“试验田”育出“创新苗”(深度观察)(3)
2016年,清华大学本科荣誉学位项目在钱学森班首试,这个项目设置了18门“挑战性”课程,并划分为6个系列,分别是数学、自然科学、工科基础、专业与研究,以及人文、综合与贯通,一个钱学森班学生在大学前3年的每个学期里,荣誉挑战性课程只需上3门,从前4类里面选2门,从后2类里选1门。在荣誉挑战性课程之外,学生还可以根据自己的兴趣和研究方向选择结构性课程,来构建自己的知识和能力体系。就这样,钱学森班把总学分降到了148分,低于清华大学其他工科院系的学分要求。
成果——
在总学分上做“减法”的同时,在课程难度和挑战性上做足“加法”,让学生们“燃”起来,尽情释放创新能量
“在清华大学钱学森班就读是种怎样的体验?”在某网络问答平台上,这个话题曾引起过热烈的讨论。钱学森班里,在高考或竞赛中披荆斩棘的佼佼者们,似乎迎来了更大的挑战:“课程的难度设置更大、进度更快”“会有各种大作业,比如‘有限元法基础’课会让我们‘造一座桥’”……钱学森班在总学分上做“减法”的同时,在课程难度和挑战性上却做足了“加法”,让学生们“燃”起来,尽情释放创新能量。
“我教的课程叫高等微积分,但事实上我教授的是数学分析。微积分主要说的是可以这样做,而且是可行的;数学分析还要说清楚,为什么这样做是可行的。它必须是个完整的逻辑思想体系。”清华大学数学系教授郑建华编写的教程讲义内容丰富,难度也有所提升,但并没有把钱学森班的学生们“打趴下”。
“脑子转得飞快。”这是钱学森班2016级学生黄轩宇大一时学数学分析的状态。这个在高中时代拿过国际奥林匹克物理竞赛亚洲金牌的学生,上大学前就已经自学了数学分析,但一次数学作业还是要花上四五个小时,那些推演令人着迷。
“我看到了他们在艰难的学业中展现出来的智慧。”“燃”起来的学生们那些叫绝的解题方法,郑建华曾记录了满满一个笔记本。“教育的意义在于激发智慧,这个智慧不是我们教师给的,但是需要我们来点燃,我就是一根火柴。”郑建华说。
在增加课程难度的基础上,钱学森班的老师还会经常提出一些带有科研性质的问题,鼓励学生探索。黄轩宇曾在一个偶然的场合,听郑泉水聊起“超滑发电机”的设想,“高中时我电动力学学得比较好,所以听完之后,物理模型在脑海里马上就有感觉了。我觉得可以先从理论设计做起,看能不能从理论上说明‘超滑’对发电机有帮助。”就这样,黄轩宇跟郑泉水约定,每一两周汇报一次进展。
经常得到老师、学长们的指导与反馈,黄轩宇逐渐积累起信心,他自学了半导体、量子力学、固体物理、微加工、电路等课程。到了大三,因为要做一些器件的设计和加工,他又选了很多微电子系的课,还请老师们帮忙,申请到其他实验室的权限。“自己动手做,一开始没有经验,手会比较抖,有时做好了前三道工艺,到了第四步就做坏了。但从设计、版图、加工到测试,都是我自己来做,现在再碰到一个微加工的工艺,就不会有太大难度了。”黄轩宇告诉记者。
郑泉水拿出一本厚厚的论文来——《结构超滑纳米发电机》,如果不看作者署名是“黄轩宇”,很难将它和一名本科生联系起来。另一张照片里,黄轩宇正带领着五六名博士生、博士后研讨超滑发电机,大家聚精会神地讨论,当时还在读本科的黄轩宇认真地进行讲解。“他已经把超滑发电机样机做出来了,还带了一个研究组,做得比我要出色。”郑泉水的脸上洋溢着笑容。
“本科生是可以做研究的,但是需要方法论。”这在钱学森班已经成为师生们的共识。