SURFCaltech學術小白來沖浪

郭嬌

“SURF讓我下定決心從事應用實驗科學?！?/p>

2014年諾貝爾化學獎獲得者Eric Betzig回憶在加州理工學院（以下簡稱Caltech）念書時，提到了一個重要活動——沖浪（SURF）。SURF的全稱是本科生暑期科研訓練（Summer Undergraduate Research Fellowship）。這個為期十周、面向學術“小白”的項目，被譽為Caltech本科教育“王冠上的珍寶（crown jewel）”。

全球高校諾獎密度之冠

用學術“小白”直呼Caltech本科生也許并不恰當。

這所建于1891年的大學號稱象牙塔里的象牙塔，全校學生總數(shù)不到2000，每年招收的本科生僅200人左右。但截至2017年，Caltech出了22位諾貝爾獎得主，每千名學生就出一個諾獎得主，毫無懸念全球高校諾獎密度之冠。1930年代離開德國的愛因斯坦，留下了他一頭白發(fā)在加州陽光下騎著自行車的燦爛笑容（后被普林斯頓撬了墻角）……

1979年，Caltech啟動SURF，40余年8000多名同學受益。目前每年培訓400多名，Caltech78%的大四學生都參與過SURF。Caltech本科生申請SURF，成功率在90%以上，這正是設計者的初衷：不在于拔尖，在于普惠。

與學生合作的資深搭檔

在SURF的十周，可以享受多種“福利”。

首先，能近距離接觸頂尖實驗室，比如航空航天領域相當神秘的JPL。JPL全名為噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory），共有5000多人。1938年的JPL首屆主任馮·卡門是“中國航天之父”錢學森的博導。近年來的火星探索又把JPL推向風口浪尖，它的飛船已到過全部已知的大行星。

另一個神奇的實驗室是在2016年震驚世界的激光干涉引力波觀測站LIGO。

其次，SURF摸索出了一整套幫助科研“小白”用十周時間邁入學術大門的方法。SURF明確了這十周要達到的目標：本科生有機會探索不同的科研領域并對自己的專業(yè)加深理解；建立與教授、博士后以及研究生的學術圈子；弄清自己的學術與職業(yè)興趣，并在檔案袋里增加一項重要經(jīng)歷（即科研訓練）；提高溝通能力（包括書面報告與口頭演講）；學習新的研究技術及方法；還有最為重要的一條——在一個學科領域做出原創(chuàng)性的貢獻。

基于這些目標，SURF的項目設計思路不是灌輸知識的授課或工作坊，也不是以考試判定能力，而是像模擬法庭的實操，模擬一次從研究問題提出到論文發(fā)表的科研全過程。令人嘆為觀止的是，SURF拆分這一過程，分解出個個關鍵環(huán)節(jié)，并給出具體的針對性建議。這些環(huán)節(jié)按發(fā)生的先后順序，分別是在申請時提交一份2～3頁的開題報告，導師面試，十周全程參與（包括實驗室操作、小組例會），兩份中期報告，一份最終報告，一次15分鐘的口頭演講，提供摘要匯編成冊，完整的論文經(jīng)多次修改后在學術期刊或會議上發(fā)表。在每個關鍵環(huán)節(jié)，SURF發(fā)動導師們傾囊相授，僅是針對一次面試的建議，列出的要點就高達20多項。

第三，無比強大的導師。SURF對導師們的定位令人刮目相看，他們是“與學生合作的資深搭檔（senior partner in collaboration with the student）”。這種搭檔關系當年鮮活體現(xiàn)在錢學森與他的導師馮·卡門之間。他們在科研上并肩作戰(zhàn)，共同命名了“卡門-錢學森”公式。馮·卡門這樣評價愛徒錢學森：“我發(fā)現(xiàn)他非常富有想象力，他具有天賦的數(shù)學才能。人們都這樣說，似乎是我發(fā)現(xiàn)了錢學森，其實，是錢學森發(fā)現(xiàn)了我?！?/p>

SURF還形成了一個科研訓練合作團隊，減輕導師，尤其是資深教授的工作量。資深教授主要負責面試、選題、經(jīng)費以及安全等決策，十周里有四周可以離開。日常的指導工作另設一名協(xié)同導師（co-mentor），由博士后或高年級研究生擔任。協(xié)同導師與學生的接觸更頻繁，幾乎每天都在一起工作。協(xié)同導師在導師與學生之間起到協(xié)調作用，包括安排每周進行的三人碰頭會等。

翻開2017年的SURF論文摘要匯編（abstract book），信手拈來幾個題目，比如“IC860的鐵化與分子氣體：外流的證據(jù)”“單維跳躍機器人的移動塊與機械爪機理”“運用抗生素的合成模塊來限制細菌生長”“通過過度訓練形成人類的習慣”“暗物質光譜儀器的整合與模擬測試”，可以看到這些科研項目覆蓋天文、物理、生物等Caltech的傳統(tǒng)優(yōu)勢學科，結合機器人、精準醫(yī)療等新興熱點，甚至還延伸到了人類行為等社科領域。

論文摘要是SURF的短期成果匯報，它的長期成效體現(xiàn)在跟蹤這些本科生。來自羅馬尼亞的Viviana Gradinaru在2003年和2004年連續(xù)兩次參與SURF，除了學習與科研，她還愛上了國標舞，遇到了未來的人生伴侶。正是SURF的這段經(jīng)歷促使她選擇神經(jīng)科學作為研究領域，致力于亨廷頓舞蹈癥的攻克。Gradinaru本科畢業(yè)后，前往斯坦福大學讀同方向的博士，并于2013年回Caltech任教，斬獲各大青年科學家獎項，成為《細胞》雜志選出的“40位40歲以下的科學家”。如今，Gradinaru已指導了13名參與SURF項目的本科生。