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基于科研項目提升機械類研究生創(chuàng)新能力研究

2021-07-20 19:26:18李剛江來丁孺琦歐陽娜胡國良徐明
高教學(xué)刊 2021年15期
關(guān)鍵詞:研究生培養(yǎng)科研項目創(chuàng)新能力

李剛 江來 丁孺琦 歐陽娜 胡國良 徐明

摘 ?要:參與導(dǎo)師科研項目,是培養(yǎng)機械類研究生創(chuàng)新能力的重要途徑。文章以華東交通大學(xué)為例,針對目前機械類研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中存在的實際問題,提出了相應(yīng)的改進建議及策略,旨在進一步完善和細化現(xiàn)有的機械類研究生創(chuàng)新能力教育培養(yǎng)機制,進一步提升機械類研究生創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞:研究生培養(yǎng);創(chuàng)新能力;科研項目

中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:2096-000X(2021)15-0051-04

Abstract: It is an important way to cultivate the scientific and technological innovation ability of postgraduates by participating the research projects of their supervisors. At present, the research activities carried out by mechanical postgraduates are characterized by lack of initiative in scientific research, experience in scientific research knowledge learning, students' practice links, and lack of funds for scientific research by supervisors or insufficient project management. In view of this situation, this paper puts forward the main measures to strengthen the scientific research projects to improve the innovation ability of mechanical graduate students.

Keywords: graduate education; creativity; scientific research project

隨著研究生教育積極適應(yīng)加快建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略需要,全面提高研究生的教育質(zhì)量、增強自主創(chuàng)新實踐能力、大力培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是研究生教育教學(xué)改革的重要任務(wù)[1]。在日益激烈的國際形勢和國際競爭中,要實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興,必須加速推進國家制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和技術(shù)創(chuàng)新,而機械工業(yè)是制造業(yè)基礎(chǔ),是支撐工業(yè)及國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基石。因此,機械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升,對國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的推進、高校軟實力的提升以及實現(xiàn)研究生人才培養(yǎng)目標有著重要意義。

關(guān)于研究生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)建議和意見,很多教育、研究等一線工作者提出了很多不同的建設(shè)性意見和策略。臧興兵等[2]基于研究生創(chuàng)新能力發(fā)展SWOT分析,從內(nèi)因和外因兩個層面探討了制約研究生創(chuàng)新能力發(fā)展的四大因素。熊利芝等[3]基于對校企合作的研究以及思考,認為高校應(yīng)注重傳授理論,企業(yè)應(yīng)充分教授技能,利用各自優(yōu)勢,充分發(fā)揮理論結(jié)合實際的理念來培養(yǎng)創(chuàng)新型高科技人才。涂川俊等[4]分析了學(xué)術(shù)交流平臺構(gòu)建與研究生知識創(chuàng)新培養(yǎng)機制的關(guān)系,并提出“持續(xù)搭臺、名師影響、學(xué)術(shù)爭辯、自我提升”的培養(yǎng)機制。朱紅等[5]對北京大學(xué)教育學(xué)院2010年“首都高校學(xué)生發(fā)展調(diào)查數(shù)據(jù)”科學(xué)分析后,認為課程參與程度和方式、導(dǎo)師的學(xué)術(shù)指導(dǎo)和生活就業(yè)關(guān)懷對研究生創(chuàng)新能力特征的影響相對較大。劉名武等[6]文章以問卷形式調(diào)查了新入學(xué)的研究生的科研創(chuàng)新水平現(xiàn)狀,并提出了招收優(yōu)質(zhì)生源、加大經(jīng)費投入、因材施教等策略。袁本濤等[7]認為現(xiàn)有的研究生選拔機制過于偏重知識考察,對研究生想象能力、實踐動手能力以及創(chuàng)新能力考查不夠,應(yīng)進行改革。本文針對現(xiàn)行的研究生教育在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在的問題,以華東交通大學(xué)為例,以作者親身參與導(dǎo)師科研項目研究為切入點,結(jié)合導(dǎo)師多年培養(yǎng)和指導(dǎo)機械類研究生的教育經(jīng)歷和經(jīng)驗,探討關(guān)于如何提高機械類研究生的科技創(chuàng)新能力問題。

一、科研項目是培養(yǎng)機械類研究生創(chuàng)新能力的重要途徑

創(chuàng)新能力是研究生應(yīng)當也是必須具備的重要能力之一。通過參與導(dǎo)師的科研項目研究,研究生不僅可以對所研究領(lǐng)域發(fā)展前沿有較全面和深入的認知,還能使研究生的洞察能力、信息獲取、信息提煉和處理能力得到鍛煉,使研究生逐步具備“勤于思考、大膽探索,細心驗證”的科研寶貴品質(zhì)。另一方面,通過在與課題組其他同學(xué)合作開展科研項目研究的同時,研究生團隊協(xié)作、溝通交流的能力也得到潛移默化的提高。通過導(dǎo)師引導(dǎo)并鼓勵研究生從實際的科研問題出發(fā),到通過查找資料尋求前人如何解決這個問題,再到綜合考慮、發(fā)現(xiàn)解決問題的新方案,可以進一步培養(yǎng)研究生思考問題的獨立性,解決問題的開拓性和創(chuàng)造性,進而培養(yǎng)研究生創(chuàng)新思維方法,鍛煉其獨立從事科學(xué)研究的能力,深化其創(chuàng)新能力。此外,研究生參與導(dǎo)師的科研課題是“理論-實踐-理論”檢驗真理的過程,可以繼承和強化前人理論知識的認知和理解,這為創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐打下了堅實的量變基礎(chǔ),是創(chuàng)新能力的重要構(gòu)成要素。

創(chuàng)新能力的根本在于創(chuàng)新思維,創(chuàng)新實踐是創(chuàng)新能力最基本的構(gòu)成要素[8]。沒有了創(chuàng)新思維,創(chuàng)新工作就成為無本之木,創(chuàng)新能力只能成為空談。而科學(xué)研究活動是一種具有創(chuàng)新性的活動,是在全面深入地了解和掌握前人積累的相關(guān)理論知識和較豐富經(jīng)驗方法的基礎(chǔ)上, 結(jié)合當下科技、知識和理論,經(jīng)科學(xué)地思維加工、整合以及再造,然后發(fā)現(xiàn)新知識、形成新理論、產(chǎn)生新技術(shù)的活動,其往往伴隨著以問題為導(dǎo)向的創(chuàng)新思維,以解決問題為目標的創(chuàng)新實踐[9]。故科研實踐是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中一個非常重要的途徑。特別是對于像機械類這種其來自于實踐,創(chuàng)新來自于實踐,最后必應(yīng)用于實踐型的工科學(xué)科。作者認為,機械類研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)必須立足于科研項目實踐。

二、當前機械類研究生科學(xué)研究的現(xiàn)狀

(一)高水平師資力量不足或不注重研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

研究生受教育的過程最主要是依靠導(dǎo)師知識的傳授,科研活動的指導(dǎo)、學(xué)術(shù)問題的探討等[10],其能力培養(yǎng)、實驗研究的條件也主要依賴于導(dǎo)師科研項目經(jīng)費的支撐。只有高水平的導(dǎo)師隊伍,才擁有所在方向最前沿的研究課題,才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新型研究生。

目前,有些高校缺乏良好的師資力量,具備國際領(lǐng)先水平的指導(dǎo)教師少,更缺少國家級與省科技重點科研項目和先進的實驗實踐設(shè)備,不能進行學(xué)科前沿的研究,指導(dǎo)的研究生不具備多元化知識體系[11],導(dǎo)致有些高校的研究生培養(yǎng)質(zhì)量不高。其次,導(dǎo)師水平參差不齊且自身的學(xué)科背景單一,導(dǎo)致研究生質(zhì)量整體不高。當然,也有不少學(xué)術(shù)能力很強的年輕導(dǎo)師,但大多數(shù)高校年輕教師缺乏工程實踐經(jīng)驗,不能指導(dǎo)研究生進行工程實際結(jié)合性強、創(chuàng)新性強的前沿課題研究,導(dǎo)致研究生創(chuàng)新實踐不足。

(二)地方高校導(dǎo)師科研經(jīng)費不足,學(xué)生實踐機會少

隨著研究生招生規(guī)模的擴大,越來越多的高校教師當上了研究生導(dǎo)師,雖然每年國家和地方科研經(jīng)費支持力度也在不斷加大,但我國社會、 經(jīng)濟和科技發(fā)展水平與世界強國相比有很大差距,特別是與人均GDP幾萬美元的國家相比,在研究經(jīng)費投入上有很大缺口。

另外,普通高校的科研經(jīng)費支持力度與國家部委直屬重點高校相比仍有較大差距。國家及部委級直屬重點高校因其師生科研素質(zhì)能力好、行業(yè)里影響力較強,所以校企合作機會多,科研經(jīng)費相對充足。因此,其研究生參與優(yōu)質(zhì)的、高水平的科研項目以及工程項目的機會要比普通地方高校多得多。而地方高校導(dǎo)師承擔的課題數(shù)量本身就相對較少,科研經(jīng)費不足現(xiàn)象仍然比較突出,分配到學(xué)生身上的科研項目的機會自然就更少了。再加上,部分地方高校的研究生導(dǎo)師對所帶研究生科研能力有所懷疑,一些重要的科研任務(wù)也不敢放心大膽地讓學(xué)生們?nèi)L試實施,這進一步導(dǎo)致部分地方高校的研究生無法獲得在設(shè)定的研究方向深入學(xué)習(xí)、探索以及實踐的機會,創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力也得不到培養(yǎng)。

(三)研究生科研參與主動性不強

研究生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng),除了要有良好的學(xué)術(shù)環(huán)境和高水平的指導(dǎo)老師外,研究生的主觀努力也是相當重要的,研究生要不斷加強自我創(chuàng)新能力培養(yǎng)。首先,目前很多研究生在科研項目中必然會接觸到之前不曾接觸過的新知識、新技能和一些短時間內(nèi)理解不了的學(xué)術(shù)問題,但是由于氛圍和傳統(tǒng)文化的影響,往往也不會大膽向?qū)熞约皫熃M內(nèi)其他同學(xué)請教和討論。

其次,很多研究生參與老師的課題研究,不會主動尋求在科研中所遇問題的解決辦法,久而久之研究生就形成了一種依賴性,從而扼殺了研究生的創(chuàng)新意識[12]。此外,部分研究生讀研的目的只是為了取得學(xué)位和畢業(yè)證書,對學(xué)術(shù)的追求不高,只愿意在導(dǎo)師的科研項目中僅從事輔助性工作,為了順利完成畢業(yè)論文很多問題研究寧愿避難就易,選擇前人研究過的課題,無法深入課題研究,更無法在科研項目中發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性,這使得研究生培養(yǎng)缺乏科學(xué)性和創(chuàng)新性。

(四)科研方法欠妥

機械類專業(yè)發(fā)展到今天,正向機電液一體化、自動化與智能化的方面不斷發(fā)展。在德國首先提出“工業(yè) 4.0”后,我國根據(jù)國情提出適合我國的“工業(yè)制造 2025”[6],因此,部分導(dǎo)師的項目課題大都需要融合電子、信息、計算機等多學(xué)科的知識理論和技術(shù)方法,這對擔任科研任務(wù)的機械類研究生的水平要求越來越高。在這種趨勢下,我們的機械類研究生不能只會運用單一學(xué)科的理論知識和技術(shù)方法,而要與時俱進,提高綜合學(xué)習(xí)運用交叉學(xué)科知識的能力。但是,近幾年來作者發(fā)現(xiàn),部分研究生并不能有效整合致用跨學(xué)科知識,學(xué)習(xí)方法依舊繼承著本科“被動灌輸式”的學(xué)習(xí)方法,這種沒有重點的泛泛獲取必然造成科研時間的浪費,耽誤科研進度,而且也是沒有必要的。因為其他學(xué)科知識發(fā)展到現(xiàn)在,其知識體系大都是一個龐大的、復(fù)雜的、系統(tǒng)性的,如果機械類研究生去“究其所以然”系統(tǒng)的學(xué)習(xí)其理論,正如古代哲人莊子在其著作《莊子》中所說的:“吾生也有涯,而知也無涯。以有涯隨無涯,殆已!”這無疑加大了科學(xué)研究的不必要的難度,對研究生從事科學(xué)項目的信心有所影響,不利于研究生在科研項目中創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

三、基于科研項目提升機械類研究生創(chuàng)新能力的主要措施

(一)加強高水平師資力量,實行導(dǎo)師組指導(dǎo)培養(yǎng)機制

導(dǎo)師在工科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程中起著重要的指導(dǎo)和啟發(fā)的作用[13],教師創(chuàng)新意識和能力不強直接影響研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。首先,高校給高水平人才創(chuàng)造良好的科研創(chuàng)新外部環(huán)境,吸引和引進各專業(yè)高水平人才進入到導(dǎo)師隊伍里去,鼓勵優(yōu)秀的導(dǎo)師承擔較多國家級及省部級科研項目,加強責(zé)任心。其次,應(yīng)有計劃地、多批次地利用寒暑假,舉行高校老師短期培訓(xùn),讓年輕教師走進企業(yè),積極參與到企業(yè)實際生產(chǎn)中,這樣不僅有利于高校老師進一步提高理論與生產(chǎn)實踐結(jié)合的能力,而且讓參與企業(yè)生產(chǎn)得到高校人才指導(dǎo),有利于企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,提高競爭實力。最后,部分院校教師出國機會不多,不利于導(dǎo)師專業(yè)水平的提高。所以積極鼓勵導(dǎo)師多參加國內(nèi)外交流與合作。

(二)加強與一流高校的合作,為研究生提供高水平科研實踐機會

地方高校應(yīng)充分整合利用校內(nèi)外各方資源,發(fā)揮專業(yè)特色及科研優(yōu)勢,與其他高校、科研院所以及科技公司進行優(yōu)勢互補,展開合作,形成相互交流,共同進步的局面。以作者所在華東交通大學(xué)機電液一體化實驗室為例,為了有效提升研究生的創(chuàng)新能力和科研能力,實驗室積極與浙江大學(xué)、重慶大學(xué)等國內(nèi)高水平一流高校開展共同研究合作,不僅給學(xué)生創(chuàng)造了更多的創(chuàng)新實踐機會,而且可以在合作中相互學(xué)習(xí)交流,并且獲益良多。

例如:在七自由度重載液壓機械臂項目的試驗臺設(shè)計階段時,設(shè)計任務(wù)以浙江大學(xué)為主導(dǎo),由重慶大學(xué)和作者所在的華東交通大學(xué)共同參與完成。浙江大學(xué)的研究生在項目設(shè)計中所展現(xiàn)的實事求是、細致耐心、勤奮工作的科研素養(yǎng)和承受挫折、百折不撓的心理素質(zhì)無不影響了我們課題組的每一個成員,在其主導(dǎo)下全液壓重載機械臂設(shè)計任務(wù)取得了圓滿成功。我們參與設(shè)計的研究生在經(jīng)過設(shè)計任務(wù)的歷練后,不僅鍛煉出了腳踏實地,持之以恒,“咬定青山不放松”的科研態(tài)度,而且夯實了基礎(chǔ)理論知識,增強了文獻查找分析、組織協(xié)調(diào)、社交合作等科研能力。在此項設(shè)計任務(wù)中,共申請國家發(fā)明專利3項,實用新型專利2項。

(三)重視科研氛圍形成,完善科研交流機制

研究生創(chuàng)新能力教育應(yīng)體現(xiàn)以研究生為主體,因此研討式的科研交流方式應(yīng)當成為研究生的主要方式。作者所在華東交通大學(xué)重載液壓機械臂科研團隊,就在課題組內(nèi)、外建立了制度化、經(jīng)常化、多樣化的科研交流機制。

課題組內(nèi),每月的學(xué)術(shù)報告會議不僅在很大程度上保證了項目課題研究推進的進度,而且使學(xué)生之間的學(xué)術(shù)交流頻率增加。除此之外,建立了每周課題組內(nèi)成員圍繞科研任務(wù)的非正式會議制度。本著“以科研促創(chuàng)新”的思想,課題例會不僅要匯報科研任務(wù)范圍的近期內(nèi)容和成果,還要相互質(zhì)疑和答疑,成為小范圍學(xué)術(shù)討論的平臺。通過課題小組范圍的課題例會,小組成員之間不僅可以進行思維的碰撞,促進了學(xué)生們創(chuàng)新思維的形成,還有利于形成互相“攀比”的學(xué)風(fēng)以及相互激勵的科研學(xué)術(shù)氛圍,更有利于激發(fā)學(xué)生們的主觀能動性。

課題組外,每周以視頻會議的方式與共同研究液壓重載機械臂課題的國內(nèi)高水平一流高校浙江大學(xué)、重慶大學(xué)的碩、博研究生以及導(dǎo)師共同匯報項目進展結(jié)果,共同討論科研項目中出現(xiàn)的問題。會議以學(xué)生討論形式進行,從不同角度分析問題,解決問題。導(dǎo)師在交流匯報中向?qū)W生講清楚基本理論、思路和重點,向?qū)W生提供解決科研項目中所遇問題的方向,并指出與此相關(guān)的重要參考書目或文獻資料。通過與高水平學(xué)校師生交流合作,我們的研究生不僅可以了解液壓重載機械臂最前沿的研究方法及科研學(xué)術(shù)動態(tài),而且對照一流高校的優(yōu)秀碩、博研究生,找出自身科研能力和素養(yǎng)上的差距。

此外積極的對外交流,也是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的重要方式之一。通過鼓勵學(xué)生參加華東交通大學(xué)-孔目湖講堂,可以增加機械類研究生其他學(xué)科的知識,拓寬知識面,有利于將這些學(xué)科的研究方法和研究思想運用到自己的科研中;通過鼓勵學(xué)生積極參加相關(guān)方向國內(nèi)外一流的學(xué)術(shù)會議,可以了解國際上相關(guān)學(xué)科的最前沿動態(tài),有利于科研創(chuàng)新。通過構(gòu)建的校企合作平臺,為學(xué)生提供更多的實習(xí)崗位,使學(xué)生了解生產(chǎn)實踐,了解社會需求,深入行業(yè)發(fā)展,進一步提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。

(四)實施以課題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方法教育

教科書和傳統(tǒng)機械類知識已不能滿足科研以及工程項目的實施,應(yīng)不斷綜合當前其他相關(guān)的研究方向的科研發(fā)展情況,拓寬研究生的知識面[14]。液壓重載機械臂研究為電液控制和機器人的交叉領(lǐng)域,我們指導(dǎo)研究生參加與機器人相關(guān)的研究生課程學(xué)習(xí),閱讀相關(guān)的國內(nèi)外與機械臂控制的高水平學(xué)術(shù)論文并撰寫閱讀報告,匯報研究生的階段性體會和難點,參加相關(guān)的國內(nèi)外機器人展覽及學(xué)術(shù)會議,加深科研基礎(chǔ)知識的領(lǐng)會,同時增強研究生對機器人方面的興趣。在學(xué)習(xí)方法上我們鼓勵研究生以課題為導(dǎo)向,大膽引導(dǎo)學(xué)生“課題項目需要什么就學(xué)什么”的學(xué)習(xí)方式。鼓勵學(xué)生動手實踐起來,在實踐中學(xué)習(xí)和加深理解。多年實踐和教育經(jīng)驗發(fā)現(xiàn):即使暫時一知半解理論知識,但之后隨著課題項目實踐地不斷推進、深化,學(xué)生們會對之前不甚了解的知識也會有更深入的領(lǐng)悟。

例如,在液壓重載機械臂控制研究中,由于液壓及機器人運動學(xué)和動力學(xué)相關(guān)理論知識較為復(fù)雜,光靠書本知識,學(xué)生很難一時完全吃透書本上復(fù)雜晦澀的數(shù)學(xué)及物理公式。但我們暫不向?qū)W生灌輸相關(guān)概念、公式,要學(xué)生運用相關(guān)知識點解決項目研究中遇到的問題時,我們再結(jié)合要解決的問題詳細剖析原理,闡述公式。通過這種方式,學(xué)生們既充分掌握了相關(guān)知識,也學(xué)會了如何運用知識去分析和解決問題,更節(jié)約消化理論知識的時間。

四、結(jié)束語

研究生的培養(yǎng)質(zhì)量既是一個學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量的標志,也是學(xué)科研究水平和創(chuàng)新能力的標志,它擔負著為國家輸送高層次、高水平、高質(zhì)量的創(chuàng)新人才戰(zhàn)略的歷史重任。研究生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是我國人才培養(yǎng)中的重要組成部分。目前我國正處于制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期,在這種對機械類人才創(chuàng)新能力要求越來越高的趨勢下,我們的機械類專業(yè)研究生創(chuàng)新能力教育也要與時俱進、積極探索。在這種大環(huán)境和發(fā)展要求下,基于科研項目將理論與實踐結(jié)合,培養(yǎng)機械類研究生的創(chuàng)新能力是非常必要的。

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研究生創(chuàng)新培養(yǎng)的“步態(tài)追蹤”模式
計算機教育(2016年9期)2016-12-21 00:36:20
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