地质工程专业本-研混合研究团队建设探索

王建秀，张智杰，薛 睿，赵 宇，许致君，高 岑，吴林波，刘笑天，周 洁，叶真华

同济大学 土木工程学院，上海 200092

目前，在地质工程学科建设和科学研究中，存在学生理论学习多与科研训练不足、研究团队工作任务重与研究人员不足的矛盾。在课程教学中，学生以课堂理论学习为主，对于课程涉及的科学研究与工程认识都依赖于集中实习，训练效果有限，有限的传统教学资源难以满足学生日益增长的探索学习需求。参加社会实践的同学仍以家教或者单位日常工作为主，难以接触到高层次的科研工作。同时，作为科研团队，往往面临着现有人员难以满足高质量科研工作的问题。以同济大学地质工程专业为例，每位研究生导师每年基本的硕士招生名额为2～3人，博士生规模是1～2人。硕士和博士生也都面临着学习时间和工作时间的矛盾，直接考研的本科生在硕士入学前更是缺乏基本科研训练和工程实践，难以快速融入团队，无法满足研究团队对高素质研究助手的需求，研究团队缺人的问题亟待破解。

本文以同济大学工程地下水与环境控制团队为例，对本—研混合研究团队建设思路和方法进行了探索，为解决以上问题提供新的思路。

一、本—研混合团队构建

1．多层次混合建设

研究团队基本单元一般由教授、专职科研人员、博士后、博士生、硕士生组成，依托不同的研究方向和课题实现人员的分工合作。在本—研混合团队建设中，除了以上科研团队的基本架构外，融入工程硕士、导师制本科生（进课题组）、SITP本科生（进课题组）、毕业设计本科生（进课题组）成员。在基本研究团队中，教授或专职科研人员负责分解任务，制订研究课题，明确需要解决的科学问题，确定课题研究的目标和预期成果形式。博士生负责技术方向指导和答疑，指导课题技术路线的制订和研究方案的确定，指导工程软件的使用等。硕士作为实施小组长，负责对外联络和科研课题任务的落实。工程硕士作为团队在工程实践单位的依托，为课题研究提供现场信息和需求的咨询。本科生是配合硕士生实施研究方案的最终端元，负责具体试验和计算的落实。

2．多专业混合建设

实际科学研究中，需要多学科交叉解决专业问题。比如地下工程地下水控制问题，有时需要岩土工程、地下建筑和交通工程专业共同制订研究方案。又如污染场地整治问题需要地下水科学与工程、市政工程、环境工程等多专业协同方可解决科学问题。在导师制课题研究中，同济大学打破专业樊篱，学生可跨专业选择导师。通过导师发布课题，本科生选题，可快速组建具有多学科背景和资源的研究和探索小组，实现末端研究工作的快速实施。遇到专业问题，不同专业本科生可通过咨询本专业教师快速、有效获取技术支持和解决方案的建议，在广义上也使不同专业任课教师成为混合建设中的远端端元。

3．多时间混合建设

在混合团队运行中，教授需要权衡教学和科研，留出有效指导团队工作时间，专职科研人员（包括博士后）按工作计划列出有效团队协作时间，博士生要结合自己学位论文的方向和规划安排协作工作时间，硕士生在1～2年级要学习专业课，要在课外规划安排有效工作时间，本科生要在课程学习时间之外安排团队工作时间。在混合团队工作中，需要实现以上时间的有效交叉，串行或并行工作。团队学习和培训以及组会需要集中，其余时间要以研究最终端元硕士生和本科生时间为主要控制指标，最终实践本科生-研究时间的一体化，碎片时间的高效、集中化。

二、同济大学工程地下水与环境控制混合团队建设探索

1．混合团队建设

同济大学工程地下水与环境控制团队对混合团队建设进行了多年探索，最早依托于地质工程专业开展的本科生导师制展开。当时有2位学生选择本研究团队，主要实现的是进课题，配合硕士生培养MICP菌液。在此过程中，通过组会了解课题组研究方向，通过作科研助手了解科研工作流程，通过菌液培养培训了科研操作。接下来，土木工程学院在全院实施本科生导师制，在此环节，课题组发布了交叉课题方向，吸引优秀本科生来组工作。第一期录用的是地质工程专业本科生。第二期录用了3名绩点4.6，最高5.0的土木工程专业本科生入组。同时，结合SITP课题的申请，还吸收1名土木工程专业和1名环境工程专业本科生入组。加上每年1～3人入组做本科毕业设计的学生，配合教授、专职科研人员、博士生和硕士生组成混合团队。

2．混合团队培训

混合研究团队初级阶段采用教授单独指导本科生的形式，分别在爆破损伤模拟、泥水盾构隧道浆液循环与控制系统、基坑立体帷幕测漏与MICP快速堵漏、智能地下墙等方面指导本科生快速掌握基本概念，利用小的问题、作业和科研分解指导他们开展系统学习。在初级阶段完成之后，利用博士—硕士—本科生级次指导他们开展具体工作。先后通过外聘和本课题组培训的方式（图1），集中时间指导学生认识DTS光纤测温系统，系统学习Abaqus和Flac3d计算软件。让混合团队的成员快速实现研究工具的学习，为独立开展工作奠定工作基础。

图1 本科生—研究生混合研究团队学习培训

3．混合课题科研

混合研究团队开展科研工作，在超深基坑帷幕渗漏试验设计方面取得极大进展。团队前期设计了试验方案概念并申请了发明专利，但因研究团队成员不足，现场工作进展缓慢，有错过现场试验窗口期的风险。在混合研究团队实施过程中，本科生结合自己专业和解决问题能力强的优势，通过和混合研究团队讨论，在教授指导下，快速实现了加热系统、导热系统、测温系统、连接系统的设计方案并实现了现场装备，极大地推进了研究团队在此关键试验中的研究进度。联合毕业设计本科生，在混合研究团队指导下，熟悉了核心技术的基本思想后，配合硕士生，快速完善了主被动测漏装置的现场安装、连接与测试（图2）。完成了光纤选型、采购，在教授指导下完成了现场试验方案，现场实现了测漏的核心技术，极大地推进了课题组此关键技术的研究进度。本科生配合智能地墙概念设计，在现场测漏装置的安装、连接和测试方面做了大量工作，提升了分析问题和解决问题的能力。在MICP堵漏试验和测试方案制定与实施中，本科生在硕士生的指导下，独立设计研究方案。在SITP研究中，本科生在博士生指导下，设计了固化污染土的相关试验，取得了较好的效果。

图2 现场试验装备组装

三、结束语

研究结果表明，混合研究团队建设可有效解决本科生理论学习与科研训练不足、研究团队工作任务重与研究人员不足的矛盾。作为混合研究团队最终端元的本科生在研究工作中表现出了极强的执行力，发挥出了极大的创造性，弥补了课题组人力的不足。在此过程中，他们受到了系统的科研训练，获得了工程实践经验，激发学习的兴趣，增强了能力的自信，明确了未来方向。相关经验可为类似团队建设提供参考。