线上线下相结合,理论实践相融通

张伟

探索未知,知行合一

生命科学研究是富有探索性和未知性的,因此在开展“英才计划”培养工作时,团队应特别注重充分发挥学生的主观能动性,激发学生的科研性思维。除了必要的研究思路和实验技术的讲解,张伟教授非常注重引导学生自主思考实验问题和阅读国内外专业文献,让学生自主设计实验,并从实验结果中学会分析成败原因,思考如何进一步规划和完善下一步的实验。“英才计划”开展至今,张伟导师团队的培养工作已经取得了较为丰硕的成果。导师团队通过利用生命科学是一门实验性学科的特点,首先对参加“英才计划”的学生制定个性化培养方案,随后即对学生进行植物逆境胁迫响应分子机制的理论培训。理论培训一般由团队导师和相关博士研究生从宏观的课题组研究方向和科研思路到微观的实验细节,具体向学生进行讲解。之后,团队的培养重心将放在正在进行的课题研究上,如植物保卫细胞信号转导功能基因的筛选和分子机理研究课题,通过具体的实验引导学生参与实际的科研训练。同时,培养团队非常注重对学生团队协作能力的培养和创新性科研思维能力的锻炼。

教书育人,成果丰硕

张伟课题组培养团队按照每月至少 1~2 次的学习频率,对学生开展学科知识和科研训练。主要包括:

1.理论学习

团队会组织学生参加生命科学研究前沿讲座,参加生物领域的优秀学术报告会,让学生能够有机会了解当前植物科学最前沿的进展。团队的博士研究生会向学生讲解课题研究的植物逆境胁迫响应以及植物保卫细胞信号转导领域的具体工作和理论意义。研究生则指导学生阅读植物逆境响应和保卫细胞信号转导领域的最新文献,并进行阅读后的讨论和分析等。团队采用了线下和线上相结合的方式灵活开展理论学习。

2.初步的科研训练学习

团队会安排学生们亲身进入高校实验室学习。学生根据研究生的实验安排,辅助相关实验的进行,亲自参与了实验从前期准备到后期操作的一系列过程,例如,学生学习拟南芥幼苗的种植培养、幼苗根长实验、萌发率实验、气孔运动实验、离体叶片失水率实验等生理性状实验和 PCR 扩增、载体构建等分子生物学实验。

3.学生独立开展课题实验

张伟教授根据学生在前期实验技术学习过程中表现出的兴趣点,为学生分别制定能够承担的课题研究计划。在暑假期间,学生集中抽出至少一个月时间,在导师和培养团队成员的指导下,独立进行课题的实验研究并分析实验结果。

▲ 王晓坤同学在进行聚丙烯酰胺凝胶电泳实验

张伟导师团队充分发挥线上教学的优势,通过视频会议、空中课堂、虚拟仿真实验等网络新媒体授课方式,对学生进行理论学习和实验基本知识的培养,特别是使用生命学院自主开发的虚拟仿真实验教学软件,让学生通过虚拟仿真实验操作,学习并巩固了很多基本实验技能,有力保障了实验技能培养的顺利开展。因为生命科学研究以实验为主,所以张伟教授在对学生的培养过程中,鼓励学生亲自参与到实验中,锻炼学生的动手操作能力。 2019 级学生王晓坤是参与实验学习最频繁的学生。在实验学习中,王晓坤总是仔细听取研究生的讲解,并且认真记录实验方法,在实验操作过程中一丝不苟。通过半年多的学习,王晓坤已经熟练掌握了许多实验技术,同时能够独立开展自己的实验课题研究。通过在本课题组的学习,王晓坤对生物尤其是植物学科有了更加浓厚的兴趣。2021 年,王晓坤同学怀着对植物科学的热爱,顺利考入了福建农林大学相关专业。

▲ 王晓坤同学在超净工作台进行萌发率实验

来自青岛五十八中的学生徐一铭,虽然作为预备生入选,但依然按照正式学员的标准积极参与“英才计划”培养活动。徐一铭同学在实验学习过程中十分认真,很快就掌握了所学的实验技术。同时,她阅读了很多本课题组研究领域的外文文献,非常喜欢和研究生讨论阅读过程中不懂的问题。通过“英才计划”,徐一铭同学的理论和实践能力都得到了切实提高。

▲ 徐一铭同学(右一)在学习拟南芥的杂交实验

张伟教授将线上和线下培养模式相结合,充分利用线上教学的优势,给学生进行学术前沿知识的讲解。同时,他还利用虚拟仿真实验教学课程——《利用膜片钳探究植物干旱应答虚拟仿真实验》,对学生进行线上的实验课程培养。

▲ 张伟教授在线上为学生进行学术前沿讲解

总结经验,再创佳绩

在培养的过程中,张伟教授发现学生们都十分热爱独立思考,并且能够在实验学习中发现问题,举一反三。因此,张伟教授认为,在培养环节中应该充分调动学生的积极性,引导他们通过各种实验任务提高发现问题与解决问题的能力。所谓知易行难,张伟教授认为,一定要让每位学生在实验科学研究中,有机会进行实践操作,懂得亲自操作的重要性,通过在实验过程中及时总结成败经验,学会分析原因,走上科学之路。这也是在“英才计划”培养中,张伟教授及其培养团队所取得的宝贵经验。