碳中和背景下跨學(xué)科導(dǎo)師團隊及工科研究生培養(yǎng)新模式探索

凌意瀚，康建宏

（1.中國礦業(yè)大學(xué)材料與物理學(xué)院；2.中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院，江蘇徐州 221116）

為應(yīng)對溫室效應(yīng)導(dǎo)致的全球變暖和海平面上升等嚴重環(huán)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(xiàn)碳中和”的戰(zhàn)略目標[1]。教育部為響應(yīng)國家政策，發(fā)布了《高等學(xué)校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃》，強調(diào)了跨學(xué)科融合在相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的迫切性和必要性。因此，高校需要對人才培養(yǎng)模式進行改革，以滿足國家的需求[2]。碳達峰和碳中和戰(zhàn)略是一項綜合性的工程，需要多學(xué)科協(xié)同合作，尤其需要跨學(xué)科的科研團隊進行多學(xué)科交叉研究。高?？梢猿浞掷眯?nèi)資源，結(jié)合不同專業(yè)組建跨學(xué)科的創(chuàng)新團隊。高校組建跨學(xué)科科研團隊能培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新型應(yīng)用人才，為我國早日實現(xiàn)碳達峰和碳中和目標提供支持[3]。高校在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面發(fā)揮著重要的作用，應(yīng)積極響應(yīng)國家號召，完善人才培養(yǎng)理念和人才培養(yǎng)方式，為培養(yǎng)碳中和領(lǐng)域的創(chuàng)新型人才提供支持。

一、工科研究生培養(yǎng)體系現(xiàn)狀調(diào)查與分析

（一）“單一導(dǎo)師制”模式存在的局限性

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

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

（二）高?？蒲袌F隊建設(shè)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(chǔ)研究型團隊和應(yīng)用研究型團隊。不同類型的科研團隊在團隊建設(shè)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(xiàn)在以下三個方面：1.人員構(gòu)成不合理?？蒲袌F隊中執(zhí)行人員較多，學(xué)術(shù)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(fù)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(chuàng)造性的科研環(huán)境，這將對整個科研團隊的創(chuàng)新性發(fā)展產(chǎn)生不利影響。2.臨時性導(dǎo)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(fā)展規(guī)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(xué)研究。成員在自己的研究方向上淺嘗輒止，不能持續(xù)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(shè)，內(nèi)部關(guān)系復(fù)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(dǎo)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(chuàng)新，而且不利于培養(yǎng)科技人才[6]。

在新工科背景下，工科研究生教育應(yīng)以多學(xué)科交叉為出發(fā)點，更加注重學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，積極實踐和探索創(chuàng)新型復(fù)合人才培養(yǎng)新模式，以培養(yǎng)能滿足新時代國家發(fā)展需求的創(chuàng)新型科技人才。

碳達峰和碳中和戰(zhàn)略是一項系統(tǒng)工程，需要多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)。在國內(nèi)眾多高校中，僅有極少數(shù)高校在現(xiàn)有的研究生培養(yǎng)模式中加入了與碳中和教育相關(guān)的培養(yǎng)內(nèi)容。即便高校已經(jīng)添加了與碳中和相關(guān)的內(nèi)容，也僅是在原來的基礎(chǔ)上進行疊加，嚴重忽視了現(xiàn)有專業(yè)體系的跨學(xué)科交叉與協(xié)作。研究生培養(yǎng)計劃的內(nèi)容和課程設(shè)置模式仍存在較大的改善空間。從現(xiàn)有的培養(yǎng)模式來看，并非所有的導(dǎo)師團隊都能及時關(guān)注前沿動態(tài)，難以滿足碳中和相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域?qū)W科建設(shè)體系革新的需要。在現(xiàn)有的資源、信息、平臺等方面，碳中和專業(yè)之間的協(xié)作并不充分。這在一定程度上影響了學(xué)科領(lǐng)域與國內(nèi)外研究前沿、國家大政方針的協(xié)同發(fā)展，也限制了研究生在碳中和創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)。

二、跨學(xué)科科研團隊導(dǎo)師制的研究生培養(yǎng)新模式的實踐

我們基于科研團隊導(dǎo)師制在中國礦業(yè)大學(xué)材物學(xué)院、化工學(xué)院、電力學(xué)院煤基燃料電池與高效制氫團隊（基礎(chǔ)研究型）和安全學(xué)院煤基能源安全開發(fā)和利用工程團隊（應(yīng)用技術(shù)研究開發(fā)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(nèi)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(fā)電，再到熱電聯(lián)供的應(yīng)用與經(jīng)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(xué)科科研團隊為基礎(chǔ)，探索了跨學(xué)科科研團隊導(dǎo)師小組建設(shè)和研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)機制，構(gòu)建了較完善的跨學(xué)科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式。

（一）推行跨學(xué)院科研團隊導(dǎo)師制的集體指導(dǎo)制度

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

（二）開展跨學(xué)院研究生學(xué)術(shù)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(dǎo)師來組織，不同學(xué)科的導(dǎo)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(shù)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(dǎo)師對每個研究生進行評估與指導(dǎo)。此外，高校應(yīng)豐富例會的舉辦形式，除了開展常規(guī)性的例會匯報外，還可以開展氛圍較為自由、輕松的學(xué)術(shù)沙龍，增強團隊成員之間的凝聚力。每位導(dǎo)師的學(xué)科背景、知識結(jié)構(gòu)各不相同，學(xué)生可以通過團隊導(dǎo)師的指導(dǎo)學(xué)習(xí)交叉學(xué)科的理論知識，加強學(xué)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(shè)

實驗室資源共享可以打破不同學(xué)科、不同學(xué)院在實驗室管理方面的壁壘，實現(xiàn)多學(xué)科的交叉融合。高?？梢酝ㄟ^實驗室資源共享的方式，對目前各個實驗室現(xiàn)有的教學(xué)資源和儀器設(shè)備進行整合。高校有礦物合成、電化學(xué)測試、變壓吸附、脫氧提濃等實驗室，有電化學(xué)工作站、氣相色譜儀等大型儀器設(shè)備。高校通過實驗資源共享、實驗設(shè)備共享，大大提高了實驗室使用效率，提升了學(xué)生的實驗積極性，拓寬了學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)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(guī)章制度。高?？梢詢?yōu)化管理體制，加強宣傳引導(dǎo)，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(zhí)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(guān)系，明確工作職責(zé)，規(guī)范工作流程，提高工作效率，更好地發(fā)揮實驗室的作用[7-8]。

（四）搭建提升研究生碳中和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)平臺

高校積極響應(yīng)國家政策，搭建國家級、省部級的碳中和創(chuàng)新平臺，與相關(guān)部門共建碳中和產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新中心，積極將碳中和理念與創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入研究生培養(yǎng)過程中。在碳中和背景下，高校要全面加大碳中和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)力度，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。同時，政府應(yīng)根據(jù)國家對于人才的需求，完善相應(yīng)的政策，從而形成良性的激勵方式，滿足社會和企業(yè)對人才的需求。當?shù)卣?lián)合高校成立培養(yǎng)創(chuàng)新人才的專家團隊。專家定期對當?shù)馗咝Ｌ贾泻拖嚓P(guān)的專業(yè)培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)進行指導(dǎo)，為高校制定高效的人才培養(yǎng)方案提供支持與保障[9]。此外，研究生導(dǎo)師應(yīng)積極鼓勵學(xué)生參與到碳中和領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中，研究生可以自發(fā)地組成碳中和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)小團體。在項目研究過程中，學(xué)生要在項目的選題、設(shè)計、答辯等過程中積極主動地與學(xué)校導(dǎo)師進行溝通，以保障項目的研究進度。教師為研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)提供專業(yè)的政策服務(wù)與指導(dǎo)，有利于提高研究生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力[10]。

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

三、結(jié)束語

在碳中和的背景下，本文以中國礦業(yè)大學(xué)能源與安全類研究生的培養(yǎng)為例，構(gòu)建跨學(xué)科科研團隊導(dǎo)師制的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式，包括推行跨學(xué)院科研團隊導(dǎo)師制的集體指導(dǎo)制度、跨學(xué)院研究生學(xué)術(shù)活動制度建設(shè)、實驗室資源共享與管理的模式和制度建設(shè)等內(nèi)容。我校通過科學(xué)合理的導(dǎo)師團隊組織構(gòu)架以及全方位的導(dǎo)師團隊管理制度，提高了研究生的創(chuàng)新能力，實現(xiàn)了人才培養(yǎng)目標。