彭刚:一流创新人才要怎样炼成:清华大学本科教育教学改革中的思考

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彭刚  

  

   图灵奖得主姚期智先生2009年起在清华先后创办了计算机科学实验班(“姚班”)、人工智能实验班(“智班”)和量子信息班。这些年,我曾听到他数次表示,中国要尽快实现第一流创新人才的自给自足。菲尔兹奖得主丘成桐先生今年开始,在清华创办了求真书院,实施“丘成桐数学领军人才培养计划”。他也表示,此举意在立足中国本土培养出世界一流数学人才。对于我们当下人才培养的目标,这两位学术大师的表述如出一辙。最近,习近平总书记在中央人才工作会议上明确提出,要实现“创新人才自主培养能力显著提升”。在实现中华民族伟大复兴这一战略全局撬动世界百年未有之大变局的当下,身处居于中国高等教育前列的高等学府,在我看来,我们面临的首要任务,就是要在保持开放交流的同时,在尊重教育规律的前提下,尽可能快、尽可能多、尽可能好地自主培养出具有世界竞争力的创新人才。结合近年来清华大学本科教育教学改革的实践,我从几个有限而又相当具体的着眼点就此谈下自己的一些认识和体会。

   一、“一定要做头一等的题目”

   清华办学的一个得天独厚的优势,就是能够从庞大的教育人口基数中招收到最优秀的学生。不少同事发自内心地感慨,在清华工作的最大乐趣,就是这里有最优秀的学生。一位教授告诉我,他曾经陪同来访的一位国外著名大学的工学院院长。来宾在了解学校情况、深入接触学生后,半开玩笑地说:“你们要办好这么一所大学太容易了!每天只需要干一件事就可以——把图书馆的门打开。”我经常在转述这个小故事后说,其实,这样优越的条件背后也隐含着很严肃的问题:无论中学时代多么拔尖,每年三千多名最优秀的中学生进到清华,第一次考试,就会有一半人发现,自己落在了后一半,这是他们中的很多人过往从来没有过的经历。清华学生的学业压力很大,有不少学生碰到过学业上的困难。有不少学生在学习过程中,都有过总觉得有那么一些同伴是自己无论多么努力都赶不上的迷茫时分,都有过这样那样的自信心动摇的至暗时刻。在这样的时刻,如何及时而有效地保护和鼓励学生的学习信心,就变得很重要。一方面,这需要任课教师、班主任、本科生导师、辅导员的及时介入,疏解心理,分析问题,提供帮助;另一方面,要提供不同的赛道,构建多样的评价尺度。单一的赛道、单一的尺度下只有一种优秀,而不同的规则和参照系下则有多样的优秀。学业成绩上的分别,不能简单等同于创新潜力上的分别,更不能等同于别的各种各样能力和素质上的优劣高下。多样的成长路径和多元的评价方式,才能真正有助于让每个学生都充满信心地更好地成长。

   我国的基础教育取得了巨大的进步,学生培养的质量有了巨大的提升。但毋庸讳言,我们的教育和考试制度中还存在一些弊端,给创新人才的培养带来一些需要认真考量的问题。通过高考路径而进入清华的学生是“拔尖”的,而“拔尖”和“创新”虽然经常被连在一起使用,但两者之间的内涵却有所不同。前者常常意味着在既定规则下的成功和领先,后者却往往和突破常规不怕失败的潜质联系在一起。峰高谷深,创新人才中,不少是有其所长也有其所短的。然而,在不同学科中有着明显欠缺的学生,在当下的路径中很难有进入最好大学、甚至是最好中学学习的机会。沿着这样的成长路径进入大学的学生,有不少在学习行为上表现出明显的“习惯性优秀”的特点。比如,每一步的付出都希望有即时反馈的回报;每一个选择都要与同伴相比较,不让自己“落在后面”(比如选课学分的多寡就经常受到这种因素的影响);避免学习中的风险(比如某门课程教师习惯性给分较低,或者某个研究型项目未必能够成功,都会左右他们的选择)等等。

   创新人才、学术大师,在其成长的青年时期,往往具有强烈而执着的学术志趣,有着志存高远的自我期许。杨振宁先生12岁时就给当时在清华数学系作教授的父亲杨武之表示,自己将来要拿诺贝尔奖。清华的学风,历来以“严”著称。“严”,既是严格,也是严谨,是严于律己。而追求卓越,志存高远,也是清华学风的又一个面相。何炳棣先生在93岁高龄回母校时,讲过自己的一个故事。他和同为清华校友的林家翘先生同在美国学界奋斗多年,终于有机会碰面了,一位已经是史学权威,一位是大名鼎鼎的力学家和数学家,相见甚欢之余,都感慨:从清华出来,要紧的是,不管在什么领域,一定要做头一等的题目!

   我印象很深刻的是,有一次和清华物理系系主任王亚愚教授交流。他谈到,虽然清华的学生生源一直很好,但学术人才的涌现如同果树的产出一样,有大年,有小年。物理系有几个年级,优秀的学术人才出得特别多,已经在国内外学术界崭露头角。他有意识地跟这些校友接触,近距离观察,有一个有趣的发现。这些校友经常会讲起,本科学习时赶上了国家或世界上发生的某一个重大事件,比如985启动,比如北京奥运会的召开,这些事件使得他们有了一个机缘,让自己觉得自己所做的事情,正是回应了国家和社会发展的召唤,完全可能有着超出自身个体之外的价值和意义。这也让我感受到,清华“爱国奉献,追求卓越”的光荣传统,前四个字和后四个字,是紧密联系在一起的。

   从2014年启动综合改革以来,清华大学确立了“价值塑造,能力培养,知识传授”三位一体的培养模式,后来又进一步将“三位一体”确立为学校的教育理念。价值塑造作为人才培养的第一要务,其内涵除了树立正确的政治立场、养成健全的价值观之外,在我看来,很重要的一点,就是要鼓励学生养成学术志趣,追求卓越,志存高远;鼓励学生把自己的个人奋斗和国家民族、人类进步真切地联系起来。这既要靠思想教育、靠文化氛围和成长环境,也要靠我们的制度机制的设计能够有利于学生摆脱短期功利化的学习行为。

   二、“最适合的人上最需要的课”

   在学生素质优异、学习能力很强而各种知识资源丰富易得的条件下,知识传授不是我们教学的首要目的。清华老校长蒋南翔有一个著名的比喻,讲的是要给学生“干粮”,更要给学生“猎枪”,干粮总有吃尽耗光的时候,有了猎枪就可以自己捕猎。这也就是说,授人以鱼不如授人以渔,能力培养比知识获取更加重要。

   1952年院校合并以后,清华成为多科性工业大学,很长时间里以“红色工程师的摇篮”而著称,本科普遍是五年学制。高水平的工程专业教育,“又红又专,全面发展”的育人特色,为服务于新中国工业体系的建设和发展做出了很大的贡献,也积累了诸多弥足珍贵的办学育人传统。2014年以来,清华将自己的本科人才培养定义为“以通识教育为基础,通识教育与专业教育相融合的本科教学体系”。我们的本科毕业生,80%以上还要继续深造,本科教育只是他们接受高等教育的基础阶段;社会经济和各行业的不断更新和发展,使得终身学习的志趣和能力比之现成的知识远为重要。从这个意义上来说,本科学习不是要让学生达到训练完成的(ready-made)状态,而更应该是一个蓄势待发、为将来走得更高更远更具创造能力而打下深厚基础的阶段。“宽口径,厚基础”,应当成为本科人才培养的基本取向。我们培养出来的学生,应该具备跨学科的知识结构和能力,深厚的数理生化或人文社科等训练基础,养成核心的专业素养。

   目前我国高水平大学的本科教学,总体而言,课程太多,学分要求太高。这样的情形下,要求所有甚至大部分课程不“水”,其实是不现实的。对清华而言,我们的课程体系应该更加凝练,不要强调让学生学得多、学得全,而是要学得宽,学得深。 “宽”,不是说什么都学,学得宽泛,而是指要有超出自身学科之外的视野。“深”,指的是要有适当的挑战度和训练量,要让学生通过课程的学习,每一门都有扎扎实实的收获。“清华毕业的学生,永远要有在知识不完备的情形下开展工作的能力”。不止一个同事的类似的说法,给我留下了极为深刻的印象。“学堂计划”钱学森力学班的首席教授郑泉水院士就曾给我谈起过自己学习力学的经历。别人学很多门力学专业课,他只学两门最核心的,可学得很深入,“对力学现象的理解比别人要深入得多,缺什么,自己很容易就补上来了”。杨振宁先生在给清华物理系一年级本科生上普通物理课程时,多次鼓励学生要学会“渗透式”的学习方法。所谓“渗透式”的学习方式就是,“遇到不懂的内容,通过自己查文献资料、与人讨论,经过似懂非懂的阶段而有了初步理解,而后就继续往下走。……慢慢地就掌握了一门没有在课上学过的知识”。朱邦芬院士进一步认为,这种渗透式学习方法,应该是每一个清华学生都应该掌握的。我们通常所谓的研究性学习、精深学习,应该也就包含了类似的要素。

   培养创新人才,与其担心教给学生的知识点是否完备、设计的课程体系是否完整,不如更加关注如何让学生获取深厚的基础训练和核心的专业素养。郑泉水院士领衔的“钱学森班”,总学分在清华全校工科中最少(148个学分),但学生学习成效良好。前些年有一届的毕业生,留学的除外,在清华本校继续攻读博士学位的,分布在7个专业差异不小的不同院系,并没有让人觉得他们的训练不足。

   以学生为中心,理所当然是大学各项工作尤其是教学工作的准则,然而,即便是在课程体系的安排中,要将以学生学习成效作为最高目标落到实处却未必容易。一个院系内部师资力量的格局,教师更习惯于讲什么课,传统的教学安排和课程体系的因循沿袭等等,都可能成为掣肘因素。为实施强基计划,清华大学于2020年专门成立了五个书院,书院没有自己的学科和专任教师,但却是实施教学和学生工作的主体,有各自的教学委员会。在书院课程体系的设计中,我们提出,“让最合适的人上最需要的课”。最需要的课,指的是学生成长的需要,而不是教师工作量的需要和符合教师教学习惯的需要;是实现“宽口径、厚基础”和养成核心专业素养的需要。为此,各个书院在改革课程体系的同时,还花大力气,重组和定制了一批课程。最合适的人,是指教师的学术造诣和教学水平,使得他在教学中不仅能教会知识,培养技能,还能够让学生通过教学过程,对课程背后的某一个领域的预设、提出和解决问题的方式等有所体悟,让他们能够略窥门径甚至开始登堂入室。老清华的物理系,人才辈出,物理系的前辈叶企孙先生的一个指导思想,就是要让学生“各个具有自动研究的能力”。而这样的目标,主要通过与此目标相匹配的课程教学方式来达成。这样的课程,对学生的学术素养和思维能力的提升,才能发挥切实的作用。书院的课程体系设计,充分借鉴了学堂计划的经验,同时也带动了院系课程体系优化的工作。

   三、“大鱼前导,小鱼尾随,是从游也”

   “所谓大学者,非谓有大楼之谓也,有大师之谓也”。这是梅贻琦校长的一段名言,出自他1941年集中阐发其教育理念的《大学一解》一文,讲的是大师对于大学的重要性。在同一篇文字中,他还提出了著名的“从游”论:“学校犹水也,师生犹鱼也,其行动犹游泳也,大鱼前导,小鱼尾随,是从游也。从游既久,其濡染观摩之效,自不求而至,不为而成。”最好的大学,在集聚了最优秀的年轻人,让他们相互激发之外,还应该拥有一批学术精进而又舍得在育人上下大功夫的教师。教师的育人工作,不止于课堂教学,还要能够让学生触手可及,能够经常请益切磋。

以培养基础学科创新人才为宗旨的清华大学学堂计划启动之初,丘成桐先生和朱邦芬、张希、施一公、姚期智、郑泉水五位院士分别出任数理化生计算机和力学六个班的首席教授。丘成桐先生虽然很多时间在国外,但对学堂数学班的人才培养极为关注。五位院士则可谓亲力亲为,从课程体系和教学环节的设计,从学术活动的安排到与学生的密切接触,从指导学业方向到修改学生的PPT,几位顶尖学者投入了大量心力。姚期智先生在每年亲自授课之余,三年前,他指导年轻教师开设《自动驾驶》课程,他自己参与讨论设计教案,甚至还坐进教室与学生一起听课,还出现过与学生互不相让、争着抢答问题的场面。在施一公院士后来因主持西湖大学的工作而不得不辞去生命科学班首席教授之前,(点击此处阅读下一页)

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