跨學科視角下素質導向型工程人才培養探索與實踐

李小虎，黃志甲,2，陳德鵬，呂 忠

(1.安徽工業大學 建筑工程學院；2.安徽工業大學 創新教育學院,安徽 馬鞍山 243032)

一、引言

隨著信息技術革命、產業變革的縱向推進，工程人才所面對的宏觀環境發生了深刻變化，一方面表現為知識生產模式的轉變，其突出特點是知識生產從傳統的學科演化，發展到更多地圍繞實際問題而衍生；另一方面表現為特定情境中的問題更加復雜，不僅需要專門的學科知識，還需要多學科知識的協同及其綜合應用。未來社會可能既關注工程人才具有什么樣的知識儲備，可能也更關注工程人才遷移既有知識解決實際問題的綜合能力。學科界限變得日益模糊，通過多學科交叉融合，開展跨學科教育成為新時期提高工程教育人才培養質量的有效途徑。

工程教育為我國全面建成小康社會提供了基礎支撐平臺，為全面建成現代化強國提供了戰略引領力量。工程是個大系統，工程教育必然要把各種不同的專業、不同的學科綜合到一起。實際上，工程不是針對單一學科所產生的，大多數工程綜合了許多要素，工程問題的解決需要多學科知識和綜合能力，跨學科技能已經成為工程實踐的內在要求?？鐚W科是工程實踐的突出特征之一。

二、新工科背景下跨學科教育在工程人才培養中的重要性

全球經濟正處于信息技術變革的重要轉折期，大數據、云計算、人工智能等一系列新興技術不斷涌現，重塑著工程全生命周期的業務模式和流程。與此同時，我國正處于深入推進“科教興國戰略”、“人才強國戰略”和“創新驅動發展戰略”的重要機遇期，亟需面向世界科技前沿，面向我國經濟主戰場，建設新時期新工科背景下素質優良的工程人才隊伍。

在人才培養上，以高度學科制度為基礎的知識生產模式 Ⅰ 已不能完全適應時代發展的需要。聚焦于實際問題，以應用為主訴求的知識生產模式 Ⅱ成為當前知識生產的重要方向。在經濟社會轉型和知識生產模式轉變的雙重張力下，提升新工科工程人才整合多學科知識解決實際問題的能力顯得尤為重要。

實踐性是工程的基礎屬性。在實踐活動展開的過程中，工程綜合了許多要素。以建筑工程項目為例，可能涉及到工程技術、藝術、管理、經濟、法律等，這些均超過了特定知識和能力的界限，需要學科內部知識的綜合、學科之間知識的融合以及理論知識與實踐能力的配合等。

除此之外，隨著市場經濟的發展和資源能源環境等剛性約束的日益加強，從投入產出視角提升工程的經濟性也是工程實踐活動的內在要求。最后但很重要的一點是工程的創新性，這種創新不僅體現在工程的從無到有或改造需要創新，還體現在追求經濟性以及綜合實踐活動中需要創新性地解決實際問題。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科范疇，僅按照知識生產模式 Ⅰ 的框架展開人才培養，而需要從工程的實踐性、綜合性和創新性出發，兼顧工程經濟性等特點，著重培養工程人才的一專多能，尤其是系統思維、整合能力和創新精神。

跨學科從概念上講，一般是相對于特定單一學科或專業而言的，它是對至少兩門及以上學科范式、理論、方法和技能等的融合。這種融合既包括不同學科范式、理論、觀念和方法等的移植和借用，也包括不同學科知識之間的滲透、交匯、再生產。以跨學科的理念來展開實踐教學活動，是跨學科在教育教學層面的應用，跨學科教育旨在培養具有系統思維、綜合能力和創新精神的復合型人才。

三、素質導向的跨學科工程人才培養模式探索

目前跨學科工程教育中的一個突出問題是跨學科更多的是對相關課程的機械疊加或是若干元素的簡單加總，在形式上體現了跨學科的表象，但在實質上卻忽略了跨學科對工程人才綜合素質的提升?？鐚W科教育作為一種人才培養模式，應該從系統的視角進行理解和實踐。根據新工科、人的全面發展和工程特征等對工程人才的要求，從素質(能力、知識和品德)維出發，以實踐維為支撐，提出面向跨學科的“六位一體”的工程人才培養構想(如圖1所示)，以期從系統視角深化跨學科工程人才培養成效。

圖1 素質導向下的“六位一體”跨學科工程人才培養模式

素質涵蓋知識、能力和品德，其中，品德包括個人修養、基本道德、社會公德和職業道德等，是長期養成的，應該貫穿工程人才培養的全過程。知識和能力對應著一專多能，“一專”為立足于特定學科的專業知識，“多能”則一方面為圍繞著工程的重要特征，工程人才需要的實踐經驗、整合能力、創新精神和經濟思維等，另一方面也包括圍繞著經濟社會發展和人的全面發展需要，工程人才需要具備的理解和運用現代信息技術的能力、領導能力、社會能力、終身學習的能力(涵蓋自主學習能力、批判學習能力)和人文素養等。值得注意的是，專業知識的傳授需要確保知識的體系性和系統性，既要注意不同知識之間的碰撞、互補和延展，也要注意專業知識發展演化及其與時代發展的契合等。

結合國家高等學校指導性專業規范，從新工科發展的宏觀背景入手，應圍繞具體工程的重要特征，從知識、能力和品德三個維度構建學生素質體系。在素質體系構建過程中要兼顧學生一般素質的寬基面和深化成長的窄基面之間的動態均衡。既保證相當比例的學生一般職業發展和幸福生活所需要的知識、能力和品質，也要確保部分學生拔尖所需的知識體系、領導力等。

以確定的工程人才素質為出發點，把跨學科理念貫穿到教學實踐的全過程。一般來說，理念在很大程度上指導實踐，因此，確定科學合理的跨學科教育理念十分重要。這種理念不能憑空產生，與現實教育教學水平產生較大脫節，而是要確保在既有教學理念的基礎上更新跨學科的內涵。教學目標是對教學理念的具象化，是對教學活動的導向?？紤]到跨學科涉及到知識的多元化和綜合性，在制定教學目標時，要突出大類目標和子目標的銜接、層級及其關聯性(系統性)，也要注重工程人才人文素養的養成和培育，還要把學校特色反映在教學目標上，讓教學目標和學校特色相互促進，釋放地方特色資源紅利，構建具有特色的地方高等教育。教學內容是對教學目標的重要支撐，關注的是用什么培養人的問題?？鐚W科教育教學內容的設計要注意多學科知識之間的內在聯系和技能之間的互補等，構建模塊化的教學內容體系；同時，教學內容在確?；A性的前提下，也要適時更新知識體系，使其與經濟社會發展水平匹配起來，確保教學內容的前沿性、前瞻性。

教學工具與資源以及教學方法和手段集中于如何培養跨學科工程人才，其既要與教學內容相適應，也要促進學生對教學內容深消化、再加工以及對新知識的再生產。其中，教學工具和資源要具有延展性，這種延展性包括向生活、項目、校外、科技和人的全面發展延展五個方面。通過向生活延展，讓學生在熟悉的日常生活與專業知識之間建立聯系，觸發新知識在學生既有認知中發芽；通過向項目延展，讓問題導向和實踐需求激發學生的學習興趣，以及通過“干中學”提升學生發現問題、分析問題和解決問題的綜合能力；通過向校外、科技和人的全面發展延展，擴大教學資源的豐富度、提升教學工具的數字性，根據人的發展需求提升知識傳授效率和效果。教學方法和手段要多樣化，以適應不同知識內容的特點，確保教學效果。同時，要注意運用啟發式教學方法，讓學生成為學習的能動主體。在網絡高度發展的當今社會，知識的獲取變得十分容易，通過多樣的教學方法和手段激發學生求知欲、提升其自主學習能力和思辨能力尤為重要。

教學評價是對跨學科工程人才培養結果的檢視。在此過程中要注意兩點：一是跨學科工程人才培養是對既有工程人才培養模式的調整與發展，教學評價要及時更新，與人才培養理念組成一個前后關聯的體系；二是跨學科教育中強調對綜合能力、知識體系和品質等的養成，不僅注重對知識的識記和理解，更注重對一些利用傳統教學效果考核方式無法有效檢驗的整合能力、創新精神、思辨能力、健全人格、人文素養等的追求。因此，教學效果評價要注重過程性評價在總體評價中的主體地位。值得注意的是，教學評價只是手段而非目的，跨學科工程人才培養的實質是要讓學生學有所得，學有所成，將來能更好地工作、生活。教師作為跨學科教育重要參與主體，也作為教學評價的對象，教學評價標準的制定應注意激發教師投身教育教學的能動性和積極性。

四、結語

依托工程實踐性、綜合性、創新性等特征，以知識、能力和品德三維素質為導向，展開具體工程的跨學科人才培養，從教學理念、教學目標、教學內容、教學工具與資源、教學方法與手段以及教學效果與評價之間的系統性著眼，構建“六位一體”的工程人才培養體系，對深化跨學科工程教育支撐新工科建設具有重要意義。