構建“三位一體”力學拔尖創新人才培養新途徑

摘" 要：隨著新時代航空航天領域對高端拔尖力學人才的需求日益增長，高等院校需要創新人才培養模式，以適應國家重大戰略發展要求。該文提出以需求驅動、大師引領和基礎教學構建“三位一體”力學拔尖創新人才培養新途徑。通過探索多種教學方法和評價體系，并融合科教一體化的教學方法，構建“四位一體”的課程體系以及大師引領和“雙導師”制的培養模式。結合系統的課程改革和創新實踐，該文旨在全面提升學生的理論知識、實踐能力和創新思維，以期為培養出具有家國情懷、創新思維和國際視野的力學拔尖人才提供新途徑。

關鍵詞：力學拔尖人才;三位一體;課程體系;大師引領;科教融合

中圖分類號：G640" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）04-0082-04

Abstract： With the growing demand for high-end top-notch mechanical talents in the field of aerospace in the new era， colleges and universities need to innovate the talent cultivation mode to meet the requirements of the development of national major strategies. This paper proposes a new way to cultivate top-notch innovative talents in mechanics with demand-driven， master-led and basic teaching. By exploring a variety of teaching methods and evaluation systems， and integrating the teaching methods of science and education integration， we have constructed the \"four-in-one\" curriculum system and the cultivation mode of master-led and dual-mentor system. Combined with systematic curriculum reform and innovative practice， the article aims to comprehensively improve students' theoretical knowledge， practical ability and innovative thinking， in order to provide a new way to cultivate top talents in mechanics with national sentiment， innovative thinking and international vision.

Keywords： the top talents of mechanics; trinity; curriculum system; master leadership; integration of science and education

“拔尖創新人才”一詞最早見于黨的十六大報告，該報告指出“培養數以千計的專門人才與一批拔尖創新人才”[1]。拔尖創新人才培養受到了高等院校的高度重視，并成為高校人才培養體系建設的重要目標[2]。面向國家重大需求力學拔尖人才培養的核心問題是探索出與一般學科不同的培養模式，一是要始終以需求為牽引開展拔尖人才培養，二是培養模式改革要符合人才培養規律，三是要與行業產業共同建設有特色、持續穩定的合作培養平臺。

西北工業大學工程力學專業以國防科技領域中的基礎力學問題為導向，為航空航天提供了重要支撐。在人才培養和教學上具有優良的傳統，培養出了楊衛、朱位秋等11位中國科學院和中國工程院院士，以及“20系列”軍機三總師（殲-20總師楊偉，運-20總師唐長紅，直-20總師鄧景輝）等，為人才培養的“西工大現象”和“總師”文化提供了重要支撐。隨著新一輪科技革命和產業變革突飛猛進，以及國際科技競爭逐漸凸顯基礎研究的重要性。如何使得力學的教學適應當前技術變革，尤其支撐航空航天領域的科技競爭，成為當前力學教學的重要課題，對西北工業大學的力學教育也提出了新的挑戰。如何繼續發揚和傳承“西工大現象”，尤其是力學拔尖人才的培養，需要創造性地提出新的培養途徑。

一" “三位一體”力學拔尖人才思政育人新模式

新時代下的航空航天領域的尖端科技的突破急需高端拔尖力學人才，急需培養力學基礎扎實、航空航天特色鮮明，且具有家國情懷、創新思維、多學科交叉融合能力，以及國際視野和全球勝任力的力學拔尖創新人才。

現有的力學教學和培養方式還未能很好地體現和回應上述需求，在傳統力學的教學實踐中，教學知識體系延續原蘇聯的教學知識體系，局限在傳統牛頓力學的框架中，與高等工程教育內涵式發展要求相悖，與學科發展、科學研究的高速發展不匹配，與建設教育強國的發展目標不匹配，限制了力學學科的國際核心競爭力提升，不利于拔尖創新人才培養。在科教融合方面，傳統力學專業教學與科研工作割裂，科研反哺教學程度低，教學內容無法反映最新的科研進展和學科發展，導致教學與科研長期割裂，科研成果無法有效推動教學內容更新，科教融合度低，原創性科研成果對教學支撐力度不強。傳統力學專業教育模式和組織方式較為單一，學習內容相對陳舊，學習方式相對老化，學生自主學習動力缺失，學習興趣低，導致力學教育范式轉型與學科發展不匹配，造成了學生對學科的認可度和幸福感不強。此外，傳統力學專業工程實踐能力培養偏少，存在重課堂教學、重知識體系和解題能力，輕實踐教學、實踐應用等問題。創新實驗和工程實踐少，不利于學生創新思維和實踐能力培養。

通過上述分析可以發現，傳統的力學拔尖人才培養模式已難以滿足國家對科技發展的需求，難以支撐未來國際科技競爭和國家重大需求。需從拔尖人才的培養目標、培養方式、科研組織方式等方面，開展深層次的研究，建立適應新時代領軍人才培養的新模式。近年來，針對拔尖人才培養改革，學者們開展了大量豐富的研究[3-7]。為適應社會對人才質量的需求和人的發展需求，很多高校通過調整人才培養方案，實行按大類招生、自由選擇專業，完善相應的課程改革和轉專業辦法等手段，積極探索拔尖創新人才培養的新模式[3]。

在具體實踐中，拔尖創新人才培養對于高校而言尚處于探索階段，還面臨諸多的問題和矛盾，為此，必須客觀分析制約高校拔尖創新人才培養的深層次原因，以期為促進我國現代化發展提供有力的人才支撐。孫梅[5]提出目前本科生教育普遍存在過分關注知識的掌握、忽視知識的探索，以及過分關注教育教學的整齊劃一、忽視學生的個性發展等問題。程黎等[8]提出我國在基礎教育拔尖人才發展中存在諸多問題，突出表現在教育體系不完善、教育資源薄弱、教師專業素養不高等，這些問題影響著拔尖創新人才的培養。徐彬等[9]結合心理學家布朗芬布倫納提出的生態系統理論歸納出智能時代蘇格蘭基礎教育人才培養生態，包含基礎設施建設、學生課程設置、教師職業標準，文中指出，基礎教育的培養模式對拔尖人才的培養形成了一定的制約作用，基礎設施、課程設置、師資隊伍還不能較好地適應技術學科拔尖人才的需求。

綜上所述，培養勝任解決卡脖子關鍵問題的創新型拔尖人才是高校人才培養的改革趨勢，亟需構建面向國家重大需求的極具行業特色的拔尖人才培養體系。如何緊密圍繞航空航天需求，培養引領和持續推動我國航空航天科技發展的力學拔尖人才是當前力學教育和教學面臨的迫切課題。

二" 研究目標

本文在分析當前力學教育改革存在不足和難點的基礎上，對標國家重大戰略發展和重點行業企業需求，依托大師引領培養制、班主任團隊負責制、學術和實踐“雙導師”制的人才培養模式，結合學校“三航”學科特色與“三位一體”的人才培養理念，推動分類培養模式改革，開展思政融合、科教融合、產教融合，培養具有家國情懷、追求卓越、引領未來的力學拔尖創新人才，為深化工程力學基礎學科培養模式提供理論支撐。

（一）" 探索特色鮮明的航空航天領域力學拔尖人才思政育人新模式

面向國家重大需求，堅持立德樹人，完善思政教育體系，實施西北工業大學一流本科生人才培養行動計劃，將西工大大國工匠資源優勢與“三航”學科優勢融通，打造“航空航天強國+課程思政”特色育人體系，強化課程思政的引領示范作用，將“三航”精神、“總師”文化注入拔尖人才成長成才全過程。在培養方案中增加社會實踐要求，引導學生樹立愛國報國理想信念，實現思政與育人同頻共振。

（二）" 研究構建 “四位一體”力學拔尖人才培養課程體系

積極推進現代信息技術與專業教學的深度融合，突破傳統力學教育圍繞牛頓力學難以展開的局限，建設囊括牛頓力學、拉格朗日力學以及哈密頓力學的完備框架，構建以力學基礎課為核心、航空航天裝備力學專業課為拓展、創新創業課為能力培養、國防案例和實踐課為能力提升的“四位一體”課程體系。

（三）" 研究建立大師引領培養制、學術和實踐“雙導師”制的拔尖人才培養模式

跳出人才培養的傳統模式，構建拔尖人才培養的大師引領制、小班化教育模式，擺脫本科教育傳統的學科路徑依賴，實現由“灌輸式”教學向“啟發式”教學的轉變，感受大師精神，拓展學生科學研究視野。

（四）" 研究構建面向國家重大需求的力學拔尖人才科教融合培養體系

發揮航空航天領域特色優勢，發展“總師+項目+團隊”創新培養模式，圍繞“卡脖子”問題開展創新實踐，融通“創新創業選題、系統科研訓練和工程實踐”，實施科教融合定制化培養模式，解決重點領域重大科學問題，培養理論功底扎實、實踐經驗豐富、創新能力突出和善于解決復雜工程技術難題的創新拔尖人才。

三" 力學頂尖創新人才培養途徑

（一）" 擬采取的方法

第一，探索特色鮮明的航空航天領域力學拔尖人才思政育人新模式。將“四史教育”全面融入思政課程教學，用習近平新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人。把軍工文化、“三航”精神等融入專業課程教學，培育塑造拔尖人才科學精神和科技報國的家國情懷。通過問卷調查分析導學團隊的師生關系、管理能力等，樹立先進導學團隊，發揮拔尖基地導學團隊育人載體優勢。發揮學校國防科技實驗室、重大國防項目等的育人作用，強化“軍工報國”教育。

第二，構建力學基礎課為核心、航空航天裝備力學專業課為拓展、創新創業課為能力培養、國防案例和實踐課為能力提升的“四位一體”力學拔尖人才培養課程體系。傳承老一輩力學教育家季文美、黃玉珊、胡沛泉和呂茂烈等先生重視課程、教材等建設的傳統，重新梳理課程體系、建設線上線下課程資源。以材料力學和理論力學課程為基礎，打造固體力學、動力學與控制、流體力學等貫通課程體系，突破傳統力學教育圍繞牛頓力學展開的局限，構建囊括牛頓力學及哈密頓力學的完備教授體系，并在同時進行線上一流課程和在線開放課程建設，為學生提供一流的教學資源和平臺。結合新時代下對力學拔尖人才的需求，重新梳理工程力學專業的課程體系，完善培養方案修訂，實現知識體系由散到聚，由普到精的轉變，實現核心知識系統的重構，以及專業核心知識+專業選修知識體系的有機融合。從而形成基礎知識扎實，專業方向知識全面的教學知識傳授新體系，培養基礎扎實，專業精通的高素質拔尖創新人才。

第三，建立大師引領培養制、學術和實踐“雙導師”制的人才培養模式。在科學技術領域，領軍人才大多起步于具有深厚學術積淀的名牌研究型大學，具有明顯的優勢積累效應[10]。以培養具有航空航天力學專業知識和專業情懷的高素質拔尖創新型人才為目標，依托“季文美力學班” “黃玉珊航空班”和“力學拔尖基地班”，全面推進工程力學專業小班化、精英化培養。聘請國內外著名專家學者、型號總師授課，讓學生們近距離接觸大師、感受大師魅力，培養學生情懷，也從大師的教學中學習如何成為“大師”。實行班主任團隊負責制，即由國內外著名的院士、總師、著名教授組成班級的“大師”班主任團隊。在專業培養環節，個性化制定側重的課程方案，根據班主任團隊每學年給學生的考評定位和每位同學的個性能力，及時調整每一位同學的培養課程方案，實行“一人一策”，選擇理論學術導師和實踐導師，切實做到理論與實踐并重。

第四，構建面向國家重大需求的力學拔尖人才科教融合培養體系。依托兩個國家級實驗教學示范中心，創新實驗教學，開設無人機整機力學實驗等“三航”特色虛擬仿真實驗。依托大創項目、“高峰體驗計劃”、創新創業項目開設創新開放實驗，改制現有實驗裝置;依托“力學創新實踐基地”引導學生自主設計實驗，培養創新思維和實踐動手能力。探索以國防軍工領域重大科學問題為牽引培養拔尖人才的模式，研究圍繞“卡脖子”問題開展創新創業選題對拔尖人才創新能力培養的作用。通過調研、訪談等方式明確重點領域的重大科學難題，綜合考慮前沿性、應用性、創新性和可行性等，引導拔尖人才就相關問題開展科研選題，強化學生凝練科學問題的能力。構建多方協同的“總師+項目+團隊”創新培養模式，聘請型號總師、副總師作為成員，探究對博士生立足學術前沿、面向關鍵技術的引導作用，實現拔尖人才從解決單一特定問題到提高綜合素質的轉變。

（二）" 研究方案設計

本文專注于工程力學拔尖人才的培養，從課程體系，人才培養模式以及創新實踐能力等角度出發。具體的系統方案如圖1所示。

1" 力學課程體系

結合西北工業大學的顯著的國防特色，梳理課程體系，實現固體力學、動力學與控制、流體力學 3 門貫通課程。對課堂教學模式進行創新，構建 “四堂融合”的教學模式（傳統課堂、在線課堂、翻轉課堂和雨課堂），以啟發式、探究式、研究型教學為主，滿足知識傳授和學生的個性化學習需求。

2" 創新實踐能力

培養學生的創新實踐能力，通過學科競賽、大學生創新創業項目、高峰體驗項目以及參與科研項目的形式，培養學生具備“三航”特色的創新能力。

3" 人才培養模式

采取院士、型號總師等“大師”級專家授課，以及實現校企聯合的“雙導師”制等培養方式，最終實現“一人一策”的小班化培養和精英化培養。

四" 創新與成果

（一）" 創新與特色

立足“三航”和“總師”文化特色，塑造力學拔尖人才的特色思政育人模式。邀請力學學科的院士、總師、時代楷模、國家級科學家進校園，講述榜樣力量，引導學生樹立家國天下的遠大志向，激發學生獻身國家重大戰略需求的責任感、榮譽感與使命感;通過本專業杰出校友專題講座，引導學生感悟力學專業對國防科技發展的重要性，激發學習志趣和內在動力，增強學生使命感、責任感。

構建校內學術大師和行業領軍專家的“雙導師”特色人才培養模式。組建由院士、國家級人才為主的“學術大師”，和行業領軍專家、型號總師、專業總師為主的“行業大師”，為學生授課、作報告，形成“雙大師育人團隊”，引領、激發學生成為領軍人才的熱情與志向。

利用研究成果重塑力學課程體系，形成“四位一體”的拔尖人才培養體系?；诮處熆蒲谐晒⒖蒲蟹床附虒W案例庫，融入相關課程教學環節，激發學生學習熱情;結合學科前沿和工程應用前景，設置開放性研究課題，激勵學生參與科學研究探索、重大工程實踐、實訓，調動學生科研興趣，提升學生創新能力。為適應新時期力學學科發展需求，開設了固體力學、動力學與控制、流體力學3門貫通課程，強化學有所成、學有所用;以國家級一流本科課程理論力學、材料力學、流體力學等為依托，打造課程育人的高階性、創新性、挑戰度;實施校企聯合培養，搭建理論學習與國防需求的橋梁，助推領軍人才科研思維與創新開拓的大工程視野。

（二）" 完成成效

本文從課程體系梳理以及貫通課程建設等方面入手，實踐“雙導師”制和校企聯合等培養模式，結合西北工業大學的國防特色科研項目，提高學生的創新能力和實踐能力，以滿足培養具有家國情懷、追求卓越、引領未來的力學拔尖創新人才的需求。

五" 結束語

本文通過詳細分析力學拔尖人才培養模式的各個組成部分，揭示了如何通過多種手段實現高素質力學人才的培養。首先，在人才培養模式方面，通過大師引領、一人一策、師生結合和“雙導師”制等措施，為學生提供個性化、全方位的指導和支持。其次，科研項目和實踐環節，如高峰體驗、科創項目和大創項目，進一步增強了學生的實踐能力和創新能力。最后，通過構建具有國防特色的課程體系，包括全面的力學課程和開放實驗課程，培養學生的理論知識和實踐能力。

這一模式的核心在于將理論教學、實踐訓練和創新能力培養有機結合，形成一個系統、全面的人才培養體系。通過多方面的培養手段，力學拔尖人才培養模式不僅注重學生學術素養的提升，還強調實踐能力和創新精神的培養。未來，該模式需繼續完善和創新，以更好地適應國家發展需求，為國防建設和科技進步培養更多高素質的力學人才。

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基金項目：陜西省高等教育教學改革研究項目“需求驅動，大師引領，基礎教學三位一體構建力學拔尖創新人才培養新途徑”（23BZ004）;西北工業大學教育教學改革研究項目“三師協同，實踐賦能，‘總師育人文化’牽引下力學類本科生培養新模式探索”（2024244125）

第一作者簡介：胡榮春（1984-），男，漢族，安徽安慶人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為一般力學。