面向“中国制造2025”的机械类专业学位研究生培养新模式

汪朝晖，范勤，蒋国璋，高全杰，肖涵，余震

摘要：面向“中国制造2025”构建专业学位研究生培养模式是实现机械类创新性人才培养的有效手段。文章分析了当前机械类专业学位研究生培养存在的主要问题，提出了基于前沿科技的多元化混合式研究生课程教学研究、基于工程应用和创新能力提升的研究生实践教学研究和基于素质全面的综合能力培养研究生考核评价体系研究的专业学位研究生培养模式，它对全面提高机械类专业学位研究生的教育教学质量和创新实践能力有重要意义。

关键词：“中国制造2025”;专业学位研究生;机械类人才培养

中图分类号：G643     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）01-0061-03

专业学位研究生重在培养能够熟练运用专业领域基础知识和专业知识解决研发过程或工程实践中实际问题、承担管理或专业技术工作的创新性人才[1，2]。机械类专业学位获得者应成为基础扎实、工程实践能力强并具有一定创新能力的应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。然而，现有人才培养模式制约了多层次、高素质、创新性的科技人才培养，导致研究生不能快速适应社会发展的需求，严重影响了我国科技创新能力。如何构建新形势下机械类专业学位研究生人才培养新模式是当前迫切需要解决的问题。

一、传统机械类专业学位研究生培养存在的主要问题

1.课程教学内容陈旧，缺乏科技创新性和系统前瞻性。目前，机械类专业学位研究生所用教材均是20世纪90年代至2000年左右，与当前先进的工艺、装备及技术相比，其教材内容比较陈旧和枯燥，这样就导致研究生不能接触到国内外最前沿和最先进的技术，影响了学生的学习热情和创新性设计动力。虽然教师可以在教学过程中添加适当的具体实例作为讲解内容，但是对于机械工程学科整个先进装备设计及制造的更新换代还远远不够。

2.课程教学模式单一，缺乏多元化，学科交叉性和融合性不突出。在专业学位研究生日益扩大招生规模的背景下，机械工程学科在人才培养方面普遍存在着课堂教学模式化、统一的教学大纲、统一的学制和统一的课程安排等，并且未能有效地将机械工程学科和信息、计算机、材料及动力与工程热物理等学科进行交叉，最后培养出的机械类专业学位研究生都是缺乏个性与特长的“统一产品”。

3.课外实践和科技创新行业服务能力，难以满足行业需求。目前我国专业学位研究生教育普遍存在着过度强调通识教育的倾向，主要以培养学生的基本理论知识为主，辅以一定的实践教学，很大程度上弱化了对专业学位研究生专业知识和实践能力的培养。对于实践性较强的机械工程学科，如果实习实践未能与企业资源有效结合，就会造成就业后无法迅速将所学知识与实际工程进行高效应用，更难以在工程实践中提高和创新。

4.考核评价体系不全面，不利于专业综合素质培养和创新人才培养。培养专业学位研究生更需具有实践性、探索性和独创性，目前大多数高校对专业学位研究生评价还主要依据考试成绩，以考代评的现象普遍存在。考试成绩往往还与研究生奖学金、助学金的评定挂钩，存在片面性。多数高校仍然规定发表学术论文作为获得学位的条件，让学生把过多精力花在“制造”文章上，而不是致力于学习和研究的质量上。

“中国制造2025”是在新的国际国内环境下，中国政府立足于国际产业变革大势，做出的全面提升中国制造业发展质量和水平的重大战略部署[3，4]。然而，如何面向“中国制造2025”，深入探讨其课程教学模式、实践教学方法和考核评价体系是当前研究专业学位机械类拔尖创新性研究生人才培养迫切需要解决的问题。

二、机械类专业学位研究生培养新模式

（一）基于前沿科技的多元化混合式研究生课程教学研究

1.以产学研一体化为主线，采用新工艺、新装备及新技术的多元化混合式教学模式。目前机械工程学科教学及科研涉及的应用主要在冶金装备、化工装备、电力装备、动力装备、海洋装备、农业装备和航空航天等高端装备。不管是哪类机械装备，均需要学生明确各类设备的工序、功能、特点和作用，才能有利于学生在头脑中形成整体印象。为此，面向“中国制造2025”，借助中试实验室或机械零部件生产及装配现场，采用问题导向、目標驱动的教学理念，依托专业学位研究生课程教材相关理论，以产学研一体化为主线，结合现有的新工艺、新装备及新技术，采取课程教学线上与线下、课堂与实训、学校教师与行业专家相结合的多元化混合式教学模式。教学过程中可采取在线出镜讲解、课堂手写讲解、实景授课、动画演示、专题短片、访谈式教学、对话式教学、虚实结合等多种形式，使专业学位研究生建立工程意识，激发学生学习兴趣。

2.进一步调整和优化研究生课程培养方案，实现研究生教学和最前沿科学技术的紧密结合。近年来，机械工程学科发展过程中出现了绿色设计、数字化制造、微纳制造、生物制造、智能制造等前沿和新兴研究领域，现有的机械类专业学位研究生培养方案满足不了当前科技日新月异的发展。为此，面向“中国制造2025”，将机械工程学科最前沿的新理论、新成果和新趋势充实到课程教学内容中去，进一步调整和优化现有专业学位研究生课程培养方案，使教学内容超前于教材，加大并丰富课堂信息量，拓宽研究生教学的专业视野。目前新版专业学位研究生修订培养方案中，增添了产品与再制造系统、智能元器件及金属与复合材料研发、传输及测试数据的快捷处理方法、特种装备加工新技术等领域方向;在课程教学中，除传统的机械类课程外，增添了多机器人系统、工业生态学、人工智能等实践应用性较强的专业学位研究生教学课程，极大调动了专业学位研究生学习积极性。

3.结合学科群建设和装备制造产业重大需求，构建多学科交叉与融合的课程建设体系。机械工程学科的发展趋势之一是多学科交叉与融合。依托“中国制造2025”及“互联网+”等国家装备制造产业重大需求，获批建立了湖北省绿色钢铁智能装备与系统学科群，此学科群以机械工程学科作为主干学科，融合控制科学与工程、计算机科学与技术、管理科学与工程等支撑学科，并结合数学、矿业工程和安全科学与工程等相关学科，对智能冶金装备制造、冶金液压装备及系统、制造过程绿色化、机器人与智能协同系统、冶金过程优化控制、智能传感与设备健康监测、工业互联网技术、系统优化与管理决策等八个方向进行深入研究。在专业学位研究生课程建设中，构建多学科交叉与融合的课程建设体系，瞄准智能装备的科技发展前沿，开展先进大型智能装备国产化的基础研究和应用基础研究，解决关键及共性科学问题，不断提高机械类专业学位研究生科技创新能力。

（二）基于工程应用和创新能力提升的研究生实践教学研究

1.构建多样化的研究生专业实践教学创新平台，培养学生的各种潜在创新能力。面向“中国制造2025”，建设研究生课程专业实践创新教学平台，采取动态多元化的实践教学内容，开发相应的特色实验仪器设备，形成课程实践、实习实践、创新实践和社会实践相结合的多层实践教学体系，通过实践教学拓展其新理论、新方法和新技术，提升专业学位研究生解决问题和分析问题的能力。目前，利用工程测试系统与技术、信号分析与故障诊断、液压传动系统节能与优化和增材制造等基础应用性较强的学位和选修课程，建立了多辊轧机振动和力能参数测试、宽频段动态频率检测与动摩擦力自动精确检测、伺服缸检测、冷轧薄板表面缺陷在线检测等创新实践平台，实现了研究生课程教学和实践教学的统一与融合，并且培养了专业学位研究生的各种潜在创新能力。

2.建设具有学科特色的研究生课外科技创新活动，营造良好的科技创新氛围。面向“中国制造2025”，举办专业学术讲座、专业学术讨论、科技创新论坛、研究生社会实践等学术活动，建立机械类专业学位研究生课外科技活动体系，营造良好的科技创新氛围。目前，利用先进计算和实验设备，专业学位研究生参与了多项对实际应用有价值的数值计算。以某导辊为对象，分析淬火后轧辊的应力场分布，研究不同淬火温度对轧辊应力场的影响，指出淬火温度和导辊的最大Mises应力具有线性关系;以6003深沟球轴承为例，通过对滚动轴承接触应力分析，获得了内、外圈和滚动体不同部位接触应力大小，得出轴承最大接触应力和最大等效应力位置，为滚动轴承的设计和优化提供了依据;以某调节阀为例，分析了该阀内部速度和压强等流场信息，计算结果为解决液压系统内油液的泄漏问题提出了新思路。

3.以企业工程需求为导向，建立科研—实践资源转化机制，以科研促进研究生教学。面向“中国制造2025”，并实施学校和校外双导师制，以企业需求为导向，以各级科研项目为基础，结合面向国家高端装备制造业的设计型、应用型、综合型和创新研究型的科研项目，以教学带动科研，以科研促进教学，最终服务社会。目前对带钢拉伸弯曲的板型矫正机理、弹塑性变形过程、主要工艺参数对变形影响等问题进行仿真和实验研究，签订了“带钢拉伸弯曲矫直过程仿真及工艺参数优化研究”课题;对现有多作用内曲线径向柱塞液压马达进行性能测试，并对原产品进行结构优化和性能参数优化，签订了“低速大扭矩多作用内曲线径向柱塞液压马达研发”课题。通过项目研发，专业学位研究生不仅解决了企业的关键问题，自身的工程实践能力也得到了极大提高。

（三）基于素质全面的综合能力培养研究生考核评价体系研究

1.设计以专业综合能力培养为导向的研究生考核内容，充分体现其全面性和科学性。“中国制造2025”提出要提高创新设计能力，加强设计领域共性关键技术研发。专业学位研究生课程考试应能够反映综合能力培养的考核内容，在考试内容的设计上体现全面性和科学性，充分发挥考核评价体系的指挥棒作用，反向促进研究生教学水平的整体提高。机械类专业学位研究生课程考试内容通常包括：模型设计、运动学及动力学仿真、科研论文撰写、专项答辩与实践演示等。机械类专业学位研究生的学位论文选题及论文形式应多样化，可以是技术攻关、技术改造、技术推广与应用，新产品、新设计、新工艺、新材料、新应用软件的研制与开发，引进、消化、吸收和应用国外先进技术项目等，最终培养素质全面和综合能力强的机械类专业学位研究生。

2.建立校企联合的动态多元化考核评价体系，强化研究生人才培养质量。探索更具有实践性和独创性的专业学位研究生考核方案，培养适应企业和学校的动态多元化考核评价体系的拔尖类研究生高层次人才。专业学位研究生的考核评价一般由企业、研究生本人以及学校共同做出。依托企业和学校双边关系，首先由学校制定机械类學生相关考核基本标准，再根据企业及研究生本人的意愿，设计动态多元化的考核评价体系，考核评价体系可根据确定的考核对象制定相应的考核方法;同样，企业依据自身需求和发展，在学校制定的专业学位研究生人才培养目标基础上，结合企业的项目合作协议或新项目，设计“结题报告+企业证明+校内导师意见”的动态多元化考核评价体系。

三、总结

面向“中国制造2025”，机械类专业学位研究生的培养要以高层次、急需紧缺专业技术人才和创新型人才为重点，实施专业技术人才知识更新工程和先进制造卓越工程师培养计划，打造高素质专业技术人才队伍。鼓励企业与学校合作，培养制造业急需的科研人员、技术技能人才与复合型人才，深化相关领域工程博士、硕士专业学位研究生招生和培养模式改革，积极推进产学研结合。它将对提高专业学位研究生培养的公众和社会认可度产生积极的推动作用和深远影响。

参考文献：

[1]王吉忠，高志彬，王丰元.专业学位研究生企业工作站建设及研究生培养探析——以车辆工程为例[J].黑龙江高教研究，2014，（8）：96-98.

[2]殷翔文.建设企业研究生工作站，探索研究生培养新模式[J].学位与研究生教育，2013，（12）：1-2.

[3]吴晓蓓.《中国制造2025》与自动化专业人才培养[J].中国大学教学，2015，（8）：9-11.

[4]俞国燕，王贵，刘焕牢，等.机械类专业项目驱动式实践教学模式的探索与实践[J].中国大学教学，2014，（12）：79-80.

A New Training Model for Postgraduate of Mechanical Specialty Degree Oriented to "Made in China 2025"

WANG Zhao-hui1，2，FAN Qin1，2，JIANG Guo-zhang1，2，GAO Quan-jie1，2，XIAO Han1，2，YU Zhen1，2

（1.College of Mechanical Automation，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan，Hubei 430081，China;2.National Demonstration Center for Experimental Mechanical Education，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan，Hubei 430081，China）

Abstract：Facing the "China made 2025"，constructing professional degree postgraduate training mode is an effective way to train innovative talents of machinery.This paper analyses the main problems existing in the cultivation of postgraduates majoring in mechanical engineering，and puts forward the cultivation mode of postgraduates majoring in mechanical engineering，which is based on the diversified and mixed teaching research of postgraduates based on frontier science and technology，the practical teaching research of postgraduates based on the improvement of engineering application and innovation ability，and the comprehensive ability cultivation of postgraduates based on the comprehensive quality evaluation system.It is of great significance to improve the quality of education and teaching and innovative practical ability of postgraduate students majoring in machinery.

Key words："made in China 2025";professional degree postgraduate;training of mechanical talents