华盛论文咨询网

　　

　　随着人们生活水平的提高，对食品的质量要求也越来越高。在此背景下，转基因技术不仅能够提高农产品产量，还能为人们提供优质的农产品[1]。利用转基因农产品加工而成的食品便是转基因食品。虽然目前在转基因农产品中并未发现大量毒素，但其在选育过程中经历了外源基因的DNA重组，很可能存在某些不可控因素，导致食品安全风险[2]。为此，国家已经颁布了GBT19495等转基因产品检测国家标准，以保障转基因食品安全。在食品检测中，转基因食品检测技术至关重要，它是保障农产品质量安全的重要手段。目前对转基因农产品的检测主要应用分子生物学检测技术，通过定性检测和定量检测两种方式进行[3]。因此，转基因农产品检测技术已成为了生物类和食品类专业本科学生需要掌握的重要技能，在分子生物学课程的实验教学环节中开设转基因农产品检测项目越来越有必要。

　　1传统转基因农产品检测实验教学存在问题

　　转基因农产品检测是分子生物学课程的重要实验教学项目，学生通过实验来学习转基因农产品进行检测的分子生物学技术手段，这有利于生物类和食品类专业学生应用能力的培养，提升了学生的就业竞争力。但在实际教学环节中我们发现该项目存在以下问题：

　　1.1实验学时不足

　　该项目的实验流程较长，在有限的实验学时中很难完成;其中一些步骤需要时间等待，造成实验时间不紧凑;针对不同待测样品、定量与定性分析等不同技术路线无法同时兼顾;由于实验学时不足，只能选择部分检测环节用于开设实验项目，教学项目设计缺乏完整性，学生无法进行全流程学习，不利于学生对该实验技能的掌握，实验教学效果欠佳。

　　1.2实验具有一定危险性

　　该项目样品制备环节需要加入液氮对样品进行研磨氮，液氮温度一般低于零下196.56℃，实验具有一定危险性。因此，对实验人员的操作技能要求比较高，尤其是对于初次使用液氮的学生，可能会出现不知所措的现象，甚至有冻伤的风险。

　　1.3实验开设成本高

　　该项目需要用到冷冻高速离心机、超微量紫外分光光度计、高精度移液枪、凝胶成像仪、实时荧光定量PCR等设备，这些设备价格较为昂贵且运行成本较高，往往在食品类专业实验室中相关设备的台套数较少甚至无相关设备，学生无法得到充分训练。此外，该项目需要用到植物DNA提取试剂盒、荧光定量PCR试剂、专用八联管及管盖等昂贵的分子生物学试剂与耗材，实验成本较高。

　　1.4实验成功率低

　　该项目含有植物农产品DNA提取、DNA质量评估、荧光定量PCR检测等多个实验环节，需要在无菌条件下对核酸进行精细操作，实验步骤繁多，涉及的试剂使用量极少，多以微升为单位。学生初次实验技能生疏，容易在操作过程中失误，可能导致无法观察到明显的阳性转基因指标，实验成功率较低，难以达到实验目的和要求。

　　2转基因农产品检测虚拟仿真实验项目优势

　　基于虚拟仿真实验项目的优势，将传统实验项目转化为可操作、常规化、可视化和全流程体验的虚拟仿真实验，成为了解决上述传统实验教学过程中出现的实验学时不足、实验有一定危险性、实验开设成本高、实验成功率低等问题的有效方案。

　　2.1打破实验学时限制

　　传统实验由于实验学时受限，往往只能开展部分流程的检测实验。而虚拟仿真实验可以将实验过程虚拟化，特别是节省了操作和等待的大量时间，将完成整个实验流程的时间大大压缩，使学生可以在有限的时间内对整个转基因农产品检测的技术流程进行学习和操作。

　　2.2打破实验空间限制

　　传统实验由于实验场所受限，学生往往只能在指定实验室开展实验，而且实验课后基本无法进行二次练习。而虚拟仿真实验没有场所限制，学生可以在课后随时随地通过网络进入虚拟仿真实验平台进行虚拟仿真实验操作。

　　2.3打破实验条件限制

　　传统实验由于实验条件的限制，可能实验设备台套数少甚至无相关设备，学生需要多人共用一套设备或者甚至因为缺少设备而导致项目无法开出，影响实验效果。而虚拟仿真实验可以通过软件模拟最佳的实验条件，实验的开展不受实验条件影响，并规避了实验中有可能出现的危险。

　　2.4打破实验成本限制

　　传统实验由于实验设备和试剂耗材均较为昂贵，需要花费较多的建设成本、运行成本和升级成本。而虚拟仿真实验项目主要通过软件对实验条件和操作流程进行建模，降低了实验成本。后续若是对实验进行升级也仅需在软件层面添加设备模型和修改操作流程，而无需花费巨资升级贵重设备，降低了升级成本。

　　3转基因农产品检测虚拟仿真实验项目建设思路

　　虚拟仿真实验项目主要通过软件对实验条件和操作流程进行模拟，并配套相关的学习和考核模块辅助提升学习效果。软件制作流程较为相似，往往由经验丰富的专业公司完成，因而更为重要的是对实验项目建设思路的把握。

　　3.1转基因农产品检测虚拟仿真实验项目操作流程设计思路

　　当前，国家共颁布了GBT19495.1-GBT19495.9等九个转基因农产品检测国家标准。依据转基因农产品检测国家标准，结合学生应用能力培养目标，可以设计以下十个步骤的虚拟仿真实验项目操作流程，包括(1)取样和制样;(2)样品DNA的提取与纯化;(3)DNA样本的完整度检测;(4)DNA样本的纯度与浓度检测;(5)转基因农产品的初步检测;(6)出具转基因农产品的初步检测报告;(7)转基因农产品的定性检测;(8)出具转基因农产品的定性检测报告;(9)转基因农产品的定量测定;(10)出具转基因农产品的定量检测报告等。操作学习过程应有可开关的提示功能，必要时学生可以按照提示进行操作练习。

　　3.2转基因农产品检测虚拟仿真实验项目学习模块设计思路

　　学习模块可以设置预习模块、理论学习模块和演示模块三个子模块。预习模块主要开放一些转基因农产品检测的简介、背景视频、学习资料等，便于学生在课前对该实验项目的重要性和基本情况有一个了解;理论学习模块主要用于辅助教师在学生实操前进行理论讲解，便于学生掌握实验相关的理论知识和操作注意事项;演示模块主要通过实验操作模块的自动操作，辅以教师讲解，向学生演示整个实验的操作流程。

　　3.3转基因农产品检测虚拟仿真实验项目考核模块设计思路

　　考核模块可以分为理论考核和操作考核两个子模块，用于考核学生对该实验的掌握情况。理论考核模块包含题库和随机出题考核功能，用于考核学生对理论知识和实验注意事项的掌握情况。操作考核模块不带提示，由学生完全自主操作，系统最终评估学生操作的正确性。也可以在操作考核的某些步骤设置跳出窗口，合并考核学生对关键理论和操作注意事项的掌握情况。

　　4结语

　　在当前社会对转基因食品安全日益关注的背景下，该项目有利于生物类和食品类专业学生学习转基因农产品检测的分子生物学技术手段。通过该项目实验可以使学生掌握转基因植物农产品DNA提取、DNA质量评估、荧光定量PCR检测等分子生物学技术的原理与方法，基本掌握对转基因农产品进行检测的技术，加强学生理论知识、实际动手能力和工程能力的综合培养，进而提高学生的应用能力，以实现适应经济社会快速发展对生物类和食品类专业应用型人才培养的新要求。同时，虚拟仿真实验对于培养学生的专业素养和应用能力具有示范作用，若能精选合适的实验部分作为真实实验环节开设，实行虚实结合效果更佳。

　　参考文献

　　[1]陈翔，范磊.转基因食品检测技术在食品检测工程中的应用[J].粮食科技与经济，2020，45(08)：100-101.

　　[2]李梦雪.转基因食品检测技术分析[J].现代食品，2020(11)：115-117.

　　[3]温善萍，蒋小英，赵玉芬.论转基因食品检测方法[J].食品安全导刊，2020(15)：167+169.

　　《转基因农产品检测虚拟仿真实验项目建设研究》来源：《广东化工》，作者：林授锴 吴毕莎 吴锦程