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新工科视域下机械类专业学位研究生创新能力提升研究

2024-02-25杨赫然孙兴伟董祉序刘寅

高教学刊 2024年4期
关键词:机械类专业学位新工科

杨赫然 孙兴伟 董祉序 刘寅

摘  要:研究生作为高层次人才,其创新能力的提升在我国装备制造业发展的过程中起着举足轻重的作用。当前,我国研究生招生规模日益扩大,但是在数量大幅增长的同时,也出现研究生培养质量难以完全满足社会需求的问题。该文基于新工科的基本理念,从课程体系建设、“多师制”培养模式构建、联合培养基地建设等几方面入手进行机械类专业研究生创新能力提升探索。通过近年研究生培养的结果,表明提出的方法对提升研究生创新能力具有较明显的促进作用。后续可根据专业特点推广至其他相关专业,可为提升研究生创新能力提供参考。

关键词:机械类;专业学位;创新能力;新工科;研究生

中图分类号:G643        文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2024)04-0072-04

Abstract: As high-level talents, graduate students play an important role in the process of improving the innovation ability of China's equipment manufacturing industry. At present, the scale of postgraduate enrollment in China is expanding day by day, but at the same time, the quality of postgraduate training is difficult to fully meet the social needs. Based on the basic concept of new engineering, this paper explores the improvement of the innovation ability of mechanical graduate students from several aspects, such as the construction of the curriculum system, the construction of the  training mode of "multi-teacher system", and the construction of the joint training base. The results of postgraduate training in recent years show that the proposed method has a significant role in promoting postgraduate innovation ability. In the future, it can be extended to other relevant majors according to the characteristics of the major, which can provide reference for improving the innovation ability of graduate students.

Keywords: enginery; professional degree; innovation ability; emerging engineering education; postgraduate

研究生教育作为高层次创新型人才培养的重要途径,在国家创新体系中发挥着知识创新的核心作用。受社会需求影响,近十年,社会对机械类研究生的需求劇增,也导致我国硕士研究生招生人数从2012年的52.13 万人增加到2021年的105.07万人,实现了大幅增长。但是与此同时也出现了机械类研究生培养质量无法满足社会需求的问题。因此,为满足社会需求,提升机械类研究生创新能力,既是我国机械类研究生教育的必经之路,也是推动“双一流”建设和落实创新驱动战略的根本要求,更是新工科建设的有力保障[1-2]。

研究生创新能力的提升受到认知水平、培养模式、经费投入等因素的影响[3]。学生本身对知识的渴望、获取知识的能力、科研课题参与度、导师的学术指导和科研经费等都会影响到研究生学习的效果,进而影响着研究生创新能力的培养。

总体考虑,研究生的创新能力可以由内因与外因两个方面去提升:在内因方面要激发研究生的创新热情;在外因方面则要求各种教育体系为促进研究生的发展和创新能力的提高提供良好的空间。因此,高校可以通过教学改革、科研锻炼、强化师资队伍及建设稳定的联合培养基地等方式,来完善培养体系,有效提升研究生的创新能力。在实现我国由制造强国向创造强国发展的过程中,科学技术的发展及产业化主要依托机械类人才在市场中发挥的创新力。所以,针对机械类研究生创新能力的提升进行研究,可以为培养高质量工程型技术人才目标的实现提供重要的现实参考,对于推动“双一流”建设也具有重要的现实意义。

一  专业研究生培养创新能力提升存在的问题

(一)  专业课程体系与教学模式尚未与时俱进

目前专业学位研究生的课程体系主要包括理论课程教学和实践与案例教学两大部分。在课程设置方面,理论课主要由公共课、专业基础课、专业选修课组成,专业课按照研究方向进行设置。各专业课自成体系,基础理论深厚,但是缺乏学科知识之间的融合,尤其是当前对学科融合、知识融合需求更紧迫的背景下,这也导致学生缺乏关于多学科交叉相关的创新能力[4]。当前机械类专业,并不仅仅包含传统机械类知识,尤其随着智能制造等研究领域的兴起,更加迫切需要对当前专业学位研究生课程体系进行必要的调整。此外,在课程教学方式上,目前研究生理论课教学模式依然采用教师单一讲授模式,虽然研究生人数明显少于本科生,但是由于研究生理论课程学时少,因此很少有教师尝试对教学方式采用翻转课堂等方式进行改革。而对于深度和广度要求都比较高的研究生来说,在进行课程讲授时,仅能以基本理论为主,若讲授内容较深,留给学生思考和消化的时间不多,导致学生积极性降低,影响效果。因此很多教师在讲授时,讲授内容较浅,学生学习积极性尚可,但是收获不大。专业学位研究生的课程资源相对本科课程较少,现有资源多围绕传统机械行业相关知识,在智能制造、数字孪生等新概念越发成熟的今天,这样的课程资源无法满足学生需求。在新工科建设背景下,更加需要知识融合型人才,因此急需丰富课程教学资源以满足学生的学习需求。实践课程部分是专业学位研究生培养的重要部分,鉴于当前高校与企业合作的情况,实践以校内校外相结合的方式进行,但主要以校内实践为主,尚未普及顶岗实习等方式。

(二)  教师对工科专业学位型硕士研究生的创新能力培养投入不足

目前专业学位研究生最终通过学位论文决定学生是否可以毕业,往往忽视了研究生创新能力的提升。此外,研究生大规模扩招导致导师和研究生之间的比例失衡,因此在对研究生进行指导时,导师无法实现“因材施教”。随着当前社会的发展,导师需要摆脱主攻研究方向的束缚,扩大自己的知识范畴,但是目前受到研究生导师的方向限制,研究生很难实现跨学科研究。此外,部分学校工科专业横向课题稍显紧张,研究生导师的科研项目科研经费有限,不能有效支撑研究生对科研创新能力的提升[5]。与此同时,部分高校考虑到一些研究生导师缺乏企业实践能力,尤其毕业年限不多的年轻研究生导师多以理论研究为主,因此与一些企业建立联系,为研究生安排企业导师,由企业导师负责研究生的实践能力培养,校内导师负责研究生的理论知识传授。但是由于部分研究生导师与企业联系不紧密,在研究生培养过程中容易出现与课题研究对象割裂的情况,无法提升研究生的创新能力,且对实践能力的培养也大打折扣[6]。此外,研究生导师精力受到日常教学、科研及公共事务限制,对研究生指导方面精力分配有限,也导致研究生创新能力提升幅度有限。

(三)  高校与企业融合广度和深度不够

首先,适用于研究生进行实践锻炼的校外联合培养基地数量不足。产生这一现象的原因,既与高校对投入大量精力和经费建立校外实践基地不足相关,也与当前政策及经济环境影响下,适合建立优质、稳定的校外实践基地难度增加有关[7-8]。其次, 在与现有的联合培养基地单位进行合作过程中,由于受到交流频率和深度的影响,虽有联合培养框架及细则,但是真正执行时,难以达到预期效果。目前,在专业学位研究生的培养过程中,高校和企业几乎停留在共建实践基地、提供企业实习机会等局部环节的融合上。从培养方案制定过程看,当前研究生的培养方案均由高校根据自身情况制定,很多高校会请企业人员对培养方案进行指导,但是基本上停留在较为浅层的交流,针对学生创新能力的培养方面难以得到有效的提升。研究生的课程体系实施过程中,由培养单位的教师讲授,这可能导致课程内容滞后于产业技术发展,教学过程与生产实际过程脱节。融合深度方面,在培养过程中,产教融合在某些环节上虽已进行,但还停留在浅层次上,企业的主体作用未能有效发挥,融合深度不够。因此对于研究生来说,贯穿学业生涯主线的理论学习、实验、實习实践等无法有机结合,自然会使学生的研究内容与行业企业需求脱节。

二  专业研究生培养创新能力提升初步策略

(一)  构建多元深度融合的机械类专业学位硕士研究生培养体系

机械类研究生的创新能力体现在理论与实践两个方面。创新理念要求学生以立德树人为根本,不仅要关注身边的相关理论科学,还要结合目前社会发展现状及产业升级所面临的现实问题,将理论知识与实践结合,实现“产-教-研-创”的互通融合。而创新思维,则需要将理论研究与实践研究相结合,多角度发现实际工程问题,并尝试综合采用所学的知识解决问题[9-10]。学生的实践创新能力提升主要取决于创新方法和创新环境。创新方法要求学生学会知识,并能够在实际生产和工作中灵活应用。创新环境则是寄希望于高校,能够对学生在创新实践方面的失败予以包容,给学生创新空间,引导学生正确进行创新。因此,应以社会需求为导向构建以提高创新能力为目标、“产-教-研-创”互通融合的研究生课程体系。

研究生培养过程中,将产教融合、科教融合、研创融合三种培养模式结合形成相互包含的新的教育模式,融入到专业学位硕士研究生课程体系的建设中,如图1所示。实施教学、实践、科研和创新一体化培养,推动彼此相互转化,真正实现研究性教学、创新性学习,促进科技成果转化,使科研创新能够成为社会发展的主体动力。对于具体课程而言,在实际授课过程中,利用线上线下混合式教学,搭建线上平台,充实优质视频资源,并在线上与学生进行讨论。线下部分,充分利用有限学时,在课堂上进行翻转互动,并将之前科研项目中遇到的案例作为例题让学生自行讨论解答。此外,由于研究生教学班的班型与本科生班型相比较小,更适用于翻转课堂的实施。基于本科教学的翻转课堂教学经验,对班级的研究生进行分组,并以小组为单位进行宣讲,锻炼学生勤于思考、乐于表达自己想法的能力。通过学生反馈,目前的授课方法及方式在一定程度上提升了学生的兴趣,并对学生的知识短板进行了有效补强。图2为笔者在授课过程中采用翻转式互动后,学生对课程的评价,由评价可以看出,学生对于学习的效果比较满意。

(二)  以提升研究生创新能力为目标,完善“多师制”培养模式

指导教师为研究生培养的第一责任人,应对研究生培养阶段进行全程指导及监督。然而每个指导教师的精力及主攻方向有限,为了全面提升研究生的创新能力,可以采用多导师共同指导的形式。团队协作早已是大趋势,因此培养研究生可以根据团队内导师的特点对研究生的创新能力进行培育,从而缓解单一指导过程中的精力投入不足及方向过窄的问题。此外,鼓励交叉学科导师对研究生进行培养,由交叉学科导师引领学生找出交叉学科中的实际问题,本学科导师指导学生结合自身学科优势进行问题求解。构建“多师制”培养模式,探索基于多学科交叉的“多师制”模式,一方面可以缓解单一导师指导存在的精力分配问题,在一定程度上解决教师队伍人才结构性短缺问题,提升学科建设水平;另一方面,以导师组形式对课题进行推进,构建良好的学术氛围,可以实现学生多学科融合能力的强化,进而提高学生的理论与实践创新能力。形成的多维培养模式如图3所示。对本团队学生进行指导过程中,除了团队内教师进行有的放矢的相互指导,还与校外知名高校跨学科教师进行课题联合攻关,并以此为契机,对研究生进行培养。通过几名共同指导的研究生反馈,在学习过程中,除了本学科专业知识,对跨学科知识融合有了更深刻理解,同时对复杂工程问题进行分析时,可以从多维度进行更加深入且全面的分析,视野和能力得到了明显提升。此外,在研究生培养过程中,鼓励研究生参加跨学科的创新创业竞赛,并积极为学生创造机会,以提升创新能力、实践能力与团队协作能力。

(三)  搭建深度融合的研究生联合培养基地

与企业、其他高校、科研院所共建研究生联合培养基地,学校和联合单位共同参与研究生培养计划制订与培养方案修订工作。在研究生培养过程中,各联合单位均对培养质量进行跟踪,将研究生的理论创新和时间创新能力的提升作为培养的核心问题。在研究生培养过程中,借助企业与科研院所实际课题的优势,在指导学生完成学位论文的同时,要积极引导研究生参与实际项目,并帮助研究生独立解决工程项目中的复杂工程问题,从而在为学生“制造困难”的基础上,让学生学会自行解决困难。此外,借助企业及其他单位的参与,共同加强课程建设,可邀请企业导师定期到学校进行授课或者实际交流,向研究生普及实际工作中遇到的问题,并传授一定经验。在课程体系保证方面,各参与单位对课程质量进行跟踪,通过改革措施使课程体系更加适配产学研合作教学培养模式。根据企业及科研院所的需要,组织优秀的专业研究生参与科研项目攻关,尤其是高级别创新项目。在科研活动中,导师可以对学生的思维能力进行重点培养,并注重实践训练,以产出为导向,以研发促进学生创新能力的提升。因而,在项目完成过程中,可推动更多应用性科研成果产出,实现产学研的深度融合。根据“因材施教”的思想,将课题组内动手能力强,又有较强实践经验的学生交由联合培养基地的企业导师进行指导。在联合培养基地内,以目前的实际环境,虽然不能完全实现“顶岗实习”,但是可以让研究生在企业导师指导下进行实际操作的系统指导。在企业遇到一些工程问题时,研究生可以利用理论知识的优势,协助企业导师进行深层分析,实现理论和实践的结合。

三  结束语

在对研究生创新能力提升进行初步探索的情况下,充分利用校际多师培养及深度融合的培养基地对指导的专业学位研究生进行培养,研究生在近年的培养期内,理論创新能力与实践创新能力均获得有效提升。在对课题组近期培养的研究生任职企业进行回访时,绝大多数研究生获得了就职企业的高度评价。因此课程体系、“多师制”培养模式、深度融合的实践基地等几方面均对研究生创新能力培养有较深刻影响,文中提出的方案可为相关专业的研究生人才培养提供参考依据。

参考文献:

[1] 刘冬旭,彭拥军.近二十年来研究生培养质量研究热点——基于定量与图谱的分析[J].西南交通大学学报(社会科学版),2022,23(4):48-61.

[2] 张志彬,丁晓莉.“双一流”建设背景下提升经管类研究生创新能力的路径研究[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2021(8):7-10.

[3] 潘炳如,顾建民.导师指导因素对研究生创新能力的影响——基于不同学科类别的差异性分析[J].学位与研究生教育,2022(4):52-60.

[4] 包学才,樊棠怀,邓承志.人工智能背景下专业学位研究生课程体系研究——基于地方院校的信息类学科视角[J].大学教育,2021(11):176-179.

[5] 郑鑫,申译文,解恒燕.应用型高校工科专业学位型硕士研究生创新能力提升对策——以黑龙江八一农垦大学为例[J].大学,2022(10):165-168.

[6] 陆中会.全日制专业学位研究生培养体系的现状分析[J].黑龙江教师发展学院学报,2022,41(6):4-6.

[7] 张永莉,吴伟.地方高校专业学位研究生培养的质量保障体系建设[J].北京教育(高教),2021(8):19-22.

[8] 苗茹,田琦,周珂,等.基于产教融合的实践教学基地建设探索——以计算机专业研究生为例[J].软件导刊,2022,21(7):224-227.

[9] 袁翔,江旭恒.以科技竞赛为载体的理工科研究生创新能力培养分析[J].高教学刊,2022,8(14):29-32.

[10] 喻泽坤,路国华.以创新能力为中心的专业学位硕士研究生课程体系构建研究[J].长沙航空职业技术学院学报,2022,22(1):60-66.

基金项目:教育部2019年第一批产学合作协同育人项目“基于协同育人理念的新工科人才培养模式改革”(201901145002);沈阳工业大学2021年度研究生教育教学改革研究项目“‘双一流’建设背景下机械类研究生创新能力提升途径探索”(SYJG20211011)

第一作者简介:杨赫然(1983-),男,汉族,辽宁锦州人,博士,副教授。研究方向为复杂曲面制造。

*通信作者:孙兴伟(1970-),女,汉族,辽宁朝阳人,博士,教授。研究方向为数控装备及理论。

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