時間：2023-04-08 11:46:04
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無機化學是學生入學后的首門專業基礎課，其內容覆蓋面較廣，且內容的絕大部分與中學化學內容相關，它的開設是為了更好地實現中學化學與較高級專業化學的銜接，為后續課程的學習打下基礎，依據高職教育“必需、夠用”的原則，筆者認為其主要培養目標應使學生著重掌握有關化學的基本知識和基本理論，注重理論聯系實際，提高其實踐技能以及獨立思考、探索、創新的能力．我校現采用的全國高職“十一五”國家級規劃教材《無機化學》在內容上可分為兩大部分，一是基本原理和基礎知識部分，內容主要有化學反應速率和化學平衡、電解質溶液和離子平衡、原子結構和元素周期律、分子結構和晶體結構、氧化和還原反應等知識;二是元素化合物部分，主要介紹常見元素及其化合物的性質．這些教學內容對于不同的高職專業要有不同的要求和側重，合理的高職無機化學課程教學體系在內容上應以“必需、夠用、實用”為原則，著重突出基礎理論知識的應用和學生實踐、創新能力的培養．結合考慮高職課程要求的有限學時，這就要求教學內容貫徹少而精的原則，突出重點、難點．
如針對我校的應用化工技術專業，我們通過教學研究和大討論對基礎理論教學內容進行了整合，去掉一些單純理論推導，保留了最基本的、基礎的、原則的內容．對于無機化學中“原子結構和元素周期律”、“分子結構和晶體結構”這些難度較大，而在工廠、企業等實際應用中用途不大的內容知識，適度減少了其部分教學內容，著重講授了化學反應速率和化學平衡及其應用．在教學中筆者十分重視本學科的研究現狀、發展方向、研究方法和研究成果等，會在學習有關內容時，及時將最新研究成果和最新技術吸收進來，使教學內容具有前瞻性和啟迪性，如在講解配合物相關知識時，會向學生介紹配合物在光、電、磁學以及吸附分離等方面的應用及發展前景，在講解“元素及化合物”的相關內容時，會向學生介紹有關重金屬污染、微量元素與人體健康的相關知識，這樣既可以增加課堂的新穎性、趣味性，又有利于培養學生對化學的學習和探究興趣．
2更新教學方法和教學手段，提高教學效果
教學方法和手段的更新是課程改革的難點．要積極開展教學研究，探索教學規律，重視學生的主體地位，充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性．教學過程中我們采用了多種教學方法，如啟發式、討論式、探究式等教學方法，用以不斷激發學生的學習興趣，同時有效地避免了“滿堂灌”，給學生留有一定思維的空間、自學的空間．如在講解完雜化軌道理論和價層電子對互斥理論時，采用了討論式教學，在將兩種理論的主要內容學習完后，以相關習題作為依據，讓學生分組討論兩種理論的聯系與區別、二者的優點與不足，學生們發言后，教師再作總結，這樣做不但有利于幫助學生更好地理解教學內容，也充分調動了學生學習的主觀能動性和學習效率．將優秀的、傳統的教學方法與現代化的教學方法相結合，積極推進多媒體輔助教學．無機化學的教學內容既涉及晦澀、難懂的理論知識，又涉及瑣碎、繁多的元素化合物知識，開發計算機輔助教學，制作相應CAI課件，可將教學內容形象化、直觀化，增加教學容量，大大提高教學效率．如在無機化學課程課堂教學中，經常涉及分子和原子模型平面和立體圖形等，可通過FLASH動畫的形式進行展示，可使微觀的現象得以生動地描述，圖文并茂，動靜結合，將抽象的行為形象化，便于學生輕松掌握原本非常抽象的理論．為便于學生自主學習，我們還可以充分利用網絡技術，將課程的教學大綱、教案、課件、習題、參考書籍等教學資料上網，實現優質教學資源共享，為學生創造一個好的、開放性的學習環境．
3注重實驗教學，理論聯系實際
無機化學是一門實驗科學，通過直觀的實驗現象能幫助學生很好地理解和掌握無機化學的基本理論和基礎知識，有助于學生理論與實踐相結合．因此，我們在講授理論的同時開設實驗課，加強實踐內容，強化實踐環節，注重實踐操作與綜合能力的培養．在實驗內容的選擇方面，強調實驗的基本操作，如選擇溶解、蒸發、結晶、溶液的配制、試劑的取用等實驗，不斷強化學生的基本操作訓練;同時，減少驗證性實驗，增加制備性、綜合性實驗．如刪減了實驗教材中元素錫、鉛、銻、鉍、銀和汞等的性質實驗，增加了硝酸鉀的制備與提純、三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備等制備性、綜合性實驗，特別是三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備實驗是以廢鐵屑為原料制備硫酸亞鐵銨，然后再制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀并進行草酸根離子及鐵離子含量測定實驗的(該綜合性實驗含3個實驗，共時)，這樣就逐步形成了一套由淺入深、循序漸進、重在應用的實驗教學模式，進一步強化培養了學生獨立思考、解決問題的能力，以及動手能力，啟迪了他們的創造思維．結果表明，具有較好的教學效果．
4科學設定考核方法
考核是教學過程的一個重要環節，其目的是為了檢驗學生學習的成效，評估教師教學水平與教學效果．科學、有效的考核方法有助于教師更好地做出正確評估．目前我校無機化學理論課和實驗課考試成績均由平時成績和期末考試成績兩部分組成，平時成績占30%，期末考試成績占70%．對于無機化學理論課，平時成績可通過課堂提問、平時作業、撰寫小論文、無機化學知識競賽成績、章節測試成績、出勤等幾方面的考查給出成績;對于實驗課，則可通過對預習報告、出勤情況、實驗紀律、實驗操作、實驗報告等方面的考查，綜合求出平時成績．理論課的期末考試以筆試為主，內容強調無機化學的基礎理論知識;而實驗課的考試以實際操作為主．實驗課考試前，我們將考試所需的儀器和試劑置于實驗臺上，由學生隨機抽取內容不同的考題，要求學生根據不同考題，運用所學知識在已有的儀器和試劑中選擇所需儀器和試劑，在規定時間內設計出相應的實驗方案，并根據方案進行現場操作．監考老師根據實際操作現場打分，這樣的考核可更科學、真實地反映學生的知識應用能力和實驗動手能力．
5總結
以前陳舊落后的教學理念已經無法適應知識更新比較快的時代了,這就需要我們根據社會需要,注重對學生動手操作能力的綜合素質的培養[2]。在新的實驗教學理念的指導下,學生會更加清楚社會需要什么樣的人才,從而更主動的參與到實驗教學當中,變被動為主動,真正實現學生的主體地位,學生對無機化學實驗的興趣也會大大增加,而不再是機械的模仿實驗教師的操作,不加入任何自己動腦思考的過程,有針對性的選擇與實際生產密切相關的實驗操作,靈活有效的利用實驗資源,增加學生自我鍛煉的機會,培養出適應社會需要的高素質應用型人才。
2精選實驗內容,實施綠色化實驗教學
無機化學實驗教學長期處于理論課的附屬,選擇的實驗內容基本上是都是對理論課上所講的理論的驗證。要想滿足教學大綱所規定的培養目標的要求,就必須精心選擇實驗內容,盡量減少驗證性實驗的比例,增加綜合性、設計性實驗的比例,將綠色化學理念貫穿在實驗教學過程中,減少有毒有害實驗藥品的用量,在實驗過程中盡量避免有毒有害的化學產物或副產物的生成,減少對周圍環境造成的污染。提高實驗試劑的利用率和藥品的使用率,將實驗產生的廢液集中存放并按要求進行無害化處理,盡可能的回收再利用,注重對學生環保意識的培養。
3在實驗教學中引入多媒體教學手段
多媒體技術是近年來發展非常迅速的網絡技術之一,在無機化學實驗教學中,一些抽象的原理和現象,很難通過單純的語言講解讓學生理解,因此可以通過多媒體教學把難懂的原理和現象,具體而形象的展現的屏幕上,來幫助學生理解與掌握。多媒體教學具有較強的直觀性,引入的素材較多,能夠聲形并茂的將抽象的原理,形象直觀的表達出來,提高知識傳授的效率,充分調動學生的學習積極性,學生的主體地位能得到更深刻的體現。
4更新實驗教學方法
目前無機化學實驗的教學方法有很多種,包括注入式、啟發式、探究式等,而在實際教學過程中并不是只用一種方法,二是采用多種方法并用的形式,我們要改變傳統的知識灌輸式的把知識全部灌輸給學生,學生只是被動的接受,取而代之的是,引導學生去主動學習,學生對實驗內容中的知識點進行小組討論,老師在實驗過程中只起到監督和指導的作用,及時糾正學生的實驗過程中的不規范操作,引導學生認真觀察、分析解釋實驗現象,并以小組的形式討論實驗結果,使學生正確的理解和掌握實驗原理。在實際教學過程中,采用多種方法聯合并用的方式,從而提高無機化學實驗的教學質量和水平。
5改善實驗室的硬件設施
實驗室是無機化學實驗教學實施過程的主要場所,學生在這里不僅增長了實驗技能,也提高了實踐創新能力。在無機化學實驗的內容里會涉及一些基本儀器的使用操作,這些儀器的更新程度直接反映出實驗室的教學水平。隨著時代的發展,科技的進步,儀器設備的更新換代非常快,只有跟上發展的步伐,引入先進的儀器設備,才能培養出與國際接軌的人才。因此,高校要增加實驗經費的投資,建設高標準、高水平的無機化學實驗室,健全實驗室的管理體制,完善基礎設施建設,建立更高級別的無機化學實驗教學基地。
6結語
論文摘要:建構主義是當代最為流行的學習理論。本文介紹了建構主義的基本思想，提出了基于建構主義學習理論的支架式無機化學雙語教學摸式。
0引言
近二十年以來，把學生作為知識灌輸對象的行為主義學習理論，已經讓位于把學生看作信息加工主體的認知學習理論。隨著心理學家對人類學習過程認知規律研究的不斷深人，近年來，認知學習理論的一個重要分支—建構主義學習理論在西方逐漸流行。建構主義(co口蛇ru比vis功)也譯作結構主義，其理論非常豐富，但其核心用一句話就可以概括:以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構。
1建構主義學習理論的主要教學思想
1.1學習觀及學習環境的設計
建構主義的學習觀是建立在其獨特的知識觀基礎上的。它批判行為主義的把知識當成定論、當成真理的做法，認為世界是客觀實在的，但是對世界的理解和意義賦予都取決于每個個體自己;知識并不是對現實的純粹客觀的反映，也不是對客觀現實的準確表征，它只是一種解釋、一種假設，并不是問題的最終答案，它必將隨著人們認識程度的深人而不斷變革、升華和改寫，出現新的解釋和假設;知識不是萬能的，而是需要針對具體問題的情景對原有知識進行再加工和再創造;知識不可能以實體的形式存在于具體個體之外，對知識的真正理解只能是由學習者自身基于自己的經驗背景而建構起來的。
為了真正實施建構主義的學習活動，建構主義特別強調學習環境的設計。建構主義的學習環境可理解為是一種支持學習者進行建構性學習的各種學習資源的組合。理想的學習環境應當包括情景、協作、交流和意義建構四個部分。建構主義認為，學習環境中的情景必須有利于學習者對所學內容的意義建構;協作，應該貫穿于整個學習活動過程中;交流是協作過程中最基本的方式或環節;意義建構是教學過程中的最終目標。
1.2師生的角色定位
1.2.1學生觀
建構主義強調，學習者并不是空著腦袋進人學習情景中的。所以教學不能無視學生的已有知識經驗，不能簡單地從外部“填灌”，而是應當把學生原有的知識經驗作為新知識的生長點，引導學生從原有的知識經驗中，生長新的知識經驗。教師與學生，學生與學生之間需要共同針對某些問題進行探索，并在探索過程中相互交流和質疑，了解彼此的想法。
1.2.2教師觀
(1)教師是學生建構知識的忠實支持者。教師應該給學生提供復雜的真實問題。他們不僅必須開發或發現這些問題，而且必須認識到復雜問題可能有多種答案，鼓勵學生提出問題解決的多種觀點。教師必須創設良好的學習環境，讓學生在這種環境中可以通過實驗、獨立探究、合作學習等方式來展開他們的學習。
(2)教師要成為學生建構知識的積極幫助者和引導者。要激發學生的學習興趣，引導和保持學生的學習動機。通過創設符合教學內容要求的情景和提示新舊知識之間聯系的線索，幫助學生建構當前所學知識的愈義。為使學生對知識愈義的建構更為有效，教師應盡可能地組織和引導協作學習，展開討論和交流。
1.3教學棋式與教學方法
建構主義學習理論所倡導的教學模式可概括為:以學生為中心，在整個教學過程中由教師起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用，利用情景、協作、交流等學習環境要素充分發揮學生的主動性、積極性和首創精神，最終達到使學生有效地實現對當前所學知識的意義建構的目的。
在建構主義的教學模式下，目前已開發出的比較成熟的教學方法主要有以下幾種:
(1)支架式教學(ScaffoldingInstruction)。它是為學習者建構對知識的理解提供一種概念框架，這種框架中的概念是為引導學習者對問題的進一步理解所設計的，為此，要把復雜的學習任務加以分解，以便于把學習者的理解逐步引向深人。它有以下幾個環節:搭腳手架(圍繞學習主題，按維果茨基的“最鄰近發展區”的要求建立概念框架)—進人情景—獨立探索—協作學習—效果評價)。
(2)錨式教學(AnchoredInstruction)。這種教學要求建立在有感染力的真實事件或真實問題的基礎上。建構主義認為，學習者要想完成對所學知識的意義建構，即達到對該知識所反映事物的性質、規律以及事物間聯系的深刻理解，最好的辦法是讓學習者到現實世界的真實環境中去感受和體驗(即通過獲取直接經驗來學習，正如船舶拋錨了，船員必須親自下到海里去游泳)，而不是僅僅聆聽別人(例如教師)關于這種經驗的介紹和講解。它有這樣幾個環節:創設情景—確定問題—自主學習—協作學習—效果評價。
(3)隨機進人教學(RandomAccessInstruction)。由于事物的復雜性和問題的多面性，要做到對事物內在性質和事物之間相互聯系的全面了解和掌握，即真正達到對所學知識的全面而深刻的意義建構是很困難的，往往從不同的角度考慮可以得出不同的理解。為克服這方面的弊病，在教學中就要注意對同一教學內容，要在不同的時間、不同的情境下、為不同的教學目的、用不同的方式加以呈現。因此，多次進人的結果，絕不僅僅是對同一知識內容的簡單重復和鞏固，而是使學習者獲得對事物全貌的理解與認識上的飛躍。隨機進人教學主要包括以下幾個環節:呈現基本情境—隨機進人學習—思維發展訓練—小組協作學習—學習效果評價。
2基于建構主義學習理論的支架式無機化學雙語教學模式
如何保證雙語教學的順利實施?如何處理教學質量與額定課時的尖銳矛盾?筆者認為，建構主義教學模式和教學方法是我們的重要法寶。我們認為，在化學知識的英文表達上，教學的重點應該是閱讀和寫作，其次才是聽和說。因此，我們利用寶貴的課堂時間解決化學專業術語英語表達的聽和說問題，再引導學生在課內課外認真閱讀英文化學教材并訓練專業英文寫作。下面僅以“原子結構與元素周期律”一章及其中的“多電子原子”一節為例，介紹如何采用建構主義理念下的“支架式教學模式”，引導學生以已有的知識經驗背景為前提主動建構化學的雙語知識。
(1)胳腳手架:圍繞當前的學習主題，按“最鄰近發展區”的要求建立概念框架(見圖1、圖2)。讓學生沿著這些知識腳手架，通過自主學習，獲得對知識的理解和掌握。
(2)進人情景:我們預先編寫好上述概念框架式的無機化學英文精要資料，在課堂上把無機化學的系統知識用中文講透，并用英文板書出授課提綱和化學專業術語，根據學習內容將學生引人問題情景，激勵學生課中、課后自主學習。
(3)獨立探索:在給定學生專業英文資料的基礎上，教師引導學生根據課堂中及中文教材上掌握的化學背景知識，借助于詞典獨立探索化學知識的英語表達方法，在探索的過程中教師要適時提示和幫助學生沿著概念框架逐步攀升。
(4)協作學習:相互討論、交流學習。通過討論、交流，學生可以集思廣益、博采眾長;可以發現自己的錯誤和不足;可以在共享集體思維成果的基礎上達到對當前所學知識的比較全面、正確的理解，最終達到對知識的意義建構。
(5)澈果評價:這是對所學知識的意義建構情況作出評價。可用英文布置和完成作業，用英文命題考試的方式來評價、檢查、督促和鞏固學生學科知識的雙語學習，推動雙語教學的進行。
化學實驗是化學發現與創新的源泉，是培養化學創新人才的重要途徑。為了適應社會和科學技術飛速發展的需要，對化學人才培養質量的要求也越來越高［1－3］。我們知道，無機化學實驗是化學專業的大一新生進入大學校門后的第一門實驗課，學生通過對無機化學實驗的認真學習，逐步形成一定的化學素養和創新能力，為以后的有機化學實驗、分析化學實驗和物理化學實驗打下堅實的基礎。因此重視無機化學實驗的改革，充分發揮無機化學實驗的重要作用，是更好地提升學生科研能力和創新思維能力的重要途徑［4］。
2高等師范院校學生對無機化學實驗的態度分析
經過多年來的無機化學實驗教學和實踐，以及對學生的觀察和交流，我們可以將學生對無機化學實驗的態度分為三類:第一類學生對化學實驗根本不感興趣，是化學實驗的被動者。這類學生經常逃課，甚至讓別人代替做實驗、偽造實驗數據和結論，完全無視無機化學實驗的重要作用。第二類學生做實驗的目的僅僅是為了獲得實驗成績和順利取得學分，所以只是機械地按實驗課本的步驟或教師的要求完成實驗，很少動腦思考，更談不上創新。第三類學生對化學實驗很有興趣，喜歡動腦思考，喜歡提問題，他們有著探求未知世界的心理傾向，對化學實驗充滿激情［5］。
3無機化學實驗改革的建議、方法和措施
目前高校的無機化學實驗教學中存在的主要問題大致分為以下三個方面。
(1)如何運用多種方法提高學生對無機化學的興趣，變要我做實驗為我要做實驗，真正從無機化學實驗的被動學習變為無機化學實驗的主動學習者，讓每一個學生都對無機化學實驗充滿激情，為以后的化學學習打好基礎。①注重培養學生對無機化學實驗的興趣。現代心理學家告訴我們，輕松、愉快、樂觀的良好情緒，這種狀況不僅能夠使人產生超強記憶力，而且能夠活躍創造性思維，充分發揮心理潛力。而焦慮不安、悲觀失望、憂郁苦悶等不良情緒，則會降低人的智力水平［6］。因此，強迫性的學習將會扼殺學生探求真理的欲望。教育研究表明，學生對學習的興趣比智能更能促進學生的積極性，取得優異的成績。可見，激發學生對無機化學實驗的興趣是至關重要的。②建立科學的考核制度，激勵學生學習的主動性。無機化學實驗的成績是實驗預習報告的成績、平時實驗操作的成績、實驗報告成績以及最終實驗筆試成績的總和。通過對學生多方面的公正、全面的考核，逐步引發學生對無機化學實驗的興趣，使學生能夠主動地預習實驗，養成良好的實驗習慣;在實驗過程中獨立思考，認真操作;在實驗完成后主動、及時總結實驗，完成實驗報告。學生對無機化學實驗的主動性增強了，教學質量必然得以提高。③選擇實用性課題，提高學生學習興趣。選擇實用性課題探究，可以提高學生對無機化學實驗的興趣。例如，我們開設的廢舊干電池的綜合利用實驗;針對魚市上商販使用過氧化鈣來獲得氧氣的事實，開設了過氧化鈣的制備與含量分析的實驗。這些從實際出發開設的實驗極大地調動了學生的實驗興趣和熱情，收到非常好的效果。④以多種形式吸引學生參加無機化學實驗，激發學生學習興趣。例如以化學競賽的形式吸引學生參加無機化學實驗，激發學生學習興趣;建立大學生無機化學實驗技能競賽網站，調動學生的積極性和主動性，培養學生的挑戰精神;加強指導教師團隊建設，強化實驗技巧的訓練等。我們學院在積極參與、主辦化學實驗競賽方面積累了豐富的經驗。我們學院分別于2009年、2010年參與了第一屆、第二屆山東省大學生化學實驗技能競賽活動，并于2011年成功舉辦了第三屆山東省大學生化學實驗技能競賽，并取得了第一名的優異成績。通過化學實驗技能比賽，激發了學生的實驗熱情，也暴露了實驗過程中的一些問題，為下一步無機化學實驗的改革指明了方向。
(2)如何給無機化學實驗的學習者提供良好的實驗條件和實驗操作的機會，使他們盡可能有足夠的時間解決所有的困惑。①重視教師指導的作用。學生在做實驗的時候會遇到各種問題，需要教師加以輔導。當學生向教師提出問題時，教師不要直接告訴學生答案，要采用啟發誘導的方法，讓學生自己尋找問題的答案，培養學生分析能力和解決問題的能力。同時，教師的指導要面向全體學生，要有代表性和針對性。實驗時，要認真觀察每個學生的實驗操作，及時糾正錯誤，并向學生提出問題，引導學生積極思考。②組織學生討論。組織學生討論可以活躍課堂氣氛，提高學生學習積極性。在具體的教學實踐中，要圍繞教學目標，精心而巧妙地設計討論題目。討論題目要有思考性、爭議性，容易產生不同的理解或者不容易做出全面、完整、本質的回答。難度要適中，太簡單或太復雜都不能使學生產生興趣。在學生碰到力不能及的疑難問題時，教師要進行提示，幫助排除障礙。對于討論中出現的錯誤，要讓學生通過討論來分辨是非，自己糾正。在學生得出正確結論時，教師應及時作好總結和評價。③讓學生獨立完成實驗。尊重、珍視并要求學生獨立完成實驗，是對學生的一種肯定，有益于培養學生的主體意識。首先，獨立實驗能培養學生主動學習的能力。學生在實驗過程中獨立思考、獨立操作，能夠更好地提高實驗操作技能。其次，獨立實驗能使學生形成良好的實驗習慣。獨立實驗需要學生不斷克服困難，不怕挫折，具有敢于懷疑，敢于成功的精神。再次，獨立實驗能培養學生的創造意志力。現代教育的最高目標是培養學生的創造力，鼓勵學生求真務實、勇于實踐，在實踐中增強自己的創造意志力。④開放實驗室，設立創新實驗基金。開放實驗室給予學生充分探索的機會。鼓勵學生積極參與到開放實驗室的研究課題中來，對實驗取得階段性成果的學生給予創新基金資助，激發學生進行科研創新研究的興趣。這個方面南開大學化學實驗教學中心的經驗，值得我們學習和借鑒。
(3)如何培養學生的創新素質和創新能力，盡早成為一名新世紀的創新式優秀人才。傳統的無機化學實驗教學方法不利于培養學生的創新意識和創新能力。要改革無機化學教學方法，必須將傳統的驗證性實驗教學方法轉變為新型的探究性實驗教學方法，通過探究性實驗培養學生的創新能力［7］。無機化學實驗是以驗證性實驗為主，學生基本上處于被動接受知識的狀態，不利于激發學生的問題探索意識和創新能力的培養。而探究性實驗教學模式要求學生帶著問題查閱文獻并親自設計實驗方案，這樣就把主動權從教師轉向了學生。學生在親自設計實驗方案的過程中能夠開發智力、培養良好的實驗素養和創新能力，鍛煉學生的自學能力。改驗證性實驗為探索性實驗，讓學生始終處于主動探索知識的狀態，對培養學生的創新能力非常有效［8］。當然，教師應在學生設計探究性實驗方案時做適當的引導和啟發，從設計實驗方案的科學性、可行性、安全性、創造性及實驗的趣味性出發，培養學生設計實驗方案的方法，使學生養成良好的設計習慣，深化學生的創新思維［9］。經過近年來的實驗改革，發現將無機化學實驗的基礎知識與教師的科研實踐成果及學科前沿知識有機結合，開設一些研究性創新實驗，不僅擴展了實驗內容，開拓了學生的思維，培養了學生的創新精神，還使得學生盡早地接觸到學科前沿領域，激發學生的科研興趣和從事科研的熱情，為今后培養創新式的化學人才打下堅實的基礎［10］。
4結語
高等專科無機化學實驗教材里有必修的基礎實驗29個，選做實驗9個，綜合和設計實驗5個，還有無機化學實驗的一般知識和基本操作。在這些實驗教學過程中，有著豐富的內容和廣泛的途徑，適用于培養學生的實際操作能力、科研基本能力和創新能力。為培養出21世紀社會發展需要的創造型人才，本文從以下三方面對學生能力的培養進行探討。
(一)加強實驗操作能力的培養
本人在多年的實驗教學中發現，學生的實驗動手能力是一個薄弱環節。為了培養學生實驗操作能力，指導老師應該做到：
1．對學生要進行認真求實的、嚴謹的科學態度等方面的教育。如加強辨色及辨味等專項訓練，發現有些學生辨識能力差的，通過訓練使他們準確表述出物質的顏色和氣味，不能含糊不清地把無色說成白色，把棕色說成褐色，等等。讓學生自己動手多練，使化學實驗技能基本功和操作技能達到規范化、熟練化，盡可能達到標準化。
2．加強實驗過程的指導。實驗過程是學生獲得知識和技能的有效途徑。學生動手實驗前，教師可通過對學生提問或做演示，強化學生對實驗成敗關鍵和基本操作的理解。在實驗過程中，教師應切實發揮主導作用，嚴格要求，耐心指導，認真觀察學生每一步操作，發現問題和不規范的操作要及時糾正并給予示范。根據學生的不同情況因材施教，隨時提出問題讓其回答。因為每一個實驗現象的產生，都可以變成一個問題，問題解決了，實驗現象的印象也就深刻了。
3．要引導學生掌握一些規律，不同類型的實驗要抓不同的重點。“氣體制備實驗”重點是用什么裝置、安裝位置、何種試劑、劑量多少、操作程度及收集方法。而“物質性質實驗”著重于條件和現象。有的反應現象不易觀察，不易分辨，必要時要進行對比觀察。對比觀察是以擴大背景與現象的“反差”而快捷地解決現象不明顯這個問題為目的。對比觀察有屏襯對比、實驗對比和空白對比等三種。如（實驗十六）觀察Cl2的顏色，就是在集氣瓶后放一張白紙作屏襯對比。舉手之勞就可以快捷解決觀察Cl2顏色不明顯的問題；（實驗二十四）比較K、Na金屬性就是用金屬鈉、鉀各一小塊同時與水反應的劇烈程度作實驗對比，幾秒鐘的功夫就決出勝負。（實驗十九）在3ml濃H2SO4中投入少量藍色CuSO4·5H2O晶體小顆粒與同體積的蒸餾水中投入少量藍色CuSO4·5H2O晶體小顆粒作空白對比。其中，前者的藍色有明顯變化，實驗就得出結論。
4．重新包裝實驗名稱，使其形象化，更加具有趣味性，從而吸引學生。如（實驗十七）氟化氫的制備和特性改名為“玻璃刻花或者刻字畫”（實驗成果是學生自己的作品——花或字畫，可作永久留念）；把氯化氫在水中的溶解實驗改名為“美麗的噴泉”；（實驗十九）SO2的漂白作用改成“能變魔術的鮮花”。
(二)加強科研能力的培養
傳統的實驗教學以驗證性實驗居多，而實驗材料將實驗所用的試劑、儀器、實驗裝置、實驗步驟一一列出，學生“照書搬弄”，無需多思考也能完成實驗，成了名副其實的“藥劑師”。這樣不利于調動學生的思維主動性和學習積極性，不利于學生能力的培養。因此，我們在教學模式的改進中，以提高學生的學習主動性為出發點，提高學生的積極性，加大知識容量。對教材中的內容進行擴展，根據實驗題目讓學生查閱一些相關的文獻資料，查閱與實驗內容相關的最新資料，對實驗內容進行補充，對實驗方法進行適當改進，設計出最可行的實驗方案。這樣不僅使學生開闊了視野，了解了本學科最前沿的動態，也使他們在大學低年級階段就開始接觸檢索工具和專業工具書，初步培養了他們查閱文獻和掌握信息的能力，使他們的科研能力得到進一步的提高。
1．以活動促進學生的創造性。每年開展一次科技月活動。在科技月里，可以到科研單位去體驗科研實踐，與他們資源綜合利用和共享，并拓寬學生視野；也可以開展第二課堂，把學生制作的科技創新成果與周邊的中學生進行交流；還可以經常搞科普知識競賽和科研成果展覽，把學生培養成為敢想、敢干的創造者。
2．更新實驗內容。跟蹤前沿科學，將人們最關心的反映信息、材料、環境、能源、生命等關鍵領域的化學新進展引進實驗，不斷更新實驗內容，使學生在掌握基礎理論和實踐的同時，了解化學對社會發展的作用以及與本學科的關系，了解化學領域中的新理論、新技術。這不僅提高了學生學習的積極性，同時也提高了學生使用化學理論解決實際問題的能力，保持了實驗教學的先進性。
3．開放實驗室。隨時為學生提供一個實用化學創作的平臺，鼓勵學生運用現代媒體輔助創新，引導學生更深層次地探索，不斷提高他們的科學綜合素質。4．提高學生實際解決問題的能力。鼓勵學生大膽探索，提倡本學科和邊緣學科知識相互融通，結合本地實際，增設了一些內容，例如金花茶葉中微量元素的鑒定與定量測定；百香果的酸度和各種成分含量的測定等。增設這些實驗內容，能啟發學生動腦、動手，培養其觀察、分析、綜合歸納的能力。這些實驗也具有一定的研究性質，既可以考察學生運用已學的理論與實驗技能，獨立設計實驗和獨立完成實驗的能力，又可提高學生的科研能力及分析、解決問題的能力。
(三)加強創新能力的培養
同志在全國科技大會上的講話中明確指出：“一個沒有創新能力的民族，難以屹立于世界民族之林。”“知識經濟、創新意識，對于我們21世紀的發展至關重要。”因此，培養具有創新能力的人才也是無機化學實驗教學目的之一。
1．增設研究設計性實驗。無機化學實驗能夠培養學生對化學多樣性和復雜性的認識，但是學生在做無機化學實驗時，一般都是按照教材中的操作步驟“照方抓藥”。雖然這種方法可以讓學生驗證有關化學理論知識的正確性，加深學生對理論知識的認識，幫助他們理解和記憶，但這種實驗方法不能充分發揮學生在實驗中的主體作用，不能培養學生的獨立思維能力，不利于學生素質的提高。而且教材中的設計實驗只有三個，遠遠不能滿足學生設計實驗的發揮和創新精神的需要，因此，為了在無機化學實驗中培養科學素養，應增設研究設計性實驗。設計性實驗是讓學生自己獨立設計實驗方案，獨立進行實驗操作，在教師的指導下解決實驗中出現的問題。這樣就能夠充分發揮學生在實驗中的主體作用，鍛煉和培養學生的創新能力。而學生通過設計和實際操作，很好地發展了多種綜合素質。
2．發揮學生的聰明才智。學生在做實驗的過程中，不但要注意操作的規范性，更要注意觀察實驗，研究實驗。驗證性實驗側重于加深對理論知識的理解，簡單的“照貓畫虎”，忽視了能力培養。如果學生的裝置和步驟一味地模仿老師，苛求一致，勢必會限制他們的想像力，不利于培養學生的獨立意識、創新能力。教學中要把學生看成是具有能動性的學習主體，讓學生敢于發現問題、提出問題，通過實驗教學發展學生的觀察能力、操作能力以及設計實驗的能力，在保證實驗做好的前提下充分挖掘他們的創造性思維以及創新能力。
3．開設創新型實驗。創新型實驗充分發揮學生的聰明才智，進行科研活動，使教與學、學與做融為一體，為培養出21世紀社會發展需要的創造型人才奠定基礎。在開放式實驗教學的前提下，完善“設計實驗”，提高“研究創新型實驗”的建設，提出必修實驗與創新實驗相結合的實驗教學方法，使學生在開放的實驗室里放開想像力大膽設想，設計出一個個新實驗。例如創新型實驗：①“鏡中生花”。成果是一面漂亮的、銀光閃閃的、照人清晰的鑲花鏡子。它是根據化學刻花和銀鏡反應的原理，用平面玻璃，先刻花，后冷鍍制作而成的。②“美麗的焰火”。這一設計是針對（實驗二十四）焰色反應中鉀鹽的焰色被黃色鈉焰所掩蓋，造成鉀鹽的火焰是黃色的誤解而設計的。不用貴重金屬鉑絲，也不用酸洗，更不用鈷玻片濾光。只用五個蒸發皿，把NaCl、KCl、CaCl2、BaCl2、SrCl2的飽和溶液各5ml分別裝在皿里，加入90%的甲醇點燃灼燒，焰色有黃、紫、橙紅、綠、紅，很是壯觀，而且同時展現各自焰色，便于觀察比較，更縮短了大量時間。③無污染的化學處理制作保色海洋生物標本。④鮮花書簽等。
當代的化學實驗教學不光要讓學生通過實驗現象學習化學知識，還要加強實驗操作能力、科研能力和創新能力的培養，在實驗教學中激發學生的實驗興趣，使每一位學生進入實驗室就很快化身“化學家”的狀態，畢業后成為適應當今飛速發展的社會人才。
參考文獻：
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[2]孫兆剛.化學實驗教學中觀察能力“六性”的培養[J].師范教育，1997，(7-8):49.
我們對本地區各級醫院、疾控中心、婦幼保健院的檢驗科進行調查分析，發現無論是二級甲等醫院還是基層醫院，檢驗科的工作流程基本一致，從標本的接收、處理、分析、檢測，到審核報告，每個環節都能夠規范操作，實現了全過程質量控制。另外，自動化操作已基本替代了原有的手工操作。在這種情況下，如何使教學更符合臨床實際工作需要，是我們面臨的一個難題。為此，筆者結合我校情況和學生特點，在對本地區醫療機構充分調研的基礎上，對該課程教學改革進行了積極探索。
2教學改革初探
2.1課程設計上，體現“三個結合一個貫穿”
為體現“以就業為導向、以能力為本位、以發展技能為核心”的職教理念，教學內容的組織突出應用性、實踐性，理論教學以“實用、夠用”為度，實踐教學以崗位需要為準，達到課堂和崗位無縫連接。六校終課程設計上，注重“三個結合一個貫穿”：（1）結合崗位：加強與臨床的銜接，以適應崗位需要，將臨床工作任務、工作過程轉化為本課程的4個工作項目，以適應實際工作要求，注重培養學生專業素質。（2）理論教學與實驗教學相結合：理論與實驗教學課時比為1∶1，注重培養學生的動手能力。（3）結合學生：采用多種教學方法，加強對學生的引導，使學生有興趣學、容易學，注重培養學生的自主學習能力。（4）一個貫穿：將質量控制的內容貫穿于整個教學過程的始終，將臨床工作中的分析前、中、后質量控制內容滲透在知識目標及能力目標中，培養學生良好的質量意識、誠信意識等職業素質。
2.2對課程內容進行整合
根據崗位需要確定人才培養目標，打破原有生物化學檢驗技術課程設置，重新設定知識結構、優化教學內容，將教學內容分為4個工作項目，每個工作項目又設有子項目，分別對應若干知識點。第一工作項目：以生物化學檢驗基本技術、技能和儀器為中心，介紹試劑的配制、常用移液器、光譜分析、電位分析、電泳、離心、酶活性測定等分析技術和自動分析儀的應用。本項目的重點是生物化學檢驗的各分析技術、儀器的基本原理和規范操作。第二工作項目：以人體物質代謝為中心，介紹各種代謝物的檢測方法，如糖、脂類、蛋白質、電解質的測定。本項目的重點是各種代謝物檢測方法的原理、操作、注意事項及臨床意義。第三工作項目：以器官為中心，分別闡述病理狀態下的生物化學變化，如心、肝、腎功檢測等。本項目的重點是合理選擇相關檢驗指標及其臨床意義。第四工作項目：以質量控制為中心介紹質控圖的繪制、質控規則及失控的處理。本項目的重點是生物化學檢驗質控圖的繪制、質控規則、質控結果的判斷及失控的處理。
2.3探索多種教學方法
（1）理論教學時，為提高學生的學習興趣和主動性，在傳統教學方法的基礎上，嘗試采用以下方法：①案例分析式教學法：將臨床病例引入教學，激發學生興趣。例如，在講肝功檢測項目時，通過對具體病例檢測項目的分析，使學生明確肝功檢測的意義和價值；在進行結果報告與分析時，讓學生分組討論為什么會出現這樣的結果？錯誤的報告會帶來哪些危害？學生通過討論、參與鞏固了記憶，也進一步強化了職業道德培養。②PBL啟發引導式教學法：為了培養學生分析、解決實際問題的能力，在日常教學中采用PBL啟發引導式教學法。比如在本課程的多個工作項目教學中，有很多類似的知識內容，如講肝功檢測項目中的樣本采集和處理時，因為已學習過其他檢測項目的相關內容，此時提出問題：肝功檢測前質量控制的內容有哪些？學生通過對比分析，很快就能找到問題的答案。這對培養學生自學能力、掌握分析問題的關鍵和找到解決問題的方法作用很大。（2）實驗教學是教學過程中至關重要的環節，為更好地提高學生的基本操作技能，培養學生分析問題和解決問題的能力。我們改變了以往的大班授課方式，采用新的教學方法：①點對點分組式教學法：為了規范技能操作，提高學生動手能力，同時提高學生學習的積極性，針對原有大班授課學生積極性不高，教師不能及時發現學生存在的問題，不能適應學生技能培養要求的缺陷，我們充分利用現有人員和儀器設備，采用教師集體備課，分組帶教的方式進行實驗教學。通過教師示教—學生操作—教師糾錯—學生反復練習模式實施教學。②任務驅動教學法：為了更好地引導學生思考，培養學生分析問題和解決問題的能力，我們在實驗教學中采用任務驅動教學法。教師對任務進行設計，將以往的實驗項目轉化為一個個具體的工作任務，將實驗教學內容設置在任務之中。比如在血漿葡萄糖檢測實驗教學時，教師模擬臨床工作環境，將工作任務（血漿葡萄糖檢測）下達給學生，讓學生帶著任務學習、討論、分析，同時引導學生按照臨床工作流程完成任務：患者準備—標本采集、處理—血糖檢測—檢測結果分析、報告—廢物處理。學生在教師的引導下，通過完成一個個任務逐步掌握所學知識與技能，教師對學生的任務完成情況進行總結、評價。任務驅動教學法不僅提高了學生分析問題、解決問題的能力，而且提高了他們的學習積極性與興趣。③角色扮演法：為了培養學生的溝通能力、質量意識，同時提高學習積極性和操作能力，我們在實驗教學中采用了角色扮演法。讓學生分別扮演患者和檢驗人員，演繹患者診療、檢驗人員工作的全過程，以便更好地了解樣本采集對檢測結果的影響，了解分析前質量控制的內容，樹立為患者服務意識。通過對檢驗人員角色的扮演，學生的責任感油然而生，有助于形成良好的職業道德。學生通過角色扮演不僅掌握了臨床工作流程、順利完成工作任務，而且能夠感性地看待醫患溝通，培養溝通能力，有助于將來適應臨床崗位要求。
3結語
為了培養礦物分選加工和礦產資源綜合應用領域的工程技術人才，有機化學的教材內容應以培養學生的科學思維方法，分析問題、解決問題的能力和創新能力為目標，突出礦物加工工程專業特點，著力拓寬學生知識面。據此，本課程選擇的是獲得第三屆國家教委優秀教材一等獎，由徐壽昌主編的《有機化學》，該教材按照官能團系統分類，每一個章節介紹一類有機化合物，而每一章節又按照結構、制備方法、物理和化學性質為主線，便于學生歸納總結和綜合應用。但是在2011年我校在本科生培養方案的調整中，將礦物加工工程專業有機化學的教學課時由64學時縮減為48學時，有機化學的教學內容必須做出相應的調整。首先，我們貫徹“少而精”的原則，對教學內容進行了優化處理，在縮減課時的情況下，精選本學科中最基本、最重要、最精華的部分作為重點教學內容。例如，教材中烷烴、烯烴、炔烴、脂環烴、芳烴、鹵代烴、醇和醚、酚和醌、醛和酮、羧酸、胺、雜環化合物等每一個章節都包含有機化合物的分類和命名，而很多學生在高中階段對這些內容略有掌握，因此我們在第一章有機化合物的分類中，補充有機化合物的命名，將有機化合物按照官能團命名方法進行歸納和總結，后面的章節中就不再介紹。教材中某種有機化合物的制備反應和另一種有機化合物的化學反應前后重復介紹，可以將這一部分內容合并簡化。以醇制備鹵烴為例，教材第九章鹵烷的制備方法中介紹了醇與氫鹵酸作用，而第十章醇的化學性質又詳細介紹了鹵烴的生成，將這兩部分內容整合有助于學生的理解，避免了重復。教材中立體化學的內容比較抽象，對學生的空間想象力有一定的要求，而立體化學和礦物加工的專業知識關聯較少，我們將其內容適當簡化刪減。其次，為了強調礦物加工專業特色，激發學生對專業的興趣，有機化學的教學內容必須重點講授一些和專業相關的內容。例如，我們學校的礦物加工專業主要是面對煤炭行業，學生必須對煤的相關知識了解透徹。煤是由有機質和礦物質組成，煤中的有機質又是由苯環、脂環、雜環和一系列的含氧、硫、氮的官能團組成，要認清煤的大分子結構，必須掌握好有機化學中芳烴、環烷烴、酚和雜環化合物這些章節的內容，另外煤經常發生的一些化學反應，如氧化反應、裂解反應、芳構化反應、加氫反應、縮聚反應、脫氧反應和磺化反應等也滲透在有機化學各章節中。煤的浮選過程中浮選藥劑分為捕收劑、起泡劑和調整劑三種，這些藥劑大多是有機化合物。捕收劑主要是煤油、輕柴油等，它們是石油裂解的餾分產品，主要是C11－C16的烷烴，在有機化學烷烴的學習中可以介紹；起泡劑包含天然起泡劑松醇油（α－萜烯醇），工業副產品起泡劑雜醇和仲辛醇，人工起泡劑醚醇類化合物，在有機化學萜類、醇類和醚類化合物的講授中介紹；調整劑主要是一些乳化劑和絮凝劑，涉及有機化學中高分子聚合物的知識。水煤漿是一種新型的煤基流體燃料，由煤70％、水30％和少量添加劑經一定工藝流程加工而成，添加劑起著關鍵作用。水煤漿添加劑中主要是分散劑和穩定劑，分散劑是磺酸鹽、羧酸鹽、聚烯烴類化合物，穩定劑是高分子表面活性劑、聚丙烯酸鹽類化合物，這些涉及羧酸和高分子聚合物的相關知識。目前，多學科交叉、滲透、融合，以基礎知識與專業知識密切結合為切入點，將相互具有內在聯系的有機化學、煤化學、選礦學的教學內容融合，將打破過去有機化學、煤化學和選礦學在課程設置上過于獨立、缺乏聯系的局面，整合原有課程內容，拓展學生知識結構。
二、有機化學教學方法的改革
傳統教學方法以教師在課堂上的“填鴨式”教學模式為主，往往忽略了學生的主體性，不利于學生自主學習和創新能力的培養。為了培養學生的自學能力和思考能力，提高教學效率和質量，我們在教學中采用了靈活多樣的教學方法，通過啟發式、互動式和討論式等多種教學方法，引導學生課堂上積極思考，獨立解決問題。在教學過程中我們增加一些教科書上沒有列出的反應及其具體應用實例，將同類型的反應隨時進行總結，既可提高學生的學習興趣和積極性，又可開拓學生的視野和擴大知識面。例如，水煤漿添加劑中普遍用到的分散劑是萘磺酸鹽，在萘磺酸鹽的制備過程中涉及我們所學有機化學中萘的磺化反應，萘在165℃時與濃硫酸反應的主要產物是β－萘磺酸，β－萘磺酸經過與甲醛發生縮合反應后與堿中和即可得到我們所需的產品萘磺酸鹽。學生通過這個實例的學習，將會加深對萘的磺化反應的認識，同時拓寬了知識面，還與所學的專業知識也聯系起來。FS－201作為一種浮選劑在很多選煤廠使用，它的藥劑用量比煤油低30％左右。這種藥劑的主要成分是輕質烷基苯。這種藥劑的合成涉及有機化學中最著名的傅克烷基化反應。它的合成是烯烴與苯在三氯化鋁的催化作用下進行傅克烷基化反應，反應物經堿洗、水洗再經脫苯、精餾，截取255℃以前的餾分。課本中一個普通的化學反應在工業上得到應用，學生將會印象深刻。通過這些實例的學習，學生發現有機化學課程并不是完全和自己所學的專業沒有關系，專業知識也并不是深奧難懂，基礎課程和專業課程相輔相成，融會貫通。
三、有機化學教學手段的更新
生物化學是應用化學的理論和方法來研究生命現象，是生物學和化學交叉形成的學科，它的發展和化學－－尤其是有機化學緊密的聯系在一起，許多對生物化學發展起推動作用的生物化學家對有機化學的研究也有著很深的造詣。在學習有機化學時，學生對法國杰出的化學家巴斯德有著很深的印象，因為巴斯德在年僅28歲的時候就闡明了具有相同化學結構的酒石酸由于其立體結構上的不同而分為兩種分子，這兩種分子呈鏡象關系，并由此提出了對映異構現象［5］，而在學習生物化學發展史時，我們不得不提的是生物化學是由于巴斯德在解決發酵本質的著名論中所產生的，所以巴斯德被稱為生物化學的鼻祖。再如學生們所熟知的化學家鮑林，提出了共振論和雜化軌道理論，對有機結構理論的發展做出了杰出的貢獻，而鮑林在40年代中期以后提出纖維狀蛋白質的螺旋結構，及蛋白質是具有多肽鏈結構的物質，打開了通往蛋白質與DNA分子奧秘的大門，并由此獲得了1954年的諾貝爾化學獎。據統計表明百余年來諾貝爾化學獎的頒發過程中，多位化學家都是因為在生物化學領域內的杰出貢獻獲得了諾貝爾獎。通過生化發展史中這些具體的例子，能夠激發學習生物化學的興趣和優越感，會深刻的感受到生物化學和有機化學自發展之始就是有機的融合體，扎實的有機化學理論和知識是研究生物化學所必備的，否則生物化學的研究就是無本之木，無源之水。而生物化學是有機化學研究的最終歸屬，因為任何學科的發展都將應用于生命體，為生命服務。
2通過有機化學的觀點和理論解決生物化學
問題，促使兩者的有機融合生物化學課程知識覆蓋面廣，物質代謝復雜，涉及反應多，知識體系和化學學科有很大的區別，學習方法和思維方式也有別于化學學科知識體系的學習，基于此，化學專業的學生在學習生物化學時往往感到不適應。我們認為在教學過程應在保證學生對生物化學整體知識框架的系統認識的前提下，充分發揮化學專業學生系統、扎實的有機化學知識，通過有機化學的理論和觀點來討論生命過程中的化學問題，對緩解學生的這種現狀有很大的幫助。如有機化學的學習主線“結構決定性質，性質反應結構”在學生的腦海中根深蒂固，所以學生很容易理解蛋白質結構和功能之間的關系。從化學的觀點出發，學生很容易理解人造奶油反式脂肪酸為什么給我們帶來了巨大的災難，其原因就在于比起反式構型的雙鍵結構，順式不飽和脂肪酸有較低的熔點，能夠保證在生理溫度油脂的液體狀態。曬太陽能補鈣的這個生活小常識用化學的理論解釋是:鈣的吸收需要維生素D的參與，而人的皮膚中含有維生素D原，在光照條件下，會發生周環反應生成維生素D，所以才有了曬太陽能補鈣這一說法。類似的例子在生化內容比比皆是。通過有機化學的理論和觀點來解決生化問題，可以讓學生自然而然的融入生化課程的學習，發揮學生扎實的有機理論和知識的優勢，降低學習生化的難度，變死記硬背為邏輯推理，在潛移默化中將兩者進行了有機的融合，激起學生學習生化的興趣。
3結合生活實例，促使兩者的有機融合
眾多的教學研究表明，在教學過程中生活實例的結合能夠促使學生“學”和“用”的有機結合，讓學生感受到學習的重要意義，激發學生學習興趣的產生，促進學生書本知識向實踐能力的轉化和創新思維的發展。生物化學是一門基礎的自然科學，是通過化學的理論和方法來研究生命體內的化學變化，所以在實際生活和生產中的廣泛用既以生化原理為基礎，又和化學知識密不可分。因此在教學的過程中，結合具體的應用事例，以此為橋梁，促進有機化學和生物化學的有機融合，提高學生學習生物化學的興趣。如日常生活中的燙發，其原理是以生物化學為基礎，頭發是角蛋白，角蛋白的螺旋多肽鏈間有很多的二硫鍵交聯，二硫鍵的生成的位置是決定著頭發的形狀，二硫鍵是巰基通過氧化反應生成的［6］。燙發的過程實際就是通過還原劑破壞頭發原有的二硫鍵，通過還原劑使二硫鍵在新的位置生成，從而達到了改變發型的目的。其中涉及到的還原劑就是一種小分子有機物，燙發質量的好壞和還原劑有很大的關系，了解到這一點，思維活躍的學生就會考慮，在學習過的類似結構的有機化合物中，有沒有可以充當改良的還原劑，從而達到降低燙發的副作用，改善燙發的效果。通過類似實例的引入，作為學生會深刻的感受到，要使自己已有的有機化學理論和知識發揮更大的作用，為人類造福，學習和掌握一定的生化知識是非常必要。顯而易見，結合生活實例的教學過程，進一步將有機化學和生物化學進行了融合，使學生學習生化的興趣進一步得到提升，亦有助于培養學生的創新思維。
4通過有機化學的前沿科學研究成果的學習，促使兩者的有機融合
在教材中并不能體現，為了讓學生對這些前沿的研究成果有一定的了解和認識，使學生更深刻的認識和體會到有機化學與生物化學的緊密聯系，激發學生學習生化的熱情，提高生物化學的教學質量，我們將利用豐富方便的網絡資源，查找相關的文獻資料，利用4課時左右的時間，與學生一起討論有機化學領域的最新研究成果在生物化學領域的應用，同時，給學生指定內容，利用業余時間進行相關小論文的撰寫。在教學實踐中，我們查閱了小分子有機化合、藥物等與蛋白質、DNA的之間相互作用的文獻，讓學生了解這些前沿的研究成果。通過這樣的學習方式，一方面可以彌補傳統生物化學內容更新慢的缺點，有助于學生了解有機化學與生物化學交叉發展的最新研究成果，有助于學生的科研素質水平的提高，知識視野的開闊;另一方面，使學生認識到有機化學和生物化學的發展是相互依存，相互促進，兩者的最終的目標是一致的—即從分子水平研究生物學問題。
5結語
【關鍵詞】泡桐屬;化學成分;生物活性
玄參科泡桐屬Paulownia植物,全屬共有7種,分別是白花泡桐[P.fortunei(Seem.)Hemsl.],毛泡桐[P.tomentosa(Thunb.)Steud.],蘭考泡桐(P.elongataS.Y.Hu),椒葉泡桐(P.catalpifoliaGongTong),臺灣泡桐(P.kawakamiiIto),川泡桐(P.fargesiiFranch.)和南方泡桐(P.australisGongTong),光泡桐[P.tomentosavar.tsinlingensis(Pai)GongTong]是毛泡桐的變種。除東北北部、內蒙古、新疆北部、等地區外全國均有分布,栽培或野生。白花泡桐在越南、老撾也有分布,有些種類已在世界許多國家引種栽培。作為一種優質木材,它不僅在工農業方面有廣泛用途,同時它還是一種常用的中草藥,其花、葉、皮、根、果古時就有其藥用記載。如《本草綱目》記述:“桐葉……主惡蝕瘡著陰,皮主五痔,殺三蟲。花主傅豬瘡,消腫生發[1]。”《藥性論》也言:“治五淋,沐發去頭風,生發滋潤。”近年來醫學研究發現其主要作用有:抗菌消炎,止咳利尿,降壓止血,同時還具有殺蟲作用。
1化學成分
泡桐屬植物的化學成分研究始于20世紀30年代初。日本學者最先對泡桐屬植物的化學成分進行了研究,1931年MascoKazi等從泡桐葉的樹皮和樹葉中分離得到糖苷類化合物[2,3]。1959年,KazutoruYoneichi研究了桐木中的木脂素成分,分離得到了丁香苷。隨著科學技術的發展,各種色譜分離方法和現代波譜技術應用于天然產物的研究,從泡桐屬植物中不斷發現新化合物。該屬植物中所含化學成分類型主要有環烯醚萜苷、苯丙素、木脂素苷、黃酮、倍半萜、三萜等。其中許多化合物被證明具有一定的生物活性。
1.1苯丙素類化合物苯丙素類化合物在泡桐屬植物中分布較為廣泛。主要有:(1)木脂素(四氫呋喃駢四氫呋喃類):細辛素(d-Asarinin)[4],芝麻素(d-Sesamin)[5],泡桐素(Paulownin)[6],異泡桐素(Isopaulownin)、(+)-Piperitol[7]等。(2)苯丙素酚類:Verbascoside[8],Isoverbascoside[9]。
1.2環烯醚萜類富含環烯醚萜類成分是泡桐屬植物的一大特征,在該屬植物中多以成苷的形式出現,廣泛分布于桐木、桐皮、桐葉中,花中還未見文獻報道。泡桐屬中的環烯醚萜成分具有九碳骨架(即C-4去甲基)的環戊烷型、環戊烯型和7,8環氧戊烷型,顯示了其在植物分類學上的意義。其取代基位置比較固定,一般1位羥基與1分子葡萄糖成苷,8位為甲基或羥甲基。另外,Soern等從成年毛泡桐的葉部獲得兩個5,6位為雙鍵的環烯醚萜苷,同時,他還發現成年和幼年的毛泡桐中環烯醚萜苷成分有所不同[10~14]。
1.3倍半萜類李志剛等[15]從毛泡桐的花中分到7個落葉酸型的倍半萜,為首次從該屬植物中分到倍半萜類化合物,可能與該類激素促進開花,抑制種子發芽有關,其他部分未發現。
1.4甘油酯類杜欣等[16]從毛泡桐的花中還分到了甘油酯類的化合物及其苷。
1.5其他成分從該屬植物中還分離出黃酮類、二氫黃酮類、三萜(主要為熊果酸及其苷[17])、生物堿、多酚、單糖、鞣酸、脂肪酸等多種成分。另外,栗原滕三郎和宋永芳等[18]對泡桐花的精油成分作了色譜、質譜分析,研究了其中的蛋白質、氨基酸、微量元素等營養成分,利用GC/MS技術鑒定出許多長鏈及芳香族化合物。
1.6植物激素王文芝等[19]對河南蘭考泡桐的根、莖、葉中的植物激素進行了研究,利用HPLC技術分離鑒定出了激動素、反式玉米素、激動素核酸等8種激素。
2生物活性
2.1抗菌作用芝麻素對結核桿菌有抑制作用[20],而泡桐花及其果實的注射液(醇提取后用醋酸鉛沉淀去雜質制成),體外實驗時對金黃色葡萄球菌及傷寒桿菌、痢疾桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、布氏桿菌、革蘭菌、酵母菌等均有一定的抑制作用[4]。從泡桐屬植物中分到的紫葳新苷Ⅰ對金黃色葡萄球菌和乳鏈球菌均有抑制作用,最小濃度為150μg/ml,并認為其角甲基是抗菌必要基團[21]。魏希穎等將泡桐花的黃酮提取物作了體外抑菌實驗,發現其對金黃色葡萄球菌作用最強,而對黑曲霉、啤酒酵母、產黃青霉無明顯的抑制作用[22]。
2.2治療氣管炎泡桐果及花治療慢性氣管炎有一定療效,臨床治療1341例,有效率為81%,其中臨床控制率7%,顯效25%[23]。
2.3消炎作用泡桐花可用于治療炎癥感染,臨床報道用其治療16種疾病計244例,均有一定療效,其中對上感、支氣管肺炎、急性扁桃體炎、菌痢、急性腸炎、急性結膜炎的療效較好,治療中未發現不良反應和副作用[4]。實驗中通過觀察泡桐花浸膏對哮喘豚鼠肺病理組織學的影響發現泡桐花浸膏能明顯延長豚鼠誘喘潛伏期,優于地塞米松(P<0.001);對肺組織炎性細胞浸潤有明顯的抑制作用。能減輕炎癥反應對哮喘豚鼠肺組織結構的破壞[24]。李寅超等通過實驗發現泡桐果總黃酮及揮發油可通過抑制支氣管肺泡灌洗液(BALF)中的血嗜酸粒細胞(EOS)聚集而具有一定的抗哮喘氣道變應性炎癥的作用[25]。
2.4止血作用泡桐屬植物中所含丁香苷有明顯止血作用。本品注射液用于手術70例,良效(明顯止血)30例,占42.9%,有效(出血減少)26例,占37.1%,無效14例[26]。
2.5毒性研究小鼠口服泡桐果乙醇提取物半數致死量為21.4g生藥/kg。大鼠口服2g/(kg·d),共21天,一般情況及體重均無異常,內臟病理檢查未見中毒性病理形態改變。家兔急性、亞急性毒理實驗中,泡桐果煎劑對心、肝、腎、脾、胃均無毒性病理改變。家兔灌服泡桐花浸膏或靜脈注射,一般情況及食欲、體重、白細胞等均無明顯變化,成人口服上述浸膏或肌肉注射,自覺癥狀、體溫、脈搏及白細胞數等均無明顯改變,但有輕度血壓下降[4]。已有報道苯丙素苷具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、清除自由基、延緩骨骼肌疲勞、DNA堿基修復、抗凝血、抗血小板凝聚等多種生理活性。從泡桐屬植物的樹皮和莖部分離得到一個新的呋喃醌酮(methyl-5-hydroxy-dinaphtho[1,2-2′,3′]furan-7,12-dione-6-carboxylate),對hela癌細胞有抑制作用,對polio病毒的brunhildeⅠ型EC50為0.1μg/ml對leonⅢ型EC50為0.1μg/ml[27]。另外,咖啡酸的糖酯類化合物被認為與該植物的顏色改變有關[28]。
2.6殺蟲作用泡桐素、芝麻素可增強殺蟲劑除蟲菊酯的殺蟲作用,可有效殺滅蚊蠅及其幼體[29]。
2.7其他作用泡桐屬植物還具有止咳、平喘、祛痰、治手足癬與燒傷、消腫、生發等功效[4]。
從以上可知,泡桐屬植物化學成分療效顯著且具多樣化,但對該屬植物的成分研究多集中于毛泡桐種,其他種涉及較少,而對部位的研究則多為桐葉,皮、根,莖次之,花研究的最少。對生物活性的研究則不夠深入,其有效部位及有效成分有待進一步確定。
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