科學(xué)決策系統(tǒng)推進(jìn)加強(qiáng)學(xué)科交叉教學(xué)

馮婕+曾開富+陳麗萍

摘要：跨學(xué)科教學(xué)已成為世界一流大學(xué)教學(xué)改革的特色和亮點(diǎn)。北京化工大學(xué)在本科教育中以學(xué)科交叉班為載體，實(shí)施學(xué)科交叉人才培養(yǎng)計(jì)劃，有效地牽引、推動了本科教育綜合改革。

關(guān)鍵詞：學(xué)科交叉；協(xié)同創(chuàng)新；科教融合

一、學(xué)科交叉是世界一流大學(xué)的重要經(jīng)驗(yàn)

過去五六十年來，尤其是最近二三十年來，主要西方國家和世界一流大學(xué)高度重視學(xué)科交叉。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國1/3的學(xué)者、科學(xué)家和工程師隸屬于某一個(gè)或者幾個(gè)交叉學(xué)科研究中心或?qū)儆诳绱髮W(xué)的研究中心。絕大多數(shù)世界一流大學(xué)都建有各種形式的交叉學(xué)科研究中心。

跨學(xué)科教學(xué)己成為世界一流大學(xué)教學(xué)改革的特色和亮點(diǎn)。從選課制度上看，世界一流大學(xué)一般都給予學(xué)生很大的選課自由，跨專業(yè)、跨院系選課的范圍要遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于我國大學(xué)。歐美各國的世界一流大學(xué)從跨學(xué)科的角度出發(fā)，形成了很多新的本科培養(yǎng)方案，并據(jù)此設(shè)置了很多跨學(xué)科本科項(xiàng)目。以麻省理工學(xué)院為例。2016-2017學(xué)年，麻省理工學(xué)院設(shè)置的本科跨學(xué)科項(xiàng)目包括計(jì)算機(jī)科學(xué)與分子生物學(xué)、人文、人文與工程、人文與科學(xué)等4個(gè)學(xué)位項(xiàng)目，以及古典與中世紀(jì)研究、國際研究、天文學(xué)、大氣化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、能源研究、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、公共政策、統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)科學(xué)、女性與性別研究、非洲與非洲移民研究、亞洲與亞洲移民研究、拉美文化研究、中東研究、俄羅斯與歐洲研究等15個(gè)輔修項(xiàng)目。這些跨學(xué)科項(xiàng)目一般是由兩個(gè)以上的院系共同設(shè)計(jì)出一套培養(yǎng)計(jì)劃。例如，創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)學(xué)科交叉輔修項(xiàng)目的培養(yǎng)方案由麻省理工學(xué)院工學(xué)院和管理學(xué)院共同設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目主要培養(yǎng)創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì)所需要知識與技能，其培養(yǎng)方案要求學(xué)生從4大類、40門課程中按照要求選修5門課程。這4大類課程的選課方案具體要求是，2門核心課程“創(chuàng)新工程：把思想轉(zhuǎn)變成影響力”“風(fēng)險(xiǎn)工程”必修，從17門“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景”類課程中選修1門，從5門“領(lǐng)導(dǎo)力培養(yǎng)”類課程中選修1門，從16門“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”類課程中選修1門?！皠?chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景”類課程主要是從經(jīng)濟(jì)、文化等社會科學(xué)的視角來分析和理解信息科技、材料技術(shù)、能源與環(huán)境等某一個(gè)領(lǐng)域的社會背景?！邦I(lǐng)導(dǎo)力培養(yǎng)”類課程主要著眼于培養(yǎng)工程師在一個(gè)組織或團(tuán)隊(duì)中的領(lǐng)導(dǎo)能力。“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”類課程則從實(shí)踐和實(shí)戰(zhàn)的角度出發(fā)設(shè)計(jì)一項(xiàng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目?？傮w看來，上述培養(yǎng)方案的教學(xué)任務(wù)是工學(xué)院或者管理學(xué)院無法單獨(dú)完成的。

除了產(chǎn)生新的跨學(xué)科培養(yǎng)方案以外，課程教學(xué)的創(chuàng)新也是世界一流大學(xué)的一個(gè)改革亮點(diǎn)。作為美國高等教育改革的一個(gè)標(biāo)志，歐林工學(xué)院設(shè)立了課程集群。一般地，課程集群由多名教師組成一個(gè)跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)來完成教學(xué)，把項(xiàng)目（project）和一系列傳統(tǒng)課程（一般為2至4門）整合成為一個(gè)有機(jī)的整體。課程集群以項(xiàng)目與實(shí)踐為載體，應(yīng)用傳統(tǒng)課程中所學(xué)的理論，使學(xué)生在理解學(xué)科基本知識和應(yīng)用知識解決問題之間達(dá)到合理的平衡。課程集群可以綜合多門技術(shù)類課程，也可綜合多門技術(shù)類課程和非技術(shù)類課程。例如，“生物學(xué)”與“人文與社會科學(xué)”結(jié)合組成課程集群，通過關(guān)于克隆研究的項(xiàng)目，研究生物學(xué)與克隆技術(shù)涉及的倫理問題；“材料科學(xué)”與“人文與社會科學(xué)”結(jié)合組成的課程集群研究重建保羅·瑞維爾的鐵匠鋪；“信號與系統(tǒng)科學(xué)”與“商業(yè)基本原理”結(jié)合組成的課程集群研究電路板的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。與歐林工學(xué)院類似，馬里蘭大學(xué)的“世界課程”將自然科學(xué)與人文、社會科學(xué)領(lǐng)域的知識整合在一起，其主題包括：微生物、土木工程、管理和政治專業(yè)教師講授的“阻礙進(jìn)程：尼羅河、科技、政治和環(huán)境”；數(shù)學(xué)、音樂和建筑學(xué)專業(yè)教師講授的“創(chuàng)造性的動力：音樂、建筑學(xué)和科學(xué)中的創(chuàng)造力”等。

二、學(xué)科交叉要做到多學(xué)科有機(jī)融合

為什么學(xué)科交叉能夠顯著地提升人才培養(yǎng)質(zhì)量？學(xué)科交叉教學(xué)的內(nèi)在機(jī)理是什么？

從歷史的角度來看，學(xué)科制度有助于科學(xué)與教育事業(yè)的發(fā)展。但是，學(xué)科制度過分強(qiáng)調(diào)學(xué)科分化，將必然地導(dǎo)致人類認(rèn)知活動的孤立性、封閉性、片面性。學(xué)科交叉活動的廣泛開展，使科教活動從孤立、封閉、片面走向了協(xié)同。麻省理工學(xué)院、歐林工學(xué)院等的學(xué)科交叉教學(xué)就是要最大程度地消除學(xué)科制度的弊端。課程和培養(yǎng)方案的設(shè)計(jì)，應(yīng)基于一種基本的假設(shè)：最優(yōu)秀的學(xué)生不是在某一特定領(lǐng)域掌握精深知識，而是基礎(chǔ)牢固、善于同他人共同工作、善于學(xué)習(xí)新事物并形成新能力的學(xué)生?？缭合档膶W(xué)科交叉項(xiàng)目、課程集群等為本科學(xué)生提供了合作創(chuàng)新的平臺。

學(xué)科交叉的教育意義不在于學(xué)科之多，而在于多學(xué)科的有機(jī)融合。目前，各國大學(xué)教育一般都分為通識教育和專業(yè)教育兩個(gè)階段。無論哪個(gè)階段，學(xué)生都會學(xué)習(xí)很多學(xué)科。因此，每個(gè)學(xué)生在本科教育階段會接受很多學(xué)科的教育。但這種多學(xué)科的教育并不等同于學(xué)科交叉教學(xué)。

學(xué)科交叉教學(xué)與多學(xué)科教學(xué)之間既有聯(lián)系，又有區(qū)別。二者的相同之處在于都要求相對廣博的學(xué)科基礎(chǔ)。二者的區(qū)別在于，學(xué)科交叉教學(xué)強(qiáng)調(diào)綜合能力和解決問題能力的培養(yǎng)，其涉及到的多個(gè)學(xué)科應(yīng)該是有機(jī)相融的。多學(xué)科教學(xué)則強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識面的完備性，其各個(gè)學(xué)科之間的有機(jī)相融程度遠(yuǎn)不如學(xué)科交叉教學(xué)。當(dāng)然，一份合理的本科培養(yǎng)方案會圍繞著人才培養(yǎng)目標(biāo)來設(shè)計(jì)多學(xué)科之間的前后連貫性和整體協(xié)調(diào)性。但是，如果沒有高水平教師引導(dǎo)學(xué)生將其所學(xué)到的知識體系差異很大的各個(gè)學(xué)科進(jìn)行橫向或縱向的聯(lián)系，那么學(xué)生并不會將多個(gè)學(xué)科融會貫通。因此，很多學(xué)生雖然儲存了大量知識，但是并不能應(yīng)用這些知識去解決復(fù)雜問題。這一缺陷在以知識灌輸為主的教學(xué)活動中表現(xiàn)得尤其明顯。隨著社會的發(fā)展，社會生活與專業(yè)工作中所出現(xiàn)的真實(shí)問題越來越復(fù)雜，必須依賴于多學(xué)科協(xié)同解決。因此，具備學(xué)科交叉能力的人才更善于創(chuàng)新，更善于創(chuàng)造性地解決復(fù)雜問題。以復(fù)雜問題（其中很多問題是真實(shí)問題）來牽引多學(xué)科的有機(jī)融合，這就是學(xué)科交叉教學(xué)之所以富有成效的教育學(xué)機(jī)理。

從學(xué)校管理的角度來看，推進(jìn)學(xué)科交叉教學(xué)需要一定的環(huán)境條件。其中，最關(guān)鍵的因素是教師。世界一流大學(xué)的經(jīng)驗(yàn)表明，無論是在科研方面還是在教學(xué)方面，教師因素是推進(jìn)學(xué)科交叉的決定性因素。教師在教學(xué)活動中起著主導(dǎo)者的作用，在學(xué)科交叉教學(xué)中更是如此。根據(jù)哈肯的協(xié)同學(xué)理論，在一定的環(huán)境條件下，科技創(chuàng)新活動本質(zhì)上是一個(gè)協(xié)同過程，科學(xué)家有合作的天性。這種協(xié)同與合作是有利于多學(xué)科交叉融合的。因此，現(xiàn)代大學(xué)要推進(jìn)學(xué)科交叉融合，必須首先研究其具體的辦學(xué)環(huán)境是否鼓勵教師協(xié)同合作。

三、系統(tǒng)推進(jìn)學(xué)科交叉的本科教學(xué)改革

北京化工大學(xué)是一所教育部直屬的以工程科學(xué)為特色的多科性大學(xué)，是“211工程”和“優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺”建設(shè)高校。2013年以來，北京化工大學(xué)以學(xué)科交叉班為龍頭，啟動了學(xué)科交叉人才培養(yǎng)計(jì)劃，系統(tǒng)地在本科教學(xué)中推進(jìn)學(xué)科交叉能力建設(shè)。

1.師生構(gòu)成的多學(xué)科化

實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉人才培養(yǎng)，需要教師團(tuán)隊(duì)成員來自不同的學(xué)科背景，具備跨學(xué)科研究、教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和能力。我校學(xué)科交叉班的教師隊(duì)伍建設(shè)依托重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或高水平科研團(tuán)隊(duì)，由院士、長江學(xué)者、杰青等領(lǐng)銜，跨學(xué)院、跨學(xué)科組建了學(xué)科交叉班教師指導(dǎo)小組。教師指導(dǎo)小組不僅向?qū)W生傳授學(xué)科交叉研究的經(jīng)驗(yàn)和成果，還指導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)際的科研實(shí)踐。每個(gè)學(xué)科交叉班由10～20名本科生組成，學(xué)生在全校范圍內(nèi)選拔，這些學(xué)生至少來自3個(gè)不同學(xué)院且不同學(xué)科專業(yè)。學(xué)科交叉班學(xué)生的本科階段學(xué)籍保留在原學(xué)院和原專業(yè)，確保學(xué)生在打牢專業(yè)基礎(chǔ)的前提下開展多學(xué)科研究和學(xué)習(xí)。

2.課程體系的跨專業(yè)化

學(xué)科交叉班學(xué)生在學(xué)習(xí)主修專業(yè)課程之余，在指導(dǎo)小組教師的指導(dǎo)下，根據(jù)學(xué)生專業(yè)因材施教，建立個(gè)性化的學(xué)科交叉課程學(xué)習(xí)計(jì)劃。學(xué)生通過“跨專業(yè)選課計(jì)劃”，選修其他相關(guān)學(xué)科的專業(yè)課程，獲得基本的跨學(xué)科知識，打下學(xué)科交叉學(xué)習(xí)和研究的基礎(chǔ)。

學(xué)科交叉班每學(xué)期至少開設(shè)一門研討課，實(shí)施研究性教學(xué)方法改革。研討課的教學(xué)模式趨于多樣化，授課采用案例、項(xiàng)目等形式，教學(xué)內(nèi)容圍繞科研團(tuán)隊(duì)研究課題所涉及的學(xué)科交叉領(lǐng)域設(shè)計(jì)研討課主題，師生就學(xué)科交叉領(lǐng)域的前沿問題、關(guān)鍵問題和疑難問題開展充分的交流和研討。

3.學(xué)術(shù)交流的常態(tài)化

學(xué)科交叉班建立了“學(xué)術(shù)交流計(jì)劃”，組織學(xué)生參加某一交叉領(lǐng)域的最前沿科研學(xué)術(shù)交流。同時(shí)，學(xué)科交叉班教師指導(dǎo)小組在課程中邀請本領(lǐng)域前沿的科學(xué)家主持講座或研討。比如，在“高分子材料先進(jìn)制造專題”研討課中，除了由長江學(xué)者擔(dān)任主講教師之外，還邀請了來自奧克蘭大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)院、中國氯堿工業(yè)協(xié)會的學(xué)者和專家，就不同的主題開展了研討和講座，激發(fā)了學(xué)生對高分子材料制造的濃厚興趣。

4.科研實(shí)踐的優(yōu)質(zhì)化

學(xué)科交叉班建立了“科研課題研究計(jì)劃”，組織并指導(dǎo)學(xué)生參與真實(shí)的科研項(xiàng)目，依托科研團(tuán)隊(duì)為學(xué)生提供科研實(shí)踐的平臺。學(xué)科交叉班所有學(xué)生都能參與真實(shí)項(xiàng)目的研究，絕大多數(shù)學(xué)生都能參與到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和“973項(xiàng)目”等高水平國家級項(xiàng)目的科研實(shí)踐中。學(xué)校還組織學(xué)科交叉班學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、大學(xué)生學(xué)科競賽等活動，鼓勵學(xué)生撰寫會議報(bào)告、科技論文。

5.評價(jià)方式的多樣化

針對學(xué)科交叉班學(xué)生跨專業(yè)選課、課程研討、學(xué)術(shù)交流、科研課題研究等活動，學(xué)校建立了相應(yīng)的人才培養(yǎng)過程質(zhì)量評價(jià)體系，以過程考核為主，以能力考核為重，對學(xué)生和教師進(jìn)行科學(xué)合理的績效考核。一是研討課教學(xué)質(zhì)量的主要評價(jià)重點(diǎn)放在課程內(nèi)容的前沿性、教學(xué)模式的創(chuàng)新性和成績考核評定的靈活性上；成績考核加大平時(shí)成績占總成績的比例，主要采取文獻(xiàn)查閱、小論文、大作業(yè)、交流報(bào)告等形式。二是注重研究和學(xué)習(xí)效果，將其與科研體驗(yàn)與課題研究成效掛鉤，由科研團(tuán)隊(duì)對學(xué)科交叉班學(xué)生給予定期能力考核，提出持續(xù)改進(jìn)意見。三是建立科學(xué)的考核指標(biāo)，將參與科研體驗(yàn)和課題研究成果轉(zhuǎn)換成學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)分或者畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)分。四是學(xué)科交叉班實(shí)施整體年度考核制度，依據(jù)注重實(shí)際效果的考核原則，強(qiáng)化學(xué)科交叉人才培養(yǎng)過程的質(zhì)量評價(jià)和管理監(jiān)督。

隨著人類文明的進(jìn)步，學(xué)科交叉協(xié)同已經(jīng)發(fā)展為科教活動的一個(gè)重要本質(zhì)屬性。推進(jìn)學(xué)科交叉，不僅是研究生教育的一個(gè)基本經(jīng)驗(yàn)，也應(yīng)當(dāng)是本科教育改革的一個(gè)基本方向。北京化工大學(xué)學(xué)科交叉人才培養(yǎng)計(jì)劃是目前國內(nèi)少有的、較早正式建立的一個(gè)以“學(xué)科交叉班”冠名的本科教育計(jì)劃。由于人才培養(yǎng)工作的長周期性特征，目前還無法從人才培養(yǎng)成果來評判學(xué)科交叉班的辦學(xué)成功與否，但在培養(yǎng)過程中很多學(xué)生的成長已經(jīng)體現(xiàn)出學(xué)科交叉的作用。我們相信，經(jīng)過不斷的努力和探索，我校學(xué)科交叉人才培養(yǎng)計(jì)劃會得到進(jìn)一步完善和拓展，學(xué)科交叉教學(xué)水平會得到進(jìn)一步提升。