一場拔尖人才的選育實驗

    “種一棵樹最好的時間是十年前，其次就是現(xiàn)在。”

今年，由著名數(shù)學家、菲爾茨獎獲得者、清華大學丘成桐數(shù)學科學中心主任丘成桐教授發(fā)起的丘成桐中學數(shù)學獎（以下簡稱“丘獎”），已經(jīng)走過了第15個年頭。

作為一項面向全球中學生的、舍棄試卷和標準答案的創(chuàng)新類獎項，今天，丘獎已經(jīng)形成了以科學為總體框架，包含數(shù)學、物理、化學等六大學科的競賽體系，累計吸引全球2000余所學校、12000余支隊伍參與。

“讓中學生覺得學習數(shù)學是一件非常有意思的事”，這是丘成桐教授發(fā)起該獎項的初衷。15年過去了，丘獎帶來了怎樣的影響？那些在高中階段就接觸科研、領(lǐng)略大師風采的學生，后來的成長會有不同嗎？

15年探索，也許可以把丘獎當作一個觀察和反思基礎(chǔ)學科創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)的窗口。

一個數(shù)學獎項的使命

上海數(shù)學中心青年研究員韓京俊2008年時還是一名高二學生。這一年，他帶著自己的小論文《完全對稱不等式的取等判定》站上了首屆丘獎的決賽答辯臺。

這項研究起源于這位奧數(shù)“老兵”的做題思考，這么多的不等式練習題，有沒有什么相同的規(guī)律？能不能總結(jié)出一些定理？在丘獎出現(xiàn)前，盡管內(nèi)心沖動，但是韓京俊沒有開始這項“挺花時間”的研究。

當時，距離中國第一次派隊參加國際奧林匹克數(shù)學競賽已經(jīng)過去整整23年。漫長時間里，奧數(shù)似乎成了激勵中國學生學習數(shù)學的唯一存在。

2007年，對標“西屋科學獎”（現(xiàn)名為“美國天才獎”），丘成桐決定為華人中學生創(chuàng)辦一個特別的獎項，丘獎由此誕生。這是一項被稱為“有點兒另類”的比賽，沒有考試、沒有參考書目，而是要求學生提交研究論文并進行答辯。

“做科學研究總是要自己找題目。人家給一個題目來做，那就不是研究了。”丘成桐在接受采訪時對記者解釋道。

“很多創(chuàng)新比賽，重點考查的是創(chuàng)新性和實用性，像研究分子化學或者純數(shù)學的作品，并不被重視?！?016年丘獎數(shù)學獎金獎獲得者黎世倫的指導(dǎo)教師、廣東實驗中學教學處副主任伍毅東認為，從這一點看，丘獎的出現(xiàn)為高中生提供了更多元的選擇和探索基礎(chǔ)科學研究的價值導(dǎo)向。

激發(fā)中學生對數(shù)學研究的興趣和創(chuàng)新能力，是丘成桐發(fā)起這項比賽的初衷。

在國際上，“西屋科學獎”享有盛名，極大促進了美國高中生的科研熱情，獎項得主中有6位后來獲得了諾貝爾科學獎。丘成桐的兩個兒子都參加過這一比賽。從自己兒子身上，他看到這次參賽經(jīng)歷讓他們“整個人生的走法都有了改變”。

丘成桐也希望通過這一獎項，讓中學生從自己的興趣和想法出發(fā)，在老師的指導(dǎo)下，完成一些研究性工作，得到中肯的評價，與一代大師有所接觸，并由此對他們的人生選擇和道路產(chǎn)生影響。從現(xiàn)實來看，丘獎在一定程度上實現(xiàn)了這一使命。

回顧過去的15年，韓京俊認為，參加丘獎對自己有著重要意義。高三那年，他帶著對不等式更深入一層的研究，第二次參加了丘獎，并在決賽答辯中見到了他的偶像——菲爾茨獎獲得者陶哲軒，后者對他的研究評價非常積極。在大學本科階段，在深化和總結(jié)后，他出版了自己的第一本學術(shù)專著《初等不等式的證明方法》。

采訪中，首屆丘獎數(shù)學獎金獎獲得團隊的指導(dǎo)教師、浙江省溫州中學教師陳相友對記者介紹，三名獲獎?wù)咭廊粡氖轮鴶?shù)學研究工作。華東師范大學附屬第二中學學生劉臻化憑借在解析數(shù)論方面的研究，獲得了2015年丘獎數(shù)學獎金獎，后來他進入了美國杜克大學數(shù)學專業(yè)；黎世倫目前則在美國斯坦福大學攻讀數(shù)學和計算機雙學位……

很多人的命運因參賽而發(fā)生改變。

作為一項民間獎項，丘獎并不與升學掛鉤。但隨著丘獎在國際上產(chǎn)生廣泛影響，獲得丘獎被認為是海外名校的“敲門磚”。與其他同樣具有開放、非標準化特點的科創(chuàng)比賽類似，學術(shù)誠信是丘獎對學生最基本的要求。對此，組委會表示，打擊學術(shù)造假、杜絕商業(yè)化比賽輔導(dǎo)，是丘獎一直致力做的重要工作。

為了應(yīng)對學生的“拿來主義”，丘獎重視答辯面試過程中的評委提問，以此檢驗學生在研究中的實際參與情況。在第十四屆丘獎評審中，因為研究內(nèi)容過于高深，極大超越了合理水平，丘獎評委們斟酌后取消了三篇論文的參賽資格。

伍毅東也回憶道，在分賽區(qū)和總決賽答辯時，評委會用很多時間來提問。他認為，如果學生沒有非常積極和深入地參與研究，很多問題是回答不上來的，“評委能夠比較容易地看出一個學生到底是不是自己發(fā)現(xiàn)問題和解決這個問題的，因為評委的提問不僅包括研究的內(nèi)容，還包括由此延伸拓展的很多內(nèi)容”。

丘成桐強調(diào)，丘獎并不鼓勵超越學生能力的“高深”作品，也不會因此給予加分，“在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，加上一點兒原創(chuàng)性的想法就很好”。他表示，丘獎更重要的是，讓中學生了解一下研究是什么樣子，興趣是怎么培養(yǎng)出來的，輔助著學生慢慢“站起來”。

一次影響中學的探索

“如果沒有丘獎，我可能不會考慮成為一名中學教師。”憑借奧數(shù)成績被保送至北大數(shù)學學院，在北大結(jié)束本碩學習后，戴中元回到華東師范大學第二附屬中學成了一名數(shù)學教師。

戴中元很羨慕今天的高中生，他在高中階段也曾有想探究的問題，“但沒有相關(guān)平臺和環(huán)境的激勵，做研究、寫論文被認為是‘無用’的”。選擇成為一名高中教師，戴中元說他正是看中了“丘獎這一個比賽和由此帶來的平臺和環(huán)境”。

在不少學生和教師看來，丘獎意味著一種新的價值導(dǎo)向，“希望你能關(guān)注和重視數(shù)學研究這件事”。不管是丘成桐本人還是他們都認為，丘獎給中學帶來了改變。

“14年前，中國高中生基本上不懂微積分，微積分又是所有科學包括數(shù)學的基礎(chǔ)?！睂Ρ?4年來的變化，丘成桐認為，僅從丘獎的數(shù)學賽道來看，“14年來學生論文水平大幅提高，有一些甚至涉及前沿話題?！?/P>

丘成桐一直倡導(dǎo)“培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)人才應(yīng)從中學開始”，從丘獎到數(shù)學英才班再到數(shù)學領(lǐng)軍計劃，他一直踐行著這樣的培養(yǎng)理念。

“對于中學而言，最主要的壓力是高考和競賽，老師也更多關(guān)注這兩個部分?！痹谒拇ù髮W數(shù)學學院院長張偉年看來，丘獎為中學提供了“另一條路子”。

伍毅東對記者表示，對照著丘獎的標準，他在教學上更自覺地重視數(shù)學知識應(yīng)用和數(shù)學歷史背景的介紹，并引導(dǎo)學生更多地進行研究性學習。

隨著丘獎等科創(chuàng)相關(guān)賽事的發(fā)展，2009年，在常規(guī)的學科競賽班外，華東師大二附中成立了科技創(chuàng)新班，選拔有興趣的學生開展課題研究。

在戴中元成為這個科技創(chuàng)新班班主任的同年，剛?cè)胄５纳蛞淋缭趭W數(shù)班和科創(chuàng)班中選擇了后者。

“我讀的初中以競賽著稱，我當時很偏科，整個初三基本都沒上過課，不是在準備比賽就是在打比賽。”沈伊茜想要換一種生活方式，自己去找些感興趣的問題，而不是一味地刷題、備戰(zhàn)。

在那個40多人的科創(chuàng)班里，學生每周在固定的時間里讀文獻、思考自己感興趣的問題，借鑒大學的討論班形式，他們還需要定期交流自己的所學和研究進度。戴中元開設(shè)了“數(shù)學課題研究”“現(xiàn)代數(shù)學巡禮”等選修課，在這些課堂上，他向感興趣的學生介紹模糊數(shù)學、函數(shù)方程、非歐幾何等專題拓展內(nèi)容，介紹費馬大定理、黎曼猜想、堆球問題等有名的數(shù)學問題。2013年，美籍華裔數(shù)學家張益唐在孿生素數(shù)猜想上取得重大進展，戴中元也立刻把相關(guān)內(nèi)容引入了自己的課堂。

沈伊茜記得，別的老師只會念一遍的數(shù)學定理，戴中元會用若干種不同的方式做出證明?！昂芏嗬蠋熓遣粫ㄟ@個時間的，只要會用就行了，戴老師想要教給我們一些本質(zhì)的東西”。

盡管沈伊茜和同學們很喜歡這種教學方式，但家長對這個年輕的數(shù)學教師存著疑慮。相似的質(zhì)疑，作為英才計劃導(dǎo)師的張偉年也遭遇過。

2015年，四川中學生英才計劃選拔了一批學生跟著四川大學的教授，利用假期和周末，接觸和了解基礎(chǔ)科學研究。當?shù)孛襟w曾報道過部分家長對此的態(tài)度——“不為高考的學習，孩子應(yīng)該參加嗎？”

張偉年理解中學和家長的“實用主義”，但從事數(shù)學教育半輩子，他認為，的確需要通過一些嘗試讓學生實現(xiàn)從被動學習到主動探究，從“打靶場”式的課本學習到“實戰(zhàn)”，從被提問到提問，從被設(shè)計到主動設(shè)計自己的未來，甚至世界的轉(zhuǎn)變。“創(chuàng)新教育應(yīng)該越早體驗，越多人體驗”。

已經(jīng)從上海復(fù)旦附中退休的數(shù)學教師汪杰良，從上世紀90年代末就投身于數(shù)學拔尖人才的培養(yǎng)，是知名的奧數(shù)教練，也是韓京俊參加丘獎時的指導(dǎo)教師。他觀察到，參與丘獎的學生對探索某些數(shù)學的奧秘有著強烈的渴望甚至癡迷，“中學應(yīng)該關(guān)心好這些孩子的成長，很多國外的大教授都是很積極地參與中學生的參賽指導(dǎo)，我們都知道，這些學生未來一旦真正成長起來，那是了不得的”。

一場“數(shù)學有趣”的發(fā)現(xiàn)

對去年清華大學求真書院的兩次考試結(jié)果，丘成桐有些驚訝，相比于高中學生，初三學生的成績和表現(xiàn)更為亮眼。

他猜測，這可能是因為高中生通常面臨更大的學業(yè)壓力，也容易在重復(fù)學習中磨掉興趣。

丘成桐不認為自己是天才，也不認為真的存在世俗意義上的“天才”。比起尋找和培養(yǎng)“天才”，他認為“培養(yǎng)學生的興趣是第一位的”。

“我們的培養(yǎng)思路是，中學時培養(yǎng)興趣，大學時培養(yǎng)能力，到了研究生就做研究?！苯邮懿稍L時，丘成桐這樣說。

從感興趣的問題出發(fā)，丘獎推動高中生邁出研究的第一步。

學完課文《田忌賽馬》后，時為高中生的華立晨好奇，當競賽馬匹數(shù)量從3趨向無限多時，田忌和齊威王的贏輸情況會怎樣？黎世倫讀到了一則物理故事，在毛細懸浮中，所有物體都有4個平衡位置。他問自己，什么樣的曲線在每個方向上能達到平衡呢？這個題目最后變成了他的數(shù)學論文。

采訪中，記者了解到，從確立選題到研究撰寫，丘獎參賽學生的普遍投入時間在一年以上，大多數(shù)研究問題來自生活和閱讀。而圍繞研究問題的解決，他們還需要掌握很多大學階段的知識。

“沒有研究問題的興趣，沒有對數(shù)學的興趣，是很難堅持做完的?！贝髦性J為，從成長的后勁來看，這對學生具有益處。

博士階段，韓京俊有過研究上的挫敗時刻，調(diào)整到代數(shù)幾何方向后，他遲遲沒能取得一些進展。他回憶道，正是因為高中和本科期間在不等式研究上做出過一些成果，才給了自己信心，讓自己“穩(wěn)了下來”。

“與目標明確、方向已定的博士生相比，高中生充滿著豐富的可能和潛力?！弊鳛橛⒉艑?dǎo)師，張偉年不僅承擔著碩博生的培養(yǎng)工作，還要指導(dǎo)中學生探索科研工作，在他看來，激發(fā)高中生的學習興趣更為關(guān)鍵。

2016年，在張偉年指導(dǎo)下參加過丘獎的高中生小敏參加高考，“浪費”了一些分數(shù)進入四川大學數(shù)學學院，并選擇了基礎(chǔ)數(shù)學專業(yè)。

張偉年回憶，小敏的父母其實傾向于更好就業(yè)的應(yīng)用數(shù)學，“但是因為他自己已經(jīng)體驗過，并有了判斷，他的專業(yè)選擇很堅定”。

走上數(shù)學研究道路后，韓京俊發(fā)現(xiàn)，即便已經(jīng)確定了志向目標，包括自己在內(nèi)的青年學者也常常會有迷茫時刻。而在他認識的數(shù)學家中，丘成桐是少有的對數(shù)學一直堅定的人。

“基礎(chǔ)學科，關(guān)鍵是興趣。”從研究生算起，丘成桐已經(jīng)在數(shù)學的道路上走了50多年，他在自傳《我的幾何人生》里寫道：“到了今天，數(shù)學依然令我內(nèi)心激動，好像一條奔騰的河流?！?/P>

從汕頭海邊的孩子到菲爾茨獎獲得者，從他身上，可以看到由興趣支撐的努力和追求是如何支撐著一個人走得更遠的。

在丘成桐看來，重實用而非興趣的傳統(tǒng)，是發(fā)展中國基礎(chǔ)科學必須要改變的觀念。

比如，高中生以考上好大學為目標，進入大學后容易學習動力不足，或者缺少坐好“冷板凳”的定力；家長則容易以好工作和好薪酬為標準，追求待遇而不是興趣；社會則習慣以投入產(chǎn)出比看待基礎(chǔ)學科，對其缺少穩(wěn)定長期的支持。

綜合個體學習、成長和社會等復(fù)雜因素，丘成桐認為，20年應(yīng)該是檢驗丘獎成果的一個時間單位。

如此算來，還有5年左右的時間?？梢钥隙ǖ氖牵磥碓谶@剩下的時間里，中學、大學和社會還要共同完成一場育人接力，幫助“中國培養(yǎng)、世界一流”的數(shù)學家盡快“長”出來。

（北京師范大學教育學院碩士研究生張敏對本文亦有貢獻）

《中國教育報》2023年06月06日第4版