清华钱班模式底层逻辑的脑科学和心理学基础

郑泉水

我的学习和研究生涯受爱因斯坦的影响比较大，不断追寻自己内心真正感兴趣的挑战性问题，持续追究本质深入思考，连续跨界交叉。我认为，如果教育过于关注学生知识的学习，反而不能适应如今的知识大爆炸时代。有人说：“知识就像药品，对症下药才是好药，盲目多吃肯定不好。”从脑科学的角度说，大脑天然追求省力原则，学生学了很多知识，以为已经学到了东西，就不会去深入思考。传统学科式学习是一知半解，扎得不深，如同在沙滩上建房子一样，根基是散的。我做清华大学钱学森力学班（简称钱班）的初心，就是看到现在虽然教育资源比以前好得太多，学生天资聪颖，却大多内生动力不足，缺乏研究的激情。那么，能不能找到一种系统性方法，激发学生找到自己热爱和擅长的事，不浪费天赋呢？

“一心”：找到学生的激情

“一心”是钱班模式的核心。钱班不是从课程、知识点出发，而是抓住一个问题：让学生投入学习背后的内在动力到底是什么？这也是来自爱因斯坦的启发，爱因斯坦曾说：“如果给我1个小时解答一道决定我生死的问题，我会花55分钟来弄清楚这道题到底是在问什么。一旦清楚了它到底在问什么，剩下的5分钟足够解答这个问题。”那么，假如钱班只抓一件事，抓什么？结论就是帮助学生点燃内心、找到热情所在。

犹太人成功的教育启示是：帮孩子找到热情所在;尽可能找到最好的老师带他;鼓励提问，通过提问提升认知边界，追问本质，甚至提出疯狂问题;大胆、锲而不舍地去做。

提问只是开始，问对问题才能驱使人坚持做下去。爱因斯坦说，“如果你想做的事情本身不是一个疯狂的问题，那么就没什么好做的”。股神巴菲特也是犹太人，他说：“父母唯一应为孩子做的就是找到孩子的激情所在，鼓励他全力以赴地去追求、把才能发挥得淋漓尽致。但找出激情所在是一个辛苦又玄奥的过程。”这个过程确实辛苦而困难，因为学生自己往往搞不清自己想做什么。唯一的辦法是让学生多尝试。每个学生是不一样的，他的成长过程是很脆弱的，最开始的热情也是微弱的，想做的事情也比较小。钱班花了5年时间，尝试了各种办法，最后找到的路径是做研究，通过研究激发学生的热情，让学生一边做问题，一边主动、深入地学习所涉及的知识点，不断构建自己的知识架构和能力体系。

当时大家普遍认为，本科生怎么做研究呢？钱班逐渐发展出一种方法论，降低本科生做研究的门槛，不设专业限制，给予学生充分的选择空间和尝试机会。2013年起，我们逐步搭建起了一套完整的体系，叫作“进阶式研究学习体系”，使得钱班产生了一次质的飞跃。在此之前，过去四届的钱班毕业生几乎没有论文发表，这个体系实施之后，每届学生发表的论文平均数量在20篇以上。2013级的28位毕业生，共发表了31篇论文，申请了7项发明专利。到2016年，学生的动力被调动了起来。但是要让学生飞得更高，需要减负，我们把清华工科将近180个学分的教学大纲降到只有120个学分的课程内容，再加上钱班原创的将近30个学分的研究活动，总计约150个学分。

2019年钱班创办10周年时，学校问：钱班办得很好，它是一个模式吗？我们对10年实践做了整体梳理总结，学校给教育部发了一份简报，提到“钱班为大工科创新人才培养创造了一个模式”。2020年起，清华开始在校内推广钱班模式。

“三要素”：“学生—问题—导师”匹配聚变

“三要素”（学生—问题—导师）汇聚是钱班培养学生的第一性原理。前面说要抓住学生的内心，找到好的老师用心带他。但是老师为什么会用心去带他？他又不是这个老师的研究生，老师的动力从哪里来？必须要打通这个逻辑。最初我们的想法是，老师带本科生后，这个学生将来就会成为他的研究生，让老师能够提前选到自己满意的学生。

这种方式确实吸引了一批老师参与，但是从培养学生的角度看，效果并不好。后来我们找的方法论是让学生做挑战性问题，这些问题把老师的兴趣也激发了出来。老师的心理是：即使你不当我的学生我也带你，因为我自己也对这个问题感兴趣。“三要素”汇聚的背后其实是心理学机制，基于共同感兴趣的问题，老师和学生之间产生了群体心流。

这个方法论解决了一大串问题，包括学生动力、自主学习、发展方向、抓住时代机遇、个性化培养、人才出口的问题等。同时过程中体现了多个维度的素质，包括内在动力、坚毅、开放性、领导力和智慧等。

这个方法论出来之后，涌现出很多案例。钱班2013级的学生胡脊梁，目前在麻省理工学院读博士。他大一时就对细胞膜很好奇，细胞膜影响到细胞的很多方面，目前还没有一个模型可以去描述它。就是这样一个课题，胡脊梁从大一开始就满腔热情地去做实验、观察、建理论模型。为了做研究，他自学了20门研究生课程。除了本院系的实验室外，他还主动跑到生物系、化学系、甚至是北大生物学院的实验室。他的热情也点燃了清华、北大的教授，单单是清华生命学院，就有16位教授被胡脊梁吸引来给钱班上课，他们在胡脊梁身上看到了钱班学生的能力和动力。同时，胡脊梁注意到细胞的群体行为更加有挑战性，麻省理工物理系的一批生物物理教授被他提出的问题迷住了。他也由此吸引了麻省理工物理系、材料系、计算机系、机械系等院系的6位教授加入钱班，为钱班开设挑战性问题课程。钱班通过问题连接了一群导师。

人的内心都想做一些挑战性问题。但现状是博士生往往不敢研究长期问题，本科生则没有机会去做。清华大学物理系的朱邦芬院士曾表示，清华物理系学生去麻省理工诺奖级导师的办公室，一聊就是两三个小时。我认为这跟心态有关。我们处于追赶的状态，总希望导师带着最好的博士生参与，通过精兵强将集中攻关，最好短期就能取得成果。但是如果我们是面向更长周期的探索，前途充满了不确定性，反而是本科生有机会，因为他们试错成本更低。如果年轻学生有梦想，敢于追求大问题，就能够激发大导师一起研究。

钱班的另一个特色是“朋辈学习”，高年级带低年级，毕业的学长在科研和方向选择上为师弟师妹们分享资源和建议，大家共同成长。现在钱班大三的学生至少有三分之一到一半能达到清华硕士研究生的水平，而且是真正的个性化培养。因为问题是学生自己选的，他自己喜欢。我们也在不断复盘学生的案例，琢磨好的学生是怎么“冒”出来的，总结出规律就大胆推广尝试。因此，钱班的培养方案也在不断地迭代优化。

钱班资助学生在大四期间出国去全球顶尖大学研学6—9个月。这些大学的教授对钱班学生，在创造性、研究过程、合作精神、好奇心、开放性、批判性思维、克服困难的能力、团队合作等方面评价尤其高。96%的教授表示如果学生想申请继续读研究生，愿意给钱班学生offer;剩下4%中，大部分教授表示愿意，只是目前没有足够的预算。

钱班2016级的毕恺峰刚开始一直处于迷茫状态，没有找到感兴趣的方向。2019年起钱班与华为合作，解决一些挑战性问题，华为每年派几十个专家参与。毕恺峰进入华为后，热情被问题点燃，实习期间解决了一个大问题，被华为录取，半年升了两级。用问题激发学生，不仅要找准学生感兴趣的方向，而且问题难度要跟学生相匹配。问题太简单，不够刺激，无法激发;问题太难，又会让学生太焦虑，吓跑学生。

钱班的课程体系就是按照“三要素”匹配，以点燃学生为核心的逻辑梳理的。大一上一些核心基础课，同时入门了解一些创新挑战性问题。越往上规定课程越少，研究活动和自主学习的部分越高。学生要解决自己的问题，必须要主动、有选择地学，而且要学得很深，即通过进阶研究实现精深学习。知识层面只有达到很高的境界，从器（知识）、术（能力）上升到法（思维）和道（境界），才能举一反三，实现跨学科研究。

掌握一门技能，需要一万小时的刻意练习。实际上是不断用脑后，脑神经的髓鞘质就会越来越厚，最后就会达到一种状态：不知道自己已经知道了。学生最开始不知道“自己不知道”，无知无畏，大胆尝试，然后进入知道“自己不知道”的状态，驱使他精深学习，逐渐达到不知道“自己知道”，把学到的都内化成自己的知识。创造性不是来自逻辑推理，而是来自图像，把一本书变成三页纸，再变成一张图。人们都说，创新来自灵感、第六感，其实就是进入不知道自己知道的状态，比如钻研了很长时间没解决的难题，睡一觉突然迎刃而解。

五维评价：内在动力、开放性、坚毅力、智慧、领导力

“五维评价”是对学生的创新潜质进行评价。考高分，跟做研究、做创新需要的素质差别很大，甚至两者之间会存在深刻矛盾。2017年，钱班组织了一次冬令营，我们从1500个高中报名者中选了30人做项目，再通过五维测评进行面试，发现评价最高的5个人都是高二学生。因为高三一年高强度的考试训练、刷题，让学生形成了牢固的心理范式：短期激励、避免犯错，这与创新完全背道而驰。

钱班资源很好，前提是学生自己要有动力。钱班2013届和2017届都被评为清华大学本科生毕业班先进集体。通过五维测评筛选进来的学生，相比单凭高考录取的来讲，在钱班的培养体系中更如鱼得水。因此，招生做好了，后面的培养过程会事半功倍。

我们的考试体系需要考很多科目，某一科做得再好，也不可能超过满分，但一门考不好，总分就拉下来。因此，考试选拔出来的是门门优秀的A型学生。

X型人才是能够找到自己最想做的事情，全力以赴地追求，舍得放弃其他。敢于探险、敢于失败、追求长远、保持开放，适合当下知识爆炸和不确定性的时代，也是创新必备的素质。这样的学生大多有点偏才，因为人不可能对所有事情都感兴趣，一个人对某一件事特别感兴趣之后，对其他事情兴趣就淡了。X型学生往往被考试筛掉了。

基于钱班12年积累的一些好的经验和做法，我也一直在思考如何系统性地解决拔尖创新人才培养这件事。我期望用五维评价体系去筛选学生，其中内在动力占40%，开放性和坚毅力各占20%，智慧和领导力各占10%。深圳市政府很支持这种培养模式，我们携手创办了零一学院。零一学院是和现有高校一起对学生进行联合培养。学生第一年在本学校远程学习和接受指导，第二年集中到零一学院来，第三年开始自主研究，第四年就放到全球培养。之后还可以有更长周期的跟踪培养，未来可能逐渐构建从家教开始到人终身成长完整的教育体系。

我心目中理想的新“工”学，成就卓越的逻辑是什么呢？0—15岁是宽泛式学习，驱动力是把各种满足好奇心的活动作为游戏;15—35岁是精深学习，一竿子插到底，动力是对某个问题的痴迷产生的激情;35岁以上是靠使命驱动，面向社会、国家、人类的重大需求去解决重大问题，实现迁移跨界学习。

当前人类教育有一次历史性机遇。过去人类教育经历过两个范式，农耕时代是师傅带徒弟的个性化教育，工业时代实现了规模化教育，提升了人的普遍教育水平，但是人的个性被扼杀了。现在和未来的数智模式将是规模化、个性化的创新教育，这也是我们创办零一学院的使命。

我们期望探索出一种全新的教育范式，不仅限于工科，也不仅限于清华，而是可以大规模推广。在清华钱班之前，2008年我在南昌大學也做过创新教育尝试，创办了高等研究院本硕实验班，取得了很好的成果。但是，未来要实现大规模个性化必须要借助心理学、脑科学、数字化技术，从五维评价到激发学生激情再到学生和导师的匹配，未来道路还很长，需要无数人共同努力。