发布时间:2024-02-19 15:24:38
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇化学分析研究,期待它们能激发您的灵感。
由于深色桑蚕丝/羊毛混纺产品的桑蚕丝在甲酸/氯化锌溶液(水浴温度40℃,溶解时间45min)中不能完全溶解,故提出先使用保险粉剥色,再进行定量化学分析的方法。经过试验得出,保险粉对羊毛纤维基本没有损伤,且定量分析结果与产品设计值一致,此方法是可行的。
关键词:保险粉;甲酸/氯化锌;深色;桑蚕丝;羊毛;混纺
试验中发现,采用FZ/T 01112—2012蚕丝与羊毛或/和羊绒的混合物(甲酸/氯化锌法)对桑蚕丝/羊毛混纺产品定量分析时,浅色试样中的桑蚕丝能完全溶解,而深色试样中的桑蚕丝不能完全溶解。一方面是染料分子与纤维分子结合,使染色后的纤维耐酸、耐水解稳定性能增加;另一方面是桑蚕丝中的丝胶溶解后变成黏稠状液体包覆染料,使染料聚集,不易过滤。因此对于深色试样,去除染料显得尤为重要,本文采用保险粉剥色,其剥色原理是还原破坏染料分子结构中的发色体。
1 试验
1.1 原理
用保险粉将已知干燥质量的试样剥色,用甲酸/氯化锌溶液将桑蚕丝从剥色后的试样中溶解去除,收集残留物,清洗、烘干、称量,用修正后的质量计算羊毛占试样干燥质量的质量分数,由差值得出桑蚕丝的质量分数。
1.2 试剂
保险粉(分析纯);石油醚,馏程为40℃~60℃;柠檬酸盐缓冲溶液:0.06mol/L,pH值6.0,取12.526g柠檬酸和6.320g氢氧化钠,溶于水中,定容至1000mL[1];甲酸/氯化锌溶液:20g无水氯化锌(质量分数>98%)和68g无水甲酸加水至100g;稀氨水溶液:取氨水20mL(密度为0.880g/mL),用水稀释至1L。
1.3 主要仪器设备
索氏萃取器,pH计,反应器(具密闭塞,约60mL,由硬质玻璃制成管状),具塞三角烧瓶(容量250mL),恒温水浴振荡器(0~100℃)、干燥烘箱[能保持温度(105±3)℃]、分析天平(精度0.0001g)、玻璃砂芯坩埚、抽滤装置、干燥器(装有变色硅胶)
1.4 样品
标准羊毛贴衬织物[2],深色丝毛产品(由企业提供,桑蚕丝/羊毛设计净干混纺比分别为10.5%/89.5%、40.0%/60.0%、85.0%/15.0%)。
1.5 样品预处理
按照GB/T 2910.1的规定对样品进行预处理,将样品放在索氏萃取器内,用石油醚萃取1h,每小时至少循环6次,待样品中的石油醚挥发后,把样品浸入冷水中浸泡1h,再在(65±5)℃的水中浸泡1h,浴比均为1:100,不时搅拌溶液,挤干,抽滤,以除去样品中多余水分,然后自然干燥样品。
1.6 试验步骤
1.6.1 保险粉剥色
取试样约1g,置于反应器中,加入预热到(70±2)℃的柠檬酸盐缓冲溶液(浴比1:30),将反应器密闭,用力振摇,使所有试样浸于缓冲溶液中,置于(70±2)℃恒温水浴内保持30min,使所有试样充分润湿后,加入保险粉(试样与保险粉量比1:4)振荡30min[3]。
1.6.2 甲酸/氯化锌溶液溶解
取试样约1g,放入具塞三角烧瓶中,每克试样加入100mL预热到40℃的甲酸/氯化锌溶液,充分振荡使试样浸透,此后每隔15min摇动一次,在40℃下保持45min,使蚕丝充分溶解。用甲酸/氯化锌溶液把烧瓶中残留物洗到玻璃砂芯坩埚中,用20mL、40℃的甲酸/氯化锌溶液清洗,再用40℃的水清洗,然后用100mL稀氨水中和并使残留物浸没于溶液中10min,再用冷水冲洗至中性,每次清洗靠重力排液后,再用真空抽吸排液,最后烘干、冷却、称量和计算[4]。
2 结果与分析
2.1 计算公式
羊毛纤维修正系数d值计算见公式(1)。
(1)
式中:m0——溶解前试样干重,g;
m1——溶解后试样干重,g。
混纺试样净干含量百分率计算见公式(2)和(3)。
(2)
(3)
式中:P1——不溶纤维净干含量百分率,%;
P2——溶解纤维净干含量百分率,%;
m0——溶解前试样干重,g;
m1——溶解后试样干重,g;
d——不溶纤维在试剂处理时的修正系数。
2.2 羊毛纤维d值
将羊毛纤维第一组10个试样经过保险粉处理,第二组10个试样经过甲酸/氯化锌处理,d值计算按公式(1),所得结果见表1。
经过剥色处理后,观察剩余物,颜色明显变浅,有的甚至只有本白色,虽然不同试样剥色效果不同,但都有很明显的变化。从表1可以得出,保险粉处理前后羊毛纤维干重数据没有太大变化,d值约等于1.00,将溶解剩余物在显微镜下观察,羊毛纤维基本没有损伤,基本保持了原有的光泽,因此经过保险粉、甲酸/氯化锌处理后羊毛纤维的修正系数d值可以以甲酸/氯化锌处理后的d值0.9913计算。
2.3 深色试样试验
将1.4所述比例为10.5%/89.5%的丝毛产品不剥色直接经过甲酸/氯化锌处理,按公式(2)计算羊毛纤维的净干含量,将溶解剩余物在显微镜下观察桑蚕丝是否溶净,测试结果见表2。
将不同比例丝毛产品按照本文方法先剥色后甲酸/氯化锌处理各进行5组试验,按公式(2)计算羊毛纤维的净干含量,将溶解剩余物在显微镜下观察桑蚕丝是否溶净,测试结果见表3。
从表2可以看出不剥色直接进行甲酸/氯化锌法试验得到的羊毛含量明显高于设计值,且各个值差异较大,可以推断桑蚕丝没有溶净,将剩余物在显微镜下观察发现桑蚕丝确实还有残留,说明对于深色试样直接进行甲酸/氯化锌法试验不可行。
本文采用了3种在实际工作中常见的比较有代表性的不同比例的桑蚕丝/羊毛混纺产品,从表3可以得到不同比例试样的羊毛含量都接近设计值,并且各个值之间差异
3 结论
本文采取的剥色方法是将试样加入预热到(70±2)℃的柠檬酸盐缓冲溶液(浴比1:30),使所有试样浸于缓冲溶液中,置于(70±2)℃恒温水浴内保持30min,加入保险粉(试样与保险粉量比1:4)振荡30min,试验表明,该方法能有效地剥色,同时对羊毛纤维基本没有损伤,符合试验要求。如果有其他方法能达到此要求,同样可以采用。
深色的桑蚕丝/羊毛试样不剥色和剥色后使用甲酸/氯化锌溶液溶解,试验结果明显存在差异,未剥色试样的桑蚕丝未溶净,有残留,而剥色试样的桑蚕丝溶净,且定量分析结果与设计值一致。因此对于深色试样,先进行剥色处理显得尤为重要。
参考文献:
[1] GB/T 17592—2011 纺织品禁用偶氮染料的测定[S].
[2] GB/T 7568.1—2002 纺织品 色牢度试验 毛标准贴衬织物规格[S].
[3] 刘智力,曾蓉,兰繁,等. 深色羊绒纤维褪色方法研究[J]. 中国纤检, 2011,(9):61-63.
关键词:现代有机分析化学;新进展;研究
中图分类号:O657.7 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 16-0104-01
现代有机分析是现代分析化学的主要组成部分,是人类利用科学实验来认识有机世界的手段之一,是一门涵盖有机化学和分析的新兴边缘学科。加上现代科学仪器和新的技术在不断被应用,就使现代有机分析化学的研究范围不在局限于化学领域,而是把物理、计算机、数学、生物等诸多学科融合起来,现在已经逐渐发展成为一门有相当广泛的应用前景的学科。
一、在传感器方面的应用
(一)乙酸,俗名醋酸,广泛存在于自然界,它是一种常见的挥发性有机化合物,是烃的重要含氧衍生物,是典型的脂肪酸。乙酸被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。所以经常以食物、化工生产等方式与人接触。现在催化发光气体传感器已经在挥发性有机物的鉴定中被广泛的应用,夏卉等科学家曾经成功合成了铜—锌纳米复合材料,研究了乙酸在其表面的催化发光现象。并且在温度、流苏以及波长等方面进行了优化调试,还对分析特性进行了评估。最终成功构建了领命的乙酸传感方法。
(二)多模式的识别传感器则是利用传感材料的多样性如电、磁、热、光等开发的在多个传感原理上的传感模式,能够为传感器中的传感材料提供丰富的信息,从而达到能够多组同时分析过着区分不同类型分析无的目的。胡静等科学家曾经设计了一款基于紫外光诱导n-Si/TiO2/TiO2:E表面光电压和表面荧光的二维传感器,能偶成功区分20多种挥发性的物质,以及市面销售的5中饮品。这种现行班别分析也成功验证了二维传感器的稳定性和准确性。
(三)酚类化合物是指芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物,是芳烃的含羟基衍生物,根据其分子所含的羟基数目可分为一元酚和多元酚。根据其挥发性分挥发性酚和不挥发性酚。自然界中存在的酚类化合物大部分是植物生命活动的结果,植物体内所含的酚称内源性酚,其余称外源性酚。它还是地壳和地下水中一种重要的污染物,所以能够准确的鉴定酚类化合物对于环保有重大的意义。而基于酪氨酸酶的传感器则是一盅较为方便的方法,其中性能稳定的固定酶分子是关键性因素,石墨烯作为一种全新的纳米材料便成了固定酶分子的理想介质。
二、大环化合物的应用
(一)大环化合物的红外光谱分析。环蕃是大环化合物的一种,而二茂铁环蕃有不同的种类,为了使它们可能有模拟酶特性,可以将它们有选择性的进行客体络合,这样就能使生物应用得到更好的发展。目前,西北大学合成了很多种新型的二茂铁双内置环蕃化合物,同时对其中的8种化合物进行了红外吸收特征和晶体结构的分析研究,从中发现了如果二茂铁双内置环蕃上的苯胺环与不同的取代基相连,或者是将取代基连到苯胺环的不同外置,此时的化合物分子结构会发生的变化以及红外吸收的特征,同时还研究出了位阻效应的不同给二茂铁双内酯环带来的结构上的影响。与此同时,对这种大环化合物的红外光谱构效关系也作了研究。
(二)大环化合物的分子识别。无论是在生物、化学、生命科学、医药科学还是药物科学等多种领域,手性识别有着极其重要的作用。当代,对手性识别和分离已经研究出很多方法,例如传感器、色谱、毛细管电泳等等,其中,手性传感器更是被广泛应用,它的主要特点是将传感器适时、快速、简单、在线等诸多优点与手性识别相结合。
环糊精也是大环化合物的一种,它可以有选择的对手性分子进行识别。因为β-环糊精的结构特点是外亲水、内疏水,因此,常被作为超分子主体,同时,又因为它安全无毒,所以常常被用于食品、医疗等领域。中国科学院在金电极上修饰了β-CD,使之成为一个有β-环糊精修饰金电极的电化学的传感器,由于环糊精可以选择性识别手性分子D、L-苯丙氨酸,因此,可以电化学识别手性分子。将纳米金标记在D、L-Phe上,然后让它和修饰电极分别进行手性识别,并分别对其进行银染,可以得出,在金标银染下改修饰电极可以很好的手性识别D、L-Phe。
(三)对大环化合物在室温磷光中的分析。在室温磷光中,γ-环糊精键合滤纸可以测定土壤的样品。首都师范大学研究出了制备γ-环糊精修饰滤纸的最佳条件,同时研究了修饰滤纸与11中化合物的室温磷光相结合所产生的增强效果,所得出的结果显示屈、苯并(a)蒽以及苯并(b)蒽这3种化合物与未修饰的滤纸基质比较在修饰滤纸基质的室温磷光中信号更强。这项研究用于测定土壤的样品效果是非常好的。
三、结束语
在众多科学工作者的不断辛勤工作下,使得现代有机分析化学能够飞速发展起来。现代有机化学分析的新技术不断被发明,强力的保证了我们人类的可持续发展,尤其在人们生活、生存、生产等方面都做出了巨大的贡献。当然现代有机化学分析还有很多课题等待人们的研发,但我们要坚信,伴随着科学家们的不断努力开发,现代有机化学分析这一新兴的学科必将迎来属于它的时代。
参考文献:
[1]张华,徐强,刘志广,王静,刘季红.现代分析化学网络开放教学平台的构建[J].化工高等教育,2010,1.
[2]赵卫星,张来新.现代有机分析在中药检测食物分析和手性识别的应用[J].当代化工,2011,12.
[3]袁学玲,卢鹏祥.现代有机合成方法和技术的最新进展[J].河南化工,2010,10.
关键词 芒草;纤维素;半纤维素;木质素;化学成分;分析
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)03-0239-02
芒属植物(Miscanthus)属禾本科多年生高大草类,多分布于热带至亚洲的东南部,近年来受到广泛的关注,被认为是一种开发潜力巨大的纤维类能源植物,可以为大规模发展非粮燃料乙醇、生物燃料、生物质气化等提供充足的原料[1-3]。
芒属植物的化学成分分析是芒属植物纤维制取的基础性工作,对于不同种类、不同基因型等种质资源材料,可通过测定其纤维素的含量、确定其开发利用价值。纤维素是自然界最丰富的可再生有机物,研究表明,天然木质纤维素由纤维素、半纤维素和木质素组成,只有纤维素适合水解发酵生产乙醇,但纤维素、半纤维素和木质素三者的分子交织在一起,极大地降低了纤维素乙醇的转化率[4-5]。因此,从生产纤维素乙醇的角度看,筛选和培育纤维素含量高、木质素含量低、生物质产量高的芒草新品种是未来芒草育种的方向。本文对6种类型芒草的3个重要品质性状纤维素、半纤维素、木质素的含量进行测定,为芒属植物的开发利用提供参考资料。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为芒属的芒(4份)、五节芒(2份)、荻(3份)、南荻(3份)、奇岗(3份)、芒荻杂种(5份) 6种类型,共20份(不同基因型),以上材料均采自湖北光芒能源植物有限公司芒属植物种质资源圃。分别在营养生长期和成熟期收取这些材料的叶片与茎秆供试验分析用。供试试剂:十二烷基硫酸钠、十六烷三甲基溴化铵、乙二胺四乙酸钠、四硼酸钠、浓硫酸、无水磷酸二氢钠、无水亚硫酸钠、十氢化萘等,均为分析纯。
试验仪器:F-6纤维测定仪,R.Espinar,S.L.公司;电子天平(精度0.1 mg),上海精密科学仪器有限公司;GZX-9070 MBE数显鼓风干燥箱,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;高速万能粉碎机,北京科伟永兴仪器有限公司;SXl2-1马弗炉,河北省黄骅市综合电器厂。
1.2 试验方法
1.2.1 样品处理。各样品于65 ℃干燥至恒重,然后用粉碎机粉碎,再过40目分样筛。
1.2.2 植物材料中纤维素类成分的测定。参考相关文献[6-7]的方法,采用F-6纤维测定仪分别测定纤维素、NDF、ADF和ADL等成分的含量。分析过程如下:
NDF测定:称取0.5~1.0 g样品于恒重的坩埚中,放到坩埚架上,并正确放置到纤维素测定仪上,保持三控阀门在“closing”位置,从冷却塔上部加入100 mL中性洗涤剂溶液和2 mL十氢化萘和0.5 g无水亚硫酸钠,打开冷凝装置,使其煮沸,并微沸1 h,过滤,用预热的蒸馏水冲洗、过滤,重复3次,每次使用30 mL水,再用20 mL丙酮冲洗、抽滤。取下坩埚,105 ℃烘干至恒重。计算公式为:
w(NDF)=■×100 (1)
式(1)中:w(NDF)为试样的中性洗涤纤维含量(%);m1为坩埚质量(g);m2为坩埚+NDF质量(g);m为称取样品的质量(g)。
ADF测定:准确称取样品0.5~1.0 g,于恒重的坩埚中,放到坩埚架上,并正确放置到纤维素测定仪上,保持三控阀门在“closing”位置,从冷却塔上部加入酸性洗涤剂溶液100 mL和数滴十氢化萘,用与NDF相同的方法进行测定。计算公式为:
w(ADF)=■×100(2)
式(2)中:w(ADF)为试样的酸性洗涤纤维含量(%);m3为坩埚质量(g);m4为坩埚+ADF质量(g);m′为称取样品的质量(g)。
木质素的测定:在酸性洗涤纤维测定中含有纤维残渣的玻璃坩埚放在50 mL烧杯中,注入凉的72%硫酸,使其淹没坩埚中的残渣,用玻璃棒搅拌成浆状,3 h后过滤,用蒸馏水洗涤,直至pH值达到至中性,将坩埚置于105 ℃烘箱中烘干至恒重。然后在500 ℃马弗炉中灼烧2 h,冷却称重。计算公式为:
w(ADL)=■×100(3)
式(3)中,w(ADL)为试样的酸性洗涤木质素含量(%);m5为72%硫酸消化后坩埚+残渣质量(g);m6为灰化后坩埚+残渣质量(g);m′为称取样品量(g)。
w(AIA)=■×100(4)
式(4)中,w(AIA)为试样的酸不溶灰分含量(%);m6、m3、m′同上。
w(半纤维素)=w(NDF)-w(ADF)
w(纤维素)=w(ADF)-w(ADL)-w(AIA)
1.3 统计分析
对芒属植物不同时期3个品质性状纤维素、半纤维素、木质素的含量计算平均数,对成熟期茎杆数据进行方差分析,并由方差成分分量计算种间变异贡献率和种内变异贡献率[8]。
2 结果与分析
2.1 芒草纤维素类成分的含量
对6种类型芒草的纤维素类成分含量进行比较(表1)。结果表明,成熟期茎秆中,奇岗成熟茎秆纤维素含量最高,五节芒成熟茎秆纤维素含量最低;芒半成熟茎秆纤维素含量最高,南荻成熟茎秆半纤维素含量最低;南荻成熟茎秆木质素含量最高,芒成熟茎秆木质素含量最低。成熟期茎秆中,6种类型芒草间,纤维素、半纤维素、木质素含量的极差分别为5.12、6.38、5.98个百分点。不同种类芒草不同生育时期的化学成分含量有一定对应性。
2.2 芒草纤维素类成分含量的统计分析
对6种类型芒草成熟期茎秆的纤维素类成分的变异进行方差分析(表2),结果表明,半纤维素和木质素含量在不同类型间的差异分别达到了显著和极显著水平,纤维素含量在不同类型间差异没有达到显著水平。
由表2数据对种间和种内的方差成分分量进行分析,进而计算种间变异贡献率和种内变异的贡献率(表3),结果表明,纤维素含量、半纤维素含量的种内变异贡献率远远大于种间的变异贡献率,计算结果说明利用种内遗传变异,就可以很有效地对纤维素含量及半纤维素含量进行遗传改良。
3 结论
研究结果表明,芒属植物不同种类(及不同基因型)在生物质的主要组分的含量上有一定的差异,其中纤维素的变化最小,而木质素的差异较大。同一种类植物在不同生长发育时期的化学成分含量也有差异,成熟期植物纤维素和木质素含量高于营养生长期,而半纤维素含量营养生长期较高。通过种内杂交,能够筛选出纤维素含量高的基因型。因此,可以针对芒属植物生物质的组成特征,合理选择亲本材料,同时,根据不同的下游产品加工要求培育相应的芒草品种。
4 参考文献
[1] 刁英,余作平,胡中立.芒属植物研究进展[J].现代农业科技,2011(2):265-268.
[2] 梁绪振,陈太祥,白史且,等.芒属植物种质资源研究进展[J].草业与畜牧,2010(10):1-5.
[3] 刘亮,朱明,朱太平.芒荻类植物资源的开发利用[J].自然资源学报,2001,16(6):562-563.
[4] 曾汉元,宋荣,吴林华.5种高大禾草的纤维素和木质素含量的测定[J].安徽农业科学,2011,39(19):11660-11774.
[5] 陈洪章.纤维素生物技术[M].北京:化学工业出版社,2005.
[6] 郭小义,戴云辉,郭紫明,等.应用纤维素测定仪测定烟草中的纤维素[J].烟草科技,2009(1):43-46.
一、溶胶是怎样的概念
胶体从外观上看貌似均匀,与溶液没什么差异,因此胶体常称为溶胶。溶胶与胶体是同一个概念。
二、对淀粉、蛋白质等高分子溶于水形成的分散系,为什么有时称其为溶液,有时又称其为胶体
教材中是按分散质微粒直径的大小来给分散系分类的。淀粉、蛋白质等高分子溶于水形成的分散系可称为胶体。但是判断一种分散系是属于胶体还是溶液,单从分散质微粒直径的大小这一方面来考察,其结论是不全面的,甚至是错误的。正确判断一种分散系是溶液还是胶体,还要看分散质微粒的结构。如果分散质微粒的结构简单,比如是单个的分子或较小聚合度的分子或离子,那么这样的分散系应称为溶液。由于淀粉、蛋白质溶于水后都是以单个分子的形式分散在水中的,因此,尽管这些高分子很大,这些分散系仍应称为溶液。只是因为高分子的大小与胶粒相仿,高分子溶液才具有胶体的一些特性,如扩散慢、不通过半透膜、有丁达尔现象等。化学上常把Fe(OH)3,AgI等难溶于水的物质形成的胶体称为憎液胶体,简称溶胶;而把淀粉、蛋白质等易溶于水的物质形成的分散系称为亲液胶体,更多地是称为高分子溶液。
三、溶液是均一的,胶体也均一吗
憎液溶胶的分散质微粒是由很大数目的分子构成,因此是不均一的;高分子溶液中的分散质微粒是单个的分子,因此是均一的。
四、胶体能在较长时间内稳定存在的原因是什么
憎液溶胶的胶粒带有相同的电荷,由于同性电荷的排斥作用而使憎液胶体可以稳定存在。淀粉、蛋白质等高分子中含有多个极性基团(如—COOH,—OH,—NH2等),可以与水高度溶剂化(高分子表面形成水膜),因此也可较长时间稳定存在。很明显,这两类胶体稳定存在的原因是不同的。
五、溶液中的溶质微粒也作布朗运动吗
胶体微粒在各个方向上都受到分散剂分子的撞击,由于这些作用力不同,所以胶体微粒作布朗运动。溶液中的溶质微粒和分散剂分子大小相仿,因此溶质微粒的运动状况与胶体的胶粒运动状况是有差别的。由于胶体的丁达尔现象,用超显微镜才可以观察到胶粒的布朗运动。溶液无丁达尔现象,因此用超显微镜观察不到溶质微粒的运动状况。
六、凝聚与盐析有何差别
凝聚是憎液(水)胶体的性质,胶体的凝聚过程就是胶粒聚集成较大颗粒的过程。由于憎液(水)胶体的分散质都难溶于水,因此,再采用一般的溶解方法用水来溶解胶体的凝聚物是不可能的,也就是说,胶体的凝聚是不可逆的。盐析实际上就是加入电解质使分散质溶解度减小而使其析出的过程。盐析不是憎液胶体的性质,它是高分子溶液或普通溶液的性质,能发生盐析的分散质都是易溶的,如淀粉溶液、蛋白质溶液、肥皂的甘油溶液,由于分散质都是易溶的,所以盐析是可逆的。
七、蔗糖溶于水形成的分散系是溶液,为什么在生物课的渗透实验中,蔗糖分子却不能通过半透膜
不同的半透膜,如羊皮纸、动物膀胱膜、玻璃纸等,其细孔的直径是不同的,也就是说,不同的半透膜,其通透性是不一样的。显然,笼统地讲半透膜能使离子或分子通过,而不能使胶体微粒通过是不恰当的。
八、憎液胶体与高分子溶液在性质上有何异同
憎液胶体全面地表现出胶体的特性,高分子溶液则不然。这两种分散系中的分散质微粒都作布朗运动,都有丁达尔现象;憎液胶体有电泳现象,淀粉溶液无电泳现象,而蛋白质溶液则较为复杂;使憎液胶体凝聚的方法有:加入电解质、给胶体加热、加入带相反电荷的胶体,使高分子溶液中的分散质沉淀,主要是破坏高子分与分散剂间的相互作用,如加入大量的电解质也能使淀粉、蛋白质沉淀,这一现象称为盐析,它是可逆的。
九、有没有溶液能产生类似于胶体的电泳现象
由于溶液是均一的,不存在“界面”,因此,给溶液通电不会产生界面移动现象(即一极液面高,另一极液面低),但是有些溶液通电后却可以产生一极溶液颜色加深,另一极溶液颜色变浅的现象。比如,给紫红色KMnO4溶液通电一段时间后,阳极附近溶液的颜色就会变深,阴极附近溶液的颜色就会变浅。这是由于通电后,紫红色的MnO4-向阳极移动,但却不会在阳极放电(MnO4-远比OH-难放电)的缘故。CuSO4溶液就不会产生类似的现象,因为Cu2+会在阴极放电。
布卢姆说过:对一门学科的兴趣,既是掌握该学科的原因,又是掌握该学科的结果。兴趣是最好的老师,只有激发学生的兴趣,吸引他们的注意力,使他们处于良好的学习状态,才能维持长时间的听课情绪。对学生来说,兴趣是一种兴奋剂,一旦对学习有了浓厚的兴趣,就会驱使他们不知疲劳、兴致勃勃地学习。如果我们不能使化学有趣,我们就不是一名合格的化学教师。在分析化学教学中,除了应当注重其严谨性,同时还要把握教材内容和学生的心理特点,将与分析化学有关的生活资料适时融入教学中。用生动的生活事例强化情感教育,这样既可以提高学生的学习兴趣,又可以拓宽学生的科研思路。
二、重视实践教学
医学检验专业是现代实验室科学技术与临床医学在更高层次的结合,是一门发展迅速、多技术和多学科交叉的综合性很强的医学前沿学科,又是一门以临床病理诊断为主要目标的应用学科,它是一门实践性很强的学科。因此,必须加强实验课教学,充分发挥实验课在培养学生创新精神和实践能力方面所起的作用。在我院所有专业中,医学检验专业分析化学实验课时数最多、实验项目也最多。在分析化学实验教学中重点培养学生三方面的能力:动手动脑能力、理论联系实际的能力和初步的科研思维能力。我们安排有对学生进行基本技能训练的实验;分析化学常用的分离、分析和测定浓度的实验;以及体现知识、能力和素质培养的综合性实验。在实验课上,提高对学生的要求,认真完成每一个操作步骤,培养学生认真、仔细的习惯;教师进行有针对性的提问,对一些容易出现错误的地方进行指导,调动学生独立思考的积极性和发挥学生的主动性;重视对实验结果的讨论和分析,在临床实际工作中,往往分析化学的某项检验指标对医生的诊断起到决定性的作用。因此,必须要保证实验结果的正确性,而这就要求每一位检验人员的实验操作有较高的精密度。对检验专业学生我们要求在实验报告中分析实验结果,总结实验成功与失败的原因,使学生做一次实验就要有一次能力的培养和收获,这对于培养医学检验专业学生的临床思维能力大有益处。总之,对医学检验专业来说,分析化学实验课教学具有课堂理论教学和其他教学环节所不可替代的作用。因此,重视实验课教学是提高分析化学教学效果的必要措施。
三、重视教学手段创新
自2011年初,腾讯公司推出了一款为智能手机提供免费即时通讯服务的软件:微信(WeChat),此款软件一经推出,便受到了广大智能手机用户的推崇,据英国《金融时报》2015年3月19日报道,2014年底,微信用户数量已至5亿人。随着经济、科技的发展和人民生活水平的不断提高,4G智能手机终端逐渐普及,尤其是在大学生中使用率极高,加之很多学校都有无线网络覆盖,这为微信公众平台作为辅助教学手段提供了物质保障。微信公众平台是腾讯公司在微信的基础上新增的功能模块,通过这一平台,个人或组织都可以打造一个免费的微信公众订阅号,群发文字、图片、语音、视频及图文消息五个类别的内容。从公众平台的功能上来讲,其特别适合作为辅助教学手段应用到教学活动中。公众订阅号有如下几个功能:(1)群发消息功能。老师通过建立的微信公众号,向学生推送有关教学的课程内容或重要通知。(2)1对1交流。学生通过语音或短信的形式,向老师提出问题,老师针对学生提出的疑问,进行1对1的对话解答。(3)素材管理。公众号后台可以将需要的图片、文字等内容整理成素材,在需要的时候直接发送,具有简洁性和及时性。(4)用户管理功能。微信公众号后台可以显示学生的具体信息,管理员老师可以对学生用户进行分组和调整。(5)投票管理功能。教师可以通过投票管理功能,以调查问卷的形式或考题自测的形式及时有效地了解学生的学习效果或有关需求。从微信教学的形式和特点上来看,其具有全天候、便捷性、移动化、易沟通的特点,也特别适合作为新的教学媒介应用到教学活动中来。首先,微信教学改变了“教”的单方面倾向,使反馈(问)相对容易。微信及微信公众平台增强了师生之间的有效沟通,使师生交流变得容易,特别适于课堂上不敢提问或来不及提问的同学。老师通过对学生的解惑答疑来了解学生的学习效果,进而通过整课堂上所讲授的内容,改善教学质量。941其次,基于手机终端的微信,24小时全天候开放,相当于构建了全天候在线课堂,知识信息可以其最适合的语音、视频、图片或文字形式随时随地到达。学生在方便或休息的时候,随时随地进行碎片化学习,与课堂学习形式互为补充。
四、重视培养动手能力
分析化学是一门经典而又正在蓬勃发展的学科,要引入自学模式,改变教师为中心,要发挥学生在教学活动的主体性,充分调动学生学习的积极性。以分析化学教学为载体,渗透医学教育的内涵,精心策划教学的组织形式:搞好自学(课前给出自学提纲)、集体讨论、上课提问、自我展示、及时检查、反馈信息,随时了解学生完成情况,指出要掌握的内容,培养学生的自学习惯和自学能力,使学生由被动学习向主动学习方式过渡。目前,在很多大学实验课教学中,学生就是一个简单的操作工,既不知为什么做,也不知做过实验后要得到什么结果,只是单纯的照葫芦画瓢,做完了事,没有得到预期的教学效果。笔者针对这一现象做了些教学改革的尝试:先做几个基础实验,学生基本操作熟练以后,在开始做综合实验时,首先要求他们预习(明确目的要求、查阅相关资料、提出疑问、解决问题),进入实验室后,他们自己根据需要选择仪器,配制试剂,在实验过程中,操作不当,教师及时纠正,实验结束后,洗涮仪器,按规定放置、整理实验室。课后要求学生认真书写实验报告。这样学生学习由被动变主动,既提高了他们的学习兴趣,又增长了知识,达到了更好教学效果。随着现代检验医学的快速发展,作为该专业重要基础课程的分析化学教师,我们必须根据医学检验专业高自动化、高速度发展的特点,及时更新自身的知识内容和教育观念,不断地调整教学内容和教学方式,为学生更好地掌握医学检验专业知识和技能打下扎实的基础。
作者:杜庆波 单位:皖北卫生职业学院
参考文献:
[1]王乃毅.医学检验专业分析化学教学改革探讨[J].基础医学教育,2011,(10):901-902.
[2]牛睿祺.医学检验专业分析化学教学实践与探索[J].现代医药卫生,2012,(15):2387-2388.
[3]孙雪花,马红燕,于浩,刘晓莉,田锐,齐广才.医学检验专业分析化学教学的探索与思考[J].广州化工,2012,(14):206-207.
[4]蔡竞春,倪燕,杨蓉.卫生检验专业分析化学实验改革初探[J].实验科学与技术,2012,(S2):217-219.
[关键词]中职 分析化学 理论实践一体化教学
[中图分类号]G [文献标识码]A
[文章编号]0450-9889(2013)02C-0140-02
一、理论与实践一体化教学简介
理论与实践一体化教学法是一种先进的教学方法,在一体化的教室完成理论知识与工作技能的教学,具体需要“双师型”教师,具备理论教学与实训功能的多媒体教室,以及一体化的教材。这种教学方法针对性强,能够让学生激发学习兴趣,明确学习目标,熟悉相关技能,为将来适应工作岗位打下基础。
通过一体化教学,可以达到以下几个转变:教学从“满堂灌、填鸭式”向“技能型、实用型”转变;教师从“单一型”向“双师型”转变;学生由“被动接受”向“主动学习”转变;教学组织形式由“固定教室、集体授课”向“专业教室、实习车间”转变;教学手段由“讲授、黑板”向“多媒体、现代化教育技术”转变,从而以“一体化”的教学模式体现职业教育的实践性、开放性、实用性。
二、在分析化学课程实施理实一体化教学的途径
经过笔者对分析化学专业课程的问卷调查,结果显示71%的学生学习兴趣下降,学习状态欠佳。调查数据显示,78%的学生对教材内容不满意,表现在部分知识点过多、过难、过偏,这些内容无形中增加了他们的学习负担,直接影响学习状态。65%的学生认为分析化学课程设置中理论多于实践,违背行动导向教学理念。
实践教学是分析化学课程不可缺少的重要环节,在这一环节里,学生具有实践意识,但缺乏专业理论。目前,此专业采用理论与实操分开的教学模式,学生在整个学习过程中自我学习和思考并没有得到最佳的激发,学生更多的是被动接受老师的传授,粗略模仿,学生学到的是结果,而不是过程。
为使教学更贴近生产实际和职业岗位,突显学生综合能力的培养,以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体,开发分析化学理实一体化课程势在必行。
(一)编写课程标准和教学计划
课程标准应服从课程结构、教学计划的整体要求,准确体现教学计划的教育思想和培养目标,体现培养具有综合职业能力、在一线工作的高素质劳动者和技能型人才。教师要从本校的实际办学条件出发,适应生产企业、工作岗位的需要来编制课程标准。课程内容要突出基础理论知识的应用和实践能力的培养。理论部分以必需、够用为度,以讲清概念、强化应用为重点;实践部分要突出针对性和实用性,紧密结合生产实践,立足实践技能培养。
(二)开发校本教材
校本教材的编写要从市场需求与职业岗位分析人手,邀请行业专业人员,共同开发适合地区行业企业生产、管理、服务的课程教材,形成专业的特色教材,教材内容要密切联系实际,尤其是凸显行业企业生产中的主流技术。校本教材的内容应充分重视专业实验、实训等实践性教学,改变“书本一黑板”的教学模式,使学生的专业技能有效提高。以就业为导向,以能力为本位,加强专业技能训练,面向市场,贴近行业,注重专业训练的针对性和实效性。运用任务驱动法进行教材的开发,运用项目教学法进行课程的实施,以此为主线设计教学的组织结构和内容要求。分析化学课程的教学内容应紧密围绕锻炼、培养分析化学专业型人才应具备的思维能力、实践能力等方面,注重理论联系实际,内容的组织更强调以职业能力、真实的工作任务、工作过程为重点。
(三)制定学生成绩评价体系
本课程考核采用100分制,其中,理论教学占40%,实验实训教学占50%,综合素质占10%。
1.理论教学考核采用100分制,其中,期末成绩占40%,期中成绩占20%,平时占40%(含考勤、学习态度、作业情况、课堂提问、小测验等)。
2.实验、实训考核采用100分制,其中期末成绩占40%,平时成绩占30%,实习考核占30%,不但使学生注重学习的结果,而且注意学习的过程。
3.期末实验操作考核采用学生抽题考试方式进行,学生抽到题目后,按要求在规定的时间内完成实验,老师现场打分。
4.平时实验不仅有老师打分,还加入学生打分。
5.综合素质部分主要评价考核学生的学习态度、合作互助、职业道德、平时表现等。
(四)配备教学资源
分析化学一体化实训室需要配有电子白板、音箱、投影仪、电脑(可以连接互联网),能满足理论教学要求,还具备电子分析天平、分光光度计、酸碱式滴定管、实验药品若干等能够进行实践教学的资源。
(五)更新教学模式
在旧的教学模式下,教师首先在教室上理论课,然后到实验室上操作课。该模式的弊端是,在操作课中学生容易遗忘实验原理和计算公式,理论不能指导实践。采用理实一体化教学,教师能合理利用教学时间,提高教学效果。例如一次理论课安排2个课时,学生只能被动接受教师灌输。教师在一体化教学中可以合理支配课堂时间,首先通过设置实际工作场景让学生先操作,然后讲解操作过程中的理论知识及操作要领,学生再次实践,从而理解理论知识和提升操作技能。
(六)实践案例
1.滴定管及其使用。学生结合资料及视频,自学什么是滴定管及如何操作滴定管。教师通过播放滴定管在生产实际的应用及如何操作滴定管的视频,激发学生学习的兴趣。教师在学生操作过程中巡视,了解学生遇到哪些困难,对有可能造成仪器损坏的操作进行及时纠正。
2.讲授新知。针对出现的问题讲授相应的知识点及操作要领:滴定管是用于滴定分析,具有精确容积刻度、下端具有活塞或嵌有玻璃珠和橡胶管的管状玻璃器具。滴定管分为酸式和碱式两种。酸式滴定管用来装酸性溶液或氧化性溶液,但不适用于装碱性溶液,因为玻璃磨塞易受碱腐蚀以至不能转动。碱性滴定管用来装碱性溶液或无氧化性溶液,凡是腐蚀橡皮管的物质都不能盛装。
滴定管的准备和使用:
(1)滴定管查漏。碱式滴定管漏水,需更换玻璃球或橡皮管。而酸式滴定管若有漏水或旋塞转动不灵活时,则需取下活塞,用小布卷擦干净活塞槽;活塞除小孔外,两端涂好凡士林,平行插入活塞槽内,向一个方向转动,直至凡士林均匀。酸式滴定管的活塞是配套磨制的,因此最后用小橡皮圈套住活塞,将其固定在活塞槽内,以防止活塞脱落破碎。
(2)滴定管洗涤。
(3)滴定管装液。关闭活塞,往滴定管中加入少量待装溶液,使之放平再旋转几周,使内部玻壁均与之接触,再将润洗液放掉,此操作重复三遍。将溶液直接从试剂瓶移入滴定管中,到刻度“0”上。右手拿住滴定管上端,使管身倾斜约30。,左手开启旋塞或挤压玻璃球,驱逐出滴定管下端的气泡。再将溶液加至“0”刻度以上,调整液面至“0”刻度,1-2分钟后,记录初读数。
(4)滴定管滴定。将滴定管垂直夹在滴定管架上,如果滴定台不呈白色,应放一张白纸做背景,以便观察滴定过程中溶液颜色的变化。在滴定的过程中,右手持锥形瓶颈部往同一方向呈圆周运动摇动锥形瓶,以使溶液混合均匀。
酸式滴定管操作,用左手小指和无名指向手心弯曲,大拇指、食指和中指转动旋塞,但不要往外拉松活塞,以免导致漏液现象。
碱式滴定管操作,用左手小指和无名指夹握住出口管,拇指与食指挤压玻璃珠外面的胶皮管,使溶液从玻璃珠旁空隙处流出。
滴定时,溶液加入可以采用逐滴连续加入、一滴一滴加入和半滴加入三种方法。临近终点采用半滴加入,使滴液悬而未落,用锥形瓶内壁接触液滴,然后用洗瓶吹洗进试液中,为使试液与滴定剂混合均匀,反应及时进行完全,同时不断摇动或搅拌试液。
(5)滴定读数。读数时,手拿着滴定管上端,使其垂直,读无色或浅色溶液时,眼睛视线应与溶液弯月面最低点在同一水平面上,但遇溶液颜色太深,不能观察下缘时,可以读液面两侧最高点,“初读”与“终读”应用同一标准。读白背蓝线滴定管时,应取直线上两尖端相交点的位置读数。对分度值为0.1mL的常量滴定管,读数时应读到小数点后第二位,即估计到0.01mL。
老师展示滴定管操作动作图片,请学生判断其操作是否规范。照片分别展示正确的和错误的容量瓶操作动作,强调规范使用滴定管的要求。学生看大屏幕上的图片,对比说出哪些操作是规范的,哪些操作是违规的。
3.再次实践。学生按照滴定管使用的程序,规范操作,再次完成任务。教师布置工作任务:已经会操作的小组完成新任务――已知浓度的酸配制未知浓度的碱;操作不正确或者是未完成的小组继续完成任务。老师巡视指导,学生通过再次操作来巩固所学知识和技能。
4.课后思考。滴定管、移液管在使用前为什么要用待装液润洗2-3次?用于滴定的锥形瓶是否需要干燥?是否要用待装液荡洗?为什么?
5.参观实践。组织学生到相关企业参观与实践。
三、理实一体化模式的教学成果
(一)学生提高了考试成绩
在2008级、2009级学生中实施一体化教学后,各班考试成绩有明显的上升,一体化教学效果明显。
(二)提高了考证通过率
化学分析工考证通过率95%、污水化验监测工的通过率85%,学生大幅度提高了实践技能和理论水平。
(三)学生提高了学习兴趣
开展“一体化”教学,调动了学生的学习兴趣,通过对2009级30名学生的调查,对该课程有兴趣的学生占70%,较有兴趣的占20%,没有兴趣的占10%。实践证明,该教学方法提高了学生的学习兴趣。
(四)提高了社会满意度
首批参与课程改革的2008级学生已参加工作,根据对毕业生的跟踪调查,用人单位对我校学生的总体满意度较高。
总之,在中职分析化学课教学中,“理实一体化”教学模式能取得良好的教学效果,从而培养出企业所需要的高素质、技能型人才。
关键词:分析化学;实验;改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-120X(2016)14-0067-02
在现今的大学教学过程中,学校很注重化学实验教学,在化学实验的教学中,我们要以化学学科的特点和学生的实际情况[1]为出发点,设计出适合普通本科院校的学生的实验学习方法,激发学生的兴趣,拓宽学生的视野,丰富学生的知识。为学生今后的就业和深造打下良好的基础。因此绵阳师范学院对分析化学实验教学方法进行了一定的研究。经过多次的实践教学及取得的成绩评析,我们设置了一套具体的改革操作方案,如下:
1.在实验课堂上坚持学生为主、教师为辅的思想
在传统的实验教学方法中,由老师担任整个实验的原理、步骤等实验内容的指导者,实验开始之前老师就将所有的关于该实验的原理、目的、步骤、注意事项等全部讲给学生,而学生也就只将听讲的重心放在该实验的步骤上,而且很多学校定制的实验教材将实验的原理、步骤等非常详细地进行了叙述,因此这种教学方法必然使学生处于被动状态,对教师和教材产生严重的依赖心理,其结果必然造成学生实验前不预习,即使“预习”也不思考,实验时按部就“搬”,实验后不对实验结果进行分析,不思考、不讨论这些不良现象[2],最终导致他们并不能理解整个实验的核心和思想,也不能达到举一反三的效果,何谈创新与个人发展。对于这种问题,我们认为可以采用以下解决办法:
(1)改变实验教材的编写,锻炼学生自主能力。
我们的分析化学实验教材除了一些练习基本操作之外的实验,都只给出实验题目,然后在实验之前组织学生分组自行查找资料和商讨,来了解该实验的实验原理、目的,实验中所需的试剂、器材,制订好实验实施细则以及该实验的注意事项和实验后我们应该思考什么,然后每一组的商定结果都写成报告交予老师审核,若老师认为该方案可行,该组成员就应在实验前一天将实验所用试剂和器材备好,并记录实验仪器规格和试剂级别,以备实验所用,从而锻炼学生的自主能力。
(2)提供上台讲课机会,让学生更专心地投入。
前期工作准备好后还应让每一个学生都上台当一次“老师”,老师在旁边进行指导,从而锻炼学生的讲解操作能力,还能更有效地纠正学生在实验过程中的错误操作,老师也可从学生的操作或某些疑问中有新的心得,体现教学相长。
(3)实验中老师提问,实验后组织讨论。
老师在学生做实验的过程中可以随时提出问题让学生思考回答,还可以将这种问答计入平时成绩中,让学生对实验前的预习更有积极性,同时将所学知识记得更牢固。实验结束之后组织学生讨论,让学生将实验中不懂的地方提出来,老师和学生一起解决。以达到问题及时解决的效果,锻炼学生合作交流的能力,也能促进良好的师生关系的建立。
2.加强学生基本操作的训练
现今的化学专业本科大学生应聘工作时常常会碰到这样一个现象:很多企业在聘请人才时往往会要求受聘人员进行一定相关专业知识的基本操作,而且这些操作是在校时的一些非常基本的操作,但是很多学生都做不好,有的甚至不会做。面对这样的现象我们就应该更加加强学生基本操作的训练,具体的方法为:在平时的实验课中老师应该向学生演示实验操作,还可以利用多媒体课件给学生演示实验中重要操作,在学生自行练习时老师还应不停地查看并及时纠正学生的错误操作手法,让学生形成良好的实验操作技能。另外,我们在期末考核分析实验时应该设置理论和操作两大模块,理论考试是为了让学生更准确地掌握所做实验的原理和步骤,在理论考试中我们还可以加入平日老师让学生注意的一些细微操作;操作考试就是对学生的操作手法的考验,考试时老师看学生是否注意那些细节而考虑是否给分,这样既可使学生养成严谨的科学习惯,又可使学生将基本操作牢记于心。
3.分析实验中的分析样品多样化
现在大学中的学生分析实验大多为无机样品的分析,有机样品所占比例很小,导致有些学生走上工作岗位后会摸不着头脑。因为很多学生会在环境监测部门、自来水厂、食品检测部门工作,而这些单位有很多分析工作需要检测的是有机物质[3]。因此我们在学生实验中制订了一些有机样品的分析,如食用油的测定等,学生在平时的操作中了解了这类样品的分析,在如今的多变的社会
环境中才能更好地立足。
4.增加仪器分析在分析实验中的分量
大学就是一个给社会输送人才的地方,现今社会发展很快,分析工作中所用到的仪器也随着社会的发展而逐渐增多、不断更新,因此我们现在就应该加强学生的仪器分析能力,让学生使用仪器多多对我们生活中的物质进行分析检验,掌握技术,以免学生将来的工作和学习受到影响。仪器分析不仅可以提高学生对科学实验的兴趣,让学生从中学到许多有关的知识和技术,开阔学生的视野,还可以提高学生从事创新活动或探索新知的信心,为将来学生的工作提供良好的基础[4][5]。
5.开放实验室,鼓励学生参加科研
在有关实验的基本操作、基本技能得到训练之后,学校应积极创造条件开放实验室,为那些对分析化学实验感兴趣的学生提供一个较好的练习与学习环境。在保证实验课教学质量、提高学生的动手能力的同时,教师可以鼓励学生去科研实验室参观,感受科研实验气氛,实验操作技能好的学生还可以跟随导师进实验室做各类科研实验,掌握查阅文献资料、从事科学研究及撰写科研论文的基本方法,锻炼实验技能,更加增强综合实验能力,并为以后的毕业论文的撰写打下坚实的基础。
6.现代技术与实验教学的合理嵌套
在如今飞速发展的社会中,为了与社会新型人才的培养要求相适应,多媒体技术在教学中的应用举足轻重,可是我们并没有很好地将其应用于我们的实验教学中。在我看来,首先可以使用多媒体技术弥补实验教学中有些大型仪器操作不便的缺点,比如质谱仪等精密贵重仪器,让每位学生都能通过多媒体见识这样的仪器,并了解仪器的使用原理和作用,这样不仅为教学添了些趣味,还能使学生更好地掌握这些仪器操作方法,学生以后进入社会工作便不会摸不着头脑,而且,模拟教学可促进学生的空间想象力和形象思维能力。此外,在实验室的教学与管理上,我们也可以更好地利用现代技术。很多大学生依然有很多不好的实验操作习惯,比如不规范操作和浪费实验用品等,而老师不可能随时看着学生,可以在实验室利用遥控系统,老师及时观察并纠正学生的错误习惯;在实验操作考试中,我们也可以利用它,这样学生不会因为老师看着他而感到紧张,也可以为老师减少负担。
教学改革是一个漫长的工作,以上方案只是我们对于分析化学实验改革踏出的第一步,在以后的工作学习中我们还需要进一步地改进。
参考文献:
[1]张苏琳.探究性化学实验教学分析[J].山西教育,2003,(5):37―38.
[2]曾琦斐.提高分析化学实验教学质量的实践探索[J].中医药导报,2006,12(1):86―87.
关键词:汉语言文学;教学模式;教学质量
汉语言文学是中华民族流传了千百年的文化宝藏,是我国悠久历史流传下来的文化精髓。学习汉语言文学对发扬我国传统文化、继承优秀历史文化意义重大。但随着社会的发展和时代的变迁,传统汉语言文学教学不再适用,探索新的汉语言文学教学模式是广大教育者的重任。
一、汉语言文学教学存在的问题
1.教学观念落后
在当代的汉语言文学教育教学过程中,很多老师受到传统教育教学思想的影响,还在采用应试教育的模式,在课程内容的设置上也基本是以教材为中心,很少有扩展。许多老师在上课过程中只是根据课文内容进行机械的讲解,对课文逐字逐句分析,再画出考试重点。在这种教育模式下,学生只是被动地学习老师教授的知识,没有学习主动性,也缺乏学习动力,导致教学效果不理想。长此以往,学生渐渐习惯了用死记硬背的方式来应付考试,课堂上完全按照老师的要求记录,考试前背诵老师画出的重点内容,而很少有学生是真的爱上了汉语言文学,对学习的知识有自己的理解。学生长期在这种枯燥乏味的教学模式下学习,自然会导致学生的学习兴趣不足,没有自主学习的习惯,甚至对学习出现抵触情绪。这种落后的教学模式不能达到汉语言文学教育的目标,对培养有文学素养的人才没什么帮助。
2.课程结构不合理
如今的汉语言文学教育者很少在课程结构上有所研究,很多都是按照课本上的内容教学,没有考虑课程结构是否合理,是否会对教学效果产生影响。只有合理的课程结构才能培养出具有深厚文学素养的人才。不合理的课程结构会给学生的学习效果带来很大影响,难以培养出具有高素质的汉语言文学专业人才,对老师的教学效果也会起到消极作用。所以,汉语言文学教师还应该对课程结构进行仔细研究,寻找适合自己教学的课程结构,提高自己的课堂质量。
二、汉语言文学教学改革意见
1.转变教学观念
随着社会的不断进步,新时代对人才的需求也在不断变化,以前社会需要具有丰富理论知识的人才,而如今社会需要的是具有高素质和操作能力的人才。传统的汉语言文学教学主要是老师在课堂上进行详细的讲解,而与学生的互动比较少。而如今的汉语言文学教育要想跟随时代的步伐达到良好的教学效果,教师就必须改变传统的教学观念,明确自己在课堂中的引导作用,重视学生在汉语言文学学习过程中的主导性。每个学生都是不一样的个体,每个学生的性格、习惯、接受能力等各个方面都存在很大差异。老师要想树立以学生为主体的教学观念,首先要做的就是了解学生的差异,对不同类型的学生采用不同的教学方式。同时,在课堂上,为了提高学生的课堂参与度,老师还可以采用角色互换的方式调动学生的积极性。比如,在学习文言文的时候,老师把文言文分成多个部分,每个部分选一两个学生代表,给些时间准备,之后在课堂上讲解,对于学生讲解不充分的地方老师再补足。
2.丰富教学内容
汉语言文学教学如果只停留在对课本知识的理论讲解上,是无法拓宽学生的知识面的。如果汉语言文学教师想要培养出知识储备丰富、文学素养高的优秀学子,就一定要注重丰富自己的教学内容,这样才会有较高的教学质量。汉语言文学是我国悠久文化历史的传承,蕴含了几代人的智慧,涉及的范围是比较广泛的,包含古代文人所有的作品种类。老师在教学过程中,对与教学内容相关的历史知识也应该进行补充,讲解一些相关的历史典故、作品时代背景等等。这种教学方法对拓宽学生的知识面、帮助学生更好地理解所学的汉语言文学知识有很大的帮助。老师在教学过程中也可以利用一些方法来丰富教学内容,同时提高学生的学习积极性。比如,如今的多媒体技术就是汉语言文学教师丰富教学内容的良好选择。老师可以在教学过程中利用多媒体技术,同时结合学生的兴趣爱好,制作一些生动的图片,播放图片的同时老师在旁边配音讲解。这样的教学方式会调动学生的课堂活跃性,提高学生的课堂参与度,对学习的内容也会有更加深刻的印象。
汉语言文学教学质量的好坏直接影响着我国下一代未来的发展。所以,为了切实提高汉语言文学的教学质量,汉语言文学教育者一定要转变传统落后的教育思想,注重学生的发展,积极探索新教学方法的途径,这样才能为社会培养高素质的人才,为我国未来发展提供得力助手。
参考文献:
[1]郭延兵.现代汉语课程个性化教学策略探析[J].甘肃广播电视大学学报,2010(04).
《分析化学实验》是高等院校化学、化工、生物、食品、环境科学及相关专业的重要的专业基础课程之一[1],是与《分析化学》理论课教学紧密结合的独立课程。通过该课程的教学,使学生加深对分析化学基本知识、基础理论的理解,掌握分析化学实验基本操作技能,提高学生观察、分析问题和解决问题能力,养成认真细致、一丝不苟的工作作风和实事求是的科学态度,培养学生的创新能力,提升其科学素养和综合素质,为学习后续课程和将来从事相关领域的教学和科学研究打下良好基础[2]。然而传统的《分析化学实验》课教学方法都存在这样那样的问题,往往难以实现该课程的教学目标,导致培养的学生不能适应时代对创新人才的需求。源于此,学习和借鉴其他院校的成功经验,近几年来,我系对《分析化学实验》进行了教学方法改革与实践探索,实施了研究性教学,取得了良好效果。本文在阐述研究性教学内涵及开展研究性教学必要性的基础上,从教学内容、教学模式、教学组织形式和考核评价等方面概述了近年来我系《分析化学实验》课程开展研究性教学的探索与实践,供相关人员参考借鉴。
2研究性教学的本质内涵
明了并清楚研究性教学的本质内涵,是进行研究性教学的基础和必要前提,这是研究性教学成败和效果的决定因素[3]。诸多学者普遍认为,研究性教学就是以问题为先导,教学中教师以学生的已有知识和能力为基础,从教学内容中选择设置研究问题,学生在教师启发引导下,发挥自己的主观能动性,积极主动地去探索思考和解决问题,完成教学任务,实现教学目标,从而使学生应用已有知识和技能、去获取新知识和新技能,同时提高学生思维能力,培养学生创新能力的一种教学模式[4]。研究性教学既是一种教学理念,又是一种教学模式,还是一种教学方法[5]。它是一种体现学生为主体、教师为主导的现代教学理念,教师引导与学生自主学习有机结合,课内学习与课外学习融会贯通的完美和谐、轻松愉悦的教学活动。研究性教学不以获得知识为终极目标,更不以传授知识为主要手段,而是立足于科学精神,注重从已有知识去发现新知识、新技能,培养学生学、用、思互动的一种科学的创新活动。在《分析化学实验》课程中实施研究性教学,可突出体现学生的主体地位和发挥教师的主导作用,增强学生学习和实验的兴趣,激发学生创新思维,不仅有助于学生系统掌握分析化学的学科知识和分析化学实验的基本操作技能,而且也有利于培养学生的创新能力。研究性教学具有问题性、研究性、实践性、自主性创造性和开放性的鲜明特征,不是传统意义上的教学,而是一种立足于课堂又超越于课堂的多种形式教学的有机统一。“研究性教学”这一理念已被证明是“创新人才培养的成功模式”,是我国素质教育改革的突破口,是影响我国大学教学改革的主导理念之一。
3《分析化学实验》课程中开展研究性教学的必要性
“以学生为中心”是当前高校教改的主要趋势。研究性教学是以问题为导向的教学模式,就是学生发现问题、思考问题、解决问题的过程。研究性教学最能体现“以学生为中心”的教学理念,因此,开展研究性教学是高等教育质量提升的需要,更是创新型人才培养的必然要求[6]。而且,研究性教学在教学目标、教学形式和考核评价上都具有很大的优势,与传统的教学相比更贴近高等院校课程教学的基本要求。就《分析化学实验》课来讲,在教师的指导下,充分发挥学生的主体作用,通过学生自我探索和思考,自主实验,解决问题,得出结论,激发学生学习积极性和创新潜能,训练和提高学生的思维探究能力,有效提升学生的科学素养和综合能力,这样的效果也正是研究性教学所追求和体现的目标所在。另外,实施研究性教学所使用的过程性与终结性评价相结合的考核评价方式也极为适合《分析化学实验》课教学的评价方式。因此,要实现《分析化学实验》课的有效教学,采用研究性教学模式是理想和必然的选择。
4《分析化学实验》课程研究性教学的探索与实践
4.1教学内容改革的探索与实践。根据目前国家对高等教育本科专业课程设置调整的现状(《分析化学实验》课时由108压缩为64),首先对《分析化学实验》教学内容进行了改革,彻底删除了定性分析部分教学内容,重构了《分析化学实验》课程内容体系,引进了与科学技术发展同步的各类先进分析仪器设备,使实验操作更简便易行,对学生实验技能的操作训练与科学技术、社会发展需求同步,提高了学生的社会适应性。其次,调整《分析化学实验》内容体系为基本操作实验、设计性实验和综合性实验,利于提高学生进行实验的兴趣,增加其学习的主动性和积极性,便于实施研究性教学和培养学生的创新能力。4.2教学模式的探索与实践。研究性教学采用问题引导,激发学生主动思考。大体分为4个阶段,即设立问题阶段、实践体验阶段、成果交流阶段和总结评价阶段[7]。在教学中,以问题为中心,通过实验前确定的问题引导学生预习自学相关内容,实验课上教师检查学生预习效果,并进行重点、难点的讲解,指导学生进行实验,加强了师生互动、生生互动,学生自主完成实验。实验结束后,教师组织学生进行必要的交流讨论、反思与批判,最后教师进行总结评价,使学生实现知识与技能的内化。这样教学体现了以学生为主体,教师为主导的教学理念,教师在教学中仅起学生实验引导者的作用,可充分发挥学生学习的积极性与主动性,挖掘其自主学习和创新学习的潜能,利于学生学习掌握知识和技能,形成系统的知识体系和技能结构。也可以锻炼提高学生思维探究能力,增强学生创新意识和提高学生的创新能力,培养学生科学素养。4.3教学组织形式的探索与实践。为了便于实施《分析化学实验》课程研究性教学,首先根据学生的兴趣与秉性特长,将全班学生分为若干研究性实验小组,每组学生3~4名,小组成员由学生自行确定。小组按教师的安排自主设计实验方案,通过协作完成实验任务。其次,组建了研究性教学教师团队。因为随着社会的不断发展,对教师这一行业的要求越来越高。由一名教师完成分析化学实验内容的研究性教学较为吃力。因此,需要组织教师成为一支素质优越、氛围良好、知识丰富、团结合作的高质量的研究性教学团队,由此对学生进行详细的实验教学指导,以保证分析化学实验教学目标的完成。4.4考核评价方式的探索与实践。传统的《分析化学实验》学生成绩考核评定,往往以教师对实验报告评阅结果为主,考核评价只有教师参与,学生成绩的评价不够全面、客观。现经不断探索,构建并实施了与研究性教学相适应的考核评价体系。该考核评价体系易于操作,体现了过程性评价与终结性评价并重的理念,有机结合了教师评价、学生自评和互评,既有定性评价,又有定量评价,考核评价的内容贯穿研究性教学的全过程,由此,使考核评价结果能较客观反映学生课程教学目标实现程度,受到学生的普遍认可和欢迎。
分析化学教学改革的目的是使教育体系更适合科学发展的需要,更有利于培养高素质创新型人才.所以,目前的教学改革最重要的不是简单地增加或减少分析化学课程的教学内容或与其它化学学科合并,而是如何激发学生学习分析化学课程的热情,使具备一定化学基础知识的学生能够运用所掌握的知识去发现和解决实际问题.因此,坚持以学生为主体,充分调动学生学习的积极性和主动性,以提高学生基础知识和基本理论,培养高素质创新型人才为目标,对高等农业院校分析化学课程的教学内容、教学模式、教学方法、考核体系、实验教学和实习创新等方面的改革进行了探索与实践.
2分析化学“三位一体”教学体系的实践
2.1完善理论课教学
结合农业院校分析化学课程的特点,注重分析化学的应用性、综合性和边缘性,2003年主编出版农业部“十五”规划教材《分析化学》,在此基础上对原有大纲进行了修订.经过5年教学实践与总结,于2008年主编出版了农业部“十一五”规划教材《分析化学》[5],这次教材编写注重了分析化学与相关学科相互交叉、相互渗透,合理穿插一些运用基础理论解决相关学科实际问题的例子,使之更具鲜明的农业特色.根据农业院校人才培养需求和这部特色教材,又对教学大纲进行了修订,将分析化学课程中的重点和难点,即四种滴定分析方法(酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定)的知识点进行了提炼,形成了“平衡原理——滴定曲线——指示剂——滴定误差——方法应用”五个模块.这种模块式的教学,不仅培养了学生分析问题和解决问题的能力,而且培养了学生总结归纳的能力,也使学生更容易掌握分析化学课程的精髓,增加学习的主动性和积极性.分析化学作为校级精品课,建设分析化学网络课程是教学改革的目标之一.为了充分发挥现有教学成果与资源的作用,调动学生的学习积极性,设计并制作了分析化学网络课程平台,平台包括教学大纲、教学日历、教案、授课录像、习题、实验演示、常用数据以及网上答疑系统和学生考试系统等内容.将传统教学形式和现代多媒体、网络教学形式综合使用,开展立体化教学.立体化教学的形式主要体现在以下几个方面:课堂教学立体化、辅导答疑立体化、学生作业立体化、学生考试立体化和实验演示立体化.分析化学网络课程平台的开发打破了时间和空间的限制,突破了以往只能在课上教学的束缚,留言板、论坛等形式使师生的沟通更加及时,充分提高了教学效果[6-7].在课堂教学中,针对分析化学的特点,以学生为主体,灵活运用多种教学模式,改变传统的以“教”为中心,树立以“学”为中心.采用问题式、比较式、讨论式、合作式、案例式、角色转换式和逆引式等多种教学模式,实现分析化学教学的“双向交流”.以问题式和讨论式教学法为例,教师在上课之前让学生带着问题去学习,能激发学生的学习兴趣,使学生积极主动地运用分析化学知识,对解决问题的可行性进行分析,这样可以最大限度地发挥学生的自主能动性及创造性,进而培养学生解决问题的能力.教师在讲解问题之后引导学生进行讨论,做出总结,教学中的讨论环节能够提高学生的归纳与综合能力,增强学生解决问题的信心,并使学生养成思考、分析和总结的良好习惯,使学生的整体能力得到了提高.考核的目的在于检查学生对知识的掌握情况,督促学生认真学习分析化学课程,从而具备分析与解决问题的能力.从培养学生具有扎实基础、宽知识面、创新能力强的角度出发,根据分析化学的课程特点,结合分析化学实验教学改革的总体思路,制作了分析化学考试的题库,同时对考核内容和方法进行了改革,构建出比较全面、系统、科学的考核体系,以期客观公正地评价学生对知识的掌握情况.将分析化学考核内容分为七个部分:平时作业(10%)、随堂测试(10%)、学生讲课(10%)、读书报告(10%)、外文文献翻译(10%)、网络测试(10%)和期末考试(40%).
2.2优化实验课教学
为适应人才培养目标和分析化学实验课程的要求,结合农业院校学生的自身特点,优化了分析实验结构和数量,主编了适合农业院校学生学习的农业部“十一五”规划教材《实验化学》[8].随之修订了分析化学实验教学大纲,在实验教学内容的选择上,紧密联系实际,注意将学科的传统内容和现状及发展相结合,开设学科间互相渗透的实验,关注有发展前景的领域,按照验证性实验——基本操作考核——综合性实验——考核性设计实验4个层次组织实验教学[9].使学生准确熟练掌握分析化学实验的基本操作技术是分析化学实验课的教学重要目的之一.每堂实验课前学生要对实验内容进行网络预习,通过预习来了解实验中的基本操作,在实验课堂上通过学生的实际操作和教师指导的授课方式,确立了学生在教学活动中的主体地位和教师在教学中的主导作用.验证性实验阶段是对学生进行基本操作训练,主要教会学生使用各种仪器和操作手法,侧重培养学生的动手能力和实验习惯,使学生能够准确、熟练地掌握基本操作,为以后的实验打下坚实的基础.实验基本操作考核的目的在于督促检查学生的学习情况,促进学生认真上好实验课,完成课程基本要求.在验证性实验阶段过后,对学生进行实验基本操作的考核.考核内容分为两部分:一部分是对学生的基本操作进行考核,以天平的使用、滴定管的使用、移液管的使用、定容操作等为考查内容,对学生逐个进行考核,发现学生存在的问题及时纠正;另一部分是让学生分析简单的混合酸和混合碱,在实验过程中教师引导学生如何设计整个实验,为综合性实验做好铺垫.经过基本操作技能训练后,学生的基本操作技能掌握得到了应有的锻炼与提高.这时再为学生开设数个综合性实验课,可以提高学生独立分析问题与解决问题的能力,培养创造性思维.综合性实验阶段是强化学生的基本操作,并学习氧化还原滴定、沉淀滴定、配位滴定、分光光度法、重量法等实验内容,为后续即将开设的考核性设计实验奠定基础.学生通过前三个阶段的学习,使学生掌握了分析化学实验基本的技能与方法,学会了独立操作.因此,这时对分析化学实验教学任务就要提高要求,以培养学生的科研素质和创新能力为重点.考核性设计实验选了有代表性的31个混合样品作为分析题目,这31个题目基本包含了分析化学课程的全部内容,要完成这些实验内容,要求学生必须具备较好的基础知识和一定的综合运用能力.本阶段由学生制定出可行的实验方案并独立实施,学生结束实验后,总结实验完成情况与体会.
2.3开展实习创新训练
首先,邀请校内外知名专家来给学生做专题报告,介绍学科前沿知识,扩大学生的知识面,并在实习周组织学生到分析测试单位进行观摩,掌握分析化学的发展趋势和实际应用情况.其次,结合研究生导师的科研项目,教师提出专题,学生自选题目,以小组为单位,提出实施方案,加强学生之间的相互交流,培养学生科研意识和团队精神[10].为向学生提供宽松的学习环境和实验空间,充分发展学生个性,培养他们的创新能力.分析化学教研室每年组织和配合学生申报开放实验基金项目和大学生创新基金项目,开放实验基金项目由学生和教师共同研究申报,获得审批之后,学生分组完成所申报的实验项目;大学生创新基金项目是学生想对自己感兴趣的问题进行研究或探索,由学生自行填报立项申请书并找合作教师,自行设计实验方案并完成实验,使学生的动手能力和创新能力在实验中得以体现,并得到了进一步提升,在解决问题的同时对所学知识也进行了串联和融合,对分析化学实验知识和技能有了新的理解,真正感受到学以致用的作用.
关键词: 绿色化学;微型有机化学实验;教学内容
中图分类号:O6-3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)07-0307-02
0 引言
近年来,国家对高等教育的重视程度进一步加深,有机化学实验的教学方法改革开始受到越来越多学者和高校的重视。有机化学实验课已经成为高校化学和化工专业学生的必修课程,实际上,它在提高学生的动手能力和创新能力上意义重大,但它在带来利益的同时,也给人类带来了一些负面影响。因此,如何减少化学实验对环境造成的负面影响,是值得人们深思的问题。就目前来说,对有机化学实验教学进行改革,提高学生的环保意识和绿化意识,是行之有效的一种治理方法。
有机化学实验的绿色化是大势所趋,是实验教学改革的正确方向,而真正有效的绿色化措施,是有机化学实验的微型化教学。因此,我们应当对微型有机化学实验教学有一个相对全面的了解,才能将其正确的应用到实践中去。
1 树立绿色化学意识
要从行动上转变教学方式,应该首先从思想上转变教学理念。要实现有机化学实验教学,应当从转变教师的教学理念出发,树立教师的绿色化意识,在树立意识的基础上对实验过程进行优化,运用安全的试剂进行实验,从而实现微型优化化学实验教学。具体来说,可以给高师化学和化工等专业设置一些有关绿色化理念的课程,譬如设置《绿色化学》课程或者绿色化学和化工过程》等。为了不给学生造成太多的负担,这些课程的设置应该采用选修课的形式。在化学实验课程中深入贯彻《绿色化学》中的十二项原则,对于提高教师和学生的绿色化意识很有帮助。
绿色化学并不属于化学领域原有的概念,是近些年来新的化学研究领域,它以树立人们的化学意识为先导,将新兴的环保理念和化学技术应用于整个化学品和化学反应过程中,最大限度的降低化学实验对人类环境和健康带来的损害。使化学反应的资源得到充分利用,尽可能不使实验产生副产物,从而实现资源的可持续利用。绿色化学实验是从根本上减少或者消除实验对环境产生的不利影响,寻求无害于环境和人类健康的实验原材料,从而最大限度的节约有限的化学实验资源,从细微处实现无污染的化学实验。随着绿色化学理念的逐步推广,越来越多的国家认识到对高校学生进行绿色化教育的重要性,也有许多学校已经开设了与绿色化学有关的课程。我校近些年也开设了贯彻绿色化学意识的相关课程,对转变我校学生的化学理念具有重大意义。
2 微型化学实验概述
微型化学实验产生于八十年代的美国,是一种新兴的化学实验方法,历史上最为著名的微型有机化学实验是Mayo等人在大学中进行的减少试剂用量以及降低实验容量等实验,在实验前,他们本着保护环境和保证实验安全性这两个理念进行实验准备,最终成功的实现了预期目标。科学技术的进步,启发了人们保护环境的意识,联合国和各国政府开始对三废问题以及空气中有害物质问题进行全面性讨论,并制定了最高允许浓度等统一的国际或国内规定。
据有关资料显示,有机化学教学实验中存在着一系列容易导致环境污染的原材料、药品种类、实验操作和反应,会给环境带来污染,从单个实验来说,可能造成的污染并不大,但是我们不能忽视其累积效应。针对这些问题,我们有必要遵循绿色化学中的十二项基本原则分别对预防有毒物质排放问题,可持续利用实验材料使用问题进行全面改革。从这个角度来看,微型有机化学实验是符合绿色化学理念的,不管是在对环境保护上还是对学生科学素养的培育上,都应该对该种实验进行普遍推广。在我国高校教育中推广微型化学实验,是实现低剂量、低污染实验的要求,也是强化学生环境保护意识的要求,更是培养学生绿色化学精神的必要条件,对发展学生的创新思维和职业操守具有重大作用。
3 利用绿色化学理念改革有机化学实验教学的内容
3.1 在有机化学实验课中开始绿色化的教学内容,加强学生的环境保护意识 与常规化学实验相比,微型实验具有更高的要求,包括对实验技能的高要求,对实验精确度的高要求和对学生综合素养的高要求等等。要实现高效有机化学实验课的全面改革,我们必须遵循三个原则,首先,教师应当引导学生正确的观察实验过程,并将实验中观察到的现象进行对比分析,观察其化学或者物理变化;其次,教师应该进行示范教学,确保学生学会分离和提纯等化学操作方式,保障学生受到专业和规范的化学操作训练;最后,在实验完成后,教师还应该确保每个学生都对实验提纯出的产品进行相关标准鉴定,以查证实验是否成功。为了实现着三个原则,我校为化学和化工等专业的学生配置了便携式的微型玻璃实验仪器。在使用该种仪器的基础上,学校专门设置出一种小量式实验方式,即每次实验使用的原材料大致保持在一到两克,这样既能够培养学生的操作能力,又能培养学生对化学的学习兴趣,从而增强化学实验的有效性。除了仪器和原材料的调整外,我们还对化学实验的内容进行了绿色化调整。绿色化有机化学实验教学最核心的问题便是实现绿色化的教学内容,所谓绿色化教学内容,主要包括以下内容:使用没有毒害性的催化剂和溶剂,选用没有毒害的原材料,从而得出没有毒害性的产品。我们常见的有毒害性的原材料有硝基苯和苯胺等,它们都是容易致癌的物质,其中苯还会对人体造血系统进行破坏,造成苯中毒。此外,甲醇也会对人体造成一定损害。针对这些问题,实验中,我们将所有含有苯等有害物质的原材料全部取消了,改用甲基加乙醇来完成该项产品,此外,实验还使用了许多无毒的溶剂,包括环乙烷、石油醚代等。
3.2 合理运用多步骤微型合成实验 为了提高学生进行化学实验的积极性,教师们努力改变教学方法,让学生由被动的学转为主动的学,譬如,在教学前,教师先让学生自主查找相关实验知识和实验方案,让学生自主完成一个感兴趣的化学实验,从而实现了良好的教学效果。通过开设多步骤微型合成实验的方式,让学生反复多次进行实验,实现熟练完成有机化学实验的目标,对于学生综合能力培养来说,是十分必要的。譬如,在合成聚乙酰胺和聚已内酰胺时,笔者让所带班级的学生分步骤多次进行有机合成实验,对每一个细节和产品的质量浓度进行分析,再将前一次分析的结果与下一次实验进行对比,锻炼了学生细心操作和全局性操作意识。在这种分步骤实验法教学下,学生熟练掌握了许多有机化学反应的机理,明白各个实验之间的联系以及每个实验细节的把握。此外,学生在多次训练之后,得出的产品往往都能够实现充分有效的利用,不仅减少了资源浪费,还减少的环境污染量,充分体现了绿色化理念。
4 结语
通过文章分析可知,对高校学生进行绿色化教育和微型有机化学实验教学,能够充分凸现出微型化学教学法的优势,这些优势分别是:能够有效减少实验试剂用量,降低三废排放量,充分培养学生的环境保护意识;能够提升学生的综合能力,包括熟练运用微型化学实验仪器的能力,操作能力、观察能力、创新能力和动脑能力。可见,绿色化学理念下的微型有机化学实验教学法是值得我们普遍推广的教育方式,应该受到更多的关注和给用更多的资金支持。
参考文献:
[1]白林,张力,陈 Pike明凯.微波相转移催化快速合成苯甲酸[J].化学世界,2001,42(9):470-471.
【关键词】绞股蓝;化学成分;皂苷;多糖
Abstract:WithmoreexploitationandutilizationofGynostemmapentaphyllum,peoplehavelearnedmoreaboutchemicalingredientsinit.Inthispaper,somenewachievementsinchemicalingredientresearchwereintroduced,whichisfavorabletofurtherresearchofchemicalingredientsofGynostemmapentaphyllu.
Keywords:Gynostemmapentaphyllu;Chemicalingredients;Saponin;Polysaccharide
绞股蓝Gnostemmapentaphyllum(Thunb.)Makino又名七叶胆,为葫芦科绞股蓝属植物。主要分布在东南亚及我国长江以南的广大地区,资源丰富。绞股蓝中含有皂苷、多糖、黄酮类化合物、有机酸和微量元素等多种化学成分。绞股蓝能够有效地保护心、脑、血管和肝脏,降低血脂、降胆固醇、降转氨酶、调节免疫和抗诱变,而且在抗衰老、抗疲劳、抗辐射和消除自由基的同时,还能改善神经系统功能、抗溃疡、抑制胆结石形成和调节内分泌活动[1~3]。因此,研究绞股蓝中的化学成分,有利于进一步开发和利用绞股蓝,明确绞股蓝中的药理活性成分。本文主要介绍了绞股蓝皂苷和多糖等成分的研究进展,为绞股蓝的开发提供参考。
1绞股蓝皂苷成分的研究现状
1976年日本人永井正博等在绞股蓝中分离得到了人参二醇和2α-羟基人参二醇,首次揭示了绞股蓝中含有达玛烷(dammarane)型皂苷类成分。随后,人们对绞股蓝的化学成分进行了大量的研究,迄今发现的绞股蓝皂苷(Gyp)总共达136种,其中有绞股蓝皂苷(Gyp)Ⅲ、Ⅳ、Ⅷ、Ⅻ与人参皂苷(Gin)-Rb1,-Rb3,-Rd和-F2完全相同,此外还分离得到了人参皂苷Rd3,K,其余为人参皂苷的类似物。由于绞股蓝的产地不同,其中的皂苷成分和含量也有很大的不同。覃章铮[4]等曾经对1990年以前发现的84种皂苷成分进行过综述性报道,但由于绞股蓝皂苷具有较好的药理疗效,因此,对绞股蓝皂苷成分的研究一直是热点。1990年后,又有52种绞股蓝皂苷被相继报道。根据苷元结构相近的程度,本文将这52种皂苷分为11类。
第1类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β201[5]C47H76O172-ara-glc-rha(S)2[5]C47H76O17
2-ara-glc-rha(R)3[6]C49H78O18MeCO
-glc-rha3|6|2xyl-H(S)4[6]C49H78O18MeCO
-glc-rha3|6|2xyl-H(R)5[6]C47H76O17-glc-rha3|2xyl-H
(S)6[6]C47H76O17-glc-rha3|2xyl-H(R)7[6]C48H78O18-glc-rha3|2glc-H(S)8[6]C51H80O19MeCO
-glc-rha6||43|2xylMeCO-H(R)
第2类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位2α3β20(S)9[7]C54H90O23-OH2-glc-glc6-glc-rha10[7]C53H88O23-OH2-glc-glc6-glc-xyl11[8]C54H90O20-Hrha
-glc-rha3|2|6rha-H
第3类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β1920(S)2112[7]C48H80O192-glc-glc-CH2OH-glc-H13[9]C55H92O22CH3CO-glc-rha|36|2xy1-CH3-H-O-glc14[9]C54H92O22-glc-rha3|2rha-CH3-H-O-glc15[9]C53H90O21-glc-rha3|2xyl-CH3-H-O-glc16[9]C52H88O21-ara-rha3|2xyl-CH2OH-H-O-glc17[9]C53H90O22-glc-rha3|2xyl-CH2OH-H-O-glc18[10]C54H92O222-glc-glc-CH2OH6-glc-rha-H19[10]C54H90O222-glc-glc-CHO6-glc-rha-H20[10]C47H78O172-ara-glc-CHO-glc-H
第4类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β232421[11]C41H70O132-xyl-glcH(S)22[11,12]C42H72O142-glc-glcH(S)23[11,12]C41H70O132-xyl-glcH(R)24[11,12]C41H70O142-xyl-glcOH(R)(S)25[13]C41H70O142-glc-xyl-OH(S)(S)
第5类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β23(S)26[9]C46H78O18-glc-xyl6|2xyl-OH27[9]C47H78O19-glc-glc6|2xyl-OH28[9]C41H70O142-xyl-glc-OH29[9]C41H70O142-glc-xyl-OH30[9]C42H70O142-xyl-xyl-OAc31[9]2-glc-xyl-OAc32[9]C48H80O19-glc-xyl6|2xyl-OAc
第6类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β1933[14]C49H82O18MeCO-glc-xyl2|6|3rha-CH334[14]C46H76O17-ara-xyl2|3rha-CHO
第7类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β192135[14]C46H74O17-ara-xyl2|3rha-CHO-OH36[14]C47H78O17-glc-xyl2|3rha-CH3-OH37[14]C49H80O18OAc-glc-xyl2|6|3rha-CH3-OH38[14]C48H78O17-ara-xyl2|3rha-CHO-OEt39[14]C49H82O17-glc-xyl2|3rha-CH3-OEt40[15]C47H78O16-lyx-glc3|2rha-CH3-OH
第8类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β121920(S)21252641[5]C53H90O222-ara-glc-H-CH3-rha-H-OH-glc42[9]C52H86O23-ara-xyl2|3rha-H-CHO-H-O-glc-OOH-H43[13]C46H76O18-ara-xyl2|3rha-H-CHO-H-OH-OOH-H44[9]C53H90O242-glc-glc-OH-CH3-xyl-glc-H-OOH-H45[13]C53H90O21-glc-xyl2|3rha-H-CH3-H-O-xyl-OCH3-H
第9类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位2α3β121920(S)212446[5]C52H88O22-H2-ara-glc-H-CH3-H-O-glc-rha47[9]C52H86O22-H-ara-xyl2|3rha-H-CHO-H-O-glc-H48[16]C36H62O10-OH-H-OH-CH3-glc-H-H
第10类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β1949[14]C49H80O18OAc-glc-xyl2|6|3rha-CH350[14]C46H74O17-ara-xyl2|3rha-CHO
第11类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
第12类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
glc=β-D-吡喃葡萄搪基,xyl=β-D-吡喃木糖基,rha=α-L-吡喃鼠李糖基,ara=α-L-吡喃阿拉伯糖基,lyx=β-D-来苏糖基,Ac代表乙酰基,Me代表甲基,键上的数字代表键合的位置
随着人们对绞股蓝皂苷成分研究的不断深入,新的绞股蓝皂苷的不断发现,且在结构上有很大的差别。第1类、第4类、第5类、第6类、第7类、第10类和第11类在二十位碳上成环,但是在其成环的类型上又存在着很大的差别。第11类所成的环为含氧的双环。第1类、第4类、第6类、第7类和第10类所成的环为五元环,而其中的第1类、第4类和第7类为含氧的五元环,第6类和第10类为不含氧的五元环,而且即使在含氧的五元环中氧所在的位置也有所不同。第5类为含氧的六元环。此外,碳碳双键的有无和位置也有很大的区别,第4类、第5类、第6类和第11类不含碳碳双键,其他的几类都含有碳碳双键,第1类、第2类、第3类、第7类和第12类的碳碳双键在24和25位碳上,第8类的碳碳双键在23和24位碳上,第9类和第10类的碳碳双键在25和26位碳上。
2绞股蓝多糖的研究现状
多糖也是绞股蓝中含量比较多的化学成分,在研究皂苷的同时,对多糖的研究也逐渐地引起了人们的关注。王昭晶等[18]对碱提绞股蓝水溶性多糖进行了研究,并得到一种粗多糖AGM。经葡聚糖凝胶(G-100)柱层析检测其糖分布情况,表明AGM可能由两种多糖组成,其中一种含有结合蛋白质。而且经高效液相色谱确定了AGM的单糖组成为:鼠李糖∶木糖/岩藻糖(其中至少含有木糖或者岩藻糖中的一种)∶阿拉伯糖∶葡萄糖∶半乳=2.43∶1.00∶3.02∶2.59∶3.46。宋淑亮(《绞股蓝多糖的分离纯化及其药理活性研究》,2006山东中医药大学硕士论文)对绞股蓝多糖进行了较为系统的研究,共分离出了3种绞股蓝多糖GPS-2,GPS-3和GPS-4,并对其中的两种GPS-2,GPS-3进行了深入的研究,确定了GPS-2的分子量为10700Dal,GPS-3的分子量为9100Dal。GPS-2成分中含有鼠李糖和木糖,GPS-3成分中含有鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、果糖和葡萄糖。
3其它化学成分的研究现状
绞股蓝中除了含有皂苷和多糖外,还含有黄酮类化合物、萜类、有机酸、生物碱、多糖、蛋白质等以及锌、铜、铁、锰、硒等微量元素,但是,在最近几年里对这几方面的研究都比较少,对黄酮化合物的研究也只是对其含量的测定和精制上[19,20],目前,除了20世纪80年代报道过的商陆素、芦丁、商陆苷及丙二酸等十多种黄酮类物质外,未见有新的化学成分的报道。
4结束语
研究绞股蓝中的化学成分,将有利于进一步明确绞股蓝的药理活性。目前,国内外学者对绞股蓝中的化学成分进行了大量的研究,且取得了一定的进展,特别是在绞股蓝皂苷的成分研究中,发现了多种新绞股蓝皂苷,这些发现将有助于进一步对绞股蓝的开发和利用。此外,对绞股蓝中多糖的研究也引起了国内一些学者重视,而且也取得了一定的进展,但是近几年对绞股蓝中黄酮化合物成分的研究未见报道。由此可见,对绞股蓝多糖和黄酮类化合物成分的研究还有待进一步深入。
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化学实验教学是农村初中化学课程教学中的重要内容组成,又是农村初中学生对化学进行学习的一种重要手段。如果在农村初中的化学教学中进行有效的实验教学,将会对农村学生的学习和发展产生很好的促进作用和重大的意义。
1.农村中学化学实验教学的意义
初中化学教学是属于化学学习的启蒙阶段。教学的重点应放在有利于学生掌握化学基础知识方面的有效教学上,而化学实验教学却能很好地满足这一点要求。特别是属于化学基础知识中相关的化学基本概念的学习,既是初中学生学习的重点内容,也是教学中的难点,既枯燥又抽象。这对于刚处于启蒙阶段且基础又不好的农村初中学生来说就更难于理解和把握。
1.1有助于学生实验能力的培养和提高
化学实验教学总是离不开学生对实验操作、实验现象和实验结论的学习过程。因此,我们在实验教学过程中,要不断加强对学生进行实验基本操作的学习、实践和锻炼,再加强引导学生对实验现象进行有效的观察方法的学习和训练以及学生对从现象得出结论的推导过程的方法进行学习培养,学生经过这种长期的实验教学活动的锻炼后,其实验操作技能、实验观察能力及实验逻辑推理能力能够得到很好的培养和提高。
1.2有助于学生科学素养的发展
我国农村的教育长期处于比较落后的状态,身处农村的初中学生对科学的认识十分不足,本身具备的科学素养也很低,因此,在教学中提高农村学生的科学素养是一项重要的任务。在农村初级中学的化学教学中有效进行实验教学,能很好地帮助学生达到发展科学素养的目的。
2.农村中学化学实验教学存在的问题
我国农村的教学是比较薄弱的,教学中常存在着较多的问题,这给农村教学带来很大制约作用,同时也给农村中学化学实验教学带来不利的影响。这主要体现在以下几个方面:
2.1实验设备问题
在农村初级中学,长期以来都处于实验室缺少、不合格、不标准的状态中。各种设备也比较陈旧落后,实验仪器和实验药品也大多数都是短缺不全,先进的教学仪器和设备更是基本没有。这些都会给有效进行化学实验教学造成很多的不便。
2.2师资问题
在农村初级中学中,有关师资人员的配置不合理也是比较普遍的现象。比如相应的专业教师少,兼任的教师比较多,实验室几乎没有专职的实验员。也有些教师的专业水平不高,知识的更新能力也不强,甚至有的抱着消极、不负责的态度等。这些不利因素,都将会很大程度地影响化学实验教学有效进行的效果。
2.3学生认知问题
对于农村学生的具体情况和现实中存在的问题,我们也不能忽视。由于农村学生长期受到多方面因素的影响,普遍存在着发展不平衡,基础差、起点低;且学习态度不够端正,学习习惯和学习方法也不够科学;学生的接受能力和学习能力相对较低。在化学实验教学中,虽然很多学生刚开始都抱着好奇心,都有一定的兴趣和激情,但是,随着实验的继续也逐渐失去了兴趣和激情,并且在实验进行过程中,不注意实验操作技能和实验观察能力的培养,更不愿意对实验现象进行分析、思考,并总结出结论等方面养成良好的学习习惯。实验过后,更失去了热情,甚至把实验忘得一干二净。
3.农村中学进行化学实验教学的探究
农村初中化学教学是属于化学基础的教学。其实验教学内容也主要是集中在实验基础知识和基础实验等方面。其中包括实验仪器知识,实验基本操作、演示实验、分组实验、家庭实验、选做实验等。要在农村初中的化学教学中落实有效进行实验教学,就必须在这些方面的教学中进行加强并采取有效的措施,才能达到有效的目的。
3.1 因地制宜,做好演示实验
演示实验是农村初中化学教学中的重要内容,也是化学实验教学中的主要组成部分。课堂教学中的演示实验,最能调动学生的情绪,激发他们学习的兴趣和求知欲。它主要是由教师完成实验操作,并向学生演示实验过程、内容和现象等。而学生通过观察、分析而得出结论的实验活动过程。实验现象能有效地揭示事物的内在涵义和变化规律。故在教学中,应着重加强学生在对演示实验中现象的产生观察、分析和得出结论等方面的学习进行正确引导。这就要求教师首先要做到演示实验时操作要正确、标准和熟练,以保证演示实验中有效现象的产生,这对学生有较强的示范和感化作用。
3.2 具体分析,设计学生实验
俗话说:“百闻不如一见,百见不如一练”。学生实验既能调动学生的学习积极性又能让师生及时发现存在的问题和不足,但由于教材设计的学生实验的局限性,教师在教学过程中可以根据实际情况设计学生实验。
3.3 提升能力,做好典型实验
根据新课程标准,中学化学就实验内容来说可归为以下几种类型:①有关制取实验;②有关性质实验;③有关生活实验;④有关概念定律阐明实验;⑤有关定量计算实验。每类实验的原理、装置、操作都有规律可循,因此应做好典型实验,由典型实验引导、培养学生的实验能力,如:制取O2可运用双氧水与二氧化锰或氯酸钾与二氧化锰两种方式,就容易使气体的制取实验的有关设计、操作、思路练习得到掌握,学生能触类旁通,将知识技能内化。
3.4 根据家庭实际,设计趣味实验
实践证明,这些细枝末节的问题,如果想当然的认为每个学生都了解而不予以强调的做法是绝对错误的,强调与否,效果大相径庭。我们通过在这方面的加强,培养了学生正确使用仪器的观念,同时,也培养并提高了学生分析误差来源的能力。
2加强实验操作规范化的训练
以滴定分析为例,以往的实验教学中,我们偏重于强调学生对滴定终点的判断与掌握,而对于操作的规范化要求不够严格,从而造成了学生对于分析操作的规范化重视不够,因而许多操作并不规范。比如,按照规范操作,使用刻度吸管准确移取一定量液体时,应使用左手拿洗耳球,右手中指、拇指捏住刻度吸管上端无刻度处,经润洗3次后,先吸取溶液至刻度以上,然后将刻度吸管上提至液面以上,管尖仍靠在储液瓶内壁上,保持管身垂直。用右手拇指和中指捻动管身,食指稍微松动以调节液体弯月面与刻度线相切,立即用食指压紧管口,将管尖上的液滴在器壁上靠一下去掉。放出液体时,应在液体流完后使管尖仍紧贴承接容器的内壁15s,再将刻度吸管取出。如果用的不是吹出式刻度吸管,就不该用洗耳球吹出残余的液体[1]。从整个操作过程来看,需要注意的地方还是比较多的,如果不加以强调,有超过90%的学生会使用右手来拿洗耳球、左手控制刻度吸管,还有大部分同学会使用洗耳球吹取溶液,其它各需要注意的细节也鲜有同学会正确操作。所以,以往强调较少时,学生“准确”移取的体积实际上是一个“不准确”的体积,而且,使用左手控制刻度吸管时也不够灵活,操作费时较多。为此,我们在给学生上课时,注重了对于规范化操作的讲解,不但让学生学会标准的操作,还让学生了解其科学依据,明白规范化操作的目的并不是为了好听、好看,而是按照规范化操作确实可以使操作更顺手、结果更准确。在此基础上,我们还加强了学生规范化操作的实际训练,并做到对每个学生的操作逐个纠正,结合每组学生之间的相互纠正,直到操作规范。规范化的操作同时还培养了学生思考问题的能力以及严谨的科学态度。
3增加设计性实验的比重,增强设计性实验的趣味性及实用性
设计性实验是指由教师拟定实验的题目,由学生根据所学的相关知识,通过互相讨论、查阅相关文献资料等,自行设计实验目的、原理、步骤,然后独立完成实验并进行实验数据的处理以及实验报告的书写的过程[2]。这也是在对学生进行了大量的基本技能的训练后,开设的一类介于基本教学实验与科学研究实验之间的实验。设计性实验可以使学生对科研的全过程有一个较为初步的了解。改革过程中,我们适度减少了一些相对简单的、偏向于重复的操作训练的实验项目,同时选取了若干个与分析化学基础知识及中药学专业密切相关、能大大激发学生实验兴趣的题目,由学生按照实验要求自行设计实验方案并独立完成整个实验。比如,我们备选的题目之一:“两种中药材醋制过程中醋酸含量的变化”这一题目,就很好的结合了分析化学与学生的专业知识,可以激发起许多同学的兴趣。由于前期教学过程中对学生的规范化操作要求较高,培养了学生良好的实验习惯及积极思考的习惯,因此,对于实验中可能出现的问题,学生通过查阅资料及互相交流后基本都能够自行解决。这也增强了学生的自信心,并使原本枯燥的实验过程变得相对生动活泼。
4改革考核机制
学生的实验课成绩是由平时成绩和期末实验笔试成绩两部分组成的。平时成绩包括实验预习情况(预习报告、随机提问等)、实验报告书写情况(包括实验数据处理、实验结果等)、考勤情况、实验操作情况(操作是否规范、实验失误情况等)、实验习惯等几个方面。期末实验笔试内容包括各实验项目的基本原理、实验条件的确定、指示剂的选择、滴定终点的确定方法、实验仪器的正确使用方法等。以往的考核中,我们一般采取的是将平时成绩和笔试成绩相加然后求平均值的方法来确定学生的最终成绩。这样处理的结果是有的同学实际动手能力很差,实验习惯也不好,但因为理论成绩很高却可以取得相对较好的成绩。近年来,我们对这种考核方法也进行了改进,首先是在笔试中加入设计性实验的相关内容,目的是使学生不但能够记忆实验讲义中涉及的知识点,还要多思考“为什么”。对于实验过程,不但要“知其然”,还要“知其所以然”,真正掌握分析化学实验的基础知识。同时,在确定笔试合格最低标准的基础上,我们还将实验操作是否规范,实验习惯是否良好在考核中所占的比重进行了较大的增加,从而引导学生加强基本功的训练,进而间接的培养学生的科研思维并提高实验动手能力。我们还尝试了实验操作的量化计分,如对于电子天平的使用,我们就将10分的分值分配在“水平调整”、“清零”、“减量法操作”、“用后复原(侧门是否关闭、洒落药品是否打扫、是否关机等)”等几个方面,对学生统一标准,统一要求,保证了成绩的公平性,提高了学生的严谨性。
5结语