工科研究生科研和创新能力提升方法研究

杨关 刘凤华 蔡哲 崔岩 崔卫丽

[摘 要]研究生教育的质量直接关系到我国未来的竞争力。开展研究生培养模式的改革和研究，对于培养高层次工科人才和提升创新性科研水平，其重要性不言而喻。该文通过分析高校工科类研究生教育中存在的问题，在教学模式、课程设置和过程管理等方面进行改革和研究，对提升工科研究生科研创新能力至关重要。

[关键词]工科研究生;科研;创新能力;研究生培养

[基金项目]2019年度河南省高等教育教学改革研究与实践项目（研究生教育）“AI赋能时代研究生创新能力提升策略研究与实践—以人工智能方向为例”（2019SJGLX066Y）;2017年度中原工学院研究生教育教学改革研究项目“工科研究生自主研究和科研技能培养的研究与实践”（JG201709）;2020年度中原工学院研究生教育优质课程建设项目“模式识别与机器学习”（KC202003）

[作者简介]杨 关（1974—），男，陕西西安人，理学博士，中原工学院计算机学院副院长，副教授，硕士生导师，主要从事机器学习和图像处理研究;刘凤华（1972—），女，湖南新化人，工学硕士，中原工学院计算机学院软件工程系主任，教授，硕士生导师，主要从事计算机应用和图像处理研究。

[中图分类号] G643[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）33-0085-03[收稿日期] 2019-12-16

研究生教育是实现国家发展目标的基础。时任国务委员刘延东在国务院学位委员会第三十二次会议上的讲话中指出：“研究生教育作为国民教育序列的顶端，肩负着‘高端人才供给和‘科学技术创新的双重使命，对实现国家战略、支撑现代化强国建设具有重大意义。”[1]研究生教育就是要为国家培养训练有素的研究人员、实现技术创新的工程人员、担当未来教育事业的教育者以及开拓创新的管理者，肩负着国家经济、社会和文化发展的重大责任。

人工智能的发展及其与一、二、三产业的深度融合，对研究生教育提供了新的支持，提出了新的要求，其中一个方面就是要适应知识生产新模式，推动高等学校、科研院所和企业、行业的战略合作和深度融合[2]。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》也提出要大力推进研究生培养机制改革。实施“研究生教育创新计划”，不断提高研究生培养质量。从国家战略、社会需求和学科发展的长远来看，必须树立新的工科研究生教育理念，要强化服务社会的意识，创新培养模式、加强质量监督保障，努力提高工科研究生教育发展的质量和效益。

一、工科研究生培养中的问题

中国研究生教育规模不断扩大，研究生培养质量不断提高，研究生教育国际影响力不断提升，实现了立足国内自主培养高层次人才的战略目标，为国家现代化建设提供了强有力的人才支持[3]。高校研究生采取“批量化”生产模式，往往忽视了研究生教育中最为关键的一个环节，即研究生创新意识培养和创新能力的形成[4]。

（一）课堂教学呆板，师生缺乏互动

目前的工科专业研究生课堂教学过于侧重对知识的传授，忽略了学生的主动参与。课程多以基础类型课程为主，授课形式也以理论阐述、数理推导、工程模拟介绍为主体[5]。学生上课是为了通过考试，获得学分。教师缺乏对教学效果和学生学习效果的有效评估手段，无法准确判断学生掌握知识的情况，教学效果大打折扣，严重影响了研究生主动学习、独立思考和创新能力的培养。

研究生的学习的重点在于从动手和实践中获取知识和提高能力。而当前的研究生教学过于强调理论和方法的学习，忽视了对实践能力的持续培养。往往以单纯的课堂教学代替对学生的实践指导。研究生的创新实践活动不但受制于时间，而且受制于实践创新的培养内容和方式[6]。

课程考核也以理论考试为主，考核形式单一，忽略了对整个学习过程的评估，教师不重视平时作业和阶段考核的设计，平时作业强度不够、质量不高，学生完成作业情况也是马马虎虎。甚至对实践性很强的课程也简单采用书面考试的形式，这是典型的舍本逐末，自然也就谈不上对研究生发现问题和解决问题能力的培养。

（二）课程设置单一，选课方式僵化

目前工科研究生课程体系设置存在很多局限，只能勉强应付基础性学科人才的培养，但从工科人才培养的角度，已完全与新时代工科发展脱节[5]。目前的课程设置难以体现创新素质与能力的培养，课程内容主要是本科专业知识的深化和拓展，偏重理论知识体系的建立，缺少实践能力的培养，理论与实践成为“两张皮”，没有有机结合。

研究生的教学和研究与本学科的最新进展紧密相连。但是，目前教学内容的更新速度不能紧跟科学技术的发展，甚至严重滯后于学科前沿知识的发展[6]。培养方案虽然经常更新，但是，内容往往“换汤不换药”，缺乏根本性的改变，没有紧扣当前各学科的研究重点和热点。课程知识面狭窄，缺乏复合性知识和交叉学科知识的内容，这对于研究生创新能力培养所必需的多学科知识结构而言是不够的。此外，研究生的选课制度僵化，不利于研究生选修其他学科领域的课程。研究生很难得到相关学科领域教授的指导，很难从相关学科的理论和方法中汲取营养，科研选题和研究方法缺乏创新。

二、创新课堂教学，注重能力培养

研究生是要培养掌握某一领域基础知识、具有创新能力和科研能力的高层次人才[7]。研究生教育的关键是要以学生为中心，培养能够自主学习、具备创新能力的人才。教学模式改革的目标就是由注重知识学习转变为知识学习和能力培养并重。研究生课堂教学不是孤立的，它服务于工科研究生的培养目标，这个目标既包含知识的学习，又包含能力的培养。

（一）建立以研究生为中心的教学过程

研究生课堂学习要强调高层次的思考和学习团队合作。教学过程是以研究生为主的思考、讨论式教学。不仅有知识的讲授，更多的是主动的、开放的、互动的等多形式的学习。课堂教学注重培养研究生主动学习能力和创新能力，让研究生本人主动管理自己的学习，自我指导，规范自己的时间管理和学习策略，而不是依赖教师老师来监控自己的学习进度。教师灵活地采用多种教学方式，组织和指导研究生积极参与教学。课堂教学的重点是调动研究生参与课堂活动的主动性和积极性，启发研究生的创新性思维。这样既能提升研究生自主学习的兴趣和能力，也能增强与他人沟通交流的能力。

（二）建立融合科学研究实际项目内容的教学体系

专业的研究生课程被设计成以小组为基础的学习体验过程，以学生为中心，强调实践者的领导，以具体项目研究为基础，有效提升研究生专业实践能力和科研创新能力。教师将课堂教学和科学研究紧密结合在一起。通过理论知识的学习来引导学生加入科研活动，又通过科研项目的实践使得研究生的理论学习更加深入。新的教学模式突破了传统教学模式的界域限制，提升了研究生的主动性，加强师生之间的互动，教学内容贴近实际，教学方法灵活有效，有效提高了研究生的学习效率和实践能力;培养了研究生应用科学方法的能力;积累了自身研究以及同他人合作研究的经验;理解了研究责任和完整性的重要性。这种研究生教学模式改革即使研究生具有扎实的理论基础，又使研究生具备较高的科学素养和创新能力。

（三）建立知识考核和自主学习考核相结合的过程考核体系

加强过程考核，制定严格的考核标准。注重平时作业的质量和强度，严格要求，做到课堂知识考核和自主学习考核相结合，兼顾理论知识与实践能力的培养。阶段考核和期末考试灵活采用多种考核方式，如：课堂讨论、专题发言、研究论文、书面考试和项目实践等，通过加强过程考核和灵活多变的考核形式综合评估研究生的课程学习效果。

三、改革课程体系，突出学科交叉

课程设置要突出实践能力的培养。以指导教师的科研项目为基础，构建研究生科研实践的学术环境。搭建动态开放的课程体系，吸纳本学科前沿性知识和新进展。此外，研究生的课程体系还必须要注重研究生多学科知识结构的构建。跨学科是科学发展的内在规律，涉及不同学科领域的交叉整合，反映了诸学科的作用关系。因此，构成研究生跨学科培养模式的要素及模式的运行也必然与传统培养模式有所差异[8]。

（一）根据岗位能力需求和研究生个人科研方向动态设置课程

以中原工学院计算机学院为例。学院目前有四个科研方向，导师的研究主要分布在四个方向上，研究生选课根据科研方向和研究内容进行动态调整，开设的课程为科研服务。我院的科研方向及其研究内容与选修课程对照如表1所示。

此外，学院专门开设科研论文写作课程。讲授从文献查阅、题目选定、拟定提纲、实验设计、检查调整、写作软件使用、投稿修改等各环节的技巧与经验。同时，以本研究领域的顶级期刊和会议论文为例进行阅读和讲解。帮助研究生掌握科研技能，选用学术资源，增强科研成果的有效性和创新性。培养研究生做有价值的科研并撰写高水平的论文。

课程设置重点关注课程内容的前沿性、学科交叉性、强化实践性等几个方面。课程设置和教材选取与时俱进，及时动态的调整课程内容，开设前瞻性课程。教师可结合学科的最新进展对课堂内容进行拓展性讲授。同时，聘请校内外专家开设专题学术讲座和专题讨论。增加复合交叉学科专业的课程，打破专业和学科间的壁垒，积极同研究生管理部门和相关学院合作，设置灵活的选课系统，鼓励研究生选修其他专业和学科的课程，加强复合交叉学科知识的学习，优化研究生的知识结构，扩展科研视野。

（二）以贯彻落实课程内容组织课堂形式

不同课程采用不同的课堂组织形式，使课程学习落到实处。以JavaEE框架技术为例，为使学生掌握JavaEE框架开发所需要的专业技能，采用工程实践与课堂教学结合的方式。以项目驱动课堂教学，使用企业开发项目作为课程的任务。课程讲解以项目需求和设计开发为主线，将所需各种技术穿插引入课程。教师带领学生完成主要技术点的学习，学生分组完成各业务模块的开发。依据软件工程规范要求，把项目的需求分析、系统设计、开发实现、测试验收作为课程重点，将学生完成项目的情况作为课程考核依据。例如，本学期以某手机进销存系统项目开发作为项目，课程阶段任务与知识点对应如表2所示。

四、结论

综上所述，工科研究生的课堂教学必须要以学生为中心，让学生主动参与，强调高层次的思考和学习团队合作。加强过程管理，采取灵活多样的考核形式。课程设置要注重理论方法、前沿知识、交叉知识、实践能力的合理组合。这样可以培养主动思考、主动探索并具备多学科知识结构的高水平研究生，从而有效提高研究生的科研和创新能力。

参考文献

[1]刘延东.在全国研究生教育质量工作会议暨国务院学位委员会第三十一次会议上的讲话[J].学位与研究生教育，2015（01）： 1-6.

[2]廖湘阳，孙瑜.2018年中国学位与研究生教育发展热点述评[J].学位与研究生教育，2019（05）：1-9.

[3]王战军，乔刚.改革开放40年中国研究生教育的成就与展望[J].学位與研究生教育，2018（12）：7-13.

[4]刘晔.高校研究生创新能力培养机制改革研究[J].东北师大学报（哲学社会科学版），2014（01）：163-166.

[5]陈谦，李爱东，叶鹏飞.新型工科研究生课程体系建设探索—以南京大学现代应用与工程学院为例[J].中国大学教学， 2018（12）：56-60.

[6]陈建军，辜永红，韩庆文，等.信息类研究生的创新能力培养[J].教育教学论坛，2017（17）：86-87.

[7]梁德东，马景惠.基于科研能力培养的研究生课程教学体系构建[J].吉林省教育学院学报，2017，33（09）：100-102.

[8]刘晓璇，林成华.研究型大学研究生跨学科培养模式的要素识别与模式构建—基于内容分析法的多案例研究[J].中国高教研究，2019（01）：66-71.

Research on Methods for Improving Scientific Research and Innovation Ability

of Engineering Graduate Students

YANG Guana， LIU Feng-huaa， CAI Zheb， CUI Yana， CUI Wei-lia

（a. School of Computer Science， b. Department of Graduate， Zhongyuan University of Technology，

Zhengzhou， Henan 450007， China）

Abstract： The quality of education is directly related to the competitiveness of our country's future. The reform and research of graduate training patterns are important to the development of high-level engineering talents and the level of innovative scientific research. This paper analyzes the problems existing in the graduate education of engineering in colleges and universities， and carries on the reform and research in the teaching model， curriculum and process management， which is very important to improve the scientific research innovation ability of engineering graduate students.

Key words： engineering graduate students; scientific research; innovative ability; graduate cultivation