“这是一段苦旅,也是一份幸运,我们把握着航向,在黑夜中聆听自然的声音,在航行中感受生命的节律,抬头看看,天空中繁星璀璨。
大学是知识探究、能力建设和人格养成的场所,大学的学习应该充满自主探究世界的快乐。大学教育的目标,不是培养学生追逐功名、趋利避害,而是教会他们学会分辨和体察,探索事物的本源,在更高层面上追求自我价值的实现。”
拔尖人才培养是目前备受关注的话题。但是,如何让学生有勇气不断挑战,即使失败也毫不退缩,甚至多次跌倒也能多次爬起,是拔尖人才培养所面临的巨大挑战。
因为,即便是最好的大学里,每一名学生在学科基础和学习志趣上也都存在个性化差异,甚至有些学生进入大学后会一下子迷失方向。有的学生找不到自己的专业兴趣,有的学生学术志趣和未来理想不够坚定,有的学生自主学习、提出和解决问题的能力欠缺,有的学生与他人特别是教授沟通交流能力不足等等。大多数学生都曾经历“繁忙与艰难” “压力与痛苦” “迷茫与选择”的心路历程。
“这是一段苦旅,也是一份幸运,我们把握着航向,在黑夜中聆听自然的声音,在航行中感受生命的节律,抬头看看,天空中繁星璀璨。”这段话可说是拔尖人才成长之路的写照,这一路岂能一帆风顺,攀登科学高峰的道路是异常艰苦、迷茫、曲折。
上海交大前任校长,中科院院士张杰曾经说过:“大学的学习不应该是按部就班完成学习任务的苦旅,而应该是自主探究世界的快乐。大学是知识探究、能力建设和人格养成的场所,大学的目的,不是为了追逐功名、趋利避害,而是为了学会分辨和体察,探索事物的本源,在更高层面上追求自我价值的实现。”
激发学生的学习兴趣和对科学的原始好奇心,帮助学生在追逐科学梦想的过程中收获快乐,为学生打造自主选择、真正以学生中心的培养平台。这些看似简单,但是要做到并不容易。
勇于面对沉没成本,学生对科学的好奇和兴趣理应超越一切
好奇心是科学研究的原动力,是一切创新的源泉。法国思想家卢梭认为,“好奇心只要有很好的引导,就能成为孩子寻求知识的动力”。众多诺贝尔奖得主的经历也表明,好奇心是构成他们成功的主要内在因素。激发学生的好奇心,促进拔尖人才对科学问题的发现、探索和解决,是拔尖人才培养的关键。但是,如何做?
近年来,一些高校提出了通过灵活的科研见习制度,让学生在低年级便进入不同的实验室,接触不同的研究领域,寻找自己真正的兴趣,包括院士亲自领衔的课题组也对本科生开放,但要注意的是,一旦学生发现兴趣不符,也要让他们能够从容地申请退出。
退出乃至更换科研方向往往意味着不可控的沉没成本,也时常伴随着风险。这需要大学有开放的环境,甚至有时候需要“不计成本”。因为,是否热爱才应该是学生选择的唯一标准,以及学校支持学生的原因。唯有真正热爱,学生才能不断激发自己克服各种艰难险阻,在科研道路上不断披荆斩棘。
上海交通大学致远学院2016级计算机科学方向学生吴章昊在机器学习课程上接触到了人工智能领域,他惊叹于这种惊人的力量并深深地为之着迷。大二结束的夏天,他加入了俞凯教授的智能语音实验室,开始了声纹识别研究,短短半年,他就在该领域顶级会议上发表论文,并受邀在大会上做口头报告。
然而在探索中,他渐渐发现,相较于人工智能的应用研究,底层的基础工作他更感兴趣。于是,他迅速调转方向,开始人工智能云端预测的研究,又在机器学习领域顶级会议上发表了关于加速自然语言处理神经网络的研究。
然而,时日不多,吴章昊发现密码学也非他的兴趣所在,高效神经网络却使他兴奋不已,他再一次转向,从头学习自然语言处理,渴望让人工智能高效地在智能设备上理解人类语言。短短半年,他的研究成果产生了两篇论文并再次发表于人工智能顶级会议。短短三年,他换了三次方向,这固然有他的坚定追求,也需要学校和学院以及导师的支持。任何理由都不应该成为阻挡学生追求自己研究兴趣的障碍。
给学生创设空间鼓励学科交叉,才可能激发创新思维
当前世界局势下,人类发展和国家振兴都面临诸多挑战,而问题的解决很大程度取决于如何应对科技革命的挑战:各种新兴技术出人意料地集中突破,发展速度呈现指数级增长,并在发展的过程中相互促进不断融合。
那么,我们要教给学生什么?怎么教?
未来的创新人才必须打破只会用因果关系去分析规律、创造知识的思维方式。我们需要培养学生能从海量、多维、完备的大数据信息里发掘关联关系、创造新知识。
这需要我们的老师不仅有这样的意识,还得在实践中传递给学生。大一新生刚入学时,明星教师陈克应就告诉大家“其他学科的思想和方法可能会给你所研究的项目带来启发”。2015级致远工科荣誉计划、钱学森班机械工程专业学生苟铭浩把这句话听进去了。
他积极参与各种交叉荣誉实验,从污水处理到脑电测试,从智能小车到电路设计。丰富多彩的实验给他带来了无穷的乐趣,也大大拓展了他的视野。
从大二开始,苟铭浩在朱向阳教授的生机电一体化实验室开始进行有关机器人的科研。在这一过程中,他逐渐接触到人工智能与计算机视觉,并对其产生了浓厚的兴趣,于是他修读了计算机应用二专,从数据结构到计算机组成,从操作系统到计算机网络。这些课程让他越来越热爱这个领域,“最让我着迷的就是计算机网络和计算机组成课程中那些巧妙的设计。网络协议和计算机硬件的设计者通过不断探索,不断总结一次又一次地将网络性能和计算机硬件性能进行提升。这些一连串的努力让我感到了人类智慧的力量”。
因为交叉,他将学到的算法相关知识运用在惯性传感器数据的处理之中;将计算机网络中通信的知识用于处理单片机与传感器的通信,成功解决了科研项目中遇到的问题,毕业前便以第一作者申请国家发明专利两项,并发表国际会议论文一篇。
宽容才能发掘学生的无限潜能,最大限度激发他们的好奇心
好奇心强、勤奋、探索、独立是拔尖人才的主要特征,他们一般在知识、能力、人格和综合素质等方面都能达到很高水平。因此,“好奇心驱动”的拔尖人才培养就是激发学生的成就动机,使学生的好奇心转化为积极的学习和探索行为,但是,这需要宽容的氛围。
2015级工科荣誉计划学生项冲大二时加入网络安全与隐私保护实验室(NSEC Lab),一进入实验室,朱浩瑾教授就告诉他,要保持独特性,要通过自己独特的视角去观察生活,以独特的方式去改变世界。因此,每当研究项目碰到困难时,项冲总是尝试提出自己天马行空的想法。即便有时候看似不太可行,朱浩瑾也会鼓励他去试试。因此,项冲散步、吃饭、睡觉的时候都会因为突然产生的新想法而匆匆地打开电脑验证。多少次,他的想法都被证明无效,但是宽容的氛围,让他从未气馁,下一秒,新的想法又诞生了。提出设想、验证失败、再次提出设想,如此循环往复。选择一条独特的科研路,必然会面临失败的风险,唯有坚持才能突破万难,走向成功。2019年,他以第一作者身份撰写的论文被IEEE CVPR接收。这是第一篇研究三维点云数据的对抗性样本生成算法的论文,填补了对抗性机器学习在三维视觉的研究空白。
2014级工科荣誉计划学生吴峥在大二时突然萌生出暂停学业专心科研的想法,但可能延迟毕业又让他倍感焦虑和犹豫。老师在和他进行了深入沟通后,鼓励他遵从内心的想法,为他量身调整了培养计划和后续课程安排。
那一年里,他心无旁骛地先后在多伦多大学、麻省理工学院的实验室里进行人工智能领域的深入探索。本科期间,他有3篇论文发表于世界顶级会议和期刊,其中一项研究成果发表于《Science》子刊《Science Robotics》,并被MIT News、BBC、CNN、Wired等多家国外媒体报导。一年的“脱学科研”,加深了他对于人工智能这个领域的热爱以及攻读博士的决心,如今他正在加州大学伯克利分校攻读博士学位。
人才培养是一场马拉松,每一个学术共同体都需要最大程度地为学生的学术发展创造条件,帮助学生找到他们人生的事业,让学生每天都能体会到被梦想叫醒的幸福,实现人生最大的快乐,这正是人才培养的根本追求。
作者:吴晓玲(作者为上海交通大学致远学院青年教师)
图片:视觉中国
编辑:王星
责任编辑:唐闻佳
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