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關(guān)鍵詞 細胞生物學(xué) 自主學(xué)習(xí) 合作研究 教學(xué)模式
中圖分類號:G424 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.10.049
Research and Practice of Autonomous Learning and Cooperative
Research Model in "Cell Biology" Teaching
HOU Lixia, ZHANG Yuxi, YANG Hongbing, LIU Xin
(College of Life Sciences, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109)
Abstract Cell biology is one of the four basic disciplines in the life sciences, but also a frontier-based experiments. "Autonomous learning, cooperative research" mode is especially important for students in the habit of lifelong learning, this paper discusses the teaching mode in cell biology course in practice.
Key words cell biology; autonomous learning; cooperative research; teaching mode
細胞生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的四大基礎(chǔ)學(xué)科之一,在生命科學(xué)中占有舉足輕重的位置,細胞生物學(xué)課程是生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的必修課。其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響到生命科學(xué)學(xué)院學(xué)生的基本素質(zhì)和質(zhì)量?!白灾鲗W(xué)習(xí)、合作探究”的學(xué)習(xí)模式是“終身學(xué)習(xí)”的基礎(chǔ),可以使學(xué)生終身受益,正所謂“授之以魚”不如“授之以漁”,也是培養(yǎng)應(yīng)用型人才、創(chuàng)新型人才的手段之一。結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗,對該模式進行了探索與實踐。
1 “自主學(xué)習(xí)、合作研究”教學(xué)模式的涵義
自主學(xué)習(xí)、合作探究的教學(xué)模式重視學(xué)生學(xué)習(xí)和探索的過程,注意學(xué)生在學(xué)習(xí)中的體驗。自主學(xué)習(xí)的特點主要表現(xiàn)在:自主性、獨立性、自控性、過程性。①自主性是指學(xué)生處于主體地位,積極參與較教學(xué)過程,也就是有學(xué)習(xí)的內(nèi)在需要;獨立性是指學(xué)生能夠總結(jié)出適合自己的學(xué)習(xí)方法,從而獨立解決學(xué)習(xí)中遇到的問題;自控性是指學(xué)生對學(xué)習(xí)的過程能夠按照自己遇到的問題總結(jié)經(jīng)驗并且進行修正;過程性是經(jīng)過學(xué)生分析、比較、判斷等過程進行總結(jié),并最終得出結(jié)論,強調(diào)的是在過程中學(xué)習(xí)。
合作探究的特點主要表現(xiàn)在互動性,交往性,問題性和開放性。②互動性是指老師與學(xué)生的互動以及學(xué)生之間的互動,尤其是后者容易被忽略。合作學(xué)習(xí)的倡導(dǎo)者們認為:在課堂上,學(xué)生之間的互動關(guān)系對于其學(xué)習(xí)成績、社會化和發(fā)展的影響力至關(guān)重要;交往性主要是指在學(xué)習(xí)過程中,除了對知識的掌握和理解,也是一種人與人之間的交往過程;問題性是指整個學(xué)習(xí)的過程就是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程。開放性是指給學(xué)生一個自由發(fā)展的空間,有利于學(xué)生思維的活躍。
2 “自主學(xué)習(xí)、合作研究”教學(xué)模式的必要性
傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師往往著重知識傳授而輕視了思維的訓(xùn)練,著重知識的單點深入而輕視了縱橫聯(lián)系;著重理論知識的記憶而輕視實踐操作。這種模式不利于學(xué)生思維的發(fā)展,而且抑制了學(xué)生的個性。③為了學(xué)生充分理解和掌握細胞生物學(xué)的基本內(nèi)容和研究方法,同時,在遇到最新的研究課題時能夠獨立思考,找到解決問題的思路和方法,“自主學(xué)習(xí)、合作探究”的教學(xué)模式是很有必要的。此外,“終身學(xué)習(xí)”一直以來都是教育工作者們所倡導(dǎo)的一種學(xué)習(xí)方式,可以使學(xué)生終身受益,正所謂“授之以魚”不如“授之以漁”,學(xué)生在“自主學(xué)習(xí)、合作探究”的氛圍中愿學(xué)、樂學(xué)、會學(xué)、善學(xué),養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣,④鍛煉學(xué)生的思維能力,提高學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。
3 “自主學(xué)習(xí)、合作研究”教學(xué)模式的實施
3.1 激發(fā)學(xué)習(xí)動機,使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有持久的動力
3.1.1 講好第一節(jié)緒論課,激發(fā)學(xué)生的好奇心
緒論課是一門課程的開始,這節(jié)課的效果直接影響學(xué)生對細胞生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,甚至影響學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)效果。在緒論中要強調(diào)細胞生物學(xué)領(lǐng)域的一些新發(fā)現(xiàn)、新技術(shù)、新興的研究領(lǐng)域、著名科學(xué)家的事跡等來激發(fā)學(xué)生潛在的主動學(xué)習(xí)興趣。此外還要注意理論聯(lián)系實際,介紹日程生活中應(yīng)用到的細胞生物學(xué)的知識和技術(shù),激發(fā)學(xué)生的好奇心。
3.1.2 成立興趣小組,關(guān)注細胞生物學(xué)領(lǐng)域的某方面的研究進展
老師設(shè)計題目,如:細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與癌癥的關(guān)系;植物細胞凋亡研究進展;細胞器與遺傳病等內(nèi)容,或者選擇自己感興趣的領(lǐng)域,讓學(xué)生們自己結(jié)成5人左右的小組,負責(zé)關(guān)注本領(lǐng)域的新聞,新的科學(xué)發(fā)現(xiàn),新的成果應(yīng)用等信息,并階段性總結(jié)匯報。
3.2 以思維訓(xùn)練為中心,使學(xué)生學(xué)會思考問題
關(guān)鍵詞:細胞生物學(xué);多媒體實驗教學(xué)
細胞生物學(xué)是研究細胞基本生命活動規(guī)律的科學(xué),它是當(dāng)代生物科學(xué)中發(fā)展最快的一門尖端學(xué)科,在大學(xué)生基礎(chǔ)實驗、專業(yè)課程體系來說是必需的。所以如何提高教學(xué)效果就顯得尤為重要??墒桥c此同時這門學(xué)科理論性較強,主要研究細胞核、染色體以及基因表達;細胞的衰老與凋亡;細胞骨架體系等研究領(lǐng)域。知識點相對比較深奧和抽象,也不直觀,因此,在細胞生物學(xué)的教學(xué)過程中,如何提高教學(xué)效果使學(xué)生最大化的吸收和掌握知識是教師的首要問題。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐,筆者在教學(xué)過程中收到了良好的效果,期望能與同行共同探討。
一、理論與實驗相結(jié)合
學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)理論課的時候,一般都會感到枯燥乏味,本身微觀的知識點在通過文字講述的方式就不好理解,再加上有些結(jié)論的認定是依賴前人的實驗的基礎(chǔ)上得出的,這對于學(xué)生來說,學(xué)習(xí)起來就相對比較吃力,對于知識的理解不容易透徹,記憶起來會相對困難。但是若在理論課學(xué)習(xí)中,組織學(xué)生一起做一些相關(guān)的實驗,就能加強學(xué)生對理論知識的理解與鞏固。舉個例子,在講到細胞組分的研究時,可以讓學(xué)生動手用等密度梯度離心法操作提取細胞組分,再通過特異性染色,在顯微鏡下觀察,領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生邊做實驗邊講解實驗的研究思路、操作方法及注意事項,從而強化學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)。
例如植物細胞骨架,是細胞內(nèi)以蛋白質(zhì)纖維為主要成分的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可分為微絲、微管和中等纖維。細胞骨架對于維持細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、細胞運動、物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信號傳導(dǎo)及細胞分裂等有重要的作用。當(dāng)用適當(dāng)濃度的Triton X-100處理細胞時,可將細胞膜和細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)及全部脂質(zhì)溶解而抽提,但細胞骨架系統(tǒng)的蛋白質(zhì)不受破壞而被保存;經(jīng)戊二醛固定,考馬斯亮藍R250染色后,可在光學(xué)顯微鏡下觀察到由微絲組成的微絲束,為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),即是細胞骨架。通過實際的實驗操作使學(xué)生理解細胞生物學(xué)的基礎(chǔ)理論知識與實驗方法。
二、教學(xué)內(nèi)容的精選與講解的生動化相結(jié)合
對授課內(nèi)容的講解,做到生動化,就是把專業(yè)性質(zhì)很強的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為大家都能看得懂、聽得懂的內(nèi)容。教學(xué),從表面上看是向?qū)W生教授一種科學(xué)知識;而實際上是培養(yǎng)學(xué)生的對某一類事物的興趣,從而激發(fā)學(xué)習(xí)欲望。培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是研究性教學(xué)的重點。
比如說在講到第十三章“程序性細胞死亡與細胞衰老”時,首先從與此有關(guān)的“秋風(fēng)掃落葉”和“動植物的衰老病死”等自然現(xiàn)象談起,引出程序性細胞死亡的概念。采用的教學(xué)語言舉例如下:“原意是指樹葉或花的自然凋落,而細胞發(fā)生程序性死亡時,就像樹葉或花的自然凋落一樣,凋亡的細胞散在于正常組織細胞中,無炎癥反應(yīng),不遺留瘢痕。不影響其他細胞的正常功能?!比缓筮M一步分析“蝌蚪的尾巴是怎么消失的”、“癌癥的產(chǎn)生”等問題。這樣,學(xué)生就基本理解了學(xué)習(xí)本章的內(nèi)容的目的和意義,最后,再分析已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的與程序性細胞死亡有關(guān)的基因及其可能的作用方式、研究方法等。使整個教學(xué)過程以一種“講故事”的形式進行。學(xué)生課下反應(yīng)較好,對于理論知識的記憶容易多了。當(dāng)然,教學(xué)內(nèi)容生動多樣化的處理對教師提出了更高的要求。所以,在備課過程中,筆者特別注意收集、加工和處理與課程有關(guān)的例子;同時,在科研工作中善于思考和總結(jié)。這樣,在講到有關(guān)章節(jié)知識要點難點時,自然的與教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來,教學(xué)語言也會更加生動。學(xué)生學(xué)習(xí)和鉆研的興趣也會加大,教學(xué)效果自會提高。
三、多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合
多媒體技術(shù)是利用計算機對文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種信息綜合處理、建立邏輯關(guān)系和人機交互作用的技術(shù)。能在上課期間讓學(xué)生處在一定的情境之中,提供一種“身臨其境”的效果??捎|發(fā)學(xué)生的情感,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,在教學(xué)過程中,以多媒體課件為主,同時結(jié)合傳統(tǒng)的黑板書寫、即興發(fā)揮的方式進行。隨著計算機的發(fā)展,多媒體技術(shù)已成為改善教學(xué)質(zhì)量的重要方法。
例如在介紹“離子泵和協(xié)同轉(zhuǎn)運”這個知識點的時候,書上的描述很詳細,也配有相關(guān)的圖片,但是學(xué)生仍然難以理解這一微觀、抽象、動態(tài)的過程。筆者精心制作了一段針對“Na-K泵”這一特例的Flas,學(xué)生們通過觀看,對整個過程一目了然,其后對理論知識的記憶也容易多了,同時還引起了他們對于本章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)的興趣。在整個細胞生物學(xué)的教學(xué)過程中,多媒體的作用時時體現(xiàn),促進了學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的積極性,深受他們歡迎。
總之教學(xué)是一門藝術(shù),作為一名高校教師,要努力創(chuàng)新課堂教學(xué)方法,改進課堂教學(xué)手段,充實課堂教學(xué)內(nèi)容。要上好每堂課,就要積極探索和創(chuàng)新教學(xué)方法,不斷提高課堂教學(xué)效果。就要把現(xiàn)代教學(xué)手段和傳統(tǒng)教學(xué)手段有機結(jié)合起來,就要認真研究、準(zhǔn)確理解和把握教材,廣泛閱讀有關(guān)文獻和教學(xué)參考書,密切注意本學(xué)科科技發(fā)展動態(tài),調(diào)動學(xué)生參與教學(xué)活動的積極性,增進師生交流;在實踐中不斷探索,在探索中不斷成長,在成長中走向成功。(作者單位:1.河南科技學(xué)院新科學(xué)院;2.新鄉(xiāng)市職業(yè)教育中心)
參考文獻
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關(guān)鍵詞:醫(yī)科大學(xué);交叉學(xué)科;建設(shè);獨立
中圖分類號:G 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-3520(2014)-11-00-01
從概念上講,學(xué)科交叉逐漸形成一批交叉學(xué)科。交叉學(xué)科的不斷發(fā)展,推動了科學(xué)領(lǐng)域的進步,交叉學(xué)科正在逐步向綜合科學(xué)發(fā)展。在醫(yī)科大學(xué)中,獨立學(xué)科的研究已經(jīng)進入到了一個理想的高度,要想在今后獲得更大的突破,應(yīng)該獨立設(shè)置醫(yī)科大學(xué)交叉學(xué)科,而不是僅僅作為單一的課程來對待。本研究主要對獨立設(shè)置醫(yī)科大學(xué)交叉學(xué)科建設(shè)展開分析,現(xiàn)做如下綜述。
一、獨立設(shè)置醫(yī)科大學(xué)交叉學(xué)科建設(shè)方案
(一)交叉學(xué)科的形式
就交叉學(xué)科本身而言,其獨立設(shè)置的目的在于提高醫(yī)科大學(xué)的研究水平,并且擴大醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究范圍,輸送更多的人才?;诂F(xiàn)實需要的考慮,交叉學(xué)科的形式可分為3個層次:核心學(xué)科、緊密層學(xué)科、外延層學(xué)科。核心學(xué)科作為我國的重點培養(yǎng)項目,必須是具有博士學(xué)位授予的學(xué)科。以分子生物學(xué)為例,該學(xué)科主要是在分子水平上研究生命現(xiàn)象的科學(xué),屬于典型的交叉學(xué)科。在醫(yī)科大學(xué)中,分子生物學(xué)主要是研究生物大分子(核算、蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)、功能以及生物合成等方面來闡明各種生命現(xiàn)象的本質(zhì)。分子生物學(xué)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中,突出表現(xiàn)為對人體神經(jīng)活動的機理探索,對癌的發(fā)生研究等等[1]。緊密層學(xué)科主要是由核心學(xué)科的內(nèi)涵聯(lián)系緊密的若干學(xué)科組成,該形式主要是為了讓學(xué)生了解更多的醫(yī)學(xué)知識,并自主探究其中的聯(lián)系。外延層學(xué)科主要是核心學(xué)科與緊密層學(xué)科聯(lián)系松散的外周學(xué)科。
(二)交叉學(xué)科的內(nèi)容
獨立設(shè)置醫(yī)科大學(xué)交叉學(xué)科,應(yīng)從多方面入手,而不是僅僅局限在醫(yī)學(xué)學(xué)科的內(nèi)部,應(yīng)向多種學(xué)科進行拓展,深入研究,將各個領(lǐng)域的相關(guān)聯(lián)系摸清楚,為將來的醫(yī)學(xué)發(fā)展和國家發(fā)展做出更大的貢獻。本研究認為,交叉學(xué)科的內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個方面:第一,醫(yī)學(xué)與自然學(xué)科的融合。以細胞生物學(xué)為例,該項交叉學(xué)科體現(xiàn)在顯微、亞顯微、分子水平三個層次上,主要是研究細胞的結(jié)構(gòu)、功能、各種生命規(guī)律[2]。從客觀的角度來說,細胞生物學(xué)有利于研究人類的起源,并且在發(fā)現(xiàn)新物種和探究古老物種方面,都做出了非常突出的成就。值得注意的是,細胞生物學(xué)還能夠?qū)毎Y(jié)構(gòu)與功能進行研究,特別是染色體,這對臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展和各種先天疾病的治愈都具有較大的積極意義。第二,醫(yī)學(xué)內(nèi)部學(xué)科之間的融合。交叉學(xué)科的核心目的之一就是促進當(dāng)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展,將醫(yī)學(xué)內(nèi)部學(xué)科進行融合,不僅健全了交叉學(xué)科的研究體系,同時可將最新研究成果應(yīng)用到臨床治療中,提高治療水平,促進患者早日康復(fù)。第三,醫(yī)學(xué)與人文社會科學(xué)的融合。以生態(tài)學(xué)為例,該項交叉學(xué)科主要研究生物體與其周圍環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué),屬于醫(yī)學(xué)與人文社會科學(xué)的典型結(jié)合。隨著人類活動范圍的擴大與多樣化,人類與環(huán)境的關(guān)系問題越來越突出。因此近代生態(tài)學(xué)研究的范圍,除生物個體、種群和生物群落外,已擴大到包括人類社會在內(nèi)的多種類型生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)合系統(tǒng)。人類面臨的人口、資源、環(huán)境等幾大問題都是生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容[3]。
二、獨立設(shè)置醫(yī)科大學(xué)交叉學(xué)科建設(shè)成效
(一)通過實施重點建設(shè)工程,學(xué)科層次和水平得到全面提升
現(xiàn)實工作中,獨立設(shè)置醫(yī)科大學(xué)交叉學(xué)科并不是一件容易的事情,但最終的成果卻是被社會廣泛關(guān)注的。從我國的情況來分析,通過實施重點建設(shè)工程,學(xué)科層次和水平獲得了全面提升,我國的醫(yī)療水平和技術(shù)也有較大前進。例如,2003年,復(fù)旦大學(xué)與上海醫(yī)科大學(xué)合并以來,積極致力于醫(yī)學(xué)與諸多學(xué)科的融合。學(xué)校特設(shè)了Med-X基金,以此為紐帶,通過項目合作,實現(xiàn)了兩校技術(shù)平臺和科技資源的共享,大幅提升了科研實力,拓寬了科研領(lǐng)域?!碍h(huán)境化學(xué)污染物致機體損傷及其防御的基礎(chǔ)研究”項目,是復(fù)旦與中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院聯(lián)合申報成功的2002年“973計劃”項目[4]。中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院之所以選擇復(fù)旦作為合作伙伴,就是因為看中復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)院與醫(yī)學(xué)院結(jié)合后的研發(fā)實力居于國內(nèi)前列。楓林校區(qū)宋后燕教授的分子醫(yī)學(xué)實驗室就是在兩校合并后,得到科技資源的支持,成功建成教育部重點實驗室。
(二)通過扶持新興交叉學(xué)科,學(xué)科專業(yè)覆蓋面進一步拓寬
除了上述的成效外,我國還通過扶持新興的交叉學(xué)科,促使學(xué)科專業(yè)覆蓋面有了更大的拓寬。以四川大學(xué)華西藥學(xué)院為例,該學(xué)校的新型交叉學(xué)科――創(chuàng)新藥物與中藥現(xiàn)代化研究,屬于一種全新的研究領(lǐng)域。近五年來,在創(chuàng)新藥物與中藥現(xiàn)代化研究方向,負責(zé)863項目1項,國家杰出青年基金1項,國家自然科學(xué)基金重點項目1項,國家科技部重點攻關(guān)課題3項,獲部、省級等各類獎50余項,專利10項(其中有2項為美國發(fā)明專利)。發(fā)表相關(guān)研究論文累計達700余篇,綜述性文章100余篇,編寫各類專著、教科書和參考書20余部,其中主編的《物理藥學(xué)》、《靶向給藥制劑》屬填補國內(nèi)空白的專著。主編的《藥物化學(xué)》等教材為全國規(guī)劃教材。
三、總結(jié)
獨立設(shè)置醫(yī)科大學(xué)交叉學(xué)科在理論上、實踐中都獲得了非常大的積極成果,在經(jīng)濟效益、社會效益上也得到了廣泛的肯定。在今后的工作中,應(yīng)進一步獨立設(shè)置醫(yī)科大學(xué)交叉學(xué)科,提高各方面的工作水平,促進醫(yī)療技術(shù)的提升,為我國的社會發(fā)展和國家進步,做出更大的貢獻。
參考文獻:
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就是從這里,楊貞標(biāo)走出去了,帶著熾烈而堅定的信念,帶著樸實而淡定的笑容,帶著故鄉(xiāng)的土地給予的寬厚而溫良的品格,在分子與細胞生物學(xué)的科研道路上,在植物發(fā)育學(xué)領(lǐng)域里取得了顯著成就,并成為植物科學(xué)領(lǐng)域國際學(xué)術(shù)的佼佼者。
一本書,一輩子
生在福建福清農(nóng)村的楊貞標(biāo),家境并不富裕。鄰居給了一本《十萬個為什么》,那是在他一生中都閃耀熠熠光輝,影響他一輩子命運的珍寶。
這本科普書說簡單也簡單,不外乎是一色的文字和圖片,當(dāng)時的裝訂也十分簡陋,如果是現(xiàn)在,擺在書店的架子上肯定沒人拿起。但是,它卻以其蘊含的廣博而神秘的知識啟迪了楊貞標(biāo)的心。少年的頭腦完全被這本書占據(jù),走在路上,坐在田里,躺在屋頂上,他的眸子坦蕩空靈,充滿好奇,在閱讀,在思考,在吸收:世界原來如此撲朔迷離,宇宙原來如此幻化莫測,大自然原來如此神奇奧妙……
《十萬個為什么》燃起楊貞標(biāo)對科學(xué)的熱愛。路漫漫其修遠兮,他從此就跟隨著心靈的選擇,走上求索科學(xué)的道路。
1978年,楊貞標(biāo)考上華南熱帶作物學(xué)院(現(xiàn)海南大學(xué))植保系。這是一所在生物學(xué)研究領(lǐng)域成就非凡的著名學(xué)府,培養(yǎng)了很多在生物學(xué)上很有建樹的學(xué)者――陳章良與林晨濤,兩位如今在生物界赫赫有名的學(xué)者,就是楊貞標(biāo)的同學(xué)和知心好友。
楊貞標(biāo)深知,走進學(xué)院意味著新的起點。他沒有懈怠,他爭分奪秒。他視線所及,不是海南島上霞蔚滿天的如畫風(fēng)光,不是椰果碩碩的歡暢韻致,而是故鄉(xiāng)的貧窮景象,以及那些孩童明亮的眼眸,在黑漆漆的簡陋屋檐下閃爍著渴望。他聽到自己心靈發(fā)出的聲音:“我要做最好的科研,我也要做一名教師,讓更多的人能夠掌握科學(xué)知識”。從此,他披著星光,踏著晨露,他將所有的心思都放在圖書館和實驗室?!妒f個為什么》打開他的視野,拓寬他的知識,而堅定的理想讓他從來都是滿弦的發(fā)條,奔跑,奔跑……
戶外的標(biāo)本采集和課外的活動可以稱為“苦中作樂”。田野上翩然飛舞的蝴蝶、草叢里歌唱的昆蟲都將在顯微鏡下還原為生命最基本的單元,而捕捉的過程卻充滿盎然生趣。課外活動也是刺激和新鮮的,“回到我的母校,又將我的記憶帶回了20世紀(jì)80年代的大學(xué)時光,想起了將水渠當(dāng)游泳池,橡膠林當(dāng)舞廳的美好時光……”多年后,楊貞標(biāo)回到母校講座,回憶起在母校的快樂時光,喜悅之情溢于言表。
一分子,一基因
1984年的春天,花蕾含苞,柳枝抽芽,河岸一片新綠。大洋彼岸,楊貞標(biāo)步伐堅定,邁入美國依阿華州立大學(xué),選擇了和大學(xué)相近的專業(yè)―植物病理。
“學(xué)什么專業(yè)不重要,重要的是你覺得這個專業(yè)有潛力,這個領(lǐng)域有許多問題可以解決?!睏钬憳?biāo)微笑著陷入沉思,向我們娓娓道來在美國的故事,同時也揭開了我們對于一個植病學(xué)者為何能在分子與細胞生物學(xué)領(lǐng)域做出巨大貢獻的疑惑。
20世紀(jì)80年代,分子生物學(xué)尤其植物分子生物學(xué)還鮮為人知,人們的認識僅限于微生物里的大腸桿菌。當(dāng)時從土豆上分離出一種病菌,它會引發(fā)難聞的氣味,關(guān)于這種病菌的分子機理也得到了相當(dāng)多科學(xué)家的關(guān)注。好奇心與攻關(guān)精神再一次使楊貞標(biāo)動力十足,此后,他便風(fēng)雨兼程,在心靈力量的引領(lǐng)下啟航。1986年,他來到弗吉尼亞理工學(xué)院攻讀博士,著力于該病菌和土豆的相互作用以及分子機理的研究,完成了從植保到分子生物學(xué)轉(zhuǎn)變的第一步。1990年,他來到馬里蘭大學(xué)攻讀博士后,這3年里,在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下他接觸了一個全新的領(lǐng)域――發(fā)育生物學(xué)。
在這個原來從未涉獵的領(lǐng)域里,他以非同一般的毅力和悟性,獲得一個令人震撼,同時也是對他影響巨大的發(fā)現(xiàn)――1993年,楊貞標(biāo)從豌豆里克隆出了第一個編碼RhoG蛋白的基因,并命名為RoPN因。
ROPN因這個深居植物機體內(nèi)部的神秘鏈條,橫空出世,給楊貞標(biāo)帶來無限驚喜!他小心翼翼地審視這弱小而嬌嫩的“小嬰兒”,目光柔和。他多少次對其進行深入的研究,長時間地醉心其中,仿佛在傾聽基因的物語%……至今為止,他已從擬南芥中得到11個ROP基因,并用大量實驗證明,ROP基因在參與調(diào)控花粉管的極性生長,調(diào)節(jié)植物根毛極性發(fā)育方面起著開關(guān)性的作用。
由于同一基因家族的成員之間會存在基因功能冗余,這就使植物ROP基因的功能研究更加困難,即便對ROP基因進行功能缺失突變也可能不會出現(xiàn)表型。但是機遇往往青睞有準(zhǔn)備的人,“最近幾年,通過研究ROP基因的缺失突變體,發(fā)現(xiàn)了ROP控制葉片表皮細胞形成相互緊密嵌合的拼圖狀。這樣的嵌合細胞能穩(wěn)定葉片的結(jié)構(gòu),但這種十分有趣形狀的形成機制一直是個迷。我看了這個表型之后,非常興奮?!睏钬憳?biāo)說,眼中閃過難以掩飾的興奮光芒。他根據(jù)這個現(xiàn)象在《細胞》等重要刊物上連續(xù)發(fā)表兩篇關(guān)于擬南芥葉片表皮細胞鑲嵌生長的分子機理文章。這個發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)上也引起強烈反響,哈佛大學(xué)學(xué)者對此還給予高度的評價:“我們一直對機體細胞的形狀與排列對組織的功能和影響知之甚少,但這個發(fā)現(xiàn)卻對植物發(fā)育研究帶來了新的突破?!睂B一向很少關(guān)注植物學(xué)的美國醫(yī)學(xué)組織也對此贊嘆不已,根據(jù)這項研究成果在醫(yī)學(xué)分子機理上的潛力,尤其對干細胞研究上的借鑒,美國醫(yī)學(xué)組織很少給植物學(xué)領(lǐng)域研究經(jīng)費,卻為楊貞標(biāo)的研究打破了先例。
從1994年來到俄亥俄州立大學(xué)建立了自己的實驗室,到1999年在美國加州大學(xué)河濱分校任職,楊貞標(biāo)圍繞植物細胞發(fā)育、細胞極性生長、細胞骨架形成與動態(tài)、細胞形態(tài)建成以及植物對激素和環(huán)境脅迫反應(yīng)等重要生命活動過程中細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子機理進行了研究和探討,被國際學(xué)術(shù)界廣泛承認。
一顆心,一追求
將科學(xué)應(yīng)用于現(xiàn)實,解決現(xiàn)實問題,是楊貞標(biāo)的努力方向。能源危機襲擊全球,尤其歐美等發(fā)達國家。楊貞標(biāo)據(jù)此把目光轉(zhuǎn)向植物細胞壁分解酶等領(lǐng)域,即利用生物酶分解半纖維素、木質(zhì)素等來提高纖維素轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉漠a(chǎn)率。同時,他通過自己在植物學(xué)研究領(lǐng)域里破解的遺傳密碼,尤其G蛋白對擬南芥抗脫水性的機理去改變植物的生長過程,提高植物原料的產(chǎn)量。美國能源組織對楊貞標(biāo)在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的研究也頗為看重,不僅大力資助他在植物學(xué)上的研究,還表示“楊教授和他的團隊已經(jīng)在開發(fā)生物能源上很有潛力。”事實證明,美國能源組織的決定是多么英明?,F(xiàn)在,研究與開發(fā)生物能源已成為各國關(guān)注的熱點問題。
2005年,楊貞標(biāo)由于在植物發(fā)育學(xué)的突出成就獲得了美國科學(xué)發(fā)展協(xié)會會員的榮譽。美國科學(xué)發(fā)展協(xié)會成立于1848年,是一個致力于推進國際科學(xué)事業(yè)發(fā)展的非營利機
構(gòu)。協(xié)會集合一大批國際頂尖的科學(xué)家,長期舉行各種學(xué)術(shù)活動,并從事多種學(xué)術(shù)出版活動。其主辦的刊物《科學(xué)》是國際科學(xué)界頂級雜志之一。楊貞標(biāo)的當(dāng)選無疑給美國的科研華人注入一針有力的強心劑。
將楊貞標(biāo)的成就全部呈現(xiàn)的時候,筆者發(fā)現(xiàn)那樣力不從心,言不盡意。一個人的榮譽與成就,永遠不要用文字去概括,因為那遠不是觀察能夠做到的,必須用心靈去感知。有形的文字永遠難書盡無形的奮斗,就像在異地他鄉(xiāng),輝煌與成就的取得需要經(jīng)過多少不眠的觀察,多少繁復(fù)的實驗,多少無情的挫敗……從分子到基因,從生物的本原到生命的本質(zhì),楊貞標(biāo)的心馳騁天際,但從不忽略細枝末節(jié)。他用心血再做戰(zhàn)袍,繼續(xù)前行!
一朵花,一世界
每一朵花都有生命,都有自己的世界。
每個學(xué)生,在楊貞標(biāo)看來,都是嬌艷新鮮,有著獨立個性的花朵。
能夠把最好的教育帶給國內(nèi)學(xué)生,讓他們在自己的世界里自由綻放,最終影響并造福世界,這是楊貞標(biāo)的夙愿。在加州大學(xué)河濱分校任職期間,國內(nèi)幾家單位向他發(fā)出邀請,他最終選擇兼職于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)。一方面由于和陳章良校長的深厚情誼,另一方面因為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)有武維華、袁明等志同道合的朋友。
楊貞標(biāo)雖然是客座教授,經(jīng)常在美國,但是他的心思一刻都沒有離開他的中國學(xué)生。他盡可能增加和學(xué)生在一起的時間,只要在中國沒有其他事情的時候,他就會在實驗室和同學(xué)交流。他重視學(xué)生的綜合教育,鼓勵學(xué)生要大膽地提出自己的想法,對事物要有新的看法,不要局限于已有的認識。他還告訴學(xué)生一定要改掉只知道吸收知識而不去思考怎么吸收知識的弊病,要提高解決問題的能力和相互合作交流的能力。
楊貞標(biāo)在國內(nèi)的實驗室只有11個人,雖然常年在美國,但是他盡自己最大的努力增加和學(xué)生接觸的時間。“我經(jīng)常打電話,一周打一次電話,至少4個小時,學(xué)生輪流匯報一些實驗進展、疑惑或者想法等。而且我一年會回國五六次,時間也差不多3個月?!笨梢哉f,楊貞標(biāo)用在國內(nèi)學(xué)生身上的時間一點也不比國內(nèi)導(dǎo)師的少,傾注的精力和心血也絲毫不遜色于任何一個愛才的導(dǎo)師。2005年楊貞標(biāo)被聘為國家教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”講座教授。
除此之外,北京大學(xué)每年暑期都要舉辦植物分子生物學(xué)與發(fā)育遺傳學(xué)免費講習(xí)班,他不辭辛苦來到北京,親自為來自全國各地的學(xué)生講授發(fā)育生物學(xué)最前沿的知識,傳遞最新的科研信息。他的演講非常受學(xué)生歡迎,令人驚嘆的智慧如溪水潺潺流淌,幽默生動的案例俯拾皆是,而他深藏在鏡片后的明眸則平靜而銳利,流露出對學(xué)生的無聲期盼。
“我在美國做了多年的科研,一直想為祖國做點事情。”楊貞標(biāo)除了在中國農(nóng)大做客座教授以外,還和中國科學(xué)院生理所、杭州水稻所、武漢大學(xué)等有合作項目。此外,他還經(jīng)常把國際的一些知名專家?guī)У街袊鴣磉M行學(xué)術(shù)交流。這些專家不僅有知名大學(xué)的教授,還有頂級期刊的編委。他希望以學(xué)術(shù)報告為橋梁,讓國際專家了解中國,加強中外合作,也希望國內(nèi)的專家汲取國際一些先進的思想,更利于科研,更利于國內(nèi)教育事業(yè)的發(fā)展。
一個家,一天堂
楊貞標(biāo)是中國傳統(tǒng)型的學(xué)者。雖然他長年在美國工作,但是對于他而言,西方給予他先進的科研環(huán)境,適于他實現(xiàn)自己的想法,而東方才是他真正的根。他的輝煌“如果有那么一點:也是來源于東方熱土源源不斷給予他的力量?!薄凹摇睂τ谒?,是最直接的力量源泉,幸福和睦的家庭生活和夢繞魂牽的親情之愛構(gòu)成了他其樂融融的天堂。
由于長年攻關(guān)科研難題,他把大部分的時間都放在了實驗室。為了培養(yǎng)更多的棟梁之才,他在自己的學(xué)生身上傾注了心血。家庭,這個構(gòu)筑了楊貞標(biāo)精神靈魂的符號,看起來被淡化了。實際上,楊貞標(biāo)非常希望能夠像大部分的男主人一樣,有更多時間與家人歡聚。但是,他走上了科研教學(xué)道路,若想有所成就必須有所犧牲。雖然,他盡量抽出時間陪伴家人,只要在美國,每周他都會抽出一天時間和家人遠足。在那一天,家庭的每個成員都不自覺地忘記一切煩惱,盡情享受天倫之樂?!暗@遠遠不夠”。對此,他心里非常愧疚。他動情甚至帶有自責(zé)地說:“我的工作太忙了,給家人的時間比較少,非常愧對他們?!?/p>
從貧困而閉塞的福建農(nóng)村到物質(zhì)文化高度發(fā)達的美洲,從艱辛而富有挑戰(zhàn)性的科學(xué)研究到惠及四方的教育工作,楊貞標(biāo)一直在追求,在奮斗,在踐諾,在燃燒!他欣賞《勇敢的心》里華萊士父親曾說的話:“你的心是自由的,要勇敢去追!”少年的心給予他對自然萬象的興趣和思考,青年的心給予他對求索科學(xué)的激情與理想,中年的心給予他對多種人生角色的理性認知與精彩演繹,他以過人的科學(xué)素養(yǎng)和秉賦為羽,以非凡的毅力和奮斗精神為翼,追隨心而飛翔,鑄就成功和輝煌!
成績斐然 一路花開
天地生人,有一人應(yīng)有一人之業(yè);人生在世,生一日當(dāng)盡一日之勤。出類拔萃的嚴(yán)大鵬博士,走過了一條自強不息,好學(xué)深思,艱苦奮斗的治學(xué)道路。他于1985年出生在陜西省鳳翔縣,于2003-2007年在同濟大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院攻讀學(xué)士學(xué)位,并被免試推薦進入中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院碩博連讀,于2013獲得博士學(xué)位;其后在美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物與免疫學(xué)系從事博士后研究,師從兩位美國科學(xué)院院士Diane Mathis和Christophe Benoist教授;2015年9月,年僅30歲的嚴(yán)大鵬博士回國擔(dān)任復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)系研究員、博士生導(dǎo)師,從事感染免疫和腫瘤免疫領(lǐng)域相關(guān)研究。
耕耘與收獲是一對攣生兄弟,汗水與成功是兩個親密朋友,在科學(xué)的道路上,嚴(yán)大鵬博士躬身前行、勇于攀登,在免疫學(xué)頂級雜志如Nature Immunology、PNAS、Cellular signaling等發(fā)表學(xué)術(shù)論文,并被Nature等主流雜志引用,相關(guān)工作曾在2011年美國過敏、哮喘和免疫學(xué)會年會展示,在2015年的中國免疫學(xué)大會上作大會發(fā)言;2016年他已受到世界免疫學(xué)大會的邀請,將于8月份在澳大利亞墨爾本進行兩場口頭報告。年輕有為的他曾獲得諸多榮譽,包括同濟大學(xué)優(yōu)秀學(xué)生干部、中國科學(xué)院三好學(xué)生標(biāo)兵、健康科學(xué)研究所Student Seminar 二等獎、International Travel Scholarship of 2011 AAAAI annual meeting in San Francisco、健康科學(xué)研究所研究生工作賞評日(GRAD) 優(yōu)秀研究報告獎、明治乳業(yè)生命科學(xué)獎、中科院院長特別獎(中科院學(xué)生最高獎)、中科院優(yōu)秀博士學(xué)位論文等獎項。近期,從上海市教委和科委傳來好消息,嚴(yán)大鵬研究員入選上海高校特聘教授(東方學(xué)者)和上海市浦江人才。
業(yè)精于勤 行成于思
老子曰:“圖難于其易,為大于其細;天下難事,必做于易,天下大事,必做于細”。翻開嚴(yán)大鵬的個人簡介,多篇高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文熠熠生輝,能在較短的時間內(nèi)取得這樣的成績絕非易事,心無旁騖的專注、始終如一的進取、從不拖延的嚴(yán)謹(jǐn),讓嚴(yán)大鵬在科研之路上越走越深。青春的火把點燃了一個個科研創(chuàng)新之夢,智慧的燈塔照亮了一個個重要難題的探索旅途,求學(xué)期間攻克了系列重要課題。
一是發(fā)現(xiàn)病原體逃避宿主免疫反應(yīng)新機制。人體的免疫系統(tǒng)是抵御病原體侵犯最重要的保衛(wèi)系統(tǒng),當(dāng)細菌等病原體入侵宿主后,宿主的免疫系統(tǒng)可產(chǎn)生免疫應(yīng)答消除病原體,但許多致病生物能在具有免疫能力的宿主體內(nèi)長期存活,在長期共進化過程中,這些病原體在宿主體內(nèi)形成慢性感染,具有逃避宿主免疫反應(yīng)的能力。“聰明”的細菌是如何逃脫宿主免疫系統(tǒng)進攻的呢?嚴(yán)大鵬及團隊發(fā)現(xiàn)了一個細菌逃避宿主免疫反應(yīng)的新機制,此項工作發(fā)表在免疫學(xué)頂尖雜志Nature Immunology上,被文匯報、新華網(wǎng)、科學(xué)網(wǎng)等多家新聞媒體報道,并被Nature China列為亮點。
二是調(diào)節(jié)性T細胞的信號通路研究。調(diào)節(jié)性T細胞是一類控制體內(nèi)自身免疫反應(yīng)性的T細胞群,嚴(yán)大鵬及團隊在調(diào)節(jié)性T細胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路方面攻堅克難,開展了一系列工作,證明了常規(guī)T細胞比調(diào)節(jié)性T細胞對CD3/CD28的反應(yīng)更敏感;揭示了在普通T細胞和調(diào)節(jié)性T細胞內(nèi)不同的信號通路網(wǎng)絡(luò),以及這些信號通路互相影響的機理。此項工作發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊PNAS上,并被Nature Immunology列為亮點。
三是發(fā)現(xiàn)EPEC的Tir蛋白通過招募SHP-2抑制宿主的免疫反應(yīng)。EPEC是一種重要的致腹瀉病原體,每年在發(fā)展中國家可導(dǎo)致數(shù)十萬兒童死亡,嚴(yán)大鵬及團隊發(fā)現(xiàn),EPEC的Tir蛋白其中一段的模樣與細胞中的宿主免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)十分相似,腸致病性大腸桿菌EPEC通過其分泌蛋白Tir的免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)來抑制宿主的免疫反應(yīng),從而達到安插內(nèi)應(yīng)、假傳太平的免疫逃避目的,該研究為病原體蛋白在免疫系統(tǒng)中的致病機理提供了新的分子基礎(chǔ),更為開發(fā)感染性疾病新的治療方法提供了重要理論依據(jù),為人類研發(fā)新的抗生素、抗病毒藥物、新型疫苗,提供了新的靶點。
以研為本 情系學(xué)院
合抱之木,生于毫末;九丈之臺,起于壘土;千里之行,始于足下,機會從來只留給有準(zhǔn)備的人。2015年嚴(yán)大鵬受到國際免疫學(xué)領(lǐng)域最知名的數(shù)位科學(xué)家的鼎力推薦回國工作,美國科學(xué)院院士、HHMI、耶魯大學(xué)免疫系主任Richard Flavell教授,美國科學(xué)院院士、德國科學(xué)院院士、美國藝術(shù)與科學(xué)院院士、哈佛大學(xué)免疫學(xué)系前主任Diane Mathis教授,美國科學(xué)院院士、法國科學(xué)院院士、哈佛大學(xué)免疫系Christophe Benoist教授,哈佛大學(xué)Brigham and Women's Hospital神經(jīng)性疾病中心主任、多發(fā)性硬化中心主任Howard L. Weiner教授4位國際免疫學(xué)界知名科學(xué)家對嚴(yán)大鵬給與了最強有力的褒獎并給復(fù)旦大學(xué)寫信推薦。