一流学科建设背景下的研究生课程体系建设探索与实践

张鹏　栾冬

[摘 要]在一流学科建设背景下，立足海洋工程材料及深加工技术一流材料学科特色交叉方向建设目标，课题组提出一条主线、二元培养、三向交叉、多元融合、方法贯穿的课程体系构建理念，即依据学科关于材料的组织、结构、性能与工艺、应用之间关系的知识主线规划主干基础理论课程，按照学术型和应用型研究生的分类培养理念，通过专业课和工艺课建设，分别强化科研训练与工程实践培养，通过学科交叉外延，和海洋科学与技术、船舶与海洋工程、新能源科学与工程等学科共建跨学科专业课程群，建立以科教融合、产教融合、政教融合为特色的多元融合课程设计思路，设置基础方法论、专业方法论、创新方法论课程以贯穿教学全过程。实践表明，这种课程体系下师生的精力投入明显增加，授课质量明显提升。

[关键词]研究生教育;课程体系;一流学科;学科交叉

[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）11-0170-04

国务院印发的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，对高校及学科建设提出了“双一流”的任务要求，即到21世纪中叶要实现“一流大学和一流学科的数量和实力进入世界前列，基本建成高等教育强国”[1]。一流学科是建设一流大学的重要支撑，培养高层次复合型优秀人才既是一流学科的重要特征，也是提升学科建设水平的重要途径。研究生教育是我国高层次人才培养的重要组成部分，是教育强国建设的制高点[2]。课程体系建设是研究生教育的基础，科学的课程体系能够帮助研究生构建合理的知识结构，掌握必要的研究及实践方法，启迪研究生的创新思维与创新精神，为后续的科学研究与工程实践奠定良好基础，促进研究生综合素质的提升[3]。加强课程体系建设，是深化研究生教育改革的重要任务和提升高层次人才培养的重要保障，更是创建世界一流大学、培养高层次拔尖创新人才的迫切需要。

课程体系是由相互关联的课程组成的系统，主要涵盖专业培养目标、知识结构、教学理念、具体课程、学习方式、考核方式等。课程体系建设是研究生教学活动的核心环节之一，需要通过合理的模块组合和课程设计，构建完善的知识体系，并建立课程间的良好的衔接与配合[4-5]。在一流学科建设背景下，研究生课程体系的构建应当依托于学科特色与优势，实现人才培养与学科建设的相互促进和协同发展。本文以哈尔滨工业大学（威海）材料科学与工程学科研究生课程体系改革探索为例，立足学校一流材料学科中海洋工程材料及深加工技术特色交叉方向建设目标，介绍了一条主线、二元培养、三向交叉、多元融合、方法贯穿的课程体系构建理念与实践。

一、研究生课程体系的构建理念

按照《教育部 国家发展改革委 财政部关于深化研究生教育改革的意见》中的要求，高校要加强研究生课程建设，建立完善培养单位课程体系改进、优化机制，规范课程设置审查，加强教学质量评价，增强学术型研究生课程内容前沿性，通过高质量课程学习强化研究生的科学方法训练和学术素养培养，增强应用型研究生课程体系建设，构建符合专业学位特点的课程体系，改革教学内容和方式，加强案例教学，探索不同形式的实践教学[6]。因此，研究生课程体系建设要立足学科根本，通过一流学科建设争取获得更好的师资、科研、平台等优势资源的支持，培养更多为学科建设提供支撑的高层次优秀复合型人才;要强化交叉，实现课程体系的动态化更新完善，保持课程知识的前沿性;要重视方法论课程的教学并贯穿课程学习始终，保证研究生掌握本学科领域和专业方向的常规性研究方法和创新方法，为后续科学研究奠定良好基础;坚持多元融合理念，建立以科教融合、产教融合、政教融合为特色的课程设计思路，强化专业课程内容前沿性，扩充工程实践课程教学案例，坚持立德树人，将思政教育贯穿课程建设全过程。

材料科學与工程学科是从属于工学门类的一级学科，主要研究对象是材料的组织、结构、性能与工艺、应用之间的关系。哈尔滨工业大学（威海）材料科学与工程学科下设材料学、材料加工工程、材料工程三个研究生专业，包含：材料学、焊接技术与工程、塑性加工技术等主干研究方向。本学科借鉴以成果为导向的教育理念 OBE（Outcome-Based Education）[7]和CDIO（Conceive， Design， Implement， Operate）工程教育模式[8-9]，立足为一流学科建设提供人才支撑的培养目标，形成了一条主线，二元培养、三向交叉、多元融合、方法贯穿的课程体系构建理念，具体来说其包括以下几方面。

一条主线：立足材料科学与工程学科一级学科关于材料的组织、结构、性能与工艺、应用之间的关系的知识主线，依据材料学、焊接技术与工程、塑性加工技术三大研究方向，分别梳理1～2门学科主干核心基础理论课程，供不同方向的研究生选择，以夯实主干理论基础。

二元培养：按照国家对于学术型研究生和应用型研究生的分类培养要求，重视学术型研究生课程内容前沿性，强化科学方法训练和学术素养培养，重视应用型研究生课程体系的产教结合，课程内容增加工程案例分析、课程实践部分、工程管理知识的比重，优化完善实践教学环节，突出分类培养课程特色。

三向交叉：跨学科交叉学习与研究已成为当前科学发展的重要趋势，更是推动科学发展的主要动力之一[10]。学科突出海洋工程材料及深加工技术特色优势，通过学科交叉外延和海洋科学与技术、船舶与海洋工程、新能源科学与工程等学科进行科教合作，共建跨学科专业课程群，供研究生选修，促使其尽可能多地涉猎其他领域的知识，培养研究生跨学科学习和研究的能力。

多元融合：建立以科教融合、产教融合、政教融合为特色的课程设计思路，鼓励教师将自己的科研工作和领域前沿热点设计成学术型研究生课程的授课方案;依托校企产学研合题材和教师的横向科研项目为应用型研究生课程增加教学案例，充分发挥校企联合实验室、实践基地的硬件优势，丰富和优化实践教学环节与形式;结合工科课程特点，将大国重器等我国的大科学、大工程研究问题引入课程教学，从立德树人本质出发，将知识传授与价值引领相结合，激发研究生追求真理、投身国家建设的热情与信心，将时代大背景下的国家大势与个体价值更好地对接[11]。

方法贯穿：方法论是以解决问题为目标获得的较为一般性的原则理论体系。研究方法是科学研究的必要工具，是保证获得有效科研成果的重要基础。学科通过设置基础方法论、专业方法论、创新方法论等课程，将方法论教学贯穿教学过程始终，保证研究生掌握必要的创新研究方法，为后续科学研究创新与工程实践创新奠定良好基础。

二、研究生课程体系的设计

1.基于知识主线的学科基础课设计

材料科学与工程学科是从属于工学门类的一级学科，主要涉及材料的组成、结构与性能、应用之间的关系规律，材料的制备、测试分析与加工工艺，材料加工过程中的控制技术等。本学科的主干知识包括：材料制备与改性过程中的基础理论，如相的形成过程、演变机理、相间平衡理论、典型组织的性能等;材料加工过程中性能与工艺条件之间的基础关系理论，如材料变形过程中宏观受力与形变之间的关系（本构关系），材料熔化过程中的物理、化学变化，熔化金属的结晶凝固及组织变化等。

本学科依据材料学、焊接技术、塑性加工技术三大主干研究方向，立足材料科学与工程学科知识主线，梳理凝练各方向基础主干理论，针对材料物化反应过程中的热力学行为、材料本构关系及塑性力学计算、材料焊接过程冶金行为等学科基础核心问题构建3门核心理论课程，供全体研究生依据自身研究方向进行选择，如表1所示。

2.基于二元培养的学科专业课设计

由于工科课程的理论与应用的融合性较强，学术型和应用型研究生在未来的研究与实践中都会涉及一定的理论和工艺研究工作，但目前研究生培养规模有限，还无法完全實现学术型与应用型研究生的分类独立授课。

本学科针对这一问题建立了多元融合的课程设计理念，在保持原学术型研究生课程体系重视理论基础和科研素养培养的基础上，将基础理论和学术前沿及教师在研科学与技术问题相结合，实现授课内容的动态更新。鼓励在工程应用领域具有较固定研究方向及研究基础的教师开设工艺类课程。本学科要求授课教师结合工程项目案例进行课程教学并在课程中设置一定比例的实践部分，课程由两名以上教师授课，同时支持邀请具有较丰富工程实践基础和授课能力的企业导师参与工程案例教学和实践部分，以进一步丰富案例教学素材。本学科面向国家对工程技术骨干人才培养的需求，针对加工工艺、控制技术、制品检测与评价等关键工程问题建立了材料加工过程控制、先进连接方法、粉末冶金原理与工艺基础、控制轧制与控制冷却工艺等工艺类课程，如表2所示。本学科与管理学科共建管理学原理、工程伦理等工程管理类应用型研究生必修课程，重点介绍基础管理学理论及工程管理经验方法。本学科建设了科技部海洋工程材料及深加工技术国际联合研究中心、山东省特种焊接技术重点实验室、山东省军民两用新材料及制品高校重点实验室、山东省高性能构件及成形工艺与装备工程技术研究中心，与中国核工业建设有限公司、歌尔集团有限公司等多家知名企业共建的校企联合培养基地等科教平台，为应用型研究生32学时的工程实践环节培养质量提供良好保障。

3.基于学科交叉的专业选修课程群设计

学科交叉教学与研究是当前科学发展的重要趋势，是学科发展的重要动力，许多世界一流的大学都很重视发展跨学科联合研究及人才培养。要使学科交叉人才培养获得成功，除了需要高水平的专业教育以外，还需要良好的交叉学科基础。本学科依托海洋工程材料及深加工技术联合平台建设及相应一流学科特色交叉方向的共建，已和海洋科学与技术、船舶与海洋工程、新能源科学与工程等学科进行了长期的跨学科合作研究及人才培养，奠定了深入开展交叉学科合作研究及联合人才培养的良好基础。

学科通过总结跨学科课程教学经验和对部分课程进行整合更新，目前建立了海洋工程材料设计与制备、海洋工程材料特种加工工艺、海洋工程材料性能与失效分析3个学科交叉专业课程群，如表3所示。课程内容涉及海洋防污防腐涂层材料设计与制备、海洋服役环境下的表面处理、海工装备核心构件轻量化成形、海洋环境下的材料连接及修复、海洋工程材料服役性能分析与优化等。课程考核方式以考查为主，鼓励任课教师通过研讨、综述报告、探究实验等能够展现研究生个性化思维的方式完成考核。课程群的设置目的主要是让研究生尽可能多地涉猎其他领域的知识，尝试从不同学科的角度综合分析当前研究对象，发现新的研究问题，锻炼学科交叉思维，奠定学科交叉基础。

4.方法论课程设计

研究方法是进行科学研究的必要工具，掌握必要的研究方法对后续研究和实践工作的开展具有重要的促进作用。本学科梳理整合材料分析测试基础原理及普适性手段，开设基础方法论必修课程1门。针对国家复合型创新人才培养需求及目前对研究生创新思维与创新精神培养不足的现状，开设创新方法论课程1门，由哈尔滨工业大学教学带头人主讲，重点引导学生建立批判性思维，掌握本领域经典创新思维与方法，使学生掌握本领域开展科学研究和创新研究的必要思维方法，培养学生自主开展和规划科学研究的能力。本学科还整合分子动力学模拟、有限元分析、建模仿真、透射电镜分析等各专业方向的常用研究方法，开设专业方法论课程4门，配合考试与实践结合的考核方式，重点要求研究生熟练掌握本领域常用核心研究方法，如表4所示。

5.基于多元融合的授课模式设计

本学科坚持多元融合培养理念，贯彻夯实基础、研用并重、注重个性的教学思路，采取多元化授课模式，重视研究生对基础知识的学习效果和应用能力，其主要思路如下。

理论课程：以报告答辩与闭卷考试相结合的考核模式为主，引导研究生深化理解与思考。例如，工程塑性理论课程会设置一些讨论题目，需要研究生选题后在深入理解知识点的同时查阅和整合大量文献才能完成报告。学生通过课堂讨论和答辩的形式综述调研成果，任课教师对此进行打分并计入最终考试成绩。

工艺类、方法论课程：考核模式以考试与实践相结合为主。工艺类课程突出案例教学，教师会引入自己参与的大型应用研究项目案例，如“蛟龙号”潜航器耐压结构的焊接工艺、港珠澳大桥水下切割与焊接工艺等，在引导研究生学以致用的同时，树立追求真理、为国铸重器的责任感和专业自信力，强化科教融合、产教融合、政教融合教育。方法类课程重在引导研究生将所学方法应用于实际研究，从而更好地理解相关原理与应用条件，提升自我学习和应用贯通的能力，例如材料加工过程数值模拟基础课程要求研究生运用有限元法解决研究课题中的某个问题，并提交分析报告进行答辩，任课教师对此进行打分并计入最终考试成绩。

交叉专业课程：以选修为主，考核方式鼓励多元化和个性化。课程设计突出学科交叉、科教融合、产教融合理念，任课教师会引入交叉学科专家报告、现场教学、实际操作、案例分析等环节。例如金属热态塑性成形基础课程会从船舶工程、机械工程、海洋工程等学科角度分析某型号高速舰船高温合金涡轮盘的综合性能需求，并通过可视化分析技术模拟不同工艺获得的制件组织，最终确定制件一体化热锻工艺，以此扩大研究生的知识面，开阔研究生的学术视野，让研究生涉猎更多交叉领域知识，体验实际研究环境，分析实际工程问题，打好学科交叉基础。

三、结论

课程体系建设是研究生教学活动的核心环节之一，学科交叉融合是当前学科发展的重要动力，是建设一流学科的必经之路。哈尔滨工业大学（威海）材料科学与工程学科立足海洋工程材料及深加工技术一流材料学科特色交叉方向建设目标，提出了一条主线、二元培养、三向交叉、多元融合、方法贯穿的课程体系构建理念并付诸实践。结果表明：首先，在师资及学生规模有限的情况下，梳理必修知识主线课程，提高授课及考核要求，并围绕某一特色主题构建交叉专业课程群，更利于优势科教资源的充分利用和教学效果的提升;其次，依托教师科研方向开设课程，配合多元化考核模式，引导师生自发投入更多精力进行课程建设和学习，是提升课程品质和教学效果的有力手段;最后，方法论课程的重点建设和全过程贯穿能够高效地提高研究生的科研能力，對复合型创新人才的培养具有重要作用。

[ 参 考 文 献 ]

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[责任编辑：钟 岚]