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以信息科技教育培植青少年原始创新精神

来源:光明网2021-08-17 13:01

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  作者:陈超 熊璋

  “当今世界正面临百年未有之大变局”,随着近年来国际政治、经济形势的急剧变化,我国所面对的外部压力与日俱增,尤其科技领域更是频频遭遇外部势力的掣肘。提升原始创新能力,实现关键技术的自主可控,是我国科技领域打破国外封锁、持续高速发展的基础。

  2020年9月习近平总书记在与科学家进行座谈时指出,“要把原始创新能力提升摆在更加突出的位置,努力实现更多‘从0到1’的突破”、“科技创新特别是原始创新要有创造性思辨的能力、严格求证的方法,不迷信学术权威,不盲从既有学说,敢于大胆质疑,认真实证,不断试验”、“原创一般来自假设和猜想,是一个不断观察、思考、假设、实验、求证、归纳的复杂过程,而不是简单的归纳”。重要讲话不仅进一步凸显了“原始创新”的突出价值,更阐明了“原始创新”的实现路径,对我国培植原始创新沃土有着核心指导意义。

  今天,信息科技无疑是诸多科技领域中最具基础性、最富生命力、最有交叉度的领域之一:以人工智能、虚拟现实等为代表的新一代信息科技正孕育着新一轮的科技革命、产业革命,并深刻地影响、重塑着我们的社会生产和生活;从历史脉络和未来趋势来看,信息科技最需要原始创新。相较于基础教育阶段的其他学科,信息科技这门学科非常年轻;但恰恰由于信息科技领域的特殊性决定了这门年轻学科在培养青少年原始创新精神格局中的重要作用。我们要以信息科技教育培植青少年原始创新精神。

  为什么要在基础教育阶段就开始培植原始创新精神?

  “创造性思辨的能力,严格求证的方法,不迷信学术权威,不盲从既有学说,敢于大胆质疑,认真实证,不断试验”是原始创新的必要条件,仔细分析我们可以发现以上种种既涉及知识方法(如创造性思辨的能力,严格求证的方法,认真实证,不断试验等),也涉及情感价值(如不迷信学术权威,不盲从既有学说,敢于大胆质疑等)。今天,人们日益认识到基础教育阶段所培养的不仅包括知识,还应当包括方法和情感价值。在基础教育阶段就开始教授原始创新所需的必备知识可能为时尚早,但在基础教育阶段开始培养青少年掌握原始创新的方法(即总书记所说的“不断观察、思考、假设、实验、求证、归纳的复杂过程”),体认原始创新的情感价值却是正当其时:一方面,方法的掌握、价值的体认是一个长期的过程、内隐的过程,恰恰需要从小培养,长期培养;另一方面,原始创新的方法和价值并不依赖原始创新知识,对原始创新方法和情感价值的培养完全可以依托基础教育阶段的学科知识加以开展,上述两方面就是基础教育阶段培植原始创新精神的必要性和可行性。

  为什么说信息科技学科对培植原始创新精神有其独特价值?

  应当说,在基础教育阶段培养青少年原始创新精神是各个学科均须承担的使命。一般认为,物理、化学等“基础性学科”似乎更能培养青少年的原始创新精神;但仔细分析可以发现,相较于所谓基础学科,信息科技学科恰恰由于“应用性”使其在此方面获得了独特的价值。习近平总书记在与科学家座谈时谈到了“基础研究”的两种模式:“基础研究一方面要遵循科学发现自身规律,以探索世界奥秘的好奇心来驱动,鼓励自由探索和充分的交流辩论;另一方面要通过重大科技问题带动,在重大应用研究中抽象出理论问题,进而探索科学规律,使基础研究和应用研究相互促进”。所谓“好奇心驱动的基础研究”和“重大应用研究驱动的基础研究”恰好与英国学者迈克尔·吉本斯在上世纪90年代提出的两种知识生产模式不谋而合。相较于“好奇心驱动的基础研究”(即知识生产模式Ⅰ),“重大应用研究驱动的基础研究”(即知识生产模式Ⅱ)有其内在的独特价值,且从上个世纪下半叶始扮演起愈加重要的角色。反观当前我国基础教育各学科,只有信息技术学科是其中为数不多的应用研究驱动学科,因此其在基础教育阶段培植青少年原始创新精神方面的独特价值也就不言而喻了。此外,信息科技领域是当今世界发展最快速、与青少年日常生活贴合最紧密的学科之一,从2G蜂窝网络到5G高速网络再到量子通信,从台式电脑到笔记本再到平板电脑,从网上购物到互联网经济再到物联网,这些蕴含着基础理论突破的应用创新,是青少年耳熟能详、切身有感的,这无疑能大大提升青少年投身原始创新的兴趣。可以说,在信息科技教育中培植青少年原始创新精神,条件得天独厚。

  如何在信息科技教育中培植青少年的原始创新精神?

  一是要从信息意识入手,奠定青少年原始创新的思想基础。在信息科技课程中,不仅要让青少年学会信息科技的应用,还要让他们了解信息科技发展历史的来龙去脉和信息科技的基本原理,理解蕴含在科技背后的人类思维方式,让他们更好地适应、融入信息社会,加深对信息社会的认识了解。在此基础上,将原始创新精神融入到信息意识中,理解原始创新精神对信息科技发展的意义,以及信息科技在原始创新层面对其他领域科技和经济社会发展的意义,在思想上为原始创新奠定基础。

  二是要围绕计算思维,塑造青少年原始创新的思维能力。原始创新不是凭空产生,而是问题解决能力在新异情境中的创造性迁移。计算思维作为信息科技的重要思维方法,其在帮助人们把握科学原理,厘清逻辑关系等方面有着重要的作用和意义。在青少年信息科技教育中,要特别注重对其进行包括计算思维在内的多种信息科技思维的培养锻炼,让青少年掌握信息处理的基本过程与方法,体验过程与控制的场景,体验算法在解决问题中的作用,采用计算机科学领域的思想方法界定问题、分析问题、组织数据、制订问题解决方案,反思和优化解决问题方案,有意识地总结解决问题的方法,并指导他们在不同场景、不同领域的综合使用,以此来奠定青少年原始创新的思维基础。

  三是要落实数字化学习与创新,帮助青少年积累原始创新的行动经验。原始创新需要勇于探索,并尝试利用不同的方式方法进行探索式地实验。信息科技发展到今天,已经极大地改变了传统的科学研究方式,信息科技已经全方位、深度渗透在学习、生活、工作中。青少年信息科技教育要率先接轨先进的数字化教学方式,充分引导青少年数字化学习与创新,学会在信息化环境中进行学习,掌握、探索新的学习方法,从而原始创新精神落实到具体行动上。

  四是要使青少年体认信息社会责任,理解原始创新的伦理。将青少年的“创新使命”纳入到他们将要承担的信息社会历史责任中,是信息科技教育落实立德树人的重要内容。在青少年信息科技教育中,一方面要崇尚原始创新精神,让青少年将原始创新理念融入到自身生活、学习中,具有自主动手解决问题、掌握核心技术的意识;另一方面,要使青少年通过学习信息科技领域的伦理规范,明确一般创新活动中的价值观念、道德责任和行为准则;再一方面,要通过网络安全、信息安全的学习,让青少年明了原始创新对国家安全的重要性。

  《论语》有言:“君子务本,本立而道生”。在新时代,中国基础教育最核心的“道”就是“立德树人”,“原始创新精神”是所立之“德”的应然部分,所树之“人”的当然品质;而信息科技学科无疑是生“道”的诸“本”中的独特一“本”,实在需要广大“君子”多务、实务、巧务。

  (作者:陈超,华东师范大学讲师;熊璋,北京航空航天大学教授)

[ 责编:廖慧 ]
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