从实验室到公众认知：科学教育让“理性之光”照耀未来 | 两说

当下，随着科学研究与经济社会相互影响的日益加深，科学领域受到了空前的关注，也面临着自身发展的多重挑战。科学教育的底层逻辑是什么？从理念到范式，面临哪些挑战？科学思维的“理性之光”如何照耀未来？在2025世界顶尖科学家论坛期间，第一财经主持人尹凡与美国结构生物学家、2023年世界顶尖科学家协会“生命科学或医学奖”获得者卡洛琳·卢格教授展开对话，深入剖析科学教育的核心价值及其对社会发展的赋能机制。

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科学教育的底层逻辑和核心价值

“科学本应属于所有人，这正是我们需要在学校里传递的理念，需要让教育工作者深刻理解的信念。”近日，美国科罗拉多大学博尔德分校教授、生物化学讲席教授卡洛琳·卢格在接受第一财经《两说》专访时，围绕科学教育理念和变革的话题，分享了她的观察和思考。2023年，因阐明核小体原子结构，卡洛琳·卢格与蒂莫西·J·里士满、丹妮拉·罗兹共同获得世界顶尖科学家协会“生命科学或医学奖”，该成果为染色质、基因调控和表观遗传机制研究奠定理论基础。

在这位结构生物学家看来，人们普遍存在“科学高不可攀”的认知误区，认为科学是特定人群的专属领域，因此将科学教育与通识教育割裂开来。她认为，这种错误观念正在让人们远离科学。科学属于所有人，人们每天都在践行着科学。比如，当你在厨房研究水温和冲调参数如何影响咖啡风味时，这就是科学探索的过程。科学教育的核心是引导人通过好奇心探索世界，融入所有教育环节。科学家和教育工作者们有责任帮助人们打破认知壁垒，引导人们将科学方法融入生活。

在谈到科学教育的核心价值时，卢格教授指出，人类有一种与生俱来的认知倾向，心理学上称为“确认偏误”，指人们倾向于选择性接受符合既有认知的信息，忽视或排斥矛盾的信息。确认偏误的可怕之处在于让人难以察觉和纠正自己的错误观点，从而在错误信息的“兔子洞”里越陷越深。比如现实生活中，仍有人相信和传播“新冠疫苗会植入5G芯片”“疫苗致自闭症”等谬误，就是例证。科学教育可以培养人们的逻辑思维与理性推理能力，避免盲从。

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科学教育领域的“定量”和“变量”

科学教育的本质，是守护好奇心、锻造韧性、点燃信心，让学生在变量丛生的探索中，学会与失败共处，于未知中寻找答案。正如卢格教授所言，真正的科学家，是在试错中成长的探险家。

她指出，好奇心需要主动维系。观察婴幼儿的行为，他们拿起积木或其他物品时，会通过用嘴咬、用手碰、扔下楼梯一系列动作来观察其变化。这本质上就是科学家的思维方式，即对事物进行探索，看看它会产生什么反应。然而值得关注的是，当下教育模式中过度强调分数与知识灌输，挤压了探索空间，导致好奇心逐渐枯萎。“和所有的天赋一样，好奇心若不悉心培养，终将枯萎。”她坦言，生活中看到很多“不再好奇的成年人”，被生计、工作填满，早已遗忘探索的乐趣，这是很遗憾的事情。

“我允许学生们犯错，鼓励他们犯错，并且会为他们的错误鼓掌。因为我们在做研究，我们在做探索未知的事情。这是我们的工作。”在2025世界顶尖科学家论坛开幕式上，卡洛琳·卢格教授分享了她对于科研和教学的理念。在卢格教授看来，科研是一场马拉松，而非短跑，这意味着在漫长的科研道路上失败难以避免。她强调，教育的核心任务不仅是要让学生们变聪明，更要锻造他们的韧性。现实中，许多优等生因习惯了“正确”而畏惧失败，进入实验室后常因实验出错陷入自责。“你必须接纳自己认知有限的事实，更要习惯自己会不断犯错，并且失败的次数远多于成功。”她用“撞墙”来比喻困境：当直面一堵看似无路的墙时，退后观察可能会发现墙后的新径，或意识到“此路不通，及时转向”。她鼓励那些立志投身科研的学生，尽快在实验室中完成一次思维转变：不要做循规蹈矩的好学生，而要成为不断“试错－受挫－调整”的科学家。

在帮助学生树立信心方面，卢格教授也有很多经验之谈。她观察到，学生自信程度差异显著。对过度自信者，要引导他们接地气，将宏大目标拆解为小阶段，同步开展简单课题以夯实基础能力；对缺乏自信者，要避免否定式评价，用可见成果激励，帮助其树立信心，避免陷入自我怀疑。她认为，信心是成长的动能，同样需要悉心培养和引导。

面对AI与自动化对科研的冲击，卢格教授认为“是一把双刃剑，它既是福也是祸，因为我们还是需要对信息进行验证”。她呼吁，要加大对教师的现代教学法培训，尤其加强AI工具应用指导，推动教育模式转型。

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科学思维的“理性之光”：

赋能个体认知和社会进步

当下，技术的发展将我们带到信息过载、真假难辨的洪流中，科学思维如同一束“理性之光”，既能照亮个体认知迷雾，也能为社会进步校准方向。卢格教授认为，这是当下普遍的共识。

她指出，公众对科学的误解很多是源于科学家用艰深术语构筑了壁垒，让科学显得“高高在上”。因此，科学思维的传播需要摒弃故作高深，用通俗语言建立科学与日常的联结，让普通人感受到科学就在身边。

面对“当今世界信息过载且充斥着大量虚假内容，人们应该培养哪些科学素养或科学思维才能更好地理解世界”这个问题时，卢格教授坦言，她也在寻找解决之道。她再次强调，要帮助公众树立科学思维，辨别真假是非，就要直面确认偏误的存在，引导公众理性思考。比如面对“疫苗有危险”“泰诺会导致自闭症”等说法，至少需要追问“观点来源”“研究依据”，用理性替代盲从。

“我认为实践操作确实至关重要。真正能留存下来的，都是你亲身参与获得的认知。因此主动学习才是掌握知识的关键。”她呼吁，从小学、初中到高中，要让学生走进实验室，开展项目制学习。不能只让他们被动接受前人发现的知识，更要引导他们主动探索，哪怕只是微不足道的小发现。

从打破知识壁垒到培养辨别力，从守护好奇心到构建教育生态，卢格教授认为，唯有让科学思维真正融入大众生活，才能让这束光持续照亮未知的前路。