新工科背景下研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探究

胡海龍 張帆 岳建嶺

[摘 要] 新工科建設(shè)背景下，需要構(gòu)建高校體制建設(shè)與創(chuàng)新培養(yǎng)的思路，實(shí)施未來研究生人才的創(chuàng)新培養(yǎng)。國內(nèi)綜合性大學(xué)在研究生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在缺乏自主創(chuàng)新意識、跨學(xué)科培養(yǎng)力度不夠、人才培養(yǎng)“重理論、輕實(shí)踐”等問題。通過綜合分析研究生在主動科研訓(xùn)練思維、綜合實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力三個方面應(yīng)具備的核心素質(zhì)，提出研究生工科教育應(yīng)立足于創(chuàng)新培養(yǎng)模式與理念、豐富科研創(chuàng)新平臺、加強(qiáng)學(xué)科和導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)，加快培養(yǎng)具有較高綜合素質(zhì)且富有科研創(chuàng)新能力的時代新人。

[關(guān)鍵詞] 新工科;研究生;創(chuàng)新能力;飛行器設(shè)計(jì)

[基金項(xiàng)目] 2021年度中南大學(xué)學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究課題“‘飛行器材料結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計(jì)’課程研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探究”（512190104）;2021年度中南大學(xué)學(xué)位與研究生教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目子課題“礦物材料方向研究生課程體系建設(shè)”（512190205）

[作者簡介] 胡海龍（1989—），男，江西撫州人，博士，中南大學(xué)航空航天學(xué)院副教授，主要從事多功能一體化復(fù)合材料及智能結(jié)構(gòu)研究;張 帆（1989—），女，湖南長沙人，博士，中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院講師，主要從事先進(jìn)功能復(fù)合材料研究;岳建嶺（1979—），男，河南南陽人，博士，中南大學(xué)粉末冶金學(xué)院教授，主要從事熱防護(hù)材料、材料表面與界面改性研究。

[中圖分類號] G643.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）52-0149-04? ?[收稿日期] 2021-07-10

當(dāng)今世界新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革對工科教育質(zhì)量提出了更高的要求，對科學(xué)知識和創(chuàng)新卓越人才的渴求日趨強(qiáng)烈，高等教育育人質(zhì)量已成為國家核心競爭力。自2017年2月以來，隨著教育部積極并大力推進(jìn)新工科建設(shè)，已先后達(dá)成共識，開展了相關(guān)的行動，制定了對應(yīng)的指南，為新時代科技人才培養(yǎng)探索中國模式[1]。

新工科背景下，研究生的培養(yǎng)已逐步成為高等教育不可忽視的環(huán)節(jié)，高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的戰(zhàn)略性培養(yǎng)反映了一個國家發(fā)展前景和國際競爭力水平。研究生教育是我國高等教育體系中最高層次的教育，其定位在于培養(yǎng)高層次、高水平與強(qiáng)創(chuàng)新能力的人才，逐步實(shí)現(xiàn)教育的雙重價值，發(fā)揮研究生培養(yǎng)的最大功效。

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展和對人才培養(yǎng)的急切需求，我國研究生教育也呈現(xiàn)了快速增長的趨勢。比如，每年的招生人數(shù)大幅度遞增，研究生在校總?cè)藬?shù)在2000—2004年間的增長率保持在25%以上，到2005年突破了100萬人，逐步接近于美國的研究生招生規(guī)模[2]。高等教育需要不斷發(fā)展，其基礎(chǔ)在于首先保證規(guī)模，其核心在于保證質(zhì)量，其力量源泉在于不斷創(chuàng)新。當(dāng)前，我們面臨的首要問題是高質(zhì)量人才培養(yǎng)，針對關(guān)鍵領(lǐng)域的“卡脖子”技術(shù)難題，更需要創(chuàng)新型人才的涌現(xiàn)。隨著當(dāng)今世界科技的不斷發(fā)展，高質(zhì)量創(chuàng)新型人才培養(yǎng)將成為我國高等教育價值的主要評價準(zhǔn)則，保障我國高等教育的不斷發(fā)展，同時展現(xiàn)我國高等教育國際競爭力水平的高低。因此，我國高質(zhì)量研究生的培養(yǎng)，尤其是創(chuàng)新能力的挖掘和培養(yǎng)，已逐步成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問題之一。

一、新工科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的意義

當(dāng)今時代，科技進(jìn)步日新月異，國際競爭日趨激烈。隨著國與國之間競爭的常態(tài)化，人才的競爭已成為最根本的競爭要素，制約著民族創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱和國際化競爭力水平的高低。因此，充分發(fā)揮高等教育的作用，尤其是高質(zhì)量研究生的培養(yǎng)，將鞏固我國的創(chuàng)新能力基礎(chǔ)。其中，工科研究生教育在于為國家現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)塑造和培養(yǎng)高素質(zhì)、高技術(shù)水平的工程人才。同時，工科研究生教育還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力，聚焦于經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的重點(diǎn)問題或難題，注重挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力，真正培養(yǎng)適應(yīng)我國建設(shè)需求的高質(zhì)量人才[3]。

新工科背景下，研究生教育已成為我國高等教育的重要環(huán)節(jié)之一，其核心在于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高質(zhì)量人才，具體表現(xiàn)為培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識與創(chuàng)新實(shí)踐能力的高端人才。研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已成為建設(shè)創(chuàng)新型強(qiáng)國的關(guān)鍵著力點(diǎn)。為此，新工科背景下對研究生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，其出發(fā)點(diǎn)應(yīng)立足于加強(qiáng)研究生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，探究新時代研究生創(chuàng)新能力的有效培養(yǎng)模式或新型路徑。這項(xiàng)課題已成為當(dāng)前重要的研究課題，具有不可或缺的重要意義。

二、研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的主要問題

（一）缺乏自主創(chuàng)新意識

當(dāng)前，我國部分研究生的創(chuàng)新意識還不到位，創(chuàng)新能力比較缺乏。比如，有些研究生具有創(chuàng)新的意識，想要去嘗試創(chuàng)新，但畏首畏尾，踟躕不前，瞻前顧后，結(jié)果只能束手束腳，原地徘徊;有些研究生安于現(xiàn)狀，不曾想要改變甚至是突破，從未想過嘗試或?qū)嵤﹦?chuàng)新;有些研究生的想法過于保守，懷疑自我，從未覺得自己具備創(chuàng)新能力，更遑論主動創(chuàng)新。在科研實(shí)驗(yàn)中，每個參與的研究人員都要充分發(fā)揮自己的主觀能動性，善于發(fā)現(xiàn)問題，敢于提出自己的意見，不能生搬硬套，不假思索。科研需要有懷疑和批判的精神。大膽提出自己的想法和建議，主動用心發(fā)現(xiàn)問題，敢于摒棄和懷疑傳統(tǒng)的固定思維模式和既定方法，勇于設(shè)計(jì)和嘗試實(shí)驗(yàn)，不斷驗(yàn)證和優(yōu)化，更要有創(chuàng)新精神，勇于突破固有的認(rèn)識和做法。

（二）跨學(xué)科培養(yǎng)力度不夠

此外，還應(yīng)大力發(fā)展跨學(xué)科課程，同時使教學(xué)與最新科研成果緊密關(guān)聯(lián)。目前對學(xué)生的培養(yǎng)大多基于“專才”的視角，導(dǎo)致學(xué)生的培養(yǎng)與知識儲備被牢牢地限定在特定的專業(yè)體系范圍之內(nèi)。通過引入跨學(xué)科交叉融合，豐富所學(xué)的專業(yè)知識，同時結(jié)合最新科研成果的學(xué)習(xí)，一方面可以夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)，完善學(xué)科體系;另一方面可以實(shí)現(xiàn)學(xué)科的交叉融合與跨學(xué)科發(fā)展。此外，跨學(xué)科將有助于打破不同學(xué)科間的屏障及學(xué)科壁壘，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)科的交叉互補(bǔ)，相得益彰。具體可通過諸如優(yōu)化課程設(shè)置、改革教學(xué)方式、豐富教學(xué)內(nèi)容、完善監(jiān)督機(jī)制，以及創(chuàng)新培養(yǎng)環(huán)境等措施來具體實(shí)施。

（三）人才培養(yǎng)“重理論、輕實(shí)踐”

培養(yǎng)與社會實(shí)際需求脫節(jié)。高校人才培養(yǎng)與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展真正的需求之間存在一定程度上的不匹配。主要表現(xiàn)如下：一是高校在學(xué)生培養(yǎng)的定位方面不夠完善，過分強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)型研究生的培養(yǎng)，缺失實(shí)踐環(huán)節(jié)，忽略了工程技術(shù)性研究生或工程攻關(guān)能力的培養(yǎng);二是培養(yǎng)模式或頂層設(shè)計(jì)與社會的快速發(fā)展存在一定的脫節(jié)，高校培養(yǎng)的研究生并不能真正服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;三是在研究生具體培養(yǎng)過程中，過分注重學(xué)術(shù)研究的課題選擇，忽視了與企業(yè)技術(shù)密切相關(guān)，甚至是技術(shù)亟待突破的選題。

三、新工科背景下研究生自主創(chuàng)新能力要素

（一）自主創(chuàng)新科研訓(xùn)練思維

當(dāng)前，參與式的科研訓(xùn)練模式較為廣泛，然而這種培養(yǎng)模式具有一定的不足，并不能真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識[4]。培養(yǎng)研究生學(xué)習(xí)的主觀能動性，加大研究生自主科研的培養(yǎng)，學(xué)生憑借自己研究經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，結(jié)合導(dǎo)師的指導(dǎo)，讓研究生自主選題，開展獨(dú)立的探索和研究，真正實(shí)現(xiàn)自主式創(chuàng)新培養(yǎng)訓(xùn)練。然而，當(dāng)前大部分高校并沒有真正實(shí)施學(xué)生的自主創(chuàng)新培養(yǎng)模式，在很大程度上受限于高校研究生教育的體制管理與高校教育資源的投入。同時高校對學(xué)生的創(chuàng)新培養(yǎng)制度并不完善，創(chuàng)新制度與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求滯后。但我們不可忽視此問題，應(yīng)充分關(guān)注研究生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，一方面可以使高校成為真正的世界一流綜合型大學(xué);另一方面學(xué)生的科學(xué)研究與創(chuàng)新能力得到了全方位的培養(yǎng)，學(xué)生經(jīng)歷了一系列自主研究引導(dǎo)和培養(yǎng)之后，極大地提升了獨(dú)立科研能力和創(chuàng)新能力。

（二）創(chuàng)新綜合實(shí)踐能力

目前國內(nèi)高校在研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)方面仍存在很多問題，需要不斷地去探索和改革。例如供需脫節(jié)問題，即高校根據(jù)自身的專業(yè)優(yōu)勢和導(dǎo)師的業(yè)務(wù)能力培養(yǎng)出的研究生無法滿足企業(yè)的實(shí)際需求。此外，還有培養(yǎng)思路固化、導(dǎo)師工程經(jīng)驗(yàn)不足、研究生培養(yǎng)學(xué)術(shù)化等諸多問題。因此，要注重構(gòu)建系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，合理布局實(shí)踐課程體系，創(chuàng)新與融合多學(xué)科交叉知識，強(qiáng)化多學(xué)科的綜合訓(xùn)練，豐富工程教育實(shí)踐，培養(yǎng)出真正具有創(chuàng)新能力、能夠解決實(shí)際工程問題的高質(zhì)量人才。

（三）創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

當(dāng)今對人才素質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)評價中，教育部明確表示創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是培養(yǎng)高質(zhì)量研究生人才不可或缺的培養(yǎng)要素。研究生已成為我國研究院與企業(yè)急需的高層次人才，是當(dāng)前我國建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要力量。因此，高校在培養(yǎng)研究生的過程中，應(yīng)充分注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)，提升并完善高質(zhì)量創(chuàng)新型研究生能力的培養(yǎng)，使其能夠充分地服務(wù)于我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求。具體表現(xiàn)為，通過結(jié)合平時的教學(xué)活動與社會生產(chǎn)實(shí)踐，有針對性地提升研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生主動適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展的能力，同時在一定程度上彌補(bǔ)了研究生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的不足。

四、新工科研究生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)路徑

（一）創(chuàng)新培養(yǎng)模式與理念

以“飛行器材料結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計(jì)”課程教學(xué)為例。本課程將始終基于“引導(dǎo)并培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力”的理念，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的科學(xué)思維，與實(shí)踐設(shè)計(jì)相結(jié)合，努力將學(xué)生所學(xué)的知識點(diǎn)真正地運(yùn)用于飛行器材料及應(yīng)用設(shè)計(jì)，緊跟國內(nèi)的重大需求。具體表現(xiàn)為，線上與線下模式結(jié)合、理論與實(shí)踐教學(xué)模式結(jié)合、豐富的課程環(huán)節(jié)與體驗(yàn)?zāi)Ｊ浇Y(jié)合。圍繞課程授課與實(shí)踐相結(jié)合的模式，創(chuàng)新環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，具體環(huán)節(jié)包括：（1）課堂理論知識講解，學(xué)生課后需進(jìn)行知識要點(diǎn)總結(jié)（下堂課之前提交，屆時教師將會對學(xué)生總結(jié)的知識要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)、點(diǎn)評、講解）;（2）課堂中師生互動討論，隨堂測試或課后作業(yè)、課程單元穿插學(xué)生課堂單元主題匯報PPT與自由提問討論環(huán)節(jié);（3）課程設(shè)置了實(shí)踐教學(xué)，通過理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，理論知識的學(xué)習(xí)能很好地應(yīng)用于實(shí)踐，做到有的放矢;（4）深化環(huán)節(jié)，課程內(nèi)容將選取最前沿的、較全面的經(jīng)典原版教材，將飛行器材料及應(yīng)用單元主題知識點(diǎn)與課程團(tuán)隊(duì)成員最新的研究成果有機(jī)結(jié)合，同時課程單元知識點(diǎn)將融合國內(nèi)外最新的研究成果，使本課程知識點(diǎn)具有國際性、全面性、時效性和關(guān)注度。

通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)理念，讓學(xué)生自主創(chuàng)新參與學(xué)習(xí)。基于本課程的理論教學(xué)，在實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)做到：（1）進(jìn)行不斷完善，如設(shè)置實(shí)踐實(shí)物設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)的理論知識點(diǎn)，在規(guī)定的時間內(nèi)，以小組為單位，基于指定的設(shè)計(jì)要求，每組完成一項(xiàng)飛行器實(shí)物模型設(shè)計(jì)，以小組為單位進(jìn)行現(xiàn)場答辯與展示。（2）授課團(tuán)隊(duì)設(shè)置評審。由課程授課團(tuán)隊(duì)成員與學(xué)生一起參與打分，其中課程團(tuán)隊(duì)成員的打分占更大比重，如一票相當(dāng)于學(xué)生的五票或十票。（3）通過此實(shí)物實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生真正地學(xué)以致用，在實(shí)踐中對所學(xué)理論知識點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)整合并有效運(yùn)用，同時激發(fā)并提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、現(xiàn)場答辯與展示能力。

（二）豐富科研創(chuàng)新平臺與實(shí)踐

一方面，學(xué)校可通過與企業(yè)、科研院所共同探索研究生聯(lián)合培養(yǎng)的新模式，建立相應(yīng)的培養(yǎng)基地，使研究生的培養(yǎng)真正契合國家的技術(shù)需求，甚至是關(guān)鍵的“卡脖子”技術(shù)需求，進(jìn)行針對性的技術(shù)問題研究，在實(shí)際問題的解決中提升研究能力，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng);另一方面，建立雙導(dǎo)師制度，研究生不但擁有自己的學(xué)術(shù)導(dǎo)師，還擁有企業(yè)的技術(shù)導(dǎo)師，將科學(xué)問題的研究真正落實(shí)到企業(yè)技術(shù)需求中。基于此，研究生學(xué)位論文的選題便可考慮從企業(yè)技術(shù)發(fā)展或企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新需求面臨的問題中選擇。通過上述高校與企業(yè)間緊密的協(xié)作模式及聯(lián)合培養(yǎng)，推動新工科研究生教育質(zhì)量及創(chuàng)新能力的不斷改善與提升。

（三）加強(qiáng)學(xué)科和導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)

研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)依托于相對完善的學(xué)科規(guī)劃和良好的導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)。因此，在學(xué)科建設(shè)過程中，基于本學(xué)科的結(jié)構(gòu)和發(fā)展方向需求，充分挖掘本學(xué)科的系統(tǒng)和前沿特性，同時加強(qiáng)學(xué)科之間的交叉互補(bǔ)，最終完善并豐富本學(xué)科的建設(shè)。學(xué)科的完善發(fā)展將有效引領(lǐng)學(xué)生的系統(tǒng)培養(yǎng)，瞄準(zhǔn)前沿性的學(xué)科發(fā)展，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性的自主培養(yǎng)。此外，導(dǎo)師對研究生的指導(dǎo)和影響貫穿研究生培養(yǎng)的整個過程，導(dǎo)師應(yīng)首先提升學(xué)術(shù)水平與學(xué)術(shù)修養(yǎng)，了解并把握本領(lǐng)域內(nèi)最新的發(fā)展動態(tài)，圍繞學(xué)科的定位與方向，豐富研究生的創(chuàng)新培養(yǎng)方式。此外，導(dǎo)師更應(yīng)提升自身的創(chuàng)新意識，善于發(fā)掘創(chuàng)新研究點(diǎn)，根據(jù)每個研究生自身的特點(diǎn)，因材施教，采用多種方式和多種平臺，多層次、多角度地引領(lǐng)研究生的成長成才，同時注重培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。

五、結(jié)語

總之，研究生的自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)是我國需要長期不斷提升與完善的系統(tǒng)研究工程。科學(xué)強(qiáng)國已成為新時代發(fā)展的強(qiáng)音，不斷呼喚著研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這對高校人才培養(yǎng)和提高研究生的創(chuàng)新培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的意義。當(dāng)前研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在缺乏自主創(chuàng)新意識、跨學(xué)科培養(yǎng)力度不夠、人才培養(yǎng)“重理論、輕實(shí)踐”等問題，可從改善創(chuàng)新培養(yǎng)模式與理念、豐富科研創(chuàng)新平臺、加強(qiáng)學(xué)科和導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)等方面不斷提升和完善新時代研究生創(chuàng)新培養(yǎng)的路徑。

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Research on Cultivating Model of Postgraduate Students’ Innovation Ability under the Background of Emerging Engineering Education

HU Hai-longa， ZHANG Fanb， YUE Jian-lingc

（a. School of Aeronautics and Astronautics， b. School of Resource Processing and Bioengineering， c. School of Powder Metallurgy， Central South University， Changsha， Hunan 410083， China）

Abstract： Under the background of Emerging Engineering Education construction， it is necessary to construct the ideas of university system construction and innovative training， and implement the innovative training of future postgraduate talents. Now there exist some problems in the cultivation of postgraduate students’ independent innovation ability in domestic universities， such as the lack of independent innovation consciousness， the lack of interdisciplinary training， and the “emphasis on theory rather than practice” in the talent cultivation. Through the comprehensive analysis of the postgraduate student research training in active thinking， comprehensive practical ability， and team cooperation ability that should be had in the core qualities， we put forward the suggestions that the postgraduate engineering education should be based on innovation training model and ideas， and scientific research platforms should be enriched， the construction of disciplines and teacher teams should be strengthened， the cultivation of comprehensive quality and scientific research innovation ability should be speeded up in the new era.

Key words： Emerging Engineering Education; postgraduate students; innovation ability; aircraft design