他是我國多項科普工作的開拓者,中國科技館主要創始人之一,首次在我國組織開展公眾科學素養調查,推動農村、廠礦科普工作創新實踐。他通過“引進來”“走出去”,積極推進科普事業理論與實踐創新,活躍于國際博物館界,發起創建科技館國際組織。聯合國教科文組織總干事在頒獎儀式上稱他為“不僅為中國,而且為世界科普事業做出了卓越的貢獻”。他就是我國唯一獲得世界科普領域最高獎的中國科技館原館長李象益。
1961年,李象益畢業于北京航空學院,留校從事噴氣發動機研究,曾獲得國防工辦重大技術改進協作一等獎。1983年,他帶著22年噴氣發動機的研發經驗走入中國科技館籌建辦公室,從這時起進入我國科普界。直到2000年退休,他說:“有人覺得退休應該進入寧靜的港灣,但對我而言,這是又一次沖刺科普事業的起點。”憑借多年的實踐經驗和滿腔的激情,退休后的他又擔任了近20家科技館的建設顧問,并不知疲倦地在各地傳播科普先進理念,黨的十八大以來,他在各地做過近400場科普報告。從事科普工作40余年,他始終把科普視作一項永遠創新的事業,并以永不懈怠的熱愛與堅持,詮釋了他與科普教育深厚的不解之緣。
近期,我們專訪了這位榮獲“卡林加科普獎”(被譽為“科普諾貝爾獎”)的“科普泰斗”李象益。
《教育家》:您強調創新是科普事業的靈魂,并呼吁大家關注教育創新。針對當前不少科普場館開展科普教育存在的淺層化、同質化等問題,您認為有哪些解決方法?
李象益:針對當前科普教育存在的淺層化、同質化等問題,可以從以下四個方面著手解決。
一是要打造一支懂得科學教育理念、掌握創新教學方法的高水平教師隊伍??茖W教師是開展科普教育,培養青少年科學素養的關鍵,要具備教育創新的理念,不斷變革、優化傳統的教學方法,引導青少年進行自主性、開放性學習,才能從根本上引導他們開展創新實踐??茖W教師應放手培養青少年的自主創新能力和習慣,而非延習他們簡單復制已有的案例或手把手幫助他們完成任務。
二是增強科普場館的自主創新能力。當前,要避免場館展示設計的同質化,解決“天下文章一大抄”的問題。要緊密結合本地的實際情況,開發設計有特色、多樣化的科普內容,注意反映科技主戰場中的人工智能、大數據等,把科普教育的內容提高到為強國戰略服務的新高度,因此要大力推進高端科技資源科普化。同時,應采取“以我為主,全面依靠社會”的技術路線,即由科普場館自主決定科普內容與主題,并依靠高校、研究所、高新企業等社會力量,優化設計思路及實施方案,共同推進創新。
三是進一步落實展教融合。不少地方做科普教育往往是幾輛大巴車拉來幾百個學生,進到科普場館逛一圈就離開了,其間并沒有引發更多深入的學習體驗??破請鲳^應根據學生的興趣和能力,為其設計、提供個性化的學習資源與路徑,通過增加互動性強的科普展品和活動,如科學實驗、創新展品制作等,提高學生的參與感和體驗感。
四是優化評價體系。逐步建立起一套基于過程和階段性成果的評價機制,持續跟蹤、評估學生在接受科普教育過程中的實績,不斷改進科普教育的方式與內容。
《教育家》:當前,國內針對科普領域開展了多種形式的教育創新,您認為開展教育創新的核心目標是什么?若想實現這個目標,需要從哪些方面著手?
李象益:進入互聯網時代以來,科普教育經歷了泛在學習、萃智創新方法、STEAM教育、創客教育、探客教育、項目式學習等多種教育教學模式的探索。在中小學開展教育創新的過程中,不少學校和社會單位對教育創新理念在概念層面有一定的認識,但在實際操作中往往未能真正落到實處,開展的科普活動多以印證性內容為主,缺乏落實培養學生創新思維與創造力的具體措施。
教育創新的核心目標在于培養青少年的創造力和創新精神,引導他們從已知領域到未知領域,即培養他們“0到1”的創造能力,而非重復他人研究過的“1到100”的問題。要實現這一目標,要鼓勵青少年勇于嘗試、敢于創新,讓他們在開放性的學習環境中,開展自主選擇研究課題、自主進行探究式學習的實踐過程,充分發揮學生的創造性思維,并通過團隊合作完成相關項目,使他們在實踐中體驗科學研究的過程,真正從知識的消費者轉變為知識的創造者。
《教育家》:隨著現代科學技術的發展,應如何利用人工智能等先進技術為科普賦能?
李象益:人工智能是研究計算機模擬人類思維方式和思維過程的一門技術科學,能夠模擬人類進行學習、推理、思考、規劃等智能行為。要了解并掌握這門科學,首先要理解人工智能的特征和算法,如:神經網絡算法、特征提取、深度學習、自主學習、強化學習,等等。在此基礎上,運用人工智能技術賦能科普教育,推動科普教育向深度與廣度發展。
以人工智能推動高質量科普閱讀為例,21世紀科學技術的飛速發展帶來了知識爆炸,加之網絡和手持設備的普及,“用戶生成內容”模式盛行,使得“人人皆可成為創作者”,這也導致了信息的良莠不齊。同時,快節奏的生活方式促使短文本、圖片和短視頻成為閱讀的主要內容,在一定程度上影響了青少年深度思考和批判性思維的發展。在此背景下,大力推進高質量的科普閱讀尤為重要??偟膩碚f,高質量的科普閱讀應在閱讀內容上倡導“少而精”,而非“泛而淺”;在閱讀方式上倡導“整體閱讀”和“深度閱讀”,而非“碎片化閱讀”和“表淺化閱讀”;在閱讀目標上倡導“實用性閱讀”,而非單純的“休閑性閱讀”。為此,我們可根據青少年的需求,利用人工智能進行個性化推薦,為他們提供更豐富的科普閱讀素材;利用智能翻譯功能,打破語言障礙,使青少年能夠接觸到全球范圍內的優質科普作品,進一步拓寬他們的視野;讓人工智能扮演學習伙伴,通過交互式學習,如提問、討論和反饋,激發他們的深度思考與學習。
不僅在科普閱讀方面,人工智能技術賦能科普還在其他方面展現出廣闊的前景。例如,人工智能大語言模型(LLM)將助力科普教育創新,可以作為虛擬導師和教育助手,運用自然語言處理和機器學習技術,與學生進行問答互動,并為其提供指導及個性化的科普學習建議。又如,人工智能無須購置昂貴的實體實驗設備,僅通過創建虛擬實驗室和模擬器,就可以幫助學生直觀理解相對抽象的科學概念和原理。借助自適應學習系統,人工智能可以根據學生學習的能力、風格和需求,調整科普教育內容,為其定制個性化學習路徑。值得關注的是,人工智能技術賦能科普教育,其技術本身也可作為科普教育的重要學習資源。
《教育家》:您曾說,科普不是僅僅傳播知識,而是要在知識層面上進一步提高到培養青少年的科學思想、科學方法和思維變革,為什么這樣說?應通過哪些路徑推動實現這一目標?
李象益:大數據與人工智能時代已不僅僅是知識普及的時代,而是一個思維變革的時代。正如奧地利數據科學家舍恩伯格所說,大數據引發了我們的生活、工作和思維變革,開啟了一次重大的時代轉型。大數據的應用,更加關注相關性,而不拘泥于因果關系。例如,通過對160萬帕金森病例進行數據分析,意外發現其中很多人割過闌尾,這一發現乍看起來沒有直接的因果聯系,但從大數據分析的視角看,人們更加關注他們之間的相關性,從而尋求他們之間究竟有什么聯系,進而可能成為科學研究的新課題。
另外,生成式大數據模型技術的興起,進一步強調了思維能力的培養比單純的知識積累更加重要,因為思維能力關乎對未來發展的適應性、創新性、終身學習能力,以及與技術互動的能力,成為賦予教育的時代要求。因此,科普教育應大力培育青少年的多元思維,包括聯想思維、逆向思維、發散思維、跨界思維、顛覆性思維等,這樣才能把科普教育的創新發展真正引向建設科技強國、培養創新人才的新高度。
例如,對于如何培養青少年的“聯想思維”,科學教師及科普工作者可引用相關案例加以引導。我國“兩彈一星”之父錢學森在20世紀40年代就提出了錢學森彈道理論,其中便運用了打水漂的原理,通過聯想,把導彈打到大氣層外,在大氣層外表面上彈跳,實現了導彈運行飛得更遠的技術新突破。再如,嫦娥四號探測器成功著陸月球背面,之所以能看到月球的背面,是在地球和月亮之間的拉格朗日點上設立了一個鵲橋衛星,在此處可以同時看到月球和地球的表面,使月球背面的信息得以送到地球。這些案例都體現出運用了怎樣的科學思想和方法以及什么樣的思維方式,實現了這一科學成就,不僅能夠讓青少年知道“是什么”,還能夠讓他們了解科學成果背后的“為什么”。
對于促進青少年思維方式的提升與變革,我們可以采取如下途徑:一是在學校教育中加強鼓勵學生通過實驗和探究來學習科學,使他們掌握批判性思維和解決問題的能力;二是組織科學講座和研討會,邀請科學家和專家與公眾面對面交流,讓學生了解科學家究竟在科學研究項目中運用了什么樣的思維方式;三是選擇高質量的科普書籍和資料,提供準確、權威的科學信息,幫助學生掌握更多科學思想與科學方法;四是利用社交媒體和網絡平臺發布高質量的科普內容,邀請作者與青少年互動,解答他們的疑問,啟迪學生的科學思維和科學意識。
《教育家》:您曾提出倡議,從信息時代邁入創意時代,青少年要進一步開發右腦,獲得“全新思維”?!叭滤季S”的內涵是什么?怎樣發展他們的“全新思維”?
李象益:美國未來學家丹尼爾·平克在其著作《全新思維》中,根據諾貝爾獎獲得者羅杰·斯佩里對于人類左右腦功能差異的研究成果,提出要迎接右腦開發的新時代。平克認為,從農耕時代到工業時代,再到信息時代,人類主要依賴左腦工作,左腦偏向于線性思維,是一種基于邏輯推理的抽象思維,側重體現于數學運算、計算機編程等方面。相對而言,右腦則更擅長非線性思維,這種思維方式根植于情感、形象與直覺,側重體現于音樂、繪畫等藝術領域。左右腦通過腦的胼胝體連接,組成大腦完整的思維體系。因此,進一步開發右腦意味著能夠促進線性思維與非線性思維的結合,從而獲得“全新思維”,使全腦更加智慧。
全腦的開發將進一步發展人們的“三力”與“三感”。“三力”即設計力、宣講力、交響力,體現了開發創造力的科學文化內涵;“三感”即共情感、趣味感、價值感,體現了人文文化的精髓。因此,“全新思維”作為未來創意時代培養人才的重要目標,要求我們在教育過程中,注重培養青少年的誠信品質和社會責任感,并激發他們的創新思維與創造力??梢酝ㄟ^開展更多的團隊創作活動,培養他們的合作精神、共享意識、交流能力、共情能力。又如,在評估青少年科技創新活動的選題時,要關注其是否有益于推動社會發展,從而增強他們的社會責任感與使命感。
《教育家》:您如何理解“新人文主義”的內涵?為何強調需要在此背景下進行科普創新?怎樣在科普教育中向青少年傳遞“新人文主義”,助推科學與人文融合發展?
李象益:2015年,聯合國教科文組織發布了一份具有深遠影響的戰略性報告——《反思教育:向“全球共同利益”的理念轉變?》。該報告強調教育的目的不僅是關注個人利益,更要關注全球的共同利益,標志著教育理念的重大變革,即由“公共利益”的理念轉變為“共同利益”的理念,這就是人類命運共同體的概念。“新人文主義”的本質,強調教育的目的不但要滿足學習者自我的需要,還要滿足更大多數人的需要?!靶氯宋闹髁x”的科普教育,不是單純追求做出創新成果,而是要看這種成果對社會、對環境、對全人類是否具有真正意義上的推動作用,這就是要解決“小我”與“大我”一致性的問題。
20世紀中葉,奧本海默創建探索館,運用參與、互動、體驗等主動學習的教育方式促進了青少年認識世界;進入互聯網時代,“創客教育”與“探客教育”的目標在于引導青少年創造世界;在新時代,倡導“新人文主義”下的科普教育,是在人文文化與科學文化的融合下,進一步提高科普教育的目標,使其更加體現人類命運共同體的理念,這必將使科普教育迎來更加光輝燦爛的未來。
為實現這一目標,我們需要進一步培養青少年的科學精神。例如,以我國科學家的事跡和故事,彰顯科學精神和科學家精神,讓青少年感受到科學家們的精神風貌,培養他們的愛國主義情操。此外,未來的科技創新不再是單打獨斗,而是強調各領域團隊合作,因此我們還需要在科技創新活動中,幫助青少年樹立包容、合作、共享、共贏的意識。
《教育家》:黨的二十屆三中全會提出,必須深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略。對于青少年而言,科普是促進他們對科學生發興趣、樂趣,甚至最終將其轉化為志趣的關鍵途徑。對于拔尖創新人才的早期培養,您有何建議?
李象益:科學普及必須為增強國家戰略科技力量贏得先機,全面服務于科技強國戰略,并著力推動創新人才培養。因此,拔尖創新人才的早期培養必須加快進程??破展ぷ髡呒敖逃ぷ髡咭獌A心研究拔尖創新人才早期培養的路徑方法,從中小學抓起,走好人才自主培養之路。
習近平總書記在二十屆中共中央政治局第三次集體學習時強調,要在教育“雙減”中做好科學教育加法,激發青少年好奇心、想象力、探求欲,培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。拔尖創新人才的早期培養,著力點在于培養青少年的想象力和創造力,二者的源頭正是好奇心。開展科普教育需注重科學性、知識性、趣味性的結合。趣味性是激發青少年求知欲和探索精神不可或缺的要素,科學興趣是提升科學素養的敲門磚,也是走進科學最重要的動力。
趣味性對于拔尖創新人才的早期培養有著重要意義。它來自好奇心的兩個方面,一是“感知好奇心”,這常常是由先天決定的;二是“認知好奇心”,要著力從“認知好奇心”入手培養對科學的興趣。例如,開展“科學與魔術”,以及游戲化的學習活動等。鼓勵科普教育貼近生活,培養其善于觀察的能力,因為生活本身就是培養好奇心的沃土;?通過科學體驗、?實地考察等方式,?讓學生了解科學技術如何推動社會進步,親身感受科學的魅力和價值。
科學教育也是基礎教育階段拔尖創新人才早期培養的根基,要使拔尖b3b3666eff9e9979ee3eddc9c6b9d189創新人才早期培養與校內外教育相結合。校內科學教育是主體,學??茖W教育知識難度相對較高,應發揮校內科學教育知識系統化的優勢,幫助青少年構建廣泛、準確的科學知識體系。校外科普教育應緊跟高新科技發展趨勢,發揮靈活性較強的優勢,為學生提供最新的科學實踐體驗,甚至在某些領域,使校外科普教育成為青少年認識科學的“第一課堂”。讓校內外科學教育融合發展,形成合力,加之學校、家庭、社會的結合,使“大教育”理念得以充分落實。
2050年,我國將全面建成社會主義現代化強國,早期培養的拔尖人才正是那時的中堅力量,這就涉及當前拔尖創新人才早期培養的教育理念、目標、教育方式對未來時代的適應性,是一個有待研究的大課題。
當前全國各地、社會各界都十分關注拔尖人才早期培養從哪里入手的問題,北京市已提出“面向全體、早期發現、貫通培養、大中銜接”的拔尖人才早期培養的策略。其中,“面向全體”“早期發現”意味著要在開展科普教育的基礎上,盡早發現那些在某類科學或學科領域,具有濃厚興趣和特殊潛質的“偏才”“怪才”。“貫通培養”“大中銜接”則意味著應構建一套從小學到中學再到大學的連貫培養體系,確保學生能夠在穩定的學習環境中持續發展,避免因為頻繁更換學習環境而可能導致的成長間斷。在貫通培養的過程中,教育工作者還需要注意實施彈性管理,尊重學生的個性,善于發現他們的特質才能,對其加以引導和培養,并允許他們根據興趣和特長進行個性化調整,使教育更具靈活性和適應性。
李象益,教授,世界科普領域最高獎、聯合國教科文組織“卡林加科普獎”獲得者,中國自然科學博物館協會名譽理事長,首位國際博協中國執行委員、中國科技館原館長、中國科協科普部原部長。