控制科學(xué)與工程學(xué)科建設(shè)的探索與實踐

摘要：在概述當(dāng)前控制科學(xué)與工程學(xué)科現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了我國控制科學(xué)與工程學(xué)科建設(shè)中需要重點研究和闡述的幾個問題，探討進(jìn)一步推進(jìn)學(xué)科發(fā)展的措施和建議。

關(guān)鍵詞：控制科學(xué)與工程；學(xué)科體系；學(xué)科建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）46-0216-02

自動化是一門涉及學(xué)科較多、應(yīng)用廣泛的綜合性科學(xué)技術(shù)。在我國研究生培養(yǎng)體系中，自動化對應(yīng)的一級學(xué)科“控制科學(xué)與工程”下屬有七個二級學(xué)科：“控制理論與控制工程”、“檢測技術(shù)與自動裝置”、“系統(tǒng)工程”、“模式識別與智能系統(tǒng)”、“導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制”、“企業(yè)信息化系統(tǒng)與工程”和“生物信息學(xué)”。控制科學(xué)與工程對相關(guān)學(xué)科的發(fā)展起到了有力的推動作用，并在學(xué)科交叉與滲透中表現(xiàn)出突出的活力。例如：它與信息科學(xué)和計算機科學(xué)的結(jié)合開拓了知識工程和智能機器人領(lǐng)域。同時，相鄰學(xué)科如計算機、通信、微電子學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展也促進(jìn)了控制科學(xué)與工程的新發(fā)展，使控制科學(xué)與工程學(xué)科所涉及的研究領(lǐng)域不斷擴大。

一、我國控制科學(xué)與工程學(xué)科的現(xiàn)狀

控制科學(xué)與工程學(xué)科經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在諸多方面取得了一些重要的進(jìn)步。控制理論以動態(tài)系統(tǒng)為主要研究對象。20世紀(jì)80年代以來，計算機、網(wǎng)絡(luò)和通信等信息技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)有的控制理論提供了廣泛的應(yīng)用空間，同時也帶來了巨大的挑戰(zhàn)，促使控制理論自身的發(fā)展，也催生出新的學(xué)科增長點。控制理論方面，在魯棒控制、非線性控制、離散事件動態(tài)系統(tǒng)、量子控制等方面都取得了重要進(jìn)展。隨著20世紀(jì)40年代計算機的出現(xiàn)以及50年代人工智能的興起，人們當(dāng)然也希望能用計算機來代替或擴展人類的部分腦力勞動。模式識別在20世紀(jì)60年代初迅速發(fā)展并成為一門新學(xué)科。在生物信息學(xué)方面，在高通量組學(xué)數(shù)據(jù)的處理、計算基因組學(xué)的研究、醫(yī)學(xué)群體遺傳學(xué)中的生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)與亞細(xì)胞定位上、生物分子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與分析等方面有了重要進(jìn)展。機器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘方面，研究涉及提高學(xué)習(xí)系統(tǒng)泛化能力、樣本標(biāo)記問題、降維與度量學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、在視頻與圖像分析方面的應(yīng)用。腦-機接口就是要實現(xiàn)生物腦與電腦之間的直接對話。基礎(chǔ)理論研究與實驗研究并重是腦-機接口研究的重要特點。腦-機接口研究是一個全新的領(lǐng)域，許多方面的問題還有待于深入地研究。在醫(yī)學(xué)信息學(xué)、分子影像方面，多模態(tài)分子影像成像理論方法與關(guān)鍵技術(shù)、分子探針與藥物研發(fā)、分子影像驗證與應(yīng)用是現(xiàn)在的研究熱點。導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制學(xué)科一直突出為國防、航天服務(wù)的特色，注重理論與工程實際的結(jié)合，重視高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，建立起一支梯隊結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)方向穩(wěn)定、能打“硬仗”的科研隊伍。半個世紀(jì)里，導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制學(xué)科先后開辟出導(dǎo)航技術(shù)、飛行控制、精確制導(dǎo)等研究方向。以自動化、電子、計算機、控制工程、信息處理為研究對象，以現(xiàn)代控制理論、傳感技術(shù)與應(yīng)用、計算機控制等為技術(shù)基礎(chǔ)，以檢測技術(shù)、測控系統(tǒng)設(shè)計、人工智能、工業(yè)計算機集散控制系統(tǒng)等技術(shù)為專業(yè)基礎(chǔ)，同時與自動化、計算機、控制工程、電子與信息、機械等學(xué)科相互滲透，主要從事以檢測技術(shù)與自動化裝置研究領(lǐng)域為主體的、與控制、信息科學(xué)、機械等領(lǐng)域相關(guān)的理論與技術(shù)方面的研究。檢測技術(shù)與自動化裝置的應(yīng)用基礎(chǔ)是扎實的理論基礎(chǔ)以及科研和工程實踐過程中不斷積累的新技術(shù)使用技能和知識；隨著自動化系統(tǒng)規(guī)模和新技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴大，加上學(xué)科基礎(chǔ)理論和光、機、電結(jié)合新技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越促進(jìn)了檢測技術(shù)與自動化裝置學(xué)科的迅速發(fā)展。

二、控制科學(xué)與工程學(xué)科建設(shè)的探索與實踐

1.創(chuàng)新發(fā)展，凝練學(xué)科方向，加強基礎(chǔ)研究力度。對于國家及國防的重大項目，立足現(xiàn)有的具有優(yōu)勢的學(xué)科建設(shè)方向，以現(xiàn)有國際國內(nèi)領(lǐng)先的研究成果為基礎(chǔ)，進(jìn)一步突出研究的特色和水平。針對具有良好發(fā)展前景的一些學(xué)科方向，予以優(yōu)先支持，培育發(fā)展新的學(xué)科增長點。近些年來，控制科學(xué)與工程學(xué)科的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步和發(fā)展，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)培養(yǎng)一批具有較強科研能力的專職科研崗教師安心進(jìn)行基礎(chǔ)科研研究，并注重與實際應(yīng)用的聯(lián)系，循序漸進(jìn)，逐步形成“基礎(chǔ)理論研究、應(yīng)用技術(shù)研究和型號任務(wù)”良性發(fā)展的科學(xué)研究格局。

2.勇于探索，拓展學(xué)術(shù)交流途徑，促進(jìn)新學(xué)科有新發(fā)展。在校園網(wǎng)上，加強辦公系統(tǒng)網(wǎng)站建設(shè)，及時更新國際學(xué)術(shù)會議信息，及時通知與本學(xué)科相關(guān)的學(xué)術(shù)活動通知，使得教師和研究生能及時準(zhǔn)確地獲取學(xué)術(shù)交流的信息，參與各類學(xué)術(shù)活動。鼓勵教師以及研究生參加國內(nèi)外舉辦的高水平的國際會議，加大資金投入，通過在高水平的國際會議上進(jìn)行大會報告和與參會代表的互動交流，加強與國際國內(nèi)先進(jìn)學(xué)科帶頭人的學(xué)術(shù)交流，提高學(xué)科的學(xué)術(shù)影響力。鼓勵教師聯(lián)系國外知名大學(xué)做訪問學(xué)者，通過學(xué)術(shù)訪問，開拓科研思路，拓寬學(xué)術(shù)視野，提高學(xué)術(shù)水平。推薦有一定學(xué)術(shù)影響力的骨干教師參加學(xué)術(shù)團體活動，參與學(xué)術(shù)期刊編委工作以及各種專家組評審工作，提高骨干教師的知名度和在該學(xué)科領(lǐng)域的知名度。

3.后發(fā)優(yōu)勢，優(yōu)化人才培養(yǎng)體系，促進(jìn)學(xué)科良性發(fā)展。建立完善的人才培養(yǎng)機制，激勵與約束相協(xié)調(diào)，加大力度建設(shè)科研團隊。對于科研團隊給予一定的政策傾斜，為教師創(chuàng)造良好的科研條件，發(fā)揮教師的科研積極性。加大優(yōu)秀領(lǐng)軍人才的引進(jìn)力度，高薪聘請國內(nèi)外知名學(xué)者來我校做客座教授，定期來學(xué)校講學(xué)、做講座、設(shè)課，合作科研。與國內(nèi)外知名企業(yè)共建實驗室。

三、控制科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展的措施和建議

1.人才的培養(yǎng)和支持。由于我國控制科學(xué)與工程專業(yè)的畢業(yè)生長期以來供不應(yīng)求，目前，設(shè)置該專業(yè)的院校逐漸遞增。要注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，多和實踐結(jié)合，走出應(yīng)試教育的桎梏。需要有人才成長的土壤，盡可能為科研人員提供良好的科研條件。需要加大國內(nèi)外交流，提供交流的機會。總之，需要為人才的培養(yǎng)創(chuàng)造全方位立體的支持環(huán)境。

2.加大基礎(chǔ)理論投入。我國自動化學(xué)科的發(fā)展的劣勢主要是基礎(chǔ)理論投入不足，要想改進(jìn)這一點，需要從國家層次上進(jìn)行引導(dǎo)，制定相關(guān)政策，鼓勵科研院所和高校加大基礎(chǔ)理論研究，經(jīng)濟允許的情況下加大資金投入，協(xié)調(diào)各個科研機構(gòu)，發(fā)揮各單位優(yōu)勢，爭取在基礎(chǔ)理論上取得重大突破。

3.提高科研人員的社會地位。一個行業(yè)只有得到社會的認(rèn)同和尊重才能夠吸引優(yōu)秀人才的加入。首先科研人員要加強學(xué)習(xí)和完善，提高綜合素質(zhì)，培養(yǎng)競爭意識，增強科研奉獻(xiàn)精神；其次，國家和社會要為科研人員提供各種發(fā)展機會和條件，保障科研人員應(yīng)有的地位和角色，才能逐漸提高科研隊伍的質(zhì)量，才能形成一種良性循環(huán)，促進(jìn)我國科研的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會.“控制科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展報告”[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2011.

[2]吳美平.“一流控制科學(xué)與工程學(xué)科的思考”[J].高等教育研究學(xué)報，2008.

基金項目：黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目——控制科學(xué)與工程學(xué)科建設(shè)的探索與實踐資助；哈爾濱工程大學(xué)2012年教育教學(xué)改革研究項目——自動化特色專業(yè)建設(shè)的探索與實踐資助

作者簡介：劉心（1977-）女，博士，副教授，研究方向：Petri網(wǎng)理論及應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)控制，物聯(lián)網(wǎng)。