學(xué)科交叉融合新工科建設(shè)的重要路徑

學(xué)科交叉融合：新工科建設(shè)的重要路徑林祥檉【摘要】學(xué)科之間廣泛交叉、深度融合，已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)和工程技術(shù)發(fā)展的重大趨勢，對于推進新工科建設(shè)和發(fā)展具有重要意義.當前，高校學(xué)科之間的交叉融合還面臨觀念、組織、知識、制度等方面的障礙，亟需構(gòu)建有利于學(xué)科交叉滲透、融合發(fā)展的組織架構(gòu)、體制機制和良好環(huán)境，有效破除學(xué)科壁壘，實現(xiàn)不同學(xué)科協(xié)同發(fā)展、協(xié)同攻關(guān)、協(xié)同育人.【期刊名稱】《中國輕工教育》【年(卷)，期】2018(000)004【總頁數(shù)】5頁(P5-9)【關(guān)鍵詞】學(xué)科;交叉融合;新工科建設(shè);路徑【作者】林祥檉【作者單位】天津科技大學(xué)，天津300222【正文語種】中文【中圖分類】G647當今時代，學(xué)科之間廣泛交叉、深度融合已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)和工程技術(shù)發(fā)展的重大趨勢，正深刻改變著大學(xué)的辦學(xué)理念、組織結(jié)構(gòu)、教育模式和管理制度。多學(xué)科交叉融合，不僅能夠產(chǎn)生新的學(xué)科專業(yè)、新的學(xué)科發(fā)展方向和增長點，而且能夠產(chǎn)生新的研究成果、發(fā)明專利、工程產(chǎn)品、先進技術(shù)并推動新產(chǎn)業(yè)的形成［1］，對于推進新工科建設(shè)和發(fā)展具有重要意義。一、學(xué)科交叉融合：建設(shè)和發(fā)展新工科的必然要求學(xué)科之間交叉融合，是現(xiàn)代科學(xué)和工程技術(shù)發(fā)展的顯著特征，也是發(fā)展新興工科專業(yè)和培養(yǎng)新型工程科技人才的重要途徑。學(xué)科交叉融合是推動科技進步的重要動力。從科學(xué)發(fā)展史來看，整個現(xiàn)代科學(xué)是沿著綜合——分化——再綜合的軌跡向前發(fā)展的。［2］第二次世界大戰(zhàn)以后，科學(xué)活動已由個體行為顯著地轉(zhuǎn)變?yōu)槿后w性的社會事業(yè)［3］，許多重大科技突破都孕育于學(xué)科之間的交叉融合，如諾貝爾自然科學(xué)獎成果中有半數(shù)以上屬于交叉學(xué)科研究成果［4］。進入新世紀以來，“自然科學(xué)奔向社會科學(xué)”［5］、“社會科學(xué)奔向自然科學(xué)”［6］等學(xué)科交叉融合的潮流更加強勁。2004年，美國國家科學(xué)院協(xié)會發(fā)表《促進交叉學(xué)科研究》(FacilitatingInterdisciplinaryResearch)的報告；2005年，中國科學(xué)院組織科學(xué)家提出了“21世紀100個交叉科學(xué)難題”，涉及自然科學(xué)、社會科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)乃至哲學(xué)之間的大跨度、多方式的廣泛交叉。這些都充分反映了當代科學(xué)技術(shù)整體化發(fā)展的趨勢。學(xué)科交叉融合是孕育新興工科的重要源泉交融性是新工科的學(xué)科特征，表現(xiàn)在新工科往往是由多個學(xué)科的交叉、融合、滲透或拓展而形成的。［7］比如，物聯(lián)網(wǎng)工程、智能科學(xué)與技術(shù)、機器人工程等新興工科專業(yè)的產(chǎn)生，無不依賴于多學(xué)科之間的交叉融合。可以說，此類交叉學(xué)科的涌現(xiàn)，已成為當代學(xué)科發(fā)展最為顯著的特點。［8］正因如此，近年來國家反復(fù)強調(diào)，要推進學(xué)科交叉融合，積極發(fā)展交叉學(xué)科。比如，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》提出，要優(yōu)化學(xué)科專業(yè)類型、層次結(jié)構(gòu)，促進多學(xué)科交叉和融合；《國家教育事業(yè)發(fā)展〃十三五”規(guī)劃》強調(diào)，要推動高校加快新興交叉學(xué)科建設(shè)，通過專業(yè)改造等方式設(shè)置復(fù)合型專業(yè)。學(xué)科交叉融合是解決重大工程問題的現(xiàn)實需要現(xiàn)代工程問題往往不是單一學(xué)科的問題，其解決方案自然超出了單一學(xué)科的范疇，而需要多學(xué)科、多層面、多方位的交叉融合形成綜合解決方案。比如，近年來我國在載人航天、載人深潛、大型飛機、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、超級計算機、高鐵裝備等方面取得的重大突破，無一不是多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)的結(jié)果。特別是面對諸如能源、城市、生態(tài)環(huán)境等具有高度綜合性、復(fù)雜性的棘手問題，〃沒有某一門專門學(xué)科的研究僅靠本專門學(xué)科單科獨進的方式可以深入下去”［9］。同樣，對于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術(shù)的研究，單一學(xué)科往往舉步維艱，而需要多學(xué)科合作研究、協(xié)同攻關(guān)。學(xué)科交叉融合是培養(yǎng)新型工程科技人才的有效途徑交叉與融合是工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的著力點。［10］這是因為，面對日益綜合化和復(fù)雜化的工程問題，未來工程科技人才必須具有多學(xué)科視野和解決復(fù)雜問題能力。特別是隨著科學(xué)技術(shù)不斷走向綜合和學(xué)科邊界日益模糊，多學(xué)科知識背景和跨學(xué)科思維能力越來越成為拔尖創(chuàng)新人才必須具備的基本素質(zhì)，交叉學(xué)科教育正在成為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的重要途徑和方法，成為世界各國大學(xué)教育改革的基本趨勢。［11］因此，大學(xué)亟需樹立綜合化工程教育理念，探索跨學(xué)科教育模式，改變傳統(tǒng)工科專業(yè)過窄過細的弊端，著力培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科視野和跨界整合能力。［12］二、學(xué)科壁壘：學(xué)科交叉融合的現(xiàn)實障礙當前，我國跨學(xué)科科學(xué)研究和人才培養(yǎng)整體上還處于起步階段，學(xué)科之間在觀念、組織、知識、制度等方面還存在重重壁壘，嚴重制約著學(xué)科交叉融合的實質(zhì)推進。一是觀念壁壘。在大學(xué)中，人們習慣于按學(xué)科對教師進行分類，因而在教師中形成了根深蒂固的學(xué)科歸屬意識和身份認同。在這種歸屬意識和身份認同影響下，同一學(xué)科領(lǐng)域的教師形成了一個以學(xué)科為中心的〃學(xué)術(shù)堡壘”，他們固守自己的〃一畝三分地”，與本學(xué)科之外的人員〃雞犬之聲相聞，老死不相往來”，進而使學(xué)科之間的鴻溝進一步加深和固化。同時，〃同行相輕”、“寧為雞首、不為牛后”等觀念和現(xiàn)象也在一定程度上加劇了學(xué)科之間的分割狀態(tài)，甚至造成同一學(xué)科之內(nèi)的門戶之見和門派之爭，使不同學(xué)科、不同學(xué)科方向之間的合作變得更加困難。二是組織壁壘。院系是學(xué)科開展教學(xué)科研活動的基本組織。從哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)等世界一流大學(xué)來看，其學(xué)院數(shù)量多在10個左右。其中，斯坦福大學(xué)僅設(shè)7個學(xué)院，學(xué)院內(nèi)部學(xué)科跨度較大，如工程學(xué)院基本上涵蓋了本校計算機、航空航天、生物、化學(xué)、土木、環(huán)境、電氣、材料、機械等工程領(lǐng)域所有學(xué)科。大跨度的學(xué)院設(shè)置，無疑為學(xué)科的交叉融合創(chuàng)造了便利條件。無怪乎斯坦福大學(xué)音樂與聲學(xué)計算機研究中心副教授王戈（GeWang）表示，〃斯坦福大學(xué)是一個創(chuàng)造性事物在許多不同學(xué)科的交叉點自然發(fā)生的地方”。然而，我國大學(xué)二級學(xué)院（系）的設(shè)置通常是以單一或個別學(xué)科為基礎(chǔ)，院系設(shè)置過多過細、學(xué)科覆蓋范圍過窄的問題較突出。比如，我國綜合性大學(xué)的二級學(xué)院（系）數(shù)量多在20個以上，有的甚至多達40個。這些實體化的院系就像一個個獨立王國，彼此界限分明、關(guān)系松散，使學(xué)科資源共享和跨學(xué)科合作面臨諸多障礙。三是知識壁壘。長期以來，受傳統(tǒng)的單一學(xué)科培養(yǎng)模式制約，我國大學(xué)人才培養(yǎng)中〃博士不博”的現(xiàn)象較突出，師生知識結(jié)構(gòu)普遍較為單一。過于單一的學(xué)科背景和狹窄的學(xué)術(shù)視野，極易造成思維僵化，使師生在開拓新的研究領(lǐng)域、提出新的研究視角、運用新的研究方法、發(fā)現(xiàn)新的研究切入點等方面受到很大限制。對于知識結(jié)構(gòu)單一的多數(shù)師生來說，跨越知識壁壘，開展跨學(xué)科交流與研究，并非易事。特別是具有交叉學(xué)科背景的高水平師資力量薄弱，已經(jīng)成為大學(xué)交叉學(xué)科發(fā)展面臨的共性問題。而具有多學(xué)科背景、能夠領(lǐng)導(dǎo)多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)的戰(zhàn)略科學(xué)家和學(xué)科帶頭人尤為稀缺。四是制度壁壘。從我國大學(xué)現(xiàn)行管理體制看，學(xué)科是申報項目、申請經(jīng)費、培養(yǎng)人才、授予學(xué)位的基礎(chǔ)和依據(jù)，一些交叉研究領(lǐng)域由于未獲得學(xué)科地位而處于邊緣化境地。大學(xué)跨學(xué)科研究的利益分配機制和人員流動機制不完善，學(xué)校資源配置、人事聘任、考核評價等通常都以院系為單位，實驗室等學(xué)科資源也往往分散在不同院系、缺乏統(tǒng)一管理，這種條塊分割的管理體制加劇了學(xué)科之間的隔閡。同時，由于交叉學(xué)科研究往往具有探索性，研究周期長、資金投入多、結(jié)果不確定性大、失敗風險高、階段性成效不明顯，而當前我國多數(shù)大學(xué)對教師的評價周期過短，且以直接考核個人為主，導(dǎo)致教師更多關(guān)注短期目標和個人得失，故而從事交叉學(xué)科研究的積極性不高。三、走向協(xié)同：學(xué)科交叉融合的推進路徑推進學(xué)科交叉融合，就要構(gòu)建有利于學(xué)科交叉滲透、融合發(fā)展的組織架構(gòu)、體制機制和良好環(huán)境，有效破除學(xué)科壁壘，實現(xiàn)不同學(xué)科協(xié)同發(fā)展、協(xié)同攻關(guān)、協(xié)同育人。做好交叉學(xué)科發(fā)展規(guī)劃宏觀層面，國家和地方的教育、科技等部門要根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展需要，制定交叉學(xué)科研究規(guī)劃和交叉學(xué)科發(fā)展規(guī)劃，建立健全支持交叉學(xué)科發(fā)展的政策體系，積極發(fā)展交叉科學(xué)研究專門刊物，加強對大學(xué)交叉學(xué)科研究、交叉學(xué)科設(shè)置等的指導(dǎo)。學(xué)校層面，各大學(xué)應(yīng)從戰(zhàn)略高度充分認識交叉學(xué)科建設(shè)的重要性，根據(jù)學(xué)校辦學(xué)傳統(tǒng)、特色優(yōu)勢和發(fā)展戰(zhàn)略，精心謀劃交叉學(xué)科發(fā)展，推進工科之間交叉復(fù)合、工科與其他學(xué)科交叉融合，形成新的研究領(lǐng)域和研究特色，從而使學(xué)科優(yōu)勢更突出、特色更鮮明；同時，要充分用好學(xué)科設(shè)置自主權(quán)，努力將交叉學(xué)科納入學(xué)科目錄，給予其應(yīng)有的地位，夯實交叉學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)。優(yōu)化學(xué)科組織結(jié)構(gòu)創(chuàng)新學(xué)科組織，打破條塊分割的學(xué)科壁壘，構(gòu)建有利于學(xué)科交叉融合的學(xué)科組織體系。一方面，要推進現(xiàn)有學(xué)科組織優(yōu)化整合。比如，為克服院系設(shè)置過多帶來的弊端，北京大學(xué)、浙江大學(xué)、吉林大學(xué)等一批大學(xué)積極推進學(xué)部制改革。所謂〃學(xué)部制”改革，是指在高校內(nèi)部學(xué)校和學(xué)院兩個層次之間增加〃學(xué)部”一級學(xué)術(shù)性組織或管理機構(gòu)，以促進學(xué)科交叉融合和相關(guān)院系的資源整合。［13］例如，浙江大學(xué)成立了人文學(xué)部、社會科學(xué)學(xué)部、理學(xué)部、工學(xué)部、信息學(xué)部、農(nóng)業(yè)生命環(huán)境學(xué)部、醫(yī)藥學(xué)部等7個學(xué)部，涵蓋36個二級院系，學(xué)部作為學(xué)術(shù)分類管理平臺，承擔學(xué)科規(guī)劃、專業(yè)建設(shè)等學(xué)術(shù)職能。另一方面，為了更好地從組織機構(gòu)、經(jīng)費、人員、管理等方面保障交叉學(xué)科發(fā)展，可單獨設(shè)置交叉學(xué)科院系，如復(fù)旦大學(xué)的大數(shù)據(jù)學(xué)院、中國科學(xué)院大學(xué)的人工智能技術(shù)學(xué)院、東北大學(xué)的機器人科學(xué)與工程學(xué)院等均為獨立建制的教學(xué)科研實體單位。推進交叉學(xué)科研究平臺建設(shè)作為現(xiàn)代大學(xué)的重要組成部分，實驗室、研究中心等科研平臺在促進跨學(xué)科研究和人才培養(yǎng)方面具有重要作用。要加快推進學(xué)科間的交流與合作，建立相對獨立于各院系的交叉學(xué)科研究平臺是一種快捷而有效的方式。要支持設(shè)立一批跨院系、跨學(xué)科的研究基地，包括實驗室、研究中心、研究院、研究所等實體或虛體的交叉學(xué)科研究平臺，促進學(xué)術(shù)創(chuàng)新和交叉研究成果的涌現(xiàn)。例如，北京大學(xué)于2006年成立了前沿交叉學(xué)科研究院，涵蓋數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、工學(xué)等學(xué)科的數(shù)百個交叉研究領(lǐng)域；上海交通大學(xué)于2015年宣布建設(shè)生命與環(huán)境交叉平臺，融合了生命、環(huán)境、食品、醫(yī)藥、化學(xué)化工等10余個學(xué)科方向?？傊嘘P(guān)部門和大學(xué)要引導(dǎo)各學(xué)科圍繞問題而非學(xué)科來組織科研工作，特別是要聚焦國家及地方戰(zhàn)略需求和科技前沿問題，設(shè)立交叉學(xué)科科研平臺，開展多學(xué)科、跨學(xué)科研究。建設(shè)跨學(xué)科教學(xué)科研團隊當前影響大學(xué)學(xué)術(shù)研究和科技工作的一個突出問題就是力量分散，〃單干戶”、〃夫妻店”、“小作坊”多，而力量充足、結(jié)構(gòu)合理、協(xié)作緊密的高水平創(chuàng)新團隊少。為適應(yīng)科技整體化發(fā)展的趨勢和培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合型人才的需要，大學(xué)應(yīng)以重大科研平臺和重大科研項目為依托，大力推進跨學(xué)科學(xué)術(shù)團隊建設(shè)，組建風險共擔、成果共享、相對穩(wěn)定、整體考核的緊密型跨學(xué)科團隊。一方面，要大力引進和培養(yǎng)交叉學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人。學(xué)術(shù)帶頭人對學(xué)科的發(fā)展壯大具有難以替代的作用，決定著學(xué)科交叉融合的深度，是推進跨學(xué)科研究和交叉學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵。要積極培養(yǎng)和引進學(xué)術(shù)視野開闊、學(xué)術(shù)水平高、組織能力強的學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人才，發(fā)揮其帶頭作用，科學(xué)把握學(xué)科發(fā)展方向，增強學(xué)科隊伍凝聚力，使交叉學(xué)科盡快占領(lǐng)學(xué)術(shù)制高點。另一方面，要加強交叉學(xué)科后備人才隊伍建設(shè)。組織和引導(dǎo)青年教師開展跨學(xué)科學(xué)習與研究、參與跨學(xué)科研究團隊，培養(yǎng)其跨學(xué)科意識與能力。例如，浙江大學(xué)實施了“青年教師交叉學(xué)習培養(yǎng)計劃”，通過跨學(xué)科學(xué)習，使青年教師系統(tǒng)了解相關(guān)學(xué)科的基本理論與方法、學(xué)科之間的交叉情況及研究前沿等，從而拓展其學(xué)科思維、開闊其研究視野、提高其創(chuàng)新能力。構(gòu)建有利于學(xué)科交叉的體制機制要突破以學(xué)科界限為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)管理體制，建立有利于交叉、開放和共享的運行機制。例如，在資源管理方面，要改革實驗室等學(xué)科資源管理體制，打破條塊分割、相互封閉的管理格局，對實驗室等資源實行全校統(tǒng)一管理、統(tǒng)籌使用，促進學(xué)科資源共享，最大限度地利用好有限的資源。在用人機制方面，可探索實行一人多崗綜合評聘制度或設(shè)立交叉學(xué)科專門崗位，建立柔性用人機制和人才共享機制，打破師資歸屬的院系壁壘，促進不同學(xué)科之間的人員交流。如美國一些大學(xué)設(shè)立聯(lián)合聘用(JointAppointment)崗位或稱交叉學(xué)科教師聘用(InterdisciplinaryFacultyAppointment)崗位，聘請交叉學(xué)科學(xué)者(InterdisciplinaryScholars)從事交叉學(xué)科科研與教學(xué)工作。在一些大學(xué)，參與聯(lián)合聘用的教師占全體教師的比例達到10%。[14]在考核評價機制方面，對于交叉學(xué)科的重要科研平臺和創(chuàng)新團隊，可實行學(xué)術(shù)特區(qū)管理和團隊考核模式，擴大其在人員評聘、薪酬管理等方面的自主權(quán)。要根據(jù)交叉學(xué)科科研難度大、周期長等特點，適當延長考核周期，鼓勵交叉學(xué)科團隊聚焦大問題、承擔大項目、產(chǎn)出大成果。在業(yè)績考核、職稱評稱中，對于跨學(xué)科研究的重大成果，允許參與研究的各學(xué)院、各教師按權(quán)重共同享有，以鼓勵集體攻關(guān)進行創(chuàng)造性的交叉研究。在投入機制方面，要改革過多基于單一學(xué)科的經(jīng)費投入機制，完善交叉學(xué)科研究資助體系，強化對交叉學(xué)科發(fā)展的經(jīng)費保障。如2018年度國家自然科學(xué)基金資助范圍新增人工智能（申請代碼F06）和交叉學(xué)科中的信息科學(xué)（申請代碼F07）兩大領(lǐng)域，支持人工智能與其他自然科學(xué)、人文社會科學(xué)等領(lǐng)域的研究人員共同探索學(xué)科交叉領(lǐng)域中的新概念、新理論、新方法和新技術(shù)，促進信息科學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科交叉領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、基本方法和關(guān)鍵技術(shù)研究。各地方、各大學(xué)也要通過設(shè)立專項基金、擴大資助范圍等措施，加大對交叉學(xué)科科研的資助力度，為交叉學(xué)科發(fā)展提供更有力的保障。營造跨學(xué)科交流合作的良好氛圍大學(xué)要通過學(xué)術(shù)報告會、學(xué)術(shù)講座、學(xué)術(shù)沙龍等多種方式，積極推進跨學(xué)科、跨院系的學(xué)術(shù)交流，使不同學(xué)科的人員在彼此了解、深入交流中，開闊學(xué)術(shù)視野、碰撞思想火花、尋找合作空間，推動產(chǎn)生新的研究領(lǐng)域和研究亮點。要加大對交叉學(xué)科研究前沿和重大成果的宣傳力度，引導(dǎo)廣大教師打破“一畝三分地”的保守觀念，增強開展跨學(xué)科交流合作的積極性主動性，形成兼容并包、重視合作的學(xué)術(shù)環(huán)境。要營造鼓勵創(chuàng)新、善待挫折、寬容失敗、激勵成功的良好氛圍，讓廣大教師熱心、安心、靜心從事交叉學(xué)科研究與教育?！鞠嚓P(guān)文獻】林健.多學(xué)科交叉融合的新生工科專業(yè)建設(shè)[J].高等