教育家谈 | 诺奖获得者：培养科技创新人才这样做
进入21世纪以来，我国科技实力整体显著增强，“一些关键核心技术实现突破，战略性新兴产业发展壮大，载人航天、探月探火、深海深地探测、超级计算机、卫星导航、量子信息、核电技术、新能源技术、大飞机制造、生物医药等取得重大成果，进入创新型国家行列”。但由于国际形势的制约以及我国科学研究仍存在短板等因素的影响，“关键核心技术受制于人的局面没有得到根本性改变”。我国在核心技术方面仍然面临许多“卡脖子”问题，而这些问题亟需科技类拔尖创新人才来解决。2022年10月，在党的二十大报告中，习近平总书记强调：“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。”教育是人才培养的基础工程，为缓解人才供给不足、提高科技类拔尖创新人才培养质量和数量，必须更新人才培养策略、完善人才培养体系，为科技强国提供源源不断的第一资源。诺贝尔自然科学奖作为国际顶尖科技创新奖项，在一定程度上可以衡量一个国家或地区的科技创新水平。因此，有必要通过对诺贝尔自然科学奖获得者的早期教育经历和成长背景进行分析，寻找科技类拔尖创新人才早期成长的共性，为我国培养科技类拔尖创新人才提供启示。
一、研究设计
（一）研究方法的选择
基于对诺贝尔自然科学奖获得者成长经历过程性、动态性、复杂性特征的考量，本项目采用基于实证资料的案例研究法开展研究。
案例研究法是对有代表性的事物或事实现象进行资料收集和系统研究，从而用案例数据构建理论的一种质性分析方法。案例研究法的关键在于通过对整全性、典型性的案例进行归纳分析，对问题或现象进行描述和解释，抽象概念命题和探寻问题解决方案。本研究以诺贝尔自然科学奖获得者早期成长经历为案例，对质性材料进行整理与分析，探究世界顶尖科技创新人才早期成长经历的共同性，为我国科技类拔尖创新人才培养探寻策略。
（二）研究资料的收集本研究的研究对象为诺贝尔自然科学奖获得者的成长经历，为保证研究资料来源的可靠性，本文主要采用诺贝尔奖官网中关于各位获奖者的介绍资料、传记、采访等作为研究资料。针对诺贝尔奖官网上获奖者成长经历不完善的部分，则通过查阅人物传记予以补充。对于未查询到人物传记的获奖者经历，则通过对比多方网络报道作为参考依据，尽可能保证资料来源的真实性和完整性。
在资料的使用上，主要对获奖者成长经历的外部支持和内部驱动两方面进行分析。外部支持包括教育环境和成长资源两部分，内部驱动划分为兴趣和创造动机两部分。基于对四个部分的细致剖析，结合教育学、心理学等相关理论和实践经验，归纳总结科技类拔尖创新人才早期成长规律。
（三）研究对象的确定
为增强本研究结果对我国大部分地区的适切性与指导性，本文优先以我国诺贝尔自然科学奖获得者以及具有在华生活学习经历的华人诺贝尔自然科学奖获得者为研究对象。
研究表明，家庭早期的文化资本投入对于个人学业与社会成就均有显著影响。法国著名社会学家布尔迪厄认为，那些具有强大文化资本家庭的后代在先决条件的积累中具有优势，文化资本的传递无疑成了资本继承性传递的最佳隐蔽方式。在布尔迪厄看来，如同其他类型的资源一样，在某些条件下，文化资本可以被父辈传递给下一代并成为获得稀有回报的基础。因此，为促进教育公平，使研究结果对我国大部分地区和家庭更具普适性，研究需排除家庭文化资本对人才培养的影响。
经过考查与比对，我们从9位本土及华人诺贝尔自然科学奖获得者中筛选出父母并非科研或教育学家的4位获奖者作为案例对象，他们分别是李政道、崔琦、高锟和屠呦呦。
同时，为提高研究的一致性和可靠性，本研究将视野拓展到国外诺贝尔自然科学奖获得者身上，通过对家庭背景和父母职业的比对，选择了日本化学家田中耕一和出生于匈牙利的美籍医学家卡塔琳·考里科的成长经历作为研究资料的补充。他们的早期家庭背景和获取的教育资源相对一般，父母也并非科研、教育工作者，对于教育资源分配不够均衡的我国来说，他们的成长经历对我国科技类拔尖创新人才培养同样具有启发意义。
根据埃里克森人格发展阶段理论，18岁以前是个体培养能力、形成自我意识和价值观的关键时期。同时，受战争、政策、疾病等因素的影响，案例对象的入学和毕业年龄虽有一定的差异，但他们几乎都在大学时期就确立了与自己所获得诺贝尔奖项相关的专业。因此，本研究聚焦案例对象幼年到进入大学以前的阶段，剖析他们早期的成长经历，寻找共性和关键点。
二、诺贝尔自然科学奖获得者早期成长经历共性分析（一）自由的教育环境
李政道和高锟都出生于我国上海。1917—1921年，包括克伯屈、杜威、罗素、孟禄等在内的西方著名学者先后来沪讲学，西方教育思想的传播在五四运动的影响下，形成了平民教育与实用主义教育的热潮。1937—1949年，战争影响下的上海教育状况复杂，但在广大师生的努力下教育事业仍有所发展。
屠呦呦1930年出生于宁波。在其成长早期，宁波市政府对当地教育事业极为重视，随着中国民族资本主义经济的发展和新文化、新思想的传播，宁波教育改革所经历的深度和广度前所未有。由于当时宁波政局相对稳定，教育投入有所增加，教育管理渐次完善等原因，当地教育获得了长足的发展。
崔琦1939年出生于平顶山。20世纪初期，为适应新式教育发展需要，河南省教育视导制度产生并逐步完善，有效促进了河南省教育事业的发展。20世纪20—40年代，河南省努力谋求教育经费独立，并成为首个较成功地推行教育经费独立的省份，使得当地教育发展获得了稳定的经济保障。
考里科1955年出生于匈牙利小新萨拉什。19世纪末至20世纪初，匈牙利开始普及义务教育，并建立了完整的学校体系。1948年6月，匈牙利国会通过了学校国有化法令，民众开始拥有受教育权利，文化水平逐步提高。
田中耕一1959年出生于日本富山市。20世纪20—30年代，日本政府大力推动义务教育的发展；20世纪40—50年代，日本重视教育立法；20世纪50—60年代，日本大力发展理科教育。第二次世界大战后的日本推行教育改革，强调个性、尊重差异，促进了学生个人潜力的充分释放。
从6位获奖者成长的社会背景来看，他们当时所处的社会大都经历了重大的教育改革，社会对教育非常重视。不过由于战争的影响，社会环境动荡，部分获奖者在求学上面临困难。表1梳理了6位获奖者早期的就读学校，可以看出，多数获奖者的家庭在局势困难之时仍不惜辗转多地，努力让子女接受了完整且良好的教育。获奖者的传记中也多次强调了家庭对教育的重视。由此可见，重视教育环境是科技类拔尖创新人才成长的关键条件，能为科学家的培养提供可持续的发展环境，这种环境既包括社会环境也包括家庭环境。
然而，为何在更加重视教育的今天，我们反而面临科技类拔尖创新人才短缺的困境呢？通过对6位获奖者的出生地和成长环境进一步分析发现，崔琦、考里科以及田中耕一出身于农村，他们在课余时间有大量机会接触真实的自然世界，另外三位虽出生在上海和宁波，但当时的教育氛围比较宽松，获奖者们在成长早期有更充裕的时间去接触能激发他们的好奇心、想象力和探求欲的事物，为未来的工作做好了“立志”准备。由此可知，相对自由的成长与学习环境也是拔尖人才成长不可或缺的因素之一。
这种自由并非完全放任不管，而是充分理解和尊重个体的想法和选择，鼓励个体独立思考，接纳其失败和错误，并在其需要时给予相应的指导和帮助。在被理解、被尊重与被支持的环境中成长，对学生的认知、情感和社会性发展至关重要。自由的成长环境对培养拔尖创新人才的积极影响具有心理学的理论基础。美国心理学家爱德华·德西（Edward Deci）和理查德·瑞安（Richard Ryan）等人提出的自我决定论认为，人是积极的有机体，具有先天的心理成长和发展的潜能，自我决定是一种关于经验选择的潜能，是在充分认识个人需要和环境信息的基础上，个体对行动所作出自由的选择。在相对自由的环境中，个体享有按自己的意志自主选择、表达观点和发展创造力的空间。在这样的环境中，创新人才不会因为失败或错误而受到严厉的惩罚，个体更愿意分享观点、提出问题和尝试创新方法。同时，个体的不同观点、经验都能被尊重和接纳，不受歧视和偏见的影响，这样的环境鼓励个体的多样性和多元化发展，为创新人才提供了不同思维和观点相互碰撞和交流的机会，有利于创意、创新的产生。
（二）兴趣的早期激发
从获奖者的传记、相关访谈和报道中，可以发现他们对自然科学产生兴趣的契机（见表2）。
爱因斯坦认为，他进行科学创新的动力正是来自“对想了解自然奥秘的强烈渴望，对科学研究的兴趣”。从群体内部来说，每个人的兴趣和天赋存在差异；从个体内部来说，同一个体在不同阶段的兴趣和能力优势也存在差异。兴趣的早期激发，可以为科技类拔尖创新人才提供清晰的目标和方向，同时也有助于保护儿童的兴趣和好奇心，让他们可以在相关科研领域持续深耕。
需要注意的是，过早地对儿童进行兴趣方向的确立，也可能限制他们的多元发展。因此，需要结合儿童的个体差异和兴趣变化来灵活地调整培养方向，以充分发挥他们的创造潜力。
（三）持久的创造动机
通过分析诺贝尔自然科学奖获得者的早期经历，可以发现他们都拥有强烈且持久的创造动机（见表3）。
爱因斯坦在普朗克60岁生日庆祝会上的讲话表达了他对创造动机的看法。他认为进行科学创造的有三类人：第一类人的创造动机是因为科学给他们以超乎常人的智力上的快感；第二类人则出于纯粹功利的目的；第三类人的动机是以最适当的方式来画出一幅简化的和易领悟的世界图像，试图用他的这种世界体系（cosmos）来代替经验的世界，以找到他在个人经验的狭小范围里所不能找到的宁静和安定。简言之，第三类动机即以揭示内在规律、描述客观现象，避免以个人有限经验解释世界带来的混乱。
从表3可知，6位获奖者的创造动机呈现两种类型，一种是源于自身对相关领域的热爱，即爱因斯坦提到的第一类创造动机；另一种是因自身或至亲遭遇困难而产生的渴望克服困难的欲望，即爱因斯坦提到的第三类创造动机。诺贝尔自然科学奖获得者的杰出贡献通常源于其内在的创造动机，即对知识和创新的渴望、对社会和人类发展的热爱。这种内在的动机使他们能够坚持不懈地进行研究和创新，不以外部质疑或认可为转移。第一类和第三类动机相较于第二类功利性动机来说，是更内在的、强烈的、持久的动机，更有利于个体创造力的发生和发展，因此要培养科技类拔尖创新人才，须着眼于第一类和第三类内部动机的激发和维持。
（四）丰富的成长资源
从6位诺贝尔自然科学奖获得者的家庭背景来看，李政道、屠呦呦和高锟出身于中高社会阶层，享有较为充裕的成长资源。崔琦、考里科和田中耕一虽出身平凡，但农村丰富的自然环境就是他们最好的科学课堂。同时，考里科的屠户家庭对其在生物科学方面起到了启蒙作用，田中耕一也在工匠家庭中获得了丰富的手工制作资源和训练。科技类拔尖创新人才的发展离不开相关成长资源的支持，丰富的成长资源可以为他们提供良好的学习环境和条件，从而促进其认知和能力的发展。
拥有充足的成长资源，个体更有可能成为具有丰富知识和经验的人。科技类拔尖创新人才的发展离不开一定的知识经验储备。李政道从小就展现出对数学和物理的热爱，在中学时期，由于学校师资短缺，他还临时承担了数学和物理小老师的角色，学习和教学经历为其科研发展奠定了基础，明确了方向。充足的成长资源是科技类拔尖创新人才培养与发展的必要条件，只有在资源充足的情况下，学生才能充分发挥潜能，成就自我，并为社会和人类进步作出贡献。
三、我国科技类拔尖创新人才培养的策略
1985年，中共中央《关于教育体制改革的决定》要求有步骤地实行九年制义务教育，在2000年，我国总体上实现“普九”的目标。义务教育的普及为我国的社会发展培养了大批优秀人才，但我国在科技类拔尖创新人才的数量和质量方面仍面临挑战。基于对6位诺贝尔自然科学奖得主早期成长经历的共性分析可知，创新人才培养必须转变人才培养观念，以开放的视角来培养人才，尤其是在儿童成长早期，要适度调整注重效率的目标模式，提供丰富的资源和体验，驱动儿童、青少年内部创造动机，鼓励人人创造，相信人人创造，支持人人创造，从外部支持和内部激励两方面去促进我国科技类拔尖创新人才的发展。
（一）创设自由的环境
科技类拔尖创新人才普遍具有强大的问题解决能力、良好的团队协作精神、开放的创新思维和持续自我提升的态度等素养，而这些素养的形成离不开相对自由的成长环境。包容、自由的成长环境有助于激发儿童的兴趣和求知欲，促进个体间知识和观点的交流，从而培养他们的批判性思维和创造性思维。自由环境也有助于个体主动探索新领域，从而培育其自主学习能力和解决问题的能力。在自由的环境中，每个人都能得到尊重和认可，这样的环境有助于培养儿童良好的人际关系和沟通能力。
创设相对自由的成长环境，可采取以下措施。首先，通过设立实验室、科学角、资源中心等方式为学生提供开放的学习空间，鼓励他们自主学习和探索科学知识。其次，提供必要的实验器材和设施，教授实验操作的正确方法和注意事项，并建立相应的安全规章制度，培养学生的实验技能和安全意识，确保学生在实验过程中有安全保障。最后，教育者要接纳和尊重学生的差异性与创造性，不受先入为主观念和固有思维的限制，对于儿童展现出来的各种创造力，在不伤害他人或环境的前提下，提供相应的支持。那些在现在看来没有价值的创造力或许在未来会产生重要的作用，那些看似天方夜谭的假设或许更接近真理。
（二）丰富成长的刺激
从诺贝尔自然科学奖得主的早期经历来看，他们在年幼时接触的丰富刺激，帮助他们找到了自己的兴趣和目标。有学者指出，当前我国基础教育中两大不利于科技类拔尖创新人才培养的问题都与“出口”设计有关：一是标准化培养模式下的“内卷”式学习，二是以标准化考试（主要是中考和高考）的分数为王。强调竞争的教育环境，极大地限制了学生接触多种刺激的机会，难以充分挖掘其兴趣和天赋。因此，在人才成长早期要尽可能地给予丰富、真实的刺激，同时要避免教育的功利性，相信每个人都具备创造潜力。
要提供丰富、真实的刺激，必须改变两个观念：一是个体间的创造力是有高低之分的，二是创造力是可以被测量的。目前的科技类拔尖创新人才都是通过一定的测试来选拔的，而测试本身就默认了以上两个观念。但是个体间的创造力存在差异，且测量标准的有效性未被完全证实。因此，创设丰富、真实的刺激，就是要相信每个人都具备创造潜力，相信只要持续地接触丰富且合理的刺激，人人都能展现各自独特的创造力。具体来说，可通过提供多样化的学习资源、适当引入前沿的学科领域、完善现代化的科学实验室和设备、增强国际交流与合作等方式，给予人才丰富的刺激。科技类拔尖创新人才的产生存在机遇因素，给予丰富的刺激实则是在提高获得机遇的概率，从另一方面来说，这一策略也有利于挖掘更多的创新人才，有利于群体创造力的最大发展。
（三）激发创造的动机
对学生内部创造动机的激发，要着眼于创造自信的建立和创造需要的激发。创造自信的建立可从以下几方面展开。首先，创造自信的首要条件是扎实的基础知识和技能，要引导学生通过深入学习相关领域的知识和理论，不断提升自身专业水平，从而增强对科研工作的自信心。其次，要引导学生勇敢面对科研工作中的挑战和困难，并积极寻找解决办法，通过取得进步和成就，以增强自信心。最后，要帮助学生与资深科研者建立联系，使学生有机会向他们请教、学习，获得更多的支持和帮助，提高科研自信心。
创造需要属于马斯洛需求层次理论中自我实现的需要，要激发内部科研创造需要，就需要让个体与科研产生内在联系。首先，帮助学生树立人生目标和理想，加强价值观和理想教育，将个人兴趣与人生理想、社会需要相结合。其次，要帮助学生探索自我，通过旅行、体验和尝试新事物等方式来拓展潜力人才的视野和经验。例如定期参加社会实践活动、体验前沿科技成果、了解世界科研趋势等。最后，通过反思、冥想等自我探索的方式来挖掘创新人才内心的创造需求和潜力。
（四）完善自学的资源
由诺贝尔自然科学奖得主的成长经历可知，在创造动机的激发下，个体会主动寻找资源进行学习和成长。考虑到我国目前义务教育的公平性和普适性问题，很难找到针对拔尖儿童专门开设的早期发现和培养项目，专业的师资培训和教学内容支持也有待加强，这就导致拔尖人才早期发现和培养的不足。当个体主动求知时，若难以从外部获得有力支持，将严重阻碍人才的进一步发展。因此，完善自学资源有助于让勤学善思的人有机会及时获得相应的成长资源，让“偏才”“怪才”也能获得长足发展。
可从以下几个方面对科技类拔尖创新人才自学资源进行完善。首先，建立科技类学习者社区合作平台，促进学习者之间的交流合作，让他们能够共同解决问题、分享经验，激发科研的兴趣和动力。其次，建立开放式自学资源平台，提供多样化的学习内容，涵盖不同领域的科技知识和技能，例如计算机科学、工程技术、数据科学等。再次，相关科研单位可有序向科技类拔尖创新人才开放，充分开发现有社会资源，创设兼容并包、合作共享的科研氛围，提供人人能科研的条件。最后，提供自我评价的学习资源，科技类拔尖创新人才的成长需要及时反馈，以帮助他们改善自己的研究，因此有必要完善科技类拔尖创新人才自评机制，以帮助他们根据自己的实际情况设计评估方案，做到“自学—自评”一体化。
作者简介：陈阳，西南大学西南民族教育与心理研究中心硕士研究生；罗生全，西南大学西南民族教育与心理研究中心、教育学部教授，博士生导师
