科学一直在推陈出新，常常带来颠覆性变化，标准答案只是基本合格答案，如果没有非标准答案，永远不会有卓越全面的答案。非标准答案是比标准答案更珍贵的答案，因为其具有批判性、创造性以及个体艺术性。就像所有非标的零件设备都很昂贵，而标准的比较便宜，因为后者可以简单大规模工业化生产。

人所认为的真相，可能只是真实世界的“冰山一角”。科学是一个动态概念，是在不断进步的相对概念。所谓科学就是能够证伪，能明确告知哪里是失效的边界和有效的前提条件，否则就成为神学或者迷信。任何一个简单问题都可能是复杂问题，任何一个复杂问题也可以“大道至简”。

比如，大家熟知的热胀冷缩是通常规律，源自经典的热运动、布朗运动。但这是有认知局限的规律。水在低温下，即在接近零摄氏度的一定温度范围内是冷胀热缩，之所以如此是因为有量子性的氢键的存在，有氢键的液体都应该有类似的规律和现象。而如果在受限的空间达到微纳尺度以下，在大多数温度下，水的热运动、布朗运动可能会消失，体积可能缩小，能量变化不再通过热而变成远红外光，从而充分体现量子性而呈现超流规律和现象。

分科教育和标准化，给当前愈发重要的学科交叉和科学应用带来了严重的负面影响。我国的科学教育亟待重塑。

科学教育的真正核心：思维与精神

当前科学教育的核心，是要培养学生以科学精神为灵魂、以科学思维为核心、以科学知识为基础，通过科学方法自主地探究世界、创造知识、应用实践的能力。

科学精神的树立，是科学教育的灵魂。对科学精神有许多不同的解释。我认为，在中国当前的文化语境下，科学精神应该包括三个方面，即以独立判断为代表的质疑精神，以谦逊包容为代表的开放精神，以想象创造为代表的探索精神。

在培养训练科学精神方面要找到合适的切入点，比如，从地心说、日心说、黑洞说等故事或者观察切入，从巫神、瘟疫、显微镜、病毒等故事或者实验切入，就是一些可取的方式。

科学思维的养成，是科学教育的核心。科学思维包括多个方面，我认为主要有逻辑思维和形象思维，以及在此基础上的批判性思维和创造性思维。前两者是基础，后两者是在此之上的提升。这四者缺一不可——仅有逻辑没有形象，就会缺乏创造；仅有形象没有逻辑，则是空想。这都不是科学。当然，科学思维还应包括最前沿的量子逻辑等。

科学方法的掌握，是科学教育的关键。科学教育不能仅仅是理论上的教育，还应该是科学实践的教育，特别要鼓励亲自动手和观察，将身边的事物作为对象和材料。科学精神、科学思维、科学知识只有应用于科学实践才能体现出价值。科学实践，包括但不限于科学实验、发明创造、创新创业等形式。只有让学生积极投身科学实践，才算是完整的科学教育，如此才能进入创造型社会、研究型社会。而这也是我们当前的科学教育最为缺乏的部分。