對生物數學碩士研究生創新能力交叉培養的探討

摘要：高校碩士點作為一個培養人才的最基層的組織，在創新人才培養方面理應承擔起責任，努力創新人才培養模式。生物數學專業是一個交叉學科，在培養生物數學專業碩士研究生時，可以在師資隊伍建設、導師隊伍結構優化、學術交流、教學方法創新等方面引入交叉性元素，使學生在三年的學習過程中初步形成創新素養。

關鍵詞：研究生教育；創新；生物數學

從2005年起，病榻上的錢學森就多次問溫家寶總理同一個問題：“為什么我們的高校總是培養不出杰出人才？”2009年10月31日錢老離開我們后，安徽11名教授聯合《新安晚報》給教育部部長袁貴仁及全國教育界發出一封公開信：讓我們直面“錢學森之問”！在2009年11月15日召開的中國教育學會成立30周年紀念會上，袁貴仁部長在題為《下大決心，花大力氣，努力培養創新人才》的講話中談到錢學森對創新人才的憂慮，提到培養創新型人才不是一時的工作，需要花長時間和大力氣。這一連串的問題與答復足以顯示中國教育界對培養創新人才的高度重視。

高校碩士點作為一個培養人才的最基層的組織，在創新人才培養方面理應承擔起責任，努力創新人才培養模式。近年，許多學者從國外研究生創新教育、國內創新教育環境和課程體系等方面對研究生創新能力培養進行有益的探索。本文結合生物數學碩士方向的人才培養，探討生物數學碩士研究生應具備的創新能力及其培養模式。

一、生物數學專業碩士研究生創新能力的內涵

隨著生物科學的發展，生物科學工作者對數學知識的需求越來越大，他們不斷地提出新的問題，為生物數學的發展提供了巨大的應用背景，而生物數學的研究又促進了生物科學的發展。目前，我國從事生物數學研究與教學的人員比較缺乏，既掌握生物科學又掌握數學知識的人才相對稀少，開展生物數學研究和培養該專業的碩士研究生不僅符合現代生物科學迅猛發展的需要，也可以為我國開展這一學科研究輸送高級人才。

生物數學碩士專業培養既具有一定的生物學知識，又具有扎實寬廣的數學基礎的高層次人才。正是由于生物數學碩士專業融合了生物科學和數學兩門學科，因此在創新能力培養方面不能完全沿用應用數學碩士專業的培養模式，而應不斷探索。關于創新人才的含義，日本學者思田彰認為：“創新型人才就是能夠構思和創造有價值的東西，具備創造能力。”也就是說，創新人才可以通過對有關問題準確、全面地捕捉和分析，不斷形成或提出獨到的見解，最終正確、客觀地歸納和推廣所獲取的新成果。這就要求創新人才以寬厚的多學科知識為基礎、以敏銳的觀察能力為起點、以極強的問題意識為動力去從事科學研究。以生物數學專業為例，該專業研究生應該具備以下四種能力和素質。

1．具有扎實的數學學科專業知識和相關的生物科學基礎知識

生物數學是數學和生物科學的交叉學科，它研究的問題來源于生物科學，而研究方法基于數學，研究結果又要能夠在生物科學中得到解釋和應用。因此，這個專業以培養既懂數學理論又掌握一定生物科學和農業科學知識的高素質創新型人才為目標，要求學生同時具有這兩個學科的相關知識。

2．具有較強的發現問題、解決問題的能力

隨著生物科學的發展，大量的問題不斷出現，海量數據大量涌現，能夠從中找到適合自己的問題就成為一件相當困難的事情。這就需要我們跟蹤最新研究成果，具有敏銳的眼光和洞察力，在浩瀚的生物科學信息中發現研究的機遇，找好著力點。

3．具有分析、發展、建立和求解數學模型的能力

生物數學研究中一個非常重要的方法就是對一種生物現象用數學模型來描述。數學模型是對現實問題的簡化和抽象。如果不能通過建立數學模型來描述生物現象，我們就無法進一步開展精確、定量的數學分析。很多生物學問題都已經在一些假設下建立了基本模型，我們要通過分析這些模型了解它是在哪一種假設情況下建立的，如果假設對于自己所研究的種群不成立，就要研究如何修改模型。同時，對已有模型還要分析它沒有考慮到哪些因素，對于較復雜的情形，我們還要發展甚至重新建立模型。生物數學現有的一些成熟模型都經歷了一個從簡單到復雜的發展歷程。

4．具有良好的科研協作精神

現代科學研究無不是由一個團結合作的、具有創新精神的團隊集體完成的。在團隊中互相協作是一個現代人最重要的工作素質，特別是在生物數學領域，這種協作精神尤其重要。由于生物數學是一門交叉學科，這一領域的研究團隊必須具有數學和生物科學兩方面的知識，而一個人要同時扎實地掌握這兩個學科的專業知識幾乎是不可能的，但是一個研究團隊卻可以做到。因此，團隊中的人員盡管在研究方向上有分工，但在研究方法上都必須具有良好的協作精神，做到相互學習、相互探討。

二、生物數學專業碩士研究生創新人才交叉培養模式

生物數學專業是一個交叉學科，在培養生物數學專業碩士研究生時，可以在師資隊伍建設、導師隊伍結構優化、學術交流、教學方法創新等方面引入交叉性元素，使學生通過三年的學習初步形成創新素養。

1.強化師資隊伍自身創新力

教師是整個研究生培養體系中的主體力量，沒有一支具有創新思想的師資隊伍就不可能培養出創新人才，因此要采取措施強化師資隊伍本身的創新力。

第一，師資隊伍在學科構成上要體現專業背景的多源性。在新增導師時，不但要考慮導師的學術水平，而且要考慮其專業方向，在數學學科這個大方向下，吸引與數學相近的力量到隊伍中來。以湖南農業大學生物數學碩士點為例，目前生物數學專業師資隊伍中，既有數學專業教師，也有生物信息等專業教師。而在數學專業教師中，既有從事生物動力系統方向的教師，也有從事生物統計、分形、智能計算等方向的教師。這些不同專業方向背景的教師可以整合多學科知識。

第二，加強對中青年教師的培養，積極支持和鼓勵中青年教師融入生物數學團隊，參與團隊的集體討論和課題研究，協助指導碩士研究生。客觀上說，中青年教師獲取新知識的能力更強，思想更加活躍和開放，這些都十分有利于碩士研究生創新能力的培養。

第三，加強以學科帶頭人為首的學術梯隊建設。在師資隊伍構成上，既要考慮專業方向的交叉性，又要有核心方向。隊伍不能因為專業方向的多樣性而成為一盤散沙，各自為戰，而要在每個方向上都有一個學術帶頭人起關鍵作用。目前，我們初步形成了生物信息處理、生物動力系統、生物統計和生物分形等四個主要方向，在每個方向上都以一批相對穩定、專業相近或交叉的學術骨干組成學術梯隊。

2.構建三層指導結構，實行集體培養模式

我們在生物數學碩士生培養模式中提出了學術顧問、導師小組和導師三個層次的集體指導結構。學術顧問由學位點領銜人和合作單位的專家教授擔任，每學期邀請他們專門就生物數學專業建設和研究生培養等問題提出意見和建議。導師小組由導師邀請相近領域的教師組成，采取集體指導的方式培養研究生。這樣有利于發揮每個導師的知識優勢和特長。一般來說，導師都在自己所從事的專業上有雄厚的基礎，并具有在此基礎上向縱深方向發展的特長。每個導師在自己專業特長以外的其他相近的學科不可能樣樣出色，而集體指導方式則可以有效地避免學生知識面窄、興趣單一的劣勢，培養學生的科研協作精神和相互溝通能力。在實行導師小組集體培養模式時要在課程、選題等方面實行導師負責制。

3.加強學術交流，改善知識結構

學術交流在科學創新中有獨特作用，它不僅是檢驗科研成果的舞臺，更是啟迪思維、掌握新知、糾正謬誤、提高學術水平的最佳方式。學術交流有三個層次：第一個層次是校內交流，第二個層次是國內交流，第三個層次是國際交流。校內交流可以定期舉行，將校內相近專業方向的教師和研究生定期組織在一起開展討論，相互溝通，在討論中可以提出問題、闡述思路，也可以匯報研究進展、質疑研究方法。這種模式有利于研究生博采眾長、拓寬視野，并改善知識結構，發揮團體優勢，在學科交叉討論的氛圍和環境中激發學生的靈感，提升學生的創造力，有力地推進教師之間的交流與合作。湖南農業大學生物數學碩士點長年堅持與生物信息、作物信息、農業信息化等專業的教師合作，經常開展學術討論，相互參加對方專業的開題報告、研究進展報告等。在國內交流和國際交流方面，除積極參加國內外本專業的學術會議外，我們每年還邀請2~4名國內外專家學者到校作關于生物數學研究前沿的報告，聽取他們對科研的建議。

4.嘗試跨專業招生，拓寬學生來源

生物數學專業除招收數學專業的學生外，還招收生物科學方面的學生，如生物信息、生物工程、醫學等專業的學生。這些學生的加入為我們帶來了觀察問題的新角度。他們在數學模型建立和應用等方面可以更多地從生物專業層面思考，問題可以分析得更加細致，模型可以建立得更加精細，結果可以解釋得更加貼切。為加強培養和管理，發揮多學科的綜合優勢，對研究生課程學習實行補修制，我們要求本科非數學專業的學生要補修《數學分析》《高等代數》《概率統計》和《微分方程》等課程，要求本科是數學專業的學生要補修《生物學》等課程。

5.改進教學方法，實行研討式課程教學

課程教學是我國碩士研究生培養的重要環節，是研究生創新意識培養的基礎。如果不改變傳統的“滿堂灌”的教學模式，學生就會在課堂上失去主動性，思維就會被迫跟著教師走。研討式課程教學是一種有助于研究生能力培養的方法，這種具有學術研究氛圍的教學環境對學生的創新能力培養起著十分重要的作用。

根據我們的經驗，采用研討式課程教學方法需要做到以下三點。一要為教學內容準備充分的輔助資料，預先布置學生收集、整理這些材料，以培養學生文獻查詢、歸納的能力。二要將教學內容設計成一些小課題，要求學生進行探究式學習。在探究式學習過程中，教師要提倡獨立思考，鼓勵有創見的主張，發現、尊重和培養學生的個性行為。教師還要組織學生一起討論，深化學生對課程內容的認識。三要讓學生在文獻收集、問題研究的基礎上完成一篇課程論文，訓練學生的寫作能力。

在研討式教學過程中，教師通過指導學生收集資料和研究問題，不但發揮了學生的主體作用，調動了他們的學習主動性，而且培養了他們的科研能力，強化了他們自主探索、合作研討、相互溝通的科研素質。

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責編：一木