聚焦高校交叉學科建設
不久前,哈爾濱工業大學航天學院董永康教授團隊研制的分布式光纖應變監測儀正式通過科技部組織的項目驗收。專家組對項目成果給出了“打破國際壟斷”的評價。
“這是一個橫跨6個學院、十余個學科的合作項目。沒有跨學科組合,就不可能解決這個‘卡脖子’難題?!痹诙揽悼磥?,是團隊一次次跨學科、跨領域的實踐,碰撞出一個個創新的火花,最終“啃”下了這塊“硬骨頭”。
長期以來,哈工大秉持“強精優特”建設理念和“揚工強理重交叉”建設思路,構建了以“雙一流”建設學科為核心,以優勢特色學科為主體,以相關學科為支撐的可持續發展學科體系,綜合運用政策調控、資源配置“杠桿”,打破學科壁壘,積極促進學科交叉融合,形成了標志性交叉創新成果不斷涌現、學科整體水平和創新活力顯著提升的學科發展新局面。
強化頂層設計——緊扣國家重大需求
2021年6月,國家航天局公布了“天問一號”探測器著陸火星的首批科學影像圖。在“中國印跡”和“著巡合影”兩張影像圖中,鮮紅的五星紅旗清晰可見。歷經202天的地球火星轉移軌道飛行和93天的環繞探測,飛行4.75億公里后,航天學院冷勁松教授團隊自主設計并研制的五星紅旗鎖緊展開機構在“天問一號”著陸器上成功完成了中國國旗可控動態展開,為中國探測器在火星上打上了“中國標識”。
該項技術使我國成為世界上首個將形狀記憶聚合物復合材料智能結構應用于深空探測工程的國家。在哈工大,這樣的技術很典型,這些技術背后凝聚著該校宇航科學與技術協同創新中心、特種環境復合材料技術國家級重點實驗室、機器人技術與系統國家重點實驗室等國家級交叉平臺共同的智慧。
學校堅持“立足航天、服務國防、長于工程”的優勢特色,在2000年就成立了特種環境復合材料技術國家級重點實驗室。依托平臺,深入推進“理工結合、學科交叉”,培育形成了結構、功能、智能材料多場耦合理論和超輕多功能結構設計等多學科交叉的熱點與前沿方向,并成功解決了材料與環境耦合作用機理、材料設計與低成本制造等若干共性關鍵問題?!皣业男枰褪俏覀儕^斗的方向?!痹谥袊こ淘涸菏慷派屏x的帶領下,實驗室為載人航天、深空探測等國家重大工程作出了重要貢獻。
緊扣國家重大需求、世界科技前沿、學校優勢特色三者的結合點,明確學科交叉的核心主攻方向,推動學科布局調整,學校制定實施了新興交叉學科“融拓計劃”,建設了一批前沿交叉研究平臺,促進理工、醫工、文工、經工深度交叉,在前沿學科和交叉學科領域培育新的學科增長點。
近年來,哈工大將新醫科建設作為培育學科增長的關鍵點,成立了生命科學中心、醫工交叉創新研究院和醫學與健康學院,促進醫學、生命科學與其他學科深度交叉融合。
“生命科學研究走到了融合其他學科解決生命科學問題的關鍵時刻?!痹谏鼘W院院長、生命科學中心主任黃志偉看來,當前物理、化學、測量等其他學科的發展可以為生命學科發展提供全新視角,比如通過AI、基于算法來預測蛋白質結構。今年,黃志偉招收了兩名具有計算機學科背景的博士生,希望通過算法加強數據分析處理。
改革教師評價體系——不看“帽子”看水平
2019年,董永康入選哈工大第三批“青年科學家工作室”。這是一項支持青年學者開展學科交叉研究的專項計劃。像董永康這樣沒有任何“帽子”的青年教授能夠成功入選,出乎很多人的意料。同批入選的20人里,共有3位沒有“帽子”的科研骨干。
為促進校內外跨學科的教學科研合作與協同創新,“青年科學家工作室”計劃不看“帽子”看水平。項目實行帶頭人負責制,學校在人、財、物等資源投入和使用上給予長期、穩定的傾斜性支持及充分的自主權?!耙皇乱蛔h、按需支持”,對展現出領軍潛質的青年學術帶頭人放權,由其瞄準國際科技前沿和國家重大戰略需求,組建跨學科團隊,定向培育新的學科增長點。
學科交叉融合的生態環境創造了高效的協同創新土壤。董永康帶領來自航天學院、物理學院、土木工程學院等多個學院的青年教師組成光纖傳感團隊,研制出了系列分布式布里淵光纖傳感分析儀。該成果一舉打破了國際上的長期壟斷,在石化、電力、土木等國計民生重點領域發揮了重大作用,促進了我國在大型基礎設施安全監測、自然災害預警等領域的發展,對提升我國公共安全水平、保障人民生命和財產安全具有重要意義。
“學校的政策導向就像一顆定心丸,將我們從煩瑣的束縛中解放出來,專注于原創性、基礎性、前沿性研究工作?!痹诮徊鎸W科團隊采訪中,青年教師不約而同地表示,學校積極推動交叉學科人才引進與培養,改革教師考評體系,打破人才評價標準“一刀切”,改進學科業績評價標準,突出能力、實績和潛力導向,完善促進跨學科合作的學術評價和成果共享機制。
截至目前,學校已累計立項建設135個“青年科學家工作室”,定向培育未來的“大師+團隊”,加速青年領軍人才由“一個課題方向、一個人”交叉融合形成“一個前沿領域、一群人”的學術團隊。
“所有亟待解決的‘卡脖子’問題都是交叉問題,原始創新要在交叉中出成果?!?月中旬,在哈工大計算學部“AI+學科”系列論壇上,來自計算學部和土木工程學院的教師們就“土木工程與人工智能交叉研究”進行熱烈交流和討論。在哈工大,這樣的論壇每個月都會舉辦一次。
“交叉不能浮于表面,也不能急于求成,要營造氛圍,加深了解,促進交流,產生思想碰撞,提升認知和興趣?!庇嬎銓W部主任劉挺感觸頗深。
目前,學校搭建了新興交叉學科論壇等多個跨學科交流互動的平臺。哈工大校長、中國科學院院士韓杰才表示:“學校努力為教師搭建交流合作的平臺,打破學科之間的壁壘,推動理工、醫工、文理等多學科深度交叉與融合?!?/P>
推動復合型人才培養模式創新——培養戰略科學家
2015年9月,由哈工大紫丁香微納衛星學生團隊自主研發的“紫丁香二號”納衛星在太原衛星發射中心成功發射。這也是我國首顆由高校學生自主設計、研制、管控的納衛星。
在哈工大,大學生研發小衛星并不是什么稀奇的事情。2020年9月以來,學校設立了一批由院士領銜或擔任班主任的特色班。其中,就包括由院士當班主任、旨在培養航天人才的“哈爾濱工業大學小衛星班”。
“我們培養的是具有創新探索、思辨協作、動手實踐、系統思維、工程領軍能力的知識復合型人才,能夠對未來飛行器進行總體技術設計。”小衛星班班主任曹喜濱院士說。
翻看小衛星班的培養方案,大一學年主要以數理及計算機編程基礎為主;大二學年開設機械、電子等專業基礎課程;從大三學年到研究生階段,采用貫通式培養,依托紫丁香學生衛星創新工場,以國家重大工程需求為牽引,科教融合,提升學生思辨、實踐及創新能力。未來科技發展是多學科交叉融合的,更注重團隊協作和可操作性。為此,小衛星班的培養方式專門突破了許多難題,包括學科與學科的割裂、專業和專業的疏離、學生與學生的單打獨斗。
兩年來,4個院士班共招收本科生175名。盡管研究領域不同,但院士班有一個共同目標,就是培養具有國際視野、家國情懷、創新思維、攻堅能力的未來領軍人才。
作為工科強校,哈工大抓住“培養杰出人才”這個著力點,探索構建拔尖人才培養體系。學校持續推動跨學科交叉專業建設,加強理、工、管、文的交叉滲透,依托“人工智能”和“醫學健康”兩個重要方向,推動應用理科向新工科方向延伸,布局建設人工智能、機器人、新能源等戰略性新興產業發展和民生急需相關學科,新增人工智能等新專業29個。
同時,學校打破以學院為依托的管理體系,構建跨學院專業集群招生培養模式,將35個大類專業調整為8個跨院專業集群,成立專業集群教學委員會,重組優質課程資源,構建共享型高水平專業集群課程體系,統籌整合實驗實訓資源,引導學生構建跨學科、跨專業、跨領域的知識體系。
“組建大兵團、開展大協作。”面向未來,哈工大黨委書記熊四皓指出,學校要堅持“四個面向”,把各方面的優勢力量聚焦到國家重大戰略急需上,實現更多“從0到1”的重大原始創新突破;以追求卓越的精氣神挑戰“卡脖子”難題、挑戰世界科技前沿難題,在干事創業、建功立業中培養出“具有深厚科學素養,長期奮戰在科研第一線,視野開闊,前瞻性判斷力、跨學科理解能力、大兵團作戰組織領導能力強”的戰略科學家。
《中國教育報》2022年06月06日第9版