柯麗姍

摘要：基于新工科教學(xué)理念及學(xué)科基礎(chǔ)課程的定位特點，通過對教學(xué)育人目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課外實踐、評價方式、保障制度等進行分析，探討如何有效提升學(xué)生科學(xué)思維與分析解決問題的綜合能力，期望為我國高等學(xué)校學(xué)科基礎(chǔ)課程跨學(xué)科教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵詞：新工科；跨學(xué)科教學(xué)；學(xué)科基礎(chǔ)課程2018年8月，教育部、財政部、國家發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見》指出：“打破傳統(tǒng)學(xué)科之間壁壘……整合相關(guān)傳統(tǒng)學(xué)科資源，促進基礎(chǔ)學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科交叉融合，在前沿和交叉學(xué)科領(lǐng)域培育新的學(xué)科生長點。”吳愛華等指出：“新工科”建設(shè)應(yīng)該探索多學(xué)科交叉融合的新型人才培養(yǎng)模式，通過開設(shè)跨學(xué)科的課程，建設(shè)跨學(xué)科的項目平臺，構(gòu)建跨學(xué)科的教學(xué)管理組織機構(gòu)，組建跨學(xué)科的教師教學(xué)團隊，進而全面推進學(xué)生的跨學(xué)科實質(zhì)性合作學(xué)習(xí)。[1]作為新工科課程體系的重要內(nèi)容，跨學(xué)科教學(xué)的重要性日益凸顯。與老工科相比，新工科更強調(diào)學(xué)科的實用性、交叉性與綜合性。然而，我國目前大部分高校基本承襲上世紀50年代院系設(shè)置和課程體系。學(xué)科、專業(yè)、課程的分化在保障知識結(jié)構(gòu)的邏輯性與系統(tǒng)性的同時，也不可避免地削弱了學(xué)生綜合能力的塑造，不利于對綜合型、實踐型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。如何突破高?，F(xiàn)行的教學(xué)機制，快速有效開展跨學(xué)科教學(xué)，是推進我國高等學(xué)校新工科建設(shè)的重要保障。本文將著重討論學(xué)科基礎(chǔ)課程的跨學(xué)科教學(xué)改革，其觀點與方法也可以為通識、專業(yè)、實踐課程所借鑒。

一、跨學(xué)科與跨學(xué)科教學(xué)的發(fā)展與內(nèi)涵

（一）跨學(xué)科的發(fā)展

1926年，美國哥倫比亞大學(xué)著名心理學(xué)家R. S. Woodworth首次提出“跨學(xué)科”，指代超越一個已知學(xué)科的邊界而進行的涉及兩個或兩個以上學(xué)科的實踐活動，主要強調(diào)學(xué)科間的合作。[2]在起初的文獻研究中更多的是用“合作研究”指代“跨學(xué)科”，到了第二次世界大戰(zhàn)，迫于戰(zhàn)爭急需研制新型武器，來自不同學(xué)科和專業(yè)的科技人員共同協(xié)作，將跨學(xué)科理論研究推向?qū)嶋H應(yīng)用。戰(zhàn)后恢復(fù)時期出現(xiàn)的各種復(fù)雜問題又進一步從政治、經(jīng)濟、文化、教育等方面推動了跨學(xué)科研究。二十世紀中期，“跨學(xué)科”逐漸在歐美國家各種刊物中盛行。隨著“跨學(xué)科”的深入研究，“跨學(xué)科”衍生出群學(xué)科、多學(xué)科、橫學(xué)科、超學(xué)科、交叉學(xué)科等以本學(xué)科為主、相關(guān)學(xué)科間不同層次的科學(xué)活動術(shù)語。1972年，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織教育研究與創(chuàng)新中心圍繞跨學(xué)科組織了一場專題研討會，并發(fā)表題為《跨學(xué)科：大學(xué)教學(xué)與研究問題》的論文集，明確提出“跨學(xué)科”的定義：“跨學(xué)科是兩門或以上不同學(xué)科之間的相互聯(lián)系，從思想的簡單交流到較大領(lǐng)域內(nèi)教育與研究的概念、方法、程序、認識論、術(shù)語以及組織之間的相互聯(lián)系?！盵3]1980年，跨學(xué)科學(xué)研究國際聯(lián)盟成立，標(biāo)志著跨學(xué)科研究的正規(guī)化，之后跨學(xué)科研究得到蓬勃發(fā)展并傳入我國。1985年，劉仲林教授首先給出了跨學(xué)科學(xué)的內(nèi)涵和基本問題，并先后出版《跨學(xué)科學(xué)導(dǎo)論》《跨學(xué)科學(xué)教育論》《現(xiàn)代交叉科學(xué)》等著作，推動了我國跨學(xué)科研究和跨學(xué)科教育的研究與實踐。經(jīng)過近一百年的演變與發(fā)展，“跨學(xué)科”如今已被廣泛應(yīng)用于我國科學(xué)研究領(lǐng)域?？鐚W(xué)科通過整合不同學(xué)科的知識與方法，能夠更好地解決復(fù)雜的實際問題。這種解決問題的方法不僅體現(xiàn)在研究領(lǐng)域，也體現(xiàn)在教育實踐中?？鐚W(xué)科教學(xué)便是“跨學(xué)科”在教育領(lǐng)域的應(yīng)用范疇。

（二）跨學(xué)科教學(xué)的內(nèi)涵

隨著科技的發(fā)展、社會問題的日益復(fù)雜，社會對個體的綜合素養(yǎng)提出了更高的要求，不僅需要深厚的專業(yè)知識，還需要相關(guān)領(lǐng)域的綜合能力。在這個背景下，許多教育學(xué)家認為知識的專門化割裂了知識的整體性，難以培養(yǎng)具有獨立思考和對知識融會貫通的具備綜合素養(yǎng)的人。典型代表有美國的教育家約翰·杜威提出的“綜合學(xué)科”概念，意圖打破學(xué)科之間的界限。20世紀初，美國哈佛大學(xué)教育研究生院Project Zero的首席研究員Veronica Boix-Mansilla提出：“跨學(xué)科學(xué)習(xí)是個人和群體將兩個或兩個以上學(xué)科或已確立的領(lǐng)域中的觀點和思維方式整合起來的過程，旨在促進其對一個主題的基礎(chǔ)性和實踐性理解，該理解超越單一學(xué)科的范圍?！盵4]在此之后，關(guān)于跨學(xué)科教學(xué)的定義層出不窮。盡管角度不同，但都突出跨學(xué)科教學(xué)的一個特點：“以一個學(xué)科為中心，在這個學(xué)科中選擇一個中心題目，圍繞這個中心題目，運用不同學(xué)科的知識，展開對所指向的共同題目進行加工和設(shè)計教學(xué)。”[5]總的來說，跨學(xué)科教學(xué)的發(fā)展是經(jīng)歷了長期的積累和不斷探索的過程，其核心表征為“1+x”，即以本學(xué)科為中心結(jié)合多學(xué)科研究視野，全面認識與解決問題。

（三）學(xué)科基礎(chǔ)課程的定位與其跨學(xué)科教學(xué)的價值

學(xué)科基礎(chǔ)課程作為工科課程體系的基礎(chǔ)支柱，涵蓋了學(xué)科的核心領(lǐng)域以及后續(xù)專業(yè)課程所需基礎(chǔ)知識背景與框架，為學(xué)生提供核心的概念、原理、基本方法與技能。對學(xué)生學(xué)科基本能力的塑造、思維方式的訓(xùn)練，是學(xué)生未來專業(yè)學(xué)習(xí)與能力拓展的基石。新工科對高校工科人才培養(yǎng)的要求推動了我國高校工科專業(yè)課程體系的改革與升級。新工科建設(shè)強調(diào)跨學(xué)科合作、實際應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生具備更廣泛的技能和綜合素養(yǎng)?？鐚W(xué)科教學(xué)的功能與新工科對人才培養(yǎng)的需求相契合，學(xué)科基礎(chǔ)課程的特色與定位決定了課程進行跨學(xué)科教學(xué)的天然優(yōu)勢。學(xué)科基礎(chǔ)課程在注重學(xué)科本身縱向知識的深入與專研基礎(chǔ)上，橫向融合多學(xué)科相關(guān)知識、思想與方法，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識融會貫通，從簡單的專業(yè)案例應(yīng)用過渡到對實際問題的分析、解決，這種以“1+x”融本學(xué)科與相關(guān)學(xué)科知識、思維和能力為一體的教學(xué)活動有利于復(fù)合型、創(chuàng)新型、卓越型的新工科人才培養(yǎng)，不同學(xué)科的聯(lián)動有助于激發(fā)新靈感、新思想、新方法，為培養(yǎng)適應(yīng)未來工程領(lǐng)域需求的人才提供更全面的教育支持。

二、學(xué)科基礎(chǔ)課程跨學(xué)科教學(xué)實施路徑

學(xué)科基礎(chǔ)課程作為工程基礎(chǔ)教育的載體，是新工科課程體系的重要組成部分。在教育教學(xué)實踐中，學(xué)科基礎(chǔ)課程教學(xué)可以在傳統(tǒng)的學(xué)科分類和知識體系基礎(chǔ)上融入專業(yè)要素和課程實踐，以適應(yīng)新工科背景下的卓越工程科技人才培養(yǎng)需求。在跨學(xué)科教學(xué)實施過程中，可著重凸顯以下要素與內(nèi)容。

（一）確立學(xué)科基礎(chǔ)課程跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是指在教學(xué)過程中所期望的學(xué)生在知識、方法、技能、態(tài)度和情感等方面達到的具體成果和表現(xiàn)。它指明了教學(xué)的方向和目的，是教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)和衡量教學(xué)成效的標(biāo)準。與傳統(tǒng)課程教學(xué)相比，跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)需要突出學(xué)科之間的交叉關(guān)聯(lián)和綜合性特點，讓學(xué)生在面對實踐問題時能夠靈活運用所學(xué)知識、方法和技能。

教學(xué)目標(biāo)的確立是否適當(dāng)，需要教師結(jié)合所在高校的定位和辦學(xué)理念、學(xué)校的特色和重點發(fā)展方向，針對學(xué)生所學(xué)專業(yè)的特點、人才培養(yǎng)方案、未來發(fā)展趨勢以及就業(yè)需求進行判斷。根據(jù)新工科對人才素養(yǎng)的需求，學(xué)科基礎(chǔ)課程的跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)可以包括培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、解決問題的能力、創(chuàng)新思維以及團隊合作能力等方面。確立適當(dāng)?shù)目鐚W(xué)科教學(xué)目標(biāo)能夠幫助教師更好地規(guī)劃和實施課程，提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生面對日益復(fù)雜和跨學(xué)科性問題時的應(yīng)對能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和批判性思維，使其在未來的學(xué)習(xí)和工作中更加適應(yīng)并具備競爭力。

（二）構(gòu)建專業(yè)課程要素集成的教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、傳播知識、技能和價值觀的主要載體，承載著教育者的教學(xué)理念和智慧，也是提高教學(xué)質(zhì)量、實現(xiàn)人才培養(yǎng)的核心要素。工科類學(xué)科基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)性和普適性特點，決定了課程在選擇教學(xué)內(nèi)容時要適應(yīng)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)加速變革對人才基礎(chǔ)知識和能力綜合塑造的需求。與傳統(tǒng)單學(xué)科純理論教學(xué)的普教性不同，新工科對不同工科類的人才培養(yǎng)有著不同的要求，學(xué)科基礎(chǔ)課程應(yīng)該根據(jù)面向的工科專業(yè)特點進行精練處理，梳理本課程與各專業(yè)課程間的關(guān)聯(lián)性，融入專業(yè)要素，有針對性地進行教學(xué)內(nèi)容選取，在兼顧專業(yè)學(xué)習(xí)的階段性和系統(tǒng)性的同時強調(diào)學(xué)科基礎(chǔ)課程的專業(yè)提升價值。

圍繞創(chuàng)新能力、實踐能力和綜合素養(yǎng)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)科基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容的選取可以將本課程按知識模塊、專題模塊為主體，以知識和思想方法為主線，全面整合授課學(xué)生所學(xué)專業(yè)課程相關(guān)概念、案例、技能，通過將專業(yè)要素融入到學(xué)科基礎(chǔ)課程，促使學(xué)生將理論知識、方法與專業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，更深入地理解教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)涵和價值，多角度、多維度促使學(xué)生進行跨學(xué)科的思考和學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的綜合分析能力、問題解決能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和專業(yè)素養(yǎng)，為其后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)，助力我國工程人才培養(yǎng)。

（三）增設(shè)跨學(xué)科綜合能力提升的課外實踐

新工科背景下，工程教育聚焦培養(yǎng)實踐能力強的新型工科人才。在新工科課程體系建設(shè)中，兼顧“學(xué)科理論體系”與“專業(yè)實踐探索”雙重培養(yǎng)功能的建構(gòu)，結(jié)合實際課程需求與畢業(yè)要求，深入學(xué)科專業(yè)性，科學(xué)化、合理化地融合工程實踐情景，一定程度上決定了新工科人才培養(yǎng)的深度與廣度。我國著名力學(xué)家、中國航天之父錢學(xué)森先生在對工程學(xué)進行定義時曾指出：“工程科學(xué)主要是研究人工自然的一般規(guī)律，是理論研究和應(yīng)用研究的結(jié)合，主要探索基礎(chǔ)理論的應(yīng)用問題?！盵6]加強學(xué)科基礎(chǔ)理論教學(xué)過程中理論與實踐的一體化教學(xué)，并做好它們的銜接工作，通過真實或仿真的工程案例能夠?qū)⒗碚撝R與實際應(yīng)用緊密結(jié)合，為學(xué)生提供一個理論知識應(yīng)用于實際場景的機會，縮小理論與實踐之間的鴻溝，全面、深入地理解后續(xù)專業(yè)課程在解決工程問題中的關(guān)聯(lián)與地位，以便更好地掌握基礎(chǔ)知識，應(yīng)對工程實踐的挑戰(zhàn)。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，教師在備課過程中，要精心挑選與課程內(nèi)容密切相關(guān)的工程案例，確保案例的典型性、實用性和啟發(fā)性。在實踐過程中可以案例為線索，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入思考、探討理論知識，鼓勵學(xué)生積極參與并發(fā)表自己的見解，激發(fā)學(xué)生知識的“再創(chuàng)造”能力。針對專業(yè)性較強的案例，以組織學(xué)生實地考察或?qū)嶒灧绞綖橹鳎岣邔W(xué)生的感悟能力和知識遷移直覺，加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論的理解和運用，激發(fā)學(xué)生求知欲，增強專業(yè)認同感。

（四）加強學(xué)科基礎(chǔ)課程的思政載體作用

學(xué)科基礎(chǔ)課程具有基礎(chǔ)性特征，其知識結(jié)構(gòu)、學(xué)科思想與方法等方面與后續(xù)專業(yè)課緊密銜接，涵蓋了不同專業(yè)共同具備的基本知識和方法與技能，是提升學(xué)生學(xué)科直覺、學(xué)科興趣、學(xué)科思維的重要載體，是學(xué)生掌握專業(yè)知識、培養(yǎng)其創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)和社會責(zé)任感的重要途徑。

工科學(xué)科基礎(chǔ)課程主要包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科。在傳統(tǒng)教學(xué)中，這些課程注重理論知識的傳授，課程中涉及的基本概念、原理、定律和公式是后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程和解決實際工程問題的基礎(chǔ)，在各個工程專業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。如數(shù)學(xué)在計算機科學(xué)、通信工程、電氣工程、建筑工程等領(lǐng)域都有重要作用。然而，這些基礎(chǔ)知識較為抽象，學(xué)生不易理解。專業(yè)案例的引入，跨學(xué)科教學(xué)的實施，具有化抽象為具體、變枯燥為有趣的運用意義。在引導(dǎo)學(xué)生面對復(fù)雜問題的分析與解決過程中自然蘊含科學(xué)思維的訓(xùn)練，案例背后的工程發(fā)展史、工程技術(shù)的成就以及工程科技人才的杰出貢獻，可以在科學(xué)思維方法的訓(xùn)練下，強化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，為我國社會主義事業(yè)培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才。

（五）制定多元靈活的跨學(xué)科學(xué)習(xí)評價體系

當(dāng)下各高校課堂教學(xué)評價雖已有成套的評價機制，但面臨著不夠精確、不夠均衡、不夠重視等問題。在新工科背景下，形成性評價被推上工程認證的必要環(huán)節(jié)。所謂形成性評價，是指其結(jié)果能夠指導(dǎo)以后的教學(xué)和學(xué)習(xí)的評價。形成性評價注重并記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，能夠為教師和學(xué)生提供反饋，將在評價中收集到的信息用于調(diào)整教學(xué)以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求，從而提高教學(xué)質(zhì)量。從這個意義上來講，形成性評價符合跨學(xué)科教學(xué)對工科人才綜合素質(zhì)培養(yǎng)的評價需求，也能看到不同基礎(chǔ)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的進步與成長。通過形成性評價來確定學(xué)生應(yīng)用知識和技能的能力情況，給教學(xué)實施提供改進依據(jù)。

基于新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)置跨學(xué)科教學(xué)形成性評價制度應(yīng)該是多元靈活的。“多元”表現(xiàn)為多角度全方面的對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行的量化評價，包括學(xué)生掌握知識、運用技能、綜合應(yīng)用等的評價?！办`活”則體現(xiàn)在學(xué)生綜合素養(yǎng)評價有不可測量性和多變性等隱性元素。如學(xué)生在學(xué)習(xí)中的一些思考、疑問、對事物的分析與看法以及在后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)中是否能運用本學(xué)科的思想與方法對復(fù)雜問題的分析與解決等。根據(jù)評價目標(biāo)，在不同教學(xué)流程中輔助現(xiàn)代信息技術(shù)，分課前診斷形成性評價、課堂表現(xiàn)形成性評價、課后總結(jié)形成性評價組成跨學(xué)科教學(xué)評價體系。此外，在跨學(xué)科實踐教學(xué)中，對小組任務(wù)探究、資料查閱、整理匯報等任務(wù)建立多元隱性評價對學(xué)生運用知識與技能的情況有著更為完整、科學(xué)的檢測，更符合新工科對學(xué)生全面發(fā)展的評價要求。在分層任務(wù)中可以實現(xiàn)個體差異化發(fā)展，實施針對個體差異化教師指導(dǎo)，調(diào)動全員參與，落實全員全過程多元化評價。

（六）完善組建跨學(xué)科教師群的保障體系

師資力量是保障跨學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵要素。縱觀國內(nèi)的教育教學(xué)改革，跨學(xué)科教育已成為重要的聚焦點。各高校通過設(shè)立跨學(xué)科研究中心、跨學(xué)科學(xué)習(xí)中心、跨學(xué)科實驗室、跨學(xué)科研究院以及學(xué)部的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計等形式將跨學(xué)科研究與教學(xué)結(jié)合在一起。[7]這種組建方式也帶動了跨學(xué)科師資隊伍的建設(shè)，給跨學(xué)科人才培養(yǎng)提供了重要的保障。然而，這種制度更多的得益于新生跨學(xué)科專業(yè)與課程。對于傳統(tǒng)專業(yè)與課程，特別是學(xué)科基礎(chǔ)課程，因歷史悠久的學(xué)科分化，針對某一課程組建跨學(xué)科教師隊伍難以一蹴而就，以學(xué)科為基礎(chǔ)的院系組織形式依舊是當(dāng)前高校教師工作關(guān)系的主流制度。如何打破固化的教師隊伍組織制度，根據(jù)學(xué)生專業(yè)及課程特點建立靈活多變的多學(xué)科知識背景教師群，是學(xué)科基礎(chǔ)課程跨學(xué)科教學(xué)有效實施的基本保障。

借助跨學(xué)科教學(xué)“1+x”特征和院系組織特點，高校可以采用項目支持下的個人聘請制、單位扶持下的集中聘請制、多學(xué)科互相支持的聯(lián)合聘請制等多種形式組建跨學(xué)科教師群。不管哪種方式，其特點為以學(xué)科基礎(chǔ)課程為主體，圍繞學(xué)生所學(xué)專業(yè)，聚集具備與該專業(yè)相關(guān)的多元學(xué)科背景、教學(xué)能力和研究能力的教師，以滿足跨學(xué)科教學(xué)需求。作為課程的設(shè)計與實施者、學(xué)生的指導(dǎo)與引領(lǐng)人，教師群需要在本課程基礎(chǔ)上，針對授課對象的專業(yè)特點，聚焦“為什么跨”“跨什么”“怎么跨”三個基本問題，準確把握課程在人才培養(yǎng)中的作用、在課程體系中的定位、與學(xué)科專業(yè)課之間的內(nèi)在聯(lián)系，并熟練掌握不同學(xué)科的核心知識、方法與技能，共同研討教學(xué)內(nèi)容、制定實踐方案、優(yōu)化評價體系，形成一支多元知識結(jié)構(gòu)與多學(xué)科背景的教師隊伍。此外，學(xué)?？梢酝ㄟ^相應(yīng)的評優(yōu)政策、績效獎勵、教研項目支持等措施，鼓勵相關(guān)教師參與跨學(xué)科教學(xué)，激發(fā)教師參與跨學(xué)科教學(xué)的積極性，為提高學(xué)科基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量奠定堅實基礎(chǔ)。同時，要注意根據(jù)學(xué)科、專業(yè)發(fā)展和教學(xué)需求不斷調(diào)整和優(yōu)化教師隊伍結(jié)構(gòu)，確保教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提升，形成良好的教師群重建生態(tài)。

三、基于跨學(xué)科教學(xué)的高等數(shù)學(xué)課程實施

以廣州大學(xué)為例，作為地方性綜合大學(xué)，在新工科建設(shè)中要對催生新技術(shù)和孕育新產(chǎn)業(yè)發(fā)揮引領(lǐng)作用和對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮支撐作用，是卓越工程科技人才培養(yǎng)的主力軍。學(xué)校結(jié)合國家“雙一流”和廣東省、廣州市高水平大學(xué)建設(shè)機遇，堅持“四個面向”，深化與廣州和粵港澳大灣區(qū)“三個對接”，專注于“四新”建設(shè)。2013年，我國開始在全國各工科院校展開華盛頓協(xié)議等效工程教育專業(yè)認證。廣州大學(xué)新工科建設(shè)以此為契機，全面深化新工科課程體系改革。

“高等數(shù)學(xué)”作為學(xué)科基礎(chǔ)課程體系中的核心課程，是所有大學(xué)幾乎所有非數(shù)學(xué)專業(yè)的必修課（少數(shù)文科例外），工科各專業(yè)對數(shù)學(xué)則有著更高的要求，足見數(shù)學(xué)課程的重要性及與各工科專業(yè)聯(lián)系的緊密性。眾所周知，微積分產(chǎn)生于自然科學(xué)和社會生產(chǎn)發(fā)展，其基本概念和理論在物理、化學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、力學(xué)、航天航空等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。微積分作為“高等數(shù)學(xué)”課程的主要內(nèi)容，給跨學(xué)科教學(xué)提供了豐富的案例和思想方法。為了契合工科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，“高等數(shù)學(xué)”課程以工程教育專業(yè)認證為抓手，基于成果導(dǎo)向的教育理念，對標(biāo)課程支撐的專業(yè)畢業(yè)目標(biāo)重新修訂教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)課程面向不同專業(yè)的需求引入專業(yè)案例重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)專業(yè)實踐初體驗改進教學(xué)模式，制定多元靈活的學(xué)習(xí)成效評價體系及靈活多知識背景的教師群保證跨學(xué)科教學(xué)的質(zhì)量，突破傳統(tǒng)學(xué)科的藩籬，推進新工科學(xué)科基礎(chǔ)課程跨學(xué)科教學(xué)改革。在這個過程中，注重“高等數(shù)學(xué)”中的知識所包含的數(shù)學(xué)思想方法，分析問題、解決問題的思維方式，也是工科教育中不可或缺的一環(huán)。著名的數(shù)學(xué)家Halmos曾說：“具備一定的數(shù)學(xué)修養(yǎng)比具備一定量的數(shù)學(xué)知識重要得多?！睌?shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)注重知識產(chǎn)生的背景以及數(shù)學(xué)理論在實際問題中的應(yīng)用，強調(diào)數(shù)學(xué)思想及數(shù)學(xué)與自然科學(xué)的關(guān)系，使學(xué)生在掌握數(shù)學(xué)知識的基礎(chǔ)上學(xué)會運用數(shù)學(xué)。

在土木工程專業(yè)，“高等數(shù)學(xué)”課程與支撐土木工程專業(yè)的2項畢業(yè)要求指標(biāo)對應(yīng)，確立4個教學(xué)目標(biāo)，在強化本課程的基礎(chǔ)能力上，突出學(xué)科基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程基礎(chǔ)知識與思想方法的交叉融合。其中，支撐畢業(yè)要求1：工程知識指標(biāo)點1-1，教學(xué)目標(biāo)1保持學(xué)生熟練掌握本課程的基本知識、基本計算，教學(xué)目標(biāo)2突出學(xué)生運用微積分思想與方法分析、推演基礎(chǔ)專業(yè)課程中的相關(guān)案例并進行建模與計算。支撐畢業(yè)要求2：問題分析指標(biāo)點2-1，教學(xué)目標(biāo)3保持學(xué)生掌握基本理論與方法，形成一定的抽象思維能力、邏輯推理能力、歸納總結(jié)能力、創(chuàng)新能力，教學(xué)目標(biāo)4增設(shè)學(xué)生能應(yīng)用數(shù)學(xué)的基本理論與方法，識別、表達、分析土木工程問題，并能通過邏輯推理、歸納總結(jié)，獲得有效結(jié)論。在教學(xué)目標(biāo)和“1+x”原則指引下進行跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計：①建立以“高等數(shù)學(xué)”知識體系為橫軸，與“高等數(shù)學(xué)”課程相關(guān)的專業(yè)課程（如“理論力學(xué)”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”、“材料力學(xué)”、“水力學(xué)”及“混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”等專業(yè)必修課）為縱軸的知識相關(guān)坐標(biāo)系，匯集土木工程專業(yè)課程及工程案例庫，挖掘思政教育元素；②教師群協(xié)同備課，通過整合不同學(xué)科的教學(xué)資源，細化每個章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化和更新跨學(xué)科教學(xué)主題和案例；③根據(jù)選取的跨學(xué)科內(nèi)容，采取問題驅(qū)動、項目式學(xué)習(xí)、5E教學(xué)法、ADDIE、BOPPPS教學(xué)模式等以“學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”的教學(xué)方法與模式實施教學(xué)，注重學(xué)生的有效課堂參與，落實各項能力目標(biāo)和學(xué)科綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，在教學(xué)模式的輔助下形成學(xué)生學(xué)習(xí)過程的顯性與隱性評價。在跨學(xué)科教學(xué)的實施中，多學(xué)科知識背景教師群的建立是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)。來自不同學(xué)科的任課教師協(xié)同備課，把握好知識體系的整體框架，包括單個知識點的概念、知識點間的作用與關(guān)聯(lián)等進行深入的理解，發(fā)揮數(shù)學(xué)學(xué)科在解決問題中的作用與優(yōu)勢，在同步熟知相關(guān)學(xué)科知識、語言、方法的基礎(chǔ)上，整體把握、理解、優(yōu)化解決問題方案。整個過程可以有效提供綜合視角，拓寬學(xué)生的視野，幫助他們了解學(xué)科之間的聯(lián)系和相互作用，培養(yǎng)綜合能力和問題解決能力，增強學(xué)生對應(yīng)用領(lǐng)域的了解，以及促進合作與溝通能力的培養(yǎng)。這種教學(xué)方法有助于學(xué)生更全面地理解和應(yīng)用“高等數(shù)學(xué)”知識，在不同學(xué)科和實際問題中發(fā)揮作用。這種以課程為主的多學(xué)科知識背景教師群的建立不僅可以避免單一學(xué)科授課和多專業(yè)教師“拼盤”授課的不足，也能簡化跨學(xué)科教學(xué)管理，保障跨學(xué)科教學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)語

為了適應(yīng)全球生產(chǎn)方式和經(jīng)濟模式的變化，高等教育在遵循學(xué)科內(nèi)部邏輯的同時也要關(guān)注現(xiàn)實社會的需求和邏輯，實現(xiàn)學(xué)科與跨學(xué)科的有機融合。在實踐教學(xué)中，學(xué)科基礎(chǔ)課程應(yīng)以本學(xué)科核心知識體系為依托融多學(xué)科教學(xué)內(nèi)容為一體，開展綜合化程度高的跨學(xué)科教學(xué)。一方面，加強不同學(xué)科任課教師的交流與協(xié)同備課，挑選合適的跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容進行教學(xué)整體設(shè)計，保證不同學(xué)科知識和方法交融互滲，教學(xué)結(jié)構(gòu)合理，學(xué)科知識平穩(wěn)銜接。另一方面，充分利用好教學(xué)硬件和軟件設(shè)施，設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)模式和評價方法，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，科學(xué)、合理地制定評價體系，融合思政教育發(fā)展學(xué)生綜合素養(yǎng)，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。

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收稿日期：2023-08-15

作者簡介：柯麗珊，廣州大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院講師，博士研究生。

*本文系2023年度廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)項目“新工科背景下‘高等數(shù)學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的改革探索與實踐”（粵教高函[2024]9號）、2022年度廣東省本科高校課程思政改革示范項目示范課堂“高等數(shù)學(xué)”第十二章第一節(jié)（常數(shù)項級數(shù)的概念）（粵教高函[2023]14號）、2023年度廣東省本科高校數(shù)學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會教改項目“新工科背景下高等數(shù)學(xué)問題驅(qū)動教學(xué)研究與實踐”（項目號GDSXJG25）、2022年度廣州市高等教育教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項目“新工科背景下高等數(shù)學(xué)課程‘教-學(xué)-評一體化教學(xué)模式的探索與實踐”（項目號2022JXGG036）的研究成果。