金建國，魏明軍，邸志剛，侯國強，龔瑞昆，趙宏微

(1.河北聯(lián)合大學(xué)信息工程學(xué)院，河北唐山063009;2.河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院，河北唐山063009)

創(chuàng)新是一個民族發(fā)展的動力，也是科技和社會發(fā)展永恒的主題。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才是當(dāng)前高等教育面臨的重要任務(wù)。胡錦濤在清華百年校慶大會上發(fā)表的重要講話中強調(diào)指出“要積極推動協(xié)同創(chuàng)新”、“推動學(xué)科融合”。因此，多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)具有綜合創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才是高等教育面臨的嶄新課題，是當(dāng)前科技、社會發(fā)展和國際間競爭的迫切需求。

一、多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)的意義與現(xiàn)狀

(一)多學(xué)科協(xié)同與創(chuàng)新

當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的特點是學(xué)科間越來越趨于綜合性、滲透性、交叉性。只涉及單一學(xué)科的問題越來越少，綜合性的問題越來越多。而要解決當(dāng)前的科技和社會問題，也越來越需要多學(xué)科配合來完成。如生物工程、航天工程等。即便是民生工程，也需要多方面的、綜合的知識來參與才能解決。如環(huán)境治理等。所以當(dāng)今時代對人才類型的需求特點是:具備綜合性、滲透性、交叉性、綜合邊緣化問題的能力的人才越來越受到青睞。以往傳統(tǒng)的各個學(xué)科相互獨立、目標(biāo)分散、互不聯(lián)系的培養(yǎng)模式，越來越不適應(yīng)當(dāng)今時代的需求。多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)是培養(yǎng)跨學(xué)科的綜合性人才的一條新途徑。

(二)多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)現(xiàn)狀及問題

這些年來，多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)模式一直是國內(nèi)研究的熱點。一些學(xué)者從宏觀角度論述了協(xié)同創(chuàng)新的模式探索［1］，指出了協(xié)同創(chuàng)新的困境、路徑及政策建議［2－4］。另有文獻［5，6］基于協(xié)同理論探討單一學(xué)科內(nèi)部不同層次、不同方面的協(xié)同處理方案。然而，對于一般高校而言，如何從多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)模式的角度，探索具體實現(xiàn)跨學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)的路徑，仍是一個亟待解決的問題。筆者近年來在培養(yǎng)研究生的過程中一直堅持以項目為載體、多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，取得了一定的成績，下面結(jié)合自己的實踐談一些體會，以就教于同行。

二、項目驅(qū)動 多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)模式的實踐

所謂項目驅(qū)動，就是以實際項目為載體，來帶動和組織不同學(xué)科共同完成、實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)模式。近年來，筆者嘗試著從自己的(縱向或橫向)科研課題中適當(dāng)截取出幾個適合于學(xué)生做的子課題，作為用于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的試驗。如“基于混沌對圖形的加密”是我的一個課題中的一部分，我把它拿出來作為一個子課題讓學(xué)生來做。如圖1給出了課題技術(shù)所涉及的知識結(jié)構(gòu)圖。圖1中左側(cè)是課題的技術(shù)路線;右側(cè)是該課題的技術(shù)所涉及的各學(xué)科所需知識結(jié)構(gòu)。課題涉及到了數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計算機、密碼學(xué)、混沌理論、通信等跨領(lǐng)域的幾個不同學(xué)科的理論和技術(shù)。多學(xué)科協(xié)同模式的優(yōu)勢是，它能有效解決綜合性、相互滲透性、多學(xué)科交叉性、綜合邊緣化的的問題。為使多學(xué)科之間的協(xié)同更加有效，必須首先進行的是任務(wù)分解。

圖1 知識結(jié)構(gòu)圖

(一)培養(yǎng)方案的任務(wù)分解

任務(wù)分解的原則是:1)根據(jù)項目各子模塊劃分需求，確定分解的任務(wù);2)根據(jù)任務(wù)目標(biāo)的不同，任務(wù)分解的方式不同，師、生有別。例如:教師按知識結(jié)構(gòu)(圖1右側(cè))進行分解，學(xué)生按照(圖1左側(cè))子課題技術(shù)路線和目標(biāo)進行任務(wù)分解。譬如:對于教師，針對該課題涉及到數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計算機、密碼學(xué)、混沌等幾個不同學(xué)科結(jié)構(gòu)，組建相應(yīng)課題學(xué)科結(jié)構(gòu)的團隊，并確定教師各自的任務(wù)與分解;對于學(xué)生則是按圖1左側(cè)的技術(shù)路線進行任務(wù)分解。學(xué)生具體分解形式是，每個學(xué)生各自獨立完成一個子課題。這樣分組的好處是，學(xué)生能夠接觸到完整的子課題 ;在整個課題進行期間，由項目課題負責(zé)人負責(zé)整個方案系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和實施進度;在時間安排方面，為使學(xué)生盡早接觸課題，在研究生剛一入學(xué)之日起，導(dǎo)師就把所要研究的課題分給學(xué)生，并針對課題目標(biāo)要求，及時開出相應(yīng)的講座。

(二)培養(yǎng)方案的實施

為了有效解決學(xué)以致用、培養(yǎng)模式等問題，方案的實施大體分為三個階段，第一階段:開設(shè)講座、指導(dǎo)學(xué)生查詢文獻;第二階段:學(xué)中做;第三階段:總結(jié)、撰寫課題報告。每個階段都緊緊圍繞課題目標(biāo)進行，以技術(shù)路線為主線展開研究工作。每一個階段各自完成不同的內(nèi)容和任務(wù)。從培養(yǎng)人的角度來說，其各階段主要解決的問題亦有所不同。例如:第一階段的主要內(nèi)容是開設(shè)講座、指導(dǎo)學(xué)生查詢文獻。其重點主要解決的問題是“教師教什么?學(xué)生為什么學(xué)?(初步了解)學(xué)什么?”。其中，講座主要內(nèi)容包括，1)課題相關(guān)前沿成果、動態(tài)介紹;2)課題目標(biāo);3)技術(shù)路線、核心技術(shù)關(guān)鍵;4)所涉獵(圖1中的)知識結(jié)構(gòu)等;5)緊緊圍繞課題查詢參考資料、文獻。教師在講座中確定需要教什么的原則是，以(圖1中的)課題所涉獵知識結(jié)構(gòu)為范圍，以其核心技術(shù)關(guān)鍵為重點，以學(xué)生所需為核心，有目的、有方向地確定必要的內(nèi)容。為拓寬學(xué)生視野，適當(dāng)介紹前沿成果、使學(xué)生初步了解前沿成果及現(xiàn)狀。通過講座中展示的該領(lǐng)域前沿成果，及分給學(xué)生的內(nèi)容新穎的子課題，可使學(xué)生對子課題的預(yù)期成果、內(nèi)容的新穎性充滿好奇心。由此，極大的激起主動學(xué)習(xí)新知識，探索新問題的欲望。進而使學(xué)生懂得，學(xué)是為完成課題目標(biāo)、探索新問題而學(xué)。從而，有效解決了學(xué)生為什么而學(xué)問題。又如:通過講座使學(xué)生知道了課題所涉獵(圖1中的)知識結(jié)構(gòu)及范圍，這就使學(xué)生懂得圍繞課題所涉獵(圖1中的)知識結(jié)構(gòu)范圍，確定自己學(xué)什么。亦即，學(xué)生初步了解學(xué)什么問題。

第二階段的主要內(nèi)容是“學(xué)中做”。其主要解決的重點問題是，進一步加深理解“學(xué)什么?”、“怎么學(xué)?”?！皩W(xué)中做”的內(nèi)容完成的是課題目標(biāo)指定的新內(nèi)容?！皩W(xué)中做”的過程實際就是展現(xiàn)一個學(xué)生創(chuàng)新能力的過程。例如:圖1所涉及的知識結(jié)構(gòu)分為三個層面:一是基礎(chǔ)知識層面，它包括數(shù)學(xué)、物理;二是課題需求的專業(yè)知識層面，它包括計算機、通信;三是針對課題專門需求課外知識層面，它包括密碼學(xué)、混沌理論等?；A(chǔ)知識層面和專業(yè)知識層面是教師在課堂上講過的知識。而課外知識層面，則主要是通過學(xué)生以自學(xué)方式獲取。在講座中，教師只是大體講解各個層面主要特點及相關(guān)聯(lián)系，及其為實現(xiàn)課題目標(biāo)、核心技術(shù)所依據(jù)原理、所采用方法的基本原則。而不可能具體講解依據(jù)何原理、采用何具體方法實現(xiàn)而使系統(tǒng)最優(yōu)的問題。而是將采用何方法實現(xiàn)最優(yōu)的問題作為研究課題留給學(xué)生。譬如:在“學(xué)中做”的過程中，學(xué)生遇到的第一個問題是，如何根據(jù)圖1給出的技術(shù)路線、知識結(jié)構(gòu)，以計算機為工具實現(xiàn)目標(biāo)要求;其次是如何通過編程具體實現(xiàn)、如何根據(jù)系統(tǒng)模塊來劃分程序模塊問題。最初學(xué)生感覺無從下手，分析其原因主要有兩點，第一是對上述三個層面知識之間的關(guān)系理解不到位，屬于知識結(jié)構(gòu)理解有問題，解決辦法主要是繼續(xù)看書、查閱資料。第二是技術(shù)路線中的模塊與程序的模塊概念上的區(qū)別和聯(lián)系沒有搞清楚。解決方法主要是依靠實踐經(jīng)驗積累，依靠“做中學(xué)”，它是書本里所沒有的東西。特別是在“學(xué)中做”的過程中，采用何具體方法實現(xiàn)，而使系統(tǒng)最優(yōu)的問題，它更是屬于科學(xué)思維加工和再造、產(chǎn)生新思想、新知識、新方法的范疇。又如:在調(diào)試混沌系統(tǒng)以變參形式運行的過程中，由于變參范圍選擇不合理，使系統(tǒng)出現(xiàn)了崩潰現(xiàn)象，并因此使研究工作無法繼續(xù)進行。分析其原因是，學(xué)生對計算機數(shù)值的上、下界與數(shù)學(xué)理論上的無窮大、無窮小的區(qū)別與聯(lián)系沒有搞清，此問題也是書本上講的不清楚的問題之一，其只有通過“學(xué)中做”來深刻理解。正是研究課題中不斷發(fā)現(xiàn)的新問題，驅(qū)使學(xué)生不得不、不斷的利用自己的已積累的知識和經(jīng)驗，經(jīng)過科學(xué)的思維加工和再造，來產(chǎn)生新思想、新知識、新方法來解決新問題，以實現(xiàn)新的課題目標(biāo)。正是通過這個過程，驅(qū)使學(xué)生進一步思考、并加深理解還需要學(xué)什么?到底應(yīng)該怎么學(xué)?驅(qū)使學(xué)生走向自主學(xué)習(xí)，實現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念。正是通過這個過程，使學(xué)生懂得了課內(nèi)學(xué)什么?課外學(xué)什么;基礎(chǔ)課“怎么學(xué)?、重點學(xué)什么?”;專業(yè)課“怎么學(xué)、重點學(xué)什么?”;使學(xué)生學(xué)會了查閱參考資料時重點查閱什么?參考資料如何進行分類整理等問題。這些成果是“學(xué)中做”作用的結(jié)果?！皩W(xué)中做”是敦促學(xué)習(xí)的內(nèi)在的動力。

第三階段的主要內(nèi)容是總結(jié)、撰寫課題報告。其主要解決的重點問題，首先是總結(jié)如何獲得實現(xiàn)課題目標(biāo)、核心技術(shù)關(guān)鍵的新方法的主要經(jīng)驗。比較知識內(nèi)容與方法之間的關(guān)系，特別是將經(jīng)驗積累性的東西與理論的再結(jié)合是更加寶貴的。其次是如何撰寫項目報告。撰寫項目報告是創(chuàng)新活動中的不可缺少的重要組成部分，它是將科研成果展示在世人面前的基本方式之一?！皩W(xué)中做”、“做中學(xué)”的交替循環(huán)，是實現(xiàn)完整教育［4］的唯一途徑。

(三)多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)模式的特色

課題涉及的多學(xué)科性是本課題的主要特色，例如:本課題涉及到了數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計算機、密碼學(xué)、混沌理論、通信等跨領(lǐng)域的幾個不同學(xué)科的理論和技術(shù)。這就要求課題團隊的組建，必須是具有專業(yè)知識結(jié)構(gòu)搭配合理，具有理、工專業(yè)優(yōu)勢互補的知識結(jié)構(gòu)特點。多學(xué)科協(xié)同模式培養(yǎng)的優(yōu)勢是，它能有效解決綜合性、相互滲透性、多學(xué)科交叉性、綜合邊緣化的的問題。譬如:在“學(xué)中做”過程中，當(dāng)遇到信息通過計算機接口傳遞的問題時，此問題對于從事密碼學(xué)、混沌理論的人員來說，是一個比較困難的問題。而這個問題對于從事計算機通信專業(yè)的人員來說屬于一般技術(shù)，不算問題;反之，如果遇到如何保障混沌系統(tǒng)的有界性問題，對于從事計算機通信專業(yè)來說是比較困難的問題。而密碼學(xué)、混沌理論人員屬于一般問題。如果遇到系統(tǒng)出現(xiàn)了崩潰問題，就需幾個學(xué)科共同協(xié)同解決。由此可見，教師之間的協(xié)同、學(xué)生之間的協(xié)同，在多學(xué)科協(xié)同模式培養(yǎng)中都顯示了它的優(yōu)勢。在“學(xué)中做”指導(dǎo)過程中，通過導(dǎo)師與學(xué)生的近距離接觸、言傳身教，使學(xué)生能夠從精神到知識，從動手能力到語言能力，從獨立工作能力到合作精神，得到全面的鍛煉，激發(fā)了對科學(xué)和事業(yè)的執(zhí)著追求精神和熱情，從而把這種熱情投入到不斷的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新之中去。由此可見，學(xué)會“學(xué)中做”、學(xué)會與人合作，實現(xiàn)完整教育［4］，是多學(xué)科協(xié)同模式的培養(yǎng)特色。

(四)實施效果及評價——新的評價理念

效果評價分為(課題目標(biāo)本身的成果)直接效果，和“學(xué)中做”的完成過程中積累得到的經(jīng)驗方面的間接效果?；谛碌脑u價理念，重點是評價后者——間接效果。對學(xué)生考察評價指標(biāo)主要包括:1)做了什么?2)通過“學(xué)中做”學(xué)會了什么?是否學(xué)會了與人合作。3)“學(xué)中做”對學(xué)生以后乃至一生將產(chǎn)生哪些重要影響。4)分析問題時，是否站位于系統(tǒng)的觀點，具有開闊視野;對問題的判斷，是否具有敏銳的眼光，獨特的視角;解決問題時，是否具備睿智的思維，提出全新的思路;方法的選擇、原理的應(yīng)用方面，是否追求方法巧妙，展現(xiàn)學(xué)做合一的能力等。一位參加過該課題研發(fā)過程的研二的學(xué)生深有感觸的說，“是‘學(xué)中做’使我懂得了為什么而學(xué)和怎么學(xué)，理解了與人合作的重要性。通過協(xié)同協(xié)作，開闊了我的視野?！钦n題中的問題激勵著我在不斷的思考”等等。

三、幾點思考

通過這幾年的實踐，我深深體會到，要做好協(xié)同培養(yǎng)這篇大文章，有幾點是必須要堅持和發(fā)揚的。

(一)廣泛涉獵是實現(xiàn)協(xié)同培養(yǎng)的基礎(chǔ)

當(dāng)今和未來科技發(fā)展所面臨的問題的趨勢是，其問題越來越具有綜合性、相互滲透性、多學(xué)科交叉性、綜合邊緣化。這就需要高等教育的培養(yǎng)模式適應(yīng)形勢發(fā)展的要求而做出相應(yīng)的改變。多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)模式，是培養(yǎng)適應(yīng)未來的需求特點的綜合型人才的有效模式。要實現(xiàn)多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)，首先，要組成一個由不同學(xué)科背景的若干教師的研究團隊，這樣有利于學(xué)科的互補和融合;其次，每個教師要盡可能的多具備一些不同學(xué)科的知識，做不到精通，粗通也可以，這樣才能實現(xiàn)較好的協(xié)同。這就要求教師廣泛涉獵各學(xué)科、各領(lǐng)域知識，涉獵的領(lǐng)域越寬、越廣，就越能收到好的效果。廣泛涉獵是實現(xiàn)協(xié)同的基礎(chǔ)。

(二)項目驅(qū)動是實現(xiàn)協(xié)同培養(yǎng)的載體

以項目為載體，多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)，項目是前提，如果沒有項目，協(xié)同只能是空談。然而，在目前情況下，并不是人人都有項目，也不是任何時候都有項目。筆者對這一問題的看法是，教師應(yīng)利用一切機會、利用一切條件來爭取各種形式的項目，沒有大項目可以用小項目，無小項目可申請指導(dǎo)項目，實在沒有項目也可自擬項目。只有有了較好的項目，才能使多學(xué)科協(xié)同的培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo)具體、明確、集中。只有培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo)做到了具體、明確、集中，協(xié)同才能具有凝聚力和發(fā)揮應(yīng)有的效果。反之，目標(biāo)不具體、不明確、不集中，大家的力量不知道往哪里使，其力量是分散的，或是相悖的，最終使協(xié)同導(dǎo)致失敗。所以，項目驅(qū)動是實現(xiàn)協(xié)同培養(yǎng)的載體。

(三)大膽放手是實現(xiàn)協(xié)同培養(yǎng)的關(guān)鍵

我國多年來大學(xué)教學(xué)的弊端之一是教學(xué)過程大多局限于課堂教學(xué)，學(xué)生對知識的掌握大多停留在書本知識的記憶上?！皩W(xué)中做”環(huán)節(jié)不多，動手能力不強，這樣的辦學(xué)思路難以讓學(xué)生受到較為完整的教育，從而影響了學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展?，F(xiàn)在一些大學(xué)已經(jīng)注意到了這個問題并開始著手解決。其途徑之一就是讓學(xué)生參加教學(xué)過程，有些環(huán)節(jié)大膽放手讓學(xué)生去做，從而達到提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果之目的。只有放手讓學(xué)生去做，學(xué)生才會在做的過程中體會理論、享受過程、增長才干。當(dāng)然，學(xué)生在做的過程中會有失敗，就像老師會有失敗一樣。那也不要緊，失敗了，老師幫助找出原因、總結(jié)經(jīng)驗，以后的路子會走得好一些、順一些。在一定意義上說，只有讓學(xué)生體驗了失敗，他才能成長的更快。擔(dān)心失敗而不敢大膽放手，不符合人才成長的規(guī)律，也不符合辯證法。

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