碳中和背景下跨學科導師團隊及工科研究生培養新模式探索

凌意瀚，康建宏

（1.中國礦業大學材料與物理學院；2.中國礦業大學安全工程學院，江蘇徐州 221116）

為應對溫室效應導致的全球變暖和海平面上升等嚴重環境問題，我國于2020年提出了“二氧化碳排放力爭于2030年達到峰值，爭取在2060年前實現碳中和”的戰略目標[1]。教育部為響應國家政策，發布了《高等學校碳中和科技創新行動計劃》，強調了跨學科融合在相關學科領域的迫切性和必要性。因此，高校需要對人才培養模式進行改革，以滿足國家的需求[2]。碳達峰和碳中和戰略是一項綜合性的工程，需要多學科協同合作，尤其需要跨學科的科研團隊進行多學科交叉研究。高校可以充分利用校內資源，結合不同專業組建跨學科的創新團隊。高校組建跨學科科研團隊能培養出高素質的創新型應用人才，為我國早日實現碳達峰和碳中和目標提供支持[3]。高校在培養創新型人才方面發揮著重要的作用，應積極響應國家號召，完善人才培養理念和人才培養方式，為培養碳中和領域的創新型人才提供支持。

一、工科研究生培養體系現狀調查與分析

（一）“單一導師制”模式存在的局限性

目前，高校在研究生培養中普遍采用“單一導師制”模式，即一名導師負責指導多名研究生。這一模式允許導師直接安排學生參加到項目研究中，提高了項目的執行效率。然而，這種培養模式也存在明顯的局限性：1.我國的研究生招生規模增長了20%～30%，導致導師與研究生的比例嚴重失衡。此外，導師需承擔繁重的教學任務和科研任務，使得導師的精力有限，難以同時指導多名學生，從而降低了研究生培養質量。2.在單一導師制模式下，研究生只接受導師在特定學科領域的知識。雖然每位導師在各自的研究領域都擁有豐富的經驗和較高的學科素養，但導師固定化的研究思維方式可能并不利于對研究生的指導，出現學科的封閉和壟斷，難以滿足當今社會對跨學科復合型人才的需求[4]。

隨著科學技術的飛速發展，國家越來越需要復合型創新人才，這要求各工科專業之間的聯系與合作越來越密切?，F行的單一導師制培養模式已不能滿足培養復合型創新人才的需求[5]。雖然國內高校在學科交叉融合方面取得了一些進展，但臨時性導師組成員松散結合、分工不明確及相關配套措施不到位等問題依然存在，使得導師組制常常流于形式，難以取得實質性效果。因此，高校將科研團隊與研究生培養模式有效結合起來，實施新的“科研團隊導師制”，將進一步提高工科研究生培養的質量和效率，對于促進工科研究生的全面發展具有重要意義。

（二）高校科研團隊建設存在的問題

目前，我國高校的工科科研團隊主要可以分為基礎研究型團隊和應用研究型團隊。不同類型的科研團隊在團隊建設方面存在各自的特點，但也面臨著一些共同的問題。這些問題主要體現在以下三個方面：1.人員構成不合理?？蒲袌F隊中執行人員較多，學術帶頭人相對較少，研究生的比重偏高，而專家型人才的比重相對較低，全面復合型人才的比例也偏低。模糊的團隊角色定位使得整體科研團隊配置趨向單一化，難以營造出具有創造性的科研環境，這將對整個科研團隊的創新性發展產生不利影響。2.臨時性導師組制下的科研團隊研究方向分散。部分科研團隊缺乏前瞻性的發展規劃，研究目標不明確，研究方向相對分散，團隊成員往往各自為政，進行封閉的科學研究。成員在自己的研究方向上淺嘗輒止，不能持續開展研究，難以取得重要的成果。3.缺乏和諧進取的團隊文化。許多團隊只看重短期利益，忽視了團隊文化的建設，內部關系復雜，不利于提升團隊成員進行科研的積極性，也不利于形成團隊凝聚力，導致科研力量分散，研究實力下降。高校缺乏和諧進取的團隊文化不僅不利于科研的創新，而且不利于培養科技人才[6]。

在新工科背景下，工科研究生教育應以多學科交叉為出發點，更加注重學生創新創業能力的培養，積極實踐和探索創新型復合人才培養新模式，以培養能滿足新時代國家發展需求的創新型科技人才。

碳達峰和碳中和戰略是一項系統工程，需要多學科協同攻關。在國內眾多高校中，僅有極少數高校在現有的研究生培養模式中加入了與碳中和教育相關的培養內容。即便高校已經添加了與碳中和相關的內容，也僅是在原來的基礎上進行疊加，嚴重忽視了現有專業體系的跨學科交叉與協作。研究生培養計劃的內容和課程設置模式仍存在較大的改善空間。從現有的培養模式來看，并非所有的導師團隊都能及時關注前沿動態，難以滿足碳中和相關專業領域學科建設體系革新的需要。在現有的資源、信息、平臺等方面，碳中和專業之間的協作并不充分。這在一定程度上影響了學科領域與國內外研究前沿、國家大政方針的協同發展，也限制了研究生在碳中和創新能力方面的培養。

二、跨學科科研團隊導師制的研究生培養新模式的實踐

我們基于科研團隊導師制在中國礦業大學材物學院、化工學院、電力學院煤基燃料電池與高效制氫團隊（基礎研究型）和安全學院煤基能源安全開發和利用工程團隊（應用技術研究開發型）的實踐，圍繞煤礦瓦斯的高效清潔利用開展了長期深入的科研合作。合作內容從煤礦低濃度瓦斯的研究利用到通過固體氧化物電池（SOFC）發電，再到熱電聯供的應用與經濟效益分析，對減少甲烷溫室氣體排放具有重要意義。我們以上述跨學科科研團隊為基礎，探索了跨學科科研團隊導師小組建設和研究生創新能力培養機制，構建了較完善的跨學科研究生創新能力培養新模式。

（一）推行跨學院科研團隊導師制的集體指導制度

從導師方面來看，高校更應該重視在現有知識體系中融入碳中和理念，并高度重視研究生培養的社會實踐環節，努力建立不同研究方向、不同知識結構的雙導師制度，也應積極與相關政府部門、大型央企（環境類）進行溝通，并邀請校外導師來校開展教學活動。在上述研究的基礎上，高校應在“導師組制”的模式上更進一步地將科研團隊納入研究生培養資源體系中，實施科研團隊導師制。高校要將加強研究生創新能力培養與科研團隊發展有機結合，確定研究生培養模式、第一導師（主導師）和其他導師的分工方式，彌補現有研究生教育培養模式的不足?？蒲袌F隊中不同老師的學科背景、知識結構體系均不同。高校要彌補單一導師制度帶來的研究生專業培養領域過窄、思維方式受到局限的不足，打破原有專業學科間的壁壘，提升研究生創新探索的主動性和創新能力，培養服務我國碳中和戰略的復合型創新人才。此外，科研團隊是一個緊密結合的利益共同體，主導師和其他導師分工合作不僅能提升研究生培養能力，有效監控培養方案的落實，而且能提供良好的科研實踐環境，營造積極向上的團隊氛圍，從而促進研究生創新能力的提升。

（二）開展跨學院研究生學術活動

高校要實施團隊例會制度，每兩周舉辦一次例會，由主導師來組織，不同學科的導師積極參與。在例會上，參會人員要匯報固體氧化物電池（SOC）、SOC數值模擬等工作。每年年終，高校都要對研究生進行考查，也就是讓研究生匯報一年來的科研工作情況，由科研團隊導師對每個研究生進行評估與指導。此外，高校應豐富例會的舉辦形式，除了開展常規性的例會匯報外，還可以開展氛圍較為自由、輕松的學術沙龍，增強團隊成員之間的凝聚力。每位導師的學科背景、知識結構各不相同，學生可以通過團隊導師的指導學習交叉學科的理論知識，加強學科之間的交流和思維碰撞。

（三）實驗室資源共享與管理的模式和制度建設

實驗室資源共享可以打破不同學科、不同學院在實驗室管理方面的壁壘，實現多學科的交叉融合。高校可以通過實驗室資源共享的方式，對目前各個實驗室現有的教學資源和儀器設備進行整合。高校有礦物合成、電化學測試、變壓吸附、脫氧提濃等實驗室，有電化學工作站、氣相色譜儀等大型儀器設備。高校通過實驗資源共享、實驗設備共享，大大提高了實驗室使用效率，提升了學生的實驗積極性，拓寬了學生的學術視野，對其創新能力的培養具有重要意義。高校在做到實驗室資源共享的同時，也要建立完善的實驗室共享管理規章制度。高?？梢詢灮芾眢w制，加強宣傳引導，不斷提高師生使用共享資源的自覺性、主動性。高校要建立保障制度，加大管理執行力度，使實驗室資源共享有法可依、有章可循。高?？梢酝ㄟ^這些制度理順工作關系，明確工作職責，規范工作流程，提高工作效率，更好地發揮實驗室的作用[7-8]。

（四）搭建提升研究生碳中和創新能力的培養平臺

高校積極響應國家政策，搭建國家級、省部級的碳中和創新平臺，與相關部門共建碳中和產學研創新中心，積極將碳中和理念與創新能力培養融入研究生培養過程中。在碳中和背景下，高校要全面加大碳中和創新人才的培養力度，培養創新型人才。同時，政府應根據國家對于人才的需求，完善相應的政策，從而形成良性的激勵方式，滿足社會和企業對人才的需求。當地政府聯合高校成立培養創新人才的專家團隊。專家定期對當地高校碳中和相關的專業培養、學科建設進行指導，為高校制定高效的人才培養方案提供支持與保障[9]。此外，研究生導師應積極鼓勵學生參與到碳中和領域的創新創業活動中，研究生可以自發地組成碳中和創新創業小團體。在項目研究過程中，學生要在項目的選題、設計、答辯等過程中積極主動地與學校導師進行溝通，以保障項目的研究進度。教師為研究生創新創業能力的培養提供專業的政策服務與指導，有利于提高研究生的綜合素質和創新能力[10]。

我校通過對科研導師團隊進行合理的責任分工，充分整合了不同學院、不同學科的科研資源，提升了能源和安全類研究生的培養質量和創新能力?？鐚W院科研團隊合作培養、共同指導的研究生在《J.Power Sources》《Appl Catal B》等國際頂級期刊發表多篇高水平SCI科研論文。依托導師團隊負責制的集體培養指導模式在讓研究生接受專業化學術指導的同時，還能使研究生在綜合素質方面得到更加全面的發展，能夠顯著提高研究生的綜合能力。

三、結束語

在碳中和的背景下，本文以中國礦業大學能源與安全類研究生的培養為例，構建跨學科科研團隊導師制的研究生創新能力培養新模式，包括推行跨學院科研團隊導師制的集體指導制度、跨學院研究生學術活動制度建設、實驗室資源共享與管理的模式和制度建設等內容。我校通過科學合理的導師團隊組織構架以及全方位的導師團隊管理制度，提高了研究生的創新能力，實現了人才培養目標。