時(shí)間:2023-02-28 15:59:15
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其次,從教學(xué)模式來(lái)看,當(dāng)前高職分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課仍然是教師講解示范、學(xué)生聽(tīng)講做筆記,然后根據(jù)教師的方法來(lái)依葫蘆畫瓢,再加上現(xiàn)有的論證性實(shí)驗(yàn),“照本宣科”、毫無(wú)新意,不利于充分挖掘?qū)W生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,導(dǎo)致學(xué)生難以激發(fā)對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的興趣。此外,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生所分析的樣品大多數(shù)為實(shí)驗(yàn)室提供的純品,很少是學(xué)生實(shí)際采集的,實(shí)驗(yàn)缺乏主動(dòng)性和積性,體會(huì)不到實(shí)驗(yàn)成功的興奮與滿足感,也體會(huì)不到分析實(shí)際樣品的重要性和嚴(yán)肅性。
再次,從實(shí)驗(yàn)器材看,近幾年來(lái)隨著高職學(xué)校的大幅擴(kuò)招,在校學(xué)生人數(shù)猛增,由于資金等條件的限制,實(shí)驗(yàn)儀器的購(gòu)進(jìn)量與學(xué)校學(xué)生增長(zhǎng)量不成比例,學(xué)校實(shí)驗(yàn)儀器過(guò)少,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需要。同時(shí),由于國(guó)家對(duì)高職學(xué)校經(jīng)費(fèi)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(yán)重不足。當(dāng)前職校實(shí)驗(yàn)室配備的多數(shù)為傳統(tǒng)的分析儀器,缺乏先進(jìn)的、與企業(yè)行業(yè)實(shí)際使用一致的分析儀器,這導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課有效性的途徑
1.優(yōu)化分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較繁瑣,實(shí)驗(yàn)效率不高,且在某些內(nèi)容上與無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有一定的重復(fù)。因此,相關(guān)人員可以對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,將定性分析實(shí)驗(yàn)納入無(wú)機(jī)化學(xué)元素化合物的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之中。高職學(xué)校主要是為國(guó)家培養(yǎng)應(yīng)用型人才,因此在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)改革,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上由淺入深循序漸進(jìn);從高職教育的實(shí)際目標(biāo)出發(fā),以實(shí)用為先、需求為準(zhǔn),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)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(kāi)展技能訓(xùn)練,從而切實(shí)提高學(xué)生的綜合職業(yè)技能。
2.加快化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)手段和教學(xué)質(zhì)量與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室裝備條件的是否先進(jìn)有直接關(guān)系。當(dāng)前,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)已經(jīng)成為衡量一所學(xué)校綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一,因此,學(xué)校應(yīng)該加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重視和投入。學(xué)校應(yīng)該集中力量加大對(duì)氣相色譜儀、液相色譜儀、原子吸收分光光度計(jì)、可見(jiàn)分光光度計(jì)、電子分析天平、精密酸度計(jì)等先進(jìn)的分析檢測(cè)儀器的購(gòu)進(jìn),加快建設(shè)分析實(shí)驗(yàn)室、分析天平室等化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,努力創(chuàng)建高水平、高質(zhì)量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)力與實(shí)驗(yàn)條件,為提高分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量創(chuàng)造積極平臺(tái)。
3.改進(jìn)教學(xué)手段和方法。
隨著我國(guó)教學(xué)改革的不斷深入,傳統(tǒng)的教學(xué)模式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前高職教育發(fā)展的需要,應(yīng)當(dāng)盡快進(jìn)行改革。首先,要重視對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)輔導(dǎo)。分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)課與理論課同樣重要,要加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)知識(shí)的學(xué)習(xí),對(duì)一些基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生不僅要以補(bǔ)課方式加強(qiáng)個(gè)別輔導(dǎo),還要加強(qiáng)檢查和督促,防止學(xué)生出現(xiàn)編造數(shù)據(jù)和抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告等情況。同時(shí),高職院校為國(guó)家培養(yǎng)應(yīng)用型人才的特點(diǎn)決定了高職分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課要更加注重學(xué)生的參與性,對(duì)學(xué)生的基本操作嚴(yán)格把關(guān)。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課基本操作多、要求嚴(yán)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng),教師要從最基本的儀器洗滌及保養(yǎng)等基本操作開(kāi)始,循序漸進(jìn),逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,保持?yán)謹(jǐn)、細(xì)致、求真務(wù)實(shí)的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。其次,要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。以往的分析實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生大多只是按照教師的規(guī)定程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn),缺乏主動(dòng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課題,由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。如讓學(xué)生檢測(cè)市場(chǎng)上銷售的鈣片中的鈣含量,學(xué)生即可查閱相關(guān)資料進(jìn)行鈣片溶解、試劑配制、滴定、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等一系列步驟,不僅能夠激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索欲望,還有助于提高其綜合能力。
4.完善實(shí)驗(yàn)考核制度。
實(shí)驗(yàn)課與理論課不同,其成績(jī)的計(jì)算應(yīng)該采取綜合評(píng)價(jià)的方式進(jìn)行,包括平時(shí)表現(xiàn)、筆試和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等多種考試形式,綜合考慮學(xué)生的各項(xiàng)能力,注重考察學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)于成績(jī)?cè)u(píng)定,平時(shí)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度可占30%、筆試成績(jī)可占20%,現(xiàn)場(chǎng)操作占50%。在現(xiàn)場(chǎng)操作考試中,要求學(xué)生能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成,力求操作準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)精密,并結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)的嚴(yán)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(shí)間內(nèi)完成,則必須進(jìn)行補(bǔ)考,保證考試的合理公正。
5.加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)。
當(dāng)前,高職分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)教師的素質(zhì)偏低,應(yīng)加大鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)教師的進(jìn)修和培訓(xùn)力度,提高他們的綜合素質(zhì)。同時(shí),還可以有計(jì)劃地聘請(qǐng)公司或企業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)的教師來(lái)指導(dǎo)本校的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)工作。此外,還可以聘請(qǐng)其他高校的教師來(lái)指導(dǎo)和從事本校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作,充分為本校教師不斷加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件,促進(jìn)學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體水平的提高。
1)目前多數(shù)學(xué)生是獨(dú)生子女,自我為中心的意識(shí)很強(qiáng),他們渴望成功卻又缺乏吃苦耐勞的精神,心里想學(xué)習(xí)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(gè)班級(jí)的合班課,學(xué)生人數(shù)較多,化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)層次不齊,任課教師在課堂上很難做到照顧每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,再加上學(xué)時(shí)數(shù)的壓縮,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果直接面臨一些困惑和難題:聽(tīng)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(wú)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(duì)化學(xué)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)較被動(dòng),創(chuàng)新的主動(dòng)性與積極性不強(qiáng)[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(yǔ)及一些專業(yè)課程同時(shí)開(kāi)課,相比而言,分析化學(xué)知識(shí)零碎,各類公式多,且抽象、難以理解,學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有枯燥無(wú)味之感,普遍反應(yīng)記不住,因而缺乏興趣,積極主動(dòng)性不高,甚至出現(xiàn)畏懼心理;同時(shí)“重專業(yè)知識(shí),輕基礎(chǔ)知識(shí)”的現(xiàn)象也普遍存在.因此如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課的興趣與主動(dòng)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(gè)新課題.
1.2繁雜的課程內(nèi)容
“分析化學(xué)”學(xué)科在整個(gè)學(xué)習(xí)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(hào)機(jī)制不同還可進(jìn)一步細(xì)分.不同的分析方法具有不同的原理、條件、儀器、特點(diǎn)和適用范圍等,既相互聯(lián)系又各自成體系,涉及的知識(shí)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(yíng)造一種活躍思維、主動(dòng)學(xué)習(xí)、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(dān)這門課程的教師值得思考和探討的問(wèn)題.
1.3機(jī)械的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面,簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多,綜合設(shè)計(jì)的研究性實(shí)驗(yàn)較少[4],實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能及時(shí)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(shí)驗(yàn)都是在教師的“精心安排”下進(jìn)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(shí)驗(yàn),獨(dú)立思考的機(jī)會(huì)不多,嚴(yán)重缺乏在方案設(shè)計(jì)、樣品前處理及數(shù)據(jù)處理等方面的創(chuàng)造性鍛煉.在實(shí)驗(yàn)授課方面,多數(shù)實(shí)驗(yàn)課程仍采用傳統(tǒng)的“教師先講解原理———學(xué)生接受,然后動(dòng)手實(shí)驗(yàn)”的模式.教師“傾囊相授”,希望將所有的知識(shí)點(diǎn)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(wú)動(dòng)于衷,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解與設(shè)計(jì)基本依賴于教師的講解,缺乏對(duì)未知知識(shí)的探求精神以及獨(dú)立進(jìn)行實(shí)踐操作的能力.在實(shí)驗(yàn)操作方面,對(duì)于移液、稱量等基本操作,雖然教師已詳細(xì)講解并演示,學(xué)生操作仍不規(guī)范,如在減量法稱量時(shí)直接用手接觸稱量瓶,未用紙條和紙片;滴定時(shí)不注意觀察標(biāo)準(zhǔn)溶液滴落點(diǎn)周圍的顏色變化,卻不時(shí)地抬頭觀察滴定管的讀數(shù);未進(jìn)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(gè)學(xué)生都能掌握所有實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),再加上操作步驟較多,一些學(xué)生怕操作不當(dāng)?shù)貌坏嚼硐氲臄?shù)據(jù),只簡(jiǎn)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(wú)所獲.綜上所述,不難看出,目前“分析化學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)比較機(jī)械.所以,如何建立新型的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(xí)空間,使學(xué)生在知識(shí)和能力上獲得雙豐收,是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn).
1.4單一的評(píng)價(jià)方式
多年來(lái),“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(jī)?yōu)槠谀┛荚嚨木砻娉煽?jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和平時(shí)成績(jī)加權(quán)后的總評(píng)成績(jī).成績(jī)高的學(xué)生可能是“臨時(shí)抱佛腳”即考前幾天突擊復(fù)習(xí)的結(jié)果.這種考核方式雖然能較好地考察學(xué)生對(duì)“分析化學(xué)”課程基礎(chǔ)知識(shí)的儲(chǔ)備情況,卻不能很好地反映出他們綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.因此,要使學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力得到真正的提高,必須要建立一套科學(xué)的評(píng)價(jià)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(guó)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(gè)主動(dòng)建設(shè)的過(guò)程.因此,在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)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(dòng)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(shí)地把一些化學(xué)史、應(yīng)用實(shí)例或社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題引入課堂,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論源于實(shí)踐,又能指導(dǎo)實(shí)踐.對(duì)于食品類專業(yè)的學(xué)生,在講解色譜分析法時(shí),可介紹2008年我國(guó)發(fā)生的非法添加三聚氰胺的毒奶粉事件,進(jìn)而向?qū)W生提出可用高效液相色譜法測(cè)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(huì)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(yùn)會(huì)期間興奮劑的檢測(cè);針對(duì)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(shí),如果只是泛泛地說(shuō)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(shí)并沒(méi)有深刻的體會(huì),這時(shí)可列舉在生物大分子研究領(lǐng)域做出重大貢獻(xiàn)而獲得2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的三位分析化學(xué)家約翰•芬恩、田中耕一和庫(kù)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(huì)使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)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(kāi)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(jìn)而參與到分析化學(xué)的科研工作中來(lái).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(dòng)性,把教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”統(tǒng)一起來(lái),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(wú)所適從的局面,以達(dá)到在教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人,“快樂(lè)學(xué)習(xí)”、“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”,最終達(dá)到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo).例如,在教學(xué)實(shí)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(cè)定、重要藥物溶菌酶的測(cè)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(diǎn).這樣,學(xué)生先是對(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的含量是多少?經(jīng)常飲用超標(biāo)水,會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厝?、畜產(chǎn)生怎樣的不良后果?在此基礎(chǔ)上,深刻認(rèn)識(shí)到準(zhǔn)確測(cè)定的重要性.通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料,了解到As的測(cè)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(jiàn)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(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器資源,確定選用紫外-可見(jiàn)分光光度法.在此過(guò)程中,學(xué)生可將課堂中學(xué)到的分析方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)及各種分析方法的原理用于解決實(shí)際問(wèn)題,逐步形成為達(dá)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(shí)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(diǎn)突出專業(yè)性和實(shí)用性:
1)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化和精簡(jiǎn),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(jì)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(xí).
2)對(duì)于相似的知識(shí)點(diǎn),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(diǎn)誤差和應(yīng)用等),然后通過(guò)對(duì)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(jiàn)分光光度法時(shí),可以給學(xué)生列舉蛋白質(zhì)含量測(cè)定的光度方法,如考馬斯亮藍(lán)染色法、雙縮脲法(Biuret法),并將這些方法和之前學(xué)習(xí)的凱式定氮法相比較,使學(xué)生了解各種方法的優(yōu)缺點(diǎn).通過(guò)這樣前后知識(shí)的貫通融合,達(dá)到了以點(diǎn)帶面、以小見(jiàn)大、觸類旁通的作用,不但大大節(jié)約了課時(shí),也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.
3)對(duì)于儀器分析內(nèi)容,應(yīng)把握教學(xué)重點(diǎn),理清知識(shí)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(shí)際上就是響應(yīng)信號(hào)與被測(cè)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(jìn)行定性分析,峰高或峰面積可進(jìn)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(cè)物的結(jié)構(gòu)信息,而峰面積或峰高則可以反映被測(cè)物的含量或濃度信息.這種講授方法會(huì)使學(xué)生對(duì)儀器分析知識(shí)有一整體性的認(rèn)識(shí),在此基礎(chǔ)上再對(duì)不同方法進(jìn)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(xí)知識(shí)的方法,最終達(dá)到雙贏的目的.
4)將學(xué)科的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)引入課堂教學(xué).徐光憲院士指出,應(yīng)把21世紀(jì)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(duì)該課程的極大興趣.因此在實(shí)際教學(xué)中,應(yīng)結(jié)合課程進(jìn)度,適度地把學(xué)科最前沿的知識(shí)和最新的研究動(dòng)態(tài)介紹給學(xué)生,注重知識(shí)面的補(bǔ)充和延伸.例如,在講解分光光度法時(shí),可引進(jìn)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(diǎn)、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(jiàn)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(zhǎng))的位置可進(jìn)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(jìn)行定量分析,確定碳材料的濃度或含量.同時(shí)可利用透射電鏡、原子力顯微鏡等進(jìn)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(xì)胞內(nèi)的成像情況,為將其進(jìn)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(duì)于現(xiàn)代分析化學(xué)中單細(xì)胞實(shí)時(shí)分析、單分子檢測(cè)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(guò)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(dòng)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(qiáng)化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
“分析化學(xué)”是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)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(yàn)證和鞏固理論知識(shí),而且能培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問(wèn)題的能力,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.因此,如何使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率最大化,用“心”體會(huì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,一直是“分析化學(xué)”教育工作者長(zhǎng)期以來(lái)不斷追求的目標(biāo).最近幾年,有關(guān)實(shí)驗(yàn)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(hào)召,針對(duì)“分析化學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革.
1)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上,保留具有代表性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)的練習(xí),使學(xué)生規(guī)范地掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的分析方法和操作要領(lǐng).除此之外,增加一些與實(shí)際生活有緊密聯(lián)系的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),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(cè)定、日用衛(wèi)生紙中熒光增白劑的檢測(cè),并讓學(xué)生自行提供樣品.這些實(shí)驗(yàn)很好地鍛煉了學(xué)生在文獻(xiàn)檢索、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、樣品前處理、儀器操作及用計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)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(tīng)”的單一模式.對(duì)于分析天平、滴定管等常規(guī)儀器,在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,教師對(duì)每一項(xiàng)基本操作技能(包括操作規(guī)范、操作要點(diǎn)和技巧、注意事項(xiàng)及影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素等)邊講邊示范,讓學(xué)生先在感官上對(duì)基本操作技能有初步的印象,然后再通過(guò)大量的獨(dú)立操作練習(xí)得以強(qiáng)化;對(duì)于一些涉及到精密貴重儀器的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,可采用“虛擬實(shí)驗(yàn)”的方式,通過(guò)圖片、視頻等多媒體仿真動(dòng)畫教學(xué),將儀器工作原理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程通過(guò)三維虛擬動(dòng)畫的模式直觀展現(xiàn)出來(lái),教師要適時(shí)地對(duì)操作中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行講解與引導(dǎo),盡可能提示操作可能出錯(cuò)的地方以及出錯(cuò)所導(dǎo)致的不良結(jié)果,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),減少實(shí)驗(yàn)中由于操作不當(dāng)?shù)仍斐傻牟槐匾膿p失和浪費(fèi).
2.4科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)
要培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的多元化創(chuàng)新人才,必須要有科學(xué)的評(píng)價(jià)方式.基于此,要改變以“考試分?jǐn)?shù)論英雄”的做法,強(qiáng)化對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)能力的評(píng)價(jià),構(gòu)建多元評(píng)價(jià)體系.筆者在授課過(guò)程中均采用結(jié)構(gòu)評(píng)分來(lái)組成課程的總成績(jī),即總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)(10%)+實(shí)驗(yàn)成績(jī)(30%)+期末考試成績(jī)(60%)綜合考察學(xué)生學(xué)習(xí)情況,其中平時(shí)成績(jī)改變以往所用的點(diǎn)名或簽到次數(shù)計(jì)算的方式,而是通過(guò)對(duì)學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、隨堂練習(xí)、課堂討論及課后復(fù)習(xí)的總體表現(xiàn)來(lái)確定;實(shí)驗(yàn)成績(jī)采用綜合評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),包括預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、紀(jì)律清潔四部分,學(xué)生編造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果的不良風(fēng)氣得以糾正.實(shí)踐證明,這種成績(jī)?cè)u(píng)定方式有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情,真實(shí)地反映了學(xué)生對(duì)“分析化學(xué)”課程“三基”知識(shí)的掌握情況,最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的.
2分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)多元考核模式的建立
針對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題,我們提出在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用和實(shí)施多元實(shí)驗(yàn)考核模式。主要考核學(xué)生動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,平時(shí)考核、期末操作技能考核和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)考核相結(jié)合,突出學(xué)生動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,統(tǒng)籌考核實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,集中反映學(xué)生掌握知識(shí)的全面性和綜合能力。
2.1平時(shí)成績(jī)考核為進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理,在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們采取多環(huán)節(jié)監(jiān)控,包括檢查預(yù)習(xí)報(bào)告、課堂提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程全程監(jiān)督(實(shí)驗(yàn)態(tài)度、紀(jì)律和衛(wèi)生等)及分析數(shù)據(jù)審核等。
2.1.1檢查預(yù)習(xí)報(bào)告
我們對(duì)參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生都明確要求實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行預(yù)習(xí),并寫出預(yù)習(xí)報(bào)告,預(yù)習(xí)報(bào)告必須完整闡述實(shí)驗(yàn)原理,詳細(xì)陳述實(shí)驗(yàn)步驟,準(zhǔn)確表達(dá)相關(guān)圖表,通過(guò)預(yù)習(xí)使學(xué)生能明確了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?,熟悉?shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn),提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。對(duì)不寫預(yù)習(xí)報(bào)告或敷衍了事的學(xué)生,取消其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的資格。
2.1.2課堂提問(wèn)
課堂提問(wèn)一般在講解后進(jìn)行,內(nèi)容涉及實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)和有關(guān)知識(shí)的拓展等。依據(jù)學(xué)生回答問(wèn)題是否積極主動(dòng)、正確與否等情況評(píng)分,計(jì)入平時(shí)成績(jī)。
2.1.3實(shí)驗(yàn)過(guò)程全程監(jiān)督
學(xué)生開(kāi)始實(shí)驗(yàn)后,由指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)員組成監(jiān)督小組。對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行全程監(jiān)督。包括實(shí)驗(yàn)考勤、課堂紀(jì)律、動(dòng)手能力、操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)質(zhì)量、清潔衛(wèi)生等方面進(jìn)行評(píng)分。對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能及分析解決問(wèn)題的能力進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。
2.1.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)審核
化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中堅(jiān)持實(shí)事求是,如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而不能隨意臆造或修改,仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;掌握實(shí)驗(yàn)方法,控制好相應(yīng)測(cè)定實(shí)驗(yàn)條件,確定存疑數(shù)據(jù)。因此我們要求實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)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(jìn)行評(píng)分,對(duì)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,誤差較大的學(xué)生教師不予通過(guò),要求學(xué)生須重做直至數(shù)據(jù)符合要求。通過(guò)對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(xí)積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力,進(jìn)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(shí)驗(yàn)操作技能考核采取隨機(jī)抽題并現(xiàn)場(chǎng)操作的方式,要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成操作考試,并當(dāng)場(chǎng)提交結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告,由指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)員依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況現(xiàn)場(chǎng)評(píng)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(jìn)行考察。這種綜合考核的形式能全面客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)際操作能力、動(dòng)手能力和基本實(shí)驗(yàn)技能,極大地增強(qiáng)了學(xué)習(xí)積極性和對(duì)實(shí)驗(yàn)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(jì)型實(shí)驗(yàn)考核
設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)考核是學(xué)生已經(jīng)接受了一個(gè)學(xué)期的基本實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練后,掌握了實(shí)驗(yàn)基本操作及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)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(jìn)行命題。在考核前兩周,由學(xué)生抽簽確定設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)考核題。學(xué)生根據(jù)命題與指導(dǎo)教師進(jìn)行溝通和探討后,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),獨(dú)立思考,自行設(shè)計(jì),寫出實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案包括實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)條件等。實(shí)驗(yàn)所需材料由實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)時(shí),教師對(duì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)操作技能、解決問(wèn)題的能力、實(shí)驗(yàn)方案的可行性、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果處理,以及分析結(jié)果的正確表達(dá)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫等方面進(jìn)行綜合考評(píng)。以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,進(jìn)而提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,強(qiáng)化學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料能力和科研協(xié)作能力,為畢業(yè)論文打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績(jī)?cè)u(píng)定方法及標(biāo)準(zhǔn)
新的考核模式中,分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)按“平時(shí)成績(jī)(40%)+期末考核成績(jī)(60%)”綜合評(píng)定,期末考核成績(jī)由期末操作技能考核成績(jī)(30%)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)(30%)兩塊組成。在新的實(shí)驗(yàn)考核模式中體現(xiàn)了考評(píng)體系更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng),基本動(dòng)手能力、基本技能所占比例為60%。通過(guò)對(duì)各環(huán)節(jié)制定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)定,使分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)分體系實(shí)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(dòng)畫、多媒體等。鼓勵(lì)學(xué)生充分利用Google、Baidu等搜索引擎查找學(xué)習(xí)資料,及時(shí)解決學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的疑難問(wèn)題;充分利用多媒體課件圖文并茂的特點(diǎn),將教材中枯燥的理論、抽象的問(wèn)題轉(zhuǎn)換為生動(dòng)形象的圖形、文字、動(dòng)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(lái)更形象、更直觀,既可增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),又能幫助學(xué)生理解那些抽象的問(wèn)題,提高課堂效率。充分地、合理的利用這些資源既可彌補(bǔ)傳統(tǒng)的教材、掛圖及實(shí)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(xí)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(shí),通過(guò)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(guò)程的產(chǎn)生,再結(jié)合教師的適當(dāng)?shù)闹v解,必然加深學(xué)生對(duì)該法分離機(jī)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(guò)程中采用用動(dòng)畫、視頻等多媒體手段,有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解記憶,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,但傳統(tǒng)的板書仍然有著現(xiàn)代教學(xué)媒體無(wú)法完全替代的優(yōu)勢(shì)。例如在計(jì)算公式的推導(dǎo)過(guò)程中,學(xué)生可跟著教師的書寫記筆記,板書的過(guò)程也為學(xué)生提供了充分的思考時(shí)間。因此,在實(shí)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(yùn)用案例教學(xué)法、以問(wèn)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(kāi)展教學(xué)活動(dòng),調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,不僅要向?qū)W生傳授知識(shí),更要培養(yǎng)學(xué)生掌握運(yùn)用分析化學(xué)知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
(一)堿基對(duì)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(diǎn),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(dòng),且氧化的峰電流會(huì)隨著濃度增加而出現(xiàn)線性增長(zhǎng)。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(niǎo)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(guò)程分析以ADE和GUA為研究對(duì)象,分別分析研究了其在不同電極的反應(yīng)(見(jiàn)圖2)。在圖中可以發(fā)現(xiàn),只有嘌呤堿基對(duì)的氧化電流峰,而沒(méi)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(guò)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??;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(tuán)給電極提供了更多的反應(yīng)點(diǎn),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(duì)金屬離子的吸附作用以及核糖核酸上特點(diǎn)結(jié)合點(diǎn)與金屬離子發(fā)生配位作用。本文僅對(duì)DNA嘧啶堿基與汞、銀離子的相互作用進(jìn)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(shí)就已經(jīng)被Katz發(fā)現(xiàn),但其觀點(diǎn)是汞離子與DNA鏈中的磷酸骨架發(fā)生了互相作用,到后來(lái)Thomas用紫外光譜證實(shí)汞離子是與DNA中的堿基發(fā)生作用。在這個(gè)發(fā)現(xiàn)之后,Katz于1963年又提出了T-Hg-T的假設(shè),這個(gè)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(lái),日本人Ono等人通過(guò)溶解曲線、質(zhì)譜以及核磁共振等手段進(jìn)一步證實(shí)了T-Hg-T的假設(shè)[2]。由于有毒性是汞離子的具備的特點(diǎn),利用DNA能夠與汞離子結(jié)合發(fā)生反應(yīng)的特性,可以來(lái)進(jìn)行環(huán)境汞離子含量的檢測(cè)。
(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(kāi)始研究,他們通過(guò)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(cuò)配)發(fā)生特異性結(jié)合的現(xiàn)象,證實(shí)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(guò)變溫紫外的研究手段證實(shí)了銀離子具有能夠使錯(cuò)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(jì)成分子信標(biāo),應(yīng)用在醫(yī)學(xué)診斷、生物工程研究等各個(gè)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(jì)算機(jī)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(shí)際應(yīng)用,與無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)中的溶液理論緊密聯(lián)系起來(lái),牢固樹(shù)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(huì)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(hào)間的關(guān)系;有機(jī)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(dòng)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(dòng)態(tài)反映其過(guò)程,展現(xiàn)在學(xué)生面前的是生動(dòng),簡(jiǎn)易易懂的畫面,能夠啟發(fā)學(xué)生的思考和解決問(wèn)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(shí),傳統(tǒng)的方法讓學(xué)生感覺(jué)到知識(shí)面和涉及面廣,內(nèi)容多,很難抓住側(cè)重點(diǎn),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(dòng)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(shí)間給教師跟學(xué)生互動(dòng),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(xí)積極性,教師在有限的時(shí)間里給學(xué)生講授更多的知識(shí)。
1.2多媒體教學(xué)信息量大、節(jié)約時(shí)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(shí)更多、更快地傳授給學(xué)生,還節(jié)約了時(shí)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(jìn)行教學(xué),授課老師可以在相同的教學(xué)時(shí)間內(nèi)向?qū)W生講授更多的內(nèi)容。采用多媒體,可以簡(jiǎn)化教學(xué)程序,加快教學(xué)節(jié)奏,擴(kuò)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(jì)量關(guān)系確定被測(cè)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(wú)機(jī)化學(xué)課程,需要全面復(fù)習(xí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量
分析化學(xué)是一門實(shí)踐性的科學(xué),以解決實(shí)際問(wèn)題為目的,因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是分析化學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。如果在實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)溶液的配制等基本操作,對(duì)于學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)有很大的幫助。在滴定分析實(shí)驗(yàn)中,大多數(shù)學(xué)生對(duì)終點(diǎn)時(shí)指示劑顏色的變化很難把握好,容易造成終點(diǎn)提前或滯后,給體積的測(cè)量帶來(lái)誤差。對(duì)此,課件在實(shí)驗(yàn)演示中,用動(dòng)畫的形式把每一實(shí)驗(yàn)步驟以及常見(jiàn)指示劑在終點(diǎn)時(shí)顏色變化形象地表現(xiàn)出來(lái),使學(xué)生提前獲得感性認(rèn)識(shí),避免由于操作不當(dāng)產(chǎn)生誤差。這種多媒體教學(xué),既直觀、生動(dòng),又能克服時(shí)間和空間的限制,達(dá)到傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式難以實(shí)現(xiàn)的效果,從而可提高實(shí)驗(yàn)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(wèn)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(shí)不認(rèn)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(yán)謹(jǐn),重點(diǎn)不突出,文字大小不規(guī)范,顏色不清楚,過(guò)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(yán)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(shí),應(yīng)將圖片、動(dòng)畫等直觀性較強(qiáng)的內(nèi)容作為課件的重點(diǎn),因?yàn)榇瞬糠謨?nèi)容量大課時(shí)少,同時(shí)空心陰極燈的工作原理用文字表達(dá)學(xué)生很難理解,而用動(dòng)畫就可以達(dá)到很好的教學(xué)效果。
2.2教師講課速度過(guò)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?yàn)榭旌苋菀讓?dǎo)致學(xué)生的逆反心理,信息量大,很多時(shí)候?qū)W生沒(méi)有時(shí)間完全讀懂、分析、整合、儲(chǔ)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(shí)很難調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),啟發(fā)學(xué)生積極思維。分析化學(xué)是以無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等課程為基礎(chǔ),運(yùn)用無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí),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(shí)屏幕上的文字、公式的推導(dǎo)過(guò)程一晃而過(guò),學(xué)生往往感覺(jué)既沒(méi)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(guò)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(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高了教學(xué)密度,增加了單位時(shí)間內(nèi)學(xué)生獲得知識(shí)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(yàn)豐富的教師即使采用傳統(tǒng)教學(xué),能抓住重點(diǎn),用生動(dòng)語(yǔ)言牽動(dòng)學(xué)生心理,學(xué)生喜歡跟著他的思路認(rèn)真聽(tīng)講,從而收到很好的課堂效果,但有一些教師過(guò)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(dá)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(guò)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(dòng),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(lái),沒(méi)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(duì)策
3.1多媒體課件制作質(zhì)量不高問(wèn)題
一是任課教師保持教書育人的優(yōu)良傳統(tǒng),認(rèn)真負(fù)責(zé),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(yùn)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(jiǎn)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(gòu)一些符合教學(xué)情況的有些課件,經(jīng)常組織教師學(xué)習(xí)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(jì)算機(jī)制作幻燈片進(jìn)行交互演示電子展示軟件,是集文字、圖像、動(dòng)畫以及音效、音樂(lè)、攝像于一體的多媒體制作平臺(tái)。利用PowerPoint制作分析化學(xué)課件無(wú)疑是對(duì)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(jī)的合成出精彩生動(dòng)的課件,既突出中有突出趣味性,所以嚴(yán)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(qiáng)對(duì)多媒體教學(xué)的監(jiān)督管理
為了進(jìn)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(píng)價(jià)系統(tǒng),完善多媒體教學(xué)軟件立項(xiàng)制度、評(píng)獎(jiǎng)制度。督導(dǎo)組還應(yīng)經(jīng)常采取聽(tīng)課、在學(xué)生中作調(diào)查、和任課教師交流研討等方式來(lái)了解多媒體教學(xué)的效果,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)調(diào)整和解決。每學(xué)年以學(xué)?;?qū)W院為單位組織教學(xué)課件比賽并鼓勵(lì)教師積極參加全國(guó)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(guò)實(shí)驗(yàn)這個(gè)環(huán)節(jié),可以提高其動(dòng)手能力、獨(dú)立思考的能力、解決問(wèn)題的能力以及實(shí)踐能力等,為將來(lái)從事科研項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。然而,高校中的大多數(shù)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力普遍較差,達(dá)不到探究性教學(xué)這一要求,主要因?yàn)閷W(xué)生們的實(shí)驗(yàn)操作能力較差,不能根據(jù)課堂所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)際操作,遇到問(wèn)題就束手無(wú)策,獨(dú)立思考的能力較差。
1.2課程內(nèi)容單一
如今的高校有機(jī)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(xí)相似的內(nèi)容,同一高校的學(xué)生更是學(xué)習(xí)同樣的教學(xué)書籍內(nèi)容。所以,有機(jī)化學(xué)這門課程缺乏創(chuàng)新,選擇性較差,綜合能力差,知識(shí)的相互關(guān)聯(lián)性有待加強(qiáng),不能形成一個(gè)完善的有機(jī)化學(xué)課程群。因此,有些學(xué)生無(wú)法系統(tǒng)地掌握有機(jī)化學(xué)的理論知識(shí),實(shí)踐能力較差,從而無(wú)法解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題。
2.完善高校有有機(jī)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(jī)化學(xué)教學(xué)中主要實(shí)施探究性的啟發(fā)式教學(xué)。即教學(xué)者在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行誘導(dǎo)式教育,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力和積極性。教師不能對(duì)學(xué)生進(jìn)行大量灌輸抽象的理論知識(shí)以及強(qiáng)迫學(xué)生背誦記憶,這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生厭惡有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí),并且在實(shí)際操作中無(wú)法解決遇到的問(wèn)題,不能正確、有效的學(xué)習(xí)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(kāi)發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,而且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)學(xué)生的思考能力,為以后更深層的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的而基礎(chǔ)。另一方面,還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。這就要求教學(xué)者要針對(duì)學(xué)生的具體實(shí)際情況,即學(xué)生掌握基本知識(shí)的水平、接受知識(shí)的能力、興趣愛(ài)好等,進(jìn)行適當(dāng)?shù)貙I(yè)知識(shí)傳授和實(shí)驗(yàn)指點(diǎn),不僅是單純領(lǐng)略到該專業(yè)知識(shí),更重要的是提高學(xué)習(xí)的能力,走出誤區(qū),突破盲點(diǎn),不僅提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力和興趣、加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解能力和掌握能力,也提高了學(xué)生的獨(dú)立思考能力和學(xué)習(xí)能力。
2.2注重科學(xué)素養(yǎng)教育
首先,在高校有機(jī)化學(xué)教學(xué)體系中應(yīng)重視對(duì)新知識(shí)的更新、補(bǔ)充。更新是高校當(dāng)今進(jìn)行教學(xué)改革中十分重要、緊迫的一項(xiàng)任務(wù),更新教學(xué)內(nèi)容,使教學(xué)知識(shí)現(xiàn)代化,不僅要求教育思想方面的更新、改革,還要求對(duì)專業(yè)技術(shù)方面問(wèn)題的研究和解決。高校中有機(jī)化學(xué)教學(xué)模式中一些內(nèi)容的理論性比較強(qiáng)或是知識(shí)比較陳舊,內(nèi)容比較抽象,不好理解。所以,應(yīng)適當(dāng)將近年相關(guān)專業(yè)知識(shí)的一些成就、創(chuàng)新引入有機(jī)化學(xué)教育課堂上,不僅充實(shí)了學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)和對(duì)有機(jī)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(duì)有機(jī)化學(xué)的理解深度,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次,教學(xué)者應(yīng)結(jié)合實(shí)際生活中的案例進(jìn)行課堂教學(xué),豐富課堂活動(dòng)。有機(jī)化學(xué)知識(shí)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(jī)化學(xué),如各種食品健康問(wèn)題,都是進(jìn)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(shí)際生活中的各種實(shí)例來(lái)闡述相應(yīng)的原理知識(shí),強(qiáng)調(diào)有機(jī)化學(xué)專業(yè)學(xué)科的重要性,開(kāi)拓學(xué)生的視野。并且相應(yīng)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生思考和解決問(wèn)題的能力,進(jìn)行實(shí)踐從而處理遇到的問(wèn)題,進(jìn)行科學(xué)探究和知識(shí)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(guó)科學(xué)院植物研究所袁昌齊研究員鑒定,憑證標(biāo)本現(xiàn)存放于江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所標(biāo)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(wú)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(shù)脂柱,水-乙醇梯度洗脫,分為6個(gè)部分。其中50%洗脫部分分別進(jìn)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(shí),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(gè)化合物。
3結(jié)構(gòu)鑒定
3.1化合物1
白色無(wú)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(lán)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(jiàn)表1。綜合各譜數(shù)據(jù)及與文獻(xiàn)[1]對(duì)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(wú)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(lán)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(jiàn)表2。綜合以上各譜數(shù)據(jù)及與已知文獻(xiàn)[2]對(duì)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(wú)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(lán)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(jiàn)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(wú)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(lán)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(xiàn)[4]對(duì)照鑒定化合物為isoscopolin。
3.5化合物5
白色無(wú)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(xiàn)[5]對(duì)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(guò)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(diǎn)有文獻(xiàn)[1]報(bào)道為238~234℃,有文獻(xiàn)[2]報(bào)道為192~197℃,而本次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的熔點(diǎn)為170~172℃,具體原因有待進(jìn)一步確定。
前人從忍冬科植物L(fēng)oniceragracilipes[3]中分得化合物2,但是只報(bào)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(guò)對(duì)其進(jìn)行HSQC,HMBC等二維譜的研究,糾正了前人的錯(cuò)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(méi)有報(bào)道核磁數(shù)據(jù),以后未見(jiàn)此化合物的報(bào)道。本文完善了該化合物的核磁數(shù)據(jù),并且用二維譜進(jìn)行了全歸屬,豐富了該化合物的波譜數(shù)據(jù),并首次報(bào)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(jiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
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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(guó)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(fēng)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(fēng)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(duì)川芎進(jìn)行了化學(xué)成分研究,從中分離得到了6個(gè)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(diǎn)測(cè)定儀(溫度未校正);BrukerAvance600型核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo)),測(cè)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(gòu)自成都市五塊石藥材市場(chǎng),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(wú)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(jìn)行梯度洗脫,TLC檢查合并相似流份,各組分進(jìn)行反復(fù)硅膠柱層析分離,先后得到6個(gè)化合物。
3結(jié)構(gòu)鑒定
化合物Ⅰ:無(wú)色針狀結(jié)晶,mp143~145℃,F(xiàn)eCl3反應(yīng)呈陽(yáng)性,顯示其具有酚羥基。溴甲酚綠反應(yīng)呈陽(yáng)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(xiàn)[2],可確定該化合物Ⅰ為芥子酸(sinapicacid)。
化合物Ⅱ:無(wú)色針狀結(jié)晶,mp137~139℃,LibermannBerchard反應(yīng)呈陽(yáng)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(xiàn)β谷甾醇標(biāo)準(zhǔn)圖譜[3]一致,且與對(duì)照品β-谷甾醇的薄層具有相同的Rf值,與β谷甾醇對(duì)照品混合測(cè)熔點(diǎn)不下降,故鑒定化合物Ⅱ?yàn)棣陋补如薮迹é陋瞫istosterol)。
化合物Ⅲ:無(wú)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(xiàn)報(bào)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(yáng)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(duì)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(wú)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(xiàn)報(bào)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(wú)色片狀結(jié)晶,mp191193℃,1HNMR(CDCl3),13CNMR(CDCl3),二維譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)孕烯醇酮標(biāo)準(zhǔn)圖譜[5]一致,且與對(duì)照品孕烯醇酮的薄層具有相同的Rf值,與對(duì)照品孕烯醇酮混合測(cè)熔點(diǎn)不下降,故確定化合物Ⅵ為孕烯醇酮(pregnenolone)。
【參考文獻(xiàn)】
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如果說(shuō)一堂生動(dòng)活潑的課對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一種愉快的享受,那么一堂呆板枯燥的課對(duì)學(xué)生而言則無(wú)疑是一種痛苦的精神折磨,學(xué)生只有在下課后才會(huì)感到如釋負(fù)重,假如真是這樣,即使資料再少,作業(yè)再少,“負(fù)”也未必能減下來(lái)。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(duì)中學(xué)數(shù)學(xué)教師來(lái)說(shuō),可以從以下幾個(gè)方面入手:
一創(chuàng)設(shè)愉快情景,使學(xué)生樂(lè)于學(xué)習(xí)
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\(chéng)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(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生不注意聽(tīng)課,做小動(dòng)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(duì)學(xué)生要傾注慈母般的愛(ài),使他們振奮精神,愉快學(xué)習(xí)。
2當(dāng)學(xué)生上課走神時(shí)不要批評(píng),只用暗示,提醒或通過(guò)扼要提問(wèn)使其注意力集中。
3遇到學(xué)生對(duì)答不上來(lái)或答錯(cuò)時(shí),不要訓(xùn)斥、冷淡,應(yīng)耐心啟發(fā),誘導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生答對(duì)為止,幫助他們消除心理負(fù)擔(dān),進(jìn)而解決學(xué)習(xí)中的困難。
4教師要堅(jiān)持面向全體學(xué)生,創(chuàng)設(shè)成功的機(jī)會(huì),促使學(xué)生知難而上,積極進(jìn)取,在克服困難中體會(huì)成功的喜悅,增強(qiáng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
二大膽猜測(cè),小心求證,激發(fā)學(xué)生探求知識(shí)的欲望。
數(shù)學(xué)家波利亞認(rèn)為:教師不但要教學(xué)生嚴(yán)格演繹思維證明問(wèn)題,而且要教學(xué)生學(xué)會(huì)猜測(cè)問(wèn)題。他說(shuō):“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(shí),教師先不進(jìn)行直接教學(xué),而是出幾個(gè)除法算式“—10÷5=-10÷(-5)=10÷(-5)=
0÷(5-)=”
,讓同學(xué)們猜一猜,這幾個(gè)算式的結(jié)果各是多少,這樣,大家的興趣來(lái)了,課堂氣氛十分熱烈。對(duì)于種種答案,教師沒(méi)有直接肯定或否定,而是因勢(shì)利導(dǎo),引入新課。大家你一言,我一語(yǔ),各抒己見(jiàn),集思廣益,互相補(bǔ)充,最后學(xué)生出:“兩數(shù)相除,同號(hào)得正,異號(hào)得負(fù),并把絕對(duì)值相除。0除以任何不為0的數(shù)都得0”
.
三充分運(yùn)用學(xué)習(xí)正遷移,達(dá)到“輕負(fù)擔(dān),高效率”的目的
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注重強(qiáng)化新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn),形成遷移動(dòng)勢(shì),使學(xué)生在學(xué)習(xí)新知時(shí),思維處于積極主動(dòng)、定向有序的興奮狀態(tài)之中。如在教學(xué)“絕對(duì)值”時(shí),先復(fù)習(xí)“相反數(shù)”的幾何意義,再教學(xué)“絕對(duì)值”的概念。|讓學(xué)生想一想,怎樣才能迅速地求出一個(gè)數(shù)的絕對(duì)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(dòng)探索的心理狀態(tài)中,學(xué)生的能力得到。
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