| 清華數理基礎科學班:拔尖人才培養的創新之路 |
| 送交者: 尖尖腳 2005年07月15日17:15:09 於 [教育學術] 發送悄悄話 |
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和許多懷有科學夢想的學子一樣,在結束難忘的四年清華生活後,數理基科班01級的戚揚將遠赴美國繼續他喜愛的理論物理研究。拿到哈佛、普林斯頓、耶魯和斯坦福四所頂級大學的錄取通知書的他最終選擇了哈佛。和戚揚一樣,從基科班02級跳級到01級的金加棋得到了加州理工、柏克利、芝加哥、康乃爾、UIUC、杜克、霍普金斯、賓西法尼亞大學八所美國著名大學的offer,由於加州理工學院在應用物理和天體物理領域在全美排名第一,金加棋選擇了加州理工學院。 像戚揚和金加棋一樣同時擁有多所世界頂級大學offer的在基科01班還有不少,同時有許多優秀學生選擇留在學校或在國內其他相關院所繼續基礎科學的研究。自1998年成立以來,被稱為“拔尖人才培養的試驗田”的數理基礎科學班(簡稱數理基科班)已有四屆學生219人畢業,其中138人在國內免試攻讀碩士或博士學位,39人出國深造。許多同學在本科期間就在世界一流雜誌上發表了多篇論文。在短短七年的時間裡,數理基礎科學班這塊“試驗田”已有一批准拔尖人才脫穎而出。
數理基礎科學班在辦班之初就明確提出了要培養有國際競爭力的優秀人才,並提出“十年磨一劍”,哪怕每年只有三、五個苗子,只要長期堅持辦下去,就能積累一批在國際學術舞台上顯露身手的優秀人才,其中有些人將可能成為傑出的頂級人才。僅僅七年的時間,從數理基科班走出的學生在科研上表現出的巨大潛力和良好素質使他們成為世界許多知名大學爭相錄取的對象。數理基科班再度讓人刮目相看。是怎麼樣的探索與創新讓這塊“試驗田”七年便磨得寶劍亮? 教務處常務副處長汪蕙教授認為,數理基科班在三個方面值得推介:一是獨特的課程設置和良好的師資使學生打下了紮實的數理基礎;二是個性化的培養方案給學生提供自主選擇的空間,使學生真正找到了自己的興趣所在;三是Seminar專題研究課使學生在導師的指導下及能早地進入自己感興趣的科研領域。這也正體現了基科班“寬口徑,厚基礎,強實踐”的辦學方針。 在數理基科班學習的四年間,戚揚感受最深的有兩點:一是強大而優秀的師資隊伍,二是學生可以推遲兩年自由選擇自己喜歡的專業與導師。數理基科班創始人之一尚仁成老師認為,給學生兩年的時間打基礎,然後再尋找自己感興趣的領域,這種“自由”對於拔尖人才的培養是相當重要的。 數理基科班的創辦者之一、理學院副院長白峰杉教授在談到這一點時說:大學對於人的成長而言,是成才的四年,更是成人的四年。每個人都有自己比其他人強的方面,問題就在於是否能讓學生有自信找到自己強的方面,所以大學裡首先要給學生提供一個寬鬆的環境,實施個性化的培養方案,讓學生打好基礎後再依據興趣確定自己未來的發展方向。白峰杉教授認為,數理基科班是學校教學體制的一種創新和嘗試。 為保證這種個性化培養方案的實施,讓學生享受充分的自由選擇權,基科班在校內外聘請導師指導學生Seminar,學生可以進行幾次選擇;另外,學生如果在大二就確定了今後的發展方向,他可以到相關院系選課,大大擴展了基科班的選課範圍。 “選天下名師而師之”,因獲得國際奧林匹克物理競賽金牌而進入基科班的戚揚本想在大二時轉到工科院系,正是因為教師在課堂上精彩的講解,讓他真正找到了自己對物理和數學的興趣,最終把物理作為終身奮鬥的方向。從全校甚至全國聘請最好的老師上課,這是數理基科班的一個特色,這些出色的教師,帶給學生的不僅僅是知識,更是人格的魅力。正是他們,為數理基科班的優秀學子開啟了通往科學殿堂的大門。正像98級翟薈所說的:“在數理基科班,我受到了幾乎是現在中國所能給予的最好的基礎課教育和紮實的科研訓練。”他的同學曾蓓則感嘆:“得到這麼多名師的指點和關懷也許是基科8人最大的幸運,因為,這絕不僅僅是知識上的巨大收益,更多的,是一種對事業的熱愛和為科學獻身的精神帶給我們的震撼與思索。” 量體裁衣的個性化培養方案、名師加上優秀生源,基科班七年的寶劍必然是鋒利而鮮亮的。基科班一批批學生的優秀表現得到了許多老師的稱讚。 我校高等研究中心主任聶華桐教授說:“如首屆的翟薈和二屆的祁曉亮,都是對物理充滿了熱誠和愛好的同學,物理直感好、數學演繹力強,十分難得。從國外來訪問的多位學者對他們二位都是讚不絕口。拿他們和60年代我自己在哈佛大學作研究生時前後兩三屆的同學來比,翟、祁二位確似有過之而無不及。” 香港大學物理系主任鄭廣生教授評價說,數理基科班學生在國際會議上非常活躍,英文非常好,校內的學術活動也很活躍,學術報告中學生提問也很積極。
強調因材施教,把拔尖人才培養放在首位是數理基科班成立之初就確立的理念。力圖關注每一個學生,讓他們充分發揮自己的特點,數理基科班負責人尚仁成、熊家炯、阮東等老師為此傾注了許多心血,尤其到大三學生選擇Seminar時,要從學生的角度出發,對每一個學生Seminar導師和培養方案的確定進行指導。而這種點對點的指導和對學生的諸多心血,帶領這些“科學高峰的登山隊”的隊員們克服許多外在的困難。 在老師和同學眼中,基科01的邵華是物理學“怪才”,他對物理學的執著和表現出來的物理天分讓許多老師和同學欽佩不已。談到邵華,尚仁成和阮東兩位老師話語中透着讚賞。“邵華在中學時就自學了物理專業的重頭課程‘四大力學’,對數理方程的解法也有獨到之處,還發表了論文。他是被破格保送到數理基科班的。在大三做Seminar時,他把微分幾何和規範場論中的公式都獨自推算過。”尚仁成老師說。諾貝爾獎獲得者費曼教授的著作在美國物理學界被稱作“物理學界的聖經”,許多人嘗試着用他的書作為教材都因為難度太大而最終放棄。費曼教授的《量子電動力學講義》是一本很難讀懂的書,但邵華在大三時,就把該書裡的公式全部推導了一遍。對物理學有如此濃厚興趣的邵華喜歡自學,常常不去上課,這種違背常規的做法引起了許多人的不同意見;他的考試成績平平,對這樣一位特殊的學生,經推薦,他如願以償地到中國院理論物理研究所攻讀博士學位。“那裡很適合邵華發展,相信他將來定能做出成績。”阮東老師說。 因材施教在學生選做Seminar時也體現得淋漓盡致。基科02的楊桓和跳級到基科01的周一帆由於成績優異,在導師的推薦下已轉學到美國加州理工學院繼續本科學習。
從大三開始持續三個學期的“專題研究”課(Seminar)是數理基科班學生進行科研實踐訓練、跨入科研大門的第一步。Seminar是數理基科班獨有的教學模式,其目的是培養學生在教師指導下的自學研究,綜合與聯想能力;培養學生的探索與創新精神;密切教師與學生的聯繫,並有利於學生向不同方向分流和因材施教。基本做法是:在校內外聘請Seminar導師,由導師提出課題,列出必讀文獻,向學生公布,學生根據自己的興趣,愛好,報名選擇題目和相應的導師。Seminar課題按內容將學生分成若干小組,課題研究進展定期在小組內報告交流。在第三個暑期小學期進行全班性的Seminar進展交流,要求每個學生匯報自己的研究工作進展並報告對所研究領域的學科前沿的理解。 在Seminar的選擇上,學生享有充分的自主權。經過一段時間的實踐發現自己對所選導師的課題不感興趣還可以更換導師。這種充分的自由使學生在摸索中不斷尋求和確定自己的興趣點,對於最後確定的導師和選題,真正是出於自己的興趣所在。正是由於興趣使然,學生在做Seminar時能儘快地進入科研課題,並取得令人矚目的成績。 曾蓓是基科班98級學生。由於她對量子力學中的對稱性和量子信息、微分幾何等很感興趣,三年級進入Seminar階段,選擇了清華龍桂魯教授、北大曾謹言教授、中科院理論所孫昌璞教授為其導師。她在科學研究上的探索精神和能力得到了導師們的高度評價,本科期間與導師等合作者完成的5篇論文中,有4篇發表在SCI上。 翟薈三年級進入Seminar階段,他跟隨徐湛教授學習和研究玻色-愛因斯坦凝聚和量子力學中的數學方法,本科階段完成論文4篇。進入研究生階段後,楊振寧先生把他選為在國內親自培養的第一位博士生,經過兩年多一點的時間,翟薈就取得博士學位,他是第一位獲得博士學位的基科班學生。 許岑柯是基科班99級學生,從大三開始的Seminar階段,選擇了理論物理方向。他不僅數理主幹課的成績優秀,而且在導師指導下,修完了研究生理論物理專業的基礎課程,打下了堅實的數理基礎。2003年本科畢業出國到美國柏克利大學,他到校後第一學期就參加了資格考試,成績為全系第一名。到美國幾個月後就與導師合作以第一作者身份在SCI上發表一篇影響較大的論文。 在一些交叉學科領域,數理基科班學生也表現得相當出色。基科班99級的趙福同學通過在經管學院的Seminar訓練後,參加了世界最大的投資銀行之一摩根斯坦利2003年的招聘競爭。亞洲地區具有資格的應聘者超過300人,經過十分嚴格的層層挑選和該銀行亞洲總部的5位高層領導長時間的嚴格面試,趙福最終成為該公司唯一一名在亞洲地區招收的成員。他們對趙福的評價是:既有數學物理方面的基礎,又有經濟金融方面的學習和研究訓練,思維方式有其獨特性。 由於數理基科班學生數理基礎好,思維活躍,進入課題快。每學期都有多位教授主動希望學生去他們那裡做Seminar。幾年來,已有不少學生被Seminar導師推薦到國外大學相關院系做Seminar或畢業論文或讀博士。如基科98級的孫樂非和馬登科被他們在生物方向的Seminar導師饒子和院士推薦到荷蘭鹿特丹大學做畢業論文,本科畢業後又被推薦到美國霍普金斯大學攻讀生物學博士。 Seminar小組交流和班級交流活動,不僅使同學們相互了解到不同院校和院系做Seminar的情況,還在同學們中間形成了一種自發跨學科的學術討論氛圍。就感興趣的研究題目組成一組,由一人主講,大家再圍繞主題進行深入討論,這種自發性的學術討論是許多學生都十分熱衷的。基科班的這種研究與討論的氛圍也帶動了許多物理系和數學系的同學加入進來。學生還自發組織各種學習交流、學術交流活動,在探索中學習。基科班負責人阮東老師說:“這種交流的習慣和能力對於從事基礎科學研究是非常有利的,如翻翻看世界著名科學家的傳記,幾乎都強調這種討論對他們的幫助。美國MIT(麻省理工)的文小剛教授來清華授課後,對基科班同學提的問題和他們的思考非常讚賞。” 此外,基科班還十分重視為學生營造良好的學術氛圍。例如,物理系和基科班專門為不同年級的同學開設不同層次的報告和講座。2004年開始的colloquium邀請物理學及相關領域的國內外知名專家作報告,將各自學術領域的研究方法和前沿信息帶給學生。周四下午聽報告,已經成為多數學生的固定安排。 良好的科研氛圍,獨特的Seminar科研實踐訓練,使基科班學生在科學研究的瀚海里自由馳騁,取得了不俗的佳績。例如,在天體物理中心學習的40名左右研究生和高年級本科生中,胡劍(基科98)、林錦榮(基科98)、鄭琛(基科99)和另兩位研究生被稱為五虎上將,他們每人都在國際上影響很大的APJ和APJ Letter 發表了1~2篇論文。林錦榮的研究工作還被New Scientist 雜誌作了專門報道。近兩年幾次國際會議上,他們都十分活躍。例如,2002年在西安召開的環太平洋區域恆星物理會議上,胡劍、林錦榮和鄭琛在會上作了大會報告,而且頻頻對其它報告人提出問題。與會外國代表說,他們印象最深的是參加會議的清華本科生so active。據不完全統計,僅分流到物理方向的基科班學生2001年~2004年間發表SCI論文18篇,其中12篇發表在包括頂尖期刊PRL在內的國際著名雜誌上;在國際會議上作報告15人次。 “小荷才露尖尖角”。基科班學生出色的成績已經顯露出拔尖人才的素質和氣魄。相信在不久的將來,這些走向世界各知名學府的基科班學子在世界科學界馳騁的時候,一定會驕傲地說:我是清華人!
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