“問題-方法”二元驅動的機械類研究生科研創新能力培養研究

唐偉東　易曉冬　毛聰　陳耿彪　張明軍

摘 要：本研究以長沙理工大學機械工程專業研究生為培養對象，從建立注重科研創新能力的研究生培養環節及考核、反饋機制入手，開展“問題-方法”二元驅動的研究生科研創新能力培養研究。旨在建立以問題-方法導向的課程教學體系為基礎，堅持將科研創新能力培養貫穿整個培養環節，以科研創新能力考核及反饋為改進依據的全閉環培養模式。主要研究內容包括：（1）構建“問題-方法”導向課程教學體系；（2）建立“問題-方法”驅動的科研訓練與實踐培養環節；（3）制定研究生科研創新能力考核評價機制；（4）建立“問題-方法”驅動式科研創新能力培養模式反饋與改進機制。旨在為機械類研究生科研創新能力的培養提供新思路，為提高機械類研究生的培養質量提供了新路徑。

關鍵詞：研究生培養 科研創新 問題-方法

Cultivation Research on the Innovation Ability of the “Problem-method” Dual-driven Mechanical Postgraduate

Tang Weidong，Yi Xiaodong，Mao Cong，Chen Gengbiao，Zhang Mingjun

Abstract：This study takes the graduate students majoring in mechanical engineering of Changsha University of Science and Technology as the training object， and starts from the establishment of postgraduate training links and assessment and feedback mechanisms that focus on scientific research and innovation ability， and carries out the research on the cultivation of postgraduate scientific research and innovation ability driven by the “problem-method” dual. It aims to establish a problem-method-oriented curriculum teaching system as the basis， adhere to the cultivation of scientific research and innovation ability throughout the entire training link， and take the assessment and feedback of scientific research and innovation ability as the basis for improvement. The main research contents include： （1） constructing a “problem-method” oriented course teaching system; （2） Establishing “problem-method”-driven scientific research training and practice training links; （3） Formulating an assessment and evaluation mechanism for postgraduate research and innovation ability; （4） Establishing a feedback and improvement mechanism for the “problem-method” driven scientific research and innovation ability training model. It aims to provide new ideas for the cultivation of scientific research and innovation ability of mechanical graduate students， and provide a new path for improving the training quality of mechanical graduate students.

Key words：postgraduate training， research innovation， problem-method

1 引言

我國已成為世界上的研究生教育大國。研究生人數的激增，導致以前的教學體系和制度難以適應，研究生教育質量不斷下滑，體現在研究生的批判性思維欠缺、問題意識匱乏[1]、科研素養不高、創新能力不足等方向，這些問題在省屬高校中尤為突出。然而，我國經濟發展正處在攻堅關鍵時期，制造業轉型升級迫在眉睫，社會和企業對創新型人才的需求日益增加。研究生是我國創新人才的主力軍，在研究生擴招的整體環境下提升研究生的創新能力已成為研究生教育的重中之重，同時也是我國實現“創新驅動發展戰略”和“人才強國戰略”的重要支撐[2，3]。

在2020年7月29日召開的全國研究生教育會議上，習近平總書記對研究生教育工作做出重要指示，“研究生教育在培養創新人才、提高創新能力、服務經濟社會發展、推進國家治理體系和治理能力現代化方面具有重要作用。”李克強總理批示指出，“深化研究生培養模式改革，進一步優化考試招生制度、學科課程設置，促進科教融合和產教融合，加強國際合作，著力增強研究生實踐能力、創新能力，為建設社會主義現代化強國提供更堅實的人才支撐。

由此可見，從國家戰略層面和社會層面，對具有創新能力的研究生都有極大的需求。然而，研究生數量的增加對研究生培養質量保證提出了極大的挑戰，其中研究生科研創新能力的培養更是一直以來研究生培養中的弱點。特別是在省屬高校，由于受自身條件和外在因素的限制，研究生培養質量問題顯得較為突出，一直制約和影響著我國研究生教育的健康發展，因此針對研究生科研創新能力，改革與創新研究生培養模式已成為亟待解決的問題。

基于此，本研究從建立注重科研創新能力的研究生培養環節及相應的考核、反饋機制入手，開展“問題-方法”二元驅動的研究生科研創新能力培養研究。旨在建立以問題-方法導向的課程教學體系為基礎，堅持將科研創新能力培養貫穿整個培養環節，以科研創新能力考核及反饋為改進依據的全閉環培養模式。該項目的研究對豐富我省機械工程專業研究生科研創新能力的培養提供了新思路，為提高我省機械工程專業研究生的培養質量提供了新思路，對助力我省“三高四新”戰略的實施具有重要實用價值。

2 機械工程專業研究生科研創新能力現狀

科研創新能力是研究生教育的核心培養目標，在國際形勢多變，國內產業升級的時代背景下，加強研究生科研創新能力的培養已是各高校研究生培養的重中之重。圍繞提高研究生科研創新能力，國內外學者展開了一系列研究，主要包括以下幾類：一是“導師團隊制”，通過相似學科背景或不同學科背景的導師組成一個團隊，達到拓寬研究生知識背景的目標[4-6]；二是“科研項目實踐制”，以科研項目為導向，增加研究生的科研實踐經歷，在實踐中培養創新能力[7]；三是“交流合作制”，通過加強學術交流，以及與一流研究單位合作來拓寬研究生的學術視野，激發科研創新精神[8]。以上方法能一定程度提升研究生的科研創新思維和創新能力。但是僅僅增加學生的知識，或豐富學生的學習或研究經歷，仍不足以培養研究生的創新能力。創新是一種主動性很強的自發行為，單純進行量的增加，無法達到質變，當前的研究生培養模式缺少一把將“量變”轉化為“質變”的“鑰匙”，這把鑰匙就是對知識進行提煉尋找科學問題，以及解決科學問題的方法與手段。在研究生培養環節中由于缺乏問題與方法導引，出現研究生在課程學習與科研實踐中主動性不強，參與度不高，思維與導師難以同步，創新意識低等問題，究其原因，主要有以下幾個方面：

（1）課程教學系統缺乏“問題-方法”導引，難以符合對具有科研創新能力研究生的培養需求。

有學者根據學生成長過程將能力按層次由低到高分為：接受知識的能力、自主獲取知識的能力、運用知識解決實際問題的能力和創新能力四種層次，每一個低層次的能力的培養都為高一層次能力的培養奠定基礎[9]。創新能力的培養是最高層次的能力培養，只有在上述三個層次的能力都有相當發展的基礎上，才能具有較強的創新能力。因此，在低年級研究生中通過課程教學拓寬其知識面變得尤為重要，但是在傳統課程教學中，課程體系沒有進行科學設計，課程教學仍然以“老師講學生聽”為主，學生被動地接受知識，研究生的能力仍停留在第一個層次。在當前的課程體系中，沒有考慮與科研項目結合，沒有做到以科研問題為導向，研究生在課程學習中目的性不強，難以做到自主獲取知識。在課程設置方面，對最新的研究方法或通用性方法論課程涉及不多，研究生難以形成較系統的科研思維方法。課程體系沒有對研究生科研創新能力的培養起到夯實基礎的作用。

（2）科研訓練與實踐環節沒有“問題”貫穿始終，難以針對性提升研究生的科研創新能力。

在研究生科研訓練與實踐環節，一方面需要課題組提供硬件實驗條件和高水平的指導老師，另一方面研究生的主觀努力也相當重要。很多研究生參與老師的課題研究，不會主動尋求在科研中所遇問題的解決辦法，久而久之研究生就形成了一種依賴性，從而扼殺了研究生的創新意識[10]。此外，部分研究生讀研的目的只是為了取得學位和畢業證書，對學術的追求不高，只愿意在導師的科研項目中僅從事輔助性工作，為了順利完成畢業論文很多問題研究寧愿避難就易，選擇前人研究過的課題，無法深入課題研究，更無法在科研項目中發揮主觀能動性和創造性，這使得研究生培養缺乏科學性和創新性。

提出問題并解決問題的能力是創新性人才的顯性特征。因此，在科研訓練環節缺乏問題導向，導致研究生只能做跟隨性研究，對研究進行小修小補，或只能做導師要求做的實驗，無法“異想天開”，大膽創新，成為制約研究生的科研創新能力瓶頸。

（3）研究生培養模式缺乏反饋與改進機制。

目前研究生的考核主要以課程成績、論文寫作、科技創新競賽、社會實踐、實習和實驗、校外實踐等。對研究生在研究課題中的完成質量及創新性沒有階段性考察和反饋，缺乏激勵學生創新能力的政策。在研究生培養模式方面，更加缺乏動態評價機制，還沒有做到以研究生為中心，以研究生的能力培養為目的，缺少培養質量反饋和持續改進機制，不利于研究生培養質量的穩定和持續提升。

3 “問題-方法”二元驅動的研究生科研創新能力培養措施

針對研究生科研創新能力培養中存在的問題，本研究提出“問題-方法”二元驅動的研究生科研創新能力培養模式。其基本思路是在“問題-方法”二元驅動理念指導下，以長沙理工大學機械工程專業研究生為培養對象，以問題-方法導向的課程教學體系為基礎，堅持將科研創新能力培養貫穿整個培養環節，以科研創新能力考核及反饋為改進依據的全閉環培養模式。以“問題-方法”為驅動，全面調動研究生的科研積極性和主動性，激發研究生的科研創新意識，提升研究生的科研創新能力。主要培養措施有：

（1）構建“問題-方法”導向的課程教學體系。

以擬解決科研項目中的共性問題為導向，定制針對性的課程教學體系，包含公共課、基礎理論課、專業課、方法論課程、前沿講座及文獻研討課；化共性問題為具體小問題，在每門課程實施過程中，都帶著問題去教與學；提高方法論課程比例，培養研究生科研創新方法與創新思維。

研究課程教學體系是由多門課程組成，多門課程之間不能是孤立的，而把各門課程聯系起來，需要一個總體的目標，這個目標就是解決科研項目中的共性問題?；谠搯栴}對能力和知識儲備的需求，設計成體系的教學課程。比如機械工程專業先進制造方向的研究生需要針對特定材料提出新的加工方法或工藝，其共性問題一般是揭示加工機理，而解決這個問題需要有材料、制造、物理或化學、機械設計、流體力學等相關知識，同時需要數學、機械振動、信號處理、有限元方法等工具性質的課程做支撐。因此，課程體系的設計應圍繞共性問題綜合考慮上述課程邏輯與聯系。

（2）建立“問題-方法”二元驅動的科研訓練與實踐培養環節。

在科研訓練及實踐培養環節，注重對研究生提煉問題能力的培養，針對一個具體科研課題，引導學生主動提煉問題，并作為科研與實踐開始前的必備環節，激發研究生的自主創新思維；同時，對于提煉的問題能夠找到解決方法，培養研究生創新思維方法及分析問題、解決問題的能力；以“尋找問題-分析問題-解決問題”貫穿各培養環節始終。

從研究生進入研究課題開始，導師一般會給研究生指定一個課題或研究方向，基于這個課題，研究生需要廣泛收集文獻資料，一方面了解該方向在國內外的動態，另一方面找出在這個方向上目前仍存在的問題，從而形成科研突破口。這個過程既要研究生帶著問題去批判性思考，同時也需導師指點迷津。而在找到科研問題后，怎么解決它則需要提出創新性方法，這需要對已有研究和現有方法有深入的理解，從現有方法的缺陷中另辟蹊徑，才能實現方法突破?；谏鲜霏h節中的問題提出和方法創新可實現研究生科研創新能力的全面提升。

（3）制定研究生科研創新能力考核評價機制。

將各培養環節與獲取特定科研創新能力進行掛鉤，提高研究生培養的目的性；在關鍵培養環節，對研究生特定領域的知識廣度、知識前沿性、分析解決問題的能力、提煉問題的能力、創新方法的掌握等方面進行合理考核，并進行達成度評價。

（4）建立“問題-方法”二元驅動式科研創新能力培養模式反饋與改進機制。

基于研究生科研創新能力的考核及評價，反饋給各培養環節，及時進行各培養環節的合理性審查；建立基于閉環反饋的改進機制，對培養模式進行持續改進；改進對象包括培養環節的設置及導師在培養過程中的責任與引導作用。

4 結語

針對目前機械工程專業研究生培養過程中，研究生課程教學體系創新引導性不強、研究生在科研訓練與實踐環節自主創新意識不足、研究生科研創新能力考核評價機制不全、研究生培養模式反饋與改進機制缺乏等問題，提出“問題-方法”二元驅動的機械專業研究生科研創新能力培養研究。建立以問題-方法導向的課程教學體系為基礎，堅持將科研創新能力培養貫穿整個培養環節，以科研創新能力考核及反饋為改進依據的全閉環培養模式。這對豐富機械工程專業研究生的培養模式，提高機械工程專業研究生的科研創新能力，助力我省“三高四新”戰略實施具有重要意義。

課題來源：

（1）長沙理工大學學位與研究生教學改革研究項目《問題-方法”二元驅動的研究生科研創新能力培養研究》編號： JG2021YB12；

（2）教育部高等教育司產學合作協同育人項目《<工業機器人應用技術>示范課程建設》，編號：202102272002；

（3）湖南省普通高等學校教學改革研究項目《對標“創新方法應用能力等級規范”的大學生實踐創新能力培養，編號：HNJG-2020-0268。

參考文獻：

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