創新人才培養要在科學認知規律指導下進行

習近平總書記在全國教育大會上發表講話時指出：“要統籌實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略，一體推進教育發展、科技創新、人才培養。以科技發展、國家戰略需求為牽引，著眼提高創新能力，優化高等教育布局，完善高校學科設置調整機制和人才培養模式，加強基礎學科、新興學科、交叉學科建設和拔尖人才培養。”從中可以看出，科教興國戰略主要是圍繞創新展開的，教育要培養創新人才，人才要有創新能力，科技要做創新研究，創新驅動國家發展，各項工作要統籌協調，高等教育的布局、學科設置、人才培養模式都要以培養創新人才為目標。

那么什么是創新？為什么現在要如此強調創新？如何才能統籌設計創新工作？創新人才需要具備什么樣的素質？在我們的科學教育中如何落實創新人才培養呢？

什么是創新？從科學認知角度看，創新有兩個層面，一個是科學探索層面的創新，即人類對未知世界的不斷探索發現；另一個是應用層面的創新，即能滿足人民幸福生活的技術發明創造。顯然，科學探索層面的創新更基礎，但應用層面的創新也會反過來推動科學探索，二者相輔相成。例如對熱的科學認知推動了第一次工業革命，對電磁的認知推動了電氣化革命，量子力學的創立推動了信息化革命，對生命意識的不斷探索必將推動人工智能時代的到來。

為什么現在要如此強調創新？這是因為中國的經濟發展已經基本完成了追趕階段，開始進入引領階段。當國家落后時，我們需要學習國際最先進的科技，并在實踐中應用，日本、美國等國家都走過這個階段。與之對應的，那時需要學得快、用得好的人才，以知識、應用為中心的“應試”教育在一定程度上很好地完成了這類人才的培養與選拔任務。但完成了追趕之后，我們在有些領域已經達到了最先進水平，再加上以美國為首的部分西方國家對中國實施科技封鎖，我們已經很難靠學習現有科技來推動經濟發展，這時就只能靠創新驅動發展戰略，就急需培養創新人才，因此科學教育需要戰略轉型。

如何才能統籌設計創新工作？如果想對創新工作，尤其是在創新人才培養方面做系統設計，必然要找到創新的規律，其實就是科學認知的規律。這種規律確實存在，可以總結為ETA科學認知模型，即科學認知是由實驗認知(E)、理論認知(T)、應用認知(A)三個模式構成的，每個認知模式都由特定的階段性認知目標構成，三者相輔相成。從這個模型可以看出，科學探索主要靠實驗和理論認知完成，技術發明主要靠應用認知完成。科學方法就是科學家為了完成科學認知目標而采取的做事情的方法，科學精神就是科學家為了完成科學認知而采取的做人的方法。創新工作實際上就是不斷按照科學認知模型完成特定的認知目標，在這個過程中堅持科學方法和科學精神。所以統籌一體推進教育發展、科技創新、人才培養都應該在科學認知規律的指導下完成，否則就會出現類似盲人摸象的片面認識而導致的教學、考試、科研、制度等方面的不協調，甚至是沖突，例如學生心理、青年教師壓力等問題。

創新人才需要具備什么樣的素質？根據科學認知規律，可以看出創新人才就是經過科學認知訓練，掌握了科學認知模式，具備了科學方法和科學精神的人才，這類人才最大的特點是能夠對未知的、未來的領域構建出有效的科學認知。

在我們的科學教育中如何落實創新人才培養呢？從科學認知規律中可以很清晰地看出，真正的創新教育就是科學認知訓練。具體落實上可以按照認知規律重新組織教材內容、課程建設，將前人成功的經驗變成富有啟發性的科學認知案例，成功是成功之母，能幫助學生爬到巨人的肩膀上。為此，我們已經系統地提出了ETA物理教學法、學習法、解題法，并在大學、高中物理教育中實踐檢驗，均取得了很好的效果。這不僅提高了學生的科學認知能力，還解決了心理問題，尤其是 ETA 物理解題法將解題過程變成了科學探索的過程，這不僅訓練了創新能力，還可以比應試教育更有效地提高成績，這樣才能真正替代應試教育，讓廣泛的社會大眾從根本上愿意接受科學創新教育。

科學認知、科學方法、科學精神共同構成了科學文化的核心，其本質就是創新文化。我們需要在科學教育中傳承科學文化，在科學研究中發展科學文化，在政策制定中保護科學文化，在國民大眾中普及科學文化，讓科學文化融入中國文化，這樣科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略才一定能實現。

（作者為北京大學物理學院黨委副書記，教授。2020 年“北京大學教學卓越獎”獲得者。）