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[關鍵詞]烏芪舒筋通絡片;微生物限度;方法學研究;《中國藥典》2015年版
[中圖分類號] R286 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721(2017)06(c)-0093-04
[Abstract]Objective To establish a microbial limit test method of Wuqi Shujin Tongluo tablets.Methods Methodology research on microbial limit test of Wuqi Shujin Tongluo tablets was conducted according to the "1105,1106,1107" of Chinese Pharmacopoeia 2015 edition with the fourth part.Results The total number of aerobic bacteria could be tested by plate dilution method and membrane filtration method,the total number of fungus and yeasts could be tested by the plate routine method,and the recovery was between 0.5 and 2,Escherichia coli,Salmonella,Bile salt resistant Gram-negative bacteria could be detected through control bacteria by direct inoculation method.Conclusion The total number of aerobic bacteria can be tested by plate dilution method,the total number of fungus and yeasts can be tested by plate routine method,and the control bacteria can be tested by direct inoculation method,the methods used are feasible,and easier to operate,which are suitable for the microbial limit test of Wuqi Shujin Tongluo tablets.
[Key words]Wuqi Shujin Tongluo Tablets;Microbial limit;Methodology research;Chinese Pharmacopoeia 2015 edition
躑問鍆絡片是根據我院省名中醫驗方制成的純中藥制劑,具有補肝腎,通絡止痛的作用,由細辛、制川烏、制草烏、桂枝、牛大力、防己、黑老虎、蜈蚣、走馬胎、羚羊角骨、牛膝、黃芪、杜仲、續斷、甘草等藥味組成[1]。該制劑微生物限度檢查法原按《中國藥典》2010年版進行方法學驗證[2],隨著《中國藥典》2015年版的實施,新版微生物限度檢查方法變化很大,必須重新進行驗證。為此,本研究按《中國藥典》2015 年版四部“1105、1106、1107”項下方法[3],對該制劑的微生物限度檢查方法進行了再次驗證研究,制訂了新的切實可行的微生物限度檢查法,替代了舊標準,并應用于該制劑的日常檢驗,使該制劑的微生物限度檢查法提升到新版《中國藥典》的水平。
1 儀器與試藥
1.1 儀器
SZX型超凈工作臺(上海滬南科學儀器聯營廠);BHC-1300ⅡA/B3型生物潔凈安全柜(蘇州凈化設備有限公司);YXQWF32-500臥式榘形壓力蒸氣消毒器(湖南衡陽醫療器械廠);LRH-250A生化培養箱(韶關市泰宏醫療器械有限公司);MJ-160B-Ⅱ霉菌培養箱(上海躍進醫療器械廠);CX31生物顯微鏡(奧林巴斯);HTY HOMO761勻漿儀(浙江泰林生物技術股份有限公司);JA2003N電子天平(上海精密科學儀器有限公司);JC101型電熱鼓風干燥箱(上海成順儀器儀表有限公司、南通嘉程儀器有限公司合作出品)。
1.2 樣品
烏芪舒筋通絡片(肇慶市中醫院,批號:15050401;15051102;15052401)。
1.3 菌種
實驗所用的菌株傳代次數不得超過5代[4],并采用適宜的保藏方法保存,確保試驗菌株的生物學特性。
金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)[CMCC(B)26003]、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis) [CMCC(B)63501]、銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)[CMCC(B)10104]、白色念珠菌(Candida albicans)[CMCC(F)98001]、黑曲霉(Aspergillus niger) [CMCC(F)98003]、大腸埃希菌(Escherichia coli)[CMCC(B)44102]、乙型副傷寒沙門菌(Salmonella paratyphi B)[CMCC(B)50094]。以上菌種均來自于中國食品藥品檢定研究院。
1.4 培養基
胰酪大豆胨瓊脂培養基(批號:3105210)、沙氏葡萄糖瓊脂培養基(批號:3105120)、胰酪大豆胨液體培養基(批號:3105305)、沙氏葡萄糖液體培養基(批號:3105054)、麥康凱液體培養基(批號:3105291)、麥康凱瓊脂培養基(批號:3105138)、RV沙門增菌液體培養基(批號:3104847)、木糖賴氨酸脫氧膽酸鹽瓊脂培養基(批號:3104852)、三鐵塘瓊脂培養基(批號:3105052)、腸道菌增菌液體培養基(批號:3105093)、紫紅膽鹽葡萄糖瓊脂培養基(批號:3104750),均由廣東環凱微生物科技有限公司生產,使用前先進行培養基的適用性檢查,并且在有效期內使用,培養基的制備按照標示方法進行。
1.5稀釋液、沖洗液
pH7.0氯化鈉-蛋白胨緩沖液(廣東環凱微生物科技有限公司,批號:3105256)、胰酪大豆胨液體培養基(批號:3105305)、0.9%無菌氯化鈉溶液(自制)。
2 方法與結果
參照《中國藥典》2015年版四部“1105、1106、1107”微生物限度檢查法[3]進行驗證。
2.1 菌液制備
2.1.1 金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、枯草芽孢桿菌
取金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、枯草芽孢桿菌的新鮮培養物分別接種至100 ml胰酪大豆胨液體培養基中,30~35℃培養18~24 h;分別取各培養物 1 ml,加 0.9%無菌氯化鈉溶液9 ml,按10 倍遞增稀釋級數制成每毫升含菌數為
2.1.2 白色念珠菌
取白色念珠菌的新鮮培養物接種至100 ml沙氏葡萄糖液體培養基中,20~25℃培養2~3 d,取培養物 1 ml,加 0.9%無菌氯化鈉溶液9 ml,按10 倍遞增稀釋級數制備成每毫升含菌數
2.1.3黑曲霉
取黑曲霉新鮮培養物接種至沙氏葡萄糖瓊脂培養基中,20~25℃培養5~7 d,加入3~5 ml含0.05%(ml/ml)聚山梨酯80的0.9%無菌氯化鈉溶液,洗脫孢子。再選用適宜的方法將孢子懸液吸至無菌試管內,用含0.05%(ml/ml)聚山梨酯80的0.9%無菌氯化鈉溶液制備成每毫升含菌數
2.2 供試液的制備
取供試品10 g,加胰酪大豆胨液體培養基至100 ml,用勻漿儀打碎,混勻,作為1∶10的供試液。量取1∶10的供試液10 ml,加胰酪大豆胨液體培養基稀釋至100 ml,混勻,作1∶100的供試液。
2.3 微生物計數方法適用性試驗
2.3.1 平皿常規法
2.3.1.1 試驗組 需氧菌總數計數:取1∶10的供試液5份,每份100 ml,分e加入金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、枯草芽孢桿菌、白色念珠菌、黑曲霉試驗菌液適量,振搖均勻,使每毫升供試液含菌量≤100 cfu。取1 ml注入平皿中,平行制備2份,立刻傾注胰酪大豆胨瓊脂培養基,凝固,30~35℃中培養≤3 d,計數。
霉菌和酵母菌總數計數:取1∶10的供試液2份,每份100 ml,分別加入白色念珠菌、黑曲霉試驗菌液適量,振搖均勻,使每毫升供試液含菌量≤100 cfu。取1 ml注入平皿中,平行制備2份,立刻傾注沙氏葡萄糖瓊脂培養基,凝固,20~25℃中培養≤5 d,計數。
2.3.1.2 供試品對照組 取1∶10的供試液,以pH7.0氯化鈉-蛋白胨緩沖液代替菌液,同試驗組操作。
2.3.1.3 菌液對照組 取胰酪大豆胨液體培養基代替1∶10的供試液,按試驗組項下方法操作,加入試驗菌液并進行微生物回收試驗。
2.3.1.4 計算 各菌株的回收率(R)=(試驗組的平均菌落數-供試品對照組的平均菌落數)/菌液組的平均菌落數×100%[5-6],依據《中國藥典》2015年版四部規定,比值R應為0.5≤R≤2[7-9](表1)。
2.3.2 平皿稀釋法
2.3.2.1 試驗組 需氧菌總數計數:取1∶100的供試液5份,每份100 ml,按“2.3.1.1”項下方法操作。
霉菌和酵母菌總數計數:采用平皿常規法R為0.5~2,所以不再進行稀釋法研究。
2.3.2.2 供試品對照組 取1∶100的供試液,以pH7.0氯化鈉-蛋白胨緩沖液代替菌液同試驗組操作。
2.3.2.3 菌液對照組 取胰酪大豆胨液體培養基代替1∶100的供試液,按試驗組項下操作方法加入試驗菌液并進行微生物回收試驗。
2.3.2.4 計算 按“2.3.1.4”項下公式計算,結果見表2。
2.3.3 薄膜過濾法
2.3.3.1試驗組 取1∶10供試液10 ml,濾過,取pH7.0氯化鈉-蛋白胨緩沖液200 ml,分2次沖洗濾膜,在第2次沖洗中加入相應的菌液適量(含菌量≤100 cfu),濾過,取出濾膜,需氧菌檢查將膜貼于胰酪大豆胨瓊脂培養基中,在30~35℃下培養,≤3 d,霉菌和酵母菌檢查將膜貼于沙氏葡萄糖瓊脂培養基中,在20~25℃下培養≤3 d。
2.3.3.2 供試品對照組 取1∶10供試液10 ml,以pH7.0氯化鈉-蛋白胨緩沖液代替菌液同試驗組操作。
2.3.3.3 菌液對照組 取胰酪大豆胨液體培養基代替1∶10的供試液,按試驗組項下操作方法加入試驗菌液,同時進行微生物回收試驗。
2.3.3.4 計算 按“2.3.1.4”項下公式計算,結果見表3。
由表1~3可知,烏芪舒筋通絡片需氧菌總數計數檢查采用平皿稀釋法、薄膜過濾法,霉菌和酵母菌計數檢查采用平皿常規法、薄膜過濾法,R均在0.5~2內,符合《中國藥典》2015年版四部微生物學限度檢查驗證的要求。考慮到實際操作中,平皿常規法、平皿稀釋法操作簡便,優于操作繁瑣的薄膜過濾法,故需氧菌總數計數法可選用培養基稀釋法,霉菌和酵母菌總數計數檢查選用平皿常規法為最佳方法。
2.4 控制菌適用性試驗
2.4.1耐膽鹽革蘭陰性菌檢查驗證試驗
取1∶10供試液適量,混勻,20~25℃培養2 h,作為預培養供試品。取預培養供試品3份,每份10 ml,分別加入10 ml腸道菌增菌液體培養基,第1份加入1 ml緩沖液作為供試品組,第2份加入1 ml大腸埃希菌(含菌量≤100 cfu/ml)作大腸埃希菌陽性對照組,第3份加入1 ml銅綠假單胞菌(含菌量≤100 cfu/ml)作為銅綠假單胞菌陽性對照組。另取胰酪大豆胨液體培養基10 ml,加入10 ml腸道菌增菌液體培養基及1 ml緩沖液,作為陰性對照組。于30~35℃培養24~48 h,劃線接種到紫紅膽鹽葡萄糖瓊脂培養基的平板上,30~35℃下培養18~24 h,觀察菌落形態,結果見表4。
2.4.2大腸埃希菌檢查驗證試驗
取1∶10供試液2份,每份10 ml,分別加入到100 ml胰酪大豆胨液體培養基中,第1份加入1 ml緩沖液,混勻,作為供試品組,第2份加入1 ml大腸埃希菌(含菌量≤100 cfu/ml),混勻,作陽性對照組;另取胰酪大豆胨液體培養基110 ml,加入1 ml緩沖液,作為陰性對照組,均于30~35℃中培養18~24 h。
取以上培養物1 ml加入到100 ml麥康凱液體培養基中,在42~44℃下培養24~48 h。然后劃線接種于麥康凱瓊脂平板上,在30~35℃下培養18~72 h,觀察菌落形態,結果見表5。
2.4.3沙門菌檢查驗證試驗
取1∶10供試液2份,每份100 ml,第1份加入1 ml緩沖液,混勻,作為供試品組,第2份加入1 ml沙門菌(含菌量≤100 cfu/ml),混勻,作陽性對照組。另取胰酪大豆胨液體培養基100 ml,加入1 ml緩沖液,作為陰性對照組,在30~35℃下培B18~24 h。然后分別取培養物0.1 ml,接種至10 ml RV沙門增菌液體培養基中,在30~35℃下培養18~24 h,取少量RV沙門增菌液體培養物,劃線接種于木糖賴氨酸脫氧膽酸鹽瓊脂的培養基上,在30~35℃下培養18~48 h,用接種針挑選疑似菌落,進行斜面和高層穿刺接種于三糖鐵瓊脂培養基上,于30~35℃中培養18~24 h,觀察菌落形態,結果見表6。
由表4~6可知,控制菌檢查采用直接接種法,即可達到要求。
3討論
2015年版與2010年版《中國藥典》相比[10-11],微生物計數法適用性試驗,從對細菌總數作方法適用性檢查,變成對需氧菌總數作方法適用性試驗,試驗菌株3種變為5種;培養基由胰酪大豆胨瓊脂替代營養瓊脂,用于檢查需氧菌,沙氏葡萄糖瓊脂培養基代替玫瑰紅鈉培養基,用于檢查霉菌與酵母菌,雖然增加了試驗的工作量,但卻具有良好的廣譜性,提高檢出率,方法更靈敏[12]。對控制菌的檢查,新版刪除了大腸菌群的檢查,新增了耐膽鹽革蘭陰性菌的檢查[13],對含有藥材粉末的固體口服給藥制劑都必須檢查沙門菌,提高了對致病菌控制的要求。
烏芪舒筋通絡片處方藥味中多種成分含有抗菌活性[14-15],由實驗可知,對需氧菌具有抑制作用,故需氧菌總數計數檢查時采用常規平皿法回收率較低,需選用平皿稀釋法或薄膜過濾法。
在實際工作中,勻漿儀打碎樣品時,經常出現泡沫,往往對驗證結果造成影響,待泡沫消除后再加入菌種,基本能消除由操作引起的影響。
[參考文獻]
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關鍵字:食品微生物學檢驗檢測體系問題完善
一、食品微生物學檢驗檢測體系概述
(一)、食品微生物學的概念
食品微生物學是微生物學的分支學科。它是自工業微生物學、微生物生態學和衛生學中專化出來的一門學科,主要研究微生物與食品制造、保藏等方面的內容。食品微生物學涉及病毒、細菌、真菌多種微生物,除研究這些微生物的一般生物學特性外,還探討它們與食品有關的特性。微生物作為最簡單的生命體而成為生命科學研究不可替代的基本材料,由此也奠定了食品微生物學在微生物學中的地位。使得食品微生物學也成為食品制造領域里十分活躍的一門新型學科。
(二)、食品微生物學檢驗檢測體系的概念
食品微生物檢驗體系的發展是與整個微生物學的發展是分不開的,食品微生物學檢驗檢測體系是運用食品微生物學的理論與技術,研究食品中微生物的種類,根據食品衛生的微生物學標準,對食品微生物實施檢驗的一系列有序的檢驗工序。它涉及生物學、生物化學、發酵學等多門學科的知識。《中華人民共和國國家標準——食品衛生檢驗方法》是食品微生物檢驗檢測體系的檢驗依據,確保微生物食品的安全、衛生。對于人類食品安全健康起著重要的作用。
二、食品微生物檢驗檢測體系存在的問題
我國食品微生物學檢驗檢測體系主要問題可分為以下幾個方面:
(一)、食品微生物檢驗檢測范圍廣
由于食品種類繁多,分布不同。而且微生物的種類也非常多,數量巨大。如目前列入食品衛生國家標準的致病菌有13種,每種的檢驗方法的復雜繁瑣。在食品來源、加工、運輸等過程中都有可能受到各種微生物的污染。正是由于檢驗檢測范圍廣,導致著微生物的危害度、食品的特性及處理條件無法貫徹落實,食品存在著嚴重的衛生質量問題。
(二)、我國食品微生物檢驗機構監管不嚴
無有效地監管機構,導致食品微生物檢測無法貫徹執行,于是時有發生檢驗檢測效率低下。無監管的情況下,因人為事務而遭受重大食品安全問題。而對于我國食品微生物檢驗機構監管不嚴的現象尤為突出。食品衛生監督機構:各級衛生局下屬 衛生監督所不能有效保證其工作質量,食品加工企業自檢不嚴格都將導致嚴重安全隱患。為加強檢驗機構控制監督管理,更好地依條例履行檢驗機構條例依據職責,有效的檢驗機構,必不可少。
三、食品微生物檢驗檢測體系的完善
為了防止微生物引起食品變質、腐壞,減少傳染病是病菌隨食品進入體內并在人體內增殖。食品微生物檢驗檢測體系是否有效已經成為食品安全的關鍵問題。于是如何完善施食品微生物學檢驗檢測體系,已是一項十分嚴峻的考驗。根據分析,得出如下幾條建議:
(一)明確食品微生物檢驗目標
在檢驗中,了解檢驗目標,有利于對于檢驗全局的控制得到有效化。食品微生物的檢驗目標是:研究各類食品中微生物種類、分布及其特性;研究食品的微生物污染及其控制,提高食品的衛生質量;研究微生物與食品保藏的關系;研究食品中的致病性、中毒性、致腐性微生物;研究各類食品中微生物的檢驗方法及標準。只有準確地明確目標,才能將食品微生物學檢驗檢測體系的優越性充分發揮出來。
(二)、提高微生物檢驗檢測的技術規范
食品生產是一個時間長、環節多的復雜過程。與每一個步驟都有可能產生微生物的污染。食品有直接和間接關系的致病性微生物都可能污染食品。在檢測檢驗過程中,良好的技術操作有利于提高微生物檢驗檢測體系的完整性與安全性。其包括顯微鏡檢、染色技術、培養基制備技術、接種、分離純化和培養技術等。能有效地將檢驗操作技術規范化,是一項不容忽視的課題,也是食品微生物檢驗檢測體系的技術保障。
(三)提高政府對于食品微生物檢驗檢測體系重視
食品微生物檢驗檢測體系因受到政府的重視,只有在政府的支持下,才能在政治效益的監管下,提高檢驗檢測體的健全。開發利用有益的微生物生產食品原料,如有機醇、有機酸、維生素類、核苷酸、氨基酸和醫藥類等,同時對引起食品腐敗的微生物、引起食物中毒的微生物研究防止方法,快速科學的檢測方法、修改衛生標準,完善衛生法規等。
四、結束語
生物學研究帶來了技術、方法、思維和理論的大革命的同時,也為食品微生物帶來了創新發展的原動力。食品微生物檢驗檢測體系作為給人類提供有益于健康、能確保食用安全的食品的科學保障之一,已受到人們的重視,有著廣闊的發展前景。而食品微生物檢驗檢測體系的完善仍需各個技術、人員、制度的共同努力。
參考文獻:
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關鍵詞:微生物學實驗;教學內容;教學方法;教學模式
中圖分類號:G633.55 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)35-0249-02
微生物學是高等院校生物類專業一門重要的專業基礎必修課,發酵工程、基因工程、細胞工程都是在微生物學的基礎上形成和發展起來的。微生物學實驗課程是一門操作技能很強的基礎課程,其重要性不亞于其理論課程。該實驗課程是將理論與實踐相結合的橋梁與紐帶,是培養學生理論聯系實際的科學態度、樹立創新意識、提高獨立科研能力和素養的重要環節。傳統的微生物學實驗課程在教學方法、教學內容、課程考核等方面都存在弊端,因而對微生物學實驗教學進行改革迫在眉睫。
一、該課程存在的主要問題
1.教學方法。在很多高校以往的實驗教學活動中,教師通過講授法進行教學,學生往往被動地、機械地按照教師的講解、演示、實驗注意事項等完成實驗[1]。這種方法只發揮了教師的主導地位,忽略了學生的主體地位,使學生的主觀能動性不能有效發揮,導致學生學習熱情不高,缺乏思考的獨立性。
2.教學內容。微生物學實驗主要包含無菌技術、染色技術、純培養技術、顯微技術這四大技術[2]。傳統的微生物學實驗課程通常將這些實驗技術分散在相對獨立的實驗單元中,各單元之間缺乏方法和內容的有機結合,不能有效地培養學生融會貫通,以聯系性、全面性的思維去解決問題的能力。此外實驗內容多采用驗證式模式[3],該模式對于激發學生學習的積極性和主動性往往事倍功半,導致學生到了工作崗位缺乏獨立工作的能力,不能將已學過的微生物學基本實驗技能串聯起來去設計實驗方案和解決實際問題。
3.課程考核。由于實驗課學時比理論課學時少,有相當一部分學生把實驗課當作理論課的“附屬課”,沒有意識到實驗課程對于微生物學科的重要性。實驗課程的評分依據一般以學生課下完成的實驗報告為主,造成學生只看重實驗報告而輕視實驗操作的不良后果[4]。此外微生物學實驗多以小組為單位來進行,存在抄襲甚至篡改數據等現象,不利于培養學生動手能力和實事求是的科研品質。
二、項目研究目標
研究型高校一個重要任務是培養學生的思維和創新能力。基于此,開發新的實驗教學模式、重組實驗教學內容、最大程度地發揮實驗教學在培養學生創新思維和創造能力中的作用將成為微生物學實驗教學改革的主要方向。本教改項目在確保學生全面掌握微生物學實驗基本操作技術和方法的基礎上,實現學生學習方式的根本性轉變,教師更多地發揮引導和服務的功能,將學習的主動權真正還給學生,最大限度地培養學生的科研能力。
三、項目研究內容和方法
研究型微生物學實驗教學改革采用模擬科研課題的方式,將分散獨立的實驗課程內容串聯成有著密切聯系的整體,通過針對解決某一科學問題而展開實踐和探索。
1.探索式研究。在這一層次上,首先由教師將一系列獨立單元實驗設計成圍繞為解決某一模擬課題而展開的系列關聯的實驗環節;然后學生遵循框架式實驗內容,在一定范圍內自主選擇實驗對象,學習和掌握相關的實驗技術和方法,并學會對不同實驗結果進行分析比較;最后教師從總體上剖析模擬課題的目標與實驗內容設計的思路,學生在反觀已開展的實驗設計的基礎上探討其他可行方案,從整體/系統的角度看待模擬課題,對實驗課題如何入手、如何安排獲得基本認識。
2.綜合式研究。在這一層次上,教師圍繞某一專題通過課堂集中講述或提供實驗技術錄像的方式,分別闡述針對同一目的的不同技術方法,并設定不同的背景條件或者給予不同的實際樣本。學生通過課堂討論及輔助教學手段學習多種技術方法,對教師提供的一系列不同情況/樣品進行自主選擇適用方法并開展實踐,并對結果進行比較分析。例如:以“微生物的生長和控制”為專題,對不同的微生物(原核、真核),不同的培養基質,不同的細胞濃度(極低、高濃度),圍繞生長測定方法的選擇和使用,半自主設計小型方案研究理化因素(pH、溫度、碳氮源等)對微生物生長的影響,通過實驗獲得數據結果,初步掌握培養條件優化的方案。
3.設計式研究。在這一層次上,采用“學生自主實驗”的開放式教學模式。學生通過前兩個階段的學習和實踐,在開放式的教學平臺上,分組開展獨立課題研究,自主進行方案設計、內容安排、時間分配及相互配合完成整個過程,并獲得結果進行分析討論,提出改進或后續研究規劃。例如:以“產特定目標產物的目的菌株的篩選”為研究課題,通過生境分析明確采樣地點,自行采樣,查找或自行設計快速檢出方法,進行富集和選擇培養,比較獲取相對優良的產生菌株,并進行初步鑒定和簡單的培養優化。這不僅可以提高學生對實驗課的學習興趣,更重要的是使他們獲得一個真實的實驗研究過程的鍛煉。
4.改革課程考核評價體系。考核的內容不僅應包括對實驗原理的理解和基礎實驗技能的掌握,還應包括分析和解決問題的能力、團隊協作精神以及科學嚴謹的態度。因此實行實驗過程與結果并重的考評方法對于培養學生良好的實驗技能和求真務實的科學態度很有必要[4]。教師要加強對實驗課程的管理和考核,要嚴格規范微生物學基本實驗操作,除了在課堂上做好操作演示外,要隨時指導糾正學生不正確的操作方法。對于一次實驗課能夠完成的基礎性實驗,指導教師應當場檢查學生的實驗完成情況和結果,發現問題當場指出,并評定課堂表現成績,并要求學生當堂提交實驗報告。教師將根據實驗課堂表現和實驗報告完成情況,給出每個單元實驗的綜合成績,這樣避免了學生對實驗結果作假和抄襲實驗報告的現象發生。對于需要多次實驗才能完成的綜合性和設計性實驗,要求提供詳細的原始記錄、實驗結果分析報告作為實驗成績考核的重要依據。
我們希望通過上述改革能夠很好地解決微生物學實驗教學存在的問題,提高學生的學習熱情,培養學生的創新思維、實踐動手能力、分析問題解決問題的能力,為培養能夠適應社會發展的優秀人才做出貢獻。
參考文獻:
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基金項目:江南大學2013年本科教學改革項目(JGB2013078)。
關鍵詞:微生物學習;細菌分類;方法
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)16-006-02
簡單地說,微生物就是我們人類用肉眼很難將其觀測到的細微生物。細菌是微生物中的一類,屬于原核生物,按照形態可以分為球菌、桿菌以及螺旋菌。細菌雖然微小,但是其分布極為廣泛,在人體中,細菌的數量要遠遠超過人體細胞的總量,其重要性由此可見。
一、關于微生物學的學習
在生物專業學習中,微生物學是其重要分支之一,可以應用于工業生產(例如釀酒、酸奶制作等)、醫藥(例如醫學中細菌病毒檢測、藥品中各種菌素片等)、生物工程以及細胞工程等等。由于微生物是我們肉眼看不見或者看不清的細微生物,所以如果沒有顯微鏡,認識起微生物來就不夠直觀,這也導致了人類歷史中很長一段時間雖然有很多利用微生物的事件被記載,但都沒有意識到微生物的存在。所以在學習微生物學的過程中,要注重學生自己親身觀察實踐,利用顯微鏡等儀器,將微生物直觀地展示在學生眼前。
當然在現代社會,絕大部分學生對微生物已經不陌生,但是在沒有學習微生物學之前真正對其了解并喜愛的可能不多,在微生物學習過程中,還要注重學生學習興趣的培養,在學習之初,要通過微生物與人類息息相關的實例以及多媒體教學的視覺沖擊吸引學生的注意力,然后通過提出與生活有關的問題引發學生的思考,讓其對微生物學產生好奇,然后利用顯微境等儀器引導學生解答問題,激起學生成就感,從而引發其興趣。
二、微生物學習中細菌分類概述
在微生物學習中,《伯杰氏系統細菌學手冊》以及《伯杰氏細菌鑒定手冊》是細菌分類以及細菌鑒定的權威以及代表作品,由于生物技術在不斷進步,所以這兩部手冊也在不斷修訂。
目前,對細菌種類的研究主要是在細菌分類基礎上,對細菌菌株進行鑒定;以及構建系統發育樹研究細菌進化關系;也有在同一屬的細菌范疇內對細菌的種進行分群聚類研究。這些研究都是以細菌分類為基礎,從中也可以看出在微生物學習中細菌分類的重要性。
在學習細菌分類的過程中,要注意細菌分類是不斷進步不斷更新的,這主要是由于生物技術不斷推陳出新、研究細菌分類的方法就在不斷進步。同時還要注意技術的更新換代是一個連續的過程,新技術是在原有技術的基礎上不斷探索發明的,所以要注意不要因為有了新技術,就將原有的完全拋棄,也許在研究過程中可以只使用新技術,但是在學習時,也應該對歷史有所了解和認識。所以學習細菌分類時,應該全面、連貫。
三、微生物學習中細菌分類方法探討
對細菌進行分類,方法非常重要。所以,在微生物學習中,細菌分類方法具有重要地位。目前,細菌分類的方法主要包括特征分類法、數值分類法、組分分類法、分子生物學分類法以及多相分類法等。
1、特征分類法
不同的細菌,其形態、代謝以及生存環境存在一定差異,在生物技術不發達的年代,人們依據形態、生理以及生存環境等基本特征對細菌進行分類。不過由于細菌體積微小,使得這些特征的觀察較為籠統,所以這種分類方法比較粗獷,很難對細菌進行進一步區分。特征分類法是一種古老、相對較為宏觀的分類方法。
2、數值分類法
隨著計算機技術的發展,數值分類法開始大規模興起。細菌的表性特征有很多,將這些特征全部進行檢測,然后利用計算機技術對這些特征進行歸納分類,這就是數值分類法。相對特征分類法,數值分類法要精細一些,但是其需要測定的特征很多。由于數值分類法能夠定量反應細菌特征,所以目前該方法應用依然較為廣泛。
3、組分分類法
組分分類法主要利用質譜、光譜、氣相色譜以及高效液相色譜等技術檢測細菌的化學組分。需要檢測的細菌化學組分主要來源于細胞壁、細胞膜脂肪酸、枝菌酸、磷脂、醌、以及蛋白質等。檢測細胞壁主要是檢測其氨基酸和糖分;脂肪酸和枝菌酸都是細胞膜的重要組成成分;磷脂是極性脂;醌是非極性脂,存在于線體膜以及細胞質膜;蛋白質組分檢測是采用全細胞蛋白質凝膠電泳技術。
4、分子生物學分類法
分子生物學分類法主要包括16S rRNA基因等序列分析、GC含量分析、DNA指紋技術、ITS序列分析、DNA-RNA雜交技術以及DNA-DNA雜交技術。目前,該方法應用廣泛,用于細菌分類、多樣性分析的基因除了16S rRNA基因外,還有16S~23SrRNA基因、tuf基因、hsp60基因、pheS基因等。當然,16S rRNA基因在利用基因序列分析進行細菌分類研究中應用最為廣泛。
5、多相分類法
多相分類法就是綜合上述幾種方法進行細菌分類,該方法是一種綜合的方法,將幾種單一方法結合起來,互相驗證、補充,可以得到更為合理可信的結論。
四、結束語
微生物學習中,細菌分類是一項系統但又繁瑣的工作,而且細菌分布廣泛、變異快,新種不斷被發現,將新種進行鑒定和分類應該采用多種方法,而不能簡單的通過單一方法就下結論,多相分類法就是用多種單一方法進行分類鑒定,所以相對更為全面可靠。
參考文獻
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關鍵詞:精品開放課程;微生物學;雙語教學;教學改革
精品開放課程是由名校提供的免費開放的、數字化的、高質量的教學資源,學習者通過網絡以視頻、文本等形式獲取學習資源,進行自我提升[1]。自2003年教育部正式啟動精品課程建設工作以來,迄今已經建立國家級精品課程3 800多門,并帶動16 000多門省級和校級精品課程建設,覆蓋全國31個省、自治區和直轄市的近千所高校。微生物學課程是當代生命科學中的一門重要的基礎課和主干課,是生物學科多個專業的必修課,在微生物學科發展、專業建設、人才培養等方面發揮著重要作用[2]。筆者通過國家精品課程網站查詢到微生物學相關的精品課程有44門,其中國家級6門,省級22門,校級16門,包括武漢大學沈萍教授主講的微生物學以及南開大學李明春教授主講的微生物學。本文在總結北京林業大學生物理科基地微生物學雙語教學經驗的基礎上,從教學內容、教學方式、教學效果和考核方式等方面介紹開放課程背景下微生物學雙語教學改革的探索與實踐。
1 充分利用資源,更新和完善教學內容
我校生物理科基地微生物學課程的參考教材以國際上經典的、最受歡迎和再版次數最多的Brock Biology of Microorganisms教學資源,包括微生物學視頻、微生物圖庫、微生物名人堂、微生物學熱點、著名雜志文章、著名大學和研究所的微生物網站等。在教學實踐中,描述性的教學內容讓學生通過觀看錄像自學。教師在課堂上僅介紹知識點和關鍵內容,為開展案例教學節省了課堂時間。
2 開展案例教學,培養學生綜合能力
案例教學以近年學術刊物上發表的微生物學相關SCI論文為案例。教師在學期初給出若干個微生物學研究的熱點名詞,學生根據興趣自由組合成3~4人的學習小組。每名學生利用課余時間,使用信息學課程上學習到的文獻檢索方法查詢自己感興趣的領域的學術論文。通過論文的翻譯和學習,先進行學習小組內部討論交流,達到對論文所涉及知識點的掌握和貫通,然后將論文的主要內容制作成poster(墻報),最后每個小組推舉1人參加全班的報告交流。學生學習了課堂之外的內容,他們制作的poster還成為教學案例,大大豐富了教學內容。案例教學可以培養學生查找文獻,制作poster,答辯等各種能力,還可以培養學生的團隊意識和集體榮譽感,加強師生互動,激發學生的學習熱情,培養學生的研究興趣和研究思維,對培養高素質的生命科技人才有非常好的促進作用。
3 鼓勵科研訓練,提升教學效果
為了增強大學生的創新能力和在創新基礎上的創業能力,培養適應創新型國家建設需要的高水平創新人才,我校在全校范圍內開展了大學生創新創業訓練項目,根據學生申請和答辯的情況可以分別給予國家級、北京市級及校級資助。在校本科生可以以個人或團隊的形式進行申報,項目人數1~5人,選擇指導教師,進入指導教師實驗室開展研究。另外,學院還根據國家理科基地文件精神,為確保國家基礎科學人才培養基金資助項目的嚴格執行,使理科基地大學生科研和創新能力培養得到有效提升,鼓勵本科生積極申報理科生物學基地2012~2015年國家自然科學基金(編號:J1103516)子項目。為了給本科生提供更好的科研條件,學院專門成立了大學生創新實驗室,利用國家理科基地的建設經費,購置了常規的實驗室設備和儀器,包括超低溫冰箱、高速冷凍離心機、紫外光譜儀、PCR儀、電泳儀、凝膠成像系統、顯微成像系統、萬分之一電子天平、pH計、滅菌鍋、超凈工作臺、培養箱、搖床等。通過微生物學課程的學習和教師的引導,培養了本科生進行微生物學研究的興趣。目前每年微生物教研室(教授1人,副教授4人,講師2人)指導立項的本科生創新項目有3~4項,進行微生物學研究科研訓練的本科生有10~15名,以本科生為第一作者累計發表SCI論文2篇,核心期刊論文10余篇,其中多數本科生在外校或本校繼續攻讀研究生,從事微生物學研究。除了鼓勵學生參加大學生創新創業訓練項目,我們還同步開設了微生物學實驗課程,在實驗課程中設定開放實驗,學生自己調研實驗原理和方法,與教師交流討論確定最終的實驗方案,通過對學生的文獻調研能力、科研思路、實驗技能、實驗成果總結等環節的訓練,全面提升所有學生的實驗和科研能力。
4 重視學習能力,綜合評定學生成績
本課程教學改革更加重視學生的學習能力,學習成績采用“6211制”,即總成績為100分,期末考試成績為60分,案例教學占20分,平時作業占10分,學習態度(考勤、討論和答疑等)為10分。期末試卷用全英文考題,鼓勵學生用英文回答,也可以用中文回答。案例教學的成績由學生自己評定,具體做法是學生在做poster演示和答辯時,其他學生都作為評委對答辯同學進行評分,全班同學打分去掉5個最高分和5個最低分后取平均值。
5 結束語
學生通過微生物雙語課程開闊了視野,掌握了國內外微生物學研究的最新動態,培養了英文閱讀的習慣,提高了用英語學習的能力。案例教學環節獲得了學生的肯定,這個環節的培養讓本科生能獲取第一手的文獻資料,為提前進入科研訓練打下了良好的基礎。雖然通過教學改革取得了不錯的教學效果,但在微生物雙語課程教學中也碰到了一些問題,如少數英語基礎差的學生對雙語課程學習有畏懼心理,對這些學生學習積極性的調動是一個難點;英文授課速度慢,而課時有限,在精講和泛講的內容選擇上比較難以把握等,這些問 題還需要在不斷探索中調整,積累經驗。
參考文獻
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【關鍵詞】 微生物學檢驗;臨床;溝通
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2014.03.020 文章編號:1004-7484(2014)-03-1220-01
隨著臨床醫學、基礎醫學以及生物工程學等學科的發展,臨床醫學微生物檢驗獲得了迅猛發展,大大提高了臨床診斷與治療的及時性以及準確性。因此,在現代醫療工作中,許多疾病的診斷及治療越來越依賴醫學微生物檢驗。但隨著微生物檢驗項目增加,影響檢驗標本及檢驗結果的因素也越來越多,從而影響了臨床疾病的診斷和治療[1-2]。故加強臨床醫生與微生物檢驗之間的溝通交流,使臨床實踐與檢驗診斷緊密結合對于提高臨床診斷及疾病治療水平具有重要意義。本研究探討了醫學微生物學檢驗與臨床的溝通交流經驗,旨在說明加強微生物檢驗與臨床溝通的重要性和必要性,現報道如下:
1 資料與方法
1.1 一般資料 于2012年4月至2013年10月期間,選擇檢驗科微生物學檢驗人員7名,其中,男2名,女5名,年齡在22-55歲之間,平均為(39.5±2.2)歲;同期臨床醫生55名,其中,男28名,女27名,年齡在28-48歲之間,平均為(33.2±2.9)歲。
1.2 方法
1.2.1 建立健全質量管理體系 健全的質量管理體系是確保檢驗操作規程規范化、提高臨床檢驗及診療質量的根本保障,加強微生物檢驗、分析全程的質量管理,嚴格執行質量管理制度,可確保檢驗結果的準確性以及可靠性,為臨床診斷及治療提供可靠的病原學診斷信息,確保臨床治療的規范性和有效性。
1.2.2 建立檢驗與臨床溝通制度 應定期開展微生物學檢驗實驗室與臨床各科室之間的溝通和聯系,由微生物學科室醫生定期向臨床各科室咨詢檢驗項目的設置是否合理以及相關意見和建議,并隨時處理臨床醫生對于相關檢驗項目所提出的建議,及時予以咨詢、答疑和反饋,并定期進行匯總和評估。制定微生物科參與臨床病房巡房、危重及疑難病例會診制度[3]。此外,微生物檢驗醫生應及時對檢驗結果進行科學、合理的解釋,同時根據檢驗結果向臨床各科室診療措施提出合理的意見和建議,以便將檢驗數據轉化成為有助于臨床診斷和治療的信息[3]。
1.2.3 組建臨床溝通小組 組建臨床溝通小組,積極主動地與臨床進行溝通交流,可將各科室分配到各個專業溝通點,定期由各專業主管對相應科室進行重點溝通可意見詢問,同時詳細填寫溝通記錄表,并由定期科主任與各專業主管召開臨床回饋信息討論會,做好記錄和存檔,并及時將討論結果回饋給臨床[4]。
1.2.4 加強檢驗培訓和學習 醫學微生物檢驗項目與各類感染疾病的診斷及治療具有密切關系,微生物檢驗人員不僅應參與臨床疾病的診斷以及治療過程,還應積極主動地為臨床醫生提供微生物檢驗相關資訊和服務,而這就需要檢驗人員具備豐富的知識。應定期組織微生物檢驗人員的檢驗專業培訓以及相關臨床疾病知識培訓,以提高其綜合知識和技能[5]。同時,應加強對國內外本專業相關研究的最新動向、新方法、新技術以及新成果等的學習,進一步提高檢驗效率和質量。
1.2.5 構建溝通平臺 充分利用短信、微博、網絡技術等建立微生物檢驗科與臨床各科室的信息化溝通平臺,也可定期組織召開座談討論會、專題講座、查房、墻報園地以及簡訊傳遞等形式,增強醫學微生物檢驗科與臨床各科室之間的溝通交流,以便臨床醫生能夠及時了解微生物檢驗相關技術及研究進展,并及時更新相關的檢驗知識[6]。建立專門的網絡留言薄,及時將微生物檢驗以及臨床相關信息共享,以便醫生、護理人員、同行、患者及其家屬之間的互動交流。微生物檢驗人員應協助臨床各科醫生正確進行微生物檢驗報告的閱讀以及分析,以解除其對于檢驗資料的錯誤認識或者疑惑,協助其及時、正確地判別檢驗報告中的各類信息,并正確地理解報告中較為罕見或者少見的菌種,分析其臨床意義,并準確判斷藥敏實驗結果等,為臨床治療提供可靠的支撐[7]。
1.3 觀察指標 統計實施微生物檢驗科與臨床各科室溝通交流前后,臨床對于微生物檢驗質量及時反饋率、臨床醫生對于檢驗方法的使用范圍以及判讀失誤率。
1.4 統計學分析 數據以SPSS18.0軟件分析,以率(%)表示計數資料,經χ2檢驗,以P
2 結 果
實施微生物學檢驗與臨床溝通策略后,臨床對于微生物檢驗質量及時反饋率顯著提高,而臨床醫生對于檢驗方法的使用范圍以及判讀失誤率顯著降低(P
3 討 論
臨床微生物學檢驗主要是分析和檢驗各類標本的微生物檢驗指標,從而為臨床診斷及治療提供參考依據。而各項標本均是由臨床醫務人員所采集,標本采集的規范性以及準確性均對檢測結果具有直接性的影響。因此,應加強檢驗科與臨床之間的溝通交流,共同遵循技術操作規范及檢驗要求。這就需要加強對檢驗人員以及臨床醫生的教育,使其充分認識到醫學檢驗與臨床溝通的重要性以及必要性。在臨床工作中,醫生往往只是閱覽檢驗報告,護理人員則負責將檢驗單傳遞給患者及其家屬,而對樣本留取注意事項缺乏詳細的說明。此外,檢驗人員往往只是針對性地進行項目檢測,對于檢驗異常結果缺乏與臨床醫務人員的溝通。當臨床科室對于檢驗科提出質量問題時,未及時進行解答,從而無法及時糾正相關問題或者及時糾正檢驗過程中存在的質量變異因素。應加強檢驗人員與臨床各科室之間的理解和溝通,而不是在出現問題時相互推脫責任、指責等,而應及時補救工作,以免發生醫療差錯事故。在臨床診斷中,對于疾病的診斷主要是由臨床醫生根據患者的主訴、疾病變化、臨床癥狀表現以及實驗室檢驗指標進行判斷。而實驗室檢驗指標參考范圍的設置,均應由臨床醫生以及檢驗人員溝通和相互配合,方可確保臨床診斷的準確性以及治療的合理性。本研究結果顯示,通過健全微生物學檢驗質量管理體系、建立檢驗與臨床溝通制度、組建臨床溝通小組、加強檢驗培訓以及構建溝通平臺等一系列措施加強微生物檢驗科與臨床溝通之后,臨床對于微生物檢驗質量及時反饋率達80.8%,較此前的34.6%顯著提高,而臨床醫生對于檢驗方法的使用范圍以及判讀失誤率僅為3.8%,較此前的15.4%顯著降低。
綜上所述,微生物學檢驗對于臨床診斷治療具有重要意義,能夠為臨床醫學工作提供全面、先進的技術支持,而臨床醫學的發展又可促進微生物檢驗領域新技術和新方法的更新,促進微生物的快速發展。加強微生物學檢驗與臨床之間的溝通,有利于臨床更加科學地收集完整、合格的標本,確保檢驗前質量控制效果,并更好地判斷和利用檢驗結果。與此同時,加強兩者的溝通交流,也有利于微生物學檢驗更就具有針對性,使微生物檢驗能夠更好地為臨床服務,最終提高醫院的整體診療水平以及醫療服務質量。
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【關鍵詞】農業微生物學 教學改革 啟發教學
【項目來源】土壤學自治區重點學科資助。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)08-0223-02
農業微生物學是微生物學的一個重要的分支學科,主要研究微生物在農業上的應用和相關理論[1]。農業微生物學是一門基礎學科,教學目標是使學生對農業微生物學有一個全面的了解,掌握農業微生物學的基本知識,并對試驗操作技術進行基本的訓練。我校農業微生物學教學具有學時少、知識面廣的特點。因此,如何在30學時的授課時間內讓學生接受應該掌握的基本理論知識, 以及如何讓學生真正掌握學科的基本實驗技能是這門課程教學過程中必需要解決的基本問題。筆者經過多年教學實踐, 在農業微生物學的理論教學和實驗教學方面進行了一些探索與改革。
1.教材選擇
當前國內本科層次優秀的微生物學教材較多,我校選擇的是中國農業大學出版社出版的由袁紅莉,王賀祥主編的《農業微生物學及實驗教程》。該教材的編寫參考了國內外的最新進展,圍繞微生物形態、生理、遺傳、生態和分類,對微生物學的基本理論和基礎知識,做了比較系統的闡述,概念論述準確,敘述簡明,兼顧了微生物學的系統性,特別是加強了微生物在農業上應用的內容。近幾年學生反映較好。
2.優化教學方法
2.1啟發式為主導的課堂教學
教學活動包括教與學,二者相輔相成才能得到滿意的教學效果。要讓學生成為教學活動的主體,使學生具備獨立探索和掌握新知識的能力[2]。教學中以啟發式教學式為主, 輔以討論式和提問式,強化互動環節, 落實以學生為主體、教師為主導,教學相長。如在講到細菌格蘭氏染色的機理時,先讓同學們回憶格蘭氏陽性菌和格蘭氏陰性菌細胞壁結構及組成的差異,提示同學們乙醇對生物體細胞起的是脫水和溶解脂肪的作用,讓同學們積極動腦思考,用五分鐘討論,然后以提問的方式讓同學們回答,這時,同學們對該問題有了一定的思考,對正確答案有著期待,老師在總結大家的結論后,再補充同學們沒有回答完全的部分。這樣同學們延續自己的思考,加之老師的補充,就牢固掌握了該知識點。啟發式教學不僅被恰當的應用在課堂上,同時也被應用到課堂外。因為該課程課時限制,微生物在具體應用方面的實例只能在課堂中點到為止,可同學們還對該應用領域抱有深厚的興趣,針對這種情況,教師在備課中提前準備相關知識在應用領域中的文獻資料,可供同學們在課下閱讀。例如在講到古菌這一節時,課堂上老師會講授古菌的細胞結構、主要類群,概括介紹對極端微生物的研究有助于人類對重大問題(生命起源及演化)和生命本質的認識。課下,布置文獻《極端環境下的微生物及其生物地球化學作用》的閱讀作業,既滿足同學們對知識的渴望、擴大同學們的專業知識面,也加深了同學們對該課程學習的濃厚興趣。
2.2輔以參觀式教學方法
啟發式為主導的課堂教學,輔以參觀式教學方法,明顯地提高了教學效果。所謂參觀式教學, 就是組織學生到工作現場去看、去聽、去觀察、去感受、去總結提高。參觀式教學是學生了解實際和認識專業的重要途徑, 是教師深化課堂知識, 教好教活的一個補充形式[3]。在制定該課程的教學計劃時,安排在課堂講授結束后,組織同學們到新疆農科院微生物所進行參觀教學。該研究所從事新疆特殊環境微生物資源及相關的生物制品開發等研究工作。設有發酵工程、基因工程、生物化工及微生物菌種保藏等專業研究室。請科研項目負責人講解生產用菌種、發酵工藝、設備、原理等。把研究所作為課堂,將書本與現實聯系起來, 使學生較好地認識并理解了各種儀器的結構、工作狀態、工作原理、工藝流程, 達到了事半功倍的效果。例如在課堂上給同學們講授重組DNA技術的實施環節時,因理論比較抽象,學生們很難將用于DNA擴增的多聚酶鏈式反應―PCR技術的原理與具體操作聯系起來,通過參觀教學,同學們在進一步聽講解及具體的觀摩PCR儀的使用步驟后,掌握該儀器的基本操作,對PCR儀的工作原理有了進一步的認識。又如在講授微生物誘變育種的理論環節時,同學們認為誘變育種工作難以實施,可當同學生們親眼目睹了科研人員現場進行紫外線誘變育種工作后改變了同學們起初的看法,縮短了理論與實際操作之間的距離。可見,開設參觀式教學這個環節, 對提高大學生的專業基礎課教學質量具有實際意義。
2.3 引導學生參與相關科學研究
高校大學生的教學應該是以知識傳授與探索相結合,形成師生良性互動,以調動學生自主學習、激發學生求知欲和創造性為教學目標。通過大學生普遍參與科研創新實踐,讓大學生充分體會到只有從基礎實踐做起,才能更好的理解什么是研究。通過搜索文獻、制定計劃、論證完善、制作調試、報告總結等系列訓練,讓學生真正感受實踐研究帶來的樂趣和收獲。
我校從事農業微生物學教學的老師還同時做相關領域的科學研究。為讓同學們能深入貫穿理論與實踐的結合,滲透微生物在農業領域中的應用,在農業微生物學理論教學環節中穿插教師所做的相關研究。例如在講授菌根菌知識的同時,教師可以把自己從事這一領域的科研意義、目的及研究內容傳授給學生。感興趣的同學還可在教師的指導下利用課余時間完成相應的科學研究,這也是大學生科研創新能力培養體系構建具體實施過程中的重要環節,對于培養大學生今后的科研素質,啟發創新意識定能起到良好的促進作用。
3.利用現代化手段, 提高微生物學教學水平
20 世紀90 年代以來, 多媒體技術作為先進教學手段,被廣泛使用[4]。一個優秀的教學課件可以使課堂教學更加形象化,圖文結合更加有利于學生加深對知識點的理解。特別是在微生物的教學中,不僅內容豐富, 涉及面廣, 發展迅速, 而且研究個體微小, 學生對它的認識遠不如對動物和植物。再加上其營養方式、遺傳類型多種多樣、代謝機制錯綜復雜, 學生往往感覺其知識繁瑣、抽象和難以理解[5]。針對這種情況, 我們將多媒體技術應用到微生物學課程的教學中, 受到了學生的普遍歡迎。 在課件的制作過程中, 參考從因特網上下載的優秀微生物教學軟件, 結合教研室科研成果, 自己動手制作PPT 教學軟件, 把優真和清晰動感的畫面及圖表轉移到教室, 使微觀世界宏觀化、教學內容情景化。
在講授微生物學形態知識時, 把原核微生物、真核微生物、及具有非細胞形態的病毒所生存的顯微世界以色彩豐富、直觀清晰、生動形象的畫面展示給學生,有助于學生的理解與接受, 而且可突破教學中的難點, 加大教學的信息量, 提高講課的效率[6]。同時在制作課件時,可以借助發達的網絡視頻資源,在課件中穿插相關的視頻、動畫。以立體的形式表現出鞭毛的運動、T 4 噬菌體的增殖、營養物質進入細胞的方式、基因轉移和重組的過程等內容。不僅激發了學生的學習興趣,而且加深了學生對知識點的形象化理解。讓學生能享受課堂時光。
4.合理安排實驗教學
按照大綱要求, 學生在該課程的學習結束后,需要掌握無菌操作技術、純培養技術和滅菌技術。結合實驗教學6個學時數,本課程實驗課教學是安排讓學生完成一個綜合實驗:土壤微生物的分離與觀察。實驗安排為:首先讓學生自己動手配制培養基, 改變以往培養基都是由教師準備的慣例;接著讓學生對自己制備的培養基進行滅菌,掌握滅菌鍋的使用步驟及注意事項;最后利用自己配制的培養基, 分離純化土壤樣品中的微生物并經培養一段時間后對培養物進行觀察,將土壤中的主要微生物類群通過顯微鏡辨別出來。之所以這樣安排實驗課,是讓學生在完成了這一綜合實驗后,對試驗的設計形成系統的認識,將每一個試驗有機的聯系起來。避免以往實驗教學實驗內容結合不緊密的弊端。這也是在提倡素質教育的今天尤其需要倡導的。
5.結語
農業微生物學課程是一門非常重要的基礎理論課程,其適用廣泛性決定了需要針對不同的教學對象及教學目的進行合理的調整。讓學生逐步提高專業水平是我們進行課程改革的最終目標。在教學過程中, 雖然我們取得了很好的效果,但是,隨著科學技術不斷進步,對我們的教學也提出了更高、更新的要求。作為高校教育工作者,我們只有順應時代要求,進一步深化教學改革,摸索出一套適合于新疆農業高等院校人才培養模式的農業微生物學教學體系, 才能造就適應21 世紀需要的新型人才。
參考文獻:
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[6]章躍陵,黃通旺.推進微生物教學改革,培養合格人才,高教論壇[J],2005,6(3) 65-67
一、改變傳統教學方法,激發學生的學習興趣
興趣產生于認識和需要,是人們力求認識某種事物的心理傾向,也是參與學習的強大力量。夸美紐斯曾說:“不了解其用途的知識,對學生來說無異于來自其他世界的怪物,學生會毫不關心它的存在,更不會產生掌握它的需求。”對學生進行微生物學教學,引導學生把學習微生物學知識與人類生存的需要聯系起來,并使之轉化為學生自身的需要,上好緒論課是激發興趣的關鍵步驟。緒論課上得好壞在很大程度上將影響學生的學習情緒,產生先入為主的效果。為了激發學生對學科的學習興趣,我們可以采用像講故事般把微生物學發展簡史娓娓道來。從我國古代夏禹時利用微生物釀酒,至法國巴斯德創造的巴氏消毒法,從煙草花葉病毒的發現到抗生素類藥物的發明,將學生的思維引導進入新學科的大門使他們對本學科產生較大的興趣;當講到我國宋真宗年間人們已用“人痘苗”接種來預防天花,此法比英國發明的“牛痘苗”預防天花早800年,通過對比使學生了解我們祖先對微生物的認識和利用以及在免疫學方面的貢獻,激發他們的自豪感;當講到由于多種原因,現階段我國在微生物學領域的研究與發達國家還有一定的差距,這樣講述又促使學生形成責任感,激勵他們以后更加努力。
另外,在課堂上教學中推行以問題為基礎的討論式、啟發式教學。如在課前先提出問題,讓學生先看書并查閱相關文獻,然后圍繞這些問題進行討論,上課時提出討論中的疑難問題,最后由教師給出答案,以此來完善學生的認識結構。這種以問題為基礎的學習更能強化學生的學習動機,當面對問題的時候,學生會調動更多的精力去解決問題,充分體現學習的主動性。
二、利用多媒體授課,強化課堂教學效果
微生物個體微小,學生對它的認識遠不如動物和植物,這使得微生物學的教學變得抽象、難以理解。在微生物學教學中,嘗試使用多媒體課件進行教學,集圖、文、聲于一體,從而充分發揮多媒體的優勢,優化微生物學課堂教學,方便老師“教”,也幫助學生的“學”。在多媒體教室上課,本身就給學生一種新奇感,在這個有利條件下,引起學生的好奇和思考,從而激發他們的求知欲和內在的學習興趣。在教學中廣泛使用掛圖,標本和模型,有助于使學生理解概念和規律,但是傳統的教具多是不能動的,對揭示微生命科學中紛紜復雜的變化過程和效果并不十分理想,在教學中可以用語言配合圖片,準確地講授微生物的形態、結構并用投影板書進行分析、強調重點;運用動畫對比較抽象、較難理解的問題進行具體、形象化的演示,如在講病毒增殖周期中的各個環節,細菌基因工程流程時運用動畫教學,使學生一目了然,事半功倍;另外,對易混淆的概念還可以用圖表分析它們的異同,指出它們的內在聯系和區別。
三、加強實驗教學,培養學生的實踐能力
微生物學的教學不是單純的理論授課,實驗課也十分重要,有些內容在理論課上難以講清楚,有些內容必須通過實驗來驗證,需要通過實驗現象和結果來幫助學生理解理論課上的內容。傳統的實驗課課前課后的準備工作全面,教師包辦。學生僅參加部分過程,不了解全過程,缺乏獨立的工作能力,我們對此進行了改革。在上實驗課時注重引導學生動腦、動手、獨立操作,以達到鞏固知識、培養技能,提高分析觀察能力的目的。為達到這個目的:(1)指導學生重點閱讀教材,使其掌握實驗目的和操作要領;(2)用語言或板書進行質疑了解學生對實驗的準備情況;(3)讓學生自己動手操作,力爭做到實驗操作規范化和熟練化。
另外,微生物學是一門應用性很強的學科,微生物學的實際應用是微生物學基礎理論知識的實踐,同時還涉及到生產的特殊設備和有關學科知識,所以,在學生了解和掌握了微生物的基本生命活動規律后,我們在最后還應給學生介紹微生物工業和產品,加強理論聯系實際、綜合應用知識的能力,了解微生物的應用范圍、問題和前景,從而獲得較完整的微生物學基本理論知識和實踐能力,并得到啟示。
四、注重前沿知識的介紹,拉近學生與現代科學發展的距離
在講授理論知識時,突出一個“新”字,使學生處于學科發展的前沿,這里的“新”字,首先是基本知識、基本理論和基本技能賦予新的內容,以現代化的眼光進行審視和更新,使其與現代生命科學的發展息息相通,其次是以適當的方式和簡明的形式讓基礎內容與學科發展前沿相接,使學生知道本學科當前發展的趨勢,研究的熱點以及爭論的問題,激發學生的學習熱情和求知欲。
總之,微生物從發現到現在的短短300年間,特別是20世紀中期以后,已在人類的生活和生產實踐中得到廣泛的應用,并形成了繼動、植物兩大生物產業后的第三大產業,作為一名講授微生物學的教師,我會全身心地投入教學,跟上時代的步伐,在教學實踐中,以提高教學質量為目的,不斷探索,總結經驗和教訓,為培養高素質的生物學人才而不懈地努力。
參考文獻:
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[2]黎志東,徐志凱,李元,等.啟發式教學法在醫學微生物學中的應用[J]. 山西醫學大學學報(基礎醫學教育報) , 2002,(4)
關鍵詞 微生物學 實驗教學 改革
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
Reform and Practice on Microbiology Experiment Teaching in Independent Institute
Abstract There are many shortcomings in the traditional teaching methods and contents of microbiology experiment. Adjustment experimental teaching program, adding comprehensive and designing experiments, development experimental operate competition, reforming experimental evaluation system have been done in microbiology experiment teaching in independent institute. It shows the new experimental teaching pattern can enhance the students' abilities of performing experiments and improve the teaching qualities of microbiology experiment teaching.
Key words microbiology; experiment teaching; reform
微生物學是一門應用性和實踐性很強的學科,而微生物學實驗又是微生物學教學的重要組成部分,其獨特的實驗技術和方法已經廣泛滲透到生命科學的各個領域,是現代生命科學的實驗基礎。因此,在微生物學實驗課中除了要提高學生的動手能力、掌握扎實的實驗技能,還應當鍛煉學生的觀察能力、思維能力和創新精神,①以適應獨立學院培養應用型、創新型、復合型人才的需求,這些已經成為微生物學實驗教學刻不容緩的任務。
以往的微生物學實驗教學中存在以下問題:(1)學生對實驗課不夠重視,普遍存在重理論輕實驗,實驗課不動腦筋,實驗技能掌握得不扎實。(2)實驗內容以“驗證性”實驗為主,缺少綜合設計性實驗。(3)教學方法“程序化”,多數實驗都是由教師預先準備好實驗材料,學生只是按照教師講的步驟按部就班地進行實驗,缺乏思考性和主動性。(4)實驗考核方式單一,不利于反映學生的實際操作能力。
基于以上現象,近年來我們對微生物學實驗教學進行了一些改革和實踐。通過調整實驗教學大綱、增加設計性和綜合性實驗、開展實驗操作競賽、改革考核方法等手段和措施,來提升微生物學實驗課的教學質量。
1 調整實驗教學大綱,增加綜合性自主設計實驗
微生物學實驗教學大綱中的基本實驗技能部分,是認識和研究微生物的必要技能,包括顯微鏡的使用、微生物的制片和染色技術、培養基的制備和滅菌技術、接種和培養技術、無菌操作技術等。這些基本的實驗技能是學生今后從事與生命科學相關領域的科學研究的基礎,因此,這些實驗操作技能的訓練仍然是微生物學實驗中必不可少的重點內容。
但是為了適應科學技術的發展,培養學生的創新能力和思維能力,有必要開設綜合性和自主設計性的實驗,以滿足獨立學院學生思維活躍的特點,并激發學生的學習興趣。②我們讓學生自主選做一些綜合性實驗,如:牛奶和飲料中微生物的檢測、土壤中淀粉酶產生菌的分離純化、化妝品中微生物污染狀況的分析、淀粉酶高產菌株的紫外誘變選育、菌種保藏技術等。這些綜合性自主設計實驗由學生分組自主選題,通過課外學習自主設計實驗方案,獨立完成實驗過程。開設綜合性自主設計實驗有利于鍛煉學生的科研能力,同時也讓學生親身感受到進行科學研究的樂趣與艱辛。
2 夯實基礎,加強基本實驗操作技能的訓練
培養良好的實驗習慣,樹立無菌操作觀念。實驗課是培養學生養成良好的實驗習慣,提升科研素質的重要訓練場所。因此,在實驗課中教師非常注重對學生良好實驗習慣的養成訓練,包括:進行安全教育、養成課前預習的習慣、嚴格無菌操作規范、規范實驗報告等。無菌操作是微生物學實驗的核心,是實驗成功的保障。在整個實驗教學過程中,教師時刻要求學生樹立無菌操作的觀念,嚴格遵守無菌操作規程。
加強基本實驗技能的訓練,提升實驗素養。由于實驗課的學時數有限,學生進行實驗操作的訓練機會受到限制,針對這種情況,教師除了在實驗課中盡量創造機會增加學生的操作次數外,對于那些積極性很高的學生,教師會讓他們利用課余時間幫助教師做一些與微生物學實驗相關的科研課題,或進行實驗的準備工作。這些做法受到許多學生的歡迎。
3 改革教學模式,發揮學生實驗的主觀能動性
為了改變實驗課中普遍存在的“依樣畫葫蘆”的現象,我們在進行綜合性自主設計實驗時,讓學生自己設計實驗方案,并通過課堂討論式教學法來完善實驗方案,而不是一味讓學生按照現成的實驗步驟進行實驗,以提高學生實驗的主觀能動性。
自主設計性實驗以學生為主體。在進行“土壤中淀粉酶產生菌的分離純化”這一綜合性實驗時,教師不向學生提供現成的實驗方案,而是要求學生在課余查找文獻,經過自學,提出實驗方案。然后,在課堂上或小組內相互討論和分析,相互交流信息,各抒己見,探討實驗方案的正確性和可行性,并加以完善。自主設計性實驗的實施分為課外學習、課堂討論、實驗實施三個階段。
課外學習階段,是自主設計性實驗成功的基礎。根據選題,學生自由組成實驗小組,在課外收集資料,并加以整理和消化。學生帶著課題去查閱文獻、積極探索難點、疑點,通過親身參與,開動腦筋,獨立思考,從而達到主動獲取知識的目的。
課堂討論階段,是自主設計性實驗成功的保障。學生通過討論,調整和完善實驗方案。在學生的討論中,教師既是組織者、傾聽者,又是引導者。教師應當積極肯定學生在課堂討論中提出的正確的實驗思路和方法,并加以鼓勵;在討論出現不同意見時,應當正確誘導和點撥,鼓勵學生從個多角度去分析問題,引導課堂討論向縱深發展。各組同學通過討論,獲得正確可行的實驗方案,對于實驗方案中欠周全之處,教師應及時補充和糾正,以保證實驗的順利進行。最后,在課堂討論的基礎上,教師對各組實驗方案的正確性和可行性作出分析和闡述,使學生獲得完整的實驗方案。
實驗實施階段,是整個實驗的關鍵。教師向學生強調實驗別要注意的方面,以保證實驗的順利進行,并讓學生自己準備實驗所需的各種材料。最后對實驗結果加以分析和討論。
開展自主設計性實驗,將實驗教學與實際的科學研究結合起來,整個實驗過程相當于進行了一個大學生科研課題,讓學生親身體驗從事科學研究的整個過程,體會從文獻檢索、實驗方案設計、討論及調整實驗方案、實驗材料的準備、實驗的具體實施以及實驗結果的分析,提高了學生的綜合思維能力、發現問題和解決問題的能力,以及團隊合作精神。
4 以競賽促進教學,提升學生實驗興趣
微生物的顯微形態觀察是非常重要的實驗內容,要求學生熟練掌握顯微鏡的使用、掌握細菌、放線菌、酵母、霉菌的制片和染色技術。但是在進行微生物學顯微形態學實驗教學時,有些學生標本片制作馬虎,觀察不仔細。為了提高學生的實驗積極性,我們開展了“捕捉顯微鏡下微觀世界的美攝影競賽活動”。
在第一次實驗課時教師就向學生布置競賽內容,鼓勵學生將實驗課中親手制作并觀察到的好的、典型的微生物標本片進行攝影留存,在期末評選出最佳標本照片,并予以獎勵。為了配合這一攝影競賽活動,實驗室專門購買了一臺帶數碼相機的生物顯微鏡,大大提高了攝影效果。在期末由任課老師初步評選出入圍作品,最后由教研室的全體老師進行投票,評選出最佳標本照片。
將競賽機制引入到微生物學實驗教學中,能激發學生對微生物學實驗的興趣,鼓勵學生認真做好每一張標本片,并且學生的優秀攝影作品可以作為今后實驗教學中很好的示教圖片,豐富和充實了教學資料。
5 改革實驗考核體系
建立科學合理的考核機制是實驗教學改革中不可缺少的一部分,考核體系是否科學,會直接影響學生對實驗課的重視程度。③我們將實驗課的考核內容與權重分為4部分:實驗報告(40%)+實驗技能操作考試(20%)+綜合性自主設計實驗成績(20%)+平時成績(20%)。
實驗報告是學生對一次實驗課完成后所做的總結,也是一項重要的科學訓練,教師在第一堂實驗課中就向學生強調實驗報告的撰寫規范。教師主要考察學生撰寫的實驗報告是否規范、實驗結果是否正確、能否對實驗中觀察到的現象和出現的問題作出分析和討論。
實驗操作考查主要考查學生對微生物學實驗中最基本的實驗操作技能的掌握程度,它可增強學生對平時操作的重視程度。實驗操作考核以抽簽的方式進行,每個同學考查2個基本實驗技能,由于不知道自己會考到哪兩個技能,學生勢必會在考試前對這一個學期所學過的全部實驗操作技能作一次全面的復習,這對于規范實驗操作起了很好的促進作用。
綜合性自主設計實驗的考核包括實驗方案的設計、實驗討論課的參與程度、操作過程、實驗結果、實驗總結以及在整個實驗中的團隊合作精神。
6 嘗試開放式研究型教學,培養高素質應用型人才
獨立學院的實驗教學除了要求學生掌握基本的實驗技能,還應當培養學生的實際應用能力。我們嘗試運用開放式教學理念,積極鼓勵學生在課余進行科學研究,通過開放式、研究型的教學模式,提高學生的創新意識。④在近年的浙江大學城市學院醫學院的大學生科研中,學生所進行的與微生物學實驗相關的課題有“%[-聚蘋果酸高產菌株的篩選及鑒定”、“植物源農藥——芹菜總提取物抗菌作用的研究”、“中華小蔥蔥白提取物抗菌作用研究”等。學生通過課外科研活動,提高了動手能力、培養了提高分析問題和解決問題的能力,將學到的理論知識和實驗技能應用于實踐,從而對理論知識有了更深的理解。
7 結束語
實驗教學改革是一項長期的任務,在今后的教學實踐中,我們將根據學科發展的方向和特點,不斷創新,以適應獨立學院培養應用型、創新型、復合型人才的需求。
注釋
① 袁麗紅,周華,韋萍等.提高微生物學實驗課教學效果的探索與嘗試[J].微生物學通報,2008.35(4):614-618.
② 毛露甜,王紹芬.微生物學實驗教學中開展設計性實驗的做法與體會[J].微生物學通報,2007.34(3):614-616.