基于工程认证的《微生物学实验》课教学改革研究

任飞

【摘 要】工程教育认证的核心理念是以学生为中心、以产出为导向，通过持续改进提高培养学生的质量。本文结合工程教育认证的要求与新时代下食品科学与工程专业的培养方案，对食品专业《微生物学实验》课程的教学内容与教学方法进行改革，以提高教学效果。

【关键词】工程教育认证；微生物学实验；教学改革

中图分类号： Q93-4 文献标识码： A 文章编号： 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，我国在国际工程联盟年会上成为《华盛顿协议》的第18个正式成员，这表明我国工程教育的质量得到了国际社会的认可，同时也表明我国已经正式采用国际工程教育人才培养的评价体系[1]。工程教育认证的核心理念是以学生为中心、以产出为导向，通过持续改进提高学生培养质量。深入领会工程教育认证、推进工程教育改革，可以促进我国工程教育的国际互认、提升工程技术人才的教育质量和国际竞争力具有重要意义[2]。

1 微生物学实验课程教学现状

微生物学实验的内容包括：培养基的制备和灭菌、微生物的形态观察、分离培养、生理生化、诱变育种等。这些内容跨度大、关系松散。如果按照传统的顺序采用独立的小实验一个个进行，每一个实验都成了比较简单、枯燥的验证性实验[3]。由于实验结果是已知的，学生觉得做实验只是一种形式，传统的教学模式很难激发学生的学习兴趣，学生在学习过程中处于被动状态。

针对以上问题，面向工程认证，我们将所有的实验连贯成一个有机的大实验，这个大实验需要覆盖普通微生物学实验中学生必须掌握的实验内容，特别要突出微生物学实验自身的基本技术：无菌操作技术、分离纯化微生物、微生物的制片染色和形态观察、微生物的培养技术等。

2 改革教学内容

将《微生物学实验》的教学内容分成紧密联系的几个部分：培养基的制备和灭菌、环境中微生物的检测；微生物的分离纯化（分离根霉菌、乳酸菌）；酸奶与甜酒酿的制作；微生物的形态观察；样品细菌总数的测定；食品中大肠菌群的检测。

2.1 培养基的制备与灭菌、环境中微生物的检测

培养基的制备： 培养基是人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。它是微生物接种、分离培养的基础。培养基的配制原则：适宜的营养成分、适宜的pH值、适宜的渗透压和适宜的物理状态。培养基的制备过程：查配方、称量药品、加热溶解、调pH值、分装、包扎、灭菌、倒平板或摆斜面、无菌检查。掌握制备培养基的方法和操作注意事项。

用电炉加热培养基时，必须注意用电安全，以防触电。灭菌锅必须有高压设备的警示牌，定期进行检测，在操作过程中灭菌完成后，要等压力表的指针降到0，才能打开灭菌锅。如果不是全自动高压蒸汽灭菌器，需要在打开锅盖前開启排气阀，以防压力表不准确，虽然压力表指示为0，但内部压力高于0，打开锅盖会对操作人员造成伤害。

环境中微生物的检测：用无菌平板检测①空气、②超净工作台内空气、③洗手前、④洗手后的微生物，做好标记，同时做对照实验。然后在合适的温度下培养一定的时间，观察平板上有无菌落出现。通过本实验树立“有菌观念、进行无菌操作”。

2.2 微生物的分离与纯化

微生物分离纯化的目的是从各种样品来源混杂的微生物群体中获得纯种微生物即在一定的条件下培养、繁殖得到只有一种微生物的培养物（也称纯培养物）。将待分离的样品进行一定的稀释，使得每一个微生物细胞尽量能够单独分散存在，通过适当的方法将某种微生物挑选出来，然后进行纯化。常用菌种分离纯化的方法有稀释倒平板法、稀释涂布平板法、平板划线分离法等。稀释分离法获得单菌落之后还需要进一步采用平板划线法进行纯化。实验过程要注意注意无菌操作。

实验操作过程：（1）培养基的制备和灭菌、无菌生理盐水的制备；（2）移液管（或枪头）、取样纸袋、烧杯等的包扎和灭菌；（3）取样及样品的稀释；（4）分离微生物；（5）微生物的培养；（6）微生物的计数及纯化；（7）菌种保藏。

分离甜酒曲中的根霉菌、分离酸奶中的乳酸菌、分离水果表面的酵母菌、分离土壤中的枯草芽孢杆菌等。分离土壤中的枯草芽孢杆菌需将土壤样品加热（100 ℃）处理10 min，以杀灭不耐热的营养细胞。

2.3 微生物的应用：酸奶及甜酒酿的制作

乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸的细菌统称为乳酸菌。

学会乳酸发酵测定和制作乳酸菌饮料的方法，了解乳酸菌的生长特性；掌握培养基的配制方法和原理以及一些实验仪器的使用；？巩固所学的专业知识，提高专业技能；将理论知识与实践结合起来，培养实践能力，为以后工作岗位打基础。

制作方法：（1）為了让学生有工程的概念，在一个3L的烧杯中制作酸奶，烧杯用沸水煮10 min，然后加入经过巴氏灭菌的牛奶（灭菌前加入5 %的蔗糖，搅匀）2.5L，冷至40-42 ℃，接种5-10 %含乳酸菌的市售酸奶；（2）用保鲜膜封好，轻轻摇匀。（3）放置于42℃的培养箱中，需要4-6h即可（夏天常温下12-16h），凝固成豆腐脑状即成。

注意事项：菌种质量是关键，注意环境和操作台的清洁卫生最好在超净工作台内进行。

2.4 微生物的形态观察

用光学显微镜观察根霉菌、酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌的形态，对细菌进行简单染色和革兰氏染色，掌握油镜的使用方法，从菌落形态上区分细菌、酵母菌、霉菌、放线菌。

2.5 样品细菌总数的测定

菌落总数测定是用来判定食品被细菌污染的程度及卫生质量，它反映食品在生产过程中是否符合卫生要求，以便对被检样品做出适当的卫生学评价。菌落总数的多少在一定程度上标志着食品卫生质量的优劣。

菌落总数的测定，一般将被检样品制成几个不同的10倍递增稀释液，然后从每个稀释液中分别取出1mL置于灭菌的平皿中与营养琼脂培养基混合，在一定温度下（37℃），培养一定时间后（一般为48h），记录每个平皿中形成的菌落数量，依据稀释倍数，计算出每克（或每ml）原始样品中所含细菌菌落总数。

实验操作：（1）样品的稀释；（2）倾注平皿；（3）培养48h；（4）计数报告。样品为自制酸奶、自制甜酒酿、自来水、湖水。

2.6 样品中大肠菌群的测定

大肠菌群并非细菌学分类命名，而是卫生细菌领域的用语，其定义为：需氧及兼性厌氧、在37℃能分解乳糖产酸产气的革兰氏阴性无芽胞杆菌。

检测大肠菌群的操作步骤：国家标准采用三步法，即：乳糖发酵试验、分离培养和证实试验。

（1）初发酵试验：样品稀释后，选择三个稀释度，每个稀释度接种三管乳糖胆盐发酵管。36±1℃培养24±2h，观察是否产气。（2）指示性培养基上分离培养：将产气发酵管培养物转种于伊红美蓝琼脂平板上，36 ±1℃培养18-24h，观察菌落形态。（3）复发酵试验：挑取平板上的可疑菌落，进行革兰氏染色观察。同时接种镜检为革兰氏阴性无芽孢杆菌的可疑菌落于乳糖发酵管36±1℃培养24±2h，观察产气情况。（4）报告结果：根据证实为大肠杆菌阳性的管数，查MPN表，报告每100ml（g）样品中大肠菌群的MPN值。

大肠菌群的检测本质上是对所测样品中的大肠菌群进行分离、纯化，得到大肠菌群的单菌落，再进行镜检、复发酵。注意事项：培养基的制备；器皿的包扎和灭菌；无菌生理盐水的制备；样品稀释度的确定；抑菌剂—胆盐的主要作用是抑制其它杂菌，别是革兰氏阳性菌的生长；MPN检索表的正确查阅。不同的小组选用不同的样品：酸奶、甜酒酿、自来水（接种量10支试管，每支加水样10ml，2个锥形瓶，每个加水样100ml）、湖水等，将所测结果进行比较。

3 结束语

工程教育认证的目标全体学生都需要达到。通过对《微生物学实验》教学内容融入紧密联系的几个实验中，有利于学生对知识的理解和掌握，探索以学生为主体、教师为主导的课程教学新模式，注重培养学生分析问题、解决问题的能力，注重安全操作规程、对学生进行工程训练、培养学生的工程实践能力，为解决复杂工程问题打下坚实的基础。

【参考文献】

[1]栗俊广，白艳红，张华.工程教育专业认证背景下食品工艺学实习课程教学改革的探索[J].轻工科技，2017，5：140-141.

[2]王周利，岳田利，袁亚宏，等.基于工程认证教育的“食品工厂设计”课程建设思考[J].农产品加工，2017，5：86-88.

[3]尹军霞，张建龙.普通微生物学实验教学改革探讨[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版）.2002，15（5）：94-96.