无机化学要点范文
时间:2024-01-03 18:10:53
导语:如何才能写好一篇无机化学要点,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
[关键词] 天然药物化学;教学;体会
[中图分类号]G424.1 [文献标识码]B [文章编号]1673-7210(2008)05(c)-120-02
天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科,是高等医药院校药学专业的必修课,也是国家执业药师中药药师资格考试的一门主要课程。随着中药现代化和国际化的发展,天然药物化学越来越显示出了其重要的作用。如何让学生学好这门课程,是值得认真思考和研讨的问题。笔者就这几年对天然药物化学的教学,谈谈自己的感受与体会。
1 激发学生的学习兴趣
天然药物化学涉及的内容多,知识面广、深,学生学起来有一定的难度,容易产生抵触情绪,这就要求教师在讲解基本理论知识的同时,应该注意讲授技巧,最大限度地激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。我们可以通过有趣的故事、具体的事例、生动的实验、科学的数据使学生首先对问题产生浓厚的兴趣,使本来并不有趣的天然药物化学课也变得具有吸引力。例如,当我们讲到天然药物化学研究的内容时,笔者讲了这样一个故事:湖南湘西有位70岁的老翁,得了一种怪病,病中全身骨骼酸痛,病好后,老人居然能挑100多斤重的担子走山路。一些科研机构知道此事后,纷纷前来询问老人。原来,老人从小就在山里长大,每次上山劳动的时候,就会采路边的一种草来嚼一嚼。这时,趁机提问学生:“为什么老人长期嚼这种草这么有效,它的有效成分是什么呢?”这时学生就会陷入深深的思考,它的有效成分究竟是什么呢?笔者告诉学生,天然药物的有效成分就是天然药物化学研究的内容之一,在以后的章节中,我们会知道问题的答案,让学生愿意而且喜欢继续学习天然药物化学下面的内容。又如:笔者讲到甾体皂苷类药物已经进入临床,并取得令人满意的结果时,引入了这样的数据。地奥心血康治疗冠心病的有效成分是8种甾体总皂苷(Saponin1~8),其含量在90%以上,其中Saponin1,2,3含量较高,7,8含量较低。薯蓣皂苷作为一种甾体皂苷,是我国第一个搞清分子式的中成药。地奥心血康应用于临床已10多年,以其良好的临床疗效和安全性高而深受广大患者的认同,目前有5 000多万人服用过10盒以上该药,年销售额达6亿,连续4年全国中成药单品种销售第一。学生听了这些数据后感叹不已,既为地奥心血康防治冠心病作出的巨大贡献所感动,同时又激发了学生学好甾体皂苷的积极性。
2 充分发挥教师的主导作用
充分发挥教师的主导作用,训练学生举一反三、触类旁通的能力,教给学生以方法,“授人以渔”。天然药物化学的内容虽然多、杂,实际上如果把这些知识系统连贯起来,并且贯穿在整个教学过程中,学生学起来就比较轻松。例如,我们在学习第八章强心苷这节时,首先讲到强心苷是临床上治疗充血性心力衰竭的常用药,既然它有用,可以为人类造福,我们怎样才能得到它呢?也就是首先必须寻找药源或先导化合物。原来,夹竹桃科、玄参科、百合科等科的植物中强心苷含量较多,我们可以从中提取得到强心苷。要提取得到强心苷,首先必须了解和掌握强心苷的结构,接着我们具体讲到了它的结构组成,结构决定性质,有什么结构,就会有什么性质,强心苷是苷,含有糖,可溶于极性较大的溶剂中,根据相溶相似原理,我们可以提取分离强心苷;正是因为强心苷有内酯环结构,遇碱内酯环会开环;内酯环上有双键,可氧化等。强心苷上接了乙酰基,会发生乙酰解;强心苷有了苷键,会发生酸水解、酶解;强心苷水解可以更有效地进行结构鉴定。强心苷的水解反应与第二章糖和苷中苷的水解反应是一致的,糖和苷可以说是后面各章涉及苷的内容的铺垫。天然药物化学的内容虽多,但前后章节是紧密联系的有机整体,而且各章节又有相对完整的主线。只要学生理解了这根主线,就不必死记硬背课本知识,学起来会容易很多。
3 重视新旧知识的衔接,采用启发式教学与理论联系实际的教学方法
本书糖和苷、三萜及其苷类、甾体及其苷类中涉及立体化学的知识点较多,而化合物的立体结构与药理活性密切相关。为了使学生能顺利学习新课,适当复习这些知识点显得非常重要。同时,上新课之前,简要复习上节课所学的内容,注重新、旧知识的联系与衔接,采用由浅入深启发式的教学方法,让学生主动接受知识。三萜类化合物的结构相对比较复杂,难记忆。笔者化繁为简,从简单的结构开始讲起,一个苯环为苯,两个苯环为萘,三个苯环为菲,将菲完全氢化成为多氢菲,多氢菲接上环戊烷是环戊烷骈多氢菲,在环戊烷的17位碳上连接一个含8个碳原子的侧链,再在环戊烷骈多氢菲母核的不同位置接角甲基成为不同类型的三萜。为什么把三萜叫做四环三萜呢?因为三萜含有三个苯环和一个环戊烷共四个环,所以叫做四环三萜。这样讲解比一下子给出三萜的结构要容易理解与掌握。
天然药物化学是一门实验性很强的学科,实验教学是教学中不可缺少的组成部分。实验内容以验证性试验为主,并辅以设计性试验。具体的实验教学安排有黄酮的提取与分离、生物碱的提取与分离、中草药化学成分预实验等。通过这些专题实验,学生们能熟练掌握煎煮法、回流法、超声提取法等常规的提取方法,以及过滤、蒸馏、浓缩、结晶、重结晶、薄层层析、柱层析等基本实验操作技能。上实验课,笔者比较注重对相关的理论进行补充与讲解。例如,讲到芦丁的酸水解时,对水解的方法和原理进行回顾性的介绍,让学生真正做到理论联系实际。同时,学生通过对实验现象的观察,分析理解理论课中所讲授的原理。通过实验教学,可进一步巩固和加深对理论知识的理解,锻炼学生的操作技能,优化实验方法,同时培养学生良好的科研素质。
4 紧跟时代步伐,采用多媒体教学和坚持双语教学
目前,对天然药物化学的教学,本教研室采用多媒体教学,收到了较好的效果。绪论中涉及较多层析原理,这些抽象的理论对于刚刚学习天然药物化学的学生来说,理解起来有一定的难度,这就要求教师采用直观有效的方法来讲解。例如,通过一个连续的动画过程模拟硅胶柱层析原理,同学既觉得生动有趣,也容易理解枯燥的原理。
充分利用网络资源,获取有用信息。丹参中含有丹参素甲、丹参素乙、丹参素丙等酚酸类活性成分,这类成分是复方丹参滴丸、复方丹参片的有效成分之一。笔者讲到苯丙素类的成分时,告诉学生这些天然药物的具体网址,让学生上网了解它们的详细信息,进一步明确有效成分与天然药物的关系。
紧跟时代步伐,坚持双语教学。随着国际交往的日益增多,英语越来越显示其重要作用,有意识地让学生掌握一些专业英语词汇,有利于学生将来的发展。
5 加强师生交流
天然药物化学是分析化学、有机化学、波谱分析等多门学科的综合应用,学生较难理解和掌握。如适当地增加课堂提问、课间交流,真正了解学生具体情况之后有的放矢地开展教学,改变学生被动听课的局面,创造学生主动参与的氛围,从而提高教学效果。否则,即使教师讲授得再好,学生跟不上教师的思路,还是达不到预期的教学效果。
篇2
关键词:中职卫校 无机化学课程 教学改革的探索
无机化学是许多化学分支学科的基础,其理论内容包含非常广泛:化学反应的基本原理和计算;物质结构的基本理论内涵;以及各种元素及其化合物的性质、制备和用途等。无机化学课程是中职卫校的学生学习后续化学课程和相关专业课程的关键,也是开拓学生的创新精神和提高学生的实践能力的必备化学基础课程。但是因为该课程理论内容较多,实验性较强,学生学习的难度增大,而教学课时又减少,因此需对该课程进行必要的教学改革。[1]
一、精简优化理论教学内容
理论教学应该注重实际实用和联系现实生活,提高课堂授课效率,将所讲解的化学知识与现代医学、药学紧密联系起来,激发学生的学习兴趣和提高学习的积极性。对于教材中的理论知识点,教师不能按部就班地进行简单的文字解释和例子分析,而应该引导和鼓励学生将身边的事物、生活常识或者感兴趣的问题与课堂知识联系起来,联系和结合已学的知识或生活背景,多发现课堂所学知识在医学、药学方面的实际应用,增加课程学习的趣味性,加深学生对知识的理解。而且要清楚说明无机化学课程各章内容的学习要点,重点讲解其中的难点和易混淆、疏漏的地方,对重点、难点进行适当解析。同时,对于教材中的一些深奥的理论且与后续的课程联系不大的内容可以精简或适度删除,以此来降低教学难度,节约大量时间,最终使学生减少学习压力,提高学习积极性和在愉悦的环境和氛围下轻松掌握所学知识。
二、采用多种教学方法,灵活授课
在教学过程中尽量采用多种教学方法相结合的方式进行为学生灵活授课,如启发式教学、多媒体辅助教学、模型教具教学。此外,大量增加课外学习活动和积极开展实践教学活动。这样不但提高了学生的学习兴趣和积极性,同时又开拓了学生知识视野和扩大了知识面。[2]
1.采用启发教学的方法
如果学生在课堂学习中缺乏了积极的参与性,老师的授课过程就不可能取得良好的效果。而如果采用启发式的教学方法,培养学生的积极思考能力,适时的对问题进行提问、设疑和讨论,就可以很好的调动学生的学习兴趣和积极参与性、活跃课堂学习气氛、使学生由被动接受知识变为主动学习知识。同时,老师积极循序渐进地引导学生去思考问题和解决问题,以此来提高学生的创造力和思考力。而且,还会对学生进行知识掌握程度的测验,在这一过程中老师可以发现一些问题,然后对共同的错误知识点进行及时纠正,并向同学们讲解新的解题方法,鼓励学生进行一题多解和积极引导学生进行做题的举一反三,启发学生的发散思维,巩固教学效果。
2.采用多媒体教学
充分利用现代化多媒体教学方法,通过多媒体课件将繁杂的理论知识以生动活泼,图文并茂的方式演示给同学,使抽象难懂的知识内容变得具体生动而又形象逼真,有助于学生对知识的理解和掌握,提高教学质量和效率。
3.采用模型教具教学
利用球棍式模型,因为无机化学中原子、分子结构不易理解,若能在多媒体课件的基础上,配合球棍模具的演示,将抽象难懂的问题具体化,学生会更易接受和理解。而且学生还能亲自演示以加深印象,增强学生的空间想象力,这样学习掌握的效果会更好。
4.增加课外学习实践活动
通过开展多种多样的课外学习活动,来培养和激发学生学习化学知识的兴趣和热情,如举办化学知识竞赛或实验操作技能大赛。同时,也要积极开展实践教学活动,因为卫校的一些专业有对无机化学知识的大量需求,学校应增加实训课程,更多的组织学生去实训教学基地参加各种实践活动,以此来更好地巩固所学课堂知识,补充课堂的不足。
三、改革实验课的教学方法
无机化学有着很强的实验性,通过做实验能激发学生的学习好奇心和求知欲,培养和训练学生的详细观察能力、动手操作能力、理论联系实际的能力、收集并整理实验数据的能力及书写实验报告的能力。学校应该课余进行长期开放实验室,减少验证性的实验,取消掉一些老旧实验,进一步加强综合性的实验,重点进行能体现学科基础理论和锻炼操作技能的实验,使学生能通过不断做实验巩固所学的课堂知识和掌握更多的实验操作技能。实验课程的教学改革能大大调动了学生学习的积极性和主动性,提高了学生的独立思考能力及综合分析问题的能力,加强了学生智能的培养和训练,而且还培养了学生的创新意识和创新能力。[3]
四、创新课程考试方法
创新无机化学课程的传统考试方式,注重能力和综合素质的考核,积极创新课程考试的考核评价体系,从学生的知识、素质和能力培养等多方面综合考核评价学生的学习效果。建议对无机化学课程的考核采用闭卷和开卷相结合、随堂测验与期中、期末考试相结合、口试答辩和现场实验操作相结合的方式。把对基本概念和基本理论等内容的考核放在期中或期末考试中并以闭卷形式进行考核,而综合性知识建议就以平时的随堂测验形式开卷进行考核,通常教师可以根据课程的讲解进展情况,要求学生在上课时或以课后作业的形式完成,内容以考核学生综合运用所学知识进行解决实际问题的能力为主。通过考试方式的创新,学生不再为大考而过分紧张和有太大压力,同时也大大提高了学习的自主性和积极性,还很好的强化了学生的创新精神和培养了学生的实践能力。
结语:
无机化学作为一门重要基础课,起着承前启后的重要作用。教师要在课堂教学中采用多样化教学方法,加强基础实验教学和实践活动,提高学生的科学探索能力和科研创新能力。使理论联系实际,教学内容贴近生活,知识与运用并重,更好地激发学生的学习兴趣和热情,提高中职卫校无机化学的教学质量和效果。
参考文献:
[1]黄静.改革医学化学教法强化课堂教学效果[J].教书育人,2008(S6):69―70.
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[关键词] 丹参-冰片药对; 丹参-红花药对; 药对配伍; 药动学
[Abstract] Herb pairs are usual clinical compatibility forms and one of compound prescription sources in Chinese medicine. Pharmacokinetic research in vivo is one of the important items in elucidating the mechanism for synergistic and attenuated mechanisms of herb pairs. The paper comprehensively summarized and systemized the pharmacokinetic researches of marker-ingredients about Danshen-Honghua and Danshen-Bingpian in order to elucidate the rationality and scientificity of herb pairs and provide some feasible suggestions on the pharmacokinetics of drugs in the future. In view of complicated system of Traditional Chinese medicines and a chemical system that is not separated from its natural state, comparative pharmacokinetic researches on marker-ingredients from the herb pairs are reasonable to elucidate the synergistic and attenuated mechanisms of monarch-subjects compatible herbs and monarch-guide compatible herbs. Such pharmacokinetic research can better explain the mechanism of drug compatibility, while the pharmacokinetic researches based on the monomer chemical compositions and marker-ingredients that have been separated from complex chemical environment of traditional Chinese Medicine are still unreasonable and should be discussed deeply.
[Key words] Danshen-Bingpian herb pair;Danshen-Honghua herb pair;compatibilities of herb pairs;pharmacokinetics
对是2个相对固定药物的配伍组合,是中医临床遣药组方常用的配伍形式,亦是历代医药学家长期临床实践的经验总结。尽管药对组成简单,但具备中药配伍的基本特征,是以“七情和合”为主要配对原则,强调两药之间的配伍关系、且疗效较单味药更佳,充分体现了药对配伍的功效。有些药对本身就是1个方剂,如丹参-红花、天麻-川芎药对分别是丹红注射液和大川芎丸[1-2]。所以研究药对的配伍特点和临床应用规律,对于掌握遣药组方、提高临床治疗水平、发展中医药配伍理论和创制现代中药都具有十分重要的理论意义与实践价值。
经口服或注射方式进入机体后,药对的药效成分对机体的作用和机体对药效物质的处置是十分复杂的,可能牵涉到多种有效成分对多个环节或靶点干预作用的庞大网络体系[3-6]。通过研究药对药效成分的药动学,探讨药对配伍对药效成分的吸收、分布、代谢等体内过程产生的影响,阐释药对配伍的重要机制是非常重要的内容之一。随着液质联用等高灵敏仪器的普及,体内微量成分亦可实现精确定量,这无疑大大促进了中药药动学的学术进步[7-10]。本文仅以经典丹参药对的药动学研究为例,从药动学和生物药剂学角度进行总结和分析整理,阐释基于药动学研究的药对配伍合理性和科学性。
1 丹参药对配伍的概况
丹参被《神农本草经》列为上品,名其“主心腹邪气,破散除瘕,止烦满”,是非常重要的一味活血化瘀药。丹参酮ⅡA磺酸钠注射液、丹参多酚酸盐粉针和丹参多酚酸粉针均从丹参的药效成分开发,应用于冠心病、心绞痛、心梗等疾病的急救治疗。以丹参为主药的中药注射剂有10种之多,有5个品种均为2味丹参药对组成,如丹红注射液(丹参-红花3∶1)、冠心宁注射液(丹参-川芎1∶1)、香丹注射液(丹参-降香1∶10)、丹香冠心注射液(丹参-降香10∶1)等[11]。复方丹参滴丸也是开发非常成功的临床心脑血管急救药品之一,远销欧美等国家,其组方亦是以丹参为主,由丹参-冰片、丹参-三七2个著名丹参药对组成。《中国药典》一部收载的双丹口服液(部颁、局颁标准收载的还有双丹片、膏、颗粒、胶囊)是由丹参-牡丹皮药对按照2∶1组方而成,用于瘀血痹阻所致的胸痹。其他以丹参为主药的成方制剂有几百种之多,药典收载的有精制冠心系列、复方丹参系列、冠心丹参片、心宁片、乐脉颗粒等,其处方中均存在重要的丹参药对。丹参药对的组成原则不外乎君臣(相须配伍)、君使(相使配伍)两大类,本文就以君臣配伍的丹参-红花药对和君使配伍的丹参-冰片药对为例整理总结相关文献资料,探讨丹参药对配伍的药动学研究进展。
2 丹参的药效成分
丹参具有活血祛瘀、通经止痛、清心除烦、凉血消痈功效,适用于胸痹心痛,脘腹胁痛,Y瘕积聚,热痹疼痛,心烦不眠,月经不调,痛经经闭等症,为治疗心血管等疾病的一剂良药。丹参含有水溶性和脂溶性成分2类药效成分,其中水溶性成分包括丹酚酸B、丹参素、丹酚酸A、丹酚酸C、咖啡酸、原儿茶酸、迷迭香酸等酚酸,其中丹酚酸B含量最高;丹参素多为丹酚酸B在提取浓缩等加热过程中产生的水解产物,在成药中的含量较高,同丹酚酸B和丹参酮ⅡA一样,亦作为成方制剂的质控指标之一[11-12]。丹参酚酸成分具有抗氧化、抗凝血、抗血栓形成、调血脂及细胞保护等作用[13-16],已开发药效组分制剂有丹参多酚酸盐和丹参多酚酸粉针。脂溶性成分包括丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA、丹参酮ⅡB、隐丹参酮、羟基丹参酮等二萜醌类,其中丹参酮ⅡA和隐丹参酮含量较高,此类成分有保护心血管、抗氧化等作用[16],丹参酮ⅡA磺酸钠注射液是已开发单体成分制剂,按化学药管理;同时丹参酮类成分如丹参酮ⅡA、隐丹参酮具有较好的抗肿瘤作用,其应用前景亦被业界广泛重视[17-18]。
3 丹参配伍药对的药动学研究进展
3.1 丹参2类药效成分在体内药动学的相互影响
中药是多成分的集合,尽管药动学研究同化学药一样,多数集中在单体化学成分的研究,通常忽略了其他成分与单体化合物的药动学相互作用。但这种相互作用引发的药效协同是中药方剂整合作用的根本,丹参的药效成分在体内的药动学还是相互影响的,这也就是体现中药整体性的一个方面。
3.1.1 水溶性成分间在体内药动学的相互影响 丹参注射液是由丹⑻崛〉奈蘧水溶液,被广泛用于心绞痛等心脑血管疾病的临床治疗,丹参素是水溶性成分之一,含量最高、活性强,作为该药质量控制的指标成分。余丹等以丹参注射液为例,比较丹参注射液复杂体系存在(即丹参注射液和丹酚酸B注射液2个注射液组)与不存在(即丹参素和丹酚酸B 2个单体组)的情况下,丹酚酸B对丹参素药动学行为的影响。结果显示,2个单体组中丹参素的药动学行为并无显著差异;而2个注射液组中丹参素药动学却存在较大的差异,提示丹参注射液复杂体系的存在与否密切关系到丹酚酸B对丹参素药动学行为影响的程度。大鼠静脉注射丹参注射液加丹酚酸B,与单独注射丹参注射液相比,大鼠体内丹参素的曲线下面积(AUC)显著增加39.1%,清除率下降25.9%;丹参素在各组织分布迅速,给药后5 min,丹参素在各组织中的浓度最高,丹参素在体内的分布从高到低依次为:肾>心>肝>肺,丹参素在肾中的分布远远高于其他任何组织,丹参素在尿中的排泄明显减少[19]。进一步研究表明:丹参素和丹酚酸B的药动学最易受其他成分的影响,丹参素、丹酚酸A、丹酚酸B的药动学均受外加原儿茶醛的显著影响,相应的AUC分别提高78.1%,51.0%,82.9%,而相应的CL分别显著降低42.5%,32.9%,46.8%[20]。采用灌胃给药,丹参其他水溶性成分亦能使丹酚酸B的吸收增加、消除减慢。丹参水提取物中的共存成分能促进药效成分丹酚酸B、丹参素和丹酚酸A的吸收,能减缓其消除 [21]。
3.1.2 脂溶性成分间在体内药动学的相互影响 宋敏等采用给予大鼠丹参酮提取物和丹参酮单体的方式灌胃给药,研究结果表明,丹参酮提取物的其他组分可协同促进丹参酮ⅡA在大鼠体内的吸收,同时也促进隐丹参酮向丹参酮ⅡA转化,2种作用的加合致使丹参酮ⅡA的AUC为丹参酮ⅡA单体组的18.5倍、最高达峰时间(tmax)也有显著性差异。同时大鼠体内隐丹参酮的最高血药浓度(Cmax)和AUC比单独给予隐丹参酮单体分别提高5.3,3.8倍。说明丹参酮提取物中的其他成分可促进药效成分隐丹参酮的吸收,从而对其药代动力学行为产生明显的影响。说明提取物中的其他成分使隐丹参酮在大鼠体内的吸收速度加快,同时使其从中央室向周边室分布[21]。
3.1.3 脂溶性与水溶性成分间在体内药动学的相互影响 给予大鼠口服脂溶性丹参酮(0.933 mg・kg-1丹参酮ⅡA、1.158 mg・kg-1丹参酮Ⅰ、1.065 mg・kg-1隐丹参酮)和水溶性丹酚酸(5.012 mg・kg-1丹酚酸B、0.516 mg・kg-1原儿茶醛、1.341 mg・kg-1紫草酸、4.410 mg・kg-1丹参素),2类成分同时服用,各药效成分的体内药动学参数均受到显著影响。其中丹参酮类成分能提高丹参素的生物利用度,加速紫草酸和丹酚酸B的清除速率和体内分布,同时也加快丹酚酸B在体内向丹参素的转化。另一方面,丹酚酸类成分亦能影响丹参酮类成分的体内药动学参数,能显著提高体内隐丹参酮向丹参酮ⅡA的转化率和丹参酮ⅡA的生物利用度[22]。
联合静脉注射丹参酮ⅡA(11 mg・kg-1)和丹酚酸B(23 mg・kg-1)给予大鼠,与单独注射相比,丹参酮ⅡA和丹酚酸B二者的药代动力学参数均发生了显著的变化:丹参酮ⅡA和丹酚酸B的AUC分别提高18.35%,59.31%;MRT和t1/2均显著延长,其中丹参酮ⅡA和丹酚酸B的驻留时间(MRT)分别从9.3,20.2 h延长为32.8,49.1 h;丹参酮ⅡA和丹酚酸B的分布容积(Vss)分别从(0.094 1±0.020 4),(0.098 1±0.007 0)L・kg-1提升为(2.350 3±0.501 1),(2.521 0±0.520 8)L・kg-1,一个药效成分的存在会显著影响另一个药效成分的药动学参数[23]。
3.2 丹参-冰片君使药对的药动学研究进展
冰片是常用的佐使药,《本草纲目》言其能“通诸窍”,即所谓的“芳香走窜,引药上行”、“独行则势弱,佐使则有功”,故常作为药引增加其他药物的治疗效果。丹参-冰片药对在复方丹参类制剂中的配伍比例是56.25∶1,方解以丹参为君药、冰片为佐使药。有关丹参-冰片药对配伍的药动学研究,均基于使药冰片对君药丹参药效成分的药动学影响,既有冰片对丹参单体化学成分的研究,又有冰片对丹参药效组分、提取物的药动学研究。
3.2.1 冰片对丹参多酚酸的药动学研究 丹参多酚酸是丹参非常重要的药效成分,以丹酚酸B为主的丹参多酚酸已开发成丹参多酚酸盐和丹参多酚酸粉针。Lai等分别给大鼠口服丹参多酚酸提取物(800 mg・kg-1,紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A含量分别为3.92%,50,60%,5.71%)与丹参多酚酸提取物加冰片(0.06%)的混合物,探讨冰片对紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A的药动学参数影响。药代动力学参数比较分析,丹参与冰片配伍,冰片使紫草酸与丹酚酸A的Cmax分别从1.45,1.19 mg・L-1升高到2.38,1.55 mg・L-1;亦使紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A的AUC0-∞分别显著提高21.7%,33.7%,25.9%;冰片还分别显著提高了3种酚酸的生物利用度21.61%,33.77%,17.90%。除此之外,冰片延长3种酚酸的t1/2和MRT0-∞,说明冰片减缓了3种丹酚酸的分布和排泄,从而可能抑制了CYP3A参与的体内代谢和P-gp的蛋白分泌[24]。Yang等通过给大鼠灌胃丹酚酸(895 mg・kg-1,丹酚酸B含量为56.1%)和冰片(800 mg・kg-1),研究冰片对丹参酚酸B体内药动学的影响。单用丹酚酸,丹酚酸B的tmax,Cmax,AUC0-∞分别为(3.04±3.84) h,(4.40±1.95),(40.32±17.26) mg・L-1・h;合用冰片,丹酚酸B的tmax,Cmax,AUC0-∞分别为(1.04±0.89) h,(6.02±2.85),(48.16±19.58) mg・L-1・h,可见冰片能加快丹酚酸B的肠吸收、提高丹酚酸B的血药浓度和生物利用度,这与上述研究趋势一致,但此研究冰片的给药量比Lai等研究的给药剂量更大[25],其实验的合理性有待探讨。
丹参素作为丹参的主要药效成分之一,郑晓晖等采用丹参灌胃给药(10 g・kg-1)与合用冰片合煎液灌胃给药(丹参10 g・kg-1+冰片0.18 g・kg-1)给予新西兰兔,测定血浆和脑脊液中丹参素的质量浓度来研究冰片对丹参素药代动力学的影响。与单用丹参相比,配伍冰片后丹参素的分布半衰期(t1/2α)、消除半衰期(t1/2β)、吸收速率常数(Kα)、AUC0-∞分别由(0.342±0.12),(3.25±0.53) h,(2.93±0.62) h-1,(2.94±0.24) mg・L-1・h升高为(1.659±0.26),(76.680±12.34)h,(12.670±1.36) h-1,(56.981±8.95) mg・L-1・h,4个药动学参数均明显增大,提示冰片与丹参配伍可影响丹参素的吸收和代谢,冰片能提高丹参素的生物利用度。合用冰片,丹参素的t1/2Ka降低,提示冰片可加快丹参素在体内的吸收速率;丹参素的分布容积V/F增加约2倍,提示冰片明显增加丹参素在体内与血浆蛋白等大分子的结合率。同时丹参素的脑血比结果提示冰片提高血脑屏障对丹参素的通透性、增加丹参素在脑脊液中的分布。使药冰片可提高君药丹参中丹参素的生物利用度,减慢代谢,促进血脑屏障对丹参素的通透性。该研究可为君-使对药体内作用机制的研究提供思路[26]。按照同样的药剂量,考察了冰片对丹参素在不同组织器官分布的影响。丹参素在家兔组织的浓度分布从高到低依次是肾、心、脑、肝,证实了中医将丹参药材归心、肝经的论述(排泄方式以肾排泄为主)。合用冰片后,丹参素在心脏浓度低于检出限,丹参素在脑、肝、肾的浓度均显著增加,即丹参素的分布特征由肾>心>脑>肝转变为肾>脑>肝>心,分布差异有统计学意义(P
原儿茶酸作为丹参的水溶性酚之一,具有抗血小板凝集、降低心肌耗氧量、保护心肌和神经细胞等多方面药理活性[29-34],几十年不断受到学者的关注。杨洁等采用分别灌服原儿茶酸(30 mg・kg-1)以及原儿茶酸+冰片(原儿茶酸30 mg・kg-1+冰片15 mg・kg-1)研究了冰片Φげ我┬С煞衷儿茶酸在兔体内药动学的影响。结果显示,原儿茶酸单用和原儿茶酸-冰片合用,体内药动学行为均符合一房室模型。冰片使原儿茶酸的t1/2Ka,tmax,AUC0-∞,CL/F,V/F分别由单用的(54.955±8.13),(90±6.33) min,(22.1±2.04) mg・L-1・min,(0.905±0.309) L・min-1・kg-1,(85.982±16.26) L・kg-1转变为合用后的(2.638±0.59),(30±2.35) min,(33.966±4.11) mg・L-1・min,(0.589±0.020) L・min-1・kg-1,(58.883±9.01) L・kg-1,原儿茶酸t1/2Ka和tmax明显缩短,CL/F和V/F降低,而原儿茶酸的AUC增加,说明冰片促进了原儿茶酸在兔体内的吸收、减缓了排泄,提高其生物利用度[35]。
3.2.2 冰片对丹参酮的药动学研究 张[[等[36]研究小、中、大剂量的冰片(15,30,60 mg・kg-1)对丹参酮ⅡA体内药动学的影响来阐述二者的配伍增效规律,为临床用药和组方提供实验依据。和单独口服丹参酮ⅡA相比,在口服小、中、大剂量冰片后丹参酮ⅡA的AUC0-t和Cmax明显提高,其中丹参酮ⅡA合用冰片的AUC比单用的增加了181%;而合用冰片的CL比单用的降低了65%,说明冰片能增加丹参酮ⅡA的口服吸收,显示了冰片在复方丹参方配伍增效中扮演重要角色,有助于解释组方的合理性和科学性。且小剂量对丹参酮ⅡA具有明显的增强其生物利用度的作用,高剂量冰片反而对丹参酮ⅡA的增效作用没有小剂量明显。Yang等通过给大鼠灌胃丹参酮提取物(48 mg・kg-1,丹参酮ⅡA含量为42%)和冰片(800 mg・kg-1),研究冰片对丹参酮ⅡA体内药动学影响,明显变化的丹参酮ⅡA的tmax,其他药动学参数无显著影响,结合上文的研究可能与冰片的剂量过大有关[25]。王怡等通过研究不同剂量天然冰片组成的复方丹参滴丸抗心肌缺血作用,探讨天然冰片在该方中的最佳剂量及量效关系。结果显示,天然冰片在复方中的作用存在大剂量优于低剂量的趋势,但几个大剂量的作用强度基本相近,说明冰片量小作用弱,量大亦无明显作用,提示冰片在组方中无明显量效关系,可能发挥佐使作用,但冰片是否存在最佳剂量,有待进一步研究[37]。基于冰片有一定的毒性,在促进丹参的生物利用度的同时,尽量降低冰片的用量,对复方的有效性和安全性更有意义。
君药丹参是核心,在方剂中起决定性作用;冰片使药具有引经、协调诸药,使复方药力成为一个有机整体的作用。冰片在许多方剂中起到增加其他药物的治疗效果,已有研究显示,冰片与其他药物配伍可以提高药物的生物利用度、促进开放血脑屏障和黏膜、增加药物分布等[38-40],这些作用展示出其独特的价值理论和实践意义,进一步深入研究将为发现使药引药直达病所的体内机制和增效作用,为中药引经理论及配伍理论的研究提供新的思路和方法。
3.3 丹参-红花君臣药对的药动学研究进展
红花和丹参均为重要的活血化瘀中药,丹红注射液是丹红药对按照3∶1比例组方。丹红方以红花为臣药,与君药丹参相辅,能祛瘀生新,除邪而不伤正,共奏活血通络之功,且经现代工艺处理后药理作用突出而不良反应明显减少。羟基红花黄色素A是红花的水溶性查尔酮苷类成分;而丹酚酸B、丹参素等丹参多酚酸是丹参的主要水溶性成分。目前,对于丹参-红花配伍的药动学研究较多,但大多数是检测丹参红花复方制剂中某些化学成分在血中的变化情况,仅有少数对其配伍前后的主要化学成分的吸收、分布和代谢进行比较研究。
3.3.1 丹参对羟基红花黄色素A的药动学影响 丹参素、羟基红花黄色素A均对缺血心肌/再灌注损伤大鼠的各项药效指标均具有改善作用,但两者合用后在降低心梗面积、抑制cTnI,LDH和CK-MB水平方面作用加强,对MI/R损伤心肌起到增强保护的作用[41]。甘美婵等采用静脉单独注射羟基红花黄色素A及合用丹参素(丹参素-羟基红花黄色素A为3∶1,8.2 mg・kg-1)的方式,研究丹参素对羟基红花黄色素A在大鼠体内药动学的影响。单用羟基红花黄色素A与合用丹参素,羟基红花黄色素A均符合二室开放模型。合用丹参素与单用羟基红花黄色素A相比较,尽管羟基红花黄色素A在大鼠体内的t1/2β,AUC等主要药动学参数的差异均不显著,但羟基红花黄色素A的清除率和分布速度参数发生了显著变化。一方面,羟基红花黄色素A单用及合用丹参素的消除率分别为0.002 2,0.001 6 L・min-1,羟基红花黄色素A合用丹参素较单用,羟基红花黄色素A的消除率降低了27%,说明配伍丹参素,羟基红花黄色素A的体内消除有一定的延缓。另一方面,单用羟基红花黄色素A,羟基红花黄色素A的Kα,t1/2α及药物向中央室分布速率常数(K10)分别为(0.178±0.028) min-1,(0.053±0.011),(4.8±1.2) min;合用丹参素,羟基红花黄色素A的Kα,t1/2α及K10分别为(0.42±0.10)min-1,(0.64±0.12),(10.9±2.2) min,与单用相比较,合用丹参素可使羟基红花黄色素A的分布速度有所减慢。可见单从丹参红花的药效成分联合用药来看,丹参素对羟基红花黄色素A的药动学参数还是会产生显著影响[42]。
贾璞分别采用寒凝血瘀模型SD大鼠和正常大鼠尾静脉注射红花注射液和丹红注射液,检测羟基红花黄色素A在动物体内的药动学特征。单用红花和红花配伍丹参,羟基红花黄色素A在正常大鼠和模型大鼠体内的药动学行为均符合三室模型。在正常大鼠体内药动学,红花单用与配伍丹参,相应羟基红花黄色素A的分布半衰期t1/2α分别为2.08,14.91 min,羟基红花黄色素A的t1/2α显著提高,提示丹参使羟基红花黄色素A在大鼠体内分布减缓;而配伍丹参可使羟基红花黄色素A的t1/2β从32.35 min延长到68.39 min,又减缓了羟基红花黄色素A的体内消除;对应的AUC从(2 707.82±47.41) mg・min・L-1升高到(2 876.86±32.95) mg・min・L-1。另由K12,K13,K21,K10的变化可以看出,丹参加快了羟基红花黄色素A从中央室向周边室的传递,降低了从中央室向其他部分的传递。模型大鼠体内药动学结果显示,红花配伍丹参后,羟基红花黄色素A的t1/2α从2.73 min显著降低为1.41 min,丹参可使羟基红花黄色素A在大鼠体内快速分布;另一方面,丹参使羟基红花黄色素A的t1/2β从36.55 min延长到52.37 min,延缓了羟基红花黄色素A在体内消除;对应的AUC分别从(2 620.43±18.71) mg・min・L-1升高到(2 771.70±25.75) mg・min・L-1,配伍丹参提高了红花主要药效成分羟基红花黄色素A在体内的吸收。丹参能减缓羟基红花黄色素A的消除、加快羟基红花黄色素A从中央室向周边室的传递 [43]。
3.3.2 红花对丹参素、原儿茶酸的药动学影响 贾璞[43]亦通过检测丹参素、原儿茶酸在动物体内的药动学特征,研究了红花对丹参药效成分丹参素、原儿茶酸的药动学影响。丹参配伍红花后,丹参素在正常大鼠体内药动学亦符合二室开放模型,单用与对药配伍的丹参素t1/2α分别为7.92,1.75 min,对药的分布半衰期显著降低,红花可促进丹参素在大鼠体内迅速分布;相对应丹参素的t1/2β从17.97 min延长到20.40 min,红花可延缓了丹参素的体内消除,更利于发挥药效;相对应丹参素的tmax和AUC分别从(6 265.86±35.06) mg・min・L-1和(300.85±34.77) mg・L-1提高到(8 802.67±33.13) mg・min・L-1和(395.55±10.31) mg・L-1,分别提高了40%和31%。丹参配伍红花后,丹参素在模型大鼠体内药动学参数也有一些发生显著变化,单用与对药配伍的丹参素AUC和Cmax分别从(5 458.24±33.56) mg・min・L-1和(243.83±4.93) mg・L-1显著提高到(8 027.36±27.03) mg・min・L-1和(524.04±13.67) mg・L-1,分别提高47%,116%,与正常大鼠的药动学相似;相丹参素的K12和K21稍有增大,证明红花可导致丹参素从中央室和周边室的转移加快。
在正常大鼠体内药动学,丹参单用与配伍红花的原儿茶酸t1/2α分别为2.64,5.86 min,配伍红花可使原儿茶酸的t1/2α显著提高、分布减缓;相对应的原儿茶酸t1/2β分别为25.76,17.71 min,红花加快了原儿茶酸的体内消除,不利于发挥药效;相对应的原儿茶酸AUC和Cmax分别从(867.56±42.01) mg・min・L-1和(34.59±5.58) mg・L-1降低到(466.76±21.49) mg・min・L-1和(24.78±7.28) mg・L-1,原儿茶酸AUC和Cmax降低46%,28%。另表观分布浓度增大,提示红花可加快原儿茶酸的分布。在模型大鼠体内药动学,红花使原儿茶酸的Cmax和AUC均显著降低,而其t1/2α和表观分布容积均增大,同时室间传递速率常数增大,配伍红花促使原儿茶酸从中央血流丰富的器官向周边血管相对少的组织分布加快。
总之,丹⒑旎ㄅ湮榉⒒有同作用,能促进彼此主要药效成分在体内的分布吸收,使药效更加突出。一方面,红花能促进丹参素在体内迅速分布,并延缓其在体内消除,更利于其发挥药效;红花促使原儿茶醛由中央血流丰富的器官向周边血管相对较少的组织分布。另一方面,丹参亦能减缓羟基红花黄色素A的消除,并加快羟基红花黄色素A从中央室向周边室的传递,该药动学研究结果较好地诠释了丹参-红花药对配伍的“良”关系[43]。
4 结语
本文以经典君臣配伍的丹参-红花药对和君使配伍的丹参-冰片药对为例整理总结相关的文献资料,探讨丹参药对配伍的药动学研究进展,从药动学参数和生物药剂学角度进行总结和分析整理,阐释基于相关药动学研究的药对配伍合理性和科学性。相关的药动学研究均是采用药对配伍(或组合“标识成分”)给药与单独药味(或单独“标识成分”)给药相比较的方式。在丹参-冰片药对配伍的使药冰片对丹参药效成分的药动学影响比较研究中,既有冰片对单体化合物丹参酮ⅡA、原儿茶酸、丹参素药动学的影响研究,亦有冰片对丹酚酸(或丹参酮)药效组分或饮片的丹酚酸B、紫草酸、丹酚酸A、丹参素、丹参酮ⅡA等“标识成分”的药动学影响研究,从多个角度来阐述冰片对君药丹参的主要药动学参数积极影响,丹参-冰片药对的配伍科学性和实验理论依据。阐释丹红配伍“良”关系的药动学研究与丹参-冰片药对类似,既有丹参素和羟基红花黄色素A 2个单体活性成分的配伍组合药动学,又有基于丹参注射液(或红花注射液)与丹红注射液两个制剂的配伍组合药动学研究。
本文详细总结整理了“丹参-冰片”和“丹参-红花”药对基于药效成分的药动学研究,进而阐释了该药对配伍增效的机制。丹参的经典药对还有“丹参-三七”、“丹参-川芎”、“丹参-降香”、“丹参-丹皮”、“丹参-山楂”等十几种之多,也有基于药效成分的药动学研究来探讨其药对配伍增效的报道:三七能提高丹参药效成分丹参素通过内耳入脑、延长驻留时间;使药降香可提高君药丹参有效成分丹参素体内生物利用度、减少消除;丹皮可明显促进丹参素吸收入血、作用时间延长、生物利用度提高等[44-48],在此不再赘述。
综上所述,基于药效成分的体内药动学阐释丹参药对配伍的增效机制,是一个较为复杂的过程,也是一个不断探索中药配伍理论科学的研究过程,有合理科学的一面,亦有待商榷的偏颇一面。一方面,仅仅以1个或几个配伍药对的化合物单体在动物体内的药动学情况,完全参照西药体内药动学模式是行不通的,因为每味中药含有某一类或几类、几十或上百种含量不等的化合物单体,本身已经是一个复杂的成分系统,即使丹参的脂溶性成分、水溶性成分或二者中所谓“标识成分”经相同给药途径在同一种属动物的药代动力学过程常常存在着显著的差异[19-23],故任何单一组分的药代动力学过程难以代表中药整体的药代动力学过程,其研究阐述中药配伍的理论可行性有待商榷。另一方面,基于药对配伍或单味中药的药效组分“标识成分”的药动学比较研究,基本上考虑了中药的复杂体系存在背景、未脱离与其天然共存的化学体系,可以较好阐述药对配伍的君臣、君使增效机制,佐证了中药的“药辅共生”理论,进一步认识中医药的物质基础、中药新药的开发及临床配伍用药均具有实际指导意义。因此对于药对配伍的研究开发须具有科学、辩证的态度,不能一概而论,须在科学研究的基础上总结经验、摸索合理的研究思路,才能不断取得更大的进步。
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[43] 贾璞. 基于“良”关系的丹参-红花药对效应物质研究[D]. 西安:西北大学, 2013.
[44] Long W, Zhang S C, Wen L,et al. In vivo distribution and pharmacokinetics of multiple active components from Danshen and Sanqi and their combination via inner ear administration[J]. J Ethnopharmacol, 2014, 156:199.
[45] 张翠英, 章洪, 董宇, 等. 基于药效成分阿魏酸和丹酚酸B在大鼠血浆的药代动力学研究丹参与川芎配伍[J]. 中国中药杂志, 2015, 40(8):1589
[46] Zheng X H, Zhao X F, Wang S X, et al. Co-administration of Dalbergia odorifera increased bioavailability of Salvia miltiorrhizae in rabbits[J]. Am J Chin Med, 2007, 35(5): 831.
篇4
关键词:基础差异;实验方案;评价体系;无机化学
无机化学实验是大一新生进入大学阶段初次接触的实验内容,具有承上启下的重要作用。其不仅能帮助学生巩固在课堂上学习的理论知识,锻炼基本实验技能,培养学生观察、分析和解决问题的基本科学实验能力,也是为提高学习化学的兴趣、学习后续课程和未来的科学研究及实际工作打下良好的基础[1]。很多大学新生在刚进入大学时,很难适应大学的教学模式。大学课程与高中课程的差异较大,不论是在学习方法上还是在学习的知识点的深度上,都有明显差异[2,3]。主要体现在下面几个方面。①地区差异:在高中阶段,不同地区的学生的课程设置不同。相对而言,沿海城市的教育资源比较丰富,沿海地区的学生在学习化学基础知识的同时,能够有机会在学校实验室接触到教材中提到的实验过程或实验现象,甚至有可能有自己亲自动手做实验的机会。在这样的过程中,学生不仅能学到一些基本的实验操作方法,而且能很好地帮助学生理解书本中的内容。而不少中西部地区的学生,在高中阶段仅仅只能学习课本上的知识,基本没有动手操作实验的机会。因而导致不同地区的学生的基础差异很大,使大学老师的实验课程教学实施起来困难重重且教学效果不好。②学习目的和学习方法不同:在现行的应试教育背景下,高中生的学习往往是被动的,家长和老师起主导作用。为了在高考中取得好的成绩,去一所理想的学校,在家长和老师的共同监督下,大部分的高中学生可以埋头学习考试大纲规定的考试内容。而大学需要学生们的自我学习和自我提升能力,大学老师往往只起到引导的作用,学生的学习是自主学习。高中的教学方法以提高解题能力为主而进行的大量解题技巧的练习。
高中生课前预习的习惯并未得到挖掘,在课堂上更是很少记课堂笔记,课后也不会翻看课本回顾知识要点,仅仅是完成老师布置的习题任务,学生学习主动性较差,对教师有很强的依赖性。同时,由于高中升学压力的影响,学生很少有空余时间去阅读一些相关的课外资料,不能很好地拓展自己的知识体系。而在大学中,课时相对较少,但教学信息量多,知识点较深入,因此就要求学生进行课前预习,课上记笔记,课后进行大量相关书籍或资料的阅读,这样学生才能领会到知识的精髓,才有可能将其运用到以后的学习和实践中;另外,高中的教学活动都是以教材为依据的,高中化学与大学化学体系基本相同,但其深度相差较大,高中的教材编写是以基本概念与理论知识为主要内容,基本只涉及基本原理,重点关注思维能力的训练,常将复杂的问题进行简化处理,而化学发展的客观规律和事实讲述较少,不能联系实际。但大学化学不仅关注最基本的原理、思想、研究方法,更注重学生创新精神的培养。在大学化学课程中,学生除了要对化学的基本概念,化学反应的基本规律以及能量关系、不同结构的物质的异同点等有全面的认识了解外,对涉及的化学实验基本技能等能够熟练掌握,并能在实践中加以利用。③学生成绩评价不够全面:目前的实验课程教学成绩主要由实验预习报告、实验操作和实验数据分析组成。实验预习仅通过预习报告评价预习的效果,教师很难了解学生的真实预习情况。实验操作往往是在实验过程中的表现及产物的外观等。这种评价方法难以全面地评价学生的学习效果。因此,很难做到公平公正地评价学生的学习情况。因此,让学生在无机化学实验课程中理解和吸收我们教给他们的知识和实验技巧是每一个高校教师的职责。同时,作为高等教育工作的参与者,我们必须要正确认识高等教育和基础教育的差异,尤其是教学目的的差异。高等教育是以基础教育为基础的专业化教育,主要目的就是培养具有独立思想和较高创新能力的高级专业型人才。基于此我们可以从如下三个方面着手探索符合现代教学要求的教学方法。
1利用现代的通讯技术,做好高中和大学的衔接
并努力减少地区学生在实验课程方面的差异首先,我们要对当前无机化学实验教材在衔接高中知识结构中存在的问题有明确认知,熟悉各个地区高中化学教育的内容和要求,结合现有教材的实际情况,探索出适合不同地区、不同基础的学生的普适性教学方法。基于现代通讯技术的大学化学实验课前的预备知识学习[4]。在熟悉不同地区高中化学教学情况的基础上,通过优化整合教学资源,建立大学化学实验课程教学资源库(包含与大学化学实验相关的基础性知识,相关的实验操作示范视频和拓展材料)。与大学化学实验相关的基础性知识包括与课程相关的预备知识(可能是不少地区高中课程的学习内容)及无机化学课程内容资源;实验操作示范视频包括接下来实验中涉及的操作规范及高中阶段应该了解的实验操作等;拓展材料包括与实验相关的现阶段的重要科学进展、趣味化学知识和国家级精品课程学习网站等。这些资源将通过班级微信或QQ群分享给学生,使学生在课前了解足够多的信息。同时,教学资源库中的素材在深度和广度上都有不同层次的区分,可以满足不同基础学生的需求。相对基础薄弱的学生可以完善基础理论的学习,而有一定基础的同学可以阅读稍有难度和拓展性的知识,为以后的科学创新打下基础。同时,为了进一步了解学生的学习及预习情况,我们将建设在线平台。可以实时了解每个学生的学习动态,包括学习时长,学内容等;同时学生也可以通过留言或在线交流等方式与教师交流讨论。这样教师就能及时解决了学生在预习中所碰到的问题,为后续进入实验室试验的顺利进行打下基础。同时,我们会根据学生在平台上的课前预习情况给学生打分,并作为学生最终成绩的一部分而计入最终成绩。通过这样的过程可以优化教学体系,也能让学生了解更多的前沿科学知识,丰富学生的知识体系,有助于培养学生知识运用能力和创造能力。
2完善实验内容并注重实验方案的优化创新
化学是一门以实验为核心的自然学科,通过基本的实验锻炼,让学生建立严谨的科学态度,提高学生在科学实验方面的基本能力和技巧。首先我们通过现代传媒技术让学习基础相对差的学生得到提高,达到或基本达到教学的要求。同时,无机化学实验作为大一新生首次接触到的比较系统的实验锻炼机会,也是学生思维能力形成的关键时期,是培养创新意识的重要阶段[5,6]。我们在实验过程中需要利用多种方法和模式引导学生创新意识的形成。在实验前我们首先要向学生介绍相关的实验安全知识,实验室的一些规章制度。对于基础化学实验,我们应介绍实验中涉及的基本概念,基本规律和理论。在实验过程,要求学生掌握基本的操作规范,实验原始数据记录的规范化;对于在实验中不按要求(乱加试剂或改变添加试剂的顺序)的学生,要求他们认真观察实验现象,记录并分析实验结果,加强对实验现象背后科学本质的了解和学习;同时,创新是民族进步的力量源泉,也是民族发展的动力和潜在希望,是发展之基。高等教育是培养创新人才的摇篮。因此,对于实验中积极思考,改进实验方案的同学,我们应积极鼓励,哪怕实验结果没有达到预期,只要实验方案可行,且对实验现象和结果进行了深入的分析,我们都应该给予高分。同时我们也应该结合无机化学课程的基本知识结构,增加设计型或研究型实验的次数,以提升学生的科学素养(包括个人和团队)。例如在学习原电池之后,可以让学生到实验室参观一下燃料电池的制备过程,然后自己做一个苹果电池等。这样开放式的试题,会让学生从多角度思考问题,跳出固定思维的模式,从而提高学生创新思维。另外,也可以让学生可以根据实验结果的要求自己设计实验,鼓励学生对观察到的实验现象进行积极讨论,让学生独立挖掘实验现象背后的根本原因,同时也会促使学生回顾和归纳总结所学的知识要点。通过以上这些措施不仅可以锻炼学生主动学习无机化学的基本理论,培养学生的创新思维,更能培养学生的科学素质,特别是科学方法和科学的思维方式。
3完善实验教学评价体系
为了完善实验教学评价体系,分模块考核将得使实验教学考核更客观[7,8]。因此,我们设计了分模块的考核方式,其具体的评价体系如表1。
篇5
随着社会经济的发展及教育改革的深入,高职教育已成为我国高等教育的重要组成部分,培养适应社会需要的高端技能型专门人才已成为高职院校的重要任务。湖南省委、省政府《关于大力发展职业教育的决定》指出,要完善职业院校人才培养水平和专业建设水平分级评价制度。根据这一精神,湖南省教育厅于2010年建立了职业院校学生专业技能抽查制度。目前,专业技能抽查已成为湖南省加强职业院校专业建设、促进专业教学、提升学生专业技能、增强学生就业创业能力的有力措施和重要保障。为此,我们大胆尝试了基于专业技能抽查背景下的高职药学专业无机化学教学改革,把专业技能抽查的理念、标准和要求融入教学中,切实提高了学生解决实际问题的能力和动手能力,增强了学生适应社会、企业的能力和就业创业能力,提高了人才培养质量。
一、深刻领会专业技能抽查与实践教学的实质
本文所说的“专业技能抽查”是指由湖南省教育厅组织的职业院校学生专业技能抽查。具体来说,是指在全省范围内,所有在籍高职院校学生,在大三第一学期必须参加由省教育厅统一组织的全省专业技能抽查。基本程序是先由省教育厅确定抽查专业,再从各个学校的相应专业的大三在籍学生中随机抽取一定数量的学生参加技能抽查考试;考试方式为现场操作测试;学生完成测试后,由评委现场评定“合格”或“不合格”。抽查结果与学校申报省市级重点建设项目及学校专业建设水平评估相结合。对抽查合格率低于60%的学校,提出黄牌警告,无故不参加专业技能抽查的学校以及连续两次抽查合格率低于60%的学校,取消该专业的招生资格。可见,专业技能抽查对促进学生专业技能的培养,对促进学校办学质量和办学声誉的提高、招生专业的设置及办学规模的稳定均具有非常重要的作用。
从近年来的专业技能抽查情况看,湖南省专业技能抽查具有三个特点:一是权威性,专业技能抽查标准由各院校专业课教师及企业专家制定,技能标准充分对接就业岗位核心职业技能、职业道德与素养、融合行业企业最新规范与要求,并有一套完整的考评体系与规则;二是随机性,参与专业技能抽考的学生为三年级第一学期在籍学生,由教育厅按一定比例随机抽取,被抽中学生不得更改与替换;三是影响大,抽考结果以学校为单位进行综合排名并向社会公布,对合格率低于60%的学校给予黄牌警告,连续两年合格率低于60%的专业停止招生。
“实践教学”是指根据教学计划要求,组织学生通过系统的观察、讨论、实验、实习等教学环节,巩固和深化专业理论知识,掌握从事本专业实际工作的基本能力和基本技能,培养解决实际问题的能力和创新能力。职业教育最重要的特征就是实践教学,实践教学有利于促进学生的思维、技能、技巧、身心素质的全面提升,是提高学生专业技能和职业素养,进而全面提高高职人才培养质量的重要环节。
综上所述,实行高职专业技能抽查制度,凸显了职业教育的核心——专业技能培养。加强实践教学既是高职教育的内在要求,也是顺利通过专业技能抽查的客观要求和重要措施;专业技能抽查工作的开展有利于促使各高职院校加强实践教学,培养学生专业技能,提高人才培养质量,两者相辅相成,互相促进。
二、深刻把握技能标准,并将其贯穿于课堂教学中
高职教育,既是高等教育,又是职业教育;既要重视实践教学,又不能忽视理论教学。无机化学是药学专业的重要基础课,教学过程中既要遵循无机化学本身的系统性和教学规律,又要考虑到无机化学在药学专业课程体系中的地位和作用,考虑到无机化学与后续课程的联系。专业技能抽查标准最大的特点是将行业企业的最新技术、工艺要求、企业素养融入到标准里,使标准既引领高职院校的教学评价,又反映行业企业最贴近、最实际的要求。培养学生良好的专业技能,必须深刻把握技能标准,融标准于课堂教学中。我们的做法是:第一,深刻理解技能标准。技能标准规定了学生对每项技能所要掌握的内容、熟悉的程度、达到的要求。只有深刻理解技能标准,明确每一项技能所要达到的要求、技能要点和操作方法,才能在训练过程中做到心中有数并有针对性。第二,围绕技能标准优化教学内容。对于每一项技能,要选择合适的理论及实验教学内容,优化课堂教学。对于综合性技能,可先分解成多个单项技能,逐一训练,逐个达标,再通过综合性实验形成综合技能。为了促使学生牢固掌握无机化学理论知识和实验操作要领,形成良好的专业技能,我们围绕技能标准优化了教学内容。一是删去了理论性太强、难度过大的纯化学理论内容和现象欠明显、药品毒性大、污染严重、与生产实际联系不紧密的实验内容;二是把相似的几个实验进行整合,既避免了重复教学,又促进了综合实验技能的形成;三是增加了化学药物在临床疾病治疗中的应用及当前企业实际生产中的新设备、新技术、新工艺和新方法等方面的知识,拓宽了知识面。第三,紧扣技能抽查标准,实施课堂教学。在课堂教学中,内容要围绕技能标准讲授理论知识、演示实验操作,突出技能标准对于课堂教学的指导作用;教学方法上要明确目标、突出重点,对技能抽查内容要重点讲授,反复训练,促使学生牢固掌握理论知识,熟悉操作要领,收到举一反三、触类旁通的效果。实践表明,通过优化教学内容,紧扣技能抽查标准实施课堂教学,不仅有利于学生牢固掌握理论知识,不断增强观察、分析实验现象及运用所学知识解决实际问题的能力;还有利于激发学生学习兴趣,强化操作训练,形成技能技巧,增强综合实验能力,从而提高教学质量和人才培养质量。
三、实施强化训练,为技能抽查查漏补缺
在备战技能抽查过程中实施强化训练,就是要对每项技能,通过适当的实验内容进行反复操作训练,查漏补缺,形成技能技巧。我们的做法是:一是全面训练无机化学基本操作,如称量、溶解、过滤、蒸发、结晶、萃取等基本操作是综合性实验的基础,必须全面训练,掌握要领,熟练操作。二是技能抽查项目一一过关。在掌握基本操作技能的基础上学习技能抽查规定项目,包括每个项目的内容、要求、操作要领,都要全面掌握,操作规范、熟练,做到一一过关。三 是以设计性实验培养学生综合实验能力。设计性实验有利于提高学生运用理论知识分析实验现象并解决实际问题的能力;有利于促进学生实验技能技巧的形成,提高综合实验能力;有利于培养学生的创新意识和创新能力。根据药学专业培养目标及后续课程学习的需要,我们开设了三个设计性实验:胃散中CaCO3和MgO含量的测定、污水中重金属离子的鉴定及含量测定、Zn2+、Al3+ 混合样品中Zn2+、Al3+ 含量的测定。先把学生分成几个小组,通过查阅资料制定实验方案并交教师修改,然后在教师的指导下进行实验,实验结束后,教师对实验结果进行讲评并指出注意事项、可能发生的实验事故及预防和处理措施。实践表明,通过强化训练、查漏补缺,有利于促使学生全面掌握无机化学的各项实验操作,并通过反复的操作训练形成技能技巧,提高了教学效果。
四、强化实验考核,为技能抽查夯实基础
加强实验教学是培养学生操作技能,顺利通过技能抽查的关键环节,实验考核是检验实验教学成效、促进和优化实验教学的有效措施。我们的做法是:一是根据专业培养目标,结合专业技能抽查,明确高职药学专业人才质量规格,修订完善了人才培养方案。二是根据人才培养方案,紧扣技能抽查标准,制定了药学专业无机化学实验教学与考核实施方案。三是认真组织实验考核。实验考核既是课程结束考试的重要内容,又是备战专业技能抽查的“模拟抽查”环节,对检查备战技能抽查训练效果,促使学生掌握专业技能具有重要的作用。实验考核分为基本实验理论考核、基本实验技能考核和综合实验能力考核三个部分。其中,基本实验理论考核占30%,主要考核学生对常用仪器结构、功能及操作方法,常用试剂的配制与保存,无机化学实验基本操作要领,实验室规则、安全知识及实验事故的预防与处理措施等实验理论知识的掌握情况,以闭卷方式进行;基本实验技能考核占30%,主要考核学生对称量、溶解、过滤、蒸发、结晶、萃取等无机化学基本实验操作的掌握和熟练情况,按“抽签确定考核内容操作考核、提问教师根据学生操作及答问情况进行评分”程序进行;综合实验能力考核占40%,主要考核学生设计实验方案、实验操作、分析和处理实验数据及书写实验报告的综合实验能力,按“公布考核题目学生选择实验试题学生查阅资料设计实验方案并交教师审阅学生独立进行实验并提交实验报告教师根据学生实验操作、数据处理及实验报告书写情况进行综合评分”程序进行。实践表明,通过强化实验考核,既促进了实验教学,又为专业技能抽查夯实了基础。
五、教改效果
通过实施教学改革,收到了良好的教学效果,主要表现为四个方面:
第一,实践教学受到高度重视。根据专业技能抽查制度,专业技能抽查考试连续两年合格率低于60%的专业停止招生,这一规定直接影响到学校的生存和发展。因此,实践教学逐渐受到重视。学校制定了相应的实践教学管理制度和专业技能抽查激励机制,不断优化实践教学条件,强化实践教学管理;专业课教师高度重视并加强实践教学,强化学生专业技能的培养与考核;学生为了增强专业技能,提高就业竞争力,并能在技能抽查考试中取得好成绩,也主动重视专业技能的学习。
第二,优化了教学内容。专业技能抽查考试要求学生具备毕业后初次就业岗位所必需的专业核心基本技能,这些核心技能和专业素养全部包含在抽查标准中。教学过程中,我们围绕专业核心基本技能,紧扣技能抽查标准,优化了教学内容,增强了实用性。
第三,提高了人才培养质量。专业技能抽查促使校企深入合作,及时将企业的新设备、新技术、新工艺、新方法引进到学生的技能培养中,实现学校与企业、专业与产业的对接。通过在技能训练中反复运用理论知识,使学生理论知识掌握得更加牢固,并能灵活运用于解决实际问题。同时,通过强化技能训练与考核,使学生明确了每一项技能的标准、操作要领和操作要求,并能熟练地进行操作,形成技能技巧。这样,从理论知识和专业技能两个层面促进了人才质量的提高。
第四,促进了“双师型”教师的培养。专业技能抽查既是考学生也是考教师,要想学生顺利通过技能抽查,专业课教师必须吃透专业技能抽查考试标准,掌握企业对学生的技能需求及职业岗位的技能要求。其次,教学中所暴露出的问题,促使教师不断转变观念,更新教学内容,改进教学方法,提高实践教学能力。第三,专业技能抽查制度的实施,促使教师深入企业生产一线参加实践锻炼,提高自身专业技能水平和实践经验。这样,通过不断的学习和实践锻炼,促使教师逐渐成长为“站讲台能讲好、进车间能干好”的“双师型”教师。
总之,实施专业技能抽查制度,“以抽查促改进、以抽查促建设、以抽查促质量提升”是切实加强职业院校专业建设和专业教学,提升学生专业技能,增强学生就业创业能力的重要保障。无机化学是药学专业重要的专业基础课,是后续课程学习和专业技能培养的基础。为了实现专业培养目标并适应专业技能抽查的需要,围绕技能标准,优化教学内容,融标准于课堂教学中,是深化无机化学教学改革,提高教学质量和人才培养质量的有效措施。
参考文献:
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2015)04-0059-04
随着社会经济的发展及教育改革的深入,高职教育已成为我国高等教育的重要组成部分,培养适应社会需要的高端技能型专门人才已成为高职院校的重要任务。湖南省委、省政府《关于大力发展职业教育的决定》指出,要完善职业院校人才培养水平和专业建设水平分级评价制度。根据这一精神,湖南省教育厅于2010年建立了职业院校学生专业技能抽查制度。目前,专业技能抽查已成为湖南省加强职业院校专业建设、促进专业教学、提升学生专业技能、增强学生就业创业能力的有力措施和重要保障。为此,我们大胆尝试了基于专业技能抽查背景下的高职药学专业无机化学教学改革,把专业技能抽查的理念、标准和要求融入教学中,切实提高了学生解决实际问题的能力和动手能力,增强了学生适应社会、企业的能力和就业创业能力,提高了人才培养质量。
一、深刻领会专业技能抽查与实践教学的实质
本文所说的“专业技能抽查”是指由湖南省教育厅组织的职业院校学生专业技能抽查。具体来说,是指在全省范围内,所有在籍高职院校学生,在大三第一学期必须参加由省教育厅统一组织的全省专业技能抽查。基本程序是先由省教育厅确定抽查专业,再从各个学校的相应专业的大三在籍学生中随机抽取一定数量的学生参加技能抽查考试;考试方式为现场操作测试;学生完成测试后,由评委现场评定“合格”或“不合格”。抽查结果与学校申报省市级重点建设项目及学校专业建设水平评估相结合。对抽查合格率低于60%的学校,提出黄牌警告,无故不参加专业技能抽查的学校以及连续两次抽查合格率低于60%的学校,取消该专业的招生资格。可见,专业技能抽查对促进学生专业技能的培养,对促进学校办学质量和办学声誉的提高、招生专业的设置及办学规模的稳定均具有非常重要的作用。
从近年来的专业技能抽查情况看,湖南省专业技能抽查具有三个特点:一是权威性,专业技能抽查标准由各院校专业课教师及企业专家制定,技能标准充分对接就业岗位核心职业技能、职业道德与素养、融合行业企业最新规范与要求,并有一套完整的考评体系与规则;二是随机性,参与专业技能抽考的学生为三年级第一学期在籍学生,由教育厅按一定比例随机抽取,被抽中学生不得更改与替换;三是影响大,抽考结果以学校为单位进行综合排名并向社会公布,对合格率低于60%的学校给予黄牌警告,连续两年合格率低于60%的专业停止招生。
“实践教学”是指根据教学计划要求,组织学生通过系统的观察、讨论、实验、实习等教学环节,巩固和深化专业理论知识,掌握从事本专业实际工作的基本能力和基本技能,培养解决实际问题的能力和创新能力。职业教育最重要的特征就是实践教学,实践教学有利于促进学生的思维、技能、技巧、身心素质的全面提升,是提高学生专业技能和职业素养,进而全面提高高职人才培养质量的重要环节。
综上所述,实行高职专业技能抽查制度,凸显了职业教育的核心——专业技能培养。加强实践教学既是高职教育的内在要求,也是顺利通过专业技能抽查的客观要求和重要措施;专业技能抽查工作的开展有利于促使各高职院校加强实践教学,培养学生专业技能,提高人才培养质量,两者相辅相成,互相促进。
二、深刻把握技能标准,并将其贯穿于课堂教学中
高职教育,既是高等教育,又是职业教育;既要重视实践教学,又不能忽视理论教学。无机化学是药学专业的重要基础课,教学过程中既要遵循无机化学本身的系统性和教学规律,又要考虑到无机化学在药学专业课程体系中的地位和作用,考虑到无机化学与后续课程的联系。专业技能抽查标准最大的特点是将行业企业的最新技术、工艺要求、企业素养融入到标准里,使标准既引领高职院校的教学评价,又反映行业企业最贴近、最实际的要求。培养学生良好的专业技能,必须深刻把握技能标准,融标准于课堂教学中。我们的做法是:第一,深刻理解技能标准。技能标准规定了学生对每项技能所要掌握的内容、熟悉的程度、达到的要求。只有深刻理解技能标准,明确每一项技能所要达到的要求、技能要点和操作方法,才能在训练过程中做到心中有数并有针对性。第二,围绕技能标准优化教学内容。对于每一项技能,要选择合适的理论及实验教学内容,优化课堂教学。对于综合性技能,可先分解成多个单项技能,逐一训练,逐个达标,再通过综合性实验形成综合技能。为了促使学生牢固掌握无机化学理论知识和实验操作要领,形成良好的专业技能,我们围绕技能标准优化了教学内容。一是删去了理论性太强、难度过大的纯化学理论内容和现象欠明显、药品毒性大、污染严重、与生产实际联系不紧密的实验内容;二是把相似的几个实验进行整合,既避免了重复教学,又促进了综合实验技能的形成;三是增加了化学药物在临床疾病治疗中的应用及当前企业实际生产中的新设备、新技术、新工艺和新方法等方面的知识,拓宽了知识面。第三,紧扣技能抽查标准,实施课堂教学。在课堂教学中,内容要围绕技能标准讲授理论知识、演示实验操作,突出技能标准对于课堂教学的指导作用;教学方法上要明确目标、突出重点,对技能抽查内容要重点讲授,反复训练,促使学生牢固掌握理论知识,熟悉操作要领,收到举一反三、触类旁通的效果。实践表明,通过优化教学内容,紧扣技能抽查标准实施课堂教学,不仅有利于学生牢固掌握理论知识,不断增强观察、分析实验现象及运用所学知识解决实际问题的能力;还有利于激发学生学习兴趣,强化操作训练,形成技能技巧,增强综合实验能力,从而提高教学质量和人才培养质量。
三、实施强化训练,为技能抽查查漏补缺
在备战技能抽查过程中实施强化训练,就是要对每项技能,通过适当的实验内容进行反复操作训练,查漏补缺,形成技能技巧。我们的做法是:一是全面训练无机化学基本操作,如称量、溶解、过滤、蒸发、结晶、萃取等基本操作是综合性实验的基础,必须全面训练,掌握要领,熟练操作。二是技能抽查项目一一过关。在掌握基本操作技能的基础上学习技能抽查规定项目,包括每个项目的内容、要求、操作要领,都要全面掌握,操作规范、熟练,做到一一过关。三是以设计性实验培养学生综合实验能力。设计性实验有利于提高学生运用理论知识分析实验现象并解决实际问题的能力;有利于促进学生实验技能技巧的形成,提高综合实验能力;有利于培养学生的创新意识和创新能力。根据药学专业培养目标及后续课程学习的需要,我们开设了三个设计性实验:胃散中CaCO3和MgO含量的测定、污水中重金属离子的鉴定及含量测定、Zn2+、Al3+ 混合样品中Zn2+、Al3+ 含量的测定。先把学生分成几个小组,通过查阅资料制定实验方案并交教师修改,然后在教师的指导下进行实验,实验结束后,教师对实验结果进行讲评并指出注意事项、可能发生的实验事故及预防和处理措施。实践表明,通过强化训练、查漏补缺,有利于促使学生全面掌握无机化学的各项实验操作,并通过反复的操作训练形成技能技巧,提高了教学效果。
四、强化实验考核,为技能抽查夯实基础
加强实验教学是培养学生操作技能,顺利通过技能抽查的关键环节,实验考核是检验实验教 学成效、促进和优化实验教学的有效措施。我们的做法是:一是根据专业培养目标,结合专业技能抽查,明确高职药学专业人才质量规格,修订完善了人才培养方案。二是根据人才培养方案,紧扣技能抽查标准,制定了药学专业无机化学实验教学与考核实施方案。三是认真组织实验考核。实验考核既是课程结束考试的重要内容,又是备战专业技能抽查的“模拟抽查”环节,对检查备战技能抽查训练效果,促使学生掌握专业技能具有重要的作用。实验考核分为基本实验理论考核、基本实验技能考核和综合实验能力考核三个部分。其中,基本实验理论考核占30%,主要考核学生对常用仪器结构、功能及操作方法,常用试剂的配制与保存,无机化学实验基本操作要领,实验室规则、安全知识及实验事故的预防与处理措施等实验理论知识的掌握情况,以闭卷方式进行;基本实验技能考核占30%,主要考核学生对称量、溶解、过滤、蒸发、结晶、萃取等无机化学基本实验操作的掌握和熟练情况,按“抽签确定考核内容操作考核、提问教师根据学生操作及答问情况进行评分”程序进行;综合实验能力考核占40%,主要考核学生设计实验方案、实验操作、分析和处理实验数据及书写实验报告的综合实验能力,按“公布考核题目学生选择实验试题学生查阅资料设计实验方案并交教师审阅学生独立进行实验并提交实验报告教师根据学生实验操作、数据处理及实验报告书写情况进行综合评分”程序进行。实践表明,通过强化实验考核,既促进了实验教学,又为专业技能抽查夯实了基础。
五、教改效果
通过实施教学改革,收到了良好的教学效果,主要表现为四个方面:
第一,实践教学受到高度重视。根据专业技能抽查制度,专业技能抽查考试连续两年合格率低于60%的专业停止招生,这一规定直接影响到学校的生存和发展。因此,实践教学逐渐受到重视。学校制定了相应的实践教学管理制度和专业技能抽查激励机制,不断优化实践教学条件,强化实践教学管理;专业课教师高度重视并加强实践教学,强化学生专业技能的培养与考核;学生为了增强专业技能,提高就业竞争力,并能在技能抽查考试中取得好成绩,也主动重视专业技能的学习。
第二,优化了教学内容。专业技能抽查考试要求学生具备毕业后初次就业岗位所必需的专业核心基本技能,这些核心技能和专业素养全部包含在抽查标准中。教学过程中,我们围绕专业核心基本技能,紧扣技能抽查标准,优化了教学内容,增强了实用性。
第三,提高了人才培养质量。专业技能抽查促使校企深入合作,及时将企业的新设备、新技术、新工艺、新方法引进到学生的技能培养中,实现学校与企业、专业与产业的对接。通过在技能训练中反复运用理论知识,使学生理论知识掌握得更加牢固,并能灵活运用于解决实际问题。同时,通过强化技能训练与考核,使学生明确了每一项技能的标准、操作要领和操作要求,并能熟练地进行操作,形成技能技巧。这样,从理论知识和专业技能两个层面促进了人才质量的提高。
第四,促进了“双师型”教师的培养。专业技能抽查既是考学生也是考教师,要想学生顺利通过技能抽查,专业课教师必须吃透专业技能抽查考试标准,掌握企业对学生的技能需求及职业岗位的技能要求。其次,教学中所暴露出的问题,促使教师不断转变观念,更新教学内容,改进教学方法,提高实践教学能力。第三,专业技能抽查制度的实施,促使教师深入企业生产一线参加实践锻炼,提高自身专业技能水平和实践经验。这样,通过不断的学习和实践锻炼,促使教师逐渐成长为“站讲台能讲好、进车间能干好”的“双师型”教师。
总之,实施专业技能抽查制度,“以抽查促改进、以抽查促建设、以抽查促质量提升”是切实加强职业院校专业建设和专业教学,提升学生专业技能,增强学生就业创业能力的重要保障。无机化学是药学专业重要的专业基础课,是后续课程学习和专业技能培养的基础。为了实现专业培养目标并适应专业技能抽查的需要,围绕技能标准,优化教学内容,融标准于课堂教学中,是深化无机化学教学改革,提高教学质量和人才培养质量的有效措施。
参考文献:
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[2]贺映辉.高职国贸专业课程教学与专业技能抽查对接研究——以《外贸跟单实务》课程为例[J].考试周刊,2013(66):174.
[3]李云义,常芳.浅谈专业技能抽查的意义及对模具设计与制造教学改革的促进[J].教育教学论坛,2012(29):48-50.
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[5]曾琦斐.提高药学专业无机化学实验教学质量的实践与探索[J].中医药导报,2007,13(11):94-95.
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篇6
关键词: PBL教学法 无机化学 应用
一、国内基于问题式学习PBL(problem-based learning)发展概况
基于问题式学习PBL(Problem Based Learning)教学法是1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大的麦克玛斯特大学医学院首创的一种新的教学模式,1993年在爱丁堡世界医学教育高峰会议中得到推荐,目前已成为国际上较流行的教学方法[1]。PBL教学法强调把学习设置于复杂的、有意义的问题情境中,通过让学习者合作解决真实性问题来学习隐含于问题背后的科学知识,形成解决问题的技能,培养自主学习的能力[2]。在我国对PBL的研究基本处于起步阶段,因此该方法对大多数教师而言是一个新生事物,笔者在临沧师范高等专科学校大学无机化学教学中运用了这一教学方法,PBL教学法有利于调动学生的主观能动性,有效促进学生自学,提高分析、解决问题的能力。该教学方法受到了学生的一致好评。
二、大学无机化学开展PBL教学的可行性
随着高校教学改革的深入,教师在教学中应以引导学生发现问题、培养学生积极思考、科学探究的能力为主要导向,同时注重教学方法的灵活运用,发展学生思维,努力培养学生主动学习的能力,提高学生的学习兴趣,使学生具备分析问题和解决问题的能力,是教学改革面临的重要课题。高校教育改革提出要加强学生综合素质与能力的培养,以教师为导向,改变传统的“填鸭式”教学方法。PBL教学法则“以学生为主体、以问题为主线”,让学生在规定时间内自主阅读教材,教师在整个教学过程中主要对本章节重点内容设计一些问题,可以设置如选择题、判断题、填空题、简答题等题目,在学生自主学习教材后把设计的相关题目展现给学生,让学生有针对性地对教师给出的题目重新学习教材相关知识点,并针对问题主动学习,经推理分析后确定答案,形成积极思考的行为习惯,对于培养学生自主能力及分析问题、解决问题能力有重要影响。然后,教师把答案讲解给学生,并说明题目设置的考点及解决对策。这样的教学方法改变了传统的教师讲、学生听的教学模式,让学生在课堂上能够主动参与学习过程,不管学生能否找出正确答案,学生大脑都处在有意识的积极思维活动中,而不像在传统教学中那样被动地听教师讲解枯燥的知识点,常常精神不集中,学习效果很差。采用PBL教学法,可以调动学生的学习兴趣,让学生在自主学习中找到问题的答案,在学习中获得满足和成就感,变被动学习为主动学习,极大地激发学生的学习兴趣。
三、卤化物性质教学中开展PBL教学的实践
1.让学生自由组成若干学习小组,每组4~6人。4.学生以问题为基础进行自主学习,充分研读教材,对原本抽象、难懂的知识在小组中充分讨论,拟定问题的答案。
5.通过提问的方式让学生给出每个题目的所有可能答案,教师要对每个答案进行分析,并解释如何剖析书中的知识点获得正确答案。教师对每组的答案进行总结评价,并给出正确答案及获得答案的思维过程。如上述测试题考查的知识点是卤化物的熔沸点、热稳定性、溶解性和水解性的影响因素,学生通过对上述问题的分析和解答,把书中的知识转变为解决问题的能力,对于培养学生独立分析和解决问题能力是非常必要的。教师可以根据学生回答得正确与否判断学生对知识点的掌握情况,从而有利于教师在讲解过程中有所侧重,重点突出,从而达到更好的教学效果[3]。
四、结语
评价一堂课好坏的标准之一是看教学过程中能否给学生深层次的思考和探究留下空间。本次教学研究发现,学生对PBL教学方法是能够接受的,而且学习兴趣很高,改变了传统教学中学生处于“填鸭式”的被动学习地位,真正实现了以学生为主体的教学理念,为学生运用知识解决问题提供了良好的条件。另外,教师在分析问题答案的过程中,要随时回归教材,找到知识在教材中的落脚点和辐射点,在分析问题中抓住其基本要点并进行辐射探究,对培养学生的创造性思维、提高学生的综合素质大有益处[4]。当然,在教学实践中发现,用PBL方法进行教学,教师要对学生的思维能力有较准确的判断,并在预定时间内实现学生学习效率的最大化。
参考文献:
[1]Sen eviratne RD,Samarasekera DD,Karunath ilake IM,etal.Students perception of problem based learning inthe medical curriculum of the faculty of medicine,universit y of C olombo[J].Ann Acad Med Singapore,2001,30(4):379-2381.
[2]黄亚玲,郑孝清,金润铭,等.PBL教学模式探索[J].医学与社会,2005,18(6):56.
篇7
【关键词】无机及分析化学;教学效果;教与学;改进方法
随着课程改革的深入,为了进一步提高课程教学的效率和质量以及减少课堂讲授时数,过去在工科类专业单独开设的《无机化学》及《分析化学》逐渐被《无机及分析化学》课程代替,原因是这两门化学课程之间有大量的重复内容。但一些问题也随之而来,如教学内容与教学时数间的矛盾突出。无机及分析化学在内容上,主要包括化学反应的一般原理、定量分析基础(误差和数据处理)、四大平衡和四大滴定、物质结构基础、元素化学和仪器分析等,内容较多。但为了强调化学课程的实践性,近几年对理论课的课时进行压缩,使得理论课时大大减少[1]。此外,鉴于我国传统的应试教学与大学自主学习的教育方式的不同,许多学生在进入大学后,尚未转变学习模式,失去了中学学习的依赖,感觉无机及分析化学课程内容繁杂、教学进度快、难以掌握,由此导致学生容易产生厌倦、学习积极性不高等情绪,补考、重修的比率逐年上升[2]。但目前,由于专业科研创新的深入和研究热点的涌现,对化工类专业本科生的化学知识与化学教学不断提出新的挑战和要求。除要求学生具有扎实的化学基础理论知识,还要有熟练的实验操作技术。所以教好和学好这门课程对新生的学习兴趣、知识积累和科研素质培养至关重要[3]。那么,如何利用有限的教学时间取得良好的教学效果,是每位教师都很关心的问题。下面笔者在总结归纳相关院校经验的基础上,根据自己的教学经历及观摩学习所得,分别从教师的“教”与学生的“学”两方面,就该课程的教学谈几点粗浅的心得体会。
1教师的“教”
1.1课前做充分准备,精炼教学内容
备课是课堂教学的首要环节,备好课更是上好课的前提。备课前,教师要深入研究教学大纲和教材,明确该课程的教学目的及各章节的具体要求,以教学层次清晰,教学内容重难点突出为宗旨。由于无机及分析化学涉及知识面较广,包含无机化学、分析化学及部分物理化学的知识,因此,授课教师需要多阅读与授课内容相关的参考书,不断扩增自己的知识储备。同时,教师可以经常搜集与授课内容相关的科技信息,将最近的科研成果以及自己科学研究感想,在教学过程中传递给学生,激发同学们的学习热情。此外,随着无机及分析化学的教学课时的压缩,有限的教学时数和日益严格的教学要求是授课教师面临的挑战。教师在授课过程中应凝练教学内容,找出教学内容的精髓,把精髓部分给学生讲透彻、明白,然后再讲相关内容的时候就会达到事半功倍的效果。如物质结构基础中,核外电子运动状态、价键理论及杂化轨道理论是后期学习有机化学的基础,是要求重点掌握的内容,所以这部分知识要讲解清晰、透彻,让学生接受。而微观粒子的波粒二象性、测不准原理等内容则可以略讲,以节省课时。
1.2上好绪论课
柏拉图曾说:“良好的开端,等于成功的一半。”鉴于大一新生刚进入大学,对所学专业的专业前景及学习目标都不清楚,而绪论是整个课程的第一节课,教师应该抓住该堂课的时机,为学生讲解相关专业前景,以激发学生的学习兴趣,提高学生的求知欲。教师上课时需强调,无机及分析化学是化工类及相关专业的基础课程,通过本课程的学习,为后续课程(如有机化学、物理化学、生物化学等)的学习打好基础。此外,教师可结合实例强调无机及分析化学在今后的学习及生活中的重要性。如可以举无机及分析化学在医药卫生(如药物成分分析与监控)、食品安全(如毒奶粉的检测)、化工生产中较熟悉的实例,通过这些生活实例,使之认识到这门课程不仅与自己所学的专业知识有关,还与日常生活息息相关,引发学生兴趣,激发学生学习的积极性,为后续教学的顺利开展奠定良好的基础[4]。
1.3不同教学方式
传统的教学模式以教师为主体,学生参与度较少,长时间如此,使得大部分学生容易产生厌倦、疲劳情绪,不利于课堂的进行。针对此种情况,教师可采用教师教授为主,各种新教学方式为辅的混合教学模式。如提问式教学、讨论式教学。提问式教学是指在教学中注意不失时机地提出问题,以引起学生的好奇与思考,进而引导学生去分析问题和解决问题。此种方式可激发学生的自主学习热情,提高学习兴趣,培养创新思维[5]。讨论式教学,即教师通过设计问题,充分调动学生的主观能动性,让学生通过问题讨论的方式从而高效、愉悦地汲取知识,进行自我教育的方式。教师提前设置好问题,将学生进行分组,学生课下查阅相关资料,为讨论课做好准备。此外,为提高学生上课的积极性以及PPT的制作能力和演讲能力,每学期可开展1-2次翻转课堂活动,让学生作为主体,制作PPT、参与讲课。教师选好要讲的内容,提前让学生做好准备,在上课时进行讲解,其他同学可对不理解的地方进行提问,也可对讲课方式提出自己的意见,授课教师最终进行点评。由于现在实行大班上课,可将学生进行分组。选择组织能力、领导能力较强的同学作为小组长。组长根据组员的实际情况进行分配任务,督促检查任务的完成情况,及时组织同学研究解决出现的各种问题,保证任务的完成。
1.4重视实验课
伽利略曾说:“科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找,而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找”,由此可见实验的重要性。作为无机及分析化学课的重要组成部分,实验课的宗旨是加强学生对理论知识的理解,训练学生基本操作技能,培养学生分析问题、解决实际问题的能力,为今后的学习及工作打下基础。为上好实验课,教师首先要深刻理解和准确把握教材,在此基础上,合理设计每一次实验课,认真做好实验准备,对实验现象、实验条件、实验关键、操作要点和易出现问题的地方做到心中有数,这样才能指导好学生实验。其次,为达到锻炼学生思考能力的目的,提前让学生做预习,按实验原理、操作流程书写预习报告,熟悉实验内容,并指出实验过程中的注意点。在实验过程中,学生应独立操作,仔细观察实验现象,认真记录数据,并将实验现象和数据如实记录在预习本上,不得弄虚作假。对于失败的实验,学生需自己分析失败原因。教师应要求学生实验中勤于思考,仔细分析,力争自己解决问题。实验结束后,教师检查学生预习报告及实验结果,并指出不足,学生在此过程中也能有所启发。课下,学生认真书写实验报告册,教师批改后,于下节实验课时,单独纠正每位学生存在的问题。
1.5多与学生沟通交流
上课时,教师需要多关注学生,多与其互动,活跃上课氛围,调动学生积极性。可通过讲解现实中的一些实例,吸引学生的注意力,也可以通过提问的方式,让学生多多的参与教学活动,而不是简单的以教师为主体的教学。与学生的交流不仅体现在课堂上,也要做到课下多交流。课下,教师可定期以调查问卷的方式,让学生提出教师在教学中需要哪些改进。也可以通过网络的方式,组建学习群,学生可以在群内进行关于本课程的任何提问与发言。
2学生的“学”
对于刚摆脱了高中“以教为主”的被动学习模式的大一新生而言,大学课堂往往是内容繁多、教学进度快、自主学习性更强。面对陡然转变的教学模式,学生往往会感到力不从心,无法适应,长此以往,常常会出现厌学等负面情绪。针对此种情况,教师应及时对学生进行指导,循循善诱,帮助其转换角色,调整心态,找到有效的学习方法。
2.1培养学习兴趣
兴趣是最好的老师。学习兴趣是直接推动学生学习的一种内部动力,是提高学习积极性最直接的因素。除在课上采用各种教学方式吸引学生注意外,教师还可鼓励学生积极参加一些学术讲座,或利用网络多接触最新科技成果等,让学生开阔视野,调动学习积极性。
2.2养成课前预习的习惯
鉴于无机及分析化学课程内容繁杂,学生基础差,且课堂进展较快,为提高学生听课效率,可提前让学生预习上课内容,并标记好对哪些内容不太理解。为了督促学生预习并了解学生预习情况,教师可在上课前抽出2-3分钟,提问2-3名学生预习过程中有哪些疑惑,教师汇总后,在上课时,可对学生比较困惑的地方进行重点讲解。
2.3课上认真听讲,课后做好习题与总结
上课是要求学生认真听讲,做好课堂笔记,并多与教师互动。课后,为促进学生及时消化和巩固所学知识,教师可精心选择、布置复习思考题和习题。从不同的侧面培养、训练学生理解问题和运用所学知识解决实际问题的能力。另一方面,通过批改所有学生全部作业,及时发现薄弱之处并加以辅导强化,促进学生知识的掌握和应用。除每节布置相关习题作业外,教师还可要求学生对每章知识点进行总结。总结的方式可任学生自行决定,可以采用做笔记的方式,详细总结每章知识点,也可以采用手动绘图或软件绘图的方式,梳理每章知识点。
3结论
《无机及分析化学》是相关专业一门非常重要的基础课程,是大一新生入学首先面临的科目,在知识的传授和能力培养两方面起着承上启下的作用,而无机及分析化学的施教对象大一新生的学习对于培养大学阶段的学习兴趣、学习习惯、自主创新学习能力等方面均起着至关重要的作用。因此,我们要不断地探索合适的教学方式,培养学生自主学习能力及创新意识,进一步提高教学质量。
参考文献
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篇8
《无机及分析化学》主要有化学反应的基本原理、物质结构基础理论、溶液化学平衡、滴定分析等。本课程在我校作为生物制药及园艺专业基础科目,在大一开设:理论课48学时,实验课20学时。无机化学部分的学习既是对高中化学知识的提高,又为后续的相关专业课程准备必须的知识基础,起着承前启后的重要作用:而分析化学的内容与无机化学密不可分,四大滴定完全建立在四大平衡的基础之上。针对不同的专业,该课程的教学重点、难点以及教学方法都因专业而异。本文就该课程的教学过程中的讲授体会作简单介绍,为同行提供相关参考。
一、理论课教学应结合专业方向讲解
本校开设《无机及分析化学》课程的为生物制药及园艺专业,生物制药主要运用微生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等,综合利用上述科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。本专业培养适应社会主义现代化建设和医药卫生事业发展需要,具备药学和生物学的基本理论、基本知识和基本技能,掌握生物制药的基本原理和技术,熟悉生物医药分析和药品检验技术,能在生物制药研究、开发、生产以及医学检验、卫生防疫等领域从事相关工作的应用型人才。本专业的学生应掌握生化分离技术及工业药剂学等方面的基本理论知识和专业技能。因此,在教学中应重点讲授化学反应热力学基本知识以及化学反应动力学的内容,为今后学生从事新药研发做准备。同时,本课程的分析化学部分应作为重点讲授内容,解离平衡、滴定分析等章节内容在讲授过程中应结合药物分析相关内容,使学生能够理论结合实际,便于知识点的理解和吸收。
例如,在讲解氧化还原反应时,可结合园艺中常见的土壤腐殖质测定的问题,让学生将课本上的理论知识用于实际的操作中,加深强课程在专业中的应用。
二、讲授前沿知识
除了讲解课本上的理论知识外,教师必须查找相关内容的前沿进展,结合学生的专业特点介绍相关背景知识。针对生物制药专业跟医学材料相关的特点,我们在教学内容上,重点讲授高分子医学材料、储氢合金材料以及记忆合金材料。讲解这部分理论知识时,我们以高分子有机无机杂化材料为例子,在课堂上演示超滤膜的成膜过程,课前准备好高分子铸膜液和凝固液。用玻棒在玻璃板上涂一层薄薄的铸膜液,然后浸入纯水中,由于有机溶剂和非有机溶剂(纯水)的交换,铸膜液凝固成膜,整个成膜过程只需一分钟。初步成膜之后,让其在水中浸泡15分钟,充分去除掉有机溶剂。此实验让学生对高分子分离膜获得形象认识,然后再将超滤膜的表面和断面的微观结构以ppt的形式向学生展示,介绍膜分离原理。这种由浅入深的讲解,既兼顾了不同层次学生由“未知”向“已知”的过渡,同时又涵盖了大学化学的理论深度。这个过程,结合专业介绍相关前沿知识并提高学生听课兴趣,让学生带着问题听课,有所思考,从而达到好的教学效果。
三、注重实验教学
在新药研发过程中,需对药物的反应动力学进行测试,因此,对于生物制药专业的学生,该实验课程侧重化学动力学和化学分析方法等内容。在教学时,提前做实验部分,这样在理论讲解时,学生能很好的联系实验过程,有利于理论知识的理解。有的实验则先弄清楚理论部分,然后进行实验操作,从而达到理论和实践结合的目的。
化学实验教学是培养大学生化学基本实验技能、创新能力、理论联系实际能力的关键环节之一,在实验教学过程中存在如下问题:1.态度不够端正,缺乏严谨的科学态度。实验预习不够认真,很多同学只是简单的将实验课本上相关内容抄写至实验报告纸上,没有真正地对实验原理和实验过程进行理解吸收。在实验过程中,操作不够规范,例如在滴定分析实验中,很多同学在配置溶液中,存在药品随意洒出的现象,有的同学在取药品时不用药勺直接倒取,大量药品洒出,造成药品浪费和试验台的污染。2.实验数据的记录不真实。在实验过程中,很少同学能够做到对每一步的实验数据进行认真详细的记录,实验现象记录不仔细。有的甚至随意捏造数据,在实验结果分析部分,所得到的结果与理论值相差太大。
因此,在实验教学过程中必须强调科学严谨的实验态度,规范实验操作步骤,遵守实验室仪器实用的相关规定。在实验药品和仪器实用完毕后应该及时归位,并做好相关清洁卫生工作。在实验过程中必须实事求是的记录相关实验数据,对实验的实验现象应认真记录并查找相关理论原因。
四、灵活应用多重教学手段
篇9
关键词: 化学平衡常数 规则 意义 单位
化学平衡是中学化学最重要的平衡之一,对化学平衡进行定量研究最重要的参数就是化学平衡常数。《2013年普通高等学校招生全国统一考试大纲》(理科・课程实验标准版)对化学平衡常数提出了明确的要求,即“理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算”,可见高考对于“化学平衡常数”的考察是必然的。而在现行人教版选修4(化学反应原理)中,关于化学平衡常数的表述不多,教材只是强调了“化学平衡常数”的定义,“化学平衡常数”只受温度影响,与反应物和生成物的浓度变化无关,第一个例题求化学平常数,第二个例题用化学平衡常数。
新课改以来,全国各省高考试题表明,关于化学平常数的考察,除教材难度的考点外,还存在教材没有明确强调的考点,现对“化学平衡常数”进行全面的介绍。
对于一般的可逆反应:aA+bB?葑gG+hH,在一定温度下,达到平衡时,体系中物质的浓度间有如下关系:
[G]■[H]■/[A]■[B]■=K(K称为该反应的化学平衡常数)
平衡常数能表明化学反应进行的程度。一般来说,K>10■,可视为正向反应进行完全,而K
1.平衡常数的书写规则
①如果有固体和纯液体参加反应,它们的浓度不写在平衡常数表达式中,因为它们的浓度是固定不变的,平衡常数的表达式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
如:CaCO■(s)?葑CaO(s)+CO■(g) Kc=[CO■]
CO■(g)+H2(g)?葑H■O(1)+CO(g) Kc=[CO]/[CO■][H■]
②稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度不写在平衡关系式中。
如:Cr■O■■+H■O=2Cr■O■■+2H■ Kc=[CrO■■]■[H■]2/[Cr■O■■]
但是,非水溶液中的反应,如果反应式中有水(即:有水参加或有水生成),此时水的浓度不可视为常数,必须写入平衡关系式中。如:C■H■OH+CH■COOH?葑CH■COOC■H■+H■O,有:
Kc=[CH■COOC■H■][H■O]/[C■H■OH][CH■COOH]
③同一化学反应,可以用不同的化学方程式表示,每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。如:373K时,N■O■和NO■的平衡体系:
N■O■(g)?葑2NO■(g) K■=[NO■]■/[N■O■]=0.36
1/2N■O■(g)?葑NO■(g) K■=[NO■]/[N■O■]■=0.60
2NO■(g)?葑N■O■(g) K■=N■O■/[NO■]■=2.78
④对于气体反应,写平衡常数关系式时,除可以用平衡时的物质的量浓度表示外,也可用平衡时各气体的分压表示。如:
N■(g)+3H■(g)?葑2NH■(g)
可以写出两个平衡常数关系式:Kc=[NH■]■/[N■]・[H■]■ Kp=P■■/P■・P■■
Kc是以物质的量的浓度表示的平衡常数,其关系式中的[NH■][N■][H■]是各物质的平衡浓度。Kp是以各物质的分压表示的平衡常数,关系式中的P■、P■、P■是各物质的平衡分压。
2.平衡常数的意义
平衡常数的大小能表示可逆反应进行的程度。各个化学反应的平衡常数的大小相差很大,平衡常数越大,表示生成物平衡浓度越大,反应物平衡浓度越小,也就是反应进行得越彻底。例如:27℃时,反应N■+O■?葑2NO的K=3.84×10■,反应2SO■+O■?葑2SO■的K=3.10×10■。这说明上述两个反应达到平衡后,前者反应的程度甚小,几乎可以认为没有发生反应;后者基本上趋于完全反应,转化率特别高。
利用平衡常数还可以判断可逆反应进行的方向。
对于可逆反应:aA+bB?葑pC+qD,若给定A、B、C和D的浓度,则可利用平衡常数K判断反应进行的方向。其方法为:把这些物质的浓度代入平衡常数表达式中进行计算,把计算结果与平衡常数进行比较:
当[C]■[D]■/[A]■[B]■=K时,此反应处于平衡状态;
当[C]■[D]■/[A]■[B]■
当[C]■[D]■/[A]■[B]■>K时,此反应就向逆反应方向进行。
3.平衡常数的单位
平衡常数有单位,由于意义不大,通常不写。有的反应平衡常数单位是1,有的不是1。如:
H■+I■?葑2HI平衡常数单位是1
N■O■(g)?葑2NO■(g)平衡常数单位是mol/L
N■(g)+3H■(g)?葑2NH■(g)平衡常数单位是L■/mol■
[例1]有一密闭抽成真空的容器内,放有无水FeSO■与0.095 mol硫黄,通入纯氧,把体系加热,使它们发生化学反应。在恒定101325Pa及927K下长时间保持平衡,经分析该条件下平衡气相含氧0.005mol,残渣中并未发现残存的硫,试通过计算说明该条件下残渣是什么。
已知此条件下:
2FeSO■(s)?葑Fe■O■(s)+SO■(g)+SO■(g) K■=1.63×1O9Pa
2SO■(g)?葑2SO■(g)+O■(g) K■=5066.25Pa
[分析]通入纯氧反应后,无残存硫,说明全部被氧化为SO■和SO■,若假定第一个反应不发生,则SO■、SO■和O■的分压必须满足第二个平衡。因为NO2已知,故可由K■值求出Pso■和Pso■,然后求出第一个反应的Qp,并与K■比较,从而判断假设是否正确,分析如下:
若生成SO■为xmol,则SO■为:(0.095-x)mol。有:
n■=(0.095-x)+x+0.005=0.1
2SO■(g)?葑2SO■(g)+O■(g)
K■=■=■=5066.25mol/L
所以,x=0.0475mol。
对于反应(1)Q■=Pso■・Pso■=(■×101325)■=2.3×10■(Pa■)>Kp。
所以,此时FeSO■不可能发生分解,残渣为无水FeSO■。
[练习]平衡常数Kc的数值大小,是衡量化学反应进行程度的标志。在25℃时,下列反应的平衡常数如下:
N■(g)+O■(g)?葑2NO(g) K■=1×10-30
2H■(g)+O■(g)?葑2H■O(g) K■=2×1081
2CO■(g)?葑2CO(g)+O■(g) K■=4×10-92
(1)常温下,NO分解产生O■反应的平衡常数的表达式为K=?摇 ?摇。
(2)常温下,水分解产生O■,此时平衡常数值约为K=?摇 ?摇。
(3)常温下,NO、H■O、CO■三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为?摇 ?摇。
(4)北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装,以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的排放,而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂,请你根据以上有关数据分析仅使用催化剂除污染气体的可能性。
参考答案:
(1)K=CN■CO■/C■NO
(2)5×10■
(3)NO>H■O>CO■
(4)NO、CO与O■反应进行的程度很大,使用合适的催化剂加快反应速率,在水蒸气存在下生成HNO■和CO■,则基本上可以除去污染气体。
参考文献:
[1]教育部考试中心编.2013年普通高等学校招生全国统一考试大纲(理科・课程实验标准版).高等教育出版社.
篇10
关键词:简易热重分析仪;数字化;定量测定;胆矾;结晶水
文章编号:1005C6629(2016)10C0058C03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
上科版高中二年级第一学期《化学》(试用本)中的第十章第二节“胆矾中结晶水含量测定”[1]是一个重要的定量实验,学生在操作过程中,操作要求较高,易产生误差;恒重操作又比较耗时,使学生较难完成实验。
为解决以上问题,利用数字化技术对该实验进行改进。在加热的过程中,分别利用温度传感器和称量模块同时测得温度和质量的数值,绘制硫酸铜晶体失重-温度(TG)图像。通过数字化的改进,简化了恒重操作,缩短了实验时间,实验结果更精确,令课堂教学更为高效。
1 实验目的
(1)了解简易热重分析仪的结构、工作原理。
(2)利用简易热重分析仪测定胆矾结晶水的含量。
2 实验原理
CuSO4・5H2O是蓝色晶体,三斜晶系,在不同温度下逐步失水,如:
应用专业的热重分析仪对胆矾进行热重分析,可以得到如下TG曲线图[4],见图1。
由于该仪器可以边加热边称量,可省略恒重操作中冷却这一步骤。当TG图像中在250~300℃附近,失重率随着温度变化不再变化,且维持一段时间,即为加热、冷却、称量后所得的质量一段时间内不再改变,符合连续两次称量结果相差不超过0.001g的恒重操作标准。
然而热重分析仪价格昂贵、原理复杂、操作繁复,不太适合高中学生。故笔者利用高中化学实验室中常见的电子天平,略加改造,自制简易热重分析仪。设置加热温度上限为300℃,确保胆矾分解的同时,硫酸铜不会分解。在加热的过程中,分别利用温度传感器和称量模块同时测得温度和质量的数值,并利用设计的软件,对实验数据进行处理,绘制硫酸铜晶体失重-温度(TG)图像。当TG图像中失重率随着温度变化不再变化时,记录结晶水含量n值。
3 实验仪器及试剂
实验仪器:计算机(安装自制软件)、简易热重分析仪(带无线通信模块)、坩埚、药匙、研钵、石棉网、坩埚钳
实验试剂:硫酸铜晶体(AR)
4 实验仪器简介
4.1 简易热重分析仪的改造
(1)利用高中常见电子天平一台,在底部内腔电路板焊接电子控温加热模块,在称量模块附件安装一个温度传感器,并将温度传感器(称量模块附件1个、加热模块附件1个)、电热丝加热模块、数据接口,电源依次焊接。
(2)在电子天平背部开两个口(3cm×3cm),安装金属支架,在支架上放置金属保温装置。金属保温装置内衬石棉,中间开直径为1cm的洞。去除电子天平上盖,更换工程塑料上盖,并开一个口(5cm×5cm),在上盖依次安装保温层(石棉)、电热丝加热模块、金属散热板。
(3)去除原有称量盘,更换为中间段为聚四氟乙烯的金属杆,金属杆上端伸入金属保温装置内,并连接称量盘,保证金属杆不触碰金属保温装置。
将无线通信模块连接电子天平尾端232数据接口,并在电脑usb接口上连接接收器,软件上输入对应网络参数,进行无线连接操作。
(4)设计专业软件,该软件可对实验中样品质量及温度数据进行无线接收、处理以及图像绘制,设置电热丝加热模块升温速率以及升温上限,并远程控制装置开关及温度补偿。
4.2 实验装置的特点
(1)将加热装置处于称量装置上方,利用热空气上升的原理进行散热。
(2)在加热装置包裹石棉进行隔热(见图3)。
(3)加热装置与称量装置间用聚四氟乙烯连接进行隔热。
(4)为了确保加热时称量模块没有明显的温度变化,在称量模块中安装了一个温度传感器,实时监测称量模块的温度变化。
4.3 软件开发
(1)在测量硫酸铜质量和加热装置内温度的同时,利用称量模块附件温度传感器监测称量模块的温度,保证实验过程中称量模块的温度无明显变化,对实验所得样品质量的数据无影响(见图4)。
(2)通过无线模块,利用软件对仪器进行加热温度的设置及开关控制(见图5)。
(3)对实验数据进行实时监控,绘制硫酸铜晶体重量-时间、温度-时间及失重-温度(TG)图像(见图6)。
(4)通过加热坩埚的对照实验,利用软件对实验称量进行温度补偿,避免电子天平测量的体系误差(见图7)。
5 实验操作
(1)取一坩埚,放入简易恒重热重分析仪,打开电脑中软件和简易恒重热重分析仪,设置温度上限为300℃,升温速度为25℃/min,点击“加热”。
(2)待温度上升至300℃,点击“停止”,获得空白实验图像,用以温度补偿。
(3)在干燥器中冷却该坩埚。
(4)研磨胆矾晶体。
(5)将坩埚放入简易恒重热重分析仪,向坩埚中加入约0.1g胆矾,设置温度上限为300℃,升温速度为25℃/min,点击“加热”。
(6)待温度上升至300℃,点击“停止”,获得TG图像,并点击“温度补偿”,获得最终TG图像。
(7)根据TG图像,在胆矾完全失水时的温度范围,当质量不再发生变化,找到对应失重百分含量。
6 改进的意义
(1)利用数字化实验对传统实验及装置加以改进,减小了实验误差;通过软件的设计,能够直观地观察到硫酸铜晶体在加热过程中质量的变化过程,充分利用胆矾分解时温度变化的特性,简化了恒重操作,令课堂教学更为高效。
(2)节约实验试剂用量,做到实验的微量化和绿色化,是一个环境友好性实验。
(3)缩短实验时间。以往教师在处理该实验时,由于课堂容量原因,往往在第一课时中只能介绍实验原理、装置及操作要点,很难在课堂上演示实验,学生对于该实验没有一个从感性认识到理性认识的过程。
(4)设计无线传输技术,将原本对环境要求较高的电子天平带进课堂。如果因为课堂环境原因,使称量结果不稳定,完全可以课前将该装置放在某一稳妥的地方,事先在坩埚中加入胆矾,课上对装置进行无线控制。因为对于学生而言,主要学习的是胆矾加热的过程而并非该装置。
(5)改进的装置由电子天平配套恒温加热装置改造所得,具有一定的推广性。
(6)改进的装置还可用于其他样品的热重分析,如碳酸氢钠受热分解等。
参考文献:
[1]姚子鹏.高级中学课本・化学(高中二年级第一学期)(试用本)[M].上海:上海科学技术出版社,2007:52~55.