淺談新時代研究生科研能力的培養
——以物理學科為例

2021-06-23 00:37:33鄭靈程圣宗強

科技視界 2021年14期

鄭靈程圣宗強

（安徽理工大學<力學與光電物理學院>，安徽淮南 232001）

改革開放后，我國在經濟、文化、科技、教育等方面取得了舉世矚目的成就，在研究生培養方面也是碩果累累。四十年來，我國的研究生培養模式日趨成熟，建立了一批優秀的研究生培養基地，研究生培養質量及檢測和評估模式得到不斷補充和發展，研究生培養的課程體系、體制機制和教學方式也在進一步完善[1]。隨著科技的快速發展，尤其是在5G 時代到來的大背景下，我國對高科技人才的需求也在迅速增加。而研究生是我國高等教育培養的高層次人才：一方面，隨著研究生招生規模的擴大、畢業人數的逐年增加，研究生越來越成為社會、經濟發展的中堅力量，研究生素質直接關系到我國高科技產業的發展和創新型國家的建設；另一方面，研究生教育為我國輸送高層次人才，研究生階段理論知識的學習、創新能力的培養直接影響我國科研、學術人才的素質。因此，研究生培養對于我國高科技產業進步以及社會和經濟的發展等至關重要。

進入21 世紀，隨著科技、教育投入的加大，我國科技創新能力高速發展。作為科研產出以及科技評價體系的重要組成部分，我國科技論文數量達到世界領先水平，質量也在逐年提升。截至2019 年10 月，中國科技人員共發表國際論文260.64 萬篇，排在世界第2位。但是從每篇論文的被引用次數來看，中國排在第16 位，與世界先進水平還有一定差距[2]。因此，要實現我國從科研大國到科研強國的轉變，還需要在不斷探索中前進。研究生教育為我國高等教育機構、科研機構和部門、中等教育學校等輸送高層次人才[3]，研究生的科研素質對于提高我國科研實力至關重要。我國許多高校研究生教育的考核模式還存在一些問題，例如，研究生需要發表一定數量或質量的論文才能達到相關考核標準。這種制度在研究生培養中起到了積極的作用，但同時也存在部分研究生只以發論文為目標，而并不關心科研素質和綜合能力的培養，重成果而輕過程；部分老師通過給學生在論文中掛名甚至直接給學生數據以達到畢業要求，卻忽視了科研過程對研究生科研素質的鍛煉[4]。在新時代背景下，本文通過文獻調研結合作者在本專業學習、工作中的體會，以物理學科為例，對研究生科研能力培養的幾個方面進行了探討。

1 掌握牢固的專業知識

基礎不牢，地動山搖。近年來，我國考研規模越來越大，2020 年考研人數再創新高，達到341 萬人。隨著考研競爭的加劇，許多學生以考研為主要學習任務，忽略了是大量專業課的學習，導致專業基礎較差。再加上一部分研究生跨專業考研以及專業調劑，對于考研未涉及的專業知識掌握較少，這些都不利于研究生將來的學術發展。因此，要特別重視學科基礎知識的學習和積累，只有基礎牢固，才有可能進行高深、具有創造性的工作。理論知識是所有學科開展研究和實際應用的前提，理論知識的掌握程度決定了學術研究水平以及專業技術能力的高低。在課程學習方面，重視研究生專業基礎課程的學習，如凝聚態物理、材料物理等學科，必須牢固掌握量子力學、固體物理、半導體物理等專業核心課程。只有學習好了這些專業基礎課，才有可能從根本上加深對本學科的理解，并將理論知識應用到以后的科研當中，去解決實際遇到的問題。

2 學習最新的學科進展

學習學科前沿動態對培養學生的科研興趣、提升專業知識、拓寬科研視野具有巨大的幫助，也有利于做出最新最有價值的成果。傳統的方式可以通過閱讀最新的英文文獻、聽學術報告、參加學術會議等。還可以通過設置學科前沿課程的方式，采取多位教師共同承擔該課程的方式，例如，每位老師分別用一堂或幾堂課為學生講授其研究方向內的最新科研進展和成果，可以大大拓寬學生的視野、廣泛普及科研知識、激發學生的科研熱情等。一些高校還會面向全國高校的研究生舉辦一些培訓班、學術論壇、學術交流會等，對于研究生來說也是寶貴的學習和鍛煉機會。例如，清華大學每年七月舉辦“低維量子物理國家重點實驗室暑期學校”，邀請海內外優秀的物理學家為國內高校的高年級本科生、研究生、青年學者等授課，講解最新的物理學進展。除了傳統的閱讀文獻、聽報告等方式，新媒體也是快速了解學科動態的方式，例如微信公眾號“中國物理學會期刊網”“中科院物理所”等的每日定時推送，也會以精簡的文字介紹物理學最新的科研成果。今年上半年受疫情影響，線上教學發展迅速，許多原定線下的學術會議、報告等轉為線上直播，更有利于廣泛的學術交流和傳播，也方便高校研究生學習。

3 培養團隊合作意識

團隊意識、合作精神不僅是研究生的一種科研能力，也是以后做好所有其他工作都需要具備和培養的一種素質。目前的研究生多為獨生子女，個人能力和接受新鮮事物方面優勢明顯。但是由于生長環境的變化，個人意識較強烈，團隊意識及合作精神較為欠缺[5]。科學研究是一項枯燥且繁重的活動，在這個過程中，不管是理論分析還是實驗過程中都需要與人合作。實際上，科研過程中一定會遇到各種各樣的問題，例如，基礎理論掌握不夠、知識積累不足，實驗操作困難、測試條件有限等，這個時候光靠埋頭苦干是不夠的，導師與同學的幫助必不可少。導師在本領域內有較長時間的學術積累，可以給予直接指導；同學雖然研究方向不盡相同，但是知識積累、思維方式、實驗操作和圖形數據處理等方面可能各有所長，所以同學之間可以協調協作、取長補短、互通有無，在團隊合作中共同進步，找到解決問題的方法和技巧。例如，在光電材料設計方向，一方面需要生長制備材料、測試性能以獲得要求的性能指標，這要求學生具有較高的實驗技巧和動手能力；另一方面根據已知的物理原理，理性設計、模擬材料的能帶結構、缺陷和雜質等并預測可能出現的現象，不僅可以指導實驗制備、少走彎路，也可以給材料出現的物理行為提供原理解釋，這又要求學生具有較扎實的理論基礎。如果同學之間團結協作，實驗與理論互相配合，則可以共同學到更多知識，做到實驗有的放矢，理論也可以獲得更多實驗支持。另一方面，在研究生的專業課學習中，對于前沿性的課程內容，也可以讓學生幾人作為一組，收集資料、制作內容，并共同承擔一部分課程內容講解，在該過程中不僅可以體現自我價值，也能增強團隊精神。

4 提升全面的科研素質

培養研究生的問題解決能力。以實驗學科為例，做實驗前需要進行精心的設計和規劃，在實驗過程中還涉及各種各樣的實驗技巧、設備使用和不確定因素，如實驗條件無法重復、實驗結果與預期不符、設備故障、測試條件不足等問題，這些都需要學生仔細思考、應對并加以解決。例如，實驗過程中會接觸到各種設備儀器，使用設備是一個方面，現實中保養、維護儀器設備是更重要的一部分科研內容。需要理解、摸透常用儀器設備的工作原理、內部結構，才能最大限度地發揮它們的使用價值以及減少不必要的實驗誤差、設備損壞等。因此，在設計實驗、進行實驗的過程中，還需要不斷加深對實驗技巧的掌握、儀器設備的工作原理以及對科研內容的理解，在不斷遇到問題、解決問題的過程中鍛煉出強大的問題處理能力。其次，提升英文寫作能力。在提出想法、設計和實施實驗、收集數據后，還要將數據結果加以總結升華，并以論文的形式表現出來，這就涉及英文論文的寫作。好的論文寫作水平可以將工作的創新、意義、重要性得到充分展示，寫作過程中作者需要將前因后果、來龍去脈交代清楚，凝練出擬解決的科學問題，并給出解決方案。這其中不僅僅要求研究生具有過硬的專業知識、合格的英語水平，更重要的是還要具有良好的邏輯思維以及文字寫作能力。有些學生做出了漂亮的工作，但是受制于英文、寫作水平較差或者邏輯混亂，理不清前因后果，造成科研論文質量難以提高。最后，鍛煉良好的報告交流能力。學術成果的交流和傳播也是學術活動中不可缺少的一部分，研究生需要在科研活動中多與同行研究者交流想法，還要把自己的研究成果及時推廣出去。因此，語言表達能力以及學術報告能力也是科研能力的重要組成部分，而組會就是培養報告交流能力的重要平臺之一。雖然大部分導師都會定期開組會，進行組內的交流報告。但是，部分老師執行不到位、走馬觀花，而學生則抱著應付的心態，這樣都會使組會的效果大打折扣。因此，導師應當執行好每一次組會，在組會中鍛煉學生的交流報告能力；學生也應轉變思想，珍惜每一次組會中的報告機會，認真對待，不要抱著完成任務、應付的心態參加組會。另一方面，學術會議也是交流學術成果的重要平臺，學生可以通過口頭交流、海報展示、做報告等方式進行交流探討，這些對于培養整理總結能力、語言表達能力、臨場應變能力等都具有重要的作用。因此，研究生應當珍惜每一次參加學術會議的機會，多與同行、前輩交流。

5 結語