專業(yè)研究生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式研究

謝平 陳萌 林洪彬 何群 杜義浩

[摘 要]專業(yè)學位研究生教育是高級工程技術人才培養(yǎng)的重要基礎，而我國研究生培養(yǎng)體系不完整，教育目標不清晰，使得培養(yǎng)的研究生創(chuàng)新實踐能力薄弱，不能滿足當今社會對人才的需求。新形勢下，如何提高專業(yè)學位研究生創(chuàng)新實踐能力是研究生教育改革的重要內容。研究基于我國專業(yè)學位研究生教育中創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀，針對儀器儀表工程專業(yè)研究生的實踐能力培養(yǎng)存在的問題，提出多層次模塊化創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式，從研究生示范課建設、實踐基地建設、科研平臺實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等多角度綜合設計研究生創(chuàng)新實踐培養(yǎng)模式，提高專業(yè)學位研究生的綜合實踐能力和創(chuàng)新思維能力，以適應21世紀國家應對全球化挑戰(zhàn)的人才培養(yǎng)需求。

[關鍵詞]研究生培養(yǎng)；創(chuàng)新實踐能力；專業(yè)學位；多層次模塊化實踐

[中圖分類號] G645 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）08-0179-04

○、引言

進入21世紀，我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展，對于具有創(chuàng)新實踐能力的高層次人才需求日益增加。為應對全球化挑戰(zhàn)，高等工程教育與全球化相互驅動使我國的研究生教育得到了長足發(fā)展，但人才培養(yǎng)質量遠低于世界一流水平，呈現(xiàn)出“大而不強、多而不精”的局面，這嚴重制約了我國綜合國力的進一步提升。從2009年起，教育部出臺了一系列政策，將碩士研究生教育從以“培養(yǎng)學術型人才為主”轉向“以培養(yǎng)應用型人才為主”，其中專業(yè)學位研究生以“培養(yǎng)應用型、復合式高層次工程技術和工程管理人才”為目標。與此同時，在《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中，確定了我國研究生教育要加快實施“優(yōu)化結構、提高質量”的改革主題，重點強調要培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識和實踐能力。

當前，我國尚未成為研究生教育強國。總體上看，我國專業(yè)碩士研究生實踐能力培養(yǎng)模式還不成熟，在培養(yǎng)目標、培養(yǎng)內容、評價體系、保障措施等方面還存在很多不足，難以滿足國家發(fā)展對高層次工程技術人才的需求。具體表現(xiàn)在：研究生實踐能力薄弱，創(chuàng)新能力及意識不強；培養(yǎng)的研究生不能滿足社會發(fā)展對人才的多樣化要求。原因主要在于國內高校專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)主體、培養(yǎng)方式和評價手段較為單一，師資條件、經(jīng)費投入、實驗設備等教育資源相對不足，研究生培養(yǎng)模式 “重理論、輕實踐、缺創(chuàng)新”，所培養(yǎng)的研究生與社會需求脫節(jié)。縱觀歐美等研究生教育發(fā)達國家，其通常是將研究生的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)放在首要位置，研究生培養(yǎng)與社會需求結合緊密，工科類研究生大多采用與企業(yè)協(xié)作培養(yǎng)的方式，注重培養(yǎng)研究生的實踐能力、獨立解決問題的能力和創(chuàng)新思維。近年來，國內各個高校及研究生培養(yǎng)單位都在積極探索如何提高研究生的實踐能力和創(chuàng)新能力。2016年9月浙江大學成立了“浙江工程師學院”，著力解決專業(yè)學位研究生在課程設置、教學理念、培養(yǎng)模式、質量標準和師資隊伍建設等方面的問題。燕山大學近年來也陸續(xù)出臺了《燕山大學深化研究生教育改革實施方案》等文件，加強研究生教育教學的理論研究與實踐探索，提高專業(yè)學位研究生的實踐能力和培養(yǎng)質量。

儀器儀表行業(yè)是工業(yè)生產(chǎn)等眾多領域的重要支撐產(chǎn)業(yè)，其人才培養(yǎng)的質量直接關系到先進制造技術需求下國家核心競爭力的提升和戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。目前，我國儀器儀表行業(yè)的總體水平距離先進發(fā)達國家仍有一定差距，亟須培養(yǎng)具有較強工程創(chuàng)新能力和技術攻堅本領的高素質復合型儀器儀表工程師。本文針對先進制造模式下研究生高等工程教育改革面臨的相關問題，從專業(yè)層面分析我校儀器儀表工程專業(yè)學位研究生的實踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)存在的問題，通過對新形勢下本專業(yè)研究生實踐能力需求分析與優(yōu)化定位，提出了研究生創(chuàng)新實踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)的多層次模塊化實踐改革模式，提高專業(yè)學位研究生的綜合實踐能力和創(chuàng)新思維能力，為探索研究生實踐能力培養(yǎng)的有效途徑進行了有益嘗試，也為適應未來研究生教育認證及研究生培養(yǎng)標準化奠定基礎。

一、多層次模塊化創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式構建

燕山大學儀器儀表工程專業(yè)自2010年至今已經(jīng)培養(yǎng)近200名掌握儀器儀表設計理論和相關的“光、機、電、算”一體化技術并能夠解決儀器儀表工程問題的碩士研究生，為京津冀乃至全國輸送了一批優(yōu)秀專業(yè)技術人才，獲得了良好的社會效應和專業(yè)認可度。然而，該專業(yè)在人才培養(yǎng)模式等方面也存在前述的一些共性問題，尤其是學術型和專業(yè)型的培養(yǎng)模式存在一定混淆，專業(yè)學位研究生的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式主要以校內實踐模塊為主，缺乏創(chuàng)新實踐和校企合作等培養(yǎng)方式。為此，在河北省和燕山大學相繼出臺的“專業(yè)研究生培養(yǎng)教育改革實施方案”相關文件的引導下，學科相繼組織申報了“專業(yè)學位研究生實踐能力培養(yǎng)改革”、“研究生示范課建設”等校級和省級教學改革項目，確定新形勢下儀器儀表專業(yè)學位研究生應具備的實踐能力需求，進一步提出了多層次模塊化創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式，經(jīng)過近兩年的實踐，取得了良好的效果。

多層次模塊化創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的構建如圖1所示，具體如下。

1.首先，經(jīng)過教育理論學習、企業(yè)調研和學科論證，重新確定了新形勢下儀器儀表專業(yè)學位研究生應具備的實踐能力需求，即學習能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、實踐能力。

2.基于儀器儀表工程現(xiàn)有的實踐培養(yǎng)體系，考慮專業(yè)基礎、平臺設施、社會資源等綜合因素，從示范性課程建設、專業(yè)實踐模塊、科研平臺創(chuàng)新、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等多角度改革完善創(chuàng)新實踐模式和舉措。其中，研究生示范性課程建設，將理論學習和課程項目相結合，并對優(yōu)秀成果進行展演；創(chuàng)新實踐模塊環(huán)節(jié)，完善現(xiàn)有專碩實踐模塊，引導自主實踐設計，并舉辦實踐設計競賽；創(chuàng)新科研平臺，發(fā)揮科研平臺和企業(yè)合作資源，結合科研課題創(chuàng)新實踐，并對實踐成果進行展演；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽模塊，挖掘優(yōu)秀展演實踐作品，提升凝練并申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及各類科技競賽，各個模塊相輔相成有機結合。

3.建立研究生實踐能力培養(yǎng)模式評價及反饋機制，并基于綜合評價結果對能力需求模型和實踐培養(yǎng)模式進行優(yōu)化和調整，以實現(xiàn)研究生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)的持續(xù)改進。

二、多層次模塊化創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的實施

為保證多層次模塊化創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式有效開展，學科制定了相應的專業(yè)學位研究生實踐方案實施文件，規(guī)定了專業(yè)學位研究生的實踐學分設置，且可根據(jù)自身課題及研究方向，在多個實踐模塊中合理選擇和組合，從而構建了多層次立體化創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系，其中各個模塊并行實施并有機結合。

（一）示范性課程建設

課程學習是研究生掌握專門知識和提高科研創(chuàng)新能力的根本渠道。為此，專業(yè)自2015年起申報多個專業(yè)主干課的示范性課程建設項目，開展基于課程學習的研究生綜合實踐能力培養(yǎng)模式研究。以儀器儀表工程專業(yè)的工程信號處理研究生示范性課程建設項目為例，該課程針對儀器儀表工程設計實踐中的信號處理問題，介紹信號處理的相關方法和設計手段。如何使學生做到理論和實踐并舉的同時提高創(chuàng)新實踐能力，這是需要思考和解決的問題。

首先，基于學習產(chǎn)出的OBE教學理念，結合本專業(yè)培養(yǎng)方案和教學體系，確定了工程信號處理課程的核心能力目標，如表1所示。

其次，針對課程核心能力目標需求，提出示范性課程模塊設計方案及組織方式，如圖2所示，依托學科科研平臺和研究特色，設計涵蓋理論教學、案例教學、研討教學、實踐設計的多模塊化教學模式，以培養(yǎng)研究生綜合實踐能力和創(chuàng)新思維能力，如表2所示。

（二）專業(yè)實踐模塊

基于專業(yè)培養(yǎng)方向及實踐能力培養(yǎng)需求，在我校研究生培養(yǎng)相關政策和研究生綜合試點改革項目的支持下，學科陸續(xù)建設了面向儀器儀表工程的校內實踐基地，包括智能檢測裝置和精密測試儀器兩大實踐類別，具體包括“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”、“PLC過程控制”、“智能儀表設計”、“光學精密測試”、“機器視覺檢測”等實踐模塊，學生可在第二學年任選2個模塊進行實踐設計，且采用開放式實踐模式，即學生可基于實踐模塊自行組隊自主設計實踐作品，內容自定。同時，不同的實踐模塊配備相應指導教師研究團隊，在任務設定、方案論證、軟硬件調試等方面給予學生必要的引導和幫助。通過校內實踐培養(yǎng)，可以讓本專業(yè)的研究生了解近代儀器儀表設計方法，掌握儀器儀表工程領域的相關研究及設計能力，培養(yǎng)研究生基本的工程實踐技能，從而提升研究生的理論聯(lián)系實際能力和協(xié)作意識。

為提高研究生參加專業(yè)實踐模塊的積極性，提升實踐效果，學科聯(lián)合電子實驗中心等單位舉辦儀表創(chuàng)新設計大賽，選拔優(yōu)秀的研究生實踐作品參加比賽，通過匯報講解、答辯交流和實物演示等環(huán)節(jié)評選出優(yōu)秀作品并進行獎勵，如2016年儀表設計比賽評選出“工業(yè)粉塵監(jiān)測系統(tǒng)”、“自動定點傘降與搜尋系統(tǒng)”、“智能溫濕度控制系統(tǒng)”等優(yōu)秀作品。

（三）科研平臺實踐

為充分結合學科科研平臺和導師科研課題，使研究生在深度參與科學研究的過程中提升創(chuàng)新實踐能力和團隊協(xié)作能力，所在學科以河北省測試計量技術及儀器省級重點實驗的相關科研平臺為依托，提出了基于科研平臺開展研究生實踐能力培養(yǎng)的相關措施，并申報了相關校級教學改革研究項目，設計了基于不同科研平臺的實踐設計模塊，如基于風力發(fā)電模擬系統(tǒng)運行及監(jiān)測平臺、齒輪變速箱綜合試驗平臺、高精度動態(tài)信號采集與分析平臺、康復機器人生物反饋控制平臺、智能傳感及嵌入式控制平臺等，上述條件為研究生實踐提供了可靠的保障。每一年級專業(yè)碩士的實踐設計成果，學科將舉辦展演和評選，供教師和學生交流學習，這收到了良好的效果。

（四）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽

研究生學科競賽活動是檢驗研究生理論學習與實踐動手能力的重要手段，有利于深化研究生教育教學改革。為此，我校陸續(xù)出臺了研究生參加學科競賽的相應文件和激勵政策，鼓勵研究生有計劃、經(jīng)常性地參加各類學科競賽活動。將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽與專業(yè)實踐模塊實踐、科研平臺實踐三者有機結合，對研究生在不同實踐環(huán)節(jié)和課題研究中的優(yōu)秀作品和成果進行選拔，進一步提升研究生的理論水平和實踐能力。近年來，本專業(yè)研究生在校內、省級乃至國家級各類賽事均獲得了較好成績，如趙鵬程等獲得2015年全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎、陳曉玲等《基于神經(jīng)肌肉耦合分析的中風康復運動狀態(tài)評價》及鄒策等《基于駕乘舒適度分析的車內環(huán)境智能調控》分別獲2015年河北省挑戰(zhàn)杯二等獎和2017年河北省挑戰(zhàn)杯一等獎。上述舉措有效推動和整合了專業(yè)實踐教學改革，對培養(yǎng)研究生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和團隊合作精神起到了積極的作用。

三、評價及反饋

為檢驗所提出的多層次模塊化創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的實施情況，經(jīng)過兩年的改革實踐，學科以41名2014級儀器儀表工程專業(yè)學位研究生為調查對象，開展了以研究生對各項實踐創(chuàng)新能力提升的自我評價及滿意程度為內容的問卷調查，調查共發(fā)放問卷41份，返回有效問卷41份，調查統(tǒng)計結果如圖3所示。調查結果顯示，研究生對所提出的培養(yǎng)模式各項能力的培養(yǎng)結果滿意程度在95%左右，這說明該模式及實施方式對學生的創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)較為適合，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維及綜合實踐能力。在少數(shù)評價一般及不滿意的調查問卷中，被調查者提出校內實踐平臺應進一步與國際先進儀器設備接軌、學校可認定實踐學分的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽相關賽事應更加豐富的建議，這些為專業(yè)的創(chuàng)新實踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)改革提出了進一步努力的方向，學科擬從產(chǎn)學研聯(lián)合共建實驗室等方面完善實踐模塊改革環(huán)節(jié)。

四、結束語

本文針對新形勢下高級工程技術人才的培養(yǎng)需求，分析了專業(yè)學位研究生的創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)定位，針對本學科儀器儀表工程專業(yè)學位研究生的實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)模式及現(xiàn)存問題，構建了多個模塊有機結合的多層次模塊化創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)改革模式，有效提升了研究生的創(chuàng)新思維和綜合實踐能力，為專業(yè)學位研究生的創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)提供了新思路，也為不同院校和學科專業(yè)針對自身情況開展相適合的研究生實踐模式提供可行借鑒。

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[責任編輯 陳 明]