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Frontier Technology Education Workshop

“ 多方协同、项目依托、产教融合” 专业学位研究生培养模式的构建与实践

作者

谢静宜 陈宝书 赵天宝

西华大学,材料科学与工程学院 四川成都 6100339

中图分类号:G642;TQ032.4-4 文献标识码:A

0 引言

2019 年《国家产教融合建设试点实施方案》提出深化产教融合,推动教育链、人才链与产业链、创新链深度对接,这对促进教育、人才、产业、经济协同发展意义重大[1]。产教融合是高校与产业在知识技术层面的深度整合交互,通过搭建校企合作桥梁实现资源共享,提升研究生教育质量和产业发展水平[2, 3]。随着社会经济的发展,材料领域应用价值凸显,专业学位研究生需求增加,发展专业学位研究生教育成为服务创新型国家建设和学位与研究生教育改革的关键 。然而,当前专业学位研究生培养中存在实践教学内容与市场需求契合度不足、研究生对专业实践认知浅显、实践资源不完善、实践教学缺乏规范评估机制等问题,导致培养出的人才难以满足产业发展需求[5]。基于此,本研究以材料与化工专业为切入点,探索构建“ 多方协同、项目依托、产教融合” 的培养模式,旨在实现研究生培养与产业需求的精准对接,提升教育质量。

1 培养模式的构建框架

1.1“ 四协同、四共管” 的多元协同培养机制

构建“ 校政协同 + 校校协同 + 校所协同 + 校企协同” 的“ 四协同” 机制,形成多主体共同制定培养方案、共同开设实践课程、共同编写精品教材、共同指导毕业论文的“ 四共管” 模式。政府提供政策支持与经费保障,学校发挥培养主体作用,科研院所与企业参与实践教学环节,通过资源整合实现教育链与产业链的有机衔接,提升研究生的实践创新能力与就业竞争力。

1.2′′ 结构跨界、专业互补” 的双师双能型导师队伍建设

组建由院士领衔,领域专家、校内责任导师、企业导师和国际协作导师构成的导师队伍,按专业互补方式分组开展团队指导。制定企业导师选聘制度,引进具有产业实践经验的兼职导师,开展行业调研实践;优化导师选聘标准,建立培训与评价激励机制;聘请国际协作导师,通过短期课程、学术讲座等拓宽研究生国际视野。

1.3′′ 多元投入、互利共赢” 的联合培养基地建设

学校联合行业协会与企业共建校外基地,行业协会提供行业动态与技术标准,企业注入实践资源;积极争取政府政策扶持与财政支持,为基地建设提供物质保障。企业将生产难题拆解为研究子项目,研究生与企业技术人员联合攻关,既解决企业实际问题,又提升研究生实践能力,实现多方共赢。

1.4′′ 以能力为导向、以项目为依托” 的实践课程体系建设

以工程实践能力、创新能力和职业素养培养为核心,组织专业教师与企业专家提炼符合教学需求和行业实际的项目;将创新创业教育、职业规划、思政教育融入课程体系,通过实践教学各环节提升学生综合素质,为社会输送优秀专业人才。

2′′ 多方协同、项目依托、产教融合” 研究生培养模式构建策略

2.1 构建“ 结构-性能” 动态知识体系

紧贴人工智能技术的发展,同步更新教学内容,在培养学生掌握人工智能的理论与方法的同时,通过人工智能算法对 ICSD 等大型晶体学数据库进行深度挖掘,建立面向教学的智能分析系统。系统可自动识别典型/特殊晶体结构特征,生成结构-性能关联性教学案例。结合三维可视化技术,动态展示晶体结构的对称性、缺陷分布等抽象概念,并基于学生认知数据优化案例难度梯度。正面解决传统教学中晶体结构案例单一、更新滞后的问题,实现理论知识与前沿研究的实时衔接。

2.2 创建虚实融合的实验教学范式

搭建基于生成对抗网络的虚拟晶体生长模拟平台,集成 MaterialsProject 等材料计算数据库。学生可通过调整热力学参数、掺杂浓度等变量,观察 AI 实时预测的晶体相变过程与微观结构演化。平台内置强化学习模块,可对典型合成失败案例进行多维度归因分析,提供实验方案优化建议。结合VR/AR 技术,还原真实实验的不可逆过程与微观机制,构建高沉浸度的晶体缺陷观测、电子密度分布分析等虚拟实验场景,突破传统实验教学中设备昂贵、危险性高、现象不可逆等限制。

2.3 深化产学研融合发展

研究生教育要与社会切实需求接轨。因此,加大学校与企业的深度合作,携手共建实习基地,选派学生参与企业研发项目,积累产业经验,并在校内搭建创新实验平台,设立创新创业基金,全方位支持学生开展创新实践活动。此外,依托材料学院优势,对接企业资源,让学生快速了解行业动态以及人才需求。并鼓励和推动学生将人工智能知识与专业知识相结合,提高综合素质和能力。

2.4 建立个性化学习评价系统

开发融合知识图谱与机器学习的学习诊断系统,针对晶体化学核心难点构建动态能力评估模型。系统通过分析学生实验报告、虚拟仿真操作记录等多元数据,精准定位晶体学思维盲区,自动推送定制化学习资源。教师可借助系统生成的群体认知热力图,开展靶向式教学干预,进而动态调整教学策略,形成"AI 辅助诊断-教师重点突破-学生自适应学习"的新型教学模式。实现从“ 群体统一教学” 到“ 个体能力画像驱动” 的范式升级,为晶体化学拔尖创新人才培养提供可量化的能力提升方案。

3 结语

在人工智能兴起的浪潮中和“ 新工科” 的时代背景下,材料与化工专业的研究生基础课程改革具有重要的时代意义。通过持续优化课程体系、创新教学方法,深化校企合作并不断完善评价机制,才能切实提高研究生教育教学质量,为培养高质量交叉智能型研究生奠定良好根基,进而为我国材料领域的创新发展输入高素质人才。当然,培养模式改革是紧跟时代与技术进步的渐进式过程,还需要不断探索完善和持续不懈地努力,以更好地适应瞬息万变的社会人才需求。

参考文献(References)

[1] 《国家产教融合建设试点实施方案》[R].北京:国务院,2019.

[2] 李思佳, 张婧, 李龙, “ 科教融合 + 战教耦合” 双驱动的研究生培养模式探索[J]. 工业和信息化教育, 2024(9): 13-18

[3] 李伟, 闫广芬. 专业学位研究生培养模式的理论探析与实践转向——基于分类观的视角[J]. 研究生教育研究, 2021(5): 51-57.

[4] 何正球, 沈炯. 对全日制工程硕士专业实践的思考与探索[J]. 江苏高教, 2021(9): 100-105.

[5] 毛敏, 唐优华, 郑芳芳, 罗洁, 陈燕. 产教融合协同培育专业学位研究生的创新与实践[J]. 高教学刊, 2025(15): 160-163.基金项目:西华大学研究生教育教学改革与实践项目(YJG202541)。

作者简介:谢静宜(1996 年-),女,汉族,重庆人,讲师,博士,西华大学,主要研究方向为新能源材料