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仿生學交叉學科研究生培養探索
仿生學交叉學科研究生培養探索
吉愛紅
（南京航空航天大學，江蘇南京210016）
摘要：不同學科間的交叉與融合已成當今世界科學發展的主要趨勢。為營造復合型高端人才培養的環境，必須搭建適合復合型高端人才培養的軟硬件平臺，加強學科群和跨學科研究平臺建設。本文從交叉學科研究生培養課程模式、交叉學科研究生導師指導能力與水平的提升、仿生學交叉學科研究生創新與實踐能力的培養和交叉學科研究生培養制度與激勵機制探索等四個方面，開展了仿生學交叉學科研究生培養探索研究，以冀在產生一批學科交叉研究成果的同時，提高復合型人才的培養水平。
關鍵詞：仿生學；交叉學科；培養；創新
基金項目：南京航空航天大學研究生教育優秀工程（二期）建設項目《仿生學交叉學科研究生創新與實踐能力培養探索》作者簡介：吉愛紅（1973-），男，江蘇如皋人，研究員，主要從事仿生學、機器人的教學與研究。
在科學技術高度發展的當今世界，無論是生物功能基因組研究，還是航空航天飛機的升空等重大的科技攻關項目的完成，都離不開多學科的交叉和融合，在大學建立多學科交叉和融合的培養環境與機制，培養具有創新能力的高級人才已經成為各國高等教育特別是研究生教育發展的共識和趨勢。因此，學科交叉是知識創新和人才培養的要地，是教育創新、科研創新可能的突破口。
在英、美等國的知名大學，研究生往往由跨系的教師和專家組成委員會共同指導，要求研究生所修課程必須注重加強學科間的交叉和橫向聯系，甚至要求跨校學習一定學分的課程。在日本，很多大學設置有多學科組成的學科群。一些大學為了進一步推動學科間的融合，促進創新型學科領域的發展，特別建設綜合研究大樓，把有學科交叉和融合趨向的不同研究生放到一起開展科研和學術活動，為學科的交流和內在的融合提供滋生平臺。不同學科的教師，盡管研究領域和方向差別較大，但在學生的培養、研究中心的科研工作等諸多方面卻強調緊密地聯系在一起。為研究生開設的一些課程也通常覆蓋多個學科的內容，由不同專業的若干教師共同完成教學。耶魯大學、巴黎高等師范學院等世界著名大學的成功經驗也說明多學科交叉是高等教育發展的大勢所趨。
在國內，許多著名高校提出了促進學科交叉的舉措，主動適應社會發展需求，探索復合型高端人才培養的新模式。北京大學從2008年開始重點交叉學科的研究生招生，在多年交叉學科研究生培養方式探索的基礎上，專門成立前沿交叉學科研究院。清華大學通過創造條件跨學科選錄考生、要求和鼓勵研究生跨學科選課、聘請導師跨學科指導研究生、設定專門審議程序評價學科交叉學位論文等舉措，培養交叉學科研究生。復旦首推雙導師、多導師制培養交叉學科研究生。2012年，中國科學技術大學成立研究生交叉學科中心，目標是通過科教結合、校企聯合，培養交叉學科領域的高水平人才，開展一流的科學研究，參與并服務區域經濟建設，創建國內一流的交叉學科人才培養基地和科研基地。
另外，哈爾濱工業大學的鄭宏珍[1]、北京航空航天大學的陶飛[2]、武漢大學的周葉中、中南大學的陳長坤[3]、中國地質大學的盧建飛[4]、深圳大學的許改霞[5]以及南京航空航天大學（以下簡稱南航大）的李雪飛[6]等老師或教育學研究工作者，也都在相關刊物上發表文章，探討了關于交叉學科研究生培養方法。
南航大從2005年起，成立了高新技術研究院，探索人才培養新模式。其中，仿生研究與材料防護研究所（以下簡稱仿生所）主要從事仿生學的人才培養與科學研究已經將近十年。畢業博士、碩士研究生超過200名。雖然南航大沒有從政策制度上明確交叉學科研究生的培養，實際上通過跨學科選錄考生、跨學科引進教師人才進仿生所等舉措，已經開始了一定程度上的交叉學科研究生人才培養的探索，積累了一定的交叉學科研究生的培養方法與經驗。
不同學科間的交叉與融合已成當今世界科學發展的主要趨勢，為營造復合型高端人才培養的環境，搭建適合復合型高端人才培養的軟硬件平臺，加強學科群和跨學科研究平臺建設，以冀在產生一批學科交叉研究成果的同時，提高復合型人才的培養水平。
綜上所述，為了深化研究生培養機制改革及培養模式創新，探索交叉學科研究生培養發展規律，營造有利于交叉學科人才成長的環境，建立有利于交叉學科研究生培養的機制，培養拔尖創新型人才，有必要開展仿生學交叉學科研究生創新與實踐能力培養探索。
一、交叉學科研究生培養課程模式
研究生具備多學科知識才能從整體上把握知識間的縱橫聯系，充分發揮知識間的相互啟發、相互促進作用，通過交叉學科選課，使研究生掌握更多的跨學科知識，為從事交叉學科研究打下良好基礎。以仿生學交叉學科研究生為對象，其課程的學習主要有三種模式：一是研究生在全校范圍內多個學院開設的研究生課程目錄中選課，如南航大仿生所從事動物運動力學及其測試技術方向研究的研究生，在南航大能源與動力學院選《多剛體動力學》課程，機電學院的《非線性有限元》課程，自動化學院的《測試技術》課程和航空宇航的《彈塑性力學》課程。另一種模式是由仿生所老師根據需要在研究所內開設相關課程或講座，如邀請具有實驗數據處理與分析經驗的老師在全所范圍內開設關于《數據處理與分析方法》的課程，該課程在南航大各學院并未開設，但是從事科學實驗的研究生又必須掌握。第三種課程模式是開設實踐課程與實驗課程教學。如仿生所的研究領域涉及動物的運動與附著。參考一些高校的生物學專業開設的實踐課程方式，帶領研究生在野外現場觀察研究與分析動物的運動與附著，加深對所學知識的理解。通過這三種模式，使得仿生學交叉學科研究生具備仿生學交叉學科所必須掌握的知識基礎。
二、交叉學科研究生導師指導能力與水平的提升
導師的學術水平、綜合素質、對學科前沿的洞察力以及與同行和其他學科學者交流溝通的能力對研究生培養有重要的影響，對交叉學科的研究生培養尤其如此。南航大仿生所目前有教授4人、副教授4人、講師3人，其中2人為博士生導師，其余均為碩士生導師。全部從事與仿生學交叉學科相關的領域科學研究與研究生培養教學，研究領域涉及動物的運動及其測試技術、生物機器人、仿生機器人、仿生摩擦學、仿生智能材料以及仿生復合材料等專業領域。因此，仿生所是由不同學科的導師組成并且與多種學科領域密切相關的交叉學科研究中心。在這個組織中，交叉學科研究生在不同學科導師的指導下，學習不同學科知識和攻關學科課題。可以使研究生接觸不同學科、不同研究風格、不同個性的導師，對于他們的學術功底、研究風格的奠定、人生的道路的選擇和對事物的鑒別，將會產生深遠的影響。因此，指導老師的指導能力與水平以及對交叉學科知識的掌握與理解，極大地影響交叉科研究生創新與實踐能力的培養。舉例來說，如果導師出現對交叉學科術語使用不準確，甚至犯概念錯誤的現象都會影響研究生研究水平以至研究生培養質量，進而也影響了交叉學科的進一步發展。所以鼓勵交叉學科研究生導師加強與仿生所內的老師、與國內外同行或者跨學科的專家學者接觸交流，可以開闊自己的眼界，提高導師自身的學術水平與指導能力。
三、仿生學交叉學科研究生創新與實踐能力的培養
仿生所老師的研究課題常常有交叉，因此以課題組模式通過跨學科課題組的形式將具有不同學科背景的研究生組織起來，通過運用不同學科的知識來攻關跨學科課題，達到研究生知識點的拓展和研究能力的提升，實現交叉學科研究生的培養。可以激發創新靈感，強化從事科學研究的興趣，也可以使研究生能夠真正把握學科前沿、彌補知識的缺陷，培養研究生的創新與實踐能力，在交叉學科領域做出原創性工作。
四、交叉學科研究生培養制度與激勵機制探索
切實可行的培養制度與激勵機制是培養交叉學科研究生的關鍵。需要學校從培養制度上加以制定和完善。通過仿生學交叉學科研究生創新與實踐能力培養探索，做好定期的經驗總結，向學校提出相關的交叉學科研究生培養與激勵機制的意見和建議，供學校有關決策部門參考，從而從制度上保障和促進具有創新能力的叉學科研究生的培養。
參考文獻：
[1]鄭宏珍，初佃輝。交叉學科建設與創新型研究生培養[J].信息系統工程，2010，（11）。
[2]陶飛，程穎，李建欣，等。交叉學科研究生創新與實踐能力綜合評估方法研究[J].計算機教育，2013，（6 ）。
[3]陳長坤。多學科交叉專業研究生培養特點分析及建議[J].長沙鐵道學院學報：社會科學版，2011，（1 ）。
[4]盧建飛，吳太山，吳書光，等。 基于交叉學科的研究生創新人才培養研究[J].中國高教研究，2006，（1 ）。
[5]許改霞。生物醫學光子學交叉學科研究生培養模式探索[J].中國科教創新導刊，2011，（1 ）。
[6]李雪飛，程永波。交叉學科研究生培養的三種模式及其評析[J].學位與研究生教育，2011，（8 ）。
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