新工科下跨學(xué)科多專業(yè)融合教育建設(shè)探思

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摘要:建設(shè)跨學(xué)科多學(xué)科融合教育是“新工科”建設(shè)人才培養(yǎng)的重要手段，契合了新工科建設(shè)要求，是復(fù)雜社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在要求，是時(shí)代前行的基本需要。通過研究跨學(xué)科多專業(yè)融合教育的發(fā)展和內(nèi)涵，研究了人才培養(yǎng)模式構(gòu)建等問題。研究表明，通過建立跨學(xué)科多專業(yè)融合教育新理念、建立有效的跨學(xué)科多專業(yè)融合組織機(jī)構(gòu)、樹立整體知識觀的課程建設(shè)思想、打造跨學(xué)科研究創(chuàng)新平臺等手段可以有效進(jìn)行跨學(xué)科多專業(yè)融合教育建設(shè)。

關(guān)鍵詞:跨學(xué)科;新工科;人才培養(yǎng)模式;多專業(yè);融合教育

2017年2月和4月，“復(fù)旦共識”和“天大行動(dòng)”為新工科建設(shè)吹響了號角。新工科建設(shè)的核心目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)通過“產(chǎn)學(xué)研融合、跨學(xué)科融合、持續(xù)性改進(jìn)”等具體措施。2020年5月教育部的《未來技術(shù)學(xué)院建設(shè)指南(試行)》中提出通過四年左右時(shí)間，在專業(yè)學(xué)科綜合、整體實(shí)力強(qiáng)的部分高校建設(shè)一批未來技術(shù)學(xué)院，探索專業(yè)學(xué)科實(shí)質(zhì)性復(fù)合交叉合作規(guī)律，探索未來科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才培養(yǎng)新模式。建設(shè)與實(shí)踐跨學(xué)科多學(xué)科融合教育是“新工科”建設(shè)人才培養(yǎng)的重要手段，這已經(jīng)成為一種共識。

一、跨學(xué)科多專業(yè)融合教育發(fā)展

圍繞跨學(xué)科多專業(yè)融合教育建設(shè)，各個(gè)學(xué)校、專業(yè)、專家學(xué)者進(jìn)行了大量研究與實(shí)踐，國家和各地區(qū)也批準(zhǔn)了大量相關(guān)的教學(xué)改革項(xiàng)目。L．APOSTEL等人于1972年主編了第一本關(guān)于“跨學(xué)科”的論著。錢學(xué)森認(rèn)為，交叉學(xué)科是一個(gè)非常有前途而又重要的科學(xué)領(lǐng)域，開始時(shí)可能不被人所理解，或者有人不贊成，但終究會(huì)興旺起來［1］。清華大學(xué)校長邱勇表示，21世紀(jì)的工程教育正在向跨學(xué)科交叉、跨領(lǐng)域、跨國家、跨文化合作轉(zhuǎn)變。大學(xué)要完善促進(jìn)學(xué)科交叉的體制機(jī)制，構(gòu)建學(xué)科交叉人才培養(yǎng)體系，努力培育工程科技領(lǐng)域的創(chuàng)新人才。天津大學(xué)校長李家俊認(rèn)為，新工科下一步發(fā)展，一定要抓住全面提高人才培養(yǎng)能力這個(gè)核心點(diǎn)，注重多學(xué)科交叉和跨學(xué)科人才培養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力養(yǎng)成，讓改革的實(shí)效真真正正體現(xiàn)在人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高上。由此可見，跨學(xué)科多專業(yè)融合教育，契合了新工科建設(shè)要求，是復(fù)雜社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在要求，是時(shí)代前行的基本需要。2020年7月教育部公布首批589項(xiàng)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目驗(yàn)收合格，獲得了很多關(guān)于新工科建設(shè)的實(shí)踐成果和推廣示例。

二、跨學(xué)科多專業(yè)融合教育的內(nèi)涵

跨學(xué)科多專業(yè)融合是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的學(xué)科交叉、整合并達(dá)到促進(jìn)多專業(yè)知識、認(rèn)知圖式和價(jià)值觀融合的目的［2］。跨學(xué)科多專業(yè)融合教育的要素可以總結(jié)為如下幾個(gè)因素:(1)解決科學(xué)與生活中的復(fù)雜問題。跨學(xué)科融合的出現(xiàn)，首先是遇到現(xiàn)實(shí)生活中的復(fù)雜問題，用單一學(xué)科知識無法解決，而產(chǎn)生的必然需求。有需求就有響應(yīng)。由解決復(fù)雜問題的需求，才產(chǎn)生單一學(xué)科知識間的開放和融合，跨學(xué)科多專業(yè)人才團(tuán)隊(duì)的組建，復(fù)合型人才的需要。(2)將單一學(xué)科知識整合重組成新體系。在問題導(dǎo)向的框架內(nèi)，整合借鑒既有的單一學(xué)科，將幾個(gè)學(xué)科內(nèi)的方法論、邏輯關(guān)系、概念或理論等進(jìn)行融合，通過單一學(xué)科知識間關(guān)系的辨析，學(xué)生可以形成新的知識體系，形成新的方法論，從而達(dá)到“1+1＞2”的效果［3］。(3)問題導(dǎo)向的解決過程。面對復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問題，以問題導(dǎo)向，學(xué)生可以通過整合多學(xué)科多專業(yè)的知識體系，探索現(xiàn)實(shí)問題解決的可能途徑，形成以“問題解決”為核心的研究范式。這種過程，是學(xué)生自我認(rèn)知、自我評價(jià)、自我突破的過程［4-5］。(4)以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為目的。培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)是教育的目的，更是新工科教育的目的。作為心空空建設(shè)的一部分，跨學(xué)科多專業(yè)融合教育的目的，也無出其右。通過融會(huì)貫通多學(xué)科知識解決問題而培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)能力。

三、多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)模式構(gòu)建

跨學(xué)科教育在新工科建設(shè)中成為解決傳統(tǒng)教育故有頑疾重要的途徑和手段。因此，為了培養(yǎng)適應(yīng)新形勢下社會(huì)需求的復(fù)合型拔尖創(chuàng)新人才，應(yīng)以“新工科”建設(shè)為契機(jī)，以跨學(xué)科多專業(yè)融合為抓手，構(gòu)建新型人才培養(yǎng)模式。(1)理解要義，建立跨學(xué)科多專業(yè)融合教育新理念。新工科背景下的人才培養(yǎng)模式，是指圍繞國家重大戰(zhàn)略需求和國際學(xué)科發(fā)展前沿，對原有專業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，以原有專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)科優(yōu)勢為基礎(chǔ)平臺，結(jié)合地區(qū)、企業(yè)未來發(fā)展要求，增加學(xué)科交叉與綜合的新特色，打造復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式［6］。新工科理念下的人才培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)工程能力素質(zhì)和終身學(xué)習(xí)等非技術(shù)工程能力素質(zhì)的無差別培養(yǎng)，這和以前只注重工程能力培養(yǎng)有根本性的顛覆。因此，教育必須進(jìn)行“新工科”建設(shè)理念更新，創(chuàng)新跨學(xué)科多專業(yè)融合新理念，多主體協(xié)同、工程、文商兼攻，基礎(chǔ)、實(shí)踐為主，提高工科學(xué)生的附加值。大學(xué)要幫助學(xué)生在工程學(xué)習(xí)和實(shí)踐的同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同角色學(xué)習(xí)者的轉(zhuǎn)變，即從依賴學(xué)習(xí)者到獨(dú)立學(xué)習(xí)者再到合作學(xué)習(xí)者［7］。(2)理順關(guān)系，建立有效的跨學(xué)科多專業(yè)融合組織機(jī)構(gòu)。建立有效的跨學(xué)科組織機(jī)構(gòu)可以有力支撐跨學(xué)科多專業(yè)融合教育的順利開展。目前看，最具成效的跨學(xué)科組織是從學(xué)校層次組建的“未來技術(shù)學(xué)院”和“現(xiàn)代技術(shù)學(xué)院”，其組成和機(jī)構(gòu)均突破了原有學(xué)科和學(xué)院的范疇，有利于學(xué)校在跨學(xué)科融合教育中實(shí)施頂層設(shè)計(jì)和資源的優(yōu)化配置。因此國家推出《未來技術(shù)學(xué)院建設(shè)指南(試行)》，旨在激勵(lì)和推廣未來技術(shù)學(xué)院的建設(shè)。第二種組織是院系層面設(shè)立的實(shí)驗(yàn)班或者教學(xué)平臺，如卓越班、強(qiáng)基班、領(lǐng)軍人才班等等。學(xué)院可提供主要保障，可在院系范圍內(nèi)開展教學(xué)改革，但利用院外資源的效果不明顯;再有一種常見跨學(xué)科組織是創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)人員多為自由組合，是在解決實(shí)際問題時(shí)，多專業(yè)老師的志同道合。這種組織比較松散，組織運(yùn)行和資源配置更多依賴于團(tuán)隊(duì)帶頭人對學(xué)生的教育不系統(tǒng)，無法形成教育體系。有以上分析可見，“未來技術(shù)學(xué)院”是實(shí)行跨學(xué)科多專業(yè)融合教育的有效組織機(jī)構(gòu)，是新工科教育發(fā)展的必然趨勢［8-9］。(3)轉(zhuǎn)換思想，樹立整體知識觀的課程建設(shè)思想。建立一套符合本科層次的，可覆蓋、可衡量、可落實(shí)的跨學(xué)科多專業(yè)融合教育課程體系，確定相應(yīng)的課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，補(bǔ)足多學(xué)科知識在現(xiàn)有課程中不能融合、互不干擾的短板，是新工科背景下跨學(xué)科多專業(yè)融合建設(shè)的重要工作。我們要建設(shè)跨學(xué)科多專業(yè)融合教育，首先要轉(zhuǎn)變課程建設(shè)指導(dǎo)思想［10］。每個(gè)人具有深刻的專業(yè)烙印，思考問題的出發(fā)點(diǎn)都是基于其自身知識，對其他學(xué)科不甚了解，更甚至無法了解。在跨學(xué)科課程建設(shè)中，每個(gè)教師從自我知識體系為核心進(jìn)行發(fā)散，只考慮和自我認(rèn)知相關(guān)的其他學(xué)科知識，必然存在局限性。因此在跨學(xué)科教育的課程建設(shè)中，首先要確定具有多專業(yè)背景，跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的教師擔(dān)任課程建設(shè)負(fù)責(zé)人;其次，課程建設(shè)負(fù)責(zé)人為主導(dǎo)，課程建設(shè)所有參與人共同討論確定課程目標(biāo)，搭建出課程體系，并進(jìn)一步優(yōu)化課程建設(shè)團(tuán)隊(duì);最后，課程建設(shè)負(fù)責(zé)人要由制定切實(shí)可行的課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)制度及知識整合方式，加快團(tuán)隊(duì)知識整合速度和效果［11］。(4)項(xiàng)目先導(dǎo)，打造跨學(xué)科研究創(chuàng)新平臺。跨學(xué)科研究創(chuàng)新平臺的建設(shè)與發(fā)展可以打破傳統(tǒng)按“院-系-專業(yè)”劃分的藩籬，沖破學(xué)科界限束縛，是多學(xué)科交叉的一個(gè)重要體現(xiàn)［12］。對于傳統(tǒng)專業(yè)和學(xué)科，學(xué)生已經(jīng)被分配到各個(gè)學(xué)院專業(yè)，學(xué)生已經(jīng)相對固化，開展跨學(xué)科多專業(yè)教育的難度會(huì)增加很多。以項(xiàng)目為導(dǎo)向，以創(chuàng)新平臺為支撐，通過各種學(xué)生競賽和科技項(xiàng)目，將不同專業(yè)學(xué)生構(gòu)成團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)內(nèi)部和不同團(tuán)隊(duì)間的學(xué)生相互進(jìn)行學(xué)術(shù)交流與溝通，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生跨學(xué)科融合的教育，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。同時(shí)，跨學(xué)科研究創(chuàng)新平臺的構(gòu)建可以優(yōu)化配置不同院系的資源，增強(qiáng)教師的交流，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用率［13］。

四、結(jié)語

跨學(xué)科多專業(yè)融合體現(xiàn)了科學(xué)世界的整體性，符合現(xiàn)代學(xué)科發(fā)展規(guī)律。跨學(xué)科多專業(yè)融合教育建設(shè)不僅是國家和社會(huì)發(fā)展需要的必然需求，也是高校自身發(fā)展的必然要求，在“新工科”建設(shè)的背景下，跨學(xué)科多專業(yè)融合教育建設(shè)更是得到廣泛的關(guān)注［14］。國家相繼推出了一系列政策措施，解決建設(shè)過程中遇到的障礙制約。在跨學(xué)科多專業(yè)融合教育建設(shè)過程中，要充分認(rèn)識知識整體性及綜合性，遵循科學(xué)的發(fā)展趨勢，從戰(zhàn)略高度看待跨學(xué)科多專業(yè)融合教育建設(shè)的重要意義，確立新的教育理念和教育模式，建立復(fù)合型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式，多舉措、共發(fā)力，促進(jìn)跨學(xué)科多專業(yè)融合教育建設(shè)更快發(fā)展［15］。

作者:田禾 劉力健 張濤 周世敏 單位:天津理工大學(xué)天津市先進(jìn)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與智能控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 機(jī)電工程國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(天津理工大學(xué)) 天津紐伯恩新能源科技有限公司