羅恒 陳建平 孫云飛 傅啟明 班建民 葉曉燕

摘要：建筑節(jié)能研究涉及到建筑學(xué)、信息科學(xué)等在內(nèi)的諸多學(xué)科。通過分析學(xué)科交叉生長點(diǎn)，以計(jì)算機(jī)科學(xué)、建筑土木工程等學(xué)科為核心，圍繞建筑智慧節(jié)能這一研究領(lǐng)域，通過學(xué)術(shù)沙龍、頭腦風(fēng)暴等形式在學(xué)術(shù)上形成相互滲透，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，依托江蘇省建筑智慧節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，初步建立了交叉學(xué)科群。

關(guān)鍵詞：學(xué)科融合;建筑節(jié)能;教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）05-0258-02

2006年召開的全國科學(xué)技術(shù)大會上，黨中央明確提出了建設(shè)創(chuàng)新型國家的重大方略，給出了到2020年末進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列的目標(biāo)。2014年中國科學(xué)院第十七次院士大會上，習(xí)近平總書記明確了“要堅(jiān)定不移地走中國特色人才，在創(chuàng)新活動中培養(yǎng)人才，在創(chuàng)新事業(yè)中凝聚人才”。

創(chuàng)新過程是通過對以往的成果進(jìn)行選擇性、批判性的繼承，在此過程中，發(fā)現(xiàn)新方法、拓展新思路、開拓新領(lǐng)域，揭示事物更深層次的規(guī)律性，從而取得一些列成果的一種活動。多學(xué)科交叉、融合就是一種創(chuàng)新形式，通過運(yùn)動新的方式、方法，實(shí)現(xiàn)基本理論創(chuàng)新以及方法論創(chuàng)新[1]。

一、交叉學(xué)科內(nèi)涵及其發(fā)展歷程

交叉學(xué)科是指至少兩門學(xué)科融合、形成的一門新的綜合理論或系統(tǒng)學(xué)問[2]。交叉學(xué)科不僅僅是多學(xué)科知識的再構(gòu)或重構(gòu)，更是依賴學(xué)科間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，對信息多廣角、多層次的加工，是跨學(xué)科思維、多種多維度思維的交互活動問題[3]。交叉學(xué)科的建立強(qiáng)化了垂直或橫向分化的各子學(xué)科間的關(guān)聯(lián)與相互作用，能夠最大限度消除學(xué)科間的壁壘，減少學(xué)科孤島現(xiàn)象，使各學(xué)科無論在縱向還是橫向上的聯(lián)系更趨于完整和系統(tǒng)化，使得現(xiàn)代科學(xué)系統(tǒng)真正成為一個有機(jī)的統(tǒng)一體，從而為系統(tǒng)而全面的解決經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的重大問題提供了重要的基礎(chǔ)。

學(xué)界對于交叉學(xué)科教育的起源存在爭議，克萊恩等認(rèn)為交叉學(xué)科思想起源于古希臘學(xué)者柏拉圖等人所秉持的知識一體化理念，但是拉德克等對上述論述存在不同見解，他們認(rèn)為現(xiàn)代意義上的交叉學(xué)科與柏拉圖等提倡的培養(yǎng)全面人才的理念關(guān)聯(lián)性不大。雖然上述兩個學(xué)派在交叉學(xué)科起源論方面存在較大認(rèn)知差異，但是他們都認(rèn)為，真正意義上的現(xiàn)代交叉學(xué)科理論與實(shí)踐始于20世紀(jì)。

美國是較早探索交叉學(xué)科發(fā)展的國家。20世紀(jì)20年代，美國社會科學(xué)研究促進(jìn)委員會（SSRC）首次使用Interdisciplinarity指代兩個及兩個以上專業(yè)組織進(jìn)行的合作和交流。1985年，美國的學(xué)科專業(yè)目錄中，共有9個交叉學(xué)科群。及至2000年，交叉學(xué)科群數(shù)量迅速增加至21個，占所有學(xué)科群的比例為7%，學(xué)科專業(yè)目錄中使用Multi/Interdisciplinarity闡述交叉學(xué)科/跨學(xué)科研究，標(biāo)志著交叉學(xué)科或跨學(xué)科內(nèi)涵的確立[4]。

日本教育界對于交叉學(xué)科的研究與實(shí)踐始于上世紀(jì)50年代。1949年日本的國立東京大學(xué)設(shè)立“教養(yǎng)學(xué)部”，旨在對一、二年級的本科生進(jìn)行跨學(xué)科以及多學(xué)科交叉的通識教育，目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的人才。1973年創(chuàng)建的日本國立筑波大學(xué)以交叉學(xué)科教育為其主要特色之一。1991年日本文部省放寬其國內(nèi)的大學(xué)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)后，眾多私立大學(xué)以建立交叉學(xué)科型學(xué)院為主要競爭特色，至90年代末，交叉學(xué)科型學(xué)院數(shù)量迅速超過260個[5]。

二、我國交叉學(xué)科發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

20世紀(jì)初，我國社會生產(chǎn)力水平發(fā)展較為緩慢，單學(xué)科相關(guān)理論及方法基本能解決當(dāng)時經(jīng)濟(jì)社會所面臨的問題，交叉學(xué)科相關(guān)研究出現(xiàn)頻率不高。進(jìn)入20世界50年代后，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，單學(xué)科理論逐漸不能滿足社會發(fā)展的需要，科學(xué)研究更多地需要多學(xué)科的“大科學(xué)”研究，需要多門學(xué)科的通力合作[6]。

1985年，我國首屆交叉科學(xué)學(xué)術(shù)討論會的召開，使得“交叉科學(xué)”在科學(xué)界廣泛傳播。天津師范大學(xué)于1990年招收了首批交叉學(xué)科研究生，2000年北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院成立，南京大學(xué)等高校也相繼開辟“學(xué)科特區(qū)”，旨在加強(qiáng)學(xué)科交叉的發(fā)展，培育特色學(xué)科，提高教學(xué)水平以及科研的質(zhì)量。

經(jīng)過近三十年的發(fā)展，發(fā)展交叉科學(xué)已經(jīng)提到國家中長期發(fā)展規(guī)劃的高度，國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》認(rèn)為交叉學(xué)科是“基礎(chǔ)學(xué)科之間、基礎(chǔ)學(xué)科與應(yīng)用學(xué)科、科學(xué)與技術(shù)、自然科學(xué)與人文社會科學(xué)的交叉與融合，往往導(dǎo)致重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和新興學(xué)科的產(chǎn)生，是科學(xué)研究中最活躍的部分之一，要給予高度關(guān)注和重點(diǎn)部署”[7]。

雖然我國的交叉學(xué)科經(jīng)歷了發(fā)展階段，但是我國高等教育自20世紀(jì)50年代始一直推行理工分家、建設(shè)單科學(xué)院的發(fā)展模式，客觀上阻礙了交叉學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展。同時，專家雜家爭議、系科專業(yè)分隔、專業(yè)和學(xué)科的封閉、跨專業(yè)合作機(jī)會與條件不成熟等條件也嚴(yán)重阻礙我國交叉學(xué)科的深入發(fā)展。

三、學(xué)科建設(shè)的必要性和緊迫性

學(xué)科交叉與學(xué)科融合不僅是現(xiàn)在科學(xué)各學(xué)科發(fā)展的必然趨勢，也是科學(xué)研究與工程實(shí)踐中重大創(chuàng)新性成果的源泉。相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在1901至2008的108年中，獲得諾貝爾獎（物理、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎三項(xiàng)）的自然科學(xué)類研究成果中，交叉學(xué)科研究成果超過獲獎總數(shù)的一半，且在各統(tǒng)計(jì)時間段中，交叉學(xué)科研究成果所占比例一直呈上升趨勢，在21世紀(jì)初的8年中，這一比例更是高達(dá)66.7%，由此可見，學(xué)科交叉與融合是現(xiàn)代科學(xué)研究取得突破性進(jìn)展的重要途徑[8]。

我國的交叉學(xué)科相關(guān)研究與實(shí)踐起步較晚，雖然經(jīng)歷了長足進(jìn)步，但與發(fā)達(dá)國家的水平仍然存在一定差距。隨著信息時代的到來，社會分工更加精細(xì)，逐步形成跨地區(qū)、跨企業(yè)甚至全球合作商業(yè)新模式，為經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。面對日益復(fù)雜的各類問題，技術(shù)創(chuàng)新的重要性日益凸顯，當(dāng)前，學(xué)科交叉與融合已經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步的必然趨勢，如果我國能夠利用這一契機(jī)迎頭趕上，不但能夠?yàn)閲鴥?nèi)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提高必要的智力支持，也能為我國產(chǎn)業(yè)在全球競爭中贏得一席之地。

四、交叉學(xué)科建設(shè)的探索與實(shí)踐

針對國內(nèi)高校交叉學(xué)科發(fā)展中存在的種種問題，筆者團(tuán)隊(duì)依托江蘇省建筑智慧節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，就建筑節(jié)能類交叉學(xué)科建設(shè)進(jìn)行了一些的探索與實(shí)踐，主要措施主要包括：

（1）完成交叉學(xué)科的合理規(guī)劃與優(yōu)化。經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求是交叉學(xué)科發(fā)展的內(nèi)在動力以及外在導(dǎo)向，當(dāng)前國內(nèi)外對于環(huán)境保護(hù)的關(guān)注度日益增加，各國都致力于研究新技術(shù)、新工藝來提高能量的利用率，減少二氧化碳等溫室氣體的排放。實(shí)驗(yàn)室通過研究計(jì)算機(jī)科學(xué)與建筑土木工程學(xué)科交叉機(jī)制，協(xié)調(diào)建筑節(jié)能各學(xué)科互補(bǔ)和合力等內(nèi)傾動因，調(diào)動同源和流動等外傾動因，運(yùn)用學(xué)科交叉的方法，創(chuàng)造如設(shè)備自適應(yīng)控制等不同知識類型、形態(tài)的交叉學(xué)科，促進(jìn)建筑節(jié)能各學(xué)科交叉自身有機(jī)地生成和發(fā)展。目前，已經(jīng)確立的交叉學(xué)科有：機(jī)械設(shè)備自動控制交叉學(xué)科、室內(nèi)環(huán)境自適應(yīng)優(yōu)化交叉學(xué)科、照明設(shè)備自動控制交叉學(xué)科和人員行為分析與預(yù)測交叉學(xué)科等。

（2）建立交叉學(xué)科群。綜合運(yùn)用觀同察異法、話語移植法、互補(bǔ)共融法、連鎖輻射法，輻集聚焦法、橫斷論析法、哲學(xué)提升法等，分析學(xué)科交叉生長點(diǎn)，以計(jì)算機(jī)科學(xué)、建筑土木工程等學(xué)科為核心，以信息類、土木類、建筑類相關(guān)學(xué)科為支撐，圍繞建筑智慧節(jié)能這一研究領(lǐng)域，在學(xué)術(shù)上相互滲透，在技術(shù)上優(yōu)勢互補(bǔ)，建立高質(zhì)量的交叉學(xué)科群。經(jīng)過近2年的發(fā)展，初步建立了設(shè)備節(jié)能交叉學(xué)科群、人員行為模式交叉學(xué)科群、傳感網(wǎng)-大數(shù)據(jù)平臺交叉學(xué)科群等交叉學(xué)科群。

（3）總結(jié)交叉學(xué)科建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)建筑智慧節(jié)能研究領(lǐng)域的發(fā)展。創(chuàng)建“省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)沙龍”，邀請建筑建筑節(jié)能、機(jī)械設(shè)備、電子信息和計(jì)算機(jī)科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的院士、教授作擔(dān)任交叉學(xué)科學(xué)科顧問，邀請國內(nèi)外知名學(xué)者擔(dān)任“訪問學(xué)者”，定期組織專題講座，各學(xué)科研究人員均可參與，圍繞有關(guān)目標(biāo)和主體，結(jié)合來自政府和社會的需求信息，引導(dǎo)參與人員共同思考、討論，通過“頭腦風(fēng)暴”等形式，從客觀上創(chuàng)造有利于學(xué)科交叉的條件。通過學(xué)科交叉與融合，利用共享的工具平臺以及各學(xué)科間的廣泛關(guān)聯(lián)性，在影響和改造傳統(tǒng)學(xué)科，煥發(fā)其活力的同時，催生新的學(xué)科，目前已初步建成信息技術(shù)與建筑土木工程交叉融合的學(xué)科點(diǎn)2個。

通過近2年的探索與實(shí)踐，取得了一定成效，初步建立了建筑節(jié)能類的交叉學(xué)科，但是仍存在一定不足，需要在后續(xù)的改革中積極探索與實(shí)踐，逐步完善交叉學(xué)科的構(gòu)建與優(yōu)化。

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