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關鍵詞:地質統計學 微量元素化學分析 應用研究
中圖分類號:P628.2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)07(c)-0098-01
微量元素地球化學是半個世紀以來迅速發展和廣泛應用的地球化學分支。由于同位素稀釋質譜法、中子活化分析、Ber thelot-Nernst分配定律等方法的成功應用,在多種地質過程中微量元素分配演化的定量模型得以實現,也使得微量元素化學分析被系統地應用于解決各類地質問題,成為指示巖石成因的典型標志。20世紀70年代以后,微量元素地球化學的討論從定性認識上升成為定量分析,發展方向也變成微觀、宏觀同時發展,經常需要對地球化學中的主量元素、稀土配分、微量元素等進行定量化學研究和數據分析,此時,一些相關的地質統計方法就變得非常重要和實用。在微量元素化學分析中,地質統計學的各類統計方法作為對地質客觀現象相關數據進行定量分析的重要工具,提供了諸多有效的數據分析途徑。應用地質統計學對微量元素化學分析進行處理,能為研究工作取得客觀成果提供科學的定量依據。
1 地質統計學與微量元素化學分析相關理論知識簡述
1.1 地質統計學
地質統計學是20世紀60年代興起的一門數學地質學科分支,它的出現始于解決礦產普查勘探、礦山開發設計以及礦山開采整個過程中各種儲量計算和生產誤差估計問題。后來,地質統計學逐漸在油氣勘探開發、采礦、水文以及環境科學領域中得到廣泛應用。近年來,地質統計學作為一門新興的科學,在地質領域的發展非常迅速,其應用前景的廣泛性和模型計算的實用性受到地質學家的高度重視。
1.2 微量元素化學分析
微量元素化學分析是地球化學的分支學科,主要研究自然物質和自然體系中微量元素的分布規律、存在形式、活動特點、控制因素及其地球化學意義。一般意義上講,微量元素是指除了O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti這九種組成99%的地殼和地幔質量之外的80余種元素。當然,這里所指的微量元素是相對而言的,在一個體系中它可能是微量元素,但在另一個體系中卻可能是常量元素。
1.3 地質統計學在地球化學領域的應用現狀
近幾十年年來,地質統計學對地球化學的相關研究中起到了極大的輔助和推進作用。應用地質統計學相關統計方法能夠將大規模原始地球化學數據群體中隱藏的重要信息提煉和挖掘出來,進行分類和解釋,繼而被廣泛地應用在地質找礦、科學研究等各個領域。在地球化學中主量元素、微量元素、稀土配分化學分析等領域的研究中,豐富的地質統計學方法對圈定和評價地球化學異常、提取地球化學找礦信息常常起到決定性的作用。本文則主要研究地質統計學在微量元素化學分析中的應用研究。
2 地質統計學在微量元素化學分析中的應用研究
2.1 方法討論
聚類分析是通過某種距離的測算將數據對象的集合分為類似的對象組所形成的若干個類,其中運用到了降維思想,在對樣品和指標進行分類,采用物以類聚的原理進行的一種多元統計分析方法。在地質找礦領域,聚類分析是研究元素在成礦活動中地球化學行為相似程度的一種有效方法,一般從數字分類角度進行分析。對于這種方法的運用,我們可以借鑒現有的成果和理論進行分析和應用。R型聚類分析是聚類分析方法的一種,原理是以變量之間的相似程度為基礎,將變量分成不同級別的類。R型聚類分析是研究成礦活動中地球化學微量元素行為相似度的一種有效方法。通過對某些礦石或巖樣的微量元素數據進行R型聚類分析,可以得出元素組合特征并將其分類,對元素之間的親疏關系進行判定,進一步為劃分礦化階段、成礦元素遷移和富集的判斷以及礦床成因等問題的研究提供判斷依據。
2.2 案例研究
通過對高松山礦區內巖礦石樣品的微量元素數據進行R型聚類分析后,可以得到圖1中顯示的分類的結果,即,在相似水平的相關系數等于15時,可以把微量元素分成7個類別,分別是:(1)W、Cu;(2)Sn;(3)Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo;(4)Bi;(5)Hg;(6)Co、Ni、Mn;(7)Zn。這7個類別之間沒有顯著的相關性,說明礦床成礦具有多期次性和復雜性。從圖中還可以看出,Au不僅和Ag有著強相關關系,而且還和As、Sb、Pb相關。而Au元素與Ag之間有非常密切的關系,當γ=2.5時它們聚成了一類,相關性比較強,同時Sb、As、Pb和它們之間都存在相關性,說明Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo之間具有親緣關系,預示著伴隨著多金屬硫化物的形成Au 成礦并且富集。因此,我們可以以Sb、Pb、Ag、As作為礦區找金的近程指示元素。
3 結論
本文采用地質統計學中一類常用方法,R型聚類方法對高松山礦區的銅多金屬礦進行了微量元素組合上的分析研究。統計分析結果使我們對高松山金礦床巖礦石微量元素的數據結構的特點有了清楚的認識。各元素組合具有疊加出現的特征,表明礦床成礦具有多期多階段或成礦物質多來源的特征。分析結果表明Au與Ag、As、Sb、Pb等中低溫元素相關非常大,但是和W、Co、Sn、Mn、Ni、Zn等中高溫元素之間的相關性較差。
地質統計學在地球化學其它領域,比如常量元素分析、稀土元素分析中也有廣泛的應用,筆者認為,采用類似的統計方法對不同類數據的分析是進一步拓展地質統計學在地質科學中應用性的前進方向。
參考文獻
[1]趙倫山,張本仁.地球化學[M].地質出版社,1988,6.
[關鍵詞] 尿路感染;尿干化學分析儀;尿有形成分分析儀
[中圖分類號] R446.12 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742(2015)10(a)-0028-03
Clinical Study of the Effect of Urine Dry Chemistry Analyzer Combined with Urine Formed Element Analyzer on the Detection of Urinary Tract Infection
ZHAO Fei
Clinical Laboratory, No.97 Hospital of PLA, Xuzhou, Jiangsu Province, 221009 China
[Abstract] Objective To explore the clinical value of urine dry chemistry analyzer and urine formed element analyzer applied to the detection of urinary tract infection. Methods 260 cases underwent specimen detection in our hospital from March 2014 to March 2015 were selected as the subjects. The result of white blood cell count, bacteria count and nitrites test were compared with that of bacterial culture. Results ① Bacterial count sensitivity (50.76%), specificity (77.83%), positive predictive value (60.18%) and negative predictive value (82.69%) compared to the three joint sensitivity (80.01%), specificity (82.21%), positive predictive value (64.32%) and negative predictive value (86.51%) was significantly lower, with significant difference (P
[Key words] Urinary tract infection; Urine dry chemistry analyzer; Urine formed element analyzer
尿路感染是臨床的常見疾病,在尿液中檢測到細菌白細胞、紅細胞等有形成分是臨床擬診尿路感染時有效的客觀依據,它們在病情診斷、病情進展和預后等方面的研究判斷具有重要意義[1-3]。該研究對該院在2014年3月―2015年3月收治的260例尿路感染住院患者尿液聯合應用Iris iQ200尿沉渣分析儀和URIT-1500尿液干化學分析儀進行尿液標本檢測,現報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
整群選取2014年3月―2015年3月期間在該院收治的260例標本檢測患者作為研究對象,其中男性患者120例,女性患者140例,年齡在23~58歲之間,平均年齡41歲,未用抗生素前留晨尿進行檢驗。
1.2 試劑和儀器
尿沉渣分析儀器選擇美國Iris iQ200尿沉渣分析儀及其配套試劑和質控品;尿液分析儀器選擇優利特URIT-1500尿液分析儀及其配套試劑和質控品;細菌鑒定及藥敏分析儀選擇西門子MicroScan Auto Scan-4細菌鑒定及藥敏分析儀。
1.3 分析方法
1.3.1 標本采集 根據操作標準留取清潔中段尿,先做中段尿細菌培養,再做尿沉渣分析和尿干化學分析檢測。
1.3.2 操作步驟 ①用接種環把1ul.尿液標本接種到血平板和麥康凱培養基進行半定量培養,經過18~24 h37℃需氧培養,計數菌落數量;②URIT-1500檢查:將該研究標本按照相關程序進行尿化學分析,對標本亞硝酸鹽結果進行檢查和記錄;③IrisiQ200檢測:依照SOP將尿液標本在IrisiQ200尿沉渣分析儀上檢測,對白細胞數和細菌數進行記錄。
1.4 統計方法
該研究相關的數據用SPSS 18.0軟件進行數據分析,對計數資料用率(%)表示,進行χ2檢驗,以P
2 結果
2.1 細菌培養結果
陽性標本68例,其中40例為革蘭陰性菌,大腸埃希桿菌16例,6例為變形桿菌,4例為肺炎克雷伯桿菌,3例為陰溝腸桿菌,同樣有3例為銅綠假單胞菌,其他陰性桿菌8例;革蘭陽性菌28例,其中溶血葡萄球菌4例,糞腸球菌4例,松鼠葡萄球菌4例,表皮葡萄球菌3例,金黃色葡萄球菌3例,耳葡萄球菌3例,其他陽性菌7例。陰性標本192例。白細胞計數:男性
2.2 尿路感染的診斷效能評價
三項指標中白細胞計數的敏感性(67.99%、0.645)相較于細菌計數(50.76%、0.324)、亞硝酸鹽(25.03%、0.421)較高,差異有統計學意義(χ2=5.024,P
表1 三項指標的性能評價分析(%)
3 討論
尿路感染是臨床的常見疾病之一,發病原因多是由單一細菌引起,占到90%以上[4]。90%的門診病人和一半左右的住院病人,病原菌都是大腸埃希桿菌,此種病原菌有140種左右的血清分型,多種細菌感染見于留置導尿管、神經源性膀胱、結石、先天性畸形和陰道,腸道、尿道瘺等[5]。診斷尿路感染的重要指標是尿細菌培養,但尿細菌的培養通常要花費3~4 d的時間,并不利于為臨床的治療提供準確的依據,因此考慮以輔助診斷尿路感染的方法來及時地為臨床提供參考,如尿沉渣的白細胞計數,細菌計數,尿干化學的白細胞酯酶和亞硝酸鹽等等。在尿液中檢測到細菌白細胞、紅細胞等有形成分是臨床擬診尿路感染時有效的客觀依據,它們在病情診斷、病情進展和預后等方面的研究判斷具有重要意義[6-7]。
經過該研究分析,三項指標中白細胞計數的敏感性(67.99%、0.645)相較于細菌計數(50.76%、0.324)、亞硝酸鹽(25.03%、0.421)較高,差異有統計學意義(χ2=5.024,P
在張廣波等人[9]的報道中,其聯合利用了尿干化學、尿沉渣以及顯微鏡檢測等方法,針對被懷疑的尿路感染患者尿液實施檢查與分析,并在其結果中顯示,尿干化學、尿沉渣等檢測方法在靈敏性方面并差異無統計學意義,同時相較于顯微鏡檢測法則在靈敏度方面效果顯著。通過有效利用這兩種檢查方法,能夠增強對患者病情的可預見性診治和判斷,有益于提升治療的效果。該次研究各項指標與報道相比存在指標偏低的問題,考慮以下因素:假陽性率和假陰性率的影響導致評價指標偏低,這一因素在其他報道中也會產生影響,該次研究中革蘭陰性菌40例,占58.82%,該菌在分解亞硝酸鹽的能力上存在明顯不足,這一點極容易造成假陰性。同時該次研究的儀器選擇有區分活菌和死菌的問題,以及細菌聚集成簇被儀器誤認為其他顆粒導致假陰性,所以有待于日后進行更為深入的研究。采用尿干化學分析儀與尿有形成分分析儀聯合檢測方法,對尿路感染的診斷具有較高的靈敏度,在保證檢測結果科學、準確的同時,提升了工作效率,可在較大程度上排除尿路感染,值得在臨床上大范圍推廣和應用。
[參考文獻]
[1] 王立英.尿沉渣分析儀與尿干化學分析法、顯微鏡鏡檢聯合檢測尿白細胞、紅細胞的分析研究[J].吉林醫學,2013(13):1750-1751.
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一、綠色化學應用的概念
綠色化學是以綠色思想為基礎,通過化學分析理論和研究原則,分析綠色化學研究的相關內容,明確綠色未來的發展趨勢和方向。加強綠色化學產業技術人才的培養,配置良好的技術研發團隊,不斷提升綠色化學應用發展效果,盡可能的提升綠色化學的應用,改善化學技術的研發過程,提升綠色化學應用效果,完善資源的循環理論標準,提升污染物的排放和綠色處理,加強與國外技術的相互交流水平,向優秀的綠色化學研究技術方式學習,引進優秀的綠色化學研究技術方法,實現本國中綠色化學生產工業水平的快速提升。[2]
綠色化學是以化學反應、溶劑、催化劑等反應技術,通過綠色方式,提升新合成技術的研究效果。特別是催化過程。新化學研究中包含生物資源的轉化、新反應條件的利用,無公害介質資源的研究等等。根據綠色化學產品的設計,逐步提高研制技術水平。
二、綠色化學的研究趨勢對象
1.原材料的綠色化研究
綠色化工研究生產是降低產品中的毒性問題,改善安全環保效果,完善人類的安全生活環境,提升化工產品的無公害生產水平。
2.化學反應綠色化應用
化學綠色反應的管理需要服務綠色需求標準,根據經濟原子性標準,即最大限度的提升廢物的排放效果,改善周圍環境水平,以良好的選擇標準價值,提升選擇規范性效果,實現在綠色化學選擇上的立體規范性。[3]
3.生產產品的綠化發展
生產產品需要綠化發展模式,逐步提升人身基本安全建設,完善化工產品的安全水平。例如,采用降解劑、除垢劑、殺蟲劑等,使用可以降解的塑料制品,綠色燃料、綠色涂料等。隨著現代科技的快速發展水平,越來越多的存在污染性化工產品被取代,綠色產品受到現代綠色環保化工發展的需求。目前,化工生產中,常常使用具有腐蝕性的化學材料作為催化劑,催化效果較好,但會對環境產生嚴重的腐蝕性問題。而采用仿酶催化劑、水溶催化劑可以有效地達到催化的目標,減少催化后造成的各種腐蝕問題。
4.溶劑的綠化作用
溶劑的綠化發展是以有效分離為技術標準,通過介質作為分離,提高溶劑的有機合成效果。但在反應過程中會產生有機化合物,引發臭氧的形成,造成水資源污染環境的產生。需要對溶劑進行研究,加強綠化溶劑的研究分析。
5.化學綠化的設計
利用計算機應用完成化學綠化的輔助設計,首先需要建立良好的化學反應資料庫標準,利用計算機化學反應組合方式,確定實際原材料使用方式和標準,搜尋產物的目標反應結果,利用計算機模擬分析化學綠色反應結果,確定適合的化學綠色反應效果。根據目標產品的基本原則,準確的分析產物實際的化合原料,確定預定的原料標準內容,對相關反應路線和實際環境效應進行準確的分析,從中選取最佳途徑進行分析。
6.綠化技術的合成
根據實際綠色化學合成技術,準確的分析有毒害物質的有效使用效果。采取合理的非物質化學方式,利用多環境效應,逐步改善化學產品的實際選擇效果,降低產品的整體能耗。按照實際常溫水平,常壓標準,分析電化學實際潔凈中的各種優勢,確定綠化技術合成效果。
三、綠化技術的新技術和新工藝方式
1.催化技術
催化技術是不斷加強實際有效反應效果,大力加強化學反應的高效應用選擇性,對實際的轉化率水平進行合理的分析,逐步提升產品的整體質量,降低成本的同時消除產品的副作用,減少可能出現的各種污染,最大限度的完善各種資源的保護水平,實現對生態有效環境的保護作用,這是綠色化學整體研究的重要方向。
2.生物化學技術
生物化學技術利用現代生物科學技術應用,逐步提升高新技術水平,大力開展生物技術的食品、藥品、能源、化工技術的整體應用效果。按照最大有效特征性水平進行綜合生物資源的快速利用,實現生物化學的有效節能,改善清潔生產水平,實現化工技術的整體生物化工過程。生物化工過程中包含基因化工技術、細胞化工技術、酶化工技術和微生物加工技術。
3.超聲化工技術的研究
超聲化工是利用現有的化學試劑,準確的分析聲學、化工學的相互融合效果。通過分析聲學技術的變化原理,準確的分析實際有效提升整體反應的選擇過程,增加化學整體反應速度,加強化學反應速率和生產率,實現能好的有效降低,實現整體廢物的快速排放,改善化工綠色的多元化技術分析,實現化學超聲技術的廣泛性應用。
4.膜工程化工技術
膜工程化工是利用膜分離技術、膜催化技術,通過分離的方式,實現成本低的化工工程,工程能耗較低,效率較高,污染小,有良好的回收效果。膜催化反應往往是超出整體平衡的反應,可以有效地提升整體反應的選擇效果,提升原材料的實際轉化作用,節約了資源成本,降低了污染。磨技術的快速應用是具有廣泛應用價值的。在化工產業、石油產業、環保產業、電子產業、醫藥技術產業等多種行業中進行發展和分析,提升高新化工綠色產業的快速發展。
結語
關鍵詞:通曉化學;手法靈便;分析化學;實驗教學改革
分析化學實驗是分析化學課程的重要組成部分,與化學相關學科(特別是分析化學理論課)教學緊密結合.通過學習分析化學實驗課,有助于加深學生對化學等相關學科理論知識的掌握和理解,培養學生分析和解決實際問題的能力,為創新能力的提升、藥物分析等專業課的學習及未來工作打下堅實的基礎[1].我國的化學先驅,清代學者徐壽曾說過:“考質求數之學,乃格物之大端,而為化學之極致也.能精熟焉,則凡天下熟物俱能詳考其原質,而深求其準數.遂使法有證據,而理得顯明.若欲精究其事以造其極,則有三者為要:其一,通曉化學;其二,手法靈便;其三,專心篤好.”這里,考質求數即為現在的定性和定量分析.即定性和定量分析是物質科學的主體,是化學的最高境界.他特別提到了學好分析化學的關鍵是:在專心篤好的基礎上,要做到通曉化學和手法靈便.這個觀點涉及到目前大學分析化學教學中各化學學科間的有機結合、教學內容的完善和學科的科學設置.為此,本文從通曉化學和手法靈便這個角度探討大學分析化學的實驗教學改革.
1大學分析化學實驗教學的現狀
1.1化學學科間的課程銜接不夠連貫
作為基礎課的有機化學和無機化學是專業基礎課分析化學的基礎,更是藥物分析等專業課的基礎.有的學校,同一個院(系)的不同教研室分別承擔無機化學、有機化學和分析化學的教學任務;有的學校,如我校,基礎醫學院承擔無機化學和有機化學的教學任務,藥學院承擔分析化學的教學任務.不管是在相同的院(系)還是不同的院(系),目前各學科間的課程設置大多考慮本學科的情況,較少考慮不同學科間的相互要求和需要.這樣的問題在國內很多院校都存在.基礎課的重要性不言而喻,但基礎課與專業基礎課和專業課的課程銜接不夠連貫,忽視了化學相關知識連續性的滲透,使得基礎課教學中缺乏專業應用的實例,而專業課教學中又往往缺少基礎課相關理論的指導,影響了學生綜合實力的提高[2].集體備課多以本教研室為單位進行,缺少學科間的融合與溝通,也較少進行學科間的交叉聽課.一般根據本學科的實驗室、實驗儀器來安排實驗教學任務,較少考慮與其他學科的關系.因此,實驗有重復,甚至缺少遞進關系.如何讓學生在有限的學習時間內做到通曉化學,化學學科間課程的有效銜接是基礎.
1.2實驗內容與教學方法不合理
目前,分析化學實驗內容多為驗證性實驗,研究性、設計性實驗少;以章節內容為基礎的實驗多,缺少章節間融合或學科間整合的綜合性實驗;實驗內容未及時更新與完善,能夠反映學科前沿的實驗較少[3].分析化學實驗課在教學方法上多延續著傳統模式[4],實驗員準備實驗儀器和試劑,教師按照黑板或PPT上的實驗內容,講解實驗目的、原理、儀器試劑、方法步驟、數據處理等,演示實驗儀器的操作.學生“照方抓藥”,無需思考在實驗過程中可能出現的問題、產生的原因及解決的辦法.因此,在驗證性實驗中,學生多能按照教師的要求順利地完成實驗并提交實驗報告,但多數學生看重的是實驗成績,一些學生更是為不逃實驗課而做實驗.由于未能全身心地投入到實驗中,所以無法領會實驗本身的科學精神和科學內涵,更無法“享受”實驗帶來的樂趣.在這種固化的教學模式中,在“學生能順利地完成實驗”背后隱藏的實驗內容與教學方法不合理,是需要我們深思的.由于這些沒有生機的實驗教學,學生機械地操作,課后抄寫實驗報告等因素的存在,導致學生處于被動的學習狀態,缺少實驗興趣,缺乏實驗動力與激情,實踐能力很難提高,更談何手法靈便呢?
2大學分析化學實驗教學改革辦法
2.1加強化學學科間的有效溝通,為通曉化學創造條件
通過加強學科間的有效溝通,實現化學學科間實驗課程的有效銜接,進一步促進在課程設置,集體備課,相互聽課等方面的交流.2013年6月28日,我校藥學院分析化學所在的藥物分析學教研室與基礎醫學院的化學教研室結對共建.在此基礎上,進行課程設置的整合,共同進行集體備課,相互聽課.與基礎醫學院的化學教研室共同編寫出版了《藥學實驗技能訓練與指導》[5],該書以普通高等教育“十二五”國家級規劃教材為基礎,結合基礎學科和專業學科的實際情況,介紹了無機化學、有機化學、分析化學等基礎化學學科和藥物分析等專業學科的知識與技能,促進學科融合和實驗資源的整合,避免實驗重復設置,強化實驗遞進關系.以該教材作為全國醫藥院校藥學/中藥學大學生實踐技能大賽的指導用書,對參賽學生進行系統培訓,得到了教師和學生的好評和認可,發揮了積極的作用.首次參加第四屆全國醫藥院校藥學/中藥學大學生實踐技能大賽,兩位同學分別獲得了一等獎和二等獎.這種學科間的有效溝通可更充分地發揮學科互補優勢,促進學科建設的發展和深度合作,有效利用教學時間,實現資源共享,為化學各學科的有機融合奠定基礎.
2.2樹立與時俱進的教學觀,為提高學生的實驗技能夯實堅實的基礎
第一,授課信息量的增加與擴展.近年來,隨著國家經濟實力的增強,精密儀器的使用率和普及率大幅提升,各種新方法與新技術不斷涌現,為藥品質量標準的修訂與完善提供了更堅實的保障.面對藥品質量標準的國際化與現代化的迫切需要,作為分析化學實驗課的授課教師,要立足于教材,但不局限于教材,要向學生傳授當前分析技術與方法的前沿信息,樹立與時俱進的教學觀,為提高學生的實驗技能夯實堅實的基礎.如在講授分析化學實驗《HPLC法測定替硝唑溶液中替硝唑含量》時,不但講授儀器的使用,還要實際演示流動相的過濾、脫氣,樣品的處理和進樣,以及數據的處理等,也對目前HPLC儀器的發展狀況,色譜柱的現狀與發展趨勢等加以說明,特別是我校有一位2008級藥學專業的畢業生考入上海交通大學從事色譜新方法與新技術的研發工作,該同學的研發經歷和目前的研究工作為在校學生的學習提供了動力.因此,在教學中有必要針對性地介紹一些研究進展、前沿理論,讓學生更好地了解分析化學這門學科的發展動態,“知新”、“識新”才可能“創新”[6].第二,新成果的引入與融合.將教學與科研相結合,以科研促進教學是對分析化學實驗最有益的補充.如在講授《氧化還原滴定法》中的亞硝酸鈉法時,不僅要講授其含量測定方法,還要對其定性的鑒別-即芳香第一胺反應加以說明,特別是由于過量的亞硝酸會和β-萘酚反應呈猩紅色,使定性鑒別結果出現假陽性,現已采用加入脲來消除此假陽性的干擾等.在《HPLC法測定替硝唑溶液中替硝唑含量》的色譜實驗中,利用保留時間對替硝唑溶液中的替硝唑峰進行定性鑒別,是《分析化學》教材上的方法,也是目前常用的方法.那么,如果有兩個色譜峰都和替硝唑對照品色譜峰的保留時間非常接近時,又如何作出合理的判斷呢?當提出這個問題時,同學們會有針對性去認真思考.在此基礎上,向同學們講解對照品加入法、漸進窗口正交投影法等用于色譜峰匹配的新方法與新技術,提高學生們學習的積極性,使他們深知,這些新方法和新技術是在基礎實驗上的一個延伸和擴展,是把一些更先進的原理融合到這些基礎實驗中,是一個多學科間的有機結合.通過這些基礎實驗的升華,使同學們在認識到基礎知識重要的同時,更要懂得知識創新的可貴.第三,教學方法的改進與提高.“教是為了不教.”陶行知先生的這句話時刻在提醒著我們教育工作者,特別是在當前大學大眾化教育的背景下,更有著深刻的含義.在分析化學實驗中,若采用傳統的教學方式,缺少一個自由探索的空間和思想創新的環境,學生很難做到勤于動腦,善于動手.因此,必須從實際出發,聯系實際,大力進行教學方法的改革與創新,調動學生的主觀能動性[7],使學生能夠主動融入實驗并在實驗中積極思考,達到“教是為了不教”的目的.如《碘量法測定維生素C的含量》,大多以維生素C原料藥或有關制劑為測定對象,而我們選擇校園內的藥用柚子作為測定對象.同學們自己采集柚子樣品,按照自己設計好的實驗方案進行待測樣品的制備,采用碘量法對柚子中的維生素C進行測定并對實驗結果進行分析.通過這種教學方式,學生會對實驗懷著更多的好奇和更濃厚的興趣,會由單純的“聽做而得”的實驗配角轉換為“思做有得”的實驗主角,角色的轉換增強了學生的責任感,激發了完成實驗的動力和激情.他們在實驗中會遇到問題,但會迎難而上;在實驗中會遇到挫折,但會勇敢面對.通過這樣的實驗,同學們有了更多的交流與合作,在實驗中更會有新發現和新收獲.
2.3科學設置實驗課程,為手法靈便創造條件
分析化學是藥學學科的專業基礎課,分析化學實驗教學在藥學學科中擔負著承上啟下的作用[8,9].因此,分析化學實驗課要科學設置.一是實驗項目的合理設置.分析化學實驗不是孤立的實驗課,其設置要立足院校實際,在知識點上要注重與有機、無機基礎實驗的銜接,更要面向藥物分析等專業課實驗的需要.在知識面上,重基礎、練技能是根本要求,既要重視稱量、量取等基礎操作,也要注重化學分析與儀器分析的有機融合.二是實驗方法的創新.通過分析化學實驗方法的創新,在驗證理論課的基本原理、基本方法的同時,使分析化學實驗課成為理論教學的最有力的補充和完善.三是實驗室管理模式的改革[10].現代的教學方法要求改革實驗室的管理模式.在提倡啟發式教學、注重學生實踐能力培養的環境下,實驗室要開放運行管理模式及運行機制,實現開放共享,切實提高實驗教學質量.教研室是學校最基層的教學組織和科研單位,也是教學活動的具體執行部門.因此,立足并扎根于教研室的開放實驗室才會更有生機和活力.在實驗室開放過程中,引導學生養成良好的實驗習慣,逐步增加開放實驗內容,鼓勵學生自行設計實驗、參與教師科研課題.自2016年起,我院每學期在已有實驗課的基礎上,增加了50學時的開放性藥學綜合實驗課.學生以開放的實驗室為平臺,充分利用實驗室的資源,完成自主設計的實驗.在開放的實驗室中,學生是主體,他們的思維模式不再是“你要我做什么?”,而是“我想做什么?”,“我如何做?”,學生的主觀能動性得到發揮,學生的潛能得以釋放,學生獨立思考問題和解決問題的能力得以培養.在開放的實驗室中,學生們的團結協作精神也得到進一步錘煉,遇到問題大家會相互討論,彼此間相互學習、相互借鑒、取長補短,教師會給予及時必要的指導,引導學生提出質疑,并和學生交流,討論,共同提高[11],有效地避免“封閉式”教學模式和“壟斷式”教學方法,豐富了實驗教學[12].如2016年,在2014級藥物制劑本科學生的開放性藥學綜合實驗中,學生的自主設計有:阿司匹林的有機合成,鑒別(化學,紅外),阿司匹林片的制備,阿司匹林原料及制劑的定量分析(容量法,HPLC法)(皖南醫學院藥學院在安徽省省級示范實習實訓中心“藥學實習實訓示范中心”的基礎上,于2014年建立了學生高效液相色譜分析實驗室,現有15臺LC-15C型和3臺LC-20A型島津高效液相色譜儀).通過學生的實驗設計和實驗過程,教師能及時發現文獻查閱是否全面、實驗設計是否合理、實驗操作是否規范,實驗結果是否可靠,使學生做實驗時不僅要知其然,更要知其所以然,將“勤于動腦,善于動手”貫穿于實驗設計和實驗過程中,使他們思維靈活,富于創新性;手法靈便,富于創造性.
3總結
分析化學實驗是高等院校藥學專業學習的重要環節,是培養學生實踐能力和創新精神的重要課堂.結合工作實際,通過對分析化學實驗中所存在的問題進行深入分析,探討問題解決的辦法和對策.為適應未來藥學學科發展對學生知識結構和能力的要求,培養能適應未來發展需要的藥學人才,應注重分析化學實驗內容的更新、教學方法的改革和教學手段的完善.在注重知識銜接的同時,要重點考慮學科間的交叉與互融互通,合理安排實驗項目,加強實驗內容間的內在聯系.應高度重視實驗教學和實踐教學環節,在加大對實驗室投入的同時,要注重實驗室的管理改革,推進實驗室開放,為學生自主實驗提供場所;在全面系統提高實驗教學水平的同時,更要注重學生科研個性的培養與發揮,使學生不但能通曉化學,而且能手法靈便,讓高校實驗室真正成為“知識創新的源頭,人才培養的基地”.
作者:鄒純才 宗倩妮 鄢海燕 單位:皖南醫學院藥學院
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[關鍵詞]藥學;藥理化學;分析化學
隨著我國醫療事業的飛速發展與進步,藥學研究水平越來越高。其發展主要依賴于藥物分析技術,藥學研究對我國醫藥事業開發、創新、發展等方面具有重要促進意義,能夠間接提升我國經濟水平,從根本上提高我國健康保障水平。
一、藥物化學和分析化學的基本概念
(一)藥物化學概念
所謂藥物化學主要是將化學分子原理應用于藥物研發,從科學角度分析化學藥物的基本構成、生物效應及相應藥性原理等相關內容,用于新類型藥物研發。藥物化學研究需要兩方面來共同促成,其一是生物學,另外一方面是化學,其在藥物研發中主要明確藥物的活性物質或藥性機制,分析患者用藥治療后,藥效對機體的代謝作用,及機體對藥物的適應情況及吸收情況等。
(二)分析化學概念
所謂分析化學主要是指對物質中相關藥物成分、不同結構含量等進行測量,將測量的物質指標進行化學分析,其屬于物質化學分析的一門科學,除此之外,有關于物質成分測量所用儀器也包含在內,屬于分析化學的一部分。分析化學中對藥物成分進行測量分析的方法被稱為化學分析法,這種方法在測量過程中主要應用天平和所要測量的物質及試劑,將其用玻璃器皿盛放,將所測量的物質成分計量指標與測量過程中出現的化學反應兩者相互對應分析,以此得出結論。另外一種分析方法即儀器分析,這種方法在滿足上述作用的同時還能夠進行微量分析及形態、結構分析等。
二、物理化學和分析化學的發展及作用
(一)物理化學和分析化學的發展
早在19世紀,物理化學這一概念被提出,并且于30年代和40年代蓬勃發展。物理化學概念被提出后科研人員研制出了磺胺類藥物,投放于臨床治療,響應效果較好,對患者的預防感染及臨床治療均具有一定促進作用,在投放應用的10年內,β內酰胺類抗生素研發技術逐漸完善。于19世紀40年代有相關研究人員研究出了抗菌藥物的藥性、活性及藥物機理等,將其與藥物成分及結構等相關內容相互融合,用于新藥的研制,就此不同種類藥物越來越多。于19世紀末時,通過研究人員的努力,對于新藥的研制不再僅依靠藥物活性機理及其成分結構方面入手,新藥的不斷研制也是物理化學逐漸認識的過程,研究人員能夠明確大部分種類藥物在機體中出現的生化效應,能夠明確不同類藥物應用于人體其活性及產生的藥效,就此于19世紀末可以通過不同類型、病癥患者的實際患病情況入手,分析患病原因,實現新類型藥物研發,對癥下藥治療。于20世紀分析化學理念被提出。分析化學除了分析方法以外,其能夠用于新藥研制主要依賴于分析儀器,在不斷探索發展的過程中,儀器分析方法逐漸占據主要地位。在整個20世紀中,40年代至80年代之間,出現了三大重要學科領域,即材料學、環境學和生命學科,這三大學科通過與儀器分析方法聯合應用研究,在一定程度上成就、完善了分析化學,促進其發展進步。從當今環境來看,儀器分析方法又與計算機信息科技相互聯系到一起,以計算機為載體、以網絡信息為媒介,將分析化學中測量的數據、信息進行整理、收納,最終錄入電腦,實現信息傳輸及智能分析。目前,信息化儀器分析中最具代表性的即為傳感器的發現及圖譜快速檢索和實驗室自動化等。
(二)物理化學及分析化學的作用
從不同角度來講,物理化學和分析化學的作用存在一定差異,是不同的。物理化學更偏向于藥物活性、機理及藥性和機構的研究,極大促進了早期藥學的研究與發展,為后續的新類型藥物研發奠定了堅實基礎。同時,20世紀內的分析化學主要是用于藥物成分、劑量的測量及化學實驗反應研究,其屬于實驗方法的一種,并且在儀器分析發展進程中,挖掘了與藥學有關的不同學科,為藥學研究提供更全面、系統的理論支持,促進藥學研究。當前,儀器分析法融合計算機信息技術,實現了儀器分析的智能化和自動化,其具有測量分析數據準確可靠、操作迅速等優勢,但是從另一方面來講,儀器設備購置昂貴并且對儀器操作者要求較高,操作繁瑣,這些都是局限性。從大方面來講,物理化學和分析化學的豐富及發展對于我國藥學研究均具有一定促進作用,通過對不同藥物運作機制的研究和不同藥物成分實驗研究,研發了不同類型的新藥物,將其用于臨床治療。綜上所述,藥物化學和分析化學是藥學的重要組成部分,兩者在不斷發展中融合不同新技術,為藥物研發、臨床治療及醫療事業的發展都起到一定促進作用,具有重要意義。
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關鍵詞:土壤化學分析課程;實驗教學;教學改革
土壤農業化學分析課程是資源環境科學相關專業的基礎性課程。鑒于該課程的教學內容的特殊性,歷來以實驗教學為主要的教學手段和內容。同時,實驗教學也是培養學生分析問題和解決問題能力的主要手段。在以往的教學過程中,實驗教學往往是在教師的管理下,學生按照教材上的內容和步驟被動進行實驗操作。上述教學模式顯然沒有體現出學生的主動性和學習的主動權,面對實驗過程中出現的種種問題,學生首先想到的是尋求教師的解答和幫助,而不是通過獨立探究和思考來加以解決。因此,上述教學模式不利于學生創新能力和職業能力的培養,有必要進行廣泛而深入的改革。
一、土壤農業化學分析課程實驗教學的目的和作用
首先,土壤農業化學分析課程屬于分析化學的范疇,是研究物質的鑒定、分離以及相關成分測定原理與操作的科學,具有極強的實踐性特點。土壤農業化學分析課程的學習以及學生遇到的種種問題的解決都依賴于實驗,需要以大量的實驗為基礎,通過實驗來驗證相關的知識和結論。因此,土壤農業化學分析課程不同于其他的理論性課程,能夠通過讓學生自主學習,獲得相關原理,而必須采用實驗教學加強學生對知識、原理和方法的理解和鞏固,并形成謹慎嚴密的科學精神。總之,做好實驗教學對土壤農業化學分析課程學習而言,可以起到事半功倍的效果。此外,很多學生認為分析化學很簡單,只要掌握相關的原理即可,但在遇到實際問題時往往會束手無策。因此,加強土壤農業化學分析課程實驗教學,遵循少講多練的原則進行教學活動,有助于學生更深層次地理解和運用理論知識,提高學生分析問題和解決問題的能力。土壤農業化學分析課程是一門實踐性極強的學科,實驗教學在該課程的學習中具有異乎尋常的重要。具體而言,實驗教學對土壤農業化學分析課程學習具有如下功能:一是有助于學生對該課程中的基本概念和相關的原理的理解,如該課程的教學內容中有部分難以理解的知識點,而充分利用實驗教學則可以降低學習難度,加深學生對這些知識點的理解;二是實驗教學不僅可以為學生學習土壤農業化學分析課程提供豐富的學習材料,而且能夠通過實驗過程發揮學生的主觀能動性,提高學生的動手操作能力和基本實驗技能;三是土壤農業化學分析課程的實驗教學具有明顯的探究性學習特點,可以不斷培養學生的創新思維能力,提高學生的自主探究意識;四是實驗現象和結論是不能隨意編造和修改的,土壤農業化學分析課程實驗教學有助于培養學生嚴謹認真的科學精神,這對于學生將來的職場發展是一筆極為寶貴的精神財富。
二、我國土壤農業化學分析課程實驗教學面臨的問題
在國家大力支持高等教育特別是職業教育的背景下,廣大農林院校的招生規模不斷擴大,學生在知識儲備、結構方面以及高校的人才培養與辦學形式方面都發生了廣泛而深刻的變化。目前的實驗教學模式已經不能適應土壤農業化學分析課程教學的實際需要,特別是畢業生和用人單位的反饋情況均說明實驗教學在內容、形式和評價方面均存在一定的問題。
(一)實驗內容比較陳舊,不能適應課程發展的實際需求
當前,土壤農業化學分析課程的實驗教學內容較少進行更新,一般是教材內容和原理的簡單驗證,具有探索性和創造性的內容較少,部分實驗內容屬于純化學分析的東西,很難調動學生的學習興趣,這種陳舊的實驗內容必然會限制學生獨立思考和動手操作能力的發展,以及自主探究和發散思維能力的訓練,最終導致實驗教學不能達到其應有的實際作用。
(二)實驗內容缺乏對現代實驗技術的反映
由于高校的連年擴招,實驗設備與數量不足情況比較嚴重,部分實驗設備已經十分陳舊,但是受經費限制一直得不到更新。受以上種種原因的影響,目前各高校農林園藝專業的實驗室,很少有能夠反映現代化科學技術的內容和實驗設備,而土壤農業化學分析課程實驗教學中經常使用的各種儀器和技術訓練就更為缺乏。上述問題直接導致了學生的探索意識不足,限制了學生動手能力的培養。
(三)土壤農業化學分析課程實驗
教學中的綜合實用性實驗缺乏部分土壤農業化學分析課程實驗內容僅僅局限于對實驗項目的盲目追求上,而教師也缺乏設計綜合性、應用性實驗內容的意識。調查顯示,很多學生在實驗結束后,由于沒有進行過綜合性、應用性和實用性的實驗技能訓練,影響他們將學校學到的知識和技能應用于職業行動的能力,影響其職業能力的提升和未來的職業發展。
(四)實驗教學的方法和手段相對落后
由于部分農林高校對實驗教學的重視不足,土壤農業化學分析課程實驗教學方法相對落后。部分高校只重視保留生源的問題,卻不理解分析化學對諸多專業的重要意義。在這種大環境下,實驗教學基本停留于大班教學,難以照顧學生的個體差異,難以調動學生的主觀能動性,影響了實驗教學的效果。
三、土壤農業化學分析實驗教學的改革措施
土壤農業化學分析是重要的基礎性課程,實驗教學對該課程具有異乎尋常的重要意義。為了培養學生的創新能力,全面提升學生的綜合素質和職業素養,有必要對現有的實驗教學模式進行改革,通過調動學生的積極性和主觀能動性,提高實驗教學的教學效果。
(一)確立實驗教學的指導思想和目標定位
土壤農業化學分析課程學習可以為后續的其他專業課程學習奠定基礎,同時培養學生的學習能力和學習興趣,培養運用化學分析手段解決專業能力的意識和能力。但是,近年來的教學現狀顯示,該課程的教學存在諸多問題,針對這些問題建議將該課程的指導思想定位為:構建具有自身特色的實驗課程體系,在理論教學中突出實用性,掌握“必須、夠用”的內容選擇原則,在教學中將學生的能力培養置于突出地位,強化實驗教學的力度。該課程的目標應設定為:通過課程學習和實驗教學培養學生的科學精神和科學素養,掌握土壤農業化學分析領域的基本知識和基本技能,為后續其他專業課程的學習打下良好的基礎,能夠用化學分析的觀點和方法解決本專業的實際問題。
(二)構建科學合理的實驗教學內容體系
首先,土壤農業化學分析課程實驗教學要注重理論和實踐相結合的教育思想,要不斷加入當今農林園藝方面土壤檢測迫切需要的實驗內容。學生面對的分析化學實驗并不需要那些純化學分析的東西,反而是學生在實際工作和生活中經常遇到的東西更為有用。只有這樣,學生才會認為學過的知識可以用于職業實踐,才會積極主動地運用這些知識去分析和解決遇到的種種問題。其次,土壤農業化學分析實驗教學要做到與時俱進,不斷更新教學內容。土壤農業化學分析是一門實踐性極強的學科。目前,土壤化學分析已經滲透到農林、園藝的科研與生產領域,成為衡量一個國家農林、園藝科技水平的重要標志。面對土壤農業化學分析領域現代技術的發展趨勢,要改變原有的低水平、低層次的實驗教學狀況,不斷增加該領域的前沿性內容,增加實際應用能力,不斷拓寬學生的理論和實踐視野。
(三)改革實驗教學方法,提高教學質量
為了培養學生的創新意識和在實踐中應用所學知識的能力,教師應當在土壤農業化學分析實驗教學中采取不同的思路和方法,以提升該課程的教學質量。具體應做好以下幾個方面:首先,學生的學習態度是決定土壤農業化學分析課程實驗教學質量的重要因素,因此必須要提高學生對土壤農業化學分析課程的認識,進一步端正學習態度;其次,要不斷優化土壤農業化學分析實驗教學的內容結構,通過選擇和設計具有趣味性和實用性的實驗教學內容,培養學生的創新意識和創新能力;最后,土壤農業化學分析實驗教學還在大量使用傳統的教學模式,學生對教師的依賴性強,缺乏探究精神和學習的積極性和主動性,因此應不斷改進教學方法,減少學生對教師的依賴,提升學生的綜合素養。
(四)將實驗教學與農業生產實際緊密結合
《高等教育法》明確規定:“高等教育培養具有壯心意識和實踐能力的高等級專門人才”。因此,作為培養社會主義建設所需要的高素質創新型人才的基地,實驗教學是高等教育課程教學的重要組成部分。教師在實驗教學中必須要突出學生的主體作用,充分調動學生的積極性和主動性,培養學生的創新意識和創新能力。土壤化學分析課程的主要目的是通過分析土壤標本的手段,達到掌握實驗技能的目的。面對學生對實驗活動重要性認識不足,在遇到實際問題時很難運用所學知識進行分析和解決的實際情況,可以鼓勵學生和農戶聯系,深入田間地頭進行采樣,然后在實驗課上對樣本的養分含量和理化性能進行分析。此外,學生可以通過對農田地塊的實際調查,獲得施肥、土壤營養和農作物產量等一手資料。通過將書本上的知識應用于實際,調動學生做實驗的主動性和積極性,而且這個過程也是培養學生創新意識的過程。四、結語該文對土壤農業化學分析課程實驗教學改革問題進行了深入研究,獲得了一系列有益的結論。但是,提高我國土壤農業化學分析實驗教學水平并不是一蹴而就的任務,還需要進行大量的理論研究和教學實驗,這不僅需要土壤農業化學分析課程教師和學生的共同努力,還需要高校、教育主管部門乃至社會的大力支持。
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關鍵詞:漢語言文學;教學模式;教學質量
漢語言文學是中華民族流傳了千百年的文化寶藏,是我國悠久歷史流傳下來的文化精髓。學習漢語言文學對發揚我國傳統文化、繼承優秀歷史文化意義重大。但隨著社會的發展和時代的變遷,傳統漢語言文學教學不再適用,探索新的漢語言文學教學模式是廣大教育者的重任。
一、漢語言文學教學存在的問題
1.教學觀念落后
在當代的漢語言文學教育教學過程中,很多老師受到傳統教育教學思想的影響,還在采用應試教育的模式,在課程內容的設置上也基本是以教材為中心,很少有擴展。許多老師在上課過程中只是根據課文內容進行機械的講解,對課文逐字逐句分析,再畫出考試重點。在這種教育模式下,學生只是被動地學習老師教授的知識,沒有學習主動性,也缺乏學習動力,導致教學效果不理想。長此以往,學生漸漸習慣了用死記硬背的方式來應付考試,課堂上完全按照老師的要求記錄,考試前背誦老師畫出的重點內容,而很少有學生是真的愛上了漢語言文學,對學習的知識有自己的理解。學生長期在這種枯燥乏味的教學模式下學習,自然會導致學生的學習興趣不足,沒有自主學習的習慣,甚至對學習出現抵觸情緒。這種落后的教學模式不能達到漢語言文學教育的目標,對培養有文學素養的人才沒什么幫助。
2.課程結構不合理
如今的漢語言文學教育者很少在課程結構上有所研究,很多都是按照課本上的內容教學,沒有考慮課程結構是否合理,是否會對教學效果產生影響。只有合理的課程結構才能培養出具有深厚文學素養的人才。不合理的課程結構會給學生的學習效果帶來很大影響,難以培養出具有高素質的漢語言文學專業人才,對老師的教學效果也會起到消極作用。所以,漢語言文學教師還應該對課程結構進行仔細研究,尋找適合自己教學的課程結構,提高自己的課堂質量。
二、漢語言文學教學改革意見
1.轉變教學觀念
隨著社會的不斷進步,新時代對人才的需求也在不斷變化,以前社會需要具有豐富理論知識的人才,而如今社會需要的是具有高素質和操作能力的人才。傳統的漢語言文學教學主要是老師在課堂上進行詳細的講解,而與學生的互動比較少。而如今的漢語言文學教育要想跟隨時代的步伐達到良好的教學效果,教師就必須改變傳統的教學觀念,明確自己在課堂中的引導作用,重視學生在漢語言文學學習過程中的主導性。每個學生都是不一樣的個體,每個學生的性格、習慣、接受能力等各個方面都存在很大差異。老師要想樹立以學生為主體的教學觀念,首先要做的就是了解學生的差異,對不同類型的學生采用不同的教學方式。同時,在課堂上,為了提高學生的課堂參與度,老師還可以采用角色互換的方式調動學生的積極性。比如,在學習文言文的時候,老師把文言文分成多個部分,每個部分選一兩個學生代表,給些時間準備,之后在課堂上講解,對于學生講解不充分的地方老師再補足。
2.豐富教學內容
漢語言文學教學如果只停留在對課本知識的理論講解上,是無法拓寬學生的知識面的。如果漢語言文學教師想要培養出知識儲備豐富、文學素養高的優秀學子,就一定要注重豐富自己的教學內容,這樣才會有較高的教學質量。漢語言文學是我國悠久文化歷史的傳承,蘊含了幾代人的智慧,涉及的范圍是比較廣泛的,包含古代文人所有的作品種類。老師在教學過程中,對與教學內容相關的歷史知識也應該進行補充,講解一些相關的歷史典故、作品時代背景等等。這種教學方法對拓寬學生的知識面、幫助學生更好地理解所學的漢語言文學知識有很大的幫助。老師在教學過程中也可以利用一些方法來豐富教學內容,同時提高學生的學習積極性。比如,如今的多媒體技術就是漢語言文學教師豐富教學內容的良好選擇。老師可以在教學過程中利用多媒體技術,同時結合學生的興趣愛好,制作一些生動的圖片,播放圖片的同時老師在旁邊配音講解。這樣的教學方式會調動學生的課堂活躍性,提高學生的課堂參與度,對學習的內容也會有更加深刻的印象。
漢語言文學教學質量的好壞直接影響著我國下一代未來的發展。所以,為了切實提高漢語言文學的教學質量,漢語言文學教育者一定要轉變傳統落后的教育思想,注重學生的發展,積極探索新教學方法的途徑,這樣才能為社會培養高素質的人才,為我國未來發展提供得力助手。
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[1]郭延兵.現代漢語課程個性化教學策略探析[J].甘肅廣播電視大學學報,2010(04).
一分析化學實驗存在的問題
目前,培養寬基礎,大口徑的多功能的畢業生,提高本科生的就業實力作為一項重要的目標來完成。要提高學生在各方面的競爭實力,就要增設一定數目的選修課程,來擴大學生的視野。在總學時數不變的情況下,我們院本科教學中對化學實驗課課時進行了適當的壓縮。[2]從而增加與化學相關學科的學習。在學時減少的情況下,學生對分析化學的基礎操作和練習就相對少很多,而且重視程度也有所下降。只是在課堂上聽老師講解實驗的理論,將分析化學實驗變成了理論課來學習。整個學習過程,學生處于被動的學習和機械的操作,缺乏主動能動性,不利于學生創新能力和發散思維的培養。發生這樣的問題,既有學生對于分析化學實驗的學習,方式方法還不夠正確,也有教師在授課中過多的注意理論的講解,輕視了實驗技能的培養。分析化學實驗包含兩大部分內容,即化學分析實驗和儀器分析實驗。首先,近幾年的分析化學實驗,大型儀器的使用程度遠高于十幾年前,在操作中儀器的自動化程度高,實驗步驟簡單,處理過程由工作站完成。教師在整個實驗過程中,并沒有完全注意到學生對于新的實驗儀器是否有充足的認識,只將基本的操作方法告訴學生,讓學生如何如何操作。教師沒有做到積極的引導學生學習,學生也沒有做到主動的學習。[3]其次,教材在設計上有相當一部分實驗內容之間存在重復,實驗題目過于陳舊,導致了學生所做的實驗不能讓其與未來的工作相結合。實驗內容缺乏研究性、綜合性,使學生所學的知識無法與實際情況相統一。對于儀器分析實驗,科技都在日新月異,而學生使用的教材已經遠遠不能滿足新的實驗儀器對實驗內容的要求了。最后,在實驗的考核中,多數的學校的考核方法都大同小異,平時成績加期末試卷作為總成績。不能真實有效的反應學生的實際情況,也不利于激發學生學習的熱情。學生把主要的精力都用在如何使實驗數據更符合實驗的要求。同學之間實驗后會相互核對實驗數據,更有人會更改實驗數據。使實驗課的真正目的失去了。
二分析化學實驗教學模式改革與實踐
1分析化學實驗教學內容改革
(1)分析化學基礎實驗內容調整隨著現代儀器分析方法的發展,儀器分析實驗在分析化學實驗中逐漸占有更高的比例。化學分析方法以化學反應作為測定樣品質量或濃度的方法。化學分析實驗應是學習分析化學實驗的基礎方法。化學分析實驗與儀器分析實驗內容上要融會貫通,相輔相成,學生在學習分析化學實驗時不應有主次之分。分析化學實驗是一個系統性、研究性、綜合性相結合的實驗,在實驗內容上不能簡單按照教材依次進行授課。對于化學分析實驗,根據近些年在科研和工作中,各種化學分析實驗測試方法的使用頻率,我們將化學分析實驗具體分為五大部分進行設置。分別為酸堿滴定法、絡合滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法和光度分析法。以酸堿滴定法為例,我們選擇了2個基礎實驗,分別為以鹽酸和氫氧化鈉作為標準溶液的實驗,將教材中的實驗進行整合,調整。原教材中的鹽酸溶液的配制及標定實驗和混合堿成份的測定兩個實驗合并為一個基礎實驗。這樣,學生在實驗過程中能在一次實驗中對鹽酸標準溶液從配制、標定到測定有清晰的認識。幫助學生了解和掌握鹽酸標準溶液的使用方法。也掌握了對于混合堿成份分析經常用到的雙指示劑法的使用。同樣氫氧化鈉標準溶液的滴定實驗中,將原教材中的氫氧化鈉標液的配制及標定和甲醛法測定銨鹽中氮含量的實驗相結合。這樣的設置通過多年的教學實踐證明了,確實效果很好。學生反映通過基礎實驗能很好的掌握標準溶液的使用方法。在基礎實驗進行后,又設計一個與酸堿滴定法有關的綜合設計實驗,作為酸堿滴定法實驗的考核內容,有機酸摩爾質量的測定實驗。實驗的內容以試卷的形式,學生要在規定的時間內對有機酸摩爾質量進行測定,并在試卷相應的位置填寫實驗的數據,得出實驗結論。通過綜合設計實驗,可以有效的考查學生在酸堿滴定中的掌握情況和實驗的基本操作。在儀器分析實驗的內容上,我們更多的是在大綱的范圍內,根據本院的大型儀器的特點設計了一些與實際生活相關的測定實驗,比如測定白酒中酒精度數、味素的成份分析、果汁中維生素C的含量測定以及比較等。這些實驗大多數是學生們生活中經常遇到的,增加了實驗內容的實用性,使學生能更好的掌握大型儀器的使用。(2)設計分析化學綜合性實驗作為必修課程開設分析化學綜合實驗,主要實驗內容以多個實驗和內容綜合設計,如室內空氣污染物分析及濃度測定實驗,涉及甲醛檢測———酚試劑分光光度分析法;氨的檢測———靛酚藍分光光度法;室內空氣中苯、二甲苯的測定———氣相色譜法;室內空氣中總揮發性有機化合物(TVOC)測定———氣相色譜法。通過綜合實驗的開設,幫助學生進一步掌握分析化學基礎實驗中的測試方法。(3)開設分析化學創新實驗與其他教研室合作,指定數名研究生導師每人帶2~3名本科生共同參與科研工作,課程為選修課程,目標學生為學有余力并對分析化學研究方向感興趣的本科生。選修課時長1年。通過幾年的實踐,對學生的實驗技能,科研態度,綜合應用能力都有很大提高,為學生考研及后續研究生學習做了很好的準備。
2分析化學實驗教學方法改革
(1)實行小組責任制傳統的實驗課教學中,大多數都是一個老師在前面講,一群學生在下面聽,然后照著實驗書看一眼,做一步,實驗效果不好,學生實驗后也根本就不理解,學習過于被動。近些年,我們嘗試將學生分組進行,每組4人,設有小組長。小組長采用循環式,每次實驗由小組中一人擔任,組長負責制。教師對每個實驗有針對性的提出幾個思考題,引導學生思考實驗中的關鍵問題和注意事項。小組長帶領本組同學在實驗預習時,對思考題進行討論。并對實驗中的疑問,通過討論相互學習,使組員能掌握實驗內容,抓住實驗的要點。將原來被動的學習變為主動的學習。培養了學生對實驗要質疑、多思考的習慣。在實驗中,小組內部能夠相互幫助,共同解決實驗中遇到的問題。避免了學生遇到問題就問老師,使學生能在相互幫助的過程中相互學習。學習氣氛濃厚,培養學生獨立思考,相互協助的科研精神。(2)多種教學手段配合使用制作分析化學實驗多媒體課件,將課件上傳到分析化學公共郵箱,課件內容包括實驗目的、實驗過程、實驗數據分析以及與實驗相關的思考題,注意事項等,讓學生能在課余時間下載。我們自己還在實驗中錄制標準實驗操作的視頻,學生下載后可以在課前對實驗過程有所了解,掌握實驗操作的重點。充分利用現代的科技通信方式,開通QQ群、微信群建立與學生之間的聯系,及時一些實驗前、實驗后的問題。課堂上,不再使用單一的教學手段,我們統一印制了掛圖,保證不同實驗室實驗內容一致。課堂使用多媒體投影教學,利用flas顯示實驗原理,播放錄制視頻演示實驗過程,做到圖文并舉,讓學生能更好的掌握滴定實驗終點顏色。Flas能很好的演示大型儀器的內部構造,使學生能真正了解紅外光譜儀、氣相色譜儀、液相色譜儀等儀器工作原理。
3分析化學實驗的考核機制
采用過程性評價體系,不單純依靠一次期末考試判斷學生的實際學習情況。將分析化學實驗成績分為平時成績和考試成績兩大部分。平時成績,分值100分,包括:實驗預習(10分)、課堂表現(10分)、實驗操作(50分)、數據記錄及處理(15分)、實驗報告(15分)等幾個部分。實驗預習,在每個實驗著重檢查5人左右的預習報告,對學生提出一些實驗過程中可能會遇到的問題,從問題中檢查實際預習情況。課堂表現,學生態度是否端正、實驗臺面衛生是否打掃、不高聲喧嘩、不遲到早退、注意安全。實驗操作,著重考查學生實驗過程中的滴定操作、天平稱量、移液管使用等過程是否存在錯誤。實驗結果分析,是否與實際樣品真實質量或濃度一致。實驗報告,如實記錄實驗數據并分析實驗現象、實驗數據。討論實驗過程中出現的問題等。將以上幾個部分做成表格,統一發放到每位教師手中,教師通過具體化了指標給每一位學生的每一次實驗進行評分。考試成績,通過三次考試最后得出總的考試成績。三次考試都采用多題目,學生自選題目進行。例如有機酸摩爾質量測定考試,設計了多個不同的有機酸,學生抽簽后進行實驗,充分保證實驗考試的公證公平。總之,近些年,改革后的分析化學實驗在化學教育、化學應用、制藥工程、材料化學各專業的學生中開設,將原本被動式的學習主動化,激發學生學習的熱情,將枯燥孤立的分析化學實驗趣味化、實用化、綜合化。通過全新的考核方式使實驗成績的給定更具有公平性。在未來的工作中,我們也會更加深化分析化學實驗課程的改革,培養更具有競爭力的學生努力。
作者:吳紅波 于泓 李萍 馬亞杰 蘇志興 單位:哈爾濱師范大學化學化工學院
參考文獻:
[1]曹俊濤.分析化學實驗改革與大學生創新能力的培養[J].廣州化工,2015,43(17):210-211.
關鍵詞:分析化學實驗;實驗教學;工科院校
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)03-0223-02
分析化學及其實驗課程是重要的基礎化學課程,旨在培養學生定量分析的基本思維和進行定量分析的基本操作和動手能力,在以化學專業為基礎的非化學專業中,普遍開設了分析實驗課程,擔負著培養和訓練學生掌握分析技能和操作規程的責任,還對分析化學理論知識的深化起到極其重要的作用[1]。分析化學實驗教學中,要求操作規范、計算準確、結果可靠合理,并且能夠對分析結果進行評價,其目的是培養學生“量”的概念,培養學生分析問題和解決問題的綜合能力[2,3]。在工科院校的分析化學實驗教學中,往往也存在一個教學大綱,不同專業一刀切的現象,由于不同專業的學生基礎情況不一樣、且對教學目標的要求也不一樣[4-6],這樣就給教學帶來各種弊端。
一、工科院校開設分析化學實驗的專業特點
以昆明理工大學為例,分析化學實驗教學的專業包括化學、化工、冶金、材料、環境、食品、生物、制藥、醫學、建材等專業,這些專業對分析化學實驗的要求各不一樣,冶金和材料專業偏向于金屬離子的分析和應用,環境和化工偏向于水體分析和應用,醫學和建材專業要求相對較低,化學專業要求相對全面。從學時分布來看,化學專業一般64學時,環境專業48學時,冶金、材料專業32學時,化工、生物、制藥24學時,而建材、航空等專業一般16學時,從學時的分布大體也能看出各自專業對該實驗課程的要求和目標。從學生的基礎情況來看,冶金、材料、環境、建材等專業的學生基礎相對較好,但由于各自專業和化學實驗學科相差較大,學生表現出的主觀能動性相差也較大。因此,工科院校不同專業開設分析化學實驗課程還需要考慮學生的基礎以及實驗課程與專業的銜接。
二、工科院校非化學專業分析化學實驗教學中存在的問題
1.實驗內容單一、枯燥、陳舊。分析化學實驗的教學內容簡單、單一,除了常規的操作練習外,基本是驗證性實驗,如酸堿滴定、水中總硬度的測定、食醋中總酸度的測定等,教學內容陳舊,不利于調動學生的積極性和主動性,學生基本只需要預習、聽課、按流程操作,就可以得到考評分。而對于一些分組性的實驗,如分光光度法測鐵、選擇性電極測定水中微量氟、電位滴定法測定溶液中的氯離子等實驗,通常多人分成一個小組,少數同學甚至沒有參與到實驗操作中。這樣的情況使得部分學生難以主觀積極參與,有時甚至連目標都不清晰,這些都不利于完成基本的教學目標,更難達到培養學生的思考能力和創新能力。
2.學生操作能力差、照方抓藥。分析化學實驗的操作是有嚴格的規范,學生需要提前預習各項注意事項,在實驗課中鍛煉。但很多學生學習時重理論、輕實驗,操作能力差,甚至連基本的儀器都不認識、沒見過,在實驗過程中只能照方抓藥,變成了完成任務、演練一遍,難以達到預期的實驗教學目標[7]。這也表明了學生提前的預習工作不到位,思考問題也不全面,只好按照老師的演示實驗進行操作,或者模仿身邊同學的操作進行,實驗中難免出現各種錯誤。
3.教師的教學模式程式化。對于工科院校的學生,開設分析化學實驗課程,量大面廣,實驗教師的工作量巨大,教學過程難免程式化,包括既定的教學方法、教學過程、考評制度,實驗教師也難以個性化的提出新的教學方案。學生也會以現有的考評制度為導向,盡量爭取更高的分數:認真寫好預習、做好記錄、按部就班的完成實驗、進行分析和總結,但這樣完成任務式的過程,失去了實驗課堂的真正意義。
三、提高工科院校非化學專業分析化學實驗教學效果的有效手段
1.結合專業特點施教。工科院校非化學專業分析化學實驗教學不同于化學專業的教學情況,不僅基礎不一樣,而且對實驗內容的要求和側重點也不一樣,任課教師需要對教學大綱吃透的基礎上,了解各教學班級的特點和專業要求,從而在課程講解中抓住學生的興趣點和專業的結合點。例如:冶金專業的學生對金屬離子的準確滴定法十分感興趣,可以引導他們進行方法學的對比,包括原子吸收光譜法、原子發射光譜法、離子色譜法、重量法等,這樣可以引導他們課下做大量的文獻調研和比對,課上可以和教師進行交流;食品專業的學生對食醋中總酸度的測定十分感興趣,教師可以引導學生深入分析測定的酸的種類,以及如何對各種酸進行定性和定量。這樣的深入引導,不僅加強了學生的學習興趣,還讓學生進一步明白實驗科學解決實際問題的重要性。
2.理論與實驗相結合。分析化學實驗的很多實驗內容需要理論課內容的支撐,然而部分學生在理論課中學得并不扎實,對實驗的理解就變得困難,如果老師不正確地加以引導,教學的效果會適得其反,如果合理加以溫習鞏固,則會事半功倍。例如,鋅鋁混合離子的分步滴定實驗中,很多學生難以明白分步滴定的條件,也就是為什么可以分步滴定,實驗老師應該簡要而系統地介紹金屬離子分步滴定的條件、鋅鋁混合離子的分步滴定條件的控制,以及實驗中如何考慮細節問題,這樣的引導,不僅讓學生明白了實驗的內容和操作細節,還反過來鞏固了配位滴定的理論內容,并且兩者互為促進,強化學生對知識的理解和掌握,也做到了理論聯系實際和學以致用。
3.更新實驗教學內容。目前,分析化學實驗教材的版本眾多,很多學校甚至還有自己的實驗講義,但對于工科院校而言,應該適時更新實驗教材,不能只采用一種教材用到底。科學研究的發展速度很快,且各種新穎的成果很容易從圖書館下載獲得,因此,我們應該結合實際情況,將一些最新的科研成果編入到實驗教材中,讓學生可以自己動手進行實驗,同時也接觸到較為新穎的知識。例如:最近幾年出現的牛奶中三聚氰胺事件,是否可以考慮采用分析化學的實驗方法進行測定呢?基于這樣的社會背景,一定能夠調動學生投入實驗的興趣。再比如,采用絡合滴定法測定鈣離子,是否可以考慮測定雞蛋殼中的鈣離子呢?雖然只是更換了測定樣品的種類,但學生的興趣大增,實驗也會收到意想不到的教學效果。還有食品的有害色譜添加劑測定問題、地溝油的分析測定問題,這些都是很好的實驗題材,應該適時地進行整理,并寫入到實驗教材當中。此外,采用多種不同的分析方法對同一測定內容進行比對分析,例如:鋅鋁混合溶液的測定方法,可以采用選擇滴定法,也可以采用重量分析法,也可以采用離子色譜法進行分析,然而,在實驗過程中,難以突破現有教學內容和模式,新的教學內容和方法也難以得到應用。
4.實驗教學中加強交流。工科院校非化學專業的學生,對分析化學實驗課程的理解和要求與化學專業的學生是不一樣的,且學生的化學基礎薄弱。實驗過程中,學生會存在操作緊張、擔心失誤等情況,教師應給予鼓勵和正確引導,提出問題盡量不要針對個人,個性化的問題盡量單獨輔導,直接示范操作;鼓勵學生膽大心細,遇到困難或問題先獨立思考,學會討論、交流,確實不懂再請教老師。此外,實驗課程開始前,老師對學生進行調查、了解預習情況,詢問存在的困難,然后集中進行解答;實驗過程中,注意觀察班級的整體情況,對于共性的問題應該及時強調;實驗結束后,應該關心學生取得的收獲與得失,而不僅僅是給出一個分數或評價。這樣的指導過程更容易讓學生接受,同時消除了學生的各種擔心和顧慮,也使得師生的溝通交流更加順暢和諧。
5.開設公選課,強化自然科學通識課程的重要性。工科院校非化學專業的學生對化學課程的興趣不濃是一個共性問題,如何提高學生的認知、強化學生的興趣是教師應該努力的方向之一,開設公選課,以自然科學通識課程的形式讓學生多方位、深層次的了解化學學科知識,是十分有效的方式。例如:在化學通識課程中介紹有關諾貝爾化學獎、廣受關注的食品安全問題和常識、體育競技中的禁用興奮劑、艾滋病病毒與藥物、海洋環境與海洋資源化學、化學武器、化學在刑事偵查中的應用、煙草化學、中藥化學等。這些與化學相關的課題,學生不僅充滿了興趣,有些還與自己的專業知識具有相關性,學生接觸了這些有趣的化學知識后,自然而然的對化學學科充滿了好奇和興趣,為今后再深入學習化學課程打下良好的奠基,這樣的強化方式遠比老師的說教有效得多。
參考文獻:
[1]弓曉霞.加強高校分析化學實驗教學環節的探索與實踐[J].科技展望,2015,(16):195.
[2]趙燕,程苑莉.分析化學實驗教學改革的研究與探索[J].實驗科學與技術,2015,13(2):107-109.
[3]趙春玲,阮喜榮,萬端極,等.對分析化學實驗基本操作技能的探討[J].大學化學,2009,24(5):27-29.
[4]蔣心惠,何丹,袁佩,等.臨床藥學專業分析化學實驗教學改革的思路與實踐[J].教育教學論壇,2015,(23):86-87.
[5]韋國兵,胡奇軍,廖夫生.以就業為導向的藥學專業分析化學實驗教學模式的改革研究[J].教育教學論壇,2015,(30):62-63.