新工科背景下對(duì)抗式本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)

張遠(yuǎn)龍 謝愈 劉揚(yáng)

（[1]國(guó)防科技大學(xué)智能科學(xué)學(xué)院 湖南·長(zhǎng)沙 410073；[2]海軍大連艦艇學(xué)院航海系 遼寧·大連 116001）

0 引言

自2017年以來(lái)，為了應(yīng)對(duì)新一輪的全球科技革命以及產(chǎn)業(yè)變革，教育部積極推進(jìn)新工科的相關(guān)建設(shè)，意在培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力突出、符合社會(huì)進(jìn)步需求的多元化、復(fù)合型“新工科”人才；通過(guò)發(fā)展先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”、“北京指南”以及《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》、《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》等多項(xiàng)理論成果。“新工科”的專業(yè)主要針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能等新興產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專業(yè)，例如人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)安全等。

對(duì)于相關(guān)專業(yè)的高校以及大學(xué)生來(lái)說(shuō)，國(guó)家對(duì)“新工科”的倡導(dǎo)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)：能夠針對(duì)“新工科”建設(shè)，在本科生人才培養(yǎng)方面做出相應(yīng)的變革，使所培養(yǎng)人才更適應(yīng)與社會(huì)與科技的發(fā)展。當(dāng)前社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)壓力十分巨大，尤其是在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，科技的發(fā)展、更新和換代通常呈指數(shù)級(jí)飛快遞增。幾周甚至幾天的時(shí)間所累積的性能差異往往直接決定了一個(gè)產(chǎn)品的成功與失敗。這也進(jìn)一步加劇大學(xué)生難以適應(yīng)當(dāng)前快節(jié)奏、高對(duì)抗工作模式的壓力。為此，針對(duì)新時(shí)代大學(xué)生的使命擔(dān)當(dāng)，達(dá)成新工科教育教學(xué)目標(biāo)，論文以當(dāng)前大學(xué)生畢業(yè)課題設(shè)計(jì)為抓手，開(kāi)展對(duì)抗式本科畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)研究工作，旨在為本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)提出參考意見(jiàn)，使本科生的人才培養(yǎng)更加適應(yīng)于當(dāng)前社會(huì)激烈競(jìng)爭(zhēng)和科技的快速發(fā)展。

作為本科生從高校到社會(huì)的最后一關(guān)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，也是檢驗(yàn)高校培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新以及學(xué)習(xí)能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。畢業(yè)設(shè)計(jì)一般主要包含選題、開(kāi)題、中期檢查、撰寫論文以及畢業(yè)答辯等流程。畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題是否合理，是學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)能否高效率、高質(zhì)量完成的關(guān)鍵。當(dāng)前，絕大多數(shù)高校在畢業(yè)課題設(shè)計(jì)時(shí)仍然存在著諸多問(wèn)題。論文首先對(duì)現(xiàn)有畢業(yè)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題進(jìn)行剖析，然后提出面向新工科背景下的本科對(duì)抗式畢業(yè)課題設(shè)計(jì)思路，并進(jìn)一步分析其有效性和可行性，最后對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)。

1 本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)存在問(wèn)題

當(dāng)前普通高校的工科類本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文普遍存在著質(zhì)量下降的現(xiàn)象。造成這種問(wèn)題的原因有多個(gè)方面，涉及學(xué)生、導(dǎo)師、學(xué)校、制度等多個(gè)方面的因素。其中，畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要因素，也是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)論文質(zhì)量的關(guān)鍵所在。當(dāng)前本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題有三個(gè)方面，主要是課題難度難以把控、課題重復(fù)陳舊以及缺少課題設(shè)計(jì)平臺(tái)。

1.1 課題難度難以把控

導(dǎo)師在畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中未能充分考慮學(xué)生自身水平差異，難以對(duì)課題的難度進(jìn)行準(zhǔn)確把控。一方面，相對(duì)過(guò)于簡(jiǎn)單的課題又無(wú)法起到對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和鍛煉的作用，從而使得畢業(yè)設(shè)計(jì)成為形式化的內(nèi)容；另一方面，難度較高的課題往往超出了學(xué)生的能力范疇，使學(xué)生無(wú)法順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。此外，在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，不同的學(xué)生對(duì)自己畢業(yè)后的去向也有不同的規(guī)劃。比如，有的學(xué)生準(zhǔn)備繼續(xù)讀研深造，有的學(xué)生準(zhǔn)備就業(yè)或者出國(guó)深造，有的同學(xué)甚至對(duì)自己的未來(lái)就沒(méi)有清晰的規(guī)劃，只是人云亦云隨大流前進(jìn)。此時(shí)，同樣一個(gè)課題，對(duì)于想繼續(xù)深造的同學(xué)來(lái)說(shuō)是簡(jiǎn)單的，對(duì)于想去找工作的同學(xué)來(lái)說(shuō)則是困難的，而對(duì)于未能清晰定位自己的學(xué)生更是無(wú)所適從的。因此，這種情況下，傳統(tǒng)導(dǎo)師往往要么被迫需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況來(lái)調(diào)整課題的難度，要么學(xué)生只能放棄或者難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

1.2 課題重復(fù)陳舊

由于當(dāng)前信息傳播速度已產(chǎn)生飛速發(fā)展，不同高校、不同學(xué)院甚至不同導(dǎo)師間的信息共享變得越來(lái)越便捷。因此，有的導(dǎo)師在進(jìn)行課題設(shè)計(jì)時(shí)，容易出現(xiàn)貪圖方便、不夠用心和重視的情況，直接從其他院校或自己往年的題目中簡(jiǎn)單改造，甚至直接套用作為當(dāng)年的畢業(yè)課題，從而導(dǎo)致畢業(yè)課題在選題設(shè)計(jì)上重復(fù)且陳舊。因此，這就在一定程度上制約了學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)的創(chuàng)新性，有的學(xué)生甚至直接拿來(lái)往屆的課題抄襲，無(wú)法充分發(fā)揮畢業(yè)設(shè)計(jì)的本來(lái)目的。但由于此種課題的設(shè)計(jì)往往對(duì)于導(dǎo)師和學(xué)生來(lái)說(shuō)都是較為“輕松”的一種方式，因此在當(dāng)前高校的本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)的過(guò)程中，普遍存在著課題重復(fù)陳舊的現(xiàn)象。

1.3 缺少課題設(shè)計(jì)平臺(tái)

許多本科生畢業(yè)課題設(shè)計(jì)的初衷是好的，但是課題中存在著許多不必要的重復(fù)性勞動(dòng)或不屬于本專業(yè)的相關(guān)內(nèi)容，課題的開(kāi)展沒(méi)有繼承性和延續(xù)性。學(xué)生無(wú)法在前人的成果上繼續(xù)開(kāi)展研究，多數(shù)情況下都需要被迫從零開(kāi)始復(fù)現(xiàn)往屆學(xué)生的成果，這無(wú)疑消耗了學(xué)生的大部分時(shí)間和精力，甚至光是完成就已經(jīng)是十分困難；能夠在前人的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)改進(jìn)和創(chuàng)新的本科畢業(yè)生更是極少，而這實(shí)際上才是大多數(shù)課題開(kāi)展的初衷。造成此種現(xiàn)象的原因是缺乏穩(wěn)定、可持續(xù)更新的畢業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)。一方面是，導(dǎo)師可以依托平臺(tái)進(jìn)行豐富、有梯度階次的課題設(shè)計(jì)；另一方面，依托平臺(tái)，學(xué)生可以在前人的成果上進(jìn)行延續(xù)性創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

2 基于平臺(tái)的對(duì)抗式本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)

針對(duì)前一節(jié)中分析的當(dāng)前本科畢業(yè)設(shè)計(jì)課題中普遍存在的問(wèn)題，依據(jù)新工科背景下人才培養(yǎng)的要求，論文提出了一種基于對(duì)抗平臺(tái)的本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)思路，為新時(shí)代背景下新工科本科學(xué)生畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)提供參考。

圖1：基于平臺(tái)的對(duì)抗式本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)思路

如圖1所示。對(duì)抗式本科畢業(yè)設(shè)計(jì)需要依賴對(duì)抗平臺(tái)進(jìn)行，平臺(tái)的建設(shè)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。首先，在平臺(tái)設(shè)計(jì)之初，需要幾位導(dǎo)師或研究生對(duì)平臺(tái)的框架進(jìn)行搭建，平臺(tái)的搭建需要具有對(duì)抗屬性，有進(jìn)攻方也有防守方，或紅方和藍(lán)方；平臺(tái)還應(yīng)該具有可繼承性，學(xué)生可以在平臺(tái)上學(xué)習(xí)和繼承前人的成果，也可以基于此成果進(jìn)行自己課題的設(shè)計(jì)；平臺(tái)應(yīng)該具有可擴(kuò)展性，平臺(tái)應(yīng)當(dāng)是定期維護(hù)和更新的，可以不斷增加不同的對(duì)抗內(nèi)容和更加貼近時(shí)代的功能。此外，平臺(tái)還應(yīng)同時(shí)具備人人對(duì)抗與人機(jī)對(duì)抗的模式，并能夠進(jìn)行難度的調(diào)整。

在進(jìn)行課題設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)具有一定對(duì)抗屬性的課題，例如導(dǎo)彈的突防與導(dǎo)彈防御，棋類AI算法設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)安全與網(wǎng)絡(luò)突破等博弈類背景課題；也可以是比較算法效率、比較速度等競(jìng)技類背景課題。在對(duì)抗平臺(tái)設(shè)計(jì)之初，平臺(tái)的設(shè)計(jì)本身也可以作為一項(xiàng)課題，本科生可以根據(jù)自身的需求設(shè)計(jì)相應(yīng)的模塊，并在導(dǎo)師的需求下加以實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于現(xiàn)有本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，對(duì)抗式的課題設(shè)計(jì)都可以有效解決。在課題難度方面，由于存在著人人對(duì)抗和人機(jī)對(duì)抗兩種模式，課題難度是可調(diào)整的，針對(duì)學(xué)生的不同需求，可以在同類型學(xué)生之間進(jìn)行對(duì)抗，例如致力于科研的學(xué)生之間的對(duì)抗往往會(huì)碰撞出創(chuàng)新的火花。對(duì)于缺少對(duì)手的學(xué)生來(lái)說(shuō)，可以以人機(jī)為對(duì)抗對(duì)象。在課題的重復(fù)老舊方面，第一是平臺(tái)在不斷的更新發(fā)展而且具有前人成果的繼承性，因此課題可以不斷的更新；相同的課題，內(nèi)容也會(huì)逐漸地進(jìn)步。由于課題的對(duì)抗性，不同的兩組學(xué)生在相同的課題開(kāi)展過(guò)程中，研究工作也將會(huì)呈現(xiàn)出不同的特有屬性。

在畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行的過(guò)程中，由于課題的對(duì)抗性，需要對(duì)抗雙方定期更新自己的算法或策略，實(shí)現(xiàn)信息的更新。在進(jìn)行論文答辯時(shí)，可以采取同時(shí)答辯的形式，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行紅藍(lán)對(duì)抗或競(jìng)技，現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)抗結(jié)果作為評(píng)定的一部分內(nèi)容，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)抗的效果由答辯老師給予評(píng)分。

對(duì)抗式畢業(yè)課題設(shè)計(jì)平臺(tái)的建設(shè)不是一到兩個(gè)人可以在段時(shí)間內(nèi)完成，往往需要一個(gè)教研室團(tuán)隊(duì)進(jìn)行建設(shè)，并在不斷的使用過(guò)程中進(jìn)行更新。這種設(shè)計(jì)思路在建設(shè)初期一定是困難的，甚至存在著“前人栽樹，后人乘涼”的現(xiàn)象；但隨著平臺(tái)的成型，則可以在保證課題設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下大量減少導(dǎo)師在課題設(shè)計(jì)時(shí)的工作量。同時(shí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間較短，對(duì)于絕大多數(shù)新工科專業(yè)來(lái)說(shuō)，學(xué)生無(wú)法深入地了了解課題的所有內(nèi)容，此平臺(tái)能夠?qū)W(xué)生的精力集中在對(duì)抗課題本身上，減少不必要的編程工作。

平臺(tái)除服務(wù)于本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)還可以服務(wù)于導(dǎo)師的科研工作，通過(guò)學(xué)生對(duì)算法的設(shè)計(jì)，導(dǎo)師課題從中汲取靈感，為自身的科研工作提供新的思路。同時(shí)，平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)需要一個(gè)完整的團(tuán)隊(duì)，有力于培養(yǎng)課題組的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高教師團(tuán)隊(duì)的質(zhì)量。

3 結(jié)論

在國(guó)家“新工科”建設(shè)的背景下，論文針對(duì)本科生畢業(yè)課題設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了調(diào)研和分析，對(duì)產(chǎn)生問(wèn)題的原因進(jìn)行了闡述。進(jìn)一步，提出了一種基于對(duì)抗平臺(tái)的新工科背景下本科畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)思路，為解決現(xiàn)有的本科畢業(yè)課題設(shè)計(jì)問(wèn)題提供參考。論文的研究，將有助于推動(dòng)本科畢業(yè)學(xué)生更好適應(yīng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的科技發(fā)展環(huán)境，尤其是對(duì)于軍隊(duì)院校相關(guān)專業(yè)學(xué)員的對(duì)抗性思維進(jìn)行增強(qiáng)鍛煉，使其更加適應(yīng)當(dāng)前軍隊(duì)的任職需求。