全面培养生物学研究的后备人才

吴永革

立德树人,培养学生的家国情怀

兴趣是圆满完成一项工作最必要、最充分和最持久的条件和基础。越难完成的工作就越需要兴趣的支撑。从哲学的观点来看,兴趣是内因,是无形的动力。我们在面对一项工作时,如果没有兴趣,即便是完成得很好,也需要克服极大的心理阻力,很难长久地坚持下去。这是人的本性,也是自然规律。因此,教育应该遵循这一规律。做学问搞研究也必须合乎自己的兴趣,方可受益。基于这样的认识和理念,我在学生培养过程中特别注重对学生对生物学研究兴趣的培养,将调动和培养学生对科研的兴趣这一主线贯穿整个培养阶段。

▲ 2017年,吴永革教授(右二)被聘为“英才”导师

在培养过程中,我始终在课程中融入思政教育,把“立德树人”作为教育的根本任务,把培育和践行社会主义核心价值观有机融入整个培养过程中,秉承“先做人后做事”的原则,培养学生们的家国情怀和为祖国和社会、为科学事业勇于奉献的精神。

循循善诱,激发学生的研究兴趣

在学生培养方面,我一直坚持亲力亲为,全部的指导工作基本上都由自己亲自开展。我针对每名学生的兴趣和特点,设计个性化的培养和指导方案,将理论与实践相结合,运用丰富的教学经验调动和激发学生对生物学研究的兴趣,逐步帮助学生养成科学的思维方法,指导学生系统地学习生物学知识。我通过线上交流和面对面指导相结合的方式,为学生作学术和科普报告,录制在线课程,指导学生利用各种条件开展科研实践。

1.调动和激发学生对生物学研究的浓厚兴趣

我通过《生物化学发展简史》的报告,介绍一些生物学发展过程中的趣事和重要事件,让学生看到生物学研究有多么奇妙,激发学生探索生命世界的好奇心,激发学生对生物学研究的兴趣。科学家们从发现现象到确立学说的过程,有成功也有失败,有正确也有错误,他们百折不挠、勇于探索、追求真理的品质深深打动了学生们。

▲ 吴永革教授为学生们开设线上线下学术报告与研讨会

在《生物学研究的态度和思维——以瘦素的发现为例》的视频讲座中,我以生物学发展史上的“瘦素的发现”过程为例,为学生们讲解如何进行生物学的实验设计,如何选择研究方法,如何进行实验结果的分析从而获得正确的结论。我希望能帮助学生建立科研的思维方法,树立学生对待科学严谨、坚忍不拔和不骄不躁的正确态度。

2.指导学生学习生物学知识

我根据自己多年指导学生们学习和生物学研究的经验,向学生们推荐了比较基础的生物学阅读书籍——《生物化学教程》(王镜岩主编,高等教育出版社),同时指导学生查阅生物学文献资料,扩展学生的知识面,让学生将书籍的阅读与高中生物的课程学习相结合。

3.扩展学生的知识面

我通过作《狂犬病及狂犬病的防治》等学术报告,系统地介绍了狂犬病毒、狂犬病以及狂犬病的防治知识,使学生们进一步学习了疫苗的发展史、种类、应用和发展前景。我力求把枯燥的知识变得更实用有趣,更好理解和掌握。同时,我还鼓励学生在线收看其他方面的专题讲座,开阔视野。

▲ 吴永革教授与学生及家长座谈会

4.指导学生开展科研实践活动

我利用假期时间,指导学生们参与吉林大学生命科学学院国际基因工程机器竞赛项目(International Genetically Engineered Ma- chine,iGEM)、艾滋病疫苗国家工程实验室的科研项目——“肿瘤的免疫治疗研究”等,让他们能与本科生、研究生们面对面地接触和研讨,使学生直接感受到什么是科研、如何开展科研,帮助学生建立科研创新思维,增强他们对科研的兴趣。

我指导学生利用多种条件和渠道开展了一些简单的小实验。我指导 2021 级的学生赵浩然同学开展了“医用一次性口罩最适佩戴时间及使用后最适家用处理方法的研究——如何有效环保地使用口罩”,并撰写了小论文。开展了《探究鉴定细胞死活的方法》实验和《分解纤维素的微生物的分离》实验。

2017 级的学生章释文同学好奇心强,对生命科学兴趣浓厚。由于经常受口腔溃疡困扰,她通过查阅相关资料,了解到生姜可以治疗口腔溃疡,于是她提出了三个问题:为什么生姜可以促进口腔溃疡愈合?怎样获得的剂型效果更好?生姜治疗口腔溃疡的机制是怎样的?带着这些问题,我与她进行讨论,鼓励她运用科学研究的方法来解答心里的疑问,确定了研究课题《生姜提取物的优化及对口腔溃疡作用研究》。通过这个课题的研究,她参加了 3 项科研竞赛,并取得了优异的成绩,《新文化报》和《长春日报》也对她进行了报道。

▲ 吴永革教授指导学生开展科研实验

2018 级的学生尹艺錞同学,发现大蒜对感冒具有防治作用,因此,她联想到大蒜中是否含有某种物质对流感病毒有抑制或杀灭的作用。我与她进行了讨论,鼓励她运用科学研究的方法来解答心里的疑问,确定了研究课题《日常提取大蒜素对甲型流感病毒H1N1抑制作用的研究》。通过查阅资料、开展实验,她以此课题参加了三项科研竞赛,并取得了优异的成绩。

2019 级的学生孙嘉琪同学对日常生活中的一些生物学现象十分好奇。她发现牛奶营养物质含量丰富,钙磷比例适当,利于人体对钙的补充。但是,三聚氰胺事件之后,人们对国产奶粉更关注安全问题,而国产的一些牛奶在品质上还不能使广大消费者满意。于是,她想到能不能通过在奶牛的饲料中添加培养物的方式调控奶牛的健康,培养出健康的奶牛,从而产出高品质的牛奶。于是,在我的指导下,她以培养物为着眼点,以筛选制备可以提高奶牛泌乳且安全的米曲霉菌培养物为目的,从奶牛瘤胃中筛选获得了一株安全的优势米曲霉菌,对它进行分析表征,优化菌株的培养基配方及培养条件,制备米曲霉菌培养物,再将培养物饲喂奶牛,研究它对奶牛泌乳的影响。通过这个课题的研究,她参加了 3 项中学生的科技竞赛,取得了优异的成绩,并获评“英才计划”优秀学员。

我通过对培养方案的精心设计和细心全面的指导,极大地增强了学生对生命科学研究的兴趣,提升了学生的科研能力和素养。5 年来,我所培养的大部分“英才”学生已被清华大学、浙江大学、吉林大学、中国农业大学等重点高校录取,并选择在生命科学相关学科继续学习深造。

再接再厉,培养更多优秀人才

我们对学生的科研兴趣的培养和科研能力的开发越早,越有利于他们成才。对于学有余力的高中优秀学生来说,我们要培养他对科学研究的兴趣,这样有利于他树立从事科学研究的志向,成长为优秀的科技创新人才。“英才计划”开展近 10 年以来,育人成效显著,成果丰硕,为我国科技创新培养了一批后备人才。但是,因规模的限制,受益的学生还比较少,还有更多的学生具有加入“英才计划”培养的强烈愿望而不能实现。以吉林省为例,生物学科全省每年只能培养 10~12 名学生,因此,我建议适当扩大“英才计划”培养的规模和范围,使更多的学生得到培养。