江帆 張春良 蕭仲敏 劉鎮(zhèn)章 吳青鳳

[摘 要]利用可拓創(chuàng)新方法對(duì)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的困難問題求解，設(shè)計(jì)解決路徑，并由此構(gòu)建了“一個(gè)目標(biāo)、三個(gè)體系、兩個(gè)融合”的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。一個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)是指擁有創(chuàng)新知識(shí)、創(chuàng)新素質(zhì)與創(chuàng)新能力。相互作用的3個(gè)體系是指創(chuàng)新課程體系、創(chuàng)新實(shí)踐體系與持續(xù)改進(jìn)體系。其中，持續(xù)改進(jìn)包括評(píng)價(jià)與持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。兩個(gè)融合是可拓創(chuàng)新方法與專業(yè)核心課程融合、研究性教學(xué)與學(xué)生自主授課融合，即通過與專業(yè)相關(guān)的創(chuàng)新案例，加深研究生對(duì)創(chuàng)新方法的理解，通過研究生自主設(shè)計(jì)課程內(nèi)容的研究性教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)研究生的綜合能力。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)新能力培養(yǎng);研究生;可拓學(xué);培養(yǎng)模式;持續(xù)改進(jìn)

[中圖分類號(hào)]G640[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-4634（2019）02-0031-05

0 引言

研究生創(chuàng)新教育一直是世界高等教育關(guān)注的重要問題。德國(guó)將創(chuàng)新教育列為研究生教育的重點(diǎn)，積極倡導(dǎo)研究生熱愛科學(xué)研究，以激發(fā)學(xué)生的新思維、新想法。英國(guó)的大學(xué)從各個(gè)方面培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新思維和提高研究生的創(chuàng)新能力，如建立了大學(xué)與工業(yè)界聯(lián)合的培養(yǎng)計(jì)劃，共同促進(jìn)研究生創(chuàng)新與實(shí)踐能力培養(yǎng)。美國(guó)強(qiáng)調(diào)研究生基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的創(chuàng)新，重視創(chuàng)新師資隊(duì)伍的建設(shè)，加強(qiáng)各學(xué)科研究生教育之間的交流，結(jié)合人才全面發(fā)展開展研究生創(chuàng)新教育。日本通過“官產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合”推動(dòng)研究生創(chuàng)新教育，建立了企業(yè)技術(shù)開發(fā)和學(xué)校人才培養(yǎng)模式[1-3]。

我國(guó)也非常重視研究生創(chuàng)新教育。高等教育法提出研究生教育目的是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才。2013年，教育部、發(fā)改委、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于深化研究生教育改革的意見》指出，要完善以提高創(chuàng)新能力為目標(biāo)的學(xué)術(shù)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式，注重學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)，強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力。由于國(guó)家的重視，各高校非常注重研究生的創(chuàng)新教育。清華大學(xué)改革了課程內(nèi)容、授課方式以及培養(yǎng)模式等方面，建立并完善科學(xué)合理的研究生培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，將創(chuàng)造性作為研究生能力和素質(zhì)的最重要的指標(biāo)，注意教育研究生正確處理好全面發(fā)展和個(gè)性完善的關(guān)系，為研究生提供足夠自由選擇并發(fā)揮主觀能動(dòng)性的空間，促進(jìn)了研究生的創(chuàng)新發(fā)展，產(chǎn)生了許多具有創(chuàng)新價(jià)值的科研成果[4]。西南交通大學(xué)采取了一些措施，大力開展研究生創(chuàng)新教育。例如，修訂培養(yǎng)方案，突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)，建立創(chuàng)新教育平臺(tái)，強(qiáng)化過程監(jiān)控，設(shè)立創(chuàng)新基金和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地等[5]。浙江大學(xué)為推動(dòng)研究生創(chuàng)新教育，校研究生院與民盟浙大委員會(huì)攜手合作，共同舉辦了研究生創(chuàng)新教育沙龍[6]。除此之外，很多高校為研究生創(chuàng)新教育推進(jìn)提出了具體措施，取得了較好的成果。當(dāng)前，我國(guó)的研究生創(chuàng)新教育也存在一些問題。諸如，傳統(tǒng)教育思想對(duì)創(chuàng)新教育的消極影響，研究性學(xué)習(xí)氛圍及創(chuàng)新環(huán)境的缺乏，現(xiàn)有研究生教育制度的一些缺陷，教學(xué)科研環(huán)境的滯后，地方性高校培養(yǎng)機(jī)制與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展不協(xié)調(diào)等等[7-10]。本文將可拓學(xué)引入到研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中，解決研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中存在的難點(diǎn)問題，并將可拓學(xué)作為一個(gè)有效的創(chuàng)新工具傳授給研究生，提升研究生的創(chuàng)新能力，建立具有特色的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。

1 機(jī)械專業(yè)研究生創(chuàng)新教育難題的可拓求解

1.1 可拓創(chuàng)新方法

可拓創(chuàng)新方法由4步組成——建模、拓展、變換、選優(yōu)?？赏匦问交Ｐ褪沁M(jìn)行可拓分析的基礎(chǔ)，包括物元、事元、關(guān)系元模型，也稱基元模型，是由對(duì)象、特征、量值三元組構(gòu)成，常用的形式為矩陣或表格。

物元用來(lái)描述“物”，表示為“物名稱、特征、量值”的三元組，這里以研究生為例，物元描述如表1所示。

事元用來(lái)描述“動(dòng)作”，表示為“動(dòng)詞、特征、量值”的三元組。與物元不同的是，事元的特征相對(duì)確定，如施動(dòng)對(duì)象、接受對(duì)象、支配對(duì)象、時(shí)間、地點(diǎn)、工具等。關(guān)系元用來(lái)描述物與物之間、事與事之間，或物與事之間的“關(guān)系”，表示為“關(guān)系詞，特征，量值”的三元組。關(guān)系元的特征也相對(duì)確定，常用的是前項(xiàng)、后項(xiàng)、程度，以及維系方式、聯(lián)系方式、聯(lián)系通道、地點(diǎn)等。

拓展分析是對(duì)基元模型的對(duì)象（物、事、關(guān)系）進(jìn)行拓展分析，包括發(fā)散樹、分合鏈、相關(guān)網(wǎng)、蘊(yùn)含系等方法。表2給出了指導(dǎo)事元的發(fā)散樹分析實(shí)例。

可拓變換將拓展分析形成的多種途徑變換為可以實(shí)現(xiàn)的方案，包括基本變換（置換、增刪、擴(kuò)縮、分解、復(fù)制）、變換的運(yùn)算、傳導(dǎo)變換等。表3給出了師生關(guān)系的增加變換實(shí)例。

方案優(yōu)選是對(duì)變換生成的創(chuàng)新方案進(jìn)行選擇，教師可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇，對(duì)于復(fù)雜問題，可拓學(xué)提供了優(yōu)度評(píng)價(jià)方法，即先確定衡量指標(biāo)，再給出權(quán)重，選擇關(guān)聯(lián)函數(shù)，進(jìn)而規(guī)范化關(guān)聯(lián)度，最后計(jì)算出每個(gè)方案的優(yōu)度，根據(jù)優(yōu)度值進(jìn)行方案的優(yōu)選。

1.2 機(jī)械專業(yè)研究生創(chuàng)新教育存在的困難問題

通過對(duì)本專業(yè)師生的調(diào)研并查閱論文文獻(xiàn)，筆者發(fā)現(xiàn)地方性高校機(jī)械專業(yè)研究生創(chuàng)新教育存在如下困難問題：（1）生源質(zhì)量不高，研究生專業(yè)知識(shí)積累貧乏，缺乏創(chuàng)新根基和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，學(xué)習(xí)功利化，進(jìn)而創(chuàng)新能力不足;（2）培養(yǎng)條件與研究生科研鍛煉機(jī)會(huì)不足，制約了對(duì)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng);（3）導(dǎo)師學(xué)術(shù)水平有待提高，缺乏對(duì)研究生創(chuàng)新能力的引導(dǎo)與激發(fā);（4）評(píng)價(jià)體系不完善，不利于研究生創(chuàng)新教育的發(fā)展，也阻礙導(dǎo)師培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的積極性。這些困難問題導(dǎo)致了當(dāng)下研究生創(chuàng)新能力的不足。

1.3 機(jī)械專業(yè)研究生創(chuàng)新教育難題的可拓求解

筆者通過對(duì)地方性高校機(jī)械專業(yè)研究生創(chuàng)新教育存在困難問題的分析，采用可拓求解方法，建立解決方案?？赏厍蠼夥椒ㄊ窃趩栴}建模的基礎(chǔ)上，進(jìn)行拓展分析、可拓變換、方案優(yōu)選，提出問題的解決方案。由于篇幅有限，下面僅對(duì)難題1進(jìn)行可拓求解。

第一，針對(duì)難題1，建立可拓模型，而后進(jìn)行發(fā)散樹拓展分析，如表4所示。研究根據(jù)表中的拓展途徑，進(jìn)行變換，得到可能的解決方案如下。（1）轉(zhuǎn)變授課方式。教師采取學(xué)生主講，師生共同研討的形式授課，以增加研究生的課下準(zhǔn)備時(shí)間，提高課堂效率，強(qiáng)化研究生知識(shí)儲(chǔ)備。（2）及早讓研究生介入研究課題，提升其研究興趣，并建立強(qiáng)化獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰機(jī)制，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。當(dāng)然，學(xué)校也可考慮創(chuàng)新招生選拔機(jī)制，優(yōu)化生源結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用上述兩個(gè)措施，會(huì)更加增強(qiáng)研究生的創(chuàng)新能力。

第二，對(duì)于難題2，建立的解決方案為：（1）科研規(guī)范化，就明確研究生參與項(xiàng)目、參加學(xué)術(shù)會(huì)議、發(fā)表論文等方面給出明確要求，以規(guī)范對(duì)研究生科研方面的訓(xùn)練;（2）增設(shè)面向研究生的創(chuàng)新項(xiàng)目，鼓勵(lì)研究生獨(dú)立承擔(dān)項(xiàng)目，提升研究生獨(dú)立科研及創(chuàng)新的能力。

第三，對(duì)于難題3，建立的解決方案為：（1）通過制度建設(shè)，特別是導(dǎo)師選拔與晉升制度的建設(shè)，保證導(dǎo)師指導(dǎo)能力，提升導(dǎo)師的學(xué)術(shù)創(chuàng)新與學(xué)術(shù)水平;（2）建立導(dǎo)師組，增加指導(dǎo)教師多元化，以多元化背景的交流與合作來(lái)提升研究生創(chuàng)新能力。

第四，對(duì)于難題4，建立的解決方案為：建立合理、公平的評(píng)價(jià)體系，營(yíng)造自由、平等、開放、包容的學(xué)術(shù)環(huán)境以促進(jìn)研究生的創(chuàng)新熱情。

2 可拓創(chuàng)新工具的傳授方法

傳授可拓創(chuàng)新工具將有助于提升研究生的創(chuàng)新能力。研究顯示，研究生可利用兩種途徑提高創(chuàng)新工具傳授的效率。（1）可拓創(chuàng)新工具的傳授需結(jié)合專業(yè)技術(shù)與身邊的案例，以便達(dá)到學(xué)以致用的效果。例如，機(jī)構(gòu)分析與綜合課程中，將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)方案利用發(fā)散樹方法拓展分析，可以得到曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、鏈條傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等。其中，凸輪機(jī)構(gòu)包括直動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)、槽形凸輪機(jī)構(gòu)等。這個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)拓展分析過程，可以對(duì)物元發(fā)散樹的6個(gè)規(guī)則“一物多特征、一特征多物、一特征多量值、一特征元多量值、一量值多物、一物一特征多量值”依次進(jìn)行講解。（2）將可拓創(chuàng)新工具與研究課題相結(jié)合，促進(jìn)研究生理解與應(yīng)用可拓創(chuàng)新工具，有助于可拓創(chuàng)新工具應(yīng)用研究的深入。例如，當(dāng)研究課題是綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，研究生就可利用可拓創(chuàng)新工具，對(duì)產(chǎn)品回收設(shè)計(jì)中的不相容矛盾問題（如軸承與軸的過盈配合與可拆性的矛盾）求解，擴(kuò)充了不相容矛盾問題可拓求解方法。

3 基于可拓學(xué)的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究

對(duì)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中存在困難問題的可拓分析顯示，研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式構(gòu)建主要解決3個(gè)問題：（1）如何體現(xiàn)研究生的創(chuàng)新能力？（2）如何培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力？（3）如何保障培養(yǎng)質(zhì)量？針對(duì)這3個(gè)問題，并結(jié)合前面研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)困難問題的分析，建立了“一個(gè)目標(biāo)、三個(gè)體系、兩個(gè)融合”的“132”研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，如圖1所示。

圖1 研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

“一個(gè)目標(biāo)”是指，建立了研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)：擁有知識(shí)、素質(zhì)、能力。（1）知識(shí)：體現(xiàn)在精深的專業(yè)知識(shí)、廣博的知識(shí)面、創(chuàng)新方法知識(shí)等;（2）素質(zhì)：體現(xiàn)在創(chuàng)新意識(shí)（具有發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和積極解決問題的意識(shí)）、創(chuàng)新人格（具有不斷探索的好奇心、堅(jiān)定信念的自信心、百折不撓的進(jìn)取心、兼容并蓄的開放心和服務(wù)社會(huì)的責(zé)任心）;（3）能力：體現(xiàn)在創(chuàng)新思維能力（在創(chuàng)新意識(shí)的引導(dǎo)下進(jìn)行理性探索，以新穎獨(dú)創(chuàng)的視角去思考問題，形成新的理論和方法的一種綜合性思維能力）與創(chuàng)新實(shí)踐能力（在發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上，用已有信息，結(jié)合創(chuàng)新方法，采用先進(jìn)的手段與技術(shù)去實(shí)踐探索，產(chǎn)生新創(chuàng)造、新發(fā)明的能力）;整個(gè)目標(biāo)體系如圖2所示。

“三個(gè)體系”是指為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)而提供的3個(gè)支撐體系，具體是創(chuàng)新課程體系、創(chuàng)新實(shí)踐體系、持續(xù)改進(jìn)體系。（1）創(chuàng)新課程體系，如圖3所示，包括創(chuàng)新方法課程與融合了創(chuàng)新方法的專業(yè)課程，專業(yè)課程是指學(xué)位課和核心的選修課，并將可拓創(chuàng)新工具與其中案例相結(jié)合，形成既能傳授專業(yè)知識(shí)，又能應(yīng)用創(chuàng)新方法的體系。（2）創(chuàng)新實(shí)踐體系，包括創(chuàng)新課程項(xiàng)目實(shí)踐與科研項(xiàng)目實(shí)踐兩個(gè)方面，如圖4所示。創(chuàng)新課程實(shí)踐是根據(jù)可拓創(chuàng)新工具教學(xué)的需要而設(shè)置的實(shí)踐項(xiàng)目，科研項(xiàng)目實(shí)踐是研究生結(jié)合自己的研究方向進(jìn)行部分課題研究?jī)?nèi)容的創(chuàng)新實(shí)踐（應(yīng)用創(chuàng)新方法）。

持續(xù)改進(jìn)體系，如圖5所示，包括創(chuàng)新課程達(dá)成度評(píng)價(jià)、培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)、持續(xù)改進(jìn)機(jī)制等。創(chuàng)新課程達(dá)成度評(píng)價(jià)是根據(jù)課程的綜合得分（包括測(cè)試成績(jī)、平時(shí)表現(xiàn)、課程參與等）來(lái)評(píng)價(jià)是否達(dá)到其支撐的培養(yǎng)目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)要求（一般設(shè)定為0.65）。培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)是在課程達(dá)成度評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，加權(quán)（權(quán)重由教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)綜合各利益相關(guān)者的評(píng)測(cè)得到）綜合得到的數(shù)值，高于設(shè)定要求（一般設(shè)定為0.65）即為合格。持續(xù)改進(jìn)機(jī)制是指根據(jù)上述評(píng)價(jià)結(jié)果，從知識(shí)把握、教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂管理、學(xué)習(xí)效果等方面找原因，建立改善方案并實(shí)施改進(jìn)，之后進(jìn)行新一輪循環(huán)評(píng)價(jià)及改進(jìn)。

創(chuàng)新課程體系、創(chuàng)新實(shí)踐體系與持續(xù)改進(jìn)體系之間存在相互作用，創(chuàng)新課程體系是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)，創(chuàng)新實(shí)踐體系是創(chuàng)新能力的重要手段。持續(xù)改進(jìn)體系為創(chuàng)新課程與創(chuàng)新實(shí)踐提供評(píng)價(jià)與改進(jìn)機(jī)制，起到監(jiān)控與督促作用。

“兩個(gè)融合”是指可拓創(chuàng)新工具與專業(yè)核心課程的融合、研究性教學(xué)方法與學(xué)生主講模式的融合?？赏貏?chuàng)新工具與專業(yè)核心課程的融合，是指根據(jù)可拓創(chuàng)新流程解決專業(yè)核心課程的案例求解問題，這樣既能夠傳授專業(yè)知識(shí)，又能融合可拓創(chuàng)新方法，對(duì)研究生理解與掌握這兩方面的知識(shí)具有重要作用，也使創(chuàng)新方法在學(xué)習(xí)中反復(fù)出現(xiàn)，增加研究生接觸與應(yīng)用創(chuàng)新方法的機(jī)會(huì)，促使研究生掌握可拓創(chuàng)新工具的應(yīng)用。

研究性教學(xué)方法通過創(chuàng)設(shè)問題情境、講解、研討、總結(jié)的流程，讓學(xué)生在接近真實(shí)的環(huán)境中學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與創(chuàng)新的能力。學(xué)生主講的模式增強(qiáng)了學(xué)生的課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，增加了知識(shí)的廣度和深度。教師通過這兩者的融合，讓研究生采用研究性的教學(xué)方法主講，根據(jù)主講內(nèi)容，設(shè)計(jì)問題情境、知識(shí)點(diǎn)講解、研討與總結(jié)方式，鍛煉了研究生表達(dá)、組織與創(chuàng)新呈現(xiàn)等各方面的能力。

上文提到的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中問題的解決思路，在這個(gè)培養(yǎng)體系中均能找到相應(yīng)的舉措。由此可見，本培養(yǎng)體系能夠解決當(dāng)前研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中存在的問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對(duì)我國(guó)實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。本文在分析研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中存在的困難問題的基礎(chǔ)上，建立了成系統(tǒng)的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。該體系從培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、實(shí)踐體系、持續(xù)改進(jìn)機(jī)制方面給出詳細(xì)的措施，并對(duì)可拓創(chuàng)新工具與專業(yè)核心課程融合、研究性教學(xué)方法與學(xué)生主講模式融合進(jìn)行了探討，為地方性高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索了一條具有操作性的路徑。

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