和本科生教育不同，研究生教育的重点在于培养学生的科研系统性、创新性、以及独立性。难点在于每个学生的性格与背景都不尽相同，无法用统一的模式来培养。导师对研究生顺利成长至关重要，在各个发展阶段都要掌握好一个平衡。
树木要想正常生长，需要地下一个庞大的根系系统来支撑，科研也如此。我们的知识架构包含多个层面，最主要的一层是方法论，也就是指导自己如何学习的能力，下面一层才是各种专业的知识。如果把知识体系比喻成一棵树，我们所需的知识就包括树根、树干、树叶、花、枝头水果等等。作为一个画家，首先要把握整体的轮廓，在这基础上，就可以自由随意地画画树叶，描描树干，突然又转向枝头的水果，然后又发现叶子画得不够仔细，于是把叶脉也画得栩栩如生。在这个过程中，画家看似自由随意挥墨，可是一会儿，就如变戏法般，一棵大树跃然纸上。初中开始学习写散文，老师只给了一个原则“形散而神不散”,说的也是这个道理，只要把握好方向，看似自由的行文，其实都在围绕一个主题在思考。做科研与读文献就要达到这样的效果。最初会发现文献浩如烟海，或者沿着一个方向一直读下去，无穷无尽，忘记了自己的初衷。所以，在读文献前，一定要确定自己的目的，要解决什么样的问题？把这个原则铭记于心，这样就会在适时的时候回归到主题，而不至于在一个细小的叶脉上花费太多时间，而忘记了要完成一棵树的创作。人的精力有限，不可能样样精通。在各自的科研体系中，自己是核心，让其他人围绕着我们旋转。比如，地球有月亮旋转，太阳有行星围绕。一个研究生也要有这样的思维，学会与别人分享与合作，弥补自己知识体系的不足，这样科研效率才会高。创新的含义是增量以及与众不同。无论学的知识再多，没有增量，就等同于没有科研。我的一个博士后在写基金时，方法很创新。最后很不自信地说：“老师，我们将来的结果没有其他数据可对比，怎样才能说服别人？”。我回答说：“能否逆向思维，正是因为创新，走的是别人没走的路。逆向思考一下，我们的数据将来就是别人对比的基础。我们开创了一种新方法，如果成功，则后续会有大量的工作要做，别人也可能跟进。单一的数据确实无法让别人完全信服，还需要数据的重复性，数据是否具有全球统一性等等。但是目前首先要考虑的是：原理是否正确？方法流程是否正确？推理是否正确？所以基金题目应该是《.. 方法的可行性研究》。”学生又问：“这样的题目很可能无法通过评审。万一不通过，那不就白忙活了么。”我回答：“有句名言，人每天应该向死而生，才能感受今天的快乐。做事也一样，有着能承担失败的勇气，才能真正做好事情。目前基金资助僧多粥少，大部分人的努力是没有即时回报的，这是常态。但是要坚信，创新的思维一定能感染人，要敢于把自己的思想抛出和评审人碰撞，最后肯定会有火花。”学生之所以不自信，其根源还在于对基本原理的理解不扎实，迈向未知世界，多走一步就会有点胆怯。可见创新之难。从学习型到科研创新型，刚来的研究生有一个适应期。有些学生早期的表现过于热情，分配的任务没日没夜地做，想尽快出结果。其实这是一种浮躁的表现。科研需要的是持续的创新能力，靠劳动密集型的方式做科研，效率并不高，迟早也会失去科研兴趣，得不偿失。做实验需要用心，做得太快，就失去了思考的余地。在实验前，最好有一个初始模型，在试验过程中，要实时关注实验结果，及时调整思路，并根据目前的实验结果，思考下一步的补充实验。与学生讨论数据时，经常会得到这样的回答‘老师，数据不怎么理想’。这种情况下，一般会得到我的谆谆教导----炮轰一小时。自然界，因果关系是自然科学的理论基础之一。有特殊现象必有其形成的原因。如果样品采集与数据测量都没问题，在数据质量保障的情况下，就没有‘理想’和‘不理想’的概念。所谓数据理想，就是和自己的预期模型相符。所谓不理想，就是大大超出自己的预期，暂时没有新理论和模型来解释。用理想与不理想来区分数据，是思维懒惰的表现。如果有新的思路能解释目前的数据，那这些所谓‘不理想’数据则是不可多得的瑰宝。数据解释是考验学生和科研人员知识功底和研究思路的标杆。同样的数据，能够看出新意的属于高手。导师的作用很大程度是引导学生用全新的思维来看待问题。只有好想法与一般想法之分，没有‘理想’与‘不理想’数据的判别。做科研如养孩子。自己带孩子的时候，该什么时候给他喂饭，该什么时候给他换尿布，他出门衣服是否够，等等这些问题，父母很自然地会全想到，因为是出自内心地想要照顾他。做科研也要达到这样的境界。做科研不是给导师或者其他人做科研，科研属于自己。孩子必须自己亲自带，科研必须自己亲身力行。导师作用犹如专家，当孩子生病的时候，导师就是医生，帮忙诊断与医治。当孩子调皮捣蛋管不了的时候，导师就是心理医师，帮助调理其行为。但是绝无可能让导师当全职保姆，替代自己去照顾孩子，这样长大的孩子很难成熟。做科研如同谈恋爱。在人海中，与自己的心仪之人见面。一见钟情之后，接下来很自然地想要深入了解这个人的脾气秉性、思想深度、社交圈子、家庭背景等等与之相关的任何东西。做科研亦如此，在众多的研究题目中，找到一个喜欢的科研题目之后，肯定要进一步了解与这个题目相关的任何科研背景，包括文献搜寻、该领域的热点、该领域的顶级科学家与团队动态、国内相关研究单位等等。如果一个研究生几年之后都不知道自己领域的动态，肯定不合格。谈恋爱、养孩子这些是天性，几乎无师自通。做科研有也要有这种天性，也就是独立自主的天性，不要过于依赖导师。比起以前的学术环境，现在学生面对的学术平台与资源要高很多，具体表现在实验室更加成建制，仪器和实验手段更为丰富，导师的科研经费更充足，团队的国际视野比以前更高。应该说在高起点上，学生的发展应该更好。这个问题就犹如富二代的问题，其发展往往还真和预期差距甚远。最大的问题在于学生可能变成“啃老族”。体现在两个方面。首先，面对良好的实验室，学生变成一个实用主义者，只要仪器有人管，能用就行，不再关心仪器的原理，不会最基本的维修，更加不会关心实验室的发展规划。其次，每当学生有问题，则倾向于询问导师，轻易获得解决方案，自己没有深入思考。这样啃实验室和导师的老，学生可能看似也可以发文章，但是缺乏独立性，发展前景并不乐观。有一对夫妇非常相爱，但是不小心得罪了死神。死神要求这对夫妇猜拳，输的一方必须赴死。于是这对夫妇商量好一起出拳。这时，会有两种完全不同的观点：第一种会说，这个丈夫怎么这么自私，人心冷漠。其实这是科研初级选手的反应。第二种则被丈夫的精神所感动。他知道妻子爱他，肯定会出剪子故意输给他。于是他就故意出布，把生的机会让给妻子。能够再想出这层故事的是科研高级选手。真相只有一个，这个妻子一定明白背后的故事。可是对于我们这些做科研的人，面对这些现象进行解释的时候，经常会得出截然不同的结论。我们要尽可能想出更多的解释模型，在争论中，会慢慢靠近真相。地球物理反演理论中，经常先设定一个初始条件A，根据这个初始条件计算理论预测结果B，并与实际观测结果B’相比较，如果有误差D=（B-B’），就用反馈机制微调初始条件AßA+f(D)，周而复始，直到达到最满意的效果。培养研究生的最终目标是让其具有独立进行科研工作的能力，这也是一个具有自我反馈机制的闭合环路。而新生则具有开放的片段化的非线性的特征，离最终的模型相去甚远。到底该如何培养他们？很显然线性算法基本无解，正解应该是非线性的逐渐迭代式的方法。对于我的学生，刚来到研究组，我会先设定一个初始模型：设计一个比较明确的科研方向，设定较为具体的实验过程，提出具体的科研文献和所需掌握的专业知识，之后开始每周迭代。根据每周的进展，进行各种微调。当实验结果最终完成时，文章的思路和写作规范也逐渐掌握，就可以进行写作的训练。同时，让学生根据先期数据，自己尝试性地提出自己的想法，并开始第二轮的迭代过程。学生的悟性不同，所需迭代的次数也会不同。这样，学生不但有阶段性的成果，自信心增加，而且距离最终目标也会越来越近。对于这种培养过程，师生之间需要良好的沟通和相互反馈。第一次的迭代过程最为重要，这是反演结果能否趋向收敛的基础。很多情况下，导师和学生的矛盾就发生第一次的迭代过程中，导致最终的发散结果。一般情况下，导师占据主导地位，所以我认为应该负主要责任。培养学生非常不易。从外在环境考虑，学生会面对各种诱惑，包括不良评价体系带来的负面影响。从时间上考虑，培养学生的过程很漫长，在5-6年中，学生会遇到个人情感和家庭带来的压力，无法集中精神，浪费很多时间。从导师角度考虑，导师的思路也未必总是正确，从而与学生之间会有些冲突。纵使有种种不利因素，我只要求和学生如交叉的两个矢量，方向不必完全一致，但是合力一定存在。这个合力指向着科研的一种方向。研究生，尤其是博士生，其培养的最终目的是要学会独立的科研能力和思维方式。这和训练上战场的士兵或者上擂台的武士一个道理。最初要学一些套路和花架子，也就是基本功，但是实战这一关无论如何也得过。没有实战，在战场上或者擂台上怎么被KO可能都不知道。对于研究生来说，写文章是最接近实战的一种训练。对于建立他们的自信心、完善逻辑思维、提升总结能力和沟通能力等无疑是最有效的手段。谚语云“是骡子是马，拉出来溜溜”，或者“丑媳妇最终要见公婆”，说的是同一个道理。中国足球最让人闹心。在后场游刃有余，可是一到前场，尤其禁区，球和球门好像磁场的南北极，被一道无穷大的力隔开。如果学生只知道读文献，做实验，没有最后写文章，也就等同于足球不能射门得分。啃老的学生往往有两种倾向，其一他们觉得研究并没有太多乐趣和成就感；其二他们可能会陷入文章数目的陷阱，而忽视了科研成果本身。为了发文章而发，简化实验步骤和数据，用一些猜想来代替本应该去做的实验，其文章结论似是而非，这样的文章越多越有害。发文章以成果为导向和以数目为导向的最大区别可能也在于此。凑文章数目，就是以最小代价为前提，只要能发就成，不注重数据的可靠性，这就造成为了发文章找噱头，以发表为乐趣。而作为成果，则会尽可能充实数据，减小推论的多解性，不但可以提出新想法，而且能经得住后期检验。现在学生在浮躁和真科研的两个端点徘徊，作为导师要及时发现这种现象，和学生做长期的斗争，并且以身作则，让学生体会科研的创新和成就感。师生关系可以很融洽，但是在学术规范和科研思维训练面前，导师必须坚持原则，很多时候要以斗争的方式解决。张艺谋导演的电影《一个也不能少》感动了无数人。其核心价值就是，犹如父母对待孩子一样，老师对学生有着天然的责任。孩子是父母基因的传递，学生是老师文化知识基因的传递，二者是构成社会不断进步与发展的平行线，缺一不可。作为导师，每个人都有自己的培养思路和方法。大致可分为两类。第一类是只要教导的学生中有一些成才就满足了。第二类是争取自己的门下都有前途可循，一个也不能少。我个人倾向于后者，虽然实施起来很难。学生跟随导师3-6年，导师对其前途的影响无法估量。如果一个硕博连读的学生6年下来都不能正常毕业，作为学术监护人的导师一定有不可推卸的责任。每个学生都不一样，学术能力和性格千差万别，有的学生甚至连沟通或许都有问题。这就要求针对不同的学生要有不同的策略，在人生规划、学术规划等方方面面加以追踪引导。一个也不能少并不是要求每个学生都成为学术精英，而是要求每个学生都能正常成长，和“博士”要求相符。有的学生说：“老师你对我们期望太高了”。“严师出高徒，外表威严只是一种，更深层次的是在学问角度的严。没希望、有希望、理想的实现是三个层次。有的学生，还处在第一个层次，不能期望他太高。有的学生已经表现出一定的科学素养，要让他看得更远些，为实现自己的理想而努力。这时期望高些是一种鼓励，但更是一种严厉的推动”。“老师我希望我在各个方面都表现好，你一批评，就灰心，为什么自己就没想到”“人无完人，不同的经历造成视野的不同。培养学生就如同雕塑，把每个不好的地方都要精雕细琢。批评一个问题并没有否认你的全部。比如，批评你的人际交往问题，和你的科学思路无关，不能回答我说昨晚加班写文章很辛苦。““挫折教育要从小做起，对于优秀的学生应该注意这种挫折教育。”通过多年的研究生培养经历，真正体验到人类灵魂工程师的含义，对每个学生都要精雕细琢，按照不同的方案，在巡回迭代中，逐渐提高，达到师生共赢。
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