生物交叉学科范文（精选12篇）
生物交叉学科 第1篇
(一) 高中生物学科交叉教学的科学背景
生物学科是人与生命个体的中介性学科, 旨在促使学习者认识生命体、了解生命现象及其活动规律, 是基于科学的整体视野来观察生命个体。因此, 科学发展需要以科学的分化作为推动力, 即生物学科的产生是依据生物现象与规律进行学科知识分类排列的结果, 但学科的发展却有赖于对科学的综合性审视、反思与抉择。因此, 生物学科在展示自身学科属性的同时亦反映了科学的整体发展观, “学科间的交叉融合是现代教育回归科学本来面目的必然之选”[1], 高中生物教学不仅无法回避生物交叉学科, 还应通过生物交叉学科来还原科学的整体性与统一性。
(二) 高中生物学科交叉教学的认知基础
根据皮亚杰的认知心理学研究, 高中生正处于认知发展的“形式运算阶段”, 即“依靠命题形式来发现命题关系, 从而理解符号意义的逻辑推理阶段”[2], 主要表现为对问题的多角度思维方式。对此, 传统高中的分科教学模式是基于各个学科的主要思维特点培养学生对某一学科的单向理解, 不利于高中生发挥逻辑思维的认知优势。高中生物学科交叉教学通过深入挖掘不同学科之间的横向联系, 将生物科学与其他自然科学、人文科学看做不可分割的整体, 打破了生物学科壁垒, 促使学科知识经验、情感意志相互渗透, 不仅能有效保障高中生生物认知体系的完整性, 还能推动知识迁移, 帮助学生揭示科学共性, 提升学生解决综合性问题的实践能力。
二、高中生物学科交叉教学的实践应用
(一) 挖掘丰富的学科交叉点
高中生物学科交叉教学首先要求教师深入挖掘与整理教材内容, 向学生呈现具备教学价值的学科交叉点。例如: (1) 高中生物与数学学科的交叉点挖掘:生物遗传学问题经常会运用数学统计法以及数学概率原理来解释基因遗传模式, 食物链的营养级生物量计算、种群增长的曲线斜率等都与数学计算相关; (2) 高中生物与化学学科的交叉点挖掘:细胞元素、生物膜结构、叶绿素分离、细胞外液酸碱度均涉及对化学知识的例证与应用; (3) 高中生物与地理学科的交叉点挖掘:地理地形与气候类型对生物分布、生物系统的稳定性具有明显的影响; (4) 高中生物与政治学科的交叉点挖掘:通过辩证思维中的对立统一来看待生物结构或生物功能的二重性, 如植物生长激素作用的二重性; (5) 高中生物与英语学科的交叉点挖掘:生物概念的英文缩写, 如信使RNA的英文缩写“mRNA”来自于信使的英语单词“messenger”; (6) 高中生物与物理学科的交叉点挖掘:噬菌体侵染大肠杆菌、双螺旋结构的发现都是使用物理学方法进行论证; (7) 高中生物与历史学科的交叉点挖掘:细胞学说的科学发展历程、达尔文自然选择学说的历史背景等科学史内容联系。
(二) 运用学科交叉促进知识的迁移
高中生物学科交叉教学可利用学科交叉知识点来促进知识的迁移应用。首先, 教师需要建构不同学科知识与生物课程的整合内容, 促使学生从不同的角度认识生物问题, 借鉴其他学科思维方法来促使疑难教学问题简单化[3]。例如, 很多学生不能很好地理解为什么脂溶性物质容易通过细胞膜, 这时候教师可以用化学物质溶解的“相似相溶”规律进行解释。其次, 高中生物学科的交叉教学还可以通过“概念类比”的方式进行知识渗透, 例如, 物理学科的机械能、动能、势能等“能量转化”概念被大家所熟悉, 那么生物中细胞的代谢反应也需要能量, 这些能量是从哪儿“转化”来的呢?提供能量的有机物又是什么呢?如此可有效激活学生思维, 顺利导入生物学科的ATP概念。再次, 教师还应基于主题单元学习来开展实践活动, 提升学生解决综合性问题的实践能力。例如, 以“水资源的污染与防范”为主题, 该主题不仅具有社会价值, 亦容括了丰富的跨学科知识应用, 学生需要对水资源类型、水资源循环与分布等情况进行了解 (地理) ;收集历史上重大水资源污染的案例 (历史) ;接着还要调查水资源污染的原因, 寻找水资源净化方案 (生物、化学) ;撰写水资源污染预防的中英对照倡议书, 完成实验汇报 (语文、英语) 等。学生通过做实验、实地考察、查阅资料、制作视频、撰写报告等一系列实践协作工作, 有利于全面认识生物问题, 培养跨学科知识应用的综合能力。
摘要：高中生物课堂实施学科交叉教学是对当今学科综合发展趋势的响应, 有利于还原生物知识的整体性, 突破高中生生物认知思维的局限, 培养学生解决综合性生物问题的能力。本文阐述了生物学科交叉教学的理论依据, 提供了相关教学途径, 以供参考。
关键词：高中生物,学科交叉,知识迁移,概念类比,科学共性
参考文献
[1]匡廷云.学科交叉在生命科学研究中的作用[J].杭州师范大学学报 (自然科学版) , 2010 (09) .
[2]薛淑敏.浅谈认知心理学理论及其对教学的启示[J].读与写, 2009 (04) .
生物交叉学科 第2篇
1 特色优势学科的建设与发展是高校发展的基础
本世纪前二十年是中国高等教育快速发展的关键时期，在这段时期里,高校间的竞争将会从规模竞争转变为更加激烈的学科之争。高校想在激烈的竞争中立于不败之地，就必须发展自己的优势学科和特色学科。每一所高等院校都有一些优势学科和特色学科，其代表着学校的水平和办学特色。要发挥自己的优势，办出特色，就得不断地对学科进行调整、更新、改造，不断保持学科优势和特色，进而积极的促进和带动交叉新学科的建设与发展。
2 交叉新兴学科建设与发展是高校发展的选择
2.1 学科交叉融合是当今发展必然趋势
人类很早就用交叉研究解决和探索问题，交叉研究是现代学科交叉研究快速发展并取得成就的基础。近现代科学发展的历史表明，科学上的重大突破、新的生长点乃至新学科的产生，通常是在不同学科彼此之间交叉和渗透中形成。随着大量新技术和新产业的兴起与发展，现代科学技术出现了高度分化与高度综合的趋势。学科之间的相互渗透愈演愈烈，形成了大量由多种学科交叉形成的新学科。
2.2 学科交叉是高校新学科生长点产生的源泉
从学科发展的角度看，新兴学科的大量涌现与学科的交叉活动密切相关。新兴交叉学科的出现是学科分化的产物。正是基于学科的不断分化，使得解决问题往往要涉及到多个不同学科的知识和方法。使得科学研究需要对多个学科领域或同一学科内的概念、理论和方法相互借鉴。从新兴学科的生长所需机制看，学科交叉能融合不同学科的范式，发现被单个学科所忽视的领域，从而增加各学科之间的交流，有利于形成独立的、跨越单一学科性的科学理论体系，最终发展为新兴的交叉学科。从学科发展史来看，交叉学科一般是在不同传统基础学科之间的衔接处，相互作用而产生的。
综上所述，从基础研究领域逐步向新兴交叉学科过渡是当前高校学科发展的必然趋势。高校应顺应潮流，走出一条积极有效的建设新兴交叉学科的道路。
2.3 学科交叉是获得原创性科学成果的重要途径
学科交叉对高校学科发展的贡献不仅在于它推动了新兴学科的产生，也是获得原创性科学成果的重要途径。不同学科之间的交叉是科学自身发展的要求，这也使得重大的科学发现和进展往往难以在一个独立的学科中实现，总是与多学科之间的互动启发与促进有着必然联系。因此，学科之间的`交叉，便成为推动科技创新的重要途径。交叉新兴的建设与发展可以提高人才培养的质量;可以提升高校解决重大科研问题的科研实力;可以增强为社会服务的能力，因此交叉新兴学科建设与发展是高校发展的必然。
3 以优势特色学科建设促交叉新兴学科建设与发展
交叉新兴学科建设与发展是高校学科发展的新增长点，是高校学科建设与发展的重要内容之一。新兴学科的发展通常都要经历自我发展、交叉培植、整体集成、发展巩固、带动提升等几个阶段。
自我发展阶段是学科发展的初级阶段，还没有形成促进学科交叉发展的意识;交叉培植阶段是无意识变为有意识、不自觉变为自觉的阶段，该阶段有意将多个学科进行适当交融或人员进行适当组合;当交叉培植到一定程度后就进入了整合阶段;发展巩固阶段是在前一阶段的基础上更加精准的指出学科的发展方向，从而确定主攻方向，将优势特色学科进一步地融入到新兴交叉学科中，以期提升学科水平。
交叉新兴学科发展的有效途径总体上有以下几个：在特色优势学科内孕育新兴交叉学科并对其进行有效培育;移植特色优势学科的学术骨干进行交叉新兴学科建设;建立跨学科的交叉研究中心，尽早形成新学科优势和特色;研究所在院系中交叉，其中研究人员可以来自不同院系。高校应结合本校实际情况，整合资源突出特色、发展优势，形成独有的办学治校风格和科学人文优势，发展学科培养人才，以提升学校的核心竞争力。
4 学校新兴交叉学科建设与发展的现实思考
目前，科技的发展在学科分化的同时，呈现出综合化发展的趋势，许多新兴学科在边缘学科和学科交叉中产生。此外，当今世界综合问题不断涌现，社会问题层出不穷，无论从科技发展还是从社会发展的需要来看，要想解决这些问题，都应培养具有交叉性学科知识的人才。
中南民族大学在长期的办学实践中，逐步形成了明显的学科特色，学校现有20门国家、省级精品课程，5个国家级特色专业建设点，1个湖北省高校优势学科，2个湖北省高校特色学科，14门省部级重点学科，7个省级品牌专业，其中民族学、少数民族经济、历史学等都是充分体现中南民族大学办学特色和民族特色的学科，也是中南民族大学具有传统优势和建设经验的学科，同时也拥有企业管理、旅游管理等一批新兴的学科。从学科和社会发展来看，可以把民族学、历史学与旅游管理结合起来，建设成为有特色的交叉学科。因为这些领域与我校的优势学科密切相关，这些学科的建设与发展可以紧紧依托现有的优势学科和特色学科，同时这些学科的发展既可以丰富已有学科的内涵与外延，又可以对已有优势特色学科的进一步发展提供动力。
随着社会经济文化的迅速发展和对外交往的不断扩大，我国旅游业迅速发展，不但成为我国第三产业的重要方面，而且已形成一个新的经济增长点，因而迫切需要兼有人文、地理、经济知识的经营管理人才。旅游学的多样性在一定程度上决定了学科的综合性，需要主动与其他学科整合，一方面向其他学科渗透，另一方面借助其他学科的优势发展自己。旅游学科作为新兴学科，建设时间短，学术队伍、学术积累和学术规范比较薄弱，但其发展前景好，与其有着较为成熟的历史、民族学等优势学科进行整合通过整合，把相互独立的学科联系起来，使之相互贯穿，相互依托，有效推动学科建设取得突破性成果。
总之，交叉学科建设有利于21世纪经济社会发展对人才要求目标的实现，可以打破学科间的壁垒，加强各学科的内在联系，真正做到宽口径、后基础，紧紧依托传统学科优势，促进交叉学科的建设与发展，将以前单学科对人才的培养扩大为多学科对人才的培养，有助于在知识结构上向深度和广度发展，有利于培养21世纪所需要的创新人才。通过加强交叉学科建设，充分体现高校的优势和特色，促进高校办学水平的提高，确保其在未来高等教育的激烈竞争中立于不败之地。
参考文献
[1]刘宏林,张祥德.以特色优势学科促交叉新兴学科建设与发展[j].辽宁教育研究,(11).
[2]顾浩,董建寅.以推动学科交叉促进学科建设跨越式发展[j].产业与科技论坛,.6( 12).
[3]闫宏秀,杜奎松,赵克.诺贝尔经济学奖与学科交叉问题探讨[j].科学学与科学技术管理,2001.6.
[4]王续琨.交叉学科:两大知识板块的交融[j].大连理工大学学报:社会科学版,(2).
跨学科交叉专业 第3篇
虽然跨学科专业是新兴的，但其基础是坚固的。通常，高校会依据当前社会的发展趋势，在原有专业目录之外，设立综合性、边缘性、交叉性或是复合性的新兴学科。采取的方式主要有以下三种：
不同学位的交叉——生物医学工程
首先要普及一个关于学位的知识，大学毕业后取得的学位分很多种，有文科学士学位、理科、工科、医科等等。现在不少高校都开始将不同学位的学科进行交叉，设立了不少新的专业，生物医学工程就是其中之一。它是理、工和医科相结合，工程学、生物学和医学交叉的学科。
从学习内容、课程设置到研究方向、就业倾向，生物医学工程都充分体现了多学科交叉的特点。课程中有医学类课程（如生理学）、电子类课程（电路原理）和计算机类课程（高级语言程序设计），注重将工程学的方法应用到医学领域中。培养的不是医生，而是帮助医生更好地使用医用器械的工程师。在研究方向上，它也非常地广泛，有医学图像、生理信号处理、生物材料等等。
就业的时候，学生可以到医疗器械行业的公司就职，也可以在医院的检验科做医学工程师。医疗设备的使用需要不断地进行校正和维护，并且因为会涉及一些特殊的问题，比如消毒技术对机器的损坏，对工程师的要求也更高。和别的器械不同，医疗器械和病人的就医息息相关，一个小故障就可能导致治疗过程变得不安全，而生物医学工程因其既懂医又懂电子机械的优势，岗位的需求不小。
点评：在这种类型的跨学科交叉专业中，理科和工科的结合尤其普遍，比如地理信息系统专业，就是将地理学、地图学（理学）和计算机科学与技术（工学）结合在一起。这类专业的特点是就业范围广，由于大多是新兴专业，随着相关技术的发展，需求正在不断地增大中。
理论和实际的交叉——文物保护技术专业
有一种工作，在外人看来非常神秘，实则精细。一求延年益寿，二求保存原味，能够还原历史，贯穿中西古今。有一群人，用艺术的才华，行华佗之志业。一手试颜料，一手调药剂，没有秘方，不用固定配方，他们的职业叫作文物保护修复师。以博物馆为例，除了展示文物，更重要的工作是提供专业文物的修护和支援工作。
文物保护技术专业正是为了培养这样的人才而设立的。这个专业不仅要学习人文知识，对文物考古方面的理论知识做到胸中有数，更要学习数理化，懂得如何使用文物保护材料，如何进行文物材质分析，以及如何进行文物保护修复。所以，这个专业既设置了中国书画这样的基础理论课程，又有有机化学及实验、防腐防霉杀菌化学等实践应用课程，颇有一点上知天文、下晓地理的味道。
我国是文物大国，全国的文物加起来超过千万件，现代科学的发展可以让我们用工程技术和化学处理的手段，让文物焕发新生。以香港公共博物馆为例，文物修复办事处就分设了八大专科——书画、档案及善本、出土文物等等。文物保护技术专业的学生毕业后，可进入文化、文物、公安、海关等部门，或是和文物产业相关的拍卖公司等企业进行就职。有不少学生在学习的过程中，不仅大开眼界，而且渐渐地爱上了这个神秘而又有历史感的专业呢。
点评：这类理论研究和实际应用一手抓的专业有不少。比如文化产业管理，把艺术学的理论基础融入到管理学和经济学中，让“懂艺术”的学生能够进行文化产业的运营和运作。在当今社会，不仅需要我们懂得理论基础，更需要我们能够卷起袖子干实事。
不同行业的交叉——法务会计
律师和会计，两种职业都是专业人士，同时也是非常不错的职业。一直以来，它们属于两个不同的行业。然而，随着我国金融体系的不断完善，越来越需要一种新型人才，即律师和会计的综合体，专业人士中的专业人士——法务会计。
律师和会计的专业性都很强，可以想象法务会计专业的课程设置有多么广泛，同时又必须有深度，法律、会计，甚至计算机（计算机和网络舞弊的比率正不断上升）和犯罪学、证据调查学，学习强度不小。
美国著名会计学家C.杰克·贝洛各尼与洛贝特·J.林德奎斯特曾这样定义它：所谓法务会计（Forensic Accounting），就是运用相关的会计知识，对财务事项中有关法律问题的关系进行解释与处理，并给法庭提供相关的证据，包括刑事方面和民事方面。在我国，该领域的研究始于上世纪末，可以预见将来的需求会日益增大。
如果你关注经济类的时事新闻，那么对各式经济犯罪和财务丑闻的频发一定不会感到陌生。2002年，拥有上千亿资产的美国安然公司在几周内破产，随之暴露出经过多年精心策划的并且制度化系统化的财务造假丑闻。这个时候，就需要法务会计来从财务报告中找出虚假财务数据，计算赔偿损失，判断损失和违规行为是否有必然联系。这是因为法务会计既懂法律知识，又精通会计业务。美国的FBI和香港的廉政公署的很多工作都需要法务会计的介入。
目前，法务会计主要工作于企事业单位、社会中介服务机构（律师事务所、会计事务所）和检察机关、公安机关、人民法院等司法机关。由于在校期间就有很多去事务所和法院的实习机会，参与经济案件的调查和取证等工作，因此毕业后能够比较快地适应工作，很受欢迎。
点评：在社会发展的过程中，会不断地诞生出新的职业，它们往往跨越不同的传统行业，对人才的要求也会相应提高。除了法务会计，网络经济学也是一个比较具有代表性的例子。经济学和网络信息技术、计算机科学的交集，代表的是计算机和经济管理这两个职业领域的结合，正是拥有了两种职业的技能，才能在全新的网络经济环境下应对新的机遇和挑战。
跨学科交叉专业并不是几个不同学科的简单叠加，而是相互复合渗透后重新形成的结合体。之所以会不断地诞生这些新兴的交叉专业，是为了满足市场对于人才的需求，这是目前国际上学科的发展趋势，也是创新人才培养的有效途径。特别是在国际竞争中，非常需要跨领域、跨行业、跨学科的复合型人才。当我们选择专业的时候，不妨把跨学科专业作为优先考虑的对象。
生物交叉学科 第4篇
一、交叉学科内涵和生物学实例
1.交叉学科内涵。交叉学科指的是两个或多个学科相互合作, 在同一个目标下进行的学术活动。
2.生物科学领域中的交叉学科实例。
(1) 生物化学; (2) 生物医学工程; (3) 生物信息学; (4) 生物物理学; (5) 生物数学。
二、交叉学科复合式教学体系内涵及生物交叉学科优势
(一) 交叉学科复合式教学体系内涵
交叉学科复合式教学体系是指以交叉学科为基础, 以培养复合型人才为目标, 遵循系统原则, 采用复合式设计方法, 对教学要素 (教学目标、教学理念、教学主体、教学方法、教学内容、教学管理、教学原则、教学手段、教学评价等) 进行交叉复合, 达到优化匹配, 形成高效的人才生成复杂系统, 具有开放性、复杂性、实践性、实用性、创新性及综合性等特征的教学体系。[1]
(二) 生物交叉学科优势
1. 交叉学科的范式是:
A领域的研究问题, 用B领域的方法。而这种研究方法和研究问题的重新组合, 往往能产生很多新的发现, 从而使得交叉学科能够得以蓬勃发展。这也是最大优势。
2. 生物交叉学科优势。
(1) 它融合了不同学科的范式, 推动了以往被专业学科所忽视的领域的研究, 打破了专业化的垄断现象; (2) 增加了各学科之间的交流, 形成了许多新的学科; (3) 创造了以“问题解决” (problemsoving) 研究为中心的研究模式, 推动了许多重要实践问题的解决。[2]
3. 生物交叉学科实例包括:
(1) 生物化学; (2) 化学生物学; (3) 生物医学工程; (4) 生物信息学; (5) 生物物理学; (6) 生物数学。
三、佳木斯大学生物交叉学科创新人才培养模式的实践
1.本科生导师制。导师制是一种教育制度, 与学分制、班建制同为三大教育模式。导师制由来已久, 早在19世纪, 牛津大学就实行了导师制, 其最大特点是师生关系密切。[3]
2.佳木斯大学生物交叉学科本科生创新能力训练体系模式。 (1) 佳木斯大学生物交叉学科本科生研究性学习的训练模式; (2) 佳木斯大学生物交叉学科本科生研究型讨论的训练模式; (3) 佳木斯大学生物交叉学科本科生研究课题文献资料查询和综述、成果总结发表和研究论文写作的训练模式。
3.佳木斯大学生物交叉学科本科研究型毕业设计模式。佳木斯大学生命科学学院教学指导委员会按照教育部的有关规定和人才培养目标的要求, 根据生物交叉学科专业人才培养的规律、特点和实际, 制定符合生物交叉学科特点的《本科毕业论文 (设计) 工作管理办法》。
4.佳木斯大学生物交叉学科本科生职业技能鉴定培养模式。佳木斯大学职业技能鉴定所面向佳木斯大学生物交叉学科本科生及社会需求, 开展职业技能鉴定。在大学生中开展“双证书”制度, 提高学生的职业技能水平和就业竞争力。
5.佳木斯大学生物交叉学科本科生攻读第二学位培养模式。
6.佳木斯大学生物交叉学科本科生课外自主科研与合作科研培养模式。 (1) 自主科研:佳木斯大学生命科学学院生物交叉学科本科生课外早期探索自己感兴趣的研究方向;结合毕业设计 (论文) , 继续从事和完成他们自己的研究课题。 (2) 合作科研:佳木斯大学生命科学学院生物交叉学科本科生课外早期经过探索和初步训练以后, 参加教师的高层次科研项目的研究, 结合毕业设计 (论文) , 继续从事和完成他们自己的研究课题。[4]
参考文献
[1]胡树华, 兰飞, 范文芳.交叉学科的复合式教学体系设计研究[J].江苏高教, 2007.7:69-71.[1]胡树华, 兰飞, 范文芳.交叉学科的复合式教学体系设计研究[J].江苏高教, 2007.7:69-71.
[2]http://baike.baidu.com/view/67024.htm.[2]http://baike.baidu.com/view/67024.htm.
[3]http://baike.baidu.com/view/862994.htm.[3]http://baike.baidu.com/view/862994.htm.
生物交叉学科 第5篇
我国高校交叉学科建设存在着大量的.问题,制约着交叉学科的发展.本文深入分析了交叉学科建设在学科本身、师资利用、组织管理、学术评价这四个方面所面临的不利因素,并提出相应的对策.
作 者：尹霞 作者单位：东南大学,高等教育研究所,江苏,南京,210096 刊 名：文教资料 英文刊名：DATA OF CULTURE AND EDUCATION 年，卷(期)： “”(23) 分类号：G64 关键词：高校交叉学科建设 障碍性因素 措施
交叉学科教学模式创新探析 第6篇
关键词：数字媒体艺术；产学研合作；创新型人才教学模式
1 交叉学科对高校教学模式的挑战
数字媒体艺术设计是顺应数字信息时代的发展而兴起的一个新兴应用型交叉学科，它借助于高科技的发展成果和全面支持表现出独有的特征。根据我国高等教育的人才培养模式和特点，在建设创新型国家的时代背景和国际人才竞争的大格局下，教学培养目标应该把培养具有创新意识、创新精神、创新思维、创新能力并能够取得创新成果的高素质创新型人才作为重点。然而，大部分高校教学上还存在培养理念滞后、教学内容更新缓慢、师资力量、水平有待提高等问题，不利于学科创新型人才培养目标的实现。这就要求严格制定课程建设规划思路，通过修订原有教学计划，实时更新实践教学内容，以集成创新促进教学水准提高。互联网时代，数字动画、游戏设计、数字刊物、网络广告、影视特效等数字媒体技术得到了支持。
数字媒体的视觉表现手段多样，形式自由，创新力强，想象力可以得到极大发挥，因而以数字媒体技术与艺术为主要支撑的数字媒体产业应运而生。我国现有数字媒体艺术设计专业学科的教师资源数量有限，资源紧缺，而数字媒体艺术设计这一学科需要逐渐成熟和完善，教师知识和能力需要与时俱进。因此，我们必须对教师进行培训，以适应当前学科的发展。教师应该掌握最先进的教育理念和教学模式，以便在已有教学经验的基础上不断完善教学方式。由于交叉学科的特殊性，高校教育工作者可能存在过度强调数字技术本身，技术训练占学科规划较大部分的问题，教学中没有长远眼界和精准教学定位。这就导致学生仅仅掌握软件等相关技术的基本操作技能，没有掌握自身学习的方法和规律，进入社会后，无法适应信息时代的发展，不能明确表达自己艺术创作的主题和内容，需求得不到满足。
2 数字媒体艺术设计创新教学模式探析
高校通常根据学科划分不同的院系，形成以学院为基本的教学单位。各学院存在各种沟通障碍，学科之间缺乏学术联系与合作。数字媒体专业是一门交叉新学科，当前大部分院校在工学领域开设软件工程、数字媒体技术等专业，或者在艺术学领域开设动画、工业设计、数字媒体艺术等专业。这会造成数字媒体艺术学生计算机技能方面的欠缺，而数字媒体技术专业的学生则缺乏艺术修养的熏陶。这势必造成数字媒体艺术专业的不平衡发展。数字媒体领域的知识应是数字媒体技术与艺术的综合。复合型师资队伍建设迫在眉睫，教师不但应具有深厚的人文艺术素养，而且应该熟练运用数字媒体技术进行操作。我们需要加大学科交叉、校企互补的复合型师资队伍建设。高校专职教师队伍建设方面，实行学科带头人、专业负责人制度，形成知识结构合理、框架清晰、具有发展潜力的专业师资力量。要以培养中青年新生学科带头人为重点，采取开放、创新、精英、高效的原则，通过各种渠道从外界引进人才，建立师资合理配置的有效机制，建设一支素质高、结构优、精英多、时代需求的高素质软件技术与艺术设计复合型教师队伍。定期选拔优秀青年教师到数字媒体教育比较先进的国家进修学习，或者到企业中加强实践技能培养。对现有教师分期分批进行新技术、新知识的短期培训，资助教师进行数字媒体方面的教学改革和科学研究的知识更新。可以兼职聘请一批知名专家、学者来校授课或讲座。这样有利于解决师资力量方面的问题。数字媒体艺术教学应以实验室为基地，产学研结合，促进实践教学改革。我们按照“以能力培养为宗旨，以就业为导向，走产学研结合发展道路”的教育理念，以数字化技术与艺术相结合为特色，优化实践教学内容，构建“层次化和模块化”的实践教学体系，促进实践教学改革软件与艺术技能培养有机结合，加大专业实践课课程。专业实践课程是在教师引导下，学生能够自主进行的综合性学习与探索的活动。它基于学生的理论知识经验，密切联系学生的自身生活和社会实际活动，体现出了对知识的综合运用能力。
我们在交叉学科实践操作当中，可以采用成果导向的教学模式，先要明确开设这门课程的主要教学目的是什么，学生通过这门课程实践能学到什么基本知识，学生能不能把课堂上所学到的理论知识融化，这些知识在解决实际创作中有什么意义。数字媒体艺术设计的特性注定其必须通过实践来检验，而目前教育中比较欠缺的就是这种实践课程。对于一般学科来说，实践课或许在整个课程体系中占比例很小的一部分即可，但是数字媒体艺术这门专业要想取得较好的教育效果，必须展开大量的实践课程。学生通过实践动手创作，才能更好地发现问题，只有发现问题才有可能主动去探索解决问题的方法。数字媒体艺术设计课程体系的构建必须与时俱进。运用最先进科技成果，掌握核心技术领域知识构架，有利于课程达到创新效果。部分高校采用校企合作方式教学，学校加强与企业的合作。坚持以学生为中心，鼓励师生主动联系相关企业，让学生走入企业，了解企业，加强校企合作教育以及学校与企业间的产学研合作。特别是现阶段学校基本设施资源完善度不够，这种方式可以充分利用企业教育资源，建设校外实习实训基地，加强与实习基地的协作。这些企业在培养学生综合能力、实践能力、扩展丰富的专业知识方面发挥着不可替代的作用。同时，学生在企业实践时间较长，企业成为一个考核学生综合素质的平台，学生也可以在实践中了解企业情况，熟悉工作岗位的条件，两者相辅相成，一定程度增加了毕业生就业的概率。
这些都为我们提供了一些可供借鉴的经验及创新思维，通过这些交流和学习，我国数字媒体艺术专业教育必将会开创一个新平台。我们应该充分利用数字技术的最新科学技术成果，将其应用到数字媒体艺术设计中。有机结合校内实验室与校外实验基地，充分利用社会的人力资源、技术资源。强化基础，重视基础对创造的支撑力，训练和提高学生的创造性思维能力。以市场需求为导向，以实际课题项目为推手，提高数字媒体艺术专业学生的综合设计能力。
参考文献：
[1]游士兵，惠源，崔娅雯.高校协同创新中交叉学科发展路径探索[J].教育研究，2014（04）.
生物交叉学科 第7篇
1 环境生物交叉学科毕业生面临的困境
1.1 环境生物交叉学科毕业生五花八门，学科背景相差很大
目前，全国理、工、农、林、医和师范等各类高校基本上都设置有与环境保护相关的生物工程专业。各高校设置环境生物交叉学科的背景不同，专业基础相差较大，对环境生物类人才培养所使用的专业培养方案五花八门，对交叉学科人才培养的教学大纲和基础课程设置存在着很多不完善的问题。具体表现在以下几个方面。
1.1.1 学生基础课或者公共课程任务繁重
为了培养具有基础知识面宽、适应性强、创新意识突出的优秀人才，国家教育部将原有的环境生物专业合并到环境科学专业中，使其成为环境科学的一个分支方向[4]。而各学校都要求交叉学科学生必须完成学校公共基础课以及学院或一级学科专业基础课。以我校为例，生物工程专业(环境生物技术方向)的学生不但要完成所有的基础课程，还要具有很强的工程实践能力，所以学生的高等数学、化工原理、工程制图和物理化学、有机化学、分析化学等工程基础课程学时所占的比例也相对较大。
1.1.2 专业课程门类多,培养的人才“博”而“不专”
生物技术专业涉及细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程、发酵工程等课程,而这些知识又必须建立在细胞生物学、遗传学、分子生物学、生物化学等基础知识上;如果要培养环境生物技术人才,学生还必须掌握环境检测和分析、环境工程学、环境评价等基础知识。
从以上两点可以看出，交叉学科学生“博览”多门课程的基础知识，但是真正掌握的专业技术并不过关。要培养有特色的环境生物类技术人才，必须根据社会实际需求改革人才培养计划，对现行的教学培养方案和课程体系进行整合和完善。
1.2 环境生物交叉学科毕业生的实践能力和综合处理问题能力欠缺
美国工程与技术鉴定委员会(ABET)要求各工程专业毕业生必须达到11种能力要求：包括制订实验方案、进行实验、分析和解释数据的能力；根据需要设计一个系统、一个部件或一个过程的能力；对工程问题进行识别、建立方程以及求解的能力；在工程实践中运用各种技术、技能和现代工程工具的能力等[5]。原因主要是：(1)如今很多用人单位反映毕业生普遍存在重理论轻实践、重高端技术轻基础实践能力的问题。尽管各高校人才培养方案中都设有实验、实习等实践教学环节，但实际上，实践教学资源满足不了对学生实践能力培养的要求。从实验教学分析，高校扩招，但教学设备没有大规模增加，以前20人/批次的实验资源，现在要满足50人/批次的需要，学生不能独立操作或者整体完成实验教学要求。(2)实验教学内容没有根据技术发展进行更新。学生上实验课时，只是按照教师编写的非常详细的实验指导书按部就班操作，在实验课上不能达到对学生的综合能力和创新能力进行培养的目的。(3)缺乏处理实际问题的能力。很多专业没有固定的生产实习基地，学生综合实践经验几乎为零，而且近年来就业压力增大，学生急于找工作，不能独立、高质量地完成毕业论文/毕业设计，失去了最后培养实践能力和综合解决问题能力的机会。
因此对环境生物类交叉人才培养的实验教学、实践教学的内容、方法和手段进行改革，建立稳定、有特色的实践教学模式势在必行。
2 环境生物类交叉人才培养实践教学模式初探
2.1 教学计划和教学方案的完善和优化
为了培养有特色的环境生物类技术人才，不同院校必须有适合自己专业特色的环境生物交叉的知识体系、教学计划和教学方案[6]。以我校生物工程(环境生物技术方向)专业为例。教学中一方面强调学生有扎实的工程设计和技术应用基础，另一方面要求学生掌握生物技术和环境保护领域系统的专业基础知识。这些基础知识涉及多个学科、多个领域，很多课程所使用的教材内容自成一体，缺少系统的适合工科学生所用的教材[7]。因此教学中首先根据本校学科优势和本地人才培养需求，将各门基础课和专业课所教授的知识进行优化整合，把一门课程放到满足整个专业技术人才培养目标的层次上考虑，提炼知识内容，重新设置课程内容，确定课程教学的核心内容。再根据知识点之间内在联系，将知识领域整合、聚类成环境生物技术板块。最后根据学生的兴趣和就业目标，将知识板块构成不同的层次或者技术培养方向，使知识体系结构和教学目标明确。
2.2 开展多样化实效强的实践教学
培养环境生物类交叉技术人才可以参与的实践教学环节包括课程实验、专业实习以及科研团队和自主创业等活动。
(1)实验教学是培养合格人才的基本环节，不仅能培养学生严谨的科学方法和独立进行科学实验的能力，而且培养学生的创造能力，是培养学生动手能力和综合素质的基础[8]。对实验课程进行整合，采取开放式实验教学模式，实验内容模块化，将一些技能培训的基础实验融入综合性实验，学生按照参与客体的不同分为不同小组；各组学生参与的实验内容相互支撑，却各不相同，自成一体，不但增强了学生的探索精神，而且可以引导学生进入研究性课题[9]。
(2)通过多种途径，加强实习基地的建设。充分利用教师的科研实力，以“互惠互利、优势互补”为原则，多途径、多形式地与相关企事业单位共建校外实践教学基地，并鼓励理论功底扎实、实践能力较强的中青年教师带着学生与大型企事业单位的中高级专业技术人员从事校内外的合作研究，使教学和科研工作获得“双赢”。
(3)建立本科生科研平台，鼓励学生参加创新科研团队。除了加强课堂实践能力的培养，积极引导学生参与特色的课外科研创新课题，努力申报针对本科生而设立的科研项目。鼓励参加前期科研团队的学生，在毕业论文/毕业设计期间继续参与自己的项目完成毕业论文/设计。该措施在我校环境生物系取得良好的效果，近年来毕业生的就业率和企业反馈信息良好。
3 结束语
随着生命科学与环境科学的发展与应用,环境生物学知识的高等教育,很可能延伸为一项重要的社会普及教育[10]。从一个较全面、系统、科学的角度,认识和分析环境生物交叉技术人才培养中所遇到的问题,强化技术储备人才实践能力的培养是非常必要的。从完善、优化教学计划和教学方案做起,采取不同的途径加强实验和实践能力训练,采用本科生导师制、纵性科研小组等措施,在教学中实施以实践教学改革为突破口的整体教学改革,力求取得更为显著的成效。
摘要：分析了影响环境生物交叉学科人才实践能力培养的主要问题所在,针对具体问题提出培养实践性人才的两条具体途径:特色教学计划和教学方案的完善和优化,多样化实效强的实验教学和实践教学。
关键词：环境生物,交叉学科,人才培养,实践能力
参考文献
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生物交叉学科 第8篇
1 在教学中开展学科交叉的必要性与重要性
现代科学体系自近代建立以来长期呈现分化的发展趋势, 学科越分越细, 但随着人类对自然与社会发展规律认识的深入, 到了20世纪七八十年代, 科学的学科门类在继续分化以外, 还出现了综合的趋势, 现代经济和社会的问题越来越复杂, 一个单一学科很难回答经济和社会发展中的问题, 使得21世纪成为多学科交叉综合大发展的时代。所以, 打破学科界限, 强调学科综合、提升综合素质、培养复合型人才成为一个很重要的趋势。回顾从生命科学与生物技术的学科发展史, 在生命科学的发展过程中, 由于其它科学技术的进步, 使生命科学得到了突飞猛进的发展。生命科学之所以能成为当今世界自然科学领域的领先学科, 不仅依靠生物学家, 还必须依靠数学家、物理学家、化学家、信息科学家、环境科学家以及工程科学家等不同学科专家的共同努力[2]。例如通过生命科学与物理学科的交叉, 推动了对微观生命现象的研究, 发现了细胞, 建立了细胞学说, 通过对细胞微观结构及其遗传代谢规律的研究, 在此基础上逐渐产生了微生物学、遗传学、细胞工程、分子生物学等多门现代生命学科。自19世纪开始, 通过化学与生命科学的结合, 氨基酸、核酸、蛋白质、酶等一系列化合物被发现, 通过其代谢过程的研究最终产生了生物化学, 并促进了生物工程、发酵工程、酶工程、代谢工程、基因工程等一系列现代生物技术的发展。近年来通过分子生物学、基因组学、信息科学和工程技术等学科交叉融合产生的合成生物学通过设计和构建生物部件、装置系统, 并重新设计现有的天然生物系统, 将对下一轮产业竞争如能源植物的改造、能源和医药化工产品的高效生物合成产生重要影响[3]。进入21世纪, 社会科学开始广泛涉入生物技术的知识产权研究及生命伦理学等领域, 进一步规范了生命学科的发展方向。由此可见学科交叉是生命学科乃至科学发展的必然规律。
自然、环境、资源等已成为当今人类社会所面临的主要问题, 人类已经意识到妥善解决这些问题需要多学科的交叉融合并形成综合的系统方案, 这就要求培养知识面宽广并具有创新意识的复合型人才。生命科学与生物技术概论课程可以为该体系人才的培养提供相关的知识基础与科学素养, 客观上要求该课程应从学科交叉的角度开展教学。尽管生命科学是在学科交叉过程中发展壮大的, 但非生物专业的学生往往很难找到本学科与生命科学的交叉点, 因此对相关知识的认识往往流于形式, 很难形成共鸣, 更不能培养相关的科学素养, 因此, 通过教师的教学进行有的放矢地引导具有非常重要的作用。
2 根据学生的专业背景安排教学是实现学科交叉的基础
由于生命科学与生物技术概论已成为理工科学生甚至文科学生日益关注的公共选修课, 使该课程教授的对象具有两大特点: (1) 学生的专业背景迥异。选修该课程的学生几乎涉及了理、工、经、文、法等各个专业, 其中化学工程、材料工程、环境工程、应用化学等专业的学生具有足够的背景知识, 对该课程的主要教学内容较易理解, 而更多的专业如电子、通信、经济管理、外语、法学等在整个培养方案中几乎不涉及相关知识背景的学习。 (2) 学生的知识基础参差不齐。中学教育阶段开设有生物学、化学等相关课程, 但由于长期存在的文理分科及“高考指挥棒”效应, 导致相关学习流于形式。对本校选课学生的调查发现:理工科学生中近半数在高二后未再接触生物学或化学, 而文科学生中这一比例近100%;即使是已参加过以上课程高考应试的学生中, 知识遗忘现象亦很普遍, 课堂摸底中发现70%以上的学生不知道细菌是否属于单细胞生物。但同时也发现一些学生具有良好的专业知识基础, 甚至熟知基因工程的原理与基本操作步骤。因此必须从学生的知识基础及背景这个实际出发安排教学才能促进多学科的交叉, 主要包括2方面。
(1) 根据专业背景与知识基础的差异设立教学班。公选课采用大班授课, 教学实践表明, 专业背景迥异的学生往往其知识基础也存在显著差异, 安排在同一教学班, 理论上可以促进不同学科的交流、拓展思路, 但实际操作中往往难以结合各专业学生的实际情况, 导致最后回归至同一教案、同一内容的传统教学, 学生或缺乏兴趣, 或难以理解, 导致效率低下。因此确立了“文理分离, 相近合并”的排课原则, 尽量将具有相同或相近专业背景的专业安排在同一个教学班, 将选修的各专业按“化学材料、能源环境、机械建工、电子信息、经贸管理、法学外语”大类进行分班教学。
(2) 根据专业背景与学科交叉点设置教学内容。作为一门公共选修课, 任何一本相关的“生命科学导论”或“生物技术概论”教材都不可能适合所有专业的学生学习, 同时教材内容往往涵盖了现代生命科学与生物技术的主要范畴[4~5], 从生命起源到基因工程, 从生物医学到生物信息学, 该课程仅为24学时, 因此教学内容及教案必然要有所侧重与取舍。我们首先根据宏观-微观-宏观的原则确定了基本教学内容, 包括:生命的起源与进化、细胞、生命的化学组成、遗传、基因工程、生物信息学、资源与环境、生物技术概论并补充当前生命科学领域内的研究热点 (生物材料、生物能源、生命伦理) 作为教学补充。在此基础上对不同大类的教学班, 确定相应的教学重点, 如化学材料类与生命科学关系较密切, 以“生命的化学组成”、“生物技术概论”为教学重点, 介绍其与化学工程、材料工程的相互渗透, 探讨其对传统化工及材料工业技术发展的影响;对电子信息类专业重点教授“基因工程”、“生物信息学”, 介绍信息技术对生命科学特别是分子生物学的推动, 讲授生物芯片技术的机理与应用;对经贸管理类, 则采取科普性教学, 重点讲授“生命的起源与进化”、“细胞”、“资源与环境”及生物技术对人类生产与生活方式的影响。实践表明, 以相关学科与生命科学的结合点作为教学重点, 使学生了解相关学科与生命科学交叉融合的实例, 有利于激发学生对生命科学与生物技术的学习兴趣, 启发他们的创新思维。
3 探索与讨论式的教学方式是促进学科交叉的关键
传统的“注入式”教学方法在面向生物专业学生时, 其弊端往往因为学生在课前课后的自我努力程度差异而显现不出, 但是对于非生物专业的学生, 这样的教学效果就会大打折扣[6]。在教学中我们体会到:即使是最生动的多媒体课件, 如果只是教师单方面的讲授难以激发学生的学习积极性, 必须鼓励学生自主学习, 即根据其专业背景, 结合已有的基础知识, 对学习的内容进行探索与总结, 变被动为主动。因此在教学中我们经常结合重要知识点布置一些小课题, 让学生在课外查阅资料, 然后在课堂上进行广泛讨论, 在讨论中教师将各学科的知识引入到相关问题中, 并解释其所能发挥的作用, 通过讨论让学生掌握其中的原理与要点, 了解发展动态, 激发学生的兴趣, 拓展思路。例如在讲授生物能源时, 提前让学生查阅关于生物能源的背景资料, 了解发展生物能源的原因、生物能源的种类与优点, 在课上讨论时, 教师通过巴西发展甘蔗酒精的应用实例说明走可持续性发展道路对人类生产方式的影响与意义, 然后根据教学班专业的不同地将讨论的方向引向学生所熟悉的学科领域中, 如对理工专业的学生主要探讨如何降低生物能源的生产成本、如何将渗透汽化等新型化工手段应用于该领域, 如何从生物能源出发开发新一代动力系统 (氢燃料电池) ;而对文科专业则重点探讨发展生物能源产业应注意的宏观问题 (如“与人争粮, 与粮争地”、“如何建立自主的知识产权”) 和现有的解决方法及其优缺点 (发展新一代生物燃料、原料的替代等) ;最后将讨论回归于合理发展生物能源对促进全社会节能减排的作用。在整个讨论中还可将之前学习的部分内容如糖类物质的分类、工业微生物、基因工程的原理、发酵的一般过程等相关知识点进行随堂复习, 在实现学科交叉的同时加强其对重点内容的掌握。
4 运用合理的考核手段检验学科交叉的教学效果
考核的目的是为了加深学生对现代生命科学与生物技术的基本认识, 使他们认识到生命科学与各专业学科之间的直观或潜在联系, 正确看待该学科与其他学科融合对人类社会发展的影响。在具体实施中, 将学生的课堂互动与课后资料的检索纳入到平时成绩。对课程考试采取因专业而异的原则设定试题与考试方式, 对化学、化工、材料、环境、能源等与生命科学或生物技术关系密切的专业采用闭卷考试方式, 在考察课程基础知识的同时, 重点考察学生对相关领域中学科交叉现状的了解程度;对其他背景迥异的专业则以开卷考试的方式, 除了测试是否具备生命科学相关的基本素养外, 重点考察其对生命科学与社会发展之间关系的认识。对以上涉及到学科交叉的具体试题不设单一的标准答案, 鼓励学生在答题中发表自己的见解。
通过以上的教学探索, 激发了广大学生对生命科学与生物技术概论的学习兴趣, 课后, 很多学生与授课教师交流其对生命学科的认识及其对相关交叉领域的思考, 根据统计, 我校每年均有数十名来自化工、材料、机械、化学等专业的本科生报考生物工程类的研究生并有相当的考生被录取, 还有一些学生将生命科学的一些原理与方法引入到其相关专业的创新设计及科学研究中, 这些均促进了我校各学科群之间的交流, 拓展了化工、生物、材料、自动化等学科方向的研究思路与合作空间, 取得了良好的教学效果。
参考文献
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生物交叉学科 第9篇
本文以四川大学高分子科学与工程学院开设的“生物高分子及制品”课程教学为例, 从课堂教学的多个方面提出了对交叉学科的本科教学的思考和体会。
一、课程背景
“生物高分子及制品”是四川大学高分子科学与工程学院为大三学生开设的一门课程, 任课教师均来自我院医用高分子材料及人工器官系。医用高分子材料专业建立于1978年, 并分别于1986年和1992年获得硕士、博士学位授予权, 是我国最早的培养生物医用高分子材料专业人才的基地之一。系内的教师在生物医用高分子材料及人工器官的科研、教学方面有30多年的丰富经验。本课程所使用教材主要为我系老师合力编写的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《生物医用高分子材料》[3], 并结合科研前沿做了丰富多样的专题讲解。目前一个年级有三个班平行授课, 每个班的人数在70~90人。本门课程是典型的交叉学科产物, 其内容涉及生物医学、材料学 (高分子材料) 、工程设计、医疗器械等多个领域。教材的主要章节包括绪论、高分子材料和生物体的相互作用、生物医用高分子材料的生物相容性和安全性评价、人工器官用高分子材料、医疗诊断用高分子材料、药物缓控释高分子材料、软硬组织替代和组织工程用高分子材料、医用高分子材料的设计。根据我院学生学术研究发展方向和工程应用发展方向并重的特点, 在课堂讲授的时候授课教师会尽量同时扩展到前沿的科研领域 (如医用高分子非病毒基因载体) 和相关产业的应用环节 (如生物医用高分子材料制品的生产、消毒) 等。考查方式以课堂讨论、平时成绩和期末笔试成绩综合打分。
二、互动式授课的几点思考与体会
1. 综合多学科领域的讲解方式。
生物医用高分子材料是功能高分子材料中重要的组成部分, 是指在生物及医学领域所使用的高分子材料。总体而言, 本课程是两个一级学科:材料学 (其中的高分子材料) 和生物医学工程学 (其中的生物材料) 的交叉点。两个学科的跨度很大, 如何能生动形象地讲解和引领学生思考至为关键。例如, 在进行人工器官用高分子材料的讲解时, 我们通常会采取由浅入深的启发式教学方法。首先, 我们将人体器官做一个对应的抽象化的模型, 其中包括脑—计算机、耳—声音探测器、肺—气体交换器、心—泵/液体输送器、肝—化学工厂、肾—分离/净化系统和血管—输送管路等, 以方便同学们从功能上理解人体器官并能针对性地对人工器官进行设计、思考。通过讲解, 同学们了解到研究人工器官并不能简单考虑其与人体组织器官的类似, 更重要的是能使其再现或部分再现人体器官的功能。举例来说, 在讲到人工肾时, 我们会先从医学的角度讲述肾脏的结构和功能, 重点描述肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用。其中, 肾小球每天以125m l/m in的滤过率处理约180L的血液, 肾小管将滤过液中大部分的水、电解质、葡萄糖和其他小分子有用物质重新吸收入血液, 而每天最终排尿量仅为2.0L。通过上述讲解, 同学们可以清楚地了解肾脏在人体中的主要功能, 那么进一步的关于人工肾功能设计的讲解也就顺理成章了。人工肾是血液净化技术中所使用的最重要的人工器官, 再通过进一步关联讲解病理学的内容, 我们可以使同学们了解到使用人工肾的血液净化技术的目的和意义在于治疗与血液相关的疾病, 既包括肾脏方面的疾病如肾衰竭, 也包括各种由于血浆成分发生病理改变而产生的血液性或免疫性疾病, 如巨球蛋白血症、系统性红斑狼疮、血友病和多发性骨髓瘤等。紧接着, 针对不同的疾病和需要去除致病物质, 我们很自然就将知识点转到不同的血液净化技术上来, 分别讲述血液透析、血液滤过和血液透析滤过三种人工肾技术。最终, 三种不同的人工肾技术就引出了不同的生物医用高分子材料和制品的需求和设计:通过对用于人工肾的各种生物医用高分子材料的化学成分、物理性能的分析, 以及对完成其制品的各种工程技术的描述和表征, 使同学们融会贯通, 掌握这个跨多学科交叉领域的知识点。再举一个例子, 在讲组织工程用高分子材料章节时, 由于这是一个非常前沿的跨生物学、医学和材料学的交叉领域, 如何有机结合多学科知识使同学们带着兴趣学习就非常关键。首先, 我们会用“人耳鼠”等组织工程经典的图片展开绪论, 使同学们的目光一下子就被吸引住了, 让他们去思考:人类科技的进展真的有一天能实现更换人体的各个组织器官吗?由于多个现实的案例摆了出来, 他们就会意识到这是有可能并已经部分实现了的前沿科技。进而, 我们就会用搭房子来做一个形象的比喻讲解组织工程的三要素:细胞是砖块, 生长因子是建筑工人, 而生物材料就是整个房屋的支架。而组织工程支架材料对生物相容性、生物降解性能的要求就使得生物医用高分子成了其中的首选。在这样的引领下, 同学们的关注点自然就转到了我们高分子学科与组织工程的关系, 并能带着兴趣学习接下来的组织工程的原理和方法、软骨组织工程支架材料、神经组织工程支架材料、血管组织工程支架材料、肌腱组织工程支架材料、皮肤组织工程支架材料、角膜组织工程材料、组织工程支架制品的制备方法等多个知识点。在讲解的过程中, 我们还会播放组织工程培养细胞、体外构建人工血管等录像资料, 让同学们更直观地认识生物医用高分子材料在组织工程中的应用。
2. 学生积极参与的教学互动形式。
除了教师的有效引领作用外, 学生能否积极参与教学过程的互动也是交叉学科本科教学能否成功的关键。对于本课程, 我们主要采取了课外检索学术资料做PPT报告和分组讨论的形式。如前所述, 我们将人体组织、器官分开并做了一个对应的抽象化的模型。对应于此, 我们将学生分成了若干个小组, 安排每个小组负责准备和主持一个主题的PPT报告和讨论。我们会提前一周通知负责组的同学 (通常为4~8人) , 事先与他们讨论讲述的主线和子方向, 要求同学们分工合作, 其中一些同学负责每人5分钟的PPT讲解, 其他一些同学负责资料收集和整理工作。例如对肺的一个主题, 通过一周的准备, 同学们查阅了一定数量的文献资料, 准备了精美的PPT资料和讲解内容:第一个同学做了呼吸系统和常见呼吸系统疾病的综述;第二个同学的报告集中于描述现有的呼吸系统手术 (尤其是肺部手术) 中使用的大量生物医用高分子材料和制品, 例如包括呼吸道麻醉科导管、单肺通气封堵导管等医疗器械;第三个同学从人工肺的研究角度出发, 用较多的学术资料描述了该领域的研究前沿, 进一步通过阅读资料提出了现有研究的不足, 并提出他们小组讨论后对该领域的展望;最后一个同学结合工程实际, 从生产设备、生产工艺等方面描述该领域医用高分子制品的制备方法, 并简单提及国内外的主要生产企业。通过这样的一个“准备—讲述”的过程, 该组同学系统地掌握了交叉学科从基本概念到学术研究, 再到工业领域的诸多方面, 并能逻辑清晰地讲述给全班同学。在同学们的PPT讲述过程中, 任课教师会组织听报告的同学们进行有益的讨论。例如, 在讲解到有关生物医用高分子材料和制品的生物相容性的时候, 有做报告的同学会以隐形眼镜为例讲解, 其制备原料主要是聚羟乙基甲基丙烯酸酯类材料。这时, 我们会请有戴过隐形眼镜的同学举手, 并组织讨论:为什么隐形眼镜有日抛、月抛和年抛的区别, 它们对材料的要求有何不同?为什么夜晚要取下眼镜进行清洗保养?作为使用者, 自己戴隐形眼镜会有什么样的要求?通过这些问题的讨论, 同学们可以进一步了解作为交叉学科的产品, 生物医用高分子材料和制品不仅要在功能上满足使用的医学目的, 还要求我们从材料学和工程学的角度去设计, 才能获得较为理想的使用性能。而且这样的讨论也容易引起同学们的兴趣, 避免过多过深的理论讲解会导致的注意力分散。在整个PPT报告和讨论的过程中, 任课教师会针对同学们的资料准备情况、PPT讲解情况和讨论情况进行评价和打分, 作为成绩考核的重要标准之一。
3. 创造条件结合实践教学。
交叉学科除了能在学术前沿激发出更多的创新性火花之外, 往往还可以通过学科的交叉设计、生产出大量的实用的制品。本门课程针对的生物医用高分子材料和制品就是典型例子, 其所涉及的产业主要为医疗行业和医疗材料 (器械) 企业。因此, 创造条件结合实践进行教学就成了本门课程重要的组成部分。本门课程的授课教师大多与上述行业的企业有长年的产学研合作关系, 已经完成或正在研发多项生物医用高分子材料和制品的工作, 因而具备较好的实际条件进行实践教学。例如, 任课教师与成都市的多家医疗器械生产企业建立了长期的科研关系, 从而能将课程的认识实践带到其中的一些单位, 包括人工肾的生产企业和医疗耗材 (导管、输液制品) 企业等。通过实习参观企业, 以及在课堂上观摩老师带的各种生物医用高分子材料和医疗器械, 同学们对这门交叉学科涉及的产业有了更好的认识。另外, 经常有高端的相关行业展会在成都举行, 例如2012年的第68届中国国际医疗器械秋季博览会在成都云集了国内外的多家企业。这种时候, 任课教师就会及时公布展会时间, 并鼓励同学们去参观, 通过学习和对比国内外企业的产品, 了解其设计理念和所使用的生物医用高分子材料。展会结束之后, 我们会和同学们在课堂上针对展会上的所见所想进行很多有益的讨论, 很好地帮助同学们更进一步地认识这门交叉学科的知识和产业。
4. 结合教学内容邀请专业医生讲座的教学。
结合课堂讲授内容, 我们会定期或不定期邀请一些医生到课堂进行讲座, 如讲授到血液透析时, 我们会专门邀请四川大学华西医院肾内科进行血液透析的医生到课堂进行讲座, 从医生的角度讲述医用高分子材料在血液透析制品方面的临床应用。通过这些讲座, 使同学们更深刻了解医用高分子材料及制品的实际应用, 增加了学习的积极性和兴趣。最后, 由于交叉学科课程覆盖的知识面非常广, 简单地进行死记硬背的考试是不适宜的。经过商讨, 本课程的多位任课老师达成了一致的共识:平时的讨论和报告占学生成绩的很大一部分, 期末考试以开卷方式进行, 出题尽量是基于交叉学科的特点来综合性地考查学生的逻辑思维、判断和创新能力。通过八年多的教学实践, 我们发觉本课程的教学互动效果很好, 也起到了很好的引领作用, 有很多学生对这门交叉学科产生了浓厚的兴趣, 并相继进入了生物医用高分子材料和制品的科研或产业领域。
总而言之, 交叉学科的独特性决定了对其本科教学方法的灵活性、多样性的要求。只有不断解放思想、更新教学理念和完善教学手段, 才能保证交叉学科教学的质量, 才能更加有效地提高同学们的兴趣和综合能力, 为更高阶段的交叉学科创新性研究以及相关交叉学科的产业输送人才。
摘要：交叉学科的多学科特点对本科教学提出了更高的要求, 包括教师把握多个学科前沿的能力和学生参与课堂互动的要求。本文以四川大学“生物高分子及制品”课程为例, 对交叉学科的本科教学中师生互动的教学方式提出了几点思考和体会, 包括综合多学科的讲解方式、学生参与、结合实践教学以及考核形式的多样化等, 有利于教、学结合并使学生更好地领会交叉学科的魅力。
关键词：交叉学科,本科教学,互动,创新思维,实践认知
参考文献
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跨学科还是交叉学科? 第10篇
一、跨学科与多学科的关系
正像人们取名字一样, 词汇只是对现象描述的缩写, 是一种速记, 目的在于节约交流成本。我们可以对同一个现象用任意词汇描述, 但词汇是有历史的, 如果后人取名与前人相同但意义完全不同则会造成混乱, 这就有规范词汇内涵的必要性。按照一般人的理解, “跨学科”中的“跨”是动词, 是主体在“跨越”不同学科, 跨学科研究是指主体跨越两个或者多个学科的研究, “跨学科”是一种行为。对“交叉学科”可能有两种理解, 一种是将“交叉”理解为动词, 那么是指主体在研究时在不同学科之间交错, 与“跨学科”基本相同。另一种理解是将“交叉”理解为形容词, 这样一来, “交叉学科”就是不同学科交叉所形成的新学科, 这种新学科来自于被交叉的已有学科, 但是又不同于已有学科。狭义上的交叉学科应该是后一种理解。我们对于某一交叉学科必须问的问题是, “叉”在哪里?也就是说两个或者多个学科的“交集”在哪里?为了区别于跨学科Interdisciplinary, 或许取名为cross-discipline更好。
另外, 多学科研究和跨学科研究也有不同, 不同学科中的研究者从自身学科对于同一个问题的看法, 称为“多学科研究”;同一个研究者了解或者精通几个学科后对同一个问题从不同角度看待, 称为“跨学科研究”。需要说明的是, Interdisciplinarity是Interdisciplinary的名词化, 指称对跨学科现象的整体研究, 是一个新学科, 被译为“跨学科学”, 属于“科学学”的一种。[2]
交叉学科形成的前提是跨学科研究, 但是并非所有的跨学科研究都能够形成新的交叉学科。打个比喻, “盲人摸象”中不同的盲人所摸到的就像不同的已有学科。多学科研究就是不同的盲人摸到不同的部位;跨学科研究就是一个新盲人为了了解大象, 一会儿摸摸大象的鼻子, 发现像长矛, 一会儿摸摸大象的耳朵, 发现像扇子, 此时他处于跨学科研究阶段。只有当他判断出大象实际上就是带柄的芭蕉扇, 他才是做交叉学科, 也就是从一个新的侧面看待问题。他找到的“叉”就是长矛与扇子的结合点, 这个“叉”将两个学科融合在一起, 但超越于两个或多个学科中的任何一个, 具有与已有不同学科看问题的新视角, 否则就没有建立独立的交叉学科的必要。跨学科学则是我们研究盲人从新视角摸大象的行为规律。
我们现在对于交叉学科的定义实际上用的是“交叉学科”的第一种涵义, 也就是“跨学科”, 甚至于更加广泛。例如, 被广泛引用的刘仲林教授的分类, 把交叉学科按照交叉的层次由低到高分为比较学科、边缘学科、软学科、综合学科、横断学科和超学科。这种分类几乎将非传统学科一网打尽, 实际上已经超越了“跨”, 而成为“混合学科”:只要不是原有一个学科的活动都属于此类。严格意义上的交叉学科与该分类中的“边缘学科”基本等同, 但是“边缘学科”这个词强调在两个或者多个学科的边缘地带交叉不妥, 因为正像交集概念一样, 交叉也可以发生在核心地带, 而且“边缘”具有贬义, 不利于交叉学科的发展。
二、方法应用与交叉融合
在跨学科中的另一种泛化就是将一般方法的应用都作为交叉学科。不同学科所处的层次是不同的。尽管并非绝对, 一般情况下的交叉学科是在同一层次上的两个或者多个学科的交叉融合, 是“横向交叉”。不同层次的学科之间的“纵向交叉”一般并不形成交叉学科。例如逻辑学和数学都是最基础的学科, 只要涉及逻辑推理和量化关系研究时就需要应用, 可以说是所有自然科学和社会科学研究都必须涉及。我们不能将数学的应用都说成“XX数学”, 例如, “经济数学”“保险数学”“法律数学”等等。我们也不能把逻辑方法的应用都说成“XX逻辑学”, 例如, “经济逻辑学”“法律逻辑学”“政治逻辑学”等等。并不是说这些名称不能用, 而是要明确这里只不过说的是某些数学方法或者逻辑方法经常用在这些领域, 为了方便我们把它们聚集起来给一个名称, 方便学习和交流而已。例如, 逻辑学在法律中的应用比较多, 所以有“法律逻辑学”之说, 这并不表明法律逻辑学就是交叉学科, 而是一种方便叫法。
以笔者所从事的法律经济学来说, 法律的经济分析 (Economic Analysis of Law) 与法律经济学 (Law-Economics, 或译为“法律与经济学”) 的区别就很大。如果仅仅将经济学作为一种理性选择的方法, 那么在社会科学中就处于一种基础地位, 可以将经济学方法用于所有社会科学, 有“经济学帝国主义”之说, 例如, “社会经济学”“政治经济学”“法律经济学”“人类经济学”“婚姻经济学”甚至于“爱情经济学”等等。在某一社会科学中仅仅应用经济学方法并不构成真正意义上的交叉学科, 因为所有社会科学的研究都需要利用经济学方法, 因为社会问题都涉及人的理性选择。所以, 实际上, 相应的这些名称也许叫做“社会的经济分析”“政治的经济分析”“法律的经济分析”更好一些。只有当经济学与某个学科处于平等地位, 通过基本原理融合以后形成了自己所特有的概念体系和基本方法以后才能称为交叉学科。法律经济学是一个交叉学科, 因为法律经济学已经突破了仅仅将经济学方法应用到法律分析中, 而是讨论法律与经济的关系。不同的法律制度或者法律规则产生不同的经济后果, 我们应该根据法律目标来选择相应的法律制度或者规则, 法律目标的可实现性成为核心问题。如此, 法律经济学包含实证法律经济学、规范法律经济学和实效法律经济学。如果说实证法律经济学只是用经济学方法来分析法律制度, 规范法律经济学是对法律目标的研究, 类似于福利经济学, 那么, 实效法律经济学将实证与规范结合起来, 试图通过实证研究实现法律规范价值, 突破了经济学和法学所讨论的问题, 既不是传统经济学也不是传统法学, 而成为一门独立的新学科。
三、跨学科的价值
《三国演义》开篇云:“天下大势, 合久必分, 分久必合”。学科的进化似乎也有这种规律, 但是理由却不相同。学科本来是为了研究问题而出现的。问题关涉的对象有自然、社会和人自身, 我们的问题有现实问题和理论问题, 一般来说, 学科所做的涉及五个方面的问题:描述、解释、预测、控制和创造。自然、社会和人是一个整体, 我们都希望对自然、社会和人自身有一个全面的了解。最初的学科比较概括与综合, 研究者都是百科全书式的学者, 类似于远距离看一头大象。如此所看到的自然、社会和人自身都是比较模糊的。为了进一步深化认识, 学科慢慢细化, 人的精力有限, 百科全书式的学者不可能存在, 只有某个领域的专家, 甚至于只知道某个非常小领域的专家, 类似于人们近距离看大象。我们要想知道大象是什么样的, 就需要远看, 知道大象的鼻子怎样?耳朵怎样?尾巴怎样?形成大象的整体画面。但是, 远看仅仅能够看到大象的模糊图象。如果需要深入研究大象, 我们必须仔细研究大象的鼻子、耳朵、尾巴等, 此时就需要细“摸”大象。当我们细摸大象时, 不可避免走到另一个极端, 研究鼻子的仅仅知道鼻子, 忘记了大象的耳朵及其他部位, 以为摸到的就是其全部。“盲人摸象”比喻看问题以偏概全, 是个贬义词。而实际上, 学科的分化就是“盲人摸象”, 而且要想做好学问还必须“盲人摸象”, 因为分科才有学, 否则, 你所看到的常人也能看到。盲人的视力不行, 但是其触觉特别灵敏和心算能力特别强, 它强调我们应该用优势专业方法来看待问题。我国从古代到近代以来, 学科一直没有进展的一个非常重要的原因就是一直停留在整体看问题, 没有专业化, 没有“盲人摸象”精神。但是, “盲人摸象”带来的问题是, 人们只知道自然、社会或者人自身的某一个切面, 而且每个学科的人都认为自己看到的是全部。六位盲人分别摸到了大象的一部分, 分别宣称大象是一堵墙, 一支矛, 一条蛇, 一棵树, 一个扇子和一根绳子。他们争论不休, 却永远无法达成一致的意见。如果某个盲人试图从其他盲人角度摸大象, 那么该盲人就类似于研究者跨学科了。如果该盲人原来摸到的是鼻子, 然后试图摸耳朵, 发现鼻子和耳朵之间的部位既不像鼻子也不像耳朵, 他就会仔细摸这一部分, 形成他的认识, 比如说像猪头, 那么他就类似于开创了一门新的交叉学科。一位学者所了解的领域越细, 他越有可能成为专家, 同时他越可能像“盲人”一样只知局部不晓全体;相反, 一位学者所跨越的领域越多, 他可能对问题的认识越全面, 但同时也就可能对每个领域的了解都不是很细致, 越有可能成为常人。当然, 我们从近距离看以后再次远距离看大象比原来仅仅远距离看所看到的要真实得多。
例如, 法学关涉社会关系, 法学研究应该以整个社会关系为基础, 但是现在的法学研究专业性非常强, 某些法律专家仅仅懂法律的一小部分, 更不用说其他学科了, 这样一来, 可能就会知其然不知其所以然。中国法律人倡导诉讼就是典型一例。美国是世界上最发达的国家, 在美国, 打官司是常事。由此, 很多中国法学家认为中国人传统的“厌讼”倾向是权利意识和法律意识低下的表现, 并公然把法律与道德和情理对立起来, 认为协商和调解属于纯粹的“私力救济”, 是一种规避法律的手段, 不利于当事人和社会的根本利益。法律人和媒体不断鼓励当事人在遇到纠纷时积极诉讼, 以对抗解决纠纷, 不断向民众灌输诉讼万能、诉讼崇拜的社会意识, 乃至使诉讼成为一种社会时尚。实际上这就是不懂社会学和不懂得美国人“好诉”的社会基础所造成的。事实上, 从一开始诉讼就是无奈之举, 最初是基于人类社会解决纠纷和利益冲突的需要。在社会生活中, 当人们发生纠纷和利益冲突、无法自行解决时, 就需要依靠第三者 (权威的或中立的) 出面进行调整。
美国是一个移民国家, “起源的多重性、种族的多元性和社会的异质性导致了令人不适的紧张和压力。”面对这种境况, 对于作为美国宪法的构思者和起草者的国父们来说, 通过外在手段寻求秩序与平衡就变得至关重要。其他的文明已经在很大程度上依赖其见解、固有的传统经验、家庭和社区的观念等方面建立了其秩序和平衡。然而, 美国人尽管不情愿, 但却不得不倾向于从法律中寻求解决纠纷的途径和寻求某种程度的平衡。在一个人民渊源多元化、意识形态与思维方式又极端矛盾的未成型的国家中, 一定的秩序和平衡是极其必要的。宪法以及基于法律所建立的制度无疑将为各州和极为缺乏共同传统、利益团体和明确疆域的民族带来秩序和界限。[3]市场的增长和现代化的发展必然导致更为复杂的交易和人口流动。复杂的交易带来的是更为复杂的纠纷, 而流动的人口则意味着先前所依赖的解决纠纷的社会标准不再继续作为凝聚社会的黏合剂。我们看到的更多地依赖法律制度以获得行为规范的指引和纠纷的解决, 或许正是市场与现代化所不可避免的。在互不认识的人们之间, 除了法律之外很难还存在其他共同的权威, 除法官之外也很难再有其他可被共同接受的裁判者。[4]也就是说, 在美国法治从一开始就是无奈之举。民事诉讼及调整民事诉讼规则的首要目标是以平和的方式解决和终止纠纷, 而非使当事人将纠纷诉诸武力;其次, 效率是民事诉讼及其规则的另一目标, 诉讼不应当花费太多的时间和太多的金钱, 无论是当事人还是社会的资源都不是无限的。[5]
多元文化的融合与冲突构成了美国的文化特征, 由于没有历史上形成的共同价值观、习惯和社会权威可以依托, 个人主义和自由主义成为社会的基本价值观, 当社会主体之间发生权益争端时, 很自然地把纠纷的解决提交司法, 这也就是美国人“好讼”, 乃至出现所谓“诉讼爆炸”的社会原因。因为和解的成本、ADR (Alternative Dispute Resolution, 非诉讼纠纷解决机制) 的成本可能比诉讼的成本更高。
现在, 美国的多文化融合已经到了一定程度, 人与人之间具有某种同质性, 社会资本大大提高, 可以“人同此心, 心同此理”, 由此他们大力提倡ADR。现在, 美国只有5%左右的民事和刑事案件最终通过诉讼方式得以解决, 其余95%都是通过ADR。美国作为一个过于好讼国家的自我形象在今天不再是完全正确的了。虽然提起诉讼的数量在增多, 但进入正式庭审阶段的案件比例近年来却在下降。1993年, 由陪审团审判的案件平均占该年处理案件数的1.2%, 法官审判的案件占6.4%。而到1999年, 在联邦法院提起的民事案件中则总共只有2.3%的案件进入到了审判阶段 (法官或陪审团审判) 。正式庭审的比例比1938年之前的时期降低了将近80%。[6]中国曾经派一个法学代表团到芝加哥大学法学院学习ADR, 而他们的教授告诉我们, ADR主要是学习我国人民调解制度的成果, 和解或者调解的基础在于人与人之间有很大的同质性, 我国乡村就具有这种典型特征。[7]这个事例说明, 如果我们的研究没有跨学科的视野, 确实会出现“一叶障目”的片面性。
四、结语
一切研究是以问题为导向的, 要么是理论问题, 要么是现实问题。我们之所以跨学科是因为一个问题涉及多方面, 所以从多个视角来看问题才能看到问题的实质。但是很多所谓的跨学科研究不面对问题, 为了跨越而跨越, 为了交叉而交叉。同样, 创新本身也不是目的, 能否通过跨学科或者交叉学科研究更好地解决问题才是关键。
多学科研究与跨学科研究不同, 跨学科与交叉学科不同, 某一交叉学科与交叉学科研究也不相同。我们应该将多学科的研究成果通过交流方式变成某个学者的跨学科研究, 如果能够在跨学科研究中形成新的交叉学科则是一件幸事。如果我们对同一个问题的多学科研究不进行交流, 或者研究者之间相互漠视, 就会出现“盲人摸象”中盲人争论不休的后果。你一定要知道你是做跨学科研究, 做某一交叉学科研究, 还是做交叉学科研究, 否则, 人们可能对你的研究产生误解。多学科研究、跨学科研究、交叉学科研究, 甚至于创新本身都不是目的, 能够更加有效解决人的现实问题或者理论问题才是根本目的。
摘要：最近几年, 关于跨学科和交叉学科, 在高等教育领域以及其他学科领域, 几乎人人耳熟能详。但时至今日, 究竟什么是跨学科?什么是交叉学科?跨学科和交叉学科的意义究竟何在?许多人往往是一知半解, 或人云亦云, 对此并无深刻认识和理解。而正是由于人们对这些相关的概念或问题不甚了了, 因此, 导致交叉学科越喊越凶, 实际操作却寸步难行;跨学科的人越来越多, 但多数仅仅是“跨跨而已”, “潇洒跨一回”或“潇洒来回跨”者居多, 真正研究出名堂者寥寥。因此, 对跨学科和交叉学科进行深刻的省思, 正本清源, 十分必要。文章对这些问题进行了深入的思考, 见解独到, 相信对于增强跨学科与交叉学科的认识和理解, 促进跨学科研究, 加强交叉学科建设和发展, 大有裨益。
参考文献
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学科交叉下的设计思维模型研究 第11篇
跨校辅修专业是上海市东北片10所高校合作办学教学协作组推出的一种合作办学模式，每年都有为数不少的，来自不同高校、不同专业的同学选择工业设计专业。针对这批有着不同专业背景的学生，提出基于项目制运作的设计思维模型，学生组成跨学科团队完成设计任务，掌握设计方法的同时发挥各自本专业的优势，从而有针对性地培养交叉学科设计人才。
关键词：
设计思维 学科交叉 团队建设
中图分类号：G64
文献标识码：A
文章编号：1003-0069 （2015） 05-0098-02
本着优势互补、资源共享、互惠互利、协调发展的合作精神，在上海市教委和上海市东北片高校合作办学管理委员会的直接领导和支持下，上海市东北片高校合作办学教学协作组推出跨校辅修专业，允许上海市东北片复旦、同济、财大、上外、上理工、海洋、海事、电力、体院、杉达等10所高校的优秀学生选修其他学校开设的跨校辅修专业，经考核合格，可获得其他学校颁发的跨校辅修专业证书。工业设计专业由上海理工大学开设，每年招一个班，经过两个学期的基础学习后进入综合设计环节。针对跨校跨专业辅修学生群体的特点，经过几年的教学实践，总结出一套适用于综合设计环节的学科交叉下的设计思维模型，组织来自不同高校不同专业的学生组成跨学科团队，以项目制的形式完成设计任务，一方面在老师的指导下掌握工业设计方法，另一方面在老师引导下发挥各自本专业的知识，优势互补，提高设计的完善度。
一 跨校跨专业课程学生特征分析
工业设计作为一门多学科交叉的边缘性学科，培养学生的设计创意和艺术素质的同时，提高学生跨学科探索和实践的能力，培养高层次交叉学科人才。
跨校跨专业辅修课程从组建开始就具备得天独厚的优势：学生们来自不同高校不同专业，包括土木，医学，能源，电子，信息，自动化，经济，影视，管理等十多个专业，拥有真正的学科交叉环境。
学生们根据专业互补原则被分成若干团队，团队成员的背景多样化，有助于创意在数量和质量上的提高：实践证明，学识广泛的团队成员，比如有物理学背景的建筑师，读过工商管理的艺术家，或者有过市场经验的工程师往往更加具有创造力，他们更能迅速更高效率地融入到跨学科领域的合作中。在课堂上，学生们被要求在设计中尽可能多地运用其本专业的知识，争取成为拥有一门过硬的专业背景的设计师的同时成为拥有设计思维的本专业人才。
二 学科交叉下的设计思维模型
针对跨校跨专业辅修学生群体的特征，经过几年的教学实践，慢慢摸索总结出一套适用于综合设计环节的学科交叉下的设计思维模型。设计思维模型以跨校跨专业辅修学生群体组成的团队项目制运作为基础，由三个维度的内容构成：学科交叉学生团队建设维度，设计思维流程维度和项目运行维度，见图1。三个维度的内容互有穿插，共同筑成一个以“人”为核心的项目“金字塔”。
（一）学科交叉学生团队建设维度
1.成员结构上：“T”字形人才团队的建设，“T”字形人才指既“横向”发展有广泛的跨学科知识面，又“纵向”深挖有深厚的专业功底的人才类型。
跨校跨专业辅修班级的学生被鼓励从两个轴上双向发展，成为优秀的“T”字形人才：“横向”上整个学生项目团队成员背景各异，具有广泛的学科知识面.同学间相互学习，优势互补。“纵向”上每位学生学好本专业的课程，拥有深厚的专业功底，专业技能扎实，能够真实地在相关领域做出贡献。由此，跨校跨专业辅修课程激发学生的设计创造力的同时敦促学生回过头更加富有激情地学习各自专业，真正培养学生的学习自主性和综合学习能力。
2.方法论上：提倡“身临其境”的体验型创造，可视化图形快速有效沟通。
设计思维模型鼓励学生们设身处地地用情景模拟场景和进行细致的观察记录。只有换位思考，把自己当作客户，身临其境，才能更好地挖掘出“人”的本质需求，体验的过程往往能激发灵感。比如有一组学生的项目任务是为老年人设计一款助步器，医学专业的同学给大家普及老年人生理心理上的一些特征，团队成员假设自己就是老年人，通过模仿老年人的一天，罗列出生活中的各种变化和不便，大家一起设想解决办法，结构专业的同学为方案进行结构深入，材料专业的同学提出各种材料预案，电子及通信专业的同学对产品的自动化和智能化提出设想和解决方案…--团队一起进行模型的制作和测试，创意在实践中不断得到检验和修正。
创新设计思维模型同时提倡尽量用可视化的图形代替文字，因为在团队交流过程中，相较于文字的长篇累牍，图形通常能帮助其他人更快更有效地读懂表达的内容，使复杂的想法更直观明了地得到阐述，从而大大提升沟通效率和团队合作能力。
（二）课程进展一设计思维流程及项目运行维度
设计思维流程维度分为理解，观察，推理，创造，模型，测试六个流程，每个流程有不同的方法论和目标，始终以“人”的需求为核心出发点，对学科交叉学生团队的合作有高度要求。项目运行维度是以传统项目管理流程视角对项目运行过程的梳理，分为项目启动，项目规划，项目执行，项目监控和项目完成五个步骤。每个步骤对应设计思维流程维度的相应流程。关于项目运行的研究历史非常悠久，已有大量相关文献综述，设计思维流程是基于项目运行流程基础上，专门针对跨校跨专业辅修学生学科交叉团队工业设计教学的深化运用和课程设置流程细分。根据设计思维流程，可以很好地引导学生团队抱成团，共同在有限的时间内按照步骤快速有效地完成设计任务。老师在各个步骤实施过程中指导学生掌握工业设计方法，并引导各专业同学发挥其自身专业的知识，优势互补，提高设计的完善度。
三 学科交叉课程设置流程及重点
3.1 理解
理解包含两方面的内容：一是引导学生详细充分地了解项目内容和要求，除了对项目本身任务的研习，还包括对项目的社会、文化、经济、道德等背景和其他直接或潜在相关数据与现象做充分的调研和分析，形成一个以项目为核心的知识理论数据库。
理解的另一层含义是：学生项目组成员间的充分交流，创建融洽和谐高效合作的团队氛围。学科交叉团队中的同学们相互磨合，在老师的引导下构建一致的目标，建立团队统一的语言和行为模式，以达到更高效的沟通与协作，共同打造出高创新绩效的团队氛围和组织文化。
3.2 观察
设计思维是以“人”为本的设计精神与方法，强调以人的需求为核心和出发点。通过引导学生对项目中目标人群在相关环境与状况下的行为与心理活动的观察，引申出对相关的科技、文化、经济等领域的知识的学习和研读。
观察的方法包括理性的行为收集和感性的心理活动信息回馈（通过有针对性的访谈和互动得到）。学生们被要求运用到各种观察手段，包括：拍照，录像，录音，记录等。通过分析收集到的观察内容，训练学生观察的细致性和敏感度。
3.3 推理
同学们将观察所得的数据及资料集中在一起，可视化地加工整理，张贴起来，同一个项目组的学生团队成员们共同讨论并进行发散性思维联想，联想过程中进一步推导和整合，创造出一份思维发散图谱。
推理的过程：首先从观察到的现象入手，组织学生以团队形式分析与讨论，慢慢深入到这些现象背后体现的“人”的需求，再进一步深化讨论与思考，探求这些需求背后的深层需求，也即人内心深处的本质愿望。挖掘得越深，越有利于激发成功的创造灵感。
3.4 创造
经过前面几个步骤的铺垫，新的想法呼之欲出，学生们开始对前面步骤的推理结果提出创造性解决方案。这个过程也是整个学生项目团队氛围最白热化的阶段，这时候老师会结合团队情况和项目进展引进多种创新技法如脑力激荡法，故事演绎法，问题解决法，思维图谱法等，甚至可以邀请对这个项目一无所知的人参与讨论，以激发更多的创造力和灵感。
3.5 模型
学生团队为胜出的创意制作一个能模拟真实场景的模型，目的是用来检验该创意的现实可行性和市场潜力。有了模型，创意就不仅仅能从理念上被人理解，也能在现实环境中被人体验，从而能收集到更加深入具体的反馈。这一步骤中制作的模型不需要非常精美，只要能模拟现实条件和环境，接受检验即可。在实际使用过程中，通过对模型的体验，所选创意的缺陷和不足更容易被感知，便于学生项目团队从中学习并进行弥补和优化，不断地改进创意，使之更加完善。
3.6 测试
模型制作完成后，最重要的就是找目标人群来体验。体验的过程中，学生项目团队的成员仔细观察用户体验的过程，及时进行互动，以找出使用模型过程中存在的缺憾和不足。模型不断地进行改进和修正，直到项目团队和目标人群都满意为止，才可以正式提交这项方案/产品朋艮务。
结语
生物交叉学科 第12篇
1 材料化学工程二级学科的内涵
化学工程与材料学科相互支撑发展的这种态势导致了新兴交叉学科——“材料化学工程”的诞生。它是将传统化学工程与材料学科交叉融合, 以化学工程为基础和手段, 面向生物材料、高分子材料和无机材料制备及应用的一个新兴学科。它既是化学工程学科内涵的拓展和应用领域的外延, 也是学科间的交叉渗透, 符合当今社会的需求和学科发展的必然规律。材料化学工程学科的内涵主要表现在两个方面:一是应用化学工程的理论与方法对材料生产与加工过程进行系统的研究, 其目的在于在材料高性能化的同时, 最大限度地降低材料生产对于资源、能源的消耗和环境污染, 实现材料制备的高质量、低成本、环境友好和可循环再生利用;二是利用新材料, 如新型催化材料、分离材料等发展新型高效的化工技术与理论, 形成新的流程工艺和集成技术。
2 材料化学工程二级学科发展现状
近十年来, 材料化学工程学科作为化学工程和材料科学与工程领域的新增长点, 发展迅速。目前, 国内外一些大学的化工学院或材料学院均出现了材料化工的研究领域, 有的大学 (如大连理工大学化工学院) 甚至出现了专门的“材料化工”系等人才培养和科研机构。材料化工的交叉研究已经展示出了良好的发展前景, 近年来我国在该领域取得了包括国家技术发明一等奖在内的一系列重大研究成果。
2005年7月, 南京工业大学经国家教育部批准, 成立“省部共建材料化学工程教育部重点实验室”;2006年5月在南京召开了第一届材料化学工程大会, 大会总结了国内外材料化学工程的研究进展, 明确了我国材料化学工程进一步发展的方向和重点。2007年10月国家科技部正式批准建设“材料化学工程国家重点实验室”。
基于化学工程和材料学科的交叉融合, 国内多所重点院校开始在“化学工程与技术”及“材料科学与工程”一级学科下设置“材料化学工程”二级学科。2002年, 南京工业大学首先在化学工程与技术一级学科下设立“材料化学工程”二级学科。随后, 天津大学、华东理工大学等知名高校开始设立“材料化学工程”二级学科。据初步调研, 已经有11所重点大学设立材料化学工程, 如表1所示。该学科的设置, 有力地促进了“化学工程与技术”与“材料科学与工程”一级学科的交叉和融合, 有利于材料化工领域交叉型人才的培养和学科建设。
根据国内外的发展趋势, 该学科的主要研究方向可以概括为两个方面:1) 开发新材料为基础的化工单元技术与理论;2) 用化学工程的理论与方法指导开发材料制备技术。两个方面的研究内容可以归结如下: (1) 基于新材料的化工单元技术及其理论, 利用新材料的特性或功能, 建立新型高效、低耗、环保的分离与反应工程技术与装置。围绕材料微观结构中的传递行为与反应过程, 发展新理论体系。 (2) 用化学工程的理论与方法研发材料制备技术, 将化学工程理论与方法引入材料加工过程中, 通过宏观过程参数的调控实现对材料微结构的调控, 为新材料的制备、加工和过程放大提供理论指导和技术保障。
基于上述的分析, 现行的二级学科“材料化工”学术硕士培养现状总结如下。
1) “材料化工”学术硕士培养目标的定位不明确。
目前, 部分地方高校在“材料化工”学术硕士培养目标定位存在不考虑人才培养的类型、层次、社会需求, 采取仿照部属重点高校、省属老牌高校的精英教育模式去培养“材料化工”学术硕士人才, 但由于地方高校在基础设施、教学条件、师资队伍、学术研究、技术创新方面等都难以与部属重点高校和省属老牌高校相比, 在沿用学术型、研究型和综合性高校的培养模式后, 造成创新型、技术型和应用型人才匮乏。
2) “材料化工”学术硕士专业理论课程体系缺乏特色。
大多数高校在设置“材料化工”学术硕士专业时, 主要设置了学位基础、学位必修课, 要么过多的强调了材料科学与工程, 要么重在化学工程与技术, 忽略了交叉学科的相互渗透性。在设置学位方向课程时, 往往会根据教师的科研方向来设置课程, 这种模式虽然可以发挥教师科研与教学相结合的特色, 但特色不明显;由于教师科研方向的特殊性, 并不一定与地方产业有机结合, 导致了研究生学习的专业知识不满足产业的需求, 专业优势和专业特色缺乏。
3) “材料化工”学术硕士的师资队伍对地方产业的了解缺乏。
现在地方高校化工专业引进的教师大部分都是年轻的博士, 这部分年轻教师没有经过系统、科学的教师培养、培训和考核体系, 从校门到校门, 对区域经济社会现状不了解, 没有从事专业实践的工作经历。而学校对教师的考核评价和职称晋升仅单纯看科研项目和论文, 并不重视教学成果。因此, 这样的师资队伍建设很难保证创新性应用型人才培养, 也缺乏与地方产业结合的特色。
4) “材料化工”学术硕士强化科研培养而轻视教学管理。
大部分高校对研究生的培养重在培养其科研能力, 显然, 这无形中降低了学生对课程的重视程度, 这种对理论课的忽视极易造成学生基础薄弱, 无法以理论来支撑科研的深入开展。另外, 现行的研究生奖学金的评定中科研的比重远远大于了理论教学, 加之就业单位对科研成果的看重, 势必导致在研究生的教学管理体制方面的劣势, 加之学生的基础要么是化学工程与技术, 要么是材料科学与工程, 那么这种体系下的培养模式对培养创新型的高层次应用技术人才有较严重的影响, 必须探索一条既增强“材料”“化工”相互渗透的研究生理论学历, 又培养了学生科研能力的教学管理模式。
3 材料化学工程二级学科的建设对策
3.1 重新定位“材料化工”学术硕士培养目标的定位
“材料化工”学术硕士的培养定位以工程为主, 理工结合, 既要考虑到与化学、化工、材料学的学科交叉以及与生物、环境等学科的渗透, 又结合地方经济和社会产业发展的需求, 培养符合现代科技发展趋势和地方产业要求的素质高、专业宽、基础厚、能力强、具有创新精神和实践能力、工程和工艺结合、理工结合的高素质复合型专业人才。
3.2 构建“材料化工”学术硕士学位课程体系
在“材料化工”学术硕士人才培养的课程体系中强化两个方面, 一是开发新材料为基础的化工单元技术与理论, 二是用化学工程的理论与方法指导开发材料制备技术, 因此, 设立与之相适应的学位基础课和学位必修课程体系, 而学位选修课紧密结合地方产业发展, 突出特色。在理论课程的教学中, 逐步借鉴或采用国际一流大学的教材、教学内容和教学手段, 努力提高教学质量。
3.3 打造“材料化工”学术硕士点的师资队伍
引进具有企业背景的高级工程技术人员和国外学习进修经历的教师, 发挥他们丰富的企业工作经验和国外人才培养经历。聘请相关企业具有工程师以上职称的人员担任兼职教师, 给学生讲授理论联系实际内容较多的工程设计类课程, 突出应用型人才的培养, 丰富课堂教学内容。另外, 有计划、有目的地选派高学历、高职称的教师到企业挂职锻炼或国外进修, 进一步提高他们的企业工作经验和国外学习经历。
3.4 建立“材料化工”学术硕士的教学管理体制
一是围绕研究生课题的研究方向, 理论教学不再单独突出“化学工程与技术”和“材料科学与工程”, 而是强化交叉性和相互渗透性, 再结合科学研究, 既满足了“材料”“化工”交叉与渗透的理论教学的要求, 又可让理论来支撑科研的深入开展;二是科学研究中强化理论基础, 构建解决科学问题的理论体系。研究生采用化学工程的理论与方法开发材料制备技术, 同时也运用在开发新材料为基础的化工单元技术与理论解决相应的科学研究的关键技术问题。这种体制强化了“材料”“化工”交叉与渗透性的理论教学, 同时也促进了科学研究, 建立了既增强研究生理论学历, 又培养了学生科研能力的教学管理模式。
4 结论
目前, 材料化学工程二级学科的人才培养定位不太明确, 理论课程缺乏特色, 师资队伍对产业了解不够, 还存在重科学研究轻理论教学等问题。基于上述问题, 提出相应的对策和建议, 强化“材料”“化工”交叉性与渗透性, 结合地方产业发展需求, 贯彻教学与科研相互促进、特色鲜明、求实创新、交叉与融合、集成与带动的发展原则, 进一步调整学科结构, 构建并形成特色的交叉学科“材料化学工程”研究生的人才培养体系, 不仅是顺应社会发展的需要, 更是促进研究生教育有序发展的前提。
摘要：化学工程与材料学科相互支撑发展的这种态势导致了新兴交叉学科——“材料化学工程”的诞生。本文剖析了“材料化学工程”二级学科的内涵, 总结了现行的二级学科“材料化学工程”学术硕士培养现状, 指出了该学科现存的问题, 并从人才培养目标定位, 特色课程体系建设, 师资队伍打造和教学管理机制等方面提出了具体举措。
关键词：二级学科,材料化学工程,学科建设,改革
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