新工科背景下研究生创新能力培养模式探究

［摘 要］ 国内众多高校已进行研究生培养模式的改革，但是我国新工科研究生创新教育培养仍存在科研创新能力不足、学科交叉融合不够、实践能力培养不足等问题。面对新形势新挑战，对新工科研究生培养质量提出更高要求。通过分析新工科研究生创新能力培养的现实需求，探索通过科研反哺教学、团队式指导和产学研协同融合等方式，建立科教协同和团队协同的创新人才教育培养机制，形成以赛促教、以项目促教的成果导向创新创业教育体系，发展产教相融的创新人才协同培养机制，不断提升新工科研究生的科学创新能力和工程实践能力。

［关键词］ 新工科；创新能力；材料加工和先进成形

［基金项目］ 2023年度中南大学研究生教育教学改革项目“‘产学研创用’协同的空天运载构件极端制造拔尖人才培养模式研究”（2023JGB155）

［作者简介］ 崔晓辉（1984—），男，陕西咸阳人，博士，中南大学轻合金研究院副教授，主要从事塑性加工研究；喻海良（1980—），男，湖南长沙人，博士，中南大学轻合金研究院教授，主要从事塑性加工研究。

［中图分类号］ G643.8 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）09-0164-04 ［收稿日期］ 2023-10-07

2017年，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”，发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》《教育部办公厅关于推荐新工科研究与实践项目的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式。新工科是伴随第四次工业革命浪潮，基于产业升级转型要求应运而生的，面对新形势新挑战，为支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，对高校新工科研究生创新能力培养提出了更高的要求。本文以材料加工和先进成形专业为例，探索新工科背景下研究生创新能力培养模式和途径。

一、新工科研究生创新能力培养存在的主要问题

随着经济全球化进程的加快，制造技术正在从常规制造、传统制造向非常规制造及极端制造发展。极端制造是推动制造装备、制造工艺和相关产业发展最有力、最直接的牵引力和原动力，是制造业未来的重要发展方向。为了有效应对中美科技博弈下全球人才流动阻隔、关键核心技术“卡脖子”、拔尖创新人才队伍不足等严峻挑战，新工科背景下研究生创新能力的培养，需要在教育理念、创新能力、管理体制等方面加速系统性变革，以应对世界百年未有之大变局。

尽管国内众多高校早已进行了研究生培养模式的改革，但是我国新工科研究生创新教育培养方面仍存在一些不足，如由于重科研轻教学导致教研分离、重科研成果转化轻人才培养质量导致科研与人才培养渐行渐远等［1］。其主要表现为：（1）研究生科研创新能力不足。新工科强调学科的实用性、交叉性与综合性，强调从高校到社会、从理论到实践、从教育到应用，而国内部分高校对工科研究生的培养仍沿用传统模式。有学者对我国研究生教育质量状况综合调研后发现，47%的研究生管理人员、53%的导师和68%的用人单位认为，硕士研究生的创新能力不足且过度依赖导师，创新精神和创新意识不足，创新创业能力有待提高。（2）学科交叉融合不够。2020年，我国在研究生人才培养学科目录中正式设立了交叉学科门类，长期处于单一学科环境里，容易导致思维僵化，阻碍创新能力的提高，难以及时掌握科技发展前沿信息。以材料加工和先进成形专业为例，先进成形已与数字控制、仿真模拟乃至基于密度泛函的第一性原理计算相结合，发展为一个多学科结合的专业领域。而现有的人才培养模式仍以传统的铸锻焊为框架构建知识体系，不注重多学科多维度融合教育，使得学生难以解决多学科交叉的复杂问题。（3）实践能力培养不足。部分高校研究生培养以理论教育为主，片面强调理论知识和通识教育，没有将理论知识与工程实践紧密融合，忽视了对学生数学建模、数据分析、软件技能等能力的培养，未能将学习的理论知识运用到企业的实际生产应用中，严重影响了研究生创新能力的培养。

二、国外研究生创新能力培养方式借鉴

国外的大学和科研机构会以多种方式参与到研究生的创新教育和培养工作中。美国在研究生培养中，将研究生发展的职业性和专业性作为教育培养的首要目标，重视加大研究生应用能力与技能的培养力度，促使研究生教育从科研型向应用型人才培养模式转型［2］。比如：斯坦福大学重视创新意识在商业成果转化中的价值，拥有完善的创业资本支持体系，实施高效灵活的激励措施。麻省理工学院通过大量的创新创业项目、竞赛及课程，形成了多样性、开放性、包容性的创新创业精神，深刻影响着美国乃至全球各地的创新创业教育理念。洛克菲勒大学秉承通过科研实践培养人才，强调科学研究的关键是解决人类面临的各种科学难题，培养了一批拔尖创新人才。截至2022年，有25位科学家获得了诺贝尔生理学或医学奖，23位获得美国的最高科学奖——拉斯克奖。贝尔实验室、IBM公司、波音公司等知名企业结合企业发展战略，通过与大学建立“企业—大学”联合中心，逐步建立起以企业为主体，侧重应用和技术人才培养的研究生培养模式。新西兰开创了创新创业教育中的“设计工厂”模式，新西兰怀卡托理工学院以“设计工厂”为平台载体实施创新创业教育，构建了高校、企业、社区、政府等多元主体参与的共创空间。日本在借鉴“美国模式”的基础上，发展了“官产学研一体化”的研究生培养模式［3］。韩国科学技术联合研究生院则实施以科学实践为导向的教学，将科研实践计入学分，培养科研创新性及实用型人才。为了促进沙特的经济发展和社会繁荣，沙特于2009年9月成立的沙特阿卜杜拉国王科技大学，建立了高精尖的跨学科研究院。

三、新工科背景下研究生创新能力培养模式探究

当今世界，一场新的制造业竞争已经拉开序幕，德国提出“工业生产4.0”，美国提出了“工业互联网”，我国政府提出“中国制造2025”。美国发布了《美国制造业促进法案》、《国防生产法案》、国家制造业创新网络计划等多项有关制造业回归的法案，并发起成立了先进制造业合作委员会。面对新形势新挑战，要通过科研反哺教学、团队式指导、成果导向创新创业教育体系和产学研协同融合等方式，不断提升新工科研究生的科学创新能力和工程实践能力，实现科技强国和制造业高质量发展。

（一）建立科教协同和团队协同的创新人才教育培养机制

我国正大力倡导开展“科教结合、协同创新”的人才教育改革，通过改进教育教学模式，引导并培养学生的创新意识，推动我国人才教育事业快速发展。当前，我国正处于产业转型升级的关键阶段，产业的发展离不开高素质的人才，更离不开创新创业。因此，要深化创新型人才教育体制机制改革，建立全方位的资源共享机制，加大科技平台共建共享，完善联合培养机制，保障知识链与实践链的相互支撑和互动，形成“开放自主、交叉协作、持续赋能”的良性循环［4］。同时，要建立不同学科背景导师与学生“多对一”的协同指导机制，引入跨学科师资，组建跨学科教学团队、项目指导团队、培训团队等，为研究生提供专业化创新创业教育，形成“学科建设、人才培养、科学研究、工程实践、经济发展”协同融合的创新创业人才教育模式。

2022年，教育部、财政部、国家发展改革委联合发布《关于深入推进世界一流大学和一流学科建设的若干意见》，指出要优化学科专业布局，推动学科交叉融合。以材料加工和先进成形专业为例，着力推动其与材料科学、机械工程、智能工程信息科学的交叉融合，建立科教融合、跨界培养和团队协同的先进成形创新创业人才培养机制。中南大学汇聚机械工程和材料科学与工程学科的优秀教师，开设“材料与制造”交叉学科工程实验班，构建“科学—技术—工程”融合的科技协同中心和“寓教于研”人才培养基地，拓展创新创业平台与资源，在国家首批产业技术“跃升计划”的支持下，建设有高纯净新合金熔铸、高品质大规格合金熔铸、铝锂合金工业化试生产线、辊底式淬火时效试验线、大规格锻件等温模锻，大型薄壁构件蠕变时效成形，大型薄壁构件无模旋压成形及材料与工程应力，缺陷检测中心等，建成“国家高性能铝材工程化研究基地”，研究生直接在国家高性能铝材工程化研究基地开展各类科研项目与创新创业实践，为提升新工科研究生的科学创新能力和工程实践能力奠定了坚实基础。

（二）形成以赛促教、以项目促教的成果导向创新创业教育体系

要深入实施大学生创新创业训练计划，构建阶梯式创新创业竞赛体系。结合国家级大学生创新创业训练计划，省级、市级及校级创新创业竞赛，构建层次鲜明的创新创业竞赛体系，鼓励新工科研究生积极参加“互联网+”大学生创新创业大赛等实践类赛事。要以应对国家重大战略急需的先进技术为导向，制订项目驱动下新工科研究生培养方案，将创新创业大赛融入研究生培养过程。引领学生自主参与科研项目及申报创新创业项目，针对性地指导学生熟悉创业过程，撰写项目书、论文，参与研究成果转化等，培养大学生将所学的理论知识应用于科研实践的创新能力水平［5］。

要深化教育评价改革，将研究生创新创业教育融入各项教育评价机制。2020年，中共中央、国务院印发《深化新时代教育评价改革总体方案》，为改革教师评价与学生评价提出指导性建议，已有部分高校开始探索将创新创业教育融入各项教育评价机制。例如，完善多维度人才培养成效评估机制，在学分认定、学位成果考核、评优评奖等环节纳入创新创业教育相关指标，学生参与创新创业活动或赛事获奖，除了可获得直接经费奖励外，还可以申请学分认定、优先退免等。华南理工大学在《大学生创新创业竞赛管理实施细则》中规定，全日制学术型研究生参加“互联网+”大学生创新创业大赛全国赛，进入省级复赛阶段，可获得社会实践必修环节1学分。四川大学将“互联网+”全国大学生创新创业大赛奖项列为研究生国家奖学金的重要考察内容，对获得国家级银奖以上（含银奖）奖励的全日制研究生等同于发表1篇SCI论文或CSSCI论文，纳入学位成果考核范围。这既是对深化教育评价改革的有益探索，也是对成果导向创新创业教育体系的完善和推进。

（三）发展产教相融的创新人才协同培养机制

创新创业教育实践基地是提升学生创新能力的重要平台，要积极完善大学生创业园、高校科技园等平台制度机制，加强专业实验室、虚拟仿真实验室、训练中心建设实验教学平台资源共享，推进学生创新创业实践活动与产业孵化对接，促进创新创业项目向市场化、产业化发展，构建教研相长与科教共融的“双创”共同体，完善成果转化支撑服务，打通产学研用全链条，为成果转化提供强有力的支撑，构建从“工程实训、项目培训”到“自主创新、孵化创业”的全链条实践教育体系。围绕创新型国家建设需求，与企业共建一批创新创业实验基地，着力培养创新型优秀人才。2023年，我国八所电子信息类高校联合发布《北京宣言》，坚持加强产教融合、科教融汇，共建高水平协同育人实践平台和创新创业教育基地，这是高校合作建设创新高地和培育人才的突破和创新。

作为材料加工和先进成形技术方向，要立足于服务国家重大战略需求和满足产业发展需要，面向航空航天、新能源汽车、高铁、核电及电子信息等国家重大科技工程高端装备领域，解决高精度、整体化、长寿命、轻量化、高可靠性发展的重大迫切工程需求，以企业实际生产中存在的零件成形具体难题为导向，突破关键核心技术，开展面向先进成形技术前沿的科研活动，增强成形理论与实践相结合的协同创新能力，构建依托国家级科研平台、高校、研究院所和企业的产学研创用的研究生联合培养机制。中南大学积极推动科技成果转化和创新创业，以多项关键技术支撑湖南省军民融合重大示范项目，入股成立湖南中创空天新材料股份有限公司与湖南卓创精材科技股份有限公司，与湖南三泰新材料股份有限公司联合成立中南大学-高性能复合材料先进制造技术研究中心，为材料加工和先进成形技术方向培养大批高水平科研和工程人员。

结语

当前，我国的经济发展正面临巨大的挑战和机遇。要瞄准世界科技前沿、围绕国家战略需要的重要领域，以科研反哺教学、团队式指导和产学研协同融合，不断提升新工科研究生创新能力水平，着力培养创新型优秀人才，坚持高水平科技自立自强，强化关键核心技术攻关，助推技术革新和经济社会高质量发展。

参考文献

［1］李永刚.我国研究生教育规模扩张的动力、影响与发展方略［J］.中国高教研究，2021（2）：77-83.

［2］刁丽颖，苗海霞，王颖.国外科研机构研究生培养模式研究［J］.科技促进发展，2021，17（2）：221-226.

［3］尹虔颀，谢琼沙.国外研究生应用型人才培养模式的演变与启示［J］.华北水利水电大学学报（社会科学版），2017，33（5）：119-122.

［4］胡军，于浍，陈雯，等.科教融合理念下理工科一流人才培养模式探索［J］.高教学刊，2022，8（31）：139-142.

［5］胡海龙，张帆，岳建岭.新工科背景下研究生创新能力培养模式探究［J］.教育教学论坛，2021（52）：149-152.

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