新工科交叉仿生專業建設立足應用性基礎學科教育探討

李秀娟 張志輝 梁云虹 韓志武 任露泉

摘要：縱觀科學發展之歷史長河，新生學科大多是由基礎學科派生、衍化而來。其立足點以社會需求為導向，培養面向實際應用的高級人才教育。本文以應用基礎學科教育的實用價值作為論述著眼點，闡述應用基礎學科知識對新興學科發展的重要性，并從應用基礎教育知識的實踐、創新與融合角度論證應用基礎教育的核心價值以及新工科交叉仿生專業建設立足應用基礎學科教育的必然性結論。

關鍵詞：新工科；交叉仿生；應用基礎學科

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）17-0186-03

“教育，就廣義而言這一概念是指培養人適應文化生活的整個社會活動過程[1]。”所謂基礎學科，是指研究社會基本發展規律，提供人類生存與發展基本知識的學科，多為數、理、化及社會、歷史、文學等傳統學科，其多數很難具備直接創造經濟效益的條件。而應用性基礎學科教育則以基礎學科為依托，將系統性的基礎學科知識運用到生產、工程、設計、制造等應用型專業教育中，并以社會需求為導向，面向生產、建設、管理、服務等人才需要為目標定位的基礎性教育。當然，無論何種形式的文化教育，既然以教育的內容展現出來，那么皆是人類生產和生活經驗的再現[2]。而作為教育的起點，應用性基礎學科教育則是一切教育的基石所在。夯實發展應用性基礎學科建設是當今社會基礎教育的根本目標。

一、應用基礎學科教育的重要性影響

縱觀科學發展之歷史長河，新生學科大多是由基礎學科派生、衍化而來。隨著新的科學規律、原理和新的事物的不斷涌現，科學知識應用于實踐的范圍不斷擴大，不但擴充了某一學科的內容，也把該學科的知識擴展到其他科學技術領域。基礎學科與應用學科相互交叉融合成為現代學科發展的鮮明特色。這不僅促進科學技術的飛速發展，引起科學技術成倍增加、知識更新周期不斷縮短，同時也促使科學技術和生產的整個體制發生變化。錢學森先生說過，基礎學科是科學技術中的最高層次。因此，加強基礎學科的建設成為發展新學科的重要途徑，不把基礎學科做強做實，發展新學科也就無從談起。而仿生工程學就是在各應用基礎學科相互融合的前提下誕生的一門典型的新型交叉學科，它是生命科學與工程技術科學相互滲透、彼此結合的產物[3]。在基礎學科的支持與各學科不斷交叉融合發展過程中，仿生學已經延伸到很多領域，并逐漸突破各學科間壁壘局限，建立并發展了一批產生重要影響的新興交叉學科，如工程仿生學、生物考古學、生物信息學、機械仿生學、電子仿生等。而反過來，這些新興交叉學科的建設進步又推動了各基礎學科的進步與發展。新興的交叉融合應用基礎教育模式正以一種全新的教育視角為技術的創新提供新思路、新原理和新理論。

二、實踐是仿生應用基礎教育培養的試金石

學而習之，知而踐行，行而更深地認知。即在求知的過程中，通過實踐與外部世界進行物質、能量和信息變換的最基本的方式，通過實踐才能更深刻地認識事物的本質和規律[4]。

對當代教育機構而言，現有的應用基礎教育主要職能應是以培養具有實踐應用能力、創新創業能力的高素質人才，從而為社會主義現代化建設服務。其教育方式除了提供理論化教育培訓外，還要提供專業的跨界學習課程和實踐。其目的在于實踐中利用自然界的規律開辟各種可能的途徑，從而為解決實際問題提供科學依據。但令人惋惜的是，傳統教育模式沒有根據市場需求、學生特點、專業結構特色來設置，也并未將實踐教育真正融入人才培養過程中去。從長遠來說，缺失實踐的教育將直接影響我國教育和科學研究的嚴謹性與適用性。然而，即便教育機構已經意識到實踐在教育中的重要作用，但在具體的教育實施過程中，由于種種條件與問題因素，仍然固守傳統的人才培養模式，主要依賴于理論和專業基礎課，相對于應用型人才培養中關鍵的實訓、社會實踐活動往往變成只是一種示范性行為，而并沒有真正將實踐與培養職業能力素養有機結合起來，從而造成學校教育與社會需求嚴重脫節。

當前，在交叉融合式教育培養的理念帶動下，探索如何保持科研實踐在教育培養中的基礎地位并發揮積極作用就凸顯其重要性。應社會與現實所需，一批新型創新學科的建設開始突破傳統的藩籬，在教學中獨辟教育培養的方式與路徑，充分發揮了實踐教學特點。從而為學習者未來將從事的行業提供重要的知識與技能儲備。從社會的需求適用性角度而言，實踐與當代高等教育的培養目標是相吻合的，實踐既是應時所需，也是學科知識應用的前行基礎，更是仿生應用基礎教育培養的試金石。

三、知識創新是應用基礎教育的實踐反饋

大學不只是傳遞知識的場所，還應是生產知識的地方。從大學的本質和功用考察，大學是高深知識生產、傳播、發展和創新的主要場所[5]，知識的傳承是其主要的使命，并隨著知識基礎的蓄積發展以及日益突顯的社會對知識作用的渴求，成為一種在生產和生活中的必要產品被廣泛利用，其實踐性與應用性作為知識本位價值的一個重要方面獲得了充分的體現。

自中世紀大學誕生以來，知識就已成為大學產生和發展的歷史和邏輯起點，它是思想、經驗、創新、實踐與理論的長期積淀、凝結和升華的結晶，是一個由數代人在實踐的推動下，根據學術發展與社會需要的變化不斷發現其應用意義與挖掘新價值的過程。其基礎功用性在“實用”的價值天平上日益突顯，應用基礎教育的知識應用轉化成效在經濟社會發展中的作用越來越突出。但即便時代在發展，教育理念也發生了巨大的轉變，不過依托于基礎教育的知識結構并未發生根本性的變化。所謂的知識創新無非在原有基礎理論的實踐中獲得了重要的發現與突破，改變了對原有知識理論的辨識，如同“地球不是宇宙的中心，太陽也不是”的認知過程一樣，每次對知識認知的改變，都是在千百次的實踐驗證后所得。

知識的創新來自于實踐，而不是自身發生質的變化，借助實踐方式，通過深度思考，利用基礎教育知識對于實際問題的認知產生一個不斷深化的過程，才能最終彰顯出知識的批判與創造性，這是應用基礎教育理論在現實中融合運用后獲得一種自我突破的反饋結果。在當前教育實踐中，通過應用交叉融合式的基礎教育知識的實踐反饋，可以將學習者原有的知識經驗作為新知識的生長點，引導學習者從原有的知識經驗中不斷生長出新的知識經驗[6]。這種知識與教學理念的融合創新，不僅再次煥發了基礎學科教育的青春，更推動了我國高等教育走向新的發展之路[7]。

四、交叉仿生專業是應用基礎教育知識體系的融合

縱觀整體高等教育學科建設的歷史發展不難發現，無論過去還是現在，多數新生學科的出現無一例外脫胎于基礎學科的骨架。正所謂一生二，二生三，三生萬物。基礎學科的建設成為發展新學科的源頭，不把基礎學科做強做實，發展新學科也就無從談起。

隨著知識領域的拓展，知識結構日漸細化，“知識板塊”的重構和社會需求性也日趨凸顯。但事物的發展總是遵循由簡入繁，再由繁入簡的一個往復歷程。在全球一體化的背景下，科學理論的發展也由初始的分支細化趨向綜合交叉形式。如果說基礎學科是發展新生學科的基礎源動力，那么綜合一體化就是學科發展的未來和歸一。所謂大道至簡，萬法歸一，知識從一中而生，最終也必將交融前行。或是說，單科的或局部的知識在現代社會的需求發展中已顯現出局限性，而整體、綜合的知識更具有廣泛、巨大的應用價值。單純依賴于某一個學科或某一方面知識結構去解決問題已不適所需。培養具有創新能力的復合型人才已經成為高等教育發展的共識，知識體系與學科建設的融合發展正為大勢所趨。

為適應新時期人才培養模式，構建復合型高端人才培養的環境，加強學科群和跨學科研究平臺建設。在全世界，各國、各領域、各高等教育機構都在符合各自辦學特點情況下，進一步推動學科間的融合，促進創新型學科的發展。如日本很多大學設置有多學科組成的學科群，再如耶魯大學、巴黎高等師范學院等一些世界著名大學，也將知識的融合納入教育科研體系中。而在國內，一些走在時代前沿的一流創新大學早已經率先在高校內部開始了交叉學科的教育模式探索。

目前，在科學技術高度發展的當今世界，現代科學的發展早已離不開學科間的交叉與滲透。無論是仿生工程研究，還是工程實際應用，都與多學科的交叉融合性知識發展相關聯。從各學科整體發展的不斷變革與演進中可以看到，新型交叉仿生工程學科的興起與發展不是偶然的因子，而是順應科技發展的時代潮流與知識融合演進的趨勢所必然。

五、應用基礎打造的仿生經濟反促仿生學科發展

一種教育價值觀之所以被社會所接受，主要看其是否與社會的需要相契合，并有利于推進社會經濟的發展。如果價值觀偏離了時代所需，必然會引起教育與時代要求的尖銳矛盾，造成人才培養與時代需要的脫節[8]。而在全球都在為經濟的振興而倍加努力的當代，知識即為生產力的價值觀念已深植于大學教育理念之中。這種本身就帶有經濟的迫切性需求動因足以促使教學和科研更緊密地與產業需求相結合，從而產生了諸如大學產業園、大學科技園、大學控股的高科技上市公司等新的組織形式。隨著全球知識經濟時代的來臨，一種建立在應用知識的生產、傳播和消費之上的經濟，以知識創新為特征的產業形態正逐漸成為社會經濟振興的新動力。知識經濟由此步入堂前，成為產業發展的核心競爭力。盡管人們對未來大學的概念模型缺乏共識，但是大學深度融于社會經濟的發展卻已是不折不扣的事實。

世上本沒有無因之果，也沒有無果之因。既然利用高校的知識創新成果進行產業化，將知識轉化為有經濟價值或社會價值的產品，則新型交叉仿生學科的仿生經濟成效也必然成為了知識所追求價值體現的最終目的。正是緣于此，這種新型知識經濟模式也必然會激發更多成果出現，促進應用基礎知識轉化的范圍與深度，也必然會帶動更多的基礎學科教育融入新知識的創造洪流中來。從一般意義上說，以應用基礎教育為支撐的新型交叉仿生學科教育的發展客觀上為經濟發展提供了所需的復合、高端應用型人才的支撐，彌補了傳統應用基礎教育培養能力的不足。同時，仿生學科適應經濟新常態的教育變革已不僅僅是經濟發展的必然要求，也是應用基礎教育自身改革與發展的需要。畢竟高等教育發展狀況是經濟發展的反映。當經濟運行的狀態投射到高等教育領域，必然會對高等教育結構、資源配置結構、科技創新體系產生前所未有的沖擊，從而提出學科轉型升級、加快發展的要求。既以應用知識為基礎，又植根于世俗的社會生活，既服從和適應政治、經濟形勢和社會環境的全部變化，又盡全力保持自身的個性，堅守一種獨特的價值觀[9]，這才是當代新興交叉仿生學科建設與發展的真正意義所在。

六、結語

人類社會文明起源于人類非凡的智慧，而人類的智慧體現為學習、創新與創造。只有將人才建設，學科建設和科學研究水平提高建立在應用教育理念之上，才能充分發揮學科綜合優勢，才能在面對21世紀新征程中承擔科教興國的歷史使命與時代責任。繼承與創新意識，交叉與融合思維，協同與共享理念作為行動的指導，才能在立足自身學科優勢與特色的基礎上，依靠應用基礎學科的交叉融合性知識技能，在新經濟時代有所作為。

參考文獻：

[1]杰拉爾德·古特克.哲學與意識形態視野中的教育[M].陳曉端，譯.北京師范大學出版社，2008.

[2]李建國.文化育人的哲學省思[J].高等教育研究，2014，（4）：8-15.

[3]Danicl S，Halacy J.Bionics[M].New Yark：1965.

[4]劉獻君.大學課程建設的發展趨勢[J].高等教育研究，2014，（2）：62-69.

[5]朱鐵壁，張紅霞.高校分類新思考：知識生產與學生學習雙重視角[J].高等教育研究，2015，（11）：24-30.

[6]劉獻君.抓住四個關鍵問題加強大學本科課程建設[J].中國高等教育，2013，（17）：40-43.

[7]周士心.關于應用型高校大學生職業實踐中反饋教育重要性的探討[J].課程教育研究，2017，（4）：2-3.

[8]別敦榮，李家新，韋莉娜.大學教學文化：概念·模式與創新[J].高等教育研究，2015，（1）：49-56.

[9]王建華.高等教育適應論的省思[J].高等教育研究，2014，（8）：1-7.