關于交叉學科的研究生教育的一點思考

潘松

摘要：學科交叉和融合是目前科學研究的熱點領域，對于交叉學科研究生的培養需要強化研究生的學科交叉意識，提高研究生的創新能力。本文結合國防特色學科“現代精密驅動與精密工程”學科，基于其招生的背景、特色和培養目標，并根據其核心課程特點，圍繞研究生的培養，進行了教育教學和培養引導方法的探索。

關鍵詞：交叉學科；國防特色學科；研究生教育

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）05-0240-03

當前，隨著科學技術的高速發展和人類自身能力的不斷提高，人類對認識自然、認識社會的要求不斷提高和深化，科學研究作為人們認識世界和改造世界的一種重要活動出現了高度分化，并且走向交叉綜合。科學研究中各類交叉學科的興起為科學技術的發展帶來了一股新風，很多前沿科學技術的問題在交叉學科的聯合攻關中取得了巨大的進展，大大促進了科學技術的發展和進步。這種學科發展對高等教育的研究，特別是研究生教育提出了新的要求。所謂交叉學科，是指兩門或兩門以上學科融合而形成的一種新的綜合理論或系統學問。交叉學科不是多門學科簡單堆積起來的拼湊學科，關鍵是“有機融合”，即兩門或兩門以上學科依存于幾者之間的內在邏輯關系而聯結和滲透，從而形成的一門“新的綜合理論或系統學問”。從學科發展的歷史長河來看，新學科的產生大都是傳統或成熟學科相互交叉作用產生的結果。根據當前教育模式和新時代發展的需要，建立有利于高質量的交叉學科對于研究生培養和管理模式是有深刻的教育意義和社會意義的。為順應交叉學科發展的趨勢，滿足社會、國家對人才的需求，南京航空航天大學成立了國防特色學科“現代精密驅動與精密工程學科”，該學科系統進行超聲電機技術的基礎理論與關鍵問題研究，提出壓電精密驅動的新方法與技術，培養相關的科學技術人員。而《超聲電機理論與應用》作為其核心課程，是一個典型的交叉學科專業課程，它涉及機械工程、力學、材料科學與工程、儀器科學與技術、控制科學與工程等，學科內容豐富，是壓電驅動技術研究方向核心專業課之一，與研究生研究課題密切相關。在該交叉學科人才培養模式上，該學科已做了一些初步的探索。

一、招生

研究生的生源質量是保證其培養達到既定的培養目標，提高研究生培養質量的前提和基礎要素。交叉學科研究生培養作為一種新型的研究生培養路徑，側重研究生候選人的學科背景，側重學生的學科基礎水平和學科交叉學習能力。交叉學科研究生招生計劃需要堅持適應性與創新性的基本原則，不僅要關注知識和能力兩個要素，更要重視態度（包括合作精神與研究興趣等）要素。現代精密驅動與精密工程學科主要的研究分為三個方向：機械結構方向、材料科學方向和工程應用方向，他們分別要求學生具有不同的知識背景，但在同時又有相互交叉，機械結構方向要求學生具有力學、機械和振動學科背景，在設計新型的壓電驅動器或超聲電機時，還要熟悉壓電材料的特性以及如何實現控制應用；材料研究方向要求學生從事材料研究的研究生在進行新的材料研究時，要基于新型電機結構并考慮研究的應用需求；應用方向在面臨一個新的應用需求時，需要針對結構提出一體化設計需求，根據現有材料的特性判斷應用技術指標是否能達到。

人才培養的首要問題是制定培養目標，培養目標決定了人才培養的質量和高度，是人才培養的具體要求和人才培養觀的集中反映。因此研究生人才培養的質量首先取決于研究生人才培養目標設計的質量和高度。明確人才培養目標，是保證研究生人才培養質量的先決條件，尤其是交叉學科的研究生人才培養目標，應該定位于培養多學科交叉應用領域的復合型人才，表現有較為寬廣的知識面；形成開放性思維模式；善于學習和借鑒其他學科的理論和最新成果；以創造性地解決本學科及相關學科理論與實踐中的問題。在交叉學科研究生人才培養目標問題上，就目標個性而言，則必須體現本專業的知識能力和素質要求，研究生在牢記學科基礎知識之上，靈活多變地掌握更多的學科交叉學習與研究方法，能夠完善自己的知識面，并能與其他學科專家和學者進行協同。現代精密驅動與精密工程學科的培養目標是培養學生具有壓電精密驅動方面堅實寬廣的理論基礎和系統的專業知識，了解本學科研究現狀、發展趨勢及國內外研究前沿，能夠利用振動理論、彈性力學、材料學、機械設計理論和方法以及電氣驅動和控制方法以及科學技術方面的最新進展，對相關的器件和系統進行有效設計。

二、培養

（一）前期引導

考慮學生的專業背景，進行引導。現代精密驅動與精密工程學科主要面向機械工程、力學和材料學科學生，超聲電機理論基礎是機械設計及理論、振動理論、彈性力學、材料學以及電氣驅動和控制方法，本科階段學生雖然有過這方面的或多或少的專業基礎知識，但是大多沒有接觸過實際的科研項目并不能對這些知識進行有效的綜合和利用。有必要進行前期引導，針對大四甚至是大三有過一定專業基礎課程知識的學生提出大學生創新項目，通過舉辦學術報告和討論會的方式，介紹基本的背景知識，包括“什么是壓電效應和逆壓電效應”，“超聲電機是什么”，“超聲電機的基本工作原理”，“在哪些場合中會使用超聲電機”，“使用超聲電機后有什么特點”，“與傳統的電磁電機相比有何異同”等知識。帶上電機實物，進行現場演示，激發本科生學生的興趣，“興趣是最好的老師”，有了興趣才能去主動學習和了解相關的知識。

（二）課堂教學

交叉學科研究生課程擁有學科領域涉及廣泛，基礎知識面廣，知識更新速度快等特點。而且授課對象是研究生他們已經具備很好的理論基礎與自學能力，為了讓學生更快地適應新的教學模式，達到更好的教學效果，一些課堂教學的革新方法可以借鑒包括讓學生上講臺、專題討論等。作為國防特色學科，該學科從國防需求出發，以典型的器件結構剖析為牽引，采用“提出問題—基本方法講解—解答問題”的組織模式，分興趣激發、理論學習和知識應用三個階段完成相關基礎知識的教學。在基礎知識教學中，對于學生已經學習過的理論和方法以回顧為主，重點突出超聲電機系統區別于傳統電磁電機的一些理論與方法，如工作原理、結構設計、所用材料、驅動方式等。開展分組討論，例如根據超聲電機的振動模態和工作原理，超聲電機可以分為行波型、駐波型和混合型，安排每個小組針對某一類型的超聲電機進行相關文獻調研后總結出當前的研究現狀，并且在課堂上講授，然后由教師進行點評，這樣可將學生由被動接受轉變為主動學習，從而提高學生學習的積極性和主動性，提高教學效果。開設專題式課程，由多名教師共同講授。以核心課程《超聲電機理論與應用》為例，由于專業的限制，教師不可能對該課程的每個內容都很擅長，由多名教師分別講授自己熟悉的內容，這樣講授效果將會大大提高。邀請國際或國內知名專家到學校做相關報告和研究，并與學生互動，提高學生的興趣，學校申請了“高性能壓電驅動系統關鍵技術創新引智基地”，每年引進相關領域的國際知名學者團隊來校進行學術交流。

（三）項目實踐

當今時代，對高校新興產業和重點產業項目已完成戰略性改造與升級，以創新為基調，強化創新研發，并要求自主創新，同時要求高校、科研院所與企事業單位群策群力，共同參與產學研協同創新，匯集優勢的科技資源，全力以赴實現重點突破。一個科研項目從立項到完成的整個過程，離不開交叉學科或交叉學科的人才，這種情況為人才培養提出新的要求，要求參與研發人員有寬厚的知識基礎或者有相關學科的專業人才。項目實施過程也是鍛煉人才、培養創新人才的一個過程。在學科多元發展的今天，創新人才的培養必須是多面手，既能適應學科交叉、知識整合與技術集成的發展趨勢，又能探索培養學生的復合能力的一個新途徑。在項目研究實踐中可以促進學生知識的交叉融合，又可以培養能適應多學科交叉互為促進的復合型創新人才。針對當前超聲電機主要應用于國防和航空航天領域，讓學生盡早熟悉和了解相關的應用背景，熟悉自己所從事的科學研究對于社會和國家的重大意義，提高從事科學研究的積極性，避免對自己所研究的內容僅僅是按照導師的要求去做。這樣一方面刺激了學生從事項目的主動性，面對多學科的知識進行整合和技術集成時不是消極應付甚至逃避，而是積極地去學習、掌握和吸收，另一方面培養了學生的社會責任感和愛國的熱情。在項目實踐過程中，要鍛煉學生項目組織和溝通能力，例如將超聲電機用于某一航天項目時，需要與其他的高校和研究所一起開展項目研究，讓學生參與進去并擔起其中某一部分研究內容的調研、組織和實施。

（四）導師引導

隨著我校研究生教育規模的逐漸擴大，科學研究的范圍也相應地更加深入、更多交叉、甚至到學科邊緣，這時僅靠一名導師來指導，越來越不現實，越來越不能適應各種類型的研究生的需求；況且，當今科學技術正以不斷分化、整合、分化為主流的趨勢快速發展，就需要建立起不同學科組建而成的學科導師組來保證研究生的科研創新，通過導師組這個群體組合，集思廣益、資源共享、相互滲透、學習，使研究生博采眾長、開闊視野，促進知識的更新與學科的發展。現代精密驅動與精密工程學科的教師團隊中包含了機械設計及理論、工程力學、材料學、電子電路和控制專業的老師，學生選定某一專業的導師后，再根據其將來可能從事的課題和個人興趣聯系團隊中其他老師作為協助來指導其課程和研究課題的開展。團隊中高年級有課程和項目經驗的研究生也可以對低年級的研究生起到一定的引導作用。

（五）撰寫論文

高等院校肩負著為國家和社會培養人才的重任。一名合格的高校畢業生，不但應該具有較強的專業知識和技能，還應該具有較好的綜合素質，尤其是應具有科技創新意識和能力。其中，撰寫科研論文，就是培養這種能力的一種較好途徑。撰寫論文是對所做科研項目的總結，不僅僅是為了畢業或滿足學術要求。對于交叉學科的研究生來說，其科研論文的成文涉及到多個學科背景和知識，其行文構思方面就需要在圍繞主要的內容展開同時合理的引入其他學科的內容，并且要注意內容的銜接和邏輯關系，否則會影響論文的整體性。例如，對于現代精密驅動與精密工程學科的學生，如果其論文是關于新型壓電精密驅動應用方面，那么圍繞應用中出現的問題需要從結構的設計和優化方面去分析，同時還要分析材料特性的影響以及控制上有無可以解決的方法和手段。

三、結語

綜上所述，學科交叉和融合是目前科學研究的熱點領域，對于交叉學科研究生的培養需要強化研究生的學科交叉意識，提高研究生的創新能力，是人才培養的制高點。本文結合南京航空航天大學國防特色學科“現代精密驅動與精密工程學科”，考慮其招生的背景、特色和培養目標，并根據其課程特點，圍繞研究生的培養，行了教育教學和培養引導方法的探索。根據國家發展新興產業的戰略需求，圍繞建設創新型國家，我國高等教育迫切需要培養更多富有創新精神的人才。我國研究生的培養需要依托學校的學科優勢，構建多學科交流平臺，不斷提高研究生的創新能力，培養復合型人才。

參考文獻：

[1]唐潔.對交叉學科的探討與研究[A].第二屆中國科技哲學及交叉學科研究生論壇論文集（碩士卷）[C].2008.

[2]高虹，孫炘，劉穎，等.對交叉學科研究生培養的思考[J].學位與研究生教育，2002，（4）：12-15.

[3]周葉中.關于跨學科培養研究生的思考[J].學位與研究生教育，2007，（8）：7-11.

[4]趙志升，李靜，范麗英.基于項目驅動的交叉學科創新人才培養機制研究[J].中國成人教育，2015，（23）：46-48.