新工科背景下跨学科多专业融合教育建设的思考

田禾1,2∗刘力健1,2张涛1,2周世敏3

【摘要】:建设跨学科多学科融合教育是“新工科”建设人才培养的重要手段,契合了新工科建设要求,是复杂社会发展的内在要求,是时代前行的基本需要。通过研究跨学科多专业融合教育的发展和内涵,研究了人才培养模式构建等问题。研究表明,通过建立跨学科多专业融合教育新理念、建立有效的跨学科多专业融合组织机构、树立整体知识观的课程建设思想、打造跨学科研究创新平台等手段可以有效进行跨学科多专业融合教育建设。

【关键词】：跨学科;新工科;人才培养模式;多专业;融合教育

1.天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384;

2.机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学)天津300384;3.天津纽伯恩新能源科技有限公司天津300384

引言

2017年2月和4月,“复旦共识”和“天大行动”为新工科建设吹响了号角。新工科建设的核心目标是培养高素质复合型新工科人才,实现目标通过“产学研融合、跨学科融合、持续性改进”等具体措施。2020年5月教育部发布的《未来技术学院建设指南(试行)》中提出通过四年左右时间,在专业学科综合、整体实力强的部分高校建设一批未来技术学院,探索专业学科实质性复合交叉合作规律,探索未来科技创新领军人才培养新模式。建设与实践跨学科多学科融合教育是“新工科”建设人才培养的重要手段,这已经成为一种共识。

一、跨学科多专业融合教育发展

围绕跨学科多专业融合教育建设,各个学校、专业、专家学者进行了大量研究与实践,国家和各地区也批准了大量相关的教学改革项目。L.APOSTEL等人于1972年主编了第一本关于“跨学科”的论著。钱学森认为,交叉学科是一个非常有前途而又重要的科学领域,开始时可能不被人所理解,或者有人不赞成,但终究会兴旺起来[1]。清华大学校长邱勇表示,21世纪的工程教育正在向跨学科交叉、跨领域、跨国家、跨文化合作转变。大学要完善促进学科交叉的体制机制,构建学科交叉人才培养体系,努力培育工程科技领域的创新人才。天津大学校长李家俊认为,新工科下一步发展,一定要抓住全面提高人才培养能力这个核心点,注重多学科交叉和跨学科人才培养,关注学生创新创业能力养成,让改革的实效真真正正体现在人才培养质量的提高上。由此可见,跨学科多专业融合教育,契合了新工科建设要求,是复杂社会发展的内在要求,是时代前行的基本需要。2020年7月教育部公布首批589项新工科研究与实践项目验收合格,获得了很多关于新工科建设的实践成果和推广示例。

二、跨学科多专业融合教育的内涵

跨学科多专业融合是指由两个或两个以上的学科交叉、整合并达到促进多专业知识、认知图式和价值观融合的目的[2]。跨学科多专业融合教育的要素可以总结为如下几个因素:

(1)解决科学与生活中的复杂问题。

跨学科融合的出现,首先是遇到现实生活中的复杂问题,用单一学科知识无法解决,而产生的必然需求。有需求就有响应。由解决复杂问题的需求,才产生单一学科知识间的开放和融合,跨学科多专业人才团队的组建,复合型人才的需要。

(2)将单一学科知识整合重组成新体系。

在问题导向的框架内,整合借鉴既有的单一学科,将几个学科内的方法论、逻辑关系、概念或理论等进行融合,通过单一学科知识间关系的辨析,学生可以形成新的知识体系,形成新的方法论,从而达到“1＋1>2”的效果[3]。

(3)问题导向的解决过程。

面对复杂现实问题,以问题导向,学生可以通过整合多学科多专业的知识体系,探索现实问题解决的可能途径,形成以“问题解决”为核心的研究范式。这种过程,是学生自我认知、自我评价、自我突破的过程[4-5]。

(4)以培养学生综合素质为目的。

培养学生综合素质是教育的目的,更是新工科教育的目的。作为心空空建设的一部分,跨学科多专业融合教育的目的,也无出其右。通过融会贯通多学科知识解决问题而培养学生综合素质能力。

三、多学科交叉融合人才培养模式构建

跨学科教育在新工科建设中成为解决传统教育故有顽疾重要的途径和手段。因此,为了培养适应新形势下社会需求的复合型拔尖创新人才,应以“新工科”建设为契机,以跨学科多专业融合为抓手,构建新型人才培养模式。

(1)理解要义,建立跨学科多专业融合教育新理念。

新工科背景下的人才培养模式,是指围绕国家重大战略需求和国际学科发展前沿,对原有专业进行创新发展,以原有专业的专业特点和学科优势为基础平台,结合地区、企业未来发展要求,增加学科交叉与综合的新特色,打造复合型创新人才培养新模式[6]。新工科理念下的人才培养,强调学生的专业技术工程能力素质和终身学习等非技术工程能力素质的无差别培养,这和以前只注重工程能力培养有根本性的颠覆。因此,教育必须进行“新工科”建设理念更新,创新跨学科多专业融合新理念,多主体协同、工程、文商兼攻,基础、实践为主,提高工科学生的附加值。大学要帮助学生在工程学习和实践的同时实现不同角色学习者的转变,即从依赖学习者到独立学习者再到合作学习者[7]。

(2)理顺关系,建立有效的跨学科多专业融合组织机构。

建立有效的跨学科组织机构可以有力支撑跨学科多专业融合教育的顺利开展。目前看,最具成效的跨学科组织是从学校层次组建的“未来技术学院”和“现代技术学院”,其组成和机构均突破了原有学科和学院的范畴,有利于学校在跨学科融合教育中实施顶层设计和资源的优化配置。因此国家推出《未来技术学院建设指南(试行)》,旨在激励和推广未来技术学院的建设。第二种组织是院系层面设立的实验班或者教学平台,如卓越班、强基班、领军人才班等等。学院可提供主要保障,可在院系范围内开展教学改革,但利用院外资源的效果不明显;再有一种常见跨学科组织是创新团队。创新团队人员多为自由组合,是在解决实际问题时,多专业老师的志同道合。这种组织比较松散,组织运行和资源配置更多依赖于团队带头人对学生的教育不系统,无法形成教育体系。有以上分析可见,“未来技术学院”是实行跨学科多专业融合教育的有效组织机构,是新工科教育发展的必然趋势[8-9]。

(3)转换思想,树立整体知识观的课程建设思想。

建立一套符合本科层次的,可覆盖、可衡量、可落实的跨学科多专业融合教育课程体系,确定相应的课程目标和教学内容,补足多学科知识在现有课程中不能融合、互不干扰的短板,是新工科背景下跨学科多专业融合建设的重要工作。我们要建设跨学科多专业融合教育,首先要转变课程建设指导思想[10]。每个人具有深刻的专业烙印,思考问题的出发点都是基于其自身知识,对其他学科不甚了解,更甚至无法了解。在跨学科课程建设中,每个教师从自我知识体系为核心进行发散,只考虑和自我认知相关的其他学科知识,必然存在局限性。因此在跨学科教育的课程建设中,首先要确定具有多专业背景,跨学科学习能力强的教师担任课程建设负责人;其次,课程建设负责人为主导,课程建设所有参与人共同讨论确定课程目标,搭建出课程体系,并进一步优化课程建设团队;最后,课程建设负责人要由制定切实可行的课程建设团队制度及知识整合方式,加快团队知识整合速度和效果[11]。

(4)项目先导,打造跨学科研究创新平台。

跨学科研究创新平台的建设与发展可以打破传统按“院-系-专业”划分的藩篱,冲破学科界限束缚,是多学科交叉的一个重要体现[12]。对于传统专业和学科,学生已经被分配到各个学院专业,学生已经相对固化,开展跨学科多专业教育的难度会增加很多。以项目为导向,以创新平台为支撑,通过各种学生竞赛和科技项目,将不同专业学生构成团队,团队内部和不同团队间的学生相互进行学术交流与沟通,从而实现对学生跨学科融合的教育,培养学生综合素质。同时,跨学科研究创新平台的构建可以优化配置不同院系的资源,增强教师的交流,提高实验设备的使用率[13]。

四、结语

跨学科多专业融合体现了科学世界的整体性,符合现代学科发展规律。跨学科多专业融合教育建设不仅是国家和社会发展需要的必然需求,也是高校自身发展的必然要求,在“新工科”建设的背景下,跨学科多专业融合教育建设更是得到广泛的关注[14]。国家相继推出了一系列政策措施,解决建设过程中遇到的障碍制约。在跨学科多专业融合教育建设过程中,要充分认识知识整体性及综合性,遵循科学的

发展趋势,从战略高度看待跨学科多专业融合教育建设的重要意义,确立新的教育理念和教育模式,建立复合型创新人才的培养模式,多举措、共发力,促进跨学科多专业融合教育建设更快发展[15]。

【参考文献】:

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