基于知識深度融合的跨學科通識教育課程建設

摘要 為了適應市場需求，高等學校正著力培養復合型人才，對于多科型綜合性大學，具有跨學科領域特性的通識教育課程對本科教學計劃中的課程設置更具重要參考意義。本文以自修復控制為例，將其中的功能冗余技術、故障診斷技術、主動容錯/被動容錯控制技術等與生產管理、道路交通管理、演唱藝術等進行知識深度融合研究，將自修復控制技術在控制學科及跨學科領域推廣，在國內高校首次開設《自修復控制與應用》通識教育課程。

關鍵詞 知識融合 通識教育課程 自修復控制

中圖分類號：G423 文獻標識碼：A

Interdisciplinary General Education Curriculum

Based on Deep Integration of Knowledge

CHEN Fuyang

(College of Automation Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing， Jiangsu 210016)

AbstractIn order to meet market demand， higher education is to cultivate versatile talents， for the type of multidisciplinary comprehensive university， with interdisciplinary characteristics of general education courses for undergraduate teaching programs in the curriculum has more important reference value. This paper takes self-healing control as an example， have a deep integration of knowledge of feature redundancy， fault diagnosis， fault-tolerant active / passive fault tolerant control technology and production management， traffic management， concerts and arts， promote the self-healing control in the control subjects and cross-disciplinary fields， first introduced \"self-healing control and application \" general education courses in colleges and universities.

Key wordsknowledge integration; general education course; self-healing control

當代社會歷史的客觀進程、科學技術問題、經濟問題、社會發展問題和環境問題等所具有的高度綜合性質，不僅要求自然科學、技術科學和社會的各主要部門進行多方面的廣泛合作，綜合運用多學科、跨學科的知識和方法，而且要求把自然科學、技術和人文社會科學知識結合成為一個創造性的綜合體。目前人類面臨的問題的高度綜合性質和跨學科性質，決定了當代自然科學和技術必須與人文社會科學等結合，這是當今科學發展的新趨勢和新特點。

高等學校為了適應目前市場需求，正著力培養復合型人才，尤其南京航空航天大學是一所以工科為基礎的多科型綜合性大學，具有跨學科領域特性的通識教育課程對本科教學計劃中的課程設置更具重要參考意義。

我校以自然科學類控制學科近年來發展起來的新技術自修復控制為基礎，在控制學科及跨學科領域推廣自修復控制技術，推動自修復控制技術的發展，在國內高校首次開設了《自修復控制與應用》通識教育課程，進而在國內率先編輯出版《自修復控制與應用》專著或教材，提高學校在該領域的知名度，在自修復控制的應用與推廣方面處于領先地位。將通識教育課程《自修復控制與應用》面向全校本科生開課，使工科學生開拓視野，在各個領域中充分運用自修復控制技術解決實際問題，同時也可使其他學科領域的學生充分運用該通識教育課程知識解決各自研究領域中的疑難問題。

1 國內外研究現狀

通識教育課程建設與實踐是和通識教育研究的發展分不開的。通識教育研究發達的國家，在大學課程教育中通識教育課程的設置就相對較多，也比較合理。這些國家的大學課程中25%的課程屬于通識教育研究領域，而且這個比例越來越高，課程設置基本上遵循單一學科知識抓基礎理論，通識教育知識抓應用的格局，即單一學科課程知識要“精”，通識教育課程知識要“廣”。

美國以其優越的地理及歷史環境，從兩次世界大戰到今，科學一直處于世界領先地位，其通識教育研究領域也是處于先進行列，代表著世界通識教育研究發展的趨勢。戰后的德國科技發展后來居上，其通識教育研究領域在世界范圍顯示出相當優勢。戰后以科技立國的日本也顯示出經濟大國在科研領域的巨大實力。英、法兩國分別代表著歐洲文化與科學的傳統與精華，在科研領域仍然保持穩步前進的姿態。

我國通識教育研究的特點，第一：是在中外文化碰撞的背景下孕育成長起來的；第二：是在經濟體制轉換的條件下起步和發展起來的；第三：是在科學技術現代化的進程中興旺發達起來的；第四：在我國的通識教育研究活動中，政府的作用占據主導地位；第五：我國通識教育的專題研究與交叉學科建設同步發展，通識教育研究與單一學科研究相輔相成。

由于種種原因，我國大部分大學的課程設置，通識教育課程比例較低，在教學計劃中有的甚至還達不到10%。而隨著我國經濟的發展，市場越來越需要復合型人才，需要大學培養出來的學生具有多學科知識結構。目前，許多大學越來越重視通識教育課程的建設和實踐，正逐步將教學計劃中通識教育課程的比例加大。

我國許多大學的通識教育研究水平已經接近和達到國際水平，但是通識教育課程設置離國際水平還相對較遠。南京航空航天大學教務處逐年重視通識教育課程在本科教學課程表中的設置，2009年已立項進行《自修復控制與應用》通識教育課程的建設與實踐教改項目研究。

2 主要研究成果

本文主要對自修復控制技術進行應用型研究，跟蹤國際上自修復控制技術的應用研究；將自修復控制技術的應用從自然科學領域移植到其他領域中。首先將自修復控制技術中功能冗余技術、故障診斷技術、主動容錯/被動容錯控制技術、自適應控制技術等應用到生產管理控制、道路交通管理控制、演唱藝術等實踐中；其次將本課題最新研究出的自修復控制應用成果有針對性地移植到非自然科學中去。將通識教育研究的成果進行整理總結編寫教材《自修復控制與應用》；設計制作《自修復控制與應用》通識教育課程網站；開設全校公共選修課程《自修復控制與應用》。

目前的生產管理、道路交通管理等社會科學領域均采用傳統的、簡單的反饋控制，本項目采用了適用范圍廣、控制效果好的自修復控制技術來豐富這些領域的控制技術研究，利用自然科學成果推動社會科學的發展，同時對諸如演唱藝術這些非自然科學領域開展控制問題研究。也拓展了自修復控制的應用范圍，加強了通識教育研究的知識深度融合。

《自修復控制與應用》通識教育課程的開設不僅使工科專業學生開拓視野，擴大自修復控制技術的應用范圍；而且還能使其他學科(諸如人文學科)的本科生加強對自然科學方法的認識與應用。在國內高校首次開設《自修復控制與應用》通識教育課程，進而在國內率先編輯出版《自修復控制與應用》專著或教材，提高學校在該領域的知名度，使學校在自修復控制技術的應用與推廣方面處于領先地位。

課程建設初期以自修復控制應用技術(功能冗余技術、故障診斷技術、自適應控制技術等)作為研究基礎，搭建《自修復控制與應用》通識教育課程的自修復控制技術框架。中期針對生產管理、道路交通管理、歌唱藝術等領域的控制問題建模，同時搭建通識教育課程的完整框架。中后期進行總結并撰寫《自修復控制與應用》專著或教材(學校自編講義或出版社出版)，同時配套設計制作課程課件(采用PPT軟件)。后期進行該通識教育課程的網站設計制作(采用ASP軟件)，并正式開設全校公共選修課程《自修復控制與應用》，可供航空宇航學院、動力工程學院、信息與科學技術院、機電學院、材料學院、民航學院、經管學院等等近30個專業的本科生選修《自修復控制與應用》課程。

復合型人才包括知識復合、能力復合、思維復合等多方面。當代社會歷史的客觀進程、科學技術問題、經濟問題、社會發展問題和環境問題等所具有的高度綜合性質，不僅要求自然科學、技術科學和社會的各主要部門進行多方面的廣泛合作，綜合運用多學科、跨學科的知識和方法，而且要求把自然科學、技術和人文社會科學知識結合成為一個創造性的綜合體?！蹲孕迯涂刂婆c應用》通識教育課程的開設不僅使工科專業學生開拓視野，擴大自修復控制技術的應用范圍，而且還能使其他學科(諸如人文學科)的本科生加強對自然科學方法的認識與應用。是與當今科學發展的新趨勢和新特點與時俱進的一項重要研究成果。

南京航空航天大學2009年第二批教育教學改革研究立項資助項目(V0951-032)