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多樣性和凝聚性:國內高校自主設置交叉學科的結構特征

2023-01-30 12:31:38王傳毅
大學教育科學 2023年1期
關鍵詞:學科研究

王傳毅 李 祎

一、引言

交叉學科是學科交叉領域知識體系化的結果,對于培養高層次復合型人才具有重要意義。“領域交而科研興”[1],重大原始的科技創新經常產生于學科交叉領域。為激發高校發揮積極性和主動性用好學科交叉融合的“催化劑”,發展交叉學科已經列入諸多教育、科技政策中的系統擘畫。2009年國務院學位委員會和教育部印發《學位授予和人才培養學科目錄設置與管理辦法》,規定研究生學位授予單位具有作為二級學科的交叉學科自主設置權。2021年《交叉學科設置與管理辦法(試行)》出臺,規定了作為一級學科的交叉學科設置管理程序。2022年《研究生教育學科專業目錄》頒布,增設了交叉學科門類,規定了相關學科門類和專業類別的設置管理程序。政策紅利促進了高校自主設置交叉學科的迅速發展,2022年全國207所院校自主設置了729個按照二級學科管理的交叉學科①按照一級學科管理的交叉學科僅在學位授權自主審核單位設置,截至2021年,全國共計30余個,但未公布具體數據,故未納入分析。。

學科結構可以反映學科體系基本內容和特征,體現學科知識的有機構成,反映知識體系的內在邏輯[2]。把握交叉學科結構特征和發展規律能有效促進交叉學科建設。如相較于數學和物理等學科嚴密性的知識結構,平克發現醫學、生物學和環境科學對交叉介入具有更高的開放程度[3],波特和羅福爾斯提出學科交叉主要生發于多個學科結構邊緣[4],李鋼和湯仲勝認為學科專業目錄的結構影響交叉學科發展[5]。

目前,由國家統計公布的高校自主設置交叉學科,是國內高校依據學科專業目錄所建立的一級學科及其支撐形成的交叉學科,它們不僅屬于一種學科的授權建制(具有規范性),而且蘊含了學科的結構信息(具有科學性)。鑒于此,本研究以制度化的交叉學科為研究對象,通過分析高校自主設置交叉學科及其支撐學科的數據,力圖揭示交叉學科的支撐學科構成特征和網絡結構。擬解決的核心問題包括:一是哪些一級學科屬于交叉學科的重要支撐學科,支撐學科之間有何相互關聯?二是哪些一級學科容易交叉,哪些學科目前尚未產生交叉,是否存在交叉的可能?

二、交叉學科結構測度的理論與方法

交叉學科是多個學科或者知識團體信息、概念和理論等的統合[6],核心是知識的整合[7](P117-147),是多個學科相互滲透、融合形成的新學科[8],屬于一類復雜的知識體系。

交叉學科以其特有的內涵特征——多學科融合生成新知識領域,使得交叉學科的結構具有一定的復雜性和縱深性。一方面,每一個交叉學科領域都涉及相關支撐學科,這些學科構成了交叉學科的內部結構,形成一種創新的知識組織形式和交叉樣態,揭示了交叉學科的知識跨度或者知識交叉程度[9]。另一方面,不同交叉學科具有相同的支撐學科而產生了一定程度的聯系,說明了學科知識之間的融合或合作程度,反映了交叉學科知識體系整體或者局部的學科知識整合情況。學科多樣性和學科凝聚性是考察交叉學科結構的重要維度和測度分析的重要內容。

(一)交叉學科結構的多樣性

多樣性概念來自生物科學[10],代表生態系統物種豐富性,體現生態群落的生命活性和可持續性。戈麥斯認為,多樣性是系統結構的重要屬性,并將多樣性引入交叉學科測度[11]。交叉學科的多樣性說明知識融合和知識創新的程度,揭示出學科交叉的本質內涵。斯特林提出了交叉學科多樣性的內涵體系,為交叉學科結構研究奠定了必要的理論基礎[12]。概而言之,多樣性是指在交叉學科或者多學科互動系統中,研究主體的知識背景、研究對象的概念體系、研究方法和工具屬于某一種學科分類體系中的不同類別,具有豐富度、均衡度和差異度三個維度,分別揭示了支撐學科類型的數量、相似程度和支撐學科的均衡性[13]。基于多樣性相關理論,科學計量學領域的學者提出一系列交叉學科結構測度指標。如考察學科均衡性的Integeration Index整合度指標[7](P117-147),關注學科相似度的Rao-Stirling Diversity非參數多樣性指標,側重學科差異性的Hill改進型多樣性指數[13,14]。張琳等進一步優化Rao-stirling和Hill指標[15],提高了測量的可操作性,擴大了應用范圍。雷德斯多夫將其命名為TD(True Diversity)指標[16]:

n是涉及學科類別總數,Sij是學科類別i和j之間的相似程度,Pi是學科類別i占涉及學科的比例。

(二)交叉學科結構的凝聚性

凝聚性屬于網絡分析的概念,說明系統內部分元素在多大程度上被一致地連接起來形成集合,體現出結構穩固的網絡關系[17]。學科凝聚性指的是學科之間的聚合程度,揭示學科關系網絡的凝聚態特征。不同于眾多對交叉學科結構應然狀態的邏輯分析,透視多個學科緊密會聚形成網絡結構中的凝聚態,能反映在知識融合進程中學科互動的實然狀態,利于指導學科交叉實踐。例如一所大學中各個學科的知識產出(文獻)彼此引證的關系能反映這所大學的學科結構的凝聚性。凝聚性主要考察學科間的相似性,體現了學科交叉融合的緊密程度。羅福爾斯提出凝聚性表現一個系統的密度(類似于豐富度)、強度(類似于平衡度)和差異性的特征[18]。

網絡分析已成為凝聚性等知識結構研究的重要方法。雷德斯多夫以中介中心性等網絡指標對跨自然科學和社會科學的交叉學科結構進行可視化分析[19]。陳悅、劉則淵通過知識圖譜技術,揭示管理學與其他學科之間的交叉結構特征[20]。張琳、黃穎通過期刊引文聚類分析,分析了學科間的交互結構以及滲透和衍生的趨勢[21]。

三、研究設計

(一)數據來源

本研究數據來源于教育部公布的國內高校自主設置的交叉學科學位點信息。2020年教育部公布了全國160所高校549個交叉學科[22],每一個交叉學科均由若干一級學科作為支撐學科。如某高校的信息藝術設計交叉學科,涉及新聞傳播學、計算機科學與技術、設計學3個支撐學科。相較于以往通過學術文獻引證數據探究學科交叉,研究制度化學科的交叉關聯對于打破高校學科專業壁壘和推動學科交叉融合更具意義。一方面,國內高校依托若干一級學科設置的行政院系組織形態制約了學科知識的充分交流;另一方面,學術文獻合作和引用關系只是學科交叉融合展現的側面,而并非全貌。因此,對于近年來公布于眾的高校自主設置交叉學科及其支撐學科的信息,在分析方法上應有顯著的擴展空間。

(二)研究設計

為分析交叉學科的結構特征,測算交叉學科的多樣性和凝聚性,本研究力圖設計適切的結構測度指標,并提出潛在學科識別的新方法。目前業界雖有研究熱點識別、關鍵詞識別等方法,但也主要是依賴于文獻計量,對學科之間的交叉關系識別和判斷不足,故本研究將學科之間的交叉關系作為非常重要的研究問題。

首先,我們運用描述統計的方法分析交叉學科的設置整體特征。根據交叉學科的支撐學科屬性,結合已有測度結構的方法,本研究擬構建支撐學科的多樣性測度指標,以揭示不同交叉學科的差異。

其次,我們構建支撐學科共現網絡,探究交叉學科凝聚性特征。不同于期刊文獻(引證)網絡結構,本研究中的交叉學科并無直接關系,無法形成網絡。由此,本研究提出新的研究思路:通過支撐學科的共現關系,研究交叉學科之間的聯系。如生物信息學與金融工程學兩個交叉學科的聯系依托于兩者共同的支撐學科(數學)建立。那么,交叉學科網絡關系可以轉化為支撐學科共現網絡關系,前者網絡的節點是交叉學科,后者是所涉及的相關一級學科。因此,通過對支撐學科共現矩陣(見圖1)的社會網絡分析可揭示交叉學科之間的關聯(見圖2)。

圖1 支撐學科共現矩陣示例

圖2 交叉學科關系與支撐學科連接的轉換示意圖

最后,我們通過知識圖譜聚類分析,識別出交叉學科較為集中的若干知識區域,即相對成熟的交叉學科領域;通過高中心性-低凝聚性節點過濾等方法,探究未來潛在的新興交叉學科。

1.多樣性測度的指標設計

TD(Tre Diversity)指標測度方法適用于對文獻等知識產品或者生產者的類型多樣性分析。其數據一般為“文獻(作者)-期刊(機構)-學科類型歸屬”三層結構,但本研究中數據為交叉學科學位點,具有“交叉學科-支撐學科(自帶學科歸屬)”雙層結構。因此,本研究參考TD指標建構邏輯,基于支撐學科屬性,設計了新的測度算法,提出適用交叉學科的多樣性指標(Interdisciplinary True-diversity,ITD),具體如下:

一個交叉學科有多個支撐一級學科,人文社會科學、自然科學與工程科學為兩大部類,設置兩個學科之間的相似度①羅福爾斯(2014)研究指出系統多樣性指標設計體現研究目標導向,學科之間的相似度可以采用包括雷德斯多夫(2013)繪制的WOS學科圖譜和學科相似度等一系列經驗值。本研究基于教育部《學位授予和人才培養學科目錄》,結合理論和經驗,設定上述不同學科、不同門類和部類學科的相似度,以呈現出不同交叉學科內部結構的區分度。:

pi表示i學科在全部支撐一級學科的占比。那么,多樣性指標

顯然,ITD指標中,Sij代表了差異性,pj代表了均勻性,n體現了豐富度。因為Sij≤1,所以ITD的值域為大于1,值越大,多樣性越高。

2.凝聚性測度的指標設計

交叉學科的凝聚性特征包括通過中心性計算呈現高顯示度學科,通過聚類分析識別相對成熟的交叉領域,通過核心-邊緣分析等識別潛在交叉學科領域。

中介中心性(Betweenness Centrality)說明支撐學科共現網絡中節點的影響力,展現其關聯不同學科的能力,揭示其學科跨界性[23]。結構洞與中介中心性的網絡特征具有意涵相關性,結構洞效率指標(Efficiency)說明其對其他學科的影響程度。另外,緊密中心性(Closeness Centrality)說明其是否在整個學科體系中有孤立的特征。本研究通過UCinet計算中介中心度、緊密中心度和結構洞效率等指標,綜合測量不同學科在交叉學科體系中的作用和分布特征,從而發現高顯示度的支撐學科。

聚類分析(Cluster Analysis)是呈現類內的相似性與類間的排他性[24],相似性是通過網絡節點關系,也就是網絡密度和強度來測算。交叉學科凝聚性指支撐學科之間的聯系程度。本研究依據交叉學科節點屬性及相互關聯進行凝聚性分析,使用CiteSpace聚類識別相對成熟的交叉學科領域,揭示學科凝聚態特征。

核心-邊緣結構(Core-Periphery)分析是結合結構洞指標和中心性指標,判斷哪些支撐學科處于網絡核心地位,哪些學科處于邊緣地位,進而判定是否可以發展出更多學科間聯系形成潛在的交叉學科領域。羅福爾斯通過系統元素的多樣性和凝聚性分析了系統的融合形態[18],發現潛在交叉學科領域的特征是學科的高多樣性和低凝聚性。所以,那些在支撐學科共現網絡中節點之間直接連帶少、甚至沒有連帶的學科,都可能是潛在交叉學科的支撐學科。在本研究中,我們嘗試:一是找出在支撐學科共現網絡中處在邊緣區域,緊密中心度較低的節點,甚至孤立的節點;二是找到沒有在交叉學科中出現的一級學科;三是找尋中介中心性很高處在網絡核心區域的節點。我們通過三種潛在交叉學科的發現模式,分析潛在的交叉學科研究方向(見表1)。

表1 潛在交叉學科的識別方法(兩種學科支撐)

四、研究發現

(一)交叉學科結構的多樣性

1.學科交叉現象廣泛出現,高水平學科涉及比例高

從高校整體設置交叉學科的情況來看,我國共計94個一級學科參與學科交叉,占《學位授予和人才培養學科目錄》113個一級學科的83%,說明一級學科整體參與度高。同時,“雙一流”建設學科所支撐的自設交叉學科比例較高。132個“雙一流”建設學科參與支撐交叉學科,約占交叉學科總量和國家一流學科總量的1/4。學科交叉對于一級學科而言具有相對普遍性,說明整合和分化是學科知識永恒的運動規律,學科分類也具有時空相對性。高水平學科交叉的比例更高,交叉學科中也涉及相對多的一流學科參與,呈現一定程度的學科“優而交”現象。這說明具有資源匯集優勢和學術影響能力的高水平學科,更有條件和動力率先發展學科交叉。

2.交叉學科以窄交叉為主,大跨度知識融合規模小

多樣性反映交叉學科知識跨度的核心特征。依據ITD方法計算交叉學科多樣性,最高值為2.9,最低為1.3,中值為1.7①自主設置交叉學科中,存在同一名稱的交叉學科設置多次的情況,本研究中所測度的多樣性是院校所設置交叉學科的多樣性,如同一交叉學科在多個學校設置,且支撐學科相同,則存在多個相同得分,若支撐學科不同,則存在多個不同得分。。近半數的交叉學科多樣性指標值介于1.3~1.7之間,頻次統計曲線顯示近似偏態分布(見圖3)。一方面,較多交叉學科的支撐學科數量少、異質性低,知識交叉的跨度較小。從知識橫跨的幅度看,可謂“窄交叉”。另一方面,少部分交叉學科具有很大的交叉跨度,它們的支撐學科數量多(超過4個)并且分別屬于不同的學科門類、部類,是一種知識橫跨幅度大的“寬交叉”。

圖3 交叉學科多樣性頻次分布圖②以1.2-1.3,1.4-1.5,……,2.8-2.9共9個多樣性取值區間段為橫坐標,統計相應交叉學科頻次并作圖。

交叉學科多樣性整體特征說明國內高校交叉學科經過多年的建設,已經步入穩定發展的階段:多數交叉學科涉及了兩個以上一級學科,46.3%的交叉學科涉及2個學科門類,24.4%的交叉學科涉及3個學科門類。但大跨度廣域性的知識整合規模較小,超過4個學科門類及以上的寬交叉學科占比僅為3.1%。相對于窄交叉,寬交叉不僅意味著多種知識跨度更大的融合挑戰,也意味著不同學科范式和知識背景的人員需要協同合作,顯然需要更多投入和支撐。重大創新往往來自跨界迥異的知識整合,但目前高校交叉學科對于全面的知識大融合還有差距,交叉學科發展仍有廣闊空間。

3.工程學領域交叉跨度較小,社會科學交叉跨度較大

不同領域的交叉學科結構的多樣性具有較大差異。進一步分析發現:多樣性較高的交叉學科集中于社會科學領域和醫學領域,多樣性得分位于前10位次的交叉學科全部為與社會政治經濟相關和人類生命健康相關的問題研究(見表2);多樣性較低的交叉學科主要來自工程技術領域,如裝備制造、材料工程和能源技術等工程學領域(見表3)。多樣性的學科領域差異,說明以網絡信息和數據計算為典型的知識涉入社會科學領域,使得20世紀以來的人文社會學科“技術化”趨勢持續強化[25],跨越“文理工”的寬交叉成為社會科學學科交叉的特征。當前學科交叉也是在新一代信息技術革命和工程科學大發展的背景下發展的,工程科學內部以及理工結合的學科交叉凸顯了當前學科范式創新和應用技術大發展的時代特點。目前,我國“學科專業目錄”中工學門類具有39個一級學科,其中差別主要在于研究對象而非研究范式,尤其很多學科的理論基礎更是相似,這便利于工程學科內部打破學科壁壘產生交叉融合。

表2 高多樣性交叉學科示例

表3 低多樣性交叉學科示例

寬交叉學科是多樣性高的交叉學科,是對異質性知識整合的典型代表。多樣性指標大于2的交叉學科,展現出明顯的應用研究特征和問題導向,無論是生命健康、智能科學、新能源和新材料,還是國家安全和傳統文化的交叉研究,都響應了近年來國家大力倡導和發展的戰略指向和產業布局。

(二)交叉學科結構的凝聚性特征

1.計算機科學與管理科學等在交叉學科結構中作用凸顯

高顯示度的支撐學科具有高中心性和結構洞效率,易與其他學科交叉融合,一定程度上體現目前交叉學科體系的重要知識特征。為識別高顯示度學科,依據交叉學科的支撐學科共現矩陣,本研究通過Ucinet 6.0分別計算點度中心度、緊密中心度、中介中心度和結構洞效率,并對四種指標計算結果分別排序,取中介中心度較高的前10個支撐學科分析(見表4)。

表4 部分支撐學科中心性指標和結構洞指標(括弧內為序次)

綜合比較發現,計算機科學與技術、管理科學與工程兩個一級學科位居四種指標的前兩位,是具有高顯示度的支撐學科。這說明其在支撐學科共現網絡中頻次高,跨界性強,同時網絡地位高,中樞性強。圖4為連帶數大于等于10的支撐學科共現圖,突出顯示了計算機科學與技術、管理科學與工程等關鍵學科在網絡中處于“橋”的聯通作用。

圖4 連帶數大于等于10的支撐學科共現關系圖

計算機科學與技術學科在支撐學科網絡中分布廣泛、地位重要。隨著產業革命進入到信息技術大發展為特征的新階段,人類知識體系面臨信息載體和處理模式的重塑,諸多傳統學科的范式也都受到影響。信息處理技術增強了很多學科的研究方法,智能算法幫助很多學科拓展了研究邊界,算力優勢甚至革新了很多學科研究方式。典型的例子就是“第四范式”為代表的數據驅動式科學研究范式的興起①第四范式即數據密集型科學發現(Data-Intensive Scientific Discovery)范式。2007年,美國學者吉姆·格雷將科學研究的范式分為四類——除了之前的實驗范式、理論范式、仿真范式之外,新的信息技術已經促使新的第四范式出現。。我們深入分析發現,計算機科學與技術在遠緣交叉學科領域中心性較高,但在近緣基礎交叉研究領域并不活躍。這說明計算機科學與技術的工程技術特性主要在學科跨度較大的交叉學科領域中發揮著工具性作用,在知識流動中呈現“外溢”特征,發揮了知識和技術的遷移和擴散的功能。

管理科學與工程在支撐學科共現網絡中跨界顯著、作用突出。從學科自身看,管理科學具有理論綜合性強、同時又具有技術性知識的特點,研究對象具有廣域性的特征,具備為其他學科吸收和采用的基礎條件。從應用需求看,人類社會和自然界面臨的問題和挑戰呈現出復雜性的特點,需要具有系統思維的管理科學理論和方法來綜合應用,以回應大科學時代解決綜合性問題的挑戰。復雜性系統性問題的解決亟須在不同學科彼此交叉和相互滲透的過程中實現[26]。管理學相關支撐學科是遠緣交叉研究領域高中心性的學科,說明管理學在跨部類的交叉學科發展中具有極其重要的地位。作為解決社會復雜問題,研究復雜科學中的重要理論和工具,管理科學“不可或缺”。

此外,材料科學、生物科學、化學工程、機械工程和醫學等學科也具有較高中介中心性,在局部知識領域也具有相對關鍵的支撐作用和影響力。這說明國內高校在材料、生物、化學、機械和醫學等領域內相關一級學科發展規模大,深度參與學科交叉,也反映了當前生命科學與技術、納米科學與技術、能源科學與技術等現代科學前沿領域的快速發展。這類高中心性學科揭示了交叉學科研究的“領域性”特征,適合發展學科集群,將學科交叉研究模式轉變為大科學發展模式。

2.應用性交叉學科領域逐步豐富,基礎性交叉學科有待發展

成熟的交叉學科領域是當前凝聚性較強、出現頻率較高的支撐學科匯集之地。筆者對支撐學科共現網絡進行聚類知識圖譜分析,研究支撐學科的凝聚性特征。在不進行尋徑剪裁的設置下,我們采用LSI淺語義索引算法識別代表性交叉學科領域,發現有五個相對聚集的領域。結果顯示,聚類結構顯著,CiteSpace共現圖譜模塊值(Modularity Q)為0.5282,平均輪廓值(Meansilhouette)達到0.8841。

五個交叉學科知識領域包括側重人文社會領域的歷史文化、政治經濟兩大板塊以及側重自然科學的智能管理、生命醫學、材料信息三大板塊(見表5),呈現以下三大特征:

表5 交叉學科的支撐學科共現網絡聚類列表

一是同部類交叉是交叉學科形成的主體。通過分析聚類中支撐學科構成發現,除了智能工程領域之外,其他四類交叉學科領域主要是自然科學和工程科學內部或者人文社會科學內部的知識交叉,屬于學科性質相近的近緣交叉學科,支撐學科之間的知識距離較小。交叉學科的核心內涵是知識整合,不同類型知識的異質性程度影響了知識整合進程和效果。相近學科之間更容易產生交流合作,而對于那些橫跨自然科學和社會科學的交叉研究更具有挑戰性和失敗的可能性。因此,在同一個部類的知識交叉能夠相對較快地形成規模。

二是應用研究導向是交叉學科領域重要特征。問題驅動是交叉學科發展的重要動力,將理論和技術運用于解決社會復雜問題是交叉學科的重要價值。支撐學科中工學、管理學、教育學等學科門類居多,說明目前交叉學科在應用研究方向已經形成了聚集態勢,在相關知識領域逐步豐富成熟。

三是基礎研究領域的交叉學科尚未形成規模。本研究中的五個交叉學科聚類不含基礎研究的物質科學領域,基礎學科類的支撐學科缺少聚類。這表明交叉學科建設也存在一定的“功利”化特征,特別是在評價因素和資源因素影響下,人們傾向于將知識技術快速轉化和短期見效。長周期的基礎性交叉學科由于缺乏共識性的研究方向和資源保障,所以規模不大而且較為分散。

凝聚性分析結果可以幫助人們對學科群的認識從學科的“簡單相關”推進到學科的“創新聚合”,聚類揭示出成熟的交叉學科領域形成是具有客觀必然性的,那么其涉及的相關一級學科的會聚現象也就有規律和必然性,學科會聚并不能通過機械組合。這為學科群建設提供了有益的啟示。

3.科技人文、社會治理與體育領域存在多個潛在交叉學科

潛在交叉學科往往位于支撐學科間聯絡稀少的領域,目前尚未進入國家學科專業目錄或者尚未廣泛出現,但隱含著學科演化的潛在方向和趨勢。按照潛在交叉學科的三種發現模式,我們確定構建交叉學科的若干支撐學科:第一類是低緊密中心度的一級學科,依據核心-邊緣理論,共現網絡緊密中心度較低的節點,往往處在網絡邊緣(見圖5),與其他節點之間的聯系比較弱,屬于組成潛在交叉學科的支撐學科,其中以中醫學、藝術學相關學科為典型學科,具備潛在的知識融合條件;第二類是目前沒有參與學科交叉的一級學科,以體育學為典型學科,其他天文學、生物工程、特種醫學、醫學技術以及公安軍事類因本身知識綜合性較強,知識交叉傾向并不明顯;第三類是目前不同聚類的高顯示度學科,以計算機科學和管理學相關學科為代表,具有較高的中心性,說明具有知識擴散的特征,更可能發展學科交叉。

圖5 低緊密中心性節點分布在網絡邊緣區域示意圖

上述學科涉及門類有藝術學、教育學、醫學和軍事學,少量屬于歷史學、哲學、工學和管理學,自然科學學科較少。總體上看,潛在交叉學科主要為科技人文類領域和社會治理領域。具體包括公共體育管理,人工智能音樂、人工智能中醫藥、人工智能教育、藝術工程、智能護理學、體育醫學與社會治理、文字經濟學等(見表6)。

表6 潛在交叉學科的領域識別(部分)

五、政策建議

交叉學科是外部適應性和內部主動性動態發展的結構體系,也是包含層次結構具有不同特征的知識體系,高校應深化對交叉學科結構的理解和認識,把握現行的交叉學科多樣性結構和凝聚性特征,科學謀劃交叉學科建設,分類推進交叉學科發展[27]。

(一)推進學科“優而交”,依托優勢學科,發展交叉學科

一流學科發展學科交叉的比例高,不僅說明眾多高校已將發展交叉學科納入一流學科建設的戰略規劃,重要的是學科“優而交”成為當前一流學科發展的重要特征。高校以優勢學科為支撐推進學科融合具有利條件,可發揮其學術引領作用,而且實現優勢學科資源利用的最大化。從學科建設實踐看,發展交叉學科所需要的組織成本和知識資本,往往也得到既有優勢學科建設資源的投入支持。因此,高校應依托優勢學科推進交叉學科發展,讓高水平學科做好學科交叉融合的排頭兵。

(二)促進學科交叉的多樣性,更加重視跨門類的遠緣交叉

不同交叉學科多樣性呈現差異化,反映了不同類型交叉學科的知識特點。一般而言,交叉學科通過知識互涉、理論互鑒、方法碰撞和范式組合實現知識創新和增殖。知識廣域性和異質性強,則知識創新性大,交叉學科的效能高。但迥異的學科理念和研究范式相互融合并非一蹴而就,開展寬交叉的學科融合面對較大的風險。諸多研究顯示,部分領域的交叉學科知識成果盡管從長期來看具有顯著影響,但在短期內往往并不被廣泛接受[15]。高校應充分理解學科交叉研究的特性,建立針對交叉學科的評價機制,才能將政策理念中懸浮的交叉學科落地生根。

對于社會科學領域的交叉學科而言,具有跨部類寬交叉的特點,適宜賦予相對獨立的交叉學科平臺建制。高校可以成立具有一定行政和學術權責的機構,以保障文理工多重背景教師在相對一致的評價體系和管理標準下開展學科交叉,盡可能減少不同學術評價體系和崗位聘任機制的影響。對于近年來快速發展的工程技術學科,要利用范式相似和知識相通的優勢,成立相關工程學部或者進行大院重組,突出產教融合,校企合作[28]。

(三)提升學科交叉的凝聚性,促進學科“真會聚”“真交叉”

國內高校交叉學科已然形成多個成熟的研究領域,眾多一級學科“組團”發展,在若干學科領域形成了聚集態勢。高校應將學科集群作為學科規劃的重要內容。網絡聚類顯示出當前人工智能、材料科學、醫養健康以及生態安全等交叉學科領域發展迅速,一些高校中學科組織數量也增長較快,相應的學部、學院和研究院紛紛成立。協同發展是目前學科建設的新趨勢,學科集群蘊含了相關一級學科的緊密聯系,不僅適應現在解決社會和產業綜合性問題的需要,也符合如今大科學、大平臺和裝置建設的要求。更重要的是,學科群的建設,可以拉動相鄰學科發展。因此,構建相關學科協同的學科集群是高校學科建設可持續發展的需要。

以往對于學科集群的狹隘認識,停留在知識相關學科機械組合的學科關聯態,而網絡分析揭示了突出知識整合和創新的學科聚合態。高校可依托目前這些成熟交叉學科領域,會聚共現度較高的相關一級學科參與,形成知識生產和創新的優勢。例如新加坡科技設計大學,設立五大專業知識領域來組織教學和科研,在建筑和可持續設計、設計和人工智能和信息系統技術和設計等學科交叉領域部門中融合了諸多傳統學科,形成了面向未來和社會需要的交叉學科結構①Singapore University of Technology and Design (SUTD).Pillars,Programmes and Clusters[EB/OL].(2021)https://www.sutd.edu.sg/Education/Pillars-Programmes-Clusters.。

(四)強化高中心性學科的紐帶作用,更好地發揮學科交叉的“催化劑”功能

計算機科學與技術等學科的高中心性,說明在智能時代的今天,其在眾多學科知識領域產生了積極影響,對高校交叉學科體系建設具有推動作用。維克托·邁爾·舍恩伯格的《大數據時代》提出,大數據時代科研范式一個轉變是放棄對因果關系的渴求,取而代之關注相關關系[29]。高校應適應學科范式的轉型,重視技術變革對交叉學科發展的影響,積極主動應對大數據、云計算、區塊鏈、物聯網和人工智能等新興科學技術發展帶來的挑戰,積極發展信息技術與計算技術相關的數據科學等學科。同樣的,材料、生物、化學、機械和醫學等學科都是重要的支撐學科,高校在構建交叉學科體系中,應結合自身學科基礎給予傾斜性的支持,充分發揮支撐學科的輻射引領作用。

現在很多學科交叉活動對信息計算等技術提出需求,但學校的相關學科人員和知識儲備較為有限。高校直接引進相關學科教師成本高,存在團隊適應性風險。開設信息和計算科學方面課程和教師培訓雖可以促進相關人才培養,但周期長效率低。那么,高校可設立信息計算類型的技術服務平臺,各學科通過平臺提出交叉研究的問題和需要,計算機科學與技術等學科通過平臺提供算力支持、算法服務和智能化交叉方法的咨詢。平臺不僅能打通知識供給和需求,創造“智能+”學科的交叉共融,同時還能穩定和發展學校現有計算機學科隊伍。如浙江大學成立了計算機科學學科支撐的AI+X科研服務平臺,各種學科交叉研究人員負責本領域知識理論建模和系統搭建,人工智能團隊成員負責數學建模、算法執行和優化,雙方協同完成成果,實現了人工智能對其他學科的“改造”和“賦能”②浙江大學,AI+X 開放創新協同平臺[EB/OL].(2021)http://www.news.zju.edu.cn/2021/0118/c24344a2244842/page.htm.。

(五)強化基礎學科與應用學科的雙向互動交叉,推動重大創新突破的形成

基礎研究領域交叉學科相對于應用研究領域來說發展滯后,亟需實施頂層調控和有組織地建設開發。從科技發展趨勢看,基礎研究和應用研究已經由傳統的二元范式發展到“巴斯德象限”研究范式③唐納德·斯托克斯(Donald E.Stokes,1997)發現,基礎研究和應用研究之間具有雙向互動的復雜關系,提出“由應用需求驅動”的基礎研究模式,并在其著作《巴斯德象限:基礎科學與技術創新》(Pasteur's Quadrant: Basic Science and Technological Innovation)中命名為“巴斯德象限”研究范式。。基礎研究和應用研究存在雙向互動性、動態系統性的貫通關系,出于“閑逸好奇”的知識探索和解決實際問題的目的具有可融合性。交叉學科建設要平衡好純粹知識邏輯的“學術性”和回應社會需要的“實踐性”,兼顧大學的學術使命和社會責任。兩者平衡之下的學術不僅僅是一種認知活動,更是一種學術探索與創造性的活動[30]。

學科的動力既來自內部知識運動的矛盾,也來自外部社會的需求。“學科不能僅僅停留于知識活動,它必須以其為基礎,然后去創造價值、培養人才、服務社會。”[31]應用性學科應該更加深度地促進產教融合,而基礎交叉學科的發展,在推進學術志趣的激發同時也應鼓勵發展與外部學術資源、產業資源的聯系。高校應在統籌純科學研究和應用科學研究的基礎上,探索促進基礎研究領域交叉學科發展的新機制,優化知識創新鏈。高校推進有組織科研,一方面要拓展從基礎到應用的貫通式研究,另一方面要實現“巴斯德象限”中應用研究帶動基礎研究領域交叉學科建設,推動重大原始創新突破的形成,解決國家卡脖子領域關鍵科技問題。

(六)培育潛在的交叉學科,打造院校學科建設新興增長點

“智能+”是一眾潛力交叉學科的突出特征。按照比格蘭的觀點,技術對于學科演化影響巨大[25]。“數據密集式科學發現”新學科范式促進了基于科學數據進行探索的科學方法的轉變[32]。面向未來,以數據科學和信息技術為代表的新科技革命浪潮將會深度影響學科領域,交叉學科圍繞“智能+”發展成為一種重要趨勢。人文學科的涉入也是潛在交叉學科的重要特征。高校應追蹤前沿科學,培育包括科技人文在內的藝術、體育和中醫藥相關交叉學科,建設新興學科和綜合學科;積極規劃發展智能化學科和人文醫體健相關的交叉學科;應對人文學科作出長遠規劃,豐富人文學科師生知識結構,提升信息素養、培養數字思維,發展智能+人文、智能+社會治理等新興交叉學科。

對潛在或者新興的未成熟研究領域,高校可以專題課程形式或者研究生聯合培養的形式嵌入到成熟學科進行培育。在知識整合層面,高校可以開發跨學科課程進本科專業、設置跨學科研討課進研究生學位點,通過課程先行在人才培養環節加強潛在學科培育。課程與科研項目結合,可使學生在課程中獲取前沿知識、更新知識結構,并在項目參與中提升信息整合、遷移運用等高階跨學科思維能力[33]。在組織層面,高校可以自主設置二級學科或者交叉學科,招徠其他學科教師進入現有一級學科形成交叉學科導師團隊和平臺。在制度層面,針對學科交叉研究的“風險型投入”特點,高校可以設立“種子基金”激勵教師從事交叉學科的創新知識探索。

總體上看,交叉學科多樣性結構的呈現深化了我們對不同交叉學科應采取何種組織類型的認識,而凝聚性特征的發現啟發了我們交叉學科布局的規劃思路,多樣性和凝聚性是理解交叉學科結構不可或缺的兩部分。在交叉學科建設實踐問題當中,不同類型交叉學科應該分類施策,學科建設既要遵循學術邏輯也要適應市場邏輯。高校要把握交叉學科結構的多樣性和凝聚性特征,以更好地推動我國交叉學科的發展。

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