朝著“為創(chuàng)新而學(xué)”轉(zhuǎn)向的科學(xué)教育

【摘 要】隨著強(qiáng)人工智能的突破性發(fā)展，傳統(tǒng)教育邏輯將被顛覆，新的科學(xué)教育呼之躍出。在深刻分析人工智能未來走向和想象未來人類職業(yè)變化的基礎(chǔ)上，思考在科技與社會快速變化的當(dāng)下，如何把握“為創(chuàng)新而學(xué)”的新邏輯，發(fā)揮科技場館新質(zhì)科普力的樞紐平臺作用，為教育、科技、人才融合發(fā)展提供更大的可能。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)教育；人工智能；新質(zhì)科普力；科技場館

【中圖分類號】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）08-008-03

科技發(fā)展迅猛，全球科學(xué)教育面臨著巨大的挑戰(zhàn)。未來世界如何演變，人工智能將發(fā)揮怎樣的變革力量，科學(xué)教育將有多少想象空間，科技場館如何發(fā)揮獨(dú)特的作用，這些問題都擺在了我們面前。

強(qiáng)人工智能顛覆傳統(tǒng)教育邏輯

70多年前，世界發(fā)生了三件大事：第一件大事，1946年在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了人類第一臺真正意義上的通用計(jì)算機(jī)“ENIAC”，開啟了偉大的數(shù)字時(shí)代；第二件大事，1953年沃森與克里克發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，開啟了分子生物學(xué)時(shí)代；第三件大事，1957年蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星，開啟了人類的太空時(shí)代。70多年來，科技迅猛發(fā)展，世界日新月異，但是全球的基礎(chǔ)教育基本停留在大工業(yè)時(shí)代遺存的教育體系之上，教育目的主要是把人培育成工業(yè)體系中的一個零件，那些最新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)成就，并沒有成為科學(xué)教育的主要內(nèi)容和核心思想，中小學(xué)校的科學(xué)教育內(nèi)容甚至已經(jīng)與科技發(fā)展和社會生活完全脫節(jié)，課堂教學(xué)通過反復(fù)解題、訓(xùn)練的套路來形成大腦條件反射，并據(jù)此獲取考試高分，實(shí)現(xiàn)人的分層分流。

隨著ChatGPT、Sora和GPT4o等強(qiáng)人工智能技術(shù)的不斷突破，人們逐漸發(fā)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的能力已經(jīng)遠(yuǎn)超人類，它們不但能夠完美地解決中小學(xué)絕大多數(shù)的考試題目，甚至能夠替代過去人類需要長時(shí)間學(xué)習(xí)而掌握的翻譯、寫作、設(shè)計(jì)、編程等職業(yè)能力。2024年4月16日，在Create 2024百度AI開發(fā)者大會上，百度創(chuàng)始人李彥宏在演講中稱，大模型和生成式AI將徹底改變開發(fā)者群體，“過去開發(fā)者用代碼改變世界，未來自然語言將成為通用編程語言”。人人都能編程的時(shí)代已經(jīng)來臨。不僅僅編程工具化了，強(qiáng)人工智能將替代所有把人作為工具的工作，已經(jīng)成為一個普遍的共識?！度祟惡喪贰返淖髡哂韧郀枴ず绽f：“21世紀(jì)的產(chǎn)物不是工廠、武器和汽車，而是人體、思維和愉悅?！盵1]雖然我們完全不必焦慮將來孩子的工作被人工智能替代，因?yàn)槿祟愇幕M(jìn)化史告訴我們：新技術(shù)總是以淘汰老的生產(chǎn)方式來淘汰舊勞動，但是新技術(shù)總是以創(chuàng)生新的人類需求來創(chuàng)造更多新勞動[2]。人類未來從事的工作必將朝著增強(qiáng)人自身的情感體驗(yàn)和創(chuàng)造創(chuàng)新方向轉(zhuǎn)向，通過追求考試得高分進(jìn)名校的傳統(tǒng)教育邏輯不得不發(fā)生改變。

“人神”時(shí)代的職業(yè)空間想象

李彥宏進(jìn)一步認(rèn)為，人工智能正在掀起一場創(chuàng)造力革命，未來開發(fā)應(yīng)用會像拍短視頻一樣簡單，人人都是開發(fā)者，人人都是創(chuàng)造者?？茖W(xué)自身正在越來越工具化，這意味著普通人都可以深度參與科學(xué)探索和新世界的創(chuàng)造，一個人利用新技術(shù)的成本已經(jīng)越來越低，機(jī)會也越來越多，因此每個人通過自由研究產(chǎn)生新發(fā)現(xiàn)的可能性也在同步增長。

尤瓦爾·赫拉利在充滿科技哲學(xué)的視角下判斷，人類社會真正出現(xiàn)的“危險(xiǎn)”是超人化——凡人升級為超人，甚至“人神”。未來的人類就像神一般存在，70年前開啟的三個科技時(shí)代，將造就人類未來發(fā)展全新的空間：外太空空間——人類將在月球、火星上建立新的居住地，在小行星上采礦，星際旅行將成為常態(tài)，新人類遍布整個宇宙；新生命空間——人類將洞悉所有生命大分子的結(jié)構(gòu)與功能，發(fā)現(xiàn)衰老和意識涌現(xiàn)的奧秘，生命將從自然進(jìn)化變?yōu)橹悄苓M(jìn)化；無邊無際的數(shù)字空間——這個完全由人類創(chuàng)造的虛擬空間，通過腦機(jī)接口技術(shù)與每個人的大腦連接，從而實(shí)現(xiàn)碳基生命與硅基生命的協(xié)同進(jìn)化。因此，與其說是“危險(xiǎn)”，不如說是人類的一次重大進(jìn)化。

每個人都擁有獨(dú)立的大腦，意味著有獨(dú)立的思維和判斷，我們?nèi)祟愂峭ㄟ^塑造每個不一樣的大腦，來形成多樣化的思維，并通過語言、文字等溝通方式，凝聚力量改造我們的世界。但是未來技術(shù)將把我們每一個人的大腦連接起來，形成“云腦”，那么人類大腦超強(qiáng)的適應(yīng)能力，一定會進(jìn)化出與其他大腦協(xié)同思維的腦區(qū)，學(xué)習(xí)將不再是一個人的事，其他人的學(xué)習(xí)都可以成為自己學(xué)習(xí)的一部分?！霸颇X”通過集中化、云計(jì)算式的運(yùn)作，每個人學(xué)習(xí)不一樣的知識形成不一樣的大腦，再用“云腦”把所有人的大腦連接起來，用云計(jì)算的方式覆蓋所有人類創(chuàng)造的知識，據(jù)此形成新的前所未有的新意識，從而涌現(xiàn)超級智慧，這個智慧將所向披靡，解決我們目前碰到的大多數(shù)難題，并產(chǎn)生更多更深刻的新難題[3]。

可以說，剛剛出生的新一代幼兒，就是我們?nèi)顺蔀椤吧瘛钡牡谝淮?，現(xiàn)在是“人神”進(jìn)化階段的原始時(shí)期。從我們的孩子身上已經(jīng)可以看到了這種變化。從“問向?qū)嶒?yàn)室”對上海高中學(xué)生未來職業(yè)的選擇調(diào)查問卷中可以看出端倪：現(xiàn)在已經(jīng)有的職業(yè)，如VR電競職業(yè)選手，職業(yè)陪聊師，虛擬idol設(shè)計(jì)師；馬上應(yīng)該就會有的職業(yè)，如數(shù)字化裁縫專門為虛擬人物設(shè)計(jì)服裝，智能道路工程師為無人駕駛的城市設(shè)計(jì)道路，人體器官培育師專門為人類生產(chǎn)個性化的器官，亡者網(wǎng)絡(luò)賬戶管理師為每個人永久保留和管理網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)，骨灰鉆石技術(shù)師把死去人的骨灰打造成一顆鉆石；不遠(yuǎn)的將來一定會出現(xiàn)的職業(yè)，如夢境打造師專門設(shè)計(jì)夢境并通過腦機(jī)接口送達(dá)，宇宙外交官顯然是人類走向多星球生存必然的產(chǎn)物。這些未來職業(yè)，要么是增強(qiáng)情感體驗(yàn)，要么是開拓生存空間，科學(xué)教育必然朝著“為創(chuàng)新而學(xué)”轉(zhuǎn)向。

在大轉(zhuǎn)折時(shí)期科學(xué)教育的走向判斷

顯然，處在科技與社會大轉(zhuǎn)折拐點(diǎn)上的全球教育，正處于焦慮和迷茫期。我們既舍不得幾百年來深深嵌入社會系統(tǒng)的教育范式，同時(shí)又不得不承受科技發(fā)展帶來的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的無意義感。雖然過去和未來在這個歷史節(jié)點(diǎn)上劇烈地碰撞，但兒童的成長不可能等待，“為創(chuàng)新而學(xué)”將立足在以下幾個判斷之上。

判斷一：人的學(xué)習(xí)過程機(jī)器不可替代。無論科技如何發(fā)展，一方面，每個人的學(xué)習(xí)都在塑造我們大腦神經(jīng)元的連接，這代表著每一個人的見識與價(jià)值觀，可以說學(xué)習(xí)是人成為人的根本；另一方面，每個人的學(xué)習(xí)都是在建立人與人之間的連接，這賦予了人的體驗(yàn)與意義。這兩個學(xué)習(xí)產(chǎn)生的連接，機(jī)器無法替代。

判斷二：科技發(fā)展遠(yuǎn)超教育變革的速度，校外非正式教育越來越凸顯優(yōu)勢。校內(nèi)教育由于其準(zhǔn)確性和規(guī)范性要求，將保持緩慢的變革速度；校內(nèi)教育的公平性要求，則會導(dǎo)致教育內(nèi)容將繼續(xù)高度統(tǒng)一。那么孩子們獲取最新的科技成就和思想，將越來越依賴于校外非正式教育。同時(shí)校外非正式教育高度的靈活性和選擇性，也將為學(xué)生提供多樣化興趣的培育機(jī)會，而多樣化是每個人從事創(chuàng)新活動的基礎(chǔ)。

判斷三：實(shí)物學(xué)習(xí)的重要性將重新回歸。所有數(shù)字化的東西雖然能快速地傳遞信息，但是卻無法替代實(shí)物學(xué)習(xí)帶來的提升注意力和再發(fā)現(xiàn)的功能。隨著科學(xué)越來越工具化，每個人感受世界、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象、提出問題的能力顯得越來越重要，這需要從小就得更好地發(fā)展自己的感官能力。感官能力的形成需要與實(shí)物接觸才能提升，唯有大自然擁有最豐富的色彩、最豐富的聲音和最豐富的形狀，而博物館空間擁有穿越時(shí)空的實(shí)物收藏，能夠給人帶來生動的心靈互動。

判斷四：多樣化和實(shí)踐性成為科學(xué)教育必然的選擇。只有思維與興趣的多樣化，才能讓每一個人在未來多維空間里尋找到無限的可能，只有強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性才能使人的生存意義通過人人都能創(chuàng)新來實(shí)現(xiàn)。多樣化意味著在教育過程中出現(xiàn)錯誤和缺點(diǎn)，都可能成為多樣化的優(yōu)勢。在今年5月的一次論壇上，筆者與諾貝爾化學(xué)獎獲得者邁克爾·萊維特對話時(shí)，他說了一句意味深長的話：“優(yōu)秀的科學(xué)家90%的時(shí)間在犯錯，而頂尖科學(xué)家99%的時(shí)間在犯錯?！比斯ぶ悄鼙貙⒄莆杖祟愐阎娜恐R從而變得越來越完美，而人類卻會因?yàn)椴煌昝蓝鴰矶鄻踊膭?chuàng)新能力，能犯錯誤的人類智能將戰(zhàn)勝完美的機(jī)器智能，這是未來科學(xué)教育走向的全部秘密。

科技場館在科學(xué)教育變革中的N種可能

隨著以高科技、高效能、高質(zhì)量為特征的新質(zhì)生產(chǎn)力成為現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)的主導(dǎo)，科學(xué)教育的重要性將進(jìn)一步凸顯，科技場館作為校外非正式教育的重要陣地，需要從“展陳為主、靜等上門”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)樾沦|(zhì)科普力的樞紐。新質(zhì)科普力就是以促進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展為要，充分實(shí)現(xiàn)教育、科技、人才融合發(fā)展戰(zhàn)略的科學(xué)教育新范式，更強(qiáng)調(diào)面向全體學(xué)生，體現(xiàn)多樣化和實(shí)踐性。

第一，科技場館的效應(yīng)將突破物理空間的限制，科技場館的“天花板”將被掀開。一方面場館數(shù)字化會讓科技場館形成無數(shù)的分身，讓遠(yuǎn)在天邊的游客也能感受博物館的氛圍；另一方面更多的實(shí)物藏品會“走出”博物館庫房，“走進(jìn)”中小學(xué)校和社區(qū)、商場。上?？萍拣^最近推出了“一平米博物館”項(xiàng)目，就是讓深藏在博物館里的標(biāo)本和化石“走到”孩子們身邊，同時(shí)帶去相關(guān)聯(lián)的課程資源和豐富多彩的活動。

第二，科技場館將愈加發(fā)揮科學(xué)教育樞紐作用。中小學(xué)科學(xué)教育需要科學(xué)教師、科創(chuàng)課程資源、科技副校長、多樣的比賽活動，而高校、科研院所、科技企業(yè)和科技類協(xié)會擁有大量豐富的科學(xué)教育資源。然而供需雙方之間缺少連接的機(jī)制，無法快速、低成本地建立持續(xù)的連接。上海科技館推出了“科創(chuàng)校長空間站”，通過每月一次大型活動，把中小學(xué)校長與高校、科研院所、科技企業(yè)和科技類協(xié)會聚集一起，推進(jìn)供需雙方的深度鏈接，在短短的一年時(shí)間里，取得了很大的突破。

第三，科技場館將成為社會與家庭科學(xué)教育的領(lǐng)跑者。科學(xué)教育是一個長周期的工程，一個人從出生開始就在鍛造其大腦和興趣，因此孩子們在沒有進(jìn)學(xué)校以前，就需要科學(xué)教育的熏陶。上?？萍拣^推出了科學(xué)教育“新四樣”——科普電影、科學(xué)游戲、科技繪本和家庭小實(shí)驗(yàn)。每年拍攝科普電影和紀(jì)錄片，不斷推出線下科學(xué)主題桌游和線上科學(xué)手游，并形成系列科技繪本，通過融媒體系統(tǒng)化地推出適合孩子們用身邊材料做的家庭小實(shí)驗(yàn)。以“新四樣”為代表的新質(zhì)科普資源，將直達(dá)每一個家庭和孩子手中。

第四，科技場館將成為拔尖創(chuàng)新人才早期培育的校外重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。一方面科技場館的展陳和課程，具有豐富性、時(shí)代性，讓孩子們跳出學(xué)校課程標(biāo)準(zhǔn)與課本的束縛，為他們提供了多樣化興趣培養(yǎng)的機(jī)會；另一方面寬松的時(shí)間與空間，能夠重點(diǎn)培養(yǎng)孩子們的自主性與堅(jiān)韌品質(zhì)。上?？萍拣^與頂尖科學(xué)家協(xié)會推出“創(chuàng)新人才培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目”：在選拔苗子時(shí)，不是專門挑選學(xué)科成績好的孩子，而是挑選興趣特點(diǎn)不一樣的孩子；培育方式是通過辯論來突出批判性思維，通過動手實(shí)踐來突出行動力，通過與頂尖科學(xué)家深度互動來跟上科技發(fā)展的最前沿，而不是搞刷腦的“奧賽”。

第五，把科技場館建成習(xí)近平文化思想最佳實(shí)踐地、創(chuàng)新示范點(diǎn)。習(xí)近平文化思想的核心是推動中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新性發(fā)展，建設(shè)中華民族現(xiàn)代文明、創(chuàng)造人類文明新形態(tài)的文化自覺和文化自信[4]?？萍紙鲳^既留存著中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的鮮明印記，又展示出世界科技文明的顯著成果；既有科學(xué)家精神和愛國情懷的浸潤，更有對未來世界的創(chuàng)新展望?？萍紙鲳^還能夠推陳出新，形式多樣的臨展，構(gòu)建起跨界的文化現(xiàn)象。通過精心設(shè)計(jì)各種科技文創(chuàng)產(chǎn)品，滿足人民群眾對美好生活的需要。中華文明具有突出的連續(xù)性、創(chuàng)新性、統(tǒng)一性、包容性、和平性。如果能夠通過全民科普和高質(zhì)量的科學(xué)教育，在中華文化中注入更多科學(xué)精神與力量，這種人類文明的新形態(tài)，將成為人類命運(yùn)共同體寶貴的共同價(jià)值。上?？萍拣^推出了《全力打造習(xí)近平文化思想最佳實(shí)踐地創(chuàng)新示范館行動方案》，就是歷史轉(zhuǎn)折期科技場館對新科學(xué)教育應(yīng)有的擔(dān)當(dāng)和使命。

總之，教育是未來的事業(yè)，也是當(dāng)下的行動。當(dāng)我們洞察未來的發(fā)展方向，理解快速變化背后真正的推動力量，我們就能在拐點(diǎn)之上，用科學(xué)教育巧妙之力，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的彎道超車。因?yàn)橹挥薪逃I(lǐng)先，人才才能領(lǐng)先、科技才能領(lǐng)先。學(xué)校、社會、家庭，包括科技場館都應(yīng)該在這個關(guān)鍵點(diǎn)上，解放思想、實(shí)事求是，通過堅(jiān)定的行動來形成變革的合力，努力實(shí)現(xiàn)“為創(chuàng)新而學(xué)”的轉(zhuǎn)向。

參考文獻(xiàn)

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編 輯：仲玉維