交叉学科研究院 党的十八大报告明确把“创新人才培养水平明显提高”作为全面建成小康社会的重要目标,十八届三中全会再次强调要“创新高校人才培养机制,促进高校办出特色争创一流”。我校在落实这一系列精神过程中,不断强化“大德育观”、“大人才观”、“大发展观”,把“应用性、创新性、国际性”作为人才培养的目标,以改革为驱动力,积极推进学校核心竞争力的提升。 2011年10月22日,为了追踪学科前沿,促进多学科交叉创新,凝练学科特色,加强优秀研究生培养,构建汇聚海内外优势人才平台,建设武汉市高新技术成果孵化基地,举全校之力探索成立了跨学科研究平台――交叉学科研究院。经过两年的建设,研究院拥有纳米生物医学工程中心、多肽及蛋白质化学研究中心、图论与网络科学及应用中心、生物功能糖化学中心、自然能源工程中心、基因研究中心、纳米功能材料和器件技术研究中心、江汉大学―凯撒斯劳滕工业大学共建研究中心、感光聚合物材料研究中心等9个研究中心,选拔吸收了名11研究生、12名本科生进入实验室学习,同时还在积极联系部属高校联合培养博士生,申报建设博士后创新基地,已在学科建设、科学研究、人才培养等方面初见成效,并得到了省市领导的肯定。 一、 什么是交叉学科(Interdisciplinary) 学科交叉是学术思想的交融,实质上,是交叉思维方式的综合、系统辩证思维的体现。自然界现象复杂、多样,仅从一种视角研究事物,必然具有很大的局限性,不可能揭示其本质,也不可能深刻地认识其全部规律。因此,惟有从多视角,采取交叉思维的方式,进行跨学科研究,才可能形成正确完整的认识。 著名物理学家海森伯认为:“在人类思想史上,重大成果的发现常常发生在两条不同的思维路线的交叉点上。”1986年,诺贝尔基金会主席在颁奖致词中说:“从近几年诺贝尔奖获得者的人选可明显看到,物理学和化学之间,旧的学术界限已在不同的方面被突破。它们不仅相互交叉,而且形成了没有鲜明界限的连续区,甚至在生物学和医学等其它学科,也发生了同样的关系。”1953年,DNA双螺旋结构的重大发现就是化学家 L.C.波林、生物学家J.D.沃森、物理学家F.H.C.克里克、R.富兰克林和M.H.F.威尔金斯等合作的结果。这些表明,在多学科之间、多理论之间发生相互作用、相互渗透,形成了“科学键”,从而能开拓众多交叉科学前沿领域,产生出许多新的“生长点”和“再生核”,如粒子宇宙学、生物物理化学、生物数学、太空科学、环境科学、科学伦理学、系统科学、自然社会学和社会自然学等。迄今,交叉学科的数量已达2 000多门之多,其中许多都是交叉科学的前沿。 当前,在我国高等教育实施高等学校创新能力提升计划(简称“2011计划”)过程中,明确指出希望通过多学科交叉融合提高学科建设水平为提升高校创新能力和竞争力提供有力支撑。 发展交叉学科的优势主要体现在:第一,它融合了不同学科的范式,推动了以往被专业学科所忽视的领域的研究,打破了专业化的垄断现象;第二,增加了各学科之间的交流,形成了许多新的学科;第三,创造了以“问题解决”(problem-soving)研究为中心的研究模式,推动了许多重要实践问题的解决。 二、 交叉学科如何促进我校“三性”人才培养 我校作为一所应用型的地方本科院校,以培养适应地方经济社会发展需求的高素质应用型人才为己任,以学科建设为龙头,大力培育特色学科与优势学科。我校学科建设由于起步晚、底子薄、基础差,要求我们应以交叉学科培育新的优势学科方向作为学科建设的战略选择;在人才培育上,应立足学科交叉,将科学研究与人才培养相结合,着力推动拔尖创新人才培养,通过科研团队与学生共同开展学科交叉研究,使得多学科交叉融合不仅能够培养学生的创新能力,同样也能够促进学科交叉点的产生。在这种情况下,交叉学科研究院尝试科研与教学相融合的创新人才培养模式,促进科研和教学的协同发展,探索一条科研与教学协同创新的新途径。 1.交叉学科将夯实“三性”人才培养的应用基础。 应用性要求学生有较强的实践经验和动手能力,研究院各个研究中心在确定其研究发展方向时,始终将这点作为重要原则加以考虑。 如纳米生物医学工程中心以“生物组织工程及再生医学用微纳结构和器件”作为其主攻方向,结合微纳制造技术与生物医学等基本技术,探讨医学微纳结构和器件原理、方法论证及技术实现。生物功能糖化学中心主要从事细胞粘附抑制剂、以寡糖为载体的靶向药物、糖化学在天然药物中的应用等方面的研究。图论和网络科学与应用中心的主要科研领域是网络理论、图论、无线传感器网络及社会网络分析等方面的研究。基因研究中心主要从事表观遗传学方面的研究,构建逆境条件下表观修饰谱、控制农艺性状的表观遗传,为高产优质水稻的分子育种奠定坚实的基础。多肽及蛋白质化学研究中心主要从事多肽及蛋白质合成、结构与功能研究,多肽放射性标记及医学成像应用,多肽生物探针的设计、制备及应用等领域。自然能源工程中心主要从事质子交换膜、无铂电解水制氢和无铂氢氧燃料电池的开发,以及太阳光热能及第三代太阳能电池的开发和利用。纳米功能材料与器件研究中心以纳米功能材料为基点,重点研究其在能量转换与储存器件中的应用问题,探索纳米功能材料在高性能太阳能电池、锂离子电池等器件中的商业化应用前景。感光聚合物材料研究中心主要从事枪瞄器和电子纸等产品的研发,并尽快实现产品和材料的进口替代。江汉大学―凯撒斯劳滕工业大学共建研究中心的研究内容主要包括流体力学领域涡轮机的基础性研究及应用。 这些研究方向无一不是面向社会,面向实践,面向应用,进入各研究中心学习的学生必将掌握应用的技能。 2.交叉学科将拓宽“三性”人才培养的创造空间。 英国经济学家贝弗里奇说过“独创常常在于发现两个或两人以上研究对象或设想之间的联系或相似之点”,学科的交叉、融合往往会大大提升学生的创新能力。 一方面,研究院学科交叉将会发挥培养学生的基础性作用,即学科交叉能让导师通观全局、掌握课题的发展方向,拓宽学生潜在的知识领域,让学生将知识和技能融会贯通、交叉应用,优化其知识结构,激活其研究兴趣,为培养其创新思维夯实基础。目前研究院9个研究中心涉及的传统学科有化学、物理、生物、控制、数学、计算机科学、信息科学、管理科学等众多学科,基本上涵盖了我校所有的理工农医类专业,研究院鼓励进入各研究中心学习的本科生和研究生多角度、多学科的分析和研究问题,实现不同专业学生掌握知识技能的互补与互动。如进入纳米生物医学工程中心学习的学生,化工、机械等专业的学生要求其补充生物、医学方面的知识,生物、医学等专业的学生也要求补充机械、化工相关知识。 另一方面,研究院学科交叉还将发挥培养学生的功能性作用,即学科交叉在具体培养创新人才过程中,让课题组全体成员通力合作、取长补短,从而营造一个跨学科相互学习和相互支持的氛围,提供有利于人才成长的路径和取得重大科研成果的研究方法或视角。研究院定期组织“交叉前沿论坛”,要求各个研究中心轮流主持或主讲,围绕各学科的前沿领域进行“高级科普”,为相互感兴趣的科研人员之间搭建桥梁,开拓教师和学生的学术视野,激发多角度的思维方式。 3.交叉学科将开阔“三性”人才培养的国际视野。 交叉学科研究院的建立是由6位著名旅法专家学者倡议的,其办院理念,管理运行模式均与国际接轨,建设目标是国内知名,世界一流的科学研究机构,从其诞生就决定了研究院的国际性。目前,研究院已建设的纳米制造平台、基因研究中心、糖化学实验室、多肽及蛋白质实验室、SFG实验平台、HPC平台等参照法国实验室标准建设,感光聚合物实验室参照美国实验室标准建设,江汉大学―凯撒斯劳滕工业大学共建研究中心叶栅风洞实验室参照德国实验室标准建设,各个实验室采购的仪器设备均参照专家在国外实验室使用仪器标准采购,有些性能甚至更优于他们在国外实验室使用的设备。 同时,研究院不断组织国际间的学术交流活动。2013年12月,研究院邀请纳米印刷技术发明人、美国国家工程院院士、普林斯顿大学周郁教授来校学术交流。另外,研究院按照“派往一流大学、师从一流导师”原则,积极鼓励教师赴世界一流大学、学科或研究机构进行高层次学术研修。2013年8月,纳米生物医学工程中心两位教师赴法国巴黎高等师范学院进修,学习了实验室特别是超净间的先进管理方法及微纳结构的加工、表征、制造、测量等技术。通过赴法交流学习,提高了两位老师的实验室管理水平及科研业务水平。研究院将进一步明确国际性的定位,坚持人才培养的国际视野,打造学校自科研究的高端平台。 多学科交叉融合是高校学科发展的必然趋势,交叉学科研究院将坚持“追踪前沿、交叉创新、整合资源、开放协作、面向需求、注重应用”的指导思想,整合学校相关学科资源开展交叉科学研究,以协同创新作为多学科交叉融合的核心举措,汇聚创新资源,强化协同创新,打造结构合理、功能完善、分工明确、运转高效的多学科交叉的“三性”人才培养平台。