賈昭君 肖林 張超

基金項目：國家級新工科研究與實踐項目“多學(xué)科背景下的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)‘醫(yī)工融合人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（教高廳函【2018】17號）；深圳市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“基于階梯式教學(xué)與差異化課堂運用的學(xué)生評價改革”（jypj22016）；2023年中山大學(xué)校級本科教學(xué)質(zhì)量工程類項目（76190-11220011）

第一作者簡介：賈昭君（1989-），男，漢族，四川達州人，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向為骨科植介入器械、智能及仿生生物材料、生物材料表界面。

*通信作者：張超（1975-），男，漢族，河南許昌人，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，院黨委書記。研究方向為生物醫(yī)學(xué)工程。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.19.026

摘? 要：如何有效貫徹學(xué)科交叉融合理念、培養(yǎng)新時代復(fù)合型人才是當(dāng)今高校通識教育的重要命題。該文以中山大學(xué)通識課神奇的智能仿生世界課程為例，依托所在深圳校區(qū)多學(xué)科院系群優(yōu)勢及仿生學(xué)自帶跨學(xué)科育人屬性，以仿生現(xiàn)象機理、科技前沿、實際應(yīng)用為切入點，以信息化教學(xué)手段為支撐，以特色課程思政為抓手，探索基于主題模塊化進階授課、多驅(qū)動導(dǎo)向式教學(xué)、體驗式仿生設(shè)計活動和全流程綜合評價體系的通識教育課程改革，致力于培養(yǎng)具有扎實專業(yè)素養(yǎng)、開闊跨學(xué)科視野及自主源頭創(chuàng)新意識的高質(zhì)量復(fù)合型人才。該項目的經(jīng)驗可為相關(guān)通識乃至專業(yè)課程改革提供借鑒。

關(guān)鍵詞：學(xué)科交叉；仿生學(xué)；導(dǎo)向式教學(xué)；通識課程改革；復(fù)合型人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）19-0105-06

Abstract： It remains an important proposition as to how to effectively implement the concept of interdisciplinary integration and cultivate compound talents of the new era by general knowledge education in contemporary colleges and universities. This paper describes our experience and thoughts on these from the general knowledge course The Wonderful Smart Bionic World in Sun Yat-sen University， which was set up leveraging the multi-disciplinary departmental clusters of our Shenzen Campus and the born attributes of interdisciplinary education by "Bionics". Having natural phenomena and underlying mechanisms， scientific and technological frontiers， and practical applications as the pointcuts，? taking information-based teaching means as the support， and incorporating special ideological and political education elements as the gripper of thoughts， we explored the advantages of general education curriculum reform that emphasizes thematic modular advanced lessons， multi-driver-oriented teaching， experiential bionic design activities， and full-process comprehensive evaluation， striving to cultivate high-quality compound talents with solid professional qualities， broaden interdisciplinary horizons， and the awareness of independent source innovation. The experience of this project can provide reference for the reform of relevant general education and even professional courses.

Keywords： interdisc iplinary; bionics; oriented teaching; general education curriculum reform; training of compound talents

人才是第一資源。隨著我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和科技飛速發(fā)展，社會對人才的需求漸由專精型向復(fù)合型全面邁進[1]。所謂復(fù)合型人才，既要有過硬的專業(yè)知識技能，還應(yīng)具備深厚的文化底蘊、廣闊的學(xué)科視野及強烈的創(chuàng)新意識。2021年9月，習(xí)近平總書記在中央人才工作會議上強調(diào)，要走好人才自主培養(yǎng)之路……培養(yǎng)高水平復(fù)合型人才。基于學(xué)科交叉融合的通識教育是高校實現(xiàn)復(fù)合型人才自主培養(yǎng)的重要途徑[2]。有別于以專深知識技術(shù)傳授為重心的專才教育，通識教育追求“學(xué)以成人”，即將大學(xué)生作為完整的人進行知識、能力、情感領(lǐng)域全方位培養(yǎng)。立足當(dāng)下國情，高校通識課程實踐應(yīng)以我國社會、科技、經(jīng)濟和文化發(fā)展需求為導(dǎo)向，以多學(xué)科交融為“催化劑”，打破醫(yī)、工、文和理跨學(xué)科壁壘，同時以學(xué)生成長為中心，聚焦知識觀、世界觀、價值觀多維協(xié)同育人，確保所培養(yǎng)學(xué)生不僅學(xué)有所長、術(shù)有專攻，且通融識見、博學(xué)德馨，成為適應(yīng)中國特色社會主義建設(shè)時代潮流的創(chuàng)新型綜合性人才[3]。

億萬年進化為自然界創(chuàng)造出精妙的運行法則，賦予科學(xué)家、工程師、設(shè)計師們享之不竭的靈感源泉。理解自然萬物的運作模式和背后邏輯，研究、學(xué)習(xí)并模擬生物與大自然，是解決實際問題的重要有效途徑。以“師法自然”為核心旨趣的仿生學(xué)由此誕生并發(fā)展為一門交叉綜合性邊緣學(xué)科。仿生學(xué)（Bionics）一詞最早由斯蒂爾在1960年提出，泛指模仿生物原理來建造技術(shù)系統(tǒng)，或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有或類似于生物特征的科學(xué)[4]。該概念一經(jīng)問世迅速在世界范圍內(nèi)推廣，并演繹出深厚內(nèi)涵和豐富外延，幫助催生出層出不窮的技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用，如基于芒刺倒鉤發(fā)明的尼龍搭扣、基于水母發(fā)光原理制作的無源水母燈具、基于飛魚原理研制的軍用潛艇等等。時至今日，通過與各學(xué)科交叉，仿生學(xué)已有機融入軍事、機械、建筑、環(huán)境、材料、能源、醫(yī)學(xué)和經(jīng)管等諸多領(lǐng)域[2]。仿生學(xué)也為科技發(fā)展提供了新的機遇與突破口。我國科學(xué)家大量仿生相關(guān)原創(chuàng)成果榮登《自然》《科學(xué)》等頂級刊物，同時冠名“仿生”的技術(shù)和產(chǎn)品亦如雨后春筍不斷更新迭代。得益于其自帶的交叉性、科學(xué)性、趣味性和創(chuàng)造性，仿生學(xué)的“通識育人”潛力近年來開始被發(fā)掘[5]。通過關(guān)注奇妙自然現(xiàn)象并探索背后機理，可以激發(fā)學(xué)生興趣，開闊其眼界，活躍其思維；而基于需求導(dǎo)向的、由形入神的仿生設(shè)計案例學(xué)習(xí)，則能啟迪學(xué)生在思考問題和解決問題時舉一反三，乃至一通百通，提升源頭創(chuàng)新潛能，實現(xiàn)全方位育人目標(biāo)。

綜合上述考慮，筆者面向中山大學(xué)本科生開設(shè)神奇的智能仿生世界通識課，以供對仿生現(xiàn)象、原理、設(shè)計感興趣的各類院系學(xué)生選修，在“以學(xué)生成長為中心”的教學(xué)理念指導(dǎo)下，通過設(shè)計主題模塊化教學(xué)內(nèi)容，偶聯(lián)趣味科普與科技前沿，挖掘并融入特色思政元素，以及多措并舉、創(chuàng)新教學(xué)實施模式，凸顯仿生類跨學(xué)科通識課“全方位育人”優(yōu)勢，培養(yǎng)高素質(zhì)拔尖復(fù)合型人才（圖1）。

圖1? 神奇的智能仿生世界教學(xué)改革開展思路

一? 神奇的智能仿生世界通識課面臨的問題與挑戰(zhàn)

盡管跨學(xué)科通識授課已在全國高校大范圍推廣，其具體實施仍面臨諸多挑戰(zhàn)[6-7]。其中核心難題是如何在跨學(xué)科通識授課過程中明晰教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法和評價體系，以確保不同專業(yè)背景學(xué)生都能學(xué)有所獲、學(xué)以成人。這是一項系統(tǒng)工程，難以一蹴而就，需各高校任課教師在教學(xué)實踐中不斷探索、相互借鑒并反思改進。

神奇的智能仿生世界是中山大學(xué)2023年新設(shè)的一門通識選修課，其設(shè)立之初就吸引了來自電子與通信工程學(xué)院、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院、臨床醫(yī)學(xué)（深圳）和網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院等17個院系100余名各年級本科生選課（圖2），這為“仿生”主題跨學(xué)科通識教育實踐提供了堅實可行的平臺。然而筆者也意識到，選課學(xué)生專業(yè)與年級各異，前期知識儲備參差不齊，易使教學(xué)內(nèi)容在深度與廣度上眾口難調(diào)，不僅左右教學(xué)進度，還桎梏教與學(xué)良性體驗。這就要求教師多方優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，有機整合創(chuàng)新教學(xué)模式，促使學(xué)生在課堂積極思索、踴躍互動，在課余主動拓展學(xué)習(xí)相關(guān)知識。再者，仿生學(xué)涉及材料學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)和人文等多學(xué)科交叉融合，兼具廣泛性和專業(yè)性，且其知識體系錯綜復(fù)雜、更迭日新月異，導(dǎo)致可用教材和多媒體資源相對較少且內(nèi)容遲滯。當(dāng)前，國內(nèi)高等院校仿生主題課程教學(xué)多由教師結(jié)合個人專業(yè)/知識領(lǐng)域自主設(shè)計，內(nèi)容零散斑雜，湊而不合，難成統(tǒng)一學(xué)科體系，造成學(xué)生習(xí)得的知識碎片化，不利于融會貫通、構(gòu)建系統(tǒng)性思維。同時，大多教學(xué)流于簡單描述自然現(xiàn)象或科普淺薄原理，知識存在片面性和遲滯性，學(xué)生往往一知半解，未觸及知識本質(zhì)和科技前沿，不利于激發(fā)源頭創(chuàng)新活力。此外，既往經(jīng)驗提示，面向大規(guī)模班級授課，若僅采用傳統(tǒng)教師講授方式，學(xué)生無法有效參與課堂，易致其熱情受損，興趣喪失，難達到預(yù)期育人目標(biāo)。針對這些問題，本文對該門課程進行了如下教學(xué)改革探索與思考，供同行參考。

圖2? 2023學(xué)年秋季學(xué)期神奇的智能仿生世界選課學(xué)生院系

統(tǒng)計分布

二? 神奇的智能仿生世界通識課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法探索

（一）? 神奇的智能仿生世界課程內(nèi)容優(yōu)化設(shè)計

1? 教學(xué)內(nèi)容主題模塊化進階

為克服仿生類課程普遍存在的系統(tǒng)性不足、知識碎片化、內(nèi)容偏淺薄等問題，筆者結(jié)合神奇的智能仿生世界課程屬性、教學(xué)目標(biāo)、基本學(xué)情，以“現(xiàn)象—原理—設(shè)計—應(yīng)用”為邏輯線索，梳理并制定出符合深圳校區(qū)多院系群特點、具有跨學(xué)科通識育人特色的主題模塊化教學(xué)大綱（圖3），涵蓋了仿生基礎(chǔ)、仿生設(shè)計、仿生應(yīng)用三大篇章及下屬章節(jié)，圍繞“何為仿生”“如何仿生”“仿生何用”展開，形成一脈相承、層層遞進的有機整體。

圖3? 神奇的智能仿生世界主題模塊化進階教學(xué)內(nèi)容

在“基礎(chǔ)篇”，通過生動的圖片、有趣的視頻列舉大自然諸多奇異現(xiàn)象和萬物獨特之美與獨門絕技，如會“飛”的蜥蜴和魚、能“水上漂”的水黽、愛“聽音樂”的植物等等，激發(fā)學(xué)生窺生靈之百態(tài)、解天地之奧秘的本能興趣，引出仿生學(xué)基本概念。進一步地，站在學(xué)科高度，系統(tǒng)闡述仿生學(xué)歷史沿革和發(fā)展態(tài)勢，解析其學(xué)科門類、基本要素、主要原理，幫助學(xué)生認(rèn)知由零化整，體悟從淺入深。

不限于此，在接下來的“設(shè)計篇”，任課老師重點回答如何進行仿生這一進階問題。通過向?qū)W生闡述以“觀察—分析—設(shè)計—制造—評價”為流程鏈的仿生設(shè)計思路和“主動仿生”“綠色仿生”“最優(yōu)仿生”等仿生設(shè)計原則，并介紹掃描電子顯微鏡等仿生研究技術(shù)和3D打印等先進仿生制造技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生從觀察到模仿、再到創(chuàng)造的創(chuàng)新思維和實踐能力。

在“應(yīng)用篇”，課程以“需求—設(shè)計—產(chǎn)品—應(yīng)用”為邏輯線索，將仿生學(xué)基礎(chǔ)理論和仿生設(shè)計原理與具體應(yīng)用領(lǐng)域密切聯(lián)系起來，分門別類開設(shè)生產(chǎn)生活、體育競技、基礎(chǔ)建設(shè)、國防科技、能源環(huán)境和生命健康等應(yīng)用型子主題板塊，以照顧不同專業(yè)背景學(xué)生的知識架構(gòu)與學(xué)習(xí)興趣，最大程度激發(fā)其內(nèi)生學(xué)習(xí)動力并引起課堂共鳴，促使學(xué)生自主好學(xué)，學(xué)有所獲，學(xué)有所用，為今后基于仿生思路解決實際問題打下基礎(chǔ)。

2? 趣味科普與科技前沿并重

立足于學(xué)生全面發(fā)展需求，在開展趣味科普的同時，分層次耦合學(xué)科專業(yè)知識，拓展領(lǐng)域科技前沿，實現(xiàn)通?；パa融合，是跨學(xué)科通識教育改革的重要方向。為此，神奇的智能仿生世界課程在“基礎(chǔ)篇”對經(jīng)典仿生現(xiàn)象和案例進行基于圖片/視頻/實物的趣味性科普，激發(fā)學(xué)生對仿生學(xué)的興趣，并引導(dǎo)其提煉共性、歸納規(guī)律，構(gòu)建系統(tǒng)概念體。而在“設(shè)計篇”和“應(yīng)用篇”則重點結(jié)合科技雜志、期刊論文等文獻素材，分專題介紹兼具趣味性與前瞻性的各領(lǐng)域仿生設(shè)計與應(yīng)用實例，這包括“會鉆地的種子”“善規(guī)劃道路的黏菌”“能防霧的眼鏡”“不怕臟的衣服”“不怕水的膠水”“可變色的染發(fā)劑”“能自愈的微生物混凝土”“能防彈的自修復(fù)軍用油箱”“可生產(chǎn)藥物的細(xì)胞工廠”“可量身定制的人工器官”“會變形越獄的仿‘終結(jié)者機器人”“會‘爭寵撒嬌的寵物機器人”等等。具體舉例來說，在“智能仿生與生產(chǎn)生活”應(yīng)用板塊，筆者以“萬物播種之道”為專題，向?qū)W生科普牻牛兒種子利用其尾部特殊“鉆頭”自鉆地播種的奇妙原理，并延伸介紹浙江大學(xué)王冠云研究員團隊2023年發(fā)表于《自然》的關(guān)于仿生牻牛兒自鉆土播種“神器”E-seed最新研究成果[8]，引發(fā)各專業(yè)學(xué)生濃厚興趣和積極提問。又如，在“智能仿生與國防科技”應(yīng)用板塊，以“仿生機器人之智”為專題，向?qū)W生科普《終結(jié)者2：審判日》影片中液態(tài)機器人T-1000的變形越獄原理，并延伸介紹中山大學(xué)蔣樂倫教授團隊2023年關(guān)于仿海參液態(tài)金屬可相變越獄機器人設(shè)計制造及應(yīng)用研究進展[9]。通過此類趣味科普與科技前沿的耦合滲透，不僅幫助拓展視野，明析學(xué)理，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，還能培養(yǎng)從感性到理性再到悟性的創(chuàng)新思維，促進學(xué)生全面發(fā)展。

3? 特色思政元素有機融入

高校思想政治工作的核心是回答培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人及為誰培養(yǎng)人的根本問題。習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)“要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人”[10]。考慮到通識課全面育人目標(biāo)，有必要深入挖掘本課程內(nèi)在與外延特色思政元素，并有機融入具體教學(xué)內(nèi)容，通過“通識教育+德育教育”，培養(yǎng)出具有優(yōu)良思想品德、扎實專業(yè)基礎(chǔ)、深厚家國情懷的高素質(zhì)復(fù)合型人才。筆者基于對神奇的智能仿生世界課程大綱的細(xì)致梳理，從知識領(lǐng)域、情感領(lǐng)域、能力領(lǐng)域和時代使命等多維度凸顯思政育人特色，具體如下：①通過揭示自然界奇特的仿生學(xué)現(xiàn)象，增強學(xué)生尊重、認(rèn)識、學(xué)習(xí)自然的意識，提升其審美情操及對生命的敬畏心；②通過分享仿生學(xué)“諾獎”故事，激發(fā)學(xué)生孜孜不倦的科研求索熱情，培養(yǎng)其繼往開來、開拓創(chuàng)新的科研傳承精神；③通過介紹我國智能仿生領(lǐng)域科技進展，增強學(xué)生對科技強國政策的認(rèn)同感，培養(yǎng)其民族自信心、自豪感、使命感；④通過體驗式仿生設(shè)計活動，引導(dǎo)學(xué)生多維度分析問題、挖掘關(guān)鍵信息的思維方式，培養(yǎng)其理論聯(lián)系實際及團隊協(xié)作的能力。在實際授課時，教師注重?fù)Q位思考，設(shè)計出學(xué)生認(rèn)可的、便于理解的思政路徑，追求思政元素如鹽入水、潤物無聲地貫穿于有關(guān)知識環(huán)節(jié)。

（二）? 神奇的智能仿生世界課程教學(xué)實施方式和策略探索

1? 信息化手段輔助教學(xué)

身處數(shù)字時代，多媒體、互聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)在當(dāng)代教育中扮演越來越重要的角色，有效規(guī)避傳統(tǒng)教材教學(xué)形式單一、晦澀乏味等弊端，幫助調(diào)動學(xué)生求知熱情，提高教學(xué)成效。在前期實踐中，筆者綜合利用幻燈片、微視頻、在線教學(xué)平臺等信息化工具改善神奇的智能仿生世界課程教學(xué)體驗。一方面，在課件幻燈片制作時，圍繞仿生基礎(chǔ)、設(shè)計、應(yīng)用等主題版塊按章節(jié)系統(tǒng)展開，精簡文字描述以減輕學(xué)生閱讀負(fù)擔(dān)，并通過增加精美圖片和有趣動圖/視頻來吸引學(xué)生注意力，為課堂添彩。再者，通過嵌入超鏈接、錄制/剪輯視頻等方式，多方整合期刊平臺、媒體報道、共享視頻平臺和在線慕課/私播課程等優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源，打造仿生在線專題微視頻案例庫，助力學(xué)生跨學(xué)科理解仿生基本理論、典型案例設(shè)計、前沿科研成果，將專業(yè)知識立體、高效地傳授于學(xué)生。

另一方面，借助雨課堂等新興教輔工具進行課件發(fā)布、課堂考勤、課堂互動和問卷反饋，提高學(xué)生的課堂參與度，強化學(xué)習(xí)的主觀能動性，同時保證教學(xué)活動的時效性和高質(zhì)量。除此之外，筆者還積極籌備基于中山大學(xué)教務(wù)部新推出的“在線教學(xué)平臺”，推進建設(shè)神奇的智能仿生世界課程線上教學(xué)資源庫。后者作為第二課堂平臺自主運行，不僅提供課件、書籍、文獻和視頻案例庫等豐富的線上資源供課前自行預(yù)習(xí)、課后鞏固拓展，還專門設(shè)置了討論區(qū)、答疑區(qū)等互動模塊以促進學(xué)生與學(xué)生/教師間的多向交流，將學(xué)習(xí)活動從傳統(tǒng)的“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”“我要問”，實現(xiàn)學(xué)生自學(xué)成長。

2? 多驅(qū)動導(dǎo)向式教學(xué)

在教學(xué)實施過程中，為持續(xù)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，全面提升其核心素質(zhì)，筆者探索了以“興趣·需求·問題”共驅(qū)動的導(dǎo)向式教學(xué)模式（圖4）。

圖4? 多驅(qū)動導(dǎo)向式教學(xué)模式運行機制

在“基礎(chǔ)篇”，主要通過與奇妙自然現(xiàn)象相關(guān)的趣味性、生活性圖文和視頻，輔以實物教具現(xiàn)場教學(xué)，喚起學(xué)生探秘自然的本能興趣，為導(dǎo)向式教學(xué)奠定情感基礎(chǔ)。比如，通過“雞蛋殼”抗沖擊實驗現(xiàn)場解釋趙州橋“薄殼建筑”設(shè)計。在“設(shè)計篇”及“應(yīng)用篇”，則以“有趣”且“有用”為前提，以前期問卷調(diào)查為參考，精選可滿足不同學(xué)科背景同學(xué)興趣和需求的仿生實例，以呵護、滿足大學(xué)生原生好奇心和求知欲，確保其學(xué)習(xí)動機全程持續(xù)激活。在介紹智能仿生與創(chuàng)新應(yīng)用實例時，教師著重以自然現(xiàn)象、仿生原理與實際應(yīng)用三者關(guān)系為切入點，通過層層遞進的問題串開展問題導(dǎo)向式教學(xué)。比如，以蜘蛛俠“飛檐走壁”影視片段引出自然界中具有類似黏附攀爬能力的壁虎；再通過展示壁虎腳的顯微結(jié)構(gòu)，要求學(xué)生歸納其特點，并引導(dǎo)其深究這些特點與壁虎表面黏附行為的內(nèi)在關(guān)聯(lián)；不僅如此，還啟發(fā)學(xué)生發(fā)散性思考壁虎黏附與膠水黏附原理有何異同（如可逆性），并進階性思考基于壁虎黏附行為可能的仿生用途。最后，提問“人類是否能夠通過仿生壁虎實現(xiàn)飛檐走壁”并鼓勵學(xué)生大膽想象、嚴(yán)謹(jǐn)求證。該過程有助于提升學(xué)生的邏輯思辨能力，調(diào)動其創(chuàng)新積極性。

隨著學(xué)習(xí)的深入，教師鼓勵學(xué)生嘗試思考基于仿生設(shè)計原理解決日常生活或各自學(xué)科領(lǐng)域的實際應(yīng)用需求，將“解決需求的問題”轉(zhuǎn)化為“解決問題的需求”[1]。當(dāng)學(xué)生僅憑個體智能無法解決問題時，教師則組織跨學(xué)科/專業(yè)小組研討，引導(dǎo)其積極查閱文獻資料，并進行頭腦風(fēng)暴，集思廣益，探尋解決之道，以此促進課堂知識的重整運用和強化再吸收，并培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、多學(xué)科交叉解決問題的能力，實現(xiàn)知識向能力和素質(zhì)的全面升華。

3? 體驗式仿生設(shè)計活動

聚焦“以學(xué)生為中心”的通識育人理念，筆者在施教過程中，依據(jù)學(xué)生當(dāng)前知識水平和認(rèn)知規(guī)律，圍繞仿生設(shè)計與應(yīng)用主題，針對性穿插了趣味性、探究式情境互動實踐——體驗式仿生設(shè)計活動，讓學(xué)生當(dāng)課堂的主人。典型的設(shè)計活動基于“匹配卡”游戲?qū)嵤⒔逃跇?，要點如下：教師向?qū)W生發(fā)放隨機打亂的“靈感卡”和“產(chǎn)品卡”兩種類型的卡片若干張，并要求學(xué)生分組協(xié)作，在規(guī)定時間內(nèi)完成靈感卡與產(chǎn)品卡兩相匹配。其中，靈感卡正面以圖片展示某種自然現(xiàn)象或生物體（如“蝙蝠”），背面附以簡短文字介紹所關(guān)注的特征；產(chǎn)品卡則在正面印制某特定應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品或物品圖片（如“雷達”），同樣在背面附加功能性描述說明。為提高匹配效率，可將上述實物卡同步轉(zhuǎn)化為電子卡，通過線上教輔工具發(fā)放、收集，并進行結(jié)果統(tǒng)計。表1列舉了課堂部分匹配卡實例。隨著學(xué)生經(jīng)驗積累、認(rèn)知提升，教師在設(shè)計匹配卡時嘗試打破“一對一”標(biāo)準(zhǔn)答案，通過“一對多”甚至“多對多”原則來匹配靈感卡與產(chǎn)品卡，比如，“抗油污領(lǐng)帶”產(chǎn)品卡所對應(yīng)的靈感卡可能涉及“荷葉”或“蜘蛛網(wǎng)”或“水黽”；又如，“水母”靈感卡對應(yīng)的產(chǎn)品卡可能包括“浮游機器人”或“照明燈具”。通過此舉增加游戲挑戰(zhàn)度，更有效地調(diào)動小組成員的協(xié)作討論熱情，激發(fā)創(chuàng)新發(fā)散思維，培養(yǎng)綜合思辨能力?；顒舆^程中，教師巡視現(xiàn)場并通過言語提示、予以鼓勵等方式參與各組游戲，營造輕松融洽的實踐學(xué)習(xí)氛圍，同時觀察、記錄學(xué)生表現(xiàn)用于評價和改進?；顒幼詈?，結(jié)合各組匹配結(jié)果和課堂知識點進行點評、解析，引導(dǎo)學(xué)生自我反思，加深其對創(chuàng)新仿生設(shè)計的學(xué)習(xí)體悟。

4? 全流程綜合性教學(xué)評價

為克服傳統(tǒng)“以考評優(yōu)”教學(xué)評價的弊端，增強學(xué)生學(xué)習(xí)動力和整體獲得感，本課程設(shè)立綜合性教學(xué)評價體系，對學(xué)生實行全流程、過程化、差異化考核。該評價體系涵蓋日常考勤、課堂互動、仿生設(shè)計活動及期末作品。其中，期末考核要求學(xué)生結(jié)合課程所學(xué)及各自學(xué)科背景，圍繞仿生設(shè)計進行深入調(diào)研選題，并以幻燈片、書面報告、視頻和實物等形式進行作品呈現(xiàn)。既支持個人獨秀，也贊許團隊合作。其中代表性作品見表2。經(jīng)驗表明，該體系能較全面地培養(yǎng)學(xué)生的文獻調(diào)研及歸納、邏輯及創(chuàng)新思維、口頭表達和團隊合作等核心能力素質(zhì)。此外，教師還從學(xué)生的奇思妙想中獲得科研靈感，設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新/創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，已吸引各院系感興趣學(xué)生報名參與，將課堂延伸到課外，在實踐中育人。

表2? 學(xué)生完成的部分作品案例

三? 結(jié)束語

綜上所述，本文圍繞學(xué)科交叉背景下基于跨學(xué)科通識教育培養(yǎng)復(fù)合型人才的需求，以中山大學(xué)開設(shè)的神奇的智能仿生世界課程為例，深入剖析了當(dāng)前仿生類跨學(xué)科通識課程建設(shè)所面臨的問題與挑戰(zhàn)，并從優(yōu)化設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和改革教學(xué)實施角度提出了針對性舉措。在“以學(xué)生成長為中心”的教學(xué)理念指導(dǎo)下，課程以有趣的自然現(xiàn)象/原理、前沿仿生學(xué)進展、實際仿生應(yīng)用案例為切入點，基于信息化教輔手段、多驅(qū)動導(dǎo)向式教學(xué)、體驗式仿生設(shè)計活動等創(chuàng)新教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生思自然萬物之妙，享仿生設(shè)計之趣，培養(yǎng)跨學(xué)科科學(xué)視野，增強源頭創(chuàng)新意識。同時，通過挖掘特色思政元素和構(gòu)建全流程綜合評價體系，凸顯“學(xué)以成人”全面育人目標(biāo)，培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才，助力全球化背景下我國經(jīng)濟和科技跨越式發(fā)展。上述探索或為學(xué)科交叉背景下其他課程改革提供有益借鑒。

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