科教融合助推研究生實踐與創新能力的提高

李梅 ，張震中 ，盧啟芳

（1.齊魯工業大學（山東省科學院）材料科學與工程學院，山東 濟南；2.齊魯工業大學（山東省科學院）馬克思主義學院，山東 濟南）

愛因斯坦曾經說過，科技發展是人類社會發展的動力[1]。研究生教育是我國高等學校教育的最高層次，是高層次創新人才培養的主要陣地。2021年在學研究生人數突破320萬，研究生教育規模的不斷擴大對科技進步和國家經濟實力的增強作用日益明顯[2-4]。但與此同時深化研究生教育改革，持續提高研究生的培養質量，培養高層次科技人才成為國家科技和經濟發展的必然要求[5-6]。研究生培養質量和創新水平不僅是反映高校人才培養質量的重要指標，直接影響著高校的影響力和競爭力，而且對于我國科技步以及增強在國際上的競爭力都具有舉足輕重的意義。尤其是在疫情長期存在的情況下，如何發揮高校、企業產業的積極性，參與到人才培養的過程中來，提高研究生的培養質量、重視研究生創新能力的培養，是新環境和新條件下必須解決的一個關鍵問題[7-8]。

我國新材料領域存在諸多“卡脖子”問題，“中興斷芯”“華為斷供”等事件都在不斷地提醒我們，只有自力更生，提高我國科研人員的創新動力，提升國家的總體科研能力和水平，才能在基礎制造領域擺脫受制于人的囧境，才能為我國經濟發展提供持續動力，為國家產業振興和提升國際競爭力打好基礎。因此研究生教育改革勢在必行，也越來越受到各高校的重視。

一 研究生科技創新能力不足的表現和影響因素

在研究生培養的過程中，絕大部分高校重視研究生的理論教學，學生的知識結構較好，理論基礎較深厚，但是對研究生創新能力的培養卻缺乏足夠重視。研究生對記憶性的知識點掌握比較牢固，對于需要轉化思維方式或者需要多種理論結合來解決的問題，主動探索的意識不強，大部分研究生在科研實驗的初期處在導師怎么說我怎么做的狀態，或者簡單重復文獻中的實驗，甚至有的研究生重復不出來文獻中的結果就產生了挫敗感。部分研究生沒有獨立的思維，有的在文獻基礎上略加改進，因此研究論文缺乏原創性是我們的研究生在投稿時經常會被拒稿的一個重要原因[9-10]。還有的研究生英文閱讀能力不足，看文獻時不能吃透文獻，對文獻的核心思想沒有掌握好，不能緊跟學術前沿熱點難點問題，表現在研究生的學位論文中，其學術性和創新性上不高[11]。有的研究生對課題的目的與意義認識不充分，缺乏深入研究的興趣，克服困難的勇氣和決心不足，這些都不同程度地影響到了研究生創新能力的培養與提高，導致了整個學科科研實力不強，發展速度緩慢。

目前國內研究生教育絕大部分培養單位和導師都能夠認識到，實踐與創新能力是研究生培養的核心，但是對如何在科研實驗中切實提高研究生的實踐與創新能力缺乏明確的思路和抓手[12]。一般來說，研究生的創新能力都是通過發表原創性成果來體現的。如在某個研究領域內頂尖的國際刊物上發表高水平論文。還有的研究生的成果是通過國家發明專利或國際發明專利來體現的。但是有相當一部分研究生在校期間沒有發表高水平學術論文或者授權發明專利，說明研究生的創新能力還有很大的提升空間。因此如何提高研究生的創新能力，是我國研究生教育當下急需解決的問題。

創新能力的研究最初源于社會心理學領域，創新能力受到內因和外因的影響。內因主要是指研究生的個體原因，如求知意愿的強烈程度、學習思路和方法等。外因包括研究生培養的課程機制、導師的學術水平、培養模式、激勵機制、資助制度等。外因又通過內因起作用。如導師的學術水平與人格魅力是影響研究生培養的一個重要因素[13-14]。導師或導師團隊的創新意識、良好的師生關系，導師對于研究生的科研指導和規劃等，對研究生創新能力都起著重要的推動作用。各高校研究生培養的課程機制也會影響到研究生的培養質量。如適當集中課程學習時間，延長研究生在實驗室的時間會在客觀上有利于提高研究生的動手能力。很多高校還從不同的層面設計了多種獎勵激勵機制，基本能為研究生提供基本的生活保障，為研究生營造了積極競爭，爭創卓越的學術環境[15-16]。從培養模式的角度出發，如何激發研究生持久的科研興趣，激勵研究生自主學習，創新思維模式，開展多學科交叉，開闊學生的學術視野，提高其分析解決問題的能力，出高水平原創性成果，是我校材料學科研究生培養多年來努力的方向之一。

我校材料學科實行的是“1+2”的培養模式，即第一年進行理論課的學習，之后在實驗室或者企業進行兩年的科研和實驗。2017年8月，山東省科學院和齊魯工業大學正式合并為新齊魯工業大學，合并后的新齊魯工業大學可以充分利用原有的教學和產業優勢，更多地去和企業合作，加快學科的發展。

二 我校在科教融合背景下提高材料學科研究生創新能力的實踐探索

（一） 以立德樹人為根本，促進研究生教育內涵式發展研究

研究生教育在研究生德育工作中占據了非常重要的地位，自十八大召開以來，習近平總書記在全國教育大會上提出，要深化教育體制改革，健全立德樹人落實機制，要把立德樹人融入思想道德教育、課程教學、社會實踐教育等各環節[17-20]。全面落實習近平總書記講話精神，切實推進“三全育人”工作，高校承擔著重要責任。高校研究生教育要把立德樹人為核心，一切工作以立德樹人為根本出發點和落腳點，落實到研究生培養的全過程。導師作為研究生培養的第一責任人，要清晰的意識到自己在整個研究生培養過程中的重要責任，以及對學生世界觀、價值觀的重要影響，做到立德樹人為己任，發揮好導師的行為示范作用。提升對研究生導師的政治理論知識和思想覺悟的要求，進一步強化對研究生在德育體美勞方面的培養力度。另外，心理健康也是研究生培養過程中需要關注的問題，在日常的學習和生活中引導研究生形成正確的價值觀、世界觀和人生觀，培養研究生的團結合作、開拓進取和百折不撓的精神[21]。

我校高度重視本科生和研究生的思想教育工作，2021年5月，由學校黨委書記王英龍親自為全校師生3萬余人同上一節黨課，中央電視臺新聞聯播節目和山東省衛視等各大媒體爭相報道。材料學科始終重視研究生的德育和思想政治工作，學院領導班子和骨干教師為研究生講黨課，教育學生科研應當為國家經濟建設服務，應當為提高我們國家的國際競爭力作貢獻，培養研究生高尚的學術道德。導師盧啟芳教授2021年承擔了山東省研究生教育教學改革項目—《“三全育人”格局下材料科學與工程專業研究生導學思政體系構建探索與實踐》，多年來材料學科堅持將立德樹人融入學科建設、日常教學和科研管理、人才培養等各個過程和環節，實現教書育人、科研育人、實踐育人、管理育人、服務育人，很好地解決了“為誰培養人，培養什么人”的問題。

（二） 借助科教融合政策，建立山東省產教融合研究生聯合培養基地，提高研究生對創新能力重要性的認識

根據山東省建立研究生聯合培養基地的相關政策，我校2018年依托材料科學與工程一級學科碩士點與山東省硅酸鹽研究院成立了山東省研究生聯合培養基地。2019年依托材料工程專業學位碩士點與山東省藥用玻璃有限公司建立了山東省產教融合-高性能玻璃制品研究生聯合培養基地。我校聘請企業科研骨干擔任我校材料學科研究生兼職導師，形成學校-企業雙導師制。如山東藥用玻璃有限公室總工程師張軍被聘為我校材料與化工專業學位研究生導師，與校內導師一起指導培養研究生。材料學科安排不同研究方向的師生實地參觀了解企業的生產和研發現場，玻璃與陶瓷方向的研究生每學期不定期在企業實習兩到三周，跟隨企業導師深入生產一線，了解企業的需求，明確科技創新能力與產品市場競爭力的關系，搞清楚企業在產品質量方面存在的問題與短板，在理論課學習和在學校的科研實際中自覺地與產品結合起來，將科研成果與產品質量聯系起來，共同參與市場競爭，提高研究生科技創新能力的同時，增強產品的科技附加值。如導師鄭秋菊教授與山東藥用玻璃有限公司簽訂了橫向合作項目--《中硼硅玻璃鋁離子析出綜合性研究》，帶領研究生在學校和企業分別開展工作，鼓勵學生對科學理論敢于想象，大膽創新，深入探索。研究生進入實驗室能夠根據項目展開任務，進行不同性能測試，論證實驗過程中的失敗以及進一步研究的方向和方法，不斷為得到低離子析出且綜合性能優異的中硼硅玻璃做出努力。該項目不僅為企業、行業節約了巨大的成本，而且鍛煉了研究生的實踐能力。同時，這也保證了科學研究與人才培養的協調性,真正實現了科教融合。研究生通過對實驗項目的鉆研，不斷地拓展知識面。以積極態度對待科研，發揮自己的主體作用，敢于理論結合實際，提出自己想法和見解，在實驗中不斷創新，推進學生學術潛力發展，培養學生自主研發能力和開拓創新思維的能力。這也為今后學生步入社會，高效開展工作打下了堅實的基礎。

（三） 與企業共同承擔山東省重大創新項目，通過重大項目提升研究生科研興趣與創新能力

研究生參與導師的科研項目是絕大多數高校在培養研究生過程中，提高其分析解決問題的能力，培養研究生創新能力的的一個主要渠道[22-23]。我校自科教融合以來，與山東藥用玻璃有限公司分別于2018年、2019年承擔兩項山東省重大創新項目—《山東省玻璃綠色制造關鍵技術的研發》和《一級耐水性藥用玻璃關鍵技術開發及產業化》。導師們帶領研究生同企業合作攻關，突破生產過程的各項關鍵指標，把實驗室的科研成果與企業產品研發密切結合起來，結合企業生產實際，調整科研思路，為企業解決技術和研發難題，提高其科技創新能力的同時提高研究生的科研興趣。

在《山東省玻璃綠色制造關鍵技術的研發》項目中，研究生在導師的帶領下著重研究玻璃形成體及修飾體在網絡結構中的作用，尤其是它們的化學鍵類型、鍵強以及對玻璃網絡的聯接程度對玻璃力學性能的影響；針對瓶罐玻璃的“壓-吹”成型工藝研究了玻璃的流變性能，特別地探索了堿土金屬氧化物的種類對玻璃流變性能的影響，重點研究了MgO在玻璃中的結構角色，以粘度為基本工具分別對含有Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+的過堿性硅酸鹽玻璃的流變性和動力學參數進行比較，進而研究了Mg2+的結構角色。

在《一級耐水性藥用玻璃關鍵技術開發及產業化》項目中，研究生系統研究了玻璃組成及網絡結構對玻璃膨脹系數，流變性質和其它理化性能的影響規律，特別研究了退火條件對力學性能的影響，在原有玻璃配方的基礎上開發了新型中性玻璃配方；在此基礎上系統研究了玻璃的熔化和澄清行為，對于前者主要研究了石英砂晶體類型與溫度的關系，及其對熔化行為的影響，對于澄清過程系統研究了玻璃液中氣體產生機理以及排出規律，具體包括：①氣體來源及其產生的溫度區間，包括：碳酸鹽的種類及其分解溫度范圍（CO2）、變價元素參與的氧化還原反應的溫度范圍（O2和SO2）、來源于配合料的水蒸氣以及空氣中的N2和O2等；②氣泡的物質傳輸與運動規律；利用相關軟件模擬并優化了電熔窯并模擬了新型中性玻璃的壓-吹成型過程。上述部分成果已在實際生產獲得應用，并取得了較好的結果，成品率較以往提高了近2個百分點，經濟效益顯著。

（四） 加強科研平臺建設，發揮平臺作用，結合新材料領域的關鍵問題，加強研究生的科研使命感，促使其提高科研創新能力

依托科研平臺建設培養研究生是很多高校提高研究生創新能力的一條有效途徑[24]。我校材料學科建設有玻璃與功能陶瓷加工與測試技術山東省重點實驗室，依托該重點實驗室設立了材料制備與加工測試中心，基本能夠滿足研究生培養過程中的測試要求，為研究生快速產出科研成果提供了極大的便利。另外材料學科密切與企業合作，成立省部級以上科研平臺，用于研究生培養，助力研究生創新能力的提高。2019年齊魯工業大學與山東天岳先進科技股份有限公司醞釀成立山東省碳化硅重點實驗室，2020年正式成立。實驗室聘請國家新材料產業發展專家咨詢委員會主任干勇院士擔任重點實驗室主任。

碳化硅是第三代半導體材料，與傳統硅基材料相比，其臨界擊穿電場高、散熱特性好、臨界溫度高，特別適用于高壓、高溫、高頻、高速電力電子系統。在我們熟知的電動汽車和5G通信中，它發揮著舉足輕重的作用。如厚度0.5毫米，約為5張A4紙的厚度的碳化硅晶片；直徑4英寸或6英寸，和一張CD光盤差不多。這樣一個薄薄的圓片，市場售價卻在2000美元左右，還經常是“一片難求”，每生產一輛電動汽車，就得消耗這樣一張碳化硅晶片。就5G基站建設來說，5G之所以傳輸速度快，是因為它有強大的5G芯片。而碳化硅晶片，就是5G芯片最理想的襯底。除電動汽車、5G通信外，在國防、航空航天等領域，碳化硅晶片也有著廣闊的應用前景，它的研究和應用極具戰略意義，有著不可替代的優勢，被視作國家新一代信息技術核心競爭力的重要支撐。山東省碳化硅重點實驗室的設立受到山東省政府、校院領導的高度重視，計劃用三年時間強化建設，為籌備建立碳化硅國家重點實驗室打好基礎。其主要研究方向為碳化硅半導體材料基礎研究和碳化硅晶體生長技術和襯底加工技術開發，和我校材料學科晶體材料科研團隊的方向高度吻合。因此該重點實驗室的建立，為材料學科的研究生培養提供了實踐基地，研究生在該重點實驗室的參觀和學習過程中受到了震撼和沖擊，增強了科研使命感和責任感。2020年山東天岳先進科技股份有限公司董事長宗艷民被授予“全國勞動模范”稱號，李克強總理來山東視察的時候特別考察了企業的生產和研發情況。國家領導和省領導的高度重視增強了研究生的榮譽感和責任感。目前有3名研究生在學校和企業導師組共同指導下開展實驗，開發橫向生長擴徑技術，突破8英寸及以上尺寸的碳化硅晶體制備技術；研究碳化硅襯底的連續生長技術，突破50mm以上厚度碳化硅單晶生長技術。這一省級共建實驗平臺的建立，為提高研究生的創新能力，提高企業的核心競爭力提供了新的路徑。

（五） 建立健全研究生獎助學金制度，主動與企業合作，增加研究生科研補助，激發學生的創新動力

雖然我國研究生教育的資助體系較十年前已有了長足的發展，在一定程度上保證了研究生安心投入學習與研究。然而，國內學者關于研究生獎助體系的研究發現，目前我國研究生的助學金、獎學金的資助效果依然不甚理想，體現在不能有效提高研究生的研究產出以及創新能力[25-26]。因此針對我校材料學科研究生的實際情況，我們制定了完善的獎助政策。如對于生活困難的研究生，我校材料學科設立了研究生助教制度，每月補貼基本生活補助，解決學生的后顧之憂。有科研成果的研究生，根據成果的水平導師給予獎勵，如發表一篇SCI論文獎勵1000～5000元等，這會極大地激發研究生的科研熱情，促使研究生產出高質量的學術成果，是提高研究生創新能力的一條有效途徑。同時研究生的學術成果作為年度評選獎學金的主要依據，根據中科院期刊分區進行成果賦分，研究生的科研成果越突出，獲獎學金的概率越高。

但是目前學校的獎勵制度有所變化，尤其是在破“五唯”的背景下，“論文發表”不再成為研究生培養的必要環節，如何保證研究生的研究投入不下降，如何保證導師和研究生的科研熱情成為學科必須要面對的新問題。近三年來，在科教融合的政策指引下，大力提倡導師帶領研究生與企業合作，讓研究生做企業課題，解決企業技術難題成為一條保證研究生培養質量的新出路，尤其是對于專業學位研究生來說，提高其實踐應用能力是實現科研為經濟社會服務的必要基礎[27]。世界一流大學，像哈佛，麻省理工學院通過把研究數據與結論的應用轉化，將科研成果與生產實際緊密結合，促使高校在科研理論知識扎實的前提下，進一步強化學生創新實踐意識，以此培養科技尖端人才研究生創新能力。國內清華大學也一直提倡“真刀真槍做畢業設計”[28]。對于像我們這樣的地方高校的研究生培養更需要主動為當地的科技、經濟發展服務，將畢業論文寫在高校所在區域的大地上。這樣，一方面能夠保證研究生的培養質量，另一方面又能獲得地方政府、產業的支持，實現政產教融合的良性互動。研究生通過導師與企業合作的橫向科研項目拿到比較可觀的科研補助，激發研究生的創新能力。2019年我們同山東鄆城市政府建立了鄆城玻璃研究院，三位玻璃方向導師帶領學生到研究院開展科研，解決當地企業的技術難題，切實為企業研發提出思路，同時政府和企業給予師生一定的科研補助，為企業發展提供了技術支撐，也激發了研究生的創新動力。

（六） 提高導師的榮譽感和責任意識，不斷提高研究生的創新能力和培養質量

近三年來，材料學科有6篇碩士論文被評為山東省優秀碩士學位論文，占學校山東省優秀碩士學位論文的40%多，有兩位導師被評為山東省優秀研究生指導教師，在導師中產生了積極影響。導師們在指導研究生的過程中更加投入，形成了正向的師生互動，帶領學生們產出了越來越多的高水平科研論文，授權多項國家發明專利和國際發明專利，在研究生中形成了你追我趕，不甘人后的學術氛圍，研究生勇于挑戰學術前沿和熱點問題，激發出更大的學術創新動力。學科順應師生要求，邀請國際國內材料領域專家學者來校進行學術交流，拿出專項經費支持師生參加國際國內會議，拓展導師和研究生的學術視野，鼓勵師生在國際國內學術會議上作專題報告，提高研究生的學術自信，提高其科研創新能力。

（七） 把好“出口關”，實行全員，輔以專家組評議制，提高學位論文質量，倒逼研究生提高創新能力

目前碩士研究生的學術論文發表數量、質量較低，甚至部分高校的學術碩士在畢業前仍沒有發表一篇較高質量的論文，這嚴重影響了研究生教育事業的可持續發展。我校材料學科前些年一直明確規定，畢業前需要發表至少一篇SCI論文或授權一項國家發明專利，讓很多研究生倍感壓力。近幾年國家“破五唯”的政策讓很多研究生錯誤地認為，發表學術論文不能成為畢業的必然要求，因而學位論文的創新水平無從考核，思想上對學位論文的重視有所放松。為此，我們除了仍然鼓勵研究生發表高水平學術成果以外，繼續堅持“嚴出口管理”的培養模式，倒逼學生自主學習，把學習壓力前置。近三年來材料學科的學位論文由學校抽盲審改為全部實行校外專家盲審制，通過學校研究生院的盲審平臺統一送審，讓指導教師和研究生有壓力去提高學位論文質量。另外在答辯之前由學科組織對研究生的學位論文的創新性和學術水平進行評審，只有通過專家評議小組的匿名評審才能組織答辯。自山東省2012年統一組織抽查以來，材料學科學位論文抽檢優良率在75%以上，沒有出現過問題論文，受到了學校的好評。

三 結語

提高研究生的科研創新能力是一個持續的過程，科教融合為我們材料學科研究生的培養提供了難得機遇，研究生的創新能力有了明顯的提高?？蒲腥诤弦詠聿牧蠈W科獲山東省優秀碩士論文6篇，獲山東省優秀教學成果獎5項，發表高水平論文150余篇。授權國家發明專利和國際發明專利80余項，多名研究生考取國內重點高校的博士研究生。我們在接下來的研究生培養過程中，將更加主動地去和企業產業合作，提高導師們的指導水平，厚植青年學生的愛國主義情懷，加強學生的責任感和使命感，在科研工作中積極地同國家的戰略發展需求結合起來，自覺加強科研創新意識，從而不斷提高研究生學術創新能力。