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1．1材料
1．1．1质控菌株
金黄色葡萄球菌［CMCC(B)26003］、铜绿假单胞菌［CMCC(B)10104］、枯草芽胞杆菌［CMCC(B)63501］、大肠埃希菌［CMCC(B)44104］，均由中国食品药品检定研究院提供。
1．1．2培养基
营养琼脂培养基、硫乙醇培养基、改良马丁培养基、玫瑰红钠琼脂培养皿、麦康凯(MaC)琼脂培养基、酵母膏胨葡萄糖(YPD)琼脂培养基、胰酪大豆胨琼脂(TSA)培养皿、沙氏(SDA)培养皿，均由兰州生物制品研究所有限责任公司培养基室提供。
1．1．3主要试剂和仪器
革兰染色液购自美国BD公司;威泰科GP(革兰阳性)鉴定卡、GN(革兰阴性)鉴定卡、BCL(芽胞杆菌)鉴定卡、YST(酵母)鉴定卡、0．45%氯化钠注射液，均购自法国生物梅里埃公司;VITEK2Compact微生物检测系统，购自法国生物梅里埃公司;迅数菌落分析—显微成像一体机，购自杭州迅数科技公司;HPY-300微生物限度过滤系统，购自杭州泰林医疗器械有限公司;麦氏浊度比浊仪，购自法国生物梅里埃公司。
1．2方法
1．2．1质控菌株传代
将金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽胞杆菌和大肠埃希菌的冻干菌粉安瓿掰开，用无菌吸管吸取0．5～0．8mL的营养肉汤培养基，滴加到安瓿中，轻轻旋转安瓿并吹打，使冻干菌种和液体培养基充分混合并完全溶解。然后将其新鲜培养物接种至营养琼脂培养基中，于30～35℃培养18～24h传代(不超过5代);将传代适应的(不超过5代)金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽胞杆菌及大肠埃希菌的新鲜菌落(放置时间不超过24h)，用VITEK2compact进行鉴定分析。
1．2．2纯菌鉴定
将用于生产和科研的鼠疫耶尔森菌、布鲁菌、肺炎链球菌、沙门菌等的传代菌株培养物新鲜样本291个进行菌型鉴定，根据可信度结果作为考察其稳定性的一个指标。
1．2．3样品的采集与制备
主要采集2010—2013年的人员及设备表面微生物、沉降菌、浮游菌及微生物限度样品共313个。①人员:压指试验、表面接触(头、胸、手腕、肘、膝盖)平皿;②设备:表面擦拭;③环境:沉降菌(A级、B级、C级、D级)、浮游菌(A级、B级)。将所有阳性平皿送菌型鉴定;④微生物限度:将生产科室的注射用水和纯化水系统水点每周取样一次，按照中国药典规定的微生物限度检测标准操作细则进行。
1．2．4环境微生物菌型检测
将所培养的单颗菌落或纯分的菌落进行菌落特征观察，经革兰染色，鉴别其是革兰阳性杆菌或是球菌、革兰阴性杆菌或球菌，选用适宜的鉴定卡。然后按照VITEK2Com-pact全自动微生物分析系统仪说明书中的标准操作流程进行测定，一般2～10h给出鉴定结果。
1．2．5菌型结果判断标准
VITEK2Compact微生物检测系统的生化鉴定是根据不同微生物的理化性质，采用光电比色法，测定微生物分解底物导致pH改变而产生的不同颜色，来判断反应的结果，一旦鉴定卡内的终点指示孔到达临界值，则表明此卡已完成鉴定。系统最后一次读数后，将所得的生物数码与菌种数据库标准菌的生物模型相比较，得到相似系统鉴定值(%)，按此值的大小对检测可信度作出评价。可信度96%～99%为极好，95%～92%为较好，91%～89%为好，88%～85%为可以接受，85%以下的可信度为低分辨率的鉴别。对于只鉴定到属的菌株，还需根据报告提示信息进行补充试验，进一步鉴别到种。
2结果
2．1质控菌株检测分析
用VITEK2Compact微生物检测系统对已知的金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌和大肠埃希菌共4株标准菌株作为质控菌株进行检测，结果与已知完全相符，可信度在97%以上。
2．2纯菌鉴定2010—2013年纯菌鉴定样本291个，
2．3环境微生物数据库的建立
通过对所收集的环境及制品染菌共313个样品(其中人员及设备表面微生物25个;沉降菌228个;微生物限度66个)的检测结果进行整理和分析。共检出微生物268株，其中人员及设备表面微生物18株;沉降菌188株;微生物限度62株。
2．4不同样品菌型鉴定结果
对环境检测样品(人员及设备表面微生物和沉降菌)及微生物限度样品检出微生物的趋势。结果分析:①人员及设备表面微生物主要以沃氏葡萄球菌、表皮葡萄球菌和玫瑰库克菌等革兰阳性菌为主，占72．2%以上，其次是鲁氏不动杆菌和少量巨大芽胞杆菌等;②沉降菌样本以革兰阳性球菌居多，主要为葡萄球菌属，藤黄/里拉微球菌，玫瑰库克菌等，占检出菌的69．7%，而以少动鞘氨醇单胞菌为主的革兰阴性杆菌次之，占23．9%。短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌等，革兰阳性芽胞杆菌出现频率较高为4．8%;③微生物限度检测样本以少动鞘氨醇单胞菌、代尔夫特食酸菌及鲁氏不动杆菌为主的革兰阴性杆菌，占检出菌的40．3%。其次为解甘露醇罗尔斯顿菌、皮氏罗尔斯顿菌均为革兰阴性短杆菌，占14．5%，霉菌检出率为9．7%。
3讨论
“兴趣是最好的老师”。在教学中,教师如何激发学生的学习兴趣,培养其对医学微生物学的兴趣和热爱,是学好医学微生物学的动力源泉。在对教学工作的不断探索和改革中我们发现,首次的绪论课会给学生带来先入为主的影响,关系到学生对教师及课程的评价,直接影响学生对课程的学习积极性和主观能动性。通过绪论课可以启发学生的学习动机,激发他们的学习兴趣。同时,在绪论课上可以设置一些问题(如人体自身肠道中的微生物与机体组织之间存在怎样的相互作用?微生物的耐药性是怎么产生的,我们应该怎样解决耐药现象日益严重这一问题?曾经一度被控制的传染病又开始死灰复燃,原因是什么,我们应该如何应对?),在后续的授课过程中逐渐揭开谜底。这样带着问题开展学习,可以较好地启发学生的学习积极性,让学生主动开启微生物知识的大门。近年来由病原微生物引起的传染病严重威胁着人类的健康,大量的新闻报道使学生对这些病原微生物有了一些粗浅的认识,将这些内容加入课堂教学内容中不仅可以增强学生学习的兴趣,使内容变得更加生动,而且使学生充分认识到微生物原来距离我们如此之近,使理论知识找到实际落脚点。比如2010年8月,美国鸡蛋因受沙门氏菌污染从而导致至少1300人受到沙门氏菌的感染。2011年,德国下萨克森州的豆芽被肠出血性大肠杆菌EHEC污染,从而造成22人因生食豆芽死亡,2200人住院治疗。此外,还有近来流行的H7N9病毒、埃博拉病毒等。我们通过这些公共卫生事件的引入,讲解相关病原微生物的生物学性状、致病性及免疫性、微生物学检查法及防治原则,使学生有强烈的探索欲望,有效提高了课堂学习效率。
2灵活多样,结合临床,增强学生的主观能动性
教学方法的选择应根据不同的认知对象、不同的学科、同一学科的不同内容从而选择不同的方法,但不管采取何种教学方法,关键在于把课上活,充分调动学生参与教学的积极性。因而根据教学内容的不同,我们采取了多种教学方法。如对于细菌的形态和结构这一章节内容,采用直观的多媒体教学可以让学生形象地看到各种细菌的形态、基本结构及特殊结构;在细菌各论部分,选取部分教学单元由学生自主教学。教师事先根据教学目的、教学内容提出授课提纲、学习重点及难点并确定人员分组。小组成员细致分工、相互协作,在课后完成资料素材收集及教学课件的准备。在此期间,教师与学生进行充分沟通,及时为学生排疑解惑,引导学生在教学大纲的框架下安排课堂讲授内容,并传授讲课技巧及注意事项。同时设计《学生自主学习实践评价标准》,由学生从教学内容安排、课件制作、语言表达等多方面互相进行评议、分析和总结,教师最后进行点评总结。这种教学方式一方面活跃了课堂气氛,加深学生对所学知识的理解,增强了学生的团队意识,另一方面也可以让教师在与学生的互动中、从学生独特的视角中发现许多平时不会思索的问题;在学习引起人类疾病的常见病毒这一部分内容时,采取专题讨论方式进行学习。专题讨论式学习由教师提出专题,分组学生在本专题内提出应深入讨论的问题,查资料,作综述,课堂进行讨论。例如“人类免疫缺陷病毒”的讨论式教学,学生提出一系列问题,如HIV-1感染的分子机制及免疫反应、T细胞功能受损的疾病、HIV疫苗的研究等,经过讨论,不仅全面完成了教学内容,而且为学生提供了一次“综述训练”的机会,教学效果令人满意。此外,作为一门与临床学科关系十分紧密的基础课程,我们在教学过程中十分注重微生物学知识的临床应用,采用PBL教学法将临床病例分析引入课堂讨论教学,由病引入菌,菌中解析病,菌病结合,解除病菌。如此,在整个讲授过程中就将病原微生物的生物学特性、致病物质与致病机制、检查及防治原则讲解清楚。
3反映前沿,开阔视野,培养学生创新能力
在教学过程中,既要将教材中最基本、最核心的理论知识传授给学生,为学生自主学习打下坚实的基础,同时要补充一些开拓性、时代性和应用性较强的学科前沿内容。如微生物的耐药性这一章节,我们为学生播放与耐药机制相关的视频和短片,引导学生就微生物耐药机制的产生及防控进行积极的讨论,鼓励学生查阅耐药机制最新的高质量学术论文并就学习心得进行讨论交流,取得了良好的效果。此外,在授课过程中结合教研室老师的科研方向,为学生讲授该领域的研究进展,如人体微生态学与免疫性疾病的相关性研究进展、新出现的传染病病原体、流行性感冒病毒的研究进展等教材中鲜有介绍的前沿动态,从而启迪学生思维,拓宽学生的知识面。同时鼓励学生积极参与教师的科研课题,通过进行科学实验研究进一步激发学生学习微生物学的兴趣及爱好,培养学生发现问题、解决问题的能力和创新能力,全面提高学生综合素质。
4利用网络,练习巩固,搭建师生交流的良好平台
我校于2006年底引入Blackboard教学教育平台,以整合学校所在的杭州滨江高教园区知识管理系统为载体,在园区师生中普及终身学习的观念;培养学生自主学习、探究性学习和协作学习的方法;改变教师的教学观念和教学方法,强化师生交流互动,调动学生参与、协商教学改革,不断改善师生的教学关系;引导、鼓励优质教学资源的共建共享,提高师生教学资源与占有水平,实现教育资源的拓展。本教研室针对五年制学生基础较好、学习能动性较高的特点,让学生利用Bb平台以及互联网其他资源,结合案例式教学,对医学微生物学课程教学模式进行改革。以问题为基础,让学生处于一个将来知识被应用时相似的环境中,促进学生从不同角度思考问题的能力、加强自我指导性学习、问题解决技巧等能力,充分激发了学生的学习兴趣及积极性。同时,教研室利用Excel表格建立课程选择题题库,用Excel函 数与宏语言构建选择题练习程序。机组选项题的选项由程序根据知识库计算组合而成,实现考查内容的“72变化”,有利于考查学生对特定具体学科问题的掌握能力,并防止了考试对知识的简单再现,以及学生对知识的死记硬背。这种题型设计灵活,考核的内容源于大纲、教材,但又不拘泥于大纲和教材,摆脱了教材文字的束缚,更有利于考查学生的学科综合能力。在此基础上我们将选择题练习程序改进成可利用计算机局域网进行课程选择题的练习系统,并在教学实践中得以应用。选择题库设计成游戏模式,根据获得的分数和难度进级,极大地刺激了学生的学习兴趣,寓教于乐。我们将攻关练习题库分割成五级:1级0-20分;2级21-40分;3级41-70分;4级71-90分;5级91-100分,最后可将此部分内容作为平时成绩的一部分,计入最后的考核成绩。我们在医学微生物学教学过程中,一直遵循“学生是教学主体”,并始终贯穿“互动”的教学理论。为了培养高素质人才,在教学中我们还需要继续探索合适的教学方法及教学模式,学习国内外先进的教学理念及教学方法,注重知识更新,紧跟学科发展的步伐,通过不断的学习进一步提高教师自身的综合素质,这样才能更好地指导学生探索微生物世界的奥秘。
论文摘要：代谢组学是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想,对生物体内所有代谢物进行定量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式。本文在介绍代谢组学基本含义的基础之上，对代谢组学的研究方法及其在环境微生物领域的研究进展进行了评述。
一、代谢微生物概述
代谢组学(metabonomics/metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想,对生物体内所有代谢物进行定量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式,是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。化学分析技术中最常用的是1H核磁共振(1HNMR)以及色谱(毛细管电泳)-质谱联用(X-MS)。目前代谢组数据处理的主要方法是:应用主成分分析(PCA)等将从原始图谱信息或预处理后的信息进行归类,并采用相应的可视化技术直观地表达出来;建立类别间的数学模型,使各类样品间达到最大的分离,并利用建立的多参数模型对未知的样本进行预测;最终建立可利用的该领域的应用数据库和专家系统。应用代谢组学可进行疾病诊断、对药物进行毒性评价和研究植物细胞代谢等。
二、代谢组学的研究方法
代谢物组学分析中,对于不同类型的代谢产物,往往要采取不同的分析方法进行研究。目前,代谢物组学通常采用红外光谱法(infraredspectroscopy,IR)、核磁共振(nuclearmagneticresonance,NMR)、质谱(massspectrometry,MS)、高效液相色谱(highperformanceliquidchromatography,HPLC)以及各种技术的耦联,如气象色谱耦联质谱(gaschromatography2massspectrometry,GC/MS)和液相色谱耦联质谱(liquidchromatography2massspectrometry,LC/MS)来分析研究代谢物并为其绘制图谱。这些技术的耦联可以提高对样品的分辨率、敏感性及选择度,有利于对更多的生物体系内的代谢物绘制图谱。一般来说,选择代谢物组学分析方法时,其原则是要同时考虑仪器和技术的检测速度、选择性和灵敏度,找到一种最适合目标化合物的方法。
三、代谢组学在微生物领域的研究进展
(一)微生物分类,突变体筛选以及功能基因研究
经典的微生物分类方法多根据微生物形态学以及对不同底物的代谢情况进行表型分类。最近,随着分子生物学的突飞猛进,基因型分类方法如16SrDNA测序,DNA杂交以及PCR指纹图谱等方法得到了广泛应用。然而,某些菌株按照基因型与表型两类方法分类会得出不同的结果。因此,根据不同的分类目的联合应用这两类方法已成为一种趋势。BIOLOG等方法在表型分类中应用较为广泛,但是,代谢谱分析方法(metabolicprofiling)异军突起,逐渐成为一种快速、高通量,全面的表型分类方法。采用代谢组分类时,可以通过检测胞外代谢物来加以鉴别。常用的胞外代谢物检测方法为样品衍生化后进行GC2MS分析、薄层层析或HPLC2MS分析,最后通过特征峰比对进行分类。Bundy等采用NMR分析代谢谱成功地区分开临床病理来源以及实验室来源的不同杆菌(bacilluscereus)。除了表型分类外,代谢组学数据可以应用于突变体的筛选。在传统研究中的沉默突变体(即未发生明显的表型变化的突变体)内,突变基因可能导致了某些代谢途径发生变化,通过代谢快照(metabolicsnapshot)可以发现该突变体并研究相应基因的功能。
(二)发酵工艺的监控和优化
发酵工艺的监控和优化需要检测大量的参数,利用代谢组学研究工具可以减少实验数量,提高检测通量,并有助于揭示发酵过程的生化网络机制,从而有利于理性优化工艺过程。Buchholz等采用连续采样的方法研究了大肠杆菌在发酵过程中的代谢网络的动力学变化。他们在葡萄糖缺乏的培养液培养的大肠杆菌中加入葡萄糖,并迅速混匀,按每秒4～5次的频率连续取样。利用酶学分析、HPLC/LC2MS等手段监测样品中多达30种以上的代谢物、核苷以及辅酶,从而解析了葡萄糖以及甘油的代谢途径和底物摄取体系。通过统计学分析建模,发现在接触葡萄糖底物后的15～25s范围内,大肠杆菌体内发生的葡萄糖代谢物变化与经典生化途径相符,但随后的过程则与经典途径不符,推测可能存在新的未知调控步骤。Takors认为,通过上述代谢动力学研究,掌握代谢途径及网络中的关键参数,将直接有利于代谢工程的优化,包括菌株的理性优化以及发酵参数的调控。
(三)环境微生物研究
微生物降解是环境中去除污染物的主要途径。深入了解污染物在微生物内的代谢途径,将有助于人们优化生物降解的条件,从而实现快速的生物修复。这些代谢中间体大都通过萃取、分析方法进行逐个研究,并借助专家经验拟合出代谢途径,其动力学过程亦很少触及。代谢组学方法的采用有可能改变这一现状。Boersma等采用代谢组学方法研究氟代酚的微生物降解途径。氟代化合物具有特殊的19F核磁共振属性,19F的核磁共振灵敏度与1H核相近;由于生物体内无内源性19F核磁信号,因而无本底干扰。所有19F核磁信号均可归结于异生素及其代谢物。19F核的化学位移值宽,约为700ppm(1H为15ppm,13C为250ppm)。较宽的化学位移导致19F在不同取代物的峰图不易产生重叠。因此,借助核磁共振技术可以更方便地研究含氟化合物的代谢中间体。Boersma等根据总代谢物的核磁共振图谱,推测出红球菌内羟化酶在不同的取代位(1,2,3三种不同的取代数量)羟基化氟代酚,然后再通过儿茶酚内位双加氧酶开环形成氟代粘糠酸的代谢过程。此外,他们还首次检测到开环后的下游代谢物,即通过氯粘糠酸异构酶生成氟代粘糠酸内酯以及氟代马来酸等中间代谢物。根际(rhizosphere)空间在植物2微生物相互作用中发挥着重要的作用。Narasimhan等利用根际代谢物组(rhizospheremetabolomics)方法,阐释了植物分泌物对根际微生物降解多氯代酚(PCB)的作用机制。然而,在采用拟南芥突变体(产生较少的phenylpropanoids)的对照组中,降解菌的数量较低,降解率也仅达50%。结果表明植物根际分泌的次级代谢物促进降解菌的繁衍增殖,从而促进了污染物的降解。
此外,微生物代谢组学还应研究如何改进样品的制备方法。例如,在代谢组研究中,为了中止细胞代谢反应采用冷淬火(coldquenching)方法,将细胞样品迅速置于低温(液氮或-70℃甲醇中),这会导致许多微生物发生冷休克(cold2shock),释放出大量的胞内物质,引起代谢组学定量研究发生偏差。
参考文献：
[1]周宏伟,谭凤仪,钟音,栾天罡.代谢组学及其在微生物领域的研究进展[J].分析化学.2007(2).
论文摘要：目前，微生物挥发性物质的研究已成为一个研究的热点。对微生物挥发性物质的研究进展进行了阐述，以期为新型农药的使用和开发提供思路。
近年来，国内外学者对挥发性物质的研究大多集中在植物方面[1，2]。由于大多数这类物质具有抗菌和杀虫生物活性，其可直接应用于病虫害的生物防治，而这些物质被称为植物源农药[3]。由此推断，本身具有生防作用的微生物其所分泌的挥发性物质可能也具有植物挥发性物质的这些特性。
1植物挥发性物质的研究现状
昆虫取食、机械损伤、化学因子、病原菌侵染均能造成植物某些挥发性组分的大量释放[4，5]，它们可能是一种直接阻止病原扩展和昆虫取食的化学防御因子，也可能作为报警信号（warningsigna1）参与植物通讯，或作为捕食者的引导信号（guidingcue），还可以作为植食性昆虫或病原菌的拒食素（deterrent）。植物挥发性物质（volatileorganiccompo-unds，VOCs）包括：碳氢化合物（如烃、萜烯）及其含氧化合物（如醇、醛、酮、酸、酯、内酯、醚、酚等）。大致分为脂肪酸衍生物、芳香族化合物、单萜和倍半萜类，也包含一些含氮（吲哚）及含硫（大蒜素）的化合物。
2微生物挥发性物质的研究现状
2.1国内研究进展
随着收集方法、检测手段、生物活性检测体系的完善和分析手段的提高，对微生物挥发性物质的深入研究成为可能。目前，有关这方面的研究国内外尚不多。国内也只是最近2~3年内有个别浅显的报道，只是简单研究了挥发性物质对某一种病原菌的抑制作用及其成分的简单分析，但都未对其生物活性和成分作进一步的深入研究。陈华等[6]（2008）对枯草芽孢杆菌JA研究中发现，该菌产生的挥发性物质对灰霉病菌孢子和菌丝生长有抑制作用，吴艳等[7]（2007）报道了1株组合Bacillussp.CL-8产生的挥发性物质对立枯丝核菌的抑制作用，揭示了菌代谢过程中所产生的挥发性抑菌物质与抑菌粗蛋白协同抗病的机制，同时说明了挥发性抑菌物质也是参与其在田间发挥抗病作用的重要成分。但他们都未对其有效成分和结构做进一步研究。郭华等[8]（2005）采用蒸馏-萃取装置提取环棱褐孔菌的挥发性物质，并采用气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）对其成分进行了分离鉴定。刘高强等[9]（2007）利用顶空气相色谱-质谱联用法对灵芝发酵物中的挥发性物质的组分进行了研究。
2.2国外研究进展
国外对微生物挥发性物质的研究比较早，Schlleretal.[10]（2002）采用气相色谱-质谱联用技术，分析了26种放线菌产生的挥发性物质，53种化合物归为萜类化合物，其中18种被鉴定。其中包括烷烃、烯烃、乙醇、酯类、丙酮、丁醇、乙酸、六化物和土味素等。先前，在温室和大田条件下，植物促生菌可诱发植物抗细菌、真菌和病毒病原菌的系统抗性的报道，但对微生物挥发性物质调节植物生长发育和诱导植物对植物病害的系统抗性的报道相对很少[11]。Ryuetal.[12]（2003）报道了细菌产生的挥发性物质2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇能促进拟南芥的生长，表明挥发性物质可作为参与调节植物与微生物互作的信号分子。Ryuetal.[13]（2005）首次报道了枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌产生的挥发性物质诱导拟南芥产生对番茄软腐病的抗性，试验中用2，3-丁二醇缺陷突变菌株证明了挥发性物质的诱导抗病性作用，并且明确了挥发性物质所诱发的抗性的传导途径是依赖于乙烯的，而非依赖于水杨酸和茉莉酸途径。Faragetal.[14]（2006）采用顶空固相微萃取并结合交气相色谱-质谱联用技术，研究了芽孢杆菌株GB03和IN937a的挥发性物质2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇对拟南芥的促生长作用，揭示了支链乙醇可以作为2，3-丁二醇的替代物，成为一种新型的有前景的诱导植物的系统抗性的诱导剂或激发子。
Bhaskaretal.（2005）报道了1株枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）的挥发性物质，在平板对峙培养中对6种病原真菌的拮抗作用，能引起菌丝和孢子结构方面的畸形，而且挥发性物质的拮抗作用比扩散性物质的作用要大。Fernandoetal.[15]（2005）首次对细菌的挥发性物质的鉴定和生防作用进行了报道，从芥花和大豆中分离到1株细菌，体外和土壤试验发现，其产生的挥发性物质能抑制菌核和囊孢子的萌发及核盘菌菌丝的生长，其中对囊孢子的抑制率达到54%~90%。随后对挥发性物质进行了分离鉴定，结果表明挥发性物质包括醛类、醇类、酮类和硫化物。在分离的23种物质中有6种抑制菌丝生长和菌核的生成，这6类物质为苯丙噻唑、环己醇、癸醛、二甲基三硫化物、2-乙基-1-己醇和壬醛。Kaietal.[16]（2007）采用气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）对不同细菌的挥发性物质进行了研究，结果表明不同细菌能产生1~30种挥发性化合物，而且大多数化合物是特有的。
3结语
综合上述国内外学者对微生物挥发性物质的研究，研究的对象包括细菌、放线菌和真菌。其中对细菌的报道占大多数，包括芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、假单胞杆菌等，这些细菌分离自土壤、植物体表以及灌木丛，而分离自植物体内的内生菌，目前国内外还没有相关的报道。内生菌由于与其宿主植物长期共同生活，获得了某些相关基因的直接传递，因而具备了相同次级代谢产物的生物合成途径，能够产生宿主植物所产生的某些杀虫、抗菌以及促进植物生长活性成分，而这些有效成分可来自于内生菌所产生的挥发性物质。这样，植物源农药的有效成分就可望利用它们的某些内生菌来工业化生产，从而有效解决植物源农药生产原料问题、规模化生产问题及制剂现代化等问题，为我国植物源农药的广泛使用和农业生产的无公害化做出实质性贡献。
4参考文献
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1．1 漆酶在制浆中的应用
造纸厂的蒸煮制浆过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程，一般的化学制浆，不但成本高、能耗大，而且对环境污染也较为严重。而使用由白腐菌生产的漆酶将原料的木素降解成低分子木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。用漆酶和介体HBT在蒸煮前对麦草进行预处理，可降低纸浆的Kappa值，提高纸浆的白度和强度。Jujop的研究表明，在20％～90％，pH值2～10条件下用漆酶进行预处理，可以对原料中的木素进行改性，磨浆能耗明显降低，每吨浆能耗由1300kW•h降至850kW•h，节省动力约30％，且机械浆的物理性能得到改善，纸浆质量达到化学热磨机械浆的水平。
1．2 纤维素酶在制浆中的应用
在机械制浆前加化学预处理，除去或改变一部分木素结构，可以改善纸浆的强度，但降低了纸浆的得率，损害了纸浆的光学特性，废水的排放量和污染负荷也相应增加，而经由木霉所产出的纤维素和半纤维素酶处理则结合了机械法制浆和化学机械法制浆的优点，克服其缺点，除了可以增加纸浆的强度性能之外，还能显著降低机械磨浆时的能量消耗。
2、微生物酶用于纸浆漂白
传统的含氯漂白产生大量有毒和强致癌性物质对环境和人类造成极大危害，已逐渐被无氯漂白所取代，而以某些真菌产生的漆酶不仅能氧化非酚结构，而且能使硫酸盐浆脱木素和脱甲氧基。佐治亚大学的研究者发现一株漆酶产菌———朱红密孔菌（Pycnoporus cinnabarlnus），以产生自己的氧化还原中介物3－羟基邻氨基苯甲酸（3－hydroxyanthranilic acid，3－HAA）。漆酶加3－HAA系统不仅能氧化非酚模式化合物，而且能降解合成的木素。通过筛选或诱变培育出假单胞菌（Pseudoznonas sp．）G6－2，枯草杆菌（Bacillussp．）A－30等木聚糖酶高产菌株进行了分离纯化的酶学研究，其所产木聚糖酶运用于生物漂白技术，其结果表明木聚糖酶在多种浆种的不同漂白工艺中都有明显的助漂作用。用于桦木浆CEH三段漂和ECF漂白，在保持白度，得率，强度基本不变的情况下，可减少近50％氯或二氧化氯用量，漂白浆的白度稳定性也有所提高。
3 微生物酶用于造纸废水处理
在制浆和造纸生产过程中，造纸废水可分为黑液、中段废水和纸机白水。黑液是整个造纸过程中污染最为严重的废水，木素是造成造纸工业排放黑液COD和色度形成的主要原因。白腐菌具有能降解木素和变性木素的酶活系统，能将漂白废水中的有机氯化物转变成无机氯和CO2，并破坏发色基团组织和结构，降低漂白废水中的TOCl、BOD、COD和色度。范伟平等利用微电解－白腐菌生物降解－絮凝沉降联合处理系统对活性染料生产废水进行处理，在最佳pH和温度及接触停留时间下，其COD去除率达90％以上，色度去除率在95％以上。另有研究表明，使用坚强芽孢杆菌产生的絮凝剂处理印染废水和酵母废水，可取得良好的絮凝效果，由李云鹏等从剩余污泥中制得微生物絮凝剂LBF经实验相比于PAC效果更好，其COD、SS、色度去除率都高于PAC处理的废水样。
4 微生物酶用于造纸工业中的其他用途
1.1GB/T2985-2008基本参数要求
国家标准“GB/T2985-2008生物显微镜”中先后引用了9个与显微镜部件相关的标准内容[4-12]。GB/T2985-2008中第3部分“分类及基本参数”中对显微镜部件的一些重要性能参数提出了相应的要求，但这些要求未被列入到标准的第4部分“要求”中，这些要求并非是对生物显微产品的检测要求，而是用来约束生产商在生产光学部件时需满足的要求(见表1)。
1.2GB/T2985-2008标准检测要求
标准GB/T2985-2008的“4要求”主要是对生物显微镜整体的质量要求，其与各部件标准既有交叉又有不同，表2中主要列出了交叉部分内容所对应的条款。涉及到的显微镜标准是一个非常庞大的体系，而GB/T2985-2008中第4章的内容虽然对整体和部件的性能都有体现，但未被考量的项目对显微镜性能的影响还需做进一步的讨论。
2部件主要质量控制指标及意义
2.1物镜的数值孔径
物镜安装在镜筒下端靠近被检物体，其作用是将被检物体做第一次放大。物镜质量的优劣主要是由物镜的数值孔径(NA)、分辨率、放大率和齐焦距离等光学参数决定。数值孔径用NA表示，其等于物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率(η)和孔径角(u)半数的正玄之乘积，即公式1：NA=ηsinu÷2(1)数值孔径是用来表征物镜对光线收集能力的大小，物镜对物体上各点的光线收集的越多，成像质量就越好。分辨率是指能够分辨的两物体之间的最小距离，通常用公式2表示：式中：λ为使用的波长；NA为物镜的数值孔径。公式(2)显示，数值孔径NA值越大，分辨率越高，表明显微镜的分辨能力越强。然而在标准GB/T2985-2008中，对物镜的放大率进行了考量，并未对物镜数值孔径这一重要参数做任何要求，仅对数值孔径值在不同范围的物镜的成像清晰范围进行了考量，那么，在数值孔径准确性未知的情况下，去考量物镜的成像清晰范围，其结果的说服力有待商榷。而数值孔径与物镜的其他技术参数有着密切的关系，几乎决定和影响着其他各项参数。数值孔径直接决定了物镜的分辨率，并与物镜的放大率成正比，与焦深成反比，视场宽度与工作距离也会随NA值的增大而相应地变小。可见，数值孔径作为物镜的主要质量控制参数是衡量显微镜成像质量优劣的重要指标，因此应考虑将物镜的数值孔径纳入质量控制范围[13]。
2.2物镜的齐焦距离偏差
生物显微镜可通过转换不同倍率的物镜以达到预期的观察效果。目前，市场上各生产企业的显微镜只能配用自己生产的物镜，彼此之间的物镜不兼容。生产企业在申报注册时注册单元中往往不止是一台配备完整的显微镜，有时会附有一些不同倍率的物镜，而在注册检验时标准只要求对显微镜整体的指标进行检测，这时就会给检验带来很多困扰。如标准中的“4.3物镜齐焦”要求在使用物镜转换器换用不同倍率的物镜时，各物镜要齐焦，这一条款考量的是各物镜与转换器之间的机械配合情况。在实际检测工作中，对于附有多个物镜部件的生物显微镜，即便物镜倍率相同，也应对每个物镜进行此条款的检测，以验证整体质量是否符合标准要求。然而，若对同一倍率的物镜逐一进行此条的检测，将会极大增加检测工作量，进而产生庞大的检验数据。如按照标准GB/T2609-2007中“5.5物镜齐焦距离”的要求对每个物镜的齐焦距离进行检测，如果都符合要求，在检测标准GB/T2985-2008中的4.3条时相同倍率的物镜则可选择一个有代表性的进行检测，如此既对物镜的质量进行了控制，又解决了检测工作数据量大的难题。物镜作为生物显微镜的主要光学部件，有着其重要的地位与作用，而决定物镜性能优劣的重要参数直接影响着显微镜整体的质量。因此，在对生物显微镜质量进行控制的同时应考虑增加物镜部件的质量控制[14]。
2.3目镜的齐焦距离偏差
显微镜目镜是将物镜放大的中间像进行二次放大，使放大后的虚像成像在人眼的明视距离处。目镜的作用相当于放大镜，只是起放大作用，不会提高显微镜的分辨率，对于物镜不能分辨出的细微结构，即便经过高倍目镜的再放大，也仍然不能看清楚。放大率和齐焦距离是目镜的重要质量控制参数，在GB/T2985-2008中，不仅对目镜的放大率进行了考量，同时还对双目显微镜左右两大系统的放大率差进行了控制。然而，对于双目显微镜而言，两只目镜的焦距应该相同或相对焦距误差应在可接受的范围内，才会使观测者的两眼能同时看到清晰而倍率相同的像。倘若两只目镜的相对焦距误差极大，依靠人眼的机能调节来改善观测图像的质量，不仅会引起视觉疲劳，还会影响观察效果。因此，不仅应对显微镜目镜的放大率进行控制，同时还应将目镜的齐焦距离偏差纳入质量控制的范围内。
2.4聚光镜的数值孔径
聚光镜装在载物台的下方，其作用是将光源射出的光线汇聚成光锥照射在被检物体上，形成适宜的光锥角度，增强照明度以得到最好的照明效果。数值孔径(NA)值是聚光镜的主要参数，与显微镜的分辨率密切相关。如果聚光镜的数值孔径低于物镜的数值孔径，物镜的部分数值孔径则不起作用，从而不能达到其最高分辨力；如果聚光镜的数值孔径大于物镜的数值孔径，反而会由于照明光束过宽，使物像的清晰度下降，达不到规定的分辨能力。因此，为了充分利用物镜的数值孔径，提高其分辨能力，聚光镜的数值孔径应与所用物镜的数值孔径相匹配，应等于或稍大于物镜的数值孔径，以确保聚光镜发来的光束能充满物镜的孔径角，可进行更精细的观察，提高图像的分辨率。聚光镜对显微镜成像性能有较大影响，但在日常使用及质量监管中往往处于被忽视的地位。在标准GB/T2985-2008中，只对聚光镜的密封性及光照均匀性等指标进行了考量，并未对影响光学性能的数值孔径进行要求。鉴于聚光镜在生物显微镜成像过程中的重要作用，应考虑将其纳入质量控制的范围内[15]。
3结论
关键词：反渗透膜；微生物污染；防治
从1953年提出用反渗透技术淡化海水，到二十世纪60年代的商业化运营，时至今日经过50多年的发展，反渗透水处理技术成功地运用于许多领域。从反渗透技术最初只用于海水淡化，后来逐步扩大到苦咸水淡化、食品加工、医药卫生、饮料净化、超纯水制备等方面，产生了很高的经济效益。
在反渗透水处理系统运行过程中，若系统设计不合理或运行控制不当，必然会出现膜污染的情况。在膜污染的几种类型中（沉淀污染、微生物污染、胶体污染等），微生物污染具有其特殊性，它在反渗透水处理中所造成的运行困难是最严重的一种。目前，国内在反渗透水处理系统运行中，膜的微生物污染问题日渐突出。
1微生物污染的产生和危害
1.1产生原因
生物污染是指微生物在膜-水界面上积累从而影响系统性能的现象。微生物污染是膜材料、流动参数（如溶解物，流动速度，压力等）和微生物间复杂的相互作用的结果。微生物污染基本上是一个生物膜生长的问题。
微生物污染的主要来源是RO进料水。由于地表水和浅层地下水中都存在着微生物，预处理系统未正常有效工作，微生物就会进RO组件，而RO组件内部潮湿阴暗可为微生物生长提供理想环境，若在进人反渗透系统前不加以杀灭，这些微生物将以反渗透膜为载体借助反渗透浓水段的营养盐而繁殖生长，在温较热的条件下，微生物的生长更是迅速，几天之内便可在反渗透膜表面形成生物膜层，导致反渗透系统进出水间压差迅速增大，产水量与脱盐率快速下降，同时污染产品水。另一方面预处理也可能是微生物污染源，如辅助除去悬浮物体的絮凝剂过量，给微生物提供了适宜的生长环境。
在RO系统中，主要存在的是好氧性细菌，一般未见真菌和霉菌，好氧菌在系统不同阶段分布不同，如表1可以看出原水罐是滋生细菌的主要场所，其次RO处理器内部也有细菌的生长（由于膜的有机材料给细菌的生长提供了一定的条件）
1.2危害
目前商品化的反渗透膜材料主要有醋酸纤维和聚酰胺两大类。而醋酸纤维素膜装置是目前超纯水制造系统中常用且经济的反渗透装置。但其最大的缺点之一就是抗微生物的侵蚀能力较差。聚酰胺类膜尽管能抗微生物侵蚀，但污染问题仍然存在。
大量微生物在膜、组件内的大量繁殖.将造成三方面的不良后果，第一是微生物要吞食反渗透膜，脱盐层被侵蚀而使脱盐率下降，并造成膜寿命缩短，使膜结构的完整性遭到破坏，甚至造成重大系统故障(仅对CA膜);第二是微生物的大量繁殖和代谢，产生大量的胶体物质，致使膜被堵塞，会增大给水压降，造成通水量下降;第三将造成产水中细菌总数的增加，使产品水质下降；第四是生物膜（粘泥）不溶于酸，难溶于碱，几乎不受水流剪切力的影响，即使频繁冲洗，也不能冲掉。消毒杀菌也难于使粘泥彻底清除。
微生物的一个重要特征是它们具有对营养水动力或其他条件变化作出迅速生化和基因调节的能力。因此，生物污染比非活性的胶体污染或矿物质结垢危害性更大。
目前广泛应用的TFC反渗透膜，它的关键材料是聚丙烯酰胺，它对氧化性物质不具备坚强的抵抗力，因此，用户一般都控制了反渗透入口的氧化还原电位，使膜在无氧化剂的环境下工作，而细菌等微生物附在膜的表面和通道网层上，凭借水中的营养成分大量繁殖。许多文献都表明，这种污染似乎在膜的中部发生，但从实际看来，经常是整个系统一起泛滥。
2微生物污染的预测与简易辨别方法
（1）测定从原水入口、预处理各个环节反渗透给水、浓水以及反渗透产品水的细菌总数（TBC），计算细菌变化数值。若发现浓水中的TBC明显增加，说明反渗透膜上可能有粘泥形成。
（2）给水中的有机物不仅自身可形成膜的污染，还可作为细菌滋生的营养物。所以可对有机物（以总有机碳表示，简称TOC）进行监测，膜厂家提示控制TOC<2mg/L(以C表示)。2mg/LTOC大致相当于5mg/L的总有机生物量此值在正常运行时，不会引起膜间有机物污堵。
（3）检验是否为微生物污染的简单方法是：从表面刮取一小部分污染物放在火焰上燃烧，其气味与毛发燃烧的气味相同。
3微生物污染防治
对于RO水处理系统,必须在RO工艺系统预处理中设置完善的杀灭微生物的措施,才能从根本上控制住微生物污染。
关于防治微生物污染。传统的观点认为，RO膜元件的微生物污堵主要来自于地表水，来自地下水的污堵则较轻，同时认为在RO装置进水中的微生物含量<10,000cfu/ml时，都是比较安全的，由此，应用者在选择设计RO工艺系统时，给予的重视常常不足。国内实例表明，某些地下水系统中的RO膜元件已受到不同程度上的微生物污堵，这是因为该系统中均设有原水池，其容积一般为1-2小时的贮水调节容量（如电力行业），易滋生微生物，在半年内受到微生物污堵需要清洗的膜元件中，污堵最严重的单只8英寸卷式膜元件湿重达35kg，正常湿重为16.4kg，污染物呈浅黄色透明状，燃烧气味呈羊毛味。
防止微生物污染的方法通常是采取有效的杀菌处理措施，有氯气及NaClO,ClO2,KMnO4,H22O2、O3、紫外线照射等常规方法，控制重点是选取合适的杀菌剂，足够长的接触时间。对于氯类杀菌剂，投加量一般以进水余氯含量>1mg/L为准，根据不同的反渗透膜控制合适的残余氯量。另外还可以采用氧化性和非氧化性杀菌剂(如Na2S2O5、NaHSO350mg/L，异噻唑啉酮15-25mg/L)定期、交替冲击性、大剂量杀菌，可杀灭系统中大部分微生物，甚至可以穿透粘附于系统中的生物粘泥膜，起到杀灭、剥离作用。再就是严格控制给水中的有机物含量(以总有机碳TOC表示不超过2mg/L)，抑制细菌的生长繁殖。最好同时注意监测反渗透系统各环节的水中细菌总数(TBC)以便有效的预防，当发现有徽生物污染的症状时(压差升高10%，产水量降低10%)应及时采取清洗措施(包括对预处理系统和RO系统的清洗)，以免污染加重。
定期杀菌，一般采用1%-3%的甲醛溶液冲洗15min，杀死细菌。在RO系统停用期间，要求用甲醛，每2天洗1次。除采用甲醛以外，还可采用0.2%的H22O2进行杀菌。
一般认为，经过活性炭处理过的水中会含有大量微生物。但对于活性炭处理工艺,只要调整好反洗频率及更换频次,也可以防止微生物污染。
如：由外国公司给中国华晶电子集团公司设计制造的250t/h前处理设备,其工艺流程为“沙滤-5μm过滤器-超滤-水箱-泵-5μm过滤器-高压泵-RO-水箱”,其中,在水箱之后添加了亚硫酸氢钠来还原水中的余氯。当初,设计人员普遍认为,采用了截留分子量为80000MWCO的UF系统,完全可以保证RO的运行,但情况并不如此,自投加亚硫酸氢钠后,所有的管壁、泵内腔、乃至膜面、浓水口均出现了糊胶状物质,当水源发生季节性变换时,清洗的最高频次达每周一次,反渗透寿命只能维持一年左右(24小时运转)。经过化验,反渗透入口处的细菌总数超过2000个/ml。对水进行的有机物分子量分布实验见表2,发现水中的低分子量物质占绝对优势,COD值为4.5左右,TOC值为4.3mg/l,254nm紫外吸光度=5OD/m,综合各种数据表明,水中的富维酸、腐植酸的含量已经很高,促进了微生物的生长,鉴于这种情况,在工艺中加入了活性炭过滤器,用活性炭吸附水中的有机营养成分、控制水中溶氧含量、并且取加亚硫酸氢钠,结果表明,RO及各段管道明显好转,改造后膜寿命延长到三年(24小时运转)。
4结语
（1）在反渗透水处理系统中反渗透膜的微生物污染在各种膜污染中是最严重的。它具有发展迅速，形成的生物膜难于彻底清除等特点，易堵塞膜，导致反渗透系统进出水间压差迅速增大，产水量与脱盐率快速下降，可能污染产品水，甚至损坏膜。
（2）可以通过监测浓水细菌总数（TBC）值的变化和给水的总有机碳（TOC）值来对微生物污染进行预测，并可以通过燃烧污染物来简易判断是否是微生物污染。
（3）要加强对地下水作为原水时预处理消毒杀菌的重视，防止在RO装置中出现微生物污染。
（4）对微生物污染的防治除常规方法外，还可以采用氧化性和非氧化性杀菌剂定期、交替冲击性、大剂量杀菌。严格控制给水中的有机物含量(以总有机碳TOC表示不超过2mg/L)，抑制细菌的生长繁殖。对于活性炭处理工艺,只要调整好反洗频率及更换频次,也可以防止微生物污染。
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中图分类号：G4文献标识码： A 文章编号：
论文摘要：针对教材的语音段学习，试从如何在课堂充分使用汉语拼音和国际音标的光碟学习声母、韵母的发音，从而与推广普通话，与普通话等级考试相结合；如何使用课堂即时口语发音检测，使学生体会辅音、元音的发音特点；如何结合课堂口语检测与舌面元音舌位唇形图的理论变化相结合；如何使用课堂口语发音贯彻音变、音位等一系列的语音理论等方面展开论述，力图达到使用一切立体的、师生互动的、口语练习成为主线索的教学方法，充分发挥四版教材语音段的知识性和科学性，使教材在使用过程中达到教学效果的最大化。因而，在上述问题上针对性的提出一些可行性措施。 一、基础能力培养 基础能力是一种积极学习的态度、自主学习能力及团结协作能力。要培养学生的基础能力，就要让学生有目标，有兴趣，带着问题去主动学习，在主动学习中培养团结协作能力。 1.上好绪论课，培养学生积极学习的态度 要培养学生积极学习的态度，首要问题是培养他们学习的兴趣。兴趣是最好的老师，是学生最持久的内在动力，是推动学生自主学习的主观因素，是学生发挥主观能动性的基础。在微生物学课程教学中，我们非常重视绪论课在培养学生学习兴趣方面的作用。俗话说，好的开头等于成功的一半。第一印象往往给人留下难以磨灭的记忆。绪论课教学，既是课程入门的向导，又是师生合作的开始。如果绪论课的教学能引起同学们的兴趣，就等于抓住牛鼻子，后面的“戏”就好唱了。根据这一特点，我们充分发挥第一堂课的作用。一是广泛收集材料，精心准备教案，认真组织课堂教学，每一个环节不轻易放过。二是从日常生活中的常见现象导出微生物与人类生产、生活的关系。如从日常生活中的衣物发霉、剩饭变酸现象，到生产中酿酒、做面包馒头、制酱、制腐乳、豆豉等等引出微生物概念。三是以讲故事的方式引出微生物的发展史、关键人物及其贡献。由荷兰一个小镇上的布商列文・虎克从小喜欢磨制透镜，一个偶然的机会，他发现透镜能将小东西放大，在这个基础上，研制出了显微镜，至此引出了微生物的发现；由当今誉满全球的法国白兰地、巴黎时装引出巴斯德解决酒变质、家蚕病害等贡献，导出微生物的发展。四是采用形象的比喻与生动的语言列举大量的数据和典型的事例说明微生物的特性。由空气、土壤、水体、人体表面、人体消化道、人民币纸币等携带的微生物种类和数量介绍微生物种类多、数量大、分布广。五是以充满激情和向往的语气介绍微生物学的发展动态和热门话题。向学生展示微生物学研究的前缘领域如DNA芯片、微生物传感器、微生物燃料电池、定向药物、基因导入等，拉近学生与现代科学发展的距离，使学生知道本学科当前发展的趋势、研究的热点及争论的问题……。让学生在老师富有感召力的教学中，深切感受到科学的道路并不是一帆风顺的，机会是给一个时刻准备着的人，从而对微生物学产生浓厚的学习兴趣，热切地希望跟随老师去探讨奥妙无穷的微生物世界。 2.采用讨论式教学，培养学生自主学习能力 微生物学是我校生物工程、食品科学与工程、食品安全与检测等专业的重要基础课程，在课程教学中，有关微生物基本理论、基础知识、基本技能的内容如微生物的纯培养方法、微生物细胞的结构与功能、微生物的营养、微生物的生长繁殖及其控制、病毒等内容进行重点阐述，让学生对微生物学知识有一个较全面的了解和掌握。而对资料性、一般演绎性的内容则“点讲”，即在介绍基本概念后，老师引导出章节内容主题和重点，留有更多的未知知识空间，提出问题，让学生带着问题学习讨论，以培养学生自主学习能力。例如，在微生物多样性这一章学习时，学生已经系统学习了微生物学基本理论和基础知识，课堂上，我们提出问题：微生物在工业、农业、医药、环保方面的应用情况怎样？哪些微生物在这些领域有应用？微生物在这些领域的应用前景怎样？如何合理利用和保护微生物资源？课堂外，让学生带着问题分组讨论：学生就某一个方面的问题分组（2～3人）讨论，通过查找资料，得出答案，每组确定一名代表公开作答，其他同学提问补充，教师讲评。由于课堂知识的学习是有限的，课外知识的学习是无限的，这种方法的采用增强了学生对课堂的参与性，加深了对所学内容的理解，拓展了知识范围，充分调动了学生学习的主观能动性，有效地培养了学生的自主学习能力，学生终生受益。
1环境工程微生物学双语教学实践
1.1以学生为主体的任务型双语教学模式的确立目前比较有影响的双语教学模式有:沉浸型双语教学、维持型双语教学、过渡型双语教学和任务型双语教学等。考虑到学生的学习和接受能力,虽然基础较好,对于英语学习有一定的热情,具备一定的读、写能力,但听、说能力较差,而《环境工程微生物学》中涉及的专业知识很多比较抽象,因此,若大力度进行英语训练,会打消学生的学习积极性,双语教学的实施过程中还应以专业知识的教学为首要任务,并以专业课堂为载体,构建以学生为中心、在教师的指导与安排下用英语完成各种真实的与生活、学习相关的任务型双语教学模式,将双语授课从被动的翻译形式转变为主动的接受和师—生、生—生互动的教学体验,加强运用英语解读并表述专业课的基础理论知识及查找阅读科技文献的能力,使学生初步具备专业知识的英语交际能力。
1.2教材的选择教材的选择遵循“以中文教材为主、原版教材为辅”的原则,采用普通高等教育“十一五”规划教材、周群英教授主编的《环境工程微生物学》作为中文教材,这本书较好地处理了微生物的基础理论和微生物在环境生态工程中的应用之间的关系,主要内容包括:超微生物病毒、原核微生物、真核微生物、微生物的生长和繁殖、微生物的遗传和变异、微生物与物质循环、水处理中的微生物等,同时选择科学出版社出版的“BrockBiologyofMicroorganisms”(11thedition)作为外文教材,该书是美国优秀的微生物学教材,自1970年第一版起已有42年的历史,它以新颖、先进、严谨的内容,丰富精美的图片,启发式的知识结构和巧妙的构思,赢得了广大师生的青睐,被誉为“生命科学名着”。这样选用教材,既使教学内容符合教学大纲要求的深度和广度,又能让学生开拓视野,汲取外文教材中的精华,也为提高专业英语能力奠定了坚实的基础。
1.3多媒体资源的应用现代教育教学手段多媒体课件及网络平台可以直观形象地展示出丰富的课堂教学内容及辅助图片、视频、动画等,可以增大课堂容量,使学生加深印象,增进学习兴趣,是保证良好教学效果的基础。在环境工程微生物学双语教学实践中,采用的课件具有以下几个特点:(1)多媒体课件与教师板书紧密结合,板书采用中文,课件上的知识点则为相对应的英文,包括教学内容、概念的表述等;(2)由于采用的外文教材以光碟形式提供了原书的插图,课件上即可增加大量英文原版图片。另外,还有下载于世界着名的出版公司McGrawHill、W.H.Freeman等的动画,这些动画都是原版的英文字幕和解说;(3)安排学生观看一些环境生物方面的短片。如“水问”(WaterCries),“发现”(DISCOVERY)等,使学生了解当前国际环境生物领域取得的最新进展,从视觉及心理上更接近、更喜欢这门学科。
1.4教法的实施任务型双语教学模式的实施分为任务前(pre-task)、任务环节(taskcycle)和任务后(languagefocus)三个步骤。《环境工程微生物学》课程中有些知识点比较抽象,有些知识点实际应用性很强,学生在刚接触时可能会有些困难,再配以英文解说则更难理解。因此,我们根据课程内容的不同,分别布置学习任务,并采用启发式教学,以提高双语教学的课堂氛围和学习效率。目前在课堂上实施的任务有以下两类:(1)知识点回顾,通常设置在授课内容结束后,如,病毒的定义、分类、化学组成、繁殖过程;微生物降解污染物的原理;活性污泥法中的几类重要的微生物类群,概括它们的作用等内容。这些都是教学内容中的重点部分,需要学生牢牢掌握,布置任务时需要教师给出重要的专业词汇,布置给学生相应的命题,分组进行准备并发言,主要以互动式、讨论式教学方法为主。(2)热点问题讨论,该类学习任务通常以专业知识为背景,可以在课堂上让学生用英文展开相关热点问题的讨论,如:微生物基因工程菌株的构建;水中污染物的检测及污染治理方法;固体废物处理中的微生物等内容,以启发式、讨论式教学方法为主。在任务完成之后,教师要进行总结点评,肯定成绩,指出不足并对相应知识点进行归纳,以便于学生复习,为开展下一轮任务奠定基础。在双语教学内容的实施过程中,对于任务布置和展开也不能追求一蹴而就,还应随时掌握学生的学习状态和效果,教学中应注重点线面结合、循序渐进。点即专业词汇,线即对英文句义的理解,面即对课程内容的理解。循序渐进即对点线面的逐级渗透,例如,在开始教学时采用英、汉交叉,使学生能够“望文生义”,看到中文即想到英文,并逐步达到能流畅地使用英文表达,同时介绍一些科技英语词汇的构词特点以及科技英语的句法特点和翻译阅读技巧,促进学生对外文教材的感知、理解与掌握。教学实践中,若要使学生的知识体系跟上学科发展的步伐,教师不应拘泥于双语教材的现有理论知识,应着眼于教学内容的深度和广度,加强基础理论与微生物在环境工程中的应用之间的联系。国内外在环境工程微生物领域的相关研究还是有相当大的差距,教师需要对照国内的实际研究的理论基础、发展状况对教材进行适当的加工、融合与补充,添加国内文献资料和研究成果,而不是照抄照搬国外教材、采取“拿来主义”[5]。这样有针对性地开展双语教学,不仅能拓宽学生的知识面,了解本土知识和中国国情,认清最新研究动态和发展形势,也能使学生更好地把握双语课程的精髓,提高学习效果。
1.5结构化考核体系的建立对于学生的考试成绩,采用了结构化评分方法以最大限度反映出一个学生的真实水平。课程成绩由平时成绩和期末卷面成绩两部分组成,平时成绩占50%,包括课堂提问、任务讨论、文献翻译等,以此来鼓励学生对双语教学中任务环节参与的积极性,提高英文的表达能力和思维水平;期末卷面成绩占50%,大部分试题仍采用中文表述,少数名词解释、填空题、选择题等会配以英文表述。全面考核学生的基本知识、技能和综合素质,实践证明,得到了学生们的认可,收到了良好的教学效果。
2结语
在环境工程微生物学的双语教学中,实施任务型的双语教学模式,以教师为主导,学生为主体的交互合作、启发式、讨论式教学能更好地完成教学目标。在教与学的过程中,学生积极地参与文献查阅、知识点整理、PPT制作、演讲讨论等过程,不仅能提高英语水平,全面锻炼双语学习能力,还促进了专业知识的掌握,得到了学生们的认可,收到了良好的教学效果。环境工程微生物双语教学的实践证明,学生的自主学习能力、创造能力是巨大的,需要任课老师用心去挖掘、启发。双语教学是培养高素质学生的一种良好的教育模式,但并不是一蹴而就的工作,而是一项长期的、系统的、循序渐进的教学改革工程,还有很多问题需要探讨和总结,教师需要不断地提升自身的教学能力和英语水平,探索和改进教学方法和手段,才能适应当下飞速发展的科学技术,才能培养出专业基础深厚、视野开阔、知识广博的复合型环境生物人才。
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（2006-2020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。
解析几何学和微积分的创立;英国科学家牛顿及运动三大定律和万有引力定律的发现;英国科学家法拉第及电磁感应原理的发展;原于-分子结构学说的确立;俄国科学家门捷列夫制定化学元素周期律;英国科学家达尔文及其生物进化论学说;法国科学家巴斯德及微生物学的创立;法国物理学家居里夫妇合作发现放射性元素镭;美国物理学家爱因斯坦提出著名的物理学的相对论。
2.能力目标：
①在教师的帮助和指导下，学生思考：为什么近代时期被人们称为知识革命的时代?从而培养学生以历史唯物主义观点分析问题的能力。
②通过列表反映近代自然科学的发展状况，以培养学生综合所学知识的能力。
3.情感目标：
①近代自然科学的迅速发展，是由于资本主义制度取代封建制度，促进了生产发展所引起的自然科学的发展，反过来促进了生产的发展，巩固了资本主义制度对封建制度的胜利。
②学习近代自然科学的发展概况，结合工业革命，进一步理解科学技术是生产力的理论。
③近代时期，众多的科学家所以能作出重大贡献，除了客观条件外，还由于他们的努力以及他们具备的优秀品质，如他们的勤奋刻苦、执著追求，牛顿的虚心精神，巴斯德的爱国思想等，都是他们取得成就的因素，也是值得我们青少年学习的优良品德。
教材分析
1.重要人物：
牛顿，法拉第，门捷列夫，达尔文，居里夫妇，爱因斯坦
2.重要词语：
微积分，运动三大定律，万有引力定律，电磁感应原理，生物进化学说，物理学的相对论
教学重点、难点
重点：牛顿对力学的贡献和达尔文创立牛物进化学说。
难点：本课涉及的自然科学知识，如解析几何学、微积分、运动三大定律、万有引力定律、电磁感应原理、原子-分于结构学说、化学元素周期律、生物进化学说、物理学的相对论等。
知识结构
*
[复习提问]
14世纪，一股资产阶级文化的新潮流在意大利兴起，这种资产阶级文化运动在历史上称为什么?(答：文艺复兴)
文艺复兴是14世纪到16世纪欧洲发生巨大变化的又一标志，从此欧洲进入一个文化昌盛的时期，许多文学家、艺术家、思想家、科学家给后人留下了不朽的作品和启示。文艺复兴不仅在当时是思想文化领域里的一场伟大变革，而且成为近代文化的先驱，近代文化在它的基础上取得长足的进步。
[导入新课]
同学们，人们通常把世界近代史分为两大时期。第一时期从1640年到1870年，是“自由”资本主义时期;第二时期从1871年到1917年，是“自由”资本主义向帝国主义过渡和帝国主义最后形成的时期。近代第二时期的文化在第二册世界历史课本里阐述。本节课我们所讲的是17世纪以来三四百年的科学和文化的成就，首先我们来了解自然科学革命。
(请同学阅读课文提示)
[讲授新课：]
一、数学和物理学的进展
(1)解析几何学的创立
数学在17世纪取得了飞速的发展，使用了小数来表示分数，代数符号已经规范化。代数是进行着数量关系的研究和运算，它原来只是算术的一个组成部分。随着计算方法的不断改进，符号体系的被引进，使代数有可能成为一门科学。首先用字母做符号的是法国数学家维叶特。后笛卡尔改进了维叶特的符号体系。笛卡尔的方法和我们现在用的已十分接近，表明代数符号已基本实现规范化。符号的规范化，符号体系的建立，使代数发生了一次质的飞跃。
笛卡尔在数学上的又一大贡献是创立了解析几何学。几何学进行着空间形式的研究，如长度、面积、体积的测量。解析几何学的所谓“解析的”，其意义实际是“代数的”，它实现了几何和代数的结合，即形和数的结合。
(2)微积分的发明
提问：微积分的发明者及意义。
教师特别强调：牛顿和莱布尼茨各自独立发明了微积分。
随着解析几何学的建立，必然导致微积分的产生，微积分是人类思维的伟大成果之一。
如果一个物体，不受外力干扰，进行等速运动，就可以用一条直线来描述，用初等数学就可以求出它的运动速度或者所走过的路程。可是行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，不但运动速度每时每刻在变，而且椭圆的方向处处在变。怎样来计算行星在无论哪个时刻的速度呢?用什么办法来精确地描述椭圆的方向变化呢?科学家牛顿和莱布尼茨在研究笛卡尔解析几何的基础上找到了出路。
可以把任意时刻的速度看作是在微小的时间范围里的速度的平均值;当这个微小的时间间隔缩到无限小的时候，就是微分的概念。一个变速的运动物体在一定时间范围里走过的路程，可以看作是在许多微小时间间隔里所走的路的和，这就是积分的概念。科学家从这些基本要领出发，建立了微积分。
欧几里得的几何学也好，上古和中世纪的代数学也好，都是一种常量数学，微积分才是真正的变量数学。从日常生活中积累的经验使人们习惯于常量计算，但是只要稍稍深入到事物的本质，人们遇到的就是大量的变化着的事物。现在有了微积分这门变量数学，对变化着的事物进行精密的测量和计算就有了可能。所以，微积分的发明不仅在数学史上，而且在整个人类的认识史上都是一次巨大的飞跃，称得上是一次“革命”。
牛顿在1665年发明了微积分，但他只是把研究结果通知了自己的一些朋友。莱布尼茨最早关于微积分的笔记写于1673年，他在这方面的著作发表于1684年，比牛顿公开发表自己的研究成果的时间要早。于是，就引起了关于微积分的发明权的争论，欧洲大陆的数学家们站在莱布尼茨一方，英国的数学家们站在牛顿一方，双方剑拔弩张，甚至进行人身攻击。在牛顿和莱布尼茨死后，经过调查证明：双方都是在前人的基础上独自发明的。
(3)牛顿和力学
请同学们朗读课文中小字部分：牛顿简介。
再请同学看书归纳出牛顿的科学成就，教师填表格。
牛顿在科学上重大贡献有很多，在
本课课文中主要指的是发现运动三大定律及万有引力定律。这些定律，反映了物体机械运动的基本规律。牛顿把力学确定为完整、严密、系统的学科。
请同学思考：牛顿在物理学上作出重大贡献的原因。
教师归纳：当时社会发展的需求;牛顿以前有许多科学家对力学的发展作出了贡献;牛顿本人的天资和刻苦努力。牛顿有句名言：如果我看得远，那是因为我站在巨人的肩上。充分表现了牛顿的谦逊精神，值得我们大家学习。
(4)电磁感应原理的发现
提问：电磁感应原理的发明者、时间及作用是什么?
法拉第是自学成才而取得巨大成就的科学家。他出生在英国一个贫困的铁匠家庭，只上过两年小学，十二三岁曾以送报获得微薄收入辅助家庭，14岁当装订书籍的学徒。他求知欲望十分强烈，在七年的学徒期间，废寝忘食地阅读了许多自然科学的书籍，他勤奋好学，工作努力。法拉第由于对电磁学作出的贡献，而成为19世纪最伟大的物理学家。
从此，人们根据电磁感应原理，制成了发电机、电动机、建造起巨大的水力和火力发电站。人们利用电能推动工厂机器运转，利用电力为人类服务，推动了一系列新机器和新产品的研制，从而极大地改变了社会生产和人类生活各方面的面貌。电学的发展，有力地证明了科学技术是生产力。
二、化学和生物的发展
(1)原子—分子结构学说的确立
道尔顿出生在英国一个贫穷的家庭，年轻时干过农活，27岁时成为曼彻斯特新教学院的数学和自然教师。他没有受过正规的科学教育，但他不屈不挠的勤奋自学使他对科学事业作出了巨大贡献。1808年，他提出了近代的科学的原子论。他认为：一切物质都是由小的微粒一原子组成的;每一种物质都由自己的原子组成;化合物是由几种不同元素的原子按固定的比例结合而成;不同的元素原子量不同。道尔顿的原子论即使以当时的标准来看也是有缺陷的，但道尔顿不愧为现代自然科学中占据重要地位的原子科学的创始人和奠基者。
1811年，阿佛加德罗在论文中提出：分子是由原子组成，分子是具有物质特性的最小单位。
原子—分子结构学说的确立，合理地解释了很多化学现象和定律，给化学奠定了重要的理论基石。
(2)门捷列夫制定化学元素周期表
指导学生阅读课文小字部分，说明门捷列夫的周期律引起广泛重视的原因。
(3)达尔文的进化论
关于生物是神创造的观点，称为“神创论”;关于生物物种是一成不变的观点，称为“物种不变论”。这些都是唯心主义的错误观点。但在18世纪中期以前，这些错误观点的盛行有一定的客观原因。除社会宗教原因外，生物学的发展状况也是一个原因。
林耐(1707年-1778年)是18世纪最伟大的植物学家，他在总结前人作过试验的基础上，拟定了最初的生物分类学，但他认为物种是由上帝创造的。
法国学者布丰(1707年-1788年)为进化论的前驱者。他的进化观念最初由观察化石得到启发。他拒绝接受上帝创世的说法，对整个自然界提出了一种发展的观点。他把生物界与地球的历史联系起来，断言有机界并不是以现有的形式被创造出来，而是有自己的发展史。
法国博物学家拉马克(1744年-1829年)于1809年出版了著名的《动物学的哲学》一书，明确提出了生物是从低级向高级发展进化的观点。
1859年，英国科学家达尔文的《物种起源》问世，把生物进化思想卜升到理论的高度。他在书中指出：一切生物都经历了由低级到高级、由简单到复杂的发展过程，生物不是不变的。他还指出，在自然界，生物物种是通过生存斗争实现的，生存斗争的结果是优胜劣汰。这就是以自然选择为基础的生物进化论学说。
达尔文进化论是19世纪牛物科学的最大成就。它是生物科学的一次理论综合。从达尔文开始，把生物科学作为一个整体来研究，并且从发展的观点对生物进行研究。
进化论的提出，在人类整个思想史上也是划时代的大事。17世纪的牛顿把上帝从无生命现象的研究领域驱逐出去(虽然牛顿承认了上帝的第一性)，现在，进化论又把上帝从有生命现象的研究领域驱逐出去了。
恩格斯在1883年总结马克思一生的贡献时说：“正像达尔文发现有机界的发展规律一样，马克思发现了人类历史的发展规律。”这个比喻是对达尔文的最高评价。
(4)巴斯德开创微生物学
微生物学是研究微生物结构和功能的科学。巴斯德是法国化学家、微生物学家，他开创的生物学分支——微生物学，改变了外科手术的面貌，大大提高了外科手术的成功率。
三、19世纪晚期到20世纪初的科技进步
(1)发现放射现象
德国物理学家伦琴发现并深入研究了X射线，后人为纪念他，也称伦琴射线。伦琴这一发现，成为人类探索原子内部的微观世界的重要开始。因发现X射线，伦琴获得1901年诺贝尔物理学奖，成为第一位获得诺贝尔奖的物理学家。
(2)居里夫妇发现放射性元素镭
法国物理学家皮埃尔·居里及其夫人玛丽·居里，在法国物理学家贝克勒尔发现放射性物质铀(1896年)以后，对放射性现象进行了深入的研究。1898年7月，他们从铀沥青矿中含鉍的部分发现了一种新的放射性元素，命名为“钋”(以纪念居里大人的祖国波兰);同年12月又在含钡的部分发现了另一种新的放射性元素“镭”，其放射性强度要比纯铀强900倍。以后，他们又在极其恶劣和简陋的条件下，不顾个人健康，艰苦工作了整整4年，终于在1902年从数吨铀沥青矿渣中提炼出微量的氯化镭，并初步测定出镭的原子量是225。居里夫妇由于发现放射性元素钋和镭等重要成就，而与发现放射性铀的贝克勒尔共同获得1903年的诺贝尔物理学奖。
(3)爱因斯坦提出相对论
德国出生的犹太血统美国物理学家爱因斯坦，是20世纪最伟大的科学家。19世纪末，由于电磁学方面一系列的新发现、新实验同经典物理学理论发生了矛盾，物理学出现了危机。当时老一辈物理学家都企图用修补漏洞的办法来维护经典理论框架。科学界中一个默默无闻的小人物爱因斯坦，却敏锐地意识到只有对物理理论的基础进行根本性的变革，才能解决这一危机。1905年，年仅26岁的爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》，创立了狭义相对论。1915年，爱因斯坦又创立了广义相对论，进一步揭示了时空结构(四维时空)同物质分布的关系，指出了物质问所存在的万有引力，是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀(即时空弯曲)而引起的。相对论的捉出是物理学思想的一场重大革命，相对论既是原子内部的微观物理学的基础，也是大体物理学和宇宙学的基础。相对论的提出，使爱因斯坦成为继牛顿之后世界上最伟大的理论物理学家。
[课堂小结]
1.结合表格小结所学内容，巩固新知。
2.请学生思考：牛顿和达尔文作出重大贡献的原因是什么?两者对比，其共同性的东西又是什么?
[课堂练习]
课后习题一、二、三。
[教法建议]
1.由于本课教材内容丰富，涉及的人名及事件较多，故教师在讲授时要突出重点，详略得当，语言准确，板书可通过列表的形式，边讲边问边填。
2.讲授时最好以启发式讲解为主，配以简明的表格和适当的电教手段，增强其生动性、趣味性。
江西医学高等专科学校 江西省上饶市 334000
【摘 要】医学微生物学是一门重要的医学基础类学科，具有知识量大、内容繁杂的特点。在医学微生物理论教学中传统的方式存在学生积极性差、依赖性强的问题。为此要深入医学微生物理论研究，提高学生的综合理论能力及实验教学效果，培养更符合就业要求的复合型医学人才。本文主要是通过教学方式的改革，来激发学生的学习兴趣，强化课堂教学理论效果，并注重知识理论的更新，加强与临床学科的紧密关联，从而使学生在有限的学时内，能够提高学生学习医学微生物理论教学效果。
关键词 医学；微生物；实验；教学
随着医学技术的发展，医学微生物学主要是对病原微生物的生物学特性、机体的抗感染免疫、致病机制和相关感染性疾病的防治措施进行研究，其具有知识量大、内容繁杂、逻辑性差、知识面广、易混淆等特点，这是一门专业基础课，在基础医学中很重要又很难学。本文主要是对医学微生物理论教学实验进行研究，从而推动医学和生物科学等学科的高速发展，使得医学领域内的教学理念和教育模式得到更好的转变和优化。
1 改进理论教学实验内容，提高基本操作技能
医学微生物理论教学实验对医学教育产生重要的影响。当前对多数医学院而言微生物实验在内容设置上多是采用经典传统的实验为主，通过理论教学实验来训练和提高学生的基本操作、基本技能。尽管能够做到内容规范，逻辑性强。但却缺乏灵活性和系统性。使学生不能够在实验中全面掌握基本操作技术，这也会降低学生参与实验的积极性。为了更好的提高学生的基本操作技能，首先要准备好必要的材料和工具：菌种、染色液、玻片、生理盐水、酒精灯、接种环等，如图1 为接种针和接种环的结构，还要不断改进理论教学实验内容。以下为本实验研究需要包括的内容。
正确维护和使用油镜。在教师的理论指导下，学生要正确掌握油镜的使用方法，做好使用后的维护工作，这些也都为医学微生物实验中观察细菌奠定了基础。
学生还要掌握细菌观察和常见染色的方法，这就需要认真学习理论知识，从而更好的应用于实践之中。要学会细菌涂片的制备（如图2），并能够运用悬滴法来观察细菌，掌握革兰氏染色、抗酸染色和一些特殊的染色方法，这样也是为医学微生物实验做好了更充分的准备。
各种培养基的制备。教师要对常见的一些培养基进行理论分析，并结合实际来训练学生对培养基的制备，让学生树立无菌观念，更有助于实验的顺利进行。
2 整合实验内容，强化基础理论知识
学生在教学实验中只有亲自动手操作，才可以验证经典理论，并对一些经典的理论有更好的理解。传统的实验教学过于注重教师对原理、目的和步骤的讲授，学生只能进行机械化的操作，按部就班的根据实验指导完成操作。这些模式化的实验教学，能够让学生对实验内容有所掌握，但却脱离了理论，实验也没有办法应用于以后的工作实践之中。实行综合性实验，将3 个以上互相独立的知识点串接形成实验项目的试验任务，这可以帮助学生能够从整体更为系统的把握医学微生物理论。根据医学微生物的知识体系来把相关的实验进行整合形成三大综合性实验，从而使得其与教学内容更好的衔接在一起。而这三大综合性实验是指消化系统感染微生物检测、呼吸系统感染微生物检测和创伤感染微生物检测。消化系统感染微生物检测其包括肠道菌的分离培养，常见肠道细菌的形态和培养特性，对伤寒及副伤寒的血清学鉴定等。这样可以让学生对有关消化系统感染微生物的理论知识有深入的了解和掌握，并能够将这些实验方法灵活的运用于对消化系统感染微生物的检测之中。呼吸系统感染微生物检测包括血凝抑制实验、血凝实验和结核杆菌抗酸染色实验等。让学生了解相关的呼吸系统感染微生物的实验技能。最后一个创伤感染微生物检测，主要包括血浆凝固酶实验、临床标本厌氧菌分离实验等。这使得学生能够对相关实验的原理、步骤有所了解。
3 对实验内容扩增，提高学生的创新科研能力
医学微生物学由于大多数实验都是对经典实验的一次又一次的验证，是书本知识的重复，不利于学生发散科研创新思维。而且因为技术发展飞速，这些也实验往往也都落后于现代微生物学技术研究。因此只有对实验内容进行扩增，增加设计性实验的比重，并增强实验教学的创新性，从而使得科研工作可以实现进一步的提高。培养学生分析问题和解决问题的能力，并树立严谨科学的态度。
在设计性实验中，要严格按照自己所掌握的专业知识来设计实验方案，并遵循实验步骤，还要结合客观的误差分析法，从而根据理论分析实验结果。设计实验更注重考查学生对实验原理的理解情况，培养学生对知识的迁移能力，锻炼学生的综合分析和解决问题的能力。此外还可以设置开放性实验的教学模式，由教师带领学生做课题，为学生提供进一步发展和提高的机会和平台。从而拓展学生的微生物科研理论知识，增强学生的动手操作能力。
4 结束语
在近些年来，医学微生物理论教学实验的研究内容也在不断的改革和创新，从而促进了教学质量的提高，让学生的综合能力得到了锻炼。加速高素质医学人才的培养，医学微生物学的研究也将向着更深更高的层次发展。
参考文献
[1] 钟有添, 王小丽, 吕军华. 医学微生物学教学方法与手段的探讨[J]. 赣南医学院学报,2010(05) .
[2] 雷迎峰, 杨敬, 徐志凯. 医学微生物学发现史在教学中应用的思考[J]. 基础医学教育,2011(02) .
