新工科背景下機(jī)械類研究生創(chuàng)新能力提升措施

鐘偉　李沖　方記文　王筱蓉

摘 要 為提升機(jī)械類研究生的創(chuàng)新能力以適應(yīng)新工科的要求，本文首先分析了新工科對(duì)科技人才的能力需求，列舉了當(dāng)前在研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的不足，其次針對(duì)研究生理論教學(xué)前沿性弱、實(shí)用性差等問(wèn)題提出改革措施，最后從多元化科研實(shí)踐改革方面提出若干增強(qiáng)研究生創(chuàng)新能力的措施。

關(guān)鍵詞 新工科 創(chuàng)新能力 教學(xué)模式 科研實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G643 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.07.031

Abstract In order to improve the innovative ability of postgraduates of mechanical engineering to meet the requirements of new engineering disciplines， this paper first enumerates current deficiencies in the cultivation of innovative ability of postgraduates after analyzing the requirements for scientific and technological talents， then raises some reform methods aiming at the problems of weak frontier of theoretical teaching and poor practicability， and finally gives suggestions on reform of research practice to strengthen the innovative ability.

Keywords New Engineering Disciplines; innovative ability; teaching mode; research practice

0 前言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，社會(huì)各領(lǐng)域應(yīng)用的高新技術(shù)的難度與深度日益提升，這對(duì)人才提出了更高的能力要求，同時(shí)對(duì)我國(guó)高等工程教育提出了新的挑戰(zhàn)。[1-3]“新工科”實(shí)踐主要著眼于面向未來(lái)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，著力推動(dòng)學(xué)科交叉融合和跨界整合，強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性。[4-7]在新工科背景下提升研究生的創(chuàng)新能力是為支撐新一輪產(chǎn)業(yè)革命，如工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國(guó)制造2025，培養(yǎng)適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的工程科技人才。[8-10]當(dāng)前，機(jī)械學(xué)科與信息、材料、控制等學(xué)科廣泛交叉，機(jī)械類研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提升理所當(dāng)然成為新工科專業(yè)建設(shè)改革中亟待解決的問(wèn)題。

1 新工科對(duì)人才能力需求及影響因素分析

人才是推動(dòng)國(guó)家科技發(fā)展的根本保障，創(chuàng)新是人才最核心的素質(zhì)能力體現(xiàn)，提升創(chuàng)新能力是高層次人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)。新工科強(qiáng)調(diào)面向未向產(chǎn)業(yè)的學(xué)科交叉融合，其對(duì)科技人才的能力需求主要在于：

（1）具有跨學(xué)科的知識(shí)基礎(chǔ)。學(xué)科交叉是新工科的鮮明特色，也是當(dāng)今世界科技發(fā)展的主流趨勢(shì)，“學(xué)有專攻，多專多能”是對(duì)新工科人才的一大需求。工科研究生在掌握本專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，也要具備跨學(xué)科的交際能力、思維能力和學(xué)習(xí)能力。對(duì)于機(jī)械學(xué)科而言，尤其要注重傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)與信息通訊、電子控制、軟件設(shè)計(jì)等新技術(shù)的緊密結(jié)合。

（2）具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和分析問(wèn)題能力?？萍歼M(jìn)步和社會(huì)發(fā)展促使知識(shí)更新越來(lái)越快，這要求高素質(zhì)人才具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力。研究生要根據(jù)研究需要搜集、處理信息，積極實(shí)現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)更新，機(jī)械類研究生除了要掌握傳統(tǒng)機(jī)械理論知識(shí)之外，更要積極探索前沿領(lǐng)域的共性科學(xué)問(wèn)題，擁有廣博的學(xué)識(shí)并能夠不斷更新完善是分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本能力保障。

（3）受訓(xùn)并具備實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?！凹埳系脕?lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，知識(shí)與能力的沉淀離不開實(shí)踐。當(dāng)前，大多數(shù)在校研究生運(yùn)用知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力相對(duì)缺乏，主觀投身實(shí)踐的意識(shí)薄弱。機(jī)械學(xué)科對(duì)人才的動(dòng)手操作能力要求非常高，而實(shí)踐能力和經(jīng)驗(yàn)的提高依賴于日常的科研訓(xùn)練。在實(shí)踐過(guò)程中，知識(shí)構(gòu)建、邏輯思維、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得以提升，創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力也應(yīng)運(yùn)而生。

然而，就本文作者所在的工科型高校為例，當(dāng)前研究生在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面還存在著一些不足，主要反映在以下幾個(gè)方面。

（1）主動(dòng)創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)，激勵(lì)措施收效甚微。在國(guó)家大力宣傳創(chuàng)新的背景下，各高校制定了相應(yīng)的研究生創(chuàng)新計(jì)劃，從形式上激勵(lì)學(xué)生從事創(chuàng)新活動(dòng)。然而，此類創(chuàng)新計(jì)劃大多源自教師科研課題，學(xué)生仍處于被動(dòng)參與狀態(tài)，難以激發(fā)其自身創(chuàng)造力。此外，科研創(chuàng)新周期長(zhǎng)，加之傳統(tǒng)機(jī)械學(xué)科較為枯燥，學(xué)生在遇到困難后便容易產(chǎn)生倦怠感。

（2）缺乏培養(yǎng)創(chuàng)新能力的課程。當(dāng)前高校開設(shè)的機(jī)械類研究生課程大多難以擺脫傳統(tǒng)學(xué)科觀念的束縛，課程分類雜亂，未能形成相關(guān)課程群，且在授課環(huán)節(jié)未能注重培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。在課堂上學(xué)生主要是被動(dòng)接受，缺少討論互動(dòng)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生溝通、交流能力不強(qiáng)，難以從專業(yè)的角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確表述和界定。

（3）缺乏科研創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。科研實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)及開放實(shí)驗(yàn)室對(duì)于孕育創(chuàng)新成果極為重要。機(jī)械學(xué)科創(chuàng)新對(duì)于平臺(tái)的依賴較大，然而，當(dāng)前普通高校的科研場(chǎng)地有限、科研設(shè)備陳舊，更新?lián)Q代速度慢，尤其缺乏能夠展現(xiàn)新工科特色的聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，難以為學(xué)科交叉發(fā)展提供支持。

2 理論教學(xué)模式的改革

提升研究生創(chuàng)新能力首先要對(duì)理論教學(xué)模式進(jìn)行改革。對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械學(xué)科的理念進(jìn)行全面升級(jí)，從新興交叉學(xué)科對(duì)學(xué)生的知識(shí)能力需求出發(fā)，分析研究生科研能力培養(yǎng)的關(guān)鍵要素，動(dòng)態(tài)調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)并對(duì)課程體系進(jìn)行優(yōu)化。包括以下改革途徑：

（1）重構(gòu)課程體系。新工科強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉，研究生課程體系也需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整方能做到與時(shí)俱進(jìn)。從課程的內(nèi)容來(lái)看，亟需將當(dāng)前熱點(diǎn)技術(shù)（如共融機(jī)器人、智能制造等）融入機(jī)械大類相關(guān)課程;從課程的編排來(lái)看，要廢除低層次課程，把相近課程進(jìn)行整合，倡導(dǎo)培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力和強(qiáng)化實(shí)踐能力。同時(shí)，鼓勵(lì)根據(jù)個(gè)人興趣選修所在學(xué)科要求以外的課程，培養(yǎng)跨學(xué)科創(chuàng)新思維和技能。

（2）改革授課方法。理論授課改變傳統(tǒng)的“一堂講”方式，積極采用引導(dǎo)式、討論式和交互式等多種教學(xué)形式，通過(guò)互動(dòng)和溝通使學(xué)生掌握多角度的思維方式。注重將理論授課內(nèi)容與實(shí)踐相結(jié)合，合理規(guī)劃課程要求，注重鍛煉學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，在實(shí)施過(guò)程中逐漸建立和完善新模式。

（3）通過(guò)學(xué)術(shù)講座拓寬視野?！奥牼幌挘瑒僮x十年書”。著名專家學(xué)者的智慧點(diǎn)撥可以有效地幫助學(xué)生擺脫科研困惑。組織本校資深教授或是邀請(qǐng)專家學(xué)者有針對(duì)性地開設(shè)系列精品講座，專題講解前沿課題，將優(yōu)質(zhì)的教育資源進(jìn)行共享，不僅可以拓寬學(xué)生們的視野，還能在一定程度激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)。

（4）以課題為依托提升實(shí)踐能力。注重將理論授課內(nèi)容與實(shí)踐相結(jié)合，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式鍛煉學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。以科研項(xiàng)目中的具體理論應(yīng)用為依托，開設(shè)多個(gè)小項(xiàng)目供學(xué)生根據(jù)興趣愛好自由選擇，個(gè)人或分組完成項(xiàng)目并參加答辯。考核過(guò)程中既核查完成質(zhì)量，又注重口頭報(bào)告和研討課上的表現(xiàn)。

3 多元化科研實(shí)踐改革措施

（1）營(yíng)造學(xué)術(shù)氛圍。當(dāng)課題進(jìn)展不順利或是處于迷茫期時(shí)，研究生不經(jīng)意間就會(huì)處于懶散無(wú)事可做的狀態(tài)，主要原因是出于自己本身，然而不可否認(rèn)的是，除自身因素外，學(xué)術(shù)氛圍也在影響著學(xué)生的狀態(tài)，良好的學(xué)術(shù)氛圍能夠大幅提升學(xué)習(xí)積極性。通過(guò)定期舉行研究例會(huì)和組會(huì)討論等方式既能對(duì)研究進(jìn)度進(jìn)行把控，又能消除學(xué)生困惑，推動(dòng)科研進(jìn)展。學(xué)生有了科研成果，獲得成就感便會(huì)加劇好奇心，促使自己更專心投入到科研，形成良性循環(huán)。

（2）注重創(chuàng)新考核。學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)體系中“唯論文”傾向明顯，學(xué)生需要在國(guó)內(nèi)外期刊上發(fā)表若干篇學(xué)術(shù)論文方可畢業(yè)，這可能催生學(xué)術(shù)腐敗，扼殺創(chuàng)新思維。積極鼓勵(lì)以多元化的學(xué)術(shù)創(chuàng)新成果評(píng)價(jià)研究生學(xué)術(shù)水平，激勵(lì)其開展原創(chuàng)性、前沿性、跨學(xué)科研究，機(jī)械學(xué)科創(chuàng)新周期長(zhǎng)，更要制定切合實(shí)際的學(xué)術(shù)創(chuàng)新成果要求。一味地追求論文產(chǎn)出，不符合教育長(zhǎng)期性和創(chuàng)新偶然性的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)壓力大導(dǎo)致學(xué)生精神恍惚，無(wú)暇思考，更談不上創(chuàng)新。

（3）加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)建設(shè)。新工科實(shí)踐還強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性。學(xué)校要加強(qiáng)與企業(yè)合作，結(jié)合科研院所、企業(yè)等多方面資源，搭建一個(gè)科教融合、產(chǎn)學(xué)融合的平臺(tái)。重視企業(yè)的力量，通過(guò)企業(yè)的最新研究成果推動(dòng)教育改革，使教學(xué)不再脫離市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)學(xué)術(shù)研究深度結(jié)合，讓學(xué)生積極參與企業(yè)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)獲取與能力運(yùn)用的平衡，培養(yǎng)更有效的具有新工科思維的新興人才。

（4）實(shí)施研究生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)。受導(dǎo)師的專業(yè)限制，培養(yǎng)的研究生僅局限于某單一學(xué)科領(lǐng)域，未能充分發(fā)揮學(xué)生的研究能力和學(xué)習(xí)能力，也無(wú)法達(dá)到新工科要求的學(xué)科交叉，同時(shí)限制了研究生自主選擇性和個(gè)人興趣的發(fā)展。在研究生培養(yǎng)中應(yīng)積極探索實(shí)行導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)的模式。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)組成應(yīng)具備合理的年齡、學(xué)歷、留洋經(jīng)歷和職稱結(jié)構(gòu)，學(xué)術(shù)專長(zhǎng)覆蓋面廣，涵蓋設(shè)計(jì)、工藝、檢測(cè)、控制等方向。

（5）鼓勵(lì)研究生廣泛參與學(xué)術(shù)交流。學(xué)術(shù)交流有助于拓寬研究生的眼界，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高綜合素質(zhì)。各高校應(yīng)通過(guò)設(shè)立專項(xiàng)基金等方式引導(dǎo)和支持研究生開展跨學(xué)科交流，通過(guò)參與高校、公司、協(xié)會(huì)舉辦的各種研討會(huì)，學(xué)生既可以了解跨學(xué)科的前沿信息，同時(shí)還可以通過(guò)匯報(bào)、海報(bào)等方式推介自己的研究成果，并從中認(rèn)識(shí)到自己工作的不足，獲得靈感和啟發(fā)。

（6）建立跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)跨學(xué)科科研平臺(tái)和聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)完善人才培養(yǎng)的硬件條件。創(chuàng)新需要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，前沿技術(shù)、顛覆性技術(shù)無(wú)不萌生于實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)而形成生產(chǎn)力乃至推動(dòng)歷史的前進(jìn)。機(jī)械學(xué)科要打破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)壁壘，通過(guò)跨學(xué)科交叉實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，融合多學(xué)科力量為培養(yǎng)新工科人才提供硬件保障。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求也在不斷提升。在新工科背景下，研究生的創(chuàng)新能力影響著我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提高研究生的創(chuàng)新能力，不僅是對(duì)各高校提出的高度教育要求，而且也是高等人才發(fā)展的必然趨勢(shì)。在新時(shí)代新工科新形勢(shì)下，我們要優(yōu)化研究生培養(yǎng)模式，確定科學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，完善新工科背景下的教育制度，這樣才能為社會(huì)發(fā)展和時(shí)代進(jìn)步提供優(yōu)秀人才。

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