“问题-方法”二元驱动的机械类研究生科研创新能力培养研究

唐伟东　易晓冬　毛聪　陈耿彪　张明军

摘 要：本研究以长沙理工大学机械工程专业研究生为培养对象，从建立注重科研创新能力的研究生培养环节及考核、反馈机制入手，开展“问题-方法”二元驱动的研究生科研创新能力培养研究。旨在建立以问题-方法导向的课程教学体系为基础，坚持将科研创新能力培养贯穿整个培养环节，以科研创新能力考核及反馈为改进依据的全闭环培养模式。主要研究内容包括：（1）构建“问题-方法”导向课程教学体系；（2）建立“问题-方法”驱动的科研训练与实践培养环节；（3）制定研究生科研创新能力考核评价机制；（4）建立“问题-方法”驱动式科研创新能力培养模式反馈与改进机制。旨在为机械类研究生科研创新能力的培养提供新思路，为提高机械类研究生的培养质量提供了新路径。

关键词：研究生培养 科研创新 问题-方法

Cultivation Research on the Innovation Ability of the “Problem-method” Dual-driven Mechanical Postgraduate

Tang Weidong，Yi Xiaodong，Mao Cong，Chen Gengbiao，Zhang Mingjun

Abstract：This study takes the graduate students majoring in mechanical engineering of Changsha University of Science and Technology as the training object， and starts from the establishment of postgraduate training links and assessment and feedback mechanisms that focus on scientific research and innovation ability， and carries out the research on the cultivation of postgraduate scientific research and innovation ability driven by the “problem-method” dual. It aims to establish a problem-method-oriented curriculum teaching system as the basis， adhere to the cultivation of scientific research and innovation ability throughout the entire training link， and take the assessment and feedback of scientific research and innovation ability as the basis for improvement. The main research contents include： （1） constructing a “problem-method” oriented course teaching system; （2） Establishing “problem-method”-driven scientific research training and practice training links; （3） Formulating an assessment and evaluation mechanism for postgraduate research and innovation ability; （4） Establishing a feedback and improvement mechanism for the “problem-method” driven scientific research and innovation ability training model. It aims to provide new ideas for the cultivation of scientific research and innovation ability of mechanical graduate students， and provide a new path for improving the training quality of mechanical graduate students.

Key words：postgraduate training， research innovation， problem-method

1 引言

我國已成为世界上的研究生教育大国。研究生人数的激增，导致以前的教学体系和制度难以适应，研究生教育质量不断下滑，体现在研究生的批判性思维欠缺、问题意识匮乏[1]、科研素养不高、创新能力不足等方向，这些问题在省属高校中尤为突出。然而，我国经济发展正处在攻坚关键时期，制造业转型升级迫在眉睫，社会和企业对创新型人才的需求日益增加。研究生是我国创新人才的主力军，在研究生扩招的整体环境下提升研究生的创新能力已成为研究生教育的重中之重，同时也是我国实现“创新驱动发展战略”和“人才强国战略”的重要支撑[2，3]。

在2020年7月29日召开的全国研究生教育会议上，习近平总书记对研究生教育工作做出重要指示，“研究生教育在培养创新人才、提高创新能力、服务经济社会发展、推进国家治理体系和治理能力现代化方面具有重要作用。”李克强总理批示指出，“深化研究生培养模式改革，进一步优化考试招生制度、学科课程设置，促进科教融合和产教融合，加强国际合作，着力增强研究生实践能力、创新能力，为建设社会主义现代化强国提供更坚实的人才支撑。

由此可见，从国家战略层面和社会层面，对具有创新能力的研究生都有极大的需求。然而，研究生数量的增加对研究生培养质量保证提出了极大的挑战，其中研究生科研创新能力的培养更是一直以来研究生培养中的弱点。特别是在省属高校，由于受自身条件和外在因素的限制，研究生培养质量问题显得较为突出，一直制约和影响着我国研究生教育的健康发展，因此针对研究生科研创新能力，改革與创新研究生培养模式已成为亟待解决的问题。

基于此，本研究从建立注重科研创新能力的研究生培养环节及相应的考核、反馈机制入手，开展“问题-方法”二元驱动的研究生科研创新能力培养研究。旨在建立以问题-方法导向的课程教学体系为基础，坚持将科研创新能力培养贯穿整个培养环节，以科研创新能力考核及反馈为改进依据的全闭环培养模式。该项目的研究对丰富我省机械工程专业研究生科研创新能力的培养提供了新思路，为提高我省机械工程专业研究生的培养质量提供了新思路，对助力我省“三高四新”战略的实施具有重要实用价值。

2 机械工程专业研究生科研创新能力现状

科研创新能力是研究生教育的核心培养目标，在国际形势多变，国内产业升级的时代背景下，加强研究生科研创新能力的培养已是各高校研究生培养的重中之重。围绕提高研究生科研创新能力，国内外学者展开了一系列研究，主要包括以下几类：一是“导师团队制”，通过相似学科背景或不同学科背景的导师组成一个团队，达到拓宽研究生知识背景的目标[4-6]；二是“科研项目实践制”，以科研项目为导向，增加研究生的科研实践经历，在实践中培养创新能力[7]；三是“交流合作制”，通过加强学术交流，以及与一流研究单位合作来拓宽研究生的学术视野，激发科研创新精神[8]。以上方法能一定程度提升研究生的科研创新思维和创新能力。但是仅仅增加学生的知识，或丰富学生的学习或研究经历，仍不足以培养研究生的创新能力。创新是一种主动性很强的自发行为，单纯进行量的增加，无法达到质变，当前的研究生培养模式缺少一把将“量变”转化为“质变”的“钥匙”，这把钥匙就是对知识进行提炼寻找科学问题，以及解决科学问题的方法与手段。在研究生培养环节中由于缺乏问题与方法导引，出现研究生在课程学习与科研实践中主动性不强，参与度不高，思维与导师难以同步，创新意识低等问题，究其原因，主要有以下几个方面：

（1）课程教学系统缺乏“问题-方法”导引，难以符合对具有科研创新能力研究生的培养需求。

有学者根据学生成长过程将能力按层次由低到高分为：接受知识的能力、自主获取知识的能力、运用知识解决实际问题的能力和创新能力四种层次，每一个低层次的能力的培养都为高一层次能力的培养奠定基础[9]。创新能力的培养是最高层次的能力培养，只有在上述三个层次的能力都有相当发展的基础上，才能具有较强的创新能力。因此，在低年级研究生中通过课程教学拓宽其知识面变得尤为重要，但是在传统课程教学中，课程体系没有进行科学设计，课程教学仍然以“老师讲学生听”为主，学生被动地接受知识，研究生的能力仍停留在第一个层次。在当前的课程体系中，没有考虑与科研项目结合，没有做到以科研问题为导向，研究生在课程学习中目的性不强，难以做到自主获取知识。在课程设置方面，对最新的研究方法或通用性方法论课程涉及不多，研究生难以形成较系统的科研思维方法。课程体系没有对研究生科研创新能力的培养起到夯实基础的作用。

（2）科研训练与实践环节没有“问题”贯穿始终，难以针对性提升研究生的科研创新能力。

在研究生科研训练与实践环节，一方面需要课题组提供硬件实验条件和高水平的指导老师，另一方面研究生的主观努力也相当重要。很多研究生参与老师的课题研究，不会主动寻求在科研中所遇问题的解决办法，久而久之研究生就形成了一种依赖性，从而扼杀了研究生的创新意识[10]。此外，部分研究生读研的目的只是为了取得学位和毕业证书，对学术的追求不高，只愿意在导师的科研项目中仅从事辅助性工作，为了顺利完成毕业论文很多问题研究宁愿避难就易，选择前人研究过的课题，无法深入课题研究，更无法在科研项目中发挥主观能动性和创造性，这使得研究生培养缺乏科学性和创新性。

提出问题并解决问题的能力是创新性人才的显性特征。因此，在科研训练环节缺乏问题导向，导致研究生只能做跟随性研究，对研究进行小修小补，或只能做导师要求做的实验，无法“异想天开”，大胆创新，成为制约研究生的科研创新能力瓶颈。

（3）研究生培养模式缺乏反馈与改进机制。

目前研究生的考核主要以课程成绩、论文写作、科技创新竞赛、社会实践、实习和实验、校外实践等。对研究生在研究课题中的完成质量及创新性没有阶段性考察和反馈，缺乏激励学生创新能力的政策。在研究生培养模式方面，更加缺乏动态评价机制，还没有做到以研究生为中心，以研究生的能力培养为目的，缺少培养质量反馈和持续改进机制，不利于研究生培养质量的稳定和持续提升。

3 “问题-方法”二元驱动的研究生科研创新能力培养措施

针对研究生科研创新能力培养中存在的问题，本研究提出“问题-方法”二元驱动的研究生科研创新能力培养模式。其基本思路是在“问题-方法”二元驱动理念指导下，以长沙理工大学机械工程专业研究生为培养对象，以问题-方法导向的课程教学体系为基础，坚持将科研创新能力培养贯穿整个培养环节，以科研创新能力考核及反馈为改进依据的全闭环培养模式。以“问题-方法”为驱动，全面调动研究生的科研积极性和主动性，激发研究生的科研创新意识，提升研究生的科研创新能力。主要培养措施有：

（1）构建“问题-方法”导向的课程教学体系。

以拟解决科研项目中的共性问题为导向，定制针对性的课程教学体系，包含公共课、基础理论课、专业课、方法论课程、前沿讲座及文献研讨课；化共性问题为具体小问题，在每门课程实施过程中，都带着问题去教与学；提高方法论课程比例，培养研究生科研创新方法与创新思维。

研究课程教学体系是由多门课程组成，多门课程之间不能是孤立的，而把各门课程联系起来，需要一个总体的目标，这个目标就是解决科研项目中的共性问题。基于该问题对能力和知识储备的需求，设计成体系的教学课程。比如机械工程专业先进制造方向的研究生需要针对特定材料提出新的加工方法或工艺，其共性问题一般是揭示加工机理，而解決这个问题需要有材料、制造、物理或化学、机械设计、流体力学等相关知识，同时需要数学、机械振动、信号处理、有限元方法等工具性质的课程做支撑。因此，课程体系的设计应围绕共性问题综合考虑上述课程逻辑与联系。

（2）建立“问题-方法”二元驱动的科研训练与实践培养环节。

在科研训练及实践培养环节，注重对研究生提炼问题能力的培养，针对一个具体科研课题，引导学生主动提炼问题，并作为科研与实践开始前的必备环节，激发研究生的自主创新思维；同时，对于提炼的问题能够找到解决方法，培养研究生创新思维方法及分析问题、解决问题的能力；以“寻找问题-分析问题-解决问题”贯穿各培养环节始终。

从研究生进入研究课题开始，导师一般会给研究生指定一个课题或研究方向，基于这个课题，研究生需要广泛收集文献资料，一方面了解该方向在国内外的动态，另一方面找出在这个方向上目前仍存在的问题，从而形成科研突破口。这个过程既要研究生带着问题去批判性思考，同时也需导师指点迷津。而在找到科研问题后，怎么解决它则需要提出创新性方法，这需要对已有研究和现有方法有深入的理解，从现有方法的缺陷中另辟蹊径，才能实现方法突破。基于上述环节中的问题提出和方法创新可实现研究生科研创新能力的全面提升。

（3）制定研究生科研创新能力考核评价机制。

将各培养环节与获取特定科研创新能力进行挂钩，提高研究生培养的目的性；在关键培养环节，对研究生特定领域的知识广度、知识前沿性、分析解决问题的能力、提炼问题的能力、创新方法的掌握等方面进行合理考核，并进行达成度评价。

（4）建立“问题-方法”二元驱动式科研创新能力培养模式反馈与改进机制。

基于研究生科研创新能力的考核及评价，反馈给各培养环节，及时进行各培养环节的合理性审查；建立基于闭环反馈的改进机制，对培养模式进行持续改进；改进对象包括培养环节的设置及导师在培养过程中的责任与引导作用。

4 结语

针对目前机械工程专业研究生培养过程中，研究生课程教学体系创新引导性不强、研究生在科研训练与实践环节自主创新意识不足、研究生科研创新能力考核评价机制不全、研究生培养模式反馈与改进机制缺乏等问题，提出“问题-方法”二元驱动的机械专业研究生科研创新能力培养研究。建立以问题-方法导向的课程教学体系为基础，坚持将科研创新能力培养贯穿整个培养环节，以科研创新能力考核及反馈为改进依据的全闭环培养模式。这对丰富机械工程专业研究生的培养模式，提高机械工程专业研究生的科研创新能力，助力我省“三高四新”战略实施具有重要意义。

课题来源：

（1）长沙理工大学学位与研究生教学改革研究项目《问题-方法”二元驱动的研究生科研创新能力培养研究》编号： JG2021YB12；

（2）教育部高等教育司产学合作协同育人项目《<工业机器人应用技术>示范课程建设》，编号：202102272002；

（3）湖南省普通高等学校教学改革研究项目《对标“创新方法应用能力等级规范”的大学生实践创新能力培养，编号：HNJG-2020-0268。

参考文献：

[1]温才妃.为何我们的研究生提不出问题[N]. 中国科学报，2020-08-18（5）.

[2]新工科建设复旦共识[EB/OL]. http：//www.jwc.fudan.edu.cn/b8/66/c9395a112742.

[3]胡敏强.产教融合新工科育人模式探索与实践[J].中国大学教学，2019.6：7-11.

[4]李效龙，王敏，奚彩萍.基于导师团队模式的研究生创新能力培养探索与实践[J]. 科技视界，2021（01）：93-95.

[5]李培源，卢汝梅，霍丽妮，韦建华，贾智若，廖彭莹，苏炜.基于创新能力培养的研究生导师团队建设的探索与实践[J]. 山东化工，2019，48（11）：123.

[6]王平，王恒，魏旻.“重大项目为牵引， 导师团队为保障”的研究生创新能力培养模式探索与实践[J].科教导刊（上旬刊）， 2014（19）：47-48.

[7]李刚， 江来， 丁孺琦， 欧阳娜， 胡国良， 徐明. 基于科研项目提升机械类研究生创新能力研究——以华东交通大学为例[J]. 高教学刊，2021，7（15）：51-54.

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[10]付萍，张占辉，林志东.工科计划的导师制科研项目引导创新实践人才培养探讨[J]. 科教文汇（下旬刊），2020（4）：86-87.