基础学科创新人才培养的探索与实践 ——以北京大学城市与环境学院本科生“拔尖计划”为例

摘要：“基础学科拔尖学生培养试验计划”是北京大学多样性与全方位创新人才培养体系建设的一个重要部分。文章以该计划在城市与环境学院的实施为例，详细阐释了“拔尖计划”的创新培养模式、创新管理机制等，并通过对“拔尖计划”实施5年多来初步成效的总结分析，明确了创新为导向的课程体系、个性化培养方案、基础科研训练与实践、高水平国际交流等环节对基础学科拔尖学生培养的重要性，最后对“拔尖计划”未来的改进方向进行了思考。

关键词：创新人才培养；拔尖计划；基础学科

北京大学综合改革把培养创新人才、提高人才培养质量作为建设世界一流大学的重要任务，提出了完善本科人才选拔机制，完善“加强基础、尊重选择”的多样化人才培养体系，构建激发学生潜能和创造力的本科教育体系。2009年，北京大学作为第一批启动试点院校开始实施“基础学科拔尖学生培养试验计划”（以下简称“拔尖计划”），在数学、物理、化学、生命科学和计算机科学5个基础学科领域设立了5个基础项目组开展拔尖人才培养试验，并于2010年加入城市与环境学院、环境工程学院联合成立的环境科学项目组。“拔尖计划”是北京大学多样性与全方位创新人才培养体系建设的一个重要部分。

城市与环境学院自2011年9月正式开始实施“拔尖计划”，制定了《城市与环境学院拔尖人才培养计划实施办法》，选拔学生覆盖环境科学、生态学和地理科学3个本科专业。五年多来，学院本着机制创新、机会均等、双向选择、动态筛选、个别指导、课程改革和科研创新的指导原则，倡导个性化培养为模式、推行指导教师制为措施、启发学术兴趣为导向、加强基础训练为手段、强化实践环节为核心，在培养本科生产生浓厚的科研兴趣以及开展创新研究方面取得一定进展。

一、“拔尖计划”创新培养模式

（一）以创新人才培养为导向的新课程体系

城市与环境学院专门组织教学委员会和专业全体教师对课程体系进行优化，保持并强化核心理论课程。为让学生了解学科全貌，发现专业兴趣，将专业导论课程放在大一第一学期，并在课程内容中安排学生尽早开始学习阅读和评述文献，努力发现和思考问题。

学院通过对主干基础课、拓展提高型课程以及学科前沿课程的建设，让学生加深对学科知识的思考，了解学科前沿动态，开拓国际视野。除专门开设相关课程外，学院还邀请国内外一流专家学者进行学术讲座和学术沙龙活动，为学生营造浓厚的学术氛围。

（二）以学生为主体的个性化培养方案

“拔尖计划”特别重视在培养过程中保护好学生的学习兴趣、好奇心和想象力，充分尊重个体差异，通过个性化培养方案，为学生提供自由宽松的学习空间。学院鼓励学生跨院选修专业相关课程，并可纳入培养计划的专业课学分。个性化教育以指导教师责任制为保障，导师可协助学生制定突破原定教学计划的个性化培养方案。个性化还体现在学生与导师的双向选择上，学生在大一学年结束前可自由选择导师，此后如有更换需要，学院可为其协调安排。

（三）以科研训练与实践为核心的能力培养方法

直接参与基础性科学研究是“拔尖计划”的核心内容。学院根据“拔尖计划”三个专业的特点，逐步形成了“基础实验—课间实习—实习课程—社会实践—本科科研—本科论文”的系统科研训练流程。通过科研实践，希望帮助学生掌握科学研究的基本方法和技能，包括了解选题原则、熟悉文献查询和归纳方法、掌握数据获取手段、培养数据分析能力、锻炼论文写作和成果表达技巧等。

导师实验室与课题组从低年级开始对本科生开放。学生选择感兴趣且有一定挑战性的科研题目，逐步开展研究。早期参与科研的方式能培养学生拥有强烈的科研兴趣、良好的科研能力，改变学生的学习方式和思维模式，引导学生形成较强的观察、分析和创新思考能力。

（四）以国际化为特点的高水平交流平台

“拔尖计划”鼓励并资助计划内三、四年级本科生参加国际会议，支持计划内的三年级下学期和四年级上学期学生短期出国留学五个月。根据新教学计划，学生可在两年半完成绝大部分课程，三年级下学期开始国际交流。除与学院签有协议的学校外，也支持自行联系国外知名大学和导师开展出国交流。从派出学生的反馈来看，出国交流经历对拓宽视野和提高学术水平很有帮助。

“拔尖计划”创新培养模式的4个方面贯穿培养过程始终，从新生入学开始，循序渐进，使拔尖学生通过自我选择而自然成长起来。整个培养过程可大致分为4个阶段：

1.拓宽视野与兴趣启蒙阶段：一年级学生在学校提供的海量课程中广泛涉猎。学院精心安排的专业导论课、主干基础课、学科前沿课程以及学术交流讲座是培育专业兴趣的土壤。

2.专业选择与个性化指导阶段：有意愿深入专业学习和进行创新研究的一年级学生均可随时报名加入“拔尖计划”，自由选择导师，并在一年级结束之前确定专业，导师根据学生的兴趣和特点设计个性化培养方案。

3.综合提升与科研实践阶段：二年级开始，学生可通过拓展提高型专业课进一步了解专业前沿，逐步明确研究兴趣，接受科研训练。不少学生在这一阶段已在导师指导下开始设计自己的科学假设和研究思路并着手开始研究。

4.高水平交流与创新成果阶段：三年级以上的学生可以完成相对独立的研究工作，获取实验和观察数据，在分析数据的基础上完成创新研究成果。学生也可在国际交流项目中得到进一步提升。

二、“拔尖计划”创新管理机制

（一）动态进出机制

城市与环境学院对“拔尖计划”学生采用动态选拔的方式，给予学生均等机会，充分尊重学生个人意愿。“拔尖计划”的进入不设置GPA等任何门槛，凡愿意参与并能够完成培养目标的相关专业本科生均可申请加入。本科一年级学生可随时报名进入，名额不限。二年级和三年级下学期分别进行一次年度考核，通过考核的学生进入下一阶段。一年级未报名学生也可直接参加两次年度考核中的任何一次，通过竞争进入“拔尖计划”。已加入计划的学生，年度考核不合格可终止计划。三年级下学期年度考核之前，学生在与导师协商的基础上可随时申请退出，此后通过考核的学生不能再退出。

（二）指导教师责任制

城市与环境学院“拔尖计划”的指导教师责任制并非辅导员式的咨询，而是类似指导研究生方式的细节指导。学院制定明确的规章制度确保导师有足够的时间和精力对学生进行个性化指导。年度考核和结题验收时，除学生本人外，导师也需递交总结报告，接受考评。导师与学生之间建立双向选择机制，为保证质量，原则上作为第一导师指导的本科生不能超过两名。学生也可跨专业、跨学院选择导师，鼓励国外高水平教师参与指导。

城市与环境学院三个相关专业的学科带头人全部积极带头加入计划，在研究如何更好地培养具有学术潜力的拔尖本科生方面投入大量精力。目前，学院共有“拔尖计划”导师36名，包括陶澍、方精云、傅伯杰3位院士，长江学者6人，杰青获得者12人。导师们全部直接参与各年级本科生理论课与实验课教学，并指导学生开展具有国际前沿性的科学研究。

（三）年度考核与结题验收制度

“拔尖计划”实施过程中，在二年级和三年级下学期进行两次年度考核，学生和指导教师分别提交年度总结，学生进行口头答辩。年度考核由“拔尖人才培养计划管理委员会”通过“师生交流是否通畅”“指导教师投入精力”“学生科研投入时间”“学生研究进展”等指标对学生和导师分别进行考核。

“拔尖计划”学生毕业前进行结题验收，学生对由“拔尖计划”资助的科研成果进行汇报，由“拔尖人才培养计划管理委员会”综合评分。学生通过结题验收，将按选修课记3个学分。毕业1年半内，导师需提供证明，说明学生为第一作者的国际SCI论文发表情况。

三、城市与环境学院“拔尖计划”项目的初步成效

（一）参与人数覆盖率较高，启发学生学术兴趣卓有成效

从2011年9月至2016年2月，城市与环境学院有6届共165位本科生参加“拔尖计划”项目，33人中期退出。目前，新入学的2015级学生就已有15人报名进入“拔尖计划”，学年第二学期人数还将有大幅上升。

学院“拔尖计划”对应的环境科学、生态学、地理科学专业中，本科生参与“拔尖计划”的比例总体呈上升趋势。“拔尖计划”的优化教学体系、特色课程和学术交流活动等都对促进学生了解专业及启发学术兴趣产生促进作用。

表1:城市与环境学院“拔尖计划”参与学生人数（2010—2015级）（截至2016年2月）

年级在研人数结题人数退出人数总人数完成率

表2：城市与环境学院“拔尖计划”参与人数占专业总人数比重（截至2016年2月）

（二）建设了一批高质量的专业课程，营造良好的学术氛围

“拔尖计划”紧扣国际顶尖课程对授课模式进行优化，购买了大批国外精品教材作为主要教学参考资料。“拔尖计划”还聘请国际一流师资授课，专门开设了环境科学前沿、生态学和地理学前沿、环境科学前沿秋季讲座三门学科前沿课程，及时传授学科国际最新进展，使学生在创新研究中更具国际视野。国外一流专家们在来中国授课之前就已在网络上提供了相关基础知识介绍、经典文献、科学问题等内容，供学生提前熟悉和准备，课上学生就相关科学问题进行阐述和交流。

（三）系统科研训练和实践发挥作用，学生科研创新成果突出

“拔尖计划”高年级本科生每周约有10—14小时从事科研活动，低年级本科生每周约有6—10小时从事科研活动。寒暑假期间，学生还自发利用大量集中时间进行科研。经过3-4年的科研训练，学生普遍掌握了科学研究方法，具备科学研究的经验和视野，研究成果突出。目前，学院“拔尖计划”学生中已有8人以第一作者身份在国际SCI期刊上发表论文，还有一批学生第一作者的SCI论文进入审回修改阶段。

学院已毕业的两届“拔尖计划”本科生，绝大部分继续相关专业学习研究。2010级、2011级共32名毕业生，31人继续进行研究生深造，其中15人赴美国斯坦福大学、加州大学伯克利分校等国际一流高校学习。从现阶段培养成果来看，不少学生再经过未来十几年的学习研究，极有可能成长为地理学科、生态学科、环境学科的领军人才。

（四）建立了稳定的国际交流合作，助力拔尖学生进一步提升

“拔尖计划”项目实施期间，学院先后邀请了法国气候变化与环境研究所副所长PhilippeCiais教授、美国科学院院士KirkSmith教授、欧洲科学院院士SvenErikJorgensen教授等46位国外一流学者来学院进行“拔尖计划”相关教学工作，包括本科生课程全英文授课，举办学术讲座和学术沙龙等。学生国际化培养方面，学院与美国莱斯大学、马萨诸塞大学、俄勒冈州立大学、纽约州立大学等4所国外高校签订了本科生交流项目协议，并由国家留学基金委员会批准了4项优秀本科生国际交流项目高校合作项目，每年派出至少5名高年级学生进行5个月交流学习。

四、对本科生“拔尖计划”的思考

在5年来的“拔尖计划”本科生培养过程中，我们发现：

1.“滚动式”的动态进出机制，随时对希望从事基础学科科研的学生开放申请，允许学生主动退出，有效确保了学生的主动性和积极性，也避免了教育资源浪费。目前通过这一机制选拔出了一批真正有科学追求、有学术潜力的拔尖学生。

2.兴趣是科研工作顺利起步和开展的必要条件，学生结合自身兴趣和特长开展研究工作，对拔尖人才的培养有非常重要的意义。

3.本科生的科研潜能不可低估且值得发掘，鼓励低年级本科生早日进实验室开展基础研究，能使得科研训练更加系统化、专业化，明显提高学生的基本科研素质。

4.邀请国际一流专家学者参与本科生教学，激发了学生的求知欲和创新潜能，并在很大程度上为学生树立了世界一流科研工作者的典范。

在初步摸索到一些经验的同时，我们对“拔尖计划”的培养模式还存在一定困惑，在不少方面还要进行探索与改进。

第一，个性化培养的自由度值得商榷。随着加入“拔尖计划”的学生越来越多，我们面临更多的差异化个体，在培养方案管理上是给学生更充分的自由，还是依据学习认知规律和学科特点给予一定引导性限制，还有待进一步研究。

第二，评估机制有待完善。学院“拔尖计划”对年度考核、结题验收的现有评价体系较为简单，毕业1年半内学生以第一作者身份发表国际SCI论文的成果评价指标过于单一。拔尖学生的成长是一个长期过程，在项目评价体系中，对学生的整个培养和后续成长过程都应有所考量。

第三，国际交流需进一步加强。“拔尖计划”的短期交流项目，5个月的派出时间，对一些学生来讲时间较短，不足以充分开展科研工作；而另一些学生则担心出国交流会耽误自己国内在研项目的进度。对派出学生在国外交流期间的培养方案需进行更加细致灵活的安排。

第四，探索长期教育的新模式。创新人才培养是一项长期性任务，拔尖创新人才的成长发展不仅仅在本科教育阶段，作为教育者应关注整个教育体系的贯通，跟踪了解拔尖人才的后续发展，为他们制订更为长期、系统的培养计划。