仪器仪表工程研究生实践创新能力培养体系探索与实践

舒双宝 夏豪杰 潘成亮 黄斌 党学明

[摘 要]仪器仪表工程研究生实践创新能力的培养是其研究生培养的重中之重。目前仪器仪表工程研究生实践创新能力培养存在一定问题。合肥工业大学仪器仪表工程专业重点从课程设置、指导教师队伍建设、增强实践环节教学、研究生实践基地建设、制定研究生的科研工作制度、指导研究生参加各类学科竞赛、抓好学位论文的撰写工作等方面来提高研究生实践创新能力的培养质量，取得了一定的成果，可为其他高校研究生培养提供可借鉴的经验和一定的参考价值。

[关键词]仪器仪表工程；专业学位研究生；全日制；实践创新能力

[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）03-0188-04

专业学位研究生教育与学术型研究生教育是我国研究生教育的两种形式，学术型研究生教育侧重理论与学术研究，而专业学位研究生教育旨在针对一定行业或职业，培养应用型、复合型高层次专业技术人才和工程管理人才。随着社会各行各业对实践应用型人才的迫切需求，专业学位研究生教育已成为研究生教育不可或缺的重要组成部分以及发展的重要方向。[1]

仪器仪表工程是仪器科学与技术一级学科所属的专业学位研究生培养专业，也是国家专业学位研究生教育的一个重要组成部分，其目的在于培养仪器仪表领域内具有创新意识能力和社会实践能力的高级工程技术和工程管理人才。[2][3]合肥工业大学仪器科学与光电工程学院（以下简称“仪器学院”）创建于1959年，设有仪器科学与技术一级学科博士授予点，仪器科学与技术博士后流动站，同时设有仪器仪表工程专业硕士授予点。为提高我院专业学位研究生的培养质量，特别是提高研究生的实践创新能力，我院采取了一些有效措施，并取得一些成果，培养了一大批优秀的专业人才。到目前为止，仪器仪表工程已毕业的硕士有300余名，大部分毕业生目前已成为行业内的工程技术人才或高级工程管理人才。本文首先分析了国内仪器仪表工程研究生实践创新能力培养的需求以及培养过程中存在的问题，接着以合肥工业大学仪器学院为例，详细介绍研究生实践创新能力培养体系建设情况，并给出具体的建设途径和方法。

一、仪器仪表工程研究生实践创新能力培养的需求与迫切性

仪器仪表工程专业学位研究生教育着眼于仪器仪表工程领域的科技创新与科技发展，侧重于工程实际应用，培养从事光学、机械、电子、计算机一体化设备、仪器仪表等设计、制造、检测及维修的应用型、复合式高层次工程技术和工程管理人才。从专业的培养方向来看，其更加侧重于仪器仪表行业背景，有着具体的实际应用领域和方向，是一个应用型很强的工科专业，社会各行业对于该类毕业生的需求量也很大。目前国内近百所高校都有该专业的硕士学位培养授予权。笔者通过调查国内众多高校的培养情况，发现仪器仪表专业研究生的培养普遍存在以下问题：

（一）对仪器仪表专业的认识和重视不足

很多高校都是先有仪器学科的学术型硕士授予点，主要是进行学术研究生培养方向。随后在国家的教育政策下，开始申请招收仪器仪表专业的研究生，所以在招生人数上面向工程应用的研究生招生人数较少，往往只是作为学术型研究生的补充，导致部分高校对专业学位研究生缺乏足够重视。在研究生管理模式上，将学术型硕士和专业硕士教育培养等同起来，或者不能完全分开，造成研究生培养目标不清晰。

（二）课程体系设置不明确，实践环节偏少

很多学校则是把仪器学科下的研究生专业课设置成统一的专业必修课和选修课，同时进行专业硕士和学术型硕士的课程教学，专业型硕士没有较多的实践培养环节，没有体现出专业碩士的培养特点及加强其实践创新能力的培养。

（三）教师队伍中有丰富工程实践背景的偏少

目前，在高校中很多教师主要都是从事科学技术研究的，存在着轻实践重理论研究的现象。另外很多教师都是从学校毕业后直接到学校工作，从企业再到学校来工作的教师较少，这样就造成了教师队伍普遍学历层次高，但是缺乏到企业一线生产或技术开发的实践工作经历，从而对研究生实践环节的指导经验略显不足。

针对上述问题，本文以合肥工业大学仪器学院为例，探讨仪器仪表工程硕士研究生实践能力培养的主要途径和方式。

二、创新实践能力培养的主要途径

（一）明确培养目标，合理设置课程

课程体系的构建是研究生培养模式中十分重要的环节，是研究生掌握本专业基本理论、基本专业知识以及进行实践创新能力培养的前提。[4]我院根据国家仪器仪表工程硕士学位标准，围绕社会对仪器仪表工程类硕士生的现实需求、工程行业的发展方向，同时结合我院科研主要研究方向制订具体的培养目标，确定研究生培养大纲，保证研究生专业基础突出、理论与实践相结合、前沿技术与实际需求相结合的培养特色。

研究生课程包括公共必修课、必修环节、专业必修课和选修课四个模块。公共必修课包括英语、自然辩证法以及马克思主义与社会科学法，以及数学类课程如数值分析、数理统计、随机过程与最优化方法。必修环节有文献综述、开题报告、实践环节、中期检查及答辩前的工作总结。在专业必修课和选修课的设置上，主要体现出研究生的实践创新能力培养以及本学科专业的专业特色。我校的仪器学科主要以现代精度理论与工程应用为基础，涵盖以下研究领域：仪器及装备精度保障技术、微纳测量技术及系统、复杂曲面与大尺寸测量技术、机器视觉与光电检测技术、光纤光学与传感技术、环境检测技术与系统、生物医学仪器及系统。将研究方向及专业培养目标结合设置的专业必修课有误差分离与修正、多变量统计分析、精密机械与系统、光电传感与测试和测控技术及系统，这五门必修课有力加强了研究生坚实的基础理论。对于工程领域不同研究方向以及专业特色研究，设定专业选修课，供研究生自行选定，如动态系统测试理论及应用、仪器及装备耦合精度理论、微纳加工技术、几何测量数据建模与计算、大尺寸测量技术、光通讯器件、环境检测技术、特征提取与模式识别、测控软件开发、嵌入式系统开发原理与实践、电机与运动控制、医学仪器、医学图像分析和医学超声及磁共振成像技术，根据学分要求，每位研究生所选的选修课程不得少于4门。这样设置既保证了研究生具有深厚的仪器学科理论基础知识，也满足了研究生具有宽广的专门知识的要求。

专业必修课程和选修课程均由我院有经验的教师主讲，同时也邀请相关行业、企事业单位专家参与到教学计划修订和教学中，结合学科前沿和现代企业技术水平，在教学中引入国内外最新科技产品、科研成果、教改成果、先进的研究方法和技术手段，使研究生能及时把握行业动态。教师也及时对课程内容调整、重组和更新，优化培养计划，完善课程体系。课程教学包括理论课教学和实验实践课教学，强化实践环节理论课。教学方式采取讲授与课堂讨论相结合，加强研究生创新实践能力的培养。

（二）加强指导教师队伍建设

教师在专业学位研究生教育过程中居于主导地位，导师是决定研究生培养质量的一个重要因素。只有指导教师的整体水平提高了，研究生的培养教育水平以及创新能力才会有质的突破。目前我院现有专业教师73人，外籍专职教师2人；1/3教师具有海外学习与工作的经历，其中博士生导师16人，硕士生导师40余人。教师队伍以中青年为主，青年教师虽然受过专门系统的科研训练，但基本上都是从学校到学校，知识创新能力较强而工程实践经验不足。搭建起以课程组负责制工程能力与教学能力培养，发挥教学团队老教师的“传、帮、带”作用，青年教师必须参与学生课程实验、实践等活动，加强与企业的科技合作，通过承担和参与企业的科技开发和技术改造，丰富工程实践经验。进一步加强现有研究生导师的工程能力培养，鼓励教师深入到企业生产一线进行实践，了解现代企业技术发展实际情况及技术问题，及时把握科技前沿与动态，鼓励教师与企业开展联合研究，增加现有导师的实践经验。根据学校学院相关规定和要求，完善并严格执行研究生指导教师的遴选制度，不但看重学术能力、学术成果，更要看重专业实践经历和创新精神，适当放宽对于从事实践工程项目教师科研水平的要求。

要加强本院教师与企业的合作与交流，联合申请项目，解决工程实际问题。科技部2013年度国家重大科学仪器设备开发专项项目中我院两位教授承担2个项目——我院作为第一技术支撑单位申报的“平板显示屏自动光学检测仪器开发与应用”（牵头企业：安徽华东光电技术研究所）和“便携关节式坐标测量机开发与应用”（牵头企业：合肥合锻机床股份有限公司），这也是我院校企合作一个重大的成果。同时我院还积极聘请了本专业领域的知名校友以及企业专家等一批具有一定理论和实践水平的专业人员来校担任研究生导师或兼职导师，发挥企业导师的工程实践能力特长，与校内导师相互补充，建立“双导师”制。目前仪器仪表专业聘请校外导师10人、企业兼职导师5人，极大地丰富和扩充了我院研究生导师队伍。

（三）增强实践环节教学，提升研究生实践能力

我院将专业研究生培养与国家战略需求与工业应用相结合，强化人才培养的目标和内涵，充分体现出仪器仪表专业学位的特色。在课程教学中，教学内容要加强理论性与应用性课程的有机结合，突出仪器仪表工程领域典型案例分析和实践应用的研究。在教学中增加综合性、创新性实验环节的设置，针对每门课程的课程特点和教学内容，设计实践型实验，培养研究生综合应用所学理论知识进行方案设计的能力，分析问题和解决问题的能力。如在复杂曲面与大尺寸测量课程教学中，可以进行反求工程实验设计，首先在课堂教学中讲解反求的过程和方法，布置研究生一个实际作业题进行反求的实际练习。反求设计是一种现代设计方法，有利于培养研究生的产品设计创新能力，研究生可以根据反求设计的步骤，如利用三坐标测量机完成对某一物体的测量，再构成点云数据进行重构，再进行创新方法的设计。这样研究生就能在实验中深刻熟悉和掌握反求设计的步骤——数据采集、数据处理、模型重构，提高研究生的实践动手能力。同时教学过程要重视运用团队学习、模拟训练、案例分析、现场研究等方法，提高专业素养及就业创业能力。

在课题研究中，学生可以参与到教师的课题研究中或是到企业实践学习，即可分段式实习也可集中实习，或是采用相结合的方式，完善研究生实践培训环节。整个实践过程可以和研究生论文选题相结合，研究生通过实践既能够巩固理论知识，又能够将理论知识充分运用到实践中，理论与实践相结合，不仅提高了科研水平，同时还能解决实际问题。

除此之外，我院也积极将研究生培养和国际合作与交流相结合。我院已与韩国汉阳大学、韩国科学技术院、美国奥克兰大学、台湾大学以及德国海尔布隆大学建立了常态化人才培养交流机制，定期开展研究生培养、科研交流。同时我院已与韩国科学技术院、中国科学技术大学建立了“超快激光精密测试与微加工国际联合实验室”。通过研究生定期交流和双方导师共同指导研究生进行科研合作，促进了双方科研与人才培养的深度合作。

（四）加强研究生实践基地建设

要重视并加强专业学位研究生实践创新基地的建设[5][6]，充分发挥基地在工程實践创新方面的作用，积极为培养和提高研究生的实践创新能力提供良好的平台。在实践基地建设中主要包括校内、校外实践基地以及校企联合实践基地建设。

仪器学院目前具有的实验室可以满足一定的研究生教学和研究使用。实验室主要由基础平台实验室、测控中心实验室以及专业研究实验室组成，具备专业教学和科研实验紧密结合、相互补充的教学基础条件。基础平台实验室主要负责基础实验课程以及大学生创新实践基地，测控中心实验室主要统一管理“高、精、尖”大型公共基础实验设备，专业研究实验室主要以科研团队与科研方向为主题成立的专门实验室。目前学院拥有的专业实验室有高等学校学科创新引智计划：“现代测试技术与精密工程”学科创新引智基地、国家重大科学仪器设备开发专项研发基地、现代测试与制造质量工程安徽省高等学校重点实验室、现代精度工程研究中心、纳米测量实验室、211工程重点建设研究室等研究基地。

同时学院也加强了校企合作实践基地建设，与美亚光电有限公司、京东方公司、大恒光电有限公司、中电41所、美国NI公司、德州仪器公司、恩智浦半导体公司、华东光电研究所、合肥阳光电源有限公司、安徽江淮汽车有限公司、安徽计量科学院、中科院合肥物质科学研究院等企事业单位及研究所保持良好的合作关系，并与其签约成立实践实习基地，这为研究生实践创新能力的培养提供了重要的硬件条件。

（五）制定研究生的科研工作制度

定期进行研究生学术讨论会，研究生汇报自己阶段性的科研工作并进行讨论，讨论可以以课题组或研究团体的形式定期召开。研究生导师要进行点评，营造一种自由讨论与思考、自由争论的宽松学术讨论环境，这样既可以锻炼研究生的陈述表达能力及思辨能力，增强创新意识，同时还可以有助于不同观点之间的交流，在讨论中使得课题中的问题更加清晰，从而解决问题。以笔者所在课题组为例，我们每周五下午定期召开汇报会，所有研究生要对上一周的工作进行总结，并对下一周的工作拟定计划，在组会上汇报。组会中就有关问题进行讨论交流，既养成了良好的团队关系，又能在一起交流討论寻找解决课题的方法，同时使研究生保持良好的科研习惯。

仪器仪表工程领域相对来说是个技术更新很快的领域。研究生在做课题研究时，不能闭门造车，要及时把握现代技术水平、研究动态和行业最新信息。为此，我院每年都会邀请行业专家、工程技术人员、工程管理人员来学院给研究生做报告，介绍技术动态。这类学术报告会一般每年不少于10次，所有研究生都要参加，有利于研究生吸收新的技术知识、了解技术、行业新动态， 尽快跟踪仪器仪表工程研究领域的发展前沿， 既活跃了学术思想， 又拓宽了知识面， 锻炼了综合实践创新能力。合肥工业大学每年都会举办研究生学术交流年会和创新创业论坛，通过定期举办此类活动，可有效地激发研究生创兴思维思路，活跃研究生的创新学术风气。

（六）指导研究生参加各类学科竞赛

学生通过课程实验、实践训练的锻炼，基本上初步具备了科研和工程实践项目能力。为进一步锻炼研究生的创新创业工作能力，指导教师可以有针对性地指导研究生参加各类学科竞赛，使研究生积极投身学术科技创新和创业活动，在实践中不断增加知识资本的积累，切实提高自身的创新创业能力和就业竞争力，着重培养研究生实践创新能力。近两年来我院研究生参加并获得的奖项有：第二届中国“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖1项，“华为杯”第十一届中国研究生电子设计大赛华东赛区一等奖、全国三等奖多项，2016年全国大学生生物医学工程创新设计竞赛二等奖2项，2016中国（国际）传感器创新创业大赛（华东赛区）一等奖3项、国家奖1项，第十届国际大学生iCAN创新创业大赛（华东赛区）二等奖2项等。指导研究生参加各类学科竞赛，既取得了丰硕的竞赛成果，也使得研究生在竞赛过程中自然地锻炼了实践创新能力。

（七）抓好学位论文的撰写工作

论文是研究生科研成果的一个重要表现形式。研究生实践环节要求研究生通过撰写实验报告来总结实验，研究生申请学位答辩时要提交学位论文，这些都是在培养研究生的科技论文写作能力。研究生科研论文和学位论文的撰写不仅要有好的科研成果内容，还要善于表达。平时要多锻炼研究生的论文写作能力，比如平时的课题进展汇报等，都要培养研究生以严谨的态度对待论文的撰写，要让其使用科学论文的形式把科研成果表达出来，要清楚明白、直观地展现成果。研究生导师要给予研究生正确的指导和引导，这也是在锻炼研究生的实践创新能力，提高研究生的综合能力。在最后写作学位论文时，也不能只是简单地将发表或被录用的文章罗列出来，而是要把写毕业论文当成撰写著作一样，从内容到格式编排都要非常严格、规范。为使研究生学位论文格式统一规范，合肥工业大学特地制定了《合肥工业大学研究生学位论文写作规范》，要求研究生要认真对待。

三、结束语

研究生实践创新能力的培养是研究生培养中的重中之重。本文首先分析了目前仪器仪表工程专业学位研究生培养的现状，总结了目前国内高校在仪器仪表工程专业研究生培养中存在的问题。 本文以合肥工业大学仪器仪表工程专业学位研究生培养为例，重点从课程设置、指导教师队伍建设、研究生实践基地建设、增强实践环节教学、制定研究生的科研工作制度、指导研究生参加各类学科竞赛、抓好学位论文的撰写工作等方面来提高研究生的培养质量，加强对研究生实践创新能力的培养。本文给出了具体的措施和方法，在研究生培养方面取得了一定的成果，可以为国内高校相近专业研究生培养提供可借鉴的经验和一定的参考价值。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 教育部.关于做好2009年全日制专业学位硕士研究生招生计划安排工作的通知（教发[2009]6号）[A].2009.

[2] 邸明伟，张大伟，刘海英.全日制专业学位研究生实践创新能力培养的探索与实践[J].广东化工，2015（13）：286-287.

[3] 刘桂礼，王晓飞.仪器仪表工程专业研究生实践创新能力培养[J].中国现代教育装备，2013（13）：76-78.

[4] 江阳，张莉，祁小四，等.研究生课程体系设计与创新能力提升[J].大学教育，2016（4）：34-35+44.

[5] 徐科军.产学研合作培养工科研究生实践创新能力[J].电气电子教学学报，2014（5）：11-13.

[6] 潘剑波.基于大工程观的工科研究生产学研合作培养模式的探索与实践[J].学位与研究生教育，2012（12）：46-50.

[责任编辑：刘凤华]