新工科背景下“X+器件化”研究生毕业课题协同培养机制设计——以景德镇陶瓷大学材料学硕士研究生为例

冯 果 江 峰 胡 庆 苗立锋 江伟辉

（景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院 江西·景德镇 333000）

0 引言

2017年初，教育部发布了《关于开展“新工科”研究与实践的通知》，旨在为实现我国创新驱动发展提供坚实的基础。作为工科的重点学科之一，材料学对“新工科”要求的实践意义重大。研究生作为新工科人才输送的重要力量，“新工科”背景下的人才培养给材料专业研究生的培养提出了新的要求与挑战，大量教育工作者开展了一些卓有成效的研究；国外的高校甚至为应对全球“新工科”发展需求，制定了对应的政策。对工科研究生毕业课题的选题和课题器件化设计未见相关针对性研究。为此，本文以材料学科为案例，提出对“新工科”背景下研究生毕业课题的“X+器件化”协同培养机制进行设计。

1 “X+器件化”研究生毕业课题协同培养机制设计

基于新工科背景，以“X+器件化”研究生毕业课题为载体，以器件开发和制备为手段，以能力和专业技能培养为核心目标，构建工科材料学专业研究生毕业课题培养新机制，培养目标示意图标如图1所示。根据对“X+器件化”研究生协同培养课题和培养目标的分析，将课题的内容分为4级模块体系，体现“因需设题，模块组合，按需取材，系统安排”的课题设计和实践思想。课题以X材料制备研究和器件化研究2大体系，支撑整个课题培养体系。其4级模块的主要内容见图2。X(原材料制备工艺研究)主要在查阅、综述文献的基础上，结合试验优选材料制备方法，在确定制备方法后进行制备工艺的优化，并通过系列测试解析材料的制备机理。器件开发、制备和测试部分结合市场和企业需求。高校也需要企业提供的生产实践环境、顺应时代发展的技术，了解企业和器件制品市场对材料和技术的最新要求，从而达到共同作用和相辅相成的效果。

图1：工科材料学专业研究生毕业课题培养机制框架图

根据对“X+器件化”研究生协同培养课题和培养目标的分析，将课题的内容分为4级模块体系，体现“因需设题，模块组合，按需取材，系统安排”的课题设计和实践思想。课题以X材料制备研究和器件化研究2大体系，支撑整个课题培养体系。其4级模块的主要内容见图2。

图2：“X+器件化”研究生协同培养课题模块图

X(原材料制备工艺研究)主要在查阅、综述文献的基础上，结合试验优选材料制备方法，在确定制备方法后进行制备工艺的优化，并通过系列测试解析材料的制备机理。器件开发、制备和测试部分结合市场和企业需求。使学生有机会接触到行业的需求、企业最新的实践技术难题，进而培养学生的理论创新的同时，也培养其实践创新能力和动手能力。企业需要高校的知识、人才、创新技术，同时其对人才的实践能力要求更高。高校也需要企业提供的生产实践环境、顺应时代发展的技术，了解企业和器件制品市场对材料和技术的最新要求，从而达到共同作用和相辅相成的效果。总之，要适应新工科背景下行业对人才的需求，通过器件的研发将高校的新材料、新工艺资源与企业的实践需求及器件产品市场有效结合在一起，这是培养适合新工科和中国制造2025背景下实用工科研究生的有效的手段。无论是对研究生个人的成长，还是对社会长期的发展都是一大助力。这一培养模块机制的实施还可使学生了解除本专业知识外的众多相关专业知识及产业和应用常识，有助于拓宽学生的知识面和眼界，提高学生的多学科交叉综合能力。科研的创新成果离不开厚实的理论基础和丰富的知识，阅读文献也是培养多学科交叉能力的重要一步，学会在浩瀚的学术文献中获取新知识，然后结合自己已有知识进行思考总结，将所学到的知识进行知识储备。这就要求学生在专业知识上不仅应有广度还应有深度的学习，能及时了解并掌握学科发展的前沿动态，对于其他专业的知识可以由浅入深，逐渐地将专业知识和技能沉淀。

课题设计和实施为了实现以能力和技能为本的高等技术应用性专门人才的培养目标，针对工程师、开发员、试验员、质检员等职业岗位实际工作任务所需要的技能、知识和能力要求选取研究生课题，理论知识以“适度、够用”为限，突出工科材料为器件服务，培养器件开发、制备、检测及对应理论研究方法及技能测试和训练等。随着新工科和中国制造2025等相关概念和政策的提出，工科的发展和新材料、新技术、新工艺的不断推广应用，发展对器件开发和改进的要求越来越迫切，相关器件的标准、规范和检测技术也在不断更新变化。研究生毕业课题的内容也逐步变化，旧的材料有些淘汰，新的材料在补充，如何用这些新材料来开发、制备器件成为一个十分急迫的问题。因此，在研究生毕业课题的设置和实施过程中就必须引入器件开发制备相关的要求，使研究生毕业课题与时俱进。为了突出体现“提高学生的岗位工作能力”，以工程师、开发员、试验员、质检员等职业岗位能力要求为目标，图3给出了材料类工科研究生毕业课题的设置和实施文本设计。根据工科材料类研究生毕业课题的专业基础培养目标、创新意识培养目标和能力技能培养目标，以未来职业需求为向导，设置课题及实施情境，设置课题任务，逐步在实验室搭建器件制备和检测平台，采用“试验、测试、检测、分析”与器件化课题深度结合，融理论研究、材料制备与器件设计开发一体化的课题设置和实施模式，有效调动学生实施课题的兴趣，促进学生积极思考与实践；采取市场需求、项目导向、任务驱动、岗位职责等课题实施驱动模式，强化研究生的综合能力培养。在课题的实施过程中，将传统的“学生”和“导师”的角色转换为“企业员工”与“部门管理者”，将研究生按相关岗位要求进行任务设计，让研究生有企业工作的真实情景感受，锻炼研究生的独立工作能力和团队协作精神。

图3：材料类工科研究生毕业课题中器件化职业需求与课题设计思路

在研究生课题实施期间，根据课题进度和相关竞赛的时间安排，适时让研究生参加建模大赛，组织器件制备技能大赛，通过建模设计开发器件，结合原材料的性能，对器件的结构和性能进行线上虚拟设计。同时，通过组织研究生器件制备技能大赛提高研究生的器件开发意识和器件制备能力，达到培养研究生全面的专业、个人、职业、团队、交流及社会意识与能力。通过项目指标和任务驱动法、器件化为依托，培养学生自主学习的能力及分析问题与解决问题的能力。培养过程中引入客户及企业需求案例。如：在开发高显色指数暖白光LED器件为案例，先介绍一个实际器件需求的案例，并列出LED的具体指标，先把课题要求告诉研究生，启发学生主动思考，让学生带着问题和目标开展研究，并分阶段对标研究目标，分析与目标的差距及原因。总结阶段任务完成得好的经验，任务没完成的教训和问题等，实时调整阶段目标。

2 结论

以景德镇陶瓷大学材料学硕士研究生为例，开展新工科背景下“X+器件化”研究生毕业课题协同培养机制设计，将“X+器件化”综合研究课题的培养思路贯穿研究生的整个培养过程，探索工科研究生的理论创新和实践动手能力相结合的综合素质与能力培养方案，其本质是将教育、科研、生产三者结合于研究生培养过程，有助于使研究生的实践教学环节更有实际应用价值，有助于巩固专业课程的同时，还可以引导和加强研究生的实践创新能力，使工科研究生教育进一步获得发展和提高。其实施有助于提高研究生解决“新工科”背景下具体实际问题的能力。