研究生創新培養的“步態追蹤”模式

鮑宇　趙亮　張愛娟　趙玉均

摘要：在協同創新背景下，研究生培養工作呈現團隊培養和聯合培養模式。培養模式的改變。致使研究生科研創新培養和成果推進不易管理。文章引入管理學“步態”概念，分析研究生科研工作數據特征，闡述如何形成科研創新能力培養過程的“步態”，建立映射與匹配的評估方法，提供師生交流需求的評估方法，跟蹤研究生科研創新能力培養過程，以促進研究生創新成果的形成。

關鍵詞：研究生培養；創新能力培養；步態追蹤；過程管理：

0.引言

2012年，國家正式啟動“高等學校創新能力提升計劃”，將人才、學科、科研三位一體創新能力提升作為核心任務，旨在推進高等學校、科研院所、行業企業、地方政府的深度合作。協同創新突出特征在于是“一種開放式的創新形式，既不同于原始創新的協調合作，也不同于集成創新或引進消化吸收再創新的產品技術要素整合，而是一種管理創新，是一種競爭和優化配置的過程。2013年，教育部、國家發改委、財政部共同發布《關于深化研究生教育改革的意見》，提出研究生培養要“根據研究生的學術興趣、知識結構、能力水平，制定個性化的培養計劃。發掘研究生創新潛能，鼓勵研究生自主提出具有創新價值的研究課題，在導師和團隊指導下開展研究”，并在此過程中“加強培養過程管理和學業考核，實行嚴格的考核和論文審核制度”。

1.研究生創新培養的需求

1.1團隊協作培養方式的要求

協同創新環境下，研究生的導師團隊協同培養模式成為核心，彌補了過去單一導師指導帶來的知識面不寬、專業領域過窄、學科不易交叉的缺陷。在該模式下，研究生導師之間必須經常溝通，以便于各位導師對學生情況實時掌握，但在學生人數較多的情況下，導師容易忽視某些不活躍的學生。除此之外，研究生還經常被導師派往合作現場進行調研、數據采集、實驗及實踐、效果監控等一系列科研工作。離校期間，導師對其工作狀態和每日進展不能做到實時指導，工作中的問題不能及時發現，導致科研工作低效。

在團隊合作、聯合培養等協同創新背景下，如何在管理上實現研究生科研工作的及時掌握和跟蹤？美國高校管理人員首先提出這一問題。調查結果顯示，69%的博士研究生入學后，平均兩周與導師見面一次；而有15%的博士研究生平均三周以上才能與導師見面一次，這導致其在科研認知上的偏離得到糾正的周期被延長，創新成果進展緩慢。隨之，美國高校開始通過項目投入，加大學生經費支持力度；在人員配比上，提升了指導教師的比例；在管理上，高校力爭對聯合培養方式的學生盡可能地統一管理。實際研究顯示，聯合培養的學生對高校導師進行定期工作匯報更有助于科研創新工作的順利開展。

促進導師與學生互動，關鍵是對該交互過程進行有效管理。以德國為例，自1990年開始，由德國研究會（DFG）資助研究院項目，明確項目的科研定位、制度特色及規模限制。這一舉措促使研究生培養同相關企業需求密切結合，集中了相關的研究課題和研究人員，容易統一研究生科研創新能力評估過程的標準，確保了導師對聯培研究生科研素質的把關。與之相應的，清華大學早在1985年便開始著手同企業、政府進行合作，目前清華大學90%的研究項目是業界需求或具有發展前景的前瞻性研究，不僅在課程設置上向國際靠攏，研究生科研能力培養過程也在學生研究計劃和周期總結中有明確體現。哈爾濱工業大學和黑龍江省政府密切合作，為國家構建航天強國提供了大量基于實踐培養的研究人才。北京交通大學在為鐵路和軌道交通等領域服務過程中，積極推進協同創新，促使研究生進入鐵路實踐實驗。南京農業大學許多研究生直接參與我國智慧農業、農業生產基地的建設。

1.2現階段過程管理的缺陷

研究生培養過程存在多個周期，將整個培養期作為一個粒度較大的過程，如制訂研究生個人學習計劃、課程學習、課題開題、論文送審評閱和論文答辯等活動環節，易形成共性特征，所以研究生培養非常適用過程管理。全美研究理事會（National Research Council）根據院校、學科、種族、性別而統計的各類研究生學位授予數，完成相應學位的時間，獲得的資助，就業類型等過程監控，包含了研究生從人學到就業各個階段的情況，非常全面地追蹤了學生的表現，并反饋指導學生培養過程。

目前，我國研究生培養過程包括16個具體的環節，如圖1所示，可以看出研究生選題、選題后的論文階段性成果存在空白。這些階段處于科研工作展開時期，恰恰是學生創新能力培養的重要階段。美國哈佛大學施坦利·利特認為培養過程應為：“培養接受過廣博的、高層次教育的，能夠在接受相關培訓后迅速學會某種特定工作并渴望繼續接受教育和技能發展的學生，促使學生研究具有直接動力”。這就要求在科研創新能力培養的過程細節控制上進行提升，如文獻閱讀、問題總結的細微步驟，但當前在管理上對創新能力培養過程仍缺乏有效手段。目前，“卓越工程師計劃”雖然體現了學生綜合素質培養的過程管理，但對科研創新能力培養細微過程沒有明確體現，這需要建立有針對性的培養方式。

2.“步態追蹤”培養模式

“步態”原意是指人們行走時的姿態。隨著機器人技術的發展，“步態”用于設計機器人行走過程?！安綉B跟蹤”技術是通過從序列狀態中分析、檢測出目標的特征，完成目標多個特征的匹配，并且對目標行為規律加以預測，實現對指定目標的準確且連續的跟蹤，其研究過程重點突出了序列狀態、特征匹配過程。將其引人管理過程控制，可以進一步彌補過程管理中目標狀態和特征匹配的概念。過程管理是一種以過程為核心的、為了達到某種目的而對所涉及的過程進行形式化描述和管理的方法，是人們為彌補目標管理不足而提出的一個管理學概念。在過程管理中，由于管理控制的粒度不同，常導致目標狀態形式化描述與過程特征不匹配，這主要由完成目標過程中的不確定性造成，在精細粒度的過程中尤為明顯?！安綉B跟蹤”則是利用精細化過程的步驟，尋找流程步驟特征，對過程進行形式化匹配，從而提高過程控制的精密度，這一改進非常契合信息化處理過程。

2.1研究生創新培養過程的“步態”提取

研究生創新培養過程屬于知識創新活動。描述該活動的wiig模型將知識創新分為創造、顯現、使用和轉移4個過程，顯現為4個知識創新活動，可將其設計為4個創新步驟。在協同創新環境下，這4個明確的步驟如果按照創新一個成果的基本過程來進行分解，可以將其分解為文獻搜集與解讀、問題與方法綜述、新問題歸納與發現、新方法引入、解決方案設計、方案可行性團隊討論結果與改進、試驗與仿真設計、原始數據采集與分析、實驗記錄、實驗影像、所遇困難與困惑、當日工作成果、試驗結果分析、討論交流所得、如何解決問題思路、不同導師交流結果、重要語音影像等數據特征。上述數據以多種形態呈現，不僅僅以單一的數值或是簡單的文字進行體現，還將在日志記錄中以照片、文檔、OCR、源程序、影音等多種數據呈現。由于學生與導師之間的經驗和見識差距，學生有時不能理解這些數據蘊含的意義，但導師并不容易從大量的數據中判斷學生是否能夠發現問題或停滯不前。這需要針對所可能獲取的數據進行有意識的初步分類，歸納上述4個過程中涉及的數據模式，形成“步態”模式，從而促使導師針對創新成果不同階段進行指導。

針對成果創新步驟中涉及的內容，分析每一步驟中的具體研究問題，對該細節中的歸納、分析、總結、討論等結果進行特征提取，并根據特征研究的起始時間、人員、地點、事件、導師交流等狀態進行特征描述，如圖2所示。從三維結構上描述“步態”特征，形成“步態”跟蹤基礎矩陣，從而描述和展現“步態”。

根據學生在學習中的自我能力認知、導師對學生的科研能力評估分析形成目標成果，結合學生學期目標，分析學生研究計劃和解決方案設計，制定任務分解策略，將大目標首先通過研究任務的本體進行表示；建立每一個階段任務完成時的內容要求，從而建立對研究生科研成果形成過程的形式化方法，促進研究生明確每一個階段的任務，并在相應時間點提交自我研究進展報告，形成跟蹤數據。

2.2“步態”跟蹤

在協同創新環境下，研究生在培養過程中通常跟隨導師進行科研創新，其成果形成的過程需要導師花費精力對學生進行培育。受學生的知識儲備、學習進展等因素影響，該過程是一個以時間為軸線的隨機過程。在獲取“步態”模式后，對學生創新工作內容和數據進行分類，形成數據記錄（日志、實驗數據、聲像等），并利用過程跟蹤方法，追蹤創新工作的進展。

針對學生“步態”數據，建立映射與匹配的評估方法；根據進展“步態”特征，匹配“步態”模式；根據進展推進情況和研究重要程度，提供師生交流推薦的優先次序，達到研究生科研培育“步態”跟蹤，記錄研究成果的進行步驟。首先，將項目研究的任務細化成可以形式化的目標，通過導師確認后下發給學生。在獲得目標后，研究生根據創新工作推進過程，對實驗、讀書報告（篇數、收獲）、交流討論總結等信息進行日志記錄。通過媒體數據庫對學生科研工作過程進行識別、分類、記錄和存儲。然后，根據分類結果和可形式化成果進行判斷，識別學生工作中是否偏離或進展緩慢，并根據重要程度提供給導師，便于導師判斷是否需要進行指導，促使學生通過對設立目標的逐一解決來提高成果創新成功的可能性。

上述跟蹤為導師及時掌握學生研究“步態”、及時調整培養學生工作進度、促進師生交流時效提供了一個輔助模式。最終，工作中形成的數據日志將及時保存，提供團隊共享，并為科研工作提供一個監管依據，上述過程如圖3所示。

3.步態模式的應用

在應用過程中，步態跟蹤模式充分發揮了個性化管理特性，將學術型碩士和專業型碩士在跟蹤目標上進行有效分類，在指導過程中明確了學生的研究傾向。

學術型研究生的培養目標具有學術指向，其培養過程要求強調夯實理論基礎，引導創新意識和創新能力，培養國際化的學術交流能力。在引導過程中，理論基礎學習過程反映在課題中的問題原理分析及其研究過程的跟蹤，其步態體現在問題描述、基礎原理、問題分析、原理應用根據等總結上，讓學生每一天對自己在該方向的理解進行反思并得到加深。導師則考查學生的學習過程及其密切相關的理論體系是否具有系統性、前瞻性，是否能使研究生形成縱向深化的遞進知識結構，并指導學生進一步學習或思考。創新能力則通過解決方案闡述、模型抽象、驗證方法、實驗規劃等步態進行跟蹤。學生通過對建模的修正過程、驗證的調整過程不斷總結，形成研究生的探究精神和探究能力。通過每天的研究修正和過程增補，可以跟蹤學生的研究實驗過程。據此，導師重點對學生在理論方法、模型建立與分析等方向上進行引導和指導。在學術交流能力評價層面，步態體現為現場問題研討、解決過程討論、現場工程師實際解決方案、可能提升的方案、會議論點、會議摘要等方面，促使研究生能夠同工業現場人員、學術人員進行交流。導師考查研究生參與和組織不同學術交流活動的積極性和表現出的潛質、能力，對不同人員的學術交流形式進行引導。

專業型研究生的培養目標有明顯的實踐性，更注重知識應用和技術創新的能力，強調學生具有堅實的專業基礎、解決實際問題的能力和組織管理專門技術工作的能力。專業基礎的步態體現在學生對專業基礎知識的靈活應用上，需要在解決問題的過程中進行體現，表現為利用原理分析問題、原理應用依據、可能的解決方案、備選方案等。導師從學生每天對問題拆解處理的情況跟蹤學生專業知識應用能力。解決實際問題能力的步態體現在學生總結問題、問題約束分析、方案實施方法等方面，需要學生仔細描述現場或課題實踐問題、研究問題拆解和解決方法。導師通過上傳的視頻錄像檢查學生對現場問題的總結能力并給予相應指導，重點引導問題描述的正確、解決方案的可靠等。組織管理則是通過每一個學生對自己研究問題的研討組織、現場討論組織進行體現，包括實施方案研討總結、建議吸收過程、不同意見處理等。導師通過實施過程的照片、視頻記錄，對照學生研討內容總結進行跟蹤，引導學生對現場意外情況、實施步驟等內容進行思考。

通過軟件實現步態跟蹤的管理過程能及時對現場實際情況、實驗過程、論文過程進行跟蹤，特別是對研究生在3～5天毫無進展又沒有請假的情況，軟件會有效地進行甄別。在實踐過程中發現，優秀學生的交流提示較少，但該部分學生一般會主動同教師交流，故影響不大。軟件會督促學生每周都對工作進行推進，能夠有效提升學習效率，有效輔助導師發現學生的游離狀態并及時監管，特別是在學生外派需要異地指導時。平臺中的研討過程記錄和評價能強制不同類型的研究生之間進行交流，促使學生對相關研究領域的問題進行反思。平臺收集實踐中積累的視頻、照片，形成實驗數據和實踐經驗累積，能更好地為新生提供學習經驗。針對學習過程的記錄和時間軸分析，則能有效地幫助導師總結指導過程中的問題。

4.結語

雖然對于培養研究生的科研創新能力的方法，每一個導師都有自己的個性特點，但是在培養過程中仍舊存在共性。從學校層面，對于如何更好地進行監管，管理者也需要一套可行的方案?！安綉B”可跟蹤的模式為導師檢驗自己的培養效果、跟蹤學生科研創新能力進展、調整培養過程提供了一個良好的方法和平臺；同時，使學生不斷自我總結，促進其對科研進行思考，并及時向導師反饋科研進展；科研知識共享也促進了課題組內部交流，促進課題組成果的內部共享。這一模式為課題組研究生管理提供了一種精細化的方法，為學校層面的研究生培養監管提供了一個可見和可評估的方法。