交叉學(xué)科研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式與實(shí)踐

陳新軍 田思泉 雷林 高峰

摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及行業(yè)需求的不斷增加，交叉學(xué)科已成為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新研究生的有效途徑之一。文章以遠(yuǎn)洋漁業(yè)遙感與GIS技術(shù)為例，開展了交叉學(xué)科研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式與實(shí)踐，并取得很好的成效。主要開展了交叉學(xué)科人才培養(yǎng)方案制定、管理模式創(chuàng)新、交叉學(xué)科課程與教材建設(shè)、導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)、交叉學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)等工作，成功培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的研究生。研究成果可為行業(yè)性高校的研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：交叉學(xué)科;研究生培養(yǎng);遠(yuǎn)洋漁業(yè);遙感與GIS技術(shù)

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(guó)研究生教育招生規(guī)模地不斷擴(kuò)大，生源日趨多樣化，跨學(xué)科（專業(yè)）的學(xué)生愈來愈多，常常受到原有單一學(xué)科知識(shí)困擾，畢業(yè)生也受專業(yè)知識(shí)面狹窄、研究技能的限制，增加了他們的就業(yè)壓力。同時(shí)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)學(xué)科（專業(yè)）面對(duì)復(fù)雜的科學(xué)問題，其學(xué)科分支越分越細(xì)，同時(shí)不同學(xué)科之間又越來越交叉、相互滲透，并已成為學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)。為此，在培養(yǎng)研究生的過程中，需要通過多學(xué)科交叉滲透、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、制定針對(duì)性的解決方案，開展跨學(xué)科（專業(yè)）的教學(xué)與科研工作這一聯(lián)合培養(yǎng)途徑，克服傳統(tǒng)單一的培養(yǎng)模式弊端，從而提高研究生的綜合素質(zhì)和能力，滿足社會(huì)對(duì)人才的需求。根據(jù)這一要求和趨勢(shì)，上海海洋大學(xué)于2012年承擔(dān)了上海市研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（交叉學(xué)科研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺(tái)），以遠(yuǎn)洋漁業(yè)遙感與GIS技術(shù)為例，開展了交叉學(xué)科創(chuàng)新型研究生人才培養(yǎng)的研究與試點(diǎn)。

一、交叉學(xué)科的概念及其類型

科技創(chuàng)新通常包括3種類型，即原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和消化吸收再創(chuàng)新?？萍紕?chuàng)新通常來自學(xué)科交叉、學(xué)科滲透和協(xié)同攻關(guān)，因此，世界各國(guó)絕大多數(shù)原始創(chuàng)新成果均來自不同具有多個(gè)不同學(xué)科背景的科研團(tuán)隊(duì)，因此，學(xué)科交叉是當(dāng)前科技領(lǐng)域一種高效的科研方式，是創(chuàng)造知識(shí)的新途徑，在培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新研究生的人才中發(fā)揮著不可替代的作用。

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

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)科交叉進(jìn)行研究生培養(yǎng)通常包括三種類型[1-2]：1. 同單位跨學(xué)科（專業(yè)）聯(lián)合培養(yǎng)，即同校或同科研院所不同學(xué)科專業(yè)研究領(lǐng)域進(jìn)行交叉與合作，這是目前國(guó)內(nèi)外最常用、也是最便利的學(xué)科交叉聯(lián)合培養(yǎng)研究生的方法。因?yàn)橥瑔挝煌兄g相互比較了解，比較容易溝通和協(xié)調(diào)，資源比較容易整合和共享，但與跨單位跨學(xué)科（專業(yè)）聯(lián)合培養(yǎng)相比，在學(xué)術(shù)思想、思維方式等方面尚有一定局限性;2. 跨單位跨學(xué)科（專業(yè)）聯(lián)合培養(yǎng)，包括跨校、跨科研院所、高校與科研單位等不同學(xué)科專業(yè)研究領(lǐng)域的合作，盡管在協(xié)調(diào)溝通等方面存在不便，但如果建立長(zhǎng)期的互信、協(xié)調(diào)、合作的有效機(jī)制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可為培養(yǎng)高素質(zhì)的研究生創(chuàng)造條件;3. 國(guó)際間跨學(xué)科（專業(yè)）聯(lián)合培養(yǎng)。這是當(dāng)前國(guó)內(nèi)高效重點(diǎn)發(fā)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(dǎo)師庫，才能建立完善的聯(lián)合培養(yǎng)體系。

二、遠(yuǎn)洋漁業(yè)遙感與GIS技術(shù)交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)模式研究

（一）遠(yuǎn)洋漁業(yè)行業(yè)特點(diǎn)

世界海洋漁業(yè)發(fā)展的主流方向是，充分利用人類所創(chuàng)造的大量的現(xiàn)代科技成果，以現(xiàn)代工業(yè)理念來改造和提升傳統(tǒng)海洋漁業(yè)，使海洋捕撈業(yè)向工程化、數(shù)字化方向發(fā)展，尤其是現(xiàn)代遠(yuǎn)洋漁業(yè)的發(fā)展，需要應(yīng)用高新技術(shù)（遙感空間技術(shù)、信息技術(shù)、新材料技術(shù)），為產(chǎn)業(yè)發(fā)展賦予新的活力和全新的內(nèi)涵[3]。因此，遠(yuǎn)洋漁業(yè)是一個(gè)學(xué)科高度交叉，技術(shù)高度集成的系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，是一個(gè)極其復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，涉及資源、漁場(chǎng)、捕撈、加工與冷藏、貿(mào)易、航海、輪機(jī)、海洋遙感、地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等學(xué)科與技術(shù)。在俄羅斯被認(rèn)為是一個(gè)復(fù)雜度相當(dāng)于航天的行業(yè)。以金槍魚漁業(yè)為例，涉及資源調(diào)查、資源評(píng)估、配額的確定與爭(zhēng)取、漁獲捕撈、船上加工預(yù)處理、按配額進(jìn)入國(guó)際交易市場(chǎng)等環(huán)節(jié)，協(xié)同創(chuàng)新極為重要。

（二）遠(yuǎn)洋漁業(yè)遙感與GIS技術(shù)的內(nèi)涵

水產(chǎn)學(xué)科是一門應(yīng)用很強(qiáng)的學(xué)科。隨著目前影響漁業(yè)資源的外部因子越來越凸顯，其影響程度甚至超過了漁業(yè)資源本身的適應(yīng)能力和承受能力，傳統(tǒng)的研究手段和方法已不再能有效解決其漁業(yè)資源所面臨的問題，因此多學(xué)科的綜合、不同學(xué)科的滲透等已成為發(fā)展的趨勢(shì)。在這種背景下，原有的水產(chǎn)學(xué)科培養(yǎng)模式需要隨時(shí)代和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來不斷改進(jìn)，特別是需要通過學(xué)科交叉和技術(shù)創(chuàng)新，利用空間和信息等高新技術(shù)手段來研究漁業(yè)資源變動(dòng)、漁場(chǎng)分布及其與海洋環(huán)境的關(guān)系，不僅開創(chuàng)了新的學(xué)科領(lǐng)域，同時(shí)也為我國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)綜合生產(chǎn)能力的提高提供了技術(shù)保障。為此，遠(yuǎn)洋漁業(yè)遙感與GIS技術(shù)研究領(lǐng)域重點(diǎn)圍繞對(duì)漁業(yè)資源數(shù)量變動(dòng)機(jī)制的認(rèn)知，漁場(chǎng)形成機(jī)制以及數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵技術(shù)問題，開展衛(wèi)星漁業(yè)海洋學(xué)、海洋漁業(yè)GIS技術(shù)和基于3S的漁情速報(bào)技術(shù)等多學(xué)科交叉的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為遠(yuǎn)洋漁業(yè)發(fā)展提供科技和人才保障。

1. 衛(wèi)星漁業(yè)海洋學(xué)：開展可見光、紅外和微波等不同波譜探測(cè)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境參數(shù)的機(jī)理研究;衛(wèi)星資料的漁業(yè)生態(tài)參數(shù)的反演算法研究;基于衛(wèi)星資料的漁業(yè)生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源變遷機(jī)制研究。

2. 遙感GIS信息學(xué)：衛(wèi)星遙感資料的接收和處理技術(shù);多星、多遙感器和多時(shí)相的衛(wèi)星資料融合機(jī)理以及適于海洋漁業(yè)遙感產(chǎn)品制作技術(shù);基于遙感的海洋漁業(yè)GIS技術(shù);不同時(shí)空尺度下漁業(yè)信息挖掘。

3. 3S漁情速報(bào)技術(shù)：基于3S漁情速報(bào)的參數(shù)選擇和速報(bào)機(jī)理;漁情速報(bào)服務(wù)體系和漁情速報(bào)的平臺(tái)構(gòu)建技術(shù);漁業(yè)資源開發(fā)輔助決策技術(shù);地統(tǒng)計(jì)學(xué)在漁業(yè)資源中的應(yīng)用。

（三）交叉學(xué)科人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新

人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新主要包括以下內(nèi)容：

1. 人才培養(yǎng)方案創(chuàng)新

在水產(chǎn)學(xué)科一級(jí)學(xué)科下面設(shè)立遠(yuǎn)洋漁業(yè)遙感與GIS研究方向，以上海海洋大學(xué)國(guó)家遠(yuǎn)洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心和大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為平臺(tái)，開展水產(chǎn)學(xué)科漁業(yè)資源與漁場(chǎng)學(xué)領(lǐng)域與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等學(xué)科的交叉，開展?jié)O情預(yù)報(bào)、棲息地指數(shù)、基于遙感的資源評(píng)估等遠(yuǎn)洋漁業(yè)遙感與GIS相關(guān)領(lǐng)域的研究，為遠(yuǎn)洋漁業(yè)發(fā)展培養(yǎng)高層次的交叉學(xué)科人才。

2. 交叉學(xué)科人才培養(yǎng)的管理模式創(chuàng)新

研究生培養(yǎng)實(shí)行雙導(dǎo)師制的導(dǎo)師小組，一般模式為2位導(dǎo)師共同指導(dǎo)1名研究生，以水產(chǎn)學(xué)科為第一導(dǎo)師，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)為第二導(dǎo)師，同時(shí)吸引其它教師加入作為指導(dǎo)小組成員。導(dǎo)師組負(fù)責(zé)指導(dǎo)研究生制訂和調(diào)整個(gè)人培養(yǎng)計(jì)劃，指導(dǎo)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)、科學(xué)研究和學(xué)位論文等。研究生的培養(yǎng)采取科學(xué)研究與課程學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式。在研究生培養(yǎng)上充分利用和發(fā)揮各方面優(yōu)勢(shì)，采取與相關(guān)科研單位或高校聯(lián)合培養(yǎng)以及國(guó)際間合作交流的方式，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享。

3. 交叉學(xué)科課程與教材建設(shè)

組織漁業(yè)資源、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、GIS等學(xué)科領(lǐng)域的有關(guān)教師，建設(shè)開展一批交叉學(xué)科的課程和教材，擬建設(shè)的課程主要有：漁情預(yù)報(bào)技術(shù);R語言在漁業(yè)中的應(yīng)用;海洋遙感在漁業(yè)中的應(yīng)用前言講座;地理信息系統(tǒng)在漁業(yè)中的應(yīng)用;漁業(yè)評(píng)估前沿講座;漁業(yè)信息數(shù)據(jù)處理與分析;海洋遙感等。并計(jì)劃出版漁業(yè)遙感、漁業(yè)地理信息系統(tǒng)、漁情預(yù)報(bào)技術(shù)等交叉學(xué)科的核心專業(yè)教材。

4. 導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)

每年選拔1-2名研究生導(dǎo)師赴國(guó)外高水平研究機(jī)構(gòu)和高校進(jìn)行進(jìn)修和學(xué)習(xí)，擬重點(diǎn)派遣的單位有：美國(guó)國(guó)家海洋與大氣局、美國(guó)緬因大學(xué)、美國(guó)麻省大學(xué)，以及日本漁情預(yù)報(bào)服務(wù)中心等。在水產(chǎn)學(xué)科的漁業(yè)資源與漁場(chǎng)學(xué)研究領(lǐng)域中選拔一批專業(yè)導(dǎo)師，同時(shí)在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的信息與決策處理、GIS等領(lǐng)域選拔一批導(dǎo)師進(jìn)行對(duì)接，定期進(jìn)行導(dǎo)師間的相互交流、合作和探討。

5. 研究生交叉學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)

利用上海市重點(diǎn)學(xué)科等專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，每年設(shè)立研究生交叉學(xué)科創(chuàng)新科研項(xiàng)目，每一個(gè)項(xiàng)目為2-3萬元。聘請(qǐng)國(guó)外知名專家和教授前來做講座，講述學(xué)科交叉的方法與作用，講授國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)與前沿;設(shè)立研究生導(dǎo)師指導(dǎo)小組，吸納不同學(xué)科的導(dǎo)師組成，共同指導(dǎo)研究生。

三、實(shí)踐成效與體會(huì)

（一）實(shí)踐成效

1. 制定了交叉學(xué)科的研究生人才培養(yǎng)方案。結(jié)合漁業(yè)資源學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、GIS技術(shù)等的技術(shù)與方法，組織跨學(xué)科（專業(yè)）有關(guān)教師認(rèn)真制定遠(yuǎn)洋漁業(yè)遙感與GIS技術(shù)方向的人才培養(yǎng)方案，并邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名專家進(jìn)行方案論證。人才培養(yǎng)方向?yàn)樗a(chǎn)學(xué)科下的自設(shè)方向，培養(yǎng)方案分碩士研究生和博士研究生2個(gè)層面。漁業(yè)遙感與GIS技術(shù)將作為海洋漁業(yè)研究生專業(yè)的重要培養(yǎng)方向之一。

2. 完成了課程建設(shè)和專業(yè)核心教材的編寫。在上海市教委和學(xué)校的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持下，組織相關(guān)教師完成了漁情預(yù)報(bào)技術(shù)等8門專業(yè)課程建設(shè)，編制了課程大綱、課外輔助教材等。同時(shí)，與海洋出版社簽訂協(xié)議，出版了R語言在漁業(yè)中的應(yīng)用、漁情預(yù)報(bào)技術(shù)、漁業(yè)地理信息系統(tǒng)、漁業(yè)遙感等4門核心專業(yè)的交叉學(xué)科教材，并被海洋科學(xué)出版社列為海洋漁業(yè)類專業(yè)規(guī)劃教材。

3. 完成了交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的研究生導(dǎo)師庫建設(shè)，包括漁業(yè)資源學(xué)科、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科、GIS學(xué)科等領(lǐng)域，共篩選導(dǎo)師20人，其中漁業(yè)資源學(xué)科12人，其他學(xué)科8人，共同圍繞遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源與漁場(chǎng)學(xué)發(fā)展過程中的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，共同指導(dǎo)研究生。

4. 成功培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的研究生。2013-2016年累計(jì)招生博士研究生7人、碩士研究生10人，已畢業(yè)博士研究生有5人、碩士研究生有6人。在畢業(yè)研究生中，赴美出國(guó)進(jìn)修的博士研究生2名，碩士畢業(yè)到加拿大攻讀博士研究生的有2名。期間，設(shè)立了2個(gè)交叉學(xué)科的研究生開放基金。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013-2016年間交叉學(xué)科培養(yǎng)的研究生，共發(fā)表論文55篇，其中SCI論文38篇，出版專著4本，申請(qǐng)發(fā)明專利12項(xiàng)，其成果產(chǎn)出為同級(jí)研究生的2倍以上。

（二）幾點(diǎn)體會(huì)

我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，交叉學(xué)科聯(lián)合培養(yǎng)模式是培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的有效途徑，是解決行業(yè)性高效教學(xué)與科研資源相對(duì)短缺，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、營(yíng)造良好學(xué)術(shù)氛圍的有效途徑之一。在具體操作過程中，由于各個(gè)高校的運(yùn)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(xiàng)基礎(chǔ)工作，保障學(xué)科交叉聯(lián)合培養(yǎng)研究生的順利開展。

1. 成立交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)工作小組。由于交叉學(xué)科涉及不同的學(xué)院（或者系），屬于學(xué)校的不同部門，因此，為了在體制上能夠確保培養(yǎng)工作的順利進(jìn)行，建議需要在學(xué)校層面成立了以研究生部領(lǐng)導(dǎo)和承擔(dān)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)為主體的項(xiàng)目指導(dǎo)和協(xié)調(diào)小組，在組織上保證項(xiàng)目的實(shí)施。同時(shí)，建議學(xué)校出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)進(jìn)行交叉學(xué)科的研究生培養(yǎng)工作。

2. 優(yōu)化交叉學(xué)科的研究生培養(yǎng)方案。以主干學(xué)科為基礎(chǔ)，對(duì)已有的研究生培養(yǎng)方案和課程設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化，組織教師進(jìn)行課程和教材建設(shè)，為交叉學(xué)科人才培養(yǎng)提供基礎(chǔ)。同時(shí)，在培養(yǎng)方案優(yōu)化時(shí)，要加厚基礎(chǔ)教學(xué)，拓展學(xué)科和行業(yè)口徑，重點(diǎn)強(qiáng)化創(chuàng)造性思維與應(yīng)用能力的訓(xùn)練。優(yōu)化交叉學(xué)科的研究生課程體系，不僅能為研究生構(gòu)建合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，打下扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)也有利于研究生形成良好的科技創(chuàng)新能力，為進(jìn)一步實(shí)行學(xué)科交叉聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)造條件[1-2，4]。

3. 以項(xiàng)目為抓手，建立研究生指導(dǎo)小組，創(chuàng)新管理工作。交叉學(xué)科的研究生培養(yǎng)必須要建立研究生導(dǎo)師庫，以科研項(xiàng)目為抓手，建立交叉學(xué)科研究生指導(dǎo)小組，否則聯(lián)合培養(yǎng)研究生則沒有很好的抓手。交叉學(xué)科研究生指導(dǎo)小組共同指導(dǎo)研究生培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，如培養(yǎng)計(jì)劃的制定，論文選題，開題報(bào)告等，為跨學(xué)科培養(yǎng)研究生提供平臺(tái)。同時(shí)，安排不同學(xué)科的教師跨學(xué)科聯(lián)合授課，從不同角度對(duì)科學(xué)問題的思考。這樣，不同導(dǎo)師的學(xué)術(shù)思想、學(xué)科背景和思維方式，對(duì)研究生的培養(yǎng)將起到很多啟發(fā)。

4. 拓展交叉學(xué)科的研究生培養(yǎng)模式。我們這次的交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)是在我校范圍開展的，涉及到海洋科學(xué)學(xué)院和信息學(xué)院共2個(gè)學(xué)院，為同單位跨學(xué)科（專業(yè)）聯(lián)合培養(yǎng)模式，取得了很好的培養(yǎng)效果，也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。在后續(xù)的交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)中，我們要拓展培養(yǎng)模式，一是與中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院海洋研究所、中國(guó)海洋大學(xué)等單位，開展跨單位跨學(xué)科（專業(yè)）聯(lián)合培養(yǎng);其次，依托上海市重點(diǎn)學(xué)科的支持，與美國(guó)華盛頓大學(xué)、緬因大學(xué)、麻省大學(xué)等開展國(guó)際間跨學(xué)科（專業(yè)）聯(lián)合培養(yǎng)。要開展這2種研究生培養(yǎng)，需要做好幾項(xiàng)基礎(chǔ)工作：（1）雙方合作的協(xié)議;（2）雙方合作的交叉學(xué)科領(lǐng)域或者合作項(xiàng)目;（3）雙方合作的導(dǎo)師庫;（4）雙方合作的研究生培養(yǎng)方案。

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