基于國家海洋無人裝備重大戰略需求的創新人才培養研究

摘 要：在國家海洋無人裝備重大戰略需求下，培養具有戰略認知、海洋情懷、實踐能力的創新驅動人才尤為重要。針對創新人才培養過程中面臨的問題，加快培養國家戰略所需創新人才，西北工業大學航海學院建立“核-殼”二元協同的研究生培養模式，創建以研究生創新能力為核心，科研、平臺、競賽相融合的“一核三維”研究生培養機制，實現突破“四模塊”閉環迭代的培養途徑，形成以科研育人、學術育人、平臺育人和競賽育人為抓手的創新人才培養體系，為我國軍民海洋裝備發展和創新型人才培養作出重大貢獻。

關鍵詞：高校；海洋強國；人才培養；無人裝備；科研育人

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）28-0001-04

Abstract： Under the major strategic needs of national marine unmanned equipment， it is especially important to cultivate innovation-driven talents with strategic cognition， marine sentiment， strong practical ability， and the ability to find and solve problems in time. In view of the problems faced in the process of cultivating innovative talents and accelerating the cultivation of innovative talents required by the national strategy， the School of Nautical Sciences of Northwestern Polytechnical University has established a "nucleus-shell" multi-dimensional and synergistic postgraduates cultivation mode and has created a "one-nucleus-three-dimensional" postgraduate cultivation mechanism which focuses on postgraduates' innovative ability and integrates scientific research， platforms and competitions. They have realized the breakthrough of the 'four modules' closed-loop iterative training pathway， formed a scientific research training， academic training， platform training， competition training as the innovative talent training system， for China's military and civilian marine equipment development and training of innovative talents to make a significant contribution.

Keywords： colleges and universities; maritime power; talent cultivation; unmanned equipment; scientific education+

習近平總書記提出“堅持陸海統籌，加快建設海洋強國”戰略，要培養高端海洋人才，大力發展海洋高新技術[1]。水下無人系統裝備研發是國家海洋強國戰略的支撐，是實現藍色中國夢的重要途徑，目前已成功實現了由傳統水中兵器向高科技海洋武器裝備歷史性跨越，并逐漸向信息化、無人化、智能化方向發展。海上無人系統是未來海上作戰的重要模式，軍用海洋武器裝備技術與民用海洋技術的創新融合發展是提升我國海上戰斗力的重要途徑。我國大力發展海洋高等教育，積極培養海洋科技領域高層次人才，強化海洋前沿科學研究與技術難題的研發和攻關。本文將介紹西北工業大學航海學院面向國家海洋無人裝備重大戰略需求，打造研究生創新人才培養體系。

一 海洋無人裝備發展重大戰略背景

（一） 國家海洋強國戰略

海洋面積廣闊，資源豐富，對人類未來生存和可持續發展起著至關重要的作用，發展海洋已成為人類社會發展的必要選擇。隨著資源消耗嚴重，各國之間的海洋權益爭奪日益激烈。為推動海洋資源合理開發和利用，保護海洋領土安全，我國將海洋強國作為國家的重要戰略目標，提出了海陸統籌、加快建設海洋強國的戰略部署。海洋科研是推動我國強國戰略的重要部分，關鍵在于核心技術要自主研發。新時代背景下，海洋強國戰略得到升華：一方面，建設海洋強國是實現中華民族偉大復興的重大戰略任務，不僅要推動海洋科技實現高水平自立自強，還要加強原創性、引領性科技攻關，把裝備制造牢牢掌握在自己手里；另一方面，要在全球化的局勢下構建海洋人類命運共同體[2]。

（二） 國內海洋無人裝備發展狀況

海洋開發面臨復雜多變的環境因素挑戰，需要高水平的海洋技術裝備作為支撐；同時，為保衛國家海域軍事安全，加大海洋巡邏，發展海洋無人裝備成為亟需解決的問題。目前海上無人平臺包括無人水下航行器、無人水面艇、水下無人預置系統以及水下仿生航行器和水空跨介質航行器等新概念和新型海上無人平臺。水下無人系統裝備包括無人水下航行器、水下無人作戰平臺及所必要的控制設備、網絡和人員。

無人水下航行器（Unmanned undersea vehicle， UUV）分為自主水下航行器（Autonomous undersea vehicle， AUV）和遙控水下航行器（Remotely operated vehicle， ROV），軍事領域重點發展AUV，民用領域重點發展ROV[3]。國內UUV發展起步較晚，仍處于單UUV技術階段，但近幾年我國針對單UUV技術的研究取得了一系列突出進展：中國科學院沈陽自動化研究所研制的“潛龍二號”具有很好的機動性和碰壁能力；哈爾濱工程大學研制的“智水-IV”實現了自主續航110 km并且最大潛深達1 000 m；西北工業大學研制的遠程智能水下航行器突破了航行器低速橫向平移與回旋、新型稀土永磁推進電機、水下懸停矢量推進等關鍵技術；天津大學研制的“海燕”號水下滑翔機最大航程超過1 000 km。同時也在航行器集群協同方面開展了一些前期研究[4]。未來水下無人裝備發展趨勢朝著長航時、大深度、模塊化、集群化、自主化和信息化方向發展[5]。

（三） 海洋裝備領域拔尖創新人才培養面臨的問題

高校人才培養是我國高層次創新人才培養的重要環節，創新能力則是衡量高校學生培養質量的重要標尺。然而，海洋裝備領域拔尖創新人才培養面臨如下突出問題：

1）拔尖人才培養中缺乏重大工程型號實戰機會，高校學生對國家海洋戰略缺乏深刻認知，海洋情懷不足。

2）傳統人才培養模式存在研究方法雷同、研究方向單一、研究活力不足等弊端，無法適應軍民融合發展對跨學科、綜合性、創新性等方面的要求。

3）海洋無人裝備領域創新人才培養過程中，缺乏將學生創新想法變為現實的開放式創新基地和實踐育人平臺。

4）高校學生在學習過程中理論研究和工程實踐嚴重脫節，提煉科學問題能力不足。

二 基于國家海洋強國戰略對高校人才培養的重要價值

（一） 強化戰略認知，孕育海洋情懷

海洋強國戰略服從于“實現中華民族偉大復興中國夢”重大戰略本質的根本要求法則[6]，即服務于“中國夢”的根本要求：國家富強、民族振興、人民幸福。海洋強國以建設和諧海洋為愿景，在認識海洋的基礎上開發海洋、利用海洋、保護海洋、維護海洋權益、管控海洋矛盾爭端，同時要建設和打造在海洋科技、海洋經濟、海洋教育、海洋文化和海洋軍事等全方位擁有強大綜合實力的中國特色社會主義海洋事業。強化高校學生對海洋強國戰略的學習認知，激發學生對海洋探索的熱情和興趣，增強學生對海洋強國戰略的認同感與責任感，從而促進學生從心底孕育海洋情懷。

（二） 促進學用相長，增強實踐能力

“實踐是檢驗真理的唯一標準”，高校學生不僅要扎實各類基礎學科和專業理論知識的學習，還要與實踐相結合，實現學以致用，用以促學，學用相長。高校在培養人才的過程中尤其要重視學生實踐能力的培養，讓學生切實參與科研項目的攻關。以國家海洋強國戰略作為出發點，積極發揮學生的主動性，讓學生自主思考國家戰略要求下人才需要具備的能力和技術，鼓動學生將想法付諸實踐，讓學生自主在實踐中學習各種知識、提升能力，并將所學運用于具體實踐，增強學生實踐能力。

（三） 推動知行并進，提高求解水平

人才培養的最終目的是能夠解決實際應用中的各種問題，而對于同一個問題求解方式是多樣的，如何能快速有效、簡單便捷地解決問題是實踐者追求的目標?；趪液Ｑ髲妵鴳鹇缘捻椖?，具有很強的實際應用背景，往往蘊藏著許多未知的風險與困難，學生在參與項目的過程中無疑會遇見各種問題，學生要結合實際思考并找到求解問題的最佳途徑。在求解過程中，一方面學生要自主觀察問題所在，提升學生發現問題的敏銳洞察力；另一方面，學生要獨立思考解決問題的方式，加強學生的思維敏捷度，從而促使學生做到知行合一，提高解決實際問題的能力。

（四） 加快技藝精進，鍛造創新驅動

時代向前發展離不開創新。黨的二十大報告提出：“創新是第一動力”。2023年9月，習近平總書記指出“整合科技創新資源……加快形成新質生產力”[7]。創新是一個國家的靈魂，中國特色社會主義進入新時代，深入實施創新驅動發展戰略，堅持創新引領發展。高校人才培養的重點是培養創新驅動型人才。瞄準國家海洋強國戰略，明確海洋裝備技術中的不足，扎實學生基礎理論的學習，引導學生進行實踐創新，內化于心，外化于行，從而完成理論的創新完善。

三 創新型人才培養實踐策略與應用效果——以西北工業大學航海學院為例

（一） 創新人才培養實踐策略

西北工業大學航海學院于1999年成立了“自主水下航行器”團隊，該團隊長期從事水中兵器、水下航行器基礎理論和核心技術攻關、工程型號研制以及人才培養工作[8]。團隊面向國家海洋無人裝備重大戰略需求，同時針對高校人才培養過程中面臨的問題，以研究生創新能力為核心，提出了多學科導師團隊和多角色培養模式二元協同的研究生能力培養模式，建立了“科研、平臺、競賽”三維融合的研究生培養機制，實現了研究生在“工程實踐、科學問題、前沿探索和技術突破”四模塊閉環迭代的培養途徑，最終形成了以科研育人、學術育人、平臺育人和競賽育人為抓手的創新人才培養體系，如圖1所示。

1 構建“核-殼”培養模式，實現研究生創新能力多要素全面發展

“核”即以研究生創新能力為核心，“殼”即多學科導師團隊和多角色培養二元協同的培養模式，如圖2所示。西北工業大學航海學院以研究生為中心，以科研方向為紐帶，組建了“基于學術網絡”的多學科導師團隊，深度交叉融合，實現多元化的研究生創新能力指導：西北工業大學航海學院組建了水動力及噪聲性能分析、高速出/入水技術、復合材料設計及應用、智能仿生航行器和水下集群與控制等多個科研小組，構建“基于學術網絡”的多學科導師團隊，學科帶頭人、校內外導師、學術骨干、青年教師和優秀學生作為節點，形成了一個縱橫交錯的創新能力學習指導網絡，實現多元化的研究生創新能力指導。以研究生為“核”，以研究生的創新能力培養的多要素體系為“殼”，將傳統“學生”單一角色培養模式轉變為以研究生為中心的“學生、項目負責人、項目組成員、論文作者、專利發明人”等多角色培養模式，培養研究生創新能力所需的不同能力要素。

2 創建“科研-平臺-競賽”三維融合特性人才培養機制，實現團隊研究生創新能力的跨越式發展

西北工業大學航海學院提出了研究生教育教學環節與創新能力培養的關系模型，構建了以重大工程型號牽引的“科研-平臺-競賽”三維融合特性的人才培養機制。重大工程型號科研的國防意義潛移默化地鑄造了研究生的海洋強軍與家國情懷，突破技術瓶頸、填補裝備空白始終是研究生在科研中開拓創新的源動力，鍛造了研究生的工程實踐創新能力，打造了具有層次性、系統性和目標導向性的研究生教學環境。同時依托“翱翔”國家級重點實驗室，為研究生提供國內一流的海洋裝備試驗條件，助力學生實現創新想法；以創新精神、協作意識為導向，建成了“未來水下航行器設計與制作創新基地”“海洋工程與技術虛擬仿真實驗中心”等實踐平臺[9]，指導研究生全面參與創新創業競賽、高峰體驗計劃、研究生創新創業種子基金等活動，增強創新意識、提升創新能力、激發創業熱情，拓展了實踐創新的途徑。使學生獲得了書本以外的專業知識和實踐技能，推動了研究生創新能力的跨越式發展。

3 重構“四模塊”交叉融合的閉環迭代培養途徑，提升學生綜合科研素養

西北工業大學航海學院以科學理論和工程實踐相結合為導向，重構“工程實踐-科學問題-前沿探索-技術突破”的閉環迭代培養途徑，從工程實踐中凝練科學問題，針對科學問題開展深入系統的理論研究，在完善理論研究的基礎上開辟前沿探索，實現對高水平技術的突破，并發表高水平學術論文，提高研究生自主創新能力；同時理論研究成果緊密結合工程實踐應用，授權發明專利100余項，推廣工程應用產業價值。通過工程技術與前沿科學不斷交叉融合，進一步衍生出仿生推進、集群控制、人工智能等特色前沿方向，開展學術沙龍、頭腦風暴，擴展科學研究深度與廣度。

（二） 應用效果

1 極大提升了海洋軍民融合拔尖人才培養能力

在教育教學改革方面，團隊承擔了陜西省“雙導師制”科技創新創業計劃、陜西省高等教育改革項目等校級以上教改項目14項；在師資隊伍方面，國家教學名師1名、陜西省教學名師3名，“魚雷技術”首批國家級教學團隊、首批“全國高校黃大年式教師團隊”，被授予“全國教育系統先進集體”；在創新基地方面，獲批工業和信息化部重點實驗室1個、陜西省實驗教學示范中心1個、省部級人才培養模式實驗區2個等。

先后有300人次參與了3項型號研制工作，解決了近百項型號中的關鍵技術，為型號裝備定型做出重要貢獻。2019—2023年在國內外重要期刊上發表論文600余篇，授權專利100余項，獲陜西省、全國一級學會優秀博士/碩士學位論文15篇，校級優秀博士/碩士學位論文30篇，研究生國家獎學金20余人次，優秀畢業生50余人次[10]。

2 顯著提高了研究生的創新創業能力

以2個水下航行器國際大賽（美國RoboSub，新加坡SAUVC），1個全國賽（全國海洋航行器設計與制作大賽）、2個校級賽（航海杯和新概念水下航行器創新大賽）為基本平臺，開設2門創新創業課程，組建多專業交叉協同的研究生創新實踐團隊，每年有100余名學生參與，極大提高了研究生的創新創業能力。在新加坡AUV挑戰賽、全國海洋航行器設計與制作大賽、全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽和“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等各類科技競賽中獲國際/國家級獎勵80余項。

3 研究生的社會認可度和團隊的影響力大幅提升

團隊培養的研究生主要分布在高等院校、科研院所，以及投身自主創業等，涌現出了加拿大工程院院士施陽、中船重工西安公司董事長王志杰、北京航天自動控制研究所系統方案研究室主任高磊、國華軍民融合產業發展基金管理有限公司總經理辛廷慧、青年拔尖人才王鵬、毛昭勇、黃橋高和施瑤等大批優秀人才，畢業研究生在就業單位得到了一致好評。正是由于團隊研究生的突出成績，使得團隊在水中兵器、水下航行器研究領域的認可度和影響力持續提升，先后被評為國防科技創新團隊、“長江學者和創新團隊發展計劃”團隊、陜西省“三秦學者”創新團隊、陜西省重點科技創新團隊、2018年度國防科技十大創新團隊和首批“全國高校黃大年式教師團隊”。

四 結束語

綜上所述，為加快建設海洋強國，發展海洋裝備，提高海洋綜合實力，需要加快創新人才的培養。高校在人才培養過程中起著中流砥柱的作用。為了讓人才更加適應國家戰略需要，高校需要打破傳統培養模式，貫徹落實國家海洋強國戰略，引導學生自主創新。西北工業大學航海學院為響應國家海洋無人裝備重大戰略需求，創建了“一核二元三維四模塊”創新人才培養體系，并取得了很好的應用效果，為我國軍民海洋裝備發展和創新人才培養作出了重大貢獻。

參考文獻：

[1] 廖民生，劉洋.新中國成立以來國家海洋戰略的發展脈絡與理論演變初探[J].太平洋學報，2019，27（12）：88-97.

[2] 金永明.新時代海洋強國戰略的演進歷程與重要成就[J].國家治理，2024（2）：40-45.

[3] 鐘宏偉，李國良，宋林樺，莫春軍.國外大型無人水下航行器發展綜述[J].水下無人系統學報，2018，26（4）：273-282.

[4] 潘光，宋保維，黃橋高，等.水下無人系統發展現狀及其關鍵技術[J].水下無人系統學報，2017，25（2）：44-51.

[5] 馮景祥，姚堯，潘峰，等.國外水下無人裝備研究現狀及發展趨勢[J].艦船科學技術，2021，43（23）：1-8.

[6] 歐俊偉.論海洋院校對學生強化“建設海洋強國”戰略方針的思想教育[J].學校黨建與思想教育，2016（6）：37-40.

[7] 發展新質生產力是推動高質量發展的內在要求和重要著力點[EB/OL].http：//jhsjk.people.cn/article/40247809.

[8] 黃橋高，潘光，曾向陽.新工科背景下海洋工程大類培養的專業建設與實踐——以西北工業大學航海學院為例[J].科教文匯，2022（1）：48-51.

[9] 施瑤，陳思汝，姜軍，潘光.基于跨介質發射技術平臺探索應用型人才培養[J].實驗室研究與探索，2023，42（7）：247-251.

[10] 葉鵬程，葉晨航，施瑤，等.高校體育育人對人才培養的意義、內涵與路徑研究——以西北工業大學航海學院為例[J].高教學刊，2024，10（20）：171-174.