石慧 溫玉潔 賀曉云 羅云波 黃昆侖

(1.西南大學食品科學學院 重慶 400715; 2.中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院 北京 100083; 3.農業(yè)部農業(yè)轉基因生物安全評價(食用)重點實驗室 北京 100083)

1 轉基因技術及其相關課程

隨著生物科學的迅猛發(fā)展，以分子生物學為代表的生物技術已滲透到各個領域，并已逐漸形成了新興學科。其中，轉基因技術已經(jīng)廣泛地應用于農業(yè)、食品、醫(yī)藥、工業(yè)等領域，是世界范圍內快速發(fā)展和應用的一項技術[1,2]。它指克隆一種生物的特定基因，并應用DNA重組、轉化等技術整合到目標生物的基因組里，使其產生可預期的、定向的遺傳改變，進而獲得一些優(yōu)良的性狀[2]。目前，國內外各高校都已經(jīng)開設了涵蓋轉基因技術的相關課程。以食品學院為例，針對研究生的《分子生物學專題》課程，以及面向本科生的《食品生物技術》、《食品分子生物學檢測技術》、《食品安全檢測技術》等課程都涉及轉基因技術的理論及其應用知識。轉基因技術兼具應用性強和原理較抽象兩個特點，我們探索了科普與研究型結合教學模式，使得面向研究生和本科生的轉基因技術相關課程教學能夠更好地開展。

表1 對轉基因食品的了解途徑以及希望了解的途徑的調查結果

表2 對我國市場上轉基因食品安全性認知的調查結果

圖1 對我國轉基因食品監(jiān)管力度認知的調查結果

圖2 造成轉基因產品推廣困難的認知的調查結果

2 轉基因技術認知現(xiàn)狀的調研結果分析及相關課程的科普教學重點

圖3 對基因編輯豬優(yōu)點的認知調查結果

圖4 若轉基因豬肉口感肉質更好，是否有購買意愿的調查結果

為了了解學生對于一些轉基因技術科普問題的理解，我們首先設計了調研問卷，包括對轉基因產品了解途徑以及希望了解的途徑、對轉基因食品的監(jiān)管、安全性和推廣的認知、對轉基因相關新技術的認知。我們通過“問卷通”實施了調研，將調研問卷通過微信和QQ的方式推廣。參與網(wǎng)絡調研的對象主要是重慶市食品科學專業(yè)學習相關課程的研究生與本科生，男女不限，共363人參加了調研。

2.1 對轉基因食品的了解途徑以及希望了解的途徑的調查結果

圖5 對基因編輯技術的關注點和發(fā)展期望的調查結果

圖6 轉基因技術相關課程的科普與研究型結合教學模式

從表1所示的多項選擇調查的結果可知，84.57%的人了解轉基因食品的途徑是網(wǎng)絡媒體，56.20%的人是從課堂或身邊的人了解轉基因食品，而45.45%、45.18%、35.81%的人分別是從電視、報刊雜志以及食品安全的專業(yè)機構了解，有9.92%的人從其他渠道獲取信息的。通過調查結果可知，網(wǎng)絡、課堂或身邊的人是大部分人了解轉基因食品的途徑。

在對期望了解轉基因食品的途徑調查中發(fā)現(xiàn)，大部分人即69.97%、68.04%、66.12%、65.56%的人分別期望從網(wǎng)絡、課堂或身邊的人、電視、專業(yè)機構了解相關信息，所占比例都很大。而期望從報刊雜志和其他途徑了解的人分別為30.85%和6.89%，相對較低。

2.2 對轉基因食品的監(jiān)管、安全性和推廣的認知的調查結果

在我國轉基因食品監(jiān)管力度認知的調查中，42.28%的人認為監(jiān)管力度“一般”，22.87%和20.11%的人分別認為“缺乏力度”和“不清楚”，僅10.74%的人認為監(jiān)管“非常有力”（見圖1）。而表2的結果顯示，28.10%的人認為市場上的轉基因食品對人體安全，19.28%的人認為不安全，而超過一半即52.62%的人并不清楚我國市場上的轉基因食品是否安全。

圖7 課程組建立的“西南地區(qū)生物技術科普基地”（掃碼可進入）

通過多項選擇調查了造成轉基因產品推廣困難的認知，有49.86%的人認為“轉基因產品出具的對人體無害的證據(jù)不明或太少，不利于大眾了解其對人體健康的影響”是引起其推廣困難的重要原因，25.07%的人認為是由于“反對者呼聲太高，其他人盲目從眾”，而12.95%和15.98%的人分別認為是由于權威機構和有關部門的專業(yè)宣傳過少或商業(yè)廣告的誤導造成轉基因產品推廣困難（見圖2）。

2.3 對轉基因相關新技術及其產品認知的調查結果

多項選擇的調查結果顯示，大家對基因編輯豬生長速度更快、肉質更好、抗病能力更強的認知度較高，分別為42.98%、45.45%、53.99%，而對在人體的異體器官移植方面的認知較少為34.99%，27.82%的人并沒有聽過基因編輯豬（見圖3）。而在得知基因編輯豬的肉質更好后，有66.12%的人愿意購買（見圖4）。

對基因編輯技術最為關注的點和發(fā)展期望的調查結果顯示，53.72%的人關注的是基因編輯技術的安全性問題，期望可以解決或降低脫靶等非預期效應風險；25.62%的人關注其倫理問題，期望合理解決該技術所涉及的信仰倫理等問題；20.66%的人關注其應用問題，期望該技術未來能夠為疾病診療治療等提供新思路（見圖5）。

2.4 轉基因技術相關課程科普教學的重點

從調查結果可以看出：（1）大部分學生了解轉基因食品的途徑是網(wǎng)絡媒體絡、課堂或身邊的人，但是除此之外，還希望增加專業(yè)機構、電視的途徑以了解轉基因相關知識。（2）多數(shù)人認為我國對市場上的轉基因食品的監(jiān)管不夠有力，并且并不清楚我國市場上的轉基因食品是否安全?？梢姡蟊妼ξ覈袌錾系霓D基因食品的安全性和監(jiān)管力度還持不清楚或是不信任的態(tài)度，而且大部分人希望能夠看到轉基因食品對人體具有安全性的確切證據(jù)。（3）大家對基因編輯豬優(yōu)點的認知度還不夠高，甚至有近三成的人并沒有聽說過基因編輯豬，但是在了解其優(yōu)點之后，有超過六成的人愿意購買。而基因編輯技術的安全性是人們最關注的問題。

基于調查結果，我們認為轉基因技術相關課程科普教學的重點，應集中于國內外機構對于轉基因食品安全性的權威性結論；轉基因食品安全性評價內容（如營養(yǎng)學評價、毒理學評價、致敏性評價等食用安全性評價）；轉基因技術在食品、醫(yī)藥、農業(yè)、物種保護等不同領域中的作用；轉基因相關的新型技術的原理、應用及其安全性等。以此來提高學生對于基本理論的認知、避免其盲目從眾，并為科普與研究型結合教學模式的建立奠定基礎。

3 轉基因技術相關課程的科普與研究型結合教學模式

研究型教學模式是在綜合瑞士皮亞杰的“認知發(fā)展學說”和美國布魯納的“發(fā)現(xiàn)學習模式”基礎上構建的，是一種培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的途徑。其目的從狹義講就是使學生能夠快速進入研究課題、具備從事研究工作的基本素質；從廣義講就是培養(yǎng)學生具備善于歸納問題、從多角度認識問題、發(fā)現(xiàn)事物潛在規(guī)律以及提出創(chuàng)新方法的潛能[3]。而科普型教學模式是轉基因技術教學中較為常見的一種方式[4-6]。在這里，我們建立了轉基因技術相關課程的科普與研究型結合教學模式，將教學整體劃分為三大模塊——課堂專題研討、實驗教學、課外科普實踐（見圖6）。其中模塊1為理論性學習，根據(jù)科普教學重點確定研究型教學主題，通過專題討論等方式進行學習；模塊2和3是教學主題的延伸，通過科研與科普實踐鞏固課堂內容，拓寬知識體系，培養(yǎng)學生應用和科研能力。三個模板相互關聯(lián)、相輔相成。

在模塊1課堂專題研討中，以調查問卷確定的科普教學重點為切入點，并根據(jù)學生的具體情況和知識掌握水平設計具有針對性的研究型教學內容和專題討論題目，研究型教學過程為：根據(jù)科普教學重點確定研究型教學主題→查閱文獻→探索研討→確定方案→課堂匯報。為了創(chuàng)造良好的研究型教學的課堂氛圍，除了精講課堂內容外，還將科研成果、研究方法、新興和熱點技術等滲透進課堂教學，為學生參與科學實踐奠定理論基礎。例如，針對多數(shù)學生不了解轉基因食品監(jiān)管過程的問題，可以圍繞一個研究點，如轉基因食品食用安全性評價，在課堂上進行精講并提供研究論文、期刊、網(wǎng)絡資源等課下學習資源，安排學生課下學習以了解科學家進行安全性評價的科學方法，并在課堂上分組討論匯報。在討論過程中，教師始終處于引導地位，調動學生的主動性，鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題、講解討論，并進行總結與評價。通過自主學習，學生們理解了轉基因作物在商業(yè)化推廣前所做的營養(yǎng)學評價、毒理學評價及致敏性評價的具體科學方法和內容。營養(yǎng)學評價中的營養(yǎng)成分分析包括營養(yǎng)素與抗營養(yǎng)因子指標的測定，在生物營養(yǎng)學研究中進行了消化率實驗；利用動物實驗的方法進行毒理學評價，確定了小鼠在灌胃相關蛋白后的體重增長與進食量，用顯微鏡技術進行了小鼠肝、脾、肺、腎等組織病理學觀察，并進行了血生化分析，其中的總蛋白和白蛋白的含量表征了肝臟中蛋白質合成代謝能力、天冬氨酸轉氨酶/丙氨酸轉氨酶/堿性磷酸酶含量表征了肝臟是否發(fā)生病變、肌酐和尿素氮含量表征了機體分解蛋白質的能力、膽固醇和甘油三酯含量表征了機體內脂類代謝情況；在致敏性評價中，利用等相關軟件對轉入基因表達的蛋白進行了生物信息學預測、分析外源蛋白與已知致敏源的序列同源率，并進行模擬腸胃液消化實驗，確定外源蛋白在模擬胃腸道消化液中的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)教學中，老師進行課堂專題講座，學生上課時忙于記錄筆記和被動接受，教學效果往往不理想。這種教學模式發(fā)揮了學生的主觀能動性，不僅培養(yǎng)了學生的研究和創(chuàng)新能力，也使學生深度理解了科普問題。

在教學課堂之下的模塊2實驗教學中，進行基因工程中的基本實驗操作，包括基因組DNA提取、PCR擴增及瓊脂糖凝膠電泳的檢測，既將實驗難度調控在學生可以接受的程度之內，又幫助學生通過實驗教學將理論知識升華為感性認識。在模塊3的課外科普實踐中，結合課堂專題研討及實驗教學內容，指導學生將所學所知“輸出”——撰寫相關的科普小文章，經(jīng)老師審校修改后擇優(yōu)發(fā)布于科普公眾號。目前，課程組已經(jīng)建立了微信公眾號平臺“西南地區(qū)生物技術科普基地”（圖7，掃碼可進入），發(fā)布了由學生所寫的轉基因技術相關的科普小文章，包括《拿什么拯救你，親愛的香蕉》《基因工程版人蚊大戰(zhàn)》《“高科技”之花的綻放》《DHA從深海走向陸地的奇妙旅程》《如何應對土豆褐變及油炸薯條產生丙烯酰胺的問題？》等等。

最后，我們將研究型教學中的小組研究匯報以及科普教學中科普小文章的撰寫納入了考核體系中。這種轉基因技術相關課程的科普與研究型結合教學模式，在實踐中達到了較好的教學效果，培養(yǎng)了學生在教學中的主體地位和綜合素質。在未來的教學中，我們將進一步深入研究探索，不斷完善教學模式，并在多個相關課程和高校進行實踐，擴大該教學模式的影響和效果。