跨学科创新型人才培养体系探析_马蕾.pdf

University Education收稿时间 2021-07-13基金项目 1.教育部第二批新工科研究与实践项目“基于 人工智能+X 的自动化类专业改造升级探索与实践”（E-ZDH20201614）；2.中国高等教育学会2021年度专项课题“基于因果推断的校友捐赠动机及影响因素研究”（21JJYB04）；3.2021年山东大学教育教学改革研究项目“人工智能与机器人技术实践”（31400061120000）。作者简介 马蕾（1981），女，山东人，工学硕士，助理研究员，研究方向：教育管理。通信作者：汤庆新（1984），男，山东人，工学硕士，助理研究员，研究方向：教育管理、人力资源。李畅（1983），女，山东人，管理学硕士，助理研究员，研究方向：财务管理、人力资源。2022年12月December，2022University Education摘要 创新能力在人才培养中的重要性日益凸显，跨学科培养普遍被认为是一种有效的创新能力培养模式和手段。文章基于新加坡南洋理工大学和山东大学的育人实践，对比两者在人才培养战略规划、制度机制、师资队伍、机构设置、课程改革、教学创新等方面的异同，探索跨学科创新型人才培养体系构建优化方法和路径，以提升人才培养的质量和效益。关键词 跨学科；育人实践；对比分析；优化提升中图分类号 G640 文献标识码 A 文章编号 2095-3437（2022）12-0189-05一、背景和概述为应对新科技革命和产业变革带来的机遇与挑战，我国提出新工科、新医科、新农科、新文科“四新”发展战略，出台 高等学校引领人工智能创新行动计划 等一系列政策文件1-3，实施“六卓越一拔尖”计划2.0等工程4，探索构建学科内向复合、外向交叉的人才培养模式。国内外各高校也根据各自政府的部署和自身发展需求，采取专业升级改革、建设新兴专业等措施，打破各学科、专业壁垒，文理融通实施跨学科培养，以满足社会、产业和科学发展的需求5-6。新加坡南洋理工大学作为一所年轻的世界一流大学，在跨学科创新型人才培养上进行了大量的探索和实践，在其“NTU2025战略”中，明确提出“跨学科合作”是其进一步发展的必备条件，并提出了“为所有学生推出新的跨学科核心课程，横跨各种不同的主题，包括数码素养、沟通与探究、伦理和全球挑战”“为所有本科生提供实习的机会”“为本科生提供更弹性的选课方式，以修读跨学科课程和大学各专业科目”“增设13个跨学科专业”等具体措施，将跨学科创新型的人才培养融入教学、科研与实践应用的全链条。山东大学以“培养最优秀本科生和最具创造力的研究生”为己任，近年来学校充分发挥学科门类齐全的优势，撤销停招40余个老旧专业，新建人工智能、智能制造工程等10个战略性新兴专业，同时建设泰山学堂、尼山学堂、崇新学堂等基地班，形成了独具特色的新型人才培养体系。两所学校立足自身实际，根据自身优势，通过不同方式实现学科和专业的交叉、融合、渗透和拓展，对传统学科和专业进行升级改造，寻求理论创新、机制创新、模式创新，建设新兴学科和专业，有效推动了适应新时代要求的跨学科创新型人才培养。对比分析其措施异同、效果差异，分析其得失与原因，对进一步提高跨学科创新型人才培养的质量和效益具有较大的研究和实践意义。二、跨学科人才培养的实践与分析（一一）融入国家战略规划以争取政策资源支持融入国家战略规划以争取政策资源支持为争取国家、社会层面的政策和资源支持，两所学校的人才培养目标、战略方案与各自国家的战略规划和产业需求紧密契合7。实施跨学科人才培养，以提高所培养人才的创新能力，其直接目的也是满足两国在智能制造等既有产业升级和人工智能等新兴产业发展方面的实际需求。通过主动融入国家战略、服务社会需求，两所学校从政府机构获取了大量的资金、充足的设备和健全的基础设施，通过引导性和聚焦性配置，为跨学科科学研究和人才培养提供了政策支持和物质基础。南洋理工大学的“NTU2025战略”聚焦“人工智能与增强智能、韧性城市化与自然生态系统、大脑与学习、健康与社会、企业的未来以及文化、组织与社会”等6个重点领域，与新加坡国立基金研究会的“RIE2025规划”明确“制造、贸易与连接，城市可持续发展，人类健康与潜能，智慧国家与数字”4个重点领域高度吻合，均表现出非常明显的学科交叉融合导向，如城市可持续发展除技跨学科创新型人才培养体系探析马蕾1汤庆新2李畅31.山东大学外国语学院，山东济南2500002.山东大学控制科学与工程学院，山东济南2500003.山东大学齐鲁医学院，山东济南250000189术手段外更强调社会和谐、种族和谐的文化建设等。山东大学以坚决贯彻党的十九大报告“培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”的要求，在学科建设和专业设置上紧紧围绕国家五年规划等综合规划和社会经济建设、产业结构调整和优化升级实际需求，在目的、内容和路径上与这些规划、实际需求保持紧密联系。山东大学在 世界一流大学建设方案 中明确提出，通过面向国家战略需要和社会经济发展要求，构建“结构合理、布局科学、特色鲜明、基础扎实、交叉复合、促进创新”的培养体系，其中“交叉复合”与“促进创新”是完成“培养拔尖创新人才”的关键所在。（二二）虚实结合虚实结合、分层组建跨学科教学科研机构分层组建跨学科教学科研机构1.学校统筹，组建综合性跨学科教学科研机构2012年，南洋理工大学在亚洲范围内率先设立了跨学科研究生院，单独分配博士生名额，给予种子基金、行政服务和技术支持人员以及实验室等基础设施支持。跨学科研究生学院在行政服务、技术支持和办学空间等方面以实体形式组建，配置一定的全职工作人员；但在具体教学科研工作开展所需的师资方面，主要以兼职形式聘任不同学科、不同学院的教职人员、校外兼职教师共同参与课题研究和人才培养，其师资组织以虚拟方式进行，规模、结构、组成等面向教学科研需求灵活动态调整。跨学科研究生院为每名研究生配备了来自不同学科的两位指导教师；学生除主修学科外，还必须副修另一学科课程。自2012年设立以来，跨学科研究生院所招收的博士研究生数量已经占到南洋理工大学博士研究生年度招生人数的30%，如图1所示。并行分配70%学部学院（系）工程学院、理工学院、哈斯学院、南洋商学院、国立教育学院等分配分配跨学科研究生院各领域研究平台（PI制）30%可持续地球发展安全社区未来健康社会图1南洋理工大学博士生招生名额分配比例如图2所示，依托跨学科研究生院，南洋理工大学在医疗保健领域，推动心理学和神经科学、教育学和信息科技的交叉融合，从多角度开展交叉领域研究；从文理医兼通的角度出发，系统构建和阐释了学习的理论，在学习科学领域取得了跨学科成果，培养了相当数量的跨学科创新型人才。2010年，山东大学成立泰山学堂，承担教育部“基础学科拔尖学生培养试验计划”项目实施。采用“通专结合、文理交融，学研并重、强化创新，多种经历、三个相跨”的培养模式，重点基于数学、物理学、化学、生物学、计算机科学等5个优势学科进行跨学科培养，在培养模式、教学方法、学生遴选、制度创新等方面进行大胆的探索和实践。泰山学堂在全校、全国乃至全球范围内配备一流师资，为每个学生制订个性化的培养方案，实行弹性化管理，形成了具有山东大学特色的人才培养模式和机制8。截至2019年，泰山学堂已培养8届共448名本科毕业生，毕业生总体深造率为92%。在毕业去向上，学生出国深造率为27%，前往北京大学继续深造的比例达22%。2020年5月，教育部拔尖计划工作组秘书处公布了“基础学科拔尖学生培养计划”实施十周年荣誉奖项获奖名单，山东大学获突出贡献奖、优秀管理奖、典型案例奖和优秀导师奖。2.项目驱动，组建聚焦新兴领域的教学科研机构2013年，南洋理工大学投资约9000万新元，配齐人员、空间、设备等资源，设立了百合卓越联合研究中心等三个新的互动式数码媒体研究中心，以项目驱动的方式，“期望在推进互动数码媒体的跨学科、行业相关研究方面发挥独特的作用”。百合卓越联合研究中心的教职人员来自不同的学院，研究领域分布在不同的学科，以兼职方式开展科研和学生培养，其组成结构如表1所示。其师资和科研人员涉及医学、计算机科学、心理学、机械工程等多个方向，充分发挥了其跨学科研究在人才培养上的优势。不同学科背景的师资和科研人员，为开展跨学科研究和人才培养奠定了基础；专兼结合的人员构成方式，为中心灵活调整其规模和研究方向提供了制度支撑。从其研究领域和成果看，如中风患者康复游戏机，便于老年人使用的电子商务技术和服务，人工智能驱动的健康养老产业联合创新研究，都充分利用了其在多学科交叉领域科学研究和人才培养的优势。表1百合卓越联合研究中心人员构成（2019年9月数据）序号123456职务主任副主任咨询委员会主任教职人员研究人员行政服务人员人数11212756兼职/专职兼职（半全职）兼职（半全职）兼职兼职，随项目变动全职，以博士后和博士为主全职，随项目变动山东大学各学院依托自身优势学科，结合社会尤其图2多学科交叉融合与人才培养示例神经科学心理学神经心理学认知心理学教育心理学教育神经科学教育学教育技术信息科技190University Education是山东省产业结构升级需求，与地方政府、企业等联合组建了山东省工业技术研究院、前沿技术交叉研究院等独立设置的教学科研机构，并在办学空间、资金和研究生招生名额上给予倾斜，采用兼职方式聘用多个学院教师和企业人员联合开展教学科研工作，在人才培养、成果转化等方面成果丰硕。（三三）组建跨学科师资队伍并实施相应的培养方案组建跨学科师资队伍并实施相应的培养方案1.组建专兼结合、适应跨学科人才培养需求的师资队伍2006年自主化办学以来，南洋理工大学利用新加坡独特的双语环境、地理位置和跨国企业多的优势，加之具有国际竞争力的薪酬福利待遇和优良的工作生活环境，打造了一支世界一流水平的师资队伍。根据其2019年 9 月公布的数据，南洋理工大学现有全职教职人员1700多人，其中约65%的教职人员来自国外，其类型和比例如图3所示。另外，南洋理工大学通过“全球产业联盟”等内设机构以及同宝马、现代、淡马锡等企业合作建立研究中心，聘请了相当数量的企业人员担任兼职教师，通过面向市场、产品的研发，有力促进了多学科的交叉融合和相应的人才培养。访问学者8%讲师20%助理教授22%其他5%教授12%副教授33%图3南洋理工大学教职人员类型比例山东大学充分利用自己学科齐全的优势，通过校内双聘等方式，优化校内教师资源，同时通过与企业共建齐鲁交通学院、护理与健康学院等实体学院，设立协同创新中心等方式，建立跨学科师资队伍及其相应的考核评价机制。但是，由于基础偏弱，加上受地理位置限制，近年来虽然不乏与以丁肇中教授为代表的诺贝尔奖获得者等世界顶级学者、齐鲁交运集团等大型企业建立实质合作的成功事例，但外籍教师整体比例偏低、世界顶级学者匮乏、缺乏与顶级跨国公司实质合作的问题仍需花较长时间的努力，投入更多的资源来解决。2.重构优化人才培养方案作为一所科研密集型研究型大学，南洋理工大学已完成了以教学为中心到教学与科研并重的模式切换。在人才培养上南洋理工大学通过全员授课，充分利用了其师资力量在科学研究方面的优势和资源；通过设立全校范围内的共选课程、供全校学生选修的通识课程，支持学生辅修第二专业，在学院、学部乃至全校范围内充分共享了其优质的教师资源。如图4所示，在南洋理工大学商学院本科生培养方案中，商业与管理、人文学科和科学、技术与社会类学生共同的规定选修课和自选选修课学分为30学分45学分，大致占到了总体学分的20%，其课程设定充分体现了文科内部交叉、文科和理工科交叉。多学科、多领域的教师资源共享，进一步提高了其在跨学科创新型人才培养上的质量和水平。通识教育课程30%核心课程70%必修课12学分规定选修课15学分自选选修课15学分30学分商业与管理类人文学科类科学、技术与社会类|+图4南洋理工大学商学院本科课程学分分布山东大学控制科学与工程学院设立理工复合班，提出“厚基深融、学养兼修、因材施教、分类培养”的教育理念，优化传统工科培养方案，加入相当比重的数学基础理论课程，致力于培养理论基础扎实、工程技术精湛、综合素质卓越的专业领军人才。（四四）改革教学模式改革教学模式，配套相关设施配套相关设施两所学校均采取了多种方式，鼓励教师改革教学模式，促进跨学科人才培养，“翻转课堂”是其中采用较多的一种模式9。2010年，南洋理工大学参照国际通行的医学院人才培养模式，以李光前医学院为试点开展“翻转课堂”教学改革。2017年，南洋理工大学全面启动了“翻转课堂”教学改革，组建了教学、学习与教法研究中心，开展相关教改设计和教学研发，斥资7500万新元在全校范围内推行“翻转课堂”教学，先后启用的新型学习中心“The Hive”和“The Arc”，为推进“翻转课堂”的学习模式提供了充分的环境支持。截至2019年，学校对32%的本科生课程进行了重新设计，2020年超过50%的本科生课程改革为“翻转课堂”的模式。受师资力量、教室硬件环境等的限制，山东大学对“翻转课堂”这种模式的探索范围相对较小，目前主要在泰山学堂、尼山学堂和崇新学堂等基地班、实验班中展开，其教学和育人效果良好。三、跨学科创新型人才培养体系组成和优化提升（一一）多位一体的跨学科人才培养体系结构多位一体的跨学科人才培养体系结构如图5所示，跨学科人才培养在深度和广度、单一学科和交叉学科、单纯的理论研究和实际问题解决、小团队和复合型大团队培养等多个方面，与传统的人才培养都有较大不同。如果继续沿用传统的教学和育人模式，简单地通过课程调整展开跨学科培养，忽视课程体系的内在逻辑设计、师资队伍建设、基础支撑条件优化等因素，反而可能造成知识简单堆叠、学生和教师压力剧增、培养质量不升反降等不良后果。应特别注意本科生和研究生在知识体系基础、逻辑思维能力、自学能力和实191际需求等方面的差异。纯理论研究vs实际问题解决深度vs广度导师中心小团队vs复合型大团队培养单一学科vs交叉学科学生图5跨学科创新型人才培养要素对比如图6所示，两所学校跨学科创新型人才培养体系的构建与实施，均与学科建设、专业建设、队伍建设、科学研究、服务社会等其他工作紧密相关、相互作用、互为条件、互为支撑。跨学科培养是培养创新意识和创新能力的有效途径，充足的人员、资金、空间、设备和完备的政策制度，是实现高水平跨学科人才培养的物质基础。总体来说，坚持以学生为中心，综合采用组建跨学科师资队伍、设置跨学科教学科研机构和团队、设计并使用跨学科培养方案、改革教学模式等措施，实施跨学科培养，可有效培养、强化学生的创新思维和创新能力，同时满足社会发展、产业应用和科学研究的需求，是一条可行并值得深入探析的道路。优化升级产业升级学科交叉产业升级应用导向资源设备共享共用跨学科师资跨学科师资跨学科科研引领培养模式改旧建新培养方案跨学科师资跨学科师资跨学科师资交叉团队组建跨学科师资跨学科师资杰出人才队伍跨学科研究队伍建设专业建设平台建设服务社会学科建设科学研究人才培养学生创新能力与创新意识跨学科培养经费人员编制配套制度设备场地图6跨学科创新型人才培养体系结构示意图（二二）分类施策分类施策，优化跨学科人才培养体系优化跨学科人才培养体系在区分不同类型学生的基础上，在生源选拔、学科和专业建设、师资团队建设、制度保障和资源支持等方面分类施策，是优化跨学科创新型人才培养体系、进一步提升培养质量的有效手段。1.区分层次，分类培养实施跨学科培养，客观上对学生的知识体系基础、逻辑思维能力、自我学习能力等有更高的要求。从两所学校的实践来看，跨学科培养在硕士生、博士生中的实践开始早且更为普遍和深入，这与硕士生、博士生整体较好的知识体系基础、自学能力等关系紧密。针对本科生，无论是南洋理工大学最早开展试点的李光前医学院，还是山东大学的泰山学堂等基地班、实验班，往往都汇聚了其最优质的生源，其根源也在于学生具有较强的逻辑思维和自学能力。总体而言，对于研究生和部分基础较好的本科生，可尝试采取学科内部交叉、相关学科交叉、跨大类交叉等多种方式进行交叉培养，采用自主学习为主的教学模式，完成理论教学与应用实践教学的内容。对于基础处于一般水平的本科生，则应谨慎进行，在完成本学科基础教学的基础上，采用自主选修等方式开展部分跨学科培养，根据学习质量和负担评估实施进一步的分类培养。相对而言，南洋理工大学的跨学科培养在本科阶段开展得更为广泛和深入，其本科课程即充分体现了学科交叉培养倾向，学生既可以在本专业、相近专业范围内选择课程，也可以以辅修专业的形式，跨文理大范围跨学科选择课程。受校区分散等客观因素的影响，山东大学在跨学科课程设置和跨学科选课上还有需要改善的地方，即使在泰山学堂、尼山学堂等实验班，跨学科培养也仍停留在理工学科、人文学科内部的交叉培养层次，文理学科交叉融合实践较少，覆盖的本科生范围较小，绝对数量较少。2.学科建设和专业建设一体化统筹学科和专业都具有人才培养的功能，但学科建设以提高学术水平为第一目的，而专业建设则以提高人才质量、满足社会需求为根本目的，两者的目的有一定的不同。从教育部学科评估及国家一流专业涉及的指标体系分析，学科更多关注研究生的培养，专业则更多指向本科生培养。总体来说，交叉学科建设是跨学科专业建设的重要基础和关键牵引，学科与专业一体统筹、系统规划是实施跨学科创新型人才培养的重要基础。以山东大学“智能医学工程”新工科专业的建设为例，该专业的建设基于生物医学工程、控制科学与工程两个一级学科的交叉融合，汇聚了控制科学与工程学院、齐鲁医学院和齐鲁医院多个校内单位资源。两个学科拥有博士学位授予点和博士后流动站，现有的生物医学工程专业是山东省特色专业，控制科学与工程学科在教育部第四轮学科评估中成绩为A-，在机器人、机器视觉等相关交叉领域的研究水平在全国处于领先的地位，拥有较为雄厚的师资力量和平台支撑。此外，外国语学院提出了“优化布局，巩固优势”学科和专业建设战略，其重点建设的“外国文学与人类命运共同体构建、语言研究与社会文明、翻译学与优秀文化传播”等跨学科方向，与其设立的人机翻译特色实验班、语言康复特色本硕连读实验班、全球治理与跨文化交际等实验班，涉及管理学、绿色发展、族裔文化、科幻与未来乃至数理逻辑、计算机科学、心理学、神经科学等其他学科和大数据、云计算、智能化等研究领域，也体现出学科交叉与专业融合建设的对应关系和密切联系。192University Education3.构建匹配培养需求的师资力量和科研团队对研究生而言，跨学科培养与交叉学科建设和科研工作具有天然的联系。研究生进入高水平科研团队，充分发挥科研育人作用，是对其进行跨学科培养的主要方式和手段。南洋理工大学实施“请进来”和“引进来”战略，构建了多个高水平、国际化、多元交叉的科研团队：从全球范围内招聘最优秀的人才，引进了一批诺贝尔奖获得者、菲尔兹奖获得者和美国科学院院士等世界顶级学者。他们不仅带来了学科多样性，还带来了一流大学的管理经验；通过“总统奖学金”“公共服务奖学金”等输送本地教师到斯坦福大学、剑桥大学等名牌大学进一步深造，支持教师与国际科研机构开展学术交流和合作研究等。山东大学为推动学科交叉融合，探索构建交叉学科和学科交叉研究生培养新机制，促进高层次复合型人才成长，自2019年起先后组建了30余个“学科交叉导师创新团队”“青年交叉科学创新群体”，在组建制度上即明确了必须包含来自不同学院、学科的师资，并制定发布了 学科交叉培养攻读博士学位研究生培养方案，为跨学科人才培养奠定了坚实的师资基础。对本科生实施的跨学科培养，则更多地聚焦于课堂教学和相应的实验实践，打造具有国际视野、多学科研究背景、熟悉“翻转课堂”等新兴教学模式的师资队伍。南洋理工大学教职人员的绩效考核体系中包括科研（学科贡献与科学研究）、教学（人才培养与学生评价）和服务（公共事务、学生工作、社区服务）三个方面，权重比例为5 5 2，科研与教学的权重相同，这有效保证了教授为本科生授课的积极性和授课质量。山东大学通过改革绩效考核、职称评聘、杰出人才体系遴选办法等，将教学成绩权重大幅提高，引导教职人员尤其是教授将更多的精力投入本科教学中。4.资金、空间和设备分配导向和有效支持实施跨学科培养，客观上需要投入更多的资金、空间和设备等资源。以实施“翻转课堂”等新型教学模式所需的智能教室改造为例，配备智能化多媒体设备、全新人性化设计的教室桌椅、智慧教室控制系统等设施开销巨大，平均每间40人的教室即需投入数十万元的费用。南洋理工大学通过设立交叉研究中心、调配公费博士名额、提供博士后聘用经费、设立对应方向的种子基金等手段，引导学科交叉融合，进而支撑和促进跨学科人才培养。山东大学每年分配给“学科交叉导师创新团队”和“青年交叉科学创新群体”的博士生名额逐年递增，目前已经接近山东大学年度博士生招生名额的10%。5.系统完备且灵活开放的机制体制和机构设置在生源、师资、资源、学科条件具备后，系统完备且灵活开放的机制体制和机构设置是实施跨学科创新型人才培养的保障。理顺学校学部学院三级管理体系的权责划分，分级负责本级组织内部的交叉合作和组织间交叉合作，同时为下级组织的交叉合作提供指导和支持，对促进学科交叉融合、推进跨学科创新型人才培养作用巨大。以项目驱动，由学院牵头或者是在国家级重大项目（团队、平台）的基础上，有选择地成立独立实体的交叉研究中心，实施固定编制人员和流动编制人员搭配，构建兼职教学科研人员为主并辅以一定专职行政人员的人员队伍，是开展跨学科研究、培养跨学科创新型人才的重要载体和优质平台。四、结语实施跨学科培养，培育和强化学生的创新意识和创新能力，既是国家战略的导向和社会的现实需求，也是高校交叉新兴学科建设和自身发展的关键支撑。依托优势学科，围绕重点方向和领域，加大经费投入，搭建学科平台，统筹倾斜支持资金、空间和设备以及招生指标、岗位编制等建设资源，深入推进学科交叉和文理渗透，充分发挥一流交叉学科研究对师资力量组织和人才培养的引领作用，设立相关实验班进行初步探索和实践，进而建设新兴交叉专业并培养相关交叉领域人才，最终为学科的进一步建设和发展提供人才支撑，是一条经过实践检验的跨学科创新型人才培养路径。参考文献1 中华人民共和国教育部.教育部关于印发 高等学校人工智能创新行动计划 的通知 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