新工科背景下研究生多維科研訓練體系探索與實踐

摘 要 隨著新時代研究生教育改革發展的深入推進，如何提高研究生的科研水平和創新能力，成為高等教育改革的重要課題。文章以新工科背景下土木工程類專業為例，探討了研究生多維科研訓練的目標、思路和模式。基于“立德樹人、創新引領、改革驅動”的基本原則，結合土木類研究生科研能力培養以及中南大學研究生教育體系的內在需求，建立了新時代土木類研究生“三層次五目標”多維科研訓練模式、多維科研訓練實施策略，以及全過程、多維度的科研訓練評價體系。

關鍵詞 新工科；研究生教育；多維科研訓練；土木工程

中圖分類號：G643 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.33.017

Exploration and Practice of Multidimensional Research Training System for Graduate Students under the Background of New Engineering

LEI Mingfeng， JIA Chaojun， LI Lei， WANG Weidong

（School of Civil Engineering， Central South University， Changsha， Hunan 410075）

Abstract With the deepening of the reform and development of graduate education in the new era， how to improve the research level and innovation ability of graduate students has become an important issue in higher education reform. The article takes civil engineering majors under the background of new engineering disciplines as an example to explore the goals， ideas， and models of multidimensional scientific research training for graduate students. Based on the basic principles of \"strengthening morality， leading innovation， and driving reform\"， combined with the cultivation of research abilities for civil engineering graduate students and the inherent needs of the graduate education system at Central South University， a multi-dimensional research training model and implementation strategy for civil engineering graduate students in the new era， as well as a full process and multi-dimensional research training evaluation system， have been established.

Keywords emerging engineering education; graduate education; multi-dimensional research training; civil engineering

2020年，教育部、國家發展改革委和財政部聯合發布了《關于加快新時代研究生教育改革發展的意見》，明確指出研究生教育肩負著高層次人才培養和創新創造的重要使命，是國家發展、社會進步的重要基石，是應對全球人才競爭的基礎布局[1]。過去十年，中國實施了包含“新工科建設”“互聯網+”和“中國制造2025”在內的一系列重大戰略，旨在提升科技創新型人才培養質量，同時也大幅擴張了高等教育的規模以滿足社會對高素質、高層次人才的需求[2]。然而，研究生規模的迅速擴張引發了生師比過高和培養質量下降的問題，違背了培養一流人才的初衷[3]。因此，如何在規模擴張的新形勢下提高研究生整體科研水平并保障培養質量，成為當前高等教育的重要議題。

科研訓練是培養研究生科研創新能力不可或缺的部分，然而，受到研究生規模迅速擴張、培養周期較短、科研訓練機制不完善等因素的制約，目前我國研究生存在對科研認識不足、科研方法論不完備、科研實踐目標不明確、邏輯思維和寫作能力薄弱等問題。因此，有必要針對新時代的科研訓練體系進行深入研究和改進。

1" 研究生多維科研訓練的意義

隨著我國經濟的快速發展，社會對高層次人才，尤其是以研究生為主體的創新人才的需求日益增加。為應對這一需求，教育部于2018年啟動了新工科建設項目[4]，探索協同創新培養模式，強化對研究生科研創新能力的培養。在此背景下，中南大學土木類研究生科研訓練的意義可概括為以下三點。

1.1" 推進新時代研究生教育改革

在新一輪科技革命和產業變革的背景下，特別是黨的十八大以來，我國研究生教育迅速發展，我國已成為世界研究生教育大國。隨著中國特色社會主義進入新時代，各行業對高層次創新人才的需求更加迫切，研究生教育的重要性日益凸顯。推動高等教育改革，強調科技創新能力的培養，成為新時代研究生教育的核心任務之一。根據《關于加快新時代研究生教育改革發展的意見》，加強系統科研訓練是深化教育體制改革、完善科教融合育人機制、提升研究生創新能力的重要途徑。

1.2" 直面研究生科研訓練的現實挑戰

在構建優質高效的研究生教育體系的過程中，“培養質量顯著提升”是實現中國特色研究生教育強國目標的內在要求。然而，當前研究生教育面臨科研訓練形式傳統、缺乏實踐性和系統性等挑戰。由于研究生教育規模快速擴張、培養周期較短，以及科研訓練機制的不完善，研究生在科研實踐、科研方法指導及創新能力培養方面存在不足。這種不平衡的培養模式導致研究生欠缺實踐應用能力，難以滿足新時代對研究生培養的要求。

1.3" 落實“54321”研究生教育體系

作為綜合型大學，中南大學肩負著建設國家高水平大學的歷史責任，正在努力推進高質量內涵式發展，建設特色鮮明的世界一流大學。高層次人才培養始終是我校服務國家和民族發展的核心任務。在“雙一流”建設背景下，中南大學構建了“54321”研究生教育體系，即立足研究生教育的五個角色，堅持四個著力，落實三個責任，突出兩個重點，實現一個目標。其中，“提升研究生創新能力”被明確強調為重要目標?？蒲杏柧氉鳛樘嵘芯可鷦撔履芰Φ闹匾侄?，是實現學位與研究生教育規模結構優化、培養模式特色化、整體質量提升的重要措施[5]。

2" “三層次五目標”多維科研訓練模式

為實現上述目標，中南大學采用了以“學術道德+學術素養+學術創新”三個層次的科研訓練為基本框架，堅持“立德樹人、創新引領、改革驅動”的原則，從強化專業基礎理論知識和科研思維訓練兩個角度出發，構建了研究生科研能力訓練的基本體系，基于“重品格、厚基礎、強能力、廣視角、有創新”五大目標培養新時代土木工程類研究生。

當前，我國研究生教育面臨一些挑戰和問題，亟待改革和完善。從研究生自身來看，其普遍采用“本科化”的學習方法，缺乏深度思考，部分研究生因無法承受學習壓力，心理問題逐漸凸顯，影響了學習效果和科研能力的提升[7]。從培養模式來看，導師引導不到位、分類培養缺乏針對性、實踐基地與學校聯合機制不完善、科研項目申報過度行政化等問題，限制了土木類研究生科研能力和創新精神的培養。

在深入調研并總結當前我國土木類研究生科研能力培養現狀與不足的基礎上，本文結合中南大學“54321”研究生教育體系的需求，構建了“學術道德+學術素養+學術創新”三個層次的科研訓練框架?；凇傲⒌聵淙恕撔乱I、改革驅動”的原則，強化專業基礎理論知識和科研思維訓練，形成了“重品格、厚基礎、強能力、廣視角、有創新”五大目標的多維科研訓練模式，本訓練模式的具體說明如下。

在學術道德層次，以“重品格”為目標，注重培養研究生的學術品格和道德觀念。研究生不僅是未來的學術領袖和社會精英，還是國家和社會發展的中堅力量，其學術品格和道德觀念對社會的進步具有深遠影響。通過課程教育，引導研究生認識學術道德的重要性，明確學術規范和行為準則。引入學術不端案例進行反思和討論，培養研究生的學術誠信意識。通過強調學術道德守則，規范學術行為，使研究生具備道德自覺和良好品格。

在學術素養層次，以“厚基礎”和“強能力”為目標，培養研究生的文獻檢索和綜合分析能力。文獻閱讀是科研工作的基礎，不僅是研究生獲取信息和了解專業領域動態的途徑，還是其深入理解和吸收知識的重要方法。研究生需廣泛閱讀，以建立扎實的學術基礎，并通過文獻分析提升學術寫作能力。學校通過開設文獻索引課程，指導研究生使用學術數據庫、圖書館資源和文獻管理工具，培養其文獻檢索能力，以評估文獻的質量和適用性。導師則需提供個性化指導，幫助研究生在科研項目中提高文獻分析技能。

此外，在學術素養層次，以“廣視角”為目標，研究生需拓展跨學科知識并增強綜合運用能力。在實際工程中，問題往往超出單一領域的范圍，需要跨學科的知識和技能來解決。拓展跨學科知識有助于研究生拓寬學術視野，建立不同學科之間的聯系，從而更深刻地理解復雜問題[7]。這種開闊的學術視野能夠提高研究生的問題解決能力，使其在身處復雜情景時能夠運用不同領域的知識和方法，提出明智的決策和創新性的解決方案。學術交流和討論是拓展跨學科知識的重要途徑，參加學術研討會、學術交流會議、論壇等，有助于研究生從不同領域的行業工作者那里獲取新見解，促進跨學科思維形成。

在學術創新層次，以“有創新”為目標，著重培養研究生的創新思維，促進其學術獨立性和自主研究能力的提升。通過創新思維的培養，研究生能夠提出新穎的研究問題，尋找獨特的解決方法，為學術界的發展作出貢獻。培養創新能力的途徑包括導師引導研究生自主研究，提出獨特的研究問題，并自主規劃研究進程，增強其在學術成果發表方面的自信和競爭力。

此外，通過創新實踐，研究生能夠更好地適應不斷變化的就業環境，提出創新性的解決方案，成為于企業、于社會、于國家有價值的人才。導師應當引導研究生自主開展研究，積極參與創新項目，并為其提供資源和學術支持，以加強他們解決實際問題的能力。

這一多維科研訓練模式立足于培養學術道德、學術素養和學術創新三個層次，使其具備道德自覺、扎實的學術基礎和較強的科研能力。同時，通過“重品格、厚基礎、強能力、廣視角、有創新”五個目標的引領，使研究生得到全面的發展和提升。

3" 研究生多維科研訓練體系的具體實施

3.1" 以實際工程為導向，優化課程體系

工程領域的復雜性和快速發展要求研究生不但需要具備扎實的理論知識基礎，還要擁有一定的工程能力和素質。傳統的課程體系通常注重理論知識傳授，但缺乏實際應用，培育出的工程人才與當前社會經濟發展需求不相適應[8]。新工科背景下，研究生需要具備解決復雜工程問題的能力和素質，以及跨學科、跨領域的創新思維和協作精神。以實際工程為導向優化課程體系，提高課程的實用性和創新性，是適應產業轉型升級、社會發展變革等多重因素的需求，也是推動工程教育改革、提升工程人才培養質量、服務國家創新驅動發展戰略的重要舉措，有利于促進學科交叉融合、產學研深度合作、創新成果轉化，有利于提升高校的教育教學水平、科學研究水平和社會服務水平。

一是構建以項目為核心的課程體系，結合不同專業特點和需求，設計與實際工程相關的項目課題作為課程主線和載體，使課程與工程實踐緊密結合。采用問題導向學習（PBL）[9]、行動學習（AL）[10]、案例分析（CA）等教學策略，引導研究生圍繞項目課題進行自主學習、小組討論、案例分析、方案設計等活動，激發研究生的主動性、創造性、協作性。中南大學針對專業要求和學生個性化需求，科學構建包含公共基礎課、專業課、實踐課和選修課在內的課程體系，涵蓋多學科知識和技能，拓寬研究生的視野和思路。

二是打造以創新創業為導向的平臺支撐，充分利用校內外的實驗室、工程中心、創新基地、孵化器等資源，為研究生提供豐富的實踐條件和創新機會[11]。鼓勵研究生參與科研項目、競賽活動、創新創業計劃等，培養研究生的工程思維、創新意識和職業素養。中南大學建立了研究生創新創業指導中心、56度中南工作室等機構和平臺，為研究生提供政策咨詢、項目指導、孵化培訓、資源對接等一站式服務。同時設立了研究生自主探索創新項目和研究生科技創新基金，鼓勵研究生圍繞國家需求和科學前沿開展交叉創新、基礎研究、應用基礎研究和調查研究等類型的項目。學校還定期舉辦“挑戰杯”“互聯網+”等各類創新創業競賽，培養研究生的團隊協作能力和問題解決能力。

三是建立以校企合作為基礎的培養模式，加強與企業和行業的溝通協作，共同制定培養目標和標準，共同開展項目選題和指導，共同參與評價和考核。實行“雙導師”或“導師組”制度，由校內導師負責理論教學和科學研究，由企業導師負責專業實踐和技術指導。實施“工學交替”培養，讓研究生在校內和企業間往返學習，實現理論與實踐的有機結合。近年來，中南大學在校企合作方面積極推進，與企業建立了“產學研”合作機制，學校都是與企業導師共同開展項目選題和指導，并參與評價和考核。

3.2" 優化訓練路徑，聚焦創新研究

綜合考慮土木工程科技創新方法、成果類型及其屬性特征，重點分析研究生在創新思維、技術方案、成果提煉、寫作規范等方面存在的普遍性問題，進而結合“三層次五目標”多維科研訓練模式，分別從研究生科研訓練形式的優化、科研實踐活動的開展、科研訓練指導的有效性提升、科研訓練條件的保障等方面，研究提出新時代土木類研究生多維科研訓練實施策略及優化措施。

科研訓練模式的優化路徑為“規范：寫作規范”→“文獻：閱讀文獻+檢索文獻”→“方法：理論研究+數值模擬+試驗測試”→“思路：總體邏輯+實施方案+報告結構+文字組織”→“成果：研究報告+學術論文+國家專利+工藝工法+標準規范”。在寫作規范方面，中南大學開設了“論文寫作與學術道德”課程，導師指導研究生進行科研論文寫作，提供反饋和修改建議，確保其科研成果的質量。在文獻閱讀與檢索方面，中南大學圖書館提供了豐富的數據庫資源，并定期舉辦各類講座培訓，指導研究生高效獲取和分析文獻。在科研方法培訓方面，學校為研究生的理論研究、數值模擬、試驗測試提供專業課程和軟件培訓，建立實驗室和設備共享平臺，讓研究生有更多機會實際操作和應用各種科研方法。在科研思路和方案制定方面，建立科研思維導向的導師制度，由導師引導學生在科研項目中提出創新性思路和解決方案，我校還設立了研究生自主探索創新項目和研究生科技創新基金，每年資助約10000個研究生自主探索類項目和200個科技創新類項目，讓研究生實踐制定科研方案和解決問題的方法。在科研成果產出方面，導師帶領研究生參與科研項目，發表學術論文，提交國家專利，投身實際工程，提出工藝工法改進方案，或參與標準規范的制定，并將科研成果發表于國內外學術期刊。為研究生提供參與國內外學術會議的機會，展示其研究成果，增強研究生的自信心，使他們更積極地迎接未來的挑戰。

3.3" 多維科研訓練實踐效果評價方法

以“三層次五目標”的多維科研訓練模式為架構，以多維科研訓練實施策略為主線，研究構建以專業知識為核心、實踐能力為抓手、學術視野為突破、創新能力為重點的土木類研究生全過程、多維度科研訓練評價體系，編制表單化的評價實施細則。具體而言，通過學術考試、專業測試、學術報告、論文評審及導師評價，綜合評估研究生專業知識的掌握情況；通過實驗操作、實驗報告、項目實踐、總結報告評估研究生的實踐及工程應用能力；通過學校學術報告參與度、國內國際學術交流來評估研究生的學術視野拓展程度；通過創新項目參與情況、學術成果的質量和影響力，以及領域專家的評價意見來了解研究生在創新領域的能力和貢獻。進一步，結合課題團隊科研項目與研究生培養機制，以“項目”為牽引開展新時代土木類研究生多維科研訓練實踐，基于成果導向教育理念（Outcome-Based" Education，OBE）持續改進，不斷完善。明確每個科研項目的預期成果，定期評估研究生的能力、成果與貢獻，通過學術報告、答辯和展示評估其成長，最終形成多元化、多維度的新時代土木類研究生科研訓練實踐效果評價方法，全面評估研究生在專業知識、實踐能力、學術視野拓展和創新能力等方面的表現，為他們提供個性化的培養和改進方向，幫助研究生提高綜合素養，更好地適應和推動土木工程領域的科研和實踐發展。

4" 思考

研究生教育是高等教育的重要組成部分，研究生科研能力的培養是研究生教育的核心訴求，而科研訓練是高等教育改革的一種新模式，是培養研究生科研創新能力的必要載體。在新一輪科技革命與產業變革的背景下，廣大教育工作者針對科研訓練模式機制、課程建設、實施路徑等方面開展了積極的探索，取得了具有實踐意義的成果。但我國高等教育改革仍處于進行時，優質高效的研究生教育體系仍在構建中，在研究生科研訓練機制方面仍存在一定不足，正如蘭州交通大學楊赟瑞教授所述[12]：當前研究生科研訓練一般較為隨機、零散、封閉，缺乏系統性，相關的機制不夠健全，還難以完全滿足研究生科研能力培養的需求。特別是當前關于土木類的研究生科研訓練的研究成果相對較少，這與我國土木工程類研究生招生規模大、實踐性強的學科屬性，以及傳統土木向智能建造轉型的關鍵期需求尚不匹配，亟待開展針對性的研究與實踐，以切實提升土木類研究生培養質量。

*通信作者：賈朝軍

基金項目：中南大學研究生教育教學改革研究項目（2023JGB069、2024JGB100）。

參考文獻

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