日本高校創(chuàng)新型人才的跨學(xué)科培養(yǎng)與啟示

劉卓，袁如雪，嚴(yán)海，陳寧，楊巖

（1.北京工業(yè)大學(xué) 城市建設(shè)學(xué)部，北京 100124；2.北京市第一七一中學(xué)，北京 100013；3.北京師范大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)，北京 100032）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技水平的提高，社會(huì)對(duì)具有創(chuàng)新能力人才的要求不斷提升，創(chuàng)新型人才已經(jīng)成為一種重要的人力資源。創(chuàng)新型人才是指具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，能夠獨(dú)立思考、解決問題、提出新的理念和方案的人才。目前，我國創(chuàng)新型人才的數(shù)量仍不能滿足經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、科技快速進(jìn)步的人才需求[1]。因此，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)一直是高校教育改革的重點(diǎn)。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才有利于提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，打造更完善的產(chǎn)業(yè)鏈，是推動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要保證。除此之外，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才可以推動(dòng)我國科技創(chuàng)新發(fā)展，是增強(qiáng)綜合科技實(shí)力的關(guān)鍵因素。

鑒于創(chuàng)新型人才的重要作用，我國推出了一系列創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃和政策，高校和科研機(jī)構(gòu)也在持續(xù)探索行之有效的創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制。跨學(xué)科培養(yǎng)是指在教育過程中，將多個(gè)學(xué)科或領(lǐng)域的知識(shí)、技能和方法結(jié)合起來，拓展學(xué)生的思維，提升學(xué)生的綜合能力。跨學(xué)科培養(yǎng)已經(jīng)被證明是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑之一。

1 跨學(xué)科培養(yǎng)對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要性

首先，跨學(xué)科培養(yǎng)有助于拓展學(xué)生的視野和思維廣度。不同學(xué)科領(lǐng)域之間存在廣泛的聯(lián)系，跨學(xué)科培養(yǎng)能夠幫助學(xué)生從多個(gè)學(xué)科的角度去觀察和研究問題，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探究和發(fā)現(xiàn)不同學(xué)科間的知識(shí)關(guān)聯(lián)。在跨學(xué)科學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要從不同的學(xué)科領(lǐng)域?qū)ふ液驼现R(shí)，并且在這一過程中建立解決不同實(shí)際問題的多維度知識(shí)體系，這有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新潛力，從而使學(xué)生準(zhǔn)確定位問題的本質(zhì)并且不斷發(fā)現(xiàn)新的衍生問題。

其次，跨學(xué)科培養(yǎng)有助于學(xué)生掌握創(chuàng)新思維和方法。復(fù)雜工程問題往往難以依靠單一學(xué)科的知識(shí)解決，跨學(xué)科培養(yǎng)可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，幫助他們從多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域獲取知識(shí)和技能。通過跨學(xué)科培養(yǎng)，學(xué)生在了解實(shí)際工程問題復(fù)雜性的基礎(chǔ)上，將多學(xué)科的知識(shí)和技能結(jié)合起來，可以更高效地提出多種創(chuàng)新性解決方案，顯著提升應(yīng)對(duì)復(fù)雜工程問題的能力。

最后，跨學(xué)科培養(yǎng)有助于學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的提升。跨學(xué)科培養(yǎng)能夠讓學(xué)生接觸到不同學(xué)科領(lǐng)域的人才，有助于鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力，同時(shí)也促進(jìn)學(xué)生更好地適應(yīng)工作環(huán)境，處理好人際關(guān)系，全面提升學(xué)生的溝通協(xié)作和領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)能力。學(xué)生的跨學(xué)科培養(yǎng)也是不同領(lǐng)域之間合作和交流的重要渠道，有助于打破學(xué)科壁壘，更好地進(jìn)行不同學(xué)科間的合作與創(chuàng)新。

2 高校創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)機(jī)制存在的主要問題

2.1 學(xué)科間存在較高壁壘

高校在發(fā)展過程中普遍存在各學(xué)科相對(duì)獨(dú)立，缺乏交叉與融合[2]。高校往往將資源傾斜于優(yōu)勢(shì)學(xué)科，以強(qiáng)化學(xué)校的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，然而卻導(dǎo)致其他學(xué)科得不到充分的發(fā)展，難以對(duì)跨學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)形成有力支撐。對(duì)學(xué)生而言，我國多數(shù)省份的高考招生制度已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤?+1+2”模式，有利于學(xué)生根據(jù)自身情況選擇專業(yè)，這也意味著補(bǔ)充學(xué)生多學(xué)科綜合知識(shí)的任務(wù)更大程度上落在高等教育階段。而高校設(shè)置的跨學(xué)科課程往往比較基礎(chǔ)、難成體系，很難對(duì)學(xué)生綜合知識(shí)體系的構(gòu)建形成根本性幫助。同時(shí)，煩瑣的跨專業(yè)選課程序和輔修申請(qǐng)手續(xù)也影響了學(xué)生接受跨學(xué)科培養(yǎng)的積極性。

2.2 跨學(xué)科教師隊(duì)伍建設(shè)不足

學(xué)科交叉已成為趨勢(shì)，但我國高校創(chuàng)設(shè)面向交叉學(xué)科研究與教育的實(shí)體機(jī)構(gòu)卻存在困難，也缺少成熟案例可供參考。因此，各高校更傾向于將資源投向既有學(xué)科，保證學(xué)術(shù)產(chǎn)出與教育成果的穩(wěn)定性，影響了跨學(xué)科教師隊(duì)伍建設(shè)的速度。目前，我國高校的教師評(píng)價(jià)指標(biāo)以在本學(xué)科期刊發(fā)表論文數(shù)量、獲取科研項(xiàng)目情況為主。相比于尚未完全成熟交叉的科研方向，考慮科研成果的產(chǎn)出速度及影響力，大多數(shù)高校教師及科研人員更傾向于研究已經(jīng)具備一定基礎(chǔ)的本專業(yè)問題。針對(duì)不同學(xué)科教師合作完成的科研成果，如何制定合理的學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)機(jī)制，也尚在探索階段，導(dǎo)致目前難以充分調(diào)動(dòng)教師開展跨學(xué)科合作研究的積極性，這也影響了跨學(xué)科教師隊(duì)伍的建設(shè)速度。

2.3 課程設(shè)置和教學(xué)模式單一

部分高校的課程設(shè)置和教學(xué)實(shí)踐仍以傳統(tǒng)的知識(shí)講授為主，雖然這種教學(xué)模式配合嚴(yán)格的考試制度有助于夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，卻在一定程度忽視了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生綜合能力提升的重要性，壓縮了學(xué)生進(jìn)行討論探索的空間，限制了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。即使多數(shù)高校在課程體系中設(shè)置了與知識(shí)應(yīng)用和實(shí)踐相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過程中也往往僅重視學(xué)生完成大綱要求的各個(gè)環(huán)節(jié)，使得學(xué)生在實(shí)踐中較少自主學(xué)習(xí)跨學(xué)科知識(shí)和鍛煉綜合能力。

3 日本創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)的方法及對(duì)我國的啟示

日本特別重視高校對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，跨學(xué)科教育是日本高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的突出特點(diǎn)。20 世紀(jì)90 年代，日本政府制定了一系列法規(guī)政策，鼓勵(lì)高校進(jìn)行跨學(xué)科研究和教育活動(dòng)，并設(shè)置專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，用于支持高校建立跨學(xué)科研究中心和教育項(xiàng)目[3]。從1996 年開始，日本以5 年為期發(fā)布《科學(xué)技術(shù)基本規(guī)劃》，明確當(dāng)前階段重點(diǎn)發(fā)展的交叉學(xué)科，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)合作與技術(shù)轉(zhuǎn)移，以產(chǎn)促學(xué)、以學(xué)帶教，積累了雄厚的跨學(xué)科教育師資力量。進(jìn)入21 世紀(jì)，日本政府一方面設(shè)立各類資助項(xiàng)目，促進(jìn)跨學(xué)科科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新，培養(yǎng)具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的高端創(chuàng)新人才；另一方面持續(xù)完善各項(xiàng)“大學(xué)教育支援計(jì)劃”，重點(diǎn)支持高校跨學(xué)科教育的開展，提升普通高校學(xué)生的國際視野與創(chuàng)新能力。日本在創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)機(jī)制方面的經(jīng)驗(yàn)，為我國跨學(xué)科培養(yǎng)人才提供了啟示，具體包括以下三方面：

3.1 集中優(yōu)勢(shì)資源，打破學(xué)科壁壘

20 世紀(jì)中葉，日本高校已經(jīng)意識(shí)到跨學(xué)科教育對(duì)于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要性，在政府的鼓勵(lì)下，以東京大學(xué)為代表的頂尖公立學(xué)校紛紛設(shè)立“教養(yǎng)學(xué)部”，在本科低年級(jí)階段采取文理融合、學(xué)科交叉的通識(shí)教育模式，加強(qiáng)學(xué)生多學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)和跨學(xué)科創(chuàng)新意識(shí)[4]。在取得明顯的成果后，日本政府于1996 年制定《科學(xué)技術(shù)基本法》、2006 年修訂《教育基本法》，分別規(guī)定以5 年為期發(fā)布《科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》（現(xiàn)已更名為《科學(xué)技術(shù)和創(chuàng)新基本計(jì)劃》）和《教育振興基本計(jì)劃》，每期均有大量篇幅對(duì)跨學(xué)科研究、跨學(xué)科教育的階段性重點(diǎn)進(jìn)行說明，從國家法律和頂層規(guī)劃層面將跨學(xué)科教育明確為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要戰(zhàn)略[5]。在此基礎(chǔ)上，日本政府發(fā)布《21 世紀(jì)卓越研究教育中心計(jì)劃》《全球化卓越教育中心計(jì)劃》等面向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的專項(xiàng)規(guī)劃，確立不同類型高校在創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)方面的目標(biāo)及任務(wù)，引導(dǎo)高校主動(dòng)打破學(xué)科壁壘[6]。

除了政策層面的支持，日本政府對(duì)于創(chuàng)新型人才的跨學(xué)科培養(yǎng)也投入了大量財(cái)政資源。在2021 年發(fā)布的第6 期《科學(xué)技術(shù)和創(chuàng)新基本計(jì)劃》中，日本提出將投入約30 萬億日元的政府研發(fā)經(jīng)費(fèi)預(yù)算，推進(jìn)不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)融合，培養(yǎng)知識(shí)體系更為多樣的卓越人才，最終實(shí)現(xiàn)“社會(huì)5.0”[7]。2022 年，日本全國研究經(jīng)費(fèi)資助總額為2 212 億日元，其中超過25%用于資助跨學(xué)科研究[8]。各高校也在政府的號(hào)召下加大對(duì)于跨學(xué)科研究、跨學(xué)科人才培養(yǎng)的投入。以東京大學(xué)為例，該校在各項(xiàng)國家級(jí)研究經(jīng)費(fèi)的基礎(chǔ)上，專門設(shè)立“創(chuàng)新性研究支援事業(yè)”“尖端交叉學(xué)科研究開發(fā)支援事業(yè)”等內(nèi)部資助項(xiàng)目，推動(dòng)校內(nèi)各專業(yè)打破學(xué)科壁壘，協(xié)同培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[9]。

根據(jù)日本的經(jīng)驗(yàn)，不難看出，在跨學(xué)科人才培養(yǎng)機(jī)制中打破學(xué)科壁壘，需要以國家層面的頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌規(guī)劃為統(tǒng)領(lǐng)，集中優(yōu)勢(shì)資源。在這個(gè)方面，我國近年也逐步嘗試從頂層設(shè)計(jì)的角度推動(dòng)創(chuàng)新型人才的跨學(xué)科培養(yǎng)。2018 年9 月，教育部印發(fā)《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科 實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0 的意見》，明確提出：“推動(dòng)學(xué)科交叉融合，促進(jìn)理工結(jié)合、工工交叉、工文滲透，孕育產(chǎn)生交叉專業(yè)，推進(jìn)跨院系、跨學(xué)科、跨專業(yè)培養(yǎng)工程人才。”指明了創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)的總體思路、目標(biāo)要求、改革任務(wù)和重點(diǎn)舉措[10]。進(jìn)一步在各項(xiàng)政策中指明發(fā)展方向、在發(fā)展過程中加強(qiáng)資源保障，是我國高效發(fā)展創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)機(jī)制的基礎(chǔ)。

3.2 優(yōu)化科研體系，建設(shè)教師隊(duì)伍

在多層級(jí)的政策引導(dǎo)和經(jīng)費(fèi)支持的基礎(chǔ)上，日本以“產(chǎn)官學(xué)”協(xié)同作為優(yōu)化科研體系和推進(jìn)跨學(xué)科教育的具體抓手。“產(chǎn)官學(xué)”協(xié)同是指產(chǎn)業(yè)界、政府、學(xué)術(shù)界緊密合作促進(jìn)學(xué)科技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐應(yīng)用的模式，這種模式是日本學(xué)術(shù)研究和高校教育的鮮明特點(diǎn)。日本政府長期以來通過多種方式支持企業(yè)和大學(xué)之間的合作，鼓勵(lì)科技成果的轉(zhuǎn)化。企業(yè)在政府的引導(dǎo)下積極與高校開展合作，提供研究資金和實(shí)踐應(yīng)用平臺(tái)，以期憑借高校的研究力量攻克技術(shù)難點(diǎn)，開發(fā)出引領(lǐng)行業(yè)的創(chuàng)新型成果。對(duì)于高校而言，研究者在“產(chǎn)官學(xué)”協(xié)同機(jī)制下獲得了優(yōu)質(zhì)的科研環(huán)境和充裕的研究經(jīng)費(fèi)，有條件開展跨學(xué)科創(chuàng)新方向的研究。同時(shí)，在“產(chǎn)官學(xué)”協(xié)同機(jī)制下，也更容易進(jìn)行科研成果轉(zhuǎn)化，調(diào)動(dòng)了學(xué)界開展跨學(xué)科研究、培養(yǎng)跨學(xué)科人才的積極性。

“產(chǎn)官學(xué)”協(xié)同機(jī)制對(duì)跨學(xué)科教育師資隊(duì)伍的建設(shè)也產(chǎn)生了積極影響。教師在開展跨學(xué)科研究的同時(shí)，也會(huì)潛移默化地加深對(duì)跨學(xué)科人才培養(yǎng)的理解和認(rèn)同，將這一理念融入教育活動(dòng)。東京大學(xué)將“產(chǎn)官學(xué)”協(xié)作作為開展教育科研活動(dòng)的基本模式，不僅相繼設(shè)立了未來策劃研究所、低溫科學(xué)研究中心、綜合研究博物館、環(huán)境安全研究中心四個(gè)跨學(xué)科研究和教育機(jī)構(gòu)，甚至建立了專門開展跨學(xué)科研究和人才培養(yǎng)的獨(dú)立學(xué)院——新領(lǐng)域創(chuàng)成科學(xué)研究科[11]。新領(lǐng)域創(chuàng)成科學(xué)研究科由基礎(chǔ)科學(xué)研究系、生命科學(xué)研究系、環(huán)境學(xué)研究系組成，下設(shè)11 個(gè)交叉學(xué)科專業(yè)，專職教師達(dá)到200 人。從1998 年建立以來，新領(lǐng)域創(chuàng)成科學(xué)研究科已經(jīng)培養(yǎng)了超過8 000 名跨學(xué)科創(chuàng)新型人才，其在“產(chǎn)官學(xué)”協(xié)同機(jī)制下形成的多學(xué)科師資力量足以支撐創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)的需求[12]。

日本的經(jīng)驗(yàn)說明，建設(shè)面向跨學(xué)科人才培養(yǎng)的教師隊(duì)伍，應(yīng)以高校為主體，從優(yōu)化科研體系入手。在這個(gè)方面，我國高校剛剛開始嘗試建立面向交叉學(xué)科研究與跨學(xué)科人才培養(yǎng)的新型機(jī)構(gòu)。清華大學(xué)、北京大學(xué)等12 所高校建立了未來技術(shù)學(xué)院，旨在探索當(dāng)前時(shí)代背景下創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)的新機(jī)制，著力培養(yǎng)“具有前瞻性、能夠引領(lǐng)未來發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”[13]。由先行高校總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并推廣到其他各高校，形成產(chǎn)學(xué)結(jié)合、學(xué)科交叉的新型教育模式，有助于在短時(shí)間內(nèi)培育堅(jiān)實(shí)的跨學(xué)科師資力量。

3.3 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，豐富課程設(shè)置

除完善的跨學(xué)科科研體系和教師隊(duì)伍之外，日本高校在課程設(shè)置方面也融入創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)的理念。文部科學(xué)省專門設(shè)立強(qiáng)化大學(xué)數(shù)理、數(shù)字科學(xué)教育策略研究推進(jìn)委員會(huì)，提出數(shù)理和數(shù)字科學(xué)不僅是數(shù)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的知識(shí)技能，也是所有學(xué)生未來立足社會(huì)、開拓創(chuàng)新的基本技能，因此需要跨學(xué)科培養(yǎng)能夠利用數(shù)理知識(shí)和技能分析問題、解決問題的創(chuàng)新型人才。在該委員會(huì)發(fā)布的《創(chuàng)新戰(zhàn)略2019》中提出：到2025 年為止，所有高校必須實(shí)施人工智能、數(shù)理和數(shù)字科學(xué)的雙學(xué)位或者輔修學(xué)位制度；所有學(xué)科必須實(shí)現(xiàn)人工智能、數(shù)理和數(shù)字科學(xué)相關(guān)課程的必修化；高等畢業(yè)生需全員掌握必要的人工智能、數(shù)理和數(shù)字科學(xué)知識(shí)和應(yīng)用能力[14]。

除了完善的跨學(xué)科理論課程體系之外，多樣化的實(shí)踐教學(xué)也是日本創(chuàng)新人才跨學(xué)科培養(yǎng)機(jī)制的重要組成部分。在“產(chǎn)官學(xué)”協(xié)作模式下，高校與企業(yè)、政府合作開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，為學(xué)生深度參與實(shí)踐工作創(chuàng)造條件。學(xué)生所掌握的單一學(xué)科知識(shí)難以開展實(shí)踐，這樣就激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)跨學(xué)科知識(shí)技能的積極性。在校內(nèi)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，日本高校設(shè)置了多樣化、高頻度的實(shí)踐課程，包括現(xiàn)場(chǎng)考察、實(shí)驗(yàn)、工程實(shí)踐等，促使學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力。在實(shí)踐課程中，日本高校通常安排不同專業(yè)的學(xué)生隨機(jī)組成團(tuán)隊(duì)，鼓勵(lì)學(xué)生相互學(xué)習(xí)，協(xié)作完成任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科合作的意識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的溝通能力和領(lǐng)導(dǎo)能力。

日本的經(jīng)驗(yàn)表明，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)是完善高校課程設(shè)置的關(guān)鍵途徑，也是實(shí)施創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)的重要抓手。我國高校近年來重視課程體系中的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，如北京工業(yè)大學(xué)在部分專業(yè)的本科低年級(jí)課程中加入工程創(chuàng)新方法理論及應(yīng)用等跨學(xué)科實(shí)踐類課程，在培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的同時(shí)建立跨學(xué)科創(chuàng)新意識(shí)。北京工業(yè)大學(xué)還與相關(guān)企業(yè)共建國家大學(xué)科技園，鼓勵(lì)不同專業(yè)背景的學(xué)生盡早接觸工程實(shí)踐，在實(shí)踐項(xiàng)目中溝通合作，全面提升創(chuàng)新能力。積極探索行之有效的實(shí)踐教學(xué)模式，完善課程體系，能夠切實(shí)推動(dòng)我國創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)體系在各高校的發(fā)展。

4 結(jié)語

我國各界對(duì)于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)過程中跨學(xué)科教育的重要性已經(jīng)形成共識(shí)。然而，創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)仍處于起步階段，存在學(xué)科壁壘較高、師資隊(duì)伍不足、課程體系不完善等問題，影響創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)效率和質(zhì)量。參考日本高校的相關(guān)做法和經(jīng)驗(yàn)，有助于我國在完善創(chuàng)新型人才跨學(xué)科培養(yǎng)機(jī)制的過程中優(yōu)化資源配置，高效實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)目標(biāo)。針對(duì)我國存在的主要問題，有選擇性地參考與借鑒日本的做法及經(jīng)驗(yàn)，形成適應(yīng)時(shí)代背景和我國發(fā)展需求的跨學(xué)科人才培養(yǎng)機(jī)制，從而為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技創(chuàng)新培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。