徐 夢(mèng) 范忠軍

（鹽城師范學(xué)院 江蘇 鹽城 224007）

在當(dāng)今科技快速發(fā)展的時(shí)代，新工科的概念應(yīng)運(yùn)而生，標(biāo)志著傳統(tǒng)工科教育的轉(zhuǎn)變。新工科注重培養(yǎng)跨學(xué)科的工程師，強(qiáng)調(diào)綜合應(yīng)用技術(shù)、創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這一視域下，工程教育不再局限于傳統(tǒng)的學(xué)科邊界，而是更加注重學(xué)科之間的融合和實(shí)踐導(dǎo)向的教學(xué)方法。生物工程作為新工科領(lǐng)域中的重要組成部分，是連接生命科學(xué)和工程技術(shù)的紐帶。生物工程的興起不僅源于對(duì)醫(yī)療、環(huán)境、食品等領(lǐng)域需求的增加，更是因?yàn)樯锛夹g(shù)、信息技術(shù)等領(lǐng)域的快速發(fā)展為生物工程帶來(lái)了更多的可能性。在新工科中，生物工程不僅僅是一門專業(yè)，更是跨學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新的平臺(tái)，有助于培養(yǎng)具備全球競(jìng)爭(zhēng)力的工程人才。隨著新工科理念的推動(dòng)，傳統(tǒng)的生物工程專業(yè)教學(xué)面臨著諸多挑戰(zhàn)。因此，本研究旨在通過(guò)探索創(chuàng)新的教學(xué)方法，更好地適應(yīng)新工科的要求。

1 新工科視域下的教學(xué)理念

1.1 新工科的核心特征。新工科的首要特征是跨學(xué)科融合，即在工程領(lǐng)域中突破傳統(tǒng)學(xué)科的界限，積極吸納其他學(xué)科的理論和方法。在生物工程專業(yè)中，不僅要注重生命科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)，還要整合工程、信息技術(shù)、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容。通過(guò)跨學(xué)科的融合，培養(yǎng)學(xué)生具備全面的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)踐導(dǎo)向是新工科的另一個(gè)核心特征，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)等方式獲取知識(shí)和技能。在生物工程專業(yè)中，實(shí)踐導(dǎo)向的教學(xué)包括生物實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目、企業(yè)實(shí)習(xí)等。通過(guò)這種方式，學(xué)生不僅能夠更深入地理解理論知識(shí)，還能夠培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，增強(qiáng)實(shí)際操作的熟練度，為未來(lái)從事相關(guān)工作做好充分準(zhǔn)備[1]。創(chuàng)新思維是新工科的第三個(gè)核心特征，要求學(xué)生具備跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。在生物工程專業(yè)中，培養(yǎng)創(chuàng)新思維包括但不限于以下方面：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科技前沿，激發(fā)他們對(duì)未知領(lǐng)域的好奇心；鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目，培養(yǎng)獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力；提供創(chuàng)業(yè)教育，培養(yǎng)學(xué)生在創(chuàng)業(yè)和創(chuàng)新領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。

1.2 生物工程專業(yè)與新工科的契合點(diǎn)。生物工程作為新工科中的重要組成部分，其核心特點(diǎn)之一是跨學(xué)科性質(zhì)。生物工程不僅涉及到生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)，還需要整合工程學(xué)、化學(xué)、信息技術(shù)等多個(gè)學(xué)科的理論和方法。這種跨學(xué)科的特性使得生物工程專業(yè)的學(xué)生能夠更全面地理解和解決與生命相關(guān)的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生具備跨學(xué)科合作的能力，有助于他們更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的工程挑戰(zhàn)。實(shí)踐性項(xiàng)目在新工科中被視為一種重要的教學(xué)手段，而在生物工程領(lǐng)域，這種實(shí)踐性項(xiàng)目更是不可或缺的一部分。通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。在生物工程專業(yè)中，實(shí)踐性項(xiàng)目可以包括設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新型生物醫(yī)學(xué)器械、生物傳感技術(shù)、生物制藥工藝等。這樣的項(xiàng)目不僅提升了學(xué)生的實(shí)際操作能力，還培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和項(xiàng)目管理能力。創(chuàng)新思維在生物工程領(lǐng)域尤為重要。生物工程是一個(gè)不斷發(fā)展和變革的領(lǐng)域，需要工程師具備前瞻性的思考和創(chuàng)新能力。在新工科的理念下，生物工程專業(yè)更加強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，這有助于他們?cè)谖磥?lái)的職業(yè)中更好地適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)生物工程領(lǐng)域的創(chuàng)新和突破。

2 生物工程專業(yè)教學(xué)模式創(chuàng)新

2.1 課程設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)調(diào)整。為適應(yīng)新工科的要求，生物工程專業(yè)的課程設(shè)計(jì)需要引入更多跨學(xué)科的內(nèi)容。這包括與計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)工程等相關(guān)學(xué)科的交叉課程。通過(guò)引入跨學(xué)科課程，學(xué)生可以更全面地理解生物工程的背后原理，培養(yǎng)跨學(xué)科思維，提高解決問(wèn)題的能力[2]。例如，設(shè)立與生物信息學(xué)、生物傳感器、生物材料等相關(guān)的課程，使學(xué)生能夠跨足多個(gè)領(lǐng)域，獲得更為綜合的知識(shí)結(jié)構(gòu)。在新工科的教育理念下，實(shí)踐性課程是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力和解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵。因此，生物工程專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)需要增加更多的實(shí)踐性課程，例如實(shí)驗(yàn)課、工程設(shè)計(jì)課、醫(yī)療設(shè)備制作課等。這些實(shí)踐性課程應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合生物工程領(lǐng)域的實(shí)際需求，讓學(xué)生在真實(shí)場(chǎng)景中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，鍛煉實(shí)際操作能力，并培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，可以引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型課程。這類課程以實(shí)際項(xiàng)目為基礎(chǔ)，通過(guò)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作完成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)估。項(xiàng)目可以涉及到生物制藥、醫(yī)療器械設(shè)計(jì)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面，使學(xué)生能夠在實(shí)際項(xiàng)目中感受到工程實(shí)踐的復(fù)雜性和多樣性。通過(guò)這樣的課程設(shè)置，學(xué)生提高了實(shí)際項(xiàng)目管理能力，同時(shí)培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，以更好適應(yīng)未來(lái)工作的需求。

2.2 教學(xué)方法創(chuàng)新。在生物工程專業(yè)中，引入問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)，可以通過(guò)提出實(shí)際工程問(wèn)題或復(fù)雜生物工程案例，讓學(xué)生圍繞這些問(wèn)題展開(kāi)研究和學(xué)習(xí)。這種方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，激發(fā)他們的好奇心和求知欲。通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生不僅能夠深入理解課程知識(shí)，還能夠培養(yǎng)獨(dú)立思考和問(wèn)題解決的能力，提高他們?cè)诠こ填I(lǐng)域的綜合素養(yǎng)。小組合作學(xué)習(xí)是一種強(qiáng)調(diào)學(xué)生協(xié)作和團(tuán)隊(duì)工作的教學(xué)方法。在生物工程專業(yè)中，可以通過(guò)組建小組，讓學(xué)生共同參與實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和解決復(fù)雜問(wèn)題。小組合作學(xué)習(xí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通能力。生物工程領(lǐng)域通常需要多學(xué)科的交叉合作，因此通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠更好地適應(yīng)未來(lái)工作中的跨學(xué)科合作環(huán)境。同時(shí)，學(xué)生在小組中分工合作，共同解決實(shí)際問(wèn)題，有助于培養(yǎng)實(shí)際項(xiàng)目管理和領(lǐng)導(dǎo)能力[3]。案例分析與解決是一種將理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合的教學(xué)方法。在生物工程專業(yè)教學(xué)中，通過(guò)引入生物工程領(lǐng)域的實(shí)際案例，讓學(xué)生進(jìn)行深入分析和解決問(wèn)題。這種方法有助于學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際情境中，培養(yǎng)他們的問(wèn)題識(shí)別和解決能力。通過(guò)案例分析，學(xué)生能夠更好地理解生物工程領(lǐng)域的倫理、法規(guī)等方面的問(wèn)題，提高他們的綜合素養(yǎng)。

2.3 實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的優(yōu)化。為了保持生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的前沿性和實(shí)用性，引入先進(jìn)技術(shù)設(shè)備是必不可少的，這包括但不限于生物傳感技術(shù)、基因編輯工具、生物信息學(xué)分析平臺(tái)等。通過(guò)引入這些先進(jìn)設(shè)備，學(xué)生能夠接觸到最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法，更好地了解生物工程領(lǐng)域的最新進(jìn)展。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)備的引入也有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作和維護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的能力，提高他們?cè)谖磥?lái)工程實(shí)踐中的實(shí)際應(yīng)用能力。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室教學(xué)還需要將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與自主研究結(jié)合起來(lái)，不僅僅是按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生還應(yīng)當(dāng)有機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行自主研究。這可以通過(guò)設(shè)定開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣和目標(biāo)選擇研究方向，進(jìn)行獨(dú)立或小組合作的實(shí)驗(yàn)研究。這種方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)提升他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析能力。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，實(shí)驗(yàn)室教學(xué)可以引入與工業(yè)界合作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生接觸到真實(shí)的工程問(wèn)題，了解工業(yè)界的需求和標(biāo)準(zhǔn)，幫助學(xué)生更好地理解理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用之間的聯(lián)系，提高他們的職業(yè)素養(yǎng)。此外，與工業(yè)界合作還能夠?yàn)閷W(xué)生提供與專業(yè)人士互動(dòng)的機(jī)會(huì)，拓展他們的職業(yè)網(wǎng)絡(luò)，并為畢業(yè)后的就業(yè)或?qū)嵙?xí)奠定基礎(chǔ)。

3 人才培養(yǎng)模式的優(yōu)化

3.1 實(shí)習(xí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目是生物工程專業(yè)實(shí)習(xí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的重要組成部分。通過(guò)與工業(yè)界的合作，學(xué)生能夠?qū)⒃谡n堂學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工程項(xiàng)目中，提升實(shí)際操作能力，并更好地了解行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。建立產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目有著多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，例如學(xué)生通過(guò)參與產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目，能夠深入了解實(shí)際工程項(xiàng)目，增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高在實(shí)際工作中的適應(yīng)能力；通過(guò)與工業(yè)界的合作，產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目更容易保持與行業(yè)發(fā)展的同步，確保學(xué)生獲得的知識(shí)和技能符合實(shí)際用途；學(xué)生能夠接觸到行業(yè)內(nèi)最新的技術(shù)、設(shè)備和工程方法，促使他們保持對(duì)領(lǐng)域的敏感性和前瞻性。并且與企業(yè)建立聯(lián)系有助于學(xué)生找到潛在的就業(yè)機(jī)會(huì)，為他們的職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)基地的建設(shè)和拓展是為學(xué)生提供更廣泛實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的關(guān)鍵，這包括建立與工業(yè)界合作的實(shí)習(xí)基地，確保學(xué)生能夠在真實(shí)的工作環(huán)境中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。與生物工程領(lǐng)域的公司、研究機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系，以確保學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中能夠積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保實(shí)習(xí)基地具備先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施和工程工具。建立由專業(yè)人士組成的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，為學(xué)生提供指導(dǎo)，幫助他們更好地融入實(shí)際工程團(tuán)隊(duì)，確保實(shí)習(xí)基地能夠提供多樣性的實(shí)習(xí)項(xiàng)目，覆蓋生物工程的各個(gè)領(lǐng)域，以滿足不同學(xué)生的興趣和發(fā)展需求。

3.2 跨界人才培養(yǎng)。除了專業(yè)知識(shí)和技能，學(xué)生還需要具備一系列的職業(yè)素養(yǎng)，以更好地適應(yīng)不同行業(yè)和工作環(huán)境。在生物工程專業(yè)中，職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)包括多個(gè)方面，例如培養(yǎng)學(xué)生良好的溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，使其能夠有效地與不同背景和專業(yè)的團(tuán)隊(duì)成員協(xié)同工作；培養(yǎng)其在未來(lái)的工程項(xiàng)目中擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)的潛力；強(qiáng)調(diào)職業(yè)操守和倫理觀念，確保學(xué)生在工程實(shí)踐中能夠誠(chéng)實(shí)守信、負(fù)責(zé)任；鼓勵(lì)學(xué)生培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和持續(xù)創(chuàng)新的習(xí)慣，以適應(yīng)工程領(lǐng)域的快速發(fā)展；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，使其在實(shí)際工程項(xiàng)目中能夠作出明智的決策。為了培養(yǎng)更全面的跨界人才，可以引入跨專業(yè)交叉培養(yǎng)項(xiàng)目。這種項(xiàng)目將不同專業(yè)的學(xué)生組成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，共同解決涉及多個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜問(wèn)題。學(xué)生有機(jī)會(huì)合作解決生物信息學(xué)、計(jì)算生物學(xué)等交叉領(lǐng)域的問(wèn)題，提高其在計(jì)算機(jī)科學(xué)與生物工程專業(yè)的綜合能力。將生物工程與材料科學(xué)結(jié)合，促使學(xué)生在兩個(gè)領(lǐng)域中都具備專業(yè)知識(shí)[4]。引入商業(yè)管理的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生在未來(lái)創(chuàng)業(yè)或從事項(xiàng)目管理時(shí)的商業(yè)智慧。結(jié)合環(huán)境科學(xué)的知識(shí)，共同解決生物工程在環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展方面的問(wèn)題。通過(guò)跨專業(yè)交叉培養(yǎng)項(xiàng)目，學(xué)生能夠深化對(duì)多個(gè)領(lǐng)域的了解，培養(yǎng)綜合素養(yǎng)，提高解決跨學(xué)科問(wèn)題的能力，更好地適應(yīng)未來(lái)工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

3.3 創(chuàng)新能力培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力需要引導(dǎo)他們參與科研項(xiàng)目，深入研究生物工程領(lǐng)域的前沿問(wèn)題。提供有經(jīng)驗(yàn)的導(dǎo)師指導(dǎo)，幫助學(xué)生選擇合適的研究方向，確保他們?cè)诳蒲许?xiàng)目中能夠有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。鼓勵(lì)學(xué)生親身參與實(shí)驗(yàn)室工作，培養(yǎng)實(shí)際操作能力，并引導(dǎo)他們參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)創(chuàng)新思維。引導(dǎo)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文，促使他們能夠規(guī)范表達(dá)研究成果，提高文獻(xiàn)檢索和文獻(xiàn)寫作能力。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與學(xué)術(shù)會(huì)議、研討會(huì)等，與同行交流思想，提高學(xué)術(shù)交流和表達(dá)能力。提供創(chuàng)新性的研究項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生探索未知領(lǐng)域，激發(fā)他們的創(chuàng)新精神。通過(guò)科研項(xiàng)目的參與，學(xué)生能夠在實(shí)際問(wèn)題中培養(yǎng)創(chuàng)新思維，提高獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，為將來(lái)深入研究或就業(yè)奠定基礎(chǔ)。創(chuàng)業(yè)思維的培養(yǎng)是為學(xué)生提供創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì)和培訓(xùn)，激發(fā)他們創(chuàng)業(yè)的熱情和能力[5]。引入創(chuàng)業(yè)課程和講座，讓學(xué)生了解創(chuàng)業(yè)的基本知識(shí)、流程和成功案例，培養(yǎng)他們對(duì)創(chuàng)業(yè)的興趣。為有創(chuàng)業(yè)意向的學(xué)生提供創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師，指導(dǎo)他們制定創(chuàng)業(yè)計(jì)劃，提供專業(yè)的創(chuàng)業(yè)建議。鼓勵(lì)學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，通過(guò)與其他團(tuán)隊(duì)的競(jìng)爭(zhēng)，鍛煉創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)能力。促進(jìn)與企業(yè)的合作，提供實(shí)習(xí)和實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓學(xué)生更深入地了解實(shí)際創(chuàng)業(yè)環(huán)境。