致力于推動探究式科學(xué)教育的杰出科學(xué)家

Jorge+E.Allende

編者按：本文是2016年4月14日，在智利科學(xué)院為Bruce Alberts博士和Pierre Lena博士授予智利科學(xué)院榮譽院士的儀式上，原智利科學(xué)院院長Jorge E Allende教授發(fā)表的致辭。文中提到的2位科學(xué)家都在各自的研究領(lǐng)域取得了杰出成就，同時又在世界范圍內(nèi)積極推動了探究式科學(xué)教育的發(fā)展。由韋鈺院士在中國發(fā)起推動的“做中學(xué)”科學(xué)教育改革試點項目，也得到了這2位科學(xué)家的幫助。文章題目為編者所加，文章有刪節(jié)。

我很榮幸能向智利科學(xué)院介紹當選為榮譽院士的2位極其杰出的科學(xué)家和教育家。今天有2位在科研領(lǐng)域享譽全球的科學(xué)家的加入，對于我們科學(xué)院來說也是一個重要的時刻。2000年，我曾有幸代表智利科學(xué)院出席在東京舉行的名為“走向可持續(xù)的21世紀”的一次歷史性的會議。在那次會議之前我見過Bruce Alberts，因為在1993年他作為美國國家科學(xué)院主席曾經(jīng)來過智利，當時我是智利科學(xué)院院長，我們一起參加了在圣地亞哥舉行的國際科聯(lián)大會。但是在那次會議之前我沒有見過Pierre Lena。實際上，在東京會議的講臺上我們才初次見面，因為其中一個討論科學(xué)教育的子會議的3位演講者就是Bruce Alberts、PierreLena和我自己。對于那次子會議我記憶猶新，因為Bruce和Pierre都就基礎(chǔ)教育中的兒童科學(xué)教育談到了他們各自的科學(xué)院在探究式教學(xué)方面的工作內(nèi)容，開闊了我的思路，使我有了新的發(fā)現(xiàn)，就像在圣經(jīng)上的頓悟。美國國家科學(xué)院和史密森學(xué)會曾在20世紀80年代聯(lián)合發(fā)起了當時名為“國家科學(xué)資源中心”的工程，該工程構(gòu)建了很多模塊幫助孩子們學(xué)習(xí)基本的科學(xué)概念，如物質(zhì)的性質(zhì)、地球的天氣、食品的化學(xué)性質(zhì)等。對于科學(xué)教學(xué)來說這是一個與以往不同的方式，它更注重孩子們的動手能力，當孩子們想要弄明白一個有關(guān)自然的問題時，他們通過做科學(xué)實驗來學(xué)習(xí)。如果他們對某一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因感興趣，可以先提出一個可以解釋它的假想，然后通過設(shè)計實驗驗證這些假想是否正確，最后再分析實驗結(jié)果并得出結(jié)論及推斷。而在傳統(tǒng)教學(xué)中，科學(xué)教師只是給學(xué)生講課，并在黑板上寫一串陌生的名詞及公式。這種新的教學(xué)方法給學(xué)生以積極的影響，他們現(xiàn)在會覺得科學(xué)很有趣，只是一個用智力理解周圍各種現(xiàn)象的游戲。由于探究式科學(xué)教育總是讓幾個學(xué)生組成小組一起學(xué)習(xí)，因此可以讓他們懂得團隊合作并尊重不同的觀點。

Pierre Lena在那次會議上告訴我們，作為最古老、最權(quán)威的機構(gòu)之一的法國科學(xué)院是如何引進這種教學(xué)方法的——那也是科學(xué)家之間國際交流的結(jié)果。獲得過1992年諾貝爾物理學(xué)獎的法國科學(xué)家George Charpak曾拜訪住在芝加哥的1988年諾貝爾物理學(xué)獎得主美國科學(xué)家Leon Lederman。Lederman帶領(lǐng)Charpak參觀了當?shù)匾凰谑褂锰骄渴娇茖W(xué)教育的學(xué)校，那里的學(xué)生對這種學(xué)習(xí)科學(xué)的新方法熱情高漲，給Charpak留下了極其深刻的印象，因此他一回到法國就勸說法國科學(xué)院的院士采用這種新的科學(xué)教育方法。1995年，法國科學(xué)院推出La Main a la Pate計劃，該計劃得到了PierreLena和YvesQuere的大力支持，并且通過他們獲得了更重要的法國教育部的支持。有意思的是，法國外交部也一直非常積極地向很多歐洲國家乃至全世界推廣La Main a la Pate計劃。

我們科學(xué)院今天新吸納的2位榮譽院士都是特別杰出的科學(xué)家，他們在各自的科學(xué)領(lǐng)域為人類的認知作出了巨大的貢獻，我必須列舉一下他們的一些重要發(fā)現(xiàn)。

Bruce Alberts在研究生命體內(nèi)關(guān)鍵的化學(xué)變化方面作出了突出貢獻。生命的本質(zhì)特征之一是它的自我復(fù)制能力。過去60年分子生物學(xué)的研究進程表明，生命體之所以具備這種獨特的能力，是由于細胞里的DNA能夠通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成表達自己所攜帶的遺傳信息，精準地完成生物的自我復(fù)制。為了讓你對這個神奇的過程有個概念，我們可以想象人類基因組有30億個字母，這將可以打印出1本100萬頁的書。然而，人類所有細胞的復(fù)制過程只需要24～45小時就可以完成。

Alberts博士的杰出成就是弄清楚了參與DNA復(fù)制的組成部分。眾所周知，合成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的2條鏈是反向平行排列的，因此它的2條鏈以相反的方向進行復(fù)制。毫不夸張地說，他花了整整16年的時間想要研究明白這個過程，但是直到1976年，他才提純得到了7種能夠復(fù)制DNA及其遺傳信息的蛋白質(zhì)。在一次接受采訪的時候他提到一路走來他失敗過很多次，還告誡年輕的科學(xué)家要記住一句話：“在科學(xué)實驗中，成功教不了你太多東西，但是失敗可以?！背诉@些，Alberts博士作為一名科學(xué)家和研究院的領(lǐng)導(dǎo)人還有諸多成就。

例如，在20世紀80年代末90年代初美國國家科學(xué)院提出人類基因組計劃的時候，他被邀請主持該計劃，這在當時是一項艱巨的任務(wù)，因為許多人反對這個巨大工程的實施，但是Alberts博士一一說服了他們。這次成功展示了他卓越的領(lǐng)導(dǎo)才能。在那之后不久，也就是1993年，他當選為美國國家科學(xué)院主席，并在這一職務(wù)上任職12年。雖然接受這個職位意味著他必須作出一個痛苦的決定——關(guān)掉他的實驗室，但是他覺得作為科學(xué)院主席他能為科學(xué)教育做更多的事情，并且他確實做到了。2014年他獲得了美國國家科學(xué)獎?wù)拢@獎原因為“在DNA復(fù)制領(lǐng)域的知識型領(lǐng)導(dǎo)，實驗創(chuàng)新，竭力提高科學(xué)教育水平，以及推廣以科學(xué)為基礎(chǔ)的公共政策”。在科學(xué)教育方面他的一個里程碑式的成就是成立了國家標準和評估科學(xué)教育委員會。我還沒有提他另一個突出的成就——他是使用最廣泛的教科書《細胞分子生物學(xué)》的資深作者。這本書在全世界范圍內(nèi)使用，現(xiàn)在已經(jīng)是第6版。

下面我要說的是一個觀星者，觀星者這個詞源自濟慈的詩《初識查譯荷馬史詩》。這首詩精彩地描述了我們看到自然或藝術(shù)中美好事物時的驚奇感。他覺得讀Chapman翻譯的《荷馬史詩》就是那個感覺，他把這種感覺比作一個守望天空的人看到一顆新的行星初次劃入他的視野時的感覺，或是“胖戴維·科爾特斯”在巴拿馬達連的一座山峰上注視著浩瀚的太平洋時的感覺。當然，談?wù)揚ierre Lena教授對天文學(xué)和天體物理學(xué)研究的巨大貢獻我遠不夠資格，在這個房間里有好幾個人可以做得比我更好。

但是，他顯而易見的貢獻是利用地面設(shè)備、機載設(shè)備和衛(wèi)星設(shè)備在紅外天文學(xué)方面所做的一些開創(chuàng)性工作，以及創(chuàng)造了新的高分辨率成像技術(shù)（干涉和自適應(yīng)光學(xué)）。Lena是歐洲南部天文臺ESO理事會的法國代表，并在智利ESO甚大望遠鏡的構(gòu)想中起到了非常重要的作用。Lena博士還獲得了許多獎項和認可，如由法國政府頒發(fā)的榮譽軍團勛章，英法物理學(xué)會的圣周獎及歐洲科學(xué)協(xié)會的伊拉斯謨獎。他也是法國科學(xué)院、歐洲科學(xué)協(xié)會、教皇科學(xué)院、阿根廷科學(xué)院、委內(nèi)瑞拉科學(xué)院、塞爾維亞科學(xué)院、塞內(nèi)加爾科學(xué)院和現(xiàn)在我們智利科學(xué)院的成員；在1995年他還加入Charpak和Quere，共同啟動了La Main a laPate計劃；1991-1997年間他是法國教法研究會的主席；任職法國科學(xué)院期間他是教育與信息部部長。在最近一次對他的采訪中，Pierre Lena發(fā)表了一個非常重要的觀點：科學(xué)是“人類的集體冒險，而不是單獨一個國家的活動”。在那次采訪中，他告訴了我們20歲的年輕人托馬斯·楊的故事。托馬斯·楊在劍橋的一個公園散步的時候看到2只天鵝在池塘里優(yōu)雅地移動并產(chǎn)生了波紋，進而他發(fā)現(xiàn)波會相互干擾。Pierre Lena說如果你把這個故事告訴孩子們，他們會永遠記得這2只天鵝和什么是波的干涉，比你在黑板上寫一個公式告訴他們波的干涉的概念效果好得多。然后他指出，科學(xué)是一個由欽佩、激動、驚訝所觸發(fā)的思考的過程，我們教孩子科學(xué)時應(yīng)該把所有的這些感覺都傳達給他們?？茖W(xué)對全世界所有的孩子來說都是其樂無窮的。他的人生格言是：你分享的知識越多，你收獲的知識也就越多。這是La Main a la Pate計劃在短短20年間就能夠推廣到各大洲60個國家和地區(qū)的秘訣。認識這位腳踏實地、傾盡全力幫助鄰邦的觀星者是一個美妙的經(jīng)歷。對于智利科學(xué)院來說有Bruce Alberts和Pierre Lena這2位杰出的榮譽院士的加入是莫大的榮幸。他們其中一個人用望遠鏡探索無盡的宇宙，另一個人用顯微鏡探究生命的本質(zhì)，但是他們都竭盡全力幫助全人類，這一點值得我們每一個人欽佩。