SURF Caltech学术小白来冲浪

China Campus - - SHARE - 文/郭娇(华东师范大学) 责任编辑:尹颖尧

“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学术圈子;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。

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