理工结合、协同发展的障碍及对策研究

Original 2017-08-31 张海明吴以治 物理与工程

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今年2月的“复旦共识”、4月的“天大行动”和6月的“北京指南”，奏响了新工科建设的“三部曲”；那么“新工科”与理科、与物理的关系是什么呢？

我们找到本刊2015年第3期文章《理工结合、协同发展的障碍及对策研究》，这篇文章从实践层面谈“新工科”（尽管当时没有“新工科”的提法）的建设思路，或许能给理科老师一些启示。《物理与工程》将持续关注这个话题，欢迎大家留言和投稿（http://gkwl.cbpt.cnki.net ）。

本文发表在《物理与工程》2015年第3期。作者为天津工业大学理学院张海明老师和吴以治老师。

学科建设是高校工作永恒的主题, 处于学校工作的龙头地位.我校的学科传统是工科较强，如纺织、材料等，在建设高水平工业大学的进程中, 以工科为主的高校如何加强理科建设, 探索理科与工科之间的关系，实现理工结合、学科交叉, 对于学科的可持续发展至关重要^[1].钱学森认为: “交叉学科是一个非常有前途、非常广阔而又重要的科学领域，开始时可能不被人所理解，或者有人不赞成，但终究会兴旺起来”.无独有偶，美国教育家伯顿·R·克拉克也充分憧憬学科交叉的前景: “如果许多在操作层次上相互分离的群体富有意义地联结起来，形成更大的团体，那么在操作上他们就能实现更大的具有跨学科性质的目的.”^[2]

对于学科交叉，理工结合，国外许多高校进行了很多有益的探索并取得了较好的效果.吉利安任麻省理工学院校长时，成立斯隆管理学院和人文社会科学学院,为多学科交叉提供了必要条件.此外，该校通过虚拟研发组织理念下的平台建设，围绕特定组织目标和内容，运用现代技术将多学科组织连接起来，进而提高对外界的灵活性和适应性 ^[3].日本的大阪大学很注意理工结合，从1964年起在日本首创了介于理学部和工学部之间的基础工学部.该学部侧重技术理论，很重视基础课和技术基础课.

在中国，多学科交叉融合已成许多综合性大学探索的热点 ^[3-5].据教育部副部长吴启迪介绍，多学科交叉融合分为两种方式，一种是北京大学、复旦大学等探索的“多学科融合”方式，把理科、工科、医科、生命科学等结合起来，搞平台、实验室、中心等，取得了很好的效果.另一种是中国科技大学等探索的“多学科交叉”方式，把物理、化学、生物等学科相互交叉的东西放在一起，有多位院士参与，出人才，出成果，有可喜的前景.

在我国，早期的理工结合主要集中在教学领域实施理工结合.清华大学不仅安排科学实验、工程实践和生产学习等实践环节，学校还发展跨学科教学，提倡理科系学生选修工科系的课程，工科系学生选修理科课程 ^[6].国防科技大学系统工程与数学系副主任王正明撰文，从基础数学教研室的教学和建设角度分析了理工结合模式^[7].后来，随着我国对科研投入的不断加大，理工结合的方式由教学外延到科研.哈尔滨工业大学的杜善义院士对理工结合的理念是: 应用与工程项目必须要做，这样能满足国家需求获得经费支持，解决实际问题,同时坚持和基础理论研究结合，和科学研究结合，考虑整个学科的发展 ^[8].该理念在哈尔滨工业大学复合材料研究所得到很好的实践并取得了显著成效.

由此可见，目前我国高校对于理工结合的重要性已经有了广泛的共识, 但做起来并不那么容易实现, 会遇到许多具体的问题.本文在充分调研的基础上，分析了理工结合、协同发展的障碍，并给出了理工结合的措施与建议，目的是进一步促进理工结合.

1　理工结合、协同发展的障碍分析

我国高校受历史原因影响，以工科为主，理科在工科院校往往仅以教学层次需求存在，这难以实现理科在促进和引领工科发展的作用.在高校内部，各院系自我封闭，独立发展，存在着信息共享困难和沟通协作不顺畅等问题，阻碍了理工结合模式的发展.正如四川大学校长谢和平院士分析的那样，高校学科交叉融合障碍产生的原因主要有3点^[9]: (1)体制束缚.资源分配主要以现有的相对固化的成熟学科、专业为根据，人员编制隶属于单一学科基础上的院、系，考核评价以传统学科标准为体系，本专业同行评议为主，这些都制约和束缚着学科交叉融合的深入推进.(2)科学家本身素质缺陷.由于受传统单一学科培养模式的局限，科学家的知识面层次仅仅局限在自己的专业领域上，从而不同学科之间的沟通存在困难.由于门户之见、学科壁垒，使一些科学家很难做到真正意义上的合作交流，寻找共同兴奋点、切入点的能力和意愿不够强，习惯于关门研究的“小而全”模式，超越本学科进行跨学科战略思维的科学家少.(3)管理层面的问题.认识不到位，政策支持不到位，措施落实不到位.上述这些因素，使处于学科交叉地带的新思想、新知识不易被认可，队伍组织难以获支持，其成长、壮大更是困难多.

2　理工结合的措施与建议

根据理工结合存在的障碍，结合国内外相关文献和我们的调研结果，结合我校实际，就理工结合问题，提出如下措施与建议:

2.1　多种形式促进观念转变, 营造多学科交叉融合的浓厚氛围

要想理工结合，首先必须营造理工结合的学术氛围，建议学校通过举办理工结合学科交叉与融合发展论坛、理工结合博士论坛、研究生学术论坛、学术茶会、系列论坛、讲座等多种形式，促进管理层思想观念的转变, 推动学术层在不同学科之间的沟通、碰撞, 为促进多学科交叉融合提供强大的思想基础.这样，科学家本身素质缺陷和管理层面对理工结合的阻碍可以得到有效缓解.

2.2　培养跨学科人才，实行双导师制培养研究生

培养跨学科人才是推动学科交叉、渗透、融合的重要途径，同时也是培养高素质、复合型人才的现实选择.在国内，上海交通大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学等高校较早进行了跨学科人才培养，实施交叉学科创新人才培养计划项目.采取学生申报、笔试和面试相结合的办法进行筛选.如大连理工大学复试采取面试的形式，按照交叉学科培养要求综合考查申请人运用知识的能力、培养潜质及综合素质，同时参考考生英语能力、研究生初试成绩及申请交叉学科的人数，择优录取.录取为交叉学科硕博连读研究生资格的学生，原则上不得变更所确定的专业，学生必须签署《大连理工大学攻读交叉学科硕博连读研究生承诺书》，不签署承诺书者不予录取.

在工科中招收部分理科研究生,并由理工科组成的导师小组共同培养指导研究生, 可提高学位论文的质量.有利于开展具有重大影响的前沿课题,争取在新原理、新技方面取得成果和突破, 有利于发挥理工各自优势, 达到学科的交叉与渗透.

众所周知，人的认知能力和精力是有限的，不可能通晓所有学科知识.通过培养跨学科人才和双导师制培养研究生，可以克服科学家本身素质缺陷，在新时代在边缘学科和交叉学科领域培养出“新型”人才.目前，我校理学院已有多名教师报考我校纺织工程、材料科学、机械工程的博士学位，希望各位导师在学生毕业后，将其纳入课题组，为理工结合打好人才基础.

2.3　以项目为纽带，提升交叉研究效率

跨学科研究项目的发布、申报和立项是推进学科交叉融合的重要策略，确定了科研项目选题往往就确定了研究所需的资源、知识和方法，交叉学科研究项目对于资源整合、团队建设等发挥重要作用.美国麻省理工学院开展了大量的交叉学科研究项目，其规模或大或小，部分具有一定的实体性特征，有些则不构成组织实体，随着项目任务的完成而撤销，或转变为跨院、系的组织实体.以项目为纽带，往往能够横跨几个学院或学系，集中若干学科的优势力量进行大跨度的交叉协作.在国内，哈尔滨工业大学为促进交叉学科发展，拓展基础研究领域，培育科研新增长点，实施了哈尔滨工业大学理工医交叉学科基础研究培育计划，作为《哈尔滨工业大学基础研究振兴计划》的一个重要组成部分.该举措有望克服目前大多高校都存在的体制束缚，为理工结合的实现提供温床.

2.4　组建交叉学科研究中心

平台建设是学科交叉融合的重要依托，跨学科研究中心是推进跨学科研究，打破院系边界、学科壁垒的重要载体.如哈尔滨工业大学建立了理工交叉学科研究中心.该校物理与材料科学结合，在物理系建立了微光与纳米实验室.大连海事大学将环境工程研究所建在物理系.北京大学则更为重视交叉学科建设，相继成立了生物医学交叉学科中心、理论生物学中心、化学基因组学研究中心等一批交叉学科中心.在国外，麻省理工学院现有的跨学科研究中心已成为科研项目和科研组织运行的重要依托，平台的管理与运行是其健康发展的关键.上述的各个单位通过组建交叉学科研究中心，突破了体制束缚，较好地促进了理工结合.

2.5　结合我校实际，浅谈理工结合的建议

(1) 组建理工结合学术创新团队

通过组建创新团队，有助于改善科学家本身素质缺陷，不但有利于提高工科水平，而且也有利于理科自身的发展.为进一步提高学科建设水平，我校自“十一五”时期起，组建了工科和理科学术创新团队，有力地推动了各学科建设水平.为进一步推动各学科点的建设，建议学校在各创新团队的基础上，组建理工结合学术创新团队.就我校工科研究中存在的问题进行专项研究，例如: 纺织中的物理问题，给予一定的经费支持，通过几年的积累，让理科教师先逐渐了解我校优势学科，接下来才有可能在我校传统学科中找到新的增长点.

(2) 在理学院设置二级学科博士点

通过调研我们发现东华大学、浙江工大、浙江理工大学、哈尔滨工程大学、大连海事大学等目前也都没有数学和物理博士点，但都在学校优势学科下自主设置了由理学院负责的二级博士点.二级博士点的设置，不仅提高了理学院教师的水平，也有力地推动了理工结合.如浙江理工大学理学院获得的国家自然科学基金项目数占全校三分之一，SCI检索论文占全校二分之一，最主要的机制之一就是理学院教师兼任纺织、服装、材料等优势学科的硕导和博导，带这些学科的研究生，申报这些领域的基金项目.理科与优势学科的融合成为该校理科的最大特色.

(3) 以教学为媒介，多样化途径促进理工结合

理科在工科学校存在的最基本依据是理科教学，通过教学层次促进理工结合是最直接的手段.下面结合物理教学谈谈理工结合的措施.物理相关的理论和技术已经在医学、生物学和化学等诸多领域得到很好的应用，例如，物理学的X射线在无损检测等工科领域有重要应用.可以在物理教学中，专门开辟课程来讲述物理学中已经在工科领域得到广泛应用的技术或理论的概论性课程.该课程的教师组成可以是来自不同领域的专家、学者.根据工科特性，让工科学生适当选修理科基础课程，例如“半导体物理学”.此外，可以利用物理实验教学平台，让工科学生加入到创新性实验研究中，和理科学生组成小组共同完成特定课题的探究性实验.

3　结语

以上简要分析了理工结合中存在的障碍、问题及原因，并结合我校实际情况，给出了理工结合的措施与建议.理工结合说来容易做起难，若想真正实现理工结合，还需要从上到下形成统一认识，形成联动机制，从一点一滴做起.

参考文献

[1]　吴松，刘明柱，高存功.加强理科建设促进理工结合[J].国家高级教育行政学院学报，2001(4): 73-74.

[2]　伯顿·R.克拉克. 高等教育系统[M]. 王承绪，译.杭州: 杭州大学出版社，1994.

[3]　胡瑞，陈新忠，薛珊.高等学校促进学科交叉融合的实现策略[J].华中农业大学学报(社会科学版)，2012(3): 105-110.

[4]　张建林，田臣平，殷先洪,等.对工科院校理科学科建设几个问题的思考[J]. 武汉科技学院学报，2004，17(5): 92-96.

[5]　陈孝杨，何刚.以工为主院校交叉学科的建设与发展思路探讨[J]. 安徽理工大学学报(社会科学版)，2004，6(3): 54-56.

[6]　清华大学理学院教务处.理工结合培养高层次理科人才[J].高等理科教育，1994(2): 59-64.

[7]　王正明.浅谈基础数学教研室的理工结合特模式[J]. 高等教育研究，1995(3): 15-17.

[8]　杜善义.“理工结合”—杜善义院士谈哈工大复合材料研究所的特色科研[J]. 航空发动机，2007:(33).

[9]　谢和平.综合性大学的学科交叉融合与新跨越[J].中国大学教学，2004(9): 4-6.