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【转载】约翰·霍普克罗夫特:提升教育质量,培养新工科人才

信息来源:北京大学研究生教育
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/xfZMMaWaJyMtCds7DavGLQ
翻译:李艳蕊
编辑:楼雨欣、涂心如
图片:前沿计算研究中心、新工科建设办公室

 

      本文基于图灵奖获得者、北京大学访问讲席教授 John Hopcroft 于2021年北京大学新工科论坛所做的主旨演讲整理,刊载于《北大研究生教育》第1期(2022年4月)。

 

 

  约翰·霍普克罗夫特(John Edward Hopcroft)教授,理论计算机科学家,图灵奖获得者,现任美国康奈尔大学计算机科学系工程与应用数学IBM讲席教授,北京大学访问讲席教授、前沿计算研究中心主任。1961年,在美国西雅图大学获电子工程学士学位;1962、1964年,在美国斯坦福大学分别获电子工程硕士和博士学位。1987、1989、2009年,先后当选美国艺术与科学院、美国国家工程院和美国国家科学院院士;2017年,当选中国科学院外籍院士。霍普克罗夫特教授近年来致力于推进中国计算机科学人才教育发展与改革;受国务院和教育部领导邀请,屡次为中国高等教育工作献计献策。2016年,他荣获中国政府为在中国现代化建设中做出突出贡献的外国专家所颁发的最高荣誉——中国政府“友谊奖”。

 

01 人才是信息革命的驱动力

 

  我很高兴今天能在这里演讲。现在,我希望就“培养新工科人才”这个话题谈谈自己的看法。我曾经讲过,我们经历了农业革命、工业革命,如今则正身处信息革命之中——而人才正是这场信息革命的最主要驱动力。过去,强国的动力是石油、农业用地等自然资源;未来,强国的驱动力将是人才。创业需要人才,企业规模的扩张需要人才,经济增长更需要人才。在国家和城市发展中,掌握了培养人才的主动性就是掌握了巨大的发展优势,因此,我们需要将人才培养作为工作重心。

 

02 中国顶尖学府的新生更加优秀

 

  如果人才在世界范围内均匀分布,那么,中国拥有全世界五分之一的人才,而美国仅拥有4%。在美国,能提供世界一流教育的大学可能有200所,美国的人才就分散在这200所学校中;而在中国,学生们都希望考入排名靠前的大学,这意味着,北京大学等中国顶尖学府录取的新生比伯克利、斯坦福或康奈尔等大学录取的新生更加优秀。

 

  北京大学的新生质量世界一流,但毕业生质量却并非全球顶尖,这意味着大学的培养质量还需进一步提高。因此,我们的本科教育质量亟需提升。为了顺利推进新工科项目,北京大学应更加关注学生在本科阶段前三年所接受的教育,这对于培养高质量的本科人才,并为博士生培养输送高水平人选而言不可或缺。

 

03 高校应专注本科教育

 

  提高本科生教育质量极为重要,本科生教育是研究生教育的基础,是高等教育的核心。提升教育质量需从评估教学质量、改进指导方式、吸引优质教师这三方面着手。很大程度上,如果本科生教育质量不高将直接导致申请博士学位的学生能力不足。

 

04 高校评价标准亟需改变

 

  上述问题的出现,部分是由于现在的大学关注的焦点是提升国际声望。当前的国际排名评价体系主要依托于研究经费、发表论文数量等量化指标,并不包含对优质教学、培养高质量人才的奖励机制。这些问题的解决方法其实很简单——改变大学的评估标准,让教学质量进入高校评价体系。也就是说,我们需要新的大学评价标准,该标准应基于对教师教学质量的评价,而非研究经费或论文发表数量。我认为,为了评估教师的授课质量,应让教师们走进核心基础课程的课堂,并重点关注以下几个问题:授课内容能否及时更新?授课教师是否完全掌握课程内容且充满激情?是否和学生有所互动?课堂上参与互动的学生占比多少?也许,只需迈出简单的一步——告知系主任我们将对该系的教学质量进行考核,就能收获不小的成效。

 

约翰·霍普克罗夫特教授在北京大学

暑期课程“信息科学中的数学”上(2018年摄)

 

05 高校应帮助教师提高教学质量

 

  还有一点非常重要:在评估过程中,教学评估人搜集到的信息应能帮助授课教师提高教学水平。在此,我想分享一个我自己参与教学评估的故事。我评估的这堂课使用中文讲授,我一点都不懂中文,却仍能对这堂课做出一些评价。讲课的是一位非常优秀的年轻教师,课上约有30名学生,授课开始时,每位学生都很专注,一边听课一边记笔记,可30分钟以后,已经有一半的学生分神了,他们掏出了手机,思绪也不再在课堂上。这时,我开始反思这种情况的成因。我留意到,当时,这位老师在黑板上写下了一个数学公式(这部分不受语言限制,我也可以看懂),并花费了20分钟来证明。我在课后和她就我在课堂上观察到的现象进行了讨论,看是否有改进方法。我们的结论是,我们或许可以用更简单易懂的方式来描述这个公式是什么、为什么重要以及如何使用,而非简单地把公式写下来并证明。这堂课的重点不是让学生生硬地记住这个公式和证明过程,相反,我们希望告诉学生为了证明这个公式需要如何做,并提供足够丰富的细节。如此,当他们想要细致地证明这个公式时,就有能力利用这些信息自己动手。如此,这位老师就知道在她的教学中,有哪些方面也许可以有所改进。我举这个例子想要说明,北大需要设立一套帮助教师提高教学质量的机制,以实现我们的目标——成为世界顶尖大学之一。

  

06 高校应专注人才培养与基础研究

 

  中国大学的使命与美国大学不同。美国目前已有足够多的科学家和工程师,因此,政府或企业倘若遇到问题,可以通过聘请专职研究人员来解决。但是,中国培养的专业研究人员仍不充足,因而需要高校帮助政府、企业开展应用研究。美国大学的使命是培养下一代人才,学校告诉我,我需要做的是专注于我感兴趣的研究工作。中国大学的使命却包含两个方面:一是帮助政府和企业进行应用研究,二是培养下一代人才。中国政府规划聘请数千名研究人员,这些研究人员能发表大量论文,这一点当然有益,但我认为,除非负责人能够将预算的一部分专门用于人才培养,否则,我们很难借助政策支持创造出世界一流的成果。若想达成这一点,必须让政府与大学建立联系,帮助大学聘任人才,吸引那些在欧美等国顶尖学府获得博士学位的人才回到祖国。新聘人才的教学任务应与研究任务紧密结合,服务于大学培养人才的使命。总之,我们应积极探索如何借助国家政策的支持连通政府与大学,提高归国人才水平。

 

  基础型研究和应用型研究的区别也值得注意——其区别并不在于研究的“基础”与否,而在于研究者开展研究的动因。应用研究是为帮助企业或国家解决具体问题;相反地,基础研究不以具体问题为导向,而是出于研究者的专业兴趣。我认为在北大,我们不能让应用研究的使命影响人才培养的使命,也希望更多教师能从事基础研究。

 

约翰·霍普克罗夫特教授与北京大学

暑期课程学生合影(2019年摄)

 

  我们已经指出,高校的使命是培养下一代人才,那么,为什么还需聘任研究人员或鼓励教师从事基础研究呢?这是一个在高等教育界普遍存在的问题。我们的答复是,教师的职业生涯约有40年,我们希望他们能与自己的领域一起成长,而不希望他们在课堂上使用20年前的教材。同样,如果教师们能在教学的同时从事基础研究,他们就能紧随其领域的发展,更具求知欲,能为课堂注入更多灵感,也能够定期更新、调整授课内容,使之与最前沿的研究成果接轨。这样的研究型教学方式更有利于培养下一代人才。

  

07 高校应教育学生更好地生活

 

  教育的目的不仅是让学生找到一份好工作,更是要让学生更好地生活。这也意味着,有能力将人文精神融入到理工科研之中。在此,我想再次强调如何进行优质教学并且培养创新人才。优质课堂是能吸引学生参与互动的课堂,教师应在授课时强调最为重要的概念,解释前因后果,而不只是摆出事实,此外,教师也应鼓励学生充分进行自主探索。我们应该认识到,教育远不只是教给学生找工作所需的专业技能,需要做到的比这多得多。许多优秀教育者身上都有一个非常重要的标志——他们都关心学生的成长。创新始于好奇,要鼓励学生发问,给予他们探索个人兴趣的机会,鼓励他们选择自己热爱的专业,尤其是针对博士生,我们要让博士生自己选择研究方向。

  

08 重申与展望

 

  我想重申两件我希望读者在半年后还能记得的事情——正如教师在备课时,也应该思考他们希望学生在结课六个月之后还能记住些什么。这两件事情是:第一,北京大学拥有最高质量的新生,他们的水平比伯克利、斯坦福或者康奈尔大学的新生水平更高;第二,我们应该帮助教师提高教学质量,值得尝试的一种方法是,让其他教师旁听核心基础课程,并与任课教师探讨课堂情况、寻找提升讲授水平的最佳方式。简单地向教师灌输教学方法并不可行,因为每位教师都有自己的个性,强制改变授课风格也并非我们的初衷。但通过课堂情况的展示以及随后的讨论,他们或许可以总结一些改善教学质量的经验。正如在我分享的故事里,讲授科学公式的经验来源于我与任课教师的探讨,而非直接告知的结论。

 

  目前,我还没有太多机会旁听北大的更多课程,以检验我们是否可以真正因此提高教学质量,但我非常感谢获得这次机会,能在此分享我对北京大学及其教育的看法。谢谢大家!