學科大交叉 激發(fā)創(chuàng)新澎湃動力

哈爾濱工業(yè)大學航天學院冷勁松院士在指導(dǎo)團隊成員做科研。哈爾濱工業(yè)大學全媒體中心供圖

聚焦高校交叉學科建設(shè)

不久前，哈爾濱工業(yè)大學航天學院董永康教授團隊研制的分布式光纖應(yīng)變監(jiān)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。”在董永康看來，是團隊一次次跨學科、跨領(lǐng)域的實踐，碰撞出一個個創(chuàng)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(yōu)特”建設(shè)理念和“揚工強理重交叉”建設(shè)思路，構(gòu)建了以“雙一流”建設(shè)學科為核心，以優(yōu)勢特色學科為主體，以相關(guān)學科為支撐的可持續(xù)發(fā)展學科體系，綜合運用政策調(diào)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(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)、學科整體水平和創(chuàng)新活力顯著提升的學科發(fā)展新局面。

強化頂層設(shè)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(jīng)202天的地球火星轉(zhuǎn)移軌道飛行和93天的環(huán)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(shè)計并研制的五星紅旗鎖緊展開機構(gòu)在“天問一號”著陸器上成功完成了中國國旗可控動態(tài)展開，為中國探測器在火星上打上了“中國標識”。

該項技術(shù)使我國成為世界上首個將形狀記憶聚合物復(fù)合材料智能結(jié)構(gòu)應(yīng)用于深空探測工程的國家。在哈工大，這樣的技術(shù)很典型，這些技術(shù)背后凝聚著該校宇航科學與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心、特種環(huán)境復(fù)合材料技術(shù)國家級重點實驗室、機器人技術(shù)與系統(tǒng)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(wù)國防、長于工程”的優(yōu)勢特色，在2000年就成立了特種環(huán)境復(fù)合材料技術(shù)國家級重點實驗室。依托平臺，深入推進“理工結(jié)合、學科交叉”，培育形成了結(jié)構(gòu)、功能、智能材料多場耦合理論和超輕多功能結(jié)構(gòu)設(shè)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(huán)境耦合作用機理、材料設(shè)計與低成本制造等若干共性關(guān)鍵問題?！皣业男枰褪俏覀儕^斗的方向。”在中國工程院院士杜善義的帶領(lǐng)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(yōu)勢特色三者的結(jié)合點，明確學科交叉的核心主攻方向，推動學科布局調(diào)整，學校制定實施了新興交叉學科“融拓計劃”，建設(shè)了一批前沿交叉研究平臺，促進理工、醫(yī)工、文工、經(jīng)工深度交叉，在前沿學科和交叉學科領(lǐng)域培育新的學科增長點。

近年來，哈工大將新醫(yī)科建設(shè)作為培育學科增長的關(guān)鍵點，成立了生命科學中心、醫(yī)工交叉創(chuàng)新研究院和醫(yī)學與健康學院，促進醫(yī)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(guān)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(fā)展可以為生命學科發(fā)展提供全新視角，比如通過AI、基于算法來預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。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(shù)據(jù)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(nèi)外跨學科的教學科研合作與協(xié)同創(chuàng)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(wěn)定的傾斜性支持及充分的自主權(quán)?！耙皇乱蛔h、按需支持”，對展現(xiàn)出領(lǐng)軍潛質(zhì)的青年學術(shù)帶頭人放權(quán)，由其瞄準國際科技前沿和國家重大戰(zhàn)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(tài)環(huán)境創(chuàng)造了高效的協(xié)同創(chuàng)新土壤。董永康帶領(lǐng)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(lǐng)域發(fā)揮了重大作用，促進了我國在大型基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)測、自然災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域的發(fā)展，對提升我國公共安全水平、保障人民生命和財產(chǎn)安全具有重要意義。

“學校的政策導(dǎo)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(chuàng)性、基礎(chǔ)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(yǎng)，改革教師考評體系，打破人才評價標準“一刀切”，改進學科業(yè)績評價標準，突出能力、實績和潛力導(dǎo)向，完善促進跨學科合作的學術(shù)評價和成果共享機制。

截至目前，學校已累計立項建設(shè)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(lǐng)軍人才由“一個課題方向、一個人”交叉融合形成“一個前沿領(lǐng)域、一群人”的學術(shù)團隊。

“所有亟待解決的‘卡脖子’問題都是交叉問題，原始創(chuàng)新要在交叉中出成果。”5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(chǎn)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(yī)工、文理等多學科深度交叉與融合?！?

推動復(fù)合型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新——培養(yǎng)戰(zhàn)略科學家

2015年9月，由哈工大紫丁香微納衛(wèi)星學生團隊自主研發(fā)的“紫丁香二號”納衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。這也是我國首顆由高校學生自主設(shè)計、研制、管控的納衛(wèi)星。

在哈工大，大學生研發(fā)小衛(wèi)星并不是什么稀奇的事情。2020年9月以來，學校設(shè)立了一批由院士領(lǐng)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(yǎng)航天人才的“哈爾濱工業(yè)大學小衛(wèi)星班”。

“我們培養(yǎng)的是具有創(chuàng)新探索、思辨協(xié)作、動手實踐、系統(tǒng)思維、工程領(lǐng)軍能力的知識復(fù)合型人才，能夠?qū)ξ磥盹w行器進行總體技術(shù)設(shè)計?！毙⌒l(wèi)星班班主任曹喜濱院士說。

翻看小衛(wèi)星班的培養(yǎng)方案，大一學年主要以數(shù)理及計算機編程基礎(chǔ)為主；大二學年開設(shè)機械、電子等專業(yè)基礎(chǔ)課程；從大三學年到研究生階段，采用貫通式培養(yǎng)，依托紫丁香學生衛(wèi)星創(chuàng)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(chuàng)新能力。未來科技發(fā)展是多學科交叉融合的，更注重團隊協(xié)作和可操作性。為此，小衛(wèi)星班的培養(yǎng)方式專門突破了許多難題，包括學科與學科的割裂、專業(yè)和專業(yè)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(lǐng)域不同，但院士班有一個共同目標，就是培養(yǎng)具有國際視野、家國情懷、創(chuàng)新思維、攻堅能力的未來領(lǐng)軍人才。

作為工科強校，哈工大抓住“培養(yǎng)杰出人才”這個著力點，探索構(gòu)建拔尖人才培養(yǎng)體系。學校持續(xù)推動跨學科交叉專業(yè)建設(shè)，加強理、工、管、文的交叉滲透，依托“人工智能”和“醫(yī)學健康”兩個重要方向，推動應(yīng)用理科向新工科方向延伸，布局建設(shè)人工智能、機器人、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和民生急需相關(guān)學科，新增人工智能等新專業(yè)29個。

同時，學校打破以學院為依托的管理體系，構(gòu)建跨學院專業(yè)集群招生培養(yǎng)模式，將35個大類專業(yè)調(diào)整為8個跨院專業(yè)集群，成立專業(yè)集群教學委員會，重組優(yōu)質(zhì)課程資源，構(gòu)建共享型高水平專業(yè)集群課程體系，統(tǒng)籌整合實驗實訓資源，引導(dǎo)學生構(gòu)建跨學科、跨專業(yè)、跨領(lǐng)域的知識體系。

“組建大兵團、開展大協(xié)作?！泵嫦蛭磥?，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(yōu)勢力量聚焦到國家重大戰(zhàn)略急需上，實現(xiàn)更多“從0到1”的重大原始創(chuàng)新突破；以追求卓越的精氣神挑戰(zhàn)“卡脖子”難題、挑戰(zhàn)世界科技前沿難題，在干事創(chuàng)業(yè)、建功立業(yè)中培養(yǎng)出“具有深厚科學素養(yǎng)，長期奮戰(zhàn)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(zhàn)組織領(lǐng)導(dǎo)能力強”的戰(zhàn)略科學家。

作者：本報記者 徐倩 通訊員 馬曉雪

《中國教育報》2022年06月06日第9版 版名：高教周刊·探索