新工科背景下材料与化工专业研究生培养模式创新研究

张文艳 管学茂 刘松辉 李海艳

[摘 要]随着新行业人才需求的提升，突显了原有的研究生教育目标落后，教育课程体系陈旧、课程满足不了专业需求等问题，这些都严重地影响高层次专业人才的培养。针对目前的培养模式，需要展开培养模式的创新研究，建设交叉融合的课程体系，建立专业性强的实践平台，引进方向性强的人才队伍，完善人才培养和质量监督体系，有效提高研究生的培养质量。

[关键词]新工科；材料与化工；智能材料与结构方向；培养模式

研究生教育是为国家培养高层次人才的保障，也肩负着培养具备创新能力人才的重要使命[1]。随着智能制造产业规模持续高速增长，高层次专业人才不足已成为限制产业技术快速发展的重要因素。我国在《“十四五”智能制造發展规划》中，把智能制造作为制造强国建设的主攻方向，智能制造发展水平关乎我国未来制造业的全球地位，对于加快发展现代化产业体系，建设数字中国具有重要作用，急需大量智能材料方向的人才。智能材料与结构是智能制造的基础，是智能制造的核心和原动力，是针对我国智能制造、智能材料发展的趋势和“新工科”人才匮乏的实际情况而设置的“新工科”专业。目前，航空航天相关科研院所、各大高校以及高新技术企业，对具备智能材料与结构理论知识的复合型尖端创新人才有极大的需求，目前人才培养数量远远不能满足行业的需求。

面临新行业人才的需求，人才培养目标与原有的研究生科学教育理念上存在偏差，存在教育课程体系构成陈旧、原有的课程满足不了专业需求等问题。若这些问题得不到及时的矫正或解决，必将严重制约该领域研究生教育质量提升[2]。

一、智能材料与结构方向人才培养的需求

智能材料与结构是智能制造的基础，是智能制造的核心和原动力[3]。从产业链条看，智能制造产业链分为上游感知层、中游网络层以及下游执行、应用层三个层级。产业链上游主要包括传感器、减速器、控制器、机器视觉等信息采集和感知技术；产业链中游主要包括云计算、大数据、智能芯片、工业以太网等信息传输与处理关键技术；产业链下游主要包括智能设备、仪表仪器、3D打印等智能生产线相关环节。但是，目前我国企业智能制造基础较为薄弱，我国制造业尚处于机械化、电气化、自动化、信息化并存，区域、行业发展不平衡阶段，高端智能装备、智能制造关键技术以及核心部件受制于人，智能材料、智能控制技术、智能化嵌入式软件等支撑高端智能装备发展的核心技术对外依赖度高。目前，核心技术和关键零部件欠缺是影响国内智能制造企业发展的最大障碍。因此，急需培养智能材料与结构方向的人才，为高新企业和科研院所提供人才。

二、材料与化工专业研究生现有培养模式

现有的材料与化工专业研究生培养模式是传统教育模式的延续和传承。主要是注重专业理论知识的传授，以课堂传授专业知识为主导，对研究生创新实践能力的培养不够重视，导致研究生缺乏一定的创新性和自主学习性，所研究的课题与社会发展和行业需求有所脱节，不利于国家高素质、创新型人才的培养[4]。目前，材料与化工结构专业研究生培养存在的典型问题如下。

（一）研究生生源质量下滑

教育部大力实施关于研究生群体的教育综合改革，主动适应社会经济多元化和综合性发展对高层次人才的需求。河南理工大学材料科学与工程学科是河南省一级重点学科，“材料科学与工程”博士后科研流动站、材料科学与工程一级学科博士学位授权点，学科水平已经比较有基础，每年考研报考人数较多，但是生源质量仍然参差不齐。一方面是跨专业考研报考生源较多；另一方面生源质量不稳定。研究生生源质量的下滑也导致了后续培养过程中教师需要有针对性地进行一对一的指导，才能达到培养目标。如果某个环节没关注到就可能导致实验结果不理想，重新花费时间继续前期的操作。

（二）培养目标和定位亟须调整

高校专业型研究生和学术型研究生教育的培养目标和要求大不相同，但很多院校对于这两种类型研究生培养体系中课程的设置较为相似，偏重于理论基础传授，缺少实践过程的引导和监督。这也对导师的专业性指导作用提出了更高的挑战，现有的研究生培养方式与现代社会对高端人才的需求之间还存在一些不容忽视的问题。在目前的新材料领域，尤其是智能材料与结构方向，主要体现在研究生培养目标定位滞后于社会发展的进步，导致很多研究生出现了重视获得学位，脱离了社会和行业的需求，轻视对未知的探索；而且现有的研究生课程的可选范围有限，个别院校存在因人设课的问题，针对行业需求设置的新课程较少，跨学科的交叉课程较少，不够突出以能力为导向的培养模式。因此，应随着时代的发展进步，不断调整和完善研究生的培养目标与定位。

（三）质量监督体系改革有待深化

目前我国研究生培养制度呈现“严进宽出”的现象，导致研究生的培养质量整体下滑。研究生招生考试层层把关，考研也变得越来越卷，学生的考研分数越来越高。但是在研究生入学之后，面对毕业，只需要修够基本学分，有些院校只需要发表一篇核心论文就可以达到毕业要求，拿到学位证。研究生的培养质量监督体系亟须改革，避免学生出现混文凭的风气。随着网络媒体的发展，更多地出现了个别学生抄袭或者弄虚作假的不良现象。应该让导师和企业结合，更深入地了解社会需求，让一部分研究生参与到行业所需求的课题中，才能培养出符合社会发展需求的高水平人才。

三、改善材料与化工－智能材料与结构方向研究生的创新培养模式

研究生培养应该遵照“注重内涵，狠抓质量”的发展思路，根据社会发展需要，不断优化课程体系，构建课程设置科学合理、交叉渗透融合的培养体系。通过高效率规范化建设，建成具有一定规模、较完备的实验教学平台和人才培养体系，在国内该领域中具有一定的影响力，形成材料与化工行业的标杆。

（一）交叉融合的课程体系建设

新方向的研究生教育应该紧跟智能制造行业的发展和社会需求进行主动适应。在规范智能材料与结构方向教育的基础上，需要加快改革升级，优化人才培养的知识能力素质结构。根据人才培养目标，高校可以推进课程体系改革，培养学生智能制造的知识能力素质。其中，需要强化学生基本理论、基本知识和基本技能的培养。同时，还可以深化应用型人才培养模式，不断探索人才培养的新途径。在教育方式和教学方法方面，可以深入推进以“学生为中心”和“学生自主学习”为主要内容的改革。注重理论与实践相结合，开展问题导向、需求导向和目标导向的小组讨论式教学，以及“智能材料－结构设计－智能系统”一体化的系统整合式教学。此外，可以实施模块化的课程培养体系，建立竞争和激励机制，完善教学评价体系。另外，也要强化实践教学环节，采用多种教学方法，注重学生自主学习能力和创新能力的培养，激发学生的创新意识，培养学生的独立思考能力。总之，面对智能制造行业的发展和社会需求，新方向的研究生教育需要不断改革升级，将人才培养目标融入课程体系，注重理论与实践相结合，强化实践教学环节，培养学生的知识能力素质和创新能力[5]。

（二）实践平台建设规划

为了支持学生的科研能力和创新能力培养，材料科学与工程学院在实验平台建设方面实行了一系列措施。他们计划在现有实验教学条件的基础上，建设光电响应、智能传感、生物医用材料、自修复材料等研究室，以提供支撑平台。同时，他们也将注重提升科研和实验教学的信息化和智能化水平。近年来，材料科学与工程学院逐步引进了智能气敏性能动态分析系统、气敏元件电脑测试系统、电化学工作站、电导仪、高性能计算集群等实验设备，目前已有30余台套与智能材料制备及相关实验设备，这些设备为学生的科研工作提供了保障。在研究生培养过程中，学校注重案例教学和实践基地建设，以突出对学生的实践能力培养。他们與众多新材料、新制造、智慧企业建立了广泛的教学科研合作关系。河南佰利联化学股份有限公司、多氟多新材料科技有限公司、倍耐力轮胎（焦作）有限公司等企业成为学院相关方向学生实习实训的基地，为学生提供实践需求。总体而言，通过建设实验室、引进实验设备和与企业建立合作关系，材料科学与工程学院为学生的科研能力培养和创新能力培养提供了支持平台和实践基地，推动了实验教学的信息化和智能化发展。

（三）师资队伍建设规划

为了实现智能材料与结构方向研究生高质量培养的目标，学院将根据现有师资现状，继续引进高端功能与智能材料、智能传感器、3D打印等方面的师资。他们还将继续加强青年师资队伍的建设，并加强高学历青年教师的引进和培养。学院计划在未来的5年内引进一支由3到5人组成的智能材料与结构科研团队。这支团队将有助于推动学院在智能材料领域的研究和发展。此外，学院还计划引进多名智能材料方向的优秀博士，并且培养1至2名省级学术带头人，进一步提升学院在智能材料研究领域的影响力和科研水平。同时，学院还将致力于培育一个省级教学团队，以提高智能材料与结构方向的教学质量和水平。通过引进高端师资和加强教师培养，学院将为研究生提供更高质量的教育和培养，以培养出优秀的智能材料与结构领域的人才。这些措施将进一步推动学院在智能材料与结构领域的发展，并提升学院的研究实力和教学水平。

（四）教育研究和质量保障体系建设规划

为了适应智能制造发展的需要，材料科学与工程学院以学生为主体，突出重点，构建以岗位胜任力为导向的卓越工程师培养模式。在此过程中，学院推进了智能材料与结构课程改革，并积极促进智能制造工程学科的交叉融合。他们注重以学生为中心的教学，旨在提高学生的自主学习能力。学院明确了学生培养的近期和远期目标。他们实行方向带头人目标责任制，通过明确的指标和考核体系，严格考核师资队伍的表现，并采取奖优罚劣的方式激励师资队伍的积极性和敬业精神。为了确保研究方向的建设质量，学院建立了一整套研究方向建设检查评估制度。借助这一制度，他们能够对研究方向的建设进行评估和监督，以确保方向的发展符合学院的需求和标准。同时，这也为他们提供了一个平台，能够及时发现和解决问题，提高研究方向的质量和水平。通过以上措施，材料科学与工程学院致力于培养具有岗位胜任力的卓越工程师。他们将学生作为培养的核心，重视实践和自主学习能力的培养，推动专业课程改革和学科交叉融合，以适应智能制造发展的需要。同时，他们通过设置发展目标，建立考核机制，推动师资队伍的提升和发展，保证教学质量和研究方向的建设。

（五）培养质量评价与监测

在积极推进实施研究生教育创新计划的当下，如何有效评价和监测单位研究生人才培养过程，以及如何科学评价研究生人才培养质量，是各个高校需要探索和研究的问题。高等教育的国际化是我国实现教育大国向教育强国转型的既定方略。目前，欧美教育强国对研究生的学业成绩的评定都有自己的方式，尽管绝大部分国家博士学位论文评价与监测采取的都是内部评估方式，但各国评审方式都力图确保公正和科学。为了提高研究生培养质量，学位论文内部评价可以分为论文评议、委员会审议和答辩三个步骤，导师采取不回避，任何教师均可提出异议。同时应该强调培养过程控制，学生在开始进行毕业论文设计时学位论文委员会就应该开始介入，进行指导和监督，论文完成后需经过导师和论文委员会成员的审阅，方能参加答辩。此外，在研究生学位论文评价与监测体系中，需要依托第三方拓展服务领域，开展独立学术评价。

结束语

在知识传承这条主线下，研究生科学教育长期处于“执着于传授知识的多少与深浅”，重理论而轻实践，导致理论与实践的偏差。研究生教育成果的转化与推广周期太长，为了避免为了毕业而科研、为了论文而论文，亟待迈出实验室、走向企业、落地应用。因此，我们需要从研究生自身出发，因材施教，提高研究生自身的创新和创造能力；同时需要从管理体制入手，课程体系方面建设交叉融合的课程体系，建立专业性强的实践平台，使得课题研究具有实用性；需要引进具有专业导向性的师资人才队伍，完善人才培养和质量监督体系，有效提高研究生的培养质量。

参考文献

[1]耿赛，秦洪庆，刘仕伟，等.材料与化工专业学位研究生创新能力培养模式探索[J].化工管理，2023（19）：42-45.

[2]娄春华，侯玉双，刘喜军，等.新工科背景下材料与化工全日制专业学位研究生科研能力的培养[J].化工时刊，2023，37（1）：114-116.

[3]雷前，蔡圳阳，宋旼，等.全日制材料类专业学位硕士研究生培养模式探讨：以中南大学材料与化工专业为例[J].大学教育，2022（11）：253-255+295.

[4]张跃忠，温艳珍，丁小凤，等.材料化工专业研究生校所协同培养的探索与实践[J].广州化工，2022，50（16）：253-255.

[5]祁凯，梅岭，李瑞峰.工程类硕士专业学位研究生培养方案制订研究：以江苏科技大学材料与化工专业为例[J].科教导刊，2022（23）：13-15.

作者简介：张文艳（1985— ），女，汉族，河南焦作人，河南理工大学，副教授，博士。

研究方向：智能材料与结构。

管学茂（1965— ），男，汉族，河南焦作人，河南理工大学，教授，博士。

研究方向：绿色建材。

刘松辉（1991— ），男，汉族，河南焦作人，河南理工大学，教授，博士。

研究方向：绿色建材。

李海艳（1985— ），女，汉族，河南焦作人，河南理工大学，副教授，博士。

研究方向：智能材料与结构。

基金项目：河南省高等教育教学改革研究与实践项目：地方高校材料学科高质量发展研究与实践（项目编号：2021SJGLX106Y）。

河南理工大学高等学校教育教学改革研究与实践项目：MOOC+背景下同伴互评效果的线上课程考核研究（项目编号：2021JG076）。