北大研究生教育探索与实践|肖瑞平:创新驱动转化,技术开创未来

肖瑞平教授,现任北京大学未来技术学院院长,国家杰出青年基金获得者,北京大学终身讲席教授。1987年在同济医科大学生理学系获医学硕士学位,1995年获得马里兰大学生物学博士学位,2003年获聘美国国立卫生研究院(NIH)终身资深研究员,2006年获NIH首批女科学家顾问研究员奖。2010年3月辞去美国NIH终身资深研究员职位,全职在北京大学工作。肖瑞平兼具分子生物学和转化医学背景,长期从事心血管及代谢疾病药物靶点研究,迄今已在国际一流学术刊物上发表论文100余篇,引用1万余次。同时,肖瑞平担任包括《新英格兰医学杂志》副主编在内的多个国际权威杂志编委。

新工科人才培养要知行合一,以目标为导向,服务国计民生

新工科最大的特色就是交叉,进而打通真正的学科壁垒,这是数据时代才有的一种工程形式。

而创建新工科应当是一个从物理反应、到化学反应、最后变成生命反应的过程。这三个层次的变化,并非形式上的简单交叉,那样并不能形成新的生命体。新工科的交叉,应该是学科的完全融合,进而产生新的技术体系、新的产品内容、新的工业形式。其中,最早最容易的层次是物理反应——不同学科的研究者可以坐在一个屋檐底下交流沟通,不同学科的知识体系和研究问题借此得以交叉。第二个层次就是化学反应——开始产生新分子、新形态。但是仅凭新分子和新物质并不能进行新陈代谢、孕育生命,只有到第三个层次的交叉,一个不断生长的有机体才会出现,如同一粒种子,生根发芽,逐渐长成参天大树。这三个层次的交叉,是一个非常美的人类知识文明的进化过程。所以新工科要有新面貌、新内涵、新的组织形式、新的知识体系。

不同高校都在建设新工科,而北大的一个切入点是生命健康。习近平总书记提出的“四个面向”加入了“面向人民生命健康”这一新内容,生命健康对国计民生、国家安全都至关重要。国家之所以让北大做生命医疗领域的新工科,是因为北大不仅文理见长,更有号称全国“百年老店”的医学部,临床资源极为丰富。北大要做的生命医疗领域新工科,很大程度上是一个医工结合、医理结合、医文结合的新工科。

在建设新工科的总体规划中,人才培养和教师队伍建设是重中之重。新工科的人才培养是一块实验田,我们来到了无人区,北大没有现成的公式、成熟的形式供我们模仿。新工科的人才培养模式,一定是服务和助力于国计民生、国家发展和民族复兴的。要达到这个目的,首先要明确人才培养的模式和方法。

知行合一,在新工科的人才培养中表现得特别突出。有了理念之后如何付诸行动,是引人深思的问题,我们也尚在摸索中。但当务之急,在于学生们要有扎实的专业功底。同时,我们希望以目标为导向,例如给学生一个具体的项目,这样既能夯实学生的基本功,又能培养他们的创造性思维。工程思维和理科思维,可以在这一过程中实现交融。理科思维和工科思维尚有差异,理科思维基本上是原理思维、逻辑思维,而工科思维虽然也需要逻辑,但以解决问题为目标,原理可以暂时搁置。两种思维没有既定的先后关系,可以在实际问题的工程需求中找到科学原理,也可以由科学原理转化为产品或产业链。

新工科的学生培养,与理科和传统工科有所区别,我们培养人才,要有机结合理科思维和工科思维,以解决问题为导向,使学生们既有理论造诣,又能解决实际问题,创造出新的核心技术和核心产品。新工科人才,仅仅具备考高分、发好文章等纸上谈兵的能力是不够的,我们培养的不是工匠,而是有创造性思维、能提出新问题的研究者。

目前,我们已经制订了一些具体的研究生培养规划。如工程博士专业项目,主要面向行业里已有经验和贡献的从业者。他们的头脑中存有很多亟待解决的行业痛点,但困于没有深造的环境,这些人才需要来自业内领袖的指导。而我们项目中的北大教授,投资界、企业界和医疗体系等领域的行业精英,有着广阔的视野和格局,能够给我们的学生在意想不到之处进行指导。这是一种全新的模式,是一种教育的改革。

我们的教员体系也会发生改变,不仅要做到文理交叉和医学交叉,还要与管理学科交叉。让学生在具有专业知识、能够解决专业问题的同时,兼有管理和策略战略思维,这种交叉在学科门类较少的学校是很难做到的。

肖瑞平题字

做未来技术,不仅要追赶一流,更要引领突破,给对手以“降维”打击

生物医学医药领域有很多亟待解决的“卡脖子”问题。现在国内三甲医院中的核磁共振成像仪器、计算机断层成像仪器,以及其他成像技术和仪器,超过90%都是进口的,同时,国内的医疗仪器和新药没有太多自主创新的成分。如果到了国际形势恶劣,国家在医药领域必须自力更生的时候,我们不能迭代、创造,会造成什么景象?芯片是一个活生生的例子,没有核心技术、核心材料、核心人才和基础产业链,就不能制造产品。同理,当我们缺少进口的医疗仪器和药品时,医院还能否为病人提供诊断和治疗?这些问题既是前沿问题,也是关系国计民生的问题,我们今天就要直面它们。

北京大学未来技术学院成立仪式(2021年摄)

未来技术学院的切入点,就是要培养满足国家需求的人才,为国家培养下一代领军人物,使他们有能力解决“卡脖子”的核心技术问题,发明核心产品。同时,我们的眼光不能局限于现有的技术,更要思考未来的技术,思考十年、二十年后,哪些东西会成为局限我们发展的所在。要想捕捉到这些信息,就需要培养对世界一流有着清晰认知的战略性人才,在某些方面,从追赶一流,到引领潮流,突破未知,给对手以“降维”打击。今天不存在的东西,我们应当怎么做出来?生命科学有很多这样的领域需要我们去耕耘。

从未来技术学院的优势技术着手,我们目前正聚焦于四个领域的问题。首先是重大疾病的新药研制,例如发现新药靶点并研发一些生物药——蛋白,抗体,核酸等一类新药。其次是精准医疗,例如一个肿瘤病人的肿瘤瘤块,切一块下来,如果变成上万个小肿瘤,就可以筛选上万种药物,明确病人对哪一种药敏感或者抗药,就能够及时换药,挽救生命。这在精准医疗方面是非常有突破性的成果。第三是可佩戴、智能化的医疗器械和生物材料,例如造影剂和放射性材料,都可以用在人体诊断或治疗等方向。最后,人工智能和大数据也是非常有前景的未来学科。我们不仅要与医院、和有经验的医生合作,还需要与药检部门、信息学科各个学院、人工智能的专家无缝连通。

之前生物医疗医药领域大都存在学科壁垒,在成立未来技术学院后,所有的壁垒就都打通了。例如正在怀柔建设的多模态跨尺度生物医学成像设施,从解决分子问题入手,发展到解决器官甚至全身的问题。一个病人因此能够得到不同层面的病因诊断,医者可以借此理解病理机制和掌握治疗靶点,最后能呈现出立体全景图。

北大牵头建设的多模态跨尺度生物医学成像设施设计效果图

解决“卡脖子”问题必须产业化,必须有核心技术和核心产品

现在未来技术学院教师参与创立20多家公司,其中多家正在尝试上市。这些教师属于先行者,在发表大量高水平论文的同时,他们把自己的科研成果转化为产品。作为和其瑞公司的联合创始人,我把实验室的科研成果转化成能够运用至全社会的产品,逐步做到了二期临床试验,因此,我对于转化医学有越来越深的体会。这一定是一个先有创新、后有创业的过程。创新是基础,是认识世界、理解世界的过程。创业则是把原理变成产品,是探索方案、解决问题和制成产品的过程。这是解决“卡脖子”问题的必由之路。

从医工结合、医理结合,到医文结合,塑造健全人格

国外大学在人才培养模式上与国内有很大差异,不同之处在于一个“文”字。

我在马里兰大学、哈佛大学、霍普金斯大学、NIH都授过课。美国有一个常见的现象:很多医学院的学生,都有过文学、艺术、法律等领域的研修经历。尽管他们去医学院深造时,会被要求再掌握不少理科技能,但美国式的教育,让他能够尝试自己各式各样的想法,在之前的学习中培养人文素养和情怀。情怀的培养与人格的塑造密不可分,有了情怀的指引,研究者就会有经久不衰的热情,更能做成事。

树立自立精神,激发正能量,人格塑造必不可少。有很多年轻人心血来潮,充满能量和热情,但是不能坚持。怎样使学生拥有持久的理想,围绕人生目标,不断翻越一座座的高山,是我们做老师的应该思考的问题。只有拥有坚韧的意志和强大的自律能力,学生才能克服困难。为什么很多人半途而废,不能成才?并不是他们不够聪明,而是他们不能坚持到底。培养坚韧型人格,是成为领袖人物的前提条件和基础要求,这是“道”,其他的东西是“术”。我们现在的教育,欠缺培养坚韧型人格的环节,无法打动年轻的灵魂。我们做导师的,首先要把自己的心灵打开,再去触摸学生们的心灵。如果导师不能敞开心扉,他的教育就会苍白无力,他的学生会将他的理论视为教条,产生反感和抵触的情绪。要培养坚韧型人格,可以请社会上的成功人士来做案例分析。“将军都是打出来的”,他们的智慧也都是从实干中得来的。考过好的名次,发表很多文章,并不代表智慧多。知识不等同于智慧,只有智慧能打动人,教化人。我们北大教授,首先要使自己有智慧,要不断学习,思考,净化。导师要有高远的精神追求,才能打动莘莘学子。好的导师一定会以心交心,而非用行政命令或者教条的方式要求学生。

要发展新工科,不仅要医工结合,医理结合,更要医文结合。医文结合可能并不直观,但医者必须有仁心仁术,在人格上、医德上,给患者以人文关怀。

首先,患者愿意将其生命托付给医者,是医者的安慰。其次,医疗过程中有很多文科的内涵与法规法则。例如人工智能诊断的道德标准是什么?人工智能诊断可不可靠?很多需要做临床试验的药物,其伦理标准在哪里?这都是法规法则,是人文和社会学的内容。因此,人文的成分在新工科里必不可少,做任何事情,任何产品,任何产业,都要先定标准,定规格,定范围,把道德准则作为边界条件。道德、法律以及人文科学是分不开的。

北大有得天独厚的做“新工科”的土壤和学科人才。我们有底蕴深厚的文史哲、法学、艺术学科,能够在各个层面融合人文社科与理工科。这些都是新工科灵魂般重要的组成部分。即使是一个产品,最后也要有一个目标指向——我们为什么要做这个产品?我们将怎么使用它?这些都是社会学的问题。因此,北大的文科在新工科的建设中非常重要。

本文刊载于《北大研究生教育》第1期(2022年4月)

杂志简介

《北大研究生教育》第1期封面

为深入贯彻落实习近平总书记对研究生教育工作的重要指示精神,深化“研究生教育质量提升行动年”,及时总结北大研究生教育经验,搭建师生广泛交流、研讨平台,北京大学研究生院创办校内刊物《北大研究生教育》。杂志为半年刊,聚焦于研究生教育中的重要问题,设置“主题论坛”“一线声音”“比较与借鉴”“探索与实践”“信息动态”等栏目。

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