多學科交叉融合下新工科實踐育人體系構建研究

王 鵬，洪 玫

（四川大學軟件學院 四川 成都 610000）

2018 年8 月，教育部、財政部和國家發展改革委聯合印發的《關于高等學校加快“雙一流”建設的指導意見》明確指出，“雙一流”高校要打破傳統學科之間的壁壘，在前沿和交叉學科領域培植新的學科生長點。黨的十九屆五中全會提出要“加強基礎研究、注重原始創新，優化學科布局和研發布局，推進學科交叉融合”。在國家重大戰略需求的驅動下，學科的交叉融合與發展將助力我國創新驅動發展，對實現教育強國、科技強國具有重要支撐作用。2017 年以來，基于“新工科”[1]視角的工程教育討論逐漸熱烈起來。以“主動布局、設置和建設服務國家戰略、滿足產業需求、面向未來發展的工程學科與專業，培養造就一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的復合型卓越工程科技人才”為目標的新工科建設同樣需要立足于學科的交叉融合。

邁向第二個百年新征程中，黨中央關于科技自立自強的戰略部署和解決國家發展薄弱環節“卡脖子”問題，均對高等教育發展提出了更高的要求，要進一步夯實科技創新的重要地位，使其成為引領大學發展的主旋律。而科學上的重大突破與創新往往都是多學科交叉融合的結果，多學科交叉融合已成為科學與教育發展的必然趨勢，是優勢學科的發展點、新興學科的生長點、重大創新的突破點，也是人才培養的制高點。

1 多學科交叉融合研究現狀

引領世界科技前沿發展是世界一流大學及科研機構體現自身實力的重要途徑，而學科交叉研究是產生科技前沿重要突破的重要手段。1960 年以來，國際上開展學科交叉研究的大學日益增加，不同類型的學科交叉研究平臺及團體先后成立[2]。哈佛大學、斯坦福大學、牛津大學等多所高校先后成立了協同醫學、生物學、計算機、物理、材料、化學等多個學科的學科交叉研究中心平臺，以促進學科交叉滲透，如1998 年斯坦福大學率先在美國開展的大型跨學科Bio-X 研究計劃的實施基地。開展生物學與醫學、工程學、物理學、化學等跨學科研究，成功破譯了人類遺傳基因密碼，在生物科學研究領域取得了突破性成就，成為美國以大型跨學科研究計劃為核心，推動跨學科研究和協同創新的典范。高校通過組建學科交叉研究平臺，推進學科交叉融合創新研究，實現了科技前沿的重大突破，有效推動了交叉學科發展。

我國開始發展學科交叉研究略晚于歐美，大約于20 世紀80 年代末期開始，主要集中在環境、醫學、生物工程、管理科學等方面。國內高校科研院所學科交叉真正得到重視并快速發展是在21 世紀初，北京大學、清華大學、上海交通大學等都成立了學科交叉研究中心，為開展學科交叉研究提供了廣闊平臺。2006 年，北京大學成立前沿交叉學科研究院，由研究院牽頭，教育部批準北京大學先后在前沿交叉學科研究院自主設立了“數據科學”“納米科技”和“整合生命科學”三個全新的交叉二級學科。目前，國內學科交叉建設主要以跨學科研究院和研究中心、跨學科課題組、學科群、跨學科重點實驗室和實驗中心等為主。2007年，上海交通大學成立了Med-X 研究院，是學校直屬的從事醫工、醫理、醫管等學科交叉研究的科研教育機構，旨在通過學科交叉研究解決多個重大醫學工程問題。

四川大學充分發揮多學科交叉融合的特色和優勢，聚焦“醫學+”和“信息+”雙引擎，2019 年正式揭牌成立了促進醫工結合的“三中心、一平臺”和新工科的“工業互聯網研究中心”，推動有深度和實質性的學科交叉，正式成立了一批跨學科交叉中心。

在我國大力開展旨在培養學科交叉人才的“新工科”建設的背景下，我國高校交叉學科的布局已經逐步完成，大力推進學科交叉，融合創新已成為全社會的共識，但是由于跨學科教育的復雜性、辦學體制機制的束縛，以及陳舊模式的流弊，我國工科教育中學科交叉人才培養還存在一些問題和挑戰。

2 新工科育人中學科交叉人才培養存在的問題和挑戰

2.1 學科交叉發展思維和意識不足，頂層設計有規劃，具體落地待細化

學科交叉融合最難跨越的不是教育、技術、產業之界，而是意識和思維。目前，學科交叉、融合創新存在以下問題：在意識方面，參與主體拘泥于傳統的認知模式，受制于傳統的教書育人、行業內控、區域劃分等封閉模式，參與意識不夠強烈；在思維方面，參與主體存在環節分段、階段獨立、利益獨享“各自為政”的傳統工程教育發展思維，偏于總體方向指引，對于如何落地還需要進行更為深入和細致的研究，對學科交叉人才培養還需要進行全鏈條和全方位分析與思考。

2.2 學科交叉融合層次和體系單一，重主導輕主體，重理論輕實踐

復合型人才的培養事關我國高等教育的未來和長遠，推動學科交叉融合發展是涉及諸多部門、領域、環節、階段等互相跨界融合互相促進的系統工程[3]。當前高校學科硬性交叉，“兩張皮”問題顯著，學科建設和發展缺少長效機制，“短平快”式的“跟風”現象嚴重。在具體實施過程中，重主導輕主體，重理論輕實踐，交叉層次和體系沒有形成有效的閉環，不能最大限度地發揮學科交叉的整體效能。

2.3 學科交叉人才培養質量不高，重知識的多元傳授，輕思維的異質耦合

部分高校交叉專業的設置不合理，未能對口市場的真正需求，課程設置不理想，未能實現真正的學科整合，多是模塊化的疊加，并非真正引導學生形成交叉學科的發散思維，缺乏全鏈條和全方位分析與思考[4]。復合型的人才培養，基礎不牢，方向不明，博而不專，且未受到社會的青睞。

2.4 學科交叉建設缺乏管理體制，評價體系滯后

學科交叉由于涉及研究范式與知識內部的融合，較于傳統學科更為復雜，對交叉學科以及學科交叉的研究成果的評價難度更大。高校學科和科研評價以傳統學科質量標準為主，績效評價以同行評議為主，更注重階段性量化標準，呈現出的指標單一化、標準定量化、方法程序化等傾向仍然存在，不適用于研究周期長、階段性成效不明顯的交叉學科評價[5]。學科交叉建設的各參與主體之間，在匹配度、契合度、適應度等方面存在不匹配和不兼容的現象，互聯互通的技術、應用標準尚未真正形成，對學科交叉的統籌管理存在很大挑戰。

3 多學科交叉融合下新工科實踐育人體系實踐路徑

3.1 多學科交叉融合下新工科實踐育人理論研究

3.1.1 理論分析和實證驗證相結合，厘清高校多學科交叉人才培養現狀

站在學科交叉融合發展前沿和整個社會發展的長河視角，探究國外發達國家的高校學科交叉人才培養的成效和經驗，重點聚焦我國高校學科交叉人才培養面臨的困難和不足，去探尋主輔修、二元復合（雙學位）、多元復合（大類培養）等現有培養路徑存在的問題和取得的成效，去探尋學科知識從分化走向交叉，從單一的學科領域逐漸走向多學科、交叉學科甚至超學科的演化歷程，分析學科交叉研究發展的驅動力及制約因素。

采用文獻計量學方法對相關研究文獻進行統計分析，用統計數據來揭示研究領域的發展特征和規律。采用社會網絡分析方法，生成社會網絡分析圖譜，揭示研究的熱點主題。采用問卷調查法、實地調研法、訪談法等實際驗證，確保理論和實踐的耦合一致性，通過對國內外高校學科交叉人才培養相關研究文獻的全面梳理和深入研究，掌握現狀，為比較研究做好基礎準備。

3.1.2 面向多學科交叉下人才培養的全過程，多角度、全方位的系統比較研究

從頂層設計進行比較，明確高校學科交叉人才培養在國家政策以及高校教育變革中的定位和使命；從宏觀政策和推進計劃進行比較，找準學科交叉下工程人才培養的方向和向度；從培養計劃實施和項目落實進行比較，聚焦于相關政策是如何以具體項目的方式實施和落實的，并關注高校學科交叉人才培養所涉及的相關要素，如學習資源、隊伍建設等因素之間的促進或掣肘作用。

在全面梳理和研究文獻的基礎上，運用比較研究法對我國與發達國家的高校學科交叉人才培養進行分析，對國內主輔修，雙學位，交叉專業及面向未來的超學科的優勢和問題進行梳理，從而發現我國高校學科交叉人才培養過程中面臨的主要問題與挑戰，以及現行人才培養過程中的經驗和教訓，以期從比較中獲得對于我國高校學科交叉下人才培養的啟示。

3.2 多學科交叉融合下新工科實踐育人實踐探索

3.2.1 創新培養方式，構建“全程多維遞進”的多學科交叉培養方案

探索三個層次多學科交叉培養方案：一是：設計“軟件+”多學科交叉課程認證，以“信息+”“工程+”和“互聯網+”為著力點，開設交叉課程，完成課程要求可獲得課程認證。以課程認證證書的形式，認可學生在課程理論學習和實踐上的知識獲得，在交叉項目申請、雙創競賽組隊等方面給予充分考慮；二是：設計學科交叉融合“微專業”，合理組建多學科交叉課程群，完成課程群及實踐任務，可獲得交叉“微專業”證書。微專業和學生的第一專業、第二專業啟下承接，在學生個人發展和就業擇業方面給予政策傾斜；三是：探索“縱向遞進、橫向交叉”的“榮譽學生”計劃，設計逐級通關科研項目、榮譽課程、榮譽學位等，打破學科與專業的邊界，跨越高水平科研與本科教育“第一課堂”的鴻溝。畢業時可獲得由學校頒發的“榮譽學位”。同時，在“榮譽學位”的培養過程中，在學生選課，學分認定，分類指導等方面給與個性化培養。“交叉課程認證”“微專業”“榮譽學生計劃”，逐層遞進，各有覆蓋，配合四川大學軟件學院已開設的“計算生物學”“口腔醫學數字技術”等交叉專業，將極大地豐富學科交叉育人體系，實現多學科交叉融合下育人的全覆蓋、全過程、全方位。

3.2.2 重塑組織方式，探索開放通融，協同共建的學科交叉育人保障體系

學科交叉、交叉專業的管理需要充分考慮學科組織和人事的多重屬性，協調利益相關者和資源分配的關系。項目嘗試打造學科交叉育人共同體，消解科研和教學的界限，打破教學和管理的封閉，探索“剛性”管理向“柔性”管理的轉變方式，嘗試以“激勵型”學科發展制度替代“約束性”制度。探索海外高校教師聯合聘任制度、教師在線協作網絡實施的可行性，創新學科交叉“教與學”“學與做”的多元評價矩陣，探索多學科交叉融合育人的保障體系。