10月7日,2014年諾貝爾物理學獎揭曉,日本科學家中村修二、赤崎勇、天野浩因發明藍色激光二極管(LED)而獲殊榮。迄今為止,共有19位日本籍(裔)科學家摘得諾貝爾自然科學獎,獲獎人數躍居全球第二,僅次于美國。在全球鎂光燈聚焦今年3位日本科學家時,我們不得不深思,為何隔海相望的日本能孕育出如此眾多的諾貝爾獎得主? ——編者
國家戰略:“讓科技創新作為一種國家文化”
日本人對諾貝爾獎有著非常深厚的情結。為此,上個世紀,日本人因產生不了歐美國家那樣多的諾貝爾獎得主而一度非常苦惱。
這些年,日本人還在不斷反思,他們問:我們的孩子考得這樣好,但是為什么諾貝爾獎獲得者還不是很多?為什么日本沒有自己的比爾·蓋茨和喬布斯?
上個世紀90年代,日本科技管理者和科學家都深刻認識到基礎研究的重要性。他們深諳,日本的科技政策必須從戰后引進、吸收、利用為主轉向基礎科學推動為主,實現科學技術的全面進步。為此,日本提出了“科學技術創造立國”的國家戰略。
日本《科學技術白皮書》指出,要以“科學技術創造立國”為目標,產生出真正的新成果,充實有助于促進發揮獨創性的科學技術研究制度。在1995年,日本政府出臺了《科學技術基本法》,由此拉開了半個世紀以來重建日本科技體制的序幕。此法由總則、科學技術基本計劃、研究開發推進、國際交流推進、科學技術相關的振興學習五部分共19條組成。翌年,日本又根據這個法規制定了《科學技術基本計劃》,此計劃確定了日本今后5年的科技政策,包括基本方向和經費支持。該計劃的基本理念是獲得日本社會和國民對國家最新科技體制的支持,努力轉化研究成果,確立日本政府對科技事業的投資目標。
自進入新世紀,日本文部科學省制定了“21世紀教育新生計劃”,把培養頂尖高科技人才、振興科學研究、建立世界一流研究基地作為新世紀之初教育改革的主要目標。日本政府推出的舉措包括打造世界頂級水平大學、培養新一代世界頂級人才、強化大學教育研究功能、改善大學入學選拔方法、實施21世紀國家卓越研究基地——“21世紀卓越中心計劃”(COE,center of excellence),促進具有獨創性的、世界最尖端的科學研究,盡早形成具有世界頂尖水平的國家重點學科研究基地。
2002年,日本啟動了具有國家戰略高度意義的“卓越中心計劃”。其一,給予個人或研究小組撥付科學研究補助金;其二,推選日本最頂尖的30所大學作為建設世界最高水平大學的后備力量;其三,各大學以學科領域為單位申請資助,政府組織評審,批準設立卓越研究基地。2007年,日本開始實行“全球卓越中心計劃”,此舉旨在重點支持在國際上處于領先地位的教育研究基地建設,培養活躍在國際舞臺上的各個領域青年科學家。
2011年8月,日本政府推出了第四期《科學技術基本計劃》,提出“要讓科技創新作為一種國家文化”。該計劃強調日本科學技術要對世界做出貢獻,以世界共生為出發點,政府要制定適應時代發展與面向未來的新型科學技術政策。該計劃提醒日本國民要從科學技術投資是“為未來投資”的高度重新審視科學技術的發展,要求全體國民支持科學技術的推進。
日本第四期科學技術基本計劃,重點突出要繼續創造產出新的知識,推進原創性研究開發、最新科研成果的轉化與利用,要產生具有獨創性的成果,并進一步強化基礎研究,著力培養優秀科技人才。此計劃要求大學、各級研究機構要與產業界聯手,強化產、學、研運作的一體化,并特別強調要致力于推進實效性科學技術的研究與發明,加大政府專項經費投入。據悉,日本政府擬投資總額逾25兆日元。
基礎研究:國家科技成長的動力之源
在祝賀今年3位諾貝爾物理學獎獲得者時,2002年諾貝爾物理學獎獲得者小柴昌俊表示,從實際生活中催生發明創造并獲獎,令人羨慕。同年獲得諾貝爾化學獎的田中耕一發表談話說,今年的諾貝爾物理學獎授予了從基礎研究到應用研究的藍色激光二極管項目,說明日本基礎研究與技術創造兩方面都獲得了國際的高度評價。
天野浩在會見記者談到科學研究選題時表示,氮化物結晶研究,其實是近30年間許多基礎研究中的一個而已。此次獲獎,真沒想到這樣一個不起眼的基礎研究被世界所公認。所以,今后的研究選題將會變得更加廣泛。
日本早稻田大學教授森康晃說,日本科學家能獲諾貝爾獎,源于知識的長期積累,是通過基礎研究積累,大力培育人才獲得的,故而并非一朝一夕之功。日本諾貝爾獎獲得者全都畢業于國立大學,很多人還獲得了博士學位,這些大學多屬于研究型大學,本身就重視基礎研究。譬如,創立于1939年的名古屋大學,一直以重視創造性和給予學生自由研究的空間而著稱。2000年以來,日本獲得諾貝爾獎的14人中,有6人是名古屋大學的教授或畢業生。
日本社會重視基礎研究由來已久。為進一步強化基礎科學研究,2009年8月,日本政府成立了推進強化科學研究的專門組織機構,把基礎科學視為國家科技成長的源泉,出臺了強化基礎科學的綜合戰略,其要點如下:
第一,擴大國家競爭性科研經費數額并改善使用途徑。具體舉措就是將此筆經費用于基礎研究和國家戰略創新項目,確保大學、研究機構的基礎性研究經費,并創設戰略性基礎科學研究高端項目。
第二,推出培養年輕研究人才綜合計劃。具體而言,就是創設年輕研究者研究制度改革的支援事業,推動年輕研究者承擔具有挑戰性、獨創性的研究,給予他們特別研究經費資助,派遣他們到海外研修并參與國際前沿研究項目。同時,培養具有“牽引力”式的研究人才,并培養產、學、研一體化模式中進行高端研究開發的領軍式青年研究人才。
第三,推進大學國際化進程,推進建立世界頂尖水平卓越研究基地。
第四,力促有擔當精神和創造性能力青少年的成長。其具體策略包括充實國際科學奧林匹克競賽支援事業,拓展擅長數理學科青少年的學術視野,充實先進的數理教育實踐學校(super science school)支援事業。
創新教育:點燃青少年今后從事科研的火種
日本能有如此多的諾貝爾獎獲得者,其實與日本堅持創新教育密不可分。日本中小學創新教育始于明治維新時期,二戰后又有了長足進展,20世紀70年代達到世界一流水平。
縱觀近些年日本中小學創新教育的發展路徑,其落實的載體主要有兩個,其一是中小學科學課程,其二是開展“大手拉小手”科技活動。
日本中小學歷來注重理科教育,早在1954年日本就制定有《理科教育振興法》,將理科教育納入法制化軌道。當然,這在世界上實屬罕見。2012年,在全日本小學和初中學力測試中,首次將理科列為考查科目。
為把創新教育貫穿在中小學理科課程學習中,日本提出,強調體驗式學習和問題解決式學習,通過觀察、實驗和項目研究來學習科學;利用大學、科研機構和博物館的資源設計有趣的課程,培養學生對科學的興趣;在學生的生涯規劃過程中,利用頂尖科學家和工程師的魅力吸引學生對科學建立終身志向。
近5年來,日本理科的上課時間增加了16%,理科教材頁碼增幅達三成以上。日本中小學理科課程強調一些具有根本性的概念,在教學內容選取上盡量貼近學生生活,學生在科學課程中所學的很多知識點是在其他國家學校從不教授的。日本教師的課堂通常從呈現一個問題開始,老師在課堂不講任何專業術語,而是創造情境讓學生探究和解釋現象。
同時,為振興日本中小學理科教育,日本政府在每年教育預算中不斷增加經費,主要用于添置與改善理科教育的設備與設施,為小學和初中配備觀察實驗教師助手。
為推進中小學創新教育,日本文部科學省要求中小學活用校外人才,充分利用研究生、大學或研究機構的退休人員,聘請他們以“大手拉小手”的形式指導中小學開展科技教育。日本文部科學省還要求各大學與研究機構為中小學學生提供體驗理科觀察與實驗的機會。
據悉,每年寒暑假,日本中小學都為學生布置“自由研究”作業。學生根據自己的興趣愛好,有的選擇做小課題研究,有的選擇到大學或科研機構做科學實驗,有的選擇小發明、微創造,這些活動都為青少年今后投身科學研究埋下了生長、開花與結果的種子,為孕育未來的日本科學家打下了堅實基礎。(中山大學附屬中學羅朝猛)
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