楊小麗 雷 慶

(北京航空航天大學 高等教育研究院，北京 100191)

跨學科教育是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑，這已成為國內(nèi)外教育界、科技界和產(chǎn)業(yè)界的普遍共識。在我國工程教育領(lǐng)域，“卓越工程師計劃”和“新工科”建設(shè)都強調(diào)推動工程學科之間、工程學科與其他學科的交叉融合。在這一背景下，跨學科能力就成為工科大學生應(yīng)具備的重要能力之一。本文嘗試對跨學科能力的內(nèi)涵進行解讀，并構(gòu)建適用于我國工科大學生跨學科能力評價的基本框架，為進一步研究工科大學生跨學科能力的現(xiàn)狀及其提升路徑奠定基礎(chǔ)。

一、概念界定

1.跨學科及相關(guān)概念

已有研究在涉及跨學科的內(nèi)容時，常常提及跨學科、多學科、交叉學科、超學科等概念。關(guān)于這些概念的產(chǎn)生與發(fā)展，我們在之前的研究中已經(jīng)進行過系統(tǒng)地梳理(1)楊小麗，雷慶.跨學科發(fā)展及演變探討[J].學位與研究生教育，2018，(4)：54-59.，便于深入理解跨學科的核心內(nèi)涵，為進一步研究跨學科能力提供理論基礎(chǔ)。

1970年9月，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)所屬教育研究與改革中心與法國教育部在法國尼斯大學聯(lián)合主辦跨學科問題國際學術(shù)研討會，會后出版的文集《跨學科：大學中的教學和研究問題》對相關(guān)概念做出界定。其中，“多學科”是指“不同學科的并置，有時它們之間并沒有明顯的聯(lián)系，例如音樂、數(shù)學和歷史”； 將“跨學科”定義為“兩門以上不同學科之間相互作用的一種形容詞性的描述。這種相互作用可能包括從簡單的觀點交流到在一個相當大的領(lǐng)域內(nèi)組織概念、方法、程序、認識論、術(shù)語、數(shù)據(jù)，以及研究和教學組織的相互整合”；而“超學科”則是“為一系列學科建立一種共同的公理系統(tǒng)”(2)OECD, Interdisciplinarity: Problems of Teaching and Research in Universities(Paris: OECD Publications, 1972), 25，106.。吉本斯等提出的“知識生產(chǎn)模式2”，即知識“在一個更廣闊的、跨學科的社會和經(jīng)濟情境中被創(chuàng)造出來”(3)邁克爾·吉本斯等.知識生產(chǎn)的新模式：當代社會科學與研究的動力學[M].陳洪捷,沈文欽等譯.北京：北京大學出版社，2011.1.，進一步豐富了超學科的內(nèi)涵。我們認為，超學科強調(diào)在一個廣泛的范圍內(nèi)，將學科與非學科的經(jīng)驗知識整合，以協(xié)調(diào)多方利益，實現(xiàn)問題的解決。

在本文中，多學科、跨學科、超學科并不是指某一個或某一類學科，而是表征學科間相互整合程度的概念。多學科關(guān)注涉及不同學科的實踐活動，在不同學科視角下對問題進行深刻解讀，但學科間可以并無關(guān)聯(lián)?？鐚W科在多學科的基礎(chǔ)上突破了學科間固有的壁壘，強調(diào)不同學科知識的整合與重組。超學科是在解決實際問題過程中對知識的整合，這些知識既源于學科體系內(nèi)部，又來自外部的經(jīng)驗世界，其整合對象與運行范圍均超越了跨學科，是學科融合發(fā)展的更高層次。

與多學科、跨學科、超學科等概念不同，交叉學科是指這樣一類新的學科，它們由隸屬于不同學科的知識經(jīng)過整合而形成，與原學科有密切聯(lián)系，但又有不同于原學科的新的屬性?？梢哉f，交叉學科是跨學科研究和教育實踐的結(jié)果。2020年7月，國務(wù)院學位委員會決定在《學位授予和人才培養(yǎng)學科目錄》中增設(shè)“交叉學科”門類，下設(shè)“集成電路科學與工程”和“國家安全學”兩個一級學科，標志著交叉學科被正式納入我國高校培養(yǎng)人才和開展科學研究所依托的學科體系。

2.能力框架

為應(yīng)對科技發(fā)展帶來的人與自然、人與人日益復雜的關(guān)系，年輕一代需要具備更加強大的能力。因此，OECD和歐盟等國際組織在系統(tǒng)、深入研究的基礎(chǔ)上，提出了一系列能力，并形成能力框架，對教育產(chǎn)生了深遠的影響。

OECD在1997年底開展了一項名為“能力的定義與選擇：理論與概念的基礎(chǔ)”(Definition and Selection of Competencies：Theoretical and Conceptual Foundations，簡稱DeSeCo)的大型研究。研究人員討論了“能力”“技能”“質(zhì)量”“標準”“素養(yǎng)”等多種概念，建議將能力(Competence)界定為：成功地滿足個人或社會需求，或成功地實施一項活動或任務(wù)的能力(ability)，包括認知和非認知的維度。同時，這種需求導向的能力定義還應(yīng)包含人的內(nèi)在心理結(jié)構(gòu)，即個體的能力(abilities/capacities)或性格(dispositions)。每種能力都是相互關(guān)聯(lián)的認知和實踐技能、知識(包括隱性知識)、動機、價值取向、態(tài)度、情感，以及其他社會和行為因素的綜合(4)Dominique Simone Rychen and Laura Hersh Salganik, Definition and Selection of Competencies(DeSeCo): Theoretical and Conceptual Foundations(Neuchatel: Swiss Federal Statistical Office, 2002), 8.。

2006年，歐盟正式發(fā)布8項“關(guān)鍵能力”(Key Competences / Key Competencies)，建議各成員國將其作為推進終身學習和教育與培訓改革的參照框架。歐盟對關(guān)鍵能力的定義是：“能力是適用于特定情境的知識、技能和態(tài)度的綜合”，這里的“情境”(context)主要指個人情境、社會情境和職業(yè)情境(5)Jean Gordon et al.,“Key Competences in Europe: Opening Doors for Lifelong Learners Across the School Curriculum and Teacher Education,”Case Network Reports, January, 2009.。“關(guān)鍵能力”與傳統(tǒng)的“基本技能”(Basic Skills)內(nèi)涵有兩點不同：一是，Competence/Competency是較Skill/Ability更為上位、更具包容性的概念，涉及內(nèi)在品質(zhì)和外部行為?？梢赃@樣理解：Competence/Competency(能力)= Skill(技能)+ Knowledge(知識)+ Attitude(態(tài)度)/ Aptitude(性向)。其中，Skill被認為專指“能夠做某事”，必須通過外顯的可觀察的行為表現(xiàn)出來；而Knowledge包含外顯的和隱性的知識，Attitude/Aptitude也是非外顯的。因此，Competence/Competency不再局限于外顯的行為或結(jié)果。二是，人們往往認為Basic一詞所傳達的是“最基本的、謀生必需的”這樣的含義，用Key取代Basic，與強調(diào)“面向個人與社會發(fā)展”的基本價值取向更加切合(6)裴新寧，劉新陽.為21世紀重建教育——歐盟“核心素養(yǎng)”框架的確立[J].全球教育展望，2013，(12)：89-102.。

國際上其他有代表性的能力框架還有OECD提出的全球勝任力(The OECD Global Competency)、聯(lián)合國教科文組織提出的跨文化能力(The UNESCO Intercultural Competences)等。對這些能力框架進行比較，發(fā)現(xiàn)它們具有以下共同特征：一是強調(diào)適應(yīng)變化，以及未來不斷變化對能力的需求，并將其視為能力框架的主要出發(fā)點和理由。二是包含了不同的能力，其內(nèi)容都超越了認知技能，強調(diào)非認知技能、態(tài)度或價值觀。三是將知識、技能和態(tài)度界定為能力的關(guān)鍵要素。此外，一些涉及多個關(guān)鍵要素的能力，如批判性思維、創(chuàng)造力和解決問題的能力等，在這些能力框架中都處于突出的位置(7)Council of the European Union, Proposal for a COUNCIL RECOMMENDATION on Key Competences for LifeLong Learning(Brussels: Publications Office of the European Union, 2018), 19, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52018SC0014.。

3.跨學科能力

跨學科能力是一個廣義的概念，指個體綜合運用或整合多個學科的知識，以及經(jīng)驗世界的知識，解決復雜問題的能力?；谇懊鎸鐚W科內(nèi)涵的闡釋，以及歐盟對“能力”的定義，本研究將跨學科能力界定為：適用于跨學科問題解決情境的知識、技能、態(tài)度和意識的綜合，并按照學科整合的不同程度，分為多學科、跨學科、超學科3個水平。需要強調(diào)的是，在本文中，“跨學科”既是指整合知識的能力，也用來表征知識整合的程度。

二、基于工程教育認證標準的分析

工程教育認證標準是對工科本科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的基本要求，其中的畢業(yè)要求是學生畢業(yè)時應(yīng)取得的學習成果。如前所述，工科本科生的跨學科能力是一種綜合能力，體現(xiàn)在學生的學習成果中。因此，分析工程教育認證標準的畢業(yè)要求，可以從中提取跨學科能力的基本要素。中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會發(fā)布的《工程教育認證標準》對本科生的畢業(yè)要求共有12條(8)中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會.工程教育認證標準：T/CEEAA 001—2022 [EB/OL]. http://www.ttbz.org.cn/Pdfs/Index/?ftype=st&pms=65001, 2022-07-15/2022-07-18.，協(xié)會還對每條要求的內(nèi)涵都作了詳細解釋(9)中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會秘書處. 工程教育認證通用標準解讀及使用指南：2020版(試行)[EB/OL]. https://www.ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/rzcxjbz/gjwj/gzzn/index.html, 2020-02-08/2022-07-18.。根據(jù)畢業(yè)要求的內(nèi)涵，可以將其分為三大類：

一是專業(yè)領(lǐng)域的知識和能力，包括“工程知識”“問題分析”“設(shè)計/開發(fā)解決方案”“研究”“使用現(xiàn)代工具”“項目管理”；

二是對工程與社會關(guān)系的認識，包括“工程與社會”“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”，還有“職業(yè)規(guī)范”；

三是非技術(shù)能力，包括“個人和團隊”“溝通”以及“終身學習”。

上述12條畢業(yè)要求，從內(nèi)涵上看，并不是相互獨立的，有些要求包含著其他的要求(見表1)。例如，“問題分析”和“研究”在內(nèi)涵上很接近，都是解決問題的過程和方法，前者主要是思考，后者則是用實驗驗證?！肮こ讨R”包括掌握知識和運用知識兩個方面，而運用知識與“問題分析”“研究”又有部分重合。“設(shè)計/開發(fā)解決方案”是綜合性的要求，涵蓋了“工程知識”“問題分析”“使用現(xiàn)代工具”“研究”等多方面的要求。再比如，“工程與社會”“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”的內(nèi)涵也很接近，都包括了解相關(guān)知識，能夠分析和評價工程對自然界或社會的影響；而且，“工程與社會”和“設(shè)計/開發(fā)解決方案”的內(nèi)涵有交集，都要求從整體上認識工程，把握對工程起制約作用的各種因素?！皞€人和團隊”中肯定離不開溝通、交流，而“溝通”作為單獨一項畢業(yè)要求，則超出了團隊的范疇。

對畢業(yè)要求內(nèi)涵的分析，還可以發(fā)現(xiàn)，每一條畢業(yè)要求都會涉及知識、技能、態(tài)度和意識等跨學科能力的一個或多個維度，并處于多學科、跨學科、超學科等某一個或多個跨學科能力水平上。如前所述，“工程知識”和“項目管理”包含對工程、數(shù)學、自然科學、管理、經(jīng)濟知識的掌握和運用，前者屬于知識維度，后者屬于技能維度；由于它們局限在學科知識領(lǐng)域內(nèi)部，所以處在多學科和跨學科的水平上。“問題分析”“使用現(xiàn)代工具”“研究”等是工程領(lǐng)域內(nèi)方法、工具的運用，因此主要涉及技能維度，并處于多學科和跨學科水平?！霸O(shè)計/開發(fā)解決方案”“工程與社會”“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”等是對知識、技能的綜合運用，并且要系統(tǒng)考慮工程領(lǐng)域內(nèi)外的各種因素，因而涉及跨學科能力的各個維度和水平。“職業(yè)規(guī)范”既要求掌握相關(guān)知識，又要求具有相應(yīng)的態(tài)度和意識，同時它也不局限于工程實踐本身，因而涉及知識、態(tài)度和意識維度，并涵蓋跨學科能力的各個水平?！皞€人和團隊”“溝通”“終身學習”等非技術(shù)能力主要在于方法、技巧和態(tài)度、意識，特別是“溝通”和“終身學習”超越了學科知識領(lǐng)域，需要更廣泛的經(jīng)驗。表1呈現(xiàn)了每一條畢業(yè)要求可能涉及的跨學科能力維度和可以達到的跨學科水平。

三、基于國內(nèi)外已有研究的分析

已有研究中關(guān)于跨學科能力的討論非常少，相關(guān)研究多聚焦在跨學科教育和跨學科學習等方面。在國內(nèi)，尚未見到有研究者針對工科生的跨學科能力開展專門研究，只是在有關(guān)工程人才培養(yǎng)或跨學科主題的討論中提到跨學科能力和相關(guān)要素。國外關(guān)于工科生跨學科能力的系統(tǒng)研究也不多，比較有代表性的是美國密歇根大學拉圖卡(Lattuca)領(lǐng)導的研究項目。該項目得到美國國家自然科學基金的資助，由教育界和工程界的研究人員合作開展研究。研究團隊經(jīng)過廣泛的文獻研究和對工程專業(yè)學生進行為期兩年的調(diào)研，開發(fā)出針對工科學生的“跨學科能力量表”(10)Lisa R.Lattuca et al.,“Developing a Measure of Interdisciplinary Competence for Engineers,”International Journal of Engineering Education 29, no.3(January 2013):726-739.和“背景能力量表”(11)Hyun Kyoung Ro et al.,“Measuring Engineering Students’ Contextual Competence,”2012 ASEE Annual Conference & Exposition, June 10, 2012, https://peer.ase e.org/21677.。

分析已有研究可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外學者對工科學生的跨學科能力普遍強調(diào)綜合性知識結(jié)構(gòu)、跨學科合作與交流能力、系統(tǒng)性思維、工程實踐能力、人文情懷、職業(yè)倫理和社會責任感等。這些方面在工程教育認證標準的畢業(yè)要求中均有提及，這也說明畢業(yè)要求可作為評價工科學生跨學科能力的重要參考。

除共性要求外，也有的研究提出工程教育認證標準畢業(yè)要求中沒有包含的跨學科能力。例如，工程教育認證標準要求畢業(yè)生關(guān)注工程與社會的關(guān)系，即充分考慮工程的社會背景。有研究指出，雖然工程活動及其環(huán)境日新月異，但有些因素始終不變，其中就包括對顧客需求和社會問題的關(guān)注。因此，工程教育應(yīng)立足于“以客戶的需求為本”“向市場提供完整的產(chǎn)品和服務(wù)”等理念(12)Edward F.Crawley等. 工程教育的環(huán)境[J].高等工程教育研究，2008，(4)：13-21.。還有研究者分析美國歐林工學院的“廣義工程教育模式”和“歐林三角”，指出完整的工程活動不僅僅是產(chǎn)品設(shè)計，還應(yīng)包含前期對工程社會背景和后期對工程商業(yè)背景的調(diào)查分析。也就是說，工程產(chǎn)品要以顧客為中心，要具有市場潛力(13)曾開富，王孫禺.“工程創(chuàng)新人才”培養(yǎng)模式的大膽探索——美國歐林工學院的廣義工程教育[J].高等工程教育研究，2011，(5)：20-31.。這些研究表明，工程實踐中的社會背景不僅包括健康、安全、法律、藝術(shù)、文化、環(huán)境、政治、倫理等非技術(shù)因素，還要關(guān)注市場，重視用戶需求。這為我們構(gòu)建工科本科生跨學科能力評價框架提供了重要參考。

再比如，拉圖卡的研究團隊在廣泛收集和分析工程、教育、商業(yè)、研究管理、認知科學等領(lǐng)域的文獻后，界定了跨學科能力的8個維度，“反思性(Reflexivity)”是其中之一。它包括反思自己的偏見和可能帶來的影響，反思自己在定義問題、理解問題和解決問題過程中做出的選擇。由于反思通常是從不同視角思考以往的認識和實踐，反思性應(yīng)成為跨學科能力的重要組成部分。

四、評價框架和表現(xiàn)期待

基于以上分析，本研究以工程教育專業(yè)認證中的畢業(yè)要求為主要依據(jù)，并吸收國內(nèi)外相關(guān)研究的成果，構(gòu)建工科本科生跨學科能力評價框架(表2)。該框架是3×3的結(jié)構(gòu)，在跨學科能力的每一維度和水平上都有若干評價指標，共計17項評價指標。同時，對每項評價指標都提出若干表現(xiàn)期待(表3)，使學生在每項指標上的表現(xiàn)能夠被感知到，以便進一步編制“工科本科生跨學科能力量表”。

隨后，本研究采用德菲爾調(diào)查法，邀請13位工程教育領(lǐng)域的專家，分別對評價指標和表現(xiàn)期待的重要性評分。其中，評價指標采用5點評分法(1-非常不重要，2-比較不重要，3-中等，4-比較重要，5-非常重要)，表現(xiàn)期待采用3點評分法(1-不重要，2-中等，3-重要)。經(jīng)統(tǒng)計分析，專家對評價指標和表現(xiàn)期待的重要性評分都比較高，肯德爾和諧系數(shù)分別為0.003、0.000。因此，專家們基本認可本研究提出的“工科本科生跨學科能力評價框架”，并且對評價指標和表現(xiàn)期待的評價存在顯著一致性。

接下來，研究者將根據(jù)評價框架編制“工科本科生跨學科能力量表”。通過在一定范圍內(nèi)展開調(diào)查，了解工科本科生跨學科能力現(xiàn)狀，分析有關(guān)影響因素，并持續(xù)改進量表，使本研究不斷深入。