慕課背景下交叉學(xué)科的機(jī)遇與發(fā)展

鄧蕓 唐一苗 謝利娟 繆恒鋒 阮文權(quán) 張長(zhǎng)波

摘?要：《水污染控制新技術(shù)》是一門(mén)針對(duì)環(huán)境學(xué)科碩士研究生的課程，環(huán)境學(xué)科是一門(mén)綜合性交叉學(xué)科，但尚處于滲透式交叉階段。研究生培養(yǎng)是高校人才培養(yǎng)的重要任務(wù)，如何提高研究生的理論水平和創(chuàng)新能力是高等教育持續(xù)關(guān)注的焦點(diǎn)和亟待解決的重要課題。慕課平臺(tái)在提供了多個(gè)相關(guān)學(xué)科大量?jī)?yōu)質(zhì)課程資源的同時(shí)，也可保證授課內(nèi)容的專(zhuān)業(yè)性、權(quán)威性和先進(jìn)性，并且可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自主性。因此，慕課平臺(tái)為水污染控制技術(shù)與化學(xué)、物理、生物、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的先進(jìn)知識(shí)螯合式交叉融合創(chuàng)造了機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)能夠利用多門(mén)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新的環(huán)境專(zhuān)業(yè)人才的可能性。

關(guān)鍵詞：慕課;交叉學(xué)科;環(huán)境學(xué)科

《水污染控制新技術(shù)》是一門(mén)針對(duì)環(huán)境學(xué)科碩士研究生的課程，環(huán)境學(xué)科是一門(mén)綜合性交叉學(xué)科，涉及化學(xué)、物理、生物、數(shù)學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域[1]。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，環(huán)境學(xué)科也與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)始融入計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制等更多學(xué)科。因此，培養(yǎng)具有多學(xué)科知識(shí)，并能融會(huì)貫通，利用多門(mén)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新的環(huán)境專(zhuān)業(yè)人才是環(huán)境學(xué)科碩士研究生專(zhuān)業(yè)教育的目標(biāo)[2]。

1?傳統(tǒng)教學(xué)模式下交叉學(xué)科教學(xué)存在的問(wèn)題

1.1?交叉學(xué)科的特點(diǎn)

交叉學(xué)科是指由數(shù)門(mén)學(xué)科知識(shí)或某一學(xué)科衍生出的相關(guān)學(xué)科知識(shí)相互融合而形成的一門(mén)統(tǒng)一的新學(xué)科，具有知識(shí)覆蓋面廣、知識(shí)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。由于交叉學(xué)科涉及了多門(mén)學(xué)科的知識(shí)，因此能夠采用多種知識(shí)手段來(lái)解決復(fù)雜問(wèn)題。同時(shí)，交叉學(xué)科對(duì)多門(mén)學(xué)科整合和融合，可以促進(jìn)學(xué)科間的相互交流，從而帶來(lái)理論創(chuàng)新和實(shí)踐突破的火花，使學(xué)術(shù)研究產(chǎn)生新動(dòng)力，它是知識(shí)生產(chǎn)的前沿，是孕育重大科技成果新突破的源泉。20世紀(jì)下半葉以來(lái)，不同學(xué)科交叉融合已成為取得重大科技創(chuàng)新成果的主要來(lái)源和驅(qū)動(dòng)力之一[3]，世界各界都非常重視學(xué)科的交叉融合，并采取各種措施和方法推動(dòng)交叉學(xué)科的發(fā)展和研究。

交叉學(xué)科是不同學(xué)科有機(jī)整合而成，各學(xué)科間的知識(shí)相互間之存在邏輯關(guān)系，按照新學(xué)科架構(gòu)重組知識(shí)體系，而不是把各種知識(shí)簡(jiǎn)單地拼湊起來(lái)。按照知識(shí)的融合程度，阿布勒拉等將其劃為三個(gè)等級(jí)，劉慶生對(duì)應(yīng)比喻為捆綁式交叉、滲透式交叉和螯合式交叉。捆綁式交叉是指不同學(xué)科之間保持獨(dú)立性，僅僅從各自學(xué)科的視角出發(fā)，運(yùn)用本學(xué)科的方法解決新學(xué)科的一個(gè)問(wèn)題。滲透式交叉是指不同學(xué)科的知識(shí)相互補(bǔ)充配合，用于解決新學(xué)科的問(wèn)題。螯合式交叉是指不同學(xué)科的知識(shí)緊密結(jié)合，形成了一個(gè)完整的學(xué)科架構(gòu)[3]。如何促進(jìn)學(xué)科交叉融合，一直以來(lái)都是一個(gè)難題。

1.2?研究生交叉學(xué)科教育的重要性

推進(jìn)交叉學(xué)科建設(shè)，加強(qiáng)交叉學(xué)科人才培養(yǎng)，是我國(guó)人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的根本立足點(diǎn)之一。2015年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)[2015]36號(hào)），指出高校要“探索建立跨院系、跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)交叉培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的新機(jī)制，促進(jìn)人才培養(yǎng)由學(xué)科專(zhuān)業(yè)單一型向多學(xué)科融合型轉(zhuǎn)變”。為此，高校應(yīng)采取有力、有效的教學(xué)改革措施，激發(fā)交叉學(xué)科發(fā)展的活力，培養(yǎng)具有多學(xué)科知識(shí)的創(chuàng)新人才。這對(duì)我國(guó)科技發(fā)展、科學(xué)研究取得重大原創(chuàng)性突破、解決重大國(guó)計(jì)民生乃至關(guān)乎人類(lèi)長(zhǎng)遠(yuǎn)生存與發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題具有極其重要的意義[4]。

如果要實(shí)現(xiàn)學(xué)科的創(chuàng)新，就需要突破原有的專(zhuān)業(yè)、學(xué)科的壁壘，進(jìn)行多學(xué)科交叉融合。當(dāng)今的知識(shí)飛速更新，多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新人才是時(shí)代的迫切需求。研究生培養(yǎng)是高校人才培養(yǎng)的重要任務(wù)，如何提高研究生的理論水平和創(chuàng)新能力是高等教育持續(xù)關(guān)注的焦點(diǎn)和亟待解決的重要課題[5]。2017年，教育部召開(kāi)的“新工科”建設(shè)研討會(huì)上，與會(huì)代表一致認(rèn)為，培養(yǎng)多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才，提升研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、跨學(xué)科交叉融合、自主終身學(xué)習(xí)、溝通協(xié)商能力和工程領(lǐng)導(dǎo)力，為我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)提供智力和人才支撐，既是當(dāng)務(wù)之急，也是長(zhǎng)遠(yuǎn)之策。

1.3?傳統(tǒng)教學(xué)模式引起的問(wèn)題

對(duì)環(huán)境學(xué)科來(lái)說(shuō)，污染控制的手段從原理上來(lái)分，大類(lèi)包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法，在工程應(yīng)用上，又涉及機(jī)械、化工、熱力學(xué)等學(xué)科知識(shí)，在研究污染物性質(zhì)方面，又需要使用統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)模型等數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)知識(shí)。就知識(shí)融合度而言，部分學(xué)科處于滲透式交叉階段，有部分學(xué)科尚處于捆綁式交叉階段。

《水污染控制新技術(shù)》課程的主旨在于讓學(xué)生學(xué)習(xí)水處理的各種新技術(shù)，授課教師一般是環(huán)境專(zhuān)業(yè)或其他細(xì)分專(zhuān)業(yè)的背景。在傳統(tǒng)教學(xué)方式下，受授課教師的知識(shí)范圍所限，課程所教學(xué)的內(nèi)容不夠“新”;即使在常規(guī)的水處理領(lǐng)域?qū)儆凇靶隆奔夹g(shù)，但是也很難突破幾種傳統(tǒng)水處理技術(shù)的范疇。學(xué)生在學(xué)習(xí)之后，很難利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行本質(zhì)上的創(chuàng)新，多數(shù)只能對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行小修小補(bǔ)。此外，由于授課對(duì)象是碩士研究生，大部分已經(jīng)對(duì)自己的研究領(lǐng)域和工作方向有了初步規(guī)劃，所以學(xué)生往往會(huì)認(rèn)為大部分教學(xué)內(nèi)容對(duì)自己沒(méi)有用處，造成學(xué)習(xí)積極性嚴(yán)重下降。

就學(xué)科自身發(fā)展而言，雖然水污染控制技術(shù)自身在理論和方法方面均有較大進(jìn)步，但是還難以從根本上解決諸多問(wèn)題，如果不加強(qiáng)與其他學(xué)科的交叉和融合，很難取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。只有培養(yǎng)了具有多門(mén)學(xué)科知識(shí)且有創(chuàng)新能力的研究生，才能推動(dòng)環(huán)境學(xué)科發(fā)展為螯合式交叉，從而有可能突破水污染控制技術(shù)的各項(xiàng)瓶頸問(wèn)題。

2?互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的教學(xué)新模式——慕課

2.1?慕課概述

慕課即“大規(guī)模開(kāi)放的在線課程”（Massive?Open?Online?Course，MOOC），具有開(kāi)放性、互動(dòng)性、全面性、廣泛性、實(shí)用性、便捷性等特點(diǎn)[6]。

慕課的制作、設(shè)計(jì)均是根據(jù)實(shí)現(xiàn)制定教學(xué)目標(biāo)，在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的制作和設(shè)計(jì)，為學(xué)習(xí)者提供知識(shí)中的精華部分，為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)提供服務(wù)，因此慕課平臺(tái)上的課程資源體現(xiàn)了實(shí)用性[7]。慕課的課程資源通常將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化和精練，為學(xué)習(xí)者提供最重要的知識(shí)，學(xué)習(xí)者通過(guò)學(xué)習(xí)能夠快速掌握知識(shí)體系中的重點(diǎn)內(nèi)容，并且慕課的課程時(shí)間通常在10分鐘左右，學(xué)習(xí)者的注意力能夠持續(xù)地保持學(xué)習(xí)狀態(tài)，提高學(xué)習(xí)效率。