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推进生物科学基础学科拔尖人才自主培养的探索与思考

2023-06-27唐铁军肖湘平

中国大学教学 2023年3期
关键词:生物科学基础学科

唐铁军 肖湘平

摘 要:本文在对基础学科拔尖人才培养再认识的基础上,对我国基础学科拔尖人才培养路径进行了回顾与比较。并以华中农业大学生物科学基础学科拔尖人才培养模式改革实践为例,聚焦怎么选、怎么培、怎么轉,探索基础学科拔尖创新人才培养的路径。同时提出推进生物科学基础学科拔尖人才自主培养的几点思考,为生物科学基础学科拔尖学生培养提供借鉴和参考。

关键词:生物科学;基础学科;拔尖学生;自主培养

基础学科是国家创新发展的源泉、先导和后盾。培养基础学科拔尖人才是高等教育强国建设的重大战略任务。2018年9月,教育部、科技部、财政部等六部门联合发布《关于实施基础学科拔尖学生培养计划2.0的意见》,全面部署实施拔尖计划2.0,旨在建设一批国家青年英才培养基地,培养一批基础学科拔尖人才,为把我国建设成为世界主要科学中心和思想高地奠定人才基础[1]。到目前为止,共遴选三批77所高校建设了288个拔尖计划2.0基地,取得初步成效。

一、对基础学科拔尖人才培养的再认识

1.对基础学科拔尖人才培养重要性的再认识

习近平总书记在2020年科学家座谈会上的讲话中指出,基础研究是科技创新的源头。国家科技创新力的根本源泉在于人。要把教育摆在更加重要位置,全面提高教育质量,注重培养学生创新意识和创新能力。要加强基础学科拔尖学生培养,在数理化生等学科建设一批基地,吸引最优秀的学生投身基础研究[2]。在2021年考察清华大学时的重要讲话以及中央人才工作会议重要讲话中,习近平总书记强调提出要加强基础学科人才培养。2022年,习近平主持召开中央全面深化改革委员会第二十四次会议,审议通过《关于加强基础学科人才培养的意见》,再次强调要全方位谋划基础学科人才培养。基础学科是科技创新的母机,是战略安全的底牌,是国家富强的血脉[3]。党的二十大报告首次将教育、科技、人才合并独立成章,将教育、科技、人才三大战略进行一体设计、统筹部署,充分体现了党对科教兴国这一基础战略工作前所未有的高度重视和系统把握,在报告中明确提出要加强基础学科建设,加强基础研究,加快建设世界重要人才中心和创新高地。基础学科拔尖人才培养上升为国家战略,关乎高水平科技自立自强,关乎中华民族伟大复兴,对其极端重要性需要再认识。

2.对基础学科拔尖人才培养定位的再认识

习近平总书记2021年考察清华大学时指出,我们要建设的世界一流大学是中国特色社会主义的一流大学,我国社会主义教育就是要培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,强调要加强基础学科培养能力[4]。在中央人才工作会议重要讲话中,习近平总书记指出,高校特别是“双一流”大学要发挥培养基础研究人才主力军作用,全方位谋划基础学科人才培养,建设一批基础学科培养基地,培养高水平复合型人才[5]。2020年,时任教育部高等教育司司长吴岩提出要对基础学科拔尖人才再定位:人类未来发展的探路者、担当民族复兴大任的时代新人。基础学科拔尖学生培养基地将成为国家一流人才培养的高地、基础学科拔尖人才的孵化器、天才鬼才偏才怪才脱颖而出的梦工场。可见对基础学科拔尖人才定位是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,是高阶要求的“又红又专”,是培养领跑国家发展和人类进步的探路者,未来国家急需的杰出自然科学家、社会科学家、医学科学家等领军人才[3]。

3.对基础学科拔尖人才培养路径的再认识

习近平总书记在2021年考察清华大学时的重要讲话以及中央人才工作会议重要讲话中,强调要用好学科交叉融合的“催化剂”,加强基础学科培养能力[4]。要走好人才自主培养之路[5]。在2020年科学家座谈会上,习近平总书记明确指出,要加强基础学科本科生培养,探索基础学科本硕博连读培养模式[2]。党的二十大报告提出,全面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才。从当前国际环境来看,此时再次强调自主培养富有深意,中国要想打破西方的打压,唯有做好自己的事情,而做好事情的根就在科学教育。二十大报告提出,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。这里强调的不是国际领跑,而是发挥自身优势拓展新领域,做出新选择。这里的领域之“新”,主要源于跨学科深度交叉和技术广泛集成、开枝散叶。可见在基础学科拔尖人才培根路径上,必须牢牢把握自主培养和学科交叉培养两个根本,而本硕博贯通培养是具体有效路径。

二、基础学科拔尖人才培养的路径回顾与比较

美国、德国、日本等发达国家在拔尖创新人才培养方面起步较早。哈佛大学、麻省理工学院等老牌名校培养目标即定为培养卓越的拔尖创新人才,力求稳据科技创新和人才培养的制高点。美国在20世纪70年代就提出培养具有科技创新能力的拔尖人才,启动了“2061计划”。德国和日本在拔尖人才培养中非常注重与企业的结合,德国将大学和企业作为人才培养的双主体,并强调“教学与研究统一”“通过研究进行教学”;日本则将“政产学研一体化”培养模式和“工业实验室”为主的本科生教育模式作为高校培养拔尖人才的重要举措。从教学模式看,他们都强调以探究式学习为中心、都重视教学的个性化和学生综合能力考核,在课程体系设置上都重视通识教育、重视科研训练和学生实践动手能力培养。美国高校尤其注重营造学术质疑和批判的人文环境,强调宽口径、强基础、跨学科的培养。日本高校非常注重学生创新思维和能力的训练,德国大学的学术自由则是师生共同进行科学探究的前提和保证[6-7]。

相比欧美、日本等发达国家,我国在拔尖人才培养方面起步相对较晚,但仍然作出了有益探索,取得了显著成绩。从1978年中国科技大学创建“少年班”,到20世纪90年代“国家理科基础科学研究和教学人才培养基地”的建设,再到2009年启动“拔尖计划”,40多年来我国高校培养学术英才的改革探索,取得了丰硕成果,形成了“多样选拔,集中成班,系统培养”的基本模式,以及“少而精、高层次”的培养目标和“拓宽、强化基础,倡导早期科研训练”的基本路径,为拔尖创新人才培养积累了宝贵经验[8-9]。2018年,“拔尖计划2.0”的出台,使基础学科拔尖创新人才培养翻开了新的篇章,全面进入提质创新阶段[3]。

综上所述,我国在拔尖创新人才培养上应注重四个方面要素:一是要培养拔尖学生扎实的人文和自然科学基础;二是要注重培养敢于创新、勇于探索、面向未来的科研潜质;三是要培养发现问题、解决问题的创新能力;四是要有开阔的国际化视野。

三、华中农业大学生物科学基础学科拔尖人才培养的探索与实践

华中农业大学是有着120多年办学历史的国家“双一流”建设高校。2018年起,学校依托国家生物学理科基地、国家生命科学与技术人才培养基地,推出“狮山生命科学英才计划”,成立“狮山生物科学英才班”。2020年入选首批教育部基础学科拔尖学生培养计划2.0基地。学校深入学习贯彻习近平总书记给全国涉农高校的书记校长和专家代表重要回信精神以及在清华大学考察时的重要讲话、在中央人才工作会议上的重要讲话和关于教育的重要指示、重要论述,坚持立德树人根本任务,主动服务国家战略需求,根据《教育部等六部门关于实施基础学科拔尖学生培养计划2.0的意见》等文件要求,重点建设生物科学基础学科拔尖学生培养基地,努力构建高水平拔尖人才培养体系,在基础学科拔尖创新人才培养模式方面开展了有益探索。

1.聚焦怎么选,科学选才鉴才

学校加强生物学基础学科拔尖人才培养招生宣传,通过设立专项奖学金、科研补助、组织生命科学类名家大师走进中学开展报告讲座、组织优秀学生、优秀校友回访母校开展朋辈宣传,激发学生对生命科学的兴趣,吸引各省高考成绩前5%、有志于从事生命科学基础研究的优质生源。突出学校办学优势、特色,讲好“华农故事”“生科故事”,建设一批优质生源基地。建立科学化、多阶段的动态进出机制,制定相关遴选办法和考核标准,不断筛选和发现志向远大、富有潜力的有志于生物科学基础学科的优秀学生。新生入学后,面向全校开展生物学拔尖人才遴选,大一下学期结束再次开展选拔,每年对学生进行一次考核,对不适合、不适应拔尖人才培养模式的学生及时调整,允许学术志向坚定、科研能力强的优秀学生申请加入,实行两次选拔、年度考核、动态管理。

2.聚焦怎么培,做到五个强化

汇聚一流师资,强化大师引领。以生命科学技术学院为主体,选聘高水平教师讲授文理基础课程和专业课程,聘请包括诺贝尔奖获得者、美国科学院院士在内的7位国际著名学者担任兼职教授,组成结構合理、教学科研水平高、长期活跃在国际学术前沿的一流师资队伍。学校为拔尖学生培养基地的学生每人配备学业导师、科研导师等,在课程学习、科学研究、生涯规划等方面予以全方面立体化指导,个性化指导学生学业和科研兴趣方向。英才班专家委员会主任张启发院士注重学生学术志趣培养,提出“启人以志”“激扬梦想,追求卓越”的育人理念,每年为基地班大一新生讲授生命科学导论课程;定期邀请学术大家走进学生,强化使命驱动,用信仰激扬梦想,激发学生“为中华民族伟大复兴而读书”、勇担时代重任、勇攀科学高峰的学术志向。

汇聚一流学科,强化学科交叉。学科交叉融合是基础学科拔尖人才培养的有效路径。华中农业大学在全国第四轮学科评估中,生物学等7个学科进入A类。生物学、园艺学、畜牧学、兽医学、农林经济管理5个学科入选国家“双一流”建设学科。生物学与生物化学、分子生物学与遗传学、微生物学等11个学科领域进入ESI前1%,2个学科领域进入前1‰,分布于农学、生命科学、理学、工学、医学等5个学科门类。基于农业中的重大生命科学问题,生物学强化与其他学科尤其是传统农科交叉融合,建设一批跨学科课程,组建学科交叉教学团队,开发跨学科实习实训项目,同时布局“新农科”“新医科”交叉融合创新人才培养平台,以生命科学优势特色学科为基础,建设生物医学与健康新兴交叉学科发展特区,促进生物学与作物学、园艺学、畜牧学等优势农科,生物医学、生物信息、大数据等新兴发展学科交叉融合,为生物学拔尖人才培养拓宽领域。

汇聚一流课程,强化文理基础。探索思政元素自然融入课堂的有效方法,探索建立生物学课程思政案例库,建设一批专业“金课”,健全课程常态化集体研讨交流机制,实现专业课程价值引领,着力提升育人成效。建成国家级课程思政示范课1门、一流本科课程6门、全英文专业课6门,以一流课程促进学生深度学习。夯实文理基础,打破原有课程体系,前置遗传学、生物化学、分子生物学等专业基础课程,增加自由选修的前沿交叉课程和特色课程。鼓励学生在导师的指导下,跨学院、跨年级自主选修全校专业课程,聘请海外知名学者全英文讲授批判性思维、文献研读、科技论文写作、生物学前沿等课程。整合植物学基础、动物学基础、微生物学基础理论和实验内容,开设基础生物学,明确不同讲授部分重点,更加注重生物学的整体性和基础性。重构专业实验教学体系,改变原有一门理论课一门实验课的授课方式,精选学生应重点掌握的实验技术,整合重构基础生物学实验I、基础生物学实验II,强化学生科学表达实验结果、独立分析问题和解决难题的能力,提高创新能力和综合素质。

汇聚一流平台,强化科研能力培养。深化与中国科学院、华大基因、武汉光谷生物城等合作,校地共建神农架自然保护区、武汉国家生物产业基地等校外实习基地,充分利用作物遗传改良和农业微生物学2个国家重点实验室、国家微生物农药工程中心等一流教学科研平台,积极接纳学生开展科研训练、毕业论文(设计)等,定期组织实验室体验班、科研团队开放周、学术沙龙等活动。生物科学“拔尖计划2.0”基地学生100%进一流实验室、100%进科研团队,开展有项目资助的科研训练和科学研究。面向全校聘请最优秀的科学家担任学生科研训练指导教师,贯穿第4—6学期开展课题研究。科研训练有规范的标准和严格的考核。学生选择校内外感兴趣领域的一流实验室完成毕业论文。开设综合生物学实验,开展实验技术训练,让本科生掌握生物学中如CRISPR、蛋白质合成等1~2项核心技术,教师出题,学生自主设计、自主选择。以“千问计划”、导师制、“教授红讲堂”等为载体,构建师生课外互动体系,强化教师育人功能。

汇聚优质资源,强化国际合作。拓展合作交流渠道,加强与海外名校深度合作,为基础学科拔尖学生全球胜任力培养创造条件。利用生物学一流学科引导专项等经费,加强与美国加州大学伯克利分校、圣地亚哥分校,英国伯明翰大学、杜伦大学等海外名校合作,建设高质量国际化教学项目,拓展学生海外交流交换项目、联合培养项目,推动校际学分互换互认、学位互授联授。学生在本科阶段可申请海外名校短期游学项目和联合培养项目,资助3~6个月短期游学项目,可申请“2+2”“2+3”“3+1”等三种类型联合培养项目;在硕博阶段,资助赴海外名校开展学术交流,支持申请与海外名校联合培养博士项目。

3.聚焦怎么转,完善培养机制

2018年,学校成立狮山生物科学英才班,按照“小班化、国际化、个性化”的模式推进生物科学拔尖创新人才培养。

小班化:英才班每届招生20人左右,实行真正小班教学。实行博士生助教制,基础课双语教学,专业核心课全英文教学,小班研讨,开展研究性教学,使学生成为课堂主角,注重培养学生质疑、思辨能力和知识综合应用能力。

国际化:积极开辟国际教育资源,推进与国外高水平大学的联合培养,积极引进国外优秀教师及英文原版优质课程资源,通过“诺奖进校园”等开设国际前沿讲座带动国际性学术交流,设计国际联合培养项目,开展与哈佛大学、剑桥大学等暑期科研实践项目,参加iGEM等国际高水平学科竞赛,构建“长、中、短”国际化培养体系,提升学生全球胜任力。

个性化:制订英才班个性化培养方案,实施“4+4”本博贯通培养,实施“一生一方案”。精简课内学时学分,总学分减至140学分以内,整合理论和实践教学内容,开设前沿交叉课程,设置生物前沿交叉、生物种业、生物医学与健康三个专业方向和课程模块,引导学生找到自己真正感兴趣的方向和领域,着力提升实践创新能力和科研能力。

2019年,学校以申报教育部基础学科拔尖学生培养计划2.0基地为契机,在“三化”的基础上,不断完善拔尖人才培养机制,逐步向书院制、导师制、学分制“三制”转变,培养目标实现从培养一般优秀人才到培养杰出伟大人才转变。

书院制:创新现代书院制人才培养模式,高起点建设狮山书院。书院成立学生自我管理委员会,引导学生自我教育、自我管理、自我服务,定期开展由学生自主发起、校院两级支持的“对话科学家”“师生茶会”“博雅讲堂”“英才学术论坛”和“信仰之路”社会实践、“英才在行动”素质拓展等系列活动。依托狮山书院,注重熏陶养成,强化大师引领,提升综合素养,探索拔尖学生培养的一流育人文化。

導师制:专门成立生物科学基础学科拔尖学生培养计划领导小组、专家委员会、英才班指导小组,建立英才班授课教师与科研导师遴选机制,设立奖教金等荣誉体系,导师通过与学生谈心、指导科研训练等,引导学生深入了解生命科学世界难题和“卡脖子”技术,不断增强学生投身生命科学领域的使命感和紧迫感。

学分制:对英才班学生实行学分制,包括完全选课制、小学期制等。学生可自由选修校内外甚至国内外感兴趣的课程,利用小学期分学年分别集中开展国情民情教育实践、科研训练强化实践、海外游学实践等。利用暑假开展生命科学创新人才强化班,不定期邀请生命科学领域的高水平专家开设巅峰学术体验课程,分享经典科学知识和创新思想,为培养生命科学拔尖创新人才奠定基础。

经过4年多的探索,拔尖创新人才培养取得初步成效。英才班“4+4”本博贯通培养方案从2021级开始全面实施。制定出台了华中农业大学《狮山生物科学英才班管理办法》《学分认定和转换管理办法》《教师聘任及工作量计算管理办法》《海外游学管理办法》等一系列英才班管理实施细则。培养学生情况良好,目前五届学生成绩优秀,学风优良,连续四届英才班均为校学风建设先进班集体;科研潜力大,大三大四学生都以负责人申请到科技创新项目,获批国家级和省级大学生创新训练立项20余项,多名学生在学术期刊发表SCI论文。2019级100%学生到国内一流高校或科研机构继续深造。

四、推进生物科学基础学科拔尖人才自主培养的几点思考

国内外有关拔尖人才的研究表明,影响拔尖人才成长的因素众多,且相当复杂[9]。目前,教育部在77所高校共建设了288个拔尖计划 2.0基地,其中生物科学拔尖基地有33个。不同高校在拔尖人才培养模式上有一些相似之处,如“三制”“三化”、本硕博贯通等,培养路径大同小异,但需注意避免拔尖人才趋同化培养、创新力不足等问题,对此提出以下几点思考。

1.找准定位,突出学科优势和特色

尽管33个生物科学拔尖基地所在高校生物学都有较好的学科基础,但不同高校在具体的学科方向设置、学科优势和特色等方面明显不同,如农业高校生物学的优势和特色就在农业生物学、微生物学等学科领域,可以与园艺学、畜牧学、兽医学、食品科学等优势学科交叉融合,学科特色不同于其他综合性大学或以医学生物学、生态学等见长的高校。华中农大生物科学拔尖学生培养目标为:面向世界生命科学前沿、面向生物种业国家重大需求、面向人民生命健康,培养具有强烈的家国情怀、深厚的人文底蕴、扎实的自然科学基础、理农医多学科交叉融合的拔尖创新人才,未来成为生命科学领域的顶尖科学家和领军人才。每所高校都应结合自身学科优势和特色,找准定位,走好自己的拔尖人才培养之路。

2.创新模式,贯通高中—本硕博培养

有研究者通过考察67名改革开放后接受高等教育两院院士的相关经历,分析了高等学校在培养拔尖人才中的作用,“拔尖创新人才成长的基础是优秀的本科教育。高质量的科研训练是提升拔尖人才的研究能力、培养拔尖创新人才的关键,而这一训练多数是在硕士生、博士生阶段完成的。”就此而言,拔尖人才的培养具有长期性,它不限于本科4年,它至少应向后延伸至研究生培养阶段,甚至还可以提早至高中阶段[9]。早在2013年,中国科协和教育部即开始共同组织实施中学生科技创新后备人才培养计划(简称“英才计划”),旨在选拔一批品学兼优、学有余力的中学生走进大学,在自然科学基础学科领域的著名科学家指导下参加科学研究、学术研讨和科研实践,使中学生感受名师魅力,体验科研过程,激发科学兴趣,提高创新能力,树立科学志向,进而发现一批具有学科特长、创新潜质的优秀中学生,为“基础学科拔尖学生培养计划”输送后备力量,这使得贯通拔尖学生高中—本硕博培养成为可能。通过高中“英才计划”实施,选拔热爱基础学科的优秀种苗,一对一配备导师,开展学生进校园、科普报告、科研实验等活动,邀请院士名师讲授科学家精神,涵育远大理想,吸引有志青年,为基础学科拔尖学生做好人才储备。

3.大师引领,激发学生学术志趣

有研究表明,学术热情在高层次创新型人才的培养过程中发挥的作用不容忽视。越往更高层次,学术热忱、学术志向起到的驱动作用越是明显、越是重要。本硕博贯通培养模式虽然在课程体系、科研训练等方面具有明显优势,为学生开展科学研究节约了中间多次选择的时间,但同时,由于直博生过早确定了身份,存在认知不足、动机多元、专业知识能力基础不够等原因,低年级直博生的学术热忱可能出现不同程度的消

减[10]。如何对接国家重大战略需求,涵养学生的家国情怀,激发并保持学生的学术热情,培养又红又专的拔尖创新人才,是一个需要认真思考和亟待解决的问题。笔者認为,其中一个有效的举措就是大师引领,通过名师大家以身示范,通过科学家精神感染、带动学生,与他们开展经常性的交流讨论,师生融乐,共攀科学高峰。

参考文献:

[1]教育部等六部门关于实施基础学科拔尖学生培养计划 2.0 的意见[OL]. http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201810/t20181017_351895.html.

[2]习近平在科学家座谈会上的讲话[OL]. http://cpc.people.com.cn/n1/2020/0912/c64094-31858850.html.

[3]吴 岩. 前瞻布局 领跑未来 培养中华民族伟大复兴的战略力量[J]. 中国高等教育,2020(19):17-25.

[4]习近平在清华大学考察时强调 坚持中国特色世界一流大学建设目标方向 为服务国家富强民族复兴人民幸福贡献力[OL]. http://www.xinhuanet.com/2021-04/19/c_1127348921.htm.

[5]习近平出席中央人才工作会议并发表重要讲话[OL]. http://www.gov.cn/xinwen/2021-09/28/content_5639868.htm.

[6]李永峰,李彧,张抒意. 发达国家基础学科拔尖创新人才培养模式的对比研究[J]. 中国校外教育,2017(7):391-394.

[7]王牧华,全晓洁. 美国研究型大学本科拔尖创新人才培养及启示[J]. 教育研究,2014(12):149-155.

[8]崔艳丽. 三十年基础学科人才培养模式改革: 特点、动因、成就与问题[J]. 高等理科教育,2012(6):1-8,64.

[9]叶俊飞. 从“少年班”“基地班”到“拔尖计划”的实施——35 年来我国基础学科拔尖人才培养的回溯与前瞻[J]. 中国高教研究,2014(4):13-19.

[10]洪茜,郭菲,Hamish Coates. 低年级直博生学术热情缘何消减:基于扎根理论的分析[J]. 学位与研究生教育,2022(1):63-70.

[责任编辑:杨裕南]

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