楊寶華　盛康

摘要：研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是科研創(chuàng)新體系的重要組成部分，創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力是研究生培養(yǎng)的核心內(nèi)容，組織研究生團(tuán)隊(duì)參加創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑。針對(duì)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在的問題，結(jié)合參加全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模比賽為案例來分析研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，圍繞創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力三個(gè)層次，提出了融合競(jìng)賽與科研的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。通過三年的試點(diǎn)實(shí)踐，研究生創(chuàng)新培養(yǎng)效果良好，對(duì)一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)奠定重要的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模;創(chuàng)新實(shí)踐;競(jìng)賽;創(chuàng)新能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G643 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）13-0139-03

?Abstract： The cultivation of graduate students' innovative ability is an important part of the research and innovation system. Innovation ability and practical ability are the core content of postgraduate training. It is an important way to cultivate graduate students' innovative ability by organizing graduate teams to participate in innovative practice activities. In response to the problems in the cultivation of graduate students' innovative ability. A training model for graduate students' innovative ability in integrating competition and research is proposed by participating in the National Graduate Mathematical Modeling Competition. We have focused on three levels including innovation awareness， innovative thinking and innovative capabilities. A training model for graduate students' innovative ability in integrating competition and research is proposed. Through three years of practice， the effect of postgraduate innovation and training is perfect， which lays an important foundation for the construction of first-class universities and first-class disciplines.

Key words： mathematics modeling; innovative practice; competition; innovation ability training

2017年1月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》，明確規(guī)定“注重培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感、法治意識(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”，可見，創(chuàng)新培養(yǎng)和實(shí)踐能力在大學(xué)雙一流建設(shè)過程中的重要性，因此，將創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)融入研究生培養(yǎng)過程中，是時(shí)代賦予高校的一個(gè)使命，是學(xué)科發(fā)展的需要，大學(xué)發(fā)展的需要，更是國(guó)家發(fā)展的需要。

研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是國(guó)家創(chuàng)新教育體系的重要組成部分，創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力是研究生培養(yǎng)的核心內(nèi)容，組織研究生團(tuán)隊(duì)參加創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑。本文針對(duì)參加全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模比賽為案例來分析研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提出了融合競(jìng)賽與科研的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。由于中國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是一項(xiàng)面向在校研究生的數(shù)學(xué)建模應(yīng)用研究的學(xué)術(shù)競(jìng)賽活動(dòng)，是廣大在校研究生提高建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用智能信息技術(shù)解決實(shí)際問題能力。近年來得到越來越多的關(guān)注度和認(rèn)可度，2016年，全國(guó)共有32個(gè)?。▍^(qū)、市）的456個(gè)培養(yǎng)單位10019支隊(duì)伍、30000多名研究生參賽，2017年全國(guó)共有32個(gè)省、直轄市、自治區(qū)和香港、澳門特別行政區(qū)的445家研究生培養(yǎng)單位、以及來自美國(guó)加州大學(xué)圣克魯茲分校硅谷學(xué)院、英國(guó)謝菲爾德大學(xué)，倫敦大學(xué)學(xué)院、新加坡南洋理工大學(xué)等著名高校的11834支隊(duì)伍，35502名研究生報(bào)名參賽，參賽研究生專業(yè)領(lǐng)域很廣，13個(gè)學(xué)科門類全部覆蓋。所以研究生創(chuàng)新實(shí)踐系列大賽，是驗(yàn)證實(shí)踐創(chuàng)新能力的最有效方式，具有較高的認(rèn)可度。

1 研究生創(chuàng)新教育現(xiàn)狀

當(dāng)今，無論是世界發(fā)達(dá)國(guó)家還是新興經(jīng)濟(jì)體，面臨新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和格局，都重視研究生創(chuàng)新教育，搶占未來發(fā)展制高點(diǎn)。2013年，以“服務(wù)需求、提高質(zhì)量”為主線的研究生教育綜合改革全面啟動(dòng)，如何提高研究生的創(chuàng)新實(shí)踐能力成為首要的改革任務(wù)。教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心通過舉辦“中國(guó)研究生創(chuàng)新實(shí)踐系列大賽”，包括中國(guó)研究生智慧城市技術(shù)與創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽、中國(guó)研究生移動(dòng)終端應(yīng)用設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽、中國(guó)研究生未來飛行器創(chuàng)新大賽、中國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等十類競(jìng)賽來推動(dòng)研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的改革，該系列大賽充分體現(xiàn)了創(chuàng)新培養(yǎng)的重要性。

李克強(qiáng)總理在達(dá)沃斯論壇開幕式上說“人人創(chuàng)新”“萬眾創(chuàng)新”。創(chuàng)新強(qiáng)則國(guó)運(yùn)昌，創(chuàng)新弱則國(guó)運(yùn)殆。研究生群體是新時(shí)代創(chuàng)新主體，對(duì)落實(shí)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”有著舉足輕重的作用。因此，如何構(gòu)建研究生創(chuàng)新培養(yǎng)體系，提高研究生教育質(zhì)量，都需要一個(gè)展示科研創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的平臺(tái)，而中國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模比賽就是展示創(chuàng)新能力的平臺(tái)，目前是國(guó)內(nèi)層次最高、規(guī)模最大、影響最廣泛的全國(guó)性研究生學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新實(shí)踐競(jìng)賽。我校計(jì)算機(jī)學(xué)院招收的研究生生源多數(shù)來自二本院校，研究基礎(chǔ)薄弱，三年前我校從未參加過中國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模比賽，這是一項(xiàng)對(duì)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力要求較高的比賽，在沒有前車之鑒的前提下，開展以競(jìng)賽為契機(jī)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)還需要不斷探索，而研究生參與數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，是研究生階段的一次難得科研體驗(yàn)，亦是研究生個(gè)人的一次難得人生經(jīng)歷，更重要的是實(shí)實(shí)在在助推研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)的一個(gè)良機(jī)，因此，為了助推創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，我校更加重視研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，今年我校參加該賽事的隊(duì)伍越來越多。

2 研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)機(jī)制

“雙一流”建設(shè)背景下研究生的培養(yǎng)具有重要意義，在堅(jiān)持育人為本的同時(shí)，強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)。近年來我國(guó)研究生教育發(fā)展趨勢(shì)良好，研究生招生人數(shù)穩(wěn)步增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外知名大學(xué)將教育工作的重心逐漸由本科教育轉(zhuǎn)向研究生教育，如哈佛大學(xué)研究生與本科生之比達(dá)到1.3：1，哥倫比亞大學(xué)達(dá)到1.5：1。浙江大學(xué)、武漢大學(xué)及華中科技大學(xué)的在校研究生均超過2萬人。由于研究生層次、生源、基礎(chǔ)各不相同，逐漸形成針對(duì)性強(qiáng)、更加靈活的培養(yǎng)模式，在農(nóng)林類高校中，逐年提高的農(nóng)林類研究生培養(yǎng)質(zhì)量得到越來越多的關(guān)注，而工科類碩士研究生在農(nóng)林類高校中如何達(dá)到“更學(xué)術(shù)或者更專業(yè)”，這就需要借助學(xué)校的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建跨學(xué)科的交流平臺(tái)，完善以應(yīng)用為前提、以能力拓展為目標(biāo)的培養(yǎng)方式，因此，本著創(chuàng)新性培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，組織研究生參加中國(guó)研究生創(chuàng)新實(shí)踐系列大賽，圍繞創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力三個(gè)層次，提出了以競(jìng)賽與科研深度融合的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。

2.1 研究生創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)

在創(chuàng)新競(jìng)賽過程中，開放性的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目需要?jiǎng)?chuàng)新思維來解決，為此，根據(jù)參賽研究生的基礎(chǔ)層次、學(xué)習(xí)經(jīng)歷和專業(yè)差異等特點(diǎn)，幫助研究生從自身的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合導(dǎo)師的科研項(xiàng)目需求，制定科研能力提升計(jì)劃，改變同質(zhì)化趨勢(shì)，選擇主攻的科研方向，完善交叉學(xué)科的復(fù)合知識(shí)體系，提升專業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力，從學(xué)習(xí)中培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，針對(duì)項(xiàng)目的問題反復(fù)地進(jìn)行問題分析、方案設(shè)計(jì)、編碼實(shí)驗(yàn)，在不斷的探討和失敗的實(shí)驗(yàn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。研究生教育是個(gè)性化培養(yǎng)機(jī)制，強(qiáng)化研究生分類培養(yǎng)至關(guān)重要，針對(duì)我校計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)術(shù)學(xué)位研究生培養(yǎng)以提高學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力為目標(biāo)，強(qiáng)化全面系統(tǒng)的科研訓(xùn)練;農(nóng)業(yè)信息化的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)以滿足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域需求、提高專業(yè)型創(chuàng)新能力為目標(biāo)。錢彬彬和何紅霞雖然是我校農(nóng)業(yè)信息化專業(yè)型碩士研究生，在校培養(yǎng)僅有2年的時(shí)間，經(jīng)過跨專業(yè)的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，他們分別取得了全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模大賽的二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)，并且在安徽省大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用大賽、安徽高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽獲得三等獎(jiǎng)的成績(jī)。這些都?xì)w結(jié)于將領(lǐng)域問題與科研項(xiàng)目結(jié)合， 通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式鍛煉創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，構(gòu)建合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，提高專業(yè)的實(shí)踐能力，踏踏實(shí)實(shí)的完成項(xiàng)目任務(wù)。2013年11月，教育部、人力資源和社會(huì)保障部下發(fā)《關(guān)于深入推進(jìn)專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革的意見》，提出要以職業(yè)需求為導(dǎo)向，以實(shí)踐能力培養(yǎng)為重點(diǎn)。因此，只要培養(yǎng)方向正確，培養(yǎng)目標(biāo)明確，培養(yǎng)方式合理，無論什么類型的碩士和專業(yè)領(lǐng)域，只要開拓思路、勇于創(chuàng)新，對(duì)研究生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新信心的增強(qiáng)都有很大的促進(jìn)作用。

2.2 研究生創(chuàng)新思維培養(yǎng)

全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是面向全國(guó)在讀研究生的科技競(jìng)賽活動(dòng)，目的在于激發(fā)研究生群體的創(chuàng)新活力和學(xué)習(xí)興趣，提高研究生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的綜合能力，拓寬知識(shí)面，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，促進(jìn)研究生中優(yōu)秀人才的脫穎而出、迅速成長(zhǎng)，推動(dòng)研究生教育改革。研究生數(shù)學(xué)建模的競(jìng)賽采用組委會(huì)統(tǒng)一命題的方式，題目具有原創(chuàng)性，這些題目都是基于工程及生活中的實(shí)際問題，數(shù)據(jù)源基于真實(shí)的數(shù)據(jù)，具有重大應(yīng)用價(jià)值。比如2017年A題目來源于2017年8月8日四川阿壩州九寨溝縣發(fā)生7.0級(jí)地震的災(zāi)后救援問題，提高無人機(jī)救援的使用效率為目標(biāo)，解決無人機(jī)優(yōu)化運(yùn)用的問題。所用的數(shù)據(jù)是震區(qū)的高程數(shù)據(jù)，共有2913列，2775行。2017年F題，通過構(gòu)建地下物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解決交通擁堵問題。還有面向下一代光通信的VCSEL激光器仿真模型、基于監(jiān)控視頻的前景目標(biāo)提取、多波次導(dǎo)彈發(fā)射中的規(guī)劃問題等都是解決不同學(xué)科的應(yīng)用，研究生通過參加比賽，可以深入了解理論知識(shí)與實(shí)際工程的聯(lián)系，通過競(jìng)賽培養(yǎng)工程能力，提高創(chuàng)新思維能力。因?yàn)椴贿^無論哪種領(lǐng)域的命題，均都沒有唯一標(biāo)準(zhǔn)的答案，都需要學(xué)生在已有的領(lǐng)域知識(shí)和理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，發(fā)揮創(chuàng)新性思維和發(fā)散思維，在互聯(lián)網(wǎng)上搜集大數(shù)據(jù)，科學(xué)分析問題及設(shè)計(jì)方案，最終提出自己解決問題的技術(shù)路線。通過數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，使參賽研究生的創(chuàng)新思維得到明顯提高，創(chuàng)新思維激發(fā)了創(chuàng)新活力，并在競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績(jī)，同時(shí)也激發(fā)更多的專業(yè)研究生參加比賽。研究生謝申汝連續(xù)參加2016年和2017年比賽，取得二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)，2017年成績(jī)雖然不是很理想，但是參賽后半年內(nèi)就在國(guó)內(nèi)重要期刊上發(fā)表論文2 篇。因此，不同基礎(chǔ)的研究生，根據(jù)不同的研究方向制定競(jìng)賽列表，要求研究生在問題解決方案的設(shè)計(jì)階段，注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練，合理假設(shè)，構(gòu)建模型，準(zhǔn)確求證，為日后出色地完成創(chuàng)新性的研究工作奠定基礎(chǔ)。

2.3 研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

創(chuàng)新實(shí)踐競(jìng)賽不同于一般的課程學(xué)習(xí)競(jìng)賽，競(jìng)賽問題往往是系統(tǒng)性、科學(xué)性、可測(cè)性的綜合問題，一方面要求學(xué)生短時(shí)間內(nèi)熟悉問題所牽涉的研究領(lǐng)域，綜合運(yùn)用領(lǐng)域知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)踐能力，另一方面又需要學(xué)生充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神，提出創(chuàng)新性解決方案。研究生數(shù)學(xué)建模的競(jìng)賽題目范圍廣，來自不同的研究領(lǐng)域，目的在于激勵(lì)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)理論及交叉學(xué)科解決實(shí)際問題的綜合能力，題目牽涉的都不是純數(shù)學(xué)問題，而是涉及多種學(xué)科的數(shù)學(xué)模型，有的甚至是當(dāng)前熱點(diǎn)問題。比如2017年數(shù)學(xué)建模比賽的C題，就是解決當(dāng)下航班延誤的原因及引起的航班恢復(fù)、航班調(diào)整等一系列問題，飛機(jī)延誤引起乘客和航空公司之間糾紛也逐漸增多，如果不能及時(shí)解決，會(huì)激發(fā)兩者之間的矛盾，從而影響航空公司的聲譽(yù)。因此創(chuàng)建合適的數(shù)學(xué)模型和采用行之有效的算法求解來解決航班恢復(fù)問題。2018年數(shù)學(xué)建模比賽F題牽涉國(guó)際國(guó)內(nèi)航班中轉(zhuǎn)問題，對(duì)航班-登機(jī)口分配問題建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，要求最小化中轉(zhuǎn)旅客的總體最短流程時(shí)間，并且在此基礎(chǔ)上最小化被使用登機(jī)口的數(shù)量。由此看來研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目難度逐年增加，而且都是解決實(shí)際問題，參賽隊(duì)員們要在100個(gè)小時(shí)內(nèi)給出解決方案，沒有長(zhǎng)期的積累是不可能的，而研究生的培養(yǎng)機(jī)制是2-3年，所以指導(dǎo)老師對(duì)于理工科專業(yè)的研究生培養(yǎng)，則要求既跟蹤國(guó)際科技前沿，又要有較強(qiáng)的跨學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，還要有解決實(shí)踐問題的能力。2016年和2017年共指導(dǎo)15名研究生獲獎(jiǎng)，他們既有學(xué)術(shù)型也有專業(yè)型的碩士研究生，包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)、農(nóng)業(yè)信息化專業(yè)及金融專業(yè)，對(duì)待不同生源的研究生，他們的創(chuàng)新能力的個(gè)性化培養(yǎng)都是不容忽視的環(huán)節(jié)，因此，在每年的比賽前期，通常以實(shí)際問題為主要培訓(xùn)內(nèi)容，通過增加培訓(xùn)難度，有效地提高了隊(duì)員的創(chuàng)新能力，尤其是一年級(jí)研究生需要提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參加集訓(xùn)，成立興趣小組，授人以魚不如授人以漁，以競(jìng)賽問題為目標(biāo)，傳授學(xué)習(xí)方法為目標(biāo)，將統(tǒng)計(jì)理論、免疫算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模擬退火算法、遺傳算法等智能優(yōu)化算法為主要求解方法加以實(shí)踐，提高對(duì)專業(yè)認(rèn)知，定位前沿動(dòng)態(tài)和熱點(diǎn)問題，有助于培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力。

3 結(jié)論

本文提出的改革方案在2016-2018學(xué)年我校計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)和農(nóng)業(yè)信息化專業(yè)的研究生中進(jìn)行試點(diǎn)，通過指導(dǎo)研究生參加近三年的全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)，研究生的能力在短期內(nèi)得到提高，既鍛煉了學(xué)生運(yùn)用復(fù)合知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，又增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力;同時(shí)也促進(jìn)指導(dǎo)教師提高教學(xué)科研水平。因此，這種融合科研項(xiàng)目的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)之間形成相輔相成、相互促進(jìn)的關(guān)系，為建設(shè)“雙一流”奠定了基礎(chǔ)。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】