建筑节能类交叉学科建设的探索与实践

罗恒 陈建平 孙云飞 傅启明 班建民 叶晓燕

摘要：建筑节能研究涉及到建筑学、信息科学等在内的诸多学科。通过分析学科交叉生长点，以计算机科学、建筑土木工程等学科为核心，围绕建筑智慧节能这一研究领域，通过学术沙龙、头脑风暴等形式在学术上形成相互渗透，在技术上实现优势互补，依托江苏省建筑智慧节能重点实验室，初步建立了交叉学科群。

关键词：学科融合;建筑节能;教学改革

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）05-0258-02

2006年召开的全国科学技术大会上，党中央明確提出了建设创新型国家的重大方略，给出了到2020年末进入创新型国家行列的目标。2014年中国科学院第十七次院士大会上，习近平总书记明确了“要坚定不移地走中国特色人才，在创新活动中培养人才，在创新事业中凝聚人才”。

创新过程是通过对以往的成果进行选择性、批判性的继承，在此过程中，发现新方法、拓展新思路、开拓新领域，揭示事物更深层次的规律性，从而取得一些列成果的一种活动。多学科交叉、融合就是一种创新形式，通过运动新的方式、方法，实现基本理论创新以及方法论创新[1]。

一、交叉学科内涵及其发展历程

交叉学科是指至少两门学科融合、形成的一门新的综合理论或系统学问[2]。交叉学科不仅仅是多学科知识的再构或重构，更是依赖学科间的内在逻辑关系，对信息多广角、多层次的加工，是跨学科思维、多种多维度思维的交互活动问题[3]。交叉学科的建立强化了垂直或横向分化的各子学科间的关联与相互作用，能够最大限度消除学科间的壁垒，减少学科孤岛现象，使各学科无论在纵向还是横向上的联系更趋于完整和系统化，使得现代科学系统真正成为一个有机的统一体，从而为系统而全面的解决经济社会发展中的重大问题提供了重要的基础。

学界对于交叉学科教育的起源存在争议，克莱恩等认为交叉学科思想起源于古希腊学者柏拉图等人所秉持的知识一体化理念，但是拉德克等对上述论述存在不同见解，他们认为现代意义上的交叉学科与柏拉图等提倡的培养全面人才的理念关联性不大。虽然上述两个学派在交叉学科起源论方面存在较大认知差异，但是他们都认为，真正意义上的现代交叉学科理论与实践始于20世纪。

美国是较早探索交叉学科发展的国家。20世纪20年代，美国社会科学研究促进委员会（SSRC）首次使用Interdisciplinarity指代两个及两个以上专业组织进行的合作和交流。1985年，美国的学科专业目录中，共有9个交叉学科群。及至2000年，交叉学科群数量迅速增加至21个，占所有学科群的比例为7%，学科专业目录中使用Multi/Interdisciplinarity阐述交叉学科/跨学科研究，标志着交叉学科或跨学科内涵的确立[4]。

日本教育界对于交叉学科的研究与实践始于上世纪50年代。1949年日本的国立东京大学设立“教养学部”，旨在对一、二年级的本科生进行跨学科以及多学科交叉的通识教育，目的是培养全面发展的人才。1973年创建的日本国立筑波大学以交叉学科教育为其主要特色之一。1991年日本文部省放宽其国内的大学设置标准后，众多私立大学以建立交叉学科型学院为主要竞争特色，至90年代末，交叉学科型学院数量迅速超过260个[5]。

二、我国交叉学科发展历程及现状

20世纪初，我国社会生产力水平发展较为缓慢，单学科相关理论及方法基本能解决当时经济社会所面临的问题，交叉学科相关研究出现频率不高。进入20世界50年代后，科学技术的发展日新月异，单学科理论逐渐不能满足社会发展的需要，科学研究更多地需要多学科的“大科学”研究，需要多门学科的通力合作[6]。

1985年，我国首届交叉科学学术讨论会的召开，使得“交叉科学”在科学界广泛传播。天津师范大学于1990年招收了首批交叉学科研究生，2000年北京大学前沿交叉学科研究院成立，南京大学等高校也相继开辟“学科特区”，旨在加强学科交叉的发展，培育特色学科，提高教学水平以及科研的质量。

经过近三十年的发展，发展交叉科学已经提到国家中长期发展规划的高度，国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》认为交叉学科是“基础学科之间、基础学科与应用学科、科学与技术、自然科学与人文社会科学的交叉与融合，往往导致重大科学发现和新兴学科的产生，是科学研究中最活跃的部分之一，要给予高度关注和重点部署”[7]。

虽然我国的交叉学科经历了发展阶段，但是我国高等教育自20世纪50年代始一直推行理工分家、建设单科学院的发展模式，客观上阻碍了交叉学科的进一步发展。同时，专家杂家争议、系科专业分隔、专业和学科的封闭、跨专业合作机会与条件不成熟等条件也严重阻碍我国交叉学科的深入发展。

三、学科建设的必要性和紧迫性

学科交叉与学科融合不仅是现在科学各学科发展的必然趋势，也是科学研究与工程实践中重大创新性成果的源泉。相关统计结果表明，在1901至2008的108年中，获得诺贝尔奖（物理、化学、生理学或医学奖三项）的自然科学类研究成果中，交叉学科研究成果超过获奖总数的一半，且在各统计时间段中，交叉学科研究成果所占比例一直呈上升趋势，在21世纪初的8年中，这一比例更是高达66.7%，由此可见，学科交叉与融合是现代科学研究取得突破性进展的重要途径[8]。

我国的交叉学科相关研究与实践起步较晚，虽然经历了长足进步，但与发达国家的水平仍然存在一定差距。随着信息时代的到来，社会分工更加精细，逐步形成跨地区、跨企业甚至全球合作商业新模式，为经济社会的发展带来了机遇与挑战。面对日益复杂的各类问题，技术创新的重要性日益凸显，当前，学科交叉与融合已经成为技术发展和进步的必然趋势，如果我国能够利用这一契机迎头赶上，不但能够为国内产业的转型升级提高必要的智力支持，也能为我国产业在全球竞争中赢得一席之地。

四、交叉学科建设的探索与实践

针对国内高校交叉学科发展中存在的种种问题，笔者团队依托江苏省建筑智慧节能重点实验室，就建筑节能类交叉学科建设进行了一些的探索与实践，主要措施主要包括：

（1）完成交叉学科的合理规划与优化。经济社会发展需求是交叉学科发展的内在动力以及外在导向，当前国内外对于环境保护的关注度日益增加，各国都致力于研究新技术、新工艺来提高能量的利用率，减少二氧化碳等温室气体的排放。实验室通过研究计算机科学与建筑土木工程学科交叉机制，协调建筑节能各学科互补和合力等内倾动因，调动同源和流动等外倾动因，运用学科交叉的方法，创造如设备自适应控制等不同知识类型、形态的交叉学科，促进建筑节能各学科交叉自身有机地生成和发展。目前，已经确立的交叉学科有：机械设备自动控制交叉学科、室内环境自适应优化交叉学科、照明设备自动控制交叉学科和人员行为分析与预测交叉学科等。

（2）建立交叉学科群。综合运用观同察异法、话语移植法、互补共融法、连锁辐射法，辐集聚焦法、横断论析法、哲学提升法等，分析学科交叉生长点，以计算机科学、建筑土木工程等学科为核心，以信息类、土木类、建筑类相关学科为支撑，围绕建筑智慧节能这一研究领域，在学术上相互渗透，在技术上优势互补，建立高质量的交叉学科群。经过近2年的发展，初步建立了设备节能交叉学科群、人员行为模式交叉学科群、传感网-大数据平台交叉学科群等交叉学科群。

（3）总结交叉学科建设经验，促进建筑智慧节能研究领域的发展。创建“省重点实验室学术沙龙”，邀请建筑建筑节能、机械设备、电子信息和计算机科学等相关领域的院士、教授作担任交叉学科学科顾问，邀请国内外知名学者担任“访问学者”，定期组织专题讲座，各学科研究人员均可参与，围绕有关目标和主体，结合来自政府和社会的需求信息，引导参与人员共同思考、讨论，通过“头脑风暴”等形式，从客观上创造有利于学科交叉的条件。通过学科交叉与融合，利用共享的工具平台以及各学科间的广泛关联性，在影响和改造传统学科，焕发其活力的同时，催生新的学科，目前已初步建成信息技术与建筑土木工程交叉融合的学科点2个。

通过近2年的探索与实践，取得了一定成效，初步建立了建筑节能类的交叉学科，但是仍存在一定不足，需要在后续的改革中积极探索与实践，逐步完善交叉学科的构建与优化。

参考文献：

[1]徐艳，多学科融合在大学生科技创新中的重要地位，南京工程学院学报，2009，（9）：62-64.

[2]赵伶俐，潘莉，发展交叉学科-21世纪高等学校创新的主题和难题，现代大学教育，2003，（4）39-41.

[3]李紅兵，闫卫华，加快交叉学科建设提升高校有效竞争力，中国高教研究，2007，（1）：44-46.

[4]杨海燕，美国研究生阶段交叉学科的发展及其对我国的启示，中国高教研究，2008，（8）：40-44.

[5]吴琦来，魏薇，日本高等教育交叉学科建设的范例及其启示，比较教育研究，2008，（3）：26-30.

[6]高治军，可宁，寇福生，周鹏，高校交叉学科建设与发展中存在的问题及对策探讨，学位与研究生教育，2007：11-14.

[7]程妍，刍议我国高等教育学科专业目录分类中的交叉学科设置，高教探索，2008，（4）：22-27.

[8]胥秋，学科融合视角下的大学组织变革，高等教育研究，2010，（31）：20-27.