多途径创新促进学科交叉高质量发展

摘  要：为全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，仿生古生物学教学团队立足学科特色，加强思政导向，创新教学模式，突出课程系统性、专题性，提升课堂教学效果。同时，教师充分利用华南地区得天独厚的化石资源和新工科基础，厚植人文底蕴，注重实践培养，拓展学术视野，力求以德立人、以智启人、以体健人、以美化人、以劳塑人，“五育并举”推进自然科学高等教育高质量发展，着力为党为国培养德智体美劳全面发展的时代“新人”。

关键词：高等教育；自然科学；学科交叉；课程改革；高质量发展

中图分类号：G642      文献标志码：A           文章编号：2096-000X（2025）07-0073-04

Abstract： Following the national education policy， the Bionic Paleontology teaching team fulfils the fundamental task of cultivating morality by promoting ideological and political integrity， implementing innovative teaching methods， highlighting the systematic and thematic nature of the curriculum， and improving teaching efficiency. Furthermore， drawing on South China's unique fossil resources and its new technological base， teachers lay a solid humanistic foundation， while aiming to increase the focus on practical training and to broaden the academic horizon. We strive to enhance morality， wisdom， physical fitness， artistic education， and work ethic， and the holistic education promotes a high-quality development of higher education in natural sciences to cultivate a "new people" with a comprehensive development of morality， intelligence， physical fitness， art， and labor， for the Party and the country.

Keywords： higher education; natural sciences; interdisciplinary studies; curriculum reform; high-quality development

百年大计，教育为本；进入新时代，以中国式现代化推进中华民族伟大复兴，人才是第一资源，教育是基础支撑。习近平总书记在党的二十大报告中强调，“培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”“推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国”。这对推进新时代高等教育高质量发展，更好地为党为国“育才造士”提出了新的时代“课题”。工程技术实力是推动一个国家和民族科教、经济和社会发展各项事业的脊梁和基石；然而正因工程科学直接参与解决生产实际问题的学科属性，在当今高等教育和人才培养过程中，学生容易出现“重技术、轻理论”的状况，难以达到以自然科学和社会科学理论支撑，培养科学素养和实践能力高质量全面发展的新时代人才理想目标。而当前科学上的重大突破、新知识生长点及新兴前沿学科的产生，大多数得益于不同学科前沿知识相互交叉融合。当今社会发展所面临的重大挑战，本质上所涉及的科学领域常常具有交叉科学研究属性。近年来，教育部大力推进“四新”建设，注重深度交叉融合再出新，鼓励新工科与自然科学和人文社会科学协同发展，着力解决工程人才“狭窄于技术”的老问题。

学科划分是保持知识分类和来源的基本形式，但依照现有高校学科划分进行简单教学难以达到高标准多方向的人才培养目标。因此，建设深层次、高质量学科，形成新的交叉学科，已成为我国提升科技创新水平的必然要求和趋势。

生物力学作为一门跨学科的科学，借鉴生物学、物理学和工程学等多个领域的理论和方法，致力于研究生物体运动、形态和结构的力学规律。生物力学的发展不仅为工程科学提供了新的理论基础，还拓展了工程科学的研究领域，使工程问题的解决更加全面和深入。古生物学作为研究地球历史上生命演化和古代生物的学科，对于理解生物体结构和功能的演化过程具有重要意义。通过对古代生物的研究，可以获取生物体在漫长的进化过程中适应环境的策略和机制，为工程设计提供有益启示；例如，交叉学科仿生学（Biomimicry）作为生物力学和古生物学的结合体，借鉴自然界的设计原理，为工程创新提供了独特的灵感，促进了技术的跨越式发展。随着党和国家提出全方位向“深海·深地·深时·深空”前沿科学探索的号召，本教学团队通过针对性的教学改革，设计仿生古生物学课程，推动综合科学人才培养改革升级，使学生以跨越领域和学科的视角，以更高的层次、更广的视野认识地球和科技，整合不同过程、不同时空尺度、不同学科领域，深入了解自然与科技发展规律和应用场景。在学习过程中，充分做到以德立人、以智启人、以体健人、以美化人、以劳塑人，着力培养全面发展的时代“新人”，从以下方面切实推进高校自然科学学科“五育并举”融合教育。

一  立足学科特色，坚持在“润物无声”中立德树人，着力培养理想坚定的时代“新人”

古生物学是自然哲学的直接体现，仿生学则是对自然哲学的实际运用。通过对古生物化石的解剖学、生物力学研究进而为仿生学设计提供源源不断的灵感。这种多学科多方向的研究其精神内核符合培养德才兼备的社会主义建设者和接班人的根本要求，有利于学生增长学识、增强综合素质，涵养奋斗精神、保持探索精神，塑造健康的哲学观、自然观、世界观，促进德智体美劳全面发展，全方位助力基础科学研究探索。本教学团队坚持“立德树人”，在新时代坚持以“为党育才”“为国造士”为根本导向，使学生清晰认识学习本课程专业知识的根本目的，培养学生的道德品质、意志品质、社会责任、团队精神、时代意识和国际视野。

教师针对仿生古生物学科的历史属性和科学属性，遵循学科特色深入发掘各章节潜在的思政元素，并注重前后贯穿，做到有层次的思政教学，使思政教育与专业学习有效融合，在潜移默化中厚植家国情怀，润物无声中立德树人。一是“大”思政层次。注重从哲学思想层面对研究生进行思想梳理，自然哲学是现代自然科学的奠基，主要是思考人对于自然界的哲学问题——包括自然界和人的相互关系、人造自然和原生自然的关系、自然界的最基本规律等，将自然哲学的基本原理与马克思辩证唯物主义统一，对研究生的实际工作具有重要指导作用。特别是古生物学研究生命演化历程，其时间跨度之长，维度之广更是多数学科所不及。在教学过程中应当合理处置人与外界的关系，人作为自然演化的高等形式，在生命科学理论体系中应贯彻生命至上的理念；同时生物是自然演化的产物，应尊重生命的唯物主义的历史观，同时又需尊重人与自然的和谐共生、尊重现存生物个体的多样性，从而做到敬畏生命，敬畏自然。就生命本身而言，生命个体是复杂性和矛盾性的统一；科学思维的阶段性和螺旋式上升体现人类认识生命规律的创新性和批判性。生命科学理论体系所涉及的思政元素，为生命科学领域课程思政的实施提供了着力点和目标方向。二是“小”思政层次。在课程教学中不断渗透不同历史时期科学家所具体体现的刻苦钻研精神、科学创新精神以及他们胸怀家国、忘我付出、攻坚克难的先进事迹等，以实际事例加深学生的学习使命感、责任感，实现能力培养和责任使命强化的有机融合。通过具体实例引导学生对国家战略、制度体系的深入思考。由浅入深，根据专业特色充分挖掘其中的思政元素，围绕培养学生坚定的理想信念，以爱国主义精神为主线，系统地用中国特色社会主义理念、社会主义核心价值观、中国特色社会主义思想等内容武装学生头脑。仿生学作为工科，对国家建设发挥着积极影响，通过国家近几年的工科发展实，例如，中国青鸟工程近30年的实践中，针对软件工程化、工业化生产技术和环境开展了一系列卓有成效的研发工作，引发了中国软件工程思想和技术的启蒙与广泛推广，形成了全国性的软件工程研究热潮，促进了中国软件产业的形成，体现了社会主义制度可以集中力量办大事的优越性，让学生看到祖国的伟大，从而增强“四个自信”，提升学生的民族自豪感和政治认同感。三是“启发式”思政层次。将书本知识与生活实际紧密结合，在开展野外实践教学同时，注重发掘沿线红色资源和中华文化遗产，如古田会议会址、田螺坑土楼群、红军长征粤北纪念馆等。同时在参观的过程中以及后期报告任务中插入相关思政问题，引导学生深入思考。全面把握教学信息是合理设置问题情境的前提，需要在不同的情境下设置针对性思政问题。有机融入思政教育，切实深化学生爱国主义情感认知，引导学生思考世界、国家、社会和民族所面临的实际问题，如人类的活动是否正导致第“六”次大灭绝事件、准确理解建设社会主义生态文明的重要性等；解决“枯”学、“苦”学而不知为何而学的长期困扰，充分赋予自然基础科学时代精神和使命，增强学的责任感、使命感，着力做到以德立人，培养理想信念坚定、具有强烈使命担当的时代“新人”。

二  创新教学模式，坚持在“循循善诱”中明心启智，着力培养格物致知的时代“新人”

仿生学本身就是多方向融合，多门类交叉的学科。古生物与之融合更是扩大了仿生范围，拓宽了思路，使“新学科”更新。为了让学生团体更易于接受，教学团队结合新时代大学生团体的特点、融合时代因素，综合考察学生在道德品质、学术潜质、创新意识和实践能力等方面的表现。坚持以“学”为中心、以“学生”为主体，一改传统的我“讲”你“听”的“灌输式”教学模式，因时因势因地制宜，创新采取“线上+线下”“理论+前沿”“书本+实地”等模式，“以智启人”“以体健人”。通过互动式、探究式、沉浸式等途径，积极推进系列讲座、交流沙龙、学生论坛等交流渠道的构建，将有助于引导人文社会科学及自然科学领域的学者、学生进行有效交流，有利于推动融合，衍生创新方向。让学生成为主体充分参与探讨，在明心启智中激发学生研究探索精神，着力培养真正格物致知的时代“新人”。一是创新教学模式。在课堂教学方面，打破传统课程设计，以重要地球历史和生命演化事件为轴，选取代表性生物，探讨生存模式，推演运动力学模型。例如现在的蚂蚁大多群体生活，而在一亿年前有一种黑帝斯蚁，有着犀牛一样的角，可能为独居型；侏罗纪公园里和霸王龙在陆地一争高下的棘龙，现在又认为他们其实生活在水中；庞然大物腕龙，以他们的身体结构最大又能长到多大等热点古生物话题。打造了专题式教学模式，增强教学互动，丰富“线上+线下”的交流探讨，“以智启人”极大提高学生学习兴趣。二是贴近时代前沿。在课程教学过程中，紧跟时事和最新影视素材，适时采取“理论+前沿”的模式，加入登月探测器、仿生机器人等科技元素，使学生了解古生物学科对现代前沿仿生学的影响和启发，摆脱枯燥情绪，进一步增强学习热情，焕发基础学科新面貌。三是注重因地制宜。化石是记录地球历史的文字，更是古生物学科最具吸引力的学科特色，对化石的实地考察认知可以使学生具有直观印象，不致闭门造车。华南地区具有丰富的化石资源和地质资源，如广东丹霞山-福建泰宁为代表的“中国丹霞”获评世界自然遗产；漳州滨海火山国家地质公园是亚洲发育最好的玄武岩构造之一；南雄恐龙化石库是了解中生代生态变化的重要窗口；佛山三水盆地生物群对了解白垩纪末大灭绝及生态恢复有重要意义；深圳地区拥有媲美英吉利海峡白崖的中生代代表植物群落等。教学团队采取“书本+实地”模式，设计开发了“东西南北”四条课程实践教学路线，并因材施教确定教学主题，使学生在快乐中学习，在团队中锻炼意志品质，在“以体健人”中理论结合实际开展探究，以“理论知识+自我思考+实地探索”促进格物致知、提升综合素养。四是注重实践操作。古生物学基础在于对化石及其保存环境的研究。将其联系仿生学，其重心需要放在对化石本身结构的理解上。为此，在实地考察化石产区、采集化石的基础上。回归课堂，为了给学生以最直观且细致的生物化石结构理解，教学团队设计了化石清修体验课程。通过对三水洞庭鳜、王冠虫等化石的镜下修复体验，以最直接的方式参与到古生物复原的过程中，从一线的实践中总结生物演化规律、动力学基础，寻找设计原型以提供仿生思路。