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“世界一流人才”是怎样炼成的
发表时间: 2017-04-13 17:12:28 点击次数:

3月10日,天津大学两篇关于基因组人工设计合成的研究长文同时登上了《科学》杂志的封面,而且两篇文章的第一作者均是两位年轻的博士研究生。

并且,这两篇文章还分别拥有“半页纸”的共同作者:一篇46位,一篇93位,其中三分之二以上是90后的天津大学硕士研究生,甚至是本科生。

这些让人惊叹连连的科研成果和人才培养成绩的取得,正是得益于天津大学独特的人才培养机制和理念。


  开设“制砖”课程

如何培养学生的创新思维,让他们熟悉合成生物学领域的前沿问题,将理论化为实际应用操作,是元英进教授在教学中一直考虑的问题。作为天津大学合成生物学团队负责人、两篇《科学》封面论文的唯一通讯作者,元英进思考最多的是如何能引导青年学生沉下心来做研究。

正是在做这项研究的国际合作中,国外的“BAG(Build A Genome)课程”让元英进眼前一亮。这个课程的特点就像盖房子:先带着学生烧制出合成生物学研究用的砖头,再使用多种方法将砖组装成预制板,最后再利用预制板按照一定规则建完整的房子。正是这个看起来像制作“砖头”的课程,解决了他一直思考的教学问题:培育学生发现和解决问题的创新思维才能,用理论指导应用,引导学生熟悉合成生物学领域的诸多前沿科学问题。2012年,元英进将这个课程引入天津大学,开设了自己的BAG课程——“合成基因组”课程。

“合成基因组”课程由理论课和实验课两部分组成。两部分课程一是主要讲解理论知识,二是指导学生将经典理论知识和具体应用联系起来。为了确保“合成基因组”课程的实验效率和成果,课程采取了3种策略:通过标准化实验流程和操作手册训练学生如何使用仪器设备和学会最基础的实验操作;学生各小组内部和小组之间定期召开实验室组会进行“头脑风暴”,汇总实验进展、分享实验中产生的新想法、解决实验中产生的难题;还有专家、教师组成的委员会在研究的各个阶段向学生提供必要建议。

获取最新鲜的实验数据,第一时间发现实验瓶颈,然后苦思冥想解决办法,“合成基因组”课程中的实验教学让学生在现实情境中体验和理解学科知识,激发了学习兴趣。正是这样一种先进的培养机制,使谢泽雄这样的年轻人成长为科技创新的排头兵。

  交流竞赛两手抓

2006年,元英进得知美国麻省理工学院有一个国际遗传工程机器大赛,是基于合成生物学这样一个学科,通过比赛让学生们做成一些标准化的元器件,然后用元器件再实现一些生物上的功能。这引起了元英进极大的兴趣,他发现这个参赛过程的两个要素正是中国学生的短板:“头脑风暴”式的讨论研究、发现问题和解决问题的能力。于是,从2007年起,他开始派出学生团队正式参加比赛。

“竞赛不同于日常的理论学习,它不仅需要对知识的获取,更需要自己去灵活运用和创造。我觉得知识的魅力不在于它本身是什么,而在于它应用、实现和推广的过程。这些都可以在竞赛中找到,从一开始苦思冥想地寻找思路和突破点,到之后如何具体实现,再到初步实现后又该如何创新、优化及推广。”曾获得过国际遗传工程机器大赛金奖的天津大学化工学院本科生余海鹏这样回忆道。10年来,通过每年组织学生参加国际遗传工程机器大赛,天津大学为合成生物学领域培养了大批青年人,有的参赛学生如今已入选国家青年千人计划。

元英进教授的课题组与纽约大学、约翰霍普金斯大学、麻省理工大学、密歇根大学、爱丁堡大学、南洋理工大学等多所国际一流大学进行了硕士和博士的联合培养和交流。课题组每年都会向这些大学派出访问学者和博士生。

早在2012年,元英进实验室的研究生林秋卉和贾斌就被公派到美国霍普金斯大学交流学习,他们还将系统化的多层级DNA合成技术带回了天大的实验室,极大地提升了基础实验操作的效率。2016年3月,化工学院2014级硕博连读生、另一篇《科学》论文的第一作者吴毅赴美国霍普金斯大学,讲授本科生“Build A Genome”课程,将基因组重排技术展示给霍普金斯大学的本科生,分享输出中国的科研成果。

学生“反客为主”

作为教师,元英进非常注重对青年人学习主动性和发现问题、解决问题能力的培养。“虽然在实验室做实验、自主学习很辛苦,但我在课堂上给其他同学甚至元教授讲解、交流的经历,在迅速拓宽视野的同时也给了我很大的自信心和好奇心,这又促使我更主动地不断深入学习和研究。”化工学院2016级研究生刘悦很享受天大这种让学生自主科研的氛围。

这次的酵母基因组人工设计合成研究,天津大学合成生物学团队坚持了10年。10年漫漫长路中有无数的难关要攻破,中途却不会有任何鲜花和掌声。有过研究了很长时间仍然没有突破性进展的情况,其间也有很多人离开,只有少部分人一直坚持到了最后。“我们做科研尤其是做基础研究的,收入也不是很高,最后支撑我们坚持下去的是对科学的信仰。”元英进说。

今年,谢泽雄要毕业了,他选择继续在科研领域奋战。“我已经经历过其中的寂寞和痛苦,这不仅在于有时需要单枪匹马地去克服某个未知的困难,更在于日常无数很小的寂寞有时会考验我的心性。但我坚持下来了,并且不改初心。因为我热爱我的学科,我相信它对人类的意义和价值,这是我的‘诗和远方’。”(记者储召生 通讯员 张华)

来源:2017-04-08  中国教育新闻网-中国教育报 

  

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