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吴强:教会学生做科研

时间:2012-11-01 20:18:20  来源:  作者:

随着改革开放以来我国的经济发展和社会进步,科学研究作为创新的源泉已经成为国家的战略需求,科研服务于国家和社会,受到越来越多的重视。不到上海不知道中国人是那么多,不到西藏不知道中国山是那么高,不到新疆不知道中国地是那么大。中国作为一个大国,我们总不能一直贡献体力和苦力。在科学研究中通过教育培养人才,开发我们国家无穷无尽的脑力资源对于国家安全、经济转型发展和人民生活幸福至关重要。

  科研与学习相结合

  科学研究的灵魂是创新,创新来自长期的知识积累。英文Research就是要反复探究反复寻找未知世界。只有牢牢掌握了已知世界,处在科研前沿,才能探讨未知世界。对于一个研究者来说一定要有坚实的基础知识。小学,初中,高中,大学的教育非常重要。中国的小学、中学、大学教育尽管有着这样那样的问题,但是我认为在世界上并不落后。大学不仅仅是比小学和中学“大”,英文的大学是从“宇宙”而来的。大学肩负着推动社会和国家进步,为人类创造知识的重任。对于一位大学的老师来说,科研和教学是责任,最重要的是“终身学习”。学生也一样。根基打牢固了,才能盖起高楼大厦;基础拓宽广了,才能累起高高的金字塔。千里之行始于足下,九层之台起于垒土。站得高才能看得远,会当凌绝顶,一览众山小。所以我要求学生打好生物学基础,从读英文教科书开始,搞清楚最基本的概念和定义。任何一个概念和技术一定要理解起源和细节,知道了概念起源就不会忘记,了解了技术细节就容易成功。学生们往往拥有远大的理想,要解决很多人类疾病,这非常重要,有梦想就很了不起,美国的小孩常会说“长大要做总统”。但我们也不能好高骛远,“细节出魔鬼”(Devil’s in the details),只有注意细节,实验才能成功。

  我非常感谢我的老师,我的启蒙老师就是我的父母,是他们开始教我小学语文和小学数学,教我认识中国字,教我学会加减乘除,我无论如何也报答不了父母的养育之恩。我的中学老师教会我认识英文字母,教会我学习数理化,记得那时有“学好数理化,走遍天下都不怕”之说。我曾经拥有一个“铁饭碗”,在一所初级中专学校读了一个月的书。可是后来丢了,塞翁失马,焉知非福。特别感谢阜阳一中的范作华老师,是他在开学一个月后把我要到他的高中班级,改变了我的人生轨迹。大学教育更是打下了宽广的基础,是大学老师带领我进入了神奇的生命科学,发现生命科学不仅需要数理化,还需要计算机。我的老师教会我这么多,我一定要把知识交给我的学生。由于课程太紧了,我在大学没能学习中文课,但幸运的是学习了日文课和德文课。学日文,知道了日本人是多么的勤奋刻苦;学德文,认识到德国人是多么的仔细认真;德国的科学家为人类进步做出了很大贡献,例如生命科学相关的学科,德国人在生物分类、细胞学、生理学和病理学等领域都做出杰出的贡献。我在中国大学也学会了怎样使用移液器,所学的知识技术都没有付之阙如,对以后的科研很有帮助。

  科研要有坚实的基础知识

  自然科学研究需要人文基础,要靠长期的积累。基础知识对于学生的学习是非常重要的,像生命科学研究也要有人文地理知识,做到“上知天文,下知地理”,世界上有很多国家,每个国家又有许多城市,每个城市还有很多大学研究所实验室。对于学生来说,起码要知道自己的同学来自何方。哈佛的学生来自世界各个国家,所以在美国要知道很多国家和城市的名称。交大的学生也有来自世界各地,我的学生就有来自伊朗的,来自巴基斯坦的,来自非洲的。

  我们交大的学生大多数还是来自全国各地,我国有三百多地市和近三千县区,我们也应该知道这些地名。对于学生阅读研究论文,了解国际科研前沿,记住作者的姓名和实验室的名称就特别重要。中国人的姓名可以去查《百家姓》,中国的地名也是五千年中国历史形成的。西方人姓名就要去读希腊罗马神话,甚至去读《圣经》,因为圣经对西方的社会和文化有着深远的影响,很多人名和地名都是从这些古代的人类遗产中来的。

  现在学生们常说记不住文章的作者,记不住论文的实验室来源,还是要在人文地理上打基础。对于一篇研究论文,作者往往花费很多心血,记住作者姓名也是对其劳动的尊重。宽广和坚实的知识是科研的重要基础,而科学研究创造更多知识。知识是一种奇特的商品,一般商品越用其价值就会损耗降低,知识越用其价值反而越高。

  科研要做前沿

  对于生命科学研究来说,走在国际前沿是必需的。这就不能光从教科书中学习,教科书往往距离科研前沿有很多年的差距,当然教科书的知识是基础。熟悉自己研究领域的科学文献必不可少,教学生读文献就要一个字一个字地教,不认识的字要查字典。要做生物医学领域科研,在现阶段学好英文是必需的,因为最新的论文都是以英文作为载体发表的。我们的学生来自各个省份,很多没有阅读英文文献的经历,所以学生开始的时候阅读文献很吃力很费劲很缓慢,但是读文献多了,也就渐渐地快了。文献也不是科研的最前沿,最新的研究论文也至少有半年的差距,所以学生参加学术会议就显得愈发重要,会议上的交流往往是还没有发表的最新成果,另外与科学家们的交流也是很好的学术训练。

  2007年诺贝尔奖获得者犹他大学卡佩奇教授就认为,科学就像一个人类知识膨胀的圆形,圆内是已知世界科学基础。所有的科学家都要争取处在圆形的边缘,也就是科学的前沿。如果科研处在科学之圆的内部,已经知道了就不叫做科研;如果科研在科学之圆的外部,科学之圆外面黑暗的世界是没有根基的,也不是真正的科学。所以科学前沿总是有争议的,科学前沿在争议中发展。卡佩奇是基因打靶发明者,我们与他有着长期的合作。他虽然七十多岁,但思想极具逻辑性,思维是水晶般清晰。

  科研付出和享受

  学生入学后,首先要教会学生使用移液器,准确使用移液器是生物研究的基础,也不是特别容易,包括设定的方法,量程的大小,使用的角度,要移动液体的粘度,甚至微量移液器枪头深入液体的深浅都会影响移动液体的精确度。但生命科学科研在很多时候也不是需要特别高的精确度,而是要有很好的重复性和准确度,所以不但要掌握移液器的正确使用方法,而且要反复的练习,如果练习到手指上起膙子和老趼的话,实验成功的可能性就大得多。学会如何使用移液器就是科研起步的好开端,而良好的开端是成功的一半。大学毕业的学生都没有科研的经历,开始学习做实验的时候都很慢,但是不怕慢就怕站。我们买试剂常常需要一个月的时间,所以设计实验愈发显得重要,往往是成功的关键,设计的疏忽会耽误很多时间。科研就是人生赛跑,做科研常常希望放假,放假了仪器就会空着好使用,放假时公用资源如“基因银行”的计算机也快些,使用的效率也高些。学生都知道乌龟与兔子赛跑的故事,慢不要紧,笨鸟先飞。人也许有走捷径的欲望和想法,但物极必反,欲速而不达,持之以恒的努力和付出可能就是取得成功的捷径。

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