教育教学论文:“新工科”视域下材料化学硕士研究生培养模式的探索
何漩 赵雷 姜婷婷 陈辉 方伟
[摘 要] “新工科”背景下,对武汉科技大学材料化学专业硕士研究生培养存在的问题进行了思考,从入学体系、课程设置及教学体系、导师制培养、科研能力培养措施、双向评价体系等方面分析并探索了材料化学硕士研究生培养模式。这对把握“新工科”建设的内涵,统筹考虑“新的工科專业、工科的新要求”,加快培养新兴领域高层次人才具有参考价值。
[关键词] 新工科;材料化学专业;硕士研究生培养模式
[基金项目] 2015年度武汉科技大学研究生教育教学项目“材料化学系硕士研究生课程体系的建设与改革研究”(Yjg201515);2019年度武汉科技大学教育教学项目“材料化学本科专业课程维度设计”(2019X025)
[作者简介] 何 漩(1985—),女,湖北武汉人,博士,武汉科技大学材料与冶金学院材料化学系副教授,主要从事有机无机杂化功能材料的合成及应用研究;赵 雷(1969—),男,湖北武汉人,博士,武汉科技大学材料与冶金学院材料化学系教授(通信作者),主要从事新型光电功能材料的合成及性能研究。
[中图分类号] G643.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2021)21-0177-04 [收稿日期] 2020-11-09
2013年教育部、国家发展改革委员会、财政部联合发布《关于深化研究生教育改革的意见》,指出研究生教育要以服务需求、提高质量为主线,创新培养模式,加强课程建设[1]。为了主动应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略,教育部积极推进“新工科”建设。在历经了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等阶段后,2018年3月,教育部公布了首批“新工科”研究与实践项目。教育部对“新工科”项目的正式认定,意味着倍受关注的高校“新工科”建设开始进入实施阶段。
一、材料化学专业硕士研究生培养存在的问题
武汉科技大学是省部共建的地方高水平大学,是国家“中西部高校基础能力建设工程”入选高校和湖北省“双一流”重点建设高校,设有32个一级学科硕士学位授权点、169个二级学科硕士学位授权点和18个硕士专业学位类别。其中,材料化学专业于2014年9月开始进行硕士研究生及博士研究生的招生及课程制定等筹备工作,并于2015年9月招收第一批材料化学专业硕士研究生。作为一个以耐火材料与冶金行业为特色发展背景的新兴专业,其培养方案的制定及课程体系构建等存在一定的局限性。以材料化学专业学术学位硕士研究生培养方案为例,其可能存在的问题如下:(1)培养目标较为笼统,缺乏针对性,可以作为任一材料类工科专业硕士培养的目标;(2)课程体系中课程设置方向较为单一,“学科化”特征明显,资源共享机制不足。事实上,所招收学生的本科专业背景的单一使材料化学专业研究生阶段的培养模式不足以培养出具有创新精神和创新能力的人才,不足以支持适应和促进社会发展、适应和促进学科发展、适应和促进人的发展[2]。以2015年9月招收的第一批材料化学硕士研究生为例,该年度招收硕士研究生共5名,其中学术型研究生4名,本科毕业专业均为无机非金属相关专业,对物理、化学相关领域的知识较为缺乏,而在该版本培养方案的课程设置中也没有对该门类知识进行补充的课程设置。
二、培养模式的探讨
如何避免人才创新能力不够、缺乏个性的弊端,是材料化学专业需要思考及探索的一个重要问题。事实上,创新精神和创造能力的培养要求,不仅要重视学习专业知识,还要明确学术型硕士研究生及专业型硕士研究生的培养目标,要对人才培养目标结合本专业的特色提出针对性的方法,从而提高研究生培养的整体能力。不仅如此,除了要求学生在课堂上掌握相关知识,还要对人民生活及行业的需求有较好的观察力,这使得材料化学专业硕士创新型人才培养的难度系数增大了。通过对国内外研究生培养模式的调研和借鉴[3-5],结合本专业的特色、师资及生源特点、办学条件,以及在培养过程中对学生的观察及调查的反馈,以培养适应“新工科”背景下具有创新精神和创新能力的复合型研究生为目标,对研究生的入学体系、课程设置及教学体系、导师制培养、科研能力培养、双向评价体系进行适当调整,建立研究生创新能力培养激励机制,营造创新学术氛围,强化研究生的创新意识,以适应我国社会建设的需求,为实施科教兴国战略和人才强国战略奠定坚实的人才基础。
(一)入学体系
从目前的武汉科技大学硕士研究生录取的相关规定来看,复试过程中笔试的比重较大。事实上,研究生教育的宗旨是培养有研究能力和创造潜能的人才。降低复试过程中笔试的比重,加强对研究生科研能力、学术潜力的考查,是提高研究生生培养质量的有效措施。另外,在研究生教育过程中,导师起着至关重要的作用,因此在选拔研究生时,可以发挥导师的主观能动性,录取的决定权应由院系或导师群体负责。同时,建立监督制度,对缺乏信誉、营私舞弊,在学生培养过程中出现过重大失误的导师,应有明确的处罚措施,保障学生的权益。
(二)课程设置及教学体系
在课程设置、教学内容等方面,应结合学生的知识背景,在课程体系设置时充分考虑本科阶段和硕士阶段知识结构的系统性及内容的衔接性。对于知识储备不足的地方,进行相应的知识补充,并结合材料化学系、材料与冶金学院等的研究背景及最新成果,有针对性地设置适合科技发展趋势的课程。应打破“专而窄”的局限性,鼓励研究生与教师自由与多向选择,使研究生拓宽知识面。应根据研究生的类别,分别设计建立符合学术学位研究生和专业学位研究生培养需求、重点突出的课程体系,保证不同类型研究生的培养质量。借助学院、学校的公共科研平台,实现资源共享,并联合重点实验室等科研平台,锻炼学生的自主科研能力,并大力推进优质特色课程的线上课程建设,与全国大力推广的“慕课”“智慧树”“超星”等先进平台合作,实现优质课程资源的共享。多设置交叉型课程,结合学生的学习基础及科研兴趣,培养学生的发散思维。改革教学方法,从传统的讲授式教学转为问题式、发现式和讨论式教学,从线下走向线上,让学生有自主学习时间,同时有能力去发现问题、分析问题和解决问题,达到“授人以渔”的目的。优化课程考核方式,综合采用知识考核、能力考核、过程考核、终结性考核等多种考核方式,着重考查学生运用所学知识和技能解决实际问题的能力。
以材料化学专业为例,2015年9月招收了第一批材料化学硕士研究生,共计5名,其中学术型研究生4名。这4名学生在本科阶段均来自无机非金属相关专业,由于学生的知识背景单一,在教学过程中发现有些课程内容的切入点需要从学生熟知的方向开展,且原有的课程设置并不能有效實现知识的多样化输出。相对于2015级的硕士研究生,2016级与2017级硕士研究生的本科专业背景较为多样化,其中包括材料化学、无机非金属材料、冶金工程、高分子材料等专业。由于本科阶段的选课情况不同,在硕士研究生课程教学过程中,需要授课教师在授课前摸清选课学生的专业背景,适当调整课程要求、授课内容、课程重点及考核方式等。比如,对于材料化学、高分子材料专业的学生来说,他们对“新型能源材料”“合成化学”等课程中涉及的基本概念较为熟悉,授课时可适当深入;而对于冶金工程及无机非金属材料专业的学生来说,则需要从基本概念入手。另外,由于2015—2017级学生的专业背景不同,课程设置需要有所调整,主要体现在专业选修课的开设方面。如将2015级硕士研究生培养方案中体现的材料制备与加工基础、高等材料制备技术等调整为合成化学,将纳米技术的课程内容分散到新型能源材料、半导体材料与器件、功能材料等课程内容中去,并添加“胶体化学与界面”作为选修课程之一。让学生从材料合成、结构与性能表征、结构与性能分析、应用等方面了解相关的基本概念、原理、发展近况及前景,锻炼学生的学习能力和思维能力,增加学生学识的厚度和宽度,为他们今后的工作或进一步深造打下良好的基础。在教学过程中,基本原理的讲授是帮助学生构筑基本的理论体系,应大胆灵活地用问题教学法、案例教学法、情境教学法来拉近基础理论和工程实践的距离,结合行业、领域中的工程实际问题,实现对问题来龙去脉的全面分析,要求学生重点掌握基本原理的结论和推论及其实际应用,从而充分调动研究生学习的积极性、主动性和创造性。例如,从新型能源材料中锂离子电池的正极材料与负极材料的理论特点到武汉科技大学材料化学专业科研平台中纳米功能材料的结构表征的实验案例,再到正负极材料的基本结构特点及合成方法,最后到其电性能的调控。
在研究生培养过程中,除了课程教学之外,研究生更多的会参与导师的科研课题,以“科教结合”的方式进行研究生培养。事实上,在研究生学习过程中,科研是教学的先导,因此在教学过程中,应将课程转化为实践;而在科研过程中,应培养学生的发散思维、聚合思维等综合思维能力,提高研究生参与高水平课题研究的程度,以协同攻关科研项目为纽带,及时给予指导,鼓励学生进行科研成果转化,并独立完成硕士研究生毕业论文撰写。另外,在优秀研究生的培养过程中,保护学生的探索精神和创新思维成了重点,有效突出研究生自身创新能力的培养,教师应该协助学生养成良好的自主学习能力,为其营造崇尚真知及追求真理的学习氛围,并且要为学生创造舒适的学习环境,激发学生的学习潜力。
(三)导师制培养
高素质的导师队伍是研究生培养模式顺利实施的首要条件。不仅需要导师在学术上能站在学科发展的前沿,而且要善于与研究生沟通,言传身教。另外,结合材料专业研究生当前的培养模式,需要做好以下工作:(1)建立有效的导师监督制度,对研究生的工作实行多元化动态管理与监控,并明确导师的职责,同时明确处理问题的措施,提高导师指导学生的责任意识,要求导师高度重视学位论文选题、开题、论文撰写指导与答辩工作,让学生与导师之间的关系良性发展。(2)对导师队伍的年龄结构、职称结构、知识结构和能力结构进行合理调整。事实上,材料化学系现有的研究生导师队伍结构中,大多数教师缺乏在生产一线工作的经验,对材料行业的现状及发展缺乏深入的了解,因此可以有效引入校外研究生导师,强化师资队伍,确保师资来源多样化,打造优质的导师队伍,为硕士研究生尤其是专业型硕士研究生的实践教学环节提供有力的师资保障,为研究生从导师群体中获取各种知识提供保障。(3)导师指导方式的合理化调整。尽可能以研究课题小组或导师团队的形式进行研究生培养,避免因导师出国进修或个人原因等造成研究生“无导师”的状态。(4)对每位研究生“人性化”培养。材料化学专业硕士研究生的师生比大约为1∶2~1∶4,鼓励导师以培养研究生良好的人际沟通能力和合作能力、独立的研究和探索能力、敏感的学术前沿把握能力为目标。(5)积极改革导师遴选制,不仅要注重导师科研创新成果,而且要注重其人格品行,维护学生的权益。
(四)科研能力培养
就现在高校硕士研究生培养目标和毕业要求来看,研究生培养的衡量标准之一是学生所发表的学术论文、获得的专利等。事实上,应鼓励学生积极主动地利用学校、学院等提供的科研平台,如耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室、武汉科技大学先进材料研究院、材料化学专业科研平台,进行创新基金等项目的申报、开展等,并进行自主管理,锻炼研究生的创新实践能力和学术研究能力。同时,可将科研成果转化纳入科研能力考核范围之内,积极倡导学生参与高水平的学术交流活动,并鼓励研究生参与国际大型学术会议,加强与同行学者的交流,学校及学院应给予经费上的支持和奖励。
(五)双向评价体系
应建立完善的研究生能力考核制度。在实施多元化课程考核模式的前提下,完善研究生学位论文考核的各个环节。如在研究生学位论文开题时应引入有相近工程专业背景的导师;拓宽对论文答辩资格唯文章论、唯专利论的要求,可结合学校建立的创新创业项目的完成情况及学生的实践情况进行综合评定,对研究生参加论文答辩资格进行严格审查;严格把学位论文质量关,实行末位淘汰制度。在强调论文创造性、开拓性和学术规范性的前提下,确立具体、明确的论文创新指标体系。
在对研究生能力评价的同时,也需要研究生对该阶段课程设置、教学水平、导师队伍建设、社会适应等方面进行及时的调查和反馈,吸纳改进意见,调整和完善研究生培养体系,建立完善的双向教育评价体系。可以借鉴“新工科”专业的建设要求,对毕业五年后的学生应达到的社会层次进行预估,并且对刚毕业的研究生进行教学体系、科研体系及就业方向调查;对毕业一年的研究生进行步入社会后的工作进展及取得成绩的调查;对毕业数年后的研究生进行就业发展、在岗胜任度等方面的调查。对于材料化学专业来说,这方面的工作还需进一步实施和坚持。同时,由于毕业学生样本数较少,评价体系数据不健全,更应该灵活调整,以改进培养模式。
三、结语
为了满足以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展,相对于传统的工科人才,未来新兴产业和经济对新型工科人才提出了更高的要求,这也是实施“一带一路”倡议及“互联网+”的重要保证。而研究生教育既是我国高层次人才培养的主要组成部分,也是国家创新驱动发展战略深入推进的主要动力之一[6,7]。结合武汉科技大学材料化学专业的建设背景和特色,对本专业研究生培养中的入学体系、课程体系、导师体系、科研体系、评价体系等进行适当调整和优化,深化“产学研”一体化培养理念,培养实践能力突出、创新意识强、符合“新工科”要求的高素质人才。
参考文献
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Exploration on Training Model of Postgraduates in Material Chemistry under the Background of “Emerging Engineering Education”
HE Xuan, ZHAO Lei, JIANG Ting-ting, CHEN Hui, FANG Wei
(School of Materials and Metallurgy, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430081, China)
Abstract: Under the background of “Emerging Engineering Education”, the problems existing in the training model of professional degree postgraduates in material chemistry major of Wuhan University of Science and Technology are considered. This paper analyzes and explores the training model of these students from the aspects of enrollment system, curriculum and teaching system, tutor system training, scientific research ability training for graduate students as well as feed-back evaluation system This is of reference value for grasping the connotation of “Emerging Engineering Education” construction, taking overall consideration of the new requirements of “emerging engineering majors and engineering subjects”, and accelerating the training of high-level talents in emerging fields
Key words: Emerging Engineering Education; material chemistry major; postgraduate training model
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