生物化学概述范文
时间:2023-12-14 17:49:30
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篇1
加强教学队伍建设是课程建设的一项最主要的内容,教学队伍建设的质量,直接关系到课程教学的质量和人才培养的水平。动物生物化学课程组现有教授、博士生导师1人,副教授、硕士生导师2人,实验师1人。主讲教师一直坚持在本科教学第一线,教学经验丰富,水平高、质量好。课程组注重青年教师的培养,先后有2名教师被评为云南省学术和技术带头人后备人才;1人获伍达观杰出教师奖,1人获伍达观优秀教师奖;1人在荷兰Wageningen大学进行为期一年的博士后研究;在学校组织的教学比赛中,曾获一等奖2项,二等奖2项,教学成果二等奖1项,三等奖1项。本课程组师资层次清楚、结构合理,形成了以学科带头人领衔、中青年教师为骨干的教师梯队。
二、优化、更新教学内容,构建课程新体系
教学内容的改革是教学改革的核心之一。针对课程特点,结合各专业及其后续课程对动物生物化学的要求,在强调基础理论、基本知识和基本技能培养的基础上,重视前沿知识和相关学科知识的渗透,既做到在有限的时间内讲完所有的基础知识,又做到注重学生能力的培养,这就要求教师根据实际情况对教学内容进行合理整合。我们对教材内容进行分析、讨论,在课程教学内容和教学体系的组织上,紧密结合畜牧生产实际,充分考虑到学科研究的飞速发展,及时补充和更新课程教学内容。适当压缩物质代谢部分的内容,增加分子生物学、基因表达调控以及生物膜等方面的内容;突出动物科学的特点,增加蛋白质组学、蛋白质折叠与解折叠、真核基因调控、后基因组学等前沿知识,重视课程体系的整体优化[4]。在教学过程中,突出动物生物化学的特点与重点,在明确课程的知识结构基础上,处理好与其他相关学科如有机化学、细胞生物学、微生物学、遗传学和分子生物学等的关系,避免课程之间教学内容的相互重复与脱节,达到教学内容的整体优化,使学科体系由相对封闭变为开放学科体系。同时,坚持科研与教学紧密结合,以科研促教学。保证课程教学内容既传授了基础理论知识和实践技能,又反映自身的特色和优势。
三、建设精品课程为契机,改善教学条件
(一)教材建设
教材建设是精品课程建设的重要内容,是教学思想与教学内容的重要载体,也是提高教学质量的重要保证。课程组教师参编《动物生物化学》(第四版),该教材在全国大部分农业院校动物类本科教学中使用,获得广大师生的广泛好评,并于2006年被列为教育部“十一五”国家重点规划教材和农业部“十一五”规划教材,2008年获中华农业科教基金优秀教材奖。副主编的“十一五”规划教材《动物生物化学实验指导》具有较好的系统性和完整性,是一本既适合作为课堂实验指导的教师用书,又适合作为课外自学的学生用书。此外,课程组教师还主编《精编分子生物学实验指导》,副主编《动物生物化学精要•题解•测试》。出版的教材已在教学过程中应用,取得了较好的效果。
(二)教学平台建设
精品课程网站是精品课程的重要组成部分,是为学生提供自主学习的平台,为教师提供教学互动的平台,为学校提供展示课程改革成果的窗口。课程组修订和完善教学大纲、考试大纲,编写教案、教学日历、实验指导、习题集、课件等,所有教学资料均上网开放。进行网络教室建设,并通过QQ与学生进行交流。教学网站的内容既丰富多彩,又方便使用,并且反映课程建设的特色和亮点,真正成为学生喜爱的辅助学习平台。网络教学平台的建立为互动教学提供了条件,充分发挥了师生的互动性。在教学过程中,教师成了学习的组织者、指导者、帮助者。学生在老师的指导下自主学习、主动探究,提高了学习的兴趣,创新能力也得到培养。使学生能更方便更快捷地向老师求教,老师也能更有针对性地对学生进行个性化的指导,从而实现教学相长[5]。精品课程与网络的结合具有深远的意义,通过网络,精品课程的典范作用得到充分发挥。
(三)试题库建设
试题库是课程建设的一个重要环节,是教学质量评估的重要依据之一[6]。课程组教师认真研究教学大纲和考试大纲,确定知识点、重点和难点,注重课程特点,体现专业特色,完成本课程的试题库建设。题型包括单项选择题、名词解释、填空题、判断题、问答题、计算题等。题量适中,优秀学生约需一小时可以完成。经过试用,学生的成绩符合正态分布。随着教学计划的调整和课程体系改革,不断修改、删减或补充试题,逐步完善试题库建设。
四、改革教学方法,优化教学手段
(一)更新教学观念,改以往的以“教”为主向“学教并重”转化
在教学过程中,注重学生的主体地位,除了采取以语言传递为主的传统讲授法如用启发式和提问式等教学方法外,灵活运用讨论式教学法、发现式教学法、范例式教学法等方法以改善和活跃课堂气氛,充分调动学生学习的积极性和独立思考的能力,挖掘学生的主观能动性,发展学生的智力,培养学生的能力,以利于学生智慧的发展。
(二)改善教学手段
动物生物化学抽象概念多、信息量大、重点和难点多、教学难度大。课程组教师根据教学大纲、教学对象、教学内容、教学重点和难点等要素,精心制作课件,并于2012年获云南农业大学多媒体课件比赛二等奖。通过多媒体教学,可使原本抽象、枯燥的数据和学习内容转化成形象的、有趣的、可视的、可听的动感内容,大大提高教学效率和质量,调动了学生的学习兴趣,有利于学生对抽象内容的形象理解,确保教学质量达到预期效果[7]。此外,在实验室安装了多媒体设备,实验教学也实现多媒体教学;完成主讲教师的教学录像及所开设实验视频录制,并实现课件及教学视频上网,增强了学生对知识的感性认识,提高了学习的积极性。(三)教学改革研究积极开展教学研究,主持动物生物化学省级和校级精品课程以及国家农科中心“动物生化实验教学改革探索”和“动物生物化学实验CAI多媒体课件设计与制作”2项教改项目,切实提高教学质量。总结教学经验,在核心期刊发表教改论文2篇。
五、改革实践教学,加强创新和实践能力培养
(一)实验教学内容的优化
实践教学是培养学生实际动手能力、分析和解决实际问题的能力以及创新能力的重要环节。多年来,我们紧随生物化学新技术的发展,不断优化和更新实验教学内容。减少验证性实验,增加综合性实验、设计性实验比例至50%以上,建立了一套与理论教学有机结合、以培养学生创新能力为目标的分层次实验教学体系。实验内容既涵盖生物化学的几大实验基本技术,又包括基础型、综合设计型、研究创新型等不同类型和层次,同时体现实验内容的系统性、连贯性[8]。如核酸系列实验,内容包括DNA或RNA的提取,琼脂糖凝胶电泳鉴定核酸,针对某一个待扩增的目的片段设计引物,用自己提取的DNA为模板,采用PCR扩增上述特定目的片段并作鉴定,包括扩增出来的DN段大小、含量和纯度的鉴定等。另一个是蛋白质系列实验,内容包括盐析法制备免疫球蛋白粗品,凝胶层析除盐,离子交换层析纯化蛋白,纯化样品的鉴定等。这样设置一是使学生通过阶梯式的训练,逐步提升实验技能,形成基本实验思路和设计性实验思维;二是使学生将知识点串联起来,训练学生完整、系统地认识和掌握各项实验操作技能以及综合运用实验知识解决问题的能力[9]。
(二)开放性实验的开展
充分利用实验室优质的教学资源,尝试开展了各种形式的课内和课外开放性实验探索并积极加以实践[10]。针对课内必修实验内容,主要采取以下几种形式的开放实验:一是要求学生必须参加实验准备及对新开设的实验进行预实验;二是因特殊原因缺做或未完成实验的同学,可以补做或重做;三是针对学生的实验预习和复习开放,对常规仪器设备不熟悉的可以反复操作练习。针对课外实验,采取基于不同实验目的的开放,如实验室的综合设计型实训项目的开放,指导学生申报完成的大学生创新基金项目的开放,参与教师科研课题型的开放,毕业论文型开放以及创新活动小组开放等不同的形式。开放性实验的组织形式是由教师提供选题或学生自带课题,学生自行查阅文献并设计实验方案,通过审批后开始实验,教师为其提供技术指导服务,实验完成后学生写出科技论文。这种实验形式更接近于真实的科研环境,能使学生得到更为系统的学术训练,学生的团队合作精神和实验综合能力均得到极大提高。近5年来,本课程组教师指导学生完成“乌金猪背最长背肌中新基因RPS3A的克隆、序列分析及组织表达谱研究”等8项创新基金项目,指导20余名本科生完成毕业论文。
六、以“创新型人才培养”为导向,建立科学合理的考核体系
在理论课方面,根据教学改革要求,建设和完善动物生物化学试题库,采取了统一命题、统一考试(全校统考)、统一阅卷和对考试成绩进行统计分析的质量考评模式,使动物生物化学的考核制度更科学化、规范化。在总评成绩中,期末成绩占50%,期中成绩占20%,平时成绩(考勤、作业、提问、学生转换角色讲课等)占30%。通过考核方式的改革,有效提高了学生自主学习的积极性,保证了教学质量和学习效果。实验重点考核学生的规范操作、科学态度及分析问题和解决问题的能力和创新能力。实验成绩由平时成绩、期末口试、操作考试及设计性实验四部分组成。平时成绩部分占总成绩的50%,主要考核学生的实验预习、实验操作的规范性、实验数据的处理、对实验结果的分析讨论、实验报告撰写等;期末口试成绩占总成绩的15%,主要考察学生对于实验基本概念和基本理论的掌握,对实验原理和实验注意事项的理解,实验的设计原理等;实验操作考试占总成绩的15%,主要考核学生实验操作的规范性和准确性、分析问题和处理问题的能力等综合素质。上述三部分均由个人独立完成。设计性实验考核是由4至5名同学组成一组,由教师给出一个实验题目,小组成员分工合作,设计实验方案,自己配制试剂和准备实验器材、独立操作完成实验、分析处理实验结果后提交完整的实验报告,此部分占总成绩的20%,主要考察学生学以致用的能力和实验创新能力,同时培养学生的团队合作精神及科学的实验态度。这种平时考查与期末考试相结合的考核方式,一方面对学生的实验技能、实践能力等素质的考查更趋全面和严谨公正,另一方面也促使学生重视平时的实验操作并积极利用课余时间到实验室参加开放实验,自觉加强实验技能、实践能力的全面训练,从而在一定程度上调动了学生的实验积极性,促进了学生动手能力的提高和科研意识的培养。
七、教学与科研齐头并进,以科研促进教学内容的更新
篇2
关键词:生物化学及检验技术 教学方法 教学手段 改革
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0203-01为进一步提高《生物化学及检验技术》课程建设水平,全面提高教学质量,根据教育部《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》、湖北省教育厅《关于评选高等学校省级精品课程的通知》等文件精神,结合我校1233办学模式,我们对医学检验技术专业的骨干课程之一《生物化学及检验技术》的教学方法和教学手段进行了改革并取得一定的成效。
1 教学方法改革
《生物化学及检验技术》课程以项目为载体实施教学,在教学过程中采用多种教学方法,旨在突出以学生为主体、教师为主导作用的宗旨。一改过去理论加实验的教学模式,把过去验证性实验贯穿到完成具体项目的过程中,使学生的学习目的性更明确,彻底改变了理论与实验两张皮的现象,不同生化检验技能的训练也尽量采用临床常用的真实检验项目,把临床真实的案例引入教学过程,使学生学以至用的目的性更为明确,以期提高同学们的学习兴趣。在课程教学过程中所采用的具体教学方法如下。
1.1?项目教学法
项目教学法是一种典型的以学生为中心的教学方法,该教学方法的显著特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”。《生物化学及检验技术》课程以职业能力培养为核心,依据临床生物化学检验工作过程和典型工作任务将该课程设计为15个典型项目,如生物化学检验技术的标本采集、处理与保存、临床生物化学检验质量控制、血脂测定、肝功能检验等。在项目学习过程中,学生在教师的指导下完成教学计划规定的教学内容,理解和把握课程要求的知识和技能,培养分析问题和解决问题的思想和方法,提高了学习兴趣,调动了学习了积极性。
1.2?PBL(以问题为中心)教学法
PBL教学法强调以问题为中心,由学生自己发现问题或由老师提出问题,学生带着问题学,针对性强,目的明确,效率高。PBL的教学效果取决于教师和学生双方的合作,因此双方评价能客观反映教师和学生对PBL教学效果。首先是学生对自己掌握的知识,应用及各种技能的发展进行自评,组内成员之间互评。其次是指导教师在学生的自评和互评的基础上,对学生的发言次数,发言内容和质量,复习资料和书面报告、以及小组学习,相互合作等进行评价,结合试卷成绩对学生进行综合评价。第三是学生对教师的知识含量,教学态度,教学方法,语言表达,引导交流等方面进行评价。还要通过调查问卷对学生所学内容理解和记忆,分析问题和解决问题能力,自主学习,学习兴趣以及合作精神进行主观评价。
1.3?以现代教育技术为手段的网络教学方法
该课程充分利用现代教育技术手段和学校丰富的网络资源开展教学。课程组每位教师都配置有一台电脑,中青年教师均通过《现代教育技术应用》培训,掌握了常规教学媒体的使用、网络辅助教学平台及多媒体课件制作等现代教育基本技术。教学课件均采用多媒体技术制作,部分实验操作技术也以视频形式向学生做标准技术示范。课程标准、教案、课件、课堂录像、自主学习材料等资源均已上网,实现课程的网络化和教学资源的立体化,从而为学生学习提供更加互动、开放的学习空间。
1.4?真实演练法
运用真实的临床标本对生化检验检测项目进行真实演练,在设计的实训教学项目中,除回收试验和干扰试验外,其它项目全部来源于临床常见生化检验项目。
1.5?案例引导法
改变过去以教师“教”为中心的灌输式教学形式的传统教学模式,积极开展采用以案例分析为背景的教学模式,运用真实的临床案例导入项目学习内容,通过启发式教学方式,加强课堂讨论,深得学生喜欢。比如:讲授“糖代谢紊乱”这一章节时,授课教师到医院病案室借用内分泌科糖尿病病人的病历资料,在教学时以实际病例为背景,讲解和分析糖代谢紊乱致糖尿病发生的过程,让学生们理解更深入、透彻,掌握得更扎实。
1.6?仿真实训法
运用临床常用的检查项目为实训内容,实现教学临床零距离。
1.7?现场学习法
运用现有的优秀教学资源襄阳市中心医院、第一人民医院及中医医院(临床教学基地)开展现场教学,有效弥补院内学习的不足。
1.8?以综合能力为目的考核方式
为适应现代人才教育培养目标,我们建立了全新的以综合能力培养为中心的实践考试模式。实践考试与行业接轨,按行业标准,由专任教师及行业专家参与,对常规检测项目进行抽签考核。考核方式分为口试(20%)和实践操作技能考核(80%)两部分。口试主要考核测定项目原理、参考值、临床意义及注意事项的掌握情况;实践考核主要考核实训材料准备的完整性、操作的规范性、加样的准确性、结果计算的正确性及结果报告的规范性等方面,全方位对学生的专业综合技能和职业素质进行评价。
2 教学手段
本课程以教师为主导,学生为主体,运用多种现代教学手段提高教学质量和效率,为学生搭建良好的学习平台。具体采用的教学手段如下几点。
(1)“教-学-做-赛”一体化,在做中学,学中做,在“做”中“知不足”在“学”中“不知足”。“教、学、做、赛”一体化的教学手段是将理论教学与实践训练有机结合,在体现职业真实的学习情境中,教师的教、学生的学、学生的做、实践项目的实施及技能比赛揉合为一体,做中教、做中学、赛中练,教、学、做、赛合一。其实质是将教室、实验室和工作情境融为一体,让学生感受情境教学的氛围,在项目实施中学习技能,获得能力。(2)利用现场教学充分发挥优秀教学资源的作用,紧跟临床发展动向。(3)仿真实训室提供贴近临床真实工作岗位的实训环境。(4)及时对各实训教学项目完成结果进行组内及组间评价,有效促进学生对检测结果质量的重视。
3 成效
经过积极的教学方法和和教学手段改革,《生物化学及检验技术》已成为我院的一门品牌课程。特别是项目教学,深受校内外专家、同事的好评。通过项目教学的运用有力促进学生的学习积极性,自主学习比以前多了,课堂气氛更为活跃,课后利用业余时间做实验、讨论问题的学生也多了,技能考核成绩明显高于以前传统方法学习的班级。具体成效如五点。
(1)实验结果准确率明显提高。(2)技能考核成绩明显提高,由传统教学班级(2009级)的平均82.5分增加到到改革后的(2000级)平均89.3分。(3)见习学生能在一周内顶岗工作的人数大大增加。(4)同学们协作精神得到充分锻炼。(5)学生理论知识掌握总体水平也有明显提高。
篇3
水生植物生物接触氧化池小流域污水处理
一、实地考察与调研分析
(一)实地调研开封市水质情况并进行数据分析
2014年7月5日至15日,采集开封不同种类水样,采样时严格遵循采样规范。每日水样即时分析,需要存放的均按不同分析项目,加入一定的保存剂,并于特定的地方、特定的温度下进行保存。检验时,先往洗净的采样器中注满纯水,经放置24小时后,将纯水作为水样进行检测,若有待测物质检出时,容器重新洗涤。除每日分析所需的水样外,其余水样均作了封存,以备分析出现问题时,重新操作时使用。本次检测包含了饮用水,景观水,井水,农业用水,测得了总氮,总磷,COD,BOD等值。
(二)采集数据调研分析开封市水质情况
开封市工业废水处理率低,仅占全市废水总量的11.5%;工厂排放的废水达标率也低,仅占总量的12.6%,绝大部分废水未经处理直接排入到附近的河道中,造成地面水严重污染。除黑池和柳池作为饮用水源加以保护外,其余的均受到不同程度的污染。开封市地下水也已受到了不同程度的污染,尤其是浅层和中深层。
根据开封市多年平均水资源总量和供水总量的分析结果,计算出全市水资源的开发利用程度,具体分析结果见下表。
二、城镇污水处理厂区内创新改革实践项目
(一)改良污水处理工艺
目前污水处理化学工艺,主要包括预处理装置、混凝气浮池、生物接触氧化池和二次沉淀池。这些反应池对于污水处理成效起着决定性作用,因此,应首先对这些反应池进行改革,提升它们的反应效率和净化效果。
(二)创新污水处理技术
本研究采用了新型气浮系统。该污水处理装置在传统的加压溶气气浮工艺技术的基础上,充分吸收和发展国内外溶气和释气研究的新技术,经过流体力学等理论分析和实践创新,开发出高溶气量新型气浮系统,由该系统已经衍生研发出其他类的产品(专利号:ZL201220694868.2)。新型气浮系统在低压情况下运行,溶气量高、释放效果好,气泡为微纳米级,由于气泡尺寸较小,不受空气在水中饱和溶解度的影响,不受温度、压力等外部条件限制,极大提高了气浮的效率。不需要填料,能耗低,而且占地面积小,其溶气罐体积仅为传统溶气罐体积的20%。
三、创新设计城镇小流域水生植物净化池处理水污染问题
(一)水生植物修复富营养化水体的应用
A/O生物滤池采用SNP特种悬浮型生物填料,系统污泥浓度高,停留时间短;厌氧生物滤池:能耗低,为活性污泥法的十分之一,产泥量很少;好氧生物滤池:停留时间短,保证出水达标;所有设备可以采用利浦罐或拼装钢结构,具有施工周期短,投资低,占地节约,外观美观的特点;处理效果好,运行稳定,占地较小,操作管理简单,运行灵活性强;低投资,低运行费,尤其适合于规模低于2000~10000吨/日以下的小城镇污水处理厂;维修检修工作量低,需要运行操作人员的要求相对也较低。
(二)水生植物的净化效果
(三)优势与不足
利用水生植物净化污水具有以下优点:成本低,能耗小,对环境扰动小,植物资源可回收再利用,并获得一定经济效益,具有较高美化环境价值,利于整体生态环境的改善。对于包括我国在内的发展中国家,
环境污染和生态破坏都很严重,而环保投入又有限,水生植物净化技术将是一种很好的污染治理手段。我国河湖水面宽广,利用水生植物的自然条件比较好。如能因地制宜,发展以水生维管束植物为核心的净化系统,在污水处理过程中利用从污水资源转化而来的生物能源和资源,将是非常有意义的。
但是,它也有很多不足之处:植物系统易遭虫害,应注意防虫;植物的枯枝败叶易造成营养释放,需要及时清理;植物净化系统一般占地面积较大;容易遭受外来物种入侵。
四、结论
根据以上分析来说,改进化学工艺,利用水生植物的吸附和微生物治理污水是新颖的环保的但是目前还未大量普及的治理方法,价格低廉,效果显著,并且环保,是可持续环境友好型的治理方法,在不久的将来在政府的大力支持下,人类的观念改变下,一定可以广泛应用到实际生活中,成为主流的净化水的方法。也许将来这些形成系统的净化理论模型可以被推广到全国范围内的城镇当中,成为每一个利用城市内流河和人工湖改善调节城镇气候行之有效的理论依据。参考文献:
[1]张孝中.复合生物滤池处理城市高污染水体.
[2]蒋元勇,章茹,丰锴斌.南昌城市化与水资源环境交互藕合作用关系分析.
[3]方芳.缺氧生物滤池处理城市污水模型与仿真.
篇4
P键词:医学生物化学;E-learning平台;辅助教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)19-0211-02
医学生物化学是医学专业学生的一门重要的基础课程,在医学教育中起着承前启后的作用,是联系基础与临床的桥梁;目前医学生物化学多采用多媒体教学模式,这种教学模式中,教师多采用灌输式的方法,将基本理论教授给学生;学生始终处于被动的学习地位,缺乏和教师的互动,只能被动地接受讲课内容,而不会想到如何主动的去思考和运用所学的知识;再加上这门学科的相关研究进展更新速度快,相关新理论和新技术也日益更新,仅仅依赖于传统课堂教学不能取得较好的教学效果[1]。
为了提高生物化学的学习效果,我国的医学生物化学教育工作者在教学方法和教学方式上,仍在不断探索;E-learning网络课程平台辅助教学就是其中的一种很有效的方法,它以直观、生动的形式将医学生物化学中抽象、复杂的内容呈现出来,弥补传统课堂教学节奏快、师生互动少、理论与临床脱节等缺憾,E-learning辅助教学已经成为传统教学的重要组成部分,逐渐融入日常教学中[2]。
一、E-learning概述
E-Learning是通过因特网等数字化内容进行学习与教学的活动,是一种全新的“以学习者为中心”的学习方式,它改变了传统教学的教学结构和教育本质,是提高教学质量和效率的有效手段之一[3]。
(一)E-learning的学习模式
E-learning是一个学习管理系统,用来管理学生自主学习的完成情况和提高学习的效率,其基本的学习模式是任何人(anyone)在任何时间(anytime)、任何地点(anywhere)学习任何内容(anything)的个性化的4A学习模式[4]。
(二)E-learning的特点
E-learning是一种全新的教学模式和教学理念,它具有很多自身的特点。
1.灵活自主的学习模式。E-learning教学模式中教与学在时间上是相互独立的、分开的,学习主动权在学生手中,学生可以根据自己的需要选择学习内容、学习进度和学习的时间;实现学生自由、自主、自助式的学习。
2.丰富的教学资源。E-learning网络平台具有丰富的教学资源。E-learning网络平台的资源往往集一个学系或者单位所有老师的资源和智慧,这比传统的教学模式中一个班的学生只面对一个老师所获得的资源和知识多得多;同时E-learning网络平台也可以整合和共享其他医学院校的教学资源,共享优秀的网络课程,进一步地丰富和完备教学资源,这些都为学生提供了丰富的教学资源[5]。
3.较低的教育成本投入。我国的高等教育投入产出比率较低,各种硬件设施的广泛性建设消耗了大量资金,但是对于提高教学效果作用不显著。E-learning网络平台不需要建设大量的教室等硬件设施,相对投入较少,将网络平台建好后,除了后期的更新和维护外,基本上不需要花费额外的人力、财力和物力;同时E-learning网路平台也可以直接共享其他兄弟院校和国外院校的优秀资源,以较少的投入实现与国内外名校的互动互联。
二、E-learning对医学生物化学教学的促进作用
(一)E-learning能极大激发学生的学习兴趣
E-learning教学通过多媒体技术把医学生物化学中的一些比较难以理解的知识通过图片、动画或者视频等形式表现出来,有效克服了传统医学生物化学教学的抽象和枯燥等弊端,使理论教学变得生动、准确、易于理解,有助于提高学生获取知识的兴趣,增强学习的积极性和主动性。同时通过网络平台的互动栏目,学生可以随时向老师提出自己对于知识点的疑问,解决上课时遗留下来的问题,及时解决自己的疑惑。这样一种以教师为主导、学生为主体的教学模式,能够增强学生参与的主动性,积极发挥学生的学习积极性,激发了学生学习医学生物化学的学习兴趣,是提高课堂教学效率的重要途径。
(二)E-learning有利于知识的巩固和加深
知识的牢固掌握在于不断地复习和巩固,E-learning为学习者提供了一种全新的学习模式,学生可以根据自身的特点和自主选择4A的学习模式,有效提高对遗忘知识点重拾的速度和质量。同时E-learning可以建立探索式学习环境,让学生主动参与教学环境,帮助学生系统、连续、反复回顾所学知识点,不断地巩固、加深,最终变成自己的东西。
(三)E-learning可提高学生分析解决问题的能力
医学专业的学生毕业后所从事的职业主要是为患者服务,因此需要培养学生将所学的理论知识应用于临床实际,在E-learning教学中,授课老师可以将理论知识相关的临床疾病资料上传到网络平台上,供大家学习和讨论;同时我们也制做了一些相关的视频来解释理论知识和临床的疾病,比如本学系制作的酶原的激活与急性胰腺炎的视频,就把酶活的概念和临床上急性胰腺炎等病症结合在一起,通过这些资料和视频,学生提升了理论联系实际临床病例的能力,为将来的就业奠定了坚实的基础。
三、展望
E-learning与传统课堂教学相结合是一种全新的尝试,利用课程相关的E-learning平台不仅为学习者提供了一种全新的学习模式,也为医学生的终生学习提供了一个良好的学习平台和环境,基于E-learning的医学生物化学教学改革,有助于学生树立将医学基础知识之间、医学基础学科与临床实践相结合的意识,达到培养高素质临床医师的目的。
参考文献:
[1]涂硕,黄春洪,揭克敏.提高本科医学生物化学教学质量的策略探讨[J].教育教学论坛,2013,(3):71-72.
[2]Ruiz,J.G.,M.J.Mintzer,R.M.Leipzig.The impact of e-learning in medical education[J].Academic Medicine,2006,81(3):207-212.
[3]Cross,J.,An informal history of e-Learning[J].On the Horizon,2004,12(3):103-110.
[4]_忠民,陈楚君.E-Learning定义与特征研究[J].外语教学,2005,(03):60-64.
[5]刘倩倩.浅析E-Learning在研究性学习中的应用[J].现代教育科学,2010,(02):64-65,103.
Preliminary Application of E-learning in Biochemistry Teaching of Medical Schools
ZHANG Wei,LIN Hai-yan,CHEN Yuan-yuan,YUAN Li
(Department of Biochemistry and Molecular Biology,School of Basic Medical Sciences,Nanjing Medical University,Nanjing,Jiangsu 211166,China)
篇5
关键词:生物化学;乳糖操纵子;教学设计
生物化学是从分子水平探讨生命现象本质的一门学科,也是医学、生物学、农学等学科科学研究的工具学科。该学科对于培养农林医药院校学生解决问题的能力和创新能力是至关重要的。然而,由于生物化学学科非常抽象,主要是阐述体内蛋白质、DNA和RNA以及其他分子的相互作用过程,导致学生很难理解,使得生物化学课程成为农林医药院校最难学、不及格比例最高的学科之一。尽管在当前的教学改革过程中,以PBL为主导的理学教学方式[1]和以任务驱动型教学为主导的实验教学方式[2]对于实现真正的“以学生为中心”教学理念提供了新的教学方法,但传统的由教师主导的讲授法授课模式仍然是无法替代的。因而如何在教学过程中激发学生学习兴趣,如何能够深入浅出的将复杂的机制通俗化,一直是生化教学老师不懈的追求。本文以较抽象的基因表达调控中的乳糖操纵子为例,从导课、授课、知识拓展、强化训练、小结5个环节阐述如何进行生物化学教学设计。
1设疑导课激发学生学习兴趣
由于乳糖操纵子内容非常枯燥,而且比较复杂,所以在教学过程中先给学生讲述一个现象(给出一张细菌生长曲线图):当培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时,细菌的生长曲线不是大家熟悉的迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期,而是出现了2个对数生长期,中间有一个迟缓期。那么为什么会出现这种现象呢?接着给出一张细菌培养基中糖消耗曲线图,学生就会分析发现第一个对数生长期主要是培养基中的葡萄糖被消耗了,而第二个对数期是乳糖被消耗了。那么为什么葡萄糖和乳糖分别在第一个和第二个细菌生长对数期会被消耗呢?学生通过前面代谢部分的学习,一般都明白代谢葡萄糖和乳糖都需要酶,而且需要的酶不同,第一个对数期细菌体内有分解葡萄糖的酶,第二个对数期有分解乳糖的酶。也就是说培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时,细菌优先利用葡萄糖。那么这是为什么呢?最后给出细菌生长过程中lacmRNA、β半乳糖苷酶和β半乳糖透性酶,此时学生会发现乳糖代谢的基因——lacmRNA并没有表达,而且对应的基因表达产物β半乳糖苷酶和β半乳糖透性酶含量也很低,所以第一对数期不能分解乳糖,只有第二对数期才能分解乳糖。那么细菌体内如何实现这一复杂的基因表达调控过程呢?通过4次层层设疑,抽丝剥茧,引出乳糖操纵子的调控机制,大部分学生会好奇细菌是如何实现这一复杂调控过程的。
2始终围绕培养基中不含葡萄糖、只含有乳糖时乳糖操纵子才开始表达这一现象进行授课
通过前面3张图片的讲解,学生发现当培养基中只含有乳糖时,乳糖代谢相关的2个酶β半乳糖苷酶和β半乳糖透性酶产生了,而且编码这2个酶的lacmRNA也表达了。由此就引入了诱导表达和操纵子这两个概念。诱导表达就是加入代谢物后基因才开始表达;而操纵子就是一个lacmRNA产生2个以上的蛋白质。接着详细讲述乳糖操纵子的结构、操纵子中每个元件的功能。而且指出1961年,Jacob和Monod提出的操纵子模型在原核生物基因表达调控机制中具有普遍性,并于1965年获得诺贝尔生理学或医学奖。然后讲述为什么培养基中含有乳糖时该操纵子才开始表达主要是由于阻遏蛋白的负调控作用被乳糖诱导后解除。同时在讲解过程中要结合蛋白质和酶的变构效应,讲解阻遏蛋白与乳糖结合后结构改变不能与操纵序列结合,这样学生与前面学习到的知识融汇贯通,方便学生理解。乳糖操纵子阻遏蛋白的负调控机制只解释了只有在乳糖存在是乳糖代谢相关酶才开始表达,因而此时接着抛出另外一个疑问:为什么培养基培养基中同时存在葡萄糖和乳糖时,乳糖代谢的酶并没有被诱导呢?是不是还存在其他调控机制呢?由该疑问引出CAP蛋白的正调控机制,同样的CAP蛋白存在与cAMP结合后的变构效应导致功能改变的现象。最后总结过程中强调阻遏蛋白的负调控与CAP蛋白的正调控协调调节乳糖操纵子的表达过程,也解释了为什么“只有在培养基中不含葡萄糖、只含有乳糖时乳糖操纵子才开始表达”这一中心问题。
3侧重创新能力培养,进行知识拓展
知识拓展应该注重于学生分析问题和解决问题的能力培养,更加强调学生创新品质的培养。我们在教学过程中经常强调“授人以鱼,不如授人以渔”,因而在讲解完乳糖操纵子结构后,应当教会学生如何可以从GenBank中查询下载到该序列,如何找到乳糖操纵子结构中的各个调控元件和结构基因。学生一看非常直观,而且会有许多新发现:调控序列实际上很短,只有几十个碱基,而结构基因很长,有几千个碱基;阻遏蛋白结合的操纵序列和RNA聚合酶结合的启动序列实际上是重叠的;lacZ、lacY和lacA基因之间实际上有间隔序列;阻遏蛋白基因不隶属于乳糖操纵子,是独立转录的。通过教会学生如何使用GenBank查询下载序列,既为学生今后从事科研工作奠定了基础,同时学生又可以“做中学”,有不少新发现,而学有余力的同学课后就会查找文献,更深入地了解原核基因表达调控的特点及机制。同时在知识拓展时还要强调新进展,强调这个领域中目前的创新性的成果。如我们讲述了Bhogale等2014年发现在大肠杆菌中,乳糖操纵子有非诱导状态转化为诱导状态,不仅与阻遏蛋白在操纵序列的解聚相关,同时与阻遏蛋白与操纵序列解聚的周期相关。学生会发现这样一个经典的模型,直到今天都在不断发展、不断完善,有力于培养学生学无止境的学习品质和创新精神。
4围绕重点、难点进行强化训练
大学的教学课堂要不要进行强化训练,一直以来都饱受争议,其主要原因就是学生过去在高中阶段长期深受“填鸭式教育”和“应试教育”毒害。但是我们认为课堂上适当的强化训练还是必要的,有利于学生对重点难点内容的理解和掌握。本校教师赴美国犹他大学访学后发现,国外的医学院考试是非常多的,生物化学部分内容每2周考试一次,学生学习基础医学部分内容一年后就参加类似于国内执业医师的全国性统一考试,2次机会,没考过直接退学了。因此,我们针对乳糖操纵子正负调控机制和历年来考试中学生多选题失分较多,安排两道单选题和两道多选题,先让学生通过扫描二维码在问卷网回答,然后教师现场直接在问卷网查询学生答题结果,查看学生掌握情况,与学生一起分析回答错误的原因。
5提纲挈领进行小结,提出问题引发学生思考
小结是对一堂课内容的简要概述,也是对一堂重难点内容的再次强化,有利于学生对所学内容进行整体性掌握。在进行乳糖操纵子讲述过程中可以自己制作一个简单的动画,概述乳糖操纵子结构、阻遏蛋白的负调控和CAP蛋白的正调控作用。这样学生对本节内容有个整体性的认识,不至于“只见树木不见森林”。然后可以提出一道思考题供学生课后研究性学习:“人体中是否有乳糖代谢相关的酶?该基因在东亚人群和欧美人群中的表达调控特点有何差异?为什么不少同学喝牛奶后有轻微的腹泻呢?”这个问题既和本节学习内容密切相关,又与学生的日常生活密切相关,可以解决学生“为什么学?学后有什么用?”的疑惑。
6结语
上好一堂生物化学课,授课教师需要有高度的责任心,查阅大量文献,对课堂进行精心的设计,才能收到良好的教学效果。而传统高校教师教学过程中,由于存在“重科研,轻教学”的思维定式,一般课堂教学设计时以教材中的章为单位进行教学设计,往往涵盖3~5个课时的教学内容。这就导致学生在一节课的学习中感觉非常凌乱、不系统,无法感受到那些内容是重点内容,往往老师在讲课时常常强调这里是重点啊,但是几分钟就讲完了,学生根本没有听明白。因而我们建议在教学过程中要以一节课作为单位进行教学设计,从导课、授课、知识拓展、强化训练、小结5个环节进行“深雕细琢”。同时在教学过程中要层层设疑,激发学生学习兴趣,以本节内容为例,我们先后设计了5个问题引发学生思考,而且问题一环扣一环。此外,要充分利用小结的机会,对一节课的内容进行简单的回顾,让学生对教学内容有整体性的认识。最后,再提出与本教学内容和大家日常生活都密切相关的问题,引发学生思考,让学生明白生物化学和大家的生活其实是密切相关的,而不是抽象的、无用的。
参考文献
[1]李崇奇,张晨岭.PBL教学在生物化学教学中的应用[J].江苏第二师范学院学报,2014(05):22-25.
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1.1类比教学的概念。所谓类比法,它通过对已知事物的性质和特点的分析而对另一事物的特性做出推断,找出二者之间的相似性,以此达到认识新的事物,解决新问题的目的。类比主要包括雷同性类比、反意性类比和夸张性类比三种。类比法运用于教学即是类比教学,指在教学过程中,老师通过知识之间的相关性帮助学生理解和掌握新知识,通过类比,用学生耳熟能详的常用事物来说明新知识的性质、特点,是新的知识在学生头脑中具体化和熟悉化,帮助学生的理解、掌握和运用。
1.2类比法在生物化学和分子生物学教学中的优势。对于教学主体而言。在教学过程中,在生物化学和分子生物学教学过程中,概念的讲解是必不可少的基础过程,但是往往枯燥无味,难以提起学生的学习兴趣,使用类比教学能够将抽象的概念具体化和生活化,让讲解过程变得轻松有趣,让知识变得通俗易懂。对学生来说,也能够用已有经验来解释新的知识,建立新旧知识点之间的有效联系,避免用死记硬背的方法完成学习任务,达到减轻学习负担,提升学习效率的目的。另一方面,对于生物化学和分子生物学的学科特点而言,类比教学具有明显优势。生物化学和分子生物学设计的知识点较为庞杂,需要对理论知识和实践知识进行联系起来进行交叉阐述,且这些知识以概念理论为主,很大一部分是要求学生记忆的基础性知识,学生掌握不牢固对其以后的学习会造成很大的困难。使用类比教学,能够帮助学生将各种知识联系起来,举一反三、触类旁通的巩固旧知识和掌握新知识,具有很好的教学效果。
2、类比法在生物化学和分子生物学教学组织中的应用
前文已经详细分析了类比法在生物化学和分子生物学教学中的优势,那么,具体在教学过程中应如何操作?下面将进行具体阐述。
2.1了解类比教学的特点,挖掘教材的类比因素。在具体的教学实践中,教师所能运用的类比例子并不多,这需要教师在备课的时候有意识的发掘各种能够进行类比教学的因素,否则,仅仅凭借上课时的灵感,随便举例、打比方,这样的类比教学是不科学的,对课堂效果只会起到相反的作用。因此,对于教师而言,应当深入了解类比教学的特点,形成系统科学的类比教学的相关知识,在对两种事物进行类比分析时,不要拘泥于事物之间的颜色、形状等表面属性的相似性的比较,更应对二者的结构、功能进行仔细推敲和分析。对于挖掘出来的类比关系,也不能随意使用,需用讨论和反推等方式进行合理验证,保证在教学过程中所使用的类比教学方法的科学性和严谨性。
2.2科学使用类比教学法,提高教学的科学性。在生物化学和分子生物学教学过程中使用类比法进行教学,不仅仅是一种教学方式和手段的变化,更要求教师对这种教学方式有更深入的了解,在教学过程中科学的使用,充分体现类比教学的优势地位。在课堂上,教师要清楚的呈现两类知识之间的类比关系,对二者的性质、结构、功能等作出详尽的讲解,帮助学生梳理二者之间的相似性与相异性,使学生更好的理解和掌握知识,能够做出基本的判断和推理,做到举一反三,触类旁通。同时,在教学过程中,可以鼓励学生自己提出类比关系,对他们所提出的类比关系进行讨论,分析类比的可行性和科学性,对于错误的类比关系做出纠正和进行重点讲解,对正确的类比关系做出鼓励,这样可以加深学生对类比因素的了解,让知识掌握的更加牢固。
2.3重视类比在预测和推理方面的作用,培养学生推理和自学能力。对于生物化学和分子生物学的教学,类比法不仅在讲解知识、提高教学效果方面有很大的作用,更重要的是能够探索更多的未知领域,培养出“像科学家一样学习”的学生。在进行类比教学过程中,教师不仅自己能够扩展知识面,而且能帮助学生以新的眼光看待知识,培养学生的推理和预测方面的能力,使他们自己在学习过程中发现各种问题,独立进行思考,并对自己的结论进行推理、预测和验证,最终依靠自己的力量解决问题。这样的过程,就是科学的思维习惯的形成过程,也是推理能力、实践能力和自学能力不断提高的过程。
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论文摘要:在当前大学生心理健康越来越受到全社会关注的形势下,高校图书馆要充分发挥自身的优势,积极参与大学生心理健康教育中来。深化图书馆的服务意识和教育职能,做好知识教化、道德教化、情感教化三位一体的教育功能。借助图书馆的阅览导读工作将阅读疗法运用到实际工作中去,积极帮助有心理障碍的同学走出误区。
高校图书馆作为全面收藏各种知识信息载体、保存人类文化遗产、开发信息资源,进行社会教育职能提高全民素质的阵地,正日益受到社会各界和人们的注目。因此,在新时期教育方式转化进程的今天,我们应将这些知识财富全方位、多角度地对学生进行影响,激发他们的审美情趣,陶冶他们的情操,改造他们的世界观,丰富他们的内涵,为深化图书馆的服务意识和教育职能做好知识教化、道德教化、情感教化三位一体的教育功能。并积极参与到大学生心理健康教育中来,使学生在学习专业知识的同时,建立一个健康向上的心理,如期学成离校。为此,我们要根据当前大学生的总体心态,尽早地尝试“阅读疗法”,去帮助那些有心理障碍的同学走出误区。
一、何谓阅读疗法
“阅读疗法’.又称“图书疗法”。在西方已有几百年的历史,在我国也源远流长,目前仍受国内外医学界和图书馆界的普遍重视。它可广泛用于多种疾病的辅助治疗和早期预防。尤其是心理病和心理障碍的治疗。它主要是根据不同病人的病情、心理状况、智力水平、个人兴趣和博学程度等为病人推荐不同类型的能够解决实际问题的图书,来帮助病人坚定战胜疾病的信念,改善病人的情绪,排遣病人对疾病的优虑,以最终缓解或解除其心理障碍的一种图书阅读辅助治疗方法。
图书具有营造良好心情,松弛紧张心理的作用,同时也可以激励培养人的意志。特别是近几年,越来越多的人对阅读疗法持肯定态度。
二、阅读疗法的作用机制
阅读疗法之所以能够治病,就在于图书它传达给读者的情感恰好减弱或抵消了郁藏于读者心中的不利身心健康的情感,从而缓解、减轻了读者的病情,调整保证了机体与其生存所在的环境保持细致的平衡,这就是阅读疗法的作用机制。
早在几千年前的远古时代,祖国医学就有七情失衡致病之说。七情,就是喜、怒、忧、思、悲、恐、惊七种情志。人的情志是在机体的正常调节下,随着外界环境各种条件的刺激而产生的种种反应性活动,一般属于正常的生理现象,不会引起疾病。但如果情志活动过度,泼动过于剧烈,或持续过久,每易影响机体内阴阳平衡失调,脏腑功能紊乱、经络阻塞、气血不和,成为疾病发生的条件。不同的情志变化,可以影响不同脏器,产生不同的病理和症状。如喜伤心,则血气散,不能上奉心神,神不守舍,可以出现失神、狂乱等证候。怒伤肝,则肝气上逆,血随气而上溢,则面赤,气逆,甚至吐血,呕血,昏厥卒倒。忧思伤脾,使脾气郁结,结于胸腹,于是胸院痞塞;脾气受伤,运化无力,则饮食不思,消化不良。悲优伤肺,则肺气抑郁,甚至耗气伤阴,而致形瘁气乏。惊恐伤肾,则精气内夺,肾气受伤,气陷于下,可见二便失禁等症。正如《素问.阴阳应象大论》说:“怒伤肝,喜伤心,思伤脾,优伤肺,恐伤肾。”同时,七情致病,不仅能伤及五脏,而且能使人体气机紊乱,气化功能发生异常,使五脏之气的平茜协调关系受到影响,正如《素问,举痛论》说:“怒则气上,喜则气缓,悲则气消,恐则气下,惊则气乱,思则气结。”
七情致病,虽然各有所伤,但从临床实际情况来看,多与心、肝、脾三脏关系密切。如喜、惊、恐都能影响心主神明,出现心悸、失眠,甚至精神失常;悲、优、思,皆能影响脾的运化功能,出现脱腹胀满,食欲不振,久则肌肉消瘦;郁怒不解,能影响肝的条达和疏泄功能,出现胁肋胀痛,急躁易怒,暖气等症。
总之,七情亦是内伤疾病发生的主要致病因素。这种病变因素,是人与外界事物接触后产生的,也就是各种精神活动的具体表现,随着不同事物、不同环境的影响,而有不同的变化。人在大自然中必须和周围环境密切接触,情志时刻在活动变化,但是虽动而有节制则无伤。因此,人的精神面貌,思想状态对疾病的发生与发展至关重要,影响很大。它既可使人发生疾病,又是战胜疾病的重要条件。所以,我们要尽早采用阅读疗法,充分调动人的积极因素,用阅疗去解除病人的精神负担,端正他们对待一切事物和环境的态度,从而战胜心理障碍,解除心理疾病。
一些业内人士说,如果病人在治疗期间能够通过阅读重新领悟人生,取得一些积极的认识,那将是对常规疗法的极大配合,有时在疗效上甚至远远胜过药物。然而,由于人与人之间有生活经历、文化水平等各方面的差异,对同一作品领悟的结果是不一样的,有的人的领悟是积极的,积极到可以救人,有的人的领悟是消极的,消极到可以杀人。有人领悟到人生就是受难,拼搏也是白搭,相反的领悟会把情绪向相反的方向调节,阅读带来的疗效也就截然不同,所以实施阅读疗法,推荐读物的环节十分关键,要把握一些基本的原则,其中最基本的原则之一就是当患者情绪或态度偏执的时候,不能再推荐可能引导患者进一步向偏执方向发展的读物,例如,历史上中国曾有相思加肺病的女子读红楼梦而加重病情,命丧黄泉。总之,推荐读物首先应考虑到过于悲愤的人要给他推荐令其高兴的书,过于兴奋的人要给他推荐促其冷静的书,而不能以悲添悲,以优济优,在其阅读过程中要细心观察,以防领悟走偏,适得其反,一旦发现患者领悟上出现偏差,要设法终止其阅读活动。
每人都是社会中的一员,王波等人曾说,人在社会生活中建立的大部分与他人的关系是通过各种事件形成的,当与他人及事物之间的关系处在不平衡状态时,就会体验到不愉快,这种不愉快的体验可以作为一种动机,驱使人采取竞争等多种方式,参与或制造一些事件,将不平衡状态转化成平衡状态,但是如果这种不平衡的状态长久得不到扭转,不愉快的体验长期郁积,人就有可能被挤逼到疾病那儿去。阅读的可贵就在于人们通过它可以进人到一个虚拟的现实世界,在这时你或许会发现一个叫作0的人,他跟你的经历、性格都十分的相似,可是他却比你更贫穷、更弱小、更倒霉、更悲惨。在阅读之前,你可能只和单位里叫作0的人相比较,那个人根本不如你或同你差不多,但他却借着某个事件飞黄腾达,志得意满,引起你的愤葱和不平,阅读之后,你开始尝试和0比较,结果在后一个中,你找到了平衡,找到了愉快,也找到了健康。这就是通过阅读悲剧性的读物,以书中人物的不幸冲垮自己胸中的块垒,来扭转或扔掉不良情绪,达到防病治病的目的。
三、针对大学生心理障碍类型、开展阅读疗法新尝试
(一)大学生心理障碍类型
1.大一综合症。一些学生以前都是按照家长设计好的路一步步走到今天,在大学这个什么都要靠自己的地方,却失去了目标,不知道该干什么,于是便不知所措,产生恐慌心理。还有一些学生进人大学前是学校的尖子生,但进人大学之后,由原来的尖子生在芸芸骄子中成为普通生或后进生,这种反差会使他们产生强烈的挫折感和失落感,甚至自卑、失望,自暴自弃,产生无形压力,影响大学的学习和生活。 2.人际交往心理障碍。大学生与人交往和相处的经验相对较少,他们对良好的人际关系抱有极大的期望,希望能建立和谐、真诚的人际关系,但是,这种期望又往往过于理想化,对别人要求或期望过高。因此,他们一旦在人际交往中遇到挫折,就会造成对人际关系状况的不满,把交往失败的原因仅仅归结为对方对自己的误解,导致其心理的封闭,失去了与他人沟通的愿望,在被动交往的过程中产生焦虑、恐惧等心态。
3自我认知障碍。近几年人学的大学生中独生子女越来越多,在家都是衣来伸手,饭来张口,受到过分保护和宠爱。他们心理特别脆弱,承受挫折和适应环境的能力差,缺乏对自己、他人、社会的正确认识和评价,面对复杂的社会生活感到茫然。
4.就业心理障碍。由于现实生活竞争激烈,就业不容易,大学生在择业过程中往往心理准备不足,美好的愿望有时会被无情的现实击得粉碎。复杂的心理使他们极度焦虑,如不及时加 以疏导,就会产生心理障碍。
5.恋爱心理困惑。恋爱是以感情为基础的,随着恋爱的进展,双方必然在心理上发生很大的变化,如果情绪反映过于强烈,就会影响到身心健康。大学生由于人生经历少,心理尚不成熟,在恋爱中难免出现各种问题,很容易形成心理障碍。
总之,这些因精神和情绪因素而引发的症状和亚健康状态,我们可以通过阅疗与文献中的精神分享相互作用来进行治疗。不同程度地矫正他们病理性情绪状态、减轻环境给人的压力。
(二)尝试阅疗概括几种有益形式
1振奋精神。高校图书馆的书刊,具有质量高,内容新,积极向上的特点。大学生因失恋,学习成绩差,人生目标不明确等原因而导致精神颓废,通过读书可以振奋精神,增强意志力,控制情绪,克服困难。
2.排遣烦恼。大学生因心理困扰得不到宣泄和疏导而造成的抑郁、焦虑、孤独、自卑等情绪,往往是挥之不去的。在阅读的过程中,读者就会不由自主地与作者的感情进行交流消除烦恼。通过阅读,会逐渐建立起健康平和的心态,松弛情绪,排除烦恼,愉悦身心,增强自信心。
3.拓宽视野。大学生有些心理问题是由于视野不开阔,高校图书馆在开展阅览导读服务工作的同时,要特别注意观察了解那些有心理障碍的同学,在调查了解学生心理状况基本情况之后,因人而异地采用一些服务方式和内容,大胆尝试,积极探索,有目的的实施图书治疗服务。
4.获取知识。图书馆中许多心理方面的书刊都是心理专家们在心理咨询工作中的经验总结。仅就交际方面就有《交际与口才》、《做人与处世》、((涉世之初》等书刊。它们是指导大学生如何做人、如何交际的良师益友。任何一位心理医生、辅导员、父母亲人,都不像这些书刊那样全面系统地反映出大学生交际中普遍存在的问题,并提出如何解决的办法。
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关键词:电镀 重金属废水 治理技术
概述
电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。
电镀废水的成分非常复杂,除含氰(CN-)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类,一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视,研制出多种治理技术,通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,目前,电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段,资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。
1电镀重金属废水治理技术的现状
1 .1化学沉淀
化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
1.1.1中和沉淀法
在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点[1]:(1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;(2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;(3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;(4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
1.1.2硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,而且反应的pH值在7—9之间,处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是[2]:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法,即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时防止有害气体硫化氢生成和硫化物离子残留问题。
1.2氧化还原处理
1.2.1 化学还原法
电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在,因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后,投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一,在我国有着广泛的应用,其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同,可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。
应用化学还原法处理含Cr废水,碱化时一般用石灰,但废渣多;用NaOH或Na2CO3,则污泥少,但药剂费用高,处理成本大,这是化学还原法的缺点。
1.2.2 铁氧体法
铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4,使Cr6+还原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值至8左右,使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应,形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高,易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外,特别适用于含重金属离子的电镀混合废水。我国应用铁氧体法已经有几十年历史,处理后的废水能达到排放标准,在国内电镀工业中应用较多。
铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70oC),能耗较高,处理后盐度高,而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。
1.2.3 电解法
电解法处理含Cr废水在我国已经有二十多年的历史,具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术,能减少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金属,已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高,一般经浓缩后再电解经济效益较好。
近年来,电解法迅速发展,并对铁屑内电解进行了深入研究,利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。
另外,高压脉冲电凝系统(High Voltage Electrocagulation System)为当今世界新一代电化学水处理设备,对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%;电解时间缩短30%—40%;节省电能达到30%—40%;污泥产生量少;对重金属去除率可达96%一99%[3]。
1.3 溶剂萃取分离
溶剂萃取法[4]是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触,可连续操作,分离效果较好。使用这种方法时,要选择有较高选择性的萃取剂,废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在,例如在酸性条件下,与萃取剂发生络合反应,从水相被萃取到有机相,然后在碱性条件下被反萃取到水相,使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性,然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,使这种方法存在一定局限性,应用受到很大的限制。
1.4 吸附法
吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单,在废水治理中应用广泛,但活性炭再生效率低,处理水质很难达到回用要求,一般用于电镀废水的预处理。腐植酸类物质是比较廉价的吸附剂,把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含Cr、含Ni废水已有成功经验。有相关研究表明,壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂,壳聚糖树脂交联后,可重复使用10次,吸附容量没有明显降低[5]。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂,铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr 6+的去除率达到99%,出水中Cr 6+含量低于国家排放标准,具有实际应用前暑[6]。
1.5 膜分离技术
膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术,包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀工业废水,处理后废水组成不变,有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理,已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水,已处理水可以回用,实现闭路循环。液膜法治理电镀废水的研究报道很多,有些领域液膜法已由基础理论研究进入到初步工业应用阶段,如我国和奥地利均用乳状液膜技术处理含Zn废水,此外也应用于镀Au废液处理中[7]。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术,该项技术在金属萃取方面有很大进展。
1.6 离子交换处理法
离子交换处理法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法,应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等等,离子交换树脂有凝胶型和大孔型。前者有选择性,后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大,因而在应用上受到很大限制。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力,多数情况下离子是先被吸附,再被交换,离子交换剂具有吸附、交换双重作用。这种材料的应用越来越多,如膨润土[11],它是以蒙脱石为主要成分的粘土,具有吸水膨胀性好、比表面积大、较强的吸附能力和离子交换能力,若经改良后其吸附及离子交换的能力更强。但是却较难再生,天然沸石在对重金属废水的处理方面比膨润土具有更大的优点:沸石[9]是含网架结构的铝硅酸盐矿物,其内部多孔,比表面积大,具有独特的吸附和离子交换能力。研究表明[10],沸石从废水中去除重金属离子的机理,多数情况下是吸附和离子交换双重作用,随流速增加,离子交换将取代吸附作用占主要地位。若用NaCl对天然沸石进行预处理可提高吸附和离子交换能力。通过吸附和离子交换再生过程,废水中重金属离子浓度可浓缩提高30倍。沸石去除铜,在NaCl再生过程中,去除率达97%以上,可多次吸附交换,再生循环,而且对铜的去除率并不降低。
1.7 生物处理技术
由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。
1.7.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,且生长快、易于实现工业化等特点。此外,微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。
1.7.2 生物吸附法
生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点,已经被广泛应用。
1.7.3 生物化学法
生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明,生物化学法处理含Cr 6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%[11]。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理,结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人[12]用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液,当pH为4.0时,去除率达99.12%。
1.7.4 植物修复法[13]
植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量,以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法,它是生物技术处理企业废水的一种延伸。利用植物处理重金属,主要有三部分组成:(1)利用金属积累植物或超积累植物从废水中吸取、沉淀或富集有毒金属;(2)利用金属积累植物或超积累植物降低有毒金属活性,从而可减少重金属被淋滤到地下或通过空气载体扩散:(3)利用金属积累植物或超积累植物将土壤中或水中的重金属萃取出来,富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。通过收获或移去已积累和富集了重金属植物的枝条,降低土壤或水体中的重金属浓度。在植物修复技术中能利用的植物有藻类、草本植物、木本植物等。
藻类净化重金属废水的能力,主要表现在对重金属具有很强的吸附力[14],利用藻类去除重金属离子的研究已有大量报道[15]。褐藻对Au的吸收量达400 mg/ g,在一定条件下绿藻对Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金属离子的去除率达80 %—90 %,马尾藻、鼠尾藻对重金属的吸附虽然不及绿海藻,但仍具有较好的去除能力。
草本植物净化重金属废水的应用已有很多报道。凤眼莲是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物,它具有生长迅速,既能耐低温、又能耐高温的特点,能迅速、大量地富集废水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多种重金属。有关研究发现[16]凤眼莲对钴和锌的吸收率分别高达97%和80%。此外,还有很多草本植物具有净化作用,如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
木本植物具有处理量大、净化效果好、受气候影响小、不易造成二次污染等等优点,受到人们广泛关注。同时对土壤中Cd、Hg等有较强的吸附积累作用,由胡焕斌等[17]试验结果表明:芦苇和池杉对重金属Pb和Cd都有较强富集能力。
转贴于 2电镀重金属废水治理技术展望
随着全球可持续发展战略的实施,循环经济和清洁生产技术越来越受到人们关注。电镀重金属废水治理从末端治理已向清洁生产工艺、物质循环利用、废水回用等综合防治阶段发展。未来电镀重金属废水治理将突出以下几个方面:
(1)贯彻循环经济、重视清洁生产技术的开发与应用;提高电镀物质、资源的转化率和循环使用率;从源头上削减重金属污染物的产生量,并采用全过程控制、结合废水综合治理、最终实现废水零排放。
(2)电镀重金属废水的处理技术很多,其中生物技术是具有较大发展潜力的技术,具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点。随着基因工程、分子生物学等技术的发展和应用,具有高效、耐毒性的菌种不断培育成功,为生物技术的广泛应用提供了有利条件。对于已经污染的、范围大的外环境,可采用植物修复技术治理,在治污的同时,不仅美化了环境,还可以获得一定的经济效益。
(3)综合一体化技术是未来电镀废水治理技术的热点。电镀废水种类繁多,各种电镀工艺差异很大,仅使用一种废水治理方法往往有其局限性,达不到理想的效果。因此,综合多种治理技术特点的一体化技术应运而生。
3 结束语
综上所述,虽然化学法、物理化学法、生物化学法都可以治理和回收废水中的重金属,但通过生物化学法处理重金属污水成本低、效益高、容易管理、不给环境造成二次污染、有利于生态环境的改善。但生物化学法也有一定的局限性,无论是植物还是微生物,一般都具有选择性,只吸取或吸附一种或几种金属,有的在重金属浓度较高时会导致中毒,从而限制其应用。尽管如此生物化学法的研究和发展仍有广阔前景,许多学者通过基因工程、分子生物学等技术应用,使生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。我们应该充分利用自然界中的微生物与植物的协同净化作用,并辅之以物理或化学方法,寻找净化重金属的有效途径。
[参考文献]
[1]何升霞,姬相艳。利用废铁屑处理含铬废水试验研究[J]。油气田环境保护,2002,10(2): 36—37。
[2]苏海佳,贺小进,谭天伟。球形壳聚糖树脂对含重金属离子废水的吸附性能研究[J]。北京大学学报,2003,30(2):19—22。
[3]翁国坚,李湘祁,烫德平,等。铝锆柱撑蒙脱石处理Cr6+废水的应用研究[J]。福州大学学报,2003,31(1):116—119。
篇9
关键词:胃癌;发病原因;预防治疗
第一节 胃癌概述
1 全球肿瘤发生的情况
恶性肿瘤是一类严重威胁人类健康的多发病和常见病。根据世界卫生组织2003年公布的数据,2000年全球共有恶性肿瘤患者1000万,其中男性530万,女性470万;因恶性肿瘤死亡者高达620万,占总死亡人数的12%,在多数发达国家这一数字可达25%。在发展中国家,由于城市化进程的加快,饮食习惯及与之密切相关的肿瘤的发生均将逐渐转变成经济发达国家的类型。如果这一趋向得不到改善,预期到2020年,全球每年新发病例将达1500万;肿瘤病人总数,在发展中国家将增长73%,而发达国家增长29%。这很大程度上是老年人口增加的结果。我国2002年公布的发病情况(全国12市县1993~1997年登记资料统计),发病率男性为143.9/10万~213.1/10万;女性为112.9/10万~157.2/10万。面对这一严峻的局面,全球应当联合行动抗击癌症,救治千百万癌症患者的生命,各国应当采取必要的防治措施。
2 人类对肿瘤的认识
肿瘤是一类古老的疾病。回顾历史,在相当长的一段时期,中外医学都强调肿瘤是一种全身性疾病。把它只当成局部恶变或过度增殖的年代只有一百多年。其中包括癌基因和抑癌基因的参与;癌变的同时需要或引起免疫学和生物化学方面的改变。单纯形态学的描述已经远远不能满足临床判断有无微量残存肿瘤细胞、制订治疗方案、预测可能的治疗结果及监测复发的需要。
男性胃癌的发病率和死亡率高于女性,男女之比约为2:1。发病年龄以中老年居多,35岁以下较低,55~70岁为高发年龄段。我国胃癌的发病率在不同地区之间有很大差异。北方地区的甘肃、宁夏、青海及东北等地高发,湖南、广西、广东以及云南、贵州、四川发病率较低:全国平均年死亡率约为16/10万(男性21/10万,女性10/10万)。
第二节 发病原因
胃癌的发生是一个多步骤、多因素进行性发展的过程。在正常情况下,胃黏膜上皮细胞的增殖和凋亡之间保持动态平衡。这种平衡的维持有赖于癌基因、抑癌基因及一些生长因子的共同调控。此外,环氧合酶一2(cyclooxygenase-2,COX-2)在胃癌发生过程中亦有重要作用。与胃癌发生相关的癌基因包括:ras墓因、bcl-2;抑癌基因包括:野生型P53、APC、DCC、MCC等;生长因子包括:表皮生长因子(EGF)、转化生长因子一α(TGF-α)等。这种平衡一旦破坏,即癌基因被激活,抑癌基因被抑制,生长因子参与以及DNA微卫星不稳定,使胃上皮细胞过度增殖又不能启动凋亡信号,则可能逐渐进展为胃癌。多种因素会影响上述调控体系,共同参与胃癌的发生。
1 环境因素
第一代到美国的日本移民胃癌发病率下降约25%,第二代下降约50%,至第三生胃癌的危险性与当地美国居民相当。,故环境因素在胃癌发生中起重要作用。某些环境因素,如火山岩地带、高泥碳土壤、水土含硝酸盐过多、微量元素比例失调或化学污染可直接或间接经饮食途径参与胃癌的发生。
2 饮 食
流行病学研究提示,多吃新鲜水果和蔬菜、使用冰箱及正确贮藏食物,可降低胃癌的发生。经常食用霉变食品、咸菜、腌制烟熏食品,以及过多摄入食盐,可增加危险性。高盐的盐渍食品被认为是胃癌发生的一种危险因素。长期食用含硝酸盐较高的食物后,硝酸盐在胃内被细菌还原成亚硝酸盐,再与胺结合生成致癌物亚硝胺。我国胃癌高发地区居民每人每年摄盐量为9kg以上,而低发地区居民的摄盐量则为4~7.5kg。对比调查还发现胃癌高发地区的食物品种多较单纯,而低发地区的副食品种类多,新鲜蔬菜、豆类及动物蛋白的摄入量也多,这可能表明胃癌与营养素失去平衡有关。此外,慢性胃炎及胃部分切除者胃酸分泌减少有利于胃内细菌繁殖。老年人因泌酸腺体萎缩常有胃酸分泌不足,有利于细菌生长。胃内增加的细菌可促进亚硝酸盐类致癌物质产生,长期作用于胃黏膜将导致癌变。
3 遗传因素
胃癌有明显的家族聚集倾向,家族发病率高于人群2~3倍。最著名的Bonaparte家族例子很好地说明了遗传因素在胃癌发病中的作用,拿破仑、他的父亲和祖父都死于胃癌。
第三节 胃癌扩散方式及临床表现
1 扩散方式
1.1直接蔓延侵袭至相邻器官
胃底贲门癌侵犯食管、肝及大网膜,胃体癌侵犯大网膜、肝及胰腺。
1.2淋巴结转移
篇10
目前,食品质量安全问题开始受到社会各界的高度重视,过去那种常见的化学检测很难真正满足食品检测的需要。在这种需求的背景下,很多方便、精确、并且节约成本的检测方法被人们发现推广,广泛应用于食品安全检查工作,生物传感器是一种更快速、敏感的检测仪器,直接已经成为食品快速检测技术的主要研究方向。生物传感集成现代电子技术和生物技术为一体,是一种新的高科技产品,它的应用有着非常深远的意义。
生物传感器的概述
生物传感器包含了现代科技技术,是一种标志性的技术,在采用传感技术领域的所有功能中发挥重要作用,成为现代信息产业发展的重要支柱。生物传感器主要是生物传感元素特有的敏感性和特异性,于传导的组合,并通过各种生物材料和代谢产品专门用于探测和识别的生物化学。生物传感器被广泛应用于生物医学和食品信息的测试方面,将检测和分子识别的特异性检测的元素有效结合后进入生物活性物质,产生化学和物理反应,因此使用传感器将其转换为定量,可以处理多种信号类型,然后通过电路进行处理,最终实现对测量对象的有效检测。
从结构商看,生物传感器包括识别部件和转换部件。识别部件主要是生物个体细胞、生物体分析等,转换部件主要为辅助部件,完成系统测量功能。生物传感器有很多特点,操作简单,选择性好,可重复使用,检测成本低,费用廉价。
生物传感器在食品污染检测中的应用
食品微生物的检测。食品安全检查非常复杂,生物传感器的使用可以大大提高检测速度和灵敏度分析,使整 个测试过程非常简单。利用生物传感器检测的食品,其中包含几个测试操作,微生物检测是非常重要的,因为微生物产生的毒素本身造成严重威胁食品安全的,有很多食物中毒事件发生的原因都与微生物脱离不了关系,食品中微生物可以被生物传感器良好的监测。近年来,国内外学者通过基因芯片分析致病细菌的食物,来检测和识别各种特定的菌株,然后通过设计通用引物的方式扩张增加了细菌核糖体,直接放大和包含探测器的低密度芯片杂交,进行检查的目的,从而发现检测各种各样的微生物。
食品药物残留的检测。近年来,人们对食品的健康和安全观念是越来越重视,农药和兽药残留在食物中引起人们更多的关注和担忧,所以药物残留快速检测食品已成为研究的发展方向。能充分利用生物传感器,基于免疫原理的食品进行药物残留检测工作,比如用单克隆抗体蛋白的方法将其固定在压电晶体上的金电极表, 而被检测物中的莠去津所具备的吸附效果将导致石英晶体振荡频率的明显变化。因此根据频率的变化来检测的浓度测试材料,测试的下限可达到1.5ng/ml。通过这个实验可以发现, 将莠去津固定在压电晶体上测试的下限可以达到0.025ng/ml的标准。
食品激素的检测。通常在一些肉类食物更多的积累和残留激素,采取这种激素检测方法主要是免疫的方法。酶联免疫吸附是一个极为重要的方式之一,是主要利用抗原和抗体的特异性免疫反应,通过酶催化来检测食品中激素残留。国内研究检测食品中激素的残留产生了一个更显著的影响,相关研究人员根据竞争酶免疫反应的原则设计出食物激素残留检测传感器,传感器也成为乙烯雌酚传感器。直接对酶标乙烯雌酚和抗体两者的结合率进行检测,即可得出食品当中所包含的乙烯雌酚的具体含量。