劉旭紅　張時(shí)權(quán)

2005年，錢(qián)學(xué)森曾發(fā)問(wèn)“為什么我們的學(xué)校總是培養(yǎng)不出杰出的人才”，成為中國(guó)教育事業(yè)亟待改善的現(xiàn)象；[1]2006年年初，胡錦濤總書(shū)記在全國(guó)科技大會(huì)上，首次提出走中國(guó)特色創(chuàng)新之路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的目標(biāo)；時(shí)隔11年，習(xí)近平總書(shū)記在黨的十九大報(bào)告中再次強(qiáng)調(diào)，加快創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的重要戰(zhàn)略舉措。

創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)依托教育創(chuàng)新體系，高校輸送創(chuàng)新型人才的質(zhì)量關(guān)乎國(guó)家創(chuàng)新體系的發(fā)展。重視創(chuàng)新型人才培養(yǎng)及素質(zhì)教育進(jìn)程的深度與廣度，是高等教育必須承擔(dān)的重要?dú)v史使命。如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才也成為高校教育改革進(jìn)程中著重關(guān)注的問(wèn)題。

一、學(xué)科交叉對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的意義

創(chuàng)新型人才具備合理的知識(shí)架構(gòu)，較高的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，更為重要的是具有跨學(xué)科學(xué)術(shù)意識(shí)，這有助于突破自身知識(shí)架構(gòu)的限制，尋求獨(dú)特的解決綜合復(fù)雜問(wèn)題的方法。創(chuàng)新型人才的特征決定其培養(yǎng)離不開(kāi)多學(xué)科交叉融合的環(huán)境。

縱觀百年來(lái)諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)的300多項(xiàng)成果，有近半數(shù)是多學(xué)科交叉取得的?！翱茖W(xué)整體化趨勢(shì)意味著門(mén)類(lèi)繁多的各門(mén)學(xué)科日益滲透，緊密聯(lián)系在一起，形成了統(tǒng)一完整的科學(xué)體系；一門(mén)學(xué)科所取得的成果可以迅速轉(zhuǎn)移到其他學(xué)科中，促進(jìn)和帶動(dòng)其他學(xué)科的發(fā)展，每一門(mén)學(xué)科都是在整個(gè)科學(xué)體系的緊密聯(lián)系中向前發(fā)展的，這正是學(xué)科交叉的韻味所在”。[2]在科學(xué)研究高度分化又高度綜合的時(shí)代背景下，應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到學(xué)科交叉是創(chuàng)新的動(dòng)力和源泉。學(xué)科交叉與創(chuàng)新有著本質(zhì)上的聯(lián)系，無(wú)疑成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才行之有效的手段。然而國(guó)內(nèi)高校學(xué)科交叉存在種種困境，迫切需要尋找合適的發(fā)展載體。

二、創(chuàng)新競(jìng)賽是高校學(xué)科交叉發(fā)展的重要載體

創(chuàng)新競(jìng)賽不同于一般的學(xué)科競(jìng)賽，一般學(xué)科競(jìng)賽往往靠單一相關(guān)專(zhuān)業(yè)便可處理賽題任務(wù)，創(chuàng)新競(jìng)賽則更強(qiáng)調(diào)參賽者有寬闊的學(xué)術(shù)視野。始于1993年的創(chuàng)新競(jìng)賽包括電子設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)建模、機(jī)械設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？梢哉f(shuō)：“創(chuàng)新競(jìng)賽是由政府行政主管部門(mén)組織委托相關(guān)的教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、行業(yè)協(xié)會(huì)，為了培養(yǎng)、鍛煉和發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新型人才而舉辦的各種競(jìng)賽活動(dòng)”。[3]

我們正親身經(jīng)歷著知識(shí)社會(huì)的轉(zhuǎn)變，一方面科技飛速發(fā)展，學(xué)科從分化走向融合，學(xué)科交叉業(yè)已成為影響創(chuàng)新的強(qiáng)有力因素；另一方面知識(shí)性質(zhì)與生產(chǎn)方式發(fā)生變革，以學(xué)科為基礎(chǔ)的知識(shí)生產(chǎn)模式走向應(yīng)用問(wèn)題模式，時(shí)代背景下的創(chuàng)新競(jìng)賽也逐漸呈現(xiàn)綜合性應(yīng)用問(wèn)題，成為高校學(xué)科交叉發(fā)展的重要載體。

三、直面學(xué)科交叉困境：以創(chuàng)新競(jìng)賽促創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

1.以創(chuàng)新競(jìng)賽營(yíng)造學(xué)科交叉的氛圍

事物的產(chǎn)生和發(fā)展離不開(kāi)相適應(yīng)的環(huán)境條件，創(chuàng)新亦然。誠(chéng)如貝弗里奇所言“成功的科學(xué)家往往是興趣廣泛的人。他們的獨(dú)創(chuàng)精神可能來(lái)自他們的博學(xué)。多樣化會(huì)使人的觀點(diǎn)新鮮，而過(guò)于長(zhǎng)時(shí)間鉆研一個(gè)狹窄的領(lǐng)域，則容易使人愚蠢”。[4]獨(dú)創(chuàng)來(lái)源于多樣化和學(xué)科間的廣泛聯(lián)系，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)離不開(kāi)學(xué)科交叉的氛圍。學(xué)生在學(xué)科交叉氛圍中借助多方面的知識(shí)來(lái)源，使個(gè)人知識(shí)得以快速增長(zhǎng)，并構(gòu)建相互聯(lián)系的知識(shí)體系。

國(guó)內(nèi)高校相關(guān)學(xué)科群體內(nèi)在學(xué)科交叉上無(wú)法形成共識(shí)——廣大學(xué)生、教學(xué)科研人員及管理人員缺乏思想層面上的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。一方面源于對(duì)學(xué)科交叉內(nèi)涵認(rèn)知的誤差；另一方面則是缺乏完善制度的引導(dǎo)。學(xué)科交叉淪為高校領(lǐng)導(dǎo)、少數(shù)學(xué)科帶頭人、學(xué)術(shù)骨干和部分管理人員的主觀意志和行為。換言之，國(guó)內(nèi)高校普遍缺乏學(xué)科交叉的氛圍。

創(chuàng)新競(jìng)賽為擁有不同專(zhuān)業(yè)背景、不同思維模式的學(xué)生與老師搭建通力協(xié)作的平臺(tái)，營(yíng)造從學(xué)生、教學(xué)科研人員到管理人員自下而上的學(xué)科交叉氛圍，學(xué)生主動(dòng)沐浴在學(xué)科交叉氛圍中，學(xué)科交叉不再只是少數(shù)領(lǐng)導(dǎo)群體的主觀意志。

對(duì)學(xué)生而言，創(chuàng)新競(jìng)賽的綜合性要求學(xué)生對(duì)自身學(xué)習(xí)的領(lǐng)域內(nèi)先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)知識(shí)充分了解，還應(yīng)當(dāng)涉獵其他領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)。

學(xué)生在大學(xué)階段普遍存在對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)定位模糊的情況。筆者認(rèn)為學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程存在醞釀期，即獲得某一領(lǐng)域知識(shí)的第一時(shí)間無(wú)法明了知識(shí)的本質(zhì)，原因在于其尚未洞悉完整的知識(shí)體系，猶如管中窺豹，可見(jiàn)一斑。在后續(xù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，其他知識(shí)源源不斷地補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，與先前印象疊加并反復(fù)驗(yàn)證，學(xué)生才能準(zhǔn)確地明白知識(shí)的內(nèi)涵及其所在知識(shí)體系的層次結(jié)構(gòu)。

創(chuàng)新競(jìng)賽使他們有機(jī)會(huì)從更寬闊的視野看待單一學(xué)科的局限性以及學(xué)科與學(xué)科之間的聯(lián)系。

對(duì)教學(xué)科研人員而言，創(chuàng)新競(jìng)賽要求指導(dǎo)老師在指導(dǎo)學(xué)生的過(guò)程中密切關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，關(guān)注學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。老師通過(guò)競(jìng)賽改進(jìn)平時(shí)教學(xué)的不足，同時(shí)將競(jìng)賽中涉足的新興科技、理念、產(chǎn)品等適當(dāng)融入到日后的課程中，有利于教學(xué)內(nèi)容更新與擴(kuò)充，以靈活的教學(xué)方法和手段培養(yǎng)人才。

對(duì)學(xué)校管理人員而言，學(xué)生能夠在參與競(jìng)賽過(guò)程與外校學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)比拼與交流，在開(kāi)闊眼界的同時(shí)也擴(kuò)大了學(xué)校自身的影響力。在組織參賽取得出色成果后，能帶動(dòng)課堂改革，并引導(dǎo)其他學(xué)生踴躍參加創(chuàng)新競(jìng)賽，實(shí)現(xiàn)走出去帶回來(lái)的良性循環(huán)。

2.以創(chuàng)新競(jìng)賽帶動(dòng)跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)合作

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)應(yīng)重視跨學(xué)科的隊(duì)伍建設(shè)。創(chuàng)新需要多知識(shí)、多技能的共同作用才能完成，每個(gè)人的精力、時(shí)間和才能有限，團(tuán)隊(duì)的合作變得尤為重要。不同專(zhuān)業(yè)知識(shí)背景，不同思維方式的學(xué)生與導(dǎo)師間的合作，能對(duì)綜合性復(fù)雜問(wèn)題有較為全面的認(rèn)識(shí)，或提出獨(dú)特的解決方案。

由于知識(shí)體系龐雜，人才培養(yǎng)效率低下的原因，高校理所當(dāng)然劃分學(xué)科專(zhuān)業(yè)，并以各大院系進(jìn)行組織，其在強(qiáng)化教學(xué)資源配置的同時(shí)，卻也導(dǎo)致學(xué)科專(zhuān)業(yè)間交叉頻率的大幅度下降。學(xué)科及不同學(xué)科學(xué)者間各自為戰(zhàn)，壁壘森嚴(yán)。無(wú)形的學(xué)科邊界尚且如此，更不談因有形的地理界限——校區(qū)的不同所造成的學(xué)院間老死不相往來(lái)的情況。學(xué)生猶如井底之蛙般受困于狹窄的學(xué)科專(zhuān)業(yè)范圍里，忽略領(lǐng)域外其他學(xué)科發(fā)展的情況，無(wú)法汲取跨學(xué)科的知識(shí)，其創(chuàng)新性思維大大受限。[5]在當(dāng)今知識(shí)社會(huì)背景下，已經(jīng)“沒(méi)有某一門(mén)專(zhuān)門(mén)學(xué)科的研究?jī)H以本專(zhuān)門(mén)學(xué)科單科獨(dú)進(jìn)的方式可以深入下去”，[6]因此，跨學(xué)科協(xié)同作戰(zhàn)顯得尤為關(guān)鍵。

創(chuàng)新競(jìng)賽恰恰提供了跨學(xué)科協(xié)同作戰(zhàn)的契機(jī)。創(chuàng)新競(jìng)賽賽題的綜合性憑單人單科之力難以應(yīng)對(duì)，因此跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)協(xié)作成為普遍的參賽形式。學(xué)生參與創(chuàng)新競(jìng)賽離不開(kāi)老師的指導(dǎo)，創(chuàng)新競(jìng)賽日趨強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉后的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和創(chuàng)新思想，這就要求指導(dǎo)老師具備學(xué)科交叉意識(shí)，尋求與其他院系老師的合作。在關(guān)注自身領(lǐng)域前沿科技、前衛(wèi)思想的同時(shí)，反思比賽過(guò)程中單學(xué)科的限制，共同助力創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

擁有多專(zhuān)業(yè)背景的導(dǎo)師組聯(lián)合指導(dǎo)從不同專(zhuān)業(yè)匯集而成的學(xué)生團(tuán)隊(duì)。在合理配置的隊(duì)伍中，各隊(duì)員根據(jù)自身優(yōu)勢(shì)分工協(xié)作，互相促進(jìn)，互相激勵(lì)，工作效率往往高于孤軍奮戰(zhàn)，成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有力手段。

3.以創(chuàng)新競(jìng)賽培養(yǎng)多學(xué)科聯(lián)系的創(chuàng)新思維

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)看重跨學(xué)科學(xué)術(shù)意識(shí)和創(chuàng)新思維。創(chuàng)新型人才在培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)上與一般人才大為不同，一般人才要求具備嚴(yán)密的邏輯思維和行事能力；拔尖創(chuàng)新人才更注重有較為寬闊的知識(shí)領(lǐng)域和多學(xué)科聯(lián)系的創(chuàng)新思維。

目前，學(xué)科專(zhuān)業(yè)各自為戰(zhàn)的現(xiàn)象束縛了原始創(chuàng)新的產(chǎn)生，不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。知識(shí)體系本是完整，隨學(xué)科的分化而分離，加之學(xué)科間聯(lián)系紐帶斷裂，知識(shí)更為碎片化。零散的知識(shí)片段無(wú)法凝成直擊問(wèn)題的尖刃，而現(xiàn)實(shí)問(wèn)題則往往趨向多學(xué)科性、綜合化，這樣不可調(diào)和的矛盾愈演愈烈。

創(chuàng)新競(jìng)賽引導(dǎo)學(xué)生從大學(xué)科視角思考問(wèn)題，挖掘事物間的聯(lián)系而生發(fā)啟迪，正如貝弗里奇所言“獨(dú)創(chuàng)常常在于發(fā)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上研究對(duì)象或設(shè)想之間的聯(lián)系或相似之點(diǎn)”。

老子《道德經(jīng)》有云：“道生一，一生二，二生三，三生萬(wàn)物”，蘊(yùn)含認(rèn)知世界的三個(gè)關(guān)鍵“本質(zhì)”“聯(lián)系”“發(fā)展”。事物其本質(zhì)同者，必有聯(lián)系，然其外化有不同者，是謂發(fā)展。創(chuàng)新型人才堅(jiān)信世界萬(wàn)事萬(wàn)物之間存在著一定的聯(lián)系，不囿于表象而能深究其本質(zhì)內(nèi)涵，并以發(fā)展的眼光看待事物后續(xù)的變化。

四、創(chuàng)新實(shí)踐——以2017年全國(guó)高校大學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新競(jìng)賽為例

全國(guó)高校大學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新競(jìng)賽（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競(jìng)賽”）是由全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)主辦的，以發(fā)掘、引導(dǎo)和錘煉創(chuàng)新型人才為目的的賽事活動(dòng)。首屆大賽于2015年舉辦，吸引來(lái)自全國(guó)各高校參賽隊(duì)伍。2017年度鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競(jìng)賽首次以“鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)的城市過(guò)街天橋”為題，要求方案在達(dá)標(biāo)基本工程建設(shè)條件的前提下，能結(jié)合低碳環(huán)保、智慧城市、可持續(xù)建筑等新興理念，考慮與城市及場(chǎng)地周?chē)慕ㄖL(fēng)格協(xié)調(diào)統(tǒng)一等問(wèn)題，設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足功能、文化、藝術(shù)等需求的橋梁整體性解決方案。

1.學(xué)科交叉特性的賽題

從歷年賽題來(lái)看，首屆鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競(jìng)賽于2015年舉辦，賽題為“鋼結(jié)構(gòu)住宅創(chuàng)新體系”；2016年舉辦的第二屆鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競(jìng)賽中以“全裝配式鋼結(jié)構(gòu)和裝配式維護(hù)體系的醫(yī)院或?qū)W?！睘轭}；2017年第三屆鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競(jìng)賽則以“鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)城市過(guò)街天橋”為題。從中可以看出賽題的綜合性逐年增強(qiáng)，就賽題核心而言，由單純的鋼結(jié)構(gòu)向裝配式以及鋼結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，不再局限于鋼結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，而是綜合利用其它結(jié)構(gòu)體系優(yōu)勢(shì)挖掘鋼結(jié)構(gòu)更多的可能性；就關(guān)注點(diǎn)而言，從住宅到醫(yī)院、學(xué)校，再到城市過(guò)街天橋，從建筑單體發(fā)展到城市設(shè)計(jì)層面，其所需考慮的文化、科技和社會(huì)影響等因素也是不斷在增加。

從2017年度賽題“城市過(guò)街天橋”看，其不單是要求結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，希望參賽者能充分考慮賽題所提出的背景和意圖，綜合多方面因素提出合理有效的創(chuàng)新方案。過(guò)街天橋不僅具有交通功能，還是城市立體步行系統(tǒng)的一部分，是提倡綠色出行、改善城市居民步行質(zhì)量的舉措，其形態(tài)設(shè)計(jì)也影響著城市面貌。這樣的要求涉及從城市設(shè)計(jì)-建筑設(shè)計(jì)-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-施工管理-后期運(yùn)維維護(hù)等各個(gè)方面，是一個(gè)復(fù)雜而綜合的問(wèn)題，要求參賽者提出的應(yīng)是橋梁的整體性創(chuàng)新方案。單一學(xué)科受制于知識(shí)面的狹窄往往無(wú)法全面地考慮問(wèn)題，這時(shí)多學(xué)科的交叉更能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

2.學(xué)科交叉實(shí)踐的成果

競(jìng)賽最終提交成果以“明粵橋”為題，從建筑方案、結(jié)構(gòu)方案、可持續(xù)設(shè)計(jì)方案以及、施工模擬方案充分展現(xiàn)作品的創(chuàng)作思路。

在城市設(shè)計(jì)層面，該方案選址廣州市主軸東側(cè)天河路與體育東路交叉處，天橋采用圓環(huán)的形式，與主軸西側(cè)天河路-體育西路交叉處原有的地下方形過(guò)街地道遙想呼應(yīng)，一圓一方，暗合古代天圓地方的世界觀。天橋作為地面突出物在城市景觀設(shè)計(jì)上起到點(diǎn)綴的一筆，其簡(jiǎn)約的圓形，輕盈、富有現(xiàn)代感，靈巧地與周邊建筑群形成統(tǒng)一的整體。

在人文內(nèi)涵層面，廣州素有以和為貴、包容兼并的人文特色，外來(lái)文化的集聚總能在這塊土地上找到各自的落腳點(diǎn)，并與本土文化相互碰撞，相得益彰。天橋以純粹的圓形形成一定的向心性，象征廣州廣聚四方文化的姿態(tài)，共同促進(jìn)廣州經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的愿景。

在造型設(shè)計(jì)層面，方案最初的靈感源于“鋼圈串起來(lái)的衣夾子”，經(jīng)過(guò)搜集相關(guān)的理論，反復(fù)的論證與修改。設(shè)計(jì)最終確定以斜拉橋?yàn)樵?，將之發(fā)展為連續(xù)斜拉體系；將主塔設(shè)置在橋梁外側(cè)，擴(kuò)大通行面積；將傳統(tǒng)直線(xiàn)橋梁在水平方向彎曲以提供足夠的承載力，利用鋼環(huán)梁及環(huán)索，使天橋顯得輕盈，與天河區(qū)時(shí)尚創(chuàng)新的人文精神相呼應(yīng)?？梢?jiàn)，在發(fā)散型思維引導(dǎo)下，最初的創(chuàng)新靈感并不復(fù)雜，它似乎來(lái)源于領(lǐng)域之外的事物，但細(xì)細(xì)深究便知道兩者間存在千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，足以感嘆世界的奇妙。

圖3設(shè)計(jì)概念與可持續(xù)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)充分考慮天橋后期運(yùn)營(yíng)與維護(hù)的實(shí)際情況，沿天橋環(huán)形頂棚設(shè)置光伏板，利用主體構(gòu)件的凹槽及開(kāi)孔合理布置電力網(wǎng)絡(luò)；在節(jié)水的問(wèn)題上，利用天橋的箱形結(jié)構(gòu)合理布置管道，利用雨棚在雨季組織排水，輸送至地下蓄水池，用于橋體綠化的灌溉及夏季橋面的降溫。方案最終呈現(xiàn)出多方位思考創(chuàng)作，造型、結(jié)構(gòu)和功能相互協(xié)調(diào)的亮點(diǎn)。

賽后學(xué)院舉辦了分享會(huì)及班會(huì)，分享參賽成果及與外校交流的經(jīng)驗(yàn)，激起了學(xué)生參與創(chuàng)新競(jìng)賽的熱情與信心。創(chuàng)新競(jìng)賽所帶來(lái)的，不僅是創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)的提高，也強(qiáng)調(diào)了合作精神與溝通交流協(xié)調(diào)能力，是以培養(yǎng)綜合性創(chuàng)新型人才為最終目的。

[基金項(xiàng)目：廣東省大學(xué)生科技創(chuàng)新培育專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：pdjh2017b0162），廣東工業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（xj201711845106）聯(lián)合資助。]

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責(zé)任編輯魏家堅(jiān)