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論文關鍵詞:工科;專業學位;研究生培養;論文模式
當前我國的研究生培養中,研究生培養方式已分為專業學位和學術學位兩種類型。基于工程實際的切實需要,專業學位研究生的培養正在快速發展,將成為今后專業領域高層次人才培養的重要途徑。專業學位研究生教育的突出特點是學術性與職業性緊密結合,這對工科專業研究生未來的發展尤為重要。根據專業學位研究生的培養目標,獲得專業學位的人主要不是從事學術研究,而是從事具有明顯的職業背景的工作。因此,對于專業學位研究生的培養,在教學方法、教學內容、論文選題、授予學位的標準和要求等方面均與學術性學位研究生有所不同。因此對工科專業學位研究生培養方式和論文選題進行研究具有實際意義。
一、專業學位研究生培養要求
隨著我國經濟社會的發展,對應用型、創新型高層次專門人才的需求量很大。教育部文件明確要求要進一步推動研究生教育類型結構的調整,進一步完善研究生教育培養體系,推動碩士研究生教育從以培養學術型人才為主的模式向以培養應用型人才為主的模式的轉變,加快專業學位研究生教育的發展。
近幾年來,我國每年招收的碩士研究生數都在50萬人左右,其中專業學位研究生所占比例逐年增加。從碩士研究生的就業趨勢來看,大量畢業生特別是工科專業的畢業生,主要是走向社會實際的工作領域。因此,為了更好地適應國家經濟社會發展對高層次應用型人才的需要,提高專業學位研究生的專業創新能力,專業學位研究生教育應在基礎理論、整體素質、工程實踐能力等方面進行全面培養規劃,使學生能夠掌握本專業領域堅實的基礎理論和系統的專門知識,具有獨立從事專業領域工程研究、工程設計、工程實施、工程管理能力,具有一定創新能力,能夠運用所學知識解決工程實際問題。
二、工科專業學位研究生培養與論文選題
專業學位研究生培養是近幾年快速發展起來的新興培養模式,培養過程不能完全照搬學術性學位研究生的培養模式,需要把握好諸多環節。在培養過程中,應根據各專業實際情況,設置相關課程,加強基本技能培訓,特別要加強工程領域的實踐環節。對論文選題開題報告、中期考核、課題研究、論文寫作與答辯等都要有不同于學術性研究生的培養內容。其中學位論文選題作為研究生培養過程的核心環節,要充分考慮學生的職業背景和發展方向,科學選題,尤其要定好研究方向和內容。選題的質量和方向會直接影響到研究生的培養質量、就業前景。如果選題沒有新意,那么論文寫作內容也只是重復前人的工作。同樣,選題如果脫離專業學位碩士研究生培養的實際,研究內容太理論化,那么也就無法達到專業學位研究生培養的預期目標。因此,對于專業學位研究生碩士論文的選題,要從提升實踐創造能力的觀點和視角來思考,選題既要考慮到科學性、先進性,也要根據專業學位研究生培養模式和目標要求,確定具有一定難度的實用性課題;既要有理論分析,又要有實踐驗證;選題應為本學科、專業或工程實際等方面具有實現該課題的基本物質條件,并經過努力能按期完成。
三、工科專業學位研究生論文模式研究
1.論文選題范圍
一般情況下,研究生論文選題主要來源于三個方面:一是根據導師已有課題確定選題。依據導師的科研項目進行選題,在研究經費、實驗條件等方面都有較好的保障,學生的學習過程與導師的科研工作相融合,為學生順利完成論文提供較好的研究條件。二是結合工程實踐進行論文選題。從工程實踐中提出研究課題是專業學位研究生選題的重要來源之一。專業學位研究生培養的主要目的之一就是解決工程實踐的現實問題,學生在深入實踐、廣做調研的基礎上,能夠確定現實生活或學術研究領域中的實際問題作為論文研究的主要內容。在提升自己理論水平的同時,實踐能力也得到提升,為更好地融入社會奠定了基礎。三是與企業聯合培養確定論文題目。高校與企業聯合培養專業學位研究生是現在專業學位研究生培養的一種重要模式。選擇企業亟須解決的技術難題作為論文選題,這種選題不僅可以充分地利用社會資源,還開闊了學生的視野,學會設計、研究與實際制作,培養他們從事科研、學習的基本素質和開創性的科研能力。
2.論文選題模式
從生產實際出發,工科專業學位論文形式可以多樣化,既可以是研究類學位論文,如應用研究論文,也可以是設計類和產品開發類論文,如產品研發、工程設計等,還可以是針對某個工程領域的軟科學論文,如調查研究報告、工程管理論文等。根據多年帶專業學位碩士研究生的體會,工科專業學位研究生的論文具體可從五個方面進行選題。
(1)產品設計研發類論文。研究內容來源于生產實際的新產品研發、關鍵部件研發以及對國內外先進產品的引進消化和再研發,包括各種軟、硬件產品的研發。要求遵循產品研發完整的工作流程,采用科學、規范、先進的技術手段和方法研發產品。產品達到行業規范要求,滿足相應的生產工藝和質量標準;性能先進,有一定實用價值。
(2)工程設計類論文。該類題目綜合運用專業基礎理論、科學方法、專業知識與技術手段、技術經濟、人文和環保知識對具有較高技術含量的工程項目、大型設備、裝備及其工藝等進行設計研究。要求按照工程類設計規范必備的輔技術文件,包括工程項目概況、所遵循的規范標準、技術經濟指標等。綜合運用工程理論、科學方法、專業知識、技術手段、技術經濟、人文和環保知識等對設計對象進行分析研究。
(3)工程應用類論文。該類題目直接來源于工程領域實際問題或具有明確的工程應用背景,可綜合運用基礎理論與專業知識、科學方法和技術手段開展應用性研究。綜合運用基礎理論和專業知識對所研究的命題進行分析研究,采取規范、科學、合理的方法和程序,通過資料檢索、定性或定量分析等技術手段開展工作,實驗方案合理,數據翔實準確,分析過程嚴謹。研究成果能解決特定工程實際問題,具有實際應用價值。成果應體現作者的新思想或新見解。
(4)工程項目管理類論文。該類論文的主要內容是以自然科學和工程技術為基礎的工程任務,可以研究專業領域的各職能管理問題,也可以涉及專業領域的各方面技術管理問題等。能夠綜合運用基礎理論和專業知識對所研究的工程管理問題進行分析研究,采取規范、科學、合理的工程項目管理問題研究方法和程序,通過資料檢索、實地調查、定性定量分析等技術手段開展工作,資料和數據來源可信,給出明確的解決方案,提出相應的對策及建議。成果應體現作者的新思想或新見解,并具可執行性。
(5)調研類論文。該類論文研究的主要內容是對工程和技術命題進行調研,通過調研提出命題,發現本質,找出規律,給出結論,并針對存在或可能存在的問題提出建議或解決方案。綜合運用基礎理論和專業知識對所調研的命題進行分析研究,采取規范、科學、合理的方法和程序,通過資料檢索、實地調查、數據統計與分析等技術手段開展工作,資料和數據來源可信。給出明確的調研結論,提出相應的對策及建議。成果應體現作者的新思想或新見解。
教學內容是課堂教學的重點,它承載著教育目標和培養模式的實現。研究生教學學時少,每堂課需要講授的內容又很多,加上數理統計是研究不確定現象的,與之前學生學過的研究確定性現象的高等數學、線性代數的思考方法不一樣,學生較難接受。因此要想上好每堂課,教師首先就得認真備課,對講授的內容充分理解和把握,精心組織內容,處理好每個環節,使講授的每句話、每個教學行為都圍繞教學中心展開。既要言簡意賅,避免啰嗦、重復;又要層次清晰,交代清楚每個知識點,同時還要使學生印象深刻。這就要突出重點,講透難點,分清輕重緩急,避免全面開花,改變教師滔滔不絕、學生昏昏欲睡的狀態。在教學內容的組織和處理上可以注重以下兩點。
1.注重教學內容的類比聯系,實施啟發式、對比式教學。
類比是指由兩個對象內在關系的相似,推出其在結論方面也可能相似的一種推理思維方法。數學中不少概念、性質和定理等都是從類比推理中發現的。因此教學中聯系已學知識引出新知識,有利于培養學生通過聯系、類比解決問題的能力,有助于學生掌握各部分之間的有機聯系,融會貫通,把握整體。同時注意新舊知識的對比、正確與錯誤的對比、公式間的對比,可以清晰各種概念的異同,加深對內容的理解。例如:在講解獨立性檢驗時,由于隨機事件獨立性概念與隨機變量相互獨立性原理是相似的,筆者從隨機事件相互獨立性出發,引出隨機變量相互獨立性檢驗,同時指導學生注意隨機事件相互獨立性與隨機變量相互獨立性間的異同。通過這樣的類比,使學生了解各部分內容的內在聯系,學生更易于接受和掌握。
2.注重理論知識在實際中的應用,強調用身邊生活常識闡述數理統計理論。
數理統計是一門重要的應用型的基礎課,它可直接應用于工程技術領域。教學中可以借用身邊實例引進數理統計基本概念,使學生對概念產生的直觀背景有深入的了解,用身邊的生活知識來理解數理統計的思想方法。如在講授極大似然估計時,筆者通過舉例“:有一盒子混裝100只圍棋子,已知一種顏色的棋子是99只,另一種顏色的棋子是1只,現我隨機取出1只是黑色,問99只是什么色?”學生回答:“是黑色”?!澳敲矗銈優槭裁磁袆e是黑色?它隱藏什么原理?”通過解釋這個問題,就很自然、很簡單的把極大似然的基本思想解釋清楚了。
二、以問題為驅動,采取與學生互動的課堂教學模式進行探究式教學
工科院校的研究生的認知規律是“從直觀到抽象,從特殊到一般”,因此在組織課堂教學上,宜加強實際背景,采用探究式教學,即:“首先提出問題,然后與學生一起來分析,一起來討論,一起來求解,最后得出知識架構”的互動式教學模式。例如,在講授假設檢驗的基本原理時,作者先舉個實例:某工廠用包裝機包裝洗衣粉,包裝機的裝包量是一個隨機變量,它服從正態分布。當機器正常工作時,其均值為500g,標準差為2g。某日開工后,隨機地在它所包裝的洗衣粉中任取9袋,稱得其重量(g)如下:505,499,502,506,498,497,510,503。試問這天包裝機工作是否正常?然后和學生一起分析這個實例。通過與學生一步一步解決這個實際問題,引出假設檢驗的基本概念及基本思想。這樣處理避免了以往的“定義—定理—例題”模式的生搬硬灌,使學生在不知不覺中加深了對定義的理解,更主要的是在解決這個問題的同時,學生對解決隨機現象進行了訓練,培養鍛煉了其分析及處理不確定現象的能力。
三、采用現代化教學手段,充分利用計算機技術,做好多媒體教學與板書的有機結合
隨著計算機的日益普及其技術的飛速發展,計算機功能已十分強大,其不但能做煩瑣、復雜的科學計算,還能做動畫演示、現場模擬、大型數據處理等。在課堂教學中,多媒體技術具有古老的板書無法做到的優勢。但計算機畢竟是機器,它永遠取代不了人的主體功能。我們不應該把多媒體教學和古老的板書教學人為的割裂,即不要整堂課完全拋開多媒體先進技術,仍然只采用老式的板書教學;也反對整個教學都交給計算機,教師成為多媒體課件的播放者。而應該將它們優勢互補,把多媒體教學和板書教學有機結合。一方面由于數學學科的特點,要求在理論推導時要和學生互動,給學生一定的思考時間,這時用板書來進行,效果更佳;另一方面,利用計算機強大的演示功能和強大的計算能力,對復雜的情況進行演示及應用統計軟件求解實際問題,這既調動了學生的學習興趣,使灌輸式教學變成學生參與的探究式教學,又提高了學生應用軟件解決實際問題的能力。同時,學生還可以用多媒體進行數理統計實驗,以加強對數理統計方法的理解。
四、及時歸納總結,幫助學生高屋建瓴、系統掌握知識架構
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一、科學研究的兩個關鍵因素
1、科研思維:我老板一直跟研究生說“一定要做scientist,而不能做technician”,然而這一點往往在研究生教育階段最容易被忽視。一般都是老板提出新idea,然后分工,每個研究生可能僅做其中某個環節或者是按照到導師的思路逐步去做,再加上研究生本身在實驗操作上可能一開始就要花大量的時間去適用新環境和永遠做不完的事情,可想而知,最終僅僅培養出一位“優秀技術員”,這在碩士研究生階段尤為突出。但是,科研思維就像人體中的包含大腦的軀干,更加像是大海航行中的指南針,離開了他,最終科學研究將會停滯不前。
2、實驗技術:有很好的idea,沒有很好的實驗條件和技能強的技術人員,科研思維也會變成“空想”。也許我們均沒有國外實驗室那樣高頂尖的實驗儀器,有的實驗室還可能沒有專門技能的技術人員,全靠研究生一屆一屆地帶著的干,時常會出現技術脫節。但是我們可以不斷創造條件進行實驗;若實在實驗條件不夠的話,我們還可以搞合作;當然,我們也可以充分利用當前的條件,通過科學思維來達到最終的實驗目的,即發高影響因子的文章。
二、如何在研究生階段學得更多
1、多付出?!安桓冻?,你就很難獲得更多”。在我接觸的研究生同學中,許多學生“以自我為中心的弊病”十分突出,不知是當前獨生子女帶來的、還是深受家庭學校社會教育的不足所引起的。實踐中這些人表現為“先收獲再付出,甚至尋求不付出而有所收獲的捷徑”。然而,另一些人在表現“先付出再收獲,甚至不求收獲的付出”,與人相處融洽,雖然每天處于繁忙中,但最終的收獲是很大的,甚至終生受益?!獙W會了許多實驗技能。“在幫助別人實驗的同時也為自己后面實驗奠定了良好的基礎”
2、多交流?!安唤涣?,你就很難飛得更高”。研究生階段中,許多研究生懼怕自己的導師,不敢主動與老板進行交流,這將會導致這部分研究生最終可能連自己實驗的目的和意義可能都不知道,這會在研究生論文答辯中時常發生。如果在不與身邊的同學交流,仍然保持本科生的自學精神狀態,那將會導致許多實驗挫折的重蹈,更不要學他人的其他優點了,永遠站在理論、書本的層面上,沒能充分結合實踐,最終是難以超過他人、難以成功的?!莆樟丝蒲兴季S和許多實驗原理。
3、多謙虛?!安恢t虛,你就很難交到朋友”。在日常交往中,我深深體會到“謙虛使人進步,驕傲使人落后”,為什么?對方謙虛,我可能會毫不吝嗇地把自己所知道的知識道出來與他進行分享和交流,他也可能從中學到他還沒掌握或沒理解的問題;但相反,我可能就不會說的太多,而且他也不會讓你說的多,否則他就不叫“驕傲”。一次,我的一位師兄的論文答辯PPT,老板要他給我看看,幫忙修改一下,我是十分認真地通讀了幾遍,提出了我認為十個非常中肯的建議,沒想到他找了十個相應的理由把我的建議一一否決(因為我自己還沒答辯,也可以理解。但我參加過國家級PPT大賽和給大學生多媒體上課),我只好忍痛點頭說他說的有道理。后來,論文答辯的當天,導師把他PPT看了一下,提了許多和我一致的意見,唉!——做人也是一門學問,許多人這方面很欠缺。
4、自我加壓?!安患訅海憔秃茈y取得成功”。這樣的事例我見得太多了,從書本上的“傷仲永”到我親眼所見的小學生、初中生、高中生和大學生等等,無論在人生哪一階段,只要你松懈下來,你的同學、同事,甚至后來人都會把你丟得很遠。這些例子告誡我們只有不斷地自我加壓,全面提高自我的綜合素質,才能取得最終的成功。同樣,研究生不是終點,而是我們進行科學探索的起始,所以我們更要加快步伐去學習、探索未知?!獕毫ψ儎恿?,動力變能力,能力變效力。
三、科研實踐中技巧匯總——詳見下文
1、如何為申報基金奠定基礎?
1)科學研究離不開各種基金資助??蒲泄ぷ髡呖赡軙洑v校/院/所基金、省/市教育廳基金、省/市自然科學基金、國家自然科學基金、國家重大支撐計劃、國家863和973、國際合作項目等等申報,這些基金/項目的成功申報可能都需要擁有良好的基礎。
2)在學生時代,我們只要把學習成績弄好了,只要發表幾篇論文足以畢業了,“我行我素”不一定會影響到你什么,更加感受不到周圍的巨大壓力;但進入社會后,如果你仍然以自我為中心地埋頭苦干,可能很難快速地實現你的終極目標。人在不能改變環境的前提下,只能不斷地學會適應環境;對人的成功來說,情商和智商都十分重要,需要雙重發展。
3)結合以上幾點,打好基礎的方法:一方面在努力提高自己的能力的同時,也要增加與你本專業同仁的交流,如通過你以前的老板、同學或現在的同事、領導等等,通過交流,你可以從他們那里學到新的知識,甚至是前沿領域,同時也可讓人家留下你的好印象(人是有情感的高級動物,同等情況下,可能會優先資助你)。當然,選擇考博或出外進修可能更加方便與牛人的交流,可以考慮。
2、如何順利開展長期實驗(慢性毒性實驗)?
1)長期實驗的特點是:實驗周期長、投入的人力/物力/財力較大。一旦實驗成功,受益很大,發表文章也頗受歡迎;當然,也有很大的風險,有許多不確定因素的影響。
2)為何開展長期實驗?首先,許多慢性疾病的病因研究離不開長期實驗的開展,如腫瘤、高血壓、成年疾病胎生起源學說驗證等。其次,許多新化學品的慢性毒性評價需要開展長期實驗,如一般毒性中的慢性毒性和致癌作用評價等。最后,急性毒性實驗僅僅代表某一化學物的急性毒性,不能代表該化學品的其它毒性。
3)要順利開展長期實驗,必須做到:首先,研究設計全面,包括研究目的確立、研究對象的選擇、實驗過程的質控、實驗指標的確立、實驗中可能遇到的重大難題等。其次,做到各方面充分準備。課題負責人和成員要多請教相關熟悉專家和老師,讓他們傳授經驗和教訓,同時人員的崗前培訓和合理安排、動物和試劑的預先訂購、實驗過程的盲法進行、定期對前面實驗的總結和下一步實驗的計劃等也要準備。最后,慢性實驗中收集的生物材料十分珍貴,在進行分子生物學實驗或其它生化實驗之前,若方法不成熟,可以用急性染毒處理收集的材料先進行實驗,當方法成熟之后,再對珍貴的慢性實驗材料進行檢測分析。另外,一定要密切觀察實驗中研究對象的反應,盡量避免實驗中不良因素的影響,靈活應對實驗中的不良意外發生。
3、如何為課題組開辟新方向?
1)盡管我年資不大,但是我研究生階段經歷了三次研究方向的改變:肝臟毒性研究——生殖與發育毒性研究——神經發育毒性研究。前兩個方向分別均發表了2篇SCI論文和好幾篇中文論著,每一次的更換方向,我都從中學到了許多科學研究相關的精華。所以,我還是有許多經歷與大家進行分享。
2)研究生為導師開辟新方向的難點所在:導師本人可能也對這個新方向不熟悉、研究生本身對科學研究把握能力有限、研究生實驗時間較短(一般1-3年)、許多新的實驗平臺需要建立、對本方向的研究動態尚需要時間來不斷學習等等。
3)研究生想為課題組順利開辟新方向,必須做到:首先,大量閱讀與新方向相關的中外文文獻,以便了解該領域的研究動態和急需解決的難題,這一點十分重要。其次,逐步建立新的實驗平臺,由易到難、由宏觀到微觀,甚至可以先重復別人的研究,以驗證你所建立的方法的正確性。最后,研究設計前和實驗期間要多與該領域的專家、老師、同學請教,同時經常與導師探討該課題的研究進展和下一步的研究計劃?;蛟S過來人的一句話會讓你豁然開朗,少走許多彎路。另外,開辟新方向的研究生最好先發表1-幾篇論文墊底,以防影響順利畢業。因為開辟新方向是有風險的,倒不是一定失敗,而是因為時間的原因,很難說一定在短時間能。
4、如何培養創新思維?
1)實例:本人幾年前剛進入研究生學習階段時,對科學研究和科學實驗一竅不通,完全從0開始,更不要談有創新思想。但是付出、交流、努力、再學習的全過程,讓我初步認識到科學研究的真諦。例如,幾年前我給大學生上課,只能是理論加理論,學生很乏味,但我盡力了,學生也可諒解?,F在給學生上課,我經常結合科研實踐,大談專業前沿知識,能全程把握課堂的學習氣氛。當然,更主要我也發表幾篇SCI論文、獲得過國家級獎勵,讓我很自信,也鞭策了我不斷地努力學習、再學習。
2)我從過去對本專業知識的理解不足到現在基本掌握了本專業的前沿領域和熱點研究內容,如成年疾病的胎生起源學說的進一步驗證、納米毒理學、組學研究、毒物的興奮效應、環境內分泌干擾化學物對生殖發育的影響、表觀遺傳學的研究等等。總結幾點如下:自我上進的心、多與自己導師和其他有影響的老師交流學習、多參加國內/國際大會進行交流、大量閱讀本專業和跨專業的外文文獻、定期閱讀高影響因子的文獻(如nature、science、cell、Plos等,他們中許多文章可能是未來幾年的研究內容的導向)等。
3)宏觀上,一味重視研究基礎,那無科研基礎、但有創新性和可行性的課題研究者永無出頭之日。我曾看到一普通學校的老師的早期標書及其后來標書的申請過程,第一份標書他一點基礎沒有,但標書很好,評審專家給了他小額資助,正因為這一資助,后來他連續獲得兩項面上項目的資助,現已經發表幾十篇SCI論文。若開始扼殺了他的第一份標書,我想他后來很難建立很好的科研基礎。我認為每個人的研究基礎都是從0開始的,而不是像海歸或大老板那樣有基礎。國人為什么一直拿不到諾貝爾醫學獎?我想這可能是主要原因,太看重以前的工作基礎,扼殺了許多人的創新思維。
5、如何提高實驗技能?
1)勤動手。這一點剛從本科階段過渡到研究生階段的學生可能不好適應,因為本科生實驗多是老師準備好,學生只要做一下就行了。而研究生階段從實驗準備、實驗過程、實驗結束整理收拾等均需要自己動手。研究生階段有許多方法值得學習,如生化實驗、分子生物學方法、常規的試劑配制、動物的選擇和染毒處理、生物材料的收集等,這些都離不開不斷地動手鍛煉。