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拔尖基础学科人才这样炼成

来源/ 来源:人民日报 作者/ 时间/2022-06-09 01:47:46

习近平总书记2月28日下午主持召开中央全面深化改革委员会第二十四次会议时强调,要全方位谋划基础学科人才培养,科学确定人才培养规模,优化结构布局,在选拔、培养、评价、使用、保障等方面进行体系化、链条式设计,大力培养造就一大批国家创新发展急需的基础研究人才。

基础研究是科技创新的源头。我国拥有世界上规模最大的高等教育体系,完全能够源源不断培养造就大批优秀人才,完全能够培养出大师。广大高校特别是“双一流”大学,理应发挥培养基础研究人才的主力军作用。为此,本报记者采访复旦大学、西安交通大学、山东大学、兰州大学的拔尖基础学科人才,倾听他们讲述从事基础学科研究的感悟与心得、探索与突破、融合与创新……

——编 者

“兴趣是最好的老师。老教师们提纲挈领,把数学演绎成美丽的存在”

最近,复旦大学生命科学学院教授鲁伯埙团队的论文,相继发表于国际顶级学术期刊。鲁伯埙一直关注神经退行性疾病的发病机制,他觉得这项研究不可或缺。

对于鲁伯埙来说,做基础学科起于兴趣与特长。父亲是高校教师,受家庭环境影响,他从小就喜欢探究问题、找寻规律,高中已开始写论文,迷恋研究不同叶子形状与叶脉结构间的关联,观察、计算、建模,直至发表论文……进入复旦读本科,才有机会走进实验室,懂得了知识点背后那些精妙的实验设计、执行和分析过程。

70后的山东大学数学系教授吴臻,2019年获得了陈省身数学奖,数学圈不少人惊讶,获奖者竟这么年轻。他对于数学的热忱,也来源于幼年时的兴趣。

父母是数学老师,吴臻自小偏爱数学。1987年,16岁的吴臻便考入山东大学数学系,并暗下决心攻读硕博。在不少人眼中,数学是枯燥的数字堆砌,搞研究更单调辛苦,而吴臻却选择继续深造。“兴趣是最好的老师。老教师们提纲挈领,把数学演绎成美丽的存在。”吴臻说。

培养基础学科人才,国家一直在发力。据了解,2018年,教育部在77所高水平大学布局建设了288个基础理科、基础医科、基础文科的创新拔尖学生培养基地,累计吸引1万余名学生投身基础学科,96%的毕业生在基础学科深造和研究。

“从一次次失败中培养坚毅品格,保持向上斗志,科研之路才可能成功”

近年来,我国基础研究人员全时当量从2016年的27.5万人次增长到2020年的42.7万人次;高被引科学家从2016年的175人次增长到2021年的935人次。

在鲁伯埙看来,培养基础学科人才,首先要有强大的科研投入:“我读本科时国家不富裕,科研投入有限,很多老师有前沿视野,但限于条件难以做真正重大的前沿科研。生命科学研究需要有实验支撑,尖端设备、试剂耗材买不起,实验动物养不起,重要问题就不敢碰。”

探索性研究“烧钱”,实验经常失败,因此鲁伯埙一直积极申请国家经费和企业资助。失败的情形,也不单只有鲁伯埙遇到,西安交通大学微电子学院院长耿莉也有体会……

耿莉从事的是高新研究。由她领衔开发的压电式微滴喷射阵列打印头智能驱动芯片,是国内第一款可用于集成式打印喷头的智能驱动芯片,为宽幅3D打印设备的全国产化提供了硬件基础。

走进实验室,1000平方米的微纳电子与器件共享平台超净间里,教师、技术人员和研究生们正忙碌着……近年来,耿莉带领学院突破多个关键核心技术,“基础科研,拼的是真刀真枪。”耿莉平静地说。

芯片制造过程中,设计完电路后,需要预先生产几片供测试,通过后再大规模生产,这个过程叫做“流片”。一次,耿莉带领团队进行测试验收,测试室里气氛紧张:从第一次“流片”回来上电晶体管被烧毁,高压驱动芯片已经“流片”3次;一次不成就再试,从高压管的优化、高低压隔离到状态检测机制改进,每一次试验都和预期结果更接近;最终,一个个波形信号稳定输出,“成功了!”大家鼓起掌来,耿莉紧锁的眉头舒缓了……

耿莉认为,培养杰出人才不仅要传递知识,更要培养他们不怕失败的意志、越挫越勇的恒心。“基础科研讲究团队协作,单枪匹马不济事。科研更是一条艰辛路,挫败是常态,从一次次失败中培养坚毅品格,保持向上斗志,科研之路才可能成功。”耿莉说。

“解题不是科研探索的全部,发现问题、培养科学精神才是关键”

当前,面对百年未有之大变局,培养一批具有交叉思维、复合能力的创新人才,是培养基础学科人才的关键所在。“教育部近期在12所高水平大学布局建设了首批12所未来技术学院,瞄准未来的前沿性、革命性、颠覆性技术发展,推动学科专业交叉融合。同时,用好学科交叉融合的‘催化剂’,推进理工结合、工工交叉、工文渗透、医工融合、工农协同,培养一批能够引领和示范科技革命和产业变革的拔尖创新人才。”教育部相关负责人介绍。

高新专业具有很强的学科交叉特性,开放的人才平台不可或缺。2018年,王欢(化名)从某研究所进入学院,在耿莉团队负责新型光电器件研发。耿莉说:“当时急需一名拥有相关经验的人才,联系到王欢我非常兴奋!”然而,王欢的年龄和论文数都达不到条件,这可急坏了耿莉……为此,她准备了情况说明,建议不拘一格降人才,最终学校将王欢特招进入学院。“如今,他已经带领团队承担起国家重大项目,促进了学院的产学研优势互补。”耿莉说。

不少学生快速成长,成为科研生力军。本科学生在大二和大三就可以申请进入“信息新蕾计划”。宋焱在大三时就参与低功耗数模转换芯片项目,成长飞快,大家夸奖他是实验室的“定海神针”。宋焱说,“越早进入科研项目,就能够越早在科研生涯初期培养经验、养成好习惯。”

耿莉觉得,近些年,我国科研硬件基础突飞猛进,而要培养出大师级人才,还需更多“软建设”——培养学生良好的性格,养成科学精神。“杰出人才成长需要宽松的成才环境、合理的激励机制,目前各个教育阶段还存在唯成绩论现象。高校教育要注重学生思维能力和学习研究方法培养,提升学生自主探索解决问题的能力,让他们善于梳理逻辑关系、归纳知识体系;还要将人文知识的学习,贯穿人才培养体系中,鼓励学生树立起远大理想。”耿莉说。

在吴臻看来,创新人才的培育,需要从“学会提问”开始。硕博期间,吴臻师从中国金融数学的开创者彭实戈院士。彭实戈从法国留学归来,思维活跃,邀请了许多世界级数学大师来校访问。吴臻在一次次学术探讨中,开拓了学术视野。“导师常叮嘱,做研究要面向世界前沿,切忌停留在低水平领域。”吴臻说。

起初,吴臻是跟着导师的研究方向走。跟到一定程度后,便要自己寻问题、找突破。读博士期间,导师曾交给他一篇文章。看完后,彭院士问他说,你能不能就此文章提出10个问题来?“我便被难住了……”吴臻说,导师的循循善诱,激发了他的独立思考能力,从此每读一篇论文,都会思考是否能提出新的研究方向。

在鲁伯埙看来,博士阶段,最紧要的是培养学生对科学价值的判断力,知道解决问题需要设计什么样的实验。“现在,学生往往都是‘做题家’,解题不是科研探索的全部,发现问题、培养科学精神才是关键。”为了更好解答同学们的疑问,在实验室里,他是随时在线的工作达人,永远会及时回复信息邮件。每周五,20多人的课题组开会,众人一起发现问题,验证结论,确定下一步实验。

“基础研究经费大头仍是来自国家投入,用研究成果回报社会,是我们的责任”

接受记者采访的这天中午12点半,唐瑜上完《无机化学》课,简单吃完午饭后回到办公室,马上与学生讨论稀土配合物的研究……

从1989年踏进兰州大学化学系到留校以来,唐瑜已从事稀土研究20多年。“现在主要做稀土配位化学基础研究,和稀土资源的高值化应用研究。”唐瑜说。作为现代工业的“维生素”,稀土元素拥有优良的光电磁等物理特性,在冶金、石化、储氢、显示面板等现代工业领域均有广泛应用。

“做科研要有明确目标,那就是做‘顶天立地’的科研。”唐瑜说,“顶天”,就是在基础研究中追求学术创新、推动学科发展;“立地”,就是在应用研究中做有益于社会和百姓的事。唐瑜的偶像——“中国稀土之父”徐光宪院士就是她心中“顶天立地”的科学家。“徐老因国家需要而改变自己的研究方向,实现稀土的回流串级萃取,打破了国际垄断。”

基础研究要甘坐“冷板凳”。通过大量实验研究,唐瑜解决了稀土配合物在应用中的水溶性和稳定性等问题,并将科研成果应用于稀土智能发光材料。近年来,稀土发光配合物在癌症诊断和治疗的应用中备受关注,而这也是唐瑜和团队目前正在做的事业。“我们利用稀土发光配合物的设计,实现对早癌标志物的高灵敏度检测。”唐瑜说,目前正在与医院合作开展肿瘤标志物的稀土荧光检测试剂盒的研发。

鲁伯埙的“神经退行性疾病的发病机制”研究,也是一项有益于人民生命健康的研究。多年关注这项疾病,鲁伯埙对病患和病患家属的痛苦感同身受。自2010年起,他便致力于对这种疾病的研究,揭示了疾病产生的可能源头机制和疾病加速发展机制,并且发现了多个潜在药靶和一类潜在治疗药物,提出了新药研发概念。“基础研究经费大头仍是来自国家投入,用研究成果回报社会,是我们的责任。”鲁伯埙说。

鲁伯埙心里有一个想法:以目前的研究为切入点,找到干预更多神经退行性疾病的路径。“高校青年研究员收入不算高,但喜欢科研的人,多半不会特别追求物质。关键是看有没有好平台,做出有价值的研究。”鲁伯埙说。

唐瑜说,所谓大师,一定对科学忘我求索,也一定心怀“国之大者”,能为民族振兴和国家进步孜孜以求、甘于奉献。“俯下身、沉下心,拓展科学边界。基础研究和原始创新没有第二,只有第一。”唐瑜说。

在唐瑜的办公桌上,摆放着一个卡通版戏剧人物脸谱——樊梨花。“家人送的,希望我做科研能像个女将军一样攻城拔寨。”唐瑜笑言。

吴臻给学生讲课时,常会提起王国维的“境界说”:“做数学,当有‘衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴’的精神;大师之路道阻且长,需要锲而不舍持之以恒。”他说,这些是必备的品质,也是当下的锤炼重心所在……

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