引言
当代社会科学技术的发展日益蓬勃,呈现出多个学科相互交叉、渗透的趋势,形成了综合化、系统化、整体化发展的态势。重大科技突破的实现,依赖于不同学科之间的交叉与融合,而跨学科研究所取得的成果往往具有重要影响力。经过统计分析显示,20世纪以来的诺贝尔自然科学奖获得者中,约41.63%的科学家拥有学科交叉融合的背景,近25年来,近一半(49.07%)的诺贝尔奖获得者具有跨学科背景。这一数据充分证明了培养一流人才时跨学科知识储备的重要性。
中国正处于科学技术快速发展和突飞猛进的新时代,需要一批真正具备创新能力的人才。而在我国的研究生人才培养方面,培养创新能力已经成为研究生教育的核心内容之一。然而随着各个学科被细分得越来越具体,传统的单一学科培养方式已无法满足当前“新工科”视野下对跨学科合作与交流的需求。目前,大学院系的分割和课程设计过于专业化,加之部分学科的专业性过强,导致学生缺乏跨学科教育,严重限制了他们的跨学科视野以及创新应用能力的培养。因此,推动培养跨学科、高层次的综合型人才,成为促进不同学科相互交叉和融合、推动新学科发展并取得重大突破性科研成果的重要基础。在新形势下,积极推进和扩大学科交叉研究生培养已经成为全球研究生教育改革和发展的重要趋势之一,同时也是我国高等学府提高研究生创新能力、提升研究生教育质量的重要措施之一。
在新工科背景下的土木工程领域,随着基础设施建设规模的迅速扩大,越来越多的工程项目开始应用新技术。为了在有限时间内实现更多、更高质量的建筑建设工作,现代工程建设常常借助互联网、大数据、云计算等信息化技术。同时,结合智能建造、机械工程、航天工程等领域的进展,现代工程建设已经变得更加智能化和现代化。在这种趋势的推动下,土木工程学科需要进行全面改革和发展,与其他学科来进行交叉融合,以满足新时代建筑工程的需求。与此同时,由于社会生产和发展需求的复杂性,各学科的知识框架也正在不断更新和优化。在此背景下,研究基于学科交叉的土木工程学术研究生创新能力培养与实践极为重要,是土木工程学科研究生高质量人才培养模式改革的重要课题之一。
本文基于我国高校土木类专业研究生培养的实际需求,研究了国内外学科交叉及研究生人才培养现状和面临问题,探索了一种适合工科高校的研究生多学科交叉以及创新型人才培养的策略,并提出了需要进一步研究解决的问题,为促进研究生教育教学改革工作提供了借鉴。
1 国内外学科交叉及研究生人才培养现状分析
在欧美等发达国家,重视交叉学科研究、交叉学科发展和培养跨学科人才已经成为高等教育改革的主要趋势之一。国外知名大学非常注重学科交叉研究生教育,通常采用跨学科课程、跨学科学位、跨学科组织和跨学科研究生培养项目等方式来加强跨学科研究生培养。
美国对交叉学科研究生培养模式改革较早,国家科学基金会于1997推出了“研究生教育与科研训练一体化项目”,该项目支持学科交叉项目,帮助研究生接触学术界以外的专业人士。剑桥大学和牛津大学为学生提供了选修不同系的专业课的机会,以促进学科交叉。日本名古屋大学在学院层面引入学科交叉教学体系,建立反映跨学科知识和前沿成果的综合课程,实施多领域教师的“共担讲座”体系。
自20世纪90年代后期,国内学者开始逐渐增加对学科交叉研究生培养的研究,并凸显高校进行该领域培养的重要性。我国近年来在学科交叉发展和学科交叉研究生培养方面取得了一些重要进展。自1997年《授予博士硕士学位和培养研究生的学科专业目录》颁布以来,扩大了一级学科范畴、简化了二级学科设置,同时,研究生培养的学科和专业范围得到了扩展,这在一定程度上推动了交叉学科的融合发展。2006年起,教育部开始实施高等学校学科创新引智基地,这些基地的建立和科研活动的开展对我国交叉学科的教学和研究起到了重要的推进作用。教育部科技司2016年提出要“布局新建一批问题导向、综合交叉的教育部重点实验室”,“鼓励高校自主开展高水平交叉学科研究”。多学科交叉培养已受到广泛关注,各项举措包括“2011计划”、国家教育事业发展“十三五”规划、以及“新工科”倡议均明确提出了培养拔尖创新人才需要交叉学科方式。多所高校纷纷加强了对交叉学科培养的重视,并着力加强研究生培养,侧重于自主设置学科的交叉学科。
目前我国很多大学开始重视学科交叉平台的搭建和跨学科研究生培养。从教育实践的发展趋势来看,我国正在逐渐实施多学科交叉培养的体制性改革。这一改革包括了学习多学科课程,推行科教协同培养以及交叉教育。根据所依托的不同载体,目前的多学科交叉培养实践可以大致分为三种模式,即项目依托型、机构依附型和学科依赖型。
综上所述,学科交叉及研究生创新能力培养是高校创新的脊梁,同时,建筑行业的转型和发展也需要高等院校为社会培养具备创新意识和多学科综合能力的人才。针对我校为省属工科高校特点,传统的教学方式和课程设置已经不能满足现代土木工程学术型研究生的教学培养目标,高质量的学术型研究生不仅需要具备扎实的土建专业知识,还需要掌握工程学、计算机技术、经济学、管理学、统计学等相关领域的知识。
2 创新复合型研究生培养体系目标
面对我国高校土木工程学科前沿发展需求,基于创新型复合型人才培养目标,在与智能建造、航天工程、机械工程等多学科交叉的科研过程中进行了研究生创新能力培养的探索与实践。通过构建交叉学科研究生创新平台、组建师生创新团队、产学研合作、健全研究生创新评价体系等改革措施,实现从传统土木工程学科模式向与多学科交叉模式的研究生培养模式转变,提高人才培养质量
2.1 构建多学科交叉的研究生教学体系
鼓励和吸引土木工程领域相关的跨专业甚至跨学科的研究生是融合交叉学科研究生创新能力培养的先决条件,同时采取措施鼓励导师跨学科招生,例如航天工程、机械工程、材料学及工程管理等。利用现有的学科点吸收融合其他学科的研究生导师参加跨学科课题的研究,使研究生学习到多学科的思维方式,了解其他学科的发展动态,拓宽结构工程研究领域,提高土木工程领域研究生创新能力培养质量。
土木工程学科具有高度实践性,在国内外基建环境不断变化的背景下,面临着新的挑战和机遇。在推行多学科教学体系课程改革时,在专业课程中多体现学科的前沿观点,注重时代发展的需求,通过将系统工程、智能建造、航空航天、机械、互联网、信息化、大数据等时代热点与专业课程结合,鼓励学生自我发现创新创造能力。为研究生创造多元灵活的课程学习环境,构建多学科综合课程架构,推动研究生创新能力培养。同时注重交叉学科研究方法的传授,加强教学实践环节。通过主题学术讲座、学术论文讨论等方式,鼓励跨学科的交流与学术探讨。
2.2 构建交叉学科导师组创新交流团队
在导师指导下组建学习型师生创新团队,鼓励研究生参与课题研究。逐步改变导师单独培养的传统模式,依据先导性和人性化等特点优化研究生培养机制,充分发挥综合型大学各学科导师优势,实施导师联合培养方式。善于发挥学生的自身优势,开拓优势领域,拓宽研究生视野,注重各学科理论与实践之间的交流。
为了提升研究生学科交叉创新能力,建立适合创新能力发展的实践平台,并鼓励支持开展学科交叉科研课题的研究。提高基于学科交叉研究生的整体创新能力同时并加速基于学科交叉创新科研成果的实际应用。此外,推进产学研联合培养模式的改革,积极与施工企业单位和科研机构积极联系合作,共同制定创新培养模式和管理体系,以实现研究生培养与社会的协同发展。产学研联合培养模式不仅可以促进专业结构的合理性,还能培养人才的实践能力,提升研究生的综合能力,推动交叉学科的发展。
2.3 构建学科交叉研究生培养评价体系
以研究生培养的全过程为主线,注重实践反馈并持续改进,积极建立研究生与导师之间的沟通平台,积累和沉淀实践教学中暴露的问题,根据教学要求调整创新能力评价方法,优化结构工程专业研究生创新能力评估细则,确定评估指标及其主要参考依据,逐项评估其在土木工程学科不同阶段的能力,建立评价研究生创新能力的平台,达到以评促建的研究生创新能力评估体系。
3 创新复合型研究生培养模式研究与实践
致力于在现有科学研究和实践教学的基础,建设一个能够满足多学科交叉研究生创新能力发展需求并便于持续改进的培养模式[]。通过该创新模式研究与实践,可以更好地服务于研究生创新能力培养的需要,并满足土木工程学科前沿发展的需求。
招收多学科多专业研究生进入课题组,发挥研究生主动性,合作开展科研项目。引导学生将自己擅长的知识或技能运用在学科交叉的领域中。例如,让土木工程学科结构工程专业研究生进行问题分析,让机械类专业学生进行精确模型建立,让理学类专业的学生进行理论分析,让计算机类的学生进行人工智能等编程工作,可以达到事半功倍的效果。另外,由于不同专业不同学科研究生的思维角度和教育背景不同,招收交叉学科的研究生,有利于拓宽课题组整体的前沿性和创造力。
发挥多学科导师专业特长,联合指导研究生课题,构建交叉学科导师组创新交流团队。通过多个学科导师合作,进一步加强对各学科教材内容的共同分析研究,有机整合其它学科中的相关知识,利用、借鉴其他学科相关知识和教学方法,实现教学和科研内容的有机整合,教育观念和方法进行融合贯通,促进学生创新能力和与创新相关的素质有所提高。
发挥交叉学科优势,共同申报多学科交叉科研项目,指导研究生以多学科交叉课题和项目形式进行系统学习。导师引导研究生的交叉学科思维,调动学生将其他学科与土木工程学科交叉的积极性。以项目任务分配引导学生对学科交叉的主动探索,让研究生彼此之间进行跨学科的合作,实现良性循环,提升其解决实际问题的能力,提高研究生对学科交叉探索的积极性,加强其对于学科交叉思维实践。
通过创新创业项目等训练进行研究生交叉学科创新能力的培养。建立多专业研究生备赛团队,团队成员在多学科交叉导师的培养引导下,将所学知识进行相关的学科融合。一方面锻炼本科生的创新能力,孵化有科研潜力的准研究生,另一方面节省研究生做基础工作的时间,让其对专业相关的知识和理论研究掌握的更透彻。同时,指导每项成果存档管理,以供以后进入团队的成员参考和持续改进,形成师兄弟教学的自上而下传承模式。
4 结语
本项目在知识跨界和建筑行业转型发展的趋势下,将其他学科融入土木工程学术型研究生的培养教育中,研究和探索多学科交叉复合的创新型土木类人才培养模式,对土木工程学科学术型研究生进行多学科交叉融合、创新能力培养进行教育改革与实践,对于土建类专业院校提高高质量人才培养教学质量、适应社会发展需求具有重要意义。
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作者简介:金路(1982-),女,沈阳建筑大学,教授,主要从事土木工程专业的教学和研究工作。