“双一流”建设背景下基于“1+2+N”理念的材料学科研究生培养模式研究与实践

［摘 要］文章面向“双一流”建设指导意见及新时代人才需求，以哈尔滨工业大学（威海）海洋工程材料及深加工技术一流学科新兴交叉方向建设为导向，以基于“1+2+N”理念的材料学科研究生培养模式的构建与实践为例，介绍材料学科在人才培养目标、课程体系、学位论文指导模式、科教平台资源等核心环节的设计思路和实践路径。实践表明，该培养模式在资源有效整合、培养能力提升、人才综合素质提高等方面的促进作用明显。

［关键词］“双一流”建设；材料学科；研究生教育；培养模式；学科交叉；专业学位

［中图分类号］ G643 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）13-0001-05

国家三部委联合印发的《教育部 财政部 国家发展改革委关于深入推进世界一流大学和一流学科建设的若干意见》提出，围绕重点领域，依托跨学科高水平团队，以国家科技创新基地和重大科技基础设施为支撑，强化学科交叉；瞄准世界科学前沿和关键技术领域，完善人才培育与团队、平台、项目耦合机制，强化科教融合；强化高校、科研院所和行业企业协同育人及产教融合人才培养基地共建，深化产教融合的指导意见[1]。同时，明确了全面提升创新型、应用型、复合型优秀人才培养能力的工作目标。第四十一届全国工科研究生教育研讨会指出，研究生教育是科技第一生产力、人才第一资源、创新第一动力的最关键“结合部”[2]，要以服务新时代国家关键领域高层次人才需求为指导，持续优化培养模式、培养拔尖创新人才。研究生教育是我国高层次人才教育的重要组成，也是学科评估的重要指标之一[3-4]。因此，根据新时代国家人才需求优化研究生培养模式和提升培养质量，对建设一流学科和一流大学具有重要意义。

材料科学与工程主要研究各种材料的组织、结构、性能、工艺间的关系及应用方案优化，是属于工学门类下的一级学科。该学科兼具理论研究与工程应用特色，能够为能源交通、现代农业、公共卫生与医药、新一代信息技术等领域提供重要的理论、工艺、装备及人才支持。该学科人才培养质量的提升对“双一流”建设具有重要意义。

本文将综述国内外在学科交叉、应用能力培养等方面的研究进展，分析现有培养模式与新时代人才培养要求间的差距，以哈尔滨工业大学（威海）基于“1+2+N”理念的材料学科研究生培养模式的构建与实践为例，介绍材料学科在人才培养目标、课程体系、学位论文指导模式、科教平台资源等核心环节的设计思路及实践路径，以期为相关学科的人才培养模式优化提供一定的参考。

一、研究生培养模式现状分析

随着科学的整体发展，综合性大科学问题逐步成为前沿研究热点，交叉学科应运而生并逐渐成为评价学科发展水平与潜力的重要标志。跨学科科教活动是世界高等教育的研究热点，是增强科技创新和提升核心竞争力的重要手段。20世纪80年代以来，众多世界著名大学实践了依托学科交叉科教平台和教育项目等形式推进学科交叉教育的道路。例如，美国的麻省理工学院通过核心课程及框架课程体系的精细化设计，实现了60余个跨学科培养机构的课程培养计划。德国的柏林工业大学以强化教育的系统性和综合性为目标，构建了大量人文、社会学科交叉公共课程和跨学科学术组织。加拿大重视跨学科教育项目培育，由加拿大研究生教育联合会启动跨学科研究生培养项目。日本的筑波大学重视交叉学科培育，组建了人文科学、社会科学、自然科学、工程技术学科群；名古屋大学重视跨学科教育体系建设，建立了由领域专业和复合专业群组成的流动型教育体系，实现了课程体系弹性化和综合化[5-7]。近年来，跨学科研究生培养已经成为我国的研究热点，各高校建立了众多学科交叉科教平台。北京大学设立了“跨学科类”教学管理单位，建立前沿交叉学科研究院及包含生物医学、自然科学、应用科学和社会科学的生物医学跨学科研究中心；清华大学重视多学科交叉，建成了联合理、工、文、管等多学科的公共灾害防治重大科技创新平台；上海交通大学启动了以培养工程和管理双学位硕士为目标的“中国全球运营领袖项目（CLGO）”；复旦大学以大科学问题研究为导向，成立了包含环境科学、历史地理、经济学、国际关系与公共事务等学科的“复旦－丁铎尔中心”，聚焦气候变化科学、重大科学问题及人才培养[8-10]。其他高校虽然没有设立相关实体机构，但其研究生培养模式也受到学科交叉理念的影响。

在应用型人才培养方面，世界教育模式大致经历了德国的学徒式、美国的专业式，以及后来被广泛采用的协作式。协作式以应用性和实践性的统一为重点，特点是大学—工业联合体的组建，即高校与企业共同参与培养计划设计，强调应用型或开发型研究人才的培养。20世纪50年代，美国斯坦福大学开创的校企联合体奠定了硅谷的雏形；20世纪60年代，日本建立了筑波科学城，与日立、松下、三菱等企业共建培养机构，形成了大学院研究生的特色培养模式[11-12]。我国结合实际，提出了政府、高校、企业共同参与的“政—产—学—研”人才培养模式，前期主要通过在职硕士的形式联合培养工程技术人才。随着校企合作的深化及工程人才需求量的增加，我国于2009年开始实行全日制工程硕士的规模化招生，经过长期探索，采取了教学结合实践、校内导师与企业导师联合指导的培养模式，随后众多高校纷纷成立了大量校企联合培养基地、工程技术中心、科技产业园等实体平台，招生规模也逐年增加。但是，从国家全面提升创新型、应用型、复合型优秀人才培养能力的工作目标来看，目前的材料学科研究生培养模式还存在以下问题：

第一，高校、行业、学科对人才培养能力目标及角色定位存在一定差异，导致跨学科导师与外聘企业导师的作用未得到充分发掘，协同育人的参与度和合作深度有待强化，部分高校设置的学术学位与专业学位分类培养模式对理论创新与应用创新能力培养造成一定的影响。

第二，课程体系与培养目标存在一定差异，学科交叉课程设置较分散，缺少特色方向作为主线连接知识脉络；应用类课程知识与行业、产业需求存在一定差异，工程实践效果和实践项目设计有待强化。

第三，学位论文指导模式与培养目标存在一定差异，在学科交叉学位论文的学科交叉内涵、基础研究类论文的学术创新性、应用研究类论文的应用价值等核心问题的评价方面，跨学科导师与外聘企业导师对其的参与度较低，不利于研究生学位论文评价体系的进一步完善与优化。

第四，部分科教平台体系功能尚需整合完善。“材料设计—制备—测试—工艺—优化”科教平台体系是支撑研究生进行科研/工程训练的重要基础，也是对接新材料产业链研发环节和工程实践教学的重要保证，现有的一些中间功能的缺失不利于学科交叉与校企产学研合作的深入发展。

二、研究生培养模式的构建

学科是高校实现科学研究、人才培养等职能的基本组织单位。提升基础研究和应用研究水平是材料学科建设的重要目标，学科交叉、产学研合作是推动材料学科发展转型的重要动力。研究生培养质量是评价学科建设水平的重要指标。同时，研究生也是科学研究和应用实践的中坚力量。因此，研究生培养模式的构建应当基于本学科的优势特色，进行学科建设规划，实现学科发展与人才培养的相互促进。

哈尔滨工业大学（威海）材料学科面向新时代人才需求，根据本校材料科学与工程一流学科建设规划，结合校区材料学科优势特色，形成了“1+2+N”的特色人才培养理念，即以海洋工程材料及深加工技术一流学科新兴交叉方向建设为导向，以提升理论创新和应用创新能力为目标，强化与相关高校、科研院所和行业企业的协同育人合作，着力培养创新型、应用型、复合型优秀人才。

（一）明确人才培养目标

通过与合作高校材料学科、行业专家和企业方的调研交流，结合思政教育内涵与培养目标，提炼高尚学术道德、严谨治学科研精神、精益求精工匠精神、为国铸重器的社会责任感等价值塑造要点，培养具备扎实基础理论、开阔学术视野，掌握材料及工艺设计、分析、建模、仿真、学术写作等必要方法，能独立设计并实施实际问题研究方案等的材料学科人才，构建既有“广度”又有“深度”的立体化复合型优秀人才培养体系。

（二）优化课程体系

课题组依据学科人才的价值塑造和能力培养目标，借鉴以成果为导向的OBE（Outcome-based Education）教育理念和CDIO（Conceive， Design， Implement， Operate）工程教育模式[13]，按照“一条主线、二元培养、三向交叉、多元融合、方法贯穿”的课程体系构建理念[14]，对材料学科研究生课程体系进行优化，如表1所示。

首先，围绕材料学科关于材料的组织、结构、性能与工艺、应用之间的关系的知识主线，结合学科在海洋工程材料设计制备、工艺与应用等方面的特色优势，开设学科核心理论课程，融入学科优势科研题材，供不同专业方向的研究生选择。

其次，材料学科对基础研究、应用研究知识有所侧重，在保持原材料学、材料加工工程等学术学位研究生课程重视理论基础、科研素养、学术视野培养的基础上，开设应用研究方向的工艺类课程，由多名教师及行业专家参与课程共建，结合工程项目案例进行教学。同时，结合工程管理能力培养需求，与管理类学科共建工程管理课程。

再次，材料学科围绕海洋工程材料及深加工技术特色方向，与海洋、船舶、能源等学科共建交叉专业课程群。课程以选修课为主，鼓励教师通过研讨、综述报告、探究实验等方式激发研究生的个性化思维，让研究生开阔学科交叉视野，从不同学科的角度发现并分析新问题。

最后，掌握必要的研究方法、创新思路是创新研究工作的重要基础。学科梳理整合经典创新思维理念及材料领域计算、设计、分析、测试、建模、仿真等常用研究方法，构建了贯穿研究生培养过程始终的系列方法类课程，保证研究生掌握必要的创新研究方法，为后续科学研究创新与工程实践创新奠定良好基础。

（三）优化学位论文指导模式

学位论文指导工作是培养人才的核心环节之一。研究生以项目负责人的角色在导师指导下完成发现新问题、设计与论证并实施研究方案、分析结果、验证解决、归纳结论等全部研究工作。学位论文质量是研究生综合能力的重要表征。研究生学位论文质量是学科人才培养水平和指导教师业务能力的重要评价标准之一。优化学位论文指导模式，提升指导成效和论文质量是提高人才培养质量的重要一环。学校应在保障学术道德、写作规范、师资建设、科教平台等软硬件基础的同时，充分发挥学位论文指导工作对研究生综合能力的培养训练作用。

首先，开设学术道德与学术写作、专业外语等基础课程，邀请优秀导师、ESI高被引论文作者、科研骨干、专利事务专家等多方联合授课，引导学生树立正确的学术道德观，杜绝学术不端行为，并掌握学位论文、学术论文、项目报告、专利申请等典型科研文稿的写作规范。

其次，依托海洋工程材料及深加工技术特色方向整合师资和平台资源，邀请交叉学科导师、行业专家等组建跨学科导师团队和行业导师团队，并让两个导师团队联合指导研究生的学位论文选题、过程检查及答辩验收环节。同时，与交叉学科、行业企业共建科教平台，为交叉学科、专业学位研究生学位论文研究工作奠定师资及硬件基础。

最后，采用“课题式”学位论文指导模式，即指导教师基于实际科研项目为研究生规划学位论文题目，使研究生切实参与科学问题全过程研究，锻炼其学科交叉与学术创新能力。这样就可以将专业学位研究生工程实践内容融入学位论文研究体系中，依托共建平台及师资支持研究生开展自主实践研究，促使研究生深入生产环境研究工程问题，保证实践深度与论文应用研究价值，锻炼研究生的应用、创新能力。

（四）强化科教平台资源整合与体系构建

完善的科教平台体系是支撑复合型创新人才培养的必要基础。哈尔滨工业大学（威海）材料学科对接新材料产业链要素，以海洋工程材料及深加工技术为主线整合资源，搭建了以海洋工程材料及深加工技术国际联合研究中心为核心的系列学科交叉科教平台和以山东省军民两用新材料及制品高校重点实验室为核心的系列校企联合科教平台，形成了较完善的“材料设计—制备—测试—工艺—优化”科教平台体系，并于2022年入选山东省研究生联合培养基地。学科通过平台共建与山东理工大学、山东科技大学、烟台大学、大工（青岛）新能源材料技术研究院有限公司等高校及研究院所，以及中国核工业建设有限公司、歌尔股份有限公司等单位建立深度的合作关系，为研究生的学科交叉培养及工程实践的开展奠定良好基础。