土木工程和環(huán)境科學與工程學科研究生跨學科培養(yǎng)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(chuàng)新型人才的重要組成部分，打破專業(yè)界限、整合不同學科資源，培養(yǎng)跨學科的復合型人才是當前我國高等教育改革發(fā)展的主要方向。近年來，土木工程行業(yè)為社會經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大的貢獻。筆者結合國內外研究生跨學科培養(yǎng)的研究現(xiàn)狀，借鑒部分高校成熟的經(jīng)驗做法，探索土木工程學科和環(huán)境科學與工程學科研究生跨學科培養(yǎng)的模式，指出兩個學科研究生在跨學科培養(yǎng)方面存在的問題，并提出對策和建議。

［關鍵詞］跨學科培養(yǎng)；研究生教育；土木工程；環(huán)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(fā)展，傳統(tǒng)的單一學科人才培養(yǎng)已經(jīng)不能滿足新興經(jīng)濟快速發(fā)展和科技飛速更新的需求，這要求高等學校的人才培養(yǎng)模式從傳統(tǒng)的單學科培養(yǎng)向跨學科聯(lián)合培養(yǎng)轉變。在我國，土木工程學科和環(huán)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(xiàn)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(jīng)驗做法，打破專業(yè)和院系的界限，探索兩個學科研究生的聯(lián)合培養(yǎng)模式，培養(yǎng)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(yǎng)的現(xiàn)狀

（一）外國研究生跨學科培養(yǎng)的現(xiàn)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(yǎng)的探索，跨學科的人才培養(yǎng)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(zhàn)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(xiàn)了跨越式發(fā)展。隨后，美國大學協(xié)會和美國國家科學院相繼發(fā)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(fā)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(lián)合學位、雙學位和博士學位項目，實現(xiàn)了博士生的跨學科人才培養(yǎng)[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(xiàn)交叉領域杰出研究者、實踐者的復合人才的培養(yǎng)。

英國劍橋大學的跨學科培養(yǎng)也走在了世界的前列。劍橋大學與英國自然環(huán)境研究委員會、經(jīng)濟與社會研究委員會和醫(yī)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(yǎng)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(lián)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(yǎng)平臺，為其創(chuàng)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(yǎng)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(zhàn)后迅速發(fā)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(yǎng)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(yǎng)的探索，通過設立“教養(yǎng)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(yǎng)的發(fā)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(yǎng)的現(xiàn)狀

我國研究生跨學科培養(yǎng)模式主要通過建設跨學科平臺來實現(xiàn)，在借鑒外國跨學科培養(yǎng)經(jīng)驗的基礎上，根據(jù)我國高等教育的現(xiàn)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(yī)學的生物前沿交叉學科研究院和醫(yī)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(yǎng)和跨學科人才培養(yǎng)，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(lián)合文、理、工、管等多學科融合的公共災害防治重大科技創(chuàng)新平臺，通過學科交叉研究公共安全政策與法律、城市、生產(chǎn)、環(huán)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(wèi)生與健康學、環(huán)境科學與工程、生態(tài)學、經(jīng)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(yǎng)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(yǎng)探索了以服務國家重大戰(zhàn)略需求為導向、以提升研究生創(chuàng)新能力為目標的跨學科人才培養(yǎng)路徑，通過著力搭建跨學科研究生招生、培養(yǎng)平臺，營造研究生跨學科培養(yǎng)氛圍，強化跨學科研究生培養(yǎng)質量的跟蹤評價。

二、國內外研究生跨學科培養(yǎng)的啟示

世界一流大學已將跨學科人才培養(yǎng)作為高等教育發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)，我國根據(jù)國情并借鑒一流大學跨學科人才的培養(yǎng)經(jīng)驗，在高等教育快速發(fā)展的過程中積極探索跨學科人才培養(yǎng)模式。

（一）以學科融合為理念，培養(yǎng)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(yǎng)的全過程，因此跨學科培養(yǎng)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(yǎng)經(jīng)驗，不難發(fā)現(xiàn)他們始終將“學科融合”的原則與高校人才培養(yǎng)的全過程相結合，大力開展跨學科專業(yè)與學科交叉的探索。跨學科人才培養(yǎng)的全過程始終以“學科融合”的思想為統(tǒng)領，鼓勵高校結合辦學歷史和實際，加強學科群、專業(yè)群和產(chǎn)業(yè)群的構建，推動學科、專業(yè)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。通過跨學科人才培養(yǎng)模式的優(yōu)化和轉化，培養(yǎng)能夠適應社會經(jīng)濟發(fā)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(yǎng)的質量

壯大跨學科領域的師資力量是提高大學培養(yǎng)跨學科人才的基礎，這需要打破以傳統(tǒng)院系為單位制度的束縛，優(yōu)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(jīng)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(jīng)濟發(fā)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(yōu)化傳統(tǒng)課程，根據(jù)學生的需求和職業(yè)發(fā)展規(guī)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(xiàn)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(xiàn)跨學科人才培養(yǎng)的重要路徑。我國高校在推動跨學科培養(yǎng)的過程中，應逐漸打破傳統(tǒng)的院—系—學科壁壘，將“學科融合”理念貫穿人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)。此外，大學應根據(jù)社會需求構建學科群、專業(yè)群，實現(xiàn)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(yǎng)和研究的發(fā)展空間，通過優(yōu)化頂層設計和管理實現(xiàn)資源共享和優(yōu)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(yǎng)，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(yǎng)的目標。國內大學也應堅持問題導向，在跨學科人才培養(yǎng)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(yè)領域的學術機構、社會組織和產(chǎn)業(yè)的合作，拓展學生的實習領域，發(fā)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(jīng)濟社會發(fā)展過程中涌現(xiàn)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(yōu)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(huán)境科學與工程學科研究生跨學科培養(yǎng)面臨的主要問題

在我國的學科分類中，土木工程學科和環(huán)境科學與工程學科同屬于工程科學，研究生達到畢業(yè)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(huán)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(xiàn)跨學科教育。目前，土木工程學科和環(huán)境科學與工程學科研究生跨學科培養(yǎng)面臨的主要問題有：

（一）兩個學科的專業(yè)基礎不同，研究生跨學科學習的專業(yè)基礎薄弱

土木工程學科的專業(yè)基礎是力學，主干專業(yè)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(huán)境科學與工程學科的專業(yè)基礎是化學，主干專業(yè)課程主要有環(huán)境工程原理、環(huán)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(huán)境監(jiān)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(yè)，缺少對另一專業(yè)知識的學習，專業(yè)基礎比較薄弱。雖然要求跨學科培養(yǎng)的研究生補修本科階段的主干課程，但往往因為缺乏專業(yè)基礎知識，缺少對另一專業(yè)和行業(yè)背景的理解，難以系統(tǒng)掌握補修的知識，也難以在短時間內實現(xiàn)兩個學科的融合，阻礙了跨學科研究生的專業(yè)知識和行業(yè)認識的拓展，限制了跨學科研究生的職業(yè)認知和職業(yè)規(guī)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(xiàn)出跨學科培養(yǎng)的特色。

（二）導師的專業(yè)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(yǎng)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(yǎng)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(yè)的學習和研究，專業(yè)基礎、學科背景單一，研究方向難以實現(xiàn)土木工程學科和環(huán)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(yè)上相互交叉的優(yōu)勢，但多數(shù)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(yè)背景的認知，難以實現(xiàn)將專業(yè)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(yǎng)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(yè)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(yǎng)質量的提高。

（三）難以打破學術組織的壁壘，尚未實現(xiàn)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(tǒng)的校、院、系三級教學和科研組織模式，土木工程學科和環(huán)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(yǎng)難以突破院系的界限，加之每個院系都有自己的人才培養(yǎng)、科研成果、課題經(jīng)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(yǎng)平臺，開展跨學科培養(yǎng)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(yè)知識，但不能將已有的專業(yè)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(fā)研究生跨學科的創(chuàng)新思維。但目前的學術交流活動還只是局限于某個專業(yè)方向，跨學科的學術交流難以實現(xiàn)。

四、土木工程學科和環(huán)境科學與工程學科研究生跨學科培養(yǎng)的建議

（一）明確跨學科研究生的培養(yǎng)目標并優(yōu)化課程體系

根據(jù)國家社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，應明確兩個學科交叉發(fā)展的方向，完善跨學科研究生的培養(yǎng)目標。根據(jù)培養(yǎng)目標中跨學科研究生能力結構的組成和要求，優(yōu)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(tǒng)理論，也要系統(tǒng)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(yè)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(yǎng)計劃，尊重跨學科研究生的個性發(fā)展和職業(yè)規(guī)劃，提高課程體系和培養(yǎng)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(yǎng)方案的過程中，要邀請兩個學科高新技術行業(yè)的專家真正參與進來，論證跨學科研究生的培養(yǎng)目標，研討課程體系中交叉專業(yè)必修課和選修課設置的必要性和學科彈性，并以滿足行業(yè)復合型人才需求為導向，及時修訂培養(yǎng)方案。

（二）實行雙導師制，聯(lián)合培養(yǎng)跨學科研究生

跨學科研究生的培養(yǎng)需要在明確培養(yǎng)目標的前提下，發(fā)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(yè)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(chuàng)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(yè)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(yōu)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(yǎng)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(chuàng)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(huán)境科學與工程學科兩個學科研究生聯(lián)合培養(yǎng)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(fā)展創(chuàng)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(yǎng)的組織架構，打破傳統(tǒng)的院系、學科壁壘，充分發(fā)揮兩個學科的優(yōu)勢，實現(xiàn)教學資源和學術資源的共享，充分發(fā)揮優(yōu)質資源的作用；加快建設兩個學科交叉的科研創(chuàng)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(yǎng)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(yǎng)應緊跟社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，明確跨學科研究生的培養(yǎng)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(chuàng)造廣泛開展學術交流的良好學術氛圍和開放環(huán)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(fā)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(yǎng)的主動性和積極性。

五、結論

開展跨學科研究生培養(yǎng)是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然要求，也是提升國家科技創(chuàng)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(yǎng)跨學科人才現(xiàn)狀的基礎上，總結了其培養(yǎng)跨學科人才的經(jīng)驗，明確了土木工程和環(huán)境科學與工程研究生跨學科培養(yǎng)所面臨的問題，并根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展的重大需求，提出了優(yōu)化兩個學科研究生跨學科培養(yǎng)的具體建議，這對完善我國工科研究生跨學科培養(yǎng)具有一定的理論和現(xiàn)實意義。

［ 參 考 文 獻 ］

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[2］ 包水梅，魏玉梅.美國博士生跨學科培養(yǎng)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(chǎn)力的實踐創(chuàng)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(yǎng)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］