《青少年科技报》在人物专题以“李志河:用古代科技智慧升维科学教育”为题报道我院院长李志河
(以下转载自《青少年科技创新报》《青少年科技创新报》6月10日电子版 李志河:用古代科技智慧升维科学教育)
“同学们,现在出现在你们面前的是唐代科学家张志和。”随着山西师范大学信息技术与智慧教育研究院院长李志河轻点屏幕,身着唐装的AI数字人“张志和”开始向新建路小学富力华庭分校的师生们讲述彩虹奥秘的发现过程。这是近日在“科学家(精神)进校园”系列活动中的一个场景,也是李志河深耕青少年科学教育的一个缩影。在这场以“中国古代科技发明与科学探究方法”为主题的讲座中,这位深耕教育领域多年的学者,用了近两个小时,通过将古代科技发明和现代教育相结合的方式,为孩子们打开了一扇通往科学世界的大门。

【思维跃迁之路】
从西北师大到清华大学,再到北京师范大学,李志河的求学之路是一场思维不断跃迁、蜕变的历程。“我的人生转折发生在清华的三年。”李志河坦言,西北师大的本科生涯奠定了他扎实的技术功底,但真正打开科学思维之门的钥匙,却是在清华的跨学科碰撞中获得的。
李志河清晰记得进入清华大学读硕士不久,在选修媒介发展史这门课时,理工科的同学用5分钟动画理清传播学脉络带给他的震撼。那种精准把握内在逻辑、用简单模型揭示复杂规律的能力,让他深刻认识到:科学思维的核心在于系统化的问题拆解和对事物内在逻辑的精准把握。与清华优秀学子的交流,让他看到了自身的不足,也汲取了宝贵的经验。身边的同学做事精细、勇于担当、善于表达等特质,都在潜移默化中影响着他。而李志河在清华的导师对学术溯源“必须找到文献的最初源头”的严格要求,则让他在教育研究中始终秉持严谨的实证精神。
在进入北京师范大学攻读博士期间,李志河的研究方向从本科和硕士阶段的软件开发技术转向理论应用研究。在这个过程中,他深受导师们的影响。“你对这个问题的概念逻辑是否清楚?”导师钟秉林总会这样问他。起初,李志河感到困惑,但随着论文工作的推进,他逐渐意识到,概念清晰是解决问题的核心所在。这也让他养成“先破题再解题”的思维习惯,“就像盖房子,只有地基夯实,上层建筑才能稳固。科学教育亦如此,概念模糊会导致整个认知体系的崩塌。”李志河如是解释。
【让典籍“活”起来】
一直以来,李志河深受“李约瑟之问”启发,深入思考中华科技文明的传承与创新,并致力于将古代科技智慧融入现代教育,探索出独特的教育模式。
站在教育改革的前沿,李志河始终保持着历史纵深感。他深知中华文明五千年积淀的科技基因是创新的深厚土壤,“当英国学者李约瑟惊叹于中国古代发明时,我们更应追问,为何明清之后科技发展出现断层?”他认为,关键问题在于知识传播机制,“张衡的地动仪深锁宫闱,沈括的《梦溪笔谈》仅在小范围传抄,而伽利略的《星际信使》却传遍欧洲。”
这种发现促使李志河在教学中特别注重“让典籍活起来”。以“张志和发现彩虹奥秘”为例,他通过AI数字人等技术重现探究过程,引导学生掌握“问题—直观—外推—假说”的类比法。在此过程中,他不仅传授知识,更培养学生的科学探究方法和创新思维。
李志河强调,真正的创新需基于传统,中华传统科技文明中蕴含着无尽瑰宝。像应县木塔的榫卯结构抗震原理可用于新型抗震材料研发,《九章算术》蕴含的几何智慧等,都是创新的源泉。在他看来,运用现代科技重新审视并激活这些科技文明基因,将释放出巨大能量。
【点亮“思维路标”】
对于青少年科学教育,李志河有着深刻且独到的见解。在他看来,青少年阶段是为科技创新能力培养埋下种子的关键时期。在这个时期,培养学生的好奇心、探究能力以及科学素养至关重要。
谈及当前青少年科学教育的现状,李志河指出存在一些亟待解决的问题。一方面,硬件投入大,但思维方法引导不足。科学课多注重知识传授,忽视科学探究方法培养,科技馆等科普场所也存在问题。他提出了某些科技馆存在困境——价值百万的互动装置前,孩子们往往停留不足3分钟。布局不合理、指示性不强,导致学生在参观时无法真正理解科技发明的原理和意义。另一方面,项目式学习存在误区,过于注重流程,缺乏基于问题的探究,且受应试教育束缚,较为封闭,难以充分激发学生的主动性与创造性。
为改变这一现状,李志河以航天工程为喻,将创新思维发展解构为动态跃升过程:“从‘跟跑’阶段的观察模仿,到‘并跑’阶段的系统实践,最终实现‘领跑’阶段的原理级创新。”他倡导在教育中注重思维引导,为学生设置 “思维路标”,让他们在探索中找到方向激发创新潜能。
面对人工智能、大数据技术融入教育领域的趋势,李志河认为:“未来的科学教育必定是人机共生的新形态。”他介绍了智能体在教育中的应用,通过AI软件,为每个学生配备一个智能体,实现大规模因材施教的教学模式。这种智能体能够记录学生从学习到生活各方面的情况,为个性化学习提供支持。在其看来,“这不是取代教师,而是将老师从重复劳动中解放,更专注思维引导。”
(薛梓桐)