控制類研究生跨學科多層次創新能力培養探索與實踐

［摘 要］隨著我國教育事業的快速發展和教學模式的變革，控制科學與工程專業研究生培養模式暴露出跨學科培養不足、理論與實踐脫節、創新與研發能力薄弱、聯合培養機制不完善、專業知識系統的整合有欠缺等問題，嚴重影響了研究生的全面發展和高層次人才的培養質量。文章以遼寧石油化工大學的省級優秀研究生導師團隊為例，闡述了“初級整合—深度滲透—系統創新”遞進式人才培養策略。實踐證明，該策略提升了研究生的研究能力、科研精神、創新實踐和團隊協作能力，進而提高了研究生的培養質量，也為其他高校提供了可借鑒的研究生跨學科多層次的創新能力培養方案。

［關鍵詞］控制科學與工程；研究生培養；創新能力培養；跨學科多層次；教育教學

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

隨著現代科技的日益發展，社會對高水平人才的需求越來越大。2020年7月，習近平總書記對研究生教育作出重要指示，強調研究生工作在培養創新人才、提高創新能力、服務經濟社會發展、推進國家治理體系和治理能力現代化方面具有重要作用[1]。為深入貫徹落實習近平總書記的重要指示精神，進一步提升研究生跨學科教育的質量，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，研究生培養模式應以人才培養為目標，以立德樹人為根本任務，深化碩士研究生培養模式改革，統籌構建學術學位和專業學位協調發展、各具特色的研究生分類培養體系。2021年5月，時任教育部高校學生司司長的王輝也表示“要發揮高等教育人才蓄水池作用，適度擴大研究生招錄規模，著力培養更多應用型、復合型人才”[2]。《中華人民共和國2021年國民經濟和社會發展統計公報》顯示，2021年全年研究生教育招生117.7萬人（在學研究生333.2萬人，畢業生77.3萬人），較2020年的110.7萬人增長了7萬人。在政策引導和考研人數激增的當下，研究生已然成為我國教育事業的中堅力量，但現階段研究生培養還存在理論知識水平與實踐能力發展不均衡、創新與研發能力薄弱等問題[3]，以至于部分研究生在畢業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、創新實踐和團隊協作等方面盡早得到提升，是高質量應用型人才培養的重要內容，研究生創新能力的培養勢在必行。

在遼寧石油化工大學（以下簡稱我校）構建的面向石油化工產業需求的控制類專業“一核心、兩驅動、三支撐、四遞進” 培養體系的引導下[4]，本文從研究生培養普遍存在的問題著手，提出有效提升控制科學與工程專業跨學科多層次研究生創新能力的方案。

一、研究生跨學科培養中存在的問題與挑戰

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域的中流砥柱。研究生的培養質量直接關系到科教興國和人才強國戰略的實施和成效。然而，現階段研究生培養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展，也制約了我國高層次人才培養的質量。

（一） 跨學科培養不足

在跨學科研究生培養過程中，跨學科理念尚未得到充分重視。導師和學生的學科知識結構相對單一，多數團隊仍采用傳統的“一名導師帶若干名研究生”的模式，導致學科之間的交流不足。過于規范的培養框架使得培養目標單一，培養過程過于側重專業化，忽視了跨學科融合的重要性。這種模式限制了對研究生在多學科視角下解決復雜問題能力的培養。

（二）理論與實踐脫節

在研究生培養過程中，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，導致研究生的理論知識水平與實踐能力發展不均衡。這種理論與實踐的脫節使得研究生在研發實際控制系統時能力不足，實踐、動手能力薄弱，畢業時的職業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競爭力。

（三）創新與研發能力薄弱

現階段的研究生培養過程中，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生主體地位欠缺、專業知識系統整合性不足、自主性學習能力差、興趣匱乏等問題。此外，培養過程中還存在“重結果輕過程”和“重個體缺合作”的現象，導致研究生的創新能力和團隊合作精神不足。

（四）聯合培養機制不完善

在研究生聯合培養方面，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”的現象。這使得研究生培養模式單一，目標不協調，培養質量難以保證。不同專業、方向、層次的研究生無法得到因材施教的培養，限制了他們在各自領域的優勢發揮。聯合培養機制的不完善也影響了研究生跨學科、跨領域的合作能力與創新能力的提升。

（五）專業知識系統的整合有欠缺

現有的教育模式在研究生專業知識系統的整合方面存在明顯問題。大多數高校的培養目標單一，無法將理論素養與實踐能力有效結合。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用到實際工作中。這種培養模式使得研究生難以提煉科學問題，掌握企業所需的高新技術，甚至無法發表高水平論文。這說明，研究生教育對專業知識系統的整合有欠缺，導致研究生在解決復雜實際問題時能力不足。

二、研究生創新能力培養研究與實踐

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

（一）跨學科人才引進與知識整合

團隊打破長期以來的固有學科認知慣性，積極吸納來自數學學科、計算機學科、通信學科和化工學科等不同學科的杰出教師，形成具有多學科背景的教師團隊，對研究生進行集體指導和協同培養。鼓勵團隊教師加強研究生跨學科培養的研究與探索，每周開展2～3次學科融合的相關講座，進行跨學科研究方法的分享。多學科導師在協同培養的過程中，突破了單學科的固有思維模式，產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，引進具有不同學科背景的研究生，組建高質量的學科交叉團隊，依托跨學科研究生培養目標和激勵政策，鼓勵研究生跨學科開展合作小組學習或舉辦學術交流活動，打破固有的專業思維，促進創新思維的發展。研究生通過相互交流學術思想、學科方法和專業知識，可拓展和豐富自身的知識體系，促使專業基礎和學科思維都得到鍛煉和提高。

（二）先進實驗裝置二次開發與深入研究

為了提高研究生的動手能力及創新能力，團隊以學生為中心，以國家聯合地方重點實驗室為平臺，充分利用引進的國內外先進的實驗裝置，將研究生的科研、論文與實際應用相結合，培養研究生的分析、研究和思考能力；組織研究生深度參與研發與創造，培養研究生的刻苦鉆研精神及發明創造精神。同時，團隊帶領研究生對實驗硬件設備的搭建以及軟件算法進行改進與創新，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，實現研究生從會學到會做的質的轉變。

例如，引入國外三容水箱控制實驗系統，在此基礎上自主研發軟硬件，實現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的流程與功能，然后要求研究生對實驗系統進行深入研究，將所學控制算法與儀器儀表、電子技術、互聯網、無線通信網絡等先進技術相結合。這樣不僅能為研制適合的教學實驗系統打下良好基礎，幫助學生拓寬研究視野，拓展學生學識的深度和廣度，更能鍛煉研究生的實際操作能力。

（三）國內外學術深度交流與聯合培養

積極鼓勵研究生參加國內外學術會議，赴知名高校進行學術探討，提升研究生的學術交流和自主學習能力，真正做到因材施教。邀請國內外知名學者作報告，支持研究生積極參加國內外學術會議，將學術交流活動與培養過程關鍵節點相結合，增加學術交流和探討的機會，提升研究生培養質量。加大研究生聯合培養機制建設，提出教學相長的聯合人才培養計劃，實行“1+2”雙導師制的培養方式，與多所985、211類高等院校聯合制定學生研究方向規劃和科研聯合指導計劃，共同培養跨學科創新人才。

團隊邀請了重慶郵電大學、廣州大學、浙江大學、澳門科技大學和英國的拉夫堡大學、樸次茅斯大學等學校的知名學者來我校舉辦學術報告會，研究生通過聽取報告，拓展了自己的知識面，開闊了自身的學術視野，并與專家進行深度交流。團隊還派研究生參加國內外學術會議，如中國過程控制會議（CPCC）、IFAC會議、工業人工智能國際會議（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，與同行進行學術交流。同時，團隊帶領研究生赴知名高校如東北大學、西北工業大學、華東理工大學、浙江大學等進行學術交流。研究生通過聆聽著名學者的學術報告、參與國內外學術會議和赴知名高校進行學術交流，進一步增強了開展科研的信心與決心。

（四）多維度學科競賽隊伍組建與訓練

團隊鼓勵研究生參加各類科技競賽，如中國研究生電子設計競賽、中國研究生數學建模競賽以及“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽等。團隊本著“教學與實踐相結合”“教學與創新相結合”“教學與理念相結合”的宗旨，引導學生將理論與實際相結合，增強學生自主學習能力和實際動手能力，培養學生求真務實的學習態度和勇攀高峰、敢為人先的科學精神。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”團隊協作訓練模式，提升研究生的核心科技競爭力、團隊合作能力以及對企業及社會的專業價值能力。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為基礎，自主設計與研發了高精度多功能過程控制實驗裝置，在中國研究生電子設計競賽和“挑戰杯”大學生課外學術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崗位鍛煉

為了充分發揮學科交叉與研究方向多元化的優勢，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，團隊鼓勵教師和學生到企業參與生產實踐活動或管理工作，并與企業管理人員、工程師進行溝通互動，了解科技的進步和企業對人才的需求，以市場為導向改進教學內容和研究方向。將培養的研究生派到企業進行實踐活動，旨在使企業的運營機制和崗位需求與高等院校的人才培養體系、人才培養目標相契合，通過協調、互動和分享的長期合作模式實現高校人才培養成果與用人單位的人才需求無縫對接。例如，團隊碩士畢業生席驍遜經過團隊教師的指導，在學校實驗室進行汽車空調系統應用測試，每月向企業匯報測試情況，與企業導師討論實驗中遇到的問題和解決方案。經實習培訓后，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指導和總結匯報的任務。再如，團隊承接了某公司新能源汽車輪轂電機技術攻關項目，團隊教師作為生產設計過程中的技術專家與管理人員，負責進程規劃、技術指導和總結交流的任務，團隊研究生成為實際的設計工作者和實施者。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能力，更有效促進了學生綜合能力的提升，符合國家卓越工程師計劃的高要求。

（六）參與企業委托項目實施與成果總結

團隊鼓勵研究生積極參與企業委托項目的實施，了解相關項目的工藝和常規控制方案，學習相關軟件操作，從工業實際出發，發現企業需要解決的問題，找出技術屏障，結合理論知識，提出先進控制方法，提高生產過程的綜合自動化水平，獲得創新性成果。以博士研究生王詩棋為例，她在研究生學習期間參與了大連恒力石化150萬噸/年項目，不僅到現場參與開發與調試，還以此為背景發表了相關學術論文，把科研活動與生產實際有效結合在一起。再以團隊培養的博士研究生李輝為例，其針對注塑成型生產過程先進控制進行了研究，在IEEE多媒體匯刊和IFAC會刊等發表了相關學術論文10余篇，其中包括1篇ESI高被引論文，申請了發明專利5項，獲授權發明專利2項。

三、改革成果

團隊通過“初級整合—深度滲透—系統創新”的遞進式創新能力培養策略，依托石油化工過程運行優化與節能技術國家地方聯合工程實驗室，引入國內外實驗系統，組織研究生深入研發與創造，對不同專業、不同方向的研究生因材施教，最大限度發揮每個人的優勢。經過多年實踐，團隊研究生科研勁頭和精神狀態有了明顯提升，跨學科研究能力與創新實踐能力顯著增強，就業與升學質量逐年提高。

在與浙江大學、海南師范大學、遼寧科技大學和澳門科技大學等多所高等院校的多學科教師的聯合培養下，團隊已指導和正在指導的博士、碩士研究生達300余人。近五年，團隊指導的研究生在“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、中國研究生電子設計競賽、全國研究生數學建模競賽等賽事中獲得國家級、省級獎項達30 余項；獲得國家獎學金的有 9 人，獲校級優秀學位論文的有 8 人、省級優秀學位論文的有 2 人，獲省級優秀畢業生的有4 人。近兩年，團隊更是實現了“強化學習在批次過程的控制問題中的應用”項目研究零的突破，并申請了國家發明專利4項，獲授權軟件著作權3項，撰寫了高水平學術論文3篇。多名團隊畢業生在西北工業大學、東北大學、浙江大學、上海大學和英國的樸次茅斯大學等知名高校繼續深造，攻讀博士研究生學位，其余團隊畢業生大多在中石油和中石化公司及其研究院和設計院、國家管網集團北方管道有限責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和研究院所從事相關工作。

四、結語

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

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 習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與創新能力探討[J].教育教學論壇，2020（1）：59-60.

[4］ 柳強，常玲，施惠元，等.石化產業需求導向的控制工程專業學位研究生培養體系構建[J].化工高等教育，2024，41（3）：137-142.

［責任編輯：鐘嵐］