2012-10-10 來源：高教司
清華大學交叉信息研究院 姚期智
對世界和中國來說，人才培養是非常重要的使命。而對大學來說，這是一個最重要的任務，因為培養人才、培養高級人才是大學最重要的基本任務。胡錦濤總書記在清華大學建校一百周年慶祝大會上指示我們，全面提高高等教育質量，必須要大力提升人才培養水準，高等教育的根本任務是人才培養。吳邦國不久前訪問清華大學時做了重要講話，他指出，一流大學應該成為匯聚優秀創新人才的重要平臺，成為培養創新人才的重要基地。所以，在中國，從最高領導人到每一位教師，大家都深切感受到培養人才是大學教師最重要的任務。關鍵在於我們要培養什麼樣的人才，怎樣培養？
精英教育：時代的訴求
對於精英教育與大眾教育的討論，我想大家都會有不同的意見。我個人感覺，在當前階段，精英班的存在是十分必要的。
中國現在非常欠缺最尖端的人才，尖端人才從大學就要培養起，但現在中國大學裡由尖端人才擔任的老師還很有限，不可能把中國每一個學校都辦成像美國的斯坦福、麻省理工或者伯克利那樣的大學。因此我們需要集中有限的資源來培養出一些精英。目前我們國家正處在最需要在經濟上轉型，需要向上走的時候，我們必須在中國經濟和科研實力真正達到世界水平之前就培養出一些最高級的年輕人才，至少要讓一部分學生達到這個水平，使他們能夠和國外競爭。做這件事情的唯一途徑，就是利用有限的尖端師資，通過開辦精英班的方式，集中力量培養少數傑出人才。
所以我覺得關於精英教育和大眾教育的選擇，需要放在時代的背景下來考量。在目前這個過渡期精英班是必要的，如果有一天我們達到了美國的水平，當中國有了十幾二十所世界一流大學的時候，這個問題可能也就會有不同的答案。
這樣的時代訴求也正是清華大學全面啟動「清華學堂人才培養計劃」的大背景。我們看一看，中國大學在改革開放30年來所取得的成效，想想30年前中國科學和國際水準相差的距離，然後看一看今天中國大學培養出來的學生的水準和研究的水準。我覺得中國大學的成就是非常可觀的，值得我們大家慶祝和感謝。這些大學在過去30年裡為中國培養了一批本科生，推動中國的經濟、社會發展到今天的水平，支持我們每年10%的經濟增長率，從這點上來講，是非常成功地完成了歷史任務。我們今天之所以還不滿足，是因為我們經濟發展到今天的程度，將來要使得中國能夠可持續發展，要能夠達到世界一流大國和強國的地位的話，不能只依靠廉價的人工成本和組織能力，更要依靠智慧財產權、高技術科技成果，爭取競爭的優勢。因此，我們必須要在拔尖人才上而不是平均水平上能夠有一個更長足的進步，使得中國的本科生畢業後，他們的水準能夠和世界上在各種科技上創新上有同樣的優勢。
路徑探索：把教育本科學生當成最重要的事業來做
本科生、研究生教育必須加強，我感到整個教育鏈和研究鏈是不能脫節的。我2004年到清華，想招收幾個研究生從事研究，但發現本科生的基礎不夠，很多應學的知識他們不知道。所以，要訓練好的研究生，必須從本科生做起，培養一流的本科生，才能培養一流的博士生和一流的研究人員。要創造良好的環境，讓學生從大學學習開始，一直到做教授，都有最好的研究環境，做一流的工作。
如何做好這幾件事呢？培養一流的博士生和創造一流的環境，這與一個國家的整體水平相關聯。想要科技發展，必須要在經濟、制度上達到相當高的整體水平，才可能培養出一流博士生。因為如果沒有一流科學家在尖端做研究，我們怎麼能希望研究生超越老師？我們的目標是能夠指導一流博士生，給研究人員一流的環境，但這需要至少10年的漫長時間。
但要培養一流本科生，沒有培養一流博士生和研究人員那麼困難。在3-5年的時間內，我們經過努力，可以讓我國院校的本科生達到世界一流水平。國家非常關注本科教育，中共中央組織部和教育部提出培養頂尖人才計劃，在中國十個大學的基礎科學領域（包括計算機科學）開展這項計劃，正是對於拔尖人才培養的支持。
我開辦計算機科學實驗班的初衷，就是希望能在本科教育方面讓中國的學生有更出色的底子，將來不管是就業還是從事更深入的學習、科研，都能夠有一個更高的起點，能和國外一流大學如斯坦福、麻省理工的畢業生競爭。這就是我開辦計算機科學實驗班的初衷。
如今這個班開辦已經7屆了，我的感覺是非常興奮的，因為不管是學生素質的提高、師資力量的增加還是課程設置的變化上，我們都取得了非常大的進步，可以說已經達到了我當初設想的目標——我們有中國最好的本科生，我們給學生的教育也達到了世界上最好的本科計算機教育的水平。
我覺得拔尖人才培養應該在任何學科都能推廣，主要是要有站在科研前端的老師，他願意把教育本科學生當成最重要的事業來做。我想，一個聰明的有教學經驗的人如果想把教育這件事做好，還是有很多的空間可以來創造一個好的教學系統的。當然並不一定像我們班這個方式，畢竟條條大路通羅馬，人的學習途徑、方向並不是唯一的。世界上很多一流的大學也常常有不同的理念，但他們都能夠教育出最好的學生。
中國現在正處於非常黃金的發展時期，國家迫切地想要推行創新教育，凡是有志向的人都有機會仔細地思考這個問題。我感覺這件事情要想做到最好，要考慮中國的國情，不能把別的地方的經驗一股腦搬過來，而是要真正想想看，綜合考慮教學資源和學生的程度等因素。創新的教育要適合這個環境，能讓所有學生發揮他們最大的潛力。譬如說在清華辦學，與在中國其他地方辦學也會有點不一樣，因為我們這裡有很多特別優秀的學生。但不管你在什麼地方，一定有一個方法，能夠創造出適合他們的環境，使學生最大程度地發揮出他們的才能。
我覺得辦教育並不是一件困難的事情，主要是需要有好的合適的人才，給他一個機會，讓他能夠專心地做這件事情。中國的前途很大一部分取決於中國培養出來的人才的素質。所以辦好教育不僅是中國頂尖大學需要考慮的問題，我希望每一個學校、每一位老師都能把人才培養當作和合作研究一樣重要的事情來做。一個學者能做的研究是有限的，但他如果能教育出千千萬萬的學生，促使他們將來對中國的經濟、科研發揮作用的話，那就比一個人的力量要大得多了。
見賢思齊：培養學生的自主創新思維
我覺得中國的大學在思維創新方面比較欠缺，這裡面有兩方面原因：
一是師資與教材的問題。一個人怎麼樣才能有創新的觀念？如果學生在學習過程中能接觸到最新的教學材料，能聽到很好的老師講授精彩的課程，那麼他所接觸到的信息和治學的態度，是會讓他感覺興奮的。所以要培養學生的創新思維，我們首先所要關注的問題就是教材是否達到國際水準，是否符合最新的學科發展形勢。另外這些教材能否讓學生很興奮，感覺有挑戰，從而想到將來要一輩子從事計算機科學研究工作。
因此我們在教學中開了很多國內計算機科學教育中沒有的課程，這些課程在國外很常見，但我剛回來的時候，國內還不存在。這類課主要有兩種。一種是基礎課。中國的計算機科學在過去過分注重工程方面，但計算機科學是門綜合科學，它有工程的方向，也有自身的科學基礎，必須這兩方面兼而有之，才能算完整的計算機科學教育。中國在計算機科學基礎教學方面，很多課程是缺失的，這就是為什麼有些中國學生出國以後要補課，因為這些課他們在中國沒學過。現在我們加強了理論課程教育，使實驗班的學生基礎比很多國外一流大學的學生還要好。
另外一種課，是現在大家最關注的一些方向，如量子計算、網際網路算法或計算生物學等，這些課讓學生能有機會較早認識當今的學術前沿，將來他們可以從事這方面的工作。這種課在國外最好的學校也有開設，但多是選修。清華學生非常優秀，他們有足夠的智慧和學習能力對這些科目進行深入了解，所以我們開了好幾門這方面的課，其實是比國外更進一步的做法。學生在學習了這些專業的、比較高級的課程以後，將來選擇自己工作方向時會有更多的選擇。
創新能力養成的第二個方面是態度培養問題。創新能力的表現不僅是做出一道解析題，搞好一次考試。本科教育的目標應是致力於培養學生在學習過程中勇於產生不同的思想，能夠針對教材裡的材料提出問題，同時敢於懷疑是不是有更好的方法來解決問題。
這種文化上的態度怎麼培養呢？很多人覺得我們的學生受到中國傳統文化的影響，要改變這樣一種不善於挑戰權威的根深蒂固的文化傳統很不容易，但我不這麼認為。
不論他所接受的文化傳統幾千年來是怎麼樣的，每一個年輕人實際上在本科階段都有很強的學習能力。如果能有一些典範，讓年輕人知道一個有創新能力的人思維方式是什麼樣的，他們如何提出一些以前沒有想過的事情，怎樣對自己的想法進行獨立自主的判斷，那麼學生很快就學會了如何創新，就好像小孩學說話一樣快。這個模仿其實就是見賢思齊，在年輕人階段是相當容易的事情。因此我們需要做的就是找到一些有創新力的年輕人或老師做學生的榜樣，讓學生知道什麼叫創新，讓他們參與創新活動，這樣學生就有機會培養出創新的態度。
在這方面我們有很優越的條件，因為我們能夠招聘到很多優秀的年輕人。這些年輕人大都是剛從國外一流大學畢業的博士生，能跟學生打成一片。由他們來給學生上課、交流，讓學生接觸到世界一流的年輕人，學生不知不覺中就會學習到他們的習慣。我們的做法就是讓大家覺得創新的人能夠得到獎賞，讓不創新的人感覺到跟創新的人不一樣，這樣久而久之產生了群體效應，每個人都有了創新的願望。過去幾年我們很好地實踐了這個理念，所以我們培養出來的學生經常能夠做一些很有意義的研究，能夠在一流的會議和期刊上發表文章。
在我自己教的課上，我也儘量讓學生感覺到什麼是創新。我覺得大學階段一個好老師並不是讓學生在最短的時間內學習最多的知識，而是要樹立一個典範，讓學生感受到做學問的樂趣，這樣他們才能夠主動地學習，主動地進行創新。我認為這才是教育的真正目的，不只是知識的傳授，而是讓人產生一種觀念：這一輩子他想做的事情就是不斷學習新知識，不斷進行思考。
經驗之談：清華學堂計算機科學實驗班
如何在計算機科學領域培養拔尖本科生？歷史上很多組織和機構都討論過這個問題。大家都了解到，培養一流人才不只一種方式。世界上好大學的培養方式並不一樣，每個學校都有特別的校風和培養理念，但他們都能夠殊途同歸，都能夠成功。因此，人才培養有不同模式。IEEE和ACM曾經多次組織大規模討論，研究人才培養問題，提出3-4個不同的可能模式，如有些學校計算機本科生的基本進度是一樣的，但是在某些不同的時刻，針對不同的現象加以疏導和培育；有些學校開始就看學生的學習傾向，是想做應用還是想做系統，還是想做理論研究，根據不同的需要設計不同的課程和進度，這些在文獻中可以查到。對任何一個教育研究者來說，我們有充分的經驗選擇和討論某種模式。如果每個學校認真做這件事，都可以有深刻的反思，選擇一種適合本校學生和特點的模式。
清華學堂計算機科學實驗班於2005年開始招生，我們採取的是一種特別的、適合清華學生的模式。要培養最先進的計算機科學人才，我們認為我國的學生仍有些問題需要解決。問題不僅是本科生缺乏本研究領域的深入理念，而是所有計算機科學優秀人才應該具備的知識，我們中國的學生有欠缺。
仔細思考國內計算機本科教育，優點是中國學生的工程能力很強，因為在計算機科學和技術方面，我國比較偏重技術層面，這和中國這個學科的歷史有關係，所以我們認為計算機學科要培養程式設計師，進各種公司，從事服務性工作。但是計算機科學在近四五十年來發展成自己的系統，有與眾不同的理論思考和實踐、研究方式，因此中國對計算機科學的研究基礎是比較欠缺的。而在國外，計算機科學與技術系在有些地方屬於管理學院，有些地方屬於工程學院，但其科學和工程兩方面的重要性是大家公認的。
第二個方面，本科生教育沿襲了從中學開始就注重知識傳遞的教學方式，這是老式的不合時宜的方式，好處是只有基本能力很強，但我們的深度思考訓練不夠。教師無論備課，講課，出習題，出考題，除了讓學生記憶基本事實和公式以外，還要培養他們必須具備自主思考的能力。一個很好的科學和工程人才，他受到過良好的教育，你問他一個問題，即使不是他的專業或本行，他必須有一定的思考能力，和你產生一個積極的對話——這是我們的教學中比較欠缺的方面。所以我在國外遇到我們的學生，他們讀研究生的時候，一方面是有些問題他們不知道，他們要多修2-3門課程，才能達到和國外學生相同的水平。另一方面，他們使用以前教育獲取的思考方式，因此在新的課程中不能適應，學起來很困難，需要相當長的適應過程。所以我們的教育必須改進。而以上這種問題和缺點，不僅涉及學生學習的問題，如果我們國家想要產生經濟上的高科技創新，能夠擁有智慧財產權，這是致命的缺點。
如何解決以上問題？我們必須明確中國、清華現有的優勢，利用我們的優勢彌補這些缺點。和其他發展中國家相比，我國有特別的優勢，我們必須要了解、運用這些優勢，不能只想著我們要像美國一樣，畢竟我們有自己的國情。我1976年到1986年在史丹福大學和加州大學伯克利分校的計算機系任教，當時普林斯頓大學的計算機系很保守，他們花費十多年的時間討論計算機科學是否能成為一個獨立的學科。一直到1985年，他們把當時的電機系分成電機系和計算機科學系，新的計算機科學系只有七八個教授，在這之前這個系完全沒有地位。1986年我過去，計算機系剛開始建。建系後，如何使其成為世界一流的計算機系？普林斯頓大學有底子，只要有人投資，領導有方，廣納賢才，大家都願意到普林斯頓。從1985年到1993年，短短幾年時間，該系就成為美國NRC 報告(調查全美大學教學研究水平的權威報告)中計算機專業的第六名。
我國的國情和美國不同。對我們來說，資源很重要，是必要條件，但這還不夠，如何吸引到人才，這才是關鍵。下面我談一談我們的理念。
第一，課程要跟上時代。學生該學的一定要學到，要能夠學到最精品的課程。對核心的觀念和知識，他們要學得非常精通，就像在數學系把微積分和線性代數真正學好一樣，這樣就會打下堅實的基礎。那些認為學得好就是能夠知道很多名詞，背很多定義的做法應該摒棄。
第二，上課的目的要能引發學生興趣。中國的學程很長，清華有18周課時，其中16周上課，2周考試。這對於傳授知識當然很好，但事實上不一定要這麼長，上課的目的是讓學生知道這門課是怎麼回事，知道本課的核心問題是什麼，為什麼這麼精彩，這麼有用，他就會主動學習，主動閱讀課外書，就會湧現出一些好的學生。完全按部就班，聽老師上課的學生絕對不會是最好的學生。作業的目的是激發好學生的想像力，而不能是體力活。中國的學生做作業做得很辛苦，很用功。較好學生和較差學生的感覺都差不多。因此不應該用大量作業佔用學生的時間。應該讓好學生學得更多，讓作業有難的、中等的、簡單的，讓最差的學生能學習到基本知識，將來也能為社會作貢獻。即使針對好的學生，他都會覺得整個作業完成得不容易，即使最好的學生，都有題做不出來，這無關緊要。
第三，培養學生要有討論的能力。我認為中國學生有這個能力。清華有些學生的膽子很大，譬如我很喜歡的一種學生，我提出問題，一個學生從課堂後面舉手，我問他是否知道如何做，他說不知道怎麼做，但走到前面就知道怎麼做了。教師要培養學生的膽量，即使不知道怎麼做，到黑板上講一講，大家討論一下，就能夠有所收穫，這就讓學生在課堂上有展示的機會和舞臺。我的課至少有一個小時給學生討論，學生很高興，有機會參與意見。這可以培養他們的合作能力。下面我舉個例子。
例如我在講大一下學期的Mathematics for Computer Science這門課時，有一年和學生討論一個問題，即拜佔庭將軍問題（The Byzantine Generals Problem）。有一個元帥和三個將軍，他們各帶一支隊伍在城邊駐紮，明早可能攻城，也可能不攻。在軍事上應講究一致，要攻一起攻，不攻就各自待命。元帥傳達命令時沒有電話，只能騎馬傳遞消息。最簡單的方法就是元帥告訴他們三個人一起攻城。但這裡有一個問題，拜佔庭帝國情況複雜，各種種族鬥爭激烈，這4人裡可能有一個是叛徒，但並不知道是哪一個，因此我們不知道他們每個人講真話還是講假話。問題就是，用何種方法傳達命令，達到以下效果：如果元帥是個好人，其他所有人都服從他的命令。如果元帥是個叛徒，所有其他人都要做同樣的事情。
這個問題是計算機系統中非常著名的問題。如果實施探月計劃，搞不清楚3個計算機中哪個壞了，使用4個計算機就可以搞定。在最精確的計算機控制中，要預防最壞的情況，只需要4個計算機即可。我上課時告訴學生有4個計算機，其中1個可能壞了，請學生討論一下如何知道哪個壞了。如果有7個計算機，有2個可能壞了，討論如何解決這個問題。學生用1個小時，討論了3個可能方案，但結果都是正確的，雖然中間錯誤很多，但討論過程很精彩。設計這個問題的人說，這是他所遇到的最複雜的問題。所以我們的學生非常優秀，我們要給他們一些問題，帶領他們解決問題。
另一個理念是給本科生提供參與研究的機會。世界上最好的本科生，在三、四年級的時候，都有研究和發表論文的經驗。國際交流很重要，我們要讓學生見到世界一流的科學家和學生，習慣於與國際一流的教授和學生交流，這樣每個人的水平都會提高。我們為該班設計18門核心課程（含可選修課程），包含最核心領域的課程，全部採用英語教學。除了核心課程，還有很多別的課程供學生選修。我們採用階梯式培養方式，前兩年著眼計算機科學基礎知識強化訓練，後兩年著眼「理論和安全」以及「系統和應用」兩大方向上的專業教育。一般工程系的第一年都是講授平臺課程，學生對計算機科學沒有新的了解，但我們要求他們畢業時具備很好的專業基礎，因此我們在第一年和第二年基本上把學校三年的課程教完，從第三年開始，讓學生有多一些的選修機會，讓他們去發現探索，是對基礎研究有興趣，還是對系統應用有興趣。他們可以選擇他們想要的核心課。三年級下學期，學生開始分組，他們和不同的老師做初步研究工作。第四年基本沒有任何課程，全部學生參加研究團隊，有些在研究所，有些在系裡，我們希望他們作些研究，寫出些論文。我們對本科生有一個培養計劃，希望有些好的本科生參加我們的研究團隊，給他們更好的培養。
拔尖人才培養：更上一層樓
從第1屆學生開始，計算機科學實驗班已經招收了7屆學生，其中4屆學生已經畢業。他們都是在信息科學和數學奧賽中富有天分的優秀學生。已畢業的107名學生中，有40%左右的學生留在清華讀研究生，50%多的學生出國留學，少數進入企業工作。我們這個培養計劃培養的學生在國際上樹立了良好品牌，本科生達到了國際水準。但我們還有很大的空間可以改進。
首先，我們的教授人數少，精品課程數量不夠。國外一個班中最好的美國學生不是我們能培養出來的，因為他們的基礎條件特別好，一個系有四五十個教授，每年開設不同的課程，本科生可以選擇自己最喜歡的課程，跟老師去學習，由老師啟發學生學習。我們沒有這種條件。所以我們要想實現人盡其才，讓最好的學生充分發揮能力，就需要更多的課程，更多的老師，承擔更多的工作。第二，我們要花心思研究基礎課。國外一個老師教基礎課，尤其是開始的入門課，要花很多時間和精力。而我們的教師覺得基礎課不是很重要，花費的心思和精力都很有限。這就制約了學生的基礎。我們的學生能力強，基礎好，十分聰明，可以自學，但自學和教師教的效果完全不同。第三，我們教師要更多地接觸和了解學生，深入了解他們的需要，和他們有精神上的溝通和交流。
總的來說，現階段我國培養和世界最頂尖一流大學具有同等競爭力的拔尖人才面臨著艱巨的任務，但前景是很樂觀的。只要有一些有志向、能夠出力的教授聯合起來，我們清華學堂計劃乃至中國整個「基礎學科拔尖學生培養試驗計劃」一定能夠實現美好的藍圖！
（責任編輯：王磊（實習））