跨学科合作的工科人才培养新模式——工程教育的探索性多案例研究.docx

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1、跨学科合作的工科人才培养新模式——工程教育的探索性多案例研究摘要：当前高等教育体系仍主要集中在单一学科的人才培养模式上，但跨学科教育愈来愈受到重视，尤其在工程教育领域，跨学科合作的人才培养模式已成为未来工程教育发展的大趋势。本文通过对伦敦大学学院、奥尔堡大学、普林斯顿大学、麻省理工学院、多伦多大学和麦克马斯特大学近年来开展的工程教育改革进行探索性案例研究，分析总结了跨学科工程教育的人才培养模式。关键词：跨学科，多学科，工程教育，人才培养模式，创新创业基金项目：中国工程院重点咨询课题“面向可持续发展的工程科技人才需求与培养模式战略研究”（2020-

2、XZ-30）进入21世纪，随着在工程实践中面临越来越多的复杂问题的挑战，工程师必须采用跨学科合作的方法来应对全球挑战，任何一门学科都无法单独解决这些挑战带来的相关问题。挑战的复杂性部分归因于如能源、交通、通讯、医学等不同行业不同专业技术间的相互融合，这种趋势导致了复杂的社会技术系统（socio-technicalsystems）内部越来越相互依存。①这需要跨学科的团队来应对气候变化、全球不平等、大流行病等问题所带来的挑战。②对于工程来说，跨学科不是也从来不是一种选择。工程教育需要向这方面转换，进行跨学科合作的人才培养。一、什么是跨学科教育？1.跨

3、学科的概念当前高等教育人才培养模式主要还是基于传统的学科导向（discipline-oriented），即学生在获得某一特定专业领域的知识和技能后，毕业后还从事这一专业领域的工作。如果一项工程同时需要解决机械、电气、土木和化学方面的问题，一个普遍的方法就是将具有这些技能的人组成一个多学科的团队。这是标准的“多学科”（multidisciplinary）方法。然而对于复杂的大型工程，需要整合所有人的学科知识、技能和经验，并综合为一个“知识共同体”来解决更棘手的问题。这一过程要求团队成员摆脱基于单一学科的理解，在综合各学科的基础上对问题形成新的认知，

4、并充分接受这个新的综合知识体系作为解决问题的基础。③这种方法称为“跨学科”（interdisciplinarity）。在21世纪，“跨学科”一词已经具有普遍的积极价值，因为它经常被用作“创新研究”和“综合解决方案”等概念的同义词。④“跨学科”与“多学科”有什么区别呢？有学者认为，在多学科团队中，团队成员以平行或不同的时间顺序工作，并在工作期间停留在各自的学科基础上；多学科团队受益于不同的学科知识，但不创造新的知识体系。在跨学科合作中，团队成员通过分析、综合和协调不同的学科找到一个整体的最终结果；跨学科团队成员共享一个概念框架，并致力于运用不同的学

5、科方法、理论和概念去解决问题。⑤美国国家科学院、工程院和医学院在共同发表的《促进跨学科研究》报告中，对“多学科”和“跨学科”两个概念进行了清晰的阐述。⑥多学科指的是，A、B两个学科联合解决共同的问题，工作完成后不加改变的分开；跨学科指的是，A、B两个学科联合解决共同的问题，互动中形成一个新的研究领域或学科C（见图1）。图1　多学科与跨学科的区别2.什么是跨学科教育？跨学科教育（interdisciplinaryeducation）是一个教育过程，学习者从两个或多个学科中学习，以提高他们对某一学科或问题的理解，并最终超越任何单一学科所能达到的程度。

6、通过跨学科教育，学习者整合和发展来自各个学科的信息、概念、方法和程序，以获得新的知识、理解和技能，从而能够解释或解决问题。⑦这种学习形式必然是主动的、自我导向的学习。⑧跨学科教育最早出现在美国高等教育领域，随着世界各地大学的数量和规模不断增长，跨学科教育作为一个新兴的教育实践逐渐在中国、印度、新加坡、南美和欧洲等国家发展起来。这有两个方面的原因：首先，互联网的普及（或是说某种程度上现代技术的本质）以史无前例的方式使思想的组合空间得以爆发；其次，“复杂的现实世界问题”的出现，例如气候变化、可持续发展、人机交互等，显然比大多数高校的院系更具跨学科性。

7、⑨目前，在工科专业领域实施跨学科教育还没有一套成熟的方法，但跨学科工程教育已经引起了工业界、学术界以及教育界的广泛关注。欧美国家的一些高校已经开始积极地进行尝试，其中比较典型的有：英国伦敦大学学院综合工程计划、丹麦奥尔堡大学基于问题的大型项目跨学科教育、美国普林斯顿大学凯勒工程教育创新中心、美国麻省理工学院新工程教育转型计划、加拿大多伦多大学跨学科工程教育与实践研究所和麦克马斯特大学枢轴项目。本研究通过对上述大部分院校进行实地调研，对工学院院长和项目（中心）主任进行深度访谈，并结合文献数据和调研访谈资料的分析整理，探索性的解释与跨学科工科人才培养

8、模式研究目标相关的调查数据，由此形成本文研究成果。下面分别对六所案例院校的跨学科工程教育进行分析介绍。二、跨学科合作的工科人才培养模式分