随着国际化、全球化时代的到来，一流人才培养不仅是高等教育肩负的重大使命，也是国家综合国力的重要体现，更是人类科技文明向前发展的源动力所在。“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”——著名的“钱老之问”在无时无刻提醒着人们，拔尖人才特别是在世界范畴领军人才的培养这一要任迫在眉睫。《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》将基础学科拔尖学生培养列为国家战略计划^[1]，理学学科作为基础学科的基础，交叉学科的核心，其直接面向重大应用需求的理科拔尖人才培养不言而喻地成为整个民族教育工程的重中之重。高等教育国际化的趋势需要与时俱进、对标国际，探索与研究国际化理科拔尖人才的培养理念与模式。

自然科学是一切科学的根基，也是全人类共同的财富，古人格物致知的观点同样揭示了理学研究是知识技术的源泉、先锋和基石，是其他学科赖以生存和发展的基础和依托。从文艺复兴到第一次、第二次工业革命，无不是数学、物理等基础学科改变着人们对客观物质世界的认识和改造，引领世界迈向了当今国际化、全球化的时代。同时，拥有世界理学杰出人才的高校正逐步形成世界科学研究的中心，汇聚理科拔尖人才的国家将会成为具有国际核心竞争力的强国。

理学思维的发散与融合、批判与被批判精神需要更加开放的国际视野与交流平台。正是当今国际化的信息沟通、学研交流方式为自然科学求真笃实的本质提供了更富生机的土壤与阳光。引领理学学术的国际SCI期刊和汇聚世界科学家、学者的国际会议等诸多国际交流活动为理科人才的培养提供更高的起点、激发更新的思路，强化了理学专业的创新精神和创新能力。

中国的经济、社会、文化正在逐步融入全球化发展进程，理科拔尖人才的培养定位于服务国家经济与社会发展的战略需求。因此，在培养环节中不能闭门造车，需要以开放的视野借鉴国外先进的办学理念、体制和文化，继承发扬中国优秀传统，在学科建设、课程教学、科研创新中强化国际竞争力，造就理学大师，实现飞跃。

笔者对北京大学、清华大学等19所列入教育部“基础学科拔尖学生培养试验计划”的实施方案进行比对分析，参考普林斯顿大学提出的本科毕业生12项标准和哈佛大学文理学院提出的本科毕业生5项标准^[2],并收集来自北京航空航天大学(以下简称“北航”)理科实验班教师、学生的各项调查数据，运用层次分析法(AHP)开展一致性检验，从知识体系、能力构成和素质特征三个维度归纳和构建国际化理科拔尖人才的特征体系。^[3-4]

知识体系是创新外化的基石，内化的沉淀，是教育环节中不断积累贯通的成果。^[5]国际化视野下的各学科知识体系之间都是相互关联与统一的，为创新工作和可持续发展提供基础和源源不断的动力。对于理科拔尖人才而言，拥有系统的知识体系是奠定基础的关键，既包括“有用之用”的理学基础知识和专业知识，也包括“无用之用”的人文通识，如图 1所示。

图 1

图 1 理科拔尖人才的特征体系

1. 扎实的理科基础

理科基础知识包括近、现代数学，物理等理学学科最基本、经典的理论与课程，如微积分、代数、物理学等核心知识体系。只有首先夯实扎实的理科基础，才能进一步拓展其他基础知识、转移和深化专业知识。因此，扎实的理科基础是知识体系中最扎根的一环。

2. 精深的理科专业知识

专业知识的掌握要求在某一领域的学习与研究达到一定的难度与深度，需要熟悉该专业领域内系统的核心知识，具有更加开阔的前沿视野。以数学学科为例，精深的专业知识除了包括该专业方向的基础知识如数学分析、高等代数等经典的线性理论，还不可缺少专业分支和前沿发展如微分流行、代数几何、系统科学等诸多非线性学科的核心思想。

3. 宽广的人文通识

人文通识是近年来在人才培养过程中被越来越关注的部分。对于理科拔尖人才培养来说，并不是要求学生必须掌握文学、历史、哲学、艺术等的基本知识，而是通过通识博雅教育帮助学生提升科学素养和工程意识，在人文精深的关怀与感染下更好地探求真理。

能力结构指一个人所具备的能力类型及各类能力的有机组合，不是某种单一的特性，而是具有复杂结构的多种心理特征的总和。在国际化视角下理科拔尖人才的能力结构至少包括跨文化交流能力、获取知识的能力和创新能力。

1. 跨文化交流能力

在全球化背景下，跨文化交流能力的内涵与外延愈加丰富，既要求在个体技能层面具有清楚流畅的思维、谈吐与写作能力，可以熟练应用至少一门外语；还包括在文化融入层面与他人的公共关系、合作沟通、领导管理的能力。随着经济一体化时代的到来，各地区、国家之间的文化交融也呈现“小世界”趋势，拥有世界目光和国际意识，具备参与国际交流、竞争与合作的能力才能更好地去将科学的精神和理学的光芒发扬光大。

2. 获取知识的能力

获取知识的能力对于理科人才成长具有更特别的意义。由于中国传统应试教育文化的影响，中国的学生主动探求知识的能力较弱。如何能够在有限的时间内，对所学、所思内容作逻辑的构建和凝缩，形成一种把书本“读薄”的自学能力，是掌握有着千年历史、不断积累更新的庞大理学知识体系最强有力的一种能力。具体来讲，获取知识的能力一方面要求学生把握理学学科的逻辑特征，掌握汇总、分析、推导与归纳知识的方法与思维模式，形成内化的判断鉴别能力；另一方面要求学生在国际化视野下运用现代科学技术对信息进行分析和处理，获取不同学科、文化、方法之间交叉应用的能力。^[6]

3. 创新能力

创新能力是在技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。创新能力是民族进步的灵魂，是全球经济竞争的核心，是推动理学学科不断向前发展的源泉，也是理科拔尖人才能力构成的关键。在理科人才培养环节重点关注的创新能力表现为以下几个环节：(1)独立思考的能力；(2)善于发现问题、提出问题的能力；(3)综合相关知识来进行应用研究的能力；(4)探索与提出创意、 实现创意的能力；(5)以批判的方式系统推理的能力；(6)设计与实现一个基于数理原型的工程系统的能力。^[7]

现任中国科学院副院长，中国科学院大学校长丁仲礼曾说“科学家需要具有特殊的素养和气质，如独立思考、质疑批判、坦诚包容等等，这是我们认为非常重要的方面，也是我们特别要着力培养的。”^[8]所谓素质是指在人的先天生理的基础之上，经过后天的教育和社会环境的影响，由知识内化而形成的相对稳定的心理品质及其素养、修养和能力的总称。笔者侧重分析的素质特征涵盖个体的个性、心理品质和思想道德三个层面，或者说是非智力因素。

因此，国际化视角下理科拔尖人才应具有的素质特征包括：(1)独立的个性、独特的思维、敏锐的观察、顽强的意志；(2)追求真理的无畏情怀；(3)为国家、民族无私奉献的爱国精神；(4)批判精神与超越欲望的胸襟，安于清贫寡欲的气质等。^[9-10]

当然，知识结构、能力构成与素质特征所包含的具体内容与因素特质很多，文章未能穷举，只是通过层次分析法将相关度高的主要因素析出汇总。同时，知识、能力与素质三个维度的特质因素并不是相互独立，而是互为渗透和促进的：知识是能力与素质形成的根基，能力是获取知识、培育素养的方法与途径，素质则是内化所有知识与能力后的精髓部分，反作用于知识与能力。

通过对理科拔尖人才特征因素的研究，以北航华罗庚实验班为例，探索融合知识探究、能力提升、素质养成于一体，构建开阔视野、与时俱进、全面适应国家战略发展和国际竞争需求的理科人才培养体系。

1. 强化顶层设计理念，实现夯实基础与专业发展并驾齐驱

拥有扎实宽厚的基础知识和专业知识一直是国内学生的优势，然而教学计划中过多“单向输入式”课程教学往往占用了过多中国学生自主探索获取知识的时间。因此，既要保证学生在本科期间掌握最核心最基本的基础专业知识，又要激发学生对于专业的认同与热爱，发挥主观能动性去学习研究专业知识的精髓。一个与时俱进、优化设计的教学计划是最重要的育人保障。北航华罗庚实验班结合近年来的教学实践及反馈，邀请国内外教学专家参与研讨，不断改革和优化实验班教学计划，在建立基础和专业核心课体系的基础上删减部分必修专业课程，精简培养计划学分释放学生自主学习空间；增设基础课程《抽象代数2》与《代数几何》课程衔接以完善代数课程体系；开设《数学前沿选讲》和《数学应用选讲》课程，邀请知名数学大师亲临本科一、二年级学生课堂，通过当今世界的数学应用实例与专业前沿热点引导学生自发对当前基础课进行扎实学习和对未来专业学习进行自主探索。

2. 借鉴世界一流大学教学模式，对接国际课程体系

他山之石可以攻玉，国际化的教学模式为新兴的实验班营造更多自下而上的学习氛围。北航华罗庚班一直以来聘请海内外优秀数学师资团队，采用小班授课方式，充分发挥了教学环节中教师与学生的主观能动作用。在授课教师资源方面，既包括了能够发挥国内理科基础优势的全国教学名师、中科院数学院名师，也包括海外一流大学知名学者。在课程教材方面，选取如卓里奇编著的《数学分析》等世界经典的理科教材，同时英文参考书籍、习题集同步跟进。在授课环节，部分课程实现英语授课或外教授课；拓宽授课内容，提高比较学科和跨文化等内容比例；考核环节打破传统应试考评，侧重日常学习反馈和知识应用等方面。通过互动性强、视野开阔的国际化的授课方式，学生们在学习知识的同时也锻炼了文化交流能力，丰富了对专业的认知，培养了研究气质。

理学学科的特点在某种程度上使得本科生科研创新实践工作起点高、周期长、收效缓，但是科研创新让学生在体验式的学习与实践中真正将所学知识转化为能力和素质，这对于理科人才培养具有重要意义。因此，如何因地制宜、因材施教地发挥专业特色与优势，创建适合理科学子的科创平台至关重要。北航华罗庚班课程学习结合数学学科优势和专业特色，经过近几年的探索与发展，初步建立理科创新实践体系：

1. 学术讨论班——基础科研计划

借鉴国外讨论班(seminar)组织开展形式，建立低年级讨论班，周学时不少于4小时，宗旨在于从建立低年级讨论班开始培养学生研讨习惯，结合课程的学习，探索自己专业发展；进入本科三、四年级后结合各类专业方向进入学院教师讨论班、科研团队、中科院数学所名师、华班海外导师等优质师资指导团队。涉猎学科发展、交叉合作的前沿，参与高水平论文的写作与发表工作，实现数学学科融汇贯通、数学专业方向交叉综合。

2. 数学建模——实践科研计划

依托国际化的学科竞赛如美国大学生数学建模竞赛、中国大学生建模竞赛等平台，通过参与竞赛的培训、参赛与交流活动实现学生提炼实际问题、应用数学理论的技能；培养数学方法运用和数据分析处理的能力；塑造团队合作、沟通交流的综合素养；通过建模的训练提升交叉学科研究能力，从而进一步参与本专业或交叉学科的科研项目团队，为更深入地参与科研创新工作打下基础。

3. 梦想定制——个体支持计划

针对具有特殊禀赋、技能，凸显潜质的学生个体(如数独高手、算法编程达人、创业团队等)给予特别的政策支持与鼓励，并从数学专业层面给予技术指导，最大程度发挥这些少数优势个体的潜能，实现某一方面的创新突破。

1. 积极拓宽学术交流渠道,为学生创造国际交流与学习机会

通过申请、举办国际会议、国际学术论坛等活动把海外知名学者“请进来”，通过开展国际暑期学校和交换学期工作，把优秀学生“送出去”。北航华罗庚班与美国德克萨斯A&M大学共同签署的“BUAA-TAMU数学专业本科生快车道”项目、赴美国密歇根州立大学的数学暑期学校项目让更多的本科生拓展国际视野，在世界一流大学学习数学的同时感受文化的碰撞与交流。

2. 树立国际化理念，增强理科学生人文素养和民族自信

只有民族的，才是世界的。国际化理念绝不是全盘西化，而是秉承以人为本、以人才培养为目标的更加开阔的视野和思路。^[11]正如在探讨素质特征时所强调的中国培养的理科拔尖人才既要拥有世界眼光、国际意识，又要怀抱强烈的民族自信心、自豪感。这些情怀与气质的养成不能靠生硬说教，而是要用潜移默化的校园文化去熏陶和内化。北航华罗庚班每年举行的如开班仪式、数学文化周、国际交流月等文化育人活动，通过华罗庚亲属分享华老生平事迹、林群院士从人生哲学的角度讲解微积分、学生们通过数学游戏了解数学史感受数学文化等活动，让每一位同学树立坚定的责任意识与胸怀天下的人文情怀。

当然，理科拔尖人才培养是一项复杂的系统工程，理科实验班办学仅仅是国际化视角下的理科拔尖创新人才培养的一种形式。北航华罗庚实验班作为“国家理科基础科学研究和教学人才培养基地计划”队伍中年轻的一员，在招生选拔、课程设计、教学实践、国际交流与合作等环节与世界一流大学还存在一定差距，因此，在办学中更需要遵循人才成长规律，突破现有体制和条件的束缚，凝聚优势、彰显特色，将借鉴学习的国际化经验内化于办学理念与系统实施中。同时，就该实验班的小班教学模式而言，同样也存在着考核与选拔机制过于单一、学习环境和学习氛围不够开放、学生展示和交流互动的空间有待拓展等诸多局限。这就更需要教育者以国际化的视野赋予理科人才培养更丰富的内涵与更开阔的思路，如借鉴书院制的相关育人模式和管理体制与当前理科实验班小班教学实现优势互补等。随着经济全球化的不断深入，对于具有国际竞争力的理科拔尖人才的需求会越来越强烈，这也对世界高水平大学的人才培养提出了更高的要求，更需要教育者们放眼乾坤、胸怀若谷、格物致知、以人为本。