摘要：食品基因工程在現代食品生物技術領域中佔有舉足輕重的地位。研究食品科學專業背景本科生的基因工程綜合實驗教學方法，設計與構建適用於食品專業本科生的基因工程綜合實驗體系，是迫在眉睫的事情。通過對食品基因工程實驗教學中存在的問題進行分析，可以從五個方面對教學進行改革，即優化實驗教學內容、引進開放式實驗或教學與科研相結合、轉變學生參與教學方式、革新實驗報告、改進學生成績考核方式。這種創新性實踐教學改革措施的實施可以達到培養創新性人才的目標。
關鍵詞：食品基因工程 創新性 教學改革 綜合實驗
基因工程作為一門獨立的學科誕生於20世紀70年代，經過40年的發展已經是現代生物技術中的核心學科和四大工程技術之一，其廣泛應用於食品、農業、工業、醫藥等領域[1]。基因工程是一門集理論與實踐與一體的學科，其研究方法與技術貫穿現代生命科學的每個領域。食品科學是整合和應用多個學科(化學、物理、生物、機械等)的基礎知識來研究食品的理化、生化以及食品加工原理和工藝的一門交叉學科。食品生物技術是食品加工領域的前沿交叉學科技術，其包括四大工程技術[2]，即食品基因工程、食品細胞工程、食品發酵工程和食品酶工程。而食品基因工程作為食品生物技術上游的關鍵學科，對現代食品生物技術的發展具有舉足輕重的支撐作用。食品基因工程綜合實驗作為食品基因工程理論課的實踐課程，是一門非常重要的課程，根據食品專業的課程特點研究食品科學專業背景本科生的基因工程綜合實驗教學方法以及設計與構建適用於食品專業本科生的基因工程綜合實驗體系是值得研究的課題。
1、食品基因工程實驗教學中存在的問題及改革的必要性分析
食品基因工程實驗教學內容不能緊跟學科發展的步伐，內容古板陳舊[3-5]。目前的實驗課大綱包含的實驗內容按授課順序為：目的基因的PCR擴增、核酸電泳檢測、大腸桿菌感受態細胞的製備、質粒轉化、質粒DNA的抽提、重組質粒的酶譜鑑定、重組細胞的誘導表達、重組酶的親和層析純化、SDS-PAGE蛋白電泳鑑定，共9個實驗，即80個學時。實驗教學模式為基礎性的驗證性實驗，即用課題組裡碩士或博士已經成功的實驗中的主要實驗材料(例如目的基因或質粒等)進行實驗。做這種驗證性實驗，如果操作步驟不出大的問題，基本上就能夠得到預期的實驗結果。這種實驗模式在一定程度上能夠使學生溫習在理論課堂上學的知識，且能夠鍛鍊同學們的實驗動手能力，可以從實驗中學到一定的實驗技能，但是對學生的創新性思維訓練不能起到明顯的作用，學生無法體驗實驗的失敗，也就不能分析失敗的原因，對實驗的理解也就有了侷限性。
實驗教學存在的另一個突出問題就是實驗教學方法單一[4，5]。實驗教學採用的是傳統的教學方式，老師在實驗前會先把講義上的內容(包括實驗目的、原理、步驟)講解一遍，然後就讓同學們照著講義上的實驗步驟一步一步去做，學生只是參與了實驗結果的輸出，沒有深入思考實驗的機會。在整個實驗過程中，學生大部分時間都是處於被動學習接受的狀態，獨立思考問題的時間很少。學生只是在實驗操作技能上有些許提升，而比較重要的分析問題和解決問題的能力沒有任何鍛鍊和提高。掌握的這些基礎的具有驗證性實驗性質的食品基因工程實驗室還是不能獨立開展創新型實驗研究。
還有一個問題就是考核方式不合理[5，6]。學生成績考核的方式影響著他們的學習態度，良好的評價方法能夠激發他們主動學習和探索知識的慾望，如何突出學生的綜合素質和能力，成績考核方式顯得特別重要。傳統的實驗課成績評定方式是老師通過學生的實驗報告的書寫情況來給定一個分數，這種評定方式只能反應學生課下寫作業的認真程度，無法判斷學生在實驗課上的表現，而作為實驗課，要靠動手去操作才能得出實驗結果，學生的動手能力這個評判實驗課的重要因素給忽略掉了。從這裡可以看出實驗課成績的傳統評定方式的侷限性。
鑑於在實驗教學中出現的種種問題，這種模式已經不再適應我國培養創新性人才的需要，必須對這種教學方式進行改革。改革的重點是向以“知識構建和問題求解”為特點的“創新性實踐教學”模式發展。這種綜合型的教學模式與以往的那種“驗證性實驗教學”模式相比涉及的知識面和深度要高的多，更能夠激發同學們的創新思維。這種實驗模式以創新性實驗研究學習為主，不斷提高人的主動求知的慾望，達到更好的學習效果。
2、食品基因工程實驗教學改革的具體實施
2.1 優化實驗教學內容
對食品基因工程實驗課程大綱進行優化設計[2，6]。食品基因工程實驗是一門系統性和綜合性很強的課程，設計實驗教學內容時不僅應強調其基礎性也應該強調其綜合性。基因工程實驗是由不同的實驗模組組成的一個系統性的綜合實驗，每個實驗模組之間都存在著緊密的聯絡，是環環相扣的一個過程，前一個實驗的結果通常作為下一步實驗的原材料。因此，只有在上一個實驗取得可靠的實驗結果後才能進入下一步實驗，使學生至始至終都樹立完整的科學研究概念。
基因工程實驗內容豐富多彩，考慮到食品學科的發展，結合實驗室在微生物酶研究方面的豐富經驗，我們應選擇一個與食品生物技術密切相關的食品酶為研究物件，設立一個綜合性研究課題，如D-阿洛酮糖3-差向異構酶的克隆、表達及性質鑑定，實驗應該包含上面提到的九個實驗的全部內容。基因工程綜合實驗中每個實驗模組的連續性特點就要求該實驗課程應該在一個完整的時間段內有條不紊的全部做完，按照實驗大綱的安排，可以安排一兩週的整塊時間來做這個綜合性實驗。食品基因工程實驗的綜合性和複雜性對學生們來說是最大的考驗，但是這也是培養學生良好的科研理念及思維方式的很好機遇。通過實驗不僅使學生能夠了解基本的實驗原理及熟練掌握實驗操作過程，而且還能幫助他們建立好的實驗素養及培養團隊協作能力。
2.2 引進開放式實驗或教學與科研相結合
食品基因工程實驗採用開放性實驗或者與科研相結合的方式，可以給學生的創新思維訓練提供更廣闊的平臺[3，4，5，7]。開放性實驗是指在老師規定的一個課題範圍內，同學們可以自由選題，從課題方案的設計到課題的操作實施整個過程都是同學們掌控的'。當然在關係實驗失敗與否的實驗方案設計階段，老師會對學生的設計方案進行最後的確定，如果有不妥的地方會讓學生進行修改，這樣以來學生可以在接下來的實驗操作過程能夠順利進行。把基因工程實驗課和指導老師的科研專案相結合，這是個大膽的嘗試。在同學們參與任課老師的科研專案過程中，可以激發同學們的學習興趣，鍛鍊學生把握課題研究方向的能力，有助於學生創新性思維的培養。