控制類研究生跨學(xué)科多層次創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索與實踐

［摘 要］隨著我國教育事業(yè)的快速發(fā)展和教學(xué)模式的變革，控制科學(xué)與工程專業(yè)研究生培養(yǎng)模式暴露出跨學(xué)科培養(yǎng)不足、理論與實踐脫節(jié)、創(chuàng)新與研發(fā)能力薄弱、聯(lián)合培養(yǎng)機制不完善、專業(yè)知識系統(tǒng)的整合有欠缺等問題，嚴重影響了研究生的全面發(fā)展和高層次人才的培養(yǎng)質(zhì)量。文章以遼寧石油化工大學(xué)的省級優(yōu)秀研究生導(dǎo)師團隊為例，闡述了“初級整合—深度滲透—系統(tǒng)創(chuàng)新”遞進式人才培養(yǎng)策略。實踐證明，該策略提升了研究生的研究能力、科研精神、創(chuàng)新實踐和團隊協(xié)作能力，進而提高了研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，也為其他高校提供了可借鑒的研究生跨學(xué)科多層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案。

［關(guān)鍵詞］控制科學(xué)與工程；研究生培養(yǎng)；創(chuàng)新能力培養(yǎng)；跨學(xué)科多層次；教育教學(xué)

［中圖分類號］G64 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）15-0160-05

隨著現(xiàn)代科技的日益發(fā)展，社會對高水平人才的需求越來越大。2020年7月，習(xí)近平總書記對研究生教育作出重要指示，強調(diào)研究生工作在培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高創(chuàng)新能力、服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展、推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化方面具有重要作用[1]。為深入貫徹落實習(xí)近平總書記的重要指示精神，進一步提升研究生跨學(xué)科教育的質(zhì)量，全國研究生教育會議于同年7月29日在北京召開，會議指出，研究生培養(yǎng)模式應(yīng)以人才培養(yǎng)為目標，以立德樹人為根本任務(wù)，深化碩士研究生培養(yǎng)模式改革，統(tǒng)籌構(gòu)建學(xué)術(shù)學(xué)位和專業(yè)學(xué)位協(xié)調(diào)發(fā)展、各具特色的研究生分類培養(yǎng)體系。2021年5月，時任教育部高校學(xué)生司司長的王輝也表示“要發(fā)揮高等教育人才蓄水池作用，適度擴大研究生招錄規(guī)模，著力培養(yǎng)更多應(yīng)用型、復(fù)合型人才”[2]。《中華人民共和國2021年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，2021年全年研究生教育招生117.7萬人（在學(xué)研究生333.2萬人，畢業(yè)生77.3萬人），較2020年的110.7萬人增長了7萬人。在政策引導(dǎo)和考研人數(shù)激增的當(dāng)下，研究生已然成為我國教育事業(yè)的中堅力量，但現(xiàn)階段研究生培養(yǎng)還存在理論知識水平與實踐能力發(fā)展不均衡、創(chuàng)新與研發(fā)能力薄弱等問題[3]，以至于部分研究生在畢業(yè)以后得不到用人單位的認可，找不到心儀的工作。因此，如何提高研究生的整體水平，使研究生在研究能力、科研精神、創(chuàng)新實踐和團隊協(xié)作等方面盡早得到提升，是高質(zhì)量應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容，研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)勢在必行。

在遼寧石油化工大學(xué)（以下簡稱我校）構(gòu)建的面向石油化工產(chǎn)業(yè)需求的控制類專業(yè)“一核心、兩驅(qū)動、三支撐、四遞進” 培養(yǎng)體系的引導(dǎo)下[4]，本文從研究生培養(yǎng)普遍存在的問題著手，提出有效提升控制科學(xué)與工程專業(yè)跨學(xué)科多層次研究生創(chuàng)新能力的方案。

一、研究生跨學(xué)科培養(yǎng)中存在的問題與挑戰(zhàn)

隨著我國綜合國力的不斷增強，研究生已然成為我國教育領(lǐng)域的中流砥柱。研究生的培養(yǎng)質(zhì)量直接關(guān)系到科教興國和人才強國戰(zhàn)略的實施和成效。然而，現(xiàn)階段研究生培養(yǎng)過程中仍存在諸多弊端，這些弊端不僅影響了研究生的全面發(fā)展，也制約了我國高層次人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

（一） 跨學(xué)科培養(yǎng)不足

在跨學(xué)科研究生培養(yǎng)過程中，跨學(xué)科理念尚未得到充分重視。導(dǎo)師和學(xué)生的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)相對單一，多數(shù)團隊仍采用傳統(tǒng)的“一名導(dǎo)師帶若干名研究生”的模式，導(dǎo)致學(xué)科之間的交流不足。過于規(guī)范的培養(yǎng)框架使得培養(yǎng)目標單一，培養(yǎng)過程過于側(cè)重專業(yè)化，忽視了跨學(xué)科融合的重要性。這種模式限制了對研究生在多學(xué)科視角下解決復(fù)雜問題能力的培養(yǎng)。

（二）理論與實踐脫節(jié)

在研究生培養(yǎng)過程中，部分高校過于注重理論知識的傳授，而忽視了實踐能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致研究生的理論知識水平與實踐能力發(fā)展不均衡。這種理論與實踐的脫節(jié)使得研究生在研發(fā)實際控制系統(tǒng)時能力不足，實踐、動手能力薄弱，畢業(yè)時的職業(yè)技能水平往往達不到崗位要求，難以滿足用人單位的實際需求，也降低了研究生的就業(yè)競爭力。

（三）創(chuàng)新與研發(fā)能力薄弱

現(xiàn)階段的研究生培養(yǎng)過程中，部分高校忽視了研究生參與科技競賽的重要性。參加科技競賽可解決學(xué)生主體地位欠缺、專業(yè)知識系統(tǒng)整合性不足、自主性學(xué)習(xí)能力差、興趣匱乏等問題。此外，培養(yǎng)過程中還存在“重結(jié)果輕過程”和“重個體缺合作”的現(xiàn)象，導(dǎo)致研究生的創(chuàng)新能力和團隊合作精神不足。

（四）聯(lián)合培養(yǎng)機制不完善

在研究生聯(lián)合培養(yǎng)方面，許多高校的教育理念不夠先進，機制體系不夠完善，存在“閉門造車”的現(xiàn)象。這使得研究生培養(yǎng)模式單一，目標不協(xié)調(diào)，培養(yǎng)質(zhì)量難以保證。不同專業(yè)、方向、層次的研究生無法得到因材施教的培養(yǎng)，限制了他們在各自領(lǐng)域的優(yōu)勢發(fā)揮。聯(lián)合培養(yǎng)機制的不完善也影響了研究生跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的合作能力與創(chuàng)新能力的提升。

（五）專業(yè)知識系統(tǒng)的整合有欠缺

現(xiàn)有的教育模式在研究生專業(yè)知識系統(tǒng)的整合方面存在明顯問題。大多數(shù)高校的培養(yǎng)目標單一，無法將理論素養(yǎng)與實踐能力有效結(jié)合。部分研究生往往只擅長撰寫理論論文，而無法將理論知識應(yīng)用到實際工作中。這種培養(yǎng)模式使得研究生難以提煉科學(xué)問題，掌握企業(yè)所需的高新技術(shù)，甚至無法發(fā)表高水平論文。這說明，研究生教育對專業(yè)知識系統(tǒng)的整合有欠缺，導(dǎo)致研究生在解決復(fù)雜實際問題時能力不足。

二、研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究與實踐

針對上述存在的問題，本研究以我校的省級優(yōu)秀研究生導(dǎo)師團隊（以下簡稱團隊）為示范點，提出跨學(xué)科創(chuàng)新能力發(fā)展的動態(tài)階段模型，制定“初級整合—深度滲透—系統(tǒng)創(chuàng)新”的遞進式人才培養(yǎng)策略，探索打破學(xué)科壁壘、實現(xiàn)知識融合創(chuàng)新的人才培養(yǎng)實施路徑，見圖2。

（一）跨學(xué)科人才引進與知識整合

團隊打破長期以來的固有學(xué)科認知慣性，積極吸納來自數(shù)學(xué)學(xué)科、計算機學(xué)科、通信學(xué)科和化工學(xué)科等不同學(xué)科的杰出教師，形成具有多學(xué)科背景的教師團隊，對研究生進行集體指導(dǎo)和協(xié)同培養(yǎng)。鼓勵團隊教師加強研究生跨學(xué)科培養(yǎng)的研究與探索，每周開展2～3次學(xué)科融合的相關(guān)講座，進行跨學(xué)科研究方法的分享。多學(xué)科導(dǎo)師在協(xié)同培養(yǎng)的過程中，突破了單學(xué)科的固有思維模式，產(chǎn)生了新穎的研究思路和方法。

與此同時，樹立多元開放的理念，引進具有不同學(xué)科背景的研究生，組建高質(zhì)量的學(xué)科交叉團隊，依托跨學(xué)科研究生培養(yǎng)目標和激勵政策，鼓勵研究生跨學(xué)科開展合作小組學(xué)習(xí)或舉辦學(xué)術(shù)交流活動，打破固有的專業(yè)思維，促進創(chuàng)新思維的發(fā)展。研究生通過相互交流學(xué)術(shù)思想、學(xué)科方法和專業(yè)知識，可拓展和豐富自身的知識體系，促使專業(yè)基礎(chǔ)和學(xué)科思維都得到鍛煉和提高。

（二）先進實驗裝置二次開發(fā)與深入研究

為了提高研究生的動手能力及創(chuàng)新能力，團隊以學(xué)生為中心，以國家聯(lián)合地方重點實驗室為平臺，充分利用引進的國內(nèi)外先進的實驗裝置，將研究生的科研、論文與實際應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)研究生的分析、研究和思考能力；組織研究生深度參與研發(fā)與創(chuàng)造，培養(yǎng)研究生的刻苦鉆研精神及發(fā)明創(chuàng)造精神。同時，團隊帶領(lǐng)研究生對實驗硬件設(shè)備的搭建以及軟件算法進行改進與創(chuàng)新，使研究生提高獨立思考、分析問題與解決問題的能力，讓每個研究生都能得到不同程度的體驗及收獲，實現(xiàn)研究生從會學(xué)到會做的質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

例如，引入國外三容水箱控制實驗系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上自主研發(fā)軟硬件，實現(xiàn)對水箱液位的快速精準控制。教師首先演示并講解實驗系統(tǒng)的流程與功能，然后要求研究生對實驗系統(tǒng)進行深入研究，將所學(xué)控制算法與儀器儀表、電子技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)相結(jié)合。這樣不僅能為研制適合的教學(xué)實驗系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)，幫助學(xué)生拓寬研究視野，拓展學(xué)生學(xué)識的深度和廣度，更能鍛煉研究生的實際操作能力。

（三）國內(nèi)外學(xué)術(shù)深度交流與聯(lián)合培養(yǎng)

積極鼓勵研究生參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議，赴知名高校進行學(xué)術(shù)探討，提升研究生的學(xué)術(shù)交流和自主學(xué)習(xí)能力，真正做到因材施教。邀請國內(nèi)外知名學(xué)者作報告，支持研究生積極參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議，將學(xué)術(shù)交流活動與培養(yǎng)過程關(guān)鍵節(jié)點相結(jié)合，增加學(xué)術(shù)交流和探討的機會，提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量。加大研究生聯(lián)合培養(yǎng)機制建設(shè)，提出教學(xué)相長的聯(lián)合人才培養(yǎng)計劃，實行“1+2”雙導(dǎo)師制的培養(yǎng)方式，與多所985、211類高等院校聯(lián)合制定學(xué)生研究方向規(guī)劃和科研聯(lián)合指導(dǎo)計劃，共同培養(yǎng)跨學(xué)科創(chuàng)新人才。

團隊邀請了重慶郵電大學(xué)、廣州大學(xué)、浙江大學(xué)、澳門科技大學(xué)和英國的拉夫堡大學(xué)、樸次茅斯大學(xué)等學(xué)校的知名學(xué)者來我校舉辦學(xué)術(shù)報告會，研究生通過聽取報告，拓展了自己的知識面，開闊了自身的學(xué)術(shù)視野，并與專家進行深度交流。團隊還派研究生參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議，如中國過程控制會議（CPCC）、IFAC會議、工業(yè)人工智能國際會議（IAI）和中國自動化大會（CAC）等，聽取大會報告并積極參與分會匯報，與同行進行學(xué)術(shù)交流。同時，團隊帶領(lǐng)研究生赴知名高校如東北大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)、浙江大學(xué)等進行學(xué)術(shù)交流。研究生通過聆聽著名學(xué)者的學(xué)術(shù)報告、參與國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議和赴知名高校進行學(xué)術(shù)交流，進一步增強了開展科研的信心與決心。

（四）多維度學(xué)科競賽隊伍組建與訓(xùn)練

團隊鼓勵研究生參加各類科技競賽，如中國研究生電子設(shè)計競賽、中國研究生數(shù)學(xué)建模競賽以及“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等。團隊本著“教學(xué)與實踐相結(jié)合”“教學(xué)與創(chuàng)新相結(jié)合”“教學(xué)與理念相結(jié)合”的宗旨，引導(dǎo)學(xué)生將理論與實際相結(jié)合，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實際動手能力，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實的學(xué)習(xí)態(tài)度和勇攀高峰、敢為人先的科學(xué)精神。同時，采用基于KSA理論（包括知識、技能、能力的理論模型）的“一體化”團隊協(xié)作訓(xùn)練模式，提升研究生的核心科技競爭力、團隊合作能力以及對企業(yè)及社會的專業(yè)價值能力。值得一提的是，團隊六名碩士研究生組成的隊伍以德國TTS20三容水箱控制實驗系統(tǒng)為基礎(chǔ)，自主設(shè)計與研發(fā)了高精度多功能過程控制實驗裝置，在中國研究生電子設(shè)計競賽和“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等賽事中獲得多項國家級和省級大獎。

（五）參與實踐活動與企業(yè)崗位鍛煉

為了充分發(fā)揮學(xué)科交叉與研究方向多元化的優(yōu)勢，提高研究生的“六邊形”能力，為他們在將來的工作中嶄露頭角奠定堅實基礎(chǔ)，團隊鼓勵教師和學(xué)生到企業(yè)參與生產(chǎn)實踐活動或管理工作，并與企業(yè)管理人員、工程師進行溝通互動，了解科技的進步和企業(yè)對人才的需求，以市場為導(dǎo)向改進教學(xué)內(nèi)容和研究方向。將培養(yǎng)的研究生派到企業(yè)進行實踐活動，旨在使企業(yè)的運營機制和崗位需求與高等院校的人才培養(yǎng)體系、人才培養(yǎng)目標相契合，通過協(xié)調(diào)、互動和分享的長期合作模式實現(xiàn)高校人才培養(yǎng)成果與用人單位的人才需求無縫對接。例如，團隊碩士畢業(yè)生席驍遜經(jīng)過團隊教師的指導(dǎo)，在學(xué)校實驗室進行汽車空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用測試，每月向企業(yè)匯報測試情況，與企業(yè)導(dǎo)師討論實驗中遇到的問題和解決方案。經(jīng)實習(xí)培訓(xùn)后，席驍遜正式入職浙江達峰科技有限公司，作為紐帶幫助團隊承接項目，并在項目中肩負起技術(shù)指導(dǎo)和總結(jié)匯報的任務(wù)。再如，團隊承接了某公司新能源汽車輪轂電機技術(shù)攻關(guān)項目，團隊教師作為生產(chǎn)設(shè)計過程中的技術(shù)專家與管理人員，負責(zé)進程規(guī)劃、技術(shù)指導(dǎo)和總結(jié)交流的任務(wù)，團隊研究生成為實際的設(shè)計工作者和實施者。這樣不僅提升了研究生的核心科技競爭力、團隊合作能力以及專業(yè)能力，更有效促進了學(xué)生綜合能力的提升，符合國家卓越工程師計劃的高要求。

（六）參與企業(yè)委托項目實施與成果總結(jié)

團隊鼓勵研究生積極參與企業(yè)委托項目的實施，了解相關(guān)項目的工藝和常規(guī)控制方案，學(xué)習(xí)相關(guān)軟件操作，從工業(yè)實際出發(fā)，發(fā)現(xiàn)企業(yè)需要解決的問題，找出技術(shù)屏障，結(jié)合理論知識，提出先進控制方法，提高生產(chǎn)過程的綜合自動化水平，獲得創(chuàng)新性成果。以博士研究生王詩棋為例，她在研究生學(xué)習(xí)期間參與了大連恒力石化150萬噸/年項目，不僅到現(xiàn)場參與開發(fā)與調(diào)試，還以此為背景發(fā)表了相關(guān)學(xué)術(shù)論文，把科研活動與生產(chǎn)實際有效結(jié)合在一起。再以團隊培養(yǎng)的博士研究生李輝為例，其針對注塑成型生產(chǎn)過程先進控制進行了研究，在IEEE多媒體匯刊和IFAC會刊等發(fā)表了相關(guān)學(xué)術(shù)論文10余篇，其中包括1篇ESI高被引論文，申請了發(fā)明專利5項，獲授權(quán)發(fā)明專利2項。

三、改革成果

團隊通過“初級整合—深度滲透—系統(tǒng)創(chuàng)新”的遞進式創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略，依托石油化工過程運行優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室，引入國內(nèi)外實驗系統(tǒng)，組織研究生深入研發(fā)與創(chuàng)造，對不同專業(yè)、不同方向的研究生因材施教，最大限度發(fā)揮每個人的優(yōu)勢。經(jīng)過多年實踐，團隊研究生科研勁頭和精神狀態(tài)有了明顯提升，跨學(xué)科研究能力與創(chuàng)新實踐能力顯著增強，就業(yè)與升學(xué)質(zhì)量逐年提高。

在與浙江大學(xué)、海南師范大學(xué)、遼寧科技大學(xué)和澳門科技大學(xué)等多所高等院校的多學(xué)科教師的聯(lián)合培養(yǎng)下，團隊已指導(dǎo)和正在指導(dǎo)的博士、碩士研究生達300余人。近五年，團隊指導(dǎo)的研究生在“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、中國研究生電子設(shè)計競賽、全國研究生數(shù)學(xué)建模競賽等賽事中獲得國家級、省級獎項達30 余項；獲得國家獎學(xué)金的有 9 人，獲校級優(yōu)秀學(xué)位論文的有 8 人、省級優(yōu)秀學(xué)位論文的有 2 人，獲省級優(yōu)秀畢業(yè)生的有4 人。近兩年，團隊更是實現(xiàn)了“強化學(xué)習(xí)在批次過程的控制問題中的應(yīng)用”項目研究零的突破，并申請了國家發(fā)明專利4項，獲授權(quán)軟件著作權(quán)3項，撰寫了高水平學(xué)術(shù)論文3篇。多名團隊畢業(yè)生在西北工業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、浙江大學(xué)、上海大學(xué)和英國的樸次茅斯大學(xué)等知名高校繼續(xù)深造，攻讀博士研究生學(xué)位，其余團隊畢業(yè)生大多在中石油和中石化公司及其研究院和設(shè)計院、國家管網(wǎng)集團北方管道有限責(zé)任公司自動化研究所、橫河電機（中國）投資有限公司、中國電子科技集團有限公司等知名企業(yè)和研究院所從事相關(guān)工作。

四、結(jié)語

本文對控制科學(xué)與工程專業(yè)研究生跨學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)存在的問題進行了分析，并分別從跨學(xué)科引進與知識整合、先進實驗裝置二次開發(fā)與深入研究、國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流與聯(lián)合培養(yǎng)、多維度學(xué)科競賽隊伍組建與訓(xùn)練、參與實踐活動與企業(yè)崗位鍛煉、參與企業(yè)委托項目實施與成果總結(jié)等六個方面，闡述了研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)策略，為其他高校提供了可借鑒的研究生跨學(xué)科多層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 習(xí)近平對研究生教育工作作出重要指示[EB/OL］.（2020-07-29 ）[2025-03-22］.https：//www.gov.cn/xinwen/2020-07/29/content_5531011.htm.

[2］ 教育部：適度擴大研究生、專升本招錄規(guī)模[EB/OL］.（2021-05-14 ）[2025-03-22］.https：//yz.chsi.com.cn/kyzx/kydt/202105/20210514/2068418465.html.

[3］ 薛名山，雷勝，歐軍飛，等.新時代理工科研究生人才的個性化培養(yǎng)與創(chuàng)新能力探討[J].教育教學(xué)論壇，2020（1）：59-60.

[4］ 柳強，常玲，施惠元，等.石化產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向的控制工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)體系構(gòu)建[J].化工高等教育，2024，41（3）：137-142.

［責(zé)任編輯：鐘嵐］