時間:2023-02-28 15:59:15
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其次,從教學(xué)模式來看,當前高職分析化學(xué)實驗課仍然是教師講解示范、學(xué)生聽講做筆記,然后根據(jù)教師的方法來依葫蘆畫瓢,再加上現(xiàn)有的論證性實驗,“照本宣科”、毫無新意,不利于充分挖掘?qū)W生的主動性和創(chuàng)造性,導(dǎo)致學(xué)生難以激發(fā)對實驗課程的興趣。此外,在實驗過程中,學(xué)生所分析的樣品大多數(shù)為實驗室提供的純品,很少是學(xué)生實際采集的,實驗缺乏主動性和積性,體會不到實驗成功的興奮與滿足感,也體會不到分析實際樣品的重要性和嚴肅性。
再次,從實驗器材看,近幾年來隨著高職學(xué)校的大幅擴招,在校學(xué)生人數(shù)猛增,由于資金等條件的限制,實驗儀器的購進量與學(xué)校學(xué)生增長量不成比例,學(xué)校實驗儀器過少,遠遠不能滿足學(xué)生的實驗需要。同時,由于國家對高職學(xué)校經(jīng)費投入不足,高校自身的籌資渠道狹窄,導(dǎo)致學(xué)校更新設(shè)備的資金能力嚴重不足。當前職校實驗室配備的多數(shù)為傳統(tǒng)的分析儀器,缺乏先進的、與企業(yè)行業(yè)實際使用一致的分析儀器,這導(dǎo)致在實驗教學(xué)中學(xué)非所用,很難真正掌握生產(chǎn)一線所用儀器的使用方法。
二、提高高職分析化學(xué)實驗課有效性的途徑
1.優(yōu)化分析化學(xué)實驗教學(xué)課程及內(nèi)容。
分析化學(xué)主要可分為結(jié)構(gòu)分析和成分分析兩個部分。其中,高職分析化學(xué)教學(xué)以成分分析為主,而成分分析又可以分為定性分析和定量分析。一般而言,定性分析實驗內(nèi)容比較繁瑣,實驗效率不高,且在某些內(nèi)容上與無機化學(xué)實驗內(nèi)容有一定的重復(fù)。因此,相關(guān)人員可以對分析化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容進行適當調(diào)整,將定性分析實驗納入無機化學(xué)元素化合物的實驗教學(xué)內(nèi)容之中。高職學(xué)校主要是為國家培養(yǎng)應(yīng)用型人才,因此在分析化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)進行適當改革,在實驗內(nèi)容安排上由淺入深循序漸進;從高職教育的實際目標出發(fā),以實用為先、需求為準,加強實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)性、普及型和應(yīng)用性,在保障學(xué)生操作規(guī)范的基礎(chǔ)上逐步開展技能訓(xùn)練,從而切實提高學(xué)生的綜合職業(yè)技能。
2.加快化學(xué)實驗室建設(shè)。
分析化學(xué)實驗課的教學(xué)手段和教學(xué)質(zhì)量與化學(xué)實驗室裝備條件的是否先進有直接關(guān)系。當前,實驗室建設(shè)已經(jīng)成為衡量一所學(xué)校綜合實力的重要標志之一,因此,學(xué)校應(yīng)該加大對實驗室建設(shè)的重視和投入。學(xué)校應(yīng)該集中力量加大對氣相色譜儀、液相色譜儀、原子吸收分光光度計、可見分光光度計、電子分析天平、精密酸度計等先進的分析檢測儀器的購進,加快建設(shè)分析實驗室、分析天平室等化學(xué)實驗室,努力創(chuàng)建高水平、高質(zhì)量的化學(xué)實驗實力與實驗條件,為提高分析化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量創(chuàng)造積極平臺。
3.改進教學(xué)手段和方法。
隨著我國教學(xué)改革的不斷深入,傳統(tǒng)的教學(xué)模式已遠遠不能適應(yīng)當前高職教育發(fā)展的需要,應(yīng)當盡快進行改革。首先,要重視對學(xué)生的基礎(chǔ)輔導(dǎo)。分析化學(xué)的實驗課與理論課同樣重要,要加強學(xué)生對理論知識和實驗知識的學(xué)習,對一些基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生不僅要以補課方式加強個別輔導(dǎo),還要加強檢查和督促,防止學(xué)生出現(xiàn)編造數(shù)據(jù)和抄襲實驗報告等情況。同時,高職院校為國家培養(yǎng)應(yīng)用型人才的特點決定了高職分析化學(xué)實驗課要更加注重學(xué)生的參與性,對學(xué)生的基本操作嚴格把關(guān)。分析化學(xué)實驗課基本操作多、要求嚴、實驗時間長,教師要從最基本的儀器洗滌及保養(yǎng)等基本操作開始,循序漸進,逐步培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?,保持嚴謹、細致、求真?wù)實的實驗作風。其次,要充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性。以往的分析實驗課,學(xué)生大多只是按照教師的規(guī)定程序進行實驗,缺乏主動實驗的欲望。教師應(yīng)該給予學(xué)生更多的發(fā)展空間,可以提出實驗課題,由學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)容來自行設(shè)計實驗步驟。如讓學(xué)生檢測市場上銷售的鈣片中的鈣含量,學(xué)生即可查閱相關(guān)資料進行鈣片溶解、試劑配制、滴定、實驗結(jié)果分析等一系列步驟,不僅能夠激發(fā)學(xué)生的實驗探索欲望,還有助于提高其綜合能力。
4.完善實驗考核制度。
實驗課與理論課不同,其成績的計算應(yīng)該采取綜合評價的方式進行,包括平時表現(xiàn)、筆試和現(xiàn)場實驗等多種考試形式,綜合考慮學(xué)生的各項能力,注重考察學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。對于成績評定,平時的實驗態(tài)度可占30%、筆試成績可占20%,現(xiàn)場操作占50%。在現(xiàn)場操作考試中,要求學(xué)生能夠在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成,力求操作準確、數(shù)據(jù)精密,并結(jié)合計算機進行實驗數(shù)據(jù)分析,使學(xué)生認識到數(shù)據(jù)的嚴肅性。若出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況,則讓學(xué)生積極找出原因并作分析解釋。若學(xué)生不能在規(guī)定時間內(nèi)完成,則必須進行補考,保證考試的合理公正。
5.加強教師隊伍建設(shè)。
當前,高職分析化學(xué)實驗課指導(dǎo)教師的素質(zhì)偏低,應(yīng)加大鼓勵實驗教師的進修和培訓(xùn)力度,提高他們的綜合素質(zhì)。同時,還可以有計劃地聘請公司或企業(yè)實驗?zāi)芰姷慕處焷碇笇?dǎo)本校的實驗課教學(xué)工作。此外,還可以聘請其他高校的教師來指導(dǎo)和從事本校的實驗教學(xué)工作,充分為本校教師不斷加強自身學(xué)習創(chuàng)造條件,促進學(xué)校實驗教學(xué)整體水平的提高。
1)目前多數(shù)學(xué)生是獨生子女,自我為中心的意識很強,他們渴望成功卻又缺乏吃苦耐勞的精神,心里想學(xué)習卻又不具備自我約束的能力;2)基礎(chǔ)課程的上課方式多為同專業(yè)、甚至是不同專業(yè)的多個班級的合班課,學(xué)生人數(shù)較多,化學(xué)基礎(chǔ)知識層次不齊,任課教師在課堂上很難做到照顧每一個學(xué)生的學(xué)習情況,再加上學(xué)時數(shù)的壓縮,學(xué)生的學(xué)習效果直接面臨一些困惑和難題:聽課效果不好、抄作業(yè)現(xiàn)象常有發(fā)生、考試結(jié)果不盡如人意、無法與后續(xù)專業(yè)課程銜接等等;3)非化學(xué)專業(yè)學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)課的學(xué)習較被動,創(chuàng)新的主動性與積極性不強[3].以某高校園藝專業(yè)為例,在大一學(xué)年的第二學(xué)期,“分析化學(xué)”課程往往與英語及一些專業(yè)課程同時開課,相比而言,分析化學(xué)知識零碎,各類公式多,且抽象、難以理解,學(xué)生學(xué)習起來有枯燥無味之感,普遍反應(yīng)記不住,因而缺乏興趣,積極主動性不高,甚至出現(xiàn)畏懼心理;同時“重專業(yè)知識,輕基礎(chǔ)知識”的現(xiàn)象也普遍存在.因此如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習基礎(chǔ)課的興趣與主動性,最大程度地發(fā)揮他們的潛能,是擺在大學(xué)基礎(chǔ)課教師面前的一個新課題.
1.2繁雜的課程內(nèi)容
“分析化學(xué)”學(xué)科在整個學(xué)習階段起著承上啟下的作用.它由一系列分析方法所構(gòu)成,主要包括化學(xué)分析法和儀器分析法,經(jīng)典的化學(xué)分析法又可分為重量分析法和滴定分析法;儀器分析法主要有光學(xué)分析法、電化學(xué)分析法、色譜分析法等等,其中每一種分析方法因響應(yīng)信號機制不同還可進一步細分.不同的分析方法具有不同的原理、條件、儀器、特點和適用范圍等,既相互聯(lián)系又各自成體系,涉及的知識很廣,并且還在以日新月異的速度向前發(fā)展,各種新理論、新方法和新技術(shù)層出不窮.因此在這樣的大背景下,如何在“分析化學(xué)”學(xué)科的教學(xué)中營造一種活躍思維、主動學(xué)習、充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位的氛圍,真正地提高課堂的教學(xué)效率,是每一位承擔這門課程的教師值得思考和探討的問題.
1.3機械的實驗教學(xué)
在實驗設(shè)計方面,簡單的驗證性實驗多,綜合設(shè)計的研究性實驗較少[4],實驗內(nèi)容不能及時反映分析化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀與相關(guān)學(xué)科間的滲透交叉,并且多數(shù)實驗都是在教師的“精心安排”下進行“照方抓藥”,學(xué)生只需按部就班地跟著教材走就能完成實驗,獨立思考的機會不多,嚴重缺乏在方案設(shè)計、樣品前處理及數(shù)據(jù)處理等方面的創(chuàng)造性鍛煉.在實驗授課方面,多數(shù)實驗課程仍采用傳統(tǒng)的“教師先講解原理———學(xué)生接受,然后動手實驗”的模式.教師“傾囊相授”,希望將所有的知識點都傳授于學(xué)生,但與教師的教學(xué)熱情相反,學(xué)生的積極性卻往往不高,無動于衷,對實驗內(nèi)容的理解與設(shè)計基本依賴于教師的講解,缺乏對未知知識的探求精神以及獨立進行實踐操作的能力.在實驗操作方面,對于移液、稱量等基本操作,雖然教師已詳細講解并演示,學(xué)生操作仍不規(guī)范,如在減量法稱量時直接用手接觸稱量瓶,未用紙條和紙片;滴定時不注意觀察標準溶液滴落點周圍的顏色變化,卻不時地抬頭觀察滴定管的讀數(shù);未進行半滴操作等.還有一些儀器較為精密、貴重,數(shù)量偏少,不能保證每個學(xué)生都能掌握所有實驗細節(jié),再加上操作步驟較多,一些學(xué)生怕操作不當?shù)貌坏嚼硐氲臄?shù)據(jù),只簡單做一些輔助的配合工作,甚至站在旁邊“冷眼觀看”,基本上是學(xué)無所獲.綜上所述,不難看出,目前“分析化學(xué)”實驗教學(xué)相對比較機械.所以,如何建立新型的分析化學(xué)實驗課程體系,采用新穎的教學(xué)方法,賦予學(xué)生更廣闊、更自主的學(xué)習空間,使學(xué)生在知識和能力上獲得雙豐收,是一個巨大的挑戰(zhàn).
1.4單一的評價方式
多年來,“分析化學(xué)”課程的考核方式為期末閉卷考試這種單一的考核形式,課程最終成績?yōu)槠谀┛荚嚨木砻娉煽儭嶒灣煽兒推綍r成績加權(quán)后的總評成績.成績高的學(xué)生可能是“臨時抱佛腳”即考前幾天突擊復(fù)習的結(jié)果.這種考核方式雖然能較好地考察學(xué)生對“分析化學(xué)”課程基礎(chǔ)知識的儲備情況,卻不能很好地反映出他們綜合分析問題、解決問題的能力.因此,要使學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合運用知識能力得到真正的提高,必須要建立一套科學(xué)的評價方式.
2“分析化學(xué)”課程教學(xué)改革的主要措施
2.1激發(fā)學(xué)生興趣
美國教育家杜威指出:教育不是一件“告訴”和“被告訴”的事情,而是一個主動建設(shè)的過程.因此,在教學(xué)過程中應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生的積極性,激發(fā)他們的學(xué)習興趣.為此,可采取在傳統(tǒng)授課方式的基礎(chǔ)上,增加圖片、動畫效果、視頻等多樣化的多媒體內(nèi)容幫助學(xué)生理解晦澀難懂的理論內(nèi)容,并注重與相關(guān)學(xué)科之間的銜接與聯(lián)系,適時地把一些化學(xué)史、應(yīng)用實例或社會熱點問題引入課堂,使學(xué)生認識到理論源于實踐,又能指導(dǎo)實踐.對于食品類專業(yè)的學(xué)生,在講解色譜分析法時,可介紹2008年我國發(fā)生的非法添加三聚氰胺的毒奶粉事件,進而向?qū)W生提出可用高效液相色譜法測定飼料和植物蛋白粉中的三聚氰胺,此外還可介紹引起社會廣泛關(guān)注的二噁英、蘇丹紅、瘦肉精等食品安全事件及奧運會期間興奮劑的檢測;針對生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生,在介紹緒論“分析化學(xué)”課程的重要性及應(yīng)用性時,如果只是泛泛地說分析化學(xué)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著非常重要的作用,學(xué)生其實并沒有深刻的體會,這時可列舉在生物大分子研究領(lǐng)域做出重大貢獻而獲得2002年諾貝爾化學(xué)獎的三位分析化學(xué)家約翰•芬恩、田中耕一和庫爾特•維特里希,緊接著介紹分析化學(xué)在他們熟知的領(lǐng)域,如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)中發(fā)揮的重要作用.這種講授方法不但會使學(xué)生進一步認識到“分析化學(xué)”課程在其所學(xué)專業(yè)的重要地位和作用,而且還能開拓他們的視野,最大程度地激發(fā)他們的求知欲和創(chuàng)新性,進而參與到分析化學(xué)的科研工作中來.另一方面,還應(yīng)在現(xiàn)代教學(xué)理論的指導(dǎo)下,以“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體,并凸顯主體”為研究突破口,發(fā)揮學(xué)生主觀能動性,把教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”統(tǒng)一起來,探索以學(xué)生為主體的教學(xué)模式,改變現(xiàn)在普遍存在的學(xué)生學(xué)得枯燥,教師教得艱難,大家都感到無所適從的局面,以達到在教學(xué)過程中,學(xué)生真正成為學(xué)習的主人,“快樂學(xué)習”、“學(xué)會學(xué)習”,最終達到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標.例如,在教學(xué)實踐中可采取學(xué)生參與的方式,先由教師提出分析任務(wù),如水環(huán)境中As含量的測定、重要藥物溶菌酶的測定[5]等,學(xué)生依據(jù)興趣自由分組,先完成綜述小論文,再由教師指導(dǎo)討論各種分析方法的優(yōu)缺點.這樣,學(xué)生先是對這些分析任務(wù)產(chǎn)生濃厚興趣,水環(huán)境中As的含量究竟是多少?國家標準允許的含量是多少?經(jīng)常飲用超標水,會對當?shù)厝?、畜產(chǎn)生怎樣的不良后果?在此基礎(chǔ)上,深刻認識到準確測定的重要性.通過查閱文獻資料,了解到As的測定方法有滴定分析法、原子吸收光度法、電分析方法及紫外-可見吸收光譜法等,最后根據(jù)環(huán)境水樣中As的含量范圍及實驗室現(xiàn)有的儀器資源,確定選用紫外-可見分光光度法.在此過程中,學(xué)生可將課堂中學(xué)到的分析方法的評價指標及各種分析方法的原理用于解決實際問題,逐步形成為達到分析目的而應(yīng)采取的分析化學(xué)專業(yè)思維的方式和方法.
2.2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
“分析化學(xué)”課程教材難度大、內(nèi)容多、學(xué)時少,因此,教學(xué)改革首先要以優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容為核心,重點突出專業(yè)性和實用性:
1)對課程內(nèi)容進一步優(yōu)化和精簡,壓縮同其他基礎(chǔ)課程中相同或相近的內(nèi)容,如氫離子濃度的計算等,這些在普通化學(xué)部分章節(jié)已經(jīng)提到,可略講甚至不講,讓學(xué)生自己去復(fù)習.
2)對于相似的知識點,應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生歸納、比較和觸類旁通的能力.在滴定分析法中,可精講酸堿滴定法,包括滴定分析法的共性(基本原理、滴定曲線、突躍范圍及影響因素、指示劑、終點誤差和應(yīng)用等),然后通過對比和歸納手段,講解配位滴定法和氧化還原滴定法;在講授紫外-可見分光光度法時,可以給學(xué)生列舉蛋白質(zhì)含量測定的光度方法,如考馬斯亮藍染色法、雙縮脲法(Biuret法),并將這些方法和之前學(xué)習的凱式定氮法相比較,使學(xué)生了解各種方法的優(yōu)缺點.通過這樣前后知識的貫通融合,達到了以點帶面、以小見大、觸類旁通的作用,不但大大節(jié)約了課時,也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習的能力.
3)對于儀器分析內(nèi)容,應(yīng)把握教學(xué)重點,理清知識主線,突出方法間的聯(lián)系與區(qū)別[6].儀器分析的主要內(nèi)容實際上就是響應(yīng)信號與被測物性質(zhì)(與結(jié)構(gòu)有關(guān))、濃度之間的關(guān)系,教師應(yīng)讓學(xué)生徹底理解并掌握“利用峰位置可進行定性分析,峰高或峰面積可進行定量分析”這一基本規(guī)律.在三大類分析中(包括光譜分析、電分析和色譜分析),利用各自的峰位置可推斷被測物的結(jié)構(gòu)信息,而峰面積或峰高則可以反映被測物的含量或濃度信息.這種講授方法會使學(xué)生對儀器分析知識有一整體性的認識,在此基礎(chǔ)上再對不同方法進行比較.這樣不僅可以收到較好的教學(xué)效果,還能幫助學(xué)生掌握學(xué)習知識的方法,最終達到雙贏的目的.
4)將學(xué)科的前沿發(fā)展動態(tài)引入課堂教學(xué).徐光憲院士指出,應(yīng)把21世紀分析化學(xué)生龍活虎、立體多維的形象展示給學(xué)生,引起學(xué)生對該課程的極大興趣.因此在實際教學(xué)中,應(yīng)結(jié)合課程進度,適度地把學(xué)科最前沿的知識和最新的研究動態(tài)介紹給學(xué)生,注重知識面的補充和延伸.例如,在講解分光光度法時,可引進現(xiàn)今發(fā)展最為迅速的碳納米材料.碳材料的基本組成元素雖然相同,但由于這些元素的空間排布不同繼而可形成不同的形態(tài),有零維的碳點、一維的碳納米管、二維的石墨烯等,不同的碳材料在紫外-可見光區(qū)域有不同的吸收峰,根據(jù)吸收峰(尤其是最大吸收波長)的位置可進行定性分析,區(qū)分不同的碳材料,根據(jù)吸光度的大小可進行定量分析,確定碳材料的濃度或含量.同時可利用透射電鏡、原子力顯微鏡等進一步確定碳材料內(nèi)部的精確結(jié)構(gòu),用共聚焦顯微成像儀可觀察其在細胞內(nèi)的成像情況,為將其進一步應(yīng)用在重大疾病的診斷和治療方面提供理論依據(jù).另外,對于現(xiàn)代分析化學(xué)中單細胞實時分析、單分子檢測等前沿技術(shù),可以專題的形式介紹給學(xué)生.最后,還可以讓學(xué)生通過圖書館的網(wǎng)絡(luò)資源(如中文的CNKI和英文的WebofScience)追蹤相關(guān)領(lǐng)域的最新動態(tài),這樣不僅為課堂注入了新鮮血液,而且能激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)的興趣,有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng).
2.3強化實驗環(huán)節(jié)
“分析化學(xué)”是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實驗教學(xué)起著課堂教學(xué)不可替代的特殊作用,它不僅能使學(xué)生驗證和鞏固理論知識,而且能培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力,養(yǎng)成嚴謹、細致、實事求是的科學(xué)態(tài)度.因此,如何使學(xué)生的實驗效率最大化,用“心”體會實驗內(nèi)容,一直是“分析化學(xué)”教育工作者長期以來不斷追求的目標.最近幾年,有關(guān)實驗教學(xué)的改革如火如荼,筆者所在的學(xué)校也積極響應(yīng)號召,針對“分析化學(xué)”實驗教學(xué)進行改革.
1)在實驗內(nèi)容的安排上,保留具有代表性的經(jīng)典實驗,通過這些實驗的練習,使學(xué)生規(guī)范地掌握基礎(chǔ)實驗的分析方法和操作要領(lǐng).除此之外,增加一些與實際生活有緊密聯(lián)系的綜合設(shè)計性實驗,內(nèi)容的選擇注重各專業(yè)的通用性,如食醋中總酸度的測定、日用衛(wèi)生紙中熒光增白劑的檢測,并讓學(xué)生自行提供樣品.這些實驗很好地鍛煉了學(xué)生在文獻檢索、實驗方案設(shè)計、樣品前處理、儀器操作及用計算機軟件處理數(shù)據(jù)等方面的能力,大大地提高了學(xué)生的參與感和成就感,全方位地培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng).
2)在實驗講授和學(xué)生的操作訓(xùn)練方面,摒棄教師“一切包辦”的理念和“老師講,學(xué)生聽”的單一模式.對于分析天平、滴定管等常規(guī)儀器,在課前預(yù)習的基礎(chǔ)上,教師對每一項基本操作技能(包括操作規(guī)范、操作要點和技巧、注意事項及影響實驗成敗的關(guān)鍵因素等)邊講邊示范,讓學(xué)生先在感官上對基本操作技能有初步的印象,然后再通過大量的獨立操作練習得以強化;對于一些涉及到精密貴重儀器的實驗內(nèi)容,可采用“虛擬實驗”的方式,通過圖片、視頻等多媒體仿真動畫教學(xué),將儀器工作原理和實驗過程通過三維虛擬動畫的模式直觀展現(xiàn)出來,教師要適時地對操作中可能出現(xiàn)的問題進行講解與引導(dǎo),盡可能提示操作可能出錯的地方以及出錯所導(dǎo)致的不良結(jié)果,增強學(xué)生的感性認識,減少實驗中由于操作不當?shù)仍斐傻牟槐匾膿p失和浪費.
2.4科學(xué)評價學(xué)生成績
要培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的多元化創(chuàng)新人才,必須要有科學(xué)的評價方式.基于此,要改變以“考試分數(shù)論英雄”的做法,強化對學(xué)習過程、學(xué)習能力的評價,構(gòu)建多元評價體系.筆者在授課過程中均采用結(jié)構(gòu)評分來組成課程的總成績,即總成績=平時成績(10%)+實驗成績(30%)+期末考試成績(60%)綜合考察學(xué)生學(xué)習情況,其中平時成績改變以往所用的點名或簽到次數(shù)計算的方式,而是通過對學(xué)生在課前預(yù)習、隨堂練習、課堂討論及課后復(fù)習的總體表現(xiàn)來確定;實驗成績采用綜合評定標準,包括預(yù)習報告、實驗操作、實驗報告、紀律清潔四部分,學(xué)生編造實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果的不良風氣得以糾正.實踐證明,這種成績評定方式有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習的主動性,激發(fā)其學(xué)習熱情,真實地反映了學(xué)生對“分析化學(xué)”課程“三基”知識的掌握情況,最終達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的.
2分析化學(xué)實驗多元考核模式的建立
針對分析化學(xué)實驗考核現(xiàn)狀與存在的問題,我們提出在實驗教學(xué)中采用和實施多元實驗考核模式。主要考核學(xué)生動手能力和設(shè)計實驗?zāi)芰?,平時考核、期末操作技能考核和設(shè)計型實驗考核相結(jié)合,突出學(xué)生動手能力和設(shè)計實驗?zāi)芰?,統(tǒng)籌考核實驗過程與實驗結(jié)果,集中反映學(xué)生掌握知識的全面性和綜合能力。
2.1平時成績考核為進一步加強學(xué)生實驗過程管理,在平時的實驗教學(xué)中我們采取多環(huán)節(jié)監(jiān)控,包括檢查預(yù)習報告、課堂提問、實驗過程全程監(jiān)督(實驗態(tài)度、紀律和衛(wèi)生等)及分析數(shù)據(jù)審核等。
2.1.1檢查預(yù)習報告
我們對參加實驗的學(xué)生都明確要求實驗前必須進行預(yù)習,并寫出預(yù)習報告,預(yù)習報告必須完整闡述實驗原理,詳細陳述實驗步驟,準確表達相關(guān)圖表,通過預(yù)習使學(xué)生能明確了解實驗?zāi)康募耙?,熟悉實驗的知識點、重點和難點,提高學(xué)生實驗的積極性。對不寫預(yù)習報告或敷衍了事的學(xué)生,取消其進行實驗的資格。
2.1.2課堂提問
課堂提問一般在講解后進行,內(nèi)容涉及實驗原理、注意事項和有關(guān)知識的拓展等。依據(jù)學(xué)生回答問題是否積極主動、正確與否等情況評分,計入平時成績。
2.1.3實驗過程全程監(jiān)督
學(xué)生開始實驗后,由指導(dǎo)教師和實驗員組成監(jiān)督小組。對學(xué)生的實驗情況進行全程監(jiān)督。包括實驗考勤、課堂紀律、動手能力、操作規(guī)范、實驗質(zhì)量、清潔衛(wèi)生等方面進行評分。對學(xué)生的實驗操作技能及分析解決問題的能力進行準確評價。
2.1.4實驗數(shù)據(jù)審核
化學(xué)實驗要求學(xué)生在實驗中堅持實事求是,如實記錄實驗數(shù)據(jù)而不能隨意臆造或修改,仔細觀察實驗現(xiàn)象;掌握實驗方法,控制好相應(yīng)測定實驗條件,確定存疑數(shù)據(jù)。因此我們要求實驗后實驗數(shù)據(jù)必須由教師審核。數(shù)據(jù)考核主要從數(shù)據(jù)是否合理,數(shù)據(jù)記錄是否規(guī)范,誤差是否在允許范圍以內(nèi)等方面進行評分,對數(shù)據(jù)錯誤,誤差較大的學(xué)生教師不予通過,要求學(xué)生須重做直至數(shù)據(jù)符合要求。通過對分析化學(xué)實驗中誤差分析及其數(shù)據(jù)處理,有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察能力和思維能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習積極性和主動性,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力,進而提高學(xué)生們的科研創(chuàng)新能力。
2.2期末操作技能考核
分析化學(xué)實驗操作技能考核采取隨機抽題并現(xiàn)場操作的方式,要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成操作考試,并當場提交結(jié)果和實驗報告,由指導(dǎo)教師和實驗員依據(jù)實驗結(jié)果、現(xiàn)象和實驗報告的完成情況現(xiàn)場評分?;静僮骷寄芸己酥饕獜膶W(xué)生滴定分析操作、天平操作、溶液的配制及轉(zhuǎn)移等基本技能和反應(yīng)條件的控制等方面進行考察。這種綜合考核的形式能全面客觀地評價學(xué)生實際操作能力、動手能力和基本實驗技能,極大地增強了學(xué)習積極性和對實驗的重視程度,培養(yǎng)了學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)。
2.3設(shè)計型實驗考核
設(shè)計型實驗考核是學(xué)生已經(jīng)接受了一個學(xué)期的基本實驗訓(xùn)練后,掌握了實驗基本操作及分析化學(xué)實驗的基本知識與技能的基礎(chǔ)上,由教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求進行命題。在考核前兩周,由學(xué)生抽簽確定設(shè)計型實驗考核題。學(xué)生根據(jù)命題與指導(dǎo)教師進行溝通和探討后,在規(guī)定的時間內(nèi)查閱相關(guān)文獻資料,運用所學(xué)的知識,獨立思考,自行設(shè)計,寫出實驗方案。實驗方案包括實驗原理、操作步驟、實驗條件等。實驗所需材料由實驗員準備。實驗時,教師對學(xué)生對實驗過程中的實驗操作技能、解決問題的能力、實驗方案的可行性、實驗數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果處理,以及分析結(jié)果的正確表達和實驗報告的書寫等方面進行綜合考評。以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和主動性,進而提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,強化學(xué)生查閱文獻資料能力和科研協(xié)作能力,為畢業(yè)論文打下堅實基礎(chǔ)。
3分析化學(xué)實驗總評成績評定方法及標準
新的考核模式中,分析化學(xué)實驗成績按“平時成績(40%)+期末考核成績(60%)”綜合評定,期末考核成績由期末操作技能考核成績(30%)和設(shè)計型實驗考核成績(30%)兩塊組成。在新的實驗考核模式中體現(xiàn)了考評體系更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng),基本動手能力、基本技能所占比例為60%。通過對各環(huán)節(jié)制定的評分標準綜合評定,使分析化學(xué)實驗評分體系實現(xiàn)科學(xué)化和定量化,體現(xiàn)了人性化和公平化。
2豐富教學(xué)資源,激發(fā)學(xué)生興趣
高速發(fā)展的現(xiàn)代信息技術(shù)為分析化學(xué)的教學(xué)提供了豐富的教學(xué)資源,如網(wǎng)絡(luò)、動畫、多媒體等。鼓勵學(xué)生充分利用Google、Baidu等搜索引擎查找學(xué)習資料,及時解決學(xué)習過程中遇到的疑難問題;充分利用多媒體課件圖文并茂的特點,將教材中枯燥的理論、抽象的問題轉(zhuǎn)換為生動形象的圖形、文字、動畫、視頻等,使抽象的概念形象化、立體化,使枯燥的理論理解起來更形象、更直觀,既可增強學(xué)生的感性認識,又能幫助學(xué)生理解那些抽象的問題,提高課堂效率。充分地、合理的利用這些資源既可彌補傳統(tǒng)的教材、掛圖及實物模型攜帶不方便的不足,又可活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣,豐富課堂信息量,提高教學(xué)效果。例如在液相色譜法時,通過播放Flas演示,學(xué)生既可明了色譜儀各主要部件的作用,又可以清楚觀察到液相色譜分析過程的產(chǎn)生,再結(jié)合教師的適當?shù)闹v解,必然加深學(xué)生對該法分離機制的理解。
3綜合多種教學(xué)手段,提高教學(xué)效率
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展,多媒體教學(xué)已經(jīng)在大多數(shù)高校普及使用。雖然,在教學(xué)過程中采用用動畫、視頻等多媒體手段,有助于學(xué)生對知識的理解記憶,激發(fā)學(xué)習興趣,但傳統(tǒng)的板書仍然有著現(xiàn)代教學(xué)媒體無法完全替代的優(yōu)勢。例如在計算公式的推導(dǎo)過程中,學(xué)生可跟著教師的書寫記筆記,板書的過程也為學(xué)生提供了充分的思考時間。因此,在實際教學(xué)中,應(yīng)將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的板書相結(jié)合,并靈活運用案例教學(xué)法、以問題為基礎(chǔ)(PBL)的啟發(fā)式教學(xué)法、課堂講授與討論,在線答疑等多種教學(xué)方法與手段開展教學(xué)活動,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性,不僅要向?qū)W生傳授知識,更要培養(yǎng)學(xué)生掌握運用分析化學(xué)知識和技能解決實際問題的能力。
(一)堿基對的氧化現(xiàn)象SWNTs/POAO電極既具有較大的比表面積大的π電子體系及大量的活性電位特點,又具有導(dǎo)電聚合物地性能。因此,在SWNTs/POAO電極上,嘌呤堿基和嘧啶堿基的氧化電位都隨著其結(jié)構(gòu)環(huán)系上的取代基增多而產(chǎn)生反向移動,且氧化的峰電流會隨著濃度增加而出現(xiàn)線性增長。由于嘌呤堿基是由嘧啶和咪唑酬和而成的環(huán)系,多π芳雜環(huán)系和缺π芳雜環(huán)系都在其結(jié)構(gòu)中存在,所以鳥嘌呤(GUA)和腺嘌呤(ADE)容易發(fā)生氧化,且氧化電流較大;而嘧啶堿基結(jié)構(gòu)中只有缺π芳雜環(huán),致使其比嘌呤堿基的氧化電位較正,氧化電流較小。由上所述,可以得出嘧啶堿基電氧化反應(yīng)的靈敏度比嘌呤堿基低的結(jié)論。
(二)嘌呤堿基氧化過程分析以ADE和GUA為研究對象,分別分析研究了其在不同電極的反應(yīng)(見圖2)。在圖中可以發(fā)現(xiàn),只有嘌呤堿基對的氧化電流峰,而沒有還原峰,由此可以得知嘌呤堿基的電極反應(yīng)是不可逆的過程。在圖中還可以看出,ADE和GUA的氧化峰電流在GCE(玻碳電極)和POAO(聚吖啶橙電極)上基本相同且都較小;而在SWNTs修屎電極上比在GCE上有明顯增加,這表明碳單壁納米管增加了GCE電極的有效面積,且其自身帶有的—COOH、—OH基團給電極提供了更多的反應(yīng)點,催化了GUA、ADE的反應(yīng),峰電流明顯增大。而在SWNTs/POAO電極上,嘌呤堿基的氧化電流增加更加明顯。
二、DNA堿基與金屬離子的相互作用
脫氧核糖核酸與金屬離子的相互作用,主要有其對金屬離子的吸附作用以及核糖核酸上特點結(jié)合點與金屬離子發(fā)生配位作用。本文僅對DNA嘧啶堿基與汞、銀離子的相互作用進行分析。
(一)汞離子與胸腺嘧啶的相互作用汞離子與DNA的相互作用在1952年時就已經(jīng)被Katz發(fā)現(xiàn),但其觀點是汞離子與DNA鏈中的磷酸骨架發(fā)生了互相作用,到后來Thomas用紫外光譜證實汞離子是與DNA中的堿基發(fā)生作用。在這個發(fā)現(xiàn)之后,Katz于1963年又提出了T-Hg-T的假設(shè),這個假設(shè)內(nèi)容是汞離子與T堿基是以1:2的比例形成新配合物。近年來,日本人Ono等人通過溶解曲線、質(zhì)譜以及核磁共振等手段進一步證實了T-Hg-T的假設(shè)[2]。由于有毒性是汞離子的具備的特點,利用DNA能夠與汞離子結(jié)合發(fā)生反應(yīng)的特性,可以來進行環(huán)境汞離子含量的檢測。
(二)核糖核酸與胞嘧啶的相互作用銀離子與胞嘧啶的相互作用是在2002年才由Tanaka小組開始研究,他們通過研究銀離子與人工合成DNA雙鏈(含有嘧啶(Pyridine)修飾堿基形成的P-P錯配)發(fā)生特異性結(jié)合的現(xiàn)象,證實了銀離子與嘧啶反應(yīng)能夠形成穩(wěn)定的P-Ag-P結(jié)構(gòu)。2008年,One小組提出了銀離子可以與胞嘧啶形成穩(wěn)定的C-Ag-C結(jié)構(gòu),并通過變溫紫外的研究手段證實了銀離子具有能夠使錯配的DNA雙鏈更加穩(wěn)定。根據(jù)銀離子的這種特性,可以將其設(shè)計成分子信標,應(yīng)用在醫(yī)學(xué)診斷、生物工程研究等各個領(lǐng)域。
現(xiàn)代分析化學(xué)已成為使用和依賴于生物學(xué)、信息學(xué)、計算機學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的一門“邊緣學(xué)科”,涉及面廣、內(nèi)容多且抽象,例如在化學(xué)分析部分及電位法和永停滴定法主要包括定量分析,要求學(xué)生掌握化學(xué)平衡理論在分析化學(xué)中的具體表現(xiàn)和實際應(yīng)用,與無機化學(xué)、物理化學(xué)中的溶液理論緊密聯(lián)系起來,牢固樹立“量”和“定量”的概念。儀器分析部分涉及定量、定性和結(jié)構(gòu)分析,要求學(xué)生學(xué)會電化學(xué)分析、紫外、熒光、原子吸收分光光度和色譜分析中的定量分析方法,理解“量”與分析信號間的關(guān)系;有機化合物的結(jié)構(gòu)與其光譜、質(zhì)譜之間的關(guān)系及結(jié)構(gòu)分析的基本方法。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是滿堂灌,難以做到形象化,直觀化。而多媒體教學(xué)中所用的課件采用多媒體編輯工具包括字處理軟件、繪圖軟件、圖像處理軟件、動畫制作軟件、聲音編輯軟件以及視頻編輯軟件等把分析化學(xué)中一些抽象的理論特別是光譜分析部分,動態(tài)反映其過程,展現(xiàn)在學(xué)生面前的是生動,簡易易懂的畫面,能夠啟發(fā)學(xué)生的思考和解決問題的能力從而收到很好的教學(xué)效果。例如在講授光譜分析儀器的主要部件及工作原理時,傳統(tǒng)的方法讓學(xué)生感覺到知識面和涉及面廣,內(nèi)容多,很難抓住側(cè)重點,而且眾多的理論方法難理解,甚至產(chǎn)生厭倦心理,而采用動畫,能直觀展示出儀器的圖像及其工作原理,一方面節(jié)約時間給教師跟學(xué)生互動,更重要的是抽象的理論、技術(shù)直觀化從而充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習積極性,教師在有限的時間里給學(xué)生講授更多的知識。
1.2多媒體教學(xué)信息量大、節(jié)約時間、提高教師的教學(xué)效率
采用傳統(tǒng)教學(xué)方法很多內(nèi)容難以在課堂上講授。多媒體教學(xué)不僅能把知識更多、更快地傳授給學(xué)生,還節(jié)約了時間,增加了容量,有效地提高課堂教學(xué)效率。與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比,利用多媒體技術(shù)進行教學(xué),授課老師可以在相同的教學(xué)時間內(nèi)向?qū)W生講授更多的內(nèi)容。采用多媒體,可以簡化教學(xué)程序,加快教學(xué)節(jié)奏,擴大教學(xué)規(guī)模,從而提高課堂教學(xué)效率。例如分析化學(xué)中包括化學(xué)分析和儀器分析兩部分內(nèi)容,化學(xué)分析是利用物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)及其計量關(guān)系確定被測物值的組成及其含量的分析方法?;瘜W(xué)分析法歷史悠久,是分析化學(xué)的基礎(chǔ)。溶液四大平衡理論的建立使化學(xué)分析得以迅速發(fā)展,化學(xué)分析涉及到四大平衡理論多,所涉及到的內(nèi)容包括高中化學(xué)以及無機化學(xué)課程,需要全面復(fù)習有關(guān)內(nèi)容,而多媒體課件在這些方面顯得尤其重要。
1.3提高實驗教學(xué)質(zhì)量
分析化學(xué)是一門實踐性的科學(xué),以解決實際問題為目的,因此,實驗教學(xué)是分析化學(xué)教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。如果在實驗教學(xué)中,利用多媒體展示滴定管、容量瓶、移液管的使用以及標準溶液的配制等基本操作,對于學(xué)生獨立完成實驗有很大的幫助。在滴定分析實驗中,大多數(shù)學(xué)生對終點時指示劑顏色的變化很難把握好,容易造成終點提前或滯后,給體積的測量帶來誤差。對此,課件在實驗演示中,用動畫的形式把每一實驗步驟以及常見指示劑在終點時顏色變化形象地表現(xiàn)出來,使學(xué)生提前獲得感性認識,避免由于操作不當產(chǎn)生誤差。這種多媒體教學(xué),既直觀、生動,又能克服時間和空間的限制,達到傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式難以實現(xiàn)的效果,從而可提高實驗教學(xué)的質(zhì)量。
2我校教師應(yīng)用多媒體教學(xué)中存在的問題
2.1多媒體課件制作質(zhì)量不高
部分教師在制作多媒體課件時不認真考慮教材情況和教學(xué)大綱內(nèi)容,課件的內(nèi)容安排、概念、思路不嚴謹,重點不突出,文字大小不規(guī)范,顏色不清楚,過分利用華麗的圖片、聲音、視頻多媒體輔助工具造成多媒體課件與課程內(nèi)容之間有偏差,最終導(dǎo)致多媒體課件質(zhì)量嚴重降低,也有一些教師干脆網(wǎng)上直接復(fù)制課件,稍作處理后把它搬到課堂上試教。以原子吸收分光光度法為例,在制作課件時,應(yīng)將圖片、動畫等直觀性較強的內(nèi)容作為課件的重點,因為此部分內(nèi)容量大課時少,同時空心陰極燈的工作原理用文字表達學(xué)生很難理解,而用動畫就可以達到很好的教學(xué)效果。
2.2教師講課速度過快,學(xué)生難以消化吸收
多媒體課件的快速功能是眾所周知的,就是因為快很容易導(dǎo)致學(xué)生的逆反心理,信息量大,很多時候?qū)W生沒有時間完全讀懂、分析、整合、儲存教師所講授的內(nèi)容,跟不上教師的思路,學(xué)生難以消化吸收,這時很難調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習,啟發(fā)學(xué)生積極思維。分析化學(xué)是以無機化學(xué)、有機化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等課程為基礎(chǔ),運用無機化學(xué)、有機化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識,要求學(xué)生正確理解分析化學(xué)的基本原理,而講解基本原理時屏幕上的文字、公式的推導(dǎo)過程一晃而過,學(xué)生往往感覺既沒有弄明白怎么回事,還不如自己看書,邊看邊想,更比不上老師在黑板上一步一步地邊講邊推導(dǎo),逐步理解。
2.3過度依賴多媒體,忽視了教師的重要地位
多媒體把聲音、文本、圖像等融為一體,形象、直觀全方位的展示了教學(xué)內(nèi)容,充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習的積極性,提高了教學(xué)密度,增加了單位時間內(nèi)學(xué)生獲得知識的容量,有利于提高教學(xué)效率。但是不管采用什么樣的教學(xué)手段教師的主導(dǎo)地位起決定性的作用,有一些經(jīng)驗豐富的教師即使采用傳統(tǒng)教學(xué),能抓住重點,用生動語言牽動學(xué)生心理,學(xué)生喜歡跟著他的思路認真聽講,從而收到很好的課堂效果,但有一些教師過分依賴多媒體,喪失了課堂教學(xué)的靈活性,導(dǎo)致教學(xué)效果下滑,甚至導(dǎo)致教師的教學(xué)基本功下降。應(yīng)將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)緊密的融合在一起,以便達到最佳的教學(xué)效果,把握好兩者的比例,一般各占一半為好。
2.4在多媒體教學(xué)中,板書作用逐漸消失
過分依賴多媒體,淡化板書的作用,影響教師的創(chuàng)造性、靈活性、積極性以及教師跟學(xué)生之間的互動,多媒體教學(xué)中教師只是一味地跟著課件走,一節(jié)課下來,沒有在黑板上留下任何字跡,這樣很難給學(xué)生留下較深的印象。
3對策
3.1多媒體課件制作質(zhì)量不高問題
一是任課教師保持教書育人的優(yōu)良傳統(tǒng),認真負責,高度重視,在教材的處理和PPT的制作方面狠下功夫,合理有效的運用多媒體輔助軟件制作出高質(zhì)量的多媒體課件,而不是采用簡單地從網(wǎng)上復(fù)制課件或別人的課件稍加修飾后搬到課堂上教學(xué)生。二是學(xué)校重視采購一些符合教學(xué)情況的有些課件,經(jīng)常組織教師學(xué)習和討論如何制作高質(zhì)量的多媒體課件。
3.2精心制作課件,保證課件質(zhì)量
PowerPoint是一種利用計算機制作幻燈片進行交互演示電子展示軟件,是集文字、圖像、動畫以及音效、音樂、攝像于一體的多媒體制作平臺。利用PowerPoint制作分析化學(xué)課件無疑是對分析化學(xué)的課堂教學(xué)起到了積極的作用,但是制作課件要注重課件的效率,合理應(yīng)用現(xiàn)有的多媒體資源和課程內(nèi)容,有機的合成出精彩生動的課件,既突出中有突出趣味性,所以嚴格把關(guān)課件質(zhì)量使得多媒體課件真正起到提高教學(xué)效果的作用。
3.3加強對多媒體教學(xué)的監(jiān)督管理
為了進一步提高多媒體教學(xué)的水平和質(zhì)量,學(xué)校督導(dǎo)組應(yīng)建立完善的多媒體教學(xué)評價系統(tǒng),完善多媒體教學(xué)軟件立項制度、評獎制度。督導(dǎo)組還應(yīng)經(jīng)常采取聽課、在學(xué)生中作調(diào)查、和任課教師交流研討等方式來了解多媒體教學(xué)的效果,發(fā)現(xiàn)問題并及時調(diào)整和解決。每學(xué)年以學(xué)校或?qū)W院為單位組織教學(xué)課件比賽并鼓勵教師積極參加全國性多媒體課件比賽,從而不斷提高多媒體教學(xué)的質(zhì)量。
學(xué)生通過實驗這個環(huán)節(jié),可以提高其動手能力、獨立思考的能力、解決問題的能力以及實踐能力等,為將來從事科研項目奠定了基礎(chǔ)。然而,高校中的大多數(shù)學(xué)生進行實驗的能力普遍較差,達不到探究性教學(xué)這一要求,主要因為學(xué)生們的實驗操作能力較差,不能根據(jù)課堂所學(xué)的理論知識進行實際操作,遇到問題就束手無策,獨立思考的能力較差。
1.2課程內(nèi)容單一
如今的高校有機化學(xué)教學(xué)課程較單一,幾乎所有學(xué)校的學(xué)生都學(xué)習相似的內(nèi)容,同一高校的學(xué)生更是學(xué)習同樣的教學(xué)書籍內(nèi)容。所以,有機化學(xué)這門課程缺乏創(chuàng)新,選擇性較差,綜合能力差,知識的相互關(guān)聯(lián)性有待加強,不能形成一個完善的有機化學(xué)課程群。因此,有些學(xué)生無法系統(tǒng)地掌握有機化學(xué)的理論知識,實踐能力較差,從而無法解決實驗過程中遇到的一些問題。
2.完善高校有有機分析化學(xué)教學(xué)的措施
2.1改善教學(xué)理念和方法
一方面,在高校有機化學(xué)教學(xué)中主要實施探究性的啟發(fā)式教學(xué)。即教學(xué)者在有機化學(xué)教學(xué)中對學(xué)生進行誘導(dǎo)式教育,充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習的能力和積極性。教師不能對學(xué)生進行大量灌輸抽象的理論知識以及強迫學(xué)生背誦記憶,這會導(dǎo)致學(xué)生厭惡有機化學(xué)的學(xué)習,并且在實際操作中無法解決遇到的問題,不能正確、有效的學(xué)習這門課程。所以,這種探究性啟發(fā)式的教學(xué)模式不僅能夠開發(fā)學(xué)生主動學(xué)習有機化學(xué)的興趣,提高學(xué)生自主學(xué)習的能力,而且提高了學(xué)生的學(xué)習效率,培養(yǎng)學(xué)生的思考能力,為以后更深層的學(xué)習奠定了堅實的而基礎(chǔ)。另一方面,還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。這就要求教學(xué)者要針對學(xué)生的具體實際情況,即學(xué)生掌握基本知識的水平、接受知識的能力、興趣愛好等,進行適當?shù)貙I(yè)知識傳授和實驗指點,不僅是單純領(lǐng)略到該專業(yè)知識,更重要的是提高學(xué)習的能力,走出誤區(qū),突破盲點,不僅提高了學(xué)生主動學(xué)習的能力和興趣、加深對專業(yè)知識的理解能力和掌握能力,也提高了學(xué)生的獨立思考能力和學(xué)習能力。
2.2注重科學(xué)素養(yǎng)教育
首先,在高校有機化學(xué)教學(xué)體系中應(yīng)重視對新知識的更新、補充。更新是高校當今進行教學(xué)改革中十分重要、緊迫的一項任務(wù),更新教學(xué)內(nèi)容,使教學(xué)知識現(xiàn)代化,不僅要求教育思想方面的更新、改革,還要求對專業(yè)技術(shù)方面問題的研究和解決。高校中有機化學(xué)教學(xué)模式中一些內(nèi)容的理論性比較強或是知識比較陳舊,內(nèi)容比較抽象,不好理解。所以,應(yīng)適當將近年相關(guān)專業(yè)知識的一些成就、創(chuàng)新引入有機化學(xué)教育課堂上,不僅充實了學(xué)生的課堂學(xué)習和對有機化學(xué)更深刻、形象地理解,而且使學(xué)生了解該專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和具體應(yīng)用,提高了學(xué)生對有機化學(xué)的理解深度,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習興趣。其次,教學(xué)者應(yīng)結(jié)合實際生活中的案例進行課堂教學(xué),豐富課堂活動。有機化學(xué)知識的呈現(xiàn)與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān),人們的生活環(huán)境中處處體現(xiàn)有機化學(xué),如各種食品健康問題,都是進行化學(xué)處理從而危害人們的健康。所以,任課教師應(yīng)根據(jù)實際生活中的各種實例來闡述相應(yīng)的原理知識,強調(diào)有機化學(xué)專業(yè)學(xué)科的重要性,開拓學(xué)生的視野。并且相應(yīng)進行化學(xué)實驗,培養(yǎng)學(xué)生思考和解決問題的能力,進行實踐從而處理遇到的問題,進行科學(xué)探究和知識創(chuàng)新等。
2.3完善專業(yè)課程體系
白芷根于200403采自江蘇省鹽城市洋馬鎮(zhèn),經(jīng)江蘇省中國科學(xué)院植物研究所袁昌齊研究員鑒定,憑證標本現(xiàn)存放于江蘇省中國科學(xué)院植物研究所標本館內(nèi)。
2提取與分離
白芷根(38kg)用95%的乙醇提取3次,合并提取液,減壓濃縮至無醇味。提取液依次用石油醚、醋酸乙酯萃取,剩余部分為水部分。將水部分上樣于D101大孔樹脂柱,水-乙醇梯度洗脫,分為6個部分。其中50%洗脫部分分別進行硅膠柱層析,氯仿-甲醇(10∶1~7∶3)梯度洗脫,各流分采用薄層或高效液相檢識,合并相類似組分,反復(fù)反相柱層析分離,凝膠純化,得到6個化合物。
3結(jié)構(gòu)鑒定
3.1化合物1
白色無定形粉末(凍干),mp170~172℃,[α]21.7D=-52.40(c=0.065甲醇:水=40:60),紫外燈365,254nm下均顯示藍綠色熒光。ESI-MSm/z:509[M+Na]+,示其分子量為486,結(jié)合1H-NMR,13C-NMR譜數(shù)據(jù)推斷分子式為C21H26O13?;衔锏?H-NMR,13C-NMR,HMQC及HMBC譜數(shù)據(jù)詳見表1。綜合各譜數(shù)據(jù)及與文獻[1]對照鑒定化合物為7-O-β-D-Apiofuranosyl-(16)-β-D-Glucopyranosyl-Scopoletin(xeroboside)。表1化合物1的1H-NMR,13C-NMR,HMQC及HMBC譜數(shù)據(jù)(略)
3.2化合物2
白色無定形粉末(凍干),[α]21.7D=-55.20(c=0.065甲醇∶水=40∶60),紫外燈365nm及254nm下均顯示藍綠色熒光,ESI-MSm/z:495[M+Na]+,示其分子量為472,結(jié)合1H-NMR,13C-NMR譜數(shù)據(jù)推斷分子式為C20H24O13?;衔锏?H-NMR,13C-NMR,HMQC及HMBC譜數(shù)據(jù)見表2。綜合以上各譜數(shù)據(jù)及與已知文獻[2]對照鑒定化合物為aesculetin-6-O-β-D-apiofuranosyl-(16)-O-β-D-glucopyranoside。
3.3化合物3白色無定形粉末(氯仿-甲醇),mp207℃,[α]21.7D=+47.75(c=0.07甲醇∶水=40∶60),紫外燈365,254nm下均顯示藍色熒光。ESI-MSm/z∶407[M+Na]+示其分子量為384,結(jié)合1H-NMR,13C-NMR譜數(shù)據(jù)推斷分子式為C17H20O10?;衔锏?H-NMR,13C-NMR,COSY,HMQC及HMBC譜數(shù)據(jù)詳見表3。綜合各譜數(shù)據(jù)[3]鑒定化合物為tomenin。表2化合物2的1H-NMR,13C-NMR,COSY,HMQC及HMBC譜數(shù)據(jù)(略)表3化合物3的1H-NMR,13C-NMR,COSY,HMQC及HMBC譜數(shù)據(jù)(略)
3.4化合物4
白色無定形粉末(凍干),mp140~141℃,[α]19.4d=-52.30(c=0.06甲醇∶水=40∶60),紫外燈365及254nm下均顯示藍色熒光,結(jié)合1H-NMR,13C-NMR譜數(shù)據(jù)推斷分子式為C16H18O9。1H-NMR(Pyridine-d5500MHz)δ:6.27(1H,d,J=9.5Hz,3-H),7.56(1H,d,J=9.5Hz,4-H),7.62(1H,s,5-H),6.90(1H,s,8-H),3.70(3H,s,OCH3),5.65(1H,d,J=7.1Hz,1-H-Glc)。綜合以上數(shù)據(jù)及與已知文獻[4]對照鑒定化合物為isoscopolin。
3.5化合物5
白色無定形粉末(凍干),[α]21.7D=-55.20(c=0.065甲醇∶水=40∶60),ESI-MSm/z:455[M+Na]+,示其分子量為432,結(jié)合1H-NMR,13C-NMR譜數(shù)據(jù)推斷分子式為C19H28O11。1H-NMR(Pyridine-d5500MHz)δ:7.07(2H,d,J=8.5Hz,3-H和5-H),7.19(2H,d,J=8.6Hz,2-H和6-H),2.96(2H,t,J=7.4Hz,β-H),4.34(1H,dd,J=7.5,11.2Hz,3''''a-α),3.88(1H,dd,J=7.4,11.2Hz,3''''a-α),4.82(1H,d,J=7.1Hz,1-H-Glc),5.75(1H,d,J=2.6Hz,1-H-Api)。13C-NMR(Pyridine-d5125MHz)δ:129.53(C-1),130.50(C-2),116.13(C-3),157.23(C-4),116.13(C-5),130.50(C-6),71.12(C-α),35.88(C-β),104.58(C-1-Glc),74.95(C-2-Glc),78.45(C-3-Glc),71.12(C-4-Glc),77.08(C-5-Glc),68.87(C-6-Glc),111.07(C-1-Api),77.74(C-2-Api),80.37(C-3-Api),75.00(C-4-Api),65.48(C-5-Api)。綜合以上數(shù)據(jù)及與文獻[5]對照鑒定化合物為OsmanthusideH。
4結(jié)果與討論
前人從茜草科植物山石榴Xeromphisspinosa[1]以及Xeromphisobovata[6]中分到過此化合物1,故此次為首次從傘形科中分離得到。但化合物的熔點有文獻[1]報道為238~234℃,有文獻[2]報道為192~197℃,而本次實驗測得的熔點為170~172℃,具體原因有待進一步確定。
前人從忍冬科植物Loniceragracilipes[3]中分得化合物2,但是只報道了1H-NMR,13C-NMR譜數(shù)據(jù),且C-6和C-7的歸屬顛倒了。本文通過對其進行HSQC,HMBC等二維譜的研究,糾正了前人的錯誤,豐富了該化合物的波譜數(shù)據(jù)。
日本學(xué)者Hasegawa[3]最早從薔薇科植物Prunustomentosa中分離得到化合物3,但沒有報道核磁數(shù)據(jù),以后未見此化合物的報道。本文完善了該化合物的核磁數(shù)據(jù),并且用二維譜進行了全歸屬,豐富了該化合物的波譜數(shù)據(jù),并首次報道了此化合物的旋光值。
化合物6在自然界植物中分布廣泛,但在傘形科植物中此類化合物較少見。
【參考文獻】
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[5]Warashina.Tsutomu,Nagatani.Yoshimi,Noro,Tadataka.ConstituentsfromthebarkofTabebuiaimpetiginosa[J].ChemicalPharmaceuticalBulletin,2006,54(1):14.
Abstract:ObjectiveTostudythechemicalconstituentsfromLigusticumchuanxiongaimingatsearchingforbioactivenaturalproducts.MethodsAllcompoundswereisolatedandpurifiedbychromatographicmethods.Theirstructuresweredeterminedbyvariousspectralmethods.ResultsSixteencompoundswereisolatedfromLigusticumchuanxiongandtheirstructureswereidentifiedbymeansofspectroscopicanalysisas:sinapicacid(Ⅰ);βsistosterol(Ⅱ);Z6,8’,7,3’–diligustilide(Ⅲ);ferulicacid(Ⅳ);4hydroxy3butylphthalide(Ⅴ);pregnenolone(Ⅵ).ConclusionCompoundsⅠandⅥarefoundinLigusticumchuanxiongforthefirsttime.
Keywords:LigusticumchuanxiongHort.;Chemicalconstituents;Structureidentification
川芎為《中國藥典》2005年版(Ⅰ部)收載品種,為傘形科植物川芎LigusticumchuanxiongHort.的干燥根莖,味辛、性溫,歸肝、膽、心包經(jīng),具有活血行氣、祛風止痛的功效,常用于月經(jīng)不調(diào),經(jīng)閉痛經(jīng),癥瘕腹痛,胸脅刺痛,跌撲腫痛,頭痛,風濕痹痛[1]。川芎含有多種內(nèi)酯類、生物堿類、酚類、以及揮發(fā)油類等多種化合物。
筆者對川芎進行了化學(xué)成分研究,從中分離得到了6個化合物,經(jīng)鑒定為芥子酸(sinapicacid,Ⅰ)、β谷甾醇(βsistosterol,Ⅱ)、Z6,8’,7,3’二聚藁本內(nèi)酯(Z6,8’,7,3’diligustilide,Ⅲ)、阿魏酸(ferulicacid,Ⅳ)、4-羥基3丁基苯酞(4hydroxy3butylphthalide,Ⅴ)、孕烯醇酮(pregnenolone,Ⅵ),其中化合物Ⅰ、Ⅵ為首次從該植物中分離得到。
1儀器與材料
X4熔點測定儀(溫度未校正);BrukerAvance600型核磁共振儀(TMS為內(nèi)標),測定溶劑為CDCl3;BioTOFQ型質(zhì)譜儀;柱層析硅膠(200~300目):青島海洋化工廠生產(chǎn);川芎藥材購自成都市五塊石藥材市場,經(jīng)成都中醫(yī)藥大學(xué)炮制制劑教研室胡昌江教授鑒定為川芎LigusticumChuanxiongHort.的干燥根莖。
2提取分離
川芎粗粉(10kg),經(jīng)乙醇回流提取,乙醇提取液減壓濃縮至無醇味,氯仿萃取,回收氯仿,氯仿萃取物經(jīng)硅膠(200~300目)柱層析,以石油醚醋酸乙酯混合溶劑進行梯度洗脫,TLC檢查合并相似流份,各組分進行反復(fù)硅膠柱層析分離,先后得到6個化合物。
3結(jié)構(gòu)鑒定
化合物Ⅰ:無色針狀結(jié)晶,mp143~145℃,F(xiàn)eCl3反應(yīng)呈陽性,顯示其具有酚羥基。溴甲酚綠反應(yīng)呈陽性,表明其具有羧基。1HNMR(CDCl3)δ:3.93(6H,d,J=18.24,OCH3),6.28(1H,d,J=9.48,H7),6.85(2H,d,J=4.44,H2,H6),7.61(1H,d,J=9.48,H8),參照文獻[2],可確定該化合物Ⅰ為芥子酸(sinapicacid)。
化合物Ⅱ:無色針狀結(jié)晶,mp137~139℃,LibermannBerchard反應(yīng)呈陽性,提示分子中具有甾體母核,10%硫酸乙醇溶液顯色為紫紅色。1HNMR(CDCl3)數(shù)據(jù)與文獻β谷甾醇標準圖譜[3]一致,且與對照品β-谷甾醇的薄層具有相同的Rf值,與β谷甾醇對照品混合測熔點不下降,故鑒定化合物Ⅱ為β谷甾醇(βsistosterol)。
化合物Ⅲ:無色片狀結(jié)晶,mp106~108℃,ESIMS給出分子量為380,結(jié)合元素分析確定分子式為C24H28O4,1H-NMR(CDCl3)δ:2.02(3H,m,H4),2.57(4H,m,H4),2.02(3H,m,H5),2.17(3H,m,H5),2.58(5H,m,H6),3.47(1H,d,J=7.24,H7),5.21(1H,t,J=7.8,H8),2.33(3H,m,H9),1.47(6H,m,H10),0.95(4H,t,J=7.6,H11),2.74(1H,m,H4’),2.45(1H,m,H5’),2.75(1H,m,H5’),5.93(1H,dt,J=9.6,4.1,H6’),6.17(1H,dt,J=9.6,1.8,H7’),2.94(1H,q,J=7.8,H8’),1.47(6H,m,H9’),1.14(3H,m,H10’),0.86(4H,t,J=7.6,H11’),ESIMS,1HNMR光譜數(shù)據(jù)與文獻報道Z6,8’,7,3’-二聚藁本內(nèi)酯相符[4]。故鑒定化合物Ⅲ為Z6,8’,7,3’二聚藁本內(nèi)酯(Z6,8’,7,3’diligustilide)。
化合物Ⅳ:淡黃色針狀結(jié)晶,mp174~176℃,溴甲酚綠反應(yīng)呈陽性,表明其具有羧基。1HNMR(CDCL3)δ:3.94(3H,s,OCH3),6.30(1H,d,J=15.84,H3),6.93(1H,d,J=8.10,H8),7.11(1H,dd,J=8.22,1.8,H9),7.05(1H,d,J=1.92,H5),7.71(1H,d,J=15.84,H2),與阿魏酸光譜數(shù)據(jù)基本一致[4],且與對照品阿魏酸薄層具有相同的Rf值,故鑒定化合物Ⅳ為阿魏酸(ferulicacid)。
化合物Ⅴ:無色片狀結(jié)晶,mp188~190℃,1HNMR(CDCl3)δ:5.55(1H,dd,J=7.98,3.06,H3),7.36(1H,t,J=7.65,H6),7.47(1H,d,J=7.62,H5),7.01(1H,d,J=7.92,H7),2.31,1.77(各1H,m,H8),1.39(4H,m,H9,H10),0.90(3H,t,J=7.08,H11),5.72(1H,s,4OH)。13CNMR(CDCl3)δ:170.7(C1),80.7(C3),136.1(C3a),150.4(C4),120.0(C5),130.6(C6),117.8(C7),128.5(C7a),32.4(C8),26.8(C9),22.4(C10),13.9(C11)。以上物理常數(shù)及光譜數(shù)據(jù)與文獻報道4-羥基3丁基苯酞相符[4]。故鑒定化合物Ⅴ為4羥基3丁基苯酞(4hydroxy3butylphthalide)。
化合物Ⅵ:無色片狀結(jié)晶,mp191193℃,1HNMR(CDCl3),13CNMR(CDCl3),二維譜數(shù)據(jù)與文獻孕烯醇酮標準圖譜[5]一致,且與對照品孕烯醇酮的薄層具有相同的Rf值,與對照品孕烯醇酮混合測熔點不下降,故確定化合物Ⅵ為孕烯醇酮(pregnenolone)。
【參考文獻】
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如果說一堂生動活潑的課對學(xué)生來說是一種愉快的享受,那么一堂呆板枯燥的課對學(xué)生而言則無疑是一種痛苦的精神折磨,學(xué)生只有在下課后才會感到如釋負重,假如真是這樣,即使資料再少,作業(yè)再少,“負”也未必能減下來。所以教師要注意課堂教學(xué),要讓每堂課都有新鮮感,使課堂氣氛活躍,學(xué)生學(xué)得輕松愉快。對中學(xué)數(shù)學(xué)教師來說,可以從以下幾個方面入手:
一創(chuàng)設(shè)愉快情景,使學(xué)生樂于學(xué)習
教學(xué)中,學(xué)生是主體,是內(nèi)因;教師是主導(dǎo),是外因。教師的教是為了學(xué)生的學(xué)。良好的課堂氣氛\和諧的師生關(guān)系,能使教師愉快的教,學(xué)生專心的學(xué)。但在教學(xué)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)學(xué)生不注意聽課,做小動作,瞌睡等情況。怎樣處理才能保持良好的課堂氣氛,和諧的師生關(guān)系呢?
1重視師生的感情交流,建立民主、平等的新型師生關(guān)系。教師對學(xué)生要傾注慈母般的愛,使他們振奮精神,愉快學(xué)習。
2當學(xué)生上課走神時不要批評,只用暗示,提醒或通過扼要提問使其注意力集中。
3遇到學(xué)生對答不上來或答錯時,不要訓(xùn)斥、冷淡,應(yīng)耐心啟發(fā),誘導(dǎo)并鼓勵學(xué)生答對為止,幫助他們消除心理負擔,進而解決學(xué)習中的困難。
4教師要堅持面向全體學(xué)生,創(chuàng)設(shè)成功的機會,促使學(xué)生知難而上,積極進取,在克服困難中體會成功的喜悅,增強學(xué)習數(shù)學(xué)的興趣。
二大膽猜測,小心求證,激發(fā)學(xué)生探求知識的欲望。
數(shù)學(xué)家波利亞認為:教師不但要教學(xué)生嚴格演繹思維證明問題,而且要教學(xué)生學(xué)會猜測問題。他說:“數(shù)學(xué)家的創(chuàng)造性工作結(jié)果是論證推理,是證明,但證明又是由推理,猜想等非邏輯思維而發(fā)現(xiàn)?!彼运蚪處熀粲酰鹤屛覀兘虒W(xué)生猜想吧!
如在教學(xué)“有理數(shù)的除法”時,教師先不進行直接教學(xué),而是出幾個除法算式“—10÷5=-10÷(-5)=10÷(-5)=
0÷(5-)=”
,讓同學(xué)們猜一猜,這幾個算式的結(jié)果各是多少,這樣,大家的興趣來了,課堂氣氛十分熱烈。對于種種答案,教師沒有直接肯定或否定,而是因勢利導(dǎo),引入新課。大家你一言,我一語,各抒己見,集思廣益,互相補充,最后學(xué)生出:“兩數(shù)相除,同號得正,異號得負,并把絕對值相除。0除以任何不為0的數(shù)都得0”
.
三充分運用學(xué)習正遷移,達到“輕負擔,高效率”的目的
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注重強化新知識的生長點,形成遷移動勢,使學(xué)生在學(xué)習新知時,思維處于積極主動、定向有序的興奮狀態(tài)之中。如在教學(xué)“絕對值”時,先復(fù)習“相反數(shù)”的幾何意義,再教學(xué)“絕對值”的概念。|讓學(xué)生想一想,怎樣才能迅速地求出一個數(shù)的絕對值?有什么規(guī)律?由于學(xué)生急切地想知道其中的規(guī)律,在這樣一種積極思考,主動探索的心理狀態(tài)中,學(xué)生的能力得到。
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