安奈特·科莫斯 里卡·布羅加德·貝特爾

杰蒂·埃格蘭德·霍爾加德 亨利克·沃爾姆·魯特赫

(奧爾堡大學(xué) 信息技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)學(xué)院，丹麥)

楊柳 譯

(清華大學(xué) 教育研究院，北京 100084)

一、引言

復(fù)雜問題解決能力(Complex problem-solving competency)作為工程教育提出的新要求，在過去10年來的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中越來越受到關(guān)注。(1)ABET,“Criteria for Accrediting Engineering Programs,”http://abet.org/eac-current-criteria/.這里的復(fù)雜性被定義為以變量間相互依賴為特征的動(dòng)態(tài)情境。因此，建立系統(tǒng)性的概覽是一個(gè)復(fù)雜過程，它需要能夠識(shí)別不同因素之間的連接(interconnections)、從屬(dependencies)和邊界(dependencies)。況且這是一種既不了解問題本身，也不知道其解決方案的情況。(2)David J.Snowden and Mary E.Boone,“A Leader’s Framework for Decision Making,”Harvard Business Review 85，no.11(2007):68.復(fù)雜問題解決需要當(dāng)事人能夠處理復(fù)雜難題，由于工程師是解決技術(shù)性的復(fù)雜難題的主力軍之一，復(fù)雜問題解決也成為工程行業(yè)的要求。(3)Raman K.Attri，Accelerating Complex Problem-solving Skills: Problem-centered Training Design Methods(Singapore: Speed To Proficiency Research, 2018). https://www.speedtoproficiency. com/blog/problem-centered-methods/.一項(xiàng)在工作場(chǎng)所的問題研究表明，復(fù)雜和結(jié)構(gòu)不良的問題是最典型的工程學(xué)問題。這些問題往往具有多個(gè)且相互沖突的目標(biāo)。它們可以不加約束地指向技術(shù)領(lǐng)域之外的多種不同解決方案和成功標(biāo)準(zhǔn)。(4)David Jonassen, et al.,“Everyday Problem Solving in Engineering: Lessons for Engineering Educators,”Journal of Engineering Education 95, no.2(2013):139-151.“問題的復(fù)雜性表現(xiàn)為多種形式，包括所需知識(shí)的廣度、理解和應(yīng)用所涉概念的難度、解決問題所需的技能和知識(shí)水平，以及問題范圍內(nèi)各變量之間關(guān)系的非線性程度。”(5)David H.Jonassen and Woei Hung,“All Problems Are Not Equal: Implications for Problem-Based Learning,”The Interdisciplinary Journal of Problem-based Learning 2,no.2(2008): 7-41.給定的情況越復(fù)雜、越?jīng)]有邊界，可以產(chǎn)生的選擇就越多，尤其是在處理現(xiàn)實(shí)世界問題時(shí)，復(fù)雜性往往超出了學(xué)術(shù)性的問題解決能力。(6)Dietrich D?rner and Joachim Funke,“Complex Problem Solving: What It Is and What It Is Not,”Frontiers in. Psychology, no.8 (2017). https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2017.01153/full.

奧爾堡大學(xué)基于問題的學(xué)習(xí)(Problem Based Learning, PBL)模型中，復(fù)雜問題解決被認(rèn)為是一種綜合的、必不可少的PBL能力。(7)Jette Egelund Holgaard et al.,“Guide og Latalog til PBL Progressive L?ringsma?l,”https://vbn.aau.dk/ws/portalfiles/portal/311379922/PBL_progressive_l_ringsm_l_guide_final.pdf.然而，并不是所有的PBL實(shí)踐所處理的都是復(fù)雜的問題，需要更為多樣化的項(xiàng)目導(dǎo)向(project-oriented)課程以培養(yǎng)復(fù)雜問題解決能力。因此，將各種項(xiàng)目類型加以概念化是非常重要的。

PBL能力(PBL competencies)這個(gè)術(shù)語涵蓋了包括問題導(dǎo)向、項(xiàng)目導(dǎo)向、團(tuán)隊(duì)導(dǎo)向和元認(rèn)知在內(nèi)的四類基本能力，它能反映并進(jìn)一步發(fā)展那些更加領(lǐng)域內(nèi)的或?qū)W科內(nèi)的特定能力。這些能力被嵌入到課程教學(xué)中，學(xué)生則需要在教育過程中不斷地顯現(xiàn)出這些能力。這四種能力本質(zhì)上是相互關(guān)聯(lián)的。一方面，不同類型的問題需要不同類型的項(xiàng)目和不同的團(tuán)隊(duì)。由于對(duì)解決復(fù)雜問題的需求日益增長(zhǎng)，因此有必要增加學(xué)生從事的項(xiàng)目類型的多樣性。僅僅讓工科學(xué)生關(guān)注復(fù)雜系統(tǒng)的某個(gè)部分是不夠的，他們還必須捕捉復(fù)雜系統(tǒng)的連接性和從屬性來解決棘手的問題。由于復(fù)雜問題解決通常需要跨學(xué)科的協(xié)同作用，僅僅在一個(gè)學(xué)科的項(xiàng)目中工作是不夠的。因此，項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的多樣性和動(dòng)態(tài)性才是培養(yǎng)PBL能力的基礎(chǔ)。(8)Ducan Fraser et al.,“Using Variation to Enhance Learning in Engineering,”International Journal of Engineering Education 22, no.1(2005): 102-108; Ming Fai Pang, “Two Faces of Variation: On Continuity in the Phenomenographic Movement,”Scandinavian Journal of Educational Research47, no.2(2003), 145-156.

最近一項(xiàng)關(guān)于工程教育PBL的文獻(xiàn)回顧表明，最常見的項(xiàng)目應(yīng)用是在現(xiàn)有課程(courses)中，而不是跨課程或在整個(gè)課程體系水平(curriculum level)上。(9)Juebei Chen et al.,“Forms of Implementation and Challenges of PBL in Engineering Education: A Review of Literature,”European Journal of Engineering Education 46, no.1(2021): 90-115.文章提到，大多數(shù)研究報(bào)告的是單一的課程項(xiàng)目活動(dòng)，而只有1/4的文章報(bào)告了更加系統(tǒng)化的方法來設(shè)計(jì)跨課程或課程體系水平上的活動(dòng)。在課程層面，項(xiàng)目實(shí)施主要是一種加深學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的理解和增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的手段。該文獻(xiàn)綜述中報(bào)告的項(xiàng)目類型特點(diǎn)有三：(1)主要由教師給出問題，很少由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題；(2)課程持續(xù)時(shí)間大約為一個(gè)學(xué)期；(3)大多是由3-8名學(xué)生組成的小團(tuán)隊(duì)。(10)Ibid.

縱觀2000-2019年，開展項(xiàng)目活動(dòng)越來越普遍，學(xué)生參與項(xiàng)目也逐漸成為工程專業(yè)的常態(tài)而非例外。但是，如果學(xué)生在整個(gè)教育活動(dòng)中都經(jīng)歷相同類型的項(xiàng)目，那么他們以后則很有可能只會(huì)按照慣例辦事，而無法深入思考。(11)Anette Kolmos, “Progression of Collaborative Skills,”in Themes and Variations in PBL，ed. J.Conway and A.Williams(Montreal, Canada：1999 Biennial PBL Conference，1999).團(tuán)隊(duì)協(xié)作就變成了一種隱性知識(shí)或一套非語言動(dòng)作技能，而不一定經(jīng)過了討論和知識(shí)共享的過程。盡管協(xié)作共享隱性知識(shí)可能會(huì)提供給(學(xué)習(xí)者)平常難以獲得的專業(yè)知識(shí)，但是由于學(xué)習(xí)是在特定情境下創(chuàng)建并與之相關(guān)聯(lián)的，因此非語言的專業(yè)知識(shí)可能不容易轉(zhuǎn)移。根據(jù)德雷福斯所言，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的專家來說，其隱性知識(shí)和直覺將處于最高水平。然而，當(dāng)學(xué)生處于學(xué)習(xí)情境中時(shí)，關(guān)鍵是要反思并概念化其學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，以便在新的情境下對(duì)其進(jìn)行(知識(shí))重構(gòu)。 體驗(yàn)變化并闡明反差和異同，是促進(jìn)反思并使隱性知識(shí)和協(xié)作變得清晰明確的一種方式。 因此，筆者認(rèn)為讓學(xué)生體驗(yàn)他們參與的問題和項(xiàng)目類型的變化，以打破常規(guī)并形成明確的隱性知識(shí)和能力是很重要的。在一個(gè)PBL的課程中，這種變化可能包括:

● 問題類型(從簡(jiǎn)單問題到復(fù)雜問題)

● 項(xiàng)目類型(從狹義的學(xué)科項(xiàng)目到復(fù)雜的大型項(xiàng)目)

○ 項(xiàng)目規(guī)模：從少學(xué)分到多學(xué)分不等

○ 項(xiàng)目時(shí)長(zhǎng)：從一個(gè)學(xué)期到多年不等

● 團(tuán)隊(duì)和協(xié)作

○ 團(tuán)隊(duì)規(guī)模：從小分組到大團(tuán)隊(duì)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)作

○ 團(tuán)隊(duì)構(gòu)成：從本土團(tuán)隊(duì)到國(guó)際團(tuán)隊(duì)

○ 團(tuán)隊(duì)組建：從由學(xué)生發(fā)起的到由教師發(fā)起的或基于理論的

○ 協(xié)作類型：明確的勞動(dòng)分工到相互協(xié)調(diào)的合作

● “催化劑”(facilitation)

○ 授課和項(xiàng)目之間的關(guān)系

○ 指導(dǎo)和協(xié)作形式

○ 外部合作者：外部項(xiàng)目案例到項(xiàng)目合作伙伴

● 實(shí)體設(shè)備、數(shù)字化設(shè)施和學(xué)習(xí)空間的變化

反思變化是學(xué)習(xí)如何專業(yè)地進(jìn)行問題分析和問題定義的重要途徑，尤其是參與并處理基于問題的項(xiàng)目協(xié)作的學(xué)習(xí)過程技能——換言之，即PBL能力。通過反思變化，學(xué)習(xí)者可以逐漸意識(shí)到經(jīng)驗(yàn)的特征及其與其他教育經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)系。 例如，如果一名學(xué)生在一個(gè)學(xué)科小組中有項(xiàng)目管理方面的經(jīng)驗(yàn)，那這就是該學(xué)生所擁有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，而有2-3種不同類型的小組協(xié)作的經(jīng)驗(yàn)更有可能提高其能力在新情境中的靈活性和適應(yīng)性。(12)Ming Fai Pang, “Two Faces of Variation: On Continuity in the Phenomenographic Movement,”Scandinavian Journal of Educational Research 47, no.2(2003), 145-156.盡管有很多方法可以在課程體系中創(chuàng)造變化，但本文則主要通過項(xiàng)目的問題和團(tuán)隊(duì)來關(guān)注項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)要素。

二、項(xiàng)目類型：?jiǎn)栴}和團(tuán)隊(duì)

項(xiàng)目被定義為一種具有特定目標(biāo)來解決問題的獨(dú)特嘗試，它可以分解為多個(gè)子任務(wù)。 根據(jù)既定的問題和任務(wù)，項(xiàng)目規(guī)?？梢允菑男F(tuán)隊(duì)到數(shù)百人。(13)Helle Algreen Ussing and Niels O.Fruensgaard, Metode i projektarbejde. Problemorientering og gruppearbejde(Aalborg: Aalborg Universitetsforlag,2010).然而，在許多工程學(xué)的課程中，學(xué)生所從事項(xiàng)目類型的科學(xué)方法和團(tuán)隊(duì)規(guī)模是相似的，而這恰恰是擴(kuò)大拓展項(xiàng)目的兩個(gè)重要維度，因此學(xué)生沒有機(jī)會(huì)反思變化。擴(kuò)大科學(xué)方法是將項(xiàng)目類型的涵蓋范圍從單一學(xué)科擴(kuò)展到跨學(xué)科項(xiàng)目，原則上是要確定學(xué)科和方法的選擇，以在從狹義的學(xué)科問題到復(fù)雜問題的范圍上達(dá)到匹配。

“多學(xué)科性”(multidisciplinarity)和“跨學(xué)科性”(interdisciplinarity)兩個(gè)術(shù)語在文獻(xiàn)中經(jīng)常互換使用。 然而，關(guān)于協(xié)作和復(fù)雜性的變化，我們可以從多學(xué)科性和跨學(xué)科性的區(qū)別上加以理解：多學(xué)科性可以理解為應(yīng)用于特定問題的學(xué)科合作，而跨學(xué)科性可以理解為將學(xué)科特定知識(shí)整合到一個(gè)公共項(xiàng)目或解決方案中。(14)Julie Thompson Klein, A Taxonomy of Interdisciplinarity(Oxford: The Oxford Handbook of Interdisciplinarity, 2010), 15-30; Rick Szostak, Classifying Science: Phenomena, Data, Theory, Method, Practice(Netherlands: Springer Science & Business Media,2004).特別是在工程教育中，跨學(xué)科的問題解決往往會(huì)生成一個(gè)一般產(chǎn)品(common product)，盡管每個(gè)學(xué)科融入產(chǎn)品的程度會(huì)有所不同，但產(chǎn)品的各個(gè)要素之間會(huì)相互調(diào)整——這被認(rèn)為是一種特殊的整合類型。

如圖1所示，狹義和廣義的跨學(xué)科合作之間可以作出很好的區(qū)分。(15)Julie Thompson Klein,“A Platform for a Shared Discourse of Interdisciplinary Education,”Journal of Social Science Education 5,no.4(2006): 10-18; Julie Thompson Klein, A Taxonomy of Interdisciplinarity(Oxford: The Oxford Handbook of Interdisciplinarity, 2010), 15-30.狹義的跨學(xué)科性包括在共同知識(shí)范式內(nèi)使用相似的方法進(jìn)行協(xié)作，而廣義的跨學(xué)科是指跨知識(shí)范式和科學(xué)方法的協(xié)作。與廣義的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)相比，狹窄的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)(如化學(xué)、化學(xué)工程或生物技術(shù))更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)常見的方法論、研究方法和數(shù)據(jù)的共同基本理解。這是因?yàn)槿宋摹⑸鐣?huì)科學(xué)和工程學(xué)等廣義的跨學(xué)科具有更廣泛多樣的知識(shí)范式，這增加了理解、對(duì)話、協(xié)商問題和解決問題方法的復(fù)雜性。無論是否跨學(xué)科，任何團(tuán)隊(duì)中的協(xié)作和組織都可能帶來沖突和問題。但與成員來自同一學(xué)科的團(tuán)隊(duì)相比，跨學(xué)科協(xié)作的團(tuán)隊(duì)更容易在理解學(xué)科范式和方法論差異、問題分析和問題解決的方法上遇到困難。此外，團(tuán)隊(duì)合作的規(guī)模特別大時(shí)也可能會(huì)給遠(yuǎn)程跨時(shí)區(qū)的組織工作和協(xié)作帶來挑戰(zhàn)。

團(tuán)隊(duì)維度涉及一個(gè)項(xiàng)目的學(xué)生人數(shù)。與擁有更多學(xué)生的大型團(tuán)隊(duì)相比，小型團(tuán)隊(duì)通常被認(rèn)為更容易管理。然而，無論一個(gè)項(xiàng)目參與的學(xué)生有多少，特定學(xué)科和跨學(xué)科方法的類型都可能會(huì)增加項(xiàng)目管理和協(xié)作的復(fù)雜性。在傳統(tǒng)的課程結(jié)構(gòu)中，單一學(xué)科的項(xiàng)目最為常見，其團(tuán)隊(duì)規(guī)模通常是3-8名學(xué)生在某個(gè)項(xiàng)目中處理一個(gè)簡(jiǎn)單的單一學(xué)科問題。而對(duì)于跨學(xué)科項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)成員的數(shù)量很可能會(huì)增加，此時(shí)需要重組為規(guī)模更小的子團(tuán)隊(duì)(sub-teams)，使其在同一項(xiàng)目的子團(tuán)隊(duì)內(nèi)部和子團(tuán)隊(duì)之間開展特定的任務(wù)并遵從內(nèi)部管理流程。與單一小組處理單一的學(xué)科問題相比，這是一種不同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

(一)項(xiàng)目變型(Project Variations)

基于跨學(xué)科和團(tuán)隊(duì)規(guī)模兩個(gè)維度，本文確定了四種基本的項(xiàng)目類型：?jiǎn)我粚W(xué)科項(xiàng)目、多元項(xiàng)目、跨學(xué)科項(xiàng)目和大型項(xiàng)目。出于規(guī)范化的目的，我們對(duì)這四種項(xiàng)目類型進(jìn)行了區(qū)分——現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)踐會(huì)提供更多種類的變化。

單一學(xué)科項(xiàng)目通常在一個(gè)項(xiàng)目小組中開展，并廣泛應(yīng)用于課程和課程體系層面。參與同一教育項(xiàng)目中的學(xué)生通常將知識(shí)、理論和概念應(yīng)用于簡(jiǎn)單的學(xué)科特定問題。例如，一組學(xué)生應(yīng)用控制理論來開發(fā)船岸起重機(jī)的防搖擺系統(tǒng)。

多元項(xiàng)目并不常見，往往出現(xiàn)在大課或分支學(xué)科課程的集群(clusters of sub-disciplinary courses)中，其特點(diǎn)是許多項(xiàng)目小組從事相同/相似學(xué)科內(nèi)相同或互補(bǔ)的部分(工作包)，如軟件開發(fā)、團(tuán)隊(duì)并行處理優(yōu)化設(shè)計(jì)。這些類型的項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作，以確保一般產(chǎn)品的質(zhì)量或解決問題方法的可行性。例如，計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生為自閉癥兒童優(yōu)化應(yīng)用程序。(16)“AAU multi-project,” https://giraf.cs.aau.dk/；http://people.cs.aau.dk/～ulrik/Giraf/Projects2012/Oasis_sw604f12.pdf.

跨學(xué)科項(xiàng)目可以在一個(gè)較小規(guī)模的項(xiàng)目分組中開展。該團(tuán)隊(duì)可以由來自不同學(xué)科的學(xué)生組成，其學(xué)生成員也可以是來自采用跨學(xué)科方法解決特定問題或得到了跨學(xué)科工作人員團(tuán)隊(duì)支持的同一教育計(jì)劃。例如，在工程項(xiàng)目中，由于學(xué)生通常使用社會(huì)學(xué)方法或參與式行動(dòng)研究等來確定用戶需求，因此初步的問題分析在學(xué)術(shù)角度上通常是跨學(xué)科的，這樣使得跨學(xué)科知識(shí)整合到由一個(gè)教育計(jì)劃的學(xué)生組成的項(xiàng)目中。再如，媒體技術(shù)學(xué)生為小學(xué)設(shè)計(jì)可持續(xù)城市游戲，為此他們需要具備小學(xué)學(xué)習(xí)、可持續(xù)城市和游戲設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。

大型項(xiàng)目最近作為新事物被引入工程教育。(17)Aalborg University,“Megaprojects,”https://www.megaprojects.aau.dk/.“大型項(xiàng)目”(megaproject)這個(gè)常用術(shù)語涵蓋了大型的、長(zhǎng)期的、高度復(fù)雜化的廣義或狹義跨學(xué)科項(xiàng)目，其特點(diǎn)通常是：用公共資金開發(fā)和實(shí)施的大型投資委托(例如城市基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，高鐵火車、飛機(jī)和機(jī)場(chǎng)等物流運(yùn)輸，航空技術(shù)和可再生能源系統(tǒng)等)；在組織層面的協(xié)作具有高度復(fù)雜性；對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)具有長(zhǎng)期影響。(18)Hugo Priemus et al.,Decision-making on Mega-projects Cost-benefit Analysis, Planning and Innovatio (Northampton, MA: Edward Elgar, 2008); Yi Hu et al.,“From Construction Megaproject Management to Complex Project Management: Bibliographic Analysis,”Journal of Management in Engineering 31,no.4(2015): 04014052.未來許多大型項(xiàng)目將應(yīng)對(duì)全球危機(jī)(如新冠疫情爆發(fā)、氣候變化、聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)等重大挑戰(zhàn))，而這些可能難以融入到教育之中，因此有必要將社會(huì)大型項(xiàng)目設(shè)計(jì)為可行的教育大型項(xiàng)目。

(二)工程教育的大型項(xiàng)目

為了構(gòu)建適用于工程教育的大型項(xiàng)目概念，筆者認(rèn)為有必要在大型項(xiàng)目中使用“黑箱”(black boxes)的概念，只考慮系統(tǒng)或部分系統(tǒng)的輸入和輸出。因此，“黑箱化”(black boxing)指的是用戶(這里特指工程專業(yè)的學(xué)生)可以對(duì)系統(tǒng)及其功能有一個(gè)總體了解而不必了解其所有特性的過程。例如，從事電網(wǎng)工作并致力于從風(fēng)力渦輪機(jī)存儲(chǔ)能量，而不必了解風(fēng)力渦輪機(jī)本身的性能。眾所周知，在工程學(xué)領(lǐng)域，大型項(xiàng)目設(shè)計(jì)的必要環(huán)節(jié)就是能夠把現(xiàn)實(shí)問題和重大挑戰(zhàn)引入工程教育之中。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)中的關(guān)系，將他們的特定知識(shí)、設(shè)計(jì)或產(chǎn)品置于整個(gè)系統(tǒng)中，并對(duì)其與其他學(xué)科的關(guān)系有整體理解，這樣有益于未來的跨學(xué)科合作。

由于大型項(xiàng)目比課程或?qū)W期項(xiàng)目通常需要更多的可用資源，也需要更多時(shí)間在科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)方面趨向成熟，因此，在系統(tǒng)中不僅需要使用黑箱，還需要引入“黑箱化階段”(black phases)的概念。這里提及的不只是技術(shù)系統(tǒng)中的黑箱，而是工程過程中的黑箱。學(xué)生很有可能只參與一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目階段，如問題識(shí)別、問題分析或解決問題，而其他項(xiàng)目階段實(shí)質(zhì)上也被置于黑箱中，這樣一來學(xué)生可以將特定項(xiàng)目階段的結(jié)果交由另一個(gè)團(tuán)隊(duì)在下學(xué)期繼續(xù)完成。

這些階段可以以不同的方式進(jìn)行解釋并互搭；然而，整個(gè)過程可以分為兩個(gè)階段：(1)問題階段，包括問題分析和識(shí)別，其目的是達(dá)到必要規(guī)范；(2)問題解決階段，目的是為識(shí)別的問題制定解決方案。 因此，當(dāng)大型項(xiàng)目要持續(xù)幾個(gè)學(xué)期時(shí)，第一批學(xué)生致力于問題的啟動(dòng)、分析和定義，而第二批學(xué)生則在定義和設(shè)計(jì)階段處理需求等。每個(gè)階段都同等重要，學(xué)生通過體驗(yàn)不同的項(xiàng)目，可以積累各個(gè)階段的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

大型項(xiàng)目中的一個(gè)階段不一定運(yùn)行一個(gè)學(xué)期。有時(shí)候，問題分析或解決是在多次迭代或更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)完成的，并且每個(gè)階段都會(huì)有多個(gè)項(xiàng)目組加入。這些項(xiàng)目組可能會(huì)處理各種不同任務(wù)，因此具有不同的工作量。

雖然大型項(xiàng)目可以成為解決諸如可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)定義的復(fù)雜問題的可行方法，但仍存在許多內(nèi)在關(guān)聯(lián)的問題和廣泛的解決空間。從這個(gè)意義上說，在我們尚未完全了解問題或當(dāng)前技術(shù)解決方案有限的情況下，大型項(xiàng)目有助于提供新的認(rèn)識(shí)和視角以應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。雖然學(xué)生應(yīng)在大型項(xiàng)目中采取一種確定的視角并且只在一個(gè)階段進(jìn)行詳盡工作，但能夠理解并協(xié)調(diào)特定大型項(xiàng)目中的不同階段而縱觀全局的能力，被認(rèn)為是一項(xiàng)核心能力。當(dāng)教育大型項(xiàng)目與現(xiàn)實(shí)生活中的大型項(xiàng)目和外部合作伙伴有聯(lián)系并合作時(shí)，無論是在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)涉及多個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)集體的學(xué)生項(xiàng)目，還是當(dāng)學(xué)生致力于完成子項(xiàng)目中的某個(gè)特定要求但仍需要了解與其他階段的關(guān)系及項(xiàng)目的總體目標(biāo)時(shí)，上述這一點(diǎn)都尤其重要。

(三)跨學(xué)科大型項(xiàng)目的范圍

鑒于現(xiàn)實(shí)生活中的大型項(xiàng)目通常被認(rèn)為具有廣泛的跨學(xué)科性，教育大型項(xiàng)目可以在一個(gè)狹窄的跨學(xué)科范圍內(nèi)進(jìn)行建立模型，比如跨學(xué)期地劃分項(xiàng)目的某些特定階段。例如，在奧爾堡大學(xué)電子系統(tǒng)部門啟動(dòng)了奧爾堡大學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目，該項(xiàng)目結(jié)合了電子和物理(空間科學(xué))來建造一個(gè)全能型的衛(wèi)星，它已經(jīng)運(yùn)行了多個(gè)階段并且每個(gè)階段都對(duì)應(yīng)一個(gè)學(xué)期。(19)Jesper Abildgaard Larsen et al.,“Motivating Students to Develop Satellites in Problem and Project-based Learning (PBL) Environment,”International Journal of Engineering Pedagogy 3, no.3(2013), 11-17與其他狹義的跨學(xué)科大型項(xiàng)目相比，該項(xiàng)目的獨(dú)特之處在于：它在開發(fā)PBL項(xiàng)目的常模和原型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加了一個(gè)“產(chǎn)品運(yùn)行”(product in operation)階段。(20)Jesper Abildgaard Larsen et al.,“Motivating Students to Develop Satellites in Problem and Project-based Learning (PBL) Environment,”International Journal of Engineering Pedagogy 3, no.3(2013), 11-17; Chunfang Zhou et al.,“A Problem and Project-Based Learning (PBL) Approach to Motivate Group Creativity in Engineering Education,”International Journal of Engineering Education, 28, no.1(2012): 3-16.再比如，在奧爾堡大學(xué)競(jìng)賽中，除少數(shù)特例外，學(xué)生們要設(shè)計(jì)一輛賽車的全部部件。每個(gè)項(xiàng)目的產(chǎn)品都被開發(fā)成原型，并且一些項(xiàng)目中的工程設(shè)計(jì)還輔以商業(yè)計(jì)劃和成本分析。(21)“AAU Racing,” https://aauracing.dk/.盡管有很多的變化和選擇，但對(duì)于更多的工程教育中狹義的跨學(xué)科大型項(xiàng)目，其重點(diǎn)仍在一般產(chǎn)品上。

涉及多個(gè)學(xué)科的廣義跨學(xué)科大型項(xiàng)目也可以持續(xù)多個(gè)學(xué)期。例如，奧爾堡大學(xué)的大型項(xiàng)目“簡(jiǎn)化可持續(xù)生活”(Simplifying Sustainable Living)持續(xù)了兩年，重點(diǎn)關(guān)注了綠色消費(fèi)、交通運(yùn)輸?shù)炔煌念I(lǐng)域。(22)Aalborg University,“Megaprojects,”https://www.megaprojects.aau.dk/.第一階段可能涉及識(shí)別、分析甚至重新定義一個(gè)復(fù)雜的問題。例如，由于項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)本地生產(chǎn)的食物和可持續(xù)性不一定相互關(guān)聯(lián)，因此質(zhì)疑將“本地飲食”更名為“可持續(xù)性飲食”。其他階段可以專注解決方案的具體標(biāo)準(zhǔn)，它可能會(huì)對(duì)其他狹義的跨學(xué)科大型項(xiàng)目提案起決定性作用。

與狹義的跨學(xué)科相比，廣義的跨學(xué)科大項(xiàng)目具有更為復(fù)雜的組織，并結(jié)合了多個(gè)學(xué)科，而這些學(xué)科不一定具有相同的知識(shí)范式、科學(xué)方法甚至研究領(lǐng)域。因此，盡管工程師和社會(huì)學(xué)家可能會(huì)在知識(shí)定義和方法論上存在分歧，但更為重要的是二人對(duì)于大型項(xiàng)目中的子項(xiàng)目的問題與目標(biāo)的理解是否存在沖突，甚至互相抵抗。因此，即使問題和解決方案的階段及其產(chǎn)品在廣義的跨學(xué)科大型項(xiàng)目中處于同等重要的地位，也需要通過建立模型來強(qiáng)調(diào)不同的、甚至可能是相互沖突的學(xué)術(shù)方法和觀點(diǎn)，以精細(xì)化項(xiàng)目的成功標(biāo)準(zhǔn)。最終成果是不同系統(tǒng)之間的組合和相互關(guān)系，而不是一種特定的一般產(chǎn)品。

(四)不同的項(xiàng)目類型中復(fù)雜問題解決

在理想情況下，復(fù)雜問題解決能力可以在所有復(fù)雜的項(xiàng)目過程中獲得，包括學(xué)科化的多項(xiàng)目以及狹義和廣義的跨學(xué)科項(xiàng)目。(23)Raman K.Attri， Accelerating Complex Problem-solving Skills: Problem-centered Training Design Methods(Singapore: Speed To Proficiency Research, 2018). https://www.speedtoproficiency. com/blog/problem-centered-methods/.表1概括了一些復(fù)雜問題解決能力的變化，從左到右來看，問題分析的情境范圍和設(shè)計(jì)創(chuàng)新的方法的復(fù)雜程度逐漸增加。

表1強(qiáng)調(diào)了問題解決的復(fù)雜性增加不僅會(huì)影響內(nèi)容維度，還會(huì)影響協(xié)作和項(xiàng)目管理流程的復(fù)雜性。項(xiàng)目組的協(xié)作和組織結(jié)構(gòu)可以有很大的不同，從具有簡(jiǎn)單的、固定的協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)到具有流動(dòng)性的、新臨時(shí)特設(shè)的小組，以及側(cè)重于靈活的項(xiàng)目管理方法以讓更多分支小組參與決策過程。然而，隨著從復(fù)雜的學(xué)科特定項(xiàng)目到狹義甚至廣義的跨學(xué)科項(xiàng)目的復(fù)雜性增加，其知識(shí)領(lǐng)域和潛在解決方案的不確定性也在增加，因此對(duì)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的敏捷和靈活性的需求有所提高。

三、結(jié)語

本文基于以下兩個(gè)維度提出了項(xiàng)目類型：(1)科學(xué)內(nèi)容和問題范圍，從簡(jiǎn)單或復(fù)雜的問題到極度復(fù)雜跨學(xué)科的問題；(2)參與不同水平項(xiàng)目管理過程的團(tuán)隊(duì)的規(guī)模和組織。結(jié)合這兩個(gè)維度，筆者提煉總結(jié)了四類理想的教育項(xiàng)目，包括單一學(xué)科項(xiàng)目、多元項(xiàng)目、跨學(xué)科項(xiàng)目和大型項(xiàng)目。將此與狹義和廣義跨學(xué)科之間的區(qū)分聯(lián)系起來，并提出了不同的變化，包括具有多個(gè)小組的特定學(xué)科的多項(xiàng)目、狹義的單一小組的跨學(xué)科項(xiàng)目；狹義的跨組的跨學(xué)科大型項(xiàng)目(通過“黑箱化”系統(tǒng)或過程部分而縮小范圍)；包含全面系統(tǒng)視角的更廣泛的跨組的跨學(xué)科大型項(xiàng)目。

雖然項(xiàng)目的問題和解決階段明顯與其具體內(nèi)容有關(guān)，但就問題分析、問題解決、協(xié)作和項(xiàng)目管理而言，學(xué)習(xí)的潛力與通過跨學(xué)科項(xiàng)目獲得的通用能力密切相關(guān)。在多元項(xiàng)目或大型項(xiàng)目中，學(xué)科團(tuán)隊(duì)集群的范圍越廣，就越強(qiáng)調(diào)學(xué)生的復(fù)雜問題解決能力以及團(tuán)隊(duì)內(nèi)和跨團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力。此外，與狹義的跨學(xué)科性相比，廣泛的跨學(xué)科方法更將挑戰(zhàn)學(xué)生理解并交流其所在學(xué)科的特性和貢獻(xiàn)，以及該學(xué)科與其他學(xué)科的邊界和互動(dòng)。

本文提出了項(xiàng)目類型和復(fù)雜問題解決能力的總體概念框架。未來研究將詳細(xì)闡述不同項(xiàng)目類型的維度，探索該框架如何適用于不同的問題解決能力，如創(chuàng)業(yè)能力、商業(yè)能力或數(shù)字化能力。

教育大型項(xiàng)目結(jié)合了復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)和復(fù)雜協(xié)作模式的挑戰(zhàn)，這種類型的項(xiàng)目可以被視為匯集了其他類型項(xiàng)目的能力，并在學(xué)習(xí)體驗(yàn)中增加了社會(huì)和跨文化維度。與當(dāng)今時(shí)代面臨的巨大挑戰(zhàn)相比，生活在“地球村”的公民們都在竭力獲得一種可持續(xù)性，而廣義的跨學(xué)科大型項(xiàng)目為未來的工程教育提供了令人欣慰的前景。