论文部分内容阅读
“SURF让我下定决心从事应用实验科学。”
2014年诺贝尔化学奖获得者Eric Betzig回忆在加州理工学院（以下简称Caltech）念书时，提到了一个重要活动——冲浪（SURF）。SURF的全称是本科生暑期科研训练（Summer Undergraduate Research Fellowship）。这个为期十周、面向学术“小白”的项目，被誉为Caltech本科教育“王冠上的珍宝（crown jewel）”。
全球高校诺奖密度之冠
用学术“小白”直呼Caltech本科生也许并不恰当。
这所建于1891年的大学号称象牙塔里的象牙塔，全校学生总数不到2000，每年招收的本科生仅200人左右。但截至2017年，Caltech出了22位诺贝尔奖得主，每千名学生就出一个诺奖得主，毫无悬念全球高校诺奖密度之冠。1930年代离开德国的爱因斯坦，留下了他一头白发在加州阳光下骑着自行车的灿烂笑容（后被普林斯顿撬了墙角）……
1979年，Caltech启动SURF，40余年8000多名同学受益。目前每年培训400多名，Caltech78%的大四学生都参与过SURF。Caltech本科生申请SURF，成功率在90%以上，这正是设计者的初衷：不在于拔尖，在于普惠。
与学生合作的资深搭档
在SURF的十周，可以享受多种“福利”。
首先，能近距离接触顶尖实验室，比如航空航天领域相当神秘的JPL。JPL全名为喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory），共有5000多人。1938年的JPL首届主任冯·卡门是“中国航天之父”钱学森的博导。近年来的火星探索又把JPL推向风口浪尖，它的飞船已到过全部已知的大行星。
另一个神奇的实验室是在2016年震惊世界的激光干涉引力波观测站LIGO。
其次，SURF摸索出了一整套帮助科研“小白”用十周时间迈入学术大门的方法。SURF明确了这十周要达到的目标：本科生有机会探索不同的科研领域并对自己的专业加深理解；建立与教授、博士后以及研究生的學术圈子；弄清自己的学术与职业兴趣，并在档案袋里增加一项重要经历（即科研训练）；提高沟通能力（包括书面报告与口头演讲）；学习新的研究技术及方法；还有最为重要的一条——在一个学科领域做出原创性的贡献。
基于这些目标，SURF的项目设计思路不是灌输知识的授课或工作坊，也不是以考试判定能力，而是像模拟法庭的实操，模拟一次从研究问题提出到论文发表的科研全过程。令人叹为观止的是，SURF拆分这一过程，分解出个个关键环节，并给出具体的针对性建议。这些环节按发生的先后顺序，分别是在申请时提交一份2～3页的开题报告，导师面试，十周全程参与（包括实验室操作、小组例会），两份中期报告，一份最终报告，一次15分钟的口头演讲，提供摘要汇编成册，完整的论文经多次修改后在学术期刊或会议上发表。在每个关键环节，SURF发动导师们倾囊相授，仅是针对一次面试的建议，列出的要点就高达20多项。
第三，无比强大的导师。SURF对导师们的定位令人刮目相看，他们是“与学生合作的资深搭档（senior partner in collaboration with the student）”。这种搭档关系当年鲜活体现在钱学森与他的导师冯·卡门之间。他们在科研上并肩作战，共同命名了“卡门-钱学森”公式。冯·卡门这样评价爱徒钱学森：“我发现他非常富有想象力，他具有天赋的数学才能。人们都这样说，似乎是我发现了钱学森，其实，是钱学森发现了我。”
SURF还形成了一个科研训练合作团队，减轻导师，尤其是资深教授的工作量。资深教授主要负责面试、选题、经费以及安全等决策，十周里有四周可以离开。日常的指导工作另设一名协同导师（co-mentor），由博士后或高年级研究生担任。协同导师与学生的接触更频繁，几乎每天都在一起工作。协同导师在导师与学生之间起到协调作用，包括安排每周进行的三人碰头会等。
翻开2017年的SURF论文摘要汇编（abstract book），信手拈来几个题目，比如“IC860的铁化与分子气体：外流的证据”“单维跳跃机器人的移动块与机械爪机理”“运用抗生素的合成模块来限制细菌生长”“通过过度训练形成人类的习惯”“暗物质光谱仪器的整合与模拟测试”，可以看到这些科研项目覆盖天文、物理、生物等Caltech的传统优势学科，结合机器人、精准医疗等新兴热点，甚至还延伸到了人类行为等社科领域。
论文摘要是SURF的短期成果汇报，它的长期成效体现在跟踪这些本科生。来自罗马尼亚的Viviana Gradinaru在2003年和2004年连续两次参与SURF，除了学习与科研，她还爱上了国标舞，遇到了未来的人生伴侣。正是SURF的这段经历促使她选择神经科学作为研究领域，致力于亨廷顿舞蹈症的攻克。Gradinaru本科毕业后，前往斯坦福大学读同方向的博士，并于2013年回Caltech任教，斩获各大青年科学家奖项，成为《细胞》杂志选出的“40位40岁以下的科学家”。如今，Gradinaru已指导了13名参与SURF项目的本科生。
2014年诺贝尔化学奖获得者Eric Betzig回忆在加州理工学院（以下简称Caltech）念书时，提到了一个重要活动——冲浪（SURF）。SURF的全称是本科生暑期科研训练（Summer Undergraduate Research Fellowship）。这个为期十周、面向学术“小白”的项目，被誉为Caltech本科教育“王冠上的珍宝（crown jewel）”。
全球高校诺奖密度之冠
用学术“小白”直呼Caltech本科生也许并不恰当。
这所建于1891年的大学号称象牙塔里的象牙塔，全校学生总数不到2000，每年招收的本科生仅200人左右。但截至2017年，Caltech出了22位诺贝尔奖得主，每千名学生就出一个诺奖得主，毫无悬念全球高校诺奖密度之冠。1930年代离开德国的爱因斯坦，留下了他一头白发在加州阳光下骑着自行车的灿烂笑容（后被普林斯顿撬了墙角）……
1979年，Caltech启动SURF，40余年8000多名同学受益。目前每年培训400多名，Caltech78%的大四学生都参与过SURF。Caltech本科生申请SURF，成功率在90%以上，这正是设计者的初衷：不在于拔尖，在于普惠。
与学生合作的资深搭档
在SURF的十周，可以享受多种“福利”。
首先，能近距离接触顶尖实验室，比如航空航天领域相当神秘的JPL。JPL全名为喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory），共有5000多人。1938年的JPL首届主任冯·卡门是“中国航天之父”钱学森的博导。近年来的火星探索又把JPL推向风口浪尖，它的飞船已到过全部已知的大行星。
另一个神奇的实验室是在2016年震惊世界的激光干涉引力波观测站LIGO。
其次，SURF摸索出了一整套帮助科研“小白”用十周时间迈入学术大门的方法。SURF明确了这十周要达到的目标：本科生有机会探索不同的科研领域并对自己的专业加深理解；建立与教授、博士后以及研究生的學术圈子；弄清自己的学术与职业兴趣，并在档案袋里增加一项重要经历（即科研训练）；提高沟通能力（包括书面报告与口头演讲）；学习新的研究技术及方法；还有最为重要的一条——在一个学科领域做出原创性的贡献。
基于这些目标，SURF的项目设计思路不是灌输知识的授课或工作坊，也不是以考试判定能力，而是像模拟法庭的实操，模拟一次从研究问题提出到论文发表的科研全过程。令人叹为观止的是，SURF拆分这一过程，分解出个个关键环节，并给出具体的针对性建议。这些环节按发生的先后顺序，分别是在申请时提交一份2～3页的开题报告，导师面试，十周全程参与（包括实验室操作、小组例会），两份中期报告，一份最终报告，一次15分钟的口头演讲，提供摘要汇编成册，完整的论文经多次修改后在学术期刊或会议上发表。在每个关键环节，SURF发动导师们倾囊相授，仅是针对一次面试的建议，列出的要点就高达20多项。
第三，无比强大的导师。SURF对导师们的定位令人刮目相看，他们是“与学生合作的资深搭档（senior partner in collaboration with the student）”。这种搭档关系当年鲜活体现在钱学森与他的导师冯·卡门之间。他们在科研上并肩作战，共同命名了“卡门-钱学森”公式。冯·卡门这样评价爱徒钱学森：“我发现他非常富有想象力，他具有天赋的数学才能。人们都这样说，似乎是我发现了钱学森，其实，是钱学森发现了我。”
SURF还形成了一个科研训练合作团队，减轻导师，尤其是资深教授的工作量。资深教授主要负责面试、选题、经费以及安全等决策，十周里有四周可以离开。日常的指导工作另设一名协同导师（co-mentor），由博士后或高年级研究生担任。协同导师与学生的接触更频繁，几乎每天都在一起工作。协同导师在导师与学生之间起到协调作用，包括安排每周进行的三人碰头会等。
翻开2017年的SURF论文摘要汇编（abstract book），信手拈来几个题目，比如“IC860的铁化与分子气体：外流的证据”“单维跳跃机器人的移动块与机械爪机理”“运用抗生素的合成模块来限制细菌生长”“通过过度训练形成人类的习惯”“暗物质光谱仪器的整合与模拟测试”，可以看到这些科研项目覆盖天文、物理、生物等Caltech的传统优势学科，结合机器人、精准医疗等新兴热点，甚至还延伸到了人类行为等社科领域。
论文摘要是SURF的短期成果汇报，它的长期成效体现在跟踪这些本科生。来自罗马尼亚的Viviana Gradinaru在2003年和2004年连续两次参与SURF，除了学习与科研，她还爱上了国标舞，遇到了未来的人生伴侣。正是SURF的这段经历促使她选择神经科学作为研究领域，致力于亨廷顿舞蹈症的攻克。Gradinaru本科毕业后，前往斯坦福大学读同方向的博士，并于2013年回Caltech任教，斩获各大青年科学家奖项，成为《细胞》杂志选出的“40位40岁以下的科学家”。如今，Gradinaru已指导了13名参与SURF项目的本科生。