清华“姚钱数”:小作坊培养拔尖人才
姚姚期智计算机科学实验班(姚班);钱钱学森力学班(钱班);数数学物理基础科学班(数理基科班)。这三个清华的本科生教育实验班,被坊间并称姚钱数。各自所属学科不同、名称迥异,但三个实验班都承载着国内一流大学培育拔尖创新人才的使命。
4月14日,被誉为清华园内第一座楼的清华学堂在伫立于斯102年后,修缮一新。今后,这里会成为清华学堂人才培养计划的专用教学楼。首批290名清华学子将步入这座德国古典风格的二层楼房。
清华学堂计划分别建立了数学班、物理班、计算机科学实验班、钱学森力学班、化学班和生命科学班。数学班与物理班脱胎于成立较早的数理基科班,再加之名声在外的姚班与钱班,姚钱数占据清华学堂计划的大半江山。作为国内19所试点顶尖高校之一,清华学堂计划是 清华大学 实施教育部基础学科拔尖学生培养试验计划的先遣部队。清华的目标异常明确:探索全新的育人模式,为国家培养一批基础学科领军人才。
姚班目标 毕业生比肩美国一流大学
姚钱数中的老大哥是创办于1998年的数理基科班。
1997年6月,诺贝尔物理学奖获得者杨振宁回到清华园,创建清华高等研究中心。为向高研中心输送最优秀人才,1997年底物理系教授熊家炯、尚仁成、徐湛与数学系教授白峰杉4人提出建立基科班,学校也希望以此作为教学试验田,探索育人模式。每年通过在新生中二次招生加上保送生,60名幸运儿进入基科班,并归清华物理系管理。不曾想,这一带有强烈试验色彩的创新,成就了此后闻名遐迩的数理基科班,和从此走出的天才少年。
如今在姚钱数中配置豪华的姚班,其成立也属无心插柳。2004年9月,图灵奖自创立以来的惟一华裔获奖者姚期智,辞去美国普林斯顿大学终身教职回到清华园时,姚班不是他的计划。
姚期智想构建良好机制培养博士生,组建研究团队,建立理论计算机研究中心并酝酿中国计算机科学2020计划。但时间推移,一系列现象让他心头凝重:中国学生本身很优秀,但***和课程设置的深度与难度,让他们吃亏。
姚期智在国外大学执教时就看到,从国内到美国高校读硕读博的学生,缺乏标准性学术训练,不得不多花费一年甚至更长时间弥补差距,接触从未领略过的思维方式。而在国内,这些理工科学生其实异常忙碌,平均每天8至10节课,课外还要完成大量作业、进实验室实践从早到晚编排紧凑的规定动作,使他们没时间冷静思想。
学生们很忙,却忙得没意义。课程量是大,但未对学生构成挑战。姚期智萌生了精英教育从本科生开始的想法。
姚班课程容量大、习题多,而且用英文完成。有些课上,外籍教师甚至会把当前最前沿的理论问题直接抛给本科生。这些问题往往没有答案,没有框架,要求学生自己探索。负责姚班教学工作并执教4门核心课程的王跃宣教授告诉记者,姚期智创办姚班的初衷,就是要扎到最深处,力图从根部做起以最好的课程挑战学生思维、激发潜力,以最优的教学理念保证他们获得良好教育。
姚班的办学目标是:本科毕业时,学生能和麻省理工学院、斯坦福大学等美国一流计算机系的年轻人,站在同一条起跑线上!
探索拔尖人才培养,数理基科班与姚班有异曲同工之处,但在办学思路上有鲜明的差异。
现为清华学堂物理班首席教授的中科院院士朱邦芬,2003年起担任物理系主任。朱邦芬认为,中美教育有一个明显的理念差别:美国教育哲学中,学习是学生在导师指导下的探索过程,学生是教学这对矛盾中的主导;而国内长期以来偏重传授灌输知识,教师是教学主导。别人在放羊,我们的羊总在圈里等着喂草。这对大多数人也许合适,但对极少数优秀学生肯定没好处。
我们的大学生不是学分修少了,而是修得太多、但含金量不高。朱邦芬领衔下的基科班,专门设计了专题研讨课,鼓励学生自主学习研究。基科班的一批学生,本科阶段平均比普通学生少修约20个学分,但他们自学了大量无学分课程,包括研究生课程。
朱邦芬回忆说,老清华物理系培养了大批科技领军人物,与物理系奠基者叶企孙只授学生基本知识、理论与实验并重、重质不重量教育思想有密切关系。如今的清华学堂物理班,要遵循的就是这个思路。
基科班不以成绩论英雄。2001级有个叫邵华的男生,对物理学表现出的天分让人惊叹。大三做专题研究,他把理论物理专业研究生的重要课程微分几何和规范场论、以及诺贝尔物理学奖获得者费曼教授异常艰深的《量子电动力学讲义》著作里的公式全部推导一遍。
但日常学习中,偏爱自学的邵华经常不上课,***成绩也很平庸。邵华的表现并没有让基科班教师不满。后经推荐,他如愿进入中科院理论物理研究所攻读博士学位。宽松环境与个性化培养方案,给了他冒出来的可能。
清华大学 粒子物理与核物理研究所教授阮东,从1998年起全程参与数理基科班管理与教学工作。他告诉记者,近几年基科班毕业生中,国内保送研究生人数比例和出国深造人数都在45%左右。不少学生在本科期间就已在世界一流杂志发表多篇论文。
跟踪统计显示,最优秀的学生从基科班毕业后,仅用两年半时间便拿到博士学位。有的完成本硕博学业后,以清华土著身份获美国顶级名校教职;除数学、物理学科外,基科班学生在一些交叉学科领域也表现抢眼:短短几年间,这片试验田飞出了一批准拔尖人才。数理基科班在坊间一度被比喻为诺贝尔班。
为什么国内一流大学无法培养出拔尖创新人才?钱学森之问在清华园里,激起了异常热烈的讨论。有同学说,学生对学位的追求,胜过了对学问的追求。有教师说,很多教师对自身发展的追求,多于对人才培养的追求。也有从事教育研究的专家以为,进入新世纪以来,国内高等教育逐渐大众化,但只做到了量的扩大,没实现质的提高。
一段时间以来,我们似乎更关注学生整体的毕业率与就业率,而未给那些同龄人中出类拔萃的学生,提供更适宜他们成长的空间。分管教学工作的 清华大学 副校长袁驷分析,包括清华在内,国内一批名牌大学的主要办学不足是:没有把生源优势转化为教学质量优势,师生比的优势也未转化为教师投入效率的优势。
有时,学习表现相对靠后的学生会得到更多保护与帮助。即便是日常授课的院士,也会在他们身上投入额外精力,以提高及格率和保收率。这就好比为了不让一个学生掉队,而在羊群后面赶慢羊。整体推进速度,不得不取决于最后几只羊。
从某种程度上说,这与一流大学所应秉持的淘汰式精英教育本质渐行渐远。在袁驷看来,清华的拔尖创新人才培养实验,就是希望从赶羊变为牵羊,对出类拔萃的学生大范围因材施教,力求以领头羊带动整体,使提高优秀率的速度快于提高及格率。
既然实验班的教学模式成就了一批准拔尖人才,能否把教学规模逐渐扩大?2005年,原本两个班的数理基科班尝试扩容,最初的60多人被扩大至理学院8个班、共220多人。但大基科班建成后,准拔尖人才似乎不再像最初几年那样源源不断冒将出来,精英成材率不如以前。随着时间的推移,一些权威学者对此也提出了质疑。
大基科班分属于数学、物理系两系管理,在前两年基础课阶段的教学理念上产生了很多分歧。据介绍,数学专业相对缜密、基本不鼓励本科阶段做科研训练;但物理学科作为实验科学,跳跃性较强、有些内容不学也无大碍。两者间的差异使得本该宽松的基础阶段学习成了一个都不能少数学、物理方面的核心课都得讲,旁枝末节的课程却未适时砍掉,讲台下的学子感受到了莫大压力
经过如此三年探索,大基科班在2008年开始分流,仍采用前两年打下数理基础、后两年自主寻找研究方向,但各自回归数学系与物理系,并在此基础上酝酿清华学堂数学班与物理班计划。
而今,朱邦芬领衔的物理班人数在10多个;菲尔兹奖获得者、哈佛大学数学系主任丘成桐在担任数学班首席教授后,执意将学生控制在20人;由长江学者特聘教授郑泉水担任首席科学家的钱班,学生人数为29人;姚期智则一如既往把招生数保持在每年30个。
