“新工科”背景下跨学科课程建设的现状与思考

2022-03-13周爱霞郭酉函温雅婷杨平吕

科教导刊·电子版 2022年35期

周爱霞，郭酉函，温雅婷，杨平吕

（国防科技大学气象海洋学院，湖南长沙 410073）

0 引言

在科技飞速发展的今天，跨学科已经成为当代科技发展的重要特征，各学科技术领域之间呈现相互渗透相互影响的趋势，不论是科学上的重大发现，还是技术上的重大突破，都需要各学科领域的相互配合，相互融合。高校教育需要培养具有跨学科、跨产业、跨界整合能力的复合型人才来服务于国家发展战略，为此，教育部积极推进“新工科”建设，形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”。在“新工科”背景下，跨学科教育教学成为高校教育的重要发展方向，各地高校纷纷推出具有跨学科性质的改革措施，以响应和实践“新工科”建设对跨学科人才培养和学科建设的要求[1]。

跨学科课程的建设和教学改革是进行跨学科教育，培养跨学科人才，实现“新工科”建设目标的重要途径。对于跨学科课程的建设，国外特别是欧美国家起步较早，积累了很多成功经验。而我国则仅处于起步阶段，对于如何建设跨学科课程，急需进行相应理论研究和教学实践，厘清一些基本问题，如：何为跨学科课程？为何建设跨学科？如何建设跨学科课程？有哪些经验可以借鉴？跨学科课程教学模式和教学方法与传统课程有何不同？

本文在总结国内外研究现状的基础上，对跨学科课程的概念和优势进行分析，对国内外跨学科课程的建设现状和经验进行梳理，并结合自身课程开设经验，对跨学科课程建设的思路提出建议，以期为跨学科课程的建设提供借鉴。

1 跨学科课程概念及其优势

所谓跨学科课程，也称交叉学科课程，是指超过一个学科范围研究内容的课程，通常是围绕一个跨学科问题，将多学科知识整合在一起进行学习和研究。跨学科课程需要跨越学科之间的界限，把多个学科知识融合在一起，建立内容间有意义的联系，使学生在广阔的领域中学习。与传统单学科课程相比，跨学科课程在人才培养方面有如下特点和优势：

（1）跨学科课程往往能更好地贴近岗位和社会需求。任何岗位工作通常都需要多学科、多领域的知识和能力，而传统的课程教学，是将这些知识按学科领域切割到不同的课程中进行学习，因此传统的单学科课程内容设计往往更注重其学科体系。但这种传统教学模式容易造成内容和知识的过分切割和碎片化，学生从不同课程中学习到碎片化的知识，却不知道如何将这些碎片化的知识提取和融合在一起解决岗位中遇到的真实问题。而跨学科课程往往针对某个问题或某个应用而开展教学，其目标就是要运用不同课程学到的不同学科、不同领域的知识，综合解决的岗位中面临的实际问题，培养学生发现问题、解决问题的思维模式。因此跨学科课程内容上往往更能贴近岗位需求，形式上也更贴近学生未来的工作场景，能更好地培养学生未来工作需要的知识和能力。

（2）跨学科课程能够培养学生从多学科、多角度思考问题的习惯，帮助学生树立整体知识观，能够更好地培养学生的整体思维能力和创新能力。跨学科课程可以使学生学会比较不同学科的观点，从多角度看待问题，使学生体验将不同领域知识综合到一起解决实际问题，或从多个领域视角，多种方法解决同一问题的过程，而这样的过程更符合人的整体认知特点，也更符合科学发展的综合化趋势，能够促进学生学习的综合化，弥补传统单学科教学造成的知识碎片化严重的问题，帮助学生形成跨越学科界限的知识视野，也有利于培养学生的整体思维能力、批判性思考和创造性思维能力[2]。

（3）跨学科课程能够提升学生协作的能力与技巧[3]，提升学生的团队意识。跨学科课程通常以专题、任务或项目的形式开展，需要不同专业背景的学生相互研讨，或需要多名学生协同合作才能完成老师布置的任务和作业，可以培养学生协同工作的能力，能使学生更好地适应未来的工作岗位，获得更好的工作成绩。

2 国内外跨学科课程建设研究现状

国外高校在跨学科教育上起步早，发展较为成熟，积累了较多成熟的经验，特别是美国的大学跨学科教育和跨学科课程发展成果突出[4]。美国大学自20世纪90年代开始重视跨学科课程的开发、设置和教学，通过开设跨学科课程，增强课程体系结构的紧密度，提高教育的效果和效率[5]。麻省理工学院非常重视跨学科课程的建设，开设了大量跨学科课程，占全校课程总量32%[5]。加州大学洛杉矶分校也行了跨学科课程改革，涵盖了自然科学、社会科学、工程学、艺术和人文学科；杜克大学通过“焦点计划”在跨学科课程的开发和建设实践方面提供了很好参照范本；普林斯顿大学开设了具有跨学科课程特点的“综合科学”课程，以数学为基础，整合了物理、化学、生物以及计算机科学等多学科多领域的核心内容，培养学生发新问题以及利用多学科知识解决问题的能力[6]。这反映出美国高校的人才培养工作主动适应科学研究创新需要，聚焦社会问题解决。

我国跨学科教育与跨学科课程实践起步较晚，受到我国传统单一学科文化体制的制约，在实际的开展过程中遇到许多问题，但越来越多的高校和老师逐渐重视跨学科教育实践和跨学科课程建设。西南交通大学推出了30余门跨学科通识课。电子科技大学持续打造通识类跨学科课程，同时着力建设一批面向本科生的跨学科与集成创新人才培养项目。陈彦，徐利梅探索了数字电路课程的跨学科教学，将“数字电路”和计算机、力学、管理等学科结合到一起，进行跨学科课程建设和教学改革[1]。杭文等将“问题驱动”教学法应用于跨学科课程“运输经济学”，对问题体系设计、教学组织和实施方式进行了探讨[7]。黄慧萍从知识点重构的角度，对机电类跨学科课程的建设进行了探讨[8]。陈淑燕重点对跨学科课程“交通数据挖掘技术”教学方法与研讨环节设计进行了探讨[9]。这些尝试都为跨学科课程的建设提供了有益的经验。

3 我国跨学科课程建设中面临的主要问题

在“新工科”背景下，跨学科课程以其不同于单学科分科教学的独特价值和显著优势，越来越受到重视，但我国跨学科课程建设起步较晚，其效果还不尽人意，在跨学科课程建设中还存在着诸多问题，主要表现在：

（1）对跨学科课程教学的重要性认识不足，投入不够，跨学科课程仍处于边缘、非主流状态。目前，在传统专业划分背景下，学科划分细、分割严重，影响了跨学科跨专业的合作研究和教学，跨学科课程开设数量相对较少，很多跨学科课程只是作为一种“尝试”“探索”而存在，很多高校在跨学科课程的建设和投入上还存在犹豫不前的状态，对于跨学科课程建设的意义认识和投入不足，教师投入跨学科课程建设的热情还没有被调动起来。

（2）跨学科课程教师的培养存在较大难度。要想获得较好的跨学科教育成果，教师是其中极为重要的环节，培养专业、成熟的跨学科课程任课教师是当务之急。跨学科课程需要教师具备多学科、多领域专业知识，但多数教师成长于单一学科培养模式，往往只具备相对单一的学科专业背景，加之缺乏相应的跨学科课程师资培养机制，任课教师往往需要经过多年的跨学科研发工作才能对跨学科课程有较深的理解。因此承担此类课程需要多年的积累，教师成长周期长，素质要求高、培养难度大。

（3）教学资源相对匮乏，课程建设难度大。目前单纯的单学科课程的课程资源已经非常丰富，而跨学科课程教学资源则相对匮乏，可参考的经验少。以笔者教授的气象信息类课程来说，单一学科的计算机类课程，如计算机网络、数据库技术等课程，全国性MOOC平台及各类网络平台上的资源都很丰富。但跨学科的、面向应用、面向岗位的气象信息类课程，如“气象水文传输网络”“气象水文数据管理”等课程，非常少。在中国大学MOOC检索发现，该平台目前还没有此类课程开设。通过多种渠道对此类课程教材检索发现，市面上可用的此类教材也几乎无法找到。因此，对于此类跨学科课程，从课程内容体系到教材及教学资源等方面，很多课程均需从零开始建设，课程建设难度非常大。

（4）跨学科课程教学内容组织不科学，内容更新不及时，不能显示出跨学科教学内容的前沿性。目前，有些跨学科课程只是将多个相关学科的内容简单的堆叠在一起，还没有实现各领域知识的真正融合，甚至有的高校只是开设一些本专业以外其他专业的课程，以此开阔学生的视野，并不能称之为真正的跨学科课程。跨学科课程内容建设需要强大的跨学科科学研究的支撑，需要跨学科研究为其提供真实的案例、场景，在此基础上才能科学地提炼和组织教学内容。

（5）没有形成有效的、适合跨学科课程的教学方法。跨学科思维和创新意识的培养是跨学科课程最重要的目标，而许多承担跨学科课程的教师采用的还是传统的讲授、示范、练习等常规的教学方法，只能偏重书本知识的传授，只是按照教材的章节顺序讲授，不能强调跨学科知识的互相连接性，忽略了跨学科课程内容的内在联系。没有教学内容、教学模式、教学方法的创新，跨学科课程无法承担起培养学术跨学科思维和创新意识的作用。

4 跨学科课程建设思考与建议

（1）重视跨学科课程，鼓励跨学科课程的开设和建设。跨学科课程在高校人才培养中具有单一学科课程不具备的优势，因此各高校应重视科学课课程建设，并制定相应的措施，激励教师开设和建设跨学科课程，各类资源向跨学科课程一定程度的倾斜，打破单学科教学的惯性，这样才能激发跨学科课程建设的积极性，增加跨学科课程建设实践，才能积累建设经验，促使跨学科课程建设由量变引起质变。

（2）加强不同学科教师之间的交流合作，建立稳定的跨学科教学团队。教师在跨学科课程建设中扮演着重要角色，跨学科课程教学涉及的知识面广，有必要加强教师之间的合作与交流，提高教师的跨学科科研和教研水平，另外还可以组建超越行政层次、协调整合的跨学科教学团队，将具有不同学科背景的老师组织在一起，在课程内容设计、教学方法运用、教学组织形式、教学策略运用等多个方面共同探讨，互相支持、取长补短，促进各自教学水平的提高。

（3）跨学科课程教学内容需实现多学科的深度整合，应聚焦真实问题解决和为学生提供真实的教学情景。课程内容是课程教学的基础和核心，跨学科课程一门课程中需要包含多门学科、多门课程的知识，克服单一学科教学的孤立性和知识学习的碎片化，形成有机统一、深度融合的课程教学内容体系是课程建设成功的关键。跨学科课程内容的组织既要兼顾知识体系，又不能完全囿于现有知识体系，除了基本知识的系统讲解之外，为学生提供综合性、跨学科的学习情景至关重要。将跨学科研究的成果、案例及时补充进教学内容，使学生能够在真实情境下解决真实问题，对于培养学生通过知识迁移解决实际问题的能力，培养学生求真、求实的实践品格和创新素养至关重要。因此，案例式、项目式的内容组织在跨学科课程的建设中值得提倡。

（4）要积极探索适合跨学科课程的教学模式和教学方法。传统教学方式，如讲解、示范、练习等，往往可以很好地开展单一学科教学内容，能够很好地帮助学生理解具体的知识点，但对于跨学科课程，还应积极探索适合于跨学科课程，能够使学生聚焦解决真实问题，营造开放包容的学习场域[10]的教学方法，如问题驱动教学法、项目式教学方法、STEM教学方法、案例教学法、研讨式教学方法等，要勇于探索和使用。

（5）要建立与跨学科课程相适应的多元多维的学习考核评价模式。传统教学多以终结性理论考试评价模式为主，而跨学科课程的目标绝非只是理论知识的掌握，考卷以外，学生运用多领域知识综合解决问题的创造力、沟通交流能力、批判性思维及其精神品质、价值观念的评价也是至关重要的。因此，跨学科课程需要创新考核评价方式，发展能够将学生非智力因素评价包含在内的评价模式，重视过程评价考核，丰富考核方式，只有这样才能提高学生参与度，实现课程目标。

（6）积极发掘、打造跨学科精品课、示范课，推广好的跨学科课程建设经验。跨学科课程是一种新事物，加之跨学科课程本身建设难度大，这更是给科学课课程建设带来极大的挑战。在此情况下，开设较早、较为成熟的跨学科课程要发挥“领头羊”的作用，积极打造精品课、示范课，将跨学科课程建设经验、做法积极宣传推广，这样才能带动更多的跨学科课程的建设。[11]