新工科交叉仿生专业建设立足应用性基础学科教育探讨

李秀娟 张志辉 梁云虹 韩志武 任露泉

摘要：纵观科学发展之历史长河，新生学科大多是由基础学科派生、衍化而来。其立足点以社会需求为导向，培养面向实际应用的高级人才教育。本文以应用基础学科教育的实用价值作为论述着眼点，阐述应用基础学科知识对新兴学科发展的重要性，并从应用基础教育知识的实践、创新与融合角度论证应用基础教育的核心价值以及新工科交叉仿生专业建设立足应用基础学科教育的必然性结论。

关键词：新工科；交叉仿生；应用基础学科

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）17-0186-03

“教育，就广义而言这一概念是指培养人适应文化生活的整个社会活动过程[1]。”所谓基础学科，是指研究社会基本发展规律，提供人类生存与发展基本知识的学科，多为数、理、化及社会、历史、文学等传统学科，其多数很难具备直接创造经济效益的条件。而应用性基础学科教育则以基础学科为依托，将系统性的基础学科知识运用到生产、工程、设计、制造等应用型专业教育中，并以社会需求为导向，面向生产、建设、管理、服务等人才需要为目标定位的基础性教育。当然，无论何种形式的文化教育，既然以教育的内容展现出来，那么皆是人类生产和生活经验的再现[2]。而作为教育的起点，应用性基础学科教育则是一切教育的基石所在。夯实发展应用性基础学科建设是当今社会基础教育的根本目标。

一、应用基础学科教育的重要性影响

纵观科学发展之历史长河，新生学科大多是由基础学科派生、衍化而来。随着新的科学规律、原理和新的事物的不断涌现，科学知识应用于实践的范围不断扩大，不但扩充了某一学科的内容，也把该学科的知识扩展到其他科学技术领域。基础学科与应用学科相互交叉融合成为现代学科发展的鲜明特色。这不仅促进科学技术的飞速发展，引起科学技术成倍增加、知识更新周期不断缩短，同时也促使科学技术和生产的整个体制发生变化。钱学森先生说过，基础学科是科学技术中的最高层次。因此，加强基础学科的建设成为发展新学科的重要途径，不把基础学科做强做实，发展新学科也就无从谈起。而仿生工程学就是在各应用基础学科相互融合的前提下诞生的一门典型的新型交叉学科，它是生命科学与工程技术科学相互渗透、彼此结合的产物[3]。在基础学科的支持与各学科不断交叉融合发展过程中，仿生学已经延伸到很多领域，并逐渐突破各学科间壁垒局限，建立并发展了一批产生重要影响的新兴交叉学科，如工程仿生学、生物考古学、生物信息学、机械仿生学、电子仿生等。而反过来，这些新兴交叉学科的建设进步又推动了各基础学科的进步与发展。新兴的交叉融合应用基础教育模式正以一种全新的教育视角为技术的创新提供新思路、新原理和新理论。

二、实践是仿生应用基础教育培养的试金石

学而习之，知而践行，行而更深地认知。即在求知的过程中，通过实践与外部世界进行物质、能量和信息变换的最基本的方式，通过实践才能更深刻地认识事物的本质和规律[4]。

对当代教育机构而言，现有的应用基础教育主要职能应是以培养具有实践应用能力、创新创业能力的高素质人才，从而为社会主义现代化建设服务。其教育方式除了提供理论化教育培训外，还要提供专业的跨界学习课程和实践。其目的在于实践中利用自然界的规律开辟各种可能的途径，从而为解决实际问题提供科学依据。但令人惋惜的是，传统教育模式没有根据市场需求、学生特点、专业结构特色来设置，也并未将实践教育真正融入人才培养过程中去。从长远来说，缺失实践的教育将直接影响我国教育和科学研究的严谨性与适用性。然而，即便教育机构已经意识到实践在教育中的重要作用，但在具体的教育实施过程中，由于种种条件与问题因素，仍然固守传统的人才培养模式，主要依赖于理论和专业基础课，相对于应用型人才培养中关键的实训、社会实践活动往往变成只是一种示范性行为，而并没有真正将实践与培养职业能力素养有机结合起来，从而造成学校教育与社会需求严重脱节。

当前，在交叉融合式教育培养的理念带动下，探索如何保持科研实践在教育培养中的基础地位并发挥积极作用就凸显其重要性。应社会与现实所需，一批新型创新学科的建设开始突破传统的藩篱，在教学中独辟教育培养的方式与路径，充分发挥了实践教学特点。从而为学习者未来将从事的行业提供重要的知识与技能储备。从社会的需求适用性角度而言，实践与当代高等教育的培养目标是相吻合的，实践既是应时所需，也是学科知识应用的前行基础，更是仿生应用基础教育培养的试金石。

三、知识创新是应用基础教育的实践反馈

大学不只是传递知识的场所，还应是生产知识的地方。从大学的本质和功用考察，大学是高深知识生产、传播、发展和创新的主要场所[5]，知识的传承是其主要的使命，并随着知识基础的蓄积发展以及日益突显的社会对知识作用的渴求，成为一种在生产和生活中的必要产品被广泛利用，其实践性与应用性作为知识本位价值的一个重要方面获得了充分的体现。

自中世纪大学诞生以来，知识就已成为大学产生和发展的历史和逻辑起点，它是思想、经验、创新、实践与理论的长期积淀、凝结和升华的结晶，是一个由数代人在实践的推动下，根据学术发展与社会需要的变化不断发现其应用意义与挖掘新价值的过程。其基础功用性在“实用”的价值天平上日益突显，应用基础教育的知识应用转化成效在经济社会发展中的作用越来越突出。但即便时代在发展，教育理念也发生了巨大的转变，不过依托于基础教育的知识结构并未发生根本性的变化。所谓的知识创新无非在原有基础理论的实践中获得了重要的发现与突破，改变了对原有知识理论的辨识，如同“地球不是宇宙的中心，太阳也不是”的认知过程一样，每次对知识认知的改变，都是在千百次的实践验证后所得。

知识的创新来自于实践，而不是自身发生质的变化，借助实践方式，通过深度思考，利用基础教育知识对于实际问题的认知产生一个不断深化的过程，才能最终彰显出知识的批判与创造性，這是应用基础教育理论在现实中融合运用后获得一种自我突破的反馈结果。在当前教育实践中，通过应用交叉融合式的基础教育知识的实践反馈，可以将学习者原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学习者从原有的知识经验中不断生长出新的知识经验[6]。这种知识与教学理念的融合创新，不仅再次焕发了基础学科教育的青春，更推动了我国高等教育走向新的发展之路[7]。

四、交叉仿生专业是应用基础教育知识体系的融合

纵观整体高等教育学科建设的历史发展不难发现，无论过去还是现在，多数新生学科的出现无一例外脱胎于基础学科的骨架。正所谓一生二，二生三，三生万物。基础学科的建设成为发展新学科的源头，不把基础学科做强做实，发展新学科也就无从谈起。

随着知识领域的拓展，知识结构日渐细化，“知识板块”的重构和社会需求性也日趋凸显。但事物的发展总是遵循由简入繁，再由繁入简的一个往复历程。在全球一体化的背景下，科学理论的发展也由初始的分支细化趋向综合交叉形式。如果说基础学科是发展新生学科的基础源动力，那么综合一体化就是学科发展的未来和归一。所谓大道至简，万法归一，知识从一中而生，最终也必将交融前行。或是说，单科的或局部的知识在现代社会的需求发展中已显现出局限性，而整体、综合的知识更具有广泛、巨大的应用价值。单纯依赖于某一个学科或某一方面知识结构去解决问题已不适所需。培养具有创新能力的复合型人才已经成为高等教育发展的共识，知识体系与学科建设的融合发展正为大势所趋。

为适应新时期人才培养模式，构建复合型高端人才培养的环境，加强学科群和跨学科研究平台建设。在全世界，各国、各领域、各高等教育机构都在符合各自办学特点情况下，进一步推动学科间的融合，促进创新型学科的发展。如日本很多大学设置有多学科组成的学科群，再如耶鲁大学、巴黎高等师范学院等一些世界著名大学，也将知识的融合纳入教育科研体系中。而在国内，一些走在时代前沿的一流创新大学早已经率先在高校内部开始了交叉学科的教育模式探索。

目前，在科学技术高度发展的当今世界，现代科学的发展早已离不开学科间的交叉与渗透。无论是仿生工程研究，还是工程实际应用，都与多学科的交叉融合性知识发展相关联。从各学科整体发展的不断变革与演进中可以看到，新型交叉仿生工程学科的兴起与发展不是偶然的因子，而是顺应科技发展的时代潮流与知识融合演进的趋势所必然。

五、应用基础打造的仿生经济反促仿生学科发展

一种教育价值观之所以被社会所接受，主要看其是否与社会的需要相契合，并有利于推进社会经济的发展。如果价值观偏离了时代所需，必然会引起教育与时代要求的尖锐矛盾，造成人才培养与时代需要的脱节[8]。而在全球都在为经济的振兴而倍加努力的当代，知识即为生产力的价值观念已深植于大学教育理念之中。这种本身就带有经济的迫切性需求动因足以促使教学和科研更紧密地与产业需求相结合，从而产生了诸如大学产业园、大学科技园、大学控股的高科技上市公司等新的组织形式。随着全球知识经济时代的来临，一种建立在应用知识的生产、传播和消费之上的经济，以知识创新为特征的产业形态正逐渐成为社会经济振兴的新动力。知识经济由此步入堂前，成为产业发展的核心竞争力。尽管人们对未来大学的概念模型缺乏共识，但是大学深度融于社会经济的发展却已是不折不扣的事实。

世上本没有无因之果，也没有无果之因。既然利用高校的知识创新成果进行产业化，将知识转化为有经济价值或社会价值的产品，则新型交叉仿生学科的仿生经济成效也必然成为了知识所追求价值体现的最终目的。正是缘于此，这种新型知识经济模式也必然会激发更多成果出现，促进应用基础知识转化的范围与深度，也必然会带动更多的基础学科教育融入新知识的创造洪流中来。从一般意义上说，以应用基础教育为支撑的新型交叉仿生学科教育的发展客观上为经济发展提供了所需的复合、高端应用型人才的支撑，弥补了传统应用基础教育培养能力的不足。同时，仿生学科适应经济新常态的教育变革已不仅仅是经济发展的必然要求，也是应用基础教育自身改革与发展的需要。毕竟高等教育发展状况是经济发展的反映。当经济运行的状态投射到高等教育领域，必然会对高等教育结构、资源配置结构、科技创新体系产生前所未有的冲击，从而提出学科转型升级、加快发展的要求。既以应用知识为基础，又植根于世俗的社会生活，既服从和适应政治、经济形势和社会环境的全部变化，又尽全力保持自身的个性，坚守一种独特的价值观[9]，这才是当代新兴交叉仿生学科建设与发展的真正意义所在。

六、结语

人类社会文明起源于人类非凡的智慧，而人类的智慧体现为学习、创新与创造。只有将人才建设，学科建设和科学研究水平提高建立在应用教育理念之上，才能充分发挥学科综合优势，才能在面对21世纪新征程中承担科教兴国的历史使命与时代责任。继承与创新意识，交叉与融合思维，协同与共享理念作为行动的指导，才能在立足自身学科优势与特色的基础上，依靠应用基础学科的交叉融合性知识技能，在新经济时代有所作为。

参考文献：

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[5]朱铁壁，张红霞.高校分类新思考：知识生产与学生学习双重视角[J].高等教育研究，2015，（11）：24-30.

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[7]周士心.关于应用型高校大學生职业实践中反馈教育重要性的探讨[J].课程教育研究，2017，（4）：2-3.

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