專業(yè)研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式研究

謝平 陳萌 林洪彬 何群 杜義浩

[摘 要]專業(yè)學(xué)位研究生教育是高級工程技術(shù)人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)，而我國研究生培養(yǎng)體系不完整，教育目標(biāo)不清晰，使得培養(yǎng)的研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力薄弱，不能滿足當(dāng)今社會對人才的需求。新形勢下，如何提高專業(yè)學(xué)位研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力是研究生教育改革的重要內(nèi)容。研究基于我國專業(yè)學(xué)位研究生教育中創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀，針對儀器儀表工程專業(yè)研究生的實(shí)踐能力培養(yǎng)存在的問題，提出多層次模塊化創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式，從研究生示范課建設(shè)、實(shí)踐基地建設(shè)、科研平臺實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等多角度綜合設(shè)計(jì)研究生創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)模式，提高專業(yè)學(xué)位研究生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力，以適應(yīng)21世紀(jì)國家應(yīng)對全球化挑戰(zhàn)的人才培養(yǎng)需求。

[關(guān)鍵詞]研究生培養(yǎng)；創(chuàng)新實(shí)踐能力；專業(yè)學(xué)位；多層次模塊化實(shí)踐

[中圖分類號] G645 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）08-0179-04

○、引言

進(jìn)入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，對于具有創(chuàng)新實(shí)踐能力的高層次人才需求日益增加。為應(yīng)對全球化挑戰(zhàn)，高等工程教育與全球化相互驅(qū)動使我國的研究生教育得到了長足發(fā)展，但人才培養(yǎng)質(zhì)量遠(yuǎn)低于世界一流水平，呈現(xiàn)出“大而不強(qiáng)、多而不精”的局面，這嚴(yán)重制約了我國綜合國力的進(jìn)一步提升。從2009年起，教育部出臺了一系列政策，將碩士研究生教育從以“培養(yǎng)學(xué)術(shù)型人才為主”轉(zhuǎn)向“以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主”，其中專業(yè)學(xué)位研究生以“培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合式高層次工程技術(shù)和工程管理人才”為目標(biāo)。與此同時(shí)，在《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中，確定了我國研究生教育要加快實(shí)施“優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高質(zhì)量”的改革主題，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。

當(dāng)前，我國尚未成為研究生教育強(qiáng)國?？傮w上看，我國專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)模式還不成熟，在培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)內(nèi)容、評價(jià)體系、保障措施等方面還存在很多不足，難以滿足國家發(fā)展對高層次工程技術(shù)人才的需求。具體表現(xiàn)在：研究生實(shí)踐能力薄弱，創(chuàng)新能力及意識不強(qiáng)；培養(yǎng)的研究生不能滿足社會發(fā)展對人才的多樣化要求。原因主要在于國內(nèi)高校專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)主體、培養(yǎng)方式和評價(jià)手段較為單一，師資條件、經(jīng)費(fèi)投入、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等教育資源相對不足，研究生培養(yǎng)模式 “重理論、輕實(shí)踐、缺創(chuàng)新”，所培養(yǎng)的研究生與社會需求脫節(jié)?？v觀歐美等研究生教育發(fā)達(dá)國家，其通常是將研究生的實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)放在首要位置，研究生培養(yǎng)與社會需求結(jié)合緊密，工科類研究生大多采用與企業(yè)協(xié)作培養(yǎng)的方式，注重培養(yǎng)研究生的實(shí)踐能力、獨(dú)立解決問題的能力和創(chuàng)新思維。近年來，國內(nèi)各個高校及研究生培養(yǎng)單位都在積極探索如何提高研究生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。2016年9月浙江大學(xué)成立了“浙江工程師學(xué)院”，著力解決專業(yè)學(xué)位研究生在課程設(shè)置、教學(xué)理念、培養(yǎng)模式、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和師資隊(duì)伍建設(shè)等方面的問題。燕山大學(xué)近年來也陸續(xù)出臺了《燕山大學(xué)深化研究生教育改革實(shí)施方案》等文件，加強(qiáng)研究生教育教學(xué)的理論研究與實(shí)踐探索，提高專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐能力和培養(yǎng)質(zhì)量。

儀器儀表行業(yè)是工業(yè)生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域的重要支撐產(chǎn)業(yè)，其人才培養(yǎng)的質(zhì)量直接關(guān)系到先進(jìn)制造技術(shù)需求下國家核心競爭力的提升和戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。目前，我國儀器儀表行業(yè)的總體水平距離先進(jìn)發(fā)達(dá)國家仍有一定差距，亟須培養(yǎng)具有較強(qiáng)工程創(chuàng)新能力和技術(shù)攻堅(jiān)本領(lǐng)的高素質(zhì)復(fù)合型儀器儀表工程師。本文針對先進(jìn)制造模式下研究生高等工程教育改革面臨的相關(guān)問題，從專業(yè)層面分析我校儀器儀表工程專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)存在的問題，通過對新形勢下本專業(yè)研究生實(shí)踐能力需求分析與優(yōu)化定位，提出了研究生創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)的多層次模塊化實(shí)踐改革模式，提高專業(yè)學(xué)位研究生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力，為探索研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)的有效途徑進(jìn)行了有益嘗試，也為適應(yīng)未來研究生教育認(rèn)證及研究生培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化奠定基礎(chǔ)。

一、多層次模塊化創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式構(gòu)建

燕山大學(xué)儀器儀表工程專業(yè)自2010年至今已經(jīng)培養(yǎng)近200名掌握儀器儀表設(shè)計(jì)理論和相關(guān)的“光、機(jī)、電、算”一體化技術(shù)并能夠解決儀器儀表工程問題的碩士研究生，為京津冀乃至全國輸送了一批優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才，獲得了良好的社會效應(yīng)和專業(yè)認(rèn)可度。然而，該專業(yè)在人才培養(yǎng)模式等方面也存在前述的一些共性問題，尤其是學(xué)術(shù)型和專業(yè)型的培養(yǎng)模式存在一定混淆，專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式主要以校內(nèi)實(shí)踐模塊為主，缺乏創(chuàng)新實(shí)踐和校企合作等培養(yǎng)方式。為此，在河北省和燕山大學(xué)相繼出臺的“專業(yè)研究生培養(yǎng)教育改革實(shí)施方案”相關(guān)文件的引導(dǎo)下，學(xué)科相繼組織申報(bào)了“專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)改革”、“研究生示范課建設(shè)”等校級和省級教學(xué)改革項(xiàng)目，確定新形勢下儀器儀表專業(yè)學(xué)位研究生應(yīng)具備的實(shí)踐能力需求，進(jìn)一步提出了多層次模塊化創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式，經(jīng)過近兩年的實(shí)踐，取得了良好的效果。

多層次模塊化創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的構(gòu)建如圖1所示，具體如下。

1.首先，經(jīng)過教育理論學(xué)習(xí)、企業(yè)調(diào)研和學(xué)科論證，重新確定了新形勢下儀器儀表專業(yè)學(xué)位研究生應(yīng)具備的實(shí)踐能力需求，即學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力。

2.基于儀器儀表工程現(xiàn)有的實(shí)踐培養(yǎng)體系，考慮專業(yè)基礎(chǔ)、平臺設(shè)施、社會資源等綜合因素，從示范性課程建設(shè)、專業(yè)實(shí)踐模塊、科研平臺創(chuàng)新、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等多角度改革完善創(chuàng)新實(shí)踐模式和舉措。其中，研究生示范性課程建設(shè)，將理論學(xué)習(xí)和課程項(xiàng)目相結(jié)合，并對優(yōu)秀成果進(jìn)行展演；創(chuàng)新實(shí)踐模塊環(huán)節(jié)，完善現(xiàn)有專碩實(shí)踐模塊，引導(dǎo)自主實(shí)踐設(shè)計(jì)，并舉辦實(shí)踐設(shè)計(jì)競賽；創(chuàng)新科研平臺，發(fā)揮科研平臺和企業(yè)合作資源，結(jié)合科研課題創(chuàng)新實(shí)踐，并對實(shí)踐成果進(jìn)行展演；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽模塊，挖掘優(yōu)秀展演實(shí)踐作品，提升凝練并申報(bào)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及各類科技競賽，各個模塊相輔相成有機(jī)結(jié)合。

3.建立研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)模式評價(jià)及反饋機(jī)制，并基于綜合評價(jià)結(jié)果對能力需求模型和實(shí)踐培養(yǎng)模式進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)研究生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)的持續(xù)改進(jìn)。

二、多層次模塊化創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的實(shí)施

為保證多層次模塊化創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式有效開展，學(xué)科制定了相應(yīng)的專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐方案實(shí)施文件，規(guī)定了專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐學(xué)分設(shè)置，且可根據(jù)自身課題及研究方向，在多個實(shí)踐模塊中合理選擇和組合，從而構(gòu)建了多層次立體化創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)體系，其中各個模塊并行實(shí)施并有機(jī)結(jié)合。

（一）示范性課程建設(shè)

課程學(xué)習(xí)是研究生掌握專門知識和提高科研創(chuàng)新能力的根本渠道。為此，專業(yè)自2015年起申報(bào)多個專業(yè)主干課的示范性課程建設(shè)項(xiàng)目，開展基于課程學(xué)習(xí)的研究生綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)模式研究。以儀器儀表工程專業(yè)的工程信號處理研究生示范性課程建設(shè)項(xiàng)目為例，該課程針對儀器儀表工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中的信號處理問題，介紹信號處理的相關(guān)方法和設(shè)計(jì)手段。如何使學(xué)生做到理論和實(shí)踐并舉的同時(shí)提高創(chuàng)新實(shí)踐能力，這是需要思考和解決的問題。

首先，基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的OBE教學(xué)理念，結(jié)合本專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)體系，確定了工程信號處理課程的核心能力目標(biāo)，如表1所示。

其次，針對課程核心能力目標(biāo)需求，提出示范性課程模塊設(shè)計(jì)方案及組織方式，如圖2所示，依托學(xué)科科研平臺和研究特色，設(shè)計(jì)涵蓋理論教學(xué)、案例教學(xué)、研討教學(xué)、實(shí)踐設(shè)計(jì)的多模塊化教學(xué)模式，以培養(yǎng)研究生綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力，如表2所示。

（二）專業(yè)實(shí)踐模塊

基于專業(yè)培養(yǎng)方向及實(shí)踐能力培養(yǎng)需求，在我校研究生培養(yǎng)相關(guān)政策和研究生綜合試點(diǎn)改革項(xiàng)目的支持下，學(xué)科陸續(xù)建設(shè)了面向儀器儀表工程的校內(nèi)實(shí)踐基地，包括智能檢測裝置和精密測試儀器兩大實(shí)踐類別，具體包括“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”、“PLC過程控制”、“智能儀表設(shè)計(jì)”、“光學(xué)精密測試”、“機(jī)器視覺檢測”等實(shí)踐模塊，學(xué)生可在第二學(xué)年任選2個模塊進(jìn)行實(shí)踐設(shè)計(jì)，且采用開放式實(shí)踐模式，即學(xué)生可基于實(shí)踐模塊自行組隊(duì)自主設(shè)計(jì)實(shí)踐作品，內(nèi)容自定。同時(shí)，不同的實(shí)踐模塊配備相應(yīng)指導(dǎo)教師研究團(tuán)隊(duì)，在任務(wù)設(shè)定、方案論證、軟硬件調(diào)試等方面給予學(xué)生必要的引導(dǎo)和幫助。通過校內(nèi)實(shí)踐培養(yǎng)，可以讓本專業(yè)的研究生了解近代儀器儀表設(shè)計(jì)方法，掌握儀器儀表工程領(lǐng)域的相關(guān)研究及設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)研究生基本的工程實(shí)踐技能，從而提升研究生的理論聯(lián)系實(shí)際能力和協(xié)作意識。

為提高研究生參加專業(yè)實(shí)踐模塊的積極性，提升實(shí)踐效果，學(xué)科聯(lián)合電子實(shí)驗(yàn)中心等單位舉辦儀表創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，選拔優(yōu)秀的研究生實(shí)踐作品參加比賽，通過匯報(bào)講解、答辯交流和實(shí)物演示等環(huán)節(jié)評選出優(yōu)秀作品并進(jìn)行獎勵，如2016年儀表設(shè)計(jì)比賽評選出“工業(yè)粉塵監(jiān)測系統(tǒng)”、“自動定點(diǎn)傘降與搜尋系統(tǒng)”、“智能溫濕度控制系統(tǒng)”等優(yōu)秀作品。

（三）科研平臺實(shí)踐

為充分結(jié)合學(xué)科科研平臺和導(dǎo)師科研課題，使研究生在深度參與科學(xué)研究的過程中提升創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，所在學(xué)科以河北省測試計(jì)量技術(shù)及儀器省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)科研平臺為依托，提出了基于科研平臺開展研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)的相關(guān)措施，并申報(bào)了相關(guān)校級教學(xué)改革研究項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了基于不同科研平臺的實(shí)踐設(shè)計(jì)模塊，如基于風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)運(yùn)行及監(jiān)測平臺、齒輪變速箱綜合試驗(yàn)平臺、高精度動態(tài)信號采集與分析平臺、康復(fù)機(jī)器人生物反饋控制平臺、智能傳感及嵌入式控制平臺等，上述條件為研究生實(shí)踐提供了可靠的保障。每一年級專業(yè)碩士的實(shí)踐設(shè)計(jì)成果，學(xué)科將舉辦展演和評選，供教師和學(xué)生交流學(xué)習(xí)，這收到了良好的效果。

（四）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽

研究生學(xué)科競賽活動是檢驗(yàn)研究生理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐動手能力的重要手段，有利于深化研究生教育教學(xué)改革。為此，我校陸續(xù)出臺了研究生參加學(xué)科競賽的相應(yīng)文件和激勵政策，鼓勵研究生有計(jì)劃、經(jīng)常性地參加各類學(xué)科競賽活動。將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽與專業(yè)實(shí)踐模塊實(shí)踐、科研平臺實(shí)踐三者有機(jī)結(jié)合，對研究生在不同實(shí)踐環(huán)節(jié)和課題研究中的優(yōu)秀作品和成果進(jìn)行選拔，進(jìn)一步提升研究生的理論水平和實(shí)踐能力。近年來，本專業(yè)研究生在校內(nèi)、省級乃至國家級各類賽事均獲得了較好成績，如趙鵬程等獲得2015年全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎、陳曉玲等《基于神經(jīng)肌肉耦合分析的中風(fēng)康復(fù)運(yùn)動狀態(tài)評價(jià)》及鄒策等《基于駕乘舒適度分析的車內(nèi)環(huán)境智能調(diào)控》分別獲2015年河北省挑戰(zhàn)杯二等獎和2017年河北省挑戰(zhàn)杯一等獎。上述舉措有效推動和整合了專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革，對培養(yǎng)研究生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神起到了積極的作用。

三、評價(jià)及反饋

為檢驗(yàn)所提出的多層次模塊化創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的實(shí)施情況，經(jīng)過兩年的改革實(shí)踐，學(xué)科以41名2014級儀器儀表工程專業(yè)學(xué)位研究生為調(diào)查對象，開展了以研究生對各項(xiàng)實(shí)踐創(chuàng)新能力提升的自我評價(jià)及滿意程度為內(nèi)容的問卷調(diào)查，調(diào)查共發(fā)放問卷41份，返回有效問卷41份，調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示。調(diào)查結(jié)果顯示，研究生對所提出的培養(yǎng)模式各項(xiàng)能力的培養(yǎng)結(jié)果滿意程度在95%左右，這說明該模式及實(shí)施方式對學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)較為適合，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維及綜合實(shí)踐能力。在少數(shù)評價(jià)一般及不滿意的調(diào)查問卷中，被調(diào)查者提出校內(nèi)實(shí)踐平臺應(yīng)進(jìn)一步與國際先進(jìn)儀器設(shè)備接軌、學(xué)?？烧J(rèn)定實(shí)踐學(xué)分的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽相關(guān)賽事應(yīng)更加豐富的建議，這些為專業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)改革提出了進(jìn)一步努力的方向，學(xué)科擬從產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合共建實(shí)驗(yàn)室等方面完善實(shí)踐模塊改革環(huán)節(jié)。

四、結(jié)束語

本文針對新形勢下高級工程技術(shù)人才的培養(yǎng)需求，分析了專業(yè)學(xué)位研究生的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)定位，針對本學(xué)科儀器儀表工程專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)模式及現(xiàn)存問題，構(gòu)建了多個模塊有機(jī)結(jié)合的多層次模塊化創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)改革模式，有效提升了研究生的創(chuàng)新思維和綜合實(shí)踐能力，為專業(yè)學(xué)位研究生的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)提供了新思路，也為不同院校和學(xué)科專業(yè)針對自身情況開展相適合的研究生實(shí)踐模式提供可行借鑒。

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[責(zé)任編輯 陳 明]