计算机科学技术研究方向

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计算机科学技术研究方向范文第1篇

见到阳振坤是在一个阳光明媚的上午,瘦高个,简单的条纹T恤,脚蹬运动鞋,装着电脑的黑色背包已显陈旧。他是坐地铁来的,从北京北五环的家到东三环的公司,来回两个多小时,每天如此。

典型的技术人员的范儿。

“我的手机就是在淘宝上买的。”说起淘宝,45岁的阳振坤晃起了手里的手机。

5月中旬,阳振坤成为淘宝1400多名技术人员中的一员。他在淘宝网的主要工作,是设计和开发面向淘宝网的海量信息存储与实时检索系统,优化和提升淘宝网的软件基础设施。

“淘宝最吸引我的地方在于,它拥有一个全国最大、在全球排名也非常靠前的海量数据库,它的海量数据的挖掘、共享和开放,对技术人员而言是一个巨大的挑战。”阳振坤说。

2010年3月31日,淘宝网正式宣布,面向商家、企业及消费者开放来自淘宝全网的海量原始数据。截至8月20日,淘宝上的近两万卖家开始通过淘宝的“数据魔方”进行参考决策,140天的时间总计数据调用260万次。对如此海量的数据的解读,无疑需要一个极大的云计算平台去支撑――于是,对相关人才的需求更是迫在眉睫。

阳振坤正是那种人。

一个不断破格的人

淘宝是阳振坤经历的第5家公司。在此前,他历任方正技术研究院副院长、北大计算机研究所副所长、联想研究院首席研究员、微软亚洲研究院主任研究员、百度高级科学家。

他的经历是令人羡慕的。1984年考入北京大学数学系,硕士师从本系的张恭庆院士,后又转向计算机领域,博士师从计算机系的王选院士。1993年博士毕业后不久,即破格提拔为计算机系副教授。

需要强调的是,阳振坤修完大学课程只用了3年,硕士只用了一年多,24岁就成为王选老师的博士生。在读博期间,阳振坤就担任栅格图象研究室的主任,领导一批青年科研骨干,于1993年完成了国内第一个支持电子出版系统标准PostScript Level 2的栅格图象处理器,并很快商业化,在海内外大量销售,取得了巨大的社会和经济效益。1995年方正电子出版系统获国家科技进步一等奖,阳振坤位列第四。

已故中科院院士、北大方正科技研究院院长王选老师这样评价他:阳振坤研制了我国第一个页面语言解释器,在新一代RIP(路由信息协议)的总体设计、软件结构、关键算法等方面作出了关键性贡献。

尽管在电子出版领域获得了许多荣誉,但有着强烈忧患意识的阳振坤却并不满足于此。“我也迷茫过。”阳振坤说,大学时他原本以为,选定一个合适的研究方向,就一辈子钻研下去。但上博士后,逐步接触到一些国外学者,发现他们其实并非大多如此,更倾向于选择有益于社会发展的研究方向。

从此,阳振坤更加注重研究方向的价值。“1999年,王选老师就建议我,能不能去做信息安全方向的研究。当时,信息安全的重要性也已经凸显出来了,我就同意了。然后就钻到信息安全领域做了3年研究,现在信息安全是北京大学计算机科学技术研究所最重要的方向之一。”

而到了2002年,阳振坤再次决定转变方向,加想研究院担任首席研究员,负责无线通信领域的研究,他花了3年的时间,使得联想的无线关联投影仪从原型到小批量最后量产上市。

“2005年,无线投影仪产品成熟了,我又开始寻找新的研究方向。这时我第一次接触到Google的GFS和MapReduce等云计算的基本思想,一下就被吸引住了。”阳振坤说,“在当时,处理几百个GB的数据就很吓人了,但通过云计算,你可以轻易处理几百TB的数据,也不需要让每个人都去学并行计算或分布式计算。”

2006年,阳振坤去了微软亚洲研究院,担任主任研究员。“当时,微软研究院对云计算方向有一定的支持,我对云计算有了比较深刻的理解;2007年秋天,我加入百度,在百度的两年多时间里,我有机会把云计算提升到生产使用阶段,也体会了云计算在海量数据处理领域的巨大价值。”

理想要结合现实

2010年5月,阳振坤正式到淘宝上班。

在对外的新闻稿中,淘宝这样描述:“阳博士是我们期待已久的人才,在系统设计和实现、海量信息处理、算法设计等诸多方面都有着非常丰富的经验。深信阳博士和团队通力合作,一定能为淘宝网打造一个高性能、高可靠、低成本、面向大流量大规模电子商务的专用计算平台,为支撑十亿消费者、十万亿交易额提供所需要的基础技术。”

加入淘宝之后,相比以前长居北京的工作,阳振坤要北京、杭州两地跑,“这星期在北京,下星期就在杭州。”每当去杭州的那个星期,阳振坤总是赶周一早上8点的飞机去杭州,再坐周五晚上的飞机回北京,利用周末陪陪家人。

但他乐此不疲,他知道身上的责任――淘宝的数据已经远远超过了单个关系数据库所能支撑的最大规模且仍然在快速增长之中。“对淘宝来说,研发海量数据库已经不仅仅是出于成本的考虑,因为,如果不采取这些技术,可能很快无法支撑下去。”阳振坤说。

但是,“海量数据库在业界并没有成熟的解决方案”,他坦言,在淘宝做海量数据库,与许多其他企业一样,最大的压力来自于,如何尽快让团队的同事、兄弟部门的同事理解和信任海量数据库的技术方案,并在最短时间内完成研发,以支撑业务的快速发展。

“企业毕竟不像高校或科研院所,可以花好几年,甚至十年八年的时间研究一个了不起的系统,而是要在最短的时间内,做出一个最适合目前业务的系统。”虽然有十几年的高校研究员经历,但阳振坤却很注重结合眼前利益和长远利益。“马总不也说过,做企业要把理想主义和现实主义高度结合,没有理想主义不能走向未来,没有现实主义就活不过今天”。

尽管压力很大,阳振坤仍对未来充满信心,这个信心来自于淘宝开放的文化、淘宝的强凝聚力,以及有长远眼光的管理层和优秀的工程师。论年龄,在淘宝,阳振坤算“老人”,和他共事的技术人员,多半是“80后”,和45岁的阳振坤隔了两个10年。“淘宝甚至已经开始有“90后”的技术人员了,和他们在一起工作感觉非常棒,大家都很有拼劲,知识面也能相互补充。”

计算机科学技术研究方向范文第2篇

关键词：计算机；移动数据库；技术；应用

中图分类号：TP311.13 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 17-0000-02

1 计算机移动数据库

移动数据库是一种能够支持移动式计算环境的数据库，它的数据在物理上呈分散形式而在逻辑上呈集中形式，涉及了多门学科，比如数据库技术、移动通信技术、分布式计算技术等，和传统数据库相比，它具备了移动性、频繁断接性、内核结构微小、位置相关性、网络通讯不对称性、数据同步机制较为完善、能够为多种连接协议提供支持等特点。

移动数据库通常是由三类主机组合而成：移动主机、移动支持站点、固定主机。其中的固定主机指的就是通常含义上的计算机，通过高速固定网络进行连接工作，不能管理移动设备。移动支持点拥有无限通讯接口，能够和移动设备进行数据通信程序。而移动支持站点和固定主机之间是通过固定网络来进行通信的。一个移动支持站点所覆盖的地区被称为信元，在同一个信元之内的移动主机能够通过无线通讯网络和被覆盖区域的移动支持站点进行通讯操作，进而完成信息数据的检索程序。

2 计算机移动数据库的关键技术

2.1 复制和缓存技术。复制技术指的就是维护若干个移动节点的数据备份，主要包括内容是各个服务器之间的复制和移动计算机保存数据库的复制等，其目的是着力提升高分布式数据库系统的访问性、实用性、可靠性。为了保持若干个复制点数据的一致性，复制和缓存技术选用的是保持复制同一性手段。复制协议通常情况下划分为严格一致协议和弱一致协议，前者严格要求所有的数据库复制在任何情况之下都应该维持一致性，后者要求相对宽松，一定程度上是准许各个复制短时间内不一致的情况，但是必须是将其不一致控制在一定范围内，整体上还是应当维持一致性的。

2.2 数据广播技术。数据广播指的就是利用从服务器到移动客户机的下行带宽远远大于从移动客户机到服务器的上行带宽的这种网络费不对称性，将大多数移动用户频繁访问的数据组织起来，以周期性的广播形式提供给移动客户机。其最大的优势就是客户的数量不会给广播开销带来实质性的影响，而移动数据库还能够利用数据广播自行解决自身所存在的断接问题。

2.3 位置管理技术。移动客户的位置管理主要是集中在以下两个方面：一是明确移动用户当前的具置；二是储存、管理、更新移动用户的位置信息。用户可以利用移动计算机在自己的宿主服务器上作永久等级，这样一来，当它移动到其他区域的时候，也会向宿主服务器通报当前的具置。

2.4 查询处理及优化技术。查询处理及优化技术指的就是依靠过去分布式数据库查询处理及优化的技术，通过有效方法消除宽带多样性等因素造成的各种不利影响，进而逐步实现利用目前网络条件优化查询引擎的目的，并针对移动计算机电源有限的特征，合理协调了数据库管理和访问等操作，以此来起到有效节能的作用，重要数据的可用时间也得到了一定程度的延长。

2.5 移动事务处理技术。移动事务处理技术通常情况下被应用于维护数据一致性的工作方面，并且还能够为多个客户的并发访问提供科学合理的支持，以此来保证客户数据库更新和查询的安全性、可靠性。其主要特点为：移动性、异构性、易错性、长事务。

3 计算机移动数据库的主要应用

目前计算机移动数据库的主要应用大概可以分为两类，一类是水平应用，二类是垂直应用，前者指的是只需要进行一定程度上的定制性修改，就可以将一个应用方案适用于不同行业领域内，而垂直应用指的是针对特定行业的应用，数据处理拥有自己独特的特点。水平应用和垂直应用相比，后者应用行业更具特色，在应用上存在着显而易见的差别，而且结果表现和服务数据库管理也不一样，其所涉及的行业主要有保险业、银行业、航班等。

3.1 物流领域。近些年来，物流领域正向信息化方向迅速发展，物流信息化能够及时地获取正确的物理信息，尤其是有利于其在生产、储存、销售等方面的工作，能够有效地降低库存量和资金积压。在运输工作方面，物流行业可以将移动数据库系统和车辆信息系统连接起来，然后通过数据库系统的科学合理调整来管理车辆的运行情况。在储存工作方面，移动数据库也能够发挥相当大的作用，它能够利用无线通信将信息传送到中央数据库，从而及时正确的获取相关信息，进一步地提升员工的工作效率，实现优化和管理物流的目的。在配送工作方面，移动数据库能够依靠无线网络将有关信息传送到中央数据库系统，这样用户才能随时查看物品的具体投递状况。

3.2 移动银行领域。当前，最具有消费潜力的群体是移动用户，在这番背景之下，移动银行应运而生，各大银行以移动用户作为对象研发有关产品，其市场潜力是相当巨大的，而且它在一定程度上还能够推动电子商务的发展。用户利用借助了移动数据库的移动银行，即使在异地也能够快速方便地查询到自己的所需信息，这样一来不仅省时省力，而且成本比较低，安全性、可靠性也得以保障。对于用户而言，便无需麻烦地来回跑银行，可以利用移动银行随时随地进行交易，节约时间，提高效率，即便在外旅游也能够享有全面的银行服务。

3.3 实地工作领域。计算机移动数据库应用于实地工作领域中比较有代表性的例子是煤气、水电等公共事业检查员的数据检查检验工作。就当前此类工作的现状而言，大多数工作人员选用的都是手动记录检查数据形式。若是将计算机移动数据库应用于有关工作当中，工作人员便能够利用数据库进行相关数据的记录和传送，一旦发生纠纷矛盾，就可以便捷快速地进行历史数据查询，这必将会很大程度地提高我国公共事业收费工作的整体效率。

4 结语

本文首先给出计算机移动数据库的定义，简要地描述了移动数据库的体系结构，然后较为详细地分析了计算机移动数据库的关键技术，即复制和缓存技术、数据广播技术、位置管理技术、查询处理及优化技术以及移动事务处理技术，最后探讨了当前计算机移动数据库的主要应用，其在物流领域、移动银行、实地工作领域中已经获得了广泛应用。我们也应该始终坚信伴随着计算机移动数据库的发展，其必然会在未来社会各个领域占据更为重要的地位。

参考文献：

[1]张明光.关于计算机移动数据库的应用分析[J].煤炭技术，2012，31（6）：204-206.

[2]茹清兰，李敏.浅析计算机移动数据库的应用[J].信息系统工程，2012，（4）：35-35，115.

[3]吴丽红.谈关于计算机移动数据库的应用分析[J].南北桥，2008，（7）：58.

计算机科学技术研究方向范文第3篇

【关键词】虚拟现实；三维建模；OpenGL；三维漫游

1.引言

近年来，随着计算机技术的迅速发展，拓宽和深化了计算机在数据采集和信息处理方面的应用，尤其是人与信息科学相结合的高新技术——可视化（Visualization）与虚拟现实（virtual Reality，简称VR）给计算机的应用带来了新的活力。在计算机技术创造的三维虚拟环境中，用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，可视化及虚拟现实技术的进一步发展必将成为现代科学技术研究的重要手段并将对信息的处理及提高信息的利用率产生深远的影响。在矿业领域中由于新技术和新设备的不断引入，增强了矿业对于安全高效、自动化的要求，虚拟现实技术为满足这一需求提供了有效手段。因此虚拟现实的研究开发无疑对提高煤矿安全生产、矿工安全保护意识和系统优化设计等具有重要的实用价值。

2.虚拟现实技术

2.1 虚拟现实的概念

虚拟现实是利用计算机生成一种模拟环境，它通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，是实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。实际上它就是一种先进的人机接口，通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户操作，从而减轻用户的负担，提高整个系统的工作效率。虚拟现实技术可以完全彻底地转化人们的想象力，在计算机中产生另一种境界，将境界的有关信息传给人的感觉器官，使人们获得一种全新的感受，让人觉得其的确是在另外一个三维世界中。虚拟现实技术是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、味觉等感触，使人作为参与者通过适当的虚拟现实设置，自然的对虚拟世界进行体验和交互作用。

2.2 虚拟现实技术的特征

1）多感知性

除了一般计算机所具有的视觉感知外，虚拟现实系统还具有听觉感知、力觉感知、触觉感知、味觉感知和嗅觉感知等。理想的虚拟现实系统应具有人的一切感知功能，目前由于传感器技术的限制，现有的虚拟现实技术所能提供的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉和触觉等。

2）用户投入性

这是VR系统的核心，是指用户进入到计算机生成的虚拟场景中的能力，用户在虚拟场景中有身临其境之感。

3）用户与虚拟场景的交互性

指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力。它是人机和谐的关键因素。交互性包括对象的可操作程度及用户从环境中得到反馈的自然程度、虚拟场景中对象依据物理学定律运动的程度等。VR是自主参考系，即以用户的视点变化进行虚拟交换，这个过程中最重要的因素是实时性，实时性是指计算机能够响应用户的输入并立即改变虚拟场景状态的能力。虚拟现实不仅仅是一个用户与终端的接口，而且可使用户沉浸在虚拟环境中获取新知识，提高感性和理性认识，从而产生新的构思并输入到系统中去，系统会将处理后的状态实时显示或由传感装置反馈给用户。

3.OPENGL三维模型构建

OpenGL（Open Graphics Library）是美国SGI公司开发的三维图形设计软件，独立于操作系统和硬件系统的图形开发系统的通用接口，被认为是高性能图形和交互式视景处理的标准，是计算机图形技术领域的集大成者。在三维仿真建模、虚拟现实技术等领域，OpenGL发挥着重要的作用。OpenGL突出的特点是与平台无关，它适用UNIX，Windows95/98，MacOS，WindowsNT等多种操作系统，而且在Visual C++2。0及以上版本中都封装了OpenGL图形库。它包括100多个图形函数，开发者可以用这些函数构造出接近光线跟踪的高质量的三维景物模型、进行三维图形实时交互软件的开发。OpenGL提供的基本功能有：模型绘制、模型观察、光照处理、色彩处理、位图和图像处理、纹理映射、实时动画、物体运动模糊处理、交互技术等。因此利用OpenGL与Visual C++结合可以开发出完美的3D图形产品。

OpenGL实现一个完整功能的图形处理系统结构是：底层为图形硬件，依次向上为操作系统、窗口系统、OpenGL和应用软件。其基本工作流程如图1所示。

4.三维几何建模方法研究

OpenGL提供对2D、3D图形的基本操作，但并不提供描述复杂几何物体及建立复杂物体模型的手段，即它仅提供绘制复杂几何物体本身的机制而非描述复杂物体本身的方法，因而，必须寻找自身的三维建模方法才能绘制出适合需要的真实世界。

（1）分割重组法

分割重组法生成一个宏观物体，需要拆分和重组两个步骤。拆分过程是将物体人为地细节化，而重组则是将己拆分的图形片元按一定规律组装起来，是拆分的逆过程。下面是这两个步骤的具体过程。

l）拆分

考虑一个宏观物体，从各个方向将其切分，切分原则应保证每两切面之间的形状为方形、圆形或两者的结合。应根据物体的形状，选择恰当的切分点，使切分后的物体比较简单、规则。采用这一切分原则可以较为细致地刻画出物体的每个细节，因而方便了图形的重新组织工作。对物体进行切分之后，可得到由基本几何形状组成的切分面（多边形、圆、方形等），对圆形切面以相近多边形拟合，获得合适的多边形之后，确定重组物体所需的长方体侧面数。为方便计算，常取8、16、32、64多边形来逼近某一曲面。

2）重组

重组的过程也是寻找图形对象点、线、面关系的过程。还以上述的物体为例，将各部分分别编号并按顺序连接两面对应点，从而形成所需模型。

（2）曲面合成法

在实际的矿井系统仿真中，经常会遇到制作光滑曲面、闭合曲面的情形，如弯道、交叉口以及机械构件等实物造型。为了很好的实现曲面建模，可采用计算机图形学中较为成熟的Bezier、NURBS等样条曲一面理论，同时借助OpenGL语言的强大功能来完成曲面设计方法。利用Bezier曲线的形状（有一组多边折线的顶点唯一地确定）可以画出十分光滑的曲线，在多边形多个顶点中，只有第一个和最后一点在Bezier曲线上，第一条和最后一条折线的方向是Bezier曲线的起点和终点的切线方向，而其余的顶点则用于定义曲线的形状。改变多边折线的顶点和改变曲线的形状有着形象直观的联系。

5.煤矿井下三维漫游

5.1 煤矿井下三维漫游总体结构

三维漫游系统是包括一个逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，它是一个真实空间或假想空间的实时仿真虚拟空间，用户借助一定的装备以自然的方式在该虚拟空间中漫游，从任意角度对环境中的虚拟对象进行观察，从而产生亲临其境的真实感觉，同时也可以对其中的物体进行操作获取反馈。在构建煤矿虚拟现实模型的基础上，进一步建立相应的模型数据库，通过该数据库可以构建不同虚拟现实矿井，以便适应不同的煤矿需求。利用目前比较成熟的Vega虚拟现实软件开发工具，结合煤矿虚拟现实模型，实现煤矿的漫游功能。在漫游功能的基础上，能够对矿工进行矿井地图识别训练、矿井搜索训练等任务，使矿工在虚拟环境下能对矿井有所熟悉，并且对各种安全设施所在的方位了如指掌，增加矿工在灾变环境下的逃生能力。三维虚拟漫游系统的总框图如图2所示。

系统主要包括数据库管理子系统、三维可视化子系统和矿井三维虚拟环境子系统。数据库管理子系统主要实现基础数据库的维护与管理，能够对数据库的记录进行添加、删除、修改、查询及表格显示。三维可视化子系统主要对矿井实物采用三维的数据模型和数据结构表示。矿井虚拟环境模块采用一系列的虚拟现实技术构建虚拟的矿井环境，使用户产生身临其境的感觉，并能与虚拟环境进行交互。矿井下漫游主要包括：

1）巷道漫游模块

用户在巷道里进行自由漫游，并且把控制权交到用户手中，使其具有很强的漫游感，了解主要巷道的情况，在不下井的情况下清楚地了解到井下巷道的布置状况，为以后的工作生产以及安全培训提供了优越的条件。

2）开采工作面模块

动态模拟出开采工作面的工作情况，使用户了解矿山穿孔、爆破等阶段的情况，起到教学培训的作用

3）运输作业模块

动态模拟出电机车运输到提升罐笼，以及提升的过程。在这个过程中，用户可以从各种角度观察整个过程，并且通过键盘来控制各个设备的运动。

5.2 三维视景驱动引擎

Vega是Multigen—Paradigm公司推出的应用于虚拟现实、实时仿真及其它可视化领域的高性能软件环境。它能够为用户提供处理复杂仿真事件的便捷手段，用户可以简单迅速地创建、编辑、运行复杂的仿真应用。Vega主要包括2个部分：其一是被称为Lynx的图形用户界面工具箱；另外一个是基于C语言的函数库。

本系统在Vega体系结构的基础上采用2层软件结构设计模式，底层为Vega/OpenGL Performer虚拟现实功能的实现，上层为程序界面和数据库查询。这两层通过公共结构g_pVrInterface实现信息交换，软件结构清晰明了，增强了程序的健壮性。

6.井下巷道三维显示实例

井下巷道绘制的实现步骤是：①首先从数据库中读取绘制井下巷道的控制数据（如控制巷道断面形状的参数、巷道中心线等）；②根据读取的巷道控制数据，利用OpenGL语言绘制出井下巷道（其中包括巷道法向量的计算、巷道纹理坐标的计算等）。

根据淮南矿业集团某矿井下巷道拓扑结构，依据上述煤矿井下三维几何模型构建方法，绘制出了该矿井下巷道的三维视图，如图3所示，图4是模拟井下瓦斯抽放的三维图。由其三维几何模型数据库，采用成熟的Vega虚拟现实软件利用VC调用函数库对Lynx生成的ADF文件进行编程构建了煤矿井下虚拟现实情景的漫游画面和煤矿井下虚拟工作面，分别如图5和图6所示。

7.结束语

本文将三维可视化技术和虚拟现实技术应用在复杂的煤矿井下环境中，对煤矿三维建模方法进行了研究，采用OpenGL对煤矿井下情景进行三维建模，并设计了煤矿井下三维漫游系统，对煤矿安全生产、有效管理、高效运行等提供了一种新的思路。

参考文献

[1]段莹，管涛，卢金婷.OpenGL在虚拟现实技术中的应用研究[J].软件导刊，2012（6）.

[2]冯芬君，刘静宇，王维.虚拟现实技术在环艺测绘课程中的应用[J].科技信息，2012（18）.

[3]庄惠阳，陈能，朱宁.虚拟现实导游系统的开发与应用[J].中国教育信息化，2012（7）.

[4]http：///htmls/cpjs/mzgl_3.asp.

[5]刘永先，侯先敏.矿井三维虚拟现实系统研究及应用[J].煤炭科技，2010，（4）.

[6]武亚峰，林在康，杨晓威，程海星，顾洪江.基于虚拟现实技术的数字化矿井系统[J].煤炭科技，2009（1）.

[7]曾伟，姜本琦，郑确.基于虚拟现实技术的矿井人员培训系统[J].煤矿安全，2008（5）.

[8]王德永，仵自连，杜卫新.虚拟现实技术在矿井生产仿真系统中的应用[J].煤矿机械，2006（10）.

[9]韩文骥，王文平，韩可琦，苌道方.基于虚拟现实技术的矿井生产系统可控可视化研究[J].能源技术与管理，2005（6）.

计算机科学技术研究方向范文第4篇

【关键词】交叉学科 ； 高等教育 ； 人才培养 ； 国际化

【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2014）27-0344-02

随着传统学科的不断融合和渗透，新兴交叉学科为科学技术的发展注入了新的活力，近年来科学新理论、新发明的产生和新型工程技术的出现，往往都是在学科的边缘或交叉点上，因此交叉学科越来越受到各国政府的重视。2004年美国国家科学院协会经过全面系统调研， 发表了《促进交叉学科研究》的报告，明确了交叉学科研究的定义、特征和推动力，提出了研究人员、学术机构、资助机构、专业学会等促进交叉学科研究的建议。国内外高校和研究机构也积极倡导文、理、工学科间相互渗透结合，纷纷建立面向世界科学前沿和国家重大需求的各类跨学科计划、项目和研究平台。随着学科发展的深入，如何建立有利于一流交叉学科人才培养，尤其是作为科研主干力量的研究生培养管理模式就成为当前迫切需要解决的难题。

一、交叉学科人才培养现状

1.国外发展现状

20世纪90年代初，为了培养现代科技和社会发展所急需的创新型交叉学科人才，德意志研究联合会推出了博士研究生培养模式改革的重要举措，经历了20多年的发展和不断调整、补充和完善，如今取得了巨大成功。德国博士生院是高校用来培养科研后继人才的临时性机构，由各州高校向德意志研究联合会申请，经评议、复审等甄别程序后建立。每所高校可以申请多个博士生院，但每个博士生院都必须由相关交叉学科共同组建。博士生院不仅可以是由德国高校内部、高校之间、高校和研究机构共同申请组建，也可以是由德国某一高校或者科研单位牵头，由德国境外伙伴单位参与组建。德意志研究联合会对批准建立的博士生院资助，并定期进行项目评估和考核。博士生院不是一个长期机构，德意志研究联合会规定最长可资助年限为9年，资助期满以后，无论效益和成果如何，该研究生院必须撤出，重新寻找新的交叉领域和合作伙伴。[1]

美国的学科专业目录在2002年最新一次的修订文稿中，单独设置了“交叉学科”和“综合学科”2个学科群，占所有学科群的比例为7%。如美国密歇根大学早在1999年就成立了交叉学科专家委员会， 向学校提交了《对交叉学科发展远景的建议报告》。南加州大学在2006年公布了《美国南加州大学交叉学科研究发展规划建议》， 它们在设立交叉学科专家委员会、通过学院内或跨学院的联合聘任教授、完善交叉学科考核评价体系、建立交叉学科激励机制、建立经费保障措施、促进交叉学科人才培养等方面均进行了积极、有益的实践。[2]

2.国内发展现状

我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》等重要文件中，对交叉学科发展和人才培养模式改革均作出了重要战略部署。国内众多高校等近年来纷纷成立了横贯生物医学、自然科学、应用科学和社会科学等多学科的交叉学科研究所或研究中心。如北京大学成立的跨学科类组织机构：元培学院、前沿交叉学科研究院、分子医学研究所等，清华大学成立的交叉信息研究院，西安交通大学成立的前沿科学技术研究院，这些交叉学科研究所或研究中心集中了生物学家、物理学家和化学家等不同学科专家的智慧以促进学科的交叉和渗透，并进行交叉学科人才的培养教育。[3] [4]

二、上海交通大学在交叉学科研究生培养道路上的探索

近年来上海交通大学一直将发展医工交叉、医理交叉科学作为主要战略之一，于2007年11月成立了主要从事转化型医工（理）交叉科学研究的Med-X研究院，该研究院依托上海交通大学丰富的临床医学资源和强大的理工科优势，以解决临床医学问题为目标导向，进行前沿性医学科学研究，开发高尖端领先性医疗技术产品，同时在交叉学科人才培养模式上积极探索，取得了一定成。效。

1.完善课程体系

Med-X研究院依托“生物医学工程”学科，着力培养在生物、医学、工程技术领域中具有开展交叉研究能力的有创新精神的交叉学科人才。生物医学工程研究领域范围非常广泛，包括医学影像信息学、生物医学仪器、生物材料、生物力学、组织和基因工程、康复工程、系统生物医学、神经科学与工程等，这种鲜明的交叉与复合特性需要学生能综合应用物理、材料、化学、信息、工程等领域的知识和技术解决生命科学问题，因此原先单一学科的课程体系和研究方式已无法使交叉学科人才满足“具备合理的知识结构，广博专一协调统一”的专业要求。

Med-X研究院在结合学科领域建设设置专业课的基础上，充分利用夏季小学期、学术讲座等阶段邀请众多兼职教授参与授课，其中既有附属医院的临床医生，又有国际知名学者，建立起一支医、理、工高水平师资队伍。同时利用附属医院的临床资源，建立与基础课程相适应的实践教学体系，强化学生实践训练，培养动手操作与创新研发能力。学院也积极鼓励学生进行跨学科选课，逐步实现本硕博课程贯通模式，以满足不同专业背景学生的学习需求。为探索研究生课程质量考核和控制体系，在生物医学工程学科尝试建立适合于本校的研究生课程质量保障办法和系统，并聘请国内外专家评教，对授课教师给出指导建议和意见，定期召开研讨会。

2.建立制度保障

由于受僵化学科模式的影响，我国长期以来传统的单学科观和学科分类体制占据着主导地位，为突破现有交叉学科人才培养体制不完善的缺陷，上海交通大学做了一系列改革。如针对中国现有的研究生招生名额问题，上海交通大学自2012年起在博士生招生计划中依托“生物医学工程”和“统计学”两个一级学科，单独设立了支持交叉学科博士生招生培养的专项招生指标，为从事交叉学科研究的导师提供生源保证。另外，为了避免交叉学科课程的临时性和拼盘性，真正实现学科的融合，Med-X研究院成立了多个临床交叉平台，如国家教育部数字医学工程中心、Med-X-瑞金医院小动物PET/CT研究中心、Med-X-仁济医院临床干细胞研究中心；Med-X-第九人民医院生物材料转化医学中心等，实现以问题为中心从事交叉学科研究的项目模式。在项目开展的过程中让研究生作为项目参与人或研究助手自然地进入到学习与研究的过程，一个学科跨度大的科研项目，项目实施的过程本身就是学科交叉和培养人、训练人的过程。[5]

3.加强学术交流

当今科技迅猛发展，新思想、新方法层出不穷，光靠一个教师指导学生是不可能使学生全面了解学科发展并取得高水平研究成果的[3]，因此在交叉学科人才培养模式中除了完善的课程体系外，活跃的学术氛围和紧密的国际交流也是必不可少的。上海交通大学Med-X研究院70%以上的指导老师具备在国外一流大学从教和指导研究生的经历，与国外高校和研究院所长期保持着合作关系，因此学院每周邀请本学科国内外知名教授做学术讲座，并建立了上海交通大学徐汇-闵行跨校区讲座视频体系，介绍最新科研动态，鼓励师生交流，使研究生深入了解当前科研动态和研究热点，拓宽学术视野，激发创新热情。同时定期举办医-理（工）交叉学科系列学术活动，如研究生学术论坛、研究生学术日等，已形成了一定品牌效应，为研究生创新思维、科研前瞻性、表达能力的培养提供了良好平台。Med-X研究院已与多所国外院校签订了人才联合培养项目，如与德国海德堡大学、美国西北大学、瑞典皇家工学院、美国Drexel大学等国际著名高校建立了双硕士、双博士学位项目。此外，为了解本院研究生学位论文在国际本领域的位置及存在差距，2012起开始试点进行博士生学位论文国际评审和答辩，每份博士生论文邀请2-3名国际相关领域专家进行评审，每位国际评审专家的海外评审报告将反馈给相关导师和学生参考。

4.重视师资建设

交叉学科人才培养的成功与否很多程度上决定于教师的参与程度，导师的学术水平、综合素质、对学科前沿的洞察力以及与同行和其他学科学者交流沟通的能力对交叉学科人才的培养有重要的影响。[3]由于交叉学科会同时涉及到两个或多个学科领域，所以单一学科的教师很难同时满足不同学科的需求，交叉学科人才培养的过程也是教师自我学习的过程。[6]因此，在交叉学科人才培养建设中要重视加强师资队伍建设，加大对中青年教师的培养力度，营造有利于教师成长和发展的良好环境与氛围，确保人才培养的教学质量。[7] Med-X研究院结合自身学科特色，引进国外知名教授和附属医院临床医生参与教学，重视年轻教师的培养，支持有潜力的青年教师到海外具有合作关系的学校进行培训，学习国际知名高校的教学经验和方法，推动教学质量的提高，建立起一支医、理、工高水平师资队伍。

三、交叉学科人才培养中的壁垒

与发达国家相比，目前我国交叉学科教育和科研尚处于起步阶段，以单一学科为基础的传统教育模式仍占主导地位，在交叉学科人才培养过程中不可避免的会遇到各种问题。

1.现有高校管理机制的制约

我国高校中院系管理体制坚固，教学与科研人员的管理也在定岗定编制度的约束下严格地保持着一个萝卜一个坑的人事管理体制，师资聘用、职称评定、成果认定、业绩评价和资源分配等都严格地执行着所属单位责任制，人员在校内不同院系间的流动都难以实现，跨学校、跨部门、跨地区的流动更是难以实现，这种管理机制极大地打消了学者们进行交叉学科研究的热情和勇气。

2.交叉学科人才培养理念有待加强

大多数导师涉叉学科研究仅仅是为了完成一个特定的交叉学科研究课题，且多来自不同学院的专业教师，因此他们对交叉学科的人才培养投入时间和精力都比较有限，很少能有意识地去思考交叉学科人才的培养目标和教学模式，也没有站在改善学生思维方式和能力结构的立足点上试图去改善传统教学方式。此外，鉴于国家和各高校纷纷推出各项鼓励措施以推交叉学科的发展，部分导师借以交叉学科的名义去争取更多的项目基金和学生生源，而并非真正从事交叉学科科学研究和人才培养。

3.国内交叉学科领域划分尚未明确

美国的学科专业目录充分考虑学科的发展性， 在名称和代码设置上为交叉学科、新兴学科留有充分的发展空间，在学科大类中单独设有“交叉学科”，[2]其中包括生物与自然科学、和平与对抗研究、系统科学与理论、数学与计算机科学、老年医学、文理综合等22个学科小类。此外，在其他36个学科群中均设置了末尾带有“综合”或“其他”的学科名称。相比之下，我国交叉学科领域划分和学科专业设置尚未明确，在2011年新修订的《学位授予和人才培养学科目录》中13个学科门类中，以及各高校的学科建设和教育部的学科评估中均未涉及交叉学科，很大程度上制约了交叉学科的发展。

在高度交叉融合已成为当代学科发展的重要趋势下，在此新的教育发展时代下，迅速提升高等教育人才培养质量和整体竞争力已成为学科发展的重中之重，因此针对我国开展交叉学科人才培养方面存在的问题，我们应合理借鉴国外高校促进交叉学科研究与人才培养的经验，建立交叉学科的教师聘任和评价体系，引导和鼓励新兴学科研究与建设，完善交叉学科资助体系，积极营造有利于交叉学科人才培养的文化氛围，从而形成适合我国国情的多元化人才培养模式。

参考文献

[1]余同普 银燕 邵福球，从德国博士生院培养模式看创新型交叉学科人才培养，学位与研究生教育，2013（6），64-68

[2]赵文华 程莹 陈丽 刘念才，美国促进交叉学科研究与人才培养的借鉴，中国高等教育，2007（1），61-63

[3]徐琴 叶明，对交叉学科人才培养的认识与思考，牡丹江教育学院学报，2009（6），72-73

[4]郭圣文 吴效明，理工类院校生物医学工程专业人才培养模式探索与实践，中国医学物理学杂志，2013，第30卷第2期，4084-4088

[5]李雪飞 程永波，交叉学科研究生培养的三种模式及其评析，学位与研究生教育，2011（8），10-15

[6]吴俊 邓宏钟 罗强，论高等院校交叉学科人才培养模式中的教师定位，科技创新导报，2011（38），255-256