圖靈獎得主：為什么中國頂尖學生入學贏了，畢業時卻輸了？
2023-08-02 14:50:30
作者：孫滔 王兆昱 來源： 科學網
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“我主要是一名教師”。計算機領域最高獎圖靈獎得主約翰·霍普克羅夫特（John Hopcroft）更看重自己教育家的角色。作為研究生導師，他的大部分博士生3年內就畢業了，與其密切合作的3名學生也獲得了圖靈獎。但他更愿意投身本科生教育，早在1964年，就開始給本科生講課，一直到今天。大批中國學生也受到了他的教誨。從2011年12月起，他開始給上海交通大學、北京大學等國內高校的學生上課。他在多個場合提到：在給大一新生講課時，中國頂尖大學新生比美國頂尖大學新生的素質更好，然而三四年后，美國學生在知識水平和能力上超過了中國同年級學生。還有一件事讓他感到詫異。他曾不遺余力地幫助中國高校招聘老師，然而兩年后，這些新老師都離開了。究其原因，他得到的答案是，學校的大環境只注重研究經費和論文發表數量，卻不關心教學質量。約翰·霍普克羅夫特得出結論——中國大學的教育質量出現了問題。他常常掛在嘴邊的一句話是：大學的使命是培養下一代人才，而不是搞研究；如果大學校長希望提升學校的聲譽和影響力，就需要專注于教學質量的提升。出于上述考慮，作為北京大學訪問講席教授，他和中國工程院院士、北京大學教授高文在2018年共同發起了“高校計算機專業優秀教師獎勵計劃”，旨在促進高校更加重視本科課堂教學。然而，這位2016年中國政府“友誼獎”獲得者想做得更多。2021年11月18日，在接受教育部部長懷進鵬會見時，他提出了在計算機專業領域進一步推動教學改革的打算與設想。這催生了一個新的計劃。很快在當年底，教育部高教司決定在部分高校實施計算機領域本科教育教學改革試點工作計劃（以下簡稱“101計劃”）。該計劃提出：要率先在計算機領域建設一批一流核心課程，開發一批一流核心教材，建設一支高水平核心師資團隊，建設一批核心實踐項目，探索計算機領域高質量人才培養新模式。除了美國康奈爾大學教授身份外，約翰·霍普克羅夫特同時還是北京大學前沿計算研究中心主任、上海交通大學約翰·霍普克羅夫特計算機科學中心主任和華中科技大學霍普克羅夫特計算科學研究中心主任。如今，他和妻子先在中國工作3個月，再回美國工作3個月，按這樣的節奏輪替進行。7月中旬甫一抵京，這位83歲的老人就接受了《中國科學報》專訪，他暢談了“101計劃”背后的故事和自己的教育理念。在他的辦公桌前，有一張六邊形的會客桌，每位訪客都能與他平等地坐在一起交流。
《中國科學報》：你在中國工作多年，什么是你這些工作中最重要的？是“101計劃”還是“高校計算機專業優秀教師獎勵計劃”？其中一個影響就是教學評估。我們在做中國前40所高校計算機科學的教學評估，每年評估結束后，我會寫信給這些大學的校長，告訴他們其學校排在前三分之一、中間三分之一還是后三分之一。他們應該已經意識到，對高校的評估不再是根據科研經費、論文數量和國際排名進行，而是根據教學質量。（編者注：在實際實施中，該評估是以“高校計算機專業優秀教師獎勵計劃”的形式進行的。）這40所大學的教學質量開始提高，并引起了人們的注意。現在教育部正在和我討論，將該計劃推廣開來。因為絕大多數學生沒機會進入排名前40的大學，教育部想把該計劃推廣到1500所大學的更多學科，這樣中國高校的教育質量就會有重大改進。“101計劃”主要有兩個組成部分，一個是課堂教學，一個是教案。首先是教學。為了評估教學質量，我旁聽了大量課程。我給中國教育部部長講過這么一件事：有一堂課，授課老師是一位一流教師。剛開始每個學生都很投入，認真聽課并做筆記；課講到中途，她在黑板上寫下一個數學定理，并花了20分鐘進行證明，這時有一半學生開始不再專注于聽講，而是拿出了手機。每位教師都有自己的風格，我們不應強行改變。所以我只是告訴那位老師我以上的觀察，然后問她：“你覺得該怎么做？”她說：“學生們可能不理解那個數學定理，我應該給學生一個更容易理解的直觀版本。”我繼續問她：“從現在開始的6個月中，你希望學生記住你這門課的什么內容？”她想了想說，可能不是她花了20分鐘的定理證明，而是需要理解的關鍵思想。所以“101計劃”現在的做法是，聽課老師會旁聽幾堂課，但不會告訴授課老師應該怎么做，而是就其在課堂上觀察到的情況一起討論，讓授課老師自己決定是否調整教學方式。另一個部分是教案。之前我只與中國排名前40的部分重點大學合作過，上海主管教育的副市長問我是否愿意去其他大學看看。當我訪問這些學校時，我意識到它們與重點大學有很大區別：重點大學教師的英語很流利，他們可以自己去看現在國際上大學都在教什么，獲得最先進的教學素材，但排名靠后的大學教師的英語不夠流利，你需要“喂給”他們中文版本的教學內容。因此，“101計劃”請了中國最優秀的教師來編寫中文教案，他們編出來的教案都非常棒。但其中也存在問題。以數學為例，目前我觀察到的都是在為拓撲學這樣的高階課程編寫教案。如果你想成為一名數學家，如果你在中國最頂尖的大學之一，那么這樣的教案是非常好的。但是，絕大多數來上課的學生甚至不是數學專業的，他們需要線性代數等一般水平的課程。所以我們需要將編寫出來的材料發給更多大學，讓更多人看看是否合適。如果不合適，我們應該將原始版本作為榮譽課程，同時再編寫一個普通課程版本。我們可以請一些普通大學里的高素質教師來試用這些教案，看是否適用于普通學生，因為他們知道什么樣水平的內容適合普通學生，并可以根據需要對相應內容作出適當調整。《中國科學報》：如何有效地解釋復雜而晦澀的問題？你有什么技巧或經驗嗎？對于教師來說，最重要的是，真正理解復雜的內容，并將其簡化為任何人都能聽懂的語言。不要使用高級的術語，如果你真的理解了相對論，你就可以向高中生解釋它。因此，一個好老師最重要的就是懂得如何用簡單方法解釋復雜問題。
《中國科學報》：你在多個國家都有教育工作經驗，這些經驗是否可以應用到中國？有些國家的經驗并不成功。像哥倫比亞、智利、巴西、墨西哥、沙特阿拉伯、印度等國家，政府并不覺得教育是優先事項，因此我能做的事情非常有限。我試圖改善他們的教育，雖然我能通過教課或談話來幫助一些學生和教師，但我無法幫助這些國家系統性地提高教育質量。而當我來到中國時，我發現中國非常重視教育。中國認為，未來國家的競爭力是人才，那些改善教育體系的國家將成為世界大國。當我告訴中國政府一些可以改善教育的方法時，他們就會小范圍地進行試點。大概一年后，他們會對其進行評估。如果真的有效，則會擴大范圍。他們愿意接受任何可能有用的想法，看看是否可行；如果可行，就會采納。《中國科學報》：你提到過中美頂尖高校大一新生和畢業生的比較，能否談談更多細節？首先，人才按數量均勻分布，所以中國的人才是美國的4倍，但在美國，不管你去哪所大學，都能接受良好的教育。因此，美國的人才廣泛分布在200多所大學中。而在中國，每個人都希望去排名前10的大學，所以中國頂尖大學的新生質量確實是世界一流的，比美國頂尖大學的新生質量高得多。但美國頂尖高校畢業生的質量更高，我認為這是由于美國大學的教育質量更高。事實上，我剛來中國的時候，發現有些教師根本不上課，他們只是把自己的幻燈片發給學生。現在情況不同了，如果教師不講課，就會得到差評。另一個中美差異是，美國培養了足夠的科學家和工程師來滿足國家的需求。因此，如果政府需要解決某個問題，他們只需雇用國家實驗室的人才；如果公司需要解決某個問題，他們只需雇用員工。因此，培養下一代人才是美國大學的唯一使命。中國的科學家和工程師還不夠多，所以中國大學的使命有兩個，一是培養下一代人才，另一個是幫助政府和企業開展應用研究，而第二個使命可能干擾第一個使命。《中國科學報》：你認為我們應該讓一部分教授專注于研究，而其他教授專注于教學嗎？我可以告訴你美國是怎么做的。比如在斯坦福大學有專門的應用研究機構，其職位與教職是分開的。應用研究人員會隨著機構遷出校園，他們不是教職員工，其工資不占用學校的教學經費，而是由其雇主支付。除了名字之外，研究機構與斯坦福大學沒有任何關系，它的主任也不是由斯坦福大學任命的。所以我們必須將這兩項任務分開，使它們保持獨立。但這首先需要在中國培養出足夠多的科學家和工程師，這樣才有足夠多的人來做研究。
《中國科學報》：你可以談談大模型嗎？ChatGPT會對教育產生什么影響？我不認為它會對教育產生多大影響。最重要的一點是，好的教育不在于老師有多聰明，或者他能解釋什么，而在于他是否關心學生的成功。ChatGPT可能有助于將現有任務自動化。人們應該意識到，我們正在經歷一場革命，工作崗位的數量將減少，只需很小一部分人口就能生產我們所需的全部商品和服務。當絕大多數人沒有工作時，我們將如何重組社會？我們必須讓人們對旅游、音樂、表演、體育或其他方面感興趣。這聽起來可能是一個很大的變化，但如果回顧歷史就會發現：工業革命之前，美國有95%的人口從事農業，今天則只有5%；制造業出現了新的崗位。而在今天，當制造業中的工作崗位消失并實現自動化時，你不知道未來會從事什么新工作，可能會與你的預期完全不同。《中國科學報》：中國教育部在鼓勵本科階段的科學史教學，對此你怎么看？我認為這是好事。如果你不了解過去的事情，你很可能會重蹈覆轍；了解歷史可以讓你更好地看待未來。大學教育的目的是幫助你過上幸福的生活，而不是培養你找到一份高薪工作。要擺脫過于狹隘的關注，要讓學生接觸到生活中的所有事情。《中國科學報》：中國教育部正在推動加強中小學科學教育，你對這方面有什么建議嗎？多年來，很多中國人問我是否愿意參與高中教育，我告訴他們，我對高中教育一無所知。但現在我愿意嘗試為改善高中教育提供幫助。中國的高中生花了太多時間在學習上。我在美國上高中時，早上9點上課，下午3點結束，其中有一個小時用來做作業，所以我們不帶作業回家。回家后，我父母告訴我要找點事情做，只要在6點前回家吃飯就行。晚飯后，我被告知只要在9點鐘之前回家就可以了。我有自由的時間去思考，去找其他孩子一起玩，去參加運動。如果我們把高中生解放出來，讓他們每天有五六個小時的時間思考自己想做什么，做自己想做的事，那么高中教育將得到極大的改善；另外一點是，在高考的影響下，很多高中都在訓練學生如何通過考試。如果有更多的大學能提供高質量的教育，而學生又想留在家鄉上大學，也許高考就不那么重要了。《中國科學報》：斯坦福大學和康奈爾大學都是非常優秀的大學，國際排名也很高，你認為這是什么原因？美國的大學之所以排名高，是因為從中國招收了很多高質量的博士生。我們應該教博士生如何做研究，而有些教員讓博士生幫助他們做研究，這是不合適的。博士生來大學的原因是接受教育，而不是把他們當作打工人。我的大部分博士生3年內就畢業了，因為我沒有讓他們做研究，而是教他們如何做研究。與我密切合作的3個學生獲得了圖靈獎，第4個學生獲得了僅次于諾貝爾獎的物理學獎。我認為他們之所以做得這么好，是因為我讓他們做自己感興趣的事情。如果我讓他們跟隨我的工作，他們可能不會如此成功。約翰·霍普克羅夫特：我喜歡任何想學習的人，因為我喜歡幫助那些好奇心強的人。如果有人知識淵博，自以為無所不知，又總是能得到加分，我就沒那么感興趣了。但如果有人真的想學習，并且付出了努力，那么我就會很好地付出我的時間去提供幫助。《中國科學報》：在你的人生中，你的主要角色是一名科學家還是一名教師？我主要是一名教師。我只是把科學作為我解決問題的一種方式，其中一些是為了弄清楚應該教什么，結果發現，我開發的一些應該教的東西變成了世界級的科學。這是幸運的，變革的時代就是機會遍地的時候。我是世界上第一批計算機科學家，我40多歲的時候，美國總統任命我為國家科學技術委員會委員，一般來說，人們通常要到60多歲才能得到這樣一份工作。
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