基础与应用结合的新工科研究生培养及案例

傅德彬 陈阵 毕世华 杨珺凡

[摘 要] 在新形势驱动下，亟须对工科研究生培养模式进行改进，对工科研究生的培养中，理论基础与实践应用同样重要。提出采用基础与应用相结合的新工科研究生培养模式，从新形势下工科研究生的创新精神和实践能力的培养需求为切入点，对培养模式进行探索与修正;以导师导向机制为基础，建立相应的研究生引导体系和激励机制;最后结合北京理工大学培养环节实施方案，展现基础与应用相结合培养方案取得的初步成效，为进一步提升工科研究生的培养质量奠定基础。

[关键词] 人才培养模式;基础与应用;航空航天类专业

[中图分类号] G643[文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）10-0005-04 [收稿日期] 2021-06-30

引言

研究生教育在培养创新人才、提高创新能力、服务经济社会发展等方面具有重要作用。随着研究生招生人数的增长及教育制度的改革，研究生培养目标、培养方式也在悄然发生着变革[1-3]。通过对研究生培养方式的创新改进，以及高质量研究生培养模式的探索及实施，逐步形成结构更加合理、特色鲜明、培养质量得到保障的研究生教育体系是高校及科研单位急需完善的工作。同时，在工科研究生的培养过程中，不仅需要了解基础科学原理，同时必须要结合实践应用，才能更好地养成发现问题、分析问题、解决问题的能力[4]。因此，理论基础与实践应用对工科研究生的培养同样重要，如何将基础课程学习与工程实践应用相统一，培养适合我国新时代背景下发展的应用型、复合型人才，是目前亟待解决的问题[5]。

传统的工科教学一般是以课程导向为原则设计教学体系，本科时期专业课程设置体系一般为通识基础、学科基础、专业基础、专业课、实习及毕业设计，在此体系下，学生初步具备一定的基础知识及专业技能。在研究生培养方案中，设置外语课、综合素质类课程、基础课、前沿交叉课及学科核心课等。在新时代发展中可能存在诸多问题，如基础课程与实践学习相互独立，未能同时进行;创新实践内容较少，无法更好培养适应时代的创新型人才。

本文重点围绕新形势下工科创新人才培养中面向国家重大需求和提升基础创新能力两方面的要求，以航空航天类的工科研究生培养作为实例，提出探索发展基础与应用并重的工科研究生培养模式，进一步培养应用型、复合型的工科研究生。

一、新形势下工科研究生培养的需求

为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》，教育部提出了“卓越工程师教育培养计划”，以培养“基础理论扎实、专业知识宽厚、学术思想活跃、强化实践创新”的人才为目标。随着我国科技实力和整体国力的不断提升，国家事业发展迫切需要培养造就大批德才兼备的高层次人才。培养“理论基础扎实、动手能力强、创新思维活跃”的创新型人才已成为研究生教育的重要目标[6]。

在这种情况下，工科研究生培养模式以国家重大需求为导向，以实际问题和工程应用为依托，以科学问题及机理研究为重点，突出创新精神和实践能力培养，优化学科专业布局，注重分类培养、开放合作、科教结合、产学结合，提升研究生教育质量和创新能力，培养具有研究和创新能力的高层次人才。

二、基础与应用相结合的新工科研究生培养模式

研究生培养包括课程教学、工程实践、论文研究等多个环节，涉及课程体系、导师指导及研究生自主学习和研究等多个方面的内容。为發展基础与应用并重的创新型工科研究生培养模式，从导向机制入手建立相应的引导体系和激励机制。

具体包括课程体系引导，导师在培养、选题、考核等环节对学生的引导，以及研究生实践和论文研究内容引导等内容。从学生角度来看，从本科生大类招生过渡到研究生专业性更强的学习工作，对课程的选择、研究方向的确定，以及实验与理论研究之间仍缺少了解，因此需要导师及学校在课程体系上加以引导，主要在知识体系完整性、系统性的基础上，如适当增加研究型和实践型课程比例，促进课程学习内容从理论知识学习向应用实践和启发式学习的扩展。如现有的金工实习及实验选修课程，仅对本科生开放，但进入研究生培养阶段，实验及实际操作课程减少，不利于研究生将理论学习与实践操作更好地结合在一起。

导师引导机制主要通过平衡参与科研与论文选题间的关系，做到选题有背景、研究有深度。选题时，学生可以从研究生本科毕业论文及专业课程中感兴趣的方向入手，从实际问题出发，导师在此基础上加以修正，进一步完善选题要求。鼓励研究生积极参与实践及学术交流活动，通过参与学术活动，了解本领域及相关领域的学术前沿动态，同时分享自身研究成果，从准备到分享，与他人交流讨论，对自身之后的研究具有重要意义。另外，导师应引导学生积极参与工程实践任务，从实践中总结发现科学问题和机理问题。

基础与应用研究并重的研究生培养方式强调理论学习、工程应用与探索创新的结合，以理论学习为基础，提升学生对理论和专业知识的理解;以工程实践为抓手，培养分析解决问题的能力;以创新探索为目标，促进创造性思维的建立。

具体培养方式上，在研究生培养的不同阶段既有侧重，又有结合。以三年期硕士研究生为例，在硕士研究生培养过程中，要求学生参加国际或国内学术会议、学术论坛、学术报告会等学术活动，参与科技实践、教学实践和人文社会实践等实践活动，完成开题报告与文献综述的撰写及毕业论文等内容。从时间上可以大致安排为：在第一学年，通过基础课程与实验实践教学，使学生打下扎实的基础，能够将理论知识融会贯通，并与实践结合提升学生自主创新研究能力。在第二年，作为实践训练为主的阶段，应鼓励学生积极参与国际或国内学术会议、学术论坛、学术报告会等，了解本学科最新研究近况;同时，引导学生积极参与工程实践项目，培养学生思考问题、解决问题的能力。学生在参与工程任务的同时，应大量阅读本研究领域的国内外文献，结合所选论文研究题目，确定明确的论文研究方向，对研究题目有较深入的理解，对所存在的问题及解决问题的思路与方法，结合文献查阅总结并最终完成开题报告及文献综述的撰写。通过文献阅读与学术论文训练，学生提升了发现问题及总结归纳的能力，同时结合实践应用和创新工作，提升了理论与实践相结合的能力。在第三年，学生不仅需要完成毕业设计要求，而且面临就业问题，压力较大，需要导师结合学生科研与实际情况，加以引导，另外，学生需要总结前两年工作学习成果，按照要求完成学位论文撰写及毕业答辩等工作。

三、航天发射技术学科研究生培养实践案例

以北京理工大学宇航学院航空航天类研究生作为培养实例对象，进行基础与应用并重的研究生培养实践。实践过程从选课情况、参与科研情况、论文选题及完成情况、学术活动和学术论文情况、创新创意成果等角度入手，系统分析近年来基础与应用并重的研究生培养实践方式及实践效果。

学校每年假期为学生开设多门开放实验项目，即指由我校教师主导开展的，在完成正常教学、科研和社会服务任务的前提下，利用实验室现有仪器设备资源额外开展的，面向全校主要为本科生开放的实验教学项目。实验项目包括大型仪器设备培训型、学科竞赛及创新类活动培训型、综合创新能力培养型、软件应用能力培养型、人文基本素质培养、学生参与科研型、高新技术融合实践型七大类。其中，宇航学院2018年开始3项实验项目，包括卫星导航定位系统开发，宇航科技创新实践基地暑期集训，各设置32学时，选课人数约90人。2019年宇航学院开设小型无人机多源数据采集与应用实践、宇航科技创新实践基地暑期集训、力学传感器的设计与制作三个开放实验项目。2020年宇航学院开设卫星导航定位系统开发、宇航科技创新实践基地暑期集训两个开放实验项目。这类开放性实验项目有助于本科生更早接触实验室科研项目。

对于研究生的培养，北京理工大学于2018年修正了研究生培养方案[7]，在课程设置上，改革了研究生公共英语课，增设了前沿交叉课和全英文课;重新设置了实践环节、培养环节及各环节时间节点。在宇航学院2020—2021学年开设的39门课程中，包含5门全英文专业课，其余课程也都在传统理论讲授中加入了4～12课时的实验或仿真实验。其中，以宇航学院航天发射技术专业课程为例，2019—2020学年开设的课程包括“发射理论及应用”“发射气体动力学”“振动分析基础”“火箭导弹发射技术”“燃气射流动力学”“现代内弹道学”“发射动力学”等专业课程，其中包含如导弹内弹道设计、发射气体动力学数值模拟实验等实验及设计内容，如真空罐射流模拟实验、激波管实验、振动试验及水下发射载荷研究实验等实验课程，主要在北京理工大学西山实验区进行实验授课，为满足上述课程实验需求，实验装置如图2所示。

《北京理工大学研究生培养环节实施办法》提出，学术型研究生培养环节应包括以下学术活动要求：（1）硕士研究生应参加国际或国内学术会议、学术论坛、学术报告会等不少于6次，其中参加本学科相关领域国际或国内重要学术会议至少1次;（2）博士研究生应参加国际或国内学术会议、学术论坛、学术报告会等不少于10次，其中参加本学科相关领域国际学术会议不少于1次且做口头报告，参加国内重要学术会议至少1次;实践活动主要指科技实践或教学实践和人文社会实践。科技实践包含各类科技竞赛活动、创新创业活动等;教学实践包含助教等;人文社会实践包含社会实践、助管、思想政治教育、文化实践等活动。

通过已有基础与应用相结合的新工科研究生培养方案，近几年，北京理工大学培养出众多优秀毕业生。2019届研究生毕业人数为3785人，就业率达到98.97%，其中宇航学院毕业生就业率达100%。单位对于我校毕业生的道德素质、基础知识水平、工作投入、专业知识水平、团队协作能力、心理素质、实践动手能力、责任感等方面评价均较高。毕业生以北京、上海、广州、深圳等中心城市为主就业，向航天、航空、兵器、电子、通信等行业输送毕业生数量位列全国高校前列，培养成果显著。接收毕业生人数前五的单位为中国航天科工集团有限公司、中国航天科技集团有限公司、中国兵器工业集团有限公司、中国电子科技集团有限公司、中国航空工业集团有限公司，我校2019年、2020年研究生毕业生就业行业具体情况如图4所示。

随社会时代发展需求，高校更应在新形势驱动下培养“基础理论扎实、专业知识宽厚、学术思想活跃、强化实践创新”的人才。对工科研究生来说，培养理论与实践同样重要，培养模式需要与时俱进。在研究生培养中，将课程教学、工程实践、论文研究相统一，从课程内容、实践环节等多方面出发，发展基础与应用并重的创新型工科研究生培养模式，培养创新精神和实践能力并重，“理论基础扎实、动手能力强、创新思维活跃”的创新型人才。

参考文献

[1]吴祖芳，翁佩芳，杨亚文.新形势下工科类研究生培养模式的思考与实践[J].现代教育技术，2010，20（S1）：166-168.

[2]林健.新工科专业课程体系改革和课程建设[J].高等工程教育研究，2020（1）：1-13+24.

[3]孟俊贞，张强燕，杨真真.“金课”导向下的混合式教学的探索与实践[J].河南教育（高等教育），2021（2）：77-78.

[4]郝新红，闫晓鹏，栗苹，等.OBE工程教育理念指导下兵器类专业实践教学体系研究[J].教育教学论坛，2020（10）：236-237.

[5]赵辉，韩非非，代君.構建工程思维培养体系——以航空航天专业为例[J].河南教育（高等教育），2021（2）：33-34.

[6]习近平对研究生教育工作作出重要指示[EB/OL].（2020-07-29）[2021-09-15].http：//www.gov.cn/xinwen/2020-07/29/content_5531011.htm.

[7]北京理工大学研究生培养环节实施办[EB/OL].（2020-12-21）[2021-09-15].https：//grd.bit.edu.cn/pygz/jwyx/gzzd_jwyx/b0175ef7d9cb42849b8fd63f1eda87cf.htm.

Training and Case Analysis of Engineering Postgraduates with the Combination of

Foundation and Application

FU De-bin， CHEN Zhen， BI Shi-hua， YANG Jun-fan

（School of Aerospace Engineering， Beijing Institute of Technology， Beijing 100081， China）

Abstract： Driven by the new situation， there is an urgent need to improve the training mode of engineering postgraduates. In the training of engineering postgraduates， the theoretical basis and practical application are equally important. This paper puts forward a training mode for Emerging Engineering Education postgraduates that combines foundation and application， and explores and modifies the training mode from the training needs of engineering postgraduates innovative spirit and practical ability under the new situation. Based on the tutor guidance mechanism， this paper establishes the corresponding postgraduate guidance system and incentive mechanism. Finally， combined with the implementation plan of the training link of Beijing Institute of Technology， we will show the preliminary results of the training plan of combining foundation and application， so as to lay a foundation for further improvement of the training quality of engineering postgraduates.

Key words： talent training mode; foundation and application; major of aerospace engineering