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自然教育的探索式学习——日本诺奖得主谈科学的兴趣从何而来

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2018生理学或医学诺贝尔奖得主本庶佑

2018年诺贝尔奖系日前开始颁布,凭借在癌症免疫治疗方面的贡献,日本免疫学家本庶佑携美国同行,获得2018年诺贝尔生理学或医学奖。纵观日本获得诺贝尔奖的科学家,他们的童年大多在自然里度过。在亲近自然、探索自然中,萌生出最初的、天真的探究兴趣和欲望,这是非常重要的科学启蒙教育,是通往产生一代科学巨匠的路!

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兴趣是科学最好的敲门砖

当我们把孩子们从小花园里赶到书桌前,强迫他们一遍又一遍地刷题时,也许我们没有想到,在“高压政策”下,孩子们失去的不仅仅是玩耍的时间,放松的心情,还有对科学的直觉,对创新的直觉。

当我们认为各种书籍和辅导班是孩子们的好朋友时,我们忽视了自然才是孩子们最好的老师,正是在自然中,孩子们可以获得好奇心、求知欲和创造力,这才是科学研究和未来孩子们社会生存中最重要的东西,也是使他们终身受益的能力

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从小与大自然的自由交往造就诺奖得主

1981年诺贝尔奖得主、亚洲第一位诺贝尔化学奖得主福井谦一把能够获得诺奖的深层原因归功于父母———是他们为他的少年时代创造了一个能与大自然自由交往的家庭环境。他详细描述了大自然对于他的“馈赠”———“玩泥巴”的喜悦和看竹笋破土而出。“这些经历给我难以名状的喜悦,并促使我走上科学道路。”福井谦一说。

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亚洲第一位诺贝尔化学奖得主福井谦一

无独有偶,天文界一位颇有建树的老教授,他也强调自己小时候“不学习”“整天在田野里疯玩”的经历,对日后的科研非常有帮助。

被誉为“发明了二十世纪”的神人尼古拉·特斯拉的第一项发明就是捕捉青蛙的装置,他也说过:“当你不知所措时,就去观察自然现象吧。”

接触大自然能够强烈激发小孩子的好奇心、求知欲,这是从事科学研究最重要的东西。此外,从生理角度讲,大自然非常神奇,小孩接触自然以后大脑受到极大刺激,这些刺激对大脑神经元发育的作用,可能非常重要。如果孩子从小被关在屋子里做题,他们的成绩会得到提高,但可能很难成长为具有好奇心和创造力的人。

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2001年,日本推出了第二个科学技术基本计划,明确提出日本在21世纪前50年里获得30个诺贝尔奖的目标。在过去的18年里,日本这个计划像是按下了快进键,拿下了18个奖(今年还没有颁完),在三分之一的时间里,完成了一半以上的进度。日本已经成为继美国之后,成为世界上获得诺奖次数第二多的国家。

是什么使中日在诺贝尔奖这件事上差别悬殊? 今年当本庶佑又一次获得诺贝尔生理学或医学奖时,这个问题又被提了出来,答案固然很多,但教育应该是重要一环,如何培养儿童的好奇心、创造力,如何从小就培养他们对科学的兴趣……

事实上,亲近自然的好处并不单单在激发好奇心上,更在于培养一种科学的直觉。这种不依靠逻辑思维的直觉,让科学家能够在繁复的选择中知道自己要做什么。

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当一位自然科学工作者在创造某种新东西的过程中,无论是创造新理论,还是创造新法则,他都被迫面临许多选择,对选择发挥影响的是过去的情报收集和积累。在科学上,有一派观点认为,除去逻辑思考以外,还存在一种不可思议的大脑活动,也参与了选择。尽管这一论点还未得到科学上的证明。

在学生时代,福井并不是一名突出的优秀孩子,报考化学也并不是他对化学情有独钟,而是在大学时期,他懵懂地意识到,化学界出现了一种全球性的新趋势,使得复杂而极难掌握的化学变得好掌握一些,少依赖于经验,而且尽可能使化学变成通过理论研究也能探讨的学问。这就是福井所说的科研直觉。

作为一名学者和大学老师,福井对那些有志成为科学家的青年们给出了两点意见:一是要尽可能地开阔学问视野,不要把眼光仅仅局限在自己的专业领域;二是要培养预见能力,培养出敏锐的眼力,能预测自己正在研究的和将要研究的那些学问的发展趋势,并把握这些学问与社会的种种内在联系。

在成功道路上,能够把握趋势是一项十分重要但容易被忽视的能力,特别是当前的科学细分领域特别多,增加了选择的难度。

在科学选择中,难就难在不是从有限的几个可能性中进行挑选,而是从无限多的可能性中进行选择,在各个阶段上的选择肯定不是仅凭逻辑就能做出正确选择的,其中对科学的直觉,具有很大的功劳。在科学的选择性越来越多的今天,这种能够把握趋势的“直觉”将越来越重要。

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那些诺奖得主的野趣童年

我喜欢在雨后的山路上散步。我常走的那条山路是一条自然形成的崎岖小路。雨后走在路上,泥水裹脚,一步一滑,常常弄得浑身是泥。尽管我已年逾六旬,这种浑身是泥的散步,仍给我带来说不出的喜悦。

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恐怕大家都有相同的经历吧。我从小就爱玩得浑身是泥,夸张点说,我喜欢把自己沉浸在大自然的怀抱之中。儿时的回忆,几乎都是那些直接与大自然接触得来的体验。正是这些体验使我认识了大自然,给了我许多书本上学不到的知识。我切身体验到了大自然那无比的深奥、美丽和微妙。我生长在一个与科学没什么缘分的普通家庭,正是在大自然中积累起来的丰富的切身体验,促使我后来选择了从事科学研究的道路。

——1981年诺贝尔化学奖得主福井谦一


我刚刚懂事时,就爱在家中院内,望着柔软的杂草幼芽发呆,并把它们排列成行,独自欣赏。在别人看来,这似乎有些傻里傻气。上小学时,我的收集对象提高了等级,由植物转向矿物。我永远也忘不了曾采集到一块树状沼铁矿石,它呈空心树枝状,是一种珍贵的矿物,名称还是同样喜欢矿物的表哥告诉我的。当我了解到它竟是沉到湖泊或沼泽里的木头上的铁时,内心的激动再也按捺不住。因为这块矿物是在新居附近的帝冢山丘陵地带采到的,矿物的出现证明了远古时期这一带曾是水底。

——福井谦一


我从小就喜欢观察刚刚破土而出的植物幼芽。树木、新芽的翠绿色充满强烈的生命感,每日,甚至每时每刻都奇妙地变化着。望着生机盎然的自然界,人们会忘掉一切烦恼。在蝴蝶飞舞的温暖季节,为追逐浅黄班蝶和小黄斑凤蝶,常会在不知不觉之中跑进比叡山的深处。红叶满山的季节也是难以舍弃的。一天中,随着日照的角度、强度的变化,满山忽而红彤彤,忽而金灿灿,大自然的杰作令人百看不厌。

——福井谦一


(小时候) 热衷于飞机模型、半导体收音机的制作,夏天喜欢在小河里捞鱼、捕萤火虫、采集昆虫,手持网在野外一走就是一天。采筑紫、野芹菜、木通、杨梅、野草莓,能够感受自然的四季变迁。抬头看见满天的星星,可以很容易辨认出星座,银河像地上的河流一样奔腾。这些当时都没有想过,但今天作为自然科学专业的分子生物学的研究者,这样的体验,就是一切的原点。

——2016年诺贝尔生理学或医学奖得主大隅良典

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人生最难忘的经历就是小时候在学校后山与同学追逐赛跑、拔农家蔬菜、肆意玩耍的那段时光。

——2002年诺贝尔物理奖得主小柴昌俊


内容来源:文汇网

原标题《日本诺奖得主谈科学的兴趣从何而来》


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