基于系统工程理论的专业学位研究生量增质升体系研究

狄丹阳，方宏远，王念念，赵小华

（郑州大学水利与土木工程学院 河南 郑州 450001）

2020年9月，教育部、国家发改委、财政部等部门联合下发文件指出，专业学位研究生体系化教育改革目标是以国家当前的基础产业发展战略、关系未来整个产业走向的领域和全社会最急切的需求为主要约束，以服务需求为导向，以强化产教融合育人机制为有效手段，构建具有能够适应当前中国复杂环境和多样化社会因素影响下的综合化、科学化培养模式[1]。目前，该类研究可从培养规模、培养质量和学科结构三方面进行分析[2]。

杨卫疆等人[3]将人均GDP、第二/三产业比重、从业人员和科技支出等指标的历史数据作为多元线性回归模型的输入数据集，对我国在多领域、多行业的综合性人才需求进行了综合性预测。为了提高预测结果的准确性，部分学者将预测指标的历史数据代入灰色模型GM（1,1），并将预测结果用于指导各项配套政策及措施的制订[4-6]。庄景璞[7]采用多元替换模型对人才结构进行定量，并利用数据集训练BP神经网络中的参数，给出专业人才需求的预测结果。学者们结合成熟的质量评价方法[8-10]和目标优化方法对培养措施进行分析，给出提升培养质量的政策建议。在专业学位研究生量增质升研究上，仍存在培养规模、培养目标、培养结构、培养过程和培养效果未系统化统筹考虑的问题[11]。

本文引入系统工程理论，首次分析了专业学位研究生的价值驱动过程，从培养质量、培养数量和学科结构三个方面，提出了从多维度指标体系框架构建，到多目标联合（偶联）优化分析，再到最终决策建议的全流程分析方法，形成了基于 “指标集―评价―决策” 方法的系统综合优化方案，并给出未来发展的综合性规划政策与建议。

1 本研究领域的价值驱动过程

在分析本研究领域的价值驱动过程时，需要首先明确专业学位研究生能力素质的内涵，为评价指标的合理选取做准备。与此同时，明晰系统工程理论方法，为专业学位研究生量增质升提供方法基础。

1.1 专业学位研究生能力素质的内涵

专业学位研究生的能力素质主要包含以下三部分内容。

第一，学生需要掌握开展工程实践的基础知识体系结构。学生在培养完成后需要具备良好的基础知识储备和丰富的工程实践经验，拥有从事工程科学化分析的能力和素养，对当前该领域的基本发展走向有清晰的判断和认知。此外，专业学位研究生需要掌握数理、自然科学和经济管理等知识，以满足工程设计、工程研究和工程管理等工作的需要。

第二，专业学位研究生需要获得适应新时代发展的多种能力。专业学位研究生需要具备：快速获取信息、知识更新和终身学习的能力；从多学科偶联分析的思路出发，以系统化理论和切实解决现实工程问题的角度和态度去处理多重复杂问题的能力；勇于在工程领域进行足尺试验的合理创新，研发新型实用设备的能力。

第三，专业学位研究生需要拥有完成复杂工程活动的过硬素质。为了适应日益复杂的工程活动的要求，专业学位研究生需要：重视生态平衡、环境保护与可持续发展；具有全面负责的态度、追求极致和谨慎细心的工作作风。

1.2 系统工程理论

系统工程涉及控制论、信息论、运筹学和决策理论等诸多方面。系统中各元素、关系策略及输出价值之间的关系（系统价值驱动过程）如图1（a）所示。

通过图1（a）可以看出，系统输出价值的大小直接受系统指标的影响，而指标数值由元素从策略集中选取的具体关系策略决定。在系统规则的统一约束下，元素趋向于选取使系统输出价值最大的关系策略，由此形成 “系统规则→元素→关系策略→系统指标→系统输出价值” 这一价值驱动主链条，系统输出价值和关系策略不断向元素反馈结果进而保证元素决策不断优化。与此同时，在满足系统输出价值最大的条件下，作为系统中的独立个体，元素的利益趋向性促使其通过筛选关系策略谋求自身输出价值最大，由此形成 “系统规则→元素→关系策略→系统指标→元素输出价值” 这一价值驱动次链条。元素依据元素输出价值和关系策略返回的结果寻求元素决策的优化。

基于元素、关系策略集之间的复杂影响机制，构建专业学位研究生培养的系统价值驱动过程如图1（b）所示。

依据新时代的专业学位研究生培养政策，科研院所采取设立 “双导师” 、实施国家相关行业生产与教育深度融合的全方位综合演训基地全流程培养等方法，通过行之有效的策略和长期一线经验，进而优化调整学科结构、专业学位研究生培养质量和数量，创造各种产品和服务等直接价值，同时间接地为经济社会的总价值做出贡献。

2 专业学位研究生量增质升体系架构

本研究从培养质量评价及优化、培养数量优化和学科结构优化入手，分析了专业学位研究生量增质升体系的构建原则，提出了考虑互耦多重目标的专业学位研究生培养多目标评价方法，从多个角度对整个培养指标体系进行合理化评估。

2.1 量增质升体系构建原则

新时代专业学位研究生量增质升体系构建原则是建立该体系架构的依据和约束，是量化综合教育质量、培养数量和学科结构过程中最为关键和重要的环节。通过文献和实践分析，本文提出构建新时代专业学位研究生量增质升体系架构的两项基本原则。

多维联合优化原则。多维联合优化的核心目标是对整个教育培养过程中各指标项设置的合理性进行高效评价，以此来动态调整指标项的增减和规模设置，最终达到从多方面进行综合、多维度优化的目的。专业型研究人员和学术型研究人员的本质区别在于，专业型学生对理论分析与工程化实践之间的现实联系有充分的认知和判断能力，需要在这两个方向都有所加强，这样才能在实际项目中设计和开发出能够更好地为社会服务的优质产品。在此环节，利用全方位科学的评价机制，可以及时发现不合理的指标项，增加与时代发展同步的新指标项，有效地与新时代学生的能力素质培养相契合。在多维联合优化评价的过程中，需要注重抽象化的理论成果与实际工程间的联系，提高实践能力和社会化服务能力，这样才能从根本上提高人才培养质量。

人才规模化供应与市场需求之间的基本平衡原则。我国专业学位研究生培养数量、培养学科的供需不平衡，从不同的层面和程度变相制约了社会经济的持续、快速发展。因此，构建供需关系均衡模型并依据求解结果指导教育资源配置，是提升和完善学生全流程综合培养体系的可行手段。

2.2 多目标联合优化

在基于多重指标集的培养架构中，为了对各项指标进行优化，需要给出一种适合本方案的多目标联合优化方法。

设两个不同评价指标集的数值标准化变量

2.3 量增质升体系架构

综合考虑研究生管理、思政教育、校园文化建设和课程规范等专业学位研究生培养制度的内在要素，结合新时代专业学位研究生量增质升的现实需求以及该体系的构建原则，将学生全流程体系和结构化培养状态下的框架划分为培养制度、培养质量评价及优化、培养数量需求供给预测、学科结构需求供给预测、培养数量最优化均衡模型、学科结构最优化均衡模型等六个部分之间的耦合关系。本文重点研究培养质量评价及优化、培养数量需求供给预测、学科结构需求供给预测以及最优化均衡模型四部分（图2，p71）。

一是培养质量的指标集筛选及多目标联合优化。利用不同指标间关系的相关性量化理论方法，对学生培养质量量化指标和经济社会价值指标之间的相关性和权重进行量化，并给出培养质量的帕累托优化算法，使培养质量不断优化。

二是培养数量需求/供给预测。根据我国科研院所及经济社会发展的特点确立专业学位研究生培养数量需求/供给预测所依据的指标体系，依据BP神经网络，采取非线性、高精准度的智能化手段对我国历年专业学位研究生培养数量需求/供给趋势进行总量预测。

三是学科结构需求/供给预测。根据我国专业学位研究生发展现实情况确立学科结构需求/供给预测所依据的指标体系，采用培养数量需求/供给预测相同的方法对我国历年专业学位研究生学科结构需求/供给趋势进行预测。

四是最优化约束机制和多目标偶联均衡模型。利用多目标联合（偶联）优化方法，对研究生培养数量和学位结构进行重新规划。

3 结语

研究生教育能够提升参与社会实践人员的基本业务技能和接受新知识的速度，目前已经呈现出快速提升的总体发展态势，但仍存在与经济、社会发展不协调的地方，需要在培养质量、培养数量和学科结构三方面进行优化。本研究对我国专业学位研究生综合培养、教育和纵深发展的现有态势进行了体系化梳理，分析了现有研究生教育在培养质量、培养数量和学科结构等方面存在的不足。基于此，以指标元素、元素之间的关系为主要系统驱动力，从培养质量评价及优化、培养数量需求/供给预测、学科结构需求/供给预测以及最优化均衡模型四个角度构建了专业学位研究生量增质升体系架构，力求探索出能够实现专业学位研究生培养质量和数量协调发展的最佳路径。