1 引言
自然科学是不同学科知识相互联系组合成的一个整体,且不同学科之间持续的相互作用是自然科学发展的动力源泉。学科交叉是不同学科之间相互合作融合的协同创新活动,协同创新形成的交叉研究科学体系构成了交叉科学。学科交叉的方向一般是自然科学前沿探索研究的新方向,是自然科学发展新的增长点,易于产生重大科学突破。交叉科学是跨学科的产物,具有整体性和系统性,交叉科学将分化的科学研究综合于一体,使科学整体化与系统化,人类社会发展遇到的重大科学问题也往往需要多个学科共同协作才得以攻破。
加强学科交叉融合发展是国家推进高校“双一流”建设的重要内容,促进学科之间协同创新合作,是高校拓展学科发展新增长点的重要途径。持续推进学科交叉融合创新平台及相应体制机制的建立,能够有效促进不同学科之间的协同创新发展。国内高校坚持把深化学科交叉融合发展作为重要建设内容,初步形成了推进学科交叉融合发展的平台及体制机制保障体系,但仍然存在形式和制度等方面的不完善。建立完善高校学科交叉融合发展所相应的管理制度及政策办法,形成高校学科交叉融合发展创新体系,是提升科学前沿基础研究及应用转化研究原创能力的重要基础。
2 国内外高校学科交叉融合发展现状
2.1 国外发展现状
引领世界科技前沿发展是世界一流大学及科研机构体现自身实力的重要途径,而学科交叉研究是产生科技前沿重要突破的重要手段。1960年以来,国际上开展学科交叉研究的大学日益增加,不同类型的学科交叉研究平台及团体先后成立。哈佛大学、斯坦福大学、牛津大学、曼彻斯特大学、柏林工业大学、东京大学等多所高校先后成立了协同医学、生物学、计算机、物理、材料、化学等多个学科的学科交叉研究中心平台,以促进学科交叉渗透。如1998年斯坦福大学率先在美国开展的大型跨学科Bio-X研究计划的实施基地。开展生物学与医学、工程学、物理学、化学等跨学科研究,成功破译了人类遗传基因密码,在生物科学研究领域取得了突破性成就,成为美国以大型跨学科研究计划为核心,推动跨学科研究和协同创新的典范。2006年牛津大学成立了连接国际和国内大学的跨学科合作中心e-Research中心,利用在计算机领域的专业优势为其他学科提供不同的解决方案,在科学、社会科学、人文科学、技术和信息基础设施开发等领域进行研究项目的组合。可以看出高校通过组建学科交叉研究平台,推进学科交叉融合创新研究,实现了科技前沿的重大突破,有效推动了交叉学科发展。
2.2 国内发展现状
我国开始发展学科交叉研究略晚于欧美国家高校,大约于80年代末期开始,主要集中在环境、医学、生物工程、管理科学等方面。国内高校科研院所学科交叉真正得到重视并快速发展是在21世纪初,北京大学、清华大学、上海交通大学、复旦大学、中国科学院等都成立了学科交叉研究中心,为开展学科交叉研究提供了广阔平台。如2002年,中国科学院成立上海交叉学科研究中心,主要围绕生命科学多学科交叉的前瞻性和战略性理论开展研究,涉及的主要学科包括生命科学、数学、物理、化学、信息科学等。2006年,北京大学成立前沿交叉学科研究院,涉及的主要学科包括数学、化学、生物等,由研究院牵头,教育部批准北京大学先后在前沿交叉学科研究院自主设立了“数据科学”、“纳米科技”和“整合生命科学”三个全新的交叉二级学科。2007年,上海交通大学成立了Med-X研究院,主要涉及生物医学工程、生物学、影像医学、核医学、材料科学与工程四个学科,通过学科交叉研究解决了多个重大医学工程问题,并形成了国内自主知识产权。2015年,上海交通大学成立材料基因组联合研究中心,材料、物理、电信、化工、数学等9个学科通过学科交叉研究,突破技术瓶颈实现了高通量的结构和成分表征,率先在国内构建了Materials Project Asia Hub高通量计算平台,并原创自主地建立了软物质的高通量计算及机器学习平台。目前国内各高校因政策及管理制度的不同,学科交叉中心平台的组织形式主要包括具有学校二级管理机构性质的实体型平台和不在机构编制内的虚拟型合作平台两类。
3 高校学科交叉融合发展过程中遇到的问题
发展至今,国内几乎各重点高校都建立了多个不同方向的学科交叉平台,其数量和规模均已赶超欧美等国家,但交叉平台在体制机制方面仍存在一些问题:运行管理机制不完善、考核评价机制不健全、支持经费投入不足、仪器设备共享不足、资源分配机制待完善、学科交叉带头人缺乏、科研人员交叉融合意识不够等,制约着学科交叉研究的快速发展。
3.1 与学科交叉相适应的组织管理模式欠缺
学科交叉科研管理方式与传统单一或同类学科的纵向式科研管理有诸多不同,作为多学科交叉融合形成的研究平台,学科交叉平台的项目管理、人员管理、经费管理、成果管理都需横跨多个不同学科,不同学科所属院系又不同,存在管理壁垒。需要高校通过顶层设计相适应的制度,打通科研管理中横跨不同学科之间的阻碍。当前,我国高校科研管理模式多为“学校-科技处-院系(同类学科)-研究所-教师”的形式,这种传统的科研管理模式属于自上而下的“纵向式”管理,常适用于管理单一或同类学科科学研究。而大多高校建立了学科交叉平台,但与学科交叉相适应的科研组织管理模式仍然欠缺。
3.2 与学科交叉相适应的人员管理机制欠缺
学科交叉科研平台涉及的学科较多,人员组成较为复杂,一般包含有来自不同学科的教师和学生、平台实验室共用的工程师以及平台管理行政人员。人员的聘用方式及聘用关系、考核评价方式及考核部门、晋升渠道方式及晋升管理部门等均不同,这些都对学科交叉平台的人员管理提出巨大的挑战。现行的高校人员聘用、考评、晋升等制度一般针对的只是单一或同类学科、同类人员进行统一管理。而大多数学科交叉科研平台在日常运行中,还没有建立起有效的人员管理体系,对不同学科、不同组织关系、不同类别的人员缺少科学的管理办法,不能充分调动平台人员的积极性。同时,现行的人员绩效评价仍是以学科评估指标为导向,更多注重近期目标,如:项目、论文、成果、获奖等量化标准,而学科交叉融合的成果产生周期往往较长,这些都制约了学科交叉融合研究的开展。
3.3 仪器设备等资源共享不足
当前国内各个高校的仪器设备组成主要包括两种方式:一种方式是由教师课题组使用科研经费购买的专用仪器设备,由各课题组使用并管理,使用范围有限,缺乏共享机制;另一种方式是由学校建立分析测试公共平台,主要采购理化分析、波谱分析等共性的基础仪器设备,虽使用范围广泛,但因缺乏具备学科特色的专用仪器设备,不能完全满足科学研究。学科交叉研究科研方向涉及医学、生物、材料、计算机、机械、化学、物理等不同学科,如果另行采购开展交叉研究需要使用到的各种学科特色的仪器设备,需要昂贵的经费,并且会造成公共资源浪费。但目前多数学科交叉平台并未建立形成仪器设备共享机制,仍然按照原有方式使用仪器,大大限制了学科交叉研究的效率。
3.4 学科交叉资源投入欠缺
科研经费是科学研究最重要的要素之一,研究经费不足是当前学科交叉融合创新遇到的最为突出的问题之一。高校建立学科交叉平台,在启动阶段会投入启动科研经费,一般会维持1~3年左右,但学科交叉研究是一个长期的过程,在启动经费支持期结束后,学校的投入会大幅缩减造成经费短缺。虽然学科交叉平台教师会申请国家或地方的项目经费资助,但目前高校的资源配置方式大多是以院系为主体,教师的项目科研经费进校以后会分配到每个院系进行管理,资源和创新要素分散在各个单一或同类学科,使得多学科交叉融合难以集中经费资源。
3.5 学科交叉成果归属认定机制缺失
科学研究产生的论文、专利、奖励等科研成果署名时会对完成人及完成单位进行排序,而高校现行的成果认定制度一般只对署名为第一单位、第一作者的科研成果在评价时给予认可。但学科交叉研究需要多个学科的科研人员进行长期合作,科研成果是在多个单位、多个学科、多名科研人员长期投入精力的情况下产生的,只认第一单位、第一作者的认定方式会严重挫伤科研人员的积极性,使科研人员开展科研交叉合作的意愿大大降低,对学科交叉研究造成严重的阻碍。
3.6 交叉学科及专业门类设置缺乏
随着社会经济、工业技术的快速发展,越来越多具有多学科交叉特点的技术领域应运而生,例如智能制造、人工智能、电子信息、生物医用、能源等技术领域均需要多学科协同发展,而传统的学科专业设置较为单一,难以满足多学科交叉技术研发及人才培养的需求,不利于学科交叉融合创新发展。同时,当前的国家基金项目及人才项目在领域分类时参照传统学科专业设置,缺乏交叉学科及专业设置,这使得从事学科交叉研究的人员在申报项目时难以准确匹配领域类别,难以获得同行专家的认可,致使项目立项困难,这对学科交叉研究的持续开展十分不利。
3.7 学科交叉的意识不足
当前,我国高校科研管理大多以学院、学科为管理统计分界线,基本按照单一学科为整体单元推进科研及科研管理工作,这种模式容易使科研人员从一开始就把科研方向归属于所在学科。长期在同一个学科领域进行科学研究,容易形成单一学科思维的科研意识,无形中使科研人员逐步淡化了对于其他学科领域科技创新的关注,而学科交叉研究是要在原有学科研究的基础上,持续深入协同其他学科进行创新。如果缺乏打破学科界线的意识,则难以有效地开展学科交叉研究。
4 构建高校学科交叉融合创新体系的要素分析
建立完善高校学科交叉融合发展相适应的平台组织、管理制度、资金投入、设备共享、人员聘用、考核评价、成果归属等要素,形成高校学科交叉融合发展创新体系,是促进学校学科交叉融合高质量发展的重要基础。学科交叉融合创新体系如图1所示。学科交叉融合创新体系中的每个要素都是推进学科交叉融合创新的重要环节,需要高校通过顶层战略设计,各个院系或学科积极配合,针对每个要素进行改革优化并落实,同时各个要素之间需要相互衔接配合,为学科交叉融合创新提供坚实的基础保障。
图1:学科交叉融合创新体系
4.1 平台组织
学科交叉平台组织是高校推进学科交叉融合创新的重要载体。开展学科交叉研究的教师及科研人员一来自不同院系、不同学科。学科交叉研究平台是提供开展学术交流、科研合作、人才联合培养的重要渠道,有利于促进高校学科交叉型研究团队不断成长和发展。故要开展学科交叉研究,首要任务是建立可靠的学科交叉平台组织。学科交叉平台组织的形式可以分为“学科交叉研究中心”、“学科群”、“交叉学科学院”,平台组织的体制可分为“实体型平台”、“虚拟型平台”。高校可以根据实际发展需求,建立与之相适应的组织形式与体制的平台组织。
4.2 管理制度
学科交叉平台组织的正常运转、学科交叉融合创新的有效推进,都需要建立与学科交叉相适应的管理制度,为学科交叉提供有效的管理制度保障。高校管理层应加强顶层战略设计,打破不同院系之间、不同学科之间的壁垒,建立完善与学科交叉相适应的设备共享、人才聘用、考核评价、成果归属等管理制度,并建立形成学科交叉融合创新体系,将分散在不同院系、不同学科的设备资源、科研人员汇聚在一起,激发科研人员开展学科交叉研究的积极性,形成具有高度凝聚力的学科交叉融合创新团队,有效推进学科交叉研究。
4.3 资金保障
学科交叉专用科研经费的持续投入是促进学科交叉融合创新的重要基础。高校应积极拓展学科交叉经费来源,除了在学科交叉平台建立之初投入的启动科研经费之外,还应积极建立学科交叉项目培育基金、学科交叉科研成果转化天使基金,同时不断争取国家学科交叉科研基金的支持、争取与企业的产学研合作经费在学科交叉方向的投入。高校应建立学科交叉型科研项目经费资金管理使用制度,增加学科交叉项目专用经费账户,打破原有单一院系、单一学科的科研经费管理制度,形成学科交叉平台正常运行的资金保障体系。
4.4 设备共享
建立高水平的仪器设备平台是确保科学研究有效开展的重要基础,而学科交叉研究则需要协同使用各个学科专用的仪器设备,推动高校学科交叉研究,高校应加强建立学科交叉设备共享机制与管理系统。学校在原有设备仪器的基础上,鼓励各学科研究团队共享各自已有设备使用时,应向学科交叉平台其他学科的科研人员开放,学校则为共享仪器设备统一提供维护服务支持,提高了仪器设备的利用率,降低仪器设备所属科研团队的维护成本,推动原有院系设备资源由“为我所有”向校内外、国内外的“为我所用”转变。
4.5 人才聘用
统一有效的管理来自不同学科的教师及科研人员,是推进学科交叉融合创新的重要管理保障。我国高校人事管理组织结构一般都是采用“学校-院系-教师”的形式,不同学科方向的教师及科研人员一般隶属于不同院系,由各院系对各自学科方向的教师及科研人员进行管理,而这对于学科交叉融合就形成了一道人事管理的壁垒。学校应通过顶层设计,打破原有的“学校-院系-教师”的人事管理体制,建立更加灵活并适合学科交叉的“双聘”或“共享”的人事聘用管理制度,使从事学科交叉研究的教师不再受院系管理的限制。教师及科研人员在学科交叉平台完成的任务,所在院系应予以认可,真正解除教师及科研人员的顾虑,提高开展学科交叉研究的积极性。
4.6 考核评价
建立适合学科交叉发展的评价标准与方法,是学科交叉融合创新的重要考评保障。由于学科交叉研究的跨学科性,需建立与学科交叉研究相适应的评价指标体系,组建包含各个相关学科领域专家的学科交叉评审组,对开展学科交叉研究人员队伍的科研成果、业绩考核、项目申报及职称晋升等进行客观有效地评价。高校需要打破院系考评体系壁垒,综合考虑参与学科交叉研究的教师及科研人员在院系工作与学科交叉平台工作中的进展,院系在对参与到学科交叉型科研创新团队中的教师进行绩效考评的过程中,应该适度考虑其在学科交叉型科研创新团队中的贡献与成果,制定更为合理、更为完善的绩效考评机制和奖励机制。同时,学科交叉研究需要不同学科经过长周期、深度融合的协同创新,实现前沿科学的远期目标。高校不能根据学科评估指标来制定学科交叉研究人员考评标准,要以实现长远目标为评价原则,在评价“论文、专利、获奖、项目、人才奖励”等近期显性成果的基础上,更要注重学科交叉研究过程中阶段性成果的认定与认可,提升学科交叉成果在考评中的占比当量,同时应延长学科交叉研究教师及科研人员的考评周期。
4.7 成果归属
建立与学科交叉研究相适应的成果归属管理制度,是推进学科交叉融合创新的重要成果管理保障。高校级论文、科研获奖、教学获奖、重大专利转化、重大横向项目和国家重大项目突破等学科交叉研究成果,在职称评定、校内职务晋升、校内项目申报时,学校应淡化第一作者及第二作者等成果署名排序,参与学科交叉研究的教师及科研人员均可共享学科交叉成果。学科交叉研究成果通过转让、实施许可、作价投资等所获得的收益,参与学科交叉研究的教师及科研人员应共同分配,根据投入产出对等原则,由主聘单位和联聘单位或相关参与人员共同协商确定收益分配比例,激励教师及科研人员积极参与学科交叉研究。
5 高校学科交叉融合创新体系构建实施路径分析
高效推进和保障学科交叉融合创新发展,需要打通学科交叉融合创新体系构建的实施路径。加强创新体系顶层设计、建设相适应的平台体制、加强对学科交叉学术方向的引导、增强科研人员学科交叉意识、重视学科交叉人才培养与引进、建立学科交叉激励机制等是建立完善高校学科交叉融合创新体系构建的有效实施路径。学科交叉融合创新体系实施路径如图2所示。
图2:学科交叉融合创新体系实施路径
5.1 加强创新体系顶层设计
加强创新体系顶层设计是推进落实高校学科交叉融合创新体系建立的重要保障。在高校学科交叉融合创新的发展过程中,学校需要积极发挥政策引导、制度保障、资源支撑、氛围营造的作用,通过加强创新体系顶层设计,建立科学完善的外部支撑保障机制,建设基础条件完善的研究平台,建立健全设备共享、人才聘用、经费管理、考核评价、成果共享等学科交叉相适应的政策保障体系,为学科交叉营造良好的学术研究环境。注重培育具有良好研究前景和研究基础的学科交叉研究平台,在初步发展阶段,学校可通过政策体系的建立对其进行持续稳定的支持,并通过延长考核期等方式,为科研平台发展提供宽松的环境。在发展成熟阶段,学校可以利用交叉平台引领学术方向、汇聚资源等优势,通过扩大学科交叉合作范围,进一步带动周边学科的发展,同时可以通过学科的发展,反哺支撑交叉平台的发展。
5.2 加强建设相适应的平台体制
建设与学科交叉研究特点相适应的平台体制,可以为学科交叉融合创新提供有效的渠道保障,是构建学科交叉融合创新体系的关键要素之一。按照体制类型来分,高校学科交叉平台包括具有学校二级管理机构性质的实体型平台和不在机构编制内的虚拟型合作平台两类。根据不同类型学科交叉研究的特点,需建立与之相适应的平台体制。如:以技术攻关项目为牵引的中短期学科交叉研究,其主要目的是为实现中短期学科交叉研究为目标,需要更加灵活的平台体制,适合建立学科交叉虚拟型平台体制。以重大前沿基础科学问题为牵引的中长期学科交叉研究,其主要目的是为实现中远期学科交叉研究目标,需要更加稳定的体制机制来保障长期学科交叉研究工作的开展,适合建立学科交叉实体型平台体制。
5.3 注重学科交叉学术方向引导,增强学科交叉意识
加强对学科交叉学术方向的引导,积极营造鼓励学科交叉科研氛围,增强科研人员开展学科交叉研究的意识,是高质量推进学科交叉融合创新发展的重要因素。学校需积极组建学科交叉研究学术委员会,通过学术委员会各学科权威专家的研讨凝练,精准确定学科交叉方向及目标。学科交叉研究往往是面向科学问题而产生,支撑国际科学前沿技术、国家重大工程、国民经济主战场的发展是学科交叉融合的重要任务,故学科交叉融合创新应坚持以国际科学前沿、国家重大工程、国民经济主战场的需求和为导向。在这一过程中,高校应充分发挥各级学术委员会的作用,进一步加强科学决策的力度,特别应发挥学术委员会在学科方向布局及学科发展引导的作用,积极引导教师和科研人员明确学术研究方向。同时,学校通过组织学科交叉学术交流会、创新大赛等活动,持续推动各学科领域科研人员之间的学术交流与合作。通过对学生培养课程体系进行优化,在课程体系中增加学科交叉门类课程,把不同学科背景的学生聚集到一起进行培养,促进不同学科背景学生交流,形成交叉思维意识。
5.4 重视学科交叉人才培养与引进
学科交叉人才队伍的建设是推进学科交叉融合创新发展的重要基础,高校应通过持续加强学科交叉科研人才的培养和引进工作,促进学科交叉融合创新可持续发展。①重视学科交叉学术带头人的遴选与培养工作,加强学科交叉学术带头人队伍的建立。学校要为学科交叉学术带头人综合能力的提升建立通道,通过支持学术带头人前往各个相关学科领域内国际顶尖的大学进行访学,参加不同学科的国际会议交流,开拓国际视野,帮助学术带头人提高学科交叉研究的科研、管理等能力;②加强学科交叉型人才培养,高校通过建立学科交叉人才培育基金,在项目、论文等交叉科研成果方面提供支撑,为人才对内交流、对外互动营造良好学术环境,促进校内学科交叉型人才从思维意识到成果产出整个过程的能力提升;③积极开展国际学科交叉人才的引进,利用“青年千人”计划等各类国际高层次人才引进计划,建立学科交叉高端人才绿色通道,设立学科交叉科研特区,加强国际学科交叉人才的引进工作,为学科交叉融合创新发展奠定人才基础。
5.5 建立学科交叉研究激励机制
加强建立学科交叉研究激励机制,是学科交叉融合创新保持活力的重要保障。建立学科交叉研究特区,减免学科交叉研究人员的考核任务量;设立学科交叉奖励基金,奖励学科交叉融合创新优秀成果;增加学科交叉教师及科研人员的绩效,提升学科交叉研究成果在学校职称晋升评价中所占的比重,向学科交叉研究人员共享开放仪器设备,并增加学科交叉研究仪器设备使用机时。高校可以通过以上激励机制的建立完善,吸引更多的教师和科研人员持续加入学科交叉研究队伍,激发教师及科研人员开展学科交叉研究的积极性和创造力,为学科交叉融合创新的持续发展提供不竭动力。
6 结束语
加强学科交叉融合发展,促进学科之间协同创新合作,是高校拓展学科发展新增长点的重要途径。平台组织、管理制度、资金投入、设备共享、人员聘用、考核评价、成果归属等是高校学科交叉融合发展创新体系的关键要素,厘清各要素之间的关系并建立完善的体制机制,是促进高校学科交叉融合高质量发展的重要基础。加强创新体系顶层设计、建立相适应的平台体制、加强对学科交叉学术方向引导、增强科研人员学科交叉意识、重视学科交叉人才培养与引进、建立学科交叉激励机制,是推进学科交叉融合创新体系构建的有效实施路径。(作者:董樊丽等,上海交通大学材料科学与工程学院)
(来源:《科学管理研究》2019年第6期)