石慧 溫玉潔 賀曉云 羅云波 黃昆侖

(1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院 重慶 400715; 2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院 北京 100083; 3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)(食用)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083)

1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其相關(guān)課程

隨著生物科學(xué)的迅猛發(fā)展，以分子生物學(xué)為代表的生物技術(shù)已滲透到各個(gè)領(lǐng)域，并已逐漸形成了新興學(xué)科。其中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、工業(yè)等領(lǐng)域，是世界范圍內(nèi)快速發(fā)展和應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)[1,2]。它指克隆一種生物的特定基因，并應(yīng)用DNA重組、轉(zhuǎn)化等技術(shù)整合到目標(biāo)生物的基因組里，使其產(chǎn)生可預(yù)期的、定向的遺傳改變，進(jìn)而獲得一些優(yōu)良的性狀[2]。目前，國內(nèi)外各高校都已經(jīng)開設(shè)了涵蓋轉(zhuǎn)基因技術(shù)的相關(guān)課程。以食品學(xué)院為例，針對(duì)研究生的《分子生物學(xué)專題》課程，以及面向本科生的《食品生物技術(shù)》、《食品分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)》、《食品安全檢測(cè)技術(shù)》等課程都涉及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的理論及其應(yīng)用知識(shí)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)兼具應(yīng)用性強(qiáng)和原理較抽象兩個(gè)特點(diǎn)，我們探索了科普與研究型結(jié)合教學(xué)模式，使得面向研究生和本科生的轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)課程教學(xué)能夠更好地開展。

表1 對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的了解途徑以及希望了解的途徑的調(diào)查結(jié)果

表2 對(duì)我國市場(chǎng)上轉(zhuǎn)基因食品安全性認(rèn)知的調(diào)查結(jié)果

圖1 對(duì)我國轉(zhuǎn)基因食品監(jiān)管力度認(rèn)知的調(diào)查結(jié)果

圖2 造成轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品推廣困難的認(rèn)知的調(diào)查結(jié)果

2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)認(rèn)知現(xiàn)狀的調(diào)研結(jié)果分析及相關(guān)課程的科普教學(xué)重點(diǎn)

圖3 對(duì)基因編輯豬優(yōu)點(diǎn)的認(rèn)知調(diào)查結(jié)果

圖4 若轉(zhuǎn)基因豬肉口感肉質(zhì)更好，是否有購買意愿的調(diào)查結(jié)果

為了了解學(xué)生對(duì)于一些轉(zhuǎn)基因技術(shù)科普問題的理解，我們首先設(shè)計(jì)了調(diào)研問卷，包括對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品了解途徑以及希望了解的途徑、對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的監(jiān)管、安全性和推廣的認(rèn)知、對(duì)轉(zhuǎn)基因相關(guān)新技術(shù)的認(rèn)知。我們通過“問卷通”實(shí)施了調(diào)研，將調(diào)研問卷通過微信和QQ的方式推廣。參與網(wǎng)絡(luò)調(diào)研的對(duì)象主要是重慶市食品科學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)相關(guān)課程的研究生與本科生，男女不限，共363人參加了調(diào)研。

2.1 對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的了解途徑以及希望了解的途徑的調(diào)查結(jié)果

圖5 對(duì)基因編輯技術(shù)的關(guān)注點(diǎn)和發(fā)展期望的調(diào)查結(jié)果

圖6 轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)課程的科普與研究型結(jié)合教學(xué)模式

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

在對(duì)期望了解轉(zhuǎn)基因食品的途徑調(diào)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(luò)、課堂或身邊的人、電視、專業(yè)機(jī)構(gòu)了解相關(guān)信息，所占比例都很大。而期望從報(bào)刊雜志和其他途徑了解的人分別為30.85%和6.89%，相對(duì)較低。

2.2 對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的監(jiān)管、安全性和推廣的認(rèn)知的調(diào)查結(jié)果

在我國轉(zhuǎn)基因食品監(jiān)管力度認(rèn)知的調(diào)查中，42.28%的人認(rèn)為監(jiān)管力度“一般”，22.87%和20.11%的人分別認(rèn)為“缺乏力度”和“不清楚”，僅10.74%的人認(rèn)為監(jiān)管“非常有力”（見圖1）。而表2的結(jié)果顯示，28.10%的人認(rèn)為市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人體安全，19.28%的人認(rèn)為不安全，而超過一半即52.62%的人并不清楚我國市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)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(shù)科普基地”（掃碼可進(jìn)入）

通過多項(xiàng)選擇調(diào)查了造成轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品推廣困難的認(rèn)知，有49.86%的人認(rèn)為“轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品出具的對(duì)人體無害的證據(jù)不明或太少，不利于大眾了解其對(duì)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(rèn)為是由于“反對(duì)者呼聲太高，其他人盲目從眾”，而12.95%和15.98%的人分別認(rèn)為是由于權(quán)威機(jī)構(gòu)和有關(guān)部門的專業(yè)宣傳過少或商業(yè)廣告的誤導(dǎo)造成轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品推廣困難（見圖2）。

2.3 對(duì)轉(zhuǎn)基因相關(guān)新技術(shù)及其產(chǎn)品認(rèn)知的調(diào)查結(jié)果

多項(xiàng)選擇的調(diào)查結(jié)果顯示，大家對(duì)基因編輯豬生長速度更快、肉質(zhì)更好、抗病能力更強(qiáng)的認(rèn)知度較高，分別為42.98%、45.45%、53.99%，而對(duì)在人體的異體器官移植方面的認(rèn)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(zhì)更好后，有66.12%的人愿意購買（見圖4）。

對(duì)基因編輯技術(shù)最為關(guān)注的點(diǎn)和發(fā)展期望的調(diào)查結(jié)果顯示，53.72%的人關(guān)注的是基因編輯技術(shù)的安全性問題，期望可以解決或降低脫靶等非預(yù)期效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)；25.62%的人關(guān)注其倫理問題，期望合理解決該技術(shù)所涉及的信仰倫理等問題；20.66%的人關(guān)注其應(yīng)用問題，期望該技術(shù)未來能夠?yàn)榧膊≡\療治療等提供新思路（見圖5）。

2.4 轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)課程科普教學(xué)的重點(diǎn)

從調(diào)查結(jié)果可以看出：（1）大部分學(xué)生了解轉(zhuǎn)基因食品的途徑是網(wǎng)絡(luò)媒體絡(luò)、課堂或身邊的人，但是除此之外，還希望增加專業(yè)機(jī)構(gòu)、電視的途徑以了解轉(zhuǎn)基因相關(guān)知識(shí)。（2）多數(shù)人認(rèn)為我國對(duì)市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)基因食品的監(jiān)管不夠有力，并且并不清楚我國市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)基因食品是否安全?？梢?，大眾對(duì)我國市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因食品對(duì)人體具有安全性的確切證據(jù)。（3）大家對(duì)基因編輯豬優(yōu)點(diǎn)的認(rèn)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(diǎn)之后，有超過六成的人愿意購買。而基因編輯技術(shù)的安全性是人們最關(guān)注的問題。

基于調(diào)查結(jié)果，我們認(rèn)為轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)課程科普教學(xué)的重點(diǎn)，應(yīng)集中于國內(nèi)外機(jī)構(gòu)對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品安全性的權(quán)威性結(jié)論；轉(zhuǎn)基因食品安全性評(píng)價(jià)內(nèi)容（如營養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)、毒理學(xué)評(píng)價(jià)、致敏性評(píng)價(jià)等食用安全性評(píng)價(jià)）；轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、物種保護(hù)等不同領(lǐng)域中的作用；轉(zhuǎn)基因相關(guān)的新型技術(shù)的原理、應(yīng)用及其安全性等。以此來提高學(xué)生對(duì)于基本理論的認(rèn)知、避免其盲目從眾，并為科普與研究型結(jié)合教學(xué)模式的建立奠定基礎(chǔ)。

3 轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)課程的科普與研究型結(jié)合教學(xué)模式

研究型教學(xué)模式是在綜合瑞士皮亞杰的“認(rèn)知發(fā)展學(xué)說”和美國布魯納的“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)模式”基礎(chǔ)上構(gòu)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(xué)生能夠快速進(jìn)入研究課題、具備從事研究工作的基本素質(zhì)；從廣義講就是培養(yǎng)學(xué)生具備善于歸納問題、從多角度認(rèn)識(shí)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(xué)模式是轉(zhuǎn)基因技術(shù)教學(xué)中較為常見的一種方式[4-6]。在這里，我們建立了轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)課程的科普與研究型結(jié)合教學(xué)模式，將教學(xué)整體劃分為三大模塊——課堂專題研討、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課外科普實(shí)踐（見圖6）。其中模塊1為理論性學(xué)習(xí)，根據(jù)科普教學(xué)重點(diǎn)確定研究型教學(xué)主題，通過專題討論等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)；模塊2和3是教學(xué)主題的延伸，通過科研與科普實(shí)踐鞏固課堂內(nèi)容，拓寬知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用和科研能力。三個(gè)模板相互關(guān)聯(lián)、相輔相成。

在模塊1課堂專題研討中，以調(diào)查問卷確定的科普教學(xué)重點(diǎn)為切入點(diǎn)，并根據(jù)學(xué)生的具體情況和知識(shí)掌握水平設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的研究型教學(xué)內(nèi)容和專題討論題目，研究型教學(xué)過程為：根據(jù)科普教學(xué)重點(diǎn)確定研究型教學(xué)主題→查閱文獻(xiàn)→探索研討→確定方案→課堂匯報(bào)。為了創(chuàng)造良好的研究型教學(xué)的課堂氛圍，除了精講課堂內(nèi)容外，還將科研成果、研究方法、新興和熱點(diǎn)技術(shù)等滲透進(jìn)課堂教學(xué)，為學(xué)生參與科學(xué)實(shí)踐奠定理論基礎(chǔ)。例如，針對(duì)多數(shù)學(xué)生不了解轉(zhuǎn)基因食品監(jiān)管過程的問題，可以圍繞一個(gè)研究點(diǎn)，如轉(zhuǎn)基因食品食用安全性評(píng)價(jià)，在課堂上進(jìn)行精講并提供研究論文、期刊、網(wǎng)絡(luò)資源等課下學(xué)習(xí)資源，安排學(xué)生課下學(xué)習(xí)以了解科學(xué)家進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)的科學(xué)方法，并在課堂上分組討論匯報(bào)。在討論過程中，教師始終處于引導(dǎo)地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、講解討論，并進(jìn)行總結(jié)與評(píng)價(jià)。通過自主學(xué)習(xí)，學(xué)生們理解了轉(zhuǎn)基因作物在商業(yè)化推廣前所做的營養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)、毒理學(xué)評(píng)價(jià)及致敏性評(píng)價(jià)的具體科學(xué)方法和內(nèi)容。營養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)中的營養(yǎng)成分分析包括營養(yǎng)素與抗?fàn)I養(yǎng)因子指標(biāo)的測(cè)定，在生物營養(yǎng)學(xué)研究中進(jìn)行了消化率實(shí)驗(yàn)；利用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行毒理學(xué)評(píng)價(jià)，確定了小鼠在灌胃相關(guān)蛋白后的體重增長與進(jìn)食量，用顯微鏡技術(shù)進(jìn)行了小鼠肝、脾、肺、腎等組織病理學(xué)觀察，并進(jìn)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(zhì)合成代謝能力、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶/丙氨酸轉(zhuǎn)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(jī)體分解蛋白質(zhì)的能力、膽固醇和甘油三酯含量表征了機(jī)體內(nèi)脂類代謝情況；在致敏性評(píng)價(jià)中，利用等相關(guān)軟件對(duì)轉(zhuǎn)入基因表達(dá)的蛋白進(jìn)行了生物信息學(xué)預(yù)測(cè)、分析外源蛋白與已知致敏源的序列同源率，并進(jìn)行模擬腸胃液消化實(shí)驗(yàn)，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(xué)中，老師進(jìn)行課堂專題講座，學(xué)生上課時(shí)忙于記錄筆記和被動(dòng)接受，教學(xué)效果往往不理想。這種教學(xué)模式發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的研究和創(chuàng)新能力，也使學(xué)生深度理解了科普問題。

在教學(xué)課堂之下的模塊2實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，進(jìn)行基因工程中的基本實(shí)驗(yàn)操作，包括基因組DNA提取、PCR擴(kuò)增及瓊脂糖凝膠電泳的檢測(cè)，既將實(shí)驗(yàn)難度調(diào)控在學(xué)生可以接受的程度之內(nèi)，又幫助學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)將理論知識(shí)升華為感性認(rèn)識(shí)。在模塊3的課外科普實(shí)踐中，結(jié)合課堂專題研討及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)所知“輸出”——撰寫相關(guān)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(hào)。目前，課程組已經(jīng)建立了微信公眾號(hào)平臺(tái)“西南地區(qū)生物技術(shù)科普基地”（圖7，掃碼可進(jìn)入），發(fā)布了由學(xué)生所寫的轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)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(yīng)對(duì)土豆褐變及油炸薯?xiàng)l產(chǎn)生丙烯酰胺的問題？》等等。

最后，我們將研究型教學(xué)中的小組研究匯報(bào)以及科普教學(xué)中科普小文章的撰寫納入了考核體系中。這種轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)課程的科普與研究型結(jié)合教學(xué)模式，在實(shí)踐中達(dá)到了較好的教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生在教學(xué)中的主體地位和綜合素質(zhì)。在未來的教學(xué)中，我們將進(jìn)一步深入研究探索，不斷完善教學(xué)模式，并在多個(gè)相關(guān)課程和高校進(jìn)行實(shí)踐，擴(kuò)大該教學(xué)模式的影響和效果。