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关键词:物理思维;物理现象;物理概念;物理规律
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2013)5(S)-0019-3
物理学科的教学最根本的目标是使学生在学习物理知识的过程中,掌握物理分析、思维方法,培养学生运用物理知识解决问题的能力。
但是相当一部分学生的学习方法跟上述教学目标的要求背道而驰。主要表现可概括为“三脱离”:(1)脱离实际生活、生产中的物理现象,死记硬背物理概念和物理规律;(2)脱离丰富多彩的物理过程,把物理公式纯数学化,不问来源和适用条件,运用时死搬硬套;(3)脱离物理知识的整体结构,死记硬背大量零碎的、孤立的知识点。所以在物理教学中,如何帮助学生克服“三脱离”的僵死的学习习惯,塑造良好的认知结构,是一个值得探讨并努力解决的问题,在此,笔者粗谈一些浅见,望同仁专家赐教。
1.以现象为依据,实验为基础,数学为工具
物理概念的形成和定义,物理规律的归纳和总结,无一不以现象为依据,以实验为基础,因此笔者在教学和实践中,努力做到以下三点。
1.1重视观察和实验的重要性
在观察和实验中引导学生,注意寻找物理特征,以帮助学生形成具体、生动的物理图象。
如在《自由落体运动》一节的教学中,笔者并没有一开始就采用毛钱管实验,而是设计了以下五个实验作为铺垫:
(1)粉笔头和硬纸板平放同时下落——落地时间明显不同。
引导学生思考:亚里士多德说重物落得快,为什么我们的实验恰恰相反。
(2)粉笔头和硬纸竖直同时下落——落地时间基本相同。
引导学生思考:为什么实验结果与(1)不同。
(3)粉笔头和锡箔同时下落——落地时间明显不同。
(4)锡箔揉成纸团与粉笔头同时下落——落地时间基本相同。
引导学生思考:(3)、(4)两个实验说明了什么?
(5)直径相同的小钢球和塑料球同时下落——落地时只听到一次响声,已分辨不清落地的先后。
通过以上五个简单实验。学生对亚里士多德“重物落得快”的说法,已持否定态度,并从感性上已认识到物体下落的快慢并不取决于物体的轻重,而是由于受到空气阻力的影响。在这个基础上,再演示毛钱管实验,强调管中已基本被抽成真空,这样,就把自由落体运动的主要特征——“只受重力”突出来了,自由落体运动的性质和规律也就水到渠成地得出了。
1.2物理概念的形成和定义的建立要充分展示其实践基础
中学生头脑已储存不少生活图景和感受,这为物理概念的形成和定义的建立提供了一定的素材。我们的教学过程就要充分唤起学生头脑中已有的表象,引导他们去分析、提炼出信息的物理特征,使学生在坚实的实践基础上,形成科学的概念。
例如“动量”是高中物理中难以理解和掌握的重要物理概念,笔者在教学中是这样引入的:“乒乓球与铅球以相同的速度向你飞来,你的感受会一样吗?”,“足球场上两名队员以大小相同的速度相撞,可能被撞倒的是谁呢?”通过一系列类似的例子,激发学生的思维,在这样的基础上,归纳出“运动物体的作用效果不但与物体的速度有关,而且还与物体的质量有关”的结论,为“动量”概念的形成和定义的建立提供了生动、鲜明的物理形象。
1.3深入了解学生认识结构的弱点,努力渗透物理思想方法的教育
物理规律是对大量物理现象,通过去粗取精、去伪存真,突出主要特征,忽略次要因素而锤炼出来的科学结论,它源于实践,又高于实践。教学往往从学生已有的感性认识人手,但是,正如爱因斯坦指出的那样:“根据直接观察所得到的直觉的结论,不是常常可靠的。”例如,力学的中心课题是力和运动的关系,古希腊哲学家亚里士多德凭直接的观察做出了不少的错误论断。直到十七世纪,伽利略通过理想实验和抽象思维,才把亚里士多德的许多错误论断修正过来。牛顿正是在这一基础上,总结出了著名的三大运动定律,建立起辉煌的牛顿力学。
如何在教学过程中渗透这些物理思想方法,笔者首先分析了中学生认知结构的一些弱点,他们虽有一些感性认识,但信息容量有限,有序化的程度不高,开放性也差。针对这种情况,教学中宜采用由浅入深、层层剖析,由易到难,由感性到理性,由形象到抽象的教学序列。
例如在《牛顿运动定律》的教学中,笔者提出如下问题供学生思考:
(1)一般说“小个灵活大个笨”的物理原因是什么?
(2)跳高运动员脚蹬跳板的力越大,跳得越高,这是因为力越大,惯性越大,对吗?
(3)限制车辆的行驶速度,使它在必要时比较容易停下,这说明速度越小,惯性就越小,对吗?
(4)行驶的自行车,要使它停下来有两种法,一是脚不再蹬,二是脚不蹬的同时手捏紧刹车闸,后者停得快些,这说明阻力越大,惯性越小,对吗?
上述现象学生是熟悉的,但要用物理观点正确理解并解答,却要花一番功夫。因此,经常唤起学生头脑中已有的生活景象,引导他们用物理的观点去思考、分析,帮助他们把生活景象升华为物理图景,纳入物理知识的结构系统中,这就使学生所认知的物理知识根植于肥沃的土壤中,必然是开花结果,丰收在望。
2.物理概念和规律的表述具有严密的逻辑性
学生在学习物理的过程中,容易出现只记公式,而对公式的物理内容不求甚解的毛病。因而在解题过程中,也不去仔细分析物理过程,而是死搬硬套公式,为了帮助学生克服这一障碍,笔者在教学中注意做好如下三点。
2.1对描述物理概念的定义式,着重强调其实验(实践)基础
如电阻的定义式,着重点明欧姆实验的初衷是要研究导体中的电流强度跟加在导体两端的电压的关系,而在实验过程中,发现电流的强弱不但与电压有关,而且与导体的某种特性有关,这一特性在实验中表现为比值U/I对于同一导体是个恒量,对于不同的导体这个恒量不同。这就使学生对电阻概念的理解建立在坚实的实验基础上。接着强调电阻的定义式R=U/I与欧姆定律的表达式I=U/R在数学上是等效的,但反映的物理内容是截然不同的。
2.2真正理解物理公式丰富的物理内涵
对用比值定义的物理量,着重把比值整体描述的对象及其性质跟比值所用的已有的物理量描述的对象及其性质严格区别开。如前所述电阻R=U/I,描述的对象是导体,反映的是导体阻碍电流的特性。而所用的已有物理量电压是由外部提供的,电流是外部条件通过导体本身属性而体现出来的一种表象。不管U与I如何变化,对一根导体来说,其电阻是不变的(不考虑温度的影响)。这样,才能真正理解物理公式丰富的物理内涵,而不至于把它们当成干巴巴的数学形式。
2.3使丰富的物理内容和简洁的数学形式整体呈现
物理学常常以极其简洁的数学形式揭示深刻的物理规律,如牛顿第二定律、欧姆定律等。也许正因为简洁,部分学生往往就把它们简单化了。学生往往把物理公式纯数学化,任何一个物理公式都是直接或间接地建立在大量的实验基础上。反映着特定条件下的丰富的物理内容,如果不弄清楚其产生基础和适用条件,而认为只要记住公式就行,势必要犯错误。
例如“刹车问题”中经常出现汽车开始刹车后,时间t内汽车的位移。而给出的时间常常大于汽车停止所需要的时间,如不加以分析,就乱公式势必得出错误的结果。这类问题虽简单,但旨在培养学生对物理过程分析的习惯和能力。为了使学生能真正掌握物理规律的数学形式。笔者在每个物理规律教学时,都要强调以下四个方面的问题:(1)实验基础;(2)物理过程分析;(3)公式中各物理量间的制约关系;(4)公式的适用条件。
总之使丰富的物理内容和简洁的数学形式以统一和谐的整体呈现在学生面前,是有效的教学方法之一。
3.摒除零碎知识堆积灵活运用物理规律
大量的、零碎的物理内容的堆积,不等于物理认知结构的形成,更谈不上能力的培养。一些学生在学习物理过程中,脱离物理知识的整体结构,死记大量零碎的知识点,不能灵活运用物理规律。为了解决这一问题,笔者在教学中力求做到如下三点。
3.1通过背景介绍,了解知识形成过程
在进行概念和规律教学时。适当介绍其形成、产生和建立的背景,使学生能从科学发展史和人类认识史中去了解知识的形成过程。例如:从惠更斯提出“活力”的概念到“动能”定义的建立,从笛卡儿对“动量”的初步认识到牛顿对“动量”更加准确的定义,从光学发展史归纳出光的波粒二象性,以及中子发现的曲折而又有趣的过程等。这些史实的介绍对学生认知结构的形成大有裨益。
3.2有效、及时地进行章节、单元的复习、归纳和总结
章节、单元的复结,不是面面具到的知识罗列,不是机械的知识堆砌,而是把点连成线,把线织成网。形成一种网络结构,回归知识的本来面目,使学生从整体上去把握知识系统本身的逻辑联系。
归纳总结的具体形式很多,如列成表格,画出图表,组织框架、类同集萃,同中求异,异中求同等等,通过种种具体形式,帮助学生系统地掌握基础知识,理解知识脉络,抓住关键,突出重点,进一步挖掘内涵,开拓外延,从而激发学生的扩散思维,逆向思维,求异思维等创造性思维能力。只有通过系统的复习、归纳和总结,才能使学生在掌握物理知识结构的过程,不断接受物理思想方法,逐步塑造起自己的良好的认识结构,发展智力,提高能力也才有坚实的基础。
3.3精选习题,分类讲评
教师要精选(编)习题,讲评时要“浅题深析”,有些题要“深题浅释”。题目的优劣不在于深浅难易,而在于能否突破一点,带动全局。而所谓搞深搞透,就是不以题论题,受题限制,只满足于得到正确答案。对于看似浅显的题目,要认真分析习题涉及的知识点在有关知识系统中的地位以及和其它知识点的联系,有利于从全局出发,采取最优手段来解决,从而达到引起联想,激发思维的目的,这就是所谓的“浅题深析”之要义。对于综合性的习题,即所谓难题深题,则要在弄清楚题目描述的物理过程的基础上,分析它涉及到的知识点,这一知识点由什么规律联系着,然后正确选用规律去解决它。这就是所谓“深题浅释”的意思。
一、合理建模,科学抽象,在理想状态下思考问题
学习和研究物理问题总是从理想化的物理模型和过程开始的。经过科学抽象而构建出的物理模型和物理过程会大大简化物理问题而又避免产生较大的偏差,特别是研究对象是特别复杂的实际问题,更应该先建模然后根据实际问题对结果加以修正。比如,理想气体就是对实际气体的理想化,忽略了气体分子的体积和分子之间的相互作用力,常见的把氢气、氧气、氮气等在常温下都可视为理想气体,这样处理起问题来就简单多了。高中阶段的气体问题通常来说都可以用理想气体状态方程来分析和处理。但是,我们在教学过程中应该明确告诉学生,如果气体所处环境发生了变化,是在低温高压环境下,就不能再用理想气体状态方程来求解了,因为这时分子之间的引力和斥力都不能再忽略了,需要对理想气体状态方程加以修正和推广,进而得出大学物理当中的范德瓦耳斯方程。
现行的高中物理教材当中,涉及了大量的物理模型,如质点、点电荷、核式结构等,也有大量的理想化过程,如匀速直线运动、匀加速直线运动等。实际上这些知识在初中物理教学中就已经开始初步涉及。所以在初中物理教学过程当中,教师就应该逐渐地引导学生完成物理模型的建立,引导其形成自主思考问题、主动抽象实际问题的能力。这样的话,学生就会形成一定的科学抽象和合理简化的能力,到学习高中物理时,就不会感觉陌生。当然在高中物理教学当中,还应该注意教学方法,一般来说都是遵从合理假设逻辑推理验证结论的规律,这样有利于培养学生的空间想象力和抽象思维能力。
理想实验也是高中物理当中的一个重要的科学思维方法。这种方法的基础是对物理实验的高度抽象与概括,突出主要矛盾,忽略次要矛盾。如初中和高中物理当中都涉及的伽利略斜面实验、高中物理当中的自由落体实验等,都是通过理想实验的方法来得出结论的。注意,理想实验的目的并不是为了让学生记住历史,而是让学生学会通过严密的逻辑推理来对实际的实验进行外推,得出普遍的规律。如伽利略斜面实验就可以从实际生活当中司空见惯的小车由运动到静止的现象,延伸到同一小车从斜面上同一高度下滑沿粗糙程度不同的水平面滑动的距离各不相同,外推得出如果平面绝对光滑,则小车将永远保持匀速直线运动。这样一来,就会让学生在对生活经验的批判当中得出更为科学的结论。
二、比较分析,科学归纳,掌握事物的本质规律
归纳法是从个别事实当中得出一般规律的科学方法,对于物理规律、概念和定律的得出极其重要。高中物理当中不少物理规律都是通过对若干个实验的归纳总结得出的。当然,其中有些实验还是离不开初中物理实验的基础的。如在进行“电磁感应”的教学时,我们可以引导学生回忆初中得出阿基米德定律的方法,先观察现象鲜明、趣味性强的课堂小实验,然后对不同的电磁感应现象进行比较分析,得出两个基本的认识:①闭合回路中部分导线作切割磁感线运动时,产生感应电流;②磁铁与闭合线圈做相对运动时,线圈中产生感应电流;通电螺线管(原)与闭合线圈(副)做相对运动时,闭合线圈(副)中产生感应电流;线圈(原)中的电流突然接通或断开时,闭合线圈(副)中会产生感应电流;通电线圈(原)中的电流强度大小发生变化时,闭合线圈(副)中也会产生感应电流。当然,这两个基本认识还过于肤浅,只注意到了电磁感应的一个侧面。最后,再引导学生对这两个基本认识加以系统,得出产生感应电流的条件在于“穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化”。这里磁通量的变化是抽象的概念,是对大量的物理实验进行概括总结和抽象思维而得出的结论。以磁通量的变化为手段,我们可以对电磁感应现象有相对完整的认识。
在教学过程中需要我们注意的是,由于初中生和高中生思维特点的不同,使得我们在教学中的关注点有所不同。初中生形象思维占主体,对物理现象的认识需要借助于感性材料,因此初中物理教学应该加强对实验现象的观察,由实验现象引出物理概念,进而归纳出物理规律;高中生则是抽象思维占主体,可以经过对已有知识的推理得出科学的结论,然后用实验来加以验证,但仍有某些较为抽象的内容单靠学生的想象难以理解,需要先安排具体实验。比如,在讲到“光的干涉现象”时,学生只靠想象难以理解“在某些状态下光不沿直线传播”,所以我们在教学中就应该通过双缝干涉实验来使学生获得感性认识,为进一步的分析和概括打好基础,以从本质上理解光的干涉现象。
三、温故知新,类比推理,突破重点难点
从物理学的发展史来看,类比推理是一种重要的思维形式。如惠更斯就是在将光学现象和声学现象的类比与推理之后提出的光的波动学说;德布罗意也是由光子与一般微观粒子的类比推理之后提出的德布罗意波的概念。
从当前的物理教材来看,初中物理教材总是有意识地引导学生认识并学会应用类比推理的方法,这就为高中物理教学提供了条件。我们在进行高中物理教学设计时,就应该考虑到学生的思维基础,借鉴初中教材的做法,考虑能否用类比的方法来处理教学当中的重点和难点问题。现行教材当中将电场与重力场类比、电势差与高度差类比、电势能与重力势能类比都是极好的例子。
关键词:城市生活垃圾 微生物 强化微生物处理技术 基因工程
在MSW好氧生物降解过程中,细菌凭借强大的比表面积,可以快速将可溶性底物吸收到细胞中,进行胞内代谢。总的来说,其数量要比放线菌和真菌多得多。当然,在不同的环境中分离的细菌在分类学上具有多样性,主要有假单胞菌属(pseudomonas)、克雷伯氏菌属(klebsiella)以及芽孢杆菌属(bacillus)的细菌[1]。在堆肥过程中,细菌总数的变化趋势是高-低-高。堆肥初期,有机废物中携带有的大量细菌分解有机物质释放能量,使堆体温度上升,此时,常温细菌受到抑制,嗜温细菌活跃;当堆温升至高温阶段,只有少量的嗜热细菌可以活动;高温期过后,随着有机成分的减少,堆体温度降低,嗜温及常温细菌又开始活跃,使细菌总数上升。整个好氧降解过程中,嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微生物。
自然界中的微生物总是杂居在一起,即使一粒土或一滴水中也生存着多种微生物。为了提高工艺中某种有效微生物的质量(纯度),提高处理效率,必须进行微生物的纯种分离技术。常见的纯种微生物的分离方法有平板划线分离、液体稀释法分离、利用选择培养基进行分离以及菌丝尖端切割分离[4]。
将已经熔化的培养基倒入培养皿中制成平板,用接种环沾取少量待分离的材料,在培养基表面平行或分区划线(图1),然后,将培养皿放入恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成纯种的单个菌落。
将待分离的样品经过大量稀释后,取稀释液均匀地涂布在培养皿中的培养基表面,培养后就可能得到单个菌落。
不同的微生物对不同的试剂、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力,利用这些特点可配制出适合某种微生物生长而限制其他微生物生长的选择培养基。用这种培养基来培养微生物就可以达到纯种分离的目的。
这种方法适于丝状真菌。用无菌的解剖刀切取位于菌落边缘的菌丝的尖端,将它们移到合适的培养基上培养后,就能得到新菌落。
纯种分离后还要将微生物接种到垃圾中进行生物处理,但由于接种微生物的生存环境发生了变化,故在微生物适应周围环境前,处理效率达不到理想的效果,因而直接在垃圾中进行微生物接种的处理效果则应好于微生物纯种分离后再接种的处理效果。直接在垃圾中进行微生物接种可采用多种方式,如:垃圾渗滤液循环、加入一定比例的垃圾腐熟物等。
微生物对垃圾的降解是在多种微生物的协同作用下完成,在适宜的条件下,微生物协同作用能力的大小取决于微生物种群的大小与结构的稳定性。一般说来,生物的种群越大,其自动调控能力越好,适应性就越强,结构越稳定。经垃圾渗滤液循环或向待处理的新鲜垃圾中加入一定比例的垃圾腐熟物进行强化接种培养后,微生物的种群扩大,且循环次数越多,微生物的数量和种群就越大,这样就会更有利于对垃圾的降解。
研究表明,单一的细菌、真菌、放线菌群体,无论其活性多高,在加快垃圾生物降解进程中的作用都比不上复合微生物菌群的共同作用[5]。微生物菌剂是采用分离、筛选的有效微生物,配合一定的处理工艺和设备,通过合理地调配各种有效微生物的含量,进行筛选、培育MSW生物处理的高效复合微生物菌剂,进而来调节菌群结构、提高微生物降解活性,提高微生物降解有机成分的效率。复合微生物菌群中既有分解性细菌,又有合成性细菌;既有纤维素分解菌、真菌,又有放线菌。向工艺中添加复合微生物菌剂,不仅增加了工艺中微生物初始浓度,而且改善了工艺中微生物的种群结构。作为多种细菌共存的一种生物群落,依靠相互间共生增殖及协同作用,代谢出抗氧化物质,生成稳定而复杂的生态系统,使得整个生物降解过程中微生物数量保持相对稳定,处理效果较佳[6]。
Abstract: Rebuilding teaching system with the traditional curriculum in accordance with the disciplinary system of inspection of food microbiology in the process of testing,selection and ordering could better achieve the objectives of vocational technical ability,which is in line with the characteristics of vocational education.
关键词:食品微生物检验;教学内容;教学改革;职业教育
Key words: food microbiological testing;teaching content;teaching reform;vocational education
中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)33-0192-01
1教学内容改革的必要性
传统的食品微生物课程是理论部分与实验部分分开独立设置教学内容,是按学科体系进行构建的,不符合职业教育的特点,也不能更好地实现教学与工作岗位的零距离对接。这就需要按照食品微生物检验工作过程中的实际需要的技能与素质重新构建教学内容,将原有的食品微生物、食品微生物实验、食品微生物检验进行分解,找出其中与从事食品微生物检验工作相关的理论知识、方法技能、职业素质进行重新整合,并添加了食品微生物检验国家标准、样品的采样技术等内容,形成工学结合的教学项目,从而实现培养食品微生物检验职业技术能力的目标。
2教学内容改革的准备工作
2.1 调查工作岗位需求、实习生、毕业生工作情况、食品行业检验发展趋势,明确以下内容:①明确课程的性质与作用。《食品微生物检验》是一门实践性、技术性很强的专业课程,这门课程的掌握能使学生具备必需的基本检验知识与技能、严谨求实的科学态度、食品质量与安全观念、爱岗敬业的职业素养,互助合作的团队精神等,为今后的持续发展奠定了基础。因此,高职学生对《食品微生物检验技术》这门课掌握的程度,关系到今后能否通过食品检验职业资格考试及能否胜任食品微生物检验的相关工作岗位。②明确职业面向与岗位。食品营养与检测专业毕业生主要面向食品工业领域以及相关单位,从事食品检验、食品生产安全指导、食品经营管理等工作。 面向单位有各种食品加工厂、各级食品质量监督部门、各级卫生防疫站、海关、商检局、各经营检验设备单位、各种大中型饭店、食品市场、农贸市场等单位。
2.2 讨论分析调查结果,确定以下内容:①确定岗位能力、岗位知识、岗位素质构成与要求:通过对食品检验岗位工作任务和职业能力调查与分析,明确了食品微生物检验岗位所必须具备的基本技能与素质和相关微生物学知识。如:能够切实承担某一专项检验项目;能够阅读理解并执行国家相关标准;能够进行有效沟通;能够具备分析检验结果,并对生产过程提出建议的能力;能够掌握食品微生物学及检验的基本知识;具有敬业爱岗的良好职业道德,严谨的科学态度和实事求是的工作作风等。②确定课程目标:依据岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求,确定了课程的能力目标、知识目标和素质目标。如:能够掌握食品微生物检验的基础理论知识、常规项目的检验原理,了解检验新技术的发展概况;能够正确掌握微生物检验的方法和技能等。
3教学内容改革的具体内容
根据以上的调查结果设计了教学内容改革的具体内容。
3.1 仔细研究食品微生物检验的每个项目,将检验中需要掌握的技术及素质进行归纳:①基本操作技术:包括检样制备技术、培养基制备技术、玻璃器皿的洗涤、包扎与灭菌技术、系列稀释技术、显微直接计数技术、显微镜观察微生物形态技术、细胞大小的测定技术、微生物接种与分离纯化技术、微生物的染色技术、生化鉴定技术、血清学鉴定技术、菌落计数及报告技术、快速检测技术等。②职业素质:包括敬业爱岗的精神、实事求是的工作作风、团结合作的意识、严谨的科学态度、分析检验结果对生产过程提出建议的能力、理解与运用相关文件的能力等。
3.2 根据检验中需要掌握的技术及素质选取课程教学内容:①压缩理论教学内容。食品微生物检验技术就是应用微生物学的理论和方法,对食品中的菌落总数、大肠菌群及致病菌等进行检测。因此可以将理论知识融入到实验教学中,做到理论与实践的有机结合。②删除与食品微生物检验无关的内容。为保证教学与实际检验工作的紧密结合,新的课程教学内容应该是围绕食品微生物检验工作岗位需求,按食品微生物检验项目和检验方法选取的检验工作过程中常用的操作技能与相关知识选取的。因此像微生物生物学特性、微生物代谢、营养物质的传递、食品腐败变质的机理、微生物遗传变异与育种等内容可以舍弃,使课程更适用、实用。③增加与微生物检验相关的内容,如:2010版食品微生物检验国家标准内容、快速测试纸片技术、样品的采样技术等内容。
3.3 将微生物理论知识融合于检验技能训练项目之中。本课程改变学科式教学,将食品微生物学的学科体系理论知识融入微生物检验各项操作任务之中,理论联系实际既不枯燥,又充分体现了职业教育的培养目标。例如:将微生物的类群、形态结构、菌落特征、生长繁殖等知识理论与微生物的形态观察技术结合,将微生物的营养与培养基的制备技术、微生物的生长与微生物培养技术、影响微生物生长的因素与消毒和灭菌技术结合。
关键词 食品微生物;检验;影响因素
中图分类号 TS207.4 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2013)012-0213-01
1 食品微生物检验的意义与方法
食品微生物检验是运用生物、理化、医学等方法系统地分析不良微生物对人和动物的健康影响,它是食品安全监测中必不可少的一部分。食品可否被人类食用,不是看它的口味如何,而是看它是否具有危险性。食品中的微生物含量和性质一直是影响食品质量安全的主要因素之一。对食品中的微生物进行检验是衡量食品卫生质量的重要指标之一,而且系统的检验工作可以判断出食品的加工环境,为政府和有关部门的监管提供科学依据。食品微生物检验应遵循以预防为主的原则,坚持“以人为本、严谨科学”的理念开展工作,有效地预防大规模食品中毒和人畜共患病的发生。
目前,我国卫生防疫机构和专门的食品化验室对于食品微生物的检验方法有五种:1理化检测,主要包括传统的形态检测和相关的理化方法。形态检测是最基础最简单的方法,主要是通过显微镜和染色剂来判定菌落形态和结构特征;理化方法则是通过化学反应测定微生物的代谢产物,间接鉴别一些形态和其他方面不易区分的微生物。2微量生物化学反应系统,该法与计算机联合使用具有高效便捷的特点,用作分析肠杆菌、非发酵菌、葡萄球菌。3PCR技术,又称基因体外扩增法,可利用其精确微量的特点对食品中微生物特异基因进行扩增以判定食品是否受到了污染。4核酸探针技术,该技术于20世纪80年展起来,即利用已知的DNA或RN段加上可识别的标记做成“探针”用以检测未知样品中是否含有特定的碱基序列来判定其同源性。5即用型纸片法,即采用生物测试片分别检测菌落种数、大肠杆菌计数、霉菌和酵母计数,该法操作简便、快速省料,已被列为国家标准方法。
2 影响食品微生物检验的几点因素
2.1 检验人员的素质与能力
实验室是开展实验教学和科研的重要基地。在实验室建设的诸多要素中,人是决定性因素,其作用是最主要的。检验人员的素质与能力影响到最终的检验结果。因此,突出以人为本关系到实验室未来的发展。良好的思想品德是检验人员健康成长的内在动力,应严于律己,加强自身修养,加强学习和锻炼,保持乐观和积极向上的健康心理,才能全身心地投入到工作当中。检验人员不仅要精通本专业的知识,还应具有较广泛的社会科学和自然科学知识。
微生物检验人员必须具有严肃认真的工作态度,具有较强的工作责任感,观察事物要细致,有发现问题、解决问题的能力,有科学严谨的工作作风。具体要求如下:具有多方面的专业技术知识;掌握微生物学的有关基础知识,包括微生物的形态结构、生理特点、种类、生长繁殖的条件,分离、培养微生物的基本方法、无菌操作的有关知识等;掌握并正确理解国家食品卫生微生物检验方法(新制定)、食品的国家标准、行业标准及本企业的企业标准;熟悉计量学的基本知识、计量法令和法规及质量保证体系知识;熟悉食品生产工艺,具备较强的解决问题的能力;检验人员应通过技监或防疫部门的专业技能培训,取得合法的上岗资质。
2.2 实验室环境与仪器设备
微生物实验室主要分为无菌实验室、净化实验室、生物安全实验室等。严格区分办公区域和操作区域。对实验室的空气质量要定期监测,以保证检测结果的可靠性、有效性和准确性。微生物实验室应有完善合理的卫生管理制度,工作人员每天做好环境卫生工作,定期对操作环境进行消毒,废弃物应投入指定的容器内,经无害化处理才能排放,防止病原微生物的散布传播。
在微生物检验工作中要用到的仪器设备较多,实验室常用的仪器设备主要有冰箱、培养箱、高压灭菌器、净化台、显微镜、蒸馏设备等,所有的仪器和设备都要按照生产厂家提供的操作方法和有关规定正确使用。对于某些需要长时间使用的仪器设备(如冰箱、培养箱)每天都要进行温度监控和记录并定期维护,以保证仪器处于良好的工作状态。某些仪器保养不当会丧失实际使用价值,操作方法不当也会影响检验结果。例如,在使用高压灭菌器的过程中,物品不宜放的过挤,灭菌完毕要等到压力自然降低后才能开盖取出物品;干热灭菌器在处理带有纸包装的物品时,温度应≤160℃;培养箱在放入培养液后不能随意开闭,一次培养完成后需要马上清洁,时刻关注培养箱内温度是否与设定温度一致;等等。总之,正确的使用和养护,科学严谨的按照流程操作显得尤为重要。
2.3 试剂与培养基的质量控制
试剂与培养基的质量控制是保证检验质量的基础。要严把进货关,选择质量合格符合要求、质保期内品质优良的干粉培养基,保存注意防潮不结块,对于受潮变质的培养基坚决不能使用。在实际的贮存中要加强包装容器的密封性能,一般性的培养基要贮存于阴凉干燥处,避免强光直射,特殊性的培养基要放在干燥器内。培养基的配制必须在玻璃容器、搪瓷缸、铝锅中进行,严格按照按照实验操作手册与GB4789.28-2010规定的配方配比进行操作,不得随意更改组成成分。记录配制量与操作者、日期,并于包装上标明使用期限,定期做质量检查,以保证其有效性。对于检验的试剂和药品,不仅要做好分类存放,定时清理,也要做好防变质工作。坚决不使用已经变质的药品。
2.4 检验标准
在颁布了《食品卫生检验方法微生物学部分GB4789-2010》之后,我国的食品卫生微生物检验逐步走上了标准化的发展轨道。此外,我国还颁布了各类国家标准、行业标准及卫生行政部门颁布的检验方法等。按照国家标准方法进行项目检验是检验人员开展工作的最基础要求,但在实际工作中会遇到更多需要灵活变通的问题。因此这就要求检验人员自主识别验标准的变化,有
效控制实际工作中的“灵活性”不至于变成“非法性”。
3 结语
近年来,随着生活水平的提高,人们对生活质量的要求也越来越精致。随着工业化进程的发展,食品生产作为一种大规模商业化生产已经进入到人们的日常生活中,但工业化生产不可避免的会引发食品污染问题。不良微生物往往会伴随着原料的生产、成品的加工、包装、贮存进入到食品中,引起食品污染。因此准确、快速、有效地开展食品微生物检验工作对预防某些肠道性传染疾病和食品中毒、保护消费者权益乃至生命财产安全具有重要的现实意义。
参考文献
[1]赫荣乔.《食品微生物安全成为我国重要研究领域》[J].微生物学通报,2011(01).
[2]李颖.《食品微生物检验质量监督问题分析》[J].中国新技术新产品,2010(12).