交叉学科研究生拔尖创新人才培养模式与实践

交叉学科研究生拔尖创新人才培养模式与实践
作者：陈新军田思泉雷林高峰
来源：《高教学刊》2020年第20期
摘要：随着科学技术的发展以及行业需求的不断增加，交叉学科已成为培养拔尖创新研究生的有效途径之一。

文章以远洋渔业遥感与GIS技术为例，开展了交叉学科研究生拔尖创新人才培养模式与实践，并取得很好的成效。

主要开展了交叉学科人才培养方案制定、管理模式创新、交叉学科课程与教材建设、导师队伍建设、交叉学科创新能力培养等工作，成功培养了一批优秀的研究生。

研究成果可为行业性高校的研究生拔尖创新人才培养提供借鉴。

关键词：交叉学科;研究生培养;远洋渔业;遥感与GIS技术
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
随着我国研究生教育招生规模地不断扩大，生源日趋多样化，跨学科（专业）的学生愈来愈多，常常受到原有单一学科知识困扰，毕业生也受专业知识面狭窄、研究技能的限制，增加了他们的就业压力。

同时，随着现代科学技术的不断发展，各个学科（专业）面对复杂的科学问题，其学科分支越分越细，同时不同学科之间又越来越交叉、相互渗透，并已成为学科发展的趋势。

为此，在培养研究生的过程中，需要通过多学科交叉渗透、优势互补、制定针对性的解决方案，开展跨学科（专业）的教学与科研工作这一联合培养途径，克服传统单一的培养模式弊端，从而提高研究生的综合素质和能力，满足社会对人才的需求。

根据这一要求和趋势，上海海洋大学于2012年承担了上海市研究生教育创新计划项目（交叉学科研究生拔尖创新人才培养平台），以远洋渔业遥感与GIS技术为例，开展了交叉学科创新型研究生人才培养的研究与试点。

一、交叉学科的概念及其类型
科技创新通常包括3种类型，即原始创新、集成创新和消化吸收再创新。

科技创新通常来自学科交叉、学科渗透和协同攻关，因此，世界各国绝大多数原始创新成果均来自不同具有多个不同学科背景的科研团队，因此，学科交叉是当前科技领域一种高效的科研方式，是创造知识的新途径，在培养拔尖创新研究生的人才中发挥着不可替代的作用。

学科交叉不是指交叉学科（边缘学科），而是指学科门类之间、一级学科之间、二或三级学科间的交叉渗透，或任何学科领域之间（包括边缘学科）只要符合需求、有利于科研活动和研究生培养均可以實行交叉、渗透、整合，即通常所指的跨学科[1-2]。

目前，国内外学科交叉进行研究生培养通常包括三种类型[1-2]：1. 同单位跨学科（专业）联合培养，即同校或同科研院所不同学科专业研究领域进行交叉与合作，这是目前国内外最常用、也是最便利的学科交叉联合培养研究生的方法。

因为同单位同行之间相互比较了解，比较容易沟通和协调，资源比较容易整合和共享，但与跨单位跨学科（专业）联合培养相比，在学术思想、思维方式等方面尚有一定局限性;2. 跨单位跨学科（专业）联合培养，包括跨校、跨科研院所、高校与科研单位等不同学科专业研究领域的合作，尽管在协调沟通等方面存在不便，但如果建立长期的互信、协调、合作的有效机制，实现优势互补，可为培养高素质的研究生创造条件;3. 国际间跨学科（专业）联合培养。

这是当前国内高效重点发展和着力在推行的模式之一。

这一模式在具体操作上难度较大，一方面需要充足的资金来保证，另一方面需要建立导师库，才能建立完善的联合培养体系。

二、远洋渔业遥感与GIS技术交叉学科研究生培养模式研究
（一）远洋渔业行业特点
世界海洋渔业发展的主流方向是，充分利用人类所创造的大量的现代科技成果，以现代工业理念来改造和提升传统海洋渔业，使海洋捕捞业向工程化、数字化方向发展，尤其是现代远洋渔业的发展，需要应用高新技术（遥感空间技术、信息技术、新材料技术），为产业发展赋予新的活力和全新的内涵[3]。

因此，远洋渔业是一个学科高度交叉，技术高度集成的系统产业，是一个极其复杂的综合系统，涉及资源、渔场、捕捞、加工与冷藏、贸易、航海、轮机、海洋遥感、地理信息系统、物联网等学科与技术。

在俄罗斯被认为是一个复杂度相当于航天的行业。

以金枪鱼渔业为例，涉及资源调查、资源评估、配额的确定与争取、渔获捕捞、船上加工预处理、按配额进入国际交易市场等环节，协同创新极为重要。

（二）远洋渔业遥感与GIS技术的内涵
水产学科是一门应用很强的学科。

随着目前影响渔业资源的外部因子越来越凸显，其影响程度甚至超过了渔业资源本身的适应能力和承受能力，传统的研究手段和方法已不再能有效解
决其渔业资源所面临的问题，因此多学科的综合、不同学科的渗透等已成为发展的趋势。

在这种背景下，原有的水产学科培养模式需要随时代和社会经济发展来不断改进，特别是需要通过学科交叉和技术创新，利用空间和信息等高新技术手段来研究渔业资源变动、渔场分布及其与海洋环境的关系，不仅开创了新的学科领域，同时也为我国远洋渔业综合生产能力的提高提供了技术保障。

为此，远洋渔业遥感与GIS技术研究领域重点围绕对渔业资源数量变动机制的认知，渔场形成机制以及数据挖掘等关键技术问题，开展卫星渔业海洋学、海洋渔业GIS技术和基于3S的渔情速报技术等多学科交叉的應用基础研究，为远洋渔业发展提供科技和人才保障。

1. 卫星渔业海洋学：开展可见光、红外和微波等不同波谱探测渔业生态环境参数的机理研究;卫星资料的渔业生态参数的反演算法研究;基于卫星资料的渔业生态环境和渔业资源变迁机制研究。

2. 遥感GIS信息学：卫星遥感资料的接收和处理技术;多星、多遥感器和多时相的卫星资料融合机理以及适于海洋渔业遥感产品制作技术;基于遥感的海洋渔业GIS技术;不同时空尺度下渔业信息挖掘。

3. 3S渔情速报技术：基于3S渔情速报的参数选择和速报机理;渔情速报服务体系和渔情速报的平台构建技术;渔业资源开发辅助决策技术;地统计学在渔业资源中的应用。

（三）交叉学科人才培养模式的创新
人才培养模式的创新主要包括以下内容：
1. 人才培养方案创新
在水产学科一级学科下面设立远洋渔业遥感与GIS研究方向，以上海海洋大学国家远洋渔业工程技术研究中心和大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室为平台，开展水产学科渔业资源与渔场学领域与计算机科学技术等学科的交叉，开展渔情预报、栖息地指数、基于遥感的资源评估等远洋渔业遥感与GIS相关领域的研究，为远洋渔业发展培养高层次的交叉学科人才。

2. 交叉学科人才培养的管理模式创新
研究生培养实行双导师制的导师小组，一般模式为2位导师共同指导1名研究生，以水产学科为第一导师，计算机科学与技术为第二导师，同时吸引其它教师加入作为指导小组成员。

导师组负责指导研究生制订和调整个人培养计划，指导业务学习、科学研究和学位论文等。

研究生的培养采取科学研究与课程学习相结合的方式。

在研究生培养上充分利用和发挥各方面优
势，采取与相关科研单位或高校联合培养以及国际间合作交流的方式，实现优势互补、资源共享。

3. 交叉学科课程与教材建设
组织渔业资源、计算机科学与技术、GIS等学科领域的有关教师，建设开展一批交叉学科的课程和教材，拟建设的课程主要有：渔情预报技术;R语言在渔业中的应用;海洋遥感在渔业中的应用前言讲座;地理信息系统在渔业中的应用;渔业评估前沿讲座;渔业信息数据处理与分析;海洋遥感等。

并计划出版渔业遥感、渔业地理信息系统、渔情预报技术等交叉学科的核心专业教材。

4. 导师队伍建设
每年选拔1-2名研究生导师赴国外高水平研究机构和高校进行进修和学习，拟重点派遣的单位有：美国国家海洋与大气局、美国缅因大学、美国麻省大学，以及日本渔情预报服务中心等。

在水产学科的渔业资源与渔场学研究领域中选拔一批专业导师，同时在计算机科学与技术的信息与决策处理、GIS等领域选拔一批导师进行对接，定期进行导师间的相互交流、合作和探讨。

5. 研究生交叉学科创新能力培养
利用上海市重点学科等专项经费，每年设立研究生交叉学科创新科研项目，每一个项目为2-3万元。

聘请国外知名专家和教授前来做讲座，讲述学科交叉的方法与作用，讲授国际发展趋势与前沿;设立研究生导师指导小组，吸纳不同学科的导师组成，共同指导研究生。

三、实践成效与体会
（一）实践成效
1. 制定了交叉学科的研究生人才培养方案。

结合渔业资源学科的发展趋势，结合计算机科学与技术、GIS技术等的技术与方法，组织跨学科（专业）有关教师认真制定远洋渔业遥感与GIS技术方向的人才培养方案，并邀请国内外知名专家进行方案论证。

人才培养方向为水产学科下的自设方向，培养方案分硕士研究生和博士研究生2个层面。

渔业遥感与GIS技术将作为海洋渔业研究生专业的重要培养方向之一。

2. 完成了课程建设和专业核心教材的编写。

在上海市教委和学校的专项经费支持下，组织相关教师完成了渔情预报技术等8门专业课程建设，编制了课程大纲、课外辅助教材等。

同时，与海洋出版社签订协议，出版了R语言在渔业中的应用、渔情预报技术、渔业地理信息系
统、渔业遥感等4门核心专业的交叉学科教材，并被海洋科学出版社列为海洋渔业类专业规划教材。

3. 完成了交叉学科研究生培养的研究生导师库建设，包括渔业资源学科、计算机科学与技术学科、GIS学科等领域，共筛选导师20人，其中渔业资源学科12人，其他学科8人，共同围绕远洋渔业资源与渔场学发展过程中的关键问题进行研究，共同指导研究生。

4. 成功培养了一批优秀的研究生。

2013-2016年累计招生博士研究生7人、硕士研究生10人，已毕业博士研究生有5人、硕士研究生有6人。

在毕业研究生中，赴美出国进修的博士研究生2名，硕士毕业到加拿大攻读博士研究生的有2名。

期间，设立了2个交叉学科的研究生开放基金。

根据统计，2013-2016年间交叉学科培养的研究生，共发表论文55篇，其中SCI论文38篇，出版专著4本，申请发明专利12项，其成果产出为同级研究生的2倍以上。

（二）几点体会
（二）远洋渔业遥感与GIS技术的内涵
水产学科是一门应用很强的学科。

随着目前影响渔业资源的外部因子越来越凸显，其影响程度甚至超过了渔业资源本身的适应能力和承受能力，传统的研究手段和方法已不再能有效解决其渔业资源所面临的问题，因此多学科的综合、不同学科的渗透等已成为发展的趋势。

在这种背景下，原有的水产学科培养模式需要随时代和社会经济发展来不断改进，特别是需要通过学科交叉和技术创新，利用空间和信息等高新技术手段来研究渔业资源变动、渔场分布及其与海洋环境的关系，不仅开创了新的学科领域，同时也为我国远洋渔业综合生产能力的提高提供了技术保障。

为此，远洋渔业遥感与GIS技术研究领域重点围绕对渔业资源数量变动机制的认知，渔场形成机制以及数据挖掘等关键技术问题，开展卫星渔业海洋学、海洋渔业GIS技术和基于3S的渔情速报技术等多学科交叉的应用基础研究，为远洋渔业发展提供科技和人才保障。

1. 卫星渔业海洋学：开展可见光、红外和微波等不同波谱探测渔业生态环境参数的机理研究;卫星资料的渔业生态参数的反演算法研究;基于卫星资料的渔业生态环境和渔业资源变迁机制研究。

2. 遥感GIS信息学：卫星遥感资料的接收和处理技术;多星、多遥感器和多时相的卫星资料融合机理以及适于海洋渔业遥感产品制作技术;基于遥感的海洋渔业GIS技术;不同时空尺度下渔业信息挖掘。

3. 3S渔情速报技术：基于3S渔情速报的参数选择和速报机理;渔情速报服务体系和渔情速报的平台构建技术;渔业资源开发辅助决策技术;地统计学在渔业资源中的应用。

（三）交叉学科人才培养模式的创新
人才培养模式的创新主要包括以下内容：
1. 人才培养方案创新
在水产学科一级学科下面设立远洋渔业遥感与GIS研究方向，以上海海洋大学国家远洋渔业工程技术研究中心和大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室为平台，开展水产学科渔业资源与渔场学领域与计算机科学技术等学科的交叉，开展渔情预报、栖息地指数、基于遥感的资源评估等远洋渔业遥感与GIS相关领域的研究，为远洋渔业发展培养高层次的交叉学科人才。

2. 交叉学科人才培养的管理模式创新
研究生培养实行双导师制的导师小组，一般模式为2位导师共同指导1名研究生，以水产学科为第一导师，计算机科学与技术为第二导师，同时吸引其它教师加入作为指导小组成员。

导师组负责指导研究生制订和调整个人培养计划，指导业务学习、科学研究和学位论文等。

研究生的培养采取科学研究与课程学习相结合的方式。

在研究生培养上充分利用和发挥各方面优势，采取与相关科研单位或高校联合培养以及国际间合作交流的方式，实现优势互补、资源共享。

3. 交叉学科课程与教材建设
组织渔业资源、计算机科学与技术、GIS等学科领域的有关教师，建设开展一批交叉学科的课程和教材，拟建设的课程主要有：渔情预报技术;R语言在渔业中的应用;海洋遥感在渔业中的应用前言讲座;地理信息系统在渔业中的应用;渔业评估前沿讲座;渔业信息数据处理与分析;海洋遥感等。

并计划出版渔业遥感、渔业地理信息系统、渔情预报技术等交叉学科的核心专业教材。

4. 导师队伍建设
每年选拔1-2名研究生导师赴国外高水平研究机构和高校进行进修和学习，拟重点派遣的单位有：美国国家海洋与大气局、美国缅因大学、美国麻省大学，以及日本渔情预报服务中心等。

在水产学科的漁业资源与渔场学研究领域中选拔一批专业导师，同时在计算机科学与技术的信息与决策处理、GIS等领域选拔一批导师进行对接，定期进行导师间的相互交流、合作和探讨。

5. 研究生交叉学科创新能力培养
利用上海市重点学科等专项经费，每年设立研究生交叉学科创新科研项目，每一个项目为2-3万元。

聘请国外知名专家和教授前来做讲座，讲述学科交叉的方法与作用，讲授国际发展趋势与前沿;设立研究生导师指导小组，吸纳不同学科的导师组成，共同指导研究生。

三、实践成效与体会
（一）实践成效
1. 制定了交叉学科的研究生人才培养方案。

结合渔业资源学科的发展趋势，结合计算机科学与技术、GIS技术等的技术与方法，组织跨学科（专业）有关教师认真制定远洋渔业遥感与GIS技术方向的人才培养方案，并邀请国内外知名专家进行方案论证。

人才培养方向为水产学科下的自设方向，培养方案分硕士研究生和博士研究生2个层面。

渔业遥感与GIS技术将作为海洋渔业研究生专业的重要培养方向之一。

2. 完成了课程建设和专业核心教材的编写。

在上海市教委和学校的专项经费支持下，组织相关教师完成了渔情预报技术等8门专业课程建设，编制了课程大纲、课外辅助教材等。

同时，与海洋出版社签订协议，出版了R语言在渔业中的应用、渔情预报技术、渔业地理信息系统、渔业遥感等4门核心专业的交叉学科教材，并被海洋科学出版社列为海洋渔业类专业规划教材。

3. 完成了交叉学科研究生培养的研究生导师库建设，包括渔业资源学科、计算机科学与技术学科、GIS学科等领域，共筛选导师20人，其中渔业资源学科12人，其他学科8人，共同围绕远洋渔业资源与渔场学发展过程中的关键问题进行研究，共同指导研究生。

4. 成功培养了一批优秀的研究生。

2013-2016年累计招生博士研究生7人、硕士研究生10人，已毕业博士研究生有5人、硕士研究生有6人。

在毕业研究生中，赴美出国进修的博士研究生2名，硕士毕业到加拿大攻读博士研究生的有2名。

期间，设立了2个交叉学科的研究生开放基金。

根据统计，2013-2016年间交叉学科培养的研究生，共发表论文55篇，其中SCI论文38篇，出版专著4本，申请发明专利12项，其成果产出为同级研究生的2倍以上。

（二）几点体会。