圖為張心陽向信宜市政府有關部門展示水環境智慧監管平臺
南方財經記者張伊欣報道
剛剛過去的畢業季,廣東迎來了首批以實踐成果獲得博士學位的畢業生。他們沒有提交傳統意義上的學術論文,而是用研究生期間完成的工程項目、技術系統或產業解決方案申請畢業。
這一變化的制度起點,是2025年1月1日正式施行的《中華人民共和國學位法》,其在法律層面確立了“實踐成果答辯”制度,為分類培養、分類評價提供了頂層框架。在廣東,華南理工大學和中山大學已有碩士和博士以實踐成果畢業,主要集中在應用性較強的工程學領域。
國家的培養導向已清晰轉向——從過去以學術論文為核心的“學科邏輯”,轉向以解決國家重大戰略需求和產業實際問題為中心。教育部2025年發布的數據顯示,全國校企聯合培養的碩博研究生已近2.6萬人,其中2000余人已畢業走向工作崗位。
今年畢業的中山大學環境科學與工程學院的張心陽博士,正是這一改革的首批受益者之一。他憑借為廣東信宜市開發的水環境智慧監管系統申請博士學位,這也是廣東省首個縣級市水環境智慧監管平臺。他的成長軌跡,印證了“在重大需求中培養人、在復雜系統中鍛煉人”的新型育人路徑。
張心陽的博士課題,直接源自鑒江治水的一線難題。
鑒江是茂名信宜的母親河。曾因工業偷排、生活污水和農業面源污染等問題,河道淤塞,雜草叢生,“一河兩岸”的風景一度退化為“一田兩岸”。衡量地方水生態質量的重要指標“國考斷面”數據一度不樂觀。
2021年,信宜市向中山大學環境科學與工程學院發出技術求援請求,彼時還在攻讀碩士學位的張心陽,被導師孫連鵬派往一線駐點調研。
初到現場,張心陽沿用了傳統的治水方法,哪段超標測哪段,凌晨驅車、逐點排查是常態。但這種“頭痛醫頭”的被動響應很快碰壁:人力排查在動態污染面前幾近徒勞,等找到污染源時,污染物早已隨水流消散。鑒江流域分布著二三十個關鍵人工采測點位,若全部依賴人工重復“采樣—化驗—溯源”的過程,人力與時間成本過高。
這一現實困境讓張心陽意識到,人力跑不過污染,數據跟不上變化。真正的解法,必須從“人追著數據跑”轉向“數據自己會說話”。
基于這一判斷,張心陽引入人工智能,著手打造水環境智慧監管系統。首要難題是,如何讓系統自動區分水質的自然波動和異常污染。“降雨沖刷、晝夜溫差都會引起數據波動,但這些屬于常規變化,不用每次都人工介入。”張心陽解釋。
為此,他帶領團隊為每個站點建立了專屬的歷史超標事件知識庫,報警觸發時,系統自動調取歷史案例進行特征比對,匹配則調用既有結論,不匹配則生成新案例并反饋至庫內;同時通過引入環境領域知識對純數據模型進行糾偏,系統誤判率大幅降低了58.4%;還融合大語言模型技術,實現了從自動診斷到治理方案生成的半自動化閉環。這套機制將人力從重復性排查中解放出來,使人員得以聚焦真正的異常事件。
在此基礎上,張心陽又將問題向前推進一步,不僅要發現污染,還要鎖定污染源頭。他引入溯源算法,依據污染物的排放時間與通量變化,逆向鎖定污染的大致區間,并實現了提前2至4小時發出預警的功能。
為了將水環境智慧監管系統推向工程化產品,此后兩年,張心陽駐點廣東一家數采儀企業,深度參與產品開發,主動承擔產品經理的角色,將信宜積累的本地預訓練模型,交由工程師集成到系統中。他還對無人船軟件功能進行優化,實現了自動化巡航與加密監測,使其能夠在鎖定區間內進一步精確定位污染點。
從河邊采樣再到產品開發,張心陽逐步成長為一名懂環境科學、會AI算法、能把技術變成產品的復合型人才。
根據我國首個博士專業學位研究生學位論文與申請學位實踐成果質量標準《工程類博士專業學位論文與申請學位實踐成果基本要求(試行)》,實踐成果突出三個導向:一是實踐性,要求工程博士具備獨立承擔專業實踐工作的能力,通過實踐探索“真解決問題”;二是創新性,要求實踐成果在應用創新、技術創新上有鮮明的體現,鼓勵以創新賦能行業產業變革;三是多元化,成果形式多樣并具有前沿性、應用性,包括重大裝備、儀器設備、軟件產品、技術標準等。
在實踐性上,張心陽駐點信宜兩年多,跑遍了18個鎮和2個街道辦,累計車程超過8萬公里,完成4000多頁、逾百萬字的調研報告。在創新性上,他引入AI技術,圍繞監測、診斷、溯源、預測構建了“源-網-廠-河”的全鏈條多源智能監管系統,在鑒江流域完成工程化部署,該系統獲評“廣東省十佳污染防治攻堅戰典型案例”。
在成果驗收時,張心陽陪同專家組沿著鑒江流域實地走訪了含章橋、竹山河、豐垌橋、高垌橋等斷面,看了無人監測船走航演示,考察了治理成效和平臺運行情況。
值得注意的是,實踐成果博士并非不注重學術成果。張心陽將醫學診斷原理融入地表水管理,提出了“智能水環境診斷與治療中心”的理論框架,并以第一作者在頂刊《Water Research》發表了論文。此外他還獲得了6項專利授權,其中5項專利他為除導師外的第一發明人。
改革的核心,是將評價重心轉向“解決了什么問題”。過去,環境科學與工程學院的學生多以水資源、土壤、大氣、微生物等基礎領域為研究對象,主要依托實驗室數據發表論文和申請學位。張心陽說:“以傳統論文畢業的同學習慣先找理論差距再設計實驗,而我的路徑是先在信宜發現問題,再回到研究中提煉方法,最后又回到河流驗證效果。”
這些帶著真實問題深入一線的學術課題,將產生應用效益。比如,華南理工大學博士溫志林研發了全新成分體系鐵基非晶材料,有效攻克行業關鍵技術難題,應用了該材料的電機可應用于新能源汽車、機器人、無人機等場景。中山大學中法核工程與技術學院碩士張耀揚研發了針對核設施材料檢測的“小尺寸沖擊樣品表征裝置”,被認為有望支撐核電機組長期安全運行和延壽評估。
張心陽開發的系統幫助信宜治理河道及水體102.9公里,惠及人口67萬余人。信宜停辦了15年的龍舟賽也在2023年回歸了,近10萬人回到鑒江河畔看龍舟。對張心陽來說,學術發表帶來的成就感或許只能持續一兩個月,但河道治理能讓幾十萬人受益,“想起來就會很欣慰,一輩子都會記得那個時刻。”
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