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我的科學(xué)觀|倪軍:未來的機(jī)會藏在跨學(xué)科中
·我的跨界學(xué)習(xí)是機(jī)緣巧合,但回過頭來看,我非常慶幸。雖然讀書的時候很辛苦,計算機(jī)成績也只是勉強過線,但跨界學(xué)習(xí)中獲得的思維方式、理論工具、做事體系使得我在此后的科研工作中如魚得水。如今科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,要想做出一些突破性、有影響力的新工作很難,未來的機(jī)會更多是藏在跨學(xué)科的融合中。
(一)
我是1978年高考從青海來到了上海,當(dāng)時我的成績在青海的重點中學(xué)中排名全校第二,我更想去北京考清華大學(xué)學(xué)軍工相關(guān)的專業(yè),但我的父親是從上海來到大西北支援邊遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)的,希望我能回上海讀書,于是我便來了上海交通大學(xué),稀里糊涂地選擇了機(jī)械制造專業(yè)。本來以為自己成績不錯,來了之后發(fā)現(xiàn)很多人的高考分?jǐn)?shù)比我高很多,所以讀書壓力也很大。在我大三時,我有了一個機(jī)會,參加了學(xué)校公費留學(xué)的選拔考試,又稀里糊涂被選上了去美國讀書。
但出去之后卻發(fā)現(xiàn)國外沒有“機(jī)械制造”這個專業(yè),最后只能選擇最接近的“機(jī)械工程”,但兩者其實相差很多。除了主修專業(yè)之外,學(xué)校還允許我們選擇一門輔修課程。因為那時已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床,我覺得以后的機(jī)械設(shè)備肯定和自動化有關(guān),光懂機(jī)械不懂電不行,所以就跟著電機(jī)系輔修了計算機(jī)相關(guān)專業(yè)。我也是從那時起才正式接觸到計算機(jī)領(lǐng)域,當(dāng)時我們從最底層的芯片開始,學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編程,做發(fā)報機(jī)、密碼鎖,這對我來說,學(xué)習(xí)的過程并不容易。等到我讀博士,跟隨的導(dǎo)師不僅是機(jī)械系的教授,還是統(tǒng)計系的教授,于是我又被迫學(xué)了很多統(tǒng)計相關(guān)的課程。
所以,回過頭來看,我是在機(jī)緣巧合的情況下完成了一定程度的跨界學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的過程也很辛苦,有些課程我也是勉強過關(guān),但在不同科目學(xué)習(xí)過程中獲得的思維方式、理論工具、做事體系使得我在此后的科研生涯中如魚得水。譬如之前在機(jī)械制造專業(yè)學(xué)習(xí)時,我對世界的一個認(rèn)知就是“一切事情都是確定的,沒有隨機(jī)性,1+1肯定等于2”,但在我經(jīng)歷了統(tǒng)計學(xué)的訓(xùn)練之后,我開始學(xué)會在“不確定性中尋找確定性”。有了這樣的意識后,即便再回到機(jī)械制造領(lǐng)域,就會發(fā)現(xiàn)事實上機(jī)械制造在很多方面的問題也是包含不確定性的。
正是因為這種跨學(xué)科學(xué)習(xí)的經(jīng)歷,1987年我在美國密西根大學(xué)留校任教、做科研時,我給學(xué)生上的課都不是機(jī)械課,而是自動控制、計算機(jī)、統(tǒng)計、建模等。因為我可以從不同領(lǐng)域思考問題,提出的解決方案很新穎,也更容易獲得對方的認(rèn)可,我的科研項目總是比較容易就能獲得經(jīng)費。
也是從那時候起,我意識到了一個科技人員跨學(xué)科學(xué)習(xí)的必要性。就像智能制造涉及到數(shù)字化、計算機(jī)、智能傳感等知識,如果當(dāng)初我只學(xué)了機(jī)械專業(yè),可能老早就跟不上了。后來我的科研涉足了好多行業(yè)合作,譬如汽車、半導(dǎo)體芯片制造、航空,以及現(xiàn)在的鋰電行業(yè),跨學(xué)科的知識讓我能夠快速學(xué)習(xí),適應(yīng)需求。當(dāng)下科學(xué)技術(shù)正在快速發(fā)展,如果一個人只接受過一個專業(yè)的訓(xùn)練,要想在這個專業(yè)中再做出一些突破性、有影響的新工作其實很難,未來的機(jī)會更多是藏在跨學(xué)科的交融中。
(二)
中國不缺人才,中國的研發(fā)投入僅次于美國,但現(xiàn)實是中國取得的原創(chuàng)性的、顛覆性的成果不多。我覺得從創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新機(jī)制和創(chuàng)新基礎(chǔ)層面都有諸多原因。就創(chuàng)新基礎(chǔ)層面就是教育工作者的責(zé)任,我們要培養(yǎng)更多跨學(xué)科人才。
1998年我回國發(fā)現(xiàn),上海交大機(jī)械系學(xué)的內(nèi)容和我20年前學(xué)的是一回事,我覺得落后了,思考怎么系統(tǒng)改革?;谠诿绹芪鞲髮W(xué)的教學(xué)經(jīng)驗,次年我和交大的老師們合作在上海交大開辦了國際化教學(xué)試點班,推進(jìn)教學(xué)改革,連續(xù)做了5年,非常辛苦,要找海外的老師來試點班上課,也想把上海交大的老師送到密西根大學(xué)培養(yǎng),再把密西根大學(xué)的課搬回來。經(jīng)過大家共同的努力,國際化教學(xué)試點班的成績得到了上級領(lǐng)導(dǎo)的重視,2006年4月,教育部批準(zhǔn)設(shè)立上海交通大學(xué)密西根聯(lián)合學(xué)院,我擔(dān)任了學(xué)院的首任院長,想把試點班的教學(xué)經(jīng)驗在密西根學(xué)院系統(tǒng)建立起來。我們招聘了不同專業(yè)背景的老師,在一起完成課程設(shè)置。我們沒有“系”的概念,因為如果學(xué)材料的人只講材料,搞機(jī)械的只管機(jī)械,就難以培養(yǎng)交叉人才。
在人才培養(yǎng)上,中國傳統(tǒng)的教育方式更注重知識的傳授,但忽視了學(xué)生能力的挖掘和培養(yǎng),尤其是思維方式的培養(yǎng)。老師高度提煉地劃知識點,題目也有標(biāo)準(zhǔn)答案,學(xué)生考完了一對答案就放心了。久而久之,中國學(xué)生缺乏自信和創(chuàng)新能力,單一知識記得滾瓜爛熟,但系統(tǒng)性解決問題的能力欠缺。對于沒有確定答案的開放式問題,中國學(xué)生常常束手無策。為此,我們特別開設(shè)了一門“工程導(dǎo)論課程”,我稱之為“中國學(xué)生走進(jìn)大學(xué)的第一門啟蒙課”。在這門課上,老師只簡單講述工程問題的解決思路,由學(xué)生組隊討論,先發(fā)現(xiàn)問題,再從系統(tǒng)層面制定解決方案,培養(yǎng)了學(xué)生的洞見能力、邏輯能力、協(xié)作能力、領(lǐng)導(dǎo)能力。這門課連續(xù)上了多年,效果非常好,后來被推廣到全校。
雖然密西根學(xué)院在本科人才培養(yǎng)方面非常成功,美國排名前20的學(xué)校也都知道上海交大有一個密西根學(xué)院,但我反思,密西根學(xué)院也有不成功的地方,包括我們只關(guān)注了本科生的人才培養(yǎng),在科研上投入不夠。科研做不好,培養(yǎng)高水平的博士生、碩士生就有難度。
(三)
密西根學(xué)院的遺憾我希望在溥淵未來技術(shù)學(xué)院能夠彌補。為了做好溥淵未來技術(shù)學(xué)院,我辭去了美國密西根大學(xué)的終身教授職位。
2021年5月,教育部辦公廳公布首批12所未來技術(shù)學(xué)院,上海交通大學(xué)溥淵未來技術(shù)學(xué)院就是其中之一。溥淵未來技術(shù)學(xué)院聚焦未來能源和未來健康技術(shù),打造學(xué)科交叉融合和高度國際化的學(xué)院。密西根學(xué)院的定位是以培養(yǎng)國際化人才為主,溥淵未來技術(shù)學(xué)院培養(yǎng)的是戰(zhàn)略型國際化科技領(lǐng)軍人才。
按照現(xiàn)在的科技發(fā)展速度,大家看不清楚未來10年、15年的科技到底是什么,所以課程設(shè)置非常具有挑戰(zhàn)性。溥淵未來技術(shù)學(xué)院沒有傳統(tǒng)的專業(yè)壁壘,而是跨領(lǐng)域的交叉學(xué)科培養(yǎng)。我們完全創(chuàng)新地設(shè)計知識結(jié)構(gòu)和課程體系,劃分基礎(chǔ)科學(xué)、人文素養(yǎng)、專業(yè)交叉學(xué)科、實踐創(chuàng)新四個知識板塊?;A(chǔ)科學(xué)包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等,不管學(xué)生未來要做什么,這些基礎(chǔ)必須要扎實。人文素養(yǎng)對學(xué)生未來的熏陶至關(guān)重要。交叉學(xué)科是學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好或未來就業(yè)期望進(jìn)行選擇,我們?yōu)閷W(xué)生設(shè)置了非常寬泛的知識結(jié)構(gòu)。比如能源學(xué)習(xí),就可以選擇偏科學(xué)類、偏工程類、偏系統(tǒng)類或偏政策決策類的方向,從而實現(xiàn)個性化培養(yǎng)。學(xué)生從大一進(jìn)來,我們就把他們當(dāng)作博士生培養(yǎng),早早根據(jù)個人的職業(yè)發(fā)展志向和興趣愛好啟蒙,介入到學(xué)科前沿。
現(xiàn)在的大學(xué)生普遍內(nèi)卷,追求績點,這樣的評價體系太單一了,不符合未來領(lǐng)軍人才的評價體系。我們對未來領(lǐng)軍人才做了人才畫像,情懷、對事業(yè)的投入、品德、領(lǐng)導(dǎo)力、表達(dá)力……這些方面都需要培養(yǎng)。只有啟發(fā)學(xué)生,讓學(xué)生有鍛煉機(jī)會,他們未來才有可能脫穎而出。我們會早早安排學(xué)生在企業(yè)實習(xí)、實踐,讓他們?nèi)ネ饷嬲覇栴}帶回學(xué)校,在導(dǎo)師的輔導(dǎo)下完成獨立課題小組研究。我們非常注重和企業(yè)的合作,學(xué)院的“未來能源”里有好幾個研究領(lǐng)域和寧德時代相關(guān),寧德時代的高級研發(fā)人員會雙聘到我們學(xué)院,那時候我們的學(xué)生就會有雙導(dǎo)師,一個是學(xué)術(shù)導(dǎo)師,一個是企業(yè)導(dǎo)師,學(xué)生也可以到寧德時代的研發(fā)基地和生產(chǎn)基地實踐。同樣,學(xué)院“未來健康”的好幾個研究領(lǐng)域和交大醫(yī)學(xué)院及其附屬醫(yī)院有緊密的合作,瑞金醫(yī)院等一流醫(yī)院的科研和臨床醫(yī)生們也會作為學(xué)生的專業(yè)導(dǎo)師介入到學(xué)生培養(yǎng)中。我們希望在溥淵未來技術(shù)學(xué)院扭轉(zhuǎn)內(nèi)卷的情況,瞄準(zhǔn)未來領(lǐng)軍人才,在綜合評價體系上做出創(chuàng)新和突破。
(作者倪軍,系上海交通大學(xué)密西根學(xué)院首任院長、上海交通大學(xué)溥淵未來技術(shù)學(xué)院院長。倪軍1982年畢業(yè)于上海交通大學(xué)機(jī)械系。1987年獲美國威斯康辛大學(xué)博士學(xué)位,后進(jìn)入美國密西根大學(xué)攻讀博士后并在密西根大學(xué)留校任教。30歲獲得SME杰出青年制造工程師獎,33歲獲得美國總統(tǒng)獎,36歲成為了密西根大學(xué)的終身正教授。2006年促成上海交通大學(xué)和密西根大學(xué)兩校國際化戰(zhàn)略合作成立上海交通大學(xué)密西根學(xué)院,長期擔(dān)任上海交通大學(xué)校長特聘顧問。)






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