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系统科学学科发展规划(2015)

现状分析

 

系统科学是一个具有交叉学科性质的新兴学科,已经成为国际国内学术研究热点。一是自然和生命等许多领域的基本科学问题,已经紧紧与复杂性研究联系在一起,自1999年开始,Science、Nature、Nature Physics等杂志连续发表专辑,阐述复杂性研究在各领域的意义和价值;二是随着经济全球化、信息网络化的发展,社会、经济、环境、资源等方面和领域的实际问题也越来越突出地展示出系统性和复杂性的特点;以上发展趋势,是的复杂性研究成为各国学术单位都努力推动的研究领域。目前国际、国内从事系统科学研究的单位大部分是独立的、或附属于高等学校的研究院所和中心,作为学科交叉研究的平台,通常具有核心团队和外围成员。

ASanta Fe研究所

Santa Fe研究所成立于1984年,位于美国新墨西哥州。它是由3位诺贝尔奖获得者理论物理学家M. Gell-Mann、经济学家K. J. Arrow、凝聚态物理学家P. W. Anderson为首的一批不同学科领域的著名科学家组织和建立的,其宗旨是开展跨学科、跨领域的复杂性研究,极大地推动了复杂系统研究的发展。他们提出了复杂适应性系统(Complex Adaptive System)的概念,认为存在某些一般性的规律控制着复杂系统的行为。目前,Santa Fe研究所的研究领域包括以下5个主要方面:1、人类行为的动力学和定量研究,2、生命系统的涌现、组织和动力学,3、复杂系统的信息过程和计算模拟,4、复杂系统的基本理论,5、演化系统的革新和鲁棒性。

BCenter for Complex Systems and Brain ScienceFlorida Atlantic University

复杂系统与脑科学研究中心致力于复杂行为背后的机制和规律,从微观层面的细胞和组织到宏观层面的人类相互作用,其使命是通过多学科交叉的途径,探索大脑、心灵、意识和行为中的科学问题。研究关键词为:实验、模型、理论、分析,项目部分的一级主题词是:大脑、行为、认知、环境、社会等。

CComplexity Sciences CenterUC Davis

加州大学Davis分校的复杂性科学研究中心,以Teach Depth, Research Breadth为目标,致力于成为学校的创新科研平台,它强调通过跨学科创新与交叉学科合作,挖掘自然和社会系统中的一般规律。研究主题包括:复杂网络结构与动力学,信息物理学与计算创新,演化与生物计算,个体学习与群体认知。同时中心为学校的物理学、数学、计算机科学、生物和工程专业的学生提供交叉学科的教学项目,和复杂系统方向的研究生项目。

除了建立特定的院所外,国际上系统科学研究发展的另外一个趋势,是适应系统科学具有交叉学科特性,努力打造跨院系、跨国家的学术发展平台。其中典型的是联合国教科文组织旗下的姊妹学校项目——复杂系统数字校园(Complex Systems Digital Campus),他与2014年由教科文组织正式签署生效,目前已涵盖了全球范围内100多个高等院校和研究机构,目的是在复杂系统方面,开展世界范围内的科学研究和人才培养合作。北京师范大学已经成为其在亚太地区的核心成员。另外,原来仅仅局限于欧洲的CCS(Conference on Complex Systems)国际会议也与2015年扩展到美国,产生了更加广泛的国际学术影响。

在国内,北京交通大学以交通运输为对象展开系统科学的研究,突出优势是应用领域明确,并建有轨道交通国家重点实验室,通过实际应用获得一系列成果。中科院数学与系统科学研究院以运筹和控制为学科基础,拓展到一般复杂系统的研究,关心复杂系统的适应性控制等科学问题,并应用于生物系统、量子系统的协调控制。

综上,国际国内上系统科学的发展特点可概括为:一是社会和官方推动,如欧盟设立研究路线图、各国建立研究协会和实体中心等;二是注重基础,国外研究机构特别重视系统科学基础理论研究,并进一步推动系统科学理论应用。三是关注应用,复杂性研究的许多问题由社会经济发展的需求牵引展开,研究成果不仅可加深我们对实际系统的认识,还直接促进了在各领域的应用。

 

建设目标

 

系统科学学科将继续瞄准国际前沿科学问题和国家重大现实需求,凝练研究方向,聚焦科学问题,提高学术水平。在未来的5年中,保持北京师范大学系统科学学科在国内的领先水平,争取学科排名全国第一,成为在国际上具有广泛影响的学术机构和系统科学人才培养与社会服务的基地。

      在十三五期间,我们将结合北京师范大学建设交叉学科平台的重点工作,以大数据时代为契机,发展基于复杂网络和复杂系统的大数据分析挖掘方法,并通过大数据认识和挖掘人类行为,特别是学习行为,认识信息时代的教育、社会的新的形态与规律,推动复杂系统基本理论、人类行为、学习与认知、计算机数值模拟和决策支持等方面研究的发展,提高系统科学学科的学术水平,争取产生有较大影响的高水平研究成果,提高学科的整体影响力和竞争力。建设系统分析与集成实验室,充实人类行为研究和政策模拟、复杂系统实验等内容,使之成为多学科交叉的合作平台;扩大队伍规模,引进和培养拔尖人才,建设高水平的研究团队,同时进一步加强研究团队的国际交往能力。争取在十三五期间保持我校系统科学学科在国内的领先地位,并产生广泛的国际影响。

 

 

    重点建设任务与举措

 

根据我们的学科建设目标、基础和优势,系统科学学院十三五期间建设的主要任务如下:

1、学科建设

保持系统科学学科在全国的领先地位;在十三五期间,逐渐缩小和Santa Fe研究所的差距,使学科具有广泛国际影响,在即将到来的2017年教育部学科评估中,保21

2、队伍建设

多途径保证学院教师队伍规模稳定增长。十三五建设期间,至2020年,年均引进优秀青年2.5人,引进和培养高水平领军人才2-4人,学科建设队伍规模达到35人左右,到2030年,年均引进优秀青年1人,学科队伍规模达到45人左右,其中高水平人才10人以上,力争建设成为国家或教育部创新群体;

利用学校学科建设综合专项经费支持,建设流动性学科建设队伍,争取每年拥有10人左右的工作时间在1年以上的国际、国内访问学者、博士后研究人员,形成一支结构合理、知识互补、创新能力突出、学术成果显著的人才队伍。

3、科学研究

保持学院科研方向的稳定性,结合学校交叉学科平台的建设工作,以基于教育大数据分析学习行为、教育教学形态为切入点,建设科研平台、提高学术水平,实现高水平成果倍增,加快科技成果转化。十三五期间的科研任务围绕以下工作展开:

1)进一步凝练学术方向。基于国际学科发展前沿和国家、社会发展的重大需求,并结合系统科学学科已有的研究基础和优势,我们未来学术发展的主干学术方向可集中于基于大数据的学习和人类行为挖掘、社会经济系统中的群体决策行为及其神经机制的多层面整合研究上。

2)科学研究水平持续提高,在两个二级学科中3个以上学科方向上处于国内领先、国际一流水平。取得NatureSciencePNAS等国际顶级期刊论文的突破,承担国家重点和重大科研项目,取得国家自然科学奖、科技进步奖/发明奖的突破,加强专利申请、成果转化力度。

3)条件建设,包括实验室建设是开展高水平科学研究、承担和完成重大项目的基础。抓住我校建设学科交叉平台的工作机遇,围绕着以上核心研究方向,系统科学学科可以充分发挥交叉学科的优势,与教育学科特别是教育信息化领域、脑与认知科学、公共管理等相关学科密切合作,建设国家教育大数据中心。以系统分析与集成校级重点实验室为基础,共同建设以人类学习行为研究为核心的教育部重点实验室。实验室将以基于大数据和行为实验的人类行为研究、特别是学习行为研究为基础,以多主体群体行为机制研究和计算机模拟为核心,形成服务信息技术条件下,新型教育形态分析、社会治理与教育现代化的决策支持系统。

2017年,实验室争取达到300M2的建设面积,开展大数据分析、人类行为及其神经机制、群体行为、多智能体机器人系统的实验研究,建设基于计算机模拟的数据分析与决策支持系统,争取在2020年达到1000M2的实验室建设面积。

4、人才培养

人才培养是学科建设的核心内容。十三五期间,我们将从进一步建设完整人才培养体系,高质量完成学位授权点合格评估,大力发展专业学位研究生教育,实现高水平教学成果零的突破。

1)继续完善系统科学人才培养体系。适应大学本科教育宽口径、厚基础的改革趋势,以及未来社会经济发展对系统科学知识和方法的需求,建设本科教学的系统科学通识教育模块,在理学、工学以及社会科学各专业中普及系统科学知识;同时,与相关专业合作,建设系统科学相关的本科专业或本科专业方向,建立从本科、硕士、博士、博士后的完整的人才培养体系;

2)在各级人才培养层次上完善培养方案和课程体系,特别是以学校研究生培养方案修订为契机,完善学术性博士生和硕士生培养方案,通过学校研究生方法平台课的建设契机,加强课程建设,建设Mooc课程和网络课程,出版教材,使系统科学本科生、研究生培养计划和教材产生重要影响;

3)以获准开展国际项目管理专业资质(IPMP)认证、参加学校专业学位研究生培养模式改革为契机,进一步提升MPM专业学位培养质量。扩大MPM专业学位培养规模,争取至2020年年招生规模达到80名,使MPM成为学校专业学位教育的亮点与特色。

4)建设教学团队,争取教育部和国家级教学成果;

5)建立学位论文学术水平定量评估机制,提高硕士、博士学位论文质量,提高博士学位论文匿名通讯评议的合格率和优秀率,在系统科学学科和相关应用领域为国家培养大批高水平人才。

5、国际交流与合作

国际合作是提高学术水平,扩大学术影响的重要途径,在已有的国际合作基础上,系统科学学科将利用参加联合国教科文组织-复杂系统数字校园的契机,扩大对外交流的途径和影响,积极鼓励学院教师、研究生参与国际交流,提高学院的国际知名度。

1)继续加强国际合作,扩大博士生交流项目,扩大海外专家学者和博士后流动人员在学科点工作的规模;

2)建设好联合国教科文组织\姊妹学校计划——复杂系统数字校园项目,使之成为北京师范大学系统科学学科点培养人才、扩大国际交流与合作的重要平台。具体内容包括:系统科学专业网站,共享数据、算法和成果平台;与姊妹学校的其他成员建立实质的合作关系。

3)共同建设北京师范大学已经合作建立的北京-新加坡-香港非线性科学中心,利用各方面资金支持,使之成为北京师范大学、香港浸会大学、新加坡国立大学合作开展系统科学研究的平台,并努力把该中心建设成为亚洲复杂性科学研究平台。

4)坚持系统科学学科建设的传统、特色与优势,使北京师范大学成为国内系统科学学科建设的引领者并具有重要国际影响力,拥有1-3名具有重要国际影响力的专家,担任相关学术期刊编委以上职务。主办或承办3-5次具有较大影响力的国际学术会议。

6、社会服务

打造系统科学社会服务品牌,开发系统科学社会服务培养课程体系,成立学院高层管理者培训中心(EDP)。

1)提高以系统科学为基础的社会服务能力,以教育信息化、社会治理、为切入点,建设社会服务长效平台;

2)建设国家软实力评估中心,基于大数据分析和系统科学的思想和方法发展软实力评估技术与手段,使之成为系统科学服务社会的桥梁;

    (3)加强应用型人才培养,创建基于系统科学的工程硕士品牌,开发传播、普及和应用系统科学思想与方法的高端人才培训项目,建立学院高层管理者培训中心(EDP)。

 

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