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我们需要充分肯定高等理科教育已经取得的成绩，同时清醒地认识挑战的严峻性。在深化人才培养原则的基础上，我们要广泛深入探讨高等理科教育人才培养目标，明晰理科本科生人才培养目标的具体内容。
在“兰州会议”之后二十余年的发展过程中，我国高等理科经历了“波澜壮阔”的改革，取得了历史性的发展成就。
但是，我们也应当充分地认识到：人才培养质量的提升、培养创新人才是当前要应对的重要挑战。一方面，绝大多数专家认同高等理科教育在过去几十年中为社会发展起到了重要作用；另一方面，又只有47%的专家认同“高等理科人才培养质量在不断提升”。一位从事理科基础教学几十年的一线教师发出“我们在制作真的假文凭”的感叹，这在一定程度上具有代表性地揭示了这一挑战的严峻性。
要应对人才培养质量上的严峻挑战，必须首先明确高等理科教育的培养目标。如果缺乏对目标的足够认识，大学教育质量在实践中就缺少明确的方向指引，在迈向提升质量的征途中大学会集体性迷路。“兰州会议”提出了人才培养的基本原则，然而，高等理科本科教育人才培养的目标在一定程度上仍然是含混的，存在争议的。在本次调研中，数据显示：专家们对高等理科教育的人才培养目标——文理通才、理科通才、专业人才等——存在诸多争议，甚至是本质性的争议。当然，不可能所有的学校都能就高等理科本科教育目标完全达成一致，不同的历史传统、学生群体、教育资源都会导致各大学的高等理科教育目标有所侧重。基于大规模讨论基础之上，能够被广泛接受并且经过谨慎界定的高等理科本科教育培养目标，对提升理科人才培养质量是非常需要的。
需要在此核心目标之下，结合学生发展和学习科学领域的研究发现，建构整体性的学习支持体系，为高校广泛开展探究性学习、理解性学习奠定基础；建设有利于学生自我探索、自主发展的环境，为学生整体发展提供条件。
我国高等理科本科教育质量目前较为突出的问题之一是大学学习准备不足，包括学习兴趣和学习动力缺失、思维模式固化、自主性学习能力不足等问题。青少年在基础教育阶段缺乏充足自主思考和选择的机会，因此进入大学这一相对自由的环境，无法很快适应大学学习和发展。一方面，大学应该与基础教育积极合作，逐步减弱应试教育带来的不良影响；另一方面，大学也要承担更多的“救火”责任，认同并支持学生现有的发展阶段。在大学这个“撑托环境”（holding environment）里
，教给他们选择的方法，提供锻炼选择能力的机会，减少他们走入社会之后选择失误的人生成本，是大学要承担的教育责任。美国国家研究理事会在美国理科教育面临的困境中，也呼吁理科教授们更多地采用能鼓励学生主动学习的教学方法。
因此，高等理科人才培养的关注焦点要以“激发学习兴趣，培养终身自主学习能力”为核心目标。
我国高等理科本科教育在实施各类以理解性学习、探究性教学为基础的教学改革时，必须考虑新生学习能力的缺陷——学习兴趣的消磨、自我探索经验的缺失以及自主管理能力不足等问题。研究性教学的必要条件是对专业问题的好奇和兴趣，同时需要学生具备基本的自我管理能力，愿意主动投入大量的精力和脑力。对多数学生而言，这是对学习能力和心力的巨大挑战。在学生成长的过程中，学校环境的挑战性和支持性是需要同时具备的。如果学校教育仅仅具备挑战性方面的因素，缺乏支持性因素会导致学生发展的退化。学习支持是学生应对大学学习挑战，发展专业兴趣、专业素养和能力至关重要的保证。国际经验也表明：本科生教育改革是一项综合性改革，绝不仅仅局限于课程、教学方法、参与科研等方面的改革上，对学生的学业支持、学业辅导是非常重要的配套措施。2010年度北京大学本科生调查数据显示：参加过学习方法课程与优秀的学业成绩和创新能力之间有很强的相关性。参加过学习方法课的学生，平均绩点和创新能力综合得分要高于没有参加过这类课程的学生。
因此，教育实践中的“支持性”程度是理科教育研究中需要关注的重点之一。大学在开展创新性教学方式、课程改革的同时，需要建构学校的学习支持体系，对学生提供形式和内容都适宜的“学习支持”，让学生在面临具体学习问题时，能够得到及时的、适宜的、不同层次的学习支持。信息技术的发展为建构随时随地的学习支持提供了技术上的可能性。
在本科教学国家级项目的带领下，学校、教师大量开展有关本科生教学的校本研究，提升了广大普通教师的教学研究动力和教学能力。
人才培养模式的改革，要关注培养过程的不同实践环节，如招生选拔、专业选择、课程设置、教学行为、实践教学、科研训练和实习等。更重要的是，要注重在这些实践环节中，总结提炼有效教育的“普遍性的关键特征”，比如，规则性、趣味性、自主性、挑战性、支持型和实践性等，深入探讨这些不同特性如何影响学习的参与和效果。
在教学模式上，我国高等理科教育还没有脱离灌输讲授的基本模式。灌输讲授性学习和理解性学习对提高学生的学业发展具有不同的作用，对处于不同发展阶段的学生而言其适用性也不同。但是，学习科学在过去近三十年的研究中发现：理解性学习的重要性日益凸显，尤其是在探究未知领域，解决松散型、模糊型的现实问题，面对不确定性日益增强的全球化时代时更为重要；用人单位也越来越强调知识迁移能力的重要性。
目前，在一线教育实践中，已经出现了很多人才培养模式的改革，需要提倡大学教师积极参与本科生教育的校本研究，科学分析一线改革实践的成效。本科教学改革的国家级项目在推进教学改革、加强教学建设、提高教学质量上的引领、示范、辐射作用，是非常需要的。但是，单纯依靠国家级项目的引领、示范、辐射作用，对提升广大普通教师的自主动力还远远不够。
广泛的校本研究被证明有助于教师了解什么样的教学方式是恰当的、有效的；还有可能触发教学方式的大改革，促进教师根据学生的学习风格、知识基础、认知发展水平因材施教。
在科学技术快速发展、新的学科知识不断产出、信息极度丰富的知识海洋中，如何让学生迅速地“看到森林全貌”，学会整体性地学习、系统性地思考，不至于在知识的森林中迷路？同时在把握全貌的基础上，如何培养学生深入探究“树木”的能力和素质？在以充满不确定性、海量碎片化信息和学科分裂加深为特征的现代知识体系中，大学需要为学生提供革新性的学习理念和学习工具。
目前，美国本科教育课程改革的共识是让本科生很好地学习和理解“有限的”基本概念和专业知识，以适应未来职业和学习的需要，这比掌握一堆事实更有助于培养未来的专家。例如，“更少才是更多”（Less is More）的理念一直指导着MIT本科生课程的设置，给予学生基础知识以帮助他们进行终身的自我教育。尽管内、外部的压力要求MIT拓宽课程，但MIT仍强调基本原理，不增加课程量。与此同时，MIT对整体课程也不断地进行评定和修改，而不是仅仅增加需要的零散饭。
国外已有科学研究的学者探讨用图表形式作为科学教育的有效学习工具，思维导图等思维和学习工具在教育实践中已经在逐步应用。在理科教育中，这些学习工具的推广、效果和影响机制需要进一步进行深入分析。
虽然国家对理科教育总体的投入不断增长，但是调查显示：教学环节、实验教学的资源投入增长比较缓慢，甚至有些学校的实习经费十几年没有增长，难以保障学生的实践学习需求。实验设备缺乏折旧制度，难以保障实验设备的维修和更新。因此，在进一步加强理科教育投入经费的制度保障下，尤其需要加大教学环节的经费投入，并借鉴企业管理的相关制度，从长期运转的角度，提高理科实验设备的使用和管理效率。
提升信仰教育的有效性，帮助学生思考人生意义的大问题，是高等理科本科教育非常迫切的问题。
高校可以设计不同层次的专业实践课程，加强专业实践情境下的道德教育，在实践中加强对学生道德情感、道德意志和道德行动力的培养。部分案例院系在大学新生时期给学生开设初级的“社会性体验式专业实践课程”，让学生在专业情境下走出课堂、走出学校，接触社会、了解社会，教学实践证明了它可以有效地提升学生的专业认同和热情，并有利于学生在实践中孕育出对人民、对社会、对国家和对党的朴素家国情感。这种朴素的家国情感是一种较少功利性的道德情感，而道德情感是道德行为的强大原动力，它会赋予生命积极发展所必须具备的社会责任感。
中国政府和高校迫切需要建构精神发展所必需的开放性和多元化的高校环境，同时萃取传统文化精华，使其在现代语境下激活，并结合西方大学道德信仰教育的有效形式，创新性地提升学生的道德信仰发展。
政府、社会和学校要充分认识到高等理科本科教育绝不仅仅是高等理科本科教育的事情，不能割裂式地进行教育改革，补救性改革和贯通式改革要同时进行。贯通式改革——基础教育和高等教育之间的衔接更为重要。如何打通政府部门之间的条块分割，消除“孤岛效应”，通力合作进行系统性的理科教育改革，不让教育变成磨灭好奇心的过程，是理科教育改革乃至整个中国教育改革最为关键的问题。学生的科学兴趣如何从幼儿时期开始萌芽，如何在中小学阶段保持、变化、发展，如何在大学阶段转变、内化，如何与职业兴趣一体化发展，是理科教育未来需要持续深入探讨的问题。尽管现有的研究已经证明了学生早期对于相关职业所产生的兴趣对他们在STEM领域的发展有重要影响，但是这一兴趣是否会在今后——特别是一些关键时期（比如，在选择大学专业时）——发生改变和发生怎样的改变仍然是现有的研究尚未解答的问题。