時間:2023-03-21 17:16:57
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(1)可以將物種之間的界限打破。在傳統(tǒng)觀念中,遺傳育種過程中如物種親緣關(guān)系較遠(yuǎn),進(jìn)行雜交成功的可能很小。更無法做到動物與植物之間的結(jié)合、細(xì)菌與動物之間的結(jié)合。但基因工程可以將這些都變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),可以打破的障礙;
(2)可以遵循人的意志、目的對生物遺傳特性進(jìn)行定向改造,甚至進(jìn)行新物種的創(chuàng)造,改變整個生態(tài)環(huán)境,影響到人類的進(jìn)化過程;
(3)這種技術(shù)可以在遺傳物質(zhì)核酸上直接進(jìn)行操作,進(jìn)而新生物類型創(chuàng)造的速度也越來越快。因?yàn)楝F(xiàn)代生物技術(shù)的特點(diǎn),已經(jīng)成為世界各國專家研究的焦點(diǎn)問題。近年來,這項(xiàng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中已經(jīng)取得了不錯的成績。本文主要對環(huán)境監(jiān)測中現(xiàn)代生物技術(shù)的生物芯片、生物傳感兩種技術(shù)進(jìn)行了分析與探究。
2 環(huán)境監(jiān)測中生物芯片技術(shù)的應(yīng)用
目前生物芯片已經(jīng)可以對公共飲用水內(nèi)的微生物改變進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,RhodeIsland大學(xué)研發(fā)出可以對水中的沙門氏菌與大腸桿菌進(jìn)行瞬時監(jiān)測的一種生物芯片技術(shù)。細(xì)菌檢測與鑒定系統(tǒng)的建立可以通過DNA芯片進(jìn)行,這種方式可以對細(xì)菌的種類、濃度進(jìn)行及時監(jiān)測,并通過將大量的寡核苷酸探針增添到芯片上可以增強(qiáng)本系統(tǒng)的精準(zhǔn)度、擴(kuò)展其檢測范圍及提高其鑒定能力。
3 環(huán)境監(jiān)測中生物傳感技術(shù)的應(yīng)用
在環(huán)境監(jiān)測中生物傳感技術(shù)也要進(jìn)行大氣內(nèi)二氧化碳、二氧化硫等含量與濃度進(jìn)行分析。點(diǎn)位傳感器的制作可通過自養(yǎng)微生物與氧電極進(jìn)行有效制作,起到多種離子、與揮發(fā)性酸的抗干擾作用,并對大氣環(huán)境內(nèi)二氧化碳含量進(jìn)行不間斷自動在線分析,這種技術(shù)具有較高的靈敏度。安培型生物傳感器的制作主要硫桿菌屬與氧電極進(jìn)行有效制作,這種設(shè)備可以進(jìn)行酸雨酸霧樣品內(nèi)二氧化硫含量的檢測,微生物傳感器主要通過多孔氣體滲透膜、固定化硝化細(xì)菌及氧電極合成,可以對樣品內(nèi)亞硝酸鈉含量進(jìn)行測定。
中圖分類號:X321 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)40-0358-01
自進(jìn)入二十一世紀(jì)以后,人類社會得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,無論是工業(yè)發(fā)展速度、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度還是人口增長速度,都給生態(tài)環(huán)境帶來巨大的壓力,環(huán)境污染與能源問題已經(jīng)影響到人類社會的生存與發(fā)展,環(huán)境問題已經(jīng)成為關(guān)系整個人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要問題。面對嚴(yán)峻的環(huán)境問題,全球各國都加強(qiáng)了環(huán)境污染監(jiān)測與治理方面的工作,微生物對環(huán)境污染或環(huán)境變化極為敏感,利用微生物檢測技術(shù)對微生物進(jìn)行檢測,能有效的通過微生物信息掌握環(huán)境狀況,從生物學(xué)角度監(jiān)測和評估環(huán)境質(zhì)量,并且還能反映出環(huán)境污染的歷史情況,能有效彌補(bǔ)物理、化學(xué)檢測的不足,在環(huán)境監(jiān)測中有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。?
一、我國環(huán)境技術(shù)的發(fā)展概況
我國環(huán)境技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代初,自“六五”期間國家將環(huán)保科技列入國家科技計(jì)劃以來,環(huán)境技術(shù)得到了穩(wěn)定且逐步加強(qiáng)的支持渠道。30多年來,國家各級科技計(jì)劃中均在環(huán)境保護(hù)中一些迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)(如環(huán)保基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)等)方面開展了跨學(xué)科、跨部門的聯(lián)合攻關(guān),已取得了豐碩的成果,并為產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、環(huán)境檢測技術(shù)目前存在的問題
1.我國現(xiàn)行環(huán)境監(jiān)測分析方法的問題
檢測參數(shù)已基本齊全,但仍存在一定的缺口。有些標(biāo)準(zhǔn)中的檢測參數(shù)仍不能涵蓋其中,或是參數(shù)的檢出限不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,需要進(jìn)行一些新項(xiàng)目、新方法的開發(fā)。國內(nèi)現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)等涵蓋面仍不夠廣,更新也不夠及時,導(dǎo)致日常工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中易造成環(huán)境污染的部分項(xiàng)目參數(shù)未受監(jiān)控,特別在發(fā)生應(yīng)急事故時,如有機(jī)氯農(nóng)藥和有機(jī)磷農(nóng)藥。即實(shí)驗(yàn)室所檢測的目標(biāo)化合物與市場使用的產(chǎn)品發(fā)生脫節(jié)現(xiàn)象,需要及時了解實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)充。?
環(huán)境空氣監(jiān)測主要監(jiān)測項(xiàng)目仍為延續(xù)多年的常規(guī)監(jiān)測項(xiàng)目,用于霾污染、臭氧光化學(xué)污染特征及生成機(jī)制、空氣污染的人體健康和生態(tài)效應(yīng)的跟蹤評估和控制研究等監(jiān)測項(xiàng)目尚為空白。
噪聲監(jiān)測技術(shù)和規(guī)范尚需不斷完善隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,一些過去不被重視的噪聲和振動源逐漸顯現(xiàn),如飛機(jī)噪聲、軌道噪聲和振動等,市民中比例比較高的居民小區(qū)固定設(shè)施、空調(diào)噪聲、振動擾民等,都需要有相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)與管理要求相配套。目前,噪聲投訴已躍居各類環(huán)境污染投訴的首位。面對這種嚴(yán)峻的聲環(huán)境污染,傳統(tǒng)的人工監(jiān)測、手持儀器監(jiān)測顯然無法滿足聲環(huán)境監(jiān)測自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的要求。
尚未建立突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)體系。我國2006年頒布《國家突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案》,2010年頒布《突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》。目前,我國的應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)還沒有形成一套完整的體系,已有的監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)大多不適合突發(fā)污染事故的現(xiàn)場快速、動態(tài)測定,且分析成本較高。發(fā)達(dá)國家應(yīng)急監(jiān)測儀器體積小、重量輕、分析速度快、操作簡便、種類繁多,有些儀器的性能指標(biāo)接近或達(dá)到實(shí)驗(yàn)室儀器的水平,而能源和溶劑的消耗卻大大減少等特點(diǎn),相比之下我國環(huán)境應(yīng)急儀器、設(shè)備還有一定差距,而且應(yīng)急儀器方法多為非標(biāo)方法,許多監(jiān)測數(shù)據(jù)只能作定性或半定量使用。事故應(yīng)急的簡易、快速現(xiàn)場測定方法應(yīng)與相應(yīng)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行比對,立正盡快提升為標(biāo)準(zhǔn)方法。
2.我國現(xiàn)行環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系構(gòu)建的問題
1)對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系建設(shè)缺乏完整的構(gòu)想和統(tǒng)一的規(guī)劃,一直沒有系統(tǒng)地分析各環(huán)境要素監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展走向。
(2)環(huán)境監(jiān)測基礎(chǔ)技術(shù)結(jié)合實(shí)際工作需要研究得不深、不透,實(shí)際監(jiān)測工作中存在的技術(shù)難點(diǎn)沒能及時解決,個別解決了的,也沒能及時總結(jié)成技術(shù)規(guī)范(規(guī)定)。
(3)對環(huán)境監(jiān)測發(fā)展規(guī)律研究不夠,前瞻性、方向性的監(jiān)測技術(shù)把握不準(zhǔn),環(huán)境監(jiān)測新理論、新技術(shù)研究不深入。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人口、資源、環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻,單純從理化、生物指標(biāo)監(jiān)測來了解環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)不能滿足要求,綜合各要素的生態(tài)監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的必然趨勢。生態(tài)監(jiān)測本身仍然是處于發(fā)展中的新監(jiān)測技術(shù)和方向,很多地方仍需完善。
三、環(huán)境檢測技術(shù)在生態(tài)可持續(xù)發(fā)展中的重要作用
環(huán)境檢測技術(shù)可以對水源污染、水土流失、物種多樣性等生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行檢測和監(jiān)控,通過對數(shù)據(jù)的及時采集和分析,對當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境問題有所正確的了解,從而能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析制定相應(yīng)的措施和政策,以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的,促進(jìn)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。
1.環(huán)境檢測技術(shù)的構(gòu)建
環(huán)境檢測技術(shù)的構(gòu)建首先要注重環(huán)境檢測觀念的改變,政府及相關(guān)部門在加大環(huán)境檢測技術(shù)的硬件投入時,還要注重培養(yǎng)環(huán)境檢測人員的技術(shù)能力,為環(huán)境監(jiān)督執(zhí)法提供基礎(chǔ)保證,建立對現(xiàn)代企業(yè)環(huán)境保護(hù)工作、污染治理的技術(shù)支持機(jī)構(gòu),加大對現(xiàn)代企業(yè)污染排放的監(jiān)督,從而減少污染源的排放。同時構(gòu)建環(huán)境檢測技術(shù)的預(yù)警體系,促進(jìn)環(huán)境檢測技術(shù)體系的完善。另外,要形成以現(xiàn)代信息自動化檢測技術(shù)為中心的環(huán)境檢測技術(shù)體系。信息自動化檢測,不僅能夠提高環(huán)境檢測的工作效率,而且能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境實(shí)時在線的監(jiān)測,促進(jìn)監(jiān)測工作質(zhì)量的提高。最后,要以環(huán)境檢測技術(shù)體系構(gòu)成要件強(qiáng)化為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)環(huán)境檢測技術(shù)體系的完善與建立。加快環(huán)境檢測技術(shù)體系相關(guān)法律的完善,以法律規(guī)范實(shí)現(xiàn)對環(huán)境監(jiān)測工作的規(guī)范與指導(dǎo)。
2.環(huán)境檢測技術(shù)在不同生態(tài)問題中的應(yīng)用
環(huán)境檢測技術(shù)的應(yīng)用可以對不同的生態(tài)問題進(jìn)行監(jiān)控,從而提出及時有效的解決辦法。比如,污染問題。大氣污染、噪聲污染、水源污染等問題都屬于環(huán)境污染問題。這些問題不僅對環(huán)境造成了一定的破壞,同時危害了資源的利用,阻礙了社會的發(fā)展。環(huán)境檢測技術(shù)可以通過在不同的污染點(diǎn)進(jìn)行檢測,及時發(fā)現(xiàn)污染源頭,控制污染排放。同時環(huán)境檢測技術(shù)的應(yīng)用,有效的對企業(yè)和個人的污染排放進(jìn)行制約,減少了污染排放,環(huán)境污染問題自然的到改善,這就實(shí)現(xiàn)了環(huán)境、資源與人口之間的協(xié)調(diào),有利于生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。
再比如,在水土流失問題中的應(yīng)用。對水土流失問題的分析需要長時間的數(shù)據(jù)采集,環(huán)境檢測技術(shù)的應(yīng)用可以很好的滿足這一要求。環(huán)境檢測技術(shù)可以對水土流失問題進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,通過不同年份、不同季節(jié)的水土流失情況,環(huán)境檢測人員可以從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,制定改善水土流失的方法。
結(jié)束語
我國環(huán)境技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代初,自“六五”期間國家將環(huán)保科技列入國家科技計(jì)劃以來,環(huán)境技術(shù)得到了穩(wěn)定且逐步加強(qiáng)的支持渠道。30多年來,國家各級科技計(jì)劃中均在環(huán)境保護(hù)中一些迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)方面開展了跨學(xué)科、跨部門的聯(lián)合攻關(guān),已取得了豐碩的成果,并為產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] 余財(cái)金.論環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系的構(gòu)建【期刊論文】華章-2012.
1特色方向課程群結(jié)構(gòu)
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)課程群的設(shè)置是基于安全工程本科專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃,在保證公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課的前提下,根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況開設(shè)體現(xiàn)學(xué)科優(yōu)勢和行業(yè)背景的特色課程群。該課程群的建設(shè)從理論到實(shí)踐、從書本到科學(xué)前沿,比較完整地提供了一條特有的深入學(xué)習(xí)和掌握農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)技能的平臺[4-6]。農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)課程群依次由理論課程、實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)習(xí)課程和業(yè)余科研四部分組成。其中,理論課程包含專業(yè)必修課“農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)”和專業(yè)選修課“農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)與管理”,作為農(nóng)業(yè)大國,在掌握農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)的同時,學(xué)生獲得我國農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)現(xiàn)狀及生產(chǎn)管理手段的知識信息是十分必要的,而“農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)與管理”正是針對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀為學(xué)生開設(shè)的一門輔助課程;實(shí)驗(yàn)課程為專業(yè)必修課“農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)”;實(shí)習(xí)課程由農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)綜合實(shí)習(xí)組成;業(yè)余科研包含學(xué)生獨(dú)立自主申請科創(chuàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和學(xué)生依托教師科研項(xiàng)目兩大部分。
2實(shí)踐技術(shù)
從由淺入深、理論到實(shí)踐的技術(shù)角度分析,農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)課程群以農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)理論為基礎(chǔ)設(shè)置不同深度的實(shí)踐課程,針對不同層次,采用不同的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法教學(xué)。實(shí)踐課程分為實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)習(xí)課程和業(yè)余科研3個層次。1)實(shí)驗(yàn)課程為60學(xué)時的農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn),第5學(xué)期開課,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成基本實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練、農(nóng)產(chǎn)品儀器分析檢測技術(shù)、微生物檢測基礎(chǔ)技術(shù)3個單元,設(shè)置了滴定法操作、樣品前處理、紫外/可見分光光度法、氣相/液相色譜法、原子吸收分光光度法、凱氏定氮法、微生物菌落測定在內(nèi)的13個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[7],訓(xùn)練學(xué)生針對農(nóng)產(chǎn)品安全檢測技術(shù)的基本技能,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力[8-9]。2)實(shí)習(xí)課程是1周的教學(xué)實(shí)習(xí)、3周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和12周的畢業(yè)實(shí)習(xí),依次為第5、7、8學(xué)期開課。教學(xué)實(shí)習(xí)圍繞農(nóng)業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品安全檢測的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,實(shí)地參觀農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地、農(nóng)產(chǎn)品輸送基地、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測中心等機(jī)構(gòu),讓學(xué)生熟悉生產(chǎn)實(shí)踐流程。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是安排學(xué)生到相關(guān)部門的工作崗位實(shí)習(xí)3周,進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能。畢業(yè)實(shí)習(xí)則是要求學(xué)生進(jìn)入到實(shí)習(xí)機(jī)構(gòu),在實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下,圍繞選題和開展12周的實(shí)驗(yàn),通過實(shí)踐完成畢業(yè)論文。3)業(yè)余科研分為自主性創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和依托性教師科研項(xiàng)目。與其他實(shí)踐課程不同,業(yè)余科研主要以希望進(jìn)一步提升自身科研能力的學(xué)生為對象,不單獨(dú)設(shè)置課程時間,要求學(xué)生利用課余時間,自主選擇指導(dǎo)老師和課題方向。自主性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求學(xué)生從課題選擇、項(xiàng)目申請書撰寫、申報立項(xiàng)、中期答辯、項(xiàng)目結(jié)題全程獨(dú)立完成,極大地鍛煉了學(xué)生的科研思維和科研能力。依托性教師科研項(xiàng)目,則是學(xué)生與指導(dǎo)老師雙向選擇,擇優(yōu)參與到教師的科研項(xiàng)目中,并承擔(dān)一定量的科研任務(wù)。通過3個層次的鍛煉,學(xué)生從常規(guī)農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)基礎(chǔ)和經(jīng)典檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn),到生產(chǎn)實(shí)踐單位參觀、實(shí)習(xí),再到獨(dú)立自主或參與性的完成相關(guān)項(xiàng)目,在農(nóng)產(chǎn)品安全檢測技術(shù)方面的知識、技能、見解和實(shí)踐等方面都能得到極大的提升,有利于學(xué)生在畢業(yè)后更好、更快地融入工作和后期科研深造中。
3教學(xué)手段
為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)課程群的教學(xué)效果,建設(shè)“理論課—實(shí)驗(yàn)課—企事業(yè)單位參觀、考察—科研項(xiàng)目”的完整過程和有深度的課程群,在教學(xué)過程中老師會針對不同過程采取不同的教學(xué)手段[10-12]。理論課以教師主講和學(xué)生單元討論的形式教學(xué),閉卷考核。實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容豐富,以計(jì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)教學(xué),針對農(nóng)產(chǎn)品樣品前處理、農(nóng)藥殘留、重金屬污染、真菌毒素、固有有害成分等方面開設(shè)對應(yīng)的檢測方法、手段和技術(shù),以12個小組實(shí)驗(yàn)+1個獨(dú)立考核實(shí)驗(yàn)的形式教學(xué),小組實(shí)驗(yàn)要求將學(xué)生分成2人一組的固定小組,協(xié)作完成前12個內(nèi)容的實(shí)驗(yàn),獨(dú)立實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在規(guī)定的課程時間內(nèi)單獨(dú)完成1個實(shí)驗(yàn),在此過程中考核學(xué)生的獨(dú)立思考和動手能力,實(shí)驗(yàn)課總成績由小組實(shí)驗(yàn)占60%和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)占40%組成。企事業(yè)單位參觀、考察,是在學(xué)生掌握了一定的理論基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)技能之后,進(jìn)入農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地、運(yùn)輸基地、省/市級地方農(nóng)產(chǎn)品檢測部門機(jī)構(gòu)進(jìn)行短期的實(shí)地作業(yè)參觀和考察的教學(xué)手段,將理論課堂融入社會生產(chǎn)中,賦予學(xué)生對于農(nóng)產(chǎn)品安全檢測技術(shù)更深層次的理解。這種教學(xué)模式以現(xiàn)場答疑和撰寫實(shí)習(xí)報告的形式進(jìn)行考查。科研項(xiàng)目包含學(xué)生自主立項(xiàng)和參與教師團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目,分別由立項(xiàng)部門和指導(dǎo)教師單獨(dú)對參與學(xué)生進(jìn)行開題、中期匯報、結(jié)題等形式的考核及反饋。
4農(nóng)產(chǎn)品安全動態(tài)
前言
近幾年來我國食品安全問題不斷出現(xiàn),從而引起了人民對食品安全的極大關(guān)注。盡管我國已經(jīng)出臺了新的食品安全法,但是就我國食品安全的現(xiàn)狀來看,人民對新的食品安全的認(rèn)知還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,如消費(fèi)者對食品營養(yǎng)衛(wèi)生知識的貧乏,生產(chǎn)者為追求利益,不惜違反食品安全法,食品安全監(jiān)管力度不夠和分析檢測技術(shù)的水平低等導(dǎo)致了一些食品安全事件的發(fā)生。
1、食品安全的概論
1.1食品安全的認(rèn)知
國際食品衛(wèi)生法典委員會(CAC)對食品安全的定義是:消費(fèi)者在攝入食品時,食品中不含有害物質(zhì),不存在引起急性中毒、不良反應(yīng)或潛在疾病的危險性。在我國,食品安全一般理解為食品(食物)的生產(chǎn)、加工、包裝、儲藏、運(yùn)輸、銷售和消費(fèi)等活動中符合強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和要求,不存在可能危害人體健康的有毒有害物質(zhì)以導(dǎo)致消費(fèi)者病亡或者危及消費(fèi)者后代的隱患。食品應(yīng)當(dāng)無毒、無害,符合人體必需的營養(yǎng)要求,具有相應(yīng)的色、香、味、形等感官性狀。
2、我國食品安全現(xiàn)狀
2.1我國食品安全現(xiàn)狀形成的原因
人們對食品營養(yǎng)衛(wèi)生知識不夠重視,我國人民日常的飲食安排,存在著一些缺陷。同時一些不法分子為了得到更大的利益,濫用食品添加劑、化學(xué)成分,使用劣質(zhì)原料。這些并不是因?yàn)榭萍悸浜螅且驗(yàn)椴糠稚a(chǎn)者素質(zhì)較低,衛(wèi)生意識淡薄,經(jīng)不住利益的誘惑,在生產(chǎn)食品的過程中不能嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)章制度來執(zhí)行等,都極易造成食品污染和中毒事件的發(fā)生。
3、食品分析檢測技術(shù)
3.1微波消解(輔助萃取)技術(shù)在食品分析中的應(yīng)用
怎樣準(zhǔn)確測定食品樣品中的微量或痕量元素呢?關(guān)鍵是樣品的前處理,因樣品的前處理直接影響分析結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度。
微波消解法,它結(jié)合了高溫消解和微波快速加熱兩面性能。此方法具有加熱速度快且均勻,無滯后效應(yīng),消解時間短只需幾分鐘至幾十分鐘,溶劑用量少且沒有蒸發(fā)損失,一般只需5-10ml,避免有害氣體排放,樣品采用密閉消解有效地減少了易揮發(fā)元素的損失等優(yōu)點(diǎn)。
3.2食品分析中常用的檢測技術(shù)
3.2.1近紅外光譜在食品分析中的應(yīng)用
近紅外光是指介于可見光和中紅外光之間的電磁波,波長范圍是700-2500nm,一般有機(jī)物在該區(qū)的近紅外光譜吸收主要是含氫基團(tuán)(OH,CH,NH,SH,PH)等的倍頻和合頻吸收[7]。近紅外光譜常用的測量技術(shù)有透射法、漫反射法和反射透射法,近紅外光線可以穿透許多透明材料,因此,無需打開玻璃瓶蓋,可以直接對玻璃瓶內(nèi)的物品進(jìn)行測量,極適合于生產(chǎn)過程和惡劣環(huán)境下的樣品分析等等。
3.2.2生物酶法和免疫分析技術(shù)在食品分析中的應(yīng)用
生物酶不僅在食品發(fā)酵工業(yè)中應(yīng)用廣泛,而且還在食品檢測技術(shù)中有著一定的作用。如在國際果汁市場中,蘋果汁是僅次于橙汁的第二大果汁產(chǎn)品,蘋果汁中添加蘋果酸是比較常見的摻假象。免疫分析主要是利用抗體能夠與相應(yīng)抗原及半抗原發(fā)生自發(fā)的、高選擇性的特異性結(jié)合這一性質(zhì),通過將特定抗體(或抗原)作為選擇性試劑來對相應(yīng)待測抗原(或抗體)進(jìn)行分析測定的方法。
4、結(jié)論
就我國食品安全的現(xiàn)狀來看,食品安全存在著如下問題:消費(fèi)者對食品營養(yǎng)衛(wèi)生知識的認(rèn)識不夠;生產(chǎn)者對《中華人民共和食品安全法》不夠重視;監(jiān)管體系的不完善;檢測技術(shù)水平落后等。
基于這個問題監(jiān)管部門采用一些新的檢測技術(shù)是必要的,如近紅外光譜、原子熒光、免疫分析技術(shù)等在食品分析中的應(yīng)用。新的檢測技術(shù)縮短了分析時間、提高了分析的靈敏度、實(shí)現(xiàn)了在線分析、定性和定量分析、多種組分同時進(jìn)行分析等優(yōu)點(diǎn)。
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前言
食品是人類生存發(fā)展的根本,食品的安全關(guān)系甚大。對于食品的解釋就是把食品按照其用途和特性進(jìn)行制作保證食用不會損害到食用者的健康。但是現(xiàn)在食品安全已經(jīng)成為人們的隱患了,越來越多的不健康食品在侵害人們的身體健康。
食品檢測技術(shù)在人民生活中應(yīng)用的范圍越來越廣泛,而且也是現(xiàn)狀科技研究中的熱點(diǎn)。食品檢測技術(shù)既包括食品材料的檢測也有各種食品添加劑的檢測。食品的種類非常的多,這也為食品安全檢測提高了難度。
一、關(guān)于食品安全檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.檢測食品的設(shè)備不夠先進(jìn),不能夠完全滿足食品檢測的需求
食品的復(fù)雜多樣性對于食品的安全檢測室個難題,而食品安全檢測設(shè)備需要有更高的技術(shù)才可以。也是因?yàn)橘Y金的問題,不能對檢測食品安全的設(shè)備做到經(jīng)常更新,這就導(dǎo)致了在檢測食品安全上的不到位,在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)都飛速發(fā)展的時代,既為人民生活帶來了便利,也留下了許多弊端,在利益的驅(qū)使下,一些不法食品商違背國家關(guān)于食品的規(guī)定而制造不健康食品,最常見的方式就是加入不被法律所允許的食品調(diào)味劑,一些調(diào)味劑的成分需要先進(jìn)的設(shè)備才能夠檢測出來。而檢測設(shè)備的落后造成無法有效的檢測出食品中的不健康成分,這也是我國食品安全檢測方面的主要弊端。
2.食品安全檢測技術(shù)不夠全面
現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的很快,雖然對于食品安全的檢測有很大程度的提高,但是一些不法食品商也利用先進(jìn)技術(shù)來制造不健康的食品,這就需要檢測技術(shù)比造假技術(shù)更高一籌才可以。我國的食品安全檢測機(jī)構(gòu)在檢測食品安全上使用的技術(shù)還比較落后,在自身落后的情況下沒有及時的從外引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),專業(yè)導(dǎo)致我國的食品安全檢測方面比較薄弱。雖然食品檢測室現(xiàn)在社會普遍關(guān)注的熱點(diǎn),但是國家還不是足夠重視,對于技術(shù)沒有積極引進(jìn)。現(xiàn)在的檢測技術(shù)只能進(jìn)行簡單的食品檢測,對于需要新技術(shù);才能檢測出來不健康成分的食品很難檢測出食品的危害性。現(xiàn)在的食品現(xiàn)狀令人堪憂,國民的食品健康沒有保障。
2.對于檢測技術(shù)掌握的不熟練,用法不正確
專業(yè)人士的缺少是我國現(xiàn)在企業(yè)機(jī)構(gòu)普遍面臨的現(xiàn)狀,而在食品安全檢測上因?yàn)閷I(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)不夠?qū)е率称窓z測結(jié)果不準(zhǔn)確也是常用的事情。導(dǎo)致專業(yè)人才缺失的原因一個是國家對食品安全檢測不夠重視在人才選拔與培養(yǎng)上沒有加大力度,在一個就是檢測環(huán)境的制約導(dǎo)致對技術(shù)掌握的不熟練。一些檢測人員對于設(shè)備的使用不是很明確就輕易造作很容易早晨檢測結(jié)果的不真實(shí),也會造成很大的影響。在工作中需要的不僅是專業(yè)知識更需要認(rèn)真對待工作的態(tài)度,在食品安全檢測中要足夠靈活,根據(jù)食品的特點(diǎn)而進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)檢測。
二、常用的食品安全檢測技術(shù)
在食品安全檢測中根據(jù)食品的特性、種類的不同,需要專門的技術(shù)進(jìn)行檢測。下文分析了一些常用的食品安全檢測技術(shù):
1.色譜技術(shù)
色譜技術(shù)是在食品安全檢測中比較常用的一種技術(shù)。色譜技術(shù)對食品安全進(jìn)行檢測室利用的是物理化學(xué)分離的方法,利用一些外在條件把不同物質(zhì)進(jìn)行分離開來。不同物質(zhì)的分配系數(shù)不同,利用一些物理手段溶解、揮發(fā)、吸收等處理不同物質(zhì)組成的混合體,從而把物質(zhì)進(jìn)行分離。現(xiàn)在色譜技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟了,擁有檢測靈敏度高、操作簡單、樣品用量少等優(yōu)點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用在食品安全檢測上。
1.1氣相色譜法
氣相色譜法對于檢測食品中含有的農(nóng)藥殘留成分有很好的作用,對于一些未知的成分也能夠分析出未知成分的相對分子含量,對于計(jì)算未知成分的化學(xué)式了解其化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理特性有很大的幫助。
1.2液相色譜法
液相色譜法與氣相色譜法相比在于對檢測成分的處理上一個呈現(xiàn)氣態(tài)一個呈現(xiàn)液態(tài)。液相色譜法一般被用于測量高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差的化合物,而且也適用于多組分析,對于成分復(fù)雜的物質(zhì)多用這種方法進(jìn)行檢測。
2.免疫學(xué)技術(shù)
免疫學(xué)是研究抗原和抗體的一門學(xué)科,利用免疫學(xué)技術(shù)檢測食品不用對食品的細(xì)菌進(jìn)行分離直接就可以與需要檢測的細(xì)菌產(chǎn)生反應(yīng),很是方便。但是因?yàn)榭乖c抗體會產(chǎn)生不同的反應(yīng),這也導(dǎo)致免疫學(xué)方法的多樣性,但是在食品安全檢測中最常用的免疫學(xué)技術(shù)是免疫磁珠分離法。
免疫法檢測食品安全精確度很高,可以輕易的分析出食品中含有的某種細(xì)菌,而抗原與抗體反應(yīng)時間短,檢測過程就比較短。利用免疫法檢測出來的細(xì)菌可以進(jìn)行分離并采集,對采集后的細(xì)菌進(jìn)行特性分析,可以有效的防止細(xì)菌危害人們的身體健康。
3.對于殘留農(nóng)藥的檢測技術(shù)
用于制作食品的原材料在農(nóng)業(yè)種植中很多都是噴灑了過量的農(nóng)藥,這些農(nóng)藥殘留在農(nóng)作物上,農(nóng)作物被加工成食品,食品被人食用就會影響人的人身安全。有很多的技術(shù)是專為了檢測食品的殘留農(nóng)藥而科研出來的,例如電子俘獲檢測器、火焰光度檢測器、熒光檢測器等。
4.生物檢測技術(shù)
生物檢測技術(shù)今年來在食品安全檢測中應(yīng)用很廣泛,是一種新興的技術(shù)。食品的制作原材料大多都來自于自然界屬于生物的范疇,所以可以利用生物本身的特性而進(jìn)行區(qū)分。
食品中含有的化學(xué)物質(zhì)會與它相關(guān)的生物材料產(chǎn)生反應(yīng),這是生物檢測技術(shù)的原理。利用生物監(jiān)測技術(shù)可以快速的精確的判定結(jié)果,有很強(qiáng)的特異性識別功能。現(xiàn)在在食品安全檢測所應(yīng)用的生物檢測技術(shù)有生物傳感器、PCR技術(shù)等。三、食品安全檢測的發(fā)展前景
食品現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅是民生問題,不僅關(guān)乎著人們的身體健康,也涉及到國家的政治與經(jīng)濟(jì)當(dāng)中,食品安全現(xiàn)在是全球關(guān)注的問題,不健康食品的頻繁曝光讓人們對食品安全的關(guān)注越來越高,如果不能及時解決食品問題,民眾可能會對政府失望,采取一些激烈手段來抗議政府的不作為。現(xiàn)在國家政府已經(jīng)把食品安全上升到與國家安全同樣的高度,加大對食品安全檢測的深度與打擊不法食品商的力度。
科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展為食品安全檢測帶來了更多先進(jìn)的技術(shù)和檢測儀器,但也因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展而造成現(xiàn)在食品造假更加的隱秘難以被查出。經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展也帶來了科學(xué)技術(shù)的引進(jìn)與流出,食品安全技術(shù)也不再是單一模式,現(xiàn)在更加多元化,對食品中的危害成分的辨別更加容易,對于未知物質(zhì)的鑒定可以分析出其成分和特性。
現(xiàn)在分子生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的非常好,這也為食品安全檢測提供了很好的技術(shù)支持,分子生物學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)是速測化、高技術(shù)化和便攜化等。生活水平的提高,人們也更加關(guān)注食品的質(zhì)量,所以快速、高校的檢測方法是現(xiàn)在食品安全檢測技術(shù)所需要研究的方向。傳統(tǒng)的食品安全檢測技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在社會發(fā)展的需要,一些生物學(xué)技術(shù)也越來越多的應(yīng)用在食品安全檢測上。
總結(jié):
從現(xiàn)在的食品安全檢測技術(shù)來看,快速檢測技術(shù)是未來科研的方向,也更能滿足民眾的需要。生物檢測技術(shù)在食品安全檢測中越來越重視,目前關(guān)于生物檢測技術(shù)也在向多元化方向發(fā)展,其中生物芯片技術(shù)是生物檢測技術(shù)中應(yīng)用在食品安全檢測中最常用的一種檢測方式。
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二、分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)的臨床應(yīng)用
隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,對于生物大分子的檢測技術(shù)也在不斷的更新,針對核酸的檢測技術(shù)包括:Southernblot、Northernblot、熒光原位雜交(fluorescenceinsituhybridization,簡稱FISH)技術(shù),定性聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PolymeraseChainReaction,簡稱PCR)、實(shí)時熒光定量PCR、一代測序技術(shù)及二代測序技術(shù)等;針對蛋白質(zhì)的檢測技術(shù)包括:Westernblot、酶聯(lián)免疫吸附測定(EnzymeLinkedImmunosorbentAssay,簡稱ELISA)等。而精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)及個體化治療時代的到來,使得分子生物學(xué)的很多技術(shù)已經(jīng)被越來越廣泛的應(yīng)用到醫(yī)學(xué)的臨床診斷,如孕婦唐氏篩查(21、18、13-三體綜合征)、病毒感染分型及載量檢測、腫瘤放化療耐性基因檢測、靶向藥物基因檢測、代謝綜合征臨床用藥指導(dǎo)等。現(xiàn)代測序技術(shù)日臻完善,成本逐年降低,2014年6月30號,國家食品藥品監(jiān)督管理總局審查通過了二代測序技術(shù)(測序儀及檢測試劑盒)用于胎兒染色體非整倍體(T21、T18、T13)檢測。2015年6月8日,國家發(fā)展和改革委員會(簡稱發(fā)改委)了《新興產(chǎn)業(yè)重大工程包》通知,新型健康技術(shù)惠民成為六大工程之一。首先,以遺傳性耳聾和唐氏綜合征等遺傳性疾病基因篩查為重點(diǎn),推進(jìn)基因檢測技術(shù)在遺傳性疾病、腫瘤、心腦血管疾病和感染性疾病等重大疾病防治上的應(yīng)用,促進(jìn)健康惠民[1]。其次,快速推進(jìn)基因檢測技術(shù)在遺傳性疾病大規(guī)模篩查上的應(yīng)用,探索基因檢測技術(shù)在個人基因組檢測、基因身份證等新領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用[1]。分子生物學(xué)技術(shù)成為了臨床醫(yī)學(xué)診斷、用藥的支撐體系,伴隨著個體化治療理念的逐漸深入,需要大量的相關(guān)檢測技術(shù)人才。但是傳統(tǒng)的分子生物學(xué)教學(xué)并沒有把相關(guān)的理論及技術(shù)體系與醫(yī)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合起來,造成了人才培養(yǎng)與實(shí)際需求的脫節(jié),一方面生物學(xué)專業(yè)的本科畢業(yè)生面臨著找工作困難的窘境,另一方面醫(yī)學(xué)及相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)需要大量的檢測技術(shù)人員,但普通的生物學(xué)專業(yè)本科生達(dá)不到相關(guān)的要求。隨著畢業(yè)生就業(yè)壓力的增加,很多新生剛?cè)雽W(xué)就面臨著就業(yè)的迷茫,不知道畢業(yè)以后能從事什么樣的工作,甚至很多有轉(zhuǎn)專業(yè)的想法。因此,在進(jìn)行專業(yè)授課時,尤其是分子生物學(xué)的授課時,改變既定的教學(xué)模式,適應(yīng)社會發(fā)展的潮流就變得尤為重要了。
三、分子生物學(xué)課程講授模式探索
分子生物學(xué)的內(nèi)容抽象復(fù)雜、講解困難,學(xué)生不易理解,所以我們選用了RobertWeaver編著的《MolecularBiology》作為分子生物學(xué)教材,該書語言流暢、內(nèi)容豐富、科學(xué)性強(qiáng),通過實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析得出相應(yīng)的結(jié)論,易于理解;同時增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式[2]。在我從事分子生物學(xué)教學(xué)時,在開課之前進(jìn)行了問卷調(diào)查,結(jié)果顯示,超過60%的學(xué)生列舉不出分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,更不了解其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。課余時間跟學(xué)生交流時發(fā)現(xiàn):很多學(xué)生對這門課沒有清楚的認(rèn)識,只是為了考試而學(xué)習(xí),學(xué)生呈現(xiàn)出的問題是不知道學(xué)完分子生物學(xué)能做什么?將來能從事什么行業(yè)?針對學(xué)生的困惑,我改變了既定的教學(xué)模式,利用第一、二節(jié)課對分子生物學(xué)的技術(shù)體系及發(fā)展趨勢進(jìn)行概述,并且與實(shí)際的應(yīng)用尤其是在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用進(jìn)行了結(jié)合,解讀了相關(guān)的法規(guī)、政策文件,使得學(xué)生對分子生物學(xué)有一個概括性的認(rèn)識,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在講到相關(guān)的分子生物學(xué)技術(shù)時,會對該技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用或最新前沿動態(tài)進(jìn)行延伸,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。對于復(fù)雜的技術(shù)體系或理論體系,采取制作直觀、生動的幻燈進(jìn)行講解,易于學(xué)生理解和掌握。同時鼓勵學(xué)生課前預(yù)習(xí),課后查閱相關(guān)資料,加深印象;并組織學(xué)生進(jìn)行相關(guān)資料匯總、交流,在課堂上進(jìn)行分組討論,不僅增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且加深了認(rèn)識。通過靈活的、理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方式,學(xué)生對分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣十分濃厚,積極性非常高,達(dá)到了預(yù)期的效果。但是在教學(xué)過程中也出現(xiàn)了一些問題,如分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課與理論課的脫節(jié),實(shí)驗(yàn)課提前完成,與理論學(xué)習(xí)沒有同步進(jìn)行,削弱了學(xué)生對相關(guān)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識及理解。在講到相關(guān)技術(shù)原理時,問答過程顯示,大部分同學(xué)并不能把相關(guān)原理與所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有機(jī)的聯(lián)系,沒有起到加深認(rèn)知的作用。建議在以后的教學(xué)過程中,理論講授與實(shí)驗(yàn)操作緊密配合,便于學(xué)生理解。
四、分子生物學(xué)教學(xué)改革的一些建議
結(jié)合分子診斷技術(shù)的臨床應(yīng)用,對分子生物學(xué)的教學(xué)改革提出以下建議:(1)對于復(fù)雜的理論與技術(shù)體系,采用多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合的方式,易于學(xué)生理解掌握。(2)掌握著名科學(xué)家研究過程中的一些典故,增加教學(xué)的故事性及趣味性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。(3)加強(qiáng)分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。(4)傳遞分子生物學(xué)技術(shù)在臨床應(yīng)用的相關(guān)政策、法規(guī),增加學(xué)生就業(yè)的信心。(5)相關(guān)技術(shù)的理論講解與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合,增加學(xué)生的理解深度。(6)理論聯(lián)系實(shí)際,帶學(xué)生參觀醫(yī)院的檢測平臺及醫(yī)學(xué)檢測機(jī)構(gòu)的平臺,使學(xué)生有更直觀的認(rèn)識。(7)推薦學(xué)生到醫(yī)院及醫(yī)學(xué)檢測機(jī)構(gòu)實(shí)習(xí),完成畢業(yè)設(shè)計(jì),不僅完成了畢業(yè)論文,而且使得學(xué)生提早接觸社會,提高適應(yīng)社會的能力[3]。
作為他的學(xué)生和同事,邢廣緒對實(shí)驗(yàn)室里這種火熱的場面早就司空見慣了,他說:“跟張老師這么多年了,他愛泡實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)始終沒變。他的節(jié)假日幾乎全部奉獻(xiàn)給了實(shí)驗(yàn)室。我們都知道一個‘秘密’:大年初一,如果你想找他,到實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)沒錯……他太愛工作了,作為一個從國外回來的學(xué)者,只有科研是他苦苦追求的……生活上,他樸素得讓我們這些后輩都無法理解。不管是包、手機(jī)還是電腦,都是用到不能再用的時候才同意換;一起出差,他對吃和住從沒提過任何要求,‘越簡單越好’,這是我最常聽到的話。”
“中國人的發(fā)明”
1960年12月26日,張改平生于河南省內(nèi)黃縣。1978年9月至1982年7月,就讀于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)系畜牧獸醫(yī)專業(yè)。畢業(yè)后,進(jìn)入河南科技學(xué)院工作。1989年,他以出國人員留學(xué)考試全省第一的優(yōu)異成績被選派到英國謝菲爾德大學(xué) 攻讀生物技術(shù)專業(yè)碩士學(xué)位。期間,他不分晝夜忘我工作和學(xué)習(xí)的精神,讓國外同行驚嘆不已。短短10個月,就獲得英國農(nóng)業(yè)與食品委員會頒發(fā)的進(jìn)入哈特大學(xué)注冊攻讀博士學(xué)位的獎學(xué)金。但得知河南科技學(xué)院需要他回國任教時,他毫不猶豫地放棄了多少人夢寐以求的獎學(xué)金,毅然回國,全身心地投入教書育人的工作。
時隔一年之后,張改平再度應(yīng)邀赴英留學(xué)。此后的1000多個日夜里,他以驚人的毅力在所從事的生物技術(shù)研究領(lǐng)域取得大量處于世界領(lǐng)先地位的科研成果,其創(chuàng)立的親和分子克隆系統(tǒng)目前被廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)、生物化學(xué)和現(xiàn)代免疫學(xué)等研究領(lǐng)域,被國外專家譽(yù)為“中國人的發(fā)明”,在國際上受到廣泛重視。
1993年底,張改平獲得博士學(xué)位后轉(zhuǎn)到倫敦大學(xué)作博士后研究;1994年10月,他圓滿完成博士后研究工作,再次謝絕英國同行的挽留,還放棄了導(dǎo)師推薦到美國從事科研工作的機(jī)會,舍棄優(yōu)越的工作條件和優(yōu)厚的生活待遇,滿懷報國心,回到他魂?duì)繅艨M的家鄉(xiāng)河南。曾有記者問他:“為何從英國回來?”“那里總歸不是自己的家,有種海上漂浮不定的感覺,”鄉(xiāng)音不改的他笑著說,“這里更需要我。”
我國每年僅因畜禽傳染病所遭受的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1000億元,為此,張改平把回國后的第一個研究課題定在畜禽傳染病防治上。他認(rèn)為遏制畜禽傳染病發(fā)生的最高手段是及時測試和診斷傳染病。經(jīng)過無數(shù)個不眠之夜,他終于獲得了成功――他研制出的雞傳染性法氏囊病快速診斷試紙條,僅需1?5分鐘即可準(zhǔn)確顯示結(jié)果。以此為切入點(diǎn),他創(chuàng)立了一個快速診斷技術(shù)研究平臺,研制出系統(tǒng)的畜禽疫病快速診斷技術(shù),填補(bǔ)了國內(nèi)的空白,被同行譽(yù)為“動物疫病快速檢測的革命”。他還研制出了一種既可預(yù)防和治療雞主要傳染病,又可促進(jìn)雞生長的生物制劑,引起業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。
1995?1996年,張改平和他的研究室承擔(dān)了國家高技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)中“電磁親和分子克隆技術(shù)研究”和“沙冬青抗凍蛋白基因克隆技術(shù)研究”兩項(xiàng)研究工作,均取得重大進(jìn)展。其后,除繼續(xù)主持“863”項(xiàng)目外,張改平又承擔(dān)了“動物重大疫病檢測和免疫調(diào)控技術(shù)研究”項(xiàng)目中的子課題――動物重大傳染病快速檢測技術(shù)。他采用基因工程技術(shù)、細(xì)胞工程技術(shù)和現(xiàn)代免疫學(xué)技術(shù),歷時五年研究成功了畜禽疫病快速診斷技術(shù),克服了以前畜禽疫病檢測時間長、受環(huán)境制約大、檢測成本高、技術(shù)要求高的問題,在獸醫(yī)診斷畜禽疫病技術(shù)中居國際領(lǐng)先地位,目前,該技術(shù)所包括的22種畜禽疫病的產(chǎn)品已獲得國家發(fā)明專利。
為了適應(yīng)科技體制改革的需要,綜合配置現(xiàn)有資源,2000年,張改平組建了河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所,并兼任第一任所長,走在了全國農(nóng)科系統(tǒng)科技體制改革的前列。
揪出“瘦肉精”
科研成果再好,如果不轉(zhuǎn)化,就只能是躺在實(shí)驗(yàn)室里的數(shù)據(jù),張改平深知這一點(diǎn)。2001年,以他為首組建了河南百奧生物工程有限公司,專門從事生物技術(shù)高科技領(lǐng)域科研成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作。目前,該公司開發(fā)生產(chǎn)的“畜禽疫病快速檢測試紙?zhí)结槨焙汀笆称钒踩珰埩魴z測試紙?zhí)结槨毕盗挟a(chǎn)品已達(dá)十余種,每年創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)數(shù)百萬元,其中專利產(chǎn)品“鹽酸克倫特羅(瘦肉精)快速檢測試紙條”對我國食品安全建設(shè)起到了巨大促進(jìn)作用。
如此年輕就獲得這么大成就,張改平的腳步卻沒停止過。多年來,張改平及其團(tuán)隊(duì)先后主持完成國家重大科技項(xiàng)目22項(xiàng)。作為第一完成人獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎和國家科技進(jìn)步二等獎各一項(xiàng)、省部級科技獎勵三項(xiàng);發(fā)表研究論文147篇,其中SCI論文22篇,被《Science》等著名期刊引用121次;申請專利36項(xiàng),已獲授權(quán)14項(xiàng);主持研制成功國家二類新獸藥兩個、獸藥殘留檢測試劑備案一項(xiàng),通過獸藥殘留檢測試劑備案復(fù)核試驗(yàn)三項(xiàng),推動了動物免疫學(xué)的學(xué)科發(fā)展和檢測領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。
2002年,張改平承擔(dān)了籌建河南省動物免疫學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的任務(wù);2004年12月,通過河南省科技廳驗(yàn)收,并正式掛牌運(yùn)行;目前,該實(shí)驗(yàn)室已成為全國預(yù)防獸醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之一。
中圖分類號: TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號1672-3791(2015)04(a)-0000-00
作為一種新興的生物特征識別技術(shù),與虹膜識別、指紋掃描、掌形掃描等技術(shù)相比,人臉識別技術(shù)在應(yīng)用方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢:人臉識別技術(shù)使用通用的攝像機(jī)作為識別信息獲取裝置,可以非接觸的方式完成識別過程。但是正是這些應(yīng)用場景的優(yōu)勢,被一些人用照片、視頻、人臉模型等方式進(jìn)行人臉復(fù)制,欺騙系統(tǒng)。在人臉識別系統(tǒng)應(yīng)用推廣中,活體檢測技術(shù)逐漸成為系統(tǒng)的必要核心技術(shù)。
當(dāng)前活體人臉檢測技術(shù)主要是基于人臉細(xì)微動作、3D人臉重建、紅外人臉檢測三個領(lǐng)域上的研究。
1人臉細(xì)微動作
由于照片、模型中的人臉不具備細(xì)微等動作的可能,那么我們在獲取人臉的連續(xù)一系列細(xì)微動作的過程中可以獲得一些線索來判斷是否是真實(shí)的人臉:如眼睛眨動、嘴唇的離合、面部肌肉細(xì)微動作以及人臉周邊場景的細(xì)微變化,這些我們可以將其設(shè)為相應(yīng)的特征值存儲在人臉特征值中,并設(shè)定這些值設(shè)置波動范圍,如果這些值沒有變化,就判定這是偽造的人臉。
對于以上歸類的細(xì)微動作可以采用以下幾類人臉經(jīng)典算法進(jìn)行特征值提取和判斷:霍夫變換法、變形模板法、邊緣特征分析法和對稱變換法等,利用這些算法,從一個較大的特征集中選擇少量的關(guān)鍵的特征,產(chǎn)生一個高效的強(qiáng)分類器,再用瀑布算法將多個強(qiáng)分類器合成為一個更加復(fù)雜的層疊分類器,使圖像的背景區(qū)域快速地丟棄,而在有可能存在目標(biāo)(人臉)的區(qū)域花費(fèi)更多的計(jì)算,其在人臉檢測方面速度快且具有魯棒性 [1]。
2 3D人臉重建
平面的人臉圖像,不管是視頻還是圖片,都是無法恢復(fù)出此特定人的 3D 結(jié)構(gòu),因此出現(xiàn)了基于3D人臉重建的活體檢測技術(shù)。
3D人臉重建的原理是:人臉都被標(biāo)準(zhǔn)化到一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的方向和位置,人臉的形狀由數(shù)百個頂點(diǎn)表示,為簡化計(jì)算,均勻采樣這些頂點(diǎn),在球面諧波函數(shù)算法中,對形狀和紋理按照不同的策略分開處理。根據(jù)算法理論,人臉的姿態(tài)只與一些關(guān)鍵特征點(diǎn)的位置有關(guān),通過將形狀和紋理分開處理,避免了復(fù)雜的優(yōu)化過程,節(jié)省了計(jì)算時間,稀疏統(tǒng)計(jì)模型的建立過程。我們將人臉的 n 個頂點(diǎn)的 X、Y、Z 坐標(biāo)串接起來,組成形狀向量來描述人臉的 3D 形狀:我們可以重構(gòu)得到對應(yīng)于輸入人臉的 3D 形狀。為得到更加精細(xì)的3D 形狀的解,我們按照給定 2D 圖像上的特征點(diǎn)的坐標(biāo)來對 3D 形狀頂點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整,一旦得到了人臉精細(xì)的 3D 形狀信息,再結(jié)合此特定人的紋理圖像,姿態(tài)的校正就可以簡單地通過旋轉(zhuǎn)3D 人臉模型來實(shí)現(xiàn)了[3]。
3 紅外人臉檢測
在人臉活體檢測研究中,由于圖片和視頻畫面或者戴有面具時其表面是沒有溫度的,而根據(jù)人體溫度產(chǎn)生的人臉紅外感應(yīng)成像就成為一個新的人臉活體檢測的研究熱點(diǎn),它的基本原理是:由于人體血液流動的過程中產(chǎn)生了溫度,會被皮膚發(fā)散,從而使皮下血液系統(tǒng)呈現(xiàn)出一種獨(dú)特的面部信號。這種信號可以被紅外照相機(jī)獲取,通常就稱之為面部熱像圖。
目前主要的研究方向是根據(jù)臉皮下面復(fù)雜的血管末梢產(chǎn)生同溫線而形成的特征值提取來實(shí)現(xiàn)識別,可以采用同溫線匹配方法特征提取和識別方法進(jìn)行紅外人臉識別技術(shù),通過對于人臉皮膚下面的血管分布信息,使用熱靈敏度小于或等于0.7℃的紅外照相機(jī)所拍攝的人臉照片,每張臉一般含有數(shù)百個或者更多的封閉的同溫線。提取同溫線特征,用包含該特征的區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行提取:用幾何分析的方法來分析同溫線形狀,分析的結(jié)果產(chǎn)生的特征值就用來進(jìn)行人臉活體檢測[2]。
4結(jié)束語
以上幾個活體檢測技術(shù)主要基于人臉的各項(xiàng)生理特征來進(jìn)行設(shè)定識別,其各自存在局限性,如人臉細(xì)微動作:在光線發(fā)生變化的時候,其可靠性目前還無法保證; 3D人臉識別在檢測戴有頭套的偽裝模型或者當(dāng)某個目標(biāo)試圖采用三維模型或面具試圖欺騙該系統(tǒng)時,也可以讓系統(tǒng)難以察覺和受騙;而紅外人臉檢測時,周邊環(huán)境溫度的變化和人自身身體狀況如運(yùn)動,情感等因素使得面部熱像圖是否具有唯一性和穩(wěn)定性,還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。綜上所述,同時結(jié)合上面三種活體檢測技術(shù),可以取長補(bǔ)短,提高識別率,實(shí)現(xiàn)真正的活體檢測。
參考文獻(xiàn)
食品安全快速檢測技術(shù)是食品質(zhì)量與安全、水產(chǎn)品質(zhì)量與安全、農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏、水產(chǎn)品加工與貯藏專業(yè)等學(xué)科相關(guān)專業(yè)本科生必修的專業(yè)課,也是我校本科食品質(zhì)量與安全、食品工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課。食品安全快速檢測技術(shù)是研究和評定食品安全的一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科。它是食品科學(xué)的重要分支,是在食品營養(yǎng)學(xué)、食品分析、食品衛(wèi)生學(xué)、食品微生物學(xué)、食品生物化學(xué)和食品毒理學(xué)的基本理論指導(dǎo)下,運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和檢測分析手段檢測食品中與安全有關(guān)的物質(zhì)的科學(xué)[1]。我通過多年的教學(xué)實(shí)踐,從課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)、理論教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了食品安全快速檢測技術(shù)的教學(xué)改革,形成了符合實(shí)際的教學(xué)體系。
一、建設(shè)高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)
教師是教學(xué)的核心力量,沒有高水平的教師隊(duì)伍,就沒有高質(zhì)量的教學(xué)效果。食品安全快速檢測技術(shù)課程內(nèi)容涉及面廣泛,不僅涉及理化檢驗(yàn),還涉及免疫學(xué)、生物技術(shù)、微生物學(xué)等內(nèi)容。為了提高本課程教學(xué)質(zhì)量,建立課程教學(xué)團(tuán)隊(duì),探索輪講和共講的課程教學(xué)模式。如講到膠體金法快速檢測部分內(nèi)容時,讓講解食品免疫學(xué)導(dǎo)論的老師給學(xué)生講解,該老師博士課題就是膠體金試紙條的制備,因此相關(guān)知識由他講解,不僅講得很透徹,而且給學(xué)生講解了很多前沿知識,拓寬了學(xué)生的知識面。在涉及轉(zhuǎn)基因食品的快速檢測時,讓講解食品生物技術(shù)的老師上課,該老師博士研究的就是基因重組方面的相關(guān)課題。通過采用這種輪講和共講的課程教學(xué)模式,教學(xué)質(zhì)量大大提高,因?yàn)槊總€老師都有自己的專長,因此相關(guān)知識講解得就更透徹、精彩,學(xué)生普遍反映良好,評價每次理論課就是一場精彩的專業(yè)報告。
二、優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容
(一)根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),合理安排理論教學(xué)。
教學(xué)內(nèi)容要反映教學(xué)活動中傳授的知識和技能的范圍和性質(zhì),是開展教學(xué)活動的主要依據(jù)。傳統(tǒng)的教學(xué)以內(nèi)容專、深、細(xì)為主,對知識的細(xì)節(jié)陳述占據(jù)了大量的課堂教學(xué)時間,信息量少,結(jié)論、說明、講解都是現(xiàn)成的,學(xué)生被動地聽講和記憶,很少預(yù)習(xí)、思考、評判和創(chuàng)新。目前,課程內(nèi)容是根據(jù)課程特點(diǎn),結(jié)合本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、崗位工作任務(wù)、企業(yè)專家意見和行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要,圍繞學(xué)生就業(yè)的工作崗位及崗位所需要的知識、能力、素質(zhì)要求進(jìn)行分析后確定的。河南科技學(xué)院開設(shè)食品安全快速檢測技術(shù)課程的專業(yè)是食品質(zhì)量與安全。食品質(zhì)量與安全專業(yè)的理論課為32學(xué)時,實(shí)驗(yàn)課為16學(xué)時,為了處理好“學(xué)時少”與“內(nèi)容多”之間的矛盾,保證學(xué)生能更好地掌握課程的內(nèi)容,教學(xué)需從實(shí)際出發(fā),突出重點(diǎn),借助各種教學(xué)手段,采用靈活多樣的教學(xué)方法,保證完成教學(xué)任務(wù)。由于食品質(zhì)量與安全專業(yè)學(xué)生學(xué)過食品分析的理論課程,因此我通過查閱教學(xué)大綱、以前筆記和咨詢食品分析老師的方式,了解學(xué)生學(xué)過的內(nèi)容,對學(xué)過的內(nèi)容不再講解,避免重復(fù),重點(diǎn)講述新內(nèi)容。例如,對學(xué)生接觸過的食品中營養(yǎng)成分的測定、有毒有害物質(zhì)的常規(guī)測定方法,以及檢驗(yàn)技術(shù)的基本知識等內(nèi)容,課上將不再贅述。對學(xué)生沒有接觸的各類食品檢驗(yàn)內(nèi)容,如毒素、微生物、轉(zhuǎn)基因、新鮮度的檢驗(yàn)、摻雜摻假的檢驗(yàn)等相關(guān)內(nèi)容,相應(yīng)增加教學(xué)時數(shù),這樣既增強(qiáng)了課程的實(shí)用性和趣味性,又促進(jìn)了學(xué)生對專業(yè)技能的掌握,為下一階段的實(shí)驗(yàn)操作打下了良好的基礎(chǔ)。
(二)改進(jìn)教學(xué)方法,強(qiáng)化教學(xué)效果。
在教學(xué)過程中,教學(xué)方法起著舉足輕重的作用。采用正確的教學(xué)方法,能促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,學(xué)生常常感到課程枯燥、難記憶,對課程內(nèi)容不感興趣,而對于本科教學(xué)而言,培養(yǎng)大批高素質(zhì)、具有創(chuàng)新能力的實(shí)用型人才是教學(xué)的最終目標(biāo),所以,對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行改革勢在必行。將以信息技術(shù)、多媒體技術(shù)為代表的現(xiàn)代科技引入教學(xué)領(lǐng)域,提高了教學(xué)方法的有效性和靈活性,促進(jìn)了教學(xué)改革的深入進(jìn)行。靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法,可更好地處理傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)三者的關(guān)系[2],具體做法如下:1.進(jìn)行課前提問。課前利用幾分鐘時間進(jìn)行提問,對上節(jié)主要內(nèi)容進(jìn)行回顧,同時引出新課的內(nèi)容,這樣學(xué)生可以溫故知新,強(qiáng)化對知識的掌握,同時了解兩次課之間的聯(lián)系,有助于知識的融會貫通,強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。2.案例式啟發(fā)教學(xué)。授課時,結(jié)合實(shí)際案例,將食品安全問題引入教學(xué)過程。例如,講到黃曲霉毒素的快速檢測時引入毒大米事件,講到貝類毒素的快速檢測時引入廣東等地出現(xiàn)的織紋螺中毒事件,講到轉(zhuǎn)基因食品的快速檢測時引入轉(zhuǎn)基因大豆油,講到農(nóng)藥殘留的快速檢測時,將海南的毒豆角事件聯(lián)系起來,介紹農(nóng)藥的主要種類,以及農(nóng)藥速測卡的基本原理及優(yōu)缺點(diǎn),使學(xué)生感覺到所講內(nèi)容的重要性和實(shí)用性。在講到獸藥殘留的快速檢測時,引入“瘦肉精事件”,以及瘦肉精事件發(fā)生后,檢測部門普遍使用的檢測方法——金標(biāo)免疫測定法,同時與日常的乙肝檢測等聯(lián)系起來,使學(xué)生對金標(biāo)免疫試紙條的使用范圍有更多的了解。了解其測定原理和方法,同時與經(jīng)典方法進(jìn)行比較,了解其優(yōu)缺點(diǎn),最后將最新研究動向融于其中,拓寬學(xué)生的知識面,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,活躍課堂氣氛,增強(qiáng)學(xué)生的參與意識。3.巧用多媒體教學(xué)。在教學(xué)中合理使用信息及多媒體技術(shù)加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。如:通過流程圖、圖片等,增加課堂信息量,解決“學(xué)時少”與“內(nèi)容多”之間的矛盾,對一些實(shí)驗(yàn)條件無法達(dá)到,學(xué)生難以理解而操作要求又較高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使用多媒體教學(xué)法能夠顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢。教學(xué)中播放膠體金的制備過程、金標(biāo)免疫試紙條、免疫滲濾實(shí)驗(yàn)、酶聯(lián)免疫實(shí)驗(yàn)的視頻資料,這些生動、形象的示范和講解,讓學(xué)生一目了然,快速了解如何制備膠體金和免疫層析試紙條,如何自己制作免疫滲濾裝置,以及酶聯(lián)免疫每一步的操作方法和注意事項(xiàng),以便他們更快地掌握教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)。4.增加課堂討論。在講解完有毒有害物質(zhì)的快速檢測方法后,專門留一次課的課堂討論,讓學(xué)生針對目前所發(fā)生的食品安全事件,結(jié)合所講內(nèi)容、查閱資料,自己設(shè)計(jì)出一種快速檢測方法。我發(fā)現(xiàn),討論課程是學(xué)生表現(xiàn)最活躍、最喜歡上的,課堂上,學(xué)生展示做好的PPT,提出解決問題的方法,老師和其他同學(xué)可以進(jìn)行評價和補(bǔ)充,學(xué)生踴躍發(fā)言,盡情享受解決問題的快樂,并能將所學(xué)知識真正用于解決實(shí)踐問題,達(dá)到學(xué)以致用的目的。
三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法
(一)建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
科學(xué)的食品快速檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,要以實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)為依據(jù),以學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線,把知識、技能與素質(zhì)融為一體,由初級到高級、由簡單到復(fù)雜,分層次構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[3]。實(shí)驗(yàn)的整個體系包括基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、綜合性應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性研究實(shí)驗(yàn)。選擇較好題材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,按教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行組合,單獨(dú)制訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱,結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的具體情況列出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,實(shí)驗(yàn)順序與理論教學(xué)內(nèi)容相一致,每次理論課后,安排相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中加深對理論部分的理解,逐漸適應(yīng)并掌握各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能,其中包括農(nóng)藥殘留的快速檢測方法,化肥污染物硝酸鹽的快速檢測方法,獸藥殘留的快速檢測方法,病害肉的快速檢測方法,假冒偽劣食品的快速檢測方法,毒素的快速檢測方法等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。百聞不如一見,為了讓學(xué)生了解快速檢測的現(xiàn)狀,實(shí)驗(yàn)中一些實(shí)驗(yàn)器材購買的是市場上的快速檢測試劑盒,如毒素的快速檢測中購買的是酶聯(lián)免疫試劑盒,農(nóng)藥的快速檢測購買的是農(nóng)藥速測卡,獸藥快速檢測中購買瘦肉精金標(biāo)免疫試紙條等。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn),不僅了解了實(shí)驗(yàn)的原理,而且認(rèn)識了市場上的產(chǎn)品形式,對開闊視野、開拓思路具有積極的作用。
(二)充分利用實(shí)驗(yàn)時間。
結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)特點(diǎn),合理利用實(shí)驗(yàn)時間。一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在操作過程中學(xué)生需要等待的時間較長,為了充分利用寶貴的實(shí)驗(yàn)課時,在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的間歇穿插其他內(nèi)容或另一個項(xiàng)目,充分利用實(shí)驗(yàn)時間。例如:測定農(nóng)業(yè)殘留快速檢測時,除了速測卡外,給學(xué)生展示農(nóng)殘快速檢測箱,在利用金標(biāo)免疫法測定獸藥殘留方法時,利用樣品提取時間,給學(xué)生展示MIT商業(yè)試劑盒。在利用ELISA法測定黃曲霉毒素時,利用幾次培養(yǎng)等待的時間,給學(xué)生展示吊白塊快速檢測試劑盒,食鹽含碘量的快速檢測試劑盒,水溶性非食用色素快速檢測試劑盒等。這樣既能充分利用有限的學(xué)時,又能防止學(xué)生在實(shí)驗(yàn)間隙無所事事,注意力不集中。
(三)實(shí)驗(yàn)樣品多樣化。
實(shí)驗(yàn)所用樣品盡可能從市場上購買與日常生活關(guān)系密切的食品。例如,在農(nóng)藥殘留快速檢測時,從市場上購買容易出現(xiàn)問題的青菜、韭菜等樣品;在獸藥殘留的快速檢測實(shí)驗(yàn)中,從學(xué)校附近的菜市場購買不同攤販的肉制品;在偽劣食品的快速檢測實(shí)驗(yàn)時,從學(xué)校門口不同超市購買不同品牌的味精產(chǎn)品,讓學(xué)生檢驗(yàn)其質(zhì)量,看是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求,比一比哪個品牌好,采用這種形式極大地調(diào)動了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性,增強(qiáng)了學(xué)生作為食品檢驗(yàn)工作者的責(zé)任感。對食品快速檢測課程教學(xué)改革采取的一些有益嘗試,學(xué)生反應(yīng)良好,普遍感到不僅學(xué)透了書本知識,而且與實(shí)際生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系,為以后的就業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
四、考核方法改革
傳統(tǒng)的課程考核方式是以期末成績?yōu)橹鳎捎谑称钒踩焖贆z測技術(shù)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,為了真正地反映學(xué)生對該門課的掌握程度,對課程進(jìn)行考核時,把創(chuàng)新能力培養(yǎng)放在首位,著眼于學(xué)生知識素質(zhì)能力的協(xié)調(diào)發(fā)展,改革課程考核和成績評價方式。改變單一的以期末考試為主的考核方式,增加課堂小組討論、代表發(fā)言、小論文,實(shí)操等分值,使課程的最終成績能真正反映學(xué)生的知識、能力、水平。
五、課程網(wǎng)站建設(shè)
食品安全快速檢測技術(shù)在食品檢測中發(fā)展迅速,網(wǎng)上資料也有很多,各種快速檢測方法層出不窮,為了讓學(xué)生對該門課程有更多的了解,在教學(xué)過程中我搜集了與課程相關(guān)的很多教學(xué)素材,并進(jìn)行精選,建設(shè)和完善了課程網(wǎng)站,將網(wǎng)站建設(shè)作為課堂補(bǔ)充,方便學(xué)生自學(xué)。實(shí)踐證明,這給學(xué)生提供了一個增強(qiáng)師生互動的平臺,深受學(xué)生喜愛,效果良好。
新世紀(jì)對人才的素質(zhì)提出了更高的要求,為此教育工作者必須改革舊的教育觀念,真正樹立與課程相適應(yīng)的體現(xiàn)素質(zhì)教育精神的教育觀念與方法,這樣才能滿足社會發(fā)展對人才的需求。
參考文獻(xiàn):
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育教學(xué)活動的重要環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)課不僅可以加深學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解,鞏固已學(xué)到的理論知識,而且能夠培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、分析問題和解決問題的能力,對于活躍思維、提高創(chuàng)新能力起著積極的作用。
食品微生物學(xué)是食品專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)課,是普通微生物學(xué)的延伸。食品微生物學(xué)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科,它要求學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識的基礎(chǔ)上,掌握食品微生物學(xué)檢測技術(shù)、分離純化技術(shù)、鑒定技術(shù)、發(fā)酵食品的制備技術(shù)、食品加工與保鮮技術(shù)以及現(xiàn)代分子微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法等。通過食品微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)出不僅具有豐富理論知識,而且能掌握現(xiàn)代生物技術(shù)并熟練操作的高技能人才。
如何加強(qiáng)食品微生物實(shí)踐教學(xué)的組織指導(dǎo),如何調(diào)動學(xué)生的積極性,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果一直是我們關(guān)注和探索的問題。下面簡單談一下我們在食品微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到的問題,解決的方法和對一些問題的思考。
1 精心選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,調(diào)動學(xué)習(xí)積極性
隨著食品工業(yè)和微生物檢測技術(shù)的迅速發(fā)展,食品微生物學(xué)及其實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容也不斷擴(kuò)展,而實(shí)驗(yàn)課既受理論課內(nèi)容進(jìn)度的限制,又受課時及實(shí)驗(yàn)室等客觀條件的限制。要在有限的課時內(nèi),系統(tǒng)、科學(xué)地完成食品微生物所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是絕對不可能的,這就要求我們實(shí)驗(yàn)教師在掌握微生物學(xué)教學(xué)大綱的前提下,結(jié)合現(xiàn)代科技的發(fā)展和食品微生物的研究動態(tài),精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系,合理選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,我們由淺入深,由感性到理性。首先要求學(xué)生對食品中常見細(xì)菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌進(jìn)行觀察,掌握其性狀特征和培養(yǎng)生長條件。學(xué)會識別哪些是有益菌,哪些是有害菌,利用有益菌的代謝活動制造更多的發(fā)酵產(chǎn)品,提高食品的質(zhì)量,同時防止有害菌引起食品腐敗變質(zhì)以及食物中毒。其次選擇有代表性的發(fā)酵食品作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使學(xué)生了解利用微生物生產(chǎn)發(fā)酵食品的整個過程,通過這些實(shí)驗(yàn)使同學(xué)們對食品發(fā)酵有一個總體印象,并能舉一反三。最后對不同的食品和發(fā)酵食品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生掌握食品微生物學(xué)檢測技術(shù)、分離純化技術(shù)、鑒定技術(shù)。并在課堂上結(jié)合自己的科研成果和食品研究熱點(diǎn)介紹食品工業(yè)發(fā)展的前沿動態(tài)。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中,不僅有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),更多地引進(jìn)了綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),學(xué)生分成幾人一組,讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),自己選擇原材料,準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料,試劑的配置,培養(yǎng)基的制備和滅菌等都由學(xué)生自己完成,最后寫成規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報告。學(xué)生對此積極性很高,甜酒釀、酸奶、腐乳等都是同學(xué)們喜歡并制作的發(fā)酵食品。在這個過程中學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容貫通,并熟悉掌握各個環(huán)節(jié)的操作步驟,這對學(xué)生將來步入社會,在工作崗位上獨(dú)立開展工作都會有很大的幫助。
2 強(qiáng)化基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練,有效組織管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)
食品微生物學(xué)是在掌握微生物的基本實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上開展的,學(xué)生無菌操作觀念的培養(yǎng)、正確使用、掌握微生物的實(shí)驗(yàn)儀器,如光學(xué)顯微鏡、滅菌消毒器械等都非常重要。但基于很多原因,學(xué)生的這些基礎(chǔ)技能還是很薄弱,所以我們在進(jìn)行食品微生物的每一個實(shí)驗(yàn)的每一個步驟中只要涉及這些基礎(chǔ)性的知識,都會給予強(qiáng)調(diào),親自演示。
學(xué)生微生物基礎(chǔ)技能培養(yǎng)和形成,不是一兩堂課能完成,也不是單單有老師演示后學(xué)生就可以掌握,必須讓學(xué)生每人親自動手。但在實(shí)際教學(xué)過程中,由于學(xué)生人數(shù)的增加,硬件等條件限制,人手一套實(shí)驗(yàn)器材不現(xiàn)實(shí),那么在有限人力、有限資源情況下,使每一位同學(xué)都能動手操作并熟悉實(shí)驗(yàn)過程,有效組織和管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程就尤為重要。
(1)首先任課教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員充分做好預(yù)實(shí)驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟和關(guān)鍵操作點(diǎn)都做到心中有數(shù),在授課過程中有重點(diǎn)地強(qiáng)調(diào),并分析某步驟出現(xiàn)問題可能會出現(xiàn)的結(jié)果。
(2)每次實(shí)驗(yàn)之前任課教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員就實(shí)驗(yàn)進(jìn)行積極的溝通,不僅對實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的物品和材料溝通,更要對實(shí)驗(yàn)的組織過程協(xié)商。
(3)在實(shí)驗(yàn)過程中則需要任課教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員相互協(xié)作,并充分發(fā)揮學(xué)生班干部和小組長的作用。課堂理論教學(xué)課和實(shí)驗(yàn)課最大的區(qū)別在于,實(shí)驗(yàn)課更注重學(xué)生的動手參與,以及實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)問題發(fā)現(xiàn)問題的及時解決。
(4)教師要嚴(yán)于律已,教師要嚴(yán)格要求自己,實(shí)驗(yàn)過程中耐心指導(dǎo),熱情幫助,回答好學(xué)生提出的每個問題,并隨時糾正不正確或不規(guī)范操作。
3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課考核,引進(jìn)綜合實(shí)驗(yàn)考評
實(shí)驗(yàn)課的成績給定,往往包括實(shí)驗(yàn)課出勤率和實(shí)驗(yàn)報告成績兩方面綜合。所以首先就要求教師認(rèn)真考勤,只有學(xué)生的出勤率有保證才能有效地組織教學(xué)活動。其次,要求實(shí)驗(yàn)報告書寫規(guī)范,詳細(xì)完成實(shí)驗(yàn)報告,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論,實(shí)驗(yàn)失敗要分析原因。同時教師也對實(shí)驗(yàn)報告認(rèn)真批改,實(shí)驗(yàn)報告是對實(shí)驗(yàn)的總結(jié),也是對實(shí)驗(yàn)課質(zhì)量高低的檢驗(yàn)。通過對實(shí)驗(yàn)報告的批改,可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察分析問題的能力。
實(shí)際教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)報告雷同和抄襲的現(xiàn)象比較多見,為綜合考評學(xué)生實(shí)際動手能力和對實(shí)驗(yàn)技能的掌握,建議今后引進(jìn)期末的綜合實(shí)驗(yàn)考評:即將各個試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)成不同的實(shí)驗(yàn)題目,讓每個學(xué)生隨機(jī)抽取并在有限的時間內(nèi)獨(dú)立完成操作,視完成的情況給予評分。比如:“食品中常見菌類的平板培養(yǎng)”考察了無菌操作、培養(yǎng)基的制備,對食品中常見菌類平板接菌技術(shù);“食品中常見菌類的形態(tài)觀察”考察了革蘭氏染色,各真菌形態(tài)辨別等。在進(jìn)行具體考核過程中,可把每個考核的內(nèi)容進(jìn)行量化定出詳細(xì)的評分標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)學(xué)生的每一個操作環(huán)節(jié)現(xiàn)場打分,并對同學(xué)進(jìn)行現(xiàn)場提問,讓學(xué)生進(jìn)行答辯。
4 有計(jì)劃推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的開放 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放管理
微生物實(shí)驗(yàn)室的開放是對食品微生物實(shí)驗(yàn)課的有益補(bǔ)充,能強(qiáng)化、鞏固、提升對食品微生物課程內(nèi)容的理解,我們鼓勵學(xué)生設(shè)計(jì)和開發(fā)自己的科研項(xiàng)目,而且學(xué)校有很優(yōu)厚的資金加以支持。但是開放實(shí)驗(yàn)室不是無條件的,有時因?qū)嶒?yàn)操作不當(dāng)引起的安全隱患是很嚴(yán)重和難以預(yù)料。因此實(shí)驗(yàn)室開放時管理須給予加強(qiáng)。
建立科學(xué)的管理機(jī)制,利用校園網(wǎng)建設(shè)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站,公布開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的題目、時間和地點(diǎn),供學(xué)生選擇和預(yù)約。
專人負(fù)責(zé)學(xué)生的科研隊(duì)伍,對菌種、標(biāo)準(zhǔn)品、和學(xué)生用到的有毒有害物質(zhì)要有專人負(fù)責(zé),注意保管,不隨意丟棄,做好無害化處理。對使用儀器學(xué)生做好使用登記,實(shí)驗(yàn)物品注意清洗、歸還、交接。
總之,食品微生物實(shí)驗(yàn)課,只有提高對實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的認(rèn)識,精心選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,合理有效組織和管理實(shí)驗(yàn)過程,并加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課的考核,在此基礎(chǔ)上,推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生的開放,加強(qiáng)開放實(shí)驗(yàn)室的管理,就能確保實(shí)驗(yàn)課安全、有序、成功的完成,達(dá)到教學(xué)目的,也使學(xué)生真正有所收獲。
參考文獻(xiàn)