本文摘要：[摘要]基础学科拔尖人才培养是新时代建设世界教育强国和科技强国的重要战略，也是高等学校教学改革与发展的迫切需求。 省属高校肩负着为国家和区域建设输送人才的重任，在拔尖创新人才培养方面也责无旁贷。 以哈尔滨理工大学大珩班为例，探索一实一虚分段式
[摘要]基础学科拔尖人才培养是新时代建设世界教育强国和科技强国的重要战略，也是高等学校教学改革与发展的迫切需求。 省属高校肩负着为国家和区域建设输送人才的重任，在拔尖创新人才培养方面也责无旁贷。 以哈尔滨理工大学“大珩班”为例，探索“一实一虚”分段式培养和运行模式，通过制定分段式培养方案，完善教学体系，进行选拔、培养和运行模式的探究与实践，进行拔尖人才培养的教学模式、内容与方法改革，构建适合拔尖人才脱颖而出的评价体系，以点带面，全面提高人才培养质量。
[关键词]省属高校; 基础学科拔尖人才; 培养模式
基础学科的优秀人才是实现科教兴国和创新驱动发展战略的基石，为加强我国基础研究实力、提高人才培养质量，2009年和2018年教育部分别出台两个“珠峰计划”，即“基础学科拔尖学生培养试验计划”和“关于实施基础学科拔尖学生培养计划2.0的意见”，在这些政策的指引下，国内许多著名高校相继成立了拔尖人才培养学院或班级，如清华大学的“清华学堂计划”、上海交通大学的“致远学院”、北京大学的“元培学院”，以及南开大学的伯苓、省身班等。 同时，一些省属地方高校也加入拔尖人才培养的行列，如浙江理工大学的“启新学院”、安徽大学的“文典学院”和湖北大学的“楚才学院”等[1-7]。 这些计划已在拔尖人才培养的创新实践中逐步发挥出积极作用，促进了我国基础研究水平的提升。
哈尔滨理工大学作为省属“双一流”理工科高校，担负着为国家和地方培养人才的重任。 自2017年我校人才特区项目启动以来，高水平师资力量不足问题得到很大改观，物理系引进全职特聘教授3人，其中1人为非华裔外籍教授; 柔性引进兼职教授4人，其中包含中国科学院院士(双聘)1人，国家杰青、国家优青各1人，大幅度提高了教师的科研实力。 另外，学校投资建设国际化协同创新中心，并获批省重点实验室，提升了物理系科研平台层次。 在这一背景下，2017年9月，哈尔滨理工大学在应用物理学、光电信息科学与工程及材料物理专业，经过学生申请、专家面试，筛选出20名学生组建实体化拔尖人才实验班，以我校老校长王大珩先生的名字命名为“王大珩精英实验班”，简称“大珩班”，专业为应用物理学。
经过三年的实践，一些学生已经进入科研实战阶段，并取得了一定成果。 但是也出现了一些问题，如课程设置和普通班不一致，使动态流动不方便，难以形成良性竞争机制; 独立设班导致学生和普通班同学接触不多，难以起到模范带头作用，以及评价体系不健全等。 而且，如果省属高校没有充足的保研名额和特殊政策，拔尖班里一些优秀的学生可能会失去保研机会。 另外，将专业过早设定为“应用物理学”，不利于后期学生的个性化培养。 因此，在2019级“大珩班”进行改革，采用分段式培养方案和“一实一虚”运行模式，该方案已初见成效，为省属高校拔尖人才培养提供了一条新的途径。
一、制订分段式培养方案，完善教学体系
我们围绕“培养具有坚实的数理基础、良好的科学素养和实践创新能力，受到科学研究初步训练的后备学术研究型拔尖人才”培养目标，基于“厚基础、重实践、强创新”的基本理念，分两个阶段制订人才培养方案。
(一)前期数理基础阶段(前两年)
明确培养目标与要求，统筹安排物理大类各专业基础课程，按照国家标准设计合理的课程学时数，适当增加了与数学有关的基础课学时，根据各门课程逻辑和衔接关系，合理安排上课学期，既要保证教学内容的连贯性和饱满度，也要保证学生课下自主学习和思考的时间充足。
(二)后期科研能力提升阶段(后两年)
除必修的专业平台课和选修课外，在物理大类各专业设置科研方法论相关课程和物理学前沿进展等课程，供已经进入课题组的学生选修; 考虑到外籍教授的优势，设置相关课程，全英文讲授; 设置本硕贯通课程，考研或保研到本校的学生可提前学习硕士课程。
根据分段式培养方案，建立基础和专业两个层面的教学体系。 基础教学体系主要强调厚基础、宽口径和重能力三个方面，由于物理系3个本科专业均授予理学学位，在数理基础培养阶段，注重宽口径大类培养，将普通物理各门课程单独授课，总体学时有所增加，使得来自不同专业的拔尖学生具有宽厚的学科知识背景和扎实的专业基础，这是后期探究式专业学习的前提。
实践创新能力是未来科研人员必备的基本素质，因此从大一下学期开始，除了设置普通物理和近代物理基础性实验外，逐步增加科研训练、课程设计及综合实践性教学环节。 专业教学体系的特点主要体现在自主性、个性化和研究型三个方面，在后期科研能力提升阶段，科研导师将参与“大珩班”学生的专业教育。 学生可以根据兴趣自主选择专业、选修课程，选择科研导师，科研导师将参与学生个性化专业培养计划的制订，并指导学生开展科研训练，包括科研论文、专利和学科竞赛等项目。 在学生实践能力的培养环节，改革实验方式，增加设计性、综合类实验，在科技训练实践环节上，加强和科研相关的基础实验、MatLab科研应用等实践环节，培养学生的综合应用能力和创造性思维。
二、选拔、培养和运行模式探究与实践
在明确培养目标、制订培养方案的基础上，先进的选拔、培养和运行模式是培养拔尖学生的关键。 选拔环节将设置笔试和面试两个环节，笔试内容由原来的高中物理知识考核，改为由主讲高等数学的教师现场讲一堂数学新知识，然后针对所学内容进行考核，考查学生的接受能力; 面试考查学生的表达能力及知识整合运用能力等，聘请外籍教授对外语听说能力进行考查，聘请具有心理咨询经验的辅导员进行心理测试或口试，了解学生的性格特点和心理承受能力等方面。 综合考虑面试、笔试和心理测试成绩，择优录取，每年选拔15—20人组建“大珩班”。
采用分段式培养和运行模式：第一阶段(前两年)，夯实数理基础，采用实体班运行模式，后两年进行科研能力提升，采用虚拟班运行模式，即“一实一虚”模式，在整个培养过程中，由学院院长和系主任直接管理，系主任担任“大珩班”学业导师。
第一阶段，依托理学院的数理优势，选拔一位学术水平较高、教学经验丰富的数学教授贯穿讲解高等数学、线性代数和概率论与数理统计，这样能够节省学时，避免重复，便于学生融会贯通。 五门普通物理课程、四大力学和普通物理实验等专业基础课均由物理系有丰富教学经验的老教授或者在学术领域有较深造诣而且热衷教学的科研精英担任主讲教师。 这些基础课均为小班授课，便于组织教学，实施教学改革。 在大一结束后的暑假安排科研基础训练，留校的“大珩班”学生根据自己的兴趣进入科研团队，了解科研方向，体会科研过程，大二开学时确定科研导师，大二期间边学习边做科研。
第二阶段(后两年)，强调导师制，进行个性化培养，“大珩班”学生将回到原专业班级继续专业平台课和选修课学习，也可根据个人意愿在物理系内部转专业。 这一阶段，学生已选好导师，在导师的指导下，进行个性化培养。 每年邀请多位国内外知名专家做学术报告，并在第二阶段定期举办“大珩班”学生学术论坛，汇报研究成果。 我校柔性引进的国家杰青、优青等兼职教授为学生开设本硕贯通课程，借助物理系外籍教授优势，开设全英文课程，提高学生的英语听说能力，为国际化联合培养奠定基础。
在2019年最新的培养方案中，由于各理学专业都增加了数理基础课的学时，所以“大珩班”的课程设置与各专业普通班保持一致，除了数学类、英语、普通物理实验和专业基础课小班授课外，其他课程、晚自习，以及评奖、评优等各类活动要求在选拔前原班级进行，这样对各专业建设和拔尖人才培养将起到一定的激励作用。 后两年，采用虚拟班运行模式，“大珩班”学生可根据个人意愿选择不同专业，和普通班学生一起学习专业课知识。
这种管理模式一方面能够发挥“大珩班”学生的榜样作用，带动普通班的学习风气，达到以点带面、全面提高人才培养质量的目的; 另一方面有利于学生的动态流动，形成良性竞争。 该方案实施一年来，效果明显，有普通班学生反映“大珩班”学生学习积极性比较高，起到了很好的引领作用，各班级数学、英语和专业基础课平均成绩提高约14%。 另外，将荣誉意识和品德教育贯彻始终，秉承大珩先生“卓育人才、亦德亦能”的教育理念，将课程思政渗透到专业课教学中，并在毕业前经考核授予品学兼优的学生“大珩班荣誉毕业证书”。
三、改革拔尖人才培养教学模式、内容与方法
探究“以学生为中心”的教学模式，鼓励并引领教师利用小班化优势，借助学校配备的讨论室，如活动式桌椅和智能黑板等先进设施，开展圆桌研讨式、启发式、案例式和翻转式教学，从而培养学生变被动为主动的学习习惯。 由于学时有限，一些教学内容可让学生利用课余时间进行自学，为有效落实，取得成效，任课教师应对自学课程、自学内容进行专题课堂讨论，可采用翻转教学的方式，由学生讲解，教师和其他同学提问，使学生在讨论中获取新知识，并定期检查学生课后自学笔记，监督学习效果，形成闭环。
改革专业基础和实践类课程的教学内容与教学方法，适当增加学术前沿的研究成果作为教学内容，编写适用于拔尖人才培养的专业基础课程教学大纲，鼓励每位授课教师积极申请教改项目，将教研成果应用到实际教学中。 实践性教学环节可在锻炼科学思维、增强创新意识、方法论学习和实践能力提升等方面发挥重要作用，在拔尖人才的培养过程中具有不可替代的作用。 重新规划“大珩班”的实践类课程，协同规划基础类实验与专业类实验，形成三个层次，即基础训练、综合设计、研究创新，构建一体化实验教学体系。
基础类实验如普通物理实验，配备优秀实验教师，集中为“大珩班”学生上课，增加设计性和综合性实验，在动手能力培养、误差理论和数据处理等基本技能训练方面给予专门指导。 专业类实验可结合教师的科研成果，在每门实验课程中引入几个综合性强的实验，并不断更新。
实验前，集中讲授面向物理的仿真、计算和数据处理软件，如MATLAB、Mathematica等，要求学生做好实验记录，利用软件进行数据处理和画图，把一份实验报告当作一篇小论文完成，要求有背景介绍、实验理论、实验结果分析与讨论及实验结论，以专业实验为依托，渗透科研方法论，培养学生的规范意识和严谨求实的工作态度。 此外，学生进入课题组后，在科研导师的指导下进行科研训练，这对于培养学生的创新能力、团结合作、人际交往等综合素质至关重要。 目前，2017级“大珩班”部分学生已完成一些科研小项目，1名学生在2019年中国光学学会学术大会上做口头报告，受到与会专家的好评，2名学生以第一作者身份发表SCI检索论文，其中1篇文章发表在物理界权威期刊Physics Review A 上，其他学生的论文还在完善过程中。
四、构建适合拔尖人才脱颖而出的评价体系
为营造适合拔尖人才培养的良好氛围，需要建立科学评价、激励措施等一系列配套体系。 科学准确地评价人才是发现、选拔、培养和激励人才的依据，也是人才辈出的基础。 因此，需要建立拔尖人才和师资评价体系与考核机制，来判断拔尖人才的创新能力、授课教师的教学水平和科研导师的指导能力，从而实现闭环调控和激励作用。 同时，要制订与之配套的普通班培养方案，实现拔尖人才动态调整，保证学生始终处于“拔尖”状态。
目前，对于人才科研创新能力的评价主要通过研究成果来体现，论文是基础研究成果的重要组成部分，一些科研院所通常用中科院分区或科睿唯安的JCR分区来判断论文水平，然而，同一分区的文章质量参差不齐，难以形成激励导向。 我们借鉴Nature集团设计的自然指数期刊标准，研究出一套科学合理的评价标准，将JCR 1区论文进一步细化，提炼出国际上高度认可的期刊。
针对高年级同学，量化科研成果业绩点作为学生评奖、评优和保研的依据之一，而且，不同层次的成果之间绩点差别较大，这也是对高水平成果的充分肯定、对学生和科研导师的尊重和认可，有利于培养学生追求卓越、杜绝浮躁的优良品质，营造一种积极向上的学术氛围。 改革学生考核办法，除课程成绩外，需要对科研工作进行考核，学生可通过阶段性报告、发表论文、申请专利和参加学科竞赛等方式，获得相关科研训练的学分。 改革学院科研论文奖励资助方式，以学生论文作为资助导师科研经费的前提，营造出“以学生为中心”、教师以培养高质量学生为己任的良好氛围。 为吸引拔尖学生攻读本校研究生，促进学科发展，我们建立了一套适合于拔尖人才成长的本硕贯通培养与奖助体系。
授课教师教学水平通常由学生、督导进行评价，给出定量成绩，教师从成绩中难以看出学生的具体意见和建议，无法获得正确反馈。 针对这一问题，可让学生在学期末写出书面意见，由教学秘书收集整理，及时向任课教师反馈。 良好的评价体系能够提高教师和学生的积极性和创造性，有利于学生创新意识和创新能力的健康发展。 同时，还可以采用层次分析法对评价体系进行分析计算[8]，给出定量指标，全面指导实施方案不断改进。
人才培养论文投稿刊物：《物理与工程》宗旨是面向全国大中专院校物理教师、广大科技工作者和相关人员;交流物理教学经验与教学研究成果;介绍与讨论物理学及其他交叉学科的新发展、新动向及物理学前沿进展;介绍物理学在现代工程技术中的应用，旨在促进物理教学改革向纵深发展。
五、结语
总之，通过精英式培养模式的探索与实践，制订出分段式培养方案，构建了以厚基础、宽口径、重能力为特色的相对完善的基础教育体系，以及自主性、个性化、研究型的专业教学体系; 构建了具有物理系特色的拔尖人才培养和运行模式，并形成了科学的拔尖人才、授课教师和科研导师评价体系和考核机制，本硕贯通课程和奖助体系，营造了健康、宽松、高效、积极上进的育人环境。 研究成果可以在其他专业拔尖班和普通班中推广，为我国高校特别是省属高校拔尖人才培养模式改革提供参考。
参考文献
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作者：高玮，朱智涵，吴丰民，张光宇，姬广举
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