教研结合 培养研究生的创新能力

杨　静

(北京理工大学 信息与电子学院, 北京　100081)



教研结合培养研究生的创新能力

杨静

(北京理工大学 信息与电子学院, 北京100081)

经过长期的探索和实践,提出“以大平台,大团队,大项目为依托,将科研与教学相结合”的研究生培养机制。该机制将“培养研究生创新能力”与“具体科研过程”相结合,具体来说是将研究生的培养过程与科研的不同节点相结合,重点培养他们在科研实践中创造性解决问题的能力。所提出的研究生培养机制应用于2008—2014届信号与信息处理专业研究生的培养,取得了显著的效果。

教学科研相结合; 大平台; 大团队; 大项目; 创新能力

北京理工大学雷达技术研究所(下称研究所)承担了“信号与信息处理”、“目标探测与识别”2个二级学科的硕士、博士研究生的培养工作。由于研究所长期承担国家重大科研项目,并实行统一管理,逐渐摸索出“以大平台、大团队、大项目为依托,教学与科研相结合,培养研究生的创新能力”的方法,在完成国家重大科研项目的同时,培养了一批高层次创新型研究人才。

1　创新能力是研究生培养工作的重点

1.1研究生的创新能力是高层次人才培养的重点

近年来,本科教育的培养机制主要以“宽口径厚基础”为主,本科生一般具有较宽的理论基础知识,但专业能力相对较弱,对于运用知识解决问题没有感性认识和切身体会。针对这种现象,如何在研究生阶段把研究生培养成具有创新能力的人才,是研究生培养工作的重点。

雷达技术研究所经过长期的探索和实践,提出把研究生创新能力的培养与科研的全过程结合起来,在科研中强化创新能力的培养。以科研的全过程带动研究生培养机制的改革,有意识地把研究生的培养过程与科研的不同节点结合起来,重点培养研究生在科研中创造性地解决问题的能力。

先进的实验教学的内容、方法与手段应符合学生认知规律,有利于教育理念的贯彻,有利于学生实践积极性的调动,有利于学生实践能力、工程能力、科研能力和创新能力的培养[1-2]。

1.2研究生创新能力培养的主要内容

要培养研究生在面临一个新问题的时候,有非常强烈的解决问题的渴望和创新冲动,主动寻找解决问题的方法,这种创新冲动是研究生从事创新研究的原动力。其次,要有一套系统的、科学的方法,在未知的、纷繁复杂的局面中,把问题抽象、提炼出来,整理出需要研究的问题大纲。针对所要研究的核心问题,能够对已有的方法综合评估,找出各种方法的优劣,提出新的可能解决问题的途径,不断积累所需要的基础知识。并能够综合运用各种知识,创造性地提出解决问题的方法并加以实现。同时,所提出的解决方法必须在实践中进行严格、全面的检验。此外,在提出问题、解决问题的过程中,要具备各种口头、书面沟通的能力,以便在沟通中启发思想,产生创新方法。

在以上过程中,导师要做的不是帮助研究生解决一两个具体问题,而是要通过解决问题的过程,激发研究生的创新意识,使研究生掌握提出、分析、解决问题的方法。

3　集中管理研究生创新能力的培养

研究所通过承担多项创新性强、科技含量高的科研项目,圆满完成这些国家重大科研项目来培养研究生。研究所采用集中管理的大团队、大平台模式,科研、教学、学科建设工作均由研究所统一规划和管理,包括教师的科研、教学活动和学科建设平台均由全所统一管理。

研究生教育作为研究所科研、教学的重要组成部分,理顺实践教学管理体制,建立以信息、资源共享的管理平台,并在此基础上制定和完善统一的实践教学管理的规章制度和评价体系,提高实践教学管理水平和实施效能[3]。通过不断实践、总结,逐渐形成了以大平台、大团队、大项目为依托,教学与科研相结合,培养研究生的创新能力的模式。培养研究生的创新能力主要采取了以下措施。

3.1通过大团队氛围培养研究生强烈的创新意识和主动进取精神

多年的应试教育使很多本科生满足于被动接收书本知识,并在考试中取得好成绩的学习现状,对于学习的最终目的是要去解决问题却没有明确的认识。很多研究生刚刚入学的时候,常常把研究生阶段想象成又一个上课和考试阶段,没有树立研究生阶段要从事创新研究和主动进取的意识。

创新意识和主动进取是研究生从事创新性研究的基础,是一个人能否做出创新性成果的先决条件。为培养研究生的创新意识和主动进取的精神,通过研究所大团队的激励,首先促使研究生树立强烈的创新意识和主动进取精神。研究所在研究生刚刚入学的时候,要进行集中的入学教育,其中一个重要内容,就是介绍研究所多年来重要的科技创新成果,以及研究生在其中所起的作用。在开设的研究生课程中,主讲教师也会在课程教学中多次强调创新的意义和重要性,特别是创新意识和主动进取精神对创新性研究的重要意义,逐步激发研究生从事创新性研究的意识和主动进取精神。

在重大的科研项目中,各种困难和挑战层出不穷,很多问题如果不采用创新性方法是无法解决的。当研究生参与大项目之后,项目团队的成员，特别是负责人,会不断介绍项目进展过程中遇到的突出问题和解决的方法,并特别强调优秀研究生所完成的创新性成果。这一过程从研究生入学教育开始,贯穿整个研究生的培养过程,通过长期不懈的熏陶和努力,促使研究生逐渐建立强烈的创新意识和主动进取精神。

3.2通过大平台建立研究生课程体系,培养研究生扎实的基础理论

研究所将主要研究方向与国际先进研究内容结合,建立了比较完备的、高水平的研究生课程体系,为研究生进行创新性研究准备了扎实的基础理论,并促进了教师队伍水平的提高。如研究所的科研工作从雷达实时信号处理起步,逐渐发展到雷达制导信息处理、雷达对抗信息处理、光学/红外图像处理、雷达系统建模与仿真、雷达专用集成电路等多种新理论、新技术,并逐渐向新体制雷达系统的研究方向发展。师资队伍是高校发展的主体力量,是完成教学科研任务的主力军,高质量的教学和科研要有高水平的师资队伍作保障[4]。雷达技术研究所的主要教师在完成科研工作的同时,基于自身长期的科研实践经验以及对所从事相关科研领域的深入学习和了解,开设了比较完备的、高水平的研究生课程体系,主要包括硕士生、博士生课程共16门,其中:硕士生学位课2门:雷达系统导论、近代信号处理；硕士生选修课10余门:电子系统建模与仿真、数据融合、阵列信号处理、模式识别与SAR图像目标辨识、数字视频技术、高速实时信号处理器结构与系统、高性能DSP系统软件技术、可编程逻辑器件及VHDL设计技术、基于FPGA的数字信号处理技术、通信协议设计基础、卫星导航定位理论与方法等；博士生学位课3门:高分辨率雷达、高级图像处理、现代信号处理；博士生选修课2门:多维阵列信号处理、电子对抗原理。

以上课程基本涵盖了雷达系统、新体制雷达、雷达对抗、光学/红外制导、雷达系统建模与仿真、雷达专用集成电路、近/现代信号处理、高速实时信号处理等领域的热点问题,形成了比较完备的、高水平的研究生课程体系,为研究生创新性研究准备了必要的基础理论知识。

3.3采用启发式方法培养研究生创新思考能力

对于研究生来说,当面临一个新问题的时候,如何建立一套系统的、科学的方法,在未知的、纷繁复杂的局面中把问题抽象、提炼出来,是从事创新性研究工作的基本能力。教学方法是教师实施课堂教学一项最重要的软性工具,决定着学生的参与程度和互动效果[5]。

为培养研究生，特别是博士生提出问题的能力,在课程教学和科研实践中采用了启发式的方法。教师在指导学生实验过程中,不应像传统教学模式那样只是知识的传授者与灌输者,而应该是课程的设计者、组织者、引导者。教师的任务主要是引导和帮助学生形成思考、分析问题的思路,启发学生对自己的学习进程进行评价、反思,更多地激发学生的学习兴趣,帮助学生构建知识的意义[6-7]。例如,在雷达系统导论课程教学中,首先不断强调提出问题、理清问题头绪的重要意义；其次在讲解每个具体问题的时候,并不是平铺直叙地给出问题的答案,而是首先介绍问题的背景,并引导学生思考其中有哪些问题；此外,在课程中布置了大量的仿真作业,并在习题课上由学生利用多媒体向全体同学介绍自己的结果,由教师发问、点评。这些启发式的教学方法大大提高了研究生对于提出问题的重要性的认识,并引导他们逐渐掌握提出问题的方法。教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见指出,应“创新教育教学方法,倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学”,而教学方法创新的根本目的就在于提高教学质量[8-9]。

3.4理论联系实际,培养研究生分析问题、解决问题的实践能力

实验教学是高等教育教学的重要组成部分,在创新人才培养中占有重要的地位[10-12]。但仅仅教学实验还是远远不够的。在提出问题的基础上,研究生，特别是博士生要具备独立分析问题、解决问题的创新能力。这主要是通过理论联系实际,在国家重大科研项目实践中采用启发式方法来培养研究生分析问题、解决问题的创新能力。为达到这一目标,就要使研究生积极参与科研实践,锻炼在实践中运用知识、解决问题的能力。而国家重大科研项目则为研究生的科研实践提供了最好的舞台。

当研究生在科研中遇到困难的时候,教师并不是直接给出答案,而是采用启发式的方法,与学生一起分析可能存在的问题,并在这一过程中重点教授学生分析、思考问题的方法,使之具备举一反三、应用相应方法解决相关领域问题的能力。

3.5结合完成重大科研项目培养研究生严谨的科学学风

在重大科研项目中,研究生的科研成果要直接在项目中进行检验。由于重大科研项目对研究成果的严谨性、系统性、全局性有很高要求,研究生的成果要经过系统、周密的检验,由此可培养培养研究生严谨、科学的学风,以及系统性、全局性的思考习惯。

经过这种锻炼,研究生普遍养成了严谨、细致、周密的科研习惯,并逐渐建立了从全局出发、系统思考问题的思维方法。这种思维方式,能够使研究生在从事创新性研究时避免很多低级错误,并从全局性的角度统筹思考问题,避免因低级错误造成的失误和以偏概全等问题的发生,使研究生从事创新性研究的过程更加顺畅。

3.6通过大团队协作培养研究生的协作能力

由于雷达技术研究所采用大平台、大团队的管理模式,因此为培养研究生的学术交流、知识交融、分工协作能力奠定了基础。研究所内经常开展的不同课题组内部和相互之间的学术交流,促进了研究生学术交流能力的培养；研究生参与的科研项目在相关的不同项目组之间变化,促进了研究生的知识交融；在一些大项目中,多个不同课题组之间的分工协作促进了研究生合作能力的培养。特别重要的是,由于大项目通常都是多个课题组之间通力协作完成,“协作”发生在学习过程的始终,资料的搜集与分析、假设提出与验证、学习成果的反馈与评价都离不开协作[13]。这使研究生具备了在大团队中逐渐成长的经历,有利于提高研究生的胸怀、志向和眼光,有利于研究生在毕业后从事国家重大科研领域的研究。

4　人才培养成效分析

近年来,在这种教研结合、以大平台为依托的培养模式下,本学科研究生的培养质量不断提高,研究生的高端就业率也越来越高。高端就业是指毕业生受聘于国家部委下属企业、事业单位、科研院所、国家机关、世界500强等单位。研究生近3年高端就业情况见表1。

表1　近3年毕业研究生高端就业和入职时平均月薪情况

5　结语

研究所提出的“以大平台、大团队、大项目为依托,教学与科研相结合,培养研究生的创新能力”获得了北京市教学成果一等奖。在所提出的培养思想指导下,为国家培养了一大批创新能力强、综合素质好、严谨扎实、善于在重大科研项目中创造性地解决问题的高层次人才，有很多博士生在读期间就完成了国家重大研究课题,研究生毕业后在国防工业部门、中国科学院、高等院校、各军兵种,以及大唐、中兴、华为等地方企业,乃至Intel、TI、Motorola等世界知名企业，都做出了贡献。

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Combining teaching with scientific research and cultivating graduate students’ innovation ability

Yang Jing

(Beijing Institute of Technology, School of Information and Electronics, Beijing 100081, China)

Through exploring and practicing several years, this paper proposes a teaching scheme of “large platform, large team, and large projects” and “combination of scientific research and theory teaching” to cultivate graduate students. After applying this cultivating scheme on the graduate students of 2008 to 2014 majoring in signal processing, great cultivation effects of higher innovative abilities are gained.

combination of teaching and research; large platform; large team; large project; innovation ability

10.16791/j.cnki.sjg.2016.03.008

2015- 10- 19

北京理工大学实验室研究项目(2014BITSYC02)

杨静(1977—),女,山东五台，博士,实验师,信息与电子学院副院长,主要研究方向为信号与信息处理.

E-mail:yang_jing@bit.edu.cn

TP301

A

1002-4956(2016)3- 0026- 04