新工科背景下“X+器件化”研究生畢業課題協同培養機制設計
——以景德鎮陶瓷大學材料學碩士研究生為例

馮 果 江 峰 胡 慶 苗立鋒 江偉輝

（景德鎮陶瓷大學材料科學與工程學院 江西·景德鎮 333000）

0 引言

2017年初，教育部發布了《關于開展“新工科”研究與實踐的通知》，旨在為實現我國創新驅動發展提供堅實的基礎。作為工科的重點學科之一，材料學對“新工科”要求的實踐意義重大。研究生作為新工科人才輸送的重要力量，“新工科”背景下的人才培養給材料專業研究生的培養提出了新的要求與挑戰，大量教育工作者開展了一些卓有成效的研究；國外的高校甚至為應對全球“新工科”發展需求，制定了對應的政策。對工科研究生畢業課題的選題和課題器件化設計未見相關針對性研究。為此，本文以材料學科為案例，提出對“新工科”背景下研究生畢業課題的“X+器件化”協同培養機制進行設計。

1 “X+器件化”研究生畢業課題協同培養機制設計

基于新工科背景，以“X+器件化”研究生畢業課題為載體，以器件開發和制備為手段，以能力和專業技能培養為核心目標，構建工科材料學專業研究生畢業課題培養新機制，培養目標示意圖標如圖1所示。根據對“X+器件化”研究生協同培養課題和培養目標的分析，將課題的內容分為4級模塊體系，體現“因需設題，模塊組合，按需取材，系統安排”的課題設計和實踐思想。課題以X材料制備研究和器件化研究2大體系，支撐整個課題培養體系。其4級模塊的主要內容見圖2。X(原材料制備工藝研究)主要在查閱、綜述文獻的基礎上，結合試驗優選材料制備方法，在確定制備方法后進行制備工藝的優化，并通過系列測試解析材料的制備機理。器件開發、制備和測試部分結合市場和企業需求。高校也需要企業提供的生產實踐環境、順應時代發展的技術，了解企業和器件制品市場對材料和技術的最新要求，從而達到共同作用和相輔相成的效果。

圖1：工科材料學專業研究生畢業課題培養機制框架圖

根據對“X+器件化”研究生協同培養課題和培養目標的分析，將課題的內容分為4級模塊體系，體現“因需設題，模塊組合，按需取材，系統安排”的課題設計和實踐思想。課題以X材料制備研究和器件化研究2大體系，支撐整個課題培養體系。其4級模塊的主要內容見圖2。

圖2：“X+器件化”研究生協同培養課題模塊圖

X(原材料制備工藝研究)主要在查閱、綜述文獻的基礎上，結合試驗優選材料制備方法，在確定制備方法后進行制備工藝的優化，并通過系列測試解析材料的制備機理。器件開發、制備和測試部分結合市場和企業需求。使學生有機會接觸到行業的需求、企業最新的實踐技術難題，進而培養學生的理論創新的同時，也培養其實踐創新能力和動手能力。企業需要高校的知識、人才、創新技術，同時其對人才的實踐能力要求更高。高校也需要企業提供的生產實踐環境、順應時代發展的技術，了解企業和器件制品市場對材料和技術的最新要求，從而達到共同作用和相輔相成的效果。總之，要適應新工科背景下行業對人才的需求，通過器件的研發將高校的新材料、新工藝資源與企業的實踐需求及器件產品市場有效結合在一起，這是培養適合新工科和中國制造2025背景下實用工科研究生的有效的手段。無論是對研究生個人的成長，還是對社會長期的發展都是一大助力。這一培養模塊機制的實施還可使學生了解除本專業知識外的眾多相關專業知識及產業和應用常識，有助于拓寬學生的知識面和眼界，提高學生的多學科交叉綜合能力。科研的創新成果離不開厚實的理論基礎和豐富的知識，閱讀文獻也是培養多學科交叉能力的重要一步，學會在浩瀚的學術文獻中獲取新知識，然后結合自己已有知識進行思考總結，將所學到的知識進行知識儲備。這就要求學生在專業知識上不僅應有廣度還應有深度的學習，能及時了解并掌握學科發展的前沿動態，對于其他專業的知識可以由淺入深，逐漸地將專業知識和技能沉淀。

課題設計和實施為了實現以能力和技能為本的高等技術應用性專門人才的培養目標，針對工程師、開發員、試驗員、質檢員等職業崗位實際工作任務所需要的技能、知識和能力要求選取研究生課題，理論知識以“適度、夠用”為限，突出工科材料為器件服務，培養器件開發、制備、檢測及對應理論研究方法及技能測試和訓練等。隨著新工科和中國制造2025等相關概念和政策的提出，工科的發展和新材料、新技術、新工藝的不斷推廣應用，發展對器件開發和改進的要求越來越迫切，相關器件的標準、規范和檢測技術也在不斷更新變化。研究生畢業課題的內容也逐步變化，舊的材料有些淘汰，新的材料在補充，如何用這些新材料來開發、制備器件成為一個十分急迫的問題。因此，在研究生畢業課題的設置和實施過程中就必須引入器件開發制備相關的要求，使研究生畢業課題與時俱進。為了突出體現“提高學生的崗位工作能力”，以工程師、開發員、試驗員、質檢員等職業崗位能力要求為目標，圖3給出了材料類工科研究生畢業課題的設置和實施文本設計。根據工科材料類研究生畢業課題的專業基礎培養目標、創新意識培養目標和能力技能培養目標，以未來職業需求為向導，設置課題及實施情境，設置課題任務，逐步在實驗室搭建器件制備和檢測平臺，采用“試驗、測試、檢測、分析”與器件化課題深度結合，融理論研究、材料制備與器件設計開發一體化的課題設置和實施模式，有效調動學生實施課題的興趣，促進學生積極思考與實踐；采取市場需求、項目導向、任務驅動、崗位職責等課題實施驅動模式，強化研究生的綜合能力培養。在課題的實施過程中，將傳統的“學生”和“導師”的角色轉換為“企業員工”與“部門管理者”，將研究生按相關崗位要求進行任務設計，讓研究生有企業工作的真實情景感受，鍛煉研究生的獨立工作能力和團隊協作精神。

圖3：材料類工科研究生畢業課題中器件化職業需求與課題設計思路

在研究生課題實施期間，根據課題進度和相關競賽的時間安排，適時讓研究生參加建模大賽，組織器件制備技能大賽，通過建模設計開發器件，結合原材料的性能，對器件的結構和性能進行線上虛擬設計。同時，通過組織研究生器件制備技能大賽提高研究生的器件開發意識和器件制備能力，達到培養研究生全面的專業、個人、職業、團隊、交流及社會意識與能力。通過項目指標和任務驅動法、器件化為依托，培養學生自主學習的能力及分析問題與解決問題的能力。培養過程中引入客戶及企業需求案例。如：在開發高顯色指數暖白光LED器件為案例，先介紹一個實際器件需求的案例，并列出LED的具體指標，先把課題要求告訴研究生，啟發學生主動思考，讓學生帶著問題和目標開展研究，并分階段對標研究目標，分析與目標的差距及原因。總結階段任務完成得好的經驗，任務沒完成的教訓和問題等，實時調整階段目標。

2 結論

以景德鎮陶瓷大學材料學碩士研究生為例，開展新工科背景下“X+器件化”研究生畢業課題協同培養機制設計，將“X+器件化”綜合研究課題的培養思路貫穿研究生的整個培養過程，探索工科研究生的理論創新和實踐動手能力相結合的綜合素質與能力培養方案，其本質是將教育、科研、生產三者結合于研究生培養過程，有助于使研究生的實踐教學環節更有實際應用價值，有助于鞏固專業課程的同時，還可以引導和加強研究生的實踐創新能力，使工科研究生教育進一步獲得發展和提高。其實施有助于提高研究生解決“新工科”背景下具體實際問題的能力。