工科研究生科研和創新能力提升方法研究

楊關 劉鳳華 蔡哲 崔巖 崔衛麗

[摘 要]研究生教育的質量直接關系到我國未來的競爭力。開展研究生培養模式的改革和研究，對于培養高層次工科人才和提升創新性科研水平，其重要性不言而喻。該文通過分析高校工科類研究生教育中存在的問題，在教學模式、課程設置和過程管理等方面進行改革和研究，對提升工科研究生科研創新能力至關重要。

[關鍵詞]工科研究生;科研;創新能力;研究生培養

[基金項目]2019年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目（研究生教育）“AI賦能時代研究生創新能力提升策略研究與實踐—以人工智能方向為例”（2019SJGLX066Y）;2017年度中原工學院研究生教育教學改革研究項目“工科研究生自主研究和科研技能培養的研究與實踐”（JG201709）;2020年度中原工學院研究生教育優質課程建設項目“模式識別與機器學習”（KC202003）

[作者簡介]楊 關（1974—），男，陜西西安人，理學博士，中原工學院計算機學院副院長，副教授，碩士生導師，主要從事機器學習和圖像處理研究;劉鳳華（1972—），女，湖南新化人，工學碩士，中原工學院計算機學院軟件工程系主任，教授，碩士生導師，主要從事計算機應用和圖像處理研究。

[中圖分類號] G643[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）33-0085-03[收稿日期] 2019-12-16

研究生教育是實現國家發展目標的基礎。時任國務委員劉延東在國務院學位委員會第三十二次會議上的講話中指出：“研究生教育作為國民教育序列的頂端，肩負著‘高端人才供給和‘科學技術創新的雙重使命，對實現國家戰略、支撐現代化強國建設具有重大意義。”[1]研究生教育就是要為國家培養訓練有素的研究人員、實現技術創新的工程人員、擔當未來教育事業的教育者以及開拓創新的管理者，肩負著國家經濟、社會和文化發展的重大責任。

人工智能的發展及其與一、二、三產業的深度融合，對研究生教育提供了新的支持，提出了新的要求，其中一個方面就是要適應知識生產新模式，推動高等學校、科研院所和企業、行業的戰略合作和深度融合[2]。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》也提出要大力推進研究生培養機制改革。實施“研究生教育創新計劃”，不斷提高研究生培養質量。從國家戰略、社會需求和學科發展的長遠來看，必須樹立新的工科研究生教育理念，要強化服務社會的意識，創新培養模式、加強質量監督保障，努力提高工科研究生教育發展的質量和效益。

一、工科研究生培養中的問題

中國研究生教育規模不斷擴大，研究生培養質量不斷提高，研究生教育國際影響力不斷提升，實現了立足國內自主培養高層次人才的戰略目標，為國家現代化建設提供了強有力的人才支持[3]。高校研究生采取“批量化”生產模式，往往忽視了研究生教育中最為關鍵的一個環節，即研究生創新意識培養和創新能力的形成[4]。

（一）課堂教學呆板，師生缺乏互動

目前的工科專業研究生課堂教學過于側重對知識的傳授，忽略了學生的主動參與。課程多以基礎類型課程為主，授課形式也以理論闡述、數理推導、工程模擬介紹為主體[5]。學生上課是為了通過考試，獲得學分。教師缺乏對教學效果和學生學習效果的有效評估手段，無法準確判斷學生掌握知識的情況，教學效果大打折扣，嚴重影響了研究生主動學習、獨立思考和創新能力的培養。

研究生的學習的重點在于從動手和實踐中獲取知識和提高能力。而當前的研究生教學過于強調理論和方法的學習，忽視了對實踐能力的持續培養。往往以單純的課堂教學代替對學生的實踐指導。研究生的創新實踐活動不但受制于時間，而且受制于實踐創新的培養內容和方式[6]。

課程考核也以理論考試為主，考核形式單一，忽略了對整個學習過程的評估，教師不重視平時作業和階段考核的設計，平時作業強度不夠、質量不高，學生完成作業情況也是馬馬虎虎。甚至對實踐性很強的課程也簡單采用書面考試的形式，這是典型的舍本逐末，自然也就談不上對研究生發現問題和解決問題能力的培養。

（二）課程設置單一，選課方式僵化

目前工科研究生課程體系設置存在很多局限，只能勉強應付基礎性學科人才的培養，但從工科人才培養的角度，已完全與新時代工科發展脫節[5]。目前的課程設置難以體現創新素質與能力的培養，課程內容主要是本科專業知識的深化和拓展，偏重理論知識體系的建立，缺少實踐能力的培養，理論與實踐成為“兩張皮”，沒有有機結合。

研究生的教學和研究與本學科的最新進展緊密相連。但是，目前教學內容的更新速度不能緊跟科學技術的發展，甚至嚴重滯后于學科前沿知識的發展[6]。培養方案雖然經常更新，但是，內容往往“換湯不換藥”，缺乏根本性的改變，沒有緊扣當前各學科的研究重點和熱點。課程知識面狹窄，缺乏復合性知識和交叉學科知識的內容，這對于研究生創新能力培養所必需的多學科知識結構而言是不夠的。此外，研究生的選課制度僵化，不利于研究生選修其他學科領域的課程。研究生很難得到相關學科領域教授的指導，很難從相關學科的理論和方法中汲取營養，科研選題和研究方法缺乏創新。

二、創新課堂教學，注重能力培養

研究生是要培養掌握某一領域基礎知識、具有創新能力和科研能力的高層次人才[7]。研究生教育的關鍵是要以學生為中心，培養能夠自主學習、具備創新能力的人才。教學模式改革的目標就是由注重知識學習轉變為知識學習和能力培養并重。研究生課堂教學不是孤立的，它服務于工科研究生的培養目標，這個目標既包含知識的學習，又包含能力的培養。

（一）建立以研究生為中心的教學過程

研究生課堂學習要強調高層次的思考和學習團隊合作。教學過程是以研究生為主的思考、討論式教學。不僅有知識的講授，更多的是主動的、開放的、互動的等多形式的學習。課堂教學注重培養研究生主動學習能力和創新能力，讓研究生本人主動管理自己的學習，自我指導，規范自己的時間管理和學習策略，而不是依賴教師老師來監控自己的學習進度。教師靈活地采用多種教學方式，組織和指導研究生積極參與教學。課堂教學的重點是調動研究生參與課堂活動的主動性和積極性，啟發研究生的創新性思維。這樣既能提升研究生自主學習的興趣和能力，也能增強與他人溝通交流的能力。

（二）建立融合科學研究實際項目內容的教學體系

專業的研究生課程被設計成以小組為基礎的學習體驗過程，以學生為中心，強調實踐者的領導，以具體項目研究為基礎，有效提升研究生專業實踐能力和科研創新能力。教師將課堂教學和科學研究緊密結合在一起。通過理論知識的學習來引導學生加入科研活動，又通過科研項目的實踐使得研究生的理論學習更加深入。新的教學模式突破了傳統教學模式的界域限制，提升了研究生的主動性，加強師生之間的互動，教學內容貼近實際，教學方法靈活有效，有效提高了研究生的學習效率和實踐能力;培養了研究生應用科學方法的能力;積累了自身研究以及同他人合作研究的經驗;理解了研究責任和完整性的重要性。這種研究生教學模式改革即使研究生具有扎實的理論基礎，又使研究生具備較高的科學素養和創新能力。

（三）建立知識考核和自主學習考核相結合的過程考核體系

加強過程考核，制定嚴格的考核標準。注重平時作業的質量和強度，嚴格要求，做到課堂知識考核和自主學習考核相結合，兼顧理論知識與實踐能力的培養。階段考核和期末考試靈活采用多種考核方式，如：課堂討論、專題發言、研究論文、書面考試和項目實踐等，通過加強過程考核和靈活多變的考核形式綜合評估研究生的課程學習效果。

三、改革課程體系，突出學科交叉

課程設置要突出實踐能力的培養。以指導教師的科研項目為基礎，構建研究生科研實踐的學術環境。搭建動態開放的課程體系，吸納本學科前沿性知識和新進展。此外，研究生的課程體系還必須要注重研究生多學科知識結構的構建。跨學科是科學發展的內在規律，涉及不同學科領域的交叉整合，反映了諸學科的作用關系。因此，構成研究生跨學科培養模式的要素及模式的運行也必然與傳統培養模式有所差異[8]。

（一）根據崗位能力需求和研究生個人科研方向動態設置課程

以中原工學院計算機學院為例。學院目前有四個科研方向，導師的研究主要分布在四個方向上，研究生選課根據科研方向和研究內容進行動態調整，開設的課程為科研服務。我院的科研方向及其研究內容與選修課程對照如表1所示。

此外，學院專門開設科研論文寫作課程。講授從文獻查閱、題目選定、擬定提綱、實驗設計、檢查調整、寫作軟件使用、投稿修改等各環節的技巧與經驗。同時，以本研究領域的頂級期刊和會議論文為例進行閱讀和講解。幫助研究生掌握科研技能，選用學術資源，增強科研成果的有效性和創新性。培養研究生做有價值的科研并撰寫高水平的論文。

課程設置重點關注課程內容的前沿性、學科交叉性、強化實踐性等幾個方面。課程設置和教材選取與時俱進，及時動態的調整課程內容，開設前瞻性課程。教師可結合學科的最新進展對課堂內容進行拓展性講授。同時，聘請校內外專家開設專題學術講座和專題討論。增加復合交叉學科專業的課程，打破專業和學科間的壁壘，積極同研究生管理部門和相關學院合作，設置靈活的選課系統，鼓勵研究生選修其他專業和學科的課程，加強復合交叉學科知識的學習，優化研究生的知識結構，擴展科研視野。

（二）以貫徹落實課程內容組織課堂形式

不同課程采用不同的課堂組織形式，使課程學習落到實處。以JavaEE框架技術為例，為使學生掌握JavaEE框架開發所需要的專業技能，采用工程實踐與課堂教學結合的方式。以項目驅動課堂教學，使用企業開發項目作為課程的任務。課程講解以項目需求和設計開發為主線，將所需各種技術穿插引入課程。教師帶領學生完成主要技術點的學習，學生分組完成各業務模塊的開發。依據軟件工程規范要求，把項目的需求分析、系統設計、開發實現、測試驗收作為課程重點，將學生完成項目的情況作為課程考核依據。例如，本學期以某手機進銷存系統項目開發作為項目，課程階段任務與知識點對應如表2所示。

四、結論

綜上所述，工科研究生的課堂教學必須要以學生為中心，讓學生主動參與，強調高層次的思考和學習團隊合作。加強過程管理，采取靈活多樣的考核形式。課程設置要注重理論方法、前沿知識、交叉知識、實踐能力的合理組合。這樣可以培養主動思考、主動探索并具備多學科知識結構的高水平研究生，從而有效提高研究生的科研和創新能力。

參考文獻

[1]劉延東.在全國研究生教育質量工作會議暨國務院學位委員會第三十一次會議上的講話[J].學位與研究生教育，2015（01）： 1-6.

[2]廖湘陽，孫瑜.2018年中國學位與研究生教育發展熱點述評[J].學位與研究生教育，2019（05）：1-9.

[3]王戰軍，喬剛.改革開放40年中國研究生教育的成就與展望[J].學位與研究生教育，2018（12）：7-13.

[4]劉曄.高校研究生創新能力培養機制改革研究[J].東北師大學報（哲學社會科學版），2014（01）：163-166.

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[7]梁德東，馬景惠.基于科研能力培養的研究生課程教學體系構建[J].吉林省教育學院學報，2017，33（09）：100-102.

[8]劉曉璇，林成華.研究型大學研究生跨學科培養模式的要素識別與模式構建—基于內容分析法的多案例研究[J].中國高教研究，2019（01）：66-71.

Research on Methods for Improving Scientific Research and Innovation Ability

of Engineering Graduate Students

YANG Guana， LIU Feng-huaa， CAI Zheb， CUI Yana， CUI Wei-lia

（a. School of Computer Science， b. Department of Graduate， Zhongyuan University of Technology，

Zhengzhou， Henan 450007， China）

Abstract： The quality of education is directly related to the competitiveness of our country's future. The reform and research of graduate training patterns are important to the development of high-level engineering talents and the level of innovative scientific research. This paper analyzes the problems existing in the graduate education of engineering in colleges and universities， and carries on the reform and research in the teaching model， curriculum and process management， which is very important to improve the scientific research innovation ability of engineering graduate students.

Key words： engineering graduate students; scientific research; innovative ability; graduate cultivation