新工科背景下研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探究

［摘 要］ 國內(nèi)眾多高校已進行研究生培養(yǎng)模式的改革，但是我國新工科研究生創(chuàng)新教育培養(yǎng)仍存在科研創(chuàng)新能力不足、學科交叉融合不夠、實踐能力培養(yǎng)不足等問題。面對新形勢新挑戰(zhàn)，對新工科研究生培養(yǎng)質(zhì)量提出更高要求。通過分析新工科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的現(xiàn)實需求，探索通過科研反哺教學、團隊式指導和產(chǎn)學研協(xié)同融合等方式，建立科教協(xié)同和團隊協(xié)同的創(chuàng)新人才教育培養(yǎng)機制，形成以賽促教、以項目促教的成果導向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系，發(fā)展產(chǎn)教相融的創(chuàng)新人才協(xié)同培養(yǎng)機制，不斷提升新工科研究生的科學創(chuàng)新能力和工程實踐能力。

［關(guān)鍵詞］ 新工科；創(chuàng)新能力；材料加工和先進成形

［基金項目］ 2023年度中南大學研究生教育教學改革項目“‘產(chǎn)學研創(chuàng)用’協(xié)同的空天運載構(gòu)件極端制造拔尖人才培養(yǎng)模式研究”（2023JGB155）

［作者簡介］ 崔曉輝（1984—），男，陜西咸陽人，博士，中南大學輕合金研究院副教授，主要從事塑性加工研究；喻海良（1980—），男，湖南長沙人，博士，中南大學輕合金研究院教授，主要從事塑性加工研究。

［中圖分類號］ G643.8 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）09-0164-04 ［收稿日期］ 2023-10-07

2017年，教育部積極推進新工科建設(shè)，先后形成了“復旦共識”“天大行動”“北京指南”，發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》《教育部辦公廳關(guān)于推薦新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式。新工科是伴隨第四次工業(yè)革命浪潮，基于產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型要求應(yīng)運而生的，面對新形勢新挑戰(zhàn)，為支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，對高校新工科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提出了更高的要求。本文以材料加工和先進成形專業(yè)為例，探索新工科背景下研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式和途徑。

一、新工科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的主要問題

隨著經(jīng)濟全球化進程的加快，制造技術(shù)正在從常規(guī)制造、傳統(tǒng)制造向非常規(guī)制造及極端制造發(fā)展。極端制造是推動制造裝備、制造工藝和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展最有力、最直接的牽引力和原動力，是制造業(yè)未來的重要發(fā)展方向。為了有效應(yīng)對中美科技博弈下全球人才流動阻隔、關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”、拔尖創(chuàng)新人才隊伍不足等嚴峻挑戰(zhàn)，新工科背景下研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要在教育理念、創(chuàng)新能力、管理體制等方面加速系統(tǒng)性變革，以應(yīng)對世界百年未有之大變局。

盡管國內(nèi)眾多高校早已進行了研究生培養(yǎng)模式的改革，但是我國新工科研究生創(chuàng)新教育培養(yǎng)方面仍存在一些不足，如由于重科研輕教學導致教研分離、重科研成果轉(zhuǎn)化輕人才培養(yǎng)質(zhì)量導致科研與人才培養(yǎng)漸行漸遠等［1］。其主要表現(xiàn)為：（1）研究生科研創(chuàng)新能力不足。新工科強調(diào)學科的實用性、交叉性與綜合性，強調(diào)從高校到社會、從理論到實踐、從教育到應(yīng)用，而國內(nèi)部分高校對工科研究生的培養(yǎng)仍沿用傳統(tǒng)模式。有學者對我國研究生教育質(zhì)量狀況綜合調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，47%的研究生管理人員、53%的導師和68%的用人單位認為，碩士研究生的創(chuàng)新能力不足且過度依賴導師，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識不足，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力有待提高。（2）學科交叉融合不夠。2020年，我國在研究生人才培養(yǎng)學科目錄中正式設(shè)立了交叉學科門類，長期處于單一學科環(huán)境里，容易導致思維僵化，阻礙創(chuàng)新能力的提高，難以及時掌握科技發(fā)展前沿信息。以材料加工和先進成形專業(yè)為例，先進成形已與數(shù)字控制、仿真模擬乃至基于密度泛函的第一性原理計算相結(jié)合，發(fā)展為一個多學科結(jié)合的專業(yè)領(lǐng)域。而現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式仍以傳統(tǒng)的鑄鍛焊為框架構(gòu)建知識體系，不注重多學科多維度融合教育，使得學生難以解決多學科交叉的復雜問題。（3）實踐能力培養(yǎng)不足。部分高校研究生培養(yǎng)以理論教育為主，片面強調(diào)理論知識和通識教育，沒有將理論知識與工程實踐緊密融合，忽視了對學生數(shù)學建模、數(shù)據(jù)分析、軟件技能等能力的培養(yǎng)，未能將學習的理論知識運用到企業(yè)的實際生產(chǎn)應(yīng)用中，嚴重影響了研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、國外研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式借鑒

國外的大學和科研機構(gòu)會以多種方式參與到研究生的創(chuàng)新教育和培養(yǎng)工作中。美國在研究生培養(yǎng)中，將研究生發(fā)展的職業(yè)性和專業(yè)性作為教育培養(yǎng)的首要目標，重視加大研究生應(yīng)用能力與技能的培養(yǎng)力度，促使研究生教育從科研型向應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)型［2］。比如：斯坦福大學重視創(chuàng)新意識在商業(yè)成果轉(zhuǎn)化中的價值，擁有完善的創(chuàng)業(yè)資本支持體系，實施高效靈活的激勵措施。麻省理工學院通過大量的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、競賽及課程，形成了多樣性、開放性、包容性的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，深刻影響著美國乃至全球各地的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念。洛克菲勒大學秉承通過科研實踐培養(yǎng)人才，強調(diào)科學研究的關(guān)鍵是解決人類面臨的各種科學難題，培養(yǎng)了一批拔尖創(chuàng)新人才。截至2022年，有25位科學家獲得了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，23位獲得美國的最高科學獎——拉斯克獎。貝爾實驗室、IBM公司、波音公司等知名企業(yè)結(jié)合企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，通過與大學建立“企業(yè)—大學”聯(lián)合中心，逐步建立起以企業(yè)為主體，側(cè)重應(yīng)用和技術(shù)人才培養(yǎng)的研究生培養(yǎng)模式。新西蘭開創(chuàng)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的“設(shè)計工廠”模式，新西蘭懷卡托理工學院以“設(shè)計工廠”為平臺載體實施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，構(gòu)建了高校、企業(yè)、社區(qū)、政府等多元主體參與的共創(chuàng)空間。日本在借鑒“美國模式”的基礎(chǔ)上，發(fā)展了“官產(chǎn)學研一體化”的研究生培養(yǎng)模式［3］。韓國科學技術(shù)聯(lián)合研究生院則實施以科學實踐為導向的教學，將科研實踐計入學分，培養(yǎng)科研創(chuàng)新性及實用型人才。為了促進沙特的經(jīng)濟發(fā)展和社會繁榮，沙特于2009年9月成立的沙特阿卜杜拉國王科技大學，建立了高精尖的跨學科研究院。

三、新工科背景下研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探究

當今世界，一場新的制造業(yè)競爭已經(jīng)拉開序幕，德國提出“工業(yè)生產(chǎn)4.0”，美國提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，我國政府提出“中國制造2025”。美國發(fā)布了《美國制造業(yè)促進法案》、《國防生產(chǎn)法案》、國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃等多項有關(guān)制造業(yè)回歸的法案，并發(fā)起成立了先進制造業(yè)合作委員會。面對新形勢新挑戰(zhàn)，要通過科研反哺教學、團隊式指導、成果導向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系和產(chǎn)學研協(xié)同融合等方式，不斷提升新工科研究生的科學創(chuàng)新能力和工程實踐能力，實現(xiàn)科技強國和制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

（一）建立科教協(xié)同和團隊協(xié)同的創(chuàng)新人才教育培養(yǎng)機制

我國正大力倡導開展“科教結(jié)合、協(xié)同創(chuàng)新”的人才教育改革，通過改進教育教學模式，引導并培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，推動我國人才教育事業(yè)快速發(fā)展。當前，我國正處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵階段，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開高素質(zhì)的人才，更離不開創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。因此，要深化創(chuàng)新型人才教育體制機制改革，建立全方位的資源共享機制，加大科技平臺共建共享，完善聯(lián)合培養(yǎng)機制，保障知識鏈與實踐鏈的相互支撐和互動，形成“開放自主、交叉協(xié)作、持續(xù)賦能”的良性循環(huán)［4］。同時，要建立不同學科背景導師與學生“多對一”的協(xié)同指導機制，引入跨學科師資，組建跨學科教學團隊、項目指導團隊、培訓團隊等，為研究生提供專業(yè)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，形成“學科建設(shè)、人才培養(yǎng)、科學研究、工程實踐、經(jīng)濟發(fā)展”協(xié)同融合的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才教育模式。

2022年，教育部、財政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于深入推進世界一流大學和一流學科建設(shè)的若干意見》，指出要優(yōu)化學科專業(yè)布局，推動學科交叉融合。以材料加工和先進成形專業(yè)為例，著力推動其與材料科學、機械工程、智能工程信息科學的交叉融合，建立科教融合、跨界培養(yǎng)和團隊協(xié)同的先進成形創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)機制。中南大學匯聚機械工程和材料科學與工程學科的優(yōu)秀教師，開設(shè)“材料與制造”交叉學科工程實驗班，構(gòu)建“科學—技術(shù)—工程”融合的科技協(xié)同中心和“寓教于研”人才培養(yǎng)基地，拓展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺與資源，在國家首批產(chǎn)業(yè)技術(shù)“躍升計劃”的支持下，建設(shè)有高純凈新合金熔鑄、高品質(zhì)大規(guī)格合金熔鑄、鋁鋰合金工業(yè)化試生產(chǎn)線、輥底式淬火時效試驗線、大規(guī)格鍛件等溫模鍛，大型薄壁構(gòu)件蠕變時效成形，大型薄壁構(gòu)件無模旋壓成形及材料與工程應(yīng)力，缺陷檢測中心等，建成“國家高性能鋁材工程化研究基地”，研究生直接在國家高性能鋁材工程化研究基地開展各類科研項目與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐，為提升新工科研究生的科學創(chuàng)新能力和工程實踐能力奠定了堅實基礎(chǔ)。

（二）形成以賽促教、以項目促教的成果導向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系

要深入實施大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃，構(gòu)建階梯式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽體系。結(jié)合國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃，省級、市級及校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，構(gòu)建層次鮮明的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽體系，鼓勵新工科研究生積極參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等實踐類賽事。要以應(yīng)對國家重大戰(zhàn)略急需的先進技術(shù)為導向，制訂項目驅(qū)動下新工科研究生培養(yǎng)方案，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽融入研究生培養(yǎng)過程。引領(lǐng)學生自主參與科研項目及申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，針對性地指導學生熟悉創(chuàng)業(yè)過程，撰寫項目書、論文，參與研究成果轉(zhuǎn)化等，培養(yǎng)大學生將所學的理論知識應(yīng)用于科研實踐的創(chuàng)新能力水平［5］。

要深化教育評價改革，將研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入各項教育評價機制。2020年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《深化新時代教育評價改革總體方案》，為改革教師評價與學生評價提出指導性建議，已有部分高校開始探索將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入各項教育評價機制。例如，完善多維度人才培養(yǎng)成效評估機制，在學分認定、學位成果考核、評優(yōu)評獎等環(huán)節(jié)納入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育相關(guān)指標，學生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動或賽事獲獎，除了可獲得直接經(jīng)費獎勵外，還可以申請學分認定、優(yōu)先退免等。華南理工大學在《大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽管理實施細則》中規(guī)定，全日制學術(shù)型研究生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國賽，進入省級復賽階段，可獲得社會實踐必修環(huán)節(jié)1學分。四川大學將“互聯(lián)網(wǎng)+”全國大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎項列為研究生國家獎學金的重要考察內(nèi)容，對獲得國家級銀獎以上（含銀獎）獎勵的全日制研究生等同于發(fā)表1篇SCI論文或CSSCI論文，納入學位成果考核范圍。這既是對深化教育評價改革的有益探索，也是對成果導向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系的完善和推進。

（三）發(fā)展產(chǎn)教相融的創(chuàng)新人才協(xié)同培養(yǎng)機制

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實踐基地是提升學生創(chuàng)新能力的重要平臺，要積極完善大學生創(chuàng)業(yè)園、高?？萍紙@等平臺制度機制，加強專業(yè)實驗室、虛擬仿真實驗室、訓練中心建設(shè)實驗教學平臺資源共享，推進學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動與產(chǎn)業(yè)孵化對接，促進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目向市場化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，構(gòu)建教研相長與科教共融的“雙創(chuàng)”共同體，完善成果轉(zhuǎn)化支撐服務(wù)，打通產(chǎn)學研用全鏈條，為成果轉(zhuǎn)化提供強有力的支撐，構(gòu)建從“工程實訓、項目培訓”到“自主創(chuàng)新、孵化創(chuàng)業(yè)”的全鏈條實踐教育體系。圍繞創(chuàng)新型國家建設(shè)需求，與企業(yè)共建一批創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗基地，著力培養(yǎng)創(chuàng)新型優(yōu)秀人才。2023年，我國八所電子信息類高校聯(lián)合發(fā)布《北京宣言》，堅持加強產(chǎn)教融合、科教融匯，共建高水平協(xié)同育人實踐平臺和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地，這是高校合作建設(shè)創(chuàng)新高地和培育人才的突破和創(chuàng)新。

作為材料加工和先進成形技術(shù)方向，要立足于服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求和滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，面向航空航天、新能源汽車、高鐵、核電及電子信息等國家重大科技工程高端裝備領(lǐng)域，解決高精度、整體化、長壽命、輕量化、高可靠性發(fā)展的重大迫切工程需求，以企業(yè)實際生產(chǎn)中存在的零件成形具體難題為導向，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，開展面向先進成形技術(shù)前沿的科研活動，增強成形理論與實踐相結(jié)合的協(xié)同創(chuàng)新能力，構(gòu)建依托國家級科研平臺、高校、研究院所和企業(yè)的產(chǎn)學研創(chuàng)用的研究生聯(lián)合培養(yǎng)機制。中南大學積極推動科技成果轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，以多項關(guān)鍵技術(shù)支撐湖南省軍民融合重大示范項目，入股成立湖南中創(chuàng)空天新材料股份有限公司與湖南卓創(chuàng)精材科技股份有限公司，與湖南三泰新材料股份有限公司聯(lián)合成立中南大學-高性能復合材料先進制造技術(shù)研究中心，為材料加工和先進成形技術(shù)方向培養(yǎng)大批高水平科研和工程人員。

結(jié)語

當前，我國的經(jīng)濟發(fā)展正面臨巨大的挑戰(zhàn)和機遇。要瞄準世界科技前沿、圍繞國家戰(zhàn)略需要的重要領(lǐng)域，以科研反哺教學、團隊式指導和產(chǎn)學研協(xié)同融合，不斷提升新工科研究生創(chuàng)新能力水平，著力培養(yǎng)創(chuàng)新型優(yōu)秀人才，堅持高水平科技自立自強，強化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，助推技術(shù)革新和經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻

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Research on Cultivating Model of Postgraduate Students’ Innovation Ability under the Background of Emerging Engineering Education： Taking Material Processing and Advanced Forming as an Example

CUI Xiao-hui，YU Hai-liang， ZHOU Jian

（Light Alloy Research Institute， Central South University， Changsha， Hunan 410083， China）

Abstract： Many colleges and universities in China have carried out the reform of graduate training mode， but there are still some problems in the innovative education and training of new engineering graduate students， such as insufficient scientific research innovation ability， insufficient interdisciplinary integration， and insufficient practical ability. Facing the new situation and new challenges， higher requirements are put forward for the training quality of new engineering graduate students. By analyzing the actual needs of innovative ability cultivation of new engineering graduate students， this paper explores ways such as research feedback to teaching， teamwork guidance and industry-university-research collaborative integration to establish an innovative talent education and training mechanism featuring science and education collaboration and team collaboration， forms a results-oriented innovation and entrepreneurship education system featuring competition promoting teaching and project-promoting teaching， and develops a collaborative training mechanism for innovative talents integrating industry and education to continuously improve the scientific innovation ability and engineering practice ability of new engineering graduate students.

Key words： new engineering; innovation ability; mechanical design， material processing and advanced forming