在天津大学的讲稿
人类是进化的产物，人之所以独特，是因为我们有独特的脑，因自然进化而造就的脑，它是迄今为止我们知道的地球上最复杂和神秘的系统。350万年以前的人脑只有400cc的容积， 和现在黑猩猩的脑相差不大；直立人（180万年至30万年）的脑容积大约在1200cc；现代人为1400cc（1000cc -2000cc）， 大约出现在12万年以前。现代人脑的特点是前额皮层发达，而且在皮层中形成了许多沟槽，实际的皮层面积增大到四张A4纸那么大，现代人有了高级的思维活动。
人类是社会的动物，社会中人与人相处需要在共识基础上形成一些原则、标准、规则和信条，就有了道德。道德至少存在两千年以上了，之后又分化出伦理的概念。道德和伦理是和宗教与信仰联系在一起的。1993年召开第二次世界宗教大会，在不同的宗教中找寻伦理的共同点，提出了一条被称为“世界伦理”的伦理原则，它就是我们孔子主张的“己所不欲，勿施于人”。在美国被称为Golden Rule，我在美国Ross学校的幼儿园墙上看到挂着这条伦理的壁报。中国的伦理成为世界的伦理，而且成为从幼儿园开始就需要教育儿童遵守的做人的伦理底线。
对自己生活的自然界和人类自己，人类一直在进行着充满好奇心的，孜孜不断的探索。作为单个的个人，其一生是如此短促，每个人所具有的知识绝大部分需要靠学习前人积累下来的知识，社会的发展需要知识的传递和继承，这就是教育所以重要的原因。在现代科学出现以前，人类一代代之间传承的是经验和智慧，效率是很低的，而且常常会失误和失传。直到以伽利略的研究工作为标志的现代科学确立以后，科学家在科学研究中不仅应用了逻辑推理，而且把科学研究置于实证和定量的基础上。实证在科学中具有特殊重要的意义，是科学存在的依据和本质，因为对复杂的客观规律的探索，需要依靠科学共同体集体的努力，科学研究的结果必须要能被科学群体中的其他人所验证，科学知识才能不断积累和不断深化。所以实事求是，追求真理是科学精神的核心，科学家对自己学术上的诚信是科学家职业道德的底线，否则科学的大厦就会倒塌。我们说科学家有学术自由，但是没有科学上的自由，我们必须实事求是。这个问题本来在科学界不应该成为问题，为什么现代对科学工作者的道德和伦理有了这么多的讨论和关切呢？我认为，这不是人类道德水平的倒退，不是老人的唠叨，而是因为科学发展到今天。科学和社会的关系发生了变化，这种带有根本性的变化向我们提出了新的挑战。当今，科学不再是象牙塔里的稀有珍品，而是成为社会生活和社会文化中的一部分，科学和社会关系的变化至少表现在以下五个方面：
我想以神经伦理学（Neuroethics）为例来说明我的观点。
在2002年，神经伦理学才正式在学术会议上被讨论。第一次会议在美国的旧金山举行《2》。它之所以出现是因为近几十年神经科学的飞速发展，使笛卡儿的两元论不仅受到挑战，而且受到批判。基于科学进展，人类逐渐认识到我们不是用心学习，而是用脑学习，我们心智的家园不在上帝那里《3》，也不在孔子那里，而是在我们的脑里，脑是心智的家园（Seat of the Mind）。不止于此，脑还是“自我”的器官（Organ of the Self）《4》。先天的遗传和后天的环境决定了每个人的脑，每个人的脑都与众不同，所以每个人都与众不同。
几项科学研究的进展是具有标志性的：
1. Hanna Dimasio和 Antonio Damasio 对盖吉案例的研究《6》。1848年美国25岁的铁路工头盖吉（Phineas P Gage）放置炸药时,一根铁杆穿过了盖吉的左颊。从Damasio夫妇的研究结果看，盖克的伤很重，但是没有伤着负责运动和语言的脑区，而是损害了眶前额皮层和在神经解剖学上称之为前额皮层的腹中侧皮层（ventromidial region）。受伤以后，盖吉的智商没有变化，但是再也无法做出合乎情理的判断，这说明情感是道德的基础。我们的心智，包括道德是有生物基础的。
2. 普林斯顿大学Joshua D. Greene和 Jonathan D. Cohen用功能核磁共振成像技术对“手推车两难问题”进行了研究《7》，显示人在做不同的有关道德问题的判断时，激活了不同的脑区，有的需要激活较多的与情感有关的脑区。
3. 美国Wisconsin大学临床心理学家Terrie Moffitt and Avshalom Caspi的研究梯队，研究了产生单胺氧化酶A (MAOA)的基因变异和反社会行为的关系《8》，显示了基因和早期教养对社会行为的影响。
4. 有关长期记忆形成分子学基础的研究《9》，说明长期记忆的形成是由于在外界和内部刺激的作用下，神经元突触处蛋白结构发生了变化。脑从出生前到20岁左右是主要的建构期；这个建构过程是先天基因和后天经验相互作用的结果；建构过程是分层次逐渐和连续进行的；在此过程中会出现一些功能的敏感期：教育要考虑到学生的差别和学生的学习历程。
5. 镜像神经元的发现是近年来神经科学方面一项重大的进展《10》。最初科学家在短尾猴的前额叶发现了镜像神经元，猴子自己吃水果时，和自己不亲自吃水果，但是看见别人吃水果时，同样的神经元被激活。后来，神经科学家发现人脑中具有比猴子复杂得多的多种镜像神经元系统。分别完成理解别人的动作，甚至意向，使人能够了解他人的情绪和他人行为的社会意义。在人观察他人作某些动作，或从面部、动作表现出某种情感和意向时，人脑中会激活不同区域的镜像神经元。人们用这种方式了解别人时，不是通过概念的推理过程，而是靠模仿；不是靠思维，而是靠感觉，
面对着科学研究提供的大量新发现的知识和规律，不仅是科学家，持不同哲学观点的各学科的研究人员和神学界人士都已经认识到心智的家园是脑。心智的过程有脑中发生的生物过程相伴，或者说，心智的过程是以脑中发生的生物过程为基础的。就这样在神经科学发展的推动下，哲学、伦理学和教育一起正在经历一次巨大的转变。我们需要研究这个转变中的许多新的问题，包括伦理道德的生物基础，早期教育的重要性；伦理道德的教育问题, 怎么能有效地进行道德教育，什么时候？什么方式？
但是涉及到对人的研究，特别是涉及到对人的本性的研究，而不是某一种器官和功能的研究，科学家必须面对道德和伦理的选择，考虑如何正确地应用科学的发现和成果《11》。 例如：
除了这些直接和研究内容有关的伦理问题以外，当代的科学工作者需要比任何时代的科学工作者更要维护科学工作者的诚信、公正，并积极担负起对社会的责任，例如：
现在中国在科学伦理和道德方面出现了某些需要关注的问题，恐怕还有来自对科学技术本身认识的问题。科学技术不仅是第一生产力，科学还是一种文化。如何建立民族的、大众的、科学的文化是我们当今科学技术工作者需要探索、回答和实践的问题。
主要参考资料
发布于5月6日 15:16 | 评论数(15) 阅读数(319) | 我的文章
小学科学课程标准修订工作组第三次会议举行
在去年7月第二次工作组会议以后，大家认真地做了许多研究和调研工作，召开了多次国际和国内的研讨会。今年二月在南开大学召开的有11名院士和部分工作组成员参加的会议，形成了很有指导意义的《院士建议》，《院士建议》已经按程序上报。工作组组长向教育部基础教育司有关领导汇报了工作进展，并听取了指示。在这些工作基础上，工作组的委员们就提供的标准讨论搞，进行了深入的讨论和辩论，达成了许多共识，如：
1. 一致认为应该恢复小学一、二年级科学课，这应该是这次小学课程标准修订的前提条件。
2. 在研究了国内外科学教育研究进展和实践经验以后，大家同意以“做中学”科学教育实验项目的内容标准为基础，形成围绕24个核心概念建构的科学和技术方面的学习内容。
3. 大家同意按照原来国家标准的框架形成修改后的标准，对于如何表达小学阶段科学教育的总目标和分目标原则上达成一致意见，但是还需要作进一步的研究。
4. 在听取网页的设计以后，大家一致同意开设小学科学课程修订工作组的专门网页，以民主和公开的形式进行课标修订，希望能有更多的人参与这项工作。网页已经在内部运行，预计在6月初可以和公众见面。
发布于5月4日 9:54 | 评论数(9) 阅读数(317) | 我的文章
对历史和国际情况的调研结果支持在小学一、二年级设置科学课
杨元魁、钱星和李瑾同志已经完成了有关科学类课程设置情况的调研，包括我国历史上小学科学类课程设置情况和当前国际上主要国家的课程设置情况调研，并写成了两篇有数据，又有简单分析的文章：
1. 李瑾，钱星，杨元魁，我国小学科学教育课程设置的历史，2008年4月
2. 杨元魁，钱星。李瑾，国内外科学教育课程设置的现况调研，2008年4月
国际趋势就更为明显了。无论是国际组织如欧盟，国际科学院组织对此提出的明确建议。还是在西方美、英、法、德、加拿大、澳大利亚、瑞典、韩国、南非等国家中科学课程的安排，都至少从5岁儿童开始，连续进行到12岁。只有日本和新加坡是从三年级开始的。去年PISA评估结果出来以后，OECD秘书长在日本东京公布结果时，已经提到日本科学教育进一步改革的问题。退一步讲，我们不看世界的发展趋势，要像日本和新加坡看齐，也总应该有一个论证报告吧。
根据我们现在了解的情况和来自“做中学”科学教育实验的初步经验，可以比较有把握地提出，新课程改革中对小学科学课的设置应该从新考虑，这是一个在《小学科学》国家标准修改中不可回避的重要原则问题。
发布于4月20日 11:06 | 评论数(9) 阅读数(1040) | 我的文章
3月21日美国科学杂志《Science》发表主编的文章—重视科学教育
2008年3月21日出版的美国科学杂志 ,刊登了新任主编Bruce Alberts 博士的一篇文章：重视科学教育。Alberts是美国科学院上一任的院长，担任美国科学院院长的职务达十四年之久，在他出任美国科学院院长期间，为中美的科学交流，包括科学教育，做出过许多有益的贡献。我和他相识河交流也是因科学教育之故。
他作为科学家，对科学教育的目的更多地是考虑科学思维的培养，文化的培育，较少功利的目的。但是有一点是很明确的，科学教育无论从哪方面考虑，都是十分重要的，当前新课程改革中，削弱科学教育的做法是需要认真商榷的。
我认为，科学教育无论对科学还是对世界来说，都是最为重要的，我将会在这个版面上经常谈论这个问题。让我们先从宏观上来看，科学的共同体已经大大地推进了我们对自然界的了解，因而就可以创造出无数的药物和有用的医疗器械，从而能改善生活。公众对科学在这些方面产生的益处是欢迎的。所以，即使有些人并不熟悉科学是怎样运作的，科学上究竟发现了什么，人们一般也会尊重科学和科学家。
这怎么和科学教育发生联系呢？我们能够鼓励世界范围里培育更多的科学思维，以能建立一个更合理的社会吗？原则上，只要我们致力于推进科学教育，就能为世界提供这样的机遇。但是科学家、教育工作者和决策者必须共同来重新思考科学教育的目的，不是像现在许多国家的科学教育那样，只是把科学看成是对自然规律的发现，而是使学生具有知识和像科学家那样思维的能力。
对5-13岁儿童的探究是科学教育在美国已经有50年的历史了，它不断在发展和改善。这些科学课程需要学生主动地参与探究，而教师是作为指导者，引导学生去研究问题。这种方法既保护了儿童生而具有的好奇心，又在有准备的教师指引下，对提高学生推理和解决问题的能力上是非常有效的。此外，已经证明通过探究式科学教育可以提高学生的阅读和书写能力，因为强调了在科学教育中的相互交流。
在过去的几十年里，这种科学教育的方法已经逐渐的扩大到全美国，但是由于缺乏资源和动力，在部分学区还执行得不好。在科学家和各国科学院的努力推动下，相同类型的科学教育已经逐渐在法国、瑞典、智利、中国和其他国家开展了。8年以来，国际科学院联盟（IAP）一直为此而努力。