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分子遺傳學原理范文1
【關鍵詞】數量遺傳學；分子遺傳學；動物育種；研究進展
自20世紀80年代以來，隨著現代分子生物技術和信息技術的迅速發展，動物育種計劃和動物分子遺傳學研究取得了大量的突破性成果，國際上的動物育種已逐漸進入分子水平，從傳統的育種方法朝著快速改變動物基因型甚至是單倍體型的方向發展。
1．數量遺傳學與動物育種
數量遺傳學選擇原理充分考慮了環境因素對微效多基因控制的數量性狀的影響力，從表型方差中剖分出基因型方差，通過運用資料設計和統計模型估計有關的遺傳參數，最后達到選種的目的。數量遺傳學主要應用于估計遺傳參數、通徑分析和動物育種估計的模型方法等幾個方面。
1.1遺傳參數估計
從統計學上講，遺傳參數的估計可歸結為方差或協方差組分估計。從親子回歸、同胞分析到方差分析法；到了20世紀50年代，C R Henderson提出了針對非均衡資料的Henderson方法Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；之后出現了極大似然法約束極大似然法、最小范數二次無偏估計法和最小方差二次無偏估計法以及貝葉斯估計等方法。目前，約束最大似然法是世界各國育種學家采用的主要方法。
1.2育種值估計
畜禽遺傳評定即評估畜禽種用價值的高低，是畜禽育種工作的中心任務。畜禽種用價值的高低是用育種值來衡量的，影響數量性狀表型值的是微效多基因的加性效應值(A)、等位基因之間的顯性效應值(D)和非等位基因間的上位效應值(I)。其中，只有基因的加性效應值即育種值能夠穩定的遺傳給后代，但是育種值不能直接測量，只能使用一定的統計學方法通過表型值對其間接加以估計，所以遺傳評定的主要工作就是對育種值的估計。畜禽的估計育種值是選擇種畜的主要依據，育種值估計的準確性在很大程度上影響著畜禽育種效果的好壞。用于育種值估計的方法概括起來主要有選擇指數法、群體比較法和混合線性模型法。
2.分子數量遺傳學與動物育種
分子數量遺傳學是分子生物技術與數量遺傳學相結合的一門發展中的新的交叉學科，目前仍屬于數量遺傳學范疇?，F代分子生物技術的發展，使得從分子水平上研究數量性狀的基因成為可能。
2.1對QTL作出遺傳標記
目前對決定數量性狀的多基因還不能準確定位，但如果能找到一個可以識別的基因或基因組的DNA多態，或是一個染色體片段與這一目標性狀有密切的關聯，就可作為對目標性狀選擇的遺傳標記。遺傳標記還可應用于基因轉移、基因定位和基因作圖等研究。
2.2 QTL的分離和克隆
分子數量遺傳學的目標是要分離和克隆決定數量性狀的基因，研究其結構和功能，最終達到從分子水平上改良數量性狀的目的。雖然在理論上可以將分子生物學領域發展的各種基因克隆技術用于QTL，但是數量性狀的遺傳表達一般涉及多個基因座位。例如，奶牛的產奶量既受繁殖和泌乳的內分泌系統基因的控制，又受消化酶系統基因的控制，情況相當復雜，很難把這些基因一一分離和克隆。但也可以根據已有的知識，通過對候選基因的篩選找出一個或幾個對某個數量性狀有較大效應的QTL，就可以對這個QTL用一般的基因克隆方法進行克隆，作為數量性狀的一個重要基因來研究。例如，有資料報道豬的雌激素受體基因可影響產仔數。
3.動物育種方法前景
動物分子育種是依據分子數量遺傳學理論，利用分子生物學技術來改良畜禽品種的一門新型學科，是傳統的動物育種理論和方法的新發展。從目前發展狀況來看，它應包含兩方面內容:以基因組分析為基礎的標記輔助選擇和以轉基因技術為基礎的轉基因育種。由于動物分子育種是直接在水平上對性狀DNA的基因型進行選擇，因此其選種的準確性會大大提高;同時轉基因技術的應用還能根據人們的需求創造出一些非常規性的畜牧產品[7-8]?？梢哉f，動物分子育種是動物遺傳育種學科發展的必然，它將是21世紀動物育種的一種重要方法，對21世紀世界畜牧業產生巨大的影響。
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分子遺傳學原理范文2
關鍵詞：生物信息學 遺傳學 教學方法 教學內容
遺傳學（Genetics）是研究自然界中生物的遺傳和變異規律的科學，是生命科學領域中最為重要和基礎的學科之一。它也是生物科學中一門最具活力，發展最迅速的理論科學，又是一門緊密聯系生產實際的基礎應用科學，對探索生命起源和本質，推動整個生物科學的發展起著巨大的作用。因此，遺傳學作為生命科學相關專業的一門重要主干課程，在教學中起著舉足輕重的作用。
一、生物信息學專業開設遺傳學的必要性
20世紀80年代末，由分子生物學、計算機科學以及信息技術等學科的交叉和結合產生了生物信息學（Bioinformatics），它是基于分子生物學與多種學科交叉，以計算機為工具對生物相關信息進行儲存、檢索和分析的科學，是當今生命科學和自然科學的重大前沿領域之一。近20年，特別是隨著人類基因組計劃（human genome project，HGP）不斷拓進，生物信息學作為跨越和融合生命科學與信息技術的新興學科已成為生命科學核心領域和最具活力的前沿領域之一。生物信息學專業應運而生。國內單獨設立生物信息學本科專業的高校較少，且普遍較晚。
遺傳學與生物信息學兩個學科之間關系密切。有國內學者利用美國《科學引文索引》（SCI）數據庫web of science，運用文獻計量學方法對8種權威生物信息學期刊2001年至2010年于2011年1月15日之前上傳至wed of science的全部文獻進行統計及分析。對施引文獻按跨學科強度排列的結果顯示，遺傳學及基因與生物信息學跨學科文章發表量居第二位，僅次于生物化學與分子生物學。這說明，生物信息學與遺傳學直接的跨學科研究較多，二者交叉學科的發展關系密切。因此，生物信息學專業開設《遺傳學》課程十分必要。
二、遺傳學教學中存在的問題
多年來，不同專業的《遺傳學》課程的教學過程中涌現出一些共性問題，這些問題在生物信息學本科專業的教學過程中也存在。一是，學科拓展深化與課時壓縮之間的矛盾。隨著遺傳學研究范疇的不斷拓展，新的學科分支相繼涌現，信息量逐步擴增，待教授內容逐漸增加且顯得零散。但隨著大學素質教育改革的進行，更多新的選修課、實驗課被引入，遺傳學理論課時被壓縮，課時減少與內容增多的矛盾日益突顯。二是，遺傳學與其他課程教學內容設置與組織易重復。學科交叉為科研工作提供源源不斷的動力，但在教學工作中學科滲透也造成教學內容重疊，基礎和關緊技術重復教學的問題。例如，分子遺傳學是遺傳學重要組成部分，是目前遺傳學研究的重點和熱點，與生物信息學關系最為緊密，它包括的遺傳物質的本質，基因的調控，基因重組等內容也在基因工程、分子生物學、細胞學等課程中作為講授重點。如何利用有限的理論課時，合理安排教學內容，提高教學效率值得思考。
與此同時，生物信息學作為比較新的本科專業，開設各課程之間的銜接問題也比較突出。生物信息學專業的學生在大二開始全面生命科學和信息技術相關程學習。在理論知識在實際中如何應用缺乏概念，學生達不到共鳴，這也是生物信息學專業低年級學生面臨的通病。遺傳學課程安排在大學二年級上學期講授，對于剛剛接觸專業課程的學生而言本來就陌生，而且信息技術和生命科學相關課程獨立講授，二者貌似是兩條平行線，怎樣相交碰撞出火花，對于學生來說很難結合，必須由任課老師在授課過程中充分引導。傳統的《遺傳學》課程教學注重以雜交分析為主的經典遺傳學理論的講解，很大篇幅集中在三大定律（分離定律、自由組合定律以及連鎖和互換定律）的教授上。遺傳學課程教學重點集中在經典遺傳學定律，經典案例跟不上學科發展。這個問題已經被一線教育工作者認知。
綜上，由于學科本身發展迅速，涵蓋知識范圍越來越廣，課時壓縮等原因，容易讓學生在學習過程中對該課程產生“內容太發散”“課時進程快”“知識跨越大”等認識，不利于課程的學習。由此可能造成，內容廣泛且繁雜“抽象且深奧”枯燥無味，容易讓學生覺得難或者枯燥。學生學習主動性不高。因此，在教學實踐中，針對不同專業性質和培養目標存在的差異，不同專業《遺傳學》課程教學應在知識體系、內容側重點、教學方法等方面在各專業間有所區分。特別是生物信息學這種學科交叉性強的專業，如何實施該專業本科生遺傳學的教學，以達到即符合本科教學難易程度的要求，又被大多數同學接受，同時能符合生物信息學學科自身特點，需要在教學過程中逐步的探索與實踐。本文將結合資深授課教師經驗及筆者生物信息學本科專業《遺傳學》教學經歷對這一問題進行闡述。
三、教學過程中的探討與實踐
1.制定具有專業特色的教學內容
（1）優化教學內容，關注專業需求
生物信息學專業的課程教學中，遺傳學相關知識是需要講授的重點。傳統遺傳學課程教學將重點內容集中于經典遺傳學定律及其相關知識的講授，其優點在于能夠幫助學生打牢遺傳學知識基礎，缺點在于教學內容過于單一，沒有包含遺傳學重要分支的最新知識，無法與當前的研究熱點聯系起來，學生學習興趣不高。隨著國際遺傳學研究的深入，分子遺傳學和群體遺傳學得到長足發展，極大地豐富了遺傳學的知識體系。為了緊跟國際研究前沿，國內許多高校對遺傳學課程進行了教學改革，在經典遺傳學教學的基礎上，紛紛加入了分子和群體遺傳學的教學內容，為后續開展更深入的專業研究和學習奠定了良好的知識基礎。為了幫助學生對遺傳學知識體系形成全面而系統的認識，結合生物信息學專業特點，在教學設計時借鑒了以“遺傳信息”為主線的教學思想，教學內容涵蓋了“經典”“分子”和“群體”三類主體遺傳學內容。在現實教學中，受遺傳學課時限制，對所有遺傳學知識點進行了梳理和必要的刪減，既把握三種遺傳學知識的內在聯系，做好各部分知識的教學銜接，同時注意區分三者的不同，突出教學重點，做到“主題鮮明，重點突出，點面結合，結構清晰”，使學生在掌握經典基礎理論知識的同時了解最新的遺傳學研究進展。
（2）生物信息學專業遺傳學課程與其他課程的銜接
遺傳學是研究生物遺傳和變異的科學，以遺傳物質結構和功能為研究對象，是生命科學的主干。因此，與其他學科在內容上有交叉或重疊無法避免。同中求異，突出遺傳學的特色，是教學中值得研究的問題。遺傳物質的本質、染色體畸變、基因突變、遺傳調控等章節與微生物學、細胞生物學、生物化學內容重復較多，可以強調知識結構的完整性，淡化這些內容的分子結構和生化過程的講解。例如，結合孟德爾定律和摩爾根定律案例，著重從染色體和基因角度切入，增強遺傳學色彩，同時對其他課程起到提綱挈領的作用。
（3）結合生物信息學，引入最新研究成果，體現前沿性
在處理好學科銜接之后，還需要關注的就是內容與生物信息學的結合。學生在學習過程中，最想了解的莫過于，這門課程與我的專業有什么聯系？因此，在講授內容中加入生物信息學手段解決遺傳學問題的新成果既體現前沿性，又能提高遺傳學課程的專業針對性。教師平時要多注意積累教學素材，對于現階段比較熱點且與生物信息學相關的、應用性強的問題，要在課程基礎知識講授后，進行一定拓展。例如，在講授基因定位和遺傳圖繪制時，引入用EST進行基因定位及遺傳圖譜繪制等內容；在講到遺傳家譜時，引入通過對患病群體或家系進行外顯子組測序分析，對小家系孟德爾遺傳病的致病基因進行鑒別和定位的例子。通過引入生物信息學教學例子，不僅可以使學生加深對遺傳學知識的理解，還可幫助學生了解生物信息學最新進展，激發對后續生物信息學專業課程的學習興趣。
2.教學方法多樣化，提升學生學習興趣
遺傳學教學內容繁雜、理論性強，不易理解。為了提高教學效果，在教學模式上必須變“以教師為主體”為“以學生為主體”，注重采用靈活多樣的教學方法和手段，開展多媒體教學、案例教學和研討教學等，將傳統抽象、枯燥的說教式教學轉變為具體、生動的參與式教學，增強教與學的雙向互動。
（1）多媒體教學方式
計算機多媒體輔助教學改變了傳統的黑板加粉筆，以教師為中心灌輸式教學模式。多媒體通過實時可交互的多維動畫及圖像展示，可以增強教學內容的展示效果，提高課堂教學的信息量和容積率，提升學生學習興趣，加深對枯燥晦澀知識點的理解，提高教學效率。充分利用多媒體課件的超文本功能、交互功能、網絡功能的優勢，比如Holliday模型是分子水平上關于遺傳重組機制的重要模型，很好解釋了基因轉變現象。在講到Holliday模型時，為了讓學生直觀了解單鏈交換重接及分支移動后的Holliday交叉旋轉180度形成Holliday異構體的過程，采用了動畫、圖片、電子板書相結合的方式，很容易讓學生理解空間旋轉互換的過程，以及基因轉變產生的原因等較難理解的知識點，反響較好。此外，聲音、視頻、動畫、圖片等便于學生拆解枯燥內容。
（2）案例教學
案例教學是一種創新型的教學方式，主要通過開放課堂、增強互動，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。案例教學需要結合本課程的專業理論知識，著眼于達成課程教學目的，編寫和準備基于一定事實且具有一定場景的教學案例，這些教學案例要能夠啟發學生的思考，促進學生將從外部學習的知識吸收轉化內在的專業素養和能力。在教學實踐中，教學案例是“教”與“學”互動的橋梁和紐帶，使枯燥乏味的學習過程變得活潑有趣；“教”不是告訴學生怎么去做，而是啟發學生如何去思考，對學生針對案例問題提出的解決思路進行引導和評價，鼓勵學生創新性思考，找到最優的問題解決方法；“學”不是被動的接受，而是主動的思考和創造，通過與他人而不僅僅是老師進行互動和交流，加深對知識的理解，培養解決實際問題的能力。
案例教學的核心是精心設計教學案例，將知識內化在符合實際又富于想象的故事情景中，使得學生通過身臨其境將抽象的理論知識具體化，學會如何用概念性和原理性知識在實際工作和研究中解決問題，進而加深對特定原理和概念內涵的理解。在教學實踐中，先以典型案例提高學生興趣，把抽象的東西具體化，讓學生變被動接受為主動思考，激發學生的求知欲。注重培養學生創造力和解決問題的能力。通過案例的分析，深化學生對基本原理、基本概念的理解。案例教學能很好地啟發學生進行自主思考，對于理論性較強，比較枯燥的內容，通過案例式教學能激發學生學習興趣。所舉案例應具有針對性，要考慮案例產生的時間、背景和條件，要貼近生活，耳熟能詳，與時俱進。在處理問題的同時，獲取知識。進行案例教學過程中，要注重與學生的互動。圍繞教學目的，選擇合適案例，進行啟發式教學，調動學生參與性。教師不能一味平鋪直敘的講案例，還要注意學生的參與度。只有學生和教師共同參與，才能達到預期教學效果。
（3）以學生為主體的教學
以往課程中，往往針對經典類型習題進行講解，參考“標準答案”。在實際教學中發現，這樣往往造成學生思想禁錮，學科交融性不夠。特別是對于生物信息學專業的學生來說，傳統習題課或者討論課，沒有實用效果。習題課及討論課應注重實用性，關注遺傳學與生物信息學學科發展與融合，設置開放性答案，突出培養學生創新性的應用能力。
課堂教學不僅要“授業”，更要“傳道”，即培養學生如何學習和如何思維。根據教學內容和學生的認知水平，研究、討論、交流式的教學模式的引入，有助于調動學生積極性。采用專題自學，規定材料與學生自學有機的結合起來，開展研討，充分體現學生觀點。同時，教師只起到點評引導作用，能培養學生獲取信息、分析問題、創造性的解決問題的能力，有利于學生形成科研創新意識。教師如何正確引導是開展研討式教學的重點。首先，應明確課程在相關領域中的作用和地位，了解課程的教學內容，選擇課程中適合研討的內容，并將研究與討論貫穿教學的全過程。在選擇題目時，要考慮專業相關程度及考慮不同學生層次的需求，考慮學生個體間的差異，難度適宜。
四、結語
生物信息學本科專業遺傳學的教學，以孟德爾定律為基礎，分析遺傳物質的存在形式、傳遞、保存及變化，課程脈絡更加清晰，通過案例教學的等教學模式，激發興趣，并有利于與后續課程連接，在實踐教學中體現了比較好的教學效果。因為生物信息學專業的需求與傳統生物專業有差異，教學內容側重點不同這給教師備課增加了難度。同時，在期末考核時，由于講授側重點不同，考試側重點也應有所區別，在師資允許的前提下，引入小班教學，有利于教學側重點突出。后續課程如果設置分子遺傳學，將使知識體系更加完整。
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分子遺傳學原理范文3
[關鍵詞]動物遺傳學；教學；改革
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3712（2013）01-0046-03
動物遺傳學，作為遺傳學的一個分支，主要研究動物性狀的遺傳和變異的規律、遺傳改良的原理和方法。動物遺傳學是動物科學本科專業必修的專業基礎課程，也是家畜育種學的理論基礎。本門課程的教學任務是讓學生掌握該學科的基本概念、基本理論及其簡單的實驗操作技能，為后續學習專業課和今后從事專業工作打下堅實的動物遺傳學理論基礎。
為適應社會發展的需要，各高校增設了本科教學的課程數量，同時壓縮傳統課程的課時數。就我校來說，動物遺傳學課程現僅有60學時，其中包括15學時的實驗課，但課程內容卻在不斷更新或增加，再加上遺傳學基礎理論抽象、邏輯性強，課程顯得枯燥，這些問題的存在促使課程教學必然作出改革。這幾年來，筆者所在的教學團隊不斷地探索動物遺傳學教學方式、手段及實驗教學內容的改革工作，獲得了一些體會，現總結如下：
一、精選教材，革新教案
動物遺傳學課程講述的內容包括：遺傳的物質基礎、遺傳信息的傳遞與改變、遺傳的基本規律及其擴展、非孟德爾遺傳、群體遺傳學基礎、動物基因組學及動物基因工程，涵括了分子遺傳學、細胞遺傳學、群體遺傳學及基因工程等諸多方面的一般原理與方法，教學內容理論性強、信息面廣、復雜抽象。為使學生能更好地學習此門課程，選擇合適的教材是關鍵。市面上不同版本的動物遺傳學教材較多，綜合考慮本校動物科學專業的培養方向和遺傳學理論知識的最新發展情況，筆者所在的教研組選擇由李寧主編、中國農業出版社出版的面向21世紀課程教材《動物遺傳學》作為課程教材，該書涵括了動物遺傳教學內容，理論知識系統，前沿性強。
為使學生更能理解和掌握動物遺傳學知識，教師編寫教案時力求突出教學重點，適度刪減和調整教學內容，并保證授課內容的完整性和系統性。此外，課堂教學盡量使抽象理論知識和概念通俗化，理論點與實際案例相結合。例如講授基因突變、染色體變異內容時，結合遺傳疾病病例分析講解；適時添加遺傳學的最新研究進展，使學生對遺傳學的最新發展、最新趨勢有一定了解。革新教案，目的是增強動物遺傳學課程的興趣性，提高學生學習的積極性。
二、突出教學重點，強化教學內容系統性
遺傳學的快速發展，使得動物遺傳學教學內容不斷豐富與革新，從三大定律到核外遺傳，從細胞到分子，從個體到群體，從質量性狀到數量性狀的遺傳，課程教學內容多而復雜，抽象概念多，缺乏直觀認識，學生理解困難。筆者所在的教研組根據本校學生的特點，結合專業培養和本科教學的要求，在選定教材的基礎上強調：突出內容的新穎性、前沿性，減少重復教學。例如三大定律、染色體部分內容在高中生物學中已經有學習，大學課堂在教學該內容時進行適當簡單復習即可；結合研究新成果，講授本學科基本理論知識和概念，提高學生的認知水平。調整和優化教學內容，增強知識點的系統性和層次性，從遺傳物質的本質到遺傳信息的傳遞、改變，再到基因的表達、調控，使學生逐步深入地掌握課程知識。
三、改進教學方法，提升教學成效
在實際教學中，以學生為主體，根據學生的課堂情況，適時改進教學方法和教學手段，做到因材施教，提高教學的成效。為了能充分調動學生學習的積極性和主動性，筆者所在的教研組在動物遺傳學教學中，不斷探索多種教學方法。例如：課前留置問題討論，課堂提問，課后安排學生參與科研實踐，章節教學完成后及時組織測試等；充分發揮計算機多媒體輔助教學手段的潛力，添加直觀圖片或視頻來解析抽象概念和知識點，例如視頻展示DNA復制、轉錄和翻譯的基本過程，使學生更容易掌握知識點。課程教學緊密聯系動物生產過程中的遺傳現象和分子輔助育種技術的應用成果等，拓展學生視野，使他們認識到專業知識的應用價值和潛力，增強了學生學習的主動性。
四、改革實驗教學內容和方式
遺傳學是21世紀發展最快的生命學科之一，作為分支之一的動物遺傳學也在不斷更新。動物遺傳學實驗是學生驗證遺傳學理論和掌握遺傳學實驗技術手段的主要途徑。因此，為適應本學科發展需要，在動物遺傳學實驗教學過程中需要不斷革新實驗項目、實驗設計和實驗方法。以往動物遺傳學實驗普遍以驗證性實驗為主，內容陳舊、單一，缺乏綜合性實驗，難以激發學生的積極性和主動性；教學模式單調，以教師主導、學生臨摹為主要教學方式，缺乏對學生創新能力的培養。針對存在的不足，筆者所在的教研室綜合討論并結合學科實際建設情況，更新實驗教學內容，把原來耗時長、內容簡單的果蠅的飼養、雜交和唾腺染色體觀察等實驗刪除，新增DNA提取、PCR技術等分子遺傳學實驗內容和群體遺傳學方面的“人類指紋圖譜分析及遺傳統計”。探索多種形式的實驗教學方式，讓學生參與實驗設計、實驗前的準備工作，通過查閱文獻、收集信息、設計方案、動手操作、分析結果與作出總結等完整的實驗過程，培養學生的綜合能力。在教學手段上，改變傳統的黑板板書，采用數碼互動顯微系統，通過多媒體課件，以圖片、動畫等形式生動、直觀地講解，使學生能更好地掌握實驗原理、方法和步驟；利用數碼攝像頭能直接在顯示屏上觀察染色體的形態變化，并能客觀地保存效果理想的實驗結果；通過互動網絡，教師能及時監控和指導學生的實驗過程，有效地建立教師與學生的互動機制，提高實驗課堂教學的效率。
五、完善課程考核評價體系
成績是督促和評價學生學習的主要方式之一，建立科學合理的考核評價制度是課程教學改革的內容之一。為了更好、更客觀地檢驗學生的綜合能力，筆者所在的教研組經過研究討論，確定動物遺傳學課程的綜合考核辦法：期末總評成績由平時成績和期末考試成績兩部分組成，其中，期末考試成績占 60%，平時成績占40%（考勤占10%，課堂測試占10%，實驗占20%）。平時成績主要考查學生的學習態度、課堂紀律、實驗動手能力與分析問題的能力，而期末考試的內容注重考查學生對基礎理論知識和概念的掌握，以及對遺傳學知識的運用能力。綜合水平的考查能調動學生學習的主動性。
總之，動物遺傳學是一門不斷發展的學科，其知識廣度和深度都在不斷增加。為適應社會發展和動物科學專業本科生培養的需要，課程教材、教學內容、教學方法、實驗教學與考核體系等多方面都需進行持續的改革與更新。此外，以學生為主導，以多種教學方式充分調動學生學習的熱情和主動性，提高教學的成效，使學生更好地掌握動物遺傳學的基礎理論知識和概念，為其后續的專業課程學習及今后的就業打下堅實的基礎。
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分子遺傳學原理范文4
【關鍵詞】遺傳學實驗 實驗教學 創新人才
【基金項目】國家基礎科學人才培養基金（J1103507）；南京師范大學2012年實驗教學改革項目（1812200009）。
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）10-0255-02
遺傳學是高校生物類專業基礎課之一，遺傳學實驗是以幫助學生加深對遺傳學基本知識和理論的認知和理解，培養學生進行遺傳學等相關學科研究工作的能力的具體學科。在實驗教學中，不僅需教導學生實驗設計的原理、怎么做實驗，更應該教導學生如何根據需要合理安排實驗，提高學生解決實際問題的能力及自主創新能力。因此，實驗教學的開展情況直接關系到學生在相關領域創新能力的成敗。遺傳學實驗教學體系，在很大程度上會影響到實驗教學的效果。而現有的遺傳學實驗受學時數所限，綜合性實驗仍然偏少，無法滿足協助學生全面、系統地掌握實驗知識與技能的需要。在目前遺傳學實驗教學體系中受學時數所限，學生仍主要按照教師安排的實驗材料和步驟進行實驗操作，學生在大部分實驗除了簡單的模擬操作之外，動手能力、實驗設計和創新意識未得到充分培養?，F有遺傳學實驗教學體系的弊端日益突顯，突破傳統的實驗教學體系，使學生較全面系統地掌握實驗知識與技能是改革所面臨的主要問題。為此，本文嘗試對遺傳學實驗教學體系進行改革以適應培養高素質人才的需要，在有限的時間內，探索與構建實驗教學改革的新途徑，從而培養學生的科學精神和實驗能力。
一、實驗內容優化整合
參照遺傳學學科發展特點，對遺傳學實驗內容進行調整并作分類規劃，同時增加現代遺傳學實驗內容，從而構建遺傳學實驗教學新體系。在實驗內容選擇時既要注重實驗的基礎性，以使學生通過實驗加深對遺傳學基礎理論的理解，掌握基本實驗技能，又要注重實驗的綜合性，以充分體現創新能力培養的目標。對此，在保留遺傳學基礎性實驗的前提下，注重激發學生學習的積極性和創造性思維，培養學生綜合運用理論知識解決實際問題的能力，對實驗內容進行整合和拓寬。將一些在內容上有相關性或在步驟上有連續性的實驗項目整合，既保留過去的部分常規實驗的內容，又增加了許多新的實驗內容，使學生在有限的時間內能得到全面的訓練。
依據教學大綱要求和學科發展特點，對實驗內容進行模塊化整合與拓展，按實驗類別將遺傳學實驗分為“7+1”個實驗模塊，每個模塊再編排一系列實驗內容，通過這些實驗內容的學習，掌握相應的遺傳學知識，掌握相關遺傳學實驗技術，提高學生對實驗動手能力和分析能力[1]：1.第一模塊為經典遺傳學實驗模塊：由7個實驗組成。主要包括果蠅和粗糙鏈孢霉雜交實驗。2.第二模塊為細胞遺傳學實驗模塊：由9個實驗組成。主要包括細胞染色體行為觀察、動植物染色體制備技術及顯帶技術。3.第三模塊為分子遺傳學實驗模塊：由9個實驗組成。主要包括動植物核酸提取技術、核酸檢測技術、PCR技術、限制性酶切技術、DNA物理圖譜構建方法及原核生物基因調控分析。4.第四模塊為基因工程實驗模塊：由9個實驗組成。主要包括DN段回收技術、重組質粒載體構建技術、感受態細胞制備與轉化技術、質粒載體提取技術、外源基因誘導表達及其表達產物檢測技術。5.第五模塊為遺傳毒理學實驗模塊：由7個實驗組成。主要包括環境因素對生物個體的生活史、細胞及染色體行為影響分析；對細胞染色體數目與結構的影響分析；對細胞姊妹染色單體影響分析；對細胞DNA損傷影響分析。6.第六模塊為數量遺傳學實驗模塊：由7個實驗組成。主要包括廣義與狹義遺傳率的分析、遺傳學相關數據指標聚類分析及其計算方法。7.第七模塊為群體遺傳學實驗模塊：由7個實驗組成。主要包括哈迪―溫伯格定律分析、群體遺傳分化相關參數、基因流等參數的分析、計算與運用。8.第八模塊為遺傳學實驗分析模塊：由8個實驗分析手段組成，基本涵蓋了遺傳學實驗結果分析的方法，便于學生根據實驗結果得出較為正確的結論。
二、新教學體系的建立
依據實驗內容的模塊化整合，將基礎性實驗技術與綜合性實驗方法運用至實驗教學中，以培養學生綜合實驗的能力、解決實際問題的能力。通過由淺入深、由易到難、由簡單到綜合的實驗內容學習，逐步培養學生的創新意識、創新精神和創新能力。在實驗教學過程中，做到大小兼顧，統籌安排，合理設計，盡可能提供所有實驗項目所需材料與設備，讓學生進行一定范圍內的選擇，每個學生從至少4個模塊中選擇36學時的實驗，在每一模塊中選擇自己感興趣的實驗內容，在教師的指導下設計并完成實驗。在每一模塊中學生可根據自己感興趣的實驗內容、理論問題、自己認為應該特別加強訓練的實驗技能和總學時數的要求選擇實驗項目，保證在每一個模塊中選擇那些自己最感興趣及最迫切需要學習和掌握的實驗來做，這樣有利于提供學生的學習積極性。然后，在教師的指導下根據需要選擇其他模塊的實驗項目，設計并完成實驗。這一新體系的實施，有利于提高實驗課的教學質量，培養學生的自主學習和創新能力。
三、新教學體系的管理
在實驗開始時，教師對材料的準備、試劑的配制、實驗原理、實驗步驟、儀器操作、預期實驗結果、注意事項進行一定的講解。在實驗進行過程中，教師對實驗中遇到的問題，可根據學生的需求適當地給予指導，引導學生通過思考提出解決方法，提倡學生就實驗過程中出現的疑點和難點互相交流，教師只在學生協作學習過程中加以引導和控制，組織學生相互交流彼此的感受，達到共同學習，取長補短的目的。實驗結束后，學生需上臺講解自己的實驗過程及實驗中遇到的問題及其解決途徑，對自己提出的問題進行研究和實驗，并要求及時、完整、正確和整潔的記錄實驗過程，記錄的內容包括實驗項目、實驗材料、實驗方法、實驗日期、實驗結果與數據等。如果結果存在一定的偏差，要認真分析，尋找問題癥結，再提出解決方法或分析失敗原因，最終書寫實驗報告或撰寫論文。實驗結束召開學術交流會，輪流在會上交流匯報，而后其他同學和教師可對每個匯報者進行提問，同時根據實驗方案的科學性、實驗結果的準確性、實驗報告或論文寫作水平等幾方面進行評估，最后由教師分類評價學生所提交的實驗報告。
四、新教學體系的特點
1.基礎性：以遺傳發展史為線索，涵蓋了經典遺傳學實驗、細胞遺傳學實驗、分子遺傳學實驗，反映出遺傳學的基本原理和技術。2.應用性：重視實驗技能基礎訓練，學生通過實驗可正確、熟練按要求使用儀器；能仔細觀察，認真操作，整理與分析實驗數據，對實驗結果做出解釋，從而得出實驗結論。3.全面性：新的教學體系下既涉及基礎性實驗，又涉及了群體遺傳學、數量遺傳學理論性較強的實驗內容，同時還涉及遺傳毒理學實驗、基因工程實驗應用性較強的實驗內容，使得實驗內容更加全面。4.系統性：在實驗教學過程中，從實驗的設計與規劃，實驗材料的取材、處理，實驗結果的檢測及分析都由學生獨立完成，使學生對相關實驗有一個系統性的把握。5.綜合性：體現在實驗內容整體的安排上，如每個模塊中得實驗項目盡可能串聯起來，前一個實驗項目的結束可作為下一個實驗項目的開始，從而形成一個較大的綜合性實驗。6.設計性：根據不同模塊所學知識，可將不同模塊的實驗進行合并，從而設計新的大實驗，提高學生的創新實驗能力。使學生能將學到的知識與科研實踐相結合，提高學生的實驗素質，培養學生研究性學習和創造性能力。
五、結語
在新的教學體系下，學生從模塊化實驗教學體系中主動獲取知識的能力、動手能力、思考問題和解決問題的能力均得到不同程度的提高。在實驗過程中，學生學習主動性增強、興趣增強，有效地發揮了學生的主體性，對所學知識的理解不斷提升，實踐能力、分析和解決問題的能力、創新思維能力也得到不同程度的提升。這樣的實驗教學體系，有利于培養基礎理論知識深厚、實驗操作技能扎實、創新思維能力積極的的綜合人才。由于遺傳學實驗教學改革是一項長期的系統工程，因此仍需要廣大教師進行不斷的探索、改進與努力，逐步完善實驗教學體系，以提高學生的綜合素質。
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醫學遺傳學 教學效果 教師素質
醫學遺傳學是醫學與遺傳學相結合的一門邊緣學科，它是遺傳學知識在醫學中的應用，它主要研究遺傳病的形成機理、傳遞方式、診斷、治療、預后、復發風險，尤其是預防措施，以降低人群中遺傳病發生率，提高人類健康素質。如今，遺傳病日益被人們關注，醫學遺傳學已成為一門基礎醫學與臨床醫學的橋梁學科，醫學遺傳學內容相對抽象、深奧、知識零散，難以記憶，常常學生感到棘手，加之中專高職護理專業課時較少，該課程在學校又屬于考查課，常不為學生所重視，為了培養學生在今后臨床工作中對遺傳病的診斷、治療、預防提供手段，在護理專業中進行醫學遺傳學教學方法的探索很有必要，以下是筆者結合自身教學實踐，談幾點體會。
一、教學計劃的制定
我校高職護理專業的醫學遺傳學教學是安排在醫學生物學中講授的，大約占總課時的一半，這種時間緊，內容多的教學壓力易使學生聽課處于被動，大大降低了學生對醫學遺傳學的興趣，所以，必須制定嚴謹的教學計劃，對有限的課時進行合理的分配，務必要把重點內容講的透徹明了。我們用30課時進行理論教學，用其他課時觀看電教，進行試驗操作，通過理論與實驗教學相結合，通過理論與實驗教學相結合，使學生對醫學遺傳學有了宏觀的認識，增強學生對遺傳病知識的了解及臨床應用。
二、教師自身素質的提高
隨著各個學科知識的相互滲透，醫學遺傳學迅速發展,知識更是日新月異,教學計劃主要是根據學科特點制定，但要緊跟學科發展的步伐，僅僅局限于教材上的基本內容是遠遠不夠的，教師（尤其是一些非醫學專業的教師）必須加強自身建設，不斷更新知識，不斷學習提高,如通過查看文獻，了解學科的研究動態及最新成果；通過醫院遺傳病科進一步了解遺傳病的臨床表現及診斷方法，了解在臨床中對遺傳病最先進的檢查手段以及開展情況等；除此之外，還應完善自身內、外、婦、兒臨床知識及分子遺傳學、細胞生物學等相關學科知識，不斷改造自己的知識結構，并靈活運用到教學之中，這樣才能把一些抽象的概念、原理、公式和定律與臨床相結合，講得新穎、形象、繪聲繪色和深入淺出，才能胸有成竹回答學生的各種提問，贏得學生的信賴。
三、醫德醫風在教學中的灌輸
“無德不從醫，從醫必先修德！”醫學生除了需要有扎實的理論基礎，活躍的臨床思維，還必需有高尚的醫德醫風，才能擔負起救死扶傷、保護人民生命安全的重大責任。在教學中灌輸醫德醫風教育，有利于提高醫學生對病人和社會的責任感。相信多數教師都有這樣的經驗，當學生第一次通過教學錄像觀察遺傳病病人時，一些學生所表現的或是恐懼，或是嘻笑，或是滿不在乎，更甚者是厭惡等。此時，教師不能視而不見，也不能生硬的斥責學生的表現，而應耐心告訴學生如何尊重這些病人，如何與他們建立良好的醫患關系。另外，在各地的兒童福利院中，有不少遺傳病患者。比如，白化病、遺傳因素造成的智力低下等，有條件可用帶學生去福利院參觀慰問，鼓勵學生與這些兒童接觸，讓他們感受到這些因為患遺傳病遭父母拋棄的孩子也是一樣的天真可愛，更需要社會的關心與愛護，在提高學生對遺傳病人的愛心及同情心時，也讓學生體會到身體的健康與幸福生活的來之不易及避免與減少遺傳病發生的重要性，從而激起學生學習醫學遺傳學的熱情。
四、教學中采用的方法和措施
高職護理專業的學生，初中起點，她們對生物知識的理解，掌握較少，知識面較窄，而醫學遺傳學中科學概念多，實踐性強。
1.確定課程目標
通過教學使學生掌握醫學遺傳學的基本理論、基本知識和基本技能；熟悉常見遺傳病的主要臨床表現，發病機制、傳遞方式和特點；了解該領域研究新進展，具備一定實際工作能力，并能初步解決醫學實踐中的遺傳問題。
2.選擇適當的記憶方法
醫學遺傳學是一門綜合性很強的學科，學科中涉及的概念多，理解概念和概念間的關系是學習醫學遺傳學的基礎，概念記憶的方法有很多種，如圖畫、理解記憶法、相互比較法、識圖法等。如在減數分裂這節教學中，出現同源染色體、聯、二階體、姐妹染色單體、非姐妹染色單體、交叉互換等概念，我們可以用畫圖和識圖法，讓學生看圖記憶，并理解概念之間的相互聯系，使學生有興趣在輕松、愉快的情趣中掌握概念。
3.注重理論聯系臨床實際
醫學遺傳學實質上是遺傳學知識在醫學領域中的應用，所以教學過程中密切聯系臨床實際，不僅體現了本門學科的特點，而且趣味濃郁，引人入勝。舉例大家熟悉的先天愚型(Down綜合征)，其病因是多了一條21號染色體，故也稱為21三體綜合征。又如，在講述多基因遺傳病的特點時，首先以同學們所熟悉的常見病、多發病如高血壓、糖尿病等為例，讓學生舉出這些疾病的發病特點、臨床癥狀及體征，說出這些病人的治療方法及在日常生活中所注意的細節等，幫助學生歸納出這些疾病有家族聚集傾向及可通過改變生活方式方法的手段來改善病情的結論，引出“既受遺傳因素控制，又受環境因素影響是多基因遺傳病的特點”的觀點，由于講授貼近臨床，理論聯系實際，學生倍感興趣，注意力集中，收到很好的教學效果。
4.積極開展現代化教學
分子遺傳學原理范文6
關鍵詞：動物遺傳學；教學實踐；教學質量
中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）06-133-03
《動物遺傳學》是動物科學等相關生物專業的一門重要的專業基礎課程，主要學習內容包括遺傳學基本定律―孟德爾的分離定律和自由組合定律以及摩爾根的連鎖互換定律，遺傳的染色體理論，遺傳的重要物質核酸的結構與功能，群體遺傳結構中基因頻率與基因型頻率的概念以及遺傳平衡定律Hardy-Weinberg平衡理論、影響平衡的各種因素：選擇、遷移、突變、遺傳漂變等，數量性狀的概念與主要遺傳參數遺傳力、遺傳相關和重復力的概念及計算方法[1]。目的是讓學生了解遺傳學的發展歷史，掌握遺傳學的基本知識和基本理論，理解分子遺傳學的基本原理與研究方法，為后續課程的學習奠定基礎。
動物遺傳學在學習過程中具有較強的理論性、邏輯性，并且相對抽象，屬于畜牧專業中比較難學的一門課程。隨著高校教育教學改革的不斷深入以及素質教育的推進，課堂理論較實驗課程較少并且不斷壓縮，已經由課程初始設置的125學時減少到目前的50學時，甚至是44學時。壓縮理論課時，學生普遍反映遺傳學課程的教學內容較多、時間較為緊張、知識面跨度大、學習難度大，并且在學習的過程中經常產生抵觸的情緒，給教學工作帶來較多的困難。因此，在教學過程中，基于以學生為本的教學思想，應積極改進遺傳學教學法，并且重點培養學生學習遺傳學的興趣，調動學生的學習積極性和主動性，這對于提高遺傳學教學效果，培養學生的綜合素質具有十分重要的意義。采取何種教學方法，如何提高其教學效果，值得深入探討。
1 培養學生對動物遺傳學的學習興趣，充分發揮學生主體作用
興趣才是最好的老師，它能有效地誘發和強化學習動力。單單靠一塊黑板和一本教材傳授、籠統地灌輸知識，勢必會降低學生對課程的學習興趣，并且直接影響學習的效果。緒論作為第一節課，是教師宏觀的對學生介紹一門課的方向，并且是與學生的第一次接觸，教師自身的水平、性格、態度、言語表達、情感、穿著等都會給學生留下較為深刻的印象。在緒論課上，可精選一些典型的遺傳學學史事例，一些在遺傳學領域中作出較為重要貢獻的歷史人物事跡，在當前醫學、生物技術等領域的應用與遺傳學相關并且所起到的至關重要的作用的事例，充分展示課程的重要性，在學生了解遺傳學的建立與發展的同時，進而使學生學習興趣得到提升。
2 采用多媒體教學，展示更多的研究信息
對于遺傳學的學習，教授的引導、啟發、推理以及學生的想象占據了大部分內容。在教學實踐中，教授過程應運用生動的語言，教師應充當引導者和組織者的角色，充分發揮其引導作用激發學生對遺傳學的學習興趣。在有絲分裂、減數分裂、基因表達調控等內容教學過程中，應該將教學內容與實際生活充分地聯系起來。把多媒體輔助教學、動畫及圖像結合起來激發學生強烈的學習興趣，有利于學生對知識點形成較為直觀地形象理解。以學生為主體，通過照片、視頻等媒體為輔助，生動形象的介紹學習內容，建立學生對知識點的直觀理解，使學生對其產生新鮮感并成為對認知過程形成主體意識的主動構建者。在學生心理方面，隨著時間的推移，學生對學習的新鮮感會逐漸減弱并且產生微妙的變化，這種變化表現在學習態度以及行為方面。從教師角度來看，如果單純利用視聽媒體的優勢不斷地向學生灌輸知識和信息，只是依托媒體照本宣科，勢必成為另一種形式的“滿堂灌”；追求“直觀”也不能限制學生想象、思考的空間而遲滯抽象思維的發展。因此在利用多媒體教學的過程中，應當把啟發式教學的思想預先注入媒體的圖像、視聽造型及媒體的組合之中，確定啟發式精講與媒體的啟發式展示相結合的教學策略。
3 對于不同的章節，應采取不同的授課方式
采取題海戰術在遺傳學的教學實踐中是不可取的。例如遺傳的三大定律、染色體數目及結構變異等不需要死記硬背，教師應通過鼓勵學生多做習題或者上習題課的方法來掌握。在布置習題的過程中，應有針對性地選擇一些典型的習題并重點說明。在批改學生作業的過程中，要發現學生的問題所在，對習題進行深入地解析，使學生可以牢固地掌握所學內容。
4 增設討論課，提高學生的分析與總結能力
遺傳學內容抽象，不易掌握。在教學過程中常出現有些學生可以理解，有些學生一知半解的現象，應充分對某些學習內容開展一些必要的課堂即興討論，增加學生的學習興趣。例如在有絲分裂、減數分裂、遺傳學的三大遺傳規律教學中，針對處于不同時期及染色體在分裂過程中的動態變化規律和對某些概念點的實質的聯系、區別，在細胞核遺傳、細胞至遺傳以及母性影響的區別和聯系，還有一些較為典型的F因子、Fc因子及Hfr區別和相互影響，這些都可以作為課堂上較為典型的問題進行提問和討論。如有必要可將其作為一次課后作業讓學生充分思考。在經過充分的討論及課后的靜心思考后，可由學生自主理清思路并且以小論文的形式提交作業或者以討論形式在下一節課堂上進行專門的討論。這種形式[2]可充分改變由教師一個人形成的主講式課堂，并不是從一個教師的角度去理解問題，而是從學生個人的角度去學習理解。這種穿插式的討論和教學方法會使學生對遺傳學的學習興趣增加并且對知識體系產生深入地認識，提高了自主學習性，并使學生的總結能力、分析能力得到提高。教師在教學中可以組織學生各抒己見、自由地表達對問題的觀點，教師可適當的引導和提問，讓學生相互質疑、相互補充等從中得出結論，然后教師對所得出結論進行點評。值得一提的是，在教學過程中，教師要善于發現并且捕捉到學生的閃光點，對不同水平的學生給予適當的評價和鼓勵，使學生保持著一種積極好學的心態，充分發揮以學生為主體的作用。
5 精心準備遺傳學的實驗課
遺傳學在農業、醫學、環境污染治理、生物多樣性的保護等方面具有重要作用，而實驗教學是不可分割的重要部分[3]。實驗教學在育人方面有其獨特作用，不僅可以授人以知識和技術，培養學生的動手能力與分析問題、解決問題的能力，而且能夠影響人的世界觀、正確的思維方法和嚴謹的工作作風。實驗室是實驗教學的主要場所，而實驗教學又是培養有創新思維、創新能力人才的最佳途徑。在遺傳學課程的安排中，實驗課占了1/3～1/4。實驗課不僅能激發學生的求知欲，而且能加深學生對所學理論知識的理解，鍛煉學生的實驗操作技能，有助于提高學生觀察、思維、分析和創新等方面的能力。
隨著遺傳學的發展，僅僅停留在以果蠅為材料的實驗方法上，遠遠無法滿足學生的需要?？梢越Y合生物科學目前發展的趨勢，為學生開展一些分子生物學的實驗，例如DNA的提取、基因克隆、DNA測序、轉基因等等，讓學生對當前的實驗技術有所了解[4]。這不僅能夠激起學生學習的興趣，還有利于培養學生進一步在生物科學領域深造的欲望。
6 培養學生的信息素質和自學能力
教師的教學體系應該與時俱進，要利用網絡的生物資源對學科的發展前沿進行適當的調整和數據庫共享，對網絡資源的應用和對課堂教學的引入都極大的利于學生在對遺傳學課程學習知識體系的擴展、更新和學生自學能力、自身素質的提升。
隨著遺傳學的快速發展，遺傳學在教學中的缺陷表現為教材內容的滯后性，因此產生在學習中對課本獲取知識的不足。但網絡的信息資源的數據共享便可彌補這一缺陷，因此為教學構建了一個較為便捷的平臺。教師在教學過程中可采取由學生提出關鍵詞、教師總結的方法，讓學生進行網絡查詢，使網絡與課本相結合，自主了解最新的研究成果和研究進程，有助對學生積累信息的能力和自主學習的能力的提升，并且可以對所學的內容有所鞏固，開闊學生的專業知識視野。
7 多做習題，熟練掌握各種遺傳規律
世界是多姿多彩的，性狀的遺傳也是非常復雜的。如果在教學中缺乏實習、加上實驗條件的限制，沒有接觸各種遺傳現象的機會，則可以通過做各種各樣的習題來彌補。如為學生出各種各樣的習題，每講過一段以后，可進行一次習題課的講解，最后再做一次綜合練習。讓學生從各種各樣的習題中發現、掌握各種各樣的遺傳現象和遺傳規律，從中摸索分析問題，解決問題的方法。
8 提高自身的語言表達水平
有人說教師的語言如鑰匙，能打開學生心靈的窗戶。好的教師語言是教師從事教育、教學工作必備的條件。教師語言水平的高低，直接影響到教學效果和教學質量的優劣[5]。作為一個合格的人民教師，必須不斷地提高自己的語言表達水平，盡量使自己的語言幽默詼諧。蘇聯作家斯維洛夫說：“教育家最主要的也是第一位的助手是幽默。”一個概念，講授時有無幽默感，表達效果就不大一樣。幽默能引起學生的興趣，加深學生的理解和記憶。趣味性一般指教學語言生動形象、富于情趣。教學語言的趣味性也是教育教學成敗的重要條件之一。
9 結語
以上是對遺傳學教學中的體會作了一些總結和探討，如何采用不同的教學方式教學手段和網絡資源，提高學生的學習積極性和主動性，從而提高教學的效率與質量，是一項非常艱巨的任務，還有待于在教學實踐中逐漸探索和研究。
參考文獻
[1]胡文明，徐翠蓮.探討遺傳學教學方法 提高學生學習效果[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2010（05）：95-96.
[2]劉金文，曹寧，余麗蕓，等.遺傳學實驗教學改革初探[J].安徽農學通報（上半月刊），2012，（23）：177-179.
[3]王林生，張雅莉，王彬.本科遺傳學教學內容與方法探討[J].高教論壇，2010，（09）：22-24.
