跨学科培养生态系统模型构建方法研究

［摘 要］跨学科培养是获得高水平成果、培养高层次人才的重要途径。跨学科培养模式的生态特征表明其实质上是由五大子系统及其包含的生态因子组成、动态交互而趋于平衡的一个整体系统。文章解析各子系统的生态因子，分析它们之间的信息传递和协同演化，从而构建跨学科培养的生态系统模型；在培养目标、组织结构、培养过程、制度规范、资源环境五个子系统生态因子层面上，给出优化实施措施，通过生态因子交互作用逐步完善，形成一个良性循环的跨学科培养模式运行模型。

［关键词］跨学科；学科交叉；培养模式；生态因子；优化

［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）16-0016-05

学科交叉和跨学科都是把两个或两个以上一级学科的理论或方法融合，打破学科壁垒以解决复杂问题的科学活动。可以说，跨学科是学科交叉的一种更为深入的合作形式。现阶段，学科交叉与融合是学科发展的主流和趋势，跨学科融合已成为科技创新的源泉，是培养具有交叉融合的知识结构、扎实的专业技能和较强的社会活动能力的复合型人才的重要途径[1]。全世界范围内已经掀起了学科交叉培养和研究的热潮，美、英、德、日等发达国家较早开展跨学科和学科交叉人才培养，已经形成了较为完善的学科交叉培养体系[2]，其主要特点包括在国家战略层面高度重视研究生跨学科培养，在政府层面提供制度和资金保障，在高校层面积极构建开展学科交叉的组织结构、导师制度、课程体系和实践平台，在企业层面营造协同育人环境等。

我国的学科交叉研究在改革开放后起步，并在跨学科培养上取得了明显的进展。从20世纪90年代至今，北京大学、上海交通大学、浙江大学、华中科技大学等相继建立了多个校属独立的交叉学科研究机构，在生物医学、生命科学、计算机科学等学科领域进行交叉学科高层次人才培养上的探索与实践[3]。我国学科交叉发展时间短，一方面，成熟的交叉学科平台还非常少；另一方面，大学专业化的培养观念和培养运行机制根深蒂固，一些学科交叉部门复制传统学科部门的结构和政策，往往运行推进不顺畅，甚至因为与传统学科部门形成竞争关系而被边缘化。

现行的面向专业化培养的制度规范和组织结构，不能支撑跨学科培养的人员配备、资源配置等要求，以学科或固定研究方向为遴选标准的同行评议制度也不能有效地适用于在学科边缘交叉地带进行探索的跨学科研究[4]。因此，跨学科培养不能简单地复制或直接并入传统学科培养模式，而是需要重新定位跨学科培养的结构和功能等，重视机制创新和环境改善[5]，需要妥善处理好“跨学科性”与“学科性”的关系[6]。实际上，我国跨学科研究和培养不缺乏上层的关注或者基层的动力，而是缺乏中间层的系统性执行力，主要表现为：评价机制和激励机制尚未完全建立；资源配置机制仍需改革；跨院系的管理制度还不成熟。

从生态系统视角看，跨学科培养是一项系统性工程，涉及系统内外各层次生态因子如科研项目、资源配置、招生方式、培养目标、考核评价、学术交流、课程教学、导师指导等的互动适应、协同演化，包括学生、教师、学校、企业、知识成果、资源和制度等多主体的能量互换、信息传递[7]。

以生态学的视角看待学科结构、学科体系问题，就要用系统思维方式，从全局、整体、长期的角度来审视和处理学科与学科之间、学科与环境之间的关系[8]。关于跨学科培养生态系统已有诸多文献研究报道，例如，相关研究提出跨学科培养生态系统的概念是：以大学生的个体发展为培养主线，高校内部跨学科培养的实施主体交互形成网络共同体，与高校外部的生态环境之间不断进行物质循环、能量互换、信息传递，形成具有整体性和动态性的有机整体[9]；植根于多学科交叉科研基地，构建“环（环境）—机（机制）—物（体系）”三维一体的高层次创新人才培养生态系统[10]。

一、跨学科培养模式建立

（一）跨学科培养的组织模式

跨学科培养模式是指对跨学科培养过程的抽象化、结构化描述，有助于从整体上把握跨学科培养的运行规律。跨学科培养模式有多种分类依据。在顶层设计中从组织结构上确立跨学科归属[11]，根据跨学科的组织结构，将其分为科研项目、研究机构和交叉学科3种组织模式，如图1所示。

科研项目组织模式是指多个学科联合申报和共同攻关科研项目，基于原有学科组织寻求突破。这类模式直接锻炼学生交叉实践能力，学科交叉性更强、灵活度较高，但是组织化程度较低。

研究机构组织模式是指为了对接国家或地方的重大需求而设置的跨学科研究院、创新平台、研究中心等。其中，大学直属平台一般与学院平级，涉及学科跨多个院系甚至学部，学科交叉性较强；学院下属研究中心挂靠院系，学科交叉性较弱。

交叉学科组织模式是指跨学科融合和渗透发展到成熟阶段，综合形成新的学科，列在国务院学位委员会公布的学科目录中或者由大学自主设置。这类模式的跨学科活动有固定的场所、经费、师资和学生，组织化和制度化程度较高，但灵活度较低。

这3种组织模式在内容上相互承接，在组织化程度上由低到高，反映了跨学科发展的3个阶段：首先，加强不同学科的联系、成立跨学科培养项目；其次，成立跨学科研究机构；最后，发展到成熟阶段，综合形成新的交叉学科。研究机构组织模式和交叉学科组织模式的组织化程度较高，有利于促进学科融合，是我国目前跨学科培养模式的建设重点。

（二）跨学科培养模式的构成解析

跨学科培养模式的构成要素可归纳为5个子系统：培养目标、组织结构、培养过程、制度规范、资源环境。

培养目标子系统规划跨学科培养的方向，是其他要素的“统帅”。跨学科培养目标是让学生形成跨越学科界限的批判性思维，能够整合不同学科的知识来解决复杂问题，还重视沟通能力、领导能力和团队合作能力培养[12]。组织结构子系统是跨学科培养的依托载体，实现人员、资金、物品等资源配置来支撑跨学科培养。跨学科培养的组织结构的发展历程为：科研项目组织结构—研究机构组织结构—交叉学科组织结构—跨校合作组织结构。培养过程子系统是跨学科培养的路径，强调人员等资源的衔接，涉及课程教学、科研训练、导师制度等。制度规范子系统是跨学科培养的管理与质量保障机制，使跨学科培养制度化、规范化。资源环境子系统是为跨学科培养提供政策、经费、实践等资源的外部环境，如支持跨学科发展的社会大环境、政府财政支持、项目经费资助、企业实践平台等。资源环境的变化作用于跨学科培养，跨学科培养的发展也会影响资源环境。

（三）跨学科培养模式的生态特征分析

从生态学视角看，跨学科培养模式是一个内外部生态因子（构成要素）相互作用的生态系统，其生态特征表现为：

1.整体性

跨学科培养模式的基本特征是整体性，表现为通过各生态因子的交互联系，其整体功能大于各生态因子功能之和。

2.层次结构性

跨学科培养模式是一个多要素的复杂层级结构。国家政策、产业等外部环境宏观地影响着大学内部的跨学科培养，大学内部的组织结构、制度规范等统筹着跨学科培养，课程、师资、科研实践平台、资金等制约着跨学科培养。

3.动态平衡性

跨学科培养模式是一个动态、开放的循环系统。如图2所示，生态系统内部不断地适应于资源环境，促进跨学科培养；跨学科培养输出的人才、知识又回馈资源环境，吸引更多的资源环境流入跨学科培养，使整个系统进入良性循环。

4.多元协同性

跨学科培养模式是一个多要素、多主体、多联系的协同系统，学生、教师、管理者、企业等利益相关者都要有效地参与跨学科培养。

二、跨学科培养模式生态系统构建与优化

根据跨学科培养模式的生态特征分析可知，跨学科培养模式实质上是由五个子系统及它们包含的生态因子组成并动态交互而趋于平衡的一个整体系统。

（一）跨学科培养模式的生态因子分解

1.培养目标子系统

培养目标以社会需求为导向，其生态因子可归为3类：批判性思维、知识整合能力、团队协作能力。

2.组织结构子系统

组织结构子系统是实现人、财、物资源配置的多元协作方式。在研究机构组织模式中，组织结构子系统的生态因子通常可归为以下4类：院属跨学科实验室、研究中心，由大学出资的校级跨学科研究中心、实验中心、研究院，由政府出资的隶属大学的跨学科研究基地、国家重点实验室，以及校企联合实体、协同创新中心等。

3.培养过程子系统

培养过程子系统实现知识交叉融合，其生态因子可归为3类：课程教学、科研训练、导师制度。进一步解析，课程教学的生态因子为课程科目、学分分布、授课教师、授课形式等，科研训练的生态因子为科研项目、学术交流、实践平台等，导师制度的生态因子为导师的聘任、激励和评价制度等。

4.制度规范子系统

制度规范子系统的特点是统筹协调，其生态因子可归为3类：跨学科的校级领导小组、校级学术委员会、项目管理机构。其中，校级领导小组制定跨学科交叉发展战略，做顶层设计；校级学术委员会制定跨学科规划，落实跨学科管理工作；项目管理机构联络各相关学科，管理跨学科项目，进行信息维护等。

5.资源环境子系统

资源环境子系统的特点是共享与服务。跨学科培养需要国家层面的政策扶持和大学发展战略的有力支撑。资源环境的生态因子可归为3类：政府或产业的资金支持、跨学科运行基础设施、跨学科技术共享平台。它们是开展跨学科培养的外部环境。

（二）跨学科培养模式生态系统构建

通过解析各生态因子，分析其运行逻辑，从而构建跨学科培养模式的生态系统架构，如图3所示。

图3显示了各生态因子的信息传递和协同演化的运行逻辑：培养目标子系统是生态系统内部的起点也是终点；培养过程子系统是学生由资源环境进入、至毕业后又返回资源环境的过程；组织结构子系统是培养过程子系统的依托载体，为培养过程子系统组织资源；制度规范子系统将各相关主体融入生态系统并规范其职责，从培养目标出发，为跨学科组织的构建提供制度规范（如图4所示）；资源环境子系统输入物质、信息等到生态系统内部，生态系统输出的人才、知识成果又反馈到资源环境子系统，系统内部和外部互为反馈、动态交互，最终趋于平衡。

（三）跨学科培养模式生态系统的运行优化

基于跨学科培养模式生态系统的运行机制，探讨跨学科培养模式生态系统的优化。在跨学科培养模式生态系统中，培养目标是起点也是终点，培养过程是关键，组织结构是载体，制度规范是管控，资源环境是条件。各生态因子相互交流、互动适应、协同演化，实现物质循环、能量互换和信息传递。判断一个生态系统是否运行良好，不仅要看生态因子本身是否科学合理，还要进一步看生态因子之间是否契合匹配，只有系统整体运行良好，才能发挥培养作用。

跨学科培养模式生态系统的运行机制，是在系统内部和资源环境的交互作用下，生态系统呈现“暂时平衡—不平衡—新的平衡”的动态平衡状态，如果系统构建合理，则各生态因子通过交互作用逐步完善，使最终输出目标接近设计目标，并形成一个良性循环的跨学科培养运行模型。

在培养目标上，明确跨学科培养理念，设定科学合理的培养目标，突出“面向科学技术前沿”的学术价值取向，坚持“解决复杂社会问题”的社会价值取向。

在组织结构上，建立灵活多样的组织机制，创新优化组织模式，为跨学科培养提供更多途径；针对资源配置，设置专门负责跨学科培养资源协调的岗位，协调各主体的利益，建立资源整合体系；针对产学研平台，考虑到非营利性的高校与营利性的企业在价值目标上存在较大差异，并且在仪器共享、知识产权权属方面还缺乏相关法律保障，要进一步理顺产学研合作机制。

在培养过程上，针对课程教学，建立完整有效的课程体系；针对科研训练，加强学科交叉研究方法的训练；针对科研项目，须以学科交叉为载体设立科研项目；针对导师制度，对导师提出更高要求，建设导师团队、提升跨学科指导能力；针对学术会议和全球化视野，关注能够参与相关领域国际标准、学术联盟的国际化人才培养。

在制度规范上，完善跨学科培养的政策，与我国现有关于教育、科技、人才等的发展规划相融合；加强学校层面的顶层设计，探讨顶层设计与组织结构的关联；针对考核评价，探索有利于学科融合发展的评价指标，建立跨学科培养质量评价体系（主要评价多学科交叉创新能力）。

在资源环境上，营造不同利益主体共同参与、相互促进的良性协同培养环境。考虑到经费资源是跨学科培养模式中重要的生态因子，应建立和完善跨学科研究和培养的多方互补资助体系。

三、结语

跨学科培养模式处在“暂时平衡—不平衡—新的平衡”的动态平衡状态。因此，本文从生态系统的整体关联和动态平衡理论视角出发，建立跨学科培养模式生态系统，形成跨学科培养研究的新思路，实现整个生态系统的良性循环运行。在跨学科培养模式生态系统中，培养目标是起点和终点，培养过程是关键，组织结构是载体，制度规范是管控，资源环境是条件。各生态因子进行物质循环、能量互换、信息传递，从而相互交流、互动适应、协同演化。

实现跨学科培养模式有效运转，需要重点解决关于激励机制、评价机制、组织结构、资源配置等生态因子及各生态因子协同合作有序发展的问题，其核心是解决中间层的执行力问题，有效推动系统生态运行上通下达。

［ 参 考 文 献 ］

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［责任编辑：雷 艳］