非優勢學科研究生實踐創新教學體系改革探索

程耀瑜 劉吉 王艷紅 趙冬娥 李永紅

摘? 要：針對當前普通型高校工科碩士研究生培養中生源基礎差且跨專業調劑較多、培養方案缺乏完善的實踐體系以及導師更多關注科研項目的狀況，以中北大學光學工程專業為例，提出實踐創新教學體系改革與重構的方案，強化同一學校同一學科的研究生要有相近的學科基礎實踐教學環節與完善的實踐創新能力培養體系，避免學生差別很大、課程老師隨機性大、學科基本不管、導師各自為政的實踐教學情況，通過“本科實驗室補齊、利用學科平臺增加專業基礎課實踐內容、學術活動與開題等加強指導與交流、論文與項目提高科研與創新能力”的措施，構建完整的實踐教學與科研創新體系，并進行初步實踐。為研究生實踐創新能力的提高提供制度和措施保障，獲得較好的效果。

關鍵詞：碩士研究生；實踐創新教學體系；非優勢學科；光學工程；實踐創新能力

中圖分類號：G643? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）28-0141-05

Abstract： In view of the current situation in the training of masters of engineering in ordinary colleges and universities， such as poor enrollment basis， many cross-specialty adjustments， lack of a perfect practice system for training programs， and more attention paid by tutors to scientific research projects， taking optical engineering major of North University of China as an example， this paper puts forward a plan for the reform and reconstruction of practical innovation teaching system and strengthen the same school and the same discipline of graduate students should have similar discipline basic practice teaching links and perfect practice innovation ability training system. To avoid the practical teaching situations such as the great difference of students， the large randomness of course teachers， the basic ignorance of subjects， and the selfishness of tutors， the measures of "supplementing the undergraduate laboratories， taking advantage of the discipline platform to increase the practical content of specialized basic courses， academic activities and topic initiating， enhancing the guidance and communication， as well as improving research and innovation capabilities through thesis and projects" are adopted to construct a complete practical teaching and research innovation system and conduct the preliminary practice. This paper provides system and measure guarantee for the improvement of graduate students' practice and innovation ability， and obtains good results.

Keywords： postgraduates; practice and innovation teaching system; non-advantaged discipline; optical engineering; practice and innovation ability

新工科背景下，中國要從工程教育大國走向工程教育強國，學生培養要適應新技術、新產業、新經濟要求，造就一大批創新性卓越工程科技人才，工科研究生是培養創新性卓越工程科技人才的重要力量，其中實踐與創新意識、能力方面系統的培養方案是重要的保障。但對于非雙一流高校的工科研究生，由于多種原因，學生實踐基礎和條件差，實踐環節體系不夠完善、創新意識及能力不強，需要從實際出發，從生情和校情出發，對研究生實踐創新教學體系進行改革與探索，盡可能發揮各方面資源以及各個培養環節的作用，培養研究生的實踐創新意識和能力。

一? 普通型高校（或非優勢學科）工科研究生培養面臨的問題

近些年，專業學位研究生在實踐創新能力方面的重要性得到大家的一致認可，有很多文章發表相應的研究和對策。其實對大部分學術性工科碩士研究生專業而言，其培養目標也是以工程科學研究及工程技術領域研發為主。然而對于非雙一流高校的工科研究生，特別是學科評估排名較差的非優勢學科，存在兩個方面的共性問題，一方面是研究生生源質量偏低，而且第一志愿錄取比例低（調劑學生的本科專業相對雜，跨專業的較多）；另一方面是研究生培養中實踐教學體系不完善（不系統），普遍表現出創新能力不足和創新意識、方法不強[1]。生源質量低不僅表現在學生本科學校層次低（如二本、三本占比較多），學生自身以及學校實踐條件較差，還表現在生源為非本學科基礎的（跨專業調劑）以及應屆生（無工作鍛煉）學生較多[2]，學生在本科期間大量時間用于考研復習，相關專業課，特別是綜合性課程設計、大型實踐等環節的參與程度低、鍛煉少。另外，由于體制限制，大部分高校研究生的實驗教學長期得不到重視，處于無課程、無預算、無主管部門的三無狀態[3]。普通高校的非強勢工科研究生培養中也存在學科基礎的實踐環節不夠系統，平臺條件差且不能很好利用，以完成導師項目為主的現狀。這些問題導致這些學科研究生實踐教學體系不系統（隨機性大），同一專業畢業的學生實踐環節和能力差別大，畢業時不少學生缺少必要的本學科基礎實踐見識與過程訓練，缺少系統的實踐和科研體系培養，動手與創新能力弱。

隨著國內經濟社會向高質量發展的轉變，人才市場的需求結構發生了較大變化，研究生在行業產業就業比例逐年提高[4]，普通高校的工科研究生的實踐創新能力和科研能力的培養和提高，是創新型國家建設以及經濟高質量發展的需要。

二? 碩士研究生實踐教學體系改革與思路重構

一般高校非優勢學科的工科研究生學生入學層次與結構情況、研究生培養方法、學科內師資情況及平臺資源等相近（當然特色不同）。下面以中北大學光學工程專業為例探索實踐創新教學體系的改革、構建，其方法對其他學校、其他工科專業具有一定的借鑒意義。

（一）? 中北大學光學工程專業的情況與總體改革思路

中北大學光學工程學科沒有博士點，雖然主要研究項目在國防領域，經費、項目與平臺等情況較好，但學科整體實力在全國排名較低，所以招生情況不理想。由于多方面的原因，碩士研究生培養方案中實踐教學體系不像本科生那樣完整，特別是學科基礎的實踐環節不夠系統（論文環節培養學生的綜合實踐能力相對較好），實踐內容更多是由導師所在的課題組結合項目、論文確定的，同一屆不同導師（以及同一導師不同年級或不同學生）的研究生實踐過程差別大、隨機性大，完成導師項目的目的性強，系統培養學科屬性的實踐教學體系缺失，而且研究生入學前的本科情況差別大。

同一學校同一學科（專業）的研究生應該有一些基本相近的學科基礎實踐教學環節，加上方向特色的（論文）實踐與科研環節，形成比較完整的研究生培養的實踐創新教學體系。

針對類似于中北大學光學工程學科碩士研究生招生人數相對較少，研究生入學前的本科情況差別大，本科時期學科實踐環節教學普遍較差的學科專業特點，通過研究生期間自學課程、專業基礎課、專業選修課及實踐與創新活動方面教學的部分改革，利用本科實驗室、學科平臺條件、科研條件等多種資源，構建一套較完善的學科實踐創新教學體系，并進行一定的實踐探索，使不同入學背景、不同導師的學生畢業時都經過光學工程學科基本的實踐環節見識與過程訓練，具備扎實的學科基本知識、基本實驗能力、分析解決問題能力和科研能力，這是總體的改革思路。

（二）? 光學工程學科碩士研究生實踐創新教學體系重構方案

1? 利用本科光電實驗室補齊和提高來自不同本科基礎研究生的光電知識、光電見識與實驗能力

中北大學光電信息科學與工程本科專業近幾年通過國家一流專業建設和工程教育認證等工作，光電實驗室具有較好的條件，可以為研一的學生提供補齊和提高本科時期不足的相關光電實踐內容。可以通過研一時期的課余時間采用多種方法進行，如和本科生共同實驗、自學相關知識時到本科實驗室補充相關實驗，協助指導本科生實踐環節（同時參與相關實踐工作），充分利用研一時期課程學習階段和本科實驗室的較好條件，補齊學科基礎性的相關實驗及光電常用儀器使用方面的欠缺與不足（不同基礎的學生需要付出不同程度的努力），為研究生階段的實踐、論文工作奠定基礎。

1）要求非光電專業本科的學生，自學本校本科的應用光學、物理光學、激光原理和光電檢測技術等課程，可以預約到本科實驗室見識相關的儀器、器件，選作一些實驗或跟隨本科生進行實驗，有較好基礎的學生，也可輔導一部分本科生實驗，從而進一步鞏固相關知識和提高自己的實驗能力。

2）通過協助導師（或其他老師）進行光電專業本科教學（包括課程設計、實驗、聽課）補充和提高基本的光電見識與實踐能力。光學工程學科導師都有光電信息科學與工程專業的教學工作，通過協助導師教學，也可以補充和提高研究生的光電基礎與相關設計、動手方面的基本知識與活動。

2? 利用學科平臺，加強研究生專業基礎課程和開題中的實踐與科研能力培養

過去的專業基礎課更偏向理論講授，盡管各課程老師都是很有實踐經驗的學科（方向）帶頭人或骨干，且在講授中也會和科研結合，還是缺少實驗、參觀、演示及系統設計方面的直接訓練。本學科經過十幾年建設，形成了相對穩定的研究方向，也有省級工程中心和光電檢測、光譜測量與應用、光電成像與圖像處理等方面較多的儀器設備和科研項目，這些學科平臺應條件該在研究生教學中充分發揮作用，其中的一些光電儀器設備（如激光器、光譜儀、多種相機等光電常用、通用設備），應該成為本學科所有研究生學科基礎實踐能力鍛煉的重要資源，使不同導師的研究生都受到學科基礎的公共實踐鍛煉。

采用的方法：每門專業基礎課要有4～6學時的實踐環節，結合學科平臺及科研條件，采用多種方法。如到實驗室演示、參觀、課后預約實驗等方法。如在光譜測量理論與技術、光電信息技術、光電成像原理與技術、現代光電系統設計等專業基礎課學習時期，把學科平臺相關儀器與系統、實驗方案采用部分現場講解和參觀、動手實驗，大型作業中增加系統分析或設計的分量等方法增加相關實踐環節的成分。這樣不僅得到理論知識的學習，同時使光電類儀器和系統的見識、動手能力的訓練、相關實驗的能力得到提高，也能擴大學生的知識寬度和提高專業興趣。

導師要指導和組織研究生開展聽學術報告（包括線上報告）、學生學術沙龍和開題報告等方面的工作，特別是在開展學術沙龍（如專業選修課總結回報、某學術報告后的交流、某專題的查資料與評論等）和開題報告時，本學科研究生通過理解題目與學術前沿、資料查詢與消化、方法與方案確定、協作與寫作及表達與溝通等方面的交流、碰撞，互相學習，也是提高大家實踐與創新能力、學術水平的方法。

3? 專業選修課、論文工作，結合科研項目、學科平臺等加強學科特色實踐創新能力的培養

與以上1和2不同點是雖然每名學生涉及的具體內容不同，但每名學生都應該有各自特色的實踐性鍛煉，培養綜合分析問題解決問題的能力、大型設計與研究能力等。

專業選修課方面，在老師講授或輔導時，加強和學科平臺的合作，結合實際科研項目，使學生得到實踐創新能力的提高。專業選修課往往是導師根據研究方向及科研需要，給學生選定2～3門的課程，有較好的儀器設備、系統、實驗室等條件支撐，要求在輔導及課后作業部分，結合相關條件進行講解、師范、設計和考核。如射線成像技術、光電器件、光纖傳感技術等課程，結合輻射成像與圖像處理實驗室、光纖傳感與應用實驗室的相關系統進行演示、搭建系統、編寫軟件，并布置大作業。這改變了過去學生看書自學，簡單交作業考核的方法，使學生有機會接觸相關設備，切身體會系統組成、操作、實驗數據獲得與分析的過程。

過去本學科各方向在論文環節和實踐活動方面總體做的不錯。但論文有的偏理論、有的面窄、有的綜合性強，差別較大。實踐能力的培養的寬度和深度差別較大。

采取的方法：偏理論研究的論文，應該增加綜合分析問題解決問題的能力的培養（如理論分析、設計、仿真和結果分析），同時鼓勵學生參加其他項目，幫助其他同學做實驗，參加課題組的科研工作（盡管可能與其論文關系不密切）等等，通過多方面的參與，培養解決問題能力、動手能力、創新能力。

通過以上三種方法和措施，能夠使入學時學科基礎不同、實踐能力差的學生通過不同階段的培養和個人努力，在研究生學習期間得到較系統的實踐與創新能力培養，為其就業打下堅實的基礎。

三? 研究生實踐創新教學體系內容構建與初步實踐

（一）? 實踐創新教學體系的構建

經過仔細研究與梳理，一般工科研究生的實踐創新能力主要歸納分為三個方面：學科基礎與學科平臺的器件、儀器設備、系統的見識與使用，基本知識相關的實驗能力，基本的設計、分析、制作與調試能力（其中最基本的部分應該在本科完成）；根據問題進行信息檢索、提取、綜合，方案分析與設計，協作與交流能力，表達與寫作能力；綜合分析與解決問題能力，科研與創新能力。三個方面層次遞進又互相關聯與互補，其內容構成了較完整的實踐創新教學的體系。

根據中北大學光學工程碩士研究生生源特點、學科平臺、培養目標等，構建的實踐創新教學體系的“實踐創新能力、實踐內容與要素，以及實現的主要方法與途徑”見表1，由四個方面（層次）的能力構成，其中前三個能力培養的內容和途徑對所有的研究生基本是一樣的，目的是不管哪個方向、哪個導師的研究生基本得到相同的學科基礎實踐能力的鍛煉，具備一定的本學科基本知識與實踐能力，最后一個都是要培養科研與創新能力，只是不同的論文與科研項目（以及選修課）形成了各具特色的、各有特長的方向與能力。

本項目在2020與2021級研究生中進行了實踐，取得了一定的成績。如有8名同學利用業余時間補了本科時期沒有學習的光電課程與主要實驗，對本學科基礎有了明顯的提高，對專業基礎課的內容學習興趣以及掌握程度明顯好于以前的學生，對學科基礎了解及平臺的儀器基本操作水平明顯提高了。專業基礎課與選修課教學中增加了演示、參觀、實驗部分，避免了過去老師只用PPT講課的方式，也使得不同導師的學生對學科平臺以及各方向部分科研有了一些共同的參與和認識，理論教學與實踐應用相結合，既區別于本科驗證性實驗，也不完全是課題式設計，更多的是把理論部分與學科平臺、科研項目應用相結合，更多的是了解、觀摩、總結和部分操作，并通過課后大作業設計和應用，理解課程內容在學科中的實際應用，掌握好教師的“教與導”“教與示”，研究生的“學與踐”的程度[4]，并充分發揮學科平臺作用，鍛煉學生綜合設計與應用的實踐創新能力。論文開題、學生沙龍等也進一步增加了學生互相學習、學術答辯、表達與寫作等方面的鍛煉。

（二）? 加強學科指導與學科（方向）帶頭人的引領作用

針對如何加強學生的實踐能力，本學科組織研究生導師通過多次交流研討，達成共識，并制定了相應的方案。具體實行還需要學生、導師、代課教師和學科平臺的相關人員共同的努力與配合。特別是學科平臺的支持與配合，專業課老師教學方法的改變以及相應的付出。為此，學科帶頭人組織了幾次相應的研討，提出了方案。學科帶頭人和學科方向帶頭人為承擔研究生的專業基礎課程，并在學科平臺實驗室了解、輔導研究生的相應實踐。這樣有利于充分調動學科及學科平臺的資源，有利于調動學科實驗室老師的積極性，及時解決問題，如實驗工作量、實驗儀器設備使用、耗材。另外學科利用畢業論文開題，學科（方向）帶頭人和全體學生、導師進行學術的以及研究生培養與管理方面的交流，在研究生培養中形成共識，共同促進研究生實踐創新能力的培養。

四? 結束語

針對普通型高校工科碩士研究生培養中生源基礎差、跨專業調劑多且研究生期間缺乏完善的實踐創新體系的情況，學科專業依托學院條件，改革了過去培養方案中專業基礎課和專業選修課基本沒有實踐環節的狀況，并依托本科實驗室為跨專業學生提供了補齊專業基礎知識和實踐環節的方便，利用學科平臺增加專業基礎課實踐內容、學術活動與開題等，加強指導與交流、論文與項目提高科研與創新能力等措施制定了一套相應的實踐創新方案，并進行了初步實踐。為研究生實踐創新能力的提高提供了制度和措施的保障，獲得了較好的效果。通過一系列的研究生實踐鍛煉，能夠使本專業全體學生得到學科基礎儀器設備、器件方面的見識，進行實驗內容、方法及能力訓練，基本設計、分析能力，以及信息檢索與歸納總結、學術交流等能力系統的培養。為學生科研能力和實踐創新能力打好基礎。實踐內容以及途徑在以后的研究生培養過程中將根據學生的反饋、學科平臺的改善，以及經驗教訓逐步完善與提高。

參考文獻：

[1] 沈常宇，陳飛，沈為民.普通二本院校碩士研究生創新育人策略探索——以中國計量大學光學工程專業為例[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2020（6）：63-64.

[2] 劉君.論全日制專業學位研究生實踐教學體系的構建[J].科教導刊-電子版（下旬），2021（10）：76-77.

[3] 鄭曉東，劉向東，劉旭，等.知識、能力、素質并重——光學工程研究生實驗教學新模式的探索[J].光學技術，2008，34（S1）：309-311.

[4] 田蜜，張世霖，董劉楊.研究生工程實踐能力培養體系構建與實踐[J].教育教學論壇，2021（14）：69-72.

基金項目：2021年度山西省研究生教育教學改革項目“中北大學‘光學工程學科實踐教學體系構建與初步實踐”（Y2021036，負責人為程耀瑜）；2021年度山西省高等學校教學改革創新項目“光電信息科學與工程專業本科生創新創業能力培養的探索與實踐”（J2021386，負責人為王艷紅）

第一作者簡介：程耀瑜（1966-），男，漢族，山西平遙人，工學博士，教授，系主任。研究方向為光電信息方向的教學、科研和教育研究與管理。