【清华新思 · 师说】郑泉水:帮助学生找到热爱的方向


编者按:

为迎接110周年校庆,清华大学推出“清华新思”系列策划,分享清华近年来的重要发展成果,展示清华的办学理念和责任担当。其中,还邀请了部分清华的专家学者,围绕高等教育领域人才培养和教育教学的热点议题,进行前瞻性、引领性的思考和讨论,形成“清华新思·师说”系列文章,以期从问题出发迈向未来。

本期“清华新思·师说”邀请清华大学“学堂计划”钱学森力学班(简称“钱班”)首席教授郑泉水院士,为我们总结梳理“学堂计划”及钱学森力学班在拔尖创新人才培养方面的重要成果和宝贵经验,为未来提供借鉴。

●记者 吕婷


培养拔尖创新人才的三要素

 

记者:您认为什么样的人是拔尖创新人才?

郑泉水:所谓的拔尖创新人才,他要挑战的问题是很少人能够做到的,让你感到不可思议,甚至是不敢相信的,如果他要解决的问题都是大家都敢挑战的,那就不叫拔尖。拔尖意味着他想解决大问题,有信心并坚持下去。

记者:您觉得培养拔尖创新人才的关键要素是什么?

郑泉水:我认为有三个要素最重要。第一是要挑战时代背景下比较重要的且具有挑战性的问题,甚至是别人认为不可能解决的问题,同时要与时代的需求相结合;第二是要有充足的激情和动力,特别想去挑战某个问题,并且能够坚持下去,没有大的梦想,没有百折不挠的精神,难成大事;第三要有好的导师,没有好的教练的指导,也无法成为一位世界冠军。

现在我们国家不断提出一些重大需求,为我们提供了很多重要且有挑战性的问题;同时努力把学生从以前的成长惯性中转变过来,构建新的成长模式;我们还在全世界范围内邀请优秀的老师参与人才培养,把全世界最好的老师和最优秀的学生联系在一起。十余年来,钱班一直在努力构建和关联这三个要素。

郑泉水近照 杨敏 摄

记者:您觉得要达到拔尖创新的水平,个人天赋和后天培养哪个更重要?

郑泉水:我认为个人潜力的发挥最重要。当两个人潜力相近时,潜力的发挥程度将决定其发展空间。现实中,大多数的人智商相差并不大,因此关键就在于潜力是否得到了充分地发挥。潜力的发挥需要被激发,清华的问题在于,我们的挑战不够,没能将学生的潜力充分发挥出来,一个很重要的原因是学生没有找到热爱的方向。


多元评价 不拘一格

 

记者:钱学森力学班遴选学生的标准是什么样的?

郑泉水:我之前定义过一个五维评价系统,按照以下五要素(简称MOGWL)对学生进行多维度评价:

一是Motivation(内生动力),要有强烈的动机做成一件重要的事情,假如他有千里马的潜质,但他只想拉磨,那也不行;

二是Openness(开放性),有强烈的求知欲和好奇心,能以开放的视野看待外来事物;

三是Grit(坚毅力),具有不断挑战自我、突破自我的勇气;

四是Wisdom(智慧),不仅有较高的智力,也能够善于看到别人的优点和长处并虚心学习;

五是Leadership(领导力),富有洞察力和远见,善于沟通和协调,能充分调动团队积极性。钱班要在这五个维度培养目标的基础上,对学生进行再提高。

记者:我们的学生与世界顶尖大学最优秀的本科生相比,您觉得有哪些不同?

郑泉水:据我观察,世界顶尖大学最优秀的本科生在中学阶段就自己动手做过很多自己想做的事情,而我们的学生大多数时候都是在应付考试。我们花了很多时间做题,感觉学了很多知识,但其实那些知识只是沧海一粟,对后面的学习用处不大,反倒会训练一种思维定势,打压了孩子的梦想和好奇心。清华学生天资很高,但进来以后感觉有点“闷”,不敢提问,害怕失败,潜力也没有被激发出来。

我在加州理工学院和哈佛大学访问时,看到他们的学生都神采飞扬,好像他们什么都可以做,实际上他做不了那么多,但至少他相信自己可以做很多事情,而且他们还拥有很大的梦想,想做成大事没有大的梦想是不可能的。所以我认为清华汇集了一批天资极高的学生,但梦想可能一般。考入清华可能是他们中很多人最大的梦想,但考入清华仅仅只是人生的一小步。这件事不是清华的原因,但是清华是有重要的责任来改变这一现状。

记者:选拔一小部分同学进入学堂班进行因材施教,是否涉及到教育公平的问题?

郑泉水:完全不会。我认为教育公平应该是机会公平,给大家平等的自我发挥的机会,能跑得快的学生,可以让他跑得更快,根据你潜力发挥的程度给你匹配资源,跟出身没有关系,恰恰是让千里马去推磨才是不公平的。


“80%的学生找到了感兴趣的方向”


记者:钱学森力学班的培养模式有哪些特色?

郑泉水:刚开始时我的认知还没有现在这么多,但是有一条抓住了,就是要让学生找到自己想做的事,只要是他喜欢的,做任何方向都可以,我们提供各种资源支持,学校也给了我们自主空间。

钱班最主要的工作是构建了一个新的体系,我把它称为“进阶式研究学习系统”,这个体系不是以课程为目的,而是以研究学习为目的。这个体系的开端是要打好数学基础,数学基础体现在数学分析能力、线性代数能力、概率统计能力等等,然后在研究学习中不断地给学生呈现出很多问题,让学生根据感兴趣的问题去进行研究学习,搭建知识框架。通过这样一个体系,学生的内生动力提高了,自主学习的激情也得到了激发。为了给学生减负,我把课程体系里的很多课程去掉,让学生通过与研究相关的一条线,主动地、反复地去学习所涉及到的知识点,从而开拓视野,提升学生多学科知识的自学能力,拓展知识的深度和宽度。

这个过程中,我尽可能邀请到优秀的老师,并实现小班上课。小班上课可以使老师和学生的互动比较多,有利于激发他的兴趣,不是说所有的人都对某门课感兴趣,但至少有人对其产生兴趣。为了培养学生的兴趣,我请了全校工科各个方向的知名教授来上课。如果学生感受到另一个学科的魅力更强,我会鼓励他走,因为我相信我们这个学科有内在的魅力,我只要留下能感受到这个学科魅力的人就可以了。实践下来,到目前为止很少学生愿意离开钱班。

同时,我们不仅仅是在国内寻找合适的老师,而是在全世界范围内去找。才开始成立钱班时,我几乎去了和我们这个领域以及工科相关的全世界所有的一流大学,包括麻省理工学院、加州理工学院、斯坦福大学、剑桥大学等等,邀请更多老师来加入。之后很多老师都是学生请来的,因为学生的满腔热情会感染老师。我们还让学生自己在全世界找合适的老师,并在他们的实验室做半年左右的研究工作。在结束时我会寻求其导师的反馈,海外导师对钱班学生各方面的评价都非常好。

郑泉水与学生在一起

记者:钱班是如何探索出独特的培养模式的?

郑泉水:第一届钱班学生不怎么提问,我跟同学们说上课要积极提问,并鼓励他们参与一些难度比较大的科研项目。第一届一共有十多个学生来找我做科研项目,因为我给出的题目太难了,大多数学生就退出了,只剩下一个叫杨锦的学生留了下来。其实我没有抱多大希望,甚至不认为本科生可以做出来什么研究成果,而且他研究的问题很难,但是他一直在坚持。

有一天,他跟我说发现一个好玩的东西,他在水里掺了一些颗粒,水流出去以后留下很多泡泡,但是那些泡泡好多天都没破。当时我也很感兴趣,就开始和他一起研究让泡泡永远不破的机制。这个机制我以前做了一些研究,就是在水里放了一些微米颗粒,颗粒之间形成了水的通道,水的通道会产生毛细现象,泡泡上的水蒸发以后,毛细现象会把水拉上来,所以泡泡就不容易破。当然这是我的猜想,我告诉他,假如是这个机制使然,可以做哪些实验去验证,然后他就用荧 光、激光等各种各样的方法去做实验验证。做完了以后,我告诉他如何进行理论推导,他也非常好地完成了。

我当时在向陈吉宁校长汇报工作时谈起了这个故事。当时陈校长听了非常高兴,说可以将这个泡泡放到校史馆去,鼓励更多本科生进行科研探索。后来陈校长在2012年本科生开学典礼上专门给新生讲了这个故事。为了将这个泡泡放进校史馆,我们想把这个泡泡做得更大些,但是实验都失败了。后来又有学生来做,却发现怎么都推不大。最后一个叫薛楠的学生通过一系列研究把为什么泡泡做不大的原因找了出来,研究成果发表在顶级国际期刊上。

记者:这两位学生的故事给了您怎样的启发和灵感?

郑泉水:这两个案例给了我很大的启发,那就是本科生也可以将研究做得很好,主要是要让他能够坚持下去。后来我就把它变成了一门必修课,叫“开放自主创新研究”(ORIC),做一年研究共8个学分,自己找合适的导师,探索感兴趣的方向,第一年开展下来就非常成功。这件事情让我意识到,这是帮助学生找到兴趣的有效方法。我会给他们充分的空间和机会,没有专业限制,给予学生非常高的选择度,学生可以尝试研究好几个问题。经过几次尝试后,80%的学生基本找到了自己感兴趣的方向。


撬动人才培养模式的更多变革


记者:与国外大学相比,我们的培养模式有哪些自己的特色?

郑泉水:钱班探索出的这套模式是美国没有的,这个模式是相当先进的。我也将钱班的模式与目前工科教育做得比较好的美国欧林工学院做了比较。欧林工学院一年只招几十位学生,学生进来后一开始就通过参与课题等挑战很多问题。欧林工学院将高校研究和企业需求关联起来,引导学生直接进入企业做研究项目,构建一套完整的培养体系。

我的模式和他们的模式相似但也有不同。他们的模式强调在实际的问题中学习,让学生亲自动手实践。这种模式适合培养大部分的学生,但我的模式是要培养拔尖创新人才。钱班的模式具有他们不具备的三个要素:我们的学生要解决的问题更有挑战性;学生的基础打得更深;我们能找到全世界最优秀的导师。这是我们的优势和特色所在。

记者:钱班的宝贵经验有没有可能在更广范围内进行推广,带动学校整体人才培养质量的提高?

郑泉水:我相信能,但要一步一步来,教育的事情不能太着急,欲速则不达。首先需要有老师来支持,得让老师有动力去做。钱班通过找到一批志同道合的老师来做这件事,这些老师他们出于一种使命感和育人的情怀而不计付出地投入。但是如果推广到更大范围,我觉得在制度设计和评价体系上还是要进行调整和引导,要充分认可老师们在人才培养上投入的精力与时间。强基计划中的致理、未央、探微、行健、日新五个书院已经开始在往前推动了。

另外,我们的荣誉学位项目也在积极向全校范围试点推广。清华大学自2016年起设立本科荣誉学位项目,并将荣誉学位定义成学校的最高学术荣誉,首次在钱学森力学班试点。目前我们决定将荣誉学位授予的学生规模从每年30人扩展到150人,在新成立的致理书院、行健书院和机械工程实验班进行试点,并面向全校有学术志趣及追求的学生开放申请。经过个人申请、所在院系同意并推荐、项目导师团队认证,可以进入荣誉学位项目平台,同时可以根据个人情况灵活退出。

申请荣誉学位的学生要进行挑战性课程的精深学习,主修数学、自然科学、工科、研究、人文、综合等六大领域的18门荣誉课程,通过批判性学习、主动学习、“做中学”、研究性学习,达到深植基础、融会贯通的目的。同时荣誉学位项目构建由浅入深的研究实践性平台,汇聚全校及国际科研培训资源,为学生提供多元化、跨学科交叉研究指导与支持,突出研究性学习。

为了帮助学生尽快找到自己感兴趣的研究问题,我们专门开了一门课,叫“X-idea”,邀请一些名师来到课堂,带着他们认为有重大挑战性的问题来给大家讲课,然后组织学生进行小组讨论。前两年学生要参加不少于八次这样的研讨课,并相应开展“强化式学生研究训练”(ESRT),以帮助学生找到他最想探索的方向。第三年开题并启动ORIC研究项目。我们会在这个过程中考察学生的基础,将基础好的学生选拔出来。

记者:培养拔尖创新人才不能仅靠高校“单兵作战”,您认为初高中教育该如何和高等教育进行对接?

郑泉水:我认为人生成长可以分成三个阶段,第一个阶段是Play,玩;第二个阶段是Passion,激情;第三个阶段是Mission,使命。玩是孩子的天性,玩得开心有助于孩子天赋的发掘,在玩中接触到的各种信息有助于提高孩子的认知和能力。问题在于,如果只是玩,初高中学生考不上大学,所以只能慢慢地引导,激发学生的学习兴趣,让他们在玩中做一些简单的研究,发现科学技术问题的价值所在。钱班已设有7个基地中学,和中学一起合作探索新的培养模式,让小孩在玩中学习,充分激发孩子的好奇心和天赋,让他们尽快找到自己的兴趣所在。大学阶段应该致力于帮助每一位学生找到自己独特的Passion,这正是钱班走到今天的最大“秘诀”。

记者:如何评价拔尖创新人才培养的效果,是看学生论文、获奖数量或深造比例吗?

郑泉水:那些都是非常短期的评价,我们应该看到的是成长而不是结果,结果应该是一种自然而然的东西。如果我们培养拔尖创新人才的关键三要素在不断完善增强,学生在五个维度方面有所成长,幸福感、自信心、内生动力、知识和能力的深度在提升,就说明达到了很好的效果。教育一定要有耐心,不能着急。现在,我们已经看到他们的发展势头是非常好的,我相信钱班的很多学生都能走得很远。再等20年、30年甚至40年,等到钱班学生60岁时,再看他们的成功率,结果一定会令人欣慰。

编辑:吕婷

2021年03月15日 09:15:28  清华新闻网

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