新工科背景下研究生創新能力培養模式探索
——以陸地交通地質災害防治技術國家工程研究中心實踐為例

黃藝丹，趙菊梅，楊長衛，b

（西南交通大學 a.土木工程學院；b.陸地交通地質災害防治技術國家工程研究中心；c.高速鐵路線路工程教育部重點實驗室，四川 成都 610031）

面對新形勢下的科技革命及產業變革，我國的工科院校積極推進和實踐新工科建設，以復合型的卓越工程創新人才培養為目標，助力我國工程及科技創新與發展和“中國制造2025”等一系列國家舉措［1-3］。新工科自2017年提出以來，以一個動態的概念，不斷促進我國工科研究生教育和人才實踐能力培養［4］。

研究生群體作為國家工程領域科技人才隊伍的重要組成部分，其創新能力的高低直接影響國家工程科技未來和發展，影響我國相關領域科技創新的整體水平。研究生人才培養中，理論是根，實踐是魂，實踐教學與創新賦能是研究生卓越工程人才培養過程中的重要舉措［5］。隨著我國新工科建設的深入開展以及交通強國和“一帶一路”倡議的不斷推進，新興工科、交叉學科等發展日益突出，基于復雜重大工程和大國重器進行研究生創新實踐能力培養，具有一定的引領和示范作用。以防災減災工程專業為例，結合西南交通大學陸地交通地質災害防治技術國家工程研究中心（以下簡稱“國工中心”），探討研究生實踐創新能力的培養實踐。

一、研究生創新能力培養的機遇與挑戰

（一）多學科融合的交叉創新勢在必行

多學科合作，打破專業壁壘，以解決復雜工程問題為導向，建立多個學科之間的關聯性、相融性和互補性，通過多學科之間耦合互動以促進多個學科發展和繁榮。因此，弱化專業界限、強化學科間交叉成為當今高等教育發展的趨勢，如智能建造、綠色施工、“雙碳”目標的提出等。為解決工程實際問題，采用最新的科技和學科與土木工程領域的交叉融合，可大大提高基礎建設項目的工程質量和工程效率，高度契合了國家對土木工程行業高質量發展模式的要求，成為傳統土木工程行業轉型升級的發展趨勢。

（二）實踐教學條件亟待完善

新工科注重培養學生解決問題的能力和創新思維。而研究生教學多以教室為主，對于實際工程災害場景缺乏直觀體驗；實踐基地不足、多樣性和針對性差，實踐設備、實踐環境、大型結構制作費高且難以重復利用，校內實踐場地限制難以滿足所有研究生的需求，教學設計和實踐活動缺乏銜接，實踐教學仍多側重驗證性和實訓技能，缺乏對學生創新實踐能力的培養；很少具備解決重大工程難題的平臺；大大限制了研究生的自主創新能力。

二、探索國家平臺支撐、重大項目引領、多學科融合的培養模式

依托國家工程中心，結合川藏鐵路、港珠澳大橋、雅下水電工程等國家重大工程，探索一套新的研究生創新能力培養模式。

（一）“國工中心”實踐平臺及人才培養

“國工中心”是國家發展改革委和交通運輸部聯合共建的專項國家創新平臺，擁有國內最大、世界第二的三向六自由度地震模擬振動試驗臺（臺面尺寸為10 m×8 m）。面向國家需求，積極服務國家重大交通工程建設，圍繞兩路（公路、鐵路）三區（高烈度地區、山地災害頻發區、沿海臺風及內陸強風區）重大災害防治中的共性技術問題，開展行業關鍵技術、產品裝備、技術標準、應用基礎理論等四個層面的研發，承擔了川藏鐵路、港珠澳大橋等重大國家工程以及國防、軍工方面的科研項目，促進新技術、新材料、新工藝的運用，推動防災減災技術轉化和產品裝備的規模化，建成高層次防災技術創新人才培養的重要基地，全面提升我國陸地交通災害防治技術水平。在我校防災減災專業研究生實踐教學中，利用國內最大、世界第二的地震模擬振動臺開展虛擬仿真、情景教學、現場教學、現場實踐“四位一體”的教學。充分結合重大工程科研項目，培養研究生解決工程技術問題的創新思維和創新意識。

（二）重大項目引領的人才培養模式

“國工中心”承擔了大量國家重大工程科研項目，實踐教學中為項目制，使學生在參與實踐中深刻體會和認識重大工程與前沿技術科研項目的研究過程，在解決復雜問題中實現研究生創新能力的提升和培養。以研究生專業基礎課“防災減災工程學”為例，結合川藏鐵路、港珠澳大橋、雅下水利工程等國家重大工程，聘請行業專家結合工程實踐講授，使課程教學內容真正聚焦在行業前沿技術需求上。

以防災減災研究生科研實踐教學環節為例，研究生主要在沉浸式參與項目的過程中體驗創新方法和學習實踐。同時，中心在探索校企共建機制中，以企業為項目負責方。通過構建企業工作站，打造雙導師團隊，校內導師負責教學，制訂項目任務的切入點和具體方案；企業導師為項目的需求方，雙方協調，在重大工程實施過程中進行綜合、立體化的人才培養模式。項目運行以解決實際問題為導向，研究生基于工作內容分組協作，在實際項目運作中通過發現問題、提出問題、團隊合作的方式解決問題。通過構建與該模式配套的實踐教學管理制度，切實保障項目式培養模式建設及運行的長效機制，“國工中心”制定了《校企合作管理辦法》《企業導師聘用準則》等管理細則，明確共建工作站的企業準入條件和管理辦法、導師的選拔管理辦法。這些制度在實踐中不斷驗證及完善。

（三）多學科融合的培養模式

基于防災減災研究生課程多學科交叉背景，圍繞產教學研用教學理念，并落實在防災減災研究生課程的教學目標中，系統梳理該專業課程的知識邏輯關聯，針對學生交叉學科知識儲備不足的問題，將跨學科知識點以直觀的方式呈現。從學生主體認知特點出發，構建節點化、關聯化的防災減災教材知識及授課方式，凸出其前沿性、交叉性與綜合性。針對學生的認知特點，提煉陸地交通災害防災減災巧妙而直觀的教學方法，達到跨學科的應用效果。從碩士到博士生課程，逐漸幫助學生從單一的“被教”轉到能解決新問題的“在研”，并結合國家重大工程科研項目實現產教學研用多維多學科的交叉融合。

三、關注學生創新能力增長的培養目標

傳統的研究生課程教學模式，教學目標多是關注專業知識技能這個維度，通常側重于傳授知識、培養研究能力和提高職業競爭力。關注學生創新能力的培養目標則是幫助學生發展和提高他們在創造性解決問題、創新思維、創業精神和創新實踐方面的能力。

鼓勵創造性思維，促使學生思考用非傳統的方法來解決問題，鼓勵他們獨立思考，提出新穎的觀點和創意。培養團隊合作能力，幫助學生了解創新常常需要團隊協作，培養他們在團隊中有效溝通、協同工作的能力。提高實踐經驗，為學生提供機會參與實際項目、實驗和創新競賽，讓他們能夠將理論知識應用到實際中，并獲得實踐經驗。促進跨學科學習，鼓勵學生在不同學科領域之間建立聯系，培養綜合思考的能力，以便能夠提出創新性的解決方案。

四、多維多學科融合貫穿培養策略

在研究生教育中實現多學科融合是加強創新能力培養的重要一環。多學科融合可以幫助學生拓寬視野、跨足多個領域，從而更好地應對復雜的問題和挑戰。以下是實現多學科融合的方法和策略。

（一）跨學科實踐設計

防災減災專業課程本身就具有跨學科的特點，課程設計根據課程教學內容設置專題，安排不同專業方向的教師共同教授。這種課程可以涵蓋多個學科的知識和方法，鼓勵學生跨領域思考。同時，鼓勵學生選修與專業領域不同但相關的課程，以獲得更多領域的知識。在防災減災專業研究生課程教學中設計多學科項目作業，要求學生在團隊中合作完成，從而融合不同領域的知識和技能。

（二）多學科團隊組建

組建多學科研究團隊或項目。團隊以防災減災專業研究生為主，同時開放其他不同專業學生申請，研究團隊匯集不同專業背景的學生，并以問題為導向，為團隊學生安排跨學科導師，使學生能夠在多學科研究項目中獲得指導和支持。鼓勵學生通過該實踐項目，學會創新學習并有效溝通與合作，共同研究進行跨學科研究和解決負責工程問題。

（三）跨學科研討與競賽

組織跨學科的討論和研討會，邀請不同領域的專家和學者分享他們的研究及觀點，鼓勵跨學科的交流與合作。鼓勵學生參與了解其他領域的研究成果和理念。跨學科創新競賽，以每年的土木研究生科技月為依托，設計跨學科的創新競賽題目，鼓勵學生合作解決復雜的問題，激發學生的創新精神。

（四）跨學科合作與交流

聯合諸多科研及建設單位，以解決工程問題為導向，突破專業鴻溝，基于項目和人才培養，加強與中鐵二院工程集團有限責任公司、中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所、四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司和成都市新筑路橋機械股份有限公司等國家工程中心聯建單位的溝通交流，創新聯合培養教學模式，利用企業豐富的硬件資源，將部分實踐項目轉到企業實際環境中，讓學生身臨其境做項目，從而深刻體會項目內容和原理。

通過以上方法和策略，幫助研究生具備廣泛知識和技能背景，培養跨學科思維、合作和解決復雜問題的能力，從而實現研究生創新能力培養的目標。

五、考核與評價

研究生教育中的創新能力通常難以量化和評估，為達成創新型卓越工程科技人才的培養目標，在防災減災專業研究生培養環節中堅持“評價內容多維化、評價方法多樣化、評價過程持續化”的原則，以發展形成性評價為主體的考核和評價體系來衡量研究生的創新能力。

評價內容多維化包括課程成績，在專業學術期刊及會議上發表的論文數量和質量、專利數量和質量以及是否產業化等，參與或主持科研項目規模和資金；獲得的科研獎項及是否參與實際項目、挑戰賽、創新項目或創業活動等。評價方法多樣化包括研究生自評、互評、校內外導師和專家評價等方式。評審委員會根據學生各類作品針對其創新性、實際應用價值等標準進行評估，評價研究生解決問題的能力、創新思維等方面。評價過程持續化指的是評估應該是持續的，以便幫助研究生在教育過程中不斷提高創新能力。

六、結論與展望

在新工科的指引下，研究生創新能力的培養將逐步成為我國研究生教育的常態。“國工中心”防災減災專業研究生創新能力培養模式的實踐，有效地改變了傳統培養模式的弊端和不足，密切結合川藏鐵路、港珠澳大橋、雅下水利工程等國家級重大工程科研項目，創新課程教學內容和方法，創建智能化的實踐平臺，極大地激發學生的學習動力，提高了學生的創新能力。盡管目前還存在諸多問題和不足，如部分工科教師受限于自身經歷，對創新能力培養的教學理念、教學方法往往敏感度不足，欠缺課堂教學設計的基本方法；學生如何加大自主性等。這都要求我們主動謀劃加快建設，分析總結經驗動態調整，構建更為高效的“國家平臺支撐，重大項目引領，多維多學科融合”的研究生創新能力培養模式。