随着信息技术的日新月异,教育生态发生着深刻的变化。高校信息技术与教学科研深度融合的趋势下,为了解当前科研信息化的发展现状和瓶颈,探寻未来科研信息化的发展路径,《中国教育网络》杂志采访了长期在流态化、等离子体化工和微化工技术前沿领域工作的程易教授。
访谈中,程易教授对比中外信息化当前的发展现状,以化工专业为例,解读了信息化过程中存在的问题,并提出相应举措。
程易 清华大学化学工程系教授
主要在流态化、等离子体化工和微化工技术的前沿领域工作,
曾获教育部自然科学奖一等奖
信息化成为高校科研的新动力
《中国教育网络》:信息化背景下,就您的学科而言,如今的科研方式与过去有何不同?您有哪些感受?
程易:在传统化工研究时代,研究人员采集数据需要爬塔记录,再进行数据整合。进入信息时代,爬塔式数据采集方式早已消失,现在大多采用纯自动化的数据采集模式,有效提高了科研效率和数据的准确度。
而且,过去进行化工实验的过程中,主要凭借前辈的经验去判断,往往遵循前辈引领的科研模式。如今,前辈引领依然重要,但是越来越多地可以发现,年轻人在引领新的事物。
因为当代学生从小就浸润在信息化的环境中,作为信息时代的“原住民”,他们能很快适应这种科研环境。而且越年轻的学生越能体现出适应性。例如现在查数据资料、签名文献等,越年轻的人响应越快。
年轻人有理想,有活力,有很强的探索意识和创造精神。他们几乎与生俱来的信息化能力能为他们创造更多机会。所以在某种意义上,信息化时代的年轻人将成为科研工作最得力的助手甚至主角。
《中国教育网络》:您认为信息化为高校科研提供了哪些方面的支撑?
程易:图书文献装入电子设备,查阅资料更加方便快捷。从前人们查阅资料需要去图书馆,耗时耗力。如今所有的文献几乎都可以在网上获取。而且,所有可下载的文献覆盖中文期刊和英文期刊,信息获取更加全面。
除此之外,如今很多图书都有电子版,不仅能提高学习效率,还能使学习、工作变得更加自由。
本着方便学习者学习的心态,我之前还参与了《化工名词》百科全书的编纂。实际上,这类百科全书类似于国外的Wikipedia(维基百科),国内也有很多这样的百科网,比如百度百科、MBA智库百科等。
信息技术持续优化,日常办公更加便利。受疫情影响,数字化办公快速走上历史舞台,并被人们所熟知。从科研的角度,软件资源更加丰富,而且一些软件功能更加齐全,有效助力高校科研。
例如Aspen软件,学校专门开设了相关的学习课程。不管是做化工设计,还是做科研,该软件都提供了强有力的支撑。后来,还购入了FLUENT、COMSOL、MATLAB等软件。其中,COMSOL软件可以独立也可以和MATLAB结合使用。同时,软件版权的购买,也极大地保障了学术论文后期的发表和各方面事宜。
计算平台更加完善,算力能力显著提升。从最初回国时搭建的14台集群设备,到如今的七八个工作站和大型高性能计算共享平台,算力能力极大提升,为科研提供了先进的技术支持。
目前,学校和国家都搭建了算力平台。我们在学校平台也有账号,可用一些相关软件来做量子化学方面的研究。当前国内的计算平台,有些是个人搭建,有些则隶属于校级或者市级,主要根据需求而定。
解决问题是科研信息化的圆心
《中国教育网络》:就您的学科而言,您认为当前的科研信息化存在哪些问题?有什么改进措施?您对未来科研信息化有哪些期许?
程易:在科研过程中,一些公益性资源不仅使用方便,而且质量极高。当前国内虽然有该类资源,但在数量和质量方面依然相对欠缺。
相比之下,国外的一些公益性资源,例如一些学术词汇的解读,经过长时间的锤炼,质量非常高。所以,要想实现高校科研信息化,就必须打造公益性资源壁垒,具体可从以下两个方面着手。
一是树立公益之心。对于公益性资源,如前文提到的知识百科。由于人们很少花时间去提炼和整理,导致国内在知识百科方面还相对薄弱。为此,相关工作人员应存有公益心,乐于奉献,共同打造这些公益性资源平台。
当前中国的“大百科”仍在不断完善。“大百科”就好似把《大百科全书》装进了互联网,虽然还不够精确,但相信经过长时间的纠正和完善一定能成为重要且高效的信息化学习工具。
二是培养共享意识。“共享”作为我国长期的发展理念,对社会的方方面面起着积极的影响。无论是教育还是科研,要想长足发展,都需要共享理念保驾护航。所以人们要培养共享意识,为高校科研信息化持续赋能。
例如,我近期与学生商讨,想将十几年间的课程积累分享到网络平台,学生对此评价都很好。而且,今年有关本科专业课教学陆续做了两次全国性的教学邀请报告,反馈很好,后期会持续支持这方面的事宜。
其实,教学的分享,某种意义上也为高校科研奠定了基础。而在高校科研领域,亦可建立科研数据共享平台,并不断完善,进而加速高校科研信息化进程。
《中国教育网络》:从科研角度出发,您对信息化还有哪些需求或期许?
程易:首先,希望各部门或单位能够加大公益性资源的人员和资金投入,打造共享知识体系。
其次,希望得到一些正版软件的支持,如Aspen这类大型软件。一般而言,这类软件售价很高,教育版的相对便宜。如果能通过公共计算平台统一购置这类商用软件的教育版版权,相信对于教学和科研将大有裨益。
最后,希望得到一些数据库资源的支持。数据资源可以说是科研的催化剂。人们虽然身处大数据时代,但很多数据只有被共享应用才能变成财富。譬如AIChE(美国化学工程师协会)、美国化学学会、英国皇家化学学会等。
实现科研信息化应从提高科研素养出发
《中国教育网络》:您在研究中常用软件有哪些?对于软件开发,您有什么建议?
程易:当前一些高端软件依旧以国外的为主,比如Aspen这类软件,国内很难开发出来。
其实,该类软件并非局部开发难度高,而是它整体的架构实现,需要多年的经验积累。而且,此类软件并不像部分个性化的软件或者小程序,如人们可以通过小程序解决上课中的问题或者自己科研中的问题,但这些软件很难被广泛使用。再如,MATLAB这类软件,如果中断,那会令人束手无策,目前国内还没有这种成系统化的计算软件。
此类成系统化的软件,一般都已经历了二三十年的考验。例如COMSOL软件,最初叫Femlab。COMSOL软件诞生伊始,界面功能非常简单,跟现在相比大相径庭。原本以为很难生存,但多年以后,该软件变得非常强大,且广泛灵活地应用于各行各业。
此外,该类软件最初都是从一个核心的研发理念出发。软件的核心研发理念决定了它将来的服务人数、覆盖范围和影响力。
因此,对于研发人员而言,必须存有“公益心”,考虑到各个领域的受众,仔细推敲,才能开发出存活时间长、覆盖范围广的强力软件。
《中国教育网络》:您认为,在实现高校科研信息化的过程中,科研人员应具备什么素养?
程易:在实现高校科研信息化的道路上,科研人员必须开拓思维,“打开格局”。归根结底,这和人的做事哲学密切相关。
当今社会,人们的公益心随着经济基础的提升正在逐渐恢复。只有怀揣为他人、为行业、为社会做广泛支撑和服务的内心大格局,才有望开发出成系统化的强大软件,进而创造出辉煌的科研成就。
当前的科研领域正处于发展阶段,将来或许会有一个外部的压力,使其必须实现质的飞跃。到那时,可能不得不采取某些举措,但也需经历很长时间的试错和积累。为此,科研人员当务之急是提高自身的科研素养,存公益之心,谋国民之福。
综上,在实现高校科研信息化的道路上,科研人员必须怀揣公益之心,拥有共享意识,从根本上转变自己的价值观念,不断提高自身的科研素养,才能在科研领域长足发展,为实现科研信息化贡献力量。
记者:陈永杰
责编:陈永杰
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