跨學科培養(yǎng)生態(tài)系統模型構建方法研究

［摘 要］跨學科培養(yǎng)是獲得高水平成果、培養(yǎng)高層次人才的重要途徑。跨學科培養(yǎng)模式的生態(tài)特征表明其實質上是由五大子系統及其包含的生態(tài)因子組成、動態(tài)交互而趨于平衡的一個整體系統。文章解析各子系統的生態(tài)因子，分析它們之間的信息傳遞和協同演化，從而構建跨學科培養(yǎng)的生態(tài)系統模型；在培養(yǎng)目標、組織結構、培養(yǎng)過程、制度規(guī)范、資源環(huán)境五個子系統生態(tài)因子層面上，給出優(yōu)化實施措施，通過生態(tài)因子交互作用逐步完善，形成一個良性循環(huán)的跨學科培養(yǎng)模式運行模型。

［關鍵詞］跨學科；學科交叉；培養(yǎng)模式；生態(tài)因子；優(yōu)化

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）16-0016-05

學科交叉和跨學科都是把兩個或兩個以上一級學科的理論或方法融合，打破學科壁壘以解決復雜問題的科學活動。可以說，跨學科是學科交叉的一種更為深入的合作形式。現階段，學科交叉與融合是學科發(fā)展的主流和趨勢，跨學科融合已成為科技創(chuàng)新的源泉，是培養(yǎng)具有交叉融合的知識結構、扎實的專業(yè)技能和較強的社會活動能力的復合型人才的重要途徑[1]。全世界范圍內已經掀起了學科交叉培養(yǎng)和研究的熱潮，美、英、德、日等發(fā)達國家較早開展跨學科和學科交叉人才培養(yǎng)，已經形成了較為完善的學科交叉培養(yǎng)體系[2]，其主要特點包括在國家戰(zhàn)略層面高度重視研究生跨學科培養(yǎng)，在政府層面提供制度和資金保障，在高校層面積極構建開展學科交叉的組織結構、導師制度、課程體系和實踐平臺，在企業(yè)層面營造協同育人環(huán)境等。

我國的學科交叉研究在改革開放后起步，并在跨學科培養(yǎng)上取得了明顯的進展。從20世紀90年代至今，北京大學、上海交通大學、浙江大學、華中科技大學等相繼建立了多個校屬獨立的交叉學科研究機構，在生物醫(yī)學、生命科學、計算機科學等學科領域進行交叉學科高層次人才培養(yǎng)上的探索與實踐[3]。我國學科交叉發(fā)展時間短，一方面，成熟的交叉學科平臺還非常少；另一方面，大學專業(yè)化的培養(yǎng)觀念和培養(yǎng)運行機制根深蒂固，一些學科交叉部門復制傳統學科部門的結構和政策，往往運行推進不順暢，甚至因為與傳統學科部門形成競爭關系而被邊緣化。

現行的面向專業(yè)化培養(yǎng)的制度規(guī)范和組織結構，不能支撐跨學科培養(yǎng)的人員配備、資源配置等要求，以學科或固定研究方向為遴選標準的同行評議制度也不能有效地適用于在學科邊緣交叉地帶進行探索的跨學科研究[4]。因此，跨學科培養(yǎng)不能簡單地復制或直接并入傳統學科培養(yǎng)模式，而是需要重新定位跨學科培養(yǎng)的結構和功能等，重視機制創(chuàng)新和環(huán)境改善[5]，需要妥善處理好“跨學科性”與“學科性”的關系[6]。實際上，我國跨學科研究和培養(yǎng)不缺乏上層的關注或者基層的動力，而是缺乏中間層的系統性執(zhí)行力，主要表現為：評價機制和激勵機制尚未完全建立；資源配置機制仍需改革；跨院系的管理制度還不成熟。

從生態(tài)系統視角看，跨學科培養(yǎng)是一項系統性工程，涉及系統內外各層次生態(tài)因子如科研項目、資源配置、招生方式、培養(yǎng)目標、考核評價、學術交流、課程教學、導師指導等的互動適應、協同演化，包括學生、教師、學校、企業(yè)、知識成果、資源和制度等多主體的能量互換、信息傳遞[7]。

以生態(tài)學的視角看待學科結構、學科體系問題，就要用系統思維方式，從全局、整體、長期的角度來審視和處理學科與學科之間、學科與環(huán)境之間的關系[8]。關于跨學科培養(yǎng)生態(tài)系統已有諸多文獻研究報道，例如，相關研究提出跨學科培養(yǎng)生態(tài)系統的概念是：以大學生的個體發(fā)展為培養(yǎng)主線，高校內部跨學科培養(yǎng)的實施主體交互形成網絡共同體，與高校外部的生態(tài)環(huán)境之間不斷進行物質循環(huán)、能量互換、信息傳遞，形成具有整體性和動態(tài)性的有機整體[9]；植根于多學科交叉科研基地，構建“環(huán)（環(huán)境）—機（機制）—物（體系）”三維一體的高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)生態(tài)系統[10]。

一、跨學科培養(yǎng)模式建立

（一）跨學科培養(yǎng)的組織模式

跨學科培養(yǎng)模式是指對跨學科培養(yǎng)過程的抽象化、結構化描述，有助于從整體上把握跨學科培養(yǎng)的運行規(guī)律。跨學科培養(yǎng)模式有多種分類依據。在頂層設計中從組織結構上確立跨學科歸屬[11]，根據跨學科的組織結構，將其分為科研項目、研究機構和交叉學科3種組織模式，如圖1所示。

科研項目組織模式是指多個學科聯合申報和共同攻關科研項目，基于原有學科組織尋求突破。這類模式直接鍛煉學生交叉實踐能力，學科交叉性更強、靈活度較高，但是組織化程度較低。

研究機構組織模式是指為了對接國家或地方的重大需求而設置的跨學科研究院、創(chuàng)新平臺、研究中心等。其中，大學直屬平臺一般與學院平級，涉及學科跨多個院系甚至學部，學科交叉性較強；學院下屬研究中心掛靠院系，學科交叉性較弱。

交叉學科組織模式是指跨學科融合和滲透發(fā)展到成熟階段，綜合形成新的學科，列在國務院學位委員會公布的學科目錄中或者由大學自主設置。這類模式的跨學科活動有固定的場所、經費、師資和學生，組織化和制度化程度較高，但靈活度較低。

這3種組織模式在內容上相互承接，在組織化程度上由低到高，反映了跨學科發(fā)展的3個階段：首先，加強不同學科的聯系、成立跨學科培養(yǎng)項目；其次，成立跨學科研究機構；最后，發(fā)展到成熟階段，綜合形成新的交叉學科。研究機構組織模式和交叉學科組織模式的組織化程度較高，有利于促進學科融合，是我國目前跨學科培養(yǎng)模式的建設重點。

（二）跨學科培養(yǎng)模式的構成解析

跨學科培養(yǎng)模式的構成要素可歸納為5個子系統：培養(yǎng)目標、組織結構、培養(yǎng)過程、制度規(guī)范、資源環(huán)境。

培養(yǎng)目標子系統規(guī)劃跨學科培養(yǎng)的方向，是其他要素的“統帥”。跨學科培養(yǎng)目標是讓學生形成跨越學科界限的批判性思維，能夠整合不同學科的知識來解決復雜問題，還重視溝通能力、領導能力和團隊合作能力培養(yǎng)[12]。組織結構子系統是跨學科培養(yǎng)的依托載體，實現人員、資金、物品等資源配置來支撐跨學科培養(yǎng)。跨學科培養(yǎng)的組織結構的發(fā)展歷程為：科研項目組織結構—研究機構組織結構—交叉學科組織結構—跨校合作組織結構。培養(yǎng)過程子系統是跨學科培養(yǎng)的路徑，強調人員等資源的銜接，涉及課程教學、科研訓練、導師制度等。制度規(guī)范子系統是跨學科培養(yǎng)的管理與質量保障機制，使跨學科培養(yǎng)制度化、規(guī)范化。資源環(huán)境子系統是為跨學科培養(yǎng)提供政策、經費、實踐等資源的外部環(huán)境，如支持跨學科發(fā)展的社會大環(huán)境、政府財政支持、項目經費資助、企業(yè)實踐平臺等。資源環(huán)境的變化作用于跨學科培養(yǎng)，跨學科培養(yǎng)的發(fā)展也會影響資源環(huán)境。

（三）跨學科培養(yǎng)模式的生態(tài)特征分析

從生態(tài)學視角看，跨學科培養(yǎng)模式是一個內外部生態(tài)因子（構成要素）相互作用的生態(tài)系統，其生態(tài)特征表現為：

1.整體性

跨學科培養(yǎng)模式的基本特征是整體性，表現為通過各生態(tài)因子的交互聯系，其整體功能大于各生態(tài)因子功能之和。

2.層次結構性

跨學科培養(yǎng)模式是一個多要素的復雜層級結構。國家政策、產業(yè)等外部環(huán)境宏觀地影響著大學內部的跨學科培養(yǎng)，大學內部的組織結構、制度規(guī)范等統籌著跨學科培養(yǎng)，課程、師資、科研實踐平臺、資金等制約著跨學科培養(yǎng)。

3.動態(tài)平衡性

跨學科培養(yǎng)模式是一個動態(tài)、開放的循環(huán)系統。如圖2所示，生態(tài)系統內部不斷地適應于資源環(huán)境，促進跨學科培養(yǎng)；跨學科培養(yǎng)輸出的人才、知識又回饋資源環(huán)境，吸引更多的資源環(huán)境流入跨學科培養(yǎng)，使整個系統進入良性循環(huán)。

4.多元協同性

跨學科培養(yǎng)模式是一個多要素、多主體、多聯系的協同系統，學生、教師、管理者、企業(yè)等利益相關者都要有效地參與跨學科培養(yǎng)。

二、跨學科培養(yǎng)模式生態(tài)系統構建與優(yōu)化

根據跨學科培養(yǎng)模式的生態(tài)特征分析可知，跨學科培養(yǎng)模式實質上是由五個子系統及它們包含的生態(tài)因子組成并動態(tài)交互而趨于平衡的一個整體系統。

（一）跨學科培養(yǎng)模式的生態(tài)因子分解

1.培養(yǎng)目標子系統

培養(yǎng)目標以社會需求為導向，其生態(tài)因子可歸為3類：批判性思維、知識整合能力、團隊協作能力。

2.組織結構子系統

組織結構子系統是實現人、財、物資源配置的多元協作方式。在研究機構組織模式中，組織結構子系統的生態(tài)因子通常可歸為以下4類：院屬跨學科實驗室、研究中心，由大學出資的校級跨學科研究中心、實驗中心、研究院，由政府出資的隸屬大學的跨學科研究基地、國家重點實驗室，以及校企聯合實體、協同創(chuàng)新中心等。

3.培養(yǎng)過程子系統

培養(yǎng)過程子系統實現知識交叉融合，其生態(tài)因子可歸為3類：課程教學、科研訓練、導師制度。進一步解析，課程教學的生態(tài)因子為課程科目、學分分布、授課教師、授課形式等，科研訓練的生態(tài)因子為科研項目、學術交流、實踐平臺等，導師制度的生態(tài)因子為導師的聘任、激勵和評價制度等。

4.制度規(guī)范子系統

制度規(guī)范子系統的特點是統籌協調，其生態(tài)因子可歸為3類：跨學科的校級領導小組、校級學術委員會、項目管理機構。其中，校級領導小組制定跨學科交叉發(fā)展戰(zhàn)略，做頂層設計；校級學術委員會制定跨學科規(guī)劃，落實跨學科管理工作；項目管理機構聯絡各相關學科，管理跨學科項目，進行信息維護等。

5.資源環(huán)境子系統

資源環(huán)境子系統的特點是共享與服務。跨學科培養(yǎng)需要國家層面的政策扶持和大學發(fā)展戰(zhàn)略的有力支撐。資源環(huán)境的生態(tài)因子可歸為3類：政府或產業(yè)的資金支持、跨學科運行基礎設施、跨學科技術共享平臺。它們是開展跨學科培養(yǎng)的外部環(huán)境。

（二）跨學科培養(yǎng)模式生態(tài)系統構建

通過解析各生態(tài)因子，分析其運行邏輯，從而構建跨學科培養(yǎng)模式的生態(tài)系統架構，如圖3所示。

圖3顯示了各生態(tài)因子的信息傳遞和協同演化的運行邏輯：培養(yǎng)目標子系統是生態(tài)系統內部的起點也是終點；培養(yǎng)過程子系統是學生由資源環(huán)境進入、至畢業(yè)后又返回資源環(huán)境的過程；組織結構子系統是培養(yǎng)過程子系統的依托載體，為培養(yǎng)過程子系統組織資源；制度規(guī)范子系統將各相關主體融入生態(tài)系統并規(guī)范其職責，從培養(yǎng)目標出發(fā)，為跨學科組織的構建提供制度規(guī)范（如圖4所示）；資源環(huán)境子系統輸入物質、信息等到生態(tài)系統內部，生態(tài)系統輸出的人才、知識成果又反饋到資源環(huán)境子系統，系統內部和外部互為反饋、動態(tài)交互，最終趨于平衡。

（三）跨學科培養(yǎng)模式生態(tài)系統的運行優(yōu)化

基于跨學科培養(yǎng)模式生態(tài)系統的運行機制，探討跨學科培養(yǎng)模式生態(tài)系統的優(yōu)化。在跨學科培養(yǎng)模式生態(tài)系統中，培養(yǎng)目標是起點也是終點，培養(yǎng)過程是關鍵，組織結構是載體，制度規(guī)范是管控，資源環(huán)境是條件。各生態(tài)因子相互交流、互動適應、協同演化，實現物質循環(huán)、能量互換和信息傳遞。判斷一個生態(tài)系統是否運行良好，不僅要看生態(tài)因子本身是否科學合理，還要進一步看生態(tài)因子之間是否契合匹配，只有系統整體運行良好，才能發(fā)揮培養(yǎng)作用。

跨學科培養(yǎng)模式生態(tài)系統的運行機制，是在系統內部和資源環(huán)境的交互作用下，生態(tài)系統呈現“暫時平衡—不平衡—新的平衡”的動態(tài)平衡狀態(tài)，如果系統構建合理，則各生態(tài)因子通過交互作用逐步完善，使最終輸出目標接近設計目標，并形成一個良性循環(huán)的跨學科培養(yǎng)運行模型。

在培養(yǎng)目標上，明確跨學科培養(yǎng)理念，設定科學合理的培養(yǎng)目標，突出“面向科學技術前沿”的學術價值取向，堅持“解決復雜社會問題”的社會價值取向。

在組織結構上，建立靈活多樣的組織機制，創(chuàng)新優(yōu)化組織模式，為跨學科培養(yǎng)提供更多途徑；針對資源配置，設置專門負責跨學科培養(yǎng)資源協調的崗位，協調各主體的利益，建立資源整合體系；針對產學研平臺，考慮到非營利性的高校與營利性的企業(yè)在價值目標上存在較大差異，并且在儀器共享、知識產權權屬方面還缺乏相關法律保障，要進一步理順產學研合作機制。

在培養(yǎng)過程上，針對課程教學，建立完整有效的課程體系；針對科研訓練，加強學科交叉研究方法的訓練；針對科研項目，須以學科交叉為載體設立科研項目；針對導師制度，對導師提出更高要求，建設導師團隊、提升跨學科指導能力；針對學術會議和全球化視野，關注能夠參與相關領域國際標準、學術聯盟的國際化人才培養(yǎng)。

在制度規(guī)范上，完善跨學科培養(yǎng)的政策，與我國現有關于教育、科技、人才等的發(fā)展規(guī)劃相融合；加強學校層面的頂層設計，探討頂層設計與組織結構的關聯；針對考核評價，探索有利于學科融合發(fā)展的評價指標，建立跨學科培養(yǎng)質量評價體系（主要評價多學科交叉創(chuàng)新能力）。

在資源環(huán)境上，營造不同利益主體共同參與、相互促進的良性協同培養(yǎng)環(huán)境。考慮到經費資源是跨學科培養(yǎng)模式中重要的生態(tài)因子，應建立和完善跨學科研究和培養(yǎng)的多方互補資助體系。

三、結語

跨學科培養(yǎng)模式處在“暫時平衡—不平衡—新的平衡”的動態(tài)平衡狀態(tài)。因此，本文從生態(tài)系統的整體關聯和動態(tài)平衡理論視角出發(fā)，建立跨學科培養(yǎng)模式生態(tài)系統，形成跨學科培養(yǎng)研究的新思路，實現整個生態(tài)系統的良性循環(huán)運行。在跨學科培養(yǎng)模式生態(tài)系統中，培養(yǎng)目標是起點和終點，培養(yǎng)過程是關鍵，組織結構是載體，制度規(guī)范是管控，資源環(huán)境是條件。各生態(tài)因子進行物質循環(huán)、能量互換、信息傳遞，從而相互交流、互動適應、協同演化。

實現跨學科培養(yǎng)模式有效運轉，需要重點解決關于激勵機制、評價機制、組織結構、資源配置等生態(tài)因子及各生態(tài)因子協同合作有序發(fā)展的問題，其核心是解決中間層的執(zhí)行力問題，有效推動系統生態(tài)運行上通下達。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 李君，陳萬明，董莉.“新工科”建設背景下人工智能領域研究生培養(yǎng)路徑研究[J].學位與研究生教育，2021（2）：29-35.

[2］ 劉曉璇，林成華.研究型大學研究生跨學科培養(yǎng)模式的要素識別與模式構建：基于內容分析法的多案例研究[J].中國高教研究，2019（1）：66-71.

[3］ 黃維海，張曉可，陳娜.日本國立大學研究生創(chuàng)新培養(yǎng)生態(tài)系統的特點與啟示[J].中國農業(yè)教育，2021，22（4）：90-98.

[4］ 楊國富，余敏杰.新工科背景下學科交叉建設研究的國際比較：以計算機學科為例[J].高等工程教育研究，2019（3）：57-61.

[5］ 楊鵬，張征宇.美國高校教學實施學科交叉與知識融合的經驗及啟示[J].黑龍江教育學院學報，2019，38（10）：47-51.

[6］ 程龍.重申跨學科學習的學科立場[J].全球教育展望，2023，52（3）：25-34.

[7］ 沈金榮，曹世敏，常雪琴.專業(yè)學位研究生協同培養(yǎng)生態(tài)系統的構建與思考[J].研究生教育研究，2016（5）：79-83.

[8］ 張強，薛慶忠.“雙一流”背景下高校重塑學科生態(tài)體系的策略[J].高教學刊，2021，7（20）：30-34.

[9］ 侯明迪，黃玉葉.基于人才培養(yǎng)的高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育生態(tài)系統模型構建[J].職業(yè)教育（中旬刊），2021，20（9）：16-19.

[10］ 王莉莉，劉鑫達.植根國家級多學科交叉科研基地構建高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)生態(tài)系統[J].學位與研究生教育，2022（1）：31-35.

[11］ 楊習超，張煒.高校數據科學教育生態(tài)系統建構：以美國普渡大學為例[J].比較教育研究，2021，43（2）：98-104.

[12］ 文少保，王曼暇.美國研究生STEM教育發(fā)展趨勢及應對策略：基于《面向21世紀的研究生STEM教育》的分析[J].天津市教科院學報，2022，34（1）：90-96.

［責任編輯：雷 艷］