新工科背景下教育部重點實驗室建設(shè)對策探究

徐志玲， 王貴學(xué)， 王伯初， 劉萬錢， 呂永鋼

（重慶大學(xué)生物流變科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室；生物工程學(xué)院，重慶400030）

0 引 言

新工科建設(shè)是應(yīng)對新產(chǎn)業(yè)變革，引領(lǐng)高等教育改革創(chuàng)新的重大戰(zhàn)略部署［1］?！皬?fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”中明確了新工科的建設(shè)與發(fā)展指導(dǎo)路線，其中包括加強研究和實踐、創(chuàng)新工程教育方式與手段、加強合作與交流等內(nèi)容，為推進工程教育改革提出了新要求、新目標(biāo)。教育部重點實驗室是國家開展一流學(xué)科建設(shè)、高水平科學(xué)研究、高層次人才培育、高端實質(zhì)性學(xué)術(shù)合作交流的重要載體［2］。作為復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要平臺，教育部重點實驗室是新工科建設(shè)的重要保障，新工科的建設(shè)也需要新型的實驗室作為支撐，新工科必將對實驗室建設(shè)產(chǎn)生深遠影響。因此，研究新工科背景下教育部重點實驗室建設(shè)如何應(yīng)對人才培養(yǎng)創(chuàng)新變革的關(guān)鍵策略，具有重要意義。

1 實驗室發(fā)展現(xiàn)狀

與國內(nèi)生物工程與技術(shù)類教育部重點實驗室包括生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)、分子酶學(xué)工程、分子生物物理、生物活性材料、分子微生物學(xué)與技術(shù)、神經(jīng)信息、生物醫(yī)學(xué)信息工程、生物信息學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程等實驗室比較，生物流變科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室的建設(shè)與發(fā)展存在一些相對優(yōu)勢與不足。

1.1 實驗室優(yōu)勢

（1）生物流變科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室是國家唯一的一個屬工學(xué)學(xué)科、生物流變學(xué)領(lǐng)域的教育部重點實驗室，研究特色明顯；

（2）實驗室匯聚了多學(xué)科交叉、富有創(chuàng)新性的中青年研究隊伍，經(jīng)過近40年的學(xué)科積淀，現(xiàn)已成為中國生物流變學(xué)高層次人才培養(yǎng)最大的基地之一；

（3）實驗室突出流變學(xué)定量研究特色，以市場需求為導(dǎo)向，已將一批原創(chuàng)性成果應(yīng)用于植介入醫(yī)用器械、生化過程控制、納秒級脈沖腫瘤治療儀研發(fā)等領(lǐng)域。

1.2 實驗室不足

（1）實驗室缺乏學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人才，引進難度較大；

（2）需進一步著力基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，力爭國家重大項目；

（3）需進一步深化國際科研合作，提高國際學(xué)術(shù)影響力和競爭力。

2 實驗室建設(shè)與發(fā)展對策

新工科建設(shè)最重要的核心任務(wù)包括3個方面：學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)研究、研究隊伍建設(shè)以及專業(yè)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)［3］。新工科模式下，科研平臺建設(shè)的整體布局和規(guī)劃，應(yīng)定位于專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)實現(xiàn)［4］。實驗室應(yīng)加強頂層設(shè)計，瞄準(zhǔn)新工科科學(xué)與經(jīng)濟發(fā)展的國家重大戰(zhàn)略問題，培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力強，并具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型卓越工程科技人才。經(jīng)濟學(xué)中著名的“木桶理論”，即木桶裝水的容量不是取決于木桶中最長的木板，而是最短的木板。因此，實驗室的建設(shè)與發(fā)展應(yīng)堅持這樣的理念：揚長補短，相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域協(xié)調(diào)融合發(fā)展。

2.1 提升實驗室的研究水平與貢獻

科學(xué)研究是新工科建設(shè)的基礎(chǔ)，實驗室應(yīng)堅持服務(wù)國家的理念，發(fā)展特色學(xué)術(shù)研究，構(gòu)建相應(yīng)的學(xué)科知識體系、學(xué)科專業(yè)課程體系等［3］。

（1）生物流變學(xué)與其他學(xué)科交叉融合。生物流變科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室是我國最早開展生物流變學(xué)研究的實驗室。曾經(jīng)由于在膽道流變學(xué)方面的原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究成果獲得國家自然科學(xué)三等獎，發(fā)明的液體震蕩波膽結(jié)石治療儀獲得國家發(fā)明三等獎等，研制和開發(fā)的系列臨床血液流變學(xué)檢測儀在全國上千家醫(yī)院得到廣泛使用，并引領(lǐng)出我國臨床血液流變學(xué)檢測儀器新興產(chǎn)業(yè)。目前，國際生命科學(xué)界、物理科學(xué)界和工程科學(xué)界已開展日益緊密合作，廣泛、深入地研究生命物質(zhì)在力學(xué)、流變學(xué)因素的作用下的運動與變形規(guī)律及其在生命活動中的作用，所獲得的發(fā)現(xiàn)有可能會革命性地改變?nèi)祟悓τ谏顒拥默F(xiàn)有認識，并由此導(dǎo)致在重大疾病的診斷和防治以及生物材料工程、生物醫(yī)藥工程和農(nóng)林生物技術(shù)等方面產(chǎn)生重大突破，助推社會經(jīng)濟發(fā)展。因此，生物流變學(xué)研究呈現(xiàn)出向多尺度、多領(lǐng)域交叉發(fā)展的趨勢，特別是在微米、納米尺度的微流變學(xué)研究不斷有重大成果出現(xiàn)。實驗室一系列合作論文在《NATURE》［6］《SCIENCE》［7］《NATURE MATERIALS》［8］《NATURE NEUROSCIENCE》［9］《NATURE COMMUNICATIONS》［10］《ADVANCED SCIENCE》［11］等高水平雜志上發(fā)表。新工科更注重學(xué)科間的交融性、綜合性和實用性［12］。實驗室在運用生物流變學(xué)的方法和技術(shù)解決生物醫(yī)學(xué)和其他生命科學(xué)領(lǐng)域的實際需求中，多學(xué)科交叉融合，形成了一定的學(xué)科優(yōu)勢和研究特色。無論在基礎(chǔ)研究還是應(yīng)用技術(shù)開發(fā)方面都取得了顯著的成績，積累了大量經(jīng)驗，形成了可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，生物流變學(xué)是實驗室發(fā)展的根基與特色（見圖1）。

圖1 生物流變學(xué)與其他學(xué)科交叉融合模式［5］

（2）服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求。現(xiàn)階段新工科建設(shè)要求實驗室應(yīng)緊密圍繞國家人口健康重大需求，響應(yīng)“一帶一路”“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)＋”等重大戰(zhàn)略舉措，主動布局相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)研究，尤其聚焦“力-生物學(xué)耦合調(diào)控機制/組織修復(fù)材料、醫(yī)療器械設(shè)計/藥物研究”中的關(guān)鍵科學(xué)問題，堅持“前沿基礎(chǔ)—關(guān)鍵技術(shù)—技術(shù)轉(zhuǎn)化—示范應(yīng)用”的研發(fā)主線，深入調(diào)研實驗室在國內(nèi)外生物流變科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域及相關(guān)學(xué)科中的學(xué)術(shù)影響力和地位，以及在國家戰(zhàn)略需求、地方經(jīng)濟發(fā)展、行業(yè)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新中的貢獻，以及產(chǎn)生的社會影響和效益，努力形成國際水平的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)原創(chuàng)成果，實現(xiàn)學(xué)術(shù)重大突破，產(chǎn)業(yè)重大支撐。

（3）梳理實驗室的重要/特色研究成果與貢獻。實驗室應(yīng)厘清思路，凝練特色，統(tǒng)籌實驗室研究內(nèi)容，體現(xiàn)新工科發(fā)展和社會需求的引領(lǐng)與不可替代性。另外，應(yīng)整合力量，突出亮點，統(tǒng)籌相關(guān)領(lǐng)域的資源和力量，推動學(xué)科交叉和醫(yī)工結(jié)合。實驗室要長期圍繞國家戰(zhàn)略、地方及產(chǎn)業(yè)需求，結(jié)合實驗室方向和特色，制定落實實驗室發(fā)展綱要，尤其是做好現(xiàn)階段的“十四五”規(guī)劃，謀求實驗室長遠發(fā)展。

（4）組織申報國家級重大項目和重大獎項。重大項目及重大獎項申報，是實驗室一直努力的方向。應(yīng)積極籌劃申請或參與申請國家級重點重大項目，申報省（市）級一等獎或教育部級一等獎及以上的獎項。

2.2 提升研究團隊建設(shè)

團隊建設(shè)是新工科建設(shè)的根本，是科研創(chuàng)新與人才培育的前提與保障［3］。實驗室一直注重人才隊伍及梯隊建設(shè)，協(xié)同依托單位重慶大學(xué)的“四層次七類別”人才計劃，大力倡導(dǎo)“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的人才管理與運行機制，培養(yǎng)與引進并重，著力營造“人盡其能、才盡其用”的科研氛圍。新工科背景下，實驗室應(yīng)繼續(xù)遵循精干、高效的原則，采取相應(yīng)對策，砥礪、造就、匯聚生物流變學(xué)領(lǐng)域?qū)W術(shù)拔尖人才和高水平創(chuàng)新團隊。①組建科研團隊，進一步拓展已有研究團隊、打造學(xué)科交叉研究團隊、布局前沿領(lǐng)域研究團隊。以方向引導(dǎo)團隊建設(shè)，以特色吸引優(yōu)秀人才。強化實驗室人才隊伍梯次，統(tǒng)籌交叉學(xué)科人才力量，鑄造核心研究團隊，重在建設(shè)科技部創(chuàng)新團隊、基金委創(chuàng)新團隊等。②組織申報人才項目，優(yōu)化科技人才結(jié)構(gòu)，重在建設(shè)國家級青年人才團隊。積極推動實驗室青年人才培養(yǎng)，探索實驗室相關(guān)制度的改革，重點培育和引進青年長江學(xué)者、“優(yōu)秀青年科學(xué)基金”獲得者、“萬人計劃青年拔尖人才”等。

2.3 改革教育教學(xué)模式

新工科建設(shè)的核心任務(wù)是人才培養(yǎng)，與科學(xué)研究相得益彰［3］?？蒲谐晒床附逃虒W(xué)，而教育教學(xué)又推動學(xué)術(shù)研究。根據(jù)《教育部重點實驗室建設(shè)與運行管理辦法》，教育部重點實驗室的主要任務(wù)之一，以高水平科學(xué)研究支撐高質(zhì)量的高等教育［5］。

（1）新工科建設(shè)時期，應(yīng)提前布局新工業(yè)時代的學(xué)科專業(yè)和人才培育［13］。實驗室積極構(gòu)建與新工科背景相適應(yīng)的專業(yè)結(jié)構(gòu)體系，并開設(shè)了“智能醫(yī)學(xué)與工程”這一新工科專業(yè)，使醫(yī)工—理工—學(xué)研三融合跨界培養(yǎng)成為實驗室人才培養(yǎng)的新常態(tài)。

（2）學(xué)研融合是生物流變科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室人才培養(yǎng)的重要特色。新工科背景下，教育教學(xué)應(yīng)充分利用實驗室研究平臺，開展國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃、大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃（SRTP）、課外科研實踐及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐等項目，深化科教融合，推動教學(xué)發(fā)展，將實驗成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源。

（3）新工科要求以產(chǎn)業(yè)需求和未來發(fā)展為導(dǎo)向，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量［3］。因此，實驗室應(yīng)進一步創(chuàng)新跨學(xué)科、跨院系，以及與國內(nèi)、國際科研機構(gòu)或企業(yè)的人才交流和培養(yǎng)機制。深入調(diào)研深圳普門科技股份有限公司、深圳森駿（重慶）公司、重慶西山科技有限公司、重慶山外山科技有限公司、重慶金山科技有限公司等單位的產(chǎn)業(yè)需求，洽談科研合作，爭取在醫(yī)療器械、生物制藥等方面整合成基礎(chǔ)—應(yīng)用—轉(zhuǎn)化，從而形成實驗室的特色。

（4）新工科建設(shè)以互聯(lián)網(wǎng)和人工智能為核心，新工科背景下探索信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，促進課堂教學(xué)從以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，有效運用現(xiàn)代信息技術(shù)，改革教學(xué)模式勢在必行［14］。結(jié)合視頻教學(xué)資源，利用“雨課堂”“重慶大學(xué)SPOC平臺”和現(xiàn)代信息技術(shù)軟件，實驗室教師隊伍應(yīng)積極改進研究性學(xué)習(xí)課前、課中、課后的教學(xué)設(shè)計。采用線上線下混合式教學(xué)模式，將線下課堂時間利用最大化［15］。采用以學(xué)生為中心、引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的教學(xué)策略，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進教育教學(xué)向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變，構(gòu)建“以學(xué)生為中心”的研究性教學(xué)。

2.4 加強國際合作與交流

新工科建設(shè)的重要途徑及任務(wù)之一是國際化［16］。國際化對于實驗室發(fā)展具有重要意義，努力通過國際合作，使研究團隊國際化、科技合作國際化、人才培育國際化、合作辦學(xué)國際化，培養(yǎng)具備全球視野的高素質(zhì)綜合型人才。

（1）生物流變科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室應(yīng)繼續(xù)加強同美國加州大學(xué)洛杉磯分校/圣地亞哥分校、美國匹茲堡大學(xué)、英國劍橋大學(xué)、英國格拉斯哥大學(xué)等教授專家的國際合作，聯(lián)合申報重大研究項目，聯(lián)合培養(yǎng)研究生，努力提升科研及教育教學(xué)國際化水平。

（2）實驗室應(yīng)繼續(xù)聘請國外專家來訪講學(xué)，聚集優(yōu)秀的國際專家，開展國際間的學(xué)術(shù)交流，探討國際前沿研究進展，努力發(fā)揮國外專家的學(xué)術(shù)、經(jīng)濟和社會價值，加快實驗室建設(shè)的國際化進程。

（3）實驗室積極響應(yīng)“一帶一路”建設(shè)，拓展國際合作辦學(xué)及留學(xué)生培養(yǎng)的空間，與印度尼西亞萬隆工業(yè)大學(xué)（Institut Teknologi Bandung，ITB）聯(lián)合培養(yǎng)專業(yè)碩士，并招收伊拉克、越南、肯尼亞、印度、印度尼西亞、巴基斯坦等國家的留學(xué)生進行研究生教育。

（4）積極籌辦如“中美生物醫(yī)學(xué)工程暨海內(nèi)外生物力學(xué)學(xué)術(shù)研討會”系列會議，展示交流國內(nèi)外生物流變學(xué)領(lǐng)域最新的研究成果，推進海內(nèi)外學(xué)術(shù)研究與人才培養(yǎng)的實質(zhì)性合作。

3 結(jié) 語

教育部重點實驗室按學(xué)科進行布局建設(shè)，應(yīng)結(jié)合學(xué)科自身特點，以市場和產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，圍繞新工科建設(shè)的三大核心任務(wù)（隊伍建設(shè)、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)）［3］，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo)，主動應(yīng)對國家重大戰(zhàn)略部署—“大健康產(chǎn)業(yè)”計劃，引進或培育學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人才，建設(shè)國際化領(lǐng)軍團隊，開展學(xué)科領(lǐng)域的特色研究，發(fā)揮生物流變學(xué)基礎(chǔ)應(yīng)用研究領(lǐng)域的引領(lǐng)作用，把實驗室建設(shè)成為生物流變學(xué)領(lǐng)域內(nèi)高層次人才聚集和培養(yǎng)的基地、高水平科技創(chuàng)新平臺、高水準(zhǔn)國際化合作基地，從而為具有新工科高素質(zhì)復(fù)合型的卓越人才培養(yǎng)提供堅實的支撐和保障。