编者按:2017年,教育部启动全国高校黄大年式教师团队创建活动,首批认定来自200所高校的201个教师团队,覆盖各学科门类和东中西各省份。在长期的科研实践中,这201个响当当的团队,有的突破国外技术封锁,领跑世界科学技术前沿;有的着眼本土发展实际,服务国家重大需求。本期,高教周刊选取8个黄大年式教师团队,讲述他们发挥团队优势,投身科研矢志报国的故事。
武汉大学梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站建在梁子湖牛沙咀小岛上,“岛民”是50多名武汉大学生命科学学院的师生。
虽然岛上的生活比较艰苦,但“岛民”们都怀揣着科研报国的梦想,希望治理好这个340平方公里的大湖,为全国提供一个湖泊治理样本,让慢慢的变多的富营养化湖泊重新变为一泓清波。
1992年,团队负责人于丹作为武汉大学生物系第一个进站研究的博士后,开始开展“长江中下游湖泊群水生植被”研究。他调查了洞庭湖、鄱阳湖等100多个湖泊后,选择在物种多样性丰富、植被类型多的梁子湖建立水生植物野外研究基地。
在一个孤岛上建观测站,谈何容易?一开始,没有一点资产金额来源,在湖北省人事厅资助下,于丹买下了岛上渔民用石头搭建的简易房,开始了初步实验监测。此后,随着实验研究的开展和工作积累,在有关部门的支持下,梁子湖野外生态站建立,并于2005年获批“梁子湖湖泊ECO国家野外科学观测研究站”。2007年,团队所在的生态学学科被评为国家重点学科,2012年被评为湖北省唯一的生态学一级重点学科,并建立生态学博士后流动站。
获批国家站后,科技部和教育部加大了支持力度,武汉大学也从人财物多方面给予全力支持,岛上的实验条件大为改观。国际知名学者托马斯来站后,赞叹梁子湖站是世界上最好的水生植物实验站。
历时30年,团队走遍了全国大大小小的水体,采集水生植物标本40万余份(占全国总数的90%以上),拍摄水生植物图片30万余张,收集水生植物种子7000余份,调查了3万余个水生植物群落样方。
从水生植物研究,到水生植被重建、湖泊生态修复和水质净化研究,团队把“以草治湖”作为主要技术措施。
为治理修复梁子湖,团队在湖底种植了20万亩水生植物。如今,湖内80%的区域被水生植被覆盖,“水下草原”清晰可见;湖水水质也整体恢复到Ⅱ类水质,1/2为Ⅰ类水质,除去洪淹的2010年和2016年,再未出现过Ⅲ类水质。2009年6月下旬,对水质要求极高、有“水中大熊猫”之称的淡水桃花水母,高密度、大面积出现在梁子湖,为这里的水质变化做了最生动的注解。
总结梁子湖治理经验,团队对全国湖泊治理,提出了“抓紧治‘小病’,分期治‘重症’,保住‘生态本钱’”的新思路,得到了批示。此后,全国良好湖泊保护项目启动,投入150亿元,保护了200多个轻污染湖泊,梁子湖治理的经验和技术被推向了全国。
从梁子岛走出的100多名博士硕士,不少在国内外知名研究所或高校工作,多人晋升为教授,成为水生植物研究的中坚力量。
团队3名博士生导师中,从美国学成归国的常务副站长徐新伟,用分子手段来研究水生植物的分类、重要类群的起源与演化;科研副站长刘春花专注于水生植物生态学和植被恢复机理研究,在国际权威期刊发文。博士毕业于中科院的王忠来生态站做博士后,聚焦水生植物功能生态学研究,揭示了水生植物对环境的适应机制。武汉大学博士毕业后留站工作的王力功、范书锋、于海澔和吕田,如今常驻梁子湖、大通湖、阳澄湖和枝江八湖的生态修复一线,研究水生植被恢复过程中浮游植物、微生物、底栖动物、鱼类的动态变化,力争较为全面地揭示植被重建和生态修复机理。
研究方向上的多点开花见证着团队的创新与发展。团队主持了国家科技重大专项、科技基础性工作专项、国家自然科学基金重点项目等几十个国家级科研项目,发表SCI(科学引文索引)论文近200篇,获评“全国野外科学技术工作先进集体”,荣获首届“湖北省环境保护政府奖”和首届“中国生态文明奖”。为把梁子湖国家生态站建设成国际知名的水生植物研究与水生态修复重要基地,团队一直在持续迈进。
实验室里,他们日夜不停、凝心聚力,为人类健康事业奋斗不息。课堂内外,他们实干笃行、步履不辍,潜心探索教书育人的艺术。
多年来,厦门大学细胞生物学教师团队潜心科研,聚焦领域内核心问题,在机体免疫反应、肿瘤发生发展及靶向药物开发等方面取得了丰硕成果。
团队的“领头雁”、中国科学院院士韩家淮是免疫信号传导、细胞死亡与炎症领域的世界知名学者,发现了p38这一免疫细胞中的重要信号通路,H-index(H指数)为83。对细胞新型死亡机制——焦亡的研究成果入选首届“中国生命科学领域十大进展”。不久前,与他并肩作战的小组成员周大旺、陈兰芬在顶尖学术期刊《细胞》发表研究论文,发现了肝癌早期都会存在糖原过度累积的现象,改变了以往对肿瘤细胞的一些认知。这项针对肿瘤早期事件的发现和鉴定,是肝癌研究领域的重大突破,对于恶性肿瘤的诊断和治疗具备极其重大意义。
长年的超负荷工作,让小组成员吴乔的身体不堪重负,但工作的迫切感令她不愿意多休息。2008年底,吴乔患上了结肠癌,从查出癌症到回归工作,中间仅仅间隔了10个月。每天工作15小时之后,即便是大年三十仍有许多教授到岗,这是小组成员的科研日常。为了方便工作,韩家淮、李勤喜等近一半小组成员直接把家搬至学校附近。
除了在科研上服务国家与地方发展需求,团队还积极推动科研成果转化。目前,团队已成功实现技术转让5项,有关技术在促进组织损伤修复和再生、抗肿瘤等方面发挥了有效作用。此外,他们参与合作开发的“First-in-class”靶向创新药物将为肝脏损伤和移植的患者带来福音,参与合作开发的抗肿瘤候选新药南强菌素有望开发成为国家一类抗肿瘤新药。
“比诺贝尔奖更重要的是知识的传承。百年后,诺贝尔奖得主或许会被遗忘,但如果书院发展得好,百年后,书院的教育事业仍会继续。”韩家淮希望能够通过书院模式,打造一个生命科学领域杰出人才培养的平台。
2015年,厦门大学第一个书院——博伊特勒书院成立,韩家淮担任首任院长。书院采取“双轨制”并行运作,启动“普适计划”和“拔尖计划”,聘请了诺贝尔奖得主、院士等一批顶尖专家为学生授课,探索人才培养的新模式。
韩家淮率先垂范,主动承担本科生班主任工作。结合班主任制度,小组成员踊跃参与本科生专业思想教育和职业规划,激发学生的科学热忱。虽然团队的科研任务十分繁重,但成员们仍然积极承担教学任务,主动参与课程教学体系改革。近9年来,团队中教授平均承担本科生课程、研究生课程690课时,指导学生科研立项、创新创业项目354项。
如今,团队引培并举,已形成老中青传帮带的优良机制,打造了一支结构符合常理、业务能力突出的国际一流研究队伍。其中既有韩家淮与张荧荧、吴乔与陈航姿的“师生档”,还有周大旺、陈兰芬、邓贤明的“哈佛三人行”。
老中青传帮带的传统不只源于小组成员的特定身份,更体现在科研与生活的方方面面。团队带头人深度参与并积极推动学院每学期两次的“青年PI沙龙”活动,为教师专业发展搭建了一个聆听前辈经验的平台;而每两周一次的“教授沙龙”则会在一个多小时中分享技术,展示研究成果,进行头脑风暴;对于基金及重点项目的申请,从书面材料修改到模拟答辩,带头人亲力亲为去参加了,助力年轻学者成长……
未来,团队将热情参加厦门大学医学与生命科学学部的生命科学与人类健康学科群建设;以博伊特勒书院为契机,继续探索人才教育培训模式改革;结合国家、地方重大需求,通过强化校地、校企和人才等合作,大力推进科技成果转化,积极服务区域经济社会发展。
“做洱海的守护者,我无怨无悔!”说这句话的人,是上海交通大学湖泊富营养化治理教师团队负责人孔海南。作为国家水体污染控制与治理科技重大专项洱海项目负责人,他曾笑言:“名字里带个‘海’字,大半生都和水打交道,守护水是我的使命,我热爱这项工作。”
上世纪90年代起,洱海长期遭受湖水富营养化折磨,两次大规模暴发蓝藻,湖水水质急剧恶化。洱海水环境恶化牵动着全国人民的心,也引起了国家的高度关注,洱海保护被纳入国家水体污染控制与治理科技重大专项。在这场洱海保卫战中,湖泊富营养化治理教师团队联合中国环科院、中科院水生所、中国农科院等几十家单位,用十余年的积累、5年的实践、3年的攻坚,收获了丰硕的治理成果,使洱海水质从浊到清,连续3年保持在国家II类、Ⅲ类水质标准。
十余年来,团队共有师生1000余人次驻守洱海等河湖治理一线余名师生常年在大理等地进行实地科研,共完成野外样品采集3万余次,分析水质指标16万余次。他们把课堂搬到了洱海边,把书本知识转化为解决实际问题的办法。做实验,是每天洱海水质监测的必修课。每天早上八点半出发,到下午四点半34个采样点全部走完,团队全身心投入在科研工作中。用自己实测得来的第一手数据作为科学研究的基础,是上交大人在洱海治水的习惯传承和实践坚守。
在守护洱海这场说干就干的生态环境保卫战中,孔海南不是一个人,他有一支跟着他转战南北的年轻队伍。这支队伍有着很强的凝聚力和战斗力,完成验收的一个个项目是对他们最好的肯定,一个个新重点项目的委托是对他们最好的褒奖。在孔海南的言传身教下,这支队伍继承了他严谨治学的态度和脚踏实地、勇于奉献的精神。在他的支持下,团队的每位博士生和青年教师都获得了赴海外一流科研机构开展研究工作的机会。此外,他还给年轻人创造独立开展科研工作的机会,给任务、压担子,让他们参与国家重点项目,在项目研究中得到锻炼。
何圣兵带领的湖库水质改善及水生态修复科研团队,主持了20余项研究课题,包括国家水专项子课题5项、国家自然科学基金5项,在国内外知名期刊上发表学术论文90余篇,获国家发明专利授权20余项。王欣泽带领的湖泊富营养化控制科研团队,瞄准我国水环境污染现状,开展针对湖泊富营养化控制的有关技术研究,研发了处理分散型农村污水的土壤净化槽技术、面源污染区的入湖河流污染控制与生态修复技术,以及以湖库流域内污水回用为目标的深度处理技术。
在教育教学上,团队围绕河湖富营养化治理,用一流科研反哺一流教学。让学生们亲临现场实践体验,是团队的教学特色;把个人发展和国家民族需要结合起来,到祖国最需要的地方建功立业,是团队传承的信仰。团队的课堂在教室,更在治理现场。在学生培养中,团队注重以科学研究为基础、以工程研究为手段、以现场示范为验证,将学生培养与解决实际环境问题紧密联系起来。以洱海项目研究为例,每年都有大量的本科实习生、硕士研究生、博士研究生常驻洱海研究现场,根据真实的情况,结合专业研究成果,提出解决洱海水污染问题的相关方案。团队培养的学生中,有深耕学术领域的学者,有科研机构的中坚力量,还有扎根基层、造福地方的管理者。
为了让社会、民众更多地关注、投入到洱海流域的保护事业中,孔海南萌生了成立“洱海保护人才教育基金”的想法。他多方奔走,与中国水环境集团共同发起,与上海交大教育发展基金会、校友总会、环境科学与工程学院、大理研究院及大理白族自治州人民政府、大理大学、滇西应用科技大学等单位一起,共同设立了“上海交大洱海保护人才教育基金”,用以培养洱海保护英才并资助洱海保护科学研究。
四川大学杰出教授钟本和,是我国磷化工领域的泰斗级人物,被誉为“磷化工行业的袁隆平”。60余年来,她率领四川大学化学工程教师团队,从始至终坚持面向国家重大需求,用川大科技人的坚守和执着,突破磷化工领域新技术,开创磷肥工业新途径,在我国磷化工发展的每一个关键技术转型阶段都作出了重要贡献,引领了我国近几十年磷化工行业的发展。
20世纪70年代,我国农业发展遭遇重大瓶颈,肥料缺磷导致农作物“苗壮实不壮”。当时的国内技术没办法实现中低品位磷矿生产磷铵,磷铵只能依靠高价进口。找到一条自给自足磷肥的全新道路,对解决全中国老百姓的温饱问题至关重要。
那时的钟本和毅然放弃了出国进修机会,选择坚守在磷铵研发第一线。为了寻找突破方法,她夜以继日查阅资料文献,多次深入工厂钻研生产工艺。终于,她提出的“料浆浓缩法制磷铵新工艺”(以下简称“料浆法磷铵”)获得成功。
“料浆法磷铵”成功后,钟本和继续坚守在科研成果工程转化的一线,实现了“料浆法磷铵”的技术装置大型化和成套化。在她的带领下,共建成工业装置100余套,实现产能近2000万吨。在贵州瓮福矿肥基地(今贵州磷化集团)实施整体技术转移(EPC)建设的年产20万吨大型联产装置,用不到1800万元的增量投资,盘活了60亿元的存量资产。以此为契机,我国花费巨资引进的5套大型磷铵生产装置成功实现改造升级。经过30余年的开发完善,“料浆法磷铵”技术已达到国际领先水平,成功实现我国粮食增产2562万吨、农业利润增收526亿元。
继成功开发料浆法工艺后,钟本和团队面向国家重大需求,又开展了有机复合肥、精制湿法磷酸、工业磷铵、硫磺分解磷石膏制硫酸、含磷电池材料等的研发工作,并取得重大突破。团队率先在全国高校中开创了以整体技术转移(EPC)推广科技成果的模式。
两个“不动摇”——为国家服务不动摇、为工程服务不动摇,是钟本和团队一直传承并坚守的精神,一路引领着中国磷化工行业的发展。钟本和认为,工程学科的科研一定要立足国家发展需求,否则就是无本之木、无源之水。
多年来,团队不跟风、不追热,踏踏实实搞钻研、咬定目标不放松。一个项目往往需要奔走十余年,但直到实验研究成果实现落地产业化,才算得上真正达成了既定目标。团队坚信,只有到工厂去才能够面向实际,切实解决企业需求,推动科研进步和产业革新。目前,团队有骨干教师20余人,形成了老中青梯队,所有教师都具备丰富的工程化经验。他们要求自己培养的学生也要去工厂进行工程实践,深刻理解理论联系实际的科研准则。经过数十年的发展,团队形成了“以工程导向为主的应用基础开发”科研特色。近年来,团队承担了国家科技支撑计划、国家863计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金等各类项目80余项,到校经费逾3亿元。
目前,我国磷化工行业面临着磷资源的绿色开发和高效利用问题。面向未来,结合“双碳”战略,团队把实现国家磷化工产业的健康、可持续、绿色发展视为神圣使命,不断推陈出新,突破产业瓶颈,推进磷化工事业健康发展。
在磷肥研发中,团队打破传统思维模式,针对农业发展所需,将工业与农业紧密结合,创新复合肥和水溶肥料的基础原料。通过对新型肥料进行精准工业生产,实现磷肥的无害化、绿色化和现代化,大幅度的提高了磷资源利用率,推动行业实现“碳达峰”和“碳中和”。团队还致力于扩展新能源领域的研究,基于磷资源加工,开辟了在锂电池磷系及硫系正极材料方面的研究领域,并不断取得新的进展。
“十四五”期间,团队获得四川大学理工科发展计划工科特色团队项目支持,立足“磷化工*X”学科的深层次地融合,致力于打造“磷资源高效利用”特色平台,服务地方与行业发展,脚踏实地、久久为功,创造出更多“从0到1”的原创成果。