“四維聯(lián)動、三元共育”模式下機械工程研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)探索與實踐

摘 "要：在當前國家創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略、高水平科技自立自強的要求下，前沿科技創(chuàng)新的理論突破、方法創(chuàng)新及工程實踐對研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)提出更高要求。針對機械工程研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求，提出“四維聯(lián)動、三元共育”的研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，以“學科交叉、雙創(chuàng)競賽、實踐訓練、校企共育”四維聯(lián)動為依托，激發(fā)機械工程研究生創(chuàng)新熱情、創(chuàng)新靈感與工程實踐能力，通過“學科、科教、產教”融合解決機械工程研究生單一的認知經歷與綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)需求間的矛盾。通過“四維聯(lián)動、三元共育”的研究生培養(yǎng)模式，中國石油大學（華東）機械工程學科在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面取得良好成效，可為其他高校機械工程研究生培養(yǎng)提供借鑒和參考。

關鍵詞：研究生；創(chuàng)新人才；學科；產業(yè)；教學

中圖分類號：G643 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-000X（2025）06-0063-04

Abstract： Under the requirements of the current national innovation-driven strategy and the high-level science and technology self-reliance and self-improvement， the theoretical breakthrough， method innovation and engineering practice of the frontier science and technology innovation put forward higher requirements for the education of top-notch innovative talents for postgraduate students. In view of the education of top-notch innovative talents for mechanical engineering postgraduate students， the \"Four-dimensional Linkage and Ternary Education\" training mode is developed for the innovative talents of postgraduate students. Based on the four-dimensional linkage of \"interdisciplinary， innovation and entrepreneurship competition， practical training， university-enterprise co-education\"， the innovation enthusiasm， innovation inspiration and engineering practice ability of the mechanical engineering postgraduate students are stimulated. Through the integration of \"discipline， science and education， production and education\"， the contradiction is solved between the single cognitive experience of mechanical engineering postgraduate students and the education demand of comprehensive innovation ability. "The mechanical engineering discipline of China University of Petroleum （East China） has achieved good results in training top-notch innovative talents using the \"Four-dimensional Linkage and Ternary Education\" education mode. It can provide reference for the education of mechanical engineering postgraduate students in other universities.

Keywords： postgraduate students; innovative talents; discipline; industry; teaching

黨的二十大報告提出科技、人才、創(chuàng)新三個“第一”的重要論述，為未來五年乃至更長時間內科技、人才、創(chuàng)新事業(yè)發(fā)展進一步指明了方向、提供了根本遵循。研究生是國家未來的科研新力軍，也是當前科研項目的具體參與者和執(zhí)行者，代表著國家科技未來發(fā)展動力。機械工程學科是中國石油大學（華東）最早建設和發(fā)展的學科之一，起源于1953年北京石油學院新中國第一個石油機械系，具有較強的工程應用需求、學科交叉潛力和實踐能力要求，常規(guī)培養(yǎng)方式以石油裝備設計、現(xiàn)代控制理論、現(xiàn)代檢測技術、故障診斷技術和微計算機技術等授課教育為基礎課程，結合機電一體化系統(tǒng)設計、制造、應用中的檢測、診斷、控制、智能化和仿真等研究課題，形成傳統(tǒng)機械工程研究生培養(yǎng)模式。但隨著學科的快速發(fā)展及油氣行業(yè)高端裝備制造對研究生等高層次人才需求的日益提高，傳統(tǒng)的機械工程方向研究生的培養(yǎng)模式已難以應對創(chuàng)新性研究生人才的需求。

國外高等院校在研究生培養(yǎng)過程中注重教育與工程實踐、教學科研、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等復合教育模式[1]，哈佛大學提出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育培養(yǎng)模式，針對研究生提出針對性的培養(yǎng)模式和資金支持[2]。斯坦福大學提出理論與工程實踐相結合的培養(yǎng)模式，促進研究生理論研究向工程實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)轉化[3]。在當前國家創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略、高水平科技自立自強的要求下，國內高校對創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)提出各種培養(yǎng)模式。劉敏等[4]提出專創(chuàng)融合的研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式，在意識、文化、能力、實踐四方面提升研究生的綜合素質。李瑾等[5]提出基于“科教融合+產教融合”雙驅動的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系構建與實踐。何永玲等[6]提出以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導向，在構建培養(yǎng)模式、完善培養(yǎng)方案與考核體系、校雙導師制和完善獎助體系等方面提出改革建議，以期提升學生的創(chuàng)新能力與工程素養(yǎng)。王波等[7]提出以導師團隊為核心，以課程體系作基礎、以實驗訓練作保障、以科研項目作驅動、以文化氛圍為引領的“1+4”海洋科學研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。劉福才等[8]提出基于科研平臺的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。牟雪雁等[9]提出學科交叉背景下高水平博士研究生培養(yǎng)模式。曲慶洋等[10]提出科創(chuàng)驅動的“三位一體”研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。蘇俊宏等[11]提出科研賦能教學模式下研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法， 實現(xiàn)了科研反哺教學、科研教學相長。胡海龍等[12]指出研究生工科教育應立足于創(chuàng)新培養(yǎng)模式與理念、豐富科研創(chuàng)新平臺、加強學科和導師隊伍建設。陳李斌等[13]提出思想政治教育與創(chuàng)新人才專業(yè)培養(yǎng)貫穿融合的理念，從創(chuàng)新人才的選拔與培育、創(chuàng)新人才指導團隊的構建、創(chuàng)新能力培養(yǎng)實踐平臺的搭建、政策保障與激勵機制的提供四個方面探索促進研究生創(chuàng)新能力提升路徑。上述研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式為研究生的培養(yǎng)提供新思路和新模式，有力提升各學校和導師創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)能力。但現(xiàn)有研究生培養(yǎng)模式較多用于普適研究生創(chuàng)新能力建設，缺乏針對機械工程學科拔尖層次研究生的培養(yǎng)模式。同時，由于機械工程學科研究生具有顯著的工程背景和實踐要求，需將工程意識、實踐能力和學科教育融入拔尖研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程。

一 "國內機械工程研究生培養(yǎng)存在的問題

由于地域差別、高校層次不同、學科建設差異及行業(yè)特色學校轉型發(fā)展需求不同，現(xiàn)有研究生培養(yǎng)模式在機械工程拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面存在“水土不服”情況。同時機械工程研究生培養(yǎng)仍然面臨“學科、產教、科教”融合程度不夠，教學、科研、創(chuàng)新及應用鏈條脫離的情況。國內機械工程研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)主要存在以下問題。

（一） "理論教學嚴重滯后學科發(fā)展

當前機械工程學科朝著數(shù)字化、智能化、交叉化快速發(fā)展，新的制造工藝、機械裝備及運維保障手段不斷出現(xiàn)，對機械工程研究生的綜合創(chuàng)新能力提出更高要求。然而現(xiàn)有傳統(tǒng)學科知識的傳授、專業(yè)綜合技能培養(yǎng)、基礎理論講授已嚴重滯后學科的發(fā)展前沿，研究生無法了解和掌握學科前沿技術，導致機械工程研究生采用先進學科前沿技術、學科交叉創(chuàng)新手段解決復雜工程問題等綜合能力匱乏。

（二） "課堂教學獨立于科學研究

不同于本科生的現(xiàn)有書本知識學習能力，研究生更多應在課堂中學習知識探索和創(chuàng)造能力。但現(xiàn)有機械工程學科教師從事研究領域通常與授課內容脫節(jié)嚴重，教師對授課內容的理論深度、技術發(fā)展及應用場景理解不夠深刻，學生對于課程內容理解處于書本表面層次，高校所提供的教學內容并不是社會進步和學科發(fā)展所需要或想要的，導致科教融合模式在研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中貢獻不夠。

（三） "創(chuàng)新能力脫離實際需求

機械工程作為產業(yè)背景深厚的傳統(tǒng)學科，研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)要與產業(yè)需求掛鉤。現(xiàn)在機械工程研究生被動創(chuàng)新現(xiàn)象普遍存在，從事創(chuàng)新活動的驅動僅來源于培養(yǎng)方案的要求，人才培養(yǎng)與社會需求的不匹配、學生就業(yè)與專業(yè)不匹配等問題依然顯著，理論研究脫離工程實踐，缺乏產業(yè)實踐訓練機會，導致研究生創(chuàng)新興趣不高，創(chuàng)新意識不強，缺乏解決重大工程難題的能力。

二 "“四維聯(lián)動、三元共育”的培養(yǎng)模式

中國石油大學（華東）機械工程學科采用“學科交叉、學科競賽、實踐訓練、校企共育”四個維度建立拔尖研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式，通過“拓展學科領域、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、產業(yè)轉化實踐”的交叉融合方式將學科教學、科研訓練及產業(yè)轉化有機結合，實現(xiàn)學科融合、科教融合及產教融合，培養(yǎng)研究生知識整合運用能力、實踐訓練能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，顯著提升拔尖研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)的效果，實現(xiàn)“四維聯(lián)動、三元共育”的多層次協(xié)同育人（圖1）。

（一） "學科交叉融合，搭建創(chuàng)新研究平臺

中國石油大學（華東）機電工程學院研究生招生方向涵蓋機械工程、機械電子工程、安全科學工程等學科，形成了具有不同專業(yè)背景的研究生群體，機械工程學科面向校內外不同學科研究生搭建開放式實驗室科研平臺，定期開展不同學科研究生研討會，推動學科交叉創(chuàng)新及融合，讓不同學科研究生思想碰撞，共同得到創(chuàng)新實踐體驗。

實施科研交流制度，與國外知名高校開展合作研究，實現(xiàn)國際化交叉培養(yǎng)。與英國華威大學D. Hutchins院士課題組，英國紐卡斯爾大學G. Tian教授課題組及日本東北大學N. Yusa教授課題組進行科研合作，組織研究生出國交流訪學，學生有機會同國外頂尖研究機構的一流學者進行深入交流，邀請國際領域同行研究生來校交流訪問學習，定期組織線上國際研究生研討會（圖2），助力研究生高水平交叉融合成果產出。

圖1 "“四維聯(lián)動、三元共育”培養(yǎng)模式

圖2 "研究生學科交叉會議

（二） "學科競賽，激發(fā)創(chuàng)造力

積極探索“科研賽事助力研究生成長”模式，將創(chuàng)新實踐活動及競賽參與情況納入相關研究生培養(yǎng)中。機械工程學科結合重大、重點科技計劃任務指導研究生創(chuàng)新實踐，以國民經濟市場需求為導向進行創(chuàng)業(yè)訓練，鼓勵研究生將所學的理論知識進行梳理、整理和運用，師生共創(chuàng)形成創(chuàng)新成果，在充分提升成果水平與廣泛調研行業(yè)需求的基礎上，將創(chuàng)新成果進行總結提煉，參加“挑戰(zhàn)杯”、“互聯(lián)網+”、研究生能源裝備創(chuàng)新設計大賽等各類研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，以比賽推動研究生科研創(chuàng)新，以比賽增加研究生創(chuàng)業(yè)經驗，以比賽促進研究生全面發(fā)展，培養(yǎng)拔尖層次研究生所需的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)造能力（圖3、圖4）。

（三） "實踐訓練，教學、研究與應用有機融合

機械工程學科圍繞研究生的科研創(chuàng)新能力要求，結合課程需求與實驗室條件，從課程運行模式、科研成果轉化、綜合實驗設計、項目研究進展分享等方面進行了一系列的教學改革與模式創(chuàng)新，使教學緊密圍繞科研，科研反哺教學，科研和教學有機融為一體。研究生培養(yǎng)過程面向行業(yè)需求，團隊教師與研究生深入生產實際，挖掘科研課題，實現(xiàn)學生做到理論研究與實際應用緊密結合，在研究生培養(yǎng)過程中采取了科研項目的產學研協(xié)同攻關、注重尋找科研工作與生產實際的結合，積極推進科技成果的現(xiàn)場應用（圖5）。

（四） "校企共育，建立產學研用一體化通道

圍繞研究生培養(yǎng)過程面臨科研與企業(yè)需求脫軌、學校人才技能與企業(yè)要求不一致的情況，開展研究生培養(yǎng)過程校企共育模式，通過學校教學科研就業(yè)實踐基地（圖6）、校企雙導師制、工程碩士企業(yè)實踐、橫向課題共同開發(fā)等豐富多樣手段提升研究生的科研水平、專業(yè)技能及社會適用性。在高校、企業(yè)共同培養(yǎng)研究生過程中，建立一條產學研用一體化通道，銜接產業(yè)鏈上下游，實現(xiàn)人才培養(yǎng)、科學研究、產業(yè)開發(fā)及工程應用的全面共贏。

中國石油大學（華東）機械工程學院已與中海油研究總院、核工業(yè)工程研究設計有限公司、山東省特種設備檢測研究院等上游研發(fā)企業(yè)建立研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地和雙導師制培養(yǎng)模式，與杰瑞集團、濟寧魯科檢測器材有限公司等生產制造企業(yè)建立就業(yè)基地，推進學生向企業(yè)需求發(fā)展，與勝利油田、中海油檢測中心、中海油深圳深水檢測作業(yè)公司建立研究生就業(yè)實踐基地，為企業(yè)提供研究生技術指導和鍛煉機會，圍繞機械工程學科拔尖研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)實現(xiàn)產業(yè)鏈上下游全方位校企共育。

三 "模式培養(yǎng)成效

中國石油大學（華東）機電工程學科依托機電工程學院貫徹“四維聯(lián)動、三元共育”研究生培養(yǎng)模式，在拔尖創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)方面取得豐碩成果。近年來，培養(yǎng)的機械工程學科研究生入選德國“洪堡學者”3人，歐盟瑪麗·居里學者1人，英國牛頓學者1人，日本JSPS學者1人，“香江學者”2人，中國博士后創(chuàng)新人才支持計劃1人，中國青少年科技創(chuàng)新獎獲得者1人，全國優(yōu)秀博士論文提名獎獲得者1人，山東省泰山學者青年人才2人，山東省杰出青年基金獲得者1人，新疆青年五四獎章獲得者1人。

通過學科融合、科教融合及產教融合，機械工程學科研究生基礎理論創(chuàng)新能力和工程實踐能力顯著提升，2020—2024年，研究生在Nature Communications、Small、Applied Catalysis B： Environmental、Applied Catalysis B： Environmental、IEEE Transactions on Industrial Informatics、IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems、機械工程學報等本學科國內外頂級雜志發(fā)表學術論文500余篇，獲得山東省優(yōu)秀博士學位論文1篇，“互聯(lián)網+”國賽銀獎3項，省賽金獎4項，中國研究生能源裝備創(chuàng)新設計大賽一等獎12項，其他國家及省部級科技競賽獎勵200余項，機械學科研究生作為主要完成人科技成果轉化項目超過10項，專利轉化金額超過1 000余萬元，研究成果用于國產首臺海洋石油開發(fā)井控裝備、中海油深海一號制造和在役檢查、中核華龍一號及國核AP1000乏燃料水池覆面板檢測等國家能源領域重點工程和項目，獲得中央電視臺、中國青年報、新華網、學習強國平臺的廣泛宣傳，取得良好的社會和經濟效益。由此可見，“四維聯(lián)動、三元共育”的機械工程研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式為學術界、產業(yè)界和社會輸送大批高層次人才，獲得廣泛好評和一致認可。

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