我國力學專業本科拔尖人才培養模式分析

王心美　令狐栩露　楊未柱　趙彬　張凱　李磊

［摘 要］針對目前缺乏對力學學科拔尖人才培養模式進行系統性總結的問題，文章通過對各高校力學拔尖學生培養方案的細致對比，從拔尖人才培養模式和拔尖人才培養保障體系兩個方面進行了剖析，全面闡述了我國力學專業本科拔尖人才培養的現狀，為我國力學拔尖學生培養提供可借鑒的經驗和規律。

［關鍵詞］力學；拔尖人才；培養體系；培養基地；案例研究

［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）05-0132-06

習近平總書記在中央人才工作會議上強調，高校特別是“雙一流”大學要發揮培養基礎研究人才主力軍作用，全方位謀劃基礎學科人才培養，建設一批基礎學科培養基地，培養高水平復合型人才[1]。

我國拔尖人才培養工作始于1978年中國科技大學少年班設立；1991年，首批國家理科基地建立；2003年，自主招生計劃正式推出；2009年，基礎學科拔尖學生培養試驗計劃啟動；2010年，卓越系列人才培養計劃相繼發布；2011年，教育部門對基礎學科的拔尖創新人才培養做了籌備，選擇了17所中國大學的數、理、化、信、生5個學科率先進行試點；2018年，“六卓越一拔尖”計劃2.0持續發力，計劃新增天文學、地理科學、大氣科學、海洋科學、地球物理學、地質學、心理學、基礎醫學、哲學、經濟學、中國語言文學、歷史學等學科實施卓越人才培養；2020年，“強基計劃”正式出臺；2021年，在首批（2019年度）遴選建設104個基礎學科拔尖學生培養基地的基礎上，教育部按相關工作程序確定了基礎學科拔尖學生培養計劃2.0基地（2020年度）名單。可以說，目前我國已經形成了拔尖人才培養的政策集群[2-3]。

當前，針對拔尖人才培養的研究往往從宏觀上探討人才培養模式，缺乏對具體培養方案的對比分析，尤其是力學作為一門基礎學科，對于工程技術、航空航天、機械制造等行業的發展至關重要，但目前缺乏對力學學科拔尖人才培養模式的系統性總結[4]。本文將通過對各高校力學拔尖人才培養基地培養方案的細致對比，從拔尖人才培養模式和拔尖人才培養保障體系兩個方面進行剖析，以揭示國內力學專業本科拔尖人才的培養現狀，為我國力學拔尖學生培養提供可借鑒的經驗和規律。

我國現有力學拔尖學生培養計劃2.0基地（簡稱力學拔尖學生培養基地）15個，如表1所示。在獲批基地的高校中，所有高校均為“雙一流”建設高校。

全國現有80余所高校進行力學類專業的招生，具體分為理論與應用力學、工程力學兩個專業。在力學一級學科中，全國具有博士授權的高校共53所，在第四輪學科評估中參評的有52所；部分具有碩士授權的高校也參加了第四輪學科評估。參評高校共計80所。第四輪力學學科評估結果中，獲批力學拔尖學生培養基地的15所高校囊括了在第四輪力學學科評估中評級為A類的所有高校。

一、拔尖人才培養模式

（一）培養目標

1.共性特點

力學是整個自然科學的基礎，同時兼備數學、科學和工科三重屬性，扮演著工科基礎的角色，有著跨越理工的天然屬性。正因為力學工科之基的地位，各高校力學人才的培養目標基本側重于面向國家重大戰略需求和世界科技前沿，培養具有家國情懷和國際視野的新時代力學人才，同時都更加注重夯實數、理、力基礎。

2.特色分析

依據力學學科的特點，不同的高校都制定了各具特色的培養目標。

（1）培養特色行業領軍人才。西北工業大學力學拔尖學生培養基地致力于培養面向航空、航天、航海等國防重大需求領域、具有戰略科學家潛質的行業領軍人才。同濟大學傳承與土木工程緊密結合的傳統優勢，發展航空宇航、車輛工程相關的專業新方向，力求培養出具有良好工程素養的杰出力學家[5]。北京航空航天大學的空天力學拔尖學生培養基地則致力于打造空天科技領域拔尖創新人才培養的“四強”模式，為空天科技前沿領域創新研究打下深厚的理論功底。

（2）培養交叉學科復合型人才。清華大學錢學森力學班的培養目標明確規定：學生畢業時應掌握力學核心知識以及力學或一門其他工科（如航空、宇航、機械、汽車、土木、水電、能源、環境等）的基礎專門知識；了解力學學科和若干重大工程的前沿領域發展動態。天津大學的力學拔尖人才培養目標明確規定：培養過程注重全面夯實工程科學基礎理論，提升學生多學科知識交叉與創新的能力。學生畢業后能在機械、航空航天、能源、土木水利、交通、船舶、環境、海洋、材料、化工等行業從事科研、技術開發或大型工程計算及設計、管理工作。各高校的力學拔尖學生培養基地均旨在培養具有創新思維方式、具有國際競爭力、滿足行業領域新需求的復合型、多面型創新人才。

（二）課程體系

1.共性特點

與普通的工程力學專業課程設置相比，力學拔尖人才培養更加注重夯實數理化基礎，強化課程的深度與難度，同時為培養學生的研究興趣和能力增設特色課程等。多所力學拔尖學生培養基地公開的培養方案均顯示，力學專業課程體系基本可以劃分為通識教育課程、專業教育課程以及特色課程三大類。通識教育課程基本涵蓋必修的思想政治課程、外語課程以及人文社科課程等；專業教育課程包含數學基礎課程、工科基礎課程、專業基礎課程以及實踐課程等。特色課程包含前沿交叉課程以及素質擴展課程等。從清華大學、西北工業大學、北京航空航天大學以及上海交通大學的課程學分設置上看，專業基礎課程占比最大，都在60%左右；通識教育課程的占比都在25%左右；除清華大學外，其余三所高校的特色課程占比均在10%左右[6-9]。

清華大學的第四輪力學學科評估結果為A+，其特色課程占比也遠大于其余幾所高校，達到20%。其培養方案顯示，特色課程包含專業與研究課程、國際學者暑期課程以及出國研學或綜合論文訓練課程。可見，相對而言，清華大學更加注重培養力學拔尖學生的前瞻視角、科研能力以及創新思維。

2.特色分析

每所高校根據本校的培養目標對人才培養中的課程體系都制定了不同的規定。

（1）建議修讀與強制修讀。西北工業大學力學拔尖學生培養基地的學生滿足本大類最低要求的152學分即可畢業，學生可以根據個人發展志愿選擇修讀特色課程，建議修讀15～30學分，但不做強制要求。北京航空航天大學的特色課程為必修課程，學生必須取得相應的技術方向類和科研項目類課程的學分才可以畢業。西安交通大學則實施完全自主的個性化發展方案，注重留白，專業課程分布在前6個學期，學生可完全自主決定自己的發展方向，學校以多元化發展環境助力每個學生成才。

（2）課程學分靈活認定機制。天津大學的力學拔尖學生從第三學年起實行本碩或本博（3+1+N）銜接培養，本科和研究生課程實行學分互認，可提前進入研究生階段學習。上海交通大學的力學拔尖學生不受專業和年級限制，可按照個人發展興趣在全校范圍內自由選課（中外合作項目課程除外），包括研究生課程。

（三）大師引領

1.共性特點

縱觀各所高校的拔尖人才培養制度，獨特的導師制也是力學拔尖人才培養的關鍵一環。在進行力學拔尖人才培養過程中，學校都注重大師引領，為每位學生配備不止一位導師進行專業指導。學院導師要關注學生的生活情況和心理需求，及時發現和解決學生在學習和生活中遇到的問題；學術導師要指導學生的理論學習、科研訓練，引導其學術發展方向；校外導師則要結合自身工作經驗，對學生感興趣的行業領域進行專業指導[10]。

2.特色分析

（1）對外交流開闊眼界。浙江大學每學年聘請國際頂尖知名學者為學生開設短期課程或做專題報告，使學生盡快了解學科國際前沿。此外，力學拔尖學生培養基地的學生在本科階段至少有一次短期或長期出國研修學習的機會，這項制度為培養具有國際視野的力學人才提供了強有力的支撐。

（2）一流團隊保障成才。上海交通大學為激勵優秀任課教師積極參與拔尖人才培養，將參與相關課程教學作為其評聘、長聘教授的必要條件之一，并在課酬上予以支持，優化薪資、課酬、晉升等各方面政策，以鼓勵更多優秀教師投入拔尖人才培養[11]。天津大學力學拔尖學生培養基地名師云集，授課教師和個人導師包括院士、長江學者和“杰青”等國家級教授，“教學名師獎”獲得者，國家級教學團隊教師和企業高級專家等。

（四）實踐和創新能力培養

1.共性特點

新時代創新型人才要求高等院校必須在繼承和發揚傳統教育優勢的基礎上，大力開展以培養人的創新能力為重點的教育方法的探索[12]。在力學拔尖人才培養過程中，除了對學生進行專業知識方面的教授，各個力學拔尖學生培養基地也在努力培養學生的實踐能力和創新思維[13]。同時，通過開展創新訓練、實踐實訓以及鼓勵參與各項競賽等切實提高學生的創新與科研能力[14]。

2.特色分析

（1）自主學習，進階提升。浙江大學力學拔尖學生培養基地采用研討式教學模式，讓學生在導師的指導下修讀個性化課程，進行問題導向的進階式科研訓練。西安交通大學創建了進階式實踐創新培養體系，從大一開始通過“大師講力學”活動、專業認知實踐、集中科研實踐、進階式科研訓練、力學創新挑戰訓練等，培養學生的創新能力，實現科教融合促創新。

（2）學科交叉，面向前沿。上海交通大學增設了前沿講座、專題研究等特色課程；結合當前力學領域的主要研究方向——計算力學，設置了計算固體力學與程序設計、復雜系統動力學計算機輔助設計等6門與計算機相關的課程；重視力學與新技術的交叉融合，增設了航空航天、船舶海洋、新材料、能源動力、智能醫療、高端芯片、智能科技等特色選修課程。西安交通大學則依托本校優勢、工科教育和科研平臺，鼓勵學生在大四階段完全自主選擇交叉專業，以激發學生的學習興趣。

（3）經濟支持，校企合作。西北工業大學通過校企聯合培養方式，鼓勵力學拔尖學生在企業進行為期不少于三周的實習，了解企業的運營與管理，掌握一定的技術實踐與研究方法。華中科技大學力學拔尖學生培養基地則以“前沿課題、創新實踐”為主線，設立科研訓練基金，實施“一生一課題”，著力提升學生的科研創新和自主學習能力，鼓勵學生獲得一項以上論文、專利或重要競賽獎勵等成果。

二、拔尖人才培養保障體系

（一）拔尖人才選拔機制

1.共性特點

力學拔尖學生培養基地的選拔機制對于整個人才培養全過程起著大浪淘沙的關鍵作用[15]。各個基地都通過“報名+考核”擇優錄取力學拔尖學生。在考核過程中，基地也更加注重學生對力學的熱愛和堅持及數理基礎水平。同時，為了提高人才培養效率，更好地開展一對一培養以及小班化教學，招收規模基本上都在10～20人左右，最多不超過30人。小班化教學，因材施教，特殊培養，效果更佳。

2.特色分析

力學拔尖學生培養基地的選拔機制大致分為三類。

（1）以拔尖學生培養基地為依托，高考后通過“強基計劃”進行招募。以西北工業大學和天津大學為例，學生通過高考“強基計劃”的報名招募后，直接進入力學拔尖學生培養基地。

（2）高考錄取結束后，在已經具有錄取資格且未開始上課前自主報名。相關通知顯示，浙江大學、哈爾濱工業大學以及天津大學相關專業通過非“強基計劃”招錄學生，學生在正式學習大學課程前，可以參加力學拔尖學生培養基地的選拔。通過選拔的學生在進入大學階段后就可以直接按照拔尖學生培養方案進行學習，這樣可以更高效地利用基地的優勢資源。

（3）學生在已經完成大學一年級的課程后可報名選拔。以北京大學為例，2022年6月發布的《周培源書院招生通知》明確指出，招生對象為工學院2021級本科生，限工學類修讀理論與應用力學專業或“強基計劃”修讀理論與應用力學方向的學生。這一要求有利于學生在經過一年的基礎通識課程學習了解力學專業后，更加明確對力學專業能否堅持繼續鉆研。

（二）平臺保障

1.共性特點

力學拔尖學生培養基地對力學拔尖人才的培養需要有強大的資源，才能保障學生進入多樣的實驗室實驗，擁有豐富的實踐機會，從而進行多方位、多角度的學習與實踐。

2.特色分析

（1）優質的教學資源。北京航空航天大學力學拔尖學生培養基地統一開設的基礎課程和通修課程，均為經過專門設計、按照空天科技領域拔尖創新人才培養要求“量身定做”的優質課程，由學院聘請高水平師資實施小班化授課。

（2）豐富的科研條件。西北工業大學的2個國家級實驗教學示范中心（力學實驗教學示范中心、航空實驗教學示范中心）、2個國家級重點實驗室（翼型、葉柵空氣動力學重點實驗室，航天飛行動力學技術重點實驗室）、3個國家級國際合作基地（結構力學行為科學與技術創新引智基地、飛行器復雜流動與控制創新引智基地、沖擊動力學及其工程應用國際聯合研究中心）和3個省部級重點實驗室（飛行器結構完整性技術工信部重點實驗室、復雜系統動力學與控制工信部重點實驗室、陜西省航空發動機結構強度與可靠性重點實驗室）全部對“強基計劃”及拔尖培養學生開放，以激發學生的創造性思維，為拔尖人才培養提供重要的創新實踐平臺。上海交通大學面向科研創新的船海工程試驗中心大型實驗設施群為力學專業高年級本科生的課外創新實踐培養提供優先使用權。

（三）政策保障

1.共性特點

在力學拔尖人才培養過程中，學校大都推行定制的培養政策，切實保障人才培養效率最大化。有一部分學校在本研銜接上也進行了“量身定制”。此外，本研銜接的學業管理機制，為學生了解科學研究、培養學生的學術志趣建立了高速通道，從而激發了其內生學習動力與潛能，體現了寓研于學的培養內涵[16]。而本碩博課程體系通過“橫向交叉、前沿融通”體現了學科的深入性與交叉性[17]。

2.特色分析

（1）推進本研銜接，實現高速成才。華中科技大學首屆力學拔尖學生培養基地實驗班的培養方案提到：實行“3+1+X”本研貫通培養模式，學生在本科期間即可選修研究生課程。本科畢業生憑借學習成績和科研成果，可選擇到國際知名學府、國內兄弟院校深造或留校繼續攻讀碩士/博士學位，切實做到“一生一升學”。與此同時，上海交通大學也有類似的貫通政策。上海交通大學工程力學“強基計劃”培養方案明確提出：博士階段的課程對高年級“強基計劃”本科生開放，讓學生提前選修博士階段的課程，從而縮短人才培養的時間，提高人才培養效率。

（2）引入競爭機制，實現動態管理。清華大學錢學森力學班前兩年實行動態流動機制，進一步激勵學生刻苦鉆研、勤奮好學。

（四）國際化

1.共性特點

推進高校國際化發展是我國高等教育高質量發展的內在要求，也是我國高等教育走向世界的必經之路[18]。為了培養具有家國情懷和全球眼界的力學拔尖人才，力學拔尖學生培養基地大都能夠為學生提供豐富的對外交流機會，為學生開闊國際視野提供保障。

2.特色分析

（1）經濟支撐。浙江大學力學拔尖班的每位學生在大學期間都可以獲得學校高額的國際交流基金，用于到世界一流大學學習和研究；同時，可享受竺可楨學院相關政策。西安交通大學提供豐厚的獎學金，支持學生在大四全年到國際頂尖大學交流學習；在大二、大三暑期到世界一流研究大學（機構）交流或世界500強企業學習一個月，為拔尖人才成長開辟綠色通道。

（2）政策支持。清華大學錢學森力學班學生培養方案明確指出：安排高年級拔尖學生到國際著名大學研學3～6個月。華中科技大學鼓勵并支持每名拔尖學生有半年的海外研習經歷或至少參與一次重要學術會議。

三、結語

力學拔尖人才的培養是一項長期而又艱巨的任務，高校必須在實踐中不斷探索，才能建立既適合拔尖人才發展又能夠推動“雙一流” 建設的人才培養模式[19]。對國內本科力學拔尖人才的培養現狀進行對比分析，可以為我國力學拔尖學生的培養提供可借鑒的經驗和規律。

（1）堅持中國特色。我國力學人才的培養要著力于解決我國“卡脖子”關鍵技術問題，面向國家重大戰略需求和世界科技前沿，培養出具有家國情懷和國際視野的新時代力學人才。

（2）夯實學科基礎。力學作為基礎學科，打好數理力基礎是關鍵。無論是從現有的力學拔尖學生培養目標中，還是從課程體系的設置中，都可以看出各所高校都將重基礎作為核心任務。

（3）注重個性發展。縱觀各所高校的培養方案，不難看出，除了基礎課程以及力學專業課，在課程選修以及相關實踐實訓上，高校都給予拔尖學生最大的寬松度，積極推行“一生一策”，以期充分發揮力學拔尖學生的科研潛力和創新性。

（4）加強條件保障。力學拔尖學生創新實踐能力、國際化視野等方面的培養，離不開優質的科研實踐平臺和課程資源、豐富的國際化交流機會，這都需要高校有充足的實驗條件和資金支撐，才能為拔尖學生的高質量培養提供有力保障。

［ 參 考 文 獻 ］

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[5］ 關于浙江大學航空航天學院工程力學（拔尖班）2022年招生選拔的通知[EB/OL].（2022-08-21）[2023-09-11].http：//saa.zju.edu.cn/2022/0821/c7?

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［責任編輯：鐘 嵐］