丁晓东:很多创新就是一层窗户纸

帆书(原樊登读书)2023-11-25 08:30

主持人:这几十年,您一直从事高教方面的工作,很多人一进到大学好像一下子轻松了,但可能更多的是茫然,您觉得高中学习和大学学习最大的区别在哪里?

丁晓东:大学教育跟中学教育,它有本质的变化。中学教育是受到高度关注的、督促的、甚至是被安排的学习;大学要自我管理,没有人会高度地关注你,没有人主动地去帮助你,都要靠你自己自我管理,自我探索地学习。中学学习和大学学习还有一个很重要的区别,就是中学学习存在重复的学习。我以前做中学老师,一个知识点用很多的试卷、不同的题目、从不同的角度帮学生搞懂,你没有学会没关系,不断地重复,总是帮你弄懂;大学教育它是有计划安排的,比如说我们上数学课,一节课就翻掉好多页,知识点讲完,原理和道理都靠学生自己去弄清楚。如果你说你到大学读书轻松,那么一两个星期,甚至一个月过去以后,你发觉你跟不上了,有很多学生往往就此。这门课就学不好,学生有的时候就放弃了,这就导致整个4年的学生生涯非常痛苦。所以千万不能是玩命的中学、轻松的大学,大学要想把书读好,永远不轻松。

主持人:其实您讲到的是一种学习能力的提升。您觉得现在的大学生,尤其是我们的科创型的人才应该具备一些怎样的能力、才能够适应这个社会不断地发展?

丁晓东:创新对孩子的要求,大体有几个共性的要求:第一是创新精神,第二是创新意识,第三是创新能力。

我这里特别强调创新精神,创新精神就是要能够承受挫败、挫折,对我们国家特别重要。为什么呢?与人口结构有关系,我们都是独生子女,现在的孩子他自己是独生子女,他父母也是独生子女,可能从小呵护长大,经受的挫折也少。挫折教育非常重要,要勇于失败,还要大胆创新,虽然有的时候很可能失去很多。比如你要想创新,本来在一个大公司干得很好,突然辞掉工作干另外一种活,如果干不成功,就一无所有了,这一种胆魄很重要。

前几年我带了一个团到以色列,专门学习以色列对科创的定义。把一个好的思想、好的科学原理,能够转化为一个产品,解决工作当中的一种程序,或者是一种管理方法,这叫创新,有点像我们的科技成果转化。以色列有个说法叫“需求是创新之母”,对需求的敏锐性非常重要,很多创新就是一层窗户纸。

2018年,我到北爱尔兰一个理工大学去访问,也很有感触。他们有个老师创造了一个东西很抢手。年轻的父母生了孩子以后,都要带孩子见识世界,一家人开车去踏青,到湖边去游玩。但是年轻父母带孩子出去,最大的问题就是孩子饮食要消毒,所以要带很多水,甚至带了加热器,不断地烧水消毒奶瓶。后来他们看到有这样一个需求以后,设计出了一款产品:把奶嘴、奶瓶往里面插好,盖上盖子进行紫外线消毒,然后带一瓶水冲冲奶瓶就可以了。像这样就是产品,就是创新,就是对需求的敏锐度。

还要创造需求,可能人在生活当中觉得很舒适了,习惯了这样的生活方式,用一种产品已经很习惯了,但是如果你能够创造出使得他更舒适的一种需求,产生一个产品,那也是一种创新。

主持人:所以说要不断地观察生活,要有敏锐的感觉。您说我们在大学里应该怎样学,才能够具备您所说的那种能力呢?

丁晓东:过去我们大学是要系统性地传授知识。你让很多孩子干一件事,他说我没有学过,他要去课本上慢慢学,学系统了才来做,这个其实不符合现代社会发展的需求。现在的大学学习叫做项目驱动、任务驱动,或者是问题驱动的学习。有一个非常典型的例子,就是在美国的欧林工程学院,曾经有大概几十个高中毕业生一入学,就给他一点材料,告诉他到哪里查资料,问哪些老师,让他们做一个血氧仪出来。他们大学知识一点也没学,老师都认为他们是不可能完成的,最后没想到,这一批学生把血氧仪给做出来了。这个项目驱动了他用什么、学什么,在创造中学习,虽然知识不够系统,但是他们会了,所以这种学习也非常重要。

主持人:其实这个过程当中,团队的合作也很重要。

丁晓东:当然,需求导向、任务驱动的项目式学习,就是合作,需要几个不同的知识背景的人组成一个团队,解决一个问题。我记得以前,香港科技大学一个教授曾经讲过,他说我们高中学生招来以后,专门有一个综合设计部,进来的学生要解决一个大项目、大问题,比如像自动停车,里边涉及到材料、自动化、电子规划、交通规划。学生根据自己兴趣,选做一部分工作。学生要在专业里面学习,在4年学习当中同样要做这个项目,他们需要不断地培养自己的团队精神。团队合作非常重要,对我们独生子女的孩子,与人口结构也有关系,要加强这种合作,每个人干自己懂的事情、自己擅长的事情,把这个事情就做好了。我跟好多院士沟通的时候,他讲现在孩子特别需要培养调研、总结、归纳、敏锐的表达能力,这个跟社会交往非常重要。

我们学校特别关注这一点,因为我们是工科学校,特别是纯工科的学生,将来可能跟流水线、机器打交道比较多,特别需要培养工科生跟社会的交往能力。所以我们学校就提出,以综合大赛为抓手,推动学校创新、创业的能力。学生创新能力的提高,他每一次把成果表达成PPT以后,不断地路演,老师、专家给他提意见,回去再改,改好以后再来表达,再来路演。光这一条,就把他跟社会交往的信心大大地提高,而且提高了他们的归纳和总结能力。

主持人:我看校园好漂亮,很多都是历史建筑。

丁晓东:是,你看这个钟,比外滩的那个钟还要古老,是德国人设计的。德国人的设计很地道,设计好以后,把图纸用油纸包好塞在里边。我们这次整修的时候,就把图纸拿出来,这些图特别珍贵。

主持人:太有历史渊源了。

丁晓东:我们有36栋历史保护建筑,我们军工路校区主要是哥特式建筑,这里主要是普鲁士风格的,真正的建筑可阅读。你看那个楼的牌子下面,有二维码,你扫了以后可以看到它的历史,甚至有音像画面都在里边。这是上海独一无二的普鲁士风格的建筑,是德国的一个设计师设计的,他完全仿照德国普鲁士皇家机械学院来设计的,你看这个地砖都是100多年了。

主持人:很有感觉,天光、彩色玻璃,很有普鲁士的风味。

丁晓东:我们学校现在把它作为图书馆,同学们很喜欢这里。

主持人:您大学时候经常泡图书馆吗?

丁晓东:也泡也不泡。跟我们那时候比,现在的图书馆,有一个不变:大家都抢座位、抢阅览室、占座,这体现了学生求知若渴的这样一种状态。我那时候读大学,也花了很多时间去运动。我爱看电影,看了很多电影;图书馆也借书,我喜欢神话,所以我除了看中国的神话集以外,把希腊神话从头到尾看了一遍。

主持人:我发现近些年我们上海理工大学,跟一些社会机构,包括一些医院、企业都有很多的合作,把很多科研成果进行了社会层面的转化和应用。

丁晓东:对,我们紧扣以色列所讲的创新。我们学校是一个以普适性工科专业学科为主的一所学校。所谓普适性就是它的专业设置的口径比较宽,跟社会经济领域对接得比较宽泛,实用性比较广,不像我们音乐学院、戏剧学院,他们专业只对这个行业,我们的工科专业门类又比较多,所以提出来为上海的社会经济发展服务。

我们想了半天,任何一个学科对三大先导产业都对不上,所以我们学校搞了一个跨学科创新中心,用跨学科的方式去服务三大先导产业。我们的跨学科创新中心,里边就三大中心,一个叫医工交叉,面向人民生命健康的;一个是人工智能与智能制造;还有一个,就是打造服务国家国防的一些产品。

以医工交叉为例,就是教授跟医生在一起交流,医生提出来的想法,把这个需求变成问题,形成任务,然后教授团队和医生团队带着学生们一道围绕这个任务去攻关。我们的目标不是写高端论文,而是这个任务一定要能够转化成产品。我们从2019年到现在大概搞了300多个项目,其中有11个项目具有产业化前景,有7家已经注册了公司,有的产品还是世界首次的。就在这种创新当中,一边创新、一边学习。我们成立了一个机器智能,所谓讲人工智能,更重要的是机器智能,机器它有了智能才是人工智能,那我们机器智能主打产品是仿人机器人,像人走路一样的机器人。你目前在视频上看到的机器人,是佝偻着的,它的膝盖都是弯的,看上去不像人那么自然。我们是仿人机器人,它有什么好处呢?这个平台是重量轻,能源问题可以解决,对人来讲更有亲和感。它的第一个平台小贝,大概用了0.8度电就走了130多公里,跑了三天三夜。它就像人一样地走,但让人更有亲和力,不仅仅它的形态、步态像人,它的头部表情就更重要了。

主持人:还有面部表情啊。

丁晓东:对,所以我们专门引进一个团队,打造机器人的头部。头部打造好,脸部打造好以后,它的微表情都有。我们目前也把ChatGPT嵌入一点点进去,你跟它对话,它还可以表示愤怒、表示惊讶,各种表情都有。将来丰富好以后,作为老人的陪伴也非常好,甚至作为电视台的主持人可能也行。然后我们又打造了一个乒乓球机器人,你现在看到的机器人可能能发球,但是没有能跟人对打的。我们有一个老师跟它打了6000多次,拿了一个吉尼斯世界纪录。现在迭代完了以后,这个乒乓球机器人更聪明了,可以打一些下旋的球,也是很有意思的。将来如果把它集成化以后推向市场,对老人在家里面非常好,也不要子女陪着你去打,又能锻炼身体,又能够解除寂寞。这样对孩子们有个好处,就是他在做的过程当中,他发觉社会需求这样的东西,他自己学了很多知识,发觉他读书更有用,那么对读书更爱好。

主持人:刚才跟您逛校园的时候,发现这个学校处处充满了美,我知道您一直特别关注美育。在不久前首届上海市学校美育实践魅力系列评选活动中,您是“魅力校长”。您觉得对于美的发现对科技人才而言有怎样的意义?

丁晓东:这与我们学校的结构也有关系。一个理工科的学校,我个人觉得艺术素养更重要。比如我是学数学的,对音乐有一点爱好,我觉得对我帮助很大。那么工科的学生,将来可能还是跟流水线、跟机器打交道比较多,生活要有一点浪漫性,这是其一;其二,人的思维是机械的逻辑性思维,理性思维还不够,你得要穿插一些艺术性的、发散性的、逆向的思维。所以艺术是很好的一个教育模式,对我们工科学生素养提高,对思维能力的提高很有帮助。

我觉得人的思维有一对翅膀,一个是理性的逻辑思维,一个是非理性的艺术性的思维,二者兼备就更容易产生创新。我们学校还有一个机械艺术博物馆。我到英国访问的时候,有一天在街上看到一个机械艺术博物馆,我进去看了以后很震撼。学机械、学艺术的学生合作,把机械的各种原理,比如皮带传动、齿轮传动,用一个艺术作品的方式表达出来,对孩子们各有所需,可以看艺术作品,也可以看机械原理。所以回来以后我们也做了一个,孩子们特别喜欢,我们附中附小的孩子们去了都不肯走。但是我们现在作品还不够丰富,丰富以后我们向社会开放。我当初跟他们讲,作品还应该带有中国传统文化的特征,比如做精卫填海、司马光砸缸,用机械作品把它表达出来,能够接受中国传统教育。这样工科的学生接受了艺术教育以后,他又用工学的原理去创造艺术作品,这对工科学生非常重要。

主持人:其实大学里面学习,阅读是非常重要的,让您为青少年朋友推荐一本书,您会推荐哪一本?

丁晓东:我读过一本书,叫《从一到无穷大》,这本书非常好,是一部经典的科普作品。“一”代表有限,“从一到无穷大”,实际上含义就是从有限到无限,从有穷到无穷。这本书第一章节讲数,第二章节讲空间的不变性质,然后讲到四维空间,讲到了宏观世界,讲到了微观世界。我想,任何人读书都要结合自己成长的经历、自己的兴趣,读完一个章节以后,做一个总结归纳,给自己提几个问题,或者是做几点思考。读完第一章,我从我的角度提几点思考,可能是导读一下。比如第一章讲数,我提的第一个问题和整体和局部相关:局部的数量是不是一定比整体少?在有限的空间里边是这样的,在无穷范围里边不是这样的。看起来它好像是在讲数学,其实是一种思维模式,甚至上升到了一种哲学高度。

每个人是不同的思维,这样一来孩子们可能会又想另外一个问题,既然自然数个数是无穷大,有理数个数也是无穷大,孩子们会想了:那么是不是无穷大都一样大?有没有一个无穷大,比这个无穷大还要大?又带来另外一个问题。所以第二个问题它又举了例子,直线上的点就是实数,实数的个数是比有理数还要多的,比自然数要多的,所以产生了一个无穷大,要大于这个无穷大。那么孩子们又要问了,还有没有一个无穷大比它大?那么这个书又举了一个例子:平面上的各种线段,各种奇怪的线段的结合,它的数量要比直线上的点的数量要大,这样我们产生了三个无穷大。那孩子要问还有没有更大的,现在就告诉你,到目前人类的认知当中,只有这三个无穷大。1900年著名的数学家戴维·希尔伯特还提了一个非常重要的数学问题,这个数学问题如果孩子们要追究的话,也能想出来,就是我们有三个无穷大一个比一个大,那么接下来问题是,在这两个无穷大当中,能不能找出一个无穷大介于它们之间?希尔伯特提出来的数学问题,他回答说不存在,但这个数学假设到现在没有解决。所以浅显的问题,是高深的数学。

主持人:是。所以当您看这本书的时候,也是感受到了一种惊艳的思路。

丁晓东:这些知识我在大学都知道、都学过,但是我看了一下,它能够这么浅显地、循循善诱地、深入浅出地能够讲清楚,让大众能够去阅读,真的不容易。包括后面讲了突破空间,讲物质的属性,讲时空,讲四维空间,虽然很难理解,但是也能读懂。

主持人:对,所以不仅仅可能理工生适合,文科生也应该看一看。听您讲了我都想要去看一看,它里面还有很多关于哲学、人生的思考在里边。我们很多的网友有一些问题想请教您,第一个问题:现在有很多科技类的比赛,参加这样的竞赛,是不是真的会对孩子的创新能力的培养有所帮助?

丁晓东:当然有帮助,比如在全国大学里边,有叫中国“互联网+”大学生创新创业大赛和“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛,这个比赛是任务驱动、项目驱动的,有这样一个任务集聚了围绕这个项目所需要的各种人才,形成一个团队。你要把围绕这个项目所产生的科技成果要进行思考,要进行归纳、要进行表达。要推向社会的话,你要营销,讲给企业家去听,让大家能够看得懂,大家觉得很有需求,你才能推出去。这样一来,团队不仅要在科技创新上面要下功夫,还要把这个东西讲得让人家懂,所以团队就显得非常重要。它是一个项目驱动式的学习,既锻炼了你的科技创新,还锻炼了你的合作能力,锻炼了你的胆气,锻炼了你的表达,还锻炼你对价值的思考。我们很多团队,组队有学管理的,有学营销的,有学机械的,把自己的才能发挥得淋漓尽致。

主持人:所以我们青少年朋友还是要多多参与这样的比赛,各方面提升自己的能力。我们再来看看第二个网友问题,这应该是位大学生问的:在学校我应该做哪些有价值的事情,才能和我未来的职业规划结合起来?

丁晓东:我觉得第一就是学习,要有抱负地学习,把书读好是首要的;其次多参加学校的各种活动。学校提供了一个很好的平台,有各种社团,你爱好体育的有体育社团,爱好音乐的有音乐社团,有合唱的,有弹琴的,有书法的,各种社团,根据你的爱好参加各种活动;再次你要参加我们这种创新的活动,把自己各方面能力塑造起来,培养一种走向社会、自我独立工作的能力。

主持人:最后一个问题:孩子在未来投入科创领域一定会遇到很多挫折,作为父母应该如何从小培养他们面对失败的能力、培养他的逆商?

丁晓东:我觉得首先父母不要包办,从孩子小时候就应该放手,让孩子们自己去探索。但是父母可以帮他完成一个探索的过程,比如孩子失败了,可以引导他去总结为什么失败,让这个失败成为获得性失败、聪明的失败。挫折不可怕,怕的是挫折把你打倒。让孩子们认识到,这个挫折和失败可以克服,下次还可以做得更好,这就成功了。这个能力往往会带来很重要的成就,比如我们有个青年教师,在无人区里面探索,他跟我讲了一句话,他讲真是很辛苦,有的时候都要崩溃了,他一年365天,可能364天是失败的,唯有一天成功,但是他已经很幸运了。所以我们有这样一种坚韧不拔、追求目标的精神,我们才能够把科创做好。


 

 

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