非优势学科研究生实践创新教学体系改革探索

程耀瑜 刘吉 王艳红 赵冬娥 李永红

摘  要：针对当前普通型高校工科硕士研究生培养中生源基础差且跨专业调剂较多、培养方案缺乏完善的实践体系以及导师更多关注科研项目的状况，以中北大学光学工程专业为例，提出实践创新教学体系改革与重构的方案，强化同一学校同一学科的研究生要有相近的学科基础实践教学环节与完善的实践创新能力培养体系，避免学生差别很大、课程老师随机性大、学科基本不管、导师各自为政的实践教学情况，通过“本科实验室补齐、利用学科平台增加专业基础课实践内容、学术活动与开题等加强指导与交流、论文与项目提高科研与创新能力”的措施，构建完整的实践教学与科研创新体系，并进行初步实践。为研究生实践创新能力的提高提供制度和措施保障，获得较好的效果。

关键词：硕士研究生；实践创新教学体系；非优势学科；光学工程；实践创新能力

中图分类号：G643      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）28-0141-05

Abstract： In view of the current situation in the training of masters of engineering in ordinary colleges and universities， such as poor enrollment basis， many cross-specialty adjustments， lack of a perfect practice system for training programs， and more attention paid by tutors to scientific research projects， taking optical engineering major of North University of China as an example， this paper puts forward a plan for the reform and reconstruction of practical innovation teaching system and strengthen the same school and the same discipline of graduate students should have similar discipline basic practice teaching links and perfect practice innovation ability training system. To avoid the practical teaching situations such as the great difference of students， the large randomness of course teachers， the basic ignorance of subjects， and the selfishness of tutors， the measures of "supplementing the undergraduate laboratories， taking advantage of the discipline platform to increase the practical content of specialized basic courses， academic activities and topic initiating， enhancing the guidance and communication， as well as improving research and innovation capabilities through thesis and projects" are adopted to construct a complete practical teaching and research innovation system and conduct the preliminary practice. This paper provides system and measure guarantee for the improvement of graduate students' practice and innovation ability， and obtains good results.

Keywords： postgraduates; practice and innovation teaching system; non-advantaged discipline; optical engineering; practice and innovation ability

新工科背景下，中國要从工程教育大国走向工程教育强国，学生培养要适应新技术、新产业、新经济要求，造就一大批创新性卓越工程科技人才，工科研究生是培养创新性卓越工程科技人才的重要力量，其中实践与创新意识、能力方面系统的培养方案是重要的保障。但对于非双一流高校的工科研究生，由于多种原因，学生实践基础和条件差，实践环节体系不够完善、创新意识及能力不强，需要从实际出发，从生情和校情出发，对研究生实践创新教学体系进行改革与探索，尽可能发挥各方面资源以及各个培养环节的作用，培养研究生的实践创新意识和能力。

一  普通型高校（或非优势学科）工科研究生培养面临的问题

近些年，专业学位研究生在实践创新能力方面的重要性得到大家的一致认可，有很多文章发表相应的研究和对策。其实对大部分学术性工科硕士研究生专业而言，其培养目标也是以工程科学研究及工程技术领域研发为主。然而对于非双一流高校的工科研究生，特别是学科评估排名较差的非优势学科，存在两个方面的共性问题，一方面是研究生生源质量偏低，而且第一志愿录取比例低（调剂学生的本科专业相对杂，跨专业的较多）；另一方面是研究生培养中实践教学体系不完善（不系统），普遍表现出创新能力不足和创新意识、方法不强[1]。生源质量低不仅表现在学生本科学校层次低（如二本、三本占比较多），学生自身以及学校实践条件较差，还表现在生源为非本学科基础的（跨专业调剂）以及应届生（无工作锻炼）学生较多[2]，学生在本科期间大量时间用于考研复习，相关专业课，特别是综合性课程设计、大型实践等环节的参与程度低、锻炼少。另外，由于体制限制，大部分高校研究生的实验教学长期得不到重视，处于无课程、无预算、无主管部门的三无状态[3]。普通高校的非强势工科研究生培养中也存在学科基础的实践环节不够系统，平台条件差且不能很好利用，以完成导师项目为主的现状。这些问题导致这些学科研究生实践教学体系不系统（随机性大），同一专业毕业的学生实践环节和能力差别大，毕业时不少学生缺少必要的本学科基础实践见识与过程训练，缺少系统的实践和科研体系培养，动手与创新能力弱。

随着国内经济社会向高质量发展的转变，人才市场的需求结构发生了较大变化，研究生在行业产业就业比例逐年提高[4]，普通高校的工科研究生的实践创新能力和科研能力的培养和提高，是创新型国家建设以及经济高质量发展的需要。

二  硕士研究生实践教学体系改革与思路重构

一般高校非优势学科的工科研究生学生入学层次与结构情况、研究生培养方法、学科内师资情况及平台资源等相近（当然特色不同）。下面以中北大学光学工程专业为例探索实践创新教学体系的改革、构建，其方法对其他学校、其他工科专业具有一定的借鉴意义。

（一）  中北大学光学工程专业的情况与总体改革思路

中北大学光学工程学科没有博士点，虽然主要研究项目在国防领域，经费、项目与平台等情况较好，但学科整体实力在全国排名较低，所以招生情况不理想。由于多方面的原因，硕士研究生培养方案中实践教学体系不像本科生那样完整，特别是学科基础的实践环节不够系统（论文环节培养学生的综合实践能力相对较好），实践内容更多是由导师所在的课题组结合项目、论文确定的，同一届不同导师（以及同一导师不同年级或不同学生）的研究生实践过程差别大、随机性大，完成导师项目的目的性强，系统培养学科属性的实践教学体系缺失，而且研究生入学前的本科情况差别大。

同一学校同一学科（专业）的研究生应该有一些基本相近的学科基础实践教学环节，加上方向特色的（论文）实践与科研环节，形成比较完整的研究生培养的实践创新教学体系。

针对类似于中北大学光学工程学科硕士研究生招生人数相对较少，研究生入学前的本科情况差别大，本科时期学科实践环节教学普遍较差的学科专业特点，通过研究生期间自学课程、专业基础课、专业选修课及实践与创新活动方面教学的部分改革，利用本科实验室、学科平台条件、科研条件等多种资源，构建一套较完善的学科实践创新教学体系，并进行一定的实践探索，使不同入学背景、不同导师的学生毕业时都经过光学工程学科基本的实践环节见识与过程训练，具备扎实的学科基本知识、基本实验能力、分析解决问题能力和科研能力，这是总体的改革思路。

（二）  光学工程学科硕士研究生实践创新教学体系重构方案

1  利用本科光电实验室补齐和提高来自不同本科基础研究生的光电知识、光电见识与实验能力

中北大学光电信息科学与工程本科专业近几年通过国家一流专业建设和工程教育认证等工作，光电实验室具有较好的条件，可以为研一的学生提供补齐和提高本科时期不足的相关光电实践内容。可以通过研一时期的课余时间采用多种方法进行，如和本科生共同实验、自学相关知识时到本科实验室补充相关实验，协助指导本科生实践环节（同时参与相关实践工作），充分利用研一时期课程学习阶段和本科实验室的较好条件，补齐学科基础性的相关实验及光电常用仪器使用方面的欠缺与不足（不同基础的学生需要付出不同程度的努力），为研究生阶段的实践、论文工作奠定基础。

1）要求非光电专业本科的学生，自学本校本科的应用光学、物理光学、激光原理和光电检测技术等课程，可以预约到本科实验室见识相关的仪器、器件，选作一些实验或跟随本科生进行实验，有较好基础的学生，也可辅导一部分本科生实验，从而进一步巩固相关知识和提高自己的实验能力。

2）通过协助导师（或其他老师）进行光电专业本科教学（包括课程设计、实验、听课）补充和提高基本的光电见识与实践能力。光学工程学科导师都有光电信息科学与工程专业的教学工作，通过协助导师教学，也可以补充和提高研究生的光电基础与相关设计、动手方面的基本知识与活动。

2  利用学科平台，加强研究生专业基础课程和开题中的实践与科研能力培养

过去的专业基础课更偏向理论讲授，尽管各课程老师都是很有实践经验的学科（方向）带头人或骨干，且在讲授中也会和科研结合，还是缺少实验、参观、演示及系统设计方面的直接训练。本学科经过十几年建设，形成了相对稳定的研究方向，也有省级工程中心和光电检测、光谱测量与应用、光电成像与图像处理等方面较多的仪器设备和科研项目，这些学科平台应条件该在研究生教学中充分发挥作用，其中的一些光电仪器设备（如激光器、光谱仪、多种相机等光电常用、通用设备），应该成为本学科所有研究生学科基础实践能力锻炼的重要资源，使不同导师的研究生都受到学科基础的公共实践锻炼。

采用的方法：每门专业基础课要有4～6学时的实践环节，结合学科平台及科研条件，采用多种方法。如到实验室演示、参观、课后预约实验等方法。如在光谱测量理论与技术、光电信息技术、光电成像原理与技术、现代光电系统设计等专业基础课学习时期，把学科平台相关仪器与系统、实验方案采用部分现场讲解和参观、动手实验，大型作业中增加系统分析或设计的分量等方法增加相关实践环节的成分。这样不仅得到理论知识的学习，同时使光电类仪器和系统的见识、動手能力的训练、相关实验的能力得到提高，也能扩大学生的知识宽度和提高专业兴趣。

导师要指导和组织研究生开展听学术报告（包括线上报告）、学生学术沙龙和开题报告等方面的工作，特别是在开展学术沙龙（如专业选修课总结回报、某学术报告后的交流、某专题的查资料与评论等）和开题报告时，本学科研究生通过理解题目与学术前沿、资料查询与消化、方法与方案确定、协作与写作及表达与沟通等方面的交流、碰撞，互相学习，也是提高大家实践与创新能力、学术水平的方法。

3  专业选修课、论文工作，结合科研项目、学科平台等加强学科特色实践创新能力的培养

与以上1和2不同点是虽然每名学生涉及的具体内容不同，但每名学生都应该有各自特色的实践性锻炼，培养综合分析问题解决问题的能力、大型设计与研究能力等。

专业选修课方面，在老师讲授或辅导时，加强和学科平台的合作，结合实际科研项目，使学生得到实践创新能力的提高。专业选修课往往是导师根据研究方向及科研需要，给学生选定2～3门的课程，有较好的仪器设备、系统、实验室等条件支撑，要求在辅导及课后作业部分，结合相关条件进行讲解、师范、设计和考核。如射线成像技术、光电器件、光纤传感技术等课程，结合辐射成像与图像处理实验室、光纤传感与应用实验室的相关系统进行演示、搭建系统、编写软件，并布置大作业。这改变了过去学生看书自学，简单交作业考核的方法，使学生有机会接触相关设备，切身体会系统组成、操作、实验数据获得与分析的过程。

过去本学科各方向在论文环节和实践活动方面总体做的不错。但论文有的偏理论、有的面窄、有的综合性强，差别较大。实践能力的培养的宽度和深度差别较大。

采取的方法：偏理论研究的论文，应该增加综合分析问题解决问题的能力的培养（如理论分析、设计、仿真和结果分析），同时鼓励学生参加其他项目，帮助其他同学做实验，参加课题组的科研工作（尽管可能与其论文关系不密切）等等，通过多方面的参与，培养解决问题能力、动手能力、创新能力。

通过以上三种方法和措施，能够使入学时学科基础不同、实践能力差的学生通过不同阶段的培养和个人努力，在研究生学习期间得到较系统的实践与创新能力培养，为其就业打下坚实的基础。

三  研究生实践创新教学体系内容构建与初步实践

（一）  实践创新教学体系的构建

经过仔细研究与梳理，一般工科研究生的实践创新能力主要归纳分为三个方面：学科基础与学科平台的器件、仪器设备、系统的见识与使用，基本知识相关的实验能力，基本的设计、分析、制作与调试能力（其中最基本的部分应该在本科完成）；根据问题进行信息检索、提取、综合，方案分析与设计，协作与交流能力，表达与写作能力；综合分析与解决问题能力，科研与创新能力。三个方面层次递进又互相关联与互补，其内容构成了较完整的实践创新教学的体系。

根据中北大学光学工程硕士研究生生源特点、学科平台、培养目标等，构建的实践创新教学体系的“实践创新能力、实践内容与要素，以及实现的主要方法与途径”见表1，由四个方面（层次）的能力构成，其中前三个能力培养的内容和途径对所有的研究生基本是一样的，目的是不管哪个方向、哪个导师的研究生基本得到相同的学科基础实践能力的锻炼，具备一定的本学科基本知识与实践能力，最后一个都是要培养科研与创新能力，只是不同的论文与科研项目（以及选修课）形成了各具特色的、各有特长的方向与能力。

本項目在2020与2021级研究生中进行了实践，取得了一定的成绩。如有8名同学利用业余时间补了本科时期没有学习的光电课程与主要实验，对本学科基础有了明显的提高，对专业基础课的内容学习兴趣以及掌握程度明显好于以前的学生，对学科基础了解及平台的仪器基本操作水平明显提高了。专业基础课与选修课教学中增加了演示、参观、实验部分，避免了过去老师只用PPT讲课的方式，也使得不同导师的学生对学科平台以及各方向部分科研有了一些共同的参与和认识，理论教学与实践应用相结合，既区别于本科验证性实验，也不完全是课题式设计，更多的是把理论部分与学科平台、科研项目应用相结合，更多的是了解、观摩、总结和部分操作，并通过课后大作业设计和应用，理解课程内容在学科中的实际应用，掌握好教师的“教与导”“教与示”，研究生的“学与践”的程度[4]，并充分发挥学科平台作用，锻炼学生综合设计与应用的实践创新能力。论文开题、学生沙龙等也进一步增加了学生互相学习、学术答辩、表达与写作等方面的锻炼。

（二）  加强学科指导与学科（方向）带头人的引领作用

针对如何加强学生的实践能力，本学科组织研究生导师通过多次交流研讨，达成共识，并制定了相应的方案。具体实行还需要学生、导师、代课教师和学科平台的相关人员共同的努力与配合。特别是学科平台的支持与配合，专业课老师教学方法的改变以及相应的付出。为此，学科带头人组织了几次相应的研讨，提出了方案。学科带头人和学科方向带头人为承担研究生的专业基础课程，并在学科平台实验室了解、辅导研究生的相应实践。这样有利于充分调动学科及学科平台的资源，有利于调动学科实验室老师的积极性，及时解决问题，如实验工作量、实验仪器设备使用、耗材。另外学科利用毕业论文开题，学科（方向）带头人和全体学生、导师进行学术的以及研究生培养与管理方面的交流，在研究生培养中形成共识，共同促进研究生实践创新能力的培养。

四  结束语

针对普通型高校工科硕士研究生培养中生源基础差、跨专业调剂多且研究生期间缺乏完善的实践创新体系的情况，学科专业依托学院条件，改革了过去培养方案中专业基础课和专业选修课基本没有实践环节的状况，并依托本科实验室为跨专业学生提供了补齐专业基础知识和实践环节的方便，利用学科平台增加专业基础课实践内容、学术活动与开题等，加强指导与交流、论文与项目提高科研与创新能力等措施制定了一套相应的实践创新方案，并进行了初步实践。为研究生实践创新能力的提高提供了制度和措施的保障，获得了较好的效果。通过一系列的研究生实践锻炼，能够使本专业全体学生得到学科基础仪器设备、器件方面的见识，进行实验内容、方法及能力训练，基本设计、分析能力，以及信息检索与归纳总结、学术交流等能力系统的培养。为学生科研能力和实践创新能力打好基础。实践内容以及途径在以后的研究生培养过程中将根据学生的反馈、学科平台的改善，以及经验教训逐步完善与提高。

参考文献：

[1] 沈常宇，陈飞，沈为民.普通二本院校硕士研究生创新育人策略探索——以中国计量大学光学工程专业为例[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2020（6）：63-64.

[2] 刘君.论全日制专业学位研究生实践教学体系的构建[J].科教导刊-电子版（下旬），2021（10）：76-77.

[3] 郑晓东，刘向东，刘旭，等.知识、能力、素质并重——光学工程研究生实验教学新模式的探索[J].光学技术，2008，34（S1）：309-311.

[4] 田蜜，张世霖，董刘杨.研究生工程实践能力培养体系构建与实践[J].教育教学论坛，2021（14）：69-72.

基金项目：2021年度山西省研究生教育教学改革项目“中北大学‘光学工程学科实践教学体系构建与初步实践”（Y2021036，负责人为程耀瑜）；2021年度山西省高等学校教学改革创新项目“光电信息科学与工程专业本科生创新创业能力培养的探索与实践”（J2021386，负责人为王艳红）

第一作者简介：程耀瑜（1966-），男，汉族，山西平遥人，工学博士，教授，系主任。研究方向为光电信息方向的教学、科研和教育研究与管理。