清华大学教授李永东:现在学生最大的问题是提不出问题(清华大学教授李健简介) ypxx.net

清华大学西主楼电机系办公室的走廊有一种独特的静谧,将电机系的历史向纵深处延伸。走廊的尽头,是会议室,我们在这里采访了李永东教授。早在1997年,李永东就带领团队研制出了我国首台工业化高压大容量变频器,产生了巨大的经济和社会效益。正是依托这一领域的深厚技术沉淀,他后续又攻克高铁牵引核心难题,为中国高铁装上了自主可控的“中国心”。

清华大学电机工程系教授,博士生导师 清华大学新概念技术汽车研究院副院长

真正走近他,便会发觉,“为人师表”是深刻于李永东内心的向往。他的课堂,从清华园延伸至天山脚下。援疆三年,他不只带去前沿知识,更俯身为一线青年教师搭台铺路,深夜帮他们逐字修改项目申请书,为少数民族学生单独开课。他相信,点燃一颗火种,能照亮一片土地。

教书育人,李永东有种理性的浪漫。他爱用“三个苹果”的故事串起人类智慧,也坦言科研中有“心脏狂跳、几乎晕厥”的顿悟时刻。他告诉学生,真正的突破,常在于“众里寻他千百度”之后的蓦然回首。他将学以致用刻入学生的日常,欣慰地看着他们遍布产业一线,将论文写在祖国大地上。

没有问题比没有答案更要引起重视

我们正处在一个知识获取方式发生巨大变革的时代,人工智能已不仅仅是工具,它正悄悄改变我们理解世界的方式。当大模型能瞬间调取人类千年文明积淀的知识,教育的核心价值和意义正面临深刻的审视。而提出问题的能力,已成为人类思维成长的关键所在。

李永东在自动控制领域已耕耘数十年,亲历了工业自动化从电气化到智能化的变革。在丰富的工程实践中,他对教育的思考颇为敏锐。结合自己在工程教育中培养创新人才的实践经历,他直言不讳地指出,在AI时代,学生没有问题比没有答案更要引起教育领域的重视,因为一个好的问题意味着成功的一半,正是在解决各种问题当中,人类得以不断推动科学和社会的进步。他坦言:“对教育,我总体是乐观的,但在微观领域,我有些悲观。”他用一句英语点出问题的核心:“The biggest problem is no problem.”随后他补充道, 现在学生最大的问题是提不出问题,也就是没有问题,我们亟须构建“以问题为引擎”的学习生态。

“教育不能再倾向于应试了,我们要培养学生提出问题的能力。”李永东谈道,现在题海战术的应试学习方法还普遍存在,从小学到中学,甚至到大学,学生整天背诵各种概念和公式。

教室里孩子们埋头刷题,课堂上教师快速灌输已有知识和标准答案,这样的教育方式在人工智能时代已不可取,用这种方式培养出的人才将面临被机器大批淘汰的风险。

他认为,技术迭代越是迅速,越要培养学生的创新能力。

“虽然传统的教育方式培养出了大批工程师,但学生创新能力的培养整体不足。在教育中,那些喜欢追问‘为什么’的‘刺儿头’棱角都被磨平了,而这恰恰是实现创新尤其是颠覆性创新必不可少的。就像爱因斯坦在课堂上总爱提出一些新奇的想法和问题,令老师不胜其烦,但恰恰是这种敢于质疑权威的特质催生了相对论这一颠覆性理论。”

李永东对提问能力特别珍视,“我喜欢提出问题的学生,尤其是特别难的问题。有的问题我当场也解答不出来,就回去琢磨一下,下次再解答”。他回想起自己在中小学讲座时的情景,“我鼓励学生主动提问,但现行的课堂规则是谁随意开口就扣纪律分。孩子们连说话都不敢,怎么提问?谈何创新?”不仅如此,李永东还算了一笔账,“许多中小学生每天早晨6:30起床,吃点早餐就去学校,到晚上10:30还在做作业,一天16个小时,大人都受不了,小孩子怎么受得了,能有什么快乐?”他认为,在这样高强度的训练下,孩子们将逐渐失去提问的本能,不是没有问题,而是不敢问、不会问,甚至没有时间思考问什么。

对大学课堂他也有着很深的担忧,“我给本科生、研究生上课,课堂上提出问题和回答问题的学生都不多,他们怕说错,怕别人笑话”。他回想自己在国外学习的经历,“老师、学生争得面红耳赤很正常,课堂互动甚至计入成绩;法国高考作文没有什么套路,都是一些开放式问题,甚至具有哲学思辨的味道,可以从正面,也可以从反面回答和论述,只要逻辑上自圆其说即可。而在我们的大部分教室里,安静听讲成了起码的纪律要求”。总之, 李永东认为,科学教育的底层逻辑就是要鼓励质疑,提出问题。

如何让提问和讨论蔚然成风?

改变,需要从最基础处开始。李永东特别强调“小班制”的重要性,但更根本的是教育文化的转变, “要从追求标准答案转变为鼓励探索未知,从强调安静听讲转变为培养对话能力”。

当前,李永东的“微观悲观”依然存在,但他指出了一条可能的路径:只有当我们的课堂重新充满质询与对话的活力,只有当每个学生都能放心地举起手问“为什么”, 教育的真义才能真正实现。而让问题重新在课堂上被提出和讨论,正是我们这个时代最紧迫的教育课题。

学习是一场以实践为驱动的体验

“学而时习之,不亦说乎”,李永东认为孔子的这句千年古训长久以来被深深误解了。

“很多人,包括我自己,以前都把‘学而时习之’的‘习’简单理解为复习、温习,以为考出好成绩便可以‘不亦说乎’。”他坦言,自己博士论文的首页也曾引用这句话并翻译成外语,引得外国老师和同学赞叹中国人早慧。然而,深入研读后他恍然大悟,“‘习’更关键的含义在于练习、实习、实践,只有将所学付诸应用,在实践中取得成果、获得成就感,才能真正地‘不亦说乎’”。

李永东生动地阐释这一理念,“就像学游泳,站在岸上背诵要领永远学不会,必须跳进水里,在扑腾中才能真正学会”。李永东将此理念应用于实验室建设,他倡导无论学生来自何方、基础如何,一入学就要接触实际课题,刚开始可以从简单的任务入手,在做中学。“当学生制作的一个小电路板被成功点亮,那种由衷的喜悦会瞬间点燃兴趣,驱使他们更深入地探索”。

为了促成这种“实践中学习”的氛围,李永东非常重视实验室的文化生态。他着力营造自由、开放、坦诚的交流环境,组会上鼓励学生畅所欲言,资料全部公开共享,学生之间传承互助。“我们这里没有‘藏着掖着’的风气。知识在流动和碰撞中才能创新,在这样的氛围中,每个人都会成长。”这种开放协作的文化,不仅提升了研究效率,更潜移默化地培养了学生的团队意识与沟通能力。

面对天赋、背景各异的学生,李永东坚信因材施教的力量。他的学生高跃初入清华大学读博时,理论基础并不突出,但非常努力,李永东审慎评估后,引导他侧重理论研究,并结合实验验证。后来,高跃走上工作岗位,展现了出色的系统思维与组织协调潜力,凭借善于吸纳众人智慧、统筹项目的能力,从民品做起,一步步领导团队攻克我国海军建设中的重大工程项目难题,成长为不可或缺的领军人才。“我当初都没完全发现他这方面的巨大潜能,我觉得在人才培养过程中,重要的是帮助学生找到兴趣,发挥特长。”李永东感慨, “这说明,教育应该提供适宜的土壤,让不同的人都能找到自己的生长方式。”

李永东观察到,许多学生在本科低年级时往往十分迷茫,不知兴趣所在,这样很难在实践中迸发创造力。他认为,贴近实际课题的毕业设计是学生产生分化、重新迸发创造力的关键时期。“此时,评价标准不再是分数,而是解决实际问题的能力。此刻,兴趣成为最核心的内驱力。”一旦找到真正热爱所在,再繁重的学习与研究也会甘之如饴,人生的方向感和意义感由此而生。在李永东看来,学习是一场以实践为驱动的体验,兴趣则是其中最重要的因素。

除了兴趣以外,李永东还强调抗挫折能力的重要性,因为科研之路从来不是坦途。“除了智商和情商,逆商往往决定一个人能走多远。”他提及历史上和现实中的杰出人物,无不历经磨难而信念弥坚。实验室里日复一日的失败,正是磨砺逆商的天然场域。面对当前一些青少年心理脆弱的现象,李永东认为,在做好必要保护的同时,通过适度的挑战和正确的引导来培养其逆商,是教育完整性不可或缺的一环。他总结道:“在人才培养的过程中要关注三点,一是兴趣,二是抗逆能力,三是适当的引导。”

教育是一个动态反馈系统

作为我国电机控制与电力电子领域的权威专家,李永东不仅丰富了电机控制理论,更推动了其在高铁、船舶、电动汽车、多电飞机及节能等领域的产业化与自主创新。

京张高铁是全球首条自动驾驶智能高铁,采用了世界上最先进的交流电机矢量控制技术,每节车厢均配备驱动与控制单元,运行更平稳、启动更迅速。

李永东参与了该段高铁核心部件电机控制变频器的研发。他将电机比作高铁的“心脏”,自动控制原理则是其“大脑”。

自动控制原理不仅是机器的语言,也是社会、生命与教育中无声的秩序。在李永东的理解中,自控原理远远超越工程范畴,成为一种理解系统稳定与发展的根本思维。

他指出,自动控制原理的本质是反馈与调节,这一思想在人类古代实践中已见雏形,如我国古代四大发明之一的指南针,始终指向南方,让古人在探索大自然时不迷路,顺利找到正确的道路;还有后来的瓦特蒸汽机中调节蒸汽流量的装置,以及抽水马桶的水位浮球,都采用了自动调节原理。“20世纪30年代中期,美国麻省理工学院天才数学家诺伯特·维纳到清华大学电机系讲学一年,他回国后便撰写了《控制论》,后经钱学森发展为《工程控制论》,成为现代自动化与智能控制技术的基石。”

李永东认为,从指南针到蒸汽机,再到抽水马桶,这些看似简单的反馈机制,实则蕴含着系统得以持续稳定运行的核心秘密,比如通过实时反馈与调整,维持系统的动态平衡,避免发散与崩溃。

他类比道:“其实教育是一种精细的‘人的控制和调节’。要培养学生从发散状态中将自己控制到正轨的内在能力,让他们学会在挫折中调整方向,不断修正,最终走向成熟。一个能稳定运行的系统,必须具备反馈与自我修正的能力,这恰是自控原理在教育层面的映照和应用。”

李永东特别强调, 教育不是单向灌输,而是一个动态反馈系统,教师就像教育过程中的“调节器”,需持续观察学生的状态与反应,根据情况及时调整方法与节奏,还要重视学生学习过程中的互动、评估与调整,助力每个学生在动态平衡中实现自主且稳定的成长。“这就是孔子所说的因材施教,真正的教育其实没有统一固定的模式,只有基于个体特性的定向引导。

李永东进一步指出,教育不仅需要反馈控制, 有时还需要“前馈预测控制”,就如同先进的控制系统能基于预测提前补偿误差一样,教育工作者也应着眼未来,培养学生能够适应时代发展的能力。教育必须具有前瞻性,通过课程设置、思维训练与价值观引导,帮助学生建立应对未来变化的“内在前馈调节机制”。

在李永东的教育理念中,从蒸汽机的调速器到高铁的变频控制器,再到课堂里的因材施教,自控原理跨越了机器与人的界限,成为一种教育的思维方式。他对教育的思考,既有对古老智慧的现代回应,也有对教育迈向科学化未来的理解。在瞬息万变的世界中, 唯有教会学生学会调节自身、适应环境、预见未来,才能真正掌控自己的人生。