“新工科”背景下跨學科課程建設的現(xiàn)狀與思考

周愛霞，郭酉函，溫雅婷，楊平呂

（國防科技大學氣象海洋學院，湖南 長沙 410073）

0 引言

在科技飛速發(fā)展的今天，跨學科已經(jīng)成為當代科技發(fā)展的重要特征，各學科技術領域之間呈現(xiàn)相互滲透相互影響的趨勢，不論是科學上的重大發(fā)現(xiàn)，還是技術上的重大突破，都需要各學科領域的相互配合，相互融合。高校教育需要培養(yǎng)具有跨學科、跨產(chǎn)業(yè)、跨界整合能力的復合型人才來服務于國家發(fā)展戰(zhàn)略，為此，教育部積極推進“新工科”建設，形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”。在“新工科”背景下，跨學科教育教學成為高校教育的重要發(fā)展方向，各地高校紛紛推出具有跨學科性質(zhì)的改革措施，以響應和實踐“新工科”建設對跨學科人才培養(yǎng)和學科建設的要求[1]。

跨學科課程的建設和教學改革是進行跨學科教育，培養(yǎng)跨學科人才，實現(xiàn)“新工科”建設目標的重要途徑。對于跨學科課程的建設，國外特別是歐美國家起步較早，積累了很多成功經(jīng)驗。而我國則僅處于起步階段，對于如何建設跨學科課程，急需進行相應理論研究和教學實踐，厘清一些基本問題，如：何為跨學科課程？為何建設跨學科？如何建設跨學科課程？有哪些經(jīng)驗可以借鑒？跨學科課程教學模式和教學方法與傳統(tǒng)課程有何不同？

本文在總結國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎上，對跨學科課程的概念和優(yōu)勢進行分析，對國內(nèi)外跨學科課程的建設現(xiàn)狀和經(jīng)驗進行梳理，并結合自身課程開設經(jīng)驗，對跨學科課程建設的思路提出建議，以期為跨學科課程的建設提供借鑒。

1 跨學科課程概念及其優(yōu)勢

所謂跨學科課程，也稱交叉學科課程，是指超過一個學科范圍研究內(nèi)容的課程，通常是圍繞一個跨學科問題，將多學科知識整合在一起進行學習和研究。跨學科課程需要跨越學科之間的界限，把多個學科知識融合在一起，建立內(nèi)容間有意義的聯(lián)系，使學生在廣闊的領域中學習。與傳統(tǒng)單學科課程相比，跨學科課程在人才培養(yǎng)方面有如下特點和優(yōu)勢：

（1）跨學科課程往往能更好地貼近崗位和社會需求。任何崗位工作通常都需要多學科、多領域的知識和能力，而傳統(tǒng)的課程教學，是將這些知識按學科領域切割到不同的課程中進行學習，因此傳統(tǒng)的單學科課程內(nèi)容設計往往更注重其學科體系。但這種傳統(tǒng)教學模式容易造成內(nèi)容和知識的過分切割和碎片化，學生從不同課程中學習到碎片化的知識，卻不知道如何將這些碎片化的知識提取和融合在一起解決崗位中遇到的真實問題。而跨學科課程往往針對某個問題或某個應用而開展教學，其目標就是要運用不同課程學到的不同學科、不同領域的知識，綜合解決的崗位中面臨的實際問題，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思維模式。因此跨學科課程內(nèi)容上往往更能貼近崗位需求，形式上也更貼近學生未來的工作場景，能更好地培養(yǎng)學生未來工作需要的知識和能力。

（2）跨學科課程能夠培養(yǎng)學生從多學科、多角度思考問題的習慣，幫助學生樹立整體知識觀，能夠更好地培養(yǎng)學生的整體思維能力和創(chuàng)新能力。跨學科課程可以使學生學會比較不同學科的觀點，從多角度看待問題，使學生體驗將不同領域知識綜合到一起解決實際問題，或從多個領域視角，多種方法解決同一問題的過程，而這樣的過程更符合人的整體認知特點，也更符合科學發(fā)展的綜合化趨勢，能夠促進學生學習的綜合化，彌補傳統(tǒng)單學科教學造成的知識碎片化嚴重的問題，幫助學生形成跨越學科界限的知識視野，也有利于培養(yǎng)學生的整體思維能力、批判性思考和創(chuàng)造性思維能力[2]。

（3）跨學科課程能夠提升學生協(xié)作的能力與技巧[3]，提升學生的團隊意識。跨學科課程通常以專題、任務或項目的形式開展，需要不同專業(yè)背景的學生相互研討，或需要多名學生協(xié)同合作才能完成老師布置的任務和作業(yè)，可以培養(yǎng)學生協(xié)同工作的能力，能使學生更好地適應未來的工作崗位，獲得更好的工作成績。

2 國內(nèi)外跨學科課程建設研究現(xiàn)狀

國外高校在跨學科教育上起步早，發(fā)展較為成熟，積累了較多成熟的經(jīng)驗，特別是美國的大學跨學科教育和跨學科課程發(fā)展成果突出[4]。美國大學自20世紀90年代開始重視跨學科課程的開發(fā)、設置和教學，通過開設跨學科課程，增強課程體系結構的緊密度，提高教育的效果和效率[5]。麻省理工學院非常重視跨學科課程的建設，開設了大量跨學科課程，占全校課程總量32%[5]。加州大學洛杉磯分校也行了跨學科課程改革，涵蓋了自然科學、社會科學、工程學、藝術和人文學科；杜克大學通過“焦點計劃”在跨學科課程的開發(fā)和建設實踐方面提供了很好參照范本；普林斯頓大學開設了具有跨學科課程特點的“綜合科學”課程，以數(shù)學為基礎，整合了物理、化學、生物以及計算機科學等多學科多領域的核心內(nèi)容，培養(yǎng)學生發(fā)新問題以及利用多學科知識解決問題的能力[6]。這反映出美國高校的人才培養(yǎng)工作主動適應科學研究創(chuàng)新需要，聚焦社會問題解決。

我國跨學科教育與跨學科課程實踐起步較晚，受到我國傳統(tǒng)單一學科文化體制的制約，在實際的開展過程中遇到許多問題，但越來越多的高校和老師逐漸重視跨學科教育實踐和跨學科課程建設。西南交通大學推出了30余門跨學科通識課。電子科技大學持續(xù)打造通識類跨學科課程，同時著力建設一批面向本科生的跨學科與集成創(chuàng)新人才培養(yǎng)項目。陳彥，徐利梅探索了數(shù)字電路課程的跨學科教學，將“數(shù)字電路”和計算機、力學、管理等學科結合到一起，進行跨學科課程建設和教學改革[1]。杭文等將“問題驅(qū)動”教學法應用于跨學科課程“運輸經(jīng)濟學”，對問題體系設計、教學組織和實施方式進行了探討[7]。黃慧萍從知識點重構的角度，對機電類跨學科課程的建設進行了探討[8]。陳淑燕重點對跨學科課程“交通數(shù)據(jù)挖掘技術”教學方法與研討環(huán)節(jié)設計進行了探討[9]。這些嘗試都為跨學科課程的建設提供了有益的經(jīng)驗。

3 我國跨學科課程建設中面臨的主要問題

在“新工科”背景下，跨學科課程以其不同于單學科分科教學的獨特價值和顯著優(yōu)勢，越來越受到重視，但我國跨學科課程建設起步較晚，其效果還不盡人意，在跨學科課程建設中還存在著諸多問題，主要表現(xiàn)在：

（1）對跨學科課程教學的重要性認識不足，投入不夠，跨學科課程仍處于邊緣、非主流狀態(tài)。目前，在傳統(tǒng)專業(yè)劃分背景下，學科劃分細、分割嚴重，影響了跨學科跨專業(yè)的合作研究和教學，跨學科課程開設數(shù)量相對較少，很多跨學科課程只是作為一種“嘗試”“探索”而存在，很多高校在跨學科課程的建設和投入上還存在猶豫不前的狀態(tài)，對于跨學科課程建設的意義認識和投入不足，教師投入跨學科課程建設的熱情還沒有被調(diào)動起來。

（2）跨學科課程教師的培養(yǎng)存在較大難度。要想獲得較好的跨學科教育成果，教師是其中極為重要的環(huán)節(jié)，培養(yǎng)專業(yè)、成熟的跨學科課程任課教師是當務之急。跨學科課程需要教師具備多學科、多領域?qū)I(yè)知識，但多數(shù)教師成長于單一學科培養(yǎng)模式，往往只具備相對單一的學科專業(yè)背景，加之缺乏相應的跨學科課程師資培養(yǎng)機制，任課教師往往需要經(jīng)過多年的跨學科研發(fā)工作才能對跨學科課程有較深的理解。因此承擔此類課程需要多年的積累，教師成長周期長，素質(zhì)要求高、培養(yǎng)難度大。

（3）教學資源相對匱乏，課程建設難度大。目前單純的單學科課程的課程資源已經(jīng)非常豐富，而跨學科課程教學資源則相對匱乏，可參考的經(jīng)驗少。以筆者教授的氣象信息類課程來說，單一學科的計算機類課程，如計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫技術等課程，全國性MOOC平臺及各類網(wǎng)絡平臺上的資源都很豐富。但跨學科的、面向應用、面向崗位的氣象信息類課程，如“氣象水文傳輸網(wǎng)絡”“氣象水文數(shù)據(jù)管理”等課程，非常少。在中國大學MOOC檢索發(fā)現(xiàn)，該平臺目前還沒有此類課程開設。通過多種渠道對此類課程教材檢索發(fā)現(xiàn)，市面上可用的此類教材也幾乎無法找到。因此，對于此類跨學科課程，從課程內(nèi)容體系到教材及教學資源等方面，很多課程均需從零開始建設，課程建設難度非常大。

（4）跨學科課程教學內(nèi)容組織不科學，內(nèi)容更新不及時，不能顯示出跨學科教學內(nèi)容的前沿性。目前，有些跨學科課程只是將多個相關學科的內(nèi)容簡單的堆疊在一起，還沒有實現(xiàn)各領域知識的真正融合，甚至有的高校只是開設一些本專業(yè)以外其他專業(yè)的課程，以此開闊學生的視野，并不能稱之為真正的跨學科課程。跨學科課程內(nèi)容建設需要強大的跨學科科學研究的支撐，需要跨學科研究為其提供真實的案例、場景，在此基礎上才能科學地提煉和組織教學內(nèi)容。

（5）沒有形成有效的、適合跨學科課程的教學方法。跨學科思維和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是跨學科課程最重要的目標，而許多承擔跨學科課程的教師采用的還是傳統(tǒng)的講授、示范、練習等常規(guī)的教學方法，只能偏重書本知識的傳授，只是按照教材的章節(jié)順序講授，不能強調(diào)跨學科知識的互相連接性，忽略了跨學科課程內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系。沒有教學內(nèi)容、教學模式、教學方法的創(chuàng)新，跨學科課程無法承擔起培養(yǎng)學術跨學科思維和創(chuàng)新意識的作用。

4 跨學科課程建設思考與建議

（1）重視跨學科課程，鼓勵跨學科課程的開設和建設。跨學科課程在高校人才培養(yǎng)中具有單一學科課程不具備的優(yōu)勢，因此各高校應重視科學課課程建設，并制定相應的措施，激勵教師開設和建設跨學科課程，各類資源向跨學科課程一定程度的傾斜，打破單學科教學的慣性，這樣才能激發(fā)跨學科課程建設的積極性，增加跨學科課程建設實踐，才能積累建設經(jīng)驗，促使跨學科課程建設由量變引起質(zhì)變。

（2）加強不同學科教師之間的交流合作，建立穩(wěn)定的跨學科教學團隊。教師在跨學科課程建設中扮演著重要角色，跨學科課程教學涉及的知識面廣，有必要加強教師之間的合作與交流，提高教師的跨學科科研和教研水平，另外還可以組建超越行政層次、協(xié)調(diào)整合的跨學科教學團隊，將具有不同學科背景的老師組織在一起，在課程內(nèi)容設計、教學方法運用、教學組織形式、教學策略運用等多個方面共同探討，互相支持、取長補短，促進各自教學水平的提高。

（3）跨學科課程教學內(nèi)容需實現(xiàn)多學科的深度整合，應聚焦真實問題解決和為學生提供真實的教學情景。課程內(nèi)容是課程教學的基礎和核心，跨學科課程一門課程中需要包含多門學科、多門課程的知識，克服單一學科教學的孤立性和知識學習的碎片化，形成有機統(tǒng)一、深度融合的課程教學內(nèi)容體系是課程建設成功的關鍵。跨學科課程內(nèi)容的組織既要兼顧知識體系，又不能完全囿于現(xiàn)有知識體系，除了基本知識的系統(tǒng)講解之外，為學生提供綜合性、跨學科的學習情景至關重要。將跨學科研究的成果、案例及時補充進教學內(nèi)容，使學生能夠在真實情境下解決真實問題，對于培養(yǎng)學生通過知識遷移解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生求真、求實的實踐品格和創(chuàng)新素養(yǎng)至關重要。因此，案例式、項目式的內(nèi)容組織在跨學科課程的建設中值得提倡。

（4）要積極探索適合跨學科課程的教學模式和教學方法。傳統(tǒng)教學方式，如講解、示范、練習等，往往可以很好地開展單一學科教學內(nèi)容，能夠很好地幫助學生理解具體的知識點，但對于跨學科課程，還應積極探索適合于跨學科課程，能夠使學生聚焦解決真實問題，營造開放包容的學習場域[10]的教學方法，如問題驅(qū)動教學法、項目式教學方法、STEM教學方法、案例教學法、研討式教學方法等，要勇于探索和使用。

（5）要建立與跨學科課程相適應的多元多維的學習考核評價模式。傳統(tǒng)教學多以終結性理論考試評價模式為主，而跨學科課程的目標絕非只是理論知識的掌握，考卷以外，學生運用多領域知識綜合解決問題的創(chuàng)造力、溝通交流能力、批判性思維及其精神品質(zhì)、價值觀念的評價也是至關重要的。因此，跨學科課程需要創(chuàng)新考核評價方式，發(fā)展能夠?qū)W生非智力因素評價包含在內(nèi)的評價模式，重視過程評價考核，豐富考核方式，只有這樣才能提高學生參與度，實現(xiàn)課程目標。

（6）積極發(fā)掘、打造跨學科精品課、示范課，推廣好的跨學科課程建設經(jīng)驗。跨學科課程是一種新事物，加之跨學科課程本身建設難度大，這更是給科學課課程建設帶來極大的挑戰(zhàn)。在此情況下，開設較早、較為成熟的跨學科課程要發(fā)揮“領頭羊”的作用，積極打造精品課、示范課，將跨學科課程建設經(jīng)驗、做法積極宣傳推廣，這樣才能帶動更多的跨學科課程的建設。[11]

5 結語

在“新工科”背景下，積極進行跨學科教育，發(fā)展和建設跨學科課程，培養(yǎng)高素質(zhì)人才，服務國家人才戰(zhàn)略和發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。我國的跨學科課程還處于起步階段，跨學科課程是新事物，需要我們在教育教學實踐中積極探索，不斷優(yōu)化實施路徑，深化改進策略，以促進學生的全面發(fā)展。