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程如烟（中国科学技术信息研究所政策与战略研究中心主任） 01、科技发展新形势对人才技能提出新的需求
第一，科技发展和应用的速度日益加快，要求人们不断更新科学知识，具备终身学习的能力。实践表明，全球科技发展的速度日益加快，科技产出快速增加：2010年至2020年，SCI数据库的论文数量从142万篇增加至233万篇，专利申请从200万件增至350万件左右。同时，科技应用的时间越来越短，美国国会的调查报告显示，从科学的发明、发现到实际应用，所经历的时间在20世纪初为35年，两次世界大战之间为18年，二战后则缩短为9年。随着科技发展和应用速度的不断加快，知识更新速度也在不断加快：18世纪知识更新的周期为80?90年，19世纪到20世纪初为30年，20世纪60?90年代缩短为5年，当今甚至缩短到2?3年。科研人员要想跟上科技发展的步伐，就需要养成终身学习的习惯和能力，不断更新自己的知识结构，了解最前沿的工具和方法。
第二，自动化、智能化社会快速发展，要求人们具备创新和创造等机器所不能替代的能力。当今社会已经进入数字化、自动化和智能化时代，互联网和自动化生产渗透到各行各业，越来越多的工作都在为机器所取代。而且，这一情形并不限于一些简单的工作，一些专业性的工作也正为机器所取代，如机器翻译越来越精准，在很大程度上能够辅助甚至代替人工翻译；人工智能可以搜罗海量医学数据（包括医学图像），把病人的病例数据与数据库中的病例进行对比，从而辅助甚至替代医生看病；机器学习算法能够快速自动生成关于地震、凶杀和体育竞赛等的新闻短评；人工智能还能在律师事务所帮助进行法律研究，帮助教师批改试卷，承担工程师和科学家的一些技术性工作。总体来说，人工智能、自动化等的快速发展导致中等技能人员和高度程序化职业人员面临失业风险，也使得一些知识性、熟练性的技能可能成为无用的技能。在此背景下，科技人员的价值将体现在其拥有机器所不能替代的能力，如提出问题的能力、质疑能力、批判能力、创新能力和创造能力，等等。
第三，科研范式发生重大转变，要求人们加强对新一代数字技术的掌握。当前，科研范式正从以往的实验科学、理论科学、计算科学、数据驱动科学向“加速发现”的范式转变。在深度搜索、人工智能和量子强化的模拟、生成模型等方法的帮助下，科学发现正在成为闭环，成为一个自我推进的、持续的、永无止境的过程，从而进入“加速发现”范式（参见图1）。深度搜索正在加速科学文献的读取和知识的提取，速度比人类快1000倍；人工智能能够自动选择和优化运行模拟方案、模拟顺序、模拟方法，量子模拟能让总体模拟速度提高2?40倍；生成模型能够帮助生成新的候选材料，使化学发现提速10倍；基于云的人工智能驱动的机器人实验室能够快速合成和验证最适合的候选材料，速度比传统方法快100倍。新的科学范式能够有效提升科学发现的速度，其所需的人工智能、量子信息以及云计算等都属于新一代信息技术。因此，一个国家要想在新的科学发现范式下占领先机，就需要加快培养一大批掌握新一代信息技术的人才。
图1 基于新一代信息技术的“加速发现”范式
第四，重大挑战需要跨学科的知识来解决，要求人们具备跨学科研究的能力。未来社会将面临很多重大挑战，如气候变化、人类疾病、能源资源短缺、环境污染和恶化等。这些挑战非常复杂，单一学科的理念、知识、方法、工具无法应对，必须利用多个学科的知识和多个部门的合作才能找到解决方案。同时，跨学科研究已成为大势所趋，处于世界最前沿且最有望产生重大突破的研究很多都是跨学科研究。21世纪以来，诺贝尔奖中具有跨学科研究特征的比例增至40%以上，特别是诺贝尔化学奖，约2／3具有跨学科特征。因此，无论是为了更快地产生科技突破还是为了更好地应对重大挑战，科研人员都需要在精通一个学科的同时了解其他学科的发展，掌握跨学科研究的思维、方法和能力。
第五，科技发展给社会带来了伦理、隐私等多方面的挑战，要求人们具备负责任的科学研究的意识。科技进步在给经济社会带来巨大效益的同时，还带来了一系列意想不到的风险。例如，海量数据欺诈或者数据盗窃事件以及日益严重的网络攻击，使得信任与隐私问题变得愈加严峻；3D打印如果用于武器生产，将对国家安全、社会稳定造成严重威胁；基因编辑技术所导致的基因选择将引发深刻的伦理问题，对该技术的滥用将产生意想不到的后果。鉴于科技发展可能带来的巨大风险，科研人员在开展科学研究时，必须具有负责任的意识。如果科研人员肆意开展科学研究，则有可能给社会伦理、个人隐私、国家安全带来巨大的风险，甚至带来毁灭性打击。
02、发达国家培养高素质科技人才的经验
当前，美国等发达国家均高度重视高素质科技人才的培养，针对学生、刚进入科研生涯的年轻人员、优秀青年人员、资深人员、高端人员等不同阶段的人员，制定了科学、系统的培养措施。
第一，加强STEM教育，尤其是计算机技能的教育，为培养高质量科技人员提供后备军。
STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，STEM教育是为了提高学生关于科学、数学和技术的本质认识和素养，对于培育未来的科技人才至关重要。美国前总统奥巴马指出：“美国的未来领导地位取决于今天我们如何教育我们的学生——特别是在STEM领域。”当前，各国政府都高度重视STEM教育并采取多种措施加以推进。
科技管理部门深度参与STEM教育。STEM教育既涉及科技也涉及教育，因此，不仅教育管理部门参与STEM教育，科技管理部门也深度参与其中，如美国STEM教育的参与部门包括教育部以及国家科学基金会、航空航天局、国防部、能源部、卫生部等众多科技相关部门，英国的STEM教育由商业、创新与技术部和教育部共同管理，澳大利亚的STEM教育由政府首席科学家办公室和教育委员会共同负责等。这是因为科技管理部门在长期的科技工作中，更加了解科技人才具备何种能力、素养和技能才能更好地满足科技经济社会发展的需要。值得注意的是，美国甚至建立了由国家科技统筹机构来牵头协调STEM教育的体制。美国科技统筹机构——国家科技委员会下设了STEM教育分委会，负责制定国家STEM战略，并协调、监督和评估各部门的STEM教育计划。
出台国家层面的STEM战略。当前，一些国家从国家战略高度对STEM进行了顶层设计，如美国出台了《STEM教育战略》，澳大利亚出台了《STEM学校教育国家战略2016-2026》，英国的苏格兰出台了《STEM教育和培训战略》、北爱尔兰出台了《STEM战略：通过STEM获得成功》。以美国为例，继2013年发布五年期的《STEM教育战略》之后，STEM教育分委会于2018年发布了新一期战略，对未来五年的重点进行了规划：
一是培养学生的创新创业能力，为此，政府要支持教育者开展创新创业教育和知识产权保护教育，要资助开展科技节、网络安全竞赛、机器人挑战赛等活动，鼓励学生全方位地应对真实世界的挑战，并应用所学知识开展创新；
二是提升学生的数字化和计算技能，为此，政府要支持更便捷的数据获取，并将其应用到STEM课程中，要提升数字素养，开展网络安全教育，中小学要面向学生开设计算思维培养的相关课程；
三是提升学生的跨学科研究能力，鼓励他们参与解决国家、国际社会面临的问题，应对现实世界的挑战，利用跨学科知识解决问题，不断提升综合素养。
强调对数字技能的培养。鉴于数字技术在国家科技经济社会发展中的极端重要性，各国高度重视对数字技能的培养。除了在STEM教育中强调数学和计算机科学之外，很多国家或组织还出台了专门计划。例如，欧盟近年来发布了《欧盟数字技能宣言》、《欧洲新技能议程》和《数字教育行动计划（2018-2020年）》等多个文件，要求各成员国制定国家数字技能战略，2021年又提出要将6亿欧元专门用于数字技能的发展，确保到2025年有70%的成年人拥有基本的数字技能；意大利的《数字技能国家战略》提出，要使拥有先进数字技术的意大利公民比例翻一番，将信息与通信技术专业（ICT）的毕业生人数增加三倍等；英国政府的《提高成人基本数字技能》《提高成人数字技能计划》则提出了成人数字技能资格标准，以推进英国数字技能教育改革。
第二，完善对青年科研人员的培养。
青年是科技创新队伍中的生力军，25?45岁的科学家最富有创造力和创新精神。当前，很多国家都设立了多项支持青年科研人员的计划，在研究实践中对其加强培养。
对于刚进入职业生涯的科研人员，各国设立了一系列有针对性的计划，促使其尽快具备独立开展研究的能力。以美国国家卫生研究院（NIH）为例，NIH设立了十多个针对刚进入科研生涯科研人员的计划：指导研究科学家职业发展计划（Mentored Research Scientist CareerDevelopment Award）的资助对象是博士后或处于科研生涯早期的科研人员，他们将在一位经验丰富导师的指导下，开展3?5年的研究工作，从而为独立开展研究做好准备；职业生涯过渡计划（Career Transition Award）的目标是促进处于科研生涯早期的科研人员向能够独立开展研究的阶段过渡，该计划分为两个阶段：第一阶段是指导研究阶段，第二阶段是独立研究阶段；独立之路计划（Pathway to Independence Award）旨在通过向优秀博士后或受指导的临床医生提供支持，帮助他们过渡到独立的研究职位；等等。
针对优秀的青年科研人员，很多国家或组织都设立专项资助计划，鼓励其挑战新的领域以取得独创性成果。日本2016年拨款10亿日元实施卓越研究员计划，在研究机构为40岁以下的优秀青年科研人员（临床医学领域43岁以下）配备稳定职位，引导青年人才挑战新领域研究，取得独创性研究成果。欧洲研究理事会于2013年设立了巩固基金（Consolidator Grants），资助对象是博士毕业并有7?12年研究经历的科研人员，旨在资助优秀的年轻科研人员巩固和完善自己的研究团队和研究计划，资助金额一般最多不超过200万欧元，执行期限最多不超过5年。英国于2018年6月启动了“未来领袖学者计划”（UK Research and Innovation Future Leaders Fellowships, FLF），针对处于职业生涯早期且非常杰出的研究与创新人员，为其持续提供资金和资源，以便促使其未来成为高端科研人员或领袖学者。该计划资助金额一般不超过120万英镑／人，资助青年科研人员和创新创业人员探索新的研究领域和创新路径，鼓励跨学科、跨部门的科学发现。
第三，注重顶尖科学家对年轻人员的引领作用。
顶尖科学家拥有渊博的学识，精通学科前沿，掌握科学的研究方法，他们在培养杰出青年科研人员方面发挥着极其重要的作用。纵观诺贝尔奖100多年的历史，可以发现，有师徒关系的获奖者比例高达40%以上，著名的诺贝尔奖得主卢瑟福更是培养了高达14位诺贝尔科学奖得主，日本进入21世纪后诺奖的井喷也得益于优秀的师承关系。
很多国家或组织出台高端科技人员资助计划，以期在产出世界一流成果的同时，培养后备卓越人才，如日本的“最尖端研发支援计划”、欧洲研究理事会的“高端科研人员资助计划”、澳大利亚的“桂冠科学家计划”，美国国立卫生研究院的“高级科学家研究和职业辅导计划”、南非的“首席科学家计划”等。这些计划明确要求项目负责人把一定的时间用于人才培训，如美国国立卫生研究院的“高级科学家研究和职业辅导计划”明确要求，项目负责人要把四分之一的时间用于人才培养；澳大利亚“桂冠科学家计划”把研究人才培养和研究团队建设作为一项重要的指标进行评估。
与此同时，很多国家还通过多种方式让顶尖科学家为青年科技人员提供指导。德国最大的联邦研究资助机构——德国研究联合会启动了后备人才科学院计划，支持青年学者在资深科学家带领下独立开展科学研究、自主管理项目，有效提升了研究能力。英国皇家工程院启动了新兴技术讲席计划，支持工程生物学、机器学习、神经网络、量子技术、再生医学、机器人等新兴技术领域的优秀科研人员开展研究。对于获得资助的科研人员，英国皇家工程院将为其指派一名院士作为导师，在其受资助期间提供独立的专家建议和指导。这样有助于科研人员更好地提升自己的研究能力，更快地进入高端科研人员的行列。
第四，塑造良好的科研环境，让科研人员能够潜心开展研究。
各国政府都在不断完善相关制度，确保长期稳定的科研资助，简化和优化科研管理程序，塑造一个良好的环境，从而让科研人员没有后顾之忧地潜心开展研究工作。
一是提高科研项目资助率。针对很多优秀科研人员因科技计划资金有限而不能获得资助的情况，一些国家的科研资助机构提出要提高项目资助率，如法国科研署提出要将项目资助率提高到30%左右，尽可能让所有优秀科研人员都能够得到资助。
二是延长项目的期限，为科研人员提供长期稳定的资金支持。当前，很多国家延长了科研项目的期限（有些长达7～10年），采用“M+N”的灵活资助方式，在M年对科研项目的执行情况进行评估，评估结果好的将继续给与其N年的资助。
三是延长科研机构科研人员的定期聘任合同。针对青年科研人员因“非升即走”机制而把精力聚焦在短平快研究而非高质量研究这一问题，一些国家正在采取措施延长科研人员的聘任期限。如德国《科技人员定期聘任合同法》规定，公立科研机构科研人员的定期聘任合同的最长期限放宽至12?15年，让科研人员减少后顾之忧；2016年，德国推出了青年科学家晋升计划，额外资助1000名终身教授职位，在大学中形成传统教授职位晋升道路之外的职业发展路径，改善德国青年科学家的职业机遇。
03、我国科技人才队伍建设的现状及原因分析
近年来，我国科技人才队伍量质齐升，人才竞争力不断提高。按照欧洲工商管理学院（INSEAD）最新发布的《全球人才竞争力指数》报告，我国2021年全球人才竞争力的排名已经上升至第37位，较2013年的47位提升了10位。然而，与发达国家尤其是美国相比，我国在科技人才队伍建设方面还存在很多不足的地方。
科技领域本科生数量是美国的两倍，博士生数量略低于美国。科技领域本科生的数量代表着科技人才池的大小，博士生则代表着人才池的水平。自1999年实施大学扩招政策以来，我国培养的大学生数量开始快速增长。2003年，我国每年培养的科学和工程领域的本科生（这里是指第一学位为科学工程领域）超过美国，之后保持年均10%的快速增长速度（参见图2）。根据最新可获得的数据，我国每年授予170万个S&E大学学位，欧盟为100万左右，美国为80万左右。
图2 主要国家2000～2016年授予的S&E大学学位的数量
尽管我国每年培养的本科生数量远高于美国，但培养的博士生数量却比美国少。根据最新数据，美国2016年授予的S＆E博士学位数约为4万人，我国约为3.4万人（参见图3）。
图3 主要国家2000～2016年授予的S＆E博士学位数量
科研人员数量比美国多三分之一，但高端人才数量较美国仍有很大的差距。我国拥有数量最多的科研人员（参见表1），2019年科研人员（全时当量）约为211万人年，比美国多三分之一左右（2018年约为155万人年），更是远超过日本（约68万人年）和德国（约45万人年）。尽管我国科研人员数量众多，但高端人才的数量却相对较少。在科睿唯安2021年发布的“高被引科学家”名单中，我国大陆有935人次入选，仅为美国（2622人次）的三分之一左右。我国拥有的世界顶尖科学家数量更是少之又少。在科睿唯安2020年和2021年发布的“引文桂冠奖”榜单中，美国获奖人数为26人，我国无一人获奖，而这些获奖者被认为是诺贝尔奖级别的科学家和潜在的诺贝尔奖获得者。
表1 主要国家科研人员全时当量（单位：人年）
在人工智能等一些新兴技术领域，我国人才问题更加突出，存在人才总量不足、高端人员短缺、顶尖人员极度缺乏的现象。当前，我国人工智能科研人员数量占全球的11%，而美国占48%；美国信息技术与创新基金会根据H指数排名统计的国际前10％人工智能科研人员中，我国有977名，而美国有5158名；马可波罗智库的研究显示，2018年参加NeurIPS大会的前1%人工智能人才中，有60%在美国机构工作，在我国机构工作的只有1%。
原因分析。我国科技人才队伍之所以存在大而不强的问题，主要是教育机制、科研资助和科研环境等方面原因造成的。
首先，从教育方式来看，STEM教育是培养学生具备基本科技素养和创新能力的基础，而我国对STEM教育的重视程度还很不够。我国STEM教育的主管部门是教育部，科技部、工信部等其他部门的参与程度很低，没有出台国家层面的STEM战略，对STEM教育缺乏顶层设计和规划，这导致我国在推进STEM教育时存在诸多问题：教学方式单一，以被动学习为主，不仅使学生兴趣索然，也不利于培养其主动提出问题的能力；教学内容老套，教学知识陈旧，不利于学生了解最新的信息技术、人工智能等前沿知识；考试和日常评价中过于注重对知识的熟练掌握而不是对知识的理解和应用的考察，不利于学生培养解决问题的能力；考试标准过于注重规范表达和标准答案，不利于学生科学思维和创新意识的培养。
其次，从科技计划管理机制来看，当前，我国科技计划项目经费大约占政府科技资金投入的一半左右，成为我国科研人员的主要资助渠道。然而，我国科技计划管理机制更注重科研成果的产出，而不是人才的培养：一是科技计划中缺少人才培养计划，除了博士后基金外，我国缺乏由资深科研人员对青年科研人员提供指导的人才计划；二是项目资助比率持续降低，以自然科学基金为例，2014?2019年间，面上项目获得资助率从25.4%降至19%，青年项目更是从25.3%降至17.9%，资助率的走低使得青年科研人员必须不断从不同渠道申请项目；三是研究项目结题的考核重点往往放在是否产生了预期的研究成果，对于人才培养的考核较少，这导致项目负责人在研究过程中一般也把重点放在出研究成果上面，对于人才培养的考虑较少。
再次，从科研环境来看，还存在一些对科技人才发展和培养不友好的地方。
一是科研人员收入较低，这导致我国最优秀的应届生大多进入了金融行业、投资领域而不是科技领域。在高考志愿填报中，最受高考状元们欢迎的专业包括计算机、经管和金融；毕业后选择就业职位时，即使清华大学理工科毕业生的首选也是金融投资，而不是科学研究；二是我国科研经费使用中重物不重人现象严重，资金可以大量用于科研设备、资料等的购买上，但是不能大量用于人员身上。根据经合组织的统计数据，我国研发经费中用于人员的经费所占比例仅为28%，不仅远低于美国（66%）、法国（61%）、德国（60%）、日本（38%）、韩国（43%）等发达国家，也远低于俄罗斯（55%）和南非（57%）等发展中国家；三是我国高校和科研机构对人员的评价周期相对较短且重视量化指标，绝大多数的考核周期是一年一次，考核最看重的指标仍是论文发表的期刊类别、数量以及科研项目级别和经费数量，这导致多数科研人员倾向于选择容易出成果、发论文的跟踪性、重复性、修补性的研究，而不是潜心专注于某个问题长期持续开展研究；四是科研管理程序复杂，导致科研人员把大量的时间用于琐碎的项目管理上，而真正用于研究的时间大大缩短。
04、对策建议
当前，针对我国的科技人才培养问题，习近平总书记提出，要全方位培养人才，走好人才自主培养之路，加快建设世界重要人才中心和创新高地。为此，我们亟需加强高素质科技人才的自主培养。值得注意的是，人才自主培养并非封闭环境下的自主培养，而是开放环境下的自主培养，是根据国际科技发展形势需要、围绕我国发展需求而进行的科技人才培养，是立足于国内资源并尽可能利用国际科技资源而开展的人才培养。对新形势下我国高素质科技人才自主培养的具体建议包括以下几个方面。
一是从国家战略高度对STEM教育进行顶层设计。
要改变我国当前仅把STEM作为教育体系内部一种理念的现状，从国家战略高度对其进行顶层设计。建议国家科技领导小组牵头，科技部、教育部、工信部、发改委等相关部委联合研究制定STEM教育战略，加大资源投入，加强对创新精神、批判精神等的培养，减少对知识、数字熟练程度等机器更具优势的能力的培养；要设计完整系统的培养方案，根据学生不同年龄段的特点，设计适当的课程内容和教学方式，保证人才培养的连续性；针对科学教师数量严重不足的问题，要制定STEM教师发展指南，增加合格STEM教师的数量；向学生传输科学研究要有益于人类社会的观念，要让“负责任的科学研究”理念植根于学生内心；创新培养方式，鼓励高校与科研机构或企业联合培养学生，将工作领域需要的知识与技能融入学校课程之中，让学生从单纯的知识学习者转变为问题解决者。
二是塑造良好的环境，吸引更多优秀人员进入科研领域并能够潜心开展研究。
改变科研经费中重物不重人的现象，增加科研经费中对人的资助比例，合理合法地增加科研人员的收入，让科研成为一个有吸引力的行业，吸引更多优秀人才进入科研领域；适当拉长科研项目的资助时限和周期，探索对优秀项目的连续资助机制；完善科研人员评价指标，落实代表作评议，探索国际同行评议，鼓励科研人员把重点放在开展高质量原创研究上；完善和落实以信任为前提的科研经费管理机制，优化科研管理流程，简化程序，最大限度降低对科研活动的干扰，让科研人员把宝贵的时间用于科研活动本身。
三是完善对青年科研人员的培养和使用。
加大对青年科研人员的支持力度，探索灵活、多样的培养和使用模式，加快将其培养成为卓越的科技人才。第一，针对青年科研人员职业生涯不同阶段出台相应资助计划，包括从导师指导下的计划到职业生涯过渡计划再到独立开展研究的计划；第二，增加对青年科研人员的资金支持，提高其申报项目的成功率，并加大对青年人才的持续性经费支持，从而避免其因缺少科研经费而沦为其他科研人员附庸的情况发生；第三，改变对青年科研人员的短期考核和评价机制，建议将考核和评价周期延长至5年，给予其较为稳定的科研环境，让其在最富创造力的阶段把时间和精力放在原创性、高回报的研究上。此外，要高度重视顶尖科学家在培养青年科研人员中的作用，要通过设立项目、实验室、研究小组等方式，让顶尖科学家对优秀青年科研人员给予研究方向、研究方法等方面的指导，让优秀青年人才尽快成长为卓越科技人才。（来源：《学术前沿》杂志2021年12月下《新形势下我国高素质科技人才的自主培养问题研究》（微信有删节））
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发表于 2022-2-14 09:17:14
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