跨学科视角下素质导向型工程人才培养探索与实践

李小虎，黄志甲,2，陈德鹏，吕 忠

(1.安徽工业大学 建筑工程学院；2.安徽工业大学 创新教育学院,安徽 马鞍山 243032)

一、引言

随着信息技术革命、产业变革的纵向推进，工程人才所面对的宏观环境发生了深刻变化，一方面表现为知识生产模式的转变，其突出特点是知识生产从传统的学科演化，发展到更多地围绕实际问题而衍生；另一方面表现为特定情境中的问题更加复杂，不仅需要专门的学科知识，还需要多学科知识的协同及其综合应用。未来社会可能既关注工程人才具有什么样的知识储备，可能也更关注工程人才迁移既有知识解决实际问题的综合能力。学科界限变得日益模糊，通过多学科交叉融合，开展跨学科教育成为新时期提高工程教育人才培养质量的有效途径。

工程教育为我国全面建成小康社会提供了基础支撑平台，为全面建成现代化强国提供了战略引领力量。工程是个大系统，工程教育必然要把各种不同的专业、不同的学科综合到一起。实际上，工程不是针对单一学科所产生的，大多数工程综合了许多要素，工程问题的解决需要多学科知识和综合能力，跨学科技能已经成为工程实践的内在要求。跨学科是工程实践的突出特征之一。

二、新工科背景下跨学科教育在工程人才培养中的重要性

全球经济正处于信息技术变革的重要转折期，大数据、云计算、人工智能等一系列新兴技术不断涌现，重塑着工程全生命周期的业务模式和流程。与此同时，我国正处于深入推进“科教兴国战略”、“人才强国战略”和“创新驱动发展战略”的重要机遇期，亟需面向世界科技前沿，面向我国经济主战场，建设新时期新工科背景下素质优良的工程人才队伍。

在人才培养上，以高度学科制度为基础的知识生产模式 Ⅰ 已不能完全适应时代发展的需要。聚焦于实际问题，以应用为主诉求的知识生产模式 Ⅱ成为当前知识生产的重要方向。在经济社会转型和知识生产模式转变的双重张力下，提升新工科工程人才整合多学科知识解决实际问题的能力显得尤为重要。

实践性是工程的基础属性。在实践活动展开的过程中，工程综合了许多要素。以建筑工程项目为例，可能涉及到工程技术、艺术、管理、经济、法律等，这些均超过了特定知识和能力的界限，需要学科内部知识的综合、学科之间知识的融合以及理论知识与实践能力的配合等。

除此之外，随着市场经济的发展和资源能源环境等刚性约束的日益加强，从投入产出视角提升工程的经济性也是工程实践活动的内在要求。最后但很重要的一点是工程的创新性，这种创新不仅体现在工程的从无到有或改造需要创新，还体现在追求经济性以及综合实践活动中需要创新性地解决实际问题。工程的这些基本特性决定了工程教育不能仅局限于单一学科范畴，仅按照知识生产模式 Ⅰ 的框架展开人才培养，而需要从工程的实践性、综合性和创新性出发，兼顾工程经济性等特点，着重培养工程人才的一专多能，尤其是系统思维、整合能力和创新精神。

跨学科从概念上讲，一般是相对于特定单一学科或专业而言的，它是对至少两门及以上学科范式、理论、方法和技能等的融合。这种融合既包括不同学科范式、理论、观念和方法等的移植和借用，也包括不同学科知识之间的渗透、交汇、再生产。以跨学科的理念来展开实践教学活动，是跨学科在教育教学层面的应用，跨学科教育旨在培养具有系统思维、综合能力和创新精神的复合型人才。

三、素质导向的跨学科工程人才培养模式探索

目前跨学科工程教育中的一个突出问题是跨学科更多的是对相关课程的机械叠加或是若干元素的简单加总，在形式上体现了跨学科的表象，但在实质上却忽略了跨学科对工程人才综合素质的提升。跨学科教育作为一种人才培养模式，应该从系统的视角进行理解和实践。根据新工科、人的全面发展和工程特征等对工程人才的要求，从素质(能力、知识和品德)维出发，以实践维为支撑，提出面向跨学科的“六位一体”的工程人才培养构想(如图1所示)，以期从系统视角深化跨学科工程人才培养成效。

图1 素质导向下的“六位一体”跨学科工程人才培养模式

素质涵盖知识、能力和品德，其中，品德包括个人修养、基本道德、社会公德和职业道德等，是长期养成的，应该贯穿工程人才培养的全过程。知识和能力对应着一专多能，“一专”为立足于特定学科的专业知识，“多能”则一方面为围绕着工程的重要特征，工程人才需要的实践经验、整合能力、创新精神和经济思维等，另一方面也包括围绕着经济社会发展和人的全面发展需要，工程人才需要具备的理解和运用现代信息技术的能力、领导能力、社会能力、终身学习的能力(涵盖自主学习能力、批判学习能力)和人文素养等。值得注意的是，专业知识的传授需要确保知识的体系性和系统性，既要注意不同知识之间的碰撞、互补和延展，也要注意专业知识发展演化及其与时代发展的契合等。

结合国家高等学校指导性专业规范，从新工科发展的宏观背景入手，应围绕具体工程的重要特征，从知识、能力和品德三个维度构建学生素质体系。在素质体系构建过程中要兼顾学生一般素质的宽基面和深化成长的窄基面之间的动态均衡。既保证相当比例的学生一般职业发展和幸福生活所需要的知识、能力和品质，也要确保部分学生拔尖所需的知识体系、领导力等。

以确定的工程人才素质为出发点，把跨学科理念贯穿到教学实践的全过程。一般来说，理念在很大程度上指导实践，因此，确定科学合理的跨学科教育理念十分重要。这种理念不能凭空产生，与现实教育教学水平产生较大脱节，而是要确保在既有教学理念的基础上更新跨学科的内涵。教学目标是对教学理念的具象化，是对教学活动的导向。考虑到跨学科涉及到知识的多元化和综合性，在制定教学目标时，要突出大类目标和子目标的衔接、层级及其关联性(系统性)，也要注重工程人才人文素养的养成和培育，还要把学校特色反映在教学目标上，让教学目标和学校特色相互促进，释放地方特色资源红利，构建具有特色的地方高等教育。教学内容是对教学目标的重要支撑，关注的是用什么培养人的问题。跨学科教育教学内容的设计要注意多学科知识之间的内在联系和技能之间的互补等，构建模块化的教学内容体系；同时，教学内容在确保基础性的前提下，也要适时更新知识体系，使其与经济社会发展水平匹配起来，确保教学内容的前沿性、前瞻性。

教学工具与资源以及教学方法和手段集中于如何培养跨学科工程人才，其既要与教学内容相适应，也要促进学生对教学内容深消化、再加工以及对新知识的再生产。其中，教学工具和资源要具有延展性，这种延展性包括向生活、项目、校外、科技和人的全面发展延展五个方面。通过向生活延展，让学生在熟悉的日常生活与专业知识之间建立联系，触发新知识在学生既有认知中发芽；通过向项目延展，让问题导向和实践需求激发学生的学习兴趣，以及通过“干中学”提升学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力；通过向校外、科技和人的全面发展延展，扩大教学资源的丰富度、提升教学工具的数字性，根据人的发展需求提升知识传授效率和效果。教学方法和手段要多样化，以适应不同知识内容的特点，确保教学效果。同时，要注意运用启发式教学方法，让学生成为学习的能动主体。在网络高度发展的当今社会，知识的获取变得十分容易，通过多样的教学方法和手段激发学生求知欲、提升其自主学习能力和思辨能力尤为重要。

教学评价是对跨学科工程人才培养结果的检视。在此过程中要注意两点：一是跨学科工程人才培养是对既有工程人才培养模式的调整与发展，教学评价要及时更新，与人才培养理念组成一个前后关联的体系；二是跨学科教育中强调对综合能力、知识体系和品质等的养成，不仅注重对知识的识记和理解，更注重对一些利用传统教学效果考核方式无法有效检验的整合能力、创新精神、思辨能力、健全人格、人文素养等的追求。因此，教学效果评价要注重过程性评价在总体评价中的主体地位。值得注意的是，教学评价只是手段而非目的，跨学科工程人才培养的实质是要让学生学有所得，学有所成，将来能更好地工作、生活。教师作为跨学科教育重要参与主体，也作为教学评价的对象，教学评价标准的制定应注意激发教师投身教育教学的能动性和积极性。

四、结语

依托工程实践性、综合性、创新性等特征，以知识、能力和品德三维素质为导向，展开具体工程的跨学科人才培养，从教学理念、教学目标、教学内容、教学工具与资源、教学方法与手段以及教学效果与评价之间的系统性着眼，构建“六位一体”的工程人才培养体系，对深化跨学科工程教育支撑新工科建设具有重要意义。