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幸运00066-来自“DNA之父”实验室的顶级科学家:基因编辑时代,中国孩子首先要学会如何提问

看点 前段时间“基因编辑婴儿”事件的引起广泛的探讨。这个机构,是美国冷泉港实验室在亚洲地区最大的合作项目,成立于2015年, 目前也是中国首家专注基因研究的生命科学教育基地。回忆自己的中学经历,jessica认为,青少年时期能参与一些实验科研项目,会对一个人的学习生涯,以及他的思考方式产生很大影响。然而,在中国,却很少有面向青少年的科学教育。在冷泉港亚洲dna学习中心,jessica会这样训练学生

浏览次数:1657发布时间:2020-01-11 18:12:30

幸运00066-来自“DNA之父”实验室的顶级科学家:基因编辑时代,中国孩子首先要学会如何提问

幸运00066,看点 前段时间“基因编辑婴儿”事件的引起广泛的探讨。除了对“是与非”的讨论外,不得不承认,dna、基因编辑这样的生物技术已经进入了我们的生活。那么我们该怎么告诉孩子这件事?如何让他们了解基因,或者说了解科学呢?外滩君请到了被誉为世界生命科学圣地“美国冷泉港实验室”在亚洲dna学习中心的教学总监jessica talamas博士一起探讨这一话题,请她谈谈对青少年科学教育的看法。

文丨周滢滢 编辑丨李臻

随着基因编辑婴儿的诞生,我们发现,dna、基因编辑这样的生物技术,似乎离我们不再遥远。

中小学生需要学习艰深奥秘的dna知识吗?如何培养新一代有科学思维,善于动手实验,更有科学伦理的青少年?这些问题已经无法逃避,摆在了我们眼前。

今天和外滩君聊这一话题的,正是国际dna领域的专家,毕业于美国加州大学圣地亚分校生物医学专业的jessica talamas博士。

冷泉港亚洲dna学习中心教学总监jessica talamas

大学期间,jessica就作为dna序列整理团队的一员,参与了有史以来最大的国际科学项目“人类基因组计划(humangenome project,简称hgp)”,并在hgp工作了五年,和世界各地的科学家,共同探讨分子生物学课程和人类基因组研究。

两年前,jessica来到苏州,在冷泉港亚洲dna学习中心任教学总监。

这个机构,是美国冷泉港实验室(the cold spring harbor laboratory,缩写cshl)在亚洲地区最大的合作项目,成立于2015年, 目前也是中国首家专注基因研究的生命科学教育基地。

说起美国冷泉港实验室, 在科研与教育领域可谓蜚声海外。它被誉为世界生命科学圣地和“分子生物学摇篮”,走出了8位诺贝尔奖得主。实验室负责人詹姆斯·沃森,更是dna双螺旋结构的发现者之一,被称为“dna之父”;同时他也是“国际人类基因组计划”的倡导者和实施者。

冷泉港亚洲dna学习中心

对于自己从科学家到教师的身份切换,jessica感到很兴奋,“我希望能帮助中国学生探索真正的科学素养,虽然从书本中学习科学知识,是必不可少的。但是通过参与实验,看到了结果,我们才能对科学有更深刻的了解。只有参与了,看到了结果,我们才会记住它。”

那么,怎样才算拥有真正的科学素养?为什么每个孩子都应该了解一些科学知识和实验技术?此次,外滩君采访了jessica,请她谈谈对青少年科学教育的看法。

dna技术学习,并非遥不可及

成长于新罕布什尔州一个小农场的jessica,从小就对生物学感兴趣,总是充满好奇地观察身边的一切。

高中时,因为被选入参加一个研究河流生物和基本遗传学的项目,正是这一经历开启了她的生物探索之路。此后,她专注于基因领域的研究,分别任职于麻省理工学院和宾夕法尼亚大学,有超过20年的科研经验。

回忆自己的中学经历,jessica认为,青少年时期能参与一些实验科研项目,会对一个人的学习生涯,以及他的思考方式产生很大影响。

然而,在中国,却很少有面向青少年的科学教育。在家长看来,除非孩子将来要成为生科学家,或者从事科研工作,否则没必要培养他们的科学研究兴趣。

一方面是青少年领域科学教育的缺失;一方面,却是整个国家和时代面临着迫切的需要。

中国政府已经设定目标,2050年,我们的生物技术研究要达到与西方相同的水平。可以说,中国的医疗行业和生物技术,正在经历突飞猛进的发展。而我们感到艰深、小众,难以在青少年之间普及的dna技术,更是未来发展的重要方向。

“dna学习,看起来很抽象,离我们的生活很遥远。实际上,它已经渐渐走进,并融入我们的生活。”jessica说,在当今时代,每个人都需要做出与dna有关的决定。

jessica 在课堂上指导小学生

比如,你是否会选择吃转基因食品?当你去医院检查身体,或者生孩子,你是否要做基因测试?这些都与dna技术相关,它已经成为我们生活的一部分。

“作为普通的青少年,即使我们未来不会成为一名科学家,也需要了解dna的世界,学习一些dna的基础知识,这样就可以为自己和家人的生活,做出正确的决定。”

另外,从宏观上来说,了解dna,了解和我们共同生活在这个世界上的生物,也很重要。“人类经济在迅速发展,可如今我们的生态系统怎么样呢?每个人都是生态系统的一部分,如果没有人去研究生物学,这些生态问题会越来越影响到每个人。”

提问,是中国学生最大的挑战

作为一名教授生物科学实验的老师,jessica最希望学生们掌握的能力是,“对周围世界好奇,善于提问。”

为什么提问很重要? 因为科学,就是一种发现事物的方式。如果你不问任何问题,你也将得不到任何答案。

同样,提出疑问,意味着你还需要和别人讨论、表达你的想法,这才是高质量的交流。所以,它不仅是科学研究的前提,也是生活的必备技能。

不过,jessica和外滩君坦白说:“让中国学生提问,是我教学中遇到的最大挑战和困难。”

在她看来,中国学生之所以不喜欢提问,觉得提问是一件很难的事情,是因为没有受过这方面的训练。“他们总是被训练去倾听和接受,而在我的课堂上,我教他们的正好相反。”

在冷泉港亚洲dna学习中心,jessica会这样训练学生的提问能力。

首先要设置与学生紧密相关的课程内容,让学生在课堂上感到兴奋;有了兴趣以后,即使学生不大声地说出来,也会在心里默默地自我提问。

其次,要减少学生提问的压力;有人觉得在全班同学面前,问一些问题很吓人。那就试着让学生分组工作,先在小组内提问,顾虑就会少一些。

最后,要有讨论和反馈的空间;比如小组讨论两分钟后,每个小组都要向老师问一个问题,全班并针对这个问题,进一步展开讨论。

学生学术成果亮相美国冷泉港实验室学习中心网站

除了提问,做实验还要有探索的精神。jessica相信,几乎每个学生,都愿意通过探索来学习一些东西,而不是仅仅从书本上获取。

“中国学生,之所以在探索欲望上较弱,是因为没有那么多的实践机会,让他们在发现中去学习。”

jessica希望,当学生们从她的课堂走出去,能多看看周围的世界,多问问“为什么”和“怎么样”?尽量带着问题,去查找证据,根据已有的数据和信息,去尝试寻找答案。这才是一种科学的思维方式。

我们必须学会质疑和思考

相比较生物科学知识,jessica更重视学生批判性思考的能力。而批判思考的第一步,就是质疑的精神。

“想成为一名科学家,我们必须质疑别人的正确性,同时也质疑自己的思考。当然,不仅在科学领域如此,在生活中也应该这样。”

她解释说,质疑别人的正确性,不是一件坏事,它是科学的关键。虽然在生活中,我们没有时间和精力去验证每一件事,但是拥有质疑的精神非常重要。

因此,她经常训练学生,不要迷信别人告诉你的一切,每个人都有犯错的可能,包括老师自身。只有我们要对犯错这件事持开放性的态度,真相才会离我们越来越近。

jessica和实验室的学生们

而科学的思考方式,还要能在质疑之后,努力寻找答案。“我们要用证据,做出结论。随着时间的推移,当有了更多的信息,也能更正自己原有的结论。”

容易听信别人所说的,缺乏独立的思考,这也是中国学生的普遍特点。那么,质疑和批判性思考的能力,应该如何锻炼?

jessica说,她常常和学生讨论未知的事情,探索那些没有答案的问题。“正是生活中那些没有答案的问题,往往更有助于学生打开思维。因为没有答案,更容易放散思维,诞生创意。”

当然,她还会和学生会尝试很多独创性的实验,每个实验都需要学生自己动手,让他们在失败中,一次次重头再来。

通过科研项目的学习,和科学思考方式的训练,学生将会以一种更加开放的心态观察周围世界,还能将这种科学的思考方式,带到任何一门学科的学习当中,甚至是人际关系的处理和生活当中。

科学的思考方式,是生活的必备

已经做了二十年基因科学研究的jessica,希望能将先进的科学实验和生物学知识,传递给学生。她坚信,哪怕是中学生,也完全有能力完成一些专业的实验操作。

今年,在jessica的带领下,来自苏州的17位初中生,就成功地利用前沿的dna条形码技术,对国际上公认的生物多样性监测指示物种蝴蝶,进行了监测。这也成为了中国首个由中学生开展的蝴蝶条形码项目。

dna条形码技术的掌握,让学生对周围的世界,多了一个了解的渠道。

因为许多人在他们的一生中,并没有真正地了解周围的世界。“我们总是倾向于关注,我们所知道和所能理解的东西。就像日常生活中,我们观察到的往往是你认识的生物;在资讯爆炸的互联网上,获取到的也是我们能理解的信息。”

而dna的学习,正是拓宽原了一个人原有的接受信息渠道,帮助我们倾听或理解到更多事物,并对这个世界加倍好奇。

就好像一个人,当他学过了物理、化学这门学科,才会发现生活中,奇妙的物理、化学现象,居然无处不在。

学生共同完成的蝴蝶条形码项目海报

对于生物或任何一门科学的学习,jessica还有几个小建议:

第一是不断地提问题,探索你周围的世界。如果你对任何东西感兴趣,尽可能多地去学习和探索吧。如果家庭条件允许,可以买一个显微镜,用它去观察生活中任何你想观察的东西;在宏观世界以外,你会拥有另外一个奇妙的微观世界。

另外,不一定要在实验室,才能学习。在jessica看来,学习生物科学最好的地方,其实在实验室之外,你不妨去公园,去海洋,去观察你所处的世界。

第二是继续学习,学习现有的科学研究成果。科学技术发展很快,每天都有很多新的发现。不管是一名科学课老师,还是一名科学家,都必须大量学习最前沿的生物学研究。

不妨找一些科学家,或者你感兴趣领域的专家,和他们互动交流,向他们请教。比如,你对蝴蝶感兴趣,不妨找一个研究蝴蝶的人,给他写封信“你能教我一些东西吗?”

第三是试着组建一个项目团队,任何人都可以做一个项目。如果你对生物学感兴趣,看看你身边有什么可以与别人合作的项目,哪怕它非常小,非常不起眼。

最后,回到最初始的问题,中小学生为什么需要进行科学实验的学习?提问和质疑的科学思考方式为什么很重要?

在采访中,jessica早已给出了答案。“科学研究,能改变学生们一直以来看待生活的方式。哪怕接受同样的资讯,也会有不同的想法和思考。最重要的是,科学的思考方式,能帮助我们建立一个更有意义、更有趣的生活。”

冷泉港亚洲dna中心实验教室

“基因编辑婴儿事件”

前段时间,基因编辑婴儿事件引起了轩然大波。作为“人类基因组计划”的一名科学家,jessica对此事有什么看法?

b=外滩君 j=jessica talamas博士

b:站在一名生物科学老师的角度,您怎么看待基因编辑婴儿事件?

j:其实,大多数人都在期待着基因编辑技术的应用,但是按照公认的监管程序,它需要进行更多的监管。

不管这次实验是否成功,我都不支持这么快就将基因技术应用于人体,因为我们还没有完全理解基因组功能的复杂性。而中国科学家擅自进行了这项实验,让实验对象面临着基因编辑带来的巨大风险。

b:在生物课堂上,您会怎么和学生讨论相关的科技伦理问题?

j:我试图向我的学生提出道德问题,我会告诉他们,每个国家都有不同的生物技术法律法规。但是无论这些法规如何制定,我们都要明白,科学技术的应用,必须符合全人类的最大利益。

如果不理解这一点,未来就不能对基因编辑、转基因生物等技术,有一个很好的把握。

b:对于这一事件,你会给你的学生,可能是未来的 “生物科学家们”哪些重要建议?

j:我能给出的最重要的建议是,努力获得充分的信息。我会问学生,“为什么要这样做?”“它会有什么帮助和伤害?”有些事情虽然可以实现,但并不意味着是我们应该做的。

b:您觉得一个生物科学家,或者是“科学家”,至少得具备哪些基本素养和能力?

j:我想应该是,好奇心、创造力、诚实、批判性思维和应变能力。

b:在这个时代,dna技术越来越成为生活的一部分,你希望学生们对基因研究和科学技术,持有什么样的价值判断?

j:我希望学生们能认识到,dna技术是他们日常生活的一部分——但是随着这一认识的产生,我们有责任进行自我教育。作为家庭和社会的一份子,我们需要经常讨论,大家可以接受的是什么?它的限制在哪里?

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