在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合越來(lái)越緊密的背景下,基于實(shí)踐的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)成為高校工科類(lèi)學(xué)科面臨的重要問(wèn)題。本文以控制學(xué)科與工程系統(tǒng)仿真方向研究生培養(yǎng)為例,提出一個(gè)基于CDIO模式的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)五邊形模型。該模型考慮了研究生培養(yǎng)過(guò)程中需要關(guān)注的問(wèn)題牽引、課題驅(qū)動(dòng)、學(xué)科交叉和工程實(shí)踐四個(gè)重要方面,給出了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的解決方案。最后,通過(guò)化學(xué)工業(yè)區(qū)大氣污染物監(jiān)測(cè)和管理案例,給出了模型的具體應(yīng)用,培養(yǎng)結(jié)果證明了模型的有效性。 

【文章來(lái)源】：高等教育研究學(xué)報(bào). 2019,42(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

化工區(qū)環(huán)保需要解決的實(shí)際問(wèn)題體系

在實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的牽引下,五邊形模型在實(shí)際問(wèn)題場(chǎng)景中引用如圖4所示。以CDIO模式為核心,基于系統(tǒng)仿真研究生的知識(shí)體系展開(kāi)問(wèn)題的研究。構(gòu)思階段需要仿真建模理論與方法和數(shù)學(xué)建模與數(shù)據(jù)分析的支持;設(shè)計(jì)階段則在前面的基礎(chǔ)上考慮仿真系統(tǒng)與技術(shù)方面的知識(shí);實(shí)施和運(yùn)作則需要仿真系統(tǒng)與技術(shù)和仿真應(yīng)用工程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。同時(shí),數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)和仿生學(xué)科的知識(shí)也融入項(xiàng)目的設(shè)置中,通過(guò)學(xué)科交叉覆蓋到完整的問(wèn)題場(chǎng)景。在該場(chǎng)景中五邊形模型五條邊的內(nèi)涵如下:(1)解決化學(xué)工業(yè)區(qū)大氣污染物監(jiān)測(cè)與管理問(wèn)題;(2)在解決化學(xué)工業(yè)區(qū)實(shí)際問(wèn)題的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)研究生在大氣污染物管理問(wèn)題中創(chuàng)新能力的培養(yǎng);(3)培養(yǎng)的過(guò)程分成三個(gè)階段,分別是化學(xué)工業(yè)區(qū)大氣污染物監(jiān)測(cè)與管理的知識(shí)儲(chǔ)備和技能儲(chǔ)備階段,大氣污染物擴(kuò)散與監(jiān)測(cè)管理的實(shí)踐探索和參與主題競(jìng)賽階段,以及大氣污染物監(jiān)測(cè)與管理論文撰寫(xiě)階段;(4)基于這三個(gè)階段的培養(yǎng),從五個(gè)角度出發(fā),分別是通過(guò)理論課程學(xué)習(xí)形成化學(xué)工業(yè)區(qū)大氣污染物監(jiān)測(cè)與管理學(xué)科交叉知識(shí)體系,通過(guò)實(shí)踐課程掌握大氣污染物擴(kuò)散模擬、溯源方法實(shí)現(xiàn)需要的編程技術(shù),通過(guò)化工區(qū)現(xiàn)地實(shí)驗(yàn)建立對(duì)實(shí)際問(wèn)題場(chǎng)景更深層次認(rèn)識(shí),通過(guò)參與學(xué)科競(jìng)賽培養(yǎng)形成大氣污染物監(jiān)測(cè)、溯源、管理問(wèn)題體系的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[6];以及通過(guò)環(huán)境類(lèi)仿真方向期刊論文的撰寫(xiě)培養(yǎng)研究生分析、挖掘和表達(dá)能力;(5)培養(yǎng)了研究生利用仿真視角理解化學(xué)工業(yè)區(qū)大氣污染物監(jiān)測(cè)與管理的能力,對(duì)于大氣污染物擴(kuò)散和監(jiān)測(cè)工程實(shí)踐能力,團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及相關(guān)科研報(bào)告和論文的撰寫(xiě)能力�；谖暹呅文Ｐ�,對(duì)應(yīng)四個(gè)具體的應(yīng)用問(wèn)題,課題組設(shè)置了“基于貝葉斯最大熵的網(wǎng)格化布點(diǎn)技術(shù)”“基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和最優(yōu)化算法的智能溯源方法”“基于智能博弈的移動(dòng)監(jiān)測(cè)資源調(diào)度規(guī)劃技術(shù)”和“基于仿生學(xué)和認(rèn)知搜索策略的智能尋源技術(shù)”四個(gè)研究生課題。在這四個(gè)課題的驅(qū)動(dòng)下,研究生開(kāi)展工作首先對(duì)計(jì)算機(jī)、大氣擴(kuò)散、環(huán)境管理、仿生等交叉的學(xué)科知識(shí)進(jìn)行積累;其次,加深對(duì)大氣擴(kuò)散、傳感器布設(shè)、污染物溯源和尋源問(wèn)題深入理解后展開(kāi)工程實(shí)踐工作;最后,利用實(shí)踐的成果參與學(xué)科競(jìng)賽,進(jìn)行論文撰寫(xiě),達(dá)到能力培養(yǎng)目標(biāo)。課題的設(shè)置充分考慮了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題牽引、課題驅(qū)動(dòng)、學(xué)科交叉和工程實(shí)踐四個(gè)方面。

基于前文所述的方法,作者所在的課題組建立了一個(gè)“化學(xué)工業(yè)區(qū)大氣污染物監(jiān)測(cè)與管理”討論組。討論組由兩名博士研究生和三至四名碩士研究生組成。近年來(lái),在這個(gè)實(shí)際問(wèn)題的牽引下培養(yǎng)了近十名研究生,研究生均具備前往化學(xué)工業(yè)區(qū)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)(如圖5所示)和參與學(xué)科競(jìng)賽以及撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文的經(jīng)歷。其中,申請(qǐng)到國(guó)外讀學(xué)位的博士研究生1名、聯(lián)合培養(yǎng)博士生1名;參加學(xué)科競(jìng)賽20余人次,獲得全國(guó)計(jì)算機(jī)仿真大獎(jiǎng)賽特等獎(jiǎng)1組、一等獎(jiǎng)1組、二等獎(jiǎng)3組、湖南省挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽一等獎(jiǎng)1組、軍事建模競(jìng)賽二等獎(jiǎng)2組、湖南省互聯(lián)網(wǎng)+競(jìng)賽二等獎(jiǎng)1組、長(zhǎng)城杯軍隊(duì)大學(xué)生競(jìng)賽三等獎(jiǎng)1組;發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇,SCI檢索論文20篇;形成的學(xué)術(shù)和科研成果為國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目以及上海市經(jīng)信委項(xiàng)目等提供了支持。四、結(jié)語(yǔ)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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