碳中和背景下跨学科导师团队及工科研究生培养新模式探索

凌意瀚，康建宏

（1.中国矿业大学材料与物理学院；2.中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州 221116）

为应对温室效应导致的全球变暖和海平面上升等严重环境问题，我国于2020年提出了“二氧化碳排放力争于2030年达到峰值，争取在2060年前实现碳中和”的战略目标[1]。教育部为响应国家政策，发布了《高等学校碳中和科技创新行动计划》，强调了跨学科融合在相关学科领域的迫切性和必要性。因此，高校需要对人才培养模式进行改革，以满足国家的需求[2]。碳达峰和碳中和战略是一项综合性的工程，需要多学科协同合作，尤其需要跨学科的科研团队进行多学科交叉研究。高校可以充分利用校内资源，结合不同专业组建跨学科的创新团队。高校组建跨学科科研团队能培养出高素质的创新型应用人才，为我国早日实现碳达峰和碳中和目标提供支持[3]。高校在培养创新型人才方面发挥着重要的作用，应积极响应国家号召，完善人才培养理念和人才培养方式，为培养碳中和领域的创新型人才提供支持。

一、工科研究生培养体系现状调查与分析

（一）“单一导师制”模式存在的局限性

目前，高校在研究生培养中普遍采用“单一导师制”模式，即一名导师负责指导多名研究生。这一模式允许导师直接安排学生参加到项目研究中，提高了项目的执行效率。然而，这种培养模式也存在明显的局限性：1.我国的研究生招生规模增长了20%～30%，导致导师与研究生的比例严重失衡。此外，导师需承担繁重的教学任务和科研任务，使得导师的精力有限，难以同时指导多名学生，从而降低了研究生培养质量。2.在单一导师制模式下，研究生只接受导师在特定学科领域的知识。虽然每位导师在各自的研究领域都拥有丰富的经验和较高的学科素养，但导师固定化的研究思维方式可能并不利于对研究生的指导，出现学科的封闭和垄断，难以满足当今社会对跨学科复合型人才的需求[4]。

随着科学技术的飞速发展，国家越来越需要复合型创新人才，这要求各工科专业之间的联系与合作越来越密切。现行的单一导师制培养模式已不能满足培养复合型创新人才的需求[5]。虽然国内高校在学科交叉融合方面取得了一些进展，但临时性导师组成员松散结合、分工不明确及相关配套措施不到位等问题依然存在，使得导师组制常常流于形式，难以取得实质性效果。因此，高校将科研团队与研究生培养模式有效结合起来，实施新的“科研团队导师制”，将进一步提高工科研究生培养的质量和效率，对于促进工科研究生的全面发展具有重要意义。

（二）高校科研团队建设存在的问题

目前，我国高校的工科科研团队主要可以分为基础研究型团队和应用研究型团队。不同类型的科研团队在团队建设方面存在各自的特点，但也面临着一些共同的问题。这些问题主要体现在以下三个方面：1.人员构成不合理。科研团队中执行人员较多，学术带头人相对较少，研究生的比重偏高，而专家型人才的比重相对较低，全面复合型人才的比例也偏低。模糊的团队角色定位使得整体科研团队配置趋向单一化，难以营造出具有创造性的科研环境，这将对整个科研团队的创新性发展产生不利影响。2.临时性导师组制下的科研团队研究方向分散。部分科研团队缺乏前瞻性的发展规划，研究目标不明确，研究方向相对分散，团队成员往往各自为政，进行封闭的科学研究。成员在自己的研究方向上浅尝辄止，不能持续开展研究，难以取得重要的成果。3.缺乏和谐进取的团队文化。许多团队只看重短期利益，忽视了团队文化的建设，内部关系复杂，不利于提升团队成员进行科研的积极性，也不利于形成团队凝聚力，导致科研力量分散，研究实力下降。高校缺乏和谐进取的团队文化不仅不利于科研的创新，而且不利于培养科技人才[6]。

在新工科背景下，工科研究生教育应以多学科交叉为出发点，更加注重学生创新创业能力的培养，积极实践和探索创新型复合人才培养新模式，以培养能满足新时代国家发展需求的创新型科技人才。

碳达峰和碳中和战略是一项系统工程，需要多学科协同攻关。在国内众多高校中，仅有极少数高校在现有的研究生培养模式中加入了与碳中和教育相关的培养内容。即便高校已经添加了与碳中和相关的内容，也仅是在原来的基础上进行叠加，严重忽视了现有专业体系的跨学科交叉与协作。研究生培养计划的内容和课程设置模式仍存在较大的改善空间。从现有的培养模式来看，并非所有的导师团队都能及时关注前沿动态，难以满足碳中和相关专业领域学科建设体系革新的需要。在现有的资源、信息、平台等方面，碳中和专业之间的协作并不充分。这在一定程度上影响了学科领域与国内外研究前沿、国家大政方针的协同发展，也限制了研究生在碳中和创新能力方面的培养。

二、跨学科科研团队导师制的研究生培养新模式的实践

我们基于科研团队导师制在中国矿业大学材物学院、化工学院、电力学院煤基燃料电池与高效制氢团队（基础研究型）和安全学院煤基能源安全开发和利用工程团队（应用技术研究开发型）的实践，围绕煤矿瓦斯的高效清洁利用开展了长期深入的科研合作。合作内容从煤矿低浓度瓦斯的研究利用到通过固体氧化物电池（SOFC）发电，再到热电联供的应用与经济效益分析，对减少甲烷温室气体排放具有重要意义。我们以上述跨学科科研团队为基础，探索了跨学科科研团队导师小组建设和研究生创新能力培养机制，构建了较完善的跨学科研究生创新能力培养新模式。

（一）推行跨学院科研团队导师制的集体指导制度

从导师方面来看，高校更应该重视在现有知识体系中融入碳中和理念，并高度重视研究生培养的社会实践环节，努力建立不同研究方向、不同知识结构的双导师制度，也应积极与相关政府部门、大型央企（环境类）进行沟通，并邀请校外导师来校开展教学活动。在上述研究的基础上，高校应在“导师组制”的模式上更进一步地将科研团队纳入研究生培养资源体系中，实施科研团队导师制。高校要将加强研究生创新能力培养与科研团队发展有机结合，确定研究生培养模式、第一导师（主导师）和其他导师的分工方式，弥补现有研究生教育培养模式的不足。科研团队中不同老师的学科背景、知识结构体系均不同。高校要弥补单一导师制度带来的研究生专业培养领域过窄、思维方式受到局限的不足，打破原有专业学科间的壁垒，提升研究生创新探索的主动性和创新能力，培养服务我国碳中和战略的复合型创新人才。此外，科研团队是一个紧密结合的利益共同体，主导师和其他导师分工合作不仅能提升研究生培养能力，有效监控培养方案的落实，而且能提供良好的科研实践环境，营造积极向上的团队氛围，从而促进研究生创新能力的提升。

（二）开展跨学院研究生学术活动

高校要实施团队例会制度，每两周举办一次例会，由主导师来组织，不同学科的导师积极参与。在例会上，参会人员要汇报固体氧化物电池（SOC）、SOC数值模拟等工作。每年年终，高校都要对研究生进行考查，也就是让研究生汇报一年来的科研工作情况，由科研团队导师对每个研究生进行评估与指导。此外，高校应丰富例会的举办形式，除了开展常规性的例会汇报外，还可以开展氛围较为自由、轻松的学术沙龙，增强团队成员之间的凝聚力。每位导师的学科背景、知识结构各不相同，学生可以通过团队导师的指导学习交叉学科的理论知识，加强学科之间的交流和思维碰撞。

（三）实验室资源共享与管理的模式和制度建设

实验室资源共享可以打破不同学科、不同学院在实验室管理方面的壁垒，实现多学科的交叉融合。高校可以通过实验室资源共享的方式，对目前各个实验室现有的教学资源和仪器设备进行整合。高校有矿物合成、电化学测试、变压吸附、脱氧提浓等实验室，有电化学工作站、气相色谱仪等大型仪器设备。高校通过实验资源共享、实验设备共享，大大提高了实验室使用效率，提升了学生的实验积极性，拓宽了学生的学术视野，对其创新能力的培养具有重要意义。高校在做到实验室资源共享的同时，也要建立完善的实验室共享管理规章制度。高校可以优化管理体制，加强宣传引导，不断提高师生使用共享资源的自觉性、主动性。高校要建立保障制度，加大管理执行力度，使实验室资源共享有法可依、有章可循。高校可以通过这些制度理顺工作关系，明确工作职责，规范工作流程，提高工作效率，更好地发挥实验室的作用[7-8]。

（四）搭建提升研究生碳中和创新能力的培养平台

高校积极响应国家政策，搭建国家级、省部级的碳中和创新平台，与相关部门共建碳中和产学研创新中心，积极将碳中和理念与创新能力培养融入研究生培养过程中。在碳中和背景下，高校要全面加大碳中和创新人才的培养力度，培养创新型人才。同时，政府应根据国家对于人才的需求，完善相应的政策，从而形成良性的激励方式，满足社会和企业对人才的需求。当地政府联合高校成立培养创新人才的专家团队。专家定期对当地高校碳中和相关的专业培养、学科建设进行指导，为高校制定高效的人才培养方案提供支持与保障[9]。此外，研究生导师应积极鼓励学生参与到碳中和领域的创新创业活动中，研究生可以自发地组成碳中和创新创业小团体。在项目研究过程中，学生要在项目的选题、设计、答辩等过程中积极主动地与学校导师进行沟通，以保障项目的研究进度。教师为研究生创新创业能力的培养提供专业的政策服务与指导，有利于提高研究生的综合素质和创新能力[10]。

我校通过对科研导师团队进行合理的责任分工，充分整合了不同学院、不同学科的科研资源，提升了能源和安全类研究生的培养质量和创新能力。跨学院科研团队合作培养、共同指导的研究生在《J.Power Sources》《Appl Catal B》等国际顶级期刊发表多篇高水平SCI科研论文。依托导师团队负责制的集体培养指导模式在让研究生接受专业化学术指导的同时，还能使研究生在综合素质方面得到更加全面的发展，能够显著提高研究生的综合能力。

三、结束语

在碳中和的背景下，本文以中国矿业大学能源与安全类研究生的培养为例，构建跨学科科研团队导师制的研究生创新能力培养新模式，包括推行跨学院科研团队导师制的集体指导制度、跨学院研究生学术活动制度建设、实验室资源共享与管理的模式和制度建设等内容。我校通过科学合理的导师团队组织构架以及全方位的导师团队管理制度，提高了研究生的创新能力，实现了人才培养目标。