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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇生物检测技术论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
(1)可以将物种之间的界限打破。在传统观念中,遗传育种过程中如物种亲缘关系较远,进行杂交成功的可能很小。更无法做到动物与植物之间的结合、细菌与动物之间的结合。但基因工程可以将这些都变为现实,可以打破的障碍;
(2)可以遵循人的意志、目的对生物遗传特性进行定向改造,甚至进行新物种的创造,改变整个生态环境,影响到人类的进化过程;
(3)这种技术可以在遗传物质核酸上直接进行操作,进而新生物类型创造的速度也越来越快。因为现代生物技术的特点,已经成为世界各国专家研究的焦点问题。近年来,这项技术在环境监测中已经取得了不错的成绩。本文主要对环境监测中现代生物技术的生物芯片、生物传感两种技术进行了分析与探究。
2 环境监测中生物芯片技术的应用
目前生物芯片已经可以对公共饮用水内的微生物改变进行实时监测,RhodeIsland大学研发出可以对水中的沙门氏菌与大肠杆菌进行瞬时监测的一种生物芯片技术。细菌检测与鉴定系统的建立可以通过DNA芯片进行,这种方式可以对细菌的种类、浓度进行及时监测,并通过将大量的寡核苷酸探针增添到芯片上可以增强本系统的精准度、扩展其检测范围及提高其鉴定能力。
3 环境监测中生物传感技术的应用
在环境监测中生物传感技术也要进行大气内二氧化碳、二氧化硫等含量与浓度进行分析。点位传感器的制作可通过自养微生物与氧电极进行有效制作,起到多种离子、与挥发性酸的抗干扰作用,并对大气环境内二氧化碳含量进行不间断自动在线分析,这种技术具有较高的灵敏度。安培型生物传感器的制作主要硫杆菌属与氧电极进行有效制作,这种设备可以进行酸雨酸雾样品内二氧化硫含量的检测,微生物传感器主要通过多孔气体渗透膜、固定化硝化细菌及氧电极合成,可以对样品内亚硝酸钠含量进行测定。
中图分类号:X321 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0358-01
自进入二十一世纪以后,人类社会得到了突飞猛进的发展,无论是工业发展速度、社会经济发展速度还是人口增长速度,都给生态环境带来巨大的压力,环境污染与能源问题已经影响到人类社会的生存与发展,环境问题已经成为关系整个人类社会可持续发展的重要问题。面对严峻的环境问题,全球各国都加强了环境污染监测与治理方面的工作,微生物对环境污染或环境变化极为敏感,利用微生物检测技术对微生物进行检测,能有效的通过微生物信息掌握环境状况,从生物学角度监测和评估环境质量,并且还能反映出环境污染的历史情况,能有效弥补物理、化学检测的不足,在环境监测中有着得天独厚的优势。?
一、我国环境技术的发展概况
我国环境技术的发展始于20世纪70年代初,自“六五”期间国家将环保科技列入国家科技计划以来,环境技术得到了稳定且逐步加强的支持渠道。30多年来,国家各级科技计划中均在环境保护中一些迫切需要解决的关键技术(如环保基础研究、技术开发等)方面开展了跨学科、跨部门的联合攻关,已取得了丰硕的成果,并为产业化奠定了坚实的基础。
二、环境检测技术目前存在的问题
1.我国现行环境监测分析方法的问题
检测参数已基本齐全,但仍存在一定的缺口。有些标准中的检测参数仍不能涵盖其中,或是参数的检出限不能满足标准要求,需要进行一些新项目、新方法的开发。国内现行有效的国家标准等涵盖面仍不够广,更新也不够及时,导致日常工农业生产中易造成环境污染的部分项目参数未受监控,特别在发生应急事故时,如有机氯农药和有机磷农药。即实验室所检测的目标化合物与市场使用的产品发生脱节现象,需要及时了解实际情况进行补充。?
环境空气监测主要监测项目仍为延续多年的常规监测项目,用于霾污染、臭氧光化学污染特征及生成机制、空气污染的人体健康和生态效应的跟踪评估和控制研究等监测项目尚为空白。
噪声监测技术和规范尚需不断完善随着城市建设的高速发展,一些过去不被重视的噪声和振动源逐渐显现,如飞机噪声、轨道噪声和振动等,市民中比例比较高的居民小区固定设施、空调噪声、振动扰民等,都需要有相应的监测技术与管理要求相配套。目前,噪声投诉已跃居各类环境污染投诉的首位。面对这种严峻的声环境污染,传统的人工监测、手持仪器监测显然无法满足声环境监测自动化、网络化、智能化的要求。
尚未建立突发环境事件应急监测分析方法标准体系。我国2006年颁布《国家突发环境事件应急预案》,2010年颁布《突发环境事件应急监测技术规范》。目前,我国的应急监测技术还没有形成一套完整的体系,已有的监测方法标准大多不适合突发污染事故的现场快速、动态测定,且分析成本较高。发达国家应急监测仪器体积小、重量轻、分析速度快、操作简便、种类繁多,有些仪器的性能指标接近或达到实验室仪器的水平,而能源和溶剂的消耗却大大减少等特点,相比之下我国环境应急仪器、设备还有一定差距,而且应急仪器方法多为非标方法,许多监测数据只能作定性或半定量使用。事故应急的简易、快速现场测定方法应与相应的现行标准方法进行比对,立正尽快提升为标准方法。
2.我国现行环境监测技术体系构建的问题
1)对环境监测技术体系建设缺乏完整的构想和统一的规划,一直没有系统地分析各环境要素监测技术的发展走向。
(2)环境监测基础技术结合实际工作需要研究得不深、不透,实际监测工作中存在的技术难点没能及时解决,个别解决了的,也没能及时总结成技术规范(规定)。
(3)对环境监测发展规律研究不够,前瞻性、方向性的监测技术把握不准,环境监测新理论、新技术研究不深入。随着社会经济的发展,人口、资源、环境问题的日益严峻,单纯从理化、生物指标监测来了解环境质量已经不能满足要求,综合各要素的生态监测是环境监测发展的必然趋势。生态监测本身仍然是处于发展中的新监测技术和方向,很多地方仍需完善。
三、环境检测技术在生态可持续发展中的重要作用
环境检测技术可以对水源污染、水土流失、物种多样性等生态环境问题进行检测和监控,通过对数据的及时采集和分析,对当前的生态环境问题有所正确的了解,从而能够根据这些数据进行分析制定相应的措施和政策,以达到环境保护的目的,促进生态的可持续发展。
1.环境检测技术的构建
环境检测技术的构建首先要注重环境检测观念的改变,政府及相关部门在加大环境检测技术的硬件投入时,还要注重培养环境检测人员的技术能力,为环境监督执法提供基础保证,建立对现代企业环境保护工作、污染治理的技术支持机构,加大对现代企业污染排放的监督,从而减少污染源的排放。同时构建环境检测技术的预警体系,促进环境检测技术体系的完善。另外,要形成以现代信息自动化检测技术为中心的环境检测技术体系。信息自动化检测,不仅能够提高环境检测的工作效率,而且能够实现环境实时在线的监测,促进监测工作质量的提高。最后,要以环境检测技术体系构成要件强化为基础,实现环境检测技术体系的完善与建立。加快环境检测技术体系相关法律的完善,以法律规范实现对环境监测工作的规范与指导。
2.环境检测技术在不同生态问题中的应用
环境检测技术的应用可以对不同的生态问题进行监控,从而提出及时有效的解决办法。比如,污染问题。大气污染、噪声污染、水源污染等问题都属于环境污染问题。这些问题不仅对环境造成了一定的破坏,同时危害了资源的利用,阻碍了社会的发展。环境检测技术可以通过在不同的污染点进行检测,及时发现污染源头,控制污染排放。同时环境检测技术的应用,有效的对企业和个人的污染排放进行制约,减少了污染排放,环境污染问题自然的到改善,这就实现了环境、资源与人口之间的协调,有利于生态的可持续发展。
再比如,在水土流失问题中的应用。对水土流失问题的分析需要长时间的数据采集,环境检测技术的应用可以很好的满足这一要求。环境检测技术可以对水土流失问题进行数据采集,通过不同年份、不同季节的水土流失情况,环境检测人员可以从中发现规律,制定改善水土流失的方法。
结束语
我国环境技术的发展始于20世纪70年代初,自“六五”期间国家将环保科技列入国家科技计划以来,环境技术得到了稳定且逐步加强的支持渠道。30多年来,国家各级科技计划中均在环境保护中一些迫切需要解决的关键技术方面开展了跨学科、跨部门的联合攻关,已取得了丰硕的成果,并为产业化奠定了坚实的基础。
参考文献
[1] 余财金.论环境监测技术体系的构建【期刊论文】华章-2012.
1特色方向课程群结构
湖南农业大学农产品安全与检测技术课程群的设置是基于安全工程本科专业培养计划,在保证公共基础课、专业基础课的前提下,根据学校实际情况开设体现学科优势和行业背景的特色课程群。该课程群的建设从理论到实践、从书本到科学前沿,比较完整地提供了一条特有的深入学习和掌握农产品安全与检测技术技能的平台[4-6]。农产品安全与检测技术课程群依次由理论课程、实验课程、实习课程和业余科研四部分组成。其中,理论课程包含专业必修课“农产品安全与检测技术”和专业选修课“农业安全生产与管理”,作为农业大国,在掌握农产品安全与检测技术的同时,学生获得我国农业安全生产现状及生产管理手段的知识信息是十分必要的,而“农产品安全生产与管理”正是针对我国农业发展现状为学生开设的一门辅助课程;实验课程为专业必修课“农产品安全与检测技术综合实验”;实习课程由农产品安全与检测技术综合实验、生产实习、毕业综合实习组成;业余科研包含学生独立自主申请科创实验项目和学生依托教师科研项目两大部分。
2实践技术
从由浅入深、理论到实践的技术角度分析,农产品安全与检测技术课程群以农产品安全与检测技术理论为基础设置不同深度的实践课程,针对不同层次,采用不同的实验技术方法教学。实践课程分为实验课程、实习课程和业余科研3个层次。1)实验课程为60学时的农产品安全与检测技术综合实验,第5学期开课,实验内容分成基本实验操作训练、农产品仪器分析检测技术、微生物检测基础技术3个单元,设置了滴定法操作、样品前处理、紫外/可见分光光度法、气相/液相色谱法、原子吸收分光光度法、凯氏定氮法、微生物菌落测定在内的13个实验内容[7],训练学生针对农产品安全检测技术的基本技能,培养学生的动手能力[8-9]。2)实习课程是1周的教学实习、3周的生产实习和12周的毕业实习,依次为第5、7、8学期开课。教学实习围绕农业与农产品安全检测的相关教学内容,实地参观农产品生产基地、农产品输送基地、农产品质量监测中心等机构,让学生熟悉生产实践流程。生产实习是安排学生到相关部门的工作岗位实习3周,进一步学习和锻炼学生的实践能力,培养学生实践技能。毕业实习则是要求学生进入到实习机构,在实习指导老师的指导下,围绕选题和开展12周的实验,通过实践完成毕业论文。3)业余科研分为自主性创新性实验项目和依托性教师科研项目。与其他实践课程不同,业余科研主要以希望进一步提升自身科研能力的学生为对象,不单独设置课程时间,要求学生利用课余时间,自主选择指导老师和课题方向。自主性创新实验项目要求学生从课题选择、项目申请书撰写、申报立项、中期答辩、项目结题全程独立完成,极大地锻炼了学生的科研思维和科研能力。依托性教师科研项目,则是学生与指导老师双向选择,择优参与到教师的科研项目中,并承担一定量的科研任务。通过3个层次的锻炼,学生从常规农产品安全与检测技术基础和经典检测技术实验,到生产实践单位参观、实习,再到独立自主或参与性的完成相关项目,在农产品安全检测技术方面的知识、技能、见解和实践等方面都能得到极大的提升,有利于学生在毕业后更好、更快地融入工作和后期科研深造中。
3教学手段
为了实现农产品安全与检测技术课程群的教学效果,建设“理论课—实验课—企事业单位参观、考察—科研项目”的完整过程和有深度的课程群,在教学过程中老师会针对不同过程采取不同的教学手段[10-12]。理论课以教师主讲和学生单元讨论的形式教学,闭卷考核。实验课内容丰富,以计量认证标准教学,针对农产品样品前处理、农药残留、重金属污染、真菌毒素、固有有害成分等方面开设对应的检测方法、手段和技术,以12个小组实验+1个独立考核实验的形式教学,小组实验要求将学生分成2人一组的固定小组,协作完成前12个内容的实验,独立实验要求学生在规定的课程时间内单独完成1个实验,在此过程中考核学生的独立思考和动手能力,实验课总成绩由小组实验占60%和独立实验占40%组成。企事业单位参观、考察,是在学生掌握了一定的理论基础知识和实验技能之后,进入农产品生产基地、运输基地、省/市级地方农产品检测部门机构进行短期的实地作业参观和考察的教学手段,将理论课堂融入社会生产中,赋予学生对于农产品安全检测技术更深层次的理解。这种教学模式以现场答疑和撰写实习报告的形式进行考查。科研项目包含学生自主立项和参与教师团队项目,分别由立项部门和指导教师单独对参与学生进行开题、中期汇报、结题等形式的考核及反馈。
4农产品安全动态
前言
近几年来我国食品安全问题不断出现,从而引起了人民对食品安全的极大关注。尽管我国已经出台了新的食品安全法,但是就我国食品安全的现状来看,人民对新的食品安全的认知还是远远不够的,如消费者对食品营养卫生知识的贫乏,生产者为追求利益,不惜违反食品安全法,食品安全监管力度不够和分析检测技术的水平低等导致了一些食品安全事件的发生。
1、食品安全的概论
1.1食品安全的认知
国际食品卫生法典委员会(CAC)对食品安全的定义是:消费者在摄入食品时,食品中不含有害物质,不存在引起急性中毒、不良反应或潜在疾病的危险性。在我国,食品安全一般理解为食品(食物)的生产、加工、包装、储藏、运输、销售和消费等活动中符合强制性标准和要求,不存在可能危害人体健康的有毒有害物质以导致消费者病亡或者危及消费者后代的隐患。食品应当无毒、无害,符合人体必需的营养要求,具有相应的色、香、味、形等感官性状。
2、我国食品安全现状
2.1我国食品安全现状形成的原因
人们对食品营养卫生知识不够重视,我国人民日常的饮食安排,存在着一些缺陷。同时一些不法分子为了得到更大的利益,滥用食品添加剂、化学成分,使用劣质原料。这些并不是因为科技落后,而是因为部分生产者素质较低,卫生意识淡薄,经不住利益的诱惑,在生产食品的过程中不能严格按照生产规章制度来执行等,都极易造成食品污染和中毒事件的发生。
3、食品分析检测技术
3.1微波消解(辅助萃取)技术在食品分析中的应用
怎样准确测定食品样品中的微量或痕量元素呢?关键是样品的前处理,因样品的前处理直接影响分析结果的精密度和准确度。
微波消解法,它结合了高温消解和微波快速加热两面性能。此方法具有加热速度快且均匀,无滞后效应,消解时间短只需几分钟至几十分钟,溶剂用量少且没有蒸发损失,一般只需5-10ml,避免有害气体排放,样品采用密闭消解有效地减少了易挥发元素的损失等优点。
3.2食品分析中常用的检测技术
3.2.1近红外光谱在食品分析中的应用
近红外光是指介于可见光和中红外光之间的电磁波,波长范围是700-2500nm,一般有机物在该区的近红外光谱吸收主要是含氢基团(OH,CH,NH,SH,PH)等的倍频和合频吸收[7]。近红外光谱常用的测量技术有透射法、漫反射法和反射透射法,近红外光线可以穿透许多透明材料,因此,无需打开玻璃瓶盖,可以直接对玻璃瓶内的物品进行测量,极适合于生产过程和恶劣环境下的样品分析等等。
3.2.2生物酶法和免疫分析技术在食品分析中的应用
生物酶不仅在食品发酵工业中应用广泛,而且还在食品检测技术中有着一定的作用。如在国际果汁市场中,苹果汁是仅次于橙汁的第二大果汁产品,苹果汁中添加苹果酸是比较常见的掺假象。免疫分析主要是利用抗体能够与相应抗原及半抗原发生自发的、高选择性的特异性结合这一性质,通过将特定抗体(或抗原)作为选择性试剂来对相应待测抗原(或抗体)进行分析测定的方法。
4、结论
就我国食品安全的现状来看,食品安全存在着如下问题:消费者对食品营养卫生知识的认识不够;生产者对《中华人民共和食品安全法》不够重视;监管体系的不完善;检测技术水平落后等。
基于这个问题监管部门采用一些新的检测技术是必要的,如近红外光谱、原子荧光、免疫分析技术等在食品分析中的应用。新的检测技术缩短了分析时间、提高了分析的灵敏度、实现了在线分析、定性和定量分析、多种组分同时进行分析等优点。
参考文献:
[1]高阳,杨薇,王佳江等.我国食品安全现状——问题及对策.中国食物与营养,2009(1):15-16
[2]陈亚成,赵德明.中国食品安全现状及其监控体系的建立.《现代农业科技》,2009(9):281-283
[3]中华人民共和国食品安全法.畜牧兽医科技信息,2009(11):14-16
[4]蔡支农,郑丰杰.浅析我国食品安全现状及其对策,科技创业月刊,2006(9):88-89
[5]郑丰杰.我国食品安全现状及其对策.黄冈师范学院学报,2006(l2),26(6):73-75
[6]蒋士强,陈万金.食品安全保障体系建设与分析测试技术.现代科学仪器,2003(1):4-7
[7]王多加,周向阳,金同铭等.近红外光谱检测技术在农业和食品分析上的应用.光谱学与光谱分析Spectroscopy and Spectral Analysis,2004(4),24(4):447-450
前言
食品是人类生存发展的根本,食品的安全关系甚大。对于食品的解释就是把食品按照其用途和特性进行制作保证食用不会损害到食用者的健康。但是现在食品安全已经成为人们的隐患了,越来越多的不健康食品在侵害人们的身体健康。
食品检测技术在人民生活中应用的范围越来越广泛,而且也是现状科技研究中的热点。食品检测技术既包括食品材料的检测也有各种食品添加剂的检测。食品的种类非常的多,这也为食品安全检测提高了难度。
一、关于食品安全检测技术的研究现状
1.检测食品的设备不够先进,不能够完全满足食品检测的需求
食品的复杂多样性对于食品的安全检测室个难题,而食品安全检测设备需要有更高的技术才可以。也是因为资金的问题,不能对检测食品安全的设备做到经常更新,这就导致了在检测食品安全上的不到位,在经济与技术都飞速发展的时代,既为人民生活带来了便利,也留下了许多弊端,在利益的驱使下,一些不法食品商违背国家关于食品的规定而制造不健康食品,最常见的方式就是加入不被法律所允许的食品调味剂,一些调味剂的成分需要先进的设备才能够检测出来。而检测设备的落后造成无法有效的检测出食品中的不健康成分,这也是我国食品安全检测方面的主要弊端。
2.食品安全检测技术不够全面
现在的科学技术发展的很快,虽然对于食品安全的检测有很大程度的提高,但是一些不法食品商也利用先进技术来制造不健康的食品,这就需要检测技术比造假技术更高一筹才可以。我国的食品安全检测机构在检测食品安全上使用的技术还比较落后,在自身落后的情况下没有及时的从外引进先进技术,专业导致我国的食品安全检测方面比较薄弱。虽然食品检测室现在社会普遍关注的热点,但是国家还不是足够重视,对于技术没有积极引进。现在的检测技术只能进行简单的食品检测,对于需要新技术;才能检测出来不健康成分的食品很难检测出食品的危害性。现在的食品现状令人堪忧,国民的食品健康没有保障。
2.对于检测技术掌握的不熟练,用法不正确
专业人士的缺少是我国现在企业机构普遍面临的现状,而在食品安全检测上因为专业人员的专业素质不够导致食品检测结果不准确也是常用的事情。导致专业人才缺失的原因一个是国家对食品安全检测不够重视在人才选拔与培养上没有加大力度,在一个就是检测环境的制约导致对技术掌握的不熟练。一些检测人员对于设备的使用不是很明确就轻易造作很容易早晨检测结果的不真实,也会造成很大的影响。在工作中需要的不仅是专业知识更需要认真对待工作的态度,在食品安全检测中要足够灵活,根据食品的特点而进行相应的技术检测。
二、常用的食品安全检测技术
在食品安全检测中根据食品的特性、种类的不同,需要专门的技术进行检测。下文分析了一些常用的食品安全检测技术:
1.色谱技术
色谱技术是在食品安全检测中比较常用的一种技术。色谱技术对食品安全进行检测室利用的是物理化学分离的方法,利用一些外在条件把不同物质进行分离开来。不同物质的分配系数不同,利用一些物理手段溶解、挥发、吸收等处理不同物质组成的混合体,从而把物质进行分离。现在色谱技术已经发展的非常成熟了,拥有检测灵敏度高、操作简单、样品用量少等优点,被广泛的应用在食品安全检测上。
1.1气相色谱法
气相色谱法对于检测食品中含有的农药残留成分有很好的作用,对于一些未知的成分也能够分析出未知成分的相对分子含量,对于计算未知成分的化学式了解其化学结构和物理特性有很大的帮助。
1.2液相色谱法
液相色谱法与气相色谱法相比在于对检测成分的处理上一个呈现气态一个呈现液态。液相色谱法一般被用于测量高沸点、热稳定性差的化合物,而且也适用于多组分析,对于成分复杂的物质多用这种方法进行检测。
2.免疫学技术
免疫学是研究抗原和抗体的一门学科,利用免疫学技术检测食品不用对食品的细菌进行分离直接就可以与需要检测的细菌产生反应,很是方便。但是因为抗原与抗体会产生不同的反应,这也导致免疫学方法的多样性,但是在食品安全检测中最常用的免疫学技术是免疫磁珠分离法。
免疫法检测食品安全精确度很高,可以轻易的分析出食品中含有的某种细菌,而抗原与抗体反应时间短,检测过程就比较短。利用免疫法检测出来的细菌可以进行分离并采集,对采集后的细菌进行特性分析,可以有效的防止细菌危害人们的身体健康。
3.对于残留农药的检测技术
用于制作食品的原材料在农业种植中很多都是喷洒了过量的农药,这些农药残留在农作物上,农作物被加工成食品,食品被人食用就会影响人的人身安全。有很多的技术是专为了检测食品的残留农药而科研出来的,例如电子俘获检测器、火焰光度检测器、荧光检测器等。
4.生物检测技术
生物检测技术今年来在食品安全检测中应用很广泛,是一种新兴的技术。食品的制作原材料大多都来自于自然界属于生物的范畴,所以可以利用生物本身的特性而进行区分。
食品中含有的化学物质会与它相关的生物材料产生反应,这是生物检测技术的原理。利用生物监测技术可以快速的精确的判定结果,有很强的特异性识别功能。现在在食品安全检测所应用的生物检测技术有生物传感器、PCR技术等。三、食品安全检测的发展前景
食品现在已经不仅仅是民生问题,不仅关乎着人们的身体健康,也涉及到国家的政治与经济当中,食品安全现在是全球关注的问题,不健康食品的频繁曝光让人们对食品安全的关注越来越高,如果不能及时解决食品问题,民众可能会对政府失望,采取一些激烈手段来抗议政府的不作为。现在国家政府已经把食品安全上升到与国家安全同样的高度,加大对食品安全检测的深度与打击不法食品商的力度。
科学技术的高速发展为食品安全检测带来了更多先进的技术和检测仪器,但也因为技术的发展而造成现在食品造假更加的隐秘难以被查出。经济全球化的发展也带来了科学技术的引进与流出,食品安全技术也不再是单一模式,现在更加多元化,对食品中的危害成分的辨别更加容易,对于未知物质的鉴定可以分析出其成分和特性。
现在分子生物学领域发展的非常好,这也为食品安全检测提供了很好的技术支持,分子生物学技术的特点是速测化、高技术化和便携化等。生活水平的提高,人们也更加关注食品的质量,所以快速、高校的检测方法是现在食品安全检测技术所需要研究的方向。传统的食品安全检测技术已经不能满足现在社会发展的需要,一些生物学技术也越来越多的应用在食品安全检测上。
总结:
从现在的食品安全检测技术来看,快速检测技术是未来科研的方向,也更能满足民众的需要。生物检测技术在食品安全检测中越来越重视,目前关于生物检测技术也在向多元化方向发展,其中生物芯片技术是生物检测技术中应用在食品安全检测中最常用的一种检测方式。
参考文献:
[1]朱艳俊. 应用食品安全检测技术确保食品质量安全[J]. 科技资讯,2009,24:214.
[2]金明. 我国食品检测的现状及发展趋势[A]. 甘肃省化学会.甘肃省化学会第二十七届年会暨第九届甘肃省中学化学教学经验交流会论文摘要集[C].甘肃省化学会:,2011:5.
二、分子生物学相关技术的临床应用
随着分子生物学的发展,对于生物大分子的检测技术也在不断的更新,针对核酸的检测技术包括:Southernblot、Northernblot、荧光原位杂交(fluorescenceinsituhybridization,简称FISH)技术,定性聚合酶链式反应(PolymeraseChainReaction,简称PCR)、实时荧光定量PCR、一代测序技术及二代测序技术等;针对蛋白质的检测技术包括:Westernblot、酶联免疫吸附测定(EnzymeLinkedImmunosorbentAssay,简称ELISA)等。而精准医学及个体化治疗时代的到来,使得分子生物学的很多技术已经被越来越广泛的应用到医学的临床诊断,如孕妇唐氏筛查(21、18、13-三体综合征)、病毒感染分型及载量检测、肿瘤放化疗耐性基因检测、靶向药物基因检测、代谢综合征临床用药指导等。现代测序技术日臻完善,成本逐年降低,2014年6月30号,国家食品药品监督管理总局审查通过了二代测序技术(测序仪及检测试剂盒)用于胎儿染色体非整倍体(T21、T18、T13)检测。2015年6月8日,国家发展和改革委员会(简称发改委)了《新兴产业重大工程包》通知,新型健康技术惠民成为六大工程之一。首先,以遗传性耳聋和唐氏综合征等遗传性疾病基因筛查为重点,推进基因检测技术在遗传性疾病、肿瘤、心脑血管疾病和感染性疾病等重大疾病防治上的应用,促进健康惠民[1]。其次,快速推进基因检测技术在遗传性疾病大规模筛查上的应用,探索基因检测技术在个人基因组检测、基因身份证等新领域的产业化应用[1]。分子生物学技术成为了临床医学诊断、用药的支撑体系,伴随着个体化治疗理念的逐渐深入,需要大量的相关检测技术人才。但是传统的分子生物学教学并没有把相关的理论及技术体系与医学的实际应用有机的结合起来,造成了人才培养与实际需求的脱节,一方面生物学专业的本科毕业生面临着找工作困难的窘境,另一方面医学及相关检测机构需要大量的检测技术人员,但普通的生物学专业本科生达不到相关的要求。随着毕业生就业压力的增加,很多新生刚入学就面临着就业的迷茫,不知道毕业以后能从事什么样的工作,甚至很多有转专业的想法。因此,在进行专业授课时,尤其是分子生物学的授课时,改变既定的教学模式,适应社会发展的潮流就变得尤为重要了。
三、分子生物学课程讲授模式探索
分子生物学的内容抽象复杂、讲解困难,学生不易理解,所以我们选用了RobertWeaver编著的《MolecularBiology》作为分子生物学教材,该书语言流畅、内容丰富、科学性强,通过实验及结果分析得出相应的结论,易于理解;同时增加了学生的学习兴趣,有利于培养学生的科学思维方式[2]。在我从事分子生物学教学时,在开课之前进行了问卷调查,结果显示,超过60%的学生列举不出分子生物学相关技术的实际应用,更不了解其在医学领域的应用。课余时间跟学生交流时发现:很多学生对这门课没有清楚的认识,只是为了考试而学习,学生呈现出的问题是不知道学完分子生物学能做什么?将来能从事什么行业?针对学生的困惑,我改变了既定的教学模式,利用第一、二节课对分子生物学的技术体系及发展趋势进行概述,并且与实际的应用尤其是在医学上的应用进行了结合,解读了相关的法规、政策文件,使得学生对分子生物学有一个概括性的认识,增加学生学习的积极性。在讲到相关的分子生物学技术时,会对该技术的现实应用或最新前沿动态进行延伸,增加学生学习的信心。对于复杂的技术体系或理论体系,采取制作直观、生动的幻灯进行讲解,易于学生理解和掌握。同时鼓励学生课前预习,课后查阅相关资料,加深印象;并组织学生进行相关资料汇总、交流,在课堂上进行分组讨论,不仅增加了学生的学习兴趣,而且加深了认识。通过灵活的、理论联系实际的教学方式,学生对分子生物学的学习兴趣十分浓厚,积极性非常高,达到了预期的效果。但是在教学过程中也出现了一些问题,如分子生物学实验课与理论课的脱节,实验课提前完成,与理论学习没有同步进行,削弱了学生对相关实验的认识及理解。在讲到相关技术原理时,问答过程显示,大部分同学并不能把相关原理与所做实验进行有机的联系,没有起到加深认知的作用。建议在以后的教学过程中,理论讲授与实验操作紧密配合,便于学生理解。
四、分子生物学教学改革的一些建议
结合分子诊断技术的临床应用,对分子生物学的教学改革提出以下建议:(1)对于复杂的理论与技术体系,采用多媒体教学与板书相结合的方式,易于学生理解掌握。(2)掌握著名科学家研究过程中的一些典故,增加教学的故事性及趣味性,提高学生学习的兴趣。(3)加强分子生物学相关技术与实际应用的联系,增加学生学习的积极性。(4)传递分子生物学技术在临床应用的相关政策、法规,增加学生就业的信心。(5)相关技术的理论讲解与实验紧密结合,增加学生的理解深度。(6)理论联系实际,带学生参观医院的检测平台及医学检测机构的平台,使学生有更直观的认识。(7)推荐学生到医院及医学检测机构实习,完成毕业设计,不仅完成了毕业论文,而且使得学生提早接触社会,提高适应社会的能力[3]。
作为他的学生和同事,邢广绪对实验室里这种火热的场面早就司空见惯了,他说:“跟张老师这么多年了,他爱泡实验室的特点始终没变。他的节假日几乎全部奉献给了实验室。我们都知道一个‘秘密’:大年初一,如果你想找他,到实验室准没错……他太爱工作了,作为一个从国外回来的学者,只有科研是他苦苦追求的……生活上,他朴素得让我们这些后辈都无法理解。不管是包、手机还是电脑,都是用到不能再用的时候才同意换;一起出差,他对吃和住从没提过任何要求,‘越简单越好’,这是我最常听到的话。”
“中国人的发明”
1960年12月26日,张改平生于河南省内黄县。1978年9月至1982年7月,就读于河南农业大学畜牧兽医系畜牧兽医专业。毕业后,进入河南科技学院工作。1989年,他以出国人员留学考试全省第一的优异成绩被选派到英国谢菲尔德大学 攻读生物技术专业硕士学位。期间,他不分昼夜忘我工作和学习的精神,让国外同行惊叹不已。短短10个月,就获得英国农业与食品委员会颁发的进入哈特大学注册攻读博士学位的奖学金。但得知河南科技学院需要他回国任教时,他毫不犹豫地放弃了多少人梦寐以求的奖学金,毅然回国,全身心地投入教书育人的工作。
时隔一年之后,张改平再度应邀赴英留学。此后的1000多个日夜里,他以惊人的毅力在所从事的生物技术研究领域取得大量处于世界领先地位的科研成果,其创立的亲和分子克隆系统目前被广泛应用于分子生物学、生物化学和现代免疫学等研究领域,被国外专家誉为“中国人的发明”,在国际上受到广泛重视。
1993年底,张改平获得博士学位后转到伦敦大学作博士后研究;1994年10月,他圆满完成博士后研究工作,再次谢绝英国同行的挽留,还放弃了导师推荐到美国从事科研工作的机会,舍弃优越的工作条件和优厚的生活待遇,满怀报国心,回到他魂牵梦萦的家乡河南。曾有记者问他:“为何从英国回来?”“那里总归不是自己的家,有种海上漂浮不定的感觉,”乡音不改的他笑着说,“这里更需要我。”
我国每年仅因畜禽传染病所遭受的直接经济损失高达1000亿元,为此,张改平把回国后的第一个研究课题定在畜禽传染病防治上。他认为遏制畜禽传染病发生的最高手段是及时测试和诊断传染病。经过无数个不眠之夜,他终于获得了成功――他研制出的鸡传染性法氏囊病快速诊断试纸条,仅需1?5分钟即可准确显示结果。以此为切入点,他创立了一个快速诊断技术研究平台,研制出系统的畜禽疫病快速诊断技术,填补了国内的空白,被同行誉为“动物疫病快速检测的革命”。他还研制出了一种既可预防和治疗鸡主要传染病,又可促进鸡生长的生物制剂,引起业内人士的广泛关注。
1995?1996年,张改平和他的研究室承担了国家高技术研究与发展计划(863计划)中“电磁亲和分子克隆技术研究”和“沙冬青抗冻蛋白基因克隆技术研究”两项研究工作,均取得重大进展。其后,除继续主持“863”项目外,张改平又承担了“动物重大疫病检测和免疫调控技术研究”项目中的子课题――动物重大传染病快速检测技术。他采用基因工程技术、细胞工程技术和现代免疫学技术,历时五年研究成功了畜禽疫病快速诊断技术,克服了以前畜禽疫病检测时间长、受环境制约大、检测成本高、技术要求高的问题,在兽医诊断畜禽疫病技术中居国际领先地位,目前,该技术所包括的22种畜禽疫病的产品已获得国家发明专利。
为了适应科技体制改革的需要,综合配置现有资源,2000年,张改平组建了河南省农业科学院生物技术研究所,并兼任第一任所长,走在了全国农科系统科技体制改革的前列。
揪出“瘦肉精”
科研成果再好,如果不转化,就只能是躺在实验室里的数据,张改平深知这一点。2001年,以他为首组建了河南百奥生物工程有限公司,专门从事生物技术高科技领域科研成果的产业化转化工作。目前,该公司开发生产的“畜禽疫病快速检测试纸探针”和“食品安全残留检测试纸探针”系列产品已达十余种,每年创直接经济效益达数百万元,其中专利产品“盐酸克伦特罗(瘦肉精)快速检测试纸条”对我国食品安全建设起到了巨大促进作用。
如此年轻就获得这么大成就,张改平的脚步却没停止过。多年来,张改平及其团队先后主持完成国家重大科技项目22项。作为第一完成人获国家技术发明二等奖和国家科技进步二等奖各一项、省部级科技奖励三项;发表研究论文147篇,其中SCI论文22篇,被《Science》等著名期刊引用121次;申请专利36项,已获授权14项;主持研制成功国家二类新兽药两个、兽药残留检测试剂备案一项,通过兽药残留检测试剂备案复核试验三项,推动了动物免疫学的学科发展和检测领域的技术进步。
2002年,张改平承担了筹建河南省动物免疫学重点实验室的任务;2004年12月,通过河南省科技厅验收,并正式挂牌运行;目前,该实验室已成为全国预防兽医学领域的先进实验室之一。
中图分类号: TP391 文献标识码:A 文章编号1672-3791(2015)04(a)-0000-00
作为一种新兴的生物特征识别技术,与虹膜识别、指纹扫描、掌形扫描等技术相比,人脸识别技术在应用方面具有独到的优势:人脸识别技术使用通用的摄像机作为识别信息获取装置,可以非接触的方式完成识别过程。但是正是这些应用场景的优势,被一些人用照片、视频、人脸模型等方式进行人脸复制,欺骗系统。在人脸识别系统应用推广中,活体检测技术逐渐成为系统的必要核心技术。
当前活体人脸检测技术主要是基于人脸细微动作、3D人脸重建、红外人脸检测三个领域上的研究。
1人脸细微动作
由于照片、模型中的人脸不具备细微等动作的可能,那么我们在获取人脸的连续一系列细微动作的过程中可以获得一些线索来判断是否是真实的人脸:如眼睛眨动、嘴唇的离合、面部肌肉细微动作以及人脸周边场景的细微变化,这些我们可以将其设为相应的特征值存储在人脸特征值中,并设定这些值设置波动范围,如果这些值没有变化,就判定这是伪造的人脸。
对于以上归类的细微动作可以采用以下几类人脸经典算法进行特征值提取和判断:霍夫变换法、变形模板法、边缘特征分析法和对称变换法等,利用这些算法,从一个较大的特征集中选择少量的关键的特征,产生一个高效的强分类器,再用瀑布算法将多个强分类器合成为一个更加复杂的层叠分类器,使图像的背景区域快速地丢弃,而在有可能存在目标(人脸)的区域花费更多的计算,其在人脸检测方面速度快且具有鲁棒性 [1]。
2 3D人脸重建
平面的人脸图像,不管是视频还是图片,都是无法恢复出此特定人的 3D 结构,因此出现了基于3D人脸重建的活体检测技术。
3D人脸重建的原理是:人脸都被标准化到一个统一的标准的方向和位置,人脸的形状由数百个顶点表示,为简化计算,均匀采样这些顶点,在球面谐波函数算法中,对形状和纹理按照不同的策略分开处理。根据算法理论,人脸的姿态只与一些关键特征点的位置有关,通过将形状和纹理分开处理,避免了复杂的优化过程,节省了计算时间,稀疏统计模型的建立过程。我们将人脸的 n 个顶点的 X、Y、Z 坐标串接起来,组成形状向量来描述人脸的 3D 形状:我们可以重构得到对应于输入人脸的 3D 形状。为得到更加精细的3D 形状的解,我们按照给定 2D 图像上的特征点的坐标来对 3D 形状顶点进行进一步调整,一旦得到了人脸精细的 3D 形状信息,再结合此特定人的纹理图像,姿态的校正就可以简单地通过旋转3D 人脸模型来实现了[3]。
3 红外人脸检测
在人脸活体检测研究中,由于图片和视频画面或者戴有面具时其表面是没有温度的,而根据人体温度产生的人脸红外感应成像就成为一个新的人脸活体检测的研究热点,它的基本原理是:由于人体血液流动的过程中产生了温度,会被皮肤发散,从而使皮下血液系统呈现出一种独特的面部信号。这种信号可以被红外照相机获取,通常就称之为面部热像图。
目前主要的研究方向是根据脸皮下面复杂的血管末梢产生同温线而形成的特征值提取来实现识别,可以采用同温线匹配方法特征提取和识别方法进行红外人脸识别技术,通过对于人脸皮肤下面的血管分布信息,使用热灵敏度小于或等于0.7℃的红外照相机所拍摄的人脸照片,每张脸一般含有数百个或者更多的封闭的同温线。提取同温线特征,用包含该特征的区域的标准模板进行提取:用几何分析的方法来分析同温线形状,分析的结果产生的特征值就用来进行人脸活体检测[2]。
4结束语
以上几个活体检测技术主要基于人脸的各项生理特征来进行设定识别,其各自存在局限性,如人脸细微动作:在光线发生变化的时候,其可靠性目前还无法保证; 3D人脸识别在检测戴有头套的伪装模型或者当某个目标试图采用三维模型或面具试图欺骗该系统时,也可以让系统难以察觉和受骗;而红外人脸检测时,周边环境温度的变化和人自身身体状况如运动,情感等因素使得面部热像图是否具有唯一性和稳定性,还有待进一步验证。综上所述,同时结合上面三种活体检测技术,可以取长补短,提高识别率,实现真正的活体检测。
参考文献
食品安全快速检测技术是食品质量与安全、水产品质量与安全、农产品加工与贮藏、水产品加工与贮藏专业等学科相关专业本科生必修的专业课,也是我校本科食品质量与安全、食品工程专业的一门专业必修课。食品安全快速检测技术是研究和评定食品安全的一门技术性和实践性很强的应用学科。它是食品科学的重要分支,是在食品营养学、食品分析、食品卫生学、食品微生物学、食品生物化学和食品毒理学的基本理论指导下,运用现代科学技术和检测分析手段检测食品中与安全有关的物质的科学[1]。我通过多年的教学实践,从课程教学团队、理论教学内容、实验教学方法、考核方式等方面进行了食品安全快速检测技术的教学改革,形成了符合实际的教学体系。
一、建设高水平教学团队
教师是教学的核心力量,没有高水平的教师队伍,就没有高质量的教学效果。食品安全快速检测技术课程内容涉及面广泛,不仅涉及理化检验,还涉及免疫学、生物技术、微生物学等内容。为了提高本课程教学质量,建立课程教学团队,探索轮讲和共讲的课程教学模式。如讲到胶体金法快速检测部分内容时,让讲解食品免疫学导论的老师给学生讲解,该老师博士课题就是胶体金试纸条的制备,因此相关知识由他讲解,不仅讲得很透彻,而且给学生讲解了很多前沿知识,拓宽了学生的知识面。在涉及转基因食品的快速检测时,让讲解食品生物技术的老师上课,该老师博士研究的就是基因重组方面的相关课题。通过采用这种轮讲和共讲的课程教学模式,教学质量大大提高,因为每个老师都有自己的专长,因此相关知识讲解得就更透彻、精彩,学生普遍反映良好,评价每次理论课就是一场精彩的专业报告。
二、优化理论教学内容
(一)根据专业特点,合理安排理论教学。
教学内容要反映教学活动中传授的知识和技能的范围和性质,是开展教学活动的主要依据。传统的教学以内容专、深、细为主,对知识的细节陈述占据了大量的课堂教学时间,信息量少,结论、说明、讲解都是现成的,学生被动地听讲和记忆,很少预习、思考、评判和创新。目前,课程内容是根据课程特点,结合本专业人才培养目标、岗位工作任务、企业专家意见和行业企业发展需要,围绕学生就业的工作岗位及岗位所需要的知识、能力、素质要求进行分析后确定的。河南科技学院开设食品安全快速检测技术课程的专业是食品质量与安全。食品质量与安全专业的理论课为32学时,实验课为16学时,为了处理好“学时少”与“内容多”之间的矛盾,保证学生能更好地掌握课程的内容,教学需从实际出发,突出重点,借助各种教学手段,采用灵活多样的教学方法,保证完成教学任务。由于食品质量与安全专业学生学过食品分析的理论课程,因此我通过查阅教学大纲、以前笔记和咨询食品分析老师的方式,了解学生学过的内容,对学过的内容不再讲解,避免重复,重点讲述新内容。例如,对学生接触过的食品中营养成分的测定、有毒有害物质的常规测定方法,以及检验技术的基本知识等内容,课上将不再赘述。对学生没有接触的各类食品检验内容,如毒素、微生物、转基因、新鲜度的检验、掺杂掺假的检验等相关内容,相应增加教学时数,这样既增强了课程的实用性和趣味性,又促进了学生对专业技能的掌握,为下一阶段的实验操作打下了良好的基础。
(二)改进教学方法,强化教学效果。
在教学过程中,教学方法起着举足轻重的作用。采用正确的教学方法,能促进教学目标的实现。运用传统的教学方法,学生常常感到课程枯燥、难记忆,对课程内容不感兴趣,而对于本科教学而言,培养大批高素质、具有创新能力的实用型人才是教学的最终目标,所以,对传统的教学方法进行改革势在必行。将以信息技术、多媒体技术为代表的现代科技引入教学领域,提高了教学方法的有效性和灵活性,促进了教学改革的深入进行。灵活运用多种教学方法,可更好地处理传授知识、培养能力、提高素质三者的关系[2],具体做法如下:1.进行课前提问。课前利用几分钟时间进行提问,对上节主要内容进行回顾,同时引出新课的内容,这样学生可以温故知新,强化对知识的掌握,同时了解两次课之间的联系,有助于知识的融会贯通,强化学习效果。2.案例式启发教学。授课时,结合实际案例,将食品安全问题引入教学过程。例如,讲到黄曲霉毒素的快速检测时引入毒大米事件,讲到贝类毒素的快速检测时引入广东等地出现的织纹螺中毒事件,讲到转基因食品的快速检测时引入转基因大豆油,讲到农药残留的快速检测时,将海南的毒豆角事件联系起来,介绍农药的主要种类,以及农药速测卡的基本原理及优缺点,使学生感觉到所讲内容的重要性和实用性。在讲到兽药残留的快速检测时,引入“瘦肉精事件”,以及瘦肉精事件发生后,检测部门普遍使用的检测方法——金标免疫测定法,同时与日常的乙肝检测等联系起来,使学生对金标免疫试纸条的使用范围有更多的了解。了解其测定原理和方法,同时与经典方法进行比较,了解其优缺点,最后将最新研究动向融于其中,拓宽学生的知识面,激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,增强学生的参与意识。3.巧用多媒体教学。在教学中合理使用信息及多媒体技术加强学生的感性认识。如:通过流程图、图片等,增加课堂信息量,解决“学时少”与“内容多”之间的矛盾,对一些实验条件无法达到,学生难以理解而操作要求又较高的实验项目,使用多媒体教学法能够显示出其独特的优势。教学中播放胶体金的制备过程、金标免疫试纸条、免疫渗滤实验、酶联免疫实验的视频资料,这些生动、形象的示范和讲解,让学生一目了然,快速了解如何制备胶体金和免疫层析试纸条,如何自己制作免疫渗滤装置,以及酶联免疫每一步的操作方法和注意事项,以便他们更快地掌握教学难点和重点。4.增加课堂讨论。在讲解完有毒有害物质的快速检测方法后,专门留一次课的课堂讨论,让学生针对目前所发生的食品安全事件,结合所讲内容、查阅资料,自己设计出一种快速检测方法。我发现,讨论课程是学生表现最活跃、最喜欢上的,课堂上,学生展示做好的PPT,提出解决问题的方法,老师和其他同学可以进行评价和补充,学生踊跃发言,尽情享受解决问题的快乐,并能将所学知识真正用于解决实践问题,达到学以致用的目的。
三、改进实验教学内容与方法
(一)建立科学的实验教学体系。
科学的食品快速检验实验教学体系,要以实验教学目标为依据,以学生实践能力和创新能力培养为主线,把知识、技能与素质融为一体,由初级到高级、由简单到复杂,分层次构建实验教学体系[3]。实验的整个体系包括基础性验证实验、综合性应用实验、设计性研究实验。选择较好题材的实验内容,按教学内容进行组合,单独制订实验教学计划和教学大纲,结合学校实验室的具体情况列出实验项目,实验顺序与理论教学内容相一致,每次理论课后,安排相关的实验内容,使学生在实验过程中加深对理论部分的理解,逐渐适应并掌握各项实验技能,其中包括农药残留的快速检测方法,化肥污染物硝酸盐的快速检测方法,兽药残留的快速检测方法,病害肉的快速检测方法,假冒伪劣食品的快速检测方法,毒素的快速检测方法等实验内容。百闻不如一见,为了让学生了解快速检测的现状,实验中一些实验器材购买的是市场上的快速检测试剂盒,如毒素的快速检测中购买的是酶联免疫试剂盒,农药的快速检测购买的是农药速测卡,兽药快速检测中购买瘦肉精金标免疫试纸条等。学生通过实验,不仅了解了实验的原理,而且认识了市场上的产品形式,对开阔视野、开拓思路具有积极的作用。
(二)充分利用实验时间。
结合课程实验特点,合理利用实验时间。一些实验项目在操作过程中学生需要等待的时间较长,为了充分利用宝贵的实验课时,在实验项目的间歇穿插其他内容或另一个项目,充分利用实验时间。例如:测定农业残留快速检测时,除了速测卡外,给学生展示农残快速检测箱,在利用金标免疫法测定兽药残留方法时,利用样品提取时间,给学生展示MIT商业试剂盒。在利用ELISA法测定黄曲霉毒素时,利用几次培养等待的时间,给学生展示吊白块快速检测试剂盒,食盐含碘量的快速检测试剂盒,水溶性非食用色素快速检测试剂盒等。这样既能充分利用有限的学时,又能防止学生在实验间隙无所事事,注意力不集中。
(三)实验样品多样化。
实验所用样品尽可能从市场上购买与日常生活关系密切的食品。例如,在农药残留快速检测时,从市场上购买容易出现问题的青菜、韭菜等样品;在兽药残留的快速检测实验中,从学校附近的菜市场购买不同摊贩的肉制品;在伪劣食品的快速检测实验时,从学校门口不同超市购买不同品牌的味精产品,让学生检验其质量,看是否符合国家标准的要求,比一比哪个品牌好,采用这种形式极大地调动了学生的实验积极性,增强了学生作为食品检验工作者的责任感。对食品快速检测课程教学改革采取的一些有益尝试,学生反应良好,普遍感到不仅学透了书本知识,而且与实际生产、生活紧密联系,为以后的就业打下了坚实的基础。
四、考核方法改革
传统的课程考核方式是以期末成绩为主,由于食品安全快速检测技术课程是一门实践性很强的课程,为了真正地反映学生对该门课的掌握程度,对课程进行考核时,把创新能力培养放在首位,着眼于学生知识素质能力的协调发展,改革课程考核和成绩评价方式。改变单一的以期末考试为主的考核方式,增加课堂小组讨论、代表发言、小论文,实操等分值,使课程的最终成绩能真正反映学生的知识、能力、水平。
五、课程网站建设
食品安全快速检测技术在食品检测中发展迅速,网上资料也有很多,各种快速检测方法层出不穷,为了让学生对该门课程有更多的了解,在教学过程中我搜集了与课程相关的很多教学素材,并进行精选,建设和完善了课程网站,将网站建设作为课堂补充,方便学生自学。实践证明,这给学生提供了一个增强师生互动的平台,深受学生喜爱,效果良好。
新世纪对人才的素质提出了更高的要求,为此教育工作者必须改革旧的教育观念,真正树立与课程相适应的体现素质教育精神的教育观念与方法,这样才能满足社会发展对人才的需求。
参考文献:
实验教学是高等教育教学活动的重要环节。通过实验课不仅可以加深学生对课堂内容的理解,巩固已学到的理论知识,而且能够培养学生理论联系实际的能力、分析问题和解决问题的能力,对于活跃思维、提高创新能力起着积极的作用。
食品微生物学是食品专业学生必修的专业课,是普通微生物学的延伸。食品微生物学是一门实践性和应用性较强的学科,它要求学生在系统学习基础理论知识的基础上,掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术、发酵食品的制备技术、食品加工与保鲜技术以及现代分子微生物学实验方法等。通过食品微生物实验教学培养出不仅具有丰富理论知识,而且能掌握现代生物技术并熟练操作的高技能人才。
如何加强食品微生物实践教学的组织指导,如何调动学生的积极性,提高实验教学效果一直是我们关注和探索的问题。下面简单谈一下我们在食品微生物实验教学中遇到的问题,解决的方法和对一些问题的思考。
1 精心选择实验内容,调动学习积极性
随着食品工业和微生物检测技术的迅速发展,食品微生物学及其实验课的内容也不断扩展,而实验课既受理论课内容进度的限制,又受课时及实验室等客观条件的限制。要在有限的课时内,系统、科学地完成食品微生物所有的实验项目是绝对不可能的,这就要求我们实验教师在掌握微生物学教学大纲的前提下,结合现代科技的发展和食品微生物的研究动态,精心设计实验课教学体系,合理选择实验项目。
选择实验内容,我们由浅入深,由感性到理性。首先要求学生对食品中常见细菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌进行观察,掌握其性状特征和培养生长条件。学会识别哪些是有益菌,哪些是有害菌,利用有益菌的代谢活动制造更多的发酵产品,提高食品的质量,同时防止有害菌引起食品腐败变质以及食物中毒。其次选择有代表性的发酵食品作为实验内容,使学生了解利用微生物生产发酵食品的整个过程,通过这些实验使同学们对食品发酵有一个总体印象,并能举一反三。最后对不同的食品和发酵食品设计实验,让学生掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术。并在课堂上结合自己的科研成果和食品研究热点介绍食品工业发展的前沿动态。
实验设计过程中,不仅有验证性实验,更多地引进了综合性和设计性实验,学生分成几人一组,让学生从实验设计,自己选择原材料,准备实验材料,试剂的配置,培养基的制备和灭菌等都由学生自己完成,最后写成规范的实验报告。学生对此积极性很高,甜酒酿、酸奶、腐乳等都是同学们喜欢并制作的发酵食品。在这个过程中学生将所学内容贯通,并熟悉掌握各个环节的操作步骤,这对学生将来步入社会,在工作岗位上独立开展工作都会有很大的帮助。
2 强化基础技能的训练,有效组织管理实验教学
食品微生物学是在掌握微生物的基本实验技能的基础上开展的,学生无菌操作观念的培养、正确使用、掌握微生物的实验仪器,如光学显微镜、灭菌消毒器械等都非常重要。但基于很多原因,学生的这些基础技能还是很薄弱,所以我们在进行食品微生物的每一个实验的每一个步骤中只要涉及这些基础性的知识,都会给予强调,亲自演示。
学生微生物基础技能培养和形成,不是一两堂课能完成,也不是单单有老师演示后学生就可以掌握,必须让学生每人亲自动手。但在实际教学过程中,由于学生人数的增加,硬件等条件限制,人手一套实验器材不现实,那么在有限人力、有限资源情况下,使每一位同学都能动手操作并熟悉实验过程,有效组织和管理实验教学过程就尤为重要。
(1)首先任课教师和实验技术人员充分做好预实验,对实验的关键步骤和关键操作点都做到心中有数,在授课过程中有重点地强调,并分析某步骤出现问题可能会出现的结果。
(2)每次实验之前任课教师和实验技术人员就实验进行积极的沟通,不仅对实验准备的物品和材料沟通,更要对实验的组织过程协商。
(3)在实验过程中则需要任课教师和实验技术人员相互协作,并充分发挥学生班干部和小组长的作用。课堂理论教学课和实验课最大的区别在于,实验课更注重学生的动手参与,以及实验过程出现问题发现问题的及时解决。
(4)教师要严于律已,教师要严格要求自己,实验过程中耐心指导,热情帮助,回答好学生提出的每个问题,并随时纠正不正确或不规范操作。
3 加强实验课考核,引进综合实验考评
实验课的成绩给定,往往包括实验课出勤率和实验报告成绩两方面综合。所以首先就要求教师认真考勤,只有学生的出勤率有保证才能有效地组织教学活动。其次,要求实验报告书写规范,详细完成实验报告,对实验结果进行讨论,实验失败要分析原因。同时教师也对实验报告认真批改,实验报告是对实验的总结,也是对实验课质量高低的检验。通过对实验报告的批改,可以发现学生的实验操作能力和观察分析问题的能力。
实际教学中,实验报告雷同和抄袭的现象比较多见,为综合考评学生实际动手能力和对实验技能的掌握,建议今后引进期末的综合实验考评:即将各个试验项目设计成不同的实验题目,让每个学生随机抽取并在有限的时间内独立完成操作,视完成的情况给予评分。比如:“食品中常见菌类的平板培养”考察了无菌操作、培养基的制备,对食品中常见菌类平板接菌技术;“食品中常见菌类的形态观察”考察了革兰氏染色,各真菌形态辨别等。在进行具体考核过程中,可把每个考核的内容进行量化定出详细的评分标准,根据学生的每一个操作环节现场打分,并对同学进行现场提问,让学生进行答辩。
4 有计划推进实验室的开放 加强实验室开放管理
微生物实验室的开放是对食品微生物实验课的有益补充,能强化、巩固、提升对食品微生物课程内容的理解,我们鼓励学生设计和开发自己的科研项目,而且学校有很优厚的资金加以支持。但是开放实验室不是无条件的,有时因实验操作不当引起的安全隐患是很严重和难以预料。因此实验室开放时管理须给予加强。
建立科学的管理机制,利用校园网建设实验网站,公布开放实验项目的题目、时间和地点,供学生选择和预约。
专人负责学生的科研队伍,对菌种、标准品、和学生用到的有毒有害物质要有专人负责,注意保管,不随意丢弃,做好无害化处理。对使用仪器学生做好使用登记,实验物品注意清洗、归还、交接。
总之,食品微生物实验课,只有提高对实验教学活动的认识,精心选择实验内容,合理有效组织和管理实验过程,并加强实验课的考核,在此基础上,推进实验室对学生的开放,加强开放实验室的管理,就能确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的,也使学生真正有所收获。
参考文献