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[转载]如何培养年轻人的创新能力(作者:朱清时院士)

已有 884 次阅读 2021-8-2 21:59 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

注:本文转自《安徽科技(院士论坛)》(2002年第2期)


如何培养年轻人的创新能力

                               朱清时 院士

    我国传统教育制度的基本特点是特别注重知识的连贯性、系统性和完整性。这种教育制度有可能培养出具备宽厚基础知识的学生,但不足之处是难以培养出具备创新能力的人才。改革开放以后,我国培养出的大量学生到美国等西方国家读学位或工作,一般来说,在上课和考试中,他们往往优于西方国家学生,但到做研究和进一步办产业时,情况则正好相反,明显暴露出了中国学生的创新能力不足。近年来,中国的SCI论文数已跃居世界前八名,但其中属于原始创新的则极少,中国的发明专利就更少,且中国所拥有的高新产业中的核心技术几乎是空白。究其原因,关键还是缺乏创新人才。我国人口众多,每年毕业的大学生人数不少,不缺一般人才,但我国未能培养出大批具有一流创新素质的人才。造成这种状况的原因很多,其中十分重要的一个原因就是我国现行教育制度的片面性:在教育思想上,只重视向学生传授知识,忽视了培养他们创新知识的能力;在传授知识时,采用灌输式,忽视了学生的兴趣和好奇心;在评价体系上,只重视学生掌握知识的程度,未能反应出学生的真实全面的水平和能力。西方科技先进的国家较早认识了传统教育的弊病,他们在培养青年学生的创新素质上已经有许多成功的经验。如果说传统教育制度是以教师为中心的话,西方国家已完成的改革是把它变为以学生为中心,即让学生根据自己的兴趣和爱好自选专业、自选课程,只要学分够了就可以毕业。这样做,虽很难保证知识的连贯性、系统性和完整性,学习也往往是跳跃式或跨越式的,但却十分有利于培养学生的创新能力。跨越式学习方式也努力使学生获得尽可能完整、全面和深刻的基础知识,但不把这些放在首位,它首先重视的是培养学生具备以下几点组成创新能力的素质。

    一、好奇心和兴趣
    好奇心人皆有之,但是对自然现象具有好奇心的人则不多,而这种好奇心正是科学研究的驱动力,是创新人才最重要的素质。众所周知,核物理学的一个重大里程碑——放射性的发现,就是因为年轻的居里夫人被一种强烈的好奇心所驱使,选择了探索贝克勒尔射线的秘密作为论文课题。她花了整整4年时间,在一个破旧的棚房中坚忍不拔地重复着繁重而又枯燥的工作,终于找到了新元素镭和钋。爱因斯坦曾对传记作家塞利希说:“我没有什么特别的才能,只不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。”他又对一位物理学家说:“空间时间是什么,别人在很小的时候就已经清楚了,我智力发育迟,长大了还没有搞清楚,于是一直在揣摩这个问题,结果就比别人钻研得深一些。”他的这段极为朴实的话,蕴含着深刻的含义。那么,如何培养学生对科学的好奇心或兴趣呢?第一,要让学生有机会观察到丰富多彩的自然现象和亲手做实验。居里夫人的好奇心是在她看到胶片被一种神奇的物质曝光引起的。爱因斯坦也是这样,他回忆说:“当我还是一个四、五岁的小孩,在父亲给我看一只罗盘的时候,就经历过这种惊奇。这只指南针以如此确定的方式行动,...这种经验给我一个深刻而持久的印象。”正是他对科学的这个伟大而永恒的谜的兴趣,使他在晚年拒绝了做以色列总统的邀请。西方发达国家十分重视青少年的科普活动,科学博物馆等科普设施十分普遍,好的学校都重视教学实验课和实验设施,而这些正是我国目前最缺的。第二,教学方法也很重要。量子论的创始人普朗克回忆说,他在上小学时,他的老师说:“想象一下,一个工人举起一块重石头,奋力顶住它,把它放在房顶上,他做功的能量没有消失。多少年以后,也许有一天,石头掉下来砸了某人的头。”这个解释能量守衡定律的例子使儿童时代的普朗克终生难忘,就像他被那个落下的石头砸着那样,普朗克对支配着物质世界的物理规律产生了强烈的好奇心,并从此对物理学产生了浓厚的兴趣。这个生动的故事说明,人的好奇心和兴趣可以在课堂教学中被引发,而且决定他的一生。因此,课堂教学永远是学校的中心环节,应该让最好的教师讲课。好的教师不仅对所讲的知识有深刻的了解,而且也善于用学生易懂的语言表达出来,就像普朗克终生难忘的那位老师那样。

    二、直觉和洞察力
    简而言之,人的直觉和洞察力是指当一个人面对十分复杂的情况时,能迅速地抓住问题的关键并找到出路的能力。好的直觉是优秀科学家的必备素质。爱因斯坦能够取得如此大的成功,原因之一就是他在很年轻时就懂得直觉的重要,又选择了他具有最好直觉的领域——物理学。因此,他能找到一个具有重大意义、条件已成熟、而且可以大发展的课题方向。如何培养对科学的直觉和洞察力?最好的办法是让学生在实践和浓厚的创新气氛中自己“悟”出来。因此,世界上的一流大学都是研究型大学,通过教学与科研相结合,在学校里营造出浓厚的研究气氛,来促进学生的创新素质的成长。一流大学最重要的是要有一流的大师或经常请一流的大师来校讲课或作报告,让学生能经常与他们直接交流,观察他们,模仿他们,悟出对科学的直觉和洞察力。

    三、勤奋刻苦和集中注意的能力
    数学家华罗庚常说一句名言:“天才出于勤奋,聪明在于积累。”他还说过:“在中学时,别人花一小时,我就花两小时。而到工作时,别人花一小时解决的问题,我有时就可能用更少的时间去解决了。”他还带出了优秀学生,陈景润就是其中之一。这些科学家对基础知识下的功夫很深,像老工人熟悉机器零件一样熟悉它们,也可以像老工人把零件装成机器那样熟练地用它们写出新定理,组装出新反应,完成新实验。陈景润说过:“做研究就像登山,很多人沿着一条路爬上去,到了最高点,就满足了。可我常常要试9-10条路,然后比较哪条路爬得最高。凡是别人走过的路,我都试过了,所以我知道每条路能爬多高。”这句话揭示出了陈景润何以能超过别人达到顶点的秘密。勤奋刻苦必须以能集中注意力为前提。注意力集中的程度决定着思维的深度和广度。科学史上思想深邃的巨人都特别能集中注意力。牛顿曾在思考时误把怀表当作鸡蛋放进水里煮。奥托弗里希回忆说:“爱因斯坦特别能集中注意力,我确信那是他成功的真正秘诀:他可以连续数小时以我们大多数人一次只能坚持几秒钟的程度完全集中注意力。”这句话很精彩,它清楚地揭示出了优秀科学家与一般人的不同之处。因此,可以对华罗庚的名言作个注解:“天才比常人更能高度地集中注意力。能长时间集中注意力勤奋工作的人,才可能成为天才”。学校不仅要培养学生集中注意力的能力,而且应该营造出有利于学生集中注意力的环境。足够的休息、适当的运动和恰当的营养有利于集中注意力。好的学校不仅应该给学生提供良好的学习和生活环境,还应该给学生提供好的休息环境和文娱活动场所。现在,不少学校的校园里有很浓的商业气氛,不少学生边读书边经商,这样一来,就难以静下心来,更谈不上集中注意力了。

    四、善于抓住机遇和创造机遇
    机遇是造就一个人成功的关键因素。每个人一生中都会遇到许多机遇,但是机遇往往是突然地和不知不觉地出现的。能力强、综合素质高的人善于抓住机遇并充分利用它们;受人尊敬、品德高尚的人容易获得机遇;具有高度智慧的人善于创造机遇。
     1.机遇是成功的关键因素
     就科学而言,一个学科领域中大的机遇几百年一遇,中等机遇可能十几年、几十年一遇,人的一生中小机遇不断。大的机遇是历史和社会造成的,科学史上的重大突破,都与这类大机遇有关。如果牛顿不是生在他那个时代,早生200年,他不可能得出万有引力定律,因为伽利略和第谷等人的观察数据还没有出来。他晚生100年,别人也可能发现这个定律了。爱因斯坦能够发现相对论也是如此。所以,要想在科研上有大作为,一定要善于审时度势,看清科技发展的大趋势,要有良好的洞察力去感知哪里有“金矿”。还有一种机遇是社会造成的。如现代年轻人的机遇比20世纪80年代以前的人好多了。国家对科技教育非常重视,对人才的渴求比以前不知要好多少倍。所以,现代年轻人逢上了大好机遇,但是,能不能成功?不一定。有机遇,不一定能成功,关键在于要能够抓住机遇。
    2.善于抓住机遇的人应该具有一些基本素质
    第一,要随时作好准备,不要等到机遇来的时候临时抱佛脚。要随时做好准备,从青年时代开始就要尽可能的获取广搏的知识,给自己创造机遇;从学生时代开始就要尽可能地锻炼出很强的创新能力,而不是光有读书能力。第二,要从小事做起,认真地做好每一件事。现任美国国务卿鲍威尔,他是一个牙买加黑人移民,他成年后的第一个工作是在长岛的百事可乐装瓶厂当清洁工,这也是在美国受歧视的黑人唯一可以做的工作。但他做每一件事都很认真,他很快找到一种拖地板的姿势,左右来回擦,而不是前后来回擦,拖得又快又好,又不容易累。工头观察很长时间,断定这个人是个人才,就破例地把他给升上去了。这就是他的人生经历的第一个经验,即要认真做好每一件事。他说:“这段经历给我上了宝贵的一课,让我深深懂得,所有的工作都是光荣的,任何时候都要尽力而为,因为总有人在盯着你”。第三,一旦出现机遇的时候,必须全力以赴,兢兢业业地抓住它。如硅烷分子的局域模振动,世界上有很多人都想得出这种光谱,但很难得到。因为这种光谱极弱,实验室都要调得恰到好处,每一个环节都要最佳才能做出来。有一天,在大连的实验室,我突然调好了,发现做得很漂亮,于是我连着在实验室睡了3个晚上,得到硅烷的局域模振动光谱。这个光谱发表出去在国际上影响很好。所以,“人生能有几回搏!”,当意识到出现机遇的时候,一定要抓住它,不要掉以轻心。第四,要锻炼出敏锐的洞察力,善于在复杂的情况下发现机遇。有许多年轻人,读书时成绩都很好,但他们后来的成就相差悬殊。有的人成就很多,有的人却一事无成。关键原因在于他们面对新出现的复杂局面时有没有发现机遇,这也就是直觉和洞察力问题。
    3.真正聪明的人会创造机遇
    第一,会创造机遇的人善于忍耐和等待。下棋与踢足球就是明显的例子。真正好的棋手,水平相当的时候,都是先走稳自己的步子,不冒险起招,看谁先犯错误。一旦有一方犯错误了,就给对方创造了机遇,赶快进攻。踢足球更是这样,双方实力差不多的优秀球队,其实是都在场上制造机遇,看谁制造的机遇多,机遇被抓住的多,谁就赢了。第二,要找到并选择适合自己、机遇多的岗位和地方。现在有很多地方如北京、上海、深圳,尽管这些地方机遇多,但人才也多,竞争激烈,不一定都适合你。所以,到机遇多、适合自己的地方去,也是在创造机遇。第三,做人要诚实守信。一个品质不完善的人是不可能成为一个真正有所作为的人。目前,中国社会正在走向现代化,在市场经济活动中,最重要的素质就是诚信,而我们现在最缺乏的就是诚信。第四,要善于与人相处和交流。交流对一个人的成功很重要。英国作家萧伯纳说过:“两个人交流思想和两个人交换苹果完全不一样,交换苹果,每个人手上还只有一个苹果,而交流思想,可以使每个人同时有两个思想。”所以,善于与人相处和交流,才能博采众家之长,也是帮助自己得到机遇、找到机遇的一个非常好的素质。此外,良好的心理素质对创造机遇也非常重要。一个人由于情绪变化容易把原本很简单的事情复杂化,这样很容易毁了自己的前途和事业,成功的机会就更少。所以,一旦工作出现问题,要很快调整自己,这时,适合去做最好的事情,去做容易取得成功的事情。最后,关于如何创造和抓住机遇,有三句话值得年轻人铭记和深思,这三句话原本是英语,翻译成中文是:“成功的人要具备三个素质:有肚量去容忍那些不能改变的事;有勇气去改变那些可能改变的事;有智慧去区别上述两类事”。



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