從知識(shí)生產(chǎn)到認(rèn)知建構(gòu)：學(xué)科交叉人才培養(yǎng)一體化理論探討

賀培鳳，于 琦，何小峰，吳勝男，邰楊芳，呂艷華

(山西醫(yī)科大學(xué)管理學(xué)院， 晉中 030600)

教育部通過實(shí)施“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0，全面推進(jìn)新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科和新文科建設(shè)，將學(xué)科交叉融合發(fā)展推向了新高度[1]。

學(xué)科交叉是不同學(xué)科之間相互合作融合的協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)，其主要?jiǎng)?chuàng)新范疇仍在高等教育的四大職能之內(nèi)，即人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)和文化傳播，利用學(xué)科交叉的協(xié)同創(chuàng)新屬性對(duì)人才培養(yǎng)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，是其最根本的任務(wù)之一，也是四新建設(shè)的核心任務(wù)之一。

1 學(xué)科交叉人才培養(yǎng)概述

1.1 學(xué)科交叉的源動(dòng)力

學(xué)科交叉通常會(huì)源于兩個(gè)問題，一是對(duì)產(chǎn)生新知識(shí)的迫切愿望，單一學(xué)科發(fā)展到一定階段后會(huì)遇到學(xué)科發(fā)展瓶頸，很難再產(chǎn)生重大理論突破，迫切需要拓展原有的學(xué)科知識(shí)邊界進(jìn)入新的研究領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)新知識(shí)的發(fā)現(xiàn)與生產(chǎn)，如半個(gè)世紀(jì)以來自然科學(xué)方法涌入社會(huì)科學(xué)研究產(chǎn)生了許多新的重大理論；二是解決重大科學(xué)問題的需要，任何學(xué)科都遺留有大量本學(xué)科難以解決的科學(xué)問題，需要其他學(xué)科理論知識(shí)方法的介入予以解決，如圖論中著名的四色問題，是在引入計(jì)算機(jī)技術(shù)后才得以證實(shí)，又如在醫(yī)學(xué)研究中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)后成功拓展了多種藥物的適應(yīng)證范圍。

1.2 學(xué)科交叉的發(fā)展階段

學(xué)科交叉的協(xié)同創(chuàng)新也具有自己的生命周期。我們一般認(rèn)為學(xué)科交叉會(huì)經(jīng)歷探索期、成長期和成熟期。

在探索期，相關(guān)學(xué)科的學(xué)者在內(nèi)外力的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)用自身的學(xué)科知識(shí)、研究方法和思維范式共同致力于知識(shí)生產(chǎn)和問題解決。這時(shí)的學(xué)科交叉尚未形成獨(dú)立的研究體系，只是偶然為之的問題解決行為，是學(xué)科間協(xié)同合作的淺層試驗(yàn)[2]。這一階段的學(xué)科交叉研究仍以某學(xué)科的固有研究范式為基礎(chǔ)，將其他學(xué)科的某一方法或技術(shù)進(jìn)行臨時(shí)借鑒、利用，學(xué)科交叉不具備全局性和系統(tǒng)性。

在成長期，隨著研究問題域的不斷擴(kuò)展，學(xué)科交叉的范圍、深度和參與力量都發(fā)生了飛躍式增長。學(xué)科范圍內(nèi)的多數(shù)研究人員都認(rèn)識(shí)到學(xué)科交叉的必要性，具備了學(xué)科交叉研究的主動(dòng)性。主管部門也開始有意識(shí)地制定管理機(jī)制，促進(jìn)學(xué)科間的交叉融合。單學(xué)科的研究范式逐漸與其他學(xué)科融合，但仍保有自己原有的框架模式。

到了成熟期，學(xué)科交叉已經(jīng)完全成為共識(shí)。交叉領(lǐng)域已經(jīng)形成較為成熟的、源于多學(xué)科的共有的新的研究范式，知識(shí)體系逐漸成型，延伸出新的學(xué)科，即交叉學(xué)科，并最終取得學(xué)界的一致認(rèn)同，獲得新的學(xué)科專業(yè)代碼。

1.3 學(xué)科交叉人才培養(yǎng)的主要環(huán)節(jié)

在人才培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)目標(biāo)和規(guī)格的制定、培養(yǎng)過程的設(shè)計(jì)以及考核評(píng)價(jià)體系的設(shè)立通常是不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

學(xué)科交叉的人才培養(yǎng)就是將學(xué)科交叉生產(chǎn)的新知識(shí)(包括因?qū)W科邊界拓展產(chǎn)生的新知識(shí)，也包括利用學(xué)科交叉解決科學(xué)問題的新知識(shí))，融入并創(chuàng)新原有知識(shí)體系，通過一定的教學(xué)模式傳授給學(xué)生，并創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境幫助學(xué)生建構(gòu)自己的認(rèn)知空間(圖1)。

圖1 學(xué)科交叉人才培養(yǎng)的主要過程

學(xué)科交叉人才培養(yǎng)所涉及的新知識(shí)，既包括因渴望新知識(shí)而產(chǎn)生的學(xué)科交叉成果，也涵蓋因解決重大科學(xué)問題而生產(chǎn)的新內(nèi)容；其適用范圍既包括已經(jīng)發(fā)展成熟形成的交叉學(xué)科，也包括仍在交叉研究成長期的原有學(xué)科。

2 學(xué)科交叉人才培養(yǎng)研究現(xiàn)狀

建構(gòu)主義視域下，人才培養(yǎng)的研究可主要?jiǎng)澐譃槿竽K，一是知識(shí)，二是過程，三是認(rèn)知，分別代表了新知識(shí)的生產(chǎn)、教育教學(xué)模式的改革和學(xué)生認(rèn)知空間的搭建[3]。我們梳理相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)于學(xué)科交叉的研究大多集中于新知識(shí)的生產(chǎn)，而關(guān)于教育教學(xué)模式和學(xué)生認(rèn)知空間的研究多集中于已有學(xué)科，學(xué)科交叉人才培養(yǎng)的整體研究仍處于起步階段，且未形成較為系統(tǒng)的理論模型。

2.1 學(xué)科交叉的研究

學(xué)科交叉研究主要聚焦于以科研合作為主導(dǎo)的新知識(shí)生產(chǎn)，具體來說涵蓋三個(gè)方面。一是學(xué)科交叉的本體研究，即從科技哲學(xué)的角度對(duì)學(xué)科交叉本源性規(guī)律的一般性論述，如羅生全在“學(xué)科交叉的源動(dòng)力與創(chuàng)新發(fā)展機(jī)制”里提到的學(xué)科交叉是一種以共同的研究問題為出發(fā)點(diǎn)，通過移植、融通兩門及以上學(xué)科相關(guān)概念、方法、理論等的科學(xué)研究活動(dòng)，并運(yùn)用發(fā)生學(xué)原理為學(xué)科交叉的源動(dòng)力探析提供方法論支持[4]。二是學(xué)科交叉的推動(dòng)機(jī)制研究，即從實(shí)際工作的角度出發(fā)，探討推進(jìn)學(xué)科交叉的通用措施和建議，涉及管理機(jī)制、運(yùn)行體制、資源建設(shè)等諸多層面，如錢鋒在“以需求和目標(biāo)為導(dǎo)向，大力推進(jìn)學(xué)科設(shè)置與布局調(diào)整”提出必須以需求和目標(biāo)為導(dǎo)向，優(yōu)化學(xué)科體系建設(shè)和管理[5]。三是具體到某一學(xué)科交叉范疇內(nèi)，具體分析學(xué)科交叉的障礙和瓶頸，并提出相應(yīng)的對(duì)策和解決措施，或?yàn)槟承┚唧w學(xué)科交叉提出發(fā)展規(guī)劃等，如孫志明等在“基于學(xué)科交叉融合的礦物加工工程專業(yè)教學(xué)改革與實(shí)踐”中提出：從課程體系、教學(xué)模式、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行改革與實(shí)踐，可為新工科背景下礦物加工工程專業(yè)培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才提供有益借鑒，對(duì)打破礦物加工工程與其他學(xué)科之間的壁壘，傳統(tǒng)專業(yè)改造升級(jí)及高層次創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要意義[6]。

2.2 人才培養(yǎng)過程研究

這一領(lǐng)域從來都是教育改革研究的主要方向，從人才培養(yǎng)模式到教育教學(xué)體系的構(gòu)建，從師資隊(duì)伍的建設(shè)到課程體系的改革，從教學(xué)方法的演進(jìn)到考核評(píng)價(jià)體系的優(yōu)化，教材體系的建設(shè)也是其中的主要內(nèi)容，各學(xué)科、各專業(yè)、各課程都有數(shù)量龐大、體系完整的相關(guān)研究，此處不再贅述。但相關(guān)研究往往都集中于成熟的單一學(xué)科，極少關(guān)注多學(xué)科交叉的情況。

2.3 學(xué)生認(rèn)知空間建構(gòu)研究

認(rèn)知空間研究本是基礎(chǔ)教育的主要領(lǐng)域，重點(diǎn)關(guān)注中小學(xué)生在數(shù)學(xué)、英語、物理等基礎(chǔ)學(xué)科的認(rèn)知情境構(gòu)建和教學(xué)方式的構(gòu)建，以幫助學(xué)生順利建構(gòu)自己的認(rèn)知空間。但近年來，隨著高等教育逐漸從知識(shí)本位向能力本位、素養(yǎng)本位、人格本位的轉(zhuǎn)變，學(xué)生認(rèn)知空間的建構(gòu)也逐漸成為高等教育的重要研究領(lǐng)域，其研究重點(diǎn)主要集中于如下幾個(gè)方面：一是課堂教學(xué)過程中如何改善對(duì)話模式，從教師為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)，如任桂杰等針對(duì)生物化學(xué)進(jìn)行了研究，提出改變傳統(tǒng)以教師為中心的教育理念，將培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)方法作為教學(xué)的重點(diǎn)[7]；二是學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺(tái)的搭建，通過平臺(tái)建設(shè)有效促進(jìn)團(tuán)隊(duì)式、自主式學(xué)習(xí)氛圍的形成，如李磊等在“互聯(lián)網(wǎng)+線上平臺(tái)在外科教學(xué)中的應(yīng)用效果”一文中設(shè)計(jì)了臨床醫(yī)學(xué)五年制本科生關(guān)于外科學(xué)學(xué)習(xí)平臺(tái)的建設(shè)情況[8]。

2.4 交叉學(xué)科的人才培養(yǎng)研究

從學(xué)科交叉的演進(jìn)維度來看，交叉學(xué)科是學(xué)科交叉的發(fā)展階段和發(fā)展結(jié)果，但從學(xué)科體系結(jié)構(gòu)來看，交叉學(xué)科又是眾多成型學(xué)科中的一個(gè)。又因交叉學(xué)科多為新興學(xué)科，其人才培養(yǎng)模式、方式、路徑等有較大的改進(jìn)空間，所以對(duì)交叉學(xué)科人才培養(yǎng)的研究多以應(yīng)用型學(xué)科人才培養(yǎng)/模式/體系/途徑為主，如唐友等探索的應(yīng)用型高校數(shù)字農(nóng)業(yè)交叉學(xué)科信息類人才培養(yǎng)模式研究[9]。

但交叉學(xué)科并不能完全代表學(xué)科交叉。其一，交叉學(xué)科只是學(xué)科交叉的一個(gè)發(fā)展階段。學(xué)科交叉人才培養(yǎng)既包含了交叉學(xué)科的人才培養(yǎng)，也包含了覆蓋范圍更廣的學(xué)科交叉其他階段的人才培養(yǎng)。探索期學(xué)科交叉研究所取得的成果，具有明顯的偶發(fā)性和散發(fā)性，難以與原有知識(shí)形成明確的關(guān)聯(lián)體系，不適合納入系統(tǒng)化的教學(xué)知識(shí)體系；成長期的學(xué)科交叉研究已經(jīng)具備了較為穩(wěn)定的合作方向，形成了系統(tǒng)化的合作路徑，取得了系列化的研究成果，完全具備了從新知識(shí)生產(chǎn)到知識(shí)體系建構(gòu)的演進(jìn)條件，可以實(shí)施學(xué)科交叉教學(xué)。其二，交叉學(xué)科不是學(xué)科交叉的唯一產(chǎn)出。學(xué)科交叉協(xié)同創(chuàng)新過程中，對(duì)原有學(xué)科的研究路徑帶來了極大沖擊，也對(duì)原有學(xué)科的知識(shí)體系進(jìn)行了新的拓展，如醫(yī)學(xué)和信息科學(xué)的交叉融合，延伸出生物信息學(xué)、智能醫(yī)學(xué)等交叉學(xué)科。但傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)本身的研究范式和知識(shí)體系也隨之發(fā)生改變，如何優(yōu)化傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)體系、改革教學(xué)模式也必然成為學(xué)科交叉人才培養(yǎng)的重要研究領(lǐng)域。

已有研究忽視了學(xué)科交叉成長期的人才培養(yǎng)研究，也淡化了學(xué)科交叉研究過程中原有學(xué)科的人才培養(yǎng)改革，延緩了新知識(shí)、新技術(shù)、新方法的教育教學(xué)，削弱了學(xué)科交叉對(duì)人才培養(yǎng)發(fā)展的改進(jìn)作用。因此，我們有必要針對(duì)學(xué)科交叉人才培養(yǎng)進(jìn)行系統(tǒng)化、理論化研究。

3 學(xué)科交叉人才培養(yǎng)的一體化模式構(gòu)建

前文已經(jīng)述及，學(xué)科交叉人才培養(yǎng)需要系統(tǒng)考慮新知識(shí)生產(chǎn)、知識(shí)體系建構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容選定和設(shè)計(jì)、教學(xué)過程設(shè)計(jì)和學(xué)生認(rèn)知空間情境構(gòu)建。實(shí)現(xiàn)這一系統(tǒng)建構(gòu)的關(guān)鍵在于學(xué)科交叉協(xié)同創(chuàng)新的范疇，即在科學(xué)研究交叉融合創(chuàng)新基礎(chǔ)上，在知識(shí)體系梳理、教學(xué)過程設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)平臺(tái)搭建的系列活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)階梯式、系統(tǒng)化的交叉融合、協(xié)同創(chuàng)新(圖2)。

圖2 學(xué)科交叉一體化人才培養(yǎng)模式

3.1 教學(xué)內(nèi)容整合

學(xué)科交叉研究產(chǎn)生的新知識(shí)，具有前沿性、零散性、非連續(xù)性的特點(diǎn)，直接應(yīng)用于傳統(tǒng)學(xué)科的教育教學(xué)會(huì)打破原有教學(xué)秩序，系統(tǒng)性、科學(xué)性無法得到有效保障。此時(shí)，學(xué)科交叉主攻方向從科學(xué)研究轉(zhuǎn)變?yōu)榻逃虒W(xué)合作，合作備課和交叉授課是將新知識(shí)融入原有知識(shí)體系的有效手段。

3.1.1 新知識(shí)的融入 針對(duì)不同源動(dòng)力的新知識(shí)，教師需要設(shè)計(jì)不同的教學(xué)內(nèi)容體系。源于主動(dòng)性交叉融合發(fā)現(xiàn)的新知識(shí)，可作為學(xué)科前沿、分支進(jìn)行教學(xué)，不影響原有知識(shí)體系的框架，待新知識(shí)發(fā)展成熟自成體系后，可另設(shè)課程進(jìn)行教學(xué)，如醫(yī)學(xué)信息學(xué)課程即屬于此類。源于科學(xué)問題解決而產(chǎn)生的新知識(shí)，往往會(huì)散落在原有知識(shí)體系內(nèi)部，此時(shí)學(xué)科交叉雙方或多方應(yīng)共同開展教學(xué)研究，或基于問題導(dǎo)向、或基于方法論導(dǎo)向，將新知識(shí)有機(jī)融入原有知識(shí)體系。當(dāng)新知識(shí)的積累從量變轉(zhuǎn)化為質(zhì)變時(shí)，教師審慎開設(shè)新課程，如大數(shù)據(jù)技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用即屬于此類。

3.1.2 輔修課程的支撐 跨學(xué)科新知識(shí)的介入意味著學(xué)生需要更多的基本背景知識(shí)作為支撐，此時(shí)輔助課程體系的建設(shè)就顯得尤為重要。以醫(yī)學(xué)與信息科學(xué)的交叉融合為例，基于前期交叉研究發(fā)現(xiàn)，教師可以在醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)課程嵌入R語言的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，在臨床醫(yī)學(xué)導(dǎo)論中加入精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容，在影像診斷學(xué)課程中增加圖像處理的相關(guān)內(nèi)容。醫(yī)學(xué)生對(duì)R語言、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、圖像處理等內(nèi)容基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，通過選修課、輔修課等形式開設(shè)相關(guān)支撐性課程就成為有效的教學(xué)改革措施。

3.2 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

在前期科研合作過程中，學(xué)科交叉的參與教師已經(jīng)對(duì)雙方/多方學(xué)科形成了較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和接納。但考慮授課教師專業(yè)背景和前期積累，學(xué)科交叉知識(shí)點(diǎn)的授課，前期應(yīng)以合作備課、交叉授課為主要方式，或進(jìn)行雙師教學(xué)，在教學(xué)過程中互相借鑒、學(xué)習(xí)，逐步將相應(yīng)知識(shí)體系內(nèi)化融合，后逐漸形成跨學(xué)科教學(xué)一致性。同時(shí)，師資隊(duì)伍的建設(shè)應(yīng)注重具有學(xué)科交叉背景教師的引進(jìn)。

在具體教學(xué)過程中，各學(xué)科具有不同的教學(xué)模式、教學(xué)平臺(tái)(理論/實(shí)踐)、教學(xué)邏輯。隨著學(xué)科交叉知識(shí)點(diǎn)的不斷擴(kuò)充，各學(xué)科原有教學(xué)環(huán)境將不再能完全滿足現(xiàn)有教學(xué)訴求。教師需要在課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課外教學(xué)中逐步改革原有教學(xué)模式，同時(shí)改進(jìn)和建設(shè)各類教學(xué)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以適應(yīng)新的教學(xué)內(nèi)容體系。

如山西醫(yī)科大學(xué)在醫(yī)學(xué)和信息科學(xué)融合教學(xué)過程中，教師改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，打造PBL、CBL為主的課堂教學(xué)，拓展原有實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，推行以虛擬仿真、模擬醫(yī)院等信息技術(shù)融入度較高的虛擬實(shí)踐平臺(tái)，并在臨床見習(xí)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中大量引入“互聯(lián)網(wǎng)+”和5G信息技術(shù)，推出移動(dòng)查房、手術(shù)示教、大數(shù)據(jù)病例分析等醫(yī)信融合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了教育教學(xué)全過程的醫(yī)信融合。

3.3 學(xué)習(xí)平臺(tái)搭建

隨著知識(shí)本位向素養(yǎng)本位的演變，學(xué)生自主學(xué)習(xí)扮演著越來越重要的作用。建構(gòu)主義視角下強(qiáng)調(diào)深度學(xué)習(xí)應(yīng)注重學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性與獨(dú)立性，使得教學(xué)發(fā)生的原點(diǎn)與旨?xì)w都側(cè)重到學(xué)生身上，利于學(xué)生教學(xué)主體地位的復(fù)歸[10]。從這一角度出發(fā)，課堂教學(xué)中PBL和CBL的推行已經(jīng)起到很好的促進(jìn)作用。

而建造主義關(guān)注學(xué)習(xí)的具身性、社會(huì)化和共享性，單純依靠課堂教學(xué)中教學(xué)方式方法的改變就顯得力有不逮。打造團(tuán)隊(duì)式、探究式、問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)平臺(tái)，能夠通過學(xué)生實(shí)操增強(qiáng)具身性，通過現(xiàn)實(shí)問題引入和團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)增強(qiáng)社會(huì)化學(xué)習(xí)，同時(shí)在團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)成果的共享共用又成為必然結(jié)果。

基于多學(xué)科的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)平臺(tái)的打造，有助于復(fù)雜問題的求解，在實(shí)際探究過程中系統(tǒng)化建造學(xué)生跨學(xué)科認(rèn)知空間。如山西醫(yī)科大學(xué)所打造的“生信沙龍”“醫(yī)加恩”等跨學(xué)科探究式團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)平臺(tái)，有效提升了學(xué)生醫(yī)信融合能力和創(chuàng)新性問題的解決能力。

學(xué)科交叉人才培養(yǎng)源于學(xué)科間的交叉合作研究。在此過程中新知識(shí)不斷涌現(xiàn)，為跨學(xué)科人才培養(yǎng)提供了豐富資源。但如何有效組織新知識(shí)，形成完整知識(shí)體系并轉(zhuǎn)化為適于教學(xué)的內(nèi)容體系，如何通過有效的教學(xué)過程傳授知識(shí)，又如何創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境幫助學(xué)生建構(gòu)認(rèn)知空間，需要在已有教育理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行長期、系統(tǒng)、有效的研究。