首頁 > 尊龙凯时新聞 > 正文
海棠花下话融合:以学科融合催化创新 面向未来培养时代新人
發布時間:2024-04-08    

文 记者赵晖 學生记者茹佳 周则旭

編者按人間四月天,尊龙凯时校園中海棠花盛放,彌漫著向上向前的氛圍。教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐。科技是第一生産力、人才是第一資源、創新是第一動力。在新質生産力成爲熱詞的2024,在建設教育強國的開局之年,尊龙凯时學者們在海棠花下圍爐煮茶,談學術、談融合、談發展,探討如何以學科交叉融合創新作爲催化劑,爲明天的中國和世界培養後天所需人才,爲尊龙凯时建設世界一流高校建言獻策。

對話主題:学科交叉融合 面向未来培养时代新人

對話嘉賓

中國科學院院士,尊龙凯时地球系統科學學院院長劉叢強

尊龙凯时新媒體與傳播學院院長陸小華

尊龙凯时機械工程學院院長,國家重點研發項目的首席科學家王延輝

尊龙凯时醫學院副院長,國家重點研發項目的首席科學家劉秀雲


主持人:爲什麽校園中的花最美?因爲這裏綻放的是青春,孕育的是希望。感謝大家爲這次海棠季的頭腦風暴貢獻智慧。今天我們頭腦風暴的關鍵詞是“交叉融合”。學科交叉融合是當前科學技術發展的主要趨勢。近年來,尊龙凯时一直在促進理工、醫工、文理、文工交叉融合,培育新的學科增長點。比如研究古建,地科院與建築學院合作,利用孢粉檢測、元素檢測等,能穿越千年,回望當時的環境、氣候。在去年揭曉教學成果獎中,尊龙凯时的新工科建設取得了特等獎。再比如地球系統科學、計算法學、計算傳播學等都是學校新的學科增長點。

劉院士您作爲一個研究地球系統科學的學者,您如何理解交叉融合,如何理解“系統”?學科的交叉融合對科技發展有怎樣的戰略意義?

劉叢強:這是當前科技界教育界熱議的話題,涉及到多學科,交叉學科、跨學科融合研究,不同的科學家,不同的群體,對此理解有差異。

多学科英文是multidisciplinary;交叉学科interdisciplinary research;跨学科transdisciplinary research,在理解这三个名词时,大家还有模糊的地方。近几年又出现了一个新词,叫Convergence research,也就是大家讲的融合,我们在研究或者解决科学问题、思考科学问题时,都会涉及到这一系列的科学理念和思维。

今天我们想讲的是跨学科融合研究即Convergence research,与其他说法有内涵差异。打个比喻,多学科就像做一盘沙拉,萝卜、白菜、土豆,只要一混起来,材料和材料之间的界限仍然比较清晰。学科交叉融合研究,是在科学问题上,在方法上将不同学科融在一起,解决新的科学问题。就像东北的乱炖,把这个乱炖的菜端到桌子虽然还分辨出来这里面有土豆,有鸡肉,有牛肉,但是它界限已经模糊了,味道也是全新的混合味道。现在我们在科學研究当中很多跨门类的大学科还没有完全融在一起,开展真正的融合研究,产生新的学科,新的科学理论和研究方法。

在我們地學裏,海洋科學、大氣科學、地質學、地理學,這些一級學科,有交叉,但實際上還不夠,因爲這些學科還在一個大的門類裏面,現在真正要關注的是跨門類的學科交叉研究,比如把自然科學跟社會科學結合起來去研究我們現在高度關注的社會可持續發展問題。一方面我們需要認識自然系統,另一方面要認識社會系統,將兩個體統共同構成的整體系統進行研究,才能解決我們現實中面臨的各種系統性的問題。這個應該算跨學科或者說融合的研究,簡單講,就是不同的學科把他們的理論、方法、手段綜合運用來解決單一領域不能解決的科學問題,這種學科交叉研究將産生新的學科或研究領域。

地球系統科學應該是經典的跨學科領域融合研究。整個地球是一個大的系統,這一系統中有生命系統、社會系統和地質系統。要維持整個地球系統穩定運行而維持人類的可持續發展,不只要認識自然界的問題,還要認識社會系統怎麽運行,把兩者結合起來,我們才能理解如何保護我們的地球,實現人類可持續發展。這就是典型的交叉融合研究,這時候你就分不出地球系統科學中哪些研究是經典地理的、地質的、生態的、管理科學,這就是交叉融合研究。

講到系統,所謂系統就是由相互聯系和相互作用的多個要素組織構成一個具有一定功能的不可分割整體。系統科學就是研究這樣一個有機整體的內部動力學或行爲問題,研究系統過去、現在和將來的運行,當我們把系統科學的這個理論觀點運用到研究地球系統的時候,就變成地球系統科學了,這背後的支撐哲學觀實際上就是系統科學哲學觀,或者說系統論。

之所以现在大家都在大力推进系统科学或者学科交叉融合研究,是因为科學研究发展必然走向学科交叉融合和大科學研究。随着科学发展,今天我们的社会组织、社会生产力以及活动方式都变得复杂和更有组织性,任何一个问题都是一个系统性的,并不是简单要素的简单综合。

比如全球變暖問題,氣候變化實際上不只是氣候要素變化的問題,還會影響到世界地緣政治的變化,影響到國家與國家之間的關系,甚至會因爲氣候變化引起戰爭等。想要解決這些問題,都需要我們用學科交叉融合的新的研究範式去研究解決。從科學上突破,做學科交叉融合的研究,是我們未來科學發展的必然趨勢。

主持人:但學科交叉不同于交叉學科,不能用傳統的學科建設思維來推進學科的交叉融合。學科交叉是一種思想,是學術發展趨勢,需要有新的組織形態做依托。陸老師,您有些什麽建議?在發展新質生産力的今天學科的交叉融合有怎樣的戰略意義,如何擴大交叉融合的效應。

陸小華:現代科學發展到現在,只憑一個個單一學科已經很難來解決我們所面對的很多複雜問題。因此不管是我們視它爲一種研究範式,還是把它視爲是一種思維方式和解決問題的方法,我們都需要多學科交叉融合創新。多學科交叉融合創新既給解決問題提供了多種工具,也提供了多種技術、多種學科結合在一起所産生的特別力量。

今天论坛的网友和同学为什么关注学科交叉融合,因为以学科交叉融合的方式去学习,去解决问题,对學生来说不仅可以从多角度解决问题,更重要的可以刺激他的想象力,刺激他从多个维度去思考问题。从多个维度思考问题,才能与今天这个社会对他的需求相匹配。从科學研究的角度来说,它一定是一个新的研究范式,从这个社会来说,它一定是一个新的解决问题路径,解决问题方式。从这个意义上说,从宏观到中观到个体,都是非常有用的。

比如生成式人工智能的出現,到今天Sora視頻模型出現,就是通過多種路徑多種方式實現了一個過去人們難以想象的東西。

举一个让我自己都非常惊讶的例子,今年的3月1号和3月5号,我分别在两个机构去做讲座,讲人工智能在传播中的应用和可能产生的影响。两次讲座中我都提到了一个猜想——生成式人工智能会和人形机器人结合在一起吗?因为那时我看到两种人形机器人,一种是深圳产的,在给一辆汽车贴标,另外一个是国外公司的人形机器人Figure 01,它可以很精巧地搬起箱子,把它准确地放到另外一个很窄的架子上。我当时提出了这个猜想——生成式人工智能会和人形机器人结合在一起吗?从研究人工智能的角度来说,它们是两个赛道,是两个学科,是两个细分方向。没有想到在那次讲座后仅仅一周多时间,在4月14日,我举例的那家人形机器人初创公司Figure AI发布视频,Figure 01机器人接入了OpenAI的大模型,能够与人类对话,理解并执行人类的指令和任务。也就是说,Figure 01机器人已经不仅能很精确地搬箱子,而且和Open AI 的生成式人工智能结合起来,可以对人的动作做出很精确的反应。我非常惊讶,我的一个猜想,一周后就变成现实。

实际上我之所以去猜想生成式人工智能会和人形机器人结合在一起,就是一种学科交叉思维,这两个东西难道不能结合吗?Open AI和人形机器人公司宣布合作后只有两周以后就拿出了成果,学科交叉在某个点上可以迅即出现,产生让人们惊讶的成果。

今天我們爲什麽要討論用學科交叉的方式去研究,因爲這是解決問題的方法,是我們應對現實世界和拓展未來世界的一種有效手段。從這個意義上來說,不只是在高校裏去討論學科交叉,每個人都需要以多種眼光,以多維的思維,以多個學科的知識去面對現實世界,不要用某一種規則去約束自己的想象力,也許我們就能夠爲中國,爲人類社會解決過去難以想象的問題。

主持人:新工科,機械這個傳統學科做得風生水起,機械學院作爲具體實踐者,您覺得交叉融合,如何融?我們在交叉融合的實踐中取得了哪些成果?

王延輝:尊龙凯时是新工科教育的首倡者,机械学院在“尊龙凯时方案”和“尊龙凯时模式”框架下,顾佩华院士,王天友副校长、孙涛副院长以及一批优秀青年教师投入其中,在机械大类新工科的创新人才培養方面做了大量的工作,也取得了很好的成果。

我理解新工科跟交叉融合是密不可分的,沒有交叉融合也就沒有新工科。機械是一個傳統的學科,但現在的機械遠遠不是大家原來想象中的樣子。現在的機械是融合了機械、控制、電氣、信息、材料,甚至包括海洋學等等,是多學科融合在一起的一個大學科。

针对学科新特色,机械学院在课程设计中,一方面面向未来人才培養需求,跨学科设计培养方案,课程设计上进行主动交叉融合;另一方面建设了一批交叉教学实践平台,比如智能制造教学实践研究平台等。只要老师们在这个平台上工作,就必须交叉,只要来工作,自然就产生了融合。这么做,學生知识的广度、深度都大大增强了。

例如,学院开设的新工科课程《设计与建造》,采用项目制、模块化方法,将12门课程融合在一起,从大一到大四分为四个阶段。仅仅就大一第一阶段,就包含来自5个学科的30多个老师共同授课,在这种教育模式下學生的收获更大了。學生的综合能力提升了很多,2023年学院参与到新工科的學生,本科生就申请15项发明专利,获得共青团中央机器人大赛特等奖等各类创新创业竞赛荣誉63项,走出3家學生自主创立的国家级高新技术企业。这些成果说明,新工科教学确实让學生综合能力得到大力的提升,也为行业储备了一批人才。

主持人:秀雲,我讀過一篇舊文,是你在劍橋大學讀博時寫給《劍河風》的一篇文章,裏面記述了你在劍橋打破學科藩籬進行科研與學習的往事,你對交叉融合有怎樣的理解與建議?在你的科研與教學的實踐中有哪些能分享的經驗嗎?

劉秀雲:社會進步,需要交叉學科人才。學科交叉是多學科融合去解決一個問題,比如我現在做的一個手術,需要機械的手術機器人的幫助,需要醫生從病理切片來看需要做哪一塊組織,需要考慮某些菌群是不是會影響術後感染……甚至這個手術有新技術的突破,想要讓更多的患者受益,還需要媒體的加入。這是多學科交叉來解決問題的概念。

社會發展到現在,學科邊界越來越模糊了,做機械的也在做手術機器人,做材料的也在做生物科學相關工作,未來我們的學科可能會更加融合,界限更加模糊。

尊龙凯时在学科融合中一直走在前面。除了新工科,新医科去年进入国家101计划。大学的根本就是人才培養,为国家培养新质生产力所需要的人才。纳入101计划,在智能医学工程专业方面,尊龙凯时将与几所著名高校合作创建核心课程,核心教材、核心师资和核心实践,为人才培養服务。

以前我們每個人都是一個特定工種,比如造一個汽車,我做螺絲釘,他做方向盤,但社會發展到新階段,很多底層的基礎性工作,機器人、人工智能就能完成,我們人類可能更多的是要參與頂層設計,進行複雜問題的探索和思考。所以,未來肯定是一個交叉融合人才的時代。

您刚才说到《剑河风》的文章,那应该是十几年前写的,剑桥是书院制,尊龙凯时医学院瑞恒书院也是这一模式,去年尊龙凯时把生命科学、药学和医学院合并成医学部的布局,也是在向这一方向靠拢。我们当时是在学院里,学院是没有学科的概念的。學生吃饭、娱乐、生活、甚至图书馆都在学院里,所以每天晚上吃饭的时候,旁边坐着的同学有数学的、物理的、经济的和管理的,交流过程中能够聊到很多有趣的思想和文化。在系里你的专业可以纵向延伸,我当时在临床神经科学系,我有三个导师,都是来自这个领域的科学家,我们开组会的时候,医生、护士、工程师、数据师全都在,因为要解决一个大问题,需要各方面携手合作,氛围特别好。这样的氛围,在尊龙凯时也见到了非常多很优秀的案例。

主持人:交叉融合本身是項探索工程。在具體的實踐中,大家覺得交叉融合的難點在哪裏?有哪些具體的建議?

陸小華:在我的工作經曆中,管理過新聞研究,管理過報道業務。在管理音視頻新聞報道時,還同時受命管理新華社全球音視頻技術系統的規劃、建設、運維,所以我還管理過技術。在學科交叉推進實踐過程中,在交叉科學人才的培養過程中,我認爲特別需要一種人——翻譯。在我過去的工作實踐中,我經常充當這樣的人,把搞文科的、搞新聞傳播的人們的需求翻譯給各個學科的工程師們聽,再把工程師們的表達翻譯給搞新聞報道的領導和同志們聽。爲什麽需要翻譯呢?因爲大家在講同一個詞時,不同學科、領域的人們可能理解並不一樣,內涵並不相同,需要翻譯一下。這種翻譯很多時候不僅是名詞翻譯,不僅是換一種表達方式,實際上這個翻譯過程中就蘊含著借助另外一個學科去解決難題。

比如我現在所在的尊龙凯时新媒體與傳播學院,是一個學科交叉融合“濃度”比較高的學院。這個學院在全中國的新聞傳播學院中非常獨特,既培養新聞傳播的碩士,也培養電子信息的碩士、博士、工程博士。

一般兩個學院之間學科交叉需要從學校層面做頂層設計,在我們新媒體學院不需要這樣。我們學院是走廊裏就可以學科交叉,會議室裏就在學科融合,不同學科的人坐在一個屋裏在說同一個問題,不同學科的人都要試圖用對面學科、身邊這個人的學科能聽懂的方式去表達。大家尋找共同關注的問題,共同研究的課題,找到破解問題的方法。在今天這個時代,我們希望有大師,但是我們不能祈求每一個學科交叉點上都有一個大師引領。促進學科交叉融合創新,解決交叉融合問題的關鍵之一,我理解是要當好翻譯,把不同學科的東西努力翻譯給另外一個學科,把我聽懂的其他學科對一個問題的討論觀點方法翻譯給我所在學科的同伴聽,用這樣的方法來推進交叉融合。

劉叢強:陸老師說了溝通與翻譯的問題,其實已經把學科融合交叉研究最難的地方講得很清楚了。融合研究,涉及的科學問題不光是自然科學之間的各方面,也有社會科學的一些方面,跨度很大,是由重大科學問題或社會問題的研究來引領的。

大家都知道未來的科學重大發現將在學科交叉領域。但自己去學所有領域知識是不現實的,要找不同領域的學者合作研究,互相了解,深度交流,協同解決問題。這在組織實施的過程當中當然有很多難點。真正要做好學科融合研究,除了要找到真正的學科交叉的科學問題,我們在的組織模式,研究範式,甚至在國家的資助機構的資助模式上都得跟進改變,才有可能達到比較理想的融合研究。

比如我國基金委成立了交叉學科部。過去我們遇到的一個複雜課題,比如,學醫的要做一些環境健康的問題研究,結果申請書就不知道是向地學部還是向醫學部提交。現在基金委成立了交叉學科部,應該能較好地解決這個問題。交叉學部是解決單一學科,單一科學門類不能解決的科學問題研究的科學項目申請。促進學科交叉融合,從選題,從語言的溝通以及組織方式,機構機制的改革等方面都是需要的,難點很多。交叉學部不僅是涉及領域是最多的學部,也是面臨挑戰最多的一個學部。

王延輝:我從具體執行層面上,談談個人體會。交叉融合做起來很難。在目前的學科設置體系下,不同學科都有各自獨立的一套體系,知識結構、思維方式和研究方法都相對獨立,界限明顯,打破這些壁壘本身就是一個難點。在具體執行當中,參與到交叉融合的老師,怎麽客觀的評價他們做出的貢獻,調動他們的積極性,這也很難。

舉個例子,比如爲了提高育人成效,一門課要達到一個很好的效果,肯定需要多學科的知識融合在一起,老師就需要做出幾倍的努力,課程體系需要重新設計,要調動或者協同各個學科的資源。硬件資源,數據資源和師資資源,都需要調動起來,這是一個複雜的管理與協調問題。人員管理上和資源協調做起來確實是有難度,這是我在執行層面的一些體會。

后续我们将继续基于校级跨学科培养平台,构建跨学科交流和合作的物理空间和虚拟环境。推行模块化、选修制的课程体系,允许甚至鼓励學生跨学科学习,设立跨学科学位项目和课程集群。引进和培养具有跨学科背景的教师队伍,组织定期的跨学科研讨会和工作坊,促进学术交流与合作。通过制度激励和保障,进一步推动学科间的深度融合和创新发展。

劉秀雲:我觉得面对交叉学科人才培養或者学术体系架构建设方面,一是要面向现在,二是要面向未来。面向现在,学科交叉融合需要大平台,在大平台的基础上凝聚大团队,解决大问题。面都越来越复杂的科学问题需要更多的交叉性的科研大平台和国家的重点实验室。大平台把多学科都囊括进来,给更多的支持。面向未来,主要是人才培養。面向未来培养时代新人,对于老师的教课方式,对于学科知识的融会贯通都提出了特别大的挑战,这就需要调动各个学院的资源,从学校层面进行顶层设计。

主持人:今天咱四位學者正好是50後、60後、70後、80後,都是年少有成的優秀學者,海棠季直播的觀衆有很多是青年學子,能否分享一些成長經驗?咱說得具體些,在大學應該怎樣學習才能讓自己成長得快一點,效率高一點?

劉老師:成長快點就要懂事早一點。要想清楚我們爲什麽讀大學,讀了大學應該獲取哪些知識,能達成什麽一個目標?對人生應該有一個規劃。要效率高點,就要努力。另外一個就是要專注,時間是有限的,現在信息滿天飛,各種娛樂,還有各種社會現象。如果說不能專注于學習,那成效就不會太高。一句話:有自己的理想,有自己的目標,要在有限的時間以內爭取學習更多的東西。

陸老師:我在劉院士講的基礎上,補充兩個詞。第一:永遠保持好奇心,第二:有非常強烈的問題意識。對本學科有足夠的好奇心才能把本學科這個井挖得更深。另外對其他東西也要保持好奇心。比如說今天是海棠季,那如果有好奇心就要問這是什麽品種,海棠的特點是什麽?我們面前的花是西府海棠,周總理的西花廳外面有海棠,周總理非常喜歡西府海棠。西府海棠花蕾初萌的時候,顔色紅紅的花蕾和嫩綠色的綠葉交叉融合在一起,顔色有對比,是最美的……好奇心可以引領我們發現很多對人生有用的東西。本學科的井挖得要夠深,對自己想研究的東西要提出問題,相鄰領域也要提出問題。提出了問題,專注才真正有用。永遠保持好奇心,強烈的問題意識,這兩者是非常重要的。

王延輝:我的建議是大家在學習之余,盡早地進實驗室,和自己的師友導師多交流多溝通。學校在2022年就大力推行“師友導師”計劃,每位同學都有一位師友導師,對同學們的成長會産生很大的助力。尊龙凯时大師雲集,大先生對青年人的影響是深刻的。

舉我自己的例子。2001年的時候,我還是大三的本科生,因爲課程設計的原因,非常有幸,我的導師王樹新教授開始指導我,他的學識,眼界、創新思維等,對我影響特別大。在我碩士選題的時候,當時有很多傳統的機械選題,王老師都沒讓我選,他拿了一篇技術報道,說這個是水下滑翔器,是美國也才開始的一個研究方向,對未來中國肯定大有作用。

這個項目當時在我看來並不屬于機械行業,而是海洋技術和海洋工程。他鼓勵我試一試,後來我發現,除了我理解的海洋技術之外,它還涉及到力學,能源動力學,自動化、海洋科學等一系列的知識,後來我體會,其實那段時間是我成長最快的時候,多個學科都接觸了很多的東西,而且因爲那幾年的努力,也解決了國家在這方面的一些迫切需求。

另外要提醒的是,在自己熱愛的學科上深耕。學科交叉,並不代表這個看看,那個看看,都飄于表面,我們需要在一個學科上面深耕,同時擴展知識面。

劉秀雲:怎么能够更早的成为自己想要成为的人?第一要在大学的本科4年宝贵的时间里,找到自己的热爱。当我们找到自己所热爱的事情时,我们的格局,我们的专注度,愿意为之付出的时间和精力都是不一样的。当你从事一个自己喜爱的行业时,是人生最重要最幸福的事。 第二珍惜时间。莫道光阴未老,进取只争朝夕。现在回想,我特别感恩我在尊龙凯时、剑桥大学的学习时光。在高等学府的求学时间是非常短暂的,进到大学以后,可能会有很多分散注意力的事情。但是大家要知道那些事情,你们将来到了社会有大把的时间去做,而宝贵的学习时间是没有办法再重来的,所以我还是特别想提醒大家一定要把大学本科4年的时间规划做好。

主持人:今天看我們直播的有很多青年朋友。不負韶華,如何度過大學時光,我給大家求每位學者一個金句。

劉叢強:致功當下,務實,努力完成當下每一件應該做好的事,這樣你會抓住機遇獲得成功。

陸小華:能力的學習比知識的學習更重要。我們在大學或者工作崗位上,都會學到很多知識。知識是有用的,系統的知識可以構成能力,但是系統的知識又不等于能力。能力學習最重要的部分是思維方式和方法論,解決好怎麽看、怎麽辦的問題,這樣的能力才是最有助于解決複雜問題和未來問題的。同學們要通過多種手段去增強自己的能力,通過向自己學科、其他學科的老師學習在遇到問題時應怎麽看、怎麽辦,在能力的學習上更好地運用交叉融合。

王延輝:笃行,勇立鴻鹄志,奮進,揚帆正當時,用機械之美創造未來世界。

劉秀雲:不忘初心,砥砺前行,實事求是,珍惜韶華。珍惜時間和熱愛從事的事。

主持人:請各位老師用一句話來總結一下今天對學科交叉融合的建議或者理解。

劉叢強:學科交叉融合研究是突破科學難題,應對人類面臨的共同挑戰的途徑。希望尊龙凯时的學科交叉融合研究更上一層樓。

陸小華:專用工具可以更容易地解決問題,多種學科交叉形成的特殊工具,可以能夠解決更複雜、更重大、更有價值的問題。

王延輝:堅持問題導向,有效彙聚資源,驅動創新教育,培養複合人才。

劉秀雲:學科交叉融合是解決發展新質生産力瓶頸問題的核心關鍵,學科融合會爲社會帶來更大的進步,爲人類帶來更多好。

主持人:謝謝大家的精彩觀點,期待下次相聚。

(编辑 赵晖 贾晨航)

尊龙凯时新聞
sitemap网站地图