张冬生不仅推出《植物体细胞遗传学》这样一门生物学上的新学科，其“植物体细胞杂交”理论在遗传学理论上有创新，而且也得到了社会实践的验证，得到了社会的认可。
张冬生在讲课和指导研究生的工作中，特别强调独立思考、自学钻研的重要性，要求学生学会看书，打好基础，知识广博，专业扎实，不断更新内容，跟上时代的发展步伐。
他特别强调：“学生在科学研究中注意实验中出现的异常现象，把出现的异常现象设计专门实验进行分析研究，以求发现新的科学规律性。”
后来成为昆明动物研究所所长、中科院院士的中国著名遗传学家施立明先生曾非常感恩地说道：“我曾是张老师的学生，他天马行空的思想，不拘一格的教学方法，特别是要我们创造性学习，将在实验中发现的异常现象进行分析研究，找出科学规律性的思想，对我研究工作启发影响很大。”
施立明，浙江乐清人，中国杰出的遗传学家，中国科学院院士。从小就喜欢生物的施立明1959年从温州中学毕业后，便以优异的成绩考取了以遗传学著称的上海复旦大学。五年的大学生活，施立明如饥似渴地追求新的知识，他在学完生物系的各门基础课之后，又相继学完了十二门遗传学专业课，其中有关摩尔根学说的十门，米丘林学说的两门。施立明以浓厚的兴趣学完了这些专业课和基础课，为其日后的科研工作稳稳地扎下了基础。
在施立明五年大学学习中，张冬生便指导他两年的学年论文与毕业论文学习。那时中苏友好，施立明第一外语是俄文，而张冬生曾被谈家桢院士推荐到北京专门学习过俄方，而且还比较流畅。于是，复旦大学考研组安排张冬生作为施立明的指导教师。张冬生只比施立明长几岁，沟通起来特别顺畅，比较内向的施立明对这位叱咤风云的老师也特别崇拜和尊敬。在两年朝夕相处的时间里，张冬生的教育思想对施立明的影响很大。
张冬生经常对学生说：“你们毕业后只要选择一个课题，坚持10-15年的研究，必然会创立一门学科，变成专家，并成为此学科的带头人。但是要在某学科内有所发现有所发明，成为一位伟大的科学家，必须奋斗终身。但要成功，确实相当难，基本是万里挑一。虽然成功的机会甚小，但还是有规律可循，特别是要把握偶然性。”
后来证明，施立明按照张冬生老师的这个教育思想指导，终于成功了。
1964年9月，施立明从繁华的上海大都市来到地处偏僻的昆明动物研究所。按照当时的中国科学院规定，他和几个刚分配到所的同志赴农村劳动锻炼一年后，重点开展以灵长类为重点的辐射遗传学、形态学、细胞学以及结合当地特点开展的热带、亚热带脊椎动物分类区系调查及对有害动物研究，并逐步形成昆明所乃至全国的以猕猴为中心的辐射遗传基地。
1965年动物所接受了一项绝密的国防科研任务“核试器的生物学效应”（即21号任务）。该任务主要目的是通过对核试验现场动物的的远期多种指标的观察记录和分析，为制定战时野战人员容许辐射剂量提供理论依据。施立明被分配到任务组的03小组，承担了一些急性放射病治疗药物筛选研究。不久，暴风骤雨式的运动波及到远离都市的花红洞。施立明没有像他的张冬生老师一样激情澎湃的参加到这场运动，而是在西南大边陲的一角默默无闻地循行着一条不会改变的路线：宿舍→食堂→实验室行走。1967年7月，他写出了参加工作以来的第一篇研究报告“6304药物对猕猴睾丸辐射操作防护效应的组织学观察”。稍后，与他人合作完成了“盐酸对氨基偶苯对狗的急性放射病预防作用和急性毒性试验中的几个问题”。
1969年，另一项国防科研任务“抗防药物的筛选”开始。他承担了“染色体畸变评价辐射防护药的新程序”、“辐射某环境诱变因子对细胞遗传危害以及肿瘤发生关系”、“抗放药物的研究及其在临床过渡中某些问题的探讨”等课题。此时，施立明已独立组建了一个研究小组，代号为“05”组，专门从事他的一系列研究。在从事上述课题的同时，他开始涉猎辐射遗传学及相关领域的文献资料，极力掌握国内外动态，为寻求新的研究方法和开拓新的研究领域而苦苦求索。如探讨DNA对急性放射病的治疗作用，环境污染和遗传学任务，病毒感染和染色体畸变等等。
七十年代末，经过一系列的摸索后，他将工作的重心从药物的常规筛选方法转移到以细胞遗传学的评价技术上，总结和完善了防护药物的评价新程序。其建立的新程序核心是：以小鼠和狗的骨髓有核细胞的微核测定作为筛选防护药物的评价标准，为大规模筛选提供简便、快速、灵敏而又实用的新方法；在防护药物的临床试验中，提出了“整体给药，离体照射”，根据染色体畸变率评定防护药的作用，解决了不可能以正常人进行照射这一重大难题，为药物筛选与评价提供了可行的方法。
这是施立明参加工作以来在方法学上的首次突破，由此而崭露头角，并在强手如林的实验室中觅得了立足之地。但施立明真正立威的是他复旦大学的老师张冬生的坚持和“抓住偶然性”教育思想的启迪。一个这样的偶然性果然被施立明把握住了。
1977年，38岁的施立明到上海出差，上海动物园有个同学告诉他动物园有只雄鹿死了。听到消息的施立明立即前往动物园，从死鹿体内取出睪丸，用动物组织固定剂浸装入瓶内，带回昆明动物研究所研究。施立明通过研究发现鹿只有六条染色体，而且每条染色体都很大。他成功了，施立明成为国内外鹿染色体研究的第一人。
施立明没有就此止步，他通过对比果蝇的进一步研究，发现那么微小的果蝇也只有六条染色体，染色体也很大。这其中似乎存在一种规律性：一个物种体细胞中染色体数越多，则染色体越小，相反，如果一个体细胞内染色体数越少，则染色体越大。这好比一个大饼，切成六块则每块很大，如果切成十二块，则每块则小，因此他提出染色质常数论，显示每个细胞的染色质是个恒定的常数，少分则大，多分则小。
施立明和他的同事在进行麂属动物染色体研究的同时发现上海西郊动物园有一头奇异的麂子枣由赤麂和小麂杂交而成的杂种麂。他们怀着异常兴奋的心情对赤麂、小麂和杂种的染色体进行带性分析。在反复的核型、带型、特别是G带的比较研究和长期的揣摸之后，发现赤麂和小麂这两种动物，虽然它们的染色体数目相差很大，但有密切的亲缘关系。根据核型的同源性，他推测小麂的染色体可能通过罗伯逊易位和多次串联易位的方式演变为赤麂的染色体，首次提出染色体的串联易位是哺乳动物核型进化和物种起源中值得重视的途径。当研究结果在1978年中国遗传学会成立大会上首次披露时引起了不小的震动。经修改补充的论文于1980年在美国的《Cytogonet. Cell Gent》杂志正式发表，在国内外学界产生了巨大反响。
施立明复旦大学的老师，美国密歇根大学动物学系哲学博士、上海遗传学会理事长、中国人类医学遗传学领域的创始人之一的刘祖洞教授评论说：“施立明不但以无可争辩的实验证据证实了赤麂和小麂核型的同源关系，而且谨慎大胆地提出了染色体串联进化理论，这是极富创建性的，……该成果被国际上誉为核型进化的经典文献……这是说明新种形成与染色体演替关系的很好例子”。
细胞生物学和细胞遗传学领域的权威学者、美国德克萨斯大学的徐道觉教授对施立明的工作予以充分的肯定：“施立明以现代细胞遗传学技术所做的这一工作十分出色，其结果对进化论研究具有重大影响。这篇发表在细胞遗传学杂志上的论文，得到了各个领域生物学家的众多好评，其中包括巴巴拉·麦克林托克博士，在接受诺贝尔奖金的演说中曾引用了这一论文”。
麦克林托克（Barbara McClintock 1920~1993）为美国植物遗传学家，曾在摩尔根实验室工作，因发现了玉米的“遗传转座子”而获得1984年诺贝尔医学奖。她在授奖大会的演说题目是“基因对挑战反应的意义”。当其介绍染色体多种变化方式时，即以赤麂和小麂的染色体变化为例，认为“两种麂的染色体杂交的观察有力地支持了染色体的融合是赤麂染色体数目减少，个体变大的最好的起源机制”，“赤麂的例子中，无可否认证实了某种早期令人吃惊的变化激活了融合机制而导致如此多的染色体融合。”
就这样，施立明41岁便当选中科院院士，成为中科院最年青的一位生物学院士。施立明每次回上海都会到复旦大学看望曾经的老师张冬生，感谢老师使他终生受益的创新型教育方法。
每每提到施立明，张冬生都露出满意的笑容。只可惜天妒英才，不到55岁，施立明就因病去世。这让张冬生伤心不已。