元 英，郝曉冉，朱旭東，陳金波，商 旋

（北京師范大學(xué)a.中國基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測協(xié)同創(chuàng)新中心；b.生命科學(xué)學(xué)院，北京 100875）

0 引言

建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科（簡稱“雙一流”建設(shè)），是黨中央、國務(wù)院作出的重大戰(zhàn)略決策，也是我國高等教育領(lǐng)域繼“211”“985”之后的又一國家戰(zhàn)略，有利于提升我國高等教育綜合實力和國際競爭力，為實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標(biāo)和中華民族偉大復(fù)興的中國夢提供有力支撐。如何實現(xiàn)和推進“雙一流”建設(shè)，是新時代高校迫切需要研究和解決的問題［1］。結(jié)合國內(nèi)外高等教育發(fā)展經(jīng)驗和我國“雙一流”建設(shè)面臨的形勢與任務(wù)可以發(fā)現(xiàn)，積極開展交叉學(xué)科教育與研究，培養(yǎng)交叉學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才是我國“雙一流”建設(shè)的重要環(huán)節(jié)［2］。本文以我校為例提出了推動交叉學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的措施，并探討交叉學(xué)科培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的實踐。

1 學(xué)校交叉學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的背景

在全球知識融合的浪潮中，交叉學(xué)科由于符合學(xué)科發(fā)展的新趨勢，能夠滿足科技發(fā)展和社會進步的新需求而得到了蓬勃發(fā)展。從全球范圍內(nèi)的科技創(chuàng)新與學(xué)科關(guān)系來看，影響社會發(fā)展的重大原創(chuàng)性成果大都是學(xué)科前沿和學(xué)科交叉融合的結(jié)果［3］。據(jù)統(tǒng)計，在近百年來的諾貝爾獎中，有近半成果屬于交叉學(xué)科研究［4］。隨著交叉學(xué)科的飛速發(fā)展，國外一流大學(xué)逐漸發(fā)現(xiàn)交叉學(xué)科具有跨學(xué)科性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的特點，有利于拓寬學(xué)生的知識視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提升學(xué)生的實踐能力，契合新時代培養(yǎng)復(fù)合型人才的迫切需要，是培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的關(guān)鍵之路。近年來，國外一流大學(xué)持續(xù)增加交叉學(xué)科領(lǐng)域的教育投入，形成了較為成熟的交叉學(xué)科人才培養(yǎng)模式，已經(jīng)成為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的主渠道［5-6］。

相比而言，我國高校交叉學(xué)科人才培養(yǎng)進展緩慢［7］。為了解決這一問題，近年來，我國政府頒布了多項政策促進交叉學(xué)科的發(fā)展與人才培養(yǎng)。例如，2016 年，教育部提出要“鼓勵高校自主開展高水平交叉學(xué)科研究”［8］；2017 年，《統(tǒng)籌推進世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)實施辦法（暫行）》指出要“突出學(xué)科交叉融合和協(xié)同創(chuàng)新”“鼓勵新興學(xué)科、交叉學(xué)科”［9］。在此背景下，我國許多高校結(jié)合自身特點，嘗試在交叉學(xué)科研究與創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面做了一些工作，例如，開設(shè)跨院系跨專業(yè)課程、設(shè)置交叉學(xué)科研究機構(gòu)或組織等［10］，但仍存在很多問題，例如，如何打破學(xué)科壁壘實施交叉學(xué)科人才培養(yǎng)項目；如何統(tǒng)籌協(xié)調(diào)相關(guān)院系有效實施交叉學(xué)科人才培養(yǎng)方案［5］。這些問題都使我國交叉學(xué)科人才培養(yǎng)舉步維艱。

基于我國高校交叉學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)的現(xiàn)實情況，我校積極嘗試探索培養(yǎng)交叉學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才之路。近年來，學(xué)校進一步明確了建設(shè)“綜合性、研究型、教師教育領(lǐng)先的中國特色世界一流大學(xué)”的辦學(xué)定位，提出了“三步走”的戰(zhàn)略構(gòu)想，明確到本世紀(jì)中葉進入世界一流大學(xué)前列［11］。當(dāng)前，學(xué)校正著力構(gòu)建“高原支撐、高峰引領(lǐng)”的學(xué)科發(fā)展體系和“一體兩翼”的辦學(xué)格局，不斷深化綜合改革，推進各項事業(yè)發(fā)展。2017 年，學(xué)校公布了《北京師范大學(xué)一流大學(xué)建設(shè)高校建設(shè)方案》，指出要“實施高原計劃，著力構(gòu)筑六大學(xué)科群”，重點建設(shè)數(shù)理化、天地生、文史哲等組成的基礎(chǔ)學(xué)科群，初步形成科教融合、文理協(xié)同的特色創(chuàng)新體系［12］。2018 年，學(xué)校還啟動了學(xué)科交叉基金項目申報工作，以期促進跨學(xué)科合作，營造多學(xué)科交叉融合的氛圍。在此背景下，借助學(xué)校自身的多學(xué)科優(yōu)勢，借助國際遺傳工程機器大賽（International Genetically Engineered Machine Competition，iGEM），嘗試探索交叉學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的發(fā)展道路。

2 學(xué)校的創(chuàng)新探索與實踐

iGEM是我校交叉學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一種嘗試。之所以選擇iGEM，是因為：①iGEM 是以合成生物學(xué)為核心的多學(xué)科交叉國際級賽事，目前已成為最具影響力的世界級大學(xué)生學(xué)術(shù)競賽之一，吸引了全球五大洲30 多個國家和地區(qū)的300 多支隊伍踴躍參賽，包括哈佛大學(xué)、牛津大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、劍橋大學(xué)等多所世界知名高校。②iGEM競賽要求每支團隊利用標(biāo)準(zhǔn)的可替換部件（standard biological parts，也稱為BioBricks）來構(gòu)建基因回路和人工生命系統(tǒng)，建立有效的數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)對精致復(fù)雜人工生物系統(tǒng)（artificial biosystem）的預(yù)測、操縱和測量。項目分為生物學(xué)濕實驗、數(shù)據(jù)建模、human

practices、美工和Wiki等4 個模塊，要求多個學(xué)科背景的學(xué)生從多個角度協(xié)同完成。③iGEM提倡“誠信”的競技精神，弘揚“尊重、誠實、頌揚、協(xié)作、努力、優(yōu)秀”的價值理念，與我國創(chuàng)新人才培養(yǎng)的核心理念不謀而合［13-14］。因此，我校借助于iGEM 競賽學(xué)科交叉的優(yōu)勢，在依托多學(xué)科解決合成生物問題的同時，嘗試推動學(xué)科的交叉和融合，進行了一系列的改革與創(chuàng)新，激發(fā)和釋放學(xué)科發(fā)展的內(nèi)在動力和活力。具體的探索性實踐主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 建立科學(xué)的團隊運行模式

為了更好地選拔iGEM 團隊成員，學(xué)校建立了科學(xué)、透明的選拔機制。比如，學(xué)生需要填寫信息采集表，包括自身專長、時間投入等信息。經(jīng)過初步篩選，學(xué)校會采取小組面試的方式進一步選拔，面試內(nèi)容圍繞學(xué)生提交的項目規(guī)劃書和個人論文展開。首先學(xué)生要對項目規(guī)劃書進行簡單講解，內(nèi)容包括項目意義、擬解決的問題、項目設(shè)計等方面，之后評委會針對項目規(guī)劃書、個人論文及iGEM 相關(guān)知識對學(xué)生進行提問。綜合學(xué)生的綜合表現(xiàn)，評委確定最終入選團隊成員的名單。

團隊成員確定以后，學(xué)校以興趣小組的形式創(chuàng)新團隊運行模式，保障團隊發(fā)展的延續(xù)性和穩(wěn)定性。在隊伍管理方面，學(xué)校制定了BNU-China iGEM 隊伍管理辦法、BNU-China iGEM Handbook、創(chuàng)新實驗室日常行為規(guī)范、隊員評價標(biāo)準(zhǔn)等一系列規(guī)章制度，對團隊架構(gòu)、常務(wù)管理、考核評價、設(shè)備使用與維護等方面進行了詳細規(guī)定，并實行隊員流動性淘汰機制。在人員配備方面，針對iGEM項目模塊，團隊配備1 名隊長負責(zé)項目總體監(jiān)督與管理，1～3 名副隊長分別負責(zé)各個模塊的工作安排及協(xié)調(diào)溝通。每個模塊都有模塊負責(zé)人及3 或4 名成員。在會議制度方面，團隊實施每周召開例會，每兩周召開一次大組會，成員向指導(dǎo)教師匯報工作進展并討論下一步工作重點，以保證課題的順利進展，同時項目管理導(dǎo)師對例會與項目進展情況進行動態(tài)管理，隨時關(guān)注團隊成員的狀態(tài)，保障團隊的活力。

2.2 納入學(xué)分認證體系

2013 年，學(xué)校發(fā)布了人才培養(yǎng)質(zhì)量提升計劃，規(guī)定“強化專業(yè)實踐與社會服務(wù)、加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和就業(yè)指導(dǎo)服務(wù)”，要將社會實踐、志愿服務(wù)、科研競賽等納入實踐教學(xué)學(xué)分。在此背景下，生命科學(xué)學(xué)院著力建設(shè)iGEM學(xué)術(shù)科技課程，并將其納入科研訓(xùn)練與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)這一必修學(xué)分認證體系中，以課程為載體進行競賽的介紹、講解、選聘、訓(xùn)練與指導(dǎo)，完整參與該課程的學(xué)生可獲得1 個學(xué)分，同時根據(jù)學(xué)生的參與程度、對項目的貢獻程度以及項目成果的獲獎結(jié)果，學(xué)生最高可獲得5 分的保研加分。

隨著iGEM項目影響力的逐漸擴大，團隊成員日益多元化，囊括了生命科學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機、物理、化學(xué)、地理和心理學(xué)等多個部、院、系，并且出現(xiàn)了“同輩效應(yīng)”，即學(xué)生參加完之后，會介紹師弟師妹加入的現(xiàn)象。針對這一現(xiàn)象，經(jīng)過多次溝通，目前已經(jīng)有化學(xué)學(xué)院、信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、物理學(xué)系等院系也將學(xué)生參與iGEM項目作為保研加分項。因此，每年報名參加iGEM項目的學(xué)生數(shù)量越來越多，保證了團隊成員的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 搭建“六位一體”指導(dǎo)團隊

生命科學(xué)學(xué)院作為iGEM 項目的主要負責(zé)單位，積極協(xié)調(diào)與融合不同學(xué)科的師資力量，建立了科學(xué)、規(guī)范、靈活的交叉學(xué)科研究團隊。在充分尊重學(xué)生主體地位的基礎(chǔ)上，學(xué)院創(chuàng)新組織架構(gòu)，搭建“教學(xué)管理—學(xué)生工作—導(dǎo)師—實驗教師—研究生—校外專家”六位一體的項目指導(dǎo)團隊，形成了多方聯(lián)動、分工明確、結(jié)構(gòu)合理的支撐體系。其中，教學(xué)副院長擔(dān)任項目總協(xié)調(diào)，負責(zé)項目整體的運行；學(xué)院分黨委副書記擔(dān)任項目管理導(dǎo)師，負責(zé)團隊培育、文化建設(shè)等；聘請兩名專任教師擔(dān)任項目學(xué)術(shù)導(dǎo)師，負責(zé)專業(yè)指導(dǎo)；聘請實驗教師擔(dān)任項目管理員，負責(zé)技術(shù)支持；招募博士研究生作為項目助理，負責(zé)日常輔導(dǎo)；聘請校外專家作為項目顧問，提供技術(shù)與政策咨詢。項目指導(dǎo)團隊教師的工作量納入績效考核，極大地激發(fā)了教師的工作積極性。此外，注重對學(xué)生進行多專業(yè)、多學(xué)科的引導(dǎo)，積極開展院際、校際和國際交流與合作。

2.4 提供保障性條件支撐項目發(fā)展

為保障iGEM 項目的持久發(fā)展，自2015 年起，生命科學(xué)學(xué)院提供了相應(yīng)的保障性條件作為支撐。學(xué)院設(shè)立了專門的科研創(chuàng)新實驗室，占地92 m2，擁有60 臺中小型儀器設(shè)備，總價值約130 萬元，以及40 多種前沿科研書籍，總價值約24 萬元；建立了創(chuàng)新實驗室菌種庫、技術(shù)手冊和培訓(xùn)資料庫，整合教學(xué)資源實現(xiàn)信息化管理服務(wù)平臺；積極打造iGEM網(wǎng)站、創(chuàng)新思維科研訓(xùn)練平臺、虛擬仿真實驗等新媒體組成的科研創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)信息化平臺，以期實現(xiàn)在線報名、預(yù)約儀器、在線查詢（菌種、儀器、耗材、培訓(xùn)資料等資源）、在線交流（包括和往屆隊員交流）、實驗記錄、思維訓(xùn)練等功能，適應(yīng)信息化社會對教育發(fā)展的新要求，實時更新教學(xué)信息、簡化辦事程序，為iGEM 項目發(fā)展提供更好的服務(wù)。此外，學(xué)院每年從中央教改項目“基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)試驗計劃”中撥出一大部分專項經(jīng)費用于iGEM項目實驗運行及學(xué)術(shù)交流，積極資助學(xué)生參加一年一度的國際比賽交流，為學(xué)生提供在國際科研社區(qū)中展示其學(xué)術(shù)活動的平臺和機會，使學(xué)生能夠了解其他國家同輩的學(xué)習(xí)和研究情況，開拓國際視野。

2.5 iGEM項目的延伸和擴展—“能動計劃”

鑒于iGEM項目的成效及對交叉學(xué)科人才培養(yǎng)所起到的重要作用，自2018 年開始，生命科學(xué)學(xué)院借鑒iGEM競賽的組織方式和管理經(jīng)驗，以塑造拔尖創(chuàng)新人才創(chuàng)新素質(zhì)為目標(biāo)，以研究性教學(xué)和教學(xué)科研互動為理念，借助學(xué)校拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)特殊政策，依托國家、教育部和北京市重點實驗室和國家重點學(xué)科等豐富的科研資源和院士、長江學(xué)者、杰出青年基金獲得者、教學(xué)名師等高水平的“首席導(dǎo)師＋指導(dǎo)團隊”師資及其研究項目與實驗室平臺，以生物學(xué)勵耘班為主體，尊重學(xué)生的能力差異和興趣取向，激發(fā)引導(dǎo)學(xué)生自主探索和學(xué)習(xí)，采取一種最大程度發(fā)揮學(xué)生自主能動性的科研訓(xùn)練教學(xué)方法，取名為“能動計劃”（Self-Guided

Project），旨在讓學(xué)生相對自主地、系統(tǒng)地參與并在規(guī)定時間內(nèi)完成一個自主選題的研究課題（包括基礎(chǔ)實驗課程自主設(shè)計部分、科研訓(xùn)練與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、畢業(yè)論文設(shè)計、北京市生物競賽、全國大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、國際遺傳機器工程大賽等）的全部過程。課題實施主要包括：通過前期調(diào)研，確定選題方向；學(xué)生自主組成跨年級、跨學(xué)科的研究團隊；自主選題并在規(guī)定時間內(nèi)相對獨立地完成一個具體研究課題；交流與成果的國內(nèi)國際化展示。整個過程中指導(dǎo)教師不直接參與具體課題確定、實驗設(shè)計，所起的作用在于方向引導(dǎo)、可行性的把握、錯誤排除、技術(shù)方法指導(dǎo)、和疑難解答等輔佐工作，從而建設(shè)一套以學(xué)生為主體的培養(yǎng)方式。

3 總結(jié)與思考

2014 年至今，我校借助iGEM 項目在交叉學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面已初步形成獨具特色的人才培養(yǎng)模式，并取得了一定成績。學(xué)校獲得了2 金2 銀1 銅的好成績，同時充分調(diào)動起了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動性，不僅激發(fā)了學(xué)生對科學(xué)研究的興趣，使學(xué)生學(xué)習(xí)到新的實驗技能，而且增強了學(xué)生的團隊合作意識和能力，提高了學(xué)生樂于分享、樂于助人的能力，最重要的是使學(xué)生將課本知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，有助于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能的發(fā)展。近5 年來，團隊成員經(jīng)過交叉學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，已經(jīng)展現(xiàn)出科技創(chuàng)新的潛質(zhì)。87.5%的團隊成員先后進入耶魯大學(xué)、南加利福尼亞州大學(xué)、英國帝國理工學(xué)院、多倫多大學(xué)、倫敦大學(xué)等國外著名學(xué)府及中國科學(xué)院、清華大學(xué)、北京大學(xué)等國內(nèi)頂尖高校繼續(xù)深造。

在實踐過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些亟待改進的問題，例如在項目進程中，學(xué)生容易產(chǎn)生為了比賽而比賽的心理，目的性較強，很難將項目與國家發(fā)展需求進行持續(xù)、有效地對接。如果想要使學(xué)生在整個競賽準(zhǔn)備過程中始終保持很高的積極性，將學(xué)術(shù)科研項目與社會需求緊密結(jié)合，將項目轉(zhuǎn)化成解決社會難題、對社會非常有意義可能是值得探索的路徑之一。具體來說，就是應(yīng)該思考如何使Human Practices 模塊執(zhí)行起來更加有條理、有意義，使學(xué)生能夠通過這些活動真正地了解社會現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)社會需求，從而更好地從問題出發(fā)設(shè)計項目。在此過程中，學(xué)校一方面可以通過加強團隊文化建設(shè)，將學(xué)術(shù)科研項目與社會需求緊密結(jié)合，讓學(xué)生與新時代共同前進，在學(xué)術(shù)科研中釋放青春激情，求真學(xué)問，練真本領(lǐng)，不辱時代使命，不負人民期望；另一方面，考慮到項目所涉及的倫理學(xué)、環(huán)境影響、相關(guān)法律、安全性、風(fēng)險評估等各方面內(nèi)容，需要采用問卷調(diào)查、訪談等方式來獲取信息，那么后續(xù)可以聘請相關(guān)專業(yè)教師對學(xué)生進行相關(guān)技能培訓(xùn)，使項目執(zhí)行更加規(guī)范有效，獲得的數(shù)據(jù)也更加客觀真實，為科研項目與社會需求緊密結(jié)合奠定基礎(chǔ)。另外，隨著項目的不斷推進，還發(fā)現(xiàn)建立合理、有效的評價機制是保證交叉學(xué)科人才培養(yǎng)項目永葆活力的關(guān)鍵。由于交叉學(xué)科涉及跨院系，在研究成果署名、科研經(jīng)費支出、知識產(chǎn)權(quán)歸屬等問題，學(xué)校應(yīng)建立合理的評價機制，積極探索交叉學(xué)科研究人員的績效評價及流動機制，保障交叉學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新和交叉學(xué)科人才培養(yǎng)的順利進行。