“科教融汇、数智赋能、成长领航”卓越拔尖人才培养模式创新与实践

一、背景研究

教育是“党之大计，国之大计”，高等学校教育更是为国培养高质量人才的关键一环。北京林业大学作为国家首批“211工程”重点建设高校、国家“双一流”建设高校，始终将为国培育生态文明领域卓越拔尖人才的任务放在首位，彰显林业高校的使命担当。卓越拔尖人才培养模式，是人才培育工作“蓝图本”，对其进行有效改革，是构建高质量育人体系的核心要求。

二、现状分析

当前人才培养作为“科教兴国”核心环节，在实践中仍存在许多问题，制约着复合型卓越拔尖人才培育质量。一是科研资源与教学资源转化力度不足，难以实现“科教融汇”。一些教师承担的国家重大重点科研项目未能有效转化为本科生可参与的实践载体，导致科研资源难以融入教学过程，学生难以接触真实科研场景，科研素养与创新思维培养缺乏有效支撑。二是数智技术与学科专业教学融合不深入。人工智能、大数据等数智技术多停留在表面融入层面，未与学科专业核心场景深度融合，课程设计中跨学科模块及实践创新环节不足，导致学生难以掌握数智技术在本专业的应用方法，跨学科思维与技术应用能力薄弱，未全面达到复合型人才培养需求。三是全流程培育机制不健全，选拔评价相对单一，个性化指导不足，难以满足学生多维成长需求。传统导师制难以覆盖学生科研创新、就业创业、生涯规划等多维需求，无法很好地遵循学生成长规律分层设计指导内容，难以助力学生全周期成长，从而导致许多学生无法适时适配地得到科研训练或自身规划的指导。

三、成果改革思路

围绕培育复合型卓越拔尖人才核心目标，结合“新工科”“新农科”建设及“科教融汇”国家教育战略需求，我们以“科教融汇”、“数智赋能”、“成长领航”三维驱动机制为基础，结合北京林业大学学科优势及服务国家生态文明建设与绿色发展战略使命，锚定卓越拔尖人才培育需求进行改革（图1），建立了“真题拆解-梯度实践-双向反哺”科教融汇机制，把科研项目转化为适配本科生能力“科研小课题”，依托“引进来”“走出去”国际平台，让学生在真实科研场景中锤炼创新能力与国际视野，构建科研与教学良性循环；从课程体系、教学模式、实践应用三端推进数智技术与专业课程的深度融合，将人工智能、大数据等数智技术系统融入生物科学、环境工程、计算机科学与技术等国家级一流专业建设点培养模块，引导跨学院多学科学生协同运用数智工具破解学科专业问题，培育具备多学科交叉视野、能熟练运用数智技术解决专业领域实际问题的复合型、应用型拔尖人才；构建了“三维三阶”评价机制及动态滚动分流机制，达标者留队，未达标者依规退出，同时补充新筛选的优秀学生，通过“能进能出、优中选优”确保学生始终维持拔尖水平；依据学生成长规律，构建“分阶段、个性化、强适配”的动态评价体系与分阶导师制度，依据不同年级学生不同认知基础、能力需求与发展目标，配备类型适配、职责精准的导师，让每个阶段的指导都能直接面向学生的核心需求，为卓越拔尖人才的成长道路提供阶梯式、个性化的护航。这一系列改革措施有效破解了科研资源转化难题、强化了学生跨学科能力、完善了拔尖学生培养机制及导师全流程指导，培育出契合国家战略需求的多学科交叉复合型卓越拔尖人才，具有较强的示范推广价值。

图1 “科教融汇、数智赋能、成长领航”卓越拔尖创新人才培养模式

四、成果改革措施

本成果具体改革措施主要包括：

    （1）创新科教融汇模式，搭建科研与教学转化枢纽

针对“科研资源难以转化为教学载体”核心问题，构建“真题拆解-梯度实践-双向反哺”科教融汇模式，将科技创新2030、国家自然科学基金等项目，拆解为适配本科生认知与能力水平的“科研小课题”，依托多学院联合构建的跨院共享育人平台与国际合作与交流等举措，为学生提供实际的科研路径，培养了拔尖学生所需要具备的创新能力及国际视野。在此过程中形成科研成果又能为科研工作注入新的活力，构建科研与教学良性互动循环。

（2）推进数智赋能融合，打破学科壁垒与实践局限

聚焦“数智技术与专业脱节、学生跨学科能力薄弱”问题，从课程、模式、应用三方面推进整合：一是打造跨学科数智课程集群，以“新工科”“新农科”为导向，将人工智能、大数据等技术融入生物科学、环境工程、食品科学与工程、计算机科学与技术等国家级一流本科专业课程教学环节，打造多个数智融合的专业课程；二是创新“理-虚-实”深度联动教学模式，突破传统教学理论实践脱节的瓶颈，理论端依托信息化专业课程，实时捕捉学生理论学习情况，虚拟端针对难复刻、高风险的实践内容，开发1:1高仿真专业场景实验平台，实现“抽象知识具象化”；三是指导不同学院不同学科的拔尖学生协同参与课题，利用各学科专业知识及数智技术破解跨学科难题，如开发古树保护智慧系统、动物探测雷达，提升拔尖学生的多学科交叉能力，实践数智技术在专业领域深度应用。

（3）建立动态评价体系，保证拔尖人才培养质量

针对“全流程培育机制不健全，选拔评价相对单一”的难题，构建了“申请-考核-动态筛选”评价体系与全程滚动分流机制。一方面结合生物科学（拔尖班）、生物科学国家理科基地班等优质生源平台，制定“思政+能力+实践”三维指标与“三阶递进”标准，大一侧重课程成绩与创新实验室表现，大二大三聚焦科研训练成果及大创、竞赛参与度，大四关注成果产出；二是依托智能学生画像系统实时采集数据，打破静态选拔局限；三是严格执行滚动分流机制，达标者留队继续享受拔尖培养资源，未达标者依规退出，同时通过年度筛选补充新的优秀学生，确保队伍始终维持拔尖水平，真正实现“入选即拔尖、在校保拔尖”。

（4）创立“分阶导师制”模式，匹配学生成长全周期需求

为解决“个性化指导不足，难以满足学生多维成长需求”痛点，构建“分阶段、重个性、强对接”分阶导师制：大一配“学术领航导师”，通过思政引领，科研小课题指导，帮学生筑牢知识根基、建立学术认知；大二大三搭“科研实践导师”，链接国家级科研项目、实践平台与国际合作交流，锤炼科研创新能力与国际视野，强化拔尖优势；大四设“生涯规划导师”，保研精准对接顶尖院校资源，就业解析国家重点单位需求，引导个人发展与国家战略精准契合, 确保毕业时仍保持拔尖竞争力。本模式突破传统导师制“一刀切”局限，实现导师指导与学生能力及需求动态匹配。

五、成果实施情况

本成果立足北京林业大学“植绿报国”精神与生态文明学科优势，紧扣国家生态文明建设等战略方针，融入生物学-环境科学-信息学-理学多学科交叉视野与数智技术，形成可推广的“北林模式”，打造农林类生态文明卓越拔尖人才培养新范式。成果实施情况如下：

（1）实现了“科教融汇+数智赋能+成长领航”三维协同卓越拔尖人才培养模式创新

“科教融汇”提供“真题实践”载体，将科研项目转化为学生能力训练素材，依托多学院多学科联合搭建的科研共享平台，形成“一院一特色、多院共协同”育人格局；“数智赋能”提供跨学科技术支撑，通过智慧教学模式与学科交叉实践打破学科壁垒；“成长领航”提供“全周期适配”指导，结合“申请-考核-动态筛选”滚动分流机制，以“分阶导师制”衔接学生不同阶段需求。三者并非孤立存在，而是形成“能力培养-技术应用–成长指引”的一体化。本成果全链条模式创新填补了卓越拔尖人才培养中“科研、技术、成长”脱节空白。

（2）实现了科研与教学“双向反哺”资源转化模式创新

在科教融汇方面，建立“真题实践-双向反哺”的模式。一方面将真实科研项目拆解为本科生可参与的“科研小课题”，结合国际会议、海外短期研修等平台，让学生在真实科研场景中锤炼创新能力及国际视野；另一方面引导学生在实践中形成的创新成果反哺科研团队，助力突破技术瓶颈，打破了高校科研与教学融合不深的困境。学生在本模式下完成科研训练，26人次以第一作者身份在Nature、Science等国内外知名期刊发表论文，368人次获得国家级省部级等竞赛奖项80项，充分体现本模式的实效性。

（3）实现了“多学科协同融合”创新培养模式

突破数智技术与学科专业教学深层结合的瓶颈，建立了“多学院、多学科、多方向”导师教师团队，将人工智能、大数据融入专业课程内容，结合生物科学国家级特色专业，给排水科学与工程、信息管理与信息系统、数字媒体技术等国家级一流专业建设点，打造了《水质工程学》等系列国家级一流本科课程及北京市首批人工智能通识课“智慧林业”，编写了国内首部《智慧林业学》教材，指导不同学科学生共同参与课题，利用多学科知识及数智技术破解跨学科难题，开发了古树智慧保护系统等学科交叉科研成果，推动“新工科”“新农科”建设从概念落地为可操作教学实践。

（4）实现了适配学生成长全周期的“分阶段对接”导师指导机制创新

突破传统“一师到底、选拔静态化”的局限，建立适配学生成长规律的进阶机制：评价端设计“三维（思政+能力+实践）三阶（不同年级）”动态筛选指标，通过滚动分流实现生源 “优中选优”，持续保障拔尖队伍的高质量；指导端推行 “年级分阶导师匹配模式”，大一阶段以基础导师夯实学科基础，大二大三阶段以科研导师提升科研素养与国际视野，大四阶段以战略导师对接国家需求与国际前沿。本模式落实了“因材施教”个性化培养，锚定新时代“为党育人、为国育才”核心任务，为推进高等教育高质量发展注入鲜活动能。

六、已取得成绩

本成果打造了卓越拔尖人才培养新模式，取得了以下推广应用成效：

（1）改革成果获同行认可，形成多渠道交流推广

团队依托“科教融汇、数智赋能、成长领航”创新路径，产出一系列可复制、可推广的成果。打造了《动物生理学A》等一系列国家级一流课程，承担了北京市首批人工智能通识课“智慧林业”，为相关课程建设提供了有益参考；发表了59篇教改研究论文，为同行研究提供参考经验；编写《数据库原理及应用教程》等国家级规划教材，被重庆大学、大连理工大学等40余所高校采用；研发智能学生画像系统、OJ在线测评系统等信息化教学系统，利用数智技术辅助个性化学情追踪和心理指导，在中国科学院大学、北京航空航天大学等30余家单位取得良好应用成效，实现了改革成果的跨单位、多渠道辐射推广（图2）。

图2 改革成果形成多渠道辐射推广

    （2）改革实践成果显著，深度服务社会

团队教学改革成果丰硕，获北京林业大学教学成果奖特等奖、一等奖、二等奖多项；团队多项教研成果，教师开展的科普行动、专题辅导等获CCTV等20余家媒体报道，发出“北林声音”，产生了广泛社会影响力；联合华为、中国科学院软件研究所等单位搭建智能软件研究中心、智慧林草联合创新中心等产学研人才培养平台，推动产学研深度融合；深度挖掘课程中生态文明建设、“双碳”战略等思政元素，扎根中国大地办教育，为党育人，为国育材，坚持将思政之“盐”溶入课程之“汤”教学理念，建设课程思政案例集库，将其融入专业课程教育教学，获央视教育频道专题报道；与北京顺鑫绿洲锦绣园林工程有限公司、北京绿化基金会联合搭建智慧园林联合实验室，实现高校、企业和绿化慈善组织三方共同发展、优势互补，服务绿色发展和生态文明建设；建设了本科生深度参与的“甘肃夏河牦牛藏羊科技小院”，获首都高校师生服务乡村振兴行动计划优秀奖；创办了“生物育种科学”公众号等新媒体平台，引导学生用多媒体服务社会，指导开发的古树保护、全民义务植树等智慧系统广泛落地应用。以上成果不仅充分体现团队育人实效，更依托育人成果深化社会服务，扩大社会影响力，实现育人与社会服务的同频共振（图3）。

图3 改革实践成果显著，深度服务社会

    （3）教学团队示范引领，树立行业育人标杆

教学改革实践过程中，通过“以赛强师、科教共举”不断强化师资建设，连续多年获得北京市高校优质本科育人团队荣誉，获批建设北京高校青年教师创新教研工作室。团队教师获北京市优秀教师、北京市高等学校教学名师奖、宝钢优秀教师奖等教育教学奖项，入选教育部“长江学者奖励计划”青年学者计划、“国家林业和草原局青年拔尖人才”、获教育部自然科学一等奖、教育部科技进步一等奖等科研成果奖等。团队每年邀请如美国国家科学院院士Richard Dixon等国外知名学者为拔尖学生授课，联合打磨拔尖学生的双语课程，为培育具有国际视野的拔尖人才提供有效支撑。在北京市教学名师“传、帮、带”引领下，获北京高校青年教师教学基本功比赛一等奖、最佳教案奖、最佳现场展示奖，北京高校“优秀本科教案”、北京高校“优质本科教材课件”、北京高校优秀本科毕业论文指导教师、全国高校计算机能力挑战赛优秀指导老师、中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛等国家级和省部级学科竞赛奖指导教师等，实现课堂教学质量与卓越拔尖人才培养体系建设能力的双重提高（图4）。团队依托师资建设成果与育人实践积累，为“科教融汇、数智赋能、成长领航”培养模式改革提供核心支撑，树立了卓越拔尖人才培养的行业育人标杆。

图4 教学团队示范引领，树立卓越拔尖人才育人标杆

    （4）人才培养质量稳步提高，受用人单位高度认可

团队指导本科生第一作者在Nature、Science等国内外重要期刊发表论文31篇，科研训练成果获全国大学生生命科学竞赛等国家级省部级奖80项，授权24项国家发明专利及软件著作权，学生独立科研能力与实践创新能力得到极大提升，学生在升学与就业中具备更强核心竞争力，培养的学生获高质量发展去向，保研或申请至进入耶鲁大学、中国科学院、北京大学、清华大学等国内外顶尖高校科研院所深造，或入职国家林业和草原局等生态文明建设相关重点单位；10名学生前往基层开展支教工作，覆盖内蒙古自治区科右前旗等地共6所乡村中小学，受助学生超700名。学生的科研素养及实践能力获得了用人单位的高度认可，充分印证了团队构建的人才培养模式改革的实践有效性，彰显了本成果适配国家战略需求的育人价值（图5）。

图5 卓越拔尖人才培养成果丰硕

七、结束语

本成果遵照《教育强国建设规划纲要（2024－2035年）》要求，立足北京林业大学生态文明建设立校之本，紧扣“新工科”“新农科”建设与科教融汇战略，实施以来，培养了一批扎根学科前沿、勇于突破创新、兼具国际视野与学科交叉能力的复合型卓越拔尖人才，产生了广泛社会影响力。本成果为高校卓越拔尖创新人才培养提供了可复制、可推广的实践范例，具有重要的借鉴价值和广泛的应用前景。