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CERNET第24届学术年会
选择字体:      中国科学报  发布时间:2017-09-08

探路国内高校“科家班”

  近些年来,国内一些高校中以著名科学家命名的特色班,正在尝试和探索着拔尖科研人才的培养。“竺可桢学院”“严济慈班”“姚期智班”这些“科家班”,或在课程设置上独具特色,或在导师指导上有所侧重,或在科教结合上整合资源,或在国际交流上予以重视。

  教师节到来之际,我们选取了三所高校中的“科家班”,介绍它们在人才培养模式上的创新和特色之举。

  中科大科技英才班

  以创新实践培养拔尖人才

  每年,一些诺贝尔奖得主都会相聚德国林道,向青年学者展示研究成果,交流讨论学术问题。去年夏天,中国科学技术大学2014级博士生,也是严济慈物理科技英才班的毕业生任亚非经历了异常严格的筛选,成为参加第66届诺贝尔奖获奖者大会29名中国学生代表的一员。到去年为止,这位年轻的博士生已经在国际核心期刊发表了7篇学术论文,其中第一作者4篇。

  中国科学技术大学从2009年初起开设了11个科技英才班,希望培养未来15~20年科学与工程领域的拔尖人才。

  “我们是否已经培养出了期待中的领军人才,现在断言还为时过早。”中科大教务处副处长马运生表示,最早的毕业生尚处于博士研究生阶段,取得的都是片段性成果,但从有限的跟踪统计中,还是发现有年轻学生开始显现出较强的科研实力。

  而对于高中毕业想要进入这些英才班的学生来说,这当然不是一件容易的事。马运生告诉《中国科学报》记者,这些英才班的招生途径不仅仅依靠高考,每年新生开学,学校都会组织一次全校摸底考试,并对每位学生进行面试,从中再挑选一些优秀的,同时也对科研感兴趣的学生。

  跟大多数高校名人班一样,英才班实施滚动机制,每学年如果有学员的GPA(通常指平均学分绩点)低于最低限就只能退出,同时,也有成绩突出的普通班学生可以申请加入。

  据马运生介绍,全国高校名人班的办学模式有两类,一种是在全校层面成立专门的学院,比如北大的元培学院、浙大的竺可桢学院,另一种则是依托各个学院,下设一个班级,学院按照各自的学科特点制定人才培养方案。科大选择的是后者。

  “不同学科英才班的教学模式是不同的。”他举例,华罗庚数学科技英才班的学生需要学习8门专为他们设计的“荣誉课程”,在课程难度、教学目标上都与普通学生有所区别。严济慈物理科技英才班的学生则没有单独的课程,所有选修课程都与普通学生一样,且不限专业方向,这是因为物理学科方向众多,学院的教学思路是大类培养。其他科技英才班则介于这两种模式之间。

  除此之外,英才班与普通班有所不同的地方主要在于导师指导、创新实践、国际交流方面的特别安排。

  英才班一直实行导师制、小班化管理,有专门的导师团队,班主任是已经获得人才头衔的科研骨干。“而且,科大一直很重视学生科研能力的培养,科研本身就是创新实践,因此,学生们在本科阶段已经形成了进实验室的习惯。”马运生说,英才班的学生更是很早就会进入实验室学习。同时,本科学生都有机会申请学校的大学生研究计划,得到一定的资金支持,展开一些简单的课题研究。

  在国际交流方面,相较于其他高校重视出国学习交换,科大在本科阶段以暑期研究计划为主。通过学校配套资金的支持,英才班的大三学生可以在暑期进入国外大学实验室完成小型的课题研究。部分学生大四毕业实习也可以选择在国外实验室进行。

  让马运生苦恼的是,在数学领域,对基础研究感兴趣的学生数量正在萎缩。“很多学生把方向转至应用领域,偏向统计、金融,这与社会导向有着密切的关系。”不过,他也坦言,英才班的选拔首先是建立在学生意愿的基础上,真正的科研人才必须自身对科研抱有极高热情,是勉强不来的。

  通过拔尖计划的实施,马运生的感受是,它给整个高校教育和人才培养模式带来了一些启发。

  目前的高考成绩对学生真实能力的区分度并不理想,就像这些名人班的招生一样,未来常规的高考选拔一定也会转向综合评价,加大自主招生比例。

  高校对人才的分类培养其实是很有必要的,不能只按照一种模式培养,这就是因材施教。未来,除了拔尖的科研人才培养,高校是否还能提供其他多元化的发展平台,供学生们自由选择?

  不同的发展平台有不同的培养目标,马运生强调,我们必须按培养目标来制定教学模式、教学计划和方案,在实践中始终围绕目标展开。坚持成果导向的教学,而不是千篇一律的模式。

  名人班的教育模式想要扩大到更多的高校,甚至影响更多普遍意义上的优质本科教学的选择,充足的一流教师资源是最重要的基础。马运生举例,科大7400名本科生对应1000多名老师,其中约30%的老师拥有各种科研人才头衔,他们保证了本科阶段小班教学的可能性和优质的师资。

  “目前的高校名人班里,院士、百人计划、杰青、青千作为导师的参与度很高,有的高校还会聘请国外的资深科学家在假期给学生们上课,教师的能力决定了是否能培养出一流的学生。”因此,马运生认为,想要大规模复制这样的教育模式目前并不具有可行性。(胡珉琦)

  清华学堂计算机科学实验班

  桃李三百竞芳菲

  说到清华大学的“摇钱树”,可谓是大名鼎鼎。此“摇钱树”并非彼摇钱树,而是“姚钱数”三个本科教育实验班,它们分别是清华学堂计算机科学实验班(姚班)、钱学森力学班(钱班)、数学物理基础科学班(数理基科班)。其中“姚班”由“图灵奖”得主、中国科学院院士姚期智于2005年创办,十余年时间,无论在科技圈还是学术界,都不难发现“姚班”学生的身影。

  2002年姚期智访问南京、上海、北京等地,其间和很多中国计算机领域的专家学者交流讨论,清华大学当时就发出邀请,希望能请他来带研究生。姚期智起初想培养博士生,但是后来想到在美国的时候,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,接触不同的思维方式。而实际上中国学生们同样优秀、在本科读书阶段也很忙碌,问题主要是课程量虽大但未形成挑战,这让他们吃亏。因此才有了做本科实验班的想法。

  姚期智表示:“一个大学的培养模式固定以后,有一套运行方式。越是好的大学,想要在里面做一些革新越是困难。但当时我把这个想法跟清华大学书记陈希说了,他仔细听,然后略微思索下就同意了,说应该做,让我什么事情都不用管,把精力集中在教学团队上就行,学校的各种事情他去协调,所以一切蛮顺利。”

  作为教育部“珠峰计划”的一员,“姚班”以培养领跑国际拔尖创新计算机科学人才为目标。每年招收30人左右,通过奥赛招生、自主招生、校内二次招生、校内转系等学科或专业选拔机制遴选优秀学生。

  进入“姚班”,学生要上25门专业课及核心课程,全英文授课。姚期智本人亲自授课的有《理论计算机科学》《计算机应用数学》等课程。学生前两年主要是计算机科学基础知识强化训练,后两年有包括机器智能、网络科学、量子信息、计算生物、金融科技等方向的专业教育。大三学生要赴海外一流高校交换学习一学期,大四优秀学生则有机会前往美国哈佛大学、普林斯顿大学、麻省理工学院以及谷歌、百度等知名高校或研究机构进行研究实践。

  谈到“姚班”学生,姚期智非常自信且骄傲。他说:“学生非常好,他们从中学毕业的时候,就绝对是全世界最出类拔萃的人才,我们在清华收到的学生,不比美国任何一个顶尖的大学逊色。”

  姚期智并不认同“中国学生缺乏创造力”的观点,他认为缺乏创造力的是周围的环境,“我们的学生一旦到了一个好的环境、在‘姚班’里面,他们的创造力一点都不比国外的学生差”。

  造成“中国学生缺乏创造力”这样的误解,姚期智分析说:“主要是我们的环境里没有足够的示范。假如大学里都是有创造力、思想非常活泼的教授,学生自然会变得像他们一样。这是我们这一代的责任,要让校园里面充满富有创造力的老师。”

  “姚班”的课程紧凑而充满挑战,学生表示经常写一个课下作业一二十个小时就没了,经常是想了又想、写了又写,最后答案可能只有一行。

  “我们希望学生毕业以后成为全世界最优秀的本科毕业生,所以训练的方法非常严格,还会给他们接触许多跨领域研究的机会,像生物、物理之类。现在来看,‘姚班’学生毕业以后从事的行业也没有全在计算机领域,他们依照自己的兴趣,发展得都很好。”

  十余载光阴,如今“姚班”已经送走了共312名毕业生。姚期智告诉记者,他们中“90%是深造,10%是创业或在像谷歌、Facebook这样的科技公司工作”。“我们当时说准备把这个班培养成一个具有和麻省理工、斯坦福同等水平的人才培养库,现在达到了目标,或者可以说超标了,312位‘姚班’学生,我觉得比那些学校的学生还要好。”

  也有人对“精英教育”发出不同声音,姚期智认为“环境的作用、示范带动的作用,会加速整个科学领域的进步”。

  “当然你也可以说一切顺其自然,中国经过三五十年发展也能实现,但我们不能等待了,国际环境也不允许我们顺其自然,必须用很短的时间做好科技方面的良性循环。不要怕别人说搞‘精英教育’。”(张晶晶)

  大连理工王大珩物理科学班

  为本科生打造“准科研”模式

  大连理工大学物理学院的前身是大连理工大学物理系,始建于1949年,首任系主任是著名物理学家、两院院士王大珩。如今,在这里,王大珩的名字正以一种特别的方式传承下去,那就是王大珩物理科学班。

  2013年,在“科教结合、协同创新”的背景下,大连理工大学与中科院大连化学物理研究所、长春光学精密机械与物理研究所合作建立了“菁英计划”本科生实验班——王大珩物理科学班,探索人才培养的创新模式。

  “学校之前就有一个物理基础科学班,这次冠名相当于加强版,将王大珩等老一辈科学家的精神与传承的红色基因、思想政治教育、专业教育结合起来,学生也有自豪感。”大连理工大学物理学院院长赵纪军介绍说。

  王大珩物理科学班的目标是培养具备宽厚物理学理论基础、扎实的数理逻辑分析能力、很强的科学实践能力和创新能力的应用物理研究型人才。

  为了实现这一目标,王大珩物理科学班在课程设置上体现了加强基础教育、让学生提前体验科研过程等特色。

  “我们在一二年级加入了一些科研导向的基础课程,比如科研软件课。现在科研人员常用Origin、Matlab等软件,但大多需要进实验室后自己学,这门课使学生更早接触和使用这些科研软件,对以后的科研工作有帮助。”赵纪军说,“我们还设置了科技英语阅读与写作课。同时,加大了基础物理课的比重。”

  到了三年级,王大珩物理科学班会增加一门科研实践课。

  “我们将一个班级的学生按照3~4人分为大约10个小组,每组有一位青年教师,选择一个科研课题进行探索性研究。课程开始时,我会讲授一些科研的基本思维方式、论文写作、学术规范等导论性内容,剩下的时间就让学生自己去做科研。”赵纪军说,其实,在这个过程中,学生不见得能做出高水平的研究成果,但能够切身体验科研的整个过程,从查阅文献到分工合作,再到上台讲PPT、撰写研究报告等。“有些学生讲得非常精彩。在这个过程中,我们也鼓励各组学生互相了解研究内容,为他们未来选择科研方向提供帮助。”

  到了四年级时,这个班级的学生就可以选修研究生课程。未来还将进一步尝试本硕博打通的培养模式。

  “在科研训练体系的建立中,王大珩物理科学班依托了物理学院的优势科研资源。我们有国家二级重点学科和教育部重点实验室,大部分参与科研实践的指导教师都是来自重点学科和重点实验室。”赵纪军介绍说。

  三方合作的模式也为王大珩物理科学班提供了更多资源。每年在6月底到7月中下旬的小学期,部分学生可以到大连化物所、长春光机所实习,研究所的科研人员也会来学校办讲座。“在师资和课程设置方面,未来我们还会进一步加强合作。”赵纪军说。

  王大珩物理科学班在高考时独立招生,招收学生35名左右。入学后,班级实行动态的选拔和淘汰机制,受到过纪律处分或者重要的必修课不及格的学生,将被淘汰;普通班级学生成绩达到一定程度可以转入。

  “这种动态机制是希望保证更多学生能享受到创新性的培养模式。”赵纪军说,通过淘汰机制,保留了真正对物理有兴趣且有学习能力的同学,因此这个班未来的建设目标,是实现100%的深造率。

  经过四年的“准科研模式”培养,王大珩物理科学班毕业生有着相当高的国内升学率,首届王大珩班的升学率达到80%,其中不乏北大、清华、南大、中科大等物理强校,其余则是到国外继续求学或直接工作。由于这个班级是2013年刚刚建立,毕业生刚刚开始读研究生,所以长期的培养效果还有待未来检验。

  在赵纪军看来,对于特别有天分的学生,只需要给他们成长的环境就可以了。诸如王大珩物理科学班这样的创新性培养模式,更多的是为中等资质的学生进行普惠性的培养。“把基础打得更扎实一些,同时开阔他们的视野,培养出一些具有科研创新能力的人才。”(张文静)

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