第十三届生命科学联合中心学生暑期夏令营、高中生物教师研修班暨第二届生命科学基础教育人才培养研讨会圆满落幕
2024年7月22日-7月25日,由清华大学-北京大学生命科学联合中心(后简称“生命中心”)、清华大学生命科学学院主办、清华大学附属中学和清华大学教育研究院基础教育研究中心协办的第十三届生命科学联合中心学生暑期夏令营、高中生物教师研修班暨第二届生命科学基础教育人才培养研讨会在京成功举办。来自北京地区41名高中生、来自全球各个大学的45名本科生和来自全国各地141名高中生物教师、教研员参与了本次活动。

图为本次活动成员合影
7月22日上午活动正式开始,开幕式由生命中心办公室主任江轶主持,清华大学副校长王宏伟、清华附中校长方妍致辞。

王宏伟副校长在开幕式上致辞
王宏伟副校长对所有不畏酷暑前来的参会者表示由衷的欢迎,他在致辞中提到:“习近平总书记在清华大学110周年考察时提出,高等教育体系是可以培养出大师的,其实不只是中国高等教育,中国整个教育体系是可以培养出大师来的,这也是回答钱学森之问。第二十届三中全会对高中和大学教师也提出了更高的要求,那如何培养大师、如何将人才培养、科学研究、创新三者有机结合、如何将大学教育和中学教育,甚至小学教育更好地衔接起来,是当前大家要一起思考,未来要共同去实践的事情。”他同时寄语在座的青年人,“大家应该有一个志向,带着“创新”精神,去做一些前人没有做过的事情,希望未来能够涌现出一批大师,为中国的科学进展,科技进步做贡献,更希望大家能够引领世界。最后再次欢迎大家到清华大学、清华附中来,祝愿大家在未来几天的学习过程当中,真正有所收获,为自己未来职业和学业的发展奠定一个好的基础”。

清华附中校长方妍致辞
方妍校长说到“生命至上,是最朴素也是最深刻的共识,这无疑确定生物这个学科的重要性,基础教育的生物课怎样满足国家对于生命医学的要求,尤其是满足大学高等教育对于人才的需要,还存在着非常大的挑战,任重而道远。这次活动给所有参会人提供了好好学习、教学相长的机会,但是更重要的,使我们探索的认知高度更上一层楼,希望我们都要有学科的自信,勇敢地走在建设教育强国,推进中国现代化建设的学科前列,为中国未来的生物教育开辟一个新的探索的育人模式”。
开幕式结束后,正式开启报告、交流环节,7月22日由清华大学王宏伟教授、张从刚研究员和潘俊敏教授分别带来“结构生物学”、“cGAS-STING天然免疫信号通路”和“纤毛生物学与衣藻作为中学生物实验的潜在实验材料”的科学报告。

7月22日清华大学王宏伟、张从刚、潘俊敏授课照片
王宏伟老师以宏大的视角,从生物体的整体结构出发,逐步深入到神经系统的结构、细胞内的精细结构、微管的微妙构造,乃至蛋白质的多级复杂结构,层层递进,全面而深入地解析了结构生物学的核心内涵及其研究范畴。他通过一系列生动有趣的实例,如吃辣椒为何会感觉辣、河豚毒素的毒性原理等,巧妙地展示了结构生物学如何以独特的视角完美解释这些现象,让学员领略到了结构生物学的无穷魅力与强大解释力。
张从刚老师则从历史的长河中汲取灵感,以DNA介导的天然免疫为起点,用生动有趣的故事带领大家走进天然免疫的神秘世界。他详细讲述了cGAS-STING信号通路的发现历程,并通过一位至情至性免疫学家Ilya Mechnikov的感人故事,回顾了科学家们寻找天然免疫中DNA感应蛋白的百年谜题。随后,他从结构和蛋白互作的角度,深入剖析了cGAS-STING通路的机制和调控方式,以及这一通路所涉及的疾病和以此为基础开发的药物,为学员呈现了一场知识盛宴。
潘俊敏老师则以纤毛为切入点,从纤毛的结构、组装和解聚过程,到这一过程中涉及的信号传导、细胞骨架的动态变化,为大家系统地讲解了纤毛生物学的基础知识。尤为重要的是,他还探讨了衣藻在高中生物实验中的应用潜力,如为学生提供细胞形态观察、细胞运动、趋光性、渗透胁迫、纤毛再生等实验的机会,为纤毛生物学的教学与研究开辟了新的思路。

7月23日清华大学周帆、朱可可、方晓峰、吝易授课照片
7月23号,清华大学周帆副教授、朱可可研究员、方晓峰副教授和吝易副教授继续为学员介绍生物学前沿知识,分别带来“追踪细胞与胚胎的命运”、“免疫学基础”、“相分离在生物学中的意义”、“生物大分子相分离生理及病理研究”科学报告。
周帆老师形象生动地给学员们介绍了细胞和胚胎的命运走向以及如何利用现有技术更好地去追踪与探索细胞和胚胎的命运选择,引导学员在科学探究上要敢为人先,因为在科研上,敢不敢做比会不会做更有意义。此外周帆老师也提出干细胞研究的思路与范式值得我们应用在各自的研究工作中,鼓励学员们要紧跟前沿,学习并利用AI技术更好地应用于科学研究上。
朱可可老师系统地给学员讲解了免疫学基础知识。如1.什么是抗原?2.抗原如何传递?3.抗体怎么来以及免疫细胞的定义及其分化。最后学员们纷纷向朱可可老师提问与探讨免疫相关的问题,诸如人类与病毒是否是协同进化的过程?
相分离是近年来生物学研究中的一个热点领域,它在细胞功能调控、疾病发生和发展等方面有着重要意义。方晓峰老师从相分离的概念、发展历史、原理、研究方法以及作用方式几个方面深入浅出地为老师们讲解这一复杂而又迷人的现象,并分享最新的研究成果和前沿动态。
无膜细胞器在细胞内起着至关重要的作用,尽管没有传统的膜结构,但它们通过特定的机制维持细胞功能的平衡。吝易老师详细阐述无膜细胞器的形成和运作机制,并结合最新科研成果-相分离调控节律性蛋白翻译的分子机制探讨其在神经退行性疾病中的关键角色。通过这场讲座,老师和同学们将能够更好地理解细胞内部复杂的生物学过程及其与疾病之间的关系。
7月24日,根据老师和学生的特性针对性地进行交流学习,研修班学员和生命科学基础人才培养论坛成员就大中衔接中创新人才培养进行了分享交流。

7月24日上午中学教师刘健、王宣、吴丹丹、王诗琦现场分享照片
首先进行分享的是清华附中生物学教研组组长、北京市特级教师刘健,她就中学生物学课程与教学实践和大家进行了分享。刘健组长认为,优质课程,是创新人才培养的保障,清华附中的课程由实践、综合、生涯、衔接、核心课程组组成,在夯实专业基础知识的同时通过多样的课程组成努力促进学生的全貌发展。
接下来清华附中王宣老师为大家介绍了ABE项目落地常规课程的细节,并着重讲解了在实验教学方面的细节和心得。王宣老师说道,在教学过程中,实验的准备和条件的摸索是最耗费时间的部分,这一部分需要很大精力的投入,且工作量难以计量,需要知识和教学热情的共同支持来完成实验教学工作。
清华附中吴丹丹老师分享了自己在生物学命题和教学实践研究上的心得。她根据试题的组成和命题要求为大家介绍了命题思路和讲解解题中的要点和难点,尤其着重介绍了进行文献阅读学习大题命题时的要点。
最后,清华附中王诗琦老师介绍了项目式学习课程在清华附中开展的整体情况、生命科学高研实验室课程体系建设和植物创客系列课程开发及推广。她为大家分享了高研实验室和植物创客课程运转的方式及教学过程中需要注意同学们可能会出错的部分,并希望各位老师能够给同学们充分的犯错的机会。

7月24日下午中学教师靳思、左山、李科杰现场分享照片
7月24日下午,北京市第八十中学靳思老师首先分享了关于高中生核心素养培养的“情境共创”生物学课程群建设方面的心得。靳老师的研究集中在通过构建“情境共创”的生物学课程群,培养高中生的核心素养。该课程设计强调在真实情境中引导学生进行探究学习,通过情境问题的提出和解决,提升学生的科学素养、批判性思维和合作能力。该研究不仅注重知识的传授,更关注学生在实际情境中的应用能力,以期达到全面提升学生综合素质的目标。
接下来,北京中学左山老师介绍了中小一体化背景下首都科技后备人才培养新模式的探索与实践。左老师的研究重点在于探索和实践中小一体化教育背景下,首都科技后备人才的培养新模式。该模式通过中小学教育的无缝衔接,打造一条连贯的科技人才培养路径。研究通过整合各学段的教育资源和教学策略,旨在发现和培养具有科技潜力的学生,提升他们的创新能力和科技素养,为首都科技发展储备高素质的人才。
最后,上海交大附中嘉定分校李科杰老师热情地分享了他在高中带领学生参加竞赛的宝贵经验,从制定科学的学习计划,到培养学生的独立思考能力,再到团队合作的重要性娓娓道来,李老师的每一句话都充满了智慧与启发,他用实际案例生动地展示了如何在竞赛中激发学生的潜能,引导他们不断突破自我,听众们被他丰富的经验和深入浅出的讲解深深吸引,纷纷表示受益匪浅。
7月24日开始,生命中心学生暑期班的学员近距离感受国际顶尖学术专家带来的研究分享。

7月24日国际知名科学家Jordan Raf、Greg Pazour、Carsten Janke现场分享照片
7月24日上午,英国皇家学会院士,英国医学科学院院士,英国牛津大学威廉·邓恩爵士病理学学院、林肯学院教授Jordan Raff做了标题为Centrioles,centrosomes and cell division的讲座。他围绕着细胞内的一种重要细胞器-中心体展开,介绍了中心体与中心粒的组装过程,对细胞分裂的调控作用,对纤毛发生的调节作用,以及近期所发现的中心体与抑癌基因p53的关系等。
7月24日下午,美国马萨诸塞州立大学医学院教授Gregory Pazour首先带来报告,他和同学们分享了衣藻的趋光性和光休克行为反应中纤毛的作用,并通过大规模的突变体筛选出新的趋光性变种,确定了构成这一信号转导途径的成分。其后又通过无鞭毛的衣藻突变体,发现Tg737突变,也就是鞭毛内运输对哺乳动物的初级纤毛组装很重要,其组装缺陷可导致多囊肾病。
之后,法国居里研究所教授Carsten Janke进行了题为“Diversifying cytoskeletal functions with the tubulin code”的报告,向同学们介绍了动态奇妙的微管世界。在报告中,他讲解了多谷氨酰化,这种最初发现于微管蛋白的翻译后修饰,在微管功能中的作用等。
7月25日,国外专家给学生班和研修班所有成员分享最新的科研发现。

7月25日国际知名科学家Pierre Göncz、Yun Zhang现场分享照片
7月25日上午,瑞士联邦理工学院生命科学学院教授Pierre Gönczy带来有关基于RNAi 技术在秀丽隐杆线虫受精卵中进行筛选的讲座。 Gönczy老师带同学们在理解基因组的基础上介绍了RNAi技术如何在C.elegans的受精卵中进行筛选,这种方法曾经帮助人们揭示了有丝分裂的功能。在CRISPR/cas9被应用后,筛选系统迎来了又一种全新的方法, Gönczy老师对这两种方法进行了比较。最后,Pierre Gönczy说明,在技术之上,如何在广谱筛选聚焦到某一特定的科学问题是整个研究的重中之重。
7月25日下午,哈佛大学有机与进化生物学系教授Yun Zhang老师通过她的研究向学员生动形象地阐述了线虫是如何学习与记忆。在线虫的学习和记忆中,神经系统电路是构成学习这个行为的基础,同时在分子层面基因也起到了至关重要的作用。此外,行为的改变会改变其适应性。
每次报告结束后,学员们都会围绕着报告人,渴望从他们那里获取更多知识,问题接踵而至,每一个问题都充满了好奇和探索,报告人也一一解答着大家的问题,分享着他们的见解与思考。对于英文报告,还组织学员就科学发现和研究范式开展分组讨论和课堂汇报。为了更好的让学员对于生命学院和现在的技术平台有一定的了解,还组织学生和教师分组到细胞影像平台、蛋白质平台、代谢与脂质组学平台和系史墙参观交流。

图为平台参观、系史墙参观、现场讨论发言照片
活动的最后,清华大学生命科学学院副院长欧光朔老师进行闭幕致辞,他说,生命中心进行高中老师及学生暑期培训已经13年了,我们坚持的原因在于我们始终怀揣着国家的历史使命,坚持也是在尝试不断地回答“国家到底需要什么样的人才”这个话题。党的十九大以来,习近平总书记多次指出,“当今世界正经历百年未有之大变局”,国家迫切地需要自主培养更多创新人才,所以我们坚持的同时,加强国际人才合作和交流,将人才和知识引进来。同时也希望前行的道路上,大家一起前进,一个人的力量是有限的,集体的力量是巨大的,希望大家众志成城,用各自的力量为国家的创新人才培养贡献力量。

欧光朔老师闭幕式致辞
本次活动圆满落幕,活动为参会者搭建了一座高水平的生物学前沿知识和教学知识交流平台,为不同群体,不同地区、不同层次人员之间的深度交流与合作提供了机会,为培养更多的高水平生命科学人才奠定了坚实的基础。