科教融合助推研究生实践与创新能力的提高

李梅 ，张震中 ，卢启芳

（1.齐鲁工业大学（山东省科学院）材料科学与工程学院，山东 济南；2.齐鲁工业大学（山东省科学院）马克思主义学院，山东 济南）

爱因斯坦曾经说过，科技发展是人类社会发展的动力[1]。研究生教育是我国高等学校教育的最高层次，是高层次创新人才培养的主要阵地。2021年在学研究生人数突破320万，研究生教育规模的不断扩大对科技进步和国家经济实力的增强作用日益明显[2-4]。但与此同时深化研究生教育改革，持续提高研究生的培养质量，培养高层次科技人才成为国家科技和经济发展的必然要求[5-6]。研究生培养质量和创新水平不仅是反映高校人才培养质量的重要指标，直接影响着高校的影响力和竞争力，而且对于我国科技步以及增强在国际上的竞争力都具有举足轻重的意义。尤其是在疫情长期存在的情况下，如何发挥高校、企业产业的积极性，参与到人才培养的过程中来，提高研究生的培养质量、重视研究生创新能力的培养，是新环境和新条件下必须解决的一个关键问题[7-8]。

我国新材料领域存在诸多“卡脖子”问题，“中兴断芯”“华为断供”等事件都在不断地提醒我们，只有自力更生，提高我国科研人员的创新动力，提升国家的总体科研能力和水平，才能在基础制造领域摆脱受制于人的囧境，才能为我国经济发展提供持续动力，为国家产业振兴和提升国际竞争力打好基础。因此研究生教育改革势在必行，也越来越受到各高校的重视。

一 研究生科技创新能力不足的表现和影响因素

在研究生培养的过程中，绝大部分高校重视研究生的理论教学，学生的知识结构较好，理论基础较深厚，但是对研究生创新能力的培养却缺乏足够重视。研究生对记忆性的知识点掌握比较牢固，对于需要转化思维方式或者需要多种理论结合来解决的问题，主动探索的意识不强，大部分研究生在科研实验的初期处在导师怎么说我怎么做的状态，或者简单重复文献中的实验，甚至有的研究生重复不出来文献中的结果就产生了挫败感。部分研究生没有独立的思维，有的在文献基础上略加改进，因此研究论文缺乏原创性是我们的研究生在投稿时经常会被拒稿的一个重要原因[9-10]。还有的研究生英文阅读能力不足，看文献时不能吃透文献，对文献的核心思想没有掌握好，不能紧跟学术前沿热点难点问题，表现在研究生的学位论文中，其学术性和创新性上不高[11]。有的研究生对课题的目的与意义认识不充分，缺乏深入研究的兴趣，克服困难的勇气和决心不足，这些都不同程度地影响到了研究生创新能力的培养与提高，导致了整个学科科研实力不强，发展速度缓慢。

目前国内研究生教育绝大部分培养单位和导师都能够认识到，实践与创新能力是研究生培养的核心，但是对如何在科研实验中切实提高研究生的实践与创新能力缺乏明确的思路和抓手[12]。一般来说，研究生的创新能力都是通过发表原创性成果来体现的。如在某个研究领域内顶尖的国际刊物上发表高水平论文。还有的研究生的成果是通过国家发明专利或国际发明专利来体现的。但是有相当一部分研究生在校期间没有发表高水平学术论文或者授权发明专利，说明研究生的创新能力还有很大的提升空间。因此如何提高研究生的创新能力，是我国研究生教育当下急需解决的问题。

创新能力的研究最初源于社会心理学领域，创新能力受到内因和外因的影响。内因主要是指研究生的个体原因，如求知意愿的强烈程度、学习思路和方法等。外因包括研究生培养的课程机制、导师的学术水平、培养模式、激励机制、资助制度等。外因又通过内因起作用。如导师的学术水平与人格魅力是影响研究生培养的一个重要因素[13-14]。导师或导师团队的创新意识、良好的师生关系，导师对于研究生的科研指导和规划等，对研究生创新能力都起着重要的推动作用。各高校研究生培养的课程机制也会影响到研究生的培养质量。如适当集中课程学习时间，延长研究生在实验室的时间会在客观上有利于提高研究生的动手能力。很多高校还从不同的层面设计了多种奖励激励机制，基本能为研究生提供基本的生活保障，为研究生营造了积极竞争，争创卓越的学术环境[15-16]。从培养模式的角度出发，如何激发研究生持久的科研兴趣，激励研究生自主学习，创新思维模式，开展多学科交叉，开阔学生的学术视野，提高其分析解决问题的能力，出高水平原创性成果，是我校材料学科研究生培养多年来努力的方向之一。

我校材料学科实行的是“1+2”的培养模式，即第一年进行理论课的学习，之后在实验室或者企业进行两年的科研和实验。2017年8月，山东省科学院和齐鲁工业大学正式合并为新齐鲁工业大学，合并后的新齐鲁工业大学可以充分利用原有的教学和产业优势，更多地去和企业合作，加快学科的发展。

二 我校在科教融合背景下提高材料学科研究生创新能力的实践探索

（一） 以立德树人为根本，促进研究生教育内涵式发展研究

研究生教育在研究生德育工作中占据了非常重要的地位，自十八大召开以来，习近平总书记在全国教育大会上提出，要深化教育体制改革，健全立德树人落实机制，要把立德树人融入思想道德教育、课程教学、社会实践教育等各环节[17-20]。全面落实习近平总书记讲话精神，切实推进“三全育人”工作，高校承担着重要责任。高校研究生教育要把立德树人为核心，一切工作以立德树人为根本出发点和落脚点，落实到研究生培养的全过程。导师作为研究生培养的第一责任人，要清晰的意识到自己在整个研究生培养过程中的重要责任，以及对学生世界观、价值观的重要影响，做到立德树人为己任，发挥好导师的行为示范作用。提升对研究生导师的政治理论知识和思想觉悟的要求，进一步强化对研究生在德育体美劳方面的培养力度。另外，心理健康也是研究生培养过程中需要关注的问题，在日常的学习和生活中引导研究生形成正确的价值观、世界观和人生观，培养研究生的团结合作、开拓进取和百折不挠的精神[21]。

我校高度重视本科生和研究生的思想教育工作，2021年5月，由学校党委书记王英龙亲自为全校师生3万余人同上一节党课，中央电视台新闻联播节目和山东省卫视等各大媒体争相报道。材料学科始终重视研究生的德育和思想政治工作，学院领导班子和骨干教师为研究生讲党课，教育学生科研应当为国家经济建设服务，应当为提高我们国家的国际竞争力作贡献，培养研究生高尚的学术道德。导师卢启芳教授2021年承担了山东省研究生教育教学改革项目—《“三全育人”格局下材料科学与工程专业研究生导学思政体系构建探索与实践》，多年来材料学科坚持将立德树人融入学科建设、日常教学和科研管理、人才培养等各个过程和环节，实现教书育人、科研育人、实践育人、管理育人、服务育人，很好地解决了“为谁培养人，培养什么人”的问题。

（二） 借助科教融合政策，建立山东省产教融合研究生联合培养基地，提高研究生对创新能力重要性的认识

根据山东省建立研究生联合培养基地的相关政策，我校2018年依托材料科学与工程一级学科硕士点与山东省硅酸盐研究院成立了山东省研究生联合培养基地。2019年依托材料工程专业学位硕士点与山东省药用玻璃有限公司建立了山东省产教融合-高性能玻璃制品研究生联合培养基地。我校聘请企业科研骨干担任我校材料学科研究生兼职导师，形成学校-企业双导师制。如山东药用玻璃有限公室总工程师张军被聘为我校材料与化工专业学位研究生导师，与校内导师一起指导培养研究生。材料学科安排不同研究方向的师生实地参观了解企业的生产和研发现场，玻璃与陶瓷方向的研究生每学期不定期在企业实习两到三周，跟随企业导师深入生产一线，了解企业的需求，明确科技创新能力与产品市场竞争力的关系，搞清楚企业在产品质量方面存在的问题与短板，在理论课学习和在学校的科研实际中自觉地与产品结合起来，将科研成果与产品质量联系起来，共同参与市场竞争，提高研究生科技创新能力的同时，增强产品的科技附加值。如导师郑秋菊教授与山东药用玻璃有限公司签订了横向合作项目--《中硼硅玻璃铝离子析出综合性研究》，带领研究生在学校和企业分别开展工作，鼓励学生对科学理论敢于想象，大胆创新，深入探索。研究生进入实验室能够根据项目展开任务，进行不同性能测试，论证实验过程中的失败以及进一步研究的方向和方法，不断为得到低离子析出且综合性能优异的中硼硅玻璃做出努力。该项目不仅为企业、行业节约了巨大的成本，而且锻炼了研究生的实践能力。同时，这也保证了科学研究与人才培养的协调性,真正实现了科教融合。研究生通过对实验项目的钻研，不断地拓展知识面。以积极态度对待科研，发挥自己的主体作用，敢于理论结合实际，提出自己想法和见解，在实验中不断创新，推进学生学术潜力发展，培养学生自主研发能力和开拓创新思维的能力。这也为今后学生步入社会，高效开展工作打下了坚实的基础。

（三） 与企业共同承担山东省重大创新项目，通过重大项目提升研究生科研兴趣与创新能力

研究生参与导师的科研项目是绝大多数高校在培养研究生过程中，提高其分析解决问题的能力，培养研究生创新能力的的一个主要渠道[22-23]。我校自科教融合以来，与山东药用玻璃有限公司分别于2018年、2019年承担两项山东省重大创新项目—《山东省玻璃绿色制造关键技术的研发》和《一级耐水性药用玻璃关键技术开发及产业化》。导师们带领研究生同企业合作攻关，突破生产过程的各项关键指标，把实验室的科研成果与企业产品研发密切结合起来，结合企业生产实际，调整科研思路，为企业解决技术和研发难题，提高其科技创新能力的同时提高研究生的科研兴趣。

在《山东省玻璃绿色制造关键技术的研发》项目中，研究生在导师的带领下着重研究玻璃形成体及修饰体在网络结构中的作用，尤其是它们的化学键类型、键强以及对玻璃网络的联接程度对玻璃力学性能的影响；针对瓶罐玻璃的“压-吹”成型工艺研究了玻璃的流变性能，特别地探索了碱土金属氧化物的种类对玻璃流变性能的影响，重点研究了MgO在玻璃中的结构角色，以粘度为基本工具分别对含有Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+的过碱性硅酸盐玻璃的流变性和动力学参数进行比较，进而研究了Mg2+的结构角色。

在《一级耐水性药用玻璃关键技术开发及产业化》项目中，研究生系统研究了玻璃组成及网络结构对玻璃膨胀系数，流变性质和其它理化性能的影响规律，特别研究了退火条件对力学性能的影响，在原有玻璃配方的基础上开发了新型中性玻璃配方；在此基础上系统研究了玻璃的熔化和澄清行为，对于前者主要研究了石英砂晶体类型与温度的关系，及其对熔化行为的影响，对于澄清过程系统研究了玻璃液中气体产生机理以及排出规律，具体包括：①气体来源及其产生的温度区间，包括：碳酸盐的种类及其分解温度范围（CO2）、变价元素参与的氧化还原反应的温度范围（O2和SO2）、来源于配合料的水蒸气以及空气中的N2和O2等；②气泡的物质传输与运动规律；利用相关软件模拟并优化了电熔窑并模拟了新型中性玻璃的压-吹成型过程。上述部分成果已在实际生产获得应用，并取得了较好的结果，成品率较以往提高了近2个百分点，经济效益显著。

（四） 加强科研平台建设，发挥平台作用，结合新材料领域的关键问题，加强研究生的科研使命感，促使其提高科研创新能力

依托科研平台建设培养研究生是很多高校提高研究生创新能力的一条有效途径[24]。我校材料学科建设有玻璃与功能陶瓷加工与测试技术山东省重点实验室，依托该重点实验室设立了材料制备与加工测试中心，基本能够满足研究生培养过程中的测试要求，为研究生快速产出科研成果提供了极大的便利。另外材料学科密切与企业合作，成立省部级以上科研平台，用于研究生培养，助力研究生创新能力的提高。2019年齐鲁工业大学与山东天岳先进科技股份有限公司酝酿成立山东省碳化硅重点实验室，2020年正式成立。实验室聘请国家新材料产业发展专家咨询委员会主任干勇院士担任重点实验室主任。

碳化硅是第三代半导体材料，与传统硅基材料相比，其临界击穿电场高、散热特性好、临界温度高，特别适用于高压、高温、高频、高速电力电子系统。在我们熟知的电动汽车和5G通信中，它发挥着举足轻重的作用。如厚度0.5毫米，约为5张A4纸的厚度的碳化硅晶片；直径4英寸或6英寸，和一张CD光盘差不多。这样一个薄薄的圆片，市场售价却在2000美元左右，还经常是“一片难求”，每生产一辆电动汽车，就得消耗这样一张碳化硅晶片。就5G基站建设来说，5G之所以传输速度快，是因为它有强大的5G芯片。而碳化硅晶片，就是5G芯片最理想的衬底。除电动汽车、5G通信外，在国防、航空航天等领域，碳化硅晶片也有着广阔的应用前景，它的研究和应用极具战略意义，有着不可替代的优势，被视作国家新一代信息技术核心竞争力的重要支撑。山东省碳化硅重点实验室的设立受到山东省政府、校院领导的高度重视，计划用三年时间强化建设，为筹备建立碳化硅国家重点实验室打好基础。其主要研究方向为碳化硅半导体材料基础研究和碳化硅晶体生长技术和衬底加工技术开发，和我校材料学科晶体材料科研团队的方向高度吻合。因此该重点实验室的建立，为材料学科的研究生培养提供了实践基地，研究生在该重点实验室的参观和学习过程中受到了震撼和冲击，增强了科研使命感和责任感。2020年山东天岳先进科技股份有限公司董事长宗艳民被授予“全国劳动模范”称号，李克强总理来山东视察的时候特别考察了企业的生产和研发情况。国家领导和省领导的高度重视增强了研究生的荣誉感和责任感。目前有3名研究生在学校和企业导师组共同指导下开展实验，开发横向生长扩径技术，突破8英寸及以上尺寸的碳化硅晶体制备技术；研究碳化硅衬底的连续生长技术，突破50mm以上厚度碳化硅单晶生长技术。这一省级共建实验平台的建立，为提高研究生的创新能力，提高企业的核心竞争力提供了新的路径。

（五） 建立健全研究生奖助学金制度，主动与企业合作，增加研究生科研补助，激发学生的创新动力

虽然我国研究生教育的资助体系较十年前已有了长足的发展，在一定程度上保证了研究生安心投入学习与研究。然而，国内学者关于研究生奖助体系的研究发现，目前我国研究生的助学金、奖学金的资助效果依然不甚理想，体现在不能有效提高研究生的研究产出以及创新能力[25-26]。因此针对我校材料学科研究生的实际情况，我们制定了完善的奖助政策。如对于生活困难的研究生，我校材料学科设立了研究生助教制度，每月补贴基本生活补助，解决学生的后顾之忧。有科研成果的研究生，根据成果的水平导师给予奖励，如发表一篇SCI论文奖励1000～5000元等，这会极大地激发研究生的科研热情，促使研究生产出高质量的学术成果，是提高研究生创新能力的一条有效途径。同时研究生的学术成果作为年度评选奖学金的主要依据，根据中科院期刊分区进行成果赋分，研究生的科研成果越突出，获奖学金的概率越高。

但是目前学校的奖励制度有所变化，尤其是在破“五唯”的背景下，“论文发表”不再成为研究生培养的必要环节，如何保证研究生的研究投入不下降，如何保证导师和研究生的科研热情成为学科必须要面对的新问题。近三年来，在科教融合的政策指引下，大力提倡导师带领研究生与企业合作，让研究生做企业课题，解决企业技术难题成为一条保证研究生培养质量的新出路，尤其是对于专业学位研究生来说，提高其实践应用能力是实现科研为经济社会服务的必要基础[27]。世界一流大学，像哈佛，麻省理工学院通过把研究数据与结论的应用转化，将科研成果与生产实际紧密结合，促使高校在科研理论知识扎实的前提下，进一步强化学生创新实践意识，以此培养科技尖端人才研究生创新能力。国内清华大学也一直提倡“真刀真枪做毕业设计”[28]。对于像我们这样的地方高校的研究生培养更需要主动为当地的科技、经济发展服务，将毕业论文写在高校所在区域的大地上。这样，一方面能够保证研究生的培养质量，另一方面又能获得地方政府、产业的支持，实现政产教融合的良性互动。研究生通过导师与企业合作的横向科研项目拿到比较可观的科研补助，激发研究生的创新能力。2019年我们同山东郓城市政府建立了郓城玻璃研究院，三位玻璃方向导师带领学生到研究院开展科研，解决当地企业的技术难题，切实为企业研发提出思路，同时政府和企业给予师生一定的科研补助，为企业发展提供了技术支撑，也激发了研究生的创新动力。

（六） 提高导师的荣誉感和责任意识，不断提高研究生的创新能力和培养质量

近三年来，材料学科有6篇硕士论文被评为山东省优秀硕士学位论文，占学校山东省优秀硕士学位论文的40%多，有两位导师被评为山东省优秀研究生指导教师，在导师中产生了积极影响。导师们在指导研究生的过程中更加投入，形成了正向的师生互动，带领学生们产出了越来越多的高水平科研论文，授权多项国家发明专利和国际发明专利，在研究生中形成了你追我赶，不甘人后的学术氛围，研究生勇于挑战学术前沿和热点问题，激发出更大的学术创新动力。学科顺应师生要求，邀请国际国内材料领域专家学者来校进行学术交流，拿出专项经费支持师生参加国际国内会议，拓展导师和研究生的学术视野，鼓励师生在国际国内学术会议上作专题报告，提高研究生的学术自信，提高其科研创新能力。

（七） 把好“出口关”，实行全员，辅以专家组评议制，提高学位论文质量，倒逼研究生提高创新能力

目前硕士研究生的学术论文发表数量、质量较低，甚至部分高校的学术硕士在毕业前仍没有发表一篇较高质量的论文，这严重影响了研究生教育事业的可持续发展。我校材料学科前些年一直明确规定，毕业前需要发表至少一篇SCI论文或授权一项国家发明专利，让很多研究生倍感压力。近几年国家“破五唯”的政策让很多研究生错误地认为，发表学术论文不能成为毕业的必然要求，因而学位论文的创新水平无从考核，思想上对学位论文的重视有所放松。为此，我们除了仍然鼓励研究生发表高水平学术成果以外，继续坚持“严出口管理”的培养模式，倒逼学生自主学习，把学习压力前置。近三年来材料学科的学位论文由学校抽盲审改为全部实行校外专家盲审制，通过学校研究生院的盲审平台统一送审，让指导教师和研究生有压力去提高学位论文质量。另外在答辩之前由学科组织对研究生的学位论文的创新性和学术水平进行评审，只有通过专家评议小组的匿名评审才能组织答辩。自山东省2012年统一组织抽查以来，材料学科学位论文抽检优良率在75%以上，没有出现过问题论文，受到了学校的好评。

三 结语

提高研究生的科研创新能力是一个持续的过程，科教融合为我们材料学科研究生的培养提供了难得机遇，研究生的创新能力有了明显的提高。科研融合以来材料学科获山东省优秀硕士论文6篇，获山东省优秀教学成果奖5项，发表高水平论文150余篇。授权国家发明专利和国际发明专利80余项，多名研究生考取国内重点高校的博士研究生。我们在接下来的研究生培养过程中，将更加主动地去和企业产业合作，提高导师们的指导水平，厚植青年学生的爱国主义情怀，加强学生的责任感和使命感，在科研工作中积极地同国家的战略发展需求结合起来，自觉加强科研创新意识，从而不断提高研究生学术创新能力。