交叉融合教学（共10篇）
交叉融合教学 篇1
思政课作为思想政治理论课, 其内容的大众性、政治性等特点决定了思想政治课教学的方向指向性, 决定了实践教学环节在整个教学体系中的地位, 是由理论转化为行动的中介。不同于自然科学的是, 高校思想政治理论课的很多内容学生早已学过, 大学之所以还要开设这些课程, 很显然不是为了让学生再学习一遍, 而是为了把理论转化为学生的行为, 这正是实践课要达到的目的。所以, 实践课的成败关系着高校思想政治理论课教学整体的成败。如此, “大实践”教学模式的探索意义重大。
一、“大实践”教学模式的内涵
“大实践”教学模式就是灵活运用学校的现有资源, 通过校内所有对学生思想政治教育直接有关的部门间横向交叉和联合, 通过教育主体的合作, 多形式、多途径开展实践教学。“大实践”教学模式是在现实条件下具有可行性的教学模式, 称之为“大实践”, 并不是指让学生走出校门走向社会去直接体验、直接把理论运用于实践。“大实践”之“大”的内涵主要体现为以下几点。
第一, 平台大, 思政课的实践教学要充分利用学校团委、学工处等丰富的社会实践平台, 通过这些丰富的实践平台把思想政治理论课要讲授的思想理论在实践教学中加以深化和内化。教师拥有丰富的思想政治理论基础, 但不具备实践教学的良好条件, 学校团委和学工处具备开展多种活动的经验、资源及与校外联系的途径。由此, 把各具有优势的不同资源联合起来, 进行交叉和融合, 就可以为思想政治课的实践教学提供一个大平台。
第二, 主体大, 思想政治课教师与团委、学工处、甚至辅导员交叉任教, 有利于充分使用对方的舞台贯彻自己领域的理论。单一的思想政治课理论教师的单一课堂理论授课必然导致削弱教学效果, 让团委、学工处, 甚至辅导员进行任教, 可以让学生尝试不同的教学风格, 接受更广阔的知识, 使学生对上课充满激情和好奇。教学主体的扩大是“大实践”教学模式中明显的特点。
第三, 途径多, 通过讨论、成功案例讲座多种方式进行实践教学, 把那么多学生带到社会上去实践是难以操作的, 但变“走出去”为“请进来”则是容易做到的。大主体交叉融合进行的教学使教学的实践方式也变得丰富, 不同的教学主体充分利用自己的优势开展不同的实践教学。课堂上的讨论式、案例式、问题式的实践教学加上讲座、团委校工处组织的相关活动等多种实践方式, 实践活动的途径大大拓宽, 并切实可行。
二、“大实践”教学模式构建的现实背景和意义
构筑实践教学模式必须立足于现实可行的条件之上, 注重实践教学的本质, 不能轻本质, 重形式, 不能使高校政治理论实践教学沦为参加不参加无所谓式的赏花赏草赏风景般打发时间的工具。实践教学模式的目的是通过实践加深对理论的理解, 进而把理论转化为实践, 不以理论转化为导向的实践只是形式。所以, 要构建“大实践”教学模式就必须理清思想政治理论课的现状及存在的瓶颈。高校思想政治理论课的实践教学长期以来因其难以把握、不好操作而成为该系列课程教学中的瓶颈, 这是高校思想政治理论课教学中普遍存在的问题。之所以存在以上瓶颈, 主要是因为以下几点现实的因素。
第一, 实践基地少、实践形式单一, 甚至很多高校把实践课教学仅仅停留在组织一次课堂讨论、布置学生做几篇作业上。近些年, 高校思政课教师为增强思政课教学的实践性, 在这方面进行了积极的探索, 但形式单一, 学生的参与度不高。有的高校让学生在学期末交一篇阅读相关书籍或者听讲座的心得体会, 算是对思政课实践任务的交差, 这纯粹是一种形式主义, 不能达到实践的实际目的。
第二, 实践内容政治性强, 学生热情度不够。课堂上思政课教师大都播放与所讲内容相关的资料片、教育片, 放视频本应引起学生的兴趣, 但由于所放资料的政治性强和学生对所放视频的内容较熟悉, 因此学生对此感到索然无味。团委组织的校外实践活动, 多感到去一些较近的政治性较强实践基地, 学生收获不大。
第三, 班级大、人数多, 不好操作, 难以把握。高校的思政课教学大多是大班教学, 虽然教育部规定一个班的人数不能超百, 但由于授课教师数量的限制, 有些高校的一个班级仍多达上百人。这么多的学生要进行有效的实践活动非常困难, 更谈不上组织进行校外的实践活动了。这样的现状决定了思政课的实践必须放在校内进行, 利用校内可利用的资源, 才是可行之路。
第四, 课程体系内容与现实张力大, 实践效果不好。高校的四门思政课的内容学生在中学都有所了解, 一般的实践教学很难达到实践的效果。课程内容与学生关心的现实问题和困扰他们的问题之间没有直接的相关性, 内容与现实张力大造成学生兴趣的不浓。
在这样的背景下, 进行新的切实可行的实践教学模式的探索就具有了十分重要的意义, “大实践”教学模式构建的意义主要体现在以下几方面。
第一, “大实践”教学模式是现实条件下思政课进行实践教学的可行模式。一种新教学模式的构建, 最大的前提就是在现有的条件下要具有可行性, 否则, 其探索只能徒劳无功。“大实践”教学模式在理论上是合理的, 在实践上也是可行的, 这是构建这一模式的最大意义所在。
第二, “大实践”教学模式符合学生的实际需要。大学生对于已经在中学了解的思政课知识需要老师给予一定深层次的理论分析, 但更需要把这些理论知识与现实联系起来, 以利于把理论转化为行动。“大实践”教学模式把课堂上的理论教学与学校相关部门的活动相结合, 丰富了教学内容, 活动方式多样, 使理论与现实紧密结合, 在不知不觉中提高了学生的学习兴趣, 调动了学生的积极性。
第三, “大实践”教学模式是对传统教学模式的极大颠覆。传统的教学模式只是在课堂教学中对教学方法、教学手段的改革, 始终没有跳出传统课堂教学的框架, 学生从小学到大学都在经历着这样的教学, 见怪不怪。“大实践”教学模式打破了传统的课堂教学框架, 注入了新的教学主体、教学内容和活动方式。
三、“大实践”教学模式构建的途径
颠覆传统的教学模式, 构建一种新型教学模式并非易事, 从教学主体、教学内容、教学课时安排及教学评价等方面都要重新组合和建构。构建“大实践”教学模式的途径主要有以下几点。
第一, 进行教学主体的转变, 教学主体应从“单兵作战”转向“协同作战”, 构建一套“大实践”思政课教学主体的合作模式。在高校以往的思想政治教育中, 学校团委、学工处、辅导员和思政课教师分别单独进行教育工作, 之间很少有沟通与合作, 对于校内具备的实践平台不能很好地利用, 出现教育过程中理论与实践的分离。要构建“大实践”教学模式, 首先要进行对思想政治教育主体的整合, 使进行思想政治教育的人员进行融合与合作, 重新分配各种主体在整个“大实践”教学中的任务, 实现纯粹理论教学与实践环节的融合, 在整个教育过程中体现出实践性, 突出理论的实用性, 增加学习的趣味性。
第二, 合理安排相关课程的课时, 构建合理的课时模式。“大实践”教学模式打破了原来仅有理论教学占有课时的课时安排模式, 新部门新主体的融入, 需重新进行课时安排。在按照教育部规定的理论教学课时的基础上, 适当增加课时, 增加的课时要根据实践活动的需要, 并且每学期要制定切实可行的不同的实践活动内容, 逐步构建合理的课时模式。同时, 为应对的突发情况的出现, 课时的安排上应具有灵活性。
第三, 深化教学方法的改革, 构建一套实践与教学的组合模式。“大实践”教学本身就是对传统教学模式和方法的突破, 但在具体的实施过程中, 必须有一套可行的实践与教学的组合模式。在高校思想政治课的四门课程中, 要根据每门课程章节内容、社会的现实与具备的实践活动条件确定其实践与教学的组合模式。例如, 在《思想道德修养和法律基础》的绪论部分, 主要目的是引导大学生了解大学生活, 以更好地适应大学生活, 明确大学四年的学习目标。所以针对这一内容和教学目标, 就不必完全通过课堂教学的方式进行, 可以通过团委或者辅导员带领学生进行专门的参观学校的各种实践活动的场地, 并进行讲解, 让学生亲身体会大学与中学的不同, 然后通过组织辩论的方式让学生思考在大学学习主要的应该获得什么, 最后教师总结引导。针对社会主义核心价值体系的部分可以通过专题讲座的方式进行。通过一系列相关的活动, 直接把理论和现实相结合, 增强学生的兴趣和对知识及现实的理解。
第四, 加强对外沟通, 及时聘请专家来校讲座及引进外面的新的实践教学经验, 形成固定和不断扩大的对外交流渠道。“大实践”教学虽然只是局限在校内进行, 但它的顺利进行离不开与外部的交流、沟通, 保持与相关专家、道德模范及激励性人物的联系, 根据实践活动的需要, 及时邀请相关人物来校进行讲座或报告。同时还应加强与兄弟院校的联系, 交流思政课实践活动的经验, 不断完善“大实践”教学的过程。这一工作需要所有的思想政治教育人员和相关领导的协调配合进行, 因为每位思政课教师都有不同的对外交往圈, 众多的交往圈加在一起就大大扩大了对外交流的范围, 更利于“大实践”教学活动的开展。
第五, 制定合理的系统过程评价体系, 从“量化评价”转向“质性评价”, 构建一套合理可行的评价模式。“大实践”实践教学对传统思想政治课教学模式的大变革, 必然导致评价体系的转变。在传统“两课”课堂理论教学中, 教师习惯于记忆式、结论式的评价模式, 以标准答案来评价学生, 即使增加了平时成绩的比重, 其评价标准也并不能客观反映学生的真实情况, 而且其评价方式模式化、固定化。“大实践”教学模式倡导动态的多层次多角度的评价模式, 要采取灵活多样的评价方式和手段, 最终对学生的总评成绩是由整个教学过程中的评价综合而来, 对学生进行的是深层的过程性的质性评价。这样的评价方式使学生不再抱有侥幸心理, 而重视平时的学习和本身素质的提升。
总之, “大实践”教学模式是可行的, 但其构建不仅是相关主体的融合、教学方法的大改革和评价体系的重建, 而且需要学校政策、行政体制和财政方面的支持。
此文系校教改课题 (11JY024) 的成果和省“十二五”高等教育科学研究规划课题 (KT2011471) 的成果。
摘要：可行性是探索任何一种实践教学模式的前提, “大实践”教学模式就是在这一前提下, 针对思政课的实践难题而进行的探索。“大实践”教学模式就是灵活运用学校的现有资源, 在现实条件下通过校内所有对学生思想政治教育直接有关的部门间的横向交叉和联合, 通过教育主体的合作, 多形式、多途径开展实践教学。“大实践”之“大”主要体现为平台大、主体大、途径大, 可行性是它最重要的特点。“大实践”教学模式是对传统教学模式的极大颠覆, 迎合了学生的实际需要, 从教学主体、教学内容、教学课时安排及教学评价等方面都要重新组合和建构。
关键词：大实践,思政课,实践教学
交叉融合教学 篇2
[关键词]学科交叉融合；数学；教学改革；创新型人才
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）12-0120-02
学科交叉融合是在承认不同学科差异的基础上，不断打破学科边界，促进学科间相互渗透、相互交叉的活动。在我国加快建设创新型国家、推进我国中长期科学和技术发展[1]的宏观背景下，学科交叉融合既是学科发展的趋势，也是培养创新型人才、推动我国高等教育教学改革的重要途径。
一、以学科交叉融合为导向的大学数学教学改革的必要性
（一）学科交叉融合是培养具有开阔学科视野、多学科知识背景的创新型人才的重要途径
人为的学科边界在一定程度上为不同学科知识的联系、交叉设置了障碍。这就造成了人才较为狭隘的学科视野和有所欠缺的学科知识结构。从20世纪后半叶开始，一些复杂的前沿问题需要综合运用多个学科的理论、思想和方法加以解决。这使得传统学科间的边界被不断打破。在1901年到2008年间颁发的物理、化学、生理学三项诺贝尔奖中，属于学科交叉融合的研究成果占获奖总数的52%。因此，多学科的交叉知识背景和综合素养可以造就创新型人才更为开阔的知识视野，并激发创新思想，进而获得创新成果。学科交叉融合是培养创新型人才的重要途径，将为我国实施创新驱动发展战略的成功提供有力的人才保障。
（二）进行基于学科交叉融合的教育教学改革是世界一流大学发展的成功经验
作为世界公认的几大创新型国家之一，美国的科技创新实力有目共睹，这在很大程度上归功于美国的高等教育通过学科交叉融合培养了一大批杰出的创新型人才。麻省理工学院（MIT）原是一所以技术性为主的工科院校，但现在它已发展成为世界一流的综合性、研究型的理工大学。分析麻省理工学院的发展历史，我们发现其成功的重要经验和启示就是：通过学科的交叉融合推动学校的学科发展、课程教学和人才培养模式改革。
（三）学科交叉融合是数学学科发展和教育教学的内在要求
数学的本质在于实践性，应当从自然、社会等多种现象中认识和发展数学，数学的发展离不开其他理工学科、人文社会学科的有效支撑。事实上，早期的数学就诞生于人类探索自然的不同问题中。即使在数学发展成为独立学科之后，其他学科中的众多问题仍在不断地打破数学的学科边界，对数学理论和方法提出新的挑战，这才使得数学获得了经久不息的发展动力。因此，数学教学不应割裂不同数学分支、数学与其他学科、理论与应用的联系。数学教学需要从多学科中补充和丰富教学的内容，获得创设教学情境的素材，找寻理论应用的对象。从数学与其他学科之间的联系中，能够看清数学理论发展的源头，加深对所学数学理论和方法的掌握；从数学在其他学科的交叉应用中，学生能够培养分析问题、解决问题的能力。
二、数学在学科交叉融合中的地位和作用
随着创新融合的趋势加剧，数学的理论和方法在各行各业的创新研究和实践中发挥的作用愈来愈大。数学能够在不同学科之间架设桥梁，帮助我们找到不同学科所关心的共性问题，并提供解决工具和方法。1922年，美国物理学家爱因斯坦（A. Einstein，1879-1955年）解释了他花了7年时间才在狭义相对论的基础上创立广义相对论的原因[2]：“但是舍几何而就物理，就好像失语的思考。我们表达思想之前必须要找到语言……我突然发现高斯的曲面论正是解开这个奥秘的钥匙……我不知道黎曼已经深刻地研究了几何的基础。”这段话阐述了德国数学家黎曼（G. F. B. Riemann，1826-1866年）在1851年创立的黎曼几何这一数学理论对物理学发展的重要意义。
评判创新型人才创新能力高低的重要指标包括：思维的创造性、分析问题的视角独特性、解决问题的新颖性。而这些特性和能力都是可以利用合适的教育载体经过后天的训练而获得和提高的。数学课程作为进行这种训练的载体的恰当性和有效性是公认的：数学学习可以帮助学生实现在知识、思维和能力的全面进步。美国著名数学教育家波利亚（G. Pólya，1887-1985年）认为：数学能力是解决问题的才智。大学数学课程的学习可以使学生掌握从事理论研究和实际应用必需的近现代数学知识，并帮助学生提升抽象思维能力、逻辑思维能力和直觉思维能力的水平。
三、以学科交叉融合为导向的大学数学教学改革实施策略
（一）以学科交叉融合为思路优化课程设置
在许多数学课程中存在的数学分支边界和学科人为分割阻碍了学生对知识的创新交叉与融合。我们要打破过去数学课程和教学内容的学科壁垒与专业条块分割，以学科融合为导向，探索构建数学多分支课程互相协作、数学教学与理工学科应用需求有效呼应、学生理论知识基础和知识应用能力同步提升的大学数学课程教学体系。我们可依托培优班、实验班和公选课等平台建设跨学科和跨专业的数学课程，积极支持不同学院、本科生和研究生的数学课程共建共享工作。在教学和教务管理方面，我们应容许和鼓励学生跨专业、跨学院选修相关数学课程。这既解决了相关专业学生对数学的需求，又为数学专业的学生找到了学科交叉融合的通道，有利于实现数学教育、通识教育和专业教育的有机融合。
（二）以基础与前沿相结合、完备和拓展相结合为原则更新教学内容
教学内容是课程教学改革的重中之重。传统的大学数学课程教学内容的选取和组织过于强调数学教学内容的理论基础性和完备性，而忽视前沿性和拓展性，割裂了数学与其他学科的联系。这就使得学生局限于数学的经典理论学习中，无法从数学在其他学科的交叉应用中获取养分，无法实现在知识掌握基础上的能力拓展。学生是教学的主体。在以学科交叉融合为导向的大学数学课程教学内容的选择和组织上，我们要遵循基础与前沿相结合、完备和拓展相结合原则，以启发创造为目标，从多学科中挖掘和筛选教学素材，进行调整和更新大学数学课程教学内容的工作。
（三）以数学文化为纽带全面提升学生的科学素养与人文素养
数学文化本身就涉及数学、哲学、文化学、认知科学、方法论、教育学等多学科。数学文化中蕴含的数学思想方法、数学家的创新经验、数学历史等人文科学领域的养分对于学生的创新能力和创新人格都能产生潜移默化的正面影响，为其将来在创新活动中的成功奠定坚实的基础。我们可采取开设专门的数学文化课程和将数学文化融入数学课程教学两种方式来加强数学文化的教学。以数学文化为纽带，我们可以将数学教学与人文科学知识普及、科学素质教育与人文素质教育有机融合。这对于提高学生的综合素养和感性思维能力具有积极的意义。
（四）以启发创造为目标调整教学方式和方法
学科交叉融合的最终目标是启发创造。因此，在教学过程中，教师不应该是知识的灌输者，而应该成为教学的组织者、引导者和合作者。教师要在通过数学与其他学科的广泛联系中发现教学素材和载体，以数学与其他学科的交叉应用为背景和案例创设教学情境，更多地使用启发式、研究式、讨论式、翻转课堂等多种教学方式方法，激发学生的求知欲和主观能动性，让学生经历观察与比较、分析与探究、归纳与猜想、判断与推理等多种数学认知过程，从而提升其创新能力。
（五）以应用和实践为桥梁实现学生的知识与能力的全面进步
以应用和实践为桥梁，我们可以打通数学不同分支、数学与其他学科之间的藩篱，让学生发挥主观能动性去经历问题的发现、分析和解决过程，让学生在数学的应用和实践中发现数学的问题来源、发展规律和内在本质。数学软件、数学实验、数学建模等都是加强数学应用与实践教学的有效形式。我们可以在知识点引入、理论学习、知识拓展等环节来创设数学应用与实践的教学情景，提出数学在其他相关学科中的应用问题让学生进行数学建模，进而让学生利用数学理论方法进行推导，再利用数学软件进行数值结果验证、图形描绘揭示几何意义等数学实验，最终提出问题的解决方案和结果。这有利于实现学生在数学理论方法的掌握与问题分析解决能力两方面的全面进步，并为他们将来从事相关学科和专业的创新活动奠定坚实的基础。
四、结语
学科交叉融合是新时期我国高校学科发展和教育教学改革的必然趋势和当务之急。我们要在教学理念、课程设置、教学内容、教学方式方法等多个方面推进以学科交叉融合为导向的大学数学教学改革，培养出更多眼界开阔、了解学科前沿、具有多学科交叉知识基础的复合创新型人才，为建设创新型国家提供有力的人才支撑。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国国务院.国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）[N].人民日报，2006-02-01.
[2] 孙和军，赵培标.现代微分几何[M].北京：电子工业出版社，2015.
交叉融合教学 篇3
一、微生物学实验课程的传统教学模式及不足
微生物学实验是微生物学的重要组成部分, 也是微生物学教学的重要环节。从培养人才目标上来看, 微生物学实践教学与微生物理论教学具有同等重要的地位, 甚至更高。就我校生物工程专业, 微生物学理论课程设定40学时, 而实验课程设定48学时, 这也从一定程度上反映了实验教学的重要性。传统的实验教学虽有区别, 但总的来看多以单元操作实验、结果验证实验为模块进行课程设置, 其出发点是以掌握基本实验技能, 加深基本概念和理论为目标的。就其出发点来看, 传统的实验教学设置课程体系是发挥了良好的效果。但是, 对照培养高素质、宽口径和创新型生物工程人才的培养目标来看, 传统的实验教学仍有一些不足之处, 概况起来有以下几点。一是在主观认知上, 认为实验课的目的是验证课堂讲授的理论内容, 常采用实验课堂上教师单纯讲解示范, 学生一味跟踪模仿, 造成了学生被动接受知识的效果。长此以往, 实验教学形式僵化, 学生上课兴趣降低, 导致最终的教学效果很难达到预期目标。二是实验教学内容的设计上呈现点状式、碎片化特征, 验证实验过多, 综合型、设计型实验环节较少。这种实验内容的设计优点是强调对基础实验技术的掌握, 但是很难充分激发学生的创新思维和探索未知世界的兴趣。三是实验安排上采取每周有实验, 理论课和实验课并行的特征, 导致一些连续性的实验难以及时完成。这种实验课程学时的安排布局看似合理, 实则不符合微生物学实验的基本规律, 因为有些微生物学实验需要半天、一天甚至更长时间才能完成, 而零碎的时间打断了实验的节奏, 导致不可预知的实验结果, 更为重要的是没有给学生充分的时间去思考、分析和吸收消化所学知识, 教学效果肯定大打折扣。为此, 我们在吸收、总结传统实验教学精髓的基础上, 根据工科专业人才的培养特征, 探讨和尝试了一些微生物学实验课教学的新举措。
二、微生物实验教学改革的探索与实践
1. 微生物实验课程的体系改革。
传统的微生物学实验主要包含无菌技术、染色技术、纯培养技术、显微技术这四大技术。如前所述, 一方面, 这些实验技术是基本的微生物学实验操作, 随着生命科学特别是微生物学科的快速发展, 仅仅开设这样实验内容是跟不上学科发展的步伐的, 因此微生物实验教学体系结构也要有相应的改革和创新, 必须体现新内容、新技术、新方法和新进展。另一方面, 实验课程通常将这些实验技术分散在相对独立的实验单元中, 各单元之间缺乏方法和内容的有机结合, 形成割裂的教学效果, 难以有效地培养学生完整的知识体系, 融会贯通的理解能力。这种传统的教学形式不利于创新型人才的培养。因此, 我们在课程实验教学环节, 重构课程实验的教学内容和课程体系, 增加综合和设计型实验比重, 进行基本技能和创新能力的交叉递进式培养。
首先, 通过单元操作技能训练, 培养学生的基本实验技能 (即染色技术、显微技术、无菌技术、纯培养技术) 和动手能力。本部分内容主要包括细菌、放线菌、酵母和霉菌的形态学特征;微生物培养基的配制和接种;微生物培养基的配制与灭菌等。单元操作训练是认识微生物、了解微生物的入门技能, 也是开展微生物学研究和微生物工程必备基本技能。在开展单元实验过程中, 为提高学生的积极性和实验兴趣, 首先结合教学录像进行讲解, 在实验的关键点设置思考题, 在观看录像过程中, 老师随时就问题和学生互动, 让学生对实验原理不仅要知其然, 还要知其所以然。在问题设置上要能够从细节入手, 让学生学会知识的交叉运用、思维方式的灵活拓展。如在进行培养基灭菌实验中, 首先设置问题1:常见的灭菌方式有哪些?其适用范围和特点有哪些?根据所学理论知识和老师引导, 学生很容易回答这个问题。接着, 设置问题2:无菌操作时, 超净台面和双手表面如何杀菌?通过这个问题与接种操作技术结合起来。设置问题3:我们在消毒时为何用70%左右的酒精而不是用无水乙醇?通过这个将微生物学和生物化学两个学科进行了有机交叉, 实现了知识的融合。紧接着设置问题4:如果工程发酵罐中发现了噬菌体污染, 如何消毒?这个问题将理论问题与发酵工程相结合, 该问题要求学生既要掌握理论知识, 也要熟悉发酵工业才能很好地进行回答。通过四个环环相扣的问题实现了知识的迁移、交叉和融合。其次是通过综合实验设计, 强化学生基本实验技能和微生物学基础理论知识的应用。在这一部分中, 首先由教师将一系列独立单元实验设计成围绕为解决某一模拟课题而展开的系列关联的实验环节, 然后学生利用微生物理论知识结合基本实验技能, 在遵循微生物基本原理基础上在一定范围内自主选择实验对象。让学生学习和掌握相关的实验技术和方法并学会对不同实验结果进行分析比较。以自来水中大肠杆菌菌群检测为例, 利用微生物的生理生化实验进行微生物的鉴定, 并对照水质检测的国家标准来安排实验。在这个实验过程中, 不仅利用了微生物学基本实验操作, 而且还将大肠杆菌的形态学特征、生理生化特征以及菌种鉴定等知识融合到实验中。更为重要的是, 让学生直接认识到微生物特别是大肠菌群在水质监测中作为指标菌的重要应用。再次, 通过设计型实验, 提升学生利用微生物学理论和实验技术开展工业微生物菌株选育的能力。在这一层次上采用学生自主设计、老师负责把关的开放式实验教学模式, 强化工程概念和实践特征。学生通过完成前面两个阶段的实验, 对微生物基本理论和实验技能有了较好的理解和掌握。在此基础上, 开放式的实验教学按照自由组合分组、独立设计实验方案、协同完善内容安排、时间分配, 强调团队合作的基本原则开展实验。老师在整个过程中要起着引导、启发作用。例如:以“从自然界中筛选产酸性淀粉酶 (或有机酸) 的芽孢细菌”研究课题开展实验为例。学生需要完成如下工作:通过生境分析明确采样地点;完成采样并查找或自行设计快速检出方法;进行富集和选择培养;筛选获得相对优良的产生菌株;初步鉴定和发酵实验。整个环节的完成不仅可以提高学生对实验课的学习兴趣, 强化团队协作能力, 更重要的是使他们获得一个真实的实验研究过程的锻炼。最后, 设置交叉学科的创新课题, 引导学有余力的同学积极参与授课老师的相关科研课题, 激发学生对生物工程和生命科学的兴趣。如前所述, 微生物与分子生物学、生物化学、遗传学、生物信息学等学科有着广泛的交叉与联系, 当今工业微生物育种技术在多学科交叉融合的发展趋势下取得了长足的进步。因此, 培养创新潜力大、科研素质高的学生, 普通的实验设计难以满足需要。我们在不断的探索过程中, 初步形成了创新课题的形式, 让部分学生真正参与到科学研究的第一线。创新课题实验按照学科交叉、由易到难、注重创新的原则设置。在学生能够独立完成小型课题的基础上, 再进一步融入到研究生课题的探索中。如, 以“表达绿色荧光蛋白的重组大肠杆菌构建”为课题, 将微生物学、分子生物学、生物化学、基因工程、生物信息学等相关学科知识交叉、融合其中, 让学生在探索中创新, 在创新中实现宽口径、厚基础型的人才培养目标。
2. 微生物实验课程的课时安排和考核模式改革。
如前所述, 传统的实验教学课时安排导致不适宜于微生物实验课程的开展。为了避免分散的课时导致教学效果的降低, 教务部门在安排班级教学任务时, 会统筹考虑不同课程的差异性, 在协调优化课时安排的基础上, 排出相对完整的时间安排微生物实验课程教学。另外, 任课教师统筹利用下午和晚上连续较长的时间开展教学工作。实践证明, 优化课程学时结构, 合理安排教学课时能够保障实验的连贯性、一致性, 提高学生的积极性, 从而显著提升教学效果。考核是实验教学体系的重要环节, 是评估学生学习成效的重要手段。传统微生物学实验考核方式相对单一, 通常以实验报告为主, 考勤情况等为辅综合评定的方法作为考核手段。这种评价方法尽管具有标准公平、成绩公正、易于操作等优点, 不足之处在于导致学生仅注重实验结果和实验报告的书写, 而忽视了实验过程中发现问题、分析问题和解决问题能力的培养, 更重要的是这种考核模式难以真实反映学生对微生物学理论和实验技能的综合分析能力和创新能力。因此, 我们也对微生物学实验课程考核方法进行了一些探索和尝试。
首先, 我们认为考核的内容不仅应包括对实验原理的理解和基本实验技能的掌握, 还应包括分析和解决问题的能力、团队协作精神以及科学严谨的态度。因此, 实行实验过程与结果并重的考评方法对于培养学生良好的实验技能和求真务实的科学态度很有必要。
其次, 在加强对实验课程的管理和考核规范的前提下, 淡化和简化实验报告中操作步骤按部就班的抄写, 注重结果分析和讨论, 并在实验结束后布置一些开放性的思考题让学生完成。这样, 不仅能促使学生通过查阅资料解决问题, 增强其学习主动性和分析问题的能力, 也能避免学生对实验结果作假和抄袭实验报告的现象发生。
再次, 分类考核, 全面考查。对于一次实验课能够完成的单元操作实验, 指导教师应当场检查学生的实验完成情况和结果, 发现问题当场指出并评定课堂表现成绩。教师将根据实验课堂表现和实验报告完成情况, 对每个单元实验的综合成绩进行评分。对于需要多次实验才能完成的综合性和设计性实验, 要求提供详细的原始记录、实验结果分析报告作为实验成绩考核的重要依据。
三、结语
江南大学生物工程学院的微生物学理论教学和实验教学在多年来不断探索和改革的过程中, 逐渐形成了具有特色的学科平台课程。在教学过程中, 微生物学理论课老师一般都要担任微生物学实验教学课程, 这样老师能够更好地自主协调和平衡理论教学与实验课程在时间、节奏和进度上的合理安排, 从而使二者能够相辅相成, 相得益彰, 整体上提高微生物学的教学水平和质量。通过单元操作实验、综合实验、设计实验和创新实验等由易到难、由浅入深的实验内容结构安排, 对学生更好地理解和消化理论课, 培养学生动手能力、创新能力有重要的意义。
参考文献
[1]诸葛健, 李华钟.微生物学[M].第2版.北京:科学出版社, 2009.
[2]周宜君, 刘越, 戴景峰, 等.微生物学实验教学改革探索与实践[J].微生物学通报, 2009, 36 (10) :1609-1613.
[3]张荣珍, 饶志明, 段作营, 徐岩.创新性实验设计是工程应用型人才培养模式的重要环节[J].成才之路, 2014, 8 (22) :86-87.
交叉融合教学 篇4
关键词：嵌入式系统；学科体系；平台模式；对象学科
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）05-0159-01
一、嵌入式系统简介
（一）嵌入式系统的产生。嵌入式系统诞生于微型计算机时代，并且嵌入式系统出现后对一些专用计算机进行了短暂性的探索，便进入到嵌入式系统独立的微型控制器发展时代，即微型控制器的智能化电子系统直接在嵌入式处理器与外围集成电路技术基础上发展的带处理器内核的单片机与外围集成电路技术基础上发展的带处理器内核的单片机。其与专用的微型计算机不同，其属于嵌入式处理器而非通用微型处理器。
（二）专用计算机探索的失败之路。嵌入式系统应用中，其需要具备体积小，性价比高，可靠性高的要求，但无论是在工控机，还是单板机上面进行探索，都无法满足这一要求。后来，人们就直接将原有的微型计算机体系机构进行了简化设计，将嵌入式系统集成在一个半导体芯片中，形成了单片机的“雏形”。Motolora公司的6801系列就是由6800系列微型机简化后集成的单片微型计算机。单片微型计算机满足嵌入式系统小体积、低价位、高可靠性以及对象可控性方向的改进要求。
（三）嵌入式系统的独立发展道路。嵌入式系统的为控制器（MCU）的发展之路，是基于ntelMCS51单片机、iDCX51实时多任务操作系统开辟的单片机的独立发展之路，MC551是一个原创式嵌入式处理器，在微电子学、集成电路的基础上，按照嵌入式系统应用要求，原创式嵌入式处理器。MCS51原创的体系结构、控制型的指令系统与布尔空间、外部总线方式、特殊功能寄存器（SFR）的管理模式，奠定了嵌入式系统的硬件结构基础；iDCX51是专门与MCS51单片机配置，满足嵌入式应用要求原创的实时多任务操作系统。
二、嵌入式系统的四个支柱学科
目前，嵌入式系统还没有发展成为独立的学科体系。从上文对于嵌入式系统发展背景及过程的研究阐述来看，“嵌入式系统”是包括电子学科、微电子学科、电子技术学科、对象学科等四个支柱学科的交叉与融合，是在这个基础上构造了平台的模式，实现各学科的不同定位与分工，进而满足于应用需求的。
（一）四个支柱学科的关系。嵌入式系统的四个支柱学科主要包括微电子学科、计算机学科、电子技术学科、对象学科等。其中计算机学科与电子技术学科是嵌入式系统技术发展的重要保证，微电子学科是嵌入式系统发展的基础，对象学科是嵌入式系统应用的归宿学科。
（二）领衔的微电子学科。微电子学科与半导体集成电路为嵌入式系统的应用提供了集成电路基础，所以微电子学科具有领衔作用。集成电路中会集中体现电子技术学科、计算机学科的重要研究成果，如早期的数字电路进程，到现代的模混合、软/硬件结合、以IP为基础的知识与知识行为集成。
（三）为平台服务的计算机学科。现代计算机出现后，计算机学科被分成了两个学科分支，包括通用计算机学科和嵌入式计算机学科。通用计算机学科和嵌入式计算机学科的技术发展方向和技术内涵是不同的。嵌入式计算机学科与原有计算机学科在内容上存在较大的差异，其与嵌入式计算机学科与对象学科、微电子学科紧密相关，因此不能用通用计算机的概念来解释嵌入式系统。为承担嵌入式系统新学科的建设任务，嵌入式计算机与微电子学科、电子学科、对象学科联系紧密。从而能够实现对嵌入式系统集成开发环境构建、对嵌入式系统进行人为编程、程序设计等任务需求。
（四）广泛服务的电子技术学科。在嵌入式系统中，电子技术学科提供了最为广泛的技术服务，电子技术将微电子领域的集成电路设计，从原有的电路集成、功能集成、技术集成拓展到了知识集成；为计算机学科提供嵌入式系统的硬件设计技术支持；在对象学科中，广大应用工程师在嵌入式软硬件平台上能够实现最为广泛的应用。
（五）对象学科的最终出路。对象学科是嵌入式系统的终端用户学科。对象学科对嵌入式系统的应用领域进行有效的拓宽，它基本囊括了所有的科技领域。相对于对象学科来说，嵌入式系统相当于智能化工具，对象学科的能够实现在嵌入式系统上构建出本领域的一个嵌入式应用系统。嵌入式应用系统的技术基础是本学科的基础理论与应用环境、应用要求。另外，在应用过程，会不断的给微电子、集成电路设计、嵌入式计算机学科提出技术要求，从而能有目的的对嵌入式系统平台进行技术水平的提升。
三、平台模式下的学科
（一）平台模式的由来。在知识经济时代，平台模式是一种基本的产业、科技模式，是人类知识分离规律、集成性规律发展到高级阶段上的必然现象。它将一体化的产业、科技模式变革为知识平台媒介下的平台模式。对于一体化产业模式与平台差异模式本质差异性的体现，可以对上世纪60年代的收音机产业和90年代的VCD/DVD产业进行对比。
（二）嵌入式系统的平台模式。依据知识的分离性发展规律，知识应用者不需要对创新知识进行了解，知识创新者也不需要涉及知识应用领域；但按照知识集成性发展规律的要求，知识创新者需要将需要将创新知识成果集成到工具之中，打造知识平台，而知识应用者在知识创新者所集成的知识平台上，要实现对创新知识的应用；而对象学科所对应的是用户，所以该领域的电子技术应用工程师需要在现有的嵌入式系统平台上实现嵌入式应用系统设计。微电子学科、嵌入式计算机学科、电子技术學科（非对象学科领域中的应用工程师），不是嵌入式系统的终端用户，这些学科的目的是将一些创新科技成果转化成为形形色色的知识平台。
（三）平台模式下的学科定位与分工。嵌入式系统中四个支柱学科的定位，所指的不尽己所能是学科知识结构的定位，还包括知识平台模式中的定位，其定位类似于“3+1”模式，即微电子学科、计算机学科、电子技术学科作为嵌入式应用，构建与各类不同的应用平台上，不介入嵌入式系统的具体应用；对象学科，却必须要介入于嵌入式系统应用平台基础，实现嵌入式系统在本学科领域中的产品化应用，不介入嵌入式系统的平台构建。
参考文献：
[1]何立民.嵌入式系统的产业模式[J].单片机与嵌入式系统应用，2006，（1）。
党建牵引学科交叉融合的机制研究 篇5
近代科学时期, 人们改变了以往直观认识世界, 将所有知识统一包含在哲学之中的思维方式, 开始对自然界进行系统的、精细的观察, 并且逐步建立了一套严密的逻辑体系。 在这样的背景下, 科学开始进行分化, 并在这基础上逐渐形成了一个完备的学科体系, 这相对于古代科学时期对世界的笼统认识是一个进步, 但是过于分割明晰的学科研究会限制研究视野, 科学内部的联系是多样的, 过于单一的研究角度无法真正认识学科内在的本质。 因此, 随着科学的发展, 人们发现了严苛的学科分化对于科学研究的阻碍, 并开始尝试打破这种阻碍, 倡导“跨学科”的研究思维和研究方式。 而随着学科之间的内在紧密联系不断被发现, 学科的交叉融合在推动科学的发展方面越来越重要。 如今的学科交叉融合形成了现代科学既高度分化又高度综合的现状, 学科之间的分化与综合高度的统一[1]。
学科建设是大学发展的重中之重, 是大学的基础建设和核心竞争力。 高等院校长期的工作任务就是打造具有优势和吸引力的学科, 面对当今学科研究的发展趋势, 有必要倡导学科交叉融合的思维方式和研究思路。 然而在较长时期里, 中国的科学研究还是局限于本门类的学科, 尤其是自然科学、人文科学、社会科学等之间存在着难以跨越的鸿沟, 相比国外学科之间的渗透和融合, 国内学科之间的交叉融合显得相对滞后。 然而如今的社会发展, 科学的昌明、文化的繁荣、经济的兴盛越来越密不可分, 科学要发展就必须打破传统的壁垒, 综合运用多种学科的理论和方法研究复杂的问题。 高校作为国家科学发展的前沿, 有责任和义务推动学科的交叉融合, 促进科学的进一步发展。
二、党建牵引学科交叉融合的机制的提出
在第十七次全国高等教育学校党的建设工作会议上, 习近平总书记指出, 加强和改进高校党的建设是建设高等教育强国的根本保证。 高校一方面是一个办学机构, 另一方面是一个社会组织, 实行的是党委领导下的校长负责制度, 党的建设为学校的建设提供方向保证和动力支持。
而学科建设是学校发展的永恒主题, 高等学校具有培养高级专门人才、科学研究、社会服务等社会功能, 而这些功能的发挥无一不以学科建设为基础, 没有高水平的学科, 就不可能建设高水平的大学[2]。 从学科发展的内在逻辑看, 如果还继续传统的学科研究方法, 无可避免地会碰到“天花板”效应。 为了找到学科研究的突破口, 借鉴其他学科有益的思想、理论和方法已经成为必然, 学科交叉已经成为各个学科实现可持续发展的主要动力[3]。
高校的党组织凝聚了学校大量的优秀人才, 党员分布在学校的各个部门和院系, 在学科建设的方面, 党员更应该起到带头作用。 面对目前学科交叉融合的发展趋势, 结合党建与高校的学科建设的紧密的关系。 提出党建牵引学科交叉融合的机制, 如下图所示。
党建牵引学科交叉融合的机制, 是以建立持续的动力机制为核心内容, 以基层党组织的设置创新为基础, 以党员活动模式创新和示范点的建设为主要工作内容, 以营造学科交叉融合的研究氛围为外部条件的一个完整的循环系统。 在这个循环系统里, 首先要对基层党组织的设置进行改进和创新, 目的是使基层党组织能适应学科发展的要求; 其次要对党员的活动模式进行创新。 传统的党员活动主要以政治教育为主, 新型的党员活动要将学科交流和政治教育结合起来; 第三要注重示范效应, 培育出一些优秀的基层组织;第四要加强宣传, 在学校和党组织内部形成一个学科交叉融合的氛围;最后, 基于以上这些条件建立核心的发展动力机制, 保证党组织内部教师进行学科交叉融合研究的持续动力。
三、党建牵引学科交叉融合机制的运行
本文所提出的党建牵引学科交叉融合的机制需要多方面共同协作, 彼此配合, 共同促进。 机制的良好运行离不开各个部分的合理运转, 要使得党建牵引学科交叉融合的机制形成良好的效应, 应该做好以下方面。
1.基层党组织的设置创新
党的基层组织的设置形式, 一般有基层党委、党总支部委员会、党支部委员会三种形式。 在一般情况下, 党员超过一百人的基层单位, 经上级党组织批准, 可成立党的基层委员会, 下设若干总支部委员会或支部委员会;党员超过五十人的基层单位, 经上级党组织批准, 可成立党的总支部委员会, 下设若干支部委员会;有正式党员三人以上、不足五十人的基层单位, 经上级党组织批准, 可成立党支部委员会;正式党员不足三人的, 可与邻近单位的党员组成联合支部。
对于高校而言党员的流动性不强, 基层党支部多以各个学院的人员为主, 人员流动长期处于比较稳定的状态, 新加入的也多是本学院或者单位的人员。 然而这样长期稳定的状态, 类似的学科背景, 并不利于学科研究新思想、新视角的发展。 尤其是对于学科的交叉融合来说, 不能局限于本类学科, 需要的是不同学科背景的人之间进行交流碰撞。 因此, 在基层党组织设置方面要注重吸收不同学科背景的成员, 甚至可以打破单一单位组成一个党支部的惯例, 融合不同的单位组成一个联合的党组织, 这样有利于党员在不同学科领域的学习与交流。
2.党员活动模式创新
党员活动是党建的重要内容, 也是党组织对成员进行宣传教育的重要载体。 传统的党员活动多以会议形式为主, 在会议上宣讲一些党的新思想和新政策, 再让大家集中学习讨论, 或者定期组织一下走访学习活动, 这些党员活动持续时间都比较短, 形式比较单一, 而且大部分都集中在党员的政治教育上。 但事实上, 党员除了要在思想政治上成为代表, 在业务上也需要拥有好的成绩。 对于高校的党员来说, 除了在思想上要先进, 在学术研究以及教育管理上也要成为先进, 同时学校的学科建设也离不开党员的带头作用。
在高校中, 传统的活动模式与党员自身的业务和研究方向相差甚远, 为了在党组织内部形成学科交叉融合的研究意识, 就必须改变传统的党员活动模式, 在活动方式和主题内容上都要进行改变和创新。在活动方式上要灵活多变, 不能再以以前的统一会议为主, 支持组织内部的小组学习和讨论, 为学科之间有着相关性的党员提供交流和学习的平台, 还可以举行一些宣讲会, 让一些有着优秀学科研究成果的党员来分享先进经验。 对于基层党支部而言, 党员基本上来自同一个部门, 其学科背景有一定的相似性, 局限于小范围的讨论反而会限制研究视角, 鼓励基层党支部之间合作举办党员活动, 进行跨学科的交流与合作。 在活动内容上, 除了政治思想教育, 还应该加强专业知识和学科交叉融合意识的学习, 可以定期选定学校和交流的主题, 加强学习的氛围。
3.优秀示范点的建设
设立典型和标杆对于事物的发展有着重要的作用, 一方面是一种优秀做法、成熟经验的示范传播, 另一方面是对其他相同部门的引导和激励。 大学是一个庞大社会组织, 学校的党组织内部包含许多基层党组织和党支部, 并且各个基层党组织和支部都有各自的成员组成和特点。 这些党支部在思想、业务上不可能处于同一水平, 在进行党建牵引学科交叉融合这项工作的时候, 想全面铺开, 要求各党组织共同发展, 共同进步, 显然不符合发展的客观实际。这时候就需要对各个基层党组织进行评估和对比, 最终选取一些各方面条件比较成熟, 思想基础较好的基层党组织进行重点建设和培育, 在建设过程中要进行细致的跟踪观察和总结, 如果发现问题则要及时进行集中讨论和修正, 最终打造出一两个、甚至更多的成功的学科交叉融合的建设示范点。
这些优秀示范点的建设模式、 成功经验以及在建设过程中遇到的困难, 都可以成为其他基层党组织的学习范本和标杆, 鼓励基层党组织之间的相互学习和深刻交流。 不仅如此, 这种建设的成功经验还可以推广到学校的其他部门和机构, 尤其是一些教学单位和研究机构, 是学校学科建设的前沿阵地, 在推广本单位或部门的学科交叉融合时可以借鉴相关经验和做法, 如此可获得事半功倍的效果。 通过优秀示范点的建设, 可以带动整个党组织甚至学校的学科建设和发展。
4.营造学科交叉融合的研究氛围
良好的氛围是党建牵引学科交叉融合机制运行的重要外部条件, 要在党组织内部形成学科建设的统一认识, 将学科交叉融合的意识灌输到党组织的内部。 在党组织的会议上提倡学科交叉融合的研究视角, 在内部的学习资料上尽可能地多刊发学科交叉融合的学习资料, 将先进的思想和成功的经验介绍给党组织成员, 甚至可以召开专门的研讨会或者活动倡导这种思想, 让他们在在日常的教学和研究过程中, 慢慢养成学科交叉融合的思维模式。 当然这种做法并不局限于党组织, 一方面可以将这种学科研究新思维在整个学校层面铺开, 多介绍, 多宣扬, 号召全校的教师进行学习。 另一方面可以发挥党员的带头作用, 对身边的同事进行深入的宣传, 将学科交叉融合的核心思想具体、详尽地介绍给同事。 整体学校方面是“面”上的宣传, 而党员方面是“点”上的宣传, 以这种“点+面”的传播方式, 形成浓厚的学科交叉融合的研究氛围。
5.建立持续的动力机制
建立持续的动力机制是党建牵引学科交叉融合机制的核心目标。 唯有持续的动力, 才能有不断的循环进步。 基层党组织的设置创新、党员活动模式创新、优秀示范点的建设、 营造学科交叉融合的研究氛围都是围绕着这一核心目标进行的。 激发党员在学科发展建设方面的动力, 需要多发面的工作。 首先要积极引导党员的学科研究心态和前进方向, 不断地加强刺激、循序渐进、潜移默化, 逐渐让学科交叉融合成为党员的一种习惯性的研究视角。 学习动力都具有自发性的特点, 当学科间的交叉融合成为习惯, 研究人员就会不自觉地朝这个方向发展。 其次要充分尊重党员的研究自主性, 学科的内容是丰富多彩的, 刻板和硬性的规定会限制研究的范围, 也会使研究人员丧失研究兴趣和热情, 在倡导学科交叉研究的过程中, 组织提供的是平台和机会, 在研究方向和内容方面则要给予宽松的环境, 让党员根据自身的兴趣和实际选择研究点, 这是对研究人员动力支持的重要方面。 第三要建立多方面的激励制度, 调动党员的学科研究的主动性和积极性, 除了内部的引导, 外部的激励措施同样少不了。 一方面要丰富激励的形式, 将物质激励、目标激励、竞争激励、行为激励等相结合, 联合运用。 另一方面学科的交叉融合是一个长期的过程, 并且可能在一段时间内看不到显著的效果, 因此必须秉持长远性眼光, 把短期激励和长期激励有机结合起来, 追求学科持续、健康地发展。
参考文献
[1]路甬祥.学科交叉与交叉科学的意义[J].中国科学院院刊, 2005, 20 (1) :58-60.
[2]张陟遥.围绕学科抓党建抓好党建促发展[J].山东省青年管理干部学院学报, 2004 (3) :74-77.
设计与艺术的交叉融合趋势分析 篇6
设计与艺术是人们的主观思想见之于客观事物的活动, 是人的审美意识、审美趣味和审美追求的具体体现。在人们生活质量提高和审美需求不断增长的情况下, 设计与艺术的交叉融合有着独特的价值。
(一) 全面展现设计之美
作为人们对美的另一种阐释, 艺术通过多种元素把自然美与社会美融合在一起, 把形式与内容有机结合起来, 把内在美与外在美紧密联系在一起, 全面展示着人们对美的理解。而设计作为人们造物的先导, 始终与人们的视觉感受密不可分。无论何种形式、何种物品的设计, 都要把实用性和艺术性结合起来, 总要表现出美感, 带给人们美的感受, 使人们认识美、发现美和享受美。这就要求设计与艺术融合在一起, 把人们的设计试图表达的美感全面展现出来, 提高设计的艺术品质和艺术价值。
(二) 广泛吸引消费受众
设计, 是人们众多艺术实践的一种, 它不仅仅关涉到设计者, 还关乎相关设计的消费受众。也就是说, 不同形式不同行业的设计最终都要面对自己的鉴赏者与消费者, 接受他们的品评、鉴赏。尤其是在消费品领域, 现代的人们对设计有了新的期盼。随着消费产品的种类的不断丰富和生活水平不断提高, 人们对一些各种消费品的消费逐渐转向了审美性, 而把这些消费品的功能性需求降到了次要地位。如此情况下, 设计与艺术交叉融合在一起, 就具有了新的价值。另外, 随着经济社会的发展, 人们的精神文化生活消费也发生了变化, 人们已经逐渐由以物质消费为主导转向精神文化消费为主要需求, 而把物质消费放置于低一个层次。而在精神文化性消费中, 人们对设计的审美要求就更好了, 这就更加突出了设计与艺术的融合的价值和意义。只有把设计与艺术很好的融合起来, 才能不断满足人们不断发展的精神文化性消费需求, 广泛吸引消费受众。
(三) 全力推动设计的现代转型
人们的设计理念和设计实践是不断变化发展的, 有一个从古代走向现代的过程。在实际生活中, 设计的身影渗透在人们衣食住行等等各个领域。如何才能更好地使设计在满足人们的功能性消费的同时, 又满足人们的审美消费?无疑, 在现代社会里, 设计必须逐步实现转型, 以不断满足人们对设计的需求, 使设计更好地服务于人们各种日常生活需要。如何才能更好地实现设计的现代转型?当然离不开设计与艺术的交叉融合。设计与艺术的交叉融合, 既突出了设计的特色与实用功能, 又超越了设计的实用功能而带给人们艺术的视觉冲击和美的感受, 使设计更加贴近人们的生活, 更加贴近人们的视觉审美需求实现着设计的现代转型。
二、设计与艺术的交叉融合趋势分析
设计体现着人们对设计的需求和审美追求, 它与艺术的交叉融合是一个动态发展过程。这是一个离不开人、自然、社会和生活, 以及精神文化需求的过程, 因而, 它表现出了自身独有的趋势。
(一) 人与自然、社会的进一步融合
从发生学的角度来讲, 人们的艺术活动要早于设计活动。在艺术世界里, 更多地突出了人对自然、社会和自身的审美与体验, 更多地表现出人与自然、人与社会的统一与融合。而设计伴随人们生产产品的行为而产生, 特别是现代工业系统化和规模化发展大大推动了设计的发展。此种情况下的设计往往忽视了对自然美的关注, 而突出了设计的实用性。这与人们的艺术审美取向是相违背的。在设计与艺术的交叉融合中, 艺术世界里的自然美、社会美和人自身的美得到了更大的释放空间, 而逐渐进入人们的设计领域, 展示着人对设计、自然和社会的思考与审美期待, 体现出人们对自然环境、社会环境和人类活动三者关系的科学把握, 推动着人与自然、社会的进一步融合, 表达着人对自身与自然、与社会的和谐共存愿望。
(二) 与日常消费的联系更加密切
无论设计与艺术以何种形式交叉融合以及融合的程度如何, 设计依然不能脱离设计本身的特点、功能、内容和形式, 依然离不开人们对各种消费产品的实用性要求和审美追求。这就意味着设计与艺术的交叉融合不能脱离人们的日常消费, 而只能更加全面地关注人们的日常消费, 关注人们在日常消费中对设计的建议和期待。从设计在现代社会生活里的发展进程来看, 设计与艺术的交叉融合已经充分地体现在各种生活消费品的设计中。这是设计的本质要求, 也是设计与艺术交叉融合的题中之一。正是因为设计与日常消费的关系更加密切, 才使设计在现代社会生活里获得了新的发展, 并日益密切着与艺术的联系, 丰富着自身的功能与内容, 为人们的日常消费增添亮丽的色彩。
(三) 多元化趋势更加明显
设计与艺术的交叉融合是人的物质性、有目的和有创造性实践活动过程, 与人们的审美意识、审美观念和审美体验不可分割, 受到美的规律、艺术创作规律和设计规律的指导, 通过色彩、外形、节奏和材质等等表现着不同设计者的审美意趣。不同的人有不同的审美意趣, 不同的人在不同时期也有不同的审美意趣, 这就使得设计与艺术的交叉融合体现出明显的多元化趋势。同时, 设计必须面对不同的产品和消费者, 而产品的多元化和消费者审美取向的多元化, 也要求设计与艺术的交叉融合体现出多元化。只有多元化的融合, 才能使得产品的功能与形式, 内在价值和外在价值得到有机统一, 才能使人们多元化的审美取向在产品设计领域得到满足。另外, 人们总是以一定的方式开展着设计与艺术的融合, 而用什么样的方式从事设计, 就会产生什么样的设计形态, 因此, 设计与艺术的交叉融合多元化趋势更加明显。
(四) 与科技的有机结合更为突出
设计与艺术伴随着人类社会的发展而发展。在信息技术飞速发展的现代社会里, 新的科学技术和新的设计材料改变了人们的思维方式和生活方式, 并依托人们的社会生活需求进入了设计的宽广领域, 设计与艺术得到了进一步的融合, 形成了新的设计形态, 逐渐放弃了设计的单一的传统形式, 而加以声、光、电和数码等元素丰富着设计形态与设计技术, 突出地表现了设计、科技、艺术三者的统一。
参考文献
[1]裴元生.试论现代设计美学的人文发展新境界[J].美术大观, 2008 (2) :62—63
交叉融合教学 篇7
关键词：高职院校,计算机信息管理专业,学科融合,发展
计算机信息管理专业本身就是一个多学科交叉融合的专业,涉及经济学、管理学、信息技术、网络技术等多门学科。该专业的人才培养目标是为社会主义现代化建设提供具备扎实理论知识和职业技能,具有系统维护、软硬件组装、网络运行与维护以及信息统计分析与管理等能力的从事计算机与信息管理和服务的第一线的高等技术应用型人才。同时,随着各个领域信息化建设的脚步大大加快,对计算机信息管理专业人才的需求也逐步扩大。本文将围绕学科交叉融合背景下合作共建计算机信息管理专业与就近专业的学科体系等问题展开探讨。
1学科交叉融合的内涵
学科交叉融合是两个或两个以上的不同学科从简单的学科认识交流到材料、概念群、方法论和认识论、学科话语的互通有无,乃至研究路径、科研组织方式和学科人才培养的整合。 简言之,学科交叉融合即为通过不断的打破学科之间的界限, 实现学科之间的相互深入渗透和交叉,且通过学科的交叉与融合可能会创造出一些新的学科。
在当今时代,学科交叉融合有着一定的必要性,具体体现在三方面:一是,可以促进科学成就的产生。学科交叉融合因具备交叉、融合等特点,所以更有助于科技创新成果产生;二是,有助于培养创新型的人才。创新型人才的培养依赖于创新意识和创造能力的培养,而学科融合则为广大学子培养自身创新意识和提升自身创新能力问等提供了良好的氛围和环境,三是,学科交叉融合是时代背景下学科发展的必然方向。目前, 关于跨学科的研究已成为国内外高校的普遍关注,且一些世界名校已经开设了跨学科研究计划、建立跨学科研究平台等。学科交叉融合的必要性及对经济、社会发展的重要意义已经得到了共识。
2学科交叉融合背景下计算机信息管理专业发展的阻碍
近年来,随着高等职业教育改革的不断深入,高职院校计算机信息管理专业教育工作者逐步认识到学科交叉融合对人才培养以及科学研究的重要性,并开展了一系列关于学科交叉融合相关的课题研究,积累了一定的研究成果。但是,目前受到一些观念、体制、师资队伍等层面影响,高等院校计算机信息管理专业与其他专业的交叉融合发展受到了阻碍。具体表现在如下三方面:
2.1学科交叉融合观念淡薄
目前,学科交叉融合观念淡薄是影响高职院校学科交叉融合的主要原因。一些科研人员在进行科研工作时,大多数是将研究的内容局限在某一学科之内。这些研究者普遍缺乏学科交叉融合观念,这与传统观念的影响有着密切的关系。同时, 正是由于长期进行单一学科的研究,使得这些科研人员形成了学术屏蔽,影响了学科之间的交叉融合。此外,受到一些学派壁垒影响,更是缺少了学科之间的交流与沟通,不利于学科之间的交叉和高职院校跨学科人才的培育。
2.2尚未建立学科交叉体制
高职院校尚未建立起学科交叉融合的配套管理体制。目前,高职院校学科交叉融合受传统管理体制及单学科组织体系的影响发展缓慢,这已成为影响高职院校交叉学科建设的巨大障碍。集中体现在三方面:一是,学科边界明确,缺乏交叉;二是,教师编制明确,隶属不同学院;三是,符合学科交叉融合的组织模式尚未形成。建立学科交叉体制是计算机信息管理专业与其他专业的交叉融合的可靠保证。高职院校必须尽快建立起行之有效地学科交叉体制。
2.3学科队伍结构亟待优化
高职院校计算机信息管理专业与其他专业的交叉融合下, 学科建设与学科体系势必会发生深刻的变化,一些新兴的学科或交叉学科也会随之出现。在这种情况下,高职院校各专业的教师队伍在知识结构、年龄结构、职称结构等方面的问题逐渐凸显。为实现计算机信息管理专业与其就近专业共建学科体系,必须建立起一支能够满足新兴学科和交叉学科需要,能够承接学科融合的大型项目,善于运用多种科研方法的学科队伍。这是高职院校当前面临的一个重要的课题。
3计算机信息管理专业与就近专业合作共建学科体系的探索
高职院校计算机信息管理专业与就近专合作共建学科体系,应从树立学科交叉融合意识,建立独立的学科交叉科研平台,强化学科交叉师资队伍建设,给予完整的机制支持等方面展开深入探讨。具体如下:
3.1树立学科交叉融合意识
高职院校科教人员必须树立起交叉融合的自觉意识,并在这一意识的引导下自觉参与到计算机信息管理专业与就近专业的交叉融合之中。同时,科教人员必须打破传统学科观念对自身思想的束缚,转变思想,去深入挖掘计算机信息管理专业与就近专业之间存在的相关性和潜在联系,将二者各自的优势相互渗透到彼此之中,在交叉与融合之中形成新兴学科和交叉学科,进一步完善学科体系。此外,科教人员应积极参与一些跨学科的学术活动,加深自身对学科交叉融合的理解,不断地接触和掌握一些学科交叉融合中应具备素质与能力,将一些成果的学科交叉融合经验引入到计算机信息管理专业与就近专业合作共建学科体系之中。
3.2加强高职院校多学科课程建设
高职院校计算机信息管理专业与就近专业在深入挖掘各专业教材内容基础上,寻找不同专业在课程上存在的相关性, 从教材编写、教学方法、课程教学等多个层面进行建设。具体如下:一是,教材编写。高职院校科研鼓励具备一定跨学科研究能力或潜力的教师参与多学科交叉教材的编写。也可以引入其他高职院校运用较好的多学科教材,在结合本校实际基础上进行适当调整。二是,教学方法选择。任课教师在选择教学方法时,应注重不同学科知识合理安排和融入。例如,可以选择项目式教学法、任务式教学法、模块式教学法以及一体化教学法等。此外,在课程考核方面也必须兼顾学生不同学科能力的考核。
3.3建立独立的学科交叉科研中心
对高职院校而言,独立的交叉科研中心是其开展学科交叉融合研究的重要保障。具体而言,应注意如下几点:
一是,落实学科交叉科研中心,保证其的独立性。我国高职院校学科交叉科研中心并未刚刚起步,一些发展较好的高职院校早已在校内设立了学科交叉科研中心,单分属于不同的院系,彼此之间缺少相互的交流与共享。为发挥学科交叉科研中心的作用,必须在学科交叉融合理念下,立足计算机信息管理专业与其就近专业的实际情况,建立起独立的学科交叉科研中心,实现不同学科之间的有效地交叉和渗透。
二是,制定有效地运行政策。在保证科研中心独立性的基础上,高职院校应制定具有针对性的政策,以资源共享、师资力量共享为宗旨,打破传统的院校之间的固有形式和学科之间的边界,鼓励院校之间进行多层次的交流与沟通,同事科研通过人才流动、资金投入以及科研合作等多种形式促进学科交叉科研中心的具体运行。
3.4强化学科交叉师资队伍建设
多学科交叉研究的师资队伍建设是高职院校计算机信息管理专业与就近专合作共建学科体系的保证。多学科交叉师资队伍建设应从高职院校和科教人员自身两大方面入手:
一是,从高职院校角度讲,应定期组织不同学科的科教人员参与学术交流活动和跨学科研讨活动,通过术交流提升科教人员的血水水平,同时通过不同学科人员之间的思维碰撞促进创新思想的产生,为学科交叉融合以及新学科的形成创造良好的条件。此外,也可以邀请一些知名学者来校进行学术报告, 或者定期安排科教人员参与学术会议等。
二是,科教人员自身应注重多学科发展。科教人员应丰富自身学识,培养自身的创新思维,在广泛涉猎多学科知识营养的基础上,提升学术发展的高度。
3.5给予完整而有力的机制支持
高职院校必须构建完整的支持机制,为计算机信息管理专业与就近专合作共建学科体系提供机制支持。完整的支持机制应涉及跨学科招生机制、激励机制、交流机制等三方面。具体如下:
一是,建立跨学科招生机制。高职院校在进行招生时,可依据跨学科创新人才的培养目标,跨专业招收一些学生。这对于促进高职院校多学科交叉建设具有重要意义。高职院校可适当给予政策倾斜。
二是,建立灵活的激励机制。高职院校应制定灵活的激励机制,从职称评定、个人收入分配等方面给予适当的政策优惠, 提升教师进行多学科研究的积极性。同时,可以为一些优秀的科教人员提供进行深入研究软硬件条件、创造参与一些学术活动的机会。
三是,建立多学交流机制。多学科之间的交流使得思维的碰撞成为可能。高职院校通过定期开展计算机信息管理与其他专业的学术交流活动,为科教人员进行跨学科交流提供机会。同时,可以以一定的多学科融合型项目作为牵引,将不同专业、不同学科的教师引入项目之中,使科教人员在项目实践中认识到学科交叉融合的重要性,并自觉参与到学科交叉融合实践当中。
4结语
总之,高职院校立足本校办学特色,深入挖掘学科之间以及学科内各子学科间存在的密切关系,实现学科之间交叉与融合,对进一步提升学科建设水平,促进专业教学科研进步,乃至相关学科人才的培养均具有重要意义。为满足企事业单位对计算机与信息管理和服务的高等技术应用型人才的需求,必须加强计算机信息管理专业的学科体系建设,服务于计算机信息管理专业人才培养。本文关于计算机信息管理专业与其他专业之间的交叉与融合展开的研究,仅为抛砖引玉,此方面的研究有必要在后续阶段进行更深、更广的研究。
参考文献
[1]杨元峰,廖黎莉,赵敏涯.跨学科的计算机信息类项目课程的开发与实践——以《票务管理》为例[J].福建电脑,2013(4):32-34.
[2]陆莹,苏晓东,何泽恒,等.信息管理与信息系统专业“多学科交叉渗透”人才培养模式研究[J].中国电子商务,2013(1):48-48.
[3]王娟.高校计算机基础教学中促进学科交叉融合[J].中国信息技术教育,2014(2):14-15.
交叉融合教学 篇8
时滞系统广泛出现在估计和控制领域[1]。对于带观测滞后系统的状态估计问题, 有两种解决方法:一种是增广状态方法[1], 它有计算负担大的缺点。另一种是非增广状态方法[2,3], 可以减小计算负担。文献[2]提出了一种信息重组方法解决多重时滞系统滤波问题。文献[3]提出了一种观测变换方法, 将多传感器时滞系统化为非时滞系统解决信息融合滤波问题。近年来多传感器信息融合Kalman滤波引起人们特别的关注, 并广泛应用于军事、国防、制导、跟踪、信号处理等许多高科技领域[4]。最优信息融合Kalman滤波可分为集中式和分布式两类, 其中加权分布式融合Kalman滤波器[5]用加权局部Kalman滤波器获得最优融合Kalman滤波器, 应用较广泛。但为了计算最优加权, 要求计算局部滤波误差互协方差, 而计算互协方差则要求比较大的计算负担[3]。尤其, 在许多理论和应用问题中, 互协方差是未知的, 或寻求互协方差计算公式是十分困难的, 或根本无法得到互协方差。为此, 文献[6,7,8]提出了协方差交叉 (CI) 融合方法, 可完全避免辨识和计算未知的互协方差, 由局部估计加权可得到具有一致性和鲁棒性的融合估计。本文对带观测滞后和带未知互协方差的两传感器系统, 提出了一种CI融合稳态Kalman滤波器, 给出了其精度分析, 并将其精度同局部和最优融合Kalman滤波器精度进行了比较。
1 问题阐述
考虑带观测滞后的两传感器定常系统
其中t为离散时间, 状态x (t) ∈Rn, 观测zi (t) ∈Rmi, w (t) ∈Rr为输入噪声, ξi (t) ∈Rmi为第i个传感器的观测噪声, 时滞τi>0, Υ, Γ, Hi分别为已知的适当维数矩阵。
假设1 w (t) 和vi (t) 为零均值互不相关的白噪声
式 (3) 中E为数学期望, T为转置号, 且定义Rii=Ri,
δtt=1, δtk=0 (t≠k) 。
假设2 (Υ, Hi) 为完全可观对, (Υ, Γ) 为完全可控对。
问题是基于观测 (zi (t) , zi (t-1) , …) 求协方差交叉 (CI) 融合稳态Kalman滤波器。
引入观测和噪声变换
式 (4) 中白噪声vi (t) 有方差Ri。于是有无滞后观测方程
对系统 (1) 和系统 (2) 基于观测 (zi (t) , zi (t-1) , …) 求状态x (t) 的局部稳态Kalman滤波器x i (t t) 等价于对变换后的系统 (1) 和系统 (5) 基于观测 (yi (t-τi) , yi (t-τi-1) , …) 求x (t) 的局部稳态Kalman预报器x yi (t t-τi) , 即
由式 (6) 求x i (t t) 滤波器转化为求预报器x yi (t t-τi) , 且由局部稳态Kalman滤波器x i (t t) 可求CI融合稳态Kalman滤波器x CI (t t) 。
2 局部稳态Kalman滤波器
对系统 (1) 和系统 (5) , 局部稳态Kalman一步预报器为[9]
i满足稳态Riccati方程
式 (10) 中i是稳态Kalman预报器x yi (t t-1) 的误差方差阵, 由式 (6) 局部Kalman滤波器x i (t t) 可计算为
由式 (6) , 它的稳态滤波误差方差阵Pi等于预报器x yi (t t-τi) 的误差方差阵, 即[9]
式 (12) 中τi≥2。对τi=1有Pi=i。
为了计算最优加权融合Kalman滤波器, 要求寻求局部稳态Kalman滤波误差互协方差阵P12。由式 (6) P12等于预报器x y1 (t t-τi) 或x y2 (t t-τi) 的预报误差互协方差阵。不妨设0<τ1≤τ2, 文献[3]给出了如下互协方差P12的计算公式:
式 (14) 中12为一步预报器x y1 (t t-1) 与x y2 (t t-1) 的预报误差互协方差阵, 它由如下的Lyapunov方程求得[9]
3 矩阵加权最优融合和CI融合Kalman滤
波器
3.1 最优加权融合Kalman滤波器
当P1、P2和P12已知时, 在线性最小方差矩阵加权融合准则下, 最优融合Kalman滤波器为
最优加权阵为
式 (17) 中eT=[I2, I2]。融合滤波误差方差阵为
3.2 CI融合Kalman滤波器
当P1, P2精确已知, 但互协方差P12未知时, 应用协方差交叉法 (CI) 方法[8], 我们提出如下CI融合稳态Kalman滤波器
其中ω∈[0, 1], 且极小化性能指标
式 (21) 中记tr表示矩阵的迹。对非线性最优化问题式 (21) , 可用0.618法[10]快速搜索得到最优权系数ω。
3.3 精度分析
定理1 CI融合Kalman滤波器的实际误差方差阵PCI为
式 (22) 中P21=PT12, 而由式 (20) 和式 (21) 定义的PCI是PCI的一个上界
证明由式 (20) 有关系
由式 (24) 减式 (19) 得到融合滤波误差为
将其代入PCI=E[xCI (t t) xTCI (t t) ], 立刻得到式 (22) 。文献[6,8]已证明了式 (23) 。证毕。
定理2局部和融合Kalman滤波器之间的精度关系
证明最优融合滤波器式 (16) 是由无偏局部滤波器构成的无偏线性最小方差矩阵加权估计, 而CI融合滤波器式 (19) 是一种由局部滤波器构成的无偏线性估计, 因而有trP0≤tr PCI。由式 (23) 引出tr PCI≤trPCI。注意trPCI极小化式 (21) , 特别在式 (21) 中取ω=0引出trPCI=trP2, 取ω=1引出trPCI=trP1。因而有trPCI≤trPi, i=1, 2。证毕。
注1, 式 (23) 表明CI融合Kalman滤波器是一致的[6,7,8], 并且关于未知互协方差是鲁棒的。因为由式 (20) 这个上界PCI与未知互协方差无关, 这个上界给出了对所有可能的任意的未知互协方差相应的CI融合器的实际精度的一个统一的公共的界, 这也是对可能的最坏精度的界, 而通常实际精度将远离这个界。
4 仿真例子
考虑两传感器的观测滞后跟踪系统
式 (29) 中T0为系统周期, 状态为x (t) =[x1 (t) , x2 (t) ]T, x1 (t) 和x2 (t) 分别为在时刻tT0处目标的位置和速度。τi>0为观测时滞, w (t) 和ξi (t) 是零均值、方差各为Q和Ri的不相关白噪声。在仿真中取T0=0.5, Q=1, R1=2, R2=diag (30, 0.36) , τ1=1, τ2=2, t=1, …, 300, 进行N=200次Monte-Carlo仿真, 结果如表1和图1所示。
由表1看到CI融合器实际的精度tr PCI比每个局部滤波器的精度高, 比最优融合器的精度trP0低。并且接近最优融合器的精度。而CI融合器精度的上界trPCI对带已知P1, P2及任意未知互协方差的CI融合器是公共的。这个上界与未知互协方差无关, 即对未知互协方差是不灵敏的, 体现了CI融合器对未知互协方差的鲁棒性。而对任意的互协方差, 相应的CI融合器可能的最坏精度trPCI仍比每个局部滤波器的精度高。
在时刻t处局部和融合Kalman滤波器的均方误差 (MSE) 定义为
其中N=200, T=1, …, 300, x i (j) (t t) 或x (j) (t) 是x i (t t) 或x (t) 的第j个实现, 根据采样相关函数的遍历性[10]有
图1看到MSEi (t) 曲线贴近相应的trPi (i=0, 1, 2) , 而MSECI (t) 贴近tr PCI。这验证了遍历性式 (31) 。还看到精度关系式 (26) 成立, 且CI融合器的精度tr PCI贴近最优融合器trP0的精度, 因而具有优良的性能。
5 结论
对于带观测滞后和带未知互协方差的两传感器系统, 提出了一种CI融合稳态Kalman滤波器, 它具有一致性和鲁棒性。证明了它的精度高于每个局部Kalman滤波器的精度, 低于带已知互协方差的最优矩阵加权融合Kalman滤波器。可避免寻求计算局部估计的互协方差, 减小了计算负担。MonteCarlo仿真结果表明, 其精度贴近于最优融合Kalman滤波器的精度, 因而具有优良性能。
参考文献
[1]Zhang H, Xie L.Control as estimation of systems with input/output delays, New York;Springer, 2007
[2]Lu X, Zhang HS, Wang W, et al.Kalman filtering for multiple time-delay systems, Automatic, 2005;41 (8) :1455—1461
[3]Sun X J, Deng Z L.Information fusion Wiener filter for multi-sensor multi-channel ARMA signals with time-delayed measuiements, IET Signal Processing, 2009;3 (5) :403—415
[4]Bar-Shalom, Li X R, Kirubarajan T.Estimation with applications to tracking and navigation, New York;John Wiley-Sons, Inc, 2001
[5]Sun S L, Deng Z L.Multi-sensor optical information fusion Kalman filter, Automatic, 2004;40:1017—1023
[6]Julier S J, Uhlmann J K.Non-divergent estimation algorithm in the presence of unknown correlations, Proceedings of1997American Con-trol Conference, Albuquerque, NM, USA, 1997:2369—2373
[7]Uhlmann J K.General data fusion for estimation with unknown cross covariance, Proceedings of the SPIE Aerosence Conference, 1996;SPIE V01.2755:536—547
[8]Julier S, Uhlmann J K.General decentralized data fusion with covari-ance intersection in:Handbook of multi-sensor data fusion theory and practice, edited by Liqqins M E, Hall D L, Llinas J.CRC Press, 2009:319—342
[9]邓自立.信息融合滤波理论及其应用, 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2007
交叉融合教学 篇9
关键词：体育建筑管理；交叉学科；知识融合
Research on the Knowledge Integration of the Interdiscipline of the Social Sport（Sports Construction Management） Major’s Development
WANG De-wei1, WANG Xiao-li2
(1. Xi’an University of architecture and technology, Xi’an 710055, Shaanxi China; 2. Graduate school, Xi’an Physical Education University, Xi’an 710068, Shaanxi China）
Abstract: in the process of fast development of the higher physical education, the integration of professional knowledge of interdiscipline causes a significant change of the knowledge structure of the sports. The organic integration of the professional knowledge of interdiscipline is most important, complicated as well as difficult. Therefore, it is need in-deep research continuously. As a burgeoning and distinctive major, it has specific research subject (the operational regulation and theory system of the sports construction management) and specific research content, the major has specific meanings and functions in the social development. Through researching on the knowledge integration of the interdiscipline of sports construction management major, the paper puts forward that in the major’s development, the professional knowledge should be intersected, permeated and integrated.
Key words: sports construction management; interdiscipline; knowledge integration
交叉融合教学 篇10
关键词：学科交叉融合,趋势,变革,复合型人才
0 引言
学科交叉是21世纪学科发展的主流，已成为大学学科建设的重要途径和主要手段。所谓交叉学科，是两门或两门以上优势学科依存于内在逻辑关系而联结和渗透，不只是多门学科简单堆积起来的拼凑学科，从而形成一门新的综合理论或系统学科。多学科交叉融合并与经济、社会等各方面的可持续发展紧密相关，已成为气象科学发展的趋势和新特征。
1 气象科学学科交叉融合的动力
1.1 不同学科间知识互补的作用
知识互补可理解为两门以上学科的理论、技术和方法彼此杂糅、融合、互补，形成单一学科所不具备的知识优势。其重要前提是学科内容具有一定的差异性。“学科之间的互动，即知识对流、模式组合、方法碰撞等，形成学科协同效应；通过合理、适度、持续的激励，学科协同效应才能有效地转化为学科发展的内核动力效应”。当今科学技术高速发展，大气科学的研究和预测更趋于客观化和定量化，对计算机的依赖越来越显著，数值模拟、数值预报的应用更加普遍，与其他学科的交叉和渗透更加明显。
1.2 学术交流活动的作用
学术交流活动是促进学科交叉的重要形式和手段。物理学家海森堡认为“科学扎根于交流，起源于讨论。”许多国家、大学和学术团体对此都非常重视，采取多种形式并创造条件开展学术交流活动，以此促进学科的交叉。我国在研究生教育创新工程中，正建设一批研究生教育创新中心，建立跨学科研究生之间开展交流与合作的“平台”。为了加强不同专业和学科的研究生之间的学术交流，营造浓厚的创新研究学术氛围，设立了“研究生学术论坛”。
1.3 社会需求的作用
科学研究表明，学科的突破点往往就发生在社会需要和学科内在逻辑的交叉上。“以需求为导向”是学科建设的基本原则之一，社会需求是发展学科交叉的驱动力。恩格斯曾经说过：社会上一旦有技术上的需求，这种需求就会比十所大学更能把科学推向前进。
随着社会的向前推进，人类对大气环境的破坏越来越多，大气环境问题日益突出：空气污染问题、温室气体过量排放引发全球气候变暖问题、过度开垦导致土地荒漠化问题等，所有这些都严重影响着人类的生存条件。面对如此现实，人类迫切需要科学地开发气象资源，气候科学的作用日益重要。
1.4 国家政策导向的作用
许多国家都非常重视对学科交叉的促进。我国“985工程”、“211”项目以及人文社会科学重点研究基地建设计划、工程建设和创新体系建设等重大行动，都越来越体现出国家对重大问题导向和促进学科交叉的理念。
2 交叉学科的特征
2.1 整合性
交叉科学的形成和发展是科学知识体系整体的最重要表征。交叉科学中的各门学科拉近了传统科学部类之间的距离，填平了各类科学之间的鸿沟，使科学知识体系越来越成为有机的整体。
2.2 远缘性
交叉科学的各门学科产生于研究对象差异较大的学科之间，是“远缘联姻”的产物。因此，交叉学科具有“远缘联姻”的优势：生命力极为旺盛且能对其他交叉学科的孕育起积极作用。
2.3 多样性
交叉科学的各交叉学科形式多种多样：有相邻学科之间的交叉，有边缘学科之间的交叉；有同一层次学科之间的交叉，也有不同层次学科之间的交叉；有传统学科之间的交叉，也有传统学科与新兴学科之间的交叉；有自然科学之间的交叉，也有社会科学之间的交叉，还有自然科学与社会科学之间的交叉，有内交叉，也有外交叉；有顺交叉，也有逆交叉。这些交叉学科都不同程度地表现出“交”的结构形式。
3 气象科学交叉融合需要注意的问题
3.1 要处理好“多”与“精”的关系，实现数量与质量的统一
随着地球系统科学和各圈层相互作用概念的提出，大气科学研究进入了崭新的历史发展时期。开展大气科学与其它学科（如地理科学、生物科学、空间物理学、海洋科学、环境科学、水文学、地质学、天文学等）学科间的大跨度交流与交叉，应用先进的数学、物理、化学和生物等学科的最新成果和方法，利用先进的信息网络通讯、GPS技术等等，是新世纪大气科学发展的新趋势。但需要注意的是，并非交叉的学科越多、借鉴其他学科的知识越多就越好，而是依存于知识的内在逻辑关系而联结和互相渗透的。否则，就会陷入学科知识杂乱臃肿、数量多而质量差、学科难以向前发展的困境。
3.2 要处理好“合”与“分”的关系，实现共性与个性的统一
之所以能使不同的学科相互交叉融合，是因为这些学科知识具有一定的共性，有些知识能够供其他学科借鉴和使用。但这些学科也有其个性，在强调“共性”而提倡“交叉融合”的同时，也应注意其“个性”的差别而予以必要的“分”。没有标准、不讲原则地讲交叉融合，最终将使原本各有特色的专业或学科失去其原有的特色光彩。另外，学科间的交叉融合，不能只是一种机械的、被动的、僵化的、形式上的“合”，而应形成一种有机的、主动的、灵活的、实质上的“融合”。
3.3 作为有机体的交叉学科是一个典型的开放系统
这种开放表现为：(1)对自身内部科学领域开放，这种对流互动是融生的必要条件。(2)对包括未与之相交学科在内的外部科学领域开放，即通过广泛的信息交流，不断吸纳其他学科的各种有益成分。(3)对客观外在环境开放，包括对自然、社会和人的精神领域全方位的开放。具体地说，学科交叉不仅不断作用于外在环境，且不断吸纳外在环境的种种信息，其中包括来自各方面的反馈，通过双向互动，不断调整、丰富和发展自身，以适应自然环境的变化，满足时代社会的需求。
4 气象交叉综合课程的设置
交叉综合课程就是把有内在联系的不同学科、不同领域的内容统整成一门新的学科。相对于大学传统课程按学科和专业划分的教学模式，综合课程融合了若干专业或学科，形成一个新的知识领域，目的在于帮助学生提高修养、拓宽视野、提高解决问题、培养和发展学生综合能力，培养学生的主体精神，使学生得到全面发展。那么在课程设置和实施过程中要注意以下几点：
4.1 注重学生创造性的培养
传统的课程教学忽视学生创新精神和实践能力，忽视课程的综合，忽视帮助学生综合构建知识和技能。这是导致学生发散思维弱、创造能力不强、综合素质偏低的主要原因。
交叉综合课程追求的是知识的自然综合与能力培养的和谐共助，即强调知识传授与学习、实践和体验等各方面能力培养与训练的和谐，形成共振的效果。综合课程通过对自然和社会现象的观察、记录和分析等形式，培养学生综合认知能力；通过学生自主设计、实施、评价、计算、统计、实验的分析等活动，培养学生调查研究能力；通过作品的制作、信息的运用来培养学生的创造力。
4.2 注重师生的平等对话
交叉综合课程就是要突破以往单一的、固化的课程内容，以综合的视野，注重教师教授领域和学生学习领域的变革，关注教师、学生之间的平等对话。对于气象科学这个专业,由于理论知识较强,实践动手能力也非常关键，不能简单地停留在教师教、学生听或教师指导学生如何去做的层次，师生之间要有相互理解和平等对话，这样才能为更高层次的突破打下坚实的基础。
4.3 交叉综合课程要求教师共同合作
交叉综合课程打破学科知识的界限，使教师必须不断地补充来自本学科以外的知识，由过去注重学科知识的线性累积转向拥有学科知识的综合视野。以单科教学背景出身的教师，需要相互取长补短，才能适应综合课程教学的需要。教师共同合作，能促使个人行为为主导的教育活动变为群体行为的主体间性、主体交往活动。营造教师共同体，需要教师之间的相互沟通。教师共同体要求在知识文化上、思维方式和人格上沟通和相互理解。这些需要有共同的价值观做支持。
4.4 加强交叉综合课程理论与综合实践活动课程的结合
加强知识与科学、社会生活和学生综合实践活动的联系，培养学生发现问题、探究问题、解决问题的意识与能力，为实现多种课程形态的统合，必然要求分科课程、综合课程、必修课、活动课的有机结合。
然而，现有的大气科学人才培养模式存在着学科单一、知识面窄，所学的理论知识难以运用于实践、实践活动与理论学习脱节的弊端，已难以适应学科发展的要求。在本科生教育上，过分强调专业课问题，而忽视基础课程的教育、过早地把专业的概念强加于学生，而且专业课程内容越来越庞杂，不利于学习其他一些基础课程，从而限制了学生知识面的拓宽。
4.5 注重知识的更新
随着大气科学的发展，新理论和新成果不断涌现，而当前本科生的教材相当一部分还沿用陈旧的教科书，已跟不上学科发展的需要。如天气学中的锋面概念和结构，近年来气象卫星、雷达探测的新理论和事实，在许多教材上都反映很少。应该把“雷达气象学”和“卫星气象学”等气象科技的最新成果和最新知识，纳入课程体系和教学内容之中。因为“航空气象”的显著特征是实践性强，通过实习才能加深对气象理论和基本气象知识的理解和掌握。
4.6 加强气象与海洋之间联系的纽带
21世纪即将来临，为保证大气科学基础研究持续稳定发展，应大力提倡创新，注意发展新兴带头学科、边缘交叉学科；大力培养青年人才，尤其是跨世纪的学术带头人；把解决国民经济和社会发展中重大的基础理论列为优先课题；积极参与国际性的大气科学试验计划的科学研究和科学试验；进一步推进有关信息和资源共享。
参考文献
[1]杨德保,王式功,张武.大气科学复合型人才需求和培养措施[J].高等理科教育,2003,(S2).
[2]彭小平.对学科交叉的探讨与研究[J].科技情报开发与经济,2008,(4).
[3]王坚红,徐海明.大气科学系海洋科学专业建设模式的探索与实践[J].气象教育与科育,2006,(3).