跨學科教育與拔尖創新人才培養

鄭昱 蔡穎蔚 徐駿

摘 要：跨學科教育是當前世界一流大學培養創新人才的重要手段，本科生課程體系和專業設置更加注重知識的交叉整合性和學生學術能力的個性化發展。跨學科培養模式可供我國高校在實施新一輪基礎學科拔尖學生培養方案時借鑒。

關鍵詞：跨學科教育;拔尖創新人才;美國研究型大學

隨著《教育部等六部門關于實施基礎學科拔尖學生培養計劃2.0 的意見》（以下簡稱《意見》）的正式發布，我國高校基礎學科拔尖人才培養的探索與實踐邁入新階段。與10年前啟動實施的“拔尖計劃”1.0相比較，《意見》明確提出：“把促進交叉作為拔尖創新人才培養的重要途徑，建設跨學科課程體系、組建跨學科教學團隊、設立交叉學科研究課題，為拔尖學生參與跨學科學習和研究創造條件。”而且，“拔尖計劃”2.0由原來的基礎理科向人文社會科學、醫學等領域拓展，這將為我國高校拔尖創新人才培養提供更加豐沃的學科土壤。

一、跨學科教育是創新人才培養模式發展的趨勢

21世紀以來，隨著知識生產模式的發展，跨學科教育成為高校人才培養模式發展的必然趨勢。據有關研究，從1901年到2000年間，諾貝爾獎在物理、化學、醫學與生理學領域共產生334 項成果，其中有137 項成果來自多學科交叉融合領域[1]。另據相關統計，1901—2016年具有不同學科背景的諾貝爾獎合作獲獎人數從35%增長至87.6%[2]。顯而易見，學科發展日益呈現出分化—綜合、再分化—再綜合趨勢，新的科學發現或重大技術突破往往產生于學科交叉領域或邊緣學科，這對創新型人才的知識結構和能力提出了更高要求。僅僅掌握單一領域的專業知識，將無法有效解決復雜問題[3]。

對于拔尖人才培養而言，跨學科教育今后更應成為一種主要途徑。心理學研究揭示，創造性人才認知特點主要包括“喜歡提問、善于質疑、想象力豐富、具有獨立判斷能力、善于新穎地處理問題等”[4]。錢學森先生曾經指出，“科學上的創新光靠嚴密的邏輯思維不行，創新的思想往往開始于形象思維，從大跨度的聯想中得到啟迪，然后再用嚴密的邏輯加以驗證。”[5]在尊重學生個性發展的美國大學里，對于學習興趣濃厚的最優秀的學生群體，學校會更加重視對學生實施跨學科培養[6]。相較于在單一學科領域內的學習，跨學科教育不僅可以拓寬學生的學術視野和知識結構，而且可以促進批判性思維、發散性思維、聚合性思維的訓練，這些能力對于“高精尖”人才而言非常重要。

二、我國高校實施跨學科教育的主要途徑

在我國實施“拔尖計劃”1.0的十年間，不少試點高校已經有意識地嘗試以學科交叉融合的方式培養拔尖學生。以南京大學為例，在通識教育與專業教育相結合的拔尖人才培養模式之下，學校主要通過三種途徑來促進拔尖學生的跨學科培養。

第一，推行貫穿本科階段的通識教育。打破學科專業邊界，新建通識教育課程，使學生貫通文理、古今、中西，在開闊學術視野、激發學習興趣的同時，培養學生的文化素養和科學精神。例如以古今中外學術經典為載體，推行“悅讀經典計劃”，要求每位學生須通讀、精讀涉及所有學科領域的若干部經典，拓展自身學科認知和文化認同。通過層層遞進的閱讀課程和各種親近書本的閱讀體驗，增強學生在演繹推理、類比技巧、批判性分析、反思和洞見等方面的思維訓練，使他們逐步養成沉浸式學術閱讀習性，并在古今中外人類偉大思想中促進理性、良知和美德的完善[7]。

第二，加強專業教學體系的綜合性和跨學科特性。例如物理學“拔尖計劃”打通了電子、材料、化學、天文等相關學科課程，并且允許學生跨學科選導師、完成畢業論文。天文學“拔尖計劃”基于大的研究方向，組建了天體測量及其應用、高能天體物理和宇宙學、太陽物理與空間天氣等8個前沿交叉課程群，部分課程甚至達到研究生課程的學術深度。匡亞明學院大理科“拔尖計劃”設置了學科覆蓋面極廣的本科生科研訓練體系，包括數學、物理、化學、天文、生物、計算機、電子、藥物、材料，以及生物物理、生物化學等交叉學科。本科生的跨學科研究成為常態，如主修物理進入生物、材料領域，主修計算機科學、數學進入金融領域等，學生參與的跨學科研究項目占比達到20%左右。

第三，構建三層次交叉復合型人才培養體系。一是實施“南京大學本科生跨學科學術研修計劃”，搭建一系列跨學科學術平臺，讓來自不同專業的學生結成小組，以“青年研修者”的角色，在高水平導師指導下進行跨學科領域的自由探究。學校先后推出了人文社會科學高級研究院“本科生駐院研修”項目[8]、南海協同創新中心“本科生南海問題學術體驗項目”[9]，“拔尖計劃”學生參與其中，充分感受到文、理、工、醫多種學科思維的碰撞交織和師生深度學術互動。二是不同學院之間聯合研發交叉領域新課程，陸續打造了化學與生命、數學與經濟等交叉方向的全新課程，供學生修讀。三是在深度融合的交叉方向試點實驗班，構建整合性的跨學科人才培養方案。目前已開設了“計算機與金融工程”“地球系統科學與環境”“藝術與文化創意”等試點項目，培養周期為二至四年不等，部分參與這些項目的“拔尖計劃”學生進一步堅定了未來繼續從事交叉研究的志向。此外，南京大學自2009年起向全校本科生開放所有院系的專業課程，滿足學生跨專業學習的個性化需求，并且根據跨學科課程修讀程度獲得相應的第二專業證書[10]。近年來，該校進一步嘗試本科生DIY課程項目[11]。學生可不受學科限制，自主設計課程專題，在全校范圍內邀約專家學者開設小班研討課，選課學生主要為來自不同專業背景的高年級本科生，部分課程甚至向研究生開放。

可以說，南京大學的上述探索基本上涵蓋了國內高校目前在跨學科教育方面的通常做法，具有一定的代表性。

三、美國頂尖大學的跨學科教育

第一，美國研究型大學在研究與教育方面日益凸現跨學科屬性。一方面，大學內部的學科組織體系能夠順應跨學科發展趨勢而做動態調整、轉型和重構;另一方面，跨學科不僅僅停留于學術層面，而是將交叉研究與人才培養緊密結合。甚至可以說，大學自身的組織架構是圍繞跨學科人才培養的需求而發生相應變革[12]。

以麻省理工學院為例，該校目前有5大學院共計30個科系提供本科生學位教育，超過1/3的本科專業是帶有明顯跨學科性質的，有的甚至在文、理、工、醫一級學科領域實現了交叉融合[13]。此外，全校目前有62個跨學科實驗室、研究中心和項目來充分支撐本科生的學術發展，從課程到基礎原創性研究，提供了豐富的跨學科教育資源。秉承“做中學”的理念，麻省理工學院超過85%的本科生都參與到教師主導的前沿研究中，科研能力得到充分的訓練[14]。斯坦福大學為本科生提供了從教學到科研訓練直至本科生獨立研究資助計劃等一系列跨學科體驗的機會。學校有39個跨學科學位項目，培養學生全面的專業素養和解決復雜問題的能力。學校還設立了18個跨學科實驗室、研究中心和相關機構，一方面整合校內不同學院、學科的學術資源，另一方面將學術界的重要問題整合為五大領域（化學與生物，文化與經濟，環境與氣候，醫學與健康，物理、材料、能源與空間），師生合作探究，以跨界的方式破解“大問題”[15]。

第二，美國頂尖大學的本科生課程體系注重知識整合和跨學科教學協同。中國高校在建設學科交叉類課程時往往出現這樣的情形：把相近或相關學科專業領域的課程簡單疊加在一起，或者由多位來自不同研究領域的教師合作開設一門拼盤式課程，即構成了所謂的學科交叉課程。又如，允許學生根據自身的興趣，自由選修不同學科的課程，以此促進學生構建個性化、復合型的知識體系。其實，這些僅僅發生了“物理反應”的課程組合或者碎片化、零散化的學術涉獵，并不是真正意義上的跨學科教育。教師應深入研究如何在來自不同理論體系的知識之間建立其內在關聯，通過不同學科相互作用的“化學反應”，形成知識的整合，實現真正的跨學科教育。

美國高水平大學在跨學科課程體系和學生知識能力體系的構建方面，具有非常嚴謹的頂層設計和非常系統的課程開發模式。跨學科課程“并非隨意化與碎片化投放，而是經過篩選、設計與組織的，為學術目標而服務”[16]。以顛覆性的培養模式創新而備受關注的歐林工學院有獨具特色的“歐林三角”課程設計框架，堅實的科學和工程類課程、管理類課程、藝術、人文和社會科學類課程共同構成其培養卓越工程師的課程體系，充分體現了對學生跨學科思維的培養。學院的師資配置方式也獨辟蹊徑，取消終身聘任制，而是根據課程的需要來招募跨學科的團隊，5年為一個合同聘期[17]。

再如，密歇根大學在跨學科協同教學模式方面進行了長期的探索，有國內學者總結出4種可供借鑒的類型。一是由相關教師共同設計和講授的合作課程。二是涵蓋多種學科知識的大型課程，課程方案由專門的專家小組進行設計，實際教學則由不同院系分工完成。三是集合了若干門主題相關的獨立課程的課程群，每門獨立課程對應特定的學科領域或知識模塊，課程之間定期進行聯合講授。四是鏈接式課程，教師團隊成員在各自的學科領域獨立授課的同時，共同講授一門能夠在教學主題上整合起這些獨立課程的鏈接課程[18]。為了真正推動有興趣的教師從事跨學科研究和教學，密歇根大學從嘗試“交叉學科教師聘用計劃”到出臺“教師聯合聘任制”，初步形成了較為穩定的跨學科師資聘任、考核與資源配置機制。該校以設崗聯聘、因人聯聘、提議聯聘、追加聯聘等多種形式，打破教師隸屬于單一院系的傳統模式，建立了多個院系聯合聘任同一位教師的可操作路徑[19]。

第三，美國高等教育系統具有較為成熟的跨學科專業體系，且大學里普遍設置了靈活的專業主輔修制度，為學生的跨學科發展提供了教學管理制度保障。跨學科在美國學術界的起源可追溯至20世紀20年代，隨后的50年間有關跨學科研究話題逐步達到了一個高峰。1972年，世界經合組織與法國教育部合作出版《跨學科：大學中的教育和研究問題》，系統界定了“跨學科”等相關概念[20]。可以說，跨學科教育在歐美大學中已經種下了非常深厚的文化基因，成為大學從事科學研究與人才培養的共識和自覺實踐。根據美國教育統計中心數據顯示，1999—2000 年美國共授予27936個跨學科學位，10年后這一數字增長了35%[21]。美國教育統計中心的專業目錄里專門設置了多學科/跨學科、人文與科學等類別[22]。相比之下，我國普通高等學校本科專業目錄里尚未專門設置跨學科門類和專業。有學者指出，我國高校專業設置具有很強的管理屬性，而美國高校專業設置則具有更強的自主性和靈活性，因為歸根結底，“專業是課程的一種組織形式，課程之間的不同組合形成了不同的專業。”[23]基于這種專業的功能定位，美國高校的主輔修制度更強調學生知識構成的跨學科性，“主修的目的是為拓展學生的知識及認識、判斷能力，輔修是為了拓展并深化主修學術領域。”這種重學生智力發展導向而輕職業發展導向，體現了美國大學主輔修制度的核心理念[24]。

芝加哥大學物理系主修專業和輔修專業在課程體系設計上有明顯區分。主修專業課程體系在強調扎實的物理學理論與實驗基礎之上，鼓勵學生選修其他學科領域的課程，覆蓋天文、生物、化學、計算機、地球科學、數學、統計學等學科，甚至專門設置了天體物理交叉專業方向，從而能夠較好地滿足學生個性化的學術拓展需求。物理學輔修專業的課程則專門為來自其他學科領域、對物理學感興趣的本科生所設計，課程規模精簡，主要聚焦在物理學領域[25]。

近年來，本科生自主設計專業在美國的頂尖大學里也不再是新鮮事。斯坦福大學工學院除了提供16個主修專業和9個輔修專業之外，還允許本科生自主設計專業，前提是系科所能提供的既定專業教育無法滿足學生的學術興趣專長和發展規劃。學生需要在兩名導師指導下，自主設計自己的學習目標和貫穿四年的配套課程計劃。課程體系的設計也并非完全自由化，而是須遵照工學院為本科生劃定的5類課程模塊（數學、自然科學、技術、工程學基礎課程和工程學高階課程）及相應學分要求而進行自主設計。學生畢業時，個性化的專業名稱將印在成績單和學歷證書上;學業優秀者還可獲得榮譽學位[26]。

四、啟示與建議

第一，高校在本科教育階段的人才培養觀念亟待轉型。應破除過去所謂“專業對口”的主導思想，打破單科教育主導或獨導的模式，提供有效的多學科、跨學科和整合教育模式。隨著“大學科時代”的興起[27]，在本科教育“播種”階段，大學應給予學生自由而豐富的學術養分滋養，使其具備更大的潛力朝著學術深度和高度持續發展。綜合性大學在拔尖創新人才培養方面應進一步拓寬視野，加強文理交融、理工結合，培養面向未來、善于用創造性方式解決綜合性、復雜性問題的創新人才。

第二，增強對跨學科教育內涵的理解和把握，合理構建課程體系，完善主輔修管理制度。“跨學科”并不意味著要取代傳統學科，而是為了實現不同學科的相互滲透與整合、不同思維方式的相互交融與綜合。跨學科課程體系不是簡單的課程堆積，而是做課程之間的乘法、做知識與能力體系的除法，對學科主導的知識體系進行重構，建立以問題驅動的知識地圖和思維能力導圖。與課程體系設計同步，教學團隊、教學模式等都需要做相應的改變。此外，高校普遍實行的“學生自主選擇、校院畢業審核”的這種主輔修管理模式也要亟待完善。借鑒國外大學的做法，主輔修專業的頂層設計應服務于復合型人才、跨學科人才的培養目標，而不應為“多張證書更好找工作”的觀念所驅動，學校和院系應像對待主修專業教學計劃一樣，審慎制訂輔修培養方案，合理界定主修與輔修之間的學科關系、不同課程體系如何相互支撐、學生學業進程如何順暢有序地進行，等等。并且，還應同步加強導學體系的建設，發揮學業導師、學術導師的作用，為學生跨學科學習提供充分的支持與服務。

第三，為了真正實現因材施教，高校應增強組織變革能力，破除制約創新人才培養的制度藩籬。在內部學科專業布局方面，高校應克服傳統學科組織體系的局限性，探索書院制、榮譽學院制、產業學院等新型育人體制和組織方式的可行性與實現路徑。在師資隊伍方面，傳統的教學師資配置方式不僅不能滿足跨學科教育的需求，甚至會阻礙跨學科教育目標的達成。高校需要在教師聘任與考核、歸口學科管理等方面創新機制，使教師擺脫束縛，真正參與到跨學科人才培養之中。

第四，教育主管部門應優化管理調控方式、資源配置方式和大學評價方式，促進大學辦學空間不斷拓展、辦學活力得到有效釋放。一是完善現有本科專業目錄體系和功能定位，增設獨立的交叉學科門類，使專業設置門類及科目能夠更好地與學科快速發展的態勢相結合，與經濟社會建設對創新型人才的需求相結合。二是淡化國家專業目錄的管理屬性，鼓勵高校合理、自主創辦新專業或交叉專業。三是調整、完善學歷證書信息注冊相關規定，為自主設計專業或者主輔修專業的學生打造更加靈活、寬松的發展路徑。

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