题图:清华大学教授、中国科学院院士郑泉水
写在前面:
有这样一所学院,由中国科学院院士、清华大学“钱学森力学班"首席教授郑泉水领衔,在深圳市政府支持下创建,以一种全新模式科技创新英才培养平台进入人们的视野——零一学院(筹)。
它以“清华钱班"历经十余年探索实践的拔尖创新人才培养模式为基础,以三要素(问题、天赋、教练)为核心抓手,基于“进阶研究-精深学习系统”,让学生找到充满激情的重大挑战问题,实现自主精深学习,并由全球顶尖高校或科技企业内杰出有经验的导师帮助学生破解问题。
郑泉水院士从一个小镇的孩子一路成长为清华教授、中科院院士,在攀登上力学基础领域的一个个国际巅峰后,开创了一个重要的技术领域——结构超滑技术,并开创了“清华钱班”模式。他的曲折经历告诉我们,“用内心热爱点燃梦想”,才是让一个人持续进步取得卓越的不二法门。
6月24日,一土学校创始人李一诺女士与郑泉水院士就“如果不内卷,我们的出口在哪里?”为主题进行了对谈,欢迎与两位教育专家一起寻找答案。
学习到底让谁快乐?
"我爱学习,学习使我妈快乐,我妈快乐全家快乐!"这是深圳某中学初二学生在学校运动会上喊出的口号。看上去令人捧腹,但仔细思索之后却又让人感到深深的忧伤。这句看似戏谑的话道出了很多家庭真实的困境。
“不写作业母慈子孝,一写作业鸡飞狗跳”,暂且不说这种“鸡娃”式学习让亲子关系处于高度紧张状态,就算千辛万苦鸡娃成功,考上了清华北大,又能怎么样呢?
在上大学之前,他们所有的生活就是被妈妈盯着学习,他们所有的目标都是要成为学霸,考上名校,以至于他们没有自己的热爱,没有自己的奋斗目标,没有一定要实现的愿望,也感受不到人生的意义。
许多大学生学习很勤奋,成绩很好,却是一种“没有热爱的勤奋,没有灵魂的卓越”。按照中科院院士、清华钱学森班首席教授郑泉水的话说,他们"眼里没有光"。就算他们凭借优异的GPA走上了工作或科研岗位,也很难做出真正优异的成绩。
从小的严格训练让他们只是习惯性地刷出KPI指标,却无法做出任何实质的创新突破,因为他们习惯于满足外部评价,内心已经“空心化”,对所做的事情缺乏热爱。与此同时,他们却很擅长在已知事务和短期目标下过度竞争,压倒对手,正如考前刷题那样,造成社会极度内卷。
如何用内心热爱点燃梦想?
童年时代的郑泉水是在“不读书”的文革中度过的。他常常下到宽阔的抚河沙滩上玩耍,掏出一孔孔沙桥,梦想着长大后能造出真桥走到河对岸去。带着这么一个简单的梦想,他在78年初考入江西工学院。
刚入校的郑泉水在大学同学中成绩并不起眼。他偶然间读到《爱因斯坦传》受到启发:同样成绩一般的爱因斯坦,可以做出极其伟大的科学贡献,自己为什么不能效仿爱因斯坦,也做出点什么呢?
大学时期的郑泉水教授
于是,他模仿爱因斯坦的大学学习方法,不是去追求各门功课都好,而是每个学期专注一门课,并且“一条线”:先是数学,学深且透,很快超越了所有同学;再就是物理、再就是力学,并且尝试着做研究。大三时,他发表了一篇力学论文,而当时,整个学校老师们也很少有论文发表。
受到老师们的鼓励后,郑泉水竟然立志去完成一个“不可能的任务”:仿照爱因斯坦追求统一场论的做法,去追求统一连续介质场的力学理论的统一。带着这个梦想,他仔细阅读了时任北大数学系教师的郭仲衡院士撰写的学术专著《非线性弹性理论》,并大胆给郭先生写信。郭先生给他回信说,他是国内第一个看懂他这本著作的人。
郑泉水在梦想带来的内驱力下,一步步走到学术前沿,26岁时开始从一般性的连续介质力学的理论研究,聚焦到一个关键科学问题,从此真正迈入了学术研究的大门。到1994年,他创建起了完整的张量函数表示理论,统一了连续介质非线性各向异性本构方程的不变性理论基础,成为了世界知名的力学理论家。
直面挑战,不怕失败,勇攀学术高峰
随着研究的持续深入,郑泉水逐渐从一般性学术研究上升到底层思维方式和境界的升华。他惊喜地发现研究到深处,各个学科的底层认知是相通的,迁移到交叉学科研究时可以起到事半功倍的效果。
2000年,郑泉水断然将研究方向转向当时尚未出现的“纳米力学”。经历了研究受阻、不被周围人理解以及冒险选择全新领域等一连串艰巨考验,2008年,郑泉水团队在世界上首次实验观察到了微米尺度结构超滑。2012—2013年,郑泉水团队证实了微米至厘米结构超滑的存在,标志着结构超滑技术的诞生。2019年,郑泉水和团队在深圳设立了全球第一家超滑技术研究所,致力于催生基于结构超滑技术的革命性产品。
郑泉水教授主持第二届国际超滑学术会议(2019)
时任国际摩擦学理事会主席Erdemir教授祝贺说:“通过像你们这样的专注研究和努力; 我非常希望有一天,摩擦的谜题及其对全球社会的不利影响将逐渐消失,为未来的世代拯救地球。”
进阶研究——精深学习
郑泉水的学术成功之路并非个案。创办清华钱班后,他就有心作了大量访谈调研,发现很多做出卓越成就的创新者都采用和自己类似的学习方式。通过教学实践和理论总结,他将其提炼为“进阶研究-精深学习”(APRIL:Advanced Progressive Research for Intensive Learning)。
首先,听从内心,找到属于自己的人生目标。人无论做出什么重大成就,都需要克服当下的即时满足,持续进行艰苦地投入。缺乏目标感,人就不会有任何激情和动力,这种情况下,进行长期投入是难以想象的。每个人的性格、经历、智力特征都不相同,兴趣点也会大相径庭,因此不要盲目追寻热门赛道,听从内心,找到属于自己的人生目标尤为关键。
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其次,找到目标之下的重大挑战性问题,在问题牵引下进行精深学习。通常的学习只能达到比较浅层的知识层,如果一个人的知识体系都是由这种层次的知识所构成,到头来就是一个豆腐渣工程,不仅不能应对真正的压力和挑战,甚至因为一知半解,反而有碍于创新。
要想达到更深的层次,只能是通过应用实践,将知识内化为自己的能力,解决实际的问题。更深的层次则需要能够创造性地综合已知、探索未知,解决没有遇见过的新问题。最高境界则是将各种思维能力融会贯通,返璞归真,遇到任何问题都能很快直指核心,把握本质,找出解决方案。这种不断深入,跨越知识(器)、能力(术)、思维(法)、境界(道)的持续精进的学习方式就是“精深学习”。
精深学习无需绝顶聪明(比如郭靖),绝顶聪明者(比如杨康)心思活跃,挂碍太多,常常有碍于精深学习。郑泉水曾经遇到不少这样的学生。这些同学因为能够从轻而易举获得考试高分,并从中获得嘉奖,习惯了这种浅尝辄止的学习方式,他们的潜力远远没有被挖掘,只是学了一大堆皮毛,面子上贴贴金而已,正所谓“聪明反被聪明误”。
最后是“领域迁移”。通过精深学习,不仅掌握了知识,更重要的是练就了自学方法、思维方式、品味和自信。接下来从一个已达到深度领域横向扩展到相关领域,就可以用1年的时间,抵达正常情况下需要10年才能到达的深度,正如张无忌学太极,可以“后发先至,以慢打快”。
从钱班到零一学院(筹),成就更多逐梦少年!
从2009年起,怀着破解钱学森之问的梦想,郑泉水创立“清华大学钱学森力学班”,又开启了新一轮新的征程。一手是结构超滑的前沿科学技术研究,一手是拔尖创新型人才培养。两方面都是源头和颠覆性的创新研究,都是涉及面广泛的学科交叉,甚至不能单独放在自然科学、技术科学或社会科学里,而是它们的全交叉。郑泉水的梦想是不仅要探索全新的人才培养,而且要打通产学研的隔阂,形成创新人才培养与创新技术落地相互驱动的全新机制。
经过十余年实践,郑泉水不断用自己的梦想点亮更多的逐梦少年,清华钱班涌现出一大批各具特色的优秀学生。
郑泉水教授和学生们在一起(2019)
黄轩宇——带着博士生做前沿研究的本科生
郑泉水院士构想出结构超滑技术一个具有重大应用前景的方向——微纳尺度超滑发电机,但是却找不到博士生愿意投入这个方向,因为博士生们都认为这个方向到底能不能出成果,多长时间出成果太不确定了,可能导致自己不能按期毕业。刚上大一的黄轩宇同学了解到这件事后很感兴趣,虽然当时很多基础知识尚不具备,连mathlab是什么都不知道,但是超滑发电机一下子激发了他内心的激情。他当时脑子里仿佛有个声音在对自己说,去试试吧,这可能就是属于你一生的问题。于是他以初生牛犊不怕虎的精神,勇敢地接下这个博士生都退避三舍的难题。
在目标激励下,黄轩宇作为一个本科生,不仅在较短的时间补上了所需的知识、能力和研究方法,居然从大三开始,就带领着一个有多位博士生和博士后参与的研究团队,对超滑发电机进行着持续深入的研究。
胡脊梁——让一群MIT教授惊叹的本科生
胡脊梁进入钱班的时候带着很大争议,因为他基础科目成绩并不突出,只是他具有很明显的兴趣驱动特征,对感兴趣的事情主动性很高,最后是郑泉水院士顶着压力拍板让他进来。但是胡脊梁进入钱班后整整一年,并没有找到兴趣所在,缺乏学习热情。
胡脊梁尝试了许多方向,最后发现对生物物理感兴趣,但在钱班并没有这方面的师资储备。在郑泉水的鼓励下,他大胆联系校内外多位导师。各位导师对如此积极主动的学生都很赞赏,甚至给他跟博士生相同的经费支持让他去折腾。胡脊梁找到内心所爱,又被导师们所激励,在不计算学分的情况下,自发学了二十多门研究生课程。
进到MIT读博一期间,他的活跃思维和钻研精神给MIT的导师们留下了深刻印象,MIT物理系甚至专门开了一个研讨会,讨论主题是:胡脊梁这样的学生是怎么培养出来的?紧接着,MIT物理系就有多名教授主动加入成为钱班的校外导师。
钱班像这样的例子还有很多。接收钱班学生实习的国外名校导师都对钱班学生给出了极高评价,并且几乎全都愿意接收钱班学生作为自己的研究生并给予奖学金,拒绝的几位也大都是因为暂时缺少资金支持。
华为跟钱班合作一次挑战性问题研讨后,对钱班学生也留下了深刻印象,华为创始人任正非甚至为此亲自跑一趟清华,探讨华为与钱班的持续人才培养合作。
钱班模式得到海外名校和顶尖企业的高度认可,清华大学也决定将钱班模式向全校新生推广。但是郑泉水院士感到,钱班模式如果只限于清华内还是太局限了。大量有创新潜质的少年被高考挡在清华校门之外,而创新能力和高考分数并没有必然的联系。于是就有了发起深圳零一学院的想法。
零一,不仅意涵着“从零到一创新”,也代表着人类文明从物质时代到数字(信息与智能)时代的历史性转折。零一学院的使命是探索适应数字时代的全新教育模式,彻底改变中国缺乏顶尖创新人才的面貌。
“零一学院是对现行教育体制的延伸和补充。零一学院肩负着创新人才培养、基础科学研究从‘0’到‘1’的重要任务。如果能把这个问题打通,就会把家长的心理压力降低。并非只有考上顶尖名校才能成才,我们要发掘和保护像华罗庚、钱钟书这样专注的人,自信坚定地探索未知世界!”郑泉水强调。
创新意识如同点点星火,容易熄灭,需要我们去呵护、聚拢,让创新的火苗燃烧起来。郑泉水说:“时间会让种子变成花朵,再贫瘠的土地也会有青草的影子,也会有鲜花盛开,让创新人才的苗子沿着这条路走下去,形成一个好的生态,一定会形成一个鲜花烂漫的大草原。我们要吸纳、培养创新人才,汇聚天下英才而用之,这是中国的自信,是中国未来顶尖人才选拔培养模式的重要探索。”
今年暑期,清华钱学森力学班联合深圳零一学院(筹),将于2021年7月19日在深圳坪山举办为期四周的暑校活动,面向全国选拔在科技创新方面有突出志趣与潜能的优秀本科生、高中生,在全球顶尖导师指导下开展进阶式研究与精深学习,利用全球领先的开放性科研创新平台资源,思考研究前沿科学技术的挑战性问题,帮助有志学子成长为卓越科学家,实现“从0到1”科技创新。
目前暑期学校仍在面向全国各省(区、市)品学兼优、在科技创新方面有突出才能和表现、有志于将来从事相关领域科学研究的全日制在读高中生及全日制本科在读大学生招生。
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