“生物化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)的區(qū)別是什么?”問題拋出后,來自各專業(yè)的200多名學(xué)生開始各抒己見,氣氛頓時(shí)熱鬧起來。
這是11月22日晚武漢大學(xué)通識(shí)課《魅力化學(xué)》的課堂場(chǎng)景,在臺(tái)上授課的教師正是2021年新當(dāng)選的中國(guó)科學(xué)院院士、武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院教授周翔。從2001年起任武漢大學(xué)教授,20年來,周翔沒離開過兩個(gè)地方,一個(gè)是實(shí)驗(yàn)室,另一個(gè)便是本科生課堂。
通識(shí)教育,讓學(xué)生看到化學(xué)魅力
22日18:30,教室鈴響之后,又傳出熱烈掌聲。
在課程負(fù)責(zé)人的介紹下,周翔走上講臺(tái),從“今日化學(xué)何去何從”“化學(xué)中存在什么二級(jí)學(xué)科”等問題出發(fā),引入本節(jié)課堂主題——核酸化學(xué)生物學(xué)。核酸化學(xué)生物學(xué)也是周翔長(zhǎng)期致力于研究的領(lǐng)域,近年來他帶領(lǐng)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)通過小分子對(duì)核酸的識(shí)別和功能調(diào)控,開發(fā)核酸靶向藥物分子和重大疾病診斷技術(shù),取得了一系列創(chuàng)新性成果。
如何把晦澀的學(xué)科概念講給不同專業(yè)的本科生聽,聽得懂又愛聽,最終建立一定的認(rèn)知?周翔想出一招兒——故事切入。
從DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、肌紅蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)到冷凍電鏡的發(fā)明,通過一個(gè)個(gè)生動(dòng)的故事,他一時(shí)間就把學(xué)生們吸引到神秘的分子世界,又穿梭在科學(xué)歷史的長(zhǎng)河中?!吧锘瘜W(xué)是研究生命體內(nèi)所具有的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和化學(xué)過程的學(xué)科,化學(xué)生物學(xué)則致力于利用外源化學(xué)物質(zhì)、方法或途徑在分子層面上對(duì)生命體系進(jìn)行精準(zhǔn)修飾、調(diào)控和闡釋,外延相對(duì)更廣?!薄皩訉觿冄笫[”之后,周翔解開了課堂伊始提出的問題,學(xué)生們豁然開朗。而后,他又通過“以mRNA為基礎(chǔ)的新冠疫苗”“基于核酸的腫瘤早篩早診、液體活檢技術(shù)”等前沿?zé)狳c(diǎn),向?qū)W生們展現(xiàn)出核酸化學(xué)生物學(xué)研究的價(jià)值意義。
“周老師很喜歡提問,課堂互動(dòng)很多,我們的參與感很強(qiáng)?!毕抡n后,化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院2021級(jí)本科生嚴(yán)雨洋跟記者說道。整堂課下來,周翔循循善誘,提了不下十個(gè)問題,每一個(gè)問題好似一個(gè)指路牌,讓學(xué)生駐足思考,又一道“柳暗花明又一村”。計(jì)算機(jī)學(xué)院2019級(jí)本科生黎謝之則深深感嘆周老師的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng),“在講授一些細(xì)節(jié)概念的地方一點(diǎn)都不含糊,比如在講解到細(xì)胞內(nèi)催化反應(yīng)時(shí),周老師與我們交流,雖然有同學(xué)答到‘發(fā)生了一些反應(yīng)’,但周老師卻積極引導(dǎo)同學(xué)講出‘發(fā)生了一些化學(xué)反應(yīng)’”,黎謝之覺得這種一絲不茍的研究態(tài)度是各個(gè)學(xué)科都必不可少的。
周翔課上提到,“相比于院士稱號(hào),我更加在意老師的稱號(hào),我要上好每一節(jié)課”,這句話也令學(xué)生們印象深刻。他說道,作為老師,有義務(wù)和責(zé)任把自己所了解的知識(shí)傳授給新一代,告訴他們什么是真正的化學(xué),了解化學(xué)的重要性,以及化學(xué)的未來發(fā)展,為所有學(xué)生提供“接地氣的化學(xué)知識(shí)與思維方式”,這也是他理解的這門通識(shí)課的意義所在。
交叉融合,激發(fā)學(xué)生科研動(dòng)力
除了講授通識(shí)課,周翔還長(zhǎng)期主講了化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院的本科生專業(yè)課《化學(xué)生物學(xué)導(dǎo)論》。這是一門面向大三學(xué)生的專業(yè)必修課。周翔指出,化學(xué)學(xué)科經(jīng)過200多年的發(fā)展后正積極地向下游延伸,參與解決更多國(guó)計(jì)民生問題,逐漸與材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)交叉,形成多種交叉學(xué)科,其中化學(xué)生物學(xué)成為化學(xué)人才培養(yǎng)的一個(gè)重要方向。
之所以要把課程設(shè)置在大三,也與他秉持的“固本強(qiáng)基,厚積薄發(fā)”理念息息相關(guān)?!拔覀冃律M(jìn)來,一定要把數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)打好。學(xué)習(xí)的內(nèi)容很多,但對(duì)我們化學(xué)學(xué)習(xí)非常有幫助,物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)都跟它們密切相關(guān)。只有打牢了基礎(chǔ),才能進(jìn)一步對(duì)學(xué)科的新知識(shí)、新方向做深入探索?!敝芟柽M(jìn)一步解釋,到大三的時(shí)候,學(xué)生已經(jīng)把化學(xué)的的基本內(nèi)容學(xué)習(xí)了一遍,了解化學(xué)與其他的學(xué)科交叉研究的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。
開設(shè)《化學(xué)生物學(xué)導(dǎo)論》,他的初心就是希望帶領(lǐng)學(xué)生通過化學(xué)的手段、化學(xué)的方法來研究生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)問題,看到化學(xué)在其他領(lǐng)域有其施展拳腳的地方,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生深入學(xué)習(xí)化學(xué)的驅(qū)動(dòng)力。他常常跟學(xué)生們提到,從分子水平上去觀察研究生物和醫(yī)學(xué)方面的某些過程、變化,化學(xué)學(xué)科有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),更能夠發(fā)現(xiàn)深層次的發(fā)病機(jī)制,不管是診斷還是治療,它會(huì)有很大的作為。
以核酸表觀遺傳修飾這一研究方向?yàn)槔?,周翔?010年時(shí)開始投入精力開發(fā)化學(xué)探針對(duì)核酸修飾進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)。到目前,核酸表觀修飾已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)的熱點(diǎn)領(lǐng)域,國(guó)家自然科學(xué)基金委也于2017年啟動(dòng)重大研究計(jì)劃開展生物大分子動(dòng)態(tài)修飾的研究,這一領(lǐng)域?qū)χ卮蠹膊∪缒[瘤的早篩早診和新藥發(fā)現(xiàn)方面均也有非常好的應(yīng)用前景。
的確,化學(xué)生物學(xué)勾起了不少學(xué)生的研究興趣。化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院2020級(jí)碩士研究生袁可欣,在大三就抱著多了解一些化學(xué)生物學(xué)專業(yè)知識(shí)的想法聯(lián)系了周老師,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行業(yè)余科研。
她還跟記者特別提到,自己在推免研究生面試前非常緊張、自信心不足,甚至一度逃避準(zhǔn)備,“在這時(shí)候,周老師的一通電話鼓勵(lì)了我——‘基礎(chǔ)都很扎實(shí),沒有什么可擔(dān)心的’”。袁可欣隨后順利獲得推免資格,如愿以償?shù)卣郊尤胫芾蠋焾F(tuán)隊(duì)。
健全人格,培育真正的棟梁之材
“國(guó)無德不興,人無德不立。”不論在課堂上,還是在自己的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)中,周翔始終把樹立正確的價(jià)值觀擺在育人的首要位置。他認(rèn)為,武漢大學(xué)作為一所高層次大學(xué),培養(yǎng)出的學(xué)生對(duì)國(guó)家和社會(huì)都有重大的影響,甚至是方向性的,引導(dǎo)他們樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀也是義不容辭的責(zé)任,必須要為社會(huì)培育真正的棟梁之材。
“所謂棟梁之材,就是要擔(dān)當(dāng)很大的責(zé)任與義務(wù),為整個(gè)社會(huì)的發(fā)展做貢獻(xiàn)?!?/strong>周翔說道,這個(gè)貢獻(xiàn)可能并不源自從事了化學(xué)研究,畢業(yè)后可以有很多選擇出路,包括繼續(xù)研究、前往成果轉(zhuǎn)化的企業(yè)、做行政管理等等,但在武大學(xué)習(xí)期間樹立起的價(jià)值觀念、汲取的綜合性營(yíng)養(yǎng)是起到奠基作用的。
“這20年來,實(shí)驗(yàn)室的研究生們都是高高興興地來,依依不舍地離開?!?002年作為一名碩士研究生加入周老師團(tuán)隊(duì),如今已是團(tuán)隊(duì)重要一員的翁小成教授這樣形容實(shí)驗(yàn)室的氣氛。他提到,周老師會(huì)針對(duì)不同性格、背景和能力的學(xué)生,有不同的培養(yǎng)方式。無論是從事何種行業(yè)的畢業(yè)生,談起讀研階段,印象最深刻的除了周老師張弛有度的管理、倍感溫暖的鼓勵(lì)以及語重心長(zhǎng)的指導(dǎo),還包括在周老師團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)時(shí)養(yǎng)成的格局、眼界和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
“我希望,通過我,學(xué)生知道的不僅僅是什么是化學(xué),而是一個(gè)全方位的學(xué)習(xí),如何去適應(yīng)這個(gè)社會(huì),怎么樣為社會(huì)發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn),這樣才是一個(gè)健全的人?!?span style="font-size: 16px; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; color: rgb(24, 93, 80); overflow-wrap: break-word !important;">周翔的這種從科學(xué)素養(yǎng)到人格健全的差異化、全方位培養(yǎng)理念貫穿在課堂和研究生培養(yǎng)始終。
在《化學(xué)生物學(xué)導(dǎo)論》課堂上,每一位學(xué)生擁有一次做一場(chǎng)10分鐘演講的機(jī)會(huì),周翔希望以此培養(yǎng)學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)把某個(gè)研究?jī)?nèi)容展示出來的能力,“不能就埋頭在實(shí)驗(yàn)室,還需要傳授,還需要輸出”。更深層次的,他希望在這一過程中鍛煉學(xué)生的自信心以及表達(dá)技巧,不管是否從事科研,這兩個(gè)因素的提升對(duì)于學(xué)生終身受益。
在團(tuán)隊(duì)中,他盡可能讓每一位研究生在承擔(dān)科研任務(wù)的同時(shí)擔(dān)任一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室管理任務(wù)。2020級(jí)碩士研究生薛小宸負(fù)責(zé)管理Qubit定量?jī)x器。他跟記者坦言:“實(shí)驗(yàn)室工作最重要的就是交流,進(jìn)行課題需要與老師、師兄師姐交流;管理儀器,需要為新手講解儀器的原理、使用方式與注意事項(xiàng),儀器有問題需要及時(shí)了解查看,同時(shí)有使用不規(guī)范的情況需要及時(shí)指正,這些無一不涉及說話的藝術(shù)?!痹诠芾韺?shí)驗(yàn)室過程中他感悟到,不懂得交流,只顧自己悶著頭做實(shí)驗(yàn),不僅難以學(xué)到寶貴的經(jīng)驗(yàn)以及新的知識(shí),自己的心理久而久之就會(huì)顯得孤僻,課題進(jìn)展不順的時(shí)候不知道如何是好,久而久之可能會(huì)出問題。接手細(xì)胞間管理工作不久的袁可欣也覺得,管理工作不僅僅從自己的角度考慮問題,還要加強(qiáng)與他人的合作與溝通,在交流中找出求同存異的方案。
師承,這樣的培養(yǎng)理念也深深影響了翁小成。如今,他在指導(dǎo)學(xué)生時(shí)最重視兩點(diǎn),一是以身作則投入工作,保證學(xué)生有合適的選題,并且有及時(shí)的指導(dǎo),“這一點(diǎn)我做得還不夠,周老師雖然事務(wù)繁多,但是幾乎每天對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)都會(huì)過問,目前團(tuán)隊(duì)一半的研究生都是周老師直接指導(dǎo)”;二是學(xué)會(huì)站在學(xué)生角度思考問題,“實(shí)現(xiàn)和周老師一樣張弛有度的管理”。
翁小成認(rèn)為,學(xué)生和老師之間雖然有共同的科學(xué)問題要解決,但是由于需求和追求不同,會(huì)存在很多不同的想法。因此老師除了在學(xué)業(yè)上給予足夠的指導(dǎo)之外,還需要了解不同學(xué)生的不同情況和需求,調(diào)整與他們相處的方式。這也是長(zhǎng)期在周老師團(tuán)隊(duì)中潛移默化產(chǎn)生的影響,讓學(xué)生們感受到老師確實(shí)是在幫助他并且理解他的一些想法。
20年,周翔已經(jīng)培養(yǎng)了近80名博士和20多名碩士研究生畢業(yè),無數(shù)學(xué)生從他的課堂學(xué)到化學(xué)知識(shí),悟到人生哲理,走向祖國(guó)大地。20年初心不改,周翔將繼續(xù)行進(jìn)在教書育人、科研報(bào)國(guó)的征途上。
周 翔
1986年和1989年在武漢大學(xué)獲得學(xué)士和碩士學(xué)位,1996年在香港中文大學(xué)獲得博士學(xué)位,1996至2001年在美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)、馬里蘭大學(xué)從事博士后研究。2001年起任武漢大學(xué)教授?,F(xiàn)任武漢大學(xué)第三屆學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任。
周翔長(zhǎng)期致力于核酸化學(xué)生物的研究, 主要研究方向?yàn)? (1) 小分子對(duì)核酸結(jié)構(gòu)的識(shí)別及其功能調(diào)控研究; (2) 基于核酸化學(xué)技術(shù)在疾病診療中的應(yīng)用。通過小分子對(duì)核酸結(jié)構(gòu)的識(shí)別和功能調(diào)控,開發(fā)核酸靶向藥物分子和重大疾病診斷技術(shù),取得了系統(tǒng)的、在國(guó)際上有影響力的創(chuàng)新性成果, 推進(jìn)了核酸化學(xué)生物學(xué)研究發(fā)展。他以通訊或共同通訊作者在Acc. Chem. Res., Chem. Soc. Rev., Nat. Chem. Biol., Nat. Commun., Sci. Adv., Chem, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nucleic Acid Res., JACS Au, Cell Chem. Biol.等期刊上發(fā)表論文260余篇。獲湖北省自然科學(xué)一等獎(jiǎng) (兩次,排名第一),藥明康德生命化學(xué)研究獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
曾主持國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年基金項(xiàng)目、創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目、以及科技部973項(xiàng)目等。入選中科院院士、教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、百千萬人才工程國(guó)家級(jí)人選、英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士、曾任中國(guó)化學(xué)會(huì)化學(xué)生物學(xué)專業(yè)委員會(huì)主任,擔(dān)任多個(gè)學(xué)術(shù)期刊如:Acc. Chem. Res.等的編委。
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