名家论道||钟南山：我所理解的科学创新与科学素质培养

有时候中小学老师的启发会影响孩子一辈子。在中小学教育阶段，有一些老师对我的影响非常大，对我今后几十年的发展都起到了很大作用。人的很多素质是需要从小培养的。人在开展科学活动以及进行科学教育时，应该具备的最重要的素质是什么？我经过七十多年的学习与研究，有一些体会。

　　一、学习科学最终是为了解决问题

　　两年多来，我国取得抗击新冠肺炎疫情的阶段性胜利，其中很重要的一点，是我们在面对前所未有的挑战中，有很多创新的尝试。比如，基层社区联防联控、检测试剂盒，疫苗的研发等。这些都是我们的独创。所以，老师们要懂得，科学教育不但要讲科学，更要讲创新。

　　创新跟科学有什么区别呢？例如，某所大学或科学院所，有一个发现或者发明被报道出来，或者在国际权威期刊上发表了一篇很好的论文，论文甚至可能得奖。但这不完全是创新，更准确地说是一个创意。我们进行科学素质培养必须清楚地认识创新思维培养的问题。那么究竟什么叫创新，很重要的一点就是要应用。只有发明和发现还不够，要应用到实践中，应用于科学实践、临床实践或设计实践，最后产生了经济效益和社会效益，这两方面加起来才叫作创新。

　　我们非常需要创新，但我们应该明白这样的概念，创新跟创意是两回事。我国前些年引进了很多技术，也有很多仿制，可能产生很大的社会效益和经济效益。比如我们的汽车品牌，在引进技术后做了很多改进，也推出很多新的产品类型，产生了不错的效益，但其中最原动力的一些东西并不是我们原创的，所以就不能说是创新或创造。

　　20世纪60年代，日本科学家下村修等人在水母中发现了一种绿色荧光蛋白，并在《Science》上发表了论文。但在当时这个发现并没有什么实际意义，后来经过很多人发展，包括钱学森的侄子钱永健等人，他们研究这些荧光蛋白能不能标记在某些物质上，比如说一种药物被吃了以后到了身体的什么地方，代谢物质去了哪儿、分布情况是怎样的。这样的研究使得这一发现能够用在医学、化学、兽医学等很多工作中，结果产生了巨大的社会效益和经济效益。研究团队也因此在2008年获得了诺贝尔化学奖。绝大部分获诺贝尔奖的科学技术，都是有发现、有发明，并产生了效果，这才叫创新。

　　在中小学阶段如何培养学生的创新精神呢？中小学生不可能有很多创新，但作为老师，要从小培养学生善于发现问题，善于设计解决方案，引导他们利用科学、技术、数学、历史等去解决问题，这是科学教育中需要培养学生的素质。

　　我从事学习和研究七十多年，最深的体会就是，基本功很重要。基本功有很多种，第一重要的是语文。我小学时作文还不错，我的综合思维能力、分析问题和领会别人话语的能力、抓住文章要点的能力等之所以稍微好一点，都得益于语文的学习。不管做哪一行，语文绝对重要。

　　学习科学最终是为了解决问题，我们必须要有这样的强烈意识，树立这样的观点。

　　二、做科学研究必须要有使命感

　　那么，创新的动力是什么？很多人强调要靠兴趣，因此认为最重要的是培养孩子的兴趣爱好。这当然是很有道理的。爱因斯坦讲过“热爱是最好的老师”，还有好几位诺贝尔奖获得者也都有类似的观点，比如野依良治说“研究主要靠兴趣驱动”，钱永健说“任何科学研究，最重要的是要看他对自己从事的工作有没有情绪”等。孔子也讲过“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。

　　但我想，对于我们中国人而言，学科学或进行科学研究，除了强调兴趣爱好，还要有更高的含义，就是要有使命感。特别是在当前的国际形势下，单纯强调兴趣是不够的。

　　20世纪60年代，“抗美援越”的时候，当地疟疾很厉害，造成中国战士大量地非战斗减员，必须尽快治疗。当时，毛泽东主席就提出来，是不是可以发动我们的科学家来解决这个问题。于是从那个时候起，很多地方开始做疟疾的研究，进行基础的临床研究。屠呦呦就是其中的一位科技人员，她做了大量的研究，最后从中医典籍里找到了关于青蒿的记载。通过实验，她和她的团队发现青蒿素可以有效应用到疟疾的临床治疗。但一开始，青蒿素对于有些疟疾的治疗效果不太好，于是又进行改进，重新开始基础研究，有很多科学家参与进来，最后发现双氢青蒿素更有效。现在全世界都在用这样的治疗方法，拯救了几百万人的生命。应该说，这是很多中国科学家集体的创造，但屠呦呦是较早开展这项工作的，花了四十多年才研究出来。前两年我见到她时她仍坚持在实验室做研究工作。

　　这就说明，在中国做科学研究，必须要有使命感。使命感是什么？简单说就是“要我做”。我自己也是这样，我1971年到医院，医院要我搞慢性支气管炎研究，那时候我本来不情愿做，但是因为国家需要，我就要好好做。我是做了以后才培养出兴趣，有了兴趣才会热爱，有了热爱才会去追求。

　　同样道理，老师是不是个个从一开始都愿意当老师呢？可能不见得，有人可能因为工作需要或者生活需要选择了教育行业，并非一开始就喜欢。但既然做了教师，就要有使命感，要钻进去，要培养出兴趣。也只有从“要我做”到“我要做”，才有可能出现创新。

　　所以，在中国进行科学研究，开展科学教育，除了培养兴趣以外，还要有使命感。在当前的国际形势下，部分西方国家在科学技术上到处卡我们的脖子，我们要进行科学创新，动力不单纯是好奇心和兴趣，更重要的是使命感。中国的科学家应该这样，中小学的科学教育也要从小培养学生的使命感。

　　三、科学创新需要培养四个素质

　　接下来，我以自己从事医学研究的经历讲一讲科学创新需要哪几方面的素质。

　　首先，是开拓精神。

　　我是做胸肺科研究的。1979年，我作为教育部派往英国的第一批留学生，到爱丁堡大学附属皇家医院进修，我当时已经四十几岁，我的导师那时候做了四十几年研究，说实话也没有什么里程碑性的进步。在胸肺科研究里，最常见的是慢性阻塞性肺疾病，这个病分四期：一、二期是无症状或很轻症状的，还可以到处走；到了三、四期，就走不动路了。当时中国的研究表明，这个病的患者百分之九十几都处于一、二期，但当时医院只管三、四期的患者，甚至联合国世界卫生组织的GOLD指南也是这样规定的。一、二期患者没人管，也不要求治疗。实际上，这是不对的。

　　为此，我们做一个非常艰难的研究，当时这个研究全世界没有人做过。我们在社区找到一些慢性阻塞性肺疾病的一、二期患者，分成两组进行观察实验。我们跟患者交朋友，费力说服他们服药，因为这些病人在没有症状的时候根本不愿意吃药。就这样经过两年治疗，我们发现他们的肺功能改善很多，这是一个很了不起的进步。我们的研究论文在国外高水平的医学杂志上发表，引发了强烈的反响。因为我们是第一次在世界上做这个研究，结果说明，只要早期干预，慢性阻塞性肺疾病是能够改善的，而且少量用药就行了，患者就不会出现常见的疾病症状。现在，我们的经验正在全国推广，将来有希望在慢性阻塞性肺疾病治疗方面形成“中国模式”，能够比西方发达国家更先进。

　　其次，是尊重事实。

　　19年前，我所在的医院接收了一个来自广东河源的病人。我们用了很多药都不见效，病人恶化得非常快。我们试试用一些糖皮质激素，没想到很快有所改善。当时我们通过病理观察，觉得这个病人不像普通的肺炎，一定是某些病毒的感染。但就在这时候，有专家指出，病毒的病原是衣原体感染，可以通过抗生素治疗。听到这一消息，我们作为第一线的医生，觉得不妥，因为衣原体不会那么厉害，也不会一下子使那么多人感染。所以当时我们坚持用自己的办法治疗，特别是合理使用激素，合理使用呼吸机，合理治疗并发症，结果在当时SARS的治疗中，广东的死亡率是最低的。这就说明，坚持尊重事实，是进行科学研究非常重要的素质。

　　当时在动物溯源方面，我们也发现，这个病毒可能跟果子狸有关系，从事相关工作的人员很容易染上SARS病毒。我们认为这是一个中间贮主，这个传播链必须切断。但当时我们也受到一些阻碍，有人认为我们的工作影响了一大批从业人员。我们尊重事实，做了很多研究，提出要对野生动物的饲养、销售、运输、屠宰、烹调进行严格管理，只有切断传播链，才可能有效控制 SARS的传染。后来也证明我们的提议是对的，这也是我们坚持尊重事实的结果。

　　所以，什么是尊重事实？权威的意见不一定总是对的，自己经过实践、亲自验证的东西才是最可信的。我们的中小学生在学习中也会有疑问，这时候，作为教师不要轻易否定孩子，问问为什么会有这样的想法说不定就有新发现，要“不唯上，不唯书，只唯实”，特别要重视启发孩子独立思考的能力，鼓励孩子自己动手实践，这是科学研究里非常重要的能力。

　　再者，是执着追求。

　　我做了一个肺癌注射液的研究，从1992年开始至今已30年，今年才获批准。中间经过很多努力，也有很多失败。这个药物最早是我们在1993年对患者进行舌癌治疗时，发现效果很好，又很安全，跟化疗的药不一样，于是我们就进行相关实验。我们用这个方法进行肺癌治疗，病人多活了几年，事实证明是有效的。后来通过动物实验也得到证实。但一些专家认为根本不可能。所以我们一干就是30年，和我合作的伙伴已经中风了，只剩下我还在坚持研究。当然，当时我们也有缺点，一是目标分散，二是基础研究跟不上，不能说服一些专家。为此，我们又做了很多基础研究，直到今年我们的方法终于得到肯定。所以说，执着追求是科学研究成功的关键。

　　最后，要有协作精神。

　　我们新冠肺炎的治疗实践就说明了这一点。比如：三针灭活疫苗预防新冠肺炎的效果如何？国外一直不相信，认为没有根据。 基础研究团队通过实验研究发现，注射三针灭活疫苗是有效的，用基础研究支持我们临床实践。在新冠肺炎的诊断方面，我们通过99万张CT报告建立了一个大数据库，利用人工智能可以很好地预测病人的诊断结果，大大降低了医生的诊断错误率。这样的AI大数据和医学的结合，也是一种协作。

　　做科学研究，必须学会协作。我在多年的临床实践与科学研究中，最深的感受就是要想办法调动大家的积极性，让所有的人和各相关单位都协作起来。我们一所学校、一个班级、学生之间也要互相团结，只有团结才能获得更大成就。

　　还有就是文化素养。文化素养是什么？我觉得，人跟动物不一样之处就在于，所有的人包括所有孩子，天生需要被尊重。我从1971年到一所小医院工作，到现在主持国家顶级的实验室，最大的体会就是，要懂得怎么尊重人家，要给予宽容和公正，善于发现他人优点和长处，同时无论干什么，自己先作出表率。

　　四、中国的科学教育应倡导IMH教育

　　关于科学教育的内涵，我也想谈一点看法。

　　当前美国实行的是STEM教育，也就是加强学生在Science、Technology、Engineering、Mathematics四个方面的教育。我认为这个是不够全面的。它偏重于理工领域，实际上社会科学领域、人文科学也需要有科学素质。同时，正如美国马萨诸塞大学波士顿分校严文蕃教授指出的，在STEM教育中，学生的兴趣是一切的根本，如果没有兴趣就没有学习。

　　而在英国实行的是STS教育，即注重 Science、Technology、Society三方面的教育。它扩展了科学教育的目标，突出个人发展、社会发展与文化的目标，强调对科学的文化解读、科学的社会价值和人生意义的理解，这个是对的，但是比较空泛。

　　对中国的科学教育来讲，我个人的看法，最重要的是IMH教育，即Innovation、Sense of Mission、Humanity。首先，科学素质教育的核心是创新，创新不是单纯的发现和发明，还要强调社会效益和经济效益。第二，科学素质的教育，动力是“使命感”跟“兴趣”的结合，不是单纯强调兴趣。第三，科学素质的教育也要倡导人文精神，其中重点是协作精神。在我们中国，不管是原子弹氢弹的研制，还是现在神舟十四号飞船的发射，都是多少万人、多少万个单位联合的结果。我们需要有协作的精神，从小就要培养这样的精神。

　　[本文由华南师范大学白宏太博士据钟南山院士在“全国科学教育暑期学校中小学教师培训（广州会场）”中的讲座整理而成，有删减。讲座原标题为《我国现阶段教师的科学培养——创新》]

　　（本文作者钟南山系中国工程院院士、著名呼吸病学专家。中国抗击非典型肺炎、新冠肺炎疫情的领军人物，“共和国勋章”获得者。）