高校課題申報(bào)：基于多學(xué)科交叉融合的生物工程人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐

基于多學(xué)科交叉融合的生物工程人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐學(xué)科分類：高等教育

課題類別：重點(diǎn)課題

關(guān)鍵詞：多學(xué)科交叉融合，生物工程，人才培養(yǎng)模式

預(yù)期研究成果：研究報(bào)告課題設(shè)計(jì)論證

1、問題的提出、課題界定、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評(píng)、選題意義與研究?jī)r(jià)值。

（1）問題的提出

2017年2月18日，高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)在復(fù)旦大學(xué)召開，會(huì)議達(dá)成了新工科建設(shè)“復(fù)旦共識(shí)”。與會(huì)各高校一致認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)向新經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，必須推動(dòng)國(guó)家和區(qū)域人力資本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，其核心要素是主動(dòng)調(diào)整高等教育結(jié)構(gòu)、發(fā)展新興前沿學(xué)科專業(yè)。根據(jù)達(dá)成的共識(shí)，教育部高等教育司于2月20日下發(fā)了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》(教高司函［2017］6號(hào))，對(duì)研究?jī)?nèi)容和組織安排進(jìn)行了部署，全面啟動(dòng)“新工科”建設(shè)和發(fā)展。

多學(xué)科交叉融合是“新工科”人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)。學(xué)科專業(yè)界限分明、學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)得不到發(fā)揮，嚴(yán)重制約了我國(guó)跨學(xué)科人才的培養(yǎng)。弱化專業(yè)界限、強(qiáng)化學(xué)科間交叉融合，打破院、系、專業(yè)的現(xiàn)有體制格局，構(gòu)建多學(xué)科交叉融合發(fā)展是科學(xué)自身發(fā)展和外部需求的必然趨勢(shì)，學(xué)科交叉可以糾正當(dāng)前學(xué)科過度專業(yè)化所產(chǎn)生的惰性。此外，當(dāng)前大多數(shù)高校的困惑并不是要不要進(jìn)行多學(xué)科之間的交叉融合，而是如何進(jìn)行學(xué)科之間的交叉融合以及如何把握學(xué)科交叉的范圍和程度，這是大多數(shù)高校學(xué)科交叉融合面臨的主要問題。

（2）課題界定

多學(xué)科交叉融合：不斷打破學(xué)科邊界，不斷加強(qiáng)學(xué)科間相互滲透、交叉。學(xué)科交叉融合既是學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，也是產(chǎn)生創(chuàng)新性成果的重要途徑，是我國(guó)高等學(xué)校教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。本研究就生物工程人才培養(yǎng)模式進(jìn)行探討，將化學(xué)學(xué)科、材料學(xué)科、物理學(xué)科、計(jì)算機(jī)學(xué)科等與生物學(xué)科交叉融合，培養(yǎng)具備科學(xué)、人文、工程知識(shí)的復(fù)合型“新工科”人才。

（3）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評(píng)

美國(guó)大學(xué)教育在20世紀(jì)90年代興起了“回歸工程”的浪潮，提出建立工程教育的“大工程觀”。這種“回歸”即“否定之否定”，是更高意義上的“回歸”，是學(xué)科的綜合與方法的綜合。哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院以及我國(guó)的清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等眾多高校都十分注重學(xué)科交叉融合的推動(dòng)和建設(shè)。目前，教育部在實(shí)施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃(簡(jiǎn)稱“2011計(jì)劃”)過程中，要求高校要打破傳統(tǒng)的思維方式，轉(zhuǎn)變創(chuàng)新的理念和模式，以學(xué)科的交叉融合為基礎(chǔ)，加快知識(shí)、技術(shù)的轉(zhuǎn)化速度，促進(jìn)多學(xué)科資源的緊密結(jié)合，從而支撐國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展。

我國(guó)高等學(xué)校在長(zhǎng)期發(fā)展過程中，對(duì)跨學(xué)科交叉融合展開了積極的探索與研究。但是，體制問題依然是阻礙學(xué)科交叉融合的重要因素之一。在管理體制上，我國(guó)高校院系以及專業(yè)的劃分細(xì)化，無形中造成日常教學(xué)、人才培養(yǎng)的固定分割，大大削弱了不同學(xué)科專業(yè)間的交叉和融合。同時(shí)，當(dāng)前我國(guó)高校沒有設(shè)置專門的交叉學(xué)科門類，各個(gè)專業(yè)都是實(shí)體組織，各個(gè)專業(yè)各自為陣，各自制定自己培養(yǎng)方案，這樣勢(shì)必會(huì)阻礙學(xué)科交叉融合在國(guó)內(nèi)高校中的推廣。

（4）選題意義與研究?jī)r(jià)值

生物工程屬于傳統(tǒng)工科，面對(duì)新技術(shù)、新經(jīng)濟(jì)的變革更加需要適應(yīng)新形勢(shì)，主動(dòng)“升級(jí)”。人才培養(yǎng)不能再拘泥于傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和課程體系，也不能再忽視新技術(shù)對(duì)包括生物工程在內(nèi)的各行業(yè)帶來的深刻變革，否則培養(yǎng)出來的人才缺乏應(yīng)對(duì)快速變化的創(chuàng)新能力，生物工程人才就會(huì)失去專業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。多學(xué)科交叉融合是當(dāng)前科技革命的主要特征之一，“新”生物工程人才就體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科、材料學(xué)科、物理學(xué)科、計(jì)算機(jī)學(xué)科與生物學(xué)科的交叉融合，具備科學(xué)、人文、工程知識(shí)的復(fù)合型人才已經(jīng)成為新工科人才培養(yǎng)的基本要求。2、課題理論依據(jù)、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、研究假設(shè)、創(chuàng)新之處（1）課題理論依據(jù)

繼信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)之后，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是21世紀(jì)的領(lǐng)頭產(chǎn)業(yè)，是世界經(jīng)濟(jì)中重要的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。隨著生物技術(shù)在醫(yī)藥、食品、環(huán)保、能源和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的的廣泛應(yīng)用，我國(guó)對(duì)具備跨學(xué)科綜合能力的應(yīng)用型生物技術(shù)人才需求與日俱增。但是，一成不變的學(xué)習(xí)和教育模式，使高校生物專業(yè)的學(xué)生所具有的專業(yè)知識(shí)面相對(duì)較窄，缺乏解決綜合性問題的實(shí)踐能力。多學(xué)科交叉融合可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，有助于為社會(huì)提供更多具有跨學(xué)科能力和合作能力的應(yīng)用型人才。為此，本項(xiàng)目以××××××生物工程專業(yè)為例，對(duì)基于多學(xué)科交叉融合的××××生物工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行探索。

（2）研究目標(biāo)

通過人才培養(yǎng)方案的修訂，課程模塊的構(gòu)建，搭建實(shí)驗(yàn)室開放平臺(tái)，改革“項(xiàng)目+競(jìng)賽”的模式等促進(jìn)多學(xué)科交叉融合在生物工程教學(xué)體系中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、綜合實(shí)踐能力和邏輯思維能力，培養(yǎng)適合新經(jīng)濟(jì)的“新工科”人才。

（3）研究?jī)?nèi)容

以×××××生物工程專業(yè)為例，對(duì)基于多學(xué)科交叉融合的地方高校生物工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了探討。

主要研究?jī)?nèi)容包括：行業(yè)、企業(yè)等對(duì)人才需求的調(diào)查；基于多學(xué)科交叉融合的生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的修訂；“新工科”要求下，課程模塊的構(gòu)建等。

（4）研究假設(shè)

本項(xiàng)目的研究與實(shí)施有助于全面提升地方高校生物工程學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和綜合競(jìng)爭(zhēng)力，全面提升學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量。

（5）創(chuàng)新之處

①積極推進(jìn)校企合作，建立基于多學(xué)科交叉融合的合作培養(yǎng)人才機(jī)制

學(xué)院在教學(xué)設(shè)施、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、職工培訓(xùn)等方面為企事業(yè)單位服務(wù)，企事業(yè)單位為學(xué)院提供實(shí)習(xí)場(chǎng)所、實(shí)習(xí)崗位，并安排工程技術(shù)人員參與對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)。通過校企資源合力，強(qiáng)化“新工科”人才培養(yǎng)。

②建立校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室共享與開放機(jī)制，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)

通過實(shí)驗(yàn)室的開放和共享，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研課題、自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，開展創(chuàng)新課題研究，提高學(xué)院實(shí)驗(yàn)資源的有效利用率。

③實(shí)施“項(xiàng)目+競(jìng)賽”方式，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)

一是成立了大學(xué)生科技創(chuàng)新俱樂部，選拔教授、博士擔(dān)任專業(yè)指導(dǎo)，為有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的學(xué)生搭建課外實(shí)踐交流平臺(tái)；二是整合教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化，教學(xué)活動(dòng)競(jìng)賽化，以項(xiàng)目形式完成教學(xué)任務(wù)，以競(jìng)賽形式完成教學(xué)活動(dòng)；三是鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)各級(jí)各類大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高和實(shí)踐創(chuàng)新能力的增強(qiáng)。3、研究思路、研究方法、技術(shù)路線、實(shí)施步驟。

（1）研究思路

①注重文理滲透，修訂學(xué)科交叉融合的人才培養(yǎng)方案

學(xué)理工科的人比較擅長(zhǎng)邏輯推理和抽象思維，學(xué)文科的人習(xí)慣直覺感受和形象思維，而邏輯與直覺是科學(xué)創(chuàng)造不可或缺的兩扇翅膀。要想培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，就必須促進(jìn)自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)相互交融、協(xié)調(diào)發(fā)展。樹立多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)理念，以學(xué)科專業(yè)一體化思想為指導(dǎo)，構(gòu)建多學(xué)科滲透交叉人才培養(yǎng)方案，形成規(guī)范、健全的專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)體系。同時(shí)，打破專業(yè)界限，通過學(xué)科交叉，合理地整體優(yōu)化必修課及選修課程，通過選課制度推動(dòng)學(xué)科交叉融合，適當(dāng)調(diào)整必修課程和選修課程的比例，可以讓學(xué)生有更多的自主學(xué)習(xí)時(shí)間、為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。

②構(gòu)建模塊課程體系，促進(jìn)多學(xué)科融合在教學(xué)體系中的應(yīng)用

通過學(xué)科交叉融合實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容的合理整合，樹立綜合性交叉課程教學(xué)體系的目標(biāo)，突出實(shí)踐性環(huán)節(jié)在課程體系中的地位，明確設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專業(yè)綜合性大實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)在課程教學(xué)體系中的作用，可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

③搭建開發(fā)性生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完善多學(xué)科融合的實(shí)踐教學(xué)體系

通過開放科研實(shí)驗(yàn)室，將涉及交叉性理論知識(shí)的實(shí)驗(yàn)課設(shè)置為綜合或者自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生將多學(xué)科知識(shí)融合，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而提高學(xué)生獨(dú)立解決問題的實(shí)踐能力。

④以“項(xiàng)目+競(jìng)賽”為紐帶，培養(yǎng)綜合型“新工科”人才

學(xué)科交叉融合協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)是推進(jìn)跨學(xué)科研究，打破院系界限、學(xué)科壁壘的重要載體。以項(xiàng)目為紐帶，通過校企合作、跨學(xué)科專業(yè)合作、產(chǎn)學(xué)研合作等多元合作途徑，整合、拓展、嫁接優(yōu)質(zhì)工程教育資源，可以很好地構(gòu)建學(xué)科交叉融合協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)。

學(xué)科競(jìng)賽是大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要載體，也是社會(huì)評(píng)價(jià)高校辦學(xué)水平和高校衡量學(xué)生創(chuàng)新能力的一項(xiàng)重要手段，有助于形成學(xué)科建設(shè)和學(xué)科競(jìng)賽相輔相成，互為提高的良性循環(huán)。

（2）研究方法

①文獻(xiàn)檢索法：收集檢索國(guó)內(nèi)外關(guān)于“新工科”，多學(xué)科交叉融合方面的文獻(xiàn)和資料；

②調(diào)研法：選取相關(guān)行業(yè)、企業(yè)等，實(shí)地調(diào)研人才需求的現(xiàn)狀及存在的主要問題；

③問卷法：科學(xué)設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，收集各企事業(yè)的反饋意見；

④經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法：分析調(diào)研及問卷結(jié)果，總結(jié)各校的經(jīng)驗(yàn)做法，形成較科學(xué)的結(jié)論。

（3）技術(shù)路線

行業(yè)、企業(yè)