面向生物工程與環保交叉領域研究生創新人才的培養

賀治國

[摘 要] 近年來社會經濟快速發展，污染問題的突出嚴重威脅生態環境和人類健康。生物技術在污染修復及環境監測方面具有獨特優勢，培養面向生物工程與環保交叉領域的研究生創新人才十分重要。通過跨院系合作形成具有中南大學鮮明特色的生物工程與環保交叉領域創新人才培養體系;通過校企合作，在實戰中鍛煉研究生跨學科工程設計的創新能力;通過團隊人才梯隊建設，以“傳幫帶”方式實現交叉領域創新人才連續培養。

[關鍵詞] 生物工程;環保;跨院系合作;校企合作;人才梯隊建設

一、國內外現狀分析

近年來社會經濟不斷發展，生產過程中的污染問題十分突出，對生態環境和人類健康造成嚴重威脅[1]。生物技術由于治理效果好、二次污染少、經濟可行，而在廢氣、廢水、有機固體廢棄物、土壤中的重金屬等污染修復及環境監測方面發揮著重要作用[1-3];生物工程專業人才也是支撐生物制造業綠色轉型的重要人力資源保障[4]。因此，生物專業的研究生是當前和未來環保領域不可或缺的重要力量。同時，中南大學兼具礦業工程和材料制備領域的扎實專業基礎、豐富資源和優秀團隊，在利用廉價天然礦物、礦冶二次資源、生物質等制備環境污染的治理材料方面具有優勢，可以為交叉領域研究生創新人才的培養提供有力保障。因此，面向生物、環保交叉領域，結合微生物學、礦物加工、材料科學與工程進行研究生創新人才的培養，不僅意義重大，而且十分可行。

目前國內外大量研究已經體現出微生物、植物、酶等生物相關材料在環保領域的應用優勢[1]，以及綜合利用廉價天然礦物或者尾礦、廢渣等二次資源制備環境污染治理材料的重要價值[5，6]，但在綜合運用生物、礦物、材料等學科的優勢創新性地研究和防治環境污染方面仍然缺乏合力。環境污染的復雜性往往對多學科交叉運用提出高要求，依靠單一學科難以高效、徹底治理污染。但目前非環保專業與環保領域的交叉融合不夠深入，缺乏高效地交叉學科人才培養體系。另外，在面向生物工程和環保交叉領域的研究生創新人才的培養方面，國內外缺少相關教育教學改革的研究。因此，本文就這一交叉領域研究生創新人才培養的必要性和緊迫性以及人才培養模式進行了探討。

二、面向生物工程與環保交叉領域研究生培養的必要性和緊迫性

首先，環保是國家的重大需求，生物工程可大力支撐清潔生產、支持環保產業發展。近年來環保作為各項工作的重中之重，倒逼各行各業產業結構調整和布局優化。先進適用的生物工程技術可以實現生物制造領域的綠色生產，可將農業廢棄物（如秸稈）及養殖污染物變廢為寶，可以替代農藥和化肥從而避免對環境的嚴重污染，并可用于環境監測及污染治理等[7]，實現對清潔生產和環保產業發展的支撐。

其次，因地制宜面向生物工程和環保交叉領域開展研究生創新人才培養，意義重大。（1）可提高研究生的環保意識，在今后工作中有意識地從源頭控制污染;（2）突破原有學科的發展瓶頸，因地制宜，實現多學科的交叉融合和優勢互補，形成具有我校特色鮮明的創新人才培養體系;（3）將研究生個人發展和國家需要有機結合，為國家和地區提供具有創新能力的復合型優秀人才。

最后，亟須建立生物工程和環保交叉領域創新人才的系統培養體系。環境污染的復雜性要求多學科的運用。事實上，學科交叉融合促成了許多科學前沿的重大突破[8]。然而，雖然生物工程在環保領域十分重要，目前仍然缺乏系統的創新人才培養體系，迫切需要從頂層推動該交叉領域發展，建立系統的人才培養模式，促進創新思維的產生和技術突破。

三、交叉領域研究生創新人才培養的內容及方案

生物工程與環保交叉領域研究生創新能力的培養并非一蹴而就，需要從知識體系到實際案例循序漸進獲得。基于本校雙一流學科建設的成效和目前多學科合作的趨勢及實踐，以及團隊在生物、環保交叉領域人才培養方面的已有經驗，本項目的目標是充分利用本校學科優勢，通過加強跨院系合作、校企合作和團隊人才梯隊的“傳幫帶”，建立學校與行業、專業組織密切結合的專業化教師團隊和聯合培養平臺，注重課程學習和科學研究的有機結合，拓寬研究生的學術視野，培養其學術敏感性，加強學生實踐能力和創新思維的訓練，培養一批綜合素質過硬、能高效解決實際難題的優秀人才，推進我校研究生教育教學改革。主要從以下幾個方面展開探索。

第一，跨院系合作形成具有我校鮮明特色的生物工程與環保交叉領域創新人才培養體系。在當前的院系結構下，如何打通院系界限，實現學科深度融合，是培養交叉領域創新人才的關鍵。本項目將從培養方案優化、跨學科課程開發、建立生物工程與環保工程設計專題課堂、統籌整合本校生物、礦業和材料學科師資和實驗室資源、加強不同學科背景的導師和學生間的交流等入手，開展創新人才培養的研究。

具體方案：（1）研究生一年級實施大類培養方案，完成生物工程、礦物加工工程和材料科學與工程及環保領域重要課程，夯實交叉領域的通識基礎。另外推動不同學科背景的教師共同開發和設計跨學科課程;（2）建立生物工程與環保工程設計專題課堂，以現實工程實踐中不同的基礎問題的解決為導向，實現各學科教學內容的消化和貫通;（3）充分發揮我校生物、礦業、材料學科的優勢，打造跨院系項目平臺，統籌整合各院系師資和實驗室資源，加強不同學科背景的導師和學生間的交流，打通院系界限、促進學科融合，讓項目平臺成為培養交叉領域創新人才的孵化器。

第二，通過校企合作，在實戰中鍛煉研究生跨學科工程設計的創新能力。學研結合是培養綜合創新型人才的重要途徑，校企合作是產學研結合的重要形式。通過校企合作不僅可以提高研究生在基于真實需求的跨學科工程項目設計中的創新能力，讓研究生的培養更貼近市場需求;還有助于合作企業在此過程中為自己的人才戰略儲備苗子，讓參與校企合作項目的研究生成為企業高層次應用型人才的重要來源，實現多方共贏。

具體方案：充分發揮本校產學研優勢，積極開發和維護企業合作關系，從企業實際生產的環保需求或問題出發，使研究生有機會參與實際項目的工程設計，在實際問題的解決中不斷運用、整合以往所學并得到反饋和調整，將不同學科的知識、技術和思維融會貫通，從掌握扎實的基礎到實現創新，為企業難題提供可行解決方案。通過團隊合作和與企業的深度接觸和溝通，鍛煉研究生的溝通交流和協作能力。通過校企合作，既解決了企業難題，又實現了人才培養。