姚期智与“姚班”十年

2015年03月03日 来源: 中国教育报 浏览次数: 0

    “清华有许多很好的学生。有一些是中国典型的好学生，每科都力 争第一，但也有一些学生希望在大学里做自己真正感兴趣的事。我希望清华的环境能让大家没有那么多压力，而是能感受到学习、研究过程中的挑战与突破，以及由 此带来的幸福感。唯有这样，我们才能培养出世界最顶尖的年轻人，不管他们将来是做学问还是去创业。”

　　能考入清华的学生，应该是人中翘楚了。清华的本科教育，理所当然也应是精英教育吧？如此推论，图灵奖获得者姚期智却并不认同。

　　2005年，姚期智辞去普林斯顿大学的终身教职，与微软亚洲研究院合作在清华开始了精英教育实验。这个计算机科学实验班，也被外界称为“姚班”。10年间，一批批拔尖创新人才真的从这里迈向世界学术舞台。

　　姚期智心目中的精英教育长啥样？

大师上课也要精心策划

　　“校内二次招生，全英文授课，全英文交流。没有国界，没有教材，没有拘束，甚至没有台上台下、课上课下的分明界限……”

　　姚期智此前“走过”许多赫赫有名的大学——哈佛大学、伊利诺伊大学、麻省理工学院、斯坦福大学、伯克利加州大学、普林斯顿大学……当他决定在清华培养世界一流的本科生时，心中想的便是那些世界一流大学课堂的画面。

　　姚期智主讲的“理论计算机科学”，是一门面向本科一年级的专业基础课。每年开课，他都会极为认真地梳理教学思路，每一节都精心策划。这门课他一 讲就是8年，直至逐渐找到合适的年轻教师才把接力棒传下去。其间他还担任“计算机入门”、“计算机应用数学”、“量子信息”等多门课的任课教师。“姚班” 学生大都在低年级聆听过姚期智的课，并在短短的一两个学期内，受其影响改变了自己的人生之路。

　　王君行，计算机科学实验班2010级本科生，本科二年级就发表了第一篇全英文学术论文。而论文的灵感，正源自姚期智课上的一次“随意发挥”。

　　当时，姚期智在课上介绍了著名的“拜占庭将军问题”，并将这与计算机系统的可靠性保障问题相联系，希望同学们提出解决方案。这些本科一年级同学 也毫不示弱，像往常一样自发组成小组展开讨论。一小节课后，姚期智请几个认为已找到答案的小组进行演示。有趣的是，每当一组演示时，其他小组就会直接指出 其中的不足和错误。

　　台上台下的讨论十分热烈，看到时机成熟，姚期智便起身准备宣布标准的解决方法。这时，一直没有说话的王君行站了起来，打断他说：“我还有一个方案！”

　　王君行走上讲台，起笔写了四五行看起来非常简单的算法。教室里突然安静下来。姚期智后来回忆说，当王君行写出那几行算法时，他思考了几分钟，突然意识到眼前的这位一年级学生真的解决了一个困扰学术界30年的问题。

　　姚期智建议王君行把自己的想法写下来。此后数月，姚期智及夫人储枫教授协助他修改论文，并就投稿期刊提出建议。2011年，王君行读大二时，这 篇论文发表在国际期刊《组合最优化学报》（Journal of Combinatorial Optimization）上。

让学生体会“挑战的幸福”

　　“在这里要上的课内容不多，但听起来解渴。”施天麟大一时选修了姚期智的课，这让平时上其他课觉得“吃不饱”的他，毅然决定转到“姚班”。

　　在解放总学分的同时，“姚班”提高了每门课的难度。有时一次课堂作业，学生就需要花二三十个小时，而且还有可能找不到理想答案。这给了许多像施天麟一样喜欢科研探索的学生充足的“挑战感”，也激励他们把有限时间投入到对知识深层的理解中，进而做出一些创新性的工作。

　　2013级本科生范浩强也对课上“不断升级”的难度记忆犹新。他们虽然只是本科低年级学生，却不像一般计算机系学生从基础编码学起，而是被“假 设”已经掌握了这些基础内容，课程更加偏重深层次的理论计算的分析和架构。这些被学生们戏称为“虐心”的课程，却也让他们欲罢不能，听起课来十分“过 瘾”。

　　范浩强把在“姚班”听课比喻为“盖大楼”。“原本预想听完一门课，自己的思维会从‘一层’升至‘五层’，这已经很刺激了，但没有想到，老师直接 从‘六层’讲起！”这种高强度的授课方式，给课上、课下都带来了不小的压力。一开始很多同学不适应，但渐渐地，他们发现自己居然可以做得到！这种“重新发 现自我”的惊喜和肯定，极大地激发了同学们的潜力，很多同学甚至不满足于课上所学，主动联系老师找选题、做研究。

　　范浩强还注意到，大家在意的不再是纯粹的考试和高分，羡慕的不是满分“学霸”，而是心中怀揣的那个高远的科研梦想——立志要做出世界最顶尖的科研成果。这也正是姚期智创立计算机科学实验班时的初衷。

　　“清华有许多很好的学生。有一些是中国典型的好学生，每科都力争第一，但也有一些学生希望在大学里做自己真正感兴趣的事。我希望清华的环境能让 大家没有那么多压力，而是能感受到学习、研究过程中的挑战与突破，以及由此带来的幸福感。唯有这样，我们才能培养出世界最顶尖的年轻人，不管他们将来是做 学问还是去创业。”姚期智说。

开放包容的国际视野

　　许多人认为，与世界一流大学相比，中国的差距主要在博士生教育；换句话说，本科生教育中国也是一流的。姚期智刚到清华时，原本也是计划构建一个培养博士生的良好机制。随后他改变了计划，萌生了精英教育要从本科生抓起的想法。

　　姚期智认为，在计算机科学领域，国内比较重视计算机工程方面的学习，要想真正有所突破，要能与世界一流的本科生教育媲美，不仅需要国际化，而且要富有挑战性。姚期智从根处解决问题的想法，得到清华校方的大力支持。

　　10年来，姚期智带领清华同行重构了计算机本科课程体系，对教学内容进行优化重组，注重理论基础，全面覆盖计算机科学前沿领域，又突出计算机科 学与物理学、数学、经济学、生物学等多学科领域的交叉。在姚期智的邀请下，图灵奖、奈望林纳奖、哥德尔奖获得者等顶尖学者、大师相继走进清华的课堂，他们 精辟的见解、严密的逻辑、深湛的哲理，以及演算和推导过程中像棋坛高手般走出的奇着、怪着，常常引得同学们屏息关注，热烈讨论。

　　施天麟2013年到麻省理工学院交流学习，他惊讶地发现，自己平时上课学习的方式，原来可以和世界一流大学“无缝衔接”。施天麟性格偏内向，但 他在“姚班”却非常享受和同学们思想交锋的过程。清华学堂的讨论间，成为施天麟们相约看书、交流的好地方。“国外的学生非常热衷于讨论问题、发表看法，很 多国内去的同学往往会比较羞涩，不过我们班的同学却不存在这个问题。”

　　不仅如此，从“姚班”走出去参与联合培养、出席国际会议和出访交流的学生，截至2014年年底已近450人次。此外还有20余名来自麻省理工学 院、伯克利加州大学等学校的学生来访，和“姚班”学生们一起学习提高。这种国际化的、开放包容的学习氛围在姚期智看来，是培养学生自信心的重要条件。

团队协作的科研文化

　　姚期智鼓励学有余力的本科生参与科研。在“姚班”，本科生从不缺乏接触科研的机会，首次接触可以从一门课开始，或是一个已知的项目。姚期智把计算机科学实验班形象地比喻为“超级百货商场”，老师们的研究工作是“商品”，学生们可以根据兴趣“选购”。

　　上文提到的王君行，大二在国际学术期刊发表科研论文后，便义无反顾地走上了科研之路。3年后，他成为全球第一个在本科阶段获得ACM计算经济学国际学术大会最佳学生论文奖的人。如今，被姚期智亲切地称为“聪明的小鬼”的他，已在卡内基梅隆大学攻读博士学位。

　　在姚期智看来，发现自己的兴趣点，对本科生来说很重要；融入到一个科研团队，感受团结协作的科研文化同样很重要。

　　而计算机学科未来的远景，恰恰孕育在它“初生”时的自然属性——交叉之中。如何在清华建立一个学科交叉、本科生参与的研究环境？在过去的几十年 里，姚期智亲眼见证了中国在世界微电子领域竞争中的“错过”，他意识到未来量子信息和量子科技将成为新的发展点，中国必须得跟上。而量子计算除了需要理论 计算机专家外，同样也需要懂量子计算的物理学家。于是，姚期智想到了段路明。

　　段路明本科毕业于中国科技大学物理系。2010年10月，段路明在密歇根大学正准备给学生上课，突然间身边的电话响了，电话那头居然是姚期智本 人。更让他没有想到的是，两个星期后，姚期智专程飞到密歇根大学与他会面。两个月后，段路明加盟清华。2014年10月，段路明研究组首次在常温固态系统 中实现了抗噪的几何量子计算，该成果是量子计算研究领域取得的重要进展，研究论文发表在国际著名期刊《自然》上。论文第一作者祖充是交叉信息研究院在读博 士生，共同完成文章的还有两名本科生。

　　“清华有很多优秀的年轻人，姚先生以他的威望为我们提供了充分的资源，这里的研究环境比许多国外的研究机构更有弹性和空间。我们感受到姚先生的信任，同时更加敬佩他对科学研究前瞻的判断和独到眼光。”段路明说。

　　截至2014年12月，“姚班”学生本科期间共发表论文110篇，其中以学生为论文通讯作者或主要完成人的共84篇。即使在国外世界一流大学，本科生也很少能在国际学术期刊发表文章，更少有学生会有完整的科研经验，但在“姚班”，几乎1/3的本科生都有“科研成就”。

　　“这里拥有最优秀的本科生和最优秀的本科教育。”图灵奖得主、美国康奈尔大学约翰•克罗夫特（John Hopcroft）教授说。