【文理拔尖奖励计划优秀案例】生命学院王汉杰：柔性可穿戴肠道支架构建及光遗传调控研究案例

文摘 2024-10-12 09:37 天津

案例摘要

在时代快速变革，智能化与生物化交叉融合背景下，半导体合成生物学应运而生。作为一名生物学的老师，选拔工科背景的学生，开展跨学科育人项目，致力于培养兼具多学科交叉研究能力的新型创新型人才。项目通过指导课题研究及组建跨学科团队，注重学生综合素质提高和创新能力培养，产出科研成果，为学科发展贡献力量。此案例创新跨学科教育模式，发挥教师指导作用，为未来创新型人才培养提供了范例。

培养兼具多学科交叉研究能力的创新型人才

基本信息

项目负责人：王汉杰

天津大学生命学院教授，天津大学滨海工业研究院有限公司研发中心研究员，获首届天津青年人才托举工程资助，获得国家优秀青年基金资助。主要从事合成生物学、纳米生物学和光遗传生物学等的理工医交叉研究。具体研究包括生物合成医用材料、研发生物诊疗技术，开展生命健康保障应用。首次提出“光遗传工程菌”，为相关疾病诊疗提供新方法，受到学术界及产业界积极评价和广泛关注。目前于Cell子刊等发表第一或通讯作者SCI论文80余篇，授权中国发明专利27项，获得省部级科技奖项9项（特等奖2项，一等奖6项）。

项目参与人：冯志杰

天津大学生命科学学院22级生物学博士研究生。

建设情况

学生选拔与引导

从本硕工科学生中选拔对生物学有浓厚兴趣、具备较强学习能力和创新思维的学生。与学生进行深入沟通，介绍合成生物学的发展前景和跨学科研究的重要性，激发学生的学习热情。

课程设置与学习指导

为学生制定个性化的课程学习计划，包括合成生物学、材料学、电子学等相关课程的学习。提供学习资源和指导，帮助学生掌握跨学科知识和技能。定期组织学习讨论和交流活动，促进学生之间的知识共享和思维碰撞。

课题研究与实践

基于半导体合成生物学，“工程细胞与功能半导体”深度融合的大背景，确定利用光信号，促进“工程菌与半导体”的深度融合用于疾病诊疗的相关课题。指导学生进行课题研究，包括实验设计、数据分析、结果讨论等环节。鼓励学生勇于尝试新方法和新技术，培养创新能力。组织学生参加学术会议和科研交流活动，拓宽学生的视野和思路。

特色亮点

跨学科融合培养

打破传统学科界限，将合成生物学、材料学、电子学有机融合，培养学生的综合思维和创新能力。

个性化指导

根据学生的工科背景和兴趣特点，量身定制培养方案，实现精准育人。

实践导向

以实际课题为驱动，让学生在实践中掌握多学科知识和技能，提高解决实际问题的能力。

育人成效

学生成长

学生不仅掌握了三个学科的核心知识，还具备了跨学科研究的能力和创新思维。学生的综合素质得到显著提升，包括团队协作能力、沟通表达能力、问题解决能力等。

科研成果

培养对象目前已有2篇论文以预印版形式发表，1篇专利已公开，4篇相关工作在进行。课题成果为半导体合成生物学领域的发展提供了新的思路和方法。

经验启示

在智能化与生物化交叉融合的时代背景下，教育应紧跟科技发展趋势，培养具有跨学科能力的创新型人才。高校应积极推动学科交叉融合，为学生提供更广阔的发展空间。打破传统的学科教育模式，探索多元化的育人方式。

本项目中工科背景的学生，他们的工程思维和技术能力为合成生物学等学科的融合带来新视角。同时组建由不同学科导师组成的指导团队，共同为学生提供全方位的指导。各导师发挥自身专业优势，在理论知识、实验技术、创新思维等方面给予学生支持，促进学生的全面发展。

在实施过程中，深刻体会到学科交叉融合的魅力和挑战。一方面，不同学科的碰撞为科研和教学带来了新的机遇和突破；另一方面，也需要克服学科之间的语言障碍、思维方式差异等问题。此外，学生在跨学科学习和研究中表现出的积极性和创造力让人惊喜，他们的成长和进步也激励着我们不断探索创新育人模式。

下一步发展方向

下一步将安排培养对象继续进行学科交叉研究，高质量完成课题。参加国内外前沿会议，开展学术交流，整理和发表相关研究成果。培育学生将来能够留在天大进行相关教学科研工作，为学校做出贡献。

供稿 / 生命学院

编辑 / 刘志豪

审核 / 顾雨竹

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