跨學(xué)科多學(xué)科交叉融合 新體制新機(jī)制賦能創(chuàng)新 天津大學(xué)學(xué)科交叉教學(xué)科研碩果累累

撰文/劉曉艷 董玥欣

本學(xué)期的天津大學(xué)，一門名為“智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)”的研究生公共選修課吸引了來自智算學(xué)部以及機(jī)械、建工、環(huán)境等學(xué)院的百余名學(xué)生，而他們的“作業(yè)”是分成10 個小組共同完成一項名為“極端災(zāi)害下的城市交通運(yùn)輸平臺”的任務(wù)；與此同時，即將畢業(yè)的9 個專業(yè)34 位準(zhǔn)畢業(yè)生也正圍繞“海陸空智能無人系統(tǒng)安全巡查平臺”緊張地進(jìn)行著本科畢業(yè)設(shè)計課題。而不久前，正在讀博的何景逸則在學(xué)校舉辦的首屆博士生交叉學(xué)科論壇上分享了他在“海洋環(huán)境引導(dǎo)的無人潛航器路徑規(guī)劃”方面的研究。何景逸的研究涉及海洋、機(jī)械與信息等多學(xué)科的交叉融合，他成為天津大學(xué)首批通過“交叉學(xué)科導(dǎo)師團(tuán)”獲得博士入學(xué)資格的幸運(yùn)兒。

這些學(xué)生都是天津大學(xué)近年來推出一系列交叉學(xué)科建設(shè)舉措的受益者。立德樹人是高校的根本任務(wù)。天津大學(xué)近年來通過交叉科研平臺、交叉研究領(lǐng)域、交叉導(dǎo)師團(tuán)隊、交叉生源和交叉知識“五維并舉”，實現(xiàn)了科研平臺與科研隊伍相呼應(yīng)，學(xué)科建設(shè)和新工科建設(shè)相融合，文理醫(yī)科建設(shè)與傳統(tǒng)工科相互促進(jìn)，共同培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合型人才的目標(biāo)。

搭平臺 重導(dǎo)向 筑巢引鳳

“我們和化工學(xué)院、材料學(xué)院、機(jī)械學(xué)院、經(jīng)管學(xué)部等正在聯(lián)合建設(shè)國家發(fā)展改革委批復(fù)的儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺，將在人才培養(yǎng)與科研中實現(xiàn)多學(xué)院多學(xué)科的交叉；為了實現(xiàn)電氣工程與信息技術(shù)學(xué)科的交叉，我們建設(shè)了天津市智慧能源與信息技術(shù)重點實驗室，設(shè)立了智能電網(wǎng)信息工程本科專業(yè)……”談到學(xué)科交叉，中國工程院院士、天津大學(xué)電氣自動化與信息工程學(xué)院院長王成山曬出了長長的“成績單”。

儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺是天津大學(xué)落實新工科建設(shè)“天大方案”2.0而建設(shè)的產(chǎn)教融合平臺，除儲能平臺外，已經(jīng)建設(shè)和即將啟動建設(shè)的還有未來智能機(jī)器與系統(tǒng)平臺、智慧流程工業(yè)與產(chǎn)品工程平臺等。該平臺的建成，拆除了學(xué)院與學(xué)科、學(xué)校與社會、教學(xué)與科研之間的墻，建設(shè)起跨學(xué)院、多學(xué)科、開放辦學(xué)的校院專業(yè)三級新工科人才培養(yǎng)平臺。

與儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺同步推進(jìn)的還有科研集中攻關(guān)平臺。2021年，天津大學(xué)以國家重大科技戰(zhàn)略需求為牽引，瞄準(zhǔn)未來科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點，在深地深海、人工智能、關(guān)鍵新材料、二氧化碳捕集與封存等領(lǐng)域建設(shè)了一批集中攻關(guān)平臺，開展戰(zhàn)略性、引領(lǐng)性、綜合性關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，推動有組織的科研及跨學(xué)科集中攻關(guān)，探索科研體制機(jī)制改革。該平臺的建成，可以逐步形成擺脫原有學(xué)科、學(xué)院制約的“交叉融合、集成創(chuàng)新、持續(xù)攻關(guān)”常態(tài)化運(yùn)行機(jī)制，構(gòu)筑大平臺，產(chǎn)出大成果。

其實，天津大學(xué)以交叉平臺、中心、研究院建設(shè)為牽引的交叉學(xué)科建設(shè)早在2014年就已啟動，并先后培育建設(shè)了分子化學(xué)與材料、大型建設(shè)工程安全、能源互聯(lián)網(wǎng)、生態(tài)環(huán)境、無人駕駛汽車、醫(yī)工結(jié)合等13 個學(xué)科交叉平臺。

如今，這些平臺已從當(dāng)年的幼苗成長為茁壯的大樹。成立于2020年3月的地球系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院是天津大學(xué)最年輕的學(xué)院，其前身是2015年成立的表層地球系統(tǒng)科學(xué)研究院。天津大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)從無到有并發(fā)展壯大，得益于2015年啟動建設(shè)的“生態(tài)環(huán)境學(xué)科交叉平臺”。該平臺建設(shè)之初便設(shè)定了自己的宗旨：“推進(jìn)與地球科學(xué)相關(guān)的環(huán)境、生物、水利等學(xué)科的交叉融合，推動環(huán)渤海區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境科技方面的快速發(fā)展，為解決國家的重大需求問題作出基礎(chǔ)貢獻(xiàn)?！弊?015年研究院成立至今，該平臺已引育青年科技中堅60 余名。2021年10月，全球首個濱海地球關(guān)鍵帶觀測研究站──天津環(huán)渤海濱海地球關(guān)鍵帶國家野外科學(xué)觀測研究站，正式獲批成為國家野外科學(xué)觀測研究站，而這也成為“生態(tài)環(huán)境學(xué)科交叉平臺”建設(shè)的又一成果。

“共同承接項目、共建實驗平臺、聯(lián)合培養(yǎng)博士……比如，我們團(tuán)隊和機(jī)械學(xué)院趙軍教授合作，聯(lián)合承擔(dān)了綜合能源領(lǐng)域國家重點研發(fā)計劃項目，聯(lián)合建設(shè)了綜合能源系統(tǒng)實驗平臺；與環(huán)境學(xué)院田喆教授合作，承擔(dān)了微網(wǎng)領(lǐng)域國家重點研發(fā)計劃項目，聯(lián)合開發(fā)了仿真軟件系統(tǒng)；與建筑學(xué)院郭娟利老師合作，聯(lián)合建成了零碳建筑真型實驗系統(tǒng)……”在王成山看來，學(xué)科交叉在天津大學(xué)已經(jīng)蔚然成風(fēng)，不僅催生了新的交叉學(xué)科，也讓傳統(tǒng)學(xué)科老樹發(fā)新芽，培育了一批高水平學(xué)科交叉人才。

建學(xué)科 促融合 老樹新芽

2021年底，全國首個“非物質(zhì)文化遺產(chǎn)學(xué)”交叉學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點落戶天津大學(xué)，這也是天津大學(xué)打破傳統(tǒng)壁壘界限、推進(jìn)學(xué)科交叉融合，自主增設(shè)的第2 個一級交叉學(xué)科授權(quán)點。該學(xué)科的正式設(shè)立，也標(biāo)志著我國“非物質(zhì)文化遺產(chǎn)學(xué)”人才培養(yǎng)進(jìn)入了高層次專業(yè)化的全新階段。

除“非物質(zhì)文化遺產(chǎn)學(xué)”之外，天津大學(xué)還于2020年獲批設(shè)置了全國首個“救援醫(yī)學(xué)”交叉學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點，這也是天津大學(xué)“興醫(yī)”之路上的一個里程碑。近年來，天津大學(xué)堅持“強(qiáng)工、厚理、振文、興醫(yī)”的學(xué)科發(fā)展布局，與工科優(yōu)勢相結(jié)合，“興醫(yī)”走出了一條極具特色的發(fā)展之路。

“在我國，由于醫(yī)學(xué)教育和工學(xué)教育分屬不同的門類，始終處于兩條平行的軌道上，很難產(chǎn)生真正的交叉。醫(yī)工結(jié)合會不斷產(chǎn)生新技術(shù)、新產(chǎn)品，而這些新技術(shù)、新產(chǎn)品又會為臨床上疑難雜癥的治療提供幫助，為飽受病痛折磨的病人緩解病痛提供可能?！痹谥袊こ淘涸菏?、學(xué)部主任顧曉松看來，天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部的創(chuàng)建，繪制的是一幅醫(yī)工結(jié)合的未來圖譜。2018年，天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部成立，同年，全國首個智能方向的醫(yī)學(xué)類本科專業(yè)——智能醫(yī)學(xué)工程獲批招生。幾年來，醫(yī)學(xué)部不僅結(jié)合天大優(yōu)勢的理工科專業(yè)，還與天津醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)醫(yī)工交叉方向的本科生，并通過本研貫通長周期培養(yǎng)的方式培養(yǎng)醫(yī)工融合的創(chuàng)新型復(fù)合型人才。

交叉研究領(lǐng)域也為傳統(tǒng)學(xué)科注入了新的發(fā)展動能。在機(jī)械學(xué)院，力學(xué)、機(jī)械和動力三個學(xué)科交叉，已經(jīng)在特種動力、船用低速機(jī)、深海采礦、深空研究方面發(fā)力，產(chǎn)出了一系列重大成果；而在傳統(tǒng)的化工學(xué)科，合成生物學(xué)也開出了學(xué)科交叉的絢爛之花。經(jīng)管學(xué)部主任霍寶鋒教授坦言，學(xué)科交叉在管理學(xué)科得到了充分體現(xiàn)，也極大促進(jìn)了管理學(xué)科自身的發(fā)展，現(xiàn)在經(jīng)管學(xué)部有大約30%的學(xué)生具有學(xué)科交叉背景。

與此同時，天津大學(xué)結(jié)合首輪“雙一流”建設(shè)，重點建設(shè)了化工能源、新材料、管理與經(jīng)濟(jì)、化學(xué)與生命科學(xué)等10 個學(xué)科領(lǐng)域，持續(xù)向優(yōu)質(zhì)學(xué)科群和科研平臺投放資源，打造未來學(xué)科發(fā)展、一流人才培育的動力引擎。2020年，針對國家對人工智能領(lǐng)域高層次人才的需求，天津大學(xué)啟動實施“人工智能+X”的“天智計劃”，推動人工智能為傳統(tǒng)學(xué)科“添智”、“賦能”，全面推進(jìn)校級層面的學(xué)科交叉融合。

組團(tuán)隊 設(shè)專項 英華卓犖

進(jìn)入機(jī)械學(xué)院軟體機(jī)器人課題組讀博士二年級的楊尚奎同何景逸一樣，是天津大學(xué)“交叉學(xué)科導(dǎo)師團(tuán)”在2020年招收的首批學(xué)生?！皺C(jī)械、控制、材料……這些學(xué)科的內(nèi)容都有涉及，做的東西也比較新，這也讓我的眼界更廣一些?！睏钌锌f，學(xué)科交叉經(jīng)常會讓他發(fā)出感慨，“原來，還可用這種方法解決問題”。

交叉學(xué)科導(dǎo)師團(tuán)是天津大學(xué)自2020年開始推出的研究生聯(lián)合指導(dǎo)與交叉培養(yǎng)的舉措，而該舉措之前是2014年便已開始實施的“研究生招生導(dǎo)師團(tuán)計劃”。此項政策對跨學(xué)院、跨學(xué)科組建的交叉學(xué)科導(dǎo)師團(tuán)隊，依托國家創(chuàng)新群體或科研創(chuàng)新團(tuán)隊組建的導(dǎo)師團(tuán)隊，以及圍繞國家重大科研項目組成的導(dǎo)師團(tuán)隊，配置額外的招生計劃。學(xué)校先后設(shè)立“人工智能+專項（天智計劃）”、“儲能技術(shù)專項”、“集成電路專項”、“醫(yī)工結(jié)合”以及其他自設(shè)學(xué)科交叉專項計劃，在2020年和2021年支持了55 個交叉學(xué)科導(dǎo)師團(tuán)隊，招生專業(yè)涉及17 個專業(yè)。

與交叉學(xué)科導(dǎo)師團(tuán)同步推進(jìn)的，還有2019年天津大學(xué)推出的跨學(xué)科招收推免生激勵政策。在該政策下，導(dǎo)師可以組建跨學(xué)院、跨學(xué)科的交叉導(dǎo)師團(tuán)隊開展科學(xué)研究和指導(dǎo)研究生，并可申請專項招生計劃支持。學(xué)生可以根據(jù)個人學(xué)術(shù)興趣和發(fā)展意愿選擇保研專業(yè)。

“不遺余力營造師生主動交叉的氛圍，想方設(shè)法引燃教師參與交叉的熱情，從體制機(jī)制上為交叉開路、為融合讓行。在人才培養(yǎng)上，把好入口關(guān)、抓好過程關(guān)、守好出口關(guān)，全方位確保交叉領(lǐng)域人才培養(yǎng)質(zhì)量?！痹谔旖虼髮W(xué)副校長鄭剛看來，學(xué)科交叉融合正像“催化劑”一樣，實現(xiàn)著知識體系重構(gòu)與社會發(fā)展的同頻共振。