跨學(xué)科視角下素質(zhì)導(dǎo)向型工程人才培養(yǎng)探索與實(shí)踐

李小虎，黃志甲,2，陳德鵬，呂 忠

(1.安徽工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院；2.安徽工業(yè)大學(xué) 創(chuàng)新教育學(xué)院,安徽 馬鞍山 243032)

一、引言

隨著信息技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)變革的縱向推進(jìn)，工程人才所面對(duì)的宏觀環(huán)境發(fā)生了深刻變化，一方面表現(xiàn)為知識(shí)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，其突出特點(diǎn)是知識(shí)生產(chǎn)從傳統(tǒng)的學(xué)科演化，發(fā)展到更多地圍繞實(shí)際問題而衍生；另一方面表現(xiàn)為特定情境中的問題更加復(fù)雜，不僅需要專門的學(xué)科知識(shí)，還需要多學(xué)科知識(shí)的協(xié)同及其綜合應(yīng)用。未來社會(huì)可能既關(guān)注工程人才具有什么樣的知識(shí)儲(chǔ)備，可能也更關(guān)注工程人才遷移既有知識(shí)解決實(shí)際問題的綜合能力。學(xué)科界限變得日益模糊，通過多學(xué)科交叉融合，開展跨學(xué)科教育成為新時(shí)期提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑。

工程教育為我國(guó)全面建成小康社會(huì)提供了基礎(chǔ)支撐平臺(tái)，為全面建成現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)提供了戰(zhàn)略引領(lǐng)力量。工程是個(gè)大系統(tǒng)，工程教育必然要把各種不同的專業(yè)、不同的學(xué)科綜合到一起。實(shí)際上，工程不是針對(duì)單一學(xué)科所產(chǎn)生的，大多數(shù)工程綜合了許多要素，工程問題的解決需要多學(xué)科知識(shí)和綜合能力，跨學(xué)科技能已經(jīng)成為工程實(shí)踐的內(nèi)在要求?？鐚W(xué)科是工程實(shí)踐的突出特征之一。

二、新工科背景下跨學(xué)科教育在工程人才培養(yǎng)中的重要性

全球經(jīng)濟(jì)正處于信息技術(shù)變革的重要轉(zhuǎn)折期，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等一系列新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，重塑著工程全生命周期的業(yè)務(wù)模式和流程。與此同時(shí)，我國(guó)正處于深入推進(jìn)“科教興國(guó)戰(zhàn)略”、“人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”和“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略”的重要機(jī)遇期，亟需面向世界科技前沿，面向我國(guó)經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，建設(shè)新時(shí)期新工科背景下素質(zhì)優(yōu)良的工程人才隊(duì)伍。

在人才培養(yǎng)上，以高度學(xué)科制度為基礎(chǔ)的知識(shí)生產(chǎn)模式 Ⅰ 已不能完全適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。聚焦于實(shí)際問題，以應(yīng)用為主訴求的知識(shí)生產(chǎn)模式 Ⅱ成為當(dāng)前知識(shí)生產(chǎn)的重要方向。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型和知識(shí)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變的雙重張力下，提升新工科工程人才整合多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題的能力顯得尤為重要。

實(shí)踐性是工程的基礎(chǔ)屬性。在實(shí)踐活動(dòng)展開的過程中，工程綜合了許多要素。以建筑工程項(xiàng)目為例，可能涉及到工程技術(shù)、藝術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)、法律等，這些均超過了特定知識(shí)和能力的界限，需要學(xué)科內(nèi)部知識(shí)的綜合、學(xué)科之間知識(shí)的融合以及理論知識(shí)與實(shí)踐能力的配合等。

除此之外，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和資源能源環(huán)境等剛性約束的日益加強(qiáng)，從投入產(chǎn)出視角提升工程的經(jīng)濟(jì)性也是工程實(shí)踐活動(dòng)的內(nèi)在要求。最后但很重要的一點(diǎn)是工程的創(chuàng)新性，這種創(chuàng)新不僅體現(xiàn)在工程的從無到有或改造需要?jiǎng)?chuàng)新，還體現(xiàn)在追求經(jīng)濟(jì)性以及綜合實(shí)踐活動(dòng)中需要?jiǎng)?chuàng)新性地解決實(shí)際問題。工程的這些基本特性決定了工程教育不能僅局限于單一學(xué)科范疇，僅按照知識(shí)生產(chǎn)模式 Ⅰ 的框架展開人才培養(yǎng)，而需要從工程的實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性出發(fā)，兼顧工程經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，著重培養(yǎng)工程人才的一專多能，尤其是系統(tǒng)思維、整合能力和創(chuàng)新精神。

跨學(xué)科從概念上講，一般是相對(duì)于特定單一學(xué)科或?qū)I(yè)而言的，它是對(duì)至少兩門及以上學(xué)科范式、理論、方法和技能等的融合。這種融合既包括不同學(xué)科范式、理論、觀念和方法等的移植和借用，也包括不同學(xué)科知識(shí)之間的滲透、交匯、再生產(chǎn)。以跨學(xué)科的理念來展開實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，是跨學(xué)科在教育教學(xué)層面的應(yīng)用，跨學(xué)科教育旨在培養(yǎng)具有系統(tǒng)思維、綜合能力和創(chuàng)新精神的復(fù)合型人才。

三、素質(zhì)導(dǎo)向的跨學(xué)科工程人才培養(yǎng)模式探索

目前跨學(xué)科工程教育中的一個(gè)突出問題是跨學(xué)科更多的是對(duì)相關(guān)課程的機(jī)械疊加或是若干元素的簡(jiǎn)單加總，在形式上體現(xiàn)了跨學(xué)科的表象，但在實(shí)質(zhì)上卻忽略了跨學(xué)科對(duì)工程人才綜合素質(zhì)的提升?？鐚W(xué)科教育作為一種人才培養(yǎng)模式，應(yīng)該從系統(tǒng)的視角進(jìn)行理解和實(shí)踐。根據(jù)新工科、人的全面發(fā)展和工程特征等對(duì)工程人才的要求，從素質(zhì)(能力、知識(shí)和品德)維出發(fā)，以實(shí)踐維為支撐，提出面向跨學(xué)科的“六位一體”的工程人才培養(yǎng)構(gòu)想(如圖1所示)，以期從系統(tǒng)視角深化跨學(xué)科工程人才培養(yǎng)成效。

圖1 素質(zhì)導(dǎo)向下的“六位一體”跨學(xué)科工程人才培養(yǎng)模式

素質(zhì)涵蓋知識(shí)、能力和品德，其中，品德包括個(gè)人修養(yǎng)、基本道德、社會(huì)公德和職業(yè)道德等，是長(zhǎng)期養(yǎng)成的，應(yīng)該貫穿工程人才培養(yǎng)的全過程。知識(shí)和能力對(duì)應(yīng)著一專多能，“一?！睘榱⒆阌谔囟▽W(xué)科的專業(yè)知識(shí)，“多能”則一方面為圍繞著工程的重要特征，工程人才需要的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、整合能力、創(chuàng)新精神和經(jīng)濟(jì)思維等，另一方面也包括圍繞著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人的全面發(fā)展需要，工程人才需要具備的理解和運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)的能力、領(lǐng)導(dǎo)能力、社會(huì)能力、終身學(xué)習(xí)的能力(涵蓋自主學(xué)習(xí)能力、批判學(xué)習(xí)能力)和人文素養(yǎng)等。值得注意的是，專業(yè)知識(shí)的傳授需要確保知識(shí)的體系性和系統(tǒng)性，既要注意不同知識(shí)之間的碰撞、互補(bǔ)和延展，也要注意專業(yè)知識(shí)發(fā)展演化及其與時(shí)代發(fā)展的契合等。

結(jié)合國(guó)家高等學(xué)校指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范，從新工科發(fā)展的宏觀背景入手，應(yīng)圍繞具體工程的重要特征，從知識(shí)、能力和品德三個(gè)維度構(gòu)建學(xué)生素質(zhì)體系。在素質(zhì)體系構(gòu)建過程中要兼顧學(xué)生一般素質(zhì)的寬基面和深化成長(zhǎng)的窄基面之間的動(dòng)態(tài)均衡。既保證相當(dāng)比例的學(xué)生一般職業(yè)發(fā)展和幸福生活所需要的知識(shí)、能力和品質(zhì)，也要確保部分學(xué)生拔尖所需的知識(shí)體系、領(lǐng)導(dǎo)力等。

以確定的工程人才素質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，把跨學(xué)科理念貫穿到教學(xué)實(shí)踐的全過程。一般來說，理念在很大程度上指導(dǎo)實(shí)踐，因此，確定科學(xué)合理的跨學(xué)科教育理念十分重要。這種理念不能憑空產(chǎn)生，與現(xiàn)實(shí)教育教學(xué)水平產(chǎn)生較大脫節(jié)，而是要確保在既有教學(xué)理念的基礎(chǔ)上更新跨學(xué)科的內(nèi)涵。教學(xué)目標(biāo)是對(duì)教學(xué)理念的具象化，是對(duì)教學(xué)活動(dòng)的導(dǎo)向?？紤]到跨學(xué)科涉及到知識(shí)的多元化和綜合性，在制定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，要突出大類目標(biāo)和子目標(biāo)的銜接、層級(jí)及其關(guān)聯(lián)性(系統(tǒng)性)，也要注重工程人才人文素養(yǎng)的養(yǎng)成和培育，還要把學(xué)校特色反映在教學(xué)目標(biāo)上，讓教學(xué)目標(biāo)和學(xué)校特色相互促進(jìn)，釋放地方特色資源紅利，構(gòu)建具有特色的地方高等教育。教學(xué)內(nèi)容是對(duì)教學(xué)目標(biāo)的重要支撐，關(guān)注的是用什么培養(yǎng)人的問題?？鐚W(xué)科教育教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要注意多學(xué)科知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系和技能之間的互補(bǔ)等，構(gòu)建模塊化的教學(xué)內(nèi)容體系；同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容在確保基礎(chǔ)性的前提下，也要適時(shí)更新知識(shí)體系，使其與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平匹配起來，確保教學(xué)內(nèi)容的前沿性、前瞻性。

教學(xué)工具與資源以及教學(xué)方法和手段集中于如何培養(yǎng)跨學(xué)科工程人才，其既要與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)，也要促進(jìn)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容深消化、再加工以及對(duì)新知識(shí)的再生產(chǎn)。其中，教學(xué)工具和資源要具有延展性，這種延展性包括向生活、項(xiàng)目、校外、科技和人的全面發(fā)展延展五個(gè)方面。通過向生活延展，讓學(xué)生在熟悉的日常生活與專業(yè)知識(shí)之間建立聯(lián)系，觸發(fā)新知識(shí)在學(xué)生既有認(rèn)知中發(fā)芽；通過向項(xiàng)目延展，讓問題導(dǎo)向和實(shí)踐需求激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及通過“干中學(xué)”提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力；通過向校外、科技和人的全面發(fā)展延展，擴(kuò)大教學(xué)資源的豐富度、提升教學(xué)工具的數(shù)字性，根據(jù)人的發(fā)展需求提升知識(shí)傳授效率和效果。教學(xué)方法和手段要多樣化，以適應(yīng)不同知識(shí)內(nèi)容的特點(diǎn)，確保教學(xué)效果。同時(shí)，要注意運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的能動(dòng)主體。在網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，知識(shí)的獲取變得十分容易，通過多樣的教學(xué)方法和手段激發(fā)學(xué)生求知欲、提升其自主學(xué)習(xí)能力和思辨能力尤為重要。

教學(xué)評(píng)價(jià)是對(duì)跨學(xué)科工程人才培養(yǎng)結(jié)果的檢視。在此過程中要注意兩點(diǎn)：一是跨學(xué)科工程人才培養(yǎng)是對(duì)既有工程人才培養(yǎng)模式的調(diào)整與發(fā)展，教學(xué)評(píng)價(jià)要及時(shí)更新，與人才培養(yǎng)理念組成一個(gè)前后關(guān)聯(lián)的體系；二是跨學(xué)科教育中強(qiáng)調(diào)對(duì)綜合能力、知識(shí)體系和品質(zhì)等的養(yǎng)成，不僅注重對(duì)知識(shí)的識(shí)記和理解，更注重對(duì)一些利用傳統(tǒng)教學(xué)效果考核方式無法有效檢驗(yàn)的整合能力、創(chuàng)新精神、思辨能力、健全人格、人文素養(yǎng)等的追求。因此，教學(xué)效果評(píng)價(jià)要注重過程性評(píng)價(jià)在總體評(píng)價(jià)中的主體地位。值得注意的是，教學(xué)評(píng)價(jià)只是手段而非目的，跨學(xué)科工程人才培養(yǎng)的實(shí)質(zhì)是要讓學(xué)生學(xué)有所得，學(xué)有所成，將來能更好地工作、生活。教師作為跨學(xué)科教育重要參與主體，也作為教學(xué)評(píng)價(jià)的對(duì)象，教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)注意激發(fā)教師投身教育教學(xué)的能動(dòng)性和積極性。

四、結(jié)語

依托工程實(shí)踐性、綜合性、創(chuàng)新性等特征，以知識(shí)、能力和品德三維素質(zhì)為導(dǎo)向，展開具體工程的跨學(xué)科人才培養(yǎng)，從教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)工具與資源、教學(xué)方法與手段以及教學(xué)效果與評(píng)價(jià)之間的系統(tǒng)性著眼，構(gòu)建“六位一體”的工程人才培養(yǎng)體系，對(duì)深化跨學(xué)科工程教育支撐新工科建設(shè)具有重要意義。