加強控制類研究生系統思想培養的探索與實踐

唐賢倫　陳功貴　嚴冬　郭飛

摘要：在控制類研究生的培養過程中有意識地滲透進系統科學和系統工程的思想教育具有重要意義，結合實踐，從在課堂教學中加強系統思想培養、通過科研項目培養學生的系統思想、有針對性地加強教師的系統思想意識和業務能力等方面探討了如何加強控制類研究生系統思想培養，為培養研究生的系統思想做了有益的探索和實踐。

關鍵詞：控制類研究生；系統思想；創新能力；系統觀

中圖分類號：G6423.2 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）48-0123-02

目前控制科學與工程學科分別設置了五個二級學科，即檢測技術與自動化裝置、控制理論與控制工程、系統工程、模式識別與智能系統、導航制導與控制[1]，并有力地促進了關聯學科的發展，且為學科之間的聯系和滲透充滿了十足的活力。譬如，從知識工程和智能機器人領域的開拓可看出控制科學與工程學科和信息、計算機科學進行了有效的結合，當然如通信、計算機、認知科學和微電子學等相關學科也有效促進了其發展，并不斷擴大了其涉及的研究領域。在各種傳統以及先進的工程系統中（制造、核工程、電力、航空、航天、航海），控制工程具有重要的地位，甚至促成了相關專業領域獨立學科的成立[2]。

在控制類研究生的培養過程中，如何超出單純的技能訓練，從根本上培養學生分析和解決問題的能力，是一個突出問題[3]。在培養過程中，有意識地滲透進系統科學和系統工程的思想教育是一個值得注意的方法[4]，如果在研究生教育中忽略了這種思想與理念的培養與引導，而只是局限于具體的、具有非常強的時間性的技術細節，就很難培養出符合飛速發展的時代要求的、具有很強的適應能力與創新能力的新型人才[5，6]。本文對加強控制類研究生系統思想培養進行了探索，并根據實踐情況進行了總結。

一、在課堂教學中加強系統思想培養

控制科學與工程學科所設置的一些基礎課程和專業課程最終都是為系統設計服務的，比如線性系統理論、智能控制理論與技術、系統工程理論與方法、系統辨識與自適應控制、機電系統控制理論及應用、嵌入式系統及應用、機器人技術、制造系統工程等，與系統設計緊密結合是系統設計的基本工具，所以在專業課程的教學過程中要積極滲透系統思想[7]。

傳統的課堂教學方式注重掌握和運用技術方法，忽略了系統思想的灌輸[8]。項目組將培養學生利用完整的、系統的思想去解決實際的工程問題，制定重要的培養目標。我們在課程教學中有意識地加強對學生系統思想培養方面的訓練，將系統思想、原則和方法貫穿教學的始終，有重點、有目的地講授開發、運行各類復雜系統所需要的思想方法、工作程序和分析手段，包括貫穿其中的系統工程技術和系統思想，如系統工程理論、模型與模型化、工程方法論、決策方法、仿真、應用案例等，既有基礎的理論知識，又有方法技術和應用。特別是系統工程系列課程的學習對學生建立完整的系統觀起到了非常重要的作用，對研究生系統思想和創新能力的培養意義深遠。通過這些課程的學習，學生基本掌握了系統工程方法論，能初步用系統的觀點分析問題，并基本掌握了系統工程分析解決問題的基本概念、基本原理和基本方法，初步具有運用系統建模、系統分析、系統預測、系統評價、系統決策等系統工程方法分析解決實際問題的能力。

在課堂教學過程中，有的課程在授課時開展小論文設計展示，教師以提出問題為主對知識進行講授，根據問題設計展示論文題目、教師與學生提問并點評等環節，給學生提供了文獻搜索、自主設計科研題目的機會。通過研討過程中的問答、評價活動提高學生的思維能力，幫助學生選題、收集文獻、系統建模、系統分析、系統設計、系統驗證，最后得出結論。也有的以結合自身科研實際的成果研討為教學活動，旨在觀察學術實踐活動對培養研究生系統思想的影響，為研究生系統思想的提高提供有效模式。在教學過程中，教學任務主要以系統中的問題為主，在自主解決問題的過程中，提高研究生的系統設計和分析能力。

二、通過科研項目培養學生系統思想

1.通過讓研究生參與實際課題研究的方式來培養其系統思想。碩士研究生通常缺乏系統的科研經驗，所以研究生導師要在日常指導過程中挖掘學生的科研興趣和思維方式上的特性[9]。定期組織學術會議，通過定期開展互動式的學術交流會議，獨立的科研思維將會被打破。導師盡可能多地為研究生提供更多的科研實踐機會，讓其在實際的科研課題中鍛煉自己的科研能力。

2.在具體課題研究時，讓研究生以該課題的研究方法為抓手，整理分析課題相關資料，培養其資料整理分析的能力，積極鼓勵和支持研究生參與實際系統的分析和設計，在對系統進行分析和設計中培養系統思想和系統設計能力，建立完整正確的系統觀。

3.自入學伊始，就讓研究生在導師的指導下參與申報、組織科研項目的具體工作，在實施項目的過程中，以科研項目的研究內容為中心，通過制訂研究方案、設計系統方案、處理實驗數據、具體的實驗、論文的寫作、綜合能力的應用等具體手段，對研究生的系統設計能力、綜合應用能力、系統分析和仿真能力進行全面的培養。在此過程中，如果有為研究生提供與企業技術人員進行溝通交流的機會，激勵學生通過實際調查去發現問題，尋找解決問題的答案，進而解決問題，這有利于提高研究生的設計分析系統的能力、科研創新能力以及實踐操作意識的提高，進而促進了基礎知識和工程實踐之間的有效結合，實現了科研創新理念既來源于工程實踐又服務于工程實踐的良性循環。

4.以分模塊的形式劃分項目中的系統任務，以模塊為單位由研究生組成小的項目組，其中部分研究生負責實驗的設計和操作；一部分學生負責處理實驗數據、實現仿真案例、計算編程等工作；一部分學生負責確定理論知識和方法。每個模塊之間是相互交叉、聯系的，通過導師的指導，對研究生進行分工，使其明確自己的任務，根據具體的研究內容，尋求有效的項目組織、實施辦法，實現各環節的有效完成。在組織、實施項目的過程中，不同項目小組以及小組成員之間，必須通過密切合作、交流，順利、快速地完成既定的項目任務。所以，這種實施方式方法既提高了研究生的溝通協作能力，又能夠建立并完善系統觀念。

三、有針對性地加強教師的系統思想意識和業務能力

系統科學是一個不斷發展進步的理論和實踐體系，因而，教師自身能否跟蹤掌握理論前沿、是否具備解決實際問題的思想意識對于知識傳遞極為重要。教師自己要學習和掌握系統的思想方法，從思考方法和做事方法的角度去理解自己教的內容，并且把這些思想融會貫通地、自然地融合到教學中去。我們組織教師積極參與科研項目，讓大家在科研課題中提高利用系統思想解決實際問題的能力。此外，導師的綜合素質對培養研究生的業務能力、創新能力有著深刻的影響。具有高素質、較強責任心的導師，在培養學生的時候不僅能傳授給他們全面的理論知識，而且能提高學生發現、解決問題的能力，更主要的是可以從導師的言行中學到追求真理、不斷努力、創新的學習精神。所以，必須加強管理導師的綜合素質和業務知識，使導師及時了解學科的前沿，注重培養導師的跨學科、跨專業知識，提高其知識水平；重視各相關學科之間的聯系，開闊視野，注重綜合能力的運用和學科之間的聯系，提高研究生的系統設計和科研能力。

四、結語

根據控制科學與工程學科研究生的培養目標，學生應當具備系統級的設計能力，而非僅僅具有底層模塊級的設計能力，因此應該在控制類研究生的培養過程中有意識地滲透系統科學和系統工程的思想教育。我們對加強控制類研究生系統思想培養做了一些探索和改革，取得了較好的效果，調動了學生利用系統知識進行系統設計和分析的積極性，也增強了學生的創新意識和實踐能力。當然，系統思想培養是一項長期而艱巨的任務，還有大量工作需要繼續努力去做，我們要不斷、積極地探索和研究培養系統思想的方法和管理手段。

參考文獻：

[1]戴先中.自動化科學與技術學科的內容、地位與體系[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]中國科學技術協會.控制科學與工程學科發展報告[M].北京：中國科學技術出版社，2011.

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[5]張楊，張立彬，馬志遠.哈佛大學拔尖人才培養模式探討[J].學位與研究生教育，2012，（4）：72-77.

[6]鄒杰梅.我國研究生培養質量的調查與分析[J].科學咨詢（科技·管理），2011，28（10）：6-8.

[7]中國科學技術協會.控制科學與工程學科發展報告[M].北京：中國科學技術出版社，2011.

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[9]李靜梅，吳艷霞.項目研發在研究生綜合素質教育中的作用[J].教育教學論壇，2011，（11）：192-193.