近年来,我国研究招生规模持续扩大,已经从2009年的51.09万人[1],增加到2019年的91.65万人[2],同时,学生的考研热情仍在高涨。这些因素导致研究生生源日益复杂。以作者团队所在的电机专业为例,研究生生源除了电气工程及其自动化专业的本科生之外,还有来自信息工程、自动化、仪器科学、动力机械等专业的学生,甚至还有数学专业的考生;生源学校则有“985”“211”、普通本科、三本甚至高职高专院校。他们的专业背景多样,基础各异。研究生的个体差异客观存在。因材施教强调“教师要从学生的实际情况、个别差异出发,有的放矢地进行有差别的教学,使每个学生都能扬长避短、获得最佳的发展”[3]。换言之,学生的个体差异是每个学生发展潜力与独特灵性之所在,应该“发扬光大”而不是“消极对待”[4]。然而,目前关于因材施教培养模式的研究多集中在教学方面[5-7],而研究生培养以科学研究为主,创新能力是工程学科研究生培养的主要目标。如何针对不同专业背景和基础的研究生实施因材施教,为每个研究生制定个性化培养方案,将其培养为优秀人才,成为研究生培养面临的新挑战。为此,东南大学“电机与电力电子联盟(JEMPEL)”团队一直坚持以“培养拔尖人才”为己任,进行了长期深入的思考和探索,提出了“创新引领,中西融通”的研究生培养理念和“四协同”培养模式[8]。针对因材施教,提出了包含“精准识材”和“协同育才”两个环节的材与教协同培养方法。本文旨在介绍我们在因材施教方面的思考、方法及实践经验,以期为兄弟单位在提高高层次人才培养质量方面提供新的思路、参考和借鉴。
一、精准识材,发掘研究生科研潜质每一位研究生都是具有鲜明特征的独特个体。JEMPEL将研究生的个体禀赋归纳为教育背景、入学类型、学习能力、研究特长等四个方面。总体而言,研究生会在上述四个方面呈现出如图 1所示的差异性,故难以套用统一的培养方案。因材施教的先决条件是精准识别每一位研究生的个体禀赋,即精准识材。在个体禀赋方面,教育背景和入学类型是浅层次的,而学习能力和研究特长是深层次的。与浅层次的个体禀赋相比,深层次的个体禀赋不容易直接识别。特别地,硕士研究生面临从以学习既有知识为主的本科生阶段到以探索未知知识为主的研究生阶段的角色转变,而在这一转变没有彻底完成之前,多数研究生难以清楚自己的深层次个体禀赋。
一方面,精准识材是为了让新生对自身的个体禀赋有一个更为全面和清晰的自我定位,既要避免妄自菲薄,又要防止好高骛远。另一方面,精准识材也是为了让导师对新生的个体禀赋有一个准确把握,以便指导后续的课题安排和导师团队配置。为此,JEMPEL创新设计了如图 2所示的“精准识材”流程。
首先,在入学之初,导师会与每一位新生做深入交流,对新生的个体禀赋有一个初步掌握。
其次,在每学年初,JEMPEL会根据正在实施的科研项目以及未来研究方向的超前布局,设置一定数量不同研究方向的微课题。每个微课题会安排1位责任导师和1位高年级博士研究生组成指导小组。其中,责任导师负责把控研究生的研究方向,观察研究生在承担微课题过程中的能力表现;高年级博士研究生负责具体的科研方法和科研工具使用方法的指导。通常,新生要在电机设计、电机控制与电力电子技术等三大研究方向分别选择一个微课题。
最后,通过不同研究方向微课题的轮训,可以让每一位新生清楚自己的学习能力和研究特长,避免研究生课题选择的盲目性。此外,经过三个微课题的轮训,所有新生能够掌握基础的科研方法和科研工具使用技术,为未来正式投入具体的课题研究夯实基础。在此基础上,通过三个微课题实施情况的观察,导师团队可准确把握每位新生的学习能力和研究特长,为将来确定每一位研究生的课题提供了最为重要的判断依据。
“精准识材”环节一般在新生入学时进行。但是,JEMPEL考虑到研究生个体禀赋的差异性,在该环节也进行了相应的差异化处理。主要包括以下几种特殊情形:
① 考虑到大四学年课程学习任务相对较轻,JEMPEL将本校免试研究生的精准识材环节提前到大四学年,从而使得这部分学生可以在后期具有更为充裕的课题研究时间;
② 对于硕士阶段培养基础较好的博士研究生,鉴于其已经具备较好的研究基础和明确的研究方向,一般可不参加精准识材环节的轮训,直接进行课题研究阶段。
需要特别指出的是,研究基础薄弱的博士研究生同样需要参加精准识材环节的轮训。
二、协同育才,设计个性化培养方案JEMPEL专业背景涵盖电机设计、电机控制和电力电子技术,应用领域包括电动汽车、新能源发电、轨道交通、伺服系统等。在精准识材的基础上,利用导师群优势,为每一位研究生设计有针对性的培养方案,实现导师负责制下的协同育才。根据课题的研究目标,JEMPEL将课题分为理论型和应用型两种类型。根据精准识材的结果,将研究生的研究基础(学习能力+研究特长)定性分为强和弱两大类。根据课题是否涉及学科交叉,将课题进一步分为单一型和交叉型两大类。最后,根据研究生的课题类型、研究基础和课题交叉性,提出了如表 1所列的“八分法材-教匹配模型”,据此对所有研究生进行分类并匹配相应的导师团队。
协同育才的关键在于突破了传统导师与研究生之间师徒关系的思维定式,充分利用JEMPEL现有的12位不同研究方向导师的群体优势建立图 3所示的新型协同指导体系。每位研究生除了受到自己导师的指导,还会受到与自己研究方向相关的JEMPEL其他老师的指导。对于课题涉及到交叉研究方向的研究生,JEMPEL通常会安排一位与其导师知识背景互补的年轻老师担任该研究生的副导师。对于研究基础较为薄弱的硕士研究生,JEMPEL会在导师、副导师的基础上,安排一位高年级博士研究生担任助理导师,承担一定的指导任务。对于研究课题偏向工程应用的研究生,还会从合作企业中为其聘请一位企业导师。为了加强研究生之间的相互交流,JEMPEL会安排研究方向相似的若干研究生组成项目组,并实行项目组定期组会制度。
协同育才环节还在全要素研究生培养方面做了有益的探索。通过建立助管组,集中管理所有成员名下的实验设备、实验场地等资源。同时,通过一定的设备采购、维护、分配机制,集中团队成员课题中的设备费用购买团队发展亟需的大型设备仪器等。上述资源面向JEMPEL所有研究生开放,实现设备、场地等资源的完全共享。通过全要素的充分保障,在导师、副导师、助理导师、企业导师、JEMPEL其他老师和项目组的协同指导下,实现了人才培养的同频共振,达到了协同育才的目的。
三、实践与成效通过精准识材和协同育才两个环节的设置,在研究生培养中实现了因材施教。通过本团队近15年的研究生培养实践,不仅将一批毕业于“双一流”“985”高校的学生培养成才,而且将一批普通高校、三本甚至大专院校毕业生培养为拔尖人才,取得了较为显著的效果。下面主要以部分个体禀赋较为薄弱的研究生为例来介绍其培养过程及效果。为了保护个人隐私,本文隐去相关研究生真实姓名。
“精准识材”环节准确识别了研究生的个体培养条件,特别是明晰了研究生的学习能力和研究特长。JEMPEL根据研究生的研究特长安排对应研究方向的课题,以便最大程度调动研究生对于课题的研究热情;根据研究生的学习能力确定课题的起步难度,既要防止课题起步难度过大让研究生望而却步,又要避免课题起步难度过低浪费时间。精准识材环节所挖掘的部分拔尖人才如表 2所示。
以博士生A为例,本科和硕士均毕业于地方普通本科院校,博士入学前长期从事辅导员工作,专业基础薄弱。但是,在精准识材环节,JEMPEL导师团队发现其对电机本体设计非常感兴趣,而且表现出了较强的学习能力。因此,导师团队对其进行重点培养。博士生A在毕业后,先后获全国优博提名、国家技术发明二等奖、国家自然科学基金重点项目等,入选科技部中青年科技创新领军人才和江苏省特聘教授。
“协同育才”环节充分调动了导师群、设备共享等优势,结合研究生的研究特长和兴趣合理安排课题,根据研究生的课题类型、研究基础、课题交叉性合理配置导师团队。这一环节使得很多研究基础薄弱的研究生选择了符合自己研究兴趣的课题,并得到导师团队有针对性的补强支持,多数取得了令人瞩目的成绩,见表 3所示。
以博士生F为例,其研究生首选专业并非电机。因此,在电机方面的研究基础较为薄弱。同时,考虑其对电机控制特别感兴趣,而其导师学科专长为电机本体设计,JEMPEL为其配置了电机控制方向的副导师。通过导师团队学科交叉补强,博士生F在博士课题研究后期爆发出显著的创新能力,成功获得2012年度全国优秀博士论文提名。在博士毕业后,博士生F先后获批国家优秀青年科学基金和国家自然科学基金重大项目课题,获国家技术发明二等奖。
四、几点体会在精准识材的基础上,以“材与教协同培养”的方法突破现有研究生培养过于依赖单一导师的思维定式,通过发挥优势科研团队中导师群学科交叉、资源集中管理和研究生团队多维复合等优势,制定个性化培养方案,在电机学科拔尖人才培养中取得了显著的培养效果。总结15年研究生培养中针对“精准识材”“协同育才”的探索与实践,我们有以下几点体会和认识:
(1) 精准识别和把握每个学生独特的个体禀赋,是实施因材施教的前提;
(2) 制定与其禀赋相匹配的个性化培养方案,扬长避短,是放飞学生创新潜力的关键;
(3) 一支知识结构配置合理的导师群体是实施“精准识材,协同育才”培养模式的基础;
(4) 资源共享、管理高效的团队是实施“精准识材,协同育才”的组织保障。
尽管本文介绍的“材与教协同培养”模式是针对电机学科拔尖人才培养所提出的一种新型研究生培养模式,但对其他工程学科拔尖人才培养同样具有借鉴意义。
[1] |
教育部.2009年全国教育事业发展统计公报.http://old.moe.gov.cn//publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_1485/201008/xxgk_93763.html.
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[2] |
教育部.2019年全国教育事业发展统计公报.http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s5147/202005/t20200521_457227.html.
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[3] |
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