研究生创新培养的“步态追踪”模式

鲍宇　赵亮　张爱娟　赵玉均

摘要：在协同创新背景下，研究生培养工作呈现团队培养和联合培养模式。培养模式的改变。致使研究生科研创新培养和成果推进不易管理。文章引入管理学“步态”概念，分析研究生科研工作数据特征，阐述如何形成科研创新能力培养过程的“步态”，建立映射与匹配的评估方法，提供师生交流需求的评估方法，跟踪研究生科研创新能力培养过程，以促进研究生创新成果的形成。

关键词：研究生培养；创新能力培养；步态追踪；过程管理：

0.引言

2012年，国家正式启动“高等学校创新能力提升计划”，将人才、学科、科研三位一体创新能力提升作为核心任务，旨在推进高等学校、科研院所、行业企业、地方政府的深度合作。协同创新突出特征在于是“一种开放式的创新形式，既不同于原始创新的协调合作，也不同于集成创新或引进消化吸收再创新的产品技术要素整合，而是一种管理创新，是一种竞争和优化配置的过程。2013年，教育部、国家发改委、财政部共同发布《关于深化研究生教育改革的意见》，提出研究生培养要“根据研究生的学术兴趣、知识结构、能力水平，制定个性化的培养计划。发掘研究生创新潜能，鼓励研究生自主提出具有创新价值的研究课题，在导师和团队指导下开展研究”，并在此过程中“加强培养过程管理和学业考核，实行严格的考核和论文审核制度”。

1.研究生创新培养的需求

1.1团队协作培养方式的要求

协同创新环境下，研究生的导师团队协同培养模式成为核心，弥补了过去单一导师指导带来的知识面不宽、专业领域过窄、学科不易交叉的缺陷。在该模式下，研究生导师之间必须经常沟通，以便于各位导师对学生情况实时掌握，但在学生人数较多的情况下，导师容易忽视某些不活跃的学生。除此之外，研究生还经常被导师派往合作现场进行调研、数据采集、实验及实践、效果监控等一系列科研工作。离校期间，导师对其工作状态和每日进展不能做到实时指导，工作中的问题不能及时发现，导致科研工作低效。

在团队合作、联合培养等协同创新背景下，如何在管理上实现研究生科研工作的及时掌握和跟踪？美国高校管理人员首先提出这一问题。调查结果显示，69%的博士研究生入学后，平均两周与导师见面一次；而有15%的博士研究生平均三周以上才能与导师见面一次，这导致其在科研认知上的偏离得到纠正的周期被延长，创新成果进展缓慢。随之，美国高校开始通过项目投入，加大学生经费支持力度；在人员配比上，提升了指导教师的比例；在管理上，高校力争对联合培养方式的学生尽可能地统一管理。实际研究显示，联合培养的学生对高校导师进行定期工作汇报更有助于科研创新工作的顺利开展。

促进导师与学生互动，关键是对该交互过程进行有效管理。以德国为例，自1990年开始，由德国研究会（DFG）资助研究院项目，明确项目的科研定位、制度特色及规模限制。这一举措促使研究生培养同相关企业需求密切结合，集中了相关的研究课题和研究人员，容易统一研究生科研创新能力评估过程的标准，确保了导师对联培研究生科研素质的把关。与之相应的，清华大学早在1985年便开始着手同企业、政府进行合作，目前清华大学90%的研究项目是业界需求或具有发展前景的前瞻性研究，不仅在课程设置上向国际靠拢，研究生科研能力培养过程也在学生研究计划和周期总结中有明确体现。哈尔滨工业大学和黑龙江省政府密切合作，为国家构建航天强国提供了大量基于实践培养的研究人才。北京交通大学在为铁路和轨道交通等领域服务过程中，积极推进协同创新，促使研究生进入铁路实践实验。南京农业大学许多研究生直接参与我国智慧农业、农业生产基地的建设。

1.2现阶段过程管理的缺陷

研究生培养过程存在多个周期，将整个培养期作为一个粒度较大的过程，如制订研究生个人学习计划、课程学习、课题开题、论文送审评阅和论文答辩等活动环节，易形成共性特征，所以研究生培养非常适用过程管理。全美研究理事会（National Research Council）根据院校、学科、种族、性别而统计的各类研究生学位授予数，完成相应学位的时间，获得的资助，就业类型等过程监控，包含了研究生从人学到就业各个阶段的情况，非常全面地追踪了学生的表现，并反馈指导学生培养过程。

目前，我国研究生培养过程包括16个具体的环节，如图1所示，可以看出研究生选题、选题后的论文阶段性成果存在空白。这些阶段处于科研工作展开时期，恰恰是学生创新能力培养的重要阶段。美国哈佛大学施坦利·利特认为培养过程应为：“培养接受过广博的、高层次教育的，能够在接受相关培训后迅速学会某种特定工作并渴望继续接受教育和技能发展的学生，促使学生研究具有直接动力”。这就要求在科研创新能力培养的过程细节控制上进行提升，如文献阅读、问题总结的细微步骤，但当前在管理上对创新能力培养过程仍缺乏有效手段。目前，“卓越工程师计划”虽然体现了学生综合素质培养的过程管理，但对科研创新能力培养细微过程没有明确体现，这需要建立有针对性的培养方式。

2.“步态追踪”培养模式

“步态”原意是指人们行走时的姿态。随着机器人技术的发展，“步态”用于设计机器人行走过程。“步态跟踪”技术是通过从序列状态中分析、检测出目标的特征，完成目标多个特征的匹配，并且对目标行为规律加以预测，实现对指定目标的准确且连续的跟踪，其研究过程重点突出了序列状态、特征匹配过程。将其引人管理过程控制，可以进一步弥补过程管理中目标状态和特征匹配的概念。过程管理是一种以过程为核心的、为了达到某种目的而对所涉及的过程进行形式化描述和管理的方法，是人们为弥补目标管理不足而提出的一个管理学概念。在过程管理中，由于管理控制的粒度不同，常导致目标状态形式化描述与过程特征不匹配，这主要由完成目标过程中的不确定性造成，在精细粒度的过程中尤为明显。“步态跟踪”则是利用精细化过程的步骤，寻找流程步骤特征，对过程进行形式化匹配，从而提高过程控制的精密度，这一改进非常契合信息化处理过程。

2.1研究生创新培养过程的“步态”提取

研究生创新培养过程属于知识创新活动。描述该活动的wiig模型将知识创新分为创造、显现、使用和转移4个过程，显现为4个知识创新活动，可将其设计为4个创新步骤。在协同创新环境下，这4个明确的步骤如果按照创新一个成果的基本过程来进行分解，可以将其分解为文献搜集与解读、问题与方法综述、新问题归纳与发现、新方法引入、解决方案设计、方案可行性团队讨论结果与改进、试验与仿真设计、原始数据采集与分析、实验记录、实验影像、所遇困难与困惑、当日工作成果、试验结果分析、讨论交流所得、如何解决问题思路、不同导师交流结果、重要语音影像等数据特征。上述数据以多种形态呈现，不仅仅以单一的数值或是简单的文字进行体现，还将在日志记录中以照片、文档、OCR、源程序、影音等多种数据呈现。由于学生与导师之间的经验和见识差距，学生有时不能理解这些数据蕴含的意义，但导师并不容易从大量的数据中判断学生是否能够发现问题或停滞不前。这需要针对所可能获取的数据进行有意识的初步分类，归纳上述4个过程中涉及的数据模式，形成“步态”模式，从而促使导师针对创新成果不同阶段进行指导。

针对成果创新步骤中涉及的内容，分析每一步骤中的具体研究问题，对该细节中的归纳、分析、总结、讨论等结果进行特征提取，并根据特征研究的起始时间、人员、地点、事件、导师交流等状态进行特征描述，如图2所示。从三维结构上描述“步态”特征，形成“步态”跟踪基础矩阵，从而描述和展现“步态”。

根据学生在学习中的自我能力认知、导师对学生的科研能力评估分析形成目标成果，结合学生学期目标，分析学生研究计划和解决方案设计，制定任务分解策略，将大目标首先通过研究任务的本体进行表示；建立每一个阶段任务完成时的内容要求，从而建立对研究生科研成果形成过程的形式化方法，促进研究生明确每一个阶段的任务，并在相应时间点提交自我研究进展报告，形成跟踪数据。

2.2“步态”跟踪

在协同创新环境下，研究生在培养过程中通常跟随导师进行科研创新，其成果形成的过程需要导师花费精力对学生进行培育。受学生的知识储备、学习进展等因素影响，该过程是一个以时间为轴线的随机过程。在获取“步态”模式后，对学生创新工作内容和数据进行分类，形成数据记录（日志、实验数据、声像等），并利用过程跟踪方法，追踪创新工作的进展。

针对学生“步态”数据，建立映射与匹配的评估方法；根据进展“步态”特征，匹配“步态”模式；根据进展推进情况和研究重要程度，提供师生交流推荐的优先次序，达到研究生科研培育“步态”跟踪，记录研究成果的进行步骤。首先，将项目研究的任务细化成可以形式化的目标，通过导师确认后下发给学生。在获得目标后，研究生根据创新工作推进过程，对实验、读书报告（篇数、收获）、交流讨论总结等信息进行日志记录。通过媒体数据库对学生科研工作过程进行识别、分类、记录和存储。然后，根据分类结果和可形式化成果进行判断，识别学生工作中是否偏离或进展缓慢，并根据重要程度提供给导师，便于导师判断是否需要进行指导，促使学生通过对设立目标的逐一解决来提高成果创新成功的可能性。

上述跟踪为导师及时掌握学生研究“步态”、及时调整培养学生工作进度、促进师生交流时效提供了一个辅助模式。最终，工作中形成的数据日志将及时保存，提供团队共享，并为科研工作提供一个监管依据，上述过程如图3所示。

3.步态模式的应用

在应用过程中，步态跟踪模式充分发挥了个性化管理特性，将学术型硕士和专业型硕士在跟踪目标上进行有效分类，在指导过程中明确了学生的研究倾向。

学术型研究生的培养目标具有学术指向，其培养过程要求强调夯实理论基础，引导创新意识和创新能力，培养国际化的学术交流能力。在引导过程中，理论基础学习过程反映在课题中的问题原理分析及其研究过程的跟踪，其步态体现在问题描述、基础原理、问题分析、原理应用根据等总结上，让学生每一天对自己在该方向的理解进行反思并得到加深。导师则考查学生的学习过程及其密切相关的理论体系是否具有系统性、前瞻性，是否能使研究生形成纵向深化的递进知识结构，并指导学生进一步学习或思考。创新能力则通过解决方案阐述、模型抽象、验证方法、实验规划等步态进行跟踪。学生通过对建模的修正过程、验证的调整过程不断总结，形成研究生的探究精神和探究能力。通过每天的研究修正和过程增补，可以跟踪学生的研究实验过程。据此，导师重点对学生在理论方法、模型建立与分析等方向上进行引导和指导。在学术交流能力评价层面，步态体现为现场问题研讨、解决过程讨论、现场工程师实际解决方案、可能提升的方案、会议论点、会议摘要等方面，促使研究生能够同工业现场人员、学术人员进行交流。导师考查研究生参与和组织不同学术交流活动的积极性和表现出的潜质、能力，对不同人员的学术交流形式进行引导。

专业型研究生的培养目标有明显的实践性，更注重知识应用和技术创新的能力，强调学生具有坚实的专业基础、解决实际问题的能力和组织管理专门技术工作的能力。专业基础的步态体现在学生对专业基础知识的灵活应用上，需要在解决问题的过程中进行体现，表现为利用原理分析问题、原理应用依据、可能的解决方案、备选方案等。导师从学生每天对问题拆解处理的情况跟踪学生专业知识应用能力。解决实际问题能力的步态体现在学生总结问题、问题约束分析、方案实施方法等方面，需要学生仔细描述现场或课题实践问题、研究问题拆解和解决方法。导师通过上传的视频录像检查学生对现场问题的总结能力并给予相应指导，重点引导问题描述的正确、解决方案的可靠等。组织管理则是通过每一个学生对自己研究问题的研讨组织、现场讨论组织进行体现，包括实施方案研讨总结、建议吸收过程、不同意见处理等。导师通过实施过程的照片、视频记录，对照学生研讨内容总结进行跟踪，引导学生对现场意外情况、实施步骤等内容进行思考。

通过软件实现步态跟踪的管理过程能及时对现场实际情况、实验过程、论文过程进行跟踪，特别是对研究生在3～5天毫无进展又没有请假的情况，软件会有效地进行甄别。在实践过程中发现，优秀学生的交流提示较少，但该部分学生一般会主动同教师交流，故影响不大。软件会督促学生每周都对工作进行推进，能够有效提升学习效率，有效辅助导师发现学生的游离状态并及时监管，特别是在学生外派需要异地指导时。平台中的研讨过程记录和评价能强制不同类型的研究生之间进行交流，促使学生对相关研究领域的问题进行反思。平台收集实践中积累的视频、照片，形成实验数据和实践经验累积，能更好地为新生提供学习经验。针对学习过程的记录和时间轴分析，则能有效地帮助导师总结指导过程中的问题。

4.结语

虽然对于培养研究生的科研创新能力的方法，每一个导师都有自己的个性特点，但是在培养过程中仍旧存在共性。从学校层面，对于如何更好地进行监管，管理者也需要一套可行的方案。“步态”可跟踪的模式为导师检验自己的培养效果、跟踪学生科研创新能力进展、调整培养过程提供了一个良好的方法和平台；同时，使学生不断自我总结，促进其对科研进行思考，并及时向导师反馈科研进展；科研知识共享也促进了课题组内部交流，促进课题组成果的内部共享。这一模式为课题组研究生管理提供了一种精细化的方法，为学校层面的研究生培养监管提供了一个可见和可评估的方法。