無機化學方法范文

時間:2024-01-02 17:43:41

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無機化學方法

篇1

1.學時及教學內容差異大。由于近年教學學時的大量縮減,目前不同學校針對不同專業開設的無機化學課程學時差異明顯,大部分學校針對化學、應用化學等專業開設的無機化學在100學時左右,也有部分約70學時;對化工及制藥專業學時一般50~80學時;對于非化學化工專業,學時普遍較短,多為32~60學時。對于100學時的專業,一般具有較充足的時間對理論知識、物質結構、元素化學均進行較深入的講解,學生可以掌握全面的無機化學知識;對70學時左右的專業,一般大約45學時用于理論及物質結構講解,元素部分約25學時,元素部分教學內容不能完全覆蓋;對于50學時以下的專業,許多專業只講解理論知識和物質結構,元素部分基本不涉及。從目前現狀看,對于短學時的無機化學課程,往往以犧牲元素化學教學為代價,把在分析、物化等課程中還會涉及的理論內容講得較深入,這導致許多學生缺乏元素化學知識、化學知識整體結構不完整、學習內容不健全。

2.教材種類多,內容編排結構多樣。目前出版的無機化學教材種類繁多,每年都不斷有新出或修訂版無機化學教材出版。為了無機化學書有更廣的應用范圍,大部分教材都完全包含了傳統無機化學的基本化學反應原理、物質結構及元素化學三大模塊,針對短學時的無機化學教材目前相對較為缺乏。無機化學教材內容編排不同教材差異較大,有的按化學原理、物質結構及元素化學排版,有的按物質結構、化學反應原理、元素化學介紹,教材中各模塊間基本相互獨立、銜接較少。在有限的教學時間里,要達到良好教學效果,教學內容的合理取舍與組織對教師無疑是一個挑戰。

3.與其他課程存在交叉與銜接。無機化學是大學化學第一課,其教學內容與后續分析化學、物理化學、有機化學及諸多專業課都有內容的交叉與銜接。無機化學的酸堿平衡、配位解離平衡、沉淀溶解平衡和氧化還原反應是分析化學的理論基礎。無機化學基本化學原理與物理化學中的動力學熱力學存在明顯的遞進。原子結構、分子結構理論對解釋有機化學結構依然實用。應用化學、材料等專業的多門課程都涉及無機化學知識,有的甚至就是元素化學的內容,如無機材料的制備等課程。良好的無機化學基礎是后續化學及專業課程學習的重要基礎,也是提高學生大學學習興趣和自信心的有力保障。

4.學生個體差異顯著。我們知道,按照中國現行高考制度,許多化學及相關專業的學生所就讀的專業并非其自愿選擇,而是通過調劑錄取,對化學的學習興趣各有不同。按照中學化學“必修2+選修6”模塊式教學,不同省份及不同學校對中學化學教學的深度及廣度不同,導致不同學生的化學基礎存在一定差異。而且,隨著高等教育大擴招,高考錄取率達70%,學生個體生理差異也較大。由于學生學習興趣、主觀能動性、中學化學知識基礎等多種原因,在無機化學教學中,能明顯感受到一個班的學生在學習自覺性、領悟力等方面分為幾個不同層次。要保證絕大部分同學都能達到教學要求,學生個體差異也是大學教學必須充分考慮的因素,教學內容和教學方法的設置上應盡可能做到因材施教。

二、無機化學教學內容的銜接

鑒于無機化學在教學時間、課程內容、教學對象等方面的特點,在教學過程中有效組織編排教學內容,注重中學教育與大學教育的良好銜接,引導學生順利過渡到大學學習,融會貫通前后知識,對達到理想教學效果可起到重要促進作用。

1.與中學化學教學的銜接。目前高中化學三個版本教材均采用模塊式教學,將化學教學內容分為兩個必修模塊(《化學1》和《化學2》)和六個選修模塊(《物質結構與性質》、《化學反應原理》和《有機化學基礎》、《化學與生活》、《化學與技術》、《實驗化學》)。必修模塊涉及了化學物質分類及離子反應、氧化還原反應;元素周期表、化學鍵;化學能與熱能、電能、化學反應的速率和限度;重要的金屬及其化合物;硫、氮、氧及其化合物。《物質結構與性質》模塊涉及了原子結構及性質、分子結構及性質、共價鍵、晶體結構及性質;《化學反應原理》涉及了化學反應與能量、化學反應速率與化學平衡、水溶液中的離子平衡等內容。從中學教學內容看,無機化學中的基本化學反應原理、物質結構及元素化學都有涉及,但是其教學程度較淺,多處于對概念的了解,且不同省區學習內容可能存在很大差異,無機化學中對各部分內容均有很大程度的提升,如化學平衡中引入了標準平衡常數、焓、熵、Gibbs函數等熱力學函數。在無機化學教學內容的設置上,應根據中學化學教學內容,在對全班同學進行充分調研的基礎上,為學生設計構建科學的教學大綱,安排合適的教學內容,幫助學生在現有基礎上循序漸進,不斷深入。

2.前后章節內容的銜接。無機化學教學一般都會涉及化學反應基本原理、物質結構與元素化學三部分內容,化學反應基本原理和物質結構通常安排在元素化學之前,各教材在化學反應基本原理和物質結構間有的將物質結構先行講解,有的則先介紹化學反應基本原理。物質結構決定其化學性質,作者認為先介紹分子結構、化學鍵等物質結構知識有利于學生理解化學反應原理部分的知識(如熱學函數、鍵能、碰撞理論、反應機理等),而且高中物理以及化學中均涉及有原子結構、化學鍵等相關內容,學生也容易理解接受。原子結構、分子結構、化學熱力學及動力學、氧化還原、配位化學等無機化學基本理論知識很多在元素化學中將得到具體體現,并指導著元素化學的教學與研究,因此,元素化學放在最后講解比較科學。化學反應基本原理、物質結構與元素化學三大模塊除了相互存在銜接外,各模塊內部各章節也存在很密切的關聯,如化學反應原理部分中化學反應熱力學、化學平衡知識、四大平衡反應是一脈相承的關系;物質結構部分里,原子結構、分子結構、晶體結構、配合物結構則是物質結構的逐漸深入;元素化學同區內各族之間有相似結構和相似性能但又存在變化規律。因此,注意前后章節內容的有機銜接將有助幫助學生理解掌握。

3.必修與選修內容的銜接。由于教學學時的壓縮,無機化學教材涵蓋的內容通常無法完全在課堂上給學生進行詳細講解,一般教材通常將教學內容分為必修和選修兩部分,選修內容采用不同排版方式標注出來。延伸基礎知識、難度較深的內容,如化學動力學中對化學反應機理的講解,一般無機化學教材都設為選修內容。另外,為了擴寬學生視野,無機化學教材中也對該章節內容涉及的學科前沿知識進行補充介紹,如大連理工大學版無機化學分別在化學反應動力學和氧化還原章節補充介紹了化學動力學在考古中的應用、化學電源實例等知識,幫助學生了解理論知識的實際應用,提高學生學習興趣和應用知識的能力。在為某些學科專門編寫的、針對性較強的教材中,學科背景知識以及無機化學在該學科的應用等內容常設為選修。除了書本中明確建議的選修內容,教師也可根據學時、學生學習情況,靈活調節教學內容,將學生基礎好、容易自學完成的內容設定為自學或選修內容,以節約出更多時間用于重點難點知識的講解和實踐教學。

4.理論教學與實驗教學的銜接。化學是一門實驗科學,讓學生學習掌握基本化學實驗技術,提高學生發現問題與解決問題的能力,培養學生科學嚴謹的工作態度和良好的實驗習慣,是化學教學的一項重要任務。許多同學在中學沒有條件進行化學實驗教學,無機化學是他們接觸的第一門化學實驗課,第一門實驗課的教學效果對提高學生實驗課程學習興趣、端正學習態度、養成良好實驗習慣意義重大。實驗教學是對理論教學的一種宏觀展示,可以讓學生更直觀了解化學反應本質。我們需要注意的是,實驗教學是建立在理論教學基礎上的,因此在無機化學中必須注重理論教學與實驗教學的銜接,實驗教學需要將時間安排在相應理論教學之后,切不可將理論與實驗教學完全獨立開來。一些簡單的驗證性實驗可以考慮以視頻的方式在理論教學中直接演示給學生,節約部分實驗教學時間以開設更多的實驗內容。在實驗教學內容設置中,需要考慮每個實驗對學生實驗技能的培養目的,應盡可能在不同實驗中培養學生不同實驗技能,讓學生在有限的時間掌握更多實驗技術,提高其實踐動手能力。

三、無機化學教學實現銜接的教學方法

無機化學在較多層面存在教學內容的銜接,為了實現相關知識間的有效銜接,教師在授課過程中除了在教學內容的安排上要合理設置外,在教學過程中教師還需在不同環節采用不同教學方法,以達到理想的教學效果。

1.課前預習作業。無機化學教學內容多,課程任務重,每節課的信息量大,適當的課前預習有助于學生在課堂教學中集中注意力,跟隨主講老師的教學思路。老師可以為學生提供適當的預習作業幫助學生有重點的預習,預習作業最好能注重將學內容與中學知識、前面章節內容間的聯系與差異,讓學生覺得熟悉而新鮮,激發學生好奇心和探索熱情,為課堂教學奠定良好基礎。對課堂中可一帶而過的教學內容,亦可在預習中引導學生自學,節約課堂時間。

2.課堂設問式教學。課堂教學是無機化學理論課最重要的環節,在課堂教學中教師更需要采用巧妙的教學方法,將各種內容有機銜接起來。在課堂中向學生提出相關問題,是調動學生思維、促使學生主動將相關知識銜接起來的好方法。例如,涉及到中學知識的,可以請學生回答中學學習內容是什么,老師再順勢介紹中學與大學知識的異同。再次出現的前面章節的內容,老師可以通過提問學生來幫助學生復習鞏固,并找出前后知識的關聯。

3.課后作業知識點的兼顧。課后作業也是將各種知識有效銜接的好辦法,除了前后緊密相聯的知識外,老師也可故意設計一些復合習題,在同一個題目中涉及前后章節知識以及多個知識點,訓練學生綜合分析問題的思維,教會學生解決綜合問題的方法,提高其對綜合知識的掌握與應用能力。如在氧化還原反應里可以將化學平衡常數、熱力學函數、Hess定律、電動勢、能斯特方程式等知識點關聯在一起,根據具體情況可進一步計算求解酸堿平衡常數、溶解度、配合物穩定常數等物理量。

篇2

關鍵詞 無機化學 雙語教學 教學方法

中圖分類號:G424 文獻標識碼:A

Freshman Inorganic Chemistry Bilingual Teaching

Problems and Teaching Methods

HE Zhen

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha, Hu'nan 410083)

Abstract This article describes some of the problems encountered in bilingual programs opened inorganic chemistry at the university of freshmen, the analysis of the causes of these problems and how to solve these problems for the introduction of the personal teaching experience and teaching effectiveness, from teaching methods level to explore how to improve the level and teaching quality of bilingual teaching in Chinese universities.

Key words inorganic chemistry; bilingual teaching; teaching methods

無機化學是研究無機物質組成、結構、性質和變化規律的科學。無機化學是化學、化工、制藥、材料、生物、醫學、農學等多學科多專業本科生進入大學后接觸的第一門化學課程,可以認為該課程在相關專業學生大學四年學習的課程中處于基礎地位,其重要性毋庸置疑。筆者從美國獲得博士學位后回國工作,教授的第一門本科生課程便是材料科學與工程專業大一新生的無機化學(雙語)。筆者從熟悉教材到編寫教案以及制作多媒體課件,花了兩個多月的時間認真準備。然而,第一堂課講課不到30分鐘,我就觀察到學生的表情有些迷茫,記筆記的學生很少,提問也沒有學生敢回答。我感到了問題的嚴重性。課后通過找學生座談,向學院有經驗的老教師請教和查閱相關文獻資料,經過認真分析總結,歸納了在大一學生中開設無機化學雙語課程的一些問題。為解決這些問題,筆者主要從教師的教學方法上做了諸多探索,收到了較好的效果。

1 存在的問題

關于雙語課程教學,諸多文獻報道了在教材的選擇、教師綜合運用多種語言的能力、學生的外語水平、教學模式、教學評價系統和信息資源等方面存在的問題及對策。①②③④⑤⑥本文僅針對在大一學生中開設無機化學雙語課程存在的問題進行分析,從細節入手,逐步完善雙語課程的教學。

(1)無機化學課程內容復雜,學生缺少對課程重要性的認識。無機化學課程涵蓋的基礎知識點多,研究范圍廣泛,化學科學中早期的許多規律和重要概念都是在無機化學的發展過程中發現和形成的,其他化學學科都是由此分化出去并發展起來的。⑦無機化學研究的對象涵蓋了元素周期表中所有元素及其化合物,除了所涉及的物質結構類型眾多、化學鍵型復雜、化學反應多式多樣外,熱力學、動力學、物質結構等現代化學理論與反應規律大多與無機化學有關。由于這門課程教學內容復雜,專業知識較難掌握,造成學生對學習重點難以把握,對突破難點信心不足。即使用母語教學,學生的學習難度也較大,學起來枯燥無味。在采用雙語教學時,部分學生忽略了本課程的主要教學目的是攝入專業知識,只一味地注重語言的學習,以至于毫無學習專業課程的感覺,只是當一門專業英語來學。而授課教師不是英語教師,教師授課的重點不是教英語,只是用英語的思維和表達方式來引導學生分析理解專業知識,用兩種語言進行溝通與互動,使學生在掌握學科知識的基礎上同時掌握相關專業英語的表達方法。因此,師生的教學目的沒有統一,學生對本課程所涉及的知識領域和學好本課程基礎知識對后續課程及未來工作的重要性認識不足,學習側重點定位不準,是在大一學生中開設無機化學雙語課程存在的問題之一。

(2)大一學生英語交流能力有限。目前我國英語教學開始的時間趨向于低齡化,許多學生在進入小學前就已開始學習英語。很多大一的學生雖然已經接受了十年甚至更長時間的英語教育,并且經歷過高考英語考試,但大部分學生的英語水平還停留在應付考試的水平,聽力和口語表達能力嚴重欠缺,應用英語的能力較差。此外,對于部分來自偏遠地區的學生,由于環境與條件的限制,他們實際接受到的英語語言能力訓練還很少。加之在無機化學雙語課程中,許多專業詞匯在同學們之前的英語學習中從來沒有接觸過,甚至從普通英漢詞典中都找不到,學習起來確實有難度,造成學生把過多的注意力放在語言形式上,忽視了對專業知識的學習。因此,大一學生英語水平較低,是在大一學生中開設無機化學雙語課程存在的又一問題。為解決這一問題,國內許多高校把雙語教學課程安排在大三開設。但筆者所教的學生是本校與澳大利亞高校聯合培養的學生,按培養計劃,在國內只有兩年時間學習基礎與專業課程。為了使學生在有限的時間內既能打好專業基礎,又能在出國后盡快適應西方文化教育模式,具有較強的專業英語交流能力,我們對該班級的學生在大一就開了設雙語課程。

(3)教師缺少雙語教學經驗,綜合運用雙語進行教學的能力有待提高。筆者雖有較好的英語聽、說能力,在課堂上也能較靈活地穿插使用兩種語言進行授課,但在開課伊始未顧及大一學生的接受能力,講課時用英語太多,用母語太少,語速過快,自以為該講的都講清楚了,但實際上學生并沒有完全聽懂,從而導致記筆記的學生不多,敢回答問題的更少。因此,專業課教師在綜合運用雙語開展教學方面還缺乏教學經驗,是對大一學生開設無機化學雙語課程存在的又一問題。

2 教學方法的探索

2.1 借鑒傳統教育思想,采用靈活的教學方法幫助學生突破學習難題

針對無機化學課程涵蓋的基礎知識點較多、學生學習難度大、學生對本課程所涉及的知識領域和學好本課程基礎知識對后續課程及未來工作的重要性認識不足、學習側重點定位不準等問題,探索使用如下方法開展教學:(1)激發學生的學習主觀能動性。要想學生重視本門課程的學習,培養學生正確的學習動機非常重要。故在教學過程中,應注重向學生介紹所學知識與后續課程的聯系以及在國民經濟和科技發展中的作用,增強學生對本課程的重視;使學生明確學習要求,給學生的自主學習指明方向;同時引入本學科的前沿知識以及著名科學家對本學科的貢獻,增強學生的好奇心;鼓勵學生多讀原版書籍,歸根索源,激發學生對課程知識的探究意識,提高學生的學習成就感,激發學生的學習熱情。(2)突出重點,主攻難點。無機化學內容多,信息量大,每個章節內容如果按教材完整地講下來,即使全部用母語授課,課時也很緊張,在雙語教學過程中課時不夠的問題猶顯突出。為了不至于在課堂上趕時間搶進度,任課教師上課前認真閱讀和分析教材,對每個章節內容分為學生必須掌握和一般了解的兩部分,在學生必須掌握的部分中挑選出較難的內容重點講解,精講多練,讓學生有足夠的時間理解消化教師所講的內容,以此攻克學生學習上的難點;對于較易和一般了解的內容只花少量時間帶過,讓學生課后自學。(3)進行歸納總結,注重不同知識點的相互關聯。無機化學課程不同章節內容關系錯綜復雜,一般初學者很難將其相互關聯,應用起來容易產生思維混亂。故在教學過程中注重引導學生將不同章節的相關知識內容相互串聯,理清思路,既便于理解與記憶,又逐步培養了學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。例如:在“化學熱力學基礎”、“化學反應速率與化學平衡”和“氧還原反應”等多個章節中均涉及到化學反應吉布斯自由能變()的計算與應用,學生常常對在什么條件下采用什么方法計算容易混淆。但實際歸納起來,對于給定的反應:,相關的計算與應用就只有以下幾個公式:

① 標準狀態,298K時的計算:

= (產物) (反應物)

② 標準狀態,任何溫度下的計算:

() = ()()

③ 任一狀態,任何溫度下()的計算:

() = () +

④ 標準平衡常數的計算: = ()/

⑤ 標準平衡常數與及原電池標準電動勢的關系:() = = =

歸納以后,不同計算公式的適用條件非常明顯,容易理解與記憶。

2.2 創建良好語境,使學生在潛移默化中提高外語水平

針對大一學生外語水平不高,不太適應雙語教學的問題,探索用如下教學方法來提高學生學習效果:(1)教師在每次授課結束階段,向學生簡要介紹下次課的重點與難點,并提供課前整理好的下次課將涉及的相關專業詞匯,讓學生提前熟悉,節省預習時間,快速了解下次課程的教學內容,明確學習要求,減少聽課過程中的語言障礙。(2)英文電子課件上的專業詞匯應標注中文解釋,在講課過程中,講到較難懂的專業詞匯時應同時在課件上提示學生,通過反復強調一些重要的詞匯,讓學生加深印象。(3)按照循序漸進的教學原則組織教學,不可操之過急,根據學生的接受能力逐步提高講授過程中英語的使用比例,開始階段約為50%,后續階段約為70%。(4)組織課堂討論,逐步提高學生應用英語的能力。我們在教學過程中,注重創建良好的語境,探索每堂課留一定的時間,由教師有意設置一些簡單的問題或學生自主提出一些問題供學生用英語進行交流討論,鍛煉學生在不同語言環境轉換的能力。實踐表明,課堂討論環節非常重要,由一些英語水平相對較高并自信的學生帶動了全體同學主動和老師及同學交流學習中的問題,這樣既為學生提供了一個英語表達的平臺和展示自己的機會,培養了學生團隊合作精神和有效交流溝通的技能,也促進了學生在集體中互幫互學、教學相長,在潛移默化中提高了英語水平,無形中激發了學生的學習熱情,促進了學生的學習。

2.3 教師刻苦鉆研,不斷提高自身的綜合素質

針對教師自身缺少雙語教學經驗的問題,一是多聽有經驗的老教師講課,向他們請教;二是狠下功夫,扎實備好每一堂課,熟悉所教內容,在認真編寫教案和多媒體課件的同時,每個教學內容用何種語言講授在教案中有明確規定,不在課堂上隨意更換語種,課前自己多講多練,努力確保課堂講述流利、語速恰當、聲音宏亮、語言清晰、板書工整、條理清楚、重點突出、概念準確、學生易懂。通過以上努力,自身的教學經驗和綜合運用英語開展教學的能力也得到了提高。

3 教學效果

課程結束時,采用與中文無機化學課程相同難度的試題用雙語試卷(中、英文題目各占50%)對授課學生進行了閉卷考試,學生考式成績合格率為96%,其中優良率56%,與同年級同課程用中文教學與考試的同學的成績基本相當。但雙語教學班級的同學用英語思維和表達事物的能力有了明顯的提高,達到了課前預期的教學目標。學生對雙語課程越來越喜愛,教學方法及內容得到了學生的肯定,大多數學生認為,這種教學方法及教學內容有助于他們更快、更好地掌握專業基礎知識,提高英語交流能力。課后,學生對任課教師教學質量均給出了優秀的評價。

總之,我們通過分析大一無機化學雙語課程教學過程中存在的問題,并采取相應的對策解決問題,收到了較好的教學效果,既使學生較好地掌握了現代無機化學的基本理論、基本知識,為接下來的專業課學習和今后的工作奠定了基礎,又使學生較好地掌握了專業英語,培養了學生的英語聽說讀寫交流能力,為今后學生接受國際化教育打下了良好的基礎。

基金項目:湖南省普通高等學校“十二五”專業綜合改革試點項目(應用化學)

注釋

① 關成斌,王捷.大學本科雙語教學的實踐與思考.創新教育研究,2014.2(1):13-16.

② 彭亮,鄧小燕.醫學檢驗專業雙語教學中的問題與對策.檢驗醫學與臨床,2013.10(3):373-374.

③ 王玉琨,何煒,高鵬,蘭婷,王平安.醫用有機化學雙語教學的探索與思考.基礎醫學教育,2013.15(4):431-433.

④ 郭生偉,陳宇紅,楊鵬元.大學化學雙語教學模式初探.科技視界,2013(5):107-108.

⑤ 陳靜.高校理工科雙語教學的問題與對策.教學研究,2013.36(1):43-44.

篇3

作為一種最接近人類自然語言的程序,計算機高級語言在我國很多領域都得到了廣泛應用。其程序中采用了與數學符號和算式非常接近的運算符號以及預算式,不會被計算機具體結構與指令系統所局限,問題處理通用性強。針對以上特點,從計算機編程語言掌握以及知識的運用出發,對如何運用計算機編程來解決大學物理實驗基本計算的實際問題進行研究,以此為學習和研究提供更加便捷、簡化的途徑。

1 大學物理實驗基本計算存在的問題

結合分析,從物理實驗的課程安排看,其屬于獨立的基礎課程,尤其在理工院校,學生是通過實驗的基本訓練,提高對于大學物理知識的掌握,大學階段作為學生系統地接受實驗的開端,若提高實驗方法的掌握能力,會助力于日后學業與事業的有效發展,尤其對于日后要從事科研類專業的學生,是具有積極意義的。在具體實驗階段,主要包括對物理力學、熱學以及光學、電磁學等等的實驗,實驗過程,通過具體的數據與操作展示,提高學生認識。涉及到具體的基本計算實驗包括弦振動研究和液體粘滯系數的測定,以及電位差計的使用與薄透鏡焦距的測定等等。這些實驗內容會利用實驗計算,得出結果進行對比與研究,其體現的更是基本計算,他們之間的共性是大同小異的。也會進行平均值計算、直接不確定度與間接不確定度的計算。在處理過程中,工作較為繁瑣,具體表現在實驗過程需要利用計算,并且計算繁瑣,要使用大量數據,計算過程存在結果除不盡情況,這就導致了繁瑣、復雜性產生,即使是利用了函數計算器,也容易出現錯誤,很多實驗過程,會進行反復工作,包括教師與學生,都會感到處理困難,通過嘗試,可以運用Visual Basic編程來實現對此問題的簡化,可以很好的運用到大學物理實驗基本計算實踐之中。

2 大學物理實驗基本計算的簡化方法

基于以上大學物理實驗計算中存在問題,針對上述問題,對大學物理實驗基本技術方法進行簡化是非常必要的,下面從設計思路、實現過程、設計思路擴展等幾個方面對簡化方法進行幾方面具體分析:

2.1 設計思路

在大學課程中進行實驗的過程中,對于一些出現一些誤差和不準確的現象,是非常正常的,測量的結果中都會存在一些不確定的因素。不確定因素主要是評定測量數據所在的范圍。它主要會展示出在測量中出現誤差的過程中,存在的一些不確定的因素,從而站在概念意義的觀念和角度上,對實際測量得出的結果進行全方面的評價。

在物理實驗對數據處理的過程中,對不確定因素的應用比較多,并且采用的方法也基本一致,實驗過程中的特點也非常鮮明。但是在對直接不確定的數據計算的過程中,需要對其中的平均值進行測量和計算,還要對其中出現的誤差進行改正,并且采用貝塞爾公式的方法,對其中的標準差進行計算,然后通過不確定A類和B類的分量,合成不確定的數值,最終科學合理的完成不確定計算的方法。另外,在對間接不確定數值計算的過程中,會出現相應的偏導問題,并且還與實際的物理公式有著密不可分的聯系。所以,在這樣的情況下,就會導致很難對數據進行統一的處理,從而有效的實現對一些實驗過程的計算。

在對物理實驗過程中對不確定度進行計算的過程中,需要運用計算機編程語言技術對數據進行詳細的描述。這樣就可以運用Visual Basic的編程技術,實現人工計算的發展模式,并且保證在實際運算的過程中計算機程序的流程化和規范化,從而對程序中的功能有進一步的優化,并且更好的服務用戶。另外,為了能夠獲得比較準確的實驗和測量數據,就采用了大量的手工計算放大,經過結果表明,發現對實驗計算結果準確度造成影響的主要原因,就是將實驗過程中產生的數據進行了四舍五入。所以,為了能夠有效的解決這個問題,就需要將計算機編程的思想進行完美的結合,并且將實驗過程中的數據臨時存在一些文件中,這樣不僅可以有效實現程序對原始和中間數據的記憶功能,還可以有效降低實驗數據產生的誤差。

2.2 實現過程

使用者可以在特定的空間內,將實驗中獲取的數據合理的輸入,其中的數據主要包括單個數據和多個分散數據等等,對于不同的數據,需要運用空格和回車區別。然后等到數據輸入完畢之后,可以通過單機計算的按鈕觸發click的事件,這樣就可以促使程序對用戶輸入的數據有自動獲取的功能,并且存在另一個硬盤中。然后需要將程序中的數據提取出來,并且貫穿到數組中,然后采用預先設置的運算步驟,從而將數組中的數據進行嚴格的規范。最后,就需要將得出的最終結果,存在硬盤中的文件里,依據得出的不同數據,就可以真實的反映出現實的物理意義,最終可以實現對數據儲存可以合理的在前臺分配。

通過提高控件和觸發的時間,就可以在計算機程序顯示裝置圖的過程中提供合理的操作功能。

2.3 設計思路擴展(下轉第38頁)

(上接第55頁)

可以采用一樣的方式和方法,根據上文中提高的思路,對數據進行不同的處理,就可以大道不同物理實驗流程化計算的描述方法,從而通過在測量之后得出的數據按照實際的物理意義進行分離,從而可以有效實現能夠自主選擇輸出計算的結果。除此之外,還可以將大量的數據,通過文件的讀寫方式,對數據進行嚴格的錄入和修改。

但是如果對一些物理實驗不同的數據進行計算的過程中,就可以保證在最基礎的思路上,合理的增加控件和觸發事件的技術,從而就可以有效實現將多個類別的實現統一在一個工程中,在保障可以提高代碼和計算數組復用性的同時,提高整體的開發效率。

3 調試運行結果與分析

根據上文提到的相關設計思路,非常重要和關鍵的就是計算結果,就可以合理的運用Visual Basic編程語言技術。另外,還可以通過對實物的編程,從而實現更加方便的對功能的添加過程中,從而促使階段的設計會非常便捷和簡單。

如果在對實驗數據處理的過程中,其中存在一些計算量較大和實驗重復性次數較多的實驗數據,就會更加突出編程計算過程中的優勢。這就可以適當的運用嘗試運用Visua Basic計算機編程語言的技術,從而可以實現直接不確定度和間接不確定的完善計算,保證對實驗的數據能夠變得更加簡單和高效,最終保證數據的精確度比較高,并且對實驗的數據進行正確的計算。

篇4

關鍵詞:高中;生物教學;教學方法

為了適應時代的發展,落實新課改的要求,學校教育越來越重視對學生的創新精神和實踐能力的培養,要求采用多元化的教學方式,激活課堂。但是目前學校教育中仍存在陳舊的教學方式,如教師單一的講授,統一要求等,這種陳舊的教學方式抹殺了具有“生命力”特點的生物課,使生物課堂變得死氣沉沉,學生的學習積極不高,教學效果不好。教育必須以學生 的發展為本,因此我們必須倡導新的教學方式,即靈活運用多種教學法,激活生物課堂,提高課堂教學質量。

一、讓生物教學走進生活,激活生物課堂

什么是生物教學走進生活?在多年的生物教學中,筆者的理解是生物教學走進生活有三點:興趣立足生活,知識服務生活,意識指導生活。也就是,學生的興趣應立足于實實在在的身邊的生物學現象,而不是空洞抽象的課本概念,從而學到的如識才能融會于身邊的實際生活中,解決自己日常生活中遇到的實際問題,幫助自己過上更充實多彩的生活,并在學習與運用生物學常識的過程中不斷培養起熱愛自然,關注動植物,堅持綠色環保、人與自然和平共的意識,響應國家低碳環保的相關政策,為國家的可持續發展做出自己的貢獻。陶行知先生曾經提出:“生活即教育,用生活來教育,為生活而教育。”這句話鮮明地指出:現實生活是教學的源泉和動力,是學科知識的歸宿。生物學與人們的日常生活、醫療保健、環境保護、經濟活動等方面密切相關。新課標別明確提出:“注重在現實生活的背景中學習生物學,倡導在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念,并運用生物學的原理和方法參與公眾事務的討論或作出相關的個人決策。” 因此,高中生物教學要讓興趣、知識、意識都通過生物的課堂教學走進學生的生活,走進學生的心里。

例如:學生容易把含有能量和利用能量混為一談,覺得人吃了食物,食物中有能量就可以了,不需要線粒體。教師可舉一個能量在體內沒被利用的例子:白蟻是吃木頭的,它靠體內的鞭毛蟲分解木頭獲取能量為生,而初生的白蟻體內沒有鞭毛蟲,必須從其他白蟻身上獲得。因此,僅食物中含有能量是不夠的,必須通過線粒體的作用,在氧氣的參與下,把食物中含有的能量釋放出來,供給生命活動的需要。這樣就讓學生深刻領會了線粒體這種能量轉換器的作用。從而讓學生體驗到生活中的生物信息。

再比如,講“營養物質”時,教師可聯系生活實際講一日三餐如何搭配,應用所學有關營養方面的知識,讓學生自己設計一天的食譜,并針對學生中存在的飲食習慣問題指出危害。結合常見的生活方式病,如高血壓、高血脂等,指出飲食習慣不是小事,而是關系到一生健康的大事,讓合理營養這種生活理念扎根于學生心中,這遠比一次生物考試成績更有意義,更能提高教學質量,激發學生的興趣,讓學生體會到生物知識是非常有用的,從而主動參與課堂教學,激活生物課堂。

二、運用實驗教學激發學生的求知欲,激活生物課堂

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。通過實驗,不僅能激活生物課堂,還能幫助學生認識抽象的知識,激發學生的思維能力,使學生通過主動參與,分析問題,探索規律,既長了知識,又學到了技能。同時通過實驗過程中的合作學習,喚起學生對生物學習的熱情及對生物問題的深人思考,活躍了課堂氣氛,也培養了學生的 團隊合作精神。例如,“用高倍顯微鏡觀察葉綠體”這個實驗,可以讓學生分組去做,然后交換所觀察的葉片細胞及葉綠體的形態和分布情況。除了教材中的基礎實驗外,教師還可以努力挖掘教材,根據學校的實際條件增加一些有趣味性的實驗,可利用燒杯、金魚藻、漏斗、試管等來探究綠色植物光合作用的產物;用不同顏色的廢塑料片或彩色卡紙片、細鐵絲研究DNA分子規則的雙螺旋結構,通過一系列具體而直觀的教學,充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用。這些 實驗操作簡單,現象明顯,既揭示了生命活動的本質,還激活了生物課堂,從而激發了學生的興趣,提高了生物課的教學質量。

三、創設問題情境,激發學生思維,激活生物課堂

思維總是伴隨著問題開始的。在課堂教學中,創設問題情境能夠喚起學生極大的求知欲和期待感,因此,教師要想吸引學生,讓他們積極探索生物世界的奧秘,就必須根據學生的實際,利用各種教學資源,盡可能多的設置問題情境,循序漸進,抽絲剝繭,層層深入,將學生置于問題情境之中,從而用成功的問題情境,調動學生思維的積極性,激活學生的學習動機,促使他們主動探究新知。例如,在教學關于“細胞呼吸”的知識時,可設計下列一組問題:1.蘋果儲存時間長了,我們會聞到什么樣的氣味?2.在我們參加完劇烈運動之后,四肢的骨胳肌肉會有什么樣的感覺?3.釀酒時為什么要密封?4.一些高等植物在水淹后能進行無氧呼吸,可等水了退之后為什么有些卻不能成活?5.水稻等一些植物,它們的根為什么可以長時間的在水中生存?這些問題很多是學生熟悉的身邊之事,他們有很多都具有感性認識,但又好像似懂非懂,說不清楚,答不準確,此時,教師抓住學生的興奮點,再適當追問,學生的興趣也自然被激活,從而產生了深入了解,透過現象了解本質的積極探究的內在沖動,課堂也不斷被推向縱深,使整個課堂沉浸在濃郁的探究范圍中,不僅激活了生物課堂,還培養了學生的思維能力。

結語

一個有效的教學過程,不僅能夠從技術上為良好的學習效果做鋪墊,更能夠很好地營造調節課堂氣氛,樹立和強化學生對于生物學的探索和應用意識。因此,在高中生物教學中,我們有必要對教學方法進行改革,不斷給高中生物課堂注入清新的活力,真正讓學生在生物課堂中既掌握知識,又發展技能,更感受快樂。采用多元化教學,教師必須不斷突破固有教學思維和傳統教學方法,從多角度進行教學創新,激發起學生對于學習內容的關注熱情與研究興趣,高中生物的教學效果必將得到顯著提升。

參考文獻:

篇5

關鍵詞:無機化學;實驗課教學;改革;試驗

【中圖分類號】G633.8

前言

實驗教學是工科院校實踐性教學環節的重要組成部分,不僅可以培養學生的科學實驗能力和工程實踐技能,更是啟迪學生創新思維,創新能力的重要方法和途徑。無機化學實驗是化學工程與工藝、環境工程等工科專業學生進校后接觸的第一門專業基礎實驗課程。但是因為很多原因,無機化學實驗存在這一些問題亟待解決,比如無機化學實驗的內容多,但是給的學時很少;實驗老師講得比較多學生動手的時間很少。為解決以上的矛盾,培養出具有良好實驗技能和綜合能力,符合社會需求的人才,無機化學實驗課進行了以下幾個方面改革。

一、無機化學實驗課教學改革試驗的方向

首先,無機化學實臉課教學,自成體系, 獨立于無機化學課程之外 , 自成一門基拙課秘開設 , 在地位上保證了教學質量。 其次,加強實臉教學的組織領導、配備專職的實臉指導教師 , 建立實驗教學小組,在組織上保證了教學質量。最后,建立無機化學實驗課教學的考查和考試制度,在制度上保證了教學質量。

無機化學實驗課是化學系一門重要的專業課。但多年來, 該門課程一直處于無機化學課的從屬地位,所承擔的任務主要是驗證無機化學中的基礎理論和基本知識。因此,無機化學實驗課教學, 成了無機化學教學中的一個環節。由于沒有把無機化學實驗教學放在應有的地位, 結果造成教師不愿意教、不愿意學的竭面 , 影響了無機化學實驗的教學質量的提高。通過實驗教學, 培養學生具有一定的獨立進行科學研究活動, 確定了無機化學實驗課的基本內容如下:

1、實驗的基本知識

目的的要求, 學生必須掌握實驗基本實驗技能包括玻璃細工、量度儀器(臺天平、分析天平、 比重計、 溫度計、 量筒、 移液管、容量瓶… ) 的使用 , 加熱 ( 水浴 、 砂浴 、 油浴 ) 、 蒸發 、過濾 ( 常壓過濾、減壓過濾、 熱過濾等 ) , 分離 ( 漏斗分離、離心分離 ) 、分餾 、 萃取、烘干、灼燒、冷卻 、結晶、滴定, 以及常用試液和試劑的配制, 儀器和裝置 , P H計, 分光光度計的使用等。

2、基礎理論和元素化合物知識基礎理論和主要元素及其重要化合物的性質、制取,是無機化學實驗課的主要內容, 通過實驗, 學生可以獲得大量、生動的感性知識,因此無機化學 實驗教學,是學生獲得無機化學知識的重要方式。其主要內容,包括基本定律、物質結構、溶液和、膠體溶液, 反應速度與化學平衡, 電離平衡與溶解平衡, 氧化還原反應與電化學、 絡合物, 主要元素及其重要化合物的性性質, 制取等。

二、無機化學實驗課教學改革初步試驗的步驟

1、完善實驗課程體系

以往的無機化學實驗教學內容,以“理論驗證、性質驗證”為主要實驗內容,并且每個實驗項目的內容是固定的。這類單一驗證性的實驗,占用了大量的學時,操作卻很簡單,不但學生的操作技能得不到很好的訓練,而且還僵化了學生的思維和動手能力,更無從談及培養學生的創新能力.所以,針對這一情況,我們對無機化學實驗課程體系和內容進行了一系列的調整,改變了側重驗證性實驗的狀況,加強了基本操作和常用儀器使用訓練,增強了學生能力培養作用較大的無機制備實驗和綜合性、設計性實驗,努力使體系和內容趨于完善和科學。

2、加強基本操作訓練實驗基本操作實驗占所開出實驗的25%左右.對于無機化學實驗的這些特點,在無機化學實驗課上培養學生操作的規范性是非常有必要的也是最基本的要求,同時也是無機化學實驗教學當中的重中之重。所以,實驗老師將基本操作的訓練的兩個實驗通常放在實驗課程的前部先完成。這樣做的好處是突出操作訓練,盡量不牽涉或者較少的牽涉無機化學知識和原理,以便學生能夠集中精力的學習掌握實驗的基本操作。學生只有掌握好基本操作,后續課程才能順利進行,才談得上觀察實驗現象、分析解決實際化學問題的能力的培養。根據我們的經驗,新生實驗能力與大學要求的差距,較之化學理論知識的差距更大.若像以往將基本操作訓練與化學原理相結合進行實驗,勢必沖擊基本操作的掌握,學生顧此失彼,收效不大。特別是近年來學生負擔過重,預習不充分,問題尤為突出。

3、合理調整及精簡驗證性實驗

將驗證性實驗比例從所占開出實驗的80%降至33%左右。通過簡單現象來驗證結果,“照方抓藥”式的驗證性實驗過多,不但不能真正發揮驗證實驗的作用,而且容易導致學生不能正確認識科學的研究方法。另外,該類實驗占用了大量的學時操作卻很簡單,很難激起學生的學習興趣,許多學生對此類實驗不重視,實驗操作草草了事,收效甚微。為此,我們通過合理調整、合并及精簡將此類實驗壓縮為總學時的 33%左右。學生由過去被動學習變為主動學習,大大提高了學生的學習興趣,同時也使學生的個性、特長、能力有了發展的空間。初步培養了學生從多角度、多方位去分析和解決問題,有效地訓練了學生的發散思維。這對培養學生的科學素養、創新精神和創新能力意義

4、實驗課總成績

實驗課總成績由平時成績和期終考核成績兩部分組成,分別占60%和40%.總成績可用下式求算:

總成績 =A1+A2+A3+…+An /n×60% +B×40% 其中 A1~An 為每個實驗的成績,n為實驗個數,B為期終考核成績.這種考核方法不僅能比較全面地評估學生對于技術操作、知識應用以及實驗態度的情況,而且還能夠綜合的反映出學生在實驗課上的動手操作能力、觀察能力以及真實的實驗技能水平,從而更好的激發學生對于實驗的興趣,調動學生的主動性和積極性,促進學生能夠按照教學的要求來很好的完成每個實驗,使學生在實驗中得到全面良好的訓練,達到教書育人、提高教學質量的目的。

結語

經過幾年的實踐,我們深切感到以上改革的方法是可行的,也是有效的,不僅使學生的動手能力、觀察能力、分析和解決問題的能力大大提高,而且學會了初步的科學研究過程,滿足了工科無機化學實驗的要求。

參考文獻:

[1] 袁余洲,張宏志,包明龍.無機化學實驗課改革的探索與實踐[J].玉林師范高等專科學校學報. 2012(03). 72-75.

[2] 薛來奇.無機化學實驗課的教學探討[J].高校實驗室工作研究. 2011(02). 132-135.

篇6

關鍵詞:無機化學實驗;探究式教學;改革

無機化學是高校一年級化學相關專業學生所接觸到的第一門專業課,無機化學實驗是學習無機化學基本內容和基本理論知識的基礎,甚至是學習有機化學、分析化學、物理化學等專業課的進門磚。化學是一門以實驗為基礎的學科。對于學生來說,通過無機化學實驗可以激發學生的學習興趣,實現學習方式由被動學習向主動學習的轉變;通過無機化學實驗可以培養學生的創新思維能力,實現感知能力和思維能力的結合;通過無機化學實驗可以提高學生的綜合操作能力,實現理論與實踐的結合,具備解決實際生產生活中所遇到問題的能力;通過無機化學實驗使學生的全面發展,為以后從事化學及相關領域的工作打下堅實的基礎。近年來,有多名高校工作者提出了關于無機化學實驗教學改革的方式方法,李慧泉等提出了研究型無機化學實驗教學模式,通過引入問題培養學生的學習興趣、培養學生的基本實驗技能、培養學生的科研實驗技能等七個方面構建“科學研究依托無機化學實驗教學-無機化學實驗教學支持科學研究-科學研究反哺無機化學實驗教學”模式以提高無機化學實驗教學質量。陳田將綠色化教學引入到無機化學實驗的教學中,從改革實驗內容、推廣微型化實驗、重視三廢處理、采用多媒體教學等多個方面探討了對于無機化學實驗改革的途徑和建議。魏少紅以無機化學實驗教學中存在的實驗教材部分內容陳舊、實驗教學方式存在的問題為出發點,提出增加設計行實驗、倡導綠色化學提倡微實驗、適當調整實驗順序、注重對實驗中異常顯現的分析等無機化學實驗教學中的改革建議。探究式教學,是對實驗方案和實驗方法進行探索改革,通過復合式的教學手段,激發學生的學習興趣,培養學生的創新思維能力和提高學生的綜合操作能力,實現使學生具備獨立的發現問題-分析問題-解決問題的能力。

案例一:探究問題―廚房中的加碘食鹽中的碘是游離態I2還是化合態I-或I03-(探究I-、I2、I03-的氧化還原性規律及成分檢測)?

(1)提出問題:I-–I2–I03-的氧化還原性如何變化?

(2)理論探究:φθ(I03-/I2)=1.209V,φθ(I2/I-)=0.5345V,高氧化態的I03-氧化性強還原性弱,低氧化態的I-還原性強氧化性弱。

(3)實驗設計:取食鹽試液–滴加淀粉溶液;取食鹽試液–滴加淀粉溶液–滴加氯水;取食鹽試液–滴加淀粉溶液、稀硫酸溶液、碘化鉀溶液。

(4)實驗:根據實驗設計步驟進行實驗,并觀察記錄實驗現象。

(5)歸納結果:歸納分析實驗現象,得出實驗結論,寫出反應方程式。

案例二:探究問題―如何分離鑒定溶液中含有的Pb2+、Sb3+、Fe3+?

(1)提出問題:化合物的特性及離子的分離鑒定。

(2)理論探究:化合物基本知識及離子的分離鑒定。

(3)實驗設計:取試樣溶液–滴加稀鹽酸-分離沉淀和上層溶液;取沉淀―熱水–鉻酸鉀溶液–黃色沉淀;取過濾沉淀后的上層溶液–滴加過量氫氧化鈉溶液-分離沉淀和上層溶液。取第二次過濾的沉淀–稀鹽酸–硫氰化鉀溶液–血紅色溶液;取第二次過濾沉淀后的上層溶液–錫片–黑色沉淀。

(4)實驗:根據實驗設計步驟進行實驗,并觀察記錄實驗現象。

(5)歸納結果:歸納分析實驗現象,得出實驗結論,寫出反應方程式。

無機化學學科知識點多信息量大,尤其是元素化學部分,學生通過實驗觀察實驗現象,總結實驗結果,梳理知識點,有利于內化所學的基礎知識。做好無機化學實驗是一個長期的過程,通過學生自身直觀的實驗可以激發學生學習科學知識的興趣,使學生掌握基本的實驗操作、實驗方法,引導學生進行創造性思維。通過探究式實驗教學,可以創造性的培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

參考文獻:

[1]李慧泉,祝澤周,崔玉民等.研究型無機化學實驗教學模式探索[J].阜陽師范學院學報,2013

[2]陳田.關于無機化學實驗綠色化教學的探討[J].實驗室科學,2014

篇7

【關鍵詞】改革思路;課件制作;教學效果

我校《高等無機化學》課程是化學工程與技術碩士研究生的一門重要學科學位基礎課,該課程對培養學生的創造能力,提高學生素質具有極其重要的作用,對“承前啟后”,幫助學生鞏固專業學習思想有重要影響。但《高等無機化學》課程是理論性很強的課程,如何運用現代化教學手段,探討新的教學模式,調動學生自主學習的積極性,實現優秀教學資源的共享,切實提高高等無機化學課程的教學質量和教學效果,是廣大高等無機化學教育工作者急需研究的課題。本課題廣泛吸收國內外高等無機化學優秀教材的精華和全國高等無機化學課程建設的經驗,并結合我校化學工程與技術碩士研究生的特點,開發研制具有我校特色的高等無機化學課件,對提高高等無機化學課程教學質量具有重要作用。

一、高等無機化學教學改革思路

我院高等無機化學課程改革的總體思路為:整合教學內容,強化對學生創新能力的培養,著重提高學生的科研能力以及科學素質。根據上述的總體思路和教學的基本要求, 著重介紹高等無機化學各分支具有開創性的新成果。 介紹當前高等無機化學的研究前沿和研究熱點,以使學生能了解當前無機化學研究的發展方向,同時優化教學內容,研制高等無機化學多媒體課件,探討高等無機化學多媒體教學效果。

二、高等無機化學多媒體課件的研制

根據化學工程與技術研究生專業的需要,以研制高等無機化學多媒體課件,其內容包括元素周期系和相對論效應、酸堿理論和非水溶液、熱力學函數和無機物性質、分子對稱和群論、過渡元素化學、原子簇化合物等章內容。采用理論與實踐相結合的方法,邊研究邊實踐。開發多媒體課件要求以內容豐富、特色鮮明,符合21世紀高等教育改革和發展的大趨勢。課件開發力求①內容精練、重點突出;②界面美觀、布局合理;③易于操作;④圖文并茂、形象生動。探討如何發揮多媒體、網絡技術的優勢,探討信息化教學的新模式,切實提高高等無機化學課程的教學質量和教學效果。我們制作的高等無機化學多媒體課件共包括5章內容,第1章元素周期系和相對論效應;主要講多電子原子的軌道能量;原子結構次級周期性及周期系中的相對論效應;第2章酸堿理論和非水溶液;主要介紹質子酸堿理論、Lewis酸堿理論、軟硬酸堿理論、非水溶劑酸堿理論;第3章熱力學函數和無機物性質;晶格能與離子化合物的穩定性,鍵能與共價物質的穩定性及熱力學性質和鹽類的溶解性;第4章分子對稱和群論;簡單介紹一些分子的對稱元素、對稱操作和群論的基礎知識;第5章過渡元素化學;主要介紹過渡化合物的電子光譜及磁性,八面體場配合物、平面正方形場配合物與四面體場配合物取代反應的理論區別;第6章原子簇化合物。主要主要介紹硼烷、碳硼烷的基本結構和成鍵方式;增補了高等無機化學實驗16學時,以增強學生的綜合創新動手能力。高等無機化學課程用傳統的教學手段很難使學生理解掌握,采用多媒體教學手段,使內容更加形象化、具體化,有助于學生的理解,使學生有更加直觀的感覺,調動了學生的主觀能動性、學習興趣。

三、高等無機化學教學方法和教學手段的改革

高等無機化學教學方法和教學手段的改進是提高教學質量的措施之一,采用先進的教學方法和教學手段,拓展課堂的時間和空間,會極大地提高教學效率和教學質量。多媒體教學能改變傳統的“粉筆加黑板”的教學模式和教學方法,另外,多媒體教學的信息量比較大,能增加課堂教學的生動性和直觀性,大大地改善傳統教學中存在的一些問題,提高教學效果。根據專業的特點,我們對高等無機化學課程內容進行了調整,調整后的課程突出了高等無機化學與其他學科的交叉,有利于學生能力的培養。

我們開發了一套高等無機化學電子課件作為學生上課使用,逐步實現高等無機化學教學與管理的網絡化,有利于教與學,是提高教學效果的良好途徑之一。

四、高等無機化學課件在教學中的應用

為了學生能很方便地進行自主學習,教師也能很方便地更新教學內容。為今后的學習和工作打下良好的基礎。采用高等無機多媒體教學時應該注意以下環節:

1、采用靈活機動的教學方式,嘗試了多種教學方法,如: 采取探索、研究型教學和學習模式啟發式、討論式、互動式、交流式、充分調動學生學習的積極性; 在組織課堂教學時,對部分教學內容鼓勵學生自學,如對稱操作和群論的基礎知識,原子簇化合物,金屬有機化合物等。引導學生如何閱讀參考資料,怎樣吸取知識的精華,促進學生學習的積極性和主動性,獲得良好的教學效果。

2、將多媒體技術與優秀教學資源有機結合,黑板與課件有機結合,滿足教學體系、教學方法和學生學習的要求,激發學生學習高等無機化學課程的興趣,提高研究生教學的質量,建立立體化、現代化的教學的新體系,有利于創新人才的培養。

3、在教學過程中,在講解時教師有時難以把握授課進度和重點。學生不需要在課堂上忙于抄筆記,課后利用拷貝的多媒體課件可以自由復習,提高了高等無機化學教學效果和學生的學習興趣。,使多媒體課件的制作更加完善,授課內容更加豐富靈活。隨時在課件制作中增加最新最前沿的進展內容。經過對教師授課思路的整理,更可能給研究生教育帶來新的活力和學習的主動性。任課教師備課時,可以根據教學內容和教學目標需要,利用教學資源庫中多媒體資源中的原始素材,如文字、動畫或是錄像等形成具有鮮明個性特點的教案和課件。

4、采用多媒體課件備課時間要比傳統的備課花費時間更長,只要充分修改電子教案,充分認真備課,在講上下大功夫,一定會獲得滿意的教學效果。

5、使用多媒體授課時,教學進度與傳統的黑板授課教學進度要保持一致,多媒體授課節省時間,把剩余的時間放在內容分析上,舉一反三,化難為易,這需要教師有淵博的知識面,有豐富的教學經驗,才能適應教學要求。

6、課件必須授課教師親自制作,親自修改,用自己制作的課件上課才能發揮最佳效果,否則,采用別人的課件上課,自己又沒有很好的修改,這樣教學效果打折扣。如果使用他人課件上課,教師必須在認真修改課件的基礎上進行教學,才能獲得較好的教學效果。

7、采用課件授課,翻頁要慢,給學生留有思考時間,發揚傳統教學的優點和多媒體教學的優點二者有機結合,是提高多媒體教學效果的成功關鍵。

8、每講完一次課,課后及時修改課件,課后備課,效果更好。

五、總結

高等無機化學作為我校化學工程與技術碩士研究生的一門重要學科學位基礎課,教學難度確實很大,我們經過幾年來的教學實際經驗,通過采用靈活多樣的教學方法,研制好多媒體課件,用好多媒體課件上課、科研與教學相互滲透, 全面提升教學效果和教學質量。

致謝

本論文得到江蘇省教育科學研究所課題(2010-R-17272)資助,特此致謝!

參考文獻:

[1]金安定,劉淑薇,吳勇.高等無機化學簡明教程[M].南京:南京師范大學出版社,2007.

[2]高軍.我國高等教育研究的“學科指向性”特點的形成及其面臨的挑戰[J].中國高教研究,2006,(9): 37-40.

[3]孫漢文. 教材建設的原則與實踐- 關于幾個關系問題的處理[J].高等理科教育,2006,(1):106-108.

篇8

關鍵詞:無機化學;環境工程;教學改革;教學實踐

無機化學是研究無機物質組成、結構、性質和變化規律的科學,其研究對象包括了除有機化合物以外的所有元素及其化合物,是化學學科中發展最早的一個分支學科,因此各個方向的理工科專業領域均將無機化學作為基礎課程之一列入教學計劃和培養方案中[1]。隨著行業戰略方針的調整和學科發展的推進,無機化學教學也在面臨不斷的改革與新發展,尤其是現代物理方法和各種波譜技術在無機物結構研究中的廣泛應用,使無機化學的研究范圍打破了原有的界限,其研究內容和研究領域無論在深度還是在廣度上都發生了前所未有的變化。面向本科生一年級的無機化學是我校化學工程、礦物加工工程和環境工程專業的必修課和基礎課,也是學生從高中進入大學階段深入拓展化學知識的首要系列課程之一,對于環境工程專業來說,大氣、水、土壤等環境介質中物質的特性、存在狀態及其變化規律等等,均離不開無機化學的核心知識體系。與此同時,我國高等院校的無機化學教學也在不斷地發展與更新中,既要配合與時俱進的科技發展,又要滿足現代大學生對于創新能力培養的需求與任務,因此,這就對我們現在大學課堂的無機化學教學內容、教學方法等提出了更加明確更加高標準的要求。當然,鑒于現代大學生的特點與需求,在教學實踐中自然而然地出現一些新問題,比如,學生獲取信息、收獲知識及交流溝通的方式等都發生了翻天覆地的變化,不再單純地依靠教師的講解和課堂上手抄筆記,相反地,甚至很少有學生上課記筆記,這必然影響到現在大學生聽課的認真與投入程度[2];再比如越來越多的學生因家庭條件的允許其目標是出國,這些學生則把更多的精力用于外語的學習,以及還有一部分學生急功近利的思想意識,總是想依賴于教師的課件及希望教師所劃出的考試重點,只求考試通過,而對于真正知識的渴求與自身知識水平的提高并不是特別地強烈,甚至對于課堂講授的基本原理不去理解透徹甚至不理解,等等這些系列問題值得深入研究探索與研究,并找出改革方法與措施并進行實踐。本文結合環境工程專業特點及對無機化學知識體系的要求,從教學目標、教學方法和教學內容等方面對無機化學教學進行了初步的改革、探索與實踐,建立了一套適合于工科特別是環境工程專業的無機化學教學模式,增強了學生對無機化學的學習興趣。

1對教學目標的定位與強化

大學古今中外的教育歷史中承擔著鏈接校園與社會的職能,而隨著現代社會突飛猛進的發展和異常激烈的競爭,社會對人才的需求越來越趨向于國際化、綜合型、創新型人才[3],其中學生的創新能力培養與訓練已經作為基礎課程教學中最為突出的教學目標呈現出來。在大學教書育人“寬口徑、厚基礎、重能力、求創新”的大背景下,特別是結合我校建設研究型大學目標的確立,我們在無機化學的教學中將如何引導學生課本知識與實踐相結合、如何從基礎知識中尋求突破與科技創新相結合作為教學目標的重中之重。為此,我們在制定教學計劃和制作教案的過程中,特別強調理論教學內容與環境工程學科的相關聯課題或現象,以與學生切身緊密相關的生活問題或生產實際作為課堂教學的切入點和學生的興趣點,即將基礎知識、理論與原理,在教師的講解下與生產或生活實際相結合,才能引起學生的興趣,激發學生的好奇心與求知欲,并為學生創新能力培養提供素材與源泉,這是研究型大學發展的必然趨勢和要求,也是為培養多層次人才所必備的教書育人模式。如此,將環境工程專業無機化學的教學目標定位明確,學生能夠很清楚地理解和正確把握學習此課程的目的和意義所在,同時強化了無機化學在環境領域方面的教學目標,以本課程的第一部分“化學反應原理”篇為例,每一章節的教學內容均與環境工程學科中的某一方面或某個應用相聯系,并設立了明確的教學目標,如表1所示。因此,在現有的高等教育體制與教學模式下,學生的創新能力是在學習基礎知識的基礎上,通過教師在教學過程中進行理論結合實踐的引導與啟發而培養起來的。

2對教學內容的精選與擴展

無機化學是我校環境工程專業本科生的一門重要基礎課,雖然幾十年來其教學內容框架基本沒變,但由于學科間的相互滲透形成了許多跨學科的新研究領域,因此無機化學學科的面貌也發生了很大的改觀,出現了許多新概念、新理論、新反應、新方法和新型結構的化合物,同理要求我們的無機化學教學也要與時俱進,推陳出新[4]。目前,我校環境工程專業無機化學課程采用的是大連理工大學無機化學教研室主編、高等教育出版社的《無機化學》作為本科生教材,并且將前十一章即從第一章“氣體”到第十一章"配合物結構"作為第一期無機部分的教學內容。為滿足現代無機化學教學緊跟學科發展進度的要求,同時由于新教學大綱對于課時的壓縮,我們在實際教學過程中采取精簡教學內容、適當刪減部分過時內容和適量補充最新發展動態中無機化學相關知識的措施,既保障了教學基本思路和框架結構完整,又實現了對教學目標的定位與強化,同時達到了調動學生的學習興趣和積極性的目的,提高了教學質量。從我校研究型工科大學的本質要求出發,要做到“研究與教學相結合”,就要在基礎課程教學別強調“寬基礎”,尤其是針對剛剛進入大學校門的一年級學生,專業方向的概念尚未形成,所謂“萬丈高樓平地起”,對于大多數學生來說專業的培養才剛剛是打地基的階段,因此對于無機化學這種基礎課教學內容的精選與擴展方面,除了講授基本原理外,適當引入或擴展一些與專業方向相結合的實例與學科研究進展,將會讓提前對專業領域的研究范疇和學科動態有一定的認識與感悟,對于學生的學業發展來說將會是受益匪淺。為此,我們將無機化學教材課后化學視野的部分內容作為引例或本章內容的切入點,即是對教學重點內容的補充,又是基礎教學內容在應用方面的擴展。如第二篇“物質結構基礎”部分,目前世界范圍內對環保意識的增強和對環保材料需求的急速增長,而新型環保材料的開發、合成與結構鑒定分析等相關知識與理論均與本章內容息息相關,以新型環保材料有研究動態及最新研究成果為本章講解的切入點,對于學生理解和掌握較為抽象的化學鍵類型與價鍵理論將大有幫助和啟發;再如將前兩章“氣體”與“熱化學”串聯到一起,先提出當前的能源過剩、綠色能源市場不足與社會可持續發展相矛盾的現狀,從能源的合理利用、解決能源危機和快速發展綠色能源的必要性與緊迫性講起,以此來理解本章教學內容中的反應熱、焓變與熱力學第一定律等系列基礎理論,進一步深入把握不同形式能源之間熱值的對比問題,并讓學生從中思考能源發展的新動向與新思路。從學生的反饋來看,通過這些與基礎理論相結合的具體實例的引入,學生們對課堂上教師提出的精選與擴展內容相當感興趣,作為連接理論知識的橋梁,它使得理論知識變得通俗易懂而且生動,讓學生們覺得無機化學知識體系在未來學有所用,自己也具備廣闊的用武之地和發展空間,同時也為學生將來從事創新訓練活動提供了素材和思考空間,學生們表示非常歡迎,因此保證和提高了教學效果。

3對教學方法的轉變與探索

如前所述,無機化學是一門學科大類基礎課程,其在整個大學培養體系中的基礎性、銜接性與過渡性的地位,授課對象則是剛剛從高中畢業初入大學課堂的新生,這就決定了無機化學的教學模式中需要增加課堂教學的機動性、靈活性與趣味性,讓學生們有一個適應期和過渡期,教學內容的難點重點等方面也是循序漸進地展開,以幫助學生們完成從高中時期的偏固定化思維方式向大學時代開放型思維方式的轉變[5]。在此過程中,引導學生們從全方位、多視角去看待問題,而不再僅僅局限于課本上固有的知識點,并逐漸確立專業概念與對專業領域的感悟,讓學生意識到甚至是某些科學問題也還是有很多地方或存在諸多疑惑的,是需要探討和爭論的,并不完全是真理似的存在,還需要學生們用一點點積累的知識去解決和探索,比如無機化學便是其中之一。因此,我們在無機化學的教學中采用了問題探究式教學法,即:圍繞教學目標,對教學內容進行分類、歸類和總結之后,從每一章的切入點教學內容中提出一到兩個問題,當然問題是與本章內容相關且緊密聯系科學發展動態和生產生活實際的,讓學生頭腦中帶著這些極為實用和感興趣的問題,層層講解基礎理論,逐步提出解決這些問題的途徑、方法與相關理論。比如:講解第三章“化學動力學基礎”和第四章“化學平衡”時,兩章之間有相互關聯的基礎理論原理,即化學反應的兩方面穩定性問題,一個是熱力學穩定性理論,一個是動力學穩定性理論;如果單純枯燥地講解純理論內容,盡管教師講解得已經很透徹,但學生對此仍然是懵懵懂懂、模棱兩可的狀態,這說明對學生們來說理論知識的學習缺乏具體實例的輔助,缺乏將理論應用于實際中的理解。為此,我們改變了教學方法,從一開始便拋出問題,讓學生們在聽課過程中隨時從中找到答案,帶著問題去探究基礎理論原理。如以汽車尾氣無害化處理的化學反應2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)為例,分別用到化學反應熱力學穩定性原理與動力學穩定性原理,熱力學原理上這個反應是客觀存在、完全可行的,也就是說汽車尾氣是可以實現自然狀態下無害化轉化的,但現實卻為何并非如此呢?同時安排適當的課時供學生相互交流,帶著興趣性問題的分析與探究,逐層次展開課堂教學內容,也讓學生在聽課過程中參與和進行實際問題的討論、推論與拓展,加深對基礎知識的理解與應用推廣。通過這種帶著問題探究理論知識基本原理和機理的教學模式,使得教學目標更加明確,教學內容脈絡清晰、主次分明,能讓學生對每一部分知識點都一目了然,有助于學生快速地從切入點處入手逐級掌握各層次知識點,既提高了學生的學習效率,做到了課堂上有效學習,又培養了學生主動拓展知識的能力,完全有助于實現我校研究型大學培養創新型人才的教學目標。

4結語

科學技術特別是計算機技術和現代物理方法在無機化學領域的應用與擴展,使得無機化學教學在各個學科中的基礎性和重要性都不言而喻。通過多年的無機化學教學經驗體會,我們在教學目標方面進行專業方向定位與強化、在教學內容方面進行精選與適當擴展、在教學方法方面采用問題探究式方法的改革、探索與實踐中,很好地結合了我校研究型大學培養工科技術型、創新型人才的需求,優化了教學內容,改善了課堂教學效果,提高了無機化學的教學質量。

參考文獻

[1]喬正平,龔孟濂,巢暉.淺談基礎無機化學課程教學內容的選擇與講授[J].大學化學,2017,32(5):7-10.

[2]王立艷,蔡衛濱,袁寧.礦物加工專業無機化學教學研究與探索[J].廣州化工,2017,45(9):186-188.

[3]隋惠芳.無機化學研究的前沿領域在教學中的應用[J].青海師范大學學報(自然科學版),2017,20(1):76-78.

[4]李良超,何亞兵,童國秀,等.基于互動和合作學習的無機化學教學模式[J].大學化學,2017,32(5):1-6.

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關鍵詞:生物無機化學 應用 研究

一、生物無機化學的概念

生物無機化學的概念如下:生物無機化學作為自然科學其中一個分支,主要內容是就生物體內的生命元素之間所產生的化學反應進行探討。此學科的主要任務為于分子水平上,對金屬同生物配體間的相互作用進行研究。”

二、生物無機化學的主要研究內容

下面從六個方面對我國生物無機化學的研究現狀進行介紹:

1.無機物對生物大分子的作用

此方面主要指的是金屬離子以及配合物等對生物體內的蛋白質以及核酸等的作用。對金屬配合物同核酸間相互作用進行研究對分子水平上進行生命現象本質的探索十分有利,同時為科學設計并尋找高效無副作用的治療藥物提供了一條有效的途徑。

2.無機藥物相關研究

當前,無機藥物領域中發展較迅速的一個研究方向是對順鉑類抗癌藥物的研究,但由于此類藥物的抗癌譜較窄、毒副作用相對較大以及耐藥性明顯等的缺點,因而需對其進行螯合配位等的方式變化、多功能化等分子設計方法合成出高效的抗腫瘤配合物。研究顯示,科學的分子設計方法能夠使得鉑類配合物同核酸分子間的結合方式發生改變,使其抗癌譜得以改變,可使其毒性得以有效降低。

3.金屬蛋白質及其酶類

眾所周知,蛋白質是生物的物質基礎,而作為占蛋白質三分之一的金屬蛋白質,其作用范圍相當廣泛,如電子傳遞、物質及其能量的代謝、內穩態的調節、氧化應激、基因調控、信號的轉導以及藥物等的代謝等多個方面。對此方向的研究可將金屬中心結構同功能關系、金屬蛋白所具有的生物學調控機制、結構及功能改變同疾病之間的關系等進行揭示,有利于從分子水平上對人類相關疾病的發病機制進行闡釋,為防治疾病以及新藥的設計都提供了一條有效的途徑。

4.仿生材料相關研究

研究仿生材料可以使人們對自然的認識及學習同對其的利用和超越進行良好的結合。科學界對仿生合成越來越關注,而仿生合成其中的一個方面即為生物礦化研究,即通過對骨組織進行學習和模仿,進行結構及功能仿生的人工修復材料的研制,此領域也相當熱門。

5.環境生物無機化學領域

此領域的研究多集中于以生物酶類作為催化劑來進行無污染新型燃料的合成及其對污染物的處理等方面。其中,氫化酶為微生物體內所發現的一類金屬酶,其具有高效的制氫功能,科學家試圖根據此功能實現溫和條件下將水還原為氫氣作為燃料來解決全球所面臨的能源危機以及環境污染等的問題。

6.生物無機化學的理論研究

此研究領域主要是通過進行理論計算對生物體內的特定化合物的幾何構型、譜學特征、反應活性及其電子結構等進行預測,同時對其生物作用機理進行揭示,進而對實驗研究進行指導。

三、生物無機化學在我國醫藥領域中的應用

1.臨床藥用

生物無機化學在醫學臨床中的應用主要體現在根據其原理對生命元素種類及數量進行研究,進而提出具有藥用作用的金屬配合物。如,不少科學家正在研究金屬奶粉以及更多的能夠有效除去人體有毒金屬的一些解毒劑,即稱為藥用配體。

2.對我國中藥治病機理的揭示

中藥是指以傳統中醫理論的指導下,用來預防以及治療疾病的物質。但由于中藥的有效成分復雜,因此目前仍無有說服力的科學理論對其致病機理進行解釋。從生物無機化學角度對中藥的致病機理進行研究,似乎為其帶來了一絲曙光。從生物無機化學來看,若人體內缺乏某種生物金屬或配體時,就無法正常發揮其生理功能,也就導致了疾病的發生。而中藥正由于其含有人體所必須的那部分生物金屬及其配體,因此中藥可以對多種疾病進行治療。也就是說,中藥能夠治病的實質即為生物金屬同生物配體間所發生的相互作用。當然,使用生物無機化學對中藥治病機理進行研究仍有很長的一段路要走。

3.生物無機化學為中藥提供了可靠的物質基礎論據

由于中藥多為植物藥,且中藥治病的理論依據建立在此結論之上:人體中所存在的基本元素同植物體內的大體相同。而生物無機化學證明了此結論的正確性,因此為中藥作用機理提供了物質基礎論據。

4.生物無機化學還為中藥體內的有效活性成分的研究提供技術手段支持生物無機化學所具有的實驗手段如紅外光譜、核磁共振譜以及光譜儀等都為中藥中有效成分的定性和定量提供了技術支持。

四、結語

總之,生物無機化學對我國中藥領域的發展至關重要,相信隨著生物無機化學的迅速發展,我國擁有兩千年多年歷史的中藥學定然能夠得到充實和完善,中藥所帶來的福祉定能使更多的人受益。

參考文獻:

[1]高志永,王鳳產,常玖利. 當前我國生物無機化學研究現狀[J]. 河南師范大學學報,2009,(03).

[2]黃國珍. 生物無機化學研究[J]. 民營科技,2009,(04).

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    1 藥學專業無機化學教學中滲透生物無機化學的重要性

    在我國很多醫藥院校的藥學專業中,藥學教育的模式一直是化學模式。由于,無機化學的理論學習中要求記憶的東西很多,較枯燥,導致了很大一部分同學在學不到一半的時候就放松了學習,明顯影響學習效果。如果能夠在教學過程中有意識地引進一些生物無機化學的新知識、研究的前沿和熱點問題,及相關的人文科學知識,將大大提高藥學專業學生的學習無機化學的興趣,為提高其綜合素質和培養其創新能力提供堅實的基礎。在我國的一些院校的化學系開設了生物無機化學的選修課程。但是對于藥學專業進行生物無機化學教學受到學制短、化學課課時少及化學和生物化學基礎知識差等客觀條件的限制。為解決這個問題,可以在學習無機化學的過程中有意識地滲透一些生物無機化學方面的知識,以達到提高學生的學習興趣等的效果。

    2 在藥學專業無機化學教學中滲透生物無機化學的內容

    在藥學專業使用的無機化學教材中,隱含著豐富的生物無機化學教育內容[2](圖1),教師要有計劃地把這些知識滲透到教學過程中去,使學生在學習無機化學知識的同時,獲得更多與藥學相關的知識。因此在備課時,教師需要熟讀教材,找準無機學化各章節中滲透生物無機化學知識的結合點。

    2.1 緒論部分

    無機化學是一門理論性較強、較抽象的課程。在緒論課時,教師適當的滲透一些無機藥物方面的知識(表1),將對提高學生學習無機化學的興趣起到事半功倍的效果。

    2.2常見非金屬元素及其化合物

    非金屬元素的生物無機化學的內容相對偏少,但也還是存在足夠的可講的知識點。如,三位科學家由于發現一氧化氮作為人體中一種重要的信號分子而于1998年獲得諾貝爾醫學獎。一氧化氮是第一個被發現的參與細胞信號轉導的氣體信號分子。一氧化氮是隨血液存在于人體各處,只要有血液的地方就有一氧化氮的存在。一氧化氮參與的生命活動非常廣泛,在神經、免疫、呼吸等系統中發揮著重要作用。人的機體內有很多信號系統,它們可以調節全身的血管網絡,一氧化氮可以使微循環暢通,保證含氧血運送到人體各組織和器官當中,讓人體血壓保持在適當水平。人體內生成的一氧化氮自由基,可以穿透任何細胞,到達任何組織,使信息從人體某一部分,傳至其他部分,行使著傳輸信號的功能。這樣使血管擴張,幫助控制血液流向人體的各個部位,以起到保持血管清潔、預防中風、維持正常血壓的作用,有效減輕心臟負擔,從而達到預防心臟病的效果。這就是一氧化氮作為信號分子的作用。

    2.3 常見金屬及其化合物

    人們對于微量元素的作用遠不如對維生素那樣熟悉。然而,微量元素對于生命的作用要比維生素重要得多,生物體本身無法制造出它所需要的微量元素。所以,缺乏微量元素就成為一個十分嚴重的問題。現代研究表明,生物體內必需的微量化元素至少有十六七種。而人體內有1/4~1/3的酶需要金屬離子參與才能發揮催功能,這些金屬離子包括Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mg2+、Ca2+等。人們逐漸認識到生命活動無不與金屬離子有著千絲萬縷的關系,即沒有金屬離子就沒有生命。缺乏這些元素,生物體就要發生各種病變。人體的許多疾病,包括一些地方流行病,往往與微量元素的缺乏或過量有關(表2)。

    2.4 配位化合物

    在現代醫學中無機藥物的使用已經非常普遍。從生物必需元素到有益元素甚至放射元素都在醫學上占有一席之地,而且涉及多種疾病的診斷和治療。有些具有治療作用的金屬因其毒性大、刺激性強、難吸收等特點而不能直接在臨床上應用,若把它們變成配合物就能在一定程度上增強藥效同時降低其毒性[3-5]。由于形成金屬有機絡合物提高了化合物的脂溶性,有利于提高其吸收效率,有利于藥物分子選擇性地進入體內的一定位置。

    本部分可以重點地介紹治療藥物如鉑類抗腫瘤藥物和鉍類抗潰瘍藥物[6-7],診斷藥物如核磁共振造影劑、放射診斷藥物以及中藥研發方面遇到的實際問題。

    2.4.1 鉑類配合物作為抗癌藥物的應用 20世紀70年代以來,鉑配合物抗癌功能的研究在國內外引起了極大的重視[8-10]。鉑配合物的抗癌活性是基于其對癌細胞的毒性[8]。現已確定具有順式結構的均顯示抑瘤活性,其中順式二氯·二胺合鉑,簡稱順鉑抗癌活性最高。它不僅能強烈抑制實驗動物腫瘤,而且對人體生殖泌尿系統、頭頸部及其他軟組織的惡性腫瘤有顯著療效,與其他抗癌藥聯合使用時具有明顯的協同作用。目前,我國已生產“順鉑”供應市場。由于“順鉑”尚有緩解期短、毒性較大、水溶性較小等缺點,經過化學家們的不懈努力,現已制出了與順鉑抗癌活性相近而毒副作用較小的第二代、第三代抗癌金屬配合物藥物[11]。

    2.4.2 釓類配合物作為核磁共振造景劑的應用 核磁共振造影技術已成為當今臨床診斷中最為有力和安全的檢測手段之一。它對疾病的診斷是通過使用外來的順磁試劑或造影劑而使得正常組織和疾病組織的1H(主要是水)的共振信號產生差別。核磁共振造影劑使得質子的弛豫時間縮短,從而達到改善組織成像的效果。多數的核磁造影劑均為Gd(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)離子,因為它們具有最多的未成對電子和較長的電子自旋弛豫時間。目前臨床診斷使用的化合物主要有四種,全部是三價釓的配合物。據統計,世界上大約每年要進行500萬次核磁共振診斷,而其中20%必須使用造影劑,造影劑研究及應用的重要性不言而喻。

    2.4.3 絡合作用與中藥的研發 在天然藥物研究開發過程中,往往藥物的粗提物具有明顯的生理活性,但是隨著純度的提高,其藥理活性逐漸下降,甚至消失。究其原因,可能是由于除去了微量元素等無機成分。由于中藥中含有微量金屬元素和氨基酸、皂苷類、黃酮類、多糖類、生物堿等有機組分。而這些有機組分含有多個配位原子,能與微量金屬元素通過多種鍵合作用形成各種復雜的配合物。它們具有較高的穩定性,這對于藥物在體內的生物化學作用具有重要的意義,使之表現出長效、低毒和藥性溫和。

    實際上,中藥的藥理作用是中藥中的有機組分和無機組分的共同表現,它們的絡合物往往表現出較強的藥理活性。例如,博來霉素最早由鏈霉屬真菌中以銅配合物的形式提取出來,只有人們改變了發酵條件得到了一系列類似物。博來霉素作為抗生素類抗腫瘤藥物在頭頸癌、卵巢癌等的臨床治療中廣泛應用。研究發現,博來霉素需要有金屬離子才能產生活性,鐵、鈷、錳、銅等離子的存在使得博來霉素能夠對DNA進行裂解。目前較公認的機制是:博來霉素首先與金屬離子如Fe3+結合,金屬離子結合的博來霉素發生構型的變化,然后與活化分子氧生成活化態,后者對DNA進行切割并阻止其復制。

    3 在藥學專業無機化學教學中滲透生物無機化學的途徑

    3.1 制訂計劃

    在無機化學教學中滲透生物無機化學教育,必須有周密的計劃,這一方面是為了在有限的時間內完成教學任務,另一方面也避免了盲目性和隨意性。制訂計劃力求全、準確、具體、可行。

    3.2 注重滲透方法

    擯棄“滿堂灌”的教學方法,開展啟發式、自學式和討論式教學。在課堂上注重以多媒體授課的優勢,充分發揮學生在教學中的主體作用和教師的主導作用,講重點、難點,給出一些專題,課后學生廣泛查閱文獻,根據自己的興趣,寫出相關小綜述,課程結束時,在課堂上做專題發言,互相交流,共同提高。這樣,在學生不僅學到了知識,更重要的是培養了他們自己獲取知識、分析問題與綜合問題及表達能力。

    3.2.1 講授法 講授法是目前教師采取的主要方法之一,也是最傳統的教學方法。在化學教學過程中,滲透生物無機化學教育就是在講授無機化學基本知識的同時,把與之相關的藥學及生物學相關的知識傳授給學生。

    3.2.2多媒體課件展示法 利用多媒體課件,向學生展示生物無機化學相關的知識。在課件的制作上,采用圖、文、表并茂的方式并盡可能地增加動畫效果,以增強教學內容的趣味性,更好地激發學生學習生物無機化學課程的積極性。如,講解葉綠素的結構及其在生物的光合作用中的作用時。通過生動形象的動畫效果,讓學生形象地感受生命中的化學過程。