【香港物流公司】鄭泉水:幫助學生找到熱愛的方向


編者按:

為迎接110週年校慶,清華大學推出“清華新思”系列策劃,分享清華近年來的重要發展成果,展示清華的辦學理念和責任擔當。其中,還邀請了部分清華的專家學者,圍繞高等教育領域人才培養和教育教學的熱點議題,進行前瞻性、引領性的思考和討論,形成“清華新思·師説”系列文章,以期從問題出發邁向未來。

本期“清華新思·師説”邀請清華大學“學堂計劃”錢學森力學班(簡稱“錢班”)首席教授鄭泉水院士,為我們總結梳理“學堂計劃”及錢學森力學班在拔尖創新人才培養方面的重要成果和寶貴經驗,為未來提供借鑑。

●記者 呂婷


培養拔尖創新人才的三要素

 

記者:您認為什麼樣的人是拔尖創新人才?

鄭泉水:所謂的拔尖創新人才,他要挑戰的問題是很少人能夠做到的,讓你感到不可思議,甚至是不敢相信的,如果他要解決的問題都是大家都敢挑戰的,那就不叫拔尖。拔尖意味着他想解決大問題,有信心並堅持下去。

記者:您覺得培養拔尖創新人才的關鍵要素是什麼?

鄭泉水:我認為有三個要素最重要。第一是要挑戰時代背景下比較重要的且具有挑戰性的問題,甚至是別人認為不可能解決的問題,同時要與時代的需求相結合;第二是要有充足的激情和動力,特別想去挑戰某個問題,並且能夠堅持下去,沒有大的夢想,沒有百折不撓的精神,難成大事;第三要有好的導師,沒有好的教練的指導,也無法成為一位世界冠軍。

現在我們國家不斷提出一些重大需求,為我們提供了很多重要且有挑戰性的問題;同時努力把學生從以前的成長慣性中轉變過來,構建新的成長模式;我們還在全世界範圍內邀請優秀的老師參與人才培養,把全世界最好的老師和最優秀的學生聯繫在一起。十餘年來,錢班一直在努力構建和關聯這三個要素。

鄭泉水近照 楊敏 攝

記者:您覺得要達到拔尖創新的水平,個人天賦和後天培養哪個更重要?

鄭泉水:我認為個人潛力的發揮最重要。當兩個人潛力相近時,潛力的發揮程度將決定其發展空間。現實中,大多數的人智商相差並不大,因此關鍵就在於潛力是否得到了充分地發揮。潛力的發揮需要被激發,清華的問題在於,我們的挑戰不夠,沒能將學生的潛力充分發揮出來,一個很重要的原因是學生沒有找到熱愛的方向。


多元評價 不拘一格

 

記者:錢學森力學班遴選學生的標準是什麼樣的?

鄭泉水:我之前定義過一個五維評價系統,按照以下五要素(簡稱MOGWL)對學生進行多維度評價:

一是Motivation(內生動力),要有強烈的動機做成一件重要的事情,假如他有千里馬的潛質,但他只想拉磨,那也不行;

二是Openness(開放性),有強烈的求知慾和好奇心,能以開放的視野看待外來事物;

三是Grit(堅毅力),具有不斷挑戰自我、突破自我的勇氣;

四是Wisdom(智慧),不僅有較高的智力,也能夠善於看到別人的優點和長處並虛心學習;

五是Leadership(領導力),富有洞察力和遠見,善於溝通和協調,能充分調動團隊積極性。錢班要在這五個維度培養目標的基礎上,對學生進行再提高。

記者:我們的學生與世界頂尖大學最優秀的本科生相比,您覺得有哪些不同?

鄭泉水:據我觀察,世界頂尖大學最優秀的本科生在中學階段就自己動手做過很多自己想做的事情,而我們的學生大多數時候都是在應付考試。我們花了很多時間做題,感覺學了很多知識,但其實那些知識只是滄海一粟,對後面的學習用處不大,反倒會訓練一種思維定勢,打壓了孩子的夢想和好奇心。清華學生天資很高,但進來以後感覺有點“悶”,不敢提問,害怕失敗,潛力也沒有被激發出來。

我在加州理工學院和哈佛大學訪問時,看到他們的學生都神采飛揚,好像他們什麼都可以做,實際上他做不了那麼多,但至少他相信自己可以做很多事情,而且他們還擁有很大的夢想,想做成大事沒有大的夢想是不可能的。所以我認為清華彙集了一批天資極高的學生,但夢想可能一般。考入清華可能是他們中很多人最大的夢想,但考入清華僅僅只是人生的一小步。這件事不是清華的原因,但是清華是有重要的責任來改變這一現狀。

記者:選拔一小部分同學進入學堂班進行因材施教,是否涉及到教育公平的問題?

鄭泉水:完全不會。我認為教育公平應該是機會公平,給大家平等的自我發揮的機會,能跑得快的學生,可以讓他跑得更快,根據你潛力發揮的程度給你匹配資源,跟出身沒有關係,恰恰是讓千里馬去推磨才是不公平的。


“80%的學生找到了感興趣的方向”


記者:錢學森力學班的培養模式有哪些特色?

鄭泉水:剛開始時我的認知還沒有現在這麼多,但是有一條抓住了,就是要讓學生找到自己想做的事,只要是他喜歡的,做任何方向都可以,我們提供各種資源支持,學校也給了我們自主空間。

錢班最主要的工作是構建了一個新的體系,我把它稱為“進階式研究學習系統”,這個體系不是以課程為目的,而是以研究學習為目的。這個體系的開端是要打好數學基礎,數學基礎體現在數學分析能力、線性代數能力、概率統計能力等等,然後在研究學習中不斷地給學生呈現出很多問題,讓學生根據感興趣的問題去進行研究學習,搭建知識框架。通過這樣一個體系,學生的內生動力提高了,自主學習的激情也得到了激發。為了給學生減負,我把課程體系裏的很多課程去掉,讓學生通過與研究相關的一條線,主動地、反覆地去學習所涉及到的知識點,從而開拓視野,提升學生多學科知識的自學能力,拓展知識的深度和寬度。

這個過程中,我儘可能邀請到優秀的老師,並實現小班上課。小班上課可以使老師和學生的互動比較多,有利於激發他的興趣,不是説所有的人都對某門課感興趣,但至少有人對其產生興趣。為了培養學生的興趣,我請了全校工科各個方向的知名教授來上課。如果學生感受到另一個學科的魅力更強,我會鼓勵他走,因為我相信我們這個學科有內在的魅力,我只要留下能感受到這個學科魅力的人就可以了。實踐下來,到目前為止很少學生願意離開錢班。

同時,我們不僅僅是在國內尋找合適的老師,而是在全世界範圍內去找。才開始成立錢班時,我幾乎去了和我們這個領域以及工科相關的全世界所有的一流大學,包括麻省理工學院、加州理工學院、斯坦福大學、劍橋大學等等,邀請更多老師來加入。之後很多老師都是學生請來的,因為學生的滿腔熱情會感染老師。我們還讓學生自己在全世界找合適的老師,並在他們的實驗室做半年左右的研究工作。在結束時我會尋求其導師的反饋,海外導師對錢班學生各方面的評價都非常好。

鄭泉水與學生在一起

記者:錢班是如何探索出獨特的培養模式的?

鄭泉水:第一屆錢班學生不怎麼提問,我跟同學們説上課要積極提問,並鼓勵他們參與一些難度比較大的科研項目。第一屆一共有十多個學生來找我做科研項目,因為我給出的題目太難了,大多數學生就退出了,只剩下一個叫楊錦的學生留了下來。其實我沒有抱多大希望,甚至不認為本科生可以做出來什麼研究成果,而且他研究的問題很難,但是他一直在堅持。

有一天,他跟我説發現一個好玩的東西,他在水裏摻了一些顆粒,水流出去以後留下很多泡泡,但是那些泡泡好多天都沒破。當時我也很感興趣,就開始和他一起研究讓泡泡永遠不破的機制。這個機制我以前做了一些研究,就是在水裏放了一些微米顆粒,顆粒之間形成了水的通道,水的通道會產生毛細現象,泡泡上的水蒸發以後,毛細現象會把水拉上來,所以泡泡就不容易破。當然這是我的猜想,我告訴他,假如是這個機制使然,可以做哪些實驗去驗證,然後他就用熒 光、激光等各種各樣的方法去做實驗驗證。做完了以後,我告訴他如何進行理論推導,他也非常好地完成了。

我當時在向陳吉寧校長彙報工作時談起了這個故事。當時陳校長聽了非常高興,説可以將這個泡泡放到校史館去,鼓勵更多本科生進行科研探索。後來陳校長在2012年本科生開學典禮上專門給新生講了這個故事。為了將這個泡泡放進校史館,我們想把這個泡泡做得更大些,但是實驗都失敗了。後來又有學生來做,卻發現怎麼都推不大。最後一個叫薛楠的學生通過一系列研究把為什麼泡泡做不大的原因找了出來,研究成果發表在頂級國際期刊上。

記者:這兩位學生的故事給了您怎樣的啓發和靈感?

鄭泉水:這兩個案例給了我很大的啓發,那就是本科生也可以將研究做得很好,主要是要讓他能夠堅持下去。後來我就把它變成了一門必修課,叫“開放自主創新研究”(ORIC),做一年研究共8個學分,自己找合適的導師,探索感興趣的方向,第一年開展下來就非常成功。這件事情讓我意識到,這是幫助學生找到興趣的有效方法。我會給他們充分的空間和機會,沒有專業限制,給予學生非常高的選擇度,學生可以嘗試研究好幾個問題。經過幾次嘗試後,80%的學生基本找到了自己感興趣的方向。


撬動人才培養模式的更多變革


記者:與國外大學相比,我們的培養模式有哪些自己的特色?

鄭泉水:錢班探索出的這套模式是美國沒有的,這個模式是相當先進的。我也將錢班的模式與目前工科教育做得比較好的美國歐林工學院做了比較。歐林工學院一年只招幾十位學生,學生進來後一開始就通過參與課題等挑戰很多問題。歐林工學院將高校研究和企業需求關聯起來,引導學生直接進入企業做研究項目,構建一套完整的培養體系。

我的模式和他們的模式相似但也有不同。他們的模式強調在實際的問題中學習,讓學生親自動手實踐。這種模式適合培養大部分的學生,但我的模式是要培養拔尖創新人才。錢班的模式具有他們不具備的三個要素:我們的學生要解決的問題更有挑戰性;學生的基礎打得更深;我們能找到全世界最優秀的導師。這是我們的優勢和特色所在。

記者:錢班的寶貴經驗有沒有可能在更廣範圍內進行推廣,帶動學校整體人才培養質量的提高?

鄭泉水:我相信能,但要一步一步來,教育的事情不能太着急,欲速則不達。首先需要有老師來支持,得讓老師有動力去做。錢班通過找到一批志同道合的老師來做這件事,這些老師他們出於一種使命感和育人的情懷而不計付出地投入。但是如果推廣到更大範圍,我覺得在制度設計和評價體系上還是要進行調整和引導,要充分認可老師們在人才培養上投入的精力與時間。強基計劃中的致理、未央、探微、行健、日新五個書院已經開始在往前推動了。

另外,我們的榮譽學位項目也在積極向全校範圍試點推廣。清華大學自2016年起設立本科榮譽學位項目,並將榮譽學位定義成學校的最高學術榮譽,首次在錢學森力學班試點。目前我們決定將榮譽學位授予的學生規模從每年30人擴展到150人,在新成立的致理書院、行健書院和機械工程實驗班進行試點,並面向全校有學術志趣及追求的學生開放申請。經過個人申請、所在院系同意並推薦、項目導師團隊認證,可以進入榮譽學位項目平台,同時可以根據個人情況靈活退出。

申請榮譽學位的學生要進行挑戰性課程的精深學習,主修數學、自然科學、工科、研究、人文、綜合等六大領域的18門榮譽課程,通過批判性學習、主動學習、“做中學”、研究性學習,達到深植基礎、融會貫通的目的。同時榮譽學位項目構建由淺入深的研究實踐性平台,匯聚全校及國際科研培訓資源,為學生提供多元化、跨學科交叉研究指導與支持,突出研究性學習。

為了幫助學生儘快找到自己感興趣的研究問題,我們專門開了一門課,叫“X-idea”,邀請一些名師來到課堂,帶着他們認為有重大挑戰性的問題來給大家講課,然後組織學生進行小組討論。前兩年學生要參加不少於八次這樣的研討課,並相應開展“強化式學生研究訓練”(ESRT),以幫助學生找到他最想探索的方向。第三年開題並啓動ORIC研究項目。我們會在這個過程中考察學生的基礎,將基礎好的學生選拔出來。

記者:培養拔尖創新人才不能僅靠高校“單兵作戰”,您認為初高中教育該如何和高等教育進行對接?

鄭泉水:我認為人生成長可以分成三個階段,第一個階段是Play,玩;第二個階段是Passion,激情;第三個階段是Mission,使命。玩是孩子的天性,玩得開心有助於孩子天賦的發掘,在玩中接觸到的各種信息有助於提高孩子的認知和能力。問題在於,如果只是玩,初高中學生考不上大學,所以只能慢慢地引導,激發學生的學習興趣,讓他們在玩中做一些簡單的研究,發現科學技術問題的價值所在。錢班已設有7個基地中學,和中學一起合作探索新的培養模式,讓小孩在玩中學習,充分激發孩子的好奇心和天賦,讓他們儘快找到自己的興趣所在。大學階段應該致力於幫助每一位學生找到自己獨特的Passion,這正是錢班走到今天的最大“祕訣”。

記者:如何評價拔尖創新人才培養的效果,是看學生論文、獲獎數量或深造比例嗎?

鄭泉水:那些都是非常短期的評價,我們應該看到的是成長而不是結果,結果應該是一種自然而然的東西。如果我們培養拔尖創新人才的關鍵三要素在不斷完善增強,學生在五個維度方面有所成長,幸福感、自信心、內生動力、知識和能力的深度在提升,就説明達到了很好的效果。教育一定要有耐心,不能着急。現在,我們已經看到他們的發展勢頭是非常好的,我相信錢班的很多學生都能走得很遠。再等20年、30年甚至40年,等到錢班學生60歲時,再看他們的成功率,結果一定會令人欣慰。

編輯:呂婷

2021年03月15日 09:15:28  清華新聞網

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