微生物论文(6篇)
微生物论文篇1
1.1超级细菌
2010年《柳叶刀》杂志首次报道南亚的“超级细菌”,该菌携带具有泛耐药性NDM-1基因,能对绝大多数抗生素耐药;经进一步研究发现,英国卫生部和美国疾控中心均提出携带NDM-1基因的细菌具有大范围传播和感染能力。目前,NDM-1耐药菌在印度肠细菌感染中达1%-3%;在欧洲、非洲和澳大利亚等地亦已有报道;我国在2011年首次发现该类耐药细菌,可见其感染范围和感染率呈扩增趋势。耐药性不改变致病菌的性状,但可让患者在感染后变得无药可治。临床微生物学传统定义的“超级细菌”包括临床上出现的多种耐药菌,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、抗万古霉素肠球菌(VRE)以及耐多药肺炎链球菌(MDRSP)等。与NDM-1耐药菌相比,这些传统的“超级细菌”检出率更高,在感染性疾病中更多见;其中,MRSA是医院内最常见的病原菌之一,具有高发病率。据美国CDC统计,每年约数十万人因感染MRSA而住院治疗,院内感染的MRSA分离率已高达80%以上,其多重耐药的特性不但增加了治疗的复杂性和难度,也增加了抗生素的消耗量和医疗费用。
1.2耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)
金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)是主要的食源性微生物,由其引起的食品中毒事件在革兰氏阳性菌中高居首位;据统计,在美国,由金葡菌引起的食物中毒占33%,仅次于大肠杆菌;在1983-1997年间,每年约18.5万人发生葡萄球菌中毒,其中1750人住院,总医疗费用达15亿美元。金葡菌在加拿大占细菌性食物中毒的45%,而在某些欧洲国家如匈牙利、芬兰等则占50%以上。在日本,1980-1999年间共超过2500起葡萄球菌中毒报道,受感染人数约6万人;而2000年因污染金葡菌引起的“雪印奶粉”事件则超过14000人受感染。在我国,每年由金黄色葡萄球菌引起的食物中毒事件也是屡见不鲜。金葡菌也是典型的耐药微生物,是潜在的“超级细菌”。1961年Jevons在英国首次发现对甲氧西林耐药的金葡菌(MRSA),MRSA在20世纪60年代中期扩展至欧洲及北美等地区,逐渐成为世界范围内的主要医院获得性病原体;在70年代末急剧增多并遍及全球,其引起的感染性疾病与乙型肝炎,艾滋病同为当今世界三大感染顽疾[15,16,19,20]。;而从90年代开始,MRSA更突破了以往在医院中检出的局限,进一步在社区中被大量检出,其菌株与耐药特点也随之发生变化。
1.3MRSA的耐药性
MRSA从首次发现至今50余年中,其耐药范围不断扩大,耐药程度也日益严重。上世纪80年代,庆大霉素是一般治疗MRSA感染的有效药物,而目前MRSA对其耐药率已超过50%;同期,MRSA对曾经的保留用药氟喹诺酮类药物高度敏感,但当前80%以上的MRSA对其耐药。研究发现,MRSA耐药的主要原因是其携带的mecA基因编码的一种对β-内酰胺类抗菌药物具低亲和力的青霉素结合蛋白PBP2a;mecA是一个外源基因,来自凝固酶阴性葡萄球菌或肠球菌属,通过转座子或R质粒转到原本敏感的金葡菌中,并整合在染色体第10节段上,该基因组岛被称为葡萄球菌染色体盒(SCCmec)。PBP2a蛋白分子量为78kD,当金葡菌固有的PBPs被β-内酰胺类抗菌药物结合失活后,PBP2a能替代其发挥转肽酶的功能,促进细胞壁合成,从而产生耐药性[22]。根据美国临床实验室标准化委员会(NCCLS)标准,金葡菌在检出mecA基因或者PBP2a蛋白时即可定义为MRSA;但菌株的耐药程度有所差异,其主要包括两大类:相对敏感型菌株和高度耐药型菌株。在培养基鉴定菌株耐药时,为克服表型的异质性,传统方法采用不易降解,MRSA异质性相对较低的苯唑西林,通过适当培养条件如在30℃或35℃培养,提高培养基NaCl浓度(2%~4%),强化耐药性表达,延长培养时间,来提高准确性[24]。近年来,新型耐药整合子元件在MRSA中大量发现,成为MRSA耐药性发展的新特点。整合子是一种存在于细菌质粒或染色体上具有移动性的基因捕获和表达的遗传单位,在革兰氏阴性菌中被广泛报道,介导对多种抗生素的耐药性,成为革兰氏阴性菌中耐药性泛滥的主要原因[25-28]。然而在革兰氏阳性菌中一直鲜有报道。笔者根据对2001年-2006年间华南地区的MRSA耐药性研究表明[5,6,29-32],第一类整合子在MRSA中普遍存在,但分离率低于常见报道的革兰氏阴性菌,为46.6%(122/262),远低于常见院内感染微生物如铜绿假单胞菌(一般报道为80%以上)等;同时,前期研究显示,第一类整合子系统存在与否,对红霉素、庆大霉素、四环素和甲氧苄啶-磺胺甲唑等抗生素的耐药性具有显著影响。然而,这些抗生素均具有较长的历史,并非治疗MRSA感染的常用药物,甚至多年前已退出医院常用药物行列。例如,四环素自1948年问世至今超过60年,是应用最多、最广泛的广谱抗菌素;后来发现其对牙齿、指甲与巩膜等具有严重副作用,随后在临床使用中逐渐淘汰。庆大霉素同样由于具有较大副作用在多年前已退出治疗的一线药物。因此,近年来流行MRSA中出现的对这些抗生素耐药性可能不由临床环境中抗生素选择压力所产生。可能由于这些药物在畜牧业中仍被大量应用,因此在MRSA中出现的对这些药物的耐药性,这也暗示了畜牧业中抗生素的滥用造成了微生物在向“超级细菌”进化,这已经成为食品安全中的一个重要的潜在问题。
2MRSA的检测
常规方法对MRSA的检测包括:苯唑西林纸片扩散法,乳胶凝集试验和苯唑西林琼脂筛选方法。最近,临床和实验室标准化研究所(CLSI)推荐使用的头孢西丁纸片扩散法检测MRSA[33],以及还有一些其他的检测方法。常规培养液检测方法通常具有很高灵敏度,但是对于此方法高的灵敏度伴随的是检测速度相对比较慢。
2.1纸片扩散法
纸片扩散法包括苯唑西林和头孢西丁纸片扩散法,其步骤一般包括制备菌液、接种平板、贴药敏纸片、培养等。前者把菌株在1μg苯唑西林MH琼脂培养基进行试验,抑菌圈在35℃经过24小时培养确定;其抑菌圈大小是根据CLSI(2008)的标准进行判断:抑菌环直径≤10mm为耐药,11-12mm为中介,≥13mm为敏感;当抑菌圈直径在11~12mm时判断为中间,需加做mecA或PBP2a的检测以证实是否为MRSA。该方法最大优点是快速、简便、价格便宜,易被检验人员接受。在合适的抗生素、pH、及培养温度、菌液的浓度、培养基厚度等条件下,该方法检测MRSA是可行的。它对MRSA检出敏感性、特异性较高,仍不失为目前临床微生物实验室常规筛检MRSA方法之一。但由于多种因素的影响,从表型上进行诊断,其结果略欠准确,致使其特异性低于其他方法。许多研究均发现头孢西丁纸片法相比于苯唑西林纸片法具有更好的灵敏度[34-36]。该法把菌株在带有30μg的苯唑西林MH琼脂培养基进行试验,抑菌圈是35℃经过16-18小时培养确定:根据CLSI(2008)标准:抑菌环直径≤21mm为耐药,≥22mm为敏感。该方法优点同样是快速、简便、价格便宜,并且灵敏度高于苯唑西林纸片法。PriyaDatta[32]等发现,头孢西丁的纸片法具有98.5%的灵敏度和100%的特异性,而苯唑西林纸片法的是91.4%的灵敏度和99.2%的特异性。但是作为CLSI所推荐的标准,在检测MRSA时如果与一些其它方法补充可以不会有MRSA的漏检。苯唑西林纸片扩散法对于MRSA异质性耐药检测较为困难,而头孢西丁能诱导mecA基因表达PBP2a,能更好地检出异质性耐药菌株。
2.2苯唑西林琼脂筛选
MH培养基加NaCl(40g/L)加苯唑西林(6μg/ml),将菌液(0.5麦氏浊度)画线在培养皿上35°C培养24h,只要平皿有菌生长,即使是一个菌落也判断为MRSA,敏感度为100%。与常规方法相比在MRSA检测上并无显著性,但对于其它葡萄球菌,琼脂筛选法有较高的阳性率,因此尤其适用于多种葡萄球菌中MRSA的检测。该法操作方法简便、实验成本低,一个平板可同时检测多个样品,检出率高,较为实用,可用于MRSA的常规检测;尤其当多种检测方法结果不一致时,应以琼脂筛选为准。但是该法耗时长,此外Swenso等发现在异质耐药菌株进行试验时该方法敏感性下降,特异性降低且出现边缘性MIC;Diedere等发现CHROM琼脂筛选具有97.1%的敏感性和99.2%的特异性,如果筛选周期到由24小时变为48小时,菌落敏感性将会增加到100%。
2.3乳胶凝集试验
凝集试验是一种快速、操作简便的免疫学诊断方法,在临床快速MRSA诊断方面应用广泛。其原理是抗PBP2a单克隆抗体致敏的乳胶颗粒与MRSA的膜蛋白提取物作用,如产生肉眼可见的凝集颗粒证实有PBP2a存在,判断其为MRSA。其它还有一些检测存在于细胞膜内PBP2a的乳胶试剂,这类检测需要裂解细胞。代表的试剂盒包括PBP2’Test(Oxoid)、MASTALEX-MRSA(Mast)和MRSAScreen(DenkaSeiken)。研究表明该方法的敏感性≥97%[41-43],而Datta等[36]报道其具有100%的敏感性和99.2%的特异性。同时,该方法具有与mecA基因检测相关性好、快速简便、特异性强、灵敏度高等特点,且不需特殊仪器和技术,尤其适合用于MRSA早期检测,可作为PCR法的替代方法;但检测成本较高。
2.4分子生物学诊断方法
自上世纪90年代起,分子生物学方法在微生物检测中逐渐取代传统方法,主要包括PCR、荧光定量PCR与各种新型核酸扩增技术等。与常规“金标准”方法相比,PCR技术具有较大优势。首先,在耗时方面,由于常规方法基于细菌培养,因此增菌以及选择性培养耗时可长达3天,但PCR由于检出限低,样品中微量的菌体足以启动扩增反应,因此在从样品处理到培养的时间可大为缩减。由于PCR具有高特异性,因此以上方法的增菌与细菌培养(LB培养基)阶段,与“金标准”相比,耗时可降低12-24h。其次,细菌鉴定操作方面,“金标准”方法在细菌培养后,常需通过血浆凝固酶实验鉴定,而PCR通过选取特异的分子靶点,结果特异性高;该方法在鉴定金葡菌特异基因的同时,以所有葡萄球菌的靶点为内参,可信度更高。
再次,PCR方法的高灵敏度和特异性,有助于解决“金标准”方法中假阴性和低敏感度的问题。笔者等以orfX为检测靶点,建立针对MRSA的检测方法,该方法已被证明是一个简单,快速,特异,敏感的检测方法,对于食品检测,医院等机构对MRSA快速鉴定具有重要意义,在未来发展中对简化检测方法的改进具有深远的意义。此外,笔者等[44]建立的多重PCR体系,针对16SrRNA、femA和mecA基因,可用于MRSA检测。除具有常规PCR的优点外,多重PCR能在同一次PCR反应和凝胶电泳分析中,完成多个靶基因的检测,在简便性、耗时方面具有较大优势;本实验建立的多重PCR方法,结果证实其能对葡萄球菌、金葡菌及关键耐药因子进行检测与鉴定。该方法特异灵敏、简便快捷,同时具有适应面广,易于推广和应用等优点。1995年出现的以标记特异性荧光探针为特点的荧光定量PCR技术,实行完全闭管式操作,不仅能大大减少扩增产物的污染机会,提高检测的特异性,且可通过计算机自动分析对扩增产物进行精确定量提高检测的灵敏度,完全克服了普通PCR的缺点,且该方法操作简便迅速,适用于大样本量的筛查该方法可用于检测葡萄球菌及肠毒素。与传统的培养检测技术相比,分子检测技术能够对食品中有害微生物实现快速、准确的检测;与普通的PCR相比,实时荧光定量PCR可以在PCR反应过程中直接检测荧光信号,无需配胶、电泳等步骤,可以更加快速有效地鉴别出MRSA,且可以对靶位基因进行定量检测。Warren等[45]通过特定目标的一种荧光分子信标探针与扩增产物杂交,用实时荧光PCR法直接从鼻咽拭子标本中快速检测MRSA,其敏感性为91.7%,特异性为93.5%,82.5%能显示阳性,97.1%能显示阴性,其中拭样处理和检测时间仅为1.5小时。
Oh等通过XpertMRSA检测体系,在2小时内完成MRSA检测;XpertMRSA测试法是一种快速,敏感,临床上有用的检测方法,利用SCCmec上一段特异性序列,特别适用于早期MRSA的检测。Liu等[47]通过使用一种新的集成微流体系统可以检测活MRSA、敏感金葡菌和其它病原体,该微流体系统已被证明具有100%的MRSA检测特异性;从样品预处理到荧光观察,可自动化在2.5小时内完成。Stenholm等[48]用一种即时检测的双光子激发荧光检测技术对243株MRSA进行检测,其中99.0%的MRSA真阳性样品所需时间小于14小时,该法主要优点包括简单的检测程序,试剂消耗低,以及高流量能力。近年来有多重新型核酸技术被报道,其中环介导等温扩增(LAMP)技术是在2000年由Notomi等发明的一种体外等温扩增特异核酸片段的技术[49,50]。自问世以来,数年间已被广泛应用于生物安全、疾病诊断、食品分析及环境监测等领域。该方法在简便、快速、特异性和灵敏度方面具有显著优势。LAMP反应的灵敏度也极高,其灵敏度可达常规PCR的10-100倍(检出限是常规PCR的1/100~1/10拷贝数)。因此,对细菌进行检测时LAMP法在培养时间和所需基因拷贝数等方面具有较大优势。笔者曾过对118株葡萄球菌进行16SrRNA、femA和mecA三个特异性靶点的LAMP检测[3],其中,16SrRNA-LAMP均检测为阳性,灵敏度与阳性预测值均为100%;而PCR则只检测其中113株葡萄球菌阳性,灵敏度与阳性预测值分别为95.8%与100%。对65株金葡菌和53株凝固酶阴性葡萄球菌,femA-LAMP的灵敏度、阳性预测值与阴性预测值分别为98.5%、100%与98.1%;而PCR则相应为92.3%、100%与91.4%。对70株甲氧西林耐药菌和48株敏感菌,mecA-LAMP的灵敏度、阳性预测值与阴性预测值分别为94.3%、100%与92.3%;而PCR则分别为87.1%、100%与84.2%。同时,笔者利用MRSA中的特异靶点orfX,建立一种针对MRSA的快速检测技术。通过对116株对照菌株进行验证,显示该技术的特异性为100%,能有效针对MRSA进行特异检测。应用该技术检测667株葡萄球菌,包括566株MRSA、25株MSSA、53株MRCNS与23株MSCNS,结果显示,灵敏度达98.4%(557/566),而与之平行对比的PCR技术则仅为91.7%(519/566),阳性预测值与阴性预测值分别为100%和92.7%[51]。此外,笔者利用金葡菌中的特异femA基因,建立一种针对金葡菌的LAMP快速检测体系。通过应用于432株金葡菌(118株临床与314株食源性菌株)的检测鉴定,结果显示,检出率为98.4%,检出限为100fgDNA/Tube与104CFU/ml[52]。
3结论
微生物论文篇2
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(2006-2022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。
微生物论文篇3
传统微生物实验教学多采用验证性试验,即实验内容设计,实验的准备和实验的预期结果都是由教师一手包办,这就造成学生依赖思想严重,课前不预习,课堂中不认真,对实验结果不关心,兴趣低下[2]。作者做了以下尝试。
1.1实验室开放式教学教师在做实验准备时可以让学生参与,例如培养基的配制和灭菌、玻璃器皿的清洗、包扎和灭菌等,一方面既减轻了教师的工作量,另一方面对基本技能操作进行了巩固复习。
1.2针对不同专业设计不同的实验教学高职高专学校学生培养的原则是以人才市场需求为导向,培养医药高素质实用技能型人才,强调“实用”这一基本原则。针对本校不同专业可以做如下的实验教学设计。
1.2.1临床医学专业教学重点在于学生对疾病的诊断、治疗等。针对这一重点,可以进行如下教学设计:模拟医院有一群人出现食物中毒,表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状。教师带领学生对“患者”进行观察,标本采取,在实验室对标本进行培养、革兰染色、细菌的鉴别等。教师也可以通过这一实验提出问题:引起食物中毒的病原体有哪些?标本有什么区别?临床表现有什么区别?因此,通过这一实验,可以对微生物实验教学有机整合,也能加深学生对疾病的认识[3]。
1.2.2护理专业教学重点培养学生树立无菌操作观念[4],学会部分标本的采集以及常用消毒灭菌方法,为从事护理临床工作打下必要的基础。针对这一目标,可以进行如下教学设计:对空气、咽部及手上菌落总数计数,练习采集咽拭子,对标本进行培养,对结果进行分析,让学生树立“有菌概念,无菌操作”的观念,为今后工作打下基础。
1.2.3药学专业教学重点在于培养学生树立无菌操作观念,掌握本专业所需的微生物学和免疫学基本知识、基本操作技能,熟悉药品质量控制中微生物的作用,在制药生产、药物储存保养中具有控制微生物污染的能力。针对这一重点,在进行实验教学时可以带领学生到药品生产企业,对药物生产,药物保存中的微生物控制有所了解,采取被污染的药品作为标本,进行培养、鉴别。让学生熟悉最易污染药品的微生物种类,明确无菌操作的重要性。
1.3进行综合实验综合性实验能够培养学生的综合技能,这要求教师在教学过程中有意识地培养综合思维能力,指导学生进行实验设计。该部分实验由教师列出几个实验题目,学生按兴趣选取1~2个,并分组协作完成[7-9]。该实验培养学生综合分析而动手能力、数据处理和查阅微生物相关实验文献的能力,要求学生应用已有的知识去发现问题、解决问题[10]。
2教学意义
2.1提高教师的综合素质以前的微生物教学,教师只管上好本门课程,很少注重微生物教学各专业的联系。微生物实验教学改革对教师的能力提出了更高的要求。作为教师,通过实验教学改革,要上好实验课,应当花大量的时间准备。首先,在案例准备上,应想到哪种案例适合临床,哪些案例适合护理等。即使是同一专业,如临床里面又包括皮肤性病专业、妇幼保健专业等,教师应选择与其专业更符合的案例。其次,在实验教学上,同样的时间要介绍大量的信息,这就要求教师必须具备比较渊博的相关知识,同时具备丰富的教学经验和一定的教育心理学造诣,有较强的组织和引导能力,才能调动学生的学习兴趣和积极性,更能与临床结合,更能提高学生的上课积极性。
微生物论文篇4
1.学生是中心
项目教学法是教师指导学生亲自动手处理每一个检测项目的全过程,教学过程中学生要掌握计划性教学内容。学生以分组或全部组织形式安排阶段性学习任务,遇到难题积极解决,在实践中调动和培养学生积极性,提高学习兴趣。而项目是生产一定实用价值产品为任务,将理论知识和实际技能结合起来的一种的应用,学生可依据自己计划制定学习任务,并有明确的、具体的成果展示,呈现出“任务驱动”式教学。针对食品微生物检测技术课程,食品微生物检测技术“项目教学法”,在教学实践方面取得了一定经验。
2.培养实践能力
食品微生物检测技术课程基础是食品微生物学,也是食品微生物学研究理论在实际生活和工作中的延伸和应用。设计这门课程时,需要结合食品质量安全控制监督部门和食品企业工作中常见性检测项目、国际标准方法编排和讲授教学内容与实验方式,并且考虑检测实验场地、实验设备、实验代表性和实验经费等教学条件影响因素。利用项目教学法进行教学的目的是让学生深刻理解和熟练掌握检测项目原理和基本意义;掌握检测技术操作流程,通过理论知识与实验课程进行综合施教,提高学生实验能力、综合分析素质、资料搜集能力等专业能力,并“举一反三”,应用推广到其他学习内容上,并在未来工作中胜任检测项目设计和检测报告制作等。
二、食品微生物检测技术应用项目教学法
1.确定实验方案
(1)下达实验项目阶段
教师通过小组研究提供给学生食品微生物检测实验的项目名称,并提供相应的参考资料,按照“项目形式”标准下达检测实验任务,并说明实验目的与标准,学生根据实验方案对检测进行设计。
(2)设计实验方案阶段
学生收到实验项目任务后,每三个人组成一个实验小组,给予一段时间让学生自动组织,搜集相关资料,其中包括纸质资料、基础实验技能等视频材料,结合实验室条件和资料设计出食品微生物检测实验方案,选择出适宜的实验设备仪器和实验耗材。通过实验初步设计,确定实验方案,学生以小组形式分配每个人的实验任务,或者是全班实验方案和阶段性实验任务。在项目教学法方案设计阶段,教师可对学生进行必要提示,而不做过多的干涉,让学生逐渐适应独立实验环境。教师应提供给学生有关设计所需要的试剂、仪器、材料和设备。如果实验条件有缺陷,应该对检测方案进行修改。
2.实验准备
学生根据实验设计方案,准备实验相关仪器设备、培养皿和试剂。如果实验试剂有限,可以分工合作,一组或者是分配多组配置全班实验试剂、药品、消毒棉球,在实验过程中,学生应独立完成。教师及时提供实验和设备材料,在实验进行前应提示学生注意事项,例如:正确操作灭菌锅等操作规程、培养皿消毒等。在初步了解食品微生物基本技能后,例如:清洗、烘干、标记玻璃培养皿、配置试剂等,让学生参与检测实验的每一项细节中。
3.实验
教师在此过程中仍要监督学生操作,保证学生人身安全,除此之外的其他错误操作应该当场记录,实验完毕总结时给予纠正。学生由于之前充足的准备,因此实验进行的较为顺利。而在下一步的总结阶段时,教师提示或请同组组员找出错误原因,并作为反面例子,全班同学互相交流、学习。完成实验后,学生清理实验现场,教师相应填写本次教学文件,这一过程与传统教学相似。
4.撰写实验报告
每组学生讨论实验数据,学生应该如实的反映出实验过程,实验没出现错误操作,给予优秀;实验失败或实验结果与预期不符的,小组讨论总结出的共性问题,组织全体同学讨论,发现数据错误原因,学生独立找出改进方法和错误原因的,给予优秀。学生应该以认真、诚信原则完成实验数据填写过程,培养学生独立分析能力和职业道德。学生作为项目教学法主体,在食品微生物检测实验中,主动发现错误,并及时改正或改进,总结原因,教师可依据情况给分。避免学生有“急功近利”心理,培养学生健康的心理素质。
5.评价实验成绩
食品微生物检测项目教学法考验学生主观能动性、合作力、集中精神等,教师应根据实验全过程中的综合表现给予分数。并且实验人数不能超过20人,便于教师记录,并且教师应组织教学研究小组,以应对实验过程中学生提出的各种发散问题,提出适于学生的解决方案或措施,教师对此也增多了课程量,教学经验明显提高。
三、结束语
微生物论文篇5
从微生物教学内容、教学改革途径、创新实践教学等方面探索了民办高校医药营销专业微生物学课程教学改革途径,以期获得较好教学效果,适应新形势下微生物学教学目标,培养适应社会需要的综合性专业技能人才。
关键词:
微生物学;课程改革;创新实践
微生物学是一门基础性学科,在各类高校生物及其相关专业的课程设置中占有重要的地位,是实践性强的基础学科[1]。随着微生物转化技术在药物研制中的突破、新型微生物次级代谢产物中不断发现的新药、新型微生物资源的利用,这些都证明了微生物学和技术在药学领域中占有非常重要地位。微生物学是医药类专业的一门重要基础学科,是分子生物学、免疫学和传染病学的理论基础,同时也是医药营销专业的一门专业学位课[2]。民办高校坚持走应用型之路,用心培养专业基础过硬,实践能力突出,具有创新精神和发展潜力的高素质应用型专门人才。随着时展,各学科间的交融进一步加深,微生物学课程教学如何适应新形势、培养合格、创新、高素质的民办高校应用型专门人才,迫切需要进行微生物课程的教学改革。通过对微生物学科理论的学习、实践的应用,使医药营销专业学生能够有意识地运用微生物学的观点去解决和分析问题。通过微生物课程教学改革,用微生物学的观点去解决和分析问题。通过微生物课程教学改革,实现民办高校培养技能型、应用型人才的目标。
一民办高校《微生物学》课程建设概况
本课程的教学目标是让医药营销专业学生掌握微生物的分类、形态结构、生长繁殖、能量代谢、遗传变异以及在药学领域的应用等理论与实验操作技术;使学生能够应用微生物学理论知识分析问题和解决问题,从而为的专业课程的学习与生产实践奠定基础。目前,本课程课时较少,理论课只能选取重要内容教授,实验课程教学学时数远远不够,很难做到面面俱到,且缺乏综合性、创新性的实验设计等。为此,针对民办本科高校人才培养方案和教学改革要求,对医药营销专业微生物学理论及实验课程建设进行了探索,拟优化教学内容与模式,开辟第二课堂、专业专题讲座等新型教学模式,探索培养民办高校微生物学科的优秀人才培养教学模式。
二民办高校《微生物学》课程改革新途径
(一)选用或者编写适当教材
优秀教材选用是教学改革首要途径。《微生物学教程(第3版)》教材内容层次分明、逻辑清晰,图表简洁、比喻贴切、文笔通顺,各章都有小结和复习思考题,书末附有150余个重要微生物学名的发音和参考书目等内容,对学生复习和巩固所学知识大有裨益。出版后受到有关专家学者的好评。授课教师应关注微生物学科的发展前沿以及在生物制药领域中的应用,补充教授新知识,增加学习兴趣。如:寨卡病毒、MERS、SARS、禽流感病毒等,这些近年出现的新型病毒的结构和特点在教材上没有介绍,可以带学生学习这些新知识;在抗生素章节,除基础知识外,可分析当前抗生素滥用危机,引起学生的广泛关注,也可以让学生针对抗生素滥用的情况进行广泛调研。微生物实验教材,可根据本校药学类专业培养目标,教研组讨论后自行编排,选取三个基本微生物操作实验,设计两个综合性创新实验,在掌握基本技能的基础上,使学生开发创新性能力。实验教材应重视实用性和应用性,适合人才培养方案,并结合实际应用。
(二)创新实践内容
微生物实验课程是实践内容的主要表现形式。相较于理论教学,实验教学更具有实践性和创新性,对学生操作能力要求比较高,同时也是实践操作能力锻炼的最佳途径。本课程学习过程中将理论与实践放同等位置,既需要过硬的理论运用知识能力,也需要掌握基础的实验技术,提高实践的操作能力和创新能力[3]。实验课项目以锻炼基础实验技能和创新意识为目的,先后设置了培养基配置与灭菌技术;细菌形态学观察、革兰氏染色;菌株分离与纯化;中药材中细菌总数及大肠菌群数测定实验;菌种保藏方法等一系列相辅相成的综合性实验。一个综合实验相当于一个专题训练,通过这些训练,能提高学生发现、解决问题的能力,更培养了医药营销专业学生的团队意识和创新精神[4]。“大众创业,万众创新”,可见目前创新创业在高校学生培养中的重要性。基础学科对于学生创新能力的培养,具有促进作用,所以有必要在微生物实验课程中体现创新能力的培养。对于医药营销专业学生同样需要接受该课程系统的创新能力的培养。
(三)开设重点专题讲座
民办高校对于师资的要求也越来越高,除教学外,还要求老师能有较强的科研的能力。还要求教师具有一定的科研能力和科研课题。为提高学生对微生物课程的兴趣,邀请课程组内的老师结合自己的研究课题,以微生物学术专题讲座的形式展开。如人体微生物专题、环境微生物专题、微生物检测技术、微生物与生物制药等主题,激发学生对本专业的兴趣和热爱。通过学术讲座的方式可以开阔学生的视野、拓宽学习思路,激发学习热情,坚定部分同学考研的决心[5]。
(四)开设第二课堂
大学第二课堂,是指在学校教学计划之外,引导和组织学生开展的各种有教育意义的课外活动。第一课堂与第二课堂内容相辅相成、相互补充,共同组成培养现代人才的教育和教学的途径和方式,开展的形式比较多样,可以吸引不同兴趣与个性的学生。微生物学授课教师以课外辅导的形式,根据微生物学研究热点和同学们感兴趣的基础知识、当下出现的新型微生物,教师和同学共同探讨,确定研究主题,如乳酸菌的妙用、艾滋病知识、药材中的微生物、抗生素研制等。课外组织同学们以分组的形式、查阅文献资料、组内讨论、组间ppt汇报展示、教师总结的方式进行[5]。这种第二课堂自学方式不仅可以增加同学们团结互助的精神还可以提高学生的动手、研究及表达等各方面能力。同时,将微生物课程学习与大学生创新创业训练研究项目相结合,授课教师鼓励同学们结合微生物学知识,积极申请与之相关的大创项目,从而成为大学生创客群体的生力军。
(五)考核机制改革
为了督促学生平时对于课堂内容的吸收,考核是必不可少的形式。对于医药营销专业,微生物课程多以考查的形式来考核。除常见的期末考试外,平时的出勤、第二课堂表现、实践课程表现等方式都可以作为衡量学生学习能力、总结能力及技能操作的考核依据。医药营销专业文理兼收,文科学生相对基础薄弱,考试结果作为最终主要考核方式,难免让文科学生感觉不够公平,所以用课程论文替论考试作为最终考核方式,相对合理与公平。考核方式包括日常考核(50%)、期末考核(50%)两部分,其中日常考核包括出勤、提问、第二课堂学习成果;期末考核又包括理论课程论文(50%)与实验课实践操作(50%)[6]。通过以上的考核要求对学生的课前、课中和课后的平时考核,及灵活的期末考核制度,才能达到激发学生潜能,引发学习热情,以及真正做到公平公正。合理有效的考核机制势必需要不停探索,以期培养出更多更优秀的创新务实综合型人才。
(六)师资专业化
加强微生物学理论与实验课程专业性强、实践要求高,授课教师既需要丰富的理论知识,也需要熟练的操作技能,所以对授课教师的专业技能提出更高要求。引进的师资需要有较高的学历要求,并且具有对口的专业背景,同时还要求具有较强的科学研究能力,且上岗前需要进行实验技能考核,考核通过才允许上岗,并教授理论与实验课程。
三展望
微生物学是应用广、发展快、难度大的学科,微生物学课程的教学改革还应该结合社会需求、专业特色、民办教育特点继续深入地开展,今后我们将继续探索,加强实践,深入科研,争取把民办高校《微生物学》课程建设成为深受学生喜欢的精品专业课程。作为民办高校的大学老师,我们更要与时俱进,不断自我提升,争取实现双语教学,提升学生专业学习和英语能力培养;同时还要加强个人科研能力提升,教学与科研相辅相成。教学中心地位不能改变,在教学中我们还应该不断尝试、摸索,通过坚持不懈地改革和创新,在微生物教学中取得更多的突破和进展,为社会的需要培养人才[7]。
参考文献:
[1]王明珠.高职院校生物制药专业微生物课程教学改革探索与实践[J].新课程学习.2013,11,196-197.
[2]李正鹏,吴萍,祝嫦巍,等.微生物工程课程教学改革的探索与实践[J].广东化工,2013,40(1):149
[3]王丽娟,刘苏萌.《微生物学》实验课程教学改革的探索与实践[J].轻工科技,2015,195(2):176-178.
[4]谢明杰,陈茜,王倩,等.强化微生物发酵工程实践教学培养学生创新能力[J].实验室研究与探,2009,28(2):139-141.。
[5]孔娜.生物制药技术专业微生物学课程教学研究与改革[J].山东化工,2015,17:127-128.
[6]王倩倩.浅谈高职生物制药技术专业微生物课程改革的探索[J]。世界最新医学信息文摘,2015,93:312.
微生物论文篇6
微世界为学生提供了“做”中学的环境,学生可操纵模拟环境中的对象,构建自己的实验体验,参与测试实验系统的行为。微世界一般的活动结构包括了创设有趣的情境、探究、解释、应用、评价等内容,最主要的活动部分是通过操作进行互动探究的活动。互动性是微世界的特点之一,通过人机交互、生生交互让孩子掌握观察、设计实验、实验操作、收集数据等探究技能。以“光合作用”概念为例,由于光合作用发生的过程,是一个微观、复杂的过程,肉眼很难观察到光合作用吸收二氧化碳释放出氧气,因此可以用光合作用的微世界进行教学,整个教学流程及学生学习行为参与过程(如图2所示)。光合作用微世界目的是让学生通过利用传感器进行光合作用的模拟实验,建构关于绿色植物通过光合作用制作有机物,吸收二氧化碳释放出氧气的概念,并在建构概念的过程中掌握对照实验设计与实施的探究技能。光合作用微世界的活动内容结构如下表1所示。又如美国科罗拉多大学(UniversityofColorado.)开发的交互仿真虚拟实验微世界(phet.colorado.edu/zh_TW/),网站里很多生物、物理、地理等学科领域的微世界资源。其设计理念是通过互动探究的实验,让学生掌握探究的技能并深刻理解概念或现象。例如支撑自然选择的概念认知,微世界创设了一个草原情境,通过一些按钮操作能够选择和控制草原上的动物、植物的种类、环境类型以及兔子的性状等,然后学生可以通过图表看到动植物数量的变化,从而了解自然选择的过程。再如生态平衡的微世界,通过学生动手参与探究活动,控制草原上动植物的数量,发现生物之间的密切关系,在多次尝试设置不同生物数量的活动中建立起能够维持生态平衡的数量关系,从而理解保持动植物数量一定是维持生态平衡的关键。总而言之,微世界为学生提供了体验式的学习环境,让学生在“做”中学,掌握解决问题的探究技能,促进学生有效的学习。
二、思维参与——利用微世界促进学生高阶思维的发展
学生参与探究的过程,也是思维活动的过程。课程改革非常强调学生高阶思维的发展,这也是课堂教学的重要方面。根据布卢姆的目标分类学,高阶思维是在目标分类学高层次的认知过程,如分析、评价、创造属于较高水平层次的能力。根据斯滕伯格的思维理论,思维有分析性思维、创造性思维和使用性思维。微世界的探索活动需要学生高阶思维的参与,如作出假设、推理结论、分析数据、生成新问题、解决复杂问题等思维能力,因此微世界在一定程度上成为促进学生高阶思维发展的有效途径。例如光合作用微世界的思维参与过程如下(如图4):1.促进学生探究推理能力的发展运用适当的技术可以来支持学生学习,微世界提供的活动,凸显在能够培养学生的探究推理能力。微世界提供的探究环境一步步引导学生深入思考,帮助学生将思维集中关注高层次的认知过程,脱离低层次的计算,可以帮助学生建模并可视化思维过程。微世界的实验操作是理想化的,减少了很多的其他因素对学生的干扰,让学生的思考更加集中和深入。同时实验的操作过程可以重复和再现,学生在有层次的整个实验过程中、实验后的数据和图表中、评价中运用推理能力帮助建构概念。例如在微世界中的反馈和评估项目,设置不同层次的练习,从这些练习中可以培养和检测学生的探究推理能力。如下面的题目(如图4),学生在探究光合作用后,让学生分析哪种情况下水草的寿命最长。该题,需要学生运用推理分析能力及光合作用的概念解决问题。答案是D的水草,因为光合作用需要光、二氧化碳和在叶绿素下进行,然后光合作用释放出氧气。而在A、B项中缺乏光照,C缺乏二氧化碳。通过整个微世界的各个活动能够有效提升学生的探究推理能力。2.促进学生分析科学数据能力的发展微世界的实验数据常以图表的形式出现,图表能够直观展现变量与变量之间的关系,一个变量变化另一个变量发生的相应变化的情况。通过识别图表和分析数据培养学生的分析性思维能力。实验中收集资料,有利于学生养成严谨的科学态度和良好习惯。实验后需要对这资料数据信息进行分析和说明,在微世界中,会通过各种数据表整理数据,用图表来解释事物整体格局、发展趋势并通过证据建构和解释概念。例如在生态平衡的微世界里,通过草原上植物、兔子和狼的数量变化的图表,让学生分析一段时间内动植物之间的关系,及要维持生态平衡的条件(如表2、图6)。还通过数据可以让学生对未来草原上植物、兔子和狼的数量变化进行推测(如表2的数据),可以看出狼灭绝了,兔子数量增加,草不断减少;进而理解如果持续下去那么草会被兔子吃完,而兔子因缺乏食物而无法繁衍下去,最终导致生态失衡。图表还是培养学生预测、假设等创新思维能力的重要工具。学生可以通过它来研究分析对象的发展趋势并作出预测。从图表中观察到植物、兔子、狼在这30.8年间的数量变化,可以帮助学生推测分析时间与动植物数量变化的趋势,根据动植物之间数量变化的关系,预测这个生态系统是否能够持久达到生态平衡的状态。
三、情感参与——利用微世界激发学生的探究兴趣
培养学生对学科的兴趣是义务教育阶段科学教育的核心目标。为提高学生的情境兴趣和探究欲望,微世界会设计成游戏的模式,并在设计学习任务上体现多样性、新奇性、活泼性和挑战性。学生如果能够顺利完成一个挑战,掌握一个技能、创造一个作品,就能够给学生带来较大的成就感,从而激发学生的学习兴趣。例如在生态平衡的微世界,其任务的设计是有挑战性的,即让学生设置植物、兔子和狼的数量,看能否使生物能够保持平衡更加长久(如图7)。在界面中有评价如“游戏结束,你的分数是34分……,你能做什么去消除这种不稳定呢这些有挑战性的任务都能够激发学生不断探索。又如在探究人的膳食平衡概念时,有一个饮食与运动的微世界(如图8),设计了人的肥胖程度与食物、运动关系的有趣任务。如果你挑选的食物含卡路里过高,而且运动量过少,就会很快肥胖起来(如图8左边的人形象发生变化),直观有趣地展现饮食平衡与适量运动对健康的重要性,会让学生对膳食平衡、运动有更深刻的理解。兴趣是最好的老师,当学生喜欢开展各项生物探究活动时,他们将对生物学科投入更多的精力和时间,形成对生物学的高度热情,或为将来会成为生物方面的专家、一生从事生物研究工作打下基础。