多學(xué)科交叉融合下新工科實(shí)踐育人體系構(gòu)建研究

王 鵬，洪 玫

（四川大學(xué)軟件學(xué)院 四川 成都 610000）

2018 年8 月，教育部、財(cái)政部和國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》明確指出，“雙一流”高校要打破傳統(tǒng)學(xué)科之間的壁壘，在前沿和交叉學(xué)科領(lǐng)域培植新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)。黨的十九屆五中全會(huì)提出要“加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、注重原始創(chuàng)新，優(yōu)化學(xué)科布局和研發(fā)布局，推進(jìn)學(xué)科交叉融合”。在國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)科的交叉融合與發(fā)展將助力我國(guó)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，對(duì)實(shí)現(xiàn)教育強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)具有重要支撐作用。2017 年以來(lái)，基于“新工科”[1]視角的工程教育討論逐漸熱烈起來(lái)。以“主動(dòng)布局、設(shè)置和建設(shè)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)需求、面向未來(lái)發(fā)展的工程學(xué)科與專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)造就一批具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力、高素質(zhì)的復(fù)合型卓越工程科技人才”為目標(biāo)的新工科建設(shè)同樣需要立足于學(xué)科的交叉融合。

邁向第二個(gè)百年新征程中，黨中央關(guān)于科技自立自強(qiáng)的戰(zhàn)略部署和解決國(guó)家發(fā)展薄弱環(huán)節(jié)“卡脖子”問(wèn)題，均對(duì)高等教育發(fā)展提出了更高的要求，要進(jìn)一步夯實(shí)科技創(chuàng)新的重要地位，使其成為引領(lǐng)大學(xué)發(fā)展的主旋律。而科學(xué)上的重大突破與創(chuàng)新往往都是多學(xué)科交叉融合的結(jié)果，多學(xué)科交叉融合已成為科學(xué)與教育發(fā)展的必然趨勢(shì)，是優(yōu)勢(shì)學(xué)科的發(fā)展點(diǎn)、新興學(xué)科的生長(zhǎng)點(diǎn)、重大創(chuàng)新的突破點(diǎn)，也是人才培養(yǎng)的制高點(diǎn)。

1 多學(xué)科交叉融合研究現(xiàn)狀

引領(lǐng)世界科技前沿發(fā)展是世界一流大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)體現(xiàn)自身實(shí)力的重要途徑，而學(xué)科交叉研究是產(chǎn)生科技前沿重要突破的重要手段。1960 年以來(lái)，國(guó)際上開(kāi)展學(xué)科交叉研究的大學(xué)日益增加，不同類(lèi)型的學(xué)科交叉研究平臺(tái)及團(tuán)體先后成立[2]。哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)、牛津大學(xué)等多所高校先后成立了協(xié)同醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)、物理、材料、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科的學(xué)科交叉研究中心平臺(tái)，以促進(jìn)學(xué)科交叉滲透，如1998 年斯坦福大學(xué)率先在美國(guó)開(kāi)展的大型跨學(xué)科Bio-X 研究計(jì)劃的實(shí)施基地。開(kāi)展生物學(xué)與醫(yī)學(xué)、工程學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等跨學(xué)科研究，成功破譯了人類(lèi)遺傳基因密碼，在生物科學(xué)研究領(lǐng)域取得了突破性成就，成為美國(guó)以大型跨學(xué)科研究計(jì)劃為核心，推動(dòng)跨學(xué)科研究和協(xié)同創(chuàng)新的典范。高校通過(guò)組建學(xué)科交叉研究平臺(tái)，推進(jìn)學(xué)科交叉融合創(chuàng)新研究，實(shí)現(xiàn)了科技前沿的重大突破，有效推動(dòng)了交叉學(xué)科發(fā)展。

我國(guó)開(kāi)始發(fā)展學(xué)科交叉研究略晚于歐美，大約于20 世紀(jì)80 年代末期開(kāi)始，主要集中在環(huán)境、醫(yī)學(xué)、生物工程、管理科學(xué)等方面。國(guó)內(nèi)高校科研院所學(xué)科交叉真正得到重視并快速發(fā)展是在21 世紀(jì)初，北京大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等都成立了學(xué)科交叉研究中心，為開(kāi)展學(xué)科交叉研究提供了廣闊平臺(tái)。2006 年，北京大學(xué)成立前沿交叉學(xué)科研究院，由研究院牽頭，教育部批準(zhǔn)北京大學(xué)先后在前沿交叉學(xué)科研究院自主設(shè)立了“數(shù)據(jù)科學(xué)”“納米科技”和“整合生命科學(xué)”三個(gè)全新的交叉二級(jí)學(xué)科。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)科交叉建設(shè)主要以跨學(xué)科研究院和研究中心、跨學(xué)科課題組、學(xué)科群、跨學(xué)科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)中心等為主。2007年，上海交通大學(xué)成立了Med-X 研究院，是學(xué)校直屬的從事醫(yī)工、醫(yī)理、醫(yī)管等學(xué)科交叉研究的科研教育機(jī)構(gòu)，旨在通過(guò)學(xué)科交叉研究解決多個(gè)重大醫(yī)學(xué)工程問(wèn)題。

四川大學(xué)充分發(fā)揮多學(xué)科交叉融合的特色和優(yōu)勢(shì)，聚焦“醫(yī)學(xué)+”和“信息+”雙引擎，2019 年正式揭牌成立了促進(jìn)醫(yī)工結(jié)合的“三中心、一平臺(tái)”和新工科的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究中心”，推動(dòng)有深度和實(shí)質(zhì)性的學(xué)科交叉，正式成立了一批跨學(xué)科交叉中心。

在我國(guó)大力開(kāi)展旨在培養(yǎng)學(xué)科交叉人才的“新工科”建設(shè)的背景下，我國(guó)高校交叉學(xué)科的布局已經(jīng)逐步完成，大力推進(jìn)學(xué)科交叉，融合創(chuàng)新已成為全社會(huì)的共識(shí)，但是由于跨學(xué)科教育的復(fù)雜性、辦學(xué)體制機(jī)制的束縛，以及陳舊模式的流弊，我國(guó)工科教育中學(xué)科交叉人才培養(yǎng)還存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

2 新工科育人中學(xué)科交叉人才培養(yǎng)存在的問(wèn)題和挑戰(zhàn)

2.1 學(xué)科交叉發(fā)展思維和意識(shí)不足，頂層設(shè)計(jì)有規(guī)劃，具體落地待細(xì)化

學(xué)科交叉融合最難跨越的不是教育、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)之界，而是意識(shí)和思維。目前，學(xué)科交叉、融合創(chuàng)新存在以下問(wèn)題：在意識(shí)方面，參與主體拘泥于傳統(tǒng)的認(rèn)知模式，受制于傳統(tǒng)的教書(shū)育人、行業(yè)內(nèi)控、區(qū)域劃分等封閉模式，參與意識(shí)不夠強(qiáng)烈；在思維方面，參與主體存在環(huán)節(jié)分段、階段獨(dú)立、利益獨(dú)享“各自為政”的傳統(tǒng)工程教育發(fā)展思維，偏于總體方向指引，對(duì)于如何落地還需要進(jìn)行更為深入和細(xì)致的研究，對(duì)學(xué)科交叉人才培養(yǎng)還需要進(jìn)行全鏈條和全方位分析與思考。

2.2 學(xué)科交叉融合層次和體系單一，重主導(dǎo)輕主體，重理論輕實(shí)踐

復(fù)合型人才的培養(yǎng)事關(guān)我國(guó)高等教育的未來(lái)和長(zhǎng)遠(yuǎn)，推動(dòng)學(xué)科交叉融合發(fā)展是涉及諸多部門(mén)、領(lǐng)域、環(huán)節(jié)、階段等互相跨界融合互相促進(jìn)的系統(tǒng)工程[3]。當(dāng)前高校學(xué)科硬性交叉，“兩張皮”問(wèn)題顯著，學(xué)科建設(shè)和發(fā)展缺少長(zhǎng)效機(jī)制，“短平快”式的“跟風(fēng)”現(xiàn)象嚴(yán)重。在具體實(shí)施過(guò)程中，重主導(dǎo)輕主體，重理論輕實(shí)踐，交叉層次和體系沒(méi)有形成有效的閉環(huán)，不能最大限度地發(fā)揮學(xué)科交叉的整體效能。

2.3 學(xué)科交叉人才培養(yǎng)質(zhì)量不高，重知識(shí)的多元傳授，輕思維的異質(zhì)耦合

部分高校交叉專(zhuān)業(yè)的設(shè)置不合理，未能對(duì)口市場(chǎng)的真正需求，課程設(shè)置不理想，未能實(shí)現(xiàn)真正的學(xué)科整合，多是模塊化的疊加，并非真正引導(dǎo)學(xué)生形成交叉學(xué)科的發(fā)散思維，缺乏全鏈條和全方位分析與思考[4]。復(fù)合型的人才培養(yǎng)，基礎(chǔ)不牢，方向不明，博而不專(zhuān)，且未受到社會(huì)的青睞。

2.4 學(xué)科交叉建設(shè)缺乏管理體制，評(píng)價(jià)體系滯后

學(xué)科交叉由于涉及研究范式與知識(shí)內(nèi)部的融合，較于傳統(tǒng)學(xué)科更為復(fù)雜，對(duì)交叉學(xué)科以及學(xué)科交叉的研究成果的評(píng)價(jià)難度更大。高校學(xué)科和科研評(píng)價(jià)以傳統(tǒng)學(xué)科質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為主，績(jī)效評(píng)價(jià)以同行評(píng)議為主，更注重階段性量化標(biāo)準(zhǔn)，呈現(xiàn)出的指標(biāo)單一化、標(biāo)準(zhǔn)定量化、方法程序化等傾向仍然存在，不適用于研究周期長(zhǎng)、階段性成效不明顯的交叉學(xué)科評(píng)價(jià)[5]。學(xué)科交叉建設(shè)的各參與主體之間，在匹配度、契合度、適應(yīng)度等方面存在不匹配和不兼容的現(xiàn)象，互聯(lián)互通的技術(shù)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)尚未真正形成，對(duì)學(xué)科交叉的統(tǒng)籌管理存在很大挑戰(zhàn)。

3 多學(xué)科交叉融合下新工科實(shí)踐育人體系實(shí)踐路徑

3.1 多學(xué)科交叉融合下新工科實(shí)踐育人理論研究

3.1.1 理論分析和實(shí)證驗(yàn)證相結(jié)合，厘清高校多學(xué)科交叉人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

站在學(xué)科交叉融合發(fā)展前沿和整個(gè)社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)河視角，探究國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的高校學(xué)科交叉人才培養(yǎng)的成效和經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)聚焦我國(guó)高校學(xué)科交叉人才培養(yǎng)面臨的困難和不足，去探尋主輔修、二元復(fù)合（雙學(xué)位）、多元復(fù)合（大類(lèi)培養(yǎng)）等現(xiàn)有培養(yǎng)路徑存在的問(wèn)題和取得的成效，去探尋學(xué)科知識(shí)從分化走向交叉，從單一的學(xué)科領(lǐng)域逐漸走向多學(xué)科、交叉學(xué)科甚至超學(xué)科的演化歷程，分析學(xué)科交叉研究發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力及制約因素。

采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對(duì)相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)揭示研究領(lǐng)域的發(fā)展特征和規(guī)律。采用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，生成社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析圖譜，揭示研究的熱點(diǎn)主題。采用問(wèn)卷調(diào)查法、實(shí)地調(diào)研法、訪談法等實(shí)際驗(yàn)證，確保理論和實(shí)踐的耦合一致性，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外高校學(xué)科交叉人才培養(yǎng)相關(guān)研究文獻(xiàn)的全面梳理和深入研究，掌握現(xiàn)狀，為比較研究做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

3.1.2 面向多學(xué)科交叉下人才培養(yǎng)的全過(guò)程，多角度、全方位的系統(tǒng)比較研究

從頂層設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，明確高校學(xué)科交叉人才培養(yǎng)在國(guó)家政策以及高校教育變革中的定位和使命；從宏觀政策和推進(jìn)計(jì)劃進(jìn)行比較，找準(zhǔn)學(xué)科交叉下工程人才培養(yǎng)的方向和向度；從培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施和項(xiàng)目落實(shí)進(jìn)行比較，聚焦于相關(guān)政策是如何以具體項(xiàng)目的方式實(shí)施和落實(shí)的，并關(guān)注高校學(xué)科交叉人才培養(yǎng)所涉及的相關(guān)要素，如學(xué)習(xí)資源、隊(duì)伍建設(shè)等因素之間的促進(jìn)或掣肘作用。

在全面梳理和研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用比較研究法對(duì)我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的高校學(xué)科交叉人才培養(yǎng)進(jìn)行分析，對(duì)國(guó)內(nèi)主輔修，雙學(xué)位，交叉專(zhuān)業(yè)及面向未來(lái)的超學(xué)科的優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題進(jìn)行梳理，從而發(fā)現(xiàn)我國(guó)高校學(xué)科交叉人才培養(yǎng)過(guò)程中面臨的主要問(wèn)題與挑戰(zhàn)，以及現(xiàn)行人才培養(yǎng)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，以期從比較中獲得對(duì)于我國(guó)高校學(xué)科交叉下人才培養(yǎng)的啟示。

3.2 多學(xué)科交叉融合下新工科實(shí)踐育人實(shí)踐探索

3.2.1 創(chuàng)新培養(yǎng)方式，構(gòu)建“全程多維遞進(jìn)”的多學(xué)科交叉培養(yǎng)方案

探索三個(gè)層次多學(xué)科交叉培養(yǎng)方案：一是：設(shè)計(jì)“軟件+”多學(xué)科交叉課程認(rèn)證，以“信息+”“工程+”和“互聯(lián)網(wǎng)+”為著力點(diǎn)，開(kāi)設(shè)交叉課程，完成課程要求可獲得課程認(rèn)證。以課程認(rèn)證證書(shū)的形式，認(rèn)可學(xué)生在課程理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐上的知識(shí)獲得，在交叉項(xiàng)目申請(qǐng)、雙創(chuàng)競(jìng)賽組隊(duì)等方面給予充分考慮；二是：設(shè)計(jì)學(xué)科交叉融合“微專(zhuān)業(yè)”，合理組建多學(xué)科交叉課程群，完成課程群及實(shí)踐任務(wù)，可獲得交叉“微專(zhuān)業(yè)”證書(shū)。微專(zhuān)業(yè)和學(xué)生的第一專(zhuān)業(yè)、第二專(zhuān)業(yè)啟下承接，在學(xué)生個(gè)人發(fā)展和就業(yè)擇業(yè)方面給予政策傾斜；三是：探索“縱向遞進(jìn)、橫向交叉”的“榮譽(yù)學(xué)生”計(jì)劃，設(shè)計(jì)逐級(jí)通關(guān)科研項(xiàng)目、榮譽(yù)課程、榮譽(yù)學(xué)位等，打破學(xué)科與專(zhuān)業(yè)的邊界，跨越高水平科研與本科教育“第一課堂”的鴻溝。畢業(yè)時(shí)可獲得由學(xué)校頒發(fā)的“榮譽(yù)學(xué)位”。同時(shí)，在“榮譽(yù)學(xué)位”的培養(yǎng)過(guò)程中，在學(xué)生選課，學(xué)分認(rèn)定，分類(lèi)指導(dǎo)等方面給與個(gè)性化培養(yǎng)?！敖徊嬲n程認(rèn)證”“微專(zhuān)業(yè)”“榮譽(yù)學(xué)生計(jì)劃”，逐層遞進(jìn)，各有覆蓋，配合四川大學(xué)軟件學(xué)院已開(kāi)設(shè)的“計(jì)算生物學(xué)”“口腔醫(yī)學(xué)數(shù)字技術(shù)”等交叉專(zhuān)業(yè)，將極大地豐富學(xué)科交叉育人體系，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉融合下育人的全覆蓋、全過(guò)程、全方位。

3.2.2 重塑組織方式，探索開(kāi)放通融，協(xié)同共建的學(xué)科交叉育人保障體系

學(xué)科交叉、交叉專(zhuān)業(yè)的管理需要充分考慮學(xué)科組織和人事的多重屬性，協(xié)調(diào)利益相關(guān)者和資源分配的關(guān)系。項(xiàng)目嘗試打造學(xué)科交叉育人共同體，消解科研和教學(xué)的界限，打破教學(xué)和管理的封閉，探索“剛性”管理向“柔性”管理的轉(zhuǎn)變方式，嘗試以“激勵(lì)型”學(xué)科發(fā)展制度替代“約束性”制度。探索海外高校教師聯(lián)合聘任制度、教師在線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的可行性，創(chuàng)新學(xué)科交叉“教與學(xué)”“學(xué)與做”的多元評(píng)價(jià)矩陣，探索多學(xué)科交叉融合育人的保障體系。