编者按：教育兴则国家兴，教育强则国家强。值此全国“科技三会”召开一周年之际，山东大学党委宣传部携手中国网，共同策划推出“聚青年学者创新之力，筑科技强国奋进之基”系列文章。文章聚焦山东青年科研工作者，讲述他们在基础学科“深扎根”，在交叉领域“拓疆土”，在新兴战场“勇闯关”的奋斗故事，展现山东大学为建设世界科技强国培育高素质创新人才、服务教育强国科技强国建设的生动实践。

身为教师，他铭记“学高为师，身正为范”的箴言，在三尺讲台点燃交叉学科的火种，他培养的研究生有3人次获得国家奖学金；身为科研工作者，他在软凝聚态与生物物理的交叉领域开疆拓土，用原创成果守护人类健康，用AI解码生命未来，更在国产超算的攀登之路上留下坚实足印。他是山东大学物理学院教授、博导，前沿交叉科学研究所所长——李伟峰。

“有物理天分”的孩子，一步步走进科研殿堂

与物理结缘，始于初中时代。初中课堂上，物理老师发现李伟峰“很有学物理的天赋”，选他当了课代表。从那时起，一颗“物理”的种子便悄然在少年心里扎下了根。填写高考志愿时，李伟峰郑重地填下了第一志愿：山东大学物理学院。

在这里，李伟峰系统学习了力、热、光、电、磁等专业课程，一步步踏入了深邃的物理科学殿堂。“大三下学期，开始学习《固体物理》这门课，赵明文教授用一堂课征服了我们。”李伟峰回忆，本以为是一门枯燥的理论课，但赵老师巧妙地将碳纳米管、富勒烯等最新的科学发现融入到理论讲述里，瞬间点燃了他学习的兴趣。此后，硕士研究生阶段，李伟峰更是在赵明文教授的引导下，“触碰”到了科研的“脉搏”，真正体会到了物理理论在解释和预测复杂现象时的强大力量。

“初中时代，喜欢上了物理；硕士研究生时代，喜欢上了科研。”李伟峰这样概括自己的求学经历。

此后，为了追寻更广阔的科学图景，他勇敢地跨出了学科的舒适区，先后赴新加坡南洋理工大学钻研生物物理，探索生命现象背后的物理法则；又到苏州大学医学部深入探究核辐射的生物效应与防护，直面物理与医学的交叉挑战。这段宝贵的跨学科研究经历，让李伟峰亲身体验了不同学科的思维范式和研究方法，也让他深切感受到单一学科的局限性和交叉融合的巨大潜力。

2018年，一份深植于心的“母校情结”和对恩师赵明文教授邀请的感念，让李伟峰作出了人生中一个重要的决定：回归山大。当然，这次回归，他不再是昔日学子的身份，而是肩负起了教师与科研的双重使命：作为教师，他立志要“培养面向未来的交叉学科创新人才”；作为科研工作者，他立志要以坚实的物理学为根基，积极向材料、生物、医学等广阔领域交叉渗透，开拓科研新边疆。

2019年，基于学科发展的时代需求，李伟峰所在的物理学院瞄准科技前沿和关键领域，打破学科专业壁垒，对现有学科专业体系进行调整升级，设立了前沿交叉科学研究所等5个研究所，李伟峰被任命为前沿交叉科学研究所所长。自此，李伟峰开始大步推进交叉学科的体系化布局与实战化落地。

革新课程体系，育学科交叉创新人才

“老师，倒易点阵与X射线衍射的消光规律是怎样的”“老师，晶体的宏观对称操作与8种独立对称操作之间的关系该如何理解”……下课时，学生总喜欢围在李伟峰身边交流、讨论。李伟峰也总会不厌其烦地在黑板上、在草稿纸上为学生勾画模型，用简洁的物理图像拆解复杂的理论——这是李伟峰《固体物理》课堂的一个日常剪影。

“物理是一门‘老学科’，让老树常青，关键在于找到新方向，让老树发新枝。”李伟峰介绍，因此，在讲授这门经典课程时，他坚持将教材理论与科学前沿深度融合。比如，在讲解能带理论时，他会适时引入拓扑绝缘体的最新理论；在探讨半导体电子态时，他会巧妙关联超导体和量子计算的基本物理原理。“李老师的课堂上藏着‘万有引力’，总能把我们的兴趣给提起来。”学生说道。

不仅如此，李伟峰还积极改革教学模式，通过“翻转课堂”等方式提升学生的参与度、提高其学习的积极性和主动性。“‘翻转课堂’就是给定学生命题，鼓励学生通过小组形式自主查阅文献、构建理论框架、分析数据，并站到讲台上‘授课’。”李伟峰介绍，通过这种方式，将单向知识传递转为师生共创，把学习的主动权交还给学生，得到了学生的一致好评——课程评分一直在98分以上。不仅如此，“翻转课堂”还促使学生的文献研读能力、逻辑表达能力、批判性思维和团队协作能力等，均得到了不同程度的锻炼和提升。

当然，李伟峰对教学改革的探索不止于单门课程。深知让“老学科”“发新芽”还需更多实践，他依托前沿交叉科学研究所的师资平台，构建起一套完整的“物理＋”交叉课程体系。

在教学队伍建设上，一方面，他整合物理、生物、医学领域教师，打造了一支业务能力强、结构合理、团结协作的高质量跨学科教学团队。在课程建设上，以物理为基础，主导开设了《软物质物理学》《定量生物物理》《定量生物物理前沿专题》《生物力学》《生物分子的结构与性质》《纳米生物传感技术》等一系列系统课程，为学生综合素质的培养与提高提供了有力支持。

在为山东大学生物医学科专业教授《生物信息大数据》课程时，李伟峰也把“学科交叉”的实践巧妙融入到课堂上：引导学生从疾病靶点蛋白与配体相互作用分析中凝练物理问题，用马尔科夫链蒙特卡洛模拟破解蛋白质折叠路径难题等，由此让学生们感受到如何从生命科学问题归纳出物理基本问题，并通过计算物理和统计物理的理论和方法来解决。

这套以“物理为基，学科交叉为翼”的课程体系，成为培养创新人才的“反应池”：近年来，李伟峰指导的学生有3人次获得山东大学优秀毕业论文，多个在课题组做本科毕业设计的学生选择去了生物物理等方向继续攻读研究生……“越来越多的学生并没有留在物理圈里，而是在读研时选择了跨学科研究方向。”李伟峰笑道。

教研融合实践，同频共振互促互进

在李伟峰看来，教学和科研是高校承担的两大社会责任。“在个体的角度来看，教学与科研必定会相互挤占时间。但从更长的时间尺度上看，教学和科研是融合发展、相互促进的。”李伟峰说，教学可以发现科研苗子；科研成果又可以反哺课堂教学，二者“同频共振”。

正是基于这一认识，课堂上，李伟峰会把团队最新研究成果作为案例，融入教学。比如，将Nature Communications （2025）发表的“AI酶活性挖掘算法”拆解为教学模块，引导学生复现酶催化动力学活性AI预测的优化流程；以Nature Machine Intelligence （2023）的“蛋白质－药物分子相互作用预测模型”为蓝本，指导学生动手编写简化版AI预测程序，理解靶向药物设计中的基本原理和逻辑等。这种“把实验室搬进课堂”的操作，迅速点燃了学生的学习兴趣。

同时，李伟峰十分注重学生科研精神与能力的培养。在学生本科阶段，他会有意识地让那些对科研感兴趣、学有余力的学生参与课题组的研究课题，让学生早早了解学科前沿知识。其间，从文献调研、数据清洗到独立承担子课题模拟计算，无论是哪一环节，他都会像导师赵明文教授一样，亲力亲为，认真指导，鼓励学生莫要急功近利，踏实把课题做细、做实。

到了研究生阶段，李伟峰更是重视与企业合作，协同育人。比如，通过与AI合成生物学领先企业上海智峪联合培养，聚焦新酶发现和酶优化的关键研发问题，培养学生科研与产业化协同能力。期间，与上海智峪在国际权威期刊Nature Communications上联合发表了关于深度学习方法进行酶活性预测的论文，基于此算法优选出高活性的类胡萝卜素氧化酶通过实验验证具有超高酶活性，实现了从实验室到工厂的技术突破。再如，与新加坡南洋理工大学合作者共同完成的蛋白质和药物分子相互作用预测的论文发表在国际权威期刊Nature Machine Intelligence，该AI模型用于靶向酪氨酸酶的抑制分子设计，研发的淡化色斑的小分子肽产品已经在国外上市。培养的研究生因此获得了一系列高水平奖项，包括首届“兴智杯”全国人工智能创新应用大赛专题赛一等奖，CASF15蛋白质－配体binding pose预测赛道第二名。

当本科生在课题组初窥科研门径，当研究生站在国际竞赛领奖台，当他们参与的算法驱动百吨级工厂运转、研发的产品惠及市场——李伟峰便成功打造了“前沿科学滋养教学—课堂与实战锤炼人才—人才与成果反哺科研与产业”的科研闭环。

在培养学生科研精神的同时，李伟峰同样潜心于自身的科研工作，并取得累累硕果。近年来，他以物理为基础，积极拓展与材料、生物、医学等学科的交叉研究，产出了一系列原创性的成果。比如，在材料计算方向，他基于第一性原理方法开展了长期工作，在拓扑低维材料设计、电／光催化理论与应用、高通量计算等研究领域有一系列的创新成果，从理论上预言了一批具有特殊结构和优异性能的二维材料，多数获得实验结果的验证；其研究成果获得山东省自然科学一等奖。在生物计算方向，探索物理＋人工智能AI＋生命多学科交叉研究的新方法与新思路，发展了一系列针对生物体系，如蛋白质、药物分子的AI预测计算方法。

从少年时种下的物理种子，到今日在交叉学科中取得的丰硕成果——李伟峰正以师者之心育创新英才，以科学家之志拓科研疆域。放眼未来，李伟峰把目光聚焦到了物理＋AI方向，他说：“要努力突破基础科研人工智能关键领域‘卡脖子’技术，把创新主动权牢牢握在祖国手中！”

（车慧卿、马俊伟）