“大工程觀”教育理念下組織工程學科美育滲透論析

摘 要：“大工程觀”教育理念的指導下，工科教育開始更加注重工程實際和系統性，這對工科美育提出更高要求。組織工程學科因其研究對象為生命交互體，是培養技術過硬、審美高雅、身心全面發展的新工科人才的良好載體。分析組織工程的教育美學意蘊、美學教育目標和美學教育機制的基礎，探討美學教育在組織工程領域中的應用和滲透，對于更好地理解和實踐以組織工程學科為載體的工科美育，培養具有審美能力和綜合素養的工程人才具有重要意義。

關鍵詞：組織工程；大工程觀；新工科；美學教育；工科教育

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）34-0080-05

Abstract： Guided by the educational concept of "The Great Engineering View"， engineering education has begun to place greater emphasis on practical engineering and systematic thinking. This poses higher demands on the aesthetic education within engineering disciplines. Organizational engineering， focusing on the interaction of living systems， serves as an excellent platform for cultivating "new engineering" talents who are not only technically proficient but also aesthetically refined， and holistically developed in mind and body. This paper， based on the analysis of the educational aesthetics inherent in tissue engineering， its educational aesthetic objectives， and the modes and practical paths of educational aesthetics， explores the application and integration of aesthetic education in the field of organizational engineering. Understanding and practicing aesthetic education in the context of organizational engineering is essential for nurturing engineering professionals with aesthetic competence and comprehensive literacy.

Keywords： tissue engineering; large-scale engineering concept; emerging engineering education， aesthetics education; engineering education

蘇聯著名美學家、哲學博士列·斯托洛維奇認為美好社會應當是具有審美的社會。自2019年教育部出臺《教育部關于切實加強新時代高等學校美育工作的意見》以來，各個高校加大了對工科教學的美育要求[1]。“組織工程”一詞最早由美國生物力學家馮元楨（Y. C. Fung）提出，在20世紀末形成完整的獨立學科體系（1987年被美國國家科學基金委認定）[2]。組織工程學屬于再生醫學領域，是材料科學、生物科學、基礎醫學的交叉學科，是保持、修復、替代組織器官功能的重要民生工程學科。與絕大部分工程類學科相同，組織工程的美育教學目前還在探索階段。

20世紀90年代前，教育界和工程界多秉持傳統工程觀[3]。傳統工程觀重視經驗積累與技能培養，但忽視了對學生思維能力和創新能力的培養。20世紀90年代后美國教育家麻省理工學院工學院院長Joel Moses率先提出了“大工程觀”的教育理念[4]。“大工程觀”指導下的工科教育更注重“工程實際以及工程教育本身的系統性和完整性”。“大工程觀”教育理念以“和諧”為特征價值、以“綜合”為實踐核心、以“素養”為育才要求[5]。組織工程學是我國再生醫學領域工作者展開科學研究的重要陣地。現階段我國高校組織工程教學以多學科融合為特點，致力于培養具有有傳承、有創新、有思想的優秀工科人才。在組織工程教學中進行“大工程觀”教育理念的踐行是全球化語境下時代對人才培養的要求，也是工程類學生的美育路徑。因此，在“大工程觀”視角下闡釋組織工程教學中的美育滲透具有重要意義。

自1795年德國詩人席勒首次提出“美學教育（即：美育）”這一概念以來，美育體系逐漸完善成為一門獨立的教育學科[6]。當下學界對美育的闡釋有狹義和廣義之分。狹義的美育即藝術教育，是對藝術和自然的審美教育和欣賞能力的教育。廣義的美育包括藝術美、社會美、科學美、體感美等，是對思想的升華教育，是對愉悅自我、適應自然和社會的“人”的能力的全面培養[7]。顯然本文所述組織工程的美育是廣義范疇的美育。至此，筆者認為，組織工程學科的美育，是以組織工程課程教授為載體，傳達物質美和意識美的理念的教育實踐活動。根據美育的教學因素可將其分為美育意蘊、美育目標和美育路徑三個方面進行分析闡述。

一 組織工程的教育美學意蘊

（一） 組織工程的美學屬性

組織工程學以多學科交叉為特征，以體內外生物組織再造為手段，以實現對原始組織的修復、治療和替換為工程目標[8]。以此為前提，組織工程學美學是科學美學的分支，并因其研究對象為生命交互體而具有獨特性。具體地，組織工程學的美學屬性包括：①機體應對組織損傷啟動自愈進程的生命美；②同一組織內不同細胞分工合作的協同美；③不同組織結構及功能差異的多樣美；④組織內繁復微觀事件精準調控的獨一美；⑤脫氧核糖核酸編碼調控一切生命體的統一美；⑥外力或疾病導致組織不可修復損傷的殘缺美；⑦基于支架材料進行組織修復的科技美。

（二） 組織工程教學的美學屬性

組織工程教學的首要美學屬性為“圖畫美”。組織工程學作為再生醫學領域的多領域交叉學科，素來以圖文并茂的形式闡釋復雜的科學知識。“圖畫美”是教育美學和美學教育最直接的對話，是學生美學素養培養的最佳載體。施教者采用多媒體形式的繽紛科技繪圖描述縝密嚴謹的科學知識，講授科學的唯一真理性，并啟發學生個體對美的響應。從課堂設計角度，這種“圖文并茂”的授課方式通過視覺吸引，調動學生的學習興趣；從知識傳授角度，這種“以圖授識”的美育理念是對組織工程復雜知識結構的視覺表達、形象概括、直觀解析；從能力培養角度，這種“非文字依賴性”解析是工程問題的講解和技術操作演示的最優載體[9]。

組織工程教學的突出美學屬性為“數據美”。組織工程教學繼承了工科教學的共性，需要進行海量生物學數據的歸納總結和決策。復雜數據的可視化設計和大數據共享是知識傳授跨越語言障礙的重要工具[10]。因而，教學過程中的數據可視化設計賦予了組織工程教學“數據美”的美學屬性。組織工程教學中的數據可視化設計能夠增強學生對專業知識的直觀性認知，能夠引導學生洞察隱藏在數據背后的規律和趨勢。這種將抽象的數據轉化為圖表、圖形等視覺元素的過程讓枯燥的數據知識變得生動，給了學生通過更輕松的視覺認知獲取復雜工科知識的途徑，更提供給教者和學者對知識感悟的個性化交流和表達平臺。

組織工程教學的獨特美學屬性為“思維美”。該思維美首先體現在基礎思維層面。教學者以講授組織工程科學理論和實驗方法為手段，授以學生運用這些知識解決具體學科問題的基礎思維模式。其次，體現在創造性思維層面。在這一層面教學者以提出新假設、構建新理論、發明新技術為驅動，授以學生解決現存問題的思維動力。最后，在跨學科思維層面，教學者需要豐富跨學科知識、調動跨學科思維，傳授學生對前沿科學融會貫通以解決復雜工程問題的能力。以施用最廣的上海交通大學曹誼林教授在科學出版社出版的《組織工程學》一書中提出的組織工程學知識的思維脈絡為例[11]。全書分為兩篇十三章，第一篇講授組織工程學的建立與發展以及組織工程學的基本原理，第二篇講授組織構建和組織修復的關鍵技術。該課程講授思維脈絡以組織工程學的發展和應用現狀為雙引導，注重實驗技能及操作的規范性和可重復性。從基礎思維、創新思維和多學科交叉思維多層次全面展示了組織工程學獨特的“思維美”。

二 組織工程的美育目標

（一） 美育知識目標

以組織工程的美學屬性為指導，組織工程的美育知識目標為引導學生體悟組織工程學的美學意蘊。現以組織工程學科中的“急慢性創面治療”章節為例，對美育知識目標進行分析。①生命美：創面的愈合進程包括止血期、炎性期、增殖期和重塑期四個相互級聯的復雜病理生理進程。該進程受脫氧核糖核酸調控，遵循著基因復制、基因轉錄、蛋白表達及組裝的一切結構及功能規律。自愈進程中蛋白組裝的熵最小原則、代謝反應的能耗最小原則、組織重塑的結構代償原則等無一不體現著組織工程學科知識目標中的“生命美”；②協同美：急慢性創面的修復通常涉及上皮細胞、成纖維細胞、血管內皮細胞、巨噬細胞、脂肪細胞、神經纖維細胞等多種細胞的遷移、增殖、分化和熟化。該過程中任一細胞因子的釋放都能引起瀑布式的級聯反應，影響傷口部位其他細胞的招募和歸巢，最終影響傷口愈合的進程。該過程中不同細胞之間的分工協作展示了組織工程知識目標中的“協同美”；③獨一美：氧氣是急慢性創面愈合中的關鍵調控節點。受損組織部位的局部氧分壓影響著細胞的能量代謝、氧化應激水平和局部宿主反應，進而決定著組織重塑速率的快慢和傷口感染風險的高低。因而，基于微血管系統或外援供氧系統的氧氣輸送在組織修復中體現著“獨一美”；④科技美：對于大創面急性傷口或者慢性傷口（如糖尿病傷口、燒燙傷）而言，機體自愈進程較緩慢。無治療條件下，大量體液流失、傷口疼痛、微生物感染等在這一長周期的愈合過程中不可避免。這凸顯了皮膚支架材料，如水凝膠敷料、靜電紡絲薄膜等施用的必要性。先進皮膚支架材料可以通過溶脹吸收組織滲液，通過保濕實現濕性愈合從而減輕患者疼痛，通過遞送細胞因子、藥物分子、遞送氧氣等加速傷口愈合。繽紛的先進功能材料加速了組織工程和再生醫學的科技化進程，體現了其美育知識目標中的“科技美”[12]。

筆者認為，組織工程美育知識目標的學習動力是美學動力；學習過程是對組織工程學科體系發生、發展本質規律的認識；學習結果將使學生認識到生物組織、生物材料、組織再生等物象及過程中的宏大的、復雜的、深邃的美。

（二） 美育能力目標

組織工程的美育能力目標是：以組織工程相關物象和過程為載體，教會學生發現美、感受美、創造美。其美育標準是：①啟發學生發生美的情感和思維體驗，促進審美過程的開展；②協助學生掌握美的規律，加速創美的進程、提升創美的頻率。

美是客觀存在于生命科學領域的，無論你是否感受到，它都客觀存在在那里。人非生而知之，而是學而知之[13]。人的審美意識和能力需要后天的美學培養。得益于組織工程之美的欣賞和研究對象是每一個觀察者自身——“人”，組織工程所屬的大生命科學領域是美學培養的最佳載體。在組織工程的教學過程中，通過對不同層次美育知識目標的講授，讓學生認識到每個人機體內時刻存在的組織發生、發展、修復、替代的生命進程的美；認識到從原子尺度到宏觀尺度的材料結構、理化性質和生物相容性之美。在組織工程授課過程中完成學生的審美訓練，收獲“發現美”的能力。

人的審美感受包含有觀念、想象的成分在內[14] 。正因如此，受教者“感受美”的能力需要師者應用廣義審美的方法在授課過程中潛移默化的浸潤和培養。數學家笛卡爾認為世界這本美妙的書是由數學書寫而成，他能夠在幾何解析和代數推導中探索、描述和解讀美好的數學世界。天體物理家開普勒認為天體運動軌跡具有令人沉醉的美，并通過如癡如醉的探索用最簡潔的公式概括出了行星運動第三規律：a3/T2=K，其中a表示公轉半長軸，T表述公轉周期，K為經驗常數。生物學家達芬奇感受到了“黃金分割比”0.618的美。研究表明，“黃金分割”理論是自然界和生物體共同遵循的結構美學常數。該常數對自然探索和再生醫學都具有重要的指導意義。可見教育是“以美好喚起美好”的過程。組織工程的教學過程就是把美育知識目標通過啟發、交談、引導、期待等方式傳遞給學生，使其在感受多維度美的過程中學習知識。“感受美”是受教育者達成美育知識目標的精神養料[15]。組織工程的美育能力目標之一就是通過圍觀分子生物學反應過程觀察、細胞水平生命活動規律總結、組織水平結構功能發揮設計來提高學生“感受美”的能力。

組織工程美學能力培養的根本目標是使學生具備“創造美”的能力。美學家李澤厚在《美學四講》中有“以美啟真”的精辟論述[16]。美育與“大工程觀”下組織工程學科中的科技創新素質培養密不可分。創新素質培養需要學生具備用美的思想去開啟真理，用美的方法發現規律，用美的策略解決問題，用美的愿想開拓創新。組織工程的美育回答了如何從美學視角來審視分子水平、細胞水平和組織水平的生命活動之現象、問題和指征。其直接作用是依靠組織工程知識固有的美學屬性吸引學生使其積極主動地去獲取知識并深入了解生命本質，從而獲得對組織工程學科的深刻理解，主動迫切地探求真知灼見。其終極目標是達到知識傳授審美化和科技創新賦美化的理想境界。可見組織工程的美育過程具有明顯的理論價值和實踐特點，能夠激發學生創造美，走向美。

（三） 美育人格目標

組織工程美育的最終目標是提供學生知識學習、技術應用和科研創新的身心支持，為社會培養“有傳承、有創新、有思想”的符合“大工程觀”的優秀工科人才。組織工程美學意蘊的感召力不僅在于內容的理論高度和形式的藝術高度，更在于其影響個體的人格高度。以此為前提，組織工程美育的人格目標可以概括為以下三個層面。

藝術修養高雅，文化自信自強。習近平總書記指出：“美術、藝術、科學、技術相輔相成、相互促進、相得益彰”“要全面加強和改進學校美育，堅持以美育人、以文化人，提高學生審美和人文素養”“堅守中華文化立場，提煉展示中華文明的精神標識和文化精髓，加快構建中國話語和中國敘事體系，講好中國故事、傳播好中國聲音，展現可信、可愛、可敬的中國形象”。做好組織工程學的美育工作，要堅持立德樹人，扎根時代生活，遵循美育特點，弘揚中華美育精神；要充分利用組織工程學的豐富美學蘊意，訓練學生審美、創美能力，引導全社會重視美育價值，為繁榮發展中國美術事業、推進文化自信自強、鑄就社會主義文化新輝煌作出更大貢獻。

思想政治正確，理想信念堅定。新時代十年，黨領導人民在經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設、生態文明建設方面取得重大成就，人民的精神面貌也煥然一新，積蓄著巨大的精神力量。廣大高校學子在中國共產黨的帶領下追夢圓夢，為理想信念而奮斗，也為構建人類命運共同體、促進世界和平與發展而努力。組織工程的美育融情操教育、心靈教育、人格教育于一體，潛移默化地影響人、陶冶人，對端正思想政治，穩固理想信念具有重要意義。

批判繼承有選擇，開拓創新有動力。審美具有引導人們向善的德育功能，能極大激發和調動人的想象力和創造力，培養創新思維和創新能力。組織工程學的美育過程是系統性思維，創造性思維和實踐能力的綜合培養過程。“大工程觀”下的組織工程美育以賡續傳統、守正創新、開創未來為執教準則，旨在通過科學技術與藝術之美搭建人類心靈共通、命運共同的橋梁！

三 組織工程的美育機制

（一） 反轉課堂，美育啟程之路

反轉課堂設計作為組織工程的美育模式與實踐路徑之一，為學生提供了更為靈活和個性化的學習體驗[17]。在這個模式下，傳統的課堂教學結構被顛覆，學生在課堂之外通過預習學習材料、觀看教學視頻等方式獲取基礎知識。而課堂時間則被用來進行更具創造性和互動性的藝術實踐、工程項目和討論活動。反轉課堂的設計有助于激發學生的主動學習意愿，通過自主探究和預習，他們能夠在課堂上更專注地參與實踐性的美育活動。這種學習方式打破了傳統的教師主導模式，培養了學生的獨立思考和解決問題的能力。在美育實踐中，這意味著學生能夠更深入地理解藝術原理和工程概念，同時在實踐中運用這些知識。

反轉課堂的設計也為學生提供了更廣泛的學習資源和多樣的學科整合。通過在線資源和多媒體教材，學生可以獲取來自不同領域的知識，促使他們將藝術與科學、技術、工程和數學等領域進行深度結合。這有助于培養學生的跨學科思維，為他們未來的創造性工程和藝術實踐打下堅實基礎。在反轉課堂的框架下，學生間的合作和互動也變得更為重要。通過小組項目、討論和實踐活動，學生能夠分享各自的見解和經驗，促進協作與團隊精神的培養。這種互動性的學習環境有助于培養學生的社交能力和批判性思維，為其未來在藝術和工程領域的發展奠定堅實基礎。

總體而言，反轉課堂設計作為組織工程美育模式的一部分，通過提供更靈活、互動和綜合的學習體驗，為學生在藝術和工程領域的全面發展奠定了堅實的基礎。

（二） 教學實踐相結合，美育踐行之路

將課程學習與社會實踐相結合是組織工程的美育模式與實踐路徑中一種富有創新性和實用性的方法[18]。通過將學科知識與實際社會問題相融合，學生能夠更好地理解并應用所學的藝術和工程原理。

首先，將課程學習與社會實踐結合能夠使學生深入了解藝術和工程的實際應用場景。通過參與社會實踐項目，學生能夠將所學的理論知識應用于實際情境中，從而更全面地理解藝術和工程的本質。這樣的學習體驗有助于激發學生對專業領域的興趣，并促使他們將所學知識與實際問題相結合，培養解決實際挑戰的能力。其次，結合社會實踐的課程設計可以加強學生的跨學科能力。藝術和工程往往需要多學科的綜合運用，而通過參與社會實踐，學生可以接觸到不同領域的知識和技能，培養跨學科思維和創新能力。這有助于打破學科壁壘，促使學生在面對現實問題時能夠更全面、綜合地思考和解決。此外，社會實踐還能培養學生的團隊協作和溝通能力。在項目中，學生通常需要與團隊成員協同工作，共同解決問題。這樣的實踐經驗使學生學會有效溝通、協商和領導團隊，提高了他們在未來工作中的團隊合作能力。最后，結合社會實踐的美育模式有助于培養學生的社會責任感。通過參與服務社區和解決社會問題的項目，學生能夠深刻理解藝術和工程對社會的影響，從而培養出更加關注社會問題、具有社會責任感的專業人才。

綜合而言，將課程學習與社會實踐相結合是一種促進學生全面發展、提升實際應用能力以及培養社會責任感的有效途徑，為組織工程的美育模式提供了有力支持。

（三） 工信融合，美育創新之路

在工信融合時代，美育面臨著新的機遇和挑戰，需要探索創新之路以適應數字化的潮流。工科教育和信息智能化相結合，“互聯網＋工科”的快速發展為美育注入了新的活力，同時也提出了更高的要求。在組織工程的美育模式與實踐路徑中，工信融合的美育創新成為推動學生全面發展的關鍵因素[19]。

首先，工信融合的美育創新強調數字技術在藝術和工程領域的整合。通過引入虛擬現實（VR）、人工智能（AI）等技術，學生可以更直觀地體驗藝術作品創作和工程設計的過程，激發他們的創造力和設計思維。數字技術的應用不僅為美育提供了更多表達和展示的方式，同時也培養了學生在工信融合方面運用先進技術進行創新的能力。其次，工信融合的美育創新注重跨學科融合。數字技術的廣泛應用使得藝術與科學、技術、工程和數學（STEM）之間的融合更加緊密。學生在美育實踐中可以探索多領域的知識，培養跨學科思維和綜合應用技能，使其更好地適應工信融合的復雜和多樣性要求。此外，工信融合的美育創新強調個性化學習和定制化體驗。數字技術使得教學可以更加靈活地滿足學生的個性需求，通過智能化的教學設計和個性化的學習路徑，激發學生的學習興趣，提高他們在美育領域的自主學習能力。最后，工信融合的美育創新將注重數字素養的培養。學生需要具備對數字技術的理解和運用能力，不僅在藝術創作中可以靈活使用數字工具，同時也能夠理解數字技術對社會、文化和藝術的深刻影響。因此，工信融合的美育創新之路旨在培養學生在數字環境中全面發展的能力，使其在未來社會中更好地融入和貢獻。

綜合而言，工信融合為組織工程的美育模式提供了前所未有的發展機遇，通過創新的數字技術應用，促進學生在藝術和工程領域的全面發展，助力其在未來社會中迎接挑戰。

四 結束語

組織工程美學既是美學教育，也是能力教育，更是人才培養。組織工程的美學教育具有鮮明的思想性、科學性、時代性、藝術性。組織工程中美學教育的滲透可實現以美授業，以美解惑，以美益智，以美育德，以美樹人，是順應“大工程觀”時代背景下工科教育要求的必然選擇。本文深入剖析了“大工程觀”教育理念下組織工程的教育美學意蘊和教育美學目標，系統論述了美學教育在組織工程學科中的應用和融合，并提出了可供參考的教育美學機制。將啟發相關專業工科人才在培養過程中體會到組織工程教育之美不僅美在形式，更美在智識，美在思想，進一步為新時代背景下“德智體美勞”五育并舉的工科人才培養提供借鑒思路。

參考文獻：

[1] 汪宏，趙伶俐.政策視閾下中國學校美育百年嬗變[J].西南大學學報（社會科學版），2022，48（1）：161-170.

[2] MARKUS M L， ROBEY D. The organizational validity of management information systems[J]. Human relations， 1983，36（3）：203-225.

[3] 王雪峰，曹榮.大工程觀與高等工程教育改革[J].高等工程教育研究，2006（4）：19-23.

[4] 李茂國，朱正偉.工程教育范式：從回歸工程走向融合創新[J].中國高教研究，2017（6）：30-36.

[5] 鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017，3（1）：1-6.

[6] 陳建翔.席勒美育思想與當代教育美學[J].北京師范大學學報：社會科學版，1990（2）：86-93.

[7] 徐碧輝.美育：一種生命和情感教育[J].哲學研究，1996（12）：58-63.

[8] LANGER R S， VACANTI J P. Tissue engineering： the challenges ahead[J]. Scientific American， 1999，280（4）：86-89.

[9] 彭岷，徐世中，劉惠，等.新工科培養項目iArt的持續改進[J].高等工程教育研究，2021（4）：41-46.

[10] 彭鴻濤，聶磊.發現數據之美：數據分析原理與實踐[M].北京：電子工業出版社，2014.

[11] 曹誼林.組織工程學[M].北京：科學出版社，2008.

[12] 賀克，李越恒.加強審美教育 促進大學生全面發展[J].大學教育科學，2003（1）：31-32.

[13] 閆波.現代審美視野下的工程美學[J].哈爾濱工業大學學報：社會科學版，2007，9（1）：17-22.

[14] 朱克玲.試論審美感受中的想象[J].浙江大學學報：人文社會科學版，1983（2）：54-63.

[15] 潘懋元.新編高等教育學[M].北京：北京師范大學出版社，1996.

[16] 張都愛.馬克思主義美學本土化的重要嘗試——基于《美學四講》的本質把握[J].理論探索，2013（3）：12-16.

[17] 劉曉路，邢立寧，楊振宇，等.“反轉課堂”教學模式的實踐與思考[J].時代教育，2014（9）：63-63.

[18] 李維，張靖宇，姜秋實，等.應用轉型背景下建筑學實踐教學“思政本源”的探索與實現途徑[J].高等建筑教育，2021，30（1）：173-181.

[19] 熊思東.工信融合高等教育新形態[J].教育研究，2020，41（5）：19-22.

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.34.019

基金項目：教育部2023年第二期供需對接就業育人項目“基于校企產教融合的高校人才培養與提升”（20230101132）；陜西高校教學改革研究項目“對標打造‘生物工程一流專業’的研究與實踐”（19BY038）

第一作者簡介：申世紅（1994-），女，漢族，甘肅定西人，工學博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為組織工程。