一流大学的资源体系建设和科研风尚——美国北卡州立大学访学体会
 

    我在2011年初取得国家留学基金委公派出国联合培养资格,于2011年底赴美国北卡州立大学进行为期一年的访学交流。北卡罗莱纳州立大学(NCSU)是一所公立的研究型大学,位于美国北卡罗莱纳州罗利(Raleigh),是北卡罗莱纳州教育系统的主要技术机构,也是北卡罗莱纳州规模最大的大学,在土木工程、统计学和纺织工业等学科有着非常悠久的历史和较高的学术地位。附近还有另外两所世界闻名的高校:杜克大学和北卡大学教堂山分校,分别位于达勒姆和教堂山这两个与罗利毗邻的城市,因此这一地区又被称作“ResearchTriangle”,即学术三角区。由于这里学术氛围与人文气息浓厚,人口素质较高且自然环境宜人,连续多年被评为全美最宜居的地区。我的专业是交通运输规划与管理,交通系在NCSU属于土木工程与环境学院,这个学院在全美土木工程研究院中排名十六,在交通工程、路面材料、环境水文等领域具有领先地位。GeorgeList是我的联合培养导师,ProfessorList在交通规划与管理方面具有35年的科研及咨询经验,在路网建模、交通流、交通运行管理与控制、交通仿真等方面有杰出的研究成果,是TRB交通流分委会委员、交通仿真分委会主席。
  在美国学习生活一年,我参与了实验室的研究工作,每周定时参加组会,后来为了加速研究工作的推进,组会之外还要与List教授单独讨论一次我的进展和成果,同时旁听了系里的3门课程,收获良多,对美国大学的教学与研究资源体系建设和科研风尚也有了一些亲身的感触,下面分几个方面进行了总结。
  1、良好的硬件设施与教育研究资源
    建设初到学校,美丽的校园风景,恬静的科研环境,以及学校里完善、整洁的设施就给我留下了深刻的印象。弥漫着沥青味道的土木实验楼、藏书丰富且环境宜人的图书馆、专业软件齐备的交通工程系实验室以及装备各种运动设施的体育馆都让初来者对这里的生活充满期待。
  访学期间,我经常到图书馆工作,在书柜林立的专业资料堆里或是阳光明媚的自习室里潜心学问,留下了美好的回忆。北卡州立大学图书馆在北美地区120所顶尖研究型图书馆中排名第29位,藏书310万册,由D.H.Hill图书馆及4个分馆组成,是校园里最宏伟的一幢建筑。图书馆向全社会开放,除了学校的教职员工和学生,周围居民、游人访客等所有人都可以在图书馆查阅资料,凭借证件借阅图书。除了浩如烟海的藏书,图书馆的其他软硬件设施也比较完善,台式电脑在各个角落随处可见,图书馆甚至都配备了游戏机房,各种笔记本电脑、平板电脑、相机等都可以通过图书馆系统借用。内部空间设置是多种多样的,小组科研可以预定独立封闭的研讨室,也可以在一个熙熙攘攘、放满小黑板的大厅里各抒己见,去图书馆学习可以在明亮的玻璃房自习室里正襟危坐,也可以在舒适的沙发上阅读思考,可以与三五同窗围坐圆桌共享资料,也可以在安静的隔间里孤军奋战。与国内图书馆的安静肃穆不同,这里非常注重营造自由、舒适、多样化的学习环境和氛围以及提供开敞的交流空间,似乎传达出这样一种信息,即对学术的追求不仅仅是基于以个人成功为目标的努力和自律,而是一种自发的、真诚的对更高精神层次的向往以及对这一求索过程本身的享受。
  图书馆的数据资源也非常丰富,本专业很多重要的数据库都被囊括其中,对研究工作有很大的助力。系里面也有自己的图书室,不仅有交通专业的各类书籍,还包括了数学、工程以及论文撰写方法的经典著作。同时系里还购买了几乎所有相关的专业软件,在教学楼的机房、系里的多媒体实验室都可以随时使用这些软件。凭在校ID可以在学校网站上下载各种常用商业软件和研究工具软件,良好的平台资源成为学术研究开展优势基础条件。
  在“ResearchTriangle”还有一项独特的资源优势,就是三所大学的教师、学生可以随时展开交流,共享三校的资源优势。NCSU的土木学科优势明显,因此交通也多基于工程技术展开,而北卡教堂山分校的城市规划专业历史悠久、极富盛名,因此教堂山分校的交通专业以规划为主要特色,List教授也向我推荐了规划类的经典课程,使我有了意外收获。我认识的其他专业的学生也都会到教堂山分校或者杜克大学选修课程,可以直接获得学分。在一些领域,三校共同开展科研合作,频繁地开展学术与人才交流,优势互补,三足鼎立,不断地壮大“学术三角区”的发展优势,印证了这种区域内的高校合作模式对于教育科研资源的有效集聚、优化利用有很大的促进。
    2、活跃的交流,严格的制度
    在美国大学旁听课程最大的收获应该就是见习并参与了热烈、有趣且有效的课堂讨论。每次上课,老师们常会分发些小零食,课上人数不多,通常最多也就十几个人,颇有一种小型茶话会的感觉,碰上天气晴好,甚至会直接移师户外,大家围坐花坛,高谈阔论,各抒己见。虽然气氛自由轻松,但首先授课的老师对于教学内容和讨论的话题有精心的准备和深厚的学识基础,还要有效地组织和引导。学生们对待课堂讨论态度也极为认真,除了课前阅读准备,课上的思维也极为活跃,发言争先恐后。在国内上课时,对于老师教授的理论模型,我们通常不会质疑正确性,大部分的精力会用于理解和记忆,但美国的研究生们则会对理论的实践意义进行讨论,会质疑在现实条件下是否会呈现理论模型给出的结果,会认真地讨论模型成立的边界条件以及未来改善的可能性。这些讨论也使得枯燥抽象的理论一下子变得鲜活起来,使模型方法真正成为了探索的工具,而不是学习的目的。
  课堂看似自由轻松,但实际上研究生的教学考核是非常严格的。同样是交通专业,他们必修的数学方法方面的课程要多于国内,专业课深度也更接近于前沿技术和科研,并且学习过程中会要求通过小组完成项目的形式直接应用相关的软件或是技术,既有应用型项目,也有研究型项目。课程与科研衔接较为紧密,学习、思考、应用、创新联系在了一起,有利于系统性的成果产出。这样的训练模式也导致研究生课业较重,需要花大量的时间学习并实践才能通过课程考核,这与国内研究生阶段已不那么重视课程成绩有较大区别。
  博士生的毕业考核同样也比较严格,博士研究生因为无法通过考核、科研工作导师不满意而不得不中止学业的现象并不鲜见。因为学术产出、论文发表需要一定的过程,所以毕业对论文发表数量并无具体要求,但研究生要通过预备考核才能成为一名博士候选人(Phd.Candidate),实际上在通过这一预备考核的时候,已经需要对专业有较深的研究和理解,在选题相关领域积累了一定的研究成果。博士论文锤炼的过程是很艰辛的,从基础问题入手到不断探索、产出成果,是一个漫长的试错过程,有一定风险,这种严肃的态度、创新的精神应该是一流高校保持学科领先地位的保证。
  3、文化交融与学科交叉
    美国是移民国家,从城市风貌、人文环境到文化、饮食的诸多方面都彰显着多族裔融合的特色,在有众多留学生的高校,这种风格更为显著。在我们研究组,有中国人、印度人、伊朗人,当然也有美国本土的学生。课堂上、组会上可以听到各种风格的浓厚口音,也会发现不同文化背景的人的交流方式、思维习惯的不同。文化的碰撞会一定程度上促进创新火花的迸发,换一种思维和角度,可能会给研究工作带来意想不到的收获。
  除了文化交融,研究团队中多学科背景的交叉也为前沿成果的产出做出了很大贡献。NCSU的工业工程(ISE)、统计学以、运筹学、计算机、电气工程等专业在全美研究生院排名中位居前列,著名的统计软件SAS研究所也位于NCSU。交通专业在科研和项目实践中对于上述几个专业的研究成果多有应用。也因为如此,这几个专业的学生在博士论文阶段会选择交通方面的实际问题作为理论方法应用的切入点,并请一位交通专业的教授作为指导老师。不仅是交通专业,基础学科的研究生根据本身的科研特长和应用学科的课题需求,可以自主的选择博士论文研究方向和导师。一方面,实现了基础学科的应用价值,提高了应用学科的成果质量;另一方面,很有效地解决了基础学科研究资金有限而应用学科往往人力与技术支撑不足的问题。
  在我们研究组,导师List不仅拥有在交通领域多年的研究经验和丰硕成果、土木工程的博士学位,还有电气工程的硕士和学士学位,对于控制系统、计算机仿真技术及人工智能模型算法等专门的技术知识都有很深的造诣。组里有一名博士研究生本科毕业于计算机专业,还有两名博士研究生本专业为运筹学、跟随List进行交通方面论文研究、同时在SAS研究所做兼职实习,而我和另外一名博士则从本科开始即在交通工程专业学习。组会研讨时,专业背景的不同使得大家可以各自发挥所长,在我的仿真研究中导师List和有计算机专业背景的同学就提出了很多算法优化方面的建议,数学相关专业的同学为在系统优化和统计方面的学习和提高都提供了很多帮助。而我也向他们介绍了自己在国内的一些研究工作以及相关领域中国学者的优秀成果。在进行不同专题研讨时,List还会请系里相关领域的其他老师参会,为我们的研究方向提供指导意见,这种开放的交流模式对于每个人的研究工作都大有裨益。
  每位博士生在选题之初导师就会为他组织一个指导委员会,指导委员会成员往往有不同的学科背景,能够保证科研成果的前沿性、先进性。我在美国期间,组里一位博士答辩,使我见到了她的指导委员会的豪华阵容,包括了运筹学、工业工程以及HCM编委会的专家,其中两位是美国科学院院士,博士论文选题、研究计划制定、写作及答辩过程中,这些专家都给予了重要的指导。组里还有一位博士运用经济学中的博弈论进行交通控制方面的研究,他的指导委员会中有一位普林斯顿大学博弈论研究方面的顶尖专家,有这样的指导力量,不仅仅是提高了博士研究生的理论水平和学术能力,是从整体上促进了工程学科应用前沿方法和技术,增强了学科的生命力,保证了专业在世界领域的引领性地位。

    感悟
    在美国一年的访学生活转瞬即逝,所幸收获颇丰,学术上有所精进,更重要的是体验了别样的文化、生活和科研氛围。对于大学治学之道,总的体会大致如下:一是营造纯粹的学术环境和笃信科学、追求学问的人文氛围,使校园中的师生在精神上有内在驱动力;二是具备海纳百川的胸怀,能够包容多样的文化,能够接纳挑战和质疑,创造条件让各个学科交融发展;三是制定科学的制度并严格地执行,培育严谨求实的学风,保障人才培养和成果产出的质量。大学有育才创新的胸襟,做学问之人明确社会责任与定位,秉持好学与严谨之精神,孜孜不倦,努力求索,唯如此方可造就一流的学问、一流的学府。

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