摘 要:发展新兴交叉学科是新一轮科技革命和产业变革的迫切需要,也是国家“双一流”建设的重要内容。本文深入研究国内外高校新兴交叉学科建设的现状和面临的挑战,分析了新兴交叉学科的一般形成路径,提出了新兴交叉学科培育建设的三个阶段,并针对三个阶段的建设重点提出对策建议。
关键词:新兴交叉学科;“双一流”建设高校;建设路径
在国家实施创新驱动发展战略、“双一流”建设背景下,加快新兴交叉学科布局,不断催生新知识、新技术、新产业,培养新一代复合型人才,在新经济常态下对于推动传统产业转型升级和培育壮大战略新兴产业具有重要的现实意义和战略价值。
一、布局建设新兴交叉学科的重要意义
1.新兴交叉学科建设是经济社会发展的现实需求
当前,新一轮科技革命和产业变革加速发展,随着科学技术从微观到宏观等各个尺度上不断向纵深拓展,人工智能、量子信息、基因编辑、大数据、云计算、纳米技术、超导材料、干细胞、物联网、区块链等一系列前沿性、颠覆性、战略性新技术持续取得突破,国际产业分工出现了重大调整,深度重构了全球创新格局。创新驱动发展、引领发展已经成为各国谋求竞争优势的核心战略。一方面,新兴交叉学科的发展,催生了新兴先进的技术,带来全新的视角和全新的知识体系,进一步驱动了科技产业的蓬勃发展,为经济社会发展带来了不竭的动力。另一方面,当前经济社会的发展也面临着前所未有的矛盾和压力,健康问题、人口老龄化、资源短缺和环境污染等制约因素日益突出,无论是社会问题还是科学问题,复杂化、综合化的趋势日益加强,一系列重大问题迫切需要新的知识和新的技术来解决,迫切需要加快建设和发展新兴交叉学科。
2.新兴交叉学科建设是“双一流”建设的内在要求
为加快推动教育强国建设、提升国家核心竞争力,党中央、国务院作出了“建设世界一流大学和一流学科”的重大战略决策。学科是“双一流”建设的基础,没有一流的学科也就没有一流的大学。加快建成世界一流的学科是“双一流”建设的核心内容。从全球范围的学术、科技创新与学科关系看,交叉学科往往是学科发展最为活跃的领域,重大的原创性科技成果、新的学科增长点甚至是新兴学科往往在多学科交叉融合中形成。因此,新兴交叉学科建设也是“双一流”建设重要的内容。《统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法(暂行)》指出:“突出学科交叉融合和协同创新”“鼓励新兴学科、交叉学科,布局一批国家急需、支撑产业转型升级和区域发展的学科”。《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》要求:“促进基础学科、应用学科交叉融合,在前沿和交叉学科领域培植新的学科生长点。”“加快建设对接区域传统优势产业,以及先进制造、生态环保等战略型新兴产业发展的学科。”
3.新兴交叉学科建设是学科进化的必然趋势
学科是科学知识创造过程中某个专门的研究领域,也是一种学科规训,代表了知识的某个门类。学科体系和学科设置是一定历史时代条件下的产物,它随着科技的发展和知识的增加不断变迁和完善。新兴交叉学科是相对于传统学科而言,指的是在两门及以上传统学科基础上,通过各种方式重构和创造新的知识,使之成为一种新的独立的学科体系。伴随新经济、新产业、新技术的发展,人类对客观世界的认识不断超越和深化,面对一系列前沿、尖端、复杂而又综合的新知识、新问题,依靠传统单一学科或仅从单一视角已经很难进行认识和解决,必须依靠多学科交叉融合,通过多元视角进行研究,构建起新兴的学科知识体系,催生出新兴交叉学科来认识和解决。
二、国内外高校的新兴交叉学科建设
从国际一流大学办学实际来看,越是世界一流水平的学科,越有动力推进学科交叉,培育新的学科方向[1]。美国的麻省理工学院在20世纪中叶以后大力发展交叉学科,学校实力不断增强,跻身世界一流大学之列[2]。麻省理工学院新兴交叉学科建设主要通过组建跨学科的学术组织和开展跨学科计划进行。目前麻省理工学院拥有包括林肯实验室、Abdul Latif Jameel健康机器学习诊所、麻省理工学院能源计划、创新计划等65个新兴交叉学科研究中心和研究计划。斯坦福大学秉承“优异与广博”的办学理念,有着悠久的跨学科教学科研传统,在二战后便要求本科生教育要更加广博,将专门化教育推到研究生阶段。其教学计划中40%的课程具有跨学院和跨学科的特点[3],学院间还推出各种联合学位计划。近年来又推出著名的“Bio-X计划”跨学科研究组织、“CS+”跨学科工程教育计划等。
英国的牛津大学和剑桥大学在院系的设置与英国其他大学以及国内大学不同,其院系都直接接受学校领导,学院按院区设置,系按学科专业设置,不同的学院可以修同样专业,同一学院可以修不同专业[3]。这一院系设置方式对学科交叉提供了有效的渠道和发展的空间。华威大学快速发展的重要原因之一是在学部的基础之上建立了多个以问题为中心的研究中心,积极开展跨学科的研究,其教学、科研任务不再由某一学系承担,在一定程度上突破了学系结构的限制和壁垒,快速适应了社会发展的需要。
日本东北大学通过建设交叉科学国际高等研究中心推动交叉学科发展。其以一个实体的研究中心、不同特点的项目框架和流动性研究人员三方面切实的相互支撑,构成其交叉学科研究的运作特色[4]。名古屋大学工学研究生院设置了交叉学科的复合领域专业群,采用“大专攻”和“大讲座制”的形式,形成了高度交叉的学科体系。
近年来,随着我国高等教育的快速发展,国内的高水平大学特别是“双一流”建设高校越来越重视新兴交叉学科建设,通过设立学部、书院,建立各种学科交叉研究中心,大力发展通识教育等各种方式推进新兴交叉学科建设。从新兴交叉学科建设热点上,人工智能、微電子、转化医学、量子通信、化学生物学等是“双一流”高校重点布局的学科方向。以人工智能为例,42所“世界一流大学”建设高校均成立人工智能学院或人工智能研究院(实验室)。近3年,全国有345所高校新开设人工智能专业,是教育部新增备案最多的专业。从组织架构层面上,据调查统计,全国的42所“世界一流大学”建设高校全部在校级层面成立各种多学科交叉的新兴学院和研究院,试图通过跨学科组织推进新兴交叉学科建设。以国内著名的C9高校联盟为例,北京大学创建了前沿交叉学科研究院、分子医学研究所、元培学院等,清华大学创建了全球创新学院、交叉信息研究院、未来实验室、脑与智能实验室等(参见表1)。
三、当前高校新兴交叉学科建设面临的挑战
1.学科壁垒
单一封闭的知识体系。我国高校实行的是国家标准学科制度。不同学科由于研究对象、研究角度、研究方法以及研究载体不同,各自形成相对独立封闭的知识体系。师生在高校的教学和研究活动都被局限在某一具体的学科专业领域里面。本科生一般局限在一级学科内,研究生被局限在二级学科甚至三级学科内。而过细的专业划分,以及过早的专业化、专门化学习,使得师生的知识体系逐渐走向窄化。再者教师的科研项目无论立项申报、评审还是后续的评价均是按学科领域进行,导致容易形成相对固定的学科圈层文化,从而知识的发现和创造更加倾向于学科内部的深度挖掘。新兴交叉学科处于学科的边缘,由多学科基础发展来,一方面需要多学科人员和知识的流动和融合才能推动和发展,另一方面又存在难以归属某一传统学科的困扰。因此,学科壁垒成为阻碍新兴交叉学科快速发展的一个重要因素。
2.组织障碍
僵化单向的治理架构。目前,我国高校普遍实行校院系三级治理架构。院系主要以学科专业为基础进行划分,教师和学生按照学科专业分配进入相应的院系。而院系又是相对独立的实体组织,承担着包括招生、组织教学科研、分配资源和收入等各种职能。这种架构下,师生通过院系进行纵向交流能够完成学校的绝大多数事务,无须通过横向的院系交流。院系间隔离造成不同学科人员交流少,难以形成有效的合作机制。再加上绩效导向下的学院竞争关系,使得跨院系的合作成果归属及利益分配更加难解。目前许多高校虽然成立了许多跨学科的学术组织,但是大部分是虚体运行,缺乏相应的组织权限,难以有效组织人员开展新兴交叉学科的建设。因此,現行许多高校的治理架构无形中给学科交叉融合设置了组织上的藩篱,形成了一定的隔离效应,阻碍了新兴交叉学科的发展。
3.资源冲突
有限对立的竞争态势。学科的建设和发展离不开人员编制、科研经费、学生、场所等各种资源的支持。在我国高校目前办学体系下,资源短缺成为一种普遍的现象,许多名牌大学不缺科研经费,但缺人员编制、缺学生、缺场所,很多地方院校不缺场所和人员编制,但缺经费、缺学生。在资源相对固定的情况下,高校内部资源冲突主要存在于院系间,但其实质是学科的竞争。传统成熟的学科尤其是优势学科往往在高校内部更加具有话语权,用单一学科的标准来评价新兴交叉学科,排斥和反对新兴交叉学科探索,在争夺资源上具有更大的优势。而对于弱势学科和新兴交叉学科而言,由于缺乏实力,往往在校外难以竞争到资源,在校内需要依靠扶持机制获得资源。由于校内资源的有限争夺性,学科间自然形成一定程度上的对立态势。
4.人员困境
稀缺的尖端复合人才。我国现行体制下的人才培养鼓励向纵深发展,在横向发展上支持和鼓励不够,导致形成了“专家多、大家少”和尖端的复合型人才稀缺的人才困境。新兴交叉学科建设不是简单的学科间合作与扩展,而是在多学科边界的前沿领域发现和探索新知识和新规律,建设新学科的一项复杂系统工程。迫切需要有多学科背景的尖端复合人才来引领发展。但是目前高校多学科背景的人才偏少,另外高校教师进行学科交叉的意愿也不够强烈。一方面学科交叉的发展需要高校教师付出更多时间进行学习和转型,另一方面由于发展前景不够明朗,不确定性因素太多,再加上缺乏相应的激励机制,导致许多教师不愿意从事学科交叉工作。
四、新兴交叉学科培育建设的一般路径
新兴交叉学科建设和发展不可能一蹴而就,都是经过从无到有,从小到大逐步培育起来的。从学科发展规律看,学科是呈树状不断发展衍化,每一个新学科(子孙学科)都是在现有的学科(母体学科)的孕育中发展壮大,并一步一步发展成为独立的新兴学科。新兴交叉学科一般在几个母体学科的交叉边缘地带先形成若干学科方向,并随着这些学科方向的整合衍化,组成一个高度相关、结构互补、体系统一的新的学科。A、B、C学科在下级学科方向相互交叉,形成AB、AC、BC等学科方向,并不断发展壮大,最后重组形成新兴交叉学科D学科。如图1所示。
从上述新兴交叉学科的一般形成来看,新兴交叉学科的培育建设一般要经过三个阶段,即育苗期、孵化期、成长期。如图2所示。育苗期的主要目标是形成AB、AC、BC等学科方向,这些学科方向的形成和成熟可以以在现有母体学科下自设为标志。孵化期的主要目标是D一级新兴交叉学科的形成,以国家设置出D学科一级学科为标志。成长期的主要目标是D新兴交叉学科的独立与发展壮大。
“双一流”建设高校培育建设新兴交叉学科,首先要加强前瞻规划,站在国际视野和学术前沿,准确把握新兴交叉学科发展态势,加强顶层设计,制定学校五年和中长期新兴交叉学科建设规划。结合学校实际情况和优势学科,前瞻性布局和规划,在充分论证基础上,遴选若干有潜力、有特色且发展前景广阔的新兴交叉学科进行重点建设。其次要遵从学科发展规律,明晰发展路径,理顺发展思路,确定发展重点,根据发展实际实事求是开展建设,在不同的培育建设阶段采取不同的培育建设举措,在不同阶段通过鼓励基础学科之间、基础学科和应用学科、理工学科与人文学科等交叉融合,鼓励跨系、跨院甚至跨校进行联合建设,组建一批学科背景互补、建设愿景相同的人才团队,合理规划长期和短期建设目标,适当倾斜并不断优化资源配置,加强阶段性考核评估,统筹安排学科基础相关、内在联系紧密、资源充分共享的交叉学科和学科群建设,尽快形成新的学科领域和研究特色,逐步培育交叉学科建设的核心竞争力,为“双一流”建设提供有力支撑。
五、高校新兴交叉学科培育建设的对策建议
1.育苗期的培育建设重点
新兴交叉学科育苗主要任务是鼓励更多学科进行交叉融合,推动产生新兴交叉学科方向,并通过教学和科研的不断发展沉淀,成为在原有学科可自设培养相关专业人才的学科方向。因此新兴交叉学科在育苗期培育建设的重点应该包括:
(1)聚焦基础学科强化发展。从学科树角度而言,基础学科是“母体学科”,其他学科是“子孙学科”,“母体学科”的发展是“子孙学科”发展的驱动力和支撑点,“母体学科”的每一次创新,都将给“子孙学科”发展带来巨大的发展机会,只有当“母体学科”蓬勃发展,才能产生更多的“子孙学科”,与其他学科发生碰撞和融合的概率也会大大提升。而脱离“母体学科”的发展,“子孙学科”将成无本之木、无源之水,发展将受到极大制约,甚至难以发展。近年来,人工智能等新兴学科的发展主要得益于数学基础学科的快速发展,据调研,C9高校在发展新兴交叉学科的同时,也大力发展数学等基础学科,新建了一批高水平的数学研究平台,如北京大学建设北京国际数学研究中心,清华大学建设数学科学中心,复旦大学建设上海数学中心等,并将其纳入新兴交叉学科平台。因此,“双一流”建设高校建设新兴交叉学科,要更加重视基础学科的发展,将数学、物理、化学等基础学科与新兴交叉学科同步规划、同时发展,注重用基础学科牵引和驱动新兴交叉学科发展,推动产生更多的新兴学科方向。
(2)聚焦科技创新驱动。跨专业的科研合作是新兴交叉学科产生和发展的最初形式,思想的火花往往都是在合作中不断碰撞和融合,最终沉淀出共性,孕育出新的学科方向。学科交叉点往往是科学新的生长点,新的前沿,最有可能产生科学的重大创新和重大突破。新兴交叉学科发展必要的新知识必须要靠科研创新进行创造和生产,新兴交叉学科的产生和发展的内驱动力是不断创新的科学研究。没有科研的驱动,新兴交叉学科就失去向前发展的动力。因此,各“双一流”建设高校要发展新兴交叉学科方向必须要坚持科研驱动,以重大项目、重大科技团队、重要科研平台为抓手,一方面突出“新兴前沿”,鼓励科研人员聚焦国际学术前沿领域,适时调整研究方向,积极参与国家和省市关于未来科技发展的重大科技专项、前沿技术和基础科学问题、重大科学研究计划等。另一方面突出“交叉融合”,要以关键科学问题引导不同学科领域的交叉与协作,鼓励各种类型、各种学科背景的优秀科研人员相互合作,通过多学科间知识、方法、视角的相互渗透,缩小学科间的区隔,整合学科间的优势资源,寻找学科交集的节点,多方共同探索,努力把边缘的新兴交叉学科领域变成研究的热点和焦点。
(3)聚焦研究生培养先行。一个科研领域能够成为一个学科方向,核心因素在于这个科研领域是否具有长期培养人才的需求。研究生教育是科学研究和人才培养的第一结合点,没有一流的科研,培养不出一流的研究生;没有强大的研究生教育,就没有强大的创新体系。研究生教育对于新兴交叉学科更是至关重要,将贯穿新兴交叉学科的培育和建设的始终。可以说,没有研究生教育,就不可产生新兴交叉学科。新兴交叉学科育苗,就是要将有强大发展潜力的科研领域变成能够培养研究生的学科方向。如果没有强大的研究生团队作为支撑,交叉学科的融合与发展就无从谈起。正如美国斯坦福最为人所熟悉的生物学交叉学科研究计划(BIO+X),以其规模宏大,涉及面广著称,计划包含医学、科学、工程等7个学院60多个系,2000年才开始拥有庞大的建筑实体空间,中心共有700名研究者,2000多名学生,其中学生多以研究生和博士后研究人员为主。“双一流”建设高校要发展新兴交叉学科方向要聚焦研究先行,聚焦研究生先行。要以高水平的交叉研究培养复合型人才。要在相对成熟的交叉科研领域遴选,在现有一级学科下自设新兴交叉的二级学科方向,鼓励研究生招生学科背景多元化,开展多学院联合培养,提倡开展由多学科背景的导师组成导师组进行联合培养,鼓励研究生参与新兴交叉学科类的科研项目,并依托新兴交叉学科项目进行论文选题,开展协同合作研究,努力培养具有多学科背景的新兴交叉学科人才。
2.孵化期的培育建设重点
新兴交叉学科孵化是将离散的新兴交叉学科方向不断发展壮大,并通过反复的聚合和筛选,逐步夯实共同的学科基础,形成内部高度相关、外部相对独立的一级学科体系,并得到学界和社会认可,并以国家设置出相应一级学科为最终孵化目标。因此新兴交叉学科在孵化期培育建设的重点应该包括:
(1)聚焦经济社会需求和国家重大发展战略。每个学科的产生和设置都有其时代背景,尤其是新兴交叉学科建设更是应时而生、因需而建。学科方向的聚合更是需要以经济社会发展需求为导向,特别是聚焦到国家重大战略中。如当前的人工智能、量子信息等,都是科技创新发展到一定的程度而产生的,是强大的社会需求驱动其作为新兴交叉学科去建设和发展的。脱离了现实的社会需求,再好的科技创新也难以成为学科。因此,“双一流”建设高校建设新兴交叉学科一定要面向科技前沿、面向国家发展重大战略、面向经济社会现实需求,积极回应产业革命和技术变革带来的重大机遇,在国家重大需求、重大工程、重大实践中将新兴交叉学科方向聚合在一起,不断地凝练、筛选、重构和提升,致力于共同解决制约经济社会发展的核心科学问题和关键技术,培养满足新兴产业发展需要的新型人才,最终凝练形成一级新兴交叉学科。
(2)聚焦组织变革与创新。孵化期的新兴交叉学科由于分散在跨院系中,要凝练建设一级的新兴交叉学科,就要打破原有的学科壁垒和组织藩篱,试点在现有教学科研体制下,逐步改进学术组织架构,建立虚实结合、前沿交叉、横纵互补的新兴交叉学科创新型组织。学校要重视新兴交叉学科建设,要组建“新兴交叉学科建设委员会”,负责协助学校统筹规划和组织新兴交叉学科建设。校级层面实行学部制或建立诸如“人工智能学院”“博雅书院”等一批新兴交叉学科的虚体学院或综合性的实体书院,建立一批跨学科的实体研究院或研究中心。院系层面鼓励跨学院或学院师生自行组建多学科联合项目组或课题组,创新组织体制机制,让多学科的师生在同一机构内共同开展新兴交叉学科教学科研。
(3)聚焦跨学科师资队伍的培养与储备。学科建设的关键在于人才,人才既是新兴交叉学科建设的主体,也是新兴交叉学科建设的最大短板。孵化期在为聚合形成一级学科努力的同时,必须注重通过科研和研究生教育培养和储备足够的人才,以便在新兴交叉学科设置形成之后,能够有一批真正属于该领域的专业人才进行建设。因此,“双一流”建设高校在孵化期一方面引导一批教师在新兴交叉学科教学研究实践中不断成长进化,成为新兴交叉学科建设的拓荒者。高校应设置更多的交叉人才岗位,通过项目引导、学术评价、人事改革等各种措施,“引育并举”推动新兴交叉学科人才快速集聚。鼓励引进具有多学科背景人才或进行跨界研究的人才,并积极推动现有教师结合自身研究实际拓展出新兴交叉学科方向。同时更加注重新興交叉学科团队建设。最后还要改革人事聘任制度,建立联合聘任机制或交叉聘任机制,从而构建起适应新兴交叉学科培育的人才聘任体系。“双一流”建设高校在孵化期另一方面要通过育苗期设置出的新兴交叉学科方向的研究生教育加快培养一大批研究生,尤其是博士生,为新学科的形成培养和储备一批高水平的跨学科师资队伍,并逐步成长为新兴交叉学科建设的后续骨干力量。
3.成长期的培育建设重点
当国家为新兴交叉学科设置出一级学科时,新兴交叉学科培育建设随即进入了成长期。如目前的集成电路学科、网络空间安全学科等。在成长期,“双一流”建设高校要为新设置的学科创造良好的发展环境,调整院系等相应的组织架构、配置资源,并设置相应的本科专业,开展本科生教育等,努力将新兴交叉学科做大做强。因此新兴交叉学科在成长期培育建设的重点应该包括:
(1)聚焦学科内涵发展。新兴交叉学科的建设绝非一日之功,也绝非一人之力能够完成,必须依靠全国乃至全世界的高校同行共同努力。新兴交叉学科由若干个交叉学科方向聚合形成,初成体系后亟须完善和稳定学科架构,建设学科内涵。“双一流”建设高校建设新兴交叉学科必须坚持以学科为龙头,以人才队伍建设为核心,统筹推进教育教学和科学研究,积极开展社会服务和国际合作交流,努力建设学科文化。要进一步完善学科架构,明晰支撑学科发展的基础学科和前置条件,加强学科发展规划,明确学科发展目标,布局学科发展方向,积极探索建设路径,将学科方向往深里做、往实里走。要保持并充分利用新兴交叉学科的开放性,强化多学科联动,凝练学科特色,以特色求生存、求发展,做特做精做强新兴交叉学科。
(2)聚焦本科创新人才培养。学科的建设需要知识和人才的积淀。做大做强新兴交叉学科离不开持续不断的新兴交叉学科后备人才培养。新兴交叉学科一旦设置出一级学科,相应的本科专业也就随之出现。本科教育是一个学科存在的重要基础,也是一个学科被认同、一个学科独立的重要标志。因此,新兴交叉学科在成长期的一个重点任务是要进行本科创新人才的培养。要坚持“以本为本”,积极探索多样化的人才培养模式,要根据新兴交叉学科的特点,实行大类宽口径培养,厚实多学科基础,完善培养方案,优化培养课程,强化核心课程内容,建立通识教育与专业教育相融合的人才培养体系,加强探索性学习和交互式学习,师生共同推进完善新兴交叉学科教学体系。
(3)聚焦资源配置优化。新兴交叉学科在起步发展阶段,需要高校适当引导资源向进行倾斜支持,才有机会发展和壮大。而适当的学科资源竞争,则有利于加快新兴交叉学科建设和发展。因此,“双一流”建设高校建設新兴交叉学科要坚持“扶持”与“竞争”并重。要从经费、项目、设施、制度、编制和学生指标等学科建设资源给予适当的保障。在扶持上要注重体现“扶新”“扶特”和“扶需”。同时进一步完善新兴交叉学科建设评价体系,通过改革学科建设项目评审制度、科研评价制度、公共用房使用制度,人事考核制度、绩效分配制度、职称聘任制度、研究生指标分配制度等保证新兴交叉学科培育建设的竞争性。在竞争时要注重考察“前瞻性”“交叉性”“结合度”和“进展度”,防止简单拼凑建设新兴交叉学科。
参考文献:
[1]李一希,方颖,刘宏伟,等. 推动学科交叉建设一流学科的若干思考[J]. 国家教育行政学院学报,2000(12):25-31.
[2] 刘冬. 英美部分高校交叉学科建设研究及借鉴[D].
[3] 林琳. 斯坦福大学“CS+”跨学科工程教育新尝试[J]. 文教资料,2016(26).
[4] 吴琦来,魏薇. 日本高等教育交叉学科建设的范例及其启示[J]. 比较教育研究,2008(3):28-32.
[基金项目:2018年福建省中青年教师教育科研项目(JAS180028),福州大学教育管理研究专项课题(17SKZ16)]
[责任编辑:杨裕南]
陈伟斌,福州大学党政办公室副主任。