新工科背景下研究生創新能力培養模式探究

胡海龍 張帆 岳建嶺

[摘 要] 新工科建設背景下，需要構建高校體制建設與創新培養的思路，實施未來研究生人才的創新培養。國內綜合性大學在研究生自主創新能力培養方面存在缺乏自主創新意識、跨學科培養力度不夠、人才培養“重理論、輕實踐”等問題。通過綜合分析研究生在主動科研訓練思維、綜合實踐能力、團隊協作能力三個方面應具備的核心素質，提出研究生工科教育應立足于創新培養模式與理念、豐富科研創新平臺、加強學科和導師隊伍建設，加快培養具有較高綜合素質且富有科研創新能力的時代新人。

[關鍵詞] 新工科;研究生;創新能力;飛行器設計

[基金項目] 2021年度中南大學學位與研究生教育教學改革研究課題“‘飛行器材料結構功能一體化設計’課程研究生創新能力培養模式探究”（512190104）;2021年度中南大學學位與研究生教學改革研究重點項目子課題“礦物材料方向研究生課程體系建設”（512190205）

[作者簡介] 胡海龍（1989—），男，江西撫州人，博士，中南大學航空航天學院副教授，主要從事多功能一體化復合材料及智能結構研究;張 帆（1989—），女，湖南長沙人，博士，中南大學資源加工與生物工程學院講師，主要從事先進功能復合材料研究;岳建嶺（1979—），男，河南南陽人，博士，中南大學粉末冶金學院教授，主要從事熱防護材料、材料表面與界面改性研究。

[中圖分類號] G643.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）52-0149-04? ?[收稿日期] 2021-07-10

當今世界新一輪科技革命與產業變革對工科教育質量提出了更高的要求，對科學知識和創新卓越人才的渴求日趨強烈，高等教育育人質量已成為國家核心競爭力。自2017年2月以來，隨著教育部積極并大力推進新工科建設，已先后達成共識，開展了相關的行動，制定了對應的指南，為新時代科技人才培養探索中國模式[1]。

新工科背景下，研究生的培養已逐步成為高等教育不可忽視的環節，高素質創新型人才的戰略性培養反映了一個國家發展前景和國際競爭力水平。研究生教育是我國高等教育體系中最高層次的教育，其定位在于培養高層次、高水平與強創新能力的人才，逐步實現教育的雙重價值，發揮研究生培養的最大功效。

近年來，隨著我國經濟的跨越式發展和對人才培養的急切需求，我國研究生教育也呈現了快速增長的趨勢。比如，每年的招生人數大幅度遞增，研究生在校總人數在2000—2004年間的增長率保持在25%以上，到2005年突破了100萬人，逐步接近于美國的研究生招生規模[2]。高等教育需要不斷發展，其基礎在于首先保證規模，其核心在于保證質量，其力量源泉在于不斷創新。當前，我們面臨的首要問題是高質量人才培養，針對關鍵領域的“卡脖子”技術難題，更需要創新型人才的涌現。隨著當今世界科技的不斷發展，高質量創新型人才培養將成為我國高等教育價值的主要評價準則，保障我國高等教育的不斷發展，同時展現我國高等教育國際競爭力水平的高低。因此，我國高質量研究生的培養，尤其是創新能力的挖掘和培養，已逐步成為我國經濟發展亟待解決的關鍵問題之一。

一、新工科研究生創新能力培養的意義

當今時代，科技進步日新月異，國際競爭日趨激烈。隨著國與國之間競爭的常態化，人才的競爭已成為最根本的競爭要素，制約著民族創新能力的強弱和國際化競爭力水平的高低。因此，充分發揮高等教育的作用，尤其是高質量研究生的培養，將鞏固我國的創新能力基礎。其中，工科研究生教育在于為國家現代化經濟建設塑造和培養高素質、高技術水平的工程人才。同時，工科研究生教育還應培養學生的綜合素質能力，聚焦于經濟建設需求的重點問題或難題，注重挖掘學生的創新能力，真正培養適應我國建設需求的高質量人才[3]。

新工科背景下，研究生教育已成為我國高等教育的重要環節之一，其核心在于培養具有創新能力的高質量人才，具體表現為培養具有創新意識與創新實踐能力的高端人才。研究生創新能力的培養已成為建設創新型強國的關鍵著力點。為此，新工科背景下對研究生自主創新能力的培養，其出發點應立足于加強研究生創新意識、創新實踐與創新能力的培養，探究新時代研究生創新能力的有效培養模式或新型路徑。這項課題已成為當前重要的研究課題，具有不可或缺的重要意義。

二、研究生創新能力培養存在的主要問題

（一）缺乏自主創新意識

當前，我國部分研究生的創新意識還不到位，創新能力比較缺乏。比如，有些研究生具有創新的意識，想要去嘗試創新，但畏首畏尾，踟躕不前，瞻前顧后，結果只能束手束腳，原地徘徊;有些研究生安于現狀，不曾想要改變甚至是突破，從未想過嘗試或實施創新;有些研究生的想法過于保守，懷疑自我，從未覺得自己具備創新能力，更遑論主動創新。在科研實驗中，每個參與的研究人員都要充分發揮自己的主觀能動性，善于發現問題，敢于提出自己的意見，不能生搬硬套，不假思索。科研需要有懷疑和批判的精神。大膽提出自己的想法和建議，主動用心發現問題，敢于摒棄和懷疑傳統的固定思維模式和既定方法，勇于設計和嘗試實驗，不斷驗證和優化，更要有創新精神，勇于突破固有的認識和做法。

（二）跨學科培養力度不夠

此外，還應大力發展跨學科課程，同時使教學與最新科研成果緊密關聯。目前對學生的培養大多基于“專才”的視角，導致學生的培養與知識儲備被牢牢地限定在特定的專業體系范圍之內。通過引入跨學科交叉融合，豐富所學的專業知識，同時結合最新科研成果的學習，一方面可以夯實學科基礎，完善學科體系;另一方面可以實現學科的交叉融合與跨學科發展。此外，跨學科將有助于打破不同學科間的屏障及學科壁壘，真正實現學科的交叉互補，相得益彰。具體可通過諸如優化課程設置、改革教學方式、豐富教學內容、完善監督機制，以及創新培養環境等措施來具體實施。

（三）人才培養“重理論、輕實踐”

培養與社會實際需求脫節。高校人才培養與社會經濟發展真正的需求之間存在一定程度上的不匹配。主要表現如下：一是高校在學生培養的定位方面不夠完善，過分強調學術型研究生的培養，缺失實踐環節，忽略了工程技術性研究生或工程攻關能力的培養;二是培養模式或頂層設計與社會的快速發展存在一定的脫節，高校培養的研究生并不能真正服務于社會經濟的發展;三是在研究生具體培養過程中，過分注重學術研究的課題選擇，忽視了與企業技術密切相關，甚至是技術亟待突破的選題。

三、新工科背景下研究生自主創新能力要素

（一）自主創新科研訓練思維

當前，參與式的科研訓練模式較為廣泛，然而這種培養模式具有一定的不足，并不能真正培養學生的創新意識[4]。培養研究生學習的主觀能動性，加大研究生自主科研的培養，學生憑借自己研究經驗的不斷積累，結合導師的指導，讓研究生自主選題，開展獨立的探索和研究，真正實現自主式創新培養訓練。然而，當前大部分高校并沒有真正實施學生的自主創新培養模式，在很大程度上受限于高校研究生教育的體制管理與高校教育資源的投入。同時高校對學生的創新培養制度并不完善，創新制度與經濟社會發展需求滯后。但我們不可忽視此問題，應充分關注研究生自主創新能力的培養，一方面可以使高校成為真正的世界一流綜合型大學;另一方面學生的科學研究與創新能力得到了全方位的培養，學生經歷了一系列自主研究引導和培養之后，極大地提升了獨立科研能力和創新能力。

（二）創新綜合實踐能力

目前國內高校在研究生實踐能力培養方面仍存在很多問題，需要不斷地去探索和改革。例如供需脫節問題，即高校根據自身的專業優勢和導師的業務能力培養出的研究生無法滿足企業的實際需求。此外，還有培養思路固化、導師工程經驗不足、研究生培養學術化等諸多問題。因此，要注重構建系統的知識結構，合理布局實踐課程體系，創新與融合多學科交叉知識，強化多學科的綜合訓練，豐富工程教育實踐，培養出真正具有創新能力、能夠解決實際工程問題的高質量人才。

（三）創新團隊協作能力

當今對人才素質的標準評價中，教育部明確表示創新團隊協作能力是培養高質量研究生人才不可或缺的培養要素。研究生已成為我國研究院與企業急需的高層次人才，是當前我國建設創新型國家的重要力量。因此，高校在培養研究生的過程中，應充分注重團隊協作能力的培養，提升并完善高質量創新型研究生能力的培養，使其能夠充分地服務于我國經濟建設的需求。具體表現為，通過結合平時的教學活動與社會生產實踐，有針對性地提升研究生的培養質量，增強學生主動適應經濟社會快速發展的能力，同時在一定程度上彌補了研究生團隊協作能力的不足。

四、新工科研究生自主創新能力培養路徑

（一）創新培養模式與理念

以“飛行器材料結構功能一體化設計”課程教學為例。本課程將始終基于“引導并培養學生獨立自主學習與創新能力”的理念，培養學生學習理論知識的科學思維，與實踐設計相結合，努力將學生所學的知識點真正地運用于飛行器材料及應用設計，緊跟國內的重大需求。具體表現為，線上與線下模式結合、理論與實踐教學模式結合、豐富的課程環節與體驗模式結合。圍繞課程授課與實踐相結合的模式，創新環節設計，具體環節包括：（1）課堂理論知識講解，學生課后需進行知識要點總結（下堂課之前提交，屆時教師將會對學生總結的知識要點進行總結、點評、講解）;（2）課堂中師生互動討論，隨堂測試或課后作業、課程單元穿插學生課堂單元主題匯報PPT與自由提問討論環節;（3）課程設置了實踐教學，通過理論教學與實踐教學的有機結合，理論知識的學習能很好地應用于實踐，做到有的放矢;（4）深化環節，課程內容將選取最前沿的、較全面的經典原版教材，將飛行器材料及應用單元主題知識點與課程團隊成員最新的研究成果有機結合，同時課程單元知識點將融合國內外最新的研究成果，使本課程知識點具有國際性、全面性、時效性和關注度。

通過創新設計教學理念，讓學生自主創新參與學習。基于本課程的理論教學，在實踐環節應做到：（1）進行不斷完善，如設置實踐實物設計環節，讓學生結合所學的理論知識點，在規定的時間內，以小組為單位，基于指定的設計要求，每組完成一項飛行器實物模型設計，以小組為單位進行現場答辯與展示。（2）授課團隊設置評審。由課程授課團隊成員與學生一起參與打分，其中課程團隊成員的打分占更大比重，如一票相當于學生的五票或十票。（3）通過此實物實踐環節，使學生真正地學以致用，在實踐中對所學理論知識點進行有機整合并有效運用，同時激發并提升學生的創新能力、團隊協作能力、現場答辯與展示能力。

（二）豐富科研創新平臺與實踐

一方面，學校可通過與企業、科研院所共同探索研究生聯合培養的新模式，建立相應的培養基地，使研究生的培養真正契合國家的技術需求，甚至是關鍵的“卡脖子”技術需求，進行針對性的技術問題研究，在實際問題的解決中提升研究能力，注重創新能力的培養;另一方面，建立雙導師制度，研究生不但擁有自己的學術導師，還擁有企業的技術導師，將科學問題的研究真正落實到企業技術需求中。基于此，研究生學位論文的選題便可考慮從企業技術發展或企業技術創新需求面臨的問題中選擇。通過上述高校與企業間緊密的協作模式及聯合培養，推動新工科研究生教育質量及創新能力的不斷改善與提升。

（三）加強學科和導師隊伍建設

研究生創新能力的培養應依托于相對完善的學科規劃和良好的導師隊伍建設。因此，在學科建設過程中，基于本學科的結構和發展方向需求，充分挖掘本學科的系統和前沿特性，同時加強學科之間的交叉互補，最終完善并豐富本學科的建設。學科的完善發展將有效引領學生的系統培養，瞄準前沿性的學科發展，實現創新性的自主培養。此外，導師對研究生的指導和影響貫穿研究生培養的整個過程，導師應首先提升學術水平與學術修養，了解并把握本領域內最新的發展動態，圍繞學科的定位與方向，豐富研究生的創新培養方式。此外，導師更應提升自身的創新意識，善于發掘創新研究點，根據每個研究生自身的特點，因材施教，采用多種方式和多種平臺，多層次、多角度地引領研究生的成長成才，同時注重培養學生的自主創新能力。

五、結語

總之，研究生的自主創新能力培養是我國需要長期不斷提升與完善的系統研究工程。科學強國已成為新時代發展的強音，不斷呼喚著研究生創新能力的培養，這對高校人才培養和提高研究生的創新培養質量具有重要的意義。當前研究生創新能力培養存在缺乏自主創新意識、跨學科培養力度不夠、人才培養“重理論、輕實踐”等問題，可從改善創新培養模式與理念、豐富科研創新平臺、加強學科和導師隊伍建設等方面不斷提升和完善新時代研究生創新培養的路徑。

參考文獻

[1]李曉紅，葉永飛.“新工科”背景下計算機學科研究生協同創新培養[J].計算機教育，2020（6）：128-132.

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[3]朱琎，鄧小喬，李效龍，等.“人工智能+新工科”背景下研究生創新能力培養模式研究[J].高教學刊，2019（21）：35-37.

[4]柳瑛，王宇航，蘇麗鋒.研究生創新能力培養模式的比較分析：自主式還是參與式？——基于X大學的實證研究[J].社會科學家，2020（5）：144-149.

Research on Cultivating Model of Postgraduate Students’ Innovation Ability under the Background of Emerging Engineering Education

HU Hai-longa， ZHANG Fanb， YUE Jian-lingc

（a. School of Aeronautics and Astronautics， b. School of Resource Processing and Bioengineering， c. School of Powder Metallurgy， Central South University， Changsha， Hunan 410083， China）

Abstract： Under the background of Emerging Engineering Education construction， it is necessary to construct the ideas of university system construction and innovative training， and implement the innovative training of future postgraduate talents. Now there exist some problems in the cultivation of postgraduate students’ independent innovation ability in domestic universities， such as the lack of independent innovation consciousness， the lack of interdisciplinary training， and the “emphasis on theory rather than practice” in the talent cultivation. Through the comprehensive analysis of the postgraduate student research training in active thinking， comprehensive practical ability， and team cooperation ability that should be had in the core qualities， we put forward the suggestions that the postgraduate engineering education should be based on innovation training model and ideas， and scientific research platforms should be enriched， the construction of disciplines and teacher teams should be strengthened， the cultivation of comprehensive quality and scientific research innovation ability should be speeded up in the new era.

Key words： Emerging Engineering Education; postgraduate students; innovation ability; aircraft design