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通過增加多媒體課件,讓學生主動搜集材料,與教師課件形成互動,雙方討論較多,由此實現課程建設上的良性循環。其次,環境工程微生物學相關課程網站的建設是今后課程建設的必要性工作。目前已經進入信息化時代,教師的理論僅是一種必要性輔助和參考,學生才是主體。網站建設工作不能一蹴而就,必須在學生之中展開調查,并且結合學校情況展開,是一項長期課程建設工作。
二、課堂教學環節的建設
在環境工程微生物學的課程建設中,我們還需在課堂教學環節的建設上努力,一方面減少課堂中的各種廢話,另一方面加強實際案例分析,讓課堂教學猶如實際工作一樣,告別之前的枯燥、無聊。在課堂教學環節建設中,可首先進行課程章節編排,不要完全按照教材指示做,而應根據學生學習能力和之前知識掌握決定。之后,在具體教學工作中,必須保證實際案例的大量分析。例如,介紹微生物營養類型時講述自養微生物與異養微生物的特點,并引申出煉油廠廢水處理工藝順序,將微生物營養代謝特點與相應工藝流程結合起來。又如講解微生物的鑒別培養基內容時,以大腸菌群檢測操作視頻為例,不僅使學生掌握鑒別培養基的組成及鑒別原理,而且了解水質檢測的基本操作。最后,應引導學生主動學習,形成自己的知識脈絡和應用能力。
三、實踐教學環節的建設
作者簡介:張娜 (1982-),女,河南濮陽人,博士,講師,主要研究方向:微生物學
摘 要:介紹了生物安全教育概念和內涵,分析了生物安全教育與《醫學微生物學》教學的相關性,首次提出在中醫院校開設生物安全教育的初構想。
關鍵詞:生物安全教育,醫學微生物學,中醫院校
中圖分類號: G621 文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2014)01(b)-0000-00
《醫學微生物學》是高等中醫院校本科生培養的一門重要的基礎課程,也是一門對動手能力要求較高的課程,包括理論課和實驗課兩大部分。由于中醫院校人才培養的特殊性,筆者在的教學過程中發現,《醫學微生物學》理論課學時安排緊湊,實驗課多是將實驗材料提前準備好,由學生按照步驟開展的驗證性實驗,對學生的理論水平和實驗技能的培養效果一般。特別是近年來出現的一系列與微生物學密切相關的公共衛生事件,如SARS事件、禽流感事件、布氏桿菌病事件、流行性出血熱事件等,使高校的生物安全教育成為一項重要的內容[1,2],進入高等中醫院校的人才培養計劃之中。由于其與《醫學微生物學》教學內容的重要關聯性,筆者首次提出了將生物安全教育引入中醫院校《醫學微生物學》教學體系的構想。
1生物安全教育的定義和內涵
生物安全是指防范、處理病原微生物及其毒素對人體危害的綜合性措施,生物安全與微生物學密切相關,生物安全教育是指通過學習生物安全相關知識達到保護醫療工作者、實驗室工作人員、社會公眾以及周圍環境的目的[3]。醫療工作者、進入實驗室的工作人員和學生都容易接觸一些生物樣品,如血液、體液、組織、菌液、培養基等,這些都是病原微生物的載體,如果缺乏相關的背景知識,隨意處置這些生物樣品,將對接觸人員以及周圍環境產生較大的生物威脅。因此,開展生物安全教育要從基礎抓起,在本科生培養階段樹立生物安全意識,有助于進行醫療衛生和實驗室相關標準操作。
2生物安全教育與《醫學微生物學》的相關性
醫學院校生物安全教育的內容與《醫學微生物學》有重要的相關性,都是以微生物概論、微生物形態生理、微生物的感染與免疫、消毒與滅菌等,為基礎內容,在《醫學微生物學》現有課程基礎上教師容易向學生引入生物安全的概念,開展生物安全教育的內容。
3生物安全教育的初構想
3.1 教學準備
對許多醫學院校而言,生物安全是一種新興內容,又是備受社會和教育界關注的內容,目前只有為數不多的高校開設了專門課程,其教學內容、課程體系可以被我們借鑒,但不能完全照搬,要針對高等中醫院校學生的特點,我們有所取舍的借鑒其教學經驗。為此,要組織承擔教學任務的專家成員從新編排現有《醫學微生物學》的教學內容,加入生物安全教育的章節,組織授課老師集體學習,安排試講,加強授課內容的豐富性,可以結合國內外突發的生物安全事件進行導入式教學,調動學生積極性,提高學生學習的主動性。
3.2教學內容
生物安全教育涉及內容較多,針對中醫院校學生的特點,我們在內容上有所取舍,側重病原微生物對人體、環境所造成的危害,重點闡述實驗室中的個人安全防護,實驗室的等級劃分,實驗室規范操作等內容,教材可參考高等教育出版社出版《實驗室生物安全》一書[4]。
⑴生物安全概論:介紹生物安全的概念、歷史發生的由于實驗室微生物感染引發的重大的生物安全事件,介紹國內外實驗室管理經驗,以及我國頒發的實驗室安全管理條例。
⑵實驗室常見病原微生物:介紹實驗室常見對人造成威脅的病原微生物,針對微生物危害的實驗室安全等級的劃分,介紹在相應級別實驗室的管理和使用規范。
⑶人員自身防護:介紹進入實驗室后人員的自身防護,應按照要求穿戴工作服、口罩等防護工具,當操作對象具有高度傳染性時,應在生物安全柜、或隔離器等設備中進行。
⑷突況的應急預案:介紹在發生高致病性病原微生物泄露時,如何采取快速有效的應急措施,防止疫情的進一步惡化。
3.3考核形式
生物安全教育將作為《醫學微生物學》的重要章節進行考核,包括理論考試和專題論文兩部分,請相關教師設計,安排,使考生能夠在掌握知識的基礎上做到靈活運用,主動查閱文獻,獲取與自身專業相關的生物安全技能。
4結語
生物安全教育與高等醫學院校學生的實驗、實習、以及將來走向工作崗位都密不可分,了解生物安全,避免由于無知造成的職業暴漏,在救治患者的同時,做好自身防護。生物安全教育是使醫學院學生受益終身的一門課程,需要引起社會和教育者的深刻關注。
參考文獻
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【關鍵詞】醫學微生物學 教學方法
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)06-0250-01
醫學微生物學是研究與人類疾病有關的病原微生物的生物學特征、致病性與免疫性、特異性診斷和防治措施的一門科學。課程涉及大量知識點,內容繁雜,致使學生學習起來感覺醫學微生物學非常的煩瑣、抽象、枯燥、。特別是對于大專院校的學生來說,他們的基礎差,理解能力不強,課后復習的主動性也不高。因此,調動這些學生的學習積極性,提高他們的學習興趣,幫助他們掌握專業知識,是教學工作者不斷反思,不斷努力的目標。現就醫學微生物學在大專院校中的教學方法做初步的探討。
1.建立良好的師生關系,營造愉快的學習氛圍
教師和學生之間感情和諧,對教學成功會起到至關重要的作用。因為師生感情不僅是師生交往的基礎,而且是讓學生對教學內容產生興趣的關鍵。在課堂教學中要真正做到“親其師”。因為只有親其師才能信其道、樂其道。如果教師在教學過程中總是居高臨下,對學生毫無熱情,會使學生在心理上感到壓抑和疏遠。從而把整節課當做任務來聽,并沒有真正做到“信其到、樂其道”。因此在教學過程中,一方面,教師應該面帶微笑地出現在學生面前,盡量用學生感興趣的話題作課堂導入,用通俗易懂的語言授課。從而,拉近與學生的距離,消除溝通障礙。另一方面,要增加師生間的互動討論,這樣可以使使學生心情愉快、精神飽滿地投入到學習中去。
2.明確課程的教學目標,激發學生的學習興趣
讓學生明白醫學微生物課程的重要性及其與現實生活的聯系,以提高學生的學習興趣,變被動學習為主動學習。我們在進行教學時,每堂課都要運用多種方法勾起學生的好奇心,引發學生的興趣,喚起學生的求知欲。如在介紹霍亂弧菌時可以播放海嘯地震后爆發霍亂疫情的新聞短片;也可以給同學們介紹關于禽流感病毒及埃博拉病毒等關于微生物的比較前沿的動態等。在教學過程中運用生動形象的比喻,也可以有效調動學生的學習興趣,誘導學生的聯想思維。例如細菌的基本形態中的球菌的一種鏈球菌,把它的形態比喻成像一條珍珠項鏈一樣;臨床上引起化膿性感染的金黃色葡萄球菌其形態比喻成像一串葡萄一樣。這樣講解形象逼真,與現實生活貼得較緊,聽起來通俗易懂。對于需要對比記憶的知識學生也比較容易記混,那就用自己特殊的方法來給學生提供比較簡便的記憶。例如,對細菌進行革蘭染色的結果,陽性為紫色,陰性為紅色。為了便于學生們的記憶,則在教學過程中聯想到一位女明星叫楊紫,聯系到革蘭染色結果“陽紫”則快速的讓學生加深了印象,比較有利于學生更好地理解記憶書本知識。
3.改進教師的教學方法,提高學生的學習質量
3.1調查研究法
醫學微生物學與某些社會焦點問題緊密聯系的特點,在授課時我們采用了調查研究教學法。如對于可引起人類結核病的結核桿菌,要求學生去當地疾控中心調查每年該病原菌檢出的主要來源,主要的傳播途徑及易感人群,以及該如何防治等。通過與實際生活聯系,激發學生的學習興趣和求知欲。
3.2回答問題法
我們在課堂上要不斷的對學生“拋問題”,這樣學生在歸納總結回答問題的時候,不但是對所學內容的一個短暫性的總結,還可以針對自己在聽課過程中遺漏的某些知識點通過其他同學及老師的提醒進行補充。
3.3 列表對比歸納法
由于在醫學微生物教學中知識點種類多、抽象、易混淆,所以學生在學習過程中常出現易懂難記現象,直接影響了學習效果。針對這種現象,我們在教學中經常采用比較式教學法。通過我們設計的表格,學生根據所學內容自主將表格填完整。這樣有利于幫助學生理清條理,化繁為簡,使學生自己在腦海里能夠形成一個知識網絡,從而加深對知識點的理解。
為了培養大專院校中的高質量人才,在教學過程中我們還需要不斷地改進教學模式,學習和借鑒國內外先進的教學理念,教學方法,注意知識更新,跟上學科發展的步伐;教師自身還需要不斷的學習,開闊視野,提高綜合素質,這樣才能更好地指導學生探索醫學微生物的奧秘。
參考文獻:
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2014年度微生物學科資助面上類項目354項,金額1.8301億元。其中,面上項目資助了143項,比去年有所減少,但資助率提高了9.01%,項目平均資助強度為85萬元,比去年上升了約6.25%,經費12134萬元;兩年期小額探索項目資助7項,資助強度30萬元,經費210萬元;青年科學基金資助165項,資助率比2013年度提高了4.05%,平均資助強度24.3萬元,與2013年度基本持平,經費4012萬元;地區科學基金資助39項,資助率提高了3.53%,平均資助強度50萬元,經費1945萬元。另外,獲得國家杰出青年科學基金資助2項,每項400萬元,經費800萬;優秀青年科學基金4項,每項100萬元,經費400萬元;重點項目6項,經費1952萬元。“微生物代謝生理的系統與合成生物學成人員未簽名或非本人親筆簽名;(4)中級職稱申請人未提供專家推薦信,或者提供的同行推薦人身份不明,未注明單位或職稱,或推薦人未簽字。所以請申請者在以后的申請中要高度重視以上問題。今年,基金委繼續對申請項目進行了相似度查詢,包括申請項目與以往獲得資助項目的相似度,申請項目與當年其它申請項目的相似度,申請項目與往年其他申請者申請過的項目的相似度。對于相似度高的項目,學部要求從嚴處理,對于相似度超過80%的項目,由基金委監督委員會進行審查、核實和處理。研究”獲得創新研究群體科學基金資助,經費600萬元。另外,共有20個國際(地區)合作與交流項目獲得資助,資助經費為1378萬元。
2面上類項目創新性評價和資助結果統計
學科在對受理的項目進行分組的基礎上,選擇3位專家進行同行評議,對評議結果進行分析顯示,2014年度微生物學學科面上項目創新性評價為3A的比例占4.62%,較2013年度略有下降,但高于2012年度和2013年度(2012年3.53%;2013年5.49%);青年科學基金3A的比例為4.30%,比2012年度的2.63%和2013年度的1.99%都有較大上升;地區科學基金3A的比例仍低于面上項目和青年科學基金。2014年度微生物學學科面上項目建議資助為3A的比例占4.10%,與2013年度的4.42%基本持平,高于2012年度的3.06%;青年科學基金建議資助為3A的由2012年度的2.30%和2013年度的2.76%上升至3.70%;地區科學基金3A比例都明顯低于面上項目和青年科學基金。
3微生物學學科評審會前網絡投票試點
為了提高同行評議后項目遴選的科學性、減少學科評審組專家的工作量、會務時間和評審壓力,同時也是為了探索更為科學合理的基金評審程序和模式,2014年度,根據國家自然科學基金委委務會的統一安排,生命科學部一處在植物學和微生物學兩個學科試行面上項目評審會前網絡投票,網絡投票結果作為學科評審會的重要參考。科學處綜合考慮了網絡投票分組大小、指標設定、專家回避、信息保密、計票排序方式、投票平臺、界面設計、專家時間等因素,制定了較為詳細的實施方案,在綜合計劃局、信息中心和相關部門的幫助下,逐步完善了網絡投票方案并進行實施。在綜合考慮研究方向和工作量等因素的基礎上,學科將微生物學按分支學科分為4組進行投票。為了保證項目投票的合理性,學科按照專家的資助意見、創新性評價并考慮非共識、績效、鼓勵研究領域等因素,推薦了209個項目參與投票,推薦率為指標數的146%。每組選擇13位專家進行投票,共有52位專家參與投票。每位專家平均審議投票的項目為50項左右。投票設置了各分支學科的最低和最高投票數,以保證每個分支學科的均衡發展。為了保證投票的科學公正,每個分支學科的投票均為差額投票,另外,所有投票專家都回避本單位和直系親屬的申請項目,做到了投票過程的完全回避。最后的投票結果按照同意率排序。學科按照網絡投票的結果按序推薦建議資助項目,如果遇到贊成票比例相同而又難以做選擇的項目,交由學科評審組討論確定。在學科評審會上,贊成票達到2/3的項目不逐一討論,專家如有疑問可提出討論。第一輪投票前,只重點討論贊成票在1/2到2/3之間的項目,第二輪投票前可以討論所有的項目。對于創新性強的非共識項目,學科和學科評審組通過小額探索項目的形式進行了推薦和資助。從試行的情況看,網絡投票可以大大縮短學科評審會的時間,也能更大程度地發揮專家的集體決策功能,但也存在由于專家需求量大而導致信息保密壓力比較大的問題。學科對網絡投票的做法征求網絡投票專家和學科評審組專家的意見,81.55%的投票專家認為網絡投票可以試行并完善后推廣。
4面上類各分支學科的申請和資助情況
微生物學學科涉及多個研究層次,各分支代碼的申請和資助情況差異很大。在25個分支學科中,C010103、C010201、C010301、C010803等4個分支學科申請數量較大,均超過100項,占總申請項目的43.71%;C010702、C010104、C010901、C010902、C010601等5個分支學科申請數量較少,均少于15項,占總申請項目的3.16%(表4)。在申報項目多于10項的分支學科中,同行評議全同意比例較高的有:C010103真菌資源、分類及系統發育的面上項目(35%),C010301微生物功能基因的面上項目(37.33%)。在申報項目多于10項的分支學科中,全同意比例較低的有:C010101細菌資源、分類及系統發育面上項目(15.38%),C010101細菌資源、分類及系統發育青年項目(13.79%),C010501陸生環境微生物學面上項目(10.34%),C010502水生環境微生物學面上項目(10.00%),C010503其他環境微生物學面上項目(13.33%),C010602動物病原細菌與放線菌生物學面上項目(9.09%),C010703人類病原真菌學青年項目(14.29%),C010802動物病毒學面上、青年項目(均為12.5%)。為扶持弱勢學科,培養微生物分類學年輕人才,學科對從事微生物分類學研究的項目進行了傾斜。在平均資助率基礎上,共傾斜資助項目17項,經費907萬。其中,微生物分類學面上項目傾斜了7項,經費595萬,平均資助率為54.5%;青年科學基金也傾斜了7項,經費168萬,資助率為57.1%;地區科學基金傾斜了3項,經費144萬,資助率為46.2%。同時,學科還對鼓勵研究的領域如噬菌體(資助率31.6%)、支原體(資助率27.3%)、衣原體和立克次體(資助率36.4%)等進行了傾斜。
5國際(地區)合作與交流項目的申請和資助情況
與2013年度相比,2014年度國際(地區)合作與交流項目從資助類型、數量以及金額上都有較大增加。資助金額由2013年的603.5萬元,上升為1378萬元,資助項目數量由10項上升為20項。其中,(1)組織間合作研究10項:NSFC-ISF(中以)4項,每項200萬元,經費800萬元;NSFC-NRF(中南)項目6項,每項80萬元,經費480萬元。(2)合作交流NSFC-RFBR(中俄)1項,經費9萬元。(3)在華召開國際(地區)學術會議6項,每項5–8萬元,經費39萬元。(4)國家自然科學基金外國青年學者研究基金3項,經費50萬元。雖然國際合作的總資助經費有大幅提升,但是,重點國際(地區)合作研究項目的資助情況不理想,希望申請者在今后的申請中能夠緊密圍繞雙方合作的領域選擇合適的研究內容,突出雙方互補的優勢,體現良好的前期合作基礎,另外還要重視合作方案的的可行性。
6重點項目的申請和資助情況
2014年度,微生物學學科的重點項目申請采取立項領域和自由申請相結合的方式進行。《2014年度國家自然科學基金項目指南》公布的立項領域“人類重要病原微生物的生物學特性及致病機制”,受理了15項申請,經同行評議和學部評審會,最終“鼠疫菌致病性和傳播性的遺傳基礎:質粒獲得與基因調控重塑”項目獲得資助。受理重點項目自由申請30項,最終資助5項,分別是“低溫甲烷古菌對冷脅迫的轉錄后響應機制”、“從海洋疣孢菌屬中勘探和挖掘抗結核分枝桿菌活性的小分子”、“放線菌全局性調控蛋白GlnR調控細胞代謝的分子機理”、“微生物合成聚羥基脂肪酸酯調控新機制研究”和“以活性(抗腫瘤和抗感染)與作用機制研究為導向的硫肽類抗生素的生物合成”。
7杰出青年基金和優秀青年基金的申請和資助情況
2014年度國家杰出青年科學基金項目申請的數量較2013年有一定上升,優秀青年科學基金項目也有所增加,最終有2人獲得國家杰出青年科學基金項目資助,4人獲得優秀青年科學基金項目資助。國家杰出青年科學基金項目資助金額由200萬提高到了400萬元。希望符合條件的年輕學者踴躍申請這兩類項目,學科也將積極推薦,努力為申請者爭取更多的機會。
8結束語
摘要:基于中觀課程設計的視野,從課程觀、課程內容、教學方法、教學評價四個方面,對高職微生物鏈路課程進行建設與實踐。
關鍵詞:高職;微生物學;鏈路課程;建設;探索
中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號:1671—1580(2013)07—0070—02
一、直面存在問題,轉變高職課程觀念
高職食品營養與檢測專業培養食品企業緊缺的食品營養、檢驗與安全管理的高技能人才。一般的專業教學計劃中通常設置有食品微生物學、食品衛生學、食品微生物檢驗等課程。這些相關課程教材大多是“本科壓縮型”,教材以學科知識邏輯體系來編寫,課程目標上重知識輕能力,重理論輕應用,課程內容出現重復或者空白,理論知識沒有根據職業崗位需要進行削枝強干,占用過多課時比例。設計的實驗從屬于理論體系,以驗證性實驗為主,基本技能和職業能力沒有得到反復訓練,能力目標潛隱、層次不清。在廣大教師的心目中,學科中心課程已經司空見慣,課堂本位、以教為主的課程教學模式更是理所當然的事,教學觀念陳舊與“課程慣性”才是上述問題的根本原因。
從宏觀課程角度來看,高職教育目標是培養生產、建設、服務與管理第一線的高技能人才,而非學科型的、理論型的人才;專業設置要針對市場需求與變化,并主動適應區域、行業經濟和社會發展的需要;課程體系與教學內容要根據技術領域和職業崗位(群)的任職要求,參照相關的職業資格標準來設計[1]。高職課程目標有鮮明的職業性、實用性和技能性,凸顯職業生計目標[2]和崗位技能目標,突出職業能力與實踐能力的培養。
從中觀課程角度來看,鏈路課程是解決上述問題的好辦法。鏈路課程又稱中觀課程[3],指一個專業中內容相關的一組課程或課程集合,目標是完成一項專門技術的學習和訓練。以實踐教學與能力遞增為課程邏輯出發點與落腳點,將理論知識與實踐教學融貫一體,將同一專業幾門微生物相關課程優化組合,構建一門整體的、分單元的、有層次的高職微生物鏈路課程。按學生能力發展規律和職業工作過程組織教學,強調以學生直接體驗的形式,促進學生知識、技能、態度三方面均衡發展。
二、以能力培養為主線,構建鏈路課程及其內容
以職業能力為主線,整合與優化課程內容,構建鏈路課程和綜合課程是當今高職課程改革方向。它將相似或相近的課程內容重新組成一門新課程,既節省了學時,又提高了教學效果,有利于綜合職業能力的形成。食品營養與檢測專業的微生物鏈路課程內容的選擇,直接針對食品檢驗崗位要求,參照《國家職業標準食品檢驗工》(中、高級工)標準,并以學生職業能力漸進形成和雙證融通為原則,選擇工作必需崗位技能與職業素養組成課程單元,采取螺旋遞進模式分階段、分層次設計課程。課程內容可分為4個單元:微生物“雙基”單元、專項檢驗單元、綜合實訓單元和頂崗實習單元。
單元1:微生物學“雙基”,主要強化學生微生物學基礎知識和基本技能。基礎知識主要包括:微生物的形態、結構、生理及繁殖特性;微生物的營養、培養基的分類和制備;微生物的影響因素;微生物與食品制造及腐敗變質等。基本技能包括:玻璃器皿清洗、烘干、包扎與滅菌技術;常用培養基的制備技術;培養檢驗技術;染色鏡檢技術等。
單元2:食品微生物專項檢驗,以食品常規檢驗與致病菌檢驗為主。內容包括:細菌總數檢驗、大腸菌群檢驗、沙門氏菌的檢驗、金黃色葡萄球的檢驗、志賀氏菌的檢驗等。
單元3:食品微生物綜合檢驗,以學生綜合能力訓練和自主創新能力為主。內容包括:選一種食品進行微生物檢驗;模擬企業設計一個小型微生物實驗室(檢驗箱或采樣箱)等。
單元4:企事業單位化驗室、品控崗位實習,以熟悉崗位及其真實工作,提高職業能力與實踐能力為主,養成職業道德。內容包括:調查實習單位、產品生產與崗位任務職責、真實工作及其記錄、問題發現與深入探討、了解微生物檢驗的發展、自我反省與自我學習、撰寫實習報告等。
以上微生物學鏈路課程中的4個單元遵循能力發展規律,從單一技能到綜合能力螺旋遞進,每個基本技能在各單元中多次操作訓練。如單元1染色鏡檢中革蘭氏染色法,在單元2中的大腸菌群的檢驗、沙門氏菌的檢驗、金黃色葡萄球的檢驗、志賀氏菌的檢驗得到4次反復訓練操作,技能從生疏至嫻熟,并能獨立而熟練地運用在單元3及單元4中。其他如培養基制備技術、劃線分離培養和樣品制備技術等一樣遵循這個規律,反復訓練逐漸內化為學生能力。
三、采用多種課程范型,實現教學方法最優化
高職教育中的每一門課程原則上不是學科中心課程范型。根據我國高職VOCSCUM(就業導向的職業能力系統化)課程開發方法[3],高職課程以應用為目的,可分為幾種基本課程范型,如問題中心課程范型、訓練中心課程范型、任務中心課程范型、體驗中心課程范型、培訓中心課程范型等。對不同課程范型,采用不同形式的教學方法和教學模式,突破了課堂本位、以教為主的課程教學模式。微生物學鏈路課程由4個單元課程組成,每個單元課程范型不同,教學模式與方法也不同。
在微生物學“雙基”單元中,基礎知識部分采用問題中心范型,基本技能部分采用訓練中心范型,教學方式以“問題——知識——探究——技能”進行。圍繞如何發現微生物、如何認識微生物等基本問題,一方面通過多媒體教學與自學討論,學習微生物學基礎知識;另一方面通過動手操作對問題進行探究,如配制培養基、接種分離微生物、染色鏡檢觀察微生物等,邊教邊做、邊做邊學,訓練學生基本技能。
食品微生物專項檢驗單元課程采用訓練中心范型,以國家衛生微生物檢驗標準與流程,安排在學校教學做一體化的教室里,對食品細菌總數、大腸菌群和致病菌等進行檢驗。以學生“做”為中心,教師為指導,4人為一小組,6小組為一批,連續輪訓,按檢驗工作過程從器材準備到鑒定報告逐一完成。由于微生物檢驗特點,每完成一個檢驗項目需要3~5天,一般集中安排在周四至周日之間。
食品微生物綜合檢驗為項目中心單元課程,以學生自主選擇一類食品進行微生物檢驗,不同食品要求檢驗項目也不同,從選擇項目、擬定檢驗方案、檢驗過程和鑒定報告均由學生來完成。項目中心單元課程以任務驅動方式進行,按照課程設計彈性管理方法,每個項目小組可以申請在校內或校外化驗室進行檢驗,老師或兼職教師指導為輔。
崗位實習為體驗中心課程,課程安排校外企事業單位化驗室或者品控崗位進行,通過開放職場的綜合實戰,注重學生內心體驗,提高學生自主學習能力、職業道德和實踐能力。指導教師主要完成校外實習基地選擇,任務布置與說明,實習日志與實習報告的指導等。
四、朝向“三位一體”目標,實施多元化評價
傳統的考核模式重知識記憶、重卷面分數、重答案唯一性、重簡單易行、重教師主體、重時間封閉性,已經無法適應于高職院校對高素質高技能人才的培養與評價。微生物鏈路課程教學評價打破考試方式單一局面,實施多元化評價,以求在整體上實現“三位一體” 的目標。根據各單元課程目標、內容和學生的不同,選用各自合適的評價方式、評價主體和評價時空,雖然各有所不同和有所側重,各自發揮著評價的診斷、反饋與調節功能,但綜合效果遠超過單一評價模式。
總之,鏈路課程的建設,不僅可以優化專業課程體系,而且可以拓寬高職第一線教師視野,將高職教學理念貫徹到微觀課堂教學中,提高高職教育教學質量。
[參考文獻]
[1]教育部.關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見[Z].教高[2006]16號.
關鍵詞:應用型人才;生物技術;工程類課程群;教學改革
中圖分類號:G420?搖 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)05-0062-02 課程群是師生圍繞某一教育問題或現象而共同創造的學科知識體系所進行的研究活動[1]。生物技術是現代生物學發展及其與相關學科交叉融和的產物,其核心是以DNA重組技術為中心的基因工程,還包括微生物工程、生化工程、細胞工程、蛋白質工程、酶工程及生物制品等領域。同一般普通本科相比,應用本科具有鮮明的技術應用性特征。在培養規格上,應用本科培養的不是學術型、學科型和研究型人才,而是培養適應生產、建設、管理和服務一線需要的技術應用性人才。在培養模式上,應用本科培養目標為適應社會需要,設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案為培養技術應用能力主線,構建課程和教學內容體系為“應用”主旨和特征,重視培養學生的技術應用能力。復合型應用人才具有廣闊的文化教養和廣泛的專業知識,具有多種能力及發展潛能,同時具有和諧發展的個性及創造性,為一專多能的人才。復合型人才比較全面,可以在工業生產等領域做出巨大的貢獻。很多新建本科院校主要行使應用型本科人才培養的功能[2]。而很多二本本科院校因為培養思路的問題,學生大多重理論、輕應用,工程素養更是明顯缺乏。通過加大高級應用型人才的培養,可以解決我國高校人才培養與社會實際需要之間的矛盾。重慶三峽學院等地方高校應以應用型人才培養為主,積極探索應用型人才培養模式,改革相應的教學內容體系。生物技術本科工程類課程有基因工程、生化工程、微生物工程、細胞工程、蛋白質工程和酶工程等,他們的共性都是實驗,實踐教學比重極大,課程之間聯系緊密。本文通過生物技術工程類課程群的建設與改革,探索應用型生物技術專業人才的培養。
一、進行生物技術工程類課程群的模塊化教學
大多數地方高校由于歷史發展的原因,偏重文理,工程類課程實踐教學硬件不夠,辦學經費不足,師資力量有限,生物技術本科開出的工程類課程除了基因工程、生化工程、微生物工程(發酵工程)和細胞工程為必修課程外,蛋白質工程、酶工程等工程類課程大多作為選修課程開設。由于工程類課程不能全部開設,極大地限制了學生動手能力的培養,培養復合型應用人才成為空談。因此必須保證生物技術全部工程類課程理論與實踐教學正常進行,將工程類課程整合,大力推進工程類課程群的模塊化教學。
在以前的生物技術專業教學中,雖然很多的工程類方面的課程業已開設,但課程之間的聯系并不緊密,課程與課程之間、理論與實踐之間的聯系松散、脫節,有些課程的教學內容甚至出現重復,比如生物制藥技術課程里面的細胞培養部分和細胞工程里面的相應內容重復。學生沒有形成核心技能,沒能把生物技術工程類課程從理論到實驗再到實踐整合為一體,將來會有較長的時間不適應實際的工作崗位。因此,學生在校學習期間,教師應將專業實驗課與實際工程密切聯系,使學生能較早地接觸工程實際,了解和熟悉未來可能從事的工作[3]。為了使學生舉一反三,學到分析、解決問題的方法,我們可以進行典型工程教學。因此,我們在進行生物技術專業教學改革中,把相關的課程集中起來,形成多個教學模塊,工程類課程方面的基礎課程(主要是生物化學、細胞生物學、微生物學和分子生物學)和專業方向課程就很容易形成一個教學模塊。為了大大提高學生的學習興趣,養成勤于動手、自覺學習的習慣,形成核心應用能力,我們可將教學模塊內部的知識連貫有序起來,系統化,將理論知識、實驗技能、實踐訓練有機結合。這樣學生學習的時候就不會感到枯燥,知識易于掌握,學習時能循序漸進,同時理論與實踐充分結合,使學生能明顯感到可以“學以致用”[2]。模塊化教學,將更有針對性地培養應用型人才,將社會上的職業崗位所需要的理論知識和技能與模塊化教學一一對應。學生進行模塊化學習之后,通過參加相應的職業資格考試,取得某種資格證書,進行上崗。如參加工程類課程模塊學習之后,參加發酵工種的職業資格考試,取得職業資格證書,這樣學生就能在將來的就業競爭中脫穎而出,率先找到工作,并很快適應工作崗位,剛剛工作就成為一名合格的技術工人,再通過一定的工作、實踐鍛煉,發揮自己的專業素養,逐步成為工廠的工程師。
二、加強生物技術工程類課程的工程化教學
生物技術工程類課程實驗、實踐教學比重極大,極為重要,課程之間聯系緊密,為了人才培養需要,應強調課程的工程化教學。傳統的專業實驗一般是單純用于理論驗證,要從根本上改變它與實際工程脫節的現狀,我們就應該將實際工程中所涉及的實驗作為實驗課的內容,這些實驗課一般都具有很強的探索和研究性質。同時由于以實際工程為背景,實驗更具有針對性,更接近工程實際,學生更能從全局上把握,這樣將極大地促進學生積極地思考,激發學生的學習興趣和聰明才智,提高創新能力。作為大部分面向工廠企業一線崗位的地方高校畢業生,通過強化工程教育,在校期間,加強學習基礎課程,夯實基礎,增強后勁,工作之后參加工程技術人員的基本訓練,增強工作能力,適應工作環境。
三、生物技術本科工程類課程模塊設置
生物技術工程類課程實行模塊化教學,體現工程化特征,結合工業的實際需要,培養學生核心應用能力。我們認為在生物技術工程類課程模塊內需設置理論、實驗和實踐課程的教學環節(見表1)。
四、以應用型為基點,加快推進生物技術工程類課程理論教學內容體系改革
改革生物技術課堂教學體系,培養應用復合型的生物技術人才,應減少理論課程的學習,回到重應用的軌道上來。因此,教師要為學生講解該門課程的發展史,把握課程的知識結構框架,授課目標是把相應課程的基本知識點講清楚,重要知識點講透徹,達到舉一反三、觸類旁通的目的[4],授課時不應講授完整、深奧和最新的理論知識,同時教師在講授理論課程時,應多多考慮講解與工業實際結合的例子。如講授細胞工程理論課程,可以結合工業上生物技術藥物的生產流程講解。講到微生物的培養基時,多舉一些工業實際的例子進行講解。微生物的生長內容,多聯系一些實際的工業發酵過程中菌種的生長變化規律進行講解。總之,與應用有關的知識要多講、精講,其他細化、分支的知識少講或不講,學生了解就行,提高學生的綜合素質,培養可持續發展的能力及初步的工程技術能力[5]。
地方高校必須適應新的教學理念,改變傳統的教學方法,進行教學改革,以應用型人才培養為基點,培養學生工程化應用能力。通過教學改革,逐步形成適合于學生進行工程化應用能力培養的新模式,滿足生物技術發展需要。
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基金項目:重慶市高等教育教學改革研究項目(103157)
1.1基因工程
基因工程,即DNA重組技術,是指對不同生物的遺傳基因,根據人類的需求或意愿進行基因的切割后,通過轉入受體的方式,使其產生人類期望產物。基因工程在技術上使得人類一定程度上可以客服物種的界限,定向培養出自然界已知不存在的生命形態,以此來滿足人類社會的不同需求。其在農業生產中已得到廣泛的應用,如根據人類對作物的需要將特定基因轉入受體植物基因組中,起到改良品質、增加產量及抗病蟲害、抗除草劑的目的,其中應用最廣的抗沖蟲劑蘇云金芽孢桿菌(Bt)伴孢晶體基因已被轉入棉花、玉米、煙草等多種植物基因組中,并獲得不錯的效果。基因工程在畜牧業上也有應用,如將鼠類有關促進角蛋白形成的基因轉入綿羊基因組,經改良的綿羊比普通綿羊產毛量提高6%左右[1]。
1.2細胞工程
細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學方法,借助工程的實驗方法和技術,在細胞水平上改造生物遺傳特性和生物學特性,以此獲取特定的細胞產品或新生物體。如植物體細胞雜交可以將兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞,并且把雜種細胞培育成新的植物體,袁隆平通過體細胞雜交技術獲得具有遠緣雜種優勢的超級雜交水稻,畝產可達1600公斤。
1.3酶工程
酶工程是指在生物反應裝置中,利用酶所具有的生物催化功能將相應的原料轉化的一門技術,包括微生物細胞發酵產酶、動植物細胞培養產酶、酶的提純與分離純化、酶和細胞原生質體固定化、酶的修飾和改造及酶反引器等研究方向,其應用范圍也涵蓋了食品、輕工、化工、能源、醫學等多個學科和領域。1.4發酵工程發酵工程是指將微生物學、生物化學和化學工程的基本原理有機的結合起來,利用微生物的生長和代謝來制造各種產物的工程技術。最早的發酵工程是在20世紀40年代隨抗生素工業的興起而得到迅速發展的,特別是二戰期間的美國利用發酵工程技術大規模的生產青霉素,使得這一技術得到了長足的進步和發展[2]。
2現代生物技術在食品加工中的應用
隨著現代生物技術的發展,越來越多的新技術、新方法被應用到食品加工行業中來,特別是基因工程,作為現代生物技術的產物,短短的十幾年內其在食品加工制造領域的應用得到了長足的發展和進步,產生了顯著的社會、經濟效益。通過特定基因的轉入使得農作物能夠抵抗病蟲害、旱澇災害,大大降低了生產成本,提高了糧食產量,一定程度上為人類解決因人口增加而產生的食物短缺問題提供了有力手段。同時、利用基因工程手段可以大幅度的提高酶的催化活力,將影響產酶和酶催化活力的基因轉入受體中,可獲得基因菌,以此來產生具有較強催化能力能催化特性的酶類滿足食品加工的要求。應用微生物發酵技術生產發酵產品,充分利用了生物技術的手段借助微生物的特殊功能生產有用的物質,或者將微生物直接應用于食品加工的技術體系中,手段包括菌種選育、菌種生產、代謝產物發酵、特種微生物利用技術等。發酵工程在食品加工領域所取得成果包括從新食品研發配料、食品加工催化劑、飲料穩定劑、D-氨基酸及其衍生物制造及廢棄物利用和食品品質檢測等。其應用主要在以下幾個方面(1)用現酵工程改良傳統發酵食品、如雙酶法糖化工藝取代酸法水解生產味精,或采用固定化酵母連續發酵技術進行啤酒的生產可明顯的縮短發酵周期提高啤酒產量。(2)優化近酵產品。如運用固定化醋酸菌釀制食醋,既可以縮短發酵周期,又可將酯化能力提高9~12倍。(3)縮短發酵產品的開發周期。如單細胞蛋白(SCP)的制備等[3]。目前世界范圍內,現代生物技術應用于食品加工中并創造總產值已達到2000億美元,涵蓋了維生素、氨基酸、酵母制劑、微生物多糖、環狀糊精、脂肪酸等產品的開發與檢測。
3困境與展望
關鍵詞:食品科學與工程專業;本科生畢業論文;指導
中圖分類號:G642.477 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)15-0213-02
食品科學與工程專業的主要培養目標是使學生掌握各種食品加工技術的基本原理和加工工藝,培養學生動手和從事科研的工作能力,強化學生獨立分析和解決問題、綜合設計及創新等方面的能力[1]。食品科學與工程專業畢業論文一般是通過實驗獲得實驗數據、完成數據分析、撰寫論文和最終通過論文答辯[1]。通過畢業論文的完成,使學生能夠綜合運用所學知識,獨立地分析和解決問題,為其順利進入社會奠定基礎。目前由于大學嚴重擴招和就業形勢嚴峻,本科畢業論文整體水平呈現逐年下滑的趨勢[2]。因此,提高本科畢業論文水平對提升大學生綜合素質具有重要意義。上海理工大學在對食品科學與工程專業本科畢業論文教學過程中,以“上海食品微生物工程研究中心”為載體,對畢業論文指導工作進行探索和實踐。本文以指導上海理工大學食品科學與工程專業畢業論文工作為例,現將有關的指導經驗與體會進行介紹,以期為本專業本科畢業論文的指導工作提供有益的參考。
一、論文選題
本科畢業論文學院安排在第八學期進行,但經常與學生就業、考研和公務員面試等相沖突[3],導致很多學生不能保證足夠的時間和精力來完成畢業論文,最終影響畢業論文質量,尤其是實驗性和探索性強的課題影響嚴重。為了避免影響學生就業,食品科學與工程專業的指導教師會將畢業論文啟動工作提前至第六學期末,使學生有充足的時間來完成畢業論文工作。畢業論文質量好壞關鍵在選題[4],雖然許多學者提倡本科畢業論文選題要新穎和創新[5],來培養學生的創新意識和創新能力,但筆者認為畢業論文選題應難度適宜,兼顧新穎創新即可。畢業論文主要是考察學生所具備的專業素質,所以畢業課題涉及的知識范圍和理論深度要符合學生所學理論知識和專業技能,且能夠進一步深化學生所學的知識,使其能夠受到科研能力的基本訓練,通過努力最終能在規定時間內完成課題研究[5]。
興趣是最好的老師,只有學生感興趣才能保證學生全身心的投入,才能消除學生心中“畢業論文隨便做做就能通過”的消極思想,確保畢業論文最終順利完成。因此,筆者根據學生的科研興趣和自身承擔的科研項目,結合上海食品微生物工程研究中心的研究方向及實驗條件來確定論文題目。例如,干酪乳桿菌是一種具有調節人體腸道菌群、促進消化吸收和增強人體免疫力等多種益生功能的乳酸菌[6],廣泛應用在酸奶等食品生產中[7]。學生對干酪乳桿菌研究感興趣,通過對其基因組分析發現,基因組中并不存在膽鹽水解酶基因,造成其對膽鹽的耐受性不強。因此,學生和筆者討論后,選題確定為“在干酪乳桿菌中異源表達植物乳桿菌來源的膽鹽水解酶”,從而提高了干酪乳桿菌的膽鹽耐受性。
二、實驗研究
選題是畢業論文的基礎,實驗研究是畢業論文的核心[8,9]。利用實驗研究,要充分培養學生的動手能力和科研思維能力,使學生能夠具備分析和解決問題的能力。筆者認為,在實驗準備期,應對學生實驗操作和儀器使用進行系統培訓,使學生較為熟練地掌握論文所需的各項實驗和儀器操作技能,盡可能避免不必要的實驗失敗和儀器損壞,以保證畢業論文順利完成[10]。例如,上海食品微生物工程研究中心在進行食品微生物相關課題研究前,都會安排學生進行微生物學基本操作技能的培訓,包括培養基的制備和滅菌、微生物接種和培養,以及各種儀器,如搖床、培養箱、分光光度計和顯微鏡的使用等。此外,指導教師應指導學生進行課題文獻查閱,了解最新國內外研究進展,進行實驗方案設計,并與指導教師討論,最終確定實驗方案。在實驗實施過程中,指導教師對學生還要反復強調科研是探索性和創新性強的工作,要告誡學生不要怕實驗失敗,要允許實驗失敗,要在失敗中找原因,不斷改進實驗方法和提升自我實驗操作技能[10]。
三、論文撰寫
畢業論文撰寫是培養學生提出問題、對實驗結果進行分析、討論并得出結論的能力過程[5]。畢業論文是具有學術規范的科學性和總結性的學術論文,所以撰寫論文時既要嚴謹、通俗易懂又要具有專業性[5]。學生在全部實驗完成后,按照學院相關要求完成畢業論文初稿撰寫,并交由指導教師進行修改。筆者認為目前學生在撰寫畢業論文過程中,對學術性語言和邏輯條理性表述較差,論文口語化非常嚴重,有些段落上下文甚至毫無邏輯。因此,指導教師對論文語言、邏輯條理、數據分析、結果與討論等部分應做出重點修改和指導,并返回給學生繼續修改,反復多次后才能定稿。畢業論文修改過程是一個對整個驗結果提練和升華的過程,可以讓學生對整個畢業論文有更深層次的認識和體會。
四、結論
畢業論文是大學人才培養過程中的重要環節,它是全面考核學生綜合素質的有效方式[4]。通過對食品科學與工程專業學生進行畢業論文指導與訓練,使學生充分鍛煉了動手能力、科研思維能力和團隊協作能力,最終使學生科研能力等素質得到了顯著提升。指導本科生畢業論文是高校教師一項重要的教學工作[5],希望本文的指導經驗與體會介紹,能為本專業本科畢業論文的指導工作提供有益的參考。
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關鍵詞:污染土壤;土壤污染;微生物修復
中圖分類號:X53文獻標識碼:A文章編號:1674-0432(2012)-02-0079-2
隨著工農業的發展以及農用化學物質用量和種類的增加,土壤污染日趨嚴重,污染程度不斷加劇,污染土壤面積逐年擴大,土壤污染成了全世界普遍關注和研究的主要環境問題。
1 我國土壤污染的現狀及危害
土壤污染是指人類活動所產生的污染物從而使土壤的性質、組成及性狀等發生變化,導致污染物質在土壤中的積累,破壞了土壤的自然生態平衡,使土壤的自然功能失調、土壤質量發生惡化的現象。
1.1 我國土壤污染的現狀
我國目前土壤污染主要表現在土壤污染程度加劇、污染類型復雜多樣以及對土壤污染認識和重視不夠,資金投入不足,防治土壤污染的法律依據及有關土壤環境評價標準體系不完善,防治土壤污染的措施缺乏有效性和針對性等。
1.2 土壤污染的危害
土壤污染與水污染、大氣污染有極大的不同,具備隱蔽性、滯后性、累積性、不可逆轉性和難治理性等特點,土壤一旦受到污染,則需要很長的治理周期和較高的投資成本,造成的危害也比其他污染更難消除,因此其造成的危害也大,主要表現在以下方面。
1.2.1 土壤污染導致嚴重的直接經濟損失 土壤污染后,有機、無機毒物在土壤中過多滯留,改變了土壤的理化性質,土壤鹽堿化、板結,破壞土壤生態平衡,直接影響土壤生態系統的結構和功能,造成嚴重的無法估量的經濟損失,僅以土壤重金屬污染為例,全國每年因重金屬污染而造成的經濟損失達就達200億元。
1.2.2 土壤污染導致生物品質不斷下降 因農田施用化肥,大多數城市近郊土壤都受到不同程度的污染。許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、砷、鉻、鉛等重金屬含量超標或接近臨界值。有些地區污灌已經使得蔬菜的味道變差,易爛,甚至出現難聞的異味;農產品的儲藏品質和加工品質也不能滿足深加工的要求。
1.2.3 土壤污染危害人體健康 土壤污染后一方面造成有害物質在農作物中積累,并通過食物鏈進入人體,引發各種疾病;另一方面,污染土壤中的病原微生物也有可能通過各種途徑進入人體,引起人的疾病,最終危害人體健康。
1.2.4 土壤污染導致其他環境問題 土地受到污染后,含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中,導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態系統退化等其他次生生態環境問題。
1.2.5 土壤污染導致其他環境問題 土地受到污染后,含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中,導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態系統退化等其他次生生態環境問題。
2 污染土壤微生物修復技術的原理
微生物對污染土壤中污染物的降解與轉化是污染土壤微生物修復的基礎。污染土壤微生物修復技術的原理就是采用一定的工程技術,篩選能高效降解污染物的優良微生物菌種,人為創造有利于優良降解微生物生長的環境條件,結合工程技術,促進微生物對污染土壤中的污染物的降解與轉化,使污染土壤恢復到污染前的水平,根據污染土壤類型的不同,主要介紹重金屬污染土壤和有機污染土壤的微生物修復原理。
2.1 重金屬污染土壤
重金屬污染土壤的微生物修復原理主要是通過微生物對土壤中重金屬的固定、移動或生物轉化,改變重金屬在土壤中的環境化學行為,從而達到生物修復的目的,主要包括生物富集和生物轉化。在重金屬污染土壤中,本身存在或人為加入一些對有毒重金屬離子具有抗性的特殊微生物類群,這些特殊微生物類群能夠把重金屬進行生物轉化,其主要轉化機制包括微生物對重金屬的生物氧化、還原、甲基化、重金屬的溶解和有機絡合,從而改變其毒性,使重金屬污染土壤得到修復。
2.2 有機污染土壤的微生物修復原理
有機污染土壤的微生物修復原理主要是大部分有機污染物可以被微生物胞外或胞內降解、轉化,降低其毒性或使其完全無害化。微生物對有機物的胞外降解主要是微生物能夠分泌降解有機污染物的胞外酶;微生物胞內降解主要是污染物能通過主動運輸、被動擴散、促進擴散、基團轉位及胞飲作用等進入微生物細胞內后,由微生物細胞分泌胞內酶降解。降解作用主要有氧化作用、還原作用、基團轉移作用、水解作用以及酯化、縮合、氨化、乙酰化、雙鍵斷裂及鹵原子移動等類型。
3 污染土壤微生物修復技術的影響因素分析
污染土壤微生物修復過程實質上是微生物對污染物的降解與轉化過程。因此,在選擇利用和實施污染土壤微生物修復技術時,一定要考慮其影響因素,以保證微生物修復的效果。主要包括以下六個方面。
3.1 微生物的種類和性質
污染土壤微生物修復技術中,對修復起核心作用的是微生物。選擇優良的微生物菌種,是污染土壤微生物修復取得良好效果的前提。用作污染土壤微生物修復的微生物有土著微生物,外來微生物,基因工程菌(GEM)三大類。土著微生物存在生長慢,代謝活性不高,但適應快,目前在大多數微生物修復工程中實際應用的都是土著微生物;外來微生物是指為了提高污染物的降解速率,人為接種的一些降解污染物的高效菌,采用外來微生物接種是會受到土著微生物的競爭,因此要加大接種量;菌因工程菌是采用遺傳工程手段將多種降解基因轉入同一微生物中,從而獲得更廣譜的降解能力,但基因工程菌的實際應用在美、日等國,受立法控制。因此,污染土壤微生物修復技術中微生物的選擇,對修復效果起關鍵作用。
3.2 微生物營養鹽
污染土壤微生物修復過程中,為使污染物達到完全降解或是降解更充分,必需供給處理微生物合理的營養。因為在污染土壤中,污染物過量積累,可能品種單一,營養元素嚴重失衡,因此,在處理過程中,一定要添加營養鹽。營養鹽的添加,一定要通過可行性實驗確定。
3.3 溶解氧
土壤具有團粒結構,是氣、固、液三相體系。污染土壤因污染物種類和數量不同,溶氧也有差別。良好土壤溶氧在5mg/L左右,污染土壤由于污染物而變低。為保證污染土壤微生物修復過程中微生物的生長和對污染物的充分降解及有效轉化,一定要保證氧的供給。在工程實際中,常采用鼓風機向地下鼓風以補充污染土壤中的氧。
3.4 共代謝基質
微生物對環境中污染物質之所以有強大的降解與轉化能力,除了因為它本身個體小,比表面積大,種類多,分布廣,適應力強,代謝類型多樣,代謝速率快外,還有一個重要的特點,就是微生物具有共代謝作用。在污染土壤中添加化學結構與污染物類似的共代謝基質,一方面,可以富集共代謝微生物;另一方面共代謝基質能促使微生物對難降解污染物的分解。因此共代謝基質的種類和數量是影響污染土壤微生物修復技術效果的一個很重要因素。
3.5 污染土壤的特性
污染土壤的特性影響修復過程中污染物和微生物的相對活性,最終影響修復速度和程度。土壤可分為氣體、水分、無機固體和有機固體四個組分,有機固體能吸附阻留有機污染物,降低其在土壤中的運動性,同時這種固定化分延長微生物對有機污染物的降解與轉化。
3.6 污染物的物理、化學性質
污染土壤中污染物的物理化學性質也是影響污染土壤微生物修復技術的一個重要因素。主要包括淋失與吸附、揮發、生物降解和化學反應四個方面的性質。了解污染土壤污染物的性質是判斷能否采用微生物修復以及采取相應的對策,強化微生物修復過程。
3.7 微生物的環境因子
影響污染土壤微生物修復的因素除了以上因素外,微生物生長的環境因子如溫度、pH、水分等,也是影響污染土壤微生物修復技術效果的重要的環境因素。
4 污染土壤微生物修復技術的應用前景
污染土壤微生物修復技術具有耗資少,處理效果好等優點,引起許多國家的重視,我國也成立了專門的機構,旨在研究和推動污染土壤的修復工作。通過研究人員的努力,污染土壤微生物修復技術已走出實驗室,并在許多受有毒有害有機污染物污染的土壤修復計劃中得到應用,一些工程技術如原位處理、生物通風、挖掘堆置處理、反應器處理等已經比較成熟,隨著土壤污染問題的日益嚴峻,隨著國家對環保的日趨重視,隨著國民環保意識的增強,污染土壤微生物修復技術必將展現更廣的應用前景。
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