土木工程和环境科学与工程学科研究生跨学科培养模式研究

张岩　孙秀萍　逯静洲　李晓强

［摘 要］研究生是高层次创新型人才的重要组成部分，打破专业界限、整合不同学科资源，培养跨学科的复合型人才是当前我国高等教育改革发展的主要方向。近年来，土木工程行业为社会经济的发展做出了巨大的贡献。笔者结合国内外研究生跨学科培养的研究现状，借鉴部分高校成熟的经验做法，探索土木工程学科和环境科学与工程学科研究生跨学科培养的模式，指出两个学科研究生在跨学科培养方面存在的问题，并提出对策和建议。

［关键词］跨学科培养；研究生教育；土木工程；环境科学与工程

［中图分类号］ G643.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）18-0097-04

随着社会及科技的快速发展，传统的单一学科人才培养已经不能满足新兴经济快速发展和科技飞速更新的需求，这要求高等学校的人才培养模式从传统的单学科培养向跨学科联合培养转变。在我国，土木工程学科和环境科学与工程学科大都设置在不同的院系，由于观念、体制及机制等方面的影响，实现跨学科教育还存在较大的障碍。因此，通过借鉴外国高校的经验做法，打破专业和院系的界限，探索两个学科研究生的联合培养模式，培养适应我国工程技术需求的高层次复合型人才显得尤为必要和迫切。

一、国内外研究生跨学科培养的现状

（一）外国研究生跨学科培养的现状

目前，世界多国掀起了跨学科教育与研究热潮，美国、英国和日本等国家较早开展了跨学科人才培养的探索，跨学科的人才培养模式也各具特色[1]：

美国的跨学科教育研究走在了世界的前列。二战结束以后，美国便建立了多个研究机构专门开展跨学科的研究。1997年，美国开展的“研究生教育与科研训练一体化项目”使美国大学的跨学科教育与研究实现了跨越式发展。随后，美国大学协会和美国国家科学院相继发表了《跨学科专题报告》和《促进跨学科研究》等重要研究报告，明确指出需要通过跨学科教育与研究的发展来支持推动高等教育相关领域的改革[2]。21世纪以来，以哈佛大学为代表的美国高校设立了多个跨院系、学科的联合学位、双学位和博士学位项目，实现了博士生的跨学科人才培养[3]。多所学校为提升学生综合运用自然科学和社会科学等学科领域知识的能力，先后设立了17个跨学科、院系的博士学位项目，以期实现交叉领域杰出研究者、实践者的复合人才的培养。

英国剑桥大学的跨学科培养也走在了世界的前列。剑桥大学与英国自然环境研究委员会、经济与社会研究委员会和医学研究委员会等建立了合作关系，并开展了跨学科博士人才培养项目。2010年，该校的科学技术学院、物理科学学院、生物科学学院、人文与社会科学学院及艺术与人文学院的11个学科联合成立社会科学研究方法中心，并实施了社会科学博士项目。该项目的实施目的是通过为博士生提供跨学科的培养平台，为其创造多样的研究方法和广泛的实习领域，在社会科学领域培养兼具较高科研与实践能力的博士人才。

日本的跨学科研究在二战后迅速发展，政府先后出台一系列的政策、措施和法律来推动和保障跨学科培养的研究与改革。20世纪40年代末，东京大学在多个院系、学科开展跨学科培养的探索，通过设立“教养学部”，对低年级本科生实施文、理、工多学科交叉融合的通识理论教育[4]。2002年，日本政府制定了《全球化卓越教育中心计划》和《21世纪卓越研究教育中心计划》，进一步推动了高等学校跨学科培养的发展。多所高校的研究生部以“学术交叉融合”为理念，对不同学科进行重组和结合，促进学科间交叉跨越和新学术领域的形成[5]。

（二）我国研究生跨学科培养的现状

我国研究生跨学科培养模式主要通过建设跨学科平台来实现，在借鉴外国跨学科培养经验的基础上，根据我国高等教育的现状做了如下探索：

北京大學率先成立了包括自然科学、社会科学、应用科学和生物医学的生物前沿交叉学科研究院和医学跨学科研究中心，通过设置“跨学科类”教学院系开展跨学科人才培养和跨学科人才培养，大力促进跨学科学术交流。清华大学在“985工程”二期建设过程中，探索设立联合文、理、工、管等多学科融合的公共灾害防治重大科技创新平台，通过学科交叉研究公共安全政策与法律、城市、生产、环境、灾害防治、核电安全以及安全科学理论与方法学等领域的问题，进而成立跨学科院系的公共安全研究平台。复旦大学通过整合化学、历史、地理、公共卫生与健康学、环境科学与工程、生态学、经济学、国际关系与公共事务、新闻学等，并与外国合作成立了“复旦—丁铎尔中心”复合型人才的培养基地，聚焦开展气候变化问题的研究。武汉大学的跨学科培养探索了以服务国家重大战略需求为导向、以提升研究生创新能力为目标的跨学科人才培养路径，通过着力搭建跨学科研究生招生、培养平台，营造研究生跨学科培养氛围，强化跨学科研究生培养质量的跟踪评价。

二、国内外研究生跨学科培养的启示

世界一流大学已将跨学科人才培养作为高等教育发展的关键环节，我国根据国情并借鉴一流大学跨学科人才的培养经验，在高等教育快速发展的过程中积极探索跨学科人才培养模式。

（一）以学科融合为理念，培养多学科复合的高等人才

在跨学科人才教育的实践中，始终以学科融合为理念并贯穿跨学科培养的全过程，因此跨学科培养也被称为“学科融合教育”[6]。通过总结外国大学跨学科人才的培养经验，不难发现他们始终将“学科融合”的原则与高校人才培养的全过程相结合，大力开展跨学科专业与学科交叉的探索。跨学科人才培养的全过程始终以“学科融合”的思想为统领，鼓励高校结合办学历史和实际，加强学科群、专业群和产业群的构建，推动学科、专业、产业协同发展。通过跨学科人才培养模式的优化和转化，培养能够适应社会经济发展需求的复合型应用人才。

（二）壮大跨学科师资力量，提高复合型人才培养的质量

壮大跨学科领域的师资力量是提高大学培养跨学科人才的基础，这需要打破以传统院系为单位制度的束缚，优化教师聘用制度；通过构建学科交叉的教学与研究平台，打破院系和学科的壁垒，促进具有不同学科背景的教师在分享教学经验的同时加强科研方面的交流与合作，深入了解彼此学科的科技前沿和先进技术。以经济发展需求为导向，通过不断学习交叉学科领域的知识来整合与优化传统课程，根据学生的需求和职业发展规划及时调整课程设置和课程内容。

（三）敢于打破学科界限，推进跨学科课程体系的的构建

通过打破学科界限，构建跨学科课程体系，体现课程的跨学科特性，进而体验精彩多姿的跨学科教育是世界一流大学实现跨学科人才培养的重要路径。我国高校在推动跨学科培养的过程中，应逐渐打破传统的院—系—学科壁垒，将“学科融合”理念贯穿人才培养的各个环节。此外，大学应根据社会需求构建学科群、专业群，实现不同学科的横向结合与重组，拓展院系内部和院系之间的跨学科培养和研究的发展空间，通过优化顶层设计和管理实现资源共享和优势互补。

（四）以应用为目标，提高学生解决学科交叉问题的能力

通过跨学科的培养，提高学生解决复杂问题的水平和能力是多所世界一流大学跨学科人才培养的目标。国内大学也应坚持问题导向，在跨学科人才培养过程中加强课程与社会、理论与实践的有机融合。通过开展与相关专业领域的学术机构、社会组织和产业的合作，拓展学生的实习领域，发挥实践平台的支撑，使其能够运用所学交叉学科知识解决经济社会发展过程中涌现出的新问题。通过设置跨学科实践的必修课程并作为日常考核和评优的重要内容，提高学生科研知识和实践能力相互融合的积极性。

三、土木工程学科和环境科学与工程学科研究生跨学科培养面临的主要问题

在我国的学科分类中，土木工程学科和环境科学与工程学科同属于工程科学，研究生达到毕业要求并通过学位论文答辩后获得工学硕士学位。但支持两个学科的基础科学及两个学科的研究对象和目的都不相同；土木工程学科和环境科学与工程学科大都设在不同的院系，受观念、体制及机制等方面的影响，难以实现跨学科教育。目前，土木工程学科和环境科学与工程学科研究生跨学科培养面临的主要问题有：

（一）两个学科的专业基础不同，研究生跨学科学习的专业基础薄弱

土木工程学科的专业基础是力学，主干专业课程主要有工程力学、流体力学、岩土力学、工程地质学、地基与基础、工程水文学等；而环境科学与工程学科的专业基础是化学，主干专业课程主要有环境工程原理、环境工程生物学、大气污染控制工程、水污染控制工程、固废污染控制工程、环境监测、物理性污染治理工程等。由于研究生在本科阶段大都只学习了其中一个专业，缺少对另一专业知识的学习，专业基础比较薄弱。虽然要求跨学科培养的研究生补修本科阶段的主干课程，但往往因为缺乏专业基础知识，缺少对另一专业和行业背景的理解，难以系统掌握补修的知识，也难以在短时间内实现两个学科的融合，阻碍了跨学科研究生的专业知识和行业认识的拓展，限制了跨学科研究生的职业认知和职业规划。另外，部分跨学科研究生不能正确认识跨学科的难度和障碍，自主学习的能力和动力不足，对于补修课的选择和学习更注重的是能够轻松获得学分而非为了补充跨学科知识，这就难以满足跨学科课程学习的要求。此外，还有部分高校在跨学科研究生的课程设置方面受到了学分和师资力量的限制，没有体现出跨学科培养的特色。

（二）导师的专业背景单一，难以胜任对跨学科研究生的指导

导师是跨学科研究生培养过程中的引路人和责任人，直接决定着研究生的跨学科培养能否成功。目前大部分导师的在本科、硕士、博士的学习阶段一直从事一个学科专业的学习和研究，专业基础、学科背景单一，研究方向难以实现土木工程学科和环境科学与工程学科相融合。虽然高校特别是综合性大学具有两个学科、专业上相互交叉的优势，但多数高校仍然实行基于学科为基础的“院系制”，而这两个学科大都分属不同的院系，不同院系导师之间进行沟通与交流的机会较少，缺少对彼此学科知识和行业背景的认知，难以实现将专业知识、研究对象、研究方法进行有效迁移，理论推广及方法融合的能力不足，缺少研究复杂交叉科学问题的思路和知识。虽有部分导师具备良好的学科背景和知识结构，培养跨学科研究生的能力较强，但由于没有合适的交叉学科的研究项目，加之跨学科研究生的指导难度大，学生的按时毕业率低，导致他们指导跨学科研究生的积极性不高，因而限制了跨学科研究生培养质量的提高。

（三）难以打破学术组织的壁垒，尚未实现教学资源和学术资源的共享

目前我国大部分高校采用传统的校、院、系三级教学和科研组织模式，土木工程学科和环境科学与工程学科大都分属不同的院系，两个院系往往相互独立，两个学科所涉及的师资、课程及实验仪器设备等都被限制在各自的院系范围内，研究生的培养难以突破院系的界限，加之每个院系都有自己的人才培养、科研成果、课题经费等的考核目标，阻碍了学科之间的教学和学术资源的共享。目前，国内尚没有研究生跨学科培养平台，开展跨学科培养缺少政策和资源的支持。

（四）缺少跨学科交流平台，研究生的跨学科交流不足

学术交流是提升研究生科研水平和开阔研究思路的有效途径。很多跨学科的研究生只是较好地掌握了原有的专业知识，但不能将已有的专业知识和研究方法向另一学科进行迁移和融合，进而开展交叉学科问题的研究。学科的迁移融合不是简单的移动和组合，需要讲求迁移、融合的方法和技巧，这就需要通过跨两个学科的学术活动，为研究生提供两个学科交叉融合的研究方法和研究思维的交流平台，启发研究生跨学科的创新思维。但目前的学术交流活动还只是局限于某个专业方向，跨学科的学术交流难以实现。

四、土木工程学科和环境科学与工程学科研究生跨学科培养的建议

（一）明确跨学科研究生的培养目标并优化课程体系

根据国家社会经济发展的需求，应明确两个学科交叉发展的方向，完善跨学科研究生的培养目标。根据培养目标中跨学科研究生能力结构的组成和要求，优化课程的设置和交叉课程群的建设，课程体系的构建既要保证研究生掌握本学科的系统理论，也要系统掌握交叉学科的基础理论，拓宽学生的知识面；要设置两个学科交叉的必修课程，构建兼具两个学科前沿知识的课程体系。设置与两个行业密切相关的交叉选修课程，重视不同研究生学科背景和知识结构的差异，制定弹性培养计划，尊重跨学科研究生的个性发展和职业规划，提高课程体系和培养方案的针对性。当然这对高校而言具有一定的难度，因此在制定培養方案的过程中，要邀请两个学科高新技术行业的专家真正参与进来，论证跨学科研究生的培养目标，研讨课程体系中交叉专业必修课和选修课设置的必要性和学科弹性，并以满足行业复合型人才需求为导向，及时修订培养方案。

（二）实行双导师制，联合培养跨学科研究生

跨学科研究生的培养需要在明确培养目标的前提下，发挥两个学科导师的合力。但因为每个学科都有自己的思维方式、概念体系和研究手段，而对于长期从事其中某一学科研究的导师而言，其知识传承往往已被专业背景特定化，并且具有一定的排他性，这就要求两个学科的导师有目标性地参与两个学科的交流与合作，加快知识更新，改善知识结构，加强创新性引导，提高两个交叉学科领域的研究能力。此外，建议两个学科导师同时听取行业前沿领域一线专家的建议，以技术需求为导向，接受彼此领域的思维方式和研究方法，促进两个学科间知识的融合和研究思路的转移，使导师的知识结构在两个学科领域前沿技术问题的引导下日趋优化。必要时也可组建跨两个学科的导师小组，采用交叉指导的模式培养跨学科研究生，使学生接触不同导师的理论和方法，引导学生嫁接两个学科的思维模式和创新理念。

（三）促进教学资源和学术资源的共享

在土木工程学科和环境科学与工程学科两个学科研究生联合培养的过程中，要树立以学生为中心的理念，两个学科要努力扩大交流合作的领域，取长补短，努力为跨学科研究生的综合发展创造条件。为此，需要逐步构建形成两个学科相互融合滲透的学科结构群，不断完善跨学科研究生培养的组织架构，打破传统的院系、学科壁垒，充分发挥两个学科的优势，实现教学资源和学术资源的共享，充分发挥优质资源的作用；加快建设两个学科交叉的科研创新平台和研究机构，为研究生和导师提供学术交流机会，开展跨学院、学科的学术合作。此外，要提高跨学科研究生的培养质量，还需促进两个学科教学资源和学术资源的衔接和融合，使研究生掌握两个学科前沿知识的迁移方法，构建跨学科的递进知识结构，促进跨学科研究生学科文化的相互融合。

（四）搭建跨学科学术交流平台

跨学科研究生的培养应紧跟社会经济发展的需求，明确跨学科研究生的培养目标，不断更新两个学科领域的学术前沿和技术前沿。因此，要为研究生创造广泛开展学术交流的良好学术氛围和开放环境，鼓励学生参加形式多样、内容丰富的学术活动，提高跨学科学术活动的质量和针对性，开阔学生的学术眼界，加深对两个学科前沿知识的认识，激发新思想、形成新见解，从根本上提高研究生和导师参与跨学科培养的主动性和积极性。

五、结论

开展跨学科研究生培养是社会经济发展的必然要求，也是提升国家科技创新水平和核心竞争力的重要途径，特别是在解决复杂工程问题时，学科交叉融合显得尤为必要。本文在分析国内外培养跨学科人才现状的基础上，总结了其培养跨学科人才的经验，明确了土木工程和环境科学与工程研究生跨学科培养所面临的问题，并根据我国经济发展的重大需求，提出了优化两个学科研究生跨学科培养的具体建议，这对完善我国工科研究生跨学科培养具有一定的理论和现实意义。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 闫晨，阙晨曦.基于议题中心理念的跨学科协同教学改革研究[J].大学教育，2022（4）：18-20.

[2］ 包水梅，魏玉梅.美国博士生跨学科培养的基本路径及其特征研究：以哈佛大学教育研究生院为例[J].中国高教研究，2015（5）：47-54.

[3］ 李云鹏.哈佛大学跨学科博士生教育变革及其启示[J].高等工程教育研究，2020（6）：168-175.

[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）：26-30.

[5］ 陈艾华，邹晓东.日本研究型大学提升跨学科科研生产力的实践创新：以东京大学GSFS为例[J].高等工程教育研究，2012（5）：84-89

[6］ 蔡志奇.地方高校培养复合应用型人才的逻辑与进路[J].黑龙江高教研究，2021（5）：154-160.

［责任编辑：黄紧德］