如何培養創新人才

講者_朱清時

如何培養創新人才

講者_朱清時

南方科技大學創校校長朱清時

我是老一輩的教育工作者，工作這么多年，深感中國教育問題太多，太復雜。

教育問題沒有簡單易解的辦法，原因是中國教育的問題不是單純的教育問題。教育的目的是培養人才，中國的教育卻與千家萬戶的利益聯系在一起。中國教育該怎么辦，不是學術問題，而是價值觀問題。

高考存在的意義與弊端

2005年，溫家寶總理在看望錢學森時，錢老感慨說：“這么多年培養的學生，還沒有哪一個的學術成就，能夠跟民國時期培養的大師相比。”錢老又發問：“為什么我們的學校總是培養不出杰出的人才？”很多人不認同“錢學森之問”，這些年我們培養了眾多大學生，中國經濟實現了迅速發展，這不是我們所培養的人才所作出的杰出貢獻么？

確實，這些年我國的教育取得了翻天覆地的大變化，我們所培養的人才主要處于中等、中上位置，拔尖的很少。一方面，民國時期每年招收大學生總人數在一萬人左右，大師輩出，可以數得上不少。現在每年畢業大學生七百萬左右，能稱得上大師的，寥寥無幾。另一個方面是中國現在經濟、科技或者軍事上面臨的最大問題是創新能力不強。

南方科技大學實行“自主招生，自授學位”

“錢學森之問”指出了我國教育事業的一大問題：國家和學生都為教育付出了高昂的代價，到頭來卻發現：學生沒學到多少真本事，創新能力不足！

那么教育的問題出在哪里呢？

大家認為教育的問題在于高考，在于因高考所形成的應試教育。高考具有存在的價值是因為應試教育“用分數說話”，還是當今最公平的選擇人才方式，任何一種人才選拔都需要考試，重點在于如何測試、測試什么。所以從社會管理（“政治正確”）的角度看，目前仍沒有可以替代應試教育的更好方法。

對于社會公平，“分數面前人人平等”是貧窮弱勢群體改變命運的通道；對于選拔人才，除特殊人才外，一般能力強的人也會分數較高；對于社會穩定，中國高考是一個大家認可的標準來分配資源（包括財富和地位），避免大家用其它方式爭搶。

但是高考這種測試沒能達到我們的目標：一是只有在教學資源公平的前提下，“分數面前人人平等”才有意義。現在要得到高的分數，不僅需要勤奮和天賦，而且需要以好的教師和其它的教學資源，這些對貧窮弱勢群體是很缺乏的，在這種情況下“分數面前人人平等”，其實對他們是不公平的；二是分數并不等于能力，也有不惜犧牲能力，單純提高分數的方法，例如“衡水中學模式”，衡水中學每年有一百多學生考上清華、北大（2016年有139個），有人認為如果沒有衡水中學，很多貧困地區的孩子就沒有機會進入清華北大，從而提升自己的社會地位，但從一個國家、民族的長遠發展來說，我們所選拔的人才并不是具有真才實學的人，而只是高考分數高，那么并不能為國家創新能做出貢獻，就像用論文數評價大學的科研成果，造成論文數猛增，國家卻未受益。

“一刀切”的無差別教育

除了高考顯而易見的答案外，那么我們繼續思考，中國教育的深層次問題在哪兒？

我認為一是在教育體制上，“一刀切”的無差別的教育，每個人在這個過程中都被磨平棱角，也失去了興趣愛好；二是在教育思想上，知識多不等于能力強。

幾十年來，我們的大學拆了并，并了拆，有特色的大學失去了特色。目前所有大學都用同一模式建，教育部有高校設置條例，規定大學必須有多少學生、多少教師，圖書館多少藏書，多少校舍，多少學科專業；所有大學的專業設置都類同，教育部有標準“目錄”；每個學校的同一專業的課程設置，教學大綱和教材也都相似，所教知識點大多相似。當然教育部的目的是好的，為了學生學習到更多的知識點，為了實現教學規范，保證教育質量。

這樣一來，培養的學生就成了高教流水線的產品，知識結構趨同，所受訓練相似，長處和短處都一樣。這樣的學生失去了創新能力，因為創新就是做別人做不出的事，然而現在你強的別人都強，別人不會的，你也不會。

在我國的教育體系仍然是知識傳授型的“應試教育”，教學只重視傳授知識，考試只關注學生掌握書本知識的情況，忽略了學生的創新能力和素質，普遍造成學生負擔很重卻“高分低能”。我們大學的課程普遍以課堂講課（lecture）為主。國際上先進的大學重點課程除了課堂講課（lecture）外，還要求課外讀論文（paper），做課程設計項目（projects），寫報告（reports)，上臺講解（presentation），強度比我們的大2-3倍，這樣不僅使學生得到知識，也使學生學會創新知識。因此他們開設的課程也比我們的少得多。

我在大學做了很多年的管理工作，我比較認同去年流傳頗廣的文章《北大四成新生認為活著人生沒有意義，甚至已經放棄自己》：

“一個現象近年來越來越突出，非常優秀的年輕人，成長過程中沒有明顯創傷，生活優渥、個人條件優越，卻感到內心空洞，找不到自己真正想要的，就像漂泊在茫茫大海上的孤島一樣，感覺不到生命的意義和活著的動力，甚至找不到自己。

“北大一年級的新生，包括本科生和研究生，其中有30.4%的學生厭惡學習，或者認為學習沒有意，還有40.4%的學生認為活著人生沒有意義，我現在活著只是按照別人的邏輯這樣活下去而已，其中最極端的就是放棄自己。”

無差別的教育是現在學生“空心化”嚴重的原因之一，他們被制造成流水線上的一個零件，哪里都不需要個性，他們學會的只是如何整齊劃一地融入這個世界。沒有興趣愛好和特長，認為人生沒意義，不愿奮斗，甚至自暴自棄。

知識即能力的教育思想誤區

我們進入教育思想的誤區，認為知識多等于能力強。“知識就是力量”，這是上個世紀五六十年代蘇聯的觀念和口號，我們兒時有本雜志就叫這個名字，大家都很喜歡，但是它被錯誤地解讀為大腦儲存的知識越多越好，于是大家都極力往學生頭腦中灌輸知識，怕知識少了會吃虧，這是學生負擔越來越重和越來越早的根本原因。我國至今沒有改變，我們幼兒園學小學課程，小學生學中學課程，大學生一學期十多門課，在我工作過的麻省理工學院，他們的本科生一學期能選三門課就很好了，如果選四門課就有些吃力了。

所以這么多年我們要減輕學生負擔一直不見成效的原因主要在于我們思想觀念沒有改變，依舊認為孩子多學知識是好的。但現代腦科學發現這種觀念并不正確，大腦并不是存儲器，人的大腦越適應外界，智力才越高；過去三十年，國際先進的教育體系都把重點從傳授知識轉成培養能力。

那么我們來看人的大腦是如何工作的，人的智力是什么，知識又是什么。把這些問題搞懂，我們才能明白并不是知識越多越好，才知道如何教學。

首先，什么是人的智力。人的大腦包含千億個神經元細胞，它們通過亂麻般的觸突連接起來，神經元的一個特定連接方式（“連接組”）就是一個思想。比如說我們接收到“巖石”信息時，并不是某個區域的反應，而是整個大腦都有反應。

科學家發現人的智力本質是我們與外部世界互動的能力。我們與外部世界互動的能力有三個方面：一是感覺，我們對世界能清楚、準確地感覺，比如嬰兒的視力雖然模糊，卻會特別注意人臉，很快就能辨認出自己的母親，他們對語言比對一般的聲音更加敏感，而且能夠分辨出不同人的語音；二是反射，我們針對外界情況身體做預設的反應，比如嬰兒會把頭轉向觸碰到面頰的物體或是吮吸放進嘴里的東西，他們會在水下自動屏住呼吸，緊緊抓住送到手里的物體——用力之大幾乎可以支撐起他們自己；三是學習機制，人類天生就有強大的學習機制，這讓他們的身體能夠迅速改變，以更好地與世界互動。

學習的本質就是重塑大腦，每次學習都會引起上百萬甚至整個大腦的神經元變化，使大腦有所改變；每次學習都可以重塑大腦，當世界已經變得和祖先時候全然兩樣，我們依然能夠迅速地讓自己與世界互動變得愈發高效。

教育的本質就是通過不斷地學習重塑學生的大腦，大腦中并沒有計算機的那種存儲器來存儲記憶，所有的記憶都是聯想。知識學得太多，學得太亂，意味著大腦的連接組改變次數太多，可能導致與世界互動能力的下降。

有位科學家做過一次這樣的實驗：

找一個學生上臺，讓他在黑板上“盡可能詳細地”畫出一百元紙幣的樣子。畫完之后，用一張白紙蓋住；然后從錢包里拿出一張一百元紙幣貼在黑板上，讓他照著再畫一張。完成后，揭開第一張圖上的白紙，討論兩幅圖的差異。

盡管我們早就見過不知多少回一百元紙幣，但如我們所見，沒有實物時畫的圖比照著實物畫的圖糟多了，問題出在哪？我們腦內沒有存儲一百元紙幣的樣子，我們不能把它檢索出來在畫圖時做參照。

我們記住的任何東西，并沒有存儲在大腦里，而是大腦只是按一定的方式對神經元鏈接組作出了改變，讓我們能在一定情況下通過神經元聯想唱出這支歌或背誦這首詩。所以大腦并不是一臺儲存器。

人類的創新能力來自哪里

人類比動物學習能力強，在于人類具有更強的聯想能力。考古學家發現，穿越荊棘灌木叢時，動物被刺得遍體鱗傷，一般動物只能在認出灌木的大致識別特征后聯想到這種疼痛，比如荊棘的尖角和自己被刺傷的皮肉。原始人類為了狩獵，這種需要會激發與之相關的更多記憶，比如，將被刺傷的皮肉與荊棘的尖角相聯系，又進一步聯想到做一把帶有尖頭的矛，即制造武器。原始人發明矛和現代人發明火箭一樣，都是通過超強的聯想能力。

在《劍橋創造力手冊》認為人的創新能力首先是想象力，當遇到問題時，會思緒飄蕩，通過以往的某個記憶或想法自然地聯想出解決方案。這種聯想有助于觸類旁通，并導致創新思維的突破。當找到大致的解決思路后，他們會轉向更理性的分析思維模式，只關注那些最相關的想法。接著，這些人就開始提煉思想并將其付諸實際。所以人的創新能力是“想象新事物及將其付諸實現的能力”。

研究人類社會中最有創新能力的人群，科學家可以發現創新型人才有四個共同點：

第一是“看問題深入”是遇事不只看到表面現象，還能看到背后的各種因素以及未來的結果，例如人和動物都會被荊棘刺傷，人在被刺傷時，會想這是怎么產生的，它為什么能刺傷我，是因為這種植物的特征既尖又硬，那么他會產生聯想，并將這些特征用于制造工具。

第二是“點子多”，善于產生點子，也就是新思想（good idea），光有想法是不行的，人類有一些想法是胡思亂想，還要能夠判斷出哪些點子值得深思下去。

第三是“有行動力”，能把想法付諸行動，要么自己動手做，要么向合適的人尋求幫助，就像我們的祖先產生做“矛”的想法，更重要的是他自己或者和他人合作將想法付諸行動。

第四是“善于自學”，應擁有極強的自學能力，不局限于標準學校教育，而且博聞強識，不只專注一個領域。

雖然有些學生成績不夠好，但是要看看他是否具備這四種能力，這是更為本質的能力。未來的教育將把培養學生的創新能力作為重點：它們不是光靠課堂就能培養的；課堂知識多當然好，但這點已越來越不重要，因為網上搜索使得到知識越來越容易；網上教學比一般上課效果還好。

啤酒泡與液氫氣泡室

這個故事是我們那個年代津津樂道的故事。

格拉塞受啤酒冒氣泡啟發，建造了一個用來探測基本粒子的裝置——乙醚氣泡室

11歲時朱清時在成都十三中住校

1953年美國著名物理學家阿爾弗雷茨參加全美物理年會。午餐時，他旁邊唯一的空位上坐了一個年輕的博士后格拉塞（D.A.Glaser，時年27歲），兩人于是交談起來。格拉塞說，他擔心沒什么人會來聽他的報告，因為他被安排在最后一天最后一場最后一個做報告。阿爾弗雷茨說：“我也要提前走，沒時間去聽，請講講報告的內容”。

在50年代初，物理學界面臨的問題是知道物質是由基本粒子構成，如原子、電子、質子、中子，但從未觀測到基本粒子和它的運動。

27歲的格拉塞喜歡喝啤酒，他把冰鎮啤酒拿出來時，一開蓋子，氣泡冒了出來，這個現象是很多喝啤酒的人都知道，但他思考了為什么啤酒會冒氣泡，原來是二氧化碳氣體溶解在啤酒里，一旦遇到震動，就會釋放出來，受啤酒冒氣泡啟發產生的想法，建造了一個用來探測基本粒子的裝置——乙醚氣泡室。乙醚是揮發性較強的氣體，當基本粒子進入氣泡室的時候，破壞了所在地方熱力學平衡，溶解在水里的氣體可能會釋放出來，形成大氣泡。

格拉塞的一席話，讓阿爾弗雷茨如獲至寶。回去后，阿爾弗雷茨和同事立馬動手，幾年苦戰，終于做出了液氫氣泡室。這東西比格拉塞的原始設計改進了很多，把乙醚換成了液氫，大大增加了體積，其功能也不可同日而語了。

后來，1960年諾貝爾物理學只給了格拉塞，因為原始創新的思想來自他。

格拉塞具有這些能力：“善于自學”——熱力學問題， “點子多”——從啤酒受啟發，“有行動力”——制造出乙醚氣泡室，“看問題深入”。

我的求學故事

我家所在的地區按片劃分，我入學十三中（現華西中學）。那些年，十三中教師隊伍優秀，在初中我喜歡寫詩歌，在高中周泰金（幾何）、毛榮輝（代數）、蔣鼐（三角）三位數學老師讓我開始喜歡數學，我現在仍記得他們三個人講課的神態，比如周老師腰桿挺得很直，不說廢話，不開玩笑。

在十三中住校六年，我與同學們朝夕相處，印象最深的是和小伙伴一起自制半導體收音機，我們學著挑選礦石、金屬片還有線圈，突然有一天耳機里傳來了聲音，大腦一陣興奮。

那時學校周邊的西玉龍街許多舊書店，我們常常呆在那里看各種各樣的書，一站就是一兩個小時。有一天夜里，寢室同學討論神秘的禮堂頂棚，說著說著，大家決定翻窗去爬禮堂頂棚，我們從頂棚跳下來時，遇到了“埋伏”的老師，但學校也沒給我們任何處分。

60年代，大家出路多元化，當工人、當兵，高考并不是獨木橋，那年我數學考了95分，語文只有60分，高考語文題目是唱《國際歌》的感想，我一下子想成了《中華人民共和國國歌》的歌詞。

我在十三中受到的教育在我未來的人生中起到了關鍵作用。

1968年大學畢業后到青海當了五年修爐工和計劃采購員，1974年中科院在胡耀邦和方毅領導時，想組織一些重大項目，跟上國際的動向，其中一個重大項目是用激光分離同位素。

國外的研究已表明，激光可用于有效地分離這些同位素。當時地處西寧的青海鹽湖所也想參加這一重大項目，急需學物理的人才。得知這一信息，我即去拜訪六室主任康靖文，他拿了一篇英文長文讓我翻譯，題目是“Laser in Chenmistry（化學中的激光）”。幾天后，我就把譯文交給了他。他們馬上就決定要我。

參加項目的老專家很多，我是最年輕的新“研究實習員”，那時如何用激光分離同位素，我們大家都不知道。我在青海當工人的五年自學英語，也有大學物理數學基礎。

我靠字典讀文獻寫綜述，掌握了基本知識（“善于自學”），提出一個簡單的方案——用光壓偏折鋰同位素原子束（“點子多”），科學院同意試試，進口當時最好的氬離子激光器，自制簡單的原子束裝置。我離開后，題目組長是李麗，他們動手能力很強（“有行動力”），最終簡單的實驗成功，獲中科院二等獎（“看問題深入”）。

正是因為這件事，我在1979年可以出國進修。

未來教育新趨勢

隨著互聯網技術的發展，世界一流學府都樂于把自己的精華課程制成網絡視頻，供學子在線分享。從2010年開始，網絡課程在美國最頂尖的高等學府頻繁出現。

幾年來，很多人認為，傳統大學將步報刊、書店和購物中心等的后塵，成為互聯網的下一個受害者，傳統大學的存在意義將被削弱。既然學生可在網上免費聽名師授課，何必要花一年幾萬美元學費、費盡心思擠名校？

薩爾曼·可汗用一根網線顛覆了美國教育，成為了數學教父，隨后創辦了可汗學院

2012年，越來越多的高校開始將大學公開課放到網上，這一年甚至被認為是MOOC的元年。哈佛商學院教授克萊頓?克里斯滕森甚至預測：最快只需15年，美國大學有一半得破產。

在美國，一位名叫薩爾曼?可汗的孟加拉移民，用一根網線顛覆了美國教育，成為了數學教父，讓數學老師不再講課，比爾?蓋茨評價“他是一個先鋒，借助技術手段，幫助大眾獲取知識、認清自己的位置，這簡直引領了一場革命！”

起初，薩爾曼?可汗用雅虎電子畫畫筆記本、聊天軟件教自己的表妹數學題。當越來越多的親戚向他求助時，他將自己錄制的視頻放在Youtube上面，發現很多網友觀看視頻并獲得了幫助。

隨后，他把自己關在衣帽間錄制了一年的視頻，從小學數學，到高中的微積分，再到大學的高等數學，統統講了個遍，共計4800個視頻。他的視頻非常生動，能在十分鐘內把一個數學概念講完。這些視頻在互聯網上點擊率接近5億，共有4800萬人觀看，月訪問量達到了500萬人次！

現在美國有2萬多所學校，數學老師已經不再講課，讓學生觀看可汗的視頻，老師收集相關資料和負責解答學生疑問。

網絡教育正在沖擊傳統的課堂教育，在以前遇到一個好老師并不容易，現在學生可以在網絡遇見更多的老師，有更多的選擇。傳統課堂老師上課時間是定時的，學生的學習狀態與老師的傳授時間不一定匹配，現在學生可根據自己需求定制自己的課程。相較于傳統課堂，網絡課程費用極其低，幾乎是免費的。

未來10-30年后的教育新趨勢會是這三點：一是最重大產業是與人相關的，健康快樂和培養學習能力；二是創業的門檻降到很低，只要有新思想，無需名校文憑；三是上大學不再重要，窮孩子可以通過網絡學得真本事。

我們的教學也不應該是讓孩子的大腦成為知識的儲存器，而是將孩子的大腦塑造成與世界積極互動的模式。