1. 引言
当今世界处于科技革命与产业革命迅速发展的大变局，培养适应行业发展的创新应用高层次人才迫在眉睫，而研究生教育是国家经济发展与科技创新的重要基石和内在驱动，促进了教育、人才和科技的一体化发展。党的二十大报告提出了创新是引领发展的第一动力这一重要论断，并强调要深入实施创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势[1]。中央人才工作会议提出，国家发展和民族振兴要依靠人才，要更加重视人才的自主培养[2]。高校是研究生人才培养的主阵地，因此，研究生创新能力的培养和探索不仅是高校一流学科建设的本质要求，而且为新时代中国式现代化的实现提供人才支撑。
创新能力是在某一科技领域具备的发明创新的综合实力，是由知识结构、专业素养、科研设备、研发经历、研发经验、经济水平和创新精神等七要素构成[3]。而材料科学与工程专业融合工程学、化学、计算科学和材料学等多学科，传统的单一导师局限性难以满足时代发展和研究生创新能力培养的要求。因此，通过研究生教育提高研究生创新能力以及服务经济社会发展迫在眉睫。为了提高研究生创新能力，武汉科技大学(以下称“我校”)出台了《优秀博士学位论文培育计划》和《“拔尖人才培育计划”实施办法》。我校材料科学与工程专业以国家战略需求为牵引，以企业发展遇到的工程应用问题为导向，基于产教融合对研究生创新人才培养进行了一些改革和探索，以期增强研究生的创新应用能力。
2. 产教融合的背景及必要性
研究生教育需要研究生将掌握的理论知识和实践技能用于问题研究，其本质在于研究生在实践中去研究或者探究以提高创新能力，而产业需求是创新突破的内在动力[4]。但是，高校普遍存在学位学科建设和产业需求衔接不够的问题，不利于研究生创新能力的培养。产教融合，是教育和产业联动，主要包括科技项目牵引、校企合作研发、人才协同培养等形式。国务院在2017年将深化产教融合列入年度深化经济体制改革重点工作。习近平总书记在2024年1月的中共中央政治局第十一次集体学习时提出要加快发展新质生产力，助力经济高质量发展[5]。产教融合是创新链、人才链、产业链、资金链深度融合的交汇点，是形成新质生产力的关键环节。因此，深化产教融合不仅是创新型国家建设的有效途径，而且是提高研究生创新能力和教学质量的必然要求。
我校是钢铁和冶金为学科特色的高校，该学科涉及较多高能耗的工序，其材料科学与工程专业具有较强的应用范围，在碳达峰碳中和(双碳)战略是我国实现高质量发展亟需的背景下，通过将研究生教育和产业需求深度融合，鼓励校企联合开展产学合作协同育人项目，组建碳达峰碳中和产教融合发展联盟，建设有利于节能减排的创新平台和开发降碳的新工艺新技术。因此，通过产教融合探索解决双碳高质量人才培养难题，为“双碳”目标实现具有现实性、紧迫性和重要意义。
3. 研究生创新能力培养的探索与实践
3.1. 优化课程体系构建多层次教学平台
产教融合是教育体系和产业体系的一体化互动，其基本特征是学习和工作互相结合，随着经济发展和产业优化升级，产教融合成为深化教育供给侧结构性改革的重要举措，这也是深入研究产教融合的理论基础。而课程体系是研究生进行课程内容学习的基础，各课程之间相互联系相互补充，传统研究生课程体系的培养方案落后，研究生的创新能力培养没有得到重视，大部分都是理论课，创新课程设置较薄弱，产教融合没有得到有效实施。针对研究生创新应用能力不足的问题，我校材料科学与工程专业构建了理论、实践和应用多层次教学平台。其中，理论教学平台开设传统的《高等金属学》《材料热力学与动力学》和《材料表面与界面》等理论课程，还开设了《材料与化工现代研究方法》《科学道德和学术论文写作》和《知识产权》等实践教学课程，也根据企业项目需求开设了《材料成型过程工艺优化》《金属材料制造与加工技术》等应用教学课程。实践教学团队可在省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室和湖北省实验教学示范中心等实践平台下完成。应用教学团队可在海洋工程材料服役安全湖北省工程技术研究中心、湖北省先进钢铁材料中试研究基地和武汉科技大学分析测试中心等应用平台下完成。理论、实践和应用多层教学平台均围绕产业需求进行课程学习，有利于提高研究生创新能力。
在保持传统的核心理论课程前提下，精简了研究生课题用的较少的《光电功能薄膜材料与器件》等课程，增加了较多的《金属加工过程的组织与性能控制》等实践类和应用类课程，并加强理论知识和实践应用的联系，使其互为补充互为促进。我校材料科学与工程专业教师通过与武汉钢铁有限公司和华菱涟源钢铁有限公司等企业的项目合作，将合作成果作为案例分析相继编写了《材料科学基础》和《钢铁质量及其构件失效分析》等教材，从而进一步优化课程体系，有利于深化产教融合。我校材料科学与工程专业研究生通过优化课程体系构建多层次教学平台的学习实践后，14名学生在2024年参加中国机械工程学会热处理分会的材料成型与改性的工程能力水平考试，获得了学会的认可并取得见习热处理工程师资格认证，提高了学生分析问题、解决问题的能力，其创新应用能力也得到较大提高。
3.2. 加强导师引导聚焦学科发展特色
高校中的研究生导师多是博士毕业或者博士后出站后直接进行教学工作和研究生指导，其偏向学术化缺乏企业经历和工程能力锻炼，研究生在遇到企业应用问题难以得到有效指导。因此，要让导师改变原有教学观念，重视产教融合对研究生培养的重要意义和积极作用，而不是片面的追求科研成果[6] [7]。要引导导师加强与企业的交流，这样不仅可以提高研究生的就业竞争力，还可以加快科研成果的转化，比如我校出台《武汉科技大学科技成果转化管理暂行办法》《武汉科技大学科研项目及成果分类分级认定办法》和《武汉科技大学关于推进有组织科研的实施意见》等文件，这些政策文件鼓励研究生导师主动对接企业需求，并对导师在职称评审、项目申报和评奖评优中予以倾斜，大大提高了导师参与产教融合的积极性。
我校是具有钢铁特色的院校，围绕“钢铁品质、社会英才”的总体目标，培养出富有实践能力、创新创业精神和具有一定国际视野的高素质应用型人才。材料学科应用范围广，积极开展行业交流，为中国腐蚀与防护学会常务理事单位，中国体视学会材料分会理事单位，湖北省热处理学会理事单位。导师在产教融合理念引导下，发挥学科优势，相继与宝武集团、武汉材料保护研究所、武钢襄阳重型装备材料有限公司和湖南钢铁集团达成战略合作并共建研究基地。2024年暑假，我校材料学部学子以“寻钢铁之魂，造高端材料，做时代脊梁”为主题，先后走访武钢集团有限公司、中钢洛耐院、广西柳州钢铁集团有限公司、新疆八一钢铁有限公司等8家国家重点钢铁企业，开展红色足迹追寻、校友寻访等活动，累积行程5500余公里，制作4万余字校友访谈实录，探究了碳达峰碳中和背景下现代化钢铁产业发展状况，撰写的《关于双碳背景下钢铁行业的未来发展》的调研报告获钢铁行业优秀成果奖，并在导师带领下深入企业，了解企业遇到的技术难题，针对难题进行攻关预研，在预研过程中遇到材料制备困难和经费不足等难题，通过导师与企业协调帮助得到解决，最终与华菱涟钢集团达成高强度高疲劳车轮用钢研发的项目合作意向。因此，通过加强导师引导聚焦学科特色，可使导师、学生和企业在产教融合中实现共同发展和提高。
3.3. 深化校企合作提高创新应用能力
建立产教融合、校企合作的技术技能人才培养模式有利于深化人才发展体制机制改革。习近平总书记在2021年的中央人才工作会议上提出要培养大批卓越工程师，以及调动好高校和企业两个积极性，实现产学研深度融合[2]。2024年11月，习近平总书记在武汉产业创新发展研究院考察时提出：实现高水平科技自立自强、发展新质生产力，对科技创新和产业创新融合提出了更为迫切的需求[8]。因此，深化校企合作已成为高校加强高层次创新人才培养的重要政策和必要手段，也是国家推进教育改革和提高研究生创新能力的重要制度安排和必由之路[9]。
我校材料科学与工程专业通过了国家的工程教育专业认证，在培养方案制定时希望学生富有实践能力和创新精神，同时要求导师要有工程应用背景，这样有利于实现产教融合。我校有材料专业教师从企业到高校，始终站在钢铁技术开发的前沿，努力攻克残余应力等难题，带领研究生从无到有开发残余应力检测设备，并将其应用到涟钢、鞍钢等企业。本人获得国家首批卓越工程师称号；研究生的创新思维在设备搭建和材料研发过程中不断被唤醒，其创新应用能力也得到较大提高。另外，还有研究生在导师指导和涟源钢铁集团科研项目推动下，通过对汽车用双相钢的研究开发，获得国家授权发明专利：利用热轧后形变亚结构提高多相钢综合性能的方法，其研究水平和创新能力获得了企业认可，研究生毕业后顺利进入涟源钢铁集团工作。因此，通过深化校企合作提高研究生的创新应用能力有利于人才培养和产业升级。
4. 实施效果
通过对研究生创新能力的培养和探索，我校材料科学与工程学科获批国家发改委2024年教育领域中央投资计划项目，总投资金额超过亿元，同时，本年度科研到账经费也过亿元；支撑了湖北省卓越工程师学院建设，与中冶南方、武钢有限、中冶武勘和大冶特钢等联合开展卓越工程师培养；主办了2024年科研与教育耐火材料国际论坛；获批了湖北省低碳冶金产业学院，还获批教育部产学研协同育人项目4项。我校材料科学与工程专业研究生在各学科竞赛中敢于拼搏发挥出色，参加由教育部主办的中国国际大学生创新创业大赛(2024)获国家级银奖1项、铜奖1项；参加由教育部主办的第十四届“挑战杯”秦创原中国大学生创业计划竞赛获国家级银奖1项；参加由中国学位与研究生教育学会主办的中国研究生“双碳”创新与创意大赛获国家级二等奖2项、三等奖3项；参加由中国机械工程学会主办的2024中国大学生材料热处理创新创业赛获得国家级二等奖2项、省级金奖2项。基于产教融合的研究生创新能力培养不仅达到了“以赛促学、以赛促教、以赛促建”的目的，还开阔了学生眼界，提高了学生的社会适应能力。
5. 结语
研究生教育是国家经济发展与科技创新的重要基石，产教融合可以有效衔接创新链、人才链、产业链、资金链的深度融合，是形成新质生产力的关键环节。因此，深化产教融合不仅有利于经济发展和产业升级，而且是提高研究生创新能力和教学质量的必然要求。而材料科学与工程专业紧密联系工程实践，具有较强的应用范围，通过围绕产业需求构建的理论、实践和应用多层教学平台进行课程学习，有效地提高了研究生创新能力。产教融合的实施也对导师的专业素养和实践能力提出了较高要求，要以国家战略需求为牵引，以企业发展遇到的工程应用问题为导向，为研究生培养提供坚强支撑。总之，基于产教融合提高研究生创新能力是需要统筹安排和长期坚持，在培养过程中要不断探索改革、勇于创新，这也是建设创新型国家的应有之义。
基金项目
湖北本科高校省级教学改革研究基金项目“面向低碳冶金产业链的材料类拔尖人才培养体系研究”(项目编号：2024225)；湖北新工科实践教学建设基金项目“面向低碳冶金产业链的冶金类专业实验教学体系研究”(项目编号：XGK03040)；武汉科技大学研究生教学改革研究基金项目“产教融合驱动双碳背景下探索研究生创新能力培养”(项目编号：Yjg202443)。