走向推廣的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)實驗田
新聞中心記者 周襄楠
2005年，創(chuàng)辦于1998年的清華大學數(shù)學—物理基礎(chǔ)科學班（以下簡稱數(shù)理基科班）的招生從兩個班擴展為8個班，數(shù)理基科班的寬口徑、創(chuàng)新型的培養(yǎng)模式從“實驗”走出了邁向推廣的第一步——這8個班不僅包括原有的兩個數(shù)理基科實驗班，還包括理學院的物理系和數(shù)學系的本科生，信息學院的部分招生名額也并入數(shù)理基科班一起招生。在這個跨院系的數(shù)理大類平臺的基礎(chǔ)上，實行按照數(shù)理基礎(chǔ)科學專業(yè)統(tǒng)一招生，前兩年學生在理學院共同學習基礎(chǔ)課程、強化數(shù)理基礎(chǔ)和科學素養(yǎng)教育，二年級末學生根據(jù)“規(guī)模控制，雙向選擇”的原則確定專業(yè)方向。
2007年5月，2005級數(shù)理基科班的230余名同學將面向全校的院系選擇自己將來的學業(yè)方向。
“這是具有9年歷史的數(shù)理基科班從實驗走向推廣的一個重要標志。通過實驗班，清華在探索一種新的寬口徑大類培養(yǎng)的培養(yǎng)模式。從實驗走向推廣，這正是當初辦數(shù)理基科實驗班的一個基本目標。”清華大學副教務長陳永燦說。
為培養(yǎng)新世紀能夠在基礎(chǔ)科學領(lǐng)域有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)新的后備人才，清華大學先后在1998年創(chuàng)辦“數(shù)學—物理基礎(chǔ)科學班”、2003年開辦“化學—生物學基礎(chǔ)科學班”（以下簡稱化生基科班），本科階段依托理學院，執(zhí)行獨立的培養(yǎng)方案，實行導師制，研究生階段面向高等研究中心、理學院、信息學院和全校各個學科專業(yè)；人文社科學院在舉辦“中外文化綜合班”及 “文科試驗班”的基礎(chǔ)上，2005年按“人文科學試驗班”、“社會科學試驗班”兩大類招生，進一步探索綜合型人才培養(yǎng)模式；2006年，計算機“圖靈獎”獲得者、清華大學高等研究中心教授姚期智先生倡導創(chuàng)辦“軟件科學實驗班”，與微軟亞洲研究院合作，以注重基礎(chǔ)科學、注重國際學術(shù)交流和實踐環(huán)節(jié)為特色，探索培養(yǎng)世界頂尖計算機科學人才的模式。
追尋這些“實驗班”的成長軌跡，我們可以發(fā)現(xiàn)在新世紀清華培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才開拓性的探索。
勤于耕耘 拔尖創(chuàng)新人才脫穎而出
即將畢業(yè)的數(shù)理基科班白雪寧同學，從大二下學期起就師從物理系樓宇慶教授研究理論天體物理。大三的時候發(fā)表了一篇關(guān)于星系磁流體密度波的SCI論文，同年提出新的理論課題“研究非球?qū)ΨQ的自引力塌縮過程及其應用”，他還在物理系張雙南教授的課程中給出了一種特殊情形下冪律譜指數(shù)的估計方法，很快應用到清華大學物理系天體物理中心的工作中。現(xiàn)在他已經(jīng)收到了來自加州理工大學和康奈爾大學的offer。
石振宇，化生基科班即將畢業(yè)的2003級本科生，提出一種合成生物塑料的新方法，并被其導師生物系陳國強教授采納，此項目已經(jīng)成功申請到國家“863”計劃經(jīng)費支持；與其他研究人員合作發(fā)表兩篇SCI論文，被陳國強教授評價為“獨立開展研究的能力不亞于很多即將畢業(yè)的研究生”。
白雪寧、石振宇這樣的例子還有很多。在數(shù)理基科班和化生基科班，一批拔尖人才已經(jīng)脫穎而出。
寬口徑大類培養(yǎng)夯實拔尖創(chuàng)新的基礎(chǔ)
在談到實驗班的人才培養(yǎng)理念時，大家無不提到了“寬口徑大類培養(yǎng)”的概念。
“中國五六十年代的教育體制是以培養(yǎng)‘成品’如‘紅色工程師’為目標的，這在當時是適應中國經(jīng)濟發(fā)展水平的。隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)成長，清華必須立足于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，因此本科教育不再是以‘成品’為目標了。要蓋高樓而不是平房，打基礎(chǔ)花的時間就要長，所以我們更為重視基礎(chǔ)。按照這樣的思路培養(yǎng)出來的學生具有更強的創(chuàng)新潛力和更為廣泛的適應性。”數(shù)理基科班的創(chuàng)始人之一、清華大學理學院副院長白峰杉教授說。
隨著整個社會經(jīng)濟的發(fā)展，本科教育在整個教育體系中的定位發(fā)生了變化，本科階段主要是打基礎(chǔ)。同時，社會的發(fā)展對復合型文科人才的需求在增長，這樣我們的本科培養(yǎng)模式必須隨之作出調(diào)整和改變。” 人文學院副院長張勇說。
在這種理念的指導下，數(shù)理基科班同時強化物理和數(shù)學訓練，旨在培養(yǎng)既有數(shù)學的高度抽象思維能力，又有現(xiàn)代物理的形象思維和實驗技能的學生。在頭兩年的夯實基礎(chǔ)的階段，數(shù)理基科班將學習以高等微積分、代數(shù)與幾何、普通物理、普通物理實驗這4門課程為核心的基礎(chǔ)課程以及數(shù)理平臺課程體系。
化生基科班誕生在交叉學科化學生物學興起的大背景下，其課程設(shè)置主要包括化學系的“四大化學”基礎(chǔ)課程以及生物系的“四大生物”基礎(chǔ)課程，還有化學和生物學的基礎(chǔ)實驗。為了帶領(lǐng)同學們接觸交叉學科的最前沿，老師們根據(jù)化學生物學的最新發(fā)展對這些課程都做了改進。
人文學院兩個實驗班在學生入學后的前兩年，實行不分專業(yè)的通識教育，通過系列的基礎(chǔ)課程打好專業(yè)學習基礎(chǔ)。自第3學年開始，學生可以根據(jù)自己的興趣分別選擇不同方向的專業(yè)課程，為學生的專業(yè)課程選擇與個性發(fā)展提供了充分廣闊的空間。
特色課程引領(lǐng)學生登高峰
在夯實基礎(chǔ)的前提下，如何引領(lǐng)同學們攀登科學研究的高峰？
寬厚的基礎(chǔ)加上完整的科研訓練，是數(shù)理基科班和化生基科班的共同特點。從大三開始持續(xù)三個學期的“專題研究課”，是數(shù)理基科班學生進行科研實踐訓練、跨入科研大門的第一步。基本做法是：在校內(nèi)外聘請專題研究課導師，由導師提出課題，列出必讀文獻，向?qū)W生公布，學生根據(jù)自己的興趣、愛好，報名選擇題目和相應的導師。專題研究課課題按內(nèi)容將學生分成若干小組，課題研究進展定期在小組內(nèi)報告和全年級交流。在專題研究課的選擇上，學生享有充分的自主權(quán)，可以根據(jù)自己的興趣更換導師。
化生基科班吸收數(shù)理基科班的“專題研究課”的教學經(jīng)驗，設(shè)置了9個學分的“科學研究訓練”環(huán)節(jié)，在這個環(huán)節(jié)，學生將根據(jù)自己的興趣愛好選擇實驗室和導師直接進行類似研究生階段的科學研究。“科學研究訓練”要求每周不少于6個學時，但是經(jīng)過統(tǒng)計，每周在實驗室度過20－30個學時在2003級同學中間相當普遍，他們對于科研的熱情用“著迷”形容一點也不為過；由于有寬厚的科學知識基礎(chǔ)，很多學生在實驗室做起研究來游刃有余，同時他們還可以根據(jù)自己的興趣選擇一些專業(yè)課程，與研究相得益彰。
在這樣的培養(yǎng)模式下，數(shù)理基科班和化生基科班的一些學生已經(jīng)具備相當強的獨立研究能力，他們非常關(guān)注前沿科學問題，并撰寫學術(shù)論文，鉆研學術(shù)課題。
截至目前，化生基科班2003級的27名同學已經(jīng)發(fā)表了14篇學術(shù)論文。羅望熙同學在大三的時候就在導師崔愛莉的指導下，在實驗室合成了以前未見報道的一種新化合物，并以第一作者的身份發(fā)表了一篇SCI論文闡述了合成的方法以及應用前景，他還在2006年獲得清華SRT優(yōu)秀項目一等獎。在談到科學研究訓練的時候他說：“提前讓本科生進實驗室，能夠開闊我們的視野，讓我們在本科的時候就知道怎么做科學研究，對于所學的基礎(chǔ)課程也是一種應用。”
化學系副主任張新榮教授說：“寬厚的基礎(chǔ)加上完整的科研訓練，很容易激發(fā)同學們的科研熱情，也使得他們在本科階段就已具有較強的科研能力，這樣他們在選擇未來道路時就非常有理性，能較早地確定發(fā)展目標，這些都為培養(yǎng)優(yōu)秀的拔尖創(chuàng)新人才奠定了基礎(chǔ)。”
在軟件科學實驗班，第4學年的學生將在清華或微軟從事實際專題研究與實踐，而優(yōu)秀學生將有機會派往國外參加國際交流及培訓。
名師云集育英才
“選天下名師而師之”。名師主講，與同學面對面地探討科學問題，是這些實驗班的一大特點。
在軟件科學實驗班，按照培養(yǎng)計劃，從第3學期開始到第6學期，清華將與微軟亞洲研究院的知名學者共同為“軟件科學實驗班”同學們開設(shè)8門專業(yè)核心課程，以強化科學基礎(chǔ)訓練。除了姚期智先生將主講理論計算機科學（上、下）之外，國際著名密碼專家、清華教授王小云將親自主講學生在三年級春季學期的核心課程“密碼及安全計算”。
人文實驗班和社會科學實驗班可以說聚集了清華人文社會科學學院最好的師資。如國際問題專家閻學通教授主講“國際關(guān)系分析”，社會學家李強教授主講“社會學原理”，歷史學家教授葛兆光主講“古代中國社會與文化”、清華道德與宗教研究中心主任王曉朝教授主講“西方經(jīng)典研讀”等等。
數(shù)理基科班打破學校之間的門戶之見，先后從麻省理工學院、北京大學、南京大學、北師大聘請了一批國內(nèi)公認的優(yōu)秀教師為學生上課，極大地激發(fā)了同學們學習的積極性。如麻省理工學院的Kerson Huang教授主講“統(tǒng)計力學”，全國首屆“教學名師獎”獲得者、南京大學盧德馨教授主講“普通物理”，北京大學俞允強教授主講“電動力學”，北京師范大學趙錚教授主講“廣義相對論”等等。
負責學校教學工作的副校長汪勁松在清華大學“十一五”規(guī)劃時候?qū)⒔逃虒W的關(guān)鍵詞歸納為：研究型教育教學模式、多樣化人才培養(yǎng)和拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，他說：“實施研究型教育教學模式，對我們將是很大的挑戰(zhàn)，需要我們付出相當大的努力，做相當多的工作。”作為清華大學因材施教、培養(yǎng)多樣化和拔尖創(chuàng)新人才的試驗田，這些實驗班的經(jīng)驗正在全校逐步推廣。
