新工科背景下教育部重點實驗室建設對策探究

徐志玲， 王貴學， 王伯初， 劉萬錢， 呂永鋼

（重慶大學生物流變科學與技術教育部重點實驗室；生物工程學院，重慶400030）

0 引 言

新工科建設是應對新產業變革，引領高等教育改革創新的重大戰略部署［1］。“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”中明確了新工科的建設與發展指導路線，其中包括加強研究和實踐、創新工程教育方式與手段、加強合作與交流等內容，為推進工程教育改革提出了新要求、新目標。教育部重點實驗室是國家開展一流學科建設、高水平科學研究、高層次人才培育、高端實質性學術合作交流的重要載體［2］。作為復合型創新人才培養的重要平臺，教育部重點實驗室是新工科建設的重要保障，新工科的建設也需要新型的實驗室作為支撐，新工科必將對實驗室建設產生深遠影響。因此，研究新工科背景下教育部重點實驗室建設如何應對人才培養創新變革的關鍵策略，具有重要意義。

1 實驗室發展現狀

與國內生物工程與技術類教育部重點實驗室包括生物醫學光子學、分子酶學工程、分子生物物理、生物活性材料、分子微生物學與技術、神經信息、生物醫學信息工程、生物信息學、生物醫學工程等實驗室比較，生物流變科學與技術教育部重點實驗室的建設與發展存在一些相對優勢與不足。

1.1 實驗室優勢

（1）生物流變科學與技術教育部重點實驗室是國家唯一的一個屬工學學科、生物流變學領域的教育部重點實驗室，研究特色明顯；

（2）實驗室匯聚了多學科交叉、富有創新性的中青年研究隊伍，經過近40年的學科積淀，現已成為中國生物流變學高層次人才培養最大的基地之一；

（3）實驗室突出流變學定量研究特色，以市場需求為導向，已將一批原創性成果應用于植介入醫用器械、生化過程控制、納秒級脈沖腫瘤治療儀研發等領域。

1.2 實驗室不足

（1）實驗室缺乏學術領軍人才，引進難度較大；

（2）需進一步著力基礎研究與產業轉化，力爭國家重大項目；

（3）需進一步深化國際科研合作，提高國際學術影響力和競爭力。

2 實驗室建設與發展對策

新工科建設最重要的核心任務包括3個方面：學科領域內的科學研究、研究隊伍建設以及專業領域的人才培養［3］。新工科模式下，科研平臺建設的整體布局和規劃，應定位于專業人才培養的目標實現［4］。實驗室應加強頂層設計，瞄準新工科科學與經濟發展的國家重大戰略問題，培養創新實踐能力強，并具備國際競爭力的高素質復合型卓越工程科技人才。經濟學中著名的“木桶理論”，即木桶裝水的容量不是取決于木桶中最長的木板，而是最短的木板。因此，實驗室的建設與發展應堅持這樣的理念：揚長補短，相關學科領域協調融合發展。

2.1 提升實驗室的研究水平與貢獻

科學研究是新工科建設的基礎，實驗室應堅持服務國家的理念，發展特色學術研究，構建相應的學科知識體系、學科專業課程體系等［3］。

（1）生物流變學與其他學科交叉融合。生物流變科學與技術教育部重點實驗室是我國最早開展生物流變學研究的實驗室。曾經由于在膽道流變學方面的原創性基礎研究成果獲得國家自然科學三等獎，發明的液體震蕩波膽結石治療儀獲得國家發明三等獎等，研制和開發的系列臨床血液流變學檢測儀在全國上千家醫院得到廣泛使用，并引領出我國臨床血液流變學檢測儀器新興產業。目前，國際生命科學界、物理科學界和工程科學界已開展日益緊密合作，廣泛、深入地研究生命物質在力學、流變學因素的作用下的運動與變形規律及其在生命活動中的作用，所獲得的發現有可能會革命性地改變人類對于生命活動的現有認識，并由此導致在重大疾病的診斷和防治以及生物材料工程、生物醫藥工程和農林生物技術等方面產生重大突破，助推社會經濟發展。因此，生物流變學研究呈現出向多尺度、多領域交叉發展的趨勢，特別是在微米、納米尺度的微流變學研究不斷有重大成果出現。實驗室一系列合作論文在《NATURE》［6］《SCIENCE》［7］《NATURE MATERIALS》［8］《NATURE NEUROSCIENCE》［9］《NATURE COMMUNICATIONS》［10］《ADVANCED SCIENCE》［11］等高水平雜志上發表。新工科更注重學科間的交融性、綜合性和實用性［12］。實驗室在運用生物流變學的方法和技術解決生物醫學和其他生命科學領域的實際需求中，多學科交叉融合，形成了一定的學科優勢和研究特色。無論在基礎研究還是應用技術開發方面都取得了顯著的成績，積累了大量經驗，形成了可持續發展的基礎，生物流變學是實驗室發展的根基與特色（見圖1）。

圖1 生物流變學與其他學科交叉融合模式［5］

（2）服務國家重大戰略需求。現階段新工科建設要求實驗室應緊密圍繞國家人口健康重大需求，響應“一帶一路”“中國制造2025”“互聯網＋”等重大戰略舉措，主動布局相關專業領域的科學研究，尤其聚焦“力-生物學耦合調控機制/組織修復材料、醫療器械設計/藥物研究”中的關鍵科學問題，堅持“前沿基礎—關鍵技術—技術轉化—示范應用”的研發主線，深入調研實驗室在國內外生物流變科學與技術領域及相關學科中的學術影響力和地位，以及在國家戰略需求、地方經濟發展、行業產業科技創新中的貢獻，以及產生的社會影響和效益，努力形成國際水平的基礎理論和應用技術原創成果，實現學術重大突破，產業重大支撐。

（3）梳理實驗室的重要/特色研究成果與貢獻。實驗室應厘清思路，凝練特色，統籌實驗室研究內容，體現新工科發展和社會需求的引領與不可替代性。另外，應整合力量，突出亮點，統籌相關領域的資源和力量，推動學科交叉和醫工結合。實驗室要長期圍繞國家戰略、地方及產業需求，結合實驗室方向和特色，制定落實實驗室發展綱要，尤其是做好現階段的“十四五”規劃，謀求實驗室長遠發展。

（4）組織申報國家級重大項目和重大獎項。重大項目及重大獎項申報，是實驗室一直努力的方向。應積極籌劃申請或參與申請國家級重點重大項目，申報省（市）級一等獎或教育部級一等獎及以上的獎項。

2.2 提升研究團隊建設

團隊建設是新工科建設的根本，是科研創新與人才培育的前提與保障［3］。實驗室一直注重人才隊伍及梯隊建設，協同依托單位重慶大學的“四層次七類別”人才計劃，大力倡導“開放、流動、聯合、競爭”的人才管理與運行機制，培養與引進并重，著力營造“人盡其能、才盡其用”的科研氛圍。新工科背景下，實驗室應繼續遵循精干、高效的原則，采取相應對策，砥礪、造就、匯聚生物流變學領域學術拔尖人才和高水平創新團隊。①組建科研團隊，進一步拓展已有研究團隊、打造學科交叉研究團隊、布局前沿領域研究團隊。以方向引導團隊建設，以特色吸引優秀人才。強化實驗室人才隊伍梯次，統籌交叉學科人才力量，鑄造核心研究團隊，重在建設科技部創新團隊、基金委創新團隊等。②組織申報人才項目，優化科技人才結構，重在建設國家級青年人才團隊。積極推動實驗室青年人才培養，探索實驗室相關制度的改革，重點培育和引進青年長江學者、“優秀青年科學基金”獲得者、“萬人計劃青年拔尖人才”等。

2.3 改革教育教學模式

新工科建設的核心任務是人才培養，與科學研究相得益彰［3］。科研成果反哺教育教學，而教育教學又推動學術研究。根據《教育部重點實驗室建設與運行管理辦法》，教育部重點實驗室的主要任務之一，以高水平科學研究支撐高質量的高等教育［5］。

（1）新工科建設時期，應提前布局新工業時代的學科專業和人才培育［13］。實驗室積極構建與新工科背景相適應的專業結構體系，并開設了“智能醫學與工程”這一新工科專業，使醫工—理工—學研三融合跨界培養成為實驗室人才培養的新常態。

（2）學研融合是生物流變科學與技術教育部重點實驗室人才培養的重要特色。新工科背景下，教育教學應充分利用實驗室研究平臺，開展國家大學生創新性實驗計劃、大學生科研訓練計劃（SRTP）、課外科研實踐及創新創業實踐等項目，深化科教融合，推動教學發展，將實驗成果轉化為教學資源。

（3）新工科要求以產業需求和未來發展為導向，提升人才培養質量［3］。因此，實驗室應進一步創新跨學科、跨院系，以及與國內、國際科研機構或企業的人才交流和培養機制。深入調研深圳普門科技股份有限公司、深圳森駿（重慶）公司、重慶西山科技有限公司、重慶山外山科技有限公司、重慶金山科技有限公司等單位的產業需求，洽談科研合作，爭取在醫療器械、生物制藥等方面整合成基礎—應用—轉化，從而形成實驗室的特色。

（4）新工科建設以互聯網和人工智能為核心，新工科背景下探索信息技術與教育教學的深度融合，促進課堂教學從以教為主向以學為主轉變，有效運用現代信息技術，改革教學模式勢在必行［14］。結合視頻教學資源，利用“雨課堂”“重慶大學SPOC平臺”和現代信息技術軟件，實驗室教師隊伍應積極改進研究性學習課前、課中、課后的教學設計。采用線上線下混合式教學模式，將線下課堂時間利用最大化［15］。采用以學生為中心、引導學生主動學習的教學策略，有效培養學生的創新能力，促進教育教學向“以學生為中心”轉變，構建“以學生為中心”的研究性教學。

2.4 加強國際合作與交流

新工科建設的重要途徑及任務之一是國際化［16］。國際化對于實驗室發展具有重要意義，努力通過國際合作，使研究團隊國際化、科技合作國際化、人才培育國際化、合作辦學國際化，培養具備全球視野的高素質綜合型人才。

（1）生物流變科學與技術教育部重點實驗室應繼續加強同美國加州大學洛杉磯分校/圣地亞哥分校、美國匹茲堡大學、英國劍橋大學、英國格拉斯哥大學等教授專家的國際合作，聯合申報重大研究項目，聯合培養研究生，努力提升科研及教育教學國際化水平。

（2）實驗室應繼續聘請國外專家來訪講學，聚集優秀的國際專家，開展國際間的學術交流，探討國際前沿研究進展，努力發揮國外專家的學術、經濟和社會價值，加快實驗室建設的國際化進程。

（3）實驗室積極響應“一帶一路”建設，拓展國際合作辦學及留學生培養的空間，與印度尼西亞萬隆工業大學（Institut Teknologi Bandung，ITB）聯合培養專業碩士，并招收伊拉克、越南、肯尼亞、印度、印度尼西亞、巴基斯坦等國家的留學生進行研究生教育。

（4）積極籌辦如“中美生物醫學工程暨海內外生物力學學術研討會”系列會議，展示交流國內外生物流變學領域最新的研究成果，推進海內外學術研究與人才培養的實質性合作。

3 結 語

教育部重點實驗室按學科進行布局建設，應結合學科自身特點，以市場和產業需求為導向，圍繞新工科建設的三大核心任務（隊伍建設、科學研究、人才培養）［3］，以創新人才培養質量為目標，主動應對國家重大戰略部署—“大健康產業”計劃，引進或培育學術領軍人才，建設國際化領軍團隊，開展學科領域的特色研究，發揮生物流變學基礎應用研究領域的引領作用，把實驗室建設成為生物流變學領域內高層次人才聚集和培養的基地、高水平科技創新平臺、高水準國際化合作基地，從而為具有新工科高素質復合型的卓越人才培養提供堅實的支撐和保障。