學科交叉進行創新人才培養的探索與實踐

摘要：結合上海電力學院的一系列科技創新活動，闡述多學科交叉組織學術團隊進行科創人才培養的重要性，論述了學科交叉在大學生科創及整個本科教育中的地位、學科交叉對良好團隊的形成和項目的執行的作用以及學科交叉團隊進行科創的實效等等。學科交叉使學生科技創新能力得到最大發揮，使團隊力量更為強大，培養了學生的合作精神和以團隊力量解決科學問題的能力，對學生進一步深造及更好服務社會是有利的，對高校人才培養有借鑒意義。

關鍵詞：科技創新意識；實踐能力；學科交叉；人才培養

作者簡介：吳江（1974-），男，江蘇建湖人，上海電力學院能源與機械工程學院，教授；何平（1979-），女，黑龍江大慶人，上海電力學院能源與機械工程學院，副教授。（上海 200090）

基金項目：本文系上海電力學院卓越計劃教改項目（項目編號：20121602）、上海市科委部分地方院校能力建設項目（項目編號：13160501000）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0024-02

創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力，一個沒有創新能力的民族難以屹立于世界民族之林。科技是國民經濟發展的重要支撐，科技創新是增強經濟競爭力的關鍵，戰略高科技對科技能力的提升具有很大的帶動作用。科技創新能力是時代賦予人才培養的要求，國家建設與社會經濟發展需要當代大學生具有科技創新能力。重理論輕實踐，因循守舊而不注重科技創新意識和實踐能力的培養，已不能適應社會的要求，創新意識與實踐能力應成為人才培養的核心，勇于開拓，善于用所學理論知識分析、解決技術難題，逐步成為人才培養的關注重心。創新能力的重要性得到社會普遍認同，甚至成為人才取舍的標準之一，這些在大學生求職過程中可見一斑，想覓得理想職位，創新能力已成為重要的考量。

科技創新能力的培養對綜合素養的提升起著重要的作用，科技創新往往與良好的專業基礎、實驗技能、邏輯分析能力等密不可分，科技創新以專業學習為基礎，良好的專業知識是科創的前提，善于學習和良好的學習習慣都會給科技創新的成功帶來機遇。同時，由于專業分工過細，實際解決問題時往往需要多學科交叉，科技創新正走向學科綜合交叉，需要多領域學科知識的支持，科創需要多學科的師資和學生團隊合作完成。

一、科創需要團隊

1.團隊是科創的基礎

一個人走得也許更快，但是一群人走得一定更遠，科技創新過程需要團隊的合作。從古至今，從一個國家、民族和社會的存在、發展和繁榮昌盛，到一個地區、企業甚至一個家庭的興衰，都和由個人組成的集體、團隊的努力密不可分，團結就是力量，眾人拾柴火焰高。只有團隊的共同努力，才能將科創做得更有水平，更具可持續發展。

2.學科交叉更有利于科創

學科交叉更有利于團隊的形成和發展壯大，也能夠更好地推動科創進行。學科交叉進行科創活動，是將科學研究與團隊精神熏陶相融合的創新人才培養方式。在學科交叉人才培養計劃的實施過程中，將科研元素融入到學術交流和科研課題研究中，在實戰中鍛煉和培養學生的科學素養、創新能力；將教學元素融入到跨專業選課和研討課中，在課程學習中激發和培養學生的創新思維、跨學科綜合思維能力。科創是需要解決實際問題的，比如，在電廠煙氣污染物減排技術研究中，需要開發新型吸附劑，這不但需要掌握能源與動力工程專業的知識，了解各環節污染物產生的機理、煙道溫度、煙氣流動速度等參數，也需要掌握材料科學與工程的基礎知識，還需要掌握化學方面的知識，才能真正能夠開發出適用于電廠煙氣這個特定環境下的污染物控制用的吸附劑，這需要多學科交叉。不交叉，僅僅靠一個學科的知識是不足以解決問題的。多學科交叉融合不僅能夠培養學生的創新能力，同樣也能夠促進學科交叉點的產生，在多學科交叉解決問題的過程中，自然衍生出新的創新點，比如吸附劑開發過程中可能生出催化劑的開發、吸附動力學等新的問題，使科創進一步深化。

3.問題導向使學科交叉團隊自然形成

科創是初步的科研，是一種科研訓練，可以是教師科研項目的一部分，也可以是學生自己的奇思妙想，而往往有問題導向的科研才會走得長遠。研究經濟社會發展過程中亟待解決的問題，壓力和動力更充分。而社會和經濟發展中的一些重大問題，往往涉及到多個學科，如環境、人口與資源、可持續發展等，都是綜合性問題，僅僅從單一學科的角度來尋找完善的解決方案幾乎是不可能的。只有綜合運用多學科交叉與融合的觀念、理論、知識和方法，進行多學科系統性的聯合攻關，才有可能較好地解決這些問題。學科交叉也是學科自身發展的需要。在學科外延發展空間有限的時候，通過學科交叉融合，可以形成學科新的研究方向，使傳統學科保持旺盛的生命力，促進學科水平的提高。這些問題的性質以及解決方案的內在要求，都促進了交叉科創團隊的形成。

二、學科交叉在科創中的作用及團隊的培養

1.多學科交叉能夠激發創新活力

能源與動力工程專業是傳統而充滿活力的學科，其發展本身就是與其他學科不斷交叉融合的過程，特別近年來人們對生活質量和生態環境的要求日益提高，促使人們重視對能源利用過程中的環保問題，節能減排已成為國家16個重大專項68個主題中的關鍵問題之一。每年國家和地方組織的學術競賽中，不乏此類主題，比如有專門的全國性大學生節能減排大賽，有針對節能減排主題性的機械設計大賽等，這些是根據經濟社會發展需求而設立的問題導向型科創方向。高校很多學生的科創工作都是圍繞這些主題展開的。而在解決這些問題時，往往是很多學科學生一起組成的團隊更有優勢，比如煙氣中氮氧化物的減排控制，是采取高溫脫硝、低溫脫硝、液相吸收脫硝，還是別的技術手段，跟科創學生的知識結構、對專業的認知程度等有很大關系。實際上，也只有多學科交叉才會從不同的角度進行多方位思考。

在科研中，學科交叉對于科技創新起著重大的作用，多學科交叉融合是創新的源泉。當今世界，學科前沿的重大突破和重大創新成果，絕大多數是多學科交叉、融合和匯聚的結果。高校作為知識創新的重要陣地，多學科交叉融合是其新興學科的增長點、優勢學科群的發展點、重大創新的突破點。科創也是如此，比如煙氣脫硝技術的研究，學科交叉，多個學科學生在一起，才會從物理化學、反應動力學等角度，對不同溫度窗口的煙氣進行組分形態分析，根據電廠煙道情況對催化劑進行更加符合電廠運行環境的全方位性能分析，進行深入的研究，才有可能開發出新型的具有實用價值的催化劑，而不僅僅停留在科創只是訓練科學思維。

2.學科交叉團隊的構建

在科技創新中，團隊是至關重要的，而對于團隊的人才培養，也要注意文理兼顧、文理滲透、理工結合，這也是培養拔尖創新人才的有效途徑。學理工科的人一般長于邏輯推理和抽象思維，學人文科學的人慣于直覺感受和形象思維。直覺與邏輯是科學思維和創造的兩翼，人文藝術與自然科學是人類文明進步的兩輪。愛因斯坦曾說：物理給我知識，藝術給我想像力，知識是有限的，而藝術所開拓的想像力是無限的。諾貝爾獎獲得者李政道強調：追求科學與藝術、科技與人文之間的關聯和均衡，是人的創造力的本能。如何將青年學生的這種潛在的本能發掘出來，是現代大學的重要任務。實現科學與藝術、科技與人文的完美結合，是現代大學成功的重要標志之一，也是培養能適應新世紀發展需要之人才的希望所在。

當前，高校普遍存在學科交叉融合度低、學科之間壁壘重重；適應多學科交叉融合的體制機制尚未建立和完善等問題，這種觀念在學生科創過程中應打破，要以科創項目為紐帶，培育多學科交叉融合的意識，積極探索多學科交叉融合的有效途徑，激發創新活力，提高創新質量，全面提升學生的創新意識和實踐動手能力。同時，要善于從技術經濟的角度進行全方位的分析，而不是停留在開發出沒有實際應用價值的技術。在學科交叉團隊的構建中注重理工各學科之間的交叉，注重文理學科的交叉，注重技術經濟的交叉，全方位進行人才培養。

三、學科交叉團隊進行科創的實效

1.學科交叉，碩果累累

在科創過程中，從項目醞釀，成形，確定題目，到項目執行，到成果總結，無不滲透著學科交叉，對于學科交叉的重要性，每個參與過科創工作的師生感受都極其深刻。一位能源與動力工程專業的學生有一個創新點子，要做一個全自動感應關窗系統與裝置，在刮風下雨時，窗戶自動關閉，使室內物品免受雨水侵襲，這實際上不是一個簡單的問題，涉及到傳感器、控制器電路、機械滑輪傳動、自動開斷路等，很多是關于自動控制、機械傳動等學科的知識。在項目執行過程中，除了多方查閱資料，仔細研究之外，邀請了機械、自動化等專業的學生一起參與進行。同樣，在進行汽車尾氣排放控制系統與裝置的開發過程中，涉及能源與動力、渦輪機、環境、化學、材料等多個學科，多學科交叉的團隊做這樣的項目才能順利，更加成功，達到事半功倍的效果，這樣的例子不勝枚舉。這些項目最終都申請了國家發明專利，并獲得授權，在國家和上海市等組織的競賽中，獲得獎項與榮譽。近年來，筆者所在學院獲得包括國家節能減排大賽特等獎等在內的國家和上海市各類學術競賽獎項70余項，絕大多數都是學科交叉團隊進行的。

2.學科交叉團隊的精神與友誼

在學科交叉團隊中，學生不僅出色完成了既定的科創任務，還收獲了團隊合作精神、同學之間珍貴的友誼。參加學生團隊的大多對科學研究有著一股熱情和向往，上進心強，這些年筆者指導的學生團隊在完成好科創項目的同時，課程學習也都非常好，很多都讀研或出國深造，或者到很不錯的企業就業，在這段科創過程中形成的科研方法、團隊精神和珍貴友誼將令其終生受益。

四、結語

科創是科學研究的雛形，可能是跟著教授做課題，更可能是學生的奇思妙想。科創是科研的第一步，能夠很好地調動學生的學習興趣。科創是人才培養不可或缺的環節，以科創項目為紐帶，進行多學科交叉團隊的構建，在項目執行過程中，強調問題導向、學科交叉，使研究更加符合實際運行情況，成果的應用價值更高。在學科交叉進行創新人才培養過程中，不僅出色完成了既定的科創任務，學生團隊還收獲了團隊合作精神、同學之間珍貴的友誼，懂得工作中不同學科的交叉，不同知識、業務背景的人們的通力協作。科創經歷將令其受益終生。

參考文獻：

[1]孔凡新，等.構建科學的綜合素質培養體系培養卓越工程師創新人才[J].現代企業教育，2013，（12）：21-22.

[2]吳江，等.基于興趣導向的科研創新人才培養模式的探索與實踐[J].中國電力教育，2010，（4）：28-30.

（責任編輯：劉輝）