朝着“为创新而学”转向的科学教育

【摘 要】随着强人工智能的突破性发展，传统教育逻辑将被颠覆，新的科学教育呼之跃出。在深刻分析人工智能未来走向和想象未来人类职业变化的基础上，思考在科技与社会快速变化的当下，如何把握“为创新而学”的新逻辑，发挥科技场馆新质科普力的枢纽平台作用，为教育、科技、人才融合发展提供更大的可能。

【关键词】科学教育；人工智能；新质科普力；科技场馆

【中图分类号】G434 【文献标志码】A

【论文编号】1671-7384（2024）08-008-03

科技发展迅猛，全球科学教育面临着巨大的挑战。未来世界如何演变，人工智能将发挥怎样的变革力量，科学教育将有多少想象空间，科技场馆如何发挥独特的作用，这些问题都摆在了我们面前。

强人工智能颠覆传统教育逻辑

70多年前，世界发生了三件大事：第一件大事，1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生了人类第一台真正意义上的通用计算机“ENIAC”，开启了伟大的数字时代；第二件大事，1953年沃森与克里克发现了DNA双螺旋结构，开启了分子生物学时代；第三件大事，1957年苏联发射了第一颗人造卫星，开启了人类的太空时代。70多年来，科技迅猛发展，世界日新月异，但是全球的基础教育基本停留在大工业时代遗存的教育体系之上，教育目的主要是把人培育成工业体系中的一个零件，那些最新的科学发现和技术成就，并没有成为科学教育的主要内容和核心思想，中小学校的科学教育内容甚至已经与科技发展和社会生活完全脱节，课堂教学通过反复解题、训练的套路来形成大脑条件反射，并据此获取考试高分，实现人的分层分流。

随着ChatGPT、Sora和GPT4o等强人工智能技术的不断突破，人们逐渐发现机器学习的能力已经远超人类，它们不但能够完美地解决中小学绝大多数的考试题目，甚至能够替代过去人类需要长时间学习而掌握的翻译、写作、设计、编程等职业能力。2024年4月16日，在Create 2024百度AI开发者大会上，百度创始人李彦宏在演讲中称，大模型和生成式AI将彻底改变开发者群体，“过去开发者用代码改变世界，未来自然语言将成为通用编程语言”。人人都能编程的时代已经来临。不仅仅编程工具化了，强人工智能将替代所有把人作为工具的工作，已经成为一个普遍的共识。《人类简史》的作者尤瓦尔·赫拉利说：“21世纪的产物不是工厂、武器和汽车，而是人体、思维和愉悦。”[1]虽然我们完全不必焦虑将来孩子的工作被人工智能替代，因为人类文化进化史告诉我们：新技术总是以淘汰老的生产方式来淘汰旧劳动，但是新技术总是以创生新的人类需求来创造更多新劳动[2]。人类未来从事的工作必将朝着增强人自身的情感体验和创造创新方向转向，通过追求考试得高分进名校的传统教育逻辑不得不发生改变。

“人神”时代的职业空间想象

李彦宏进一步认为，人工智能正在掀起一场创造力革命，未来开发应用会像拍短视频一样简单，人人都是开发者，人人都是创造者。科学自身正在越来越工具化，这意味着普通人都可以深度参与科学探索和新世界的创造，一个人利用新技术的成本已经越来越低，机会也越来越多，因此每个人通过自由研究产生新发现的可能性也在同步增长。

尤瓦尔·赫拉利在充满科技哲学的视角下判断，人类社会真正出现的“危险”是超人化——凡人升级为超人，甚至“人神”。未来的人类就像神一般存在，70年前开启的三个科技时代，将造就人类未来发展全新的空间：外太空空间——人类将在月球、火星上建立新的居住地，在小行星上采矿，星际旅行将成为常态，新人类遍布整个宇宙；新生命空间——人类将洞悉所有生命大分子的结构与功能，发现衰老和意识涌现的奥秘，生命将从自然进化变为智能进化；无边无际的数字空间——这个完全由人类创造的虚拟空间，通过脑机接口技术与每个人的大脑连接，从而实现碳基生命与硅基生命的协同进化。因此，与其说是“危险”，不如说是人类的一次重大进化。

每个人都拥有独立的大脑，意味着有独立的思维和判断，我们人类是通过塑造每个不一样的大脑，来形成多样化的思维，并通过语言、文字等沟通方式，凝聚力量改造我们的世界。但是未来技术将把我们每一个人的大脑连接起来，形成“云脑”，那么人类大脑超强的适应能力，一定会进化出与其他大脑协同思维的脑区，学习将不再是一个人的事，其他人的学习都可以成为自己学习的一部分。“云脑”通过集中化、云计算式的运作，每个人学习不一样的知识形成不一样的大脑，再用“云脑”把所有人的大脑连接起来，用云计算的方式覆盖所有人类创造的知识，据此形成新的前所未有的新意识，从而涌现超级智慧，这个智慧将所向披靡，解决我们目前碰到的大多数难题，并产生更多更深刻的新难题[3]。

可以说，刚刚出生的新一代幼儿，就是我们人成为“神”的第一代，现在是“人神”进化阶段的原始时期。从我们的孩子身上已经可以看到了这种变化。从“问向实验室”对上海高中学生未来职业的选择调查问卷中可以看出端倪：现在已经有的职业，如VR电竞职业选手，职业陪聊师，虚拟idol设计师；马上应该就会有的职业，如数字化裁缝专门为虚拟人物设计服装，智能道路工程师为无人驾驶的城市设计道路，人体器官培育师专门为人类生产个性化的器官，亡者网络账户管理师为每个人永久保留和管理网络资产，骨灰钻石技术师把死去人的骨灰打造成一颗钻石；不远的将来一定会出现的职业，如梦境打造师专门设计梦境并通过脑机接口送达，宇宙外交官显然是人类走向多星球生存必然的产物。这些未来职业，要么是增强情感体验，要么是开拓生存空间，科学教育必然朝着“为创新而学”转向。

在大转折时期科学教育的走向判断

显然，处在科技与社会大转折拐点上的全球教育，正处于焦虑和迷茫期。我们既舍不得几百年来深深嵌入社会系统的教育范式，同时又不得不承受科技发展带来的传统学习的无意义感。虽然过去和未来在这个历史节点上剧烈地碰撞，但儿童的成长不可能等待，“为创新而学”将立足在以下几个判断之上。

判断一：人的学习过程机器不可替代。无论科技如何发展，一方面，每个人的学习都在塑造我们大脑神经元的连接，这代表着每一个人的见识与价值观，可以说学习是人成为人的根本；另一方面，每个人的学习都是在建立人与人之间的连接，这赋予了人的体验与意义。这两个学习产生的连接，机器无法替代。

判断二：科技发展远超教育变革的速度，校外非正式教育越来越凸显优势。校内教育由于其准确性和规范性要求，将保持缓慢的变革速度；校内教育的公平性要求，则会导致教育内容将继续高度统一。那么孩子们获取最新的科技成就和思想，将越来越依赖于校外非正式教育。同时校外非正式教育高度的灵活性和选择性，也将为学生提供多样化兴趣的培育机会，而多样化是每个人从事创新活动的基础。

判断三：实物学习的重要性将重新回归。所有数字化的东西虽然能快速地传递信息，但是却无法替代实物学习带来的提升注意力和再发现的功能。随着科学越来越工具化，每个人感受世界、发现现象、提出问题的能力显得越来越重要，这需要从小就得更好地发展自己的感官能力。感官能力的形成需要与实物接触才能提升，唯有大自然拥有最丰富的色彩、最丰富的声音和最丰富的形状，而博物馆空间拥有穿越时空的实物收藏，能够给人带来生动的心灵互动。

判断四：多样化和实践性成为科学教育必然的选择。只有思维与兴趣的多样化，才能让每一个人在未来多维空间里寻找到无限的可能，只有强调实践性才能使人的生存意义通过人人都能创新来实现。多样化意味着在教育过程中出现错误和缺点，都可能成为多样化的优势。在今年5月的一次论坛上，笔者与诺贝尔化学奖获得者迈克尔·莱维特对话时，他说了一句意味深长的话：“优秀的科学家90%的时间在犯错，而顶尖科学家99%的时间在犯错。”人工智能必将掌握人类已知的全部知识从而变得越来越完美，而人类却会因为不完美而带来多样化的创新能力，能犯错误的人类智能将战胜完美的机器智能，这是未来科学教育走向的全部秘密。

科技场馆在科学教育变革中的N种可能

随着以高科技、高效能、高质量为特征的新质生产力成为现代化产业体系建设的主导，科学教育的重要性将进一步凸显，科技场馆作为校外非正式教育的重要阵地，需要从“展陈为主、静等上门”的模式转变为新质科普力的枢纽。新质科普力就是以促进新质生产力发展为要，充分实现教育、科技、人才融合发展战略的科学教育新范式，更强调面向全体学生，体现多样化和实践性。

第一，科技场馆的效应将突破物理空间的限制，科技场馆的“天花板”将被掀开。一方面场馆数字化会让科技场馆形成无数的分身，让远在天边的游客也能感受博物馆的氛围；另一方面更多的实物藏品会“走出”博物馆库房，“走进”中小学校和社区、商场。上海科技馆最近推出了“一平米博物馆”项目，就是让深藏在博物馆里的标本和化石“走到”孩子们身边，同时带去相关联的课程资源和丰富多彩的活动。

第二，科技场馆将愈加发挥科学教育枢纽作用。中小学科学教育需要科学教师、科创课程资源、科技副校长、多样的比赛活动，而高校、科研院所、科技企业和科技类协会拥有大量丰富的科学教育资源。然而供需双方之间缺少连接的机制，无法快速、低成本地建立持续的连接。上海科技馆推出了“科创校长空间站”，通过每月一次大型活动，把中小学校长与高校、科研院所、科技企业和科技类协会聚集一起，推进供需双方的深度链接，在短短的一年时间里，取得了很大的突破。

第三，科技场馆将成为社会与家庭科学教育的领跑者。科学教育是一个长周期的工程，一个人从出生开始就在锻造其大脑和兴趣，因此孩子们在没有进学校以前，就需要科学教育的熏陶。上海科技馆推出了科学教育“新四样”——科普电影、科学游戏、科技绘本和家庭小实验。每年拍摄科普电影和纪录片，不断推出线下科学主题桌游和线上科学手游，并形成系列科技绘本，通过融媒体系统化地推出适合孩子们用身边材料做的家庭小实验。以“新四样”为代表的新质科普资源，将直达每一个家庭和孩子手中。

第四，科技场馆将成为拔尖创新人才早期培育的校外重点实验室。一方面科技场馆的展陈和课程，具有丰富性、时代性，让孩子们跳出学校课程标准与课本的束缚，为他们提供了多样化兴趣培养的机会；另一方面宽松的时间与空间，能够重点培养孩子们的自主性与坚韧品质。上海科技馆与顶尖科学家协会推出“创新人才培育重点实验室项目”：在选拔苗子时，不是专门挑选学科成绩好的孩子，而是挑选兴趣特点不一样的孩子；培育方式是通过辩论来突出批判性思维，通过动手实践来突出行动力，通过与顶尖科学家深度互动来跟上科技发展的最前沿，而不是搞刷脑的“奥赛”。

第五，把科技场馆建成习近平文化思想最佳实践地、创新示范点。习近平文化思想的核心是推动中华优秀传统文化创造性转化和创新性发展，建设中华民族现代文明、创造人类文明新形态的文化自觉和文化自信[4]。科技场馆既留存着中华优秀传统文化的鲜明印记，又展示出世界科技文明的显著成果；既有科学家精神和爱国情怀的浸润，更有对未来世界的创新展望。科技场馆还能够推陈出新，形式多样的临展，构建起跨界的文化现象。通过精心设计各种科技文创产品，满足人民群众对美好生活的需要。中华文明具有突出的连续性、创新性、统一性、包容性、和平性。如果能够通过全民科普和高质量的科学教育，在中华文化中注入更多科学精神与力量，这种人类文明的新形态，将成为人类命运共同体宝贵的共同价值。上海科技馆推出了《全力打造习近平文化思想最佳实践地创新示范馆行动方案》，就是历史转折期科技场馆对新科学教育应有的担当和使命。

总之，教育是未来的事业，也是当下的行动。当我们洞察未来的发展方向，理解快速变化背后真正的推动力量，我们就能在拐点之上，用科学教育巧妙之力，实现科技创新的弯道超车。因为只有教育领先，人才才能领先、科技才能领先。学校、社会、家庭，包括科技场馆都应该在这个关键点上，解放思想、实事求是，通过坚定的行动来形成变革的合力，努力实现“为创新而学”的转向。

参考文献

尤瓦尔·赫拉利. 人类简史：从动物到上帝[M]. 林俊宏，译. 中信出版社，2017.

倪闽景. 从学习的进化视角看ChatGPT/生成式人工智能对学习的影响[J]. 华东师范大学学报（教育科学版），2023. 41（7），151-161.

倪闽景. 学习的进化[M]. 上海：上海科技教育出版社，2022.

林毅夫，王贤青. 新质生产力[M]. 北京：中信出版社，2024.

编 辑：仲玉维