前言

“理科”是数学和自然科学基础学科及相关交叉边缘学科的统称，包括数学、物理学、化学、生物学、地学、天文学。高等理科探究自然规律及其应用前景，是技术与经济发展的先导和源泉，在整个知识体系中具有基础性和先导性。

科学的真谛在于发现和创新，也在于推动人的全面发展以及使人从被压抑的状态下解放出来。尽管不断提高的科技帮助人类拓展了生存能力，人类运用科学技术的活动，也给地球和人类自己带来了诸多灾难性的挑战。宏观方面出现人口急剧膨胀、自然资源锐减、核战争威胁、生态平衡破坏、环境日趋恶化、基因重组和克隆技术的潜在生物危害，以及新疾病的出现等危机；微观方面，现代科学技术造成了人的生理与心理机能的可怕压抑，使人日益成为科技和机器的奴隶，并没有给人类自身带来期望已久的全面自由与解放。

知识经济的发展和互联网时代的深刻变革，对高等理科人才提出新要求。全球化和互联网的深刻变革使得万事万物更加息息相关。全球趋势表明：科学与全民学习和经济发展的活力之间存在相互依赖并且共存的关系。同时，地域间的政治、经济和文化冲突不断增加，高等理科人才需要了解和尊重不同文化、社会和群体，才能让科技真正成为解决世界问题的智慧宝剑，长远地推动人类文明的繁荣发展。

理科的知识结构具有明显的线性层次性和逻辑性，强调知识结构由基础到高深的递进，但科学技术的迅猛进步和发展，使得理科知识体系的广度和深度不断扩展和延伸，高等理科教育的学科内容不仅更新速度加快，也日益冗沉。理科教育不仅强调理论知识的系统学习，还高度重视理论与应用密切相连的实验教学和科研训练。高等理科教育面临着该如何摒弃授课内容不断增加的痼疾，该如何将科学知识、探索精神与科学价值观不断融合的挑战。

面对新的社会、经济、国际环境巨变以及科技领域迅猛发展所带来的新挑战，重新审视我国高等理科教育是当务之急。我国高等理科教育发展经历了中华人民共和国成立初期蓬勃发展、研究人员需求饱和、“文化大革命”断档、“文化大革命”后发展高潮、结构与数量性过剩并存、兰州会议改革等历次重大改革，已按不同层次结构进行设置，基本形成基础学科拔尖学生培养试验计划、国家理科基地、国家重点建设高校理科专业与地方高校理科专业等四类“金字塔形”的人才培养体系；高等理科教育基本办学条件得到显著改善；高等理科教育在整个高等教育体系中的基础作用更加突出，促进了其他学科的发展；促进了科研成果的转化、培养了国家需要的应用型人才；整体提升了公民的科学素养。

然而在向现代工业文明过渡的社会转型时期，我们必须汲取西方现代化过程的经验教训，把西方文明中的科学精神与中国传统文化价值观念的精华整合起来，开创一条全新的现代化发展道路。这就对高等理科人才培养提出了更高的要求和挑战。首先，当下高等理科人才培养的根本任务包括帮助学生掌握本学科最基本的科学理论基础和技能，培养严谨的思维和科学的抽象能力，激发丰富的想象力和创造精神，形成广博的知识和开阔的视野，以及悲天悯人的人文情怀和职业志趣。其次，进入新世纪以来，我国高等教育发生了巨大变化，2015年高等教育毛入学率达到40%。在高等教育大众化的背景下，高等理科教育的任务已经从培养自然科学基础学科专业本科生的专门教育拓宽到对所有大学生进行自然科学的教育，把科学教育的内容从以科学知识（含基本理论和技能）为主过渡到涵盖科学精神、态度和能力的整个科学素养教育。

在这样的背景下，我们该如何改革人才选拔模式？如何改革课程和教学？如何开展创新的教育实践？该如何激励大学和教师？如何知道我们是否实现了这些培养目标？回答这些问题需要人才选拔、培养模式和评价模式的深刻调整。这是高等理科教育不可回避的重要挑战。为了全面准确了解我国高等理科本科教育的现状，推进高等理科教育发展，教育部高教司设立了“高等理科教育改革调研”课题。本书是在该课题的研究成果基础上形成的。

课题研究问题聚焦在：我国高等理科教育人才培养现状如何？有哪些问题和挑战？如何改革人才培养模式？研究的具体内容包括：①了解高校理科专业学生的规模、生源质量与招生选拔机制；了解国际理科专业布局，分析国内外在理科专业结构上的差异。②研究理科人才培养过程和机制，包括师资投入、教育教学（包括课堂与实践教学）改革等，特别是教学方法改革、国际化培养、理科人才培养中的实践环节（特别是科研实践）。研究国内理科人才分类培养类型。③了解并分析高校理科专业学生的学业能力发展状况和影响机制，包括学业成就、创新能力、职业志趣、就业能力发展。

课题的研究方法包括：①对全国百余所高校进行大规模的学生发展问卷调查，收集有效问卷十万余份，重新抽样之后有效问卷近五万份。②通过对国内十几个理科院系的教学主管、一线教师和学生进行深度访谈，调查案例学校的选拔机制和生源质量、培养机制和培养质量，深入了解教与学的动态过程。③通过文献分析对国内外高等理科教育发展趋势、专业和课程设置进行国际比较。④对北京大学进行了深入的案例调查。

课题的完成得到了教育部高教司张大良司长，理工处吴爱华处长的大力支持，感谢他们给予了课题组最大限度的学术自由和尊重，并提供了战略性的指导和宏观资料！感谢北京大学原副校长、物理学院王义遒教授在80多岁的高龄下，多次骑自行车或步行穿越北大校园来参加课题会议，将自己多年对高等理科教育的智慧分享给课题组同人！感谢北京大学高松副校长和方新贵副教务长战略性地推动课题工作，并为课题组搭建资源平台，使得课题研究能够不断深入高等理科教学一线，获取宝贵资料！同时，感谢郑州大学、吉林大学、南京大学、北京师范大学、东北师范大学、湖南大学、四川大学等校教务部门同人们的积极支持！感谢北京大学教育学院充满学术朝气的硕士和博士研究生团队，给课题组带来了生机勃发的力量！感谢所有参与课题的老师和同学们！在课题开展和书稿修改过程中，北京大学教育研究中心的科研助理熊煜进行了大量的协调工作；北京大学出版社的于娜编辑对本书稿进行了很多遍认真细致的修订。在此一并表示衷心的感谢！

本书是集体研究的智慧结晶，各章节作者分别如下（按照章节排序）。

前言，朱红（北京大学教育学院副教授），陈晓宇（北京大学教育学院教授）；

绪论，朱红；

第一章，朱红，陈晓宇；

第二章，朱红，陈晓宇；

第三章，熊煜（北京大学教育学院研究助理）；

第四章，朱红，彭程（北京大学教育学院硕士生）；

第五章，朱红；

第六章，陈晓宇，刘钊（北京大学教育学院博士生）；

第七章，马莉萍（北京大学教育学院副教授），朱红；

第八章，杨素红（南京大学教育研究院助理研究员），朱红；

第九章，马莉萍，管清天（北京大学教育学院硕士生）；

第十章，马莉萍，熊煜，董璐（北京大学教育学院硕士生），汪梦姗（北京大学教育学院硕士生），寇焜照（北京大学教育学院硕士生）；

第十一章，陈晓宇，陶文琪（北京大学教育学院硕士生）；

第十二章，朱红，吴红斌（北京大学教育学院博士生），安栋（北京大学教育学院硕士生）；

第十三章，陈晓宇，韩斯超（北京大学教育学院硕士生）；

第十四章，卢晓东（北京大学教育学院研究员），冯倩倩（北京大学教育学院硕士生）；

第十五章，鲍威（北京大学教育学院副教授），黄月（北京大学教育学院硕士生），刘乃嘉（北京大学教育学院硕士生）；

第十六章，朱红，马莉萍，熊煜；

第十七章，朱红，郭胜军（北京大学教育学院硕士生）；

第十八章，何冰冰（北京大学教育学院硕士生），熊煜；

第十九章，王义遒（北京大学物理学院教授），祝诣博（北京大学国际关系学院党委副书记）；

第二十章，朱红，郭胜军；

第二十一章，朱红，陈晓宇，郭胜军；

第二十二章，刘钊，闵维方（北京大学教育学院教授）；

第二十三章，鲍威，刘薇（北京大学教育学院硕士生）。

朱红陈晓宇