多样性和凝聚性:国内高校自主设置交叉学科的结构特征

王传毅 李 祎

交叉学科是学科交叉领域知识体系化的结果,对于培养高层次复合型人才具有重要意义。“领域交而科研兴”[1],重大原始的科技创新经常产生于学科交叉领域。为激发高校发挥积极性和主动性用好学科交叉融合的“催化剂”,发展交叉学科已经列入诸多教育、科技政策中的系统擘画。2009年国务院学位委员会和教育部印发《学位授予和人才培养学科目录设置与管理办法》,规定研究生学位授予单位具有作为二级学科的交叉学科自主设置权。2021年《交叉学科设置与管理办法(试行)》出台,规定了作为一级学科的交叉学科设置管理程序。2022年《研究生教育学科专业目录》颁布,增设了交叉学科门类,规定了相关学科门类和专业类别的设置管理程序。政策红利促进了高校自主设置交叉学科的迅速发展,2022年全国207所院校自主设置了729个按照二级学科管理的交叉学科①按照一级学科管理的交叉学科仅在学位授权自主审核单位设置,截至2021年,全国共计30余个,但未公布具体数据,故未纳入分析。。

学科结构可以反映学科体系基本内容和特征,体现学科知识的有机构成,反映知识体系的内在逻辑[2]。把握交叉学科结构特征和发展规律能有效促进交叉学科建设。如相较于数学和物理等学科严密性的知识结构,平克发现医学、生物学和环境科学对交叉介入具有更高的开放程度[3],波特和罗福尔斯提出学科交叉主要生发于多个学科结构边缘[4],李钢和汤仲胜认为学科专业目录的结构影响交叉学科发展[5]。

目前,由国家统计公布的高校自主设置交叉学科,是国内高校依据学科专业目录所建立的一级学科及其支撑形成的交叉学科,它们不仅属于一种学科的授权建制(具有规范性),而且蕴含了学科的结构信息(具有科学性)。鉴于此,本研究以制度化的交叉学科为研究对象,通过分析高校自主设置交叉学科及其支撑学科的数据,力图揭示交叉学科的支撑学科构成特征和网络结构。拟解决的核心问题包括:一是哪些一级学科属于交叉学科的重要支撑学科,支撑学科之间有何相互关联?二是哪些一级学科容易交叉,哪些学科目前尚未产生交叉,是否存在交叉的可能?

交叉学科是多个学科或者知识团体信息、概念和理论等的统合[6],核心是知识的整合[7](P117-147),是多个学科相互渗透、融合形成的新学科[8],属于一类复杂的知识体系。

交叉学科以其特有的内涵特征——多学科融合生成新知识领域,使得交叉学科的结构具有一定的复杂性和纵深性。一方面,每一个交叉学科领域都涉及相关支撑学科,这些学科构成了交叉学科的内部结构,形成一种创新的知识组织形式和交叉样态,揭示了交叉学科的知识跨度或者知识交叉程度[9]。另一方面,不同交叉学科具有相同的支撑学科而产生了一定程度的联系,说明了学科知识之间的融合或合作程度,反映了交叉学科知识体系整体或者局部的学科知识整合情况。学科多样性和学科凝聚性是考察交叉学科结构的重要维度和测度分析的重要内容。

(一)交叉学科结构的多样性

多样性概念来自生物科学[10],代表生态系统物种丰富性,体现生态群落的生命活性和可持续性。戈麦斯认为,多样性是系统结构的重要属性,并将多样性引入交叉学科测度[11]。交叉学科的多样性说明知识融合和知识创新的程度,揭示出学科交叉的本质内涵。斯特林提出了交叉学科多样性的内涵体系,为交叉学科结构研究奠定了必要的理论基础[12]。概而言之,多样性是指在交叉学科或者多学科互动系统中,研究主体的知识背景、研究对象的概念体系、研究方法和工具属于某一种学科分类体系中的不同类别,具有丰富度、均衡度和差异度三个维度,分别揭示了支撑学科类型的数量、相似程度和支撑学科的均衡性[13]。基于多样性相关理论,科学计量学领域的学者提出一系列交叉学科结构测度指标。如考察学科均衡性的Integeration Index整合度指标[7](P117-147),关注学科相似度的Rao-Stirling Diversity非参数多样性指标,侧重学科差异性的Hill改进型多样性指数[13,14]。张琳等进一步优化Rao-stirling和Hill指标[15],提高了测量的可操作性,扩大了应用范围。雷德斯多夫将其命名为TD(True Diversity)指标[16]:

n是涉及学科类别总数,Sij是学科类别i和j之间的相似程度,Pi是学科类别i占涉及学科的比例。

(二)交叉学科结构的凝聚性

凝聚性属于网络分析的概念,说明系统内部分元素在多大程度上被一致地连接起来形成集合,体现出结构稳固的网络关系[17]。学科凝聚性指的是学科之间的聚合程度,揭示学科关系网络的凝聚态特征。不同于众多对交叉学科结构应然状态的逻辑分析,透视多个学科紧密会聚形成网络结构中的凝聚态,能反映在知识融合进程中学科互动的实然状态,利于指导学科交叉实践。例如一所大学中各个学科的知识产出(文献)彼此引证的关系能反映这所大学的学科结构的凝聚性。凝聚性主要考察学科间的相似性,体现了学科交叉融合的紧密程度。罗福尔斯提出凝聚性表现一个系统的密度(类似于丰富度)、强度(类似于平衡度)和差异性的特征[18]。

网络分析已成为凝聚性等知识结构研究的重要方法。雷德斯多夫以中介中心性等网络指标对跨自然科学和社会科学的交叉学科结构进行可视化分析[19]。陈悦、刘则渊通过知识图谱技术,揭示管理学与其他学科之间的交叉结构特征[20]。张琳、黄颖通过期刊引文聚类分析,分析了学科间的交互结构以及渗透和衍生的趋势[21]。

(一)数据来源

本研究数据来源于教育部公布的国内高校自主设置的交叉学科学位点信息。2020年教育部公布了全国160所高校549个交叉学科[22],每一个交叉学科均由若干一级学科作为支撑学科。如某高校的信息艺术设计交叉学科,涉及新闻传播学、计算机科学与技术、设计学3个支撑学科。相较于以往通过学术文献引证数据探究学科交叉,研究制度化学科的交叉关联对于打破高校学科专业壁垒和推动学科交叉融合更具意义。一方面,国内高校依托若干一级学科设置的行政院系组织形态制约了学科知识的充分交流;
另一方面,学术文献合作和引用关系只是学科交叉融合展现的侧面,而并非全貌。因此,对于近年来公布于众的高校自主设置交叉学科及其支撑学科的信息,在分析方法上应有显著的扩展空间。

(二)研究设计

为分析交叉学科的结构特征,测算交叉学科的多样性和凝聚性,本研究力图设计适切的结构测度指标,并提出潜在学科识别的新方法。目前业界虽有研究热点识别、关键词识别等方法,但也主要是依赖于文献计量,对学科之间的交叉关系识别和判断不足,故本研究将学科之间的交叉关系作为非常重要的研究问题。

首先,我们运用描述统计的方法分析交叉学科的设置整体特征。根据交叉学科的支撑学科属性,结合已有测度结构的方法,本研究拟构建支撑学科的多样性测度指标,以揭示不同交叉学科的差异。

其次,我们构建支撑学科共现网络,探究交叉学科凝聚性特征。不同于期刊文献(引证)网络结构,本研究中的交叉学科并无直接关系,无法形成网络。由此,本研究提出新的研究思路:通过支撑学科的共现关系,研究交叉学科之间的联系。如生物信息学与金融工程学两个交叉学科的联系依托于两者共同的支撑学科(数学)建立。那么,交叉学科网络关系可以转化为支撑学科共现网络关系,前者网络的节点是交叉学科,后者是所涉及的相关一级学科。因此,通过对支撑学科共现矩阵(见图1)的社会网络分析可揭示交叉学科之间的关联(见图2)。

图1 支撑学科共现矩阵示例

图2 交叉学科关系与支撑学科连接的转换示意图

最后,我们通过知识图谱聚类分析,识别出交叉学科较为集中的若干知识区域,即相对成熟的交叉学科领域;
通过高中心性-低凝聚性节点过滤等方法,探究未来潜在的新兴交叉学科。

1.多样性测度的指标设计

TD(Tre Diversity)指标测度方法适用于对文献等知识产品或者生产者的类型多样性分析。其数据一般为“文献(作者)-期刊(机构)-学科类型归属”三层结构,但本研究中数据为交叉学科学位点,具有“交叉学科-支撑学科(自带学科归属)”双层结构。因此,本研究参考TD指标建构逻辑,基于支撑学科属性,设计了新的测度算法,提出适用交叉学科的多样性指标(Interdisciplinary True-diversity,ITD),具体如下:

一个交叉学科有多个支撑一级学科,人文社会科学、自然科学与工程科学为两大部类,设置两个学科之间的相似度①罗福尔斯(2014)研究指出系统多样性指标设计体现研究目标导向,学科之间的相似度可以采用包括雷德斯多夫(2013)绘制的WOS学科图谱和学科相似度等一系列经验值。本研究基于教育部《学位授予和人才培养学科目录》,结合理论和经验,设定上述不同学科、不同门类和部类学科的相似度,以呈现出不同交叉学科内部结构的区分度。:

pi表示i学科在全部支撑一级学科的占比。那么,多样性指标

显然,ITD指标中,Sij代表了差异性,pj代表了均匀性,n体现了丰富度。因为Sij≤1,所以ITD的值域为大于1,值越大,多样性越高。

2.凝聚性测度的指标设计

交叉学科的凝聚性特征包括通过中心性计算呈现高显示度学科,通过聚类分析识别相对成熟的交叉领域,通过核心-边缘分析等识别潜在交叉学科领域。

中介中心性(Betweenness Centrality)说明支撑学科共现网络中节点的影响力,展现其关联不同学科的能力,揭示其学科跨界性[23]。结构洞与中介中心性的网络特征具有意涵相关性,结构洞效率指标(Efficiency)说明其对其他学科的影响程度。另外,紧密中心性(Closeness Centrality)说明其是否在整个学科体系中有孤立的特征。本研究通过UCinet计算中介中心度、紧密中心度和结构洞效率等指标,综合测量不同学科在交叉学科体系中的作用和分布特征,从而发现高显示度的支撑学科。

聚类分析(Cluster Analysis)是呈现类内的相似性与类间的排他性[24],相似性是通过网络节点关系,也就是网络密度和强度来测算。交叉学科凝聚性指支撑学科之间的联系程度。本研究依据交叉学科节点属性及相互关联进行凝聚性分析,使用CiteSpace聚类识别相对成熟的交叉学科领域,揭示学科凝聚态特征。

核心-边缘结构(Core-Periphery)分析是结合结构洞指标和中心性指标,判断哪些支撑学科处于网络核心地位,哪些学科处于边缘地位,进而判定是否可以发展出更多学科间联系形成潜在的交叉学科领域。罗福尔斯通过系统元素的多样性和凝聚性分析了系统的融合形态[18],发现潜在交叉学科领域的特征是学科的高多样性和低凝聚性。所以,那些在支撑学科共现网络中节点之间直接连带少、甚至没有连带的学科,都可能是潜在交叉学科的支撑学科。在本研究中,我们尝试:一是找出在支撑学科共现网络中处在边缘区域,紧密中心度较低的节点,甚至孤立的节点;
二是找到没有在交叉学科中出现的一级学科;
三是找寻中介中心性很高处在网络核心区域的节点。我们通过三种潜在交叉学科的发现模式,分析潜在的交叉学科研究方向(见表1)。

表1 潜在交叉学科的识别方法(两种学科支撑)

(一)交叉学科结构的多样性

1.学科交叉现象广泛出现,高水平学科涉及比例高

从高校整体设置交叉学科的情况来看,我国共计94个一级学科参与学科交叉,占《学位授予和人才培养学科目录》113个一级学科的83%,说明一级学科整体参与度高。同时,“双一流”建设学科所支撑的自设交叉学科比例较高。132个“双一流”建设学科参与支撑交叉学科,约占交叉学科总量和国家一流学科总量的1/4。学科交叉对于一级学科而言具有相对普遍性,说明整合和分化是学科知识永恒的运动规律,学科分类也具有时空相对性。高水平学科交叉的比例更高,交叉学科中也涉及相对多的一流学科参与,呈现一定程度的学科“优而交”现象。这说明具有资源汇集优势和学术影响能力的高水平学科,更有条件和动力率先发展学科交叉。

2.交叉学科以窄交叉为主,大跨度知识融合规模小

多样性反映交叉学科知识跨度的核心特征。依据ITD方法计算交叉学科多样性,最高值为2.9,最低为1.3,中值为1.7①自主设置交叉学科中,存在同一名称的交叉学科设置多次的情况,本研究中所测度的多样性是院校所设置交叉学科的多样性,如同一交叉学科在多个学校设置,且支撑学科相同,则存在多个相同得分,若支撑学科不同,则存在多个不同得分。。近半数的交叉学科多样性指标值介于1.3~1.7之间,频次统计曲线显示近似偏态分布(见图3)。一方面,较多交叉学科的支撑学科数量少、异质性低,知识交叉的跨度较小。从知识横跨的幅度看,可谓“窄交叉”。另一方面,少部分交叉学科具有很大的交叉跨度,它们的支撑学科数量多(超过4个)并且分别属于不同的学科门类、部类,是一种知识横跨幅度大的“宽交叉”。

图3 交叉学科多样性频次分布图②以1.2-1.3,1.4-1.5,……,2.8-2.9共9个多样性取值区间段为横坐标,统计相应交叉学科频次并作图。

交叉学科多样性整体特征说明国内高校交叉学科经过多年的建设,已经步入稳定发展的阶段:多数交叉学科涉及了两个以上一级学科,46.3%的交叉学科涉及2个学科门类,24.4%的交叉学科涉及3个学科门类。但大跨度广域性的知识整合规模较小,超过4个学科门类及以上的宽交叉学科占比仅为3.1%。相对于窄交叉,宽交叉不仅意味着多种知识跨度更大的融合挑战,也意味着不同学科范式和知识背景的人员需要协同合作,显然需要更多投入和支撑。重大创新往往来自跨界迥异的知识整合,但目前高校交叉学科对于全面的知识大融合还有差距,交叉学科发展仍有广阔空间。

3.工程学领域交叉跨度较小,社会科学交叉跨度较大

不同领域的交叉学科结构的多样性具有较大差异。进一步分析发现:多样性较高的交叉学科集中于社会科学领域和医学领域,多样性得分位于前10位次的交叉学科全部为与社会政治经济相关和人类生命健康相关的问题研究(见表2);
多样性较低的交叉学科主要来自工程技术领域,如装备制造、材料工程和能源技术等工程学领域(见表3)。多样性的学科领域差异,说明以网络信息和数据计算为典型的知识涉入社会科学领域,使得20世纪以来的人文社会学科“技术化”趋势持续强化[25],跨越“文理工”的宽交叉成为社会科学学科交叉的特征。当前学科交叉也是在新一代信息技术革命和工程科学大发展的背景下发展的,工程科学内部以及理工结合的学科交叉凸显了当前学科范式创新和应用技术大发展的时代特点。目前,我国“学科专业目录”中工学门类具有39个一级学科,其中差别主要在于研究对象而非研究范式,尤其很多学科的理论基础更是相似,这便利于工程学科内部打破学科壁垒产生交叉融合。

表2 高多样性交叉学科示例

表3 低多样性交叉学科示例

宽交叉学科是多样性高的交叉学科,是对异质性知识整合的典型代表。多样性指标大于2的交叉学科,展现出明显的应用研究特征和问题导向,无论是生命健康、智能科学、新能源和新材料,还是国家安全和传统文化的交叉研究,都响应了近年来国家大力倡导和发展的战略指向和产业布局。

(二)交叉学科结构的凝聚性特征

1.计算机科学与管理科学等在交叉学科结构中作用凸显

高显示度的支撑学科具有高中心性和结构洞效率,易与其他学科交叉融合,一定程度上体现目前交叉学科体系的重要知识特征。为识别高显示度学科,依据交叉学科的支撑学科共现矩阵,本研究通过Ucinet 6.0分别计算点度中心度、紧密中心度、中介中心度和结构洞效率,并对四种指标计算结果分别排序,取中介中心度较高的前10个支撑学科分析(见表4)。

表4 部分支撑学科中心性指标和结构洞指标(括弧内为序次)

综合比较发现,计算机科学与技术、管理科学与工程两个一级学科位居四种指标的前两位,是具有高显示度的支撑学科。这说明其在支撑学科共现网络中频次高,跨界性强,同时网络地位高,中枢性强。图4为连带数大于等于10的支撑学科共现图,突出显示了计算机科学与技术、管理科学与工程等关键学科在网络中处于“桥”的联通作用。

图4 连带数大于等于10的支撑学科共现关系图

计算机科学与技术学科在支撑学科网络中分布广泛、地位重要。随着产业革命进入到信息技术大发展为特征的新阶段,人类知识体系面临信息载体和处理模式的重塑,诸多传统学科的范式也都受到影响。信息处理技术增强了很多学科的研究方法,智能算法帮助很多学科拓展了研究边界,算力优势甚至革新了很多学科研究方式。典型的例子就是“第四范式”为代表的数据驱动式科学研究范式的兴起①第四范式即数据密集型科学发现(Data-Intensive Scientific Discovery)范式。2007年,美国学者吉姆·格雷将科学研究的范式分为四类——除了之前的实验范式、理论范式、仿真范式之外,新的信息技术已经促使新的第四范式出现。。我们深入分析发现,计算机科学与技术在远缘交叉学科领域中心性较高,但在近缘基础交叉研究领域并不活跃。这说明计算机科学与技术的工程技术特性主要在学科跨度较大的交叉学科领域中发挥着工具性作用,在知识流动中呈现“外溢”特征,发挥了知识和技术的迁移和扩散的功能。

管理科学与工程在支撑学科共现网络中跨界显著、作用突出。从学科自身看,管理科学具有理论综合性强、同时又具有技术性知识的特点,研究对象具有广域性的特征,具备为其他学科吸收和采用的基础条件。从应用需求看,人类社会和自然界面临的问题和挑战呈现出复杂性的特点,需要具有系统思维的管理科学理论和方法来综合应用,以回应大科学时代解决综合性问题的挑战。复杂性系统性问题的解决亟须在不同学科彼此交叉和相互渗透的过程中实现[26]。管理学相关支撑学科是远缘交叉研究领域高中心性的学科,说明管理学在跨部类的交叉学科发展中具有极其重要的地位。作为解决社会复杂问题,研究复杂科学中的重要理论和工具,管理科学“不可或缺”。

此外,材料科学、生物科学、化学工程、机械工程和医学等学科也具有较高中介中心性,在局部知识领域也具有相对关键的支撑作用和影响力。这说明国内高校在材料、生物、化学、机械和医学等领域内相关一级学科发展规模大,深度参与学科交叉,也反映了当前生命科学与技术、纳米科学与技术、能源科学与技术等现代科学前沿领域的快速发展。这类高中心性学科揭示了交叉学科研究的“领域性”特征,适合发展学科集群,将学科交叉研究模式转变为大科学发展模式。

2.应用性交叉学科领域逐步丰富,基础性交叉学科有待发展

成熟的交叉学科领域是当前凝聚性较强、出现频率较高的支撑学科汇集之地。笔者对支撑学科共现网络进行聚类知识图谱分析,研究支撑学科的凝聚性特征。在不进行寻径剪裁的设置下,我们采用LSI浅语义索引算法识别代表性交叉学科领域,发现有五个相对聚集的领域。结果显示,聚类结构显著,CiteSpace共现图谱模块值(Modularity Q)为0.5282,平均轮廓值(Meansilhouette)达到0.8841。

五个交叉学科知识领域包括侧重人文社会领域的历史文化、政治经济两大板块以及侧重自然科学的智能管理、生命医学、材料信息三大板块(见表5),呈现以下三大特征:

表5 交叉学科的支撑学科共现网络聚类列表

一是同部类交叉是交叉学科形成的主体。通过分析聚类中支撑学科构成发现,除了智能工程领域之外,其他四类交叉学科领域主要是自然科学和工程科学内部或者人文社会科学内部的知识交叉,属于学科性质相近的近缘交叉学科,支撑学科之间的知识距离较小。交叉学科的核心内涵是知识整合,不同类型知识的异质性程度影响了知识整合进程和效果。相近学科之间更容易产生交流合作,而对于那些横跨自然科学和社会科学的交叉研究更具有挑战性和失败的可能性。因此,在同一个部类的知识交叉能够相对较快地形成规模。

二是应用研究导向是交叉学科领域重要特征。问题驱动是交叉学科发展的重要动力,将理论和技术运用于解决社会复杂问题是交叉学科的重要价值。支撑学科中工学、管理学、教育学等学科门类居多,说明目前交叉学科在应用研究方向已经形成了聚集态势,在相关知识领域逐步丰富成熟。

三是基础研究领域的交叉学科尚未形成规模。本研究中的五个交叉学科聚类不含基础研究的物质科学领域,基础学科类的支撑学科缺少聚类。这表明交叉学科建设也存在一定的“功利”化特征,特别是在评价因素和资源因素影响下,人们倾向于将知识技术快速转化和短期见效。长周期的基础性交叉学科由于缺乏共识性的研究方向和资源保障,所以规模不大而且较为分散。

凝聚性分析结果可以帮助人们对学科群的认识从学科的“简单相关”推进到学科的“创新聚合”,聚类揭示出成熟的交叉学科领域形成是具有客观必然性的,那么其涉及的相关一级学科的会聚现象也就有规律和必然性,学科会聚并不能通过机械组合。这为学科群建设提供了有益的启示。

3.科技人文、社会治理与体育领域存在多个潜在交叉学科

潜在交叉学科往往位于支撑学科间联络稀少的领域,目前尚未进入国家学科专业目录或者尚未广泛出现,但隐含着学科演化的潜在方向和趋势。按照潜在交叉学科的三种发现模式,我们确定构建交叉学科的若干支撑学科:第一类是低紧密中心度的一级学科,依据核心-边缘理论,共现网络紧密中心度较低的节点,往往处在网络边缘(见图5),与其他节点之间的联系比较弱,属于组成潜在交叉学科的支撑学科,其中以中医学、艺术学相关学科为典型学科,具备潜在的知识融合条件;
第二类是目前没有参与学科交叉的一级学科,以体育学为典型学科,其他天文学、生物工程、特种医学、医学技术以及公安军事类因本身知识综合性较强,知识交叉倾向并不明显;
第三类是目前不同聚类的高显示度学科,以计算机科学和管理学相关学科为代表,具有较高的中心性,说明具有知识扩散的特征,更可能发展学科交叉。

图5 低紧密中心性节点分布在网络边缘区域示意图

上述学科涉及门类有艺术学、教育学、医学和军事学,少量属于历史学、哲学、工学和管理学,自然科学学科较少。总体上看,潜在交叉学科主要为科技人文类领域和社会治理领域。具体包括公共体育管理,人工智能音乐、人工智能中医药、人工智能教育、艺术工程、智能护理学、体育医学与社会治理、文字经济学等(见表6)。

表6 潜在交叉学科的领域识别(部分)

交叉学科是外部适应性和内部主动性动态发展的结构体系,也是包含层次结构具有不同特征的知识体系,高校应深化对交叉学科结构的理解和认识,把握现行的交叉学科多样性结构和凝聚性特征,科学谋划交叉学科建设,分类推进交叉学科发展[27]。

(一)推进学科“优而交”,依托优势学科,发展交叉学科

一流学科发展学科交叉的比例高,不仅说明众多高校已将发展交叉学科纳入一流学科建设的战略规划,重要的是学科“优而交”成为当前一流学科发展的重要特征。高校以优势学科为支撑推进学科融合具有利条件,可发挥其学术引领作用,而且实现优势学科资源利用的最大化。从学科建设实践看,发展交叉学科所需要的组织成本和知识资本,往往也得到既有优势学科建设资源的投入支持。因此,高校应依托优势学科推进交叉学科发展,让高水平学科做好学科交叉融合的排头兵。

(二)促进学科交叉的多样性,更加重视跨门类的远缘交叉

不同交叉学科多样性呈现差异化,反映了不同类型交叉学科的知识特点。一般而言,交叉学科通过知识互涉、理论互鉴、方法碰撞和范式组合实现知识创新和增殖。知识广域性和异质性强,则知识创新性大,交叉学科的效能高。但迥异的学科理念和研究范式相互融合并非一蹴而就,开展宽交叉的学科融合面对较大的风险。诸多研究显示,部分领域的交叉学科知识成果尽管从长期来看具有显著影响,但在短期内往往并不被广泛接受[15]。高校应充分理解学科交叉研究的特性,建立针对交叉学科的评价机制,才能将政策理念中悬浮的交叉学科落地生根。

对于社会科学领域的交叉学科而言,具有跨部类宽交叉的特点,适宜赋予相对独立的交叉学科平台建制。高校可以成立具有一定行政和学术权责的机构,以保障文理工多重背景教师在相对一致的评价体系和管理标准下开展学科交叉,尽可能减少不同学术评价体系和岗位聘任机制的影响。对于近年来快速发展的工程技术学科,要利用范式相似和知识相通的优势,成立相关工程学部或者进行大院重组,突出产教融合,校企合作[28]。

(三)提升学科交叉的凝聚性,促进学科“真会聚”“真交叉”

国内高校交叉学科已然形成多个成熟的研究领域,众多一级学科“组团”发展,在若干学科领域形成了聚集态势。高校应将学科集群作为学科规划的重要内容。网络聚类显示出当前人工智能、材料科学、医养健康以及生态安全等交叉学科领域发展迅速,一些高校中学科组织数量也增长较快,相应的学部、学院和研究院纷纷成立。协同发展是目前学科建设的新趋势,学科集群蕴含了相关一级学科的紧密联系,不仅适应现在解决社会和产业综合性问题的需要,也符合如今大科学、大平台和装置建设的要求。更重要的是,学科群的建设,可以拉动相邻学科发展。因此,构建相关学科协同的学科集群是高校学科建设可持续发展的需要。

以往对于学科集群的狭隘认识,停留在知识相关学科机械组合的学科关联态,而网络分析揭示了突出知识整合和创新的学科聚合态。高校可依托目前这些成熟交叉学科领域,会聚共现度较高的相关一级学科参与,形成知识生产和创新的优势。例如新加坡科技设计大学,设立五大专业知识领域来组织教学和科研,在建筑和可持续设计、设计和人工智能和信息系统技术和设计等学科交叉领域部门中融合了诸多传统学科,形成了面向未来和社会需要的交叉学科结构①Singapore University of Technology and Design (SUTD).Pillars,Programmes and Clusters[EB/OL].(2021)https://www.sutd.edu.sg/Education/Pillars-Programmes-Clusters.。

(四)强化高中心性学科的纽带作用,更好地发挥学科交叉的“催化剂”功能

计算机科学与技术等学科的高中心性,说明在智能时代的今天,其在众多学科知识领域产生了积极影响,对高校交叉学科体系建设具有推动作用。维克托·迈尔·舍恩伯格的《大数据时代》提出,大数据时代科研范式一个转变是放弃对因果关系的渴求,取而代之关注相关关系[29]。高校应适应学科范式的转型,重视技术变革对交叉学科发展的影响,积极主动应对大数据、云计算、区块链、物联网和人工智能等新兴科学技术发展带来的挑战,积极发展信息技术与计算技术相关的数据科学等学科。同样的,材料、生物、化学、机械和医学等学科都是重要的支撑学科,高校在构建交叉学科体系中,应结合自身学科基础给予倾斜性的支持,充分发挥支撑学科的辐射引领作用。

现在很多学科交叉活动对信息计算等技术提出需求,但学校的相关学科人员和知识储备较为有限。高校直接引进相关学科教师成本高,存在团队适应性风险。开设信息和计算科学方面课程和教师培训虽可以促进相关人才培养,但周期长效率低。那么,高校可设立信息计算类型的技术服务平台,各学科通过平台提出交叉研究的问题和需要,计算机科学与技术等学科通过平台提供算力支持、算法服务和智能化交叉方法的咨询。平台不仅能打通知识供给和需求,创造“智能+”学科的交叉共融,同时还能稳定和发展学校现有计算机学科队伍。如浙江大学成立了计算机科学学科支撑的AI+X科研服务平台,各种学科交叉研究人员负责本领域知识理论建模和系统搭建,人工智能团队成员负责数学建模、算法执行和优化,双方协同完成成果,实现了人工智能对其他学科的“改造”和“赋能”②浙江大学,AI+X 开放创新协同平台[EB/OL].(2021)http://www.news.zju.edu.cn/2021/0118/c24344a2244842/page.htm.。

(五)强化基础学科与应用学科的双向互动交叉,推动重大创新突破的形成

基础研究领域交叉学科相对于应用研究领域来说发展滞后,亟需实施顶层调控和有组织地建设开发。从科技发展趋势看,基础研究和应用研究已经由传统的二元范式发展到“巴斯德象限”研究范式③唐纳德·斯托克斯(Donald E.Stokes,1997)发现,基础研究和应用研究之间具有双向互动的复杂关系,提出“由应用需求驱动”的基础研究模式,并在其著作《巴斯德象限:基础科学与技术创新》(Pasteur"s Quadrant: Basic Science and Technological Innovation)中命名为“巴斯德象限”研究范式。。基础研究和应用研究存在双向互动性、动态系统性的贯通关系,出于“闲逸好奇”的知识探索和解决实际问题的目的具有可融合性。交叉学科建设要平衡好纯粹知识逻辑的“学术性”和回应社会需要的“实践性”,兼顾大学的学术使命和社会责任。两者平衡之下的学术不仅仅是一种认知活动,更是一种学术探索与创造性的活动[30]。

学科的动力既来自内部知识运动的矛盾,也来自外部社会的需求。“学科不能仅仅停留于知识活动,它必须以其为基础,然后去创造价值、培养人才、服务社会。”[31]应用性学科应该更加深度地促进产教融合,而基础交叉学科的发展,在推进学术志趣的激发同时也应鼓励发展与外部学术资源、产业资源的联系。高校应在统筹纯科学研究和应用科学研究的基础上,探索促进基础研究领域交叉学科发展的新机制,优化知识创新链。高校推进有组织科研,一方面要拓展从基础到应用的贯通式研究,另一方面要实现“巴斯德象限”中应用研究带动基础研究领域交叉学科建设,推动重大原始创新突破的形成,解决国家卡脖子领域关键科技问题。

(六)培育潜在的交叉学科,打造院校学科建设新兴增长点

“智能+”是一众潜力交叉学科的突出特征。按照比格兰的观点,技术对于学科演化影响巨大[25]。“数据密集式科学发现”新学科范式促进了基于科学数据进行探索的科学方法的转变[32]。面向未来,以数据科学和信息技术为代表的新科技革命浪潮将会深度影响学科领域,交叉学科围绕“智能+”发展成为一种重要趋势。人文学科的涉入也是潜在交叉学科的重要特征。高校应追踪前沿科学,培育包括科技人文在内的艺术、体育和中医药相关交叉学科,建设新兴学科和综合学科;
积极规划发展智能化学科和人文医体健相关的交叉学科;
应对人文学科作出长远规划,丰富人文学科师生知识结构,提升信息素养、培养数字思维,发展智能+人文、智能+社会治理等新兴交叉学科。

对潜在或者新兴的未成熟研究领域,高校可以专题课程形式或者研究生联合培养的形式嵌入到成熟学科进行培育。在知识整合层面,高校可以开发跨学科课程进本科专业、设置跨学科研讨课进研究生学位点,通过课程先行在人才培养环节加强潜在学科培育。课程与科研项目结合,可使学生在课程中获取前沿知识、更新知识结构,并在项目参与中提升信息整合、迁移运用等高阶跨学科思维能力[33]。在组织层面,高校可以自主设置二级学科或者交叉学科,招徕其他学科教师进入现有一级学科形成交叉学科导师团队和平台。在制度层面,针对学科交叉研究的“风险型投入”特点,高校可以设立“种子基金”激励教师从事交叉学科的创新知识探索。

总体上看,交叉学科多样性结构的呈现深化了我们对不同交叉学科应采取何种组织类型的认识,而凝聚性特征的发现启发了我们交叉学科布局的规划思路,多样性和凝聚性是理解交叉学科结构不可或缺的两部分。在交叉学科建设实践问题当中,不同类型交叉学科应该分类施策,学科建设既要遵循学术逻辑也要适应市场逻辑。高校要把握交叉学科结构的多样性和凝聚性特征,以更好地推动我国交叉学科的发展。

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