基于系統(tǒng)工程理論的專業(yè)學(xué)位研究生量增質(zhì)升體系研究

狄丹陽，方宏遠(yuǎn)，王念念，趙小華

（鄭州大學(xué)水利與土木工程學(xué)院 河南 鄭州 450001）

2020年9月，教育部、國家發(fā)改委、財(cái)政部等部門聯(lián)合下發(fā)文件指出，專業(yè)學(xué)位研究生體系化教育改革目標(biāo)是以國家當(dāng)前的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、關(guān)系未來整個(gè)產(chǎn)業(yè)走向的領(lǐng)域和全社會最急切的需求為主要約束，以服務(wù)需求為導(dǎo)向，以強(qiáng)化產(chǎn)教融合育人機(jī)制為有效手段，構(gòu)建具有能夠適應(yīng)當(dāng)前中國復(fù)雜環(huán)境和多樣化社會因素影響下的綜合化、科學(xué)化培養(yǎng)模式[1]。目前，該類研究可從培養(yǎng)規(guī)模、培養(yǎng)質(zhì)量和學(xué)科結(jié)構(gòu)三方面進(jìn)行分析[2]。

楊衛(wèi)疆等人[3]將人均GDP、第二/三產(chǎn)業(yè)比重、從業(yè)人員和科技支出等指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)作為多元線性回歸模型的輸入數(shù)據(jù)集，對我國在多領(lǐng)域、多行業(yè)的綜合性人才需求進(jìn)行了綜合性預(yù)測。為了提高預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，部分學(xué)者將預(yù)測指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)代入灰色模型GM（1,1），并將預(yù)測結(jié)果用于指導(dǎo)各項(xiàng)配套政策及措施的制訂[4-6]。莊景璞[7]采用多元替換模型對人才結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量，并利用數(shù)據(jù)集訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)，給出專業(yè)人才需求的預(yù)測結(jié)果。學(xué)者們結(jié)合成熟的質(zhì)量評價(jià)方法[8-10]和目標(biāo)優(yōu)化方法對培養(yǎng)措施進(jìn)行分析，給出提升培養(yǎng)質(zhì)量的政策建議。在專業(yè)學(xué)位研究生量增質(zhì)升研究上，仍存在培養(yǎng)規(guī)模、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)過程和培養(yǎng)效果未系統(tǒng)化統(tǒng)籌考慮的問題[11]。

本文引入系統(tǒng)工程理論，首次分析了專業(yè)學(xué)位研究生的價(jià)值驅(qū)動(dòng)過程，從培養(yǎng)質(zhì)量、培養(yǎng)數(shù)量和學(xué)科結(jié)構(gòu)三個(gè)方面，提出了從多維度指標(biāo)體系框架構(gòu)建，到多目標(biāo)聯(lián)合（偶聯(lián)）優(yōu)化分析，再到最終決策建議的全流程分析方法，形成了基于 “指標(biāo)集―評價(jià)―決策” 方法的系統(tǒng)綜合優(yōu)化方案，并給出未來發(fā)展的綜合性規(guī)劃政策與建議。

1 本研究領(lǐng)域的價(jià)值驅(qū)動(dòng)過程

在分析本研究領(lǐng)域的價(jià)值驅(qū)動(dòng)過程時(shí)，需要首先明確專業(yè)學(xué)位研究生能力素質(zhì)的內(nèi)涵，為評價(jià)指標(biāo)的合理選取做準(zhǔn)備。與此同時(shí)，明晰系統(tǒng)工程理論方法，為專業(yè)學(xué)位研究生量增質(zhì)升提供方法基礎(chǔ)。

1.1 專業(yè)學(xué)位研究生能力素質(zhì)的內(nèi)涵

專業(yè)學(xué)位研究生的能力素質(zhì)主要包含以下三部分內(nèi)容。

第一，學(xué)生需要掌握開展工程實(shí)踐的基礎(chǔ)知識體系結(jié)構(gòu)。學(xué)生在培養(yǎng)完成后需要具備良好的基礎(chǔ)知識儲備和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，擁有從事工程科學(xué)化分析的能力和素養(yǎng)，對當(dāng)前該領(lǐng)域的基本發(fā)展走向有清晰的判斷和認(rèn)知。此外，專業(yè)學(xué)位研究生需要掌握數(shù)理、自然科學(xué)和經(jīng)濟(jì)管理等知識，以滿足工程設(shè)計(jì)、工程研究和工程管理等工作的需要。

第二，專業(yè)學(xué)位研究生需要獲得適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展的多種能力。專業(yè)學(xué)位研究生需要具備：快速獲取信息、知識更新和終身學(xué)習(xí)的能力；從多學(xué)科偶聯(lián)分析的思路出發(fā)，以系統(tǒng)化理論和切實(shí)解決現(xiàn)實(shí)工程問題的角度和態(tài)度去處理多重復(fù)雜問題的能力；勇于在工程領(lǐng)域進(jìn)行足尺試驗(yàn)的合理創(chuàng)新，研發(fā)新型實(shí)用設(shè)備的能力。

第三，專業(yè)學(xué)位研究生需要擁有完成復(fù)雜工程活動(dòng)的過硬素質(zhì)。為了適應(yīng)日益復(fù)雜的工程活動(dòng)的要求，專業(yè)學(xué)位研究生需要：重視生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展；具有全面負(fù)責(zé)的態(tài)度、追求極致和謹(jǐn)慎細(xì)心的工作作風(fēng)。

1.2 系統(tǒng)工程理論

系統(tǒng)工程涉及控制論、信息論、運(yùn)籌學(xué)和決策理論等諸多方面。系統(tǒng)中各元素、關(guān)系策略及輸出價(jià)值之間的關(guān)系（系統(tǒng)價(jià)值驅(qū)動(dòng)過程）如圖1（a）所示。

通過圖1（a）可以看出，系統(tǒng)輸出價(jià)值的大小直接受系統(tǒng)指標(biāo)的影響，而指標(biāo)數(shù)值由元素從策略集中選取的具體關(guān)系策略決定。在系統(tǒng)規(guī)則的統(tǒng)一約束下，元素趨向于選取使系統(tǒng)輸出價(jià)值最大的關(guān)系策略，由此形成 “系統(tǒng)規(guī)則→元素→關(guān)系策略→系統(tǒng)指標(biāo)→系統(tǒng)輸出價(jià)值” 這一價(jià)值驅(qū)動(dòng)主鏈條，系統(tǒng)輸出價(jià)值和關(guān)系策略不斷向元素反饋結(jié)果進(jìn)而保證元素決策不斷優(yōu)化。與此同時(shí)，在滿足系統(tǒng)輸出價(jià)值最大的條件下，作為系統(tǒng)中的獨(dú)立個(gè)體，元素的利益趨向性促使其通過篩選關(guān)系策略謀求自身輸出價(jià)值最大，由此形成 “系統(tǒng)規(guī)則→元素→關(guān)系策略→系統(tǒng)指標(biāo)→元素輸出價(jià)值” 這一價(jià)值驅(qū)動(dòng)次鏈條。元素依據(jù)元素輸出價(jià)值和關(guān)系策略返回的結(jié)果尋求元素決策的優(yōu)化。

基于元素、關(guān)系策略集之間的復(fù)雜影響機(jī)制，構(gòu)建專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的系統(tǒng)價(jià)值驅(qū)動(dòng)過程如圖1（b）所示。

依據(jù)新時(shí)代的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)政策，科研院所采取設(shè)立 “雙導(dǎo)師” 、實(shí)施國家相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)與教育深度融合的全方位綜合演訓(xùn)基地全流程培養(yǎng)等方法，通過行之有效的策略和長期一線經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而優(yōu)化調(diào)整學(xué)科結(jié)構(gòu)、專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)質(zhì)量和數(shù)量，創(chuàng)造各種產(chǎn)品和服務(wù)等直接價(jià)值，同時(shí)間接地為經(jīng)濟(jì)社會的總價(jià)值做出貢獻(xiàn)。

2 專業(yè)學(xué)位研究生量增質(zhì)升體系架構(gòu)

本研究從培養(yǎng)質(zhì)量評價(jià)及優(yōu)化、培養(yǎng)數(shù)量優(yōu)化和學(xué)科結(jié)構(gòu)優(yōu)化入手，分析了專業(yè)學(xué)位研究生量增質(zhì)升體系的構(gòu)建原則，提出了考慮互耦多重目標(biāo)的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)多目標(biāo)評價(jià)方法，從多個(gè)角度對整個(gè)培養(yǎng)指標(biāo)體系進(jìn)行合理化評估。

2.1 量增質(zhì)升體系構(gòu)建原則

新時(shí)代專業(yè)學(xué)位研究生量增質(zhì)升體系構(gòu)建原則是建立該體系架構(gòu)的依據(jù)和約束，是量化綜合教育質(zhì)量、培養(yǎng)數(shù)量和學(xué)科結(jié)構(gòu)過程中最為關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)。通過文獻(xiàn)和實(shí)踐分析，本文提出構(gòu)建新時(shí)代專業(yè)學(xué)位研究生量增質(zhì)升體系架構(gòu)的兩項(xiàng)基本原則。

多維聯(lián)合優(yōu)化原則。多維聯(lián)合優(yōu)化的核心目標(biāo)是對整個(gè)教育培養(yǎng)過程中各指標(biāo)項(xiàng)設(shè)置的合理性進(jìn)行高效評價(jià)，以此來動(dòng)態(tài)調(diào)整指標(biāo)項(xiàng)的增減和規(guī)模設(shè)置，最終達(dá)到從多方面進(jìn)行綜合、多維度優(yōu)化的目的。專業(yè)型研究人員和學(xué)術(shù)型研究人員的本質(zhì)區(qū)別在于，專業(yè)型學(xué)生對理論分析與工程化實(shí)踐之間的現(xiàn)實(shí)聯(lián)系有充分的認(rèn)知和判斷能力，需要在這兩個(gè)方向都有所加強(qiáng)，這樣才能在實(shí)際項(xiàng)目中設(shè)計(jì)和開發(fā)出能夠更好地為社會服務(wù)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。在此環(huán)節(jié)，利用全方位科學(xué)的評價(jià)機(jī)制，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合理的指標(biāo)項(xiàng)，增加與時(shí)代發(fā)展同步的新指標(biāo)項(xiàng)，有效地與新時(shí)代學(xué)生的能力素質(zhì)培養(yǎng)相契合。在多維聯(lián)合優(yōu)化評價(jià)的過程中，需要注重抽象化的理論成果與實(shí)際工程間的聯(lián)系，提高實(shí)踐能力和社會化服務(wù)能力，這樣才能從根本上提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

人才規(guī)?；?yīng)與市場需求之間的基本平衡原則。我國專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)數(shù)量、培養(yǎng)學(xué)科的供需不平衡，從不同的層面和程度變相制約了社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速發(fā)展。因此，構(gòu)建供需關(guān)系均衡模型并依據(jù)求解結(jié)果指導(dǎo)教育資源配置，是提升和完善學(xué)生全流程綜合培養(yǎng)體系的可行手段。

2.2 多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化

在基于多重指標(biāo)集的培養(yǎng)架構(gòu)中，為了對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，需要給出一種適合本方案的多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化方法。

設(shè)兩個(gè)不同評價(jià)指標(biāo)集的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化變量

2.3 量增質(zhì)升體系架構(gòu)

綜合考慮研究生管理、思政教育、校園文化建設(shè)和課程規(guī)范等專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)制度的內(nèi)在要素，結(jié)合新時(shí)代專業(yè)學(xué)位研究生量增質(zhì)升的現(xiàn)實(shí)需求以及該體系的構(gòu)建原則，將學(xué)生全流程體系和結(jié)構(gòu)化培養(yǎng)狀態(tài)下的框架劃分為培養(yǎng)制度、培養(yǎng)質(zhì)量評價(jià)及優(yōu)化、培養(yǎng)數(shù)量需求供給預(yù)測、學(xué)科結(jié)構(gòu)需求供給預(yù)測、培養(yǎng)數(shù)量最優(yōu)化均衡模型、學(xué)科結(jié)構(gòu)最優(yōu)化均衡模型等六個(gè)部分之間的耦合關(guān)系。本文重點(diǎn)研究培養(yǎng)質(zhì)量評價(jià)及優(yōu)化、培養(yǎng)數(shù)量需求供給預(yù)測、學(xué)科結(jié)構(gòu)需求供給預(yù)測以及最優(yōu)化均衡模型四部分（圖2，p71）。

一是培養(yǎng)質(zhì)量的指標(biāo)集篩選及多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化。利用不同指標(biāo)間關(guān)系的相關(guān)性量化理論方法，對學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量量化指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)社會價(jià)值指標(biāo)之間的相關(guān)性和權(quán)重進(jìn)行量化，并給出培養(yǎng)質(zhì)量的帕累托優(yōu)化算法，使培養(yǎng)質(zhì)量不斷優(yōu)化。

二是培養(yǎng)數(shù)量需求/供給預(yù)測。根據(jù)我國科研院所及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的特點(diǎn)確立專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)數(shù)量需求/供給預(yù)測所依據(jù)的指標(biāo)體系，依據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，采取非線性、高精準(zhǔn)度的智能化手段對我國歷年專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)數(shù)量需求/供給趨勢進(jìn)行總量預(yù)測。

三是學(xué)科結(jié)構(gòu)需求/供給預(yù)測。根據(jù)我國專業(yè)學(xué)位研究生發(fā)展現(xiàn)實(shí)情況確立學(xué)科結(jié)構(gòu)需求/供給預(yù)測所依據(jù)的指標(biāo)體系，采用培養(yǎng)數(shù)量需求/供給預(yù)測相同的方法對我國歷年專業(yè)學(xué)位研究生學(xué)科結(jié)構(gòu)需求/供給趨勢進(jìn)行預(yù)測。

四是最優(yōu)化約束機(jī)制和多目標(biāo)偶聯(lián)均衡模型。利用多目標(biāo)聯(lián)合（偶聯(lián)）優(yōu)化方法，對研究生培養(yǎng)數(shù)量和學(xué)位結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新規(guī)劃。

3 結(jié)語

研究生教育能夠提升參與社會實(shí)踐人員的基本業(yè)務(wù)技能和接受新知識的速度，目前已經(jīng)呈現(xiàn)出快速提升的總體發(fā)展態(tài)勢，但仍存在與經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展不協(xié)調(diào)的地方，需要在培養(yǎng)質(zhì)量、培養(yǎng)數(shù)量和學(xué)科結(jié)構(gòu)三方面進(jìn)行優(yōu)化。本研究對我國專業(yè)學(xué)位研究生綜合培養(yǎng)、教育和縱深發(fā)展的現(xiàn)有態(tài)勢進(jìn)行了體系化梳理，分析了現(xiàn)有研究生教育在培養(yǎng)質(zhì)量、培養(yǎng)數(shù)量和學(xué)科結(jié)構(gòu)等方面存在的不足?；诖?，以指標(biāo)元素、元素之間的關(guān)系為主要系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力，從培養(yǎng)質(zhì)量評價(jià)及優(yōu)化、培養(yǎng)數(shù)量需求/供給預(yù)測、學(xué)科結(jié)構(gòu)需求/供給預(yù)測以及最優(yōu)化均衡模型四個(gè)角度構(gòu)建了專業(yè)學(xué)位研究生量增質(zhì)升體系架構(gòu)，力求探索出能夠?qū)崿F(xiàn)專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)質(zhì)量和數(shù)量協(xié)調(diào)發(fā)展的最佳路徑。