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雷达是获取目标信息的重要传感器,有探测感知“千里眼”之称,在遥感观测、无人驾驶、救灾救援等方面有着广泛而重要的应用。一直以来,雷达技术的发展进步离不开创新型人才的培养[1]。笔者以国防科技大学先进雷达探测研究团队研究生培养实践为基础,总结概述电子信息领域研究生综合能力培养,以及研究生导师的作用。在电子信息领域研究生培养中,“听讲座、做报告、读文献、写论文”是基本素养要求。①听讲座:研究生导师应引导学生积极广泛聆听各研究方向的学术讲座,开阔学术视野;②做报告:认真对待每次学术会议或小组讨论交流报告,锻炼研究生表达、展示能力;③读文献:通过阅读学术论文来储备基础知识,在阅读文献的过程中培养学生剖析问题的能力,并鼓励其提出新的见解;④写论文:培养研究生善于归纳总结的能力,能够将研究结论总结成学术成果。此外,在基本素养的基础上,进一步着力培养研究生的创新思维和创新实践能力[2]。
1鼓励学生选择前沿创新课题
学位论文选题是研究生培养过程的重要环节之一,从某种意义上来说,选题的恰当与否关系到学位论文的“成败”。研究生课题的选择,应瞄准国家和国防重大需求,同时要敢于挑战前沿和未知领域,这样有利于产生创新而有价值的成果。从雷达领域诸多院士的典型事迹可以看出,几乎所有重大成就都是与国家重大战略需求紧密结合的,研究成果在国家经济主战场或国防应用领域中发挥了重要作用、做出了重要贡献。举例来说,量子雷达、电磁涡旋成像、信息几何雷达等均属于当前电子信息领域前沿热点问题[3-4],选择此类前沿创新课题,其挑战在于可直接参考的文献及资料少,研究生团队研究基础薄弱;机遇则在于易于产出创新性成果。轨道角动量是一个重要的尚未加以充分利用的物理量,当一束光携带有轨道角动量时,形成光学涡旋,在微观粒子操控、大容量光学通信、量子成像等领域具有重要的应用价值。受光学涡旋概念的启发,笔者所在团队在国内较早开展了电磁涡旋雷达技术的探索研究,该技术有望为解决雷达领域前视成像难题提供新的途径,具有重要意义。导师组在给出电磁涡旋雷达这一选题时,大多数学生觉得难度大、缺少研究基础,有畏难情绪。在这种情况下,导师组首先给学生介绍了电磁涡旋这一新概念的基本内涵,通过类比于自然界中的水漩涡、风旋涡,将抽象的电磁波调控现象形象化地展示出来,让学生感兴趣;其次,阐述了电磁涡旋在雷达领域诱人的应用潜力,特别是该技术获得突破后将对重要国防应用产生的价值,大大激发了学生克服难题的热情;最后,介绍了课题的入门方法,鼓励学生通过大量查阅轨道角动量、光学涡旋、涡旋通信等方面的文献,快速补充相关知识,并掌握相关领域的发展动态。目前,电磁涡旋雷达技术方向培养研究生共发表高水平学术论文40余篇,获军队优秀博士论文、湖南省优秀博士论文及优秀硕士论文各1篇。
2师生高效沟通对研究的促进作用
导师在研究生求学过程中具有关键作用。笔者所在团队中的多个研究生培养实践案例表明,与导师沟通次数多的学生往往能够取得更加突出的学术成果,从近5年学生学术论文发表统计情况来看,能够定期坚持与导师进行学术沟通或者积极开展小组学术研讨的,均在研究成果上有不俗表现。反之,那些不善于同导师沟通,或者不愿意主动找导师进行沟通的研究生,其研究成果寥寥无几,甚至在获得学位时也面临很大压力。国防科技大学研究生培养通常是基础理论研究与重大工程任务相结合的模式,研究生导师多数承担过科研任务,具有较丰富的工程实践经验,是研究生课题研究过程中的“舵手”。从学生角度来看,定期与导师进行课题讨论,能够碰撞出创新的思想火花,可以少走一些弯路。例如,研究生将每周的阅读文献体会、突发的灵感、公式推导及模拟仿真结果等整理成文档,导师以发问引导的方式训练研究生的创新思维能力,通过一系列递进式的提问让学生自己判断正误,进而梳理出下一步的研究方向。值得注意的是,导师与研究生之间的沟通是需要长期积累的,应引导研究生积极主动与导师沟通。
3引导学生体会研究的乐趣
研究生,特别是博士研究生,其求学的过程更像是一场“修行”,漫长而艰辛,充满未知与挑战,十分磨砺心志。因而,在研究生培养过程中,导师不仅要注重对学生进行专业知识和创新能力的培养,同时也要注意学生的心理状态,积极引导、适时调整,让学生体会到研究的乐趣。2019年,笔者所在的先进雷达探测研究团队中有多名研究生在外场实验基地开展了长达7个月的某新型雷达成像实验。实验伊始,雷达较长时间内未能捕获目标回波,导师组带领研究生从雷达测量的基本原理出发,一步步反复测算实验参数,并针对实际场景适时修正了实验方案,最终取得了成像分辨率超传统雷达10倍的效果,为某装备研制提供了重要技术支撑。实验过程磨炼了学生迎难而上的科研精神,并通过分析实际问题提出了多种创新性解决方案。
4高质量学术论文写作指导
发表高水平学术论文是重要的学术成果呈现方式,有助于扩大学术影响力,同时也能将研究成果及时与同行分享,推动所在研究领域的技术进步与发展。学术论文的关键词是科研,科研的核心要素是创新。学术论文的实质要素包括:说服力、可信度,逻辑性、可理解性,文章结构、文字表达与排版。一篇高质量的学术论文,应满足以下条件。①研究动机:论文题目首先需要符合论文主题与内容,提炼出有吸引力的关键词;在引言部分重点论述研究的“原动力”,包含的要素有研究背景、领域综述、问题阐述等。②创新与贡献:在摘要部分首先“亮相”,体现研究的背景意义、论文主要工作贡献、重要结果,并着重突出创新点;在结尾处“强调”,对全文进行总结提炼,与摘要、引言、正文相呼应,突出主要结论,并对研究前景进行展望。③技术正确且充实:在论文正文部分,内容应实事求是、符合逻辑、层次分明、简练易读,可用图表代替文字,具体包括研究方法、研究过程、讨论分析等。如将抽象的统计流形概念形象地用人脸“胖瘦”来表征[4],流形定义的差异度量用立体空间的几何结构来显示,达到直观、形象化展示的效果(见图1)。④写作严谨流畅:做到写作规范、表述准确,体现严谨的治学态度,以及对同行研究成果的尊重。经过学术论文写作能力的培养,近年来,笔者指导的研究生陆续在IEEETransactions、AppliedPhysicsLetters等期刊上发表多篇高水平论文,并将理论研究与实践相结合,获得研究生电子设计竞赛全国一等奖2项、二等奖3项。
5结语
电子信息领域研究生培养是值得不断实践、思考、革新的。研究生导师需注重培养学生“听讲座、做报告、读文献、写论文”的基本素养,以及创新能力,注重研究生心理建设,使其以乐观的心态积极面对挑战。笔者结合国防科技大学先进雷达研究团队研究生培养的实践经验,通过鼓励学生选择前沿创新课题、加强师生沟通、引导学生体会研究乐趣,以及重视高质量论文撰写,使团队中的研究生在高水平学术论文发表、参与电子设计竞赛及发表各类优秀学位论文等方面取得了丰硕的成绩。
【参考文献】
[1]刘康,程永强,蒋彦雯,等.雷达探测领域研究生创新能力培养的探索与实践:以湖南省先进雷达探测技术研究生创新基地为例[J].工业和信息化教育,2020(9):10-12.
[2]教育部.教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见[J].中国高等教育,2012(11):20-24.
[3]刘康,王宏强,程永强,等.电磁涡旋成像理论与方法[M].北京:科学出版社,2020.
[4]程永强.雷达信号处理的信息理论与几何方法研究[D].长沙:国防科技大学,2012.
单位:刘康 程永强 许可 李双勋 万建伟 作者:国防科技大学电子科学学院