如何在本科阶段培养跨学科人才？

摘要：跨学科或学科交叉是取得原创性科学成果的重要途径，探索跨学科人才培养模式是培养急需紧缺人才、服务国家战略需求的重要措施。哈佛大学是世界顶尖大学，该校以跨学科人才培养理念为指引，从本科通识教育阶段开始着力培养学生跨学科意识和能力，教育效果显著。以生物医学工程本科生培养为例，对哈佛大学人才培养理念、通识教育及生物医学工程本科生培养目标、课程设置、师资队伍、科学研究、学位授予情况进行分析，发现其跨学科人才培养的经验、规律和特点，期望对我国“双一流”大学内涵建设和人才培养有参考价值。

关键词：哈佛大学；跨学科人才培养；本科生培养；生物医学工程

跨学科或学科交叉是取得原创性科学成果的重要途径，探索跨学科人才培养模式是培养急需紧缺人才、服务国家战略需求的必要措施。我国一直鼓励高校研究跨学科人才培养的新机制。2018年，教育部、财政部、国家发展改革委印发《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》（教研〔2018〕5号），其中提出要多方集成教育资源，制定跨学科人才培养方案，培养拔尖创新人才。[1]2020年，教育部决定在高等学校培育建设一批未来技术学院，探索跨学科人才培养模式。[2]但相较于西方发达国家，我国跨学科人才培养起步较晚，仍处于探索之中，在发展过程中存在许多问题。哈佛大学工程与应用科学学院是多学科合作的典型学院，其创立初衷即是促进交叉学科研究，培养能够从事跨学科研究与创新的复合型人才，并在多年发展中积累了丰富的跨学科人才培养经验。[3]根据软科2022世界一流学科排名，哈佛大学生物医学工程位于世界第一。[4]因此，以哈佛大学工程与应用科学学院的生物医学工程学科作为案例，对其跨学科人才培养的特点进行研究，对我国世界一流大学建设具有一定的参考价值。

一、哈佛大学跨学科的人才培养理念

     培养跨学科人才是哈佛大学通识教育理念的体现。哈佛大学博雅教育的核心是通识教育。哈佛委员会发布的《哈佛通识教育红皮书》（以下简称《红皮书》）对通识教育理论的论述丰富了跨学科教育的内涵，突破了大学育人的学科、专业边界。[5]《红皮书》指出，一个完全由专家控制的社会不是一个明智而有序的社会，职业中的专门化会使原本流动的世界变得僵化。因此，社会需要通识教育提供一种协调、平衡的力量。从教育目的来看，教育不仅要追求知识的本质，还要追求人在社会中的美好品性，尤其是心智的特质和品性的培养，而这种特质正是通识教育的培养目标，即通识教育要培养四个方面的能力：有效的思考能力、交流思想的能力、作出恰当判断的能力、辨别价值的能力。因此，通识教育不仅仅只是关注与文学有关的事情，它应该推动自然科学、社会科学、人文科学三个知识领域的有机结合与统一，培养学生广泛的批判意识，使其能辨识出任何领域中的优劣，最终达到促进学生心智发展的目的。正如《红皮书》所说：“自然科学也好，社会科学也好，人文科学也好，没有一个是独立地与人类心智成长的某个方面有关系。所有的领域都互相重叠和渗透，而不管它们单独来看有多大的价值和机会。”[6]2015年，哈佛大学《通识教育审查委员会最终报告》提到，一个受过良好教育的人不仅仅是精通于某一领域，还必须至少对一系列学科有所了解。[7]基于此，哈佛大学十分重视通识教育的实施，注重通过通识教育培养学生的跨学科思维与批判性思维，使其在处理复杂问题时能够跨越各个领域，多角度进行思考。另一方面，通识教育强调知识领域的交叉融合，在实践层面推动了哈佛大学跨学科活动的发展，为跨学科人才的培养营造了浓厚的文化氛围。

推动跨学科发展是哈佛大学适应社会发展所做出的必要选择。2006年12月，哈佛大学科学与工程规划委员会发布最终报告《加强哈佛的科学与工程》，提出哈佛大学面临的挑战是在保持核心学科优势的同时接纳与发展跨学科科学。报告指出，现有知识是一个整体，却被传统的大学院系分割。哈佛大学也不例外，学院之间以及学院内不同学系之间已逐渐产生了巨大隔阂。但问题不会只出现在某个院系内部，问题的解决越来越需要结合与应用许多不同来源的知识。跨学科项目以科学发现为目的重新整合知识；跨学科方法使思维方式发生重要转变，并对教学、学习和研究产生重大影响。因而，跨学科发展对哈佛大学而言意义突出。有一些教职员工可能希望将研究扩展到传统学系界限之外，但这种愿望要想得以实现，就必须通过组织变革利用这些协同效应。如果哈佛没有找到鼓励与接纳跨学科活动的方法，那么在许多重要的新兴研究领域里，它就有可能无法成为世界领先机构。[8]哈佛大学前校长德鲁·吉尔平·福斯特（Catharine Drew Gilpin Faust）曾表示，当今科学正处于戏剧性发展的时期，其发展速度不亚于17世纪以来的任何时代。对未来的责任要求我们站在科学变革的最前沿，以能够充分参与科学探索的方式将自身组织起来。我们必须克服哈佛大学内外可能限制跨学科合作的各种障碍，并提供资源和设施以支持跨学科发展，如在剑桥校区和奥尔斯顿校区建立新科学大楼。对未来的责任要求我们跨越地理和知识的界限。正如我们生活在一个领域和学科之间的距离日益缩小的时代一样，我们也生活在一个日益全球化的世界。在这个世界中，知识本身就是最强大的连接器。[9]2022年，哈佛文理学院在其制定的战略规划中提出，一个强大、充满智慧、富有创造力的文理学院，应随时准备通过尖端的研究和教学服务于人文科学和自然科学的未来。这需要文理学院在传授学生深厚的学科专业知识的同时，促进学科之间、系所之间、学院之间开展创新且有意义的合作。[10]因此，哈佛大学不断地采取行动，以推动跨学科研究与教学的开展，如创建布罗德研究所、建立跨学院部门、成立工程与应用科学学院。

二、哈佛大学通识教育培养本科学生的跨学科思维意识与能力

通识教育课程是哈佛大学课程的基石，体现了人文科学与自然科学的实际应用，是博雅教育的核心。哈佛通识教育始于1945年哈佛委员会发布的《哈佛通识教育红皮书》，至今已历经四次重大改革。[12]当前哈佛大学所施行的是2016年批准、2019年正式实施的通识教育方案，此次改革仍遵循通识教育理念，并结合多元化的时代背景，力图为学生批判性思维与理性分析能力的形成提供广泛的知识基础，为学生应对社会复杂问题以及未来的创新与挑战做好准备，使之成为有责任心的全球公民，以增进人类幸福。[12][13]正如哈佛大学前校长劳伦斯·巴科（Lawrence S.Bacow）在就职演讲中所说：“正是因为我们处于后真相时代，周围充满各种被‘加工’的信息，优秀的大学才更加不可或缺。我们必须能够批判性地思考，将复杂信息中的信号与噪声区分开来。因此，全面的博雅教育变得前所未有地重要。我们有责任教育学生在各种新闻和争辩中洞悉事实，并让他们成为真理和智慧的源泉。”[14]如表1所示，哈佛大学通识教育计划主要包含以下三部分内容。[15][16]

（一）通识教育必修课程（General Education Requirement）

     通识教育必修课程调动12个学院的教师参与到课程设计与实施中，是哈佛大学通识教育计划的主体部分，旨在引导学生确立正确的价值导向，进而培养全面发展的完整的人。学生必须完成四门通识教育必修课程，分别来自美学与文化，伦理学与公民，历史、社会、个人，社会中的科学与技术四个类别。如表1所示，课程探讨当今社会所面临的紧迫性与持久性问题，将课程主题与学生未来将成为的人以及课堂之外的现实社会相联系，具有主题化、综合性和多学科的特点。[17][18]可以看出，通识教育必修课程以复杂的现实问题为导向，使学生认识到没有任何一个学科可以独自解决这些问题，必须综合多学科的视角与方法，从而调动起他们对跨学科探究和发现的热情，培养批判性思维。

（二）分布必修课程（Divisional Distribution Requirement）

     分布必修课程包含三门不同知识领域的课程，要求所有本科生在文理学院和工程与应用科学学院的三个主要学部——艺术与人文、社会科学、科学或工程和应用科学各选择一门课程进行学习。其目的在于使学生不局限于某一学科领域当中，能认识到学科的多样性，探索不同学科的学习方法和内容。除初级和中级语言学课程、部分研究生课程、说明文写作课程、音乐表演课程、新生研讨会和校内研讨会外，三个学部开设的所有课程都能够满足学生的分布必修要求，因此，分布必修课程数量较多，达1000余门。每个学术领域的课程都包含多个学科，且主题涉及广泛，学生根据兴趣进行选择即可。

（三）数据定量推理必修课程（Quantitative Reasoning with Data Requirement）

     数据广泛应用于各种研究领域中，这要求学生必须具有一定的计算、数学和统计能力，能对数据进行批判性思考与分析。学生在课程中学习分析、推断、预测数据的方法技术，并将其用于处理真实数据，解决实际问题。与理想化状态不同，现实世界的数据具有较强的偶然性，通常是不完美和不完整的，可能会遭到破坏或泄露。因此，课程会促使学生反思当前数据使用所引发的问题，涉及社会、伦理和认识论等方面。2022-2023学年，哈佛学院共开设78门数据定量推理课程，涵盖数学、计算机科学、统计学、地球与环境科学等学系的课程。

     通识教育是每位哈佛本科生的必修课，学生一般在第一、二学年开展通识教育课程的学习。通识教育必修课程使学生能够在人文背景之下利用多学科知识解决复杂的现实问题；分布必修课程促使学生广泛了解其他学科领域；数据定量推理必修课程从数据分析的角度培养学生的批判性思维。因此，通识教育计划打破了学科界限，有利于弥补学科专业化导致的学科割裂现象，在本科阶段即为学生跨学科思维方式的形成奠定基础。[19][20]

三、哈佛大学跨学科培养生物医学工程优秀人才的案例分析

（一）培养目标：以生物医学工程领域的领导者为目标，培养复合型应用人才

     在学院层面，工程与应用科学学院（John A.Paulson School of Engineering and Applied Sciences，SEAS）是工程学、基础科学和人文科学的交汇点。SEAS成立时的福斯特校长说道：“哈佛大学以前的工程学院、哈佛大学新的工程学院，都是为了搭建桥梁——连接基础与应用科学、应用科学与技术的桥梁；连接科学技术与伦理、公共政策、社会进步以及人们在新世纪的生活和工作的桥梁；连接新学院与其他专业学院的桥梁。”[21]因此，SEAS以“在工程学、应用科学和其他学科间建立联系，培养训练有素的领导者，推进基础科学，并实现转化影响”为使命，以“将严谨的分析思维融入人文背景，为培养下一代有道德、敬业、有远见和创新性的领导者做好准备；将SEAS建设成为多学科与院系的交叉点和发散点”为愿景之一。在该理念的指导下，SEAS不设系，以打破学科壁垒，并采用高度跨学科的教学和研究方法，使各个学科相互融合，以培养复合型的应用人才。[22]在学科层面，生物医学工程以生物医学工程领域发展的领导者为培养目标。课程目标更加具体地反映出培养目标的跨学科性，它强调将生物医学工程与其他学科相结合，使学生能够综合多学科知识解决生物医学工程领域的实际问题。课程目标主要包括两个方面。一是工程学目标，即在通识教育背景下，为学生提供坚实的工程学基础，并帮助学生将其应用于生命科学。二是工程学之外的目标，即帮助学生从人文科学、社会科学和自然科学中获取广泛的技能和态度，从而增强工程学知识。

（二）课程设置：通识课程与专业课程相结合，构建跨学科的课程体系

     1.学习计划的制定：重视学生的跨学科发展，鼓励学生学习不同学术领域的知识

     哈佛本科生不需要预先选择专业，在第一、二学年主要接受通识教育，培养跨学科的思维与能力。同时，学生在第一学年开始学习专业预修课程（数学、化学和物理学），探索在生物医学工程方面的潜在兴趣。其学习计划的制定有两条路径可以选择：一是选择一个深入研究领域或联合深入研究领域进行学习，即除了主修领域，学生还可以选择其他领域作为联合研究领域。这需要将两个领域的内容整合到一个学习计划中，最终形成一篇跨学科论文。二是在主修领域的基础上再选择一个第二研究领域，两个研究领域不需要整合到同一个学习计划中。[23]学校为学生提供了50个主修领域和50个第二研究领域。第二领域可以是与主修领域相补充的相关领域，也可以与主修领域完全独立，学生可以根据自己的需求进行选择。可以看出，哈佛大学重视学生的跨学科发展，用“领域”代替“专业”，鼓励学生在本领域学习的基础上，跨学科学习其他领域的知识。[24]