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当代的科学教育(包括研究生培养阶段的教育)受到越来越多的质疑，批评主要集中指出：中国科学教育以知识为本位，忽略科学方法和科学精神的培养。从科学教育的内部看，这种批评由来已久，然而随着中国科学教育改革的推进，这个问题并没有很好地解决。面对这一现象，本文的研究思路是：选择我们国家从事科学研究的单位——中国科学院大气物理研究所作为案例，采用理论与实践结合的分析方法，分析大气所对研究生创新精神的关注，着重介绍了三个历史时期导师们的教育思想，提出了解决问题的途径。
开拓传统期介绍了赵九章的科学教育思想，展示的是他把国家需要、国际前沿作为创新之源，把新技术的应用作为创新途径的教育理念以及理论与实践结合的教育方法、有教无类的培养方式。
赵九章培养了许多优秀的科学家，他的教育思想及其献身大气科学的精神被当时的“四大金刚”——叶、顾、陶、杨发扬光大。创新精神传承期介绍了“叶顾陶杨”对赵九章教育思想的发扬光大，“叶顾陶杨”在大气所研究生培养中代表着一种精神、一种品格，是科学教育与德育教育融合，是把科学精神置于科学教育中的理念。“叶顾陶杨”精神影响着大气所一代又一代的科学家，激励着大气所一代又一代研究生去创新。
发扬光大期的主要代表人物是曾庆存、王明星、王会军，本章主要介绍了曾庆存注重研究生做人与做学问的结合、科学精神与人文精神的结合，他关注研究生的人文素养，注重研究生的品位，教育研究生在努力学习专业基础知识的同时，要博览群书，让他们不断运用新知识武装自己，打开创新之门。王明星的自由教育主要指让学生“放羊”和敢于说“不”。“放羊”是给学生自由发挥的空间，让学生根据自己的兴趣爱好去选题、去从事科学研究活动；敢于说“不”是敢于和导师争论，敢于向学术权威提出疑议，敢于提出自己的新思想。王会军以人为本的理念指他关注研究生个体特点，挖掘学生创造性思维，建立平等和谐的师生关系，平等的交流学术问题，鼓励研究生大胆提出新想法，以及他在研究生培养过程中注重国际化，把研究生的培养置于国际大舞台的开放学术视野，这些都培养了研究生的创新精神，使其在大气所这块沃土上结出硕果。
本文通过对这三个不同历史阶段大气所主要代表人物教育思想的分析和总结，探索出充满创新精神的科学教育的理想模式在于四个方面：内容上，由以知识为本的知识教育，过渡到包括知识在内的整个文化教育；主体上，由教师讲授、课堂为主的以教师为主体的教育过渡到学生是知识的主动者、发现者，是课堂的主导者的学生为主体的教育；领域上，由本土教育到国际化教育，站在国际化的视野上思考研究生的培养和研究生创新精神的养成；方式上，由个人指导的方式过渡到以研究生团队指导小组为基本模式的团队指导方式，在新的指导方式中注重学科交叉，注重文理相融，培养研究生的创新精神。