面向“中國制造2025”的機械類專業學位研究生培養新模式

汪朝暉，范勤，蔣國璋，高全杰，肖涵，余震

摘要：面向“中國制造2025”構建專業學位研究生培養模式是實現機械類創新性人才培養的有效手段。文章分析了當前機械類專業學位研究生培養存在的主要問題，提出了基于前沿科技的多元化混合式研究生課程教學研究、基于工程應用和創新能力提升的研究生實踐教學研究和基于素質全面的綜合能力培養研究生考核評價體系研究的專業學位研究生培養模式，它對全面提高機械類專業學位研究生的教育教學質量和創新實踐能力有重要意義。

關鍵詞：“中國制造2025”;專業學位研究生;機械類人才培養

中圖分類號：G643 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）01-0061-03

專業學位研究生重在培養能夠熟練運用專業領域基礎知識和專業知識解決研發過程或工程實踐中實際問題、承擔管理或專業技術工作的創新性人才[1，2]。機械類專業學位獲得者應成為基礎扎實、工程實踐能力強并具有一定創新能力的應用型、復合型高層次工程技術和工程管理人才。然而，現有人才培養模式制約了多層次、高素質、創新性的科技人才培養，導致研究生不能快速適應社會發展的需求，嚴重影響了我國科技創新能力。如何構建新形勢下機械類專業學位研究生人才培養新模式是當前迫切需要解決的問題。

一、傳統機械類專業學位研究生培養存在的主要問題

1.課程教學內容陳舊，缺乏科技創新性和系統前瞻性。目前，機械類專業學位研究生所用教材均是20世紀90年代至2000年左右，與當前先進的工藝、裝備及技術相比，其教材內容比較陳舊和枯燥，這樣就導致研究生不能接觸到國內外最前沿和最先進的技術，影響了學生的學習熱情和創新性設計動力。雖然教師可以在教學過程中添加適當的具體實例作為講解內容，但是對于機械工程學科整個先進裝備設計及制造的更新換代還遠遠不夠。

2.課程教學模式單一，缺乏多元化，學科交叉性和融合性不突出。在專業學位研究生日益擴大招生規模的背景下，機械工程學科在人才培養方面普遍存在著課堂教學模式化、統一的教學大綱、統一的學制和統一的課程安排等，并且未能有效地將機械工程學科和信息、計算機、材料及動力與工程熱物理等學科進行交叉，最后培養出的機械類專業學位研究生都是缺乏個性與特長的“統一產品”。

3.課外實踐和科技創新行業服務能力，難以滿足行業需求。目前我國專業學位研究生教育普遍存在著過度強調通識教育的傾向，主要以培養學生的基本理論知識為主，輔以一定的實踐教學，很大程度上弱化了對專業學位研究生專業知識和實踐能力的培養。對于實踐性較強的機械工程學科，如果實習實踐未能與企業資源有效結合，就會造成就業后無法迅速將所學知識與實際工程進行高效應用，更難以在工程實踐中提高和創新。

4.考核評價體系不全面，不利于專業綜合素質培養和創新人才培養。培養專業學位研究生更需具有實踐性、探索性和獨創性，目前大多數高校對專業學位研究生評價還主要依據考試成績，以考代評的現象普遍存在。考試成績往往還與研究生獎學金、助學金的評定掛鉤，存在片面性。多數高校仍然規定發表學術論文作為獲得學位的條件，讓學生把過多精力花在“制造”文章上，而不是致力于學習和研究的質量上。

“中國制造2025”是在新的國際國內環境下，中國政府立足于國際產業變革大勢，做出的全面提升中國制造業發展質量和水平的重大戰略部署[3，4]。然而，如何面向“中國制造2025”，深入探討其課程教學模式、實踐教學方法和考核評價體系是當前研究專業學位機械類拔尖創新性研究生人才培養迫切需要解決的問題。

二、機械類專業學位研究生培養新模式

（一）基于前沿科技的多元化混合式研究生課程教學研究

1.以產學研一體化為主線，采用新工藝、新裝備及新技術的多元化混合式教學模式。目前機械工程學科教學及科研涉及的應用主要在冶金裝備、化工裝備、電力裝備、動力裝備、海洋裝備、農業裝備和航空航天等高端裝備。不管是哪類機械裝備，均需要學生明確各類設備的工序、功能、特點和作用，才能有利于學生在頭腦中形成整體印象。為此，面向“中國制造2025”，借助中試實驗室或機械零部件生產及裝配現場，采用問題導向、目標驅動的教學理念，依托專業學位研究生課程教材相關理論，以產學研一體化為主線，結合現有的新工藝、新裝備及新技術，采取課程教學線上與線下、課堂與實訓、學校教師與行業專家相結合的多元化混合式教學模式。教學過程中可采取在線出鏡講解、課堂手寫講解、實景授課、動畫演示、專題短片、訪談式教學、對話式教學、虛實結合等多種形式，使專業學位研究生建立工程意識，激發學生學習興趣。

2.進一步調整和優化研究生課程培養方案，實現研究生教學和最前沿科學技術的緊密結合。近年來，機械工程學科發展過程中出現了綠色設計、數字化制造、微納制造、生物制造、智能制造等前沿和新興研究領域，現有的機械類專業學位研究生培養方案滿足不了當前科技日新月異的發展。為此，面向“中國制造2025”，將機械工程學科最前沿的新理論、新成果和新趨勢充實到課程教學內容中去，進一步調整和優化現有專業學位研究生課程培養方案，使教學內容超前于教材，加大并豐富課堂信息量，拓寬研究生教學的專業視野。目前新版專業學位研究生修訂培養方案中，增添了產品與再制造系統、智能元器件及金屬與復合材料研發、傳輸及測試數據的快捷處理方法、特種裝備加工新技術等領域方向;在課程教學中，除傳統的機械類課程外，增添了多機器人系統、工業生態學、人工智能等實踐應用性較強的專業學位研究生教學課程，極大調動了專業學位研究生學習積極性。

3.結合學科群建設和裝備制造產業重大需求，構建多學科交叉與融合的課程建設體系。機械工程學科的發展趨勢之一是多學科交叉與融合。依托“中國制造2025”及“互聯網+”等國家裝備制造產業重大需求，獲批建立了湖北省綠色鋼鐵智能裝備與系統學科群，此學科群以機械工程學科作為主干學科，融合控制科學與工程、計算機科學與技術、管理科學與工程等支撐學科，并結合數學、礦業工程和安全科學與工程等相關學科，對智能冶金裝備制造、冶金液壓裝備及系統、制造過程綠色化、機器人與智能協同系統、冶金過程優化控制、智能傳感與設備健康監測、工業互聯網技術、系統優化與管理決策等八個方向進行深入研究。在專業學位研究生課程建設中，構建多學科交叉與融合的課程建設體系，瞄準智能裝備的科技發展前沿，開展先進大型智能裝備國產化的基礎研究和應用基礎研究，解決關鍵及共性科學問題，不斷提高機械類專業學位研究生科技創新能力。

（二）基于工程應用和創新能力提升的研究生實踐教學研究

1.構建多樣化的研究生專業實踐教學創新平臺，培養學生的各種潛在創新能力。面向“中國制造2025”，建設研究生課程專業實踐創新教學平臺，采取動態多元化的實踐教學內容，開發相應的特色實驗儀器設備，形成課程實踐、實習實踐、創新實踐和社會實踐相結合的多層實踐教學體系，通過實踐教學拓展其新理論、新方法和新技術，提升專業學位研究生解決問題和分析問題的能力。目前，利用工程測試系統與技術、信號分析與故障診斷、液壓傳動系統節能與優化和增材制造等基礎應用性較強的學位和選修課程，建立了多輥軋機振動和力能參數測試、寬頻段動態頻率檢測與動摩擦力自動精確檢測、伺服缸檢測、冷軋薄板表面缺陷在線檢測等創新實踐平臺，實現了研究生課程教學和實踐教學的統一與融合，并且培養了專業學位研究生的各種潛在創新能力。

2.建設具有學科特色的研究生課外科技創新活動，營造良好的科技創新氛圍。面向“中國制造2025”，舉辦專業學術講座、專業學術討論、科技創新論壇、研究生社會實踐等學術活動，建立機械類專業學位研究生課外科技活動體系，營造良好的科技創新氛圍。目前，利用先進計算和實驗設備，專業學位研究生參與了多項對實際應用有價值的數值計算。以某導輥為對象，分析淬火后軋輥的應力場分布，研究不同淬火溫度對軋輥應力場的影響，指出淬火溫度和導輥的最大Mises應力具有線性關系;以6003深溝球軸承為例，通過對滾動軸承接觸應力分析，獲得了內、外圈和滾動體不同部位接觸應力大小，得出軸承最大接觸應力和最大等效應力位置，為滾動軸承的設計和優化提供了依據;以某調節閥為例，分析了該閥內部速度和壓強等流場信息，計算結果為解決液壓系統內油液的泄漏問題提出了新思路。

3.以企業工程需求為導向，建立科研—實踐資源轉化機制，以科研促進研究生教學。面向“中國制造2025”，并實施學校和校外雙導師制，以企業需求為導向，以各級科研項目為基礎，結合面向國家高端裝備制造業的設計型、應用型、綜合型和創新研究型的科研項目，以教學帶動科研，以科研促進教學，最終服務社會。目前對帶鋼拉伸彎曲的板型矯正機理、彈塑性變形過程、主要工藝參數對變形影響等問題進行仿真和實驗研究，簽訂了“帶鋼拉伸彎曲矯直過程仿真及工藝參數優化研究”課題;對現有多作用內曲線徑向柱塞液壓馬達進行性能測試，并對原產品進行結構優化和性能參數優化，簽訂了“低速大扭矩多作用內曲線徑向柱塞液壓馬達研發”課題。通過項目研發，專業學位研究生不僅解決了企業的關鍵問題，自身的工程實踐能力也得到了極大提高。

（三）基于素質全面的綜合能力培養研究生考核評價體系研究

1.設計以專業綜合能力培養為導向的研究生考核內容，充分體現其全面性和科學性。“中國制造2025”提出要提高創新設計能力，加強設計領域共性關鍵技術研發。專業學位研究生課程考試應能夠反映綜合能力培養的考核內容，在考試內容的設計上體現全面性和科學性，充分發揮考核評價體系的指揮棒作用，反向促進研究生教學水平的整體提高。機械類專業學位研究生課程考試內容通常包括：模型設計、運動學及動力學仿真、科研論文撰寫、專項答辯與實踐演示等。機械類專業學位研究生的學位論文選題及論文形式應多樣化，可以是技術攻關、技術改造、技術推廣與應用，新產品、新設計、新工藝、新材料、新應用軟件的研制與開發，引進、消化、吸收和應用國外先進技術項目等，最終培養素質全面和綜合能力強的機械類專業學位研究生。

2.建立校企聯合的動態多元化考核評價體系，強化研究生人才培養質量。探索更具有實踐性和獨創性的專業學位研究生考核方案，培養適應企業和學校的動態多元化考核評價體系的拔尖類研究生高層次人才。專業學位研究生的考核評價一般由企業、研究生本人以及學校共同做出。依托企業和學校雙邊關系，首先由學校制定機械類學生相關考核基本標準，再根據企業及研究生本人的意愿，設計動態多元化的考核評價體系，考核評價體系可根據確定的考核對象制定相應的考核方法;同樣，企業依據自身需求和發展，在學校制定的專業學位研究生人才培養目標基礎上，結合企業的項目合作協議或新項目，設計“結題報告+企業證明+校內導師意見”的動態多元化考核評價體系。

三、總結

面向“中國制造2025”，機械類專業學位研究生的培養要以高層次、急需緊缺專業技術人才和創新型人才為重點，實施專業技術人才知識更新工程和先進制造卓越工程師培養計劃，打造高素質專業技術人才隊伍。鼓勵企業與學校合作，培養制造業急需的科研人員、技術技能人才與復合型人才，深化相關領域工程博士、碩士專業學位研究生招生和培養模式改革，積極推進產學研結合。它將對提高專業學位研究生培養的公眾和社會認可度產生積極的推動作用和深遠影響。

參考文獻：

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[3]吳曉蓓.《中國制造2025》與自動化專業人才培養[J].中國大學教學，2015，（8）：9-11.

[4]俞國燕，王貴，劉煥牢，等.機械類專業項目驅動式實踐教學模式的探索與實踐[J].中國大學教學，2014，（12）：79-80.

A New Training Model for Postgraduate of Mechanical Specialty Degree Oriented to "Made in China 2025"

WANG Zhao-hui1，2，FAN Qin1，2，JIANG Guo-zhang1，2，GAO Quan-jie1，2，XIAO Han1，2，YU Zhen1，2

（1.College of Mechanical Automation，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan，Hubei 430081，China;2.National Demonstration Center for Experimental Mechanical Education，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan，Hubei 430081，China）

Abstract：Facing the "China made 2025"，constructing professional degree postgraduate training mode is an effective way to train innovative talents of machinery.This paper analyses the main problems existing in the cultivation of postgraduates majoring in mechanical engineering，and puts forward the cultivation mode of postgraduates majoring in mechanical engineering，which is based on the diversified and mixed teaching research of postgraduates based on frontier science and technology，the practical teaching research of postgraduates based on the improvement of engineering application and innovation ability，and the comprehensive ability cultivation of postgraduates based on the comprehensive quality evaluation system.It is of great significance to improve the quality of education and teaching and innovative practical ability of postgraduate students majoring in machinery.

Key words："made in China 2025";professional degree postgraduate;training of mechanical talents