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诺贝尔自然科学奖获得者是怎样炼成的

2023-10-16 15:51 来源:中国教育报
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编者按:党的二十大报告首次将教育、科技、人才进行统筹部署、整体谋划,尤其提出要“全面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才”。拔尖创新人才的自主培养和选拔是世界共同课题。管窥诺贝尔奖自然科学领域奖项获得者的学习、教育、研究等经历,可以为我国拔尖创新人才的培养与选拔带来一定启示。

近日,2023年诺贝尔奖获奖名单陆续揭晓。自1901年以来,诺贝尔奖已走过120多个年头,成为全球科学界最受瞩目的奖项之一。诺贝尔自然科学奖(物理学、化学、生理学或医学)获奖者均为相关领域的拔尖创新人才。

青少年时期是拔尖创新人才培养的关键时期。对部分诺贝尔自然科学奖获得者青少年时期的成长经历进行梳理分析,探寻其在青少年时期的关键成长要素,并在家庭、学校、社会等各方面予以积极支持和配合,以期促成这些要素的获得和实现,将有利于更多拔尖创新人才的成长和涌现。

支持鼓励型家长助力兴趣发展

父母是孩子的第一任老师。很多诺贝尔自然科学奖获得者都提出,在成长过程中,父母的爱和支持是自己追寻兴趣发展的强大动力。父母的鼓励、引导与支持对孩子的学习动机以及能力发展至关重要。

一是营造充满爱的家庭氛围,并且父母重视教育、热爱阅读。不少诺贝尔奖获得者的家庭氛围和谐,充满关爱。1995年诺贝尔生理学或医学奖得主克里斯蒂安娜·尼斯莱因·福尔哈德提出,自己度过了愉快的童年,父母对孩子予以极大的鼓励和支持,在战后艰难时期为他们制作书本和玩具;父母也给予他们极大的自由,鼓励他们做自己感兴趣的事情,对他们所专注的事情也表现出极大的兴趣,还试图同他们一起讨论。获奖者的父母无论自身学历水平如何,都很重视教育。1986年诺贝尔生理学或医学奖得主斯坦利·科恩的父亲是裁缝,母亲是家庭主妇,但他们都非常重视孩子的教育,重视智力探索的价值和意义。1998年诺贝尔物理学奖得主霍斯特·施特默提到尽管父母受教育水平不高,但他们坚信好的教育可以推动社会进步,在他们的价值观念里,知识比财富更重要。阅读也是诺贝尔自然科学奖获得者家庭重视的要素之一。1997年诺贝尔物理学奖得主威廉·菲利普斯强调了父母对阅读的重视。他的父母经常给他们阅读书籍,也鼓励他们自己阅读,激发他们对阅读的热情和兴趣,让他们到图书馆博览群书。2001年诺贝尔物理学奖得主卡尔·威曼虽然家境不好,但是父母也鼓励他阅读,支持他每周去公共图书馆借书读书。卡尔·威曼认为,他把别人看电视的时间都用来读书,这对他的成长意义重大。

二是父母职业与科学相关,引导、激发和支持孩子对科学的兴趣。有些诺贝尔自然科学奖获得者的父母是相关领域的教授,会在孩子的早期成长阶段用科学问题挑战、激发他们对科学、书籍、智力探索的浓厚兴趣。2001年诺贝尔物理学奖得主艾里克·科纳尔就提出,晚上睡不着的时候,父亲会提出问题让他思考,这促使他养成了日常生活中利用各种闲暇时间思考技术问题的习惯。

三是家庭配备科学玩具或器材,培养孩子早期对科学的好奇心。许多诺贝尔自然科学奖获得者童年时期家中有科学玩具或者科学工具包,包括电力器材、化学套组、搭建模块等激发他们对科学的好奇心和兴趣。2001年诺贝尔物理学奖得主沃尔夫冈·克特勒小时候用父亲的电力工具做木工,甚至在自家地下室用爆炸性混合物做实验,将旧收音机和电视机拆装,结合其他器件制造立体声。还有些诺贝尔自然科学奖获得者父母帮忙建造家庭实验室,以便于孩子可以在家做实验,激发他们早期对科学的好奇心和兴趣。

关键教师因材施教引导成长

学校是教育的主阵地。很多诺贝尔自然科学奖获得者在青少年时期都遇到了至少一位影响自己成长的关键教师。关键教师具备以下特点:

第一,对所教学科充满好奇心和热爱。教师对自己所任教的学科充满好奇心和热爱,并在教育中传导给学生,使学生也对这门学科产生好奇心和热爱。2000年诺贝尔物理学奖得主若列斯·阿尔费罗夫在回顾自己的学习经历时提出,自己遇到了一位全身心投入物理的老师,正是这位老师激发了他对物理的好奇心和无穷想象力。

第二,富有激情、鼓舞性、游戏精神,喜欢挑战学生。1998年诺贝尔物理学奖得主崔琦回顾自己青少年时期的老师,认为他们不一定是教学法上最好的老师,但是他们的智慧、激情和视野可以鼓舞学生,激发学生对科学的兴趣。沃尔夫冈·克特勒也认为自己的老师极富鼓舞性,并且经常用一些特殊问题来点拨学生,采用游戏的方式教学。

第三,有教学天赋。有些诺贝尔自然科学奖获得者认为自己的老师极具教学天赋,在对新学科的第一次介绍时就通过抓住学科核心本质、联系学科在当今生活的体现或学科发展前沿来激发学生的学习兴趣。克里斯蒂安娜·尼斯莱因-福尔哈德在青少年时期就是遇到这样的老师,促使她立志于研究生物进化。

第四,教学方式与常规不同。1997年诺贝尔物理学奖得主朱棣文曾说,他的数学老师教学方式与常规不同,并不让学生死记硬背,而是让学生进行清晰的逻辑性思考,注重原理而非事实。2001年诺贝尔生理学或医学奖得主蒂姆·亨特的化学教师给予了他们极大的自由去做各种化学实验,他们也在此过程中学会了实验规范。

第五,超越固定课程,提供超前、丰富和加速的课程。很多诺贝尔自然科学奖获得者都提到他们青少年时期的老师不拘泥于固定课程,喜欢发挥自主性和创造力,将课程进行整合、拓展和深化,为学生提供超前、丰富的课程。他们不仅不排斥学生超前学习,还为学生提供他们认为最好、最适合的课程。

第六,关注学生兴趣,鼓励学生就感兴趣的科目深入学习。有些诺贝尔自然科学奖获得者的老师积极发现学生的兴趣并鼓励学生深入学习。1995年诺贝尔物理学奖得主弗雷德里克·莱因斯就提到,老师为他提供实验室钥匙,允许他随时进入实验室。2001年诺贝尔生理学或医学奖得主保罗·纳斯认为自己在中小学期间都遇到了很好的老师,小学老师激发了他的兴趣和好奇心,中学生物老师鼓励他开展真正的实验。

第七,关注学生特长,并能提供额外帮助。有些诺贝尔自然科学奖获得者的老师为学生做了很多教师本分之外的事情。1993年诺贝尔生理学或医学奖得主理查德·罗伯茨提到,他的中学老师意识到他的与众不同,花了大量时间鼓励引导他在数学方面的兴趣,经常出一些难题让他解,他在此过程中意识到逻辑和数学很有意思,从而奠定了日后成长的基础。

总而言之,很多诺贝尔自然科学奖获得者在其青少年时期至少有一位对他们成长产生特殊影响的老师。这些关键教师极具教学天赋,善于发现学生的兴趣点,并能够予以引导和支持,激发辅助学生开展有意义的学习。

学校家庭社会融通挖潜力

在诺贝尔自然科学奖获得者的成长过程中,浓厚的兴趣、强烈的好奇心、丰富的想象力、坚韧的探索精神是他们能够持之以恒、取得成绩的重要因素。家庭和学校在促进这些因素达成方面起关键作用。但由于种种原因,学生的家庭境况千差万别,学校条件和环境也有所不同。在这种情况下,以上所提及的一些有利于学生成长的要素是否可以具备、是否可以达成呢?答案是肯定的。

归结起来,影响孩子成长的关键要素主要包括两类:环境性要素和专业性要素。环境性要素主要包括大量书籍的阅读、关心关爱的氛围和动手能力的培养。专业性要素主要包括对学科和学生的爱、激发兴趣的教学方法和因材施教的能力。

具体而言,环境性要素主要分为以下几个方面。第一,阅读大量书籍。虽然不少诺贝尔自然科学奖获得者是因为家庭有大量藏书,父母热爱阅读,带动引导他们大量阅读,奠定了坚实的成长基础,但是,也有部分诺贝尔自然科学奖获得者家境贫寒。尽管他们无法通过家庭藏书进行阅读,但积极利用学校图书馆、社区图书馆、流动图书馆等众多资源进行阅读,也同样能够丰富知识面。第二,营造关心关爱的氛围。诺贝尔自然科学奖获得者的家庭条件各不相同,不少获奖者的父母就是相关领域的教授,家庭是科学世家,但也有很多诺贝尔自然科学奖获得者的父母学历水平并不高,但是他们都对孩子充满了关心关爱,对孩子的兴趣爱好予以无条件的认可、支持和鼓励。关心关爱的氛围对于孩子的成长可以起到促进作用。即便因为各种原因,家庭中无法形成关心关爱的氛围,学校也可以为孩子提供成长的空间和动力源泉,学校教师可以营造关心关爱的氛围,挖掘学生的兴趣,支持学生在感兴趣的领域深入钻研。第三,培养动手能力。一些诺贝尔自然科学奖获得者在家从小就有科学玩具、科学器材甚至有家庭实验室,这些外在条件的核心意义就是可以培养孩子的动手能力和探究精神。如果家庭不具备相应条件,幼儿园、中小学都可以配备一定数量的科学套组,建设相关的科学实验室,以供学生开展探究活动。此外,科技场馆、青少年活动中心等社会组织也可以提供相应的条件和设施。

除以上环境性要素外,专业性要素对学生的成长也起到强大的助推作用,主要体现在学校教育上:第一,对学科和学生的爱。很多诺贝尔自然科学奖获得者的老师都对所教学科充满激情和热爱,也同样对学生充满热情和关爱。教师的专业性体现在对学生的情感投入和对学科的深入钻研上。第二,激发兴趣的教学方法。诺贝尔自然科学奖获得者的老师无论是自身有教学天赋,还是教学方式与常规不同,还是自主整合课程,归根结底都是通过各种不同的方法激发学生的兴趣,引导学生通过探究深入钻研。第三,因材施教的能力。教育应当珍视每一个学生,教师需要具备因材施教的能力,深挖每一个孩子的潜力,拓展他们的发展空间。这需要教师职前教育阶段学习相应的知识和方法,在职教育阶段注意识别学生特质,予以相应辅助。家庭可以配合学校积极发现孩子的特长和兴趣点,予以相应支持。学校也可以为教师和家长提供指导手册,帮助他们更好地识别孩子的特质。

(作者系中国教育科学研究院副研究员,本文系该院基本科研业务费专项资金项目“国际科技领军人才成长规律研究”[GYJ2023037]成果)

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