融合竞赛与科研的研究生创新能力培养模式探索

1、    融合竞赛与科研的研究生创新能力培养模式探索    杨宝华盛康摘要：研究生创新能力培养是科研创新体系的重要组成部分，创新能力和实践能力是研究生培养的核心内容，组织研究生团队参加创新实践活动是研究生创新能力培养的重要途径。针对研究生创新能力培养方面存在的问题，结合参加全国研究生数学建模比赛为案例来分析研究生的创新能力培养，围绕创新意识、创新思维和创新能力三个层次，提出了融合竞赛与科研的研究生创新能力培养模式。通过三年的试点实践，研究生创新培养效果良好，对一流大学和一流学科建设奠定重要的基础。关键词：数学建模;创新实践;竞赛;创新能力培养：g643 &

2、#160;      ：a：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 wa

3、y 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 integ

4、rating 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

5、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; innovativ

6、e practice; competition; innovation ability training2017年1月，国务院印发统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案，明确规定“注重培养学生社会责任感、法治意识、创新精神和实践能力”，可见，创新培养和实践能力在大学双一流建设过程中的重要性，因此，将创新精神和实践能力的培养融入研究生培养过程中，是时代赋予高校的一个使命，是学科发展的需要，大学发展的需要，更是国家发展的需要。研究生创新能力培养是国家创新教育体系的重要组成部分，创新能力和实践能力是研究生培养的核心内容，组织研究生团队参加创新实践活动是研究生创新能力培养的重要途径。本文针对参加全

7、国研究生数学建模比赛为案例来分析研究生的创新能力培养，提出了融合竞赛与科研的研究生创新能力培养模式。由于中国研究生数学建模竞赛是一项面向在校研究生的数学建模应用研究的学术竞赛活动，是廣大在校研究生提高建立数学模型和运用智能信息技术解决实际问题能力。近年来得到越来越多的关注度和认可度，2016年，全国共有32个省（区、市）的456个培养单位10019支队伍、30000多名研究生参赛，2017年全国共有32个省、直辖市、自治区和香港、澳门特别行政区的445家研究生培养单位、以及来自美国加州大学圣克鲁兹分校硅谷学院、英国谢菲尔德大学，伦敦大学学院、新加坡南洋理工大学等著名高校的11834支队伍，35

8、502名研究生报名参赛，参赛研究生专业领域很广，13个学科门类全部覆盖。所以研究生创新实践系列大赛，是验证实践创新能力的最有效方式，具有较高的认可度。1 研究生创新教育现状当今，无论是世界发达国家还是新兴经济体，面临新的经济形势和格局，都重视研究生创新教育，抢占未来发展制高点。2013年，以“服务需求、提高质量”为主线的研究生教育综合改革全面启动，如何提高研究生的创新实践能力成为首要的改革任务。教育部学位与研究生教育发展中心通过举办“中国研究生创新实践系列大赛”，包括中国研究生智慧城市技术与创意设计大赛、中国研究生移动终端应用设计创新大赛、中国研究生未来飞行器创新大赛、中国研究生数学建模竞赛等

9、十类竞赛来推动研究生创新创业教育的改革，该系列大赛充分体现了创新培养的重要性。李克强总理在达沃斯论坛开幕式上说“人人创新”“万众创新”。创新强则国运昌，创新弱则国运殆。研究生群体是新时代创新主体，对落实“大众创业、万众创新”有着举足轻重的作用。因此，如何构建研究生创新培养体系，提高研究生教育质量，都需要一个展示科研创新精神和团队合作意识的平台，而中国研究生数学建模比赛就是展示创新能力的平台，目前是国内层次最高、规模最大、影响最广泛的全国性研究生学科竞赛和创新实践竞赛。我校计算机学院招收的研究生生源多数来自二本院校，研究基础薄弱，三年前我校从未参加过中国研究生数学建模比赛，这是一项对实践能力和创

10、新能力要求较高的比赛，在没有前车之鉴的前提下，开展以竞赛为契机的创新能力培养还需要不断探索，而研究生参与数学建模竞赛，是研究生阶段的一次难得科研体验，亦是研究生个人的一次难得人生经历，更重要的是实实在在助推研究生的创新能力培养的一个良机，因此，为了助推创新实践能力的培养，我校更加重视研究生数学建模竞赛，今年我校参加该赛事的队伍越来越多。2 研究生创新能力培养机制“双一流”建设背景下研究生的培养具有重要意义，在坚持育人为本的同时，强化创新能力培养。近年来我国研究生教育发展趋势良好，研究生招生人数稳步增长，国内外知名大学将教育工作的重心逐渐由本科教育转向研究生教育，如哈佛大学研究生与本科生之比达到

11、1.3：1，哥伦比亚大学达到1.5：1。浙江大学、武汉大学及华中科技大学的在校研究生均超过2万人。由于研究生层次、生源、基础各不相同，逐渐形成针对性强、更加灵活的培养模式，在农林类高校中，逐年提高的农林类研究生培养质量得到越来越多的关注，而工科类硕士研究生在农林类高校中如何达到“更学术或者更专业”，这就需要借助学校的学科优势，构建跨学科的交流平台，完善以应用为前提、以能力拓展为目标的培养方式，因此，本着创新性培养的标准，组织研究生参加中国研究生创新实践系列大赛，围绕创新意识、创新思维和创新能力三个层次，提出了以竞赛与科研深度融合的研究生创新能力培养模式。2.1 研究生创新意识培养在创新竞赛过程

12、中，开放性的数学建模竞赛题目需要创新思维来解决，为此，根据参赛研究生的基础层次、学习经历和专业差异等特点，帮助研究生从自身的特点出发，结合导师的科研项目需求，制定科研能力提升计划，改变同质化趋势，选择主攻的科研方向，完善交叉学科的复合知识体系，提升专业领域的创新学习能力，从学习中培养创新意识，针对项目的问题反复地进行问题分析、方案设计、编码实验，在不断的探讨和失败的实验中总结经验。研究生教育是个性化培养机制，强化研究生分类培养至关重要，针对我校计算机专业的学术学位研究生培养以提高学术创新能力为目标，强化全面系统的科研训练;农业信息化的专业学位研究生培养以满足农业领域需求、提高专业型创新能力为目

13、标。钱彬彬和何红霞虽然是我校农业信息化专业型硕士研究生，在校培养仅有2年的时间，经过跨专业的创新意识和创新能力培养，他们分别取得了全国研究生数学建模大赛的二等奖和三等奖，并且在安徽省大数据技术与应用大赛、安徽高校物联网应用创新大赛获得三等奖的成绩。这些都归结于将领域问题与科研项目结合， 通过项目驱动的方式锻炼创新意识和创新能力，构建合理的知识结构，培养科学的思维方式，提高专业的实践能力，踏踏实实的完成项目任务。2013年11月，教育部、人力资源和社会保障部下发关于深入推进专业学位研究生培养模式改革的意见，提出要以职业需求为导向，以实践能力培养为重点。因此，只要培养方向正确，培养目标明确，培养方

14、式合理，无论什么类型的硕士和专业领域，只要开拓思路、勇于创新，对研究生创新能力和创新信心的增强都有很大的促进作用。2.2 研究生创新思维培养全国研究生数学建模竞赛是面向全国在读研究生的科技竞赛活动，目的在于激发研究生群体的创新活力和学习兴趣，提高研究生建立数学模型和运用计算机解决实际问题的综合能力，拓宽知识面，培养创新精神和团队合作意识，促进研究生中优秀人才的脱颖而出、迅速成长，推动研究生教育改革。研究生数学建模的竞赛采用组委会统一命题的方式，题目具有原创性，这些题目都是基于工程及生活中的实际问题，数据源基于真实的数据，具有重大应用价值。比如2017年a题目来源于2017年8月8日四川阿坝州九

15、寨沟县发生7.0级地震的灾后救援问题，提高无人机救援的使用效率为目标，解决无人机优化运用的问题。所用的数据是震区的高程数据，共有2913列，2775行。2017年f题，通过构建地下物流系统网络解决交通拥堵问题。还有面向下一代光通信的vcsel激光器仿真模型、基于监控视频的前景目标提取、多波次导弹发射中的规划问题等都是解决不同学科的应用，研究生通过参加比赛，可以深入了解理论知识与实际工程的联系，通过竞赛培养工程能力，提高创新思维能力。因为不过无论哪种领域的命题，均都没有唯一标准的答案，都需要学生在已有的领域知识和理论知识的基础上，发挥创新性思维和发散思维，在互联网上搜集大数据，科学分析问题及设计

16、方案，最终提出自己解决问题的技术路线。通过数学建模竞赛，使参赛研究生的创新思维得到明显提高，创新思维激发了创新活力，并在竞赛中取得优异成绩，同时也激发更多的专业研究生参加比赛。研究生谢申汝连续参加2016年和2017年比赛，取得二等奖和三等奖，2017年成绩虽然不是很理想，但是参赛后半年内就在国内重要期刊上发表论文2 篇。因此，不同基础的研究生，根据不同的研究方向制定竞赛列表，要求研究生在问题解决方案的设计阶段，注重创新思维的培养和训练，合理假设，构建模型，准确求证，为日后出色地完成创新性的研究工作奠定基础。2.3 研究生创新能力培养创新实践竞赛不同于一般的课程学习竞赛，竞赛问题往往是系统性、

17、科学性、可测性的综合问题，一方面要求学生短时间内熟悉问题所牵涉的研究领域，综合运用领域知识和较强的实践能力，另一方面又需要学生充分发挥团队合作精神，提出创新性解决方案。研究生数学建模的竞赛题目范围广，来自不同的研究领域，目的在于激勵学生运用计算机技术、数学理论及交叉学科解决实际问题的综合能力，题目牵涉的都不是纯数学问题，而是涉及多种学科的数学模型，有的甚至是当前热点问题。比如2017年数学建模比赛的c题，就是解决当下航班延误的原因及引起的航班恢复、航班调整等一系列问题，飞机延误引起乘客和航空公司之间纠纷也逐渐增多，如果不能及时解决，会激发两者之间的矛盾，从而影响航空公司的声誉。因此创建合适的数

18、学模型和采用行之有效的算法求解来解决航班恢复问题。2018年数学建模比赛f题牵涉国际国内航班中转问题，对航班-登机口分配问题建立数学优化模型，要求最小化中转旅客的总体最短流程时间，并且在此基础上最小化被使用登机口的数量。由此看来研究生数学建模竞赛题目难度逐年增加，而且都是解决实际问题，参赛队员们要在100个小时内给出解决方案，没有长期的积累是不可能的，而研究生的培养机制是2-3年，所以指导老师对于理工科专业的研究生培养，则要求既跟踪国际科技前沿，又要有较强的跨学科领域知识，还要有解决实践问题的能力。2016年和2017年共指导15名研究生获奖，他们既有学术型也有专业型的硕士研究生，包括计算机应用专业、农业信息化专业及金融专业，对待不同生源的研究生，他们的创新能力的个性化培养都是不容忽视的环节，因此，在每年的比赛前期，通常以实际问题为主要培训内容，通过增加培训难度，有效地提高了队员的创新能力，尤其是一年级研究生需要提前进入实验室参加集训，成立兴趣小组，授人以鱼不如授人以渔，以竞赛问题为目标，传授学习方法为目标，将统计理论、免疫算法、神经网络、模拟退火算法、遗传算法等智能优化算法为主要求解方法加以实践，提高对专业认知，定位前沿动态和热点问题，有助于培养研究生的创新能力。3 结论本文提出的改革方案在2016-2018学年我校计算机应用专业和农业信息化专业的研究生中进行试点，通过指