摘要:交叉復合型人才是當前經濟發(fā)展和科學技術的緊缺人才。作為人才培養(yǎng)的主陣地,高校肩負著推進高水平人才培養(yǎng)的重要使命。然而,隨著學科交叉的日益深入以及科技技術的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式已難以滿足當前社會對人才的需求。鑒于此,基于多年的學生培養(yǎng)和科研實踐積累,本文提出了科研項目導向的培養(yǎng)模式,該模式核心在于將前沿科學研究作為教育主線,通過構建多學科交叉的科研師資團隊,并以解決實際科研難題為切入點,從而激發(fā)和培養(yǎng)出具備綜合創(chuàng)新能力的高素質人才。
關鍵詞:人才培養(yǎng);學科交叉;科研項目引導
黨的二十大報告突出強調了實施科教興國戰(zhàn)略和加強現代化建設中人才支撐的重要性。高等學府作為培養(yǎng)高素質人才教育的重要基地,應當積極響應黨和國家的號召,強化對高水平、復合型人才的培養(yǎng)工作,致力于在推動國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)的發(fā)展、引領行業(yè)科技的進步、解決關鍵核心技術難題等領域,做出積極和重要的貢獻。
近年來,在高新技術的發(fā)展過程中,常常面臨著跨學科領域的復雜問題。因此,在這一跨學科融合的時代背景下,培養(yǎng)既具有跨學科知識體系又擁有創(chuàng)新思維的復合型人才,是推進我國科技核心競爭力提升的關鍵,同時也是保障國家經濟持續(xù)向好、健康發(fā)展的重要保障。
一、交叉復合型人才培養(yǎng)模式
早在20世紀90年代,我國部分高等院校便啟動了跨學科復合型人才培養(yǎng)模式的探索[1]。步入21世紀以來,對于交叉學科人才的需求逐年攀升。2020年,國家自然科學基金委員會成立了交叉科學部,旨在統(tǒng)籌部署針對國家重大戰(zhàn)略需求和新興科學前沿的交叉領域研究,構建并完善學科交叉融合的資助機制,推動復雜科學與技術問題在多學科之間的協(xié)同解決。
目前,交叉復合型人才培養(yǎng)模式主要包括以下幾個方面:
(一)多元化課程設置
為了打破學科間的界限,采取了開設跨學科課程或邀請具備多學科背景的教師承擔相關理論課程教學的做法,旨在鼓勵學生跨越學科邊界,接觸并吸收多領域的知識體系。這種做法已被眾多高等院校廣泛采納,已經展現出了初AhAPyXxjbAJvbxq6zFOktjIddgbyAiNbERJWju+cZCU=步的成效。南京工業(yè)大學針對研究生培養(yǎng)計劃中推出的“綜合能力提升工程”課程便是一次成功的嘗試[2]。課程通過邀請理工科領域的知名學者為非理工科專業(yè)的研究生開設系列科普講座,同時安排文科或藝術領域的教授為理工科研究生進行文化教育,以此提升研究生的綜合素養(yǎng)。
(二)微專業(yè)設置
在跨學科、跨專業(yè)的教育背景下,高校開始致力開設專業(yè)拓展類課程,構建微專業(yè)課程體系,旨在實現第二課堂與第一課堂的無縫對接,推動多樣化的復合型人才培養(yǎng)。通過設立以“+智能”“+健康”“+綠色”等為標簽的微專業(yè),這些微專業(yè)圍繞特定的學術領域、研究方向或關鍵素養(yǎng)展開,依托重組的專業(yè)課程體系和混合式教學方法,打造出一種新型的跨學科專業(yè)組織模式,旨在提供一條靈活且系統(tǒng)的培養(yǎng)路徑,使學生能夠在選定的領域內獲得深入的學術知識和專業(yè)技能,從而具備一定的專業(yè)素養(yǎng)和行業(yè)實踐能力。南京工業(yè)大學便是在這一教育理念的指導下,成功開設了“工業(yè)智能”“分子智能設計與計算模擬”等六個微專業(yè),通過這些微專業(yè)的實施,取得了顯著的教育效果和行業(yè)反響。
(三)競賽活動導向
競賽活動導向的學習方法鼓勵學生積極參與跨學科研究項目,通過以具體課題為中心的研究活動,不僅能夠將所學的理論知識運用于實際問題的解決過程中,還能在研究過程中識別理論知識的不足,從而有針對性地補充和加強對其他學科知識的掌握。這種教學模式有效地促進了學生科研能力和創(chuàng)新思維的提升,為學生的全面發(fā)展和未來的學術或職業(yè)生涯打下堅實的基礎。
(四)師資隊伍建設
通過組建一個擁有跨學科背景的教師團隊,能夠向學生提供更為廣泛的知識視野和多樣化的研究方法。這種教師隊伍的構建,不僅有助于打破傳統(tǒng)學科之間的界限,還能促進不同學科間的知識和技術交流與融合,為學生提供一個多元化的學習環(huán)境。依托柔性電子(未來技術)學院等新興交叉學科平臺,南京工業(yè)大學致力培養(yǎng)能夠適應區(qū)域經濟社會發(fā)展需求的復合型創(chuàng)新人才。柔性電子學專業(yè)的設立,是學校跨學科融合發(fā)展的一個典型案例,該專業(yè)不僅融合了化學、物理學、力學等基礎學科,還包括生命科學等前沿學科以及電子信息科學、材料科學與工程等應用學科,通過整合和深度交叉各相關傳統(tǒng)學科資源,推動了基礎與應用學科之間的深度融合,有效促進了學科交叉與創(chuàng)新,為社會培養(yǎng)了一批具有廣闊知識面和創(chuàng)新能力的復合型人才。
(五)國際交流與合作
通過積極推進國際交流與合作,運用學術交流、聯(lián)合培養(yǎng)等多樣化途徑,旨在為學生搭建一個包容多元的教育體系,同時拓寬其國際視野。這一措施使得學生得以直觀地感知全球科技發(fā)展的最新動態(tài)和教育前沿趨勢,顯著提升了他們的全球競爭力與創(chuàng)新思維。強化國際合作的過程中,學生不僅有機會接觸國際頂尖的教育資源,更能夠深入理解不同文化背景下的科學探索與問題解決策略,有效地提升了跨文化交流與合作能力。
二、當代復合型人才培養(yǎng)模式的探究
面對新時代對交叉復合型高端人才的迫切需求,傳統(tǒng)的培養(yǎng)方式已顯不足。鑒于此,本文提出一種以科研項目為引導的交叉人才培養(yǎng)模式。通過實踐案例與理論的有機結合,本文闡述了科研項目引導的培養(yǎng)模式及其優(yōu)勢,旨在更有效地滿足當代復雜人才培養(yǎng)的需求??蒲许椖繉虻呐囵B(yǎng)模式并非新時代獨有的產物,其歷史可追溯至早期實踐類課程,并在當前大眾創(chuàng)業(yè)與萬眾創(chuàng)新的背景下得以延續(xù)。諸如“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網+”等競賽活動,皆為此模式的初步嘗試[3,4]。該模式通過整合理論知識與實際操作,不僅有效激發(fā)了學生的創(chuàng)新精神與實踐技能,還促進了團隊協(xié)作能力,從而充分展示了其在促進學生綜合素質提升方面的持久效應與重要價值。
(一)科研項目引導的培養(yǎng)模式
眾所周知,在“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網+”等競賽活動中,評估標準不僅僅局限于產品或項目的原創(chuàng)性,更涉及編寫煩瑣的論證報告,這包括市場調研、財務預測等多個方面。因此,當組建項目組時,通常需要教師和學生具備跨學科的背景,不僅包括精通基礎科研的人員,還涵蓋了財務專家等專業(yè)人才,以確保團隊在多方面都能展現出色的競爭力。在我國研究生教育中,聯(lián)合培養(yǎng)模式已有較長歷史,該模式下通常由兩位或多位導師共同指導一個研究生的課題[5-6]。然而,這種模式存在一定局限性,因為導師的專業(yè)背景往往相近,這限制了課題在不同領域之間的深入交叉與融合。因此,簡單的聯(lián)合培養(yǎng)模式在促進研究生綜合能力的提升方面效果有限,難以滿足跨學科、復合型人才培養(yǎng)的需求。
本文提出一種以科研項目為核心,匯聚多學科背景的教師共同指導,以項目中的實際問題為研究對象的人才培養(yǎng)模式。通過這種跨學科的合作方式,不僅可以解決復雜的科研問題,還能有效培養(yǎng)學生的綜合解決問題能力,探索適應新時代要求的高水平復合型人才培養(yǎng)策略。這種模式的實施有望在提高研究生創(chuàng)新能力和實踐能力的同時,促進學術界與實際應用領域的緊密結合。
(二)科研項目引導的培養(yǎng)案例
當前,交叉學科領域如人工智能與柔性電子,逐漸采用以科研項目為導向的多學科聯(lián)合培養(yǎng)模式。這一趨勢的出現,主要歸因于這些學科自身的復雜性與前沿性。在這種新型培養(yǎng)模式下,需要組建由不同學科背景導師組成的項目團隊,針對特定的前沿交叉課題進行深入研究。通過這種方式,學生能夠全面地吸收并整合不同學科領域的專業(yè)知識,有效地解決科研項目中的技術難題。這種模式明顯區(qū)別于傳統(tǒng)上基于多種背景團隊臨時組建進行競賽的方法,更注重學生的長期發(fā)展與實際能力提升,將增強學生能力作為核心目標。
交叉領域中的研究學者并不能對項目涉及的多個領域都有深厚的研究基礎。因此,在組建的多學科交叉團隊中,不同領域的研究學者會系統(tǒng)、全面地互相介紹各自領域的研究背景與知識。這一過程不僅促進了不同學者間的交流,也是引導學生與其他科研工作者的有效方式。在具體實施過程中,不難發(fā)現,以科研項目為導向的培養(yǎng)模式對學生的學術背景或基礎知識要求并不高。以鈣鈦礦發(fā)光領域為例,該領域涉及化學、材料科學、物理學等多個學科的交叉,而目前從事該領域研究的研究生往往并非來自相關科班背景。正因為該領域的多學科交叉特性,在日常交流中,需要大量互相科普不同領域的知識,不僅產出了《自然》《自然通訊》等頂級期刊,更為關鍵的是,培養(yǎng)了一系列具有交叉研究背景的研究生,吸引了不同學科背景的科研工作者進入領域研究,為科研領域注入了新鮮血液。
在實施《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的框架下,科技部與自然科學基金委近期聯(lián)合推出了“人工智能驅動的科學研究”(AIforScience)專項計劃,旨在促進人工智能技術與各科學領域的深度融合。以人工智能與鈣鈦礦發(fā)光領域的研究為例,該領域的復雜性使得僅具備人工智能背景的學者難以單獨掌握其前沿趨勢與關鍵難題,而專注于鈣鈦礦研究的學者則可能對人工智能技術的應用不甚了解。為了克服這些挑戰(zhàn),我們組建了一個包含人工智能與鈣鈦礦發(fā)光領域專家的跨學科項目組,共同指導研究生深入探索這一交叉領域的技術難題。這種協(xié)作不僅促成了適用于鈣鈦礦發(fā)光領域的新型人工智能算法的研發(fā),有效地促進了兩個領域的交叉融合,并培養(yǎng)出一批具有交叉研究思維的綜合型人才,為相關領域的創(chuàng)新研究注入了新的活力。
綜上所述,這種科研項目引導的多學科融合的培養(yǎng)模式,不僅在學術上取得了顯著成果,還對學生的個人發(fā)展產生了積極影響。學生們在解決實際問題的過程中,學會了如何運用跨學科的知識和技能,提高了自身的創(chuàng)新能力和適應未知挑戰(zhàn)的能力。因此,未來以科研項目為導向的多學科聯(lián)合培養(yǎng)模式將成為交叉學科領域人才培養(yǎng)的新趨勢。
(三)科研項目引導的方式面臨挑戰(zhàn)
盡管科研項目引導的方式存在諸多優(yōu)勢,但仍面臨一些挑戰(zhàn)。首先,科研項目引導的培養(yǎng)模式最主要的挑戰(zhàn)源自跨學科合作面臨的諸多挑戰(zhàn)。盡管跨學科項目能夠催生創(chuàng)新,但不同學科之間存在術語和概念上的差異,這可能導致溝通障礙。更為關鍵的是,與項目合作中遇到的實際技術或研究困難相比,不同學科間存在的心理障礙更難以克服,這種障礙往往源于各學科團隊成員對彼此的研究方法、理論基礎及其科研價值的不理解或不認同,導致難以建立起長期穩(wěn)定的合作關系。
此外,前沿科學研究本質上是一項復雜、枯燥并且煩瑣的探索與認知過程。對于初次涉足科研領域的學生而言,他們常常會因為適應環(huán)境的困難遭遇信心受挫,特別是在面對交叉學科領域研究時,由于專業(yè)知識的不熟悉,往往感到不自信,這些因素共同影響了培養(yǎng)計劃的整體質量。
(四)科研項目引導的發(fā)展建議
首先,應當增加對跨學科研究的財政支持,并積極推廣相關的科普宣傳活動。同時,搭建起多學科之間的交流平臺顯得尤為重要。這種平臺可以通過舉辦交叉領域的夏令營、學術會議等形式來落實。通過這些互動,加強不同領域間的溝通和理解,可以極大地提高交叉復合型人才的培養(yǎng)效果。例如,目前多所高水平院校開展了“AIforScience”的系列夏令營。值得一提的是,這些人工智能(AI)主題的夏令營并不限制參與學生的學科背景,為促進人工智能與其他學科的合作研究提供了極好的平臺。未來有望培養(yǎng)出一批精通科技、具有戰(zhàn)略思維和創(chuàng)新能力的復合交叉型人才,他們將成為推動我國科技跨越式發(fā)展的關鍵力量。
其次,應當加強不同學科領域的課程開放制度,通過利用慕課等在線教育平臺,暢通學生的學習路徑,從而提升不同學科知識的普及與交流。這種做法不僅可以幫助學生在更廣闊的學術領域內自由探索和學習,還能促進不同學科之間的理解與融合,為培養(yǎng)具有跨學科能力的復合型人才創(chuàng)造有利條件。
最后,強化系統(tǒng)的指導和心理輔導顯得尤為重要??蒲斜旧砭褪且粋€充滿挑戰(zhàn)的領域,對于涉足交叉學科的學生而言,面對的心理困難往往更為嚴峻,如缺乏自信等問題。因此,通過為這些學生提供全面的支持,不僅能幫助他們克服學術上的挑戰(zhàn),還能顯著提高他們對科研工作的熱情和持久投入,激發(fā)其科研興趣和內驅力,從而有效地提升研究成果和學生的整體發(fā)展。
結語
在新時代的浪潮中,交叉創(chuàng)新人才不僅在解決關鍵技術難題中發(fā)揮重要作用,也是推動科技進步和社會發(fā)展的關鍵力量。隨著科學技術的快速發(fā)展,對于具備跨學科知識、創(chuàng)新能力的復合型人才的需求日益增長。本文提出的科研項目引導式的人才培養(yǎng)模式,是基于長期交叉學科研究前沿的成果總結。該模式不僅有助于不同學科背景的科研工作者深入地體驗多學科交叉研究的魅力,還將有力促進科技創(chuàng)新,加速生產力的輕質轉型,為社會經濟發(fā)展注入新的活力。
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作者簡介:朱琳(1987—),女,漢族,江蘇興化人,博士,副教授,主要從事人工智能與金屬鹵化物鈣鈦礦發(fā)光器件的交叉課題研究。