研究生教育培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐

任小洪 熊興中

摘 要：研究生教育是國(guó)家高端人才培養(yǎng)的重要一環(huán)。本文以控制科學(xué)與工程為例，介紹了我校在研究生培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)、特色課程體系、課堂教學(xué)、科研能力和學(xué)術(shù)交流等方面的一些做法和體會(huì)。實(shí)踐證明，這些探索和實(shí)踐取得了良好效果，對(duì)達(dá)成研究生的培養(yǎng)目標(biāo)具有積極的意義。

關(guān)鍵詞：控制科學(xué) AI+課程體系 課堂教學(xué) 科研能力

四川輕化工大學(xué)始建于1965年的華東化工學(xué)院西南分院， 控制科學(xué)與工程學(xué)科相對(duì)于化工、化機(jī)起步較晚，1979年組建四川化工學(xué)院正式開啟自動(dòng)化學(xué)科歷程。2003年組建四川理工學(xué)院后，本學(xué)科發(fā)展步伐加快，2003年獲得了模式識(shí)別與智能系統(tǒng)二級(jí)學(xué)科碩士研究生授權(quán)資格，2010年獲得控制科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科碩士研究生授予權(quán)，成為川南地區(qū)唯一的控制科學(xué)研究生授權(quán)點(diǎn)。模式識(shí)別與智能系統(tǒng)是省重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科，自動(dòng)化專業(yè)是國(guó)家特色專業(yè)，本學(xué)科已成為學(xué)校最有活力、最有發(fā)展前景和極具特色的學(xué)科，是學(xué)校三個(gè)重點(diǎn)建設(shè)博士點(diǎn)的學(xué)科之一。本學(xué)科的快速發(fā)展得益于國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)控制科學(xué)與工程人才的大量需要，得益于學(xué)校對(duì)控制科學(xué)與工程學(xué)科建設(shè)的高度重視，得益于自動(dòng)化與信息工程學(xué)院對(duì)控制科學(xué)與工程學(xué)科建設(shè)的不斷探索和積極實(shí)踐。依托人工智能四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，始終把研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)放在首位，積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的培養(yǎng)模式，緊緊跟隨學(xué)科發(fā)展前沿，不斷深化課程體系建設(shè)，積極探索教學(xué)方法，強(qiáng)化學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)，堅(jiān)持以德樹人，厚德達(dá)理，勵(lì)志勤工，努力探索和實(shí)踐具有自身特色的研究生培養(yǎng)模式。

一、依托研究特色，著力構(gòu)建AI+控制學(xué)科課程體系

本學(xué)科2003年獲得模式識(shí)別與智能系統(tǒng)二級(jí)學(xué)科碩士授權(quán)點(diǎn)，與當(dāng)時(shí)我校在粗糙集理論、智能計(jì)算等方面的優(yōu)勢(shì)和取得的成果以及2001年獲建的人工智能四川省（高校）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室密切相關(guān)。從2004年招收第一屆模式識(shí)別與智能系統(tǒng)碩士研究生開始，研究生的培養(yǎng)工作就全部放在了人工智能實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)上。人工智能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的科研平臺(tái)，以人工智能前沿理論、方法及技術(shù)應(yīng)用為研究目標(biāo)，重點(diǎn)服務(wù)四川省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。在研究生課程體系的設(shè)計(jì)上，充分考慮了本學(xué)科教授前期在人工智能上獲得的研究成果，較為超前地設(shè)置了一些與人工智能密切相關(guān)的課程。如在專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)位課程設(shè)置，除考慮傳統(tǒng)的線性系統(tǒng)理論等外，將“智能計(jì)算”作為專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)位課。為適應(yīng)新一代人工智能發(fā)展，控制科學(xué)與工程學(xué)科+AI的發(fā)展趨勢(shì)，在近三年課程體系中加大了AI課程的比例，除原有的圖像處理、模式識(shí)別課程外，增加了人工智能導(dǎo)論、大數(shù)據(jù)分析、腦機(jī)接口技術(shù)、機(jī)器視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等課程，更加注重本學(xué)科與人工智能，大數(shù)據(jù)學(xué)科的交叉融合。由于一直依托人工智能平臺(tái)培養(yǎng)控制科學(xué)與工程研究生，無論學(xué)術(shù)型還是控制工程專業(yè)學(xué)位的研究生，其知識(shí)結(jié)構(gòu)和科研實(shí)踐大多與智能檢測(cè)、智能信息處理、智能控制和智能系統(tǒng)的構(gòu)建相關(guān)，充分體現(xiàn)了控制科學(xué)研究生的“智能”特色;另一方面，由于導(dǎo)師研究方向大都結(jié)合了人工智能的算法及系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，90%的研究生碩士論文選題都涉及控制科學(xué)、信息科學(xué)與人工智能的交叉融合研究，緊扣了控制科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，也適應(yīng)國(guó)家新一代人工智能發(fā)展戰(zhàn)略需要，培養(yǎng)的研究生也深受高新企業(yè)的歡迎，具有較強(qiáng)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，一次就業(yè)率幾乎都在100%，社會(huì)就業(yè)情況跟蹤調(diào)查反饋評(píng)價(jià)都為滿意。

二、產(chǎn)研融合，打造研究生培養(yǎng)科研團(tuán)隊(duì)

科學(xué)研究是學(xué)科建設(shè)的重要任務(wù)，也是培養(yǎng)研究生科研能力的重要途徑。科研團(tuán)隊(duì)是我國(guó)高等學(xué)校特別是研究型大學(xué)從事科學(xué)研究的一種重要模式[1]。現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)發(fā)展越來越呈現(xiàn)跨學(xué)科交叉的特點(diǎn)，通過科研團(tuán)隊(duì)融合的各類專業(yè)人才，有利于發(fā)揮多學(xué)科交叉的合力，在產(chǎn)研融合中解決企業(yè)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型升級(jí)重大課題。

目前，人工智能實(shí)驗(yàn)室擁有機(jī)器人工程、智能信息處理、圖像分析、智能電力、智能釀造等近8個(gè)研究室，每個(gè)研究室由相關(guān)領(lǐng)域教授、博士組成學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì)。為了更好服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，形成跨學(xué)科科研團(tuán)隊(duì)，以科研團(tuán)隊(duì)方式培養(yǎng)研究生，快速提升研究生的科研實(shí)踐能力。研究生跟隨導(dǎo)師自然融入各個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，開展相關(guān)課題研究，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)在學(xué)科、課題研究、研究生培養(yǎng)、學(xué)科多樣化等方面的聯(lián)合優(yōu)勢(shì)。例如，釀造工程是我校最具特色的學(xué)科，為了更好服務(wù)四川白酒產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，組建了智能釀造跨學(xué)科科研團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)近年承擔(dān)了四川省科技計(jì)劃重大科技項(xiàng)目“基于白酒產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)研究與集成 ”，十多名研究生參與其中。通過實(shí)施本項(xiàng)目，研究生申請(qǐng)發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠?0余項(xiàng)，其中1位研究生獲得四川省優(yōu)秀畢業(yè)研究生稱號(hào)，并獲優(yōu)秀畢業(yè)生校長(zhǎng)獎(jiǎng)學(xué)金。這種依托平臺(tái)上的科研團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)研究生的方法，能充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)、學(xué)科優(yōu)勢(shì)和集體智慧優(yōu)勢(shì)。

三、組織學(xué)術(shù)論壇，提升研究生學(xué)術(shù)交流能力

研究生學(xué)術(shù)交流能力是研究生應(yīng)具備的一種重要能力，也是研究生教育一項(xiàng)重要任務(wù)。新的培養(yǎng)方案中對(duì)研究生參加學(xué)術(shù)活動(dòng)提出明確的更高要求，參加學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)從原來的6次提高到10次以上。自動(dòng)化與信息工程學(xué)院每年舉辦春、秋兩季“非線性系統(tǒng)國(guó)際論壇”，專門邀請(qǐng)美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯等國(guó)學(xué)者及國(guó)內(nèi)985大學(xué)學(xué)者3-5名來學(xué)校做全英文學(xué)術(shù)報(bào)告，研究生有機(jī)會(huì)與國(guó)外學(xué)者面對(duì)面的交流，既開拓了研究生視野，又給學(xué)生提供了面對(duì)面與高水平學(xué)者交流的機(jī)會(huì)，也是學(xué)生提高專業(yè)英語聽說能力的好機(jī)會(huì);人工智能實(shí)驗(yàn)室每年舉行2-3次博士論壇，由新引進(jìn)博士主講，研究生參加，也是一種很好的學(xué)術(shù)研討交流的好機(jī)會(huì);此外，每學(xué)期至少組織2-3次研究生報(bào)告會(huì)，主要由高年級(jí)研究生對(duì)碩士論文研究進(jìn)展及成果進(jìn)行報(bào)告（中期報(bào)告），具有承上啟下的功用;此外，還有研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目等進(jìn)行學(xué)術(shù)交流等。學(xué)術(shù)交流形式包括PPT口頭報(bào)告、提問、回答問題以及座談?dòng)懻摰龋问蕉喾N多樣，氣氛輕松活躍，這些活動(dòng)既鍛煉了研究生學(xué)術(shù)報(bào)告能力和學(xué)術(shù)口頭表達(dá)能力，又創(chuàng)造了良好的學(xué)術(shù)氛圍，通過學(xué)生間的交流，碰撞思想火花，打破了學(xué)術(shù)的神秘感，讓學(xué)生感受到學(xué)術(shù)的樂趣，樹立學(xué)術(shù)自信。

四、改進(jìn)課堂教學(xué)，促進(jìn)研究生掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)

我國(guó)《高等教育法》中第十六條將研究生培養(yǎng)目標(biāo)定為“碩士研究生教育應(yīng)當(dāng)使學(xué)生掌握本學(xué)科堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，掌握相應(yīng)的技能、方法和相關(guān)知識(shí)，具有從事本專業(yè)實(shí)際工作和科學(xué) 研究工作的能力”[2]。第一學(xué)年的課堂教學(xué)仍是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。但現(xiàn)實(shí)情況看，不可否認(rèn)的是研究生中存一種趨向，就是輕課堂教學(xué)，認(rèn)為讀研究生是來做研究的，怎么還要上課呢？另一方面，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)卻難以吸引研究生對(duì)課堂教學(xué)的興趣，如何將研究生課堂教學(xué)與本科生教學(xué)模式區(qū)別開來，國(guó)內(nèi)各高校都有許多探索和實(shí)踐;從教師角度看，存在一種輕研究生課堂教學(xué)的問題。認(rèn)為研究生的課只需要提示性講一下就可以了，隨便布置幾個(gè)問題，討論討論就完了;另一種問題就是仍然采用滿堂灌的教學(xué)方式，沿用本科的教學(xué)方法，學(xué)生有一種上本科感覺，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)無望興嘆。這種雙向的負(fù)面影響導(dǎo)致了研究生難以掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)理論。為此，我們積極探索改進(jìn)教學(xué)模式，力圖提高教學(xué)效果。以機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論課為例，課程教學(xué)包括課堂講授、課堂討論、文獻(xiàn)查閱、章節(jié)作業(yè)、模塊機(jī)器人組裝、動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)Matlab仿真研究、NAO智能機(jī)器人的編程設(shè)計(jì)（Python）、ABB工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系及編程操作等綜合環(huán)節(jié)，課程考核除平時(shí)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)的考評(píng)外，必須提供3篇機(jī)器人學(xué)研究相關(guān)的論文。又如專業(yè)英語課，只有16個(gè)學(xué)時(shí)，怎么達(dá)到好的教學(xué)效果？我們的做法是把課堂專業(yè)英語學(xué)習(xí)與課外英語文獻(xiàn)閱讀結(jié)合起來。課堂老師講解精選的一些專業(yè)英語課文（當(dāng)然包括英文論文寫作方法），完全采用互動(dòng)教學(xué)方式，一個(gè)學(xué)生朗讀，另一個(gè)翻譯，每次老師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的閱讀翻譯，這樣幾乎每一個(gè)學(xué)生都有開口讀專業(yè)英語和當(dāng)場(chǎng)翻譯的機(jī)會(huì)，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)英語表達(dá)和翻譯鍛煉;而課外要求選至少10篇與自己研究方向相關(guān)的英語文獻(xiàn)，最好是SCI論文，并要求其導(dǎo)師簽字認(rèn)可（導(dǎo)師可以推薦要求閱讀的論文）。這樣把專業(yè)英語教學(xué)與專業(yè)文獻(xiàn)查閱、學(xué)生研究方向及學(xué)生導(dǎo)師的要求都結(jié)合起來，既豐富了專業(yè)英語學(xué)習(xí)內(nèi)容，又滿足導(dǎo)師對(duì)學(xué)生查閱文獻(xiàn)要求。此外，至少舉行一次全英文專業(yè)交流（不一定占用課時(shí)），每個(gè)學(xué)生選一篇閱讀過的英文文獻(xiàn)，向全班同學(xué)做英文介紹并回答同學(xué)和老師的英語提問。考試內(nèi)容除公共講解部分試題外（60%），老師將在每個(gè)學(xué)生自選的6篇文章中，任選1篇作為考試內(nèi)容（40%），因此，每個(gè)學(xué)生的閱讀部分的考試內(nèi)容都不一樣。通過這些措施，檢驗(yàn)學(xué)生專業(yè)英語學(xué)習(xí)效果，用足16個(gè)學(xué)時(shí)，讓學(xué)生有實(shí)實(shí)在在的收獲。

五、依托重點(diǎn)平臺(tái)，積極鼓勵(lì)研究生參加創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)

人工智能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為研究生提供了豐富的創(chuàng)新實(shí)踐條件，如何借助平臺(tái)資源，加快研究生科研實(shí)踐能力的提高，一直是我們探索實(shí)踐的課題。具體做法如下：（1）要快速轉(zhuǎn)變新進(jìn)研究生的本科意識(shí)，很重要一步就是通過導(dǎo)師引導(dǎo)進(jìn)入研究一種環(huán)境或狀態(tài)。由于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)形成了若干產(chǎn)研融合團(tuán)隊(duì)，為研究生進(jìn)入研究學(xué)習(xí)狀態(tài)提供了良好條件;（2）鼓勵(lì)參加全國(guó)研究生競(jìng)賽活動(dòng).近幾年，學(xué)校更加重視和鼓勵(lì)研究生參加全國(guó)研究生電子大賽、全國(guó)研究生石油裝備創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)研究生機(jī)器人大賽和全國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)計(jì)大賽”等，參加各項(xiàng)競(jìng)賽活動(dòng)的研究生幾乎覆蓋全部本學(xué)科學(xué)術(shù)型和專業(yè)學(xué)位研究生，部分研究生團(tuán)隊(duì)獲得了不錯(cuò)的獎(jiǎng)項(xiàng)。從參加競(jìng)賽學(xué)生反饋的情況看，此類競(jìng)賽活動(dòng)對(duì)培養(yǎng)研究生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神都起到了很好的作用;（3）設(shè)立研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目，為具有優(yōu)秀選題的研一新生提供資助，有效地助推這部分研究生科研能力的提高。研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目資助立項(xiàng)，要經(jīng)過立項(xiàng)答辯、專家評(píng)審、研究過程考核和答辯結(jié)題完整過程，是研究生科研能力的全過程訓(xùn)練。[3]

通過這幾年控制科學(xué)與工程研究生教育的實(shí)踐和探索，深刻體會(huì)到，培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的研究生人才，研究生教育工作任重道遠(yuǎn)。在研究生教學(xué)、研究生科學(xué)研究、研究生學(xué)術(shù)道德以及導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)等方面仍有許多新的課題需要研究和解決，培養(yǎng)出國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高素質(zhì)高水平的研究生人才還需我們不忘初心，繼續(xù)前行。[4]

參考文獻(xiàn)

[1]趙心恬，汪梅.依托優(yōu)勢(shì)學(xué)科先導(dǎo)性構(gòu)建研究生創(chuàng)新型培養(yǎng)體系---以西安科技大學(xué)控制科學(xué)與工程為例[J].高教學(xué)刊，2016，14：9-10.

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[3]梁棟.我國(guó)研究生教育發(fā)展回顧及反思[J].長(zhǎng)春教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2019（2），2Vol.35：52-54.

[4]王少華，張桂青，謝秀穎，等.研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)體系研究---以控制科學(xué)與工程學(xué)科為例[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（6），3，Vol.28：274-278.