学习像生物科学家一样思考

“同学们，不要看这门课只要阅读汇报6篇到7篇文章，但实际上，为了汇报一篇文章，你需要仔细阅读的文献量是三至四倍，甚至更多。”这是南方科技大学的“生物科学前沿讲座与文献综述”第一节课上，授课老师廖茂富的“劝退”式开场白。

这门课程是南方科技大学为高年级同学开设的，致力于展示重大生物发现的内在逻辑，着重强调生物问题如何与实验工具相互成就，帮助学生理解高水平的原创性生物科研是如何开展的。

课程由生命科学学院廖茂富教授统筹设计，由廖茂富、余聪、李颜颜、宋毅四位教授共同授课，采用翻转课堂模式帮助学生更深入地理解前沿文献，培养他们的批判性思维和独立研究能力。

寻找科研思维

与数理学科清晰的逻辑链条不同，生物现象往往由多种因素共同作用。教学中，老师们发现，生命科学的复杂性往往令初学者望而生畏。但在日常教育中，相对来说，对科研策略的传授没有得到特别重视，甚至很多老师也是通过长期在实验室里摸爬滚打、走了很多弯路才摸索到某个研究策略。所以，老师们认为，需要把它总结下来并教给学生。

“事实上，生物学研究存在自己的内在逻辑，但是掌握和理解这个逻辑并不容易，许多学生陷入‘只见树木、不见森林’的困境，无法把握科研探索的内在逻辑。”

基于此，课程团队着手改革“生物科学前沿讲座与文献综述”的课程内容，依靠“老师课上讲解——学生课下阅读关键文献——实验室实践训练”模式，使精彩的科研成果具象化为可感知的科研进程，引导同学们领会并掌握科研策略。

在南方科技大学生命科学学院，来自同一科研领域的教授可以拥有完全不同的技术背景。科研领域与技术这两方面的背景决定了教授会以不同的角度来看待自己的科研工作，以及选择自己的科研策略。基于此，课程改为由四位教授共同授课，每位教授分别讲授自己最熟悉领域的发展历程，以及关键技术的突破与推动作用。课后，同学们需要阅读与研究内容密切相关的文献，在下一堂课就三个问题进行汇报，并互相提问和讨论。

PAST， NOW， FUTURE

在阅读文献前，任课老师会提出三类问题，总结下来就是PAST，NOW，FUTURE（过去，现在，未来）。

课程独创的“PAST-NOW-FUTURE”三段式学习法，将每个科研课题分解为历史脉络梳理、技术原理剖析和未来方向预判三个维度。

历史之问（PAST）：为何是这个团队破解难题？

当下之问（NOW）：关键技术如何突破？

未来之问（FUTURE）：如果由你接棒，下一步怎么走？

2020级学生张杨洋对此深有体会：“其实这三个问题每次我都很难回答：第一个问题需要查阅很多文献；第二个问题需要认真阅读、吃透文献；第三个问题是最难的，因为要对这个领域有一个更加全面的认知，才能够去把握。每个问题都需要花费大量的课后时间进行准备。”

这门课并不只是让大家钦佩过去的科学家，感叹他们有多么了不起，而是提出一个设想：如果把你放在当时的环境下，你能否找到这个领域最重大的科学问题，并找到解决这个问题的方案。因此，在这门课上，张杨洋总是要打起十二分的精神。一方面，他需要了解过去10年、20年这个领域的发展，这让他学会了如何在海量的文章中捕捉关键线索；另一方面，他必须回答一些细节性的问题——为什么用A条件看到A现象，用B条件看到B现象？这促使他必须提前思考这些问题，并深刻理解这篇文章。“印象中，每次汇报前我都要准备一个多星期，直到汇报前一晚可能还在熬夜准备材料。”张杨洋说。

思想交流平台

张杨洋认为，这门课程给予师生一个交流思想的平台，而这个平台是需要师生双方充分参与的，老师的精心准备和学生的积极参与都必不可少。在生命科学学院，日常同学们会自行组织Journal Club（期刊俱乐部）、生命科学交流会等由学生主导的活动。

对于任课老师来说，确定一个适合展开讲述的科研领域，以及挑选合适的文献十分重要。“例如，余聪老师的模块涉及的内容包括什么是相分离？做相分离的关键技术在哪？如何判断一个是相分离，另一个不是相分离？为什么原来大家觉得它没有办法研究下去，但是现在越来越火，这里面涉及的逻辑是什么？老师都需要把这些内容讲清楚。”

更重要的是，老师需要精心设计整个课程，包括在适当的时机给出关键的提示。“我觉得老师们的提问都非常巧妙，有的问题甚至很难回答，必须通过师生之间的交流、讨论才能得到答案。”张杨洋介绍。

再好的课程设置、再好的老师，如果同学们没有真正全身心投入课堂中，课堂体验也会受到影响。这就是为什么会有文章开头老师“劝退”的一幕。“留下来的同学是真正对这门课感兴趣、能够认可这门课开设意义的。”张杨洋说，“因此参与度都很高，相互之间交流讨论充分。我以前看文献只关注结论，而现在接触到新领域时，会主动找开创性文章梳理脉络、把握前因后果，这种方式比直接读综述更有用。”

2020级生物信息学专业的郑微言是做纯干实验的，阅读湿实验文章并理解其思路对他来说并不简单，这门课不仅教会他阅读文献的方法，而且让他感受到湿实验的严谨与严密的逻辑。“现在细读文献后，我能寻找感兴趣的相关工作，提出新想法、推测课题新发展。不仅如此，设计实验时，我经常会运用所学证明思路，让实验逻辑更严密。”郑微言说。

廖老师表示：“很多问题都没有一个绝对正确的答案，但最重要的是引导学生往正确的方向去思考。科学研究存在很强的不确定性，科研工作者都会有心理准备——大部分工作可能都是做不出结果的。但是我们到底是基于什么样的信息去规划明天要做的实验？这个实验是不是目前能想到的最优方向？这才是这门课想要引导同学们思考的问题。这样，即使将来同学们去探索一个没有学习过或者不可预测的领域，也能找到合适的策略和方向。”

责任编辑：朴添勤