交叉学科研究生培养与改革探索

作者: 程业红 武帅 李铁 陶富

中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2025)14-0046-04

Abstract:Nowadays,thesocietyfacedproblemsarebecomingmoreandmorecomplicated,anditisdificulttoffectively andindependentlysolvethembyusingtheknowledgeofasinglediscipline.Therefore,thereisanurgentneedfor interdisciplinaryalentsnditisurgenttotraingaduatesudentswiththeablittosolecomplexproblemsinrossdisciples. Thispaperfirstanalyzesthecommonproblemsinthecourseseting,researchdirectionandtopicselectioninthecurrentproce of interdisciplinarygraduatetraining;Then,takingthenational"doublefirst-class"disciplineofadvancedequipmentginring andtechnologyofHebei UniversityofTechnologyasanexample,thispaperputsforwardsomemeasuresforthetrainingand reformofcross-disciplinarygraduatestudents,includingoptimzingtheteachingmodeandcurculumsetingofcossdisciplinary graduatestudentsandtakingtheconstructiondirectionof"doublefist-lasscros-disciplinaryasthetraiingdiretionof cross-disciplinarygadatestudents.Theestablishmentofhigh-levelinterdisciplinarytutorteams,interdisciplinaryplatforsand graduatestudentstrainingprojectsprovidesexcellntcariersforinterdisciplinaryintegrationandexploresacompositegaduate trainingmodelthatadaptstothenedsoftodayssocialdevelopment.Ithasimportantreferencevalueandsignfcancefor promotingthedevelopmentof interdisciplinarygraduateeducationandimprovingthequalityof interdisciplinarytalenttraining.

Keywords: interdisciplinary;postgraduatetraining;advancedequipmentengineringandtechnology;curiculumseting; interdisciplinary project

在人类社会发展中,当需解决人口、食品、能源、生态、环境和健康等领域的复杂问题时,往往单一学科很难独立有效解决,常常需要运用交叉学科的知识去解决。许多重大的科研成就也都是学科交叉合作的成果。为发展新质生产力,高质量解决重大科学问题和关键“卡脖子"技术,学科交叉融合已成为重要发展趋势。2018年,习近平总书记在北京大学考察时指出,"要下大气力组建交叉学科群"[2-3]。2021年,国务院学位委员会、教育部印发通知,新设置“交叉学科"门类,其正式成为我国第14个学科门类[4-5]。2022年10月16日,《科技日报》第七版刊发深度人物专访《中国科学院院士焦念志:解决重大科学问题离不开学科交叉》。此外,国家自然科学基金委《交叉科学评论》刊载路甬祥院士的文章《学科交叉与交叉科学的意义》指出,“在新时期里,中国需要加速发展科学和技术,其中要大力地提倡学科交叉,注重交叉科学的发展。因而,提出并解决交叉科学难题就具有重大的意义”。

经济社会的高速发展对高层次创新型、复合型、应用型的交叉学科人才提出了迫切需求,交叉学科研究生培养已经成为当前研究生教育的重要内容。如何推进交叉学科研究生培养机制创新,培养符合国家动态需求、产业创新发展趋势的高层次复合型创新人才,成为摆在所有高校面前的必答题。交叉学科研究生培养涉及组织、课程、教学和指导方式等维度,亟须突破传统模式,推进培养机制创新。

一 交叉学科研究生培养现状分析

当前社会面临的问题逐渐复杂化,仅仅依靠单一学科的知识难以高质量解决,学科的交叉融合是科学技术发展的必然趋势,交叉学科是一门新生的学科,涉及多学科领域。交叉学科的出现可打破学科间的堡垒,促进多学科的融合发展。交叉学科型人才的知识储备更加丰富,创新能力更强,团队合作意识更强。开展交叉学科研究将有助于培养学生解决复杂科学技术问题的综合能力。

但交叉学科研究生培养过程中的课程设置、研究方向和课题选定、培养质量评价等方面与传统单一学科不尽相同,有自身的特点,对交叉学科的高等教育特别是研究生教育提出了新的挑战和要求。当前,我国在交叉学科研究生培养方面存在一些短板和不足,主要包括:培养模式与国家战略和产业需求的距离有待拉近;课程体系与教学模式有待进一步优化;组织模式有待创新;研究生导师队伍、指导制度有待完善。本文主要探讨了交叉学科研究生培养过程中的课程设置、研究方向和课题选定,以先进装备工程与技术国家“双一流"学科为例,提出交叉学科研究生培养与改革措施,探索适应当今社会发展需要的交叉学科研究生培养模式。抛砖引玉,供参考和借鉴。



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二 交叉学科研究生培养改革的必要性

交叉学科研究生培养改革是适应社会和科技发展的必然趋势。随着社会和经济的不断发展,传统的学科分类和教育模式逐渐显得过于局限和僵化,不同学科领域的知识变得越来越紧密关联。为了解决某些跨学科的问题,必须要具备跨学科的知识和技能。因此,交叉学科应运而生,带来了巨大的创新和发展机遇。多学科交叉不是学科之间的简单叠加,是一种全新的教育理念,通过跨学科的学习与研究,将不同学科的知识、理论和方法进行有效整合,提升研究生的综合创新能力,并提供独特的视角去解决复杂问题。

交叉学科研究生教育改革有助于培养具备综合能力和创新能力的复合型人才。传统的单一学科教育模式已难以满足社会对交叉学科人才的需求,迫切需要打破学科之间的壁垒,推动学科间的知识融合和创新。通过多学科交叉的培养模式,学生不仅能够掌握专业知识,还能够学会如何将其应用于其他领域,提升解决复杂问题的能力。这种培养模式能够帮助学生建构知识之间的联系,解决跨学科问题,培养出更具综合性和创新性的高层次人才。

交叉学科研究生在就业市场上具有明显的优势。选择交叉学科的学生在就业时具有更广泛的职业选择和更高的竞争力。多学科的背景使他们能够解决更复杂的问题,适应更多元化的工作类型和环境。

三交叉学科研究生培养改革思路

交叉学科研究生教育改革涉及组织模式、课程设置、教学改革和指导方式创新等多维度,本文主要围绕交叉研究生的课程设置、研究方向和课题选定等方面展开讨论。

(一)如何设置交叉学科研究生课程

交叉学科研究生的课程设置应从课程目标和内容、课程大纲、教材和教学资源、教学方法、评估和反馈等方面统筹推进改革。

交叉学科研究生课程的设置应立足于复合型知识体系与创新能力体系的构建,强化跨学科学术视野,融合多学科方法与理论,强调综合能力的培养8]。课程目标应围绕解决交叉学科领域的复杂问题去设定。课程内容应涵盖多个学科的知识和方法,注重跨学科的综合应用。教材应选择能够涵盖多个学科内容的综合性教材,或者根据课程需求自行编写具有交叉学科特征的教材。同时,可以利用网络资源和开放教育资源来丰富教学内容。教学团队应由多个学科的教师组成,确保课程内容的跨学科性和综合性,教师团队应具备相关学科的教学和研究经验。教学方法和形式应多样化,包括开设学术讲座、文献汇报、研讨会、小组讨论和案例分析等多种形式,以促进学生跨学科思维和综合能力的培养。课程考核应重点关注对学生综合创新能力的考核,通过学生反馈、同行评审等方式不断优化课程内容和方法[10]。

(二) 交叉学科研究生如何选定研究方向和课题

交叉学科研究生选择研究方向和课题时应首先考虑交叉学科领域存在的关键科学和技术难题,致力于运用交叉学科知识去解决,考虑将工程实际问题转化为研究课题。

首先,基于交叉学科的特点,根据个人的学术兴趣、知识基础及长远发展目标,明确自己的研究方向。其次,通过文献检索与阅读,了解交叉学科的研究动态、前沿热点及潜在的研究空间,确保选题具有创新性和实用性,深入分析不同学科间的内在联系,找到学科交叉的交汇点,以此为基础构建研究课题。还可以结合社会发展的需要和实际应用场景,选择具有巨大社会价值和应用前景的交叉研究方向。此外,在确定研究方向和具体课题的过程中应与多学科导师和同行进行交流,听取意见和建议,不断完善和细化研究课题和方案。

四交叉学科研究生培养改革举措

在学科交叉融合建设背景下,为了高质量培养交叉学科研究生,以先进装备工程与技术国家“双一流"学科为例,从交叉学科研究生教学模式和课程设置、研究方向和课题的选定、跨学科教师团队、学科交叉平台和研究生培养专项的设立等方面进行交叉学科研究生培养改革与探索。

(一)优化交叉学科研究生课程,创新跨学科人才培养模式

在改进教学模式和制定课程体系的过程中,应以培养学生解决复杂实际问题为目标,改变单一学科课程的教育培养模式,打破学科间的壁垒,使不同学科知识相互渗透,融会贯通。根据不同学科的特点和社会环境变化和需要,动态调整研究方法和思维方式。

在教学模式方面,设计交叉学科、多领域的教学情境,通过现实科技问题、重大科技赛事等方式促进学生知识、能力与素质的融会贯通,培养学生应对未来社会大科学、大工程情境的综合能力。实行课程责任人制度,实现以人为主的PI教师团队,以交叉学科专项任务或科研方向为主的课程模块制。

在课程设置方面,在原有必修课程模块和专业课程模块的基础上设置交叉学科课程模块,提高研究生交叉学科课程的学分比例。交叉学科课程不仅仅是不同学科的简单叠加,而是将知识融人问题,形成以问题为导向的课程学习,使学生在解决问题的同时将多学科的课程衔接起来,达到掌握的目的。

在教学过程中,注意不同学科之间的碰撞,定期开展交叉学科课题和案例研讨、学术沙龙、文献综述报告等活动,引导学生积极开展学科交叉与融合,培养学生的学科交叉与融合思维,使学生掌握交叉学科知识,提升整合知识和多角度看问题的科研能力,扩大学生掌握理论知识的广度和深度,提升学生的自主创新能力和科研水平。

(二)围绕国家"双一流"学科建设方向,设定交叉学科研究生培养方向

聚焦国家重大战略需求,凝练学科发展方向。先进装备工程与技术国家“双一流"学科以电气工程学科为主干,机械工程学科、材料科学与工程学科为主要支撑,面向制造强国、碳达峰碳中和等国家重大战略需求,紧密对接国家和京津冀区域先进装备制造产业,重点围绕“三航一核”,清洁电能“发、变、输、储、运维"全产业链,人民健康领域对低碳化、智能化、高端材料及可靠保质新要求,聚焦智能机器人装备系统和新能源电工装备系统研发,形成“基础与应用并重,科研与教学互哺"的建设模式,打通从基础研究到工程示范转化的学科链,开展智能机电装备、新能源装备等先进装备制造产业薄弱环节、技术和材料的补链、强链专项攻关。围绕上述学科交叉的重点领域,凝练了可靠性与智能化设计、材料设计与制备、智能机电装备研发和新能源装备系统研发4个优势特色学科方向,建设多学科交叉、多领域贯通、优势突出和特色鲜明的先进装备工程与技术国家"双一流"学科。围绕4个学科方向,开展交叉学科研究生培养,基于学科交叉领域合理设置具有多学科交叉融合特征的研究课题,涉及电气工程、机械工程、材料科学与工程等优势学科,学科间有机交叉融合,为培养交叉学科研究生提供有力支撑。“双一流"学科建设方向的设立有助于推进校内各学科之间的相互依托、相互交叉、相互促进,打破现有学科之间的壁垒,以建设方向和项目牵引方式鼓励各学科之间积极开展交叉前沿课题的基础研究,支撑交叉学科研究生培养方向和课题的选定。同时学校积极推进建立跨学院、跨学科研究生培育模式,催生交叉前沿方向和基础研究成果。



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