新工科背景下對抗式本科畢業(yè)課題設計

張遠龍 謝愈 劉揚

（[1]國防科技大學智能科學學院 湖南·長沙 410073；[2]海軍大連艦艇學院航海系 遼寧·大連 116001）

0 引言

自2017年以來，為了應對新一輪的全球科技革命以及產業(yè)變革，教育部積極推進新工科的相關建設，意在培養(yǎng)工程實踐能力強、創(chuàng)新能力突出、符合社會進步需求的多元化、復合型“新工科”人才；通過發(fā)展先后形成了“復旦共識”、“天大行動”、“北京指南”以及《關于開展新工科研究與實踐的通知》、《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》等多項理論成果。“新工科”的專業(yè)主要針對互聯(lián)網和工業(yè)智能等新興產業(yè)的相關專業(yè)，例如人工智能、云計算、大數據以及網絡安全等。

對于相關專業(yè)的高校以及大學生來說，國家對“新工科”的倡導既是機遇也是挑戰(zhàn)：能夠針對“新工科”建設，在本科生人才培養(yǎng)方面做出相應的變革，使所培養(yǎng)人才更適應與社會與科技的發(fā)展。當前社會的競爭壓力十分巨大，尤其是在互聯(lián)網行業(yè)，科技的發(fā)展、更新和換代通常呈指數級飛快遞增。幾周甚至幾天的時間所累積的性能差異往往直接決定了一個產品的成功與失敗。這也進一步加劇大學生難以適應當前快節(jié)奏、高對抗工作模式的壓力。為此，針對新時代大學生的使命擔當，達成新工科教育教學目標，論文以當前大學生畢業(yè)課題設計為抓手，開展對抗式本科畢業(yè)設計相關研究工作，旨在為本科畢業(yè)課題設計提出參考意見，使本科生的人才培養(yǎng)更加適應于當前社會激烈競爭和科技的快速發(fā)展。

作為本科生從高校到社會的最后一關，畢業(yè)設計是一項重要的內容，也是檢驗高校培養(yǎng)學生實踐、創(chuàng)新以及學習能力的一項重要指標。畢業(yè)設計一般主要包含選題、開題、中期檢查、撰寫論文以及畢業(yè)答辯等流程。畢業(yè)設計的選題是否合理，是學生的畢業(yè)設計能否高效率、高質量完成的關鍵。當前，絕大多數高校在畢業(yè)課題設計時仍然存在著諸多問題。論文首先對現(xiàn)有畢業(yè)設計存在問題進行剖析，然后提出面向新工科背景下的本科對抗式畢業(yè)課題設計思路，并進一步分析其有效性和可行性，最后對全文進行總結。

1 本科畢業(yè)課題設計存在問題

當前普通高校的工科類本科畢業(yè)設計論文普遍存在著質量下降的現(xiàn)象。造成這種問題的原因有多個方面，涉及學生、導師、學校、制度等多個方面的因素。其中，畢業(yè)課題的設計是一項重要因素，也是影響畢業(yè)設計論文質量的關鍵所在。當前本科畢業(yè)課題設計存在的主要問題有三個方面，主要是課題難度難以把控、課題重復陳舊以及缺少課題設計平臺。

1.1 課題難度難以把控

導師在畢業(yè)課題的設計過程中未能充分考慮學生自身水平差異，難以對課題的難度進行準確把控。一方面，相對過于簡單的課題又無法起到對學生能力的培養(yǎng)和鍛煉的作用，從而使得畢業(yè)設計成為形式化的內容；另一方面，難度較高的課題往往超出了學生的能力范疇，使學生無法順利完成畢業(yè)設計。此外，在本科畢業(yè)設計階段，不同的學生對自己畢業(yè)后的去向也有不同的規(guī)劃。比如，有的學生準備繼續(xù)讀研深造，有的學生準備就業(yè)或者出國深造，有的同學甚至對自己的未來就沒有清晰的規(guī)劃，只是人云亦云隨大流前進。此時，同樣一個課題，對于想繼續(xù)深造的同學來說是簡單的，對于想去找工作的同學來說則是困難的，而對于未能清晰定位自己的學生更是無所適從的。因此，這種情況下，傳統(tǒng)導師往往要么被迫需要根據學生的實際情況來調整課題的難度，要么學生只能放棄或者難以達到預期目標。

1.2 課題重復陳舊

由于當前信息傳播速度已產生飛速發(fā)展，不同高校、不同學院甚至不同導師間的信息共享變得越來越便捷。因此，有的導師在進行課題設計時，容易出現(xiàn)貪圖方便、不夠用心和重視的情況，直接從其他院校或自己往年的題目中簡單改造，甚至直接套用作為當年的畢業(yè)課題，從而導致畢業(yè)課題在選題設計上重復且陳舊。因此，這就在一定程度上制約了學生在進行畢業(yè)設計時的創(chuàng)新性，有的學生甚至直接拿來往屆的課題抄襲，無法充分發(fā)揮畢業(yè)設計的本來目的。但由于此種課題的設計往往對于導師和學生來說都是較為“輕松”的一種方式，因此在當前高校的本科畢業(yè)課題設計的過程中，普遍存在著課題重復陳舊的現(xiàn)象。

1.3 缺少課題設計平臺

許多本科生畢業(yè)課題設計的初衷是好的，但是課題中存在著許多不必要的重復性勞動或不屬于本專業(yè)的相關內容，課題的開展沒有繼承性和延續(xù)性。學生無法在前人的成果上繼續(xù)開展研究，多數情況下都需要被迫從零開始復現(xiàn)往屆學生的成果，這無疑消耗了學生的大部分時間和精力，甚至光是完成就已經是十分困難；能夠在前人的基礎上，再進一步實現(xiàn)改進和創(chuàng)新的本科畢業(yè)生更是極少，而這實際上才是大多數課題開展的初衷。造成此種現(xiàn)象的原因是缺乏穩(wěn)定、可持續(xù)更新的畢業(yè)設計平臺。一方面是，導師可以依托平臺進行豐富、有梯度階次的課題設計；另一方面，依托平臺，學生可以在前人的成果上進行延續(xù)性創(chuàng)新設計。

2 基于平臺的對抗式本科畢業(yè)課題設計

針對前一節(jié)中分析的當前本科畢業(yè)設計課題中普遍存在的問題，依據新工科背景下人才培養(yǎng)的要求，論文提出了一種基于對抗平臺的本科畢業(yè)課題設計思路，為新時代背景下新工科本科學生畢業(yè)課題的設計提供參考。

圖1：基于平臺的對抗式本科畢業(yè)課題設計思路

如圖1所示。對抗式本科畢業(yè)設計需要依賴對抗平臺進行，平臺的建設是一個循序漸進的過程。首先，在平臺設計之初，需要幾位導師或研究生對平臺的框架進行搭建，平臺的搭建需要具有對抗屬性，有進攻方也有防守方，或紅方和藍方；平臺還應該具有可繼承性，學生可以在平臺上學習和繼承前人的成果，也可以基于此成果進行自己課題的設計；平臺應該具有可擴展性，平臺應當是定期維護和更新的，可以不斷增加不同的對抗內容和更加貼近時代的功能。此外，平臺還應同時具備人人對抗與人機對抗的模式，并能夠進行難度的調整。

在進行課題設計時，應當設計具有一定對抗屬性的課題，例如導彈的突防與導彈防御，棋類AI算法設計，網絡安全與網絡突破等博弈類背景課題；也可以是比較算法效率、比較速度等競技類背景課題。在對抗平臺設計之初，平臺的設計本身也可以作為一項課題，本科生可以根據自身的需求設計相應的模塊，并在導師的需求下加以實現(xiàn)。

對于現(xiàn)有本科畢業(yè)課題設計存在的問題，對抗式的課題設計都可以有效解決。在課題難度方面，由于存在著人人對抗和人機對抗兩種模式，課題難度是可調整的，針對學生的不同需求，可以在同類型學生之間進行對抗，例如致力于科研的學生之間的對抗往往會碰撞出創(chuàng)新的火花。對于缺少對手的學生來說，可以以人機為對抗對象。在課題的重復老舊方面，第一是平臺在不斷的更新發(fā)展而且具有前人成果的繼承性，因此課題可以不斷的更新；相同的課題，內容也會逐漸地進步。由于課題的對抗性，不同的兩組學生在相同的課題開展過程中，研究工作也將會呈現(xiàn)出不同的特有屬性。

在畢業(yè)設計進行的過程中，由于課題的對抗性，需要對抗雙方定期更新自己的算法或策略，實現(xiàn)信息的更新。在進行論文答辯時，可以采取同時答辯的形式，現(xiàn)場進行紅藍對抗或競技，現(xiàn)場的對抗結果作為評定的一部分內容，并根據現(xiàn)場對抗的效果由答辯老師給予評分。

對抗式畢業(yè)課題設計平臺的建設不是一到兩個人可以在段時間內完成，往往需要一個教研室團隊進行建設，并在不斷的使用過程中進行更新。這種設計思路在建設初期一定是困難的，甚至存在著“前人栽樹，后人乘涼”的現(xiàn)象；但隨著平臺的成型，則可以在保證課題設計質量的前提下大量減少導師在課題設計時的工作量。同時本科畢業(yè)設計的時間較短，對于絕大多數新工科專業(yè)來說，學生無法深入地了了解課題的所有內容，此平臺能夠將學生的精力集中在對抗課題本身上，減少不必要的編程工作。

平臺除服務于本科畢業(yè)課題設計還可以服務于導師的科研工作，通過學生對算法的設計，導師課題從中汲取靈感，為自身的科研工作提供新的思路。同時，平臺的運營需要一個完整的團隊，有力于培養(yǎng)課題組的團隊協(xié)作能力，提高教師團隊的質量。

3 結論

在國家“新工科”建設的背景下，論文針對本科生畢業(yè)課題設計中存在的問題進行了調研和分析，對產生問題的原因進行了闡述。進一步，提出了一種基于對抗平臺的新工科背景下本科畢業(yè)課題的設計思路，為解決現(xiàn)有的本科畢業(yè)課題設計問題提供參考。論文的研究，將有助于推動本科畢業(yè)學生更好適應激烈競爭的科技發(fā)展環(huán)境，尤其是對于軍隊院校相關專業(yè)學員的對抗性思維進行增強鍛煉，使其更加適應當前軍隊的任職需求。