寻找中国未来的科学大师

作者:北京市教育1   发布时间:2018-11-29 14:18   来源:未知


寻找中国未来的科学大师

从今年6月底进入清华“姚班”至今,王同翰感到“紧张、压力、充实、充满干劲”。他关掉社交软件,一心扎进人工智能研究中。

5个月前,他从山东大学专门培养拔尖创新人才的泰山学堂毕业。本科4年,王同翰收获校长奖学金、国家奖学金,以第一作者身份完成学术论文两篇,以GPA94.63获泰山学堂计算机取向成立近10年来的最高分,并保送清华“姚班”,硕博连读。

像王同翰一样,得益于“基础学科拔尖学生培养试验计划”(简称“珠峰计划”),10年间,8700多名本科生在北京大学、清华大学、山东大学等20所高校中孵化,约4500名学生毕业。前5届毕业生中,97%继续攻读研究生,67%进入了排名前100的国际知名大学深造,10%进入了排名前10的世界顶尖大学深造。

谁有可能成为未来的科学大师?科学大师是培养出来的还是“冒”出来的?这10年,我们培养出了什么样的人才?带着问题,记者展开了采访。

选出真正热爱科学的学生

“你为什么要从青岛校区报名参加泰山学堂?”今年9月,泰山学堂化学取向面试,专家这样问报考新生杨澍。“因为我非常喜欢化学中的物理化学。”“你业余爱好是什么?”“跑步,特别是长跑。”“那你能不能像永动机一样一直运动下去?”“不能。因为不符合热力学基本定律。”

“对科学的热爱是假装不出来的。”化学取向教授小组组长李晓燕说,只有热爱,具备为科学献身的精神,才能真正走上科学之路,而他们所要做的,就是从上千名申请人中,把真正热爱科学的人选出来。

2005年,时任国务院总理温家宝看望钱学森,钱老发问:“为什么我们的学校总是培养不出杰出的人才?”

为了回答“钱学森之问”,2009年,教育部联合中组部、财政部正式启动“基础学科拔尖学生培养试验计划”,选择了数学、物理、化学、生物和计算机5个基础学科领域,在清华大学、北京大学、山东大学等20所高校进行拔尖创新人才培养试点。

少而精、高层次、国际化;动态选拔特别优秀的学生;配备一流师资、提供一流条件,国内外交叉培养……教育部给出了方向,但选出合适的学生并不容易。

事实上,自2010年泰山学堂成立,选拔的标准和方式就在不断变化。

起初,高分、奥赛一等奖免笔试;偏才、怪才都先纳进来;孤傲、封闭也没关系,泰山学堂可以提供好的交流空间。

但渐渐地,泰山学堂常务副院长吴臻发现,高分、竞赛生的学习能力也会有问题;偏才怪才并不是那么优秀;孤僻学生成为拔尖人才的几乎没有。

选拔人才的标准和方式必须要改。吴臻和同事摸索出了“专家面试小组+学生面试官+综合组”的ABC选材方法。按3∶1比例进入面试后,由学生面试官考查基础知识,看是否合群合作;专家面试小组层层追问,抽丝剥茧考查思维能力;综合组开展心理评估,写出参考评语。

“但即便这样,因为高中与大学的本质不同,仍然很难选。每年每个取向都会有1至2人,或因为主干课程不及格,或因为成绩平庸而被淘汰出局,自学堂成立以来已经流出98名学生。”吴臻说。

武汉大学弘毅学堂每年招收400人,其中300人根据高考成绩招收,100人入学一年后经过二次选拔招收。

同时,弘毅学堂每年也会有20%的流动率。“没有抱负、兴趣不足、能力不够是主要原因。”弘毅学堂院长、物理学教授石兢说,初次招生,弘毅学堂基本囊括了各省进入武大的最高分学生,但一些人分数很高,却对专业没有清晰认知,进来之后没有抱负、缺乏自律,必须淘汰出去。

在清华学堂叶企孙物理班首席教授朱邦芬院士看来,主动性、兴趣、使命感是选拔拔尖创新人才的三个重要维度。

“主动性非常重要,能否主动思考问题是拔尖人才的重要特质;其次是兴趣,只有发自内心的兴趣,才能驱使主动研究;使命感是最近才加上的,我们发现很多学生有兴趣也学得不错,但觉得做其他事不累或社会地位高等,就转走了。优秀学生不做基础研究,我们学堂班怎么交代?”朱邦芬说。

“想做大官、想挣大钱就不要来,泰山学堂是坐冷板凳的地方。”吴臻也表达了同样的观点。

给学生自己“冒”出来的氛围

在计划实施之初,清华学堂物理班也曾模仿过国外名校——使用原版教材和国际一流大学物理课程设计及培养方案。但实施结果并不尽如人意。

石兢研究了哈佛、斯坦福、剑桥等世界一流大学的培养方案,发现国内高校的理工科在专业教育内容和课程上都与国际接轨,关键就在“怎么学”上差一点。

“我们是learn,国外是study,前者是知识学习,后者是研究型学习。中国学生‘知其然’做得很好,‘知其所以然’就差点,更别提‘知其所未然’。”石兢说。

朱邦芬总结了清华大学物理基科班的特色:强化数理基础、开设专题研究课、请最好的教师。

“将learn变成study,专题研究是一个很好的方式。”朱邦芬说,“专题研究不是从第一页学到最后一页,而是从问题出发,遇到问题就研究一段,由点到线再到面,在研究中学习,体会乐趣,发现兴趣所在。同时,我们会请杨振宁、卢德鑫、李元杰等一大批顶尖教授来授课。”

泰山学堂的培养方式参考巴黎高等师范学院、巴黎综合理工学院的考试制,管理模式则学习牛津、剑桥的书院制、导师制。

“在泰山学堂里,一流师资、数理化生计算机各个方向的一流学生都在一起,形成了一个良好的学习研究氛围;同时小班教学、个性化指导,配合大量讨论课、考试制,给学生压力和动力。”吴臻说,“我们学习的是法国的精英教学。比如数学取向,在上课之外,每周拿出一下午4个小时,让学生轮流在黑板上解题,相当于考试,每两周就把一个年级的15个学生轮一遍,不断出题、不断轮考,给学生打下扎实的数理基础。”

国际化也是各高校发力的重点。

清华学堂物理班更强调主动性,让学生自主申请出国,对哪个问题感兴趣,想跟着哪位教授学习,由学生自己联系,学堂提供资助。“老师只能安排一阵子,而未来如何发展却关乎学生一辈子。”朱邦芬说。

武汉大学鼓励学生以课题组形式参加国际交流。依托武汉大学国际交流部项目,2015级物理方向19个学生有9人参加了海外课题组。

培养拔尖创新人才,教材、教学、师资是显性投入。但在朱邦芬看来,拔尖人才不是教出来的,是“冒”出来的,关键是要为人才脱颖而出营造良好的环境。

什么是良好的环境?朱邦芬给出了6个要素:优秀学生荟萃,相互作用;追求真理的氛围,不功利;好教师全心投入教育,把教育学生当作事业;宽松的环境给学生自主性;要参与国际比较,知道最优秀的人在想什么、做什么;好一点的软硬件环境。

回顾在泰山学堂的4年,“自由”是王同翰最深的感触,“可以思考任何问题,可以提出任何问题,可以用任何的方案来解决问题”。

听了诸多课程和讲座,“人类智力的产生原因和复制方法”最让王同翰着迷,带他走进这个领域的是计算机学院、软件学院院长陈宝权。“深度学习”世界的大门打开了,王同翰毫不犹豫地扎了进去。

“要想做成气候,至少还需10至20年”

2018年,泰山学堂的76名毕业生中,有68人继续深造,其中22人赴巴黎高等师范学院、日本京都大学、约翰霍普金斯大学等海外名校留学,46人进入清华、北大、中科院等国内高水平大学攻读博士学位。

“人才的评价标准是综合的。能力是显性的,思维方式是隐性的,但还是要有一个检验。泰山学堂输送出的人才,中国、世界顶尖高校的导师都觉得很不错。而每年的毕业生中,如果有三分之一能成为未来的科学大师,就已经很成功了。”吴臻说。

这几年,巴黎高工、高师每年都会从泰山学堂选学生。吴臻介绍,近4年就有12名学生去巴黎高工深造,且对方主动联系签署校际合作协议,近两年来每年也会有1名学生就读牛津大学。泰山学堂在世界名校中建立起了良好的声誉。

什么样的研究是世界一流的?什么样的人才是世界一流的?

朱邦芬给出了“4个台阶”——起步、成名、成家、威震天下。他近一步解释道,从别人没有做过的领域“起步”;有一定的影响力即“成名”;开展系统研究“成家”;最终开辟一个新的研究领域,让国际上的相关研究者都跟着自己做,叫“威震天下”。

“历经10年,清华学堂物理班学生共计300人左右。已经获得博士学位的30人中,出现了一批对物理特别执着的人,有几位在自己的领域‘领头’,有1位有点‘开辟’的味道。”朱邦芬说,“而要想做成气候,至少还需10至20年,现在评价为时尚早。”

尽管高校进行了许多尝试,但是培养拔尖创新人才仍面临不少困难。

“从理念到现实都还存在难点。”石兢分析,从教育理念来说,“职业教育”思维依然根深蒂固,博雅教育推进困难重重;在“职业”导向下,选课制度、学分制度、毕业设计仍是传统套路。从学生方面来说,中学的应试思维、学习方式与创新有较大差距。从硬件上讲,开展小班教学、研究型学习,师资不够、能力不足,甚至打造智慧教室都有难度。

地处内陆二线城市的泰山学堂也有自己的烦恼。“北大清华整体科研氛围就比山大浓厚,世界顶级科学家、各种论文报告会层出不穷,山大相对来说没有这么多资源。从位置上讲,山大也缺乏其他高校的相互支撑,氛围的营造只能自己下功夫。”吴臻说。

采访中,“家文化”是吴臻反复强调的。“过去我们搞本硕博连读,让学生留下来。后来我们想开了,不能强留,送出去后,即便在国外我们也保持联系,假期他们可以回来,给学弟学妹上短课,甚至学有所成的可以回山大,成为优秀的年轻教师。”吴臻说,学校希望以此形成一个人才流动的循环。

不久前,教育部等6部门联合发文,启动实施基础学科拔尖学生培养计划2.0,将学科范围扩展到了包括地球物理学、心理学、哲学等在内的12个学科,并在“一制三化”(导师制、小班化、个性化、国际化)的基础上,强调要“强化使命驱动,注重大师引领,创新学习方式”等。

总结过去10年,吴臻认为,泰山学堂的学习挑战度可以再提高,还要扩大学生国际化培养力度。目前,山大也有了拔尖计划2.0的设想,考虑将学科扩大到基础医学、哲学、历史等,但区别于理工科,这些学科的学生该如何培养,是下一步要思考的命题。

在朱邦芬看来,“珠峰计划”实施10年来,有成绩,差距也客观存在,最好的一点是没有统一的“模板”,让每个学校根据自己的实际情况去探索、创造。

“每个学校的资源有多有少,面临的问题也不尽相同。”朱邦芬说,“更重要的是有一个自由的空间和环境,让人才脱颖而出。这恰恰是我们还需要努力的地方。”