关注高校跨学科建设
不久前,哈工大航天学院董永康教授研制的分布式光纤应变监测仪正式通过科技部组织的项目验收。专家组对项目成果给予了“打破国际垄断”的评价。
“这是一个跨越六个学院和十多个学科的合作项目。没有跨学科的结合,就不可能解决这个‘卡脖子’问题。”在董永康看来,正是团队一次次跨学科、跨领域的实践,碰撞出创新的火花,最终“啃”下了这块“硬骨头”。
长期以来,哈工大坚持“做强做优”的建设理念和“做强产业、强化管理、强调交叉学科”的建设思路,构建了以“双一流”建设学科为核心、优势特色学科为主体、相关学科为支撑的可持续发展学科体系。它综合运用政策调控和资源配置“杠杆”,打破学科壁垒,积极推进跨学科融合,形成了不断涌现的标志性跨学科创新成果和学科整体水平。
加强顶层设计——紧扣国家重大需求
2021年6月,美国国家航天局发布了田文1号探测器登陆火星的首批科学图像。在“中国印记”和“徒步游合影”两幅图像中,鲜红的五星红旗清晰可见。经过202天地-火星转移轨道飞行和93天在轨探测,飞行4.75亿公里后,由航天科工研究院冷劲松教授自主设计研发的五星红旗锁紧与展开机构,成功完成了“田文一号”着陆器上中国国旗的可控动态展开,标志着中国探测器在火星上打上了“中国标志”。
该技术使中国成为世界上第一个将形状记忆聚合物复合智能结构应用于深部空探测工程的国家。在哈工大,这样的技术是典型的,而这些技术的背后,是航天科工协同创新中心、特殊环境复合材料技术国家重点实验室、机器人及系统国家重点实验室等国家跨平台的共同智慧。
秉承“立足航天、服务国防、工程卓越”的优势,学校于2000年建立了特殊环境用复合材料技术国家重点实验室。依托平台,进一步推进“科技与跨学科结合”,培育了结构、功能、智能材料多场耦合理论、超轻多功能结构设计等多学科交叉的热点和前沿方向,成功解决了材料与环境耦合机理、材料设计、低成本制造等一些共性关键问题。“国家的需要就是我们奋斗的方向。”在中国工程院院士杜的领导下,实验室为载人航天、深空探测等国家重大工程做出了重要贡献。
紧扣国家重大需求、世界科技前沿与学校优势特色的结合,明确交叉学科的核心主攻方向,推动学科布局调整,学校制定实施了新兴交叉学科“融扩计划”,建设了一批前沿交叉学科研究平台,促进科学技术、医学工程、文学工程、经济工程等学科的深度交叉,在前沿交叉领域培育新的学科增长点。
近年来,哈工大把新医学建设作为培育学科成长的重点,成立了生命科学中心、医学工作者交叉创新研究院和医药卫生学院,推动医学、生命科学等学科的深度交叉融合。
“生命科学研究已经到了整合其他学科解决生命科学问题的关键时刻。”在生命科学学院院长、生命科学中心主任黄志玮看来,目前物理、化学、测量等学科的发展可以为生命科学的发展提供新的视角,比如通过AI和算法预测蛋白质结构。今年,黄志玮招收了两名具有计算机科学背景的博士生,希望通过算法加强数据分析和处理。
改革教师评价体系——不看“帽子”看水平
2019年,董永康入选哈工大第三批“青年科学家工作室”。这是一个支持年轻学者开展跨学科研究的特别计划。像董永康这样没有任何“帽子”的年轻教授能成功入选,是很多人始料不及的。同批次入选的20人中,没有“帽子”的科研骨干有3人。
为了促进校内外的跨学科教研合作和协同创新,“青年科学家工作室”计划看的不是“帽子”,而是水平。实行项目负责人负责制,学校在人力、财力、物力的投入和使用上给予长期稳定的倾斜支持和充分的自主权。“一事一议、按需资助”是指赋予展现领军潜力的青年学科带头人权力委托权,由他们瞄准国际科技前沿和国家重大战略需求,组建跨学科团队,培育新的学科增长点。
跨学科融合的生态环境创造了高效的协同创新土壤。董永康带领航天学院、物理学院、土木工程学院等多所院校的青年教师组成光纤传感团队,研发了一系列分布式布里渊光纤传感分析仪。这一成果一举打破了长期的国际垄断,在石化、电力、土木等国计民生关键领域发挥了重要作用,推动了我国在大型基础设施安全监测、自然灾害预警等领域的发展,对提高我国公共安全水平、保障人民生命财产安全具有重要意义。
“学校的政策导向就像一颗定心丸,把我们从繁琐的束缚中解放出来,专注于原创性、基础性、前沿性的研究。”在接受跨学科团队采访时,青年教师一致表示,学校积极推进跨学科人才的引进和培养,改革教师评价制度,打破“一刀切”的人才评价标准,完善学业成绩评价标准,突出能力、业绩、潜力导向,完善学业评价和成果共享机制,促进跨学科合作。
截至目前,学校共设立“青年科学家工作室”135个,培养未来“大师+团队”,加速青年领军人才从“一个学科方向、一个人”的交叉融合,形成“一个前沿领域、一群人”的学术团队。
“所有亟待解决的‘卡脖子’问题都是交叉问题,原始创新要在交叉中结出果实。”5月中旬,在哈工大计算系“AI+学科”系列论坛上,计算系和土木工程学院的老师就“土木工程与人工智能的交叉研究”进行了热烈的交流和讨论。在哈工大,这样的论坛一个月开一次。
“十字架不能浮在表面,我们不能急于求成。要营造氛围,加深了解,促进交流,产生思想碰撞,增强认知和兴趣。”计算系主任刘婷深有感触。
目前,学校已经建立了新兴跨学科论坛等多个跨学科交流互动平台。哈工大校长、中科院院士韩杰才表示:“学校努力搭建教师交流合作平台,打破学科间壁垒,促进理工、医学工程、文理等学科的深度交叉融合。”
推进复合型人才培养模式创新——培养战略科学家
2015年9月,哈尔滨工业大学丁香微纳卫星学生团队自主研发的“丁香二号”纳米卫星在太原卫星发射中心成功发射。这也是我国第一颗由大学生自主设计、研制和控制的纳米卫星。
在哈工大,大学生研发小卫星并不稀奇。2020年9月起,学校成立了多个由院士领衔或担任班主任的特色班。其中以院士为班主任的“哈工大小卫星班”,旨在培养航天人才。
“我们正在培养具有创新探索、思辨协作、动手实践、系统思维和工程引领能力,能够为未来飞机进行总体技术设计的知识型复合型人才。”小卫星班班主任曹喜滨院士说。
翻看小卫星班的培养方案,大一学年以数学科学和计算机编程为主;大二开设机械电子类专业基础课;从大三到研究生阶段,采用贯通培养,依托丁香学生卫星创新作品,以国家重大项目需求为牵引,科教融合,提升学生思维、实践和创新能力。未来的科技发展是跨领域的融合,更强调团队合作和可操作性。正因如此,小卫星班的培养模式突破了很多问题,包括学科分离、专业与专业的异化、学生之间的单枪匹马。
两年来,4个院士班共招收本科生175人。虽然研究领域不同,但院士班有一个共同的目标,那就是培养具有国际视野、家国情怀、创新思维和攻坚能力的未来领军人才。
哈工大作为工科强校,抓住“培养卓越人才”这个重点,探索构建拔尖人才培养体系。学校持续推进交叉学科专业建设,加强理、工、管、文交叉渗透,依托“人工智能”和“医疗健康”两个重要方向,推动应用科学向新工科学科延伸,布局建设人工智能、机器人、新能源等战略性新兴产业和民生急需相关学科,新增人工智能等29个专业。
同时,学校打破以学院为主的管理体制,构建跨学院专业集群招生培养模式,将35个大类调整为8个跨学院专业集群,成立专业集群教学委员会,重组优质课程资源,构建共享的高水平专业集群课程体系,整体整合实验实训资源,引导学生构建跨学科、跨专业、跨领域的知识体系。
“组建大兵团,开展大协作。”面向未来,哈工大党委书记熊思豪指出,学校要坚持“四个定位”,聚焦国家重大战略需求,实现更多“从0到1”的重大原始创新突破;以追求卓越的精神,挑战“卡脖子”问题和世界科技前沿问题,在开拓进取、建功立业中培养“科学素养深厚、长期战斗在科研一线、视野开阔、判断前瞻、跨学科理解能力和大兵团作战组织领导能力强”的战略科学家。
《中国教育报》2022年06月06日第9版
作者:记者徐倩通讯员马晓雪
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