王金聰 任長清 鄭綱
作者簡介:王金聰,男,工程師,研究方向為電氣自動化、創新創業教育;任長清,男,副教授,研究方向為林業與木工機械設計;鄭綱,男,講師,研究方向為林業與木工機械設計。
基金項目:2023年度黑龍江省教育科學規劃重點課題“‘雙碳背景下林業高校電氣類課程體系建設的探索與實踐”(GJB1423487);東北林業大學教育教學改革研究生專項項目“基于‘本研一體化的工程碩士研究生管理及培養方法研究”(DGYYJ2022-12);專業學位研究生案例教學和案例庫建設研究(DGYYJ2021-14)
摘? 要:針對工程領域的人才培養問題,我國高等教育系統持續推進“本研一體化”教育改革,旨在通過優化研究生的管理和培養方法,提高研究生的實踐能力和綜合素質,更好地滿足工程領域對人才的需求。由此文章分析了當前工程碩士研究生教育的現狀,以控制工程專業為例圍繞“本研一體化”的工程碩士研究生教育模式提出了一套管理及培養方法,包括優化課程體系、加強實踐教學、提高指導質量、建立綜合評價體系以及推進創新創業教育等方面。結果表明,這些方法可以有效增強工程碩士研究生的管理和培養質量,提高其綜合能力,取得了顯著效果。
關鍵詞:本研一體化;工程碩士研究生;教學改革;控制工程
中圖分類號:G420;G643.0? ? ? ? 文獻標識碼:A? ? ? 文章編號:1002-4107(2024)04-0000-04
一、引言
當前,我國正處于由制造大國向制造強國轉型的關鍵時期,這需要越來越多的高水平、高素質的工程人才來支撐。一方面國家對研究生人才培養定位從研究型轉向應用型,“脫虛向實”培養與社會生產相匹配的人才是大勢所趨[1];另一個方面人才市場的需求結構發生了巨大變化,隨著我國新興產業發展風起云涌,如人工智能、高端裝備制造業、新能源等領域需要大量的研究生來從事研發、應用和推廣工作。這些新興產業未來的發展前景非常廣闊,碩士階段更要瞄準社會的需要,去培養能從“理論”到實際項目“落地”的應用型高級人才、實用人才。
為了適應這一需求,工程碩士研究生的培養方法也亟待優化和改進。文章以控制工程專業為例,探討了基于“本研一體化”的工程碩士研究生培養方法。這一研究對于工程領域的高等教育改革和培養高素質工程人才具有一定的指導意義。
二、工程碩士研究生招生及教學現狀
我國研究生已經連續20年擴招,特別是疫情三年的時間里面,高校研究生的擴招速度比以往更快,每年的增長幅度都能達到10%以上。在相關政策的推動下,碩士研究生招生總人數中,工程碩士招生人數增長明顯。從2017年的40.21萬增長到2020年的60.25萬,占到碩士招生人數的60.83%[2]。以本校“控制工程”專業為例,2019年招生人數為20人,而到2022年招生人數就已經突破60人,未來還會繼續擴招。工程碩士的大規模擴招給培養單位和導師帶來的教學和科研壓力非常大,如果不能對有限教學資源進行高效分配,極容易造成培養質量的下降。一些國家經濟發展急需的工程專業名額增加較多且人數增加很快,部分導師可能要帶一二十個碩士研究生和數量不等的博士研究生,很難有精力照顧到每位研究生,如果導師有行政職務,指導學生的時間就更加捉襟見肘。工程碩士培養具有以職業為導向、強調實踐能力和職業能力培養的特點,然而部分研究生培養單位存在教學內容和教學方式脫離實踐的現象。由于擴招導致教學質量難以保證,有些研究生課程內容陳舊、缺乏深度,有些內容還與本科生課程內容重復,部分研究生專業課內容存在有前沿性不足、應用性不強、系統性欠缺的問題[3]。
同時部分學生在本科教育階段僅僅停留在知識傳授層面,知識的運用和實踐并沒有跟上。雖然經過本科四年學習,但在科研和工作中卻無從下手,甚至存在考上研就“解放”的錯誤思想,而這種模糊的意識在碩士階段會產生副作用,在碩士期間科研能力跟不上,走彎路導致學術能力欠缺,就業、科研都會受到影響。研究生階段的重點在于提升和培養學生的科研能力,同時還要有一定的創新成果。如果沒有完成初期的科研積累,包括閱讀文獻和完成復現等,就無法找到創新點。明確自己的創新點,圍繞創新點來完成一系列的驗證過程,這個過程不僅需要有較強的學習能力,同時還需要具有一定的溝通能力。有很多問題都是需要和導師同學溝通來解決的,在溝通的過程中不僅會碰撞出新的想法,更會為自己營造出一個較好的科研氛圍。
綜上工程碩士研究生作為高層次人才的重要培養對象,其培養模式也面臨著新的挑戰與機遇,因此必須對工程碩士研究生的管理與培養進行創新。
三、當前工程碩士研究生培養存在的問題
我國自1998年設置工程碩士專業學位以來,培養了一大批高層次應用型工程技術和工程管理人才。其中“本研一體化”培養方案被眾多高校實施并取得較好效果,但是基本上還處于初步發展的階段,并且在教學實踐中缺乏工程碩士的有針對性的具體的法規制度,課程設置、過程管理、學生反饋、質量評價等都未形成有效培養機制,在培養工程碩士過程中不能建立長效合作機制,不能很好的為學生發展提供保障。
當前的工程碩士培養存在兩個突出的問題:一是培養方式“學碩化”[4]。培養模式定位模糊,工程型研究生教育與學術型研究生的教育培養幾乎相同。就目前各高校的課程設置來講,專碩和學碩的培養方式確實沒有本質上的區別。專碩培養按理來說對專業實踐有課程要求,如企業實習,參與實驗課程,這樣專碩的應用動手能力應比學碩強。然而實際并非如此,當前大部分高校工程碩士研究生課程體系中理論和實踐的比例不平衡,工程碩士課程注重理論知識的講授,但缺少系統的實踐環節。培養計劃規定的實習往往因導師的課題較多而無法實現,讓學生大部分時間都留在學校做課題,這與學碩無區別。專碩學碩同質化的背后,反映了我國目前的研究生教育培養模式存在問題,專碩培養方式需要變革。
二是學生“工具化”[5]。讓研究生埋頭搞研究做項目當做寫論文的工具,學生難以參與校外實踐。突出問題是校外指導教師不足,部分高校工程碩士研究生校外指導教師數量較少,導致指導質量參差不齊。工程碩士研究生在研究深度上可能沒有得到應有的培養,單憑大學教學的老師,很難完成對工程型人才的培養工作。因為大學老師多數就是學術型出身,且長期搞學術研究,與就業市場脫節,也很難去培養學生的就業能力。工程碩士讀研期間都是有明確實習要求的,所以要在前中期階段奠定一定的實踐基礎,這不至于導致在后期寫論文的時候無從下手。很多工程碩士同學的論文質量比較低,一個重要的原因就是論文與現實應用脫節。如何通過工程碩士教育改革,從而提高其就業能力,是一個比較現實的問題。
四、針對工程碩士的本研一體化教學改革舉措
本校推出“本碩一體化”的教學模式之后,獲得了師生的一致好評,這個新的教育模式在學術、實踐和職業發展等方面為學生提供更全面、更優質的教育資源和支持,培養出了具有深厚學術素養、較強科研能力和創新精神的高水平人才,滿足了國家和地區對于高層次人才的需求。同時我們收到了許多來自師生的建議,這些反饋給我們提供了寶貴的經驗。在與多個實行本研一體化教改的友校深入調研和分析后,筆者以“控制工程”專業為例,提出了幾點改進的管理及培養方法。
(一)調整課程設置
通過梳理本科和研究生階段的教學計劃,整合“控制工程”專業相關課程和項目,實現本研一體化教學目標的無縫銜接[6]。在研究生教育中,將學士和碩士培養計劃有機結合,在時間上、課程設置上和導師隊伍建設上實現協同配套。本科學習的知識是碎片化的,研究生是在本科的基礎上讓你的知識系統化并應用于科研。針對這樣的學習特點,我們整合了本科和研究生的課程資源,將一些研究型課程例如“計算機輔助建模與仿真”、“現代工程測試技術”同時開設在本科和研究生階段,使研究生在以研究的項目為基礎上更加透徹理解課程內容,而本科學生可以提前接觸到人工智能算法、大數據處理等學術前沿的研究內容和方法,同時增加研究型實踐環節,如以研究生課題所在方向的國際高水平論文復現為課后作業,讓學生在參與實際項目的過程中獲得研究經驗,并且加強理論知識和實踐技能的結合[7]。相較傳統本研斷層式教學,新的本研銜接式教學可以有效的提升學生的學習成績、習得知識的保留度,和學生能力的培養,實現兩個階段的教學無縫銜接,培養具備扎實的基礎知識和深厚的專業素養、具有創新精神和實踐能力的高層次工程人才。
(二)引入優秀研究生培養模式
借鑒國內外成功的工程研究生培養模式和經驗,指導本研一體化教學改革,提升研究生培養水平。中美大學教學的差異很大,美國大學常采用啟發開放式的課堂,比較多的是開放討論式的。學生課堂發言和討論比較積極,老師更注重知識和思維的引導而非灌輸,課堂形式也比較多樣。開放教學實踐在我國高校里還比較少見的,部分有開放實踐教學的課堂時間也比較短。因此我們在教學中設置了反轉課堂環節,老師和學生身份的反轉增加了課堂的開放度,提高了學生的學習效果和綜合素質。首先學習的題目在課前給出,讓研究生和本科生組隊完成匯報內容設計,小組合作討論各自的探究問題;然后上課時小組派代表分別匯報學習內容和回答老師和同學們的提問;最后老師點評并總結歸納知識要點。通過學生自主預習,給學生獨立思考的機會,讓學生學會自我學習;通過和同學合作探究,讓學生思想的火花得到碰撞和交流,學生對知識的理解會更深刻;通過老師的總結和點評,使學生最終形成正確的科研思維。在這個過程中工程碩士以學長身份參與本科教學能給本科生以有效的專業指導和選擇,同時彌補了傳統課堂缺少交流的短板進而幫助學生培養和發展自己的興趣[8]。在此過程中也能讓新入學的研究生了解課程設置、教授特點、學術資源等信息,讓他們更快適應新的學習環境。
(三)推進綜合性實踐教學
加強專業實踐教育環節,提高學生綜合素養和實際能力。實踐能力是當前研究生就業的重要基礎之一,專業實踐教育可以幫助學生更好地掌握專業知識[9]。通過實踐,學生將所學的理論知識應用到實際操作中,深入了解各種復雜問題的解決方法。這樣能夠使學生更加深入地理解課堂上所學知識,并且可以在實踐中發現自己的不足之處,進一步增加學習的積極性。大部分研究生在本科的時候,對于本專業的基本知識和基本技能有了比較系統的了解。但是,僅靠本科的學習經歷,很難直接上手研究生的實驗。因為本科還是打理論基礎的階段,學習范圍比較寬泛而做研究是要在一個方向上深耕,為了進一步加強學生的動手實踐能力,我們開設多門實踐課程。任課老師會讓學生邊學邊練,這就是“做中學”。而且,每門課都會要讓工程碩士帶領本科學生參與實習或者部分科研項目,通過新增加一些實驗課程,如“智能檢測與數據融合(實踐)”、“系統工程(實踐)”課程實習、課程設計和研究項目等,可以深入了解具體的工程領域,拓寬自己的專業知識視野。學校還鼓勵研究生帶隊積極參加各種競賽和比賽,例如機器人大賽、電子設計競賽等,這些活動不僅可以鍛煉學生的工程實踐能力,同時也可以提高學生的綜合素質和團隊協作能力。本科生可以通過與工程碩士交流學習,了解行業發展動態、技術創新等方面的信息,在此基礎上能夠理解和掌握工程技術的前沿理論和新方法,并能夠利用這些知識和技術處理復雜的工程問題。
(四)培養創新思維和職業素養
工程碩士的培養應重視培養學生創新思維和實踐能力,使其能夠獨立開展科學研究、技術開發等工作。同時還應該注重培養學生的職業素養,包括工程倫理道德、團隊合作精神、溝通能力等方面的素質,以提高學生在工程領域中的綜合素質和競爭力[10]。學校與吉利汽車集團、上汽通用五菱汽車股份有限公司等建立了校外實踐基地,并與多家科研院所簽訂了長期合作協議,由研究生帶隊本科生直接參與到科研與生產實踐項目中,這也是一種非常好的知識傳承方式。與本科生的共同學習過程中,因為研究生需要更深入地了解和掌握自己的專業知識,以便更好地與本科生交流和分享,這有助于加深研究生對專業知識的理解和掌握。與本科生的積極討論和交流,可以幫助研究生提升溝通和表達能力,拓寬自己的思路和視野,同時也可以從本科生身上獲得不同的啟示和靈感,與本科生的共同學習對于工程碩士來說是一種有益的經驗。最重要的就是,讓學生在研究生階段多去嘗試科研項目和老師安排的實驗,不拘泥于課本。作為一名研究生,必須要了解本學科的學術前沿,知道本領域已經研究的問題和取得的成就,不然很可能導致自己會重復前人完成的工作,白白浪費了大把時間和精力,更談不上有學術創新成果。因此,工程碩士不僅要從課堂上了解本領域和學科的前沿動態,而且要在企業中實現理論到實踐的轉化。這些實踐經驗對于學生的職業發展也會有很大幫助。通過參與實習和研究項目,學生可以接觸到真實的工作場景和問題,了解行業最新的技術和趨勢,可以將所學到的理論知識和技能應用于實際工程項目中,并從中獲得更深入的理解和經驗。同時也可以結交更多的同行和專業人士,增強自己的職業競爭力。
(五)組織本研交流研討會
學術交流研討會是一種重要的學術活動形式,為參會人員提供了一個展示研究成果、分享經驗與探討前沿問題的平臺。碩士階段的科研交流絕對不僅僅限于學生跟導師的交流,它還包括跟研究類似課題的低年級同學的交流。與研究生相比本科生缺少參加學術研討的機會。這是因為研究生教育更加專注于深入的學術研究,碩士在讀期間都是有機會參加學術會議的,而本科階段更注重基礎知識的掌握和廣泛的學習。因此我們定期在教學樓固定教室開設本研學術研討會,并取得了良好的效果。學科組積極鼓勵本研學生參與研討會,研究生分享他們在相關領域的研究成果、創新思想和實踐經驗。比如隨著人工智能技術的不斷發展,許多自動化專業的同學對相關算法研究非常感興趣,但是本科階段是沒有開設機器學習、深度學習這些課程的,有也只是粗略了解,根本落實不到實操層面,所以如果對算法感興趣,一般就只能是自學,并且身邊也很難找到一個可以咨詢的過來人。而研究生不僅有實驗室,還會有一些導師的項目,還可以找到導師和博士生請教,相比本科生學習優勢要大很多。作為研究生,他們可以擔任導師的角色,指導本科生在學術研究方面的表現,這提供了研究生培養教學技能的機會,提升自己的指導和溝通能力。通過這些努力,我們希望能夠營造一個積極、開放和合作的學術氛圍。這些研討會旨在提供一個交流和分享知識的平臺,促進研究生和本科生之間的學術互動與合作。
(六)建立科學評價體系
根據本研一體化教育的特點和目標,制定科學評價方法和評價標準,評估學生的學習成果,為教學改進提供參考依據[11]。依托最新的“數字東林”教學管理系統構建本研一體化教學評估模式,這樣的好處一是最大化利用資源,深化了本研一體化改革。將本科生和研究生統一安排考試、統一排課,統籌安排本科和研究生的教學計劃和時間表,避免產生沖突和影響教學效果。這樣統籌起來教學資源不再沖突不再是本研教務各自為政,大學可以更加有效地利用教學資源,將資源集中在優質的課程和教師身上,提高教學效果和質量,實現教材、實驗室、設備等教學資源的共享,避免重復建設和浪費,提高資源利用效率。二是人性化,比如本碩課程可以互選,學分互認,這可以促進本科生和研究生之間的交流,打破傳統學科之間的壁壘,促進學科之間的交叉融合增強跨學科合作和創新。例如,在學生進行跨學科研究時,可以借助本碩互選的機制,選擇跨學科的課程,跨越不同學科的研究方法和思維模式,從而創造出更具創新性和實用性的成果。三是依托數學管理系統建立了良好的反饋機制,可以將評價結果反饋給相應的教師,以幫助我們改進工作,根據實際運行情況及時調整評價指標、評價標準等,來確保評價體系的有效性和可持續性。此外,這還可以增強學生對教學評價的參與度和主動性。學生意見的反饋將被及時傳達給教師,使他們能夠更充分地了解學生的需求和期望,并在教學中作出相應調整,提高教學效果和學生滿意度。
五、結束語
近年來,本研一體化教學模式逐漸在高校得到推廣和實施。這種教育模式已經在一些高校取得了不錯的效果,受到了師生的歡迎和關注。在這種模式下,本科與研究生階段的教育過程被整合為一個連續的教育體系,讓學生在更長的時間里得到更高水平的教育,并且更順暢地完成研究生學位[12]。與傳統的“控制工程”專業培養方案不同,本研一體化為學生提供了更加系統、連續、完整的教育體系,有助于縮短學習時間,提高學生的學習效率和競爭力,更充分地準備自己的未來發展,同時也減少了轉型時期的壓力和困難,使得學生在學術和職業領域獲得更好的發展和機會。國家培養工程碩士的初衷,就是想培養出快速適應就業市場的專業型人才,而本研一體化管理可以最大程度地發揮教育資源的效益,促進工程碩士和本科生的綜合素質和職業競爭力的提升,同時也有助于學校和專業的發展。相信在未來,這種教學模式將得到進一步的推廣和完善。
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