朱元晨談學習方法點滴(II)

十四.問：目前，國內有許多人花費不少錢千方百計想去國外留學，還不一定如願以償，你能憑自己的才智和能力以全獎身份去美國深造，請你談一下其中的成功「秘訣」。我的成功「秘訣」似乎在於：第一，我選對了一條「專才」的成長路線；第二，我有效地利用好了上外附中所具有的非常獨特的學習氛圍。平時除了學好規定的必修課外，我集中了大量的時間和精力來從事獨立的課外科學研究，並得到了很好的結果，這是我能在激烈的哈佛大學的「入學競賽」中勝出的重要原因。上外附中向來約束學生自由發展的條條框框比較少，這種環境非常適合像我這類學生的快速進步。考入上外附中後不久我就確立了長大後要當一名優秀的計算機科學領域的科學家的志向。以後我的學習重點和相關知識結構的建立都始終如一圍繞著這個方向進行。我的大部分學習都是以未來的可能應用為導向的。各類能有效幫助我實現理想的科學文化知識我都學得很強、很深、很紮實，遠遠超過了學校的要求，而對那些我將來肯定不會經常用到的知識，則採用了點到為止的辦法，達到學校教學大綱的規定要求即可。因為任何一個人的時間和精力都是有限的，你絕對無法做到面面俱到。舉一個例子：英文我很強，但第二外語我只上過六節課就再也沒有去聽過課。再舉一個例子：我用現代漢語寫了兩篇質量很高的得獎論文，但我的古文只有高二畢業的水平（因為我是教育部確認的免試高校保送生，所以沒有再參加高三年級的語文跟班訓練），課外也不再花時間去進一步深入研究古文，因為我非常清楚地看到，在我未來感興趣的研究領域，絕對不會用古文去閱讀、思考和寫作。我的很多時間就是從這類選擇中贏得的。我非常感謝學校為我們提供的自由選擇的機會。

十五. 問：從學校里學到的各種科學文化知識哪些在你的科學研究中最有用？回顧自己學習和競賽的經歷，我深深感到平時在學校里學到的各種科學文化知識在科學研究中都會有直接或間接的應用。首先以中學數學為例。雖然它不能直接應用於我的研究項目，但計算機圖形學中經常要用到的一些數學知識，如線性代數、微積分、微分幾何、拓撲學和泛函分析等都是以中學的代數和幾何為基礎的，因此學好中學裡的數學為我在課外自學大學數學系的課程打下了必不可少的基礎。再以我們從課堂中學到的英語知識和語文寫作知識為例。就我個人而言，我感到它們是最能直接應用於科學研究的。因為計算機圖形學最新的研究成果目前主要集中在英語國家內，所以除了專業知識外你還必須具備很強的英語能力才能看懂該領域內最新的研究論文，真正了解該領域內最新的研究成果，由此才有可能進行真正有價值的研究工作。接下來，一旦你的研究工作有了很好的結果，良好的中英文寫作能力則能幫助你有效地將你的最新研究成果拿出來與別人交流和分享。同時，在科學研究中，你最後撰寫的研究論文才是同行對你的工作價值進行客觀評估的依據，起著舉足輕重的作用。因此如何將自己的思想用準確、簡潔、明了的語言表述出來是我們必須具備的一項不可缺少的技能。簡而言之，學校課堂內所學到的理科類知識是進行科學研究所需的知識結構的根基，而學校課堂內所學到的文科類知識，則是幫助我們與外界進行快速和有效的信息交流所必不可少的工具。

十六.問：參加了多次國內外重要的學生科學競賽後你有哪些經驗可以和大家分享？總結近幾年來比賽的經驗，我主要有下面四點體會：( 1 ）無論是科學還是技術方面的創新都是需要知識和思想積累的。新穎的思想和創意並不是從天上掉下來的餡餅。只有一個已經做好知識上的準備，且一直在做相關方面思考的人，才最有可能萌發新的思想。( 2 ）有效的自學能力在科學研究過程中極為重要。有效的自學能力能使研究者快速地理解領域內的最新研究成果，從而為進一步的高起點的創新打下基礎。( 3 ）在開始一項新的研究工作之前，對你所感興趣的研究領域內業已完成的研究工作必須了解得非常清楚。一定要避免耗時耗力但毫無價值的重複「創新」― 沒有人會因為你重新發明了指南針而肯定你的工作。( 4 ）一個好的新思想並不馬上等價於一個好的研究項目。一粒種子只有在合適的外部環境下才能發芽、生長、結果。同樣一個好的新思想只有在研究者的不懈努力下，採用正確的科學研究方法再配以合適的軟硬體條件才能成為一個真正好的研究項目。

朱元晨的父親―― 朱丹平老師的話朱元晨的整個英語學習過程有三個明顯的特點：一是起步晚，二是方法新，三是進步快，而其中的方法新是關鍵。朱元晨的最幸運之處在於他進入中學學習階段之時（1996 年）正是計算機信息技術和互聯網技術在全世界大力普及使用之時。中國的個人計算機價格和互聯網的個人用戶接入費用都已降到了普通用戶均可承受的程度，這才使得像朱元晨這樣一個普通的中學生有可能將計算機和互聯網作為學習英語的有效輔助工具，由此大幅度提高了學習的效率和效果。講一句大實話，只要朱元晨再早出生二三年，那大家就絕對看不到他今天所獲得的這一系列創記錄的好成績。用傳統的方法在非母語環境下要培養出一名優秀的英語人才大致需要經過十年的時間，而且還要求學生本人在這十年當中自始至終保持旺盛的學習熱情，學習非常勤奮刻苦。20 世紀80 年代日本有一位非常著名的英語專家曾專門寫過一本書，詳細地分析了為什麼要用長達十年的時間才有可能在非母語環境下培養出一名優秀的英語人才。我曾花過很多時間仔細研讀過這本書的中譯本。另外，在我們身邊也有很多例子：你可以分析一下一個英語專業畢業的本科生，已經用了多少年來學習英語，以及達到的實際英語水平。新技術和新方法幫助朱元晨只用了大致三年多的時間完成了原來要用十年才能完成的工作。大家一定會感到吃驚，其實我當時也感到很吃驚，因為這種結果大大超過了我事先的預期。我想這就是新技術的力量，這就是教育創新的力量。英特爾公司的官員和技術專家以及網上的一些網友都講：「朱元晨是網路時代中國學生最大限度地利用高科技來大幅度提高學習效率和學習效果的一個非常典型的成功範例。」我完全同意這種觀點。朱元晨上中預班（6 年級）時認識的英文單詞不會多於300 個，以後的快速進步都是在計算機和網路環境的幫助下取得的。如果沒有新技術的幫助這種成績是絕對不可能取得的，而且完全無法想像。事實上，像朱元晨這樣的學生在中國有成千上萬，新技術和新方法也同樣應該適用於這些學生。2002 年在一家著名的教育機構的幫助下，我們曾在上海對部分六年級和七年級的普通在校生進行了一次規模實驗，訓練他們完全在計算機和互聯網輔助下學習英語。當一年以後他們中的大部分人都能順利閱讀網上免費的《紐約時報》時，很多慕名前來參觀的英語老師和學生家長都感到不可思議。我告訴他們，現在已有新的技術手段和新的教學方法可以讓學生大大加快他們的英語學習。可惜至今還是有相當多的家長不知道如何利用新技術來幫助學生提高學習效率，有的甚至在家裡是禁止學生使用計算機的，而很多英語老師還不知道計算機和互聯網對學習英語有什麼特別的作用。教育的成功不在於訓練出幾個尖子生，而在於非常有效地培養出一大批優秀的學生，一大批有用人才。儘管在朱元晨的成長過程中家長發揮了相當大的作用，但對絕大部分學生來講，他們的教育主要是要依靠學校，依靠社會。社會是有分工的。真正的教育主力軍應該是各級各類學校。個別家長的方法再好也只能影響到個別學生，而學校如果採用了更科學和更有效的訓練方法來訓練學生，卻能影響一大批學生，為社會造就一大批有用之才，從而幫助推動社會的快速進步。最後我想提醒大家一下：朱元晨的英語學習方法是特指如何在中文環境下有效利用好新技術和新方法來學好英語。如果你有很好的英語環境，如果你是在接近英語母語的環境中學習英語，那你的方法應該有很大的不同。但對絕大部分中國本土的學生來講，他們學習英語的實際環境應該與朱元晨的差不多，謹希望他們能從朱元晨談的方法中得到有益的借鑒，從而找到更適合他們自己的最佳學習方法。

科學需要堅持的精神 　　問：你什麼時候開始對計算機圖形學方面的問題感興趣的？ 　　答：事實上，我從六年級就開始對這個感興趣了。小時候愛玩計算機遊戲，遊戲中有許多圖形，這些圖形很好看，我特別喜歡，就產生了一種動力，更加喜歡做這件事。從那時起，我把它作為自己的課餘愛好，這種興趣一直就沒有轉移過。我想我將來的研究方向也不會有什麼大改變。　　問：有人取得成績是靠天才，有人是靠勤奮。你覺得更多的是靠什麼？ 　　答：我想還是靠勤奮更多一點。在這次大賽諾貝爾小組的座談會上，有一個學者講得非常好。他說，科學家都是一些平凡人，但為什麼科學家能取得成績？是因為科學家堅持做一件事情。如果人家做一個項目就換一個，而你多年堅持做一個項目，那麼出成績的概率會比別人高很多。　　主要得益於方法與創新 　　問：你認為你的研究能取得成績，主要得益於哪幾方面？ 　　答：我想，首先是在開始時已經對此工作有非常深入的了解與研究，這是更科學的方法。其次，要有創新的東西。 　　任何創新在開始時總會有困難的。創新的基礎是要借鑒別人的東西。比如在計算機方面，在學校里、在書本上你學到的往往是一些基本的知識。要想有所創新，你必須吃透這些知識，但僅有這一點是不夠的。還必須在此基礎上有所突破，找到研究工作的著手點，這要看你花的時間有多少，看的書有多少，思考得有多少。　　與我能力相似的學生中國有很多 　　問：有一種說法，說中國的孩子更偏重知識的學習，這一點你怎麼看？ 　　答：我只能從自己的切身感受來說一點。一般來講，我們國家的學生會學習很多知識，但有些知識背完後，過一段時間就會忘掉，很多人在這些方面浪費了許多時間。在這一點上，我的父母在學習方法上給了我很大的幫助，比如當初我在學英語的時候，父親就用他自己走過的彎路來教我一些很實用的方法，這些方法對我的影響很大。其實，與我能力相似的學生在中國有很多, 也有許多學生很勤奮，但這裡面有一個機遇的因素，當然還有一個方法的問題。 　　問：如果讓你對你的同齡人說一句話，你最想說什麼？ 　　答：做你想做的事情，享受你的研究過程，然後對研究結果感到自豪。

朱元晨是如何學好數學的？進了初中後我就再也沒有專門去奧林匹克數學學校花很多時間來搞奧林匹克數學，而將這些時間置換了出來學了一些比較有實用價值的大學數學。如《高等數學》我是在初一時跟著電視節目中的電大老師學的。當時我父母會將每次的節目錄下來，在周末和雙休日重放給我看，並作一些對應教材上的相關練習。《線性代數》我也是在初一時就跟著電視節目中的電大老師學過一遍。與此同時我還自學了與計算機編程關係很密切的《離散數學》和《數據結構》等。從高二開始我在課外學習了更多的大學數學知識，從而使我能讀懂更多的用很艱深的數學語言寫成的計算機圖形學領域的最新研究論文，為自己能勝任最前沿的研究和創新創造了條件。我感到每一個人學習數學的目的是不一樣的，從某種角度可以講你的學習內容是你的學習目的函數。在計算機圖形學新演算法的研究中要用到很多大學數學系的數學內容所以我就重點自學了這類數學，而當時我周圍的很多同學都要去參加奧林匹克數學競賽所以他們的很多時間好象都花去搞奧林匹克數學了。

引言在2004年英特爾國際科學與工程大獎賽(Intel ISEF)的最高領獎台上，55年來第一次出現了一張來自亞洲的參賽少年面孔，他——就是朱元晨，一位普通卻又不平凡的上海少年，憑藉著一項可以提高計算機圖形處理能力的新穎演算法，奪得了「英特爾基金會青年科學家獎」 (Intel Foundation Young Scientists Award)，贏得5萬美元的獎學金,成為自ISEF舉辦55年來第一個走上最高領獎台的亞洲學生。此外，他還奪得了瑞典Seaborg SIYSS 獎，計算機學科類特等獎和一等獎等七項大獎，被正式邀請參加每年一度的諾貝爾獎頒獎典禮，再次為中國學生打破了零的世界記錄，為祖國贏得了巨大的榮譽。2004年9月，19歲的朱元晨帶著英特爾國際科學與工程大獎賽最高獎的5萬美元獎學金，以及哈佛大學的全額獎學金，去美國開始了大學生涯。然而這位被稱為計算機圖形學方面的奇才，科學盛典上的少年卻也是一位英語高手。他在15歲時就考出了670分的托福成績，創下了國內低齡考生托福考試成績的新高。英語很早就已經成為了他前進道路上的一件最有用的工具。以英語為工具，從初中階段開始，朱元晨就能充分利用互聯網從美國哈佛大學、麻省理工學院和斯坦福大學等世界一流大學的網站上下載了很多免費的數學、物理和計算機圖形學的學習資料，自學與計算機圖形學相關的大學課程。又是以英語為工具，在競爭極其激烈的ISEF賽場上，朱元晨以一篇高質量高水平的英語論文和流利的英語答辯力克群雄，使大賽的國際評委們第一次將大賽的最高得分打給了一位來自亞洲地區的參賽選手。英語是朱元晨走向成功的利器。回顧朱元晨的成長過程，他的英語學習之路非常科學，非常理性，非常成功……朱元晨： 互聯網時代的中國科學少年五十六年前，30名聰明好學的中學生在美國費城參加了首屆國家科學競賽，這一競賽日後逐漸發展成為全球參與人數最多、規模最大、各類機構的贊助發獎額高達三百萬美金的中學生科學競賽——英特爾國際科學與工程大獎賽（Intel ISEF）。這是世界上唯一一個面向初一至高三學生、競賽學科涵蓋所有自然科學學科和部分社會科學內容，被譽為中學生的「世界盃」 或「奧林匹克」的科學競賽。2004年北京時間5月15日，臨晨3點，美國波特蘭俄勒岡會議中心。從一千四百多名參賽選手中脫穎而出的三位年輕學生站在了第55屆英特爾國際科學與工程大獎賽的領獎台上。七彩的紙條在他們頭頂上紛紛飄灑，在場所有人的掌聲經久不息地響起。他們是本屆大賽最高獎「英特爾基金會青年科學家獎」(Intel Foundation Young Scientists)的獲得者。 這三張面孔中，有一張中國少年的臉。不久，激動人心的發獎儀式結束了，一位來自英特爾公司總部的計算機圖形學領域的專家與一位中國少年還在專心交談。他們談得很投機，可以判斷他們的研究興趣很接近，交流非常順暢。那位專家非常讚賞地對這位中國少年說：「你的研究結果、參賽論文和現場答辯給大賽中所有參與評判你研究項目的大賽評委留下了非常深刻的印象，你和英特爾公司的科學家們一樣通過勤奮工作取得了一流的科學研究成果。但不同的是你還是一個沒有正式進入大學校門的中學生，而且來自母語不是英語的發展中國家。你極其有效地利用好了互聯網和英語來從事無國界、低成本、高效率的一流學習和研究，這正是英特爾公司在全球範圍內大力推動信息技術廣泛應用所要實現的夢想之一。你向我們展示了一個具體的成功範例，你向全世界中學生提供了一個可以完全效法的模型！……」那位少年就是來自中國上海的選手朱元晨。幾小時以後強大的互聯網已將中國選手的獲獎喜訊傳到了全世界的各個腳落，朱元晨再次為中國中學生在高水平的國際中學生科學競賽的舞台上贏得了巨大的榮譽，為祖國贏得了巨大的榮譽。讓時光再切換回到三年前：2001年5月，英特爾公司總部所在地，美國計算機信息技術的研發重鎮矽谷，第52屆英特爾國際科學與工程大獎賽正在這裡舉行。來自全世界五十多個國家和地區的一千三百多名參賽選手代表各自的國家和地區正在這裡展開一場空前激烈的科學競賽。然而完全出乎人們意料的是大賽計算機學科類的唯一一個特等獎竟被一位來自中國大陸的16歲的中學生奪走了。這位中學生是來自中國上海的選手朱元晨。矽谷被驚動了，美國一些很有影響力的報刊和網站很快對此進行了報道。中國台灣的教育界和科技界亦均對來自中國大陸中學生的出色表現深感震驚，其中一家台灣主要媒體在對第52屆英特爾國際科學與工程大獎賽進行報道時寫到：「...大陸代表團由十六名學生組成，參加了十二個項目的競賽，他們的得獎數目與台灣不相上下，但來自上海的朱元晨得到了計算機學科類第一名，卻具有指標作用。...今年受邀為大賽國際評委的清華大學生命科學所黎耀基教授表示, 中國大陸進步的速度十分可怕，就像是奧林匹克運動會，中國大陸全力培養參賽精英，在數年之內，就會超越台灣，甚至趕上美國。...台灣將選出兩千名學生提早進行培養，使台灣未來在國際科學競賽中更上一層樓。」台灣的教育界和科技界一直特別看重Intel ISEF這項重要國際賽事，每次學生赴美參賽回到台灣，不管獲獎獎項的大小和多少，台灣的最高領導人一定會出來接見學生，和學生一起拍照留念以示鼓勵。在台灣地區，學生在Intel ISEF上的得獎成績已被看成是檢驗整個台灣地區創新教育成果的一項重要的客觀指標。朱元晨出生於一個普通的知識分子家庭，父母均在大學任教。1996年考入上外附中後不久朱元晨即被學校選送去上海市青少年科技教育中心參加課外奧林匹克計算機編程訓練班的學習。「這個訓練班由上海市的一些最優秀的教練來指導學生學習和研究各種針對奧林匹克信息學竟賽的數學和演算法，為上海學生參加全國大賽培養後備選手。開始時主要是學PASCAL編程，但我是插班進去學習的，第一節課上下來猶如聽天書，但我興趣很濃，以後每次課後都會花很多時間來進一步自學和上機練習。一學期結束後，我成了這個班上老師最滿意的幾個學生之一。」這是朱元晨接觸計算機的開始。不久之後，朱元晨擁有了自己的第一台計算機，「處理器是Intel奔騰133MHz的」。「和大多數中學生一樣，剛買電腦時我也就是做做編程，玩玩遊戲，而且花在遊戲上的時間還不少。」 直到玩上3D遊戲，朱元晨才開始對計算機圖形學產生了深入研究的濃厚興趣。「大概從初二開始我對計算機遊戲非常入迷，我接觸的第一批3D遊戲有《刺殺希特勒》和《QUAKE 1》。當時很震撼，覺得3D的效果真是太驚人了。進一步我就想：這些效果是怎麼做出來的呢？我能不能做出來呢？我能不能自己編寫一個3D遊戲？我對計算機圖形學的興趣就是這麼產生的。準確地說，是我對電腦視覺效果的強烈好奇心帶動了我以後的所有努力。」在父親的支持下，他開始自學《21天自己做遊戲》、《三維遊戲製作指南》等書。隨後，朱元晨利用自己的編程知識，編寫了一個火炮打導彈的二維打字練習遊戲。這個軟體的成功給了他很大的鼓舞，在此基礎上他又看了大量最新的3D技術資料，轉而開始編寫3D遊戲引擎，自己開發了一個在當時屬於技術很領先，功能相當齊全的3D遊戲引擎，並利用這個引擎編寫了另外兩個小遊戲。以後隨著數學知識、演算法知識和計算機圖形學知識的不斷擴充，朱元晨產生了編寫一個能展示大規模野外3D地形的程序的願望。通過對相關文獻的學習和研究，他對這個領域最前沿的工作有了更多更充分的了解，由此逐漸進入了計算機圖形學在大規模地形渲染這一分支上的最前沿研究領域。恰好在那時中國科協要第二次組隊參加英特爾國際科學與工程大獎賽，在指導老師余曉清的建議下，朱元晨以一個和大規模地形渲染相關的計算機圖形學新演算法參加了上海市科協組織的全市選拔。經過激烈競爭，朱元晨被選入了國家隊，並最後在美國矽谷聖何塞舉行的第52屆英特爾國際科學與工程大獎賽上為中國隊在這項國際賽事上奪得了第一個特等獎。「有人會問我，為什麼會去學習那些在旁人看來很艱深的東西。其實這並沒有什麼特別，完全是源自我自己的興趣，而且是濃厚的興趣。」 「另外，我當時選擇了計算機圖形學去做很深入研究，還有其它兩個原因：第一，這項研究工作不需要太多的硬體條件，一台可以上網、硬體配置還過得去的電腦就可以了，這對我來說比較容易實現；第二，這是一個新興的研究領域，是近些年來隨著計算機硬體技術的快速發展而變得越來越活躍和越來越重要的研究領域。如果換成是其它比較成熟的基礎學科，前人的研究成果太厚重了，你可能要超越10000個人才能走到研究的前沿陣地，但在計算機圖形學這個特別需要創新的領域，你可能只要走到100個人前面就在研究的前沿陣地了」。「2001年我首次參加第52屆英特爾國際科學與工程大獎賽的時候，專門前來接見我們的英特爾公司貝總裁瑞特博士說的一句話給我印象很深刻，他說：『你們要到那些目前研究者還比較少的新興學科領域和交叉學科領域去尋找最有價值的研究方向，這樣你更容易做出一流的成績。』我正是按著這個思路去做的。」由於在計算機圖形學研究領域取得的優異成績，2002年12月，朱元晨被美國哈佛大學提前錄取。2004年12月，朱元晨被正式邀請參加在瑞典首都斯德哥爾摩舉行的每年一度的諾貝爾獎頒獎典禮。2005年5月, 選用雙向匿名的同行專家評審方式朱元晨的一篇參賽論文在世界頂級的研究性專業期刊上正式發表（IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, vol. 11, no. 3）。後面二項均為中國中學生在國際舞台上再次開創了從來沒有過的新記錄。在朱元晨的成長過程中英語是幫助他走向成功的利器。從初中階段開始，朱元晨的父親就開始引導朱元晨從美國哈佛大學、麻省理工學院和斯坦福大學等世界一流大學的網站上下載了很多免費的數學、物理和計算機圖形學的學習資料，自學與計算機圖形學相關的大學課程。這些資料都是英語的，英文水平自然成了前進道路上的一道高高的門檻，如果你能順利跨過這道門檻，一個巨大的免費入內的科學知識寶庫的大門就向你打開了。而朱元晨在初中時已經輕鬆地跨過了這一道門檻。朱元晨剛考入上外附中時英語的識字水平還在300個以內，但才用了三年多的時間英語水平就實現了大幅度的提升。他在15歲時就考出了670分的托福成績，創下了國內低齡考生托福考試成績的新高。朱元晨是用什麼方法來學習英語的？他的成功可以複製嗎？在英語學習方面，朱元晨除了認真上好學校的每一堂英語課外，課外的英語訓練全部都是在計算機上進行的。他父親大膽的對傳統的英語教學方法進行了科學的創新，利用計算機技術提供的新手段和互聯網技術提供的大量免費網上英語資源設計了一整套非常科學的低成本高效率的英語訓練方法來訓練他。事實證明與傳統方法相比，這種方法大大降低了英語的學習難度，與此同時大大提高了英語的學習效率和效果。朱元晨是這種訓練方法的第一個受益者。朱元晨在英特爾公司舉行的一次記者招待會上講：「在我記憶中我父親好象一直在尋找最有效的方法和最好的工具來訓練我，一切都是為了提高學習效率和學習效果，而計算機和互聯網正是我父親為我找到的最好的工具。」 朱元晨還講：「據我觀察，在我周圍，在中國，學習能力與我類似的學生有成千上萬，如果他們的學校，他們的父母和他們自己也能充分抓住計算機新技術提供給我們的新方法和新機會，那麼他們中的無數人完全可以來複制我的成功，而且能夠做得比我更好更成功。」英特爾公司亞太地區的教育項目負責人講：「朱元晨是網路時代中國學生最大限度的利用高科技來大幅度提高學習效率和學習效果的一個非常典型的成功範例。英特爾公司將通過多項和中國教育界的合作項目，期待著在中國出現更多的像朱元晨這樣的成功學生，為中國的教育事業發展作出供獻。」

推薦閱讀：