當“用細胞造萬物”從科幻走進現實，誰來設計肉眼不可見的“細胞工廠”，如何推動實驗室菌株跨越從實驗室到工業化量產的“死亡之谷”？這些問題，指向生物制造產業快速發展過程中日益突出的專業人才需求。

教育部日前發布《普通高等學校本科專業目錄（2026年）》，將生物制造專業列入其中。這不僅是高校專業目錄的一次簡單“擴容”，也是對全球生物技術革命與產業變革浪潮的積極回應，更是服務國家戰略、破解產業人才瓶頸的重要舉措。

服務國家戰略需求

生物制造專業的設立，是國家戰略驅動下的必然結果。

2024年政府工作報告提出，積極打造生物制造、商業航天、低空經濟等新增長引擎﹔2025年政府工作報告進一步提出，培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未來產業。“十五五”規劃綱要提出，全鏈條推動集成電路、工業母機、高端儀器、基礎軟件、先進材料、生物制造等重點領域關鍵核心技術攻關取得決定性突破。

從前沿科學概念到國家重點布局方向，生物制造已成為我國搶佔全球科技和產業競爭制高點的重要戰略支點。

戰略牽引背后，是產業發展的迫切需求。作為一種有望替代傳統石化路線的綠色生產方式，生物制造具有顯著的減排潛力。生物基產品相較於石化路線，平均減排50%至70%，是實現碳中和的關鍵路徑。同時，我國大豆自給率不足15%，通過生物制造技術實現微生物蛋白規模化生產，可構建“非耕地依賴型”蛋白供應鏈，為保障糧食安全提供重要支撐。目前，我國生物制造核心產業規模已突破1.1萬億元，生物發酵產品產量佔全球70%以上。

產業快速發展的同時，人才短缺問題也日益凸顯。天津大學原黨委書記楊賢金在調研中發現，作為生物制造核心領域的合成生物學，仍面臨頂層設計不足、中試平台短缺、高端復合型人才稀缺等制約。

“傳統的生物工程、生物技術專業，多側重於基礎研究或單元操作，培養體系難以覆蓋從‘基因設計’到‘工業放大’的全鏈條能力。”天津大學合成生物與生物制造學院副院長李炳志認為，目前產業端迫切需要兩類人才：一類是能運用合成生物學理念，從DNA層面重新設計生命系統的高端研發人才﹔另一類是懂AI算法、能操作自動化生物鑄造廠，實現細胞工廠理性設計與智能制造的復合型工程人才。

設立生物制造專業，正是為了填補這一結構性缺口，從源頭緩解產業升級中的“人才之渴”。

重構人才培養體系

生物制造專業與傳統的生物技術、生物工程專業有何不同？

天津大學合成生物與生物制造學院副研究員周嗣杰認為，傳統生物技術主要回答“如何改造生命”的問題﹔生物工程側重解決“如何放大生產”的問題﹔而生物制造則是在“設計生命”的基礎上，集成工程化、智能化手段，實現從基因藍圖到工業產品的全流程貫通。

“具體來看，生物科學側重探索生命規律，生物技術側重實驗操作與檢測分析，生物工程側重發酵放大與工藝優化。”周嗣杰解釋，生物制造則整合了合成生物學、人工智能（AI）、自動化、化工原理等多學科知識，目標是培養能獨立設計、優化和運行“細胞工廠”的復合型人才。

這一培養理念在天津大學合成生物與生物制造學院的人才培養方案中得到了清晰體現。“我們確立了‘厚基礎、強交叉、重創新’三大原則。”李炳志表示，其中，合成生物學強基班以“解碼生命、重構細胞可編程”為主線﹔雙螺旋精英班則設立“合成生物學+AI”交叉方向，學生主修合成生物學，輔修人工智能微專業。

這種將AI深度融入生物制造的課程設計，精准對接了產業對“懂生命、會設計、能制造、善用AI”人才的迫切需求。

在核心課程上，天津大學生物制造專業覆蓋“基礎理論+核心技術+工程實踐+產業應用”全鏈條，開設工業微生物設計與構建、生物反應動力學與反應器、生物分離工程與裝備、生物制造與智能控制等課程。相較於傳統專業，這一專業不再局限於單一學科的知識傳授，而是以“造物”為目標，將生物學、工程學、數據科學深度融合，體現了面向未來產業需求的學科重構。

與天津大學同時獲批全國首批生物制造本科專業的北京化工大學，也在培養方案中突出“人工智能+生物制造”的深度交叉特色。該校構建了覆蓋“基礎理論+核心技術+工程實踐+產業應用”的全鏈條課程體系：既涵蓋生物制造核心理論基礎，又注重AI賦能生物制造多尺度、全鏈條專項能力的提升。

強化實踐創新能力

與傳統工科專業不同，生物制造專業的課堂遠不止於三尺講台。作為一門面向產業需求的新工科專業，它將實驗室、中試線作為課堂，讓學生在真實的工程場景中錘煉本領。

前不久，中國科學院院士、天津大學合成生物與生物制造學院院長元英進主講“合成生物與生物制造導論”課程，帶領學生走進天津大學合成生物前沿研究院。該研究院是工業和信息化部首批生物制造中試能力建設平台之一。

沿著“基因合成與組裝區—菌種構建與篩選區—發酵與工藝優化區—工藝放大與分離區—10噸發酵平台”的完整中試鏈條，學生們直觀了解了實驗室成果如何經過小試、中試，最終走向產業化。高通量自動化菌種構建系統、全流程生物反應器集群、智能化過程控制平台等設施，也讓課本中的抽象概念轉化為觸手可及的生產力工具。

“當看到10噸級發酵罐和自動化生產線時，我才真正理解了什麼是‘從0到1’的創新突破。”一名雙螺旋精英班學生在參觀后感慨，“這不僅是一次認知升級，更讓我進一步明確了未來的職業方向。”

這樣的實地教學並非一次單獨的課程活動，而是天津大學合成生物與生物制造學院“課堂—實驗室—中試平台—產業基地”四級貫通培養體系的生動實踐。依托這一體系，學生從入學起便有機會參與產業級科研項目，在“真題真做”中提升創新能力和工程實踐能力。學院還發揮產教融合和全鏈條成果轉化優勢，建設中試熟化平台，布局生物合成全流程自動化平台、人工細胞工廠構筑平台、生物安全性評價平台。這些平台覆蓋合成生物從原始創新到產業化應用的全過程，形成“概念驗証—中試熟化—成果轉化”的完整閉環。

北京化工大學在生物制造專業建設過程中，同樣將實踐創新能力貫穿人才培養全過程。該校將產業真實課題融入課程教學和科研訓練，推行“早進課題、早進團隊、早進實驗室”的“三早”原則，鼓勵學生深度參與國家科研項目和企業委托課題，在解決實際問題的過程中提升工程實踐能力。

兩所高校對實踐教學和交叉培養的重視，正是對生物制造產業人才需求變化的積極回應。李炳志認為，生物制造專業畢業生具有較強的就業競爭力和較大的職業發展空間。在科研領域，畢業生可進入高校、科研院所，從事合成生物學、生物制造等方向的基礎研究和關鍵技術攻關﹔在產業領域，則可進入生物醫藥、合成生物學、新能源與新材料、農業與食品、檢測、環保等相關企業，從事研發、工藝優化、生產管理、質量控制等工作。

隨著生物制造專業的設立，一批兼具“生物學家視野”與“工程師素養”的復合型人才正在崛起，他們將成為撬動新質生產力發展的關鍵支點。