清华跨学科新尝试 80小时极限挑战课程显成果

“你们只有3天时间，从现在算起到任务结束，80小时倒计时。”一声令下，75名参与“跨学科系统集成设计挑战”课程的学生便忙碌开来。

2013年1月14日上午8点开始，1月17日16点结束，整整80个小时。以商业竞标为任务背景，自主学习的授课方式，分布式学习工作流为课程线索。这是在清华大学基础工业训练中心机电创新实验室展开，由清华大学钱学森力学班发起并主办，校教务处参与主办，工业工程系副教授顾学雍承办，微纳米力学与多学科交叉创新研究中心主要协办，共同发起的“跨学科系统集成设计挑战”课程的现场。

“一场突如其来的地震使我国南海海域板块抬升，出现一座新无人岛A，你们的任务就是以A岛为背景，开发海上石油城并完成物资运输投放系统及制作完整的商业策划书，来取得风险投资赢得竞标。”一份特殊的任务摆在了同学们的面前，他们来自工程力学系、工业工程系、精密仪器系、新闻与传播学院和美术学院等20个不同院系，并被打乱分在8个小组。接下来的80个小时，他们需要运用自己的专业知识，共同合作完成这项极具挑战性的任务。

作品展示前的讨论

一场中国教育探索改革的新战争

“跨学科系统集成设计挑战”课程由126人组成，分为“挑战方”和“任务方”。51名由教师和参与准备教学活动及内容的同学组成的“挑战方”，负责教学内容的前期准备和过程中的技术指导，75名来自20多个不同院系的实际参与学习活动的同学组成的“任务方”，是任务的完成者和最终执行者。

“中国的大学现在就必须设计未来100年的发展方向。”课程主讲人，清华大学工业工程系副教授顾学雍说。

国内高校现行的教学体系存在一些弊端，严重束缚了学生的创新能力和自主学习能力。 “跨学科系统集成设计挑战”课程则突破了教学角色和空间的界限，超越专业限制的桎梏，让学生团队在课前共同设计学习内容，并在过程中担任技术指导（即传统角色中的教师），通过网络采集课程信息内容，并允许咨询全球各区域专家，并超越自己独立的专业知识构架，合作设计涉及人文、法学、国际关系、计算机、电子工程、系统工程等各领域的任务。

清华大学建筑学院二年级学生房钰航认为，“大学应该以自学为主，打破‘一教一授’的传统教育模式。这次课程互动性更强，挑战方的学生们化身为老师为我们答疑解惑，工业基础中心变成了教室，零零散散的工具和机器变成了教科书。这样新颖的教学方式引起了同学们主动学习的兴趣和动力。”

在课程中，他们需要学会怎样运用机器人编程软件NXT、项目管理软件Projectlibre等，一切从零开始，自主学习。

一次分布式学习工作流的普及场

80个小时，8个小组，每组9-10个队员，自主学习相关技术，实现机器人巡线，航拍等技术攻关，拟出具有实践性意义的石油城开发策划书，通过答辩和演讲获得风险投资人的认可。难关继踵而至，让初尝跨学科的同学们应接不暇，而一套完整的分布式学习工作流则是串连整个任务的线索。

分布式学习工作流分为三部分：角色分工、项目管理、输入输出。顾学雍副教授认为：“由于极限学习活动需要经常性地协调多种来自不同地区的人员组织以及具有相当科技含量的信息基础设施，所以要采纳一种分布式工作流的工作协同方法。”

小组成员之间按技术攻关、文案撰写、信息查找、材料整合等任务完成角色分工并开始自己的工作，在任务完成过程中指定个性化的学习计划，利用相关软件完成动态追踪进度，各部分任务完成之后进行系统的整合，将零散的完成点聚集为统一的完成结果，并指定数字化的输入输出格式，作为工作流系统的进度数据。分布式工作流的应用加快了学习过程，保证了搜集学习记录的规律性，让学生掌握了一种系统全局的意识，提升了学习的效果。

“每个人做一些努力，把各成员的工作整合在一起，将一些接口连接在一起形成巨大的成果，这是这堂‘跨学科’课程的愿景。”来自生命科学学院的四年级学生欧阳书淼说，“每一个环节都是牵一发而动全身。一个企业的管理也要用到工作流的概念，从研发到生产再到销售，是一条不可断裂的链条，而连接整个流程的理念和方法就是分布式工作流。它可以用相关软件规划实现，并且提高项目完成效率，协调项目平稳运行，这是在大学四年都学不到的东西。”

同学们在展示8个队共同完成的沙盘

一锤跨学科教育的重音

早在2004年，为顺应一流大学跨学科研究趋势，清华大学便开始了跨学科的科研体制改革，而这一次的“跨学科系统集成设计挑战”课程无疑是为跨学科的教育模式的扩展敲响了一锤重音。

参加课程的任务方同学来自清华的20多个不同院系，既有工程力学系、工业工程系等理工科专业，也有新闻与传播学院、国际关系系等文史类专业。任务完成中，有技术难关攻破（乐高机器人制作，航拍技术等），也有艺术设计、人文探索（沙盘设计，国际环境分析调节等）。

“起初参加这项课程是想知道自己到底能在80个小时内做什么，现在学到了很多专业课以外的知识，比如机器人的组装和编程，沙盘的设计和制作。从没想过自己能短时间内学会那么多从未接触过的事，这也是一次很好的潜能开发和挑战过程。”新闻学院四年级学生吴灏说。

一道亮丽的风景线——钱学森力学班

在75名挑战方同学中，30名齐上阵的钱学森力学班的同学们格外显眼。

这30名钱班的同学都是一年级的新生，在课程中不仅高效完成了相关技术学习和开发，在文案撰写等领域也大展风采。

“我正在写商业策划的文案。”钱班的一年级学生林景说，“这是我头一次接触文案策划之类的工作。一开始无从下笔，后来通过资料的查找，在国际关系学院同学的帮助下，学会了怎样写文案。写文案其实跟建模解题有相同之处，都是个人想法的表达，只要捋清思路，用清晰的文字把它传达出去就行了。我很享受学习新知识的过程。”

本次课程由钱学森力学班主导，钱班的一年级同学全部都参与到其中。清华大学工程力学系教授郑泉水表示，跨学科系统集成式的学习方法有利于提高同学们的学习效率，和不同专业的同学交流也拓宽了知识面，提高了同学们的创新能力，对同学们接下来的专业课的理解和学习有着促进作用。

郑泉水教授（左）和卢达溶教授（右）参加“跨学科系统集成设计挑战”课程

“跨学科之问”——探索在继续

“跨学科系统集成设计挑战”课程于2013年1月17日圆满结束。闭幕式上，同学们展示了这4天以来的学习成果，例如度假村的开发，石油资源勘探开发，军事防御系统等。

但正如顾学雍副教授所说：“在真实世界里，处理技术以外的困难，是比解决技术本身更难、更重要的事情。”怎样进行利用一套完备的分布式学习工作流进行项目规划和时间规划，怎样学习跨学科知识及培养高速学习的方法，远比课程任务完成的成败重要的多。

“跨学科系统集成设计挑战”课程只有短短四天，但是课程所传达出的理念却仍需不停地探索。