基于工程認(rèn)證的《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課教學(xué)改革研究

任飛

【摘 要】工程教育認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向，通過(guò)持續(xù)改進(jìn)提高培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量。本文結(jié)合工程教育認(rèn)證的要求與新時(shí)代下食品科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案，對(duì)食品專業(yè)《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行改革，以提高教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】工程教育認(rèn)證；微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)： Q93-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）01-0064-002

【Abstract】The core idea of engineering education certification is to improve the quality of students through continuous improvement.In this paper， combined with the requirement of engineering education accreditation and food science and engineering under the new era of training plan， to food professional journal of microbiology experiment course teaching content and teaching method reform， in order to improve the teaching effect.

【Key words】Engineering education certification； Microbiological experiments； The teaching reform

0 前言

2016年6月2日，我國(guó)在國(guó)際工程聯(lián)盟年會(huì)上成為《華盛頓協(xié)議》的第18個(gè)正式成員，這表明我國(guó)工程教育的質(zhì)量得到了國(guó)際社會(huì)的認(rèn)可，同時(shí)也表明我國(guó)已經(jīng)正式采用國(guó)際工程教育人才培養(yǎng)的評(píng)價(jià)體系[1]。工程教育認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向，通過(guò)持續(xù)改進(jìn)提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。深入領(lǐng)會(huì)工程教育認(rèn)證、推進(jìn)工程教育改革，可以促進(jìn)我國(guó)工程教育的國(guó)際互認(rèn)、提升工程技術(shù)人才的教育質(zhì)量和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義[2]。

1 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容包括：培養(yǎng)基的制備和滅菌、微生物的形態(tài)觀察、分離培養(yǎng)、生理生化、誘變育種等。這些內(nèi)容跨度大、關(guān)系松散。如果按照傳統(tǒng)的順序采用獨(dú)立的小實(shí)驗(yàn)一個(gè)個(gè)進(jìn)行，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都成了比較簡(jiǎn)單、枯燥的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[3]。由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的，學(xué)生覺(jué)得做實(shí)驗(yàn)只是一種形式，傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中處于被動(dòng)狀態(tài)。

針對(duì)以上問(wèn)題，面向工程認(rèn)證，我們將所有的實(shí)驗(yàn)連貫成一個(gè)有機(jī)的大實(shí)驗(yàn)，這個(gè)大實(shí)驗(yàn)需要覆蓋普通微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生必須掌握的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，特別要突出微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)自身的基本技術(shù)：無(wú)菌操作技術(shù)、分離純化微生物、微生物的制片染色和形態(tài)觀察、微生物的培養(yǎng)技術(shù)等。

2 改革教學(xué)內(nèi)容

將《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)內(nèi)容分成緊密聯(lián)系的幾個(gè)部分：培養(yǎng)基的制備和滅菌、環(huán)境中微生物的檢測(cè)；微生物的分離純化（分離根霉菌、乳酸菌）；酸奶與甜酒釀的制作；微生物的形態(tài)觀察；樣品細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定；食品中大腸菌群的檢測(cè)。

2.1 培養(yǎng)基的制備與滅菌、環(huán)境中微生物的檢測(cè)

培養(yǎng)基的制備： 培養(yǎng)基是人工配制的適合于不同微生物生長(zhǎng)繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。它是微生物接種、分離培養(yǎng)的基礎(chǔ)。培養(yǎng)基的配制原則：適宜的營(yíng)養(yǎng)成分、適宜的pH值、適宜的滲透壓和適宜的物理狀態(tài)。培養(yǎng)基的制備過(guò)程：查配方、稱量藥品、加熱溶解、調(diào)pH值、分裝、包扎、滅菌、倒平板或擺斜面、無(wú)菌檢查。掌握制備培養(yǎng)基的方法和操作注意事項(xiàng)。

用電爐加熱培養(yǎng)基時(shí)，必須注意用電安全，以防觸電。滅菌鍋必須有高壓設(shè)備的警示牌，定期進(jìn)行檢測(cè)，在操作過(guò)程中滅菌完成后，要等壓力表的指針降到0，才能打開(kāi)滅菌鍋。如果不是全自動(dòng)高壓蒸汽滅菌器，需要在打開(kāi)鍋蓋前開(kāi)啟排氣閥，以防壓力表不準(zhǔn)確，雖然壓力表指示為0，但內(nèi)部壓力高于0，打開(kāi)鍋蓋會(huì)對(duì)操作人員造成傷害。

環(huán)境中微生物的檢測(cè)：用無(wú)菌平板檢測(cè)①空氣、②超凈工作臺(tái)內(nèi)空氣、③洗手前、④洗手后的微生物，做好標(biāo)記，同時(shí)做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。然后在合適的溫度下培養(yǎng)一定的時(shí)間，觀察平板上有無(wú)菌落出現(xiàn)。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)樹(shù)立“有菌觀念、進(jìn)行無(wú)菌操作”。

2.2 微生物的分離與純化

微生物分離純化的目的是從各種樣品來(lái)源混雜的微生物群體中獲得純種微生物即在一定的條件下培養(yǎng)、繁殖得到只有一種微生物的培養(yǎng)物（也稱純培養(yǎng)物）。將待分離的樣品進(jìn)行一定的稀釋，使得每一個(gè)微生物細(xì)胞盡量能夠單獨(dú)分散存在，通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒▽⒛撤N微生物挑選出來(lái)，然后進(jìn)行純化。常用菌種分離純化的方法有稀釋倒平板法、稀釋涂布平板法、平板劃線分離法等。稀釋分離法獲得單菌落之后還需要進(jìn)一步采用平板劃線法進(jìn)行純化。實(shí)驗(yàn)過(guò)程要注意注意無(wú)菌操作。

實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程：（1）培養(yǎng)基的制備和滅菌、無(wú)菌生理鹽水的制備；（2）移液管（或槍頭）、取樣紙袋、燒杯等的包扎和滅菌；（3）取樣及樣品的稀釋；（4）分離微生物；（5）微生物的培養(yǎng)；（6）微生物的計(jì)數(shù)及純化；（7）菌種保藏。

分離甜酒曲中的根霉菌、分離酸奶中的乳酸菌、分離水果表面的酵母菌、分離土壤中的枯草芽孢桿菌等。分離土壤中的枯草芽孢桿菌需將土壤樣品加熱（100 ℃）處理10 min，以殺滅不耐熱的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。

2.3 微生物的應(yīng)用：酸奶及甜酒釀的制作

乳酸菌指發(fā)酵糖類(lèi)主要產(chǎn)物為乳酸的一類(lèi)無(wú)芽孢、革蘭氏染色陽(yáng)性細(xì)菌的總稱。凡是能從葡萄糖或乳糖的發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌統(tǒng)稱為乳酸菌。

學(xué)會(huì)乳酸發(fā)酵測(cè)定和制作乳酸菌飲料的方法，了解乳酸菌的生長(zhǎng)特性；掌握培養(yǎng)基的配制方法和原理以及一些實(shí)驗(yàn)儀器的使用；？鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，提高專業(yè)技能；將理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)實(shí)踐能力，為以后工作崗位打基礎(chǔ)。

制作方法：（1）為了讓學(xué)生有工程的概念，在一個(gè)3L的燒杯中制作酸奶，燒杯用沸水煮10 min，然后加入經(jīng)過(guò)巴氏滅菌的牛奶（滅菌前加入5 %的蔗糖，攪勻）2.5L，冷至40-42 ℃，接種5-10 %含乳酸菌的市售酸奶；（2）用保鮮膜封好，輕輕搖勻。（3）放置于42℃的培養(yǎng)箱中，需要4-6h即可（夏天常溫下12-16h），凝固成豆腐腦狀即成。

注意事項(xiàng)：菌種質(zhì)量是關(guān)鍵，注意環(huán)境和操作臺(tái)的清潔衛(wèi)生最好在超凈工作臺(tái)內(nèi)進(jìn)行。

2.4 微生物的形態(tài)觀察

用光學(xué)顯微鏡觀察根霉菌、酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌的形態(tài)，對(duì)細(xì)菌進(jìn)行簡(jiǎn)單染色和革蘭氏染色，掌握油鏡的使用方法，從菌落形態(tài)上區(qū)分細(xì)菌、酵母菌、霉菌、放線菌。

2.5 樣品細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定

菌落總數(shù)測(cè)定是用來(lái)判定食品被細(xì)菌污染的程度及衛(wèi)生質(zhì)量，它反映食品在生產(chǎn)過(guò)程中是否符合衛(wèi)生要求，以便對(duì)被檢樣品做出適當(dāng)?shù)男l(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià)。菌落總數(shù)的多少在一定程度上標(biāo)志著食品衛(wèi)生質(zhì)量的優(yōu)劣。

菌落總數(shù)的測(cè)定，一般將被檢樣品制成幾個(gè)不同的10倍遞增稀釋液，然后從每個(gè)稀釋液中分別取出1mL置于滅菌的平皿中與營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基混合，在一定溫度下（37℃），培養(yǎng)一定時(shí)間后（一般為48h），記錄每個(gè)平皿中形成的菌落數(shù)量，依據(jù)稀釋倍數(shù)，計(jì)算出每克（或每ml）原始樣品中所含細(xì)菌菌落總數(shù)。

實(shí)驗(yàn)操作：（1）樣品的稀釋；（2）傾注平皿；（3）培養(yǎng)48h；（4）計(jì)數(shù)報(bào)告。樣品為自制酸奶、自制甜酒釀、自來(lái)水、湖水。

2.6 樣品中大腸菌群的測(cè)定

大腸菌群并非細(xì)菌學(xué)分類(lèi)命名，而是衛(wèi)生細(xì)菌領(lǐng)域的用語(yǔ)，其定義為：需氧及兼性厭氧、在37℃能分解乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的革蘭氏陰性無(wú)芽胞桿菌。

檢測(cè)大腸菌群的操作步驟：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用三步法，即：乳糖發(fā)酵試驗(yàn)、分離培養(yǎng)和證實(shí)試驗(yàn)。

（1）初發(fā)酵試驗(yàn)：樣品稀釋后，選擇三個(gè)稀釋度，每個(gè)稀釋度接種三管乳糖膽鹽發(fā)酵管。36±1℃培養(yǎng)24±2h，觀察是否產(chǎn)氣。（2）指示性培養(yǎng)基上分離培養(yǎng)：將產(chǎn)氣發(fā)酵管培養(yǎng)物轉(zhuǎn)種于伊紅美藍(lán)瓊脂平板上，36 ±1℃培養(yǎng)18-24h，觀察菌落形態(tài)。（3）復(fù)發(fā)酵試驗(yàn)：挑取平板上的可疑菌落，進(jìn)行革蘭氏染色觀察。同時(shí)接種鏡檢為革蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌的可疑菌落于乳糖發(fā)酵管36±1℃培養(yǎng)24±2h，觀察產(chǎn)氣情況。（4）報(bào)告結(jié)果：根據(jù)證實(shí)為大腸桿菌陽(yáng)性的管數(shù)，查MPN表，報(bào)告每100ml（g）樣品中大腸菌群的MPN值。

大腸菌群的檢測(cè)本質(zhì)上是對(duì)所測(cè)樣品中的大腸菌群進(jìn)行分離、純化，得到大腸菌群的單菌落，再進(jìn)行鏡檢、復(fù)發(fā)酵。注意事項(xiàng)：培養(yǎng)基的制備；器皿的包扎和滅菌；無(wú)菌生理鹽水的制備；樣品稀釋度的確定；抑菌劑—膽鹽的主要作用是抑制其它雜菌，別是革蘭氏陽(yáng)性菌的生長(zhǎng)；MPN檢索表的正確查閱。不同的小組選用不同的樣品：酸奶、甜酒釀、自來(lái)水（接種量10支試管，每支加水樣10ml，2個(gè)錐形瓶，每個(gè)加水樣100ml）、湖水等，將所測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較。

3 結(jié)束語(yǔ)

工程教育認(rèn)證的目標(biāo)全體學(xué)生都需要達(dá)到。通過(guò)對(duì)《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)內(nèi)容融入緊密聯(lián)系的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，探索以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的課程教學(xué)新模式，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，注重安全操作規(guī)程、對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為解決復(fù)雜工程問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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