工科研究生開發類選題中科研能力的培養

戴瑜興　黃守道

[摘 要]針對工科研究生在開發類科研項目的選題和實施等環節上的困惑，本文結合自身科研和研究生培養的工作經驗，闡述了科研選題、申請、實施、結題等重要環節的特點、規范、工作內容和注意事項等，并強調指出：做學問必須圍繞科研，惟有通過科研工作才能培養科研能力；要盡量讓研究生直接參與科研的各個環節或承擔項目的子課題。

[關鍵詞]工科研究生；科研能力；科研立項申請；科研實施

[中圖分類號] G312 [文獻標識碼]Ａ[文章編號]1672-0717（2008）02-0136-04

一、引 言

科研能力是研究生獨立從事科學研究的能力,它是研究生所應具備的最基本的一種能力。具體而言,研究生的科研能力主要囊括了以下幾個方面^[1]:發現科學問題的能力；科學實踐能力；研究論文的寫作能力。

科研能力的高低是衡量研究生綜合素質的一個很重要的指標。加強研究生的科研能力培養既是時代提出的任務，也是高等教育改革的內在邏輯和本質需要。

二、工科研究生開發類選題能力培養的主要環節

研究生教育是高等教育的最高階段,反映了國家教育的精華。工科

研究生畢業后從事科研工作的能力高低直接影響我們國家整體的科研水平，因此高等學校在培養工科研究生的過程中要加強科研能力的培養^[2]。結合長期的科研開發工作的經歷和多年研究生培養的經驗，筆者認為培養和提高研究生的科研能力應從以下環節著手：科研立項申請(關鍵之一)；科研實施(關鍵之二)；知識產權申請(專利及軟件著作權)；發表科研論文；項目結題驗收,技術移交；成果鑒定(包括成果查新,檢測報告,研制報告,技術報告等)；成果報獎；成果轉化及產業化。

1-科研立項申請

科研立項申請包括可行性論證報告和填寫標書。可行性論證報告是科研選題的基礎和前提,要確保科研課題的創新性,科研選題可行性論證工作一定要充分具體^[3]。

第一,要做好文獻資料的調研論證工作,這是科研選題的基礎。文獻調研一方面可以向科技主管部門咨詢,了解國家科技工作的方針和政策。科技主管部門定期公布的“研究計劃綱要”、“項目指南”和“招標指南”,集中體現了國家對科研工作的具體要求,它是指導科研選題的重要依據,是選題的方向；另一方面可以通過科技主管部門指定的信息部門進行開題查新檢索,查新的結果具有權威性。另外,網絡資源是一個巨大的信息資源庫,它不僅方便快捷,更重要的是它具有時效性,每天都有數以萬計的科研信息在網上發布。

第二,要組織好專家論證,這是科研選題的質量保證。各學科的專家不僅具有豐富的專業理論知識,更具有寶貴的實踐經驗,他們紿終站在學科的前沿,是巨大而又不可多得的科研信息資源庫。科研人員可以通過作開題報告、答辯等多種形式,廣泛征詢有關專家的意見,反復修改,嚴把科研選題的質量關。

第三，要撰寫好標書,確保選題內容的準確表達。課題選好后,研究生的研究思路必須通過標書的形式表達出來。標書是評審專家及主管部門評審課題研究水平的唯一依據,其質量的高低是能否獲得資助的關鍵。這就要求研究生在填寫標書時,在形式上，填寫要規范、手續要完備;在內容上，必須利用標書充分闡明科研選題的意義、學術思路、研究方案和技術關鍵。

科研可行性論證報告的內容，一般包括以下幾個方面：項目名稱（如果一個大的課題里包括幾個小題，應加入小題名稱；若本題屬于某一大題中的子題，也應注明）；立項的背景與意義；國內外研究現狀與發展趨勢；項目實施主要內容、技術關鍵與創新點、預期目標；應用或產業化前景與市場需求；現有工作基礎，條件和優勢；項目的實施方案、組織方式與課題分解；進度安排與年度計劃內容；承擔單位和主要研究人員簡況；經費預算來源、使用計劃及還款能力分析；經濟、社會效益分析；備注。

2-科研實施

對于工科研究生開發類選題，科研實施的內容包括：總體方案設計；硬件設計及實現；軟件設計及實現；運行調試結果分析；技術資料歸檔(原理圖、源代碼、使用說明書)。

(1)總體方案設計。總體方案設計不好，可能出現致命的問題，造成的損失許多情況下是無法挽回的。產品性能的好壞特別是系統設計合理性、科學性、可靠性、穩定性都與總體方案設計密切相關。對于一個好產品，特別是大型復雜產品，總體方案的反復論證是不可缺少的。只有經過多次反復論證的方案，才能成為好方案。

總體設計方案內容主要有：開發的目的及主要功能；單板功能描述、單板邏輯框圖及各功能模塊說明；單板軟件功能描述及功能模塊劃分、接口簡單定義與相關板的關系；主要性能指標、功耗和采用標準。

在總體設計方案中，項目開發人員應勇于嘗試新的先進技術；應堅持采用開放性的硬件架構，把握硬件技術的主流和未來發展，在設計中考慮將來的技術升級；應充分里利用現有的成熟技術，保持產品技術上的繼承性；應在設計中考慮成本，控制產品的性能價格比達至最優。

(2)硬件設計及實現。首先要做的硬件設計工作就是進行硬件需求分析，硬件需求分析在整個產品開發過程中是非常重要的一環，它可以明確硬件開發的任務。硬件需求分析主要有以下內容：項目系統工程組網及實用說明；基本配置及其互連方法；硬件整體系統的基本功能和主要性能指標；硬件分系統的基本功能和主要功能指標；功能模塊的劃分；關鍵技術的攻關；外購硬件的名稱型號、生產單位、主要技術指標；主要儀器設備；可靠性，穩定性，電磁兼容討論；電源、工藝結構設計；硬件測試方案等等。

硬件需求分析完成后進行硬件總體設計，并撰寫總體方案書。硬件總體設計的主要任務就是從總體上進一步劃分各單板的功能以及硬件的總體結構描述，規定各單板間的接口及有關的技術指標。硬件總體設計主要有下列內容：系統總體結構圖及功能劃分；單板命名；系統邏輯框圖；系統各功能模塊的電路結構圖，電路結構圖及單板組成；單板邏輯框圖和電路結構圖；關鍵技術討論；關鍵器件。

硬件總體設計方案通過后就要著手購買關鍵器件，然后進行結構電源設計、單板總體設計。在以上任務都完成后，就要進行系統聯調了。系統聯調是整機性能的提高，穩定的重要環節，認真周到的系統聯調可以發現各單板以及整體上設計的不足，也是驗證設計目的是否達到的唯一方法。

如果聯調通過，項目要進行文件歸檔，準備好應該歸檔的文件。

在硬件設計及實現中，項目開發人員必須具備如下基本技能：由需求分析至總體方案，詳細設計的設計創造能力；熟練運用設計工具，設計原理圖，PCB板以及調試程序的能力；運用仿真設備，示波器等分析儀器調試硬件的能力；常用標準電路的設計能力；故障定位，解決問題的能力；文檔寫作能力。

(3)軟件設計及實現。軟件的設計及實現主要包括確定軟件功能框圖，編寫代碼，進行調試。

對于軟件編程過程中所用到的編程語言，編譯器的調試環境都需要熟悉。目前軟件開發語言主要采用C語言和匯編語言兩種，個別情況有用PLM的。軟件調試有兩種方法，它們是硬件仿真器和軟件仿真器。硬件仿真器主要用于開發初期目標板硬件系統尚未穩定器件的軟、硬件調試。當目標板穩定后仍可用仿真器調試，查找軟件疑難問題。軟件調試器一般是通過PC串口與目標板串口相連，通過目標板上監控程序下載程序在目標中進行調試，重點調試軟件的流程功能等，其前提條件是目標板硬件已經完全沒有問題，至少是CPU程序、RAM、串口等部分可正常運行。

要特別強調的是：在軟件設計開發過程中，要充分考慮中斷、主程序、子程序的功能、入口參數、出口參數、局部變量、函數調用的規范性和流程圖。在相關的通信協議，應說明物理層，鏈路層通訊協議和高層通訊協議如何定義。

(4)運行結果調試及分析。在系統聯調過程中，首先通過調試實現各模塊功能，然后，各模塊組合聯調。調試過程中，總會發生一些問題，以及在硬件設計、軟件設計時沒有考慮到的問題。此時，就需要多方查閱資料，以及在網上尋求幫助。在系統功能達到滿足后，還要對性能指標進行進一步論證。并詳細記錄調試過程中的實驗數據，以待日后分析。在調試過程中，可以對硬件做必要的調整。下次改版時，就可以把修正做到硬件中。

(5)技術資料歸檔(原理圖、源代碼、使用說明書)。項目調試成功后，將開發過程中所撰寫的文檔歸檔是非常有必要的，對于日后二次開發，或者借鑒相關項目經驗都是不無裨益的。對于該項目所取得的成果，可以進行專利申請。

3-科研結題

項目開發完成后，為了能讓自己的成果得到眾人的認可，為了能讓后續的技術開發人員更好地接替自己的工作，項目開發人員必須進行知識產權的申請，提交科研論文，撰寫好項目的結題報告，做好成果的報獎以及成果的轉化及產業化。

(1)知識產權的申請。隨著知識經濟發展和經濟全球化進程的加快，知識產權的重要性得到了歷史性的提升，國家的核心競爭能力日益體現為對智力資源和智慧成果的培育、擁有、配置和調控能力，所以申請知識產穿顯的尤為重要。知識產權的申請包括實用新型專利的申請、發明專利的申請和計算機軟件著作權的申請^[4]。

(2)科研論文的撰寫。科研論文撰寫必須做到以下幾點：選題要小題大做；論文的五個模塊要規范；題目要反映全文所作的工作，名稱要簡潔明確不宜過長，一看題目就知道做什么研究；摘要要反映四要素——目的、方法、結果、結論，摘要是全文的縮寫；關鍵詞：要符合詞條要求，每年均有新的詞條；英文：要注意英文題目、摘要、關鍵詞的規范性。正文：正文分為引言，主要內容和結束語。引言要論述為什么要做，主要內容要說明怎么做的，結束語（結論）要說明做得怎樣。參考文獻：要注意參考文獻中的格式、文中標注、參考作用、新、經典等。

(3)項目結題驗收及技術移交。項目完成后，要上交結題報告，并要做好技術移交的工作。在結題報告中要認真撰寫研究工作總結。技術移交所要做的工作有移交源代碼、硬件原理圖、Protel電路圖、軟硬件使用說明書等，這樣可以讓后續的技術開發人員更快地了解先前項目的設計思路，進一步進行修改。

(4)成果報獎，成果的轉化及產業化。成果報獎的范圍有國家、省部級獎勵；三大獎：自然科學獎、科技發明獎、科技進步獎。科研成果的轉化及產業化有利于企業經濟效益和社會效益的提高。胡錦濤總書記在視察中科院時強調加強與各創新單元，包括與大學、企業、行業的聯合與共建，并努力加強產學研的結合，形成完整、有效的創新價值鏈。為此，加強科研成果的轉化和產業化對我國的經濟發展是大有裨益的。

三、結束語

高等學校的首要任務是培育人才，而培育人才的關鍵之一是科研^[5]。做學問必須圍繞科研，惟有通過科研工作才能培養科研能力。要盡量讓研究生直接參與科研的各個環節或承擔項目的子課題，提高他們的科研能力。

提高研究生的科研能力是培養高層次研究生人才的重要環節，有助于研究生分析問題和解決問題能力的提高^[6],使學生不僅擁有豐富的專業知識,而且還擁有細致而又準確的觀察能力；精確而又嫻熟的操作能力；獨創而又敏捷的思維能力；新穎而又大膽的想象能力；深刻而又敏銳的評判能力；簡潔而又流暢的表達能力；沉著而又果斷的組織決策能力；友善而又謙和的團隊結協作能力^[7]，為他們成為一名合格的高級人才打下堅實的基礎。

[參考文獻]

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[2]曾華鋒,石海明,張茜.科研選題視角下研究生科研創新需培養的四種意識[J].高等教育研究學報，2007,(30):30-32.

[3]戴瑜興，鄭善賢.工學類研究生科研選題問題的探討[Ｊ]．實驗室研究與探索，2006，(11)：1500-1502．

[4]王景川.應高度重視培育和發展知識產權能力[J].中國經貿導刊,2007,（9）：35．

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[6]朱路芳.發揮科研在培養創新人才中的作用[J].國家高級教育行政學院學報,2000,(2):31-34.

[7]閻昌琪,王東旭,孫中寧.如何加強研究生科研能力的培養[J].黑龍江高教研究,2001,(5):73-75.

(責任編輯 黃建新)

The Cultivation of the Ability for Scientific Research

of Graduate Student in the College of Engineering

DAI Yu．xing，WANG Shou．dao

（College of Electrical and Information Engineering，Hunan University，Changsha，Hunan 410082，China）Abstract:Aiming at theconfusionof the graduate student of engineering at thelinks of the topic selection and the implementation of research projects,this paper expounds the characteristics , standards, contents and the points of topic selection, application, implementation and the end of subject. It thinks academic research must focus on the research. Only through scientific research can we cultivate ability for scientific research .We should have graduate students directly involved in the various aspects of scientific research and made some sub-topic researches.

Key words:postgraduate of engineering; ability for research; application for scientific research; implementation of scientific research