雙一流建設中理工科研究生科研能力提升路徑研究

摘? 要 培養(yǎng)研究生擁有獨立自主的、高水平的科學研究能力，是當前以科研為主高校對研究生教育的核心要求之一，尤其是“雙一流”學科建設高校對學?？蒲协h(huán)境加大投入力度，深入實施研究生創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，高效、精準地培養(yǎng)研究生的科研能力，提升科研水平。從理工科研究生科研能力培養(yǎng)中的具體問題出發(fā)，重點解決研究生創(chuàng)新性科學思維與科學表達方面的問題，探索“雙一流”目標建設中提升理工科研究生科研能力的具體途徑和措施。

關鍵詞 雙一流;理工科;研究生;科研能力;創(chuàng)新能力;科學表述能力;科研創(chuàng)新思維

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）24-0073-04

1 前言

北京理工大學副校長方岱寧院士指出，“雙一流”建設離不開研究生教育，從高等教育發(fā)展邏輯及世界一流大學來看，一流的研究生教育既是一流大學和一流學科的重要表征，也對一流大學和一流學科的建設起著重要支撐作用[1]。研究生教育是高等教育的重要組成部分，反映高等教育的質量和水平，在高等教育中具有舉足輕重的地位和作用，同時是我國建設高等教育強國的重要組成部分，也是引領“雙一流”建設向縱深方向發(fā)展的關鍵因素[2]。

在“雙一流”建設基礎上，研究生培養(yǎng)要加強課程建設，提高研究生教育質量和水平[3]。經過幾百年的發(fā)展演變與創(chuàng)新，國外研究生教育已經形成多種形式的研究生培養(yǎng)模式，并且實現(xiàn)了研究生教育體系的多元化[4-5]，主要包括：

1）研究式，不注重課程學習與教學，只注重科研能力的培養(yǎng)，對論文的學術性要求較高;

2）專業(yè)式，特點是培養(yǎng)過程的標準化和專門化，注重教學與科研并重;

3）教學式，非常重視課程學習，突出理論聯(lián)系實際，注重案例教學，對研究能力的培養(yǎng)關注較弱;

4）協(xié)作式，大學與企業(yè)協(xié)作培養(yǎng)應用型與開發(fā)型人才，教學、科研與生產開發(fā)緊密聯(lián)系，注重研究生實際應用能力與開發(fā)能力的培養(yǎng)[6-8]。

而且，加強師生關系、教學形式靈活多樣[9]也是研究生培養(yǎng)中的重要部分。同時，與歐美等教育強國將培養(yǎng)學生自學能力和創(chuàng)新意識作為實踐教學的核心理念[10-11]相比，我國研究生的課程教學方式明顯缺少研究性[12]，與美、英、法、德等西方教育強國來比，教育質量和研究生生均成果產出比均較低[13]。

在“雙一流”高校和學科建設環(huán)境中如何進一步提升理工科研究生的解題能力與創(chuàng)新能力，是高等教育研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)的主要目標。理工科研究生教育的一個重要目標是培養(yǎng)研究生擁有獨立自主從事科學研究的能力。本文將自學能力和創(chuàng)新意識、研究性培養(yǎng)作為研討重點，主要包括科學假設能力、解題實踐求證能力和科研表述能力。

2 “雙一流”學科建設中的理工科研究生科研能力培養(yǎng)問題

科學假設能力不足? 科學研究的主要途徑為：大膽假設，小心求證。創(chuàng)新需要科學假設，較大程度的創(chuàng)新成果往往需要形成系統(tǒng)的假設并完成必要的求證。“大膽”代表一種創(chuàng)新精神，“小心”代表研究要具有細致性與嚴謹性;“假設”的結果是建構了新知識體系，“求證”的結果是獲得研究目標的真實性與可行性。隨著研究的不斷深入，科學假設也由簡單的假設逐漸變?yōu)閺碗s的假設，將逐步增加研究的深度和難度。創(chuàng)新的科學研究成果是建立在不斷增加廣泛性的科學假設基礎上，主動反復、自覺開展上述研究工作，不斷向自己提出新的問題和新的要求。

實施“假設”會培養(yǎng)研究者的探索能力與創(chuàng)新能力，“求證”可以鍛煉研究者的分析能力與論證能力，其中科研創(chuàng)新思維能力與科學語言表述能力尤為重要。對于研究生，提出假設的能力需從已有事實材料出發(fā)，對細節(jié)問題進行全面思考，以已有的科學原理為指導，對未知事物或現(xiàn)象作出一定假定性的說明。假設具有科學性和推測性的特征，驗證假設需憑真憑實據(jù)和系統(tǒng)充分的求證過程。

解決問題實踐求證能力不足? 科學假設需要實踐完成最終檢驗。辯證唯物主義認為，科學理論源于實踐，是在實踐基礎上將豐富的感性材料通過去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的制作而形成的[14]。實踐求證具有重要意義，如重慶理工大學彭東林教授所說：“做科研要‘大膽設想，精心求證，更要沉下心，有點兒‘一根筋的勁頭和韌性。就算一件事情的結果不如預期，你努力去實踐了，起碼可以證明問題的方向性是否正確。”[15]

研究生實踐求證能力存在以下不足。

1）缺乏對科學問題深入細致的挖掘，工作粗糙，導致工作與研究成果的表述囫圇吞棗，不求甚解。

2）缺乏探索、求證精神。對論題因循守舊，照搬照抄，未形成科學探索、求證的精神;論題直接下結論，經?？谡Z化，包括采用“想當然”“就該這樣”等術語，不習慣動腦，懶得動手（檢索資料與深入實驗）去求證一下。

科研表述能力培養(yǎng)不充分

科研最終是需要形成完整的論文，包括句子、段落及篇章，對科研工作進行整體表述，但在表述過程中并不能簡單地把研究過程和工作單純總結為做了什么、得到了什么結果。因此，科研表述方面常見問題包括：

1）“言之有物”的較多，“言之有理”得較少，把題目的論證變成實驗報告、前人和自己開展工作的“流水賬”;

2）不提供依據(jù)，直接下結論[16]，未求證，未向實踐求證，未向文獻求證，未向網絡求證，未經全面、反復的深入思考;

3）該取“下位”詳細充分論述的時候，未有順序、充分詳細地展開論述細節(jié);

4）該取“上位”概括論述的時候，未有效建立完整、充分的論述邏輯，未進行“下位”有效論據(jù)、論述的壓縮。

3 科研能力提升路徑

對剛入行的理工科研究生而言，科研的路程是漫長的，科研能力的培養(yǎng)也并不是一蹴而就的，需要在搞科研的日常生活中不斷鍛煉、積累、總結，最后形成一套系統(tǒng)的、有條理的體系來幫助自己更好地完成科研成果?？茖W研究的主要步驟包括提出目標（科學問題）、增加方法假設、開展求證（實驗與文獻挖掘）、總結關鍵問題、分析方法適用性、選擇正確方法、實現(xiàn)目標、實現(xiàn)程度分析、方法完善改進、總結成果。圖1為一流學科建設下的研究生成果輸出過程，其中選題、方法、方案設計論證實踐和創(chuàng)新成果密切相關。一些院校重實踐，輕創(chuàng)新性研究，即使學習與系統(tǒng)知識完整構建，創(chuàng)新性不足，創(chuàng)造性和創(chuàng)新性目標考核體現(xiàn)得不夠深刻，也是無法取得成功的。軟件研發(fā)需要前期扎實的實踐基礎，論文、專利都需要在研究中擁有很強的創(chuàng)造性思路。因此，對于提升研究生科學研究能力，主要從以下幾個方面進行探討。

以學科研究報告為“抓手”的科研設計能力? 對于創(chuàng)新，重點在于對思考能力的培養(yǎng)，當確定好研究方向后，就需要合理安排自己的時間去閱讀文獻、做相關的實驗，為后期自己的論文做準備。在這個過程中，研究生需要與自己的導師溝通，及時反饋自己的問題并得到解答。因此，本領域、本學科的報告就起到很好的橋梁作用。通過關鍵科學問題的論證報告，針對研究內容與技術方案的論證報告、理論報告、實踐報告等來解決遇到的困難。該方式可以避免閉門造車，防止研究工作止步不前。

構建知識體系，建立研究領域方法體系的知識樹? 知識樹是對知識的歸納、梳理、總結，對本學科知識進行整體的調理構建。對于學習者，初期需要閱讀大量文獻。為了方便后期的應用，對閱讀過的文獻進行相應的歸納與總結是非常必要的，可以為后期學習和研究節(jié)省時間與精力。比如通過構建思維導圖的方法提煉重點，對同一類文獻中所用的不同方法進行歸納、總結。

對于入門之初的研究生，大腦中并未準確理解科學問題，沒有創(chuàng)新的、可行的解題思路，無法分清科學問題、研究現(xiàn)狀與關鍵理論、技術問題的關系，這樣是不可取的，需要構建研究領域知識方法樹。知識方法樹的建立是通過日常學習和實踐過程不斷積累形成的，它的構建離不開研究者對文獻的閱讀、吸收與積累。為了更好地建立相應學科的知識體系，本文總結了以下幾個關鍵步驟：

第一步，廣泛、快速地閱讀重要文獻，尋找文獻解決的關鍵問題，總結關鍵問題;

第二步，將文獻按照解決的關鍵問題分類，同一關鍵問題按照解決的方法分類，建立解題方法樹;

第三步，與導師研討，確定將哪一個或哪幾個關鍵問題作為突破口或切入點，結合頂級文獻中的最新解決方案，提出針對突破口問題的解題思路，將解題思路展開成具體方案步驟，繪制技術路線圖;

第四步，歸納技術方案步驟中的創(chuàng)新點，同時論證其中步驟的可行性，完成可行性論證報告和創(chuàng)新點撰寫;

第五步，理論與方法論證具有可行性后，撰寫研究目標與研究內容，確定哪些研究內容是解決關鍵子問題需要開展的必要內容，哪些步驟是解決關鍵子問題需要實施的必要步驟，并進行有針對性的部署和修改

創(chuàng)新與實踐創(chuàng)造力的培養(yǎng)? 創(chuàng)新是引領科學和技術發(fā)展的第一動力。抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來[17]。創(chuàng)新性，包括新穎性和創(chuàng)造性。對于研究生的培養(yǎng)需要將科研邏輯思維與表述一體化研究，其中的關系為邏輯思維支撐科研表述，科研表述服務于科研邏輯。對于品牌效應下一流學科建設應實行交叉與集成培養(yǎng)模式研究。目前理工類科研是在全球視野下開展研究，通過便捷的通信技術實現(xiàn)信息共享，可以進一步深入實施創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略下的研究生創(chuàng)造力培養(yǎng)與創(chuàng)新成果研究，充分發(fā)揮大學人才泵、創(chuàng)新源、思想庫的作用，進一步提升研究生的創(chuàng)新力。

科研創(chuàng)新思維包括融會貫通、舉一反三、總結條件限定。論文由一系列問題組成，寫論文的過程是分析問題、論述問題、總結解決方法和論述具體實施方案的過程。因此，在研究中要不斷向研究生提出新問題，總結新方法。

科研表述與寫作能力的培養(yǎng)? “寫作不應該像一種空洞的或者機械化的練習。相反的，學生應該在寫作過程中學到真正有意義的東西，首先主題應該是實際的，思考這一主題的訓練也應該是合乎現(xiàn)實邏輯的，而在此之前，學生需要充分學習關于這個主題的知識。”[18]當學習者不知道用什么樣的文字表達、使用何種專業(yè)術語的時候，最好的方法就是看看別人是如何表達的，套用別人較好的表達形式，修改后用于自己成果的表達，容易表達清楚、切中要點，獲得認可且不會有失專業(yè)水準。美國哈佛大學研究生的第一堂課學的就是表達，如何正確、專業(yè)、無曲解地用科學術語和正確學術邏輯結構表達研究生的科學設想和學術論文。

一些理工科研究生寫作能力薄弱，缺乏系統(tǒng)的總結能力，具體如何進行科學表達？可以參考以下幾點。

1）寫文章要先打草稿，草稿需要反復推敲修改。

2）每一段話都要寫出與子標題的關系，圍繞題目和子標題，撰寫文字應體現(xiàn)論點精神，從論據(jù)的組織邏輯到論證的順序，都需加以推敲，使其符合讀者的邏輯，反復修改。

3）每一段話都要先寫論述提綱。

4）每一段話都要區(qū)分論點、論據(jù)和論證。其中，論點遇到具體問題要做局部調整;論據(jù)需要展開分析，需要最直接證據(jù)，刪除非相關或與論點聯(lián)系不緊密的證據(jù);論證需使用專業(yè)術語，可以從前人文獻中學會形象地使用該專業(yè)的“行話”。論證需深入，要對證據(jù)的使用情況作深入剖析，對論點進行多角度對比，對結論成立的充分必要條件加以論述。

5）以文字段落為單位，檢查段落內容對主題或題目展開是否真正有幫助，無幫助則整段刪除，有幫助則保留。

6）要分析段落內部句子與句子的邏輯順序是否正確，該順序是否更易于讀者理解本段論點和論證思路，若否，則需調整順序，刪除非直接證明論點的語句。

7）要分析句子內部用詞專業(yè)性、詞與詞組織順序是否能夠更清晰地表明該句的思想，若否，則查閱專業(yè)術語，刪除部分詞，調整詞序。

由介紹性文字多一點兒轉變?yōu)榻榻B性文字少一點兒，論證性文字多一點兒，由敘述說明文變?yōu)閷W術論證文，如何增加論證性文字？舉例假設求證，建立論據(jù)、依據(jù)、理論對論點的完整有力支撐，“說明文”自然會變?yōu)椤罢摚ㄗC）（述）文”。論據(jù)由長期閱讀前人文獻，從文獻中找到關于論點存在且有說服力的證據(jù)，通過對一定規(guī)模證據(jù)去粗取精、去偽存真獲得。

研究工作的嚴謹性培養(yǎng)? 學術關鍵：研究工作細致、準確、可追溯中間過程和數(shù)據(jù)（局部工作）、復做與完善（概括起來四個字：工作扎實）;考慮需周全，實驗需系統(tǒng)和完整;總結要成體系（概括起來七個字：成果系統(tǒng)而完善）。

學術關鍵解讀：

1）細致：論點—論據(jù)—論證細致，實驗工作與引證前人文獻詳細。

2）準確：論據(jù)（原始實驗數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和處理結果、實驗輸出結果）準確，結論可靠。

3）可追溯中間過程和數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和處理結果、實驗輸出結果，包含菜單操作級的實驗報告，包含多次實驗全部參數(shù)展現(xiàn)。

4）復做與完善：實驗需要復做，復做肯定會發(fā)現(xiàn)不足，不足可以完善。

5）考慮需周全：應該考慮解決問題的所有途徑，在局部工作中實驗需系統(tǒng)和完整——假設和確定不同實驗條件下的結果會獲得更加普遍的規(guī)律。

6）考慮到多次實驗、全部參數(shù)設置與參數(shù)組合下的多種結果及多種結果比較報告，與前人工作結果比較報告。

7）總結要成體系：根據(jù)多次系統(tǒng)性實驗，按重要性，從1～3個角度總結自己工作的利和弊，與前人工作做比較，將工作和成果放在領域前沿中分析和總結，研究生導師提出改進性指導與方向性建議。

培養(yǎng)經驗剖析與模式新探? 研究生導師對研究生培養(yǎng)的領路人作用重大，指導教師教會學生一種學術態(tài)度、方法和標準，用這種標準審視自己，研究生的科研之路就不容易“跑題”。如何修成“正果”？這就需要教師對方法的正確指導：一是實驗的指導，包括提供范例數(shù)據(jù)、實驗軟件與操作、實驗結果和成果總結案例;二是理論工作的總結，即與領域現(xiàn)狀的深入全面比對。具體而言，論文撰寫到何種程度，各部分會渾然一體、有深度感？如何通過語句和段落將研究目標、內容、方法、科學問題、關鍵問題緊密聯(lián)系起來，增強研究的準確性和思維上的深度？論文的方法思路撰寫和目標工作開展深度如何體現(xiàn)而不顯得膚淺？

上述工作需要反復進行，一些新的發(fā)現(xiàn)需要重復認識，新的發(fā)明需要不斷加以應用和完善。從實驗到發(fā)現(xiàn)，從發(fā)現(xiàn)到總結，從總結再到問題升華，從升華到提出新的問題，這些都需要研究生親自做實驗，同步看文獻，查看與別人相同之處，追求與別人不同之處。研究生的語言、語句表達習慣由于若干年養(yǎng)成，導師改變起來將非常困難，但是作為理工科的段落表達邏輯、用詞準確性、加以持續(xù)引導和學習是可以改變的。例如：

1）如何能寫出好摘要？

2）研究現(xiàn)狀如何撰寫才能扣題，總結得讓人信服且深度足夠？

3）論文核心章節(jié)該如何寫作？

4）結果分析如何寫，才能表述清楚深度思維的邏輯成果？

5）對文章圖表的重要性如何進行取舍？圖表中數(shù)據(jù)和曲線設計與表達的原則是什么？

6）如何考慮對文章文字的刪減、增加、修改問題？即何時進行刪減、增加和修改及達到何種程度？

這些問題通過研究生培養(yǎng)都可以加以解決。

4 結語

研究生教育與本科生人才教育的目標不同，因此需要采用不同的策略：對于本科生，需要把簡單的東西講得復雜、全面系統(tǒng)一些;對于研究生，需要在嚴謹與充分研究的基礎上，提升科研創(chuàng)新思維與科學語言表述能力，把復雜困難的東西講得簡單一些、通俗一些，且具有創(chuàng)造性和實踐性地解決問題。對于研究生，要明確學習目標和價值，調動學習的興趣和積極性，才能探索、獲得培養(yǎng)主動學習能力的方法。

科研創(chuàng)新思維包括融會貫通、舉一反三、實驗條件與環(huán)境及邊界條件總結限定，表述中采用專業(yè)而形象化的術語。在就業(yè)競爭激烈、我國不斷強調研究生培養(yǎng)質量的當下，提高研究生的科研水平成為社會發(fā)展與知識創(chuàng)造的重要基礎之一。提高內容的充實性與可靠性，無論論文也好，專利也罷，就有可能形成更多、更好的科研成果，為我國社會生產與經濟發(fā)展服務。對于研究生而言，從實驗中發(fā)現(xiàn)，從發(fā)現(xiàn)中總結，包括實驗參數(shù)的調整，實驗技術手段的比對，從總結到新問題的發(fā)現(xiàn)，必將逐步提高研究生整體的科研實力。

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