從1972年到1977年，相繼出生的三子天師、四子天潤、五子天君和六女天西，都在嬰幼兒時期接受父親的數學訓練。正因為如此，長子天文上小學時，就能夠換算四位數的加法，而其他同學最多隻能計算兩位數。此後，二子、三子、四子、五子和六女上小學時，都基本上達到了長子天文的水平。
反對平常，巧妙教導孩子胸懷大誌
很多家長都會順其自然地教育孩子，並會以一顆平常心去要求孩子，而蔡笑晚卻反對順其自然，強調教育幹預；反對平常心，提倡理想教育。他認為所有的天才都是被管教出來的，順其自然隻說明家長不負責任，他甚至把平常心看成是胸無大誌的表現。
天文剛滿3歲，蔡笑晚就教育他立誌。蔡笑晚認為，從小就樹立遠大誌向的孩子，不會滿足於現狀。當他們取得一定的成績後，還有更上一層樓的決心。蔡笑晚教育孩子立誌的辦法，就是巧妙地借助名人和榜樣的力量。為了讓孩子們向名人看齊，蔡笑晚分別給他們取了孟子、孫子、荀子、潤子（即“毛潤之”）、曾子和西子的小名；為了讓孩子們仿效榜樣，蔡笑晚特意在家裏牆壁上貼滿了愛因斯坦、居裏夫人和牛頓等科學家的畫像。每當閑暇之時，蔡笑晚便給孩子們講這些名人的成功故事。當他講到牛頓以蘋果落地發現萬有引力的事跡時，二子天武就感慨地對他說：“爸爸，牛頓太牛了，長大後我也要當牛頓！”當他講到居裏夫人在艱苦卓絕的環境下，研究發現了放射性元素釙（Po）和鐳（Ra），並用X-射線設備裝備救護車的事跡時，六女天西就手舞足蹈地說對他說：“爸爸，長大後我也要當中國的居裏夫人！”
蔡笑晚認為，引導孩子樹立遠大誌向是需要技巧的，他的做法是：巧妙地進行言傳身教。天文4歲大時，蔡笑晚就帶他去給爺爺掃墓。望著爺爺的墳墓，天文好奇地問：“爸爸，墓裏麵有什麼？”蔡笑晚說：“墓裏躺著你爺爺，他正在裏麵睡覺呢。”天文又問：“爺爺還會出來嗎？”蔡笑晚答道：“爺爺要等你讀了博士後才能出來。”天文不解地問：“什麼是博士啊？”蔡笑晚解釋道：“讀書一直讀到頂就是博士。你爺爺讀到了中央法醫研究所，名氣很大，所有認識他的人都很尊重他。以後，你也要像爺爺那樣，記住了嗎？”天文聽後，深深地點了點頭。從此，天文就經常扯著蔡笑晚的衣角說：“爸爸，送我去上學，我要讀博士。”發現自己對長子進行立誌教育的目的達到了，蔡笑晚高興地鼓勵兒子說：“好兒子，有誌氣！爸爸一定會培養你讀博士！”
在此後的日子裏，蔡笑晚以同樣的方式教導天文的弟妹們，從而使孩子們在心中樹立了這樣一種意識：讀書就要讀到博士，長大後就要成為科學家。為讓孩子們時刻牢記自己的誌向，蔡笑晚還特意把《荷馬史詩》中的這樣一段話作為家訓貼在牆上：“莫辜負你一片聰明美質，你須抖擻精神，留個芳名在青史。”每次看到這句話，孩子們都會感到，身後有一隻無形的鞭子在鞭策自己。
除了借助榜樣的力量教育孩子立誌外，蔡笑晚還有一項更加巧妙的施教措施：旅行立誌計劃。蔡笑晚認為，通過旅遊可以讓孩子感受到大自然的美好，感受到祖國山河的壯麗和曆史的悠久，從而激發他們追求偉大的理想和高尚的品質。
1978年夏季，蔡笑晚用長達1個月的時間，帶領長子、次子和三子遊覽了東北三省、天津和北京等地。旅遊景點的絕大部分路程，他們都是靠兩條腿走出來的。在行走的過程中，年僅11歲的長子和年僅8歲的次子抬一個包，蔡笑晚和妻子則一人背一個包。雖然沉重的包袱讓兩個孩子不堪重負，但這樣的做法鍛煉了他們吃苦耐勞的精神。
為了激發兩個孩子對大自然的興趣和對曆史空間的想象，每到一個景點，蔡笑晚都會給他們講解該景點的曆史故事。當全家人行至山海關時，蔡笑晚就要求兩個孩子背誦毛主席的詩句：不到長城非好漢。隨後，他鼓勵兩個孩子說：“今天我們已經到達長城了，也算是好漢了，長大後你們也要做英雄做好漢！”
後來，三子、四子、五子和六女能夠行走時，蔡笑晚都帶領他們遊覽了祖國的眾多名山大川。蔡笑晚的旅行立誌計劃，不僅使孩子們增長了知識和見聞，還令他們拓寬了眼界和胸懷。在祖國大好河山的激勵下，孩子們都在各自心中樹立了遠大的理想。
搶跑時間，超常地讓孩子自學跳級
蔡笑晚認為，教育孩子的勝利都歸結為時間上的勝利。因此，他的六個子女都在5歲左右入讀小學。因為孩子們在讀小學一年級之前，就掌握了書本上的知識，所以上學後他們就覺得學習是件非常輕鬆的事。
長子天文上小學一年級時，就碰到過這種問題，於是他找到父親說：“書本上的知識我都會，學起來很輕鬆！”天文的話立刻提醒了蔡笑晚：與其浪費一年時間，真還不如讓孩子跳級呢。但為了謹慎起見，蔡笑晚特地從書本上挑出幾套習題對天文進行測驗，測驗結果表明，天文確實掌握了書本上的知識。這下，蔡笑晚就更加堅定了讓天文跳級的想法。