研究生创新实践能力培养探析

［摘 要］ 培养研究生的创新实践能力是研究生教育的重要任务，具有重要意义。研究生所需具备的创新思维和解决问题的能力应在实践中培养。将依托学科竞赛进行研究生创新实践能力的培养策略作为研究主题，构建了针对研究生群体“导师牵头、学长引领、品牌打造”的学科竞赛指导模式。该模式将科研理论专业传承、团队创新风格传承和实验室软硬件资源传承等方面融入现阶段导师制研究生培养方式，并基于中国研究生机器人创新设计大赛的培养实践探索，验证了依托学科竞赛提升研究生的创新实践能力效果显著。

［关键词］ 学科竞赛；研究生；创新；实践

［基金项目］ 2023年度石河子大学研究生教育改革研究项目“机械工程专业创新实践能力培养体系的研究”（2023Y-JG03）；2022年度石河子大学“课程思政”示范课建设项目（KCSZ-2022-043）

［作者简介］ 秦新燕（1977—），女，河南南阳人，工学博士，石河子大学机械电气工程学院副教授，硕士生导师，主要从事电力巡检机器人研究；雷 金（1976—），男，湖北随州人，工学博士，石河子大学机械电气工程学院机械工程系书记，副教授，硕士生导师，主要从事电力巡检机器人研究。

［中图分类号］ G643.2 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）27-0009-04 ［收稿日期］ 2023-06-20

引言

创新是引领发展的第一原动力，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确提出，着力提高学生服务国家服务人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力［1］。2020年7月，习近平总书记对研究生教育工作作出重要指示强调，“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”［2］。而几十年的研究生教育实践显示，学科竞赛可以很好地培养研究生的创新思维，对培养其综合能力具有重要作用［3］。通过学科竞赛这个大平台，可以更加充分地发挥导师的指导引领作用，同时在相对集中的竞赛周期驱动下，更好地激发研究生创新实践能力、增强解决实际问题能力、培养团队合作精神和拓展综合素质能力等。本文将以中国研究生机器人创新设计大赛为例，研究基于学科竞赛的研究生创新和实践能力培养体系，探析如何更有效地依托学科竞赛培养研究生的创新实践能力。

一、研究生创新实践能力现状分析

研究生创新实践能力是一种复杂的综合能力，通过全方位、多元化地培育逐渐构建起创新思维、创新品格，形成一定的知识结构，特别是创新实践的催化，最终以创新成果的形式展现［4］。因此，创新过程和创新成果往往表现为密切相关的两个方面，而创新过程对研究生培养的深层影响通常更大一些［5］。尤其是运用知识的能力和专业知识想象力对提升研究生的创新能力至关重要，这些需要从实践中来到实践中去的反复演练才能形成。除了内部因素的影响，导师指导和学术活动，尤其是良好的创新环境也对研究生的创新能力影响很大。另外，受各种复杂因素影响，现今的就业环境压力日趋加大，同时许多企业反映所招高层次研究生人才在产品研发等前沿阵地，往往由于实际动手能力或解决实际问题的能力不足等而不尽人意。究其原因，多是他们在学生阶段的知识面和视野狭窄，创新知识和创新能力不强，传统教育体系培养的研究生难以很好地适应充满挑战的市场变化和要求。

为了对研究生群体有更全面深入的理解，在石河子大学开展了有针对性的调查分析和随机访谈。了解到尽管高校培养已经取得了显著成效，但仍然存在一些问题亟待解决。首先，研究生的理论基础并不扎实，许多刚进实验室的低年级学生之前很少接触科学研究，除了一些课程外基本不了解本专业领域的相关课题，也不知道科学研究的方式方法等。其次，研究生的科研视野并不开阔，发散思维和拓展学习能力十分有限，不知道如何查找文献或从文献中得到启发，不知道如何将他人的工作和自己的实际问题相结合。受限于狭隘的科研认识，对科研讲座和学科前沿并不是特别关注，认为和自己的“一亩三分地”关系不大，从而缺少对拓宽视野的探索热情，如此恶性循环，导致学生最终难以对自己分配的科研任务形成富有创新性的解决方案。最后，研究生的实践能力欠缺，研究生在参与导师的课题特别是工程应用方面的项目时，一方面表现为实践创新能力不足，不知道如何改进研究方法和手段解决应用过程中遇到的问题；另一方面表现为实践探索毅力的欠缺，不愿意下功夫做细致烦琐的工作，以解决实践过程中碰到的困难［6］。

二、学科竞赛对研究生创新实践能力培养的作用

学科竞赛对本科生培养的积极促进作用已经深入人心，通过知网以“大学生竞赛”为关键词检索，所做研究有3 699篇文章，而以“研究生竞赛”检索仅有219篇。对比可知，高校对于研究生的培养仍然更多关注于学术论文的撰写，对他们的创新实践能力方面的培养重视不够，没有认识到学科竞赛其实也是高校培养高层次创新人才的有效途径，尤其是专业性强的研究生创新竞赛往往涉及多学科交叉，含金量高的赛事对于提升研究生的综合素质，解决以上所提到的研究生创新实践培养的种种问题，具有非常重要的作用［7］。特别是在各个高校不断扩大研究生招生规模的情况下，通过竞赛模式可以有效发挥团队“传帮带”优势，将人才培养体系和学科竞赛体系有机融合，有效保障研究生的创新实践能力不打折扣。

在石河子大学，学科竞赛活动高效、有序开展，学生参赛人数和获奖人数也在不断攀升。但同时也存在一些普遍性问题，如学生多数的参赛和获奖均集中在校赛等基础性赛事上，对一些影响力较强的赛事，学生了解度和参与度较高，但由于没有形成一个有效的培养模式，学生更多地凭借个人热情参与而已，故获得的成果不多且奖项不高。而对专业性较强的竞赛，学生的了解度和参与度明显不足。究其原因，主要是未形成专业特色的学科竞赛体系，团队传承效果不佳，导致学生在时间很紧的竞赛周期难以发挥团队集体效能等。

三、基于学科竞赛的研究生创新实践能力培养探索

石河子大学机械电气工程学院的研究生在近些年持续参与了专业性很强的学科竞赛，即中国研究生机器人创新设计大赛（简称“研机创”）。以此学科竞赛为例，从与科研项目融合视角，探索了具有专业特色的学科竞赛引导和传承机制，构建针对研究生群体的基于学科竞赛的创新实践能力培养体系。

（一）“研机创”学科竞赛简介

“研机创”由教育部学位管理与研究生教育司指导，中国学位与研究生教育学会和中国科协青少年科技中心主办，以机器人技术及其应用为重点内容，是目前国内层次最高、规模最大、影响最广泛的全国性研究生学科竞赛之一。相比本科赛事，其更加考验研究生层面学生的市场需求洞察力、创新性设计和关键技术的实现等更高层次的创新实践能力。

（二）基于学科竞赛的研究生创新实践能力培养

机械工程学科的系统性、交叉性、应用性和综合性较强，结合专业培养方案和学校的学科竞赛支持情况，本着鼓励学生全员参与的思想，顺应研究生研究特点，构建了基于学科竞赛的研究生创新实践能力培养模式（如图1所示）。

所构建的“导师牵头、学长引领、品牌打造”的学科竞赛体系，让研究生从进入一年级开始到毕业的全过程中，获得“专业素质积累、专业技能实践、综合创新应用”的全方位锻炼。在专业素质积累阶段，主要侧重于一年级学生，积极组织和引导学生理解面向研究生的国家级竞赛。培养学生专业素质和竞赛技能，让学生快速融入科研生活，提前体验竞赛氛围和逐步积累应具备的竞赛素质。在专业技能实践阶段，主要侧重于二年级学生，这时学生已受过良好的专业训练，参加竞赛的热情最高，是竞赛队伍的中坚力量。要鼓励这部分学生充分发挥主观能动性，进行符合工程应用要求的机械创新与设计。在综合创新应用阶段，主要侧重于三年级学生，这些学生中的佼佼者大多已经担任过往届相关竞赛的队长，具有丰富的竞赛经验和组织能力。但他们处于毕业前期，找工作和撰写学位论文等占据了主要时间和精力。因此，各阶段的学生情况不同，有优势也有劣势。故将以下三方面作为培养的发力点。

1.导师牵头。研究生和本科培养不同，导师的牵引导向作用更加关键。导师从培养机制上引导研究生多参与学科竞赛，提高科研转化能力，促进科研项目落地。鼓励学生在完成科研项目的同时，将科研项目中的学术问题凝练为参赛题目，再通过学科竞赛的催化和实践，最终实现研究生科研创新的目的。赛事前，导师根据研究生团队的梯队式培养需求，安排高年级和低年级学生合理搭配，再综合考虑团队学科交叉的背景情况调配人力资源组队参赛；赛事中，专业性的赛事评价指标通常客观严谨，提交的数据结果等必须准确规范，导师必须严格审核把关；赛事后，导师通过竞赛研讨会，可以引导学生总结竞赛所展现的新技术和新方法，拓宽学生学术视野，凝练出新的创新点进行深入挖掘。因此，导师在基于学科竞赛的研究生创新实践能力培养中是关键的灵魂人物。

2.学长引领。学科竞赛的特点是时间紧、任务重。低年级研究生习惯于课程理论学习，对自主研究，尤其是对动手创新能力要求很高的竞赛类学习很不适应。而学长作为前行者，有许多经验教训可以借鉴，他们能够起到很好的前后衔接引领作用。因此，学长应从高年级在科研水平、综合素质、奉献精神等方面有明显优势的研究生中优选出来。他们可以在导师和新成员之间起到很好的辅助引导作用，很好地引导低年级学生迅速融入团队，针对性地开展创新创业训练计划，如如何自主选题、如何自主完成方案设计、如何自主完成模型或样机制造等。因此，学长选拔及构建高效的“传帮带”机制是基于学科竞赛的研究生创新实践能力培养的核心内容。

3.品牌打造。（1）应根据专业特色和团队特点选择合适的赛事，即该赛事应有相当的含金量和权威性，以及浓厚的专业工程任务背景等。（2）注重可持续发展，不能“打一枪就跑”。这样可以将往届丰富的参赛经验传递下来，不断优化参赛获奖的规范化管理内容，使参赛效率落在实处。同时，各项扎实的研究基础和硬件资源也能够促使参赛成本降低很多，用较低的成本获得最大的效益。（3）每一次竞赛都是一次宝贵的学习和交流的好机会。参赛人员中除了学生，还有本领域卓越的科学家和学者，“研机创”在赛事中也安排了一些参观公司、与行业人员交流的活动等，将这些关系延续下来并以团队形式和企业保持对接和跟踪，将企业的创新需求引入团队的学科竞赛孵化库，从而促使团队的学科竞赛能向着有效利用和转化的健康方向发展。

（三）效果评价与讨论

石河子大学机械电气工程学院的机器人团队连续两年组织研究生参加了“研机创”，第一年进入决赛获得全国三等奖，第二年即上了一个台阶，取得全国二等奖的好成绩。关于研究生培养情况，以竞赛队长为例，参赛时是二年级研究生，赛后参与多项国家省部级课题研究、科研成果，包括以第一作者身份发表SCI期刊论文两篇［8-9］，被评为新疆发明创造优秀大学生，其论文被评选为石河子大学2023届优秀硕士论文。总结模式要点在于：（1）以学生为中心的同时加持导师负责制，并以学科竞赛作为抓手，有效提高学生的综合素质、创新精神和实践能力。（2）学长制配合“冲锋队”的团队传承形式，充分发挥学长在学科竞赛中的“传帮带”作用和多学科专业背景的研究生特长。在竞赛名额十分有限的情况下，集大家力量之所长，合理调配，组成冲锋陷阵的“冲锋队”，从而获得最好的参赛效果。总之，实践证明这种形式很好地实现了“三个传承”，即通过导师对学生的宏观调控，高年级对低年级的专业加持，形成科研理论专业传承；通过竞赛作品的迭代优化和竞赛经验方法等的积累整理，形成团队创新风格传承；通过一届届竞赛中实验室发展的设备积累，形成实验室软硬件资源传承。

结语

本文基于中国研究生机器人创新设计大赛的培养实践，从系统的角度思考了依托学科竞赛进行研究生创新实践能力的培养策略。初步的实践表明，依托学科竞赛可以引导研究生将科研项目提炼为参赛题目，打破研究桎梏，开拓创新，锻炼专业研究能力以及迅速掌握相关工具、软件和方法的能力。另外，通过学科竞赛的打磨，又锤炼了研究生的科研转化能力，有效促进了科研项目的落地。二者的相辅相成，对研究生培养具有良好效果。后续将继续深入探索和实践，以赛促教，打造石河子大学的品牌赛事，更好地完善基于学科竞赛的研究生创新实践能力培养体系。

参考文献

［1］国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）［EB/OL］.（2010-07-29）［2023-05-16］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A01/s7048/201007/t20100729_171904.html.

［2］习近平对研究生教育工作作出重要指示［EB/OL］.（2020-07-29）［2023-05-16］.https：//www.gov.cn/xinwen/2020-07/29/content_5531011.htm.

［3］史耀媛，李昱良.学科竞赛在研究生培养中的作用及提效策略探析［J］.研究生教育研究，2018（4）：52-55.

［4］徐吉洪，郭石明，洪滔，等.多学科视阈下研究生创新能力评价指标体系的构建［J］.研究生教育研究，2016（3）：67-71.

［5］杜焱，胡鑫杨.学科竞赛对研究生科研创新能力的影响：基于结构方程模型分析［J］.宁波大学学报（教育科学版），2023（45）：58-65.

［6］邢苗条，李政界.学科竞赛与科研项目融合的研究生创新能力研究［J］.高教学刊，2022（33）：47-50.

［7］杨洪伟，李爽，刘宇航.研究生学术能力培养策略探析：基于空间轨道设计竞赛［J］.教育教学论坛，2021（3）：177-180.

［8］J ZHANG， XY QIN， J LEI， et al. A novel auto-synthesis dataset approach for fitting recognition using prior series data［J］.Sensors，2022，22（12）：4364.

［9］J ZHANG， J LEI， XY QIN， et al. A fitting recognition approach combining depth-attention YOLOv5 and prior synthetic dataset［J］.Applied sciences，2022，12（21）：11122.

Exploration of Cultivating Innovative Practice Ability for Postgraduates： Based on the China Graduate Robot Innovation Design Competition

QIN Xin-yan， LEI Jin

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Shihezi University， Shihezi，

Xinjiang 832003， China）

Abstract： Cultivating the innovative practical skills of graduate students is a critical endeavor. This study emphasizes the importance of fostering innovative thinking and problem-solving skills through practical experience. It explores the training strategy for improving the innovative practical skills of graduate students through discipline competitions. The study introduces a discipline competition guidance model characterized by “tutor leadership， senior mentorship， and brand building”. This model integrates scientific research theory， team innovationethos， and laboratory hardware and software resources into the existing tutorial system-based training mode for graduate students. Empirical evidence from the China Postgraduate Robot Innovation and Design Competition illustrates the significant effectiveness of this approach in improving graduate students’ practical innovation skills.

Key words： disciplinary competitions; postgraduates; innovation; practice