提升材料工程研究生培育质量的策略

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一、中国石油大学（北京）材料工程专业硕士研究生培养现状分析

（一）材料工程专业研究生调查分析

我们清醒地认识到，中国石油大学（北京）材料工程专业型硕士的培养刚刚起步，比起国外著名高校材料工程专业硕士研究生的培养存在较大差距。我们就材料工程专业的教学、实践、企业工作站科研与生活、毕业论文等方面存在的问题调查了已经毕业和在站的材料工程专业硕士研究生。学生普遍反映，与同一工作站其他高校的材料工程专业硕士生相比，中国石油大学（北京）学生在站时间为1年半至2年，其他高校学生大多为1年，中国石油大学（北京）学生在进入工作站之前已经开展了10周的工程实践训练，学生进入企业工作站所安排的研究课题相对较快，他们在进站工作中和工作站的员工接触非常融洽，都能够很快地适应工作环境，增长了社会见识，增强了沟通能力，而且企业工作站导师与校方导师之间有良好的沟通，学生能够很快地融入企业工作站的科研工作中。学生可以经常到油气田现场工作，对现场工作的认识更加深刻，现场工作经验非常丰富。学生也反映，尽管已有10周的工程实践经验，但是由于缺乏科研经验，导致进入课题研究的时间比较长，而工作站还很少对学生的课题研究进度进行考核和监督，致使课题的进展缓慢，最终影响论文的完成进度。工作站地点离学校较远，学生很少能回到学校和导师进行深入的面对面交流，致使导师对学生的研究情况不了解，而学生在研究过程中遇到的问题也不能得到彻底的解决，导致学生不能对课题进行深度的研究。在实际的课题研究过程中，由于现场工作条件测试手段的局限性，学生只能学会一些简单的检测技术，导致学生的学术深度不够。学生对目前的情况提出了自己的解决办法，包括：（1）研究生应带着项目进工作站，且在进入工作站之前，应该进行一些有关项目的培训工作；（2）要求进站研究生定期回学校汇报工作情况；（3）加强和工作站的沟通，由工作站抽查学生的出勤情况；（4）根据情况，实行专业型硕士研究生与不同的企业工作站实行双向选择；（5）在派遣学生进入工作站之前，应考察工作站的食宿医疗状况。通过分析，我们总结出专业型研究生培养过程中所存在的一系列问题：（1）由于专业型硕士研究生没有科研经验，不知道如何开展课题研究；（2）学校导师不知道每个研究生的具体研究内容、研究过程中存在的困难、课题进展情况、现场导师的指导情况等；（3）作为专业型硕士研究生应该掌握现代化的检测手段，并能够利用这些手段分析研究材料的性能、结构，但由于现场实验室的实验手段、仪器设备相对比较落后，导致现场的学生只是从事比较简单的金相分析、硬度分析、尺寸测量等没有科技含量的工作，这对于提高研究生的创新能力极为不利；（4）学生到现场后，认为自己不属于单位的工作人员，上班时间不去单位，甚至长期不到试验现场，缺乏自律性的学生没有把自己看做是一名研究生，工作积极性和主动性不够高，而现场导师也不能及时把他们的状况反馈到学校，导致学校、企业工作站和研究生之间缺乏相互沟通。由此可见，真正培养出市场紧缺的应用型人才，仅靠企业工作站明显不能满足要求。

（二）授课与学术交流的现状

专业型研究生区别于学术型研究生最主要的特征就是实践和应用能力。教育部指导意见明确指出专业学位研究生在校期间，必须保证不少于半年的实践教学，但受传统教学模式的影响，对在校研究生的培养大多仍然采用“教师授课—学生听课—考试”的本科化模式，即以教师为授课主体，将课本知识灌输给学生，或者教师布置要讨论学习的内容，让学生自己准备某一专题的内容，然后由该生讲授。这种传统的授课方式会导致学生专业知识面狭窄、综合能力低和学生充分利用学校和教师资源来提升自己的学习水平较低。从学术交流角度来看，研究生本是学科前沿的代表，应主动参与学术交流活动，但从实际情况来看，参与学术交流活动的研究生比例偏小，尤其是到工作站后参与学术交流的机会更少，大多以课题研究代替社会实践居多，不少学生没有安排实践，参与科研课题级别分布明显，牵头主持过课题的学生数量不多。可见，突出实践能力培养是全日制专业型研究生教育与学术型研究生教育区别之所在。因此，我们应对学生的学术交流、工程实践训练、企业站实习等问题制订切实可行的方案，提高学生创新能力。

（三）毕业论文现状

学位论文是研究生科学研究的重要成果，也是衡量研究生能否获得学位的重要依据之一。为了实现全日制专业学位研究生的培养目标，在评价学位论文质量时要摒弃以学术需求为导向的传统思维。专业学位论文不像学术学位论文那样注重原创性，而是侧重实践探索的创新，体现综合运用相关专业知识分析和解决实际问题，以及独立承担专业领域实际工作和管理工作的能力。此外，专业学位论文要突出社会性、经济性和实用性。专业学位论文必须立足于实践，在调查研究的基础上针对实践工作中需要研究的问题，或者制约某个部门、行业或企业发展所亟须解决的问题进行研究。再次，学位论文形式可以多种多样，可采用调研报告、应用基础研究、规划设计、产品开发、案例分析、项目管理、文学艺术作品等多种形式，主要体现专业型研究生运用知识解决实际问题的能力。专业硕士的培养目标是培养更多应用型、复合型的高层次专门人才，但并不是不要求了解最先进的分析手段，只是解决具体的问题即可。而已经毕业的2009级材料工程专业硕士学位论文远没有达到上述目标，其存在一定缺陷。譬如，一名学生开展二氧化碳驱输送系统腐蚀控制研究，主要针对近年来国内几大油田均进行二氧化碳驱先导试验后发现，二氧化碳驱过程中存在不同程度的腐蚀问题，导致某些工艺设施使用寿命仅为1~2年，为此必须开展缓蚀剂、防腐涂料等技术攻关以解决二氧化碳驱油注采输系统中金属设施的腐蚀问题。该生研究了二氧化碳驱采出水的腐蚀规律，针对二氧化碳驱的腐蚀条件，选择了多种材料进行筛选试验，确定了两种可行的金属材料，并筛选了缓蚀剂和防腐涂层。文中采用的实验手段包括压腐蚀挂片试验、高压腐蚀试验、腐蚀速率的测定、缓蚀剂合成及筛选试验、涂层优选试验。在论文中，只是开展了腐蚀试验，测定了腐蚀速率，没有提出较为创新性的试验。大多专业型硕士研究生论文都存在类似的问题，即创新能力不强、所从事的工作大多是企业工作站工作人员就可以开展的工作、所使用的仪器设备大多是比较普通的仪器设备，这表明专业硕士的培养环节仍缺乏创新能力的培养。

二、提高材料工程专业研究生培养质量的对策

（一）授课方式

要求在完善研究生专业基础知识结构的基础上以启发讨论式为主，辅之以其他多种形式的教学形式。在讲授基础知识后，以小组讨论的方式开展启发式教学。研究生在探讨问题的过程中，可以发表各自见解，同时将点滴的灵感融入集体配合协作之中。在授课内容上，授课教师根据学生在实际中需要掌握的知识去组织内容，提供若干参考教材、课程相关论文以及在相关学科中具有影响力或者有争论的论文给学生，扩大学生阅读面，跟踪最新的与课程相关的热门理论和实际应用情况，从而提高学生的创新能力。同时，授课教师可讲授学科前沿领域所面临的技术难题以及所对应的措施，使研究生少走些弯路，研究生学位论文也能够站在更高的起点，引导研究生进行深入思考。

（二）招生与录取对策

我们对报考材料科学与工程系的研究生大力宣传国家关于发展全日制专业学位研究生教育的各项政策，大力宣传经济社会发展对于应用型、高素质人才的迫切需要，大力宣传发挥好全日制专业学位硕士研究生作用对于促进我国经济社会又好又快发展的重要意义，营造良好的舆论环境，形成优秀人才踊跃报考专业硕士的氛围。同时增加全日制专业学位推荐免试的人数并给予相关的政策支持。报考专业型硕士研究生的学生优先录取，报考学术型研究生若不能被录取，没有机会转为专业型硕士研究生。录取为专业型研究生的，给予全日制专业学位更高的待遇，奖学金的评选也采取倾斜政策，全日制专业学位研究生所享受的待遇高于学术型硕士研究生。与此同时，由于专业型硕士研究生都要到工作站开展毕业论文或毕业设计工作，学校导师也希望招学术型研究生而不希望招专业型研究生，为此，应制定政策要求带学术型研究生的导师每年缴纳不同数额的配套经费，带的人数越多缴纳的数额越高，而指导专业型研究生不需缴纳任何费用，并且给予一定补助。

（三）制订合理的培养方案

材料工程以材料科学、机械和力学等自然科学学科为基础，主要研究材料的组织结构、合成与加工、性质和使用性能之间的关系，解决实际生产中出现的材料问题。随着我国油气资源勘探开发不断向高原、沙漠、山地和海域等地质条件比较恶劣的地区扩展，恶劣地质条件对油气装备用材料性能提出了更高要求，材料工程专业研究生需解决复杂油气田开采及储运过程中所面临的复杂难题，因此提出材料工程专业研究生应能够运用现代信息技术获取信息并进行调研分析的能力，应具有较强的综合运用材料工程专业理论和技术手段提出、分析并解决材料工程实际问题的能力，确定了几个培养方向。（1）腐蚀与防护工程：开展油气装备金属材料的H2S/CO2腐蚀机制与寿命预测研究，研究钢和耐蚀合金在高温高压H2S/CO2条件下的腐蚀失效机理及防护措施，解决油气安全生产所面临的关键问题。（2）高分子材料工程：基于高分子材料的微观结构与性能关系，通过分子结构设计、修饰新方法新技术，以高分子材料在高温高压高H2S/CO2介质中的老化机理为指导，开展高强、耐磨、耐腐蚀橡胶、涂层及工程塑料的研究与应用。（3）石油工程材料：基于材料科学理论，开发石油新型装备材料以及材料性能表征，满足日益苛刻的油气田环境对材料的要求。（4）先进功能材料：以材料的多功能化与智能化为目标，研发先进的功能材料及智能材料，满足现代高技术发展对先进功能材料的需求。要求专业硕士研究生入学后在学校导师和现场导师的指导下，明确研究方向、学习相关课程及进行资料和文献调查研究。每位硕士研究生在论文开题之前，必须阅读至少40篇与所从事的研究工作相关的文献，其中外文文献的数量不得少于15篇，并写出文献综述报告。工程硕士专业学位论文形式可以是工程设计、技术研究或技术改造、工程管理类型。论文工作应有明确的工程应用背景或来源于工程实际，有一定的技术难度，论文成果具有一定的先进性和实用性。对不同形式的论文有不同的要求，对于工程设计类论文，应以解决生产或工程实际问题为重点，要求设计方案正确、布局及设计结构合理、数据准确、设计符合行业标准；对于技术研究或技术改造类项目论文，要求分析过程正确、实验方法科学、实验结果可信；对于工程管理的论文，要求应有明确的工程应用背景，研究成果应具有一定经济或社会效益，统计或收集的数据可靠、充分，理论建模和分析方法科学正确。在入学后的第四学期开展中期考核，包括考核学生的选题与工程实际、工程技术和产业背景的关联度，对工程实际产生作用或价值，以及是否有利于解决当前工程实际、工程技术面临的难题，是否对产业有重要技术创新。考核学生课题的进展情况，如与开题报告时相比，完成课题研究工作的比例，是否在中期考核前取得相应科研成果；考核学生是否完成实践活动并提交实践报告；考核学生参加课题组内报告和参加国内外教授的学术报告情况，以及下一阶段工作安排的合理性和可行性，是否能按期完成课题研究，是否能按期完成学位论文等相关工作。

（四）工程实践课程的制订

中国石油大学（北京）材料工程研究生工程实践课程，安排在入学一年课程学习之后。以腐蚀与防护工程方向为例，我们开展10周的涉及腐蚀与防护相关的专业实习，是全日制硕士专业学位研究生了解油气田生产开发过程中石油装备材料与腐蚀防护技术专业知识的重要实践教学环节。通过现场材料与腐蚀工况、防腐措施的调研实习，辅以现场工程技术人员和教师的讲授等实践环节，熟悉油气田生产开发的主要设备和工艺流程，了解我国油气田生产开发过程中使用材料以及材料腐蚀与防护技术应用现状，增强学生对油田现场所使用的金属材料、非金属材料以及材料腐蚀与防护专业的感性认识，培养学生综合应用专业理论知识解决现场腐蚀与防腐问题的工程实践能力。通过专业实习，学生应达到以下基本要求：（1）了解井下管柱系统、井口装置与阀门、集输站场等关键部件的材质、腐蚀工况条件及腐蚀失效现象；（2）了解油田现场主要采取的控制或预防腐蚀的各种措施及其效果；（3）了解油田现场采取的腐蚀速度监测检测技术、腐蚀评定方法和标准；（4）总结油田现场腐蚀失效规律，分析油田现场发生腐蚀失效的可能原因和腐蚀机理，评价防腐措施的有效性。

（五）试验平台建设

重点是筹措经费建立研究生专用实验平台，大力开展实验教学，着力培养研究生的创新思维、实践能力和动手能力。在实验室环境、硬件设置、软件安装方面，按照研究生的教学和科研要求进行规划。如腐蚀与防护工程方向的实验室，设有制样室、常温常压室、高温高压室、电化学室、环境力学室等。近年来，学校加大投入，先后买入了多台电化学测量仪器、高温高压釜、慢拉伸试验机、拉扭疲劳试验机等，完全可以满足学生在腐蚀与防护工程方面的教学和科研需求，所提供的优质科研条件在研究生实践教学环节中得到了充分利用，使研究生科研能力及实践能力的培养更加系统和全面，极大地提升了材料工程专业研究生的科研创新能力和实践能力。

（六）企业工作站与学校优势资源共享，合作申报科研课题

重点是拓宽企业工作站与学校的沟通渠道，大幅增加前沿实践性、创新应用性课程，打通学校和企业工作站的沟通渠道，让三大石油公司相关机构参与大学课程体系建设。为此，学校组织导师深入三大石油公司相关机构实践基地考察调研实践课题，根据企业工作站对专业型研究生培养的目标要求完善课程设置体系，强化课程的实践创新性。与此同时，我们聘请了大量企业工作站的导师，让有丰富实践经验的专家教授走进课堂，讲授实践性质较强的课程，导师和学生共同探讨实践性课题中的设计、研究和问题等，依托各企业工作站实践基地或以实践基地为主组织研究生课程教学，让学生身临其境地学习、感受。学术型研究生主要从事自然基金项目的基础研究工作，专业型研究生的创新能力的提高，需要从具有高技术难度的技术难题入手，其中作为技术骨干参与国家863项目、国家科技部中小企业创新基金、科技部星火计划和国家科技部科技支撑计划等项目，对于提高研究生的创新能力具有巨大推动作用。我们与部分企业工作站已经开展了这方面的合作，取得了良好的效果。譬如，我们与一家企业共同申报国家科技部科技支撑计划，主要开展采输系统二氧化碳腐蚀控制关键技术研究，进入该企业工作站的学生主要围绕该计划开展如下工作。（1）开展二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀影响因素及影响程度研究：针对二氧化碳驱高含二氧化碳采出液性质，找出影响二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要因素。（2）产出井及集输系统耐二氧化碳腐蚀涂、衬层以及耐蚀材料的优选研究：针对二氧化碳驱体系的特点，研究玻璃钢环氧树脂内衬层、煤焦油环氧树脂防腐涂层、纳米陶瓷涂层、超高分子量PE内衬复合管、玻璃钢管、合金管等在该腐蚀体系中的耐蚀性能并优化耐二氧化碳腐蚀涂、衬层。（3）产出井及集输管线二氧化碳腐蚀体系缓蚀技术研究：在确定二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要影响因素的基础上，利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合二氧化碳驱腐蚀体系的缓蚀剂，并研究缓蚀剂可行的现场加注工艺技术。（4）产出井及集输系统阻垢技术研究：利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合不同部位的阻垢剂并研究阻垢剂的加注工艺技术。通过共同攻关，许多技术难题得到克服，研究生的创新能力得到极大提高。实践证明，共同合作申报科技攻关项目，让学生参与其中是切实可行的培养途径。

三、结论与展望

中国石油大学（北京）材料工程专业研究生招生名额达到总招生名额的60%，并且呈现出大量学生第一志愿报考专业型研究生的趋势。专业型研究生的就业需求旺盛，学生接受专业型研究生教育渐趋成为令人羡慕的一种选择，这与不断创新材料工程专业研究生培养机制密切相关。我们将不断探索更加行之有效的培养机制，把工作站导师、校内导师以及学生纳入共同攻关的整体体系中，定期在企业工作站与学校之间开展学术交流和技术交流，让学生充分发挥他们的积极性与主动性，把企业技术难题带到学校进行技术交流，把学校的攻关成果带到企业进行学术交流，搭建科学与技术的桥梁，更好地培养应用型创新人才。

作者：郑树启陈立强单位：中国石油大学（北京）材料科学与工程系