跨学科与科研创新

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1、从材料学角度浅谈跨学科与科研创新钟韡（中国科技大学材料科学与工程系，SA09014028）摘要：跨学科研究从整体上来说，具有发展性、实用性和聚散性等。材料科学与工程学正是物理-化学-材料等多门学科的交叉综合，材料工作者综合利用上述学科，分析研究现实世界的各种材料性能与用途，且开发制备新型材料，为人类造福。跨学科研究是一种研究手段，其最终目的是促进科研创新，跨学科的发展与科研创新是共生互促的关系。对大学的科研管理体系进行结构和流程再造,保障研究团队和创新平台的有效运行。关键词：跨学科研究发展性实用性聚散性材料科学与工程学科研创新管

2、理体系“跨学科”对我们来说其实并不陌生，但是很多情况下我们只是停留在表面现象上，而没有深入其中。在高中时，曾经听说过考试时会有跨学科综合考试，即把生物-物理-化学的知识综合起来考核。老师安慰我们说，综合考试不会太难，因为真正有综合知识的人少之又少，后来据说这样的改革也不太实际，比如从教学来说，对老师的要求就很高。而我们高考所谓的综合，即是把物、理、化三门科目放在一张试卷里考查。那么何谓真正意义的跨学科研究？跨学科研究[1]是指科研主体在科学分化的基础之上，打破不同学科间的分界线，跨越不同科学研究领域，而进行的一种科学创造活动，是

3、解决复杂的科学问题和社会问题而达到不同学科之间相互渗透的一种重要手段。跨学科研究从整体上来说，具有发展性、实用性和聚散性等。跨学科研究的内涵可以告诉我们，跨学科的形成过程就是不同学科的相互交叉和相互融合的过程。跨学科研究的发展性，可以从理论和实践两方面来阐述。从理论上来说，任何一门跨学科学科必然会有两门以上的学科背景。从这个意义上来讲，跨学科或交叉学科的形成过程就是不同学科的相互交叉、相互融合的过程。在相互交融过程中,则会推动另一门跨学科学科的发展[2]。以材料化学为例，材料化学是在材料学和化学的相互作用中产生和发展起来的一门跨

4、学科学科。不仅如此，材料化学这门新的跨学科学科已衍生出了一系列分支学科，如材料有机化学、材料无机化学、材料分析化学、材料7结构化学、天然产物化学等。经济全球化和世界一体化，使各国开始面临一系列重大现实问题，例如人口、粮食、能源、环境、国家安全等全球性问题。这些问题的解决大多数需要跨学科的知识和方法来研究和解决，学科理论、研究方法与研究手段的综合运用显得越来越重要。比如说，犯罪问题，它已经从由原来的单一学科法学来解决发展到了多个学科的共同研究，其中涉及到了教育学、社会学、心理学、伦理学、哲学甚至经济学等等。此外，实用性还体现在跨学

5、科研究的应用研究上，现在重大科学发现与技术发明项目，无不是由具有庞大实力的科学共同体，集合各学科的新成果、综合各学科的新成就而完成的。例如人工智能、纳米技术、宇航技术的成功开发，都离不开自然科学、技术科学以及人文科学的合作攻关。由此可以看出，跨学科研究是推动科技尖端项目的主要组织形式。在跨学科发展的过程中，从理论上来说，只要有新的学科方法和理论的渗透及融合，就有可能产生新的学科，即跨学科学科发展一方面会越来越细，而另一方面跨学科学科随着越来越多的学科融合，会逐渐出现各分支学科间相互聚合的趋势，最终体现出高度发散和高度聚合的双重特

6、征[3]。跨学科学科在分化的基础上聚合，在聚合的前提下继续分化，两者在一定条件下可以相互转化，这在材料科学发展中表现得比较突出。由于材料科学发展趋热，开始对材料问题进行跨学科研究并形成了如生物材料学、环境材料学、地学材料学等一系列分支学科。正是这种高度的发散特征使人们逐渐认识到不能把材料科学问题简单地分解成某些单一学科问题的集合进行解决。所以各分支学科内部以及分支学科之间开始寻求相互渗透交融的具体途径，努力实现从学科的分散状态向聚合状态的转变，形成学科群体。作为一名材料科学与工程专业的研究生，我很庆幸自己所学的专业正是物理-化学

7、-材料等多门学科的交叉综合。现在回想起来，在小学、初中时，学习各门功课感觉是理所当然的，是学生的任务，而目标就是顺利地升级到重点高中，从而跨入名牌大学，程序化的路线早已设定。高中时，虽然目标更加直接地指向大学，可是我们经常会讨论说，“学习数学、物理、生物等那么多门的功课到底有什么用？”，这个问题困扰了我有一段时间，后来就被题海暂时掩盖了。进入大学以后，鉴于前辈的经验教训，我迫切地想找到新的目标和动力，于是上述问题开始纳入日程思考。在循序渐进的7学习过程中，我开始发现运用书本上的知识解决实际问题的极大乐趣。书本上东西不再是抽象孤立

8、的知识点，而是可以相互串联起来的线、面，甚至空间立体。一旦我发现学习的这个特点，在很大程度上促进了我努力学习。所以，谈到这里，对于跨学科研究，有一个建议是，在对科学主体的培养前期阶段，教学的任务应该是尽最大的努力让他们认识或预见到，所有的基础知识是可以转化为现实