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仿生学交叉学科研究生培养探索
仿生学交叉学科研究生培养探索
吉爱红
（南京航空航天大学，江苏南京210016）
摘要：不同学科间的交叉与融合已成当今世界科学发展的主要趋势。为营造复合型高端人才培养的环境，必须搭建适合复合型高端人才培养的软硬件平台，加强学科群和跨学科研究平台建设。本文从交叉学科研究生培养课程模式、交叉学科研究生导师指导能力与水平的提升、仿生学交叉学科研究生创新与实践能力的培养和交叉学科研究生培养制度与激励机制探索等四个方面，开展了仿生学交叉学科研究生培养探索研究，以冀在产生一批学科交叉研究成果的同时，提高复合型人才的培养水平。
关键词：仿生学；交叉学科；培养；创新
基金项目：南京航空航天大学研究生教育优秀工程（二期）建设项目《仿生学交叉学科研究生创新与实践能力培养探索》作者简介：吉爱红（1973-），男，江苏如皋人，研究员，主要从事仿生学、机器人的教学与研究。
在科学技术高度发展的当今世界，无论是生物功能基因组研究，还是航空航天飞机的升空等重大的科技攻关项目的完成，都离不开多学科的交叉和融合，在大学建立多学科交叉和融合的培养环境与机制，培养具有创新能力的高级人才已经成为各国高等教育特别是研究生教育发展的共识和趋势。因此，学科交叉是知识创新和人才培养的要地，是教育创新、科研创新可能的突破口。
在英、美等国的知名大学，研究生往往由跨系的教师和专家组成委员会共同指导，要求研究生所修课程必须注重加强学科间的交叉和横向联系，甚至要求跨校学习一定学分的课程。在日本，很多大学设置有多学科组成的学科群。一些大学为了进一步推动学科间的融合，促进创新型学科领域的发展，特别建设综合研究大楼，把有学科交叉和融合趋向的不同研究生放到一起开展科研和学术活动，为学科的交流和内在的融合提供滋生平台。不同学科的教师，尽管研究领域和方向差别较大，但在学生的培养、研究中心的科研工作等诸多方面却强调紧密地联系在一起。为研究生开设的一些课程也通常覆盖多个学科的内容，由不同专业的若干教师共同完成教学。耶鲁大学、巴黎高等师范学院等世界著名大学的成功经验也说明多学科交叉是高等教育发展的大势所趋。
在国内，许多著名高校提出了促进学科交叉的举措，主动适应社会发展需求，探索复合型高端人才培养的新模式。北京大学从2008年开始重点交叉学科的研究生招生，在多年交叉学科研究生培养方式探索的基础上，专门成立前沿交叉学科研究院。清华大学通过创造条件跨学科选录考生、要求和鼓励研究生跨学科选课、聘请导师跨学科指导研究生、设定专门审议程序评价学科交叉学位论文等举措，培养交叉学科研究生。复旦首推双导师、多导师制培养交叉学科研究生。2012年，中国科学技术大学成立研究生交叉学科中心，目标是通过科教结合、校企联合，培养交叉学科领域的高水平人才，开展一流的科学研究，参与并服务区域经济建设，创建国内一流的交叉学科人才培养基地和科研基地。
另外，哈尔滨工业大学的郑宏珍[1]、北京航空航天大学的陶飞[2]、武汉大学的周叶中、中南大学的陈长坤[3]、中国地质大学的卢建飞[4]、深圳大学的许改霞[5]以及南京航空航天大学（以下简称南航大）的李雪飞[6]等老师或教育学研究工作者，也都在相关刊物上发表文章，探讨了关于交叉学科研究生培养方法。
南航大从2005年起，成立了高新技术研究院，探索人才培养新模式。其中，仿生研究与材料防护研究所（以下简称仿生所）主要从事仿生学的人才培养与科学研究已经将近十年。毕业博士、硕士研究生超过200名。虽然南航大没有从政策制度上明确交叉学科研究生的培养，实际上通过跨学科选录考生、跨学科引进教师人才进仿生所等举措，已经开始了一定程度上的交叉学科研究生人才培养的探索，积累了一定的交叉学科研究生的培养方法与经验。
不同学科间的交叉与融合已成当今世界科学发展的主要趋势，为营造复合型高端人才培养的环境，搭建适合复合型高端人才培养的软硬件平台，加强学科群和跨学科研究平台建设，以冀在产生一批学科交叉研究成果的同时，提高复合型人才的培养水平。
综上所述，为了深化研究生培养机制改革及培养模式创新，探索交叉学科研究生培养发展规律，营造有利于交叉学科人才成长的环境，建立有利于交叉学科研究生培养的机制，培养拔尖创新型人才，有必要开展仿生学交叉学科研究生创新与实践能力培养探索。
一、交叉学科研究生培养课程模式
研究生具备多学科知识才能从整体上把握知识间的纵横联系，充分发挥知识间的相互启发、相互促进作用，通过交叉学科选课，使研究生掌握更多的跨学科知识，为从事交叉学科研究打下良好基础。以仿生学交叉学科研究生为对象，其课程的学习主要有三种模式：一是研究生在全校范围内多个学院开设的研究生课程目录中选课，如南航大仿生所从事动物运动力学及其测试技术方向研究的研究生，在南航大能源与动力学院选《多刚体动力学》课程，机电学院的《非线性有限元》课程，自动化学院的《测试技术》课程和航空宇航的《弹塑性力学》课程。另一种模式是由仿生所老师根据需要在研究所内开设相关课程或讲座，如邀请具有实验数据处理与分析经验的老师在全所范围内开设关于《数据处理与分析方法》的课程，该课程在南航大各学院并未开设，但是从事科学实验的研究生又必须掌握。第三种课程模式是开设实践课程与实验课程教学。如仿生所的研究领域涉及动物的运动与附着。参考一些高校的生物学专业开设的实践课程方式，带领研究生在野外现场观察研究与分析动物的运动与附着，加深对所学知识的理解。通过这三种模式，使得仿生学交叉学科研究生具备仿生学交叉学科所必须掌握的知识基础。
二、交叉学科研究生导师指导能力与水平的提升
导师的学术水平、综合素质、对学科前沿的洞察力以及与同行和其他学科学者交流沟通的能力对研究生培养有重要的影响，对交叉学科的研究生培养尤其如此。南航大仿生所目前有教授4人、副教授4人、讲师3人，其中2人为博士生导师，其余均为硕士生导师。全部从事与仿生学交叉学科相关的领域科学研究与研究生培养教学，研究领域涉及动物的运动及其测试技术、生物机器人、仿生机器人、仿生摩擦学、仿生智能材料以及仿生复合材料等专业领域。因此，仿生所是由不同学科的导师组成并且与多种学科领域密切相关的交叉学科研究中心。在这个组织中，交叉学科研究生在不同学科导师的指导下，学习不同学科知识和攻关学科课题。可以使研究生接触不同学科、不同研究风格、不同个性的导师，对于他们的学术功底、研究风格的奠定、人生的道路的选择和对事物的鉴别，将会产生深远的影响。因此，指导老师的指导能力与水平以及对交叉学科知识的掌握与理解，极大地影响交叉科研究生创新与实践能力的培养。举例来说，如果导师出现对交叉学科术语使用不准确，甚至犯概念错误的现象都会影响研究生研究水平以至研究生培养质量，进而也影响了交叉学科的进一步发展。所以鼓励交叉学科研究生导师加强与仿生所内的老师、与国内外同行或者跨学科的专家学者接触交流，可以开阔自己的眼界，提高导师自身的学术水平与指导能力。
三、仿生学交叉学科研究生创新与实践能力的培养
仿生所老师的研究课题常常有交叉，因此以课题组模式通过跨学科课题组的形式将具有不同学科背景的研究生组织起来，通过运用不同学科的知识来攻关跨学科课题，达到研究生知识点的拓展和研究能力的提升，实现交叉学科研究生的培养。可以激发创新灵感，强化从事科学研究的兴趣，也可以使研究生能够真正把握学科前沿、弥补知识的缺陷，培养研究生的创新与实践能力，在交叉学科领域做出原创性工作。
四、交叉学科研究生培养制度与激励机制探索
切实可行的培养制度与激励机制是培养交叉学科研究生的关键。需要学校从培养制度上加以制定和完善。通过仿生学交叉学科研究生创新与实践能力培养探索，做好定期的经验总结，向学校提出相关的交叉学科研究生培养与激励机制的意见和建议，供学校有关决策部门参考，从而从制度上保障和促进具有创新能力的叉学科研究生的培养。
参考文献：
[1]郑宏珍，初佃辉。交叉学科建设与创新型研究生培养[J].信息系统工程，2010，（11）。
[2]陶飞，程颖，李建欣，等。交叉学科研究生创新与实践能力综合评估方法研究[J].计算机教育，2013，（6 ）。
[3]陈长坤。多学科交叉专业研究生培养特点分析及建议[J].长沙铁道学院学报：社会科学版，2011，（1 ）。
[4]卢建飞，吴太山，吴书光，等。 基于交叉学科的研究生创新人才培养研究[J].中国高教研究，2006，（1 ）。
[5]许改霞。生物医学光子学交叉学科研究生培养模式探索[J].中国科教创新导刊，2011，（1 ）。
[6]李雪飞，程永波。交叉学科研究生培养的三种模式及其评析[J].学位与研究生教育，2011，（8 ）。
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