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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇醫用化學論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.題目
畢業論文題目應該明確、精練、有概括性。題目的字數一般在25字以內,必要時可加副標題。
2.摘要與關鍵詞
摘要
應概括地反映出畢業論文的目的、內容、方法、成果和結論。中文摘要以300~350字為宜。外文摘要內容及格式應與中文摘要一致,英文摘要約250個實詞。
關鍵詞
從論文標題或正文中挑選3~5個最能表達主要內容的詞作為關鍵詞,按詞條的外延層次排列,外延大的排在前面。同時有中、英文對照,分別附于中英、文摘要后。
3.目錄
目錄中的標題要與正文中標題一致,要求標題層次清晰,標明頁碼。
4.正文
正文是畢業論文的核心部分,一般應包括緒論、主體及結論等部分。
4.1緒論(前言、引言)
緒論(前言、引言)一般作為第一部分,是畢業論文主體的開端。包括畢業論文的背景及目的、國內外研究狀況和相關領域中已有的研究成果、本課題的意義、采用方法、理論依據和具備的條件、畢業論文構成及主要內容等。
4.2本論
本論是畢業論文的主體,包括實驗材料、研究內容與方法、實驗結果與分析(討論)等。在本部分要運用各方面的實驗結果和研究方法,分析問題,論證觀點,盡量反映出自己的科研能力和學術水平。本論應該結構合理、層次清楚、重點突出、文字簡練通順。對論文中出現的名詞術語、物理量、公式、數字、圖表、符號、計量單位等一律采用國際、國家通用標準。
4.3結論
畢業論文的結論單獨作為一章編寫。結論是畢業論文的總結,是整個論文的歸宿。要求精煉、準確地闡述自己的創造性工作或新的見解及其意義和作用,還可進一步提出需要討論的問題和建議。
5.參考文獻
畢業論文的撰寫應本著嚴謹求實的科學態度,凡有引用他人成果之處,均應按論文參考或引證的先后順序排列于參考文獻中(15篇左右)。
6.致謝
致謝中主要感謝導師和對畢業論文工作有直接貢獻及幫助的人士和單位。
7.附錄
對于一些不便放入正文中、但作為畢業論文又是不可缺少的部分,或有重要參考價值的內容,可編入畢業論文的附錄中。
【摘要】本文針對大一醫學生各門基礎化學課程實驗教學的改革探索,從精選實驗內容、優化實驗項目到改進教學方法、提升教學手段等各方面采取的措施進行小結。
【關鍵詞】化學課程;實驗教學;改革
面向醫學院一年級新生開設的醫用基礎化學課程包括《基礎化學》、《無機化學》及《有機化學》等,涵蓋臨床醫學、預防醫學、藥學、醫學檢驗技術、護理學等專業。在課程教學中,實驗課是最能發展學生智力、培養學生創新精神和科學思維方法的環節,鑒于中學階段學生進行化學實驗訓練很少甚至空白,如何在大一時利用有限的實驗課學時更好地培養醫學生的基本操作技能,培養學生的創新精神和實驗能力已成為課程教學的重要任務。多年來,各高校針對化學各專業學生進行的基礎化學實驗內容及體系的改革與實踐取得了一定的成效[1-4],普遍建立了“基礎實驗-中級實驗-綜合實驗-創新實驗-畢業論文”一條龍的實驗教學體系,時間從大一延續至大四。將這些成功經驗照搬用于醫學生的化學課程實驗教學顯然是不合適的。醫用基礎化學課程的實驗教學不僅需要結合醫學專業特色挑選實驗內容,更得考慮在有限的實驗時數內,通過教學方法及手段的改革與實踐,激發大學一年級學生的主觀能動性,提高教學質量。對此,我們進行了如下一些探索,取得了較好的效果。
1精選實驗項目,優化實驗內容
基礎化學實驗“水質總硬度測定”[5]除了自來水樣外,增加了岳麓山泉水、白沙井水兩個樣品,不僅激發學生興趣,還能通過水質硬度大小對人體健康影響的討論,培養學生對醫學專業的熱愛。
在“熔點測定”[6]實驗中,除了練習毛細管法外,還將顯微熔點測定儀以及數字化熔點測定儀的使用方法介紹給學生,使學生在掌握經典方法的同時認識較先進的儀器設備。待實驗經費較充裕時可以考慮購買,讓學生動手操作并引導學生對實驗手段、實驗結果進行對比。
“常壓蒸餾及沸點測定”[6]除了蒸餾工業酒精外,將另一樣品溴苯改為汽車防凍液,因為溴苯毒性大,不符合綠色化學理念,另外,化學實驗課程體系改革的基本要求是“橫向整合,縱向打通”,重視課程的層次性和教學內容的相關性[1],將《基礎化學》理論課中學習的依數性凝固點降低、沸點升高與《有機化學》課程基本操作訓練聯系起來,既貼近生活,提高學生實驗的積極性,又補充和完善了防凍液的基本性能[7]數據;更重要的是讓學生認識到知識體系的系統性。
及時將文獻中介紹的新知識、新方法及科研成果引入到實驗中。例如,“乙酸正丁酯的制備”,將催化劑由濃硫酸改為一水合硫酸氫鈉[8]及TiO2/SO42-固體超強酸[9],按照綠色化學的理念對實驗內容進行相應改進。同時,該實驗對產品的表征除了根據餾液的沸點外,將折光率的測試改為確定樣品密度,只需在稱量產品質量后量取產品體積即可,操作簡單易行。產品沸點以及產品密度相互佐證,提高了產品表征的可靠性。
2改進教學方法,提升教學手段
化學實驗一般遵從學生預習、老師詳細講解示范以后學生動手操作的教學模式,在實驗講解的過程中總會有少數學生心不在焉或似懂非懂,導致實驗過程不順利或影響實驗結果。采用提問式、討論式或其它方式相結合的教學方法,比如“乙酸正丁酯的制備”:如何創造條件使平衡右移?反應完成后最經濟有效的除去雜質方案?產品的表征可以通過哪些方法或途徑等問題的提出,都能引發學生進行思考并參與討論,或者由某一學生演示實驗裝置的安裝、分液漏斗的使用操作等,使每位學生都能用心參與,不再有旁觀者,進而對實驗方案、操作步驟以及原理都有充分地認識,做到動手前對整個實驗過程思路非常清楚、實驗時心中有數。
對實驗中學生遇到的問題,盡可能采用啟發式或者探究式的教學方法,和學生通過討論找出問題所在并得到解決方案,比如“分子模型操作”實驗中,有學生對含兩個相同手性碳的酒石酸化合物的球棒模型與Fischer投影式的表達以及內消旋化合物、對稱面和對稱中心的概念理解感覺有困惑,指導老師在學生做好模型的基礎上,先要求學生回憶Fischer投影式書寫規則,再結合模型進行Fischer投影式的表達;接著借助內消旋酒石酸分子模型說明對稱面、對稱中心的定義;最后和一對對映體的模型進行對比,使學生充分理解內消旋化合物的含義。“乙酸正丁酯的制備”,直接回流法和分水回流法哪種方法產率較高?建議和同組同學商量后選定其中一種方法進行實驗,合成產品產率的高低影響因素有很多,只有通過整個班甚至整個年級兩種方法實驗結果的統計才能得出較為合理的結論。“水質總硬度測定”實驗,有些滴定后的樣品放置一段時間后為什么返紅?分水回流法制備乙酸正丁酯,分水器在實驗過程中如果發現有點漏,如何補救?等問題,教師不是簡單地給出一個答案,而是要求學生經過思考、討論,分析可能原因并通過實驗確認結果如何。啟發式或探究式教學方法的實施可以提高學生解決實際問題的能力。通過與同組同學的商量、討論解決問題的同時,培養了學生團結合作的精神。
實驗過程中貫穿綠色化學理念,例如要求學生預習并思考,實驗會產生哪些廢物?如何處理?另外,節水、節電、節約試劑,比如蒸餾裝置,相對兩組冷凝水串連并將冷凝水開到最小;乙醇可反復用于“從茶葉中提取咖啡因”等,是我們在實驗教學過程中加強學生綠色化學意識的一些做法。
在改進教學方法的同時,利用實驗錄像素材,結合PowerDirector、Authorware等軟件制作視頻以及多媒體實驗教學課件[11-13],可以保證在較少的時間里盡可能多地介紹相關化學實驗知識。目前已完成實驗視頻5項,包括水蒸氣蒸餾、分光光度法測定鐵等,并已應用于2012、2013級醫學各專業學生的實驗教學中,效果良好。逐步開展和完善現代化實驗教學手段,是醫用基礎化學課程實驗教學改革的重頭戲,任重而道遠。
通過教學方法的改進和教學手段的提升,使學生帶著問題和對問題的興趣進行實驗,能增強學生發現問題、解決問題的能力和信心,促進學生進一步學習的興趣,提高學生對醫用基礎化學實驗課的能動性,保證教學質量,為后續課程的學習打下良好的基礎。
【參考文獻】
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[2]肖小華,鄒小勇,張杰鵬,等.基礎化學實驗(綜合)教學改革與實踐[J].大學化學,2013,28(4):36-38.
[3]付穎,葉非.基礎化學系列實驗課程體系優化[J].大學化學,2013,28(2):25-28.
[4]朱莎娜.基礎化學實驗教學改革與探索[J].實驗科學與技術,2011,9(3):186-187.
【關鍵詞】 醫用化學;設計性實驗;實踐
醫用化學實驗是醫學生的一門重要的普通基礎課,是對一年級醫學生基本實驗素質和計量素質培養的必修內容,也是醫學生由中學學習模式向大學學習模式轉化的橋梁,從學科角度來看,兼有承前啟后的作用。教學大綱中規定的技術操作規范和訓練要求,是醫學生今后從事生物領域研究必備的基本技能。按照教育部對普通高等學校本科教學工作水平評估的要求[1],即綜合性、設計性實驗的課程占有實驗的課程總數的一定比例。由此可見,開設設計性實驗是很有必要的。開展設計性實驗是激發學生探究意識的最佳階段,也是培養學生創新能力的升華階段。為適應教育改革發展的需要,醫用化學實驗必須對傳統的教學體系和方法進行改革,既要重視基本知識和基本理論的教育,又要加強對學生實驗能力的培養。為了探索適應新形勢下醫用化學實驗教學模式,作者現就醫用化學設計性實驗的構建及其實施談談我們的具體做法與體會。
1 醫用化學實驗的現狀
醫用化學實驗課,歷來是一些驗證性實驗,學生基本上按照實驗講義的操作步驟進行操作,照樣畫胡蘆,照方抓藥屢見不鮮,所用的藥品、試劑、儀器設備在實驗前均由老師準備好,學生不用去考慮某種藥品的配制,實驗的基本原理、操作步驟和注意事項也不需要預習,因為這些內容老師在課堂上還要講授一遍,由于學生有依賴思想,從而導致部分學生課前不預習、課中操作能力差、課后收獲不大的不良現象。雖然近年來不少院校已經逐步增大了操作性實驗的份量,但由于存在教學經費不足、儀器設備數量少、學生人多、實驗室不夠、時間安排緊等問題,實驗多偏重操作的模仿,缺乏對學生創造能力的培養,不能充分發揮學生的主觀能動性,因而已顯示出內容陳舊單調和不適應性的問題。高等教育要切實提高教學質量,在教學目的上,要以人為本,立足于學生的接受能力和學生的要求,在教學模式上,把統一要求與多樣化、個性化的教育結合起來,在教學方法上,要立足于培養學生的學習能力,讓學生獨立地獲取知識的能力。在醫用化學實驗課中開設設計性實驗,旨在構建一個培養學生綜合能力的平臺,力圖使傳統的注入式、應證性模仿教學轉化為主動性、探索性教學,培養學生的科研素養和發現問題、分析問題、解決問題的能力[2]。培養學生良好的學習習慣,探索和嚴謹學風,誠實品德和科學精神[3]。具體講就是要培養學生查閱文獻,對文獻進行綜述,擬定實驗方案,獨立完成實驗,通過實驗結果獲取實驗數據,并能進行數據處理,得出結論,寫出規范的實驗報告或論文,從而提高學生的綜合素質能力。
2 醫用化學設計性實驗的基本構建
2.1 設計性實驗的教學安排 醫用化學是一年級開設的課程,學生在中學化學課程的基礎上進一步加強醫用化學的基本理論和基本知識的學習,為后續醫學課程的學習打下良好的基礎。而設計性實驗要求學生應具備一定的實驗基礎知識和基本技能,所以在教學安排應考慮學生的實際水平,由驗證性實驗綜合性實驗設計性實驗三個階段來完成。學生首先進行必要的操作技能實驗訓練,使學生掌握實驗的基本技能并得到一定的分析思維能力的培養,同時學生通過理論學習掌握一定化學知識,在學生具備這些知識之后,適當開設設計性實驗才有可行性和有效性。否則,效果不佳。因為現在的醫學生,有的是文科被錄取的,在高中階段接觸化學知識少,動手能力差,所以設計性實驗應安排在實驗教學的最后階段進行,讓學生有個適應過程。
2.2 設計性實驗指導編寫 開設好設計性實驗,編寫實驗指導是重要的一環,它不同于傳統的實驗教材,設計性實驗指導既要有利于加強實驗基本原理和操作的訓練,能培養學生的分析思維能力,發展學生的創造性思維能力,又要有利于培養學生的嚴謹的科學態度。同時要考慮學生能力所及的實驗課程。基于這個原則,實驗指導一是要能提供給學生足夠的資料以滿足學生設計的需要,如類似的多個實驗課程名稱,相關的物理常效、相關的檢測手段和參數;二是對實驗課題有引導式提示,在保證學生有充分的創造思維空間的前提下,避免浪費時間、浪費藥品和走彎路;三是以設問的形式給出思考題和參考書,有針對性地就實驗中的一些關鍵問題進行設問,以便學生通過思考,弄懂實驗目的、原理、注意事項和數據處理方法。
2.3 設計性實驗的過程 開展設計性實驗是以教為主導,學為主體的課堂教學模式,首先是要求學生根據實驗指導查閱文獻,運用所學過的理論知識和基本實驗技能,設計出實驗方案,方案包括實驗目的、原理、所需藥品以及所需要溶液的配制方法、所需的儀器設備、實驗操作步驟、數據處理方法、參考文獻。實驗設計方案擬定后,交由指導老師批閱,教師對學生設計方案中出現較為嚴重錯誤給予糾正,一般問題給予提示,然后返還給學生進行修正,實驗前教師檢查一遍方案的可行性。在實驗進行過程中,教師居于主導地位,學生居于主體地位,充分調動學生的主觀能動性和科學創造性,要特別強調不能亂用藥品或用錯藥品,強調實驗的安全性。實驗完畢要求學生寫出一份完整的設計性實驗報告。
3 設計性實驗的實施與體會
3.1 設計性實驗的實施
3.1.1 確定實驗課題名稱 我們根據學生已學過的知識以及掌握的基本技能,提前1周公布設計實驗的內容,內容可涵蓋探究物質性質、實驗產物、實驗條件或聯系實際,解決生產生活中的化學問題等,例如從廢銅片中制備硫酸銅、從廢鋅片中制備硫酸鋅等課題名稱供學生選擇。學生以小組為單位選擇1個實驗課題,經過選題和定題以后進入設計階段。
3.1.2 實驗設計階段 這個階段主要是讓學生查閱文獻,教師加強對實驗方案的指導,學生對查閱到的資料進行整理,撰寫一份初步設計方案,并交指導老師審閱,老師側重審查學生方案的可行性、科學性和安全性,學生根據老師提出的修改意見進行修改完善,最后經指導老師簽字后,方可進入實驗室進行實驗。
3.1.3 實施階段 這個階段學生根據自己的設計方案進行操作,記錄實驗過程中的現象,并且進行分析得出結論。老師在這個階段主要是加強巡視,點撥、示范、提問。例如硫酸銅的制備,要提示學生所用硫酸的濃度和用量以及銅片灼燒的程度。
3.1.4 總結階段 學生經過實驗操作后,對實驗結果進行討論和整理,最后撰寫論文或實驗報告,老師在這個階段主要是指導學生撰寫論文或報告,對學生的實驗數據、實驗結果進行評議和評分。
4 實施設計性實驗的教學體會
經過設計性實驗的實施與調查,我們發現設計性實驗能喚起學生探索知識的興趣,全面提高了學生的綜合能力。學生的動手能力、設計能力、聯想能力及表達能力得到了鍛煉,小組合作意識和團結協作精神增強了,對未知的知識領域充滿好奇心,樂于探究和創新。
但是,從實踐中我們也體會到,開展設計性實驗還應注意以下幾方面的問題:一是設計性實驗應把握好實驗的難度,難度太大,學生設計不了,導致畏難情緒,影響實驗效果;二是設計性實驗的內容不要太復雜,反應步驟不要太多,內容要適中,否則時間太長,影響學生學習其他課程;三是安全性問題,設計性實驗應盡量避免使用有毒藥品和具有一定危險性的藥品,如果要用必須按說明使用,不能亂用。例如在硫酸銅制備的實驗過程中,個別學生使用了硝酸,造成實驗室濃煙滾滾,導致環境污染,所以要確保學生的安全;四是儀器設備要滿足實驗的需要,目前的狀況是學生多,儀器設備少,給設計性實驗帶來許多困難和不便。希望學校要加大經費投入,解決實驗條件問題。
總之,開展設計性實驗,能夠激活學生的探究及創新意識,也為學生提供更多的學習實踐機會,鍛煉學生的科研素養,也是培養學生綜合能力的重要途徑,應該進一步加強和完善,使設計性實驗真正能夠促進學生創造性學習和創造新思維的發展,實現素質教育培養創新人才的目的。
【參考文獻】
[1] 國家教育部教高廳辦公室.普通高等學校本科教學工作水平評估方案(試行)[S].北京:國家教育部教高廳,2004.
[2] 張啟良,劉瑋,夏立.開放式綜合設計性實驗的實踐與思考[J].化工高等教育,2003,15(4):57-59.
英文名稱:Journal of Mathematical Medicine
主管單位:湖北省教育廳
主辦單位:中國醫學數學會;湖北醫科大學
出版周期:雙月刊
出版地址:湖北省武漢市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1004-4337
國內刊號:42-1303/R
郵發代號:38-174
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1988
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1.1“導師制”實驗小組
在臨床醫學本科專業中遴選學生組成實驗小組,每組3~5人,安排科研項目負責人或專業特長與實驗內容較吻合的教師參與指導,建立"導師制"實驗小組。
1.2創新性實驗項目的設計
整合教師科研項目內容設計創新性實驗項目,包括解剖學、組織學、生物化學、分子生物學、免疫學、生理學、病理學、醫用統計學等學科發展前沿,涉及的科研技術包括常見動物模型制作、免疫組織化學技術、細胞學培養技術、ELISA、PCR、Westernblot、RNA、DNA和蛋白質提取等。實驗項目均能實現在常規教學中的驗證性實驗基礎上的提高與綜合,既能充分利用科研資源,又能涵蓋相關學科的實驗項目,突出學生創新性能力的培養與提高。
1.3創新性實驗教學的實施
(1)輔導與培訓:對學生進行理論知識與科研方法的輔導和培訓,介紹科學研究所涉及的選題、提出假設、驗證假設、查閱文獻、常用實驗技術方法、統計學處理及論文撰寫等主要環節。(2)實驗準備與預實驗:指導學生針對實驗題目進行文獻查閱,明確實驗原理,寫出實驗方法和步驟,著手進行預實驗。(3)實驗過程:按照制定的實驗步驟,在導師的指導下完成實驗內容,小組成員密切配合、分工合作,根據每一步的實驗結果及時調整方案,定時召開實驗結果匯報會,討論實驗中遇到的問題,由導師指導進行實驗方案的調整與改進。(4)實驗總結與評定:對實驗數據進行分析,得出實驗結論,寫出研究報告,組織進行論文答辯,導師組依據學生的研究報告、答辯情況等對學生的科研能力和成果進行評定。(5)可持續發展:在完成創新性實驗的基礎上,導師指導學生自主進行文獻查新、發現新問題,自行設計課題,進行大學生創新性項目申報,以達到可持續發展,協助學生撰寫科研論文。
1.4實驗教學效果評估
建立教學模式的綜合評價和質量評估體系,對該項目開展效果進行評價。
2創新性實驗項目實例
2.1形態學基礎醫學實驗項目
(1)"導師制"實驗小組:選定五年制臨床醫學專業學生開展試點,第一輪自2010年級學生開始,于一年級下學期遴選部分學生進入實驗小組。之后,每年再從低一年級的學生中納新,實現梯隊建設。(2)實驗項目設計:根據教師科研項目內容整合《MMP-9在肝癌及慢性肝臟病變發展過程中的表達及意義》實驗項目,實驗內容涉及《組織學與胚胎學》、《病理學》等多門形態學基礎醫學的實驗教學內容。導師指導學生了解實驗步驟與技術方法,由學生制定相應實驗方案。(3)實驗方案:①肝癌石蠟切片制備:從臨床上獲取肝癌標本進行切片技能的操作;②免疫組織化學染色:包括抗體孵育、顯色、復染及封片;③形態學觀察:對照肝臟的組織學結構,對肝纖維化、肝硬化及肝癌等多種病理學變化進行觀察學習;④分析MMP-9表達在肝癌及慢性肝臟病變發展過程中的意義;⑤撰寫實驗報告。(4)考核與評價:導師組對實驗小組進行量化考核:文獻查閱(10%)、實驗方案制訂(20%)、實驗操作(20%)、數據分析(10%)、實驗報告撰寫(25%)及答辯(15%)。(5)教學成效:通過實驗項目訓練,學生既能協助教師完成科研項目內容,更重要的是還完成了多門交叉學科常規教學中的5個實驗項目學習:《組織學與胚胎學》之“組織切片制作與觀察”、“消化腺之肝臟結構”,《病理學》中“腫瘤”、“消化系統疾病之病毒性肝炎和肝硬化”、“消化道惡性腫瘤之肝癌”等,教學效果良好。
2.2生物化學與分子生物學實驗項目實例
(1)“導師制”實驗小組同前。(2)實驗項目設計:根據教師立項的科研內容整合實驗項目《cystatins家族基因在癌相關成纖維細胞中的表達》,實驗內容涉及《生物化學》、《醫用細胞生物學》及《分子生物學》等多門學科的部分實驗教學內容。(3)實驗方案:①提取成纖維細胞RNA及蛋白質;②將RNA逆轉錄成為cDNA;③設計相應指標(包括GAPDH內參)的引物,進行PCR,獲取相應產物;④蛋白質凝膠電泳及Westernblot分析;⑤分析目的基因/目的蛋白的表達差異;⑥對實驗數據進行統計分析;⑦撰寫實驗報告。(4)考核與評價:同前。(5)教學成效:指導學生完成了常規教學中的4個實驗項目的學習:《生物化學》之“分光光度計技術”、“電泳技術”等;《生物化學》之“肝臟DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳與測定”;《分子生物學》之“蛋白質醋酸纖維素薄膜電泳”;《醫學細胞生物學》之“細胞形態結構的觀察”等。
3總體教學成效
通過實驗小組成員與接受常規實驗教學的學生進行實驗操作及理論知識的考核比較中,發現實驗小組學生在自主創新、文獻檢索、實驗動手、語言表達、科技寫作及邏輯思維等綜合能力遠高于接受常規教學的學生。學生在實驗進展中既能協助教師開展科研工作,還能夠高效地開展融匯多學科的基礎性實驗項目,摒棄了單學科、簡易粗淺的實驗內容,學生的創新性實驗能力得到訓練和提高,收到良好教學效果,且能每個實驗小組均能以團隊形式自主地申報各級大學生創新性科研訓練項目,達到創新科研能力的升華。
4存在的問題
兩年多的教學改革實踐表明,科研與教學相結合模式在基礎醫學多學科的實驗整合教學中具有較強的可行性,但是在具體實施過程中也還存在一些問題,如本輪的教學改革僅在臨床醫學本科專業部分學生當中試點開展,覆蓋面仍不夠廣泛,目前由于科研資源的有限性導致吸納進入實驗小組的學生人數有限,導師的人數及科研室硬件的不足難以滿足更多本科生盡早進實驗室的愿望;再者,學生對實驗原理與方法的掌握還不夠扎實,阻礙了實驗效率的提高;另外,學生在科研實驗室的教學效果具體評價體系也還有待完善。這些問題還需要在進一步的教學探索中不斷加以解決。
5結語
【關鍵詞】: 射頻磁控濺射 羥基磷灰石 鈦 涂層 生物活性
【正文快照】:
鈦(Ti)因具有低密度、高強度、耐腐蝕等優點,廣泛應用于生物材料領域,但其性質與骨組織相差很大,不能與骨組織發生化學鍵性結合[1]。因此,需要對Ti進行表面改性,以增強其骨引導功能。羥基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)與人骨無機成分相似,可與細胞表面的生物大分子以氫鍵結合,是
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【參考文獻】
中國期刊全文數據庫 前4條
1 李建軍;趙亞溥;;細胞鋪展動力學的研究進展[J];力學學報;2012年05期
2 陳民芳,劉技文,王玉紅,由臣,楊賢金;射頻磁控濺射TiO_2/HA復合生物膜的制備與表征[J];復合材料學報;2003年06期
多酚物質是一類具有三元黃烷環結構的化合物,廣泛存在于多種植物的果、籽、皮和葉中,發揮著重要的生物功能并調控自然生態系統中植物-凋落物-土壤循環過程的交互作用。由于這些從植物中提取的物質,早期廣泛用于將動物皮轉變為皮革的制革工藝中,故又名植物單寧。多酚化合物可進一步分為兒茶素(黃烷醇類)、黃酮、黃酮醇、花青素及酚醛等,它們為人類食用或飲用的茶、咖啡、水果汁、葡萄酒和蔬菜等提供芳香和澀感等風味,其所產生的對人類健康的多種積極有益效應與多酚的化學結構和化學活性緊密相關,這反應在各種多酚化合物清除自由基或與Fe3+、Cu2+、Zn2+、Cr3+等金屬的絡合以避免產生自由基的抗氧化性研究上,但多酚苯環上相鄰2個或3個羥基的化學活性也使多酚類物質易于發生氧化作用,從而增加了多酚類物質結構的復雜性。茶葉中的多酚類物質(簡稱茶多酚)含量豐富,可達茶葉干重的30%。兒茶素類(Catechins)是茶多酚的主體,其組成包括表兒茶素(Epicatechin,EC),沒食子兒茶素(Gallatecatechin,GC),表兒茶素沒食子酸酯(Epicatechingallate,ECG),表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechingallate,EGCG),表沒食子兒茶素(Epigallocatechin,EGC)和沒食子兒茶素沒食子酸酯(Gallocatechingallate,GCG)等多酚化合物。鑒于其存在幾何和旋光異構體以及易氧化和制茶的發酵過程中的復雜反應性,茶多酚實際是一類組成非常復雜、具有不同分子量和極性與結構差異很大的多元酚的混合物,在茶葉加工過程中氧化形成具有苯并卓酚酮結構的茶黃素類化合物以及結構更為復雜的茶紅素類化合物。由于兒茶素類物質結構的復雜性和多酚的反應活性,其分離、純化和結構的確認一直是國內外相關領域學者持續關注的研究課題;而對茶多酚化合物的生物活性相關的抗氧化性、細胞分子生物學以及基于腫瘤動物模型開展的抑制癌癥發生等方面的研究,更為茶的多種健康有益效應提供了科學依據。
2茶的健康有益效應
作為一種歷史悠久的飲品,茶的健康有益效應受到廣泛的關注,并逐漸被賦予科學的內涵。事實上,已有研究揭示,食用茶多酚或飲用茶水后,在血液和尿液中可檢測到與攝取量關聯的多酚或代謝物的濃度。目前,國內外已開展了大量的流行病調查統計研究,豐富的資料顯示飲茶具有多種健康有益效應,這些健康有益效應不僅吸引了廣泛的基礎生物醫學研究,而且相關基于茶水或其主要健康有益組分開展的細胞和動物實驗為進一步認識茶的健康有益效應提供了科學依據,并推動了茶資源在生物醫學上的應用研究。
2.1癌癥的預防
迄今為止,相關的細胞和動物實驗都證實:茶葉及其提取物均具有防癌抗癌的功效。癌癥需要蛋白水解酶以侵入細胞并形成轉移,而這些酶中最關鍵的就是尿激酶(Urokinase,uPA),uPA能降解細胞外基質,激活多種基質金屬蛋白酶,引發腫瘤細胞的侵襲、擴散和轉移,在惡性腫瘤的侵襲轉移過程中發揮著極其重要的作用。一般而言,uPA在多種惡性腫瘤中均呈高表達。小鼠動物實驗的研究揭示,抑制uPA的表達可以減少癌癥小鼠的腫瘤尺寸,乃至使癌癥小鼠完全痊愈,如阿米洛利就是一種尿激酶的有效抑制劑,但其使用伴隨有毒副作用;對比的實驗數據也證明,茶多酚尤其是茶多酚中的EGCG能通過抑制酶的活性和阻斷信號傳導通路,可有效阻止腫瘤細胞的增殖,促進其凋亡,進而可抑制腫瘤細胞的侵襲、血管化發展和轉移,因此,雖然EGCG相比阿米洛利對uPA的抑制作用要低,但其無毒副作用,加大其用量或提升其生物利用度,有望產生積極的預防或治療效果。目前,茶資源在口腔癌癥的預防上已取得積極的進展,Tsao等的研究揭示,綠茶提取物可通過阻止血管生成,產生抑制口腔癌前病變的效果,并且這一效應具有與綠茶提取物使用劑量呈依賴關系。
2.2心血管疾病的預防
除了具有防癌抗癌的功效之外,茶中的有效成分還具有預防心血管疾病的功效。2013年美國營養學會《美國臨床營養》雜志發表了“飲茶與心血管疾病風險”的文獻分析文章,這篇涉及57篇文獻的分析結果表明飲茶有助于降低中風等心血管疾病的發生。綠茶中的主要多酚化合物兒茶素,是通過多種機制來發揮血管的保護作用,主要包括抗氧化、抗高血壓、抗炎、抗增殖、抗血栓以及降脂作用。有研究表明每天喝1~2杯紅茶可抑制由銅離子誘發的低密度脂蛋白(LDL)的氧化,而飲用綠茶可以增加生育酚和β胡蘿卜素的濃度,從而抑制巨噬細胞介導的LDL的氧化,均可降低患動脈粥樣硬化的危險性。Raederstorff等采用高脂飲食喂養Wistar大鼠,研究了EGCG對大鼠血脂水平的影響,結果表明用含1%EGCG的飲食喂養的大鼠,其TC和LDL水平顯著降低,而血漿中甘油三酯以及高密度脂蛋白(HDL)水平卻沒有顯著性改變。Inami等在40名健康志愿者的身上就兒茶素對血漿中氧化修飾的LDL的影響進行了研究,4周后發現兒茶素組中氧化修飾的LDL水平明顯降低。馮磊光等對100例高血脂癥及血液流變學異常的患者進行了研究,患者服用茶色素1個月后,其血液的血漿黏度、低切黏度和纖維蛋白原都明顯降低。同時,兒茶素可以抑制二磷酸腺苷、提高卵磷脂膽固醇脂酰基轉移酶(LCAT)的活性和HDL水平,調節脂蛋白和載脂蛋白水平,加速膽固醇代謝以及促進膽固醇排泄來調節總膽固醇代謝等,同時可以降血脂。這些研究結果都表明茶及其有效成分對血管功能有著廣泛的健康有益效應。
2.3結石的預防
結石是人體病理性礦化導致的一種常見疾病,飲茶對結石的預防具有積極的效果。1998年發表在《AnnalsofinternalMedicine》的研究報道稱,在81093個年齡40~86歲的女士自愿者中,每天飲用一杯茶水,得結石病的風險下降了8%;而男士得結石病的幾率更下降到14%。2006年在《JournalofEndourology》雜志發表了題為“綠茶對尿道結石形成的影響:體內和體外實驗研究”,分別采用NRK-52E細胞培養和小鼠動物實驗評價了草酸鹽的毒性以及不同濃度茶主要健康有益組分EGCG的抗草酸毒性和飲用綠茶對小鼠形成腎結石的影響。研究結果表明,茶的EGCG可抑制草酸鹽產生的細胞毒性,小鼠喂食綠茶后,可抑制草酸引發產生自由基,降低尿中草酸的排泄以及γ-谷氨酰轉肽酶和N-乙酰氨基的活性,產生抑制尿道結石的效果。人體結石是一種病理性礦化形成的鈣鹽,其礦物質相中70%~80%的組成為草酸鈣鹽,其中能聚集長大形成結石的草酸鈣主要是一水草酸鈣。二水草酸鈣與細胞上皮組織的粘附性差,常隨排尿而排出體外。由于茶葉含有草酸,故一般認為茶為結石患者的禁忌物,但上述流行病學調查結果以及細胞和動物實驗結果均表明,飲茶具有抑制結石形成的功效。2010年發表的綠茶提取物調控草酸鈣結晶的研究論文,從結晶學的角度闡述了綠茶抑制人體結石形成的原因,受到了學界和社會的廣泛關注。
2.4茶的其他有益效應
Wang等研究綠茶中的兒茶素對身體多部位的影響,其研究結果表明:每天飲用低咖啡因、高兒茶素含量的綠茶(500~900毫克綠茶兒茶素),堅持90天可產生積極的減肥效果。文獻報道茶的健康有益效應非常廣泛,如茶多酚可以降低心臟疾病的發生。除此之外,茶黃素等有效成分還具有抗菌消炎等作用,在口腔保健以及預防骨質疏松等方面也有很大的價值。
3茶資源的應用
基于茶的健康有益效應和多酚類物質的化學活性,在茶深加工的基礎上,全價值利用茶資源受到了廣泛的關注。當前,茶資源在傳統輕化工領域的應用正不斷得以拓展,而其在健康、生物醫學和新材料等領域的研究將有望革命性地提升茶資源的價值,相關方向主要包括:基于茶健康有效成分的各類保健品、藥物、輔助增強高效藥物智能載體、組織修復用生物材料、生物傳感器以及納米功能材料和環境凈化新材料等。
3.1輕化工和健康領域
茶的深加工促進了茶產品的多樣化發展,目前已經形成了包括固態速溶茶、濃縮茶汁、茶糖果和茶糕點等產品。拓展茶資源在輕化工和健康領域的應用,涉及對茶功能成分的提取,如茶多酚、茶黃素、茶褐素、茶氨酸和茶多糖等,形成相應的精加工產品體系,以推動茶資源在食品抗氧化劑、食品功能助推劑和化妝品等方面的應用。其中,茶多酚有抗氧化、抑制和殺滅細菌等作用,在傳統輕化工領域的應用較為廣泛,如可將其用于水果和蔬菜保鮮,飲料、糕點及乳制品的生產,防止化妝品變質,延長使用時間,解除重金屬毒害等;形成的茶保健產品包括茶多酚膠囊、減肥膠囊、解酒膠囊等。針對茶多酚如EGCG抗氧化劑雖有優異的抗氧化能力,但存在脂溶性較差、生物利用度低的不足,相關的改性修飾及應用研究正發展成為利用茶資源的一個重要方向。如馮博文等對比研究了EGCG脂質體與目前食用油脂中常用的叔丁基對苯二酚(TBHQ)合成氧化劑對葵花籽油氧化穩定性的影響,氧化穩定指數法評價結果顯示,加入EGCG脂質體在一定程度上可提升葵花籽油的氧化穩定性,在葵花籽油中加入含量為200mg/kgEGCG的脂質體可獲得加入100mg/kgTBHQ的抗氧化效果。該研究表明,采用天然的茶多酚抗氧化劑,可增強葵花籽油的抗氧化性能,延長其貨架期和儲藏時間。
3.2生物醫用領域
茶資源在生物醫用領域有著廣泛的應用前景,尤其是近年來,基于茶多酚的生物醫學研究呈現出蓬勃發展的趨勢,其相關方向具體涉及深化對茶健康有益功效的認識、茶功能組分的高純提取以及對茶組分的有效功能應用和通過綠色加工技術獲得的高技術生物醫用制品等。茶多酚的藥用尤其是抑癌和抗癌受到持續的關注。2009年有關綠茶提取物預防口腔癌癥的研究表明,綠茶提取物(GTE)可以有效的預防口腔癌癥,而以綠茶提取物作為抗癌前藥的藥物研發已進入II期臨床試驗階段,并取得了積極的效果。2014年最新發表的論文報道了采用茶多酚提取物輔助增強抗癌藥物的研究工作,將EGCG與抗乳腺癌的蛋白類藥物赫賽汀(Herceptin)復合,再經聚乙二醇修飾,形成納米載藥膠束。細胞實驗和動物實驗結果表明,相比單純的蛋白抗癌藥物,由EGCG構建的納米載藥膠束具有更好的抗癌效果,在上述采用EGCG與Herceptin組裝形成載藥膠束的過程中,EGCG實際上是一種EGCG的寡聚物。事實上,在2013年就已有研究論文報道,借助茶多酚的氧化偶聯自聚,組裝形成表面孔結構豐富的環境響應球,形成的中空球可廣泛用于生物染料和抗癌藥物等客體分子的智能輸送等。在這些抗癌藥物載體的研究中,茶多酚自身的抗癌前藥功效,都受到了相應的重視。可以預料這些前沿的研究,將進一步推動茶資源在生物制藥和靶向抗癌載體方面的應用。隨著社會進入老年化時代,骨質疏松癥將會是影響人類生活質量的一種常見疾病。正常狀態下,人體骨骼中的成骨細胞和破骨細胞的活動處于平衡狀態,進入老年后,破骨細胞的功能趨于活躍,這將導致骨骼變脆、骨骼量減少,引發骨質疏松癥。2015年最新發表的采用骨質疏松癥動物模型的研究揭示,茶黃素具有抑制破骨細胞的功能,可有效改善動物的骨質疏松癥狀。此外,調控人體結石的主要成份草酸鈣的體外結晶學研究也揭示,茶多酚可抑制一水草酸鈣的形成,所以茶具有預防結石形成的功效。以上涉及骨質疏松癥和結石形成的研究將有望利用茶資源開發出相關的健康用品和治療藥物,獲得預防乃至治療人體病理性礦化關聯的疾病效果。針對茶的功能組分,構建適宜的載體材料,以提高茶多酚的生物利用度,對于實現茶組分的功能效應具有重要的價值。這類茶多酚載體材料一般采用具有良好生物相容性的醫用高分子和無機材料來構建,如2008年發表的論文就報道了一類茶多酚鈣基無機載體材料的制備,該研究采用雙噴嘴技術,對鈣鹽溶液和含有茶提取物的碳酸鹽或磷酸鹽溶液進行混合成粒,形成載有茶多酚的載體材料,實現了對多類茶多酚單體較高的包封率。此外,當前發展新型的生物功能材料的研究,也是利用茶資源的另一個熱點方向。Fei等利用茶多酚組裝獲得具有核殼結構的納米材料,通過選擇采用不同的金屬元素,可獲得不同波段的自發光功能,可應用于生物影像和輸送客體物質等;2012年發表的研究報道了一種尺寸可控的、在低pH值下穩定性極佳的EGCG納米金顆粒,這些納米粒子作為抗癌藥物載體可增強藥物的抗腫瘤活性,尤其適合應用于胃腸環境。
3.3其他材料領域
利用茶多酚的化學特性,發展綠色的化學合成方法制備功能材料,進一步展示了對茶資源的全價值應用。Nadagouda等報道了在室溫下用茶提取物高效合成貴金屬納米粒子的研究,所得到的銀和鈀等納米粒子的粒徑僅為20~60nm,該技術不涉及使用表面活性劑、封端劑或有機模板等化學物質,方法簡單、環保、高效,也適宜于制備其他如金和鉑等貴重金屬納米粒子。上述方法是利用多酚物質的還原特性來高效合成金屬納米粒子,而利用其抗氧化性還可以獲得新型的高效傳感器,如結合茶EGCG的抗氧化性和單壁碳納米管(SWNT)獨特的電響應特性,就可構建出具有對活性氧響應的SWNT/EGCG復合材料,該類復合材料可潛在用作化學和生物傳感器。此外,由茶提取物組裝構建的多酚球,表面孔結構豐富,預計在環境治理、空氣凈化以及作為化工填料方面均有著良好的應用前景。
4展望
關鍵詞:拓展 化學 課外實驗
【中圖分類號】G633.8
化學是一門實驗性很強的學科,而課外實驗是課堂實驗的延伸和拓展,所以我們教師在上好課堂實驗的同時,還應重視和上好課外實驗課。課外實驗有其很多優點,它可以不受時間、地點的限制和教學進度的約束,拓展了教材資源,為學生深入理解化學知識的本質和訓練學生的實驗技能提供了更多的機會和空間,其內容與生活緊密聯系,更能激發學生的學習興趣,發展學生的愛好和特長,活躍學習氣氛,有利于提高學生的觀察、探究和分析問題的能力,使他們養成積極思考的良好習慣,促進教學質量的提高。那么,如何開展化學課外實驗教學呢?下文筆者談談幾點粗陋的見解。
一、開展課外實驗,激發學生興趣
化學現象千變萬化,化學過程有簡單的也有復雜的,而且課外實驗內容沒有固定的教材,教師選擇實驗內容時要注意它應適合初中生的心理特點和知識水平:(1)選擇的內容與學生在課本學過的知識有緊密的聯系,是課本知識的延伸。學生用所學的知識去指導實踐,能大大激發學生的興趣,調動其學習的積極性。 (2)選擇的內容貼近學生生活,以發生在學生身邊的化學現象為素材。 (3)選擇的內容為化學上的一些難題,以引起學生的興趣和使命感。
化學課外實驗沒有固定不變的方式,可根據不同的內容靈活地進行設計。例如,對一些趣味性的實驗,可用魔術的形式進行,使學生的趣味和求知欲大大增強,效果會更好。另外,有的演示實驗改換一下形勢,既可提高實驗的趣味性,又能應用于課外實驗。
課本上一些選做實驗也可以安排為課外實驗。例如,做"明礬凈水的本質探究"實驗,首先通過查閱資料知道明礬溶于水中會解離為K+、Al3+、SO42-。接著做出假設:可能是K+或Al3+或SO42-有凈水功能。然后引導學生設計實驗方案:通過做KCI、K2SO4、AICI3,、Al2(S04)3能否凈水的對比實驗,進行實驗驗證,得出結論。這樣,學生既能明白明礬凈水的本質,又能體驗科學探究成功的喜悅,樹立學好化學的信心。
此外,還可以讓學生在課外完成"用食醋除去熱水瓶中的水垢"、"證明雞蛋殼的主要成分"、"用PH試紙測定肥皂水的PH值"等一系列實驗。
二、拓展演示實驗,引導學生探究
在進行課外實驗時,教師要引導學生在實驗現象中尋找規律,發現問題。例如,在教學《金屬的化學性質》時做了鐵片與稀鹽酸反應的演示實驗,課后讓學生探究在鐵片與稀鹽酸反應中出現的黑色物質成分。引導學生提出猜想:這些黑色物質是鐵片與稀鹽酸反應的生成物,或是過量的鐵粉,或是炭粉......然后設計實驗方案:過濾獲得黑色物質,再用磁鐵檢驗,或加入過量稀鹽酸,或讓其在空氣中燃燒。最后對實驗現象進行分析,得出結論:該黑色物質不能被磁鐵吸引,不是鐵粉;能在空氣中燃燒,且燃燒時發出紅光,再用涂有澄清的石灰水的燒杯罩在火焰上方,石灰水變渾濁,證明生成了二氧化碳氣體,黑色物質應是炭粉。
這樣,學生通過自己設計實驗進行探究,解決了實際問題,大大增強了學生學習化學的信心。
檢驗化學探究活動的結果是否正確,需要通過實驗來驗證,因此培養學生的科學探究能力首先要培養他們學會驗證。對課堂教學中一些需要進行驗證的結論或原理,可組織學生在課外進行驗證。例如,二氧化碳不能燃燒,也不支持燃燒,密度比空氣的大,因此可用于滅火,但是不是所有燃燒都可用二氧化碳去熄滅,為了讓學生明白這一點,可以補充鎂可在二氧化碳氣體中燃燒的實驗。
問題情境:鎂在空氣中燃燒非常劇烈,發出耀眼白光,生成白色固體物質。
提出問題:鎂在空氣中燃燒如何熄滅?
進行猜想:A可用水熄滅;B可用二氧化碳熄滅;C可用沙土熄滅。
實驗驗證:鎂和水反應生成氫氣和氫氧化鎂,氫氣是易燃易爆的氣體鎂可在二氧化碳氣體中燃燒,2Mg+CO2 2MgO+C,二氧化碳不但 起不了阻燃的作用,二者反應還會生成可燃物C,繼續燃燒,所以這時不能用CO2來熄滅燃著的鎂;用沙土覆蓋可使火熄滅。
實驗結論:可用沙土蓋滅,不可用水、二氧化碳來熄滅燃著的鎂(從而得出:燃燒不一定要O2參加)。
這樣的化學課外實驗不但能培養學生學會驗證,而且能鍛煉學生的動手操作能力,加強學生對身邊物質的認識,使學生建立將所學知識與運用到實踐中的意識。
三、提倡家庭實驗,擴充實驗機會
家庭實驗是一些小型的,易于學生動手操作的課外實驗。例如,鑒別廚房里的食物,如食鹽,白糖等白色固體,白酒、水等液體食物。鼓勵學生綜合分析這些物質的物理性質和化學性質,采用簡單的方法去鑒別,并寫出實驗方案在班上交流。開展家庭實驗,可為學生多提供一些實驗機會。每次布置家庭小實驗,都應啟發學生按照"確定實驗內容--提出假設--設計方案--展開實驗--結論與評價"的步驟去思考和進行實驗。為了解決實驗用品問題,教師可發動學生籌建"化學微型實驗箱",收集(或購買)生活中可以用于化學實驗的用品,如蠟燭、火柴、食鹽、食醋、鐵釘、銅絲、鋅片、碳棒、磷肥、碳銨等:指導學生選擇儀器、試劑的代用品,如用塑料小勺代替藥匙,眼藥水瓶代替膠頭滴管,注射器代替反應器、量筒及暫時儲存某些易揮發、易變質試劑的容器,醫用青霉素小瓶替代試管、廣口瓶,以點滴板充當微型實驗的主要反應容器等;用食醋、土豆等代替酸、淀粉等化學試劑,用植物的花瓣自制酸堿指示劑。部分實驗所需的難以籌集到的化學試劑可由實驗室提供,如pH試紙。學生在因地制宜地利用一切可利用的材料進行試驗的過程中,培養了節約的意識,為了彌補個體思維的局限和力量的不足,可讓學生組成小組,共同探討,一起動手完成家庭小實驗。教師定期檢查落實,對好的及時肯定,對存在問題及時解決。
實踐證明,凡能堅持做家庭小實驗的學生,其綜合素質都有相當大的提高。
四、結合社會調查,延續課外實驗
關鍵詞: 生物化學實驗教學教學改革PBL
生物化學既是高等醫學院校的專業基礎學科,又是當代醫學和生命科學的前沿學科,其理論研究的深入與實驗方法的改進、實驗技術的革新息息相關,在整個生物化學及醫學的發展過程中,生物化學實驗起著決定性的作用,與其相關的各種技術已經滲透到生理、病理、藥理、微生物,以及臨床的內、外、婦、兒等諸多學科中,廣泛應用于醫藥、衛生等各個領域。生化實驗教學是理論聯系實際的重要環節,它不但可以驗證課堂上所學的理論知識,而且有助于加深對理論知識的理解和記憶,鞏固和掌握所學的理論知識,培養學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力,其目的是讓學生能夠將所學的基本實驗技能熟練運用到實際工作中,并具備一定的理科素質和基本的科研方法的思路。我對醫學生物化學教學內容、教學模式和考核方式等的改革進行了探討,以期提高教學效果,增強學生觀察、思維及創新能力。
一、醫用生物化學實驗教學的現狀
1.內容多,課時少。
這是很多醫學院校所面臨的共同問題。目前《醫用生物化學》的內容包括組織胚胎學、生理學、免疫學等知識,各種知識相互滲透,體系龐大、復雜。為了減輕學生負擔,各院校都不同程度地縮減課時。對于三年制的高職高專專業學生來說,要在三年的時間內完成五年制的課程,教學內容多、課時少的矛盾在教學中顯得更為突出。
2.實驗教學內容與醫學聯系少,學生缺乏興趣。
目前,醫學生物化學的實驗教學仍以驗證性實驗為主,學生只需按實驗步驟正確操作即可得出結果,而很少注重實驗過程,忽視了學生基本操作技能的訓練,不利于學生綜合實踐能力、創新精神的培養。學生無法體會到生物化學對醫學的實用價值,因此,學生對學習這門課程缺乏興趣,覺得學習化學成為負擔,學習它往往是為了應付考試。
3.醫學生動手機會少,基本操作技能較差。
由于實驗課時少,為了保證授課內容,對于較為復雜的操作,教師往往在實驗前就把設備、儀器等實驗用品準備好,或安裝調試好,學生實驗中僅進行簡單操作即可得出實驗結果,且課后實驗室很少開放,這樣學生實踐動手機會就很少,其基本操作技能差也就不足為奇了。
二、實驗教學改革嘗試
1.突出實驗教學目的,注重基本技能訓練。
生物化學實驗教學的目的是讓學生掌握所學的基本實驗技能,并自如地運用到今后的實際工作中。我院根據實際情況改革了實驗教材,注重基本操作規范化訓練和基本技能訓練,基本操作規范化訓練包括一般玻璃儀器及容量儀器訓練,常用的有分光光度計、離心機使用等內容;基本技能訓練包括溶液轉移、固體溶解、溶液配制、陰陽定性分析、滴定分析、固液分離、標準曲線制作、數據記錄和處理等。
2.應用PBL理論,提高自主學習能力。
實驗教學基于問題的學習(Problem Based Learning,PBL)是1969年美國神經病學教授Barrows提出的一種新型教育模式。它強調把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中,通過讓學生合作解決真實性問題,來學習隱含于問題背后的科學知識[1],旨在培養學生獲取新知識的能力,自主學習的能力,以及解決真實問題的能力。PBL中的“問題”不同于一般傳統教學方式中的問題。在傳統講授式教學中,教師也經常以提問的方式幫助學生實現對概念的理解。但由于傳統教學是以教學內容為中心,因此作為輔的提問式教學只是強調獲取知識的思維過程,且問題本身也是結構良好的,即在限定的條件中尋找到預先設定好的答案。良構性的問題對于學生習得某種特定的方法、步驟是有幫助的,但同時也限制了學生對于真實問題的思考和把握,這也正是學生在面對現實問題時,無法實現知識遷移的主要原因。PBL中的“問題”是置于真實情景中的,強調問題情境的真實性。真實情景中的問題具有結構不良的特征,通常是多變的、不穩定的,會隨著新情況的出現發生變化。同時問題的解決不是單一或一成不變的,需要綜合多個領域的知識和概念,而且往往沒有所謂的“正確答案”,這就使得多途徑收集信息和資源成為必要,也使得小組的分工和協作成為必要[2]。在一個接近現實世界的復雜問題中訓練學習,可以培養和提高學生有效解決問題的技能和高級思維能力,并確保這些能力可以有效遷移到未來實際工作問題的解決中。具體實施步驟如下。
(1)將學生分成若干PBL小組,每個小組4―6人,各選出1名組長和1名記錄員,分別負責小組討論的主持和討論記錄的整理工作。
(2)教師根據實驗教學內容,設計具有一定相關性的劣構情境問題,如針對“蛋白質含量測定―Lowry法”實驗,提出如何鑒定劣質奶粉;針對“激素對家兔血糖的影響”實驗,提出如何排除某肝臟腫大患者為糖原累積癥患者,等等。這些問題的解決方法具有多樣性,而實驗內容是其中一種可以應用的手段[3]。在實驗之前教師將設計的問題及部分參考書目留給每個PBL小組,由小組討論決定解決問題的方案,即學生決定自己要學什么。在這個階段教師發揮“引導者”作用,鼓勵學生的反省性思維,促使其發現缺乏哪些阻礙問題解決的知識,從而激發其共同的學習目標。
(3)PBL小組成員利用課余時間針對小組確定的學習要點分頭查找資料,然后小組成員集合,在組長主持下溝通他們所學的東西,基于他們新學習的東西生成新的解決問題的假設,再根據假設進一步查找資料,完善解決方案,設計操作流程。在此階段,教師主要發揮“協調者”和“學科專家”的作用,協調小組矛盾,為小組成員提供一定咨詢服務。
(4)由每個小組自行設計一個實驗,制定實驗目的、材料儀器、實驗步驟,以及需要得出的實驗結果等,上交教師審查通過后在教師的指導監督下做好實驗前各項準備及進行實驗,然后根據實驗結果撰寫實驗報告,最后由教師進行總結歸納。
這樣的自行設計實驗不僅可培養學生的創新能力,而且能考查學生的動手能力、團結協作能力和綜合實驗能力。
3.改變傳統教學手段,充分發揮多媒體教學作用。
傳統教學以講授為主,結合板書、實物和模型展示進行,課堂上“滿堂灌”,占用了大部分時間,而學生自學、討論的時間非常少,影響了學生的學習興趣。隨著多媒體教學的廣泛應用,教師將傳統教學與多媒體教學相結合,通過聲、像、動畫等形式呈現在學生面前,充分刺激學生的感官,不僅能豐富教學手段,提高學生學習興趣,而且能使枯燥的生物化學知識變得活潑,抽象的理論知識變得容易理解。因此,我們在實驗前應先進行多媒體教學,再進入實驗室進行實際操作,首先進行基本操作訓練,再逐步加強各種實驗技能訓練和綜合技能訓練等,最后完成教學大綱內容。這樣的教學手段能使學生更容易接受。
4.開放實驗室,加強學生操作能力的訓練。
動手機會少是學生基本操作技能差的主要原因。我院在課外時間有計劃開放實驗室,提供學生動手訓練的機會,在進行操作技能考核前增加實驗室開放時間及次數,以對學生進行考核前強化訓練。同時,在開放實驗室時均安排一名教師隨堂進行指導,這樣可使學生的操作能力大大提高。
5.改革實驗報告形式,培養學生科研意識。
在教學過程中培養學生的科研意識十分必要,影響著學生以后的科研能力及其興趣。傳統的實驗報告僅僅要求學生對實驗結果進行簡單歸納、分析。我們則要求學生按科研小論文的形式完成實驗報告,格式包括文題、摘要、關鍵詞、正文(前言、資料、方法、結果、討論、參考文獻)等[4],評價實驗報告時要從格式、內容、實驗結果、歸納分析等去審查,結果要求如實反映實驗結果,得不到預期結果的不可隨意改動實驗數據,討論應分析實驗失敗的原因。這樣學生不僅會掌握論文書寫格式,而且能知道科學研究必須以科學實驗為依據,要有嚴謹、求實、客觀的態度。
6.改革實驗考核辦法。
將生物化學期末考試成績分為兩部分,一是理論考試成績,占60%;二是實驗考核成績,占40%。實驗考核又根據以下三個方面進行評分:①考勤(10分),根據學生缺課、遲到情況和態度情況進行評分;②基本技能(40分),根據隨堂提問回答情況、隨堂小測驗完成情況、書面作業完成情況與實驗報告的完成情況評分;③綜合實驗能力(50分),其中實驗設計占15分,操作考試占35分,操作考試前兩周由教師選定考試范圍及要求,同時開放實驗室讓學生有動手訓練的機會。教師按考題難易程度進行分組,各組難易程度相當,然后進行分組編號備用。考試時由學生自己抽簽,按所抽到題號發題,學生根據考題內容準備儀器、藥品等材料,獨立完成操作,考試完成后當場評分。
我院通過以上實驗教學改革,取得了良好的教學效果,不僅學生學習的興趣明顯提高,操作能力大大增強,科研意識得到了提高,而且教師的知識結構不斷完善,教育觀念得到了提高。
參考文獻:
[1]王晶桐.以問題為中心的教學法在醫學教育中的地位[J].中國高等醫學教育,2006.10:11-13.
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【關鍵詞】中職教育 醫用化學 課程改革
【中圖分類號】G718 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)01-0178-02
當今世界多極化經濟全球化態勢迅猛,國家宏觀政策大力促進,市場經濟對技能型人才需求迫切,社會對職業教育的認知度逐年提高,這一切,給職業教育的發展帶來了巨大的生機和挑戰。
在這種形勢下,職業教育的模式發生了前所未有的轉變:以產業為引領,就業為導向,素質為基礎,能力為本位是職業教育的新理念,也是職業教育工作者改革的主流方向。
化學是中等職業教育的重要文化課程,而對醫藥衛生類的專業而言,化學又是一門必不可少的專業基礎課程。幾年來,我們在化學教學的改革之路上,努力創新,力求實際可行,作了如下一些探索。
一、教學內容的設置,即教材的改革
為了給學生在專業實訓方面留有更多的時間,我校的醫護專業的化學課時已經減少至40課時,如何在這有限的課時內,讓學生取得最好的學習效果,至關重要的是對教學內容做大的調整。數年前,由筆者主編,邀請我省衛生類中職學校化學教學人員參編,并由江西科技出版社出版了《醫用化學基礎》一書,作為我省主要衛生學校化學課程的教材沿用至今。這本教材的特點,也即是我們在化學教學中改革思路的具體體現:
1.從基礎部分開始,與初中化學知識接軌。增加了一章初中化學知識點概要,以利于初中化學基礎薄弱的學生復習,幫助他們盡快趕上。
2.強調基本知識與基本技能的學習,注重化學知識與醫學專業的結合,注意引用醫學和生活中的化學現象及應用。
如“溶液”一章溶液的濃度和溶液的配制中,舉例多是臨床常用的溶液:葡萄糖溶液、生理鹽水等。在“溶液的滲透壓”一節中,聯系了人體血漿滲透壓的醫學知識。在介紹溶液的PH時,結合了人體體液和血液的正常PH范圍。這樣的安排,把抽象的化學知識在人體醫學上表現出來,不僅學生印象深刻,而且了解了化學在醫學上的一些具體應用,進一步明確了化學課程的重要性,也為后續醫學專業的課程奠定了基礎。
3.降低了知識的難度,減少了繁瑣的理論推導。將一些結論直接告訴學生,以能理解,會應用為目的;以適用、夠用為準則。
例如,在“糖類”一章中,原來的設置是從糖類復雜的結構開始,幾種不同的結構表達式都展現給學生,對它們的異同點一一介紹,由糖類的結構再到糖類的性質,學生不容易接受,往往混淆不清。調整后的教材中,糖類的結構簡單介紹,點到為止,重點要求掌握糖類的性質。教師講解時側重點分明,學生學起來簡要清晰。
4.教材不僅是教師的教本,更是學生的讀本。為了提高學生的學習興趣,創造自主學習的條件,該教材除了語言盡量通俗易懂之外,還在每一章的正文之后附加了兩方面的內容:
1)“知識拓展”是對教材正文知識的補充和延伸。
如在《烴》一章的芳香烴內容之后,附加了“致癌芳香烴”的知識;在《醛、酮》一章之后,附加了“羧酸、取代羧酸”的內容。這些補充知識可供有能力的的學生自學,擴展它們的視野。
2)“興趣閱讀”是與本章有關的、貼近社會和生活的化學常識或小故事。
如在《醇、酚、醚》之后的興趣閱讀是“從毒酒案說甲醇”,由社會上發生的假酒、毒酒案例為導引,介紹了甲醇對人體的毒害,以及在工業上的用途。而《烴》之后的興趣閱讀是德國化學家凱庫勒的故事“苯環與蛇”。
這些內容的設置,讓學生切實感受到化學知識的實用性,與生活和醫學聯系的緊密性,擴大教學信息量,增強學生的綜合素質,同時,使學習過程有一定的趣味性。
二、更新教學觀念,開展有效教學
我們面對的中職學生,年齡多在15~20歲之間,文化基礎較弱,活潑好動,思想尚未成熟。在新的教育模式下,面對他們,怎樣做,教學才更有效,這是教育工作者們長久探討的課題。采取什么教學方法。是很重要的,然而又不完全是方法問題。
1.轉變教師角色,改善師生關系。
運用各種課堂教學技巧,設置豐富的教學情境,固然可以引發學生的學習意向和學習興趣,這些技巧和情景應視不同的情況靈活運用,相同的方法不能完全照搬。
然而另一方面,無論是那種課程的教師又要面對同一個問題,這就是在新的教學模式中,教師所處的角色。教師不僅是知識的傳授者,還是教學活動的引導者和參與者,很多時候要與學生一起討論,面對面的交流。因而要打破傳統的“滿堂灌”、“一切老師說了算”的做法和觀念。要與學生建立起平等合作關系。
教師可以以廣博的知識、教學的精神風采、語言的詼諧幽默等個人魅力感染學生,而比這些更重要的是教師對學生的尊重和理解,取得它們的信賴。事實上,在教學過程中,我們真誠地關心每一位學生,盡可能的體會他們的心態 (當然,這要花費許多的精力),與學生相處融洽,使學生以愉快的心情投入學習,就能取得滿意的教學效果。
2.在現有條件下,實行一定程度的差別化教學。
現階段,中職學生進校時,文化水平參差不齊,一個班有50~70人,一個教師,用同一種方法,教同樣的內容,一種考核標準。由于起點不同,這種教學方式顯然不利于學生的最佳發展。
理想的教學方式是因材施教,從學生的實際出發,有的放矢地進行有差別的教學。然而在目前學校的條件下,都是集體授課,難以達到理想的境地。為了堅持“以學生為本”的理念,盡可能的滿足學生個性的發展和需要,服務好學生,我們在班級內部試行了一定程度的差別化教學。
在開學之初的一個月之內,教師通過各種方式(如課堂提問、小測驗、做習題、聊天等)盡快熟悉了解學生的情況,根據學生的能力和基礎水平,大致分為兩類:
(1)學習能力較強,基礎扎實的學生。對他們,除了要求課堂學習的知識掌握之外,還增加了教材上“知識拓展”部分內容的自學,教師在學期內安排幾次專項答疑并檢查。
(2)基礎較弱的學生。前期組織他們將初中的化學知識進行復習鞏固,一般專項復習兩次以上。對學期新學的內容,要求掌握基本知識和基本技能。除了教師的課后輔導,還在學生中開展互幫互助的活動,讓學習優秀的學生帶動學習有困難的學生。對這些學生取得的進步,教師會更多的加以鼓勵和肯定。
布置練習時,也分為兩個層次:基礎題和補充題。
基礎題是對全體學生的要求,而補充題則是對能力有富余的學生知識的強化和提高。
這樣做,不僅可以滿足培養技能型人才的教育要求,而且也為一部分學生后續學習深造打下了基礎。事實上,我校每年都有相當的學生報考成人醫學大專或本科班,錄取比例也較高,這與差別化教學也有一定的聯系。
三、實驗的調整
化學實驗是化學課程的重要組成部分。傳統的教學程序是:教師現行理論講解,再組織學生實驗,驗證所學知識。這種模式保持了學科的系統性和完整性,強調了知識的嚴謹性,而忽視了學生思維的發散性,對知識的探究性以及對學習的興趣。基于此,在教學實踐中,將一部分現象突出,顏色鮮明的實驗調整在課堂理論講解之前進行。
具體過程為:首先示范或講解實驗的內容,再組織學生親手操作實驗,然后仔細觀察實驗現象(如:還原性糖的銀鏡現象;蛋白質縮二脲反應的紫紅色等),學生留下了深刻的印象,最后回到課堂教學。
如此,改變了以往的教學程序,讓學生經歷了感知事物、認識事物;發現問題、提出問題、解決問題的知識構建過程。
幾年實踐下來,這種調整的成效是引導學生進行發現性學習、探究性學習,促進積極思考,把被動學習轉變為主動學習,幾章有關的化學知識點普遍比以前掌握的牢固。
總之,中職教育的化學課程的改革是多方面的,復雜的,涵蓋了教學模式的轉變,教學內容的設置,教學方法的更新,實驗課程的開設,甚至還關聯到教師與學生的情感呼應,心理情緒的配合等諸項內容。
數年來,我們在化學課程的教學實踐中僅做了點滴嘗試,還需要不斷完善。
當下,職業教育改革之路依然任重道遠,我們將在以后的教學中攻堅克難,繼續前行。
參考文獻:
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美國心理學家馬斯洛認為,創造力可分為兩種:一種特殊才能的創造力,另一種是自我實現的創造力。前者是科學家等杰出人物的創造力,后者對社會或他人來說雖不是新的,但對自己卻是新的、前所未有的。顯然沒有后者就沒有前者。學生在學習過程中,憑借自己的已有知識、技能獨立地“發現”未曾學過的知識、解題方法、實驗裝置和未曾提出過的一些設想等,這也是創新。中學創新教育主要是培養學生的這些方面的創造能力。下面結合筆者的教學體會,談談教師應如何創設教學情境,培養學生的創新思維。
一、創設問題情境,激發學生的創新熱情
學起于思、思源于疑。創設問題情境就是提供一定的刺激模式,激發學生認識、分析、解決問題的欲望,撥動學生的心弦,點燃好奇之火。教學中學生的思維一旦處于積極狀態。他們就會感到發現問題的快樂和解決問題的喜悅。此時,渴望不斷學習、不斷探索的積極性與主動性就格外強烈。因此,給學生多提供問題的機會,有利于學生潛能的發揮和學生創新思維的激發。如在講氫氧化鋁的性質時,教師可設計一系列問題,層層深入,啟迪思維。通過一層一層問題的提問,可以使學生的思維始終處于“活化”狀態,有利于創新思維的培養。另外,我們還可以用工業生產和日常生活的實際例子創設問題的情境,激發學生的學習興趣,引發學生思維。例如:“雷雨為什么能促進家作物的生長?”“石灰巖洞的鐘乳石、石筍等是怎樣形成的”“鋇鹽有毒,為什么硫酸鋇在醫用上可作鋇餐?”“燒魚時為什么常常加一些食醋和白酒?”等等。這樣,大大提高了學生學習的興趣和熱情,同時促進了學生思維的發展。
二、創設實驗情境,提供學生創新的機會
化學是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學是培養學生創新思維的一條重要途徑。
顯然這里指的不是“照本宣科”式的實驗,而是將教材中的實驗加以改進或根據化學知識設計一些讓學生動手動腦筋的實驗,這樣的實驗才富有新意,適合培養學生的創新思維。
(一)通過改進實驗,培養學生創新意識。中學化學實驗一般要求裝置簡單、操作方便、藥品節約、現象明顯。而教材上有些實驗存在明顯不足,并非最佳方案,教師要引導學生對實驗進行合理的改進,使之更加完善。這樣的實驗教學就能培養學生的創新思維,培養學生帶著評判的目光去思考、改進每一個實驗,來提高他們的創新意識、創新能力。例如:初中化學教材CO還原CuO的實驗對尾氣的處理方法是將它點燃,可以首先引導學生分析此法的不足,然后提問,有沒有既能保護環境,又能使CO 不損失的處理方法?學生們開動腦筋,想了好幾種方法,其中一種是將除去CO2的CO導氣管重新通入玻璃管中去還原CuO,將CO循環使用。此法具有一定的創新意識,對這樣的思維方法一定要加以肯定。
(二)參與設計課堂實驗,激發原始性創新意識。許多實驗的原始裝置是原始性創新教育的好素材。分析一些演示實驗裝置的起源,并設計出新的方案有助于培養學生的原始性創新意識。將現行的初中化學課本中的制取氧氣的實驗裝置與拉瓦錫當年測定空氣中氧氣的體積分數的裝置聯系分析,找出其相似性及變化趨勢,引導學生體會科學家當年是如何發明制取氣體裝置,使其產生一種創造發明的愿望;分析啟普發生器原理,啟發學生動手設計、發明制取氫氣的其他裝置,教師可以選用其中的一些裝置讓學生去制備氫氣,能讓學生嘗到創新成功的喜悅,從而激發原始性創新意識;還可以適當補充一些有新意的演示實驗,用以培養學生原始性創新意識和能力。
(三)課外科學探究活動,培養學生創新能力。化學教師要引導學生利用研究性學習和活動課時間,去探索,做一些興趣實驗。例如,干電池的回收和利用、晶體的培養、自制焰火、實驗室制備雪花膏、防裂膏、洗發水;充分利用化學課本上的家庭小實驗,讓學生自己動手、動腦。像干電池的回收和利用過程中,如何處理破碎的鋅片?如何分離出二氧化錳?通過拆開干電池,學生很可能想到,如何制造干電池、鈕扣電池呢?在這種好奇心的驅使下,學生會去查資料、去探索、還可以嘗試去寫科技論文。這樣既有動手實踐,又有查閱資料,學生就提高了多方面的能力。
“創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力”。也是我們課堂教學改革的靈魂和不斷提高教育質量的動力。
實驗是根據一定的科研目的和任務,運用儀器設備等工具突破自然條件限制,在人為控制和干預客觀對象的情況下,觀察、探索事物本質和規律的基本方法,是探索自然奧秘和創造發明的必由之路,是自然科學技術的生命,是推動自然科學發展強有力的手段。化學是一門實踐性很強的學科,化學的每一項重大發現都來源于實踐,化學理論都建立在大量實驗數據的基礎上。因此,實驗教學是化學化工類專業學生獲取新知識的源泉,是實現知識與能力、理論與實踐相結合的關鍵,是訓練技能、培養創新意識的重要手段,是全面實施素質教育最有效的形式。化學實驗歷來為化學家所重視;在全面推行素質教育的今天,實驗教學在整體教學中的地位更加突出,作用更加重要。努力培養高素質創新型人才是化學化工實驗教學中心責無旁貸的任務,使命光榮,責任重大。我們將以國家級實驗教學示范中心建設為契機,秉承湖南師范大學以“仁愛精勤”為核心的大學精神,按照“全力建造一流環境,堅實構筑一個平臺,努力建設一支隊伍,精心打造一批成果,全面培育一代英才”的中心發展戰略和“融合、發展、創新”的實驗室建設理念以及以學生為主體,以教師為主導,以實驗專職技術人員為主力,以培養學生的實踐能力和創新精神為核心,理―工―教融合,使學生的知識、素質、能力協調發展的實驗教學理念,全面規劃化學化工實驗教學中心的建設和實驗教學改革,努力使中心成為理―工―教融合特色突出,教學理念先進,專業特色明顯,課程體系先進,教學內容科學,教學設備精良,網絡教學資源豐富,教學環境舒適安全,實驗教學隊伍業務精良,管理體系規范,校企聯合緊密,功能集約,開放運行,高效服務型的一流基礎與專業實驗教學基地、科研基地和服務基地,為培養專業基礎知識雄厚、探索精神敏銳、實踐創新能力強勁的應用型、復合型、創新型化學化工人才創造有利條件,為高等學校特別是師范院校實驗教學與實驗室建設提供示范。
湖南師范大學化學化工實驗教學中心源于1938年成立的我國第一所獨立設置的國立師范學院的理化系化學實驗室,已故中國科學院院士吳浩青教授是創始人之一。1953年,學校進行院系調整,成立了附屬于二級學科教研室的實驗室。1998年,合并各教研室管理的實驗室,組建基礎化學實驗室和應用化學實驗室,實行校院二級管理,并通過了湖南省實驗室合格評估。2002年,整合基礎化學實驗室、應用化學實驗室和原隸屬于醫學院的醫用基礎化學實驗室,成立湖南師范大學化學實驗中心。2003年,湖南師范大學化學實驗中心被國家財政部列入中央與地方共建高校基礎課教學實驗室。2006年獲批湖南省實驗教學示范中心。2012年,整合化學實驗中心和化工原理與制藥工程專業實驗室,成立了湖南師范大學化學化工實驗教學中心。經過70多年幾代人的建設,中心已發展為一個資源高度共享的先進的現代化實驗教學中心。中心依托湖南師范大學化學化工學院,有國家化學特色專業、國家理工教融合化學化工人才培養模式創新實驗區、國家化學專業綜合改革試點和國家大學生創新實驗計劃等國家級教學平臺以及“石化新材料與資源精細利用”國家地方聯合工程實驗室、現代合成與分離分析化學國家“211工程”重點學科和化學生物學及中藥分析省部共建教育部重點實驗室等重要科研平臺作支撐,有一支以中國科學院院士姚守拙教授領銜的國家級化學實驗教學團隊為主體的實驗教學隊伍。中心一直秉承湖南師范大學“仁愛精勤”的優良傳統,堅持以“理論與實踐并重,以高素質團隊培育高素質人才”和“理工教融合”為特色,提出并實踐著“以學生為主體,以教師為主導,以實驗專職技術人員為主力,以培養學生的實踐能力和創新精神為核心,理―工―教融合,使學生的知識、能力、素質協調發展”的新型教育理念。為湖南區域經濟和全國基礎教育發展培養了一大批高素質人才。
建設理―工―教融合的高素質實驗教學團隊
在實驗教學與實驗室建設改革的實踐中,中心領導深深感受到,傳統的各教研室分散管理的實驗教學隊伍,只能站在各自的二級學科平臺上思考問題,不能綜觀全局,這種弊端嚴重阻礙了實驗室的建設與發展,阻礙了新的實驗課程體系的建立與完善,阻礙了實驗教學內容的改革與教學水平的提高,因而必須在化學化工一級學科平臺上組建知識結構、學緣結構合理,能綜觀全局、協調發展的實驗教學團隊。自2002年開始,中心探索用新的理念、新的思路指導化學化工實驗教學團隊建設,在化學化工一級學科平臺上建設了一支實驗與理論互通,教學、科研、技術兼容,理―工―教融合,結構合理,核心骨干相對穩定的綜合型、高素質教學團隊。這支化學實驗教學團隊于2008年被評為湖南省級教學團隊,于2010年被評為國家級教學團隊。
(1)落實團隊組織機構,明確崗位,穩定核心骨干
近年來,中心按照中心主任―課程負責人―實驗主講教師―實驗指導教師的多層次梯隊式結構,組建化學化工實驗教學團隊。中心主任全面負責實驗中心的教學和管理工作,負責實驗課改革的整體構想和規劃,負責理論課與實驗課間和各實驗課程間的相互協調。每門實驗課程聘請一名有高級職稱、科研能力強、實驗教學經驗豐富并且有很強責任心的教師擔任專職課程負責人,主持本課程的建設和改革,組織實施教學教研活動,從實驗課教學的角度與理論課教師溝通,并對實驗室管理和建設提出相應的要求。中心主任和課程負責人是團隊骨干,屬專職實驗教學人員,編制相對穩定。實驗教師是相對流動的團隊成員。學院根據年度教學任務確定實驗教師人數,采用公開崗位、自主報名、平等競爭和擇優錄用的實驗教師選拔機制和人才流動機制,并同時確立理論課與實驗課同等重要的理念,促進實驗教學與理論教學隊伍相互溝通,吸引了大批高水平教師擔任實驗課教師。
(2)理―工―教融合開展實驗教學隊伍建設
為滿足現代高校培養的學生應具備一專多能與高素質的要求,中心在教師隊伍建設中注重理、工、教多學科融合,按教學需要,同時引進理學、工學和教育學三類不同知識結構的人才,特別注重引進或聯合培養高素質的工學類和教育學類人才。如近年從企業引進了工學類高水平教師5人,并先后從企業和中學聘請了31名兼職教師。目前化學化工實驗教學團隊成員既有來自北京大學、浙江大學、吉林大學、中山大學等綜合性大學(理學)的,也有來自天津大學、華中科技大學、北京理工大學、華南理工大學等工科大學(工學)的,還有來自北京師范大學、東北師范大學、西南師范大學和湖南師范大學等師范大學(教育學)的,同時還有來自中國科學院大連化學物理所、山西煤化所和上海藥物所等中科院系統的,既有理學博士,也有工學博士和教育學博士。
(3)以實驗課程體系、教學內容的改革吸引高水平教師加入實驗教學團隊
近年來,圍繞創新人才培養,中心全面開展了高師本科化學實驗課程體系、教學內容、教學方法、教學模式等方面的改革研究,提出了系列研究課題,研究過程不是只依賴課題申請者本人,而是發動全院教師積極參與。如在進行“高師本科化學實驗課程體系及教學內容改革的研究與實踐”的研究過程中,課題組多次組織全院有高級職稱或博士學位的教師對擬采用的新的實驗課程體系中應包括的教學內容反復討論;中心也不失時機地制定了《關于加強本科生實驗教學的幾條措施》和《化學化工學院關于具有高級職稱和博士學位的教師必須在本科生中開設研究設計性實驗的規定》等教學文件,從而有目的地把全院教師的目光吸引到實驗教學及其改革創新工作上,吸引了大批高職稱、高學歷的優秀人才加入實驗教學團隊。
教學團隊通過對國內外化學類專業培養目標、規格和課程結構的比較研究,在全國師范院校中較早創建了新型的大學本科基礎化學實驗三層次課程體系,將歷年的實驗教學研究成果應用于本科實驗教學,固化進本科學生培養方案,并面向湖南地方經濟和“四化兩型”社會需求,根據化學化工學科和湖南師范大學的教師教育特色,進一步深化改革,建立了基于一級學科的既相對獨立,又覆蓋相關專業各門化學化工課程和知識領域的“三位一體”“立體交叉”式的理學(化學)、工學(化工)、教育學(教師教育)融合的實驗教學體系(如圖1所示)。新的實驗教學體系包含理學類的化學基礎實驗教學平臺(含基本操作技能訓練、綜合能力訓練、研究能力與創新精神培訓3個層次的7門實驗課)、工學類的專業實驗教學平臺(含專業技能訓練、專業設計、科技活動與社會實踐3個層次)、教育類的化學教學論實驗(含師范技能、實驗教學、實驗設計與化學奧賽研究實驗)。不同平臺之間、層次之間相互支撐、滲透與有機互動。理學類的化學基礎實驗注重化學類多專業的共性,重點傳授實驗基礎知識,訓練基本方法與基本操作技能,培養學生的綜合實踐和知識創新能力;工學類專業實驗注重學生的專業特色,重視社會需要,與企業聯合開展教學;教育類的化學教學論實驗注重教育教學特色,重點訓練學生的實驗教學技能,培養學生創新實驗教學方法與設計新實驗的能力。不同專業的學生可根據自己的興趣愛好和發展意向交叉選課,促進了學生完成畢業論文(設計)和開展大學生創新實驗。
圖1 化學化工實驗教學中心實驗教學體系
(4)以科研反哺教學為抓手,促進高水平教師加入實驗教學隊伍
中心注重科研與教學結合,促進科研成果向實驗教學轉化,利用科研儀器為本科實驗教學服務,以此吸引高水平教師加入實驗教學隊伍。近年中心由教師的科研成果或在研項目轉化而來的教學項目達40余項,其中30余項寫入已出版的《化學研究與設計性實驗》教材中,為新實驗教學體系不同實驗平臺中第三個層次的實驗課的開出提供了保障,同時壯大了本科實驗教師隊伍。長期以來,化學化工學院化學所、催化研究所、發光材料研究室等單位的博士生導師、特聘教授等在完成研究生教學任務的同時,均利用本單位的科研設備,結合自己的研究課題,為本科生開設研究設計性或綜合性實驗項目,如姚守拙院士實驗室的實驗項目導電聚苯胺薄膜的電化學合成和EQCM表征深受學生喜愛,瀟湘學者蘇勝培教授的納米材料合成與表征實驗成為專業方向必修實驗。
(5)加強青年教師的培養
化學化工實驗教學團隊一直十分重視青年教師的培養,采取多種措施督促激勵青年教師投入實驗教學工作,不斷提高青年教師的實驗教學能力:①引導重視實驗教學。一方面要求每位新到崗的青年教師首先過好實驗教學關。規定新到崗的青年教師必須經過一輪以上的實驗教學,同時擔任對應理論課的助教工作,并得到實驗課程負責人的認可,才可申請對應理論課程的主講教師。另一方面加強青年教師的思想品德教育,規范教師言行,提高教師的道德修養,要求青年教師到崗即簽字遵守學院教代會通過的《教師行為準則》。②配備指導教師,以傳幫帶的形式培養青年教師的實驗教學能力。為了讓青年教師盡快熟悉實驗教學,實驗中心為每位青年教師配一位實驗教學經驗豐富的指導教師(一般是對應實驗課程負責人),以傳幫帶的形式進行指導。如首先安排青年教師與指導教師帶同一實驗,一同做預備實驗,在青年教師撰寫好實驗報告后一起分析討論如何解決實驗中可能遇到的問題。在實際教學過程中,開始階段由指導教師講授實驗,做示范教學,然后經過試教逐步過渡到由青年教師講授并主持實驗。實踐證明這種方式不僅能迅速提高青年教師的教學能力,也密切了同事間的關系,培養了全體教師的團隊精神。③鼓勵在職攻讀學位,構建可持續發展的實驗教師隊伍。按照學院理―工―教融合的辦學特色,化學化工實驗中心在青年教師培養方面也首先考慮如何構建理―工―教融合的實驗教師隊伍。中心在青年教師在職攻讀學位和進修時進行了規劃和導向,如根據學院理科教師比例較大的實際情況,鼓勵青年教師到工科院校和師范院校攻讀工學學位和教育學學位,先后選拔了4人在職攻讀工學博士學位,1人攻讀教育學博士學位。此外,中心還有計劃地選派選送青年教師出國(境)或到國內名牌大學進修、訪問。④支持教學研究和教學改革。除鼓勵青年教師積極申報校級以上教改課題外,學院還設立教改課題重點支持青年教師進行實驗教學改革,并規定青年教師申報高級職稱時必須有教改論文,支持青年教師參加各種全國性的教學研討班或研討會。⑤要求青年教師積極為本科生開設創新實驗,將科研成果轉化為實驗教學項目。實驗教學團隊中的青年教師大部分有博士學位,科研的生力軍。中心要求每個青年教師都要擔任本科生的科研導師,指導學有余力的大學生開展自主性創新實驗。
提高實驗儀器質與量,滿足教學與科研需要
經過幾年的建設,化學化工實驗教學中心儀器設備的檔次明顯提高,滿足教育部化學實驗教學指導委員會討論通過的綜合性大學《化學專業化學實驗教學基本內容》的要求,緊跟國際化學學科實驗教學的先進水平,符合適用、先進、適當超前和可以擴展的原則,也滿足了學校招生規模的要求。目前化學化工實驗教學中心擁有各類儀器設備1 439臺(套),總價值為2 808.89萬元,其中單價10萬元以上的大型精密儀器設備共47臺(套)。中心對所有儀器設備實行統一購置、專人管理,有健全的儀器設備管理制度,儀器設備的完好率達到98%以上。近3年來,實驗中心新購置儀器設備542臺(套),總價值為1 048萬元。化學化工學院各科研實驗室共有科研儀器設備1 275臺(件),總價值為1 501.77萬元。科研儀器與教學儀器設備同時為教學與科研服務。氣相色譜儀、高效液相色譜儀、紫外光譜、紅外光譜等大型儀器設備均有5套以上,可讓本科生直接上機操作,除化工大型實驗裝置外,保證了基礎課實驗每組1人,專業課實驗每組不超過2人,每個實驗項目其他儀器配套數均在5套以上。
中心先后研制開發出了大型純水設備、化學實驗室中央真空系統、差熱分析儀等實驗裝置。中心主任何紅運教授主持設計安裝的化學實驗室中央真空系統大型實驗裝置可供180名學生同時進行減壓過濾、真空干燥、減壓蒸鎦等化學實驗操作(如圖2所示)。分布于不同樓層的3間大實驗室共用1臺主機。用戶接口通過真空管道直接連接在實驗臺上,進行實驗的學生每人1個用戶接口,系統壓強最低可至0.003 7 MPa,即使全部用戶接口同時接上,系統壓強仍可穩定低于0.02 MPa,完全滿足常規化學實驗的要求。多年的運行證明,該裝置工作可靠、減壓效果好、操作簡便、使用成本低、管理維修方便、整體外型美觀、占地面積小,深受師生好評,適合于高等院校化學實驗室。
圖2 學生使用中央真空系統做減壓過濾實驗
實驗課負責人曾躍教授指導本科生創新實驗,研制設計的差熱分析儀(如圖3所示)已用于該院本科實驗教學。如圖4所示,將樣品(S)和參比物(R)放入差熱電爐內的樣品托盤上后,差熱分析儀通過熱電偶(A)將溫度信號以及溫度差信號轉換成熱電勢信號,將樣品的溫度信號(1-2)和溫度差信號(1-3),直接輸入多通道計算機數據采集卡(如圖5所示)。數據采集卡通過自行研究設計出的,由計算機USB口采樣的差熱分析計算機接口接入數據采集計算機(如圖6所示),計算機通過軟件控制并采集溫度和溫度差信號。自行選用設計的數據采集卡,進行了通道間的隔離,并有穩定放大設計,性能穩定(精度達到±4 μV),可以直接穩定記錄溫度差信號(幾十到幾百微伏)。此自制差熱分析儀與從市場購買的能夠滿足教學要求且性價比較高的差熱分析儀比較,每臺可節省經費約4萬元。
圖3 HNU-DAT-1型差熱分析儀
圖4 差熱分析信號
圖5 多通道USB計算機數據采集卡 圖6 數據采集計算機
安全、舒適的實驗環境,讓師生安心實驗
中心現有實驗教學用房70余間,使用面積3 000 m2,學生分時段分班次進實驗室開展實驗,實驗時人均使用面積4 m2。實驗室基礎設施建設以人為本,配套設施完備,實驗臺、儀器臺、試劑柜布局合理,有自主設計安裝的統一的純水設備和中央真空系統。實驗室寬敞明亮,通風、照明設施完好,電路、水、氣管道布局安全、規范、整潔衛生。中心在智能化建設方面做了大量工作,建立了網絡化的實驗教學智能管理系統平臺(http:///)。該平臺具有教師實驗管理系統、實驗預約系統、實驗報告提交系統、師生交流平臺、儀器設備管理及預約使用系統和信息等多項功能,實現了網上輔助教學和網絡化、智能化管理,有豐富的網絡實驗教學資源。基于這種網絡化管理平臺,中心充分發揮了優質教學資源的延伸作用,提高了資源的使用效益。
為保證實驗教學順利進行,消除安全隱患,中心采取了如下措施:
(1)加強對學生安全意識的培養,在學生進實驗室前對學生進行專門的安全環保教育,提高學生的安全意識。
(2)實驗中心制訂了實驗室安全及檢查制度,編寫了《實驗室環境與安全手冊》《實驗室安全規則》及相關安全制度張貼在各個實驗室,同時編印了實驗室安全檢查記錄本,要求各實驗員每天對所管轄的實驗室進行安全自查并記錄,發現異常情況及時處理并上報學院。學院每周組織一次安全工作檢查。
(3)易燃、易爆、劇保存在專門的倉庫,劇領用時須經實驗室主任簽字,做到隨領隨用,未用完的當日返回專門的倉庫。
(4)每個實驗室都配備了廢液桶。有毒廢液由實驗室統一處理:能夠經氧化變成無毒物質的達到排放要求后再排放;部分不能回收或解毒的,處理成固態難溶物后,送往獲環保與公安部門批準進行處理的工廠集中處理。中心向每個實驗室發放了實驗室處理廢液廢渣情況記錄本,要求實驗員對學生實驗中產生的廢液種類、數量、處理辦法和處理結果及時登記。2013年學院針對教學和科研實驗室產生的廢液廢渣品種繁多、成分復雜、處理難度極大等問題,基于培養學生結合社會實際,開展創新研究的能力的考慮,特設專項資金,鼓勵師生立項開展綜合處理實驗室廢液廢渣的創新實驗研究;經學院組織專家對全院師生申報的綜合處理實驗室廢液廢渣創新實驗項目進行評審,資助了10個項目立項開展研究。
(5)實驗大樓安裝了消防報警裝置,每個實驗室均配有消防器材,藥品室安裝了防爆電源開關和防爆電燈。
上述措施保證了師生實驗的安全和校園環境的優雅宜人。中心自成立至今沒有出現安全事故。
豐碩的教學與科研成果回饋中心師生
實驗教學曾獲國家級教學成果二等獎1項,省級教學成果一等獎2項、二等獎3項、三等獎2項。近年來實驗教師發表教研教改論文80余篇,主持省級以上教改課題和國家級、省級質量工程項目20余項,主編出版教材或教學指導書5本,參編3本。基礎化學實驗2008年被評為湖南省級精品課程。實驗課教師謝青季教授撰寫的教學在化學教育類國際頂級雜志"Journal of Chemical Education"上,得到了國際同行的認可。中心主任何紅運教授撰寫的《以“質量工程”為契機,深入開展實驗教學改革》論文被評為全國高等學校實驗室工作研究會第十次學術研討會優秀論文(全國76篇,發表在《實驗室研究與探索》雜志上)。中心主編的基礎化學實驗新課程體系系列教材獲得了國內同行專家的好評―“我認為湖南師范大學《基礎化學實驗》的項目先進,對學生的培養目標明確,切實可行,特色明顯”(湖南大學蔡炳新教授);“該課程基礎良好、特色明顯、成果突出”(中南大學羅一鳴教授);“將化學基礎實驗、綜合訓練實驗和研究設計實驗作為一個整體建立在一級學科水平上的獨立實驗課程體系教材還沒有,《本科化學實驗》教材的編寫正好填補了這方面的空白,是一次大膽的嘗試”(專家評審意見表);“這套教材集成了他們在學科建設和專業建設上的一系列成果,適應化學發展的潮流,具有如下特點:第一,理工教融合。作者們將過去在人才培養工作中創立的特色貫穿到該教材中,在內容上既包括了化學實驗中合成、分離和分析等全部基本要求,又包含化工的一些基礎實驗,還有面向中學教學的實驗項目,有利于復合型人才的培養。第二,繼承與創新。該教材在化學一級學科基礎上構建了與原四大化學密切聯系,并能覆蓋相關專業各門化學課程知識領域的化學實驗課程新體系,經典方法與現代方法相結合,注重通用性和多樣性,有利于學生學會學習和學會創造。第三,科研轉化為教學。該教材的一些實驗項目源于作者在基礎研究、應用研究和技術開發中取得的科研成果,面向生活、面向生產、面向社會,有助于提高學生探索未知的自信心和創造力,促進研究性學習的開展”(姚守拙院士)。多年來,學生在校園網上對教師化學化工實驗課堂教學質量的評價均在90分以上,全部為優秀。
近3年中心教師承擔863項目1項,國家重點基礎研究發展計劃973子課題1項,國家自然科學基金重大研究計劃1項,國家科技重大專項子課題1項,國家自然科學基金面上項目26項,湖南省杰出青年基金、自然科學基金等20項,其他合作項目31項,獲科研經費2 185萬元,發表科研論文310篇,被SCI收錄222篇,其中影響因子大于3.0的論文65篇。研究成果獲省部級以上獎6項,其中省科技進步獎二等獎1項、三等獎1項,湖南省自然科學三等獎1項,中國僑界貢獻獎1項,其他2項。申請國家發明專利18項,獲授權9項。2012年,湖南師范大學化學論文被引用的ESI排名在全球前1%的1 047所頂尖學術機構中排名第785位,進入國際先進行列。
化學化工學院在校本科生獲批國家大學生創新實驗項目33項、湖南省大學生創新實驗項目16項,申請發明專利5項,發表科學研究論文15篇,在全國和湖南省大學生課外學術科技作品競賽、全國和湖南省大學生實驗技能競賽、全國高校化學專業師范素質大賽、全國大學生化工設計競賽和大學生課外化學化工創新作品競賽中先后有130余人次獲獎,特別是在“三井化學杯”全國第五屆大學生化工設計競賽中參賽的F1隊,獲得了該賽事舉辦以來全國師范院校唯一的特等獎。面向生物醫藥產業的制藥工程專業自第一屆開始,連續6屆畢業生就業率均為100%,化學化工學院4個本科專業的畢業生初就業率一直保持在98%以上,連續5年在全校排名第一。
化學化工實驗教學中心面向中學師生開放,碩果累累,聲名遠揚。每年暑假期間都有大批對化學感興趣的中學生來中心學習,與在校本科生交流,并由在校本科生指導做部分實驗。這既讓對化學感興趣的中學生提前了解了大學實驗教學的環境與模式,又使我校本科生對如何從事中學化學實驗教學提前獲得了體驗。近年來,除湖南省內大批中學生外,河北、河南、江西、廣東、天津、海南等省市部分中學的學生也紛紛來中心學習。經中心培訓的湖南中學生在國際奧林匹克化學競賽中獲得了15枚金牌、4枚銀牌。
主任簡介
本文是本人在指導研究性學習在高中化學實驗應用中得出的的一點體會:
首先,弄清化學實驗與研究性學習的關系:
在中學化學教學中,充分利用化學學科“以實驗為基礎”的基本特征,挖掘和開發化學實驗在研究性學習中的功能,對于改變學生的學習方法,形成終身學習的能力具有重要的意義。
一、化學實驗是研究性學習的一種重要途徑
研究性學習是學生自主地獲取知識和技能、體驗和了解科學研究的過程和方法、形成和提高創新意識、樹立科學的價值觀和活動過程。化學實驗是學生化學學習中的能動的實踐活動形式。化學實驗為學生創設了親身參與實踐的情境,具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化學實驗的功能和研究性學習的特征決定了化學實驗必然是研究性學習的重要途徑。
二、化學實驗作為研究性學習途徑的教學策略
在化學教學中提倡和鼓勵學生通過化學實驗進行研究性學習,要充分挖掘化學實驗在研究性學習中的功能,發揮化學實驗在研究性學習中創設問題情境、驗證假設或猜想等環節中的作用,研究開發研究性實驗,引導學生通過實驗去發現和研究解決問題的方法,在化學實驗中培養學生的科學素質,實現學生的學習方式由被動接受式學習向主動研究性學習的根本轉變。
第二、化學實驗與研究性學習課題的選擇:
通過化學實驗開展研究性學習,必須著力培養學生的化學實驗能力和自主學習能力,同時也必須依據學生的知識能力來確定研究課題,特別是依據學生的化學實驗能力來選擇適當的研究課題。根據我們開展研究性學習的體會,在服從課題研究的原則基礎上,我們主要采用以下幾種方法選擇課題。
一、結合化學教學選擇研究課題。當今課改的重要任務就是要提高學生的實踐能力和創新精神,適當增加一些探索性實驗,有利于提高學生的探索欲望,培養學生的創新能力。例如Fe2+和Fe3+的轉化,可以改進為探索性實驗:根據現有實驗條件,如何實現Fe2+和Fe3+的轉化?讓學生首先設計實驗方案,其次交流設計思想,篩選確定最佳方案,最后實施實驗并得出實驗結論。這種探索過程比空洞的講授更能調動學生利用多種感官主動參與信息加工、構建知識,使學生的潛能得到更好的開發。
二、結合日常生活選擇研究課題。社會生活中的問題無處不在,我們引導學生從自己身邊開始思考,提出問題,并篩選確定研究課題,然后讓學生收集資料、研究實驗方案,通過實驗自主探討、自主學習,極大發揮學生的創新能力。如探討鐵生銹的原因,一方面學生選擇了生活中常見的各種鐵件,又設計了銹蝕的不同條件開展實驗,另一方面學生又到工廠、商店、居民區、農村……開展實地調查,學生對鐵生銹的原因、造成的危害及預防生銹的措施有了全面深刻的認識,寫出了較高質量的化學小論文。
三、結合當地生產實踐選擇研究課題。我們結合當地經濟建設的實際情況,結合課外活動及實踐活動的開展,讓學生大膽探索、積極創新。譬如圍繞水的問題,可以啟發學生從我縣水的資源、利用、水患、污染、監測、防治等方面去思考,學生積極性高,提出了許多問題,他們調查排污口,參觀自來水廠,監測水的pH值及重金屬離子、苯酚等含量,并請來環保局人員共同分析,取得了良好的社會效益。
四、結合化學課外活動選擇研究課題。利用化學課外小實驗、趣味化學實驗、化學小魔術等積極探討化學實驗的設計方案,研究化學實驗的現象、實驗裝置、實驗操作、實驗觀察、實驗記錄、實驗分析和實驗報告。如自制汽水的原理與方法、熱水瓶(鍋爐)中水垢成分的分析、相片沖洗原理的探索等等。
第三、研究性學習在化學實驗應用:
1.設計實驗方案
教師提出實驗目的,讓學生設計實驗方案,然后師生共同逐個討論,尋找多種方案或確定最佳方案。例如,在學習實驗室制乙烯這一內容時,先說明乙烯中會混有SO2和CO2氣體。讓學生設計實驗,證明它們的存在。結果學生都知道應先將氣體通過裝有品紅溶液的洗氣瓶,看到品紅褪色,證明有SO2氣體。但在接下來的檢驗CO2存在的操作中,意見出現了分歧,學生提出了如下方案:①將氣體通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁;②將氣體通過裝有足量的NaHCO3溶液的洗氣瓶后,再通入澄清的石灰水中,石灰水渾濁;③將氣體通過裝有酸性KMnO4溶液的洗氣瓶中,溶液褪色,再通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁;④將氣體通過裝有酸性KMnO4溶液的洗氣瓶中,溶液不褪色,再通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁;⑤將氣體再一次通過裝有品紅溶液的洗氣瓶中,品紅不褪色,再通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁。然后師生討論:方案①和③沒有將可能未與品紅溶液反應完全的SO2帶入澄清石水中,方案不合理;方案②雖完全除去了SO2氣體,但SO2與NaHCO3溶液反應會產生CO2氣體,顯然也不合理;方案④和⑤既能完全除去SO2氣體,也不會減少或生成CO2氣體,且現象明顯,上述兩個方案都合理。
2.改進實驗裝置
教材上有些實驗裝置復雜、實驗費時費藥,有些實驗現象不夠明顯,還有些實驗環境污染嚴重等等,教師可帶領學生對這些實驗進行改進。如酚醛樹脂制取實驗以后,試管難以洗凈,每次實驗只得更換試管,改進后我們用醫用廢磷霉素小瓶替代試管進行實驗,不但節省了大量的試管,而且藥品用量比原來少了許多。
3.研究不同反應條件對實驗的影響
學生做了在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液實驗后,讓他們將上述實驗操作順序顛倒,觀察現象,并進行解釋。再如用較純凈的鋅粒與稀硫反應速度較慢,當在反應混合物中加入少量CuSO4溶液時,反應速度大大加快,可讓學生探索原理。
4.開展家庭小實驗活動