洞察力

跨学科知识整合的方法与步骤:来自四个专题综合过程的实证洞察

• 摘要
• 简介
  • 跨学科知识整合
  • 知识整合研究方法和过程的分析框架
• 关于可持续水资源管理的国家研究方案61
• 方法
  • 数据收集
  • 数据分析
• 结果与讨论
  • 主题综合的关键方面3
  • 四个主题综合的异同
  • 领导者的角色
  • 知识整合的反思与适应
  • 对分析框架的反思
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

知识整合被认为是跨学科研究的主要挑战(Bammer 2005, Bergmann等人2005,Truffer 2007, Klein 2008, McDonald等人2009,Jahn等人2012)。它是瑞士国家研究计划(NRPs)的核心特征，是瑞士国家科学基金会(SNSF 2012)的政策导向资助工具。在nlp的背景下，知识整合被定义为将来自个别项目的科学成果与来自不同学术和非学术领域的知识相结合，以产生面向实践的解决方案，以解决当前国家重要问题(SNSF 2015)b)．这样的知识整合被用于生成综合报告，在项目结束时发布，该项目通常运行5年。报告的内容和格式取决于具体NRP (SNSF 2015)的目标和特点b)．

尽管知识整合往往决定了这类程序的成败(Defila et al. 2006)，但研究人员并没有明确规定的方法和程序来生成合成。在这里，我们对瑞士NRP 61关于可持续水资源管理的四个主题综合中应用的知识整合方法和程序进行了实证研究。我们开发了一个分析框架来映射不同的方法和程序，并应用它来探索四个主题综合中的知识整合。在此基础上，我们讨论了四种综合在不同阶段所采用的各种方法和程序，领导者(或核心团队)在知识整合设计中的作用，以及在这一过程中对知识整合的反思和适应。最后，我们对未来的合成工艺提出了一些结论。

跨学科知识整合

我们使用跨学科这一术语来指代(1)解决现实生活问题的研究，(2)通过涉及来自科学和实践的各种参与者并考虑他们视角的多样性来解决这些问题的复杂性，以及(3)创造面向解决方案的、社会健壮的、可转移到科学和社会实践的知识(Pohl和Hirsch Hadorn 2007, Lang etal . 2012)。我们认为跨学科研究是一种全面的、多视角的、以问题和解决方案为导向的方法，它超越了学科界限，在科学和实践之间架起了桥梁(Pohl 2011)。

跨学科知识合作生产是指来自不同学科、部门和决策层次的专家共同进行知识生产的全过程，包括共同制定问题、知识生成、在科学实践和社会实践中的应用，以及科学严谨性、社会稳健性和实践相关性的相互质量控制(Polk 2015)。跨学科知识合作生产是通过跨学科知识整合而实现的综合。在大型研究项目的背景下，后者指的是评估单个项目结果，并通过在它们之间建立新的(即以前未被认识的)联系来产生新知识的过程(Jahn et al. 2012, Specht et al. 2015)。

正如MacMynowski(2007)所全面讨论的那样，跨学科知识整合必然受到不同学科内部、不同学科之间以及科学与实践之间的权力差异的影响。尽管我们认识到对权力问题的分析对于理解跨学科知识整合的复杂性的重要性，但我们之前与本文所考察的四个综合过程中的关键参与者达成的协议排除了这种分析。

知识整合研究方法和过程的分析框架

我们的分析框架结合了集成的两个方面，之前已经在跨学科研究的背景下进行了分析和构建。这些方面是在团队中组织集成的过程，以及团队用于知识集成的方法。

知识整合流程

一项关于跨学科团队如何整合不同知识体系的实证研究区分了四种理想类型的程序(最初称为“社会认知框架”):共同的小组学习、建模、专家之间的谈判和领导者的整合(Rossini和Porter 1979)。在这里，我们将建模视为集成的方法之一。然后，我们区分了达到综合的三种类型的程序(图1)。在普通的小组学习中，科学结果的整合是在整个小组内进行的。子问题在更大的小组成员中根据他们的特定专业知识进行分配;它们由相应的成员提出，由整个小组讨论，然后与整体问题相关。这个过程不断重复，直到团队认为整个问题已经得到了充分的回答。这一过程的递归性质使小组成员之间能够相互学习，并使责任从个别专家逐渐转移到整个小组(Pohl and Hirsch Hadorn 2007)。在专家谈判中，个别研究项目的科学成果通过专家的双边讨论进行整合。就像在普通的小组学习中一样，子问题在更大的小组成员中根据他们的特定专业知识进行划分。分项问题单独解决，专家之间进行双边交流，分项答案相互调整，专家之间进行最终协商。 Contrary to common group learning, the responsibility for the subanswers and their adequate representation in the synthesis remains with each individual expert (Pohl and Hirsch Hadorn 2007). In integration by a leader, scientific results from individual projects are delivered to a leader, who may be an individual or a subgroup. The leader is responsible for linking and relating the results and functions as the sole integrator, interacting individually with each expert to understand and assimilate the various results. In contrast to common group learning and negotiation among experts, experts do not interact with each other (Rossini and Porter 1979).

知识整合方法

根据集成方法在知识集成过程中的作用，划分了六类集成方法(Bergmann et al. 2012):(1)概念和理论框架的定义，其中跨学科边界创建共享的理解;(2)提出研究问题和假设，将社会问题转化为研究对象;(3)综合方法的发展，其中现有的学科间、跨学科和学科内的方法进行审查和调整;(4)评估程序设计，将不同角度的多个标准合并为新的评估程序;(5)模型开发与应用，将现实的某一部分的理论描述与经验描述联系起来;(6)创造边界对象，促进认知和规范边界之间的相互理解。

研究方法和程序的分析框架

将三种类型的积分程序与六种类型的积分方法相结合，可以得到一个3 × 6的矩阵。这为分析四个专题综合进程中每个不同阶段所使用的方法和程序提供了一个有结构的基础。每个阶段都可以通过集成方法和过程的特定组合来表征。可以将小组共同学习、专家协商、领导者整合的过程按顺序组合起来，在过程的特定阶段整合不同的知识体系。

可持续水资源管理国家研究方案61

关于可持续水资源管理的NRP 61旨在发展科学基础、方法、战略和解决方案，以应对瑞士可持续水资源管理领域未来的挑战(SNSF 2010)。跨学科的研究方法应用于分析社会问题，并产生社会稳健的解决方案。

2008年，NRP 61的指导委员会成立，由来自不同领域(水生态学、地球物理学、水文学、气象学、环境经济学和环境工程)和国家(瑞士、德国和奥地利)的六名专家组成。指导委员会审查了NRP 61研究项目提交的前期和完整提案，并在外部和内部审查的基础上选择了向瑞士国家科学基金会(SNSF)国家研究理事会(第四部，主席团)推荐的项目以获得资助(SNSF 2008)。指导委员会得到了一个咨询委员会(成立于2010年)的支持，该委员会由来自不同部门(水资源、供水、废水处理、水电、农业、土地利用规划)和决策层(州、国家)的10个国家行为体组成。总体项目管理由SNSF提供(表1)。

2010年启动了16个NRP 61研究项目，初始资金为期3年(SNSF 2010)。随后，获得了额外的资金(部分通过NRP 61计划，但也通过其他来源)，将一些项目延长到第四年。来自自然科学、社会科学和工程学不同学科的88名研究人员和38名博士研究生参与了这些项目。项目主要由大学和研究机构的研究人员领导;一些项目包括来自非政府组织和咨询公司的合作研究人员。

项目综合从一开始就被认为是NRP 61的16个研究项目的共同努力。指导委员会在2011年3月与NRP 61研究人员举行的第一次进展报告会议上提出了合成的初步想法。根据研究人员的反馈，指导委员会组织了一次综合研讨会，与研究人员和顾问委员会成员一起确定综合主题、关键问题和潜在综合的目标受众。在本次研讨会成果的基础上，指导委员会于2011年决定编写四份专题综合报告(TSs)，主要面向技术受众(即相关的地方、州和联邦当局;行业协会;非政府组织;和私人公司)和一个面向公众的整体综合(OS)。

根据这一决定，指导委员会招募了对领导跨学科知识整合感兴趣的NRP 61研究人员。随后，委员会和感兴趣的研究人员进行了讨论，以完善四个TS主题，并组成由三到四名研究人员组成的跨学科核心团队，他们将负责概念化和实施知识集成。指导委员会邀请核心团队为TSs制定建议，并将其提交给SNSF国家研究委员会批准。同时，指导委员会与外部顾问合作拟订了全面综合的概念。

第三次TS (TS-3)的提议最初包括对合成过程进行并行分析和反思的计划。应瑞士科学基金会的要求，这一组成部分从TS-3提案中分离出来，作为一个单独的提案提交，其中的分析扩展到包括所有四个专题综合。该提案于2012年11月提交，并于2013年1月由SNSF国家研究委员会批准。

方法

数据收集

我们使用实证社会研究的定性方法(Denzin and Lincoln 2005)来研究知识整合的方法和过程。分析了相关的书面文件，包括提案、报告、文章和演示文稿(参见附录1)。半结构化访谈包括Bammer (2008;(参见附录2)由本文的主要作者(以及TS-3)进行:在合成过程开始时与TS-1、TS-2和TS-4的主要作者进行了三次访谈，在合成过程结束时与TS-1、TS-2和TS-4的主要作者(三次访谈)和所有四篇ts的第二作者(四次访谈)进行了七次访谈。此外，本文的所有作者都利用NRP 61项目和协调会议的参与者观察来研究领导者在四个综合过程中所扮演的不同角色。

数据分析

利用上述分析框架对知识集成的方法和步骤进行了分析。绘制了四个TSs中不同阶段所使用的方法和程序，并确定了每个阶段所涉及的社会和科学行为体。通过始终如一地为每个TS绘制方法、程序和参与者，我们能够比较四个TS之间的知识整合，并检查方法和程序应用以及社会和科学参与者参与方面的异同。为了实证地验证我们的定性分析，我们与四个TSs的主要作者和共同作者讨论了映射的集成策略，并在此讨论的基础上细化了我们的解释。

结果与讨论

鉴于我们直接参与了TS-3，我们使用该综合过程来说明我们的分析框架在每个TS中不同阶段所涉及的方法、程序和参与者的映射的应用。综合过程中的每个阶段都可以用相应的集成方法类别和集成程序类型来描述(图2)。在TS-3中，领导者的集成无处不在，发生在所有的综合阶段。核心团队由地质生态学、环境工程和水文地质学的三名研究人员担任领导。在整合过程的各个阶段，核心团队与不同的参与者进行了双边互动，包括指导委员会、咨询委员会以及科学和实践专家。科学专家包括7名直接参与NRP 61项目的具有环境科学、决策分析、水文地质学、水文学和湖沼学背景的科学家。实践专家由来自不同部门(供水、废水处理)和决策层(地方、州和国家各级)的16名从业人员组成。在某些阶段采用了共同的小组学习，主要是领导者和科学专家，但在某个阶段也采用了领导者、指导委员会和顾问委员会。

在六类集成方法中，使用了四类:研究问题和假设的制定、集成方法的开发、评估程序的设计以及模型开发和应用。没有使用概念和理论框架的定义以及边界对象的创建。

主题综合的关键方面3

在TS-3综合过程中，关键的集成发生在由核心团队准备提案期间。与科学专家一起，核心团队制定了三个关键研究问题(表2)，并确定需要一种综合方法来解决这些问题。通过领导者共同的小组学习和整合，并遵循Giupponi(2007)，核心团队将驱动因素、压力、状态、影响、响应(DPSIR)模型的关键要素结合起来进行系统分析(Smeets and Weterings 1999)和多标准决策分析(MCDA;Eisenführ et al. 2010)。一种综合方法的发展为后来的任务提供了基础，即处理、结构化和系统化来自各个研究项目的非常不同的结果，并以连贯和一致的方式将它们彼此联系起来。

TS-3提案提交和批准后，综合方法被用于结合TS-3中包括的七个项目的结果，并解决具体的研究问题(表2)。DPSIR组件被用于解决问题1和3(表2)，并优先考虑瑞士城市水和废水管理当前和未来的挑战。MCDA组成部分被用于制定目标(即解决问题2)，以及评估实现这些目标的不同可能行动方针的潜力(即解决问题3)。制定目标对于将基础设施绩效的结果与关于地表水和地下水资源的可得性和质量的专家知识结合起来特别重要。

这一跨学科整合的最后阶段是综合结果的验证和扩散。通过与科学和实践专家、咨询委员会和指导委员会的磋商，对结果进行了验证，随后由核心团队进行了修订。在整个综合过程中，特别是由这些专家对TS-3报告进行修订的过程中，核心团队与科学和实践专家之间的密切合作，不仅对于确保TS-3中得出的结论的可靠性和有效性至关重要，而且对于确保这些结论与科学和实践的相关性至关重要。核心团队在NRP 61的最后会议上介绍了TS-3的主要发现和结论。TS-3报告(以及其他综合报告)可通过NRP 61网站在线获得;它们被总结在瑞士贸易杂志上以实践为导向的文章中(见表2)。

四个主题综合的异同

以TS-3为参考案例，其他ts的策略映射(见附录3)清楚地说明了四种合成过程之间的异同。在TS-3中，领导者的整合在所有ts中占主导地位。同样也应用了共同的小组学习，但在其他ts中使用的频率低于TS-3。没有一个TSs使用专家之间的协商。其他ts也比TS-3使用更少的积分方法(分别为3对4)。TS-1和TS-2使用相同的积分方法，包括边界对象的创建(TS-3没有使用)。TS-4是唯一将概念定义和理论框架作为集成方法的综合过程。所有四个TSs的唯一共同方法是制定研究问题和假设(表3)。

所有四个助教都制定了研究问题，既是促进共享理解的手段，也是指导进一步综合活动的手段。除TS-4外，其余ts均采用模型开发和应用的方法来解决研究问题。TS-1核心团队开发了系统模型，将气候和社会经济变化对水资源和用水影响的科学结果联系起来。TS-2核心团队进行了定性交叉影响分析(Serdar Asan and Asan 2007)，以阐明不同的水用户需求(例如，水力发电、水保护、防洪、农业、供水和旅游业)与所有其他需求之间的特征作用，并确定这些用户需求塑造(或可能塑造)未来瑞士水资源和水生生态系统的发展。该方法使TS-2核心团队能够系统地描述不同用户用水需求之间的相互关系，评估这些相互关系的强度，并确定由重叠用户需求导致(或可能导致)的潜在冲突和协同作用。

在TS-1和TS-2中应用了边界对象的创建。在TS-1中，创建了两种类型的边界对象。系统模型用于可视化系统的关键要素，确定这些要素之间的相互关系，分析潜在的因果关系，并确定对潜在气候和社会经济变化影响的预测中的知识差距和不确定性。树状图被开发为第二种类型的边界对象，用于显示瑞士当前水资源和用水状况的数据。这两种类型的边界对象都用于结构化、系统化和分析来自不同学术和非学术来源的碎片化数据，并识别数据中的不一致性。

TS-2中还创建了两种类型的边界对象。专题地图(例如，水力发电对瑞士水资源的影响，不同土地利用与地下水面积的比例)被用于可视化用户需求重叠所导致的潜在冲突和协同作用。生成交叉影响矩阵以总结潜在的冲突和协同作用(见方框1)。TS-1和TS-2中边界对象的使用促进了核心团队与科学和实践领域的广泛专家之间的迭代讨论，并促进了TS-1和TS-2最终报告中综合结果的呈现。

如上所述，TS-3和TS-4采用了评估程序的设计。TS-4核心团队与来自NRP 61不同项目的科学专家合作，开发了瑞士可持续水治理的综合评估程序。评估程序为以下方面提供了一个系统框架:整合来自不同NRP 61项目的各种可持续性标准，方法是将它们与特定环境分离，并在新的程序中重新组合;根据这些可持续性标准评估水管理和水治理的案例研究;确定必要的改进措施，以实现瑞士可持续的水治理。

TS-4是应用概念定义和理论框架的唯一综合过程。在综合过程开始时，TS-4核心团队进行了密集的过程，以澄清诸如“水管理”、“水治理”和“可持续水治理”等关键概念。概念上的澄清对于多回路学习理论框架的后续发展至关重要(Armitage et al. 2008)。根据这一理论框架，区分了四种不同类型的方法(或学习循环)，通过这些方法可以改进瑞士的水治理。选取了NRP 61项目提供的关于水管理和水治理的不同案例研究，并根据这种类型进行了系统化。

实证研究说明了在四个技术服务项目中应用的解决可持续水资源管理各个方面的方法的多样性。这种多样性与“差异原则”是一致的，该原则认为，知识整合受到要实现的目标、要回答的研究问题以及要整合到特定综合中的科学结果的影响。它还受到参与该过程的参与者、他们的学科和专业背景以及他们的制度锚定的影响(Klein 2012)。

四个综合过程的一个共同特点是专家之间没有谈判。这种缺失可以解释为研究计划最初是在确定四个综合主题之前设计的。使用这一程序的有效整合要求专家在他们的研究项目和其他项目之间的边界处改进他们的分析，在他们自己的分析中实质性地包括其他专家的分析结果(Rossini和Porter 1979)。虽然不同项目之间的谈判没有在NRP 61范围内进行，但在其他情况下，这可能是一个重要的综合程序，在设计研究建议时考虑到综合因素。

另一个共同特征是由领导者主导的整合。这证明了在知识整合中领导者角色的详细检查是正确的。

领导者的角色

领导者可以以多种方式认识和行使他们的角色和责任。根据Wieser等人(2014)的观点，我们区分了四种不同类型的角色:

1. 合作者，他们与演员建立密切合作，特别是那些他们认为是他们研究的目标观众;
2. 促进者，支持不同科学和社会行为者之间的知识交流(例如，通过组织行为者可以直接见面和互动的社会空间);
3. 学者，与所研究的领域保持一定距离，并在学术上进行分析，而不涉及和参与社会行为者，以及;
4. 倡导者，他们积极地试图带来社会变革，并倾向于产生与实践相关的结果，使那些寻求为变革做出贡献的人受益。

四个TSs的领导者在整个知识整合过程中扮演了不同的角色。TS-1、TS-2和TS-3的领导者至少在过程的某些阶段扮演了合作者的角色。在大多数情况下，这些领导人与其他行为者进行了双边和反复的讨论。TS-3和TS-4的领导者在某些阶段扮演了促进者的角色，促进不同学科的科学家之间就城市水和废水管理的可持续性目标(TS-3)或水治理的可持续性标准(TS-4)进行交流。在这个过程的某些阶段，作为合作者(TS-1)或促进者(TS-4)的领导者转变了角色，扮演了学者的角色，主动从自己的角度分析结果，并引入既定的学科概念和理论。TS-2的领导人在某些阶段扮演了倡导者的角色。他们试图说服其他社会或科学参与者，让他们相信瑞士水资源管理需要改变。这一角色受到NRP 61内一些行动者的竞争。

知识整合的反思与适应

本文主要作者的双重角色(即领导TS-3的知识整合，同时研究所有ts的知识整合方法和程序)使人们能够在四个不同的层面进行反思(另见Tress et al. 2006)。在个人层面，它引发了对TS-3综合过程的反思，特别是如何设计综合过程，在哪个阶段涉及哪些参与者，在哪些角色中，承担哪些责任，由哪些方法和程序支持。它还包括定期反思在合成过程中哪些进展顺利(或不太顺利)，以改进工艺设计(进一步讨论，参见Hoffmann et al. 2017)，从而与所有其他TS工艺相比，可以更深入地了解TS-3合成工艺。

在TS-3项目一级，它使人们，特别是在核心团队和科学专家之间，能够思考如何适当组合方法和程序，以整合来自不同科学学科和不同实践领域的结果，以回答常见问题(见表2)。这种定期反思导致TS-3综合过程中对方法和程序进行了一些调整。

对其他综合项目的反馈构成了反思的第三个层次。四个TSs重叠的时间框架以及对知识整合方法和程序的相关研究使得所有TSs的核心团队之间能够相互学习(Hoffmann 2016)。知识整合策略的可视化(由我们框架的应用产生)促进了所有核心团队对不同方法和程序组合的优点和缺点的联合反思，并引发了(如TS-3的情况)正在进行的过程中的一些适应(Hoffmann 2016)。

在项目层面，主要作者的双重角色激发了对大型研究项目中跨学科整合的反思(Hoffmann 2016, Hoffmann et al. 2017)。SNSF决定，在我们的经验发现的基础上，组织两个讲习班。第一个大型研究项目中跨学科知识整合的研讨会于2014年11月举行(即在我们的研究结束后)。它允许我们与指导委员会主席、项目协调员、过去和现在NRP的执行官员(包括NRP 61)以及SNSF的其他代表讨论我们的发现，并反思大型研究项目中跨学科知识整合的挑战(Hoffmann et al. 2017)。2015年2月的第二次研讨会旨在对四个综合工艺及其总体框架条件进行事后自我评价。研讨会由本文作者促成，四个核心团队、几位科学专家和NRP 61项目管理人员参与。有关此事后自我评价结果的详细信息，请参见Hoffmann等人(2017)。

对分析框架的反思

这里应用的分析框架强调了从一开始就以透明的方式构建集成过程的潜在好处。尽管该框架是在NRP 61的过程中制定的，但其相关性并不局限于这一具体项目。我们建议，该框架可以在新的整合过程中卓有成效地应用:定义和排序不同的综合阶段，评估每个阶段的方法和程序的适当组合，并确定相关参与者并确定他们在该过程中的角色和责任。从一开始，这种透明度对于明确参与过程的各方的相互期望至关重要，从而防止参与者失望(Barreteau et al. 2010)。作为对四个合成过程事后自我评估的结果，SNSF计划鼓励NRP合成过程的未来领导者使用我们的分析框架来确保这种透明度。

该框架还可用于审查进展和跟踪过程中的变化，使整个综合项目的形成性评估更加可行(Bergmann和Schramm 2008年)。它还可以用来评价综合项目的结果(即四份综合报告的目标对象对结果的接受情况)作为综合进程的一个功能。结果的接受通常需要时间，除其他因素外，还取决于目标受众能够获得输出(即综合报告)的程度，以及参与过程的所有行为者对输出的促进程度(Hering等人，2012年)。SNSF打算对nrp进行影响分析，以评估nrp是否实现了生成针对目标受众特定需求的知识的目标(SNSF 2015一个)，以NRP 61为参考个案。在这个影响分析的背景下，我们的框架可以用来将四个综合项目的输出、结果和影响与跨学科知识整合的基本过程联系起来。然而，在本研究中，我们通过事先与四个综合项目的参与核心团队成员达成协议，明确地排除了这种联系。

结论

跨学科研究缺乏知识整合的实证研究。因此，我们开发了一个研究知识整合方法和过程的分析框架，并将该框架应用于四个TSs内的知识整合探索。任何有意实现综合的尝试都应包括一种战略，通过确定要应用的方法和程序，并通过确定在整个过程中要参与的行动者，来综合不同的知识体系。这种战略将允许在所有综合阶段进行有组织的整合，并在所有行动者之间进行协调合作。尽管该战略可能需要在整个过程中进行调整，但它为所有参与者提供了一个共同的方向，并为审查进展和在必要时重新调整后续综合阶段提供了基础(Lang et al. 2012)。本文提出的分析框架支持这种策略的设计。

任何实现综合的有意识尝试都应包括对研究者(和从业者)在知识整合过程中承担的不同角色和责任以及这可能带来的冲突进行批判性反思(Truffer 2007, Pohl等人2010,Lang等人2012)。我们同意Jahn等人(2012)的观点，即这些角色和责任“在文献中既没有得到充分讨论，也没有在研究实践中得到充分反映”。因此，我们建议通过对跨学科整合努力中的领导力进行进一步研究，以更系统的方式探索领导跨学科知识整合过程的研究人员(和从业者)的角色、责任、任务和能力。

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