通過電類學科競賽提升碩士研究生創(chuàng)新能力的探索

周強 田鵬飛 安玲

[摘 要] 為探索高校研究生學科競賽成績提升，以及通過學科競賽培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的方法，在分析目前研究生培養(yǎng)模式存在的問題的基礎上，以學科競賽為重要手段，開展了電類研究生培養(yǎng)模式探索和學科競賽培訓過程方法研究，對電類學科研究生創(chuàng)新培養(yǎng)模式進行了豐富和完善，并建立了一整套較為科學的研究生學科競賽訓練過程方法。研究成果在陜西科技大學電類學科研究生培養(yǎng)過程中的應用取得了顯著成效，使研究生在學科競賽取得優(yōu)異成績的同時提升了其創(chuàng)新能力。

[關鍵詞] 研究生學科競賽;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)模式;培訓過程

[基金項目] 2018年度陜西科技大學研究生教育改革研究項目“基于人才質(zhì)量評價體系的多閉環(huán)動態(tài)人工智能人才培養(yǎng)模式研究”（JG201801）

[作者簡介] 周 強（1969—），男，重慶人，博士，陜西科技大學電氣與控制工程學院副院長，教授，博士生導師，主要從事碩士研究生的實踐教學模式改革與探索研究;田鵬飛（1996—），男，陜西寶雞人，陜西科技大學電氣與控制工程學院2019級控制科學與工程專業(yè)碩士研究生（通信作者），研究方向為腦電信號處理。

[中圖分類號] G643.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）24-0092-04 [收稿日期] 2021-08-11

一、學科競賽對于電類學科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性

習近平總書記近日就研究生教育工作強調(diào)，研究生教育在培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高創(chuàng)新能力、服務經(jīng)濟社會發(fā)展、推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化方面具有重要作用[1]。創(chuàng)新能力是當今世界經(jīng)濟、科技、思想、文化等方面競爭的重要因素之一，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才成為世界各國教育改革的共同目標[2]，而研究生教育是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的主戰(zhàn)場。然而教學研究表明，近年來我國高校在研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在以下問題：（1）缺乏創(chuàng)新動機;（2）實踐能力不足;（3）缺乏創(chuàng)新成果[3]。究其根源則是高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式不盡完善，尤其是創(chuàng)新實踐的方式較為單一。研究生學科競賽作為培養(yǎng)研究生創(chuàng)新思維和提升研究生綜合素質(zhì)的重要載體，可在完善研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式方面發(fā)揮巨大的作用。

1.學科競賽是創(chuàng)新型研究生人才培養(yǎng)模式的重要補充。要培養(yǎng)出合格的創(chuàng)新型人才，高校不僅要具有完備的理論教學體系，還必須提供系統(tǒng)的創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系。然而根據(jù)文獻[4]的標準，在當前的培養(yǎng)模式下，研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的創(chuàng)新實踐方式較為單一，主要以導師安排下的科研活動為主，研究生仍未能走出相對封閉的校園，不僅視野較為狹窄，更缺少與社會的科研實踐交流。研究生學科競賽不僅是以在校生自身為主體的創(chuàng)新實踐活動，讓不同學科的研究生聚集在一起，通過學科交叉融合激發(fā)參與者的創(chuàng)新動機、意識和靈感;同時參與者將自己的科研知識和能力以作品的形式與外界進行交流[3]，是提升研究者自身創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的有效手段[5]。因此，學科競賽作為一種重要的創(chuàng)新實踐方式補充了創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的不足。

2.學科競賽是提升研究生綜合素質(zhì)能力的重要實踐平臺。學科競賽過程中，參賽的研究生總攬全局，從參賽作品選題、制作作品包裝，從事了一個完整的科技產(chǎn)品研發(fā)過程，而且在解決復雜技術難題中發(fā)揮主導作用，這是參與導師科研項目所無法比擬的。通過學科競賽，研究生的科研能力、工程實踐能力均能得到鍛煉[6]。此外，研究生團隊協(xié)作、理論聯(lián)系實際、工程實踐等素質(zhì)都在競賽過程中得到了培養(yǎng)。自2013年起，教育部學位與研究生教育發(fā)展中心面向全國在校研究生開展“中國研究生創(chuàng)新實踐系列活動”，該活動采用系列主題賽事的方式進行，設置了中國研究生電子設計競賽、全國研究生智慧城市技術與創(chuàng)意設計大賽等9項主題賽事，旨在推動研究生培養(yǎng)模式改革，提高研究生創(chuàng)新實踐能力，最終提升研究生教育質(zhì)量。

二、影響學科競賽成績及其作用發(fā)揮的主要問題

目前，絕大多數(shù)高校都認識到了學科競賽對于研究生培養(yǎng)的重要性，并積極參與其中，然而，學科競賽的作用并未得到充分發(fā)揮。除了一些知名高校依靠自身雄厚的科研實力和優(yōu)秀生源使其成績較為突出外，很多高校的成績往往不穩(wěn)定或不理想，更重要的是學科競賽對于研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用很不明顯。究其根源，除了科研基礎薄弱、研究場所不足、生源質(zhì)量偏弱等客觀因素外，更主要的原因在于以下幾方面。

（一）缺少學校層面的統(tǒng)一組織管理

筆者通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，一定數(shù)量高校的研究生學科競賽采用研究生導師全權負責的模式，學校層面缺少統(tǒng)一的規(guī)劃和管理。對于指導教師選拔、參賽隊的組成、參賽題目的確定、參賽作品的研制過程缺少引導性、指導性的意見和建議，學校僅僅以“校賽”的形式進行省賽參賽隊的選拔，而未能發(fā)揮對于參賽隊伍的培育作用。此外，一些學校未能提供統(tǒng)一的交流和培訓平臺。因此，常常出現(xiàn)一個學校的多個參賽作品集中在同一方向，作品用途、研究內(nèi)容和技術手段都很接近，甚至出現(xiàn)兩個參賽作品內(nèi)容雷同的現(xiàn)象。此外，參賽隊員組成上，往往專業(yè)單一，缺少學科交叉;作品研制過程中，常常閉門造車，缺少與外界交流的有效途徑。

（二）未能處理好學科競賽與理論教學、科研工作的關系

一方面，普遍存在學科競賽與理論課程相脫節(jié)的問題，主要表現(xiàn)在課程體系中缺少直接支撐學科競賽的相關課程;另一方面，學科競賽與研究生所從事的科研項目之間出現(xiàn)兩極分化的現(xiàn)象，競賽作品或是與科研項目完全無關，或是將科研項目毫無改變、完整地照搬過來作為競賽題目。前一種情況不可避免地造成學科競賽和科研工作之間的相互干擾和影響，而后一種情況則因有些科研項目并不適合直接作為學科競賽的產(chǎn)品，從而影響到競賽效果和成績。

（三）競賽作品本身存在問題

一般來說，參賽作品易在實用性、完整性、先進性和科學性等方面出現(xiàn)問題，都是造成學科競賽成績不理想的原因。在實用性方面，有些作品側(cè)重理論研究，實用性不強，還有些明顯是導師的重大科研課題，并不適合作為一兩年時間內(nèi)能夠完成的研究生學科競賽作品;在完整性方面，一些作品僅能夠展示仿真結果卻無法實現(xiàn)功能，還有些作品則走向另一個極端，將已經(jīng)研發(fā)出來而且已開始銷售（已無研發(fā)必要）的產(chǎn)品作為參賽作品;在先進性和科學性方面，技術過于陳舊及缺少科學依據(jù)都是常見問題。

三、電類學科碩士研究生學科競賽成績提升及競賽作用發(fā)揮的實踐探索

針對以上問題，我校依托學科競賽，對研究生創(chuàng)新培養(yǎng)模式進行了長期探索實踐，取得以下經(jīng)驗。

（一）學校層面對研究生學科競賽實施橫縱結合的統(tǒng)一管理

1.在橫向管理上，學校強調(diào)三個注重：一是注重梯隊化培育模式，全校參賽隊伍的組成上，考慮學科競賽的長期性，參賽隊要有一定的“年級梯度”和“水平梯度”，既有沖擊本年度國獎的“種子隊”，也有為今后比賽準備的“培育隊”，以鍛煉能力為主要任務的“培育隊”中要確保配置一定數(shù)量的研究生新生，作為來年學科競賽的骨干隊員。二是注重競賽方向科學布局，結合學校各學科的研究基礎，從整體上考慮參賽隊伍在各競賽方向上的布局，如我校參加全國研究生電子競賽的參賽隊比較均勻地分布在工業(yè)生產(chǎn)過程自動化和信息化、農(nóng)業(yè)智能化、智慧家居、新能源、物流運輸?shù)葘I(yè)方向上。三是注重各類競賽相互支撐，不同學科競賽間取長補短相互支持，如中國研究生電子設計競賽、全國研究生移動終端應用設計創(chuàng)新大賽、全國研究生機器人大賽等學科競賽間既有特性又有共性之處，可以很好地形成相互支撐關系。

2.在縱向管理上，學校把握兩個方面：一方面從整個研究生培養(yǎng)過程的大時間跨度上，合理安排研究生學科競賽;另一方面注重研究生學科競賽各個環(huán)節(jié)的相互關聯(lián)關系，從而在整個競賽培訓過程中形成多個相互嵌套的閉環(huán)回路。

（二）學科競賽與理論教學、科研工作相互融合

筆者所在的教學團隊在長期的電類碩士研究生的培養(yǎng)實踐中發(fā)現(xiàn)，學科競賽與理論教學、科研工作存在緊密的相互依存關系，具體來說：研究生學科競賽的研究工作必須以科研工作為基礎，并依靠課程體系中的相關課程提供理論支撐。無論理論教學工作還是科研實踐工作的不足，都會對學科競賽造成不良影響，最終影響到研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為此我校對研究生培養(yǎng)方案進行如下改革。

1.將支撐學科競賽的相關課程納入課程體系，例如開設講授學科競賽方法、技術和經(jīng)驗的課程“電類學科競賽技術講座”。

2.將研究生學科競賽作為創(chuàng)新實踐的一部分，和實驗教學、科研實踐一樣，融入研究生實踐培養(yǎng)體系，使其成為具有鮮明多學科專業(yè)交叉融合特色的組成部分。

3.學科競賽成績作為創(chuàng)新成果的一部分，列入研究生研究成果的獎勵范圍和專業(yè)型碩士研究生（如能源動力、電子信息領域）的畢業(yè)條件。

（三）充分扎實地賽前準備為作品研制和競賽過程打好基礎

1.參賽隊伍的組成。隊員結構要體現(xiàn)學科交叉，硬件制作、算法研究和軟件設計的隊員各司其職，同時團隊中一定要有表達能力強的隊員負責答辯和作品展示。指導教師最好是由不同學科方向?qū)熃M成的教練組。

2.競賽作品的初步確定。以所從事的科學研究為基礎，做好市場調(diào)研，在教練團隊的指導和企業(yè)專家的參與下，經(jīng)過多輪次的商討，最后確定具有較大社會需求、符合科技發(fā)展趨勢并具有一定先進性的參賽作品。一般來說，跨學科的作品更具有選題優(yōu)勢。按照以上步驟，初步確定參賽作品題目、研究目標、研究內(nèi)容和核心技術。

（四）加強研究生學科競賽的過程管理

經(jīng)過幾年的實踐和探索，我校形成了較為合理的管理辦法及較為完善的研究生學科競賽培訓過程。學校研究生競賽管理層、教練團隊和參賽隊伍分工明確、各司其職，整個研究生學科競賽培訓過程被分為選題和制定研究方案、作品研制和作品包裝等3個階段，各個階段的任務如下。

1.確定題目、制定研究方案階段。學校研究生競賽管理層聯(lián)系作品的潛在生產(chǎn)商，從實用性和市場需求的角度對參賽作品的功能、性能和特色進行論證和完善。教練團隊和參賽隊伍共同確定作品題目和研究目標，組織校內(nèi)外行業(yè)專家，根據(jù)作品研究目標，并對作品的研究內(nèi)容、技術路線和關鍵技術進行評定。參賽團隊根據(jù)評定意見和建議進行完善。

2.作品研制階段。按照作品的技術路線，根據(jù)參賽團隊的技術分工，分別進行硬件研制、算法設計和軟件實現(xiàn)等工作，并在以上部分研究的基礎上進行整機調(diào)試。由校內(nèi)外專家組成的驗收小組對作品的功能和性能進行測試，參賽團隊根據(jù)測試結果反映出的問題對作品進行改進和完善。

3.作品包裝階段。作品包裝至關重要，關系到作品能否被潛在的使用者所接受，能否在為數(shù)眾多的作品中受到評委和觀眾關注和認可。在相關的專業(yè)人士指導下，不斷提高作品展示效果，包括作品外觀設計、作品展示手段（如PPT、海報、視頻等）和其他支撐材料（專利、論文等）。

在完成了參賽作品的制作后，由校內(nèi)外專家組成評審團，對作品進行多輪次模擬評審，參賽團隊根據(jù)評審團的意見和建議，對作品進行不斷地打磨、完善和改進。

四、實踐效果

以上創(chuàng)新培養(yǎng)模式改革和競賽訓練過程探索的成果，自2018年在陜西科技大學控制科學與工程、電氣工程等電類學科的碩士研究生培養(yǎng)過程中逐步實施并不斷完善，以研究生電子設計競賽為突破口，機械工程、軟件工程等相近學科的研究生積極參與其中，近3年來不僅取得優(yōu)異的學科競賽成果，而且通過競賽顯著提升了研究生的創(chuàng)新能力。

（一）學科競賽成績優(yōu)異

2018—2020年全國研究生電子設計競賽，陜西科技大學派出48支技術賽參賽隊，共獲得省級一、二、三等獎各22、20、2項，省級獲獎率91.6%（一、二、三等獎的獲獎率分別為45.83%、41.67%和4.17%），入圍國賽的隊伍有15支，國賽入圍率31.25%;獲得國家一等獎7項、二等獎4項、三等獎4項，最佳論文獎2項，獲得2020年“研電之星”（全國TOP3）。同時還獲得了全國研究生智慧城市技術與創(chuàng)意設計大賽國家二等獎2項、全國研究生移動終端應用設計創(chuàng)新大賽國家二等獎2項。

（二）創(chuàng)新能力得到提高，就業(yè)質(zhì)量持續(xù)提升

我校參賽的碩士研究生占控制、電氣等電類學科研究生總數(shù)的65.5%，大批在校生參與到研究生學科競賽中，創(chuàng)新能力、科研能力和工程實踐能力顯著提升，在學科競賽支撐下發(fā)表學術論文、授權專利的質(zhì)量和數(shù)量均不斷提高?；诖?，近年來我校電類學科研究生就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量穩(wěn)步提升。

結語

本文在分析影響研究生學科競賽成績的主要因素，探究造成學科競賽不能在培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力上充分發(fā)揮作用的原因的基礎上，在培養(yǎng)模式層面進行了研究生學科競賽方法和過程研究，建立了電類學科研究生新的培養(yǎng)模式并總結出一套較為完善的學科競賽訓練模式，并將這些方法應用于控制科學與工程、電氣工程等學科和電子信息、能源動力等專業(yè)類別的碩士研究生培養(yǎng)過程，取得了良好的效果，使研究生在取得學科競賽優(yōu)異成績的同時也使其創(chuàng)新能力提升明顯。

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Exploration on Improving the Innovation Ability of Postgraduates Through the Competitions in Electrical Discipline

ZHOU Qiang， TIAN Peng-fei， AN Ling

（School of Electrical and Control Engineering， Shaanxi University of Science and Technology， Xi’an， Shaanxi 710021， China）

Abstract： The purpose of this research is to explore ways to improve the performance of postgraduate discipline competitions in colleges and universities and to cultivate graduate students’ innovation ability through discipline competitions. Based on the analysis of the existing problems in the graduate training mode， and taking the discipline competition as an important means， the exploration of the training mode of electrical graduate students and the training method of discipline competition are carried out. The innovative training mode of electrical discipline graduate students has been enriched and improved， and a set of relatively scientific graduate discipline competition training methods has been established. The application of the research results in the training process of the electrical discipline graduate students of Shaanxi University of Science and Technology has achieved remarkable results， which has made the graduate students achieve excellent results in the discipline competition and has improved their innovation ability.

Key words： postgraduate discipline competition; innovation ability; training mode; training process