了解学科前沿，培育科学思想——9月25日上午培训记录

刘志福

了解学科前沿，培育科学思想，是站在时代潮头的必然选择，是推动科技进步的重要基石，是塑造未来世界的核心力量。它不仅能够帮助我们把握科技发展的最新动态，抢占创新发展的先机，更能够激发我们的探索精神，提升我们的认知能力，为构建人类命运共同体提供强大的智力支持。同时，这也是培养高素质人才、提升国家竞争力的关键所在，是推动经济社会持续健康发展的不竭动力。因此，我们必须高度重视了解学科前沿，积极培育科学思想，为创造更加美好的未来贡献力量。9月25日上午，天水师范学院杨玲娟教授为我们做了题为《了解学科前沿，培育科学思想》的主题报告。杨老师的报告，内容丰富，见解深刻，为我们打开了一扇通向科学殿堂的窗户。报告不仅系统梳理了相关学科的最新研究成果和前沿动态，更难能可贵的是，杨老师注重引导我们如何从这些纷繁复杂的信息中提炼科学思想，培养科学思维。其深入浅出的讲解方式，使得晦涩难懂的理论知识变得生动有趣，激发了我们对科学的浓厚兴趣和探索欲望。整场报告既有深度又有广度，不仅拓宽了我们的知识视野，更为我们今后的科学教育和科学研究道路指明了方向，是一次难得的学术盛宴。 杨老师回顾自己从事教学、管理、研究、培训过程中遇到的具体问题，结合本次培训的基本情况，告诉我们，尽管学习是一个痛苦的过程，但学习带来的成就感值得享受。学习确实有时候会有点痛苦，就像爬山一样，有时候会觉得很累，很辛苦。但是，当你终于爬到山顶，看到那片美丽的风景时，那种成就感真的是无法用言语来形容的！所以，虽然学习有时候会有点难，但是只要我们坚持下去，就一定能够收获那份属于自己的成就感！ 杨老师对习近平总书记的教书育人观进行全面、系统梳理，以“中国特色教师教育体系”“四心从教”“四有好老师”“四个引路人”“四个相统一”“六要”“大先生”等为关键词，用生动鲜活的表达，深入浅出地进行阐述和解读。 “中小学教师国家级培训计划”，是教育部、财政部于2010年开始实施的旨在提高中小学教师特别是农村教师队伍整体素质的重要举措。2018年1月20日，《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》提出我国教师队伍建设的新愿景，即“2035年，教师综合素质、专业化水平和创新能力大幅提升，培养造就数以百万计的骨干教师、数以十万计的卓越教师、数以万计的教育家型教师。”教育部于2018年启动并开始实施首届“国培计划”中小学名师领航工程，着力培养造就一批具有鲜明教育思想和教学模式、能够引领我国基础教育改革发展的卓越教师。 基于这个新时代国家政策背景，要明确，我们要把自己培养成什么样的老师？ 卓越教师核心素养是卓越教师在教育教学实践活动中,有效应对真实复杂情境时所具有的必备品格和关键能力。从本质内涵来看,卓越教师核心素养培育体现出了教师培养的价值诉求和教师素养的内在要求。从构成要素来看,卓越教师核心素养包括高尚的职业道德素养、扎实的学科专业素养、娴熟的教育教学素养、良好的信息诊断素养和持续的学习反思素养。因此,需要不断创新师范教育模式、营造教师成长环境、强化实践协同机制、重视职后能力培训,为发展卓越教师核心素养、推进育人方式改革提供有效路径。 杨老师指出，科学是一个建立在可检验的解释和对客观事物的形式、组织等进行预测的有序的知识系统，是已系统化和公式化了的知识。三个主要分支，自然科学、研究个人和社会的社会科学、以及研究抽象概念的形式科学（例如逻辑，数学，计算机科学） 科学思想是指：在各种特殊科学认识和研究方法的基础上提炼出来的、能够发现和解释其它同类或更多事物的合理观念和推断法则，它对进一步的、更广泛的科学研究和社会实践具有导向作用。 科学素质（养）是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神、并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。 杨老师对科学素养的核心内容做了总结，主要体现在如下四个方面:普及科学知识传播科学思想推广科学方法弘扬科学精神 普及科学知识是让我们了解科学的基础，传播科学思想是让我们拥有正确的科学观念，推广科学方法是让我们学会用科学的方式去解决问题，而弘扬科学精神则是让我们保持对科学的热爱和追求。这四个方面相辅相成，缺一不可哦！ 如何提升科学素养呢？杨老师提炼了三个关键词。一、兴趣兴趣是学习的动力源泉。兴趣能够激发我们的学习热情，使我们在探索知识的过程中保持持久的动力。当我们对某个领域或主题产生浓厚兴趣时，我们会更愿意投入时间和精力去学习，从而更深入地理解并掌握相关知识。兴趣还能促进我们的创造力和想象力。当我们对某个话题充满好奇时，我们的思维会更加活跃，更容易产生新的想法和观点。 二、质疑质疑是科学进步的基石。质疑能够推动我们不断审视和检验现有的知识和理论。在科学研究中，质疑是发现新问题和提出新假设的关键。通过质疑，我们可以发现现有理论的不足和局限性，从而推动科学的进步和发展。质疑还能培养我们的批判性思维能力。当我们学会质疑时，我们会更加谨慎地评估信息的真实性和可靠性，避免盲目接受和传播错误的信息。 三、提问提问是获取知识的关键。提问能够引导我们深入思考和探索问题的本质。通过提问，我们可以明确自己的学习目标和方向，更有针对性地寻找和筛选信息。提问还能促进我们的沟通和交流。当我们向他人提问时，我们可以获取更多的信息和观点，从而拓宽自己的视野和思路。 了解学科前沿培育科学意识 杨老师指出，了解学科前沿与培育科学意识的重要性不言而喻。首先，学科前沿代表着该领域最新的研究成果和技术突破，掌握这些信息有助于我们紧跟时代步伐，避免在知识和技术上的落后。对于科研人员来说，更是推动科研进步、实现创新突破的关键。其次，培育科学意识能够提升我们的科学素养，使我们更加理性、客观地看待问题，避免盲目跟风和迷信。在科学意识的指导下，我们能够更加准确地判断信息的真伪，做出明智的决策。此外，了解学科前沿与培育科学意识还有助于激发我们的创新精神和创造力，推动社会的进步和发展。只有不断追求新知，勇于探索未知领域，才能为社会的繁荣和发展贡献自己的力量。 霍金四问：1.宇宙的本质是什么?2.我们在其中的位置如何? 3.宇宙为何是这个样子?3.宇宙和我们从何而来? 霍金作为杰出的理论物理学家，对宇宙的本质、人类的位置、宇宙的起源与形态等问题有着深刻的思考和独到的见解。1. 宇宙的本质是什么?关于宇宙的本质，霍金及其同行们提出了多种理论和模型。霍金认为，宇宙的本质与时空紧密相连，时空是宇宙的基本结构。在极端条件下，广义相对论和量子论允许时间表现得像空间的另一维度，这模糊了时间和空间的界限，意味着宇宙的演化规律也可以决定其初始状态。霍金还曾提出，宇宙的本质可能是纯能量的意识，表现为光子流或电磁波，是一个不断进行质能转化、生死轮回的庞大生命体。这些观点虽然富有想象力，但目前仍属于科学假说的范畴，需要更多的观测和实验证据来支持。2. 我们在其中的位置如何?关于人类在宇宙中的位置，霍金认为，地球和人类只是宇宙中的一部分，宇宙之大远超我们的想象。随着科学技术的进步，人类逐渐认识到自己在宇宙中的渺小。然而，这并不意味着人类就没有意义或价值。相反，人类通过探索宇宙、理解宇宙的本质和规律，不断拓宽自己的认知边界，这本身就是一种伟大的成就。同时，霍金也提醒我们，要珍惜地球这个唯一的家园，保护生态环境，因为地球是我们目前所知唯一能够孕育生命的星球。3. 宇宙为何是这个样子?关于宇宙为何是这个样子的问题，霍金及其同行们提出了多种理论和模型来尝试解释。其中，大爆炸理论是广为接受的一种观点。大爆炸理论认为，宇宙从一个极度高温、高密度的状态开始膨胀并冷却，形成了我们今天所看到的宇宙。然而，大爆炸理论并不能完全解释宇宙的所有特性，如宇宙的精细调谐问题、暗物质和暗能量的存在等。因此，科学家们仍在不断探索和提出新的理论来解释宇宙的起源和演化。霍金和赫托格等科学家还提出了物理定律与宇宙共同进化的观点，认为物理定律在宇宙演化的初期是不断变化的，随着宇宙的膨胀而逐渐稳定下来。4. 宇宙和我们从何而来?关于宇宙和人类的起源问题，霍金认为宇宙起源于一次大爆炸事件，而人类则是地球上生物演化的产物。大爆炸理论为我们提供了一个关于宇宙起源的科学框架，但关于大爆炸之前宇宙的状态和性质，目前仍然是一个未解之谜。至于人类的起源，现代生物学和古生物学已经为我们提供了丰富的证据来支持生物演化的理论。人类作为地球上的智慧生命体之一，是生物演化过程中的一个杰出代表。 综上所述，霍金对宇宙本质、人类位置、宇宙形态与起源等问题的思考为我们提供了宝贵的启示和指引。然而，由于宇宙的复杂性和我们认知的局限性，这些问题目前仍然需要科学家们不断探索和研究来寻求答案。 杨老师说:生命不息，希望不止。记住要仰望星空，不要低头看脚下。无论生活如何艰难，请保持一颗好奇心。你总会找到自己的路和属于你的成功。一个人如果身体有了残疾，绝不能让心灵也有残疾。 这句话以高远的视角，鼓励我们面对生活时保持积极向上的态度。仰望星空，象征着对远大理想和崇高目标的追求，它提醒我们不要被眼前的困难所束缚，要勇于憧憬未来；不低头看脚下，则是告诫我们要有坚韧不拔的毅力，不因一时的挫折而气馁。保持好奇心，是激发内在动力、不断探索未知的源泉。在这样的精神指引下，我们必将找到自己的独特道路，收获属于自己的成功。这句话强调了理想、毅力和好奇心在个人成长和成功道路上的重要作用，激励我们勇往直前，追求更高更远的目标。 杨老师指出，自然科学的基本问题，主要是如下四个方面。1、宇宙的起源与演化的奥秘2、揭示物质的结构与本质3、生命的起源、基因结构、物种进化之谜4、探索各种复杂系统，创立普遍适用的非线性理论。 宇宙的起源与演化是一个复杂而神秘的过程，科学家们通过多年的研究，提出了多种理论来解释这一壮丽史诗。大爆炸理论：时间起点：大约138亿年前，科学家们普遍认为宇宙从一个极度高温、高密度的状态开始膨胀并冷却，形成了我们今天所看到的宇宙。这一理论被称为“大爆炸理论”，它得到了大量的实验证据支持，如宇宙微波背景辐射（CMB）和哈勃定律。初始状态：大爆炸之前，宇宙处于一个被称为“奇点”的状态，这个点的体积接近于零，密度无穷大，包含了宇宙所有的物质和能量。然而，关于奇点之前的状态，目前科学界尚无定论。 宇宙的演化过程普朗克时期：时间范围：大爆炸之后约10^-43秒内。特征：在这个极短暂的时期内，时间、空间和能量开始显现，宇宙以极快的速度膨胀。温度高达10^32开尔文以上，密度和压力也达到了难以想象的程度。所有四种基本作用力（引力、电磁力、强力和弱力）在这个时期可能统一为一种单一作用力。 暴涨时期：时间范围：普朗克时期之后约10^-35秒到10^-32秒。特征：在这个时期，宇宙经历了一个被称为“暴涨”的过程，其膨胀速度甚至超过了光速。暴涨场产生的负压效应导致宇宙空间迅速膨胀了约10^78倍，变得平坦、均匀、光滑，并留下了微小的密度波动，这些波动后来成为了物质结构形成的种子。 辐射主导时期：时间范围：暴涨时期之后约10^-32秒到3.8万年。特征：在这个时期，宇宙处于高温、高密度、高压力的状态。物质和辐射之间达到了平衡状态，各种基本粒子和力场开始形成。宇宙经历了几次重要的相变和对称性破缺现象，如强相互作用分离、电弱相互作用分离等。 物质主导时期：时间范围：辐射主导时期之后约3.8万年到3.7亿年。特征：随着温度的逐渐降低，物质开始占据主导地位，并开始凝聚形成更复杂的结构。这个时期发生了核合成、反物质湮灭等重要事件，为恒星和星系的形成奠定了基础。 结构形成时期：时间范围：物质主导时期之后至今。特征：在这个漫长的时期中，物质在引力的作用下逐渐聚集起来，形成了恒星、星系、星系团和超星系团等天体结构。恒星通过核聚变将轻元素转变为重元素，为行星乃至生命的诞生提供了条件。我们的银河系也是在这个时期形成的。宇宙的当前状态与未来展望当前状态：宇宙仍在不断膨胀中，星系之间的距离越来越远。暗物质和暗能量在宇宙的演化中起着至关重要的作用，但它们的本质仍然是个谜。未来展望：科学家们预测，宇宙的膨胀速度可能会继续加快，导致星系之间的距离进一步增加。然而，关于宇宙的终极命运，如大撕裂、热寂等假说仍然存在争议，需要进一步的研究和观测来验证。 总之，宇宙的起源与演化是一个复杂而神秘的过程，涉及物理学、天文学、化学等多个学科的知识。随着科学技术的不断进步和观测数据的不断积累，人类对宇宙的认识也将不断深入。 杨老师结合近年来诺贝尔奖化学领域的获得者及其研究成果，向我们科普了关于“物质的本质”相关内容。2003年：获奖者：彼得·阿格雷、罗德里克·麦金农研究成果：发现细胞膜水通道，以及对离子通道结构和机理的研究，这些发现对理解生物膜的物质运输功能至关重要。 2005年：获奖者：伊夫·肖万、罗伯特·格拉布、理查德·施罗克研究成果：发展了有机合成中的复分解法，这一方法为化学合成领域带来了革命性的变化，极大地提高了合成效率。 2009年：获奖者：文卡特拉曼·拉马克里希南、托马斯·施泰茨、阿达·尤纳斯研究成果：核糖体结构和功能的研究，揭示了蛋白质合成的基本机制，为理解生命过程提供了重要线索。 2010年：获奖者：理查德·赫克、根岸英一、铃木章研究成果：在钯催化交叉偶联反应领域的贡献，这一反应成为现代有机合成化学中的基石，极大地丰富了有机化合物的合成手段。 2012年：获奖者：罗伯特·莱夫科维茨、布莱恩·克比尔卡研究成果：G蛋白偶联受体的研究，这些受体在生物体内广泛存在，参与多种生理功能的调节，其研究对于新药开发具有重要意义。 2014年：获奖者：埃里克·白兹格、威廉·莫纳、斯特凡·W·赫尔研究成果：在超分辨率荧光显微技术领域取得突破，使得科学家们能够在纳米尺度上观察生物分子，推动了生物成像技术的发展。 2016年：获奖者：让-皮埃尔·索维奇、弗雷泽·斯托达特、伯纳德·费林加研究成果：分子机器的设计与合成，这些分子机器能够在纳米尺度上执行复杂任务，展示了化学合成在纳米科技领域的巨大潜力。 2018年：获奖者：弗朗西斯·阿诺德、乔治·史密斯、格雷戈里·温特研究成果：酶的定向演化以及噬菌体展示技术，这些技术为蛋白质工程领域带来了革命性的变化，极大地提高了新酶和抗体的开发效率。 2020年：获奖者：埃曼纽尔·卡彭蒂耶、詹妮弗·杜德纳研究成果：CRISPR基因编辑技术的开发，这一技术使得科学家们能够以前所未有的精确度编辑生物体的基因组，为遗传病治疗、作物改良等领域带来了无限可能。 2021年：获奖者：戴维·麦克米伦、本亚明·利斯特研究成果：在不对称有机催化研究方面的进展，这一领域的突破使得化学合成变得更加高效、环保和精确。 2022年：获奖者：卡罗琳·露丝·贝尔托西、摩顿·梅尔达尔、卡尔·巴里·夏普莱斯研究成果：在点击化学和生物正交化学方面的贡献，这些研究为化学和生物学的交叉领域带来了新的工具和方法，推动了生命科学的发展。 杨老师从近来年诺贝尔生理学或医学奖获得者的角度，为我们系统阐述“物质的本质”。近二十年来，诺贝尔奖生理学或医学奖见证了生命科学领域的诸多重大突破和杰出贡献。 2001年获奖者：利兰·H·哈特韦尔、蒂姆·亨特、保罗·M·纳斯研究成果：发现细胞周期的关键调节因子，这一发现对于理解细胞生长和分裂的调控机制具有重要意义。2002年获奖者：悉尼·布伦纳、H·罗伯特·霍维茨、约翰·E·苏尔斯顿研究成果：发现器官发育和细胞程序性死亡的遗传调控机理，为发育生物学和疾病治疗提供了新的视角。2003年获奖者：保罗·C·劳特伯、彼得·曼斯菲尔德爵士研究成果：在核磁共振成像方面的发现，这一技术革命性地改变了医学诊断的方式。2004年获奖者：理查德·阿克塞尔、琳达·B·巴克研究成果：发现嗅觉受体和嗅觉系统的组织方式，为神经科学和感觉生物学领域带来了新的见解。2005年获奖者：巴里·J·马歇尔、罗宾·沃伦研究成果：发现幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡中所起的作用，这一发现对消化系统疾病的治疗产生了深远影响。2006年：安德鲁·法厄、克雷格·C·梅洛，发现RNA干扰现象。2007年：马里奥·R·卡佩奇、马丁·J·埃文斯爵士、奥利弗·史密斯，在胚胎干细胞基因修饰方面的发现。2008年：哈拉尔德·楚尔·豪森、弗朗索瓦丝·巴尔-西诺西、吕克·蒙塔尼，发现人类免疫缺陷病毒。2011年获奖者：布鲁斯·博伊特勒、朱尔·A·奥夫曼、拉尔夫·斯坦曼（追授）研究成果：发现先天免疫机制，以及树突状细胞在后天免疫中的作用，这些发现对免疫学和疫苗开发具有重大意义。2012年注意：2012年诺贝尔生理学或医学奖未直接提及与生命科学核心领域的重大突破，故此处不详细展开。2013年获奖者：詹姆斯·罗斯曼、兰迪·W·谢克曼、托马斯·苏德霍夫研究成果：发现细胞囊泡交通的运行与调节机制，这对于理解细胞内部物质运输和信号传导至关重要。2014年获奖者：约翰·奥基夫、迈-布里特·莫泽、爱德华·莫泽研究成果：发现构成大脑定位系统的细胞，这一发现对于理解大脑的空间认知功能具有重要意义。2015年获奖者：威廉·C·坎贝尔、大村智、屠呦呦研究成果：发现治疗蛔虫寄生虫和疟疾的新疗法，尤其是屠呦呦对青蒿素的研究，挽救了数百万人的生命。2016年：大隅良典，发现细胞自噬机制。2017年：杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什、迈克尔·扬，发现控制昼夜节律的分子机制。2018年：詹姆斯·艾利森、本庶佑，在肿瘤免疫学领域的贡献，特别是PD-1免疫治疗靶点的发现。2019年：威廉·凯林、彼得·拉特克利夫、格雷格·塞门扎，发现细胞感知和适应氧气供应的方法。2020年：哈维·J·阿尔特、迈克尔·霍顿、查尔斯·赖斯，发现丙型肝炎病毒。2021年获奖者：戴维·朱利叶斯、阿代姆·帕塔博蒂安研究成果：发现温度和触觉感受器，为疼痛研究和相关疾病治疗提供了重要依据。2022年获奖者：斯万特·佩博研究成果：在已灭绝原始人类基因组和人类进化方面的发现，特别是尼安德特人和丹尼索瓦人基因组的研究，为理解人类进化历程提供了重要信息。2023年获奖者：卡塔林·卡里科、德鲁·韦斯曼研究成果：在核苷碱基修饰方面的发现，这些发现使针对新冠感染的有效信使核糖核酸(mRNA)疫苗的开发成为可能，对全球公共卫生事业产生了深远影响。 近二十年来诺贝尔生理学或医学奖见证了生命科学领域的诸多重大突破和杰出贡献，这些成果不仅深化了我们对生命本质的理解，也为疾病治疗、健康维护和人类福祉带来了巨大的贡献。 杨老师从近来年诺贝尔物理学奖获得者的角度，为我们系统阐述“物质的本质”。2004年获奖者：戴维·格娄斯、休·波利策、弗朗克·韦尔切克（均为美国籍）成就：发现强相互作用理论中的渐近自由现象。2005年获奖者：罗伊·格劳伯（美国）、约翰·霍尔（美国）、特奥多尔·亨施（德国）成就：罗伊·格劳伯：对光学相干的量子理论的贡献。约翰·霍尔与特奥多尔·亨施：对包括光频梳技术在内的，基于激光的精密光谱学发展做出的贡献。2006年获奖者：约翰·马瑟（美国）、乔治·斯穆特（美国）成就：发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性，这一发现为宇宙大爆炸理论提供了关键支持。2007年获奖者：艾尔伯·费尔（法国）、彼得·格林贝格（德国）成就：发现巨磁阻效应，这一发现对信息技术和数据存储领域产生了深远影响。2008年获奖者：南部阳一郎（美国籍，原日本国籍）、小林诚（日本）、益川敏英（日本）成就：南部阳一郎：发现亚原子物理学的自发对称性破缺机制。小林诚与益川敏英：发现对称性破缺的来源，并预测了至少三大类夸克在自然界中的存在，他们的预言随后被实验所证实。2009年获奖者：高锟（英美双籍）、威拉德·博伊尔（美国）、乔治·史密斯（美国）成就：高锟：在光传输于纤维的光学通信领域取得突破性成就，被誉为“光纤之父”。威拉德·博伊尔与乔治·史密斯：发明半导体成像器件电荷耦合器件（CCD），这一发明极大地推动了成像技术的发展。2010年获奖者：安德烈·海姆（荷兰俄罗斯双籍）、康斯坦丁·诺沃肖洛夫（英国俄罗斯双籍）成就：在二维石墨烯材料的开创性实验，他们的研究为材料科学和凝聚态物理领域开辟了新的研究方向。2011年获奖者：索尔·珀尔马特（美国）、布莱恩·施密特（美国澳大利亚双籍）、亚当·里斯（美国）成就：通过观测遥距超新星而发现宇宙加速膨胀，这一发现颠覆了人们对宇宙演化的传统认识。2012年获奖者：塞尔日·阿罗什（法国）、戴维·瓦恩兰（美国）成就：能够量度和操控个体量子系统的突破性实验手法，为量子计算和量子通信领域的发展奠定了基础。2013年获奖者：弗朗索瓦·恩格勒（比利时）、彼得·希格斯（英国）成就：提出次原子粒子质量的生成机制理论，这一发现促进了人类对基本粒子质量的理解，并得到了大型强子对撞机实验的证实。2014年：获奖者：赤崎勇（日本）、天野浩（日本）、中村修二（美国）成就：发明高效蓝色发光二极管（LED），推动固态照明技术革新。2015年：获奖者：梶田隆章（日本）、阿瑟·麦克唐纳（加拿大）成就：发现中微子振荡现象，证明中微子具有质量。2016年：获奖者：戴维·索利斯（英国）、邓肯·霍尔丹（美国）、迈克尔·科斯特利茨（英国）成就：在理论上发现物质的拓扑相变和拓扑相物质。2017年：获奖者：雷纳·韦斯（美国）、基普·索恩（美国）、巴里·巴里什（美国）成就：对LIGO探测器和引力波观测做出决定性贡献。2018年：获奖者：阿瑟·阿什金（美国）、热拉尔·穆鲁（法国）、唐娜·斯特里克兰（加拿大）成就：在激光物理领域的突破性发明，包括光镊技术和超短脉冲激光。2019年：获奖者：詹姆斯·皮布尔斯（加拿大）、米歇尔·马约尔（瑞士）、迪迪埃·奎洛兹（瑞士）成就：皮布尔斯对宇宙微波背景辐射的理论预测，马约尔和奎洛兹发现首颗太阳系外行星。2020年：获奖者：罗杰·彭罗斯（英国）、赖因哈德·根策尔（德国）、安德烈娅·盖兹（美国）成就：彭罗斯证明黑洞的存在，根策尔和盖兹发现银河系中心超大质量黑洞。2021年：获奖者：真锅大度（日本）、克劳斯·哈塞尔曼（德国）、乔治·帕里西（意大利）成就：对复杂系统的理解，包括气候变化模型和玻璃态物理学的理论贡献。2022年：获奖者：阿兰·阿斯佩（法国）、约翰·克劳泽（美国）、安东·蔡林格（奥地利）成就：在量子信息科学领域对贝尔不等式的实验检验和量子纠缠的贡献。2023年获奖者：约翰·克劳瑟（美国）、安东·塞林格（奥地利）等（具体第三位获奖者可能因信息更新而有所变化）成就：在量子信息、量子纠缠和贝尔不等式的实验检验等方面的贡献。 人类的精神配不上人类的身体! 培育学生的科学素养是时代所趋！杨老师指出，一个国家科学技术的进步，需要千千万万一流的物理学家、化学家、生物学家等科技创新人才。基础教育阶段是孵化学生科学精神、创新素质的重要阶段，中小学校的科学教育质量对培养学生的科学素养至关重要。科学教育是全面提高学生科学素养，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体的重要手段。加强中小学生科学教育，既是时代所需，也是人才培养规律的要求。 首先，要进一步形成科学教育目标的共识。《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确了科学课程的目标是培养学生核心素养，主要包括科学的观念、思维、探究和态度责任。科学教育应把科学的观念、思维和态度责任，以及探究科学的能力融入学生的心智成长中，使学生能够“知行合一”，而不是填塞外在的、用来考试的科学知识。科学教育应塑造学生的思维，提升学生动手探究科学的能力。另外，科学教育不仅为培育拔尖创新人才夯实基础，还起到培养公民科学素养的重要作用。在科技迅猛发展的当下，学生的科学素养一定程度上决定其未来的生存状态。做好科学教育“加法”，需要通过研讨和宣教形成科学教育的思想共识。 其次，构建科学教育教学流程的规范。当前，个别学校采取让学生“看实验”“背实验”的方式开展科学教育，饱受诟病。须知，科学教育课堂记背教学不能提升学生的核心素养，也难以培育具有强烈好奇心和探究热情的拔尖创新人才，甚至公民的科学素养也难以普遍形成。科学教育要遵循学生核心素养发展规律，明确规范化流程，如“观察现象—提出问题—制定实验计划—执行计划—记录结果—再次执行计划—得出结论—沟通结果”这一教学流程在科学教育中被广泛运用。科学教育流程是一个“慢”的过程，因为科学教育发生作用需要等待跟随学生复杂的心智活动。虽然科学教育课程标准对课程实施提出了建议，但对教学流程的规范化强调仍有不足，有必要加强科学教育流程规范研究，为教师课堂教学提供指导。 再次，要厘清几个关键问题。1.科学人才：具备科学素养（质）的人国务院（国发（2006）7号）：全民科学素质行动计划纲要(2006-2010-2020年)科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神、并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。 2.科学素养(scientific literacy)成为教育目标科学素养：一个人如果对参与文化、公众事物以及经济生产等活动所涉及的科学概念或者科学决策有较多了解，那么这个人就能称之为有科学素养。-------《美国国家科学教育标准》3.科学知识： 包括，自然科学知识和社会科学知识。科学是指发现、积累并公认的普遍真理或普遍定理的运用，已系统化和公式化了的知识。科学知识是人类在改造世界的实践中所获得的认识和经验的总和。4.科学精神：科学精神是人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。5.科学方法：科学方法是指：人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段，包括在理论研究、应用研究、开发推广等科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式。简单地说，科学方法就是人类在所有认识和实践活动中所运用的全部正确方法。 6.科学思想：重大的理论学说（如达尔文进化论思想，日心说)科学概念、科学理论的内在逻辑以及其反映出来的认识论、社会学等观点。在各种特殊科学认识和研究方法的基础上提炼出来的、能够发现和解释其它同类或更多事物的合理观念和推断法则，它对进一步的、更广泛的科学研究和社会实践具有导向作用。化学中渗透的科学思想主要有：实验实证思想，结构与性质相统一思想，分类思想，一般与特殊思想，量变与质变思想，比较思想，守恒思想，平衡思想，环境思想等等。物理中渗透的科学思想主要有：实验探究思想，建立物理模型思想，数理思想，守恒和转化思想，概念规律形成思想，时空思想，力的思想，能的思想，场的思想，创新思想等。生命科学中主要的科学思想主要包括生命的物质性，结构和功能相统一，物质、能量、信息变化相统一，多样性与共同性相统一，稳态，生物进化的观点等。 杨老师对科学思想的重要性做了分析，指出，化学知识是基础、化学方法是关键、化学思想是灵魂。对于每个学科教学，贵在有效渗透其核心思想和科学方法，方能有效地解决问题。 杨老师说课堂教学有三层次： 第一层次是教知识（技师） 第二层次是教方法（明师） 第三层次是教思想（大师） 第一层次“教知识”，如同技师传授技艺，注重的是基础知识和技能的传授，是教育的基础环节。但仅仅停留于此，难以培养出具有创新思维和解决问题能力的人才。第二层次“教方法”，则如同明师点亮智慧之灯，不仅传授知识，更注重学习方法和思维方式的培养。这有助于学生更好地掌握知识，提高学习效率，为终身学习奠定基础。第三层次“教思想”，则是大师的境界，旨在培养学生的独立思考能力和创新精神，引导他们形成正确的价值观和世界观。这一层次的教学，注重激发学生的内在潜能，培养他们成为具有社会责任感和使命感的人才。课堂教学的三个层次，提醒我们在教育过程中应不断追求更高的目标，努力培养学生的综合素质和创新能力。 杨老师对科学精神六要素做了分析。蔡德诚教授的“六要素”客观的依据理性的怀疑多元的思考平权的争论实践的检验宽容的激励“理性的怀疑””是核心要素 客观的依据：科学研究必须建立在客观、可观察、可验证的事实基础上。任何科学理论或假设的形成，都不能脱离这些基础事实。这一要素强调了科学研究必须遵循实事求是的原则，确保研究成果的可靠性和有效性。理性的怀疑：在科学研究中，保持对已有理论、假设和成果的理性怀疑态度是至关重要的。这种怀疑不是盲目的否定，而是基于深入思考和严谨分析后的质疑。理性的怀疑能够推动科学研究的不断深入，促使科学家们不断探索新的领域，发现新的规律。多元的思考：科学研究需要多元化的思考方式，包括跨学科、多角度、多层次地审视问题。这种思考方式有助于打破传统思维模式的束缚，发现新的解决方案。多元思考促进了科学研究的创新性和全面性，有助于解决复杂的科学问题。平权的争论：在科学研究中，不同观点之间的争论是不可避免的。平权的争论意味着所有参与者都享有平等的发言权和被尊重的权利，无论其地位、资历如何。这种争论机制有助于形成开放、包容的科学氛围，促进科学思想的自由交流和碰撞，进而推动科学研究的进步。实践的检验：科学研究的成果必须接受实践的检验。只有通过实验、观察等实践活动，才能验证科学理论的正确性和可靠性。实践的检验是科学研究的最终标准，它确保了科学研究的实用性和有效性。宽容的激励：在科学研究中，宽容的激励是指对失败和错误的宽容态度以及对成功和创新的积极鼓励。这种激励有助于科学家们保持探索的热情和勇气，不断追求科学的真谛。宽容的激励为科学研究创造了一个良好的环境，使得科学家们能够在没有过多压力的情况下自由探索未知领域，从而取得更多的科学成果。 杨老师总结指出，提升课程培育发展学生核心素养效能的有效手段。主要表现在如下几个方面。（一）掌握理论：开展核心素养教育理论的培训1.对教育管理者开展核心素养教育理论的培养2.对一线教师开展核心素养教育理论的培养（二）夯实基础：初中化学课程中渗透核心素养1.加强初中化学课程标准的建设与学习2.推进学科核心素养的初中化学课程落实（三）掌控枢纽：初中化学教学中渗透核心素养1.基于学科核心素养的化学教学的课前准备(1)理解课程标准的理念。(2)预设学生的科学思维生长点。“一果一因”的定式思维，一果多因(3)课前亲自动手做实验。2.基于学科核心素养的化学课程教学的课中----上课(1)引入课题后一定要了解学生已有的前概念。(2)鼓励学生之间的对话，激发学生思维的热情(3)适当地挖掘科学概念3.基于学科核心素养的化学课程教学的课后-----评价（四）抓住关键：提升教师核心素养教育胜任力1.化学教师自身的科学素养的提升2.化学教师的活动教学能力的提升 提升课程培育发展学生核心素养效能过程中，教师要怎么做？杨老师提出了几点建议。1.好奇他们的好奇，热爱我们的热爱好奇心害死猫，为什么人类还如此好奇?好奇心是与生俱来、根深蒂固的呵护好奇心2.增强实践意识义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性3.丰富自己的科学素养(1)积累科学知识、科学方法(2)增强学科生活化素养：冰激凌、味精、水增大摩擦还是减小摩擦、75%酒精4.善用资源(1)趣味实验动手做+网络小视频（虚拟仿真）(2)数字媒体1)电视2）短视频3)新闻热点4)科技界大事件：诺贝尔奖5.课程思政 —落实立德树人根本任务(1)科学史(2)科学家精神(3)科学事实：细胞在为你拼命 杨老师分享了自己对教学的认识。努力去教，使你的学生逐渐不需要你的教育，也就是要他们渐渐地越来越多地得到一种能力，能使自己成为自己的教育者。 ——列德金这句话深刻揭示了教育的本质与目的。教育不仅仅是知识的传授，更重要的是能力的培养，尤其是自我教育和自我提升的能力。教师努力教学的目标，不应仅仅是让学生掌握课本上的知识，而是要引导他们学会如何学习，如何独立思考，如何自我驱动去探索未知。当学生逐渐具备这种能力时，他们就能成为自己的教育者，不再完全依赖于教师的指导。这种转变是教育过程中的一个重要里程碑，标志着学生从被动接受知识向主动探索知识的转变。因此，作为教师，应该注重培养学生的自主学习能力，激发他们的求知欲和创新精神，让他们在学习过程中逐渐成长为独立、自信、有创造力的个体。这样的教育才是真正有意义的教育，因为它不仅关乎学生当前的学习成果，更关乎他们未来的发展和成长。 教育学家托马斯·阿奎纳说：“教学是教师试图借以摆脱学生的个过程。”托马斯·阿奎纳的这句话“教学是教师试图借以摆脱学生的个过程”看似悖谬，实则蕴含深意。从字面理解，这似乎意味着教师的目标是脱离学生，但实际上，这是对教育本质的深刻洞察。阿奎纳此言意在强调，教学的真正目的不是让学生永远依赖教师，而是逐步引导学生走向自主。教师的作用是为学生提供知识、技能和方法，最终使他们能够独立思考、自我学习，从而摆脱对教师的依赖。这是一个从依赖到独立、从被动到主动的过程。因此，这句话提醒我们，教育应着重培养学生的自主学习能力，使他们逐渐成为自己的教育者。教师不应是知识的灌输者，而应是引导者和启发者，帮助学生发现自我、实现自我，最终达到教育的真正目的——让学生能够独立地面对世界，自信地走向未来。 杨老师说，看不见，却至关重要的，那就是:正在成长的心灵向上的力量开放的心胸根植于心的信念优于昨日自己的高贵 这句话深刻地描绘了个人成长与内在品质的几个重要方面，强调了那些虽不可见却对人生至关重要的元素。“看不见，却至关重要的”指的是那些无法用肉眼捕捉，但对个人成长有着深远影响的内在因素。它们如同地下的根，虽不显眼，却是支撑树木茁壮成长的关键。“正在成长的心灵”象征着个人内心的不断发展和完善，这是一个持续的过程，需要不断的滋养和呵护。“向上的力量”代表着积极向上的心态和不断追求进步的动力，它是推动个人克服困难、实现目标的重要源泉。“开放的心胸”意味着接纳和理解不同的观点和文化，它是个人拓宽视野、丰富内心的关键。“根植于心的信念”是个人行动的指南和动力源泉，它坚定了个人的方向和目标，使人在面对挑战时能够坚守初心。“优于昨日自己的高贵”则强调了个人成长和进步的重要性，鼓励人们不断超越自己，追求更高的境界。这句话提醒我们关注那些虽不可见但对个人成长至关重要的内在因素，通过不断滋养心灵、保持积极向上的心态、开放心胸、坚守信念，并努力超越自己，以实现更加充实和有意义的人生。 杨老师寄语我们:无论将来我们的学生能走多远，希望他们都能遇见人生中最好的那一天……那一天，你终于知道并且坚信自己有多好，不是虚张，不是浮夸，不是众人捧，是内心明明澈澈知道：是的，我就是这么好!——用自己的方式，用力地生活 从这句话中，我读出了杨老师的良苦用心:满载着对学生的深切期望，期许他们无论未来道路如何，都能遇见生命中最美好的一天。那一天，学生将深刻而清晰地认识到自己的价值，这种自信非源于虚张声势或外界捧场，而是内心深处的明了与坚信。它强调，真正的自信植根于对自我的深刻认知。同时，这句话也鼓励学生以独特的方式，充满力量地生活，不被外界左右，勇敢地追寻个人幸福与成就。总之，它是对学生未来幸福、自我认知及生活态度的美好寄语，激励他们勇敢追梦，自信生活，创造属于自己的精彩人生。