刘东友
科研创新的基石 精选
2023-11-5 09:16
阅读:4415

基石是置放于建筑物底部,用来稳固建筑物根基的石块。由于位处地表之下,基石的作用与重要性时常被低估或忽视。提起科研创新的基石,人们或许会联想到构建科研大楼底部的石块或科研创新的基础设施。然而,这里,科研创新的基石指的是推动科研创新进步,确保科研创新可持续性的基本技能。那么,推动科研创新进步,确保科研创新可持续性的基本技能有哪些呢?依我看来,主要有两项,一是知识记忆能力,二是思维能力。比起建筑物底部的石块,这两项基本技能既看不见,摸不着,来无影,去无踪,其功效也难鉴定,因此被当今不少人视为可有可无;而且,由于一直缺乏公认且有效的培训办法,使近几代人错失了在关键的年龄段获得这两项基本技能的机会,严重地阻碍了科研创新的发展与文学创造的超越。下面,我根据自己的体会和理解,谈谈知识记忆能力和思维能力的重要性,培训途径,相互间的关系,及对科研创新的影响。

知识记忆能力的重要性和培训途径知识记忆能力是指能够将所学过的知识牢牢记住,并在需要的时候,迅速回忆起来的基本功。只有记得住的东西(比如词汇,科学概念),才能用得上,用得活。一个知识记忆能力超强的人,可以用最短的时间,最少的复习,积累最多的知识,保持最长的记忆,得到最灵活的应用。与此相反,一个知识记忆能力孱弱的人,即使消耗大量的时间,翻来覆去地复习,也只能积累有限的知识,而且记忆短暂,过后就忘,运用起来也是丢三落四,留有遗憾

知识记忆能力的重要性源于各学科内容的连贯性。例如,一些小学的数学概念和定理会出现在初中数学里,一些初中的数学概念和定理会出现在高中数学里,而一些高中的数学概念和定理又会出现在大学数学里。倘若连小学,初中和高中的数学概念和定理都记不住,就自然很难理解和掌握大学数学了。在课堂上,常有同学不明白刚讲过的新课,老师稍作解释后似乎就懂了。其实,老师的解释并未添加多少新内容,只不过是重温了一下过去学过的概念和定理。这些同学开始弄不明白,主要是把过去学过的概念和定理给忘了。虽然在老师提示下,回想起来了,但如果没有良好的记忆习惯,这些未曾记牢的东西以后还可能会忘记。可见,牢牢记住前阶段的概念和定理对理解和掌握后阶段的课程极为重要。

知识记忆能力培训途径涉及两方面的考虑,即有效办法和最佳年龄段。培训知识记忆能力有效办法既要尊重记忆的规律(即良好的记忆需要30分钟,24小时和一周后的回忆与复习),又要适应当下的作息制度。那种靠剥夺睡眠时间(比如每晚熬到深夜或每早天不亮就起床)去苦读的操作,除了会影响第二天的课堂学习之外,还不利于稳固长久记忆,是难于为继的。由于特定的家庭居住条件与环境(晚上830熄灯),我从小学起养成了每晚先看教科书相关内容,后做作业,入睡前回忆一遍所学新知识(特别是课本里的例题),第二天早上醒来后再回忆一遍的习惯。这个知识记忆习惯对第二天的课堂学习几乎没有影响。凭借着这个习惯,在没有高人点拨的情况下,我从小学到高中毕业,各科成绩一直名列前茅。后来,读了《心理学教程》后才发现,我不经意间养成的知识记忆习惯与行家公认的记忆规律高度吻合,怪不得效果如此卓越。

值得一提的是,培训知识记忆能力的正确方法是将每晚需要回忆的新知识量限制于1-2小时内,这样才有利于充分消化,建立长期记忆。如果每天学习的新东西或布置的作业太多,学生做完作业后,已经晕头转向,精疲力尽,倒下就睡着了,根本不可能进行有效的回忆和消化,学完了也会很快忘记,等于没学。最近,我偶见一份某实验小学的课外读物推荐单(要求小学阶段完成不低于1000万字的阅读量,其中必需包括50中外名著,30本古今中外名人传记,30本科普读物,30本纯英文读物),觉得太不可思议了。殊不知,无休止的作业与阅读要求会让人滋生一种看不到希望的感觉,甚至酿成抗拒学习的逆反心态。因此,培训知识记忆能力要授人以渔(适量的,可以充分回忆和消化的知识以提供锻炼记忆能力的机会),而不要授人以鱼(超量的,来不及回忆和消化的知识而丧失锻炼记忆能力的机会)。

培训知识记忆能力的最佳年龄段毫无疑问是小学阶段(7-13岁)。处在一生中可塑性最强,杂念最少的时期,小学阶段(7-13岁)对培训知识记忆能力的重要性不但反映在几千年来古人从孩童起通过吟诵诗词和其它经典,以积累知识,培养知识记忆能力的历史,而且体现在今人自幼培养运动或音乐记忆能力的实践。想想历史上那些为世人写下脍炙人口诗章的李白,杜甫,白居易,苏轼,屈原,陶渊明等,和为后代留下传世中医名著的张仲景(伤寒杂病论),吴瑭(瘟病条辩),扁鹊(难经),李杲(脾胃论),葛洪(肘后备急方),李时珍(本草纲目)等,哪一个不是自幼开始知识记忆能力培训的?看看当今那些非常成功的运动员或钢琴家,哪一个不是从小接受运动或音乐记忆能力培训的?仗着优异的运动或音乐记忆能力,他们在各种竞赛中,不出意外,总是胜多负少。因此,抓住人生中最关键的7-13岁,着力培养知识记忆能力,可以为后来的各种专业追求铺平道路;而一旦错过7-13岁培训知识记忆能力的最佳时机,即使以后投入再多的资金与设备,聘请再高明的教师,进行再频繁的练习,也将事倍功半,得不偿失。

思维能力的重要性和培训途径。思维能力是一个包括理解、分析、综合、比较、概括、抽象、推理、论证、判断等能力的广义概念,其目的是通过对感性认识的分析、整理、鉴别、消化与综合,把握事物内在联系,形成理性认识,从而得到解决问题的正确判断或上佳主意。作为思维能力的重要表现形式,推理(或逻辑推理)是基于已知数据,规则或结论,经过演绎(从整体到个体的延伸,从普遍规律到具体案例的应用,或从论点到论据的拓展)、归纳(从个体到整体的总结,从具体案例到普遍规律的升华,或从论据到论点的概括)或溯因(从观察到的结果推断其产生的原因)而做出合理与正确的决策

思维能力的培训途径同样包括两个方面,即有效办法和最佳年龄段。至于培训思维能力的有效办法,写作自然首屈一指。写作与思维犹如水乳交融,一刻也不可分开,各种思维方式(包括逻辑推理)都可以通过写作得以历练。例如,议论文章(及研究报告、项目申请)的写作可以培养分析/演绎(从论点到论据的拓展)能力;总结(及综述)的写作可以培养综合/归纳(从论据到论点的概括)能力;调查报告的写作有助于培养溯因(从观察到的结果推断其产生的原因)能力

培训思维能力的最佳年龄段显然是中学阶段(14-19岁)。处于人生中情窦初开,思想渐近成熟,富有想象力,精力充沛的时期,中学生极易被文学作品里描述的人物与事件所感染与熏陶,并产生不同程度的共鸣,有着用自己的笔墨抒发内心情愫的强烈愿望。虽然中学生可能会对一些强制性指令或要求产生天然的抵触,但他们大都尚未专业定向,因而十分乐意接受新知识。只要循循善诱,中学生是有针对性地通过写作培训思维能力的最佳对象。在大学阶段,已有各自专业追求的本科生,被各门必修课和选修课压得几乎连气都透不过来,不再可能投入大量时间和精力去系统性地学习写作,至多只能在中学打下的写作基础上,进一步完善涉及本专业的研究报告、综述与项目申请。如今不少研究生还在学习写作研究报告、综述与项目申请的基本技巧,而不能集中精力专心做实验,就显得本末倒置,不得要领了。这也从另一个侧面说明现行的研究生选拔措施有着改进的空间(见前面的博文《科研创新与研究生的选拔》)。

知识记忆能力和思维能力的关系。假若将人脑比作一台高智能计算机,知识记忆能力则相当于计算机的存储(数据或资料),思维能力则相当于计算机的软件(指令或程序)。一般地说,知识记忆能力越强,意味着脑子存储数据或资料的速度就越快,存储的数据或资料就越多,存储的时间就越长,运用的选择性就越大,应用的范围就越广。反之,知识记忆能力越弱,意味着脑子存储数据或资料的速度就越慢,存储的数据或资料就越少,存储的时间就越短,运用的选择性就越小,应用的范围就越窄。同理,思维能力越精深娴熟,意味着脑子处理存储数据或资料的效率就越高,处理的方式就越灵活,由此产生的结论(判断或主意)就越准确透彻。反之,思维能力越浅薄生疏,意味着脑子处理存储数据或资料的效率就越低,处理的方式就越迟滞,由此产生的结论(判断或主意)就越荒诞离谱。

然而,计算机的存储和软件比起人脑的知识记忆能力和思维能力来,有着显著的区别。具体地说,计算机的存储和软件是简单的独立的无机存在,它们之间的合作可以产生一定的结论(判断),但基本不会引起或促进相互间的改善。还有,在任何时间添加的计算机的存储都具有同等功用,且不会因时间的延长而变化。与此不同,人脑的知识记忆能力和思维能力是既独立又互相联系的有机存在。换言之,知识记忆能力可以增进思维能力,而思维能力也能改善知识记忆能力。例如,在学习汉语时,通过一连串具有相同偏旁(比如土,木,火,金,水,日,月,石等)汉字的联想可以增强记忆能力,而通过一连串具有相同偏旁汉字的记忆又可以提高思维(联想)能力。此外,人脑的知识记忆能力会随着年龄的增长而变化,即从1岁到24岁逐步走强,而从25岁后渐渐减弱。因此25岁后积累的记忆要比24岁前积累的记忆牢靠度差得多,丧失得快得多。

知识记忆能力和思维能力对科研创新的影响。科研创新非常注重身体力行,这让一些人误以为科研创新是体力劳动,故而推行一系列工厂化(或数字化)指标(比如五唯)去衡量与管理科研创新。其实,科研创新的本质是脑力劳动,其前期的实验设计与构思和后期的数据分析与总结都是知识记忆能力和思维能力共同作用下的产物,而身体力行只不过是其阶段性要求与表象。

知识记忆能力对科研创新的重要性体现在科研创新是科学知识积累的延伸,是从感性认识到理性认识的升华。如果没有超强的知识记忆能力,就不可能构建深厚的科学积累与扎实的科学功底,就不可能支撑从已知证据到未知判断的演变,就不可能产生科研创新的突破,尤其在当今知识膨胀的时代。例如,青霉素的发现源于1928年弗莱明在意外超长置放的葡萄球菌平板培养皿里观察到的外来青霉菌株在葡萄球菌落间产生的一个无菌圈(抑菌圈)。按照微生物学原理,抑菌圈的形成意味着抑制物质的存在。假如弗莱明不懂得或不记得这一微生物学原理,他就不可能在观察到外来青霉菌株引发葡萄球菌抑菌圈的瞬间联想到或许是青霉菌分泌了某种阻止葡萄球菌生长的物质,继而从提纯物中获得青霉素。又例如,幽门螺旋杆菌的发现可归咎于1982年马歇尔和华伦在意外超长置放的患有胃炎的胃壁黏液层平板培养皿里观察到的一种以前未曾见过的细小菌株。倘若马歇尔和华伦不知道或记不住胃肠道各种细菌株的形态,他们也不可能判断出这些细小菌株乃以前未曾见过的东西,并开展深入研究,因此,完全有可能与这一重大发现失之交臂。

思维能力对科研创新的关键作用反映在科研创新是基于已知数据,规则或结论,经过逻辑推理(包括演绎、归纳和溯因),而形成的合理与正确的决策与判断。即使对科研创新意义重大的换位思考和突发奇想也离不开逻辑推理(见前面的博文《科研创新的灵感》)。如果缺乏敏捷高效的思维能力,就不可能顺畅地从观察到的现象中找出本质性的东西,就不可能快刀斩乱麻般地从杂乱无章的事物中归纳总结出规律性的东西,就不可能带有穿透力地实现从感性认识到理性认识飞跃,就不可能取得期盼已久的原创性科研突破。

由此可见,那种只有知识记忆能力而没有思维能力的人,除了成为一个知识储存库,一个人云亦云的学究,很难企盼其会实现某种科研创新的突破;那种有一定思维能力但缺乏知识记忆能力的人,除了成为一个不着边际的幻想家,也不要指望其会有获得科研创新的实质性发现。近百年来,虽然科学教育界从没停止过运用各种选拔手段,各种培训模式,以批量造就富有原创力的科研创新人才的尝试,但收获与投入相比总显得那么微不足道。究其原因,主要是科学教育界一直没有认识到科研创新的基石(知识记忆能力和思维能力)的重要性,忽略了在关键时期(小学和中学)去培养知识记忆能力和思维能力。即使在本科与研究生阶段加大投入,所得到的结果也只限于不起眼的量变,而非根本性的质变。

综上所述,知识记忆能力和思维能力是推动科研创新进步,确保科研创新可持续性的基本技能,是科研创新的基石。超强的知识记忆能力有助于将所学过的知识牢牢记住,并在需要的时候,迅速回忆起来。培训知识记忆能力的有效办法是每晚睡前和每早醒后将所学新知识的回忆一遍,而培训知识记忆能力的最佳年龄段是小学阶段(7-13岁)。思维能力是一种通过对感性认识的分析、整理、鉴别、消化与综合,找出事物的内在联系,形成理性认识,从而作出解决问题的正确判断或决策的基本功。培训思维能力的有效办法是写作,而培训思维能力的最佳年龄段是中学阶段(14-19岁)。作为既独立又互相联系的有机存在,知识记忆能力可增进思维能力,而思维能力也能改善知识记忆能力。知识记忆能力所建立的科学知识积累为科研创新打下了物质基础,而思维能力为实现从现象到本质的演变,从杂乱无章到井井有条的归纳,从感性认识到理性认识的飞跃,从而取得科研创新的突破提供了有力手段。很显然,把握培训知识记忆能力和思维能力的关键时期(小学和中学)是批量造就高素质科研创新人才,彻底走出当前科研创新人才教育困境的必由之路。


转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自刘东友科学网博客。

链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-3446843-1408509.html?mobile=1

收藏

分享到:

当前推荐数:20
推荐到博客首页
网友评论21 条评论
确定删除指定的回复吗?
确定删除本博文吗?