多学科交叉材料类人才培养模式探索

李晓丹，刘宏宇

（重庆工商大学 材料科学与工程系，重庆）

一 引言

在知识快速更新的时代下，如今科技的发展已经呈现出多学科交叉、相互渗透和高度综合化等特点，学科交叉已经是当代科学发展的主要特征[1]。近几年跨学科性和跨专业性是教育领域最热门的话题之一[2]，2017 年教育部在天津大学举办的“新工科”大会，就表明传统学科要与其他学科相结合，使学科更具有实用性、交叉性和综合性。多学科交叉融合已经是推动当前科学技术创新的源泉，也是人才培养创新发展的直接驱动力[3]，对于传统材料专业来说，其培养人才的教育方式单一以及没有协同培养的意识，且大部分还是“大纲灌输”的方式，培养出来的学生创新能力差、缺乏主动学习的积极性以及所学知识只是应付考试，导致材料行业的产学研脱节严重。这种单一的、过于专业化的人才培养模式已经无法适应如今复杂化、综合化的市场需求，培养出来的人才在市场中也很难具有竞争力，企业在生产创造一个产品或者科研工作者在解决某一领域问题时，已经不是单靠某一专业化人才能实现的，多学科交叉的人才培养理念已经是高校教育改革的必然趋势。将材料学科与其它学科相融合，一是可以扩展学生专业知识，多学科交叉能加强知识与知识之间的联系，让学生们在不同的学科交叉点找到兴趣；二是可以推动着材料创新的进步，多学科交叉培养可以让材料类学生具有灵活的思维模式，在遇到不同问题时会具有发散思维，结合其他学科来解决。但是材料类的多学科交叉人才培养还不成熟，很多高校还处于探索阶段，本文将指出多学科交叉培养材料类人才的不足，并给出一些相关建议，希望能为解决材料专业目前的困境提供一些思路。

二 多学科交叉材料人才的培养现状以及问题分析

（一） 学校教育理念出现偏差

教育理念是高校教育行动的先导，是教育方向和思路的指路灯，一旦出现偏差必将影响人才的培养质量。随着近几年大数据、互联网等专业的大火，很多高校的教育理念出现了偏差，盲目地追求这些火热专业，2019 年教育部就公布出数据科学与大数据技术是高校新开专业最多的[4]。但是社会目前最需要应用型人才、综合型人才，特别是材料行业，一直存在高校每年有相当一部分材料毕业生找不到工作，但是企业却招不到人的现象，这就是因为在目前高校人才培养模式下的材料毕业生无法完全达到企业的要求，能胜任的工作也属于简单型。所以高校应该重新审视教育理念，响应建立多学科交叉培养模式的号召，来解决材料专业与社会脱节的问题。因此，高校当务之急是建立材料学科的交叉培养体系、编写材料学科交叉教材等任务。

（二） 材料学科与其它学科的交叉融合较低

材料学科与其它学科的交叉融合度低由很多原因造成，一是高校材料学院专业与其它学院专业之间的界线太清晰，它们之间缺乏交流，均各自为教，甚至材料学院内部的不同系、专业都存在着分割情况，从而导致不同科研领域之间的信息无法流动，无法实现跨越学科进行合作创新。二是缺少既懂材料又懂其它学科的双师型教师，目前材料学院的教师基本都是只从事材料学科教学，对其它学科知识了解很少，以及不同学科教师对的自己学科的强烈归属感，加剧了学科之间的壁垒。三是对于“985、211”等重点高校，它们容易参与研究国家的重点项目，则很多时候就需要各大学院联合一起解决，这些高校的材料学院与其它专业学院有了很多交流机会，但是对于普通高校很难拿到国家项目，不同专业学院之间的交流就少得多。四是很多高校目前的材料学科专业没有设置专门的交叉学科，因为材料学科与其它学科距离太大，且缺少懂这方面的教师，很多高校无法设置科学的学科交叉课程，无法正确指导学生。

（三） 材料学术组织机构的障碍

学术组织是高校最重要的人才培养载体，它将各种关系和资源连接起来，一个科学的学术组织能够促进学科的交叉融合。如今高校的学术组织都存在很多弊端，都是以学科为单位进行设置，一是通常材料学科还是采用“校—院—系—专业”的学术组织结构，这种“科层制”的组织结构[5]虽在管理上具有高效率、高规范等优点，但行政权力的主导地位抑制了大家知识创新的主动性，导致学科交融性差、壁垒严重等情况。二是大部分高校的材料学术组织都存在追求绩效最大化等现象，在这种管理制度下，材料专业的“重科研、轻教学”情况日趋严重，不同学科难实现研究与教学结合，材料学术组织与其它学科学术组织之间难以交流，学科交叉体系难以建立。

（四） 高校各类制度的制约

制度的制约性不仅只是在材料学科中，在工科中普遍存在因为制度的落后而限制了工科领域中多学科的交叉融合。一是以学院为单位的教师管理制度，如材料专业为例，教师看似属于学校，但绩效考核和管理都属于材料学院，学校层面想开设材料学科交叉的课程，必须材料学院以及其他学院联合开设才行，但是每一个学院的教师不会有多余的，这会导致自己学院的教师无法完成教学任务，以至于各个学院想方设法逃避，这种教师管理制度限制着不同学科的教师的交流合作。二是材料教师的绩效评价制度很多时候局限于材料学院，在这种传统的“单位制”考核下，教师的成果都要与材料专业相关，不然很难被评为绩效一部分，同时很多教师觉得跨学科研究会投入很多精力，导致自己在本领域的影响力下降，不愿意再投入到学科交叉的建设中。三是交叉学科相关的制度不完善，无法为教师的跨学科研究提供有力的保障，以及难以招收到适合学科交叉培养的人才，对交叉学科中各学科学分的设置标准缺乏一致意见。

三 材料类人才多学科交叉培养改革方法

（一） 更正教育教学理念

基于社会对材料类人才的新要求，高校应该树立多学科交叉培养人才的理念，反思传统的教育模式，多学科交叉教育是一种新理念，要打破学科分割来实现多学科交叉人才培育，实现知识的交叉化、整体化。如今面对实际的复杂问题，更多的时候需要多个学科联合解决，“单独作战”的时代已经一去不复返，像如今对于材料学子具有多学科交叉培养的背景是相当重要。所以高校管理者以及教师们首先要形成“无学科”的理念，来促进材料学科与其它学科进行融合而产生新的学科，其次多学科交叉是在实践中来推动的，要根据材料应用中的问题来引导设置相关学科交叉课程，提高人才培养质量。

（二） 以多学科交叉建设为着力点，构建“大材料”的特色课程和教学

首先，人才的培养最关键在于科学的课程体系以及合理的安排。构建多学科交叉材料课程是培养多学科交叉材料类人才的核心之处，要加强材料学科与其它学科之间的竞争、交叉融合等。2016 年“世界经济论坛”就指出未来人才最关键要具备解决复杂问题的能力，所以学校要构建出具有特色的“大材料”学科交叉课程，聚集材料的优势学科、特色学科，整合不同学院之间的学科结构，组建交叉学科的知识平台。如无机金属材料与矿物加工、生物工程三个学科交叉融合[6]，课程体系进行了重新设置，无机金属传统五门专业课重新整合改名，添加矿物加工、生物工程相关课程作为选修课等一系列措施，还有比如高分子材料与生物专业相结合的《生物医用高分子材料》课程、光学工程与高分子材料交叉产生的聚合物光子学学科[7]等（表1）。特色多学科交叉课程的打造不是一朝一夕完成的，高校需要结合自身教学传统和师资力量不断探索和整合，将材料多学科交叉课程应用于材料类人才的培育。

表1 跨学科的学科组成

其次，多学科课程体系建立后，更重要的是教学。教学是人才培养的核心，同时也是所有高校教育改革的难点。传统材料教学方式还是属于一种标准化的，培养出来的学生过于单一化，所以要重新建立“学生为本，能力为本”的教学方式，而跨学科交叉教学能保学生在宽广的领域学习，教师要从纵、横等方向来引导学生，比如用其他学科的知识来阐述本学科知识或者引入其它学科内容来对某些知识进行批判等等。

最后，是提升学生的实践能力。学生毕业之后最终要走向社会，所以学生具有解决问题的综合能力很重要。学校要多与企业建立实践平台，学生在经历跨学科的知识体系培养后，必须尽早进入工程实践中形成跨学科的技能，将理论与实践有效地衔接起来。

（三） 以教师科研项目为导向，构建材料学科交叉融合平台

多学科交叉是一种新的知识组合体系，在短时间很难突破传统的学科运行机制，所以目前依附教师的多学科交叉项目来培养学科交叉人才最合适，并搭建项目相关的多学科交流平台，如微信群、多学科实验室等，让不同专业的学生进行项目研发，提高学生的交叉学科科研能力。在面对复杂项目问题时，还可以进一步构建多导师制度，建立跨学科、跨院系、跨领域的教师团队[8]，将不同学科的资源集合在一起，在该项目下的学生可以与不同学术背景的学生交流，获取来自不同学科的新知识并碰撞出火花。

（四） 破除“科层制”的材料学科学术组织，进行组织重建

“科层制”的学术组织存在太多弊端，是阻碍材料学科进行交叉融合的重要因素之一，对传统的学术组织机构进行破除重构，能够推进各学科交叉融合。不同学科之间的最突出的问题就是文化冲突，传统的学术组织更是加剧这一现状，它不够开放，无法营造出不同学科学术交集的氛围，而美国很多大学早已经发现这些学科过于分割的现象，就构建了“跨学科无边界”和“跨学科矩阵式”的学术组织来解决这一问题，前者让师生根据课题来进行教学和科研，破除传统的学院制和教学，后者则是保留原有学术组织，但是重新建立了跨学科研究中心等，让不同学科的教师或学生之间自由流动。我们可以参照此类方式，先在某些高校定点建立，探究出具有中国高校特色的学科交叉学术组织机构。

同时学术组织的管理方式也需要进行改变，合理的管理方式可以极大提高组织的运作效率，充分尊重学生自主学习的权利，改变原有的刚性教育方式，让学生具有更多自由发展的空间，如今很多高校实行的“大类招生”，也是一种跨学科教学的管理模式，学生们在学习完跨学科课程后，再根据自己的兴趣爱好选择专业。

（五） 高校制度改革以及建立健全交叉学科联合培养的制度

一是教师的管理制度和绩效评价制度的改革，将原来学院范围内的教师绩效评价改革为在学校范围内，教师的身份不再是属于某一个学院、专业，而是属于学校，其绩效评价会摆脱原来学院的限制。同时高校可以建立跨学科机构来对跨学科的教师进行管理，如密歇根大学建立的学科交叉专家委员会[9]，来管理教师在交叉学科岗位上的聘用以及学科交叉学生的培育。

二是健全学科交叉培养制度，一个科学、健全的制度是培养高质量学科交叉人才的重要保障，如管理制度、责任制度等，还有逐步建立评估、激励和淘汰机制，在初期最重要就是激励机制的完善，建立学科交叉基金，奖励学科交叉的优秀成果，以此来吸引优秀的教师和科研工作者加入，并刺激大家对学科交叉研究的热情。

三是完善学生评价制度，学生评价是学科交叉培养成果的检验，学生们都有着属于自己的特质，固定老化的评价标准无法科学的检验成果，还会导致培养的学生同质化严重。评价的标准应该多元化，对不同类型的学生有不同的评价标准，要侧重过程评价，同时评价的内容要多元化，比如学习态度、身心素质等等，让评价更加科学合理。

四 结语

材料学科是一门传统工科，在国家发展中起着举足轻重的作用，但随着时代发展，材料类人才只精通单一的材料学科已经不能顺应社会发展，如今已经是多学科交叉融合的知识化时代，对材料类学生进行交叉学科培养是当下最紧急的事情，但是国内很多高校还没有建立材料类学生的学科交叉培养的体系。高校要重新树立交叉科学培养的教学理念、建立材料多学科交叉课程体系、破除“科层制”学术组织的限制以及改革和完善相应制度来构建材料学子的交叉科学培养体系，以满足我国未来社会对材料类学科交叉人才的需求。