新工科建設背景下理科拔尖創新人才培養的模式和路徑探索

劉辰一　代富平

摘? 要：文章探討了新工科背景下工科院校理科拔尖創新人才培養的機制和實踐，以西北工業大學為例，從理科拔尖計劃的實施和計劃的成效等方面開展討論，對理科學生的拔尖創新培養模式的設想、實施和展望進行了人才培養目標的全面闡述，通過實行本科生導師制、畢業設計一年制和設立本科生創新基金等方式，增強了學生的專業認知能力，提升了學生的基本科研素養，進而探索出了一條工科院校中理科拔尖人才培養的有效途徑。

關鍵詞：拔尖創新人才;人才培養;本科生導師制;畢設一年制;強基計劃

中圖分類號：G640? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）07-0157-04

20世紀80年代流行“學好數理化，走遍天下都不怕”，說明了數理化作為基礎學科，在眾多門類的學科與技術中的重要地位。隨著科學技術的發展，數理化在科學技術發展中的重要地位有增無減，理科拔尖人才仍然是科技創新人才和優秀管理人才的主要來源，仍然是從事基礎科學研究與人才培養的主力軍，仍然是促進基礎學科發展、加強自主創新、建設創新型國家的重要骨干力量[1]。為進一步創新人才培養模式，深化教育領域綜合改革，教育部2020年啟動了旨在選拔培養有志于服務國家重大戰略需求且綜合素質優秀或基礎學科拔尖學生的“強基計劃”，強調高校特色與學科優勢[2]。

在當前高等教育綜合改革的背景下，按照現代大學制度全面深化高校綜合改革，既是國家全面深化改革的要求，也是高校自身發展的要求，更是高質量人才培養的內在需求[3]。在新工科背景下，以工科為主的高校通過設立“理科拔尖人才試驗區”，開拓了培養理科拔尖創新人才的有效途徑，著力于培養基礎扎實、開拓創新、具有國際視野的理科拔尖創新型人才，著眼于基礎知識和基本技能的培養，充分利用國內外優質教育資源，通過制定個性化的培養方案、配備高水平師資隊伍和寬廣的國際交流渠道，構筑理科拔尖創新人才培養的專門通道，促進數理化基礎學科拔尖創新人才的發展。

近年來，為主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略，2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，出臺了一系列重要的制度和舉措，在探索我國高等學校工程教育的新模式方面逐漸形成新的經驗。相關高校在人工智能、大數據、量子通信、機械制造、航空、航天、航海等領域逐漸形成了一大批新時代工程教育優勢專業，為拔尖創新人才培養提供了平臺和機遇。而這些優勢工科教育非常重要的一個環節就是要加強基礎學科的教育和培養，特別是數理化等理科基礎性專業知識，將成為各類新工科專業的必修科目或者必要的前期鋪墊，這樣才有利于形成理工結合的教育形勢。

一、理科拔尖創新人才培養試驗區概述

當前高等教育的根本任務是立德樹人，高等教育改革發展最緊迫的任務是提高教育教學質量，而教育質量的最大標準則莫過于人才培養的質量[4]。習近平總書記在給哈爾濱工業大學建校100周年的賀信中強調哈爾濱工業大學“打造了一大批國之重器，培養了一大批杰出人才，為黨和人民做出了重要貢獻”，這是對于工科為背景高等學校的一種莫大的肯定，也是新工科背景下高等教育需要聚焦發力的重點。鑄國之重器，育國之棟梁，集中優勢資源解決“卡脖子”問題，是新時代高等教育的重要使命。李克強總理也強調“數學特別是理論數學是我國科學研究的重要基礎。我到一些大學調研時發現，能潛下心來鉆研數學等基礎學科的人還不夠多。無論是人工智能還是量子通信等，都需要數學、物理等基礎學科作有力支撐。我們之所以缺乏重大原創性科研成果，‘卡脖子’就卡在基礎學科上。”

由此可見，在高等教育擴招的情況下，加強少而精高層次的基礎學科本科生的培養，夯實基礎學科研究隊伍的基礎顯得尤為重要，為了培養具有國際一流水平的拔尖創新人才，著眼于創新人才的基礎性培養，充分利用國內外優質教育資源，構筑工科優勢院校中基礎學科拔尖人才培養的專門通道，促進基礎學科拔尖創新人才脫穎而出，以工科為主的高等院校要重視理科發展，應該讓基礎學科的院系遵循教育教學規律和人才成長成才規律，試行“理科拔尖創新人才培養試驗區”，著力構建基礎學科人才培養的良好環境，拓展學生國際視野，幫助學生扎實基礎，提高學生綜合素質，培養學生科學素養，鍛煉學生實踐技能。

二、理科拔尖創新人才培養模式

（一）以價值塑造為引領的思想政治教育

新時代高等教育的根本任務是堅持立德樹人，準確把握高等教育的基本規律和人才成長規律，立足國情校情，適應時代發展，聚焦“雙一流”建設，不斷強化人才培養的核心地位，全面提高人才培養質量。以工科為主的高校在培養理科拔尖創新人才時，除了需要聚焦學生專業水準的提高和實踐能力的提升之外，還需要不斷提高學生思想水平、政治覺悟、道德品質和文化素養，要給學生扣好人生第一粒扣子，讓思政課程和課程思想政治理論在學生成長成才過程中發揮比專業課程更加重要的引領作用。這就需要學校落實習近平總書記在全國教育大會、全國高校思想政治工作會議、學校思政課教師座談會和與北京大學師生座談時的重要講話精神，把培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人作為教育工作的根本目標。不僅要建立健全價值塑造、能力培養、知識傳授“三位一體”人才培養體系，而且要讓價值塑造位居人才培養體系之首，成為人才培養的核心，著力解決“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”的根本問題。將價值塑造貫穿人才培養全過程，緊抓立德樹人的各個關鍵環節，以一流的思想政治工作引領一流的人才培養體系建設，將價值塑造作為一流人才培養的生命線和檢驗“雙一流”建設成效的關鍵，培養具有家國情懷、追求卓越、引領未來的領軍人才。

（二）施行本科生導師制

充分發揮教師在本科生培養中的主導作用，提高本科生培養水平，提升本科生的綜合素質[5]。本著“給通才開辟通道，為天才開辟空間”的宗旨，聘任在國際交流、學術研究、教育教學、科技創新以及人文藝術等方面取得突出成績的教師，遴選本科生二、三年級中的優秀學生，依照師生雙向選擇的模式，實現優秀學生與導師的對接。

本科生導師制以二至三年為一個培養周期，遵循“因材施教”的培養原則，指導學有余力的本科生開展課外科技活動，提供參與科研的條件，培養學生自主學習、獨立思考、創造創新的意識，學會提出問題，特別是有創造性的問題，提升學生的科學研究水平以及分析和解決問題的能力[6]。尤其是在當前高等學校廣泛實行大力培養和完全學分制的背景下，本科導師的作用發揮尤為重要。西北工業大學嘗試從優秀青年教師中選拔一大批本科生輔導員，使其在做好思想引領和價值塑造的同時，能夠發揮專業優勢，在創新創業、實習實踐和科研訓練等人才培養的關鍵環節可以發揮重要的作用。讓優秀青年教師成為學校本科生參加各類學科競賽、國家大學生創新創業訓練計劃等項目的指導教師，將自己的科研經驗和科研項目作為學生的教育資源，讓進入理科拔尖創新人才試驗區的學生得到充分的實踐鍛煉，能力得到大幅提升。

（三）施行本科畢設一年制

大學在創新人才培養中需將自身的傳統與制度相結合[7]。為了更好地發揮本科畢業設計的標尺作用，全面衡量學生的基礎知識、基本技能和實踐創新能力，培養學生投身基礎研究的科學素養，可施行“本科畢設一年制”，即從選題開始，讓學生在導師的指導下，用一年時間完成畢業設計的選題開題、文獻調研、實驗研究、中期檢查、論文寫作和畢業答辯等環節。西北工業大學從2006年起在理科院系試點實行一年期的本科畢設，15年來的實踐經驗表明，“本科畢設一年制”有利于提升學生的文獻調研能力、書面寫作能力、口頭表達能力、團隊協作能力、動手能力和創新能力等綜合能力，保證完成較高質量的畢業設計。

（四）創新科技競賽激勵機制

以大團隊、大平臺、大項目為依托，以“互聯網+”“挑戰杯”以及各類學科競賽為抓手，加強專業培訓和技術指導，夯實學生理論基礎，提高實踐能力。興趣是創新型人才培養和發展的基礎，激發學生的興趣和好奇心至關重要。對于學校而言，根據學科特點和育人需求，依托國家雙創示范基地、國家大學科技園和飛天創客空間等創新創業教育平臺，培育孵化創業項目，培養創新創業青年才俊。成立不同的科技協會、科技競賽團隊，負責相關科技競賽的宣傳、組織、培訓等工作，增強學生在校內外、國內外各類科技競賽中的競爭力，使一批優秀的學生在競賽中脫穎而出，從而促進創新型人才的成長;通過成立不同的科技協會、科技競賽團隊不斷反向觀察并深入認識、發現學生的內在興趣，也能夠更加深入地識別創新型人才[8]。

（五）設立本科生創新基金

大學期間，培養學生的創新能力即培養學生的創新思維能力，為培養創新型人才做準備[9]。因此，高校應以項目為牽引，倡導學生自由探索、自主創新，可增強學生創新意識，提高創新能力。本科生創新基金鼓勵學生跨年級、跨專業自由組合，吸納具有扎實基礎、創新意識和協作精神或學有專長的學生參與。二年級以上在讀本科生可作為項目負責人申報本科生創新創業項目，依據項目的科學性、創新性、可行性和申請者的研究能力等進行審批，并最終確定為重點項目、一般項目和自費項目。依托大學生創新創業訓練計劃、全國大學生創新創業大賽、國家級大學生創業訓練計劃、大學生課外學術科技作品競賽等平臺，通過項目驗收公開答辯、成果集中展出、項目啟動集中宣傳等活動，表彰優秀團隊，樹立創新典型，帶動優良學風和整體創新氛圍的形成。

（六）拓展國際化培育途徑

國際化視野是卓越人才的核心素養，高校可以外語水平的提升為抓手，加強國際合作與交流，適應國際化發展趨勢，培養學生國際化視野，多途徑、多角度提升學生外語水平。通過英語角、英語辯論賽、英文朗誦、英文電影配音等多種方式，提升學生英語表達能力;結合本科生導師制、外文文獻翻譯、接待國際學者等方式，提升學生運用專業英語能力;邀請專業教育機構對學生進行托福、雅思等的英語培訓，奠定國際交流的基礎;對高分通過托福、雅思考試的學生，英語四、六級通過率達到100%的班級予以獎勵，激勵學生積極掌握國際交流的語言工具。

加強對外交流，提供豐富的國際交流平臺[10]。高校可定期邀請具有出國留學經歷的在校研究生或青年教師做報告，交流出國留學經驗、國外科研生活經歷;加強與國外高校或科研院所的交流合作，建立短期交流、聯合培養項目，為學生出國學習或實踐創造條件;創新教學組織形式，鼓勵基礎學科領域優秀的外籍師資利用遠程遠頻、在線指導等多種方式開展長、中、短期在線授課、在線講座;或與外企交流合作，建立社會實踐基地和實習基地，搭建學生去外企實習的通道[11]。

（七）施行優秀博士培養計劃

學校注重拔尖創新人才培養的延續性，構建本研銜接、碩博貫通的培養體系。協同推進研究生和本科生教育改革，實現本研培養方案統籌設計，加強課程銜接，推進學分銀行制。根據學生所處的不同發展階段，為學生提供個性化的創新實踐平臺和發展空間，本科夯實理論基礎、培養研究興趣，碩士穩定研究方向、培養科研能力，博士凝練科學問題、創新研究成果的目標[12]。

在本科篩選培養階段，采取師生雙向選擇方式，初步形成“教師-研究生-本科生研究群體”與“教師的科研項目-研究生的論文選題-本科生的創新團隊”等多層面的課題組，從而將導師制、本科生創新團隊、實驗室開放有機地融為一體。這樣，可使部分高年級本科學生實質性地獨立承擔小課題或加入教師科研群體[13]。

在碩、博士研究生培養階段，采取導師負責與指導小組集體培養相結合的方式，充分發揮整個學科的指導作用。以參加科研課題為主線，著重培養研究生獨立進行創新性科學研究的素質和能力。培養過程中采取理論學習與科學研究實踐相結合、知識傳授與素質教育相結合、基本訓練與能力培養相結合的原則，特別注重對于創新能力、科學道德、嚴謹學風和敬業精神的培養[14]。

三、理科拔尖創新人才培養試驗區的創新與實效

1. 構建并實踐“平臺+模塊+項目+交流”的人才培養模式。其中，平臺包括重點實驗室、開放實驗室、專業教育機構和人才培養特區;模塊即專業基礎課程模塊和專業方向課程模塊;項目是指競賽項目、科研項目和畢設項目等科技創新項目;交流指優秀學生參與校際、校企、校所、國際間的交換培養、學術交流和項目實踐。

2.將歷史與現實對照，結合“雙一流”建設的背景和全國思政會議精神，借鑒國內外高校好的經驗進行比較研究，進一步發現規律，總結經驗，探索工科院校中理科拔尖人才培養的有效途徑。

3.將過程和目標聯系在一起，針對拔尖創新人才的培養的本科生導師制、畢業設計一年制和設立本科生創新基金等具體措施建立一套較為完整的指標評價標準，從制度上固化實踐成效，在實踐中檢驗拔尖創新人才培養特區的有效性、操作性。

4.分析研究理科拔尖人才培養與其他學科拔尖人才培養的共同問題，研究成果為所有研究型大學創新人才培養機制改革提供依據。

5. 構建了價值塑造、能力培養、知識傳授“三位一體”人才培養體系，施行了德智體美勞“五育并舉”的培養方案，在培養廣大具有工程實踐背景的理科基礎人才的同時，為學生的全面發展和個性發展鋪路、搭橋、建平臺。

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（責任編輯：羅欣）