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拔尖人才培养的创新之路

2005-07-16 00:00    【  【打印】【我要纠错】

    又是一年毕业时。

    和许多怀有科学梦想的学子一样,在结束难忘的四年清华生活后,数理基科班01级的戚扬将远赴美国继续他喜爱的理论物理研究。拿到哈佛、普林斯顿、耶鲁和斯坦福四所顶级大学的录取通知书的他最终选择了哈佛。和戚扬一样,从基科班02级跳级到01级的金加棋得到了加州理工、柏克利、芝加哥、康乃尔、UIUC、杜克、霍普金斯、宾西法尼亚大学八所美国著名大学的offer,由于加州理工学院在应用物理和天体物理领域在全美排名第一,金加棋选择了加州理工学院。

    像戚扬和金加棋一样同时拥有多所世界顶级大学offer的在基科01班还有不少,同时有许多优秀学生选择留在学校或在国内其他相关院所继续基础科学的研究。自1998年成立以来,被称为“拔尖人才培养的试验田”的数理基础科学班(简称数理基科班)已有四届学生219人毕业,其中138人在国内免试攻读硕士或博士学位,39人出国深造。许多同学在本科期间就在世界一流杂志上发表了多篇论文。在短短七年的时间里,数理基础科学班这块“试验田”已有一批准拔尖人才脱颖而出。

    七年磨得宝剑亮

    数理基础科学班在办班之初就明确提出了要培养有国际竞争力的优秀人才,并提出“十年磨一剑”,哪怕每年只有三、五个苗子,只要长期坚持办下去,就能积累一批在国际学术舞台上显露身手的优秀人才,其中有些人将可能成为杰出的顶级人才。仅仅七年的时间,从数理基科班走出的学生在科研上表现出的巨大潜力和良好素质使他们成为世界许多知名大学争相录取的对象。数理基科班再度让人刮目相看。是怎么样的探索与创新让这块“试验田”七年便磨得宝剑亮?

    教务处常务副处长汪蕙教授认为,数理基科班在三个方面值得推介:一是独特的课程设置和良好的师资使学生打下了扎实的数理基础;二是个性化的培养方案给学生提供自主选择的空间,使学生真正找到了自己的兴趣所在;三是Seminar专题研究课使学生在导师的指导下及能早地进入自己感兴趣的科研领域。这也正体现了基科班“宽口径,厚基础,强实践”的办学方针。

    在数理基科班学习的四年间,戚扬感受最深的有两点:一是强大而优秀的师资队伍,二是学生可以推迟两年自由选择自己喜欢的专业与导师。数理基科班创始人之一尚仁成老师认为,给学生两年的时间打基础,然后再寻找自己感兴趣的领域,这种“自由”对于拔尖人才的培养是相当重要的。

    数理基科班的创办者之一、理学院副院长白峰杉教授在谈到这一点时说:大学对于人的成长而言,是成才的四年,更是成人的四年。每个人都有自己比其他人强的方面,问题就在于是否能让学生有自信找到自己强的方面,所以大学里首先要给学生提供一个宽松的环境,实施个性化的培养方案,让学生打好基础后再依据兴趣确定自己未来的发展方向。白峰杉教授认为,数理基科班是学校教学体制的一种创新和尝试。

    为保证这种个性化培养方案的实施,让学生享受充分的自由选择权,基科班在校内外聘请导师指导学生Seminar,学生可以进行几次选择;另外,学生如果在大二就确定了今后的发展方向,他可以到相关院系选课,大大扩展了基科班的选课范围。

    “选天下名师而师之”,因获得国际奥林匹克物理竞赛金牌而进入基科班的戚扬本想在大二时转到工科院系,正是因为教师在课堂上精彩的讲解,让他真正找到了自己对物理和数学的兴趣,最终把物理作为终身奋斗的方向。从全校甚至全国聘请最好的老师上课,这是数理基科班的一个特色,这些出色的教师,带给学生的不仅仅是知识,更是人格的魅力。正是他们,为数理基科班的优秀学子开启了通往科学殿堂的大门。正像98级翟荟所说的:“在数理基科班,我受到了几乎是现在中国所能给予的最好的基础课教育和扎实的科研训练。”他的同学曾蓓则感叹:“得到这么多名师的指点和关怀也许是基科8人最大的幸运,因为,这绝不仅仅是知识上的巨大收益,更多的,是一种对事业的热爱和为科学献身的精神带给我们的震撼与思索。”

    量体裁衣的个性化培养方案、名师加上优秀生源,基科班七年的宝剑必然是锋利而鲜亮的。基科班一批批学生的优秀表现得到了许多老师的称赞。

    我校高等研究中心主任聂华桐教授说:“如首届的翟荟和二届的祁晓亮,都是对物理充满了热诚和爱好的同学,物理直感好、数学演绎力强,十分难得。从国外来访问的多位学者对他们二位都是赞不绝口。拿他们和60年代我自己在哈佛大学作研究生时前后两三届的同学来比,翟、祁二位确似有过之而无不及。”

    香港大学物理系主任郑广生教授评价说,数理基科班学生在国际会议上非常活跃,英文非常好,校内的学术活动也很活跃,学术报告中学生提问也很积极。

    因材施教,学生为本

    强调因材施教,把拔尖人才培养放在首位是数理基科班成立之初就确立的理念。力图关注每一个学生,让他们充分发挥自己的特点,数理基科班负责人尚仁成、熊家炯、阮东等老师为此倾注了许多心血,尤其到大三学生选择Seminar时,要从学生的角度出发,对每一个学生Seminar导师和培养方案的确定进行指导。而这种点对点的指导和对学生的诸多心血,带领这些“科学高峰的登山队”的队员们克服许多外在的困难。

    在老师和同学眼中,基科01的邵华是物理学“怪才”,他对物理学的执著和表现出来的物理天分让许多老师和同学钦佩不已。谈到邵华,尚仁成和阮东两位老师话语中透着赞赏。“邵华在中学时就自学了物理专业的重头课程‘四大力学’,对数理方程的解法也有独到之处,还发表了论文。他是被破格保送到数理基科班的。在大三做Seminar时,他把微分几何和规范场论中的公式都独自推算过。”尚仁成老师说。诺贝尔奖获得者费曼教授的著作在美国物理学界被称作 “物理学界的圣经”,许多人尝试着用他的书作为教材都因为难度太大而最终放弃。费曼教授的《量子电动力学讲义》是一本很难读懂的书,但邵华在大三时,就把该书里的公式全部推导了一遍。对物理学有如此浓厚兴趣的邵华喜欢自学,常常不去上课,这种违背常规的做法引起了许多人的不同意见;他的考试成绩平平,对这样一位特殊的学生,经推荐,他如愿以偿地到中国院理论物理研究所攻读博士学位。“那里很适合邵华发展,相信他将来定能做出成绩。”阮东老师说。

    因材施教在学生选做Seminar时也体现得淋漓尽致。基科02的杨桓和跳级到基科01的周一帆由于成绩优异,在导师的推荐下已转学到美国加州理工学院继续本科学习。

    从Seminar跨入科研的大门

    从大三开始持续三个学期的“专题研究”课(Seminar)是数理基科班学生进行科研实践训练、跨入科研大门的第一步。Seminar是数理基科班独有的教学模式,其目的是培养学生在教师指导下的自学研究,综合与联想能力;培养学生的探索与创新精神;密切教师与学生的联系,并有利于学生向不同方向分流和因材施教。基本做法是:在校内外聘请Seminar导师,由导师提出课题,列出必读文献,向学生公布,学生根据自己的兴趣,爱好,报名选择题目和相应的导师。Seminar课题按内容将学生分成若干小组,课题研究进展定期在小组内报告交流。在第三个暑期小学期进行全班性的Seminar进展交流,要求每个学生汇报自己的研究工作进展并报告对所研究领域的学科前沿的理解。

    在Seminar的选择上,学生享有充分的自主权。经过一段时间的实践发现自己对所选导师的课题不感兴趣还可以更换导师。这种充分的自由使学生在摸索中不断寻求和确定自己的兴趣点,对于最后确定的导师和选题,真正是出于自己的兴趣所在。正是由于兴趣使然,学生在做Seminar时能尽快地进入科研课题,并取得令人瞩目的成绩。

    曾蓓是基科班98级学生。由于她对量子力学中的对称性和量子信息、微分几何等很感兴趣,三年级进入Seminar阶段,选择了清华龙桂鲁教授、北大曾谨言教授、中科院理论所孙昌璞教授为其导师。她在科学研究上的探索精神和能力得到了导师们的高度评价,本科期间与导师等合作者完成的5篇论文中,有 4篇发表在SCI上。

    翟荟三年级进入Seminar阶段,他跟随徐湛教授学习和研究玻色-爱因斯坦凝聚和量子力学中的数学方法,本科阶段完成论文4篇。进入研究生阶段后,杨振宁先生把他选为在国内亲自培养的第一位博士生,经过两年多一点的时间,翟荟就取得博士学位,他是第一位获得博士学位的基科班学生。

    许岑柯是基科班99级学生,从大三开始的Seminar阶段,选择了理论物理方向。他不仅数理主干课的成绩优秀,而且在导师指导下,修完了研究生理论物理专业的基础课程,打下了坚实的数理基础。2003年本科毕业出国到美国柏克利大学,他到校后第一学期就参加了资格考试,成绩为全系第一名。到美国几个月后就与导师合作以第一作者身份在SCI上发表一篇影响较大的论文。

    在一些交叉学科领域,数理基科班学生也表现得相当出色。基科班99级的赵福同学通过在经管学院的Seminar训练后,参加了世界最大的投资银行之一摩根斯坦利2003年的招聘竞争。亚洲地区具有资格的应聘者超过300人,经过十分严格的层层挑选和该银行亚洲总部的5位高层领导长时间的严格面试,赵福最终成为该公司唯一一名在亚洲地区招收的成员。他们对赵福的评价是:既有数学物理方面的基础,又有经济金融方面的学习和研究训练,思维方式有其独特性。

    由于数理基科班学生数理基础好,思维活跃,进入课题快。每学期都有多位教授主动希望学生去他们那里做Seminar.几年来,已有不少学生被 Seminar导师推荐到国外大学相关院系做Seminar或毕业论文或读博士。如基科98级的孙乐非和马登科被他们在生物方向的Seminar导师饶子和院士推荐到荷兰鹿特丹大学做毕业论文,本科毕业后又被推荐到美国霍普金斯大学攻读生物学博士。

    Seminar小组交流和班级交流活动,不仅使同学们相互了解到不同院校和院系做Seminar的情况,还在同学们中间形成了一种自发跨学科的学术讨论氛围。就感兴趣的研究题目组成一组,由一人主讲,大家再围绕主题进行深入讨论,这种自发性的学术讨论是许多学生都十分热衷的。基科班的这种研究与讨论的氛围也带动了许多物理系和数学系的同学加入进来。

    学生还自发组织各种学习交流、学术交流活动,在探索中学习。基科班负责人阮东老师说:“这种交流的习惯和能力对于从事基础科学研究是非常有利的,如翻翻看世界著名科学家的传记,几乎都强调这种讨论对他们的帮助。美国MIT(麻省理工)的文小刚教授来清华授课后,对基科班同学提的问题和他们的思考非常赞赏。”

    此外,基科班还十分重视为学生营造良好的学术氛围。例如,物理系和基科班专门为不同年级的同学开设不同层次的报告和讲座。2004年开始的 colloquium邀请物理学及相关领域的国内外知名专家作报告,将各自学术领域的研究方法和前沿信息带给学生。周四下午听报告,已经成为多数学生的固定安排。

    良好的科研氛围,独特的Seminar科研实践训练,使基科班学生在科学研究的瀚海里自由驰骋,取得了不俗的佳绩。例如,在天体物理中心学习的 40名左右研究生和高年级本科生中,胡剑(基科98)、林锦荣(基科98)、郑琛(基科99)和另两位研究生被称为五虎上将,他们每人都在国际上影响很大的APJ和APJ Letter 发表了1~2篇论文。林锦荣的研究工作还被New Scientist 杂志作了专门报道。近两年几次国际会议上,他们都十分活跃。例如,2002年在西安召开的环太平洋区域恒星物理会议上,胡剑、林锦荣和郑琛在会上作了大会报告,而且频频对其它报告人提出问题。与会外国代表说,他们印象最深的是参加会议的清华本科生so active.据不完全统计,仅分流到物理方向的基科班学生2001年~2004年间发表SCI论文18篇,其中12篇发表在包括顶尖期刊PRL在内的国际著名杂志上;在国际会议上作报告15人次。

    “小荷才露尖尖脚”。基科班学生出色的成绩已经显露出拔尖人才的素质和气魄。相信在不久的将来,这些走向世界各知名学府的基科班学子在世界科学界驰骋的时候,一定会骄傲地说:我是清华人!

延伸阅读:人才培养 创新
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