基于系統工程理論的專業學位研究生量增質升體系研究

狄丹陽，方宏遠，王念念，趙小華

（鄭州大學水利與土木工程學院 河南 鄭州 450001）

2020年9月，教育部、國家發改委、財政部等部門聯合下發文件指出，專業學位研究生體系化教育改革目標是以國家當前的基礎產業發展戰略、關系未來整個產業走向的領域和全社會最急切的需求為主要約束，以服務需求為導向，以強化產教融合育人機制為有效手段，構建具有能夠適應當前中國復雜環境和多樣化社會因素影響下的綜合化、科學化培養模式[1]。目前，該類研究可從培養規模、培養質量和學科結構三方面進行分析[2]。

楊衛疆等人[3]將人均GDP、第二/三產業比重、從業人員和科技支出等指標的歷史數據作為多元線性回歸模型的輸入數據集，對我國在多領域、多行業的綜合性人才需求進行了綜合性預測。為了提高預測結果的準確性，部分學者將預測指標的歷史數據代入灰色模型GM（1,1），并將預測結果用于指導各項配套政策及措施的制訂[4-6]。莊景璞[7]采用多元替換模型對人才結構進行定量，并利用數據集訓練BP神經網絡中的參數，給出專業人才需求的預測結果。學者們結合成熟的質量評價方法[8-10]和目標優化方法對培養措施進行分析，給出提升培養質量的政策建議。在專業學位研究生量增質升研究上，仍存在培養規模、培養目標、培養結構、培養過程和培養效果未系統化統籌考慮的問題[11]。

本文引入系統工程理論，首次分析了專業學位研究生的價值驅動過程，從培養質量、培養數量和學科結構三個方面，提出了從多維度指標體系框架構建，到多目標聯合（偶聯）優化分析，再到最終決策建議的全流程分析方法，形成了基于 “指標集―評價―決策” 方法的系統綜合優化方案，并給出未來發展的綜合性規劃政策與建議。

1 本研究領域的價值驅動過程

在分析本研究領域的價值驅動過程時，需要首先明確專業學位研究生能力素質的內涵，為評價指標的合理選取做準備。與此同時，明晰系統工程理論方法，為專業學位研究生量增質升提供方法基礎。

1.1 專業學位研究生能力素質的內涵

專業學位研究生的能力素質主要包含以下三部分內容。

第一，學生需要掌握開展工程實踐的基礎知識體系結構。學生在培養完成后需要具備良好的基礎知識儲備和豐富的工程實踐經驗，擁有從事工程科學化分析的能力和素養，對當前該領域的基本發展走向有清晰的判斷和認知。此外，專業學位研究生需要掌握數理、自然科學和經濟管理等知識，以滿足工程設計、工程研究和工程管理等工作的需要。

第二，專業學位研究生需要獲得適應新時代發展的多種能力。專業學位研究生需要具備：快速獲取信息、知識更新和終身學習的能力；從多學科偶聯分析的思路出發，以系統化理論和切實解決現實工程問題的角度和態度去處理多重復雜問題的能力；勇于在工程領域進行足尺試驗的合理創新，研發新型實用設備的能力。

第三，專業學位研究生需要擁有完成復雜工程活動的過硬素質。為了適應日益復雜的工程活動的要求，專業學位研究生需要：重視生態平衡、環境保護與可持續發展；具有全面負責的態度、追求極致和謹慎細心的工作作風。

1.2 系統工程理論

系統工程涉及控制論、信息論、運籌學和決策理論等諸多方面。系統中各元素、關系策略及輸出價值之間的關系（系統價值驅動過程）如圖1（a）所示。

通過圖1（a）可以看出，系統輸出價值的大小直接受系統指標的影響，而指標數值由元素從策略集中選取的具體關系策略決定。在系統規則的統一約束下，元素趨向于選取使系統輸出價值最大的關系策略，由此形成 “系統規則→元素→關系策略→系統指標→系統輸出價值” 這一價值驅動主鏈條，系統輸出價值和關系策略不斷向元素反饋結果進而保證元素決策不斷優化。與此同時，在滿足系統輸出價值最大的條件下，作為系統中的獨立個體，元素的利益趨向性促使其通過篩選關系策略謀求自身輸出價值最大，由此形成 “系統規則→元素→關系策略→系統指標→元素輸出價值” 這一價值驅動次鏈條。元素依據元素輸出價值和關系策略返回的結果尋求元素決策的優化。

基于元素、關系策略集之間的復雜影響機制，構建專業學位研究生培養的系統價值驅動過程如圖1（b）所示。

依據新時代的專業學位研究生培養政策，科研院所采取設立 “雙導師” 、實施國家相關行業生產與教育深度融合的全方位綜合演訓基地全流程培養等方法，通過行之有效的策略和長期一線經驗，進而優化調整學科結構、專業學位研究生培養質量和數量，創造各種產品和服務等直接價值，同時間接地為經濟社會的總價值做出貢獻。

2 專業學位研究生量增質升體系架構

本研究從培養質量評價及優化、培養數量優化和學科結構優化入手，分析了專業學位研究生量增質升體系的構建原則，提出了考慮互耦多重目標的專業學位研究生培養多目標評價方法，從多個角度對整個培養指標體系進行合理化評估。

2.1 量增質升體系構建原則

新時代專業學位研究生量增質升體系構建原則是建立該體系架構的依據和約束，是量化綜合教育質量、培養數量和學科結構過程中最為關鍵和重要的環節。通過文獻和實踐分析，本文提出構建新時代專業學位研究生量增質升體系架構的兩項基本原則。

多維聯合優化原則。多維聯合優化的核心目標是對整個教育培養過程中各指標項設置的合理性進行高效評價，以此來動態調整指標項的增減和規模設置，最終達到從多方面進行綜合、多維度優化的目的。專業型研究人員和學術型研究人員的本質區別在于，專業型學生對理論分析與工程化實踐之間的現實聯系有充分的認知和判斷能力，需要在這兩個方向都有所加強，這樣才能在實際項目中設計和開發出能夠更好地為社會服務的優質產品。在此環節，利用全方位科學的評價機制，可以及時發現不合理的指標項，增加與時代發展同步的新指標項，有效地與新時代學生的能力素質培養相契合。在多維聯合優化評價的過程中，需要注重抽象化的理論成果與實際工程間的聯系，提高實踐能力和社會化服務能力，這樣才能從根本上提高人才培養質量。

人才規?；c市場需求之間的基本平衡原則。我國專業學位研究生培養數量、培養學科的供需不平衡，從不同的層面和程度變相制約了社會經濟的持續、快速發展。因此，構建供需關系均衡模型并依據求解結果指導教育資源配置，是提升和完善學生全流程綜合培養體系的可行手段。

2.2 多目標聯合優化

在基于多重指標集的培養架構中，為了對各項指標進行優化，需要給出一種適合本方案的多目標聯合優化方法。

設兩個不同評價指標集的數值標準化變量

2.3 量增質升體系架構

綜合考慮研究生管理、思政教育、校園文化建設和課程規范等專業學位研究生培養制度的內在要素，結合新時代專業學位研究生量增質升的現實需求以及該體系的構建原則，將學生全流程體系和結構化培養狀態下的框架劃分為培養制度、培養質量評價及優化、培養數量需求供給預測、學科結構需求供給預測、培養數量最優化均衡模型、學科結構最優化均衡模型等六個部分之間的耦合關系。本文重點研究培養質量評價及優化、培養數量需求供給預測、學科結構需求供給預測以及最優化均衡模型四部分（圖2，p71）。

一是培養質量的指標集篩選及多目標聯合優化。利用不同指標間關系的相關性量化理論方法，對學生培養質量量化指標和經濟社會價值指標之間的相關性和權重進行量化，并給出培養質量的帕累托優化算法，使培養質量不斷優化。

二是培養數量需求/供給預測。根據我國科研院所及經濟社會發展的特點確立專業學位研究生培養數量需求/供給預測所依據的指標體系，依據BP神經網絡，采取非線性、高精準度的智能化手段對我國歷年專業學位研究生培養數量需求/供給趨勢進行總量預測。

三是學科結構需求/供給預測。根據我國專業學位研究生發展現實情況確立學科結構需求/供給預測所依據的指標體系，采用培養數量需求/供給預測相同的方法對我國歷年專業學位研究生學科結構需求/供給趨勢進行預測。

四是最優化約束機制和多目標偶聯均衡模型。利用多目標聯合（偶聯）優化方法，對研究生培養數量和學位結構進行重新規劃。

3 結語

研究生教育能夠提升參與社會實踐人員的基本業務技能和接受新知識的速度，目前已經呈現出快速提升的總體發展態勢，但仍存在與經濟、社會發展不協調的地方，需要在培養質量、培養數量和學科結構三方面進行優化。本研究對我國專業學位研究生綜合培養、教育和縱深發展的現有態勢進行了體系化梳理，分析了現有研究生教育在培養質量、培養數量和學科結構等方面存在的不足?；诖耍灾笜嗽?、元素之間的關系為主要系統驅動力，從培養質量評價及優化、培養數量需求/供給預測、學科結構需求/供給預測以及最優化均衡模型四個角度構建了專業學位研究生量增質升體系架構，力求探索出能夠實現專業學位研究生培養質量和數量協調發展的最佳路徑。