“强基计划”本科人才培养方案特点分析

——以数学与应用数学专业为例

          唐玲艳，彭安臣，王  晓    

（国防科技大学 文理学院，湖南长沙 410073）

[摘  要]围绕“强基计划”人才培养目标,借鉴国内外高校拔尖人才培养方案成功的经验,制订“强基计划”数学与应用数学专业本科人才培养方案。基本特点是：将通识教育与专业教育有机结合，融入基础学科拔尖人才培养；强化核心课程，夯实学科基础；开设学科概述和学科前沿课程,开拓学生视野；依托学科优势，加强数学学科的工程衔接；强化实践环节， 着重培养应用能力和创新能力的设计思想；创新教学方法。平衡好学生的自我定位与项目的外部定位,是确保“强基计划”顺利实施并发挥最大效用的关键。

[关键词]“强基计划”；拔尖人才培养；基础学科；人才培养方案

[基金项目] 2020 年度教育部国防军事教育学科“十三五”规划课题“依托‘强基计划’培养军队拔尖人才问题研究”（JYKYB2020005; 2020 年度湖南省教育厅湖南省学位与研究生教育改革研究项目“新工科背景下研究生计算能力培养的研究”（2020JGYB003）。

[作者简介] 唐玲艳（1980-），女，湖南永州人，博士，国防科技大学文理学院教授，硕士生导师，从事计算数学研究。

[中图分类号]G640 [文献标识码]A 

Analysis on Characteristic of the Talent Training Plan of Mathematics and Applied Mathematics Majors for Strengthening Basic Disciplines Program

TANG Ling-yan, Peng An-chen, WANG Xiao

(College of Liberal Arts and Sciences, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)

Abstract：Focusing on the training objectives of Strengthening Basic Disciplines Program, drawing lessons from the experience of top-notch personnel training programs in Colleges and universities at home and abroad, we formulated the talent training plan of Mathematics and Applied Mathematics Majors for strengthening basic disciplines program. The main characteristics of the new training plan include that the organic combination of the general education and the professional education for the cultivation of top-notch talents of basic subjects; strengthening the core basic courses and laying a solid foundation for the subject; setting up the discipline overview and frontier courses to broaden students' horizons; strengthening the connection between Mathematics and Engineering Subjects based on our university advantages; and strengthening

practice which are focusing on the cultivation of application ability and innovation ability in our plan; innovating the teaching methods in our classes. It is pointed out that the balance between the students’self-orientation and the external-orientation should be maintained to ensure that the top-notch personnel training plan is carried out successfully and give full play to its effectiveness.

Key words： strengthening basic disciplines program；top-notch personnel training；basic subject；talent training plan

一、引言

21 世纪以来，国际科技竞争日趋激烈，高层次拔尖创新人才成为世界各国竞相争夺的

战略资源。为持续推进科教兴国和人才强国战略，教育部于 2020 年 1 月启动“强基计划”，选拔和培养基础学科拔尖创新人才。国防科技大学作为全军唯一一所入选“强基计划”的高 校，肩负着探索军队拔尖人才培养规律的使命。接到任务之后，学校于 2020 年 1 月启动“强 基计划”本科人才培养方案制定工作,2020 年 7 月完成。期间，我们调研了国内外拔尖人才的培养模式, 并充分听取广大数学教师和课程负责人的意见，按照学校使命任务和办学定位， 结合数学与应用数学专业特色，经过多轮专家评审与会议答辩，制定了“强基计划”数学与 应用数学本科人才培养方案。本轮人才培养方案目标明确、易于实施，为培养高质量人才奠 定了良好的基础。

二、国内外拔尖人才培养的经验

拔尖人才被界定为在智力、创造力、艺术、领导才能或特殊学术领域具有显著高成就和能力的个体[1]。关于拔尖人才的产生与培养，学界历来纷争不一。早期的学者认为，拔尖人才更多是天赋才能而非后天培养[2]。为此，中国科学技术大学于 1978 年率先在国内创办少年班，以天赋的智力因素（即所谓的“神童”）作为选拔条件，在入学之后强调“超前”知识的传授，培养在科学技术领域出类拔萃的优秀人才。随着教育研究的深入，国际拔尖人才培养范式逐渐发生转变，从强调有天赋的个体才有资格获得培养，转变到认为后天的培养和环境能开发个体体内的潜质和天赋，使其得到全面发展[3]。落实到培养方式，美国和欧洲的做法略有不同。“美国派”的拔尖人才培养采用荣誉教育和荣誉学院模式，即专门为优秀拔尖的，具有高水平、高能力的本科生设计个性化教育模式。“欧洲派”从英国和德国的研究型大学拔尖创新人才培养经验出发，树立以培养拔尖创新人才为目标的新理念、构建以学科交叉融合为基础的人才培养新机制、探索产学研深度融合的人才培养新模式。不管哪种模式，学者们都普遍认同，单靠大强度、有意识的训练并不能培养出能开创一个领域或革新一项技术的创新型人才。

自中科大少年班伊始，我国在拔尖人才教育方面投入了大量资源，积累了许多成功经验， 其中“珠峰计划”被认为是“强基计划”的前身。“珠峰计划”即“基础学科拔尖学生培养

试验计划”，于 2009 年实施，是《国家中长期人才发展规划纲要(2010—2020 年)》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020 年)》中的重要内容[5]，其目标是建立拔尖人才重点培养机制，吸引最优秀的学生投身基础科学研究，形成拔尖创新人才培养的良好氛围，努力使受“珠峰计划”支持的学生成长为相关基础学科领域的领军人才，并逐步跻身国际一流科学家队伍[4]。“珠峰计划”见证了中国在拔尖人才教育培养的不懈努力，也经历了众多冲突与困境。文[6]分析了“珠峰计划”所面临多重内部冲突，为我国的拔尖人才项目提出以下建议：（1）项目的培养目标应该使学生能够愉快地融入个人的整体目标体系，让个体的自我定位与项目的外部定位达到统一；（2）项目的鉴别和选拔应该更加全面，建议采用以文化为中心的认同概念，认为天赋涉及人、知识和场域等多种内生和外生因素的协同作用。

（3） 项目的培养方案应该进行系统的设计和理论规划，建议采用茨格勒的“资优行动模型”来指导拔尖计划的实施和课程设置。该模型强调人与环境之间的相互作用以及构建个性化的学习途径[7]。在茨格勒理论的指导下，“强基计划”的首要目标是为拔尖学生确定一条通往成功的学习路径，并提供持续的支持性环境以实现其目标。在计划的实施过程中，给予专业指导与反馈，帮助学生取得卓越的学术成就。随着学生专业水平的不断提高，外界环境也应该越来越专业化，以满足学生的具体学习需求。此外，“强基计划”的学习环境，包括学习目标、学习计划、课程设置及教材都应该重新考虑和设计，以挖掘学生的最大潜能。同时应该追踪每个学生的学习进程，尤其是学习时间、学习材料、学习内容以及学习成果。优秀并不体现在个人，而是体现在由个人及其环境组成的系统之中[6]。

以上理论给“强基计划”人才培养方案的编制提供了很多启示。依据学校人才培养的总目标，我们围绕为学员构建什么样的理论平台、实践平台、能力平台和素质平台以及如何构建这些平台这个根本性问题进行培养方案的顶层设计。然后,根据这些平台的目标要求进行具体的课程体系设计，科学论证了课程目标、内容选择、学时安排、学期安排、考核方式以及课程之间的衔接关系等等。

三、“强基计划”人才培养目标及其定位

“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”是新时代教育需要回答的根本问题，也是深化教育改革的初心所在。国家推行“强基计划”，旨在选拔培养有志于服务国家重大战略需求且综合素质优秀或基础学科拔尖的学生。结合学校特殊的使命任务，我校数学与应用数学专业应当聚焦科技强军目标，本着“为军选才育才”的原则，为高端芯片与软件、智能科技、导弹与航天、新概念武器、电子战技术等国防科技关键领域的重点突破培养拔尖创新人才。鉴于此，“强基计划”数学与应用数学本科人才培养方案将培养目标定位为：培养具备过硬的思想政治素质、深厚的科学文化基础、良好的军事基础素质和身体心理素质，熟练掌握数学与应用数学相关学科专业领域的核心理论、知识、方法和技能，具有较强的系统整合思维能力、推理和解决问题能力、创新实践能力、沟通协作能力、领导管理能力，具有突出发展

潜力、强烈专业兴趣、科研志向和吃苦耐劳精神的拔尖人才，为其成长为国防关键领域需求的数学及相关学科领军人才奠定基础。这是国家和社会对强基班学生的期望，也是我们教育的终极目的。为了保证这个目标的达成，“强基计划”人才培养方案中设定了四类机制来关注学生的个体成长和独特需求，使学生的自我定位与项目的外部定位达到平衡。

（1） 丰富的选修课机制：每个拔尖学生的心智结构都是独一无二的，方案中设置了大量多层次、异质化选修课程，来增强学生思维的灵活性，达到因材施教的目的。

（2） 多元化评价机制：增加实践环节比例，采用多元化课程考评方式，避免唯成绩至上的功利评价方式，允许学生按照自我标准成长并取得自我认可的成功。

（3） 三类导师机制：每名学生配备博导、青年骨干和管理专家构成的学术导师、实践导师和成长成才导师，对其课程学习、科研工作、生活以及其他方面给予个性化指导。

（4） 成长追踪机制：为强基班学生建立成长发展档案，追踪学生课程学习情况、行为习惯变化、竞赛获奖情况、社会实践情况、参与科研情况和学生毕业去向等，及时总结反馈， 提升育人实效。

四、课程设置的特点

“强基计划”数学与应用数学人才培养方案中的课程按照通识教育课程、专业教育课程和交叉基础课程 3 个模块设置，按照修读要求又分为必修、选修 2 种类别，主要特点如下：

（一）将通识教育与专业教育有机结合，融入基础学科拔尖人才培养

通识教育是非专业、非职业性的教育，它源自古希腊的自由教育理念，其目的是培养健全的个人和自由社会中健全的公民。通识教育能解决专业教育中知识面狭窄的问题，有利于学生的全面发展和创新思维的培养。相比综合性大学，欠缺文科基础的理工院校通常更重视学生的通识教育。例如，美国麻省理工学院就秉承“科技与人文课程”结合的折衷价值理念， 为学生精心设计了内容丰富的通识课程计划。它的一般学院要求课程总共 17 门，包括 8 门人文、艺术、社会科学必修课、6 门科学必修课、2 门科学与技术限选课和 1 门实验课。这些课程由庞大的通识课程体系予以支撑。其中，人文、艺术、社会科学课程群包括文学作品研究、语言、思想和社会准则、视觉艺术和表演艺术、文化与社会研究，以及历史学等五大类 71 门课程；科学课程涉及数学、物理、化学和生物等基础学科，学生需要从学校指定的

每个学科课程中选择 1-2 门；科学与技术限选课程群设置了包括数学、物理、化学、生物、

生态、环境、地质、结构、材料、能源、电子、计算机、力学、经济等在内的 43 门课程。MIT 强调跨学科思想、批判性思维和逻辑方法训练，通识课程教学并不单纯地以使用为目的， 而是注重增进学生各方面的知识，培养全面发展的高素质人才。

我校“强基计划”的通识教育模块占总培养学时的 41.24%，分为政治理论、人文科学、自然科学、军事和体育、公共工具等五大系列，主要以公共基础课形式开展。其中，政治理

论系列包括马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观、习近平新时代中国特色社会主义思想的基本内容以及一些法律基础、政策形势分析等课程，使学生具有初步的政治观察分析能力和政策理解执行能力，政治立场坚定，思想品德端正，法纪意识牢固，立志献身国防，忠实履行职责；人文科学系列包括艺术类、文学类、哲学类、人文科学综合课程，为增强学生的传统文化熏陶和文化自豪感，特地将“中国文化经典导读” 设为必修课程；自然科学系列主要是大学物理和大学物理实验，同时开设大学化学、生物学基础、力学、天文学等多学科选修课，以增强学生知识的宽广性和适应性；军事和体育系列是我校的特色课程，旨在培养学生的强健体魄和坚强意志力；公共工具系列包括大学计算、大学生职业发展与就业创业指导等，旨在培养学生良好的运用现代工具的能力。几大类课程既训练学生的抽象思维、逻辑思维，也训练学生的形象思维、直觉思维，使他们具有可持续发展的能力。

（二）创新教学方法，强化核心基础课，夯实学科基础

在数学专业课程方面，“强基计划”人才培养方案与清华大学、武汉大学、上海交通大学等名校的设置基本一致。本科专业课程包括数学分析、空间解析几何,高等代数、概率论、常微分方程，学科基础课程包括实变函数、复变函数、泛函分析、抽象代数、数理统计、数值计算方法、一般拓扑学、数学建模、运筹学等。考虑到学生精力和师资力量，从三个方面对数学核心基础课进行强化，

（1） 学时加强。数学分析由原来的 240 学时增加到 260 学时，高等代数由原来的 90

学时增加到 112 学时，空间解析几何由原来的 32 学时增加到 48 学时，常微分方程由原来的

48 学时增加到 56 学时，数值计算方法由原来的 48 学时增加到 56 学时，实变函数由原来的

48 学时增加到 64 学时，泛函分析由原来的 48 学时增加到 56 学时，数理统计由原来的 50

学时增加到 56 学时，同时将矩阵论替换为抽象代数，新增一般拓扑学和分析代数选讲。按分析、代数几何、计算优化、随机建模等四个系列进行课程建设，理顺了各课程之间的逻辑关系和内容衔接，学员将分别得到分析、代数、几何、方程、随机数学、优化、数值计算以及物理学、计算机方面的知识学习和能力培养，从而形成深厚的数学素养，具备一定的科研创新能力。

（2） 师资力量加强。遴选教学经验丰富的教授担任核心课程的主讲教师，配备新进的高水平博士或具有确定研究方向的副教授进行课后答疑。核心基础课程除课内学时外，每周设置一次答疑，通过习题讲解和关键问题研讨，引导学生掌握解决核心数学思想，使学生学会课程内容，学会提出问题、发现问题、解决问题的能力，重在使学生学会主动学习，力争融会贯通。

（3） 创新教学方式。积极开展数学专业课建设，利用现代教育技术，根据课程教学实际需要，合理利用网上教学资源，通过各种慕课平台，积极开展网络教学，翻转课堂教学， 线上/线下混合式教学，选修课程或课程的选修知识点尽可能采用慕课自主学习。

（三）开设学科概述和学科前沿课程,开拓学生视野

开设学科概述和学科前沿课程，帮助学生认清学习的目的、意义，明确学习与未来发展的关系，帮助他们树立正确的学习观，开发学习潜能，引导学术兴趣，使学习成为学生自我的需要。增设“数学文化”课程，以数学史、数学问题、数学知识等为载体，介绍数学思想、数学方法、数学精神，既提高学生的数学素质，又着眼于提高学生的文化素质和思想素质。遴选数学学科优势科研方向，开设短期学科前沿课程——“应用数学专题”，使得学生对研究现状有一个较为深入的认知，在某种程度上为学生提供了独立学习、研究型学习、合作性学习的机会。向强基班高年级学员开放研究生专业课程，计入硕士阶段学分，使学有余力的学生能提前深造，实现本硕博贯通式培养。我们鼓励学生自我发展，他们想挑战自我，培养方案中就有内容给他们，但又不给他们太大的压力。

（四）依托学科优势，加强数学学科的工程衔接

依托学校优势工科专业，开设信息科学、航空航天、气象海洋、电子与通信、智能与指挥控制等五个系列的交叉基础选修课程，加强数学专业教育的工程衔接。面向关键问题，突出军事应用特色，体现我校办学“理工结合，落实到工”的特点。无独有偶，国内其他“强基计划”试点高校也开设有基础理科工程衔接类专业，例如清华大学就对数理基础学科设计了理工双学士学位的培养模式，据他们的招生办主任余潇潇介绍[8]，这是清华大学服务国家重大战略需求、结合自身办学特色专门设计的，既突出数学、物理、化学、生物等基础理科专业的支撑引领作用，又与国家对“强基计划”人才培养的高关注、高期待高度衔接，为一批“有志向、有兴趣、有天赋”学生打好坚实理科基础，并重点引导他们进入国家亟需的高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域，加强相关领域高质量人才的精准输送。我校的交叉基础课程有异曲同工之妙，我们欢迎对数学研究有浓厚兴趣的学生留在本专业继续深造，也给其他有志于工程研究的学生设置了更多的出口，实现学科交叉基础上的差异化、特色化人才培养。

（五）强化实践环节，着重培养应用能力和创新能力

完善实践教学体系，鼓励学生通过实践强化能力，“强基计划”数学与应用数学专业设置选修实践 10 学分，结合全国大学生数学竞赛、大学生密码挑战赛、大学生创新实践项目

等进一步加大对学生实践能力的培养，例如，学生获得全国性学科竞赛一等奖可记 6 学分，