2015年03月03日 來源: 中國(guó)教育報(bào) 瀏覽次數(shù): 0
??? “清華有許多很好的學(xué)生。有一些是中國(guó)典型的好學(xué)生，每科都力 爭(zhēng)第一，但也有一些學(xué)生希望在大學(xué)里做自己真正感興趣的事。我希望清華的環(huán)境能讓大家沒有那么多壓力，而是能感受到學(xué)習(xí)、研究過程中的挑戰(zhàn)與突破，以及由 此帶來的幸福感。唯有這樣，我們才能培養(yǎng)出世界最頂尖的年輕人，不管他們將來是做學(xué)問還是去創(chuàng)業(yè)。”
能考入清華的學(xué)生，應(yīng)該是人中翹楚了。清華的本科教育，理所當(dāng)然也應(yīng)是精英教育吧？如此推論，圖靈獎(jiǎng)獲得者姚期智卻并不認(rèn)同。
2005年，姚期智辭去普林斯頓大學(xué)的終身教職，與微軟亞洲研究院合作在清華開始了精英教育實(shí)驗(yàn)。這個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)班，也被外界稱為“姚班”。10年間，一批批拔尖創(chuàng)新人才真的從這里邁向世界學(xué)術(shù)舞臺(tái)。
姚期智心目中的精英教育長(zhǎng)啥樣？
大師上課也要精心策劃
“校內(nèi)二次招生，全英文授課，全英文交流。沒有國(guó)界，沒有教材，沒有拘束，甚至沒有臺(tái)上臺(tái)下、課上課下的分明界限……”
姚期智此前“走過”許多赫赫有名的大學(xué)——哈佛大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、伯克利加州大學(xué)、普林斯頓大學(xué)……當(dāng)他決定在清華培養(yǎng)世界一流的本科生時(shí)，心中想的便是那些世界一流大學(xué)課堂的畫面。
姚期智主講的“理論計(jì)算機(jī)科學(xué)”，是一門面向本科一年級(jí)的專業(yè)基礎(chǔ)課。每年開課，他都會(huì)極為認(rèn)真地梳理教學(xué)思路，每一節(jié)都精心策劃。這門課他一 講就是8年，直至逐漸找到合適的年輕教師才把接力棒傳下去。其間他還擔(dān)任“計(jì)算機(jī)入門”、“計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)學(xué)”、“量子信息”等多門課的任課教師?！耙Π唷?學(xué)生大都在低年級(jí)聆聽過姚期智的課，并在短短的一兩個(gè)學(xué)期內(nèi)，受其影響改變了自己的人生之路。
王君行，計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)班2010級(jí)本科生，本科二年級(jí)就發(fā)表了第一篇全英文學(xué)術(shù)論文。而論文的靈感，正源自姚期智課上的一次“隨意發(fā)揮”。
當(dāng)時(shí)，姚期智在課上介紹了著名的“拜占庭將軍問題”，并將這與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性保障問題相聯(lián)系，希望同學(xué)們提出解決方案。這些本科一年級(jí)同學(xué) 也毫不示弱，像往常一樣自發(fā)組成小組展開討論。一小節(jié)課后，姚期智請(qǐng)幾個(gè)認(rèn)為已找到答案的小組進(jìn)行演示。有趣的是，每當(dāng)一組演示時(shí)，其他小組就會(huì)直接指出 其中的不足和錯(cuò)誤。
臺(tái)上臺(tái)下的討論十分熱烈，看到時(shí)機(jī)成熟，姚期智便起身準(zhǔn)備宣布標(biāo)準(zhǔn)的解決方法。這時(shí)，一直沒有說話的王君行站了起來，打斷他說：“我還有一個(gè)方案！”
王君行走上講臺(tái)，起筆寫了四五行看起來非常簡(jiǎn)單的算法。教室里突然安靜下來。姚期智后來回憶說，當(dāng)王君行寫出那幾行算法時(shí)，他思考了幾分鐘，突然意識(shí)到眼前的這位一年級(jí)學(xué)生真的解決了一個(gè)困擾學(xué)術(shù)界30年的問題。
姚期智建議王君行把自己的想法寫下來。此后數(shù)月，姚期智及夫人儲(chǔ)楓教授協(xié)助他修改論文，并就投稿期刊提出建議。2011年，王君行讀大二時(shí)，這 篇論文發(fā)表在國(guó)際期刊《組合最優(yōu)化學(xué)報(bào)》（Journal of Combinatorial Optimization）上。
讓學(xué)生體會(huì)“挑戰(zhàn)的幸?！?/strong>
“在這里要上的課內(nèi)容不多，但聽起來解渴?！笔┨祺氪笠粫r(shí)選修了姚期智的課，這讓平時(shí)上其他課覺得“吃不飽”的他，毅然決定轉(zhuǎn)到“姚班”。
在解放總學(xué)分的同時(shí)，“姚班”提高了每門課的難度。有時(shí)一次課堂作業(yè)，學(xué)生就需要花二三十個(gè)小時(shí)，而且還有可能找不到理想答案。這給了許多像施天麟一樣喜歡科研探索的學(xué)生充足的“挑戰(zhàn)感”，也激勵(lì)他們把有限時(shí)間投入到對(duì)知識(shí)深層的理解中，進(jìn)而做出一些創(chuàng)新性的工作。
2013級(jí)本科生范浩強(qiáng)也對(duì)課上“不斷升級(jí)”的難度記憶猶新。他們雖然只是本科低年級(jí)學(xué)生，卻不像一般計(jì)算機(jī)系學(xué)生從基礎(chǔ)編碼學(xué)起，而是被“假 設(shè)”已經(jīng)掌握了這些基礎(chǔ)內(nèi)容，課程更加偏重深層次的理論計(jì)算的分析和架構(gòu)。這些被學(xué)生們戲稱為“虐心”的課程，卻也讓他們欲罷不能，聽起課來十分“過 癮”。
范浩強(qiáng)把在“姚班”聽課比喻為“蓋大樓”?！霸绢A(yù)想聽完一門課，自己的思維會(huì)從‘一層’升至‘五層’，這已經(jīng)很刺激了，但沒有想到，老師直接 從‘六層’講起！”這種高強(qiáng)度的授課方式，給課上、課下都帶來了不小的壓力。一開始很多同學(xué)不適應(yīng)，但漸漸地，他們發(fā)現(xiàn)自己居然可以做得到！這種“重新發(fā) 現(xiàn)自我”的驚喜和肯定，極大地激發(fā)了同學(xué)們的潛力，很多同學(xué)甚至不滿足于課上所學(xué)，主動(dòng)聯(lián)系老師找選題、做研究。
范浩強(qiáng)還注意到，大家在意的不再是純粹的考試和高分，羨慕的不是滿分“學(xué)霸”，而是心中懷揣的那個(gè)高遠(yuǎn)的科研夢(mèng)想——立志要做出世界最頂尖的科研成果。這也正是姚期智創(chuàng)立計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)班時(shí)的初衷。
“清華有許多很好的學(xué)生。有一些是中國(guó)典型的好學(xué)生，每科都力爭(zhēng)第一，但也有一些學(xué)生希望在大學(xué)里做自己真正感興趣的事。我希望清華的環(huán)境能讓 大家沒有那么多壓力，而是能感受到學(xué)習(xí)、研究過程中的挑戰(zhàn)與突破，以及由此帶來的幸福感。唯有這樣，我們才能培養(yǎng)出世界最頂尖的年輕人，不管他們將來是做 學(xué)問還是去創(chuàng)業(yè)?！币ζ谥钦f。
開放包容的國(guó)際視野
許多人認(rèn)為，與世界一流大學(xué)相比，中國(guó)的差距主要在博士生教育；換句話說，本科生教育中國(guó)也是一流的。姚期智剛到清華時(shí)，原本也是計(jì)劃構(gòu)建一個(gè)培養(yǎng)博士生的良好機(jī)制。隨后他改變了計(jì)劃，萌生了精英教育要從本科生抓起的想法。
姚期智認(rèn)為，在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)比較重視計(jì)算機(jī)工程方面的學(xué)習(xí)，要想真正有所突破，要能與世界一流的本科生教育媲美，不僅需要國(guó)際化，而且要富有挑戰(zhàn)性。姚期智從根處解決問題的想法，得到清華校方的大力支持。
10年來，姚期智帶領(lǐng)清華同行重構(gòu)了計(jì)算機(jī)本科課程體系，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化重組，注重理論基礎(chǔ)，全面覆蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)前沿領(lǐng)域，又突出計(jì)算機(jī)科 學(xué)與物理學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、生物學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的交叉。在姚期智的邀請(qǐng)下，圖靈獎(jiǎng)、奈望林納獎(jiǎng)、哥德爾獎(jiǎng)獲得者等頂尖學(xué)者、大師相繼走進(jìn)清華的課堂，他們 精辟的見解、嚴(yán)密的邏輯、深湛的哲理，以及演算和推導(dǎo)過程中像棋壇高手般走出的奇著、怪著，常常引得同學(xué)們屏息關(guān)注，熱烈討論。
施天麟2013年到麻省理工學(xué)院交流學(xué)習(xí)，他驚訝地發(fā)現(xiàn)，自己平時(shí)上課學(xué)習(xí)的方式，原來可以和世界一流大學(xué)“無縫銜接”。施天麟性格偏內(nèi)向，但 他在“姚班”卻非常享受和同學(xué)們思想交鋒的過程。清華學(xué)堂的討論間，成為施天麟們相約看書、交流的好地方?！皣?guó)外的學(xué)生非常熱衷于討論問題、發(fā)表看法，很 多國(guó)內(nèi)去的同學(xué)往往會(huì)比較羞澀，不過我們班的同學(xué)卻不存在這個(gè)問題。”
不僅如此，從“姚班”走出去參與聯(lián)合培養(yǎng)、出席國(guó)際會(huì)議和出訪交流的學(xué)生，截至2014年年底已近450人次。此外還有20余名來自麻省理工學(xué) 院、伯克利加州大學(xué)等學(xué)校的學(xué)生來訪，和“姚班”學(xué)生們一起學(xué)習(xí)提高。這種國(guó)際化的、開放包容的學(xué)習(xí)氛圍在姚期智看來，是培養(yǎng)學(xué)生自信心的重要條件。
團(tuán)隊(duì)協(xié)作的科研文化
姚期智鼓勵(lì)學(xué)有余力的本科生參與科研。在“姚班”，本科生從不缺乏接觸科研的機(jī)會(huì)，首次接觸可以從一門課開始，或是一個(gè)已知的項(xiàng)目。姚期智把計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)班形象地比喻為“超級(jí)百貨商場(chǎng)”，老師們的研究工作是“商品”，學(xué)生們可以根據(jù)興趣“選購(gòu)”。
上文提到的王君行，大二在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表科研論文后，便義無反顧地走上了科研之路。3年后，他成為全球第一個(gè)在本科階段獲得ACM計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)最佳學(xué)生論文獎(jiǎng)的人。如今，被姚期智親切地稱為“聰明的小鬼”的他，已在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)攻讀博士學(xué)位。
在姚期智看來，發(fā)現(xiàn)自己的興趣點(diǎn)，對(duì)本科生來說很重要；融入到一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，感受團(tuán)結(jié)協(xié)作的科研文化同樣很重要。
而計(jì)算機(jī)學(xué)科未來的遠(yuǎn)景，恰恰孕育在它“初生”時(shí)的自然屬性——交叉之中。如何在清華建立一個(gè)學(xué)科交叉、本科生參與的研究環(huán)境？在過去的幾十年 里，姚期智親眼見證了中國(guó)在世界微電子領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)中的“錯(cuò)過”，他意識(shí)到未來量子信息和量子科技將成為新的發(fā)展點(diǎn)，中國(guó)必須得跟上。而量子計(jì)算除了需要理論 計(jì)算機(jī)專家外，同樣也需要懂量子計(jì)算的物理學(xué)家。于是，姚期智想到了段路明。
段路明本科畢業(yè)于中國(guó)科技大學(xué)物理系。2010年10月，段路明在密歇根大學(xué)正準(zhǔn)備給學(xué)生上課，突然間身邊的電話響了，電話那頭居然是姚期智本 人。更讓他沒有想到的是，兩個(gè)星期后，姚期智專程飛到密歇根大學(xué)與他會(huì)面。兩個(gè)月后，段路明加盟清華。2014年10月，段路明研究組首次在常溫固態(tài)系統(tǒng) 中實(shí)現(xiàn)了抗噪的幾何量子計(jì)算，該成果是量子計(jì)算研究領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展，研究論文發(fā)表在國(guó)際著名期刊《自然》上。論文第一作者祖充是交叉信息研究院在讀博 士生，共同完成文章的還有兩名本科生。
“清華有很多優(yōu)秀的年輕人，姚先生以他的威望為我們提供了充分的資源，這里的研究環(huán)境比許多國(guó)外的研究機(jī)構(gòu)更有彈性和空間。我們感受到姚先生的信任，同時(shí)更加敬佩他對(duì)科學(xué)研究前瞻的判斷和獨(dú)到眼光。”段路明說。
截至2014年12月，“姚班”學(xué)生本科期間共發(fā)表論文110篇，其中以學(xué)生為論文通訊作者或主要完成人的共84篇。即使在國(guó)外世界一流大學(xué)，本科生也很少能在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表文章，更少有學(xué)生會(huì)有完整的科研經(jīng)驗(yàn)，但在“姚班”，幾乎1/3的本科生都有“科研成就”。
“這里擁有最優(yōu)秀的本科生和最優(yōu)秀的本科教育。”圖靈獎(jiǎng)得主、美國(guó)康奈爾大學(xué)約翰?克羅夫特（John Hopcroft）教授說。
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