美國(guó)研究生STEM 教育發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)對(duì)策略
——基于《面向21世紀(jì)的研究生STEM 教育》的分析

文少保,王曼暇

一、問題的提出

STEM 教育是指融合了科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathematics)四門學(xué)科的跨學(xué)科整合教育,旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。作為國(guó)家科技創(chuàng)新的有效途徑和實(shí)踐手段,STEM 教育在提升國(guó)民素質(zhì)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮了重大作用。研究生STEM 教育更被看作是培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的抓手,是驅(qū)動(dòng)科技創(chuàng)新力、增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展力、提升國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的助推器。[1]對(duì)美國(guó)甚至世界的科學(xué)研究、科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新以及相關(guān)政策制定都具有廣泛影響力的美國(guó)國(guó)家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)學(xué)院(National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine)在2018年5月29日發(fā)布了《面向21世紀(jì)的研究生STEM 教育》(《Graduate STEM Education for the 21st Century》),該報(bào)告在總結(jié)美國(guó)現(xiàn)階段研究生STEM 教育的基礎(chǔ)上,聚焦透明度和核心競(jìng)爭(zhēng)力,指出雖然美國(guó)研究生STEM 教育在世界名列前茅,但仍須不斷變革,使研究生在面對(duì)不斷變化的科技發(fā)展和不同的職業(yè)生涯時(shí)做好準(zhǔn)備。[2]該報(bào)告也是繼1995年的《重塑科學(xué)家和工程師的研究生教育》(Reshaping the Graduate Education of Scientists and Engineers)審查報(bào)告之后對(duì)美國(guó)研究生STEM 教育開展的第二次全面審查。

美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)(American Association for the Advancement of Science)名譽(yù)首席執(zhí)行官艾倫·萊施納(Alan I.Leshner)擔(dān)任該委員會(huì)主席以及報(bào)告的編輯。審查工作歷時(shí)18個(gè)月,收集了大量數(shù)據(jù),與包括學(xué)生、教師、大學(xué)管理人員、行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和政策制定者在內(nèi)的各種利益相關(guān)者進(jìn)行了廣泛的討論,還委托相關(guān)部門進(jìn)行專門分析來審查研究生階段STEM 教育實(shí)踐中的學(xué)術(shù)研究工作。[3]因此報(bào)告較為科學(xué)和全面地展示了美國(guó)現(xiàn)階段研究生STEM教育的現(xiàn)狀。這一報(bào)告在美國(guó)廣泛傳播,它通過分析現(xiàn)階段的研究生STEM 教育,提出其中存在的問題,呼吁采用一種以學(xué)生為中心的新項(xiàng)目、政策和實(shí)踐來加強(qiáng)美國(guó)的研究生STEM 教育。為此,本文在梳理美國(guó)研究生STEM 教育歷史背景的基礎(chǔ)上,充分提煉了該報(bào)告中美國(guó)STEM 的教育發(fā)展趨勢(shì)及其應(yīng)對(duì)這些變化的策略,以期對(duì)我國(guó)新工科研究生培養(yǎng)提供啟示。

二、報(bào)告內(nèi)容分析及其結(jié)果

報(bào)告的主體部分分為六章,第一章闡述了推動(dòng)文件產(chǎn)生的原因;第二章對(duì)現(xiàn)行的研究生STEM 教育制度進(jìn)行了分析,從性別、種族、公民身份以及殘疾狀況等對(duì)美國(guó)研究生STEM 教育的入學(xué)率以及學(xué)位獲得數(shù)量進(jìn)了統(tǒng)計(jì),將收集的大量數(shù)據(jù)通過圖表展示出來;第三章、第四章和第五章分別從碩士階段、博士階段以及兩階段交叉部分的STEM 教育入手提供了一系列詳細(xì)的建議,通過解決當(dāng)前STEM教育的需求以及預(yù)測(cè)研究生教育的未來環(huán)境,確保研究生STEM 教育系統(tǒng)保持活力;第六章概述了如果本報(bào)告中的所有建議都得到執(zhí)行后理想的研究生教育制度,其中還提供了一份給研究生STEM 教育實(shí)行過程中相關(guān)組織的建議清單,以明確每個(gè)利益相關(guān)方在實(shí)施委員會(huì)設(shè)想的研究生STEM 教育體系方面必須做的工作。

在對(duì)文件的翻譯和梳理過程中,其高度透明的數(shù)據(jù)和高度實(shí)用的建議舉措令人印象深刻。首先,這份報(bào)告呼吁采取一種更加完備和系統(tǒng)的方法來推進(jìn)研究生STEM 教育,因?yàn)橹挥性赟TEM 研究生教育系統(tǒng)內(nèi)所有的利益相關(guān)方作出一致和堅(jiān)定的承諾,本報(bào)告中提出的目標(biāo)才能實(shí)現(xiàn)。其次,報(bào)告還提出了一個(gè)理想的研究生STEM 教育系統(tǒng),然后為系統(tǒng)中的每個(gè)利益相關(guān)者提供了具體的行動(dòng)步驟,以幫助實(shí)現(xiàn)這一理想。重要的是這份報(bào)告還呼吁當(dāng)前的STEM 教育系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)從主要側(cè)重于高等教育機(jī)構(gòu)和研究企業(yè)本身的需求轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心,更加強(qiáng)調(diào)和關(guān)注具有不同需求和面對(duì)許多挑戰(zhàn)的研究生個(gè)人,將研究生培養(yǎng)成為具備創(chuàng)新能力的科學(xué)與工程人才。

為了克服在文本內(nèi)容研究上的主觀性和不確定性,本文使用了由日本學(xué)者樋口耕一開發(fā)的一款名為KH Coder的文本數(shù)據(jù)挖掘軟件對(duì)該報(bào)告的文本內(nèi)容進(jìn)行分析;該軟件具備強(qiáng)大的文本數(shù)據(jù)挖掘功能,在日本的社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、語言學(xué)、教育學(xué)等多個(gè)研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。[4]本文主要是運(yùn)用了軟件中對(duì)高頻詞的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析這一功能,詞頻統(tǒng)計(jì)可以通過頻繁出現(xiàn)的詞來揭示文本主題的重要線索,共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析則是通過確定兩個(gè)或多個(gè)詞語共同出現(xiàn)的可能性來洞悉高頻詞語的語義網(wǎng)絡(luò)。軟件通過圖譜的形式呈現(xiàn)了分析結(jié)果(圖1),圖中的圓圈代表從文本中抽取的關(guān)鍵詞,連接圓圈的線段表示關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系。

圖1 文本內(nèi)容中高頻詞的共現(xiàn)關(guān)系圖

圖1中共呈現(xiàn)了15個(gè)共現(xiàn)群落(community),剔除一些意義不大的詞語并通過對(duì)報(bào)告具體內(nèi)容的理解和梳理,最后凝練出STEM 領(lǐng)域研究生發(fā)展的5個(gè)應(yīng)對(duì)策略。

(一)STEM 領(lǐng)域研究生核心能力的培養(yǎng)成為發(fā)展的關(guān)鍵策略

在共現(xiàn)群落01 中,除了STEM、education、graduate、student這類體現(xiàn)報(bào)告對(duì)象和主體的詞語外,值得關(guān)注的是core(核心)、competency(能力)、goal(目標(biāo))、career(職業(yè)生涯)和outcome(產(chǎn)出)五詞組成的語義網(wǎng)絡(luò),根據(jù)對(duì)整個(gè)報(bào)告的整體理解,將之概括為在STEM 領(lǐng)域研究生的培養(yǎng)過程注重核心能力的培養(yǎng),以更好地滿足學(xué)生的職業(yè)目標(biāo)要求,從而提高研究生STEM 教育的產(chǎn)出。

報(bào)告中指出,21 世紀(jì)科技的發(fā)展和進(jìn)步使STEM 領(lǐng)域也迎來新的變化和挑戰(zhàn),大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、納米技術(shù)、基因編輯等新發(fā)展領(lǐng)域正在改變舊的科研方式,面對(duì)瞬息萬變的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境,接受STEM 教育的研究生必須積極接受和整合這些新的科學(xué)研究領(lǐng)域和方法,掌握21世紀(jì)的核心能力。

報(bào)告的第四章和第五章分別對(duì)碩士研究生階段和博士研究生階段應(yīng)具備的核心能力進(jìn)行了闡述。在第四章中,委員會(huì)為了找到碩士學(xué)位的核心教育要素,審查了研究生院理事會(huì)(Council of Graduate Schools,簡(jiǎn)稱CGS)的碩士學(xué)位校準(zhǔn)框架,得出了碩士研究生應(yīng)具備的4個(gè)核心能力;在第五章中,委員會(huì)根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)和意見給出了博士研究生應(yīng)該具備的兩大核心能力(具體見圖2)。

圖2 STEM 專業(yè)研究生應(yīng)具備的核心能力

首先,強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科能力。報(bào)告中指出STEM 領(lǐng)域的研究生除了要扎實(shí)地掌握某一專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)外,還應(yīng)具有跨學(xué)科的知識(shí),了解另一種不同的戰(zhàn)略、方法或技術(shù),以便在面對(duì)復(fù)雜問題時(shí)能夠提出多學(xué)科和跨學(xué)科的理念和解決問題的方法論?？鐚W(xué)科能力尤其重要,因?yàn)殡S著科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步,傳統(tǒng)上定義科學(xué)和工程學(xué)科的界限變得模糊,而且越來越多的科學(xué)研究和應(yīng)用以學(xué)科融合為重要特征。

其次,重視溝通能力、領(lǐng)導(dǎo)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力這類基礎(chǔ)性和可轉(zhuǎn)移性能力。報(bào)告中指出STEM專業(yè)領(lǐng)域的研究生除了在做研究的能力方面需要受到良好的培訓(xùn)以外,還應(yīng)該培養(yǎng)超越學(xué)科、適用于任何環(huán)境的技能。一是溝通能力,包括與同伴以及更大范圍相關(guān)人員的溝通,第五章還具體提出博士研究生還應(yīng)具有向所有STEM 領(lǐng)域?qū)I(yè)人士、其他相關(guān)的部門以及廣大公眾傳達(dá)研究或工作的重要性和影響的能力。二是團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,這有利于讓具有其他學(xué)科專業(yè)知識(shí)和來自不同文化和學(xué)科背景的同伴參與研究,獲得更大成效。三是領(lǐng)導(dǎo)能力,包括對(duì)項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)和管理以及對(duì)人員的領(lǐng)導(dǎo)。除此之外,研究生還要基于自身發(fā)展的個(gè)人目標(biāo)或職業(yè)目標(biāo),獲得其他技能,如獲得適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)技巧為未來的教師職業(yè)發(fā)展做準(zhǔn)備,或者是學(xué)習(xí)管理方法為未來在工業(yè)、政府或非營(yíng)利組織的職位做準(zhǔn)備。

最后,強(qiáng)調(diào)科學(xué)研究規(guī)范和責(zé)任。報(bào)告中指出碩士研究生應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)和理解研究責(zé)任和研究誠(chéng)信的重要性,以系統(tǒng)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究和從事工作。博士研究生在開展原創(chuàng)性研究時(shí),更應(yīng)該學(xué)習(xí)和應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)規(guī)范和道德標(biāo)準(zhǔn),以及科學(xué)家和工程師在專業(yè)和社會(huì)中所應(yīng)承擔(dān)的道德責(zé)任。

報(bào)告中還為培養(yǎng)其中所提到的核心能力制定了詳細(xì)的行動(dòng)規(guī)劃和建議;強(qiáng)調(diào)未來的研究生將能夠借助完全透明且易于獲取的數(shù)據(jù),選擇他們的學(xué)習(xí)方案,這些數(shù)據(jù)包括學(xué)院及其各系的投入成本、可行的未來職業(yè)發(fā)展道路以及以前學(xué)生的成功經(jīng)歷。

(二)STEM 領(lǐng)域研究生在性別、種族與公民身份等方面更加平等、包容和多樣化

在共現(xiàn)群落02和03,woman(女性)、earn(獲得)、degree(學(xué)位)、number(數(shù)量)以及increase(增長(zhǎng))組成了一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò),根據(jù)報(bào)告內(nèi)容將其理解為通過關(guān)注性別差異在獲得學(xué)位數(shù)量上增長(zhǎng)的不同來看美國(guó)研究生STEM 教育的發(fā)展趨勢(shì),事實(shí)上,在報(bào)告的第二章中除了關(guān)注不同性別在入學(xué)率和學(xué)位獲得方面的數(shù)據(jù)和趨勢(shì)以外,還關(guān)注了不同種族和族裔、國(guó)籍以及殘疾狀況在研究生STEM 領(lǐng)域獲得學(xué)位的數(shù)據(jù)和趨勢(shì)。

圖3中4個(gè)柱狀圖摘自報(bào)告,報(bào)告中的數(shù)據(jù)來源于國(guó)家科學(xué)委員會(huì)(National Science Board,簡(jiǎn)稱NSB)。左上為2000年至2015年間按性別和學(xué)位級(jí)別劃分的學(xué)位獲得數(shù)量柱狀圖?？梢钥吹皆赟TEM 領(lǐng)域,男性和女性獲得碩士和博士學(xué)位的數(shù)量都有明顯的增長(zhǎng),且總的來說男性獲得的學(xué)位數(shù)量多于女性。女性STEM 碩士學(xué)位的數(shù)量從2000年的41,700個(gè)增加到2015年的81,700個(gè),男性碩士學(xué)位從2000年的54,600 個(gè)增加到2015 年的92,000個(gè),女性博士學(xué)位的數(shù)量從9,300個(gè)增加到16,300 個(gè),男性博士學(xué)位從16,100 個(gè)增加到22,900個(gè)。雖然從總量上來看,男性獲得了更多的STEM 研究生學(xué)位,但是從2000年到2015年,女性獲得STEM 研究生學(xué)位的比例增加更多,2015年女性獲得的學(xué)位比2000年增加了96%,而男性則增加了82%。在博士水平上,2015年女性獲得的學(xué)位比2000年多74%,而男性多43%。并且報(bào)告中還分別從STEM 教育中的工程和科學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域比較了不同性別獲得學(xué)位的增長(zhǎng)率,女性學(xué)位獲得的增長(zhǎng)率都明顯高于男性,其中在生物科學(xué)領(lǐng)域的增長(zhǎng)率更是男性的兩倍以上。

圖3 不同分類下STEM 領(lǐng)域研究生學(xué)位獲得數(shù)量情況[5]

左下和右下兩圖分別是在碩士和博士水平上2000年至2015年不同種族和族群的學(xué)位獲得數(shù)量變化情況,在碩士和博士獲得數(shù)量中占比最高的是白人種族,但從增長(zhǎng)幅度來看,西班牙裔或拉丁裔學(xué)生的學(xué)位獲得增長(zhǎng)率最高;白人學(xué)生的學(xué)位獲得增長(zhǎng)率在博士階段是最低的,只有32%。

右上為美國(guó)公民(或永久居民)與臨時(shí)簽證持有者兩種不同公民身份在獲得學(xué)位數(shù)量上的變化,從2000年到2015年,獲得STEM 碩士學(xué)位的臨時(shí)簽證持有者增長(zhǎng)了136%以上,而美國(guó)公民的增長(zhǎng)率僅略高于71%;但來自研究生院理事會(huì)(CGS)的最新數(shù)據(jù)顯示,從2016年到2017年,所有領(lǐng)域的臨時(shí)簽證持有者入學(xué)人數(shù)都有所下降,這也是他們面臨的挑戰(zhàn)之一。

總的來說,美國(guó)STEM 領(lǐng)域的研究生構(gòu)成在性別、種族與公民身份等方面都具有較為明顯的多樣性,并且在性別方面,雖然女性獲得學(xué)位數(shù)量依舊少于男性,但在多數(shù)專業(yè)女性學(xué)位獲得量的增長(zhǎng)率要高于男性;在族裔方面,白人種族獲得學(xué)位數(shù)量的增長(zhǎng)率也不及其他族裔;在公民身份方面,近年來臨時(shí)簽證持有者獲得學(xué)位數(shù)量減少。在關(guān)注這些差異以及變化的基礎(chǔ)上,報(bào)告指出理想的研究生STEM 教育應(yīng)當(dāng)使來自各種背景的學(xué)生通過透明的體制參與到STEM 教育系統(tǒng)之中,以實(shí)現(xiàn)其最大的潛力,學(xué)生們會(huì)被鼓勵(lì)去理解和處理該學(xué)科甚至跨學(xué)科的不同觀點(diǎn)、經(jīng)驗(yàn)和想法,加強(qiáng)他們所接受的研究生教育的多樣性,促進(jìn)包容性和平等的學(xué)習(xí)環(huán)境的形成。

(三)STEM 教育領(lǐng)域研究生專業(yè)能力發(fā)展需要進(jìn)一步社會(huì)化

在共現(xiàn)群落04中,development(發(fā)展)、society(社會(huì))、professional(專業(yè)的)、skill(技能)等詞語組成了語義網(wǎng)絡(luò),結(jié)合報(bào)告內(nèi)容,將之概括為STEM教育領(lǐng)域的研究生為面向社會(huì)的發(fā)展需求被要求掌握更多的專業(yè)化知識(shí)。

該報(bào)告強(qiáng)調(diào)學(xué)生將在理想的STEM 教育系統(tǒng)中獲得廣泛的專業(yè)技術(shù)知識(shí),并在感興趣的領(lǐng)域進(jìn)行深入的社會(huì)化,在該過程中獲得在報(bào)告的第三章和第四章中概述的核心競(jìng)爭(zhēng)力;學(xué)生在積累經(jīng)驗(yàn)的過程中也有機(jī)會(huì)交流他們的工作成果,要求他們有能力展示自己的工作,并接觸本專業(yè)以外的受眾,包括不同專業(yè)的同齡人、更廣泛的科學(xué)界或是非技術(shù)受眾。學(xué)生在掌握這些能力后,將會(huì)更好地理解與其工作相關(guān)的道德問題,學(xué)會(huì)考慮其工作對(duì)社會(huì)的更廣泛影響。

(四)研究生STEM 教育系統(tǒng)進(jìn)一步明確各個(gè)利益相關(guān)方的行動(dòng)支持

在共現(xiàn)群落05、09和12中,stakeholder(利益相關(guān) 者)、enterprise(企 業(yè))、state(國(guó) 家)、funding(提供資金)、policy(政策)、agency(專門機(jī)構(gòu))以及support(支持)等詞都是在理想的研究生STEM 教育實(shí)行過程中與利益相關(guān)方有聯(lián)系的詞語。這些高頻詞與其形成的共現(xiàn)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)可以看出報(bào)告對(duì)各個(gè)利益相關(guān)方的重視,并且報(bào)告中也十分明確地提出了每個(gè)利益相關(guān)方應(yīng)當(dāng)采取的具體行動(dòng)。

報(bào)告的最后一章指出理想的教育系統(tǒng)的建設(shè)將不可避免地伴隨著高額成本?？紤]到這個(gè)挑戰(zhàn),報(bào)告中敦促所有利益相關(guān)方,包括聯(lián)邦和州政策制定者、學(xué)院、大學(xué)、雇主、教師和行政人員、學(xué)生、國(guó)家科學(xué)和教育組織、倡導(dǎo)團(tuán)體以及支持并從STEM 領(lǐng)域的進(jìn)步中受益的公眾,要團(tuán)結(jié)起來支持本報(bào)告中的建議,并且在今后繼續(xù)評(píng)估美國(guó)的研究生STEM 教育是否能夠滿足一個(gè)完全現(xiàn)代化的STEM 企業(yè)及其服務(wù)國(guó)家的需要,要求其對(duì)研究生STEM 教育的現(xiàn)代化作出國(guó)家承諾,確保其行動(dòng)肯定會(huì)有利于未來幾代人。當(dāng)該戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的同時(shí),美國(guó)將充分受益于其將STEM 的力量用于解決當(dāng)今和未來問題的一系列行動(dòng)。

(五)研究生STEM 教育過程中為學(xué)生提供有效的教學(xué)指導(dǎo)和實(shí)踐鍛煉

在共現(xiàn)群落08和13中,mentor(導(dǎo)師)、advisor(顧 問)、teaching(教 學(xué))、mentoring(指 導(dǎo))以 及practice(實(shí)踐)等詞語構(gòu)成了一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合報(bào)告的內(nèi)容將之概括為在研究生STEM 教育過程中導(dǎo)師和顧問要為學(xué)生提供有效的教學(xué)和指導(dǎo),并且在培養(yǎng)過程中也要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐鍛煉。

報(bào)告提出理想的研究生STEM 教育中,相關(guān)部門將幫助學(xué)生物色最能支持其學(xué)業(yè)和職業(yè)發(fā)展的顧問和導(dǎo)師;并且開發(fā)更有效的渠道,讓學(xué)生與導(dǎo)師和顧問進(jìn)行雙向交流溝通,并為學(xué)生提供信息反饋機(jī)制,使導(dǎo)師和顧問更好地了解學(xué)生對(duì)重要問題的看法。而各個(gè)高等教育院校為了提供更有效的教學(xué)和指導(dǎo),要為教師提供培訓(xùn)、資源和時(shí)間來提高他們作為導(dǎo)師的技能,從而為他們直接監(jiān)管的研究生以及他們所在部門或整個(gè)院校的其他學(xué)生提供高質(zhì)量的指導(dǎo)和建議。這種培訓(xùn)將考慮教師在其職業(yè)生涯的不同階段所面臨的各種挑戰(zhàn)。例如,職業(yè)生涯早期的教師,如果正在一個(gè)研究小組里建立自己的地位,可能需要一本關(guān)于成為最佳導(dǎo)師和顧問的實(shí)踐入門書;而職業(yè)生涯較長(zhǎng)的教師可能會(huì)受益于定期進(jìn)修,以探索新的技能或技術(shù)來支持學(xué)生的成功。

對(duì)于學(xué)生的實(shí)踐鍛煉,報(bào)告中指出在理想的研究生STEM 教育系統(tǒng)中,學(xué)生將被鼓勵(lì)花費(fèi)時(shí)間、資源和空間去探索不同的職業(yè)選擇,也可以通過課程學(xué)習(xí)、研討會(huì)、實(shí)習(xí)和其他種類的方式獲得經(jīng)驗(yàn)。學(xué)校也鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造屬于自己的專題研習(xí)機(jī)會(huì)——最好是作為團(tuán)隊(duì)的一員——以此來培養(yǎng)可轉(zhuǎn)移的專業(yè)技能,如溝通、協(xié)作、管理和創(chuàng)業(yè)精神,要求學(xué)生“在實(shí)踐中學(xué)習(xí)”,而不是簡(jiǎn)單地通過講課和課程作業(yè)來學(xué)習(xí)。

三、啟示

為了構(gòu)建國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì),我國(guó)大力推進(jìn)新工科建設(shè)。從2010到2017年,我國(guó)研究生招生人數(shù)從47.44萬增長(zhǎng)到72萬人;其中工科研究生占比最大,約40%左右。[6]隨著規(guī)模的不斷擴(kuò)大,研究生教育也由擴(kuò)大規(guī)模轉(zhuǎn)向提高質(zhì)量,由外延擴(kuò)張轉(zhuǎn)向內(nèi)涵發(fā)展,從以知識(shí)為本轉(zhuǎn)向以能力為本。[7]

1.創(chuàng)新培養(yǎng)模式,注重培養(yǎng)工科研究生的核心能力

現(xiàn)階段工科研究生領(lǐng)域內(nèi)的許多學(xué)科只注重本專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)內(nèi)容,并且教學(xué)模式普遍比較傳統(tǒng),與本科講座式課堂教學(xué)類似,這種教學(xué)模式雖然利于學(xué)生系統(tǒng)掌握理論知識(shí),但也在一定程度上束縛了學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)展。隨著科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步,越來越多的科學(xué)研究和應(yīng)用以學(xué)科的融合為重要特征,國(guó)家對(duì)創(chuàng)新型人才的需求也不斷擴(kuò)大。因此在工科研究生的培養(yǎng)上,除了要重視基礎(chǔ)知識(shí)的更新外,還要開設(shè)能夠結(jié)合社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際和工作需要的應(yīng)用性課程,以及培養(yǎng)科學(xué)研究能力和動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)性課程。[8]要使研究生具備在報(bào)告中提到的專業(yè)能力、跨學(xué)科知識(shí)整合能力、基礎(chǔ)性技能(超越學(xué)科的技能,適用于任何環(huán)境,例如溝通、領(lǐng)導(dǎo)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力)以及實(shí)踐研究能力;要成為一個(gè)橫跨人文科學(xué)和工程的領(lǐng)袖人物。[9]如果工科研究生的培養(yǎng)堅(jiān)持需求和問題導(dǎo)向,掌握上述核心能力,必將為國(guó)家的繁榮富強(qiáng)提供戰(zhàn)略支撐力量和充盈的底氣。

2.加強(qiáng)交流與合作,創(chuàng)設(shè)新工科研究生教育文化環(huán)境

“新工科”這一概念自2016年提出后,引起了廣泛討論,教育部先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”等指導(dǎo)性文件,[10]指出了新工科發(fā)展的方向是在優(yōu)勢(shì)工科高校、綜合性高校和地方高校內(nèi)都應(yīng)該積極推進(jìn)和協(xié)調(diào)新工科建設(shè);各高校需要積極交流和總結(jié)發(fā)展中的經(jīng)驗(yàn)和問題,并且要建立在全球范圍內(nèi)的通力合作。具體來說,可以通過新工科領(lǐng)域一流教研人員在高校間甚至國(guó)際流動(dòng),保持科學(xué)研究的先進(jìn)性與前沿性;通過開展各相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討、學(xué)術(shù)報(bào)告,討論交流在研究中遇到的困難及解決問題的經(jīng)驗(yàn);還可以開發(fā)學(xué)術(shù)信息交流平臺(tái),進(jìn)一步開放思想交流,最終形成包容的新工科教育文化環(huán)境。

3.面向社會(huì)需求,促進(jìn)科研成果的有效轉(zhuǎn)化

工科研究生的科學(xué)研究與社會(huì)需求存在著一定程度的脫節(jié)問題,學(xué)生普遍在技術(shù)研發(fā)上較為吃力,創(chuàng)造性科研活動(dòng)較少,研究成果也較難產(chǎn)業(yè)化。在2020年9月科學(xué)家座談會(huì)上,習(xí)近平總書記勉勵(lì)廣大科學(xué)家和科技工作者肩負(fù)起責(zé)任,堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康,不斷向科學(xué)技術(shù)廣度和深度進(jìn)軍。[11]因此,新工科的研究生首先應(yīng)該精準(zhǔn)把握時(shí)代發(fā)展需求,主動(dòng)開展創(chuàng)新型科學(xué)研究;要掌握科學(xué)研究方法,在科研實(shí)踐中提高自己的科研素質(zhì)和科研能力,為科技創(chuàng)新打下良好基礎(chǔ);在科學(xué)研究過程中積極思考如何創(chuàng)造有價(jià)值的科研成果,并將之進(jìn)行有效的成果轉(zhuǎn)化,積極參與產(chǎn)學(xué)研的合作,提高自身的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。

4.明確利益相關(guān)方,開展全方位協(xié)同創(chuàng)新

新工科的發(fā)展不僅要依靠人才,更要依賴于強(qiáng)有力的組織系統(tǒng),發(fā)揮協(xié)同創(chuàng)新的作用。首先是政府的大力支持,通過推動(dòng)機(jī)制體制改革、出臺(tái)支持措施等,提供良好的科技創(chuàng)新環(huán)境,加快科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)的戰(zhàn)略部署,為高等教育發(fā)展提供時(shí)代契機(jī)及內(nèi)驅(qū)動(dòng)力。[12]其次是高校發(fā)揮其在科學(xué)研究方面的功能,把握人才優(yōu)勢(shì),形成戰(zhàn)略力量;企業(yè)發(fā)揮其技術(shù)創(chuàng)新的主體作用,促進(jìn)人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求緊密結(jié)合,與高校進(jìn)行合作,并支持高校開展科研活動(dòng)。最后是教育協(xié)會(huì)組織以及民眾的積極參與,做好第三方的評(píng)價(jià)與監(jiān)督?？傊?要充分發(fā)揮我國(guó)社會(huì)主義制度能夠集中力量辦大事的優(yōu)勢(shì),開展全方位的協(xié)同創(chuàng)新。

5.創(chuàng)新教學(xué)管理,保證有效的教學(xué)指導(dǎo)與實(shí)踐鍛煉

工科研究生師資的儲(chǔ)備與培養(yǎng)在研究生規(guī)模迅速擴(kuò)大的情況下略顯薄弱,導(dǎo)師指導(dǎo)的時(shí)間和效果無法保證,工科研究生的實(shí)踐能力普遍不夠強(qiáng)。這就需要進(jìn)一步創(chuàng)新高校的教學(xué)管理,保證師資隊(duì)伍的數(shù)量和質(zhì)量,確保導(dǎo)師有能力有精力對(duì)學(xué)生的發(fā)展和學(xué)習(xí)進(jìn)行有效的指導(dǎo),學(xué)生與導(dǎo)師應(yīng)當(dāng)開展定期交流;需要改革傳統(tǒng)的學(xué)科型的工程教育,高度重視學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng),創(chuàng)造條件促使學(xué)生將課堂所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中,高?？善刚?qǐng)相關(guān)專業(yè)的專家或高級(jí)工程師定期為學(xué)生講授實(shí)際工作中需要用到的方法與能力,促進(jìn)有效的實(shí)踐鍛煉。

總的來說,工科研究生的培養(yǎng)是涉及多主體、多方面、多層次的系統(tǒng)工程,要立足我國(guó)的國(guó)情,立足科技和工程發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)需求,在借鑒他山經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),融入我國(guó)教育文化特色,建設(shè)具有中國(guó)教育文化特色和開放包容的新工科研究生教育體系。