簡析新工科下仿生學導論在獨立學院開展的必要性

馬子乾 張恩光

摘 要：仿生學作為一門傳統與現代相結合的應用型與學術性并存的邊緣學科，完美地融合了高科技中大數據、物聯網與人工智能的特質，是我國所需的復合型人才培養的主要方向之一。同時，獨立學院作為中國的應用型大學，已經發展了近20年，將仿生學的超強應用型特質在獨立學院展開建設，對于我國應用型人才的培養有著至關重要的意義。

關鍵詞：新工科；仿生學導論；獨立學院

一、 新工科下仿生學學科在國內獨立學院建設的意義

2017年2月，教育部在全國高校積極推進新工科建設。鼓勵全國各高校大力開展新工科方面的專業高等教育強國建設，致力于培養造就一大批復合型、創新型的優秀工程科技人才，為我國產業發展和國際競爭提供有力的人才支撐。新工科專業是以大數據、云計算、人工智能、機器人等用于傳統工科專業的升級改造。

仿生學屬于生物學的一個分支，主要研究生物系統的結構、功能等，用來改進工程技術系統，非常符合教育部規定的新工科教育培養方向。路甬祥院士曾經發表了著名文章《仿生學的意義與發展》，他提出了仿生學的意義在于將地球生物體35億年所進化出來的生物體特性的偉大成果，充分并有效地應用到我們人類的生產生活中去，從而更好地幫我們提升生活品質。

在我國獨立學院的本科教育階段，目標是重點培養具有創新精神和實踐能力的應用型人才，將產教融合、校企合作相結合，為服務區域經濟社會發展提供有力的人才保證。如果將仿生學的應用性作為重點的部分在獨立學院展開建設，這將對我國應用型人才的培養有著深遠的意義。仿生學導論這門學科，主要就是詳細介紹仿生學在社會生產生活中的應用，可以很好的滿足仿生學在獨立學院進行學科交叉培養應用型學生的宗旨，充分地響應我國在新工科方面復合型應用型人才培養的偉大戰略方針。

二、 仿生學導論在獨立學院開展的主要措施

（一） 根據仿生學導論的應用型特點制定復合型人才培養方向

獨立學院的人才培養目標重點在應用型。仿生學導論所涵蓋的應用范圍非常廣泛。為了發揮應用型復合型人才的優勢，突出仿生學導論學科特色，對于獨立學院而言，培養方向應該充分結合區域內企業需求與實體經濟的發展趨勢，在新工科理念的基礎上，明確重點的應用領域，注重理論與實踐相結合。

（二） 結合新工科的精神制定教學方法和教學內容

仿生學導論學科應以應用實踐為基礎，注重理論與實踐相結合的整體思路，對教學方法和教學內容進行系統性的制定和規劃，培養學生在學習理論知識的同時，樹立靈活的應用性思維。教學方法的制定主要是將傳統的教學方法與現代科技教育相結合，利用仿生學多樣性、趣味性的學科特色，采用啟發式、開放式和互動式的教學方法，充分培養學生的創新意識和創新能力，激發學生的創新實踐和學習興趣。例如，充分利用社交網絡平臺，即時向學生分享仿生學成功的應用案例，讓學生多討論多溝通，相互分享自己好的創意和想法，培養學生養成善于思考、善于交流的學習習慣，讓不同的思想碰撞在一起，產生更多有價值的信息和創意。教學內容的制定主要是基于仿生學理論的基礎上，詳細分析仿生學幾個比較典型的應用案例，例如仿生機器人、機器動物、智能制造系統中的機械手（臂）等，讓學生學會善于觀察生活中的生物體特性，并思考如何將觀察到的這些特性應用到生活中去，充分培養學生創新與實踐的能力，真正落實應用型復合型人才的培養理念，為實體企業培養出更多的人才。

（三） 巧用仿生系統設計項目培養學生的應用創新能力

為了讓學生更好地將所學的理論知識得以應用和發揮，在學期的后幾周可以適當安排學生以小組的形式設計一些仿生學的系統模型。作為啟迪，可以給定學生一些相關的課題，也可以讓學生自由發揮，選擇自己感興趣的題目，根據課題的相似性對學生進行分組，逐步讓學生完成自己的設計理念。項目開始之前，鼓勵學生進行大量的資料檢索，了解項目背景以及當前的一些科技進展，保證學生所做的項目具有一定的前沿性和實用性。在項目設計過程中，鼓勵學生彼此多交流多討論，學會妥協和堅持，培養良好的團隊精神，充分發掘每一個學生的創新潛質和創新特點，培養學生建立自己的創新思路和創新方法，為將來工作和創業打下扎實的創新基礎。項目結束的時候，要求學生完成項目的設計報告，并制作幻燈片來展示自己的設計成果，并以每組答辯的形式來向大家介紹自己的設計理念、設計方法以及未來的展望。通過問與答的形式，充分考查學生對仿生學的認識程度和創新的能力。通過整個項目設計，不但可以讓學生充分發揮自己所學的理論知識和創新思維，也可以幫助教師進一步了解學生對仿生學的理解，為仿生學在獨立學院的實踐類課程建設奠定良好的基礎，同時可以幫助獨立學院培養優秀的應用型創新設計團隊。

三、 結論

本文闡述了在新工科的背景下，仿生學導論學科在獨立學院開展的必要性。仿生學導論是培養復合型應用型的前沿學科，可以為我國實體經濟科學的培養出一大批一流的復合型應用型人才。通過制定仿生學導論的培養方向，結合新工科背景制定教學方法和教學內容，巧用仿生學系統項目設計的思路，在獨立學院建立一套系統的、全面的復合型應用型人才培養體系，為學生將來的工作、創業打下扎實的基礎。

參考文獻：

[1]曲立杰.新工科復合型創新人才培養的思考與建議[J].經濟師，2018（2）.

[2]路甬祥.仿生學的意義與發展[J].科學中國人，2004（4）.

[3]李盛輝，孟迎軍.面向企業定制的獨立學院應用型工科人才培養模式研究[J].大學教育，2016（8）.

作者簡介：

馬子乾，張恩光，廣東省珠海市，吉林大學珠海學院機械工程學院機械電子工程系。