生物學(xué)專業(yè)學(xué)術(shù)型研究生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式

高亞梅 韓毅強(qiáng) 王艷紅

摘要學(xué)科交叉與整合已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，為培養(yǎng)生物學(xué)專業(yè)學(xué)術(shù)型研究生的跨學(xué)科創(chuàng)新能力，從構(gòu)建跨學(xué)科的課程體系、組建跨學(xué)科的教學(xué)團(tuán)隊(duì)、采用研討式教學(xué)方法、借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等四個(gè)方面開展探索實(shí)踐，增強(qiáng)研究生對(duì)不同學(xué)科的融合吸收與運(yùn)用能力，為其創(chuàng)新發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，在培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力方面取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞 跨學(xué)科 學(xué)術(shù)型研究生 創(chuàng)新能力 生物學(xué)專業(yè)

中圖分類號(hào)：G643文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.19.009

Cultivation Model of Interdisciplinary Innovation Ability of Academic Postgraduates of Biology

GAO Yamei[1][2]， HAN Yiqiang[1]， WANG Yanhong[1]

（[1]HeilongjiangBayiAgriculturalUniversity，CollegeofLifeScienceandTechnology，Daqing，Heilongjiang163319；[2]Heilongjiang Provincial Key Laboratoryof Environmental Microbiologyand Recycling ofArgo-Waste in Cold Region， College of Life Science and Technology， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163319）

AbstractNowadays， interdisciplinary and integration has become an inevitable trend in the development of modern scienceand technology，weexplored to constructtheinterdisciplinarycurriculumsystem，establishtheinterdisciplinary teachingteam，adoptdiscussionand researchteachingmethods，andutilizetheweb-basedteachingplatformtocultivate the interdisciplinary innovation ability of biology graduate students. Those means contributed to enhance the ability of integration and application of different disciplines for graduate students， provide a solid foundationfor their innovative development， and has achieved good results in innovative and inter-disciplinary talents cultivation.

Keywordsinterdisciplinary； academic postgraduates； innovation ability； biology

0引言

《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》提出我國(guó)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的首要任務(wù)是提升自主創(chuàng)新能力。而研究生教育是培養(yǎng)高層次創(chuàng)新型人才最為重要的途徑。截至目前，我國(guó)的研究生教育已經(jīng)累計(jì)為國(guó)家培養(yǎng)輸送1000多萬(wàn)高層次人才，到2020年，研究生在學(xué)人數(shù)預(yù)計(jì)突破300萬(wàn)。處于超常規(guī)發(fā)展的研究生教育所面臨的重要課題就是如何保證和提高研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。目前我國(guó)高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在主動(dòng)性不高、實(shí)踐性不強(qiáng)、協(xié)作性不達(dá)、發(fā)展性不深等問題，需要?jiǎng)?chuàng)新其培養(yǎng)模式，積極探索培養(yǎng)路徑。[1]

隨著科技進(jìn)步和社會(huì)信息化的日益加速，學(xué)科交叉與整合已成為當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。生物學(xué)作為前沿學(xué)科，其多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)更為顯著，眾多問題的解決都需要打破自身學(xué)科間劃分及分界。這種學(xué)科交叉與整合對(duì)研究生的創(chuàng)新能力提出了更高的要求。在研究生的教育中，注重學(xué)生的跨學(xué)科知識(shí)積累和能力的培養(yǎng)，不僅是提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑，也符合社會(huì)對(duì)人才的需求。在生物學(xué)專業(yè)學(xué)術(shù)型研究生的培養(yǎng)過程中，基于跨學(xué)科對(duì)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)重要作用，我們主要從構(gòu)建跨學(xué)科的課程體系、組建跨學(xué)科的教學(xué)團(tuán)隊(duì)、采用研討式教學(xué)方法、借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等方面做了探索研究生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式。

1構(gòu)建跨學(xué)科的課程體系培養(yǎng)生物學(xué)學(xué)術(shù)型研究生的創(chuàng)新能力

課程體系是研究生培養(yǎng)的重要載體，課程設(shè)置是研究生教育的核心環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的基本途徑。[2]我國(guó)研究生課程體系一般包括公共必修課程、公共選修課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程（專業(yè)通識(shí)課程）、專業(yè)核心課程、專業(yè)選修課程和必修環(huán)節(jié)等，基本能夠達(dá)到研究生知識(shí)覆蓋和創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)目標(biāo)要求。但是，絕大部分課程局限于本學(xué)科內(nèi)知識(shí)體系，不同學(xué)科間交叉性的知識(shí)相對(duì)不足，影響了研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。國(guó)外高校研究生的課程設(shè)置通常采用跨專業(yè)、跨學(xué)科、跨學(xué)院的“三跨”培養(yǎng)模式。[3]根據(jù)教育部的《關(guān)于改進(jìn)和加強(qiáng)研究生課程建設(shè)意見》，在研究生課程設(shè)置過程中可以根據(jù)需要按照一級(jí)學(xué)科在研究生課程體系中增加跨學(xué)科課程，進(jìn)一步優(yōu)化研究生知識(shí)體系，今后跨學(xué)科課程將成為研究生課程體系的重要組成部分?？鐚W(xué)科課程有助于開拓研究生的學(xué)術(shù)視野，有利于研究生采用不同學(xué)科知識(shí)和方式解決科研中遇到的問題取得交叉性學(xué)術(shù)成果，對(duì)于研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要意義。全國(guó)高校陸續(xù)設(shè)置了跨學(xué)科課程，[4-6]尤其是在專業(yè)課領(lǐng)域增加研究生可自由選擇的跨學(xué)科課程。我校學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)方案按照一級(jí)學(xué)科設(shè)計(jì)，包含二級(jí)學(xué)科的多個(gè)不同專業(yè)方向，在研究生培養(yǎng)方案修訂時(shí)在原有的專業(yè)選修課中增加了跨學(xué)科選修課，例如生物學(xué)、獸醫(yī)學(xué)、畜牧學(xué)等專業(yè)均設(shè)置有生物信息學(xué)這類跨學(xué)科課程，農(nóng)業(yè)工程專業(yè)設(shè)置作物生理與生態(tài)學(xué)的跨學(xué)科課程等，而且生物專業(yè)的研究生一直將跨學(xué)科課程生物信息學(xué)作為專業(yè)必修課來(lái)設(shè)置。這種縱橫交叉的課程結(jié)構(gòu)有利于研究生在科研中解決科學(xué)問題時(shí)，采用不同學(xué)科知識(shí)和方法，更益于取得交叉性學(xué)術(shù)成果。同時(shí)，在選修課程時(shí)，不同專業(yè)方向的學(xué)生可以修習(xí)其主修專業(yè)方向之外的課程進(jìn)行跨學(xué)科組合，開拓自己的專業(yè)視野。

課程教學(xué)是培養(yǎng)研究生各項(xiàng)能力的重要環(huán)節(jié)，課堂傳授的知識(shí)對(duì)于提高研究生創(chuàng)新能力也至關(guān)重要。為此，除了在培養(yǎng)計(jì)劃中增設(shè)跨學(xué)科課程外，進(jìn)一步將跨學(xué)科教育分解并落實(shí)到不同的研究生課程目標(biāo)中，在專業(yè)課程教學(xué)中增加跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。以微生物分子生態(tài)學(xué)課程為例，該課程涉及微生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、分子生物學(xué)等多門學(xué)科，課程目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生利用微生物分子生態(tài)學(xué)的理論和方法來(lái)解決微生物生態(tài)研究中遇到的問題。在該課程的教學(xué)中注重針對(duì)不同學(xué)科的問題開展研討，例如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕作方式對(duì)土壤微生物的影響、氣候變化下的微生物生態(tài)系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)中的腸道微生物與人體健康等，將熱點(diǎn)問題、不同學(xué)科的前沿領(lǐng)域和重大問題引入課程內(nèi)容，使研究生在一門專業(yè)課中學(xué)習(xí)到多學(xué)科的知識(shí)，開闊其學(xué)術(shù)視野，更切身感悟跨學(xué)科研究對(duì)于前沿科技的重要影響與現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。

2組建跨學(xué)科的教學(xué)團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力

我國(guó)研究生教育普遍實(shí)行導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，隨著研究生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，單一導(dǎo)師制已經(jīng)不能很好的適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)研究的多學(xué)科交叉融合的發(fā)展趨勢(shì)，制約了研究生培養(yǎng)質(zhì)量的提高。許多高校都在探索導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)研究生。[7，8]我校的生物學(xué)專業(yè)學(xué)術(shù)型在研究生培養(yǎng)過程中積極采用“多師結(jié)構(gòu)”的科研導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)。鼓勵(lì)不同學(xué)科導(dǎo)師的交叉指導(dǎo)，既可以是學(xué)院內(nèi)部的不同專業(yè)的導(dǎo)師協(xié)作，也可以是不同學(xué)院導(dǎo)師的合作，例如生物學(xué)專業(yè)研究生的培養(yǎng)積極與農(nóng)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、工程、動(dòng)物科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)等相關(guān)專業(yè)的導(dǎo)師合作指導(dǎo)研究生。跨學(xué)科的多導(dǎo)師模式可以拓展研究生的研究思路，促進(jìn)其在多學(xué)科的領(lǐng)域內(nèi)開展研究，為學(xué)生提供了更廣闊的實(shí)踐舞臺(tái)和更多的合作機(jī)會(huì)，讓其盡情發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力。除了高校內(nèi)部的不同專業(yè)的跨學(xué)科導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，我們?cè)趯?shí)踐中進(jìn)一步擴(kuò)展團(tuán)隊(duì)的導(dǎo)師范圍，依托于校企共建工程中心將企業(yè)的高級(jí)技術(shù)人員進(jìn)一步引入到科研導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)中，不僅有利于形成了良性循環(huán)的校企聯(lián)合攻關(guān)的長(zhǎng)效合作機(jī)制同時(shí)導(dǎo)師教學(xué)團(tuán)隊(duì)本身和工程中心均得到提升，從而更好實(shí)現(xiàn)研究生培養(yǎng)質(zhì)量的提高。[9]另外，這種多導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)模式也有助于培養(yǎng)研究生形成相互開放和包容的心態(tài)。

在研究生培養(yǎng)過程中，不僅組織學(xué)生參加跨學(xué)科的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，例如前沿知識(shí)講座或?qū)W術(shù)報(bào)告會(huì)，擴(kuò)展其研究視野。而且，積極鼓勵(lì)和資助教師參加多學(xué)科的學(xué)術(shù)交流和不同學(xué)科的培訓(xùn)，推動(dòng)跨學(xué)科多導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的不斷優(yōu)化發(fā)展。

3積極采用研討式教學(xué)方法，對(duì)研究生開展創(chuàng)新訓(xùn)練

隨著整體社會(huì)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，學(xué)科邊界也變得越來(lái)越模糊，很多問題的解決不能僅靠某個(gè)單一學(xué)科的方法，因此培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)需要用跨學(xué)科知識(shí)解決問題的能力至關(guān)重要。高水平的課程教學(xué)在人才培養(yǎng)過程中起著基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性作用，決定著學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)質(zhì)量。[10]在課程教學(xué)中，采用研討式和研究型教學(xué)是培養(yǎng)研究生跨學(xué)科能力的重要教學(xué)方法。

在教學(xué)過程中，教師挖掘領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問題，由教師提出問題，以“問題”為中心組織研究生探討高度綜合的理論和現(xiàn)實(shí)問題。這些研討問題應(yīng)來(lái)自課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)、學(xué)科發(fā)展或行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)問題，需要容納多學(xué)科知識(shí)以及思維方式，在教學(xué)中才能夠極大程度地?cái)U(kuò)展學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。學(xué)生在研討這些問題時(shí)，必須大量閱讀文獻(xiàn)，調(diào)動(dòng)各學(xué)科的資源，在學(xué)科之間不斷跨越并達(dá)到融合。研究生查閱文獻(xiàn)后，組織材料和制作PPT，進(jìn)行課堂專題討論。研討式教學(xué)不但可以拓展學(xué)生的知識(shí)面，掌握多領(lǐng)域的研究方法，也有助于學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)等方面的能力提高；促進(jìn)了師生、生生間的科研思想的交流和碰撞。

在教學(xué)中也可以采用多導(dǎo)師的授課形式，由具有不同學(xué)科背景的教師以專題的形式開設(shè)跨學(xué)科課程。專題授課既講授不同學(xué)科知識(shí)，又將不同學(xué)科前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)融入課堂教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科研究能力，教學(xué)中同樣設(shè)立討論環(huán)節(jié)，避免“以教師為中心”單純的傳授跨學(xué)科知識(shí)。

4借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為跨學(xué)科教學(xué)開展課程資源建設(shè)

傳統(tǒng)的教育資源和缺乏互動(dòng)的教育模式，早已不能滿足現(xiàn)代高等教育的要求?，F(xiàn)代信息技術(shù)，包括大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等，正在快速應(yīng)用于高等教育的各個(gè)方面，讓教師能更有效地進(jìn)行跨學(xué)科知識(shí)的傳授，也讓跨學(xué)科人才更輕松地接觸到多學(xué)科的知識(shí)，為在研究生教學(xué)中采用研討式教學(xué)提供了有效的資源和方法，必將進(jìn)一步提升跨學(xué)科教學(xué)的質(zhì)量。在生物學(xué)的學(xué)術(shù)研究生課程教學(xué)中，我們積極使用“智慧樹”、中國(guó)大學(xué)MOOC、超星等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開展線上線下結(jié)合的教學(xué)模式，其特有的互動(dòng)是傳統(tǒng)的教育資源所無(wú)法比擬的，師生可以不斷的構(gòu)建和豐富為研討式教學(xué)開展所需要的文獻(xiàn)、書籍、名家講座、其他學(xué)科知識(shí)等資源，平臺(tái)的討論功能可以實(shí)時(shí)展現(xiàn)不同學(xué)生的觀點(diǎn)和問題，便于同學(xué)之間、師生之間相互了解各自的想法，實(shí)現(xiàn)充分、高效的討論。

近幾年，我校的生物學(xué)專業(yè)學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)在多種措施的共同作用下，培養(yǎng)質(zhì)量也不斷提高。自2016年以來(lái)，研究生畢業(yè)發(fā)表的論文一直保持穩(wěn)定的增長(zhǎng)，尤其是研究生發(fā)表的高水平的國(guó)際論文不僅數(shù)量明顯增加，質(zhì)量也不斷提高（表1）。近五年研究生在國(guó)際高水平論文發(fā)表平均比例為25%，2020年最高達(dá)到39%，其中2區(qū)文章3篇，3區(qū)3篇，4區(qū)3篇，分布在包括疾病分子機(jī)制、動(dòng)物免疫、環(huán)境、生態(tài)等不同學(xué)科領(lǐng)域。另外有多名研究生在各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲獎(jiǎng)。

在新形勢(shì)下，造就具有復(fù)合、跨學(xué)科知識(shí)素質(zhì)結(jié)構(gòu)和能力的拔尖創(chuàng)新人才是世界研究生教育改革與發(fā)展的趨勢(shì)。[11]國(guó)外一流高校均重視研究生的跨學(xué)科教育，甚至很多高校的跨學(xué)科教育是從本科生教育開始實(shí)施的。因此，我國(guó)也應(yīng)加大對(duì)跨學(xué)科教育及跨學(xué)科研究的政策扶持和資助力度，強(qiáng)化跨學(xué)科教育與科研的支撐體系。

項(xiàng)目資助：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下研究生創(chuàng)新能力的跨學(xué)科培養(yǎng)模式研究（YJG2019201912）；黑龍江省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度重點(diǎn)課題“基于CDIO理念的地方高校生物工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐”（GJB1320232）

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