量子通信、超导材料、火灾研究、生命科学……近年来，中科大学子在实验室孕育出一批重要原始创新成果，并催生诸多变革性技术——
实验室播散科学的“种子”
■ 本报记者 桂运安 本报通讯员 杨保国
日前，一种“智能”克服肿瘤耐药性的新方法，在中国科学技术大学诞生。成果发表在国际著名学术期刊《德国应用化学》上，论文共同第一作者为中科大化学与材料科学学院博士生袁月、生命科学学院博士生王林。这一成果，出自于中科大实验室，将为肿瘤药物设计及癌症治疗提供新的思路，惠及肿瘤患者。近年来，中科大特别注重在实验室播撒科学的“种子”，通过改革实验室教学，培养学生的创新意识、创新能力、团队合作精神以及发现问题、解决问题的能力，催生了一批重要原始创新成果和变革性技术。
实验室搭起成长的阶梯
许星星同学最近双喜临门，这位中科大化学与材料科学学院的大四女孩，不仅拿到全额奖学金将赴瑞典深造，同时收到国际著名学术期刊《德国应用化学》的论文刊用通知，她作为共同第一作者的一篇论文即将发表。“大二结束后，我就到俞书宏教授的实验室学习，是《无机化学实验》激发了我对化学的兴趣。”许星星说。
像许星星这样在校期间就发表学术论文，或在国内外学术大赛中取得优异成绩的学生，中科大还有不少，这与该校实验实践课培养了学生较强的创新意识和动手能力密切相关。
“中科大大学物理实验教学在国内处于标杆地位，对学生的创新意识和动手能力培养，起到了重要作用。 ”中科大物理学院分党委副书记、物理实验教学中心主任张增明教授表示。在中科大，“大学物理实验”是所有本科生的必修课程。作为首批国家级物理实验教学示范中心，经过多年探索，他们打破原来按照力学-热学-电学-光学等顺序安排的课程体系，重新梳理内容，由易到难，构建了以能力培养为核心的多层次、研究性实验教学体系，即“基础实验—综合性、设计性实验—现代物理实验技术—研究性实验—专业基础实验—专业实验”。低年级的实验课以激发学生学习兴趣和训练基本实验技能为目的；高年级课程则以全方位的科研素养训练或自主实验为主，激发学生的创造力，提升其综合素质，实现个性化培养目标。
其中，作为科研能力培养的重要课程“研究性实验”（四级），让学生处于主导地位，三四人一组，从查阅文献、提出实验课题、准备实验设备条件、设计实验方案，到做实验、撰写论文以及答辩等，都由学生自主完成，实验教学中心负责提供相关的实验仪器和指导教师。每年约有600名与物理相关的不同学院的学生参加，选题完全开放。
“一般大学物理实验课只开到四级，像我们这样开到六级的，国内少见。 ”张增明说，这不仅提升了学生获取知识的能力，而且对提高他们的创新意识、创新能力、团队合作精神以及发现问题、解决问题、总结分析能力也发挥了重要作用。近年来，物理学院本科生的深造率一直保持在80%以上，出国深造的学生约占40%，一些国际名校很看重中科大学生的科研潜力。
为实验教师单开一扇“门”
走进中科大化学实验教学中心，一个个实验室宽敞明亮，仪器设备摆放整齐，完全没有印象中到处是瓶瓶罐罐的场景和浓烈的异味。
曾担任过该中心主任、现为化学与材料科学学院副院长的侯中怀教授告诉记者，该中心是国家级实验教学示范中心，2012年8月整体搬迁至新建的环境资源楼，使用面积增加到6500平方米，并完成了包括仪器设备在内的全面升级，大型仪器设备都是按科研要求配备，促进了创新性实验项目开发和实验内容的不断改进。
仪器设备固然重要，但在侯中怀看来，建立一支稳定的高水平实验教师队伍更为重要，也最为困难。近年来，该校化学实验教学中心招聘了一批名校博士生以加强实验教师队伍，目前专职实验教师有34人，主要负责基础化学实验；兼职教师40余人，由各系教学科研岗骨干教师构成，负责综合化学实验课。
“招聘时我们就说的很明确，是专职实验教师岗。”侯中怀说，“我们尊重每个人的工作，发挥每个人的作用，尽力让大家有‘存在感’，老师们的工作积极性比较高。 ”
黄微，2010年南开大学博士毕业加入该中心。由于工作出色，还是中级职称的她，去年已担任该中心副主任。几年来，她开过《无机化学实验》《化学科研基础训练》等5门实验课。“我们工作上每取得一点成绩，都会得到肯定。”黄微说，比如出版教材、发表教学研究论文、参加教学研讨会等，都会给予一定的奖励，“关键不是钱多少，而在于工作得到尊重。 ”
近年来，中科大开辟“绿色通道”，面向全国招聘一批名校博士生充实实验教师队伍，其中不少具有海外留学经历。该校教务处副处长汤家骏介绍说，实验教师的考核和职称晋升都单列，“主要不是看发了多少科研论文，而是看对实验教学的投入、有哪些创新、新开了哪些实验项目等。 ”此外，实验课与全校46门重要基础课一样，都享有课时津贴。
“基础化学实验为学生实验技能打下 ‘宽、厚、实’的基础，而高水平的兼职实验教师队伍则保证了综合化学实验‘精、新、活’的特色优势。 ”化学实验教学中心主任朱平平教授说，如“化学物理实验”，由包括国家“杰青”、中科院“百人”在内的5名教授和6名副教授共同承担，教学完全采取课题组向学生开放的方式进行，学生直接利用课题组的科研设备和条件，分组完成实验项目，直接感受化学物理前沿交叉的魅力。
教学改革走向国际舞台
iGEM（国际遗传工程机器竞赛），一项由美国麻省理工学院主办的合成生物学领域顶级国际大学生学术竞赛，每年都吸引世界众多一流大学的学生参加。中科大自2007年组队参赛以来，共获得12金、1银、1铜和3项单项奖。这些骄人成绩，源自该校生命学院实验教学中心创新研究型生物学实验室的教学改革。
据中心主任赵忠教授介绍，他们每年组织两支队伍参加iGEM，目的是以竞赛的方式培养学生的科学思维、创新能力和团队协作精神。湿队（实验队）主要由生命学院本科生组成，干队（软件队）队员来自全校不同学院。从队员招募、阅读文献、确定选题，到设计方案、做实验、准备答辩等，都由学生独立自主完成，实验中心提供实验仪器设备、实验耗材和相关指导。
俞鈞陶，生命学院大二学生，去年就是湿队一员，因签证延误未能成行，今年担任队长。他1月份就开始忙活招募新队员，通过宣讲会、面试，录取了20多人。他与副队长首先花了3天时间，为来自其他学院的队员培训分子生物学基本实验技术，之后又进行了比较系统的生命科学理论知识讲解。目前，队员们正在一边分头研读文献，一边通过每周组会的“头脑风暴”讨论选题，已初步确定“肿瘤基因治疗”等3个题目。最后他们将优选一个题目，利用暑期两个月时间做实验，9月赴美参赛。
“学院和实验室很支持我们，洪炯老师每周都参加我们的组会，听我们讨论，给出指导意见。两个队之间也经常交流，互相支持。 ”俞鈞陶说，通过参加这项赛事，不仅学到了很多知识，体会了做科研的过程，还提高了领导团队的能力和交流表达能力，扩大了视野，并与队友们建立了很深的友谊。
“科大培养的是科技等领域的拔尖人才，本科期间开设研究性实验，并通过各种方式吸引学生走进科研实验室，就是为这个目标服务的。 ”中科大副校长陈初升表示，各学院都建立了多层次、研究性实验教学体系和相应的实验平台，拥有一批先进的仪器设备，同学们掌握了实验手段和方法，亲身体验了科研过程，今后做研究就水到渠成了。
图片① 中科大化学实验教学中心副主任黄微（右二）指导学生做化学实验。 蔡兴洋 摄
② 中科大化学与材料科学学院教授熊宇杰（左一）指导学生做实验。 姚琼 摄
③ 中科大国家同步辐射实验室。新华社记者 刘军喜 摄
安徽日报2015年7月23日
http://epaper.anhuinews.com/html/ahrb/20150724/article_3337415.shtml
