【撸起袖子建一流】国家能源转型升级中的厦大参与
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发布时间: 2018-06-14 浏览次数: 11


【名 片】

学科群:能源科学与工程学科群

重点发展方向与研究领域:能源材料结构与界面工程基础学科方向,电化学储能与转化、碳资源优化利用、生物质能、光能转化与利用、 本质安全核能等应用学科方向,及能源政策与能效工程、 清洁能源过程等系统学科方向。

建设思路:依托化学、材料等优势学科,能源材料化学协同创新中心等重要科研平台,以进入世界一流前列为目标,以战略和系统思维、问题导向和意识为指导,创新组织模式,组建以能源基础研究为专业支撑、能源应用体系为创新链、能源政策和效率为系统支撑与指导的三大纵横交叉、融合支撑的子学科矩阵和创新网络。

建设目标:近期(2020年),能源科学与工程学科群在国际上有较大影响力。中期(2030年)搭建“政府-高校-行业-企业”的协同创新模式,建成国际领先的能源学科人才培养和科技开发高地。远期(本世纪中叶),引领国际能源科技创新研发,以厦门大学为中心,建成“能源谷”。

【对 话】

李宁:“一流”应具备解决前沿与重大问题的能力

李宁,核能研究专家,我校能源学院院长,能源科学与工程学科群建设方案编制牵头人。在一流学科建设中,李宁表示,自己主要担任了三个角色——作为设计者和规划者,对整个系统工程进行整合、凝练、设计和规划;作为引导者和协调者,引领学科内部复杂且动态的系统进化,抓住机遇,应对挑战;作为合作者和实践者,在主要负责的重点建设领域内作出重大成果,通过实践积极探索和完善学科建设的新模式、新路径。

李宁指出,从前几次工业革命来看,新兴能源技术和信息技术结合催生了重大社会变革。而今,无论是在能源领域内外,还是在政府和企业层面,都意识到我们很可能站在第三或第四次产业革命的前沿,原先基于煤炭、石油、天然气等化石能源体系形成的学科或者学科群将发生很大的变化。面向世界历史性的、国家阶段性的变革需求,新兴的能源系统产生新的知识和人才的需求,需要我们改变传统学科和模式,提供新的理论、方法和工具。李宁说,厦大处于长三角、珠三角的中间地带,而且福建省已经初具清洁能源的产业和应用结构,有空间、有能力、有意愿做好这件事情,希望通过学科群建设的“小目标”和“新思路”,促进清洁、低碳、安全、高效的可持续能源发展,支撑、服务和推进国家的能源转型升级。

问:在学科建设思路中提出要组建基础学科、应用学科、系统学科为代表的纵横交叉、融合支撑的子学科矩阵和创新网络,这是基于什么考量?是否有利于形成学科优势和特色?

答:为什么我们会发展成“五纵三横”矩阵型学科群系统?当社会和技术产业发生重大变化,新的问题和需求出现时,学科应该动态调整,适应其发展,随之形成的学科体系注定非单点发展,不能靠项目堆积,不会是渐进的优化。为此,我们选取了厦大有优势、有先机的方向作为设立系统的根源,根据国家重大需求、国际科技前沿趋势,选取五大重点技术方向投入科技研发和纵向学科建设,并且针对重要基础和系统的共性问题建设贯穿各大方向的横向学科。这一学科群不光跨了学院、学科,也跨了学部,例如能源化学属于理科,各类技术方向隶属工科,而能源政策源于社科。这样的交叉设计是为了让科研更有效地与社会发展、经济建设相结合。在系统设计上,我们把能源作为一个大学科,挑选有潜质会形成一个完整学科体系的一级学科和二级学科方向,进行重点建设,充实学科内涵。系统内如果只有上下链接,就是个低维度的单一系统,难以发挥很大的协同效应。我们通过横向建设,来贯穿各个方向都需要关注的问题,更好地把握学科共性,这样就能在最少的既有资源和基础里找到最多的链接、组合和创新机会。厦大有工科的基因,但中间断档了很多年,我们很难在现有的体系下,用传统工科强校的措施通过重大专项把团队拢在一起。但我们也有自己的优势,个人和团体的创新能力很强,矩阵组合形式可以把大家在灵活链接一起,避免用固化的结构将大家固定在缺乏灵活性、难以响应创新发展的体系中。我们编制的学科群建设方案相当于设计了一个系统方针和制定了连贯性行动,有望在快速变革的时代中应对不断涌现的新需求,形成一种新的工科发展范式。

问:相比于其他学部,能源科学与工程学科群代表的工学部承担的使命有何不同吗?

答:很多学科群是按照基础积累把原有的学科群建设得更好,而我们的主要任务之一是创立新的学科,并且要在这个新的学科内把厦大推进到世界一流的前列,为厦大增加一个新的优势学科,同时希望能够支撑引领国家乃至世界的能源科学与工程发展。工科的发展是为了服务当前和未来的重大技术和产业。因为历史原因,厦大的工科发展中断了很多年,而中国也已经走过了工业化的前中期,我们没必要再走老路,而应该重点面向能源转型升级、新兴产业发展,研究发展新型工科。为了实现这一使命,工学部前年就提出建立一些导向型平台,提出小学院大平台的概念,让大家把力往一处使;我们利用能源化学、能源经济与政策等厦大名片,希望通过双一流建设的支持构建并完善综合性的新兴学科体系;我们还提出一个小目标,要推动 ESI 等国际科学指标体系设立能源领域,把它作为一个单独的学科类别,单独的科研领域来进一步发展提升。

在能源科学与工程学科群建设的基础上,厦大还在整合更多的省内外相关优质资源,从2016年起筹建国家级能源材料实验室,得到福建省、厦门市和教育部的大力支持和投入,开建能源材料大楼,依托能源与石墨烯重大科技创新平台,已经接近建成5栋近7万平米高质量、高水平的研发、孵化与智库楼群。

问:在您看来,一流学科建设中“一流”最重要的衡量标准是什么?

答:我认为一流要至少满足两个维度的标准,才能成为一流学科。一个是从内部来看,同行比较中的质量水平高低,这是传统成熟学科主要的评价标准,也是很多一流学科得以认证的指标。还有一个更为重要的指标,就是它对于社会发展,对于解决重大社会问题、满足重大战略需求的意义和价值。能解决的问题越重要,它的价值越高,就更配得上一流。就像在当今时代,造马车的水平再高,也只是工匠的水准,已不代表一流。同时,一流学科的内涵和外延在具有相对稳定性的同时,都应是动态发展变化的,应该一直在研究解决社会经济发展中最前沿、最重大的问题,培养社会和产业需要的人才。如果仅在封闭的体系里,狭隘地比较谁比谁好,这种心态和模式注定不是一流。此外,我们的一流标准也应包含“中国特色”,注重中国目前发展阶段的需求。当前,有些问题的重要性对我国而言高于对其他国家的重要性。

问:学科交叉融合,“打破学科、学院、学部的壁垒,实现协同创新”对能源科学与工程学科群建设意味着什么?有何具体做法?

答:我们从几个角度和层面来说吧。在比较小的层面,例如我们设立了能效工程。这是教育部批准的该领域国内首个自主交叉二级学科,博士专业方向。通过研究解决建筑、交通、工业等系统能效的一些共性问题,吸引了一批跨学科、跨领域的复合型人才。虽然它还很小、较新,但是很有生命力,是学院最受学生欢迎的专业方向之一,学生参赛亦获奖颇丰。在机构层面,以能源学院为例,尽管有若干个应用研究方向和研究所,但本科仅设立新能源科学与工程专业,希望培养学生形成T字型的知识和技能结构。T字的一横表明要对社会、行业有广泛的认识和了解,一竖则是要能够一头扎下去,在特定方向掌握很深入、扎实的知识和技能。为此,我们调整教学体系贯通了本硕博课程,本科一、二年级开展通识的科学与工程教育,第三、四年才利用模块式课程进行细分专业引导,希望以此培养工程技术领域的领导型人才。又如,几年前工学部在校长基金申报和评选中开始鼓励跨学科、跨学院交叉的研究课题,摸索建立强有力的系统设置、参与激励和制度保障减小学部内的离心力,增加向心力和凝聚力。这一举措实施后,我们收到的项目申报书水平大大提升,优势得以发挥,不足得到互补,面对的需求愈发真实与重要,开始解决一批传统学科之间之外的新问题。在更高层面上,田中群院士牵头组织建立的能源材料化学协同创新中心,不仅打破了学科界限,还突破了高校界限,整合了三校一所的优质资源,在传统学科的转型中寻找和培育新增长点,确保了厦大化学能保持在全国前沿,并进入世界一流前列。

问:就当前学科建设基础和建设需求来看,是否在哪些方面遇到难点和挑战?有何解决举措吗?

答:我们现在碰到的问题有些是科研领域共性的,有些是厦大发展比较特殊的问题。在科研方面,目前存在重数量、轻质量,重内部对比、轻外部评价的情况,需要我们明确价值判断的重要性。而面对繁文缛节对学科发展的限制,除了需要国家层面的体制机制改革和松绑,我们应该建立完善的支撑服务管理体系,找到每个人发展的主业,让专业的人做专业事,建立健全支撑管理服务的专业团队,让从事学科建设和科技创新的人从行政化的体系和任务中解放出来。在设计绩效考核等导向性指标时,应根据人才的特征调整对应的比重。根据工学的发展实际,应建立自己的评价体系,不能把理学的评价体系和标准放置于工学之上。新兴的产业、技术和科学都要经历从弱到强的发展阶段。工学是面向和服务应用和产业的,在新方向和领域出现时会领先发展,随着技术和产业的成熟,相应工学的理论化程度越来越高、系统和方法越来越精简,某些具有普遍意义和价值的部分慢慢沉淀变成理学,其他部分逐渐过时淘汰。要促进先进工学的发展,必须设置合适的标准和指挥棒来保护和激励。因此,我们对于认准的重要发展方向,无论它暂时多么弱小,只要有合适的基础、条件和空间,都应该全力支持和培育,才有可能发展成一个优秀的领域。这就需要我们在战略和战术上足够重视,并进行相应的体系调整。此外,学科群是跨学科、跨机构的,其有机组成和发展不仅依靠个人或小团体,评判发展成效时需要超越过分注重个人绩效的传统,要对团队发展有导向性的支持和培育,引入体制机制的创新,在设计系统和标准时进一步解放思想。

(宣传部 文/林济源 图/蒋丽)

【故事】

iChEM模式如何协同增效?

中国科学院院士11名,国家“千人计划”学者11名,教育部长江学者特聘教授18名,国家杰出青年科学基金获得者57名……如此强大的学术力量背后的驱动力是什么?

2012年,国家正式启动“高等学校创新能力提升计划”,厦门大学就协同复旦大学、中国科学技术大学和中国科学院大连化学物理研究所组成核心层,共同建立了“能源材料化学协同创新中心”(简称iChEM)。

中心以“在能源领域满足国家重大战略需求”和“在化学基础学科领域冲击世界一流”为导向,充分协同三校一所优势资源,创设了“iChEM流动-协同增效机制体系”,旨在推进 “异地协同”,促进不同主体创新要素的优化配置。目前,中心拥有14个实力雄厚的国家级科研平台,国内少有。李宁说:“我们在与福州大学、中科院物构所联合筹建国家级能源材料实验室的过程中,发现当前与能源相关、以协创中心为制高点的国家级平台占了省内总量近三分之一。”

在iChEM模式中,不得不提“iChEM学者”制度。“流动性”是其最大的特色。据介绍,中心鼓励非固定职位的人才异地流动,让各层次优秀的人才资源从单一高校(院所)辐射到全中心。中心的“朋友圈”可谓阵容豪华。2010年诺贝尔物理学奖得主、英国曼彻斯特大学的康斯坦丁·诺沃肖洛夫院士就是其中一员。

2014年,诺沃肖洛夫院士以“iChEM荣誉杰出教授”身份加盟中心,领衔开展能源新材料领域的合作项目。2016年,他获聘为厦大“名誉教授”。迄今,他到访中心11次(合计近6个月),积极推进“厦门大学能源与石墨烯创新平台”、福建省发改委“新能源材料工程研究中心”的建设和翔安校区能源材料大楼的基地建设,通过与中心研究人员合作,先后在Nature Nanotechnology、2D materials、Nature Communications等国际重要刊物上发表关于二维材料催化研究等文章。而且他推荐的在英博后曹阳博士和胡晟博士均以“青年千人”入职厦门大学。

诺贝尔奖得主(左六)在实验室指导交流

如何实现科学研究的协同增效呢?中心在三校一所构建起了7个交互式分平台。这些分平台网络不受地域限制,可随时协作交流,既相对独立处理各个具体问题,又协同完成能源相关的重大任务。在分平台的作用下,由中心核心单位共同承担的国家重大重点科研项目共22项。2013年3月至2018年6月间,中心成员以“能源材料化学协同创新中心”为署名单位共发表论文2800余篇,其中国际顶级期刊包括4篇Science、2篇Nature、68篇Nature子刊等高水平研究成果。中心在碳资源优化利用、太阳能利用与转化、能源存储与转化等领域取得了多项突破性进展,在天然气直接定向转化、纳米催化、介孔催化材料、高分辨原位表征催化剂等方向进入国际一流行列。

厦大本科生胡程奕被遴选为中心学生后,先后在复旦大学赵东元院士、美国加州大学圣芭芭拉分校Galen Stucky院士、诺贝尔物理学奖获得者康斯坦丁•诺沃肖诺夫院士处轮转学习与科研,在化学、材料、物理等领域的学术大师指导下成长,以第一作者在Chem、Science Advances等高水平期刊上发表论文9篇。这正是“iChEM学生”培养制度“协同增效”的生动体现。

近年来, 中心积极把握能源科学根本性发展急需与化学学科全面融合的战略契机,在厦大首设“能源化学”本科专业,并于2015年列入教育部新增专业目录,在国际能源化学学科的人才培养方面占得先机。与此同时,中心建成本硕博一体化培养模式,打破了原有的可能在化学、材料、能源不同学科专业学习的割裂式培养模式,通过异地同步、互动视频授课和多导师异地联合培养等,实现了核心单位学分互认、优质师资、资源共享。仅一门开设的“高等能源化学”就已邀请到7位院士和10位青年千人头衔以上的教授实地到厦授课,为学生提供了与国际一流高级专家在课堂面对面的高端互动平台,收效显著。


高等能源化学课程(三校一所同步视频授课)

 “iChEM全员服务”制度、“iChEM学科”建设制度、“iChEM讲座”模式……如今,中心多措并举,在前瞻、主攻和支撑方面实行开放、协同和集成的科研组织模式,正努力建设成为探索高校转变创新发展方式的“特区”。

(文/宣传部 林济源  能源材料化学协同创新中心供图

责任编辑:林济源



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