物理學學術型研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系構建

李小紅，王曉飛，雍永亮，呂珍龍

(河南科技大學物理工程學院，河南洛陽，471023)

高校是科技興國的主陣地，一直以來都是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的搖籃，始終秉承為國家經(jīng)濟建設服務的理念。2005年，教育部在《2003—2007年教育振興行動計劃》中提出要“實施碩士研究生教育創(chuàng)新計劃”[1]，要求建立研究生創(chuàng)新激勵機制，營造創(chuàng)新氛圍，強化創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。2013年，教育部出臺了《關于深化研究生教育改革的意見》的通知[2]，要求完善以提高創(chuàng)新能力為目標的學術型研究生培養(yǎng)模式，強化創(chuàng)新能力培養(yǎng)，以高水平科學研究支撐高水平研究生培養(yǎng)。2015年10月，國務院出臺《統(tǒng)籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，該方案提出要加快建成一批世界一流大學和一流學科，提升我國高等教育綜合實力和競爭力。[3]而創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是一流大學和一流學科建設的重要目的。2020年9月，教育部進一步出臺了《關于加快新時代研究生教育改革發(fā)展的意見》的通知，明確要求“完善科教融合育人機制，加強學術學位研究生知識創(chuàng)新能力培養(yǎng)”，“堅持創(chuàng)新引領，增強研究生使命感責任感，全面提升研究生知識創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新能力”。[4]然而，近年來，各高校研究生招生規(guī)模的擴大使研究生培養(yǎng)質(zhì)量有所下降，具體表現(xiàn)為研究生創(chuàng)新能力不強、創(chuàng)新精神不夠。因此，如何培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力成為目前各高校研究生教育的重點和難點。

物理學是研究物質(zhì)運動規(guī)律和基本結構的學科，是其他自然科學的研究基礎。因此，構建物理學學術型研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系對提高物理學研究生培養(yǎng)質(zhì)量、提升研究生創(chuàng)新能力有著非常重要的作用。河南科技大學物理工程學院2004年開始招收碩士研究生，根據(jù)學院多年培養(yǎng)經(jīng)驗，構建物理學學術型研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系應考慮以下五個方面。

一、革新課程設置，優(yōu)化培養(yǎng)方案

合理的課程設置是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的首要因素。扎實的物理基礎知識是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎。因此，需要改變傳統(tǒng)的課程體系和培養(yǎng)方案，構建專業(yè)基礎核心課程和創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程相結合的培養(yǎng)方案。物理學學術型研究生必須學習本專業(yè)的專業(yè)基礎課，必須理解并掌握本專業(yè)的基礎理論。教育部發(fā)布的《研究生核心課程指南(試行)》對不同專業(yè)研究生的課程設置給出了指導性意見。[5]專業(yè)基礎理論的掌握是提高研究生創(chuàng)新能力的基礎。研究生的課程設置必須堅持基礎理論和創(chuàng)新能力培養(yǎng)并重的原則。沒有堅實的基礎理論，研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)就成為天方夜譚。

教師在課程教學過程中應注重物理學科和其他學科的交叉融合，介紹學科前沿和實際應用，從而拓展學生發(fā)散思維，激發(fā)創(chuàng)新意識。比如，“高等原子分子物理學”是教育部發(fā)布的物理學專業(yè)研究生的核心課程之一，是經(jīng)典物理學向近代物理學過渡過程中形成的一門實驗學科。[6]這門課程與凝聚態(tài)物理、化學及生物學等都有交叉。因此，教師在課程講解過程中，應該與時俱進，搜集最新研究成果(如超快控制等)，并將其融入課堂教學，使學生感受到基礎理論知識與當代科技前沿息息相關，還有許多未解決的重大科學問題等著他們?nèi)ソ鉀Q，從而增強學生的使命感和責任感。“高等量子力學”作為物理學專業(yè)研究生的必修課，其教學內(nèi)容抽象、枯燥，很難激發(fā)學生的學習熱情。因此，教師在教學過程中應該把教材中的基礎理論知識同前沿學術領域如量子通信、量子糾纏、量子傳輸?shù)冉Y合起來，使學生感受到量子力學的巨大魅力。另外，研究生可以根據(jù)自己的研究方向選擇合適的選修課程，拓寬自己的知識面。例如，研究方向為光電功能材料的物理學學術型研究生，可以選修固體物理、壓電陶瓷等課程，為今后的科學研究奠定基礎。

二、健全導師隊伍，提升導師水平

高素質(zhì)的師資隊伍是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要保證。研究生導師的道德素質(zhì)、學術水平和創(chuàng)新能力會直接影響研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。因此，健全導師隊伍、提升研究生導師水平，對提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量有著重要的意義。由于研究生導師群體的獨特性，一些高校對研究生導師存在“重使用，輕培養(yǎng)”的現(xiàn)象。一些新聘研究生導師的指導能力還需要進一步提高。因此，提高研究生導師隊伍整體素質(zhì)已成為研究生創(chuàng)新能力和培養(yǎng)質(zhì)量的關鍵因素。很多高校會對新聘研究生導師進行崗前培訓，但培訓內(nèi)容主要是政策宣講，沒有考慮由于研究生群體的變化而產(chǎn)生的新問題，培訓質(zhì)量較低，從而出現(xiàn)不能履行導師職責、師生之間矛盾重重等問題。因此，高校應該開展不同層次、不同類別的導師培訓，使年輕導師更快適應新的角色，盡快投入研究生培養(yǎng)。

隨著研究生招生數(shù)量的增加，研究生導師數(shù)量少和質(zhì)量參差不齊的問題愈發(fā)明顯。因此，高校應擇優(yōu)選聘研究生導師，實施研究生導師考核制度。例如，鼓勵研究生導師通過國內(nèi)外訪學、合作交流和進修等方式進一步提高自己的科研水平和創(chuàng)新能力；鼓勵研究生導師參加學校舉辦的學術交流活動，了解其他相關學科和研究領域的理論，結合自己的研究方向發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新點和突破點；拓寬研究生導師來源渠道，改變傳統(tǒng)的導師制度，聘請與本專業(yè)相關的企業(yè)一線高級技術人員作為兼職研究生導師，建立“雙導師”隊伍培養(yǎng)研究生，使研究生可以在學術型導師指導下進行科學研究，在企業(yè)型導師指導下將所研究的理論成果應用于實際問題中，進而真正了解實際應用過程中所遇到的技術問題，并將自己的研究內(nèi)容與實際應用緊密結合起來，從而提升自身創(chuàng)新能力，服務地方經(jīng)濟建設。

三、參與科研項目，提升創(chuàng)新能力

2013年，教育部出臺的《關于深化研究生教育改革的意見》中指出：“重視對研究生進行系統(tǒng)科研訓練，要求并支持研究生更多參與前沿性、高水平的科研工作，以高水平科學研究支撐高水平研究生培養(yǎng)。”[2]參與各類型科研課題研究是提高學術型研究生科研能力和創(chuàng)新能力的重要手段。沒有參與過科研實踐的研究生，對專業(yè)知識只能紙上談兵，僅僅停留在理論的表面，難以適應新時代要求。通過參與科研項目，研究生可以對本學科的前沿領域有較為深入的了解，提高自身根據(jù)項目需要獲取有效信息的能力。科研項目可以為研究生提供實踐平臺，研究生在導師的帶領下解決項目中出現(xiàn)的一些問題，可以提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。這不僅可以提高研究生的科研意識，而且可以達到提升研究生創(chuàng)新能力的目的，激發(fā)研究生的科研熱情。比如，2011年美國德雷塞爾大學Yury Gogotsi教授和Michel Barsoum教授共同發(fā)現(xiàn)了MXene材料。[7]該材料是目前最具潛力的二維層狀納米材料。在學完固體物理課程后，導師可以要求學生查閱MXene材料相關文獻，引導其解決目前二維納米材料研究過程中遇到的問題，從而培養(yǎng)學生將理論應用于實踐的能力。在參與科研項目中，學生利用Matlab、Origin、Photoshop等進行后期數(shù)據(jù)的處理，可以提高數(shù)據(jù)收集、分析和數(shù)值模擬能力。

目前，大多數(shù)研究生在參與科研項目時，基本上是按照研究生導師的想法進行工作，使其對導師產(chǎn)生依賴，創(chuàng)新意識逐漸降低。因此，高校必須建立研究生科研平臺或者創(chuàng)新實踐基地，鼓勵研究生申請校級或者院級創(chuàng)新實踐課題，并給予經(jīng)費支持，讓研究生針對某一問題提出自己的想法和解決辦法，并付諸行動。研究生科研平臺或者創(chuàng)新實踐基地的建立可以大大提高研究生參與科研項目的積極性，為研究生積極開展科學研究、培養(yǎng)創(chuàng)新能力提供廣闊的舞臺。比如，河南科技大學每年在全校范圍內(nèi)選擇30—40項研究生創(chuàng)新實踐項目，并給予經(jīng)費支持；物理工程學院每年也會選擇5—10項作為學院的創(chuàng)新實踐項目，從而使更多的研究生參與或申請科研項目，激發(fā)其科研熱情。在項目實施過程中，研究生不可避免地會遇到一些挫折，這有利于培養(yǎng)研究生腳踏實地、頑強進取的精神。另外，研究生和導師就項目中的一些疑難問題進行溝通，也可以進一步培養(yǎng)研究生的合作精神。

四、注重學術交流，拓寬學術視野

《關于深化研究生教育改革的意見》指出，鼓勵多學科交叉培養(yǎng)，支持研究生更多參與學術交流和國際合作，拓寬學術視野，激發(fā)創(chuàng)新思維。[2]學術交流的最終目的是交流和溝通科學信息和學術觀點，使研究生了解與本專業(yè)相關的研究領域，形成創(chuàng)新思維。河南科技大學物理工程學院近五年積極為研究生導師和研究生搭建不同形式的學術交流平臺，邀請不同領域的專家前來講學，學科領域涉及化學、材料科學、光學、原子分子物理、凝聚態(tài)物理等，報告內(nèi)容涉及學術研究、項目申請、就業(yè)等各個方面。這在營造濃厚學術氛圍的同時，使研究生對社會道德、科研誠信和學術規(guī)范等有了更加深刻的認識。

高校應鼓勵研究生在學期間參加國際會議或者全國性高層次學術會議，并在大會上宣讀自己的學術論文或者交流發(fā)言。研究生在參與學術交流的過程中，會查閱大量文獻，從而對研究內(nèi)容、研究背景有更全面的認識。在學術交流過程中，具有不同背景的專家對某一學術觀點進行討論，對研究生創(chuàng)新思維的形成也具有重要作用。以河南科技大學物理工程學院物理學學術型研究生為例，研究生每年至少參加一次國內(nèi)會議，不定期參加相關學術會議或講座，在科研團隊中或者組會上匯報自己近期的成果。物理學與材料學、化學、生物學等學科都有交叉，從而衍生出材料化學、生物物理等新興學科。[8]交叉學科往往是科學發(fā)現(xiàn)的增長點，并能夠產(chǎn)生一系列突破性成果。例如，磁共振成像技術是物理學與醫(yī)學的結合；2014年超高分辨率熒光顯微鏡的發(fā)展獲得了諾貝爾化學獎，這一成果是生物學、物理和化學的高度交叉產(chǎn)生的突破性成果；2017年獲得諾貝爾化學獎的是冷凍電鏡技術，該技術是物理、化學、材料和醫(yī)學的有機結合。因此，高校應鼓勵研究生積極參加校內(nèi)外跨學科的科研活動，與研究領域相近的師生進行交流，以此拓寬自身知識面，開闊視野。

五、完善創(chuàng)新評價體系，建立激勵機制

研究生激勵機制是通過獎勵的方式來激發(fā)和引導研究生完成培養(yǎng)目標的全面教育機制。[9]目前的研究生獎勵機制存在“重物質(zhì)獎勵，輕精神激勵”的現(xiàn)象。這種激勵機制很難產(chǎn)生持續(xù)性的激勵效果，對研究生的價值觀容易起到負面作用。另外，研究生激勵機制還存在“重結果，輕過程”現(xiàn)象，過度重視數(shù)量指標，如發(fā)表論文數(shù)量、參加會議次數(shù)、獲批專利數(shù)量等，而忽略了質(zhì)量指標。這容易導致研究生產(chǎn)生功利性，甚至出現(xiàn)抄襲、剽竊等學術誠信問題。因此，必須完善物理學學術型研究生以科研論文、專利等為評價標準的單純的評價體系，構建科學合理的研究生創(chuàng)新能力評價體系。例如，研究生在企業(yè)導師指導下所產(chǎn)生的一些實際應用成果可以納入考核范圍，作為研究生學業(yè)完成的一部分。高校在建立相關的獎學金激勵制度保障研究生生活的同時，要營造激勵研究生不斷努力的學術氛圍。如河南科技大學每年一度的“河南科技大學研究生十佳學術之星”活動就極大地激勵了物理工程學院研究生的科研熱情。另外，強調(diào)質(zhì)量指標在創(chuàng)新評價體系中的占比，如對于理工科研究生而言，不能一味地強調(diào)其發(fā)表論文的數(shù)量，還要考慮發(fā)表期刊論文的級別、分區(qū)等。在科學研究過程中，研究生導師的表揚對研究生而言也是一種莫大的鼓舞。

綜上，研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在某種程度上決定了研究生教育的質(zhì)量，是實現(xiàn)人才強國和科教興國的重要舉措。河南科技大學物理工程學院建立了明確的人才培養(yǎng)目標，研究生人才培養(yǎng)質(zhì)量逐年提升，并將在教育部研究生教育創(chuàng)新計劃的指導下，繼續(xù)完善研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量和創(chuàng)新能力。