本科生也能搞出大科研

尹颖尧 李鸿琳

因发现长时间不破的泡泡闯进了科学前沿的杨锦，受到清华大学校长陈吉宁在2012年清华大学秋季开学典礼上的表扬：——“小时候，大家都对五颜六色的肥皂泡充满好奇，但也会遗憾地发现这些泡泡只能维持几秒钟。但杨锦同学，上学期参加本科生研究训练计划时，用颗粒做出了一种原理上可望永久不破的泡泡，到现在，有的泡泡已维持了几个月。这个看似充满童趣的发现，可能对很多领域产生重要影响。”

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在清华大学“清华学堂人才培养计划”钱学森力学班（简称钱学森班），像这样的学生还有不少。除了对事物充满好奇心、思辨能力有深度和动手能力强外，钱学森班宽松的教学、科研环境也为他们的创新提供了土壤。

找对人

在清华大学，记者见到了负责钱学森班项目的首席教授郑泉水。2009年，清华大学以工程力学系牵头，联合航天航空、机械、土水等学院的8个系，组建钱学森班，对它定位于工科基础科学班、培养创新人才。杨锦有幸成为钱学森班的第一届学生。

郑泉水教授直言，从钱学森班创立之初，他就在寻找像杨锦这样的学生：“他们想做自己的事，有创新想法。”钱学森班的首届招生有三种形式——高考；入学后的二次招生；大一与大二期间转系。暂时高考还是钱学森班的主要生源，杨锦属于第三种。杨锦之前的专业是工业工程，“这也是个好专业，它把工程和管理结合起来。”杨锦说。但是，杨锦希望本科能学到更加扎实的自然科学，“我非常希望能够打好自然科学基础，钱学森班的资源非常丰富，所以，我迫不及待希望进入钱学森班。”远在美国加州理工学院交换学习的杨锦说，“转系申请阶段，除了成绩，钱学森班老师也很重视面试。为什么要进钱学森班？能不能适应钱学森班？以及一个学生本人的人生规划如何等等都是他们要考虑的问题。”缺乏面试环节，郑泉水教授认为这是他通过高考招收钱学森班学生的一个潜在问题，“不能一对一见面，我不知道对方是否是钱学森班创新人才培养环境的人。”而找到合适人选一直是郑泉水最关心的问题之一。

郑泉水教授眼中有不少钱学森班学生特立独行、有创意、敢于挑战，“创新，是被培养出来的。本科生完全有能力做科研创新。在互联网阶段，知识容易获取。而知识只是创新的一个载体，创新本身并不需要许多知识；但是，没有深入知识，创新很难走得更远。”郑泉水说。

郑泉水教授进一步解释。

在网络时代，保持好奇、好问和强烈的求知欲是关键，“知识不是问题，主要看能否提出好问题。我担心只对考试感兴趣的学生，他们没有创意。”郑泉水说。一个偶然的机会，杨锦看到了泡泡并留意，这个小小的动作非常关键。因为，很多学生都没有看到，“一个读了五年的博士生也不一定能提出这样的问题。从这样的小动作中能反映出学生对事情的敏感度和观察能力。”

发现了问题，有了想法并不一定能解决问题。因为，没有老师的引导，单凭学生做实验，大多数会以失败而告终，“没有引导，学生做了一个星期的实验，就做不下去了。”在实验、求证的过程中，会遇到许多坎儿，学生的知识面窄，“这里所讲的知识是活知识，是融会贯通、有深度的活知识，而不是大量的信息阶段的知识。”在这个引导过程中，学生解决问题的同时，学会了获取知识和组织知识两方面的能力。

发现新问题，解决问题，这就是创新，“何谓创新，就是新，以前没有的东西。创新往往不是推导出来对，更多靠的是想象、直觉和洞察力。通过多次发现、解决问题，这种创新能力内化成自己的一部分。”而这正是钱学森班的宗旨——通过不断研究新东西，培养学生的创新能力。当然，这样的观点是对应试教育和蜗牛式学习方法（把基础知识学习扎实再做研究）的挑战，郑泉水也承认，钱学森班的同学刚开始也接受不了这个观点，这个转变需要一段时间。

郑泉水教授也强调——钱学森班不适合所有人，“招进学生后，钱学森班也会让他们进行选择，不适合的可以自由流动。我找的学生要有挑战精神、拼搏精神和创意精神，即所谓不安分的学生，钱学森班会给这样的学生提供非常宽松的环境。我相信，国家需要越来越多这样的人才。”

配好师

“但是，像杨锦这样的学生毕竟是少数，因为，很多被多年的应试教育扼杀了。”郑泉水教授说。“按现有的评价体系，他们甚至不能生存。”郑泉水教授说。

为了让钱学森班学生发挥各自的创新能力，这就需要建立一个宽松的外部学术环境，近几年，国家越来越意识到给这批人提供宽松空间的重要性，清华学堂人才培养计划共有六个班（数学班、物理班、化学班、生物班、信息班和钱学森班），它们提供了宽松的政策，并赋予了各班首席教授相当大的自主办学权，如课程基本上都由首席教授决定。钱学森班拥有属于自己班级、由清华大学八个院系大“牛”教授们精心准备讲解的小班课程，其中“有院士、有系主任、有长江学者等等。”在课上，这些教授们会告诉钱学森班同学们各个领域最前沿的学术问题。此外，钱学森班不但请国外院士、诺贝尔奖获得者前来演讲，而且，钱学森班还特别邀请国外教授直接给钱学森班同学开课。比如，大三下学期，一位来自美国南卡罗莱那州的大学教授用两个月的时间给杨锦和他的同学们上了一门力学实验课。

钱学森班还成立了专门的导师库，大一、大二、大三和大四，杨锦和同学们每年都能有期待的老师成为导师，“钱学森班规定，大学期间鼓励每个同学至少换一名导师。”郑泉水教授说。在大一和大二，尤其是大一，通过选课指导、了解各个领域发展动态与未来的挑战，导师们帮助钱学森班的同学更加适应大学生活。大三时，杨锦和同学们都要参加SRT（学生研究训练Student Research Training），“SRT导师非常重要，帮助我们对今后具有重大突破的领域给予前瞻性认识，并非常认真地指导我们进行科研训练。”杨锦说。遇到不懂的问题时，杨锦和同学们都能找到相关领域的大牛教授。至于如何找导师，郑泉水教授鼓励钱学森班学生自己上网，在全球范围内找导师。大三选课前，杨锦和几位同学想了解热能领域的情况，他们就联系到了热能系长江学者姚强教授，“教授特别给力，跟我们足足谈了两个多小时，详细介绍了能源各个领域的现状以及今后可能遇到的挑战。”实际上，联系到其他大学的大牛专家后，他们并不一定都会理睬钱学森班的同学，这时，郑泉水教授和其他老师会出面找到导师，推荐钱学森班学生。当学习科研遇到问题，却不知道该找哪位老师时，钱学森班的导师们还会积极推荐相关领域的专家，“听这些‘大牛老师的课，并跟着他们做实验，我们都特别高兴，当然就非常积极主动。”杨锦说。

郑泉水教授强调，钱学森班同学的优秀程度起着决定作用，“当对方带过钱学森班同学，并真正尝到甜头后，就会乐意加入钱学森班导师库。”这些导师还会推荐朋友、同事认识钱学森班，加入进来，“我们通过这种扩散方式，建立起钱学森班的导师库，也就是人脉网络。”据郑泉水教授介绍，导师库已涵盖中国、美国、英国、法国等国家知名大学的几十位著名教授。

除了在清华大学与国外专家交流，每位钱学森班同学在校期间都能公费出国交流。杨锦所在的钱学森力学班共27名同学，在今年大四上学期，除了三四位由于选课原因无法出国交流的外，其他的同学都和杨锦一样，正在不同国家不同大学科研交流、做实验，“这三四位同学也有机会在以后进行出国交流。”采访杨锦时，加州理工学院仍未开学，但是，他已然投入了有趣的科研项目中，“我在这边做记忆合金项目。”在这个项目中，杨锦要从学习基本理论、设计实验仪器装置开始完成比较系统的一套实验，“实验前，我要花很长时间进行准备，比如，我的实验材料来自NASA（美国国家航空航天局）。”等到杨锦和其他26位同学返回清华大学，他们会进一步分享各自的留学经历，“这样一来，我们可以更加开拓国际学术视野。”杨锦说。