研究生实践与规划创新综合能力培养提升教育研究

［摘 要］ 研究生培养是高等教育体系中非常重要的部分，在国内外高等学府中都受到高度重视。研究生培养的主要目标之一是专业综合能力的提升，这些综合能力包含以下几个相互关联的重要方面：专业技术领域的动手实践能力；在明晰原理与因果关系的基础上分清先后顺序与步骤，设计规划解决问题的能力；用科学语言准确客观再现操作过程、用科学方法呈现原始实验数据的能力；准确分析实验现象、分清主次查找关键原因、辨别假象、正确客观解读实验结果的能力。以自然科学领域研究生为例，从前两个方面来探讨研究生培养的改进方式。

［关键词］ 实验实践技能；设计规划；思辨创新

［基金项目］ 2021年度郑州大学研究生教育研究项目“研究生写作与思辨创新综合能力培养提升的改革研究与实践”（YJSJY202159）

［作者简介］ 董建树（1985—），男，河南新乡人，博士，郑州大学药学院副教授，硕士生导师，主要从事蛋白质等生物大分子的结构与功能研究。

［中图分类号］ G643.0［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）36-0170-05［收稿日期］ 2022-08-26

研究生是我国高层次创新人才的重要新生和后备力量［1］，研究生培养整体水平直接决定了民族未来的科技兴衰，研究生的专业知识、专业技术、专业能力的提升是研究生培养的重要方面。高素质研究生需要逐渐学会综合运用所学知识和专业技术分析问题、规划技术流程、解决问题，并将研究方法、研究结果等以客观准确的科学语言呈现出来。逐渐学会独立自觉地从可靠的来源获取新知识、新技能，并灵活变通地应用于新问题的解决。研究生的这些综合能力包含以下几个相互关联的重要方面：一是专业技术领域的动手实践能力；二是在明晰原理与因果关系的基础上分清先后顺序与步骤，设计规划解决复杂问题的能力；三是用科学语言准确客观再现操作过程、用科学方法呈现原始实验数据的能力；四是准确分析实验现象、分清主次查找关键原因、辨别假象、正确客观解读实验结果的能力。研究生所需获得的能力不同，决定了研究生阶段的培养模式与方法将不同于本科及本科以前的以书本知识与课堂授课为主的培养方式。那么，如何让硕士研究生经过3年的学习与科学研究训练具备这些能力，采用哪些培养、训练、考核方式是有效的，值得教学人员认真研究，且这方面的研究具有重要意义。具体来说，研究生动手实践能力、设计规划研究的能力与思辨创新综合能力的提升，将迅速提高高校的科学研究水平，并为国家输送更多优秀的高技术人才。本文旨在通过探索，寻找切实可行、用之有效的培养与训练方式，使研究生在动手实践、设计规划研究过程与思辨创新方面的综合能力得到明显提升，并总结探讨通过实践检验了其可靠性与效果的培养训练方式。

一、提高研究生培养质量至关重要

从学校层面来看，提高研究生培养质量，特别是提高研究生实验技能至关重要。研究生毕业生质量关乎学校声誉，学校需要严把质量关。优秀的毕业生时常有回哺母校的情况，从长远来看，提高研究生培养质量符合高校的长远利益。在“双一流”建设背景下，高等学校以世界一流大学为标杆，发展的重要目标之一是成为社会的科学高地和人才高地。为实现这一目标，不仅需要高校教职工瞄准科技前沿，也需要研究生认真投入，二者相辅相成才有可能产出有重要意义的研究成果，从而实现一流大学建设目标。而研究生动手操作完成实验，并逐渐学会相对独立地进行科学实验，是做出一流实验结果、进行一流科学研究的重要前提条件。

二、国内外研究生培养模式现状及发展趋势

研究生培养质量提升，特别是研究生动手实践能力、设计规划能力与思辨创新综合能力的提升，作为重要的实际与理论问题，在全世界范围内都得到了高度重視，有一定数量的研究成果［2］，国内高校与顶尖的研究所也有一些有益的探索。目前国内外知名高校或研究所已经对有效的研究生培养方法与模式有了清晰的认识，形成了操作性强、效果显著的有机体系，并在实际培养过程中进行了应用［3-4］。这些研究生培养相关的模式体系，首先从全局出发，在策略层面进行了精心规划，明晰了培养目标，制定了实施原则，设计了目标驱动的培养内容；在教育方式上，坚持以从事高端前沿科学研究带动培养，结合以社会与实业需求为导向的培养方法。这样一整套行之有效的理论与实操体系已经在诸多世界一流高校与研究所内确立起来。对于国内众多高校来说，急需理论结合实际、真正将符合国情与高校实际情况的现代化理念贯穿应用到现有的研究生培养体系之中，将国内外先进的研究生培养研究成果借鉴应用到本校研究生培养过程中。

通过调查并分析国内外一流高校院所针对提高研究生动手实践能力、设计规划实验能力与思辨创新综合能力的培养方案，各个培养环节的内容、实施方法、进度安排与考核督促方式等［3，5-7］，可以发现如下的一些规律与借鉴之处。同时，这里面的大部分经验也是诸多优秀高校院所实验室做法的总结。下面着重从专业技术实践能力和设计规划能力两个方面展开讨论。

三、研究生培养方式

（一）顶层设计

目前，国内诸多优秀高校有合理的培养制度，比如通过在学校或学院层面设置科学研究实验工作量、创新性实验进展、毕业论文内容等的要求。实际上，在我国现行的研究生论文评审环节中比较重要的评价指标包括论文体现作者对基础理论、专门技能的掌握与运用能力，论文在方法或解决实际问题上的创新，论文研究的难度与工作量，以及体现作者独立从事科学研究的能力等。各大高校都清晰地认识到，让部分研究生清醒认识学习任务、科研任务，理性对待学业，并认真开展科学实验的根本原因之一是毕业要求与学位申请条件。高校在制定了合理合适的毕业要求后，通过导师布置具体的科学研究方向与研究内容，并通过导师与辅导员等的一系列督促引导，激发研究生的实验工作热情。

（二）研究生内生动力

很多高校与研究所在挑选招收研究生时，较为注重学生的内生动力，主动性强的学生具备主动学习的态度，对自己的学业与未来具有高度的责任感，能够主动思考科学问题，主动设计实验研究方案，主动寻求导师的指导意见，主动开展科学实验，遇见疑问主动寻求解答，遇到困难主动寻求帮助。科学实验的探索性和不确定性的本质决定了探索过程中必然会困难重重，这不仅对研究生提出了勤奋、踏实、认真的要求，也需要研究生具有坚韧的毅力，持之以恒的耐力和百折不挠的进取精神。

（三）分工协作提升研究生培养质量

研究生动手操作与设计规划实验的综合能力，主要是在科学研究实践中得到培养提升。导师负责科学研究的方向，拟定项目研究题目，研究生工作办公室则负责研究生的日常行政管理。科学实验工作既需要脑力劳动，也需要体力付出，从事科学实验的研究生较为辛苦。导师经常关心研究生的实验进展，可以引导启发学生的研究思路，有效避免出现错误，提高实验成功率，并可以很好地促进科研工作进度。

（四）实验技能的传授与掌握过程

实践出真知。研究生在校期间的大部分时间是在实验室进行科研相关工作，实验研究工作的结果与成绩、工作量等内容也是评价研究生是否达到培养目标的重要方面。在实际实验工作中，刚入学的新生经常由导师传授实验技能，并在实际操作的过程中对实验原理、实验流程、注意事项等进行系统性的讲解；有高年级研究生的实验室，师兄师姐可能会充当一部分领路人的角色，向新生传授一些基本的实验技能，充分发挥老带新的作用，保证实验技术的延续。这种传授是最常见、最自然而然的传授研究技能的方法，在诸多高校与研究所中存在。但该方法存在一定的弊端，对于上进心强、学习能力强的研究生来说，不管是在导师讲解演示的过程中通过记笔记、问问题，还是后续查阅资料，在相关实验技能方面能够形成清晰的认知、强有力的记忆，并能够很好地在后续实验操作中应用；而对于学习习惯不好，主动性较差或者能力有所欠缺的研究生，经常出现眼高手低、听的时候似乎都懂但做的时候没有头绪的情况。导师讲解的时候可能面面俱到、深入浅出，但是学生掌握的程度导师不清楚，直到学生自己操作时问题才会显露出来，所以后续手把手指导仍然是必需的，否则容易谬误百出。研究生似懂非懂，并不清楚哪里理解不到位，这样的状态无法成功完成实验。所以诸多高等教育教法研究人员设计了“翻转教法”，对于已经掌握了一定基础实验操作技术的研究生比较有用。导师拟定实验内容，研究生通过自己查阅资料，总结整理并讲解实验原理、实验步骤、注意事项，从而对该实验有比较基础的理解，并且从汇报中，导师可以清晰地知道学生哪里理解有偏差，可以及时纠正。研究生在理解的基础上提出疑问，并通过讨论得出答案，再进行具体的实验操作效果会好很多。实验未动、计划先行的方法，虽然增加了导师的工作量，但可以极大地节约时间、人力、物力成本，为后续开展实验研究打下良好基础。

平时的实验步骤，做好实验记录是非常重要的。复杂的实验由简单的实验组成，总的大实验可能是探索性质的实验，其中包含的简单实验经常有可检验的中间结果，可作为反馈信息供分析使用。研究生形成良好的实验习惯后，就可以在前期实验的基础上持续进步，不断推进实验研究工作的进展。

（五）分层培养专业兴趣，引导研究生实践

在顶层设计的前提下，按年级与进度分层次培养的分级理念，是引导激发研究生持久专业兴趣的有效方法之一。实验技术的学习是循序渐进的过程，一般会从简单的实验操作开始，这样研究生容易获得比较扎实的实验技术。刚进入实验室的一年级硕士研究生在完成了一段时间的简单实验操作之后，会对高年级师兄师姐从事的复杂实验工作产生好奇心，一些积极的主动性强的研究生会期望尽早开始这些更有科学意义的实验研究工作。分级分层次循序渐进的培养方法符合实际情况，可以激发研究生对本专业的兴趣，进而引导研究生积极参与到动手实践中来。有分级培养理念的科研氛围良好的实验室，在研究生中间会逐步形成向往科学成果、追求科学发现、努力进行科学实验的氛围。研究生长期积极主动的动手实践，积累经验，是融会贯通、增强才干的不二法门。

（六）定期汇报科研进展

使用定期制订工作计划的方式，增强研究生对工作前瞻性的规划与思考。学习实验技术之初，以讨论实验过程的方式，使得研究生动手之前对于实验过程有大概的理解。学会一些实验技术之后，学生开始独立实验的初始阶段，以规划第二天的工作内容为主要方式，让研究生学会每天总结前面的工作内容与结果，自主安排接下来的工作计划，不当之处予以引导纠正；进入能够相对独立实验的阶段以后改为每周进行总结与规划。定期制订工作计划，汇报并与导师讨论工作计划，可以有效培养学生的设计规划能力，增强责任心，并提高实验工作效率。实际上，在定期讨论实验工作进展的时候，安排讨论工作计划具有同等重要的地位。但有部分导师一带而过，不会过多关注工作计划的内容与细节。这对于有经验的比较优秀的高年级博士研究生是没问题的，因为他们已经掌握了比较系统的研究技术，实验技能完整可靠，对各种不同技术的优势与劣势有清晰的认识，对于各种情况有比较好的判断能力，只需要导师在大方向上的指点就可以很好地设计并完成实验，并能灵活变通，随机应变地解决问题，而且不拘泥于导师的指定方案，在领会了导师的研究思路与研究目标后，创造性地解决问题，出色地完成实验；而对于经验不足的低年级或者学习进度较慢的研究生来说，这样的指导收效甚微。不管是由于实验技术不扎实、实验思路不清晰，还是操作上的不良习惯，经常出现学生在同一个实验环节反复重复却毫无进展的情况。成功的实验都是一样的，不成功的实验各有各的原因，成功的经验比失败的教训对于日常科学实验更具有实际指导意义。课题组可采用每周、每两周或每三周进行工作汇报的方式，进行实际动手操作情况的定期检验与指导，过程与结果并重，有些实验室探索采用了趣味性赏罚和关乎研究生实际利益的激励性奖赏，赏罚分明，通过改进使用的频率、改进具体实施方法，获得了较好的实验效果，并在有些实验室得到了长期执行。通过定期进行实验工作总结、讨论与制订计划，研究生形成了良好的思考与规划习惯。

（七）培养思辨能力分析问题

营造自由公平、积极向上、开放包容、轻松愉悦的学术氛围，解放研究生思想，才能碰撞出火花。鼓励研究生之间开展开放热烈的讨论，通过针锋相对的辩論辨明主次原因和先后顺序。研究生每周在实验室里的时间比导师相对更长，对诸多变化的实际情况有比较清晰的了解。作为专业知识丰富的教师，在关键时刻及时纠正错误的观点，肯定学生有益的思考，能够让研究生有更大的收获，从而培养思辨能力。因此，开放热烈的讨论对培养研究生思辨能力有重要作用。

（八）創新能力培养方法

创新能力是可以通过学习逐渐培养的。实际动手操作，从实践中积累经验，是获得专业领域创新能力的前提。所谓熟能生巧，足够的实际操作经历，对于培养研究生专业技能的创新能力是必需的。离开系统性的专业知识、没有扎实的专业实操技能，创新很容易脱离实际而沦为空谈。扎实的基础理论知识，丰富的实践经验以及灵感，使创新能力经常在不经意间得到提升。诸多科学家经常从科学研究案例中得到启发，通过对科学研究历史、典型的科学故事的讨论，对于培养设计规划与创新能力是有效的。科学研究案例学习具有诸多天然优势，其真实性与强烈的科学精神，可以使研究生的科学素养得到熏陶；其解决复杂困难问题的思路与有效方法，可以很好地开拓视野、拓展思路；从普通或离奇的实验现象，敏锐地发现科学规律，可以很好地培养研究生透过现象看本质；其来龙去脉的故事性质，具有吸引力与趣味性，非常受学生欢迎。通过这些培养训练方法，可以实现对现有培养模式的补充，从而改革现有研究生培养模式，开展创新能力培养，增强思辨创新能力，保障提升研究生培养质量。

（九）通过学习榜样，增强研究生才干

榜样的力量是无穷的，老一辈科学家的优良品质、感人故事，是点燃研究生生命圣火、激发研究生内在动力、提升研究生培养质量的重要方面。

从国内外提高研究生的动手实践能力、设计规划能力与思辨创新综合能力的培养训练过程等基础信息，可以提取出优秀研究生培养体系中的诸多实用有效方法，从而在本校研究生培养中借鉴应用，进一步培养研究生专业兴趣，以有效的制度激励督促研究生长期积极主动进行动手实践，定期制订并汇报工作计划，讨论实验进展，培养研究生的专业技能，并培养其设计规划实验的能力，从而提升综合创新能力。

参考文献

［1］教育部，国家发展改革委，财政部.关于加快新时代研究生教育改革发展的意见［A/OL］.（2020-09-21）［2022-06-29］. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/202009/t20200921_489271.html.

［2］Elishiba Njambi Kimani.Challenges in quality control for postgraduate supervision［J］. International journal of humanities social sciences and education，2014（1）：63-70.

［3］Natural environment research council ［EB/OL］. The NERC training strategy.2022：1-5. https：//www.ukri.org/who-we-are/nerc/our-policies-and-standards/postgraduate-policy-and-strategy/training-strategy/#：～：text=The%20four%20aims%20of%20the%20NERC%20Training%20Strategy，enquiry%20and%20to%20learn%20how%20to%20do%20so.

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［7］University of oxford［EB/OL］. University strategy for postgraduate research student development.2022：1-6. https：//academic.admin.ox.ac.uk/policies/university-strategy-pgr-student-development.

Educational Strategy in Postgraduate Training in Practical Skills， Design of Experiment and Ability of Professional Comprehensive Innovation

DONG Jian-shua， b， c， d

（a. School of Pharmaceutical Sciences， b. Institute of Drug Discovery and Development， c. Key Laboratory of Advanced Drug Preparation Technologies， Ministry of Education of China， d. Key Laboratory of Henan Province for Drug Quality control and Evaluation， Zhengzhou University， Zhengzhou， Henan 450001， China）

Abstract： Postgraduate education is an essential part of the higher education system， and its significance is repeatedly emphasized by universities and colleges worldwide. One of the main goals of postgraduate training is to elevate the students professional comprehensive ability and technological skills， making sure that the trained individuals are equipped with the skills to work effectively in the future. The technological skills and professional capability that the postgraduates need to acquire in the training program can be categorized into four different yet inter-correlated aspects： firstly， technical practical skills; secondly， the ability to recognize the causes and results， to distinguish sequential orders of events， to organize available resources， to make feasible step-by-step plans and carry it out to resolve sophisticated problems， based on the understanding of the mechanism and background theory; thirdly， the ability to represent experimental procedure， steps and results in detail by using correct and precise scientific language; fourthly， the ability to analyze experimental data， to distinguish between genuine and false positives， to tell major driven factors from minor reasons， to interpret results fairly and unbiasedly， and to design experiments to examine certain phenomenon or to test certain hypothesis systematically. This paper concerns postgraduate training majored in natural sciences， and discuss educational strategies to improve postgraduates practical skills， and ability of experimental design and capability in professional comprehensive innovation.

Key words： experimental skills of postgraduate; professional practice ability; design and plan; scientific experiment; comprehensive innovation