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无机化学及其分析范文1
关键词:现代仪器;无机分析化学
【中图分类号】X132【文献标识码】A【文章编号】1674-3733(2020)19-0242-01
引言:我国大气污染占据环境污染的50.6%,这表明,在治理环境问题时需对大气成分进行准确检测,保证大气有毒物质得到有效净化。化学分析技术刚好可以满足目前我国环境化学领域的实际需求,不但能对大气污染物进行妥善处理,还能在处理水环境中发挥出真正的分析作用,故而需扩大其应用范围。
1環境无机分析特点
1.1种类繁杂
通常情况下环境分析过程所涉及的样品种类非常复杂,而且大多数情况下都与人们生活环境中的水、土壤、空气、固体废渣紧密关联。根据相关的资料显示,目前在空气环境中已经检测出300多种污染源,其中多氯联苯这种世界性的环境污染物已经受到了全球的广泛关注。从学术理论的角度来看,虽然目前多氯联苯异构体实际的数量已经超过了210个,但是目前仅仅有102个得到了鉴定。
1.2环境无机分析化学的分析对象状态不稳定
由于分析对象成分复杂,不同的成分之间可能存在着相互影响。会发生化学反应或其自身会随着时间产生物理变化。并且环境污染其本身是流动的,可变化的,在收集环境无机分析化学的样品过程中可能改变了分析对象的稳态环境,或者与其他因素相互影响,进而影响了分析对象的稳定状态,对分析过程造成了障碍,影响了分析结果。
1.3科学分析空气有机物
据生态环境部公布的最新数据:我国大气污染的实际占比已超过50%,其中大气污染物中挥发性物质占据大气污染90%,故而需着重分析空气中挥发性有机物。在应用固相萃取技术时,首先需使其处于低温状态下,然后对其加以采集。通常情况下,空气中的正常组分能够直接通过固相萃取柱,而挥发性有机物则留在柱内,以便检测人员快速采集有机物,最终可得出准确的检测结果。若在具体应用环节引入了醛酮小柱,那么在液相色谱法的支持下可对空气中的汽车尾气等有害物质进行有效分析,并且保证其回收率高达105%,这对于空气治理工作有着重要影响。另外,还可在采样期间利用活性炭等萃取剂对固相萃取柱进行填充,以此增加检测精准度,并适当提高检测效率[1]。
2现代仪器分析在环境无机分析化学中的应用
2.1现代仪器分析在环境检测中的应用
现代仪器分析可以实现对环境无机分析化学中各项成分的准确判断,因此为现代环境监测提供了制定标准的指导性。环境无机分析化学中对物质的标准定值一直是一个难题,利用现代仪器分析高灵敏度的特点,可以实现对物质的标准定值,为环境标准提供依据。因此,现代仪器分析成为了环境无机分析化学分析的标准与基础,依据环境容量要求与测定的元素含量数据进行对比,继而完成推论,指导环境治理,是行之有效的方法。现代仪器分析的数据准确有效,通过结果进行研究,判断污染物的主要成分和含量,准确有效的监测环境,为优化环境提高数据支持是现代仪器分析在环境无机分析化学中的重要作用。
2.2(超)痕量污染分析
由于目前全世界范围内面临的环境污染问题越来越严重,痕量元素以及超痕量元素对环境的威胁也越来越受到社会的广泛关注。面对这种形式,为了能够实现对(超)痕量元素影响环境的有效控制,在制定出相关检测标准的同时,在环境无机分析化学领域中现代仪器但应用前景也得到了进一步拓展。对于(超)痕量元素来说,其载体范围非常广泛,在现在的环境无极分析化学中应用的检测仪器,必须要能够同时是用在大气、水体、土壤、食品等几个方面。因此从检测仪器的角度来看,为了能够达到相关的检验要求,就必须要在灵敏度方面进一步提升,要能够针对(超)痕量元素进行快速检验,而且重点要针对“三致”物质进行的精确检验[2]。
2.3增加有毒药物回收率
无机化学及其分析范文2
关键词 二f英;二恶英;多氯代二苯-并-对-二f英;多氯代二苯并呋喃;多氯联苯
中图分类号X592 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)38-0072-02
Classification and Hazard Analysis of Dioxins-class Chemicals
MA Dejin
Anhui BBCA Chemical Equipment Co., Ltd., Bengbu 233010,Anhui Province,China
Abstract The persistence of the toxicity hazard being to human and organism caused by dioxins-class chemicals,has been attaching more and more highly attentions around the world. The related scientific and technical terms had been misused and confused from the large standard literature, this paper recited its normative classification and hazard analysis and some suggestions based on existing key problems in the field of research and practice.
Keywords 1,4-dioxin;dioxins;PCDDs;PCDFs;PCBs
1 二恶英类化学物质的分类
近半个世纪以来,二恶英类化学物质的概念多见于国内外各类刊物与文献上,但在概念的规范性方面存在颇多异议与混淆,本文基于对大量科技文献的研究,对此进行了论述。
1)二f英(1,4-dioxin),仅指1,4-二氧杂环己二烯,是一个单环有机化合物和工业上没有用处的副产物,二f英也称二氧杂芑,“芑”为有机化合物环己间二烯(1,3-cyclohexadiene) 的简称,分子式 C6H8,分子量80.13,为无色液体,具有刺激性和易燃性,结构式为如图1。二f英分子式C4H4O2,分子量84.07,常温常压下是无色液体状,有毒并具有易燃性,基本结构见图2。
2)二f英类化学物质(dioxin-type chemicals)是含有二f英结构的衍生化合物,应属于一族多氯代二苯-并-对-二f英(polychlorinated dibenzo-p-dioxins,简称PCDDs)的有机化合物,基本结构可用下图3表示,该类物质按照氯原子的数目(1-8个)不同有75种衍生物,它是含有两个氧键的二f英基本结构连接两个苯环的三环结构。
研究表明,该类物质仅有7种结构化合物具有毒性,其中以2,3,7,8-四氯二苯并-对-二f英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,简称TCDDs或T4CDDs)为典型研究对象,TCDDs或T4CDDs有22个衍生物异构体,分子式C12H4Cl4O2,分子量321.97,结构式见图4,其毒性相当于氰化钾的1000倍,是人类发现的无意识合成副产品中毒性最强的物质,有“世纪之毒”之称,迄今为止该类化合物的毒性最大且属于含有多种毒性的物质之一。
3)多氯代二苯并呋喃(polychlorinated dibenzo-p-furans ,简称PCDFs),它是在含有一个氧键的呋喃基本结构上连接两个苯环的三环结构,由于在结构和生物作用上或生态影响方面与二f英类化学物质有相似之处,人们将其归属于二f英类似化学物质(dioxin-like chemicals)。
众所周知,呋喃的基本结构如图5所示,呋喃分子式C4H4O,分子量68.07,是无色液体,有特殊的气味,有麻醉和弱刺激作用,极度易燃,吸入后可引起头痛、头晕、恶心、呼吸衰竭等病理现象,此物质无论分子结构还是性能方面与二f英有一定的差别。
在呋喃基本结构上连接两个苯环,且苯环的相应位置上与氯结合后,分别形成135种衍生物,其基本结构式为图6之右图,并同图6之左图中的PCDDs进行对比,可以明显看出二者结构上差距[1]。PCDFs 对生物体的内分泌系统、免疫系统以及生殖系统具有很强的毒性. 目前, 已经成为持久性有机污染物和内分泌干扰物方面的研究热点[2]。
4)多氯联苯(polychlorinated biphenyls , 简称PCBs)是与苯环上碳原子相连接的氢被氯不同程度地取代而形成的一类联苯化合物,又称共平面多氯联苯(co-polychlorinated biphenyls),属于人工合成的化合物。在过去的数十年中广泛用于作加热载体、绝缘油和油,同时由于其良好的工业用途被作为添加剂而广泛使用,如添加到各种树脂中增加其抗氧化性和耐腐蚀性,添加到橡胶中增强其持久性、灭火性和电绝缘性,添加到各种涂料中作增塑剂等[3]。多氯联苯类化合物外观呈流动的油状液体或白色结晶固体或非结晶性树脂,对生物体有积聚性和持久毒害作用,一般结构式表达成C12HnCl(10-n)(0≤n≤9),依照氯原子的个数和位置不同,多氯联苯有209种异构体,其中有13种为有毒化合物,结构图见图7。
5)二f英化合物(dioxin-compounds)应属于二f英类化学物质和二f英类似化学物质的统称,它包含二f英、75种多氯代二苯-并-对-二f英和135种多氯代二苯并呋喃的所有衍生物或异构体。
6)二恶英化合物(dioxins-compounds)或二恶英类化学物质(dioxins-class chemicals)属于二f英化合物与多氯联苯系列中那些具有毒性化合物的统称,即仅包含30种有毒化合物,简称二恶英(dioxins),显而易见二恶英中不包含二f英。
2 二恶英类化学物质的毒性危害
在二f英化合物中,对于PCDDs和PCDFs两类化合物中的氯原子数在1个~3个氯者不具备毒性,氯原子数在在4-8个的该类衍生物或异构体具有毒性,分别有7种和10种有毒化合物,该类物质的名称及简称见国家环保部的四个配套系列标准之一[4];多氯联苯的毒性相对PCDDs和PCDFs两类化合物要低,在209种异构体中有13种属于毒性物质。
二恶英类化学物质的毒性危害已经引起世界各国的高度重视,中国国家环境保护部等九部委于2010年10月19日联合发文《关于加强二恶英污染防治的指导意见》(环发〔2010〕123号)指出:二恶英具有很强生物毒性,同时具有难以降解、可在生物体内蓄积的特点,进入环境将长期残留,对人类健康和可持续发展构成威胁;同时强调到2015年,建立比较完善的二恶英污染防治体系和长效监管机制,重点行业二恶英排放强度降低10%,基本控制二恶英排放增长趋势。同时本权威性文件所使用的“二恶英”而非“二f英”,笔者认为更趋于规范性用法。
目前研究发现,二恶英包括30种化合物,这类有机物质性质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,大多属于无色无味的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累,自然界的微生物和水解作用对二恶英的分子结构影响较小,因此,环境中的二恶英很难自然降解消除,对人类健康影响的科研成果已经越来越多地展现出来。普遍被认同的观点主要有:二恶英类化学物质是一类由碳、氢、氧及卤族元素组成的环状分子,它们不易挥发、不易溶于水,但却溶于油脂,进入人体后极易留存;二恶英对人类的危害主要表现在:引起皮肤损伤性疾病,具有强烈的致癌性、致畸性及致突变性,同时还造成生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性。
3 结论
对二恶英类化学物质的研究,首先应对术语予以科学分类和界定,以便进一步研究系统中产物的来源及其衍生后果,有益于理清研究思路和突出科研重点,本文中术语及有关提法与现行标准及有关权威文献有很多不一致之处,仅属于作者个人观点,不足之处敬请专业人士不吝赐教和指正,期望从追根朔源角度探究科学问题;二恶英给环境污染带来的危害将直接影响人类的健康,其单一或混合异构体的形成机理、对环境及人类的危害特性、毒性特征、毒性当量及限量、消除危害措施等无疑牵涉多学科专业知识,尽管目前已经拥有初步的防控体系和措施,仍有诸多难题等待更多人士探讨和研究。
参考文献
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无机化学及其分析范文3
【关键词】 支气管哮喘; 雾化吸入; PaO2; PaCO2; PGE1
Influence on Blood Gas Analysis of Atomization Inhalation of PGE1 in the Treatment of Bronchial Asthma in Acute Phase/SONG Wei-rong,ZHAO Hua,LIU Chang.//Medical Innovation of China,2017,14(03):132-135
【Abstract】 Objective:To investigate the effect of inhaled prostaglandin E1(PGE1) on blood gas analysis in acute exacerbation of bronchial asthma.Method:50 patients with bronchial asthma in acute phase of our hospital from January 2015 to December 2015 were selected as the research objects,the patients were divided into two groups,the control group (24 patients) and treatment group (26 patients).The control group applied conventional comprehensive treatment such as systemic spasmolysis,relieving asthma,anti-inflammatory,in treatment group who were given routine treatment combined with atomization inhalation of PGE1.Then compared the patient’s radial artery blood PaO2,PaCO2 index changes between the two groups after treatment 3 days.Result:After treatment,the total effective rate of the treatment group was 96.15%,which was significantly higher than 67.67% of the control group,the difference was statistically significant(P
【Key words】 Bronchial asthma; Aerosol inhalation; PaO2; PaCO2; PGE1
First-author’s address:The Second Affiliated Hospital of Shenyang Medical College,Shenyang 110002,China
doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2017.03.039
支气管哮喘又被简称为哮喘,是因过敏原或者其他非过敏性因素引起的一种支气管反应性极度增高的过敏性疾病[1-2]。该病已经非常严重的影响了人们的身体健康,给人们的日常生活带来了巨大的痛苦。因此,针对该病的诊断、治疗以及病因病机的研究和探讨等,越来越多的引起了社会上广大医务工作者的重视。
支气管哮喘可以诱发肺通气和/或换气功能严重障碍,以致不能进行有效的气体交换,导致缺氧伴或不伴二氧化碳潴留,从而引起一系列生理功能和代谢紊乱的临床综合征。文献[3]研究表明,布地奈德、沙丁胺醇联合噻托溴铵对老年支气管哮喘能蚱鸬胶芎玫闹瘟菩Ч,改善患者的血气分析指标并有效缓解相关临床痒状、体征。前列腺素E1(PGE1)能使血管平滑肌松弛,从而减少血流的外周阻力,降低血压。因此,本研究选取患者的血气分析作为指标,观察患者治疗前后桡动脉血中PaO2、PaCO2的变化。PGE1是常用的治疗支气管哮喘的药物,它能够抑制多种参与发病的脱敏细胞因子和黏附分子的生成以及抑制免疫系统功能。PGE1具有扩血管、抗炎、抗血小板聚集、保护血管内皮细胞、防止动脉粥样硬化等作用[4]。近年来,临床研究发现,该药尚有不少新用途,其可以用于治疗支气管哮喘。PGE1是前列腺素中具有很强舒张支气管作用的物质,其作用机制是可直接对抗血栓素的收缩支气管作用,并且维持内皮细胞功能等作用[5]。本研究着眼于前列腺素E1对支气管哮喘的治疗作用,从而开辟该病治疗领域的新方向。
雾化吸入法以其见效快、直接达到局部、药物用量小、不良反应轻,作为平喘、消炎、化痰、改善通气的重要手段[6-7]。本研究对26例采用雾化吸入PGE1治疗的支气管哮喘患者的PaO2、PaCO2情况进行探究,探讨其对支气管哮喘患者的诊断及治疗意义,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择沈阳医学院附属第二医院呼吸科2015年1-12月经临床确诊为支气管哮喘患者50例为研究对象,均符合支气管哮喘的诊断标准。研究对象被随机分为两组,治疗组26例,其中男13例,女
13例,年龄20~60岁,病程3~12 d;对照组24例,其中男12例,女12例,年龄21~63岁,病程3~14 d。两组研究对象的性别、年龄、临床表现比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。该研究已经通过伦理学委员会的批准,且所有患者均知情同意。
1.2 治疗方法 两组患者均给予解痉、平喘、抗感染等对症支持治疗,缺氧者给予鼻导管吸氧支持治疗,治疗组研究对象给予PGE1雾化吸入为主的治疗方案,10 μg/次,每天雾化吸入2次,共治疗3 d。
1.3 观察指标与疗效评价标准 观察用药期间患者临床症状及体征消失出现的时间、实验室检查和药物不良反应等发生的情况,治疗后复查血气分析了解血气分析改变。治疗3 d后进行疗效及不良反应发生情况的评估,(1)痊愈:疗程结束后患者的症状和体征消失,实验室检查正常;(2)好转:疗程结束后患者的症状、体征明显消失,复查实验室检查好转;(3)显效:疗程结束后患者的症状体征有所减轻,复查实验室检查有所好转;(4)无效:疗程结束后患者的症状体征无改善,复查实验室检查无变化。总有效=痊愈+好转+显效。
1.4 统计学处理 使用SPSS 17.0统计软件对所得数据进行统计分析,计量资料用(x±s)表示,比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用 字2检验,P
2 结果
2.1 两组临床疗效比较 治疗组患者经过治疗后总有效率为96.15%,明显高于对照组的67.67%,差异有统计学意义(P
2.2 两组治疗前后PaCO2、PaO2检测结果比较 治疗后,两组患者血液中PaCO2均显著下降,且治疗组低于对照组,差异均有统计学意义(P
2.3 两组患者的不良反应比较 两组患者的不良反应均以胃肠道症状为主,治疗组有3例出现腹痛、腹泻、上腹部不适(疼痛或痉挛)、恶心、呕吐等症状,不良反应发生率为11.5%(3/26);对照组有4例出现恶心呕吐、腹痛、腹泻等症状,不良反应发生率为16.7%(4/24);两组不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。
3 讨论
支气管哮喘急性发作期,该病的产生是通过神经体液而导致气道产生可逆性的痉挛、狭窄等表现。临床上,经常表现为患者发作性的、带有哮鸣音的、呼气性的呼吸困难,症状可以持续数分钟到数小时不相等。有些患者的症状可自行缓解,亦或经过一定治疗过程后方可得到缓解。但是有些患者的临床症状非常严重,他们的症状可以延续到数日甚至于数周不等,针对某些患者有时还可以出现反复发作的病程。临床上,绝大多数患者会感到身体极度不适,该种疾病对患者的工作、学习等日常生活产生极大的恶劣影响。支气管哮喘急性发作所引起的缺氧和CO2潴留以及由此引起的一系列酸碱平衡失调的表现被作为本病的发生的基本病理生理基础,并且决定了该病的发生和发展,也影响它的转归。
在临床观察中发现,经过3 d的治疗后,治疗组应用PGE1雾化吸入治疗前后PaO2和PaCO2的变化显著(P
前列腺素(PG)存在于许多生理组织中,由花生四烯酸转化成多种形式的前列腺素。前列腺素的作用广泛复杂,按结构可分为A、B、C、D、E、F、G、H、I等类型,各类型的前列腺素对不同的细胞,可以产生完全不同的作用。前列腺素作为组织激素广泛存在于器官组织中,在细胞受损时必然涉及前列腺素系统。急性呼衰常见于失血性休克、内毒素休克、烧伤、败血症、肺栓塞以及长时间应用呼吸机等情况。在上述情况下均可发现循环系统中前列腺素水平的改变,前列腺素的变化与肺有密切的关联[8]。前列腺素E能使血管平滑肌松弛,从而减少血流的外周阻力,降低血压。对神经系统的作用:前列腺素广泛分布于神经系统,对神经传递质的释放和活动起调节作用。PGE1具有选择性的扩张肺血管,改善通气与血流比值,减少无效腔通气[9]。PGE1也可通过抑制肺组织脂质过氧化物水平的升高,从而起到解痉平喘的作用[10-11]。Kazui等[12]给失血性休克犬输注PGE1,导致肺血流动力学的改善,明显降低了肺动脉压与肺血管阻抗,与对照组相比还明显降低了跨肺泡床压力梯度,组织学检查证明经PGE1治疗,肺间质水肿有所减轻。PGE1尚可对抗PGD2、PGF的支气管平滑肌收缩反应,激活腺苷酸环化酶以促进细胞内环磷酸腺苷的合成,稳定肥大细胞,对抗组胺引起的支气管收缩[13]。PGE1亦是一种选择性肺血管扩张剂能有效降低肺动脉压[14],降低肺循环阻力,减轻右心负荷,使右心功能得到改善,提高动脉血氧分压和血氧饱和度,增加心输出量。PGE1的上述作用能有效地改善肺通气,改善缺氧及CO2潴留,纠正呼衰,疗效确切。临床研究表明在常规治疗方法的基础上加用前列腺素E1与喘可治雾化吸入治疗AECOPD,可改善患者的血气分析和肺功能指标,临床疗效比较显著[15]。
目前对于支气管哮喘患者的治疗大多采用无创呼吸机治疗,无创呼吸机能有效治疗重症支气管哮喘患者,改善患者的重症支气管哮喘的临床症状情况及肺功能[16-18]。
雾化是通过喷嘴或用高速气流使液体分散成微小液滴的操作。被物化的众多分散液滴可以捕集气体中的颗粒物质。通过气体雾化将液体经过特殊装置化成小滴,成雾状喷射出去,易于进入气道而发挥作用。它能增强内皮细胞、平滑肌细胞和溶酶体膜的稳定性,抑制免疫反应和降低抗体合成,从而使组胺等过敏活性介质的释放减少和活性降低,并能减轻抗原抗体结合时激发的酶促过程,抑制支气管收缩物质的合成和释放而减轻平滑肌的收缩反应。PGE1静注联合喘可治雾化吸入治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重期安全、有效,治疗组患者血气分析、肺功能指标显著改善,并优于对照组,且无严重不良反应发生[15]。
PGE1雾化吸入较传统用药有明显的优势,可使气道获得较高的药物浓度并且充分发挥局部作用,可避免或减少患者全身性药物不良反应。文献[19]研究表明,单肺通气前右侧肺雾化吸入0.2 μg/kg PGE1能减少肺内分流,改善氧合。综上所述,PGE1雾化吸入用于支气管哮喘急性发作期的治疗,取得了非常好的效果,显著缓解支气管哮喘急性发作期患者的症状,提高了患者的康复质量,值得广大临床医生借鉴、应用、推广。
参考文献
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无机化学及其分析范文4
关键词:喙尾琵琶甲(Blaps rynchopetera Fairmai);化学防御物质;抑菌试验;气相色谱―质谱分析
中图分类号:S718.7 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2016)05-1271-03
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.05.046
GC-MS and Antibiotic Activity of Chemical Defense Substances of Blaps Rynchopetera
GUO Ming-lei, LIU Jiang-hong
(College of Forestry, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China)
Abstract: This experiment was aimed to study the antibiotic effect of the chemical defense substances from Blaps rynchopetera. The results showed that the defensive chemicals could inhibit the growth of bacteria, and the effects on gram positive bacteria were better than on gram negative bacteria. The chemical defense substances were extracted by dichloromethane and identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The identified chemical compositions were about 90.15 percent of the total Blaps rynchopetera weight and contained 25 kinds of compounds, such as 2-methyl-2,5-cyclohexadiene-1,4-dione, docosene amide, octadecenoic amide, tridecene, 2-ethyl-2,5-cyclohexadiene-1,4-dione etc.
Key words: Blaps rynchopetera Fairmai; chemical defense substances; anti-bacteria test; GC-MS
昆虫为了适应环境,呈现出多种防御方式,其中化学防御是昆虫最为有效的防御方式,它在昆虫防御行为中起决定性作用[1]。昆虫的化学防御,是指当昆虫受到惊扰或遇到天敌伤害时,就放出气体或臭味使天敌避开,或者用毒针螯刺天敌的防御行为;化学防御物质主要由食物成分合成;昆虫的化学防御物质主要有烷烃类、烯类、醛类、酮类、酸类、胺类、萜类、脂类、醌类、甾类等组成的混合物[2,3]。
喙尾琵琶甲(Blaps rynchopetera Fairmai),属鞘翅目(Coleopter)、拟步甲(Tenebrionida)、琵琶甲属(Blaps)昆虫,主要分布在云南、贵州和四川,其中云南的分布最为集中[4]。在云南民间,人们主要用来抗菌消炎和抗癌等。目前,国内学者对喙尾琵琶甲的研究主要集中在其药理作用(即抑菌活性)和化学成分的研究方面[5-8]。本研究用气相色谱―质谱分析喙尾琵琶甲化学防御物质的化学成分,并研究化学防御物质的抑菌活性,对喙尾琵琶甲化学防御机理进行初步探讨。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验所用喙尾琵琶甲成虫均购自云南省昆明金鑫花鸟市场。
1.2 供试菌种
供试菌为金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureu)、枯草杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、铜绿杆菌(Pseudomonas aeruginosa);前两种为革兰氏阳性菌,后两种为革兰氏阴性菌。4种细菌均由西南林业大学王芳老师提供。
1.3 仪器
美国Agilent Technologies公司HP6890GC/5973MS气相色谱-质谱联用仪。
1.4 研究方法
1.4.1 化学防御物质收集 方法参考刘勇等[5]、李伟等[9]的方法。将1.5 mL离心管放置于喙尾琵琶甲成虫腹部末端,给予物理刺激,收集臀腺分泌物。每管收集原液大约200 μL,加入100 μL二氯甲烷溶液,10 000 r/min高速离心10 min。离心后,分为上层水相和下层有机相,将二者分离,放于-20 ℃保存备用。
1.4.2 抑菌试验 将活化好的4种细菌,分别接种到10 mL的NA培养基中,37 ℃过夜培养。将培养好的菌液200 μL均匀涂布在NA培养基平板上待用。将经过灭菌、烘干的直径大小为5 mm的滤纸片浸泡在收集的分泌物上下层中,然后再将滤纸片放入到已经涂好菌液NA培养基中,37 ℃恒温箱中过夜培养,观察结果,重复3次。对照组分别为二氯甲烷和蒸馏水。
1.4.3 气相色谱―质谱分析 将收集的分泌物有机相进行气相色谱―质谱分析。气相色谱条件:HP-5MS石英毛细管柱(30 mm×0.25 mm×0.25 mm);柱温:起始温度40 ℃,程序升温3 ℃/min至80 ℃,再程序升温5 ℃/min 至260 ℃ ;柱流量为1.0 mL/min;进样口温度250 ℃;柱前压100 kPa;进样量1.0 mL;分流比10∶1;载气为高纯氦气。质谱条件:电离方式EI;电子能量70;传输线温度250 ℃;离子源温度230 ℃;四极杆温度150 ℃;质量范围35-500;采用Wiley7n.l标准谱库检索定性。
2 结果与分析
2.1 防御物质的抑菌性
由图1可知,喙尾琵琶甲化学防御分泌物下层有机相对细菌具有良好的抑制效果,而上层水相没有抑制效果,对照组蒸馏水以及二氯甲烷均无抑菌效果。由表1可知,化学防御分泌物对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌和铜绿杆菌抑菌直径分别为17.96、21.86、15.50和8.96 mm,对4种细菌的抑制效果依次为枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿杆菌,其中,对枯草杆菌显著优于其余3种细菌;化学防御分泌物对革兰氏阳性菌的抑制效果好于革兰氏阴性菌。
2.2 气相色谱―质谱分析结果
由表2可知,喙尾琵琶甲的防御物质主要成分有2-乙基-2,5-环己二烯-1,4-二酮、二十二碳烯酰胺、2-甲基-2,5-环己二烯-1,4-二酮、十八碳烯酰胺、十三碳烯,分别占总含量的21.14%、17.58%、11.29%、9.84%、8.10%,这5种化合物共占总物质的67.95%,其余20种化合物仅占总物质的22.20%。所鉴定的成分中,可将其分成苯醌类、苯酚类、烷类以及胺类,这四类物质共占81.75%。醌类化合物包括2-甲基-2,5-环己二烯-1,4-二酮、2,5-环己二烯-1,4-二酮、2-乙基-2,5-环己二烯-1,4-二酮,占34.00%;苯酚类包括1,4-苯二酚、2-甲基-1,4-苯二酚、4-乙基-1,3-苯二酚,占5.41%;烷类包括C12、C17、C19、C21、C25~C31烷,占8.44%;胺类包括十六酰胺、十八碳烯酰胺、十八酰胺、二十二碳烯酰胺,占33.90%。
3 讨论
3.1 萃取剂的选取
强承魁等[10]采用二氯甲烷、正己烷以及乙酸乙酯作为溶剂提取黄粉虫(Tenebrio molitor)的防御分泌物,发现采用二氯甲烷的效果最好。同样,国外学者Rossini等[11]、Eisner等[12]和Farine等[13]也曾采用二氯甲烷作为溶剂,提取Therea petiveriana、步行虫(Galerita lecontei)和炮甲(Metrius contractus)的化学防御物质。因此,本项研究中采用二氯甲烷为喙尾琵琶甲防御物质的萃取剂。由于喙尾琵琶甲防御分泌物分泌量少,不易收集,本研究采用滤纸片对其抑制细菌生长进行定性试验,并没有对其进行定量试验。
3.2 抑菌试验讨论
在本研究中,喙尾琵琶甲化学防御物质对于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都均有抑制作用,且对革兰氏阳性菌效果更佳,这与刘勇等[5]、罗建蓉等[8]以及施贵荣等[14]的结果保持一致。
在本研究中,喙尾琵琶甲化学防御物质主要成分2-乙基-2,5-环己二烯-1,4-二酮、二十二碳烯酰胺、2-甲基-2,5-环己二烯-1,4-二酮、十八碳烯酰胺、十三碳烯。其中2-甲基-2,5-环己二烯-1,4-二酮和2,5-环己二烯-1,4-二酮、2-乙基-2,5-环己二烯-1,4-二酮均是昆虫典型的苯醌类防卫化合物,具有较大的毒性,檀东飞等[15]用1,4-苯醌(即2,5-环己二烯-1,4-二酮)对大肠杆菌、枯草杆菌、藤黄八叠球菌3种细菌的抑菌效果进行观察,发现1,4-苯醌能够完全抑制供试菌种。其抗菌功能可能是由于苯醌在细菌的细胞内与DNA、蛋白质交互作用,形成共价化合物同时产生了活性氧,造成基因突变和蛋白质变性,最终导致了细胞死亡[16,17]
3.3 防御物质化学成分
Pescke等[18]报道琵琶甲(Blaps mucronata)防御性分泌物中含有13个碳原子的烃;刘勇等[5]在报道了云南琵琶甲防御物分泌物主要成分1,4-苯醌、2-乙基-1,4-苯醌、2-甲基-1,4-苯醌、1-十三烯和(E)-5-十八烯、乙基苯、1,3-二甲基苯、十烷、十一烷、十二烷;强承魁等[10]对黄粉虫所分泌出的化合物物质中的正二十三烷、2-甲基对苯醌、12-二十五烯、对甲酚、正二十四烷、正二十五烷和正二十六烷进行了报道。本研究中喙尾琵琶甲化学防御物质主要成分有苯醌类、苯酚类、烷类以及胺类,如2-乙基-2,5-环己二烯-1,4-二酮、2-甲基-2,5-环己二烯-1,4-二酮、1,4-苯二酚、十三碳烯、二十二碳烯酰胺、十八碳烯酰胺以及长链烷,这与上述结果基本一致。
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无机化学及其分析范文5
【关键词】 教学内容; 无机化学; 改革
随着社会对人才培养目标现代化、社会化的要求,社会对人才类型的需要已由“专才”型向“全才”型转化,而学生所学知识的知识面已大大拓宽;学科的发展和知识的丰富,无机化学课程的教学内容也越来越多,书越编越厚,然而无机化学的教学时间又大幅度减少,难以完成原有的教学内容,所以无机化学课程中存在许多需要解决的问题。例如理论部分的论述比较完整,但利用无机化学的实践活动操作比较困难;元素部分的内容比较琐碎,教师在讲授时困难较大,教学内容繁多,学生接受起来比较困难。
本着培养基础扎实、知识面宽、动手能力强、素质高人才的目标要求, 适当减少基础课学时, 增加专业实践和新知识介绍是必要的。如何充分利用有限的教学时间,不大幅度地减少教学内容,使学生尽可能多的学习、掌握基础知识是摆在我们教师面前的一项重要课题。这就要求我们从课程改革中挖潜,从课程内容整合中获得。
1 优化课程教学内容
教学内容的改革是无机化学教学改革的核心。改革与优化教学内容表现为, 剔除那些与中学教学内容重复、陈旧过时或与中学化学教学联系极少的教学内容, 对经典的无机化学教学内容进行优化,适当补充化学前沿知识[1]。
1.1 课本内容与课外知识有机结合[2]课本上的理论与具体的科技研究成果介绍相结合,既有利于避免教师教学内容的枯燥无味、空洞抽象,也有利于拓宽学生的知识面,同时还能激发学生学习的兴趣和积极性。这就要求我们教师在教学过程中相应地引入一些化学史、化学重要发现的介绍。例如诺贝尔化学奖中无机化学方面的成就包括了英国化学家W.Ramsay 对空气中稀有气体元素的发现、法国化学家H.Moissan发明氟元素分析法、瑞士化学家维尔纳创立配位学说等。另外,教师还可以将日常生活中与人类息息相关的一些无机化学知识引入到教学当中,例如温室效应、酸雨、臭氧空洞、微量元素与人体健康等。为适应知识经济的特点,教师还可以将无机化学的前沿领域知识如纳米技术、金属有机化合物等渗入到基础教学之中。这些课外知识穿插于教师的授课过程中,既能活跃课堂气氛,也有助于学生对知识的理解和记忆。教师可在讲授配位化合物的知识时延伸出与配位化学联系密切的人体微量元素与健康、抗癌药物顺铂的发现历程;在沉淀反应中介绍肾结石形成的化学原理;在电化学中介绍燃料电池、电解制氢等新型能源技术;在卤族元素的学习中,介绍感光材料、阻燃材料等的应用。
1.2 改革教材内容, 优化课程结构
1.2.1 着眼课程群建设,调整课程体系为了达到人才培养的目标,我们不仅注重课程教学内容的改革,还更注重课程体系的建设。我们在本课程建设过程中,始终注意与其它课程的协作配合,以逐步形成一个相对独立统一的课程群模块。该模块包括如下课程:基础化学原理、无机化学实验、分析化学、物理化学。这四门课程共同瞄准无机化学这一主修课程在系统中的基础作用及优化这个目标,统一调整教学内容,精简学时,各自侧重完成分工的局部教学任务。基础化学原理课程使学生掌握基本的化学知识,无机化学实验部分让同学们了解化学实验的分析和简单设计;分析与物化课程使学生掌握化学的深层次内容,更大程度上学习化学理论。
1.2.2 运用现代观念,优化课程内容,实现教学内容的现代化课程内容的优化,一是要选择知识,再者一定要加强重点内容的提炼,明确知识点,抓住课程的“三基、三新”,即基本概念、基本原理、基本方法、新知识、新方法、新技术。基础课调整的重点是增加新知识,专业课调整的重点是增加新技术。同时妥善处理好经典内容和现代化内容的关系,做到二者的和谐统一,同时压缩那些起点低、简单重复和陈旧老化的内容,使增加的教学内容与高新技术接轨[3]。
1.3 突出课程教学的重要性
1.3.1 课程教学突出基础性、前沿性、时代性通过对现在与过去、国内与国外化学类学生培养目标,中、外无机化学教材内容对比分析、学科发展现状复习及发展趋势预测,在正确处理继承与发展关系的基础上,修订教学目标及教学大纲,结合省级精品申报和高教研究中心批准的“十一五”教研课题,更新理论课和实验课教学内容,探索、实施新的教学方法。课程内容在强调基本知识、基础理论和基本技能的同时,也适当介绍重要进展。
1.3.2 课程教学突出新知识、新概念和新技术在教学内容改革方面,除了坚持无机化学传统的基本知识、基本理论传授,坚持无机化学内容需要不断更新的原则,加强专业知识与科学方法论相结合,把二十一世纪化学类及相关专业的学生在无机化学学科应具有的基础理论和最优化知识作为精品课程的内容依据,着重处理好无机化学基础理论与无机化学前沿的新概念、新技术和新方法(如绿色化学、微波化学等)的关系,吸收无机化学发展的新知识,强化无机化学的知识结构,使教学内容不断丰富、不断完善;能够使学生高效率地掌握无机化学的精髓,并将其转化为创新能力。
1.3.3 课程教学中必须加强创造能力的培养如何在无机化学教学中加强创新能力的培养,我们在课程设置时就注重学生对社会的适应性,将培养学生创新精神和实践能力摆到突出地位。为了加强创新意识的培养,安排每个学期至少一个“研究性课题”;为了提高解决实际问题的能力,在教学内容的选择上更加贴近生活实际和生产实际,安排了“课程实习作业”,为培养创新意识和实践能力提供了重要方式和途径。
2 元素化学部分教学的改进
元素化学部分内容繁多难学,为此我们对元素化学每章内容,重点抓住原子结构与族通性的关系,引导学生通过原子结构和分子结构的原理来理解元素及其化合物的化学性质,概括归纳元素性质的变化规律性,从而突出化学的基本原理在元素化学学习上的指导作用。从学生反馈回来的教学质量调查证明,这有利于学生加深对元素及其化合物性质的理解和掌握。而对于元素及其化合物的存在方式、制备、用途等,则着重于学生的自学,让学生查找有关的资料来认识有关化合物的最新用途或制备方法,然后让学生撰写有关这方面的总结文章或论文,这样一方面增强了学生的自学能力,另一方面让学生知道了最新的一些化合物的研究动向。这样的教学模式调动了学生学习的自觉性,深受学生的欢迎。
无机元素化学教学难点的解决办法是:①元素部分以元素周期表为主线[4], 深入地讨论主族元素及重要化合物的结构、物理性质、稳定性、氧化还原性、物质的制备及用途。以物质结构原理和热力学原理为基本点,从微观和宏观的角度去学习、讨论和研究无机化学的问题,注重规律性的讨论和总结,从而突出无机化学基本原理在元素无机化学学习中的应用和指导作用,加深学生对无机物性质及反应性规律的理解及对无机化学基本原理的掌握,改变元素化学在学生心目中内容繁多的印象。②以性质为中心讲好重点元素。由于同族元素性质相似,所以在讲授每族元素通性之后,对族内的重点元素必须较为系统地讲解,以便学生对族内其它元素的学习起到触类旁通、举一反三的作用。③密切联系实际。元素化学很多内容与工农业生产、日常生活,特别是中学化学教学关系十分密切。在教学中主动联系实际问题,教学就会更加深入、生动活泼,学生学习就不至于感到枯燥无味,反而对学习产生浓厚兴趣。④善于比较差异,归纳总结规律。元素化学内容多,知识零散,学生总感到难掌握,不易记忆。在教学中充分利用对比的方法可以加深学生对问题的理解,采用归纳总结规律的方法使学生学的知识系统化,这两点都有利于学生记忆。⑤利用现代教学手段,加强教学效果。计算机辅助教学代表现代教育技术的特征,能帮助或替代教师传递信息,突出教学的重点和难点,增大课堂容量,能激发学生学习兴趣,有强烈的感染力和丰富的表现力,其优势是传统教学方法无法比拟的。应用多媒体教学手段,不仅可以创设多样化的学习情景,更可毫不费力地将传统教学中难以描述、难以突破的难点生动、形象地表现出来。
3 教学方法和手段的改进
3.1 案例教学法以讲授为主,通过典型实例教学激发教与学的课堂互动。在课堂讲授中,通常将典型实例和疑难问题作为内容展开的引导和说明,始终关注社会上的热点化学问题,分析其中的化学机理,增强该课理论的实践性、时代性、启发性、通俗性和生动性,便于本科生接受并调动其主观能动性,课堂还实行课末5分钟学生提问,及时答疑。由此,提高了课堂的效率。
3.2 问题教学法适当给予刺激和压力,以各种形式的提问、作业和讨论等辅助手段巩固课堂教学内容。提问和作业中,既有要求当场口头回答或书面完成的,也有要求课后完成并提交的,还有仅提供思考的。为了方便学生复习,无机化学教研室编印了供校内使用的无机化学习题集,深受学生的欢迎。
“以问题为中心”讲授与讨论相结合。为有效地利用课堂教学时间,在整合教学中,我们把研究性学习引入课堂,即设计学习情景,让学生在学习新知识时做到“三先”, 即先尝试、先讨论、先思考。教师通过点拨、参与、辅导,让教学过程成为学生自主学习、师生互动的过程。学生在不断地发现问题、解决问题的过程中尝到成功的乐趣,激发了学生思维的积极性,达到有效地利用课堂教学时间的目的[5]。
3.3 多媒体教学法随着现代教学改革的推进,在无机化学的教学中,明显地出现了内容多、课时少的矛盾,我们充分利用现代教育技术手段较好的解决了这一矛盾。通过使用多媒体、投影仪等现代教育技术手段和实物模型实施课堂教学。通过各种课件充实和拓展教学内容,增加了内容的直观性,激发了学生的学习兴趣,让学生们在耳目愉悦中感受到化学在生活中无处不在以及在科技发展中的重要地位。所有教学课件上传在精品课程网站上,有利于学生自学,提高了学生的自学能力。
实施无机化学内容整合教学的尝试,其根本目的在于全面提高课堂教学质量。在教学过程中,我们运用教学设计的理论和方法来分析、研究教学问题, 设计教学策略、教学方法及教学过程,努力探索教学过程各要素、各环节相互联系和作用的最优化,教学效果得到明显提高。由于调整了无机化学相关内容的衔接与分工,内容突出主干,加强了学生实践能力、创新意识的培养,对提高学生综合素质起到了很好的作用。
无机化学是一门基础理论性和实践性都很强的学科,它是大学一年级唯一的专业基础课程,对后续的专业基础课程的学习影响很大,而提高无机化学教学质量的方法是多样化的,需要我们不断的讨论、探索和实践,为培养更多的高素质的现代化建设人才而努力。
参考文献
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无机化学及其分析范文6
关键词:无机化学;环境工程;教学改革;教学实践
无机化学是研究无机物质组成、结构、性质和变化规律的科学,其研究对象包括了除有机化合物以外的所有元素及其化合物,是化学学科中发展最早的一个分支学科,因此各个方向的理工科专业领域均将无机化学作为基础课程之一列入教学计划和培养方案中[1]。随着行业战略方针的调整和学科发展的推进,无机化学教学也在面临不断的改革与新发展,尤其是现代物理方法和各种波谱技术在无机物结构研究中的广泛应用,使无机化学的研究范围打破了原有的界限,其研究内容和研究领域无论在深度还是在广度上都发生了前所未有的变化。面向本科生一年级的无机化学是我校化学工程、矿物加工工程和环境工程专业的必修课和基础课,也是学生从高中进入大学阶段深入拓展化学知识的首要系列课程之一,对于环境工程专业来说,大气、水、土壤等环境介质中物质的特性、存在状态及其变化规律等等,均离不开无机化学的核心知识体系。与此同时,我国高等院校的无机化学教学也在不断地发展与更新中,既要配合与时俱进的科技发展,又要满足现代大学生对于创新能力培养的需求与任务,因此,这就对我们现在大学课堂的无机化学教学内容、教学方法等提出了更加明确更加高标准的要求。当然,鉴于现代大学生的特点与需求,在教学实践中自然而然地出现一些新问题,比如,学生获取信息、收获知识及交流沟通的方式等都发生了翻天覆地的变化,不再单纯地依靠教师的讲解和课堂上手抄笔记,相反地,甚至很少有学生上课记笔记,这必然影响到现在大学生听课的认真与投入程度[2];再比如越来越多的学生因家庭条件的允许其目标是出国,这些学生则把更多的精力用于外语的学习,以及还有一部分学生急功近利的思想意识,总是想依赖于教师的课件及希望教师所划出的考试重点,只求考试通过,而对于真正知识的渴求与自身知识水平的提高并不是特别地强烈,甚至对于课堂讲授的基本原理不去理解透彻甚至不理解,等等这些系列问题值得深入研究探索与研究,并找出改革方法与措施并进行实践。本文结合环境工程专业特点及对无机化学知识体系的要求,从教学目标、教学方法和教学内容等方面对无机化学教学进行了初步的改革、探索与实践,建立了一套适合于工科特别是环境工程专业的无机化学教学模式,增强了学生对无机化学的学习兴趣。
1对教学目标的定位与强化
大学古今中外的教育历史中承担着链接校园与社会的职能,而随着现代社会突飞猛进的发展和异常激烈的竞争,社会对人才的需求越来越趋向于国际化、综合型、创新型人才[3],其中学生的创新能力培养与训练已经作为基础课程教学中最为突出的教学目标呈现出来。在大学教书育人“宽口径、厚基础、重能力、求创新”的大背景下,特别是结合我校建设研究型大学目标的确立,我们在无机化学的教学中将如何引导学生课本知识与实践相结合、如何从基础知识中寻求突破与科技创新相结合作为教学目标的重中之重。为此,我们在制定教学计划和制作教案的过程中,特别强调理论教学内容与环境工程学科的相关联课题或现象,以与学生切身紧密相关的生活问题或生产实际作为课堂教学的切入点和学生的兴趣点,即将基础知识、理论与原理,在教师的讲解下与生产或生活实际相结合,才能引起学生的兴趣,激发学生的好奇心与求知欲,并为学生创新能力培养提供素材与源泉,这是研究型大学发展的必然趋势和要求,也是为培养多层次人才所必备的教书育人模式。如此,将环境工程专业无机化学的教学目标定位明确,学生能够很清楚地理解和正确把握学习此课程的目的和意义所在,同时强化了无机化学在环境领域方面的教学目标,以本课程的第一部分“化学反应原理”篇为例,每一章节的教学内容均与环境工程学科中的某一方面或某个应用相联系,并设立了明确的教学目标,如表1所示。因此,在现有的高等教育体制与教学模式下,学生的创新能力是在学习基础知识的基础上,通过教师在教学过程中进行理论结合实践的引导与启发而培养起来的。
2对教学内容的精选与扩展
无机化学是我校环境工程专业本科生的一门重要基础课,虽然几十年来其教学内容框架基本没变,但由于学科间的相互渗透形成了许多跨学科的新研究领域,因此无机化学学科的面貌也发生了很大的改观,出现了许多新概念、新理论、新反应、新方法和新型结构的化合物,同理要求我们的无机化学教学也要与时俱进,推陈出新[4]。目前,我校环境工程专业无机化学课程采用的是大连理工大学无机化学教研室主编、高等教育出版社的《无机化学》作为本科生教材,并且将前十一章即从第一章“气体”到第十一章"配合物结构"作为第一期无机部分的教学内容。为满足现代无机化学教学紧跟学科发展进度的要求,同时由于新教学大纲对于课时的压缩,我们在实际教学过程中采取精简教学内容、适当删减部分过时内容和适量补充最新发展动态中无机化学相关知识的措施,既保障了教学基本思路和框架结构完整,又实现了对教学目标的定位与强化,同时达到了调动学生的学习兴趣和积极性的目的,提高了教学质量。从我校研究型工科大学的本质要求出发,要做到“研究与教学相结合”,就要在基础课程教学别强调“宽基础”,尤其是针对刚刚进入大学校门的一年级学生,专业方向的概念尚未形成,所谓“万丈高楼平地起”,对于大多数学生来说专业的培养才刚刚是打地基的阶段,因此对于无机化学这种基础课教学内容的精选与扩展方面,除了讲授基本原理外,适当引入或扩展一些与专业方向相结合的实例与学科研究进展,将会让提前对专业领域的研究范畴和学科动态有一定的认识与感悟,对于学生的学业发展来说将会是受益匪浅。为此,我们将无机化学教材课后化学视野的部分内容作为引例或本章内容的切入点,即是对教学重点内容的补充,又是基础教学内容在应用方面的扩展。如第二篇“物质结构基础”部分,目前世界范围内对环保意识的增强和对环保材料需求的急速增长,而新型环保材料的开发、合成与结构鉴定分析等相关知识与理论均与本章内容息息相关,以新型环保材料有研究动态及最新研究成果为本章讲解的切入点,对于学生理解和掌握较为抽象的化学键类型与价键理论将大有帮助和启发;再如将前两章“气体”与“热化学”串联到一起,先提出当前的能源过剩、绿色能源市场不足与社会可持续发展相矛盾的现状,从能源的合理利用、解决能源危机和快速发展绿色能源的必要性与紧迫性讲起,以此来理解本章教学内容中的反应热、焓变与热力学第一定律等系列基础理论,进一步深入把握不同形式能源之间热值的对比问题,并让学生从中思考能源发展的新动向与新思路。从学生的反馈来看,通过这些与基础理论相结合的具体实例的引入,学生们对课堂上教师提出的精选与扩展内容相当感兴趣,作为连接理论知识的桥梁,它使得理论知识变得通俗易懂而且生动,让学生们觉得无机化学知识体系在未来学有所用,自己也具备广阔的用武之地和发展空间,同时也为学生将来从事创新训练活动提供了素材和思考空间,学生们表示非常欢迎,因此保证和提高了教学效果。
3对教学方法的转变与探索
如前所述,无机化学是一门学科大类基础课程,其在整个大学培养体系中的基础性、衔接性与过渡性的地位,授课对象则是刚刚从高中毕业初入大学课堂的新生,这就决定了无机化学的教学模式中需要增加课堂教学的机动性、灵活性与趣味性,让学生们有一个适应期和过渡期,教学内容的难点重点等方面也是循序渐进地展开,以帮助学生们完成从高中时期的偏固定化思维方式向大学时代开放型思维方式的转变[5]。在此过程中,引导学生们从全方位、多视角去看待问题,而不再仅仅局限于课本上固有的知识点,并逐渐确立专业概念与对专业领域的感悟,让学生意识到甚至是某些科学问题也还是有很多地方或存在诸多疑惑的,是需要探讨和争论的,并不完全是真理似的存在,还需要学生们用一点点积累的知识去解决和探索,比如无机化学便是其中之一。因此,我们在无机化学的教学中采用了问题探究式教学法,即:围绕教学目标,对教学内容进行分类、归类和总结之后,从每一章的切入点教学内容中提出一到两个问题,当然问题是与本章内容相关且紧密联系科学发展动态和生产生活实际的,让学生头脑中带着这些极为实用和感兴趣的问题,层层讲解基础理论,逐步提出解决这些问题的途径、方法与相关理论。比如:讲解第三章“化学动力学基础”和第四章“化学平衡”时,两章之间有相互关联的基础理论原理,即化学反应的两方面稳定性问题,一个是热力学稳定性理论,一个是动力学稳定性理论;如果单纯枯燥地讲解纯理论内容,尽管教师讲解得已经很透彻,但学生对此仍然是懵懵懂懂、模棱两可的状态,这说明对学生们来说理论知识的学习缺乏具体实例的辅助,缺乏将理论应用于实际中的理解。为此,我们改变了教学方法,从一开始便抛出问题,让学生们在听课过程中随时从中找到答案,带着问题去探究基础理论原理。如以汽车尾气无害化处理的化学反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)为例,分别用到化学反应热力学稳定性原理与动力学稳定性原理,热力学原理上这个反应是客观存在、完全可行的,也就是说汽车尾气是可以实现自然状态下无害化转化的,但现实却为何并非如此呢?同时安排适当的课时供学生相互交流,带着兴趣性问题的分析与探究,逐层次展开课堂教学内容,也让学生在听课过程中参与和进行实际问题的讨论、推论与拓展,加深对基础知识的理解与应用推广。通过这种带着问题探究理论知识基本原理和机理的教学模式,使得教学目标更加明确,教学内容脉络清晰、主次分明,能让学生对每一部分知识点都一目了然,有助于学生快速地从切入点处入手逐级掌握各层次知识点,既提高了学生的学习效率,做到了课堂上有效学习,又培养了学生主动拓展知识的能力,完全有助于实现我校研究型大学培养创新型人才的教学目标。
4结语
科学技术特别是计算机技术和现代物理方法在无机化学领域的应用与扩展,使得无机化学教学在各个学科中的基础性和重要性都不言而喻。通过多年的无机化学教学经验体会,我们在教学目标方面进行专业方向定位与强化、在教学内容方面进行精选与适当扩展、在教学方法方面采用问题探究式方法的改革、探索与实践中,很好地结合了我校研究型大学培养工科技术型、创新型人才的需求,优化了教学内容,改善了课堂教学效果,提高了无机化学的教学质量。
参考文献
[1]乔正平,龚孟濂,巢晖.浅谈基础无机化学课程教学内容的选择与讲授[J].大学化学,2017,32(5):7-10.
[2]王立艳,蔡卫滨,袁宁.矿物加工专业无机化学教学研究与探索[J].广州化工,2017,45(9):186-188.
[3]隋惠芳.无机化学研究的前沿领域在教学中的应用[J].青海师范大学学报(自然科学版),2017,20(1):76-78.
[4]李良超,何亚兵,童国秀,等.基于互动和合作学习的无机化学教学模式[J].大学化学,2017,32(5):1-6.