AISL科学素养提升联盟

刘嘉，美国麻省理工学院博士毕业，清华大学基础科学讲席教授,清华大学“人工智能的认知神经基础”首席科学家，中科院“百人计划入选者”，国家杰出青年基金获得者，长江学者特聘教授，“万人计划”科技创新领军人才。同时任中国心理学会常务理事、中国高等教育学会常务理事、学习科学分会常务副理事长兼秘书长、中国人才学会超常人才专业委员会会长、北京智源人工智能研究院首席科学家、AISL科学素养提升联盟副主席。从事人工智能的认知神经基础（AI of Brain & Cognition, ABC）、视觉智能领域研究，《视觉学习与脑的可塑性》获教育部自然科学奖一等奖，2014年获中华全国归国华侨联合会中国侨界贡献奖（创新人才）。近十年来以通讯作者身份在SCI/SSCI Q1区共发表论文60余篇。兼任江苏卫视《最强大脑（1-6季）》科学总顾问，中央电视台《挑战不可能（第二季）》项目总策划。

2020年10月16日，清华大学刘嘉教授出席“以社会性科学议题促中小学校立德树人”，并做题为“创新人才的素养”专题报告。刘嘉教授的报告由钱学森之问出发，阐述了目前的时代背景与发展趋势，鲜明地提出培养创新人才是我国未来发展的重中之重，并阐述了创新人才的定义、特点、甄别方式和培养路径。刘嘉教授的报告与该研讨会的人才培养目标高度一致，为“以社会性科学议题促中小学校立德树人”基地校校长和骨干教师明确了人才培养的目标和方向。下文为刘嘉教授学术报告的主体内容。

一、历史背景：文明加速进化的发展趋势

人类发展的历史大致经历了三个文明：第一个是持续了200多万年的原始文明，在这一阶段，人类社会没有出现明显的变化和发展；第二个文明是持续四千多年的农业文明，这一阶段发展的过程相当的缓慢；而真正让世界发生剧烈变化的，是距今300余年的工业文明，该阶段的发展速度之快，以至于我们可以为每个阶段都赋予一个新的名词来表示，即机械化革命、电气化革命、自动化革命、智能化革命。世界发展的重心也随着革命阶段的改变而不断变化，由英国到美国到日本和德国。而目前，中国正需要大力发展智能科技，紧跟时代潮流，才能增强综合国力，实现长久稳定的发展，并在与西方各国的竞争中拔得头筹。

二、人才定义的演化

高速发展的时代对人才提出了更高的要求，也促成了人才定义的转变。总的来看，社会对人才的定义主要有三个关键观点，从古至今依次为：

1. 上世纪初，斯坦福大学教授推孟（Terman）从智力角度出发，认为IQ大于140的人就是人才，这种单纯考虑智力的人才定义，曾为国内许多地方所推崇。

2. 1972年，斯坦福大学心理学教授马兰（Marland）在《马兰报告》中对人才的定义有了根本性的转变。除通用智力和特别的学业天资，马兰还强调人才应具有创造性思维、领导力、音乐演奏和视觉艺术以及心理运动能力方面的特质。马兰报告拓展了人才的特质，由智力因素拓展到广泛的非智力因素，这成为上个世纪我国部分先进教育工作者所认同的人才定义。

3. 进入21世纪后，经济与合作发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）又重新对人才的素养进行了界定和遴选，提出了更为复杂的人才素养含义，包括能互动地使用工具、能在异质社会团体中互动和能主动地行动三个层面以及每个层面下的各三个指标。OECD对人才地定义更加多元化，强调人才需要解决全方位地问题，是符合当今社会发展的对人才的解读。

三、创新型国家需要创新型人才

在党的十九大报告中，习总书记在报告中一共提到了59次创新，是报告出现频率最高的词汇之一。创新是中国最关注的重点之一，目前制订科学的核心素养和未来人才培养计划也都与创新息息相关。

四、创新人才的特征

基于OECD 定义、林崇德教授的核心素养调研等，目前的创新人才特征可以整合为包括科学人文、发明创造和心理素质的三环结构，具体内容如下：

1. 科学人文素养包含数理能力（形式逻辑）、言语能力（非形式逻辑）和计算能力（数字时代技能）。数理能力代表了学生严谨推理的能力，言语能力是目前教育中常常忽略方面，但恰恰是解决问题的重要能力之一，因为它需要利用有限的条件对问题进行解决。以上两种能力为19世纪以来强调的3R（Arithemtric, Reading, Writing）能力的综合。而21世纪后，在智能时代背景下，计算能力逐渐受到重视，它是数字时代的技能，反映个人信息核心素养的能力。以上三者是OECD提出的新时代所必备的科学人文素养，如果没有掌握，就是新世纪的文盲。科学人文与教育的结合产物即为STEAM教育。

2. 发明创造是钱学森院士所特别强调的人才能力，包括设计思维（产品导向）、创造性思维和批判性思维。设计思维指能够从设计创意到产品落地的一种规划能力；创造性思维表现于能够在当前情况下产生多种解决路径，是一种善谋的能力，创业者或改革者尤其需要创造性思维。而批判性思维能够找出当前的选择中的最优路径，是一种决断力，体现了人才的领导才能。教育与发明创造的结合产物为创客教育。

3. 最后一环是心理素质，是传统教育中经常忽略，而在现代发展中逐渐受到重视的一环。在中学的实证性研究偶然发现了一个老师评价低而学生能力测评高的特殊个案，对该案例的进一步研究发现，该学生在心理测评的各维度得分均较低。换言之，该学生的心理素质不足以支撑他成为一个优秀的人才。因此，一个优秀的人才除了需要坚实的学科基础，发明创造的能力，还需要抗压、控制与利用情绪的能力和情商，以及与他人做有效的合作、沟通的能力。这也是的哈佛大学提出的“教育＋心理＝全人”理论。创新人才特质的三环模型强调学生在三个特质中应有自己的长板，而没有过短的短板，这才使得他们成为新时代所需要的创新人才。

五、甄别创新人才

对创新型人才的甄别由四个阶段构成。首先，采用基于心理学和脑科学的心理测评得到数据，包括阶段性测评和过程性评价。得到结果之后，以多模态的大数据形式进行综合描述。随后，使用人工智能进行赋能教育，得到学生的特长与个人特征。最终，利用赋能教育的结果为该学生制定个性化的生涯规划。

六、培养创新人才

创新人才的培养是一个分阶段的过程，每个阶段都有其不同的任务，具体如下：

1. 0-6岁阶段：这一阶段的主要任务在于天赋发现，即在后天的教育较少的情况下，探究每个孩子由于遗传因素获得的特长。科学研究显示，每个人的50%是由遗传先天获得的。因此，我们的教育必须针对他们的天赋开展。

2. 6-12岁阶段：重点为针对学生的天赋开展兴趣培养。兴趣是最好的老师，只要学生能够产生兴趣，他们自身会产生强烈的驱动力不断驱使自己向前。

3. 12-18岁阶段：任务在于让学生了解以后的职业和大学专业，使学生明白以后能干很么、要干什么，进而推动学生根据未来的发展来规划自己当下的学习。

每个阶段有不同的任务，也应有与其相适应的教育评价对应展开。教育的任务不在于培养学生考试与获得高分的能力，而在于点燃学生面向未来的自我驱动的火苗。

此外，除学科教育之外，我们还需要关注学生在不同阶段的非智力因素发展，具体如下：

1. 1-2年级，要关注学生的习惯养成，自我管理。

2. 3-4年级关注问题解决和心理弹性。

3. 5-6年级关注批判思维和创造力