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致力于推动探究式科学教育的杰出科学家

2017-08-11JorgeE.Allende

中国科技教育 2016年12期
关键词:科学院智利科学家

Jorge+E.Allende

编者按:本文是2016年4月14日,在智利科学院为Bruce Alberts博士和Pierre Lena博士授予智利科学院荣誉院士的仪式上,原智利科学院院长Jorge E Allende教授发表的致辞。文中提到的2位科学家都在各自的研究领域取得了杰出成就,同时又在世界范围内积极推动了探究式科学教育的发展。由韦钰院士在中国发起推动的“做中学”科学教育改革试点项目,也得到了这2位科学家的帮助。文章题目为编者所加,文章有删节。

我很荣幸能向智利科学院介绍当选为荣誉院士的2位极其杰出的科学家和教育家。今天有2位在科研领域享誉全球的科学家的加入,对于我们科学院来说也是一个重要的时刻。2000年,我曾有幸代表智利科学院出席在东京举行的名为“走向可持续的21世纪”的一次历史性的会议。在那次会议之前我见过Bruce Alberts,因为在1993年他作为美国国家科学院主席曾经来过智利,当时我是智利科学院院长,我们一起参加了在圣地亚哥举行的国际科联大会。但是在那次会议之前我没有见过Pierre Lena。实际上,在东京会议的讲台上我们才初次见面,因为其中一个讨论科学教育的子会议的3位演讲者就是Bruce Alberts、PierreLena和我自己。对于那次子会议我记忆犹新,因为Bruce和Pierre都就基础教育中的儿童科学教育谈到了他们各自的科学院在探究式教学方面的工作内容,开阔了我的思路,使我有了新的发现,就像在圣经上的顿悟。美国国家科学院和史密森学会曾在20世纪80年代联合发起了当时名为“国家科学资源中心”的工程,该工程构建了很多模块帮助孩子们学习基本的科学概念,如物质的性质、地球的天气、食品的化学性质等。对于科学教学来说这是一个与以往不同的方式,它更注重孩子们的动手能力,当孩子们想要弄明白一个有关自然的问题时,他们通过做科学实验来学习。如果他们对某一现象产生的原因感兴趣,可以先提出一个可以解释它的假想,然后通过设计实验验证这些假想是否正确,最后再分析实验结果并得出结论及推断。而在传统教学中,科学教师只是给学生讲课,并在黑板上写一串陌生的名词及公式。这种新的教学方法给学生以积极的影响,他们现在会觉得科学很有趣,只是一个用智力理解周围各种现象的游戏。由于探究式科学教育总是让几个学生组成小组一起学习,因此可以让他们懂得团队合作并尊重不同的观点。

Pierre Lena在那次会议上告诉我们,作为最古老、最权威的机构之一的法国科学院是如何引进这种教学方法的——那也是科学家之间国际交流的结果。获得过1992年诺贝尔物理学奖的法国科学家George Charpak曾拜访住在芝加哥的1988年诺贝尔物理学奖得主美国科学家Leon Lederman。Lederman带领Charpak参观了当地一所正在使用探究式科学教育的学校,那里的学生对这种学习科学的新方法热情高涨,给Charpak留下了极其深刻的印象,因此他一回到法國就劝说法国科学院的院士采用这种新的科学教育方法。1995年,法国科学院推出La Main a la Pate计划,该计划得到了PierreLena和YvesQuere的大力支持,并且通过他们获得了更重要的法国教育部的支持。有意思的是,法国外交部也一直非常积极地向很多欧洲国家乃至全世界推广La Main a la Pate计划。

我们科学院今天新吸纳的2位荣誉院士都是特别杰出的科学家,他们在各自的科学领域为人类的认知作出了巨大的贡献,我必须列举一下他们的一些重要发现。

Bruce Alberts在研究生命体内关键的化学变化方面作出了突出贡献。生命的本质特征之一是它的自我复制能力。过去60年分子生物学的研究进程表明,生命体之所以具备这种独特的能力,是由于细胞里的DNA能够通过指导蛋白质的合成表达自己所携带的遗传信息,精准地完成生物的自我复制。为了让你对这个神奇的过程有个概念,我们可以想象人类基因组有30亿个字母,这将可以打印出1本100万页的书。然而,人类所有细胞的复制过程只需要24~45小时就可以完成。

Alberts博士的杰出成就是弄清楚了参与DNA复制的组成部分。众所周知,合成DNA双螺旋结构的2条链是反向平行排列的,因此它的2条链以相反的方向进行复制。毫不夸张地说,他花了整整16年的时间想要研究明白这个过程,但是直到1976年,他才提纯得到了7种能够复制DNA及其遗传信息的蛋白质。在一次接受采访的时候他提到一路走来他失败过很多次,还告诫年轻的科学家要记住一句话:“在科学实验中,成功教不了你太多东西,但是失败可以。”除了这些,Alberts博士作为一名科学家和研究院的领导人还有诸多成就。

例如,在20世纪80年代末90年代初美国国家科学院提出人类基因组计划的时候,他被邀请主持该计划,这在当时是一项艰巨的任务,因为许多人反对这个巨大工程的实施,但是Alberts博士一一说服了他们。这次成功展示了他卓越的领导才能。在那之后不久,也就是1993年,他当选为美国国家科学院主席,并在这一职务上任职12年。虽然接受这个职位意味着他必须作出一个痛苦的决定——关掉他的实验室,但是他觉得作为科学院主席他能为科学教育做更多的事情,并且他确实做到了。2014年他获得了美国国家科学奖章,获奖原因为“在DNA复制领域的知识型领导,实验创新,竭力提高科学教育水平,以及推广以科学为基础的公共政策”。在科学教育方面他的一个里程碑式的成就是成立了国家标准和评估科学教育委员会。我还没有提他另一个突出的成就——他是使用最广泛的教科书《细胞分子生物学》的资深作者。这本书在全世界范围内使用,现在已经是第6版。

下面我要说的是一个观星者,观星者这个词源自济慈的诗《初识查译荷马史诗》。这首诗精彩地描述了我们看到自然或艺术中美好事物时的惊奇感。他觉得读Chapman翻译的《荷马史诗》就是那个感觉,他把这种感觉比作一个守望天空的人看到一颗新的行星初次划入他的视野时的感觉,或是“胖戴维·科尔特斯”在巴拿马达连的一座山峰上注视着浩瀚的太平洋时的感觉。当然,谈论Pierre Lena教授对天文学和天体物理学研究的巨大贡献我远不够资格,在这个房间里有好几个人可以做得比我更好。

但是,他显而易见的贡献是利用地面设备、机载设备和卫星设备在红外天文学方面所做的一些开创性工作,以及创造了新的高分辨率成像技术(干涉和自适应光学)。Lena是欧洲南部天文台ESO理事会的法国代表,并在智利ESO甚大望远镜的构想中起到了非常重要的作用。Lena博士还获得了许多奖项和认可,如由法国政府颁发的荣誉军团勋章,英法物理学会的圣周奖及欧洲科学协会的伊拉斯谟奖。他也是法国科学院、欧洲科学协会、教皇科学院、阿根廷科学院、委内瑞拉科学院、塞尔维亚科学院、塞内加尔科学院和现在我们智利科学院的成员;在1995年他还加入Charpak和Quere,共同启动了La Main a laPate计划;1991-1997年间他是法国教法研究会的主席;任职法国科学院期间他是教育与信息部部长。在最近一次对他的采访中,Pierre Lena发表了一个非常重要的观点:科学是“人类的集体冒险,而不是单独一个国家的活动”。在那次采访中,他告诉了我们20岁的年轻人托马斯·杨的故事。托马斯·杨在剑桥的一个公园散步的时候看到2只天鹅在池塘里优雅地移动并产生了波纹,进而他发现波会相互干扰。Pierre Lena说如果你把这个故事告诉孩子们,他们会永远记得这2只天鹅和什么是波的干涉,比你在黑板上写一个公式告诉他们波的干涉的概念效果好得多。然后他指出,科学是一个由钦佩、激动、惊讶所触发的思考的过程,我们教孩子科学时应该把所有的这些感觉都传达给他们。科学对全世界所有的孩子来说都是其乐无穷的。他的人生格言是:你分享的知识越多,你收获的知识也就越多。这是La Main a la Pate计划在短短20年间就能够推广到各大洲60个国家和地区的秘诀。认识这位脚踏实地、倾尽全力帮助邻邦的观星者是一个美妙的经历。对于智利科学院来说有Bruce Alberts和Pierre Lena这2位杰出的荣誉院士的加入是莫大的荣幸。他们其中一个人用望远镜探索无尽的宇宙,另一个人用显微镜探究生命的本质,但是他们都竭尽全力帮助全人类,这一点值得我们每一个人钦佩。

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