摘要:迈入高等教育高质量发展的新时期,推进学科交叉融合不仅是顺应现代科学发展的必然趋势,更是贯彻新发展理念,深入实施科教兴国战略和人才强国战略,深入实施创新驱动发展战略,建设世界科技强国的迫切要求。本文立足强化基础学科建设这一战略背景,通过深入剖析国内外高水平研究型大学推进学科交叉融合的典型案例,凝练出有效推进学科交叉融合的关键要素,提出了以制度创新为“核心”,以跨学科研究和跨学科人才培养为“两翼”的对策建议,以期为具有基础学科优势特色的高校提供学科交叉融合建设的借鉴参考。
关键词:学科交叉融合;基础学科;跨学科研究;跨学科人才培养
作者简介:
徐洪,北京师范大学科研院常务副院长兼综合处处长,副研究员;
李文,北京师范大学智库管理办公室主任;
陈志娟,北京师范大学科研院综合处副处长;
左锐,北京师范大学科研院科技处副处长,教授级高级工程师。
一、高水平研究型大学强化基础学科建设及交叉融合发展势在必行
科学的发展历程表明,不论是自然科学还是人文社会科学,都具有高度分化与高度综合的特征,科学发展带来了单一学科在纵向、横向领域上的深入分化,同时也持续催生不同学科之间的交叉融合。例如,随着社会环保意识的不断增强,以环境化学、生态学、地球科学等自然科学为主要学科构成的环境科学,开始融合衍生出环境经济学、环境管理学等学科分支,产生了超越其自然科学属性的新学科。如今,随着信息社会的到来,知识迭代速度愈发加快、各领域交叉融合趋势愈发明显,学科间呈现出相互融合、彼此关联的现象,传统意义上强调“学科为中心”的大学学科体系难以适应新时代发展要求。
科学是内在的整体,将学科的分化与综合紧密联系起来,把科学中的各个环节重新整合起来,无疑是现代科技发展的必然趋势。当今时代科技快速进步对高等教育、科学研究产生了根本性影响,知识生产形式的持续性变革促使各学科由分化隔离向交叉综合转变,不少科学行为早已超出单一学科的范畴,科学家的研究任务逐渐转为致力于解决跨学科问题。在此背景下,如何促进不同学科之间的交叉和融合,并利用多学科、跨学科方法解决复杂科学问题成为激发创新活力的重要命题。实践中,世界科技强国持续对重点学科领域的前沿交叉及融合发展进行前瞻性布局,学科交叉已经成为科技创新的重要源泉。
我国的高水平研究型大学多数具有基础学科特色。根据我国高校学科现状筛选相关基础学科(见表1),调研归纳我国第一轮“双一流建设”36所“世界一流大学建设A类”高校相关基础学科的建设情况(见表2),可以看出,第四轮学科评估中有相关基础学科评估结果为 A+、A及A-的“双一流”A类高校占比为83.3%,这些高校基础学科特征鲜明,实力雄厚。作为学科交叉建设的主力军和先锋队,高水平研究型大学率先推进学科体系创新改革,相继推出适应自身情况的基础学科强基计划与人才拔尖计划。在全面建设社会主义现代化国家新征程的重要时期,中国要加速发展科学技术,作为科学技术发展重要力量的高校,理应大力提倡基础学科建设及其交叉融合发展,正如习近平总书记在两院院士大会、中国科协第十次全国代表大会上的重要讲话中指出:“高水平研究型大学要把发展科技第一生产力、培养人才第一资源、增强创新第一动力更好结合起来,发挥基础研究深厚、学科交叉融合的优势,成为基础研究的主力军和重大科技突破的生力军。”
二、以基础学科为主导的典型高校学科交叉融合体系建设剖析
“学科交叉”的概念早在20世纪20年代便出现于西方学者的研究文献中,哥伦比亚大学心理学家伍德沃斯(R.S.Woodworth)最早将其定义为“跨学科”(interdisciplinary),此后这一概念被学界普遍接受。国外高校对学科交叉的初期探索通常以跨学科人才培养及跨学科交叉学术研究为载体,并在一定程度上保障了其充足的学术创新动力,是其长期保持学术顶尖地位的重要原因。相比之下,我国的现代学科体系、制度形成较晚,对于学科交叉的构建较为滞后,但自20世纪末开展实质性探索后,我国部分高校在学科交叉领域逐步取得了显著成效,为新时期高校学科改革背景下的学科交叉发展树立了典型示范。
(一)美欧的经验做法
美欧致力于通过推进学科交叉以保持其高等教育优势。美国高校自20世纪便积极实施跨学科人才培养计划,其学科交叉硕士、博士学位授予数量由20世纪70年代至今增加了近7倍,美国学科分类指导标准中更是单独设置 “交叉学科”与“综合学科”2个学科群,充分反映其学科发展的重要方向。麻省理工学院和斯坦福大学是践行学科交叉融合的典范。麻省理工学院虽是以工科闻名的研究型大学,但自第二次世界大战开始便将基础学科的融合发展放在突出位置。作为高等教育发展历史最长的国家之一,英国高等教育的学科体系长期呈现重文轻理的失衡结构,针对文理基础学科相对隔绝且发展不平衡的问题,英国各高校对学科结构进行了深入调整,其中以文学、哲学、历史及物理、生物等基础学科实力卓越的牛津大学学科交叉成果最为显著。
1.以跨学科研究机构为学科交叉融合的载体
麻省理工学院对学科交叉融合的探索可追溯至第二次世界大战,其间组建了多学科交叉的雷达研究实验室,在此基础上于“二战”后建立了以电子、辐射研究组织等为代表的多个跨学科研究机构,如今,70余个各类跨学科研究机构成为推动该校学科交叉融合的重要载体。该校重视通过基础学科教育推动学科交叉发展,其数学、物理、化学等基础学科建设水平处于美国领先地位。在众多的跨学科研究机构中,一类是国家级研究组织,由行政部门管理,相关学院、学科参与研究工作;另一类是院系主导的校级跨学科研究组织。后者属于该校学科交叉融合较为稳定的实体,通常由所挂靠的院系管理、相关学科人员参与研究工作,以研究任务为导向兼具人才培养任务;其中部分由美国国家科学基金会支持创建,主要以完成研究任务为导向。此外,麻省理工学院设有跨学科研究课题组,针对某一具体科学问题,集中相关学科领域优势资源进行大跨度、临时性合作,亦被证实是高效的学科交叉融合及成果产出方式。
2.以跨学科制度创新为学科交叉融合的动力
斯坦福大学建校之初即提出遵循应用科学、理论科学与人文科学平衡发展的学科发展思路,通过制度创新鼓励跨院系、跨学科合作,形成了以文化经济、环境气候、医学健康、物理材料、化学生物为代表的跨学科交叉门类。例如,教育学科的聘任制度要求,本学科的聘任决定需要与另一领域学科共同做出,此举极大地促进了教育学科与其他学科的融合。再比如,斯坦福大学学科交叉的规划、机构设置等都严格遵循规范化流程,对进行跨学科研究的人员予以制度化鼓励,通过设立问题导向型、项目驱动型的独立科研机构,公开征集意见或通过委派方式汇聚不同领域的研究人员,营造开放共享的合作交流空间,推动学科交叉。
3.以跨学科的学院组织形式为学科交叉融合的根基
牛津大学具有文理学科广泛发展且较为成熟的学科特点,不仅在人文社会科学方面具有明显优势,而且在高新技术领域亦处于前沿地位。牛津大学的学院组织形式具有明显的跨学科人才培养思维:该校的“学院”并非一般意义上按照学科门类设置的学院,而是独立于教学科研功能,包含各专业学生的“社区型”组织,通过配合跨学院的“学部”进行教学及科研活动。各学院在招生、财政等方面具有高度自主权,内部文理并重,结合学部的教学科研需求设立系、科/所及其对应的研究中心、研究组织,同时设立相关领域的跨学科研究部,由此为跨学科人才培养提供了充分交流与发展的空间,成为促进学科交叉的活力源泉。
(二)国内的特色做法
尽管20世纪10年代时任北京大学校长蔡元培提出实行“废科设系”,时任浙江大学校长竺可桢鼓励学生跨院系选课,但我国直至20世纪80年代末才开始集中研究学科交叉融合战略。21世纪初,包括北京大学、清华大学、上海交通大学等在内的国内高水平研究型大学在学科交叉融合建设过程中形成了各具特色的先进经验做法。三所高校对于学科交叉的探索经验具有重要借鉴意义。
1.北京大学:以学科交叉研究机构建设为引领
早在2006年,北京大学就成立了前沿交叉学科研究院,以前沿交叉学科为重点,包含数学、化学、生物在内的众多基础学科,并由此自主设立了“数据科学”“纳米科技”及“整合生命科学”等交叉学科。北京大学前沿交叉学科研究院已成为国内高校学科交叉机构的构建范式,该研究院在学科交叉领域成立了定量生物学中心、科学技术与医学史系两个研究实体以及环境健康中心、生物医学跨学科中心等共8个研究机构,充分发挥了北京大学学科齐全的综合优势。例如,环境健康中心基于北京大学文、理、医学领域的已有优势,关注环境与健康领域的交叉学科研究,为国家环境与健康政策提供了高水平的技术决策支持。除前沿交叉学科研究院外,北京大学还组建了一系列新兴领域的研究机构,如计算语言学教育部重点实验室基于北京大学在信息科技及语言学方面的学科基础,极大促进了我国汉语语言的信息化建设及处理技术发展。就具体交叉形式而言,北京大学普遍通过科研项目合作方式开展基础学科交叉合作,充分运用诸如国家自然科学基金创新群体项目在内的多种项目进行多个领域的前沿交叉学科研究。
2.清华大学:以跨学科人才培养方式为发力点
清华大学以跨学科人才培养为学科交叉融合的主要发力点。在招生方面,清华大学推进按照一级学科进行招生,尤其在研究生招生过程中,要求学生具备一定的基础理论宽度、深度水平,在研究生免试选拔中设置学科交叉专用名额,逐步营造带有学科交叉思维的研究生招生氛围。清华大学为培养跨学科高端人才建立了多样化的平台,并由此推动形成学科交叉型培养机制。例如,引导研究生跨学科门类选修课程、辅修学位,并设定专门流程审核学科交叉学位论文;搭建跨学科研究生学术交流渠道并提供资助,为学生提供交流碰撞及合作研究的机会。一系列举措推动了各学科人才之间的多维融合,极大地促进了各学科内部的跨专业、跨方向融合,培养的学生具有更加坚实的多学科知识背景及学科交叉基础。
3.上海交通大学:以科研基金支持为重要助力手段
上海交通大学对学科交叉的建设方式以成立科研基金为重要助力手段。其设立的文理学科交叉科研基金鼓励引导基础学科之间以重大需求为导向进行高水平学科交叉研究,组织人文社科领域与自然科学领域的高水平专家学者申请交叉基金,并设重点项目及一般项目基金。其设立的研究生学科交叉创新基金,积极推进基于学科交叉和学科群的博士生培养。其设立的研究生创新能力培养基金,鼓励研究生个人或团队开展创新性强及富有挑战性的基础研究或应用研究课题,重点支持瞄准世界科技发展前沿、具有重要科学意义、学术思想新颖、聚焦交叉领域学科新生长点等基础学科、应用学科方面的创新性研究项目。
三、以基础学科为主导的高校学科交叉融合体系建设的要素分析
创新适应于学科交叉融合建设的人才培养方式、科研平台和资源配置机制,是以基础学科为主导的高校推进学科深度有效交叉融合的关键所在。
(一)适应于学科交叉融合的人才培养方式,汇聚跨学科人才
对现有学科体系下的人才培养方式进行适应性改革,打破现有学科体系中招生、培养、学位认定及审核等环节对学科交叉融合建设的阻碍,是进一步推动学科交叉融合的根本性措施。以牛津大学、清华大学的学科院系设置和人才培养体系作为参考,新时代的人才培养布局规划中,应注重扩展有利于多学科交流的平台,着重去除原有细分学科门类的限制。高校可根据自身情况,对原有按照知识体系进行划分的学科门类进行突破性改革,以基础学科研究领域为导向,适应社会的全新需求,以科学发展中的重大问题为出发点将纵向、横向上不同知识体系汇聚在一起,对人才培养方式进行新的改革,例如,积极顺应大类招生的趋势,发展诸如“书院制”等匹配基础学科人才培养的创新管理模式,尝试在本科生及研究生的招生、培养等环节按照学科交叉融合的思路进行人才吸纳、课程体系设置,在发展中逐步形成稳定的学科交叉型人才培养方式。
(二)有益于学科交叉融合的科研平台,承担学科交叉融合的任务
有效沟通和科研合作的平台机制是开展学科交叉的重要载体。首先,在跨学科新思想、新模式的摸索阶段,应提供学者、学生集思广益的初创平台:诸如论坛、沙龙以及系列讲座等形式将极大地促进高校管理层、研究人员思想观念的转变,进而推动不同学科之间消除壁垒,进行有效沟通,奠定学科融合的思想基础。其次,在学科交叉融合体系的实质性构建阶段,诸如“学科交叉研究中心”“学科群”“交叉研究院”等平台组织能够为广泛的学术交流、科研合作、人才联合培养提供重要渠道,因此高校在构建学科交叉体系时,应尽可能结合自身实际发展需要搭建不同类型(实体或虚体)学科交叉平台。
(三)有助于学科交叉的资源配置机制,保障学科交叉的物质投入
充足的物质支持是学科发展的必要保障。在学科交叉发展过程中,科研人员的跨学科发展愿景往往受物质条件束缚,难以大胆进行深层次交叉合作。上海交通大学通过科研基金助力学科交叉的经验表明,保障学科交叉的物质基础是深化学科建设及交叉融合的重要因素。高校在对具体的学科交叉科研项目进行资助、投入经费建设学科交叉平台的基础上,从宏观层面建立有助于学科交叉的资源配置机制,同样是深化学科交叉发展的关键环节,这其中包括经费投入、人员管理、设施保障、考核评价等各方面的资源支持。高校可结合自身情况,设立学科交叉专项培育基金,拓宽基金支持的学科范围,建立对应的经费管理制度,从经费的投入与分配方面推进高水平学科交叉;给予学科交叉机构充分的人员管理自主权,鼓励其健全人才聘用制度,设立独立的学科交叉评价体系对科研人员及科研项目进行考核评价;针对学科交叉建立高效的资源共享机制,基于学校实际情况搭建资源共享平台,破除设施设备对学科交叉的不必要阻碍。
四、以基础学科为主导的高校有效推进学科交叉融合的几点建议
在交叉学科成为我国第14个学科门类的学科调整背景下,以基础学科为主导的高校前瞻性地布局新兴交叉学科建设、大胆地进行变革尝试,将成为提升学科建设水平的重要机遇。对此,提出以下对策建议。
(一)推进有利于学科交叉融合的制度创新
制度创新是激发高校科学研究活力的根本保障。有益于学科交叉的激励保障制度能够很大程度上激发学科交叉型科研团队的形成与发展,推动跨学科交流合作,提升跨学科科研水平。我国高校可借鉴国外典型高校经验,构建柔性的聘任制度、健全人才流动制度,通过促进不同学科之间的人才流动以实现各学科之间的交流融合,并为吸引优秀人才创造有利条件。多元的知识产权保障渠道和完善的经费保障制度也是制度创新的应有之义。例如,奖励激励制度是激发科研人员潜能以及调动科研团队内在动力的有效保证,能够激发科研人员发挥自身专业特长投身于多学科的学术前沿探索。
(二)建立深层次交叉融合的跨学科平台
经验表明,简单的平台构建及学科结构调整并不能带来有效的跨学科融合,尤其对于基础学科,形成广泛的学术思想交流和大跨度学科交叉思维才是进行基础学科交叉建设的综合改革思路。正如习近平总书记在科学家座谈会上的重要讲话中所指出的,基础研究要遵循科学发现自身规律,以探索世界奥秘的好奇心来驱动,鼓励自由探索和充分的交流辩论。
对于以基础学科为主导的高校,进行深入的学科交叉,根本性举措在于尝试因地制宜地建立多层次、多元化的学科交叉平台机构。要在充分认识到自身学科优势的前提下,搭建以高质量融合为目标的研究实体或虚体作为学科交叉平台,布局建设国家级、校级等多层次的“学科交叉研究中心”或“学科交叉研究院/所”,以科学问题、科研项目为研究导向,打通跨专业、跨学科人才流动壁垒,创建学术交流渠道,达到提供基础学科交叉的多层次平台的目标。为实现深入且多元的学术交融,高校应积极号召并鼓励多学科的学者、企业及社会组织等参与平台建设,通过引导不同领域的科学知识、理论方法与生产实践经验进行交流碰撞、学习融合,形成针对具体科学问题的综合解决方案,发挥平台在跨学科、跨领域交流融合中的重要作用。
成熟的平台机制离不开完善的学科交叉评价制度创新,高校可试点建设交叉学科专家委员会,针对基础学科领域的学科交叉状况进行定期评价,并为学科融合革新方向提供建议。弹性动态的管理办法、充足的经费支持、灵活的人员聘用制度以及诸如“学科交叉科研基金”等多种形式的激励机制都理应纳入新型学科交叉平台的结构中。只有营造出浓厚的跨专业、跨方向学科交叉氛围,才能吸引顶尖人才,并进一步产出学术成果
(三)改革创新学科交叉人才的培养体系
人才培养质量是除学术科研水平之外评判学科建设水平的另一重要标志,高校应认识到人才培养体系改革在学科交叉融合建设中的基础性地位,推出适应自身发展的人才培养体系建设方案。
首先,针对基础学科交叉的人才培养,高校应力争在本科生及研究生的招生、课程设置等方面拓宽思路,提升学科深度,鼓励学生进行跨专业、跨学科门类选课、辅修,培养学生的跨学科视野与能力,积极引导形成理工科学生的人文情怀及人文社科类学生的自然科学逻辑思维,充分体现具有多学科思维的人才的竞争力优势。其次,高校应整合优质学科资源,以一对一导师制、本硕博一体化培养等作为创新人才培养方式的基点,解决现有人才培养中的阶段割裂问题。同时,各高校应重点深化现有的课程设置模式,为学生提供更多跨学科学习、多样化发展的平台,鼓励学生探索现存及潜在的多学科发展方向,并设立专门机构对具有学科交叉性质的专业方向学位进行评审、认定,着力突破原有人才培养机制的思维限制。结合学科交叉的前沿领域及高校自身发展计划,高校各学科门类还应确立明确的前沿引领方向,各方向汇聚临近学科优秀科研团队,合作建立若干学科群,并深化相近学科领域的学科沟通和联系,进而根据自身条件逐步探索招生方式及管理模式,推进学部制的构建或重组,充分调动学生在跨学科人才培养中的积极性,打破传统学科体系中的专业边界,进行通识教育和专业教育的有机结合,并由此加深交叉学科的核心竞争力。最后,积极推进系列讲座、交流沙龙、学生论坛等交流渠道的构建,将有助于引导人文社会科学及自然科学领域的学者、学生进行有效交流,有利于推动融合,衍生创新方向。
五、结语
学科是保持知识分类和来源的基本形式,形成新的交叉学科是深层次、高质量学科建设的必然结果,也是我国提升科技创新水平的必然要求。
交叉学科的形成要求高校具有敏锐的前沿科学思维,不仅要充分认识到集成电路、应急管理、环境保护、海洋经济等国家重大需求中的现实问题,还要前瞻性地思考和部署人工智能、量子计算、行星科学、生命科学、脑科学等前沿科学领域的学科建设,瞄准其中的学科交叉创新方向,推动实施针对性的科技项目,促进优势学科的科研团队间进行需求对接,并以此为基础,逐步形成具有重大科学价值的前沿交叉学科。
交叉学科的建设同样应遵循适宜性原则。在面向国家重大需求、前沿科学问题的同时,不能盲目推进学科交叉,应结合已有的学科建设实际,广泛听取已有优秀科研团队、人才的意见,以实质性交叉为目标,有针对性地确定重点打造的交叉学科及配套研究平台,并设计适合自身学科优势的交叉学科及其人才培养目标、培养方案、学位评定标准,规划产出成果路径。