交叉學科研究生拔尖創新人才培養模式與實踐

陳新軍 田思泉 雷林 高峰

摘? 要：隨著科學技術的發展以及行業需求的不斷增加，交叉學科已成為培養拔尖創新研究生的有效途徑之一。文章以遠洋漁業遙感與GIS技術為例，開展了交叉學科研究生拔尖創新人才培養模式與實踐，并取得很好的成效。主要開展了交叉學科人才培養方案制定、管理模式創新、交叉學科課程與教材建設、導師隊伍建設、交叉學科創新能力培養等工作，成功培養了一批優秀的研究生。研究成果可為行業性高校的研究生拔尖創新人才培養提供借鑒。

關鍵詞：交叉學科;研究生培養;遠洋漁業;遙感與GIS技術

Abstract： With the development of science and technology and the increasing of industry demand， crossing discipline has become one of the effective ways of innovative postgraduate training. In this paper， ocean fishing remote sensing and GIS technology are taken as examples， and the mode and practice of training top-notch innovative talents for interdisciplinary graduate students are carried out， and very good results have been achieved. Mainly carried out work on the development of interdisciplinary talent training programs， innovation of management models， construction of interdisciplinary courses and teaching materials， construction of mentor teams， and training of cross-disciplinary innovation ability， and successfully trained a group of outstanding graduate students. The results will provide reference for industrial university in the training innovative talents of postgraduate student.

Keywords： interdisciplinary; training of postgraduate student; distant-water fisheries; remote sensing and GIS technology

隨著我國研究生教育招生規模地不斷擴大，生源日趨多樣化，跨學科（專業）的學生愈來愈多，常常受到原有單一學科知識困擾，畢業生也受專業知識面狹窄、研究技能的限制，增加了他們的就業壓力。同時，隨著現代科學技術的不斷發展，各個學科（專業）面對復雜的科學問題，其學科分支越分越細，同時不同學科之間又越來越交叉、相互滲透，并已成為學科發展的趨勢。為此，在培養研究生的過程中，需要通過多學科交叉滲透、優勢互補、制定針對性的解決方案，開展跨學科（專業）的教學與科研工作這一聯合培養途徑，克服傳統單一的培養模式弊端，從而提高研究生的綜合素質和能力，滿足社會對人才的需求。根據這一要求和趨勢，上海海洋大學于2012年承擔了上海市研究生教育創新計劃項目（交叉學科研究生拔尖創新人才培養平臺），以遠洋漁業遙感與GIS技術為例，開展了交叉學科創新型研究生人才培養的研究與試點。

一、交叉學科的概念及其類型

科技創新通常包括3種類型，即原始創新、集成創新和消化吸收再創新。科技創新通常來自學科交叉、學科滲透和協同攻關，因此，世界各國絕大多數原始創新成果均來自不同具有多個不同學科背景的科研團隊，因此，學科交叉是當前科技領域一種高效的科研方式，是創造知識的新途徑，在培養拔尖創新研究生的人才中發揮著不可替代的作用。

學科交叉不是指交叉學科（邊緣學科），而是指學科門類之間、一級學科之間、二或三級學科間的交叉滲透，或任何學科領域之間（包括邊緣學科）只要符合需求、有利于科研活動和研究生培養均可以實行交叉、滲透、整合，即通常所指的跨學科[1-2]。

目前，國內外學科交叉進行研究生培養通常包括三種類型[1-2]：1. 同單位跨學科（專業）聯合培養，即同校或同科研院所不同學科專業研究領域進行交叉與合作，這是目前國內外最常用、也是最便利的學科交叉聯合培養研究生的方法。因為同單位同行之間相互比較了解，比較容易溝通和協調，資源比較容易整合和共享，但與跨單位跨學科（專業）聯合培養相比，在學術思想、思維方式等方面尚有一定局限性;2. 跨單位跨學科（專業）聯合培養，包括跨校、跨科研院所、高校與科研單位等不同學科專業研究領域的合作，盡管在協調溝通等方面存在不便，但如果建立長期的互信、協調、合作的有效機制，實現優勢互補，可為培養高素質的研究生創造條件;3. 國際間跨學科（專業）聯合培養。這是當前國內高效重點發展和著力在推行的模式之一。這一模式在具體操作上難度較大，一方面需要充足的資金來保證，另一方面需要建立導師庫，才能建立完善的聯合培養體系。

二、遠洋漁業遙感與GIS技術交叉學科研究生培養模式研究

（一）遠洋漁業行業特點

世界海洋漁業發展的主流方向是，充分利用人類所創造的大量的現代科技成果，以現代工業理念來改造和提升傳統海洋漁業，使海洋捕撈業向工程化、數字化方向發展，尤其是現代遠洋漁業的發展，需要應用高新技術（遙感空間技術、信息技術、新材料技術），為產業發展賦予新的活力和全新的內涵[3]。因此，遠洋漁業是一個學科高度交叉，技術高度集成的系統產業，是一個極其復雜的綜合系統，涉及資源、漁場、捕撈、加工與冷藏、貿易、航海、輪機、海洋遙感、地理信息系統、物聯網等學科與技術。在俄羅斯被認為是一個復雜度相當于航天的行業。以金槍魚漁業為例，涉及資源調查、資源評估、配額的確定與爭取、漁獲捕撈、船上加工預處理、按配額進入國際交易市場等環節，協同創新極為重要。

（二）遠洋漁業遙感與GIS技術的內涵

水產學科是一門應用很強的學科。隨著目前影響漁業資源的外部因子越來越凸顯，其影響程度甚至超過了漁業資源本身的適應能力和承受能力，傳統的研究手段和方法已不再能有效解決其漁業資源所面臨的問題，因此多學科的綜合、不同學科的滲透等已成為發展的趨勢。在這種背景下，原有的水產學科培養模式需要隨時代和社會經濟發展來不斷改進，特別是需要通過學科交叉和技術創新，利用空間和信息等高新技術手段來研究漁業資源變動、漁場分布及其與海洋環境的關系，不僅開創了新的學科領域，同時也為我國遠洋漁業綜合生產能力的提高提供了技術保障。為此，遠洋漁業遙感與GIS技術研究領域重點圍繞對漁業資源數量變動機制的認知，漁場形成機制以及數據挖掘等關鍵技術問題，開展衛星漁業海洋學、海洋漁業GIS技術和基于3S的漁情速報技術等多學科交叉的應用基礎研究，為遠洋漁業發展提供科技和人才保障。

1. 衛星漁業海洋學：開展可見光、紅外和微波等不同波譜探測漁業生態環境參數的機理研究;衛星資料的漁業生態參數的反演算法研究;基于衛星資料的漁業生態環境和漁業資源變遷機制研究。

2. 遙感GIS信息學：衛星遙感資料的接收和處理技術;多星、多遙感器和多時相的衛星資料融合機理以及適于海洋漁業遙感產品制作技術;基于遙感的海洋漁業GIS技術;不同時空尺度下漁業信息挖掘。

3. 3S漁情速報技術：基于3S漁情速報的參數選擇和速報機理;漁情速報服務體系和漁情速報的平臺構建技術;漁業資源開發輔助決策技術;地統計學在漁業資源中的應用。

（三）交叉學科人才培養模式的創新

人才培養模式的創新主要包括以下內容：

1. 人才培養方案創新

在水產學科一級學科下面設立遠洋漁業遙感與GIS研究方向，以上海海洋大學國家遠洋漁業工程技術研究中心和大洋漁業資源可持續開發省部共建教育部重點實驗室為平臺，開展水產學科漁業資源與漁場學領域與計算機科學技術等學科的交叉，開展漁情預報、棲息地指數、基于遙感的資源評估等遠洋漁業遙感與GIS相關領域的研究，為遠洋漁業發展培養高層次的交叉學科人才。

2. 交叉學科人才培養的管理模式創新

研究生培養實行雙導師制的導師小組，一般模式為2位導師共同指導1名研究生，以水產學科為第一導師，計算機科學與技術為第二導師，同時吸引其它教師加入作為指導小組成員。導師組負責指導研究生制訂和調整個人培養計劃，指導業務學習、科學研究和學位論文等。研究生的培養采取科學研究與課程學習相結合的方式。在研究生培養上充分利用和發揮各方面優勢，采取與相關科研單位或高校聯合培養以及國際間合作交流的方式，實現優勢互補、資源共享。

3. 交叉學科課程與教材建設

組織漁業資源、計算機科學與技術、GIS等學科領域的有關教師，建設開展一批交叉學科的課程和教材，擬建設的課程主要有：漁情預報技術;R語言在漁業中的應用;海洋遙感在漁業中的應用前言講座;地理信息系統在漁業中的應用;漁業評估前沿講座;漁業信息數據處理與分析;海洋遙感等。并計劃出版漁業遙感、漁業地理信息系統、漁情預報技術等交叉學科的核心專業教材。

4. 導師隊伍建設

每年選拔1-2名研究生導師赴國外高水平研究機構和高校進行進修和學習，擬重點派遣的單位有：美國國家海洋與大氣局、美國緬因大學、美國麻省大學，以及日本漁情預報服務中心等。在水產學科的漁業資源與漁場學研究領域中選拔一批專業導師，同時在計算機科學與技術的信息與決策處理、GIS等領域選拔一批導師進行對接，定期進行導師間的相互交流、合作和探討。

5. 研究生交叉學科創新能力培養

利用上海市重點學科等專項經費，每年設立研究生交叉學科創新科研項目，每一個項目為2-3萬元。聘請國外知名專家和教授前來做講座，講述學科交叉的方法與作用，講授國際發展趨勢與前沿;設立研究生導師指導小組，吸納不同學科的導師組成，共同指導研究生。

三、實踐成效與體會

（一）實踐成效

1. 制定了交叉學科的研究生人才培養方案。結合漁業資源學科的發展趨勢，結合計算機科學與技術、GIS技術等的技術與方法，組織跨學科（專業）有關教師認真制定遠洋漁業遙感與GIS技術方向的人才培養方案，并邀請國內外知名專家進行方案論證。人才培養方向為水產學科下的自設方向，培養方案分碩士研究生和博士研究生2個層面。漁業遙感與GIS技術將作為海洋漁業研究生專業的重要培養方向之一。

2. 完成了課程建設和專業核心教材的編寫。在上海市教委和學校的專項經費支持下，組織相關教師完成了漁情預報技術等8門專業課程建設，編制了課程大綱、課外輔助教材等。同時，與海洋出版社簽訂協議，出版了R語言在漁業中的應用、漁情預報技術、漁業地理信息系統、漁業遙感等4門核心專業的交叉學科教材，并被海洋科學出版社列為海洋漁業類專業規劃教材。

3. 完成了交叉學科研究生培養的研究生導師庫建設，包括漁業資源學科、計算機科學與技術學科、GIS學科等領域，共篩選導師20人，其中漁業資源學科12人，其他學科8人，共同圍繞遠洋漁業資源與漁場學發展過程中的關鍵問題進行研究，共同指導研究生。

4. 成功培養了一批優秀的研究生。2013-2016年累計招生博士研究生7人、碩士研究生10人，已畢業博士研究生有5人、碩士研究生有6人。在畢業研究生中，赴美出國進修的博士研究生2名，碩士畢業到加拿大攻讀博士研究生的有2名。期間，設立了2個交叉學科的研究生開放基金。根據統計，2013-2016年間交叉學科培養的研究生，共發表論文55篇，其中SCI論文38篇，出版專著4本，申請發明專利12項，其成果產出為同級研究生的2倍以上。

（二）幾點體會

我們的實踐經驗認為，交叉學科聯合培養模式是培養科技創新人才的有效途徑，是解決行業性高效教學與科研資源相對短缺，提高人才培養質量、營造良好學術氛圍的有效途徑之一。在具體操作過程中，由于各個高校的運行體制、組織管理模式等有所差異，為此，必須因地制宜，做好以下幾項基礎工作，保障學科交叉聯合培養研究生的順利開展。

1. 成立交叉學科研究生培養工作小組。由于交叉學科涉及不同的學院（或者系），屬于學校的不同部門，因此，為了在體制上能夠確保培養工作的順利進行，建議需要在學校層面成立了以研究生部領導和承擔學院領導為主體的項目指導和協調小組，在組織上保證項目的實施。同時，建議學校出臺相關政策，鼓勵進行交叉學科的研究生培養工作。

2. 優化交叉學科的研究生培養方案。以主干學科為基礎，對已有的研究生培養方案和課程設置進行優化，組織教師進行課程和教材建設，為交叉學科人才培養提供基礎。同時，在培養方案優化時，要加厚基礎教學，拓展學科和行業口徑，重點強化創造性思維與應用能力的訓練。優化交叉學科的研究生課程體系，不僅能為研究生構建合理的知識結構，打下扎實的專業基礎，同時也有利于研究生形成良好的科技創新能力，為進一步實行學科交叉聯合培養創造條件[1-2，4]。

3. 以項目為抓手，建立研究生指導小組，創新管理工作。交叉學科的研究生培養必須要建立研究生導師庫，以科研項目為抓手，建立交叉學科研究生指導小組，否則聯合培養研究生則沒有很好的抓手。交叉學科研究生指導小組共同指導研究生培養的各個環節，如培養計劃的制定，論文選題，開題報告等，為跨學科培養研究生提供平臺。同時，安排不同學科的教師跨學科聯合授課，從不同角度對科學問題的思考。這樣，不同導師的學術思想、學科背景和思維方式，對研究生的培養將起到很多啟發。

4. 拓展交叉學科的研究生培養模式。我們這次的交叉學科研究生培養是在我校范圍開展的，涉及到海洋科學學院和信息學院共2個學院，為同單位跨學科（專業）聯合培養模式，取得了很好的培養效果，也積累了一定的經驗。在后續的交叉學科研究生培養中，我們要拓展培養模式，一是與中國水產科學研究院、中國科學院海洋研究所、中國海洋大學等單位，開展跨單位跨學科（專業）聯合培養;其次，依托上海市重點學科的支持，與美國華盛頓大學、緬因大學、麻省大學等開展國際間跨學科（專業）聯合培養。要開展這2種研究生培養，需要做好幾項基礎工作：（1）雙方合作的協議;（2）雙方合作的交叉學科領域或者合作項目;（3）雙方合作的導師庫;（4）雙方合作的研究生培養方案。

參考文獻：

[1]劉潤進，原永兵.學科交叉聯合培養研究生的方法與實踐[J].高等農業教育，2011（5）：68-70.

[2]劉潤進，李敏，原永兵.培養研究生科研能力的幾點做法[J].學位與研究生教育，2004（11）：38-41.

[3]樂家華，陳新軍，王偉江.中國遠洋漁業發展現狀與趨勢[J].世界農業，2016，07：226-229.

[4]盧建飛，吳太山，吳書光.基于交叉學科的研究生創新人才培養研究[J].中國高教研究，2006（1）：46-48.