科學創新與兒童天性

真正的科學研究需要什么樣的人才？為什么創新人才的培養要落腳在兒童的天性培養階段？下面將從科學創新的需求出發，談一談兒童天性培養與創新人才孵育的關系。

一、科學創新和兒童天性之間的共性

科學家是什么？科技工作者是什么？科學創新又是什么？當前，我國科技工作者有幾十萬到上百萬人，但真正的科學家并不多，真正擁有原始創新的更是鳳毛麟角。

科技工作者需要有扎實的專業知識基礎、細致的觀察動手能力以及靈活的思考分析能力。我們發現，在幼兒教育中可以找到相同的概念。一名真正的科學家，除了具有社會性和個體生物屬性以外，還需要擁有敏銳的科學選題意識、堅韌的抗壓踐行意識和高效的組織籌劃意識，就這三個特質來講，科學家要強于科技工作者。

當前，我國“0～1”的原始創新很少。原始創新需要有兩大關鍵能力：一是發散性思維能力，因為我們的知識通常來自課本，在一定程度上會對思維產生禁錮；二是擺脫束縛的魄力，既要有自信心，又要有能動性。例如，埃隆·馬斯克是落實創新行動的典型代表，他所從事的專業方向沒有單一性，從科學家到社會群體都能感受到他的行動產生的社會效益，他將發散性思維落實到了行動中，踐行于社會。

科學創新落實在人這個生物個體上，自然就有了生物學屬性。首先，必須有好奇心。這是根植于生物內心的原始天性，是突破傳統禁錮的思想沖動，有了好奇心，才能去突破禁錮。其次，要有行動力。有了好奇心，就一定要落實到行動中才能產生效果。科學創新賦予了生物個體一些特殊的社會屬性。例如，科學家之所以受到整個社會的尊重，是因為他們代表著當前時代人類認知的最高水平，必須踐行社會需求、實現社會的目的，并在此基礎上突破現有認知水平，引領社會、反饋社會。每個時代都有不同的自然科學認知前沿和代表性科學家，時代要求他們突破時代認知的邊界，打破禁錮，實現創新引領。如果現在一位科學家仍然研究18世紀的一些問題，那么他已經不符合時代性了。此外，科學創新必須基于團隊力量。一個人的力量是有限的，若想實現人類認知水平的突破，科學家要調動一切社會資源，以團隊為平臺，展開共同行動，以探求未知世界，驗證未知理論，帶動社會共同認識的發展。

科學創新落實到幼兒教育上，需要探討兩個問題，一是生物，二是生物宜居環境。兒童天生具備好奇心和探索力，這是他們了解環境、維持生存的生物本能，也是增強環境適應能力、擴大適應環境范圍的生物本能。兒童剛來到一個新的世界時，他不知道怎么去溝通、表達和行動，只能進行模仿性學習。兒童也不知道自己對什么事物感興趣，這便需要教育工作者去發現他們隨機性的興趣，給予適宜的鼓勵和支持。漸漸地，兒童開始有了嘗試性的探知，例如，他們不明白為什么插頭要插在電源插座上，便會用小棒子去捅插座。他們對一切事物都充滿了好奇，卻不知道危險有多大。我們還發現，當家長撫育小孩后，總會對孩子的語言產生極大的興趣，因為他們有時表達的內容是令人難以想象的，成人與兒童的思維模式存在著顯著差異。這些都是兒童作為生物的創新天性。

個體的創新天性需要環境的支持才能表達和激發出來。如果兒童在探索本人的認知邊界時，面臨的是被拒絕、被呵斥、被排斥，他的初步探索就會回縮，重新回到生物天性的既有范圍中。當兒童獲得了激勵和鼓勵，或者有了適宜的環境后，他就會在第一次探索的基礎上產生突破和發展，并進行第二次探索，逐漸獲得勝利的喜悅，探索的持續性不斷增強，兒童自然而然就接觸和突破個體認知能力的邊界。因此，對生物來說，當被給予了更適宜的環境時，便會突破生理規律。但是，當他遇到阻礙的時候，就會重新收斂或是永遠封閉起來。

基于上述生物屬性和社會屬性，可以看出，兒童與科研工作者之間存在三種共性：一是積極的探索意識，沖破既有知識體系的禁錮和約束的沖動，這是發自內心的；二是敏銳的選題意識，是對既有知識的高度凝練而激發出的靈感和潛意識，其中導師起了部分作用，而自己持續的努力更為重要；三是積極的行動意識，善于抓住稍縱即逝的機會，面對困難，履行踐行，落實于行動。

當然，兒童與科研工作者之間也存在差異。一是知識基礎、出發點和影響力不同，科研工作者要突破的認知界限是人類認知體系的邊界，而兒童對一切都是新奇的，在這個角度上，兒童的沖動和未知世界的范疇要遠遠大于成人；二是表達方式和認知手段不同，兒童描述一棵樹時會用另外的語言來表達，但成人的語言已經成熟，并受到現有教育體系的影響；三是定位與責任的屬性不同，兒童只能影響到家長，而科研工作者的影響力則是全社會。

當前，國家對科技創新需求更加緊迫，但是，我國科技創新人才的儲備與發展面臨著諸多現實問題，如缺乏原創新成果、知識理論框架禁錮、發散性思維能力弱、系統理論組織能力弱和科研定力不足等問題。此外，創新人才還受到了政治環境、社會環境、經濟壓力和慣性思維等因素影響。將科技創新放到現代教育體系中，可以看出，學前階段兒童的好奇心、發散性思維和行動表達最強，我們要充分發掘和培養兒童的創新天性，從兒童教育的供給端來解決現在的科研創新人才需求。

二、兒童創新天性的發掘與培養

大腦相關的所有功能在兒童5歲前保持最高的發育速度，包括視覺、聽覺、情感控制、語言、社交技巧、數字與符號等。兒童的社交技巧與數字語言在3歲左右達到最快發育速度，即使到了7歲，兒童依然保持很高的發育速度。兒童在10歲前的大腦活躍程度是成人的兩倍。創新來源于思維，如果大腦已經被周圍的人情世故、社會和知識體系所禁錮，處于疲憊狀態，那創新便無從談起。從這個角度來說，10歲以前是兒童思考和創新思維培養的關鍵階段，這對現在的教育工作者提出了新的要求。

在兒童創新天性的發掘與培養過程中，我們首先要認識到：兒童的天性是什么？他們是如何表達的？我們要關注兒童的四方面：一是發散性思維習慣培養、語言表達與組織能力、活動參與動力，二是思維的聯想與系統性、應變靈活性、組織總結能力，三是認識與接受新知識的敏銳度、綜合理解能力，四是慣性思維的培養與克服固有習慣的動力。

相對應的，兒童天性的培養取決于以下因素。一是家庭環境（引導、理解、激勵、組織、探索）對潛力的激勵與抑制，家長要了解清楚孩子的潛力，并對其進行適當的鼓勵和部分的遏制；二是行為與語言的組織培養，觀察發現兒童注意力與創新特性的取向；三是信息綜合能力與組織過篩能力的培養，認知方向的引導和基礎的培養，即在日常生活中引導兒童觀察分辨信息的優劣，從而提高他們明辨是非的能力，這也需要家長有更高的素質和素養；四是性格穩定性的鞏固與可塑性發展導向，進行了一段時間的培養后，我們要分析兒童的哪些性格可以鞏固和穩定；五是保持健康的感情、堅強的意志、積極的意識傾向和良好的習慣，為兒童營造優質的教育環境；六是社會環境要寬松和諧。

隨著教育的不斷發展，課程游戲化的教育理念逐漸被普及。但在實施過程中，家長和教師常常存在這些疑問：為什么要放棄集體教學為主的方式？應當按照教師的要求去玩、去閱讀，才能有收獲，布置環境是教師的事。讓孩子做事就是教師不負責任，孩子怎么可能自己盛飯？怎么會自己管理時間？如果允許有人不睡午覺，那就亂套了……但是，當真正把孩子的一切固化后，我們會發現，這些能打100分的孩子只是教師認知能力的翻版。因為孩子的所有能力都是教師教導的，他們無法超越教師的知識和認知水平。

因此，課程游戲化對我們的教育工作提出了三點要求：一是重塑兒童觀，認識到兒童是一個積極主動有能力的學習者；二是重塑教育觀，認識到教師是兒童創新意識的守護者、發現者，要向兒童學習，陪伴和支持兒童成長；三是重塑課程觀，要關注幼兒、關注生活、關注游戲、關注經驗，追隨幼兒發展的需要，進而規劃和生成保教活動。這促使我們思考：如何真正為了兒童的天性而改變教育思維？

三、科學敏銳意識對科學創新的重要作用

科學家的創新需求和兒童創新的天賦之間是有共性的，在這些共性中，我看重的是敏銳意識。

對真正的科研工作者來說，要充分發揮科學創新的敏銳意識。敏銳意識不是機會主義，而是對基礎知識的高度凝練，對人類知識發展水平的充分把握。并在此基礎上，科研工作者持續保持好奇心，踐行并突破既有知識的邊界。敏銳意識一定是多學科交叉、發散性思維和深度分析能力的綜合運用。

兒童的好奇天性（敏銳意識）具有四個特征：一是對環境差異的分析、個體能力的判斷與評價。兒童會對環境進行探索，思考環境與自身的契合度，分析環境與環境之間、物與物之間的差異，進而根據對自身能力的判斷決定一件事是否可行。二是特立獨行，以獨特的視角發現獨特的世界。兒童對看到的世界有他特有的想法，會對自己感興趣但未實行的事保持持續的好奇心。三是自信心與沖動力的體現。兒童若要做某件事，就一定要有自信心，認為“我能行”。同時，兒童有沖動，想做的事情一定和別人有所不同，說他人不敢說、做他人不敢做的事，以此凸顯自身存在感。當然，這種沖動需要教育者評判什么是“不服管教”，什么是“有內在潛力”。四是持久性較差，突破能力不強。

我是做地質學研究的，想談一談科學追求和科學思維。大家可能問：“地質學和自然生態教育有什么關系？”其實，我們身邊很多東西都與地質學有關，石油、煤炭、能源、化工、金屬等，即使棉花種植也必須涉及碳、氮、磷、鉀等營養元素。那么，地質學是怎么來的呢？地質學的發展來源于對自然界的觀察與好奇心的驅使。地質學的概念、命名、分類以及機制、模型等，隨著學科體系成型而發展，其目的是便于理解，但也被更多的研究者僵化地引用和應用，逐漸失去了“發展內涵”。最可怕的是，有的人將對“自然規律的階段性認識”表述為“真理”，認為自己是權威的，如此就會徹底丟掉科學追求過程中的“快樂內涵”。科學思維實際上是人類對知識體系的組織與應用能力。但現在很多人熱衷于把復雜的自然規律表達為簡單參數所歸納而成的模型，將所有的“發現”納入模型予以解釋，想當然地認為所有的發現永遠都被模型支持，這屬于科學的“樂觀主義者”。

我現在主要做地球生物學學科建設，但我并非立足于“真理式”的理論與模型。我一直對我的學生說：“一定要學會從一個讀書者變成一個寫書者。”我們試圖尋找多學科交叉的切入點，以既有的概念和基礎理論為出發點，強化綜合交叉的系統思維能力，為專業方向探索與學科發展奠定基礎。

教育工作者教導學生，還一定要講究科學素質的傳承，關鍵是教會學生“做人與守心”。傳承一定是思想上的影響，是建立在社會貢獻度基礎上的事業心傳承，是對誠實、求是、守心、容錯等優秀品質的傳承，教師要做到立身傳道，其中做人是重點，而傳承的重點必須是價值觀的堅守。我經常對我的學生講以下三點：一是學位是自己的，讓內容充滿價值；二是文章是自己的，用一生承擔質量；三是做人是自己的，使口碑發自內心。只有把握住這三點，才能真正做好科研工作。

兒童科學創新天性的“孵育”是從源頭解決科學原創力的關鍵。兒童創新探索意識的培育需要教育工作者的耐心與全社會的支持投入。要想形成良好的人才“孵育”風氣，需要家庭、學校、社會共建共育科學的教育體系。我們還要在整個教育階段充分認識到國家對未來科學創新人才的需求。