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小學生正處在從具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的階段。因此可以說，在小學特別是中、高年級，正是發展學生抽象邏輯思維的有利時期。

由此可以看出，小學數學課程標準把培養初步的邏輯思維能力作為一項數學教學目的，既符合數學的學科特點，又符合小學生的思維特點。但小學數學課程標準強調培養初步的邏輯思維能力，只是表明以它為主，并不意味著排斥其他思維能力的發展。例如，學生雖然在小學階段正在向抽象邏輯思維過渡，但是形象思維并不因此而消失。概念教學本身抽象，加之學生年齡小，生活經驗缺乏，抽象思維能力較差，學習時比較吃力。學生學習抽象的知識，應該是在多次感性認識的基礎上產生飛躍，感知認識是學生理解知識的基礎，直觀是數學抽象思維的途徑和信息來源。據初步研究，小學生在10歲左右開始萌發辨證思維。因此在小學不宜過早地把發展辯證思維作為一項教學目的，但是可以結合某些數學內容的教學滲透一些辯證觀點的因素，為發展辯證思維積累一些感性材料。

二、在小學以培養學生邏輯思維能力為主要任務的理論根據

從數學的特點看，數學具有抽象性和邏輯嚴密性。數學本身是由許多判斷組成的確定體系。這些判斷都是由數學術語和邏輯術語以及相應的符號所表示的語句來表達的，并且借助邏輯推理由一些判斷形成新的判斷。而這些判斷的總和就構成了數學這門科學。小學數學內容雖然比較簡單，也沒有嚴格的推理論證，但都是經過人們抽象、概括、判斷、推理、論證得出的真正的科學結論，只是不給學生進行嚴密的合乎邏輯的論證。即使這樣，一時一刻也離不開判斷、推理。這就為培養學生的邏輯思維提供了十分有利的條件。

三、培養學生思維能力要貫穿數學教學的全過程

教學過程不是單純的傳授和學習知識的過程，而是促進學生全面發展（包括思維能力的發展）的過程。對于小學數學教學，數學知識和技能的掌握與思維能力的發展也是密不可分的。一方面，學生不斷地運用著各種思維方法和形式，如比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、推理，這其實就是理解和掌握數學知識的過程。另一方面，在學習數學知識時，為運用思維方法和形式提供了具體的內容和材料。數學知識和技能的教學為培養學生思維能力提供有利的條件，還需要在教學時有意識地充分利用這些條件，并且根據學生年齡特點有計劃地加以培養，才能達到預期的目的。在小學數學中，應運用各種基本的數學思想方法，如對應思想、量不變思想、可逆思想、轉化思想等。其中轉化思想是小學教學思想的核心。轉化是運用事物運動、變化、發展和事物之間相互聯系的觀點，實現未知向已知轉化，數與形的相互轉化，復雜向簡單轉化等。培養學生的轉化意識，發展思維能力。

四、精心設計科學訓練以培養邏輯思維能力

培養學生初步的邏輯思維能力，科學訓練是必不可少的環節。教材在這方面提供了許多極其有效的訓練內容和方法。我們要特別注重以下幾個方面。

1. 訓練培養學生發現規律的能力。數學充滿規律，發現規律的過程在許多情況下都是邏輯思維的過程，所以注重訓練學生發現規律，是培養學生初步的邏輯思維能力的一個重要途徑。例如，結合20以內加減法的整理，根據教材的要求，讓學生說說算式排列的規律。通過課本中的例子，讓學生觀察、分析，自己發現小數點位置的移動引起小數大小的變化規律。這樣做，比過去單純由老師講更有利于培養學生邏輯思維能力。

2.訓練培養學生正確的推理能力。歸納、演繹、類比等推理在小學數學教材里比比皆是，它是思維活動的重要形式。實踐告訴我們， 培養學生初步的邏輯思維能力， 必須結合教學內容訓練學生正確推理。例如教材在講計算法則時， 一般通過實例都要求大家來總結計算法則。我們根據教材精神，注重訓練學生自己歸納小結，以提高學生歸納推理的能力。再例如，學習了加法交換律和結合律后，有的教師讓學生歸納思考方法和步驟，學生發現教材先通過實例引入一組算式，再到兩組算式，然后通過觀察找出這些算式的共同點， 再根據共同點揭示規律，這實質是由個別到一般的歸納推理過程。由于教師注重讓學生歸納上述推理過程，所以到教學乘法分配律時，雖然它的知識結構和深度都比加法交換律和結合律難些，但由于歸納推理的過程相同，學生運用上述方法，學起來就顯得輕松，應用運算定律進行邏輯思維的能力也得到了提高。此外，高年級教材中還有很多內容是可以啟發引導學生在已學的基礎上類推出來的。例如， 教學比的基本性質， 教師注意引導學生既從除法、分數、比的意義方面類比，又從除法、分數、比的寫法上類比，除法、分數、比的各部分名稱，相互之間關系方面進行類比，然后引導學生聯系商不變的性質和分數的基本性質推出比的基本性質。由于加強知識間的聯系，學生不僅記得牢學得活，邏輯思維能力也提高得快。

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隨著教育的改革，傳統的教育方式已經跟不上教育發展的需要，這就需要在學校教育中應用現代教育技術，利于計算機信息網絡和先進的設備展開教學，提高學生課堂學習的效率，讓學生感受到新的教育方式，加強學生的學習興趣，減輕教師講課的負擔。現代教育技術的應用不僅能夠在課堂形式上加以改變，色彩、影像、聲音之間的結合，還能夠拓展學生的思維能力。在高中生物的教學中，知識內容較為復雜，互交性較強，在學生思維理解上造成一定的影響，應用現代教育技術，能夠將生物教學知識系統化的展示在屏幕上，通過計算機技術的演變，使學生能夠更加清楚的了解，提高課堂的教學效率，加強生物教學的質量。

1 現代教育技術應用下的高中生物教學

在高中的課程教學中，生物是一門基礎性的學科，在傳統的教學方式中，課堂知識過于理論化，學生對知識的學習往往上死記硬背的方式，教學效率低下。在現代教育技術的應用中，其中多媒體技術最為典型，能夠利用網絡豐富教學內容，使課本上的理論知識變得簡易化，容易使學生理解[1]。通過多媒體的教學方式，將知識以圖畫、聲音、文字相結合，并以動畫片的形式呈現給學生，激發學生在生物學習上的興趣，提高課堂的教學效率，使學生能夠善于思考、善于學習。

2 現代教育技術對于高中生物教學形象思維能力的培養

2.1細化教學形式，培養學生思維能力

在高中生物教學中，多媒體技術的應用能夠極大的調動學生課堂的積極性，增強學生學習的興趣，有利于開展師生互動。同時，多媒體技術的應用也對教師提出了更高的要求，教師要熟練的掌握多媒體的使用方式，針對教學的內容進行合理的安排，加入趣味性，避免因內容過多，造成學生的思維混亂[2]。要培養學生的形象思維能力，使學生樂于去思考。在高中生物教學中，因生物學本身的圖文性質較強，教師可以利用多媒體技術，將書本上散落的知識點通過文字、圖片相結合的方式系統的呈現出來，并且一步步的進行演變，使學生有著清晰的認識，活躍課堂的氣氛。

例如，在生物課“細胞的分裂與分化”講解中，教師可以選取細胞分裂的圖片，在旁邊用藝術性的文字進行說明，盡量使內容生動且富有趣味性，使學生能夠一目了然，深刻的理解。利用多媒體進行將細胞分裂的形式制作成flash課件，在屏幕上進行投放，形象的將細胞分裂的全過程表現出來，有助于提高學生的理解，更加牢固的掌握，在整個播放講解的過程中還有助于培養學生的形象思維能力，提高高中生物的教學質量。

2.2增加課堂的趣味性，情景教學

在高中生物教學中，現代教育技術以多媒體技術為代表的科學技術在其中發揮著越來越重視的作用，教師可以利用多媒體技術豐富教學方式，增加課堂的趣味性，通過視頻的播放和設置情景教學使學生對生物的認識更加深刻。在高中生物課堂中，教師可以根據生物知識設置趣味教學，將生物學試驗和學習相互結合，增強學生的手動能力。如果教師不能夠將多媒體的使用和生物教學相結合起來，就會使學生的內容生動，互動性減少，使學生失去了生物學習的興趣[3]。同時，教師可以多種方法相互結合，正確合理的運用現代教育技術。例如，在進行生物實驗時，教學要事前通過多媒體先學生進行展示，對試驗器材一一向學生介紹，和演示正確的使用方法，注意其危險操作的事項，以確保學生安全為首要要素，避免在試驗過程中發生問題，認真的進行步驟的講解，創造良好的試驗條件，加強學生的形象思維能力。

2.3理論與試驗相結合，加強現代教育在高中生物教學中的作用

在高中生物教學中，要按照課本上的知識利用多媒體技術制作試驗動畫，使學生對試驗中的每個環節都能掌握，并提出自己的問題，教師要針對問題進行引導，豐富學生的知識，得到良好的教學效果[4]。同時，在試驗教學過程中，讓學生對生物的特征進行思考，培養學生的形象思維能力，激發學生研究試驗的積極性。

3 結束語

在高中課程的教學中，生物教學較為復雜且抽象性較強，不利于學生的理解，使學生產生厭學的心理。現代教育技術的應用豐富了生物教學的形式，利用多媒體的教學方式，提高了學生的生物學習的積極性，培養了學生形象思維能力，提高了生物課堂的教學質量，對教學的發展具有重要的意義。

參考文獻：

[1]田秋云.新課程標準下對高中生物實驗教學的思考[J].實驗科學與技術，2012，（2）：76-78.

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二、培養學生思維能力要貫穿于小學數學教學的全過程

現代教學論認為，教學過程不是單純的傳授和學習知識的過程，而是促進學生全面發展（包括思維能力的發展）的過程。從小學數學教學過程來說，數學知識和技能的掌握與思維能力的發展也是密不可分的。一方面，學生在理解和掌握數學知識的過程中，不斷地運用著各種思維方法和形式，如比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、推理；另一方面，在學習數學知識時，為運用思維方法和形式提供了具體的內容和材料。

應如何體現培養學生思維能力貫穿于小學數學教學的全過程？

1．要貫穿于小學階段各個年級的數學教學中

要明確各年級都擔負著培養學生思維能力的任務。從一年級開始就要注意有意識地加以培養。例如，開始認識大小、長短、多少，就有初步培養學生比較能力的問題。開始教學“10以內的數和加、減計算”，就有初步培養學生抽象、概括能力的問題。開始教學“數的組成”就有初步培養學生分析、綜合能力的問題。這就需要教師引導學生通過實際操作、觀察，逐步進行比較、分析、綜合、抽象、概括，形成10以內數的概念，理解加、減法的含義，學會10以內加、減法的計算方法。如果不注意引導學生思考，從一開始就有可能不自覺地把學生引向死記數的組成，機械地背誦加、減法得數的道路上去。若在一年級養成了死記硬背的習慣，以后就很難糾正。

2．要貫穿于每一節課的各個環節中

不論是開始的復習，教學新知識，組織學生練習，都要注意結合具體的內容有意識地進行培養。例如，復習“20以內的進位加法”時，有經驗的教師給出試題以后，不僅讓學生說出得數，還要說一說是怎樣想的，特別是當學生出現計算錯誤時，說一說計算過程有助于加深理解“湊十”的計算方法，學會類推，而且有效地避免錯誤的發生。經過一段時間的訓練后，引導學生簡縮思維過程，想一想怎樣能很快地算出得數，培養學生思維的敏捷性和靈活性。在教學新知識時，不是簡單地告知結論或計算法則，而是引導學生去分析、推理，最后歸納出正確的結論或計算法則。例如，教學兩位數乘法，關鍵是通過直觀引導學生把它分解為用一位數乘和用整十數乘，重點要引導學生弄清整十數乘所得的部分積寫在什么位置，最后概括出用兩位數乘的步驟。學生懂得算理，自己從直觀的例子中抽象、概括出計算方法，不僅印象深刻，同時發展了思維能力。在教學中看到，有的老師也注意發展學生思維能力，但不是貫穿在一節課的始終，而是在一節課最后出示一、兩道稍難的題目來作為訓練思維的活動，或者專門上一節思維訓練課。這種把培養思維能力只局限在某一節課內或者一節課的某個環節內，是值得研究的。當然，在教學全過程始終注意培養思維能力的前提下，為了掌握某一特殊內容或特殊方法進行這種特殊的思維訓練是可以的，但是不能以此來代替教學全過程發展思維的任務。

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在諸多領域的工作中都涉及微生物檢驗環節，如食品、藥品等的檢驗，對保障相關產品的質量具有重要作用。微生物檢驗也是實驗室檢測的重要手段，根據檢測需要和實際情況采取相應的微生物檢驗手段能更好地提升微生物檢驗效果與水平，這就需要相關人員不斷深入研究微生物檢驗技術，把握好微生物檢驗的發展趨勢，使其在相關工作中得到更好的應用。

1、 微生物檢驗技術概述

微生物檢驗主要是對部分產品（一般是口服的食品、藥品）中的微生物污染開展定性或者定量檢驗的技術。該技術涉及諸多領域與行業，如食品、飲用水、外用或口服的藥品、需滅菌的產品和化妝品等，此類產品衛生標準有明確的規定，通過微生物檢驗技術對其微生物污染實現嚴格控制，避免各類有害病原微生物侵入人體而對廣大消費者的健康造成危害。在微生物的常規檢驗中，主要的測定內容有需氧菌的總數、霉菌的總數、腸道的致病菌、化膿性的致病菌、食物的中毒菌、破傷風的厭氧菌、活螨蟲和螨蟲卵以及大腸菌群等。在微生物檢驗中，一定要嚴格執行檢驗的程序，在樣品檢驗前一定要對操作的環境提前采取滅菌處理，操作期間謹防出現二次污染[1]。

在微生物檢驗中，基本操作有接種、分離純化、培養、鑒定和保存等。在接種方面，常用的方法有劃線接種、三點接種、穿刺接種、澆混接種、涂布接種、液體接種、注射接種、活體接種等。對培養基完成高壓滅菌后，通過已滅菌處理的工具在無菌條件下進行含菌材料向培養基上接種。在分離純化方面，若一個菌落內的所有細胞都來自一個親代細胞，此菌落就被稱作純培養。在鑒定菌種時，用到的微生物要求是純培養物，而純培養物的獲取就是分離純化的過程，方法也有很多，如傾注平板、涂布平板、平板劃線、富集培養、厭氧處理、單細胞分離等。在培養方面，以培養時對氧氣的需求情況為標準，可以分為好氧培養、厭氧培養；以培養基的物理狀態為標準，可以分為固體培養、液體培養。在鑒定方面，主要涉及形態學的觀察、生理生化的試驗、化學成分的分析、基因型的分析、系統發育的分析等內容。在保存方面，基本原理是挑選優良的純培養物，使其處于休眠狀態，然后人為創造有利于其休眠的環境，使其在長期保存后依然具備菌種原有的優良特性[2]。比較常用的方法有定期移植方法、液體石蠟方法、真空冷凍干燥法、低溫凍結方法等。

2、 基因檢測在微生物鑒定中的應用進展

在微生物鑒定中，基因檢測是一種新技術，目前已經研究出下一代測序（Next Generation Sequencing,NGS），此方法主要是對大量DNA的小片段進行檢測，通過特定算法對個體檢測的數據與參考基因的序列實施對比，發現可能存在的變異情況。以醫學臨床中的微生物檢驗為例，NGS可以用于感染性疾病病原體的鑒定。對病原微生物的傳統鑒定方法主要包括涂片鏡檢處理、分離培養、質譜和生化反應等，但此類方法呈現出周期長、靈敏度低和過程復雜等缺點，對分枝桿菌的菌種鑒定用時需30～40 d，對苛養菌、病毒等的培養條件也極為苛刻，大大增加了培養的難度。分子診斷基于聚合酶鏈反應（Polymerase Chain Reaction,PCR）有效解決了上述病原體的鑒定問題，但不能解決未知的微生物檢驗難題，因為未知的微生物核酸序列也未知，無法設計引物，這也成為該技術最大的難題[3]。在NGS檢測中，不需要對病原體實施分離培養處理，也不依賴已知的核酸序列，能直接實現標本的測序、鑒別，有效節省了檢測時間、提升了診斷效率，在對未知物種和難培養病原體的鑒定中具有顯著的優勢。在對病原體的鑒定中，NGS的應用主要包括兩種方法，分別是r RNA基因測序、全基因組測序（Whole Genome Sequencing,WGS）。其中，r RNA基因測序法在臨床上主要用于細菌和真菌等鑒定，也是菌群分析環節的基礎；WGS和r RNA基因測序方法相比，WGS能獲取更加全面的信息，適合在病毒的鑒定中使用。大部分的病毒是不可培養的，且存在高度變異的情況，NGS和基因芯片、Sanger測序法等相比，NGS具有更高的效率，也不需要設計特定探針，適用于復雜的臨床標本病毒鑒定。

3 、微生物鑒定技術的研究進展

微生物鑒定的定義是以現有的分類系統對未知微生物的特征實施測定，以對其實施細菌、霉菌和酵母菌等大類區分，或對屬、種和菌株水平進行確定的過程。在鑒定污染微生物時，一般結合鑒定的水平合理選擇鑒定的方法。在微生物的鑒定中，傳統方法（經典的生化反應、革蘭氏染色的顯微鏡鑒別等）一般適用于大多數非無菌類藥品的生產以及部分無菌生產環境中的風險評估。但在藥品的微生物污染相關事件中，通過傳統的方法并不能滿足快速分型、準確鑒定和溯源分析等需求，所以，研究分子生物學時產生的基因型鑒定法逐漸得到應用[4]。

采用傳統技術鑒定表型主要包括菌落形態的觀察、染色、生化鑒定、顯微鏡檢查等環節，呈現出成本低和便于操作等優點。但微生物表型存在一定的可變性，不同的生長環境會對其表觀形態產生影響，如不同培養基內的微生物可能有不同的顏色。同時，傳統表型鑒定技術對人員經驗和培養條件較為依賴，在一些生長緩慢、培養難度大、需特殊營養的微生物鑒定中具有很大的局限性。隨著社會的發展，現代化的微生物鑒定技術逐漸在藥品污染的微生物鑒定、溯源分析以及污染調查等方面得到廣泛運用，此類技術實現了對傳統表型鑒定的拓展與豐富，如生化鑒定系統（如VITEK和API的系統）、FTIR（傅里葉紅外光譜）、MALDI-TOF-MS（基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜）、以碳源分析為基礎的全自動化微生物鑒定系統、脂肪酸鑒定系統等，有效提升了微生物的鑒定效率和藥品質量的控制水平。

隨著鑒定技術的發展，基因型鑒定技術被研發出來，這是一種以微生物的基因序列為基礎，對其分子實施生物學鑒定的技術，不依賴微生物的培養，是一種現代化的鑒定技術類型。基因型鑒定技術和表型鑒定技術存在很大不同，其數據庫較為完善，能以微生物的遺傳物質為基礎，通過差異分析對微生物進行鑒定，呈現出高效率、高準確度和高通量等特點。在自然環境中，約有10%的物種能以分離培養的方法獲取，以微生物的培養為基礎的傳統表型鑒定具有很大的應用局限性，而采用基因型鑒定，以16S r RNA的高通量式測序法獲取的微生物群落信息就十分全面。當然，基因型鑒定也有一定的缺陷，使用16S r RNA法時，不能對某些親緣較近、不明顯的特征序列類微生物進行準確鑒定；采用高通量的測序分析混合樣本時，不能有效排除已死亡的微生物干擾因素等[5]。

4、 微生物檢驗技術的發展趨勢

在微生物檢驗技術的發展過程中，逐漸產生了很多技術類型，各有優缺點。為了有效地彌補各檢驗方式的缺陷，可以對多種方式實現聯合運用。在選擇檢驗方式時，需要綜合考慮相應條件，特別是檢驗中對靈敏度的要求。因此，提升靈敏度、消除假陽性是檢驗技術研究過程中的重要關注內容。在計算機技術迅速發展的背景下，微生物檢驗技術朝著高度自動化以及簡便快速的方向發展。目前，分子生物學相關技術在自動化的儀器聯合中，已經被運用于病原菌的診斷和鑒定、耐藥基因的檢測等方面。要想實現高質、高效和價格低廉等有效統一，就要改變臨床中病原菌的檢驗現狀以及傳統觀念，在各學科的交叉發展中，新型檢驗技術也會越來越多。

近年來，新型技術得到了迅速發展，如電化學和比濁法等技術，可以對藥品內的活微生物實現直接測定；固相細胞的計數法以及流式細胞的計數法等，能分析微生物細胞內的特定成分。上述技術能提高藥品檢測的準確性，也能保證檢測人員的安全，因此，應用前景十分廣闊。基于技術的迅速發展，要想實現藥品中微生物檢驗的進步，還要完善檢驗標準，提升相關檢驗人員的綜合素質和專業水平。因為藥品檢驗期間需要人工操作，操作人員的技術水平會對檢測結果產生直接影響。為了提升操作人員的技術水平，要對檢測人員開展定期培訓。目前，在藥品微生物的檢驗中，軟硬件設備都得到了顯著改善，且藥品的微生物檢驗技術也朝著標準化方向發展，特別是對無菌制劑的研究已取得顯著成就，推動著檢驗項目和方法、藥典制定的依據等朝著更科學的方向發展[6]。

5 、結語

微生物的檢驗在諸多領域得到了應用，也逐漸產生了很多檢驗技術和方法，各有優點與不足。為了促進相關技術作用的充分發揮，還需要對檢驗技術不斷進行研究，把握好檢驗技術的發展趨勢，推動檢驗技術的現代化發展。

參考文獻

[1]白梅臨床微生物檢驗的快速診斷技術研究進展[J]家庭醫藥，2018(7):59.

[2]李茂峰.食品微生物快速檢測技術及其自動化研究進展[J].食品安全導刊, 2017(18):120.

[3]王穎臨床微生物快速檢驗技術研究進展[J]醫藥前沿, 2017(23):6-7.

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一、植物內生微生物研究特點

近些年來，關于植物內微生物的研究發展迅速，主要著重醫藥指向、農業指向、環境指向等四個方面的研究。從整體趨勢來看，我國植物內微生物研究的特點為：資源探索多，分離培養多，活性監測和生物功能研究多，基礎性前期工作多；方法研究少，涉及林木少，與宿主的關聯少，實際應用少。在研究程度上初步研究多，深入研究少。以抗菌、抗腫瘤等藥物開發為目的的資源探索性研究最多，而宏觀生態學中的天然林木及草原野草中的內生微生物研究較少。生態研究方面的側重點也不同。對于微生物的群落結構、生態分布、培養條件優化等研究較少。

二、植物內生微生物研究現狀

我國在醫藥指向的研究，涉農的植物內生微生物的研究，環境指向的研究，揮發性物質生產、食品指向的研究，生物安全評價、微生物資源的研究，重要糧食作物內生微生物的研究、有害植物內生微生物的研究等方面遍地開花。值得特別關注的，如王劍文、譚仁祥等提出的利用內生菌寡糖誘導黃花蒿發根合成青蒿素的研究，指明了植物內生微生物利用的一個新方向，提醒我們對內生菌和宿主的相互作用的關注。我國對于轉Bt基因棉花莖稈內以及轉Bt基因的水稻植株各部位的內源微生物的變化，從植物體內的微生物生態環境變化的角度為基因作物的風險評估提供新的思路。

三、存在問題及解決方法

1.存在問題

在微生物培養過程中，諸如深海、高壓、低pH值、缺氧等極端環境在現有的條件下無法再現，人工培養環境忽視了天然狀態下生物種群間的關系，如共代謝、互養共棲、拮抗、寄生等，在常規培養過程中，無法提供完全相似的環境，忽視了群體效應，原有的生態關系、信息交流被破壞。當分別轉接到培養基中時，因缺乏潛在的外源活性物質，有些微生物不能存活。微生物在自然環境中通常需要生命活動所需的活性物質。此外，一些植物、動物病原菌對寄主活性物質的依賴在常規培養條件下難以實現。

2.解決方法

針對不同的環境需求提出不同的改善措施。如，海洋中低營養的狀態，Button等提出并采用了稀釋培養法，使得培養的可能性大大提高。該種方法也被應用于淡水湖泊的微生物生態學研究中。由擴散盒培養技術和細胞微囊包埋技術組成的模擬自然環境的培養技術從細胞層面還原最原生態。根據微生物的特性，有選擇性地在傳統培養的基礎上添加必需的養分，使原本無法培養的變成可培養的成分并且在放線菌領域也產生了新方法：將裝有滅菌瓊脂的塑料容器分別用有半透性的薄膜密封，由此將絲狀真菌排除在裝置外。將裝置放置在土壤中，室溫黑暗條件下培養2～3周后，將中間瓊脂層取出，經鏡檢觀察即可得到放線菌菌落。相比較于傳統方法，用這種方法得到的放線菌類數量更多、種群更多樣化。

參考文獻：

[1]徐 瑞，南志標，周雁飛，等.披堿草內生真菌共生體中麥角生物堿的組織分布與季節動態[J].草業學報，2012，21（3）：84-92.

[2]許 樂，阮小蕾，李冬麗，等.對枯萎病不同抗性的香蕉品種的內生細菌多樣性及群落結構[J].微生物學通報，2012，39（9）.

[3]王劍文，鄭麗屏，譚仁祥.促進黃花蒿發根青蒿素合成的內生真菌誘導子的制備[J].生物工程學報，2006，22（5）.

[4]姜 楠，汪小福，徐俊鋒，等.轉Bt基因對水稻內生原核微生物定殖數量效應分析[J].浙江農業學報，2012，24（5）.

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中圖分類號：TU992文獻標識碼： A

一、前言

隨著人類農業工業活動的加強大量施用化肥、農藥以及工業廢棄物的排放，使得許多有毒有害的有機化學污染物進入土壤系統，同時對地下水及地表水造成二次污染。清除環境污染物的傳統方法有物理修復法和化學修復法，但是這些方法存在著處理費用高、操作復雜、而且有二次污染的可能性等缺點。

微生物修復技術是近年來新興的一門環境生物技術，實驗結果表明生物修復技術是有效的可行的。目前生物修復技術在清除或減少土壤地表水地下水和廢水中的化學物質方面的應用已獲得成功。本文介紹了利用微生物對污水進行修復的主要技術。

二、微生物修復原理

微生物修復的基本原理是利用自然界中微生物對污染物的生物代謝作用。實際上，大多數環境中都存在著天然微生物降解凈化有毒有害有機物質的過程，只是自然條件下的微生物凈化速度很緩慢，因此，能夠被廣泛應用到環境保護實踐中的微生物修復，都是在人為促進條件下進行的，如通過提供氧氣，添加氮磷營養鹽，接種經過馴化培養的高效微生物等來強化這一過程，迅速去除污染物質，這就是微生物修復的基本思想。

與化學、物理相比，生物修復技術具有下列優點：

(1)原位修復可使污染物在原地被降解清除；

(2)修復時間較短；

(3)操作簡便，對周圍環境干擾較小；

(4)設施簡單，運行經費少；

(5)操作者與污染物直接接觸機會減少，不致對人產生危害；

(6)不產生二次污染。

當然微生物修復技術并不是十全十美，它也存在不足：

(1)條件苛刻，微生物修復是一種科技含量較高的處理方法，其運作必須符合污染場地的特殊條件，微生物修復易受環境條件變化的影響：酸堿度、溫度以及其他因素等都會影響微生物修復的進程；

(2)由于微生物的專一性，導致對水體修復的宏觀效果不佳；

(3)需要對污染環境進行詳細和周密的調查研究，前期工作時問較長，花費高；(4)微生物對污染物的降解存在一極限濃度；

(5)修復過程中可能產生有毒物質。

三、微生物修復的影響因素

微生物修復的成功運行，主要是在適宜的環境條件下，微生物對污染物的降解過程能夠發生。

3.1營養

微生物的生長需要保持碳、氮、磷營養物質及某些微量營養元素在一定濃度，在生物修復過程中經常會出現缺乏氮、磷菩營養時降解速度變慢的情形。

3.2溶解氧濃度

大多數微生物在降解污染物時需耗氧，因此污染物濃度高時，水體或土壤中的溶解氧往往消耗殆盡，造成污染場所食物鏈中斷，污染物質的降解也隨之終止，因此溶解氧水平也是生物修復中的重大影響因素之一。

3.3 pH值

微生物對環境pH值非常敏感，pH值的變化會對微生物降解污染韌的速率和活性產生很大影響。接近中性pH對于大多數微生物都是合適的，一般不需要進行調節，只有在特定地區才需要對環境的pH進行調節。

3.4溫度

微生物可生長的溫度范圍較廣，一般而言，微生物生長的最佳溫度為25℃～30℃。通常隨著溫度的下降，生物的活性也降低，接近零度時活動基本停止。

四、微生物修復技術在污水處理中的應用

4.1加入微生物和微生物制劑法

投放微生物和微生物制劑法，即針對不同的水體，向其投加針對該污染環境而事先培養好的微生物或外源微生物制劑，并為之創造良好的生長條件，形成優勢菌種，最終做到對污染水體的修復。利用投加微生物和微生物制劑比土著微生物對污染的自然凈化的速度快。同時具有針對性，可以對不同程度的水污染能夠進行不同程度的凈化。

4.2吸附技術

生物吸附法作為一種新興的廢水處理技術，在處理低濃度重金屬污染廢水方面有著極為廣闊的應用前景。從運用情況看，利用微生物吸附廢水中的重金屬在投資、運行、操作管理和金屬回收、回用等方面優越于傳統的治理方法。與其他技術相比，生物吸附技術有得天獨厚的優點，差別在于運行過程中微生物能不斷地增殖，且去除金屬離子的量隨生物量增加而增加。而離子交換法中離子交換樹脂的交換容量有限，達到飽和吸附后，就不能再去除金屬離子；化學沉淀法中，作用物的化學計量也是一定的，無增殖的可能。因此，開發和利用生物吸附處理重金屬廢水，使廢水處理的技術向著無毒、無害、無二次污染的方向邁進了一大步。

4.3固定化技術

生物催化劑固定化技術發展到今天，已形成了較為完備的理論與方法。隨著環境生物學的發展，固定化在治理污水中越來越受到青睞。固定化技術使生物催化劑具有與其在游離狀態下完全不同的優點，例如，與產物分離方便；生物催化劑可回收或循環使用；生物催化劑穩定性大大提高；反應過程可得到嚴格控制等。這些特點使價格昂貴的生物催化劑的應用成本大大降低，從而使其在大規模工業化生產中得到應用成為可能。

4.4培養微生物技術

培養微生物技術是一種污染水體的微生物修復技術。它通過向水體中投加營養物質、無毒表面活性劑、電子受體或共代謝基質等物質來強化水環境中本身具有降解污染物能力的微生物的生存環境，從而達到激活土著微生物，使土著微生物對污染物的降解能力充分發揮，從而達到水體修復的目的。

4.5投加微生物絮凝劑技術

微生物絮凝劑主要是在菌細胞外分泌的，它是一種具有絮凝功能且能被自然降解的高分子有機物，如糖蛋白、纖維素和DNA等，有些直接利用微生物細胞，如某些大量存在于土壤、活性污泥和沉積物中的細菌、霉菌、放線菌和酵母菌等，本身即可用作絮凝劑。微生物絮凝劑具有高效、無毒和易于生物降解的特點。

五、微生物修復的發展趨勢

污染水體的修復是一個牽涉到污染治理、環境生態和水利水文等多學科的系統工程，治理水體污染必須從水體的功能定位、污染整治的日標和水體生態系統平衡的建立等多方面入手。微生物修復與物理修復、化學修復相比雖然有眾多突出的優點，但只有與物理修復、化學修復等方法相結合，組成統一的修復技術體系，微生物修復才能在治理水體污染方面發揮出最大的作用。

因此，微生物修復技術今后的研究趨勢是：(1)微生物修復與物理化學修復相結合的組合技術；(2)原位和異位相結合的生物修復組合技術；(3)采用現代分子生物學技術研究生物修復的機理以及分離培養高效降解菌和構建基因工程菌以提高微生物降解污染物的效率等。

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環境工程微生物學是環境工程專業的專業基礎必修課。它是生命科學和環境科學與工程的交叉學科,具有極強的實踐性和應用性。環境工程微生物學實驗是加深學生對理論知識的理解,培養學生實驗技能、實驗思維和動手能力的一個重要途徑。同時,該實驗又是一門操作性很強的課程,需要大量的實驗儀器,以及老師手把手傳授實驗技能,如果沒有先進的教學方法做支持,掌握其中的操作技術是很困難的。下面提出幾點心得體會,將有利于提高實驗教學的質量,深化學生對微生物的認識。

1 讓學生參與實驗準備的全過程

實驗室的前期準備工作是很重要,工作量要比實驗課程多許多。老師除了要認真備課外,還需要對培養皿、試管、鑷子等消毒滅菌,配制各種試劑,最好還要進行預實驗,不但更加熟悉實驗步驟,而且能保證實驗課程的順利進行。

通過讓學生參與實驗準備過程,可以讓學生學習到完整微生物實驗操作技術,這樣一個完整流程學生完全參與下來,不但讓學生體會到實驗過程的艱辛,進而更加珍惜來之不易的實驗課程,還可以培養學生科研思維,提高科研能力,使他們在課堂上學到的知識在實驗操作中體會得更形象、更具體、更全面,從而激發他們學習興趣。在鞏固專業知識的同時,還培養了其發現問題、綜合分析和解決問題的能力。這些對于提高學生的實際動手能力都有很大的幫助。

2 更新實驗教學內容, 加大新知識和新技術的傳授

微生物學和環境科學知識的更新推動著環境工程微生物學這門新興的邊緣學科不斷向前發展。特別是日新月異的分子生物學技術已滲透到環境工程應用的各個領域。為了緊跟時代和學科發展的步伐, 培養高質量人才,讓學生熟悉和掌握學科前沿新的理論知識和操作技術, 為他們將來工作研究或是碩士博士階段的深造打下良好的基礎。

例如,過去研究環境中微生物的方法是建立在平板分離基礎上的,但迄今為止利用這種方法培養出的微生物只占總微生物種類的0.1％～10％。固體培養基其實是人類為微生物創造的人工培養環境,與微生物的實際生存環境有很大差異,用它來培養環境中的微生物相當于是對自然微生物群落進行了一次強制的人工篩選。所以,用平板分離的方法來研究自然環境的微生物生態時,往往不能準確反映微生物群落的實際組成和存在狀態。分子生物學、基因組學和生物信息學等學科的發展及其向微生物學領域的滲透,形成一個新的交叉學科分支——微生物分子生態學 (molecular microbial ecology),它為我們全面客觀地研究微生物生態系統提供了新的技術手段。微生物分子生態學是以微生物基因組dna的序列信息為依據,通過分析環境樣品中dna分子的種類、數量和分布特征來反映微生物區系組成和群落結構[2,3]。所以,這項技術就需要研究者掌握dna提取及純化技術、dna瓊脂糖凝膠電泳技術和pcr基因擴增技術。針對這一點,我們就可以給學生設計一個微生物大實驗,以活性污泥為樣品,從dna的提取、純化,凝膠電泳檢測,到細菌16s rdna基因擴增,都讓學生自己操作一遍。通過這一實驗的學習,使學生對當今環境工程微生物學的前沿技術都有一定的了解和掌握。

3 增強不同實驗間的連貫性,以及實驗和理論知識的連貫性

3.1 增強各實驗間的連貫性

過去實驗內容多為孤立、連貫性不強的項目,各實驗之間的內容重復較多,學生難以系統地把握微生物學實驗,既浪費了有限的實驗學時,又不利于培養學生的科學素養。對此,我們調整了實驗內容,將原來獨立設置的實驗內容整合到一起,形成一個綜合實驗,通過一個綜合實驗就能使學生學到以前3-4個實驗項目的實驗技能。

3.2 增強實驗和理論知識的連貫性

環境工程微生物學是一門實踐性很強的學科,涉及到的內容覆蓋面廣,要學好這門課,僅僅依靠理論教學是遠遠不夠的,實驗教學可以彌補理論教學的不足,將微生物學的基礎理論在實驗教學中延伸、深化,并通過實驗,加強基本技能的訓練。

4 實現多媒體實驗教學,更直觀展現實驗內容

環境工程微生物學實驗中的各種微生物需要在光學顯微鏡甚至電子顯微鏡下放大才能看到。由于環境樣品中微生物的復雜性和多樣性,應用傳統的實驗教學方法不便于更好的展示微生物的形態結構、動態變化過程,多媒體教學與傳統教學相比,能更加生動形象、栩栩如生的展現微生物的特點,提高學生的學習興趣和參與度,從而使學生更好的掌握實驗知識。

首先,可以在多媒體課件中放入大量彩色的宏觀及微觀圖片、flash動畫,從而更直觀的反應微生物的形態特征,利于學生對新知識的吸收掌握,有了這些認識,才能在自己動手實驗中達到很好的實驗結果。

其次,也可以使用錄像教學。教學錄像具有較強的直觀性,它可以通過屏幕清晰形象準確地展現每一個步驟,使學生掌握實驗操作技能的關鍵所在。同時節約時間,提高實驗教學的效率。如配置培養基實驗,稱量-溶化-調ph-過濾-分裝-加塞-包扎-滅菌-擱置斜面-無菌檢查等步驟,如果沒有錄像,需要老師反復強調實驗順序及注意要點,才能保證大部分學生配好正確的培養基。但是,如果有錄像,老師只需要先播放一遍錄像,從旁作簡單介紹,播放完后再講一下原理及注意要點,然后再播放一遍錄像,學生就可以開始實驗了。

最后,還可以利用電視顯微鏡進行教學。老師將樣品放在顯微鏡下,找到微生物個體,讓學生先有感性認識,然后再觀察自己的樣品。該方法既明確了實驗目標,又能讓全班學生同時看到老師顯微鏡里樣品的特點,避免了以往同學們一個個排隊去老師顯微鏡目鏡里觀察樣品,提高了教學效率。

環境工程微生物學是一門來自實踐的科學,學生掌握了它之后也最終要應用于實踐。所以,實驗教學是培養學生具備從事科學實驗能力和嚴謹求實的科學素質的重要途徑,許多問題還需要我們不斷探索、實施和進一步完善。

參考文獻

[1] 周群英,高廷耀. 環境工程微生物學(第三版).北京高等教育出版社,2008.

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中圖分類號：S154.37文獻標識碼：A文章編號：16749944（2013）08020303

1引言

土壤是一個非常復雜的生態環境體系，土壤微生物學作為微生物學的一個分支，一直在研究之中。土壤微生物是土壤的重要組成部分，是生態系統中重要的消費者和分解者，其群落結構多樣性及變化在一定程度上反映了土壤的質量和穩定性。土壤微生物多樣性是指微生物生命的豐富性及在遺傳、種類、生態系統層次上的變化，同時反映微生物群落的穩定性。許多研究已經證實， 通過傳統的DNA分離方法測定出來的土壤微生物只占到環境微生物的0.1%～10%[1， 2]。傳統的土壤微生物研究方法如微生物平板培養法、Biolog鑒定系統法、生物標記法等[3]往往會過低估價土壤微生物的群落結構組成，無法詳細描述出土壤微生物的群落結構組成方面的信息，也無法描繪出不同群體的生理差異。隨著科學技術的發展，傳統的Sanger技術的弊端也日益體現，一方面是因為該方法費時，且一次的反應數有限，另一方面是該技術基于酶法測序，成本較高。隨著微生物研究技術的迅速發展尤其是分子生物學技術的發展，土壤微生物學研究專家開發出一系列的研究土壤微生物群落結構的方法[4]，高通量測序技術也隨之誕生，慢慢應用到科研之中。

2土壤微生物研究方法

2.1微生物平板培養法

傳統的土壤生態系統中微生物群落多樣性及結構分析大多是將微生物進行分離培養，然后通過一般的生物化學性狀，或者特定的表現型來分析，局限于從固體培養基上分離微生物。這種方法只能培養出極少量的微生物類群，大約占0.1%～10%，無法對絕大多數土壤微生物的分類和群落結構進行深入研究。因此這種培養法局限性比較大，只能應用于特殊微生物的研究[5]。

2.2BIOLOG鑒定系統

BIOLOG系統是Garland于1991年建立起來的一套用于研究土壤微生物群落結構和功能多樣性方法。細胞的維持和生長需要能量、碳源和多種無機離子，底物利用是群落中微生物存活和競爭的關鍵。因此可以根據微生物對碳源利用的方式來鑒定微生物的群落結構。碳數利用法通常用BIOLOG盤來實現。BIOLOG測試盤內有96個小孔，除了一個小孔為對照不含碳源外，其余都含不同的碳源。試驗中將碳源和指示劑一起放入平板小孔內，然后將稀釋后的細胞懸液接種到各個小孔中，由于微生物利用碳源引起指示劑變化，以此來檢測和判斷不同土壤微生物群落結構[6]。

2.3分子生物學技術測序方法

在過去的20多年里，分子生物學技術尤其16S rDNA技術已經廣泛應用于鑒定未知菌類的研究中。20世紀80年代以來，逐步建立起了以分子系統發育分析為基礎的現代微生物分子生態學的研究方法，如PCR-RFLP、PCR-RAPD、PCR-SSCP、熒光原位雜交技術（FISH）、基因芯片（Microarry）、磷脂脂肪酸圖譜分析（ Phospholipid fatty acid， PLFA）、穩定同位素探針（Stable Isotope Probing， SIP）、PCR-DGGE/TGGE等[7]，使得研究者能夠在分子水平上對土壤微生物多樣性進行研究。

但是這些技術只能在科或屬水平上分析土壤微生物的群落結構，不能更細致更詳細地對土壤微生物進行分析研究。隨著科學技術的發展，相繼出現了第一代、第二代、第三代高通量測序技術，使得研究人員能在種的水平上對土壤微生物進行研究和分析。

2.4 454高通量測序方法

高通量測序技術[8]是傳統測序一次革命性的改變，一次可以對幾十萬到幾百萬條DNA分子進行序列測定，在有些文獻中也稱其為下一代測序技術（next generation sequencing），可見其劃時代的改變，同時高通量測序使得對一個物種的轉錄組和基因組進行細致全貌的分析成為可能，所以又被稱為深度測序。

近年來，以16S rRNA/DNA為基礎的分子生物學技術已成為普遍接受的方法。研究表明，400～600堿基的序列足以對環境中微生物的多樣性和種群分類進行初步的估計[9]，因此454高通量測序的方法因其讀長（400～500bp）長和準確性高的特點大量用于微生物多樣性的研究。

因此通過高通量測序法來確定土壤微生物群落結構，從而可以在種的水平上將土壤微生物的群落結構分析出來，然后就可以對土壤微生物的多樣性進行分析。并可以對土壤微生物和鹽生植被的相互照應關系進行分析研究。

3454高通量測序在土壤微生物研究中的應用

3.1研究土壤微生物的物種多樣性

研究微生物物種多樣性主要從微生物類群即細菌、真菌和放線菌這三大類群的數目及其比例來描述某個地區某段深度土壤中微生物的多樣性，然后根據此地區土壤微生物物種的多樣性來探究全球范圍內土壤微生物的物種多樣性。通過高通量測序測得土壤中土壤微生物的各種菌類組成，以此來研究某個地區土壤中微生物的物種多樣性。

3.2研究土壤微生物的功能多樣性

研究土壤微生物功能多樣性主要從各種微生物的活性及它們的相互作用產生的功能、底物代謝能力及與N、P、K等營養元素在土壤中相互轉化的功能等。通過將高通量測序得到的土壤微生物的群落結構及組成和實驗測定土壤的幾種理化性質及轉化過程來了解土壤微生物的功能。

通過實驗測得土壤的堿解氮、有效磷、活性有機質、腐殖質理化性質，可以分析地區土壤微生物的功能多樣性，以此來探究全球范圍內土壤微生物乃至整個微生物的功能多樣性。

3.3研究環境的突然變化對土壤微生物菌群的影響

環境的突然改變會導致微生物群落的結構和功能發生變化。近幾年來隨著全球變暖，土壤微生物的群落結構可能發生了變化，地震、泥石流等自然災害也會對土壤微生物的群落構成產生影響。Zachary等以重水穩定同位素探測技術（H218O-SIP）鑒定與土壤增濕相關的細菌。先對土壤增濕前土壤微生物進行測定，得到土壤微生物各種組成，然后將土壤增濕后，對土壤中16S rRNA進行高通量測序，發現Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria和Gammaproteobacteria的相對比例升高，而Chloroflexi和Deltaproteobacteria的比例則降低。作者通過控制土壤濕度的動態變化，對微生物菌群的結構發生變化進行研究，劃分生態類群。除此之外，溫度的驟變也會對土壤微生物菌群產生巨大的影響。

4454高通量測序技術存在的問題及發

展前景到目前為止，大量的研究者應用454測序技術對多種環境樣品的微生物多樣性進行了深入研究，這些研究大大增長了人類對微生物的存在和種類的認識。針對不同的研究對象，454測序技術不僅為研究提供了大量數據，證實研究對象所含微生物具有較高的多樣性，而且還建立了一種研究復雜生態系統里的微生物多樣性方法。但由于該技術剛剛起步，所以存在一些待解決的問題。首先，隨著核酸序列數量上的跨越式累積，生物信息學分析將面臨巨大的挑戰。另外，海量數據的深入挖掘工作會發現用傳統生物學理論難以解釋的生命規律，對傳統理論的顛覆和新理論的提出與建立將成為不可避免的工作。

雖然存在許多不足，但454測序技術仍以其強大的測序能力滲透到生命科學研究的方方面面，包括那些此前無法用測序來解決的領域。在微生物領域，憑借著 454測序技術各方面的優勢，終究會成為未來研究環境基因組的主導測序技術，同時，隨著454技術的不斷完善，該技術將為微生物生態學研究注入新的動力，成為微生物生態學研究新的亮點，大大加速微生物生態學的發展，增長人類對微生物生態學的認識，為人類探索廣袤的微生物資源提供無限遐想。參考文獻：

[1]Amann RI， Ludwig W， Schleifer KH. Phylogeneticidentification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation[J]. Microbiol. Rev.， 1995， 59 （1）： 143～ 169.

[2]Brock TD. The study of microorganisms in situ： progress and problems[J]. Symp. Soc. Gene Microbiol.， 1987， 41：1～17.

[3]Zhang X， L Z J ，Ch Z H. Soil microbial diversity research methods [J]. Journal of anhui agricultural sciences， 2007，35（32） ：10373 ～10375.

[4]Lu P， electronic leaching， W H Y， et al. Molecular biotechnology application in soil microbial diversity change [J]. Journal of clean coal technology，2009，15（6） ：106 ～109.

[5]Huang Yanxia. Research progress on soil microbial diversity analysis technology [J]. Journal of anhui agricultural sciences，

[6]Ferris M J ， Muyzer G， Ward D M. Denaturing gradient gel electrophoresis profiles of 16S rRNA defined populations inhabiting a hotspring microbial mat community[J] . Appl Environ Microbiol ， 1996 ，62 ：340～346

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《微生物檢驗技術》項目課程的教學任務是培養學生掌握微生物檢驗工作的基本知識和檢驗技能，是食品檢驗、工業品檢驗、藥品檢驗等職業崗位的一門重要職業崗位技術課。《微生物檢驗技術》有著一套自己獨特的操作技術，因此該課程是一門實踐性、技術性很強的專業課程。

目前在職業教育中，《微生物檢驗技術》項目課程多將理論基礎知識與微生物檢驗技術分開，微生物檢驗技術部分用相當大的篇幅介紹各種致病菌的檢驗方法，而忽略了微生物檢測基本技能的規范化訓練。兩部分的教學內容相互重疊現象較嚴重，理論與實驗部分教學相互獨立，從課程整體上看，還沒有脫離學科體系的架構，課程的培養目標與企業實際需求有差距。為了使課程的培養目標與企業實際需求實現零距離對接，筆者進行了《微生物檢驗技術》項目課程的教學改革和實踐。

一、改革思路

根據食品檢驗、工業品檢驗、藥品檢驗等職業崗位職業技能與素質的要求，以檢驗過程中的工作任務為載體，以微生物檢驗技能培訓為核心建構課程。拋棄學科型體系，以微生物檢驗操作技能為主線，將必須、夠用的微生物理論基礎知識融入微生物檢驗各項檢驗項目中，突出課程的實用性、職業性、實踐性。通過對課程教學內容的疏理合并整合、教學方法的改革、制定標準化的考核等措施，不再把教師掌握的現成知識技能傳遞給學生作為追求的目標，或者說不是簡單地讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果，而是在教師的指導下，學生去尋找得到這個結果的途徑，最終得到這個結果，并進行展示和自我評價，讓學生在這個過程中鍛煉各種能力。

通過課程改革，可解決職業教育中面臨的兩大難題：一是學生學習被動的問題，傳統教學模式以灌輸為主，學生學習主動性差，學習效率低下。二是學生能力差的問題，目前的教學主要還是“結果導向”，教師將大部分工作完成后，學生依樣畫葫蘆，不能對知識進行重新組合，分析問題和解決問題的能力差。通過課程改革，不僅提高了教學質量及效果，而且提高了學生觀察問題、分析問題、解決問題的能力，培養了學生專業的技術與技能，對從事崗位的行業標準具有較強的理解能力和執行能力，增強了學生畢業后從事崗位工作的能力。

二、改革目標

以微生物檢驗崗位的標準檢驗項目為導向，通過教學內容、教學方法以及課程考核等方面的改革，可使學生明確課程總目標，掌握崗位技能，對從事崗位的國家標準具有較強的理解能力和執行能力，提高微生物檢驗技術課程教學質量，提高學生的職業能力。

三、改革內容

1. 以真實的檢驗項目為導向，改革教學方法。

（1）現存的問題：傳統的授課是在學生學習相關微生物基本理論知識、微生物基本操作技能的基礎上，最后才根據工作崗位國家檢驗標準進行實驗操作。

（2）改革與建設：在基本技能培訓方面，以微生物檢驗崗位的標準檢驗項目為導向，將微生物檢驗國家標準中規定的各項任務分解成各教學單元進行教學設計，采用任務驅動教學法培養檢驗基本技能。在基本技能培訓的基礎上，通過項目導向教學模式進行微生物檢驗綜合職業能力培養。根據真實的微生物檢驗任務設計項目，按照國家標準，學生以小組為單位，進行從微生物檢驗樣品的采集到檢驗結果的報告全過程的訓練。

2. 以檢驗操作技能為主線，整合教學內容。

（1）現存的問題：微生物課程分為微生物基礎部分和微生物檢驗部分，兩部分教學內容相互重疊現象較嚴重；理論與實驗部分教學相互獨立，導致整個微生物課程教學內容缺少系統性及實用性；教學內容更新跟不上行業的發展，不符合職業教育的特點。

（2）改革與建設：根據崗位技術知識點、技能點和最新的國家標準，以“檢驗目標引導教學”為主線重新組合教學內容。拋棄學科型體系，以微生物檢驗操作技能為主線，將必須、夠用的微生物理論基礎知識融入微生物檢驗各項檢驗項目中，課程體系重新整合為四大塊：微生物及檢驗基礎理論模塊、微生物檢驗基本技能模塊、微生物檢驗技術模塊和微生物檢驗綜合技能模塊，突出課程的實用性、職業性、實踐性，強化學生的職業訓練。

3. 以學生為中心，重視實驗過程。

（1）現存的問題：通過對相關企業微生物檢驗技術崗位需要的能力調查結果表明，學生需要的崗位能力除對細菌檢驗、菌常規、細菌質控等的檢驗外，實驗前準備和實驗后處理工作、微生物實驗安全、個人防護知識、團隊合作精神等也是企業重視的能力。但在目前傳統的實驗中，實驗前的準備大部分均由實驗教師完成，這很容易造成學生被動地學習，對整個檢驗過程不能全面地了解。

（2）改革與建設：在整個實驗實訓過程中以學生為中心，實驗由學生來準備，把大大小小的實驗準備工作都下放給學生，使學生從樣品采集、儀器包裝消毒滅菌、試劑培養基制備到最終檢驗結果報告都能系統地學習，增強無菌觀念和實驗室工作能力，同時也培養學生發現問題、解決問題的方法能力、與人協作能力等。

4. 重視技能，改革考核方式。

（1）現存的問題：目前課程的考核多局限于理論的考試及實驗操作的“靜態”考核，不利于知識的融會貫通，不利于技能的培養，不利于學生的主動學習。

（2）改革與建設：課程考核由三部分組成：①理論考核。緊扣職業崗位必須掌握的基本理論知識及技能理論知識。②小組項目考核。設計真實的綜合性實驗項目，學生以小組為單位，在組長的帶領下，根據國家檢驗標準及查閱相關資料，寫出實驗操作步驟，理解各步驟的操作目的、操作要點、操作注意事項；安排檢測時間進度，準備檢測所需一切儀器設備，獨立完成，直至檢測結果的報告。教師根據整個檢測過程的表現給予評分，重點關注的是學生掌握知識的水平及團體精神與人合作的能力。③操作技能考核。根據職業崗位技術的要求，將學生必須掌握的檢驗操作技能歸納為若干小項目，做到技能操作標準化。在學生充分練習熟悉的基礎上，考核時由學生抽簽決定考核內容，教師一對一進行操作技能的考核。操作技能考核可與學生第二課堂活動結合起來，開展操作技能競賽活動。

（作者單位：廣東順德職業技術學院）

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我國實行改革開放政策以來，打開國門迎接世界，2001年我國順利加入國際貿易組織，這也進一步加快了與世界的經濟交流，進出口貿易額迅速攀升，給我國經濟帶來前所未有的機遇，但經濟發展的同時，我們也面臨著許許多多的問題，在食品安全方面的問題尤為突出，食品的安全關乎人類的健康，一刻不容懈怠。食品中微生物種類繁多，其中存在對人類有益處的微生物，同時也存在對人類有害的微生物，因此需要加強對食品中有害微生物的檢測力度。

一、食品有害微生物的來源

食品從最初的種植到最后的收獲進行烹飪，成為人類餐桌上的美食，需要經過一系列漫長的過程，其中包括很多環節，例如對生病動物、植物進行化學藥物治療，以及在銷售的過程中，都可能將微生物帶入到食品中，給食品帶來污染，造成人體產出病變。食品中有害微生物的來源大致可以分為以下幾個方面：

1.食品的原料和配料

食品的原料是作為食品微生物的最直接的來源，在生產肉質產品過程中，往往會受到大量的微生物污染，在患病家禽中，器官及身體其他部位因為發生病變產生有害微生物。同時在對食品進行配料時，配料也是有害微生物的攜帶者。

2.大自然的因素

大自然環境含有許許多多的微生物種類，土壤、空氣、水等等自然因素都會成為給食品帶來有害微生物源頭，土壤是培養微生物的大本營，土壤中含無害的微生物，同時也含有對食品有害的微生物。在空氣中，隨著大自然的污染，空氣中含有大量的有害物質，同時空氣也為微生物的繁衍創造了舒適的場所。在水中，水中也含有大量的水生微生物，工廠污水、生活垃圾排入河流，對水體造成嚴重的污染，可能對水生產物產生變異，直接導致人類食用水生產物對身體健康產生威脅。

二、食品有害微生物的快速檢測現狀及危害

近年來，全球在食品安全中引發的生理性疾病呈上升趨勢，我國對于食品有害微生物的快速檢測系統仍然還存在著許許多多的不足，同時檢測力度不夠。食品安全嚴重威脅著人類健康的同時，也很大程度阻礙了經濟的良性發展。面對我國巨大的食品市場，從檢測的效果層面上來看，是遠遠不夠的，我國現階段的食品有害微生物檢測技術面臨著來自各個方面的壓力，雖然對于檢測準確率比較高，但是往往消耗太多的人力物力財力，更重要的是檢測的時間周期太長，不利于經濟的快速發展，因此發展更有效、更快速、更準確的食品有害微生物的檢測技術，逐步將高科技引進到食品有害微生物檢測當中來，提高工作的效率和質量。

三、食品有害微生物快速檢測的方法

1.色譜技術

色譜法是由20世紀早期俄國植物學家通過對植物葉子進行實驗，使其色素根據不同的頻率彼此分開，從而形成分離帶，以便觀察。色譜技術的工作原理是對食品中微生物細胞通過水解甲醛，同時分解、提取一系列的衍生物，例如硅烷化、甲基化等等，利用反復的操作使其能夠完全分解，形成多種化學成分，在對微生物細胞中的多種化學成分利用氣象色譜分析儀進行詳細的分析，不同類型的微生物其色譜圖肯定會有所不同，再對色譜圖進行分析，顯然可以發現在色譜圖中大多數峰是有共同性的，而少數峰也具有一定的特征性，因此可以依據此特點對食品微生物進行快速檢測，分析有害微生物和無害微生物。

2.代謝學技術

代謝學技術對食品有害微生物進行快速檢測時，通常包含：電阻抗技術、微熱量技術、放射量技術、接觸酶測定技術等四個方面。

（1）電阻抗技術。對于電阻抗技術而言，交流電在傳導過程中遇到的電阻只得就是阻抗，因為電阻抗技術是對食品微生物的代謝產物產生的速度進行測定與分析，因此在培養食品微生物的培養基中對于許多大分子的物質會有強烈的吸收作用，同時在培養基中一些具備電活性的分子物質屬于大分子電惰性物質發生代謝的產物，所以阻抗就會發生明顯的變化，通過對電阻抗變化的控制，從而來對食品中有害微生物進行快速的檢測。

（2）微熱量技術。微熱量技術是屬于操作比較簡單的一鐘食品有害微生物快速檢測的方法，所有微生物的生長代謝都是一個放熱的過程，在對微生物放熱過程的分析中可以得出關于其產生熱量的一個曲線圖，通過對曲線圖的對比分析可以對食品有害微生物進行快速檢測。

（3）放射量技術。放射量技術的工作原理是在碳水化合物中加入少量的C14，，微生物在生長過程中由于呼吸作用釋放二氧化碳，因此就可以通過放射量檢測儀對微生物釋放出來的氣體進行檢測，從而達到實驗的效果。

（4）接觸酶測定技術。根據化學知識可以知道當接觸酶在雙氧水發生化學反應時會釋放氧氣，那么可以通過這種化學反應，當實驗試紙上含有酶物質就會在水中漂浮起來，大多數有害微生物是屬于嗜冷性細菌，又因為當它接觸到接觸酶時呈陽性，因此可以用接觸酶測定技術來對食品有害微生物進行快速檢測。

3.傳感器技術

生物傳感器是微生物與微生物之間傳遞信號的工具，根據其工作原理不同，大致分為微生物傳感器、酶生物傳感器、免疫傳感器等等幾個方面。

（1）微生物傳感器。微生物傳感器是利用微生物細胞創建的傳感器，微生物傳感器的作用非常廣，能夠適應多種酸堿值很溫度值，而且使用壽命非常長，但是美中不足的是，微生物傳感器的選擇性能相對其他的傳感器的選擇性能差。

（2）酶生物傳感器。酶生物傳感器是最早的生物傳感器的形式之一，酶生物傳感器相對與微生物傳感器而言，它的特點主要表現在檢測性能高，但酶生物傳感器的造價昂貴，在食品微生物的快速檢測當中扮演著不可替代的作用，例如在對酶生物傳感器對水產食品的品質檢測時，水質污染會導致水產進一步污染并攜帶有害微生物，同時對于水質中的重金屬污染，酶生物傳感器能夠有效檢測關于重金屬方面的污染。

（3）免疫傳感器。免疫傳感器是迄今為止在食品有害微生物檢測中用的頻率最高的方法之一，免疫傳感器的工作原理是將抗原和抗體相結合產生化學反應，從而產生電信號對食品有害微生物進行快速檢測，在農家作物上殘留的化學藥物與免疫抗體的特殊性產生反應，從而達到對食品有害微生物的檢測效果。

總之，目前食品安全問題依然是我國乃至世界的最為重要的社會問題，隨著科技技術的不斷發展，食品有害微生物快速檢測的方法將會不斷完善，總有一天人類將會告別食品有害微生物對自身造成的傷害，世界將會變得更加美好。

篇（11）

1實驗教學改革

l.1實驗課程的設置

環境工程微生物學實驗2001-2006年之間是環境工程微生物學課程(36學時)的一部分，占其中的4學時，實驗項目2個。實驗內容較少，教學方式單學生缺乏足夠的實驗訓練，不能充分掌握實驗技能，在后續的實踐及科研中感到比較吃力。

為了進一步提高學生的實驗技能，加深學生對環境工程微生物學的認識，2007年開始將“環境工程微生物學實驗”獨立成為環境工程專業的一門專業必修課，共16學時，1學分。

1.2修訂教學內容

環境工程微生物學是微生物學的一個分支，具有突出的專業特點，實驗內容的選擇要做到既能培養學生微生物學的基本操作技能，又要兼顧微生物在環境工程實踐中的應用。例如，培養基的制備、器皿及培養基的滅菌、顯微鏡的操作、微生物的染色及觀察、微生物的培養及分離等實驗內容是必不可少的，這些都是微生物實驗最基本的操作，學生必須扎實掌握，但在實驗微生物種類的選擇上也要照顧到環境工程中的重要微生物，比如普通生物學中較少涉及環境工程微生物中比較重要的藻類、原生動物和微型后生動物等，本人自2007年起，對環境工程微生物學實驗教學不斷完善，及時更新實驗教學內容，加大實驗知識和實驗技術的傳授，同時將教師的科研項目引入實驗教學。將實驗項目拓展到8個，并出版校內講義《環境工程微生物學實驗技術》，作為實驗指導教材；2011年9月，將實驗教學內容進一步修改完善，出版了校內講義《環境工程微生物學實驗技術》（修訂版)，將環境工程微生物實驗項目增加到10個，并增加綜合性實驗項目；設計了“環境工程微生物學”實驗內容、實驗項目、學時數和實驗類別等。

1.3改變教學方式

改變以往簡單的學生實驗、編寫報告的教學方法，將實驗教學貫穿到實驗準備、實驗過程、編寫報告、實驗考試等全過程。

傳統的實驗課程教學方法是由實驗教師幫助學生完成很大一部分準備工作，學生只是按教師的講解和實驗手冊的步驟進行操作。我們在環境工程微生物實驗教學中，要求學生提前預習實驗指導書并寫出預習報告(包括實驗目的、原理、儀器、材料、步驟等)，做到對所做實驗心中有數。實驗過程中從準備實驗器材、配置試劑到實驗結束每一步都由學生自己動手，教師只起到輔助、監督和示范作用。每個實驗都設置有相關思考題，學生帶著這些問題進行實驗，實驗課程中進行討論、驗證或課后進一步查找資料來解決這些疑問。

1.4改革教學手段

微生物個體微小，學生對它的感性認識不多，這使許多有關微生物的概念變得抽象、難以理解。在實驗教學中，有目的地引入視頻實驗教學等多媒體教學方法，可以增加實驗教學的直觀性和趣味性。采用視頻教學短片，向學生展示基本的實驗操作，以及相關實驗技術的發展及其在生產或科研中的應用，通過屏幕清晰形象準確地展現每一個步驟，如無菌操作技術，微生物的分離和培養技術，消毒滅菌技術，斜面、液體、平板接種培養方法等。采用多媒體進行實驗教學，具有形象、生動、信息量大的優點，結合教師在實驗過程中的講授和示范，使學生可以更好地掌握實驗操作技巧，實驗操作更加規范。因此，我們建立了環境工程微生物學課程網站，制作了環境工程微生物實驗的多媒體教學課件，建立了環境工程微生物圖庫，完成了課程試題庫建設，該網站成為適合學生自學的網絡平臺。

1.5有效的考核和評價方式

建立了一套有效的考核方法。實驗課程考試方式是綜合考核(實驗+閉卷考試)，實驗主要考核項目有預習情況、操作情況、數據的記錄及處理、實驗報告的質量等，該部分占考核成績的70%。閉卷考試主要考核實驗涉及到的知識點及操作關鍵點，該部分占30%。

2環境工程微生物學實驗教學改革實踐的特點

2.1讓學生參與實驗準備的全過程

實驗室的前期準備工作很重要，工作量要比實驗課程多許多。讓學生參與到前期準備工作中，不但要認真預習實驗內容，還要準備實驗所需的材料。實驗課分組進行，每組實驗結束后，做好后續整理工作，比如微生物生長量的測定和生長曲線繪制實驗，測試完畢要將實驗菌種和器材進行滅菌后清洗，然后每組分別準備出下一個實驗自己小組所需的器材，要對培養皿、試管、鑷子等消毒滅菌，配置各種試劑，這個過程使學生學習到完整的微生物實驗操作技術。

2.2及時更新實驗教學內容

微生物學和環境科學知識的更新推動著環境工程微生物學不斷向前發展，實驗技術和方法也在不斷改進。隨著生物工程技術的發展，現代生物技術如基因重組、PCR技術也在環境工程得到應用，但是傳統的實驗教學對這些實驗技術在環境工程中運用很少涉及，為了緊跟時代和學科發展的步伐，讓學生熟悉和掌握學科前沿新的理論知識和操作技術，我們及時更新實驗內容，將分子生物學的部分內容寫進教材，如2011年進行實驗教材的改編時，將電泳、凝膠成像、PCR基因擴增等實驗引入到實驗教學中。

2.3增強不同實驗間的連貫性

過去實驗內容多為孤立、連貫性不強的項目，各實驗之間的內容重復較多，學生難以系統地把握微生物學實驗，對此，我們調整了實驗內容，將原來獨立設置的實驗內容整合到一起，形成具有一定連續性的實驗體系，比如培養基的配制和滅菌(實驗一)培養出的微生物可進行觀察細菌的形態結構和染色練習(實驗二)，微生物的分離和純化(實驗三)后的微生物進行數量和大小測定(實驗四)以及生長曲線的測定(實驗五)。在這個環環相扣的實驗體系中，有利于培養學生嚴謹的學習態度和實事求是的工作作風，有利于培養學生獨立思考、探索和發現問題、分析問題以及解決問題的能力，也可以系統培養學生的邏輯思維，并使之形成一種良好的思維慣性，對學生在日后的學習或工作中的創造，都有著積極的作用。

2.4結合多媒體實驗教學、更直觀展現實驗內容

環境工程微生物學實驗中的各種微生物需要在光學顯微鏡甚至電子顯微鏡下放大才能看到。由于環境樣品中微生物的復雜性和多樣性，應用傳統的實驗教學方法不便于更好地展示微生物的形態結構、動態變化過程，針對這點我們在多媒體課件中放入大量宏觀及微觀圖片，并建立了污水處理指示性微生物圖庫，從而更直觀更豐富的反應微生物的形態特征，使學生更好的掌握實驗知識。

2.5增加創新性實驗項目，培養創造性思維能力

高等學校實驗室是“知識創新的源頭，人才培養的基地”。增加本科生科技創新實驗項目，是為了有效利用和挖掘實驗室資源條件，充分發揮實驗室在實施素質教育中的重要作用，吸引學生利用課余時間到實驗室參加實驗，提供更多的實踐機會，活躍學生的第二課堂，使學生更好地掌握和鞏固專業知識，提高其動手能力和創新實踐能力，培養學生創新思維，為日后從事科學研究工作奠定較為堅實的基礎。創新性實驗項目把實驗的主動權交給學生，學生在教師有限的啟發引導下，綜合運用所學知識，項目選題、實驗設計、項目實施、結果處理、項目報告評審等均由學生解決。創新性實驗的目的是進一步培養設計實驗和創造性思維的能力，所以在實驗項目的安排原則上不做范圍的限制，只要是實驗室條件滿足就予以安排，創新性實驗結束后指導教師和學生一起總結實驗，找出成功或者不足之處，使學生的創造性思維和分析解決問題能力得到提高。如2013年我校的科技創新項目：微生物處理高氯酸鹽的研究、利用餐廚垃圾發酵廢液培養產油微生物及其油脂提取技術的研究和餐廚垃圾與玉米秸軒混合干式厭氧發酵產沼氣工藝參數優化試驗研究等；2010年的科技創新項目：2-MIB降解菌的生理生化特性的研究、復合生物填料處理垃圾滲濾液的研究和體育館有害微生物研究。每個項目由3-5名本科生，1名指導教師組成。學生自由組織，編寫項目申請書，提交申請，申請通過后實驗室提供場地和實驗材料，項目完成后進行答辯驗收，驗收由3-5名評委進行，優秀的項目可以獲得一定的獎勵。

2.6完善的考核手段

合理的考核方法對學生的學習能起到積極的督促作用。相當一部分學生存在對實驗技能不夠重視的傾向，他們在實驗中不認真操作，基本技能掌握不好，但卻可以寫出很好的實驗報告。為克服這種不良傾向，我們在本課程中建立了一套有效的考核手段，除了實驗操作+實驗報告成績（占70%)，環境工程微生物學實驗還增加了閉卷考試(占30%)，將實驗中的重要內容或者操作的關鍵點靈活轉化為試題的形式進一步進行考核，有利于加深學生對實驗關鍵點的掌握。

3實驗教學改革的成效

通過對實驗內容的不斷改進，實驗教學環節的優化以及考核評價體系的優化，減少了重復操作，豐富了實驗內容，提高了實驗效率，加深了學生對專業的了解，拓寬了他們的視野，提高了學生分析問題和解決問題的能力及實驗技能，增強了科研意識及專業信心，通過實驗環節和考核方式的改革，培養了學生嚴謹求實、一絲不茍的工作作風，為今后的工作打下了堅實的基礎。

從2007年至2012年，環境工程微生物學實驗教學改革探索進行了5年，取得了非常好的教學效果，連續3年來環境工程微生物學實驗教學在本科教學網評中排名前10%。2010-2011年，“環境工程微生物學”成為校第五批優秀課程建設項目，2012年11月，環境工程微生物學實驗教學改革項目被評為我校第十屆實驗技術成果獎二等獎。為了配合環境工程微生物學實驗教學改革，出版了2本配套講義和1本普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，分別是《環境工程微生物學實驗技術》(2007版和2011版，校內講義)和《環境工程微生物學》。

4結語