交叉學(xué)科視角下生物工程研究生培養(yǎng)研究

宋天順　殷晶晶　謝婧婧

摘要：學(xué)科交叉是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重大特征，是新興學(xué)科產(chǎn)生的原動(dòng)力，對(duì)培養(yǎng)高層次復(fù)合型人才具有十分重要的意義。生物工程學(xué)科由于其研究對(duì)象的特殊性，在理論、方法上涉及生物學(xué)、工程學(xué)、化學(xué)化工等學(xué)科領(lǐng)域，顯示出多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。文章從交叉學(xué)科的視角出發(fā)，介紹生物工程交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的現(xiàn)狀與面臨問(wèn)題，結(jié)合國(guó)內(nèi)外實(shí)踐提出了交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的對(duì)策，希望為我國(guó)高校生物工程等相關(guān)專業(yè)交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)提供思路。

關(guān)鍵詞：交叉學(xué)科；生物工程；復(fù)合型人才培養(yǎng)；研究生培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G643.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A0引言當(dāng)前，隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)，聚焦解決“卡脖子”問(wèn)題的關(guān)鍵核心技術(shù)所需的知識(shí)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了單一的學(xué)科范疇，需要多個(gè)學(xué)科協(xié)同推進(jìn)。打破學(xué)科之間互相割裂的局面，發(fā)展交叉學(xué)科已成為越來(lái)越重要的發(fā)展趨勢(shì)［1-2］。目前，學(xué)科交叉人才培養(yǎng)主要在研究生教育領(lǐng)域開(kāi)展，大力推進(jìn)交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)，對(duì)于解決目前面臨的復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題有著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也是當(dāng)前全球研究生教育改革的共同發(fā)展方向，也是我國(guó)培養(yǎng)高層次復(fù)合型人才的有效路徑和重要突破口［3］。

黨中央、國(guó)務(wù)院一直以來(lái)重視交叉學(xué)科的發(fā)展，早在2010年教育部就發(fā)布交叉學(xué)科自主設(shè)置與備案制度等系列舉措，啟動(dòng)交叉學(xué)科建設(shè)模式的探索。2016年，全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)、兩院院士大會(huì)、中國(guó)科協(xié)第九次全國(guó)代表大會(huì)提出，厚實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)，培育新興交叉學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)。2020年8月，全國(guó)研究生教育會(huì)議提出要建立交叉學(xué)科門類。2020年12月，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)、教育部印發(fā)通知，新設(shè)置“交叉學(xué)科”門類，“交叉學(xué)科”正式成為最新學(xué)科目錄中的第14個(gè)學(xué)科門類［4］；同年，中央機(jī)構(gòu)編制委員會(huì)辦公室印發(fā)通知，在國(guó)家自然科學(xué)基金委8個(gè)傳統(tǒng)學(xué)部之外新設(shè)立交叉科學(xué)部［5］。2021年11月，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)印發(fā)《交叉學(xué)科設(shè)置與管理辦法》，規(guī)范了交叉學(xué)科門類下一級(jí)學(xué)科的設(shè)置與管理辦法，進(jìn)一步推動(dòng)了具有中國(guó)特色的交叉學(xué)科發(fā)展［6-7］。

1生物工程交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的現(xiàn)狀生物工程興起于20世紀(jì)70年代并迅速發(fā)展，由于其研究對(duì)象的特殊性，生物工程學(xué)科在理論、方法上涉及生物學(xué)、工程學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、化工和醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，顯示出多學(xué)科綜合與交叉的突出特點(diǎn)。世界范圍內(nèi)很多生物工程領(lǐng)域的王牌專業(yè)都是交叉學(xué)科，如美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)的生物信息技術(shù)、神經(jīng)科學(xué)與行為生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)療政策與管理等都是基于學(xué)校強(qiáng)大的生命科學(xué)和工程背景建立的交叉學(xué)科。

1997年頒布的《授予博士、碩士學(xué)位和培養(yǎng)研究生的學(xué)科、專業(yè)目錄》中并沒(méi)有生物工程學(xué)科，其學(xué)科內(nèi)涵涉及目錄中的生物化工、發(fā)酵工程、微生物與生化藥學(xué)等學(xué)科。2010年教育部發(fā)布交叉學(xué)科自主設(shè)置與備案制度，由高校按程序自主開(kāi)展交叉學(xué)科設(shè)置的試點(diǎn)。2011年國(guó)家將生物工程正式列入一級(jí)學(xué)科，學(xué)科代碼為0836。根據(jù)“授予博士、碩士學(xué)位和培養(yǎng)研究生的二級(jí)學(xué)科自主設(shè)置信息平臺(tái)”公開(kāi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2022年，全國(guó)自設(shè)與生物工程相關(guān)的學(xué)科共計(jì)20個(gè)，其中自設(shè)二級(jí)學(xué)科14個(gè)、交叉學(xué)科6個(gè)（見(jiàn)表1、表2），均體現(xiàn)了各校在化工、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、農(nóng)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)與特色，探索了生物工程交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的新路徑。

2交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)面臨的問(wèn)題2.1培養(yǎng)模式與國(guó)家產(chǎn)業(yè)需求存在差距我國(guó)交叉學(xué)科人才培養(yǎng)起步較晚，從學(xué)位制度建立以來(lái)一直沿用傳統(tǒng)的學(xué)科分類模式，存在學(xué)科邊界明顯、資源分散等特點(diǎn)。這種模式過(guò)分強(qiáng)調(diào)了專業(yè)化而忽略了知識(shí)融合性，導(dǎo)致生物工程專業(yè)的研究生普遍存在“偏生物、偏化學(xué)、偏化工、偏發(fā)酵”等單一學(xué)科優(yōu)勢(shì)傾向、知識(shí)面狹窄、創(chuàng)新能力不足等問(wèn)題。生物工程實(shí)際生產(chǎn)的復(fù)雜性決定了僅僅依靠個(gè)人或某一個(gè)組織是很難實(shí)現(xiàn)重大項(xiàng)目的攻關(guān)，通常需要多學(xué)科的深度耦合的［8］。生物工程學(xué)科既要求研究生具有寬厚的生物學(xué)、化學(xué)等理科基礎(chǔ)，又對(duì)其解決實(shí)際問(wèn)題的能力、大工程思維有著極高的要求。目前，交叉學(xué)科研究生專業(yè)設(shè)置大多處于起步與探索階段，學(xué)科與學(xué)科之間的整合性較低，培養(yǎng)模式與國(guó)家產(chǎn)業(yè)需求還有一定距離。

2.2交叉學(xué)科的社會(huì)認(rèn)同度仍不高當(dāng)前，學(xué)術(shù)界對(duì)交叉學(xué)科概念和內(nèi)涵的認(rèn)知還不統(tǒng)一，社會(huì)公眾、行業(yè)企業(yè)、學(xué)生對(duì)交叉學(xué)科的認(rèn)同度還不夠高。同時(shí)，高校內(nèi)部鼓勵(lì)和支持交叉學(xué)科建設(shè)和產(chǎn)教融合的氛圍還不夠濃厚，交叉學(xué)科專業(yè)和項(xiàng)目的報(bào)考與參與熱度不夠，某些高校已培養(yǎng)的交叉學(xué)科研究生在就業(yè)時(shí)都無(wú)法對(duì)應(yīng)到企業(yè)單位招考的學(xué)科目錄。這種身份和研究成果不被認(rèn)同的尷尬，很容易挫傷一些有志于從事交叉學(xué)科的導(dǎo)師和研究生的積極性，亟須進(jìn)一步宣傳引導(dǎo)。

2.3交叉學(xué)科管理并未突破傳統(tǒng)模式高校、上級(jí)主管部門也并未突破傳統(tǒng)的管理理念與模式，仍然受制于院系壁壘的直線管理模式，缺乏跨學(xué)科合作的橫向組織結(jié)構(gòu)，不同學(xué)科資源難以實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科集成［9］。同時(shí)，研究生的學(xué)位授予、導(dǎo)師的成果評(píng)價(jià)制度等方面也很難突破傳統(tǒng)的基于學(xué)科界限的管理模式，多學(xué)科導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)的資源和成果共享機(jī)制不完善、責(zé)權(quán)利等考核制度不健全，導(dǎo)師組或?qū)焾F(tuán)隊(duì)制度并未真正發(fā)揮作用。

3生物工程交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的思考與對(duì)策3.1重新配置交叉學(xué)科資源打破原來(lái)涇渭分明的學(xué)科體系，首先需要通過(guò)校級(jí)層面建立學(xué)科平臺(tái)、設(shè)置學(xué)位點(diǎn)來(lái)重新配置資源，搭建研究生培養(yǎng)的載體，推動(dòng)師資、課程、各類平臺(tái)資源等共建共享。斯坦福大學(xué)交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)起步早，在1998年就啟動(dòng)了生物學(xué)交叉學(xué)科研究計(jì)劃（Bio-X Program），該項(xiàng)目是以解決生命科學(xué)中的重大問(wèn)題為宗旨的大型跨學(xué)科研究計(jì)劃，包括生物工程、生物醫(yī)學(xué)和生物科學(xué)3大領(lǐng)域，涵蓋了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)、計(jì)算機(jī)、物理學(xué)等多個(gè)學(xué)科［3］。北京大學(xué)在全國(guó)最早成立了交叉學(xué)科研究院，并且建設(shè)了“臨床醫(yī)學(xué)+X”等4個(gè)學(xué)科交叉平臺(tái)，自主設(shè)置了“納米科學(xué)與工程”“整合生命科學(xué)”等交叉學(xué)科，頂層布局了交叉學(xué)科的高層次人才培養(yǎng)。

3.2理順管理機(jī)制來(lái)推進(jìn)學(xué)科交叉交叉學(xué)科的建設(shè)需要突破傳統(tǒng)的一級(jí)學(xué)科建設(shè)管理框架，全過(guò)程將交叉學(xué)科按照獨(dú)立的單元進(jìn)行管理，發(fā)揮成果評(píng)價(jià)和資源分配的“指揮棒”作用。比如北京大學(xué)支持不以“署名文章”和“到院項(xiàng)目”進(jìn)行績(jī)效考核，很好地吸引了導(dǎo)師在交叉學(xué)科研究院工作。北京大學(xué)還成立了交叉學(xué)科的學(xué)位分會(huì)，制定了專門培養(yǎng)方案，實(shí)行交叉學(xué)科招生計(jì)劃單列，形成完善的交叉學(xué)科管理制度體系。斯坦福大學(xué)規(guī)定研究生完成交叉學(xué)科項(xiàng)目的同時(shí)，可獲得聯(lián)合學(xué)位證書(shū)，如攻讀法學(xué)博士學(xué)位可同時(shí)修讀生物工程博士和碩士學(xué)位，這大大增強(qiáng)了研究生進(jìn)行學(xué)科交叉的意愿，也有助于學(xué)校根據(jù)亟須解決的問(wèn)題自主調(diào)整交叉學(xué)科人才培養(yǎng)途徑［10］。

3.3提供促進(jìn)學(xué)科交叉的生態(tài)環(huán)境哈佛大學(xué)科學(xué)史教授Peter Garrison認(rèn)為：學(xué)科交叉和學(xué)科認(rèn)同來(lái)源于盡可能多的深度交流。交叉學(xué)科發(fā)展需要打破學(xué)科之間橫向交流與對(duì)話的屏障，提供促進(jìn)學(xué)科交叉的良好氛圍［11］。斯坦福大學(xué)創(chuàng)建了交叉學(xué)科學(xué)習(xí)社群（Learning Community），主要包括不同層面的3種類型［12］。一是交叉學(xué)科獎(jiǎng)學(xué)金計(jì)劃，如奈特-漢尼斯學(xué)者獎(jiǎng)學(xué)金項(xiàng)目，每年資助100名全球不同學(xué)科背景的研究生體驗(yàn)交叉學(xué)科。二是各學(xué)院實(shí)施的特色項(xiàng)目，如大學(xué)創(chuàng)新獎(jiǎng)學(xué)金項(xiàng)目，每年為研究生提供交叉學(xué)科合作獎(jiǎng)學(xué)金，還資助召開(kāi)各交叉學(xué)科論壇和研討會(huì)。三是研究生暑期學(xué)校、異構(gòu)小組等交叉學(xué)科體驗(yàn)，暑期學(xué)校在秋季前兩周免費(fèi)為研究生提供交叉學(xué)科課程，12@12/12@6異構(gòu)小組遴選12 名不同部門、專業(yè)和年級(jí)的研究生在午餐或晚餐期間參加研討，就某個(gè)交叉學(xué)科主題進(jìn)行深入討論。同時(shí)，斯坦福大學(xué)還專門配置了克拉克中心（Clark Center），該中心擁有來(lái)自不同學(xué)科的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、互動(dòng)空間，營(yíng)造了一個(gè)促進(jìn)師生之間進(jìn)行學(xué)科交叉的學(xué)習(xí)和研究環(huán)境，已在全球范圍內(nèi)成為典范［10］。

4結(jié)語(yǔ)學(xué)科交叉是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重大特征，是新興學(xué)科產(chǎn)生的原動(dòng)力。大力推進(jìn)生物工程交叉學(xué)科復(fù)合型研究生人才培養(yǎng)，對(duì)解決目前面臨的復(fù)雜工程問(wèn)題有著至關(guān)重要的作用，是我國(guó)研究生教育改革與發(fā)展的重要方向和前進(jìn)動(dòng)力［1］。相信隨著國(guó)家和高等學(xué)校的重視程度不斷增加，交叉學(xué)科招生、課程體系、導(dǎo)師組聯(lián)合指導(dǎo)、學(xué)位授予和質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的健全與完善，交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)將在生物工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

［1］周建華，周張凱，李雪萌，等.以“理-工-醫(yī)”交叉融合實(shí)現(xiàn)源頭創(chuàng)新——生物醫(yī)學(xué)工程交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)實(shí)踐探索［J］.化學(xué)教育（中英文），2019（16）：75-80.

［2］王雯，楊紫怡，張燚，等.以解決實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向的學(xué)科交叉人才培養(yǎng)模式探索——“環(huán)境工程基礎(chǔ)”在信息學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐［J］.高等工程教育研究，2023（4）：165-170.

［3］任探琛，朱旸.斯坦福大學(xué)生物交叉學(xué)科項(xiàng)目的研究生培養(yǎng)模式——對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生交叉培養(yǎng)的思考［J］.全科醫(yī)學(xué)臨床與教育，2022（8）：673-675.

［4］國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)，教育部.國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)、教育部關(guān)于設(shè)置“交叉學(xué)科”門類、“集成電路科學(xué)與工程”和“國(guó)家安全學(xué)”一級(jí)學(xué)科的通知［Z］.2020-12-30.

［5］戴亞飛，張強(qiáng)強(qiáng)，吳飛，等.國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)交叉科學(xué)部成立、發(fā)展與展望［J］.科學(xué)通報(bào)，2023（1）：32-38.

［6］佚名.國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)關(guān)于印發(fā)《交叉學(xué)科設(shè)置與管理辦法（試行）》的通知［J］.中華人民共和國(guó)教育部公報(bào)，2022（3）：79-83.

［7］楊颯，晉浩天.我國(guó)新設(shè)置“交叉學(xué)科”門類［N］.光明日?qǐng)?bào)，2021-01-15（001）.

［8］席奐，蘭劍，何雅玲.學(xué)科交叉視角下儲(chǔ)能科學(xué)與工程專業(yè)課程體系建設(shè)的探索與實(shí)踐［J］.高等工程教育研究，2023（S1）：21-23.

［9］魏麗娜，林成華.交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)機(jī)制創(chuàng)新從何處著手［N］.中國(guó)教育報(bào)，2022-03-21（05）.

［10］熊華軍，佘清，尤小清.斯坦福大學(xué)交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)模式及啟示［J］.學(xué)位與研究生教育，2022（1）：85-93.

［11］尹偉.影響跨學(xué)科研究生教育的幾個(gè)因素［J］.現(xiàn)代教育管理，2009（10）：95-98.

［12］尤小清.斯坦福大學(xué)跨學(xué)科研究生培養(yǎng)特征研究［D］.蘭州：西北師范大學(xué)，2019.

（編輯何琳編輯）

Research of the bioengineering graduate students cultivation from an

interdisciplinary perspectiveSong? Tianshun， Yin? Jingjing Xie? Jingjing

（College of Biotechnology and Pharmaceutical Engineering， Graduate School，

Nanjing Tech University， Nanjing 211816， China）Abstract：? Interdisciplinary development is a significant feature of current scientific and technological development， and it is the driving force behind the emergence of emerging disciplines. It is of great significance for cultivating high-level composite talents. Due to the unique nature of its research objects， the discipline of bioengineering involves disciplines such as biology， engineering， chemistry， and chemical engineering in terms of theory and methods， demonstrating the characteristics of interdisciplinary intersection. From the perspective of interdisciplinary studies， this article introduces the current situation and problems faced in the cultivation of interdisciplinary graduate students in bioengineering. Based on domestic and international practices， it proposes strategies for interdisciplinary graduate cultivation， hoping to provide ideas for the cultivation of interdisciplinary graduate students in bioengineering and related majors in Chinese universities.

Key words： interdisciplinary; bioengineering; cultivation of compound talent; graduate student cultivation