日前，在上海交通大學致遠學院的激光聚變物理（icf）高級專業研修課報告會上，30名物理系2022級本科生在上完一學期的研修課後，完成的14個激光聚變領域的學術報告讓數十位參會物理學家感嘆：這些本科生研究問題的深度完全不亞於博士生。
大學究竟該如何培養學生科學的思維方式？中國科學院院士、上海交通大學原校長、知名物理學家張傑教授帶領團隊，用5年時間、對5屆本科三年級學生的授課，完成了一次從理念到教學實踐的改革。
“優秀本科生是中國大學最重要、最珍貴的資源。培養拔尖創新人才，必須從本科開始就讓學生掌握系統化、融通多學科範式的思維方式。這也是全世界研究型大學都在進行的探索。”張傑說。
高難度導論課，何以激發濃厚學習興趣？
大學除了傳承人類文明，還應該培養學生的思維能力。究竟如何達成這一目標？教育界圍繞這一話題，熱議不少，實踐不多。
張傑在擔任上海交通大學校長時，也多次強調“研究型大學教學的本質不是給學生灌輸知識，也不只是教會他們思考什麼問題，而在於訓練學生正確的思維方式。”要把這一理念落入實踐，同樣知易行難。
2018年，張傑卸下所有行政職務回到教學崗位後，就開始思考如何通過教學培養本科生的科學思維方式。最終，他選擇從自己最熟悉、也最前沿的激光聚變物理教學開始，嘗試通過全新設計的激光聚變物理（icf）高級專業研修課，用一學期的課程培養學生的科學思維方式。
所謂科學思維方式，是對複雜物理問題進行簡化與近似，提煉出數學模型，然後再用數學的抽象與邏輯來解決問題。張傑解釋稱，學生掌握這樣的思維方式後可以實現從被動接受知識到主動學習、從學習到研究的轉變，他們可以高質量研讀任何課程，進入領域開展研究，且在生活中也能夠獲益。
這門課程由張傑與同為激光聚變領域最重要獎項——泰勒獎的獲得者、意大利羅馬大學的阿特澤尼（atzeni）教授共同領銜講授。最開始的“導論”由張傑講授，他一般會用一堂3學時的課講完整個激光聚變物理的最核心概念。須知，在很多大學，這是博士生的基礎課程，至少需要半學期實踐完成授課。
“導論課難度的確很高，但學生一旦突破這一關，不僅不會對高難度內容產生恐懼，反而會有繼續學習的渴望和充分的自信。”張傑進而談到，任何物理課程無論多複雜，只要讓學生掌握最核心的概念，他們都能產生對這門課的濃厚興趣，併產生深入研究學科前沿問題的願望。
理論加實踐，太多“第一次”帶來學生之變
上海交大致遠學院大三學生汪子旭和同學王瑜涵在此次報告會上的報告題目為《基於人工智能的雙錐對撞聚變實驗結果預測研究》，這個課題的研究貫穿了他們整個學期。而在上icf高級研修課前，他們的激光聚變專業知識“幾乎為零”。
第四批參加過icf高級專業研修課的學生，即2024屆本科畢業生中，已產生兩項優異本科畢業論文獎，還誕生了5篇以第一作者身份發表在國際一流期刊上的論文。
在學生看來，這門課是一門理論加實踐的課程。“上完一學期，我收穫最多的並不是具體的物理知識點，而是利用研究的思維方式解決實際問題的工作能力，以及今後解決其他科學問題的信心和能力。”汪子旭告訴記者，他們也經歷了開始時從痛苦到快樂的過程。每周雖然只上三小時課，但他和同學課後至少要花雙倍乃至三倍時間讀文獻、查資料。
這是因為這14個前沿課題幾乎都是激光聚變物理最前沿的問題，並沒有現成的參考答案，甚至連可以用來訓練ai的實驗數據都很少。課題研究階段，更需要每一個學生與搭檔非常緊密地合作，調動一切可以想到的資源，動用所有學過的、沒有學過的工具與方法。
太多的挑戰、太多的第一次，正是這些本科生一學期就能發生這麼大變化的原因。
提升學生創新思維，需要更多教師全情投入
從對激光聚變一無所知到可以進行前沿研究，甚至發表論文，這些本科生“華麗轉身”的背後，是張傑和這個20人教學團隊超長時間的全情投入。這個團隊中不僅有資深教授，還有不少青年科學家。每次開課前，張傑都會召集團隊成員研討完善授課內容，過去五年中，這樣的研討會開了19次。
張傑說，當前，社會對研究型大學提出的一大質疑是認為本科生在大學階段得到的“增值”有限。從研究型大學教育而言，“增值”應該體現在學生正確思維方式的形成以及創新能力的提升上。但這需要大學老師與同學一起，通過精心設計的路徑不斷訓練形成，而不是讓學生自己在黑箱中試錯、摸索。
從2020年開始第一輪授課至今，icf高級專業研修課如今有了一套記錄課程理念與實踐過程的完整教材，將在今年4月1日交付出版。
“經過五個輪迴的實踐，現在我可以有信心地說，我們已經摸索出了一條培養學生正確思維方式、大幅提升學生創新能力的道路。激光聚變物理只是一個載體，就物理學科而言，幾乎所有的課程都可以採用這樣的教學方法，所有學生都可以在這樣的教學方法中獲得思維方式與創新能力的提升。”張傑坦言，“我們也想通過實踐、用一次次展示，告訴其他老師，本科生的課可以這樣上。”
記者手記：大學應讓更多學生實現“增值”
從2020年張傑院士第一次為本科生講授激光聚變物理icf高級專業研修課，到今年舉辦的這次本科生學術報告會，記者一路見證了這門課程不斷完善的過程。從去年開始，參加高級課程研修班的學生中，開始有一些學生能夠在國際重要期刊上發表學術論文。
全球科技競爭的核心，實際上是人才和教育之間的競爭。圖靈獎得主、上海交通大學教授約翰・霍普克羅夫特在接受記者採訪時也說過，比較中美頂尖高校可以發現，中國大學贏在新生，美國大學贏在畢業生。這其實也就是張傑所談到的大學對學生的“增值”不夠，也意味着中國大學的本科生教育仍有很大提升空間。
但是，記者在採訪中發現，現在不少大學新生入學後的感受是“三周祛魅”，即在入學後大約三周左右的時間，就發現那些在招生宣傳上看到的名師，很少出現在本科生講台上；在各類視頻上看到的精彩授課，也很少出現在本科生課堂。大學“水課多”、老師在教學上投入少、聽老師上課還不如通過網站和人工智能自學……這是社交平台上，學生們吐槽的焦點。
當然，我們也看到，在不少高校，越來越多的知名科學家投入本科生教學，包括清華大學的朱邦芬、姚期智，復旦大學的金力、趙東元等。但從目前的情況看，推動拔尖創新人才培養，提升我們培養人才的國際競爭力，不可能也不應該僅靠少數學者的探索和付出。
近年來，中國高校無論是論文數量、質量，還是專利數、成果轉化的項目和金額都有了大幅度的增長，但如何讓更多的本科生在大學期間有更大的“增值”？如何提升學生的思維能力、科研品味？如何發掘學生的科研興趣，培養他們堅守的品質、堅定的自信？這不僅需要更多學者加入探索，更需要大學有科學的評價體系和激勵措施，在各類評價中提升本科課堂教學的比重，而不是讓科研和論文成為高等教育領域最重要的指標。
一言以蔽之：大學研究做得不好，肯定不能算一流；但如果教學搞不好，那連大學都不能算。
