跨学科复合型人才培养的时代要求与实现路径

陈莉 王卫红 夏清

【摘要】本文从产业发展、新工科时代解决复杂工程问题和学生全面发展三个角度，阐明了跨学科复合型人才培养是时代要求。根据跨学科人才培养的开放性与动态性、合作协同、高度融合的特点，西南科技大学地理信息科学专业探索了跨学科复合型人才培养的实现路径：（1）制定具有开放型和跨学科特色、适合行业现状和发展需要的培养方案；而且专门针对人文素养和思政教育目标进行了顶层设计；（2）通过改善本专业教师的知识结构、适当安排相关学科老师担任专业课程的教学任务、从校外聘请产业教授担任实践教学环节的指导教师，构建满足复合型人才培养的师资队伍；（3）通过大量教学案例实现理工类学科内部的跨学科人才培养；（4）发挥传统文化独特优势，在专业教育中融入思政教育和美学教育，实现在理工和人文之间的跨学科人才培养；（5）将培养学生的空间、时间尽可能突破课堂和校园的限制，营造开放的育人环境。

【关键词】跨学科；复合型人才培养；实现路径

【中图分类号】G642.0    【文献标识码】A    【文章编号】1672-4860（2023）01-0084-07

经济转型与技术革命的新时代下，具有单一知识结构的劳动力已经不能满足人才市场需求。高等教育必须进行相应的调整，才能为我国实现“两个一百年”奋斗目标培养合格人才。《中国教育现代化2035》是指导与推动教育改革的纲领性文件，明确指出要加大复合型人才培养比重。

所谓复合型人才的培养，是指以跨学科理念为指导，通过打破学科界限，利用学科之间的协同效应实现学科的整合，从而使学生能够在不同学科之间进行学习或者参与研究的教育活动[1]。

本文以西南科技大学地理信息科学专业为例，论述新时代为什么要进行、怎样进行跨学科复合型人才的培养。

一、跨学科复合型人才培养是时代要求

（一）产业发展的要求

生态环境是人类生存最为基础的条件，是我国持续发展最为重要的基础。为了落实“绿水青山就是金山银山”生态文明建设理念，对“山水林田湖草”生命共同体进行统筹管理，国务院于2018年组建“自然资源部”，统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职能，统一行使全民所有自然资源资产所有者职责[2]。在自然资源部的组建过程中，并没有将地理信息产业原主管部门国家测绘地理信息局作为部委下属部门保留，而是将地理信息产业融入自然资源部，以更好地服务于自然资源的调查与管理[3]。建设生态文明是一个综合的系统工程[4]。在融入自然资源的调查与管理过程中，地理信息应用涉及范围越来越广。比如，在自然资源部发布的《自然资源调查监测体系构建总体方案》中，地表基质及其地球物理化学性质指标等，作为自然资源调查指标体系的重要内容，成为多门类自然资源相互作用和密切联系的纽带[5]，这就要求相关地理信息从业人员在采集、处理自然资源调查数据时，应该具备一定地质学、地球物理学的基础知识。

（二）新工科时代解决复杂工程问题的要求

物理学家普朗克曾说：“科学是内在的整体，它被分解为单独的学科不是取决于事物的本身，而是取决于人类认识能力的局限性。”[6]全球已经进入新的工业革命时代，出现了越来越多跨学科的复杂工程问题。

为了应对全球新经济的发展形式和国内工程教育的现实需求，服务于走新型工业化道路、科教兴国等国家战略，从“复旦共识”到“天大行动”，再到“北京指南”，完成了新工科建设“三部曲”[7]。新工科理念的特点之一是面向未来、主动迎接挑战，以产业需求为导向，学科走向交叉融合，培养出综合全面、创新能力突出的学生[6]。新工科不是单纯将某一专业的知识运用到工程实践中，而是强调综合应用跨学科知识创造性地解决复杂工程问题。因此，实际上，新工科不是纯粹的工科，从本质上看是多学科在工程中的应用[8]。

（三）学生全面发展的要求

教育不止是传递生产和生活经验，更重要的是促进人的全面发展。人的全面发展最根本是指人的劳动能力的全面发展，即人的智力和体力的充分、统一的发展[9]。跨学科复合型专业人才培养以学生为中心，着眼于对学生的全面培养，打破学科和专业间壁垒，以多元化的知识体系和能力训练为培养载体，培养学生分析和解决复杂问题的能力，在促进学生创新精神养成和综合思维能力发展的同时，提升学生毕业时的就业能力和后续的职业转换能力。从这个角度而言，无论是满足产业发展要求还是促进复杂工程问题的解决，跨学科复合型专业人才培养方式仅仅是一种手段，终极目的是培养出具备更广阔视野、更廣博知识和融会贯通能力的人。

二、跨学科复合型人才培养的困境

虽然从产业发展、解决复杂工程问题、学生全面发展等各个角度都迫切需求高等教育培养出跨学科的复合型人才，但在具体实施过程中还可能面临不少困境。

（一）课程设置不科学

地理信息科学虽然属于理学专业，但具有天然的理工复合特质（注：2013年之前教育部规定也可以授予工学学位）。其培养目标、核心课程、就业领域等明显与测绘工程、遥感科学与技术、计算机科学与技术等工学专业融合交叉。在“新工科”时代，对于地理信息科学等专业，应注意理工结合，开阔学生视野、增强动手能力、延伸创新链条，才能适应社会发展的要求。

跨学科复合型人才培养的顺利实施，需要通过精心设计的课程体系来支撑。如果不从培养方案的制订阶段就定下复合型人才培养的基调，难免会落入杂乱无章、不伦不类的窠臼。

（二）教学队伍组成结构不合理

培养方案的落实需要具体到每一门课程的教学。在地学领域，基于区域或者全球尺度的海量多源异构数据在资源调查、环境监测、灾害预测等方面的应用，无不涉及地理信息科学与地质工程、环境科学与工程、测绘科学与技术等学科的综合，同时又与大数据、移动互联网、人工智能等新兴技术息息相关。如果仅凭本专业教师，实际上是难以针对如此广阔的教学内容来进行复合型人才培养的。

（三）忽视人文精神的培养

科学与人文的和谐教育是实现人的全面发展的重要途径[10]。科学文化与人文文化、科学思维与人文思维、科学精神与人文精神的内在和谐是研究和探索培养创造思维、塑造完美人格，从而实现人的全面发展的重要内容[10]。因此，培养复合型人才，不仅要在理工类学科内部跨学科，还需在理工和人文之间跨学科。正如梁思成在《半个人的世界》里强调的，培养具有完全人格的人，要将“理工”与“人文”结合；而只重“理工”或只重“人文”，均是所谓“半个人”的教育。既有科学精神，又有人文精神，才能成为适应现代社会全面发展的人[11]。但人文精神的培养，是许多理工科专业常常忽视的问题。

三、跨学科复合型人才培养的实现路径

跨学科人才培养的特点在于开放性与动态性，强调合作、协同与高度融合[1]。自从2004年我校开设地理信息科学专业以来，基于高等教学时代要求和专业自身特点，我们密切关注行业发展，分析用人单位需求，秉承动态调整、多元协同原则，构建了全方位开放型教育体系（包括开放型的培养方案、课程实施和育人环境等），探索了跨学科复合型人才培养的实现路径[12]。

（一）制订开放型培养方案

地理信息科学专业的培养方案，历经2004年、2005年、2009年、2013年、2016年等多个版本（其中2005年版本在2008年进行了微调），目前最新的是2019年版。每次制订培养方案之前，均通过实际走访或面对面交流、电话或电子邮件联系等方式，对行业内代表性单位和我校重点用人单位、兄弟院校等进行广泛调研，并从校外聘请产业教授，实现与地理信息产业和相关产业长期而有效的沟通，使我校地理信息科学专业培养方案适合行业现状和发展需要，具有较鲜明的开放型和跨学科特色。比如在2019版培养方案中，开设了《三维建模综合实践》《移动GIS开发技术》《大数据分析》《地球科学概论》《区域分析与区域规划》《不动产测量与管理》《遥感解译与地学分析》和《信息系统项目管理与监理》等与物联网、云计算、大数据等高新技术深度融合或跨学科的课程。

地理科学是自然科学与社会科学交叉学科，具有浓厚的区域性、综合性和意识形态特征，其使命是提高人类认知，解决资源、环境、发展面临的复杂问题，不仅解释过去，更重要的在于支撑国家战略、服务社会和预测未来。根据地理科学学科特色，我们在人才培养方案中还专门针对人文素养和思政教育目标进行了顶层设计：以地理学知识为基础，从时空演变规律认识党史、新中国史、改革开放史和社会主义发展史，建立文化自信；从全球尺度認识国情，认同中国特色社会主义核心价值观，树立家国情怀；具备相应的学科素养，从专业角度勇于承担历史使命和社会责任，实现从学理认知到信念生成的转化。

（二）构建结构合理的教学队伍

结构合理的教学队伍包括三方面的内涵：（1）通过自主提升、与校内外相关学科教学及科研人员广泛交流和合作等形式，本专业教师形成了以地理信息专业为核心、拓展到相关学科的知识结构。（2）适当安排相关学科教师担任地理信息科学专业课程的教学任务。测绘工程、地质工程、环境工程、城市规划、计算机科学与技术、信息管理与信息系统等专业教师承担了《不动产测量与管理》《遥感解译与地学分析》《环境课程概论》《区域分析与区域规划》《Java程序设计》《信息系统项目管理与监理》等课程的教学工作。可见，本专业课程授课教师的学科结构较为合理。（3）从校外聘请产业教授担任实践教学环节的指导教师，体现了“产教融合、校企合作”的师资结构。

（三）实施与相关学科交叉的案例教学

以科研项目或生产实践为依托，以学科之间和校内校外多元协同为基础，结合以学生为中心、以学习成果为导向和以持续改进为重点的OBE理念，本专业通过大量教学案例具体实施了理工类学科内部的跨学科人才培养。与不同学科交叉的典型案见表1。

（四）在专业教育中融入思政教育和美学教育

教育部于1998年专门发布《关于加强大学生文化素质教育的若干意见》，要求“教师在讲授专业课时，要自觉地将人文精神和科学精神的培养贯穿于专业教育始终，充分挖掘和发挥专业课对人才文化素质养成的潜移默化作用”[13]；2018年在《关于加快建设高水平本科教育，全面提高人才培养能力的意见》中，再次强调“提高学生审美和人文素养”[14]。我国优秀的传统文化，既为社会主义核心价值观提供了丰富源泉，也是现代文化发展的根和应对当今世界百年未有之大变局的魂。高等教育工作者理应发挥传统文化独特优势，潜移默化地提升大学生人文素养。

中国传统戏曲是中华文化的集大成者，不仅是优秀传统文学、艺术的集成，更蕴含着中华民族高尚的道德情操和美学思想。从古至今，中国传统戏曲雅俗共赏，也从未脱离过教化的功能。戏曲故事里包含的父母恩、师生谊、朋友义、家国情，对于引领学生陶冶高尚的道德情操、培育深厚的民族情感、树立正确的审美观念，都有着不可或缺的作用。为了贯彻文化育人，引导学生用专业知识拓宽人文视野，注重学以致用，我们以中国传统戏曲为主线，以《中国传统戏曲数字化平台建设与网络发布》为题，在地理信息科学专业从大一到大四的八门专业课程中设计了八个综合实践环节（包含综合实验或课程设计），如表2所示。

上述八个综合实验（或设计），紧紧围绕专业人才培养目标和实践课程教学内容，充分挖掘专业教育和思政教育、美学教育的融入点，切实抓住课程改革核心问题，着力将人文素质贯穿教育教学全过程，形成知识传授与价值引领、塑造人格有机统一的全方位育人格局。通过寻求各科教学中专业知识与人文精神之间的关联性，采取一种比较潜隐的形式将文化自信、家国情怀和美学素养持续渗透到专业技能的学习中，唤醒学生的主动担当意识。从中国传统戏曲专题地图制作；对相关数据进行科学管理，为传统文化的保护和振兴提供精准的数据支持；采集、处理以百度指数为代表的中国传统戏曲舆情信息、市场需求数据，了解传统戏曲现状；分析中国传统戏曲在互联网平台的生存和传播状况，对相关舆情信息、市场需求数据在时空格局方面进行深度分析；把戏曲融入WebGIS中，丰富戏曲欣赏与学习的资源，加大传播力度，使学生在由浅入深学习专业技能的同时，不断深化对中国传统文化优秀代表之一——戏曲的认识，提高对中国戏曲的兴趣，并利用专业知识为传统文化保护和相关部门决策提供依据，甚至一定程度上改变戏曲的传统参与模式和传承模式。

只有兼具科学精神和人文精神的人，才能成为全面发展的人，才能更好适应现代社会的需要[11]。表1和表2所列举的典型案例和综合实践，不仅开拓了学生视野，培养了其创新思想，更重要的是，提升了其公德意识、担当意识，为其顺利成才插上了科学思维和人文思维的双翼。

（五）优化育人环境

实际工程问题往往是需要充分利用多学科知识才能解决，将培养学生的空间、时间尽可能地突破课堂和校园的限制，优化了育人环境，是实现复合型人才培养的有效途径之一。

线上教育拓宽教育空间和课程容量，已经成为高等教育的一种新形态，“这既是大学发展的内在需求，也是国际高等教育的新趋势”[15]。四川省线上线下混合式一流课程《测量学》，采用本专业自主建设的在线课程和雨课堂进行教学，其中“课前预习、课后复习、测验作业以在线课程为主、雨课堂为辅；课堂教学采用雨课堂；辅导答疑在线与现场相结合”，让教学资源信息化、课堂互动普遍化、教学反馈即时化、教学评价全面化，实现了“课堂活起来”“学生忙起来”。布置学生课前在线自学基础知识点，通过随堂测试检查自学效果，课堂重点讲解基础知识的理解和综合应用，注重课程的高阶性、创新性和挑战度。以学生為中心，通过智慧教学工具雨课堂等，与全体学生实时互动，全面掌握所有学生的学习状况，以传授知识为基础，重点培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。该课程拓展了学生学习的时间、空间，充实了学习内容，以学生自学与教师主讲结合、知识传授与能力培养兼顾、专业教育与思政教育同步、定量考核与定性评价互补为特色，深入落实了以学生为中心、推进差异化教学和个性化学习、覆盖全体学生和教学全过程，春风化雨、细雨无声地达到了启迪学生智慧、滋润学生心灵的教学目标。

学生创新能力和科研能力的高低，是检验复合型人才培养成果的重要指标。环境与资源学院搭建了完整严密的组织架构，制订了系统、长效的配套管理制度，从而构建起多层次全方位学生科技创新体系[12]。地理信息科学专业组织基础、中坚和核心3个梯队的学生，参与学校、省和国家3个层次的科技活动，科技竞赛成绩在西南地区名列前茅。近五年本专业共获得省级以上科技竞赛奖励79项，其中国家级33项；其中在第七届全国大学生GIS应用技能大赛和第十一届全国大学生测绘科技论文竞赛中，获得特等奖；取得省大学生测绘技能大赛开赛七届以来仅有的两次满分。在校生第一作者获得实用新型专利1项、软件著作权4项、发表论文2篇。

国家遥感中心绵阳科技城分部依托西南科技大学，与多家单位联合共建，以测绘工程、地理信息科学、环境科学与工程、交通工程、地质工程等多学科为支撑，主要在“空天地遥感大数据集成”“特种工程环境安全监测和应急处理”“生态环境规划与可持续发展”等方面开展科研和教学，为学生创新能力和科研能力的培养提供了可靠保障。为了引导学生将遥感技术集成应用到自己所学专业，学院与国家遥感中心绵阳科技城分部联合开办了“遥感应用”大学生创新实践班，进一步提升了跨学科复合型人才培养的育人环境。经过一年专业课程的学习与科研能力的培养，创新班学生对遥感应用理论知识均有了更深层次的掌握，也通过自身的不懈努力完成许多与遥感应用相关的优秀作品，不同专业学生利用自身专业特长在交流与实践中，碰撞出多彩火花。

为了提升本科生创新能力和科研素养，对于那些具备科研兴趣及有意愿考研的同学，鼓励他们参加教师团队定期举办硕士研究生学术沙龙，参加的研究生涵盖了地质、采矿、安全、环境以及城市规划等多个专业，沙龙主要以学术报告和提问讨论的形式呈现。这种形式的学术沙龙为本-硕联合培养提供了一个开放的互动平台，不仅可以帮助本科生尽早了解研究生阶段的学习工作，而且通过跟硕士生们学习交流，为本科生考研和撰写学术论文都有着很强的促进作用。同时硕士研究生通过回答、解释本科生提出的问题，对自身科学问题和研究思路及过程也会有一定的启发作用。多元化学科平台，不仅为培养本-硕生的创新思维和科研素养起到很强的推动作用，同时也增进了硕士生、本科生以及教师之间的感情，真正将传-帮-带作用发挥到极致。

地理信息科学专业还建立了10余个实习基地，长期派学生去实习基地进行实践，不仅增强了学生理论联系实际的能力，同时长期积累的实践案例又可以反哺教学和科研，切实发挥了实习基地的作用。同时，本专业还与重点用人单位共建其在我校的人才培养基地，与实习基地互相补充，深入落实产学研协同育人。

结语

培养跨学科复合型人才是广大高校教师响应时代要求、落实《中国教育现代化2035》应该履行的光荣职责。通过产学研协同、学科协同，西南科技大学地理信息科学专业构建了由培养方案、课程实施和育人环境等组成的全方位开放型教育体系，所培养的学生整体上动手能力强、适用面广、发展潜力好，受到用人单位的好评。毕业校友中，既有测绘地信单位的技术中坚力量，又有自主创业的弄潮儿，也有升入国内外名校深造的学术精英，还有走上政坛的基层领导和人民公仆。事实证明，本专业关于跨学科复合型人才培养实现路径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