微生物的基本培养技术范文

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微生物的基本培养技术

篇1

Abstract: Rebuilding teaching system with the traditional curriculum in accordance with the disciplinary system of inspection of food microbiology in the process of testing,selection and ordering could better achieve the objectives of vocational technical ability,which is in line with the characteristics of vocational education.

关键词:食品微生物检验;教学内容;教学改革;职业教育

Key words: food microbiological testing;teaching content;teaching reform;vocational education

中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)33-0192-01

1教学内容改革的必要性

传统的食品微生物课程是理论部分与实验部分分开独立设置教学内容,是按学科体系进行构建的,不符合职业教育的特点,也不能更好地实现教学与工作岗位的零距离对接。这就需要按照食品微生物检验工作过程中的实际需要的技能与素质重新构建教学内容,将原有的食品微生物、食品微生物实验、食品微生物检验进行分解,找出其中与从事食品微生物检验工作相关的理论知识、方法技能、职业素质进行重新整合,并添加了食品微生物检验国家标准、样品的采样技术等内容,形成工学结合的教学项目,从而实现培养食品微生物检验职业技术能力的目标。

2教学内容改革的准备工作

2.1 调查工作岗位需求、实习生、毕业生工作情况、食品行业检验发展趋势,明确以下内容:①明确课程的性质与作用。《食品微生物检验》是一门实践性、技术性很强的专业课程,这门课程的掌握能使学生具备必需的基本检验知识与技能、严谨求实的科学态度、食品质量与安全观念、爱岗敬业的职业素养,互助合作的团队精神等,为今后的持续发展奠定了基础。因此,高职学生对《食品微生物检验技术》这门课掌握的程度,关系到今后能否通过食品检验职业资格考试及能否胜任食品微生物检验的相关工作岗位。②明确职业面向与岗位。食品营养与检测专业毕业生主要面向食品工业领域以及相关单位,从事食品检验、食品生产安全指导、食品经营管理等工作。 面向单位有各种食品加工厂、各级食品质量监督部门、各级卫生防疫站、海关、商检局、各经营检验设备单位、各种大中型饭店、食品市场、农贸市场等单位。

2.2 讨论分析调查结果,确定以下内容:①确定岗位能力、岗位知识、岗位素质构成与要求:通过对食品检验岗位工作任务和职业能力调查与分析,明确了食品微生物检验岗位所必须具备的基本技能与素质和相关微生物学知识。如:能够切实承担某一专项检验项目;能够阅读理解并执行国家相关标准;能够进行有效沟通;能够具备分析检验结果,并对生产过程提出建议的能力;能够掌握食品微生物学及检验的基本知识;具有敬业爱岗的良好职业道德,严谨的科学态度和实事求是的工作作风等。②确定课程目标:依据岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求,确定了课程的能力目标、知识目标和素质目标。如:能够掌握食品微生物检验的基础理论知识、常规项目的检验原理,了解检验新技术的发展概况;能够正确掌握微生物检验的方法和技能等。

3教学内容改革的具体内容

根据以上的调查结果设计了教学内容改革的具体内容。

3.1 仔细研究食品微生物检验的每个项目,将检验中需要掌握的技术及素质进行归纳:①基本操作技术:包括检样制备技术、培养基制备技术、玻璃器皿的洗涤、包扎与灭菌技术、系列稀释技术、显微直接计数技术、显微镜观察微生物形态技术、细胞大小的测定技术、微生物接种与分离纯化技术、微生物的染色技术、生化鉴定技术、血清学鉴定技术、菌落计数及报告技术、快速检测技术等。②职业素质:包括敬业爱岗的精神、实事求是的工作作风、团结合作的意识、严谨的科学态度、分析检验结果对生产过程提出建议的能力、理解与运用相关文件的能力等。

3.2 根据检验中需要掌握的技术及素质选取课程教学内容:①压缩理论教学内容。食品微生物检验技术就是应用微生物学的理论和方法,对食品中的菌落总数、大肠菌群及致病菌等进行检测。因此可以将理论知识融入到实验教学中,做到理论与实践的有机结合。②删除与食品微生物检验无关的内容。为保证教学与实际检验工作的紧密结合,新的课程教学内容应该是围绕食品微生物检验工作岗位需求,按食品微生物检验项目和检验方法选取的检验工作过程中常用的操作技能与相关知识选取的。因此像微生物生物学特性、微生物代谢、营养物质的传递、食品腐败变质的机理、微生物遗传变异与育种等内容可以舍弃,使课程更适用、实用。③增加与微生物检验相关的内容,如:2010版食品微生物检验国家标准内容、快速测试纸片技术、样品的采样技术等内容。

3.3 将微生物理论知识融合于检验技能训练项目之中。本课程改变学科式教学,将食品微生物学的学科体系理论知识融入微生物检验各项操作任务之中,理论联系实际既不枯燥,又充分体现了职业教育的培养目标。例如:将微生物的类群、形态结构、菌落特征、生长繁殖等知识理论与微生物的形态观察技术结合,将微生物的营养与培养基的制备技术、微生物的生长与微生物培养技术、影响微生物生长的因素与消毒和灭菌技术结合。

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一、从微生物学教学目的来分析课程改革的必要性

职业学校药学类专业学习微生物这门课程,总体有这样几个目标:1.药品生产各环节的消毒灭菌处理工作。2.GMP车间在环境和工作人员方面对微生物的要求。3.环境中微生物的检查工作。4.一般微生物的培养,接种技术。5.显微镜观察微生物,微生物的染色技术。6.一般微生物的鉴别方法。7.对于生物制药专业来说,为下一步学习发酵技术等专业课打下基础;对药物分析专业学生来说,为下一步学习药品生物检定技术打下基础。

总结这些生产中的实际要求,我们得出结论:微生物学的教学应该以实际操作技术为主要与重点内容。因此笔者对微生物学进行分析总结,将上课地点搬进了实验室,将实验归纳总结为一个个的项目,把理论知识也附着在实验项目之中。

二、将各个实验进行统筹安排的必要性

在实验的时间先后上,如果没有统筹的安排,将会有很大的材料浪费和人力的浪费。因此,我们将所有的实验进行统筹规划,将前一个实验制备的产品用于下一个实验,这样既有连贯性,同时还有很大的节省。

三、课程改革内容

将整个教材分为以下几个试验模块:1.培养基的制备与灭菌;2.微生物的接种与培养;3.微生物菌苔菌落的观察;4.微生物的染色技术与显微镜的使用方法;5.细菌大小与数目的测定;6.微生物在自然界的分布;7.体外抑菌试验;8.抗生素的效价测定。

四、具体模块分析

(一)培养基的制备与灭菌。本模块任务:1.配置培养基(通过实验操作掌握固体、液体、半固体培养基配置方法,同时掌握微生物生长必需的条件),2.将培养基进行包扎灭菌(高压蒸汽灭菌锅的使用方法,干热灭菌法原理及操作方法,同时掌握彻底灭菌(包括芽孢)的方法及意义)。通过这个模块的学习,学生不仅掌握了基本的配制、分装、包扎、灭菌技术,还为下面的所有实验准备了试管装的斜面培养基和三角瓶装固体,液体培养基。

(二)微生物的接种与培养。本模块任务:1.试管的斜面接种,2.培养皿的分离划线培养,3.三角瓶的液体接种培养。通过这个模块的学习操作,学生能够掌握的操作技术:使用酒精灯的无菌操作技术,固体、液体培养基的接种技术,如何分离得到纯种细菌的技术;学习到的理论知识:菌落及菌苔的含义,微生物的培养方法;同时为下一步的实验准备了大量的微生物培养物。

(三)微生物菌苔菌落的观察。本模块任务:观察各类微生物的菌落菌苔特点。本实验直接取上次实验培养的微生物培养物进行观察,从而概括得出细菌、放线菌、真菌三大类微生物菌落各自的特点作为鉴别的依据。

(四)微生物的染色技术及显微镜的使用方法。本模块任务:1.将微生物进行单染色、革兰氏染色,2.光学显微镜观察微生物形态。为了进行这两项操作,学生会主动学习染色原理,显微镜操作原理,油镜使用原理,然后进行实际操作。本模块使用模块二的培养物来进行染色观察。

(五)细菌大小与数目的测定。本模块任务:使用血细胞计数板和测微尺进行微生物数目和大小的测定。

(六)微生物在自然界的分布。本模块任务:检测微生物在土壤、水、空气、人体表面的分布情况。本实验使用模块――配制的固体培养基倒平板进行检测。

(七)体外抑菌实验。本模块任务:使用琼脂扩散法进行检测几种化学消毒剂的抑菌实验。本实验使用模块――实验中配制的培养基。

(八)抗生素的效价测定:本模块的任务:使用二剂量法测定一种抗生素的效价。本实验使用模块――实验中配制的培养基。

五、考试考核方法

根据教学过程的模块化改革,考试考核方式也随之进行改革,由原来传统的一张理论试卷定分数的方式,改为以实验为主要考核方式。将模块的结果进行考评打分,在最终成绩中占重要比例,然后学习结束时的考核分两部分,一是实验室内现场操作考核:从八个教学模块中选取一些重要的操作技术,比如染色技术、灭菌锅的使用技术、培养基配制方法等等,学生抽题,抽到后现场进行操作考核;二是抽取两个理论题进行回答。实践证明,这种考核方式更与实践相接近,更具有实际意义。

六、总结

实践证明,以项目实验为主体,理论辅助在其中,学生能够很好地掌握实践技术操作,能够较好地适应职业教育的要求,而且能够将单个独立的项目实验联系起来,不仅教学效果好,还节约了很多实验材料。

参考文献:

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我校自1998年开始面向全国招收环境工程专业的本科生,为了适应环境工程专业开展了环境微生物实验课教学,近年来我们对环境工程微生物的实验教学进行了改革探索,目的是进一步提高环境工程微生物学实验教学效率,培养具备理论知识扎实、动手能力强的大学毕业生。

1实验教学改革

l.1实验课程的设置

环境工程微生物学实验2001-2006年之间是环境工程微生物学课程(36学时)的一部分,占其中的4学时,实验项目2个。实验内容较少,教学方式单学生缺乏足够的实验训练,不能充分掌握实验技能,在后续的实践及科研中感到比较吃力。

为了进一步提高学生的实验技能,加深学生对环境工程微生物学的认识,2007年开始将“环境工程微生物学实验”独立成为环境工程专业的一门专业必修课,共16学时,1学分。

1.2修订教学内容

环境工程微生物学是微生物学的一个分支,具有突出的专业特点,实验内容的选择要做到既能培养学生微生物学的基本操作技能,又要兼顾微生物在环境工程实践中的应用。例如,培养基的制备、器皿及培养基的灭菌、显微镜的操作、微生物的染色及观察、微生物的培养及分离等实验内容是必不可少的,这些都是微生物实验最基本的操作,学生必须扎实掌握,但在实验微生物种类的选择上也要照顾到环境工程中的重要微生物,比如普通生物学中较少涉及环境工程微生物中比较重要的藻类、原生动物和微型后生动物等,本人自2007年起,对环境工程微生物学实验教学不断完善,及时更新实验教学内容,加大实验知识和实验技术的传授,同时将教师的科研项目引入实验教学。将实验项目拓展到8个,并出版校内讲义《环境工程微生物学实验技术》,作为实验指导教材;2011年9月,将实验教学内容进一步修改完善,出版了校内讲义《环境工程微生物学实验技术》(修订版),将环境工程微生物实验项目增加到10个,并增加综合性实验项目;设计了“环境工程微生物学”实验内容、实验项目、学时数和实验类别等。

1.3改变教学方式

改变以往简单的学生实验、编写报告的教学方法,将实验教学贯穿到实验准备、实验过程、编写报告、实验考试等全过程。

传统的实验课程教学方法是由实验教师帮助学生完成很大一部分准备工作,学生只是按教师的讲解和实验手册的步骤进行操作。我们在环境工程微生物实验教学中,要求学生提前预习实验指导书并写出预习报告(包括实验目的、原理、仪器、材料、步骤等),做到对所做实验心中有数。实验过程中从准备实验器材、配置试剂到实验结束每一步都由学生自己动手,教师只起到辅助、监督和示范作用。每个实验都设置有相关思考题,学生带着这些问题进行实验,实验课程中进行讨论、验证或课后进一步查找资料来解决这些疑问。

1.4改革教学手段

微生物个体微小,学生对它的感性认识不多,这使许多有关微生物的概念变得抽象、难以理解。在实验教学中,有目的地引入视频实验教学等多媒体教学方法,可以增加实验教学的直观性和趣味性。采用视频教学短片,向学生展示基本的实验操作,以及相关实验技术的发展及其在生产或科研中的应用,通过屏幕清晰形象准确地展现每一个步骤,如无菌操作技术,微生物的分离和培养技术,消毒灭菌技术,斜面、液体、平板接种培养方法等。采用多媒体进行实验教学,具有形象、生动、信息量大的优点,结合教师在实验过程中的讲授和示范,使学生可以更好地掌握实验操作技巧,实验操作更加规范。因此,我们建立了环境工程微生物学课程网站,制作了环境工程微生物实验的多媒体教学课件,建立了环境工程微生物图库,完成了课程试题库建设,该网站成为适合学生自学的网络平台。

1.5有效的考核和评价方式

建立了一套有效的考核方法。实验课程考试方式是综合考核(实验+闭卷考试),实验主要考核项目有预习情况、操作情况、数据的记录及处理、实验报告的质量等,该部分占考核成绩的70%。闭卷考试主要考核实验涉及到的知识点及操作关键点,该部分占30%。

2环境工程微生物学实验教学改革实践的特点

2.1让学生参与实验准备的全过程

实验室的前期准备工作很重要,工作量要比实验课程多许多。让学生参与到前期准备工作中,不但要认真预习实验内容,还要准备实验所需的材料。实验课分组进行,每组实验结束后,做好后续整理工作,比如微生物生长量的测定和生长曲线绘制实验,测试完毕要将实验菌种和器材进行灭菌后清洗,然后每组分别准备出下一个实验自己小组所需的器材,要对培养皿、试管、镊子等消毒灭菌,配置各种试剂,这个过程使学生学习到完整的微生物实验操作技术。

2.2及时更新实验教学内容

微生物学和环境科学知识的更新推动着环境工程微生物学不断向前发展,实验技术和方法也在不断改进。随着生物工程技术的发展,现代生物技术如基因重组、PCR技术也在环境工程得到应用,但是传统的实验教学对这些实验技术在环境工程中运用很少涉及,为了紧跟时代和学科发展的步伐,让学生熟悉和掌握学科前沿新的理论知识和操作技术,我们及时更新实验内容,将分子生物学的部分内容写进教材,如2011年进行实验教材的改编时,将电泳、凝胶成像、PCR基因扩增等实验引入到实验教学中。

2.3增强不同实验间的连贯性

过去实验内容多为孤立、连贯性不强的项目,各实验之间的内容重复较多,学生难以系统地把握微生物学实验,对此,我们调整了实验内容,将原来独立设置的实验内容整合到一起,形成具有一定连续性的实验体系,比如培养基的配制和灭菌(实验一)培养出的微生物可进行观察细菌的形态结构和染色练习(实验二),微生物的分离和纯化(实验三)后的微生物进行数量和大小测定(实验四)以及生长曲线的测定(实验五)。在这个环环相扣的实验体系中,有利于培养学生严谨的学习态度和实事求是的工作作风,有利于培养学生独立思考、探索和发现问题、分析问题以及解决问题的能力,也可以系统培养学生的逻辑思维,并使之形成一种良好的思维惯性,对学生在日后的学习或工作中的创造,都有着积极的作用。

2.4结合多媒体实验教学、更直观展现实验内容

环境工程微生物学实验中的各种微生物需要在光学显微镜甚至电子显微镜下放大才能看到。由于环境样品中微生物的复杂性和多样性,应用传统的实验教学方法不便于更好地展示微生物的形态结构、动态变化过程,针对这点我们在多媒体课件中放入大量宏观及微观图片,并建立了污水处理指示性微生物图库,从而更直观更丰富的反应微生物的形态特征,使学生更好的掌握实验知识。

2.5增加创新性实验项目,培养创造性思维能力

高等学校实验室是“知识创新的源头,人才培养的基地”。增加本科生科技创新实验项目,是为了有效利用和挖掘实验室资源条件,充分发挥实验室在实施素质教育中的重要作用,吸引学生利用课余时间到实验室参加实验,提供更多的实践机会,活跃学生的第二课堂,使学生更好地掌握和巩固专业知识,提高其动手能力和创新实践能力,培养学生创新思维,为日后从事科学研究工作奠定较为坚实的基础。创新性实验项目把实验的主动权交给学生,学生在教师有限的启发引导下,综合运用所学知识,项目选题、实验设计、项目实施、结果处理、项目报告评审等均由学生解决。创新性实验的目的是进一步培养设计实验和创造性思维的能力,所以在实验项目的安排原则上不做范围的限制,只要是实验室条件满足就予以安排,创新性实验结束后指导教师和学生一起总结实验,找出成功或者不足之处,使学生的创造性思维和分析解决问题能力得到提高。如2013年我校的科技创新项目:微生物处理高氯酸盐的研究、利用餐厨垃圾发酵废液培养产油微生物及其油脂提取技术的研究和餐厨垃圾与玉米秸轩混合干式厌氧发酵产沼气工艺参数优化试验研究等;2010年的科技创新项目:2-MIB降解菌的生理生化特性的研究、复合生物填料处理垃圾渗滤液的研究和体育馆有害微生物研究。每个项目由3-5名本科生,1名指导教师组成。学生自由组织,编写项目申请书,提交申请,申请通过后实验室提供场地和实验材料,项目完成后进行答辩验收,验收由3-5名评委进行,优秀的项目可以获得一定的奖励。

2.6完善的考核手段

合理的考核方法对学生的学习能起到积极的督促作用。相当一部分学生存在对实验技能不够重视的倾向,他们在实验中不认真操作,基本技能掌握不好,但却可以写出很好的实验报告。为克服这种不良倾向,我们在本课程中建立了一套有效的考核手段,除了实验操作+实验报告成绩(占70%),环境工程微生物学实验还增加了闭卷考试(占30%),将实验中的重要内容或者操作的关键点灵活转化为试题的形式进一步进行考核,有利于加深学生对实验关键点的掌握。

3实验教学改革的成效

通过对实验内容的不断改进,实验教学环节的优化以及考核评价体系的优化,减少了重复操作,丰富了实验内容,提高了实验效率,加深了学生对专业的了解,拓宽了他们的视野,提高了学生分析问题和解决问题的能力及实验技能,增强了科研意识及专业信心,通过实验环节和考核方式的改革,培养了学生严谨求实、一丝不苟的工作作风,为今后的工作打下了坚实的基础。

从2007年至2012年,环境工程微生物学实验教学改革探索进行了5年,取得了非常好的教学效果,连续3年来环境工程微生物学实验教学在本科教学网评中排名前10%。2010-2011年,“环境工程微生物学”成为校第五批优秀课程建设项目,2012年11月,环境工程微生物学实验教学改革项目被评为我校第十届实验技术成果奖二等奖。为了配合环境工程微生物学实验教学改革,出版了2本配套讲义和1本普通高等教育“十一五”国家级规划教材,分别是《环境工程微生物学实验技术》(2007版和2011版,校内讲义)和《环境工程微生物学》。

4结语

环境工程微生物学实验教学已进行了多年,很多学校也进行了不少教学改革探索,目前国内文献或会议报道的环境微生物学实验教学改革有让学生尽量多的参与实验准备过程、完善教学内容、增强实验连贯性、增加综合性实验的比重、结合多媒体教学等。本论文的特点在于在环境工程微生物学教学改革中,增加了网上教学交流及多媒体教学的比重,采用了更加完善的考核方式(实验操作+闭卷考试),将分子生物学的内容引入到环境工程微生物实验教学中,进一步适应目前环境工程微生物技术的要求;本文的创新性在于增加了创新性实验项目内容,极大地提高了学生的科研能力。

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【关键词】农业微生物学 教学改革 启发教学

【项目来源】土壤学自治区重点学科资助。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)08-0223-02

农业微生物学是微生物学的一个重要的分支学科,主要研究微生物在农业上的应用和相关理论[1]。农业微生物学是一门基础学科,教学目标是使学生对农业微生物学有一个全面的了解,掌握农业微生物学的基本知识,并对试验操作技术进行基本的训练。我校农业微生物学教学具有学时少、知识面广的特点。因此,如何在30学时的授课时间内让学生接受应该掌握的基本理论知识, 以及如何让学生真正掌握学科的基本实验技能是这门课程教学过程中必需要解决的基本问题。笔者经过多年教学实践, 在农业微生物学的理论教学和实验教学方面进行了一些探索与改革。

1.教材选择

当前国内本科层次优秀的微生物学教材较多,我校选择的是中国农业大学出版社出版的由袁红莉,王贺祥主编的《农业微生物学及实验教程》。该教材的编写参考了国内外的最新进展,围绕微生物形态、生理、遗传、生态和分类,对微生物学的基本理论和基础知识,做了比较系统的阐述,概念论述准确,叙述简明,兼顾了微生物学的系统性,特别是加强了微生物在农业上应用的内容。近几年学生反映较好。

2.优化教学方法

2.1启发式为主导的课堂教学

教学活动包括教与学,二者相辅相成才能得到满意的教学效果。要让学生成为教学活动的主体,使学生具备独立探索和掌握新知识的能力[2]。教学中以启发式教学式为主, 辅以讨论式和提问式,强化互动环节, 落实以学生为主体、教师为主导,教学相长。如在讲到细菌格兰氏染色的机理时,先让同学们回忆格兰氏阳性菌和格兰氏阴性菌细胞壁结构及组成的差异,提示同学们乙醇对生物体细胞起的是脱水和溶解脂肪的作用,让同学们积极动脑思考,用五分钟讨论,然后以提问的方式让同学们回答,这时,同学们对该问题有了一定的思考,对正确答案有着期待,老师在总结大家的结论后,再补充同学们没有回答完全的部分。这样同学们延续自己的思考,加之老师的补充,就牢固掌握了该知识点。启发式教学不仅被恰当的应用在课堂上,同时也被应用到课堂外。因为该课程课时限制,微生物在具体应用方面的实例只能在课堂中点到为止,可同学们还对该应用领域抱有深厚的兴趣,针对这种情况,教师在备课中提前准备相关知识在应用领域中的文献资料,可供同学们在课下阅读。例如在讲到古菌这一节时,课堂上老师会讲授古菌的细胞结构、主要类群,概括介绍对极端微生物的研究有助于人类对重大问题(生命起源及演化)和生命本质的认识。课下,布置文献《极端环境下的微生物及其生物地球化学作用》的阅读作业,既满足同学们对知识的渴望、扩大同学们的专业知识面,也加深了同学们对该课程学习的浓厚兴趣。

2.2辅以参观式教学方法

启发式为主导的课堂教学,辅以参观式教学方法,明显地提高了教学效果。所谓参观式教学, 就是组织学生到工作现场去看、去听、去观察、去感受、去总结提高。参观式教学是学生了解实际和认识专业的重要途径, 是教师深化课堂知识, 教好教活的一个补充形式[3]。在制定该课程的教学计划时,安排在课堂讲授结束后,组织同学们到新疆农科院微生物所进行参观教学。该研究所从事新疆特殊环境微生物资源及相关的生物制品开发等研究工作。设有发酵工程、基因工程、生物化工及微生物菌种保藏等专业研究室。请科研项目负责人讲解生产用菌种、发酵工艺、设备、原理等。把研究所作为课堂,将书本与现实联系起来, 使学生较好地认识并理解了各种仪器的结构、工作状态、工作原理、工艺流程, 达到了事半功倍的效果。例如在课堂上给同学们讲授重组DNA技术的实施环节时,因理论比较抽象,学生们很难将用于DNA扩增的多聚酶链式反应―PCR技术的原理与具体操作联系起来,通过参观教学,同学们在进一步听讲解及具体的观摩PCR仪的使用步骤后,掌握该仪器的基本操作,对PCR仪的工作原理有了进一步的认识。又如在讲授微生物诱变育种的理论环节时,同学们认为诱变育种工作难以实施,可当同学生们亲眼目睹了科研人员现场进行紫外线诱变育种工作后改变了同学们起初的看法,缩短了理论与实际操作之间的距离。可见,开设参观式教学这个环节, 对提高大学生的专业基础课教学质量具有实际意义。

2.3 引导学生参与相关科学研究

高校大学生的教学应该是以知识传授与探索相结合,形成师生良性互动,以调动学生自主学习、激发学生求知欲和创造性为教学目标。通过大学生普遍参与科研创新实践,让大学生充分体会到只有从基础实践做起,才能更好的理解什么是研究。通过搜索文献、制定计划、论证完善、制作调试、报告总结等系列训练,让学生真正感受实践研究带来的乐趣和收获。

我校从事农业微生物学教学的老师还同时做相关领域的科学研究。为让同学们能深入贯穿理论与实践的结合,渗透微生物在农业领域中的应用,在农业微生物学理论教学环节中穿插教师所做的相关研究。例如在讲授菌根菌知识的同时,教师可以把自己从事这一领域的科研意义、目的及研究内容传授给学生。感兴趣的同学还可在教师的指导下利用课余时间完成相应的科学研究,这也是大学生科研创新能力培养体系构建具体实施过程中的重要环节,对于培养大学生今后的科研素质,启发创新意识定能起到良好的促进作用。

3.利用现代化手段, 提高微生物学教学水平

20 世纪90 年代以来, 多媒体技术作为先进教学手段,被广泛使用[4]。一个优秀的教学课件可以使课堂教学更加形象化,图文结合更加有利于学生加深对知识点的理解。特别是在微生物的教学中,不仅内容丰富, 涉及面广, 发展迅速, 而且研究个体微小, 学生对它的认识远不如对动物和植物。再加上其营养方式、遗传类型多种多样、代谢机制错综复杂, 学生往往感觉其知识繁琐、抽象和难以理解[5]。针对这种情况, 我们将多媒体技术应用到微生物学课程的教学中, 受到了学生的普遍欢迎。 在课件的制作过程中, 参考从因特网上下载的优秀微生物教学软件, 结合教研室科研成果, 自己动手制作PPT 教学软件, 把优真和清晰动感的画面及图表转移到教室, 使微观世界宏观化、教学内容情景化。

在讲授微生物学形态知识时, 把原核微生物、真核微生物、及具有非细胞形态的病毒所生存的显微世界以色彩丰富、直观清晰、生动形象的画面展示给学生,有助于学生的理解与接受, 而且可突破教学中的难点, 加大教学的信息量, 提高讲课的效率[6]。同时在制作课件时,可以借助发达的网络视频资源,在课件中穿插相关的视频、动画。以立体的形式表现出鞭毛的运动、T 4 噬菌体的增殖、营养物质进入细胞的方式、基因转移和重组的过程等内容。不仅激发了学生的学习兴趣,而且加深了学生对知识点的形象化理解。让学生能享受课堂时光。

4.合理安排实验教学

按照大纲要求, 学生在该课程的学习结束后,需要掌握无菌操作技术、纯培养技术和灭菌技术。结合实验教学6个学时数,本课程实验课教学是安排让学生完成一个综合实验:土壤微生物的分离与观察。实验安排为:首先让学生自己动手配制培养基, 改变以往培养基都是由教师准备的惯例;接着让学生对自己制备的培养基进行灭菌,掌握灭菌锅的使用步骤及注意事项;最后利用自己配制的培养基, 分离纯化土壤样品中的微生物并经培养一段时间后对培养物进行观察,将土壤中的主要微生物类群通过显微镜辨别出来。之所以这样安排实验课,是让学生在完成了这一综合实验后,对试验的设计形成系统的认识,将每一个试验有机的联系起来。避免以往实验教学实验内容结合不紧密的弊端。这也是在提倡素质教育的今天尤其需要倡导的。

5.结语

农业微生物学课程是一门非常重要的基础理论课程,其适用广泛性决定了需要针对不同的教学对象及教学目的进行合理的调整。让学生逐步提高专业水平是我们进行课程改革的最终目标。在教学过程中, 虽然我们取得了很好的效果,但是,随着科学技术不断进步,对我们的教学也提出了更高、更新的要求。作为高校教育工作者,我们只有顺应时代要求,进一步深化教学改革,摸索出一套适合于新疆农业高等院校人才培养模式的农业微生物学教学体系, 才能造就适应21 世纪需要的新型人才。

参考文献:

[1]龙中儿,黄云红,付学琴.高校微生物学实验课考核内容和方法的创新研究,微生物学通报[J]. 2007,34,(3)595-597

[2]梁如,玉陈强.农业微生物学教学改革的点滴体会,中国林业教育[J],1999,S1,93-94

[3]李庆华.抓好参观式教学环节提高专业课教学质量,实践与探索[J],2000,08(10) 44-46

[4]刘仁华,黄小云,胡廷章等.微生物学课程教学改革初探,安徽农学通报[J],2007,13(9)220-221

[5]秦华,李永春,徐秋芳.农业资源与环境专业微生物学理论课程的教学改革与实践,安徽农业科学[J],2012,40(30)15067-15069

[6]章跃陵,黄通旺.推进微生物教学改革,培养合格人才,高教论坛[J],2005,6(3) 65-67

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论文关键词:高职;生物制药;微生物课程;教学改革

生物制药专业发展概况及培养目标

生物制药是运用微生物学、生物学、医学、生物化学等研究成果并综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造用于预防、治疗和诊断的制品。生物制药产业是国民经济的重要组成部分,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中明确指出“要大力发展生物产业”。目前,全世界的医药品已有一半是生物合成的。

近年来,我国医药行业的迅猛发展,特别是生物技术在医药产业中的广泛应用大大加快了生物与医药类等高职院校生物制药专业的发展壮大。其培养目标是:德、智、体、美全面发展,具有与本专业领域方向相适应的文化水平与素质、良好的职业道德和创新精神,掌握本专业领域方向的技术知识,具备相应实践技能以及较强的实际工作能力,熟练掌握并能从事药物的研发、药物的生产、药物的质量及安全检验、药理分析、药物的经营和销售等工作的高技能型人才。

微生物课程教学地位及教学目标分析

半个世纪以来,微生物转化在药物研制中一系列突破性的应用给医药工业创造了巨大的医疗价值和经济效益。随着新微生物资源的发现、新的药物筛选模型建立以及各种新技术的应用,从微生物次级代谢产物中寻找新药所显现的优势将继续存在,事实证明微生物制药在整个生物制药产业中占有举足轻重的地位。微生物学在理、工、农、医、师范院校与生物相关专业的课程设置中占有重要的地位,也是一门实践性很强的学科。

由此可见,微生物课程也必然是生物制药专业的重要职业基础课程。它系统地介绍了微生物的分布、分类、形态结构、生长繁殖、遗传变异以及与人类生产生活的关系等理论与实验操作技术,要求学生具备一定的生物学与生物化学基础知识。其后续课程包括发酵工程概论、生物技术制药、制药工艺学、药品分析与检验、药剂学、药事管理与基因工程技术概论等多门主干课程。

本课程的教学目标是使学生能够正确掌握微生物分类、结构、生理活动等基础知识,确保学生能够进行有关微生物生产的必要基本技能操作,并掌握应用微生物学理论知识分析问题和解决问题的基本方法,从而为后续的职业技术课程的学习与生产实践奠定必要的理论基础和实践技能。

微生物课程教学改革探索与实践

长期以来,全国各高校微生物学教学大多以课堂讲授为主,配合适量实验课。学生学习微生物学的方法常常是课上勤笔记少思考、课下不复习少作业,考前死记硬背、考后“完璧归赵”。为了提高微生物课程教学效果与学生的实践技能,我们于2008年申报了《微生物及其应用》院级精品课程,并与全省其他高职院校的同仁一道对生物制药及相关专业的微生物课程教学改革进行了一定的探索与实践。

(一)优化教学手段与方法

主要教学手段 合理利用学院优越的教学条件是提高课程教学质量的基本手段。在本课程教学中,我们充分利用学院完善的多媒体教学资源、电视显微镜设备组织教学,通过多媒体课件、视频、标本与即时的实验操作进行形象、直观的教学。同时,加强与本地区制药企业的联系,与企业一线生产人员共同探讨课程教学内容。

教学方法探索 在教学方法上,我们依据高职类学生文化基础、思维特征,针对不同的具体内容选择采取了项目教学法及案例导入法等多种“教学做合一”的形式开展教学,从而实现了将过去以教室为中心的学习形式向以实验室工作过程为中心和“边教、边学、边做”形式的过渡。例如,将基础知识部分组织成多个承前启后的项目,微生物应用部分(如微生物与发酵、食用菌栽培与药品的微生物污染检测等)采用案例法组织教学。通过启发与讨论、理论密切联系实际等方法引导学生加深对所学知识的运用、提高学习的兴趣与积极性。提供适量学时,鼓励有积极性的学生自选教学内容,采取合作或独立查阅资料和制作多媒体课件进行授课的形式实现了师生主体角色的转换,从而使学习以形成综合能力为目的而非单纯的知识摄取。同时鼓励学生在实验教师的指导下,根据自身兴趣进行微生物实验的设计与操作。

在有了一定的手段与方法基础上,我们认为利用适当的幽默或英文等教学技巧也是提高教学效果的良策。比如在要求学生列举已知的病毒时“特意提醒”不要自作聪明地制造“人瘟病毒”。在课堂中偶尔适时地穿插一个英语单词或简单的句子能够起到很好的调节作用,往往能让喜欢或不喜欢英语的学生激发兴趣。  (二)认真整合教学内容

内容的选取与组织 2007年下半年,在长期从事企业生产实践的“双师型”教师共同参与下,我们编写出了一本较为符合当前高职教育理念的湖北省“十一五”规划教材——《微生物及其应用》并获2009年湖北省高职高专优秀规划教材奖。本教材根据当前高职院校生物制药专业的培养目标及湖北省示范院校生物制药专业人才培养方案建设要求建立课程教学标准与内容,按照“教学做合一”模式进行教学内容的合理融合。在内容的组织上充分考虑高职学生的文化基础与思维习惯,适当降低了理论知识部分的深度,强化了微生物在生产实践中的应用。将课程内容按照微生物由大到小、由表及里的原则进行重新组合,首先使学生通过显微镜对各种微生物进行最基本的感性认识,然后逐渐了解微生物的培养技术及其在生产中的应用,从而顺其自然地完成对整个微生物课程内容由感知到认知的知识延伸与拓展过程。

教学组织与实践 为了较好地落实高职教育所推崇的“边做边学,边学边练”行动导向的教学理念,我们采取的是理论与相应实践操作(单元实验)相互融合的模式开展教学,并将教学内容划分为“基本知识与技能”和“知识与能力运用”两大模块,其中包含了“微生物形态观察技术”、“微生物分布与生长控制技术”及“微生物应用与检测技术”三个单元与七个项目来实施教学。在此基础上,我们还开发了《微生物及其应用》院级精品课,并在教学中认真践行“边做边学,边学边练”的教学方法,使学生能够自觉地将所学知识与实践相结合,从而既增强了学生学习的主动性,同时又较好地锻炼了他们的动手能力,强化了教学效果。

重视第一次课设计 第一次课是一门课程的序曲,它是引导学生进入微观世界、激发学生求知欲望、增强课程魅力的最佳向导。本课程的第一次课是通过“一个富有创造和启迪性的故事(列文虎克)”、“多幅彩色动静态图片的展示”和“一系列惊人的数字”等具有鲜明特色和感性认识的内容逐步展开的,非常强烈的视觉效果让学生产生了对微生物的浓厚兴趣,进而较好地激发了他们对本课程的学习热情和探究心理,当然也取得了非常好的教学效果。

(三)强化实践教学与考核

加大实践教学比例 本课程的教学目的是为后续的职业技术课程学习与生产实践打下良好基础,满足生物制药生产、建设、管理和服务第一线的技术应用型人才对微生物知识与技能的需要,同时培养学生创新精神和创业能力。因此,我们按照“教学做合一”的模式将理论知识与有关实验内容进行了有机融合,因而也在很大程度上减少了理论学时,相应增加了实验操作学时,使理论与实践学时之比将近1∶1。将课程的实验分为平时的单元实验、期末整周的综合实训、培养兴趣的自主实验(如对口腔、霉变水果中微生物进行分离培养等)几项,并着重培养学生的无菌操作技能和微生物实验安全意识。

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1食品微生物检验的基本内容

所有食品类生产企业都会对其出产的食品开展质量控制工作,其中细菌检验工作的主要指标有:食品中的菌落总数、肠道致病菌、大肠菌群、嗜盐性弧菌和葡萄球菌等等。具体的检验的内容大致有两类,一是食品污染程度类指标菌群检验,二是食品内含对策病菌的检验测定。

1.1检测食品污染程度指示菌

1)菌落总数。菌落总数轻工行业判定日常食品和饮用水遭到污染程度的指标。

具体指的是将企业生产的食品或生活饮用水的检样经过特殊的处理后,经过在特定环境中进行培养后,所得到的单位检样中含有的菌落数量。此数据一般可以为被检食品或者饮用水样提供卫生学上的评价依据。

2)大肠菌群。大肠菌群是一个卫生细菌领域的专门用语,所谓的大肠菌群,指的是一群“需氧或兼性厌氧、在37 ℃环境中培养一天后能分解出乳糖并产酸产气的革兰氏染色阴性无芽孢杆菌”。此菌群大多源自人畜粪便,因些把它做为“粪便污染指标菌”对居民饮用水和日常食品的安全卫生质量进行评价。

此类菌群的数时在标准在饮用水与食品类产品两方面的含义各有不同。饮用水中的大肠菌群数指的是1 000 ml被检样品中所检测到的菌群数;而食品产品中则是指100 ml(g)的食品样品中大肠菌群数的总量。

1.2检测食品样品中的致病菌

在我国专门的食品卫生检验方法中,明确规定了食品中某些微生物可含数量。

食品微生物检测中,除需要检测食品污染程度指示菌的数量之外,其它致病性微生物也也要测算如金黄色葡萄球菌、蜡样芽胞杆菌等的菌落数。

Hange.S经过研究后,得出结论:一般的食品中含蜡样芽胞杆菌量达到108-109/g时就会引发食物中毒,低于此数时则无碍。由此可见,临床中诊断患者是否为食物中毒时只做定性试验还不够,同时需要对食物中致病菌落做定量检验。

随着科技检测技术的不断发展,食品行业各类致病菌的定量检验工作一定会全面展开。专业的食品微生物检验部门及工作人员需要在实际工作进行不断的积累和探索,争取推动致病菌定量检验范围不断扩展。

2居民食品微生物检测技术

传统中,食品微生物的检测方法有生化试验细胞培养、噬菌体分型、血清试管凝聚试验及毒性试验等。伴随当代分子生物科学及微电子水平的快速发展,能够快速准确地实现微生物检验的新技艺不断展现,微生物检测已经由传统的实验培养方法转向了检测的标准化和自动化,保证了食品的微生物检验工作更高效、更准确、更可靠。此类技术笔者将列出几种以供同行参考。

2.1分子生物学核酸探针技术

此项技术就是在实验室内,先用同位素等方法标记出已知核苷酸序列DN段,后将其加入已变异的被检样品中,在特定条件下两种片段中中具有同源序列那部分DNA区段就会形成杂交双链,以此对样品中DNA的进行鉴定,这类可以认识到特异性核苷酸序列有标记的单链DNA分子就是核酸探针或基因探针。按其中核苷酸成分的种类将之分为DNA探针或RNA探针,一种探针可以同食品样品的微生物的一部分DNA发生反应,对于某些菌属、菌种、菌株显示特异性;另一种探针只能限制性地与某一基因组发生杂交反应,仅对微生物中某一菌属显示特异性。

这种检测技术非常敏感,同时也具有特异性,但探针检测技术运用也有其不足之处,比如每检测一种菌类就得制备一种基因探针,而且是针对基因序列进行分析,对某些毒素污染的食品检测时,会出现由于样品中未含有产毒菌种而无法检测。

2.2代谢学电阻抗法

此项为近年来新发展的生物学技术方法,目前已开始用于企业食品中微生物的检验。电阻抗法的原理如下:生长在培养基中的细菌,繁殖时会促使培养基内的蛋白质、碳水化合物及脂类等大分子电惰性物质,代谢为乳酸盐,醋酸盐等具备电活性的小分子物质,这些不分子的离子态物质可以增强培养基的导电性,进而导致其电阻抗出现改变,工作人员对培养基的电阻抗变化情况进行检测,就可以根据在培养基中细菌的繁殖特性推断出是细菌种类。此法现在已经开始用于菌落总数、酵母菌、大肠杆菌,金黄色葡萄球菌等菌类的检测过程。

2.3仪器法中的FCM

伴随微生物的快速检测技术不断发展多种技术在日趋完善的同时,研究人员研制出了多种自动或半自动微生物检测仪器,在此仅以FCM仪器为例,不再一一阐述。

FCM即流式细胞技术,指的就是用专门的流式细胞仪对细胞悬液做快速自动定量分析和分选。此项技术进行速度快、分析精确度高、分选细胞记数量大等优点。因为该项技术检测显示的荧光强度明暗与基因片段大小成比例,所以依照荧光浓度的直方图就能够判断细菌的DNA指纹图谱,进而确定细菌的类别。当前,FCM技术可以检测纯化的DNA已经可以达到pg级别,在10分钟之内就能所需数据采集分析。

最近几年以来,FCM在实验室中正在逐渐用于病毒及细菌等微生物的检测与鉴定。

3小结

在食品安全受到国内民众空间关注的形势下,食品微生物的检验工作也必须越来越受到相关单位和企业的重视。通过上文中对于食品微生物检验基本内容的阐述以及对相应检测技术的探究介绍,可以看出基因探针技术的兴起和食品微生物检测仪器及信息系统的建立,在不远的未来将彻底变革微生物检测方式,食品微生物的检验工作将更精准、更灵敏,也能够更高质量地服务于人类的食品安全保障工作。

参考文献

[1]安美花,安金花.食品微生物检验的内容、特点及检验质量的影响因素[J].中外健康文摘,2011,8(45):29-30.

[2]林蕾,张炜.食品微生物检验技术的研究进展[J].现代农业科学,2008,15(10):97-99.

[3]徐茂军.基因探针技术及其在食品卫生检测中的应用[J].食品与发酵工业

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关键词:微生物清防蜡;菌种生长曲线;陆梁油田;乳化性能试验;界面张力变化;矿化度

中图分类号:TE869

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2011)22-0092-02

微生物清防蜡作为近年来新兴的防蜡技术,因其具有的环保、低投入、效果持续时问长等优点,具有良好的推广和应用价值。微生物清防蜡技术在陆梁油田的应用始于2003年前后,目前已推广至150口井左右,从使用效果来看,有效率在98%以上,应用前景良好。

一、微生物菌种的筛选

陆梁油田原油20℃条件下平均密度为0.856g/cm3,平均含蜡量8.2%,平均胶质含量3.57%,沥青质含量1.45%属含蜡、含胶中质原油,各层位的油层温度在42℃~66℃之间。对于通过代谢产物生成表面活性物质,从而改变原油流变性达到清防蜡目的的菌种,理想的原油乳化效果必不可少。同时还要考虑在采出液中矿化度、pH值和井下温度条件对菌种生长的影响。

(一)菌种生长曲线测定

微生物的生长曲线代表了微生物生长繁殖至衰老死亡的动态过程,分为停滞期、对数期、稳定期和衰亡期四个阶段,可以反映出特定条件下微生物的生存繁殖能力。我们收集了几种具有清防蜡作用的微生物菌种,模拟井下条件用比浊法测定其生长曲线,见图1:

从图1曲线的走势来看,还是明显能够看出各种微生物的停滞期、对数期和稳定期(考虑到培养时间过长对会出现杂菌影响测定结果的可靠性,没有对衰减期进行确定)。W、Bx、Bg、S2、A2的繁殖特性接近,在5小时左右进入微生物繁殖增长期(对数期),说明这几种微生物的环境适应性较强,在70小时左右进入微生物繁殖的稳定期。S2和A2由于对试验条件下环境体系的不适应,过早的进入了衰减期。

(二)乳化性能试验

传统的微生物清防蜡理论认为在微生物代谢过程中能产生低气分子气体,有机酸,生物表面活性剂等,并通过它们发挥作用,起到清防蜡的目的。基于此我们室内可以通过微生物原油乳化试验来评价微生物的清防蜡效果。取陆梁油田不同层位单井原油作微生物乳化性能评价,各单井的原油物性参数如下表:

根据生长曲线和平皿试验结果,选择W、Bx、A1、Bg四种菌液作为原油乳化试验用微生物。试验中分别将lOmL和20mL菌液接种到含5克原油的液体培养基中,在50℃恒温摇床上培养72h后观察乳化结果。从实验结果看出,微生物乳化性能的优劣主要和选择的菌种有关。如Bx菌液对不同层位的陆梁原油都具有良好的乳化效果,而A1和W的对各层位原油乳化效果都不甚理想。同时结合表2还可以看出,所选微生物的乳化效果与原油物性也有一定关系,含蜡量高则乳化效果好,低则乳化效果不明显。在此实验基础上,选择LU8166和LUl 147井原油用乳化效果较理想的Bx和Bg菌种作不同培养时间对乳化效果的影响。试验条件同前,在不同培养时间后观察乳化结果。培养72小时以后,两种菌液的乳化效果基本不变。这和两菌种生长曲线达到稳定期的时间基本吻合。

(三)乳化后油水两相物性分析

通过微生物乳化试验后原油粘度的变化,可以印证乳化试验结果与清防蜡效果之间的联系。选择乳化试验中效果最好的LUl 147井经过Bx菌液乳化的原油作粘温曲线,测定结果见图2。微生物乳化和原油的粘度明显降低,说明乳化效果理想的菌液确实能降低原油在金属管壁的粘附力,达到清防蜡的目的。同时也说明原油乳化试验对评价微生物的清防蜡效果具有一定的指导意义。

(四)界面张力变化分析方法

原油经过微生物乳化前后界面张力的变化,可以为适用于现场的菌种确定提供可靠依据。选择陆梁现场油样,室内用XZD-3型界面张力仪测定原油微生物作用前后界面张力变化,结果表明陆梁原油经Bx菌乳化后界面张力明显降低,降低率平均达到70%以上。

从生长曲线测定、乳化实验和界面张力测定结果来看,Bx菌对陆梁原油的清防蜡效果较好,作为现场应用时菌种。在确定合适菌种后还应考虑现场特定条件对菌种生长的影响,下文讨论温度等对微生物的影响。

二、温度、pH值和矿化度对微生物生长的影响

将W、Bx、Bg和A1菌样按1:4的比例接种于营养培养基中,置于35℃、40℃、50℃、60℃、70℃下,分别测定72h后菌液浓度(涂抹平板计数法),以温度为横坐标,以菌液浓度的对数为纵坐标,作60h时温度与菌液浓度对数图。试验结果见图3;

从图4温度对微生物生长情况影响趋势可以看出,在40℃~60℃的范围内,微生物的生长处于较为稳定的状态;温度超过60℃后,随着温度的上升,菌种生长能力受到抑制;到70℃时,微生物的生长繁殖已经收到较大的抑制。

将菌样按1:4的比例接种于调节pH值至5、6、7、8、9的营养培养基中,置于50℃的振荡器培养72h,以平皿计数法测定总菌含量,以pH值为横坐标,以菌液浓度的对数为纵坐标作图5,从结果可知,微生物适宜的生长pH值在6~8之间。

微生物的生长繁殖情况受环境影响很大,研究矿化度对微生物生长的影响可以为现场选井提供合理依据。室内通过配盐来模拟现场油井采出液,同时加入营养物质,在50℃恒温摇床上培养72小时后用平皿法测定总菌含量。根据陆梁油田采出液矿化度范围,室内用钙、镁、钾、钠、氯根等配置成矿化度5000、8000、10000、15000的模拟水样。测定结果见图5:

图5曲线说明,在提供充足营养物质的前提下,矿化度对微生物的生长影响不大。但矿化度达到10000ppm以后,随着矿化度的增加,微生物的生长受到抑制,基于此,在选择微生物清防蜡措施井时应考虑采出液矿化度对微生物的影响。

三、现场应用情况

根据室内确定的选井依据,我们在陆梁油田选择了150口抽油井作为微生物清防蜡实施井,从实施效果来看,每年因为结蜡而导致修井基本在1-2口左右,有效率98%以上。部分油井因结蜡检泵时间由原来未采取措施的50天左右,延长到300天以上,防蜡效果明显。需要提醒读者的是,微生物清防蜡现场实施效果的好坏,不仅同所选菌种的清防蜡效果有关,还与合理的选井、优化的现场施工方案密不可分。对于选井条件,上文已做阐述。而现场施工方案,由于和菌种清防蜡作用机理、油井结蜡状况等密切相关,不同油田差异较大,本文在此就不专门叙述了。

四、结论

1.通过室内筛选评价,确定了适用于陆梁油田的微生物清防蜡菌种。

2.探讨了温度、pH值和矿化度对微生物生长的影响,确认现场合适的选井条件。井下适宜温度在40℃-60℃范围、采出水的pH值在6-8之间、矿化度低于10000ppm为最佳微生物清防蜡选井依据。

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【关键词】 医学检验 综合设计 教学方法

[ABSTRACT] Objective To observe the effect of developing comprehensive design on Microorganism Analysis teaching in training students’ ability. Methods This program was carried out in experimental teaching for students majoring in madical laboratory enrolled in the year of 2004. Results The students’ innovation thinking, synthetic capability, performance ability improved markedly. Conclusion The results convince that this program promote learning interest of students, improve teaching atmosphere, elevate the practicality and creativity the of students.

[KEY WORDS] Laboratory medicine; Synthetic design; Teaching method

检验专业专科人才培养目标是培养以实验性工作能力为主的检验技师,因此,实验教学就成为医学检验专业教学的重要环节,我校医学检验专科学生在校学习期间,其《微生物学检验》专业课的理论课为66学时,实验课为51学时,实验课学时占总学时的40%以上,实验课教学内容的改革与研究也成为能否实现检验专科人才培养目标和达到质量要求的主要因素[1]。为了培养善于思考、勇于创新、适合临床发展需要的高级医学检验人才,同时进一步强化医学检验专业学生的动手能力,我们在2004年级医学检验专业专科学生探索并实施了《微生物学检验》综合设计性实验,取得了较好的效果。

1 实验设计及程序

1.1 实验设计

实验设计过程由主讲教师向学生提出,并要求学生阅读实验指导,查阅文献资料,对整个实验过程有感性认识,并提出设想。由于学生理论知识的不足,实验设计方案主要由主讲教师和实验教师完成,结合实验指导写出综合设计性实验程序及实验项目下发学生(表1)。

表1 综合设计性实验项目临床模拟标本(略)

1.2 综合设计性实验程序

发给学生临床模拟标本,以粪便标本检测为例,要求学生进行分离鉴定,并发出检验报告。这一过程分为无菌操作,增菌培养,选择性培养基的选择,平板的分区划线,可疑致病菌落的挑选,革兰染色及镜下读片,触酶、氧化酶及其他重要生化实验的观察,血清型鉴定和KB法药敏试验等多个检验项目。每个项目的操作均由同学单独完成,并由实验老师进行操作规范中的错误纠正。

2 实施过程

以模拟临床粪便标本为例,能加深学生对肠道杆菌科的两种常见致病性细菌:沙门菌属细菌和志贺菌属细菌的认识,培养其独立思考能力,增强其责任感、成就感和协作精神。

2.1 培养基的制备

微生物学实验对象需要活的、新鲜的材料才能生长繁殖,因此大部分微生物学实验材料都要提前做准备。此外,由于完成一个菌属细菌的检验需要多个种类的培养基,这不可能由一个学生制备所有自己所需要的培养基。因此,这就要求学生能相互协作交流,每个同学只需制备一个种类的培养基,所有同学共同使用。

2.2 模拟标本的制备

主讲教师和实验教师准备,将沙门菌属或志贺菌属的细菌接种于GN增菌液中保存送检,要求作为菌种的细菌形态、生物学特性、生化反应等典型,血清学凝集现象明显。

2.3 实验项目的制定

由模拟粪便标本可进行未知细菌的检验,其中包括微生物学基本实验技术(涂片、染色、显微镜镜检),微生物的分离、鉴定技术(培养基制备、无菌操作、平板分区划线、斜面接种、接种针穿刺接种、液体培养基接种),微生物免疫技术(血清学玻片凝集实验),应用微生物技术(KB法药敏试验),等等。这些都是最基本的微生物检验实验项目,能将微生物学理论与临床实践结合起来。见图1。

2.4 分析总结

每完成一个综合设计性实验项目,学生在教师的指导下写出实验报告,同时针对实验环节及过程中已经出现和可能出现的问题进行讨论、总结和分析,尽可能地发挥学生主观能动性,积极探讨实验设计中的利与弊,参与检验方法与步骤改革,以便更好地应用于临床。

2.5 开放实验室

为了配合综合设计性实验的实施,尽可能地增加学生动手能力,使学生对每个实验项目及环节都能保质保量完成,我们采取延长实验时间、开放实验室、现场解答实验问题等措施,确保每个学生遇到的难题及时得以解决。

3 讨 论

《微生物学检验》是检验专业的主要专业课之一,其内容杂乱,章节间逻辑性较差,知识点分散,理论性强,实践性更强。它既有独立性,又有系统性,同时与临床密切相联系,所以在学生中开展综合设计性实验很有必要。高职高专教育不同于本科与研究生教育,其培养目标是培养具有较强的基础理论知识、熟练的操作技能,工作在市、县级医院第一线的技师,因此强化学生实践操作和技能训练就非常必要[2]。

综合设计性实验的主要宗旨在于使学生学习一定的实验方法和技术,培养学生创新思维、动手能力及独立工作能力,它有传统实验不可替代的优势[3]。通过《微生物学检验》综合设计性实验的完整实施,使学生加深了对微生物学检验理论知识的理解,从而掌握了微生物的生物学性状和培养特性,熟悉了微生物学检验的基本方法及临床应用。从实验的角度看,该综合设计性实验包括了微生物学基本实验技术,微生物分离、鉴定技术,微生物免疫技术,应用微生物技术等重要的微生物学技术,从而使学生的综合设计能力有所提高,达到了实验课的培养要求,为学生毕业后从事临床微生物检验的工作及科研奠定基础。

《微生物学检验》综合设计性实验的实施结果表明,综合设计性实验避免了学生实验做完就忘的问题,培养了学生创造性思维及独立工作的能力,使学生真正成为实验的主体。

【参考文献】

[1]景晓红,曹励民,姜凤良,等. 免疫学检验综合设计性实验的探索及实施[J]. 延安大学学报:医学科学版, 2005,3(2):63.

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方法:对我单位疾控系统实验室间盲样进行对比性检测。

结果:依据上级CDC传达的反馈信息,本次考核,我疾病预防控制中心取得了满意的成绩。

结论:对比性检测结果证明我疾病预防控制中心的检测能力和总体检测水平具有很明显的进步。

关键词:疾病预防控制中心 卫生微生物 分析 检验质控

【中图分类号】R9 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801(2013)06-0405-01

作为疾病预防控制中心进行疾病与控制工作和执行卫生行政执法的基本手段和基础,实验室内对卫生微生物进行检验是卫生防病工作和卫生监督工作的基本技术支持[1]。承担盲样的分离鉴定工作、积极开展实验室间能力验证和对比活动、定期进行实验室质控能够有效的促进各实验室处理各种样品过程中的技术操作能力和分析鉴定能力的提高[2]。文章根据我疾病控制预防中心质控考核结果对卫生微生物检验质控技术进行了分析与探讨,结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料。

1.1.1 诊断血清。由我省生物制品研究所生产而且处于有效期内的0157∶H7诊断血清以及致病性大肠埃希菌诊断血清。

1.1.2 培养基。此次卫生微生物检验质控选用由杭州天和微生物试剂有限责任公司制造的细菌生化鉴定系统,采用我省疾病预防控制中心微生物试剂厂生产培养基进行检验质控。培养基皆处于有效期内。

1.1.3 质控样品。此次卫生微生物检验质控选用的质控样品冻干盲样菌种两份(编号为1号和2号),均由我省CDC下发。

1.2 检验质控方法。严格按照GB/T4789.1~4789.31-2003食品卫生微生物检验质控国标进行。

2 实验室检验

2.1 增菌步骤。在无菌环境中向开启后的真空冻干菌种管添加1.0ml无菌生理盐水进行菌种溶解;在分离培养和接种增菌过程中,选用两2支营养肉汤做增菌(复苏)培养;转中增菌液和分离平板时间为4.5至6.5小时,再次分离时间差是18.5至24.5小时。观察显示各增菌基具体生长情况如下表:

2.1.1 取生长情况浑浊的营养肉汤、8%NaC1肉汤各1环,分别接种于血琼脂平板和普通营养琼脂平板上,培养温度设为37℃,培养时间为24.5小时;将从生长情况浑浊的的营养肉汤液、TTB中取出的各1环分别接种于EMB、WS、SS平板上,温度设为37℃,培养时间24.5小时。分别观察每个平板上菌落的生长情况。

2.1.2 在乳糖发酵管、普通营养琼脂平板、血琼脂平板、EMB、WS、SS平板上分别接种一环样液,温度设为37℃,培养时间24.5小时。

2.2 分离培养。

2.2.1 增菌后分离培养。普通营养琼脂平板上菌落呈浅黄色,涂片镜检后发现呈葡萄状,格兰阳性球菌;血琼脂平板上菌落有溶血环,呈钱金黄色。两者菌落皆来自1号样。

EMB平板上菌落具有金属光泽,颜色为深紫色,将菌落进行涂片镜检后发现无芽孢、格兰阴性杆菌;SS、WW平板上菌落大小中等,不透明,菌落颜色为粉红色。其中菌落皆来自2号样。

2.2.2 直接分离。1号样菌:血琼脂平板上无溶血环,菌落颜色为浅黄色;普通琼脂平板上菌落呈浅黄色,两者乳糖发酵不产气,产酸。2号样菌:EMB平板上菌落具有金属光泽,颜色呈深紫色;SS、WS平板上菌落不透明、大小中等、颜色呈粉红色、形状为圆形,三者乳糖发酵产气,产酸。

2.2.3 经肉汤增菌后1号和2号原样中,菌落生长特征与以上描述一致。

2.2.4 其他增菌液情况。接种于普通营养琼脂平板、血琼脂平板、EMB、SS、WS平板中生长结果为澄清的增菌液中无细菌生长。

2.3 生化试验。

2.3.1 进行血浆凝固酶试验,试验材料为从分离培养生长为1号样菌落的平板上取出的呈浅金黄色、G+球菌可疑菌落,实验结果为阳性反应。取出适量可疑菌落进行生化试验,实验结果如表2。

2.3.2 从分离培养生长为2号的菌落平板上取出至少6个G-杆菌可疑菌落。并将选出的可疑菌落接种于KI琼脂斜面,温度设为37℃,培养时间为24.5小时。根据可疑菌落生长情况,可以确定实验中可疑菌落在KI琼脂斜面上反应结果与大肠埃希菌反应特征相吻合,具体生长情况见表3。

根据实验结果和菌落基本特征,判断1号菌为金黄色葡萄球菌,判断2号菌为出血性大肠埃希菌0157H7。我省CDC反馈信息证明质控结果正确无误。

3 讨论

疾病预防控制中心对微生物检验质控的准确性对于整个地区卫生检验工作具有非常重要的意义。对于检验质控工作,最基本的偏差消除有效手段就是实验室间能力验证和相互比对[3],找出正确答案,同时又能够促进实验室检验质控水平的提升。本次试验室卫生微生物检验质控结果准确,证明我疾病预防控制中心检验能力合格。

参考文献

[1] 李丽颖,高芳群.卫生微生物检验质控结果的分析[J].当代医学,2013,19(7):94-95

篇10

关键词:高等农业院校;微生物生态学;教学改革 

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0109-02 

《微生物生态学》是西北农林科技大学资源环境学院的一门重要专业基础课程,内容主要涉及微生物在自然界中的分布、微生物生态学的研究方法、微生物在环境生态系统中的功能、微生物在环境保护中的应用等。开设本课程是为了提高涉农专业学生,特别是本校资源环境科学专业的学生在掌握《微生物学》课程内容的基础上,进一步学习微生物生态学的基本原理、研究方法,掌握微生物在自然界的生态分布、微生物生物种群的生态学关系,以及微生物在资源环境科学中的应用,为进一步学习应用微生物学等相关课程和从事相关专业研究奠定扎实的专业基础。目前,本校资源环境科学专业开设48学时,其中理论教学32学时,课程实验16个学时。通过几轮教学实践,笔者发现不少学生对该课程内容缺乏兴趣,认为这是一门理论性较强的课程,对自己以后要从事的工作没有帮助。因此,如何在有限的学时内,使学生较全面、系统地掌握微生物生态学的基础知识,同时激发其学习兴趣,培养学生利用微生物学知识解决环境问题的能力和创新能力,这些问题是授课教师所面临的新挑战。针对以上问题,笔者根据近年来的教学实践,从更新教学内容、改进实验环节等方面做了一些有益的尝试,以达到激发学生学习兴趣,提高课堂教学质量,培养实验操作技能的目的。 

一、教科书与教学内容的合理选择 

教科书是学生获得系统知识、进行学习的主要材料,它可以帮助学生掌握教师讲授的内容;同时,也便于学生预习、复习和完成课后作业。因此,选择合适的教科书尤其重要。目前,市场上有关微生物生态学的教材较少,主要有南京师范大学杨家新教授主编的《微生物生态学》,黑龙江大学宋福强教授主编的《微生物生态学》,以及中国海洋大学池振明教授主编的《现代微生物生态学》。其中,杨家新教授主编的《微生物生态学》在阐述了研究理论和方法后,突出介绍微生物在不同生态系统中发挥的重要作用,着重强调微生物对生态系统的稳定和发展所起的不可替代的作用。宋福强教授主编的《微生物生态学》和池振明教授主编的《现代微生物生态学》核心内容大体一致,主要介绍了正常自然环境,极端环境和污染环境中的微生物与其周围生物和非生物环境之间的相互关系,微生物在这些环境中的作用及其活性产物的应用;同时也介绍了微生物生态学研究使用的传统方法和现代分子生物学方法。鉴于池振明教授主编的《现代微生物生态学》在污染物的微生物处理技术中内容[1]更加全面,涉及到废气、废水、重金属污染物、固体废弃物的微生物处理,以及煤脱硫的微生物方法。同时考虑到本院资源环境科学专业偏向理科和农学方面。因此,结合专业特点选择了池振明教授主编的《现代微生物生态学(第二版)》作为课程授课的主要参考教材。该教材知识点条理清晰,语言简洁凝练,每个章节后面附有相应的思考题,帮助学生系统学习,符合资源环境科学专业的本科教学要求。 

在教学内容方面,由于理论课时较少,因此需要结合专业特点,以及本课程和其他学科的内容是否交叉,来对所要讲授的内容进行筛选。具体来说,本校资源环境科学专业学生在大二时已经必修了《微生物学课程》,在教学过程中适当减少一些微生物学基础知识介绍。在农业高校中,对微生物生态学的研究,应突出土壤微生物群落的分布组成及其变化规律,适当增加本专业相关的科学研究进展知识点,如土壤微生物在提高土壤肥力,帮助农作物摄取营养,促进作物生长、抗病原菌的侵入和降解农药,保护农田环境方面的重要功能。此外,池振明教授主编的《现代微生物生态学(第二版)》中第四章,详细介绍了海洋环境中的微生物类群,针对农业院校的学生,可将该部分内容与水体中微生物的群落结构及其变化规律进行融合,将水体分为江河水和海水两个大类进行介绍,重点让学生掌握这两种水环境中的微生物特点。结合本专业特点,在介绍污染环境中微生物生态内容时,注重突出微生物在污染修复过程中的作用,尤其是与农业资源环境相关的固体农业废弃物的微生物处理技术;在微生物产生的生态友好物质章节,重点讲授与专业相关的生物农药和生物燃料等内容。教学内容合理调整后,突出了《微生物生态学》课程与学生专业的相关性,激发了学生兴趣,进一步提高了课堂教学质量。 

二、教学手段及教学方法的改进 

微生物个体微小,用肉眼无法观察,因此在《微生物生态学》理论课程讲解过程中,要避免传统照本宣科的教学方式,否则会使抽象的理论变得更加乏味,学生很快就会丧失学习的兴趣。多媒体教学手段集文字、图片、声音、动画等多元因素于一体,具有可视性好、生动形象、信息量大等优点,能够把枯燥、难以理解的内容变得有趣[2]。在具体教学过程中,笔者通过互联网广泛搜集微生物相关课件,包括高清显微图片、动画、视频等,再根据专业特点及课程需要进行编辑、采选,并将其应用到《微生物生态学》的多媒体教学课件中,最大程度发挥多媒体工具的优势,以达到提高教学效果的目的。例如,在讲到研究微生物生态学的分子生物学方法时,需要重点向学生阐明PCR扩增技术的原理和基本程序,而传统教学手段无法良好的呈现PCR扩增过程,笔者采用flash动画演示和视频演示相结合的方式,使学生轻松掌握了PCR扩增技术的原理及其三个基本反应步骤,即变性、退火和延伸。 

在教学方法上,传统的讲授法是以教师为主体,这样势必降低学生在课堂上学习的主动性,因此,在教学实践过程中,笔者增加了“课堂讨论”教学方式。针对教材中需要重点掌握的一些知识点,提前提出一些合适的问题,让学生去查找资料,经过独立思考之后,在课堂上共同进行讨论。这样可使学生主动地去获取知识,大大提高了学生的学习兴趣。例如,在讲到微生物与化学污染物之间的相互关系时,可以结合农业资源环境科学专业的特点提出“目前土壤环境中有哪些主要的污染物?”“有哪些生物修复技术可以应用到这些污染物的处理中去”等问题,让学生通过自己查阅文献,培养独立思考和解决科学问题的能力。三、实验教学环节的优化 

实验课是《微生物生态学》的一个重要实践环节,是课程理论知识与实践应用连接的纽带,对于学生实验技能的掌握和实际应用具有重要意义。传统的微生物生态学教学相关实验可多达几十个,常见的实验有:土壤中微生物生物量的测定、空气中微生物的检测、水质的细菌学测定、微生物对纤维素的分解作用及分解强度的测定、硝化作用及硝化细菌的计数、水中总大肠菌群的检测、水中粪大肠菌群的检测、生物污泥的活性测定、固氮菌的分离与测数、活性污泥菌胶团及生物相的观察等。针对农业高校的环境类专业的学生,应当结合他们的专业特点合理选择相关实验。例如,可将围绕土壤微生物开展实验,具体可以选择农田土壤作为研究对象,对土壤中微生物生物量、细菌和真菌呼吸作用强度、纤维素分解能力进行测定,还可进一步对其中的固氮菌进行分离计数。采样过程中,教师指导学生掌握采集和保存农田土壤样品的方法,重点强调样品的低温保存,以保证土壤样品中微生物活性;样品测定过程中,指导学生掌握各种指标的测定方法,识别农田土壤中常见的纤维素分解菌和固氮菌,了解农田土壤中微生物与土壤肥力的关系。同时,为了激发学生对微生物生态的学习兴趣,在实验课环节,除了设置自然环境中(土壤、空气、水体)微生物的检测,增设一些特殊环境中微生物的检测,例如让学生检测自己口腔中的微生物情况,检测自己手机上微生物的数量和种类等,使学生直观的体会微生物与人类自身生活的密切联系。 

随着分子生物学技术的不断发展成熟,使传统微生物生态学研究领域由自然界中可培养微生物种群扩展到微生物世界的全部生命形式(包括可培养、不可培养、难培养的微生物及其自然界中环境基因组等)[3],这就要求高校学生了解一些基本的分子生物学实验技术。在理论课的第二章中,教师已经向学生讲解了研究微生物生态学的分子生物学方法,因此,在此基础上在实验课增设土壤微生物基因组DNA的提取和PCR扩增实验,为学生掌握分子生物学技术在微生物生态研究领域的应用奠定基础。 

实验报告是实验不可或缺的一个重要部分,在微生物生态学实验课程中,教师对学生实验报告提出了新的要求。首先,在每次实验课之前,需要学生撰写预习报告,敦促学生熟悉实验,初步了解实验目的、原理和步骤。实验结束后,学生应认真完成实验报告内容,针对教师在实验课程中提出的思考题,查阅相关资料来拓宽知识面;完成报告中“实验心得及思考”内容的撰写,对实验进行总结,从而加深印象。 

四、结语 

《微生物生态学》是一门与人类活动关系密切、理论与实践相互渗透的学科,在现代农业高速发展的大好形势下给农业高校的教学提出了新的要求与挑战,因此教师需要结合农业高校的专业特点进行教学改革,从理论教学内容选择、实验教学课程优化等方面出发进一步提高教学质量。今后,教师还应不断更新和完善教学内容,借鉴国内外先进成熟的教学经验,探索新的教学方法与模式,在教学实践中不断总结和提高。 

参考文献: 

[1]池振明,王祥红,李静.现代微生物生态学[M].第二版.北京:科学出版社,2010.