无机化学方向范例6篇

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无机化学方向

无机化学方向范文1

无机化学实验是化学专业学生的基础课程之一,同时也是化学专业学生在进入大学之后的第一节实践课程。无机化学实验中的理论知识和实验能力是学生开展其他化学知识学习的基础所在。在培养学生实践能力、解决实践问题的能力以及科学态度方面,无机化学实验具有其他课程无法取代的作用。而开设无机化学实验课程是为了给学生搭建平台,培养学生的理论和实践能力。但是,无机化学实验长期以来的教学模式比较呆板,学生在教学过程中十分被动,无法激发学生的兴趣,不利于培养学生的创新能力。因此,传统教学模式已经无法满足学生的需求了。基于此,对于无机化学实验实施有效的改革非常重要。随着高校课程改革的发展,如何进一步发展无机化学实验,为社会培训更多创新型、应用型人才,已经成为无机化学实验教学改革的重要方向。而现代信息技术的发展,是无机化学实验教学改革新的技术革命。

1无机化学实验传统教学的局限

1.1教学效率低

无机化学实验教学中,传统教学模式主要是采用PPT、课本、板书等,因为以前的学生较少,并且教学课时多,所以学生还可以适应。但是随着招生规模的不断扩增、课程增多、专业扩增,无机化学实验的教学课时不断减少。基于此,如果仍旧采用传统教学模式开展无机化学实验,难免会出现因为授课教师多,教学思路不同,教学课时不连贯,学生人数多,分组演示时间长,学生学习吃力等问题,从而导致无机化学实验的教学受到影响,无法在有限的课时达到良好的教学效果。

1.2学生学习主动性差

无机化学实验是化学的基础,对于学生开展后续的众多课程有直接影响。而许多学生在进入大学之前,中学阶段的化学学习主要是接受灌输式教学和一些简单的实验操作,学习自主性较差。在有限的学时内,学生无法掌握大量的实践操作,打击了学生的学习积极性。在众多因素的影响下,最终出现教学质量下滑的情况。

1.3污染环境

无机化学实验具有一定污染性和危险性,如果实验过程出现操作不当的情况,将会造成严重污染。而无机化学实验的教学内容虽然十分符合当前学生的现状,但是却无法避免学生因为操作不当而出现污染。

2无机化学实验应用现代信息技术的优势

2.1教学信息丰富,开阔学生视野

现代信息技术应用在教学中,可以使教师在有限的课时完成教学目标,同时为学生提供更多的教学资源,提高教学质量。现代信息技术应用在无机化学实验中,可以使学生获得丰富的学习资源,更清晰地掌握实验操作方法,并且为教师节省了大量的时间,将教学集中在疑难问题的解答中。

2.2提高学生学习主动性和积极性

多媒体教学是一种融合文字、动画、图像、音频等多种形式的教学模式。在无机化学实验中应用现代信息技术,可以使枯燥的无机化学知识变得更加丰富、生动、形象。并且传统教学所使用的纸质教材无法调动学生的课前学习积极性,而现代信息技术教学利用丰富的课件资源,并且经过教师的修饰和完善,无机化学实验重点难点分明,思路清晰,有助于促进学生的学习顺利开展。在课前,教师可以将课件提前发送给学生,方便学生进行课前预习,掌握实验内容,从而提高实验效率,以便学生能够准确判断实验现象。除此之外,学生还可以通过教师发送的课件,在结束实验后反复学习,加深自己对于实验的理解和掌握。

2.3减少环境污染,实现绿色教学

无机化学实验因为需要使用许多材料具有一定的危险性,并且处理不正确会对环境造成污染,所以无机化学实验的绿色教学成了当前的研究重点。无机化学实验中的强酸、无机盐、强碱以及指示剂等,都会污染环境,所以学生在实验过程中只能减少这类材料的使用。但是,利用现代信息技术,可以将这些实验制作为仿真实验的形式,使学生同样掌握实验操作环节。

3多媒体技术的应用

无机化学实验中,传统教学模式主要是采用“填鸭式”“灌输式”的教学方式,教师在此教学模式下解释实验的目的和原理,学生遵循既定步骤开展操作。但是,学生在该教学模式下,处于被动的地位,他们强烈地依赖教师,并且对学习的兴趣低,不利于发展学生的思维。而现代信息技术中的模拟技术能够将声音、文字和图像相结合,提高了实验的生动性,并且使学生不用进入实验室就能体验到最真实的感受,从而提高了学生的形象思维和抽象思维,丰富了无机化学实验的学习资源,提高了无机化学实验教学水平。

3.1利用视频、flash等模拟实验

在开展无机化学实验过程中,通过视频、Flash可以展示实验过程,使学生可以直观地看到实验过程,通过视觉刺激的方法加深对于无机化学实验的操作掌握和理解,从而提高学生的实验操作安全性与规范性。因为许多实验步骤存在一定的危险性,一旦学生出现操作失误的情况,将会酿成严重后果。如无机化学实验中,许多实验都需使用到酒精灯,所以燃烧的酒精灯禁止去点燃另一个酒精灯,这是非常基础的知识,但是仍旧有学生认识不到其中的严重性。基于此,通过Flash动画,教师可以向学生展示用酒精灯引发的后果,使学生可以更加认识到违反实验操作会产生严重后果,从而提高学生的实验操作、实验安全以及实验规范。

3.2用多媒体课件展示实验目的

多媒体课件因为非常简洁明了,所以学生通过多媒体课件可以清晰地掌握无机化学实验的实验目的、实验原理、实验方法、实验器材等多个方面的要求,从而减少了学生实验操作的随意性、盲目性,有利于提高无机化学实验的教学质量。例如,在开展无机化学实验教学的过程中,通过多媒体技术可以明确展示出实验的目的、实验原理和实验方法等,并且可以将实验中可能会遇见的问题进行详细的解释和指导,提高学生的实验严谨性。除此之外,在多媒体课件中融入实验仪器操作方法、科学小故事等,还能够有效地掌握教学内容。

3.3用课件强化学生记忆

在开展无机化学实验前,教师可以通过现代信息技术创建辅助课件,总结无机化学实验过程中出现的现象,并帮助学生加以总结归纳,促进学生对于化学实验形成认知。例如,在对于二氧化碳相对分子量的测定实验结束后,教师通过多媒体课件向学生重新播放一次二氧化碳的制取、净化以及收集的过程、方法,并打乱实验顺序,由学生重新开展实验,加强学生对于无机化学实验的掌握,提高学生对于知识的总结归纳能力。

3.4用多媒体技术提高实验的对比性

无机化学实验需经过反复比对才能够获得结论,特别是在反应时间短、差别小的实验中,其具有较大的对比难度。例如,在钒的常见氧化态的水合离子颜色及其氧化还原性比较实验中,在被锌粉还原了的酸性钒酸溶液中逐渐添加不同量的高锰酸钾溶液,其溶液颜色将会发生迅速的变化,但是学生无法直观地看到其变化。所以,通过多媒体技术能够向学生展示各个时间段的颜色变化,加深学生的印象。总之,现代信息技术应用在无机化学实验中,不仅可以将其作为辅助教学手段,还可以作为学生开展实验的平台,为无机化学实验注入新的活力。通过结合传统无机化学实验和现代信息技术,使两者融合开展无机化学实验教学,相互补充、相互渗透、相互完善,不仅能够丰富无机化学实验的乐趣,还确保了学生形象思维以及抽象思维,为开展无机实验提供了新型的学习资源以及环境,提高了实验安全性,规范了实验操作相关步骤。

4在无机化学实验中应用现代信息资源

4.1构建网络虚拟实验室

积极构建无机化学实验室,通过现代信息技术,使无机化学实验可以通过网络进行在线操作。利用各种模拟器,基于实验步骤和要求组成一个完整的无机化学实验操作系统,学生通过在线操作,完成整个实验。通过利用现代信息技术,为无机化学实验构建虚拟网络实验室,在开展实际的实验操作之前,学生可以利用网络虚拟实验室开展模拟实验,进行提前预习,使学生在进行实际实验过程中可以更加得心应手,获得理想的实验结果,最终掌握实验操作。另外,学生通过在虚拟网络实验室中学习,还能够系统地学习现代无机化学实验技术体系,了解现代无机化学实验技术的新研究方向和发展方向,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性,发挥学生的学习能动性,确保学生在学习中占据主体地位。

4.2利用网络资源丰富教学内容

教师在开展无机化学实验教学时,通过利用网络虚拟实验室资源以及国内外的化学资源,可以实现网络资源共享,使教学资源不再受到时间、空间方面的局限,如“化学资源网”“无机化学网”“化学实验网”以及化学精品课程网站和平台等。通过网络教学资源共享,可以丰富学生的学习内容,拓展学生的学习范围,开阔视野,方便学生及时掌握无机化学实验领域的新研究方向,而同时还可以培养学生的收集资料能力和学习能力。

5结束语

综上所述,我国教育部《2017年教育信息化工作要点》曾经提出,需深化数字教育资源的开发、应用,加强高等教育中的优质资源建设和应用。对于无机化学实验教学模式进行改革,为学生制作多媒体教学课件,这并不仅仅只是一种尝试,同时也是一种趋势。通过信息技术对于无机化学实验加以整合,是新时期开展基础教育以及实现教学改革的重点所在。在无机化学实验教学和学习中,合理运用现代信息技术,能够显著提高实验操作质量和教学质量。基于此,在开展无机化学实验教学时,需合理利用现代信息技术,拓宽教学渠道和学习渠道,以实验为基础的教学原则,切实把握实验的实质,丰富无机化学实验的内涵,提高教学效果和学习效果。

参考文献

[1]胡锴,刘艳菊,杨怀霞.多媒体技术在中医药院校无机化学教学中的应用研究[J].科技创新导报,2017,14(7):225-226.

[2]郝芳芳,蓝海.无机化学实验多媒体教学课件的制作和应用[J].大理大学学报,2017(12):63-65.

[3]官美娥.融合现代信息技术提升农村初中化学实验教学的有效性[J].新教育时代电子杂志(教师版),2020(14):88.

[4]熊丹.信息技术在化学实验教学中的运用[J].建筑工程技术与设计,2020(22):3959.

[5]张莲.高中化学仿真性实验的类型及开展[J].教学与管理(中学版),2020(9):57-59.

[6]李良钊.混合式教学法在地方院校无机化学实验的教学改革的探讨[J].文渊(高中版),2019(2):544.

无机化学方向范文2

1 无机化学实验教学发展特点分析

无机化学作为一门基础性的学科,对其他相关学科的学习有重要的指导意义,因此,该学科教学改革广受关注,本文对其发展过程进行分析后,对课程发展特点进行如下总结:

1.1 实验教学逐渐深入化 无机化学实验教学改革研究工作在近几年取得了显著成绩,教学方向由传统的实验方法、考核形式等内容的研究转为与科技前沿相结合的研究,研究性实验总量上升,研究范围逐渐由教学过渡到创新性、微型化、绿色化以及学生参与性等,研究工作更具实用性。

1.2 实验教学的绿色化 绿色化学是用化学技术和化学方法减少化学反应中原材料、催化剂、溶剂和试剂等的使用对人体和环境造成的损害,同时尽可能减少有毒有害物质的产生。目前,无机化学实验涉及的药品种类较多,用量较大,部分试剂具有一定的毒性,且还会随着反应释放有毒物质,对人体和环境造成很大伤害。为减少以上问题的发生,在无机化学实验教学时要注重环保意识的培养,使学生树立可持续的环境观;通过化学生产工艺的合理化,提高试剂利用率,减少药品排放量;提高实验设计水平,从源头上控制有毒有害物质的使用,选择低毒或无毒的化学试剂代替有毒物质。如氯气(Cl2)制取实验可与酸碱中和滴定实验或二氧化锰回收试验组合起来,提高原子利用率,使其成为无污染的绿色化学实验。

1.3 实验教学微型化 微型实验最早是由美国提出的一种化学实验理念,该理念提倡用小巧实验仪器代替传统的试验仪器,减少化学药品的用量,从而达到降低成本,减少污染,保护环境的目的。微型化学实验可与常规实验有机结合,提高学生的实验技能。当然,目前微型化实验教学还面临着一些问题,物质产品低,配套教材少,使用范围受到了很大限制。

1.4 实验教学的精细化 无机化学实验教学研究不断深化,其精细化程度越来越高,研究者已经将无机化学实验特点与无机化学课程的教学实践相结合,从实验评定、过程管理等多个环节进行规范化,提升了无机化学实验教学质量。随着改革的不断深入,无机化学实验将进一步精细化,逐步实现个性化指导,充分挖掘每个学生的潜力。

1.5 多媒体教学手段的引入 计算机技术在多个领域得到广泛应用,在化学实验教学方面同样具有很好的利用空间。如一些研究性实验或者有毒实验,可通过计算机模拟技术得到试验结果。计算机技术的应用一方面提高了工作效率,让学生在有限的时间内获取更多的知识,扩大了学生的视野,提高了学生的学习兴趣,另一方面虚拟仿真技术的应用还实现了绿色化教学,提高无机实验教学生动性,同时减少了化学试剂的用量。

2 无机化学实验教学改革探讨

从教学改革现状以及所取得的成效来看,无机化学实验在整个实验课程体系中的作用将越来越重要,只有做好无机化学实验教学,才能培养具有专业操作能力和一定创新意识的人才。为此,笔者对无机化学实验教学改革的未来发展进行了如下分析:

2.1 无机化学实验的基础性作用更加明显 无机化学实验的内容设置应以基础性为主,从开始阶段培养学生基本的实验技能。如化学试剂等级、固、液、气的取用方法,仪器的洗涤和使用等;教学中可通过无机化合物的合成和提纯实验基本操作练习,使学生在巩固理论知识的同时,提升自身的科研素养。化学实验纷繁复杂,学生要能在实验过程中从复杂现象中发现问题,利用不同的方法解决问题,提升学生的观察能力、知识运用能力以及解决问题的能力。如氢氧化锌(Zn(OH)2)两性验证实验中,要控制好反应条件,否则将会得出相反结果。正确操作为向Zn2+中逐滴加入氢氧化钠(NaOH),然后能观察到生成白色沉淀,继续滴加沉淀消失,最后变为无色溶液;若学生没有控制好NaOH的用量,将直接略过沉淀生成过程,学生就会得出“Zn2+不与NaOH反应”的错误结论。无机化学实验要注重基础操作,培养学生严谨的科研态度和观察能力,为其他学科的学习奠定基础。

2.2 无机化学实验教学注重综合性和研究性 无机化学实验教学除要注重学生基础能力的培养外,还可设计一系列具有一定难度的、应用型或趣味型的综合试验。如测定鸡蛋壳中钙元素(Ca)、镁元素(Mg)的含量、废弃物中有效物质的回收利用等,既可锻炼学生的基本实验技能,还能提高学生的综合设计能力和探索能力。化学学科的发展离不开化学实验,没有实验,任何新的物质都无法被探知,因此化学实验可被视为研究学习的有效途径。为充分发挥化学实验的研究功能,无机化学实验教学中应适当增加设计性实验,教师为学生提供参考资料和实验指导,学生利用已有知识进行创新性研究或对未知物质进行性能探究。如在做完“硫酸铜晶体制备实验”后,可进一步引导测“五水硫酸铜晶体的含量和纯度”。学生可独立或者分组设计实验路线,通过实际操作验证实验方法是否科学、合理,然后通过后续的改进提升实验方案的可行性。

无机化学方向范文3

关键词:无机化学 实验教学 实验改进

无机化学实验是培养化学、化工、材料、生物、环境等各类专业大学生最基本操作及知识的一门重要学科,但是现有各类无机化学实验教材都是一直沿用经典实验方法,很久未进行改进及优化,致使实验方法成旧、数据不准确,造成实验结果与理论偏差过大;在国家对教育投入持续增加的背景下,开展实验教学改革,提高实验结果和数据的准确性,本人借鉴成都理工大学(省级)基础化学实验室教学示范中心的平台,对无机化学个别经典实验进行改进及优化,经过反复试验,使实验结果与理论数据基本达到一直。

一、实验装置及方法的改进

1. H2O2分解热的测定

H2O2分解热的测定在传统经典实验中[1][2],存在以下几个问题,造成实验结果与理论偏差过大。

1.1系统的反应器密闭性能差,导致系统与

环境之间的热交换无法避免;

1.2实验采用手动摇晃反应器,使反应介质不均,化学反应不完全;

1.3用秒表计时,温度计读数,导致延时误差,实验数据难以准确。

鉴于以上问题的存在,经过多次试验,对H2O2分解热的测定实验装置进行如下改进:

1.4将原实验中的反应器所用普通保温杯,改为纳米材料内胆的真空绝热保温杯,使其系统隔热系统良好;

1.5将原实验中采用手动摇晃反应,改为电动搅拌,使介质反应完全;

1.6将原实验中使用的温度计改为热电偶,连接于温差仪上,温差仪再与自动定时器相连,设置好间隔时间,按下“测量/保持”键,仪器自动跟踪记录。完成实验半自动化;

数据系统处理:可通过编程与计算机连接,即可完成实验全自动化。

2.硫酸亚铁铵的制备

硫酸亚铁铵制备的传统经典方法[1][2][3][4][5][6][7]是经过蒸发,浓缩,冷却来得到晶体,既耗时长,Fe2+又易氧化,影响硫酸亚铁铵产率及等级。此次改进利用复盐的溶解度比组成它的简单盐溶解度小的特点,而硫酸亚铁铵又不溶于乙醇及水与乙醇可任意比互溶的特征,通过常压过滤于乙醇中,即刻可得浅蓝绿色硫酸亚铁铵单斜结晶,省去经典方法中的蒸发、浓缩,冷却步骤,同时既有利于防止Fe2+被氧化,提高了硫酸亚铁铵的产率及等级,又缩短实验时间1小时左右;因实验中所用乙醇还可回收经重蒸馏重复使用,还大大降低实验成本。

实验内容

1.2.1 FeSO4的制备[1][2][3][4][5][6][7](略)

1.2.2 硫酸亚铁铵的制备

根据制得FeSO4的量,计算并称出所需(NH4)2SO4的用量,并将其加入到制得的FeSO4溶液中,同时在水浴中加入搅拌使其完全溶解。将制得的FeSO4与(NH4)2SO4的混合液趁热常压过滤与盛有50ml无水乙醇的100ml烧杯中,观察硫酸亚铁铵晶体的析出,待晶体完全析出后,将上层乙醇清液倾出并回收,烧杯中晶体用少量乙醇清液清洗至布氏漏斗中,进行减压过滤,即得浅蓝绿色硫酸亚铁铵晶体,用电吹风低温吹干称重计算产率。

二、实验数据对比

1. H2O2分解热的测定实验数据(表1,表2,表3)

表1 改进前实验相关数据

表2 改进后实验相关数据

表3 实验改进前后结果比较

2.2 硫酸亚铁铵的制备实验数据(表4,表5)

表4 改进前实验数据

表5 改进后实验数据

三、结论

由实验数据表1,2,3,4不难看出,改进后的实验方法简单、省时、接近理论数据,减小了误差。

参考文献

[ 1 ] 近代基础化学实验;梁渠主编;化学工业出版社出版;2008.9(12-15, 76-77)

[ 2 ]无机化学实验(第三版);北京师范大学无机化学教研室等编;高等教育出版社出版;2001.5(113-116, 234-235)

[ 3 ]现代化学基础实验(第三版;张勇主编;科学出版社出版;2010.8(202-204)

[ 4 ]无机化学实验(第二版);大连理工大学无机化学教研室编;高等教育出版社;2004-06

[ 5 ]普通无机化学实验(第二版);陈秉主编;同济大学出版社;2006-07-01

[ 6 ]无机化学实验(第三版);中山大学等校编;高等教育出版社;1992.5.1

无机化学方向范文4

【关键词】无机化学;学习兴趣;探讨

无机化学作为药学专业学生必修的第一门化学课,被安排在新生进入大学的第一学期上。与高中相比,无论从学科的知识体系和教师的授课方式都有一个比较大的飞跃,这就给学生的学习带来了一定的困难。再加上学生如果没有很好地意识到本课程对后续专业课程学习的重要性,就会导致部分学生对无机化学的学习兴趣不高,从而最终影响到教学目标的达成。因此激发学生的学习兴趣和积极性,培养学生的学习策略,培养创新能力,在整个无机化学教学过程中就显得尤为重要。

1 上好绪论课

心理学家认为:人的任何活动都是由一定的动机所激发并指向一定的目的的。学习动机是引起学习活动的动力机制,是学习活动得以发动、维持、完成的重要条件,并由此影响学习效果。所以,激发学生的学习动机,是提高学生学习兴趣首要有效途径。而通过学习绪论,能使学生认识到学习本课程的重要性,认识到本课程在整个药学专业学习中的地位和作用,激发学生的学习动机。因此,上好绪论课,提高学生对无机化学的学习兴趣也就不言而喻。在绪论课中要着重对化学与药学的关系进行介绍。

2 循序渐进,做好高中到大学的过渡

由于无机化学的教学内容与高中化学相比,内容多,理论性更强;教学进度更快,而课堂上的练习时间较少。凡此种种,使学生难以跟上老师的教学进度,一旦距离拉大,学生就会产生畏难情绪,失去学习兴趣和热情。因此,教师在开头的几次课的教学中,应适当放慢教学进度,让学生逐步适应大学的上课节奏,实现从高中到大学学习的顺利过渡。教师在教学中要充分把握好这些衔接点,尽量做好与中学知识的衔接,注意知识的承前启后性,让学生感觉新知识只是中学知识的延伸,使学生对教学内容产生认同感,增强学生对无机化学的学习信心。

3 结合教学内容,引入与药学相关的案例

教师在进行无机化学学理论课的教学中,对于教学内容中涉及到药学知识的部分,若能及时引入与药学相关的案例,将极大地提高学生对无机化学的学习兴趣。在讲授化学动力学基础知识时,应用其原理的有关知识可研究药品的稳定性。例如,以维生素C的稳定性研究为例,说明药品在常温下分解10%所需的时间,亦即贮存期。又如在讲到配合物的知识时,如能延伸出与配位化学联系密切的对头颈部癌及泌尿生殖系统癌有显著疗效的顺铂类抗癌药物PtCl2(NH3)2的发现历程;元素化学部分,结合中国药典记载的有关无机原料药(如氧化锌、硫酸锌等)及其制剂等作为教学内容的补充;在讲到酸碱平衡pH的计算时,指出青霉素G在pH=6左右较为稳定,pH值升高则很易水解失效,由此可见pH在药物中起到举足轻重的作用。这样将化学和药物联系在一起,对学生学习无机化学的目的和意义将有更好的认识和促进作用。

4 介绍学科的新领域,新进展

教材的编写速度赶不上学科发展的现状在短时间内难以改变,所以教师在教学中要注意查阅参考国内外新近发表的重要文献,通过归纳、整理,把与生活、专业相关的内容适时渗透入教学中去。在教学中引入科研前沿的新知识,一方面,使学生在学习知识的同时了解科学研究的过程和方法,也是对学生进行科学精神和唯物主义潜移默化的教育;另一方面,使学生变被动学习为主动学习,提高学生学习的自觉性,增强学生学习无机化学的兴趣,让学生自己认识到学好无机化学是他们学好专业的基础,是以后工作的必备知识。例如,在讲到配合物的知识时,给学生介绍一些药物研究的新趋势:对一些药物活性分子进行结构修饰后与金属离子作用合成新型药物的研究,越来越受到科研工作者的关注。如B-榄香烯是我国自行从中药莪术中提取的一种抗肿瘤有效成分,已被批准为二类抗癌药物应用于临床。然而,B-榄香烯属挥发油类,水溶性差,不易为人体所吸收,科研工作者为了改善它的性能,对其进行结构修饰,在B-榄香烯分子中引入氮、氧原子,然后将其与人体内一些必须的微量金属元素作用生成配合物,这样可以提高药物的水溶性、抗肿瘤活性及其靶向性。又如可结合原子、分子结构和分子晶体讲述纳米药物、靶向药物等。

5 加强对学生自学能力的培养

在教学过程中尝试以学生为主体,积极引导学生独立思考,培养学生的自学能力。在一些章节的教学中,采用PBL教学法,即由教师事先提出问题,指导学生分组课下学习,然后由学生在课堂上充当教师进行讲解。通过这种教学方法,既提高了学生的自主学习能力,又在这种“学生-教师”角色互换中,极大地激发了学生的表现欲望和学习兴趣。

总之,培养学生的学习兴趣和自学能力是高等教育的重要课题之一。结合药学专业无机化学的教学特点,积极进行无机化学教学的改革与实践,可有效提高学生的学习兴趣,最终促进教学目标的实现。

参考文献:

[1]刘利萍,钱青.对药学专业无机化学适应性教学的思考[J],药学教育,2006.22(3):31-32

[2]刘艳菊,王霞,杨怀霞.药学专业无机化学绪论课中科研前沿渗透教学探索[J],中国校外教育,2010.11:97

无机化学方向范文5

论文摘要:本文主要叙述了生物无机化学的研究进展。主要从对含有微量元素的蛋白的突变、结构及性质的研究;酶的模拟;无机药物化学;金属元素中毒的研究等四个方面来介绍现在生物无机化学的进展。

论文关键词:生物无机化学;蛋白质;螯合剂;酶;无机药物化学

生物无机化学是无机化学和生物化学交叉的领域。它的任务是研究金属与生物配体之间的相互作用,它有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的发展。由于研究方法的进展,使得揭示生命过程中的生物无机化学成为可能。生物无机化学主要分为两部分:一是研究生物体本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素对机体的影响。

一、研究生物体本身微量元素的作用

(一)含有微量元素的蛋白的研究

含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象,做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物,与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性,但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白,确定其结构、性质。

现在热门的蛋白有硒蛋白,因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。硒的作用,主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面,但结论不统一。现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。

另外,也有对细胞色素进行研究。如官墨蓝等对细胞色素b5的突变体做了研究。为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响,对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。研究表明,细胞色素b5第64位氨基酸残基对稳定血红素辅基和维持蛋白的结构有重要的作用,在64位引入其他氨基酸残基使蛋白结构不太稳定。

(二)酶的模拟

酶的模拟就是从酶中挑选出起主导作用的因素来设计合成一些能表现生物功能的、比天然酶简单得多的非蛋白分子,通过研究它们来模拟酶的催化过程,找到控制生化过程的因素,从而得到更好的催化剂。

如硒酶的研究。通过对硒酶结构与功能的模拟,人们不仅可以了解硒酶结构与功能的关系,还可以进一步开发与硒酶相关的药物。对于硒酶的合成主要有三种方法,一是对硒酶进行化学模拟,二是对硒酶进行化学修饰,三是用基因工程方法生产含硒酶。对硒酶化学模拟主要集中在硒酶活性中心催化三联体Se-N的相互作用的模拟中。在这个方面主要有合成含有Se-N键的硒酶模拟物和在硒原子的附近引入氮原子,用分子内的螯合作用间接形成分子内螯合物,达到Se-N键的作用。对硒酶化学修饰主要方面有:1、将天然酶改造为含硒酶;2、设计含硒生物印迹酶;3、设计含硒抗体酶。硒蛋白模拟物在理解硒酶的生化作用中起着非常重要的作用。硒蛋白模拟物在抗氧化、抗癌及抗滤过性病原体等范围具有治疗潜能。

又如刘海洋等对核酸酶的化学模拟。核酸酶的化学模拟对于生物技术和分子生物学研究具有重要意义,Corrole是具有共轭电子结构的大环化合物,其结构上导致其配位化学行为易与金属形成配合物,其形成的配合物在许多反应中均有催化活性。该科研组研究了单羟基Corrole锰配合物对DNA的催化氧化断裂作用。结果表明,锰Corrole配合物可催化DNA的氧化断裂,而且断裂程度随着反应时间的增加而增加。宋玉民等研究了全反式维甲酸合钇配合物对DNA的切割和键合作用。实验表明,该配合物在生理条件下比配体和金属离子能更有效地切割质粒DNA。岳蕾等研究了铬配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在条件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大肠杆菌修复。

对于固氮酶模拟的报道比较多。模拟固氮酶的目的主要是在温和的条件下将空气中的氮分子转化成有机化合物,从而加以利用。对固氮酶的活性中心模拟主要是钼铁硫原子簇,另外还有钼-硫醇等等的研究报道。

二、研究外界微量元素对机体的影响

(一)无机药物化学

无机药物的发展在生物无机领域中有很重要的地位。顺铂的抗肿瘤作用的发现开辟了无机药物化学的新领域。在抗癌药物应用中,顺铂药物目前仍在临床上使用,主要有四种铂配合物:顺铂、卡铂、顺糖氨铂、奥沙利铂。从1980年发现二烃基锡衍生物具有抗癌活性以来,人们先后合成了具有顺铂结构的二烃基二卤化锡配合物,与卡铂结构类似的有机锡化合物,以及有机锡羧酸衍生物等等。在锗化合物方面,从发现1971年合成的β-羧基乙基锗倍半氧化物具有抗癌活性以来,人们先后合成了许多有机的锗化合物。此外还有茂钛衍生物和稀土配合物。因为癌症是人类健康寿命最主要的杀手,所以在抗癌药物的研究开发方面将有很大的发展前景。除了合成新的药物外,在原有的药物基础上对原有的药物进行改良也是未来的科研方向,因为原有的药物具有较高的毒副作用,且抗癌范围较小。所以在无机抗癌药物这一方面,合成具有广谱高效抗癌活性且有较低的毒副作用和较长的持续时候的抗癌药物是主要发展方向;另外,对于无机金属药物的抗癌机理尚没有统一的理论,因此研究无机抗癌药物的作用机理也是主要研究方向。

无机药物在其他方面也有重要的应用。如金配合物在抗类风湿方面的应用,应用治疗类风湿关节炎有金Au的硫醇盐。在治疗胃病的过程中,铝盐也是主要依赖的药物,含铋的化合物是治疗胃溃疡的的主要药物。在无机药物的研究中,尚不清楚各种药物对机体疾病的治疗机理,所以研究无机药物的作用机理具有较大的前景。

放射照影药物的发展也是无机药物的发展方向。由于放射示踪、核磁共振在医学上的应用,使得各种造影剂的成为医生临床应用不可或缺的一个方面,如钡的造影剂。

(二)金属元素中毒的治疗

在外界的金属元素超过机体所需的浓度后,该元素就会对机体产生负面效应,引起疾病。元素的毒性主要因为它与机体基团的强配合性。对金属元素中毒的治疗主要是研究具有更强螯合能力的的螯合剂,使其跟有毒的金属离子结合形成更加稳定配合物,然后排出体外。理想的螯合剂须满足以下的条件:1、水溶性,且在生理的pH条件下有足够的螯合能力;2、分子大小和结构必须合适;3、必须专一迅速结合金属元素;4、很容易从体内排出;5、没有明显的毒性。如用EDTA来排出多余的离子,EDTA螯合性虽然很强,却选择性不强,在排出有害的金属离子的同时,同时也会损失一些有益的离子。如用去铁草胺B去除多余的铁,但是它不能去除血红素或运铁蛋白中的铁。现在的医用螯合物的研究方向主要是研究新的药剂,因为现在的螯合剂无论是在种类还是排出金属中毒的效率都不能满足医学的需要。

三、生物无机化学的发展趋势

生物无机化学以后的发展趋势是生命科学与技术进行有机紧密的融合。

无机化学方向范文6

[论文关键词]药学专业 无机化学 校本教材 编写 规则

我国高职教育的发展与发达国家相比起步较晚,但近几年由于国家和社会的高度重视和大力支持,其发展速度迅猛,应运而生的高职教材建设也得到了快速发展,几年内出版了大量高职教材,其中不乏高质量的好教材。职业技术教育主要是为区域经济的发展培养人才,但由于各地区经济发展方向的差异,对人才的专业需求不同,技能侧重不同,要求掌握程度也不同,因此在教学中很难做到统一标准。为更好地服务于本地区医药企业的发展,通辽职业学院化工学院无机教研室根据教学实践探索,编写出对外服务于企业的需求与发展、对内适应于学生具体情况的高职药学专业的无机化学校本教材。

一、药学专业无机化学校本教材编写的思路

教育部曾就高职教材的建设问题明确提出,高职理论课应该“以应用为目的,以必需、够用为度”。因此,在校本教材的编写过程中,应该注重理论与实践的联系,突出职业能力的培养,弱化其理论性,教材内容的知识点应明确具体,充分体现高职教育教学的特点,体现以学生为主体的教学理念。从本质上讲,所有课程的体系都是对教材内容的筛选、组织、实施的体系。无机化学是药学专业的基础课,任务是为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,为学生的后续教育打基础。因此,在无机化学校本教材的编写过程中,教专业课需要的基础知识,教就业岗位需要从业者掌握的知识和能力。从专业角度出发,以相应的职业资格标准为导向,吸纳新知识、新技术、新方法,打破传统学科体系的束缚,围绕必需的知识点组织、编排教学内容。从学生客观实际情况出发,根据学生的知识基础和接受能力,以科学有效的方法和手段实施教学。

二、成立长期相对稳定的校本教材编写组

药学无机化学为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,在成立校本教材编写组时,吸纳专业课教师和医药企业专家参与,编写组成员以承担药学无机化学课程教学的教师为主,由承担药物化学、药物分析、药剂学、药理学等课程教学的教师和药厂的行家共同组成。编写组成员在教材编写过程中,负责教材内容的制定、编写、试用、跟踪、反馈、修正直至定稿。

三、药学专业无机化学校本教材编写的细则

1.依据岗位和专业课的需要筛选教材的知识点。高职药学无机化学教材内容的确定程序是由药企的专家提供其需要的岗位培养目标,根据培养目标制定课程设置、专业课的教学内容,最后由承担药学无机化学课程教学的教师决定无机化学课程的教学知识点。药学专业课包括药物化学、药物分析、药剂学、药理学等,无机化学是专业课的基础,为其他专业课打基础,其知识点决定于专业课。根据专业课内容的具体需要,确定无机化学课程必须包括原子、分子结构;溶液、胶体溶液及表面现象、化学反应速率和化学平衡、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化和还原和配位化合物等内容。这是进行专业课教学的前提和基础,必须坚持“实用为准”的原则,在编写过程中要弱化理论,打破传统学科体系的束缚,注重专业课的实用性,即根据专业课的需要,在教材内容的取舍上做到所选知识点是必需的、实用的。

2.知识点明确具体、重点突出、够用为度。围绕所选择的每一个知识点组织、编排教学内容,突出重点,目标明确、具体。重点就是专业课所需要的具体内容,目标就是专业课要求学生掌握的水准。这是一章中的核心内容,也是最终教学目标,其余内容均为其服务。核心内容是一章的教学重点,要精讲细讲,深入剖析,使学生牢固掌握,并达到灵活运用的目的,其深度以专业课够用为准,其广度以专业课及学生将来的继续教育够用为度。如酸碱平衡一章,其核心内容是缓冲溶液,包括缓冲溶液的作用原理、配制,属重点剖析的范围,要使学生在学习中运用自如。其中关于弱电解质溶液的pH计算,只推导出一元弱酸、弱碱pH的计算公式,在后续课程及后续教育中即已够用,对教材中出现的公式,如缓冲溶液的pH计算、稀溶液的依数性中的P=KbB 、Tb=KbbB 、Tf=KfbB 等,只要求学生掌握公式的使用,对其理论推导不做要求。根据专业课的需要在教材的深度和广度方面,力争做到深浅适中、宽广适度、简明适用。

3.调整难易梯度,符合学生认知规律。在每一章的知识体系中,内容均以核心内容为中心主线进行展开,包括的内容均为核心内容必须用到的,为最终教学目标做铺垫、做准备,并完成最终教学目标的任务。整章内容的安排、组织,要自成体系,每课节之间形成有机整体,并呈现出先易后难的自然梯度,符合学生的认知规律。如酸碱平衡一章教材的先后顺序是酸碱质子理论、水的离解平衡、溶液的酸碱性和pH、一元弱酸、弱碱溶液pH近似计算、酸碱指示剂、缓冲溶液,教材内容从前到后,难度呈逐渐上升趋势。每一章的教学内容均以高中化学教材内容为起点,甚至以初中化学的内容为起点,使教学起点尽可能低,内容简单扼要,便于学生接受。

4.增加应用性、激发学生学习化学的兴趣。教材的每一章知识体系,要根据其内容适当补充医药学方面的应用或意义,如在渗透压部分增加了与医药有关的渗透浓度、等渗、高渗和低渗溶液、晶体渗透压、胶体渗透压及其应用。在缓冲溶液的选择和配制及缓冲溶液在医药学上的意义中增加了实验室配制缓冲溶液的常用简便方法,介绍了人体血液中的主要缓冲系等。通过对实际应用的学习和了解,使学生充分认识到无机化学在医药学中是有的放矢的,激发学生学习化学的兴趣。

5.以人才的可持续发展为原则,培养学生的自学能力。考虑到现代产业结构的变化和生产者流动性的增强,要求就业者不断继续学习和回归教育,具备扎实的基础素质、较大的可塑性和较强的适应性;同时,还要兼顾到专业技术发展变化对理论知识的需求,以及毕业生职业岗位转换的客观要求,在教材的处理上要注重对学生学习能力和学习方法的培养。如元素知识在药学的专业课中很少用到,类似这样的内容,要进行筛选、整理,并作为选学或自学内容,保证学生在知识上不存在缺陷,又培养了学生的自学能力。如此,全部元素知识在教材中只用了两个专题:金属元素和非金属元素,使教材既突出了无机化学在药学中的实用性,又为学生在技能培养方面具有可持续发展打下了基础。

四、校本教材编写的注意事项及特点