聚焦新工科，哈工程这支“国家队”带出冠军队

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编者按

哈工程教育事业“十四五”规划和新一轮“双一流”建设方案中提出学校将重点实施“新工科人才培养专项”，构建一流本科生培养体系，学校在年初和年中召开两场专题会议，专门推进和部署新工科建设工作。校长、校党委副书记姚郁指出，全校师生要以时不我待的紧迫感，凝聚共识、找准定位，主动融入学校新工科建设大格局。学校当前正在开展的“激发办学潜能共同行动”工作，也将深入推进新工科建设作为激发各学院、各基层学术组织、各创新团队和每一位教师办学潜能的重要方面。为助力学校新工科建设，特开设“新工科建设进行时”专栏，展示学校相关单位、团队、教师在探索、推进新工科建设中形成的新成效，以期加快形成可复制可借鉴可推广的新工科建设的哈工程范式。

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横滚两周惊艳亮相，精准撞球“智商”在线，听声出圈机敏过人......在首届世界大学生水下机器人大赛上夺冠的“领航鲸”水下机器人，以绝对优势称霸赛道引发业内关注，但几乎没人能想到，这个学生团队集中备赛仅用了不到一个月时间。

在这支学生科创团队夺冠的背后，带队的“导师团”来自全国高校黄大年式的教师团队、堪称中国船舶控制工程领域的“国家队”哈工程智能学院海洋装置与控制技术团队，这支团队不仅精于打造深潜领域国之重器，更勇担“为党育人、为国育才”的初心使命，充分利用数十年形成的科研积淀与学科优势，倾心培养符合新工科要求的拔尖创新型人才。

“国家队”带出一支冠军队

“我很幸运，大二时专业导论课的老师就是我国唯一开展全谱系航行器研发的领军人严浙平教授”，摘得冠军奖杯，领航鲸负责人哈工程智能学院博士生方亮说团队之所以能在短时间内厚积薄发，完成别人眼中看似不可能完成的事，得益于名师的培养。

“几年间，我有幸进入海洋装置与控制技术团队实验室，亲身见证多台水下无人潜航器的诞生，亲历老师们成功打造国之重器的荣耀时刻和为之奋斗的光辉岁月，这让我们感到海洋强国梦与自己如此切近。”

所谓名师出高徒，学生“冠军队”的背后是一支“啃硬骨头专业户”的“国家队”的强力支撑。

海洋装置与控制技术团队以“学生为中心”，围绕学生的志向兴趣创新工程教育的方法和手段，鼓励学生按照个人兴趣、未来规划选择学习的方向，完善工科人才“创意－创新－创业”教育体系，鼓励学生参加创新创业实践训练，着力提升学生的创新创业能力。

团队积极推动学校本研贯通的人才培养方案，努力培养高水平、研究型的学术人才，鼓励学生参加科创项目，并遴选优质项目给予奖学金支持，这对于热衷创新的方亮等一批学生来说是莫大的支持，使他大二时就与几位同学组队，将目光放在了无人系统的开发上，而这一方向的选择也与团队教师的引导密切相关。

科创项目方向确定后，方亮第一时间和严浙平教授提出了想进入研究所做科创项目的想法，没想到严老师一口答应下来，还帮他们安排了试验场地。在研究所，本科生也获得与团队的老师和研究生学长们一起讨论科研问题的机会，在打造国之重器的氛围中耳濡目染中，接触到多个领域的专业知识，他们提出的创新性观点也受到老师采纳。

“视野决定起点，打造拔尖创新人才，让科研‘好苗子’尽早脱颖而出，要采取非常方式。”严浙平教授认可几位同学的钻研精神，为了推动他们更快成长，大三时就带着他们一起出海试验。

经过几次出海试验，方亮发现，海洋环境十分复杂，充分验证水下无人航行器智能感知与自主决策能力极其困难，需要大量的人力和时间，这也极大制约着水下无人系统的发展速度。“如果研发一个可以在实验室水池验证性能的微小型水下无人航行器作为算法验证平台，是不是就能加快相关关键技术和智能算法的迭代优化速度，推动一线工程化落地应用？”

这就是此次参赛一举夺冠的“领航鲸”创意的火花来源，方亮向严浙平教授提出了自己的想法。“这是一个很有意义的项目。”方亮的想法得到严浙平教授的鼓励和支持。

“学生在工程实践中能发现问题，说明敢想，他琢磨出自己的解决方案，说明敢为。科研创新常常是好奇心驱动的结果，一方面要保护支持学生们的研究兴趣和灵感，让他们在自由探索中脱颖而出，另一方面要从能力提升、条件支撑等多个环节有力托举学生，最大限度激发学生的潜能潜质。”

严浙平教授和方亮讨论了微小型水下无人潜航器可以选择的传感器和导航系统，并为他提供了试验场地、元器件以及经费支持，团队很多教师得知此事也纷纷赞助，方亮很快筹集到了启动基金，并和几位志同道合的同学组建团队，快速开展微小型水下无人潜航器的产品研发与试验工作，来充分验证设计方案的可行性。

一支学生创新团队仅用一个月，从名不见经传到大赛夺魁，这背后是海洋装置与控制技术团队积数年之功，着力新工科人才培养的倾心投入和积极探索。

传统学科优势转化为新工科人才培养新动能

 “看，这就是我们团队研发的我国第一台水下无人航行器。”方亮还清楚记得上第一节专业导论课的情形，严浙平教授带着刚刚接触专业学习的学生们到学校41号楼海洋装置与控制技术研究所现场教学。

通过严浙平介绍，方亮和同学们得知，这支成立40余年的团队，始终坚持“把文章写在海洋装备中、融入海洋里”，研发的水下无人航行器曾三次获得习近平总书记的肯定，并荣获国家科学技术进步二等奖；研制出国内首套最高级别动力定位系统“定船神针”……走出实验室时，方亮和同学们倍感振奋，并由此萌生一股强烈的渴望，想成为团队中的一员，与老师一起打造国之重器。

哈尔滨工程大学控制科学与工程是学校的传统优势学科专业，40余年来，积累了雄厚的学科实力。作为A类学科，面对新时代高等教育的新使命，海洋装置与控制技术团队将最新的科研成果引入教学，并专门开设新工科课程，积极探索培养行业所需的高素质新工科人才。

“传感器在浅海区用哪种？深海区用哪种？在控制方面，不同深度的海域需要考虑哪些变量？”《探索海洋内空间的无人潜航器控制》专业导论课是严浙平在2017年，面向新工科人才培养需要，特别开设的课程，在课程中严浙平结合工程实际的案例，强调科学知识前沿性，注重学生学科思维引领。学生们在课上不仅可以了解到专业的社会需求，最新发展方向，还能了解到专业的科研成果、科研领域及科研动态。

“严老师在课程中，还会引入我国科学家对国防事业发展的贡献，以及中国制造2025的背景和意义，这些都让我认识到国防现代化与科技发展的紧密联系，无人系统在国家战略中发挥着重要作用，让我对自己的专业有了更深的热爱，也有了为国家做科研的使命感和荣誉感。”方亮说。

海洋装置与控制技术团队老师全部讲授本科生课程，方亮特别期待他们的课，因为老师们经常将课上的理论和他们在湖海试验时遇到的实际问题相结合，这样的授课方式，不仅加深了学生对基础理论知识的理解，更开拓了他们的视野。

“春节期间老师们一天没休，在空旷的试验场地，为了一个性能反复调试。那次，我第一次将书本中的控制理论公式运用在设备中，在老师的指导下，为国之重器的研制贡献自己的智慧，由此我也找到了所学专业和所做的无人系统研究的价值所在。”大三时，方亮等几位学生便跟着团队的老师一起赴千岛湖在试验场度过了一个难忘的春节。

在科创过程中，同学们经常会遇到技术瓶颈，他们发现如果不学习其他学科的专业知识，是不可能解决问题的。而这时，老师并不会像上专业课一样，一一给同学们讲解知识，而是以任务为导向，指导同学们应该去学习哪几个领域的哪方面知识，从而提高自主学习和解决复杂工程问题的能力。

严浙平教授表示，随着“大科学时代”和数据密集型科学时代到来，重大科技问题的解决和突破，要超越传统学科边界，以科学问题为导向，融合多学科领域的知识。而水下无人航行器属于高技术复合体，涉及材料、结构、能源、导航、控制、水声、推进及测试等多学科的专业技术。

在领航鲸团队组建时，除了几位智能学院的“元老”，还吸纳了包括水声学院、计算机学院、联合学院等多个专业的学生。不同专业的同学虽然分工不同，但是每位同学在解决实际工程问题时，都要学习其他专业的相关知识。

计算机专业的闵旭宇加入领航鲸团队时负责视觉系统，在科创项目中，为了解决控制问题，还主动学习了自动化专业的课程，在遇到技术难题时，严浙平教授常会告诉他去看哪一本书的哪部分内容，以任务为导向，闵旭宇学习后将专业知识即刻运用到实践中。“起初对一些理论知识一知半解，但在不断试错后，严老师会告诉我，设置极端条件反向思维，反复尝试后，我对基础理论知识再认识，会发现自己理解错的点。”几年里，闵旭宇自学了控制、机械、电气等多个专业的知识，而如今他成为了一名控制科学与工程专业的博士生。

在解决复杂工程实践问题中提升能力

 “一个人在25岁至45岁是创新力的高峰，我们要创造条件不断激发年轻人的创新力，同学们做出的领航鲸可以在水中横滚两周，我们研发多年的大型水下航行器尚不能实现这一功能，这一技术是否可以运用到实际工程中，是我目前在思考的问题。” 

学生“青出于蓝”让严浙平教授很欣慰，因为团队的育人目标是既要在知识技术、工程实践能力和创新创业能力上表现优秀，还要成为能够积极响应行业、产业变化，解决综合性工程问题的卓越人才。

严浙平教授十分重视激发学生的创新动力，起初领航鲸团队在导航系统的选择上一度怀疑自己，他们想选择用工业用双目相机进行水下拍摄，这一定会提高动力定位的精准度，但是同学们查找了很多资料发现似乎没人在水下用过这一相机拍摄。如何防止相机进水？水下弱光环境是否可行？水池下重复排列的瓷砖是否能让相机精准识别“我在哪？”

严教授勉励年轻人们要勇闯“从0到1的无人区”，给学生列了学习书目，让大家针对项目中遇到的问题，去学习图像增强、机器学习和环境构建等方面的知识，在学习过程中，同学们不断确定了，工业相机不但可以在水下拍摄，而且在成像上比其他设备更清晰。

在步步为营迭代创新的过程中，团队不断突破系统体系结构设计、平台稳定航行控制、视觉自主导航定位、智能感知与决策等关键技术问题，最终在赛前用不到一个月的时间，成功定型研制出领航鲸微小型水下无人潜航器，并初步形成了集智能感知-自主导航-融合决策于一体的无人自主智能化水平。

领航鲸夺冠后，同学们并没有停止探索，“在与行业专家交流时，我们能深刻体会到国家对高端海洋智能装备发展的重视程度，尤其对智能感知技术的需求更加迫切，因此我们想通过这个微小型水下无人潜航器推动相关技术更加成熟，更加实用化，在实际应用中真正做到可靠顶用。”方亮说。

海洋装置与控制技术团队在学生身上看到了水下无人航行器的未来，也看到了团队几十年来沉淀下来的“敢想、敢为、敢赢，求真、求实、求严”精神的传承，“敢想是跟踪前沿技术，敢于创新；敢为是做任何研究都要与实践结合；敢赢是最终要把事情做成。这几点，学生都做到了。”

严浙平教授表示，未来，面向国家重大战略需求，团队将在不断的实践创新中培养敢想敢为，求真务实的领跑型创新人才，把科技创新成果落到实处。

哈工程“领航鲸”满分夺冠！

40年铸国之重器！

哈工程这支团队三项“绝技”全国领先！

榜样！

哈工程这支团队入选第二批“全国高校黄大年式教师团队”！

一念非凡！

这位留校直博的哈工程本科生让“科幻”成真

    哈尔滨工程大学    

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撰文 | 朱虹

排版 | 陈光远

标签图设计 | 侯万龙

编辑、责编 | 霍萍

审核 | 吕冬诗 金声