“天才学生”怎样避免昙花一现,终成大器?

文摘   2024-10-22 21:04   江苏  

很多中小学教育人在赞叹的同时,一种普遍的疑惑往往也会再次涌上心头——自己教过的那些特别拔尖的学生,毕业多年后的表现却远远不及当初大家对他们的期望。是他们江郎才尽了,还是不够努力了?问题到底出在了哪里?

怎样才能让那些天才学生避免昙花一现,终成大器?

前不久《新校长》团队来到深圳,拜访了中国科学院院士、清华大学钱学森力学班的创办首席教授郑泉水。

走进钱学森力学班,这里的人才成长故事,可以告诉我们不少答案。


提起拔尖创新人才,我们自然会想到各省市高考状元,或者在“五大学科竞赛”甚至参加国际奥赛获得优胜的学生,也知道这些孩子心目都有一个共同的“圣殿”——清华大学的“姚钱数”班(即姚期智班、钱学森力学班、数学物理基础科学班,被戏称为“摇钱树”班)。

这几个清华最难进的班,在创新人才培养上做了大量理念、机制、课程等方面的探索,不仅极大推动了清华大学的改革(如已经创立10大书院),还对全国一大批院校的人才培养产生了强烈的示范效应。

“姚钱数”班的经验,对于中小学的教育人,同样是不容忽视的。关注学生进入大学及之后的成长,能赋予我们更长远的育人眼光。

郑泉水院士不仅是钱学森力学班的创办人,他还把“钱班”的经验延伸到了中学阶段,创办了深圳零一学院。

非常值得一提的是,郑泉水院士把近二十年培养拔尖创新人才的经验进行系统而有深度的总结,写成了一部书稿,并授权《新校长》杂志首先出版其中的精华内容约8万字(内容详见《新校长》2024年第10期)。

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在这篇8万字的长文中,郑泉水教授首先讲述了自己在中学、大学等各个阶段的成长故事。这些故事本身已足以挑战、刷新很多教育人对于顶尖科学家成长轨迹的认知。之后,他还通过深圳零一学院的故事,分享了如何在中学培养拔尖创新人才的案例和构思。


我们认为,郑泉水院士把破界”与“创生”连接在一起,是创新创造能力培养一个天才般的构思,堪称中国教育又一场真正内生于本土,极具当下意义、未来价值的范式革命。从清华钱学森班到深圳零一学院,我们看到一种理想的育人生态,在一位科学家的精心匠作下逐渐趋于闭环,已经具备了在学校现场规模化落地实施的各项条件,将再一次敲响面向智能文明时代教育转型的启蒙之钟。

为了进一步和中小学教育人分享拔尖创新人才培养技巧,让我们尽可能多的天才学生免于昙花一现,能成大器,郑泉水院士11月27日将参加第十一届中国教育创新年会的开幕式,做题为“从‘白空间’到‘黑空间’,创新人才培养的中国实践”的演讲。本届年会新创设了15堂“深研课:小场域交流式课堂”(分论坛),郑泉水还将作为一堂深研课的主理人,与大家深度交流“在中小学,拔尖创新人才如何培养”。



郑泉水告诉我们,他决心创办钱学森力学班的“初衷”,源于一场震惊。

2007年,状元云集的清华大学航空航天学院,90余名本该毕业的学生中有14人未获得毕业证。很多学生进入大学不久,就开始迷茫,动力不足。一名学生曾告诉郑泉水,“我感觉整个班里可能就我一人对做学术还有些兴趣。”

“当不知道该往哪个方向发展的时候,怎么会拼命往前跑呢?”事实上,这是很多优秀学生进入大学后走向平庸的主要症结。无论学生的高考(包括学科竞赛)成绩多么优秀,并不意味着他们找到了兴趣和热爱。而缺乏热爱,恰恰是拦住大部分学生的第一道分水岭。


这一情况深深触动了郑泉水。钱班成立后,提供各种科研项目和实习机会,帮助每个学生找到其独特的激情(即感兴趣、擅长且有意义的事情或问题),鼓励他们全力以赴地追求,翻越第一道分水岭。

钱班毕恺峰同学的故事,特别能说明人有无激情的巨大差异。

毕恺峰毕业于江西省鹰潭一中,2015年全国物理竞赛金牌得主,江西省第一名,2016年进入清华大学钱班时才16岁。但他很长一段时间找不到学习的意义,不清楚自己应该朝着哪个方向努力,每天睡到日上三竿,浑浑噩噩,成了导师眼中“最迷糊,最懒”的学生,到大三快结束时,有多达三分之一的必修学分没有修完,最后被迫退出钱班。

后来,毕恺峰在去华为实习期间,遇到一个一帮博士都不敢挑战的人工智能(AI)难题,顿时被激发出了兴趣和斗志,并最终解决了这个“大问题”。几年后,他成长为华为的明星科学家,发表在《自然》(Nature)正刊上的研究成果引起了全世界的关注,因为他研发的盘古气象大模型大大提升了预测天气变化的准确性和速度。

钱班的大量案例告诉我们,真正优秀的创新人才,一般在大学甚至更早就应找到自己热爱的学术方向。

如郑泉水院士本人,虽然学的是土木工程,但坚定地爱上了力学。从大三开始,他仿照爱因斯坦追求物理统一场论的做法,去追求统一“连续介质场的力学与物理”。为了这一研究,他自学难度非常高的张量分析,被北京大学数学系郭仲衡院士评价为“中国第一个看懂了我那本《非线性弹性理论》的人”。

丘成桐是清华大学“数班”的首席教授,他找到自己学术兴趣时还在中学。他在香港培正中学读初二的时候,惊讶地发现,数学老师由五条简单的公设出发,竟然能走得那么远,证明了那么多条定理,顿时被数学之美征服。也是在初二,他便提出了自己的第一个原创问题——“给出三角形的一条边长、一角和一角平分线的长度,仅用圆规和直尺,能否把三角形画出来?”这个问题让他苦思冥想很长时间,始终没有找到解决办法。直到他在一本书里发现,这个问题是无解的,才松了一口气。



有了兴趣和热爱之后,创新人才的成长道路上便出现了更多维度的挑战。

在这方面,很多教育人有种常见的误解,认为创新如同愚公移山,只要聪明、勤奋、锲而不舍,总能修成正果。而这种误解,可能潜移默化地影响了很多学生。

事实上,真正的创新或者科学研究,如同一场狩猎,是融合了嗅觉、判断、战略、战术、取舍、平衡、时机、运气……等多种要素的综合冒险。甚至可以讲,一位优秀的科学家和一位优秀的企业家,需要的综合素质大同小异。


“单科主义”更易成功


很多中小学教师,为了学生总分考得高,经常鼓励学生“补短板”,最好能科科优秀。

这也是一个常见的创新人才成长误区,反而更容易让人走向平庸,面面俱到,却样样稀松。

郑泉水一直把爱因斯坦视为“人生导师”,他发现爱因斯坦读大学时很多课程成绩平平,以全班倒数第二毕业。但爱因斯坦最大的优势是非常专注,痴迷于当时还未进入大学课程的电动力学,所达深度超越了当时的很多教授,直至后来提出震惊世界的相对论。对其他课程,他却心不在焉,得过且过。

在钱班,鼓励扬长板,而不是补短板,盯着某个方向深挖,且称之为“单科主义”。目前,已经涌现出了胡脊梁等一批成功的“单科主义者”。

胡脊梁2013年从贵阳一中因物理竞赛保送进入钱班。他从初中开始就对科学产生了强烈的兴趣,一头扎进物理学的世界。但到了钱班后,胡脊梁却一度陷入了迷茫,找不到自己的方向,成绩在班上仅属中游。大学二年级,他听了清华大学“生命科学实验班”的首席教授施一公院士的讲座后,决定从事力学与生物学结合方向的研究,并在郑泉水的建议下,研究细胞膜。

虽然胡脊梁的综合成绩始终不突出,但他在大学期间围绕细胞膜这个研究方向自学了(没有学分)多达20门研究生课程水平的专著。在大学四年级时,胡脊梁就以第一作者在顶尖学术期刊——《美国科学院院刊》(PNAS)上发表了论文。2017年,他进入MIT攻读生物物理方向的研究生和博士后深造,又在《美国国家科学院院刊》发布了2篇论文,这在MIT也是非常罕见的。后来,他与导师合作,开辟了微生物生态学的新方向,引起了全球生物界的广泛关注。

2009年入校的本科生杨锦,是另外一个例子。他偶然看到水面上漂着一层带微小颗粒的泡泡,能许久不破,他对此感到十分好奇。在郑泉水的鼓励和指导下,他进行较全面的文献调研和较系统的实验。在上述过程中,杨锦极其兴奋地、没日没夜地进行实验、阅读、检索和建模。他的一次综合报告甚至让郑泉水产生了一种感觉:他进行该项研究半年所积累的知识和建立的能力,快赶上普通博士生2年学习后开题时的水平了。

少即是多,用以致学


很多教师生怕学生学少了,总是想多传授些知识给学生,为此,不惜拖堂,甚至挤压学生的休息时间。

其实,对创造性具有决定性影响的不是知识的量,而是对知识理解的深度以及知识经验的组织方式。只有“活”的知识才有助于学习者以新颖的方式理解和解决问题,“死”的知识反而会束缚思维。

2015年,郑泉水成功说服学校,把钱班的总学分要求从170多减少到148,把尽可能多的自主学习空间归还给学生。对充满激情的学生,鼓励学少学精,用以致学。

郑泉水发现,国内很多大学的拔尖人才项目都走过这样的误区——把学习内容搞得越来越多。


善判断、敢选择、能坚持


2021年4月,在清华大学即将迎来110周年校庆之际,杨振宁告诉青年学子:“我看过上千个博士生,有的10年以后非常成功,有的却失败了。不是因为成功的比不成功的聪明多少、努力多少,就是非常简单一句话:有人找到了正确方向,有人却走进了穷途末路,费了很多时间得不出结果。所以,我给研究生一句话:要清楚方向,选对方向!”

以郑泉水本人为例,其成功也离不开战略眼光。1987年,26岁的他在国家图书馆看到欧洲的Boehler教授提出了一个名为“空间各向同性原理”大胆猜想。郑泉水立刻意识到其中的战略价值——这个猜想可能成为在某种意义上实现“统一”连续介质场论的一个“小切口”。于是,经过7年持续而专注的努力,他以1994年发表长逾十万字的研究成果,创建起现代连续介质力学和物理的本构方程统一基础,成为该领域的世界级顶尖专家。

丘成桐在加州大学伯克利跟着数学泰斗陈省身先生读研究生时,陈省身判断“当前数学的发展,已使数论上著名的黎曼猜想变得只有一步之遥”,因此建议丘成桐把这个作为毕业论文的题目,破解这个难题。但丘成桐认为,“我对几何问题的兴趣远比对解析数论的大。研究大问题往往要花上几年时间才能取得进展,必须靠激情始能坚持下去,因此我不为黎曼猜想所动。”

丘成桐选择专攻卡拉比猜想的证明,多年锲而不舍,终于取得成功,并因此斩获国际数学界最高奖——菲尔兹奖。他特别庆幸自己当初的坚持,“我的本能反应是对的,黎曼猜想至今尚未破解。”

最高级的学是教


施一公深刻领悟到“研究方法论的培养比知识更新更重要”,于是在清华开创了“生命科学的逻辑与思维”课,专门教方法论和逻辑思维。这门课共8个单元,每个单元6节课,前3节施一公自己讲,后3节就一半让学生们讲,讲他们精读的文献,并提出批评意见。

郑泉水考大学时,由于准备的内容压偏了方向,数学只考了38分。这反而促使他进入大学后格外重视数学,不仅是班里永远的第一,还经常给求教的同学们讲解难题。老师们也纷纷发现系里出了一个天才,甚至邀请郑泉水为老师们上课。

丘成桐也有类似的经历。他15岁时,就开始给同龄人补习数学。一个小学6年级女生,数学一直不及格。比如类似鸡兔同笼的问题,学校一直教大家背诵公式,她总是学不会。丘成桐用独创的方法教她,一个月后,她就拿到了满分。

“虽然当家教老师原来是为了钱,但也有意想不到的好处。在使学生更容易了解数学的过程中,我对所教授的内容理解更深了。教数学也有满足感。”

在香港中文大学崇基学院读书时,丘成桐遇到了一位“贵人”——刚从加州大学伯克利到崇基任教的年轻数学学者斯蒂芬·萨拉夫。他用“美式风格”讲授常微分方程,鼓励学生在课堂上提问和投入讨论。这种自由奔放的教学风格,比较随性和自然,但有时也会在讲课中间碰到困难,呆立当场。“在这些场合,我就会出手相助了。如此一来,我很快便引起他的注意。有时觉得可以时,他就让我上一部分课。我也常常到他家中,帮他准备讲义,或提出不同的解题方法。”


领导力已成必需品


2017年,郑泉水非常看好“结构超滑微发电机”的前景,成立了一个项目组。当他试图说服他的博士生们加入这一研究时,却无人响应。没想到,还是一年级学生的黄轩宇极感兴趣。大三时,黄轩宇开始领导一个包括多名博士生和博士后的研究团队。2022年,由黄轩宇牵头的世界首个超级微发电机项目荣获科技部首届颠覆性技术大赛的最高奖——优胜奖。

在钱班,经常可以看到这种有趣的现象:本科生“领导”博士后。无论学历高低,学生都能根据能力和贡献获得相应的领导机会,并得到领导力方面的锻炼。

毕恺峰本科毕业三年后,已经在华为领导着一个博士研究团队。

钱班2015级学生陈一彤在大四时赴哈佛大学访学期间,研究的是领域内专家公认的难题——在体人眼角膜剪切模量测量。刚开始时,由于年级低,导师安排高年级博士生指导她。然而,仅几个月后,她已能独立攻关,提出的创新检测方法令高年级博士生叹为观止。后期,哈佛导师指派其他博士生由她专门指导,最终共同突破了这一技术。

对非常之才,不吝破格


在郑泉水本人的成长过程中,因为遇到了杨德品、黄克智等“大先生”,多次享受到“提前考试、免修、直接给予成绩”等破格待遇,深受其益。

因此,钱班对学生也经常破格。毕恺峰曾因必修学分没有修完,被迫退出钱班。但钱班并没有放弃他,为了他的成长,先后3次做出破格。2023年底,黄轩宇同学在硕博连读不到3年半后,破格获得了博士学位。

当然,深圳零一学院设立的各种有挑战的项目,也为中学生提供了一个打破年龄和学段的限制,以“破格”的方式实现超常规成长的平台。



可见,那些天才学生,进入大学后不及预期,并非不再聪明,也非不再努力,而是面对全新的成长场景,“聪明+勤奋”只是前置条件,还远远不够。

真正的创新创造者,还要有激情、懂策略、会学习、善判断、能领导、敢坚持……必要的时候,还需要一点运气。

而这些素养,不能等到了大学再去培养。作为中小学教育人,应该及时刷新创新人才的成长画像,建立对其成长规律的全阶段认知,才能避免对那些优异学生拔苗助长,“加工过度”。
来自:新校长传媒

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