“新工科”背景下跨學(xué)科課程建設(shè)的現(xiàn)狀與思考

周愛(ài)霞，郭酉函，溫雅婷，楊平呂

（國(guó)防科技大學(xué)氣象海洋學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410073）

0 引言

在科技飛速發(fā)展的今天，跨學(xué)科已經(jīng)成為當(dāng)代科技發(fā)展的重要特征，各學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域之間呈現(xiàn)相互滲透相互影響的趨勢(shì)，不論是科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，還是技術(shù)上的重大突破，都需要各學(xué)科領(lǐng)域的相互配合，相互融合。高校教育需要培養(yǎng)具有跨學(xué)科、跨產(chǎn)業(yè)、跨界整合能力的復(fù)合型人才來(lái)服務(wù)于國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，為此，教育部積極推進(jìn)“新工科”建設(shè)，形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”。在“新工科”背景下，跨學(xué)科教育教學(xué)成為高校教育的重要發(fā)展方向，各地高校紛紛推出具有跨學(xué)科性質(zhì)的改革措施，以響應(yīng)和實(shí)踐“新工科”建設(shè)對(duì)跨學(xué)科人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)的要求[1]。

跨學(xué)科課程的建設(shè)和教學(xué)改革是進(jìn)行跨學(xué)科教育，培養(yǎng)跨學(xué)科人才，實(shí)現(xiàn)“新工科”建設(shè)目標(biāo)的重要途徑。對(duì)于跨學(xué)科課程的建設(shè)，國(guó)外特別是歐美國(guó)家起步較早，積累了很多成功經(jīng)驗(yàn)。而我國(guó)則僅處于起步階段，對(duì)于如何建設(shè)跨學(xué)科課程，急需進(jìn)行相應(yīng)理論研究和教學(xué)實(shí)踐，厘清一些基本問(wèn)題，如：何為跨學(xué)科課程？為何建設(shè)跨學(xué)科？如何建設(shè)跨學(xué)科課程？有哪些經(jīng)驗(yàn)可以借鑒？跨學(xué)科課程教學(xué)模式和教學(xué)方法與傳統(tǒng)課程有何不同？

本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)跨學(xué)科課程的概念和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，對(duì)國(guó)內(nèi)外跨學(xué)科課程的建設(shè)現(xiàn)狀和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行梳理，并結(jié)合自身課程開(kāi)設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)跨學(xué)科課程建設(shè)的思路提出建議，以期為跨學(xué)科課程的建設(shè)提供借鑒。

1 跨學(xué)科課程概念及其優(yōu)勢(shì)

所謂跨學(xué)科課程，也稱交叉學(xué)科課程，是指超過(guò)一個(gè)學(xué)科范圍研究?jī)?nèi)容的課程，通常是圍繞一個(gè)跨學(xué)科問(wèn)題，將多學(xué)科知識(shí)整合在一起進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究?？鐚W(xué)科課程需要跨越學(xué)科之間的界限，把多個(gè)學(xué)科知識(shí)融合在一起，建立內(nèi)容間有意義的聯(lián)系，使學(xué)生在廣闊的領(lǐng)域中學(xué)習(xí)。與傳統(tǒng)單學(xué)科課程相比，跨學(xué)科課程在人才培養(yǎng)方面有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

（1）跨學(xué)科課程往往能更好地貼近崗位和社會(huì)需求。任何崗位工作通常都需要多學(xué)科、多領(lǐng)域的知識(shí)和能力，而傳統(tǒng)的課程教學(xué)，是將這些知識(shí)按學(xué)科領(lǐng)域切割到不同的課程中進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此傳統(tǒng)的單學(xué)科課程內(nèi)容設(shè)計(jì)往往更注重其學(xué)科體系。但這種傳統(tǒng)教學(xué)模式容易造成內(nèi)容和知識(shí)的過(guò)分切割和碎片化，學(xué)生從不同課程中學(xué)習(xí)到碎片化的知識(shí)，卻不知道如何將這些碎片化的知識(shí)提取和融合在一起解決崗位中遇到的真實(shí)問(wèn)題。而跨學(xué)科課程往往針對(duì)某個(gè)問(wèn)題或某個(gè)應(yīng)用而開(kāi)展教學(xué)，其目標(biāo)就是要運(yùn)用不同課程學(xué)到的不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的知識(shí)，綜合解決的崗位中面臨的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維模式。因此跨學(xué)科課程內(nèi)容上往往更能貼近崗位需求，形式上也更貼近學(xué)生未來(lái)的工作場(chǎng)景，能更好地培養(yǎng)學(xué)生未來(lái)工作需要的知識(shí)和能力。

（2）跨學(xué)科課程能夠培養(yǎng)學(xué)生從多學(xué)科、多角度思考問(wèn)題的習(xí)慣，幫助學(xué)生樹(shù)立整體知識(shí)觀，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的整體思維能力和創(chuàng)新能力?？鐚W(xué)科課程可以使學(xué)生學(xué)會(huì)比較不同學(xué)科的觀點(diǎn)，從多角度看待問(wèn)題，使學(xué)生體驗(yàn)將不同領(lǐng)域知識(shí)綜合到一起解決實(shí)際問(wèn)題，或從多個(gè)領(lǐng)域視角，多種方法解決同一問(wèn)題的過(guò)程，而這樣的過(guò)程更符合人的整體認(rèn)知特點(diǎn)，也更符合科學(xué)發(fā)展的綜合化趨勢(shì)，能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的綜合化，彌補(bǔ)傳統(tǒng)單學(xué)科教學(xué)造成的知識(shí)碎片化嚴(yán)重的問(wèn)題，幫助學(xué)生形成跨越學(xué)科界限的知識(shí)視野，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的整體思維能力、批判性思考和創(chuàng)造性思維能力[2]。

（3）跨學(xué)科課程能夠提升學(xué)生協(xié)作的能力與技巧[3]，提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。跨學(xué)科課程通常以專題、任務(wù)或項(xiàng)目的形式開(kāi)展，需要不同專業(yè)背景的學(xué)生相互研討，或需要多名學(xué)生協(xié)同合作才能完成老師布置的任務(wù)和作業(yè)，可以培養(yǎng)學(xué)生協(xié)同工作的能力，能使學(xué)生更好地適應(yīng)未來(lái)的工作崗位，獲得更好的工作成績(jī)。

2 國(guó)內(nèi)外跨學(xué)科課程建設(shè)研究現(xiàn)狀

國(guó)外高校在跨學(xué)科教育上起步早，發(fā)展較為成熟，積累了較多成熟的經(jīng)驗(yàn)，特別是美國(guó)的大學(xué)跨學(xué)科教育和跨學(xué)科課程發(fā)展成果突出[4]。美國(guó)大學(xué)自20世紀(jì)90年代開(kāi)始重視跨學(xué)科課程的開(kāi)發(fā)、設(shè)置和教學(xué)，通過(guò)開(kāi)設(shè)跨學(xué)科課程，增強(qiáng)課程體系結(jié)構(gòu)的緊密度，提高教育的效果和效率[5]。麻省理工學(xué)院非常重視跨學(xué)科課程的建設(shè)，開(kāi)設(shè)了大量跨學(xué)科課程，占全校課程總量32%[5]。加州大學(xué)洛杉磯分校也行了跨學(xué)科課程改革，涵蓋了自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、工程學(xué)、藝術(shù)和人文學(xué)科；杜克大學(xué)通過(guò)“焦點(diǎn)計(jì)劃”在跨學(xué)科課程的開(kāi)發(fā)和建設(shè)實(shí)踐方面提供了很好參照范本；普林斯頓大學(xué)開(kāi)設(shè)了具有跨學(xué)科課程特點(diǎn)的“綜合科學(xué)”課程，以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，整合了物理、化學(xué)、生物以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科多領(lǐng)域的核心內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)新問(wèn)題以及利用多學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的能力[6]。這反映出美國(guó)高校的人才培養(yǎng)工作主動(dòng)適應(yīng)科學(xué)研究創(chuàng)新需要，聚焦社會(huì)問(wèn)題解決。

我國(guó)跨學(xué)科教育與跨學(xué)科課程實(shí)踐起步較晚，受到我國(guó)傳統(tǒng)單一學(xué)科文化體制的制約，在實(shí)際的開(kāi)展過(guò)程中遇到許多問(wèn)題，但越來(lái)越多的高校和老師逐漸重視跨學(xué)科教育實(shí)踐和跨學(xué)科課程建設(shè)。西南交通大學(xué)推出了30余門跨學(xué)科通識(shí)課。電子科技大學(xué)持續(xù)打造通識(shí)類跨學(xué)科課程，同時(shí)著力建設(shè)一批面向本科生的跨學(xué)科與集成創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目。陳彥，徐利梅探索了數(shù)字電路課程的跨學(xué)科教學(xué)，將“數(shù)字電路”和計(jì)算機(jī)、力學(xué)、管理等學(xué)科結(jié)合到一起，進(jìn)行跨學(xué)科課程建設(shè)和教學(xué)改革[1]。杭文等將“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法應(yīng)用于跨學(xué)科課程“運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)”，對(duì)問(wèn)題體系設(shè)計(jì)、教學(xué)組織和實(shí)施方式進(jìn)行了探討[7]。黃慧萍從知識(shí)點(diǎn)重構(gòu)的角度，對(duì)機(jī)電類跨學(xué)科課程的建設(shè)進(jìn)行了探討[8]。陳淑燕重點(diǎn)對(duì)跨學(xué)科課程“交通數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)”教學(xué)方法與研討環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討[9]。這些嘗試都為跨學(xué)科課程的建設(shè)提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。

3 我國(guó)跨學(xué)科課程建設(shè)中面臨的主要問(wèn)題

在“新工科”背景下，跨學(xué)科課程以其不同于單學(xué)科分科教學(xué)的獨(dú)特價(jià)值和顯著優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到重視，但我國(guó)跨學(xué)科課程建設(shè)起步較晚，其效果還不盡人意，在跨學(xué)科課程建設(shè)中還存在著諸多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：

（1）對(duì)跨學(xué)科課程教學(xué)的重要性認(rèn)識(shí)不足，投入不夠，跨學(xué)科課程仍處于邊緣、非主流狀態(tài)。目前，在傳統(tǒng)專業(yè)劃分背景下，學(xué)科劃分細(xì)、分割嚴(yán)重，影響了跨學(xué)科跨專業(yè)的合作研究和教學(xué)，跨學(xué)科課程開(kāi)設(shè)數(shù)量相對(duì)較少，很多跨學(xué)科課程只是作為一種“嘗試”“探索”而存在，很多高校在跨學(xué)科課程的建設(shè)和投入上還存在猶豫不前的狀態(tài)，對(duì)于跨學(xué)科課程建設(shè)的意義認(rèn)識(shí)和投入不足，教師投入跨學(xué)科課程建設(shè)的熱情還沒(méi)有被調(diào)動(dòng)起來(lái)。

（2）跨學(xué)科課程教師的培養(yǎng)存在較大難度。要想獲得較好的跨學(xué)科教育成果，教師是其中極為重要的環(huán)節(jié)，培養(yǎng)專業(yè)、成熟的跨學(xué)科課程任課教師是當(dāng)務(wù)之急。跨學(xué)科課程需要教師具備多學(xué)科、多領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)，但多數(shù)教師成長(zhǎng)于單一學(xué)科培養(yǎng)模式，往往只具備相對(duì)單一的學(xué)科專業(yè)背景，加之缺乏相應(yīng)的跨學(xué)科課程師資培養(yǎng)機(jī)制，任課教師往往需要經(jīng)過(guò)多年的跨學(xué)科研發(fā)工作才能對(duì)跨學(xué)科課程有較深的理解。因此承擔(dān)此類課程需要多年的積累，教師成長(zhǎng)周期長(zhǎng)，素質(zhì)要求高、培養(yǎng)難度大。

（3）教學(xué)資源相對(duì)匱乏，課程建設(shè)難度大。目前單純的單學(xué)科課程的課程資源已經(jīng)非常豐富，而跨學(xué)科課程教學(xué)資源則相對(duì)匱乏，可參考的經(jīng)驗(yàn)少。以筆者教授的氣象信息類課程來(lái)說(shuō)，單一學(xué)科的計(jì)算機(jī)類課程，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等課程，全國(guó)性MOOC平臺(tái)及各類網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的資源都很豐富。但跨學(xué)科的、面向應(yīng)用、面向崗位的氣象信息類課程，如“氣象水文傳輸網(wǎng)絡(luò)”“氣象水文數(shù)據(jù)管理”等課程，非常少。在中國(guó)大學(xué)MOOC檢索發(fā)現(xiàn)，該平臺(tái)目前還沒(méi)有此類課程開(kāi)設(shè)。通過(guò)多種渠道對(duì)此類課程教材檢索發(fā)現(xiàn)，市面上可用的此類教材也幾乎無(wú)法找到。因此，對(duì)于此類跨學(xué)科課程，從課程內(nèi)容體系到教材及教學(xué)資源等方面，很多課程均需從零開(kāi)始建設(shè)，課程建設(shè)難度非常大。

（4）跨學(xué)科課程教學(xué)內(nèi)容組織不科學(xué)，內(nèi)容更新不及時(shí)，不能顯示出跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的前沿性。目前，有些跨學(xué)科課程只是將多個(gè)相關(guān)學(xué)科的內(nèi)容簡(jiǎn)單的堆疊在一起，還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)各領(lǐng)域知識(shí)的真正融合，甚至有的高校只是開(kāi)設(shè)一些本專業(yè)以外其他專業(yè)的課程，以此開(kāi)闊學(xué)生的視野，并不能稱之為真正的跨學(xué)科課程?？鐚W(xué)科課程內(nèi)容建設(shè)需要強(qiáng)大的跨學(xué)科科學(xué)研究的支撐，需要跨學(xué)科研究為其提供真實(shí)的案例、場(chǎng)景，在此基礎(chǔ)上才能科學(xué)地提煉和組織教學(xué)內(nèi)容。

（5）沒(méi)有形成有效的、適合跨學(xué)科課程的教學(xué)方法?？鐚W(xué)科思維和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)是跨學(xué)科課程最重要的目標(biāo)，而許多承擔(dān)跨學(xué)科課程的教師采用的還是傳統(tǒng)的講授、示范、練習(xí)等常規(guī)的教學(xué)方法，只能偏重書(shū)本知識(shí)的傳授，只是按照教材的章節(jié)順序講授，不能強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科知識(shí)的互相連接性，忽略了跨學(xué)科課程內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系。沒(méi)有教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法的創(chuàng)新，跨學(xué)科課程無(wú)法承擔(dān)起培養(yǎng)學(xué)術(shù)跨學(xué)科思維和創(chuàng)新意識(shí)的作用。

4 跨學(xué)科課程建設(shè)思考與建議

（1）重視跨學(xué)科課程，鼓勵(lì)跨學(xué)科課程的開(kāi)設(shè)和建設(shè)?？鐚W(xué)科課程在高校人才培養(yǎng)中具有單一學(xué)科課程不具備的優(yōu)勢(shì)，因此各高校應(yīng)重視科學(xué)課課程建設(shè)，并制定相應(yīng)的措施，激勵(lì)教師開(kāi)設(shè)和建設(shè)跨學(xué)科課程，各類資源向跨學(xué)科課程一定程度的傾斜，打破單學(xué)科教學(xué)的慣性，這樣才能激發(fā)跨學(xué)科課程建設(shè)的積極性，增加跨學(xué)科課程建設(shè)實(shí)踐，才能積累建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，促使跨學(xué)科課程建設(shè)由量變引起質(zhì)變。

（2）加強(qiáng)不同學(xué)科教師之間的交流合作，建立穩(wěn)定的跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)。教師在跨學(xué)科課程建設(shè)中扮演著重要角色，跨學(xué)科課程教學(xué)涉及的知識(shí)面廣，有必要加強(qiáng)教師之間的合作與交流，提高教師的跨學(xué)科科研和教研水平，另外還可以組建超越行政層次、協(xié)調(diào)整合的跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)，將具有不同學(xué)科背景的老師組織在一起，在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法運(yùn)用、教學(xué)組織形式、教學(xué)策略運(yùn)用等多個(gè)方面共同探討，互相支持、取長(zhǎng)補(bǔ)短，促進(jìn)各自教學(xué)水平的提高。

（3）跨學(xué)科課程教學(xué)內(nèi)容需實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的深度整合，應(yīng)聚焦真實(shí)問(wèn)題解決和為學(xué)生提供真實(shí)的教學(xué)情景。課程內(nèi)容是課程教學(xué)的基礎(chǔ)和核心，跨學(xué)科課程一門課程中需要包含多門學(xué)科、多門課程的知識(shí)，克服單一學(xué)科教學(xué)的孤立性和知識(shí)學(xué)習(xí)的碎片化，形成有機(jī)統(tǒng)一、深度融合的課程教學(xué)內(nèi)容體系是課程建設(shè)成功的關(guān)鍵?？鐚W(xué)科課程內(nèi)容的組織既要兼顧知識(shí)體系，又不能完全囿于現(xiàn)有知識(shí)體系，除了基本知識(shí)的系統(tǒng)講解之外，為學(xué)生提供綜合性、跨學(xué)科的學(xué)習(xí)情景至關(guān)重要。將跨學(xué)科研究的成果、案例及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能夠在真實(shí)情境下解決真實(shí)問(wèn)題，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)知識(shí)遷移解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生求真、求實(shí)的實(shí)踐品格和創(chuàng)新素養(yǎng)至關(guān)重要。因此，案例式、項(xiàng)目式的內(nèi)容組織在跨學(xué)科課程的建設(shè)中值得提倡。

（4）要積極探索適合跨學(xué)科課程的教學(xué)模式和教學(xué)方法。傳統(tǒng)教學(xué)方式，如講解、示范、練習(xí)等，往往可以很好地開(kāi)展單一學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，能夠很好地幫助學(xué)生理解具體的知識(shí)點(diǎn)，但對(duì)于跨學(xué)科課程，還應(yīng)積極探索適合于跨學(xué)科課程，能夠使學(xué)生聚焦解決真實(shí)問(wèn)題，營(yíng)造開(kāi)放包容的學(xué)習(xí)場(chǎng)域[10]的教學(xué)方法，如問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、項(xiàng)目式教學(xué)方法、STEM教學(xué)方法、案例教學(xué)法、研討式教學(xué)方法等，要勇于探索和使用。

（5）要建立與跨學(xué)科課程相適應(yīng)的多元多維的學(xué)習(xí)考核評(píng)價(jià)模式。傳統(tǒng)教學(xué)多以終結(jié)性理論考試評(píng)價(jià)模式為主，而跨學(xué)科課程的目標(biāo)絕非只是理論知識(shí)的掌握，考卷以外，學(xué)生運(yùn)用多領(lǐng)域知識(shí)綜合解決問(wèn)題的創(chuàng)造力、溝通交流能力、批判性思維及其精神品質(zhì)、價(jià)值觀念的評(píng)價(jià)也是至關(guān)重要的。因此，跨學(xué)科課程需要?jiǎng)?chuàng)新考核評(píng)價(jià)方式，發(fā)展能夠?qū)W(xué)生非智力因素評(píng)價(jià)包含在內(nèi)的評(píng)價(jià)模式，重視過(guò)程評(píng)價(jià)考核，豐富考核方式，只有這樣才能提高學(xué)生參與度，實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)。

（6）積極發(fā)掘、打造跨學(xué)科精品課、示范課，推廣好的跨學(xué)科課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)?？鐚W(xué)科課程是一種新事物，加之跨學(xué)科課程本身建設(shè)難度大，這更是給科學(xué)課課程建設(shè)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。在此情況下，開(kāi)設(shè)較早、較為成熟的跨學(xué)科課程要發(fā)揮“領(lǐng)頭羊”的作用，積極打造精品課、示范課，將跨學(xué)科課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)、做法積極宣傳推廣，這樣才能帶動(dòng)更多的跨學(xué)科課程的建設(shè)。[11]

5 結(jié)語(yǔ)

在“新工科”背景下，積極進(jìn)行跨學(xué)科教育，發(fā)展和建設(shè)跨學(xué)科課程，培養(yǎng)高素質(zhì)人才，服務(wù)國(guó)家人才戰(zhàn)略和發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。我國(guó)的跨學(xué)科課程還處于起步階段，跨學(xué)科課程是新事物，需要我們?cè)诮逃虒W(xué)實(shí)踐中積極探索，不斷優(yōu)化實(shí)施路徑，深化改進(jìn)策略，以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。