“拔尖创新人才”一词最早见于党的十六大报告,该报告指出“培养数以千计的专门人才与一批拔尖创新人才”[1]｡拔尖创新人才培养受到了高等院校的高度重视,并成为高校人才培养体系建设的重要目标[2]｡面向国家重大需求力学拔尖人才培养的核心问题是探索出与一般学科不同的培养模式,一是要始终以需求为牵引开展拔尖人才培养,二是培养模式改革要符合人才培养规律,三是要与行业产业共同建设有特色､持续稳定的合作培养平台｡

西北工业大学工程力学专业以国防科技领域中的基础力学问题为导向,为航空航天提供了重要支撑｡在人才培养和教学上具有优良的传统,培养出了杨卫､朱位秋等11位中国科学院和中国工程院院士,以及“20系列”军机三总师(歼-20总师杨伟,运-20总师唐长红,直-20总师邓景辉)等,为人才培养的“西工大现象”和“总师”文化提供了重要支撑｡随着新一轮科技革命和产业变革突飞猛进,以及国际科技竞争逐渐凸显基础研究的重要性｡如何使得力学的教学适应当前技术变革,尤其支撑航空航天领域的科技竞争,成为当前力学教学的重要课题,对西北工业大学的力学教育也提出了新的挑战｡如何继续发扬和传承“西工大现象”,尤其是力学拔尖人才的培养,需要创造性地提出新的培养途径｡

一、“三位一体”力学拔尖人才思政育人新模式

新时代下的航空航天领域的尖端科技的突破急需高端拔尖力学人才,急需培养力学基础扎实､航空航天特色鲜明,且具有家国情怀､创新思维､多学科交叉融合能力,以及国际视野和全球胜任力的力学拔尖创新人才｡

现有的力学教学和培养方式还未能很好地体现和回应上述需求,在传统力学的教学实践中,教学知识体系延续原苏联的教学知识体系,局限在传统牛顿力学的框架中,与高等工程教育内涵式发展要求相悖,与学科发展､科学研究的高速发展不匹配,与建设教育强国的发展目标不匹配,限制了力学学科的国际核心竞争力提升,不利于拔尖创新人才培养｡在科教融合方面,传统力学专业教学与科研工作割裂,科研反哺教学程度低,教学内容无法反映最新的科研进展和学科发展,导致教学与科研长期割裂,科研成果无法有效推动教学内容更新,科教融合度低,原创性科研成果对教学支撑力度不强｡传统力学专业教育模式和组织方式较为单一,学习内容相对陈旧,学习方式相对老化,学生自主学习动力缺失,学习兴趣低,导致力学教育范式转型与学科发展不匹配,造成了学生对学科的认可度和幸福感不强｡此外,传统力学专业工程实践能力培养偏少,存在重课堂教学､重知识体系和解题能力,轻实践教学､实践应用等问题｡创新实验和工程实践少,不利于学生创新思维和实践能力培养｡

通过上述分析可以发现,传统的力学拔尖人才培养模式已难以满足国家对科技发展的需求,难以支撑未来国际科技竞争和国家重大需求｡需从拔尖人才的培养目标､培养方式､科研组织方式等方面,开展深层次的研究,建立适应新时代领军人才培养的新模式｡近年来,针对拔尖人才培养改革,学者们开展了大量丰富的研究[3-7]｡为适应社会对人才质量的需求和人的发展需求,很多高校通过调整人才培养方案,实行按大类招生､自由选择专业,完善相应的课程改革和转专业办法等手段,积极探索拔尖创新人才培养的新模式[3]｡

在具体实践中,拔尖创新人才培养对于高校而言尚处于探索阶段,还面临诸多的问题和矛盾,为此,必须客观分析制约高校拔尖创新人才培养的深层次原因,以期为促进我国现代化发展提供有力的人才支撑｡孙梅[5]提出目前本科生教育普遍存在过分关注知识的掌握､忽视知识的探索,以及过分关注教育教学的整齐划一､忽视学生的个性发展等问题｡程黎等[8]提出我国在基础教育拔尖人才发展中存在诸多问题,突出表现在教育体系不完善､教育资源薄弱､教师专业素养不高等,这些问题影响着拔尖创新人才的培养｡徐彬等[9]结合心理学家布朗芬布伦纳提出的生态系统理论归纳出智能时代苏格兰基础教育人才培养生态,包含基础设施建设､学生课程设置､教师职业标准,文中指出,基础教育的培养模式对拔尖人才的培养形成了一定的制约作用,基础设施､课程设置､师资队伍还不能较好地适应技术学科拔尖人才的需求｡

综上所述,培养胜任解决卡脖子关键问题的创新型拔尖人才是高校人才培养的改革趋势,亟需构建面向国家重大需求的极具行业特色的拔尖人才培养体系｡如何紧密围绕航空航天需求,培养引领和持续推动我国航空航天科技发展的力学拔尖人才是当前力学教育和教学面临的迫切课题｡

二、研究目标

本文在分析当前力学教育改革存在不足和难点的基础上,对标国家重大战略发展和重点行业企业需求,依托大师引领培养制､班主任团队负责制､学术和实践“双导师”制的人才培养模式,结合学校“三航”学科特色与“三位一体”的人才培养理念,推动分类培养模式改革,开展思政融合､科教融合､产教融合,培养具有家国情怀､追求卓越､引领未来的力学拔尖创新人才,为深化工程力学基础学科培养模式提供理论支撑｡

(一)探索特色鲜明的航空航天领域力学拔尖人才思政育人新模式

面向国家重大需求,坚持立德树人,完善思政教育体系,实施西北工业大学一流本科生人才培养行动计划,将西工大大国工匠资源优势与“三航”学科优势融通,打造“航空航天强国+课程思政”特色育人体系,强化课程思政的引领示范作用,将“三航”精神､“总师”文化注入拔尖人才成长成才全过程｡在培养方案中增加社会实践要求,引导学生树立爱国报国理想信念,实现思政与育人同频共振｡

(二)研究构建“四位一体”力学拔尖人才培养课程体系

积极推进现代信息技术与专业教学的深度融合,突破传统力学教育围绕牛顿力学难以展开的局限,建设囊括牛顿力学､拉格朗日力学以及哈密顿力学的完备框架,构建以力学基础课为核心､航空航天装备力学专业课为拓展､创新创业课为能力培养､国防案例和实践课为能力提升的“四位一体”课程体系｡

(三)研究建立大师引领培养制､学术和实践“双导师”制的拔尖人才培养模式

跳出人才培养的传统模式,构建拔尖人才培养的大师引领制､小班化教育模式,摆脱本科教育传统的学科路径依赖,实现由“灌输式”教学向“启发式”教学的转变,感受大师精神,拓展学生科学研究视野｡

(四)研究构建面向国家重大需求的力学拔尖人才科教融合培养体系

发挥航空航天领域特色优势,发展“总师+项目+团队”创新培养模式,围绕“卡脖子”问题开展创新实践,融通“创新创业选题､系统科研训练和工程实践”,实施科教融合定制化培养模式,解决重点领域重大科学问题,培养理论功底扎实､实践经验丰富､创新能力突出和善于解决复杂工程技术难题的创新拔尖人才｡

三、力学顶尖创新人才培养途径

(一)拟采取的方法

第一,探索特色鲜明的航空航天领域力学拔尖人才思政育人新模式｡将“四史教育”全面融入思政课程教学,用习近平新时代中国特色社会主义思想铸魂育人｡把军工文化､“三航”精神等融入专业课程教学,培育塑造拔尖人才科学精神和科技报国的家国情怀｡通过问卷调查分析导学团队的师生关系､管理能力等,树立先进导学团队,发挥拔尖基地导学团队育人载体优势｡发挥学校国防科技实验室､重大国防项目等的育人作用,强化“军工报国”教育｡

第二,构建力学基础课为核心､航空航天装备力学专业课为拓展､创新创业课为能力培养､国防案例和实践课为能力提升的“四位一体”力学拔尖人才培养课程体系｡传承老一辈力学教育家季文美､黄玉珊､胡沛泉和吕茂烈等先生重视课程､教材等建设的传统,重新梳理课程体系､建设线上线下课程资源｡以材料力学和理论力学课程为基础,打造固体力学､动力学与控制､流体力学等贯通课程体系,突破传统力学教育围绕牛顿力学展开的局限,构建囊括牛顿力学及哈密顿力学的完备教授体系,并在同时进行线上一流课程和在线开放课程建设,为学生提供一流的教学资源和平台｡结合新时代下对力学拔尖人才的需求,重新梳理工程力学专业的课程体系,完善培养方案修订,实现知识体系由散到聚,由普到精的转变,实现核心知识系统的重构,以及专业核心知识+专业选修知识体系的有机融合｡从而形成基础知识扎实,专业方向知识全面的教学知识传授新体系,培养基础扎实,专业精通的高素质拔尖创新人才｡

第三,建立大师引领培养制､学术和实践“双导师”制的人才培养模式｡在科学技术领域,领军人才大多起步于具有深厚学术积淀的名牌研究型大学,具有明显的优势积累效应[10]｡以培养具有航空航天力学专业知识和专业情怀的高素质拔尖创新型人才为目标,依托“季文美力学班”“黄玉珊航空班”和“力学拔尖基地班”,全面推进工程力学专业小班化､精英化培养｡聘请国内外著名专家学者､型号总师授课,让学生们近距离接触大师､感受大师魅力,培养学生情怀,也从大师的教学中学习如何成为“大师”｡实行班主任团队负责制,即由国内外著名的院士､总师､著名教授组成班级的“大师”班主任团队｡在专业培养环节,个性化制定侧重的课程方案,根据班主任团队每学年给学生的考评定位和每位同学的个性能力,及时调整每一位同学的培养课程方案,实行“一人一策”,选择理论学术导师和实践导师,切实做到理论与实践并重｡

第四,构建面向国家重大需求的力学拔尖人才科教融合培养体系｡依托两个国家级实验教学示范中心,创新实验教学,开设无人机整机力学实验等“三航”特色虚拟仿真实验｡依托大创项目､“高峰体验计划”､创新创业项目开设创新开放实验,改制现有实验装置;依托“力学创新实践基地”引导学生自主设计实验,培养创新思维和实践动手能力｡探索以国防军工领域重大科学问题为牵引培养拔尖人才的模式,研究围绕“卡脖子”问题开展创新创业选题对拔尖人才创新能力培养的作用｡通过调研､访谈等方式明确重点领域的重大科学难题,综合考虑前沿性､应用性､创新性和可行性等,引导拔尖人才就相关问题开展科研选题,强化学生凝练科学问题的能力｡构建多方协同的“总师+项目+团队”创新培养模式,聘请型号总师､副总师作为成员,探究对博士生立足学术前沿､面向关键技术的引导作用,实现拔尖人才从解决单一特定问题到提高综合素质的转变｡

(二)研究方案设计

本文专注于工程力学拔尖人才的培养,从课程体系,人才培养模式以及创新实践能力等角度出发｡具体的系统方案如图1所示｡

图1力学拔尖人才培养方案

1力学课程体系

结合西北工业大学的显著的国防特色,梳理课程体系,实现固体力学､动力学与控制､流体力学3门贯通课程｡对课堂教学模式进行创新,构建“四堂融合”的教学模式(传统课堂､在线课堂､翻转课堂和雨课堂),以启发式､探究式､研究型教学为主,满足知识传授和学生的个性化学习需求｡

2创新实践能力

培养学生的创新实践能力,通过学科竞赛､大学生创新创业项目､高峰体验项目以及参与科研项目的形式,培养学生具备“三航”特色的创新能力｡

3人才培养模式

采取院士､型号总师等“大师”级专家授课,以及实现校企联合的“双导师”制等培养方式,最终实现“一人一策”的小班化培养和精英化培养

四、创新与成果

(一)创新与特色

立足“三航”和“总师”文化特色,塑造力学拔尖人才的特色思政育人模式｡邀请力学学科的院士､总师､时代楷模､国家级科学家进校园,讲述榜样力量,引导学生树立家国天下的远大志向,激发学生献身国家重大战略需求的责任感､荣誉感与使命感;通过本专业杰出校友专题讲座,引导学生感悟力学专业对国防科技发展的重要性,激发学习志趣和内在动力,增强学生使命感､责任感｡

构建校内学术大师和行业领军专家的“双导师”特色人才培养模式｡组建由院士､国家级人才为主的“学术大师”,和行业领军专家､型号总师､专业总师为主的“行业大师”,为学生授课､作报告,形成“双大师育人团队”,引领､激发学生成为领军人才的热情与志向｡

利用研究成果重塑力学课程体系,形成“四位一体”的拔尖人才培养体系｡基于教师科研成果,建立科研反哺教学案例库,融入相关课程教学环节,激发学生学习热情;结合学科前沿和工程应用前景,设置开放性研究课题,激励学生参与科学研究探索､重大工程实践､实训,调动学生科研兴趣,提升学生创新能力｡为适应新时期力学学科发展需求,开设了固体力学､动力学与控制､流体力学3门贯通课程,强化学有所成､学有所用;以国家级一流本科课程理论力学､材料力学､流体力学等为依托,打造课程育人的高阶性､创新性､挑战度;实施校企联合培养,搭建理论学习与国防需求的桥梁,助推领军人才科研思维与创新开拓的大工程视野｡

(二)完成成效

本文从课程体系梳理以及贯通课程建设等方面入手,实践“双导师”制和校企联合等培养模式,结合西北工业大学的国防特色科研项目,提高学生的创新能力和实践能力,以满足培养具有家国情怀､追求卓越､引领未来的力学拔尖创新人才的需求｡

五、结束语

本文通过详细分析力学拔尖人才培养模式的各个组成部分,揭示了如何通过多种手段实现高素质力学人才的培养｡首先,在人才培养模式方面,通过大师引领､一人一策､师生结合和“双导师”制等措施,为学生提供个性化､全方位的指导和支持｡其次,科研项目和实践环节,如高峰体验､科创项目和大创项目,进一步增强了学生的实践能力和创新能力｡最后,通过构建具有国防特色的课程体系,包括全面的力学课程和开放实验课程,培养学生的理论知识和实践能力｡

这一模式的核心在于将理论教学､实践训练和创新能力培养有机结合,形成一个系统､全面的人才培养体系｡通过多方面的培养手段,力学拔尖人才培养模式不仅注重学生学术素养的提升,还强调实践能力和创新精神的培养｡未来,该模式需继续完善和创新,以更好地适应国家发展需求,为国防建设和科技进步培养更多高素质的力学人才｡

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[9]徐彬,陈晓慧.智能时代苏格兰基础教育人才培养体系的构建与启示——基于生态学视角[J].现代远距离教育,2021(3):38-45.

[10]刘少雪.面向创新型国家建设的科技领军人才成长研究[M].北京:中国人民大学出版社,2009:23.

基金资助:陕西省高等教育教学改革研究项目“需求驱动,大师引领,基础教学三位一体构建力学拔尖创新人才培养新途径”(23BZ004); 西北工业大学教育教学改革研究项目“三师协同,实践赋能‘,总师育人文化’牵引下力学类本科生培养新模式探索”(2024244125);

文章来源:胡荣春,邓子辰,张凯,等.构建“三位一体”力学拔尖创新人才培养新途径[J].高教学刊,2025,11(04):82-85.