新工科背景下的研究生创新与协作意识教育

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　　摘要：为主动应对新一轮科技革命与产业变革，满足国家战略，新工科建设成为中国高等教育的方向。研究生比本科生更容易接触到技术和产业的前沿，因此，研究生教育具有比本科教育对“新工科”有着更为迫切的需求。新工科要求研究生具有创新意识和科研协同能力。为培养研究生的创新与协作意识，研究生导师需发挥主导作用，侧重对研究生科研习惯与思维方法的培养，并在科研任务、评价体系等方面予以倾斜。研究生需要发挥主动作用，在科研方案设计、科研任务协同以及跨学科知识储备等方面努力，才能培养出满足新工科需要的创新意识和协同能力，形成适应今后科技发展潮流。
　　关键词：新工科；研究生教育；创新意识；协作能力
　　中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）31-0161-03
　　一、引言
　　为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，2017年2月以来，教育部针对本科层次工科教育提出“新工科建设”，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》、《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。清华大学教育研究院林建教授[1]认为，新工科中，“工科”是指工程学科，“新”包含三方面含义：新兴、新型和新生。“新兴”指从其他非工科的学科门类，如应用理科等一些基础学科，孕育、延伸和拓展出来的面向未来新技术和新产业发展的学科。“新型”指的是对传统的、现有的（旧）学科进行转型、改造和升级。例如由于互联网、人工智能对传统行业的颠覆性影响，机械、土木、化工等传统工科需要针对当前和未来产业发展进行转型改造成为新型工科。“新生”是传统工科与其他学科的交叉融合，例如工科与理科、管理、经济、人文、医学、新闻、法律等其他学科的交融，这些是现代产业发展的需要。
　　创新创业能力是对新工科培养的工程科技人才的首要能力要求。创业能力是新产业形成和发展的基础，是产业和行业主导者必须具备的基本能力。创新是引领和驱动产业和经济发展的主要动力，是产业和行业得以发展并赢得市场竞争的保障，是产业和行业的工程科技骨干必须具备的核心能力。特别是近年来，我国大力发展专业型硕士研究生教育，使研究生比本科生更容易接触到技术和产业的前沿。对于“新工科”，从某种意义上而言，研究生教育比本科教育有着更为迫切的需求。“一对一”的教育模式是研究生阶段最为显著的教育特征，然而当前存在非常显著的师生比例失调情况[2，3]，这会导致研究生教育“本科化”问题，不利于研究生创新能力的提升和个性差异性的存在，其实质上背离了研究生教育最为基础的本质。同时，新工科的“新生”特点说明今后工科的发展必然涉及多学科的交叉。当前科技研发实践也证明，科技工作者之间只有形成良好的协作，形成相对稳定的科研团队才能获得持续的科技成果，因此，传统的“一对一”的教育模式并不适于新工科背景下的研究生教育。
　　孙崇文[4]、孙世仁[5]等提出，将直面现代社会经济生活的企业集团、科研院所等积极引入高校的研究生教育过程，推出“协作式”研究生培养新模式，从教学内容、培养方式等各个方面主动引导高校关注并回应社会经济发展的要求与呼声。这种模式的协作侧重于增加研究生学习内容，对研究生之间的团队协作能力提升作用较小。杨坤[6]以复合人才培养为导向，以导师团队为研究单元，考虑团队中导师成员年龄层次、专业及学科背景的差异、研究生专业及年级的差异，充分发挥团队中的学科交叉和相互协作，建立研究生创新能力梯级培养模式。在此基础上，本文进一步提出研究生的创新意识与协作意识培养的几点看法：
　　二、教师在研究生创新与协作意识培养中的主导作用
　　培养理工科研究生过程中，导师是核心的一股力量。从某种意义上说，研究生导师的创新意识和科研习惯决定着研究生的创新意识和研究水平。因此，导师需要在研究生培养观念上进行更新。
　　1.要“授之以渔”而不是“授之以鱼”，侧重科研习惯与思维方法的培养。近年来，国内高校普遍引入不同形式的教师考核机制，重点关注的是科研经费、高影响因子的论文、专利及科技获奖。这样的考核和评价机制使得部分导师将研究生作为自己的助手来完成相应的科研任务，只重视对研究生解决具体科研问题的指导，而忽视科学方法论的培养。所形成的创新成果也仅仅是导师相应的思想由学生实践完成而已，学生并没有得到实质有效的创新性训练。这导致所培养的学生只能解决相似的问题，涉及学科交叉或者更改了研究课题，则不能独立从事相关的科研问题，因此，此种情况就无法谈及研究生的创新意识培养。导师在教授“做什么”、“怎么做”，更需要告诉研究生“为什么这么做”。最高层次的则还需要传授相关的科研方法论，并指导学生在解决问题的实践过程中，掌握相关方法论，从而让研究生切实形成独立的科研思维、科研习惯，从而形成独立开展科学研究的能力。
　　2.以大课题设置研究方向，侧重研究生之间的协同与配合。受研究生招生规模和部分高校师生比的影响，当前导师指导研究生的数量明显降低。导师在为研究生设置课题时，也往往使每个研究生的研究课题具有明显的区分。这种课题设置方式的优点在于锻炼研究生的独立思考和解决问题的能力，避免研究生之间的相互依赖而影响科研效率。然而，弊端也非常明显，就是研究生之间缺乏必要的配合，无法形成有效的学术交流。更为糟糕的是，研究生所形成的这种科研习惯更容易带入到博士阶段甚至是自己今后的科研生涯中，导致故步自封。如果教师进一步指导学生，所培养的学生在协同与配合方面更容易缺失指导，形成恶性循环。
　　为此，建议导师在为研究生设置研究课题时，要从大课题的角度，将相应的课题分解为既相互独立，又相互依赖各子课题的研究进展。相对简单的设置方式是将所研究的课题设置两种并行的解决方案，然后让研究室每人负责实施一个解决方案。一方面，由于解决方案的不同，就需要研究生保持相对的研究独立性，需要独立思考、实验实施以及阶段性结果的总结等，这有利于培养学生独立从事科研工作的能力。另一方面，由于最终解决的目标是相同的，尽管解决途径不同，研究生通过课题组会、个人私下交流以及与导师讨论等方式，能够从中借鉴已经获得的研究成果，缩短研究时间。在这个过程中，研究生之间就不可避免地相互协调与配合，实现培养研究生团队精神的目的。同时，导师还可以根据不同的研究方案进度，通过指导研究生进行集中解决某个方案的瓶颈问题，锻炼研究生的協同能力，为研究生尽快融入科研团队提供实践机会。 　　3.将协作纳入评价体系，同时考核学生创新能力和协作能力。当前研究生导师更为关注研究生的创新能力培养，并在此方面积累了很多的经验。因此，对研究生的评价往往也集中于研究生如何做出了创新性的工作。然而，评价中很少提及研究生在为实验室建设等方面所做的工作。这会导致研究生产生不正确的价值取向：即只关注自己的创新性工作，其他必要的工作事不关己，最终养成学生狭隘的科研世界观和利益观，不利于学生的长远发展。
　　为此，建议导师在分配科研任务的时候，需要考虑安排研究生为实验室服务的相关内容，例如仪器的使用及维护、实验试剂的购买以及高年级学生对低年级学生的指导，等等。在工作总结或者研究生评价中，增加学生为实验室服务相关工作的评价。采用这种模式逐渐提升学生正确的价值观。由于实验室的相关工作必然需要学生之间的协调配合，所以，在安排研究生进行实验室服务的过程中，其不仅能够提升组织协调能力，还可以培养良好的人际交往能力。良好的人际关系也有助于研究生之间的学术交流，提升创新能力，最终实现研究生创新能力与协作能力提升的良性循环。
　　三、研究生在创新与协作意识培养中的主动作用
　　1.充分利用现代信息技术，有目的性和选择性地获取知识，提升创新能力。当前，由于互联网信息技术的发展，使得人们获取信息的途径变得更容易和快捷。同时也造成“信息垃圾”，导致人们在这些信息中筛选出符合自己需求的信息所需时间不断增加。对研究生而言，应充分利用信息技术的便利性，通过跟踪最新的科技前沿，并从中领会到前沿科技的发展动态和解决问题的思路，并将其应用于自己的科学研究中。
　　在此过程中，研究生要注意“抄袭”与“综合性创新”的区别：抄袭就是无论从所解决的问题还是解决方法，甚至解决结果都源自他人，自己没有创造性结果。而综合性创新，则可以在所解决问题、解决方法等方面，综合现有的研究技术与方法，融入自己的创造，从而形成新的解决结果。因此，信息技术的发展是把双刃剑，研究生务必保持自己创造性的工作，才能算作自己的成果“红线”。
　　2.利用他人特长，建立科技协作，加速创新发展。当前科技的发展已经迫使相应的科技人员需专注于某一领域才能处于科研前沿。意味着每个科研个体难以实现跨领域的突破，造成“隔行如隔山”的状况。而当前的科技问题则越来越复杂，许多科技工程问题需要采取跨界融合的方法来解决。例如太空航天器、量子计算机、人工智能等重大科技问题，都是复杂的科技工程。这就需要科技工作者必须发挥个人的特长，通过科技协作才能完成系统工程。换言之，科技发展已经由早期的重“个体”到当前重“系统工程”的转变。为此，研究生需要适应这种科技发展潮流，在发展个性创新能力的基础上，更应重视科技协作能力。
　　研究生首先是在本实验室内建立良好的人际关系，利用每个同学的专业知识背景优势，共同解决特定的科研问题，形成小团体内的科技合作，培养相关的科技协作能力与团队精神。其次研究生可以通过关注与跟踪与其研究课题相关或者相近内容的课题组的研究进展，采取科技协作、访问交流、学术会议交流以及加入学会等方式，建立广泛的科技协作关系。同时，利用这种科技协作关系，发挥自己的专业优势与他人的专业优势形成协作，共同完成相关的科研问题，从而获得1+1>2的创新成果。
　　3.跨学科进行创新，适应新工科发展潮流。新工科的新兴、新型和新生，实际蕴含了工科需要与其他学科进行融合。例如工科与理科、管理、经济、人文、医学、新闻、法律等其他学科的交融，都是现代产业发展的需要。作为工科研究生，其接触的通常为本领域的科技前沿。因此，研究生就需要有主动跨学科进行创新的意识，才能具备适应今后科技发展潮流的创新能力。
　　与本科生可以根据自己的学习兴趣选修双学位相似，研究生可根据自己的科研方向，结合自己的研究兴趣，在主研究方向外，选择与之相关并能够产生技术融合的方面，通过自我学习或者共同协作的方式，实现跨学科的知识储备。这些知识储备为后续获得技术创新或者实现科技协作奠定基础。
　　四、结语
　　研究生比本科生更容易接触到技术和产业的前沿，因此研究生教育具有比本科教育对“新工科”有着更为迫切的需求。为满足这种产业发展需求，要求研究生具有创新意识和科研协同能力。为此，需要研究生导师在此方面发挥主导作用，侧重科研习惯与思维方法的培养，布置研究生研究任务时的科技协同与配合，等等。同时也需要发挥研究生的主动作用，无论是解决问题的方法还是完成科研任务的协同，并需要在知识储备方面奠定跨学科基础，才能培养出主动跨学科进行创新的意识，才能形成适应今后科技发展潮流的创新能力，满足新工科的需要。
　　參考文献：
　　[1]林健，面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.
　　[2]袁凌杰，新工科背景下的理工科研究生培养对策研究[J].高教学刊，2018，（19）：165-167.
　　[3]安琦，工科研究生教育存在的若干问题与思考[J].化工高等教育，2017，（1）：24-28.
　　[4]孙崇文，“协作式”：研究生培养模式的创新[J].教育发展研究，2005，（10）：10-14.
　　[5]孙世仁，张莉，黄熙，创新与协作——论提高研究生科研质量和效率的要素[J].浙江中医学院学报，2002，26（3）：73-74.
　　[6]杨坤，赵同彬，谭涛，邱月，房凯，尹延春，基于导师团队协作模式的研究生创新能力梯级培养[J].科教文汇，2018，（427）：30-32.
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