儀器科學(xué)技術(shù)學(xué)科研究生培養(yǎng)模式改革

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［摘要］針對(duì)傳統(tǒng)研究生培養(yǎng)過(guò)程出現(xiàn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)滯后、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)缺失、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱等問(wèn)題，以太原理工大學(xué)儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科研究生培養(yǎng)模式為例，提出了創(chuàng)新為上服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)、團(tuán)隊(duì)為主鼓勵(lì)學(xué)科交叉、競(jìng)賽為輔歷練科研技能、本科為基貫通本碩培養(yǎng)的培養(yǎng)模式改革思路，并指出了在研究生培養(yǎng)體系構(gòu)建過(guò)程中需要明確研究生培養(yǎng)研究方向、構(gòu)建研究生培養(yǎng)課程體系及規(guī)范研究生培養(yǎng)過(guò)程管理，為研究生培養(yǎng)模式改革提供了參考依據(jù)。

［關(guān)鍵詞］研究生培養(yǎng)；模式改革；培養(yǎng)體系

儀器科學(xué)與技術(shù)在“中國(guó)制造2025”計(jì)劃中扮演著重要角色，是實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的關(guān)鍵所在。儀器科學(xué)與技術(shù)作為一級(jí)學(xué)科，其二級(jí)學(xué)科分別是精密儀器及機(jī)械和測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器，所培養(yǎng)的研究生可從事工業(yè)自動(dòng)化儀表、科學(xué)儀器、電測(cè)儀器、醫(yī)療儀器等儀器儀表的研發(fā)與生產(chǎn)。然而，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的研究生培養(yǎng)過(guò)程出現(xiàn)了知識(shí)結(jié)構(gòu)滯后、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)缺失、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱等問(wèn)題，亟須在培養(yǎng)模式方面進(jìn)行改革與創(chuàng)新。

一、研究生培養(yǎng)模式研究現(xiàn)狀

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)眾多高校積極響應(yīng)教育部關(guān)于重視研究生培養(yǎng)的號(hào)召，圍繞研究生培養(yǎng)模式所存在的問(wèn)題開(kāi)展了一系列探索與研究。2013年北京信息科技大學(xué)的劉桂禮等人提出要加強(qiáng)對(duì)研究生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，增加課程實(shí)踐在總學(xué)時(shí)中所占的比重，通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)課程來(lái)增加學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)學(xué)生去參加各類科研創(chuàng)新競(jìng)賽，在比賽中提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力[1]。2014年大連理工大學(xué)的王大志等人指出了“理工融合”的重要性，提倡加強(qiáng)科學(xué)基礎(chǔ)教育，使學(xué)生建立良好的理論基礎(chǔ)，從而在工程實(shí)踐中，保持良好的科學(xué)素養(yǎng)，使得工科學(xué)生受益終身[2]。2015年國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)的蘇紹璟等人針對(duì)現(xiàn)階段研究生的創(chuàng)新實(shí)踐能力不能滿足國(guó)防軍隊(duì)需求的矛盾，提出了要使學(xué)生培養(yǎng)起良好的學(xué)習(xí)和科研習(xí)慣，給予學(xué)生更多實(shí)踐的機(jī)會(huì)，加強(qiáng)研究性的教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力[3]。2016年山東理工大學(xué)的許同樂(lè)等人提出了采用協(xié)同創(chuàng)新的新型研究生培養(yǎng)模式，增強(qiáng)研究生的創(chuàng)新意識(shí)，分別從創(chuàng)新文化、創(chuàng)新教學(xué)體系、創(chuàng)新教學(xué)方式這三個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新鉆研，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和專業(yè)技能，使得儀器儀表專業(yè)研究生畢業(yè)后可以更好地為社會(huì)服務(wù)[4]。2017年北京航空航天大學(xué)的李鵬等人介紹了為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)選拔拔尖創(chuàng)新型人才這一目標(biāo)，在學(xué)院內(nèi)部整合了第二、三課堂資源，建立并完善了科學(xué)的、以分類培養(yǎng)為核心理念的育人環(huán)境，打好學(xué)生的科學(xué)基礎(chǔ)，培育學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，拓寬學(xué)生的國(guó)際視野，通過(guò)實(shí)踐鍛煉來(lái)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[5]。2017年合肥工業(yè)大學(xué)的舒雙寶等人提出加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，為學(xué)生實(shí)踐提供測(cè)控中心實(shí)驗(yàn)室等專業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室，并與各企事業(yè)單位保持良好的合作關(guān)系，為學(xué)生提供更多的簽約實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，通過(guò)實(shí)踐鍛煉來(lái)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[6]。

二、研究生培養(yǎng)模式改革思路

（一）太原理工大學(xué)儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科概況太原理工大學(xué)儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科始建于2006年獲批的測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器二級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)，又于2018年正式獲批儀器科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)，并在2019年軟科正式的中國(guó)最好學(xué)科排名中位列第37名且百分位段為前48%。本學(xué)科主要依托“新型傳感器與智能控制教育部暨山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”“山西省測(cè)控技術(shù)與新型傳感器工程研究中心”等科研平臺(tái)，建設(shè)有“光電傳感與檢測(cè)技術(shù)山西省科技創(chuàng)新重點(diǎn)團(tuán)隊(duì)”。本學(xué)科長(zhǎng)期以來(lái)重視研究生培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新，于2018年12月獲批“山西省新型智能傳感與檢測(cè)研究生教育創(chuàng)新中心”，該中心由山西省工業(yè)和信息化廳、山西省教育廳聯(lián)合批準(zhǔn)成立，可為儀器科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)碩士研究生提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)交流平臺(tái)。為此，本學(xué)科在研究生培養(yǎng)模式方面進(jìn)行了改革并積累了經(jīng)驗(yàn)，形成了特色鮮明的改革思路。

（二）創(chuàng)新為上，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)當(dāng)前，山西省正處于深化改革促進(jìn)資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，本學(xué)科需緊密結(jié)合山西省能源變革的重大需求，培養(yǎng)具有深厚儀器儀表專業(yè)知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)實(shí)踐技能的創(chuàng)新型人才，始終加強(qiáng)與山西省各研發(fā)機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位的深度合作，獲取行業(yè)及產(chǎn)業(yè)亟須解決的科學(xué)與應(yīng)用難題，為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)與發(fā)展起到關(guān)鍵的推動(dòng)作用。在完成各類創(chuàng)新項(xiàng)目的過(guò)程中，研究生可通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐發(fā)現(xiàn)自身不足，進(jìn)而完善專業(yè)知識(shí)及實(shí)踐技能，并進(jìn)行總結(jié)以不斷提升自身技能。通過(guò)創(chuàng)新為上的培養(yǎng)模式，研究生增強(qiáng)了在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行了鞏固，對(duì)實(shí)踐能力進(jìn)行了培養(yǎng)，增加了同行業(yè)及產(chǎn)業(yè)的合作聯(lián)系。

（三）團(tuán)隊(duì)為主，鼓勵(lì)學(xué)科交叉近年來(lái)，本學(xué)科圍繞山西省重大科技需求展開(kāi)聯(lián)合攻關(guān)，形成了若干支職稱結(jié)構(gòu)合理、研究水平一流、學(xué)科方向互補(bǔ)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并通過(guò)高效協(xié)作與學(xué)科交叉，使團(tuán)隊(duì)科研人員得到了全面鍛煉。由于本學(xué)科是以光學(xué)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為基礎(chǔ)經(jīng)多學(xué)科交叉而形成的綜合學(xué)科，所以每個(gè)科研團(tuán)隊(duì)的研究?jī)?nèi)容及側(cè)重點(diǎn)均有所不同。研究生可以以所在團(tuán)隊(duì)的研究方向?yàn)橹?，并結(jié)合其他方向的內(nèi)容進(jìn)行科研訓(xùn)練。通過(guò)團(tuán)隊(duì)為主，鼓勵(lì)學(xué)科交叉的培養(yǎng)模式，研究生可對(duì)研究課題有完整的認(rèn)識(shí)，有利于科研能力的培養(yǎng)。

（四）競(jìng)賽為輔，歷練科研技能本學(xué)科由于融合了眾多學(xué)科的基礎(chǔ)理論，且與工程實(shí)踐有著較為緊密的聯(lián)系，所以研究生可參加國(guó)內(nèi)一系列重要的學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目，例如中國(guó)研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)虛擬儀器大賽等。學(xué)科競(jìng)賽可增強(qiáng)研究生對(duì)專業(yè)知識(shí)的深度理解，提高實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，錘煉科研功底。通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽，研究生可認(rèn)識(shí)到自身不足，并激發(fā)合作競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，借助比拼科研技能，推進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力的提升。

（五）本科為基，貫通本碩培養(yǎng)本學(xué)科的優(yōu)秀生源離不開(kāi)學(xué)校本科教育的大力支持，本學(xué)科的教師在負(fù)責(zé)研究生課程教學(xué)的同時(shí)也承擔(dān)著學(xué)校本科課程的教學(xué)任務(wù)。為此，以本科為基，貫通本碩培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)本科與碩士階段培養(yǎng)體系的一致與延續(xù)具有重要的意義。長(zhǎng)期以來(lái)，本學(xué)科承擔(dān)著應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)類課程的建設(shè)，包括智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)及應(yīng)用、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用、單片機(jī)原理與接口技術(shù)等，為儀器科學(xué)與技術(shù)專業(yè)碩士生培養(yǎng)所需的基礎(chǔ)理論知識(shí)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。與此同時(shí)，本學(xué)科教師將研究生階段常見(jiàn)的項(xiàng)目演示性教學(xué)模式應(yīng)用在了本科課堂上，并鼓勵(lì)研究生與本科生組隊(duì)參加各類學(xué)科競(jìng)賽，使得本碩階段的學(xué)生均在知識(shí)廣度和知識(shí)深度上取得了明顯的進(jìn)步，為本學(xué)科提供了大量能力出眾且綜合發(fā)展的優(yōu)質(zhì)生源。

三、研究生培養(yǎng)體系構(gòu)建方案

（一）明確研究生培養(yǎng)研究方向基于上述研究生培養(yǎng)模式的改革思路，為了便于研究生導(dǎo)師及研究生選擇更加貼合本學(xué)科內(nèi)涵的課題開(kāi)展研究與學(xué)習(xí)，太原理工大學(xué)儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科經(jīng)過(guò)頂層設(shè)計(jì)與方向凝練，明確了本學(xué)科在研究生培養(yǎng)過(guò)程中需要重點(diǎn)開(kāi)展的四個(gè)研究方向：第一，測(cè)試?yán)碚撆c測(cè)試方法，具體包括誤差理論與精確測(cè)量、測(cè)試計(jì)量理論、工業(yè)動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)；第二，新型傳感與檢測(cè)技術(shù)，具體包括非常規(guī)條件下的新型檢測(cè)技術(shù)與方法、傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、視覺(jué)檢測(cè)與人工智能；第三，智能儀器，具體包括復(fù)雜工程系統(tǒng)的智能檢測(cè)診斷預(yù)測(cè)及綜合健康管理、自動(dòng)化裝置設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)新技術(shù)及其工程應(yīng)用、極端惡劣條件下的新型智能儀器設(shè)計(jì)；第四，光電子檢測(cè)技術(shù)，具體包括新型數(shù)字化分子檢測(cè)與傳感技術(shù)、基于核酸和量子點(diǎn)熒光特性的高靈敏檢測(cè)技術(shù)、光微流傳感器與生物檢測(cè)。

（二）構(gòu)建研究生培養(yǎng)課程體系研究生培養(yǎng)課程體系的構(gòu)建，需要兼顧夯實(shí)基礎(chǔ)和開(kāi)闊眼界兩方面內(nèi)容，在專業(yè)學(xué)位課中講授本學(xué)科的基礎(chǔ)理論，在專業(yè)選修課中講授本行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，合理調(diào)節(jié)必修課與選修課的學(xué)分比例，刪減內(nèi)容陳舊及層次較低的課程，加強(qiáng)課程體系內(nèi)部的層次性和邏輯性，注重課程內(nèi)部知識(shí)點(diǎn)的串聯(lián)與延續(xù)，強(qiáng)調(diào)以培養(yǎng)學(xué)生為宗旨，重視研究生的實(shí)踐能力培養(yǎng)與學(xué)科內(nèi)容交叉，具體開(kāi)設(shè)的課程如下：第一，專業(yè)學(xué)位課，主要包括現(xiàn)代信號(hào)處理、線性系統(tǒng)理論、誤差理論及應(yīng)用、現(xiàn)代測(cè)試導(dǎo)論、光電測(cè)試技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)；第二，專業(yè)選修課，主要包括新型傳感器技術(shù)、信號(hào)處理與傳輸系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)、計(jì)量學(xué)、微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)字圖像處理與應(yīng)用。

（三）規(guī)范研究生培養(yǎng)過(guò)程管理研究生培養(yǎng)可被視為一項(xiàng)持續(xù)兩到三年的系統(tǒng)性工程，需要進(jìn)行合理有效的過(guò)程管理，建立過(guò)程績(jī)效指標(biāo)，確定過(guò)程控制方法。為此，儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科規(guī)范了研究生培養(yǎng)過(guò)程管理，制定了各個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)的規(guī)章制度，力求實(shí)現(xiàn)研究生培養(yǎng)質(zhì)量的可控制與可追溯，具體過(guò)程如下：第一，研究生導(dǎo)師實(shí)行雙向選擇制，首先由研究生參考本學(xué)科內(nèi)的導(dǎo)師信息填寫(xiě)雙向選擇表，再由導(dǎo)師根據(jù)雙向選擇表及研究生個(gè)人信息選擇希望指導(dǎo)的研究生；第二，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案，由研究生與導(dǎo)師共同商訂培養(yǎng)計(jì)劃，研究生在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提交選定課程，經(jīng)研究生導(dǎo)師審核通過(guò)后下載打印，并由學(xué)科主管領(lǐng)導(dǎo)確認(rèn)簽字后蓋公章歸檔；第三，培養(yǎng)計(jì)劃確定后，研究生須根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，如出現(xiàn)課程不及格情況，將作為本學(xué)科重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象，將對(duì)其開(kāi)題報(bào)告、中期匯報(bào)、畢業(yè)答辯等環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。

四、結(jié)語(yǔ)

2020年全國(guó)第五輪學(xué)科評(píng)估即將開(kāi)始，對(duì)于全國(guó)各所高校的儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科而言，既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。如何在研究生培養(yǎng)過(guò)程中，解決好知識(shí)結(jié)構(gòu)滯后、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)缺失、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱等問(wèn)題已成為當(dāng)前提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量與教學(xué)水平的關(guān)鍵所在，也是今后研究生培養(yǎng)工作的重點(diǎn)。在“雙一流”建設(shè)的大背景之下，地方高校的學(xué)科建設(shè)應(yīng)該突出重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)特色，面向產(chǎn)業(yè)服務(wù)地方，摸索出一條研究生培養(yǎng)模式的改革創(chuàng)新之路，使所培養(yǎng)的研究生專業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)均得到全面提升。

參考文獻(xiàn)

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作者：王宇 靳寶全 喬鐵柱 呂玉祥 王東 張海濤 單位：太原理工大學(xué)