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無機化學及其分析范文1
關鍵詞:現代儀器;無機分析化學
【中圖分類號】X132【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3733(2020)19-0242-01
引言:我國大氣污染占據環境污染的50.6%,這表明,在治理環境問題時需對大氣成分進行準確檢測,保證大氣有毒物質得到有效凈化。化學分析技術剛好可以滿足目前我國環境化學領域的實際需求,不但能對大氣污染物進行妥善處理,還能在處理水環境中發揮出真正的分析作用,故而需擴大其應用范圍。
1環境無機分析特點
1.1種類繁雜
通常情況下環境分析過程所涉及的樣品種類非常復雜,而且大多數情況下都與人們生活環境中的水、土壤、空氣、固體廢渣緊密關聯。根據相關的資料顯示,目前在空氣環境中已經檢測出300多種污染源,其中多氯聯苯這種世界性的環境污染物已經受到了全球的廣泛關注。從學術理論的角度來看,雖然目前多氯聯苯異構體實際的數量已經超過了210個,但是目前僅僅有102個得到了鑒定。
1.2環境無機分析化學的分析對象狀態不穩定
由于分析對象成分復雜,不同的成分之間可能存在著相互影響。會發生化學反應或其自身會隨著時間產生物理變化。并且環境污染其本身是流動的,可變化的,在收集環境無機分析化學的樣品過程中可能改變了分析對象的穩態環境,或者與其他因素相互影響,進而影響了分析對象的穩定狀態,對分析過程造成了障礙,影響了分析結果。
1.3科學分析空氣有機物
據生態環境部公布的最新數據:我國大氣污染的實際占比已超過50%,其中大氣污染物中揮發性物質占據大氣污染90%,故而需著重分析空氣中揮發性有機物。在應用固相萃取技術時,首先需使其處于低溫狀態下,然后對其加以采集。通常情況下,空氣中的正常組分能夠直接通過固相萃取柱,而揮發性有機物則留在柱內,以便檢測人員快速采集有機物,最終可得出準確的檢測結果。若在具體應用環節引入了醛酮小柱,那么在液相色譜法的支持下可對空氣中的汽車尾氣等有害物質進行有效分析,并且保證其回收率高達105%,這對于空氣治理工作有著重要影響。另外,還可在采樣期間利用活性炭等萃取劑對固相萃取柱進行填充,以此增加檢測精準度,并適當提高檢測效率[1]。
2現代儀器分析在環境無機分析化學中的應用
2.1現代儀器分析在環境檢測中的應用
現代儀器分析可以實現對環境無機分析化學中各項成分的準確判斷,因此為現代環境監測提供了制定標準的指導性。環境無機分析化學中對物質的標準定值一直是一個難題,利用現代儀器分析高靈敏度的特點,可以實現對物質的標準定值,為環境標準提供依據。因此,現代儀器分析成為了環境無機分析化學分析的標準與基礎,依據環境容量要求與測定的元素含量數據進行對比,繼而完成推論,指導環境治理,是行之有效的方法。現代儀器分析的數據準確有效,通過結果進行研究,判斷污染物的主要成分和含量,準確有效的監測環境,為優化環境提高數據支持是現代儀器分析在環境無機分析化學中的重要作用。
2.2(超)痕量污染分析
由于目前全世界范圍內面臨的環境污染問題越來越嚴重,痕量元素以及超痕量元素對環境的威脅也越來越受到社會的廣泛關注。面對這種形式,為了能夠實現對(超)痕量元素影響環境的有效控制,在制定出相關檢測標準的同時,在環境無機分析化學領域中現代儀器但應用前景也得到了進一步拓展。對于(超)痕量元素來說,其載體范圍非常廣泛,在現在的環境無極分析化學中應用的檢測儀器,必須要能夠同時是用在大氣、水體、土壤、食品等幾個方面。因此從檢測儀器的角度來看,為了能夠達到相關的檢驗要求,就必須要在靈敏度方面進一步提升,要能夠針對(超)痕量元素進行快速檢驗,而且重點要針對“三致”物質進行的精確檢驗[2]。
2.3增加有毒藥物回收率
無機化學及其分析范文2
關鍵詞 二f英;二惡英;多氯代二苯-并-對-二f英;多氯代二苯并呋喃;多氯聯苯
中圖分類號X592 文獻標識碼A 文章編號 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 二惡英類化學物質的分類
近半個世紀以來,二惡英類化學物質的概念多見于國內外各類刊物與文獻上,但在概念的規范性方面存在頗多異議與混淆,本文基于對大量科技文獻的研究,對此進行了論述。
1)二f英(1,4-dioxin),僅指1,4-二氧雜環己二烯,是一個單環有機化合物和工業上沒有用處的副產物,二f英也稱二氧雜芑,“芑”為有機化合物環己間二烯(1,3-cyclohexadiene) 的簡稱,分子式 C6H8,分子量80.13,為無色液體,具有刺激性和易燃性,結構式為如圖1。二f英分子式C4H4O2,分子量84.07,常溫常壓下是無色液體狀,有毒并具有易燃性,基本結構見圖2。
2)二f英類化學物質(dioxin-type chemicals)是含有二f英結構的衍生化合物,應屬于一族多氯代二苯-并-對-二f英(polychlorinated dibenzo-p-dioxins,簡稱PCDDs)的有機化合物,基本結構可用下圖3表示,該類物質按照氯原子的數目(1-8個)不同有75種衍生物,它是含有兩個氧鍵的二f英基本結構連接兩個苯環的三環結構。
研究表明,該類物質僅有7種結構化合物具有毒性,其中以2,3,7,8-四氯二苯并-對-二f英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,簡稱TCDDs或T4CDDs)為典型研究對象,TCDDs或T4CDDs有22個衍生物異構體,分子式C12H4Cl4O2,分子量321.97,結構式見圖4,其毒性相當于氰化鉀的1000倍,是人類發現的無意識合成副產品中毒性最強的物質,有“世紀之毒”之稱,迄今為止該類化合物的毒性最大且屬于含有多種毒性的物質之一。
3)多氯代二苯并呋喃(polychlorinated dibenzo-p-furans ,簡稱PCDFs),它是在含有一個氧鍵的呋喃基本結構上連接兩個苯環的三環結構,由于在結構和生物作用上或生態影響方面與二f英類化學物質有相似之處,人們將其歸屬于二f英類似化學物質(dioxin-like chemicals)。
眾所周知,呋喃的基本結構如圖5所示,呋喃分子式C4H4O,分子量68.07,是無色液體,有特殊的氣味,有麻醉和弱刺激作用,極度易燃,吸入后可引起頭痛、頭暈、惡心、呼吸衰竭等病理現象,此物質無論分子結構還是性能方面與二f英有一定的差別。
在呋喃基本結構上連接兩個苯環,且苯環的相應位置上與氯結合后,分別形成135種衍生物,其基本結構式為圖6之右圖,并同圖6之左圖中的PCDDs進行對比,可以明顯看出二者結構上差距[1]。PCDFs 對生物體的內分泌系統、免疫系統以及生殖系統具有很強的毒性. 目前, 已經成為持久性有機污染物和內分泌干擾物方面的研究熱點[2]。
4)多氯聯苯(polychlorinated biphenyls , 簡稱PCBs)是與苯環上碳原子相連接的氫被氯不同程度地取代而形成的一類聯苯化合物,又稱共平面多氯聯苯(co-polychlorinated biphenyls),屬于人工合成的化合物。在過去的數十年中廣泛用于作加熱載體、絕緣油和油,同時由于其良好的工業用途被作為添加劑而廣泛使用,如添加到各種樹脂中增加其抗氧化性和耐腐蝕性,添加到橡膠中增強其持久性、滅火性和電絕緣性,添加到各種涂料中作增塑劑等[3]。多氯聯苯類化合物外觀呈流動的油狀液體或白色結晶固體或非結晶性樹脂,對生物體有積聚性和持久毒害作用,一般結構式表達成C12HnCl(10-n)(0≤n≤9),依照氯原子的個數和位置不同,多氯聯苯有209種異構體,其中有13種為有毒化合物,結構圖見圖7。
5)二f英化合物(dioxin-compounds)應屬于二f英類化學物質和二f英類似化學物質的統稱,它包含二f英、75種多氯代二苯-并-對-二f英和135種多氯代二苯并呋喃的所有衍生物或異構體。
6)二惡英化合物(dioxins-compounds)或二惡英類化學物質(dioxins-class chemicals)屬于二f英化合物與多氯聯苯系列中那些具有毒性化合物的統稱,即僅包含30種有毒化合物,簡稱二惡英(dioxins),顯而易見二惡英中不包含二f英。
2 二惡英類化學物質的毒性危害
在二f英化合物中,對于PCDDs和PCDFs兩類化合物中的氯原子數在1個~3個氯者不具備毒性,氯原子數在在4-8個的該類衍生物或異構體具有毒性,分別有7種和10種有毒化合物,該類物質的名稱及簡稱見國家環保部的四個配套系列標準之一[4];多氯聯苯的毒性相對PCDDs和PCDFs兩類化合物要低,在209種異構體中有13種屬于毒性物質。
二惡英類化學物質的毒性危害已經引起世界各國的高度重視,中國國家環境保護部等九部委于2010年10月19日聯合發文《關于加強二惡英污染防治的指導意見》(環發〔2010〕123號)指出:二惡英具有很強生物毒性,同時具有難以降解、可在生物體內蓄積的特點,進入環境將長期殘留,對人類健康和可持續發展構成威脅;同時強調到2015年,建立比較完善的二惡英污染防治體系和長效監管機制,重點行業二惡英排放強度降低10%,基本控制二惡英排放增長趨勢。同時本權威性文件所使用的“二惡英”而非“二f英”,筆者認為更趨于規范性用法。
目前研究發現,二惡英包括30種化合物,這類有機物質性質非常穩定,熔點較高,極難溶于水,可以溶于大部分有機溶劑,大多屬于無色無味的脂溶性物質,所以非常容易在生物體內積累,自然界的微生物和水解作用對二惡英的分子結構影響較小,因此,環境中的二惡英很難自然降解消除,對人類健康影響的科研成果已經越來越多地展現出來。普遍被認同的觀點主要有:二惡英類化學物質是一類由碳、氫、氧及鹵族元素組成的環狀分子,它們不易揮發、不易溶于水,但卻溶于油脂,進入人體后極易留存;二惡英對人類的危害主要表現在:引起皮膚損傷性疾病,具有強烈的致癌性、致畸性及致突變性,同時還造成生殖毒性、免疫毒性和內分泌毒性。
3 結論
對二惡英類化學物質的研究,首先應對術語予以科學分類和界定,以便進一步研究系統中產物的來源及其衍生后果,有益于理清研究思路和突出科研重點,本文中術語及有關提法與現行標準及有關權威文獻有很多不一致之處,僅屬于作者個人觀點,不足之處敬請專業人士不吝賜教和指正,期望從追根朔源角度探究科學問題;二惡英給環境污染帶來的危害將直接影響人類的健康,其單一或混合異構體的形成機理、對環境及人類的危害特性、毒性特征、毒性當量及限量、消除危害措施等無疑牽涉多學科專業知識,盡管目前已經擁有初步的防控體系和措施,仍有諸多難題等待更多人士探討和研究。
參考文獻
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無機化學及其分析范文3
【關鍵詞】 支氣管哮喘; 霧化吸入; 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
支氣管哮喘又被簡稱為哮喘,是因過敏原或者其他非過敏性因素引起的一種支氣管反應性極度增高的過敏性疾病[1-2]。該病已經非常嚴重的影響了人們的身體健康,給人們的日常生活帶來了巨大的痛苦。因此,針對該病的診斷、治療以及病因病機的研究和探討等,越來越多的引起了社會上廣大醫務工作者的重視。
支氣管哮喘可以誘發肺通氣和/或換氣功能嚴重障礙,以致不能進行有效的氣體交換,導致缺氧伴或不伴二氧化碳潴留,從而引起一系列生理功能和代謝紊亂的臨床綜合征。文獻[3]研究表明,布地奈德、沙丁胺醇聯合噻托溴銨對老年支氣管哮喘能蚱鸕膠芎玫鬧瘟菩Ч,改善患者的血氣分析指標并有效緩解相關臨床癢狀、體征。前列腺素E1(PGE1)能使血管平滑肌松弛,從而減少血流的外周阻力,降低血壓。因此,本研究選取患者的血氣分析作為指標,觀察患者治療前后橈動脈血中PaO2、PaCO2的變化。PGE1是常用的治療支氣管哮喘的藥物,它能夠抑制多種參與發病的脫敏細胞因子和黏附分子的生成以及抑制免疫系統功能。PGE1具有擴血管、抗炎、抗血小板聚集、保護血管內皮細胞、防止動脈粥樣硬化等作用[4]。近年來,臨床研究發現,該藥尚有不少新用途,其可以用于治療支氣管哮喘。PGE1是前列腺素中具有很強舒張支氣管作用的物質,其作用機制是可直接對抗血栓素的收縮支氣管作用,并且維持內皮細胞功能等作用[5]。本研究著眼于前列腺素E1對支氣管哮喘的治療作用,從而開辟該病治療領域的新方向。
霧化吸入法以其見效快、直接達到局部、藥物用量小、不良反應輕,作為平喘、消炎、化痰、改善通氣的重要手段[6-7]。本研究對26例采用霧化吸入PGE1治療的支氣管哮喘患者的PaO2、PaCO2情況進行探究,探討其對支氣管哮喘患者的診斷及治療意義,現報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料 選擇沈陽醫學院附屬第二醫院呼吸科2015年1-12月經臨床確診為支氣管哮喘患者50例為研究對象,均符合支氣管哮喘的診斷標準。研究對象被隨機分為兩組,治療組26例,其中男13例,女
13例,年齡20~60歲,病程3~12 d;對照組24例,其中男12例,女12例,年齡21~63歲,病程3~14 d。兩組研究對象的性別、年齡、臨床表現比較,差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性。該研究已經通過倫理學委員會的批準,且所有患者均知情同意。
1.2 治療方法 兩組患者均給予解痙、平喘、抗感染等對癥支持治療,缺氧者給予鼻導管吸氧支持治療,治療組研究對象給予PGE1霧化吸入為主的治療方案,10 μg/次,每天霧化吸入2次,共治療3 d。
1.3 觀察指標與療效評價標準 觀察用藥期間患者臨床癥狀及體征消失出現的時間、實驗室檢查和藥物不良反應等發生的情況,治療后復查血氣分析了解血氣分析改變。治療3 d后進行療效及不良反應發生情況的評估,(1)痊愈:療程結束后患者的癥狀和體征消失,實驗室檢查正常;(2)好轉:療程結束后患者的癥狀、體征明顯消失,復查實驗室檢查好轉;(3)顯效:療程結束后患者的癥狀體征有所減輕,復查實驗室檢查有所好轉;(4)無效:療程結束后患者的癥狀體征無改善,復查實驗室檢查無變化。總有效=痊愈+好轉+顯效。
1.4 統計學處理 使用SPSS 17.0統計軟件對所得數據進行統計分析,計量資料用(x±s)表示,比較采用t檢驗;計數資料以率(%)表示,比較采用 字2檢驗,P
2 結果
2.1 兩組臨床療效比較 治療組患者經過治療后總有效率為96.15%,明顯高于對照組的67.67%,差異有統計學意義(P
2.2 兩組治療前后PaCO2、PaO2檢測結果比較 治療后,兩組患者血液中PaCO2均顯著下降,且治療組低于對照組,差異均有統計學意義(P
2.3 兩組患者的不良反應比較 兩組患者的不良反應均以胃腸道癥狀為主,治療組有3例出現腹痛、腹瀉、上腹部不適(疼痛或痙攣)、惡心、嘔吐等癥狀,不良反應發生率為11.5%(3/26);對照組有4例出現惡心嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀,不良反應發生率為16.7%(4/24);兩組不良反應發生率比較,差異無統計學意義(P>0.05)。
3 討論
支氣管哮喘急性發作期,該病的產生是通過神經體液而導致氣道產生可逆性的痙攣、狹窄等表現。臨床上,經常表現為患者發作性的、帶有哮鳴音的、呼氣性的呼吸困難,癥狀可以持續數分鐘到數小時不相等。有些患者的癥狀可自行緩解,亦或經過一定治療過程后方可得到緩解。但是有些患者的臨床癥狀非常嚴重,他們的癥狀可以延續到數日甚至于數周不等,針對某些患者有時還可以出現反復發作的病程。臨床上,絕大多數患者會感到身體極度不適,該種疾病對患者的工作、學習等日常生活產生極大的惡劣影響。支氣管哮喘急性發作所引起的缺氧和CO2潴留以及由此引起的一系列酸堿平衡失調的表現被作為本病的發生的基本病理生理基礎,并且決定了該病的發生和發展,也影響它的轉歸。
在臨床觀察中發現,經過3 d的治療后,治療組應用PGE1霧化吸入治療前后PaO2和PaCO2的變化顯著(P
前列腺素(PG)存在于許多生理組織中,由花生四烯酸轉化成多種形式的前列腺素。前列腺素的作用廣泛復雜,按結構可分為A、B、C、D、E、F、G、H、I等類型,各類型的前列腺素對不同的細胞,可以產生完全不同的作用。前列腺素作為組織激素廣泛存在于器官組織中,在細胞受損時必然涉及前列腺素系統。急性呼衰常見于失血性休克、內毒素休克、燒傷、敗血癥、肺栓塞以及長時間應用呼吸機等情況。在上述情況下均可發現循環系統中前列腺素水平的改變,前列腺素的變化與肺有密切的關聯[8]。前列腺素E能使血管平滑肌松弛,從而減少血流的外周阻力,降低血壓。對神經系統的作用:前列腺素廣泛分布于神經系統,對神經傳遞質的釋放和活動起調節作用。PGE1具有選擇性的擴張肺血管,改善通氣與血流比值,減少無效腔通氣[9]。PGE1也可通過抑制肺組織脂質過氧化物水平的升高,從而起到解痙平喘的作用[10-11]。Kazui等[12]給失血性休克犬輸注PGE1,導致肺血流動力學的改善,明顯降低了肺動脈壓與肺血管阻抗,與對照組相比還明顯降低了跨肺泡床壓力梯度,組織學檢查證明經PGE1治療,肺間質水腫有所減輕。PGE1尚可對抗PGD2、PGF的支氣管平滑肌收縮反應,激活腺苷酸環化酶以促進細胞內環磷酸腺苷的合成,穩定肥大細胞,對抗組胺引起的支氣管收縮[13]。PGE1亦是一種選擇性肺血管擴張劑能有效降低肺動脈壓[14],降低肺循環阻力,減輕右心負荷,使右心功能得到改善,提高動脈血氧分壓和血氧飽和度,增加心輸出量。PGE1的上述作用能有效地改善肺通氣,改善缺氧及CO2潴留,糾正呼衰,療效確切。臨床研究表明在常規治療方法的基礎上加用前列腺素E1與喘可治霧化吸入治療AECOPD,可改善患者的血氣分析和肺功能指標,臨床療效比較顯著[15]。
目前對于支氣管哮喘患者的治療大多采用無創呼吸機治療,無創呼吸機能有效治療重癥支氣管哮喘患者,改善患者的重癥支氣管哮喘的臨床癥狀情況及肺功能[16-18]。
霧化是通過噴嘴或用高速氣流使液體分散成微小液滴的操作。被物化的眾多分散液滴可以捕集氣體中的顆粒物質。通過氣體霧化將液體經過特殊裝置化成小滴,成霧狀噴射出去,易于進入氣道而發揮作用。它能增強內皮細胞、平滑肌細胞和溶酶體膜的穩定性,抑制免疫反應和降低抗體合成,從而使組胺等過敏活性介質的釋放減少和活性降低,并能減輕抗原抗體結合時激發的酶促過程,抑制支氣管收縮物質的合成和釋放而減輕平滑肌的收縮反應。PGE1靜注聯合喘可治霧化吸入治療慢性阻塞性肺疾病急性加重期安全、有效,治療組患者血氣分析、肺功能指標顯著改善,并優于對照組,且無嚴重不良反應發生[15]。
PGE1霧化吸入較傳統用藥有明顯的優勢,可使氣道獲得較高的藥物濃度并且充分發揮局部作用,可避免或減少患者全身性藥物不良反應。文獻[19]研究表明,單肺通氣前右側肺霧化吸入0.2 μg/kg PGE1能減少肺內分流,改善氧合。綜上所述,PGE1霧化吸入用于支氣管哮喘急性發作期的治療,取得了非常好的效果,顯著緩解支氣管哮喘急性發作期患者的癥狀,提高了患者的康復質量,值得廣大臨床醫生借鑒、應用、推廣。
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無機化學及其分析范文4
關鍵詞:喙尾琵琶甲(Blaps rynchopetera Fairmai);化學防御物質;抑菌試驗;氣相色譜―質譜分析
中圖分類號:S718.7 文獻標識碼:A 文章編號: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
昆蟲為了適應環境,呈現出多種防御方式,其中化學防御是昆蟲最為有效的防御方式,它在昆蟲防御行為中起決定性作用[1]。昆蟲的化學防御,是指當昆蟲受到驚擾或遇到天敵傷害時,就放出氣體或臭味使天敵避開,或者用毒針螯刺天敵的防御行為;化學防御物質主要由食物成分合成;昆蟲的化學防御物質主要有烷烴類、烯類、醛類、酮類、酸類、胺類、萜類、脂類、醌類、甾類等組成的混合物[2,3]。
喙尾琵琶甲(Blaps rynchopetera Fairmai),屬鞘翅目(Coleopter)、擬步甲(Tenebrionida)、琵琶甲屬(Blaps)昆蟲,主要分布在云南、貴州和四川,其中云南的分布最為集中[4]。在云南民間,人們主要用來抗菌消炎和抗癌等。目前,國內學者對喙尾琵琶甲的研究主要集中在其藥理作用(即抑菌活性)和化學成分的研究方面[5-8]。本研究用氣相色譜―質譜分析喙尾琵琶甲化學防御物質的化學成分,并研究化學防御物質的抑菌活性,對喙尾琵琶甲化學防御機理進行初步探討。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
試驗所用喙尾琵琶甲成蟲均購自云南省昆明金鑫花鳥市場。
1.2 供試菌種
供試菌為金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureu)、枯草桿菌(Bacillus subtilis)、大腸桿菌(Escherichia coli)、銅綠桿菌(Pseudomonas aeruginosa);前兩種為革蘭氏陽性菌,后兩種為革蘭氏陰性菌。4種細菌均由西南林業大學王芳老師提供。
1.3 儀器
美國Agilent Technologies公司HP6890GC/5973MS氣相色譜-質譜聯用儀。
1.4 研究方法
1.4.1 化學防御物質收集 方法參考劉勇等[5]、李偉等[9]的方法。將1.5 mL離心管放置于喙尾琵琶甲成蟲腹部末端,給予物理刺激,收集臀腺分泌物。每管收集原液大約200 μL,加入100 μL二氯甲烷溶液,10 000 r/min高速離心10 min。離心后,分為上層水相和下層有機相,將二者分離,放于-20 ℃保存備用。
1.4.2 抑菌試驗 將活化好的4種細菌,分別接種到10 mL的NA培養基中,37 ℃過夜培養。將培養好的菌液200 μL均勻涂布在NA培養基平板上待用。將經過滅菌、烘干的直徑大小為5 mm的濾紙片浸泡在收集的分泌物上下層中,然后再將濾紙片放入到已經涂好菌液NA培養基中,37 ℃恒溫箱中過夜培養,觀察結果,重復3次。對照組分別為二氯甲烷和蒸餾水。
1.4.3 氣相色譜―質譜分析 將收集的分泌物有機相進行氣相色譜―質譜分析。氣相色譜條件:HP-5MS石英毛細管柱(30 mm×0.25 mm×0.25 mm);柱溫:起始溫度40 ℃,程序升溫3 ℃/min至80 ℃,再程序升溫5 ℃/min 至260 ℃ ;柱流量為1.0 mL/min;進樣口溫度250 ℃;柱前壓100 kPa;進樣量1.0 mL;分流比10∶1;載氣為高純氦氣。質譜條件:電離方式EI;電子能量70;傳輸線溫度250 ℃;離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃;質量范圍35-500;采用Wiley7n.l標準譜庫檢索定性。
2 結果與分析
2.1 防御物質的抑菌性
由圖1可知,喙尾琵琶甲化學防御分泌物下層有機相對細菌具有良好的抑制效果,而上層水相沒有抑制效果,對照組蒸餾水以及二氯甲烷均無抑菌效果。由表1可知,化學防御分泌物對金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、大腸桿菌和銅綠桿菌抑菌直徑分別為17.96、21.86、15.50和8.96 mm,對4種細菌的抑制效果依次為枯草桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠桿菌,其中,對枯草桿菌顯著優于其余3種細菌;化學防御分泌物對革蘭氏陽性菌的抑制效果好于革蘭氏陰性菌。
2.2 氣相色譜―質譜分析結果
由表2可知,喙尾琵琶甲的防御物質主要成分有2-乙基-2,5-環己二烯-1,4-二酮、二十二碳烯酰胺、2-甲基-2,5-環己二烯-1,4-二酮、十八碳烯酰胺、十三碳烯,分別占總含量的21.14%、17.58%、11.29%、9.84%、8.10%,這5種化合物共占總物質的67.95%,其余20種化合物僅占總物質的22.20%。所鑒定的成分中,可將其分成苯醌類、苯酚類、烷類以及胺類,這四類物質共占81.75%。醌類化合物包括2-甲基-2,5-環己二烯-1,4-二酮、2,5-環己二烯-1,4-二酮、2-乙基-2,5-環己二烯-1,4-二酮,占34.00%;苯酚類包括1,4-苯二酚、2-甲基-1,4-苯二酚、4-乙基-1,3-苯二酚,占5.41%;烷類包括C12、C17、C19、C21、C25~C31烷,占8.44%;胺類包括十六酰胺、十八碳烯酰胺、十八酰胺、二十二碳烯酰胺,占33.90%。
3 討論
3.1 萃取劑的選取
強承魁等[10]采用二氯甲烷、正己烷以及乙酸乙酯作為溶劑提取黃粉蟲(Tenebrio molitor)的防御分泌物,發現采用二氯甲烷的效果最好。同樣,國外學者Rossini等[11]、Eisner等[12]和Farine等[13]也曾采用二氯甲烷作為溶劑,提取Therea petiveriana、步行蟲(Galerita lecontei)和炮甲(Metrius contractus)的化學防御物質。因此,本項研究中采用二氯甲烷為喙尾琵琶甲防御物質的萃取劑。由于喙尾琵琶甲防御分泌物分泌量少,不易收集,本研究采用濾紙片對其抑制細菌生長進行定性試驗,并沒有對其進行定量試驗。
3.2 抑菌試驗討論
在本研究中,喙尾琵琶甲化學防御物質對于革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌都均有抑制作用,且對革蘭氏陽性菌效果更佳,這與劉勇等[5]、羅建蓉等[8]以及施貴榮等[14]的結果保持一致。
在本研究中,喙尾琵琶甲化學防御物質主要成分2-乙基-2,5-環己二烯-1,4-二酮、二十二碳烯酰胺、2-甲基-2,5-環己二烯-1,4-二酮、十八碳烯酰胺、十三碳烯。其中2-甲基-2,5-環己二烯-1,4-二酮和2,5-環己二烯-1,4-二酮、2-乙基-2,5-環己二烯-1,4-二酮均是昆蟲典型的苯醌類防衛化合物,具有較大的毒性,檀東飛等[15]用1,4-苯醌(即2,5-環己二烯-1,4-二酮)對大腸桿菌、枯草桿菌、藤黃八疊球菌3種細菌的抑菌效果進行觀察,發現1,4-苯醌能夠完全抑制供試菌種。其抗菌功能可能是由于苯醌在細菌的細胞內與DNA、蛋白質交互作用,形成共價化合物同時產生了活性氧,造成基因突變和蛋白質變性,最終導致了細胞死亡[16,17]
3.3 防御物質化學成分
Pescke等[18]報道琵琶甲(Blaps mucronata)防御性分泌物中含有13個碳原子的烴;劉勇等[5]在報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;強承魁等[10]對黃粉蟲所分泌出的化合物物質中的正二十三烷、2-甲基對苯醌、12-二十五烯、對甲酚、正二十四烷、正二十五烷和正二十六烷進行了報道。本研究中喙尾琵琶甲化學防御物質主要成分有苯醌類、苯酚類、烷類以及胺類,如2-乙基-2,5-環己二烯-1,4-二酮、2-甲基-2,5-環己二烯-1,4-二酮、1,4-苯二酚、十三碳烯、二十二碳烯酰胺、十八碳烯酰胺以及長鏈烷,這與上述結果基本一致。
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無機化學及其分析范文5
【關鍵詞】 教學內容; 無機化學; 改革
隨著社會對人才培養目標現代化、社會化的要求,社會對人才類型的需要已由“專才”型向“全才”型轉化,而學生所學知識的知識面已大大拓寬;學科的發展和知識的豐富,無機化學課程的教學內容也越來越多,書越編越厚,然而無機化學的教學時間又大幅度減少,難以完成原有的教學內容,所以無機化學課程中存在許多需要解決的問題。例如理論部分的論述比較完整,但利用無機化學的實踐活動操作比較困難;元素部分的內容比較瑣碎,教師在講授時困難較大,教學內容繁多,學生接受起來比較困難。
本著培養基礎扎實、知識面寬、動手能力強、素質高人才的目標要求, 適當減少基礎課學時, 增加專業實踐和新知識介紹是必要的。如何充分利用有限的教學時間,不大幅度地減少教學內容,使學生盡可能多的學習、掌握基礎知識是擺在我們教師面前的一項重要課題。這就要求我們從課程改革中挖潛,從課程內容整合中獲得。
1 優化課程教學內容
教學內容的改革是無機化學教學改革的核心。改革與優化教學內容表現為, 剔除那些與中學教學內容重復、陳舊過時或與中學化學教學聯系極少的教學內容, 對經典的無機化學教學內容進行優化,適當補充化學前沿知識[1]。
1.1 課本內容與課外知識有機結合[2]課本上的理論與具體的科技研究成果介紹相結合,既有利于避免教師教學內容的枯燥無味、空洞抽象,也有利于拓寬學生的知識面,同時還能激發學生學習的興趣和積極性。這就要求我們教師在教學過程中相應地引入一些化學史、化學重要發現的介紹。例如諾貝爾化學獎中無機化學方面的成就包括了英國化學家W.Ramsay 對空氣中稀有氣體元素的發現、法國化學家H.Moissan發明氟元素分析法、瑞士化學家維爾納創立配位學說等。另外,教師還可以將日常生活中與人類息息相關的一些無機化學知識引入到教學當中,例如溫室效應、酸雨、臭氧空洞、微量元素與人體健康等。為適應知識經濟的特點,教師還可以將無機化學的前沿領域知識如納米技術、金屬有機化合物等滲入到基礎教學之中。這些課外知識穿插于教師的授課過程中,既能活躍課堂氣氛,也有助于學生對知識的理解和記憶。教師可在講授配位化合物的知識時延伸出與配位化學聯系密切的人體微量元素與健康、抗癌藥物順鉑的發現歷程;在沉淀反應中介紹腎結石形成的化學原理;在電化學中介紹燃料電池、電解制氫等新型能源技術;在鹵族元素的學習中,介紹感光材料、阻燃材料等的應用。
1.2 改革教材內容, 優化課程結構
1.2.1 著眼課程群建設,調整課程體系為了達到人才培養的目標,我們不僅注重課程教學內容的改革,還更注重課程體系的建設。我們在本課程建設過程中,始終注意與其它課程的協作配合,以逐步形成一個相對獨立統一的課程群模塊。該模塊包括如下課程:基礎化學原理、無機化學實驗、分析化學、物理化學。這四門課程共同瞄準無機化學這一主修課程在系統中的基礎作用及優化這個目標,統一調整教學內容,精簡學時,各自側重完成分工的局部教學任務。基礎化學原理課程使學生掌握基本的化學知識,無機化學實驗部分讓同學們了解化學實驗的分析和簡單設計;分析與物化課程使學生掌握化學的深層次內容,更大程度上學習化學理論。
1.2.2 運用現代觀念,優化課程內容,實現教學內容的現代化課程內容的優化,一是要選擇知識,再者一定要加強重點內容的提煉,明確知識點,抓住課程的“三基、三新”,即基本概念、基本原理、基本方法、新知識、新方法、新技術。基礎課調整的重點是增加新知識,專業課調整的重點是增加新技術。同時妥善處理好經典內容和現代化內容的關系,做到二者的和諧統一,同時壓縮那些起點低、簡單重復和陳舊老化的內容,使增加的教學內容與高新技術接軌[3]。
1.3 突出課程教學的重要性
1.3.1 課程教學突出基礎性、前沿性、時代性通過對現在與過去、國內與國外化學類學生培養目標,中、外無機化學教材內容對比分析、學科發展現狀復習及發展趨勢預測,在正確處理繼承與發展關系的基礎上,修訂教學目標及教學大綱,結合省級精品申報和高教研究中心批準的“十一五”教研課題,更新理論課和實驗課教學內容,探索、實施新的教學方法。課程內容在強調基本知識、基礎理論和基本技能的同時,也適當介紹重要進展。
1.3.2 課程教學突出新知識、新概念和新技術在教學內容改革方面,除了堅持無機化學傳統的基本知識、基本理論傳授,堅持無機化學內容需要不斷更新的原則,加強專業知識與科學方法論相結合,把二十一世紀化學類及相關專業的學生在無機化學學科應具有的基礎理論和最優化知識作為精品課程的內容依據,著重處理好無機化學基礎理論與無機化學前沿的新概念、新技術和新方法(如綠色化學、微波化學等)的關系,吸收無機化學發展的新知識,強化無機化學的知識結構,使教學內容不斷豐富、不斷完善;能夠使學生高效率地掌握無機化學的精髓,并將其轉化為創新能力。
1.3.3 課程教學中必須加強創造能力的培養如何在無機化學教學中加強創新能力的培養,我們在課程設置時就注重學生對社會的適應性,將培養學生創新精神和實踐能力擺到突出地位。為了加強創新意識的培養,安排每個學期至少一個“研究性課題”;為了提高解決實際問題的能力,在教學內容的選擇上更加貼近生活實際和生產實際,安排了“課程實習作業”,為培養創新意識和實踐能力提供了重要方式和途徑。
2 元素化學部分教學的改進
元素化學部分內容繁多難學,為此我們對元素化學每章內容,重點抓住原子結構與族通性的關系,引導學生通過原子結構和分子結構的原理來理解元素及其化合物的化學性質,概括歸納元素性質的變化規律性,從而突出化學的基本原理在元素化學學習上的指導作用。從學生反饋回來的教學質量調查證明,這有利于學生加深對元素及其化合物性質的理解和掌握。而對于元素及其化合物的存在方式、制備、用途等,則著重于學生的自學,讓學生查找有關的資料來認識有關化合物的最新用途或制備方法,然后讓學生撰寫有關這方面的總結文章或論文,這樣一方面增強了學生的自學能力,另一方面讓學生知道了最新的一些化合物的研究動向。這樣的教學模式調動了學生學習的自覺性,深受學生的歡迎。
無機元素化學教學難點的解決辦法是:①元素部分以元素周期表為主線[4], 深入地討論主族元素及重要化合物的結構、物理性質、穩定性、氧化還原性、物質的制備及用途。以物質結構原理和熱力學原理為基本點,從微觀和宏觀的角度去學習、討論和研究無機化學的問題,注重規律性的討論和總結,從而突出無機化學基本原理在元素無機化學學習中的應用和指導作用,加深學生對無機物性質及反應性規律的理解及對無機化學基本原理的掌握,改變元素化學在學生心目中內容繁多的印象。②以性質為中心講好重點元素。由于同族元素性質相似,所以在講授每族元素通性之后,對族內的重點元素必須較為系統地講解,以便學生對族內其它元素的學習起到觸類旁通、舉一反三的作用。③密切聯系實際。元素化學很多內容與工農業生產、日常生活,特別是中學化學教學關系十分密切。在教學中主動聯系實際問題,教學就會更加深入、生動活潑,學生學習就不至于感到枯燥無味,反而對學習產生濃厚興趣。④善于比較差異,歸納總結規律。元素化學內容多,知識零散,學生總感到難掌握,不易記憶。在教學中充分利用對比的方法可以加深學生對問題的理解,采用歸納總結規律的方法使學生學的知識系統化,這兩點都有利于學生記憶。⑤利用現代教學手段,加強教學效果。計算機輔助教學代表現代教育技術的特征,能幫助或替代教師傳遞信息,突出教學的重點和難點,增大課堂容量,能激發學生學習興趣,有強烈的感染力和豐富的表現力,其優勢是傳統教學方法無法比擬的。應用多媒體教學手段,不僅可以創設多樣化的學習情景,更可毫不費力地將傳統教學中難以描述、難以突破的難點生動、形象地表現出來。
3 教學方法和手段的改進
3.1 案例教學法以講授為主,通過典型實例教學激發教與學的課堂互動。在課堂講授中,通常將典型實例和疑難問題作為內容展開的引導和說明,始終關注社會上的熱點化學問題,分析其中的化學機理,增強該課理論的實踐性、時代性、啟發性、通俗性和生動性,便于本科生接受并調動其主觀能動性,課堂還實行課末5分鐘學生提問,及時答疑。由此,提高了課堂的效率。
3.2 問題教學法適當給予刺激和壓力,以各種形式的提問、作業和討論等輔助手段鞏固課堂教學內容。提問和作業中,既有要求當場口頭回答或書面完成的,也有要求課后完成并提交的,還有僅提供思考的。為了方便學生復習,無機化學教研室編印了供校內使用的無機化學習題集,深受學生的歡迎。
“以問題為中心”講授與討論相結合。為有效地利用課堂教學時間,在整合教學中,我們把研究性學習引入課堂,即設計學習情景,讓學生在學習新知識時做到“三先”, 即先嘗試、先討論、先思考。教師通過點撥、參與、輔導,讓教學過程成為學生自主學習、師生互動的過程。學生在不斷地發現問題、解決問題的過程中嘗到成功的樂趣,激發了學生思維的積極性,達到有效地利用課堂教學時間的目的[5]。
3.3 多媒體教學法隨著現代教學改革的推進,在無機化學的教學中,明顯地出現了內容多、課時少的矛盾,我們充分利用現代教育技術手段較好的解決了這一矛盾。通過使用多媒體、投影儀等現代教育技術手段和實物模型實施課堂教學。通過各種課件充實和拓展教學內容,增加了內容的直觀性,激發了學生的學習興趣,讓學生們在耳目愉悅中感受到化學在生活中無處不在以及在科技發展中的重要地位。所有教學課件上傳在精品課程網站上,有利于學生自學,提高了學生的自學能力。
實施無機化學內容整合教學的嘗試,其根本目的在于全面提高課堂教學質量。在教學過程中,我們運用教學設計的理論和方法來分析、研究教學問題, 設計教學策略、教學方法及教學過程,努力探索教學過程各要素、各環節相互聯系和作用的最優化,教學效果得到明顯提高。由于調整了無機化學相關內容的銜接與分工,內容突出主干,加強了學生實踐能力、創新意識的培養,對提高學生綜合素質起到了很好的作用。
無機化學是一門基礎理論性和實踐性都很強的學科,它是大學一年級唯一的專業基礎課程,對后續的專業基礎課程的學習影響很大,而提高無機化學教學質量的方法是多樣化的,需要我們不斷的討論、探索和實踐,為培養更多的高素質的現代化建設人才而努力。
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無機化學及其分析范文6
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.