基于杰出工程师计划的研究生培育范式的改革与实践———以材料科学与工程专业为例

基于杰出工程师计划的研究生培育范式的改革与实践———以材料科学与工程专业为例

来源:www.51fabiao.org作者:jingju发布时间:2015-06-04 11:06
本文为工程师论文,笔者从培养体系、实践基地建设以及产学研联合培养等方面探讨了“卓越工程师”计划研究生工程实践及创新能力培养的改革方向。以提高研究生的工程实践与创新能力。
近年来国家教育部强力推行的“卓越工程师教育培养计划”,正是基于这种社会需求所开展的重大改革举措。21世纪的高等教育,是培养适应全球化竞争与科技进步需求的创新型人才的主渠道。随着世界制造业中心向我国的转移以及我国政府建设创新型国家、实现从制造大国到制造强国转变这一战略目标的提出,培养大批高素质创新型人才已成为我国高等教育改革与发展的战略导向。
研究生教育是高等教育的重要组成部分,是培养高层次专业人才的主要途径。教育部在《关于加强和改进研究生培养工作的几点意见》的文件中明确提出,研究生教育基本方针是:深化改革,积极发展;分类指导,按需建设;注重创新,提高质量。创新能力、实践能力和创业精神,是素质教育的重要内容,也是研究生综合素质中最重要的能力素质。“走进企业,服务工程”是当前国内毕业研究生的主要就业方向,也是飞速发展的民族工业对人才的迫切需要。
“卓越工程师”计划包括本科、硕士、博士三个层次,目前各高校主要开展的是针对本科阶段(3+1)培养方案的教学改革与实践,而硕士和博士阶段的“卓越工程师”计划大都尚在酝酿中。从2009年招收第一届卓越工程师班开始,现在已有两届学生完成了本科阶段的培养,且这些学生大部分直接进入硕士阶段的学习。因此,在卓越工程师本科阶段的教学改革基础上,继续开展研究生阶段(1+1)培养体系的研究与探索,以强化研究生的工程实践与创新能力,为企业培养出大批“面向工业界、面向未来、面向世界”的卓越工程师,具有深远的现实意义。

一、我国研究生教育现状

随着工程技术突飞猛进的发展,我国研究生的培养出现了诸多不适应经济和社会发展的问题,尤其突出的是工科研究生大多书本知识丰富,但工程实践能力和创新能力不足。我国自1959年开始研究生招生以来,研究生教育事业从无到有,从小到大,取得了长足的发展,为社会输送了大批高层次人才。虽然如此,究其原因,主要原因在以下三个方面:

1.教学内容和教学模式缺乏创新
工科类专业都是实践性很强的实验学科。先进国家同类大学研究生每年在校的总学习时间比我国研究生少,但是实践环节所用的时间明显地比我国研究生所用的时间要长。我国大多数工科研究生在课程学习阶段,实践环节很少,实验课的比例明显低于国外,使得研究生在实验技能和动手操作方面得不到应有的锻炼,缺乏系统的工程实践知识的培养。所以中国的研究生通常表现出理论知识或书本知识比国外学生要强,但是实验和动手能力却比国外学生差的现象,毕业后在实际工作岗位上比国外学生需要更长的适应期。
长期以来,我国研究生培养教学课程体系、教学计划设置欠合理,且教学内容陈旧,跟不上时代进步的脚步,难以满足科研及工程技术发展的需要。

2.工程实践参与度低
据资料显示,近十年参与基础研究、应用研究及实验研究的研究生占在校生总数的21.73%,参与科技成果应用及企业科技服务的研究生只占在校生总数的5.11%。笔者所在的材料科学与工程专业是一个典型的工科专业,但全日制硕士研究生的学位论文课题有60%~80%是在学校的实验室开展的基础研究或应用基础研究,直接面向企业工程技术的课题不到20%。可见,目前大部分研究生并没有直接参与工程技术研究,只是在实验室或办公室从事虚拟或探索性研究,完全不能满足“卓越工程师”计划的要求。这些突出的问题直接影响了研究生的工程实践能力培养,如果不尽快有效地加以解决,势必影响我们国家整体的科研及工程技术水平,延缓我国现代化建设的步伐。

3.考核方式不合理
目前高校研究生阶段考试方法大多与本科生阶段类似,主要为基础理论知识和基本训练的考核,这种只进行笔试的考核显然已不能全面客观地反映研究生的诸多能力;对研究生学位论文的审查很多都流于形式,过分强调发表论文的数量和档次,过分强调学位论文的理论价值,而弱化论文的工程价值。这样的考核方式显然无法满足“卓越工程师”计划的要求。笔者调查发现,现在的硕士生毕业后在企业的工作能力远低于“文革”前的本科毕业生,即使是博士毕业生,在企业也需要相当长的适应期。
按照“卓越工程师”计划的要求,研究生阶段更应强调素质和能力的考核,包括动手能力、工程实践能力、实践中运用理论知识解决问题的能力、研究合作能力和总结表达能力等。所以,针对“卓越工程师”计划的硕士研究生培养,建立真正能反映研究生知识水平和实践与创新能力的考核体系,成为急需开展的一项新课题。

二、研究生工程实践与创新能力培养体系的构建与优化

工程实践和创新能力的培养是素质教育的重要内容,是“卓越工程师”计划的基本要求。而研究生工程实践与创新能力的培养是一项综合性、系统性的工程,其培养机制的形成受到多方面因素的影响,不仅仅涉及教育中的某一个环节,同时还贯穿基础教育到高等教育的整个培养过程。现在国家教育部和各高等院校已认识到当前研究生培养过程中存在的问题,所以正在努力开展教育与教学改革,以培养工科研究生的工程实践和创新能力。
按照“卓越工程师”计划的要求,硕士层面的高级工程人才必须具有知识和技能两大优势,能够把科学知识、科学原理和工程技术方法直接运用到生产活动中,创造出现实的生产力(产品或解决问题的方案)。“知识型”要求专业知识的厚实与综合,而“技能性”又要求技术思维能力好和实践能力强,能够解决生产一线的具体问题。
根据现代工程综合的普遍特点,卓越工程师应该掌握扎实的科学基础知识,并且具有解决工程技术的实际能力,这就要求学生在学习期间既要受到完整的基本训练,又要受到严格的工程技术训练。显然,单靠学校的课堂教学是无法达到上述效果的,因此,必须创新人才培养模式,从课程教学内容、方法,考核方式等方面出发,深入研究提高研究生自主学习能力、工程实践能力与创新意识的途径与方法,构建科学、合理、可操作性强的创造性人才培养体系。
近年来,笔者全程参与了中南大学材料科学与工程专业“卓越工程师”计划的培养方案制定与实施工作,尤其对研究生工程实践能力的培养深有体会。本专业培养体系改革主要体现在如下两个方面:

1.课程体系改革
(1+1)培养方案也就是1学年在校理论学习,1学年企业工程实践学习。与学术型硕士研究生的培养方案相比,工程型硕士研究生的课程学习总学分由32分增加到42分,其中实践教学环节学分占总学分的40.5%;实验与实践性课程由200学时增加到400学时,用于强化学术交流、学术报告、课程实验、学位论文可行性论证等环节;增设了40周(1学年)的企业实践课程。

2.学位论文环节改革
与传统的学术型硕士研究生的培养方案显著不同的是,“卓越工程师”计划研究生的(1+1)培养体系,要求学生在企业开展1学年的工程实践训练,而且要求在这个过程中,必须结合企业生产或技术研发的实际项目,开展学位论文的选题论证与研究实施工作。
这种“卓越工程师”计划研究生的(1+1)培养体系的改革与创新,理论上可以实现人才培养与企业技术合作的无缝对接,显著提高研究生的工程实践与创新能力,但是,其真正实施还存在许多困难,主要原因包括如下四个方面:第一,导师的限制。目前高校大部分老师没有企业工作经历,也很少与企业开展技术合作,缺乏对工程型研究生的指导能力与经验。另一方面,这些导师通常有许多国家项目的任务需要研究生参与,不愿将研究生派往企业。这样,势必使“卓越工程师”计划的工程型研究生仍然被培养成学术型研究生。第二,企业的限制。大部分企业都非常愿意接受高校研究生参与企业技术研发,对研究生实施联合培养,甚至在这1个学年的工程实践过程中,企业还愿意向研究生支付薪水。但是,企业一般都出于安全等考虑而不愿接受研究生的操作性实训;另外,在知识产权和技术保密问题上,企业仍心存顾虑,对研究生结合企业实际技术发表论文、申请专利等问题有所限制。第三,经费的限制。
学校在实施研究生工程实践培养的过程中必然需要一大笔经费,这笔经费到底由学校、企业还是指导老师承担,至今尚未理清。有些企业虽然愿意接受研究生实训和参与技术研发,但研究生为了完成学位论文而产生的检测分析等费用,学校和企业容易产生分歧。第四,管理的限制。
研究生赴企业开展工程实践训练和学位论文课题研究,其中存在多方面的管理问题,包括安全、保密、纪律、知识产权、考核、学籍管理等等,如果能够集中在某一家企业,管理相对容易,若分散在多家企业,则管理非常困难。笔者有企业工作经历,且多年与企业开展技术合作,在“卓越工程师”计划实施以前就已经与企业联合培养过4名硕士研究生,所以对这种培养模式的优势深有体会,也深知其中存在的多种问题。
对于本专业已经毕业的两届“卓越工程师”计划本科毕业生,笔者正在指导其中的两名进入研究生阶段的学习,均已与企业签订了联合培养协议,其中一人已经开始了企业工程实践的训练和学位论文选题工作,正严格按照预期计划实施(1+1)培养。实践表明,这名深入企业的研究生工程实践能力已达到了企业工程师的水平,对工程技术的理解甚至超过了一般工程师,深得企业认可。但其他老师名下的“卓越工程师”计划研究生,大部分都停留在学校,其培养模式与学术型研究生无异。可见,尽管我们针对“卓越工程师”计划制定了有明显工程特色的课程体系与培养方案,但如何真正落到实处,仍然是一个亟待解决的难题。
 
三、创新型开放式实践基地的建立与运行
 
与普通学术型研究生相比,“卓越工程师”计划培养的研究生除了应具有踏实的工作态度和坚实的理论基础外,还需具备丰富的实践经验和较强的实践能力。要培养研究生的工程实践和创新能力,除了在课堂上启发、训练和培养其创新意识,教给他们足够的知识和科学的思维方式外,最重要的还是要为学生提供一个工程实践训练的平台。因此,建立创新型开放式研究生工程实践教育基地是“卓越工程师”计划研究生培养的一个不可或缺的举措。
研究生的实践教学要突出工程实践能力的培养,即运用理论知识解决生产、工程中的实际问题。目前各高校比较通用的做法是利用学校学科科技创新平台、公共服务平台、实验教学示范中心及企业研究生工作站,与企业联合搭建具有工程环境的研究生实践教学平台,输送研究生去企业从事实际项目开发。通过基础实验、项目开发、课题实践等实践环节的训练,使研究生有效地将理论知识与生产实际相结合,培养了学生应用理论知识、技术方法解决实际问题的综合能力。中南大学自2011年“国家工程实践教育中心”批准成立后,已与国内18家大型企业联合组建了一系列工程实践教育基地,其中,材料科学与工程学院负责组建了“中南大学-中国铝业公司工程实践教育中心”和“中南大学-宝钛集团工程实践教育中心”。
本专业以中铝洛铜和宝钛集团为依托,组建并初步完善两个国家级实践教育基地,应用于“卓越工程师”计划本科生和研究生工程实践环节的培养。针对上述两个国家工程实践教育中心,本专业采取校企共建的模式,从实践条件建设、师资队伍建设和实践教育模式的改革等方面开展了较系统的建设,现已建立起较为完整的组织架构与管理体系,运行和管理机制日臻完善;和“中心”一起制定并已经实施了2012版“卓越工程师”本科培养方案;从中心聘任了10多名企业导师,共同实施培养过程。目前正依托两个国家级“中心”,引导研究生进行生产性应用课题研究,让研究生通过科学实验、生产实习等多种形式参与企业的实际生产过程。
实践表明,依托这种工程实践教育平台,对本科生和研究生实施集中的工程实践培养,效果显著,也便于管理,但成本较高,且企业接受人数有限。大部分企业只能接受学生参观实习,或设计型实践活动,只有很少的企业能接受学生参与企业的岗位体验和操作性实践工作。

四、产学研合作机制的建立与完善

笔者多年的实践表明,在进入硕士阶段的学位论文工作期间,依托产学研合作项目,对研究生采取分散方式进行工程实践能力培养,是一种切实可行且行之有效的措施。目前,国内各高校与企业的产学研合作越来越紧密。依托产学研平台,高校与企业对研究生实施联合培养,这是“卓越工程师”一类高素质技术应用型人才的最佳培养模式。为了保障产学研合作保持长期、稳定、健康的发展,需要建立职责明确、开放有序、评价科学、管理规范的运行机制。
国家教育部在推进“卓越工程师计划”的实施办法中规定:一是要求创立高校与行业企业联合培养人才的新机制,企业由单纯的用人单位变为联合培养单位,高校和企业共同设计培养目标,制定培养方案,共同实施培养过程;二是以强化工程能力与创新能力为重点改革人才培养模式。由此,国家支持和资助高校在企业设立了一批国家级“工程实践教育中心”。虽然这项举措指明了专业硕士培养方向,但是这将增加接受企业的成本,并存在多种安全和管理难题,在我国目前的情况下没有相关的配套政策,其推广有较大的难度。因此,国家应该通过政策、法律和税收等方面进行调整,以提高企业的积极性,增强教育部门执行相关措施的政策和法律依据。
近年来,中南大学材料科学与工程学院结合自身的学科特色,在有色金属材料领域与一大批企业建立了稳固的产学研合作关系,并以技术合作项目、课题为纽带,充分利用校企双方在人才、技术、设备和环境等多方面的资源优势,对大学生实施有效的工程实践与技术创新教育;已初步建立了一套依托产学研平台开展大学生联合培养的运行机制;充分利用学校与企业的技术开发合作关系,努力推行并完善“双导师”制,即由学校导师及企业导师对参与企业开发项目的研究生实施双向指导,以实现对研究生工程实践与技术创新能力的联合培养。笔者课题组从2005年开始就已实施这种联合培养方案,与国内6家有色金属加工企业联合培养了21名本科生和6名硕士生,取得明显成效和多方面的经验。
实践表明,这些在产学研合作基础上培养的大学生,不仅其工程实践能力明显优于其他模式培养的学生,而且对企业经营和项目管理也有很深的体会,为未来的发展奠定了坚实基础。然而,这种卓有成效的工程技术人才培养模式,目前还只是依靠高校少部分教师的个人行为而得以部分实施,还没有真正形成规模和制度。在高校教师中,能够与企业开展深度合作的人数还很少,远远不能满足“卓越工程师计划”的需求。因此,产学研联合培养机制的建立与实施,仍然任重而到远。

五、结束语

基于“卓越工程师教育培养计划”,强化研究生工程实践与创新能力的培养,这是一项具有深远意义的公益事业,是贯彻科教兴国和人才强国战略,促进和谐社会建设的有益实践和重要举措。中南大学材料科学与工程学院在研究生培养过程中,通过加强培养体系的改革、实践基地的建设以及产学研联合培养模式的建立,在提高研究生工程实践与创新能力方面已开展一系列积极的探索。然而,研究生层次卓越工程师教育的培养方案与培养模式,目前仍处在探索发展阶段,有待在未来的实践过程中不断改进和完善。

参考文献:(略)