随着社会信息化、经济全球化和世界多元化的不断推进,以及人类对可持续发展、生态保护、工程伦理道德认识的不断深化,越来越复杂的现代工程要求更具有跨学科性的解决方案,这使得未来的工程师不仅要掌握扎实的专业知识,更要有能力融合不同学科领域的知识,熟练应用不同专业领域的技能。因而,面向培养未来工程师的工程教育,必须把培养工科生的跨学科能力作为工程教育改革的重点。跨学科能力是指工科生在解决工程问题的过程中,整合科学、技术、数学和艺术四门学科中的两门或两门以上学科的知识、方法和观点,产生更高水平和更全面的认知,从而以单一学科不可能完成的方式来解释工程现象,解决工程问题或产生新的工程产品的能力。培养工科生的跨学科能力需要打破学科壁垒,整合不同学科的教育内容,精心设计教学过程,加强学生对不同学科知识的理解,目的是使学生的知识结构趋于合理,分析问题的视角更加全面,跨学科能力得到提升。为了达到这一教育目标,STEAM教育应运而生,与传统的分科教育方式不同,STEAM教育将科学、技术、艺术、数学四门学科与工程学科进行有机整合,因其能够弥补传统教育的不足,目前已被许多西方国家提升到国家战略层面。反观我国的工科教育在培养学生的跨学科能力方面尚在起步阶段,经验不足且实践情况也不容乐观:多数学校开展的所谓跨学科教育仅仅是提供为数不多且不作任何专业相关性限定的自由选修课,学生的学习效果不好,跨学科能力难以得到培养和发展。可见,我国的工程教育改革必须要有紧迫感,要应势而动,在课程设置、教学方式等方面要展开更为全面、具体、可行的考量,切实提高工科生的跨学科能力。带着这样的现实问题,笔者查阅了国内外大量有关文献,发现关于跨学科能力的研究在国外已经取得了一定的研究成果,一些学者通过解构跨学科能力,构建了“跨学科能力”量表。但综观我国关于跨学科能力的探讨,有不少学者认为我国大学生的跨学科能力亟待发展,也探讨了相应的培养策略,但研究大多是个案研究、比较研究或是经验总结,缺乏对工科生跨学科能力现状的大样本调查,无法为我们提供一个该领域的整体图景。此外,陈亚玲(2015)(1)指出我国当前以学科专业为基本单元的学科制度成为开展跨学科工科教育,培养工科生跨学科能力的最大阻碍。但在目前的教育现实中具体有哪些因素可能阻碍或支持学生的跨学科能力发展,尚未见有说服力的系统分析,也缺乏权威量表和理论支持,这些问题都有待厘清。为此,本研究以国外成熟量表为蓝本,在广泛阅读国内外相关文献和结合我国工科教育实际的基础上,对量表的具体测量项目进行了完善,形成《STEAM教育背景下我国工科生跨学科能力现状及其影响因素》量表,以高等学校在校全日制工科生作为研究对象,开展跨学科能力现状和影响因素的实证研究。本文采取网上调查和线下调查相结合的方式,回收问卷512份,有效问卷494份,问卷合格率96.5%。而后将收集到的数据导入到SPSS 22.0数据统计与分析软件中,从跨学科技能、反思行为、学科差异认知三个维度上对工科生的跨学科能力现状进行了具体分析,确定了影响工科生跨学科能力的相关因素,主要结果有:(1)从整体上看我国工科生的跨学科能力水平不能让人满意,有很大一部分学生群体的跨学科能力都处于较低水平。跨学科技能水平从高到低的排序为:数学跨学科技能>技术跨学科技>科学跨学科技能>艺术跨学科技能。在反思行为和学科差异认知两个维度上,有三分之二以上的工科学生群体处于中下水平。(2)女性工科生的跨学科能力水平高于男性工科生的跨学科能力水平;随着工科生年级的增长其跨学科能力水平也逐渐提高;跨学科能力水平基本呈现随着高考成绩增加而表现得更好的趋势;985院校和211院校的工科生跨学科能力水平显著高于普通一本院校和其他院校工科生的跨学科能力水平。(3)教师的跨学科教育实践情况和基于问题的教学两个影响因素对工科生的跨学科能力具有正向的预测作用,即教师对跨学科教育和跨学科教学的重视对学生跨学科能力的形成和发展具有积极影响。基于以上研究结论,本研究认为提高工科生的跨学科能力水平应从以下四个方面着手:打造融合STEAM的跨学科工科课程群;发挥好毕业设计在提升工科生跨学能力中的重要作用;采用面向真实工程问题的教学模式;提高教师参与跨学科教育实践的积极性。