2003.11
12.“中国科学道德面临严重挑战”王丹红《科学时报》2003.11
13.“中国名牌大学与世界一流大学的差距”黄汉云《现代教育研究》2004.4
14.“2003年诺贝尔奖的提示”黄汉云《中国教育改革》2004.2
15.“一流教授的标准”黄汉云《科学中国人》2005.5
