朝著“為創新而學”轉向的科學教育

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

【關鍵詞】科學教育；人工智能；新質科普力；科技場館

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）08-008-03

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

強人工智能顛覆傳統教育邏輯

70多年前，世界發生了三件大事：第一件大事，1946年在美國賓夕法尼亞大學誕生了人類第一臺真正意義上的通用計算機“ENIAC”，開啟了偉大的數字時代；第二件大事，1953年沃森與克里克發現了DNA雙螺旋結構，開啟了分子生物學時代；第三件大事，1957年蘇聯發射了第一顆人造衛星，開啟了人類的太空時代。70多年來，科技迅猛發展，世界日新月異，但是全球的基礎教育基本停留在大工業時代遺存的教育體系之上，教育目的主要是把人培育成工業體系中的一個零件，那些最新的科學發現和技術成就，并沒有成為科學教育的主要內容和核心思想，中小學校的科學教育內容甚至已經與科技發展和社會生活完全脫節，課堂教學通過反復解題、訓練的套路來形成大腦條件反射，并據此獲取考試高分，實現人的分層分流。

隨著ChatGPT、Sora和GPT4o等強人工智能技術的不斷突破，人們逐漸發現機器學習的能力已經遠超人類，它們不但能夠完美地解決中小學絕大多數的考試題目，甚至能夠替代過去人類需要長時間學習而掌握的翻譯、寫作、設計、編程等職業能力。2024年4月16日，在Create 2024百度AI開發者大會上，百度創始人李彥宏在演講中稱，大模型和生成式AI將徹底改變開發者群體，“過去開發者用代碼改變世界，未來自然語言將成為通用編程語言”。人人都能編程的時代已經來臨。不僅僅編程工具化了，強人工智能將替代所有把人作為工具的工作，已經成為一個普遍的共識。《人類簡史》的作者尤瓦爾·赫拉利說：“21世紀的產物不是工廠、武器和汽車，而是人體、思維和愉悅。”[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，因為人類文化進化史告訴我們：新技術總是以淘汰老的生產方式來淘汰舊勞動，但是新技術總是以創生新的人類需求來創造更多新勞動[2]。人類未來從事的工作必將朝著增強人自身的情感體驗和創造創新方向轉向，通過追求考試得高分進名校的傳統教育邏輯不得不發生改變。

“人神”時代的職業空間想象

李彥宏進一步認為，人工智能正在掀起一場創造力革命，未來開發應用會像拍短視頻一樣簡單，人人都是開發者，人人都是創造者。科學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探索和新世界的創造，一個人利用新技術的成本已經越來越低，機會也越來越多，因此每個人通過自由研究產生新發現的可能性也在同步增長。

尤瓦爾·赫拉利在充滿科技哲學的視角下判斷，人類社會真正出現的“危險”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代，將造就人類未來發展全新的空間：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，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構與功能，發現衰老和意識涌現的奧秘，生命將從自然進化變為智能進化；無邊無際的數字空間——這個完全由人類創造的虛擬空間，通過腦機接口技術與每個人的大腦連接，從而實現碳基生命與硅基生命的協同進化。因此，與其說是“危險”，不如說是人類的一次重大進化。

每個人都擁有獨立的大腦，意味著有獨立的思維和判斷，我們人類是通過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”，那么人類大腦超強的適應能力，一定會進化出與其他大腦協同思維的腦區，學習將不再是一個人的事，其他人的學習都可以成為自己學習的一部分。“云腦”通過集中化、云計算式的運作，每個人學習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，用云計算的方式覆蓋所有人類創造的知識，據此形成新的前所未有的新意識，從而涌現超級智慧，這個智慧將所向披靡，解決我們目前碰到的大多數難題，并產生更多更深刻的新難題[3]。

可以說，剛剛出生的新一代幼兒，就是我們人成為“神”的第一代，現在是“人神”進化階段的原始時期。從我們的孩子身上已經可以看到了這種變化。從“問向實驗室”對上海高中學生未來職業的選擇調查問卷中可以看出端倪：現在已經有的職業，如VR電競職業選手，職業陪聊師，虛擬idol設計師；馬上應該就會有的職業，如數字化裁縫專門為虛擬人物設計服裝，智能道路工程師為無人駕駛的城市設計道路，人體器官培育師專門為人類生產個性化的器官，亡者網絡賬戶管理師為每個人永久保留和管理網絡資產，骨灰鉆石技術師把死去人的骨灰打造成一顆鉆石；不遠的將來一定會出現的職業，如夢境打造師專門設計夢境并通過腦機接口送達，宇宙外交官顯然是人類走向多星球生存必然的產物。這些未來職業，要么是增強情感體驗，要么是開拓生存空間，科學教育必然朝著“為創新而學”轉向。

在大轉折時期科學教育的走向判斷

顯然，處在科技與社會大轉折拐點上的全球教育，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的教育范式，同時又不得不承受科技發展帶來的傳統學習的無意義感。雖然過去和未來在這個歷史節點上劇烈地碰撞，但兒童的成長不可能等待，“為創新而學”將立足在以下幾個判斷之上。

判斷一：人的學習過程機器不可替代。無論科技如何發展，一方面，每個人的學習都在塑造我們大腦神經元的連接，這代表著每一個人的見識與價值觀，可以說學習是人成為人的根本；另一方面，每個人的學習都是在建立人與人之間的連接，這賦予了人的體驗與意義。這兩個學習產生的連接，機器無法替代。

判斷二：科技發展遠超教育變革的速度，校外非正式教育越來越凸顯優勢。校內教育由于其準確性和規范性要求，將保持緩慢的變革速度；校內教育的公平性要求，則會導致教育內容將繼續高度統一。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。同時校外非正式教育高度的靈活性和選擇性，也將為學生提供多樣化興趣的培育機會，而多樣化是每個人從事創新活動的基礎。

判斷三：實物學習的重要性將重新回歸。所有數字化的東西雖然能快速地傳遞信息，但是卻無法替代實物學習帶來的提升注意力和再發現的功能。隨著科學越來越工具化，每個人感受世界、發現現象、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展自己的感官能力。感官能力的形成需要與實物接觸才能提升，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空的實物收藏，能夠給人帶來生動的心靈互動。

判斷四：多樣化和實踐性成為科學教育必然的選擇。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，只有強調實踐性才能使人的生存意義通過人人都能創新來實現。多樣化意味著在教育過程中出現錯誤和缺點，都可能成為多樣化的優勢。在今年5月的一次論壇上，筆者與諾貝爾化學獎獲得者邁克爾·萊維特對話時，他說了一句意味深長的話：“優秀的科學家90%的時間在犯錯，而頂尖科學家99%的時間在犯錯。”人工智能必將掌握人類已知的全部知識從而變得越來越完美，而人類卻會因為不完美而帶來多樣化的創新能力，能犯錯誤的人類智能將戰勝完美的機器智能，這是未來科學教育走向的全部秘密。

科技場館在科學教育變革中的N種可能

隨著以高科技、高效能、高質量為特征的新質生產力成為現代化產業體系建設的主導，科學教育的重要性將進一步凸顯，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”的模式轉變為新質科普力的樞紐。新質科普力就是以促進新質生產力發展為要，充分實現教育、科技、人才融合發展戰略的科學教育新范式，更強調面向全體學生，體現多樣化和實踐性。

第一，科技場館的效應將突破物理空間的限制，科技場館的“天花板”將被掀開。一方面場館數字化會讓科技場館形成無數的分身，讓遠在天邊的游客也能感受博物館的氛圍；另一方面更多的實物藏品會“走出”博物館庫房，“走進”中小學校和社區、商場。上海科技館最近推出了“一平米博物館”項目，就是讓深藏在博物館里的標本和化石“走到”孩子們身邊，同時帶去相關聯的課程資源和豐富多彩的活動。

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

第三，科技場館將成為社會與家庭科學教育的領跑者。科學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學校以前，就需要科學教育的熏陶。上海科技館推出了科學教育“新四樣”——科普電影、科學游戲、科技繪本和家庭小實驗。每年拍攝科普電影和紀錄片，不斷推出線下科學主題桌游和線上科學手游，并形成系列科技繪本，通過融媒體系統化地推出適合孩子們用身邊材料做的家庭小實驗。以“新四樣”為代表的新質科普資源，將直達每一個家庭和孩子手中。

第四，科技場館將成為拔尖創新人才早期培育的校外重點實驗室。一方面科技場館的展陳和課程，具有豐富性、時代性，讓孩子們跳出學校課程標準與課本的束縛，為他們提供了多樣化興趣培養的機會；另一方面寬松的時間與空間，能夠重點培養孩子們的自主性與堅韌品質。上海科技館與頂尖科學家協會推出“創新人才培育重點實驗室項目”：在選拔苗子時，不是專門挑選學科成績好的孩子，而是挑選興趣特點不一樣的孩子；培育方式是通過辯論來突出批判性思維，通過動手實踐來突出行動力，通過與頂尖科學家深度互動來跟上科技發展的最前沿，而不是搞刷腦的“奧賽”。

第五，把科技場館建成習近平文化思想最佳實踐地、創新示范點。習近平文化思想的核心是推動中華優秀傳統文化創造性轉化和創新性發展，建設中華民族現代文明、創造人類文明新形態的文化自覺和文化自信[4]。科技場館既留存著中華優秀傳統文化的鮮明印記，又展示出世界科技文明的顯著成果；既有科學家精神和愛國情懷的浸潤，更有對未來世界的創新展望。科技場館還能夠推陳出新，形式多樣的臨展，構建起跨界的文化現象。通過精心設計各種科技文創產品，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性、創新性、統一性、包容性、和平性。如果能夠通過全民科普和高質量的科學教育，在中華文化中注入更多科學精神與力量，這種人類文明的新形態，將成為人類命運共同體寶貴的共同價值。上海科技館推出了《全力打造習近平文化思想最佳實踐地創新示范館行動方案》，就是歷史轉折期科技場館對新科學教育應有的擔當和使命。

總之，教育是未來的事業，也是當下的行動。當我們洞察未來的發展方向，理解快速變化背后真正的推動力量，我們就能在拐點之上，用科學教育巧妙之力，實現科技創新的彎道超車。因為只有教育領先，人才才能領先、科技才能領先。學校、社會、家庭，包括科技場館都應該在這個關鍵點上，解放思想、實事求是，通過堅定的行動來形成變革的合力，努力實現“為創新而學”的轉向。

參考文獻

尤瓦爾·赫拉利. 人類簡史：從動物到上帝[M]. 林俊宏，譯. 中信出版社，2017.

倪閩景. 從學習的進化視角看ChatGPT/生成式人工智能對學習的影響[J]. 華東師范大學學報（教育科學版），2023. 41（7），151-161.

倪閩景. 學習的進化[M]. 上海：上海科技教育出版社，2022.

林毅夫，王賢青. 新質生產力[M]. 北京：中信出版社，2024.

編 輯：仲玉維