chatgpt跨學(xué)科人才 跨學(xué)科視域下創(chuàng)新人才的培養(yǎng)
跨學(xué)科視域下創(chuàng)新人才的培養(yǎng) 摘要:當(dāng)今科學(xué)前沿的重大突破、原創(chuàng)性科研成果的產(chǎn)生,大多是不同領(lǐng)域之間跨學(xué)科協(xié)同研究的結(jié)果,為了適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的大趨勢,提高我國原始創(chuàng)新能力,必須進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)觀念,通過實行通識教育、設(shè)置跨學(xué)科專業(yè)、實施主輔修或雙學(xué)位教育等,改革大學(xué)教育,培養(yǎng)跨學(xué)科創(chuàng)新人才。關(guān)鍵詞:學(xué)科綜合化,跨學(xué)科,創(chuàng)新人才在現(xiàn)代科學(xué)高度分化與高度綜合化相伴共生,日益走向高度綜合化成為一種必然趨勢的背景下,科學(xué)研究在某種程度上由“縱向”探索進(jìn)入到“橫向”擴展和融合的時代,跨學(xué)科研究的廣度和深度,成為影響科技創(chuàng)新特別是原始創(chuàng)新的一個重要因素,研究人員除了具有某一學(xué)科的專業(yè)理論之外,還要具有跨學(xué)科的視野。目前,我國科技創(chuàng)新能力不強,原創(chuàng)性成果匱乏,跨學(xué)科研究能力較為薄弱是一個重要原因。因此,如何從跨學(xué)科的角度培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力,已經(jīng)成為當(dāng)前我國大學(xué)教育改革一項十分緊迫的任務(wù)。一、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要特征(一)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢縱觀科學(xué)技術(shù)發(fā)展史,它經(jīng)歷了由綜合到分化、再由分化到綜合三個階段。如果我們將科學(xué)技術(shù)譜系形象地比喻為一片盤根錯節(jié)、蒼翠茂盛的森林,那么牛頓以前的科學(xué)家就是“只見森林,不見樹木”。
從牛頓時代開始,在分析式思維的主導(dǎo)下,開始關(guān)心對樹木的認(rèn)識。20世紀(jì)后,由于精密儀器設(shè)備和先進(jìn)實驗技術(shù)手段的出現(xiàn),人們已深入到對每個枝丫的認(rèn)識,科學(xué)也因此而分化得越來越細(xì),形成了一個個“獨立王國”,不可避免地呈現(xiàn)出知識“碎片化”:細(xì)部異常清晰,整體支離破碎,以至于出現(xiàn)了“只見枝丫,不見樹木,更難見森林”的局面。20世紀(jì)70年代以來,研究問題的綜合性、研究方法的集成性,決定了僅僅依靠單一學(xué)科的知識,已經(jīng)無法深入揭示研究對象的本質(zhì)特征,學(xué)科間的滲透、交叉和融合也就成為一種必然要求。于是,產(chǎn)生了一系列邊緣學(xué)科、交叉學(xué)科和橫斷學(xué)科,科學(xué)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到不僅要見“樹木”、知“枝丫”,更要見“叢林”的“大科學(xué)”時代。(二)跨學(xué)科研究是取得重大突破性成果的重要途徑科學(xué)技術(shù)高度交叉、高度綜合發(fā)展的態(tài)勢要求科學(xué)研究理念和策略進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新。在“小科學(xué)”時代,科學(xué)技術(shù)專業(yè)化、縱深化發(fā)展,有力地推動科學(xué)的發(fā)展和人類的進(jìn)步,但學(xué)科理論體系化使得學(xué)科邊界清晰的同時,也使得學(xué)科之間“隔行如隔山”,它們在各自狹窄的知識領(lǐng)域內(nèi)筑起了一道“外人”難以逾越的屏障,阻礙了科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。科學(xué)發(fā)展史已經(jīng)表明,學(xué)科是人類為了深入認(rèn)識世界而發(fā)明出來的,每一學(xué)科只研究某一對象或事物的某一個側(cè)面,所揭示的僅僅是“事實”的某個或某些方面的圖景,并不是完全真實的世界。
然而,科學(xué)是一個緊密聯(lián)系的整體,社會重大需求和問題更是有機聯(lián)系的綜合體,如人口問題、資源問題、環(huán)境問題等。因此,任何理論上和實踐上所提出的重大問題,都是單一學(xué)科、單一思維方法難以回答和解決的,只有突破現(xiàn)有以學(xué)科劃界的研究模式,走向多學(xué)科融匯、集成的融貫式綜合研究,才能客觀、全面地認(rèn)識世界和解決問題。物理學(xué)家普朗克早就指出:“科學(xué)是內(nèi)在的整體,它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本質(zhì),而是取決于人類認(rèn)識能力的局限性。”1控制論的奠基人維納也堅信科學(xué)的統(tǒng)一性,認(rèn)為各學(xué)科間的劃分在很大程度上是由于便于分配資金和人力的行政措施,一個科學(xué)家只要研究工作需要,就應(yīng)打破它。并指出:“在已經(jīng)建立起來的科學(xué)領(lǐng)域之間的空白區(qū)上,最容易取得豐碩成果。”2控制論的創(chuàng)立,DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),以及當(dāng)代一系列交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科、橫斷學(xué)科的崛起,也證實了維納關(guān)于科學(xué)空白區(qū)的遠(yuǎn)見卓識。從目前比較有前景的新興學(xué)科大多具有跨學(xué)科性質(zhì)的事實,我們也不難發(fā)現(xiàn),僅僅依靠單一學(xué)科孤立、封閉的研究已經(jīng)很難取得具有突破性的重大成果,必須多學(xué)科的知識融合、多學(xué)科的研究方法并和多種技術(shù)手段集成,進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新、綜合創(chuàng)造。也就是說,科學(xué)必須在專精化的基礎(chǔ)上走綜合化,才能取得突破性進(jìn)展。
可以這樣說,跨學(xué)科已經(jīng)成為了這個科學(xué)時代的標(biāo)準(zhǔn)研究范式3。二、具備跨學(xué)科知識背景可以提高研究者的創(chuàng)新能力(一)跨學(xué)科思維可以激發(fā)創(chuàng)新靈感在運用跨學(xué)科知識解決專業(yè)問題時,具有跨學(xué)科背景的研究者以多樣化的思維、方法整合知識,展示其視野寬廣、思維開放綜合的優(yōu)勢,通過不同學(xué)科的交叉思維、跳躍式思維,在不同思維模式碰撞中產(chǎn)生知識遷移、聯(lián)想和頓悟,就容易進(jìn)發(fā)出創(chuàng)新的火花和創(chuàng)造性靈感。科學(xué)發(fā)展中這樣的例證不勝枚舉。愛因斯坦是一位偉大的物理學(xué)家,但他酷愛音樂,他在思考難以捉摸的科學(xué)問題時經(jīng)常演奏樂曲,仿佛有神靈啟示一樣,答案會不期而遇地在優(yōu)美的旋律中降臨。他的小兒子漢斯深情地說:“無論在何時,當(dāng)他工作中走入窮途末路或陷入困難之境,他都會在音樂中獲得庇護(hù),通常困難會迎刃而解。”這表明,科學(xué)不僅是理智的,也是感情的,它在與音樂的交匯中發(fā)生共鳴,激發(fā)起創(chuàng)造的靈感。(二)跨學(xué)科思考可以“以他山之石攻己之玉”擁有跨學(xué)科知識背景的研究者,憑借對象整合、概念移植、理論滲透、類比推理等方法,將表面上看起來完全不相干的學(xué)科概念、理論和方法移植、滲透、融合到自己研究的領(lǐng)域,進(jìn)行內(nèi)在功能或機制上的類比、分析,往往會產(chǎn)生智力上的飛躍。
如貝弗里奇所言:“移植是科學(xué)發(fā)展的一種主要方法。大多數(shù)的發(fā)現(xiàn)都可應(yīng)用于所在領(lǐng)域之外的領(lǐng)域。而應(yīng)用于新領(lǐng)域時,往往有助于促成進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)。”5上世紀(jì)40年代chatgpt跨學(xué)科人才,著名物理學(xué)家薛定諤提出用熱力學(xué)、量子力學(xué)和化學(xué)理論來研究生命現(xiàn)象,他在生命是什么一書中,用熱力學(xué)第二定律與生物進(jìn)化的矛盾性提出了負(fù)熵的概念,說明生物與一般熱運動所顯示的無序不同,它所呈現(xiàn)的是有序狀態(tài),他認(rèn)為,一個生命有機體是在不斷地增加著正熵,當(dāng)熵趨于極大值狀態(tài)時,他就面臨著死亡,要擺脫死亡,唯一的辦法就是從環(huán)境中不斷汲取負(fù)熵,去抵消體內(nèi)正熵的增加,維持自己的有序狀態(tài),避免退化到無序的死亡狀態(tài)6。在此之后,“熵”的概念得到廣泛應(yīng)用,據(jù)不完全統(tǒng)計,至少有70多種熵的概念應(yīng)用于生命、自然、思維和社會等各個領(lǐng)域,將其引入生命科學(xué)后,產(chǎn)生了生物熱力學(xué)和生物信息論兩門新的分支學(xué)科,將其引入經(jīng)濟(jì)學(xué)產(chǎn)生了熵經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)和資源物理學(xué)三門交叉學(xué)科。此外,薛定諤還用量子力學(xué)中“躍遷”的概念解釋基因變異的原因,他認(rèn)為,突變實際上是由于基因分子中的量子躍遷,致使原子的重新排列而形成一種同分異構(gòu)的分子。他將看似無關(guān)的概念與亟待解決的問題之間的間接相似性和潛在聯(lián)合點,通過類比和聯(lián)想聯(lián)系起來。
這樣,生命機體的各種規(guī)律就可借用物理學(xué)的理論和方法做出合理的解釋。薛定諤的這些研究震撼了當(dāng)時的物理、化學(xué)和生物學(xué)界,為跨學(xué)科研究樹立了典范。(三)具備多學(xué)科知識背景在跨學(xué)科研究中便于溝通和交流由于當(dāng)代科學(xué)研究對象的復(fù)雜性,我們只能從各個不同的側(cè)面探索其本來面目,要達(dá)到對研究對象的整體性認(rèn)識,不同學(xué)科領(lǐng)域的研究者必須合作研究。具有跨學(xué)科意識和知識背景的研究者,便于與其他專業(yè)領(lǐng)域的研究人員溝通、交流,正如維納所指出的:“如果一個生理學(xué)問題的困難實質(zhì)上是數(shù)學(xué)的困難,那么,十個不懂?dāng)?shù)學(xué)的生理學(xué)家的研究成績會和一個不懂?dāng)?shù)學(xué)的生理學(xué)家的研究成績完全一樣。”7很顯然,一個生理學(xué)家同時也具有數(shù)學(xué)知識,一個數(shù)學(xué)家也具有生理學(xué)知識,當(dāng)他們組成一個研究團(tuán)隊時,他們就會彼此“熟悉對方思想習(xí)慣,能在對方還沒有以完整的形式表達(dá)出自己的新想法的時候就理解這種新想法的意義”8。從對172位生理學(xué)和醫(yī)學(xué)諾貝爾獎獲得者學(xué)科背景的統(tǒng)計中,具有跨學(xué)科知識背景的科學(xué)家有76人,占總數(shù)的44.2%9。這也說明了在現(xiàn)代科學(xué)地圖的空白地區(qū)做“勘查”工作,具有跨學(xué)科背景的科學(xué)家具有不可替代的優(yōu)勢。三、跨學(xué)科視野下創(chuàng)新人才的培養(yǎng)(一)跨學(xué)科研究要求轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)觀念為了順應(yīng)科學(xué)發(fā)展的綜合化趨勢,西方發(fā)達(dá)國家無論是在思想上還是在行動上都高度重視跨學(xué)科人才培養(yǎng)。
在美國,教育家博耶曾指出,應(yīng)該改變知識被分割得支離破碎,系科劃分過于狹窄的弊病,讓學(xué)生知道各個學(xué)科之間的聯(lián)系10。威斯康星大學(xué)強調(diào),不再培養(yǎng)株守一隅的狹隘的專家,要為學(xué)生提供廣泛的普通教育11。在這樣的理念指導(dǎo)下,美國大學(xué)跨學(xué)科專業(yè)的數(shù)量持續(xù)增長,設(shè)置大量的跨學(xué)科學(xué)位,對大學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科教育。比利時根特大學(xué)認(rèn)為,應(yīng)培養(yǎng)“能看到最不同的科學(xué)領(lǐng)域間相互關(guān)系的人”12。法國大學(xué)將“既有廣闊的視野,又對某些新的問題或新的設(shè)想有高度造詣,不受學(xué)科界限束縛的人”作為人才培養(yǎng)目標(biāo)13。他們在制定人才培養(yǎng)政策時也都融入培養(yǎng)跨學(xué)科人才的思想,實行通識教育,設(shè)置主輔修專業(yè),組織跨學(xué)科教學(xué),使大學(xué)生掌握不同學(xué)科的理論、方法,培養(yǎng)他們整合、協(xié)調(diào)多學(xué)科的能力,培養(yǎng)綜合的思考者。(二)跨學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的方法與模式1.跨學(xué)科人才培養(yǎng)的方法一是通識教育。通識教育雖然可以追溯至古希臘的自由教育,而美國帕卡德教授提出的通識教育卻意在糾大學(xué)專業(yè)教育之偏。他指出,通識教育是在學(xué)生致力于學(xué)習(xí)一種特殊的、專門的知識之前,為了使他們對知識的總體狀況有一個綜合的、全面的了解,而給他們提供一種古典的、文學(xué)的和科學(xué)的,一種盡可能綜合的教育14。
它旨在打破分門別類的學(xué)科壁壘,貫通人類知識和學(xué)問的共同基礎(chǔ),將知識當(dāng)作一個整體來看待,其內(nèi)容包括人文、社會和自然三個方面,而且要求三者均衡兼顧、互相貫通。受過通識教育的人,具有寬厚的知識基礎(chǔ),掌握不同學(xué)科的方法,遇到問題能夠用不同學(xué)科的視角進(jìn)行分析、思考,通盤考慮、綜合平衡,達(dá)到“知類通達(dá)”,在更高境界上把握自然和社會。通識教育并不是一種百科全書式的教育chatgpt跨學(xué)科人才,而是一種整體性的知識教育chatgpt跨學(xué)科人才,其指向是博與通,不僅要求知識全面,而且要求融會貫通。為達(dá)此目的,設(shè)置的課程具有很強的綜合性。如加州大學(xué)洛杉磯分校的通識教育課程“美國公民資格及種族特征”,涉及社會學(xué)、人類學(xué)、種族研究、英語、外語、法律、歷史等,揭示不同學(xué)科領(lǐng)域?qū)@一主題的認(rèn)識;“進(jìn)化”這門課程從起源演化開始,到物質(zhì)宇宙演化、再到生命的進(jìn)化,最后到人類自己種族的進(jìn)化,涉及數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科15。這種涵蓋多個知識領(lǐng)域、不同認(rèn)知方式的課程設(shè)計,培養(yǎng)基礎(chǔ)寬厚的人才,是跨學(xué)科教育的重要途徑。二是跨學(xué)科專業(yè)教育。跨學(xué)科專業(yè)是以兩門或兩門以上學(xué)科為基礎(chǔ)設(shè)置的專業(yè)。如耶魯大學(xué)開設(shè)的“數(shù)學(xué)與哲學(xué)”、“種族與移民研究”、“分子生物物理與分子生物化學(xué)”,牛津大學(xué)設(shè)立的“政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)與哲學(xué)”等。
在我國,2008年北京大學(xué)元培學(xué)院設(shè)立的古生物學(xué),該專業(yè)是生命科學(xué)和地球科學(xué)匯合的交叉科學(xué),涉及到生物、地學(xué)、環(huán)境等多學(xué)科專業(yè)知識。其目的是通過不同學(xué)科的有機組合,構(gòu)建新型的專業(yè)課程體系,培養(yǎng)學(xué)科面廣、知識跨度大、能力和適應(yīng)性強的復(fù)合型人才。跨學(xué)科專業(yè)教育通過擴大專業(yè)口徑,有力地克服了學(xué)科孤立劃分與客觀世界整體性的矛盾。通過跨學(xué)科專業(yè)教育,學(xué)生可以掌握多種學(xué)科的專業(yè)知識、技術(shù)方法和手段,它適應(yīng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展綜合化、社會問題復(fù)雜化的發(fā)展趨勢,對培養(yǎng)學(xué)術(shù)理論創(chuàng)新人才和高級復(fù)合型應(yīng)用人才具有重要的意義。三是主輔修、雙專業(yè)和雙學(xué)位教育。主輔修是指學(xué)生在主修專業(yè)之外,同時定向選修另一專業(yè)的部分主干課程,達(dá)到輔修學(xué)分要求并取得主修專業(yè)畢業(yè)資格,發(fā)給輔修專業(yè)證書;雙專業(yè)是指兼修本專業(yè)以外任何一個專業(yè)(含同一學(xué)科門類不同專業(yè)),修滿兩個專業(yè)教學(xué)計劃規(guī)定的學(xué)分,發(fā)給雙專業(yè)證書;雙學(xué)位是指修讀不同學(xué)科門類中兩個專業(yè),取得畢業(yè)資格且符合兩個專業(yè)授予學(xué)士學(xué)位條件的,授予雙學(xué)士學(xué)位16。如果修讀雙學(xué)位沒有達(dá)到雙學(xué)位要求,但達(dá)到雙專業(yè)要求的,發(fā)給雙專業(yè)證書;如果修讀雙專業(yè)而未達(dá)到雙專業(yè)要求,但達(dá)到輔修要求的,發(fā)給輔修證書。可見,主輔修、雙專業(yè)和雙學(xué)位教育之間存在遞進(jìn)關(guān)系,雙學(xué)位是主輔修的最高階段。但也有些大學(xué)只實行主輔修和雙學(xué)位兩種教育,以
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