新工科交叉仿生專業(yè)建設(shè)立足應(yīng)用性基礎(chǔ)學(xué)科教育探討

李秀娟 張志輝 梁云虹 韓志武 任露泉

摘要：縱觀科學(xué)發(fā)展之歷史長(zhǎng)河，新生學(xué)科大多是由基礎(chǔ)學(xué)科派生、衍化而來。其立足點(diǎn)以社會(huì)需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)面向?qū)嶋H應(yīng)用的高級(jí)人才教育。本文以應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科教育的實(shí)用價(jià)值作為論述著眼點(diǎn)，闡述應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)對(duì)新興學(xué)科發(fā)展的重要性，并從應(yīng)用基礎(chǔ)教育知識(shí)的實(shí)踐、創(chuàng)新與融合角度論證應(yīng)用基礎(chǔ)教育的核心價(jià)值以及新工科交叉仿生專業(yè)建設(shè)立足應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科教育的必然性結(jié)論。

關(guān)鍵詞：新工科；交叉仿生；應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）17-0186-03

“教育，就廣義而言這一概念是指培養(yǎng)人適應(yīng)文化生活的整個(gè)社會(huì)活動(dòng)過程[1]。”所謂基礎(chǔ)學(xué)科，是指研究社會(huì)基本發(fā)展規(guī)律，提供人類生存與發(fā)展基本知識(shí)的學(xué)科，多為數(shù)、理、化及社會(huì)、歷史、文學(xué)等傳統(tǒng)學(xué)科，其多數(shù)很難具備直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的條件。而應(yīng)用性基礎(chǔ)學(xué)科教育則以基礎(chǔ)學(xué)科為依托，將系統(tǒng)性的基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)、工程、設(shè)計(jì)、制造等應(yīng)用型專業(yè)教育中，并以社會(huì)需求為導(dǎo)向，面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)等人才需要為目標(biāo)定位的基礎(chǔ)性教育。當(dāng)然，無(wú)論何種形式的文化教育，既然以教育的內(nèi)容展現(xiàn)出來，那么皆是人類生產(chǎn)和生活經(jīng)驗(yàn)的再現(xiàn)[2]。而作為教育的起點(diǎn)，應(yīng)用性基礎(chǔ)學(xué)科教育則是一切教育的基石所在。夯實(shí)發(fā)展應(yīng)用性基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)是當(dāng)今社會(huì)基礎(chǔ)教育的根本目標(biāo)。

一、應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科教育的重要性影響

縱觀科學(xué)發(fā)展之歷史長(zhǎng)河，新生學(xué)科大多是由基礎(chǔ)學(xué)科派生、衍化而來。隨著新的科學(xué)規(guī)律、原理和新的事物的不斷涌現(xiàn)，科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的范圍不斷擴(kuò)大，不但擴(kuò)充了某一學(xué)科的內(nèi)容，也把該學(xué)科的知識(shí)擴(kuò)展到其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域?；A(chǔ)學(xué)科與應(yīng)用學(xué)科相互交叉融合成為現(xiàn)代學(xué)科發(fā)展的鮮明特色。這不僅促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，引起科學(xué)技術(shù)成倍增加、知識(shí)更新周期不斷縮短，同時(shí)也促使科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的整個(gè)體制發(fā)生變化。錢學(xué)森先生說過，基礎(chǔ)學(xué)科是科學(xué)技術(shù)中的最高層次。因此，加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)科的建設(shè)成為發(fā)展新學(xué)科的重要途徑，不把基礎(chǔ)學(xué)科做強(qiáng)做實(shí)，發(fā)展新學(xué)科也就無(wú)從談起。而仿生工程學(xué)就是在各應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科相互融合的前提下誕生的一門典型的新型交叉學(xué)科，它是生命科學(xué)與工程技術(shù)科學(xué)相互滲透、彼此結(jié)合的產(chǎn)物[3]。在基礎(chǔ)學(xué)科的支持與各學(xué)科不斷交叉融合發(fā)展過程中，仿生學(xué)已經(jīng)延伸到很多領(lǐng)域，并逐漸突破各學(xué)科間壁壘局限，建立并發(fā)展了一批產(chǎn)生重要影響的新興交叉學(xué)科，如工程仿生學(xué)、生物考古學(xué)、生物信息學(xué)、機(jī)械仿生學(xué)、電子仿生等。而反過來，這些新興交叉學(xué)科的建設(shè)進(jìn)步又推動(dòng)了各基礎(chǔ)學(xué)科的進(jìn)步與發(fā)展。新興的交叉融合應(yīng)用基礎(chǔ)教育模式正以一種全新的教育視角為技術(shù)的創(chuàng)新提供新思路、新原理和新理論。

二、實(shí)踐是仿生應(yīng)用基礎(chǔ)教育培養(yǎng)的試金石

學(xué)而習(xí)之，知而踐行，行而更深地認(rèn)知。即在求知的過程中，通過實(shí)踐與外部世界進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息變換的最基本的方式，通過實(shí)踐才能更深刻地認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)和規(guī)律[4]。

對(duì)當(dāng)代教育機(jī)構(gòu)而言，現(xiàn)有的應(yīng)用基礎(chǔ)教育主要職能應(yīng)是以培養(yǎng)具有實(shí)踐應(yīng)用能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)人才，從而為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。其教育方式除了提供理論化教育培訓(xùn)外，還要提供專業(yè)的跨界學(xué)習(xí)課程和實(shí)踐。其目的在于實(shí)踐中利用自然界的規(guī)律開辟各種可能的途徑，從而為解決實(shí)際問題提供科學(xué)依據(jù)。但令人惋惜的是，傳統(tǒng)教育模式?jīng)]有根據(jù)市場(chǎng)需求、學(xué)生特點(diǎn)、專業(yè)結(jié)構(gòu)特色來設(shè)置，也并未將實(shí)踐教育真正融入人才培養(yǎng)過程中去。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來說，缺失實(shí)踐的教育將直接影響我國(guó)教育和科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性與適用性。然而，即便教育機(jī)構(gòu)已經(jīng)意識(shí)到實(shí)踐在教育中的重要作用，但在具體的教育實(shí)施過程中，由于種種條件與問題因素，仍然固守傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，主要依賴于理論和專業(yè)基礎(chǔ)課，相對(duì)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)中關(guān)鍵的實(shí)訓(xùn)、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)往往變成只是一種示范性行為，而并沒有真正將實(shí)踐與培養(yǎng)職業(yè)能力素養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來，從而造成學(xué)校教育與社會(huì)需求嚴(yán)重脫節(jié)。

當(dāng)前，在交叉融合式教育培養(yǎng)的理念帶動(dòng)下，探索如何保持科研實(shí)踐在教育培養(yǎng)中的基礎(chǔ)地位并發(fā)揮積極作用就凸顯其重要性。應(yīng)社會(huì)與現(xiàn)實(shí)所需，一批新型創(chuàng)新學(xué)科的建設(shè)開始突破傳統(tǒng)的藩籬，在教學(xué)中獨(dú)辟教育培養(yǎng)的方式與路徑，充分發(fā)揮了實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)。從而為學(xué)習(xí)者未來將從事的行業(yè)提供重要的知識(shí)與技能儲(chǔ)備。從社會(huì)的需求適用性角度而言，實(shí)踐與當(dāng)代高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)是相吻合的，實(shí)踐既是應(yīng)時(shí)所需，也是學(xué)科知識(shí)應(yīng)用的前行基礎(chǔ)，更是仿生應(yīng)用基礎(chǔ)教育培養(yǎng)的試金石。

三、知識(shí)創(chuàng)新是應(yīng)用基礎(chǔ)教育的實(shí)踐反饋

大學(xué)不只是傳遞知識(shí)的場(chǎng)所，還應(yīng)是生產(chǎn)知識(shí)的地方。從大學(xué)的本質(zhì)和功用考察，大學(xué)是高深知識(shí)生產(chǎn)、傳播、發(fā)展和創(chuàng)新的主要場(chǎng)所[5]，知識(shí)的傳承是其主要的使命，并隨著知識(shí)基礎(chǔ)的蓄積發(fā)展以及日益突顯的社會(huì)對(duì)知識(shí)作用的渴求，成為一種在生產(chǎn)和生活中的必要產(chǎn)品被廣泛利用，其實(shí)踐性與應(yīng)用性作為知識(shí)本位價(jià)值的一個(gè)重要方面獲得了充分的體現(xiàn)。

自中世紀(jì)大學(xué)誕生以來，知識(shí)就已成為大學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的歷史和邏輯起點(diǎn)，它是思想、經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新、實(shí)踐與理論的長(zhǎng)期積淀、凝結(jié)和升華的結(jié)晶，是一個(gè)由數(shù)代人在實(shí)踐的推動(dòng)下，根據(jù)學(xué)術(shù)發(fā)展與社會(huì)需要的變化不斷發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用意義與挖掘新價(jià)值的過程。其基礎(chǔ)功用性在“實(shí)用”的價(jià)值天平上日益突顯，應(yīng)用基礎(chǔ)教育的知識(shí)應(yīng)用轉(zhuǎn)化成效在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的作用越來越突出。但即便時(shí)代在發(fā)展，教育理念也發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變，不過依托于基礎(chǔ)教育的知識(shí)結(jié)構(gòu)并未發(fā)生根本性的變化。所謂的知識(shí)創(chuàng)新無(wú)非在原有基礎(chǔ)理論的實(shí)踐中獲得了重要的發(fā)現(xiàn)與突破，改變了對(duì)原有知識(shí)理論的辨識(shí)，如同“地球不是宇宙的中心，太陽(yáng)也不是”的認(rèn)知過程一樣，每次對(duì)知識(shí)認(rèn)知的改變，都是在千百次的實(shí)踐驗(yàn)證后所得。

知識(shí)的創(chuàng)新來自于實(shí)踐，而不是自身發(fā)生質(zhì)的變化，借助實(shí)踐方式，通過深度思考，利用基礎(chǔ)教育知識(shí)對(duì)于實(shí)際問題的認(rèn)知產(chǎn)生一個(gè)不斷深化的過程，才能最終彰顯出知識(shí)的批判與創(chuàng)造性，這是應(yīng)用基礎(chǔ)教育理論在現(xiàn)實(shí)中融合運(yùn)用后獲得一種自我突破的反饋結(jié)果。在當(dāng)前教育實(shí)踐中，通過應(yīng)用交叉融合式的基礎(chǔ)教育知識(shí)的實(shí)踐反饋，可以將學(xué)習(xí)者原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者從原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中不斷生長(zhǎng)出新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)[6]。這種知識(shí)與教學(xué)理念的融合創(chuàng)新，不僅再次煥發(fā)了基礎(chǔ)學(xué)科教育的青春，更推動(dòng)了我國(guó)高等教育走向新的發(fā)展之路[7]。

四、交叉仿生專業(yè)是應(yīng)用基礎(chǔ)教育知識(shí)體系的融合

縱觀整體高等教育學(xué)科建設(shè)的歷史發(fā)展不難發(fā)現(xiàn)，無(wú)論過去還是現(xiàn)在，多數(shù)新生學(xué)科的出現(xiàn)無(wú)一例外脫胎于基礎(chǔ)學(xué)科的骨架。正所謂一生二，二生三，三生萬(wàn)物?；A(chǔ)學(xué)科的建設(shè)成為發(fā)展新學(xué)科的源頭，不把基礎(chǔ)學(xué)科做強(qiáng)做實(shí)，發(fā)展新學(xué)科也就無(wú)從談起。

隨著知識(shí)領(lǐng)域的拓展，知識(shí)結(jié)構(gòu)日漸細(xì)化，“知識(shí)板塊”的重構(gòu)和社會(huì)需求性也日趨凸顯。但事物的發(fā)展總是遵循由簡(jiǎn)入繁，再由繁入簡(jiǎn)的一個(gè)往復(fù)歷程。在全球一體化的背景下，科學(xué)理論的發(fā)展也由初始的分支細(xì)化趨向綜合交叉形式。如果說基礎(chǔ)學(xué)科是發(fā)展新生學(xué)科的基礎(chǔ)源動(dòng)力，那么綜合一體化就是學(xué)科發(fā)展的未來和歸一。所謂大道至簡(jiǎn)，萬(wàn)法歸一，知識(shí)從一中而生，最終也必將交融前行?；蚴钦f，單科的或局部的知識(shí)在現(xiàn)代社會(huì)的需求發(fā)展中已顯現(xiàn)出局限性，而整體、綜合的知識(shí)更具有廣泛、巨大的應(yīng)用價(jià)值。單純依賴于某一個(gè)學(xué)科或某一方面知識(shí)結(jié)構(gòu)去解決問題已不適所需。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才已經(jīng)成為高等教育發(fā)展的共識(shí)，知識(shí)體系與學(xué)科建設(shè)的融合發(fā)展正為大勢(shì)所趨。

為適應(yīng)新時(shí)期人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建復(fù)合型高端人才培養(yǎng)的環(huán)境，加強(qiáng)學(xué)科群和跨學(xué)科研究平臺(tái)建設(shè)。在全世界，各國(guó)、各領(lǐng)域、各高等教育機(jī)構(gòu)都在符合各自辦學(xué)特點(diǎn)情況下，進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)科間的融合，促進(jìn)創(chuàng)新型學(xué)科的發(fā)展。如日本很多大學(xué)設(shè)置有多學(xué)科組成的學(xué)科群，再如耶魯大學(xué)、巴黎高等師范學(xué)院等一些世界著名大學(xué)，也將知識(shí)的融合納入教育科研體系中。而在國(guó)內(nèi)，一些走在時(shí)代前沿的一流創(chuàng)新大學(xué)早已經(jīng)率先在高校內(nèi)部開始了交叉學(xué)科的教育模式探索。

目前，在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的當(dāng)今世界，現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展早已離不開學(xué)科間的交叉與滲透。無(wú)論是仿生工程研究，還是工程實(shí)際應(yīng)用，都與多學(xué)科的交叉融合性知識(shí)發(fā)展相關(guān)聯(lián)。從各學(xué)科整體發(fā)展的不斷變革與演進(jìn)中可以看到，新型交叉仿生工程學(xué)科的興起與發(fā)展不是偶然的因子，而是順應(yīng)科技發(fā)展的時(shí)代潮流與知識(shí)融合演進(jìn)的趨勢(shì)所必然。

五、應(yīng)用基礎(chǔ)打造的仿生經(jīng)濟(jì)反促仿生學(xué)科發(fā)展

一種教育價(jià)值觀之所以被社會(huì)所接受，主要看其是否與社會(huì)的需要相契合，并有利于推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。如果價(jià)值觀偏離了時(shí)代所需，必然會(huì)引起教育與時(shí)代要求的尖銳矛盾，造成人才培養(yǎng)與時(shí)代需要的脫節(jié)[8]。而在全球都在為經(jīng)濟(jì)的振興而倍加努力的當(dāng)代，知識(shí)即為生產(chǎn)力的價(jià)值觀念已深植于大學(xué)教育理念之中。這種本身就帶有經(jīng)濟(jì)的迫切性需求動(dòng)因足以促使教學(xué)和科研更緊密地與產(chǎn)業(yè)需求相結(jié)合，從而產(chǎn)生了諸如大學(xué)產(chǎn)業(yè)園、大學(xué)科技園、大學(xué)控股的高科技上市公司等新的組織形式。隨著全球知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來臨，一種建立在應(yīng)用知識(shí)的生產(chǎn)、傳播和消費(fèi)之上的經(jīng)濟(jì)，以知識(shí)創(chuàng)新為特征的產(chǎn)業(yè)形態(tài)正逐漸成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)振興的新動(dòng)力。知識(shí)經(jīng)濟(jì)由此步入堂前，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力。盡管人們對(duì)未來大學(xué)的概念模型缺乏共識(shí)，但是大學(xué)深度融于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展卻已是不折不扣的事實(shí)。

世上本沒有無(wú)因之果，也沒有無(wú)果之因。既然利用高校的知識(shí)創(chuàng)新成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為有經(jīng)濟(jì)價(jià)值或社會(huì)價(jià)值的產(chǎn)品，則新型交叉仿生學(xué)科的仿生經(jīng)濟(jì)成效也必然成為了知識(shí)所追求價(jià)值體現(xiàn)的最終目的。正是緣于此，這種新型知識(shí)經(jīng)濟(jì)模式也必然會(huì)激發(fā)更多成果出現(xiàn)，促進(jìn)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)轉(zhuǎn)化的范圍與深度，也必然會(huì)帶動(dòng)更多的基礎(chǔ)學(xué)科教育融入新知識(shí)的創(chuàng)造洪流中來。從一般意義上說，以應(yīng)用基礎(chǔ)教育為支撐的新型交叉仿生學(xué)科教育的發(fā)展客觀上為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了所需的復(fù)合、高端應(yīng)用型人才的支撐，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)教育培養(yǎng)能力的不足。同時(shí)，仿生學(xué)科適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的教育變革已不僅僅是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求，也是應(yīng)用基礎(chǔ)教育自身改革與發(fā)展的需要。畢竟高等教育發(fā)展?fàn)顩r是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的反映。當(dāng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的狀態(tài)投射到高等教育領(lǐng)域，必然會(huì)對(duì)高等教育結(jié)構(gòu)、資源配置結(jié)構(gòu)、科技創(chuàng)新體系產(chǎn)生前所未有的沖擊，從而提出學(xué)科轉(zhuǎn)型升級(jí)、加快發(fā)展的要求。既以應(yīng)用知識(shí)為基礎(chǔ)，又植根于世俗的社會(huì)生活，既服從和適應(yīng)政治、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和社會(huì)環(huán)境的全部變化，又盡全力保持自身的個(gè)性，堅(jiān)守一種獨(dú)特的價(jià)值觀[9]，這才是當(dāng)代新興交叉仿生學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的真正意義所在。

六、結(jié)語(yǔ)

人類社會(huì)文明起源于人類非凡的智慧，而人類的智慧體現(xiàn)為學(xué)習(xí)、創(chuàng)新與創(chuàng)造。只有將人才建設(shè)，學(xué)科建設(shè)和科學(xué)研究水平提高建立在應(yīng)用教育理念之上，才能充分發(fā)揮學(xué)科綜合優(yōu)勢(shì)，才能在面對(duì)21世紀(jì)新征程中承擔(dān)科教興國(guó)的歷史使命與時(shí)代責(zé)任。繼承與創(chuàng)新意識(shí)，交叉與融合思維，協(xié)同與共享理念作為行動(dòng)的指導(dǎo)，才能在立足自身學(xué)科優(yōu)勢(shì)與特色的基礎(chǔ)上，依靠應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科的交叉融合性知識(shí)技能，在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代有所作為。

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