2024年4月28日晚，“面向沿边地区人居环境改善的城乡规划大数据理论与方法课程虚拟教研室”举行了第十二期月度交流会，以“研究生科研能力培养经验分享”为主题，邀请东北大学/沈阳建筑大学李绥老师围绕“从数据应用到学科交叉—建筑类研究生科研能力培养的经验与体会”进行专题报告。本次月度交流会是“面向沿边地区人居环境改善的城乡规划大数据理论与方法课程虚拟教研室”的定期交流活动之一，来自清华大学、哈尔滨工业大学、厦门大学、沈阳建筑大学、内蒙古工业大学、深圳大学、西南民族大学、吉林建筑大学、昆明理工大学、西藏大学、新疆大学、广西大学、东北大学13所共建高校的近30位教师参加了此次会议。
报告环节，李绥老师结合自身和团队中城乡规划和建筑学教育背景师生的转型经历，回顾了由设计类工作转向研究性工作过程中，思维方式转换和研究方法积累的过程，从“加强科学研究基本素养的方法”、“科研能力培养需要经历的不同阶段”、“通过学科交叉促进科研创新的途径”三部分介绍了相关经验，以期对刚从事科研工作的建筑类研究生的培养提供启发和借鉴意义。
建筑类研究生科研能力培养思路
第一部分，关于科学研究基本素养的养成与加强，李绥老师认为首先要建立系统的理论框架，即树立系统的人居环境科学观，明确建筑类学科定位和特点，以及与相关学科的交叉支撑关系，形成人居环境科学与技术新工科理论框架。其次是要提升创造性思维，对于设计和科研来说创造性思维都是核心能力，本科阶段设计类课程中学生形成的发散和形象思维，对于科研创新也很有帮助，但初学者往往缺乏体会，所以李老师很注重保护研究生们已经培养起来的创造性思维火花，通过鼓励学生设计竞赛或实际项目的成果中融入研究性成果，让学生把设计中的创造性思维延续到科研工作中。此外还应培养理性思维，建筑类研究生往往感性和形象思维能力较强，通过加强自然科学学习、综合定性定量分析，培养学生注重客观性、依据信息和数据推导结论的理性思维方式。
科
学
研究基本素养加强——创造性思维的提升
第二部分，李老师解读了科研能力培养需要经历的不同阶段。首先，在入门阶段，采取通识性教育方式，建筑和规划同学不严格区分专业、协同工作，通过“传帮带”形式让研究生逐渐了解深入；在数据方面，先从数据的空间化入手帮学生完成由“图”到“数”的认知过渡，打破对于数据的陌生感甚至抵触情绪，逐步建立科学意识，再进行数据处理与统计学分析方法教学和软件技术培训，让学生们掌握基础技能。其次，在研究能力提升阶段，让同学深入到专题研究中，将涉及学科交叉并且具备一定深度的课题作为论文选题，在过程中鼓励创新，技术上，不仅应用工具、更要通过理解背后的运算逻辑来对模型进行改进，理论上，不仅描述结果、更要揭示问题背后的机理来探讨普适性规律。最后是综合应用创新阶段，强调研究成果向实践应用的转化，要求学生能够独立发现关键科学问题、技术问题，将交叉学科的方法与技术用于解决本学科问题，对领域有所推进和贡献，而这也是科研工作者初步成熟的标志。
科研能力培养各阶段——研究能力提升阶段
第三部分，李绥老师结合个人经历，从三方面分享了通过学科交叉促进科研创新的一些启发和思路。
第一方面，是建立建筑学科和相关学科联系的桥梁、与先进科技接轨，并且紧随时代变化、关注热点问题。这里李老师先以早年申请基金项目的经历举例：2010年李老师参与的第一个基金申报是有关“绿地释氧固碳”的相关研究，过程中和环境学院老师学习了计算流体动力学（CFD）仿真模拟的方法，而后到次年在申报青年基金时，可吸入颗粒物污染问题成为热点问题，他联想到此前学习的CFD模拟方法，进而想到城市空间形态能通过影响城市气体流场、影响可吸入颗粒物的空间扩散效应，结合对已有文献的搜索，他发现这一方面尚存研究空白，于是凭借这种学科交叉的创新性思路成功申请到青年基金，而这便是李老师对学科交叉、对应用相关学科技术方法解决本学科问题的最初体验。
第二方面，是要“放得开”，即要适当拓宽研究边界，因为很多新问题和创新思路的出现，依赖于多个学科的边界拓展和共同迈进。2020年新冠疫情爆发之初，解析新冠病毒在空间中的传播感染过程是一项重要问题。李老师团队具备气体流场相关技术经验，但对呼吸感染风险评价没有基础，于是当时团队迅速收集相关文献，发现相关研究集中在两个领域，一是从CFD方面关注气溶胶传播方式，二是从传染病学模型方面关注病毒粒子浓度影响下的感染率。通过对各领域模型的梳理，他们将开窗尺寸、面积、方式等建筑环境学指标，与计算流体力学、传染病学模型联系在一起，形成了涉及多学科的研究框架。此后团队在这一创新方向上深入探索，先后模拟了病毒在超市货架附近、在阶梯教室内等空间的传播与扩散过程，探索通过建筑设计方法控制人工环境来降低传染风险的方式，进而将其与参数化技术耦合，让自然通风设计参数与病毒传播风险之间建立关联，形成以呼吸健康为目标的自然通风设计参数化方法。凭借这一方向上的创新性思路，又成功获批了一项面上基金，这也是学科交叉促进科研创新的又一成功案例。
通过学科交叉促进科研创新——适当拓宽研究边界
第三方面，是要“收得回”，即坚持从本学科问题导向出发，注重研究的应用性，在交叉学科技术的辅助下回归本学科学理问题的探讨。这里李老师从材料学领域的混凝土碳化现象的一项研究引入，这项研究揭示了建筑材料通过碳化吸收二氧化碳、一定程度上会影响碳汇总量。在思考它如何与本专业结合的过程中，李老师关注到国外有学者评估了大麻混凝土等建筑材料的碳汇量，于是从建筑材料固碳性能的角度切入进行研究，先尝试制备了以碱激发材料为原料的外饰面构件，具有一定固碳性能。不过这项研究至此仍属于材料学领域的问题，与建筑学领域仍有距离，还需要通过建筑构件的设计优化来提升其性能。此后，李老师团队又继续对研究进行深化，在建筑外立面设计腔体表皮，填充碱激发材料，在阳光照射下，腔体内温度、湿度和二氧化碳浓度较室外环境有了大幅度提升，更有利于促进碳化反应以提升碳汇能力，依靠上述建筑设计手段，腔体表皮内材料固碳性能又进一步提升了17%。通过这种方式，交叉研究又回归到了本学科的问题上。
通过学科交叉促进科研创新——回归本学科学理问题的探讨
交流研讨阶段，教研室带头人龙瀛老师首先提出“建筑类同学在与生态学、地理学、材料学等学科的交叉研究中是否感觉跨界困难”的问题。李绥老师表示，建筑类同学受原有知识结构和工作习惯影响，开始科研工作时确实会感觉跨度很大。对此，一方面他会在学生研一阶段多安排城市尺度的训练，让学生初步掌握相关交叉学科的常规方法；另一方面，“传帮带”的方式也对他们入门很有帮助，例如将每一届学生的论文和成果传承下来，将常用的一些习惯方法和技术创新的突破都以录屏等方式记录，与通过通用教材和软件教程学习的方式相比，这种模式事半功倍。
厦门大学李渊老师则提出研究生主体为专硕的背景下建筑学生转型的困惑，即当下对学生毕业成果的设计水平和应用性要求很高，研究与设计脱节的情况不鲜见，这种情况下建筑类学生如何转型才能满足科研要求和专硕的专业要求。对此，李绥老师表示，首先在科研和研究生教育过程中，他会刻意提醒自己，在基础性研究的每一步都思考成果转化和设计应用；其次，在课程方面，他为研究生一年级学生开设了《建筑科学研究》课程，先引导学生形成科研的基础理论框架，再通过空间信息技术、CFD模拟方法、景观生态学模型等的教学，帮助他们形成完整的技术流程，以这种方式将科研方法贯彻下去。
