跨學科復合型人才培養的時代要求與實現路徑

陳莉 王衛紅 夏清

【摘要】本文從產業發展、新工科時代解決復雜工程問題和學生全面發展三個角度，闡明了跨學科復合型人才培養是時代要求。根據跨學科人才培養的開放性與動態性、合作協同、高度融合的特點，西南科技大學地理信息科學專業探索了跨學科復合型人才培養的實現路徑：（1）制定具有開放型和跨學科特色、適合行業現狀和發展需要的培養方案；而且專門針對人文素養和思政教育目標進行了頂層設計；（2）通過改善本專業教師的知識結構、適當安排相關學科老師擔任專業課程的教學任務、從校外聘請產業教授擔任實踐教學環節的指導教師，構建滿足復合型人才培養的師資隊伍；（3）通過大量教學案例實現理工類學科內部的跨學科人才培養；（4）發揮傳統文化獨特優勢，在專業教育中融入思政教育和美學教育，實現在理工和人文之間的跨學科人才培養；（5）將培養學生的空間、時間盡可能突破課堂和校園的限制，營造開放的育人環境。

【關鍵詞】跨學科；復合型人才培養；實現路徑

【中圖分類號】G642.0? ? 【文獻標識碼】A? ? 【文章編號】1672-4860（2023）01-0084-07

經濟轉型與技術革命的新時代下，具有單一知識結構的勞動力已經不能滿足人才市場需求。高等教育必須進行相應的調整，才能為我國實現“兩個一百年”奮斗目標培養合格人才。《中國教育現代化2035》是指導與推動教育改革的綱領性文件，明確指出要加大復合型人才培養比重。

所謂復合型人才的培養，是指以跨學科理念為指導，通過打破學科界限，利用學科之間的協同效應實現學科的整合，從而使學生能夠在不同學科之間進行學習或者參與研究的教育活動[1]。

本文以西南科技大學地理信息科學專業為例，論述新時代為什么要進行、怎樣進行跨學科復合型人才的培養。

一、跨學科復合型人才培養是時代要求

（一）產業發展的要求

生態環境是人類生存最為基礎的條件，是我國持續發展最為重要的基礎。為了落實“綠水青山就是金山銀山”生態文明建設理念，對“山水林田湖草”生命共同體進行統籌管理，國務院于2018年組建“自然資源部”，統一行使所有國土空間用途管制和生態保護修復職能，統一行使全民所有自然資源資產所有者職責[2]。在自然資源部的組建過程中，并沒有將地理信息產業原主管部門國家測繪地理信息局作為部委下屬部門保留，而是將地理信息產業融入自然資源部，以更好地服務于自然資源的調查與管理[3]。建設生態文明是一個綜合的系統工程[4]。在融入自然資源的調查與管理過程中，地理信息應用涉及范圍越來越廣。比如，在自然資源部發布的《自然資源調查監測體系構建總體方案》中，地表基質及其地球物理化學性質指標等，作為自然資源調查指標體系的重要內容，成為多門類自然資源相互作用和密切聯系的紐帶[5]，這就要求相關地理信息從業人員在采集、處理自然資源調查數據時，應該具備一定地質學、地球物理學的基礎知識。

（二）新工科時代解決復雜工程問題的要求

物理學家普朗克曾說：“科學是內在的整體，它被分解為單獨的學科不是取決于事物的本身，而是取決于人類認識能力的局限性。”[6]全球已經進入新的工業革命時代，出現了越來越多跨學科的復雜工程問題。

為了應對全球新經濟的發展形式和國內工程教育的現實需求，服務于走新型工業化道路、科教興國等國家戰略，從“復旦共識”到“天大行動”，再到“北京指南”，完成了新工科建設“三部曲”[7]。新工科理念的特點之一是面向未來、主動迎接挑戰，以產業需求為導向，學科走向交叉融合，培養出綜合全面、創新能力突出的學生[6]。新工科不是單純將某一專業的知識運用到工程實踐中，而是強調綜合應用跨學科知識創造性地解決復雜工程問題。因此，實際上，新工科不是純粹的工科，從本質上看是多學科在工程中的應用[8]。

（三）學生全面發展的要求

教育不止是傳遞生產和生活經驗，更重要的是促進人的全面發展。人的全面發展最根本是指人的勞動能力的全面發展，即人的智力和體力的充分、統一的發展[9]。跨學科復合型專業人才培養以學生為中心，著眼于對學生的全面培養，打破學科和專業間壁壘，以多元化的知識體系和能力訓練為培養載體，培養學生分析和解決復雜問題的能力，在促進學生創新精神養成和綜合思維能力發展的同時，提升學生畢業時的就業能力和后續的職業轉換能力。從這個角度而言，無論是滿足產業發展要求還是促進復雜工程問題的解決，跨學科復合型專業人才培養方式僅僅是一種手段，終極目的是培養出具備更廣闊視野、更廣博知識和融會貫通能力的人。

二、跨學科復合型人才培養的困境

雖然從產業發展、解決復雜工程問題、學生全面發展等各個角度都迫切需求高等教育培養出跨學科的復合型人才，但在具體實施過程中還可能面臨不少困境。

（一）課程設置不科學

地理信息科學雖然屬于理學專業，但具有天然的理工復合特質（注：2013年之前教育部規定也可以授予工學學位）。其培養目標、核心課程、就業領域等明顯與測繪工程、遙感科學與技術、計算機科學與技術等工學專業融合交叉。在“新工科”時代，對于地理信息科學等專業，應注意理工結合，開闊學生視野、增強動手能力、延伸創新鏈條，才能適應社會發展的要求。

跨學科復合型人才培養的順利實施，需要通過精心設計的課程體系來支撐。如果不從培養方案的制訂階段就定下復合型人才培養的基調，難免會落入雜亂無章、不倫不類的窠臼。

（二）教學隊伍組成結構不合理

培養方案的落實需要具體到每一門課程的教學。在地學領域，基于區域或者全球尺度的海量多源異構數據在資源調查、環境監測、災害預測等方面的應用，無不涉及地理信息科學與地質工程、環境科學與工程、測繪科學與技術等學科的綜合，同時又與大數據、移動互聯網、人工智能等新興技術息息相關。如果僅憑本專業教師，實際上是難以針對如此廣闊的教學內容來進行復合型人才培養的。

（三）忽視人文精神的培養

科學與人文的和諧教育是實現人的全面發展的重要途徑[10]。科學文化與人文文化、科學思維與人文思維、科學精神與人文精神的內在和諧是研究和探索培養創造思維、塑造完美人格，從而實現人的全面發展的重要內容[10]。因此，培養復合型人才，不僅要在理工類學科內部跨學科，還需在理工和人文之間跨學科。正如梁思成在《半個人的世界》里強調的，培養具有完全人格的人，要將“理工”與“人文”結合；而只重“理工”或只重“人文”，均是所謂“半個人”的教育。既有科學精神，又有人文精神，才能成為適應現代社會全面發展的人[11]。但人文精神的培養，是許多理工科專業常常忽視的問題。

三、跨學科復合型人才培養的實現路徑

跨學科人才培養的特點在于開放性與動態性，強調合作、協同與高度融合[1]。自從2004年我校開設地理信息科學專業以來，基于高等教學時代要求和專業自身特點，我們密切關注行業發展，分析用人單位需求，秉承動態調整、多元協同原則，構建了全方位開放型教育體系（包括開放型的培養方案、課程實施和育人環境等），探索了跨學科復合型人才培養的實現路徑[12]。

（一）制訂開放型培養方案

地理信息科學專業的培養方案，歷經2004年、2005年、2009年、2013年、2016年等多個版本（其中2005年版本在2008年進行了微調），目前最新的是2019年版。每次制訂培養方案之前，均通過實際走訪或面對面交流、電話或電子郵件聯系等方式，對行業內代表性單位和我校重點用人單位、兄弟院校等進行廣泛調研，并從校外聘請產業教授，實現與地理信息產業和相關產業長期而有效的溝通，使我校地理信息科學專業培養方案適合行業現狀和發展需要，具有較鮮明的開放型和跨學科特色。比如在2019版培養方案中，開設了《三維建模綜合實踐》《移動GIS開發技術》《大數據分析》《地球科學概論》《區域分析與區域規劃》《不動產測量與管理》《遙感解譯與地學分析》和《信息系統項目管理與監理》等與物聯網、云計算、大數據等高新技術深度融合或跨學科的課程。

地理科學是自然科學與社會科學交叉學科，具有濃厚的區域性、綜合性和意識形態特征，其使命是提高人類認知，解決資源、環境、發展面臨的復雜問題，不僅解釋過去，更重要的在于支撐國家戰略、服務社會和預測未來。根據地理科學學科特色，我們在人才培養方案中還專門針對人文素養和思政教育目標進行了頂層設計：以地理學知識為基礎，從時空演變規律認識黨史、新中國史、改革開放史和社會主義發展史，建立文化自信；從全球尺度認識國情，認同中國特色社會主義核心價值觀，樹立家國情懷；具備相應的學科素養，從專業角度勇于承擔歷史使命和社會責任，實現從學理認知到信念生成的轉化。

（二）構建結構合理的教學隊伍

結構合理的教學隊伍包括三方面的內涵：（1）通過自主提升、與校內外相關學科教學及科研人員廣泛交流和合作等形式，本專業教師形成了以地理信息專業為核心、拓展到相關學科的知識結構。（2）適當安排相關學科教師擔任地理信息科學專業課程的教學任務。測繪工程、地質工程、環境工程、城市規劃、計算機科學與技術、信息管理與信息系統等專業教師承擔了《不動產測量與管理》《遙感解譯與地學分析》《環境課程概論》《區域分析與區域規劃》《Java程序設計》《信息系統項目管理與監理》等課程的教學工作。可見，本專業課程授課教師的學科結構較為合理。（3）從校外聘請產業教授擔任實踐教學環節的指導教師，體現了“產教融合、校企合作”的師資結構。

（三）實施與相關學科交叉的案例教學

以科研項目或生產實踐為依托，以學科之間和校內校外多元協同為基礎，結合以學生為中心、以學習成果為導向和以持續改進為重點的OBE理念，本專業通過大量教學案例具體實施了理工類學科內部的跨學科人才培養。與不同學科交叉的典型案見表1。

（四）在專業教育中融入思政教育和美學教育

教育部于1998年專門發布《關于加強大學生文化素質教育的若干意見》，要求“教師在講授專業課時，要自覺地將人文精神和科學精神的培養貫穿于專業教育始終，充分挖掘和發揮專業課對人才文化素質養成的潛移默化作用”[13]；2018年在《關于加快建設高水平本科教育，全面提高人才培養能力的意見》中，再次強調“提高學生審美和人文素養”[14]。我國優秀的傳統文化，既為社會主義核心價值觀提供了豐富源泉，也是現代文化發展的根和應對當今世界百年未有之大變局的魂。高等教育工作者理應發揮傳統文化獨特優勢，潛移默化地提升大學生人文素養。

中國傳統戲曲是中華文化的集大成者，不僅是優秀傳統文學、藝術的集成，更蘊含著中華民族高尚的道德情操和美學思想。從古至今，中國傳統戲曲雅俗共賞，也從未脫離過教化的功能。戲曲故事里包含的父母恩、師生誼、朋友義、家國情，對于引領學生陶冶高尚的道德情操、培育深厚的民族情感、樹立正確的審美觀念，都有著不可或缺的作用。為了貫徹文化育人，引導學生用專業知識拓寬人文視野，注重學以致用，我們以中國傳統戲曲為主線，以《中國傳統戲曲數字化平臺建設與網絡發布》為題，在地理信息科學專業從大一到大四的八門專業課程中設計了八個綜合實踐環節（包含綜合實驗或課程設計），如表2所示。

上述八個綜合實驗（或設計），緊緊圍繞專業人才培養目標和實踐課程教學內容，充分挖掘專業教育和思政教育、美學教育的融入點，切實抓住課程改革核心問題，著力將人文素質貫穿教育教學全過程，形成知識傳授與價值引領、塑造人格有機統一的全方位育人格局。通過尋求各科教學中專業知識與人文精神之間的關聯性，采取一種比較潛隱的形式將文化自信、家國情懷和美學素養持續滲透到專業技能的學習中，喚醒學生的主動擔當意識。從中國傳統戲曲專題地圖制作；對相關數據進行科學管理，為傳統文化的保護和振興提供精準的數據支持；采集、處理以百度指數為代表的中國傳統戲曲輿情信息、市場需求數據，了解傳統戲曲現狀；分析中國傳統戲曲在互聯網平臺的生存和傳播狀況，對相關輿情信息、市場需求數據在時空格局方面進行深度分析；把戲曲融入WebGIS中，豐富戲曲欣賞與學習的資源，加大傳播力度，使學生在由淺入深學習專業技能的同時，不斷深化對中國傳統文化優秀代表之一——戲曲的認識，提高對中國戲曲的興趣，并利用專業知識為傳統文化保護和相關部門決策提供依據，甚至一定程度上改變戲曲的傳統參與模式和傳承模式。

只有兼具科學精神和人文精神的人，才能成為全面發展的人，才能更好適應現代社會的需要[11]。表1和表2所列舉的典型案例和綜合實踐，不僅開拓了學生視野，培養了其創新思想，更重要的是，提升了其公德意識、擔當意識，為其順利成才插上了科學思維和人文思維的雙翼。

（五）優化育人環境

實際工程問題往往是需要充分利用多學科知識才能解決，將培養學生的空間、時間盡可能地突破課堂和校園的限制，優化了育人環境，是實現復合型人才培養的有效途徑之一。

線上教育拓寬教育空間和課程容量，已經成為高等教育的一種新形態，“這既是大學發展的內在需求，也是國際高等教育的新趨勢”[15]。四川省線上線下混合式一流課程《測量學》，采用本專業自主建設的在線課程和雨課堂進行教學，其中“課前預習、課后復習、測驗作業以在線課程為主、雨課堂為輔；課堂教學采用雨課堂；輔導答疑在線與現場相結合”，讓教學資源信息化、課堂互動普遍化、教學反饋即時化、教學評價全面化，實現了“課堂活起來”“學生忙起來”。布置學生課前在線自學基礎知識點，通過隨堂測試檢查自學效果，課堂重點講解基礎知識的理解和綜合應用，注重課程的高階性、創新性和挑戰度。以學生為中心，通過智慧教學工具雨課堂等，與全體學生實時互動，全面掌握所有學生的學習狀況，以傳授知識為基礎，重點培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。該課程拓展了學生學習的時間、空間，充實了學習內容，以學生自學與教師主講結合、知識傳授與能力培養兼顧、專業教育與思政教育同步、定量考核與定性評價互補為特色，深入落實了以學生為中心、推進差異化教學和個性化學習、覆蓋全體學生和教學全過程，春風化雨、細雨無聲地達到了啟迪學生智慧、滋潤學生心靈的教學目標。

學生創新能力和科研能力的高低，是檢驗復合型人才培養成果的重要指標。環境與資源學院搭建了完整嚴密的組織架構，制訂了系統、長效的配套管理制度，從而構建起多層次全方位學生科技創新體系[12]。地理信息科學專業組織基礎、中堅和核心3個梯隊的學生，參與學校、省和國家3個層次的科技活動，科技競賽成績在西南地區名列前茅。近五年本專業共獲得省級以上科技競賽獎勵79項，其中國家級33項；其中在第七屆全國大學生GIS應用技能大賽和第十一屆全國大學生測繪科技論文競賽中，獲得特等獎；取得省大學生測繪技能大賽開賽七屆以來僅有的兩次滿分。在校生第一作者獲得實用新型專利1項、軟件著作權4項、發表論文2篇。

國家遙感中心綿陽科技城分部依托西南科技大學，與多家單位聯合共建，以測繪工程、地理信息科學、環境科學與工程、交通工程、地質工程等多學科為支撐，主要在“空天地遙感大數據集成”“特種工程環境安全監測和應急處理”“生態環境規劃與可持續發展”等方面開展科研和教學，為學生創新能力和科研能力的培養提供了可靠保障。為了引導學生將遙感技術集成應用到自己所學專業，學院與國家遙感中心綿陽科技城分部聯合開辦了“遙感應用”大學生創新實踐班，進一步提升了跨學科復合型人才培養的育人環境。經過一年專業課程的學習與科研能力的培養，創新班學生對遙感應用理論知識均有了更深層次的掌握，也通過自身的不懈努力完成許多與遙感應用相關的優秀作品，不同專業學生利用自身專業特長在交流與實踐中，碰撞出多彩火花。

為了提升本科生創新能力和科研素養，對于那些具備科研興趣及有意愿考研的同學，鼓勵他們參加教師團隊定期舉辦碩士研究生學術沙龍，參加的研究生涵蓋了地質、采礦、安全、環境以及城市規劃等多個專業，沙龍主要以學術報告和提問討論的形式呈現。這種形式的學術沙龍為本-碩聯合培養提供了一個開放的互動平臺，不僅可以幫助本科生盡早了解研究生階段的學習工作，而且通過跟碩士生們學習交流，為本科生考研和撰寫學術論文都有著很強的促進作用。同時碩士研究生通過回答、解釋本科生提出的問題，對自身科學問題和研究思路及過程也會有一定的啟發作用。多元化學科平臺，不僅為培養本-碩生的創新思維和科研素養起到很強的推動作用，同時也增進了碩士生、本科生以及教師之間的感情，真正將傳-幫-帶作用發揮到極致。

地理信息科學專業還建立了10余個實習基地，長期派學生去實習基地進行實踐，不僅增強了學生理論聯系實際的能力，同時長期積累的實踐案例又可以反哺教學和科研，切實發揮了實習基地的作用。同時，本專業還與重點用人單位共建其在我校的人才培養基地，與實習基地互相補充，深入落實產學研協同育人。

結語

培養跨學科復合型人才是廣大高校教師響應時代要求、落實《中國教育現代化2035》應該履行的光榮職責。通過產學研協同、學科協同，西南科技大學地理信息科學專業構建了由培養方案、課程實施和育人環境等組成的全方位開放型教育體系，所培養的學生整體上動手能力強、適用面廣、發展潛力好，受到用人單位的好評。畢業校友中，既有測繪地信單位的技術中堅力量，又有自主創業的弄潮兒，也有升入國內外名校深造的學術精英，還有走上政壇的基層領導和人民公仆。事實證明，本專業關于跨學科復合型人才培養實現路徑的探索是值得肯定的。

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Abstract： From three perspectives of industrial development， solving complex engineering problems in the new engineering era and students all-round development， this paper expounds that interdisciplinary talents training is the requirement of the times. According to the characteristics of interdisciplinary talents training， such as openness and dynamics， cooperation and coordination， and high integration， we introduce how to realize the cultivation of interdisciplinary talents of Geographic Information Science Major in Southwest University of Science and Technology， which consists of： （1） A training program with open and interdisciplinary characteristics and suitable for the current situation and development needs of the industry has been formulated， Moreover， the top-level design is specially designed for the humanistic quality and ideological and political education objectives; （2） By improving the knowledge structure of teachers in this major， appropriately arranging teachers of relevant disciplines to serve as teaching tasks of professional courses， and employing industry professors from outside the school to serve as guidance teachers in practical teaching， we will build a teaching team that can meet the needs of cultivating compound talents; （3） Through a large number of teaching cases to achieve interdisciplinary talent training within science and engineering disciplines; （4） Give full play to the unique advantages of traditional culture， integrate ideological and political education and aesthetic education into professional education， and realize interdisciplinary personnel training between science and technology and humanities; （5） The space and time for training students will break through the restrictions of classroom and campus as much as possible and optimize the education environment.

Keywords： interdisciplinary， talents training， realization path