我从1984年开始培养博士生。十余年来,在大学这所培养和造就高素质的创造性人才的摇篮里,我始终工作在培养博士生第一线,对研究生培养特别是创新能力培养有一些亲身体验。借鉴国内外培养博士生的成功经验,结合自己成长的体会,经过实践摸索和改进,已逐步形成了“结合科研,锐意创新”的培养博士生的方法。至今已培养出博士生41名,基本上达到了“出人才、出成果”的双重目的。
1. 博士生培养与科研实践相结合
作为博士生,必须具有强烈的创新意识和能力,能够独立从事创造性的科学研究,而创新意识和能力必须在科研实践中锻炼和提高。
我们让博士生在入学后就参加到一个课题组里,成为课题组的成员。第一学期以学习课程为主,同时了解课题的情况,从第二学期起承担一定的科研任务,有的还担任了课题组负责人。
雷达信号处理国防科技重点实验室的科研基本上是前沿性的。面对新的科研课题,我们与博士生(含部分硕士生)一起广泛搜集和学习有关资料,结合课题分析需要重点研究的问题,以及解决这些问题的途径,制定初步的技术路线,并明确有哪些创新点。实际上,技术路线的完善和创新点的明朗化,通常要经过多次反复,包括经过挫折和失败后而获得的。科研工作出成果和出人才同等重要,而且相辅相成,高水平的科研可以培养和锻炼高水平的研究生,而有了高水平的研究生才能出更高水平的科研成果。
在科研过程中,课题组经常召开分析会,对发现的问题师生们一起分析和争论。问题越辩越明,新的思想常常是在多次反复讨论中趋于成熟,这不仅使科研任务能够较好地完成,而且研究生也从中树立了创新意识,提高了分析问题和解决问题的能力。
科研课题要通过实践检验,在实践中学习是研究生培养的重要方面。我们尽可能让他们参加各种实践环节。如“ISAR雷达成像”课题的现场数据录取与处理都是由研究生完成的,工作十分烦琐,但通过对大量数据的处理和分析,发现了不少过去工作中的错误和疏漏,通过反复分析和论证,提出了新的概念和方法,将科研工作提高到了一个新水平。
实验室的许多科研课题是由上级下达的,通常还有多个协作单位,每年都有检查、汇报、评审和协调等工作,研究生均作为课题组正式成员(有时还是主要成员)参加,一般都能很好地完成任务,他们既得到了实际锻炼,同时也扩展了自己的知识面。
1992年以来,我主持的国防科技重点预研、“863”计划、国家自然科学基金、国防科技基金、博士点基金等项目共17项,除了常年有2～3名年轻教师参加外,主要工作由博士生完成。近七八年来,我们在科研上取得较好的成绩,已完成科研项目12项,其中获部、省级科技进步奖6项(其中一等2项,二等3项,三等1项),获奖人中当时为研究生的有19人次。在此期间结题的国家自然科学基金两项,一项被评为优,一项被评为特优(博士生6人参加);结题的“863”项目被评为A-(博士生8人参加)。
2.
开办讲座和定期举办学术研讨会,拓宽博士生的知识面
“信号与信息处理”是实用性强、内容广的学科。我们研究的是信息探测技术(以雷达为代表)的信号处理,其内容也十分广泛。作为这一领域的高层次科技人员,不具备宽广系统的专业知识是很难胜任工作的。但是,在短短的3～4年里,他们要完成博士生阶段的学习,深入研究的面只能是较窄的。因此,我们强调在解决好对较窄方向深入研究的同时,对本学科的主要内容必须有较系统的了解。为此,我们除通过课程学习外,还对研究生开设讲座和定期举办研讨会。我们实验室承担的科研课题较多,面较广,从基础性较强的小波分析、神经网络到实用性较强的阵列处理、雷达成像,基本上覆盖了信息探测信号处理的主要内容,并均招收了研究生。这些研究方向各有特色,但在基本方面是相通的。我们每周固定一个下午举办研讨会,主要由研究生报告近期的研究成果,并在教师指导下进行分析、讨论,常伴有十分激烈的争辩。这一制度我们已坚持了15年,许多研究生反映,正是从这个内容广泛的研讨会上学到了许多相关的知识。我们培养出的博士生一般对信息探测信号处理的主要内容有较好的了解,这在博士生写的学位论文和发表的其他论文中有较多的体现。
作为工学博士,不仅应深入掌握本学科的基本理论知识,而且应能很好地用以解决工程实际问题。为此需要解决两个方面的问题:其一是有关信息探测系统的知识。信号处理常常是系统的重要组成部分,若缺乏系统方面的知识,就难以打开思路,也难以击中要害。我们实验室经常召开雷达方面的方案论证会、评审会和鉴定会,有关研究生也一起参加;实验室还接受兄弟单位委托的一些基础性、实用性均较强的支课题,通常是在教师的指导下主要由研究生来完成。研究生在实验室中对系统知识的重要性有了较深的体会,有些人毕业后转行搞通信、声纳等方面的工作,同样做出了出色的成绩。其二是信号处理器的实现。近年来,信号处理的理论和方法迅速发展,是与处理器的实现技术(包括硬件和软件)的进展分不开的。现在信号处理的新概念、新方法一经提出,不久就能付诸实现,它对促进信息系统的进步和发展起到了很大的作用,同时又反过来推动信号处理理论和方法的进一步发展。为此,作为本学科的高层次专门人才,应面向工程实际,在具有宽广基础理论和专业知识的同时,对处理器的实现技术也要较为熟悉,最好还要有一定的实践经验。因此,我们实验室将培养年轻科技人员的实际动手能力放在重要地位。博士生学习阶段时间不长,再要抽出时间从事实际处理器的研制是有困难的,如果将硕士、博士的学习阶段统筹考虑,还是有可能做到的。在硕士生阶段,特别是对硕-博连读生,在前阶段的选题就可更侧重于信号处理器的实现。
3.
不断深化基础知识,提高分析问题和解决问题的能力
对博士生不仅要求“掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识”,而且明确要求“在科学或专门技术上作出创造性成果”。因此,博士生创新能力的培养就成为核心任务。而创新与分析问题、解决问题的能力源于深厚的基本功底,根深才能叶茂。但基本功底的建立不可能一蹴而就,也不可能一劳永逸。许多基本概念和方法不是一次学习就能完全领会的,而是在反复应用中不断加深理解,才能掌握其实质。
当前年轻人容易犯的毛病是在概念未理清楚的情况下,就陷进烦琐的数学公式推导中而不能自拔。对信息科学来说,数学是十分重要的工具。数学概念和公式结合到专业上通常有明确的物理概念和含义,如能融会贯通就容易从概念出发来观察和思考问题,并建立起数学模型,从而能思路清晰地分析问题和解决问题。
我们提倡研究生要在深化基础知识方面舍得花时间。在分析研究中发生基本概念和基本方法的错误时,我们要求研究生对此不要轻易放过,在问题得到纠正后也要反过来深究发生错误的原因,加深对基础知识的理解。
博士生应学会从不同角度来观察问题和解决问题,殊途同归,从对比中加深对基本概念和基本方法的理解。学校规定,博士生在课程基本结束后必须通过综合考虑。综合考试的基础部分主要考察基本概念和基本方法,要求在没有复习的情况下回答问题。我们的博士生一般均能顺利通过。
4.
跟踪学科前沿的发展,培养创新能力
研究生教育的特点之一,就是研究生既是学生又是研究者,既要学习知识又要在科技工作中有所创造。要提高研究生培养质量,就要让他们进入科学研究的前沿阵地,让他们在参加科学研究的实践中培养治学严谨、勇于探索的精神和勇于攀登、勇于创新的能力。博士生毕业走上社会将成为业务骨干,科学研究的生力军,有的将成为学术带头人,这就要求博士生必须在科研实践中提高,在实践中锻炼成长。立足学科前沿,是培养博士生创新能力的重要手段之一。
信息科技的发展日新月异。从事前沿性科学研究,必须关注学科发展的新动向,其中更要注意学科新的生长点。对这些内容我们除及时组织学习外,还指派专人(包括研究生)负责搜集整理,并在研讨会上介绍,有时还邀请国内和国外的专家做专题讲座。
80年代初,空域阵列处理成为信号处理的热点,它是探测技术空域处理的基础。我们对这一发展极为重视。从80年代中期培养博士生以来,我们实验室的科研与研究生培养力求做到与学科的新发展相适应,从理论到实际均投入了较大力量,同时在这一研究方向培养了多名博士生和硕士生。90年代以来,小波分析、神经网络等开始应用到信号处理领域,实验室及时组织了学习,举办了讲座和研讨班,并指导部分研究生以此作为主要研究内容。我们强调,虽然只能是少数人将本学科的某些新技术作为研究方向,但大家必须要了解其基本内容,并密切注意其发展动向。现在,我们实验室的博士生对跟踪学科前沿普遍比较重视。
5.
重视学术交流,开拓研究生的视野
搞科学研究必须重视学术交流,在实验室内闭门造车是不行的。信号处理是一个十分活跃的领域,新概念、新方法层出不穷,必须善于学习各方面东西,才能在前进中有所创新,作出自己的贡献。除了抓紧日常新文献资料的学习外,还要了解国内外发展动态,充分利用好一切可能的学习机会。
我们鼓励研究生参加国际学术会议(目前暂限于在国内召开的),博士生在学期间一般可参加两次。我们实验室与兄弟院校的同类学科,以及有关研究机构和应用部门均有较多的联系,交往频繁。许多活动我们都组织研究生参加,特别是有些交流会评审会,常常由研究生作报告,听取各方面的意见。
学术交流是广义的,完全对口的交流固然有益;不完全对口的交流,也常常能从中学到在书本和在自己小范围内难以学到的东西。例如雷达使用部门常从实际应用出发提出问题,这对开拓我们的思路大有好处。在这些交流中,对方常常希望我们从理论上解决他们所提的问题。对我们来说,这也是一次很好的理论联系实际的锻炼机会。
6.
提倡“三严”学风,培育科学态度
科技工作者必须具有优良的学风,我们提倡“三严”———严肃、严格、严密。不少课题要进行实验,有大量的实测数据处理和计算机仿真,这时,我们特别强调,科学实验必须实事求是,来不得半点虚假,不能只挑符合自己分析的数据和结果。例如我们从ISAR雷达成像的实测数据处理中发现了一些异常现象,通过分析得到较满意的解释,总结出一套新的分析方法和算法,并在刊物上发表。后来将核算法用以处理另一批新的数据,并不完全成功。我们针对有问题的部分经过长达几周的反复分析,才找到该算法未能包括更为复杂的因素,从而总结出适用于目标作复杂运动的新算法。我们以此为例对研究生进行教育:科学研究是严肃的,如果轻易地将部分“坏”数据撇开不管,我们就找不到新的算法。有时机会与我们擦肩而过,问题常常在于自己的工作态度。
学校对博士生发表论文有数量要求,但我们强调不能为写论文而写论文,不能从别人论文的字里行间找问题去写论文。论文应主要反映作者自己的研究成果。将成果中的创新部分整理成文,提供他人参考,这是一种学术贡献。论文的根本目的不在于“发”,而在于“用”,要向广大读者负责,从论文内容到形式,都要下一番功夫,以便于读者阅读和应用。因此,我们外送的论文一般都经过多次讨论和修改。在论文的署名上,我们认为,署名是对读者负责,不允许在署名上搞“搭车”。
从1992年以来,我和我的博士生共同发表论文300余篇(博士生人均10篇),除少数外,第一作者均为博士生。在这些论文中,被三大索引收录了124篇(SCI23篇,EI65篇,ISTP36篇)。我们要求发表的论文必须有所创新,且创新点要经得起推敲。论文写成后一般要再放一段时间,以便作进一步推敲。在这一过程中,有时发现有类似论文发表了,我们的论文就不再外投。对有些博士生整理出的论文,若创新点不明显,我们就建议暂不发表,再做进一步的研究工作。在审阅博士生的论文时,我们立足于高标准、严要求,但不越俎代庖,在指出问题所在后,要求博士生继续做修改工作,直至问题得到解决。
虽然我们在培养博士生方面取得了一定的成绩,积累了一定的经验,但与国际先进水平相比还存在不小的差距,而主要差距还在于博士生独立思维和创新精神的培养上。我们认为,将培养博士生和科研工作有机结合,相辅相成,相互促进,其方向是正确的,但必须设定更高的标准,提高科研水平,进一步加大对外开放力度。不但要认识到这一工作的迫切性,同时也要认识到工作的艰巨性,必须锲而不舍,持之以恒,将博士生的培养工作提高到一个新的水平
(作者保铮，西安电子科技大学教授,中科院院士)
