土木工程和環境科學與工程學科研究生跨學科培養模式研究

張巖　孫秀萍　逯靜洲　李曉強

［摘 要］研究生是高層次創新型人才的重要組成部分，打破專業界限、整合不同學科資源，培養跨學科的復合型人才是當前我國高等教育改革發展的主要方向。近年來，土木工程行業為社會經濟的發展做出了巨大的貢獻。筆者結合國內外研究生跨學科培養的研究現狀，借鑒部分高校成熟的經驗做法，探索土木工程學科和環境科學與工程學科研究生跨學科培養的模式，指出兩個學科研究生在跨學科培養方面存在的問題，并提出對策和建議。

［關鍵詞］跨學科培養；研究生教育；土木工程；環境科學與工程

［中圖分類號］ G643.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）18-0097-04

隨著社會及科技的快速發展，傳統的單一學科人才培養已經不能滿足新興經濟快速發展和科技飛速更新的需求，這要求高等學校的人才培養模式從傳統的單學科培養向跨學科聯合培養轉變。在我國，土木工程學科和環境科學與工程學科大都設置在不同的院系，由于觀念、體制及機制等方面的影響，實現跨學科教育還存在較大的障礙。因此，通過借鑒外國高校的經驗做法，打破專業和院系的界限，探索兩個學科研究生的聯合培養模式，培養適應我國工程技術需求的高層次復合型人才顯得尤為必要和迫切。

一、國內外研究生跨學科培養的現狀

（一）外國研究生跨學科培養的現狀

目前，世界多國掀起了跨學科教育與研究熱潮，美國、英國和日本等國家較早開展了跨學科人才培養的探索，跨學科的人才培養模式也各具特色[1]：

美國的跨學科教育研究走在了世界的前列。二戰結束以后，美國便建立了多個研究機構專門開展跨學科的研究。1997年，美國開展的“研究生教育與科研訓練一體化項目”使美國大學的跨學科教育與研究實現了跨越式發展。隨后，美國大學協會和美國國家科學院相繼發表了《跨學科專題報告》和《促進跨學科研究》等重要研究報告，明確指出需要通過跨學科教育與研究的發展來支持推動高等教育相關領域的改革[2]。21世紀以來，以哈佛大學為代表的美國高校設立了多個跨院系、學科的聯合學位、雙學位和博士學位項目，實現了博士生的跨學科人才培養[3]。多所學校為提升學生綜合運用自然科學和社會科學等學科領域知識的能力，先后設立了17個跨學科、院系的博士學位項目，以期實現交叉領域杰出研究者、實踐者的復合人才的培養。

英國劍橋大學的跨學科培養也走在了世界的前列。劍橋大學與英國自然環境研究委員會、經濟與社會研究委員會和醫學研究委員會等建立了合作關系，并開展了跨學科博士人才培養項目。2010年，該校的科學技術學院、物理科學學院、生物科學學院、人文與社會科學學院及藝術與人文學院的11個學科聯合成立社會科學研究方法中心，并實施了社會科學博士項目。該項目的實施目的是通過為博士生提供跨學科的培養平臺，為其創造多樣的研究方法和廣泛的實習領域，在社會科學領域培養兼具較高科研與實踐能力的博士人才。

日本的跨學科研究在二戰后迅速發展，政府先后出臺一系列的政策、措施和法律來推動和保障跨學科培養的研究與改革。20世紀40年代末，東京大學在多個院系、學科開展跨學科培養的探索，通過設立“教養學部”，對低年級本科生實施文、理、工多學科交叉融合的通識理論教育[4]。2002年，日本政府制定了《全球化卓越教育中心計劃》和《21世紀卓越研究教育中心計劃》，進一步推動了高等學校跨學科培養的發展。多所高校的研究生部以“學術交叉融合”為理念，對不同學科進行重組和結合，促進學科間交叉跨越和新學術領域的形成[5]。

（二）我國研究生跨學科培養的現狀

我國研究生跨學科培養模式主要通過建設跨學科平臺來實現，在借鑒外國跨學科培養經驗的基礎上，根據我國高等教育的現狀做了如下探索：

北京大學率先成立了包括自然科學、社會科學、應用科學和生物醫學的生物前沿交叉學科研究院和醫學跨學科研究中心，通過設置“跨學科類”教學院系開展跨學科人才培養和跨學科人才培養，大力促進跨學科學術交流。清華大學在“985工程”二期建設過程中，探索設立聯合文、理、工、管等多學科融合的公共災害防治重大科技創新平臺，通過學科交叉研究公共安全政策與法律、城市、生產、環境、災害防治、核電安全以及安全科學理論與方法學等領域的問題，進而成立跨學科院系的公共安全研究平臺。復旦大學通過整合化學、歷史、地理、公共衛生與健康學、環境科學與工程、生態學、經濟學、國際關系與公共事務、新聞學等，并與外國合作成立了“復旦—丁鐸爾中心”復合型人才的培養基地，聚焦開展氣候變化問題的研究。武漢大學的跨學科培養探索了以服務國家重大戰略需求為導向、以提升研究生創新能力為目標的跨學科人才培養路徑，通過著力搭建跨學科研究生招生、培養平臺，營造研究生跨學科培養氛圍，強化跨學科研究生培養質量的跟蹤評價。

二、國內外研究生跨學科培養的啟示

世界一流大學已將跨學科人才培養作為高等教育發展的關鍵環節，我國根據國情并借鑒一流大學跨學科人才的培養經驗，在高等教育快速發展的過程中積極探索跨學科人才培養模式。

（一）以學科融合為理念，培養多學科復合的高等人才

在跨學科人才教育的實踐中，始終以學科融合為理念并貫穿跨學科培養的全過程，因此跨學科培養也被稱為“學科融合教育”[6]。通過總結外國大學跨學科人才的培養經驗，不難發現他們始終將“學科融合”的原則與高校人才培養的全過程相結合，大力開展跨學科專業與學科交叉的探索。跨學科人才培養的全過程始終以“學科融合”的思想為統領，鼓勵高校結合辦學歷史和實際，加強學科群、專業群和產業群的構建，推動學科、專業、產業協同發展。通過跨學科人才培養模式的優化和轉化，培養能夠適應社會經濟發展需求的復合型應用人才。

（二）壯大跨學科師資力量，提高復合型人才培養的質量

壯大跨學科領域的師資力量是提高大學培養跨學科人才的基礎，這需要打破以傳統院系為單位制度的束縛，優化教師聘用制度；通過構建學科交叉的教學與研究平臺，打破院系和學科的壁壘，促進具有不同學科背景的教師在分享教學經驗的同時加強科研方面的交流與合作，深入了解彼此學科的科技前沿和先進技術。以經濟發展需求為導向，通過不斷學習交叉學科領域的知識來整合與優化傳統課程，根據學生的需求和職業發展規劃及時調整課程設置和課程內容。

（三）敢于打破學科界限，推進跨學科課程體系的的構建

通過打破學科界限，構建跨學科課程體系，體現課程的跨學科特性，進而體驗精彩多姿的跨學科教育是世界一流大學實現跨學科人才培養的重要路徑。我國高校在推動跨學科培養的過程中，應逐漸打破傳統的院—系—學科壁壘，將“學科融合”理念貫穿人才培養的各個環節。此外，大學應根據社會需求構建學科群、專業群，實現不同學科的橫向結合與重組，拓展院系內部和院系之間的跨學科培養和研究的發展空間，通過優化頂層設計和管理實現資源共享和優勢互補。

（四）以應用為目標，提高學生解決學科交叉問題的能力

通過跨學科的培養，提高學生解決復雜問題的水平和能力是多所世界一流大學跨學科人才培養的目標。國內大學也應堅持問題導向，在跨學科人才培養過程中加強課程與社會、理論與實踐的有機融合。通過開展與相關專業領域的學術機構、社會組織和產業的合作，拓展學生的實習領域，發揮實踐平臺的支撐，使其能夠運用所學交叉學科知識解決經濟社會發展過程中涌現出的新問題。通過設置跨學科實踐的必修課程并作為日常考核和評優的重要內容，提高學生科研知識和實踐能力相互融合的積極性。

三、土木工程學科和環境科學與工程學科研究生跨學科培養面臨的主要問題

在我國的學科分類中，土木工程學科和環境科學與工程學科同屬于工程科學，研究生達到畢業要求并通過學位論文答辯后獲得工學碩士學位。但支持兩個學科的基礎科學及兩個學科的研究對象和目的都不相同；土木工程學科和環境科學與工程學科大都設在不同的院系，受觀念、體制及機制等方面的影響，難以實現跨學科教育。目前，土木工程學科和環境科學與工程學科研究生跨學科培養面臨的主要問題有：

（一）兩個學科的專業基礎不同，研究生跨學科學習的專業基礎薄弱

土木工程學科的專業基礎是力學，主干專業課程主要有工程力學、流體力學、巖土力學、工程地質學、地基與基礎、工程水文學等；而環境科學與工程學科的專業基礎是化學，主干專業課程主要有環境工程原理、環境工程生物學、大氣污染控制工程、水污染控制工程、固廢污染控制工程、環境監測、物理性污染治理工程等。由于研究生在本科階段大都只學習了其中一個專業，缺少對另一專業知識的學習，專業基礎比較薄弱。雖然要求跨學科培養的研究生補修本科階段的主干課程，但往往因為缺乏專業基礎知識，缺少對另一專業和行業背景的理解，難以系統掌握補修的知識，也難以在短時間內實現兩個學科的融合，阻礙了跨學科研究生的專業知識和行業認識的拓展，限制了跨學科研究生的職業認知和職業規劃。另外，部分跨學科研究生不能正確認識跨學科的難度和障礙，自主學習的能力和動力不足，對于補修課的選擇和學習更注重的是能夠輕松獲得學分而非為了補充跨學科知識，這就難以滿足跨學科課程學習的要求。此外，還有部分高校在跨學科研究生的課程設置方面受到了學分和師資力量的限制，沒有體現出跨學科培養的特色。

（二）導師的專業背景單一，難以勝任對跨學科研究生的指導

導師是跨學科研究生培養過程中的引路人和責任人，直接決定著研究生的跨學科培養能否成功。目前大部分導師的在本科、碩士、博士的學習階段一直從事一個學科專業的學習和研究，專業基礎、學科背景單一，研究方向難以實現土木工程學科和環境科學與工程學科相融合。雖然高校特別是綜合性大學具有兩個學科、專業上相互交叉的優勢，但多數高校仍然實行基于學科為基礎的“院系制”，而這兩個學科大都分屬不同的院系，不同院系導師之間進行溝通與交流的機會較少，缺少對彼此學科知識和行業背景的認知，難以實現將專業知識、研究對象、研究方法進行有效遷移，理論推廣及方法融合的能力不足，缺少研究復雜交叉科學問題的思路和知識。雖有部分導師具備良好的學科背景和知識結構，培養跨學科研究生的能力較強，但由于沒有合適的交叉學科的研究項目，加之跨學科研究生的指導難度大，學生的按時畢業率低，導致他們指導跨學科研究生的積極性不高，因而限制了跨學科研究生培養質量的提高。

（三）難以打破學術組織的壁壘，尚未實現教學資源和學術資源的共享

目前我國大部分高校采用傳統的校、院、系三級教學和科研組織模式，土木工程學科和環境科學與工程學科大都分屬不同的院系，兩個院系往往相互獨立，兩個學科所涉及的師資、課程及實驗儀器設備等都被限制在各自的院系范圍內，研究生的培養難以突破院系的界限，加之每個院系都有自己的人才培養、科研成果、課題經費等的考核目標，阻礙了學科之間的教學和學術資源的共享。目前，國內尚沒有研究生跨學科培養平臺，開展跨學科培養缺少政策和資源的支持。

（四）缺少跨學科交流平臺，研究生的跨學科交流不足

學術交流是提升研究生科研水平和開闊研究思路的有效途徑。很多跨學科的研究生只是較好地掌握了原有的專業知識，但不能將已有的專業知識和研究方法向另一學科進行遷移和融合，進而開展交叉學科問題的研究。學科的遷移融合不是簡單的移動和組合，需要講求遷移、融合的方法和技巧，這就需要通過跨兩個學科的學術活動，為研究生提供兩個學科交叉融合的研究方法和研究思維的交流平臺，啟發研究生跨學科的創新思維。但目前的學術交流活動還只是局限于某個專業方向，跨學科的學術交流難以實現。

四、土木工程學科和環境科學與工程學科研究生跨學科培養的建議

（一）明確跨學科研究生的培養目標并優化課程體系

根據國家社會經濟發展的需求，應明確兩個學科交叉發展的方向，完善跨學科研究生的培養目標。根據培養目標中跨學科研究生能力結構的組成和要求，優化課程的設置和交叉課程群的建設，課程體系的構建既要保證研究生掌握本學科的系統理論，也要系統掌握交叉學科的基礎理論，拓寬學生的知識面；要設置兩個學科交叉的必修課程，構建兼具兩個學科前沿知識的課程體系。設置與兩個行業密切相關的交叉選修課程，重視不同研究生學科背景和知識結構的差異，制定彈性培養計劃，尊重跨學科研究生的個性發展和職業規劃，提高課程體系和培養方案的針對性。當然這對高校而言具有一定的難度，因此在制定培養方案的過程中，要邀請兩個學科高新技術行業的專家真正參與進來，論證跨學科研究生的培養目標，研討課程體系中交叉專業必修課和選修課設置的必要性和學科彈性，并以滿足行業復合型人才需求為導向，及時修訂培養方案。

（二）實行雙導師制，聯合培養跨學科研究生

跨學科研究生的培養需要在明確培養目標的前提下，發揮兩個學科導師的合力。但因為每個學科都有自己的思維方式、概念體系和研究手段，而對于長期從事其中某一學科研究的導師而言，其知識傳承往往已被專業背景特定化，并且具有一定的排他性，這就要求兩個學科的導師有目標性地參與兩個學科的交流與合作，加快知識更新，改善知識結構，加強創新性引導，提高兩個交叉學科領域的研究能力。此外，建議兩個學科導師同時聽取行業前沿領域一線專家的建議，以技術需求為導向，接受彼此領域的思維方式和研究方法，促進兩個學科間知識的融合和研究思路的轉移，使導師的知識結構在兩個學科領域前沿技術問題的引導下日趨優化。必要時也可組建跨兩個學科的導師小組，采用交叉指導的模式培養跨學科研究生，使學生接觸不同導師的理論和方法，引導學生嫁接兩個學科的思維模式和創新理念。

（三）促進教學資源和學術資源的共享

在土木工程學科和環境科學與工程學科兩個學科研究生聯合培養的過程中，要樹立以學生為中心的理念，兩個學科要努力擴大交流合作的領域，取長補短，努力為跨學科研究生的綜合發展創造條件。為此，需要逐步構建形成兩個學科相互融合滲透的學科結構群，不斷完善跨學科研究生培養的組織架構，打破傳統的院系、學科壁壘，充分發揮兩個學科的優勢，實現教學資源和學術資源的共享，充分發揮優質資源的作用；加快建設兩個學科交叉的科研創新平臺和研究機構，為研究生和導師提供學術交流機會，開展跨學院、學科的學術合作。此外，要提高跨學科研究生的培養質量，還需促進兩個學科教學資源和學術資源的銜接和融合，使研究生掌握兩個學科前沿知識的遷移方法，構建跨學科的遞進知識結構，促進跨學科研究生學科文化的相互融合。

（四）搭建跨學科學術交流平臺

跨學科研究生的培養應緊跟社會經濟發展的需求，明確跨學科研究生的培養目標，不斷更新兩個學科領域的學術前沿和技術前沿。因此，要為研究生創造廣泛開展學術交流的良好學術氛圍和開放環境，鼓勵學生參加形式多樣、內容豐富的學術活動，提高跨學科學術活動的質量和針對性，開闊學生的學術眼界，加深對兩個學科前沿知識的認識，激發新思想、形成新見解，從根本上提高研究生和導師參與跨學科培養的主動性和積極性。

五、結論

開展跨學科研究生培養是社會經濟發展的必然要求，也是提升國家科技創新水平和核心競爭力的重要途徑，特別是在解決復雜工程問題時，學科交叉融合顯得尤為必要。本文在分析國內外培養跨學科人才現狀的基礎上，總結了其培養跨學科人才的經驗，明確了土木工程和環境科學與工程研究生跨學科培養所面臨的問題，并根據我國經濟發展的重大需求，提出了優化兩個學科研究生跨學科培養的具體建議，這對完善我國工科研究生跨學科培養具有一定的理論和現實意義。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 閆晨，闕晨曦.基于議題中心理念的跨學科協同教學改革研究[J].大學教育，2022（4）：18-20.

[2］ 包水梅，魏玉梅.美國博士生跨學科培養的基本路徑及其特征研究：以哈佛大學教育研究生院為例[J].中國高教研究，2015（5）：47-54.

[3］ 李云鵬.哈佛大學跨學科博士生教育變革及其啟示[J].高等工程教育研究，2020（6）：168-175.

[4］ 吳琦來，魏薇.日本高等教育交叉學科建設的范例及其啟示[J].比較教育研究，2008（3）：26-30.

[5］ 陳艾華，鄒曉東.日本研究型大學提升跨學科科研生產力的實踐創新：以東京大學GSFS為例[J].高等工程教育研究，2012（5）：84-89

[6］ 蔡志奇.地方高校培養復合應用型人才的邏輯與進路[J].黑龍江高教研究，2021（5）：154-160.

［責任編輯：黃緊德］