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摘 要： 文章对结合虚拟仿真技术搭建工科硕士研究生科研平台的现状进行分析，阐述了结合虚拟仿真技术搭建工科硕士研究生工程科研平台的搭建途径，从学校、企业两方面总结出一套符合实际的工科硕士研究生虚拟仿真科研平台搭建方法，提出虚拟仿真和实物试验结合理论。
关键词： 研究生培养 虚拟仿真 科研平台
随着我国工科硕士研究生招生比例的不断提高，工科硕士课题的选题和相关科研试验平台建设尤为重要，因为硕士研究生教育与本科教育的最大区别在于培养人才过程中的科研性。目前，我国高等学校普遍不具有较大规模的与企业生产环境相仿的试验流水线。如何结合虚拟仿真搭建工科硕士研究生科研试验平台尤为重要，因为结合虚拟仿真环境可以在节省经费的同时使大部分科研试验具有完成条件[1][2][3]。
虚拟仿真技术就是利用计算机数据分析技术、计算机图形学、计算机系统动力学仿真技术等综合使用，在计算机里面构建出与现实空间接近的仪器和设备科研环境，从而在虚拟仿真环境中完成相关的理论和试验研究[4][5]。
1.工科硕士研究生试验平台的主要问题
1.1试验设备及平台建设费用高昂
工科硕士研究生课题的特点是具有科研创新性和应用性结合，基于此科研试验平台应该同时满足创新技术和理论试验需要，具有现有仪器设备的基本功能，这就导致相关试验设备评价价格高昂，是普通高等学校无法承担的，只有生产性企业才能负担设备建设费用。
1.2试验设备及平台日常维护费用高昂
由于工科硕士研究生的科研方向一般都需要具有生产实践意义，要获得试验数据一般需要生产线真实的生产验证，通过大量的生产试验验证获得数据及理论方法的正确性，这就要求研究人员在实际生产中进行分析总结，而生产费用和设备日常维护费用都十分高昂，即使高等学校也无法承受如此高昂的生产费用，更无法投入巨资维护这些设备平台，且平台建设很难在高校实现。
目前要实现这样的较大规模且具有较强现实意义的试验，只能通过协调相关生产企业进行开展，而企业对于新技术及工艺又相对保守，不愿意花费巨资进行常识性试验研究。
1.3硕士研究生现场操作能力不足
目前，我国的工科硕士研究生大多都是从普通高等教育的本科院校考入的，普遍缺乏现场调试、生产、试验经验，对于大型试验设备和生产设备都十分陌生，对于现场环境需要较长的周期才能适应。这些导致硕士研究生在企业真实生产环境平台开展相关科研试验时不熟悉其设备操作、运行的基本规律，容易导致误操作损坏设备，从而无法获取需要的试验数据和理论验证。
1.4缺乏企业有效支撑
企业的目标是追求利润，其社会价值是为社会创造就业机会和税收，为教育提供平台只是其辅助功能。所以，大多数企业不愿意让工科硕士研究生利用其生产线和生产设备开展实验性质的研究工作，这样既会耽误生产任务又容易导致设备不必要的损伤。所以，目前的高等学校工科硕士研究生课题普遍缺乏企业的有效支撑。
1.5研究生培养没和企业相结合
目前高等学校工科硕士研究生的课题普遍重视理论数据分析而忽视工程实际分析，这就导致其硕士课题没有和企业实际项目需求结合，企业没有积极性参与硕士研究生的培养。
2.虚拟仿真科研平台建设途径
2.1充分利用仿真软件资源
目前的仿真软件已经达到相当高的水平，所涉及的专业方向已经涵盖机械、电气、流体、加工、机器人等大部分工业领域，而且根据不同领域的特点，其仿真软件还具有不同的侧重方向。已有的仿真软件已经能够为开发设计人员提供和真实设备几乎一模一样的科研平台。科研人员可以通过虚拟仿真软件，构建起符合其试验要求的各种虚拟试验平台，从而在这些虚拟试验平台上进行创新理论和工艺方法的实验验证。
2.2利用国家基础虚拟仿真平台
中国政府建立了很多基础性的虚拟仿真国家级平台，例如中国超级计算中心、国家工程中心等，在这些国家级的虚拟仿真平台上，可以开展大型的虚拟仿真实验研究，通过这些政府提供的基础虚拟仿真资源，完成高校无法提供的相关实验验证。
2.3利用企业虚拟和实物科研平台
如果把一些实际工作能力和科研能力较强的工科硕士研究生，牵引到与其研究方向相近的企业技术岗位从事企业实际技术开发与研究，则既可以缓解企业在人才方面的不足，又可以提高研究生培养的质量。如果研究生在实际工作岗位上得到企业认可，就可以在毕业后直接到企业工作。
2.4学习国外在虚拟仿真平台方面的经验
欧美发达国家在虚拟仿真平台建设方面起步很早，美国早在上个世纪八十年代就开始国家级的虚拟仿真实验室建设，而且其在每个重要的高等学校还建有专业性的虚拟仿真实验室，为从事相关研究的人员提供基础虚拟仿真科研平台。
2.5通过硕士课题完成情况考察平台建设效果
科研通过硕士研究生科研课题和论文的完成情况，以考察虚拟仿真实验研究平台的建设效果，从而为平台建设提供更丰富的建设经验。
3.基于虚拟仿真的科研培养体系建立
3.1总体培养体系分析
可以从学校、企业两个方面，总结出一套符合实际的工科硕士研究生虚拟仿真科研平台搭建方法，提出虚拟仿真和实物试验结合理论。
3.2学校虚拟仿真科研平台的建立
高等学校可以通过购买虚拟仿真软件，初步搭建起科研平台建设的基础，然后让各个研究方向的硕士研究生导师根据自己的科研方向组织研究生开展基础性的平台建模工作，在基础性建模工作基础上，汇总各个大的科研方向的全部虚拟仿真成果，从而宏观上搭建起具有方向性的基础性虚拟仿真平台。学校可以为这些大的科研虚拟仿真平台提供基础性的服务器、建设工具软件、日常维护人员、数据调用存储平台，从而让其发挥最大效能。
3.3企业虚拟仿真科研平台的建立
企业可以根据自己对科研技术、工艺技术、人才方面的具体需求，选择性地搭建符合自己企业产品和技术路线的工程建模软件，然后与高校合作，利用高等学校优质的人才和技术优势，搭建起具有现实工程意义的虚拟仿真科研平台，从而利用这些平台开展企业新产品开发、新技术验证、新工艺规划工作，大大降低企业的研发和试验成本。对于在此类项目中表现优秀的硕士研究生，企业可以有选择性地让其毕业后留在企业继续从事相关科研工作，为企业提前培养出满足实际需要的高端技术人才，使企业的人才队伍更稳定。
4.工程实际能力培养“双结合”理念
把“双结合理念”（即学术研究与科研工程实例相结合；研究生科研实践与企业实际工具、手段相结合）作为理论知识和教育目标之间的“桥梁”，通过“双结合理念”把学术成果转化为工程实际能力，按照产生兴趣→初步了解→理解概念→深入思考→灵活运用的顺序建立培养方法，从而激发研究生从事实际工程科研活动欲望。在此基础上建立一套符合实际情况的工科硕士研究生工程实际能力培养体制。
通过虚拟仿真实验科研平台培养体系的建立，能够同时形成工科硕士研究生的“学术研究”和“工程能力”的培养方法、相关制度，完善工科硕士研究生工程实际能力培养的相关制度，提高研究生教育的工程实际能力培养水平。
参考文献：
[1]王国祥，戴琛，张春华.大型仪器设备服务本科生、研究生创新能力培养的研究与实践[J].科技资讯，2015（8）：174-175.
[2]高辉，王乃艳.智能电网虚拟仿真实验教学探讨[J].中国电力教育，2014（8）：87-89.
[3]邓兴升.虚拟仿真平台下摄影测量实践教学模式探索[J].测绘工程，2015（9）：154-155.
[4]肖文，陈勇.研究生导师组培养模式的实证分析[J].中国高教研究，2013（3）：8-9.
[5]杜建军.校企联合培养研究生的办学实践对全日制专业学位研究生培养的启迪[J].考试周刊，2013（3）：13-17.
课题来源：河北科技师范学院教学研究项目：工科硕士研究生科研创新能力培养方法研究
关键词： 研究生培养 虚拟仿真 科研平台
随着我国工科硕士研究生招生比例的不断提高，工科硕士课题的选题和相关科研试验平台建设尤为重要，因为硕士研究生教育与本科教育的最大区别在于培养人才过程中的科研性。目前，我国高等学校普遍不具有较大规模的与企业生产环境相仿的试验流水线。如何结合虚拟仿真搭建工科硕士研究生科研试验平台尤为重要，因为结合虚拟仿真环境可以在节省经费的同时使大部分科研试验具有完成条件[1][2][3]。
虚拟仿真技术就是利用计算机数据分析技术、计算机图形学、计算机系统动力学仿真技术等综合使用，在计算机里面构建出与现实空间接近的仪器和设备科研环境，从而在虚拟仿真环境中完成相关的理论和试验研究[4][5]。
1.工科硕士研究生试验平台的主要问题
1.1试验设备及平台建设费用高昂
工科硕士研究生课题的特点是具有科研创新性和应用性结合，基于此科研试验平台应该同时满足创新技术和理论试验需要，具有现有仪器设备的基本功能，这就导致相关试验设备评价价格高昂，是普通高等学校无法承担的，只有生产性企业才能负担设备建设费用。
1.2试验设备及平台日常维护费用高昂
由于工科硕士研究生的科研方向一般都需要具有生产实践意义，要获得试验数据一般需要生产线真实的生产验证，通过大量的生产试验验证获得数据及理论方法的正确性，这就要求研究人员在实际生产中进行分析总结，而生产费用和设备日常维护费用都十分高昂，即使高等学校也无法承受如此高昂的生产费用，更无法投入巨资维护这些设备平台，且平台建设很难在高校实现。
目前要实现这样的较大规模且具有较强现实意义的试验，只能通过协调相关生产企业进行开展，而企业对于新技术及工艺又相对保守，不愿意花费巨资进行常识性试验研究。
1.3硕士研究生现场操作能力不足
目前，我国的工科硕士研究生大多都是从普通高等教育的本科院校考入的，普遍缺乏现场调试、生产、试验经验，对于大型试验设备和生产设备都十分陌生，对于现场环境需要较长的周期才能适应。这些导致硕士研究生在企业真实生产环境平台开展相关科研试验时不熟悉其设备操作、运行的基本规律，容易导致误操作损坏设备，从而无法获取需要的试验数据和理论验证。
1.4缺乏企业有效支撑
企业的目标是追求利润，其社会价值是为社会创造就业机会和税收，为教育提供平台只是其辅助功能。所以，大多数企业不愿意让工科硕士研究生利用其生产线和生产设备开展实验性质的研究工作，这样既会耽误生产任务又容易导致设备不必要的损伤。所以，目前的高等学校工科硕士研究生课题普遍缺乏企业的有效支撑。
1.5研究生培养没和企业相结合
目前高等学校工科硕士研究生的课题普遍重视理论数据分析而忽视工程实际分析，这就导致其硕士课题没有和企业实际项目需求结合，企业没有积极性参与硕士研究生的培养。
2.虚拟仿真科研平台建设途径
2.1充分利用仿真软件资源
目前的仿真软件已经达到相当高的水平，所涉及的专业方向已经涵盖机械、电气、流体、加工、机器人等大部分工业领域，而且根据不同领域的特点，其仿真软件还具有不同的侧重方向。已有的仿真软件已经能够为开发设计人员提供和真实设备几乎一模一样的科研平台。科研人员可以通过虚拟仿真软件，构建起符合其试验要求的各种虚拟试验平台，从而在这些虚拟试验平台上进行创新理论和工艺方法的实验验证。
2.2利用国家基础虚拟仿真平台
中国政府建立了很多基础性的虚拟仿真国家级平台，例如中国超级计算中心、国家工程中心等，在这些国家级的虚拟仿真平台上，可以开展大型的虚拟仿真实验研究，通过这些政府提供的基础虚拟仿真资源，完成高校无法提供的相关实验验证。
2.3利用企业虚拟和实物科研平台
如果把一些实际工作能力和科研能力较强的工科硕士研究生，牵引到与其研究方向相近的企业技术岗位从事企业实际技术开发与研究，则既可以缓解企业在人才方面的不足，又可以提高研究生培养的质量。如果研究生在实际工作岗位上得到企业认可，就可以在毕业后直接到企业工作。
2.4学习国外在虚拟仿真平台方面的经验
欧美发达国家在虚拟仿真平台建设方面起步很早，美国早在上个世纪八十年代就开始国家级的虚拟仿真实验室建设，而且其在每个重要的高等学校还建有专业性的虚拟仿真实验室，为从事相关研究的人员提供基础虚拟仿真科研平台。
2.5通过硕士课题完成情况考察平台建设效果
科研通过硕士研究生科研课题和论文的完成情况，以考察虚拟仿真实验研究平台的建设效果，从而为平台建设提供更丰富的建设经验。
3.基于虚拟仿真的科研培养体系建立
3.1总体培养体系分析
可以从学校、企业两个方面，总结出一套符合实际的工科硕士研究生虚拟仿真科研平台搭建方法，提出虚拟仿真和实物试验结合理论。
3.2学校虚拟仿真科研平台的建立
高等学校可以通过购买虚拟仿真软件，初步搭建起科研平台建设的基础，然后让各个研究方向的硕士研究生导师根据自己的科研方向组织研究生开展基础性的平台建模工作，在基础性建模工作基础上，汇总各个大的科研方向的全部虚拟仿真成果，从而宏观上搭建起具有方向性的基础性虚拟仿真平台。学校可以为这些大的科研虚拟仿真平台提供基础性的服务器、建设工具软件、日常维护人员、数据调用存储平台，从而让其发挥最大效能。
3.3企业虚拟仿真科研平台的建立
企业可以根据自己对科研技术、工艺技术、人才方面的具体需求，选择性地搭建符合自己企业产品和技术路线的工程建模软件，然后与高校合作，利用高等学校优质的人才和技术优势，搭建起具有现实工程意义的虚拟仿真科研平台，从而利用这些平台开展企业新产品开发、新技术验证、新工艺规划工作，大大降低企业的研发和试验成本。对于在此类项目中表现优秀的硕士研究生，企业可以有选择性地让其毕业后留在企业继续从事相关科研工作，为企业提前培养出满足实际需要的高端技术人才，使企业的人才队伍更稳定。
4.工程实际能力培养“双结合”理念
把“双结合理念”（即学术研究与科研工程实例相结合；研究生科研实践与企业实际工具、手段相结合）作为理论知识和教育目标之间的“桥梁”，通过“双结合理念”把学术成果转化为工程实际能力，按照产生兴趣→初步了解→理解概念→深入思考→灵活运用的顺序建立培养方法，从而激发研究生从事实际工程科研活动欲望。在此基础上建立一套符合实际情况的工科硕士研究生工程实际能力培养体制。
通过虚拟仿真实验科研平台培养体系的建立，能够同时形成工科硕士研究生的“学术研究”和“工程能力”的培养方法、相关制度，完善工科硕士研究生工程实际能力培养的相关制度，提高研究生教育的工程实际能力培养水平。
参考文献：
[1]王国祥，戴琛，张春华.大型仪器设备服务本科生、研究生创新能力培养的研究与实践[J].科技资讯，2015（8）：174-175.
[2]高辉，王乃艳.智能电网虚拟仿真实验教学探讨[J].中国电力教育，2014（8）：87-89.
[3]邓兴升.虚拟仿真平台下摄影测量实践教学模式探索[J].测绘工程，2015（9）：154-155.
[4]肖文，陈勇.研究生导师组培养模式的实证分析[J].中国高教研究，2013（3）：8-9.
[5]杜建军.校企联合培养研究生的办学实践对全日制专业学位研究生培养的启迪[J].考试周刊，2013（3）：13-17.
课题来源：河北科技师范学院教学研究项目：工科硕士研究生科研创新能力培养方法研究