任麗麗 張志輝 鄒猛 韓志武 任露泉

[摘 要] 吉林大學仿生科學與工程專業(yè)2019年通過教育部新增目錄外專業(yè)審批。新工科背景下，以吉林大學仿生科學與工程專業(yè)為研究對象，瞄準仿生工程領域的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)和未來技術(shù)，探索交叉復合型仿生科學與工程新工科專業(yè)人才的培養(yǎng)方案、課程體系、教學體系、培養(yǎng)模式和師資隊伍建設等核心內(nèi)容，構(gòu)建仿生新工科與機械、材料等傳統(tǒng)工科交叉融合的學科專業(yè)新結(jié)構(gòu)及人才培養(yǎng)的新模式，以期培養(yǎng)出國際化的仿生專業(yè)人才，同時為仿生學科高端人才培養(yǎng)提供優(yōu)質(zhì)生源，為先進制造、生物醫(yī)藥、大健康工程、國防軍事等與仿生工程緊密聯(lián)系的產(chǎn)業(yè)集群提供強大的人才支撐。

[關(guān)鍵詞] 仿生科學與工程;新工科;交叉復合型;多維度人才培養(yǎng)

[基金項目] 2019年度吉林大學本科教學改革研究項目“交叉復合型‘仿生科學與工程新工科專業(yè)培養(yǎng)模式研究”（2019XYB132）;2018年度教育部首批“新工科”研究與實踐項目“交叉復合型‘仿生工程與裝備新工科專業(yè)的創(chuàng)建與培養(yǎng)模式改革研究”

[作者簡介] 任麗麗（1984—），女，遼寧海城人，工學博士，吉林大學工程仿生教育部重點實驗室副教授（通信作者），主要從事仿生科學工程研究。

[中圖分類號] G642.0? ? ?[文獻標識碼] A? ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）34-0164-04? ? [收稿日期] 2021-01-20

一、引言

仿生科學與工程學科是機械學、材料學、生命科學、醫(yī)學、物理、化學等多學科交叉的新興學科，它搭建了工程技術(shù)和生物之間的橋梁，不僅是前沿技術(shù)的創(chuàng)新之道，更是新興產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)業(yè)之道。作為有望解決更多重大科技與社會問題的未來技術(shù)，仿生技術(shù)將在全球第六次科技革命和第四次產(chǎn)業(yè)革命中發(fā)揮重要作用。

目前，我國在仿生工程領域的突破已產(chǎn)生了重大影響，但距引領全球的目標仍有不小的差距。長期以來，仿生學科專業(yè)人才的培養(yǎng)僅限于極少高校的研究生群體，2019年以前的仿生本科專業(yè)空白導致高端人才生源嚴重不足，并成為制約該領域科技發(fā)展的瓶頸。特別是在仿生技術(shù)催生的新興產(chǎn)業(yè)領域，如仿生機器人、仿生材料、仿生裝備、仿生醫(yī)藥和仿生健康工程等，專業(yè)人才短缺已成為行業(yè)短板。而在國防軍事領域，仿生技術(shù)人才作為推動新一輪軍事變革的重要力量受到密切關(guān)注。因此，加強仿生工程緊缺專業(yè)和優(yōu)勢學科的謀篇布局，培養(yǎng)面向新產(chǎn)業(yè)體系和國家急需的本科人才，已成為新一輪工科教育的迫切需要。

二、仿生科學與工程專業(yè)解讀

2019年3月25日，教育部公布了2018年度普通高等學校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果，吉林大學仿生科學與工程（080215T）專業(yè)（首批）通過了教育部新增目錄外專業(yè)審批。交叉復合型仿生科學與工程新工科專業(yè)培養(yǎng)模式研究，是立足吉林大學仿生科學與工程一級學科，依托農(nóng)業(yè)工程一級學科，面向仿生工程領域新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展、未來趨勢、人才急需及一流學科建設，按照仿生科學與工程新工科教育的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和新體系要求而提出的新工科專業(yè)教育改革新構(gòu)想。

三、吉林大學復合交叉型仿生科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式

（一）提出仿生科學與工程新工科專業(yè)人才培養(yǎng)目標和要求

緊密圍繞仿生科學與工程領域新技術(shù)（如仿生機械工程、仿生材料工程、仿生行走工程、仿生表面工程、仿生健康工程、仿生信息工程等）、新產(chǎn)業(yè)（大健康、仿生機器人、增材制造、極端載運、智能裝備、軍事國防等）和未來技術(shù)（仿生4D制造、仿生再制造、仿生能源轉(zhuǎn)化、仿生辨識技術(shù)等），面向未來國家仿生科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，結(jié)合吉林大學的優(yōu)勢和特色，確定仿生科學與工程新工科專業(yè)的辦學指導思想和人才培養(yǎng)目標（見圖1），提出人才培養(yǎng)的畢業(yè)合格標準及要求。

（二）制定交叉復合型仿生科學與工程新工科專業(yè)人才培養(yǎng)方案

將家國情懷、愛國情操、國際視野和歷史責任感培養(yǎng)作為新工科人才素質(zhì)培養(yǎng)的首要目標，完善立德樹人的德育體系。在學習借鑒國內(nèi)外高等工程教育成功經(jīng)驗和辦學思想的基礎上，依據(jù)仿生科學與工程新工科對人才知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求，以多學科綜合為依托，制定以創(chuàng)新精神和“工匠精神”為核心、以新知識體系為主體、以質(zhì)量監(jiān)督與評價為保障的“仿生科學與工程”新工科人才培養(yǎng)方案。瞄準科技發(fā)展前沿和人類社會發(fā)展所需，實現(xiàn)跨領域、跨門類的學科交叉融合，積極培育新的交叉學科生長點，以此促進文、理、工、醫(yī)、農(nóng)等學科的彼此支撐、相互促進和協(xié)調(diào)發(fā)展[1，2]。

（三）建立仿生科學與工程新工科專業(yè)的理論課程體系，優(yōu)化教學內(nèi)容

課程體系及工程教育體系的構(gòu)建，重點突出仿生思維的培養(yǎng)和交叉學科的特色，將仿生學科、產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的最新發(fā)展，行業(yè)對人才培養(yǎng)的最新要求引入教學過程，動態(tài)更新教學內(nèi)容和課程體系（見圖2），建成滿足仿生科學與工程行業(yè)發(fā)展需要的課程和教材資源，制定符合“仿生科學與工程”新工科專業(yè)人才培養(yǎng)的課程教學大綱[3]。教學內(nèi)容優(yōu)化本著培養(yǎng)高素養(yǎng)、能對社會做出貢獻、有獨創(chuàng)性仿生人才的原則，將新經(jīng)濟時代急劇發(fā)展的新知識等轉(zhuǎn)化為學生所能接受的課程體系、結(jié)構(gòu)和教學內(nèi)容。根據(jù)適應現(xiàn)代社會發(fā)展、適應科學技術(shù)發(fā)展和適應新產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展的三適應原則，將知識的單一性轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的交叉融合，將知識量的增加轉(zhuǎn)變?yōu)橹R結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。同時，教學內(nèi)容優(yōu)化還要兼顧學生的多樣性和個體性，以及知識結(jié)構(gòu)的科學性[4]。

（四）創(chuàng)建多維度仿生科學與工程新工科專業(yè)人才培養(yǎng)新模式

1.理工復合。充分利用綜合大學的文理科優(yōu)勢與工程技術(shù)集成，強化學科交叉和跨界整合，創(chuàng)新工程教育發(fā)展之路。借助跨學科策略，充分發(fā)揮仿生交叉學科和吉林大學學科門類齊全的優(yōu)勢，利用全校優(yōu)秀師資資源，開設多學科交叉課程，建立校內(nèi)協(xié)同育人組織模式，推動科學前沿和工程技術(shù)的相互延伸，強化學科交叉和跨界整合，為跨院系、跨學科、跨專業(yè)交叉學習提供組織保障。