論基礎(chǔ)教育階段創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)

沈冬香 邱德勝

摘要：在基礎(chǔ)教育階段推進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，對(duì)于回應(yīng)“錢學(xué)森之問”，推動(dòng)創(chuàng)新型國家建設(shè)意義重大。通過對(duì)我國著名科學(xué)家走向成功的案例研究，指出“思維創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、工具創(chuàng)新”是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的三個(gè)維度，由此，要推進(jìn)創(chuàng)新型人才在基礎(chǔ)教育階段的培養(yǎng)，應(yīng)從“改變單一知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生思維創(chuàng)新能力;改進(jìn)知識(shí)獲取方式，加強(qiáng)學(xué)生方法創(chuàng)新能力;規(guī)范實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生工具創(chuàng)新能力”等方面著手，不斷加大基礎(chǔ)教育改革力度，由此形成的創(chuàng)新型人才必將為我國早日建成科技強(qiáng)國貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新型人才;基礎(chǔ)教育;思維創(chuàng)新;方法創(chuàng)新;工具創(chuàng)新

錢學(xué)森先生曾經(jīng)慨嘆：“為什么我們的學(xué)?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出的人才？”“錢學(xué)森之問”受到了社會(huì)各界的熱切關(guān)注和積極回應(yīng)。如何破解“錢學(xué)森之問”，培養(yǎng)中國本土的杰出人才，值得深入思考和系統(tǒng)研究。從某種程度上說，杰出人才就是創(chuàng)新型人才。立足當(dāng)下，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)對(duì)于推進(jìn)我國創(chuàng)新型國家建設(shè)和未來長遠(yuǎn)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。然而，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)有哪些維度？如何推進(jìn)基礎(chǔ)教育階段創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)？這些將是本文重點(diǎn)探討的問題。

一、在基礎(chǔ)教育階段培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要性

21世紀(jì)以來，人才的競爭愈演愈烈，全面推進(jìn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)已成為各國打造創(chuàng)新強(qiáng)國的重要戰(zhàn)略，而創(chuàng)新能力已成為國家核心競爭力的重要組成要素。黨的十九大報(bào)告明確提出“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力”，并強(qiáng)調(diào)“加快建設(shè)創(chuàng)新型國家”?？萍疾孔?008年開始啟動(dòng)科技基礎(chǔ)性專項(xiàng)項(xiàng)目的研究，試圖為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)開出良方;教育部也從2009年開始實(shí)施“基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)試驗(yàn)計(jì)劃”，旨在培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，足見我國政府對(duì)這一問題的高度重視。為了實(shí)現(xiàn)2020年進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列、2030年躋身創(chuàng)新型國家前列、2050年建成世界科技創(chuàng)新強(qiáng)國，成為世界主要科學(xué)中心和創(chuàng)新高地的戰(zhàn)略目標(biāo)，各級(jí)各類教育工作者均應(yīng)擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的歷史使命，基礎(chǔ)教育工作者的不懈努力不可或缺。

在當(dāng)前的教育背景下，基礎(chǔ)教育階段的學(xué)生和學(xué)校面臨著巨大的升學(xué)壓力，因此，他們都將考試成績放在第一位，考出好的成績是學(xué)生和學(xué)校的第一要?jiǎng)?wù)。在教學(xué)過程中，教師主導(dǎo)課堂，灌輸知識(shí);學(xué)生通過“題海戰(zhàn)術(shù)”，鞏固教師總結(jié)好的知識(shí)。其結(jié)果是，教師在課堂上講什么，學(xué)生就學(xué)什么;課堂教學(xué)采取即問即答的方式，教師提問，學(xué)生回答;教師不問，學(xué)生也不問;教師問什么，學(xué)生回答什么。長此以往，學(xué)生只注重知識(shí)的學(xué)習(xí)和記憶，導(dǎo)致學(xué)生的思維能力受限、反思與批判能力受阻、創(chuàng)新精神嚴(yán)重不足。在這種教育理念和模式的影響下，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)教育階段創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)就具有更強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

不論是從創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略出發(fā)，還是從基礎(chǔ)教育的實(shí)際出發(fā)，都可以凸顯創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要性。然而，我們應(yīng)該如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才？立足當(dāng)下，我們應(yīng)該從原來追求一般程式化的努力中解脫出來，而代之以創(chuàng)新方法，通過著名科學(xué)家的案例研究，努力尋求創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的可能方案。案例研究的優(yōu)勢(shì)在于，相對(duì)傳統(tǒng)的規(guī)范研究而言，它更加具體和情境化，它能通過實(shí)際材料說明抽象觀點(diǎn)，這樣更容易被人理解和接受。創(chuàng)新意味著沒有傳統(tǒng)的慣例可以依循，沒有歷史的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，意味著要用新的方法思考問題，因此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，最好的方法是給他們一些實(shí)例，讓他們?cè)趯?shí)例中去感受什么是創(chuàng)新，這樣學(xué)生才更容易理解創(chuàng)新是怎么一回事。

方明：《緘默知識(shí)論》，安徽教育出版社2004年版，第211頁。由此可見，對(duì)著名科學(xué)家進(jìn)行案例研究，梳理他們的學(xué)術(shù)歷程，找到他們成功的閃光點(diǎn)和共同點(diǎn)，并加以總結(jié)和提煉，或許能找到破解“錢學(xué)森之問”的鑰匙，也是對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)重要性的積極回應(yīng)。

二、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的三個(gè)維度

科學(xué)的本質(zhì)就是創(chuàng)新，只有在科學(xué)領(lǐng)域做出重大創(chuàng)新的科學(xué)家才能稱之為著名科學(xué)家，從這個(gè)角度來講，著名科學(xué)家都是創(chuàng)新型人才的杰出代表。通過對(duì)華羅庚等一些著名科學(xué)家的案例研究，我們發(fā)現(xiàn)，“思維創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、工具創(chuàng)新”對(duì)于著名科學(xué)家走向成功尤為重要，因此，這三個(gè)維度就成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵。

1觀念超越之維：思維創(chuàng)新

創(chuàng)新的根本在于思維創(chuàng)新，彼得·德魯克曾說“創(chuàng)新開始于一個(gè)思想”。

金吾倫：《感悟科學(xué)：科學(xué)哲學(xué)探詢》，湖南人民出版社2007年版，第195頁。思維創(chuàng)新是創(chuàng)新方法中最為復(fù)雜、最為重要的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是難度最大的環(huán)節(jié)。要使思維創(chuàng)新僅僅局限在既有知識(shí)的范圍內(nèi)是無法做到的，重要的是要從已知中發(fā)現(xiàn)未知，通過大膽的假設(shè)，催生新的已知，否則，就只能盲目遵從、人云亦云，那就不是創(chuàng)新了。思維創(chuàng)新對(duì)問題高度敏感，創(chuàng)新者能迅速注意到某一情境中的問題，迅速擴(kuò)展并深究問題。創(chuàng)新型人才能從平淡無奇、司空見慣的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)不平凡的問題。例如，在1960年7月的一個(gè)下午，雜交水稻之父袁隆平下課后，徑直來到試驗(yàn)田觀察稻株，發(fā)現(xiàn)了一株植株高大、穗大粒多的優(yōu)異稻株，和其他稻株相比好似“鶴立雞群”。于是，他從“鶴立雞群”的天然雜交水稻植株中，發(fā)現(xiàn)了不平常的地方。袁隆平認(rèn)為，雜交水稻的成功就在于不囿于現(xiàn)存結(jié)論的思維創(chuàng)新。

劉永謀：《育種大師：袁隆平、李振聲》，中國科學(xué)技術(shù)出版社2012年版，第84頁。 思維創(chuàng)新可謂是創(chuàng)新的起點(diǎn)和靈魂，缺乏思維創(chuàng)新，其他創(chuàng)新均無從談起。

思維創(chuàng)新是一種能力品質(zhì)。對(duì)于什么是思維創(chuàng)新，學(xué)界目前還沒有一個(gè)公認(rèn)的定義，但普遍認(rèn)為它具有求異性、敏銳性、獨(dú)特性、靈活性、突發(fā)性、綜合性、跳躍性等大致相同的特點(diǎn)。將這些特點(diǎn)集中起來可以發(fā)現(xiàn)，思維創(chuàng)新的本質(zhì)就在于它的超越性。創(chuàng)新型人才必須具有超前的創(chuàng)新意識(shí)。超前思維是一種產(chǎn)生新觀念的思考，一位科學(xué)家的一生有無建樹，關(guān)鍵在于他有無創(chuàng)新思維和運(yùn)用創(chuàng)新思維的能力。一般而言，富有創(chuàng)新思維能力的人大都具備遠(yuǎn)見卓識(shí)。我國兩院院士兼第三世界科學(xué)院院士王選說道：“我能取得今天的成績，和在關(guān)鍵時(shí)刻能想得比別人早一點(diǎn)有很大關(guān)系。我曾談到過自己很多的不足，但也有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是有一些遠(yuǎn)見和洞察力。有了遠(yuǎn)見，就不會(huì)受潮流的影響，不急功近利?！?/p>

夏欣，王選：《遠(yuǎn)見、洞察力與大學(xué)基礎(chǔ)》，載中國科學(xué)院官網(wǎng)：http：//www.cas.cn/xw/zjsd/200906/t20090608_641043.shtml，最后登錄日期：2020年5月18日。王選還認(rèn)為，一個(gè)人只有具備一定的洞察力，才能夠發(fā)現(xiàn)有前景的新領(lǐng)域或在新領(lǐng)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)和解決最關(guān)鍵的問題。

王選：《王選文集》（修訂版），北京大學(xué)出版社2006年版，第420頁。

思維創(chuàng)新意味著有豐富的想象力?！秾O子兵法》中有一種充滿哲理的觀點(diǎn)：“兵無常勢(shì)，水無常形。”孫子的軍事辯證法的精粹就在于講求機(jī)動(dòng)自如，主張靈活多變。也就是說我們的思維要像流水一樣靈活，不要拘泥于“常形”“常勢(shì)”。中國工程院院士、著名橋梁工程專家陳新曾經(jīng)說過：“我的思想在工作中創(chuàng)新、超越、反思。我的工作主要是做大橋的水下基礎(chǔ)。每一次設(shè)計(jì)，我都想超過以前水平，不能單純重復(fù)?！?/p>

王國棟：《訪中國工程院院士陳新校友——榮辱不驚，平凡之心》，同濟(jì)大學(xué)關(guān)心下一代委員會(huì)論壇，2008年6月16日。他不懼挑戰(zhàn)性的工作，思維靈活多變，總能找到解決問題的巧妙辦法，這也是他在創(chuàng)新道路上越走越遠(yuǎn)的主要原因。

沒有思維，就沒有科學(xué)。思維創(chuàng)新的本質(zhì)在于突破既定的思維模式，取得創(chuàng)新型的思維成果?？茖W(xué)方法中最重要的是思維方法，科學(xué)能力中最重要的是思維能力。思維創(chuàng)新能力作為科學(xué)家的一種重要的能力特征，是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的有力武器，也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的第一個(gè)維度。

2方式轉(zhuǎn)變之維：方法創(chuàng)新

方法創(chuàng)新，首先體現(xiàn)在對(duì)傳統(tǒng)方法的獨(dú)出心裁的運(yùn)用上。關(guān)于科學(xué)研究是集體合作好還是個(gè)人單干好，不同學(xué)科、不同的科學(xué)家會(huì)有不同的看法。對(duì)于數(shù)學(xué)，“微分幾何之父”、國際數(shù)學(xué)泰斗陳省身認(rèn)為，“數(shù)學(xué)還是一個(gè)個(gè)人的學(xué)問。交流固然要緊，真正的創(chuàng)見還是出自一個(gè)人”。

陳省身：《陳省身文集》，張奠宙，王善平編，華東師范大學(xué)出版社2002年版，第117頁。 陳省身在實(shí)際的數(shù)學(xué)創(chuàng)新中，走的是既注重個(gè)人創(chuàng)造性又重視合作交流的創(chuàng)新之路。陳省身為什么認(rèn)為數(shù)學(xué)主要是個(gè)人的學(xué)問呢？在他看來，一個(gè)人的創(chuàng)見是努力和靈感的結(jié)晶，并非同一群人討論的結(jié)果。數(shù)學(xué)作為一門廣泛而復(fù)雜的學(xué)問，個(gè)人可以自由選擇其研究方向。一個(gè)有能力有決心的人，可以選擇不同的途徑，完成他的志愿。

張勁夫：《海外學(xué)者論中國》，華夏出版社1994年版，第27頁。

陳省身的上述看法點(diǎn)出了數(shù)學(xué)創(chuàng)新的特殊性，而他在美國開創(chuàng)的整體微分幾何就是很好的例證。陳省身代表的美國學(xué)派主要研究領(lǐng)域在于微分形式，但是，以克林根伯格為代表的德國整體幾何學(xué)派不用微分形式，而是用測(cè)地線和比較定理等來推導(dǎo)，陳省身解釋說：“二者沒有本質(zhì)差別，這是一種歷史的發(fā)展。例如，為了做流形上的幾何，標(biāo)準(zhǔn)的技巧就是里奇運(yùn)算，基本問題是形式問題，這些問題是由李普希茨和克利斯托費(fèi)爾解決的，特別是后者。而克利斯托費(fèi)爾的想法又追溯到里奇，里奇寫了關(guān)于里奇運(yùn)算的書，所以包括費(fèi)爾在內(nèi)的所有人都通過里奇運(yùn)算學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。張量分析是如此重要，以至人人都要學(xué)。這就是在微分幾何中人們從張量分析開始的原因。不過在某些方面微分形式應(yīng)該引入。我通常喜歡說，向量場像一個(gè)男人，而微分形式則像一個(gè)女人。社會(huì)必須有兩性，一個(gè)是不夠的?！?/p>

陳省身：《陳省身文集》，張奠宙，王善平編，華東師范大學(xué)出版社2002年版，第66頁。

其次，方法創(chuàng)新還包括特殊方法的巧妙運(yùn)用。數(shù)學(xué)大師華羅庚可謂是方法創(chuàng)新的高手。華羅庚獲得中國第一屆數(shù)學(xué)競賽冠軍，相當(dāng)不容易，當(dāng)時(shí)參賽選手大多來自銀行與錢莊的工作人員，華羅庚如果按照常規(guī)方法和他們硬拼，肯定不是他們的對(duì)手，在這種情況下，華羅庚對(duì)傳統(tǒng)的打算盤的方法進(jìn)行了分析，他認(rèn)為要想取勝，就只有在乘法上下功夫。經(jīng)過思考后，他直接將每次乘出的答數(shù)逐次加到算盤上，這樣就可以節(jié)省一部分時(shí)間。例如34×6，先在算盤上打上3×6=18，再退一位，加上4×6=24，立即得204。只需兩步就可得到答案。對(duì)于除法而言，則用逐步相減來作答，大大加快了運(yùn)算的速度。基于這樣的智慧，加上華羅庚超強(qiáng)的心算能力，最后他以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)勝了強(qiáng)有力的競爭對(duì)手。

王元：《華羅庚》（修訂版），江西教育出版社1999年版，第19頁。

華羅庚在中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所任教時(shí)，創(chuàng)造性地提出了“一條龍”教學(xué)法，開拓了一條培養(yǎng)數(shù)學(xué)人才的創(chuàng)新之路。

黃婷，邱德勝：《數(shù)學(xué)大師：華羅庚、陳省身、吳文俊》，中國科學(xué)技術(shù)出版社2012年版，第118頁。華羅庚的“一條龍”教學(xué)法，首要就是要做好教學(xué)計(jì)劃的安排。當(dāng)時(shí)高等院校的數(shù)學(xué)教學(xué)是不同的課由不同的教師來教，如代數(shù)、幾何、分析等分別由代數(shù)、幾何、分析等領(lǐng)域的教師來教，每位教師只負(fù)責(zé)自己的那個(gè)方面。但是華羅庚想培養(yǎng)中國的創(chuàng)新型人才，這就要求學(xué)生既能適應(yīng)純粹數(shù)學(xué)研究，又能適應(yīng)應(yīng)用數(shù)學(xué)研究，但前提是他們必須打好基礎(chǔ)，而打好基礎(chǔ)最好的方式就是將各門課程作為一個(gè)整體來學(xué)習(xí)。華羅庚將高等代數(shù)、微積分、復(fù)變函數(shù)放在一起來教，這是數(shù)學(xué)教育的一大創(chuàng)新，這一方法被人們稱之為“一條龍”教學(xué)法?！耙粭l龍”教學(xué)法對(duì)教師的要求很高，因此，這種創(chuàng)新的難度很大，它要求教師要有廣博的知識(shí)，幾乎精通數(shù)學(xué)的各個(gè)學(xué)科，實(shí)際上數(shù)學(xué)的各個(gè)學(xué)科之間是相互聯(lián)系的，是一個(gè)整體。華羅庚所倡導(dǎo)并身體力行的“一條龍”教學(xué)法是數(shù)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的一次全新的嘗試，該方法為學(xué)生打好寬厚的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)提供了很好的平臺(tái)，也取得了很好的效果。

2003年國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者劉東生院士指出：開展“創(chuàng)新方法”工作很有必要，非常及時(shí)。從某種意義上說，一切科學(xué)探索都是方法的探索。因此，善于運(yùn)用方法，具備方法創(chuàng)新能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的第二個(gè)維度。

3平臺(tái)搭建之維：工具創(chuàng)新

科學(xué)在本質(zhì)上是一種關(guān)涉精神和智力的活動(dòng)，但也離不開獨(dú)特的物質(zhì)手段。從歷史的角度看，人類文明進(jìn)程中的每一次重要飛躍往往都與特定的工具創(chuàng)新密切相關(guān)。人們通常將科學(xué)工具分為兩類：一類是科學(xué)儀器設(shè)備，另一類是科學(xué)理論模型。作為人類工具的典型形式，科學(xué)儀器設(shè)備是催生科技創(chuàng)新的重要因素。以科學(xué)儀器設(shè)備為基礎(chǔ)的科學(xué)工具和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，都是科學(xué)思維與科學(xué)方法的物化形式。如今，一流的科學(xué)研究往往離不開一流的科學(xué)儀器，科學(xué)工具的自主創(chuàng)新也就有著超乎尋常的意義?！肮び破涫拢叵壤淦??！睆膭?chuàng)新大師的角度看，不熟練掌握器物，創(chuàng)新又有幾成勝算呢？縱觀我國的著名科學(xué)家，他們之所以能成為大師，至少是能出神入化地運(yùn)用器物。