遗传学的研究方向
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遗传学的研究方向范文第1篇
关键词：遗传学；创新思维；创新能力；教学改革
中图分类号：S-01文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200815066
收稿日期：2020-06-25
基金项目：吉林大学本科教学改革研究项目（项目编号：2019XYB378，2019XYB372）；吉林大学本科创新示范课程项目（项目编号：2019XSF055）
作者简介：胡军，男，博士。研究方向：遗传学和玉米遗传育种方面的教学和科研；通信作者都兴林，男，博士，教授，院长。研究方向：水稻遗传育种方面的教学和科研。
引言
遗传学是研究生命的遗传与变异的科学，生物体性状的传递和变异，基因的组织与表达，群体基因的结构与分子进化等无数让人感兴趣的科学问题的聚合，构成了一门生命科学中的重要学科——遗传学[1]。同时，遗传学还是一门与生产实际紧密联系的基础科学，遗传学理论可以指导植物、动物和微生物育种工作，加速育种进程，提高育种工作的成效。遗传学与医学也有着密切的关系，开展人类遗传性疾病的调查研究，探索癌细胞的遗传机理，可为保健工作提出有效的诊断、预防和治疗措施，因此无论是理论研究还是生产实践，遗传学都具有十分重要的作用[2]。
近20a来，步入“功能基因组时代”的遗传学展现了巨大的新的生命力，利用结构基因组所提供的信息和产物，系统全面地分析基因的生物学功能，使人们对于遗传与变异的认知在深度和广度上都有了质的飞跃。遗传学知识越来越丰富和复杂，与其它学科的结合与渗透，呈现交叉与前沿化的趋势，而学科固有的知识体系框架亟待发展，传统的教学方式方法、教学的组织形式与评价等方面亟待创新[3]。近年来，随着高考改革的逐步推进，大部分高等院校都采用大类招生的模式，对于植物生产大类农学、植物保护、园艺等专业而言，生源质量和就业前景有下滑的趋势。为适应学科发展和社会需求，在遗传学的教学过程中强化学生创新意识和创新能力培养，培养具有卓越创新能力和优良专业素质的高质量人才，是适应遗传学学科发展的需要，也是高等教育改革的必然趋势[4]。
1遗传学課程对学生创新能力培养的作用
遗传学是吉林大学植物科学学院面向植物生产大类专业开设的一门重要的专业基础课程，课程内容涉及面广，包括经典遗传学、分子遗传学、群体和数量遗传学等若干板块。概念抽象，知识体系繁杂，通过本课程的学习可以培养学生的抽象思维、逻辑思维和创新思维。经典遗传学的3大基本遗传规律是以遗传传递概率为核心的知识体系，具有严谨的逻辑推理过程，孟德尔首先提出了遗传因子的概念，遗传因子可以独立分离和自由组合，彼此之间互不融合与干扰，颗粒遗传相对当时达尔文泛生论所支持的融合遗传而言，是创造性的思维[5]。另外，孟德尔所获得的特定遗传分类比例都需要观测较大的样本数量，而样本量较小时，遗传比例易受随机因素的影响产生较大地波动，进一步引导学生在进行生物试验研究时，应具备科学的数理统计方法。生命科学快速发展的今天，全基因组的高通量测序所获得的海量基因信息，没有适当的数理统计方法作为有力的分析工具，将会寸步难行。
DNA分子结构模型理论提出以后，促使遗传学学科的发展进入了“快车道”。遗传学研究也从揭示个体性状遗传和变异的奥秘，进一步深入分子水平研究基因的结构与功能、基因的作用与性状的表达之间的分子机理。进入分子时代以后，DNA重组技术、高通量测序技术、PCR技术、基因编辑技术、全基因组关联分析等为代表的众多新技术和新方法的突破，使得分子遗传学成为遗传学科最有生命力和创造力的强劲增长点[6]。群体遗传学侧重孟德尔群体中等位基因和基因型频率等遗传参数的变化规律研究，与农业生产实践关系密切。如，玉米是一种产量很高的粮食作物，也可为饲料加工和新能源生产提供原料，玉米种质资源种类丰富，科研人员对全球范围内75份野生、地方特有及遗传改良的玉米品系进行分子水平遗传多样性研究，揭示各个品系之间存在广泛地染色体结构变异，还发现数百个具有强烈人工驯化和选择信号的基因，这对于玉米新品种培育具有重要的指导意义[7]。
2教学过程中对学生创新能力培养的改革探索2.1培养学生的创新思维
培养学生的创新能力要培养学生的创新思维，创新思维是与习常性思维相对应的，按现有的程序、现有的模式、现有的经验进行思维不能称之为创新思维。思维活动是由思维结构所决定的，在长期学习和生活过程中所学习的知识和方法，所形成的观点和经验构成了思维结构的基本要素，这些要素是逐步累积于大脑之中的，这种思维结构有其稳固性和延续性，往往导致因循守旧的思维定势[8]。在教学过程中，应注重启发学生思维活动的批判性，对传统的思维模式或传统的理论体系不断地进行反思与批判，反思前人设定的界限，突破旧有的或现有的知识框架，才能有所创新，创新思维的养成是一个在肯定中否定，在否定中不断开拓前进的学习过程，即教导学生学会用怀疑的、批判的视角去审视前人的研究成果[9]。通过联想、想象和类比等发散性思维方式，找寻事物之间原以为不存在的联系，基于现实又超越现实，克服事物属性的差异，让思维在不同类属事物间自由跨越。如，基因突变是自然界广泛存在的一类现象，前苏联的遗传学家瓦维洛夫提出了遗传变异的同源系列法则，该学说认为了解到一个作物内具有的变异类型，可以预见在近缘的其它作物中也存在相似的变异类型，该学说现在得到了基因组学分子层面的证实，通过这个案例可以引导学生在更高的认知层次对基因突变的特征进行再认识。
2.2转变教师的教学理念
传统形式上的教学是教师传授知识，学生接受知识，学生学习知识的深度、广度、范围是以教师为中心，以知识为本位的，而学生处于被动地位。这种传统的灌输式教学不利于学生创新能力培养，教学过程应该是教与学双方的一个积极互动，是一个相互依存、不可分割的有机整体[10]。以培养学生创新能力为核心目标的教学，不再是教师的“一言堂”，教师应该努力营造一个学生思维活跃、畅所欲言，充分发挥学生创造精神的课堂氛围，启迪学生发现问题、提出问题，教师和学生一起分析问题、解决问题。鼓励学生积极独立地提出问题比解决问题更重要，对学生的独立思考能力、创造性想象力的训练价值是巨大的[11]。就遗传学课程的教学而言，不以教授遗传学知识点的数量多少为优劣，对遗传学的学习不再只停留在概念的记忆和原理的理解层面，采用案例式教学等方法将多个知识点整合成一个案例，提高学生综合运用所学知识分析和解决遗传学问题的能力[12]。还可以给学生提供一些科学史或遗传学领域的名人传记等素材，了解前人做出重大科学贡献时所处的时代背景、科研环境，在继承前人的知识基础之上，学习和领悟前辈科学家思考科学问题、解决科学问题的方式，进而储备挑战未知科学问题的创新能力[13]。
2.3激发学生的创新欲望
如果创新活动有趣且让学生感兴趣，那么学生一定会积极地参与进来，并且能抽出课余时间来完成各项试验项目。动机和情感是保障学生持续进行创新性学习的必要条件，其可以保证学生以一种富有意义的方式来获取创新活动所需要的知识与技能[14]。根据教育心理学原理，教师应该关注学生进行创新性学习或研究的内在动机，动机的重要性在于其涉及学生在专业领域的自我认知，在教师的引导下学生追求个人兴趣和能力提升时會产生一种寻求并克服创新挑战的本能倾向，进而激励学生去做那些本来不一定要做的事情[15]。教师创设与课程知识点相关的问题情景，如，在介绍细胞的遗传学基础章节时，正常细胞的有丝分裂过程是将遗传物质均等地分配到子细胞中，2个子细胞均获得与亲细胞相同的遗传信息拷贝。而在一些特殊情况下，细胞的有丝分裂会出现异常，如果蝇幼虫唾腺细胞中的染色体不分裂导致多线染色体的产生，细胞有丝分裂检查点的功能缺陷与癌症的发生密切相关，就上述问题更深一层次的机制机理可让学生课后分组查询相关文献，进行延伸阅读，学生间、师生间相互讨论。每个人都有自己看待科学问题的独特视角，互相启发会将彼此的思维导向一个新的领域，在具有创造性的过程中满足学生学习过程的情感需要，收获友谊感与成就感。
2.4在科研实践中提升创新能力
实践出真知，荀子说：“不闻不若闻之，闻之不若见之，见之不若知之，知之不若行之。”吉林大学年度“大学生创新创业训练计划”项目立项申报工作一般在6月中下旬完成，与大二年级学生遗传学课程春季授课时间相符，在课堂上引导和鼓励学生主动投入到科研实践中去，积极申报创新创业项目。同时也会针对项目申报中的一些具体问题在课间或课后与同学进行交流，如研究方向的确定、学术文献的检索、方案的设计、实验的开展、数据的处理、项目的规划与实施等。笔者从事玉米遗传育种科研工作，在课堂上也会介绍课题组的科研进展，科研过程中的收获与经验。如，在讲述近交与杂交的遗传效应时，玉米杂交种自交会使后代基因分离，群体性状分化，出现自交衰退，带领学生进入玉米育种试验地考察玉米自交早代分离群体的性状表现；在交流的过程中，对玉米遗传育种感兴趣并意愿从事相关研究的学生，指导其申报学校与玉米遗传育种相关的大学生创新项目。如，作为指导教师带领2014级农学专业的5位学生进行玉米数量性状的遗传效应分析与配合力测定试验，相关试验结果发表在《中国农学通报》[16，17]和《黑龙江农业科学》[18]等专业期刊上。如，在植物雄性不育性的利用及物种的形成方式等具体章节内容的教学过程中，针对授课学生的专业性质，以我国杂交水稻之父袁隆平院士和小麦远缘杂交育种奠基人李振声院士为例，介绍其科研成就，勉励学生向本专业领域的榜样学习，在科研实践的广阔舞台上发挥自身的聪明才智，磨砺品行，增长才干，做出成绩。
2.5更加科学合理的考核方式
鼓励学生创新，注重学生创新能力的培养，课程教学效果的评价及课程的考试也应该进行相应调整。不应该沿袭以往的卷面成绩占总评成绩大部分比例的考核方式，闭卷考试的成绩比重应在50%左右，提高平时成绩和实验成绩的占比。平时成绩可以参考出勤情况、章节的作业考评、查阅最新外文文献并综述形成小论文的成绩、教学过程中提出问题和分析问题等专题讨论时的课堂表现等。当然，教师也应充分理解学生凭借已有的知识和能力水平在创造性的思维过程中出现的不足，乃至错误，从不足和错误中学习有时还能获得更好的教学效果。期末的卷面考试中降低选择、判断等客观题的占比，不让学生形成应付期末考试时死记硬背标准答案的思维习惯，而且以为标准答案就是唯一的、最佳的，在教育中充满必然的结论是对学生创新能力的扼制[19]。提高无标准答案主观题的占比，如论述3大遗传学规律的实质，并谈谈孟德尔和摩尔根发现遗传学的规律给予的启发；再如芭芭拉·迈克林托克发表玉米“跳跃基因”的研究论文时，不被当时主流遗传学家接受，认为简直是天方夜谈，请谈淡其所发现的转座因子的科研价值以及其事迹对从事科学研究的启迪等。实验课的成绩考评除了参考实验报告以外，要更加重视实验操作者的过程性和规范性，以及在综合性与设计性实验中的综合表现。
遗传学的研究方向范文第2篇
关键词：医学遗传学；实验教学；改革；探索
医学遗传学是医学和遗传学结合的学科，是高等医学教育的必修课程和专业基础课程。该学科涉及数千种疾病的基础理论和临床实践，已成为现代医学中十分活跃的学科。医学遗传学理论教学学时数较少，我国目前没有专门的临床遗传学学科，对于各种遗传病例，学生没有实践机会，实验课就显得尤为重要。在医学遗传学实验教学中，我们采用多种方式，结合实验内容的更新和实验教学方法的改进，不仅完成了教学大纲规定的教学内容，还引导学生参加大学生科研训练计划，提高了学生的学习兴趣，培养了其自主学习能力和创新能力，为他们将来的继续深造和实践工作奠定了良好的基础。
一、实验教学内容的改革
实验课是教学中的重要环节，是理论联系实际，培养学生分析问题、解决问题能力的重要途径。医学遗传学教学内容以基因病、染色体病为主，对于单基因遗传病可以进行基因诊断，但我校实验室不具备基因诊断的实验条件，因此实验教学的重点放在染色体的观察上。首先，安排正常人类染色体的核型分析，让学生对遗传物质有直观的认识，通过对染色体带型、核型的识别，对理论课讲授的染色体相关内容进行验证，同时也为后续实验奠定基础。了解了正常染色体，再在显微镜下观察染色体病患者的染色体标本，学生能够在显微镜下找到细胞分裂相，观察病人的染色体发生了怎样的畸变，理论和实践结合，对染色体病的诊断加深了认识。实验教学也要结合不同专业对教学内容合理安排。对临床专业的学生，重点引导其结合实验理解染色体病的发病机制；对于检验专业的学生，侧重点在细胞遗传学诊断染色体病，识别染色体的带型特征，进行染色体核型分析。除了完成教学大纲规定的实验内容，我们还计划开展开放式实验，在学生的课余时间开放实验室，引导学生设计实验内容，完成实验流程，进行多学科综合实验，培养学生的创新能力。
二、培养学生独立完成实验
实验教学锻炼学生的动手能力和独立能力，要求教师讲课不能超过20分钟，把时间留给学生完成实验，并对实验结果进行分析，找出失败的原因，思考如何改进。对于医学遗传学的重点内容单基因遗传病，学生对具体病例很有兴趣。教师可以把学生分成小组，让他们通过各种途径查找遗传病例；也可以让学生做家族遗传性状的调查，做出多媒体课件，在实验课上展示。这种实验内容的改革深受学生的欢迎，大家的学习兴趣和积极性明显提高。在这一过程中，大家学到了很多理论课上无法学到的内容，拓展了知识面，对单基因病有了更深刻的认识，同时还增强了制作多媒体课件、汇报表达以及团队合作能力。
三、结合实验内容引导学生参加科研训练
实验教学新增了人类皮纹分析，皮肤纹理是真皮向表皮突出，形成许多整齐的线，称为嵴纹。在突起的嵴纹之间形成凹陷的沟，这些凹凸的纹理构成了人体的指/趾纹和掌纹。皮纹在胚胎发育第13周开始出现，第19周左右形成，出生后终生不变，每个人都有其特定的皮纹。人体的皮纹既有个体的特异性，又有高度的稳定性。大量的研究表明，某些遗传病患者的皮纹发生变异，可作为遗传病诊断的辅助指标。目前，皮纹学的知识和技术广泛应用于人类学、遗传学、法医学以及作为临床某些疾病的辅助诊断。学生对这一部分内容很感兴趣，通过实验课掌握了皮纹分析的内容和方法。我们还引导学生将实验内容与科研相结合，指导学生参与我校大学生科研训练计划，对新疆医科大学513名维吾尔族与汉族学生皮肤纹理进行分析，研究维吾尔族与汉族学生皮肤纹理的差异与特异性，最后汇总资料进行统计分析，最终。
综上所述，通过医学遗传学实验教学的改革和探索，不仅学生的独立完成实验能力和科研创新能力得到了培养和提高，教师在教学中经过学习、思考、探索，也更新了知识，改革了教学方法，培养出了更多优秀的医学人才。
参考文献：
[1]朱慰云，谢天炽，李佩琼，等.医学遗传学实验教学改革和实践探索[J].基础医学教育，2015，17（2）.
[2]张银，王芳，孙树汉.八年制模拟遗传咨询教学中建构主义学习理论的应用[J].基础医学教育，2015，17（2）.
[3]甄红英，白云，杜晓娟.医学细胞生物学教学的困惑和改革探索[J].中华医学教育杂志，2014，34（3）.
遗传学的研究方向范文第3篇
关键词：创新型混合教学模式；自主性学习；研究性学习；遗传学；
作者简介：刘向东(1965-)，男，农学院，博士，教授，博士研究生导师。研究方向：水稻生殖发育遗传和分子细胞学研究。
遗传学是生物科学中一门最具活力、发展最迅速的理论科学，对探索生命起源和本质，以及推动整个生物科学的发展起着巨大的作用，同时又是一门紧密联系生产实际的基础应用科学，对动植物新品种选育、良种繁育和遗传性疫病防治等都具有重要的指导作用。因此，该课程也就成为生物类、农学类和医学类学生最重要的专业基础课之一。国内外的相关大学都十分重视遗传学的教学工作，并做了大量卓有成效的工作，包括教材编写和教学方法改革等。就拿我国来讲，不同版本的遗传学教材不下10种，且多数是由遗传学的名家主编；教学方法的改革与新型教学模式也层出不穷。[1，2，3，4，5，6，7，8]华南农业大学是遗传学教学改革比较早的学校之一。从20世纪90年代至今，对农科类专业的遗传学教学方法进行过多种改革。归纳起来，主要是进行了四个阶段的四种改革：一是1997年至2001年间，改变原有单一粉笔教学的模式，利用电脑制作CAI课件，进行多媒体教学。从1997年开始编写基于PPT的CAI课件，1999年试用PPT的多媒体教学，2000年在农学类专业中全面推行以PPT为主的课堂教学，取得一定的成绩。遗传学课程的主讲教师刘向东也因此于2000年获得广东省“南粤优秀教师(讲坛新秀)”称号。二是进行“基于web-quest遗传学教改试验”，即“基于网上资源遗传学自主性学习教改试验”。于2001年至2003年间制作并完成了遗传学教改试验网站——《遗传学》网站，2003年成功地应用于教学，以后结合所获得的广东省教育厅“151工程”项目开展“基于web-quest遗传学教改试验”，取得良好的效果。[4]作为该项改革的原创性教学资源网站——《遗传学》网站于2007年获得第二届全国百佳网站(十佳学术类网站)，其改革成果也于2008年1月获广东省教育厅“151工程”项目课程改革奖(三等奖)。2001年至2004年期间还开展遗传学综合性实验和双语教学。[3]三是2003年至2006年间开展研究性、探索性的教改试验。四是2006年至今在原来以单一或数种教改方法简单结合的基础上，提出较适合农科类学生的“创新型混合教学模式”遗传学教改试验。
一、“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的教学理念和总体设计
进入21世纪后，随着信息技术的迅速发展及其在教学上的广泛应用，原有单一的多媒体教学已难以适应诸如遗传学等迅速发展学科的教学需要了。为此，国外提出“混合式学习”概念(Blending-Learning)，[2]我国的浙江大学于2007年也提出“信息化环境下遗传学课程混合教学模式”。[2]“混合式学习”是把传统课堂教学的优势和利用信息技术学习(E-Learning)的优势相结合，从而达到发挥教师的引导作用、激发学生主动学习，以及培养学生能动性和创造性的目的。于2005年在农科类专业的遗传学教学中引入混合式学习的方式，2006年在农科类专业的遗传学教学中全面采用“混合教学模式”的教学方法，取得明显成效。2007年对该教学方法以及之前的教学改革方法进行全面的总结，提出适合华南农业大学农科类专业的遗传学教学的“创新型混合教学模式”遗传学教学改革法。该法的教学理念体现在创新和“混合”两个方面：创新要求教师在教学方法的改革上与时俱进，不断发展创新，发展主要体现在教师应该根据学生情况的发展进行教学改革，具体来讲，体现以人为本和科学改革；“混合”则要求教师在教学方法的采用上，不是采用单一的模式或几种简单方法的结合，而是灵活地应用多种教学方法，包括“基于web-quest(网上资源)自主性教与学”、研究性、探索性教学、教与学角色互换、综合性实验和双语教学等多种教学方法，并把这些方法整合成有机的整体，特别是“以问题为中心”的教法贯穿整个教学过程，形成适应不同年级和专业学生的教与学模式。
二、“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的实施步骤
根据“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的总体设计，主要按照六个步骤(方式)进行：
第一步。框架式引导教学。在介绍框架前，首先让学生了解什么是遗传学？遗传学研究什么？学习遗传学有什么用？然后介绍遗传学课程内容的框架，即包括哪些章节等。为了便于学生了解掌握，我们把遗传学分成7个单元，即：遗传学的细胞学基础，经典遗传学(即遗传学三大规律)，细胞遗传学基础(即染色体结构和数目变异)，微生物遗传学基础(细菌和病毒的遗传)，分子遗传学基础(基因概念的发展、基因组结构特征、DNA分子标记及应用、基因组学、后基因组学和生物信息学基础)，细胞质遗传学基础，数量和群体遗传学基础。这样，学生对遗传学的结构就有一个大概的了解，学习也就有了方向性。
第二步。教师以问题为中心，讲授课程重点内容。先是提出问题，然后着重介绍有关的重要名词、基本原理、实(试)验推导、解释、验证和应用等。比如在讲授孟德尔遗传规律时，先提出性状是如何遗传的问题，然后介绍孟德尔著名的遗传试验、所获的结果、结果假设、分析、解释和进行合乎性验证等，最后归纳为杂交试验、结果分析和验证三部曲等。对于一些发展较快的知识(领域)，如分子遗传等适当地采用双语教学，要求学生掌握有关的英语名词，帮助他们能自己查阅一些有关的英文文献。
第三步。教与学角色的互换，引导学生进行主动性、自主性学习。具体做法是讲完每个单元，要求学生自己出试题考察学习效果，出题的形式不拘一格。学生所出的试题交给老师汇总后，选择其中的一些题目作为期中考试和期未考试试卷的部分内容。期中考试的题目全部选自学生自己出的题，考试采用三种方式：一是抽样混合试题，即每个学生出的题目抽1-2题，集中成一份试卷，全部学生参加考核；二是交换题目彼此考查，一个学生用另一个学生出的考题考核；三是自考，学生自己出题自己考。这种教与学角色互换的方法得到学生的充分肯定。调查发现，90%以上的学生认为自己出题比纯粹由教师出题难，学习效果更好，如果没有真正掌握有关的内容是出不了好题目的。通过出题使学生从被动学习转入主动学习，调动了学习的积极性，增加学习的兴趣，而且使学生善于提炼问题和进行举一反三的思考，拓宽了思路。当然为了让学生出好题，教师开始需要做一些引导，告诉他们出题的技巧。另外，也要鼓励他们出有创意(新)的题目，通过出创意(新)题目，不但可以培养学生的创新精神，在一定程度上也培养了其应变能力。为了更好地通过考试来培养学生的创新能力，我们对期末考试也进行了较大的改革，比如出一些让学生分析遗传学现象、总结和阐述遗传规律的主观性题目，培养其透过自然界的现象探寻生命的遗传本质的能力。
第四步。选择性开展Web-quest的自主性学习。根据之前改革已取得的经验，主要是选择近年来发展较快的一些遗传学内容(如基因工程等)开展基于Web-quest的自主性学习。基本做法是以已制作的《遗传学》网站为依托，按照以下的步骤进行：(1)教师引导学习，教授遗传学章(节)重点内容(框架)；(2)学生利用《遗传学》网站进行网上自主学习和讨论；(3)教师提问；(4)教师讲解重要问题(包括疑难问题)；(5)学生开展网上测试、延伸自主学习和论坛活动；(6)学生展示延伸学习的成果和体会；(7)教师总结。期间为了增加学生学习的积极性，在学生查阅文献时，如果找到一些有关遗传学最新进展和动态的资料，鼓励学生浓缩写成快讯在《遗传学》网站交流，使他们有成就感，进一步增加主动和自主学习的兴趣和积极性。
第五步。自愿性的研究性学习。主要采用三种方式：一是结合研究生的研究工作，选择一些与遗传学课程内容关系较密切的内容，让学生分组在研究生指导下开展小实验。比如，实验室每年都有多个研究生开展DNA分子标记研究，鼓励有兴趣的学生与研究生一起开展有关的实验，包括DNA提取、PCR扩增和电泳等。通过短期的研究，一方面加深学生对遗传学基本原理的理解，另一方面也培养学生的动手能力和应用知识的能力。由于这种方式所需的时间相对较短，结果容易得到，与一般的实验教学相比，前者较为灵活、有创意、成本相对较低，所以学生普遍较欢迎。二是采用通常的研究性教学，即让学生根据兴趣，分组选择一个与遗传学相关的研究小课题，独立组织和开展研究工作，应该说，这个方式效果很好，[9][10]但往往在遗传学上课期间难以完成，在一定程度上影响效果。三是结合毕业论文工作开展研究性的学习。[11]具体做法是在学习遗传学课程的主要内容后，在指导教师的引导下，让学生选择一个与遗传学内容有关的题目作为毕业论文。为了有效地进行此项的研究性学习，抓住两个关键问题：一是毕业论文开始的时间安排在遗传学课程修读期间。遗传学课程修读的时间一般是在大学三年级上学期，也把毕业论文开始时间安排在该学期，这样就可以让学生通过边学遗传学课程边发现与遗传学有关的问题。课程结束前，在教师的引导下，选择一个与遗传学知识有关，而学生本人又有兴趣的题目，开展毕业论文的研究工作。由于毕业论文一直要做到四年级下学期，历时2年时间，所以，可以深入开展一些与遗传学有关的研究工作。二是处理好遗传学主讲教师和毕业论文指导教师的关系。其中最佳方案遗传学主讲教师既是遗传学课程的教师，同时又是毕业论文的指导教师，这样不但可以达到研究性教学的目的，也可以保证毕业论文能顺利完成。如果两者不一致，就需要遗传学的主讲教师与毕业论文的指导教师进行协调商讨确定。为了更好地开展研究性学习，结合研究性同时开展相关的综合性实验。
第六步。采用融会贯通式、生动活泼的课程大总结。一是理论总结，通过以“可遗传变异的类型、创造方法、基本原理、应用和意义”为主脉把所有单元的内容有机联系在一起，形成该课程的系统性；另外是以“遗传与健康(疾病)”为专题讲座进行形象生动的总结，通过“遗传病”提出一条主线，把遗传学各章节的内容串在一起。二是实践总结，主要是利用我们拥有的国家级重点学科作物遗传育种和广东省植物分子育种重点实验室的100多亩校内实验基地，在每学期课程学习结束后带学生到该基地进行参观和实习。由于该基地每年种植(早晚两季)的材料很丰富，包括有20多个野生稻种、2000多份不同类型的野生稻居群、各种突变体、杂种后代和特殊的遗传材料(如单片段代换系等)等，可以让学生对遗传学研究的物质实体和研究内容有较好的直观认识，并在实际中进行总结。比如，通过参观各种野生稻和栽培稻，让学生认识基因型与表现型的关系，以及遗传的多样性；通过观察各种分离世代的材料，让学生认识三大遗传规律；通过参观同源四倍体水稻，让学生认识染色体数目变异的遗传效应；通过参观水稻单片段代换系和分子标记辅助选择的后代，让学生深入认识分子遗传学的有关知识；通过参观三系和二系杂交稻，让学生认识细胞质遗传学和生殖遗传学的有关问题。通过参观田间不同世代材料，让学生认识许多数量遗传学和群体遗传学的问题。实践证明，采用以上方法的总结，不但让学生对遗传学有了直观、生动的认识，而且使学生接近自然、接近科学研究的第一线，丰富了教学的内容，达到了既教书又培养学生科学研究的思想和兴趣的目的，深受学生的欢迎。
三、“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的成效分析
为了评估“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的效果，2006和2007年先后对其中180名参加试验改革的学生进行匿名问卷调查，发现92.87%的学生认为“创新型混合教学模式教学改革”可激发其学习兴趣，提高主动性；91.69%的学生认为可提高自学能力；93.37%的学生认为有助于基本知识的理解和应用；93.66%的学生认为扩大了知识面；91.95%的学生认为可培养学生独立思考问题的能力；91.55%的学生认为知识收集、加工、处理能力得到提高；92.14%的学生认为提高了综合能力；91.12%的学生认为充分运用了计算机等信息技术；90.53%的学生认为有助于学习者相互学习。与之前采用单一模式或简单几种方法的效果相比较，“创新型混合教学模式”在以上每项指标的得分均比之前的方法高出10%左右。除了以上量化的结果外，还得到参试学生的书面评价，其中绝大多数的学生给予高度评价，比如有学生认为，“创新型混合教学模式”“使原本深奥的遗传学变得简单，使同学们在活跃的氛围中掌握了遗传学的基本知识”；“使学生综合和创新能力得到提高”；“能启发学生的思维、激发学习遗传学的兴趣、增强探索的欲望”；等等。这些结果充分说明我们的改革是成功的，有进一步推广的价值。
遗传学的研究方向范文第4篇
[关键词]遗传学；自主出题；双语教学；教学改革
[基金项目]2018年度福建农林大学本科教育教学改革项目“‘遗传学’双语课程评价方式改革”（111418083）
[作者简介]郑燕（1981—），女，福建莆田人，博士，福建农林大学生命科学学院生物技术系副教授，主要从事遗传学和分子生物学研究。
[中图分类号]G642.41[文献标识码]A[文章编号]1674-9324（2021）08-0161-04[收稿日期]2020-09-12
遗传学是生物类、农学类和医学类专业学生的重要专业基础课之一。随着科学技术的不断发展，关于生命遗传的谜团不断被揭开，新的遗传学理论、研究方法和成果不断呈现，学科内容不断更新。双语教学可以使学生在教学中能更好地接触到新的科学理论和观点，及时了解本领域新的研究方向、技术和前沿动态，对提高学生的國际化水平、科研素养和科研能力等均具有重要意义。然而，遗传学是整个生命科学中较难的课程之一，单纯讲授中文对学生来讲已有一定的难度，进行双语教学无疑会增加遗传学的学习难度。此外，遗传学仅依靠描述与记忆无法完全掌握，大部分内容重在理解，因此在学习过程中需要通过典型的习题练习才能真正地理解和掌握所学知识。
如何在双语教学中基于学生的英语水平和课程教学内容，提高学生对遗传学双语学习的兴趣、积极性和主动性，建立双语学习信心，增加师生的互动和交流，成为遗传学双语教学中急需考虑的问题。针对教学中遇到的问题，本文以学生为主体，建立多元化的遗传学双语课程评价方式，引入学生自主出题模式，以期改善遗传学双语课程教学效果，提升学生的学习兴趣和动力，促进学生主动而深入地学习遗传学知识。
一、自主出题模式的意义
目前人们对生物遗传规律的认识已经发展到分子水平。在知识爆炸的时代，遗传学知识更新快速，学生学习节奏非常快，容易导致对遗传学经典理论的学习不够深入，基础不够扎实，学习新知识时一知半解，从而影响知识的应用与创新。遗传学知识的理论性和应用性都很强，在教学中若仅讲基础理论，不仅教师难教，而且学生也难懂，若适时地插入各种例题进行解析，可极大提高学生的理解能力[1]。所以，做习题是学生学习过程中必不可少的环节，也是遗传学知识具体化、教师把握学情的主要方式[2]。
布卢姆于1956年提出教学目标分类理论[3]，后又有学者于2001年对布卢姆教育目标进行修订[4]，将认知过程维度分成六个层次（图1）：记忆、理解、应用、分析、评价和创造，它是由浅入深的认知层次递进过程。前三个层次为初级认知，后三个层次是高级认知。学生通过课堂学习、提问、习题训练、课后作业等方式，了解相关知识，做到贯通融合，这是输入与被动吸收知识，可以实现记忆、理解和应用的教学目标，属于初级认知阶段；当学生能够在对知识的理解基础上加入自己有创新的见解，运用于自主出题中，真正地再梳理和再创造知识时，便进入了更高层次的认知。之后，学生要对知识进行吸收、运用，经过再加工、再创造，将所学知识变成有效的知识。此时，学生自主出题便是一个有效的途径[5]。
二、自主出题模式的实施过程
如图2所示，在绪论课上，即向学生说明本学期要采取自主命题考试的方式，同时说明命题的实施方法和具体要求，让学生有心理准备。命题共有四种类型，即选择题、填空题、判断题及案例分析题，要求全英文出题，并标有中文解释，以防英文表达不正确造成题目歧义，便于学生后续修改。章节授课过程中，要设置一些习题在课堂上练习，让学生了解出题的方式；授课完成后，要复习本章的重难点知识，列出考试大纲，自主出题一两次，对于知识点比较多或难的章节，如孟德尔遗传定律、连锁遗传、数量遗传等，可安排自主出题两次。
根据题目类型，将全班分成4个小组（每个小组成员数可不限，也适用于大班教学）。每个小组的学生出一种题型，如对于选择、判断和填空题，每人5题；对于案例分析题，每人2题。限定时间内完成题目后要做好汇总并发给学习委员，公布在学习群中，再通过组别轮转的方式优化学生给出的题目，找出错误的地方并进行完善。如出选择题的学生优化判断题，出判断题的学生优化填空题，以此类推。组内学生要有分工，一部分学生负责优化找碴，一部分学生负责归类，一部分学生负责汇总。全部完成后，各组学生将完成的题目发给教师，教师要核查学生的出题情况，在课堂上将一些出彩或较难的题目进行解析和点评。这些题目将形成题库，在后续的测验和期末考试中将抽取部分作为考题。
学生自主出题时可能存在抄袭现象。比如，有学生可能直接抄袭网上试题完成任务，没有认真思考和主动创新；也可能因对知识点的把握不够透彻，出题水平偏低，覆盖不到重点。针对以上问题，教师在授课时要做好备课工作，提炼课程内容，及时分析学生的出题情况，并对学生如何出好题进行引导，传授一些出题的技巧，鼓励学生创新。
三、自主出题模式的效果
学生自主出题，让学生从被动学习转变为主动思考。在自主出题过程中，不同水平和层次的学生会提出不同的问题，学生有很大的自由度，通过出题的反向思维，能够找到适合自己的复习方法和总结方法，激发学习兴趣。同时，学生在出题过程中会对相关知识反复斟酌与思考，极大地锻炼了自身的逆向思维、解决和分析问题的能力。
根据学生的出题内容，教师可以分析学生的学习态度和学习效果，有针对性地教学。比如，有些学生出题时，特别是选择题和填空题时，会简单地将课本上的一句话直接作为题目，说明该学生在学习中一直采用应付态度，对知识点的理解也不够透彻。相反，有些学生出题时会认真思考，巧妙设计，如针对孟德尔疾病章节，设计了一个较为复杂、人数众多的家族病例系谱图（图3），题目紧扣本节重难点知识，说明该学生已经充分掌握了相关知识。
此外，学生出题时要搜索大量的资料，不仅要学会模仿现有资料中的题目，还要学会改造和创新。同时，应用中英文进行双语出题，附带答案解析，也会加强学生对专业术语和英语的应用，对学生的双语学习起到事半功倍的效果。对于学生所出的题目，教师可以作为分析学生学习态度和知识掌握程度的第一手资料，判断学生的思维路径和英语表述是否有误，从而获得有效的信息反馈。
四、课程评价方式
为克服传统期末一考定最终成绩存在的种种弊端，本课程采取多元化的考核方式。传统的课程成绩评定方式多是期末考占60%～80%，平时分占20%～40%。改革课程评价方式之后，期末总评成绩组成呈现多元化：第一、第二、第三阶段的考试成绩各占20%，自主出題成绩占20%，平时成绩占10%，考勤占5%，问卷调查成绩占5%（图4）。全部的教学内容分三阶段考核。平时成绩和考勤成绩主要根据智慧教学平台“雨课堂”中反映出的学生学习情况来评定。该方法注重学生学习的过程性评价，有效地督促学生重视平时的学习，减轻学生的期末复习压力。同时，学生自主出题中的部分题目会作为测验考题，这不仅增强了学生自主出题的积极性，也使学生能够全面复习所学知识。
五、课程改革效果
2019年自主出题模式在两个班级中（2018级生物信息学专业28人、2018级生物科学基地班40人）进行试验教学。为评估该教学改革效果，期末时对68位学生进行问卷调查。问卷调查包括11道选择题和3道主观题，调查成绩占总评分数的5%。选择题和主观题没有标准答案，不会根据学生的选项打分，打分依据是学生对主观题的回答态度。有些学生没有回答主观题，分数只能得3分，所以问卷调查的分数在3～5分。
经统计，70.1%的学生能以认真的态度出题，17.9%的学生应付完成，7.4%的学生迫于压力才完成出题任务。52.5%的学生的题目是自己思考后设计出来的；47.5%的学生出题时会从参考书或网络上搜索的资料对旧题进行改造、创新；93.2%的学生认为该模式对双语学习起到促进作用；94.2%的学生认为该模式能激发其学习兴趣，提高主动性；98.5%的学生认为自主出题模式可以提高自身的分析能力和自主学习能力。同时，学生还对教师的教学方式和教学内容进行评价，提出了很好的建议，加强了师生间的有效沟通和交流，有利于后期教学的改进。
遗传学的研究方向范文第5篇
中国人口最多的民族汉族，本身就是一个最大的“混血”人群，在汉族人群的基因组中可以鉴别出不同程度的周围少数民族的遗传成分。
混血儿常常给人留下深刻印象，如高尔夫球星泰格?伍兹、F1赛车手刘易斯?汉密尔顿、美国总统贝拉克?奥巴马、奥斯卡奖得主哈里?贝瑞等。曾经一项有趣的调查研究发现，混血面孔在“极具魅力脸孔”打分中占据垄断地位。另一方面，大多数人都认为混血儿似乎只是个体行为，即使中国到了今天这么开放的时代，若是谁家女儿嫁给了外国人生了一个混血儿，依然是一件很希奇的事情。而实际上，现代人类在其漫长的历史长河中，曾发生过不同规模的群体性“混血”事件，留下了如今各地广泛存在的“混血”人群，典型的如大家熟识的美国黑人、拉丁美洲人群、中东和东南亚人群以及我国新疆的维吾尔族、哈萨克族等。徐书华就是钟情于这类人群遗传学研究的一位青年科学家。
位于上海市岳阳路320号的中国科学院上海生命科学研究院，有一个由中科院和德国马普学会共同建立的计算生物学研究所。徐书华是该所的研究员、博士生导师和研究组长。想要了解他，就得先认识他的研究领域—群体基因组学。据徐书华介绍，群体基因组学是从基因组水平揭示群体的遗传结构和多样性特征并进而研究基因组微观进化机制的一门学科，也可以简单地理解为是群体遗传学在基因组时代的延续和扩展。徐书华的主要兴趣就是研究“混血”人群（也叫混合人群）的群体基因组学。
徐书华与“混血”人群结缘是偶然的，他对“混血”人群的研究可以追溯到其博士研究生阶段。他的博士论文是利用高密度的常染色体单核苷酸多态性数据研究现代人群的遗传结构，在分析数据的过程中，徐书华注意到了美国黑人的特殊遗传结构，尤其对“混血”人群的连锁不平衡形成机制产生了兴趣，于是对其做了一系列专门分析并写成英文手稿。“当我把论文手稿拿给金力老师看时，得到了他的高度赞赏”。徐书华至今回忆那段经历时仍然感到自豪。关于美国黑人的研究是他第一次与“混血”人群结缘，完成此次研究后，他很快意识到亚洲的“混血”人群基因组研究尚未受到关注，于是便一鼓作气对新疆维吾尔族进行了系统的研究，这也是关于欧亚“混血”人群的第一项群体基因组学研究。最终，关于“混血”人群的研究成为他博士论文的重要组成部分，其中有三章内容是研究美国黑人和新疆维吾尔族的“混血”遗传结构特征和连锁不平衡产生机制。相关研究结果最终分别发表在分子进化领域最具影响力的学术期刊《分子生物学与进化》和人类遗传学领域最具影响力期刊《美国人类遗传学杂志》上。随后他的博士论文也入选复旦大学、上海市优秀博士论文以及全国百篇优秀博士论文。
发现现代人群“混血”普遍性
2006年，徐书华进入中国科学院上海生命科学研究院工作，继续致力于“混血”人群研究。在金力老师的引荐下，他作为课题组长参与了10个国家共同发起的国际合作计划—“泛亚SNP计划”，在研究设计和科学问题的探讨方面作出重要贡献，并独立承担了几乎全部的数据分析任务和研究报告撰写。2009年相关研究结果最终发表在美国著名综合学术杂志《科学》上。这项研究被《科学》同期配发的新闻评论文章认为是“迄今关于东亚和东南亚人群遗传多样性最全面的研究”。
对徐书华来说，研究中最大的收获是发现了亚洲人群间普遍存在的基因交流，即“混血”的普遍性。这意味着“混血”不是只出现在某些少数人群中的一个特例，而是现代人类群体的常态。为此，尽管《科学》杂志对论文摘要的字数有严格限制，徐书华还是特地在其中强调了该发现，也得到了其他共同作者的支持。虽然在这篇主题为亚洲人群迁移历史的文章中，“混血”的发现似乎被人们忽略，但却更加坚定了徐书华投身“混血”人群研究的决心。
实际上，徐书华在其博士论文中就已经注意到中国人口最多的民族汉族，本身就是一个最大的“混血”人群，在汉族人群的基因组中可以鉴别出不同程度的周围少数民族的遗传成分，徐书华后续的一系列研究工作正是建立在这一理解上。同年，徐书华与金力教授在《美国人类遗传学杂志》发表了关于汉族人群遗传结构的研究结果，该研究被列为杂志当期“亮点文章”得到编辑的专门点评。
研究“混血”人群的环境适应
“从基因组多样性和遗传结构的角度，你完全可以把‘混血’人群看成是一个新的人群。”徐书华解释道，“混血人群一般是由彼此隔离分化的祖先人群在近期大规模基因交流产生的。隔离分化几万年的人群，从原世居地迁移到数千里之隔的新地域，他们以及后代必然面临新环境的压力，经受自然选择，也就是混血人群必然要有一个适应环境的过程。”
实际上，新建立的人群如美国黑人，在遗传结构上显著不同于其祖先人群，并且在新居住地新的环境中经历了上十个世代的适应性演变，成为研究现代人类适应新环境可遇而不可求的天然素材。徐书华正是意识到了混血人群的这一特点，与他指导的博士研究生一起，建立了一种检测自然选择的新方法，利用合作者提供的全基因组数据，首先对典型的近期混合人群美国黑人进行了研究，发现像美国黑人这样的混血人群在混血前后都受到了明显的自然选择。徐书华课题组的研究不但检测到自然选择信号更为可靠，并很好地解释了美国黑人经历的历史和自然环境的变迁。他们发现，很多受自然选择的基因与美国黑人的高发疾病相关，推测这些高发性疾病可能和美国黑人的非洲祖先最近经历的巨大环境变化有关。
另外，该研究还发现，很多抵抗疟疾的等位基因频率在美国黑人中明显降低，这反映了北美和非洲的不同病原体在人类基因组中留下了显著的但不同的烙印，同时也提示人类生存环境中的微生物群落和体内的病原体可能是自然选择发生的重要推动力之一。相关结果作为方法性论文于2012年3月正式发表在国际著名学术期刊《基因组研究》上。
利用“混血”人群遗传结构特征估计人群迁移和扩张时间
徐书华近期的代表作之一，便是利用混血人群的遗传结构特征和基因组重组信息，首次从遗传学角度估计了亚太地区分布最广的人群—南岛人群的扩张时间。
南岛人群是一个根据语言学角度界定的人群，其使用的语言都属于南岛语系。他们在地球上分布极为广阔，东达南美洲西部的复活节岛，西到东非外海的马达加斯加，南抵新西兰，北至我国台湾省。
从生物学的角度说，与南岛人群相关的科学研究都会牵涉整个亚太地区现代人类的起源和进化，以及现存人群遗传多样性和表型多样性的形成机制等一系列关键且错综复杂的问题。因此，这个庞大人群的起源和迁移，一直以来都是众多考古学家、语言学家、遗传学家关注的焦点。
早在2009年，徐书华与合作者就在发表于《科学》杂志上的论文中，揭示了南岛人群在遗传学上的共同属性。所谓共同属性，就是指南岛人群共享一种特有的遗传组分，并且相较于外部人群，南岛人群内部的遗传亲缘关系更为紧密。
但徐书华告诉记者，在生物进化和人类起源及迁移历史研究的首要任务—时间的确定上，有关南岛人群扩张的时间数据和证据，都来自考古和语言学界，尽管遗传学家也进行了大量的遗传学研究，却鲜有强有力的声音。
徐书华说：“这主要是因为人类在广袤地域上的多方位、多次反复迁移和基因交流，使得根据基于单一遗传座位（如Y染色体和线粒体DNA研究）明确估计人群扩张的时间变得很难。而常染色体由于重组，增加了估计基于突变数据信息时间的难度。人群之间基因的交流和基因组的交换重组，也给人群历史的研究设置了重重障碍。”
不过，徐书华课题组利用人群迁移过程中，由于基因交流而产生的特殊遗传结构，通过计算生物学的手段，推断基因组中的重组信息，巧妙地利用这些“障碍”，首次从遗传学的角度确定了南岛人群在东南亚一带的扩张时间，大约为4000年前。为确保结果可信，徐书华的德国合作者又使用另一套独立数据和不同方法对进行了进一步验证，与考古学和语言学的研究结果吻合。相关研究成果于2012年3月正式发表于《美国科学院院报》上。
新视角，新机遇，新挑战
“你可能难以想象，我国的藏族也是一个混血人群”。徐书华兴致勃勃地讲起了关于人群研究的故事。“从Y染色体的研究结果来看，藏族人群中至少存在两种主要的Y染色体单倍群，我们用D和O代表。这两个单倍群起源于不同祖先人群，且时间上相差几万年。如果在性染色体上有这么明显的混合迹象，完全有理由相信整个基因组都是混血的。因此，可以肯定藏族是一个典型的混血人群。”徐书华试图更透彻地解释这其中的逻辑推理，“其实汉族这么大一个人群，也是一个混血人群，我在博士论文研究时就已经发现并指出。因此，可以看出混血是多么的普遍，但是这一点往往被人忽视。对于这些我们以为熟知的人群，实际上还有太多我们未知的东西，从不同角度看待他们，就会发现新的问题。从混血的角度探索这些人群的起源、遗传多样性形成和微观进化机制，有深远的进化生物学和医学意义。但一旦决定从新的角度看待和试图解决问题时，将有更多新的挑战等待你。”徐书华补充道。
我国拥有研究“混血”人群遗传的资源优势，除了考虑到这个思路在国内外仍属空白之外，徐书华更看中的是研究所带来的重大科学意义和价值。未来，他将在总结自身学术背景、研究兴趣和前期工作的基础上，把“混血”人群的环境适应和基因相互作用作为今后5年着重的研究方向，并向国家自然科学基金委和科技部提交了申请。徐书华主要是通过计算分析的手段进行研究，虽然他的研究组已经有十几位成员，但都只从事“干性”（计算和理论分析）研究，他近5年还没有建立“湿性”实验室（实验观测和产生数据等）的计划。他希望先以“干性”研究为主，再通过国内外同行合作，最后做到“干湿”结合，从而系统地研究和解决感兴趣的问题。
“在计算生物学研究所的框架下，很难像其他‘湿性’实验科学那样争取到足够研究经费来收集样本和产生自己的数据，人们总是认为计算生物学研究只要有计算机就够了。”徐书华显得有些无奈，“在这方面，我的导师金力教授一直给予我很大支持，我很感谢他。但他自己也有一个庞大的研究组需要维持，团队中那么多年轻人都需要发展空间，大家的研究兴趣和方向不一样，关注的问题和侧重点也不一样，我不能期望都按照我的思路来设计实验和产生我需要的数据。目前，我的研究组主要依靠马普学会提供的经费在运转。今后，一方面我会争取更大的国家和地方项目支持，另一方面，我也会寻求更广泛的国际国内合作。”
对于未来，徐书华显得踌躇满志：“我现在已经开始受益于之前国际合作项目建立的网络关系，目前许多研究课题的样本和数据都是国外如德国、印度、马来西亚和韩国等国家的合作者提供的，这种合作关系和范围在不久的将来应该会进一步扩大，也一定会显示出其影响力和优越性。”
积跬步，至千里
从2006年进入中科院工作至今，徐书华在“混血”人群的遗传学研究道路上，已经跋涉了近6个年头，如今他不仅建立了自己的研究团队，还被德国马普学会和中科院选中，成为迄今唯一一位没有海外留学经历的“马普青年科学家小组”组长。德国马普学会是国际知名的从事基础研究的机构，通过与中国科学院30年的合作，德国马普学会已成为中科院对外合作的一个重要伙伴。“马普青年科学家小组”组长的遴选遵循公开、公平、公正的原则，这种人才选拔机制为引进海外优秀留学人员以及促进中科院科研体制改革发挥了重要作用，也为各相关研究所培养了一批青年学术带头人，现任同济大学校长的裴钢院士就是第一位“马普青年科学家小组”组长。
“一个‘土鳖’博士，在自己的祖国拿着德国人提供的薪水和研究经费进行独立的科研工作，自由探索感兴趣的问题，对我个人来讲是一种荣誉。”徐书华半开玩笑地说，“希望多年以后我的经历，也能成为一个励志故事，得到社会的关注，激励更多的年轻人留在国内工作，同时希望政府在吸引‘海龟’的同时，也给于我们这些‘土鳖’们更多支持。”
徐书华年仅34岁，却已经是上海市遗传学会理事、多家外国研究机构的学术顾问、教育部自然科学奖一等奖的获得者。他担任过中科院、上海市、国家自然科学基金委等多个项目的负责人，以及国际合作项目“泛亚SNP计划中”的课题组长，完成了一批有影响力的科学研究课题，为他的研究生涯写上了重要的一笔。他的研究成果以第一或通讯作者发表在美国《科学》、《美国科学院院报》、《基因组研究》、《人类分子遗传学》等国际著名专业期刊上，受到国际同行的关注。
遗传学的研究方向范文第6篇
【关键词】微分方程 生物信息学 案例式教学法 问题式教学法
【中图分类号】O175 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）10-0060-01
生物信息学作为一门交叉学科正在迅猛的发展，通过将数学科学知识和技巧引入生物科学的领域，帮助生物学家解释各种生命现象。同时，生物学又为数学家提供了丰富的研究课题。微分方程是数学专业的核心基础课，也是其他工科专业的必修课程之一，为其解决实际问题提供必要的数学知识。微分方程通过对自然科学和社会科学中的问题进行数值或者定性的描述，帮助人们对事物的发展进行预见。微分方程在众多的领域应用广泛，包括物理学、航天、医药、化学和生物学等领域。随着完成测序的生物数量的迅速增加及更深入广泛的了解基因功能，生物网络的研究在生物信息学中越来越受重视。由于微分方程系统的灵活强大，有利于描述生物网络中的复杂关系。因此，微分方程课程被生物信息学专业作为重要的必修课程之一。由于本课程数学理论丰富应用性较强的特点，在给非数学专业学生授课的过程中往往面临两难的境地：一方面如果按照数学专业授课模式侧重数学理论的介绍就会脱离本专业的特点，应用性欠缺使得学生缺乏兴趣；另一方面，如果大量介绍应用，又会因为学生数学背景知识的缺乏而造成学生比较迷茫。如何在授课过程中将理论和实际内容有机的结合，从而使学生在学习中产生兴趣值得思考。本文结合生物信息学的专业特点，总结了微分方程在教学过程中的一点体会。
1.合理的整合教学内容
关于微分方程的教材很多，但是一些教材偏重于理科注重公式定理的推导证明，没有实际应用的举例，公式抽象语言晦涩学生难于理解。本校生物信息学本科专业采用的教材是周义仓编写的常微分方程及其应用，其内容上在反应数学理论严密性的同时，强调了建模、应用和计算机等特点，每章使用数学软件进行具体实例的解析。
首先，在吃透教材的基础上对教学内容进行合理适当的调整。在了解数学背景知识的同时更注重微分方程理论的应用性而不关注数学公式的推导。
其次，注意不同知识点的归纳总结。在教学过程中注意及时的整理和总结，帮助学生理清它们之间的区别与联系。同时，这些理论知识的落脚点就是众多不同类型微分方程的求解，针对不同求解方法进行归纳，强化训练。
最后，注意学生实际的动手操作能力。结合实验课针对每章的教学内容锻炼学生的实际动手操作能力，结合Maple或Matlab软件判断微分方程的类型并进行求解。除此之外，可以适当增加实际的问题，例如药物代谢、基因调控网络等生物信息学中的经典问题进行数学建模、求解方程、解释实际现象。
2.多样化的教学方法和手段
微分方程涉及很多数学理论的推导，因此在数学专业中往往采用板书的方式。既能帮助学生理解推演过程，又能根据学生理解情况随时调整。但是对于生物信息学专业单纯的板书或者多媒体教学都会导致单调枯燥，影响学生的学习兴趣。将二者有机的结合，通过板书将复杂的理论知识在黑板上演示，同时将微分方程的图形利用多媒体技术展现使得课堂教学更具有直观性，使学生更容易理解教学内容并加深印象。在教学过程中适当引入讨论式教学方法，针对实际问题让学生进行分组讨论有利于培养学生积极探索、勇于创新、敢于质疑的学习态度。
3.理论联系实际
对于微分方程的内容，如果只进行理论的学习而不进行上机的实际操作无异于是纸上谈兵，上机的操作如果仅仅局限于是方程的求解和判断也仅仅是浪费时间。通过上机时间不仅锻炼学生将所学算法程序化和学生的逻辑思维能力，还要提供学生应对问题的解决能力。随着海量基因组数据的出现，如何利用基因组数据分析基因调控网络和代谢途径是生物信息学研究人员亟待解决的问题。利用微分方程演化生物网络中的复杂关系得到了广泛的应用。针对微分方程在基因调控网络中的应用，让学生体会将实际问题数学化，建立模型求解方程，解释实际问题，培养学生解决实际问题、提高算法分析与设计的能力。其次，积极鼓励学生参与数学建模竞赛活动，在活动中让学生体会运用理论知识解决实际问题的乐趣。
4.灵活的评价机制
传统的考核办法采取单一的笔试成绩，但这往往不能评价学生的综合素质以及知识的掌握程度。在考核内容上主要突出三点内容：（一）对基本概念的掌握程度；（二）分析问题与解决问题的综合实力；（三）考查学生对微分方程求解方法和技巧的掌握。
对于生物信息学专业的学生，要求有强大的数学与计算机功底解决生物学问题。因此既要有扎实的理论基础，又要求具有分析和解决实际生物学问题的能力。面对微分方程这门课程，既要重视数学理论的教学，又要注重对学生解决生物学实际问题的引导，结合本专业的特点及培养目标，培养学生分析问题和解决问题的能力。
参考文献：
[1]郭伟艳， 常大全， 王敏慧. 浅谈微分方程教学中能力的培养. 绥化学院学报. 2006， 26 （2）： 48-49.
[2]储亚伟， 朱茱. 高师本科常微分方程教学改革的探究. 阜阳师范学院学报. 2008， 25 （3）： 73-73.
[3]杨丽娜. 《偏微分方程数值解》课堂教学改革与实践. 中国科教创新导刊. 2012 （8）： 110-112.
[4]季瑞瑞， 刘丁. 一种基于分数阶微分方程模型的基因调控网络构建方法. 西安理工大学学报. 2011， 27（2）： 127-131.
作者简介：
王芳（1982- ），吉林人，哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院，讲师，主要研究方向：生物信息学，计算表观遗传学。
遗传学的研究方向范文第7篇
1979年出生的胡俊杰，自2008年6月起受聘为南开大学生命科学学院遗传学与细胞生物学系教授、博导，是我国7名首届“霍华德?休斯医学研究所国际青年科学家奖”获奖者中年龄最小的。
虽然研究非常基础
但有助于治疗重大疾病
2012年2月。位于南开大学新生物站的胡俊杰实验室，摆满了各种试剂、试管、烧杯、离心机、培养箱和文献书籍。临近春节，这个实验室依然没有放假，两名学生正专注于电脑屏幕上的各种数据，实验室里只有离心机运转的轻微声响。
生物实验要保持一定的连续性，培养的细胞要随时观察传代，所以有些实验不能中断，春节也不例外。除了做实验，为掌握研究领域的前沿动态，胡俊杰还要阅读随时更新的国内外进展。
细胞内部有很多由生物膜包裹的区域，分别具有不同的功能，就像人体内的各种器官，因此被称为细胞器。胡俊杰和他的学生们主要从事内质网等细胞器的生物膜结构与功能的研究。他介绍说，内质网是细胞内承担蛋白质合成、脂类合成和钙离子存储等重要功能的细胞器。
“内质网是一个复杂的膜系统，向外延伸至细胞表面的细胞膜，向内与细胞核的核膜相通，也具有承担细胞内物质运输的作用，是细胞分泌途径的起点。”胡俊杰以遗传性痉挛性截瘫为例解释说，控制下肢的神经细胞很长，有些被称为轴突的神经细胞突出部分可以长达一米多，这对细胞内亚细胞结构的完整性要求特别高。而生物膜的不断融合正是保证这种完整性的基础，如果内质网的融合出现问题，轴突远端缺少营养成分，细胞会不断退化，人的下肢就会出现痉挛无力直至截瘫。“我们就是在细胞层面研究某些基因突变导致相应疾病的原因，并通过细胞和生化实验，验证参与融合过程的蛋白质如何发挥作用。”
“虽然从事的是生命科学的基础领域研究，但我们的研究会为治疗相关重大疾病积累许多重要的分子基础。” 胡俊杰对研究方向充满信心。
自认并非极具天分
感谢每个成长机会
位于实验室的一角，是胡俊杰的办公室。办公室里很简洁：除了办公桌、电脑，还有一个简单的文件柜和一张扶手已经坏了的长沙发。
自己是如何走上生命科学研究之路的？
胡俊杰回答说：这是一个自然而然的过程。
高中毕业时由于化学成绩突出，胡俊杰选择了复旦大学生命科学学院生物化学系。大学四年，胡俊杰对生命科学产生了浓厚的兴趣。毕业后，21岁的他选择赴美国留学。在纽约大学医学院，他学习研究了胰岛素信号转导的结构基础，四年后获药理学系博士学位。胰岛素是由内质网合成分泌的，在对胰岛素信号如何传递的学习过程中，胡俊杰对内质网的功能产生了浓厚的兴趣，这种兴趣延续至今。胡俊杰在哈佛医学院细胞生物学系进行博士后工作，他将研究方向确定为管状内质网成形的机制。
虽然内质网这一细胞器被发现并被命名已有半个多世纪，但其形态的多样性如何产生却一直是个谜，所以胡俊杰的课题在当时非常新颖。在他看来，这是细胞生物学的一个基本问题，研究内质网的形态与功能之间的关联，是一个全新而又重要的方向，还可能将对其他细胞器的形态功能研究有所启示。由于研究进展顺利，他发表了一系列较高水平的论文。完成博士后工作后，胡俊杰选择了回国发展。2008年9月，胡俊杰开始在南开大学组建自己的实验室，那一年他29岁。近年来，他承担了科技部973计划和国家自然科学基金等多个项目，就生物膜形态发生和动态变化的分子机制等课题作为研究内容。
相对于所获得的荣誉，胡俊杰则低调很多。在被选为HHMI国际青年科学家之后，胡俊杰给自己定位为“青年科研工作者”。他把自己当选归功于研究方向比较有代表性。
“我从不认为自己极具天分，只是感谢每个令我成长的机会。”
热爱生命科学
也热爱生命本身
2011年底，胡俊杰为学生张渺指导的毕业论文《嵌膜GTP酶Atlastin—1的生化特性分析》获得天津市普通高校优秀毕业论文。
在学生张渺眼里，比她年长10岁的老师胡俊杰是个非常“nice”的人：聪明、亲切、思路清晰、富有魄力。
胡俊杰几乎从不责备学生。学生实验碰到难题，他便会和他们一起坐下来，分析实验过程，启发学生找到解决办法。实验之余，胡俊杰还会带学生一起户外活动。让同学们惊讶的是，他们的胡老师居然擅长唱流行歌曲，排球也打得不错，还教过他们滑雪。
“跟胡老师学习，不仅会渐渐对生命科学充满兴趣，也会对生命本身充满兴趣。”张渺说。
每学期胡俊杰要为本科生讲授近20课时的课程。在讲授细胞生物学课程时，他制作的PPT课件简洁清晰，偶尔还穿插一些视频，结合介绍重大科学发现的趣闻，并注重专业英语的应用。胡俊杰用充满生命力的文字，介绍了细胞为什么要有细胞膜：在漫长的生物进化过程中，质膜的出现是一个关键的阶段，有了它，才确定了细胞为生命的基本单位。
在教学中，胡俊杰比较看重学生的逻辑推理和细心观察的能力。在研究生入学考试的面试中，他注意观察学生是否勤奋和具有探索未知领域的愿望。
2009年起，南开大学生命科学学院为新生举行了名为“厉兵秣马起航”的职业生涯规划课堂，胡俊杰受邀主讲。他赞许如今国内的年轻学生自信、充满活力，但提醒他们：搞学术不能功利，如果不能耐住寂寞，只满足表面的发现，只想发论文，只惦记科研经费，一定不能走得更远。虽然生命科学并非社会上的热门就业学科，但要充满希望，要有恒心和毅力迎接前行路上的考验。
“对未知领域的探索从来都不容易，不断失败中积累的经验教训，使我们离成功越来越近。”他这样鼓励学生，也鼓励自己。（来源：人民网）
遗传学的研究方向范文第8篇
传统的评课往往是重结果、轻过程;重智力、轻情感;重选拔、轻发展;重定理、轻定性;重垂直评价、轻横向评价。
传统的课堂评价注重于对教师自身能力的评价,如教师的组织教学、教态、语言表达,知识的科学性、重难点的突破,各教学环节的时间分配以及教学板书设计等方面的评价。简单地说,就是对教师在课堂教学中“自编、自导、自演”能力的评价。而作为学习的主体——学生,在课堂教学中的表现、作用、地位则被忽视。一节课结束,学生究竟学到了什么,在课堂中表现怎样,是否积极、主动参与教学过程,则没有引起评课者的重视。评课者盯着的只是教师,学生成为课堂教学中的配角,成为教师上课的一种衬托。
新课改教育理念的转变,对课堂教学评价发生了根本性的改变。新课程改革的课堂评价是要求教师把着眼点放在发现和发展学生多方面的潜能上,帮助学生提高自我效能感,全面促进学生的发展。
2、论文的结构层次。根据论文内容的不同,有的论文中心论点包含几个分论点,每个分论点属同一级标题,称为一级标题。一级标题下的小标题称为二级标题,以此类推。论文的一级标题不宜超过7个,一般来说以3~5个为宜。论文标题层次的划分,一般不宜超过4级。标题层次的表示方法有下列2种方式:
第1级标题——1 第1级标题—— 一
第2级标题——1.1第2级标题——(二)
第3级标题——1.1.1 第3级标题——1
第4级标题——1.1.1.1 第4级标题——(1)
现以《观察植物细胞结构的一种理想替代材料——火葱》(教育与探索,2009.12期)一文的结构层次说明如下:
1 火葱的分类地位及生物学特征-------一级标题
2 火葱作为观察植物细胞结构实验材料的优点----一级标题
2.1 实验效果好---------------------------二级标题
2.1.1 物像清晰-----------------------------三级标题
2.1.2 染色效果好--------------------------三级标题
2.1.3 细胞膜、细胞壁容易辨认--------三级标题
2.1.4 细胞核显目。------------------------三级标题
2.1.5 细胞质、液泡清晰可见-------------三级标题
2.2 操作方便--------------------------------二级标题
2.2.1 个体大小恰当--------------------三级标题
2.2.2 下表皮易剥离--------------------三级标题
2.2.3 易染色------------------------------三级标题
2.2.4 制片容易-----------------------------三级标题
2.3 材料获取容易--------------------------二级标题
2.4 经济实惠-------------------------------二级标题
3 火葱与洋葱实验效果的对比----------- 一级标题
3.1 相同点----------------------------------二级标题
3.2 不同点----------------------------------二级标题
3.2.1 染色效果---------------------------三级标题
3.2.2 细胞膜-----------------------------三级标题
3.2.3 细胞质-------------------------------三级标题
3.2.4 液泡----------------------------------三级标题
3.2.5 细胞核-------------------------------三级标题
3、结语。结语是对论文内容的归纳和总结,起到前呼后应、画龙点睛的作用。如《生物学课程资源的开发利用》一文的结语:总之,生物学课程资源的种类十分丰富,有着广阔的开发利用前景,生物学教师对生物学课程资源的合理开发利用,能够提高学生对生物学科的学习兴趣、学习热情,能够促进学生多方面潜能的发展,有效促进生物学课堂教学。
?字体、字号、字数要求。
论文的标题一般用宋体,正文用宋体、仿宋、楷体等字体。标题的字号根据字数确定,一般用一号或小一号、二号;作者姓名、工作单位、邮编用小四号;摘要、关键词用五号;一级标题用四号字、加粗;二级标题、三级标题、四级标题、正文用小四号;参考文献用五号。不同的刊物对论文的字数要求不同,论文的字数一般要求在1500~4 000字。1500~3000字的短小精悍的论文最受欢迎,论文字数要求不十分严格。
? 参考文献要求:
文中的参考文献,依照引用的先后顺序用阿拉伯数字加方括号在引用处的右上角标出,并在文末按照引用的先后顺序标注出引用参考文献的作者姓名、引用文标题、文献中的页码、出版单位、出版日期。同一参考文献如果多次引用,用同一序号标出。参考文献择其最主要者引用,未公开发表的资料不能引用。综述性的论文参考文献为5~8条,一般专论性文章的参考文献为3条以内。如:《对八年级生物教材中“等位基因”概念的探讨》一文的参考文献:
1 冯德培、谈家岐、王鸣歧,《简明生物学词典》,上海辞书出版社,1982,P1463
2 盛祖嘉,《中国大
百科全书·生物学遗传学》中国大百科全书出版社,北京,上海,1983,P49 3 第2届《遗传学名词》审定委员会,《遗传学名词》科学出版社,2006,P9
4 《新世纪版义务教育课程标准实验教科书·生物学》(教师教学用书),P86、90
其它要求。
1 计量单位。表达量值时,在公式、图表和文字叙述中,使用国家规定的计量单位,例如:kg、km、kpa、ml、m、s、t、min、h、d等,标点符号、数字用法等按国家标准。
2 中英文对照。学术性期刊,论文的标题、作者姓名、工作单位、摘要、关键词要求中英文对照。综合性期刊不作硬性要求。