关于培养一流人才的三个观点
我想先结合清华大学物理系的一些实践，谈谈我们对于一流人才培养的三个观点。这些观点不一定对，提出来供大家讨论。
第一个观点是，一流人才主要不是课堂教出来的。作为一个教师，作为一个学校，我们要为学生的成才精心营造一个好的环境，关键是环境。这个环境是一个广义的环境，既包括社会大环境，也包括我们学校、院系、班级以至宿舍的小环境。把环境创造好了，我们很多优秀学生相对地比较容易冒出来。
第二个观点是，一流创新人才有一些基本素质。中国优秀学生最缺的素质是好奇心、想象力和批判性思维，培养这三种素质的核心环节是培养学生从小就喜爱提问题和思辩的习惯。我们要花大力气培养学生发现问题、提出问题的能力。
第三个观点是关于因材施教的。我们对好学生的传统做法是让学生“多学一点、学深一点、早学一点”。但是，对于特别优秀的学生，到底是给他们“加负”，还是给他们“减负”提供一个更大的空间，让他们有更多的自主权去主动学习和探索？
好环境的六个要素
第一个要素，有一批出类拔萃的学生聚集在一起。集中最优秀的学生，是优良环境的基础。一流大学集中了同龄人中一些最优秀的人，优秀学生之间在大学阶段的互相激励，使他们产生了终身受益的智慧、理想、学风、品味和人格。这是一流大学之所以一流最重要的物质基础。哈佛大学和我们国内很多一流大学的优秀毕业生，他们回顾大学生活，都觉得在大学中同学之间互相讨论、互相学到的往往比向老师学到的更多。这正是优秀学生互相切磋、互相激励形成的环境所起的作用。
黄昆、张守廉、杨振宁三人是西南联大的“三剑客”。黄昆先生曾经说过，认识杨振宁与张守廉是对他一生最有影响的事，“他们两个人都是聪明过人的人。课堂上一些我认为是非常艰深的理论，他俩很快就能非常轻松地掌握。所以，在日常交谈中这些知识成为我们随时讨论的课题，科学的追求在他俩身上随时随地都有体现。因与他们交往甚密我也受到感染。”这是黄昆晚年时候，对西南联大学生生活的回忆。
第二个要素，有一批聪明的同学，关键还要有一个很好的学术氛围。杨振宁先生在回忆西南联大时写道：“对西南联大的良好学习风气的回忆总使我感动不已”，他觉得自己对物理学的偏爱是在昆明的岁月形成的。黄昆认为：“杨振宁、张守廉他们对科学不懈的追求精神不是口头上，而是要渗透到自己思想中，甚至渗透到每天的学习中，每天的生活中去。做基础研究的人，如果没有这样一种思想境界，从某种意义上讲，可以说不大像一个做基础研究的人。”我想，好的环境里面，一个好的学风是至关重要的。
老清华物理系、老西南联大物理系，有很多优良传统和光荣历史，这是我们宝贵的财富。比如，建系后1929至1938年的10年中，清华物理系一共毕业了71位本科生，1位研究生。这72位毕业生中后来出了22位中科院院士，2位美国院士。这里面很多人是中国近代科学技术的奠基人。又如，清华物理系毕业的本科生中出了9位两弹一星元勋，我们系的学生和教师到目前为止一共出了84位中国两院院士。这些都是我们创建良好学风的精神宝库，我们要利用我们的传统来帮助学风建设。
诺贝尔物理奖拉比培养的“徒子徒孙”有好几位拿了诺贝尔物理奖。拉比曾经说，“我那代的人，当时出国主要是去德国。”因为，20世纪20年代，当时世界上的物理学研究，德国是最领先的，美国是相对落后的。“然而，我们学的不完全是知识，主要是一种品味、一种风格、一种品质、一种传统。好比我们听歌剧，我们知道歌词，但我们还必须要学它的旋律。”我想在这个方面，很多有形的知识是一方面，很多无形的东西，如taste、style、quality、tradition，在教学生的时候，这些都值得我们重视。
搞好学风，教师要以身作则。要求学生不要急功近利，老师自己更不能急功近利。否则说了一百遍，被你自己的一个行动就破坏掉了。
学风建设还有一点，就是要找好领头羊。现在学生存在较强的从众效应。一群学生里面总有几个领头的。找到好的领头羊，这领头羊带领其他的羊，就会形成比较好的氛围。如果领头羊做得不太好，往往会把一批同学都引到不太好的路上去。我做系主任，做了好几年后才悟出这点来。所以2008年开始，每年新生班干部选择，我们系的正副系主任、系党委正副书记这些人都参加面试，对报名要当学生干部的人逐个面试。有的学生干部整天想搞一些形式主义的花花点子，我们就不选他做学生干部。
第三个要素，当然是要有良师，而且这些良师要十分重视和投入对学生的培养。现在跟过去比，由于学生人数增多，很难做到老师和学生一对一培养，但我们实施个性化教学，教师和学生一对几，还是有可能的。我们要尽一切可能招聘最好的老师，而且让这些老师在我们这个小环境里感到心情舒畅，让他们全心全意地投入到培养学生的工作里面去。我们要尽量让系里研究做得最好的一些老师去上课。杨振宁先生，还有我们系里的一些院士、长江学者教授、国家杰出青年科学基金获得者都给本科生上了课。此外，我觉得比较重要的，就是在课程建设上要注意给学生提供多种选择。我们通常对物理系最重要的一些课，如“普通物理”、“量子力学”等，尽可能提供多种选择让学生选。物理系一个年级大概100个学生，这几年我们系的普通物理教学，大致上每年同时开4种到5种，让物理系同学选择。这除了有利于小班上课外，还有利于学生个性化培养。除了课堂教学，我们鼓励老师课外更多地关心学生。这些年我们选择一些优秀教师，其中包括国家杰出青年科学基金获得者、长江学者，做本科生班主任。我们建立了教授值班制度，每个工作日下午都有一位教授在办公室里值班，学生有任何问题都可以来找他。我们也尝试了本科生导师制，每位导师联系8个本科学生，每个年级两个，导师有责任和义务经常关心自己联系的学生。
第四个要素，学生拥有学习的主动性和自主性。杜威在100年以前说：“学习是学生基于教师指导下的探索，而不是信息的传递”。这个观点反映了美国教育的基本哲学。我们国内很多人把学习看成学生接受教师讲授的知识，把教学看成教师传授知识的过程。学生记下老师所讲授的知识点，然后通过做习题看书复习来达到理解知识、掌握知识，这是中国传统的教学模式。而杜威认为learning is based on discovery guided by mentoring, 杜威的教育哲学强调学生在老师指导下自己重新发现从已有知识来发现未知的、从中体会发现知识的历程。这两种教学哲学各有所长，从培训学生掌握扎实的知识的角度讲，中国的教育有其优越之处，但从培养学生的创造力而言，杜威的教育思想更有优越之处。如何综合两种教育哲学，在加强学生基本理论、基本技能和基本方法培养的基础上，给学生提供较多的自主学习、自主创造和研究的空间，是值得探索的非常重要的课题。我们系1998年以来设立了一门叫Seminar的课程，就是让学生在研究中学习。我们认为Seminar这门课是学生自主学习知识和创造知识的一个结合点。我们设置Seminar课程的主要目的有三个：第一个目的是掌握所谓的“渗透式学习方式”。学习的方式有两种。一种是我们所习惯的比较系统的学习方式，一本书一本书地教，一门课一门课地上；另外一种就是所谓渗透式的学习方式。渗透式学习不是系统的学习，而是碰到一个不懂的问题时，去翻书、去找文献资料，最后把这个问题弄懂，然后再继续研究。这种渗透式的学习方式一次解决一个问题、解决一个知识点，时间长了，点慢慢成为线，最后形成面。实际上，一个人一辈子学习的主要方式就是这种渗透式学习方式。学校毕业以后在工作中自学，很少拿起一本书从第一页看到最后一页，一般都是碰到一个问题，就翻有关的几页、几十页，看完就放一边，以后碰到其他问题再去翻其他的书。这种渗透式的学习方式实际上是对一个人一生最有用的。很多同学大学毕业时水平相差不多，但过了10年、20年差别非常大。我想这跟他是否掌握这种渗透式的自学方式是很有关系的。我们的Seminar课从三年级开始。前两年学生打基础，第三年就根据自己的兴趣，选一个老师，到这个老师的研究组里去学一点东西。开始都是跟着研究生去念点文献、听报告，可能很多事情不懂或似懂非懂。然后，通过这种渗透式学习，慢慢从知之不多到知之较多。第二个目的是通过Seminar课让学生体验科研是怎么回事儿，培养对科研的兴趣。如果学生能够解决一两个问题，就会有成就感，慢慢会产生兴趣。第三个目的是通过在几个不同的课题组里轮转，学生有可能找到自己感兴趣的领域，发现适合自己发挥才能的领域。我们设计Seminar这门课程，从三年级开始，历时三个学期，每个学期三个学分。这样学生有比较多的时间自己主动地学习、主动地研究。通过这样的培训，我们一批好学生的自主学习能力以及对一些问题研究的深度大大提高了。
第五个要素是国际化视野；第六个要素是软件和硬件条件。此处不展开谈了。
培养学生的好奇心、想象力和批判性思维
第一，好奇心，是驱动人类有所发现、有所创新的一个原动力。爱因斯坦曾经说过这么一句话：“好奇心能够在正规的教育体制中到大学还没有被完全扼杀，是一个奇迹。”所以，不仅中国的教育抹杀学生的好奇心，国外的教育也是如此，可能爱因斯坦自己也深有体会。小孩子最喜欢问问题、最有好奇心；小学生要差一些；中学生更差一点；大学生上课一般很少主动提问题；到研究生阶段，往往需要老师点名要他们回答问题。好奇心的丧失是我们教育的一个悲哀。没有好奇心很难发现真正重要的问题，没有好奇心很难找到自己的兴趣所在，没有好奇心去做研究实际上是受罪。
第二，想象力，这里爱因斯坦也有一句话，他说“想象力比知识更重要”。这是因为，知识是局限于我们已经知道和理解的，而想象力覆盖整个世界，包括那些将会知道或理解的。实际上，如果要成为一个比较有创造性的人才，必须有想象力。一个人如果缺乏想象力，很难做有原创性的工作。凡是人类重大的创新，不管是学术上的还是应用上的，实际上都超出了平常的认识，都超出了现有知识的局限。艺术也许对培养想象力有特殊的作用。如何培养学生的想象力，是我们教育值得研究的一个重大课题。
第三，批判性思维，是对通常公认的结论提出疑问和思考，是科学创新的第一步。无条件地接受专家和权威的意见、接受书本的论断，是我国教育的一个弱点。“专家”这个词现在用得太滥，已经成为贬义词。当然，现在有进步，至少比我当学生的时候有进步。但是还不够，对头上有光环的权威专家讲的话我们都不要盲目相信，都要想一想是否真有道理，这实际上是批判性思维的反映。
批判性思维不是否定所有现存的一切知识。对有些论断，经过认真分析和思考，最后认为正确，就接受，并在自己的知识体系中予以定位；对有些论断，产生怀疑，经过认真研究后，认为它确实不对就否定，或者暂时没有结论，记下来存疑以待将来研究。这是我们做学问、建立自己知识体系的一个基本的出发点。
我们应该把培养批判性思维和自信心教育贯穿到学生培养的很多环节，如课堂教学、考试、研究等，这些都可以培养学生的批判性思维，帮助他们去树立自信心。比如，我在上课的时候鼓励同学发现教科书里有什么错误，包括我的讲义、我讲课中的错误，凡是指出错误被我认可以后学生都可以加分。这鼓励学生不要迷信书本、不要迷信权威、不要迷信现有的结论。再如考试，有一年固体物理期中考试我出了一道题，这道题选自我国一本著名教科书中的一段话，由一位著名的物理学家编写，但里面包含错误。我让同学指出这里面到底有哪些错误。我想，在培养学生批判思维方面，教师是可以有所作为的。
学生的自信心是非常值得珍惜的。我们重视学生在遇到挫折时的思想工作。我们一些同学考试考得不好，或者受到什么打击时，往往容易丧失自信心。这个时候我们特别要鼓励学生，并不是一门课考得不好就一无是处。其实一门课的成绩不好给学生自信心的危害，比起这门课的知识缺陷可能带来的危害，前者远远要大。周光召先生曾经指出，“善于学习和高度自信是富于创造力人才的重要品质。有成就的老年人常常过于自信而不再学习，刚开始工作的青年人则善于学习，但往往缺乏自信。而在科研工作中缺乏自信又急于求成的心态，容易形成创造性障碍。这也是热衷跟踪和模仿的重要原因之一。”我觉得光召这段话，对我们国家现有科研缺乏创新的诊断，确实打中了要害。
鼓励学生从小就“提问题”是培养学生好奇心、想象力和批判性思维这三个要素的核心环节。提问题反映出学生的好奇心；提出好的问题，反映出学生的想象力；提问题还反映出学生对现有的知识产生疑问，有助于培养学生的批判性思维。犹太民族通过从小就鼓励孩子提问题来培养学生的创造性，这是非常高明的。前不久李政道先生说过“要创新，须学问，只学答，非学问。要创新，须学问，问越透，创越新”。这24个字非常有哲理，值得我们重视。
上好小班课和讨论课，确实是一个挑战。我们有些老师认为，目前师资很紧张，小班上课需要的教师人数就多，教师的教学工作量就加大，这确实是个问题。但是必须肯定，小班上课有利于学生提问题，有利于讨论问题。最好的名师上几百人的大课，教学效果不见得对每一个人都好。我们这方面也有体会。2004年我请杨振宁先生给大一新生上“普通物理”。当时我想杨振宁是诺贝尔奖获得者，学术造诣深，他又极善于演讲，应该让尽可能多的学生受益。于是我们让杨先生上200多人的大课，也配了两个教师助手，还有一批学生助教，最后效果很好；但并不是所有学生都很满意，特别是一些英语有困难、物理基础相对差一些的新生。卢德馨教授的大学物理课也上得非常好，非常投入，也很有特色，但是200多人都上卢德馨的课，效果也不是适合所有学生。这里一方面有因材施教、因人而宜的原因，另一方面大班上课要开展讨论确实相对比较困难。怎样精心上好讨论课，有很多事情值得研究。我们系的庄鹏飞教授在“量子力学”教学上抓住讲授、讨论和练习、研究这三个环节，取得了很好的效果。他培养助教上好讨论课的经验是值得推广的。
对天资优异的学生应该怎样因材施教
我国历来重视因材施教，而我们对好学生因材施教的习惯做法是让他们“多学一点、学深一点、早学一点”。我认为，这样做并不合适最优秀的学生：越优秀的学生，越应该给他们“松绑”，给他们更多的自主空间去自主学习和研究。我国的一些一流大学，往往把必修课压得太紧，学生自主学习、自主研究能力缺乏，没有思考空间，没有时间“胡思乱想”。这方面我觉得老清华物理系叶企孙先生的教育思想，值得我们重视。叶先生的教育思想简单地可以归结成三句话：一是只授学生以基本知识；二是理论与实验并重；三是重质不重量。23位两弹一星元勋，叶先生亲自培养、教过的有10位。王淦昌是清华物理系第一届本科毕业生，他大学前3年的物理课都是叶先生一个人教的。2009年周光召先生80寿辰，中科院理论物理所让我写一篇文章，我让人去清华档案馆查了光召的成绩单。在清华大学物理系的4年里，光召学过的课有这么几个特点：第一，都是最基本的知识，四大力学中统计力学、电动力学、量子力学都没学；第二，理论和实验并重，他每个学期都要上实验课；第三，求质不求量。光召当年是公认的尖子生，但他的成绩单上多数课程80几分，有几门90多分，也有几门70几分。不如我原生想象的那么好。这说明当时教师对学生要求很严。后来光召先生参加我国原子弹研制，他解决了原子弹的一个关键问题，运用的就是热力学一个最基本的原理——最大功原理来解决的。周光召的成绩单很好地反映了叶企孙的教育思想。当然，不光是周光召一个人，也包括一大批老清华物理系的毕业学生。
我以为，叶企孙先生教育思想的三句话，精髓在于不要过分强调课程的高深和困难，不要过分强调传授知识的全面和系统，而在于满足基本要求后给学生以足够的自主学习和研究的空间。实际上，杨振宁和周光召中学根本没学过物理，李政道大学本科只学了两年，但都没有妨碍他们后来成为一个大物理学家。清华1965年入学的1600名学生只在课堂里正规学了8个月，但这中间出了7位院士，是除1952届外清华出院士人数最多的一届，这值得我们研究。固然，强调知识的系统性和全面，对于训练大多数学生是有益的，对于一些新建大学设立教学体系是有帮助的。但没有必要过于迷信知识点一个都不能少。对于优秀学生，知识结构上有一些缺陷，有些知识点没有学过，并没有什么了不得的，知识点也并不是只有通过上课才能掌握的，实际上优秀学生在需要时都可以很快地自己补上。
黄昆先生有句名言：“学习知识不是越多越好、越深越好，而是应当与自己驾驭知识能力相匹配”。黄先生是在燕京上的大学本科。他原来想考清华、考北洋大学，因为作文做得不好，都没考取。他后来反而觉得这对他是幸事，因为燕京课程比清华更浅，他有大量的时间自己去学习和研究。他的量子力学完全是他在大学三年级和四年级自学的。黄先生这句名言是他一生的体会。确实如此，创造力比较强的人，喜欢有个宽松环境，自己去学习和研究。
我们现在建立的清华学堂物理班不同于过去的尖子班，一个基本的出发点就是要给学生比较宽松的环境，给他们减负，他们的必修课经我批准可以免修，让他们有更大的空间自己主动地去学习和探索。
当然，我们在培养一流人才上还有很多问题。例如，我们学术氛围的建设；我们学生负担过重的问题没有根本解决；我们的人文素质教育存在缺陷；我们的老师对于讨论式上课这种授课方式缺乏经验；学生的自信心，跟好奇心一样，都衰减得太快了；我们一流的导师缺乏；学习有困难、缺乏兴趣的同学转专业渠道不畅通，这些都是问题。
总之，培养一流的物理学家应该是中国一流大学物理系的历史使命。我们工作的关键是要为他们的成才创造一个好的环境；对于杰出人才的培养，我们特别要重视对学生的批判性思维、想象力和好奇心的培养。我们应该综合中国和美国两种教育哲学的优点，对于优秀学生，学习应该是学生在教师指导下的探索未知世界。学习内容不是越多越好、越深越好，也不是越早越好，而是要让学生彻底理解和驾驭所学的知识，越是优秀学生，教师越要对他们松绑，让他们主动学习。最重要的是，要成才首先要成为人。
