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有机化学综述

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有机化学综述范文第1篇

关键词:有机化学;教学改革;教学效果

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)42-0092-02

有机化学作为应化专业四大基础课程之一,学习结果直接影响后续课程如有机合成化学、有机立体化学、高等有机化学、生物有机化学等各门课程的学习,同时影响学生毕业后考研或就业的方向选择。农林院校有机化学课程作为一门公共基础课,几乎涉及所有的专业范围,包括在食品科学与工程、制药工程、葡萄酒、生物技术、动物科学、植物科学与技术等各专业中。随着有机化学学科的快速发展,教学改革的不断深化,如何提高教学质量,让应化专业学生在农林院校的各专业中凸显“专业”优势,为下一步的专业课及其他训练奠定良好的基础,成为现阶段亟待解决的问题之一。针对有机化学课程教学中存在的一些问题和弊端,结合学科特点,我们在有机化学课程教学体系的构建及改革上进行了探索,主要在以下五个方面进行了尝试:增加课时、选用合适教材;调整教学内容、理论和实验相结合;更新教学方法和手段;建设高水平教学团队、设置2+2上课模式;增加随堂测验、课程论文设计、增设presentation等考核方式。这四方面的工作显著提高了应化专业有机化学课程的教学效果,在教学反馈中评价较好。

一、课时及教材建设

以前应化专业有机化学课程设置为两个学期,64+40,共104学时。以胡宏纹版的《有机化学》教材为例,上、下册共三十一章,按照教学大纲要求,教师对教学内容反复精简,采用“满堂灌”的教学方式,也只能将书中的基础内容点到为止,很难顾及学生的消化、理解能力,更谈不上学习兴趣的培养或知识扩展,很多学生跟不上教师的教学思路,慢慢放弃有机化学的学习。另外,由于时间限制,没办法在课堂列举相应实例或集中讲解每章节的课后习题,结果导致很多学生反映,课堂上教师所讲的内容听懂了、理解了,但做课后习题却无从下手。所以,课程改革首要解决的问题就是保证课时数,我们将有机化学课时数调整为64+64,共128学时。保证时间,才能让学生全面了解基础有机化学知识,掌握基本化学反应及原理。其次,教材的选用,我们一直选用胡宏纹版的《有机化学》,这本教材有些轻理论,偏合成和机理。基础有机化学,要重在“基础”,强调从整体上初步理解有机化学知识体系。鉴于学生的学习、理解能力和考研内容范围,我们以胡宏纹版的《有机化学》教材为主,王积涛版《有机化学》和刑其毅版《基础有机化学》为辅,从基础概念到官能团的性质,再到化学反应及合成方法,最后是机理,由简入深地完成教学课件制作及课堂讲解。另外,从裴伟伟版《基础有机化学习题解析》和朱玮版《有机化学学习指导-解读、解析、解答和测试》中精选类型丰富的教学例题来增加课堂练习环节,使学生更好理解所讲知识要点、突破教学难点,为增强教学效果奠定基础。

二、调整教学内容,理论和实验相结合

适当增加课时数,确定选用教材后,我们对章节内容进行了调整和整合,例如将第二十四章的碳-碳重键的加成反应调整到第七章的烯烃和二烯烃之后讲解;将第四章的对映异构和二十一章的立体化学内容合并;将第八章的芳烃、第二十五章的芳环上的取代反应以及第三十一章的芳香性也进行了合并。我们还对教材内容进行了适当的取舍,如自学质谱、类脂、萜类和甾族化合物等。每章节内容讲完之后会适当介绍与之相应的有机化学拓展性知识和化学发展史。考虑到应化专业没有设置专业外语课程,所以在基础有机化学课上我们适当增加双语教学内容,一方面为后续的有机立体化学全英文授课做铺垫,另一方面,也让学生开展实验设计时查找英文文献更加得心应手。有机化学是一门以实验为基础的科学,以往都是实验课比理论课晚一学期,理论和实验不同步,达不到预期的巩固理论知识和培养学生兴趣的目的。现在,我们开展理论课教师兼带实验课的教学模式,理论课和实验课同步进行!将理论学习直接应用到实验中,从直接观察到的现象和测得的数据引出基本理论和规律,增加真实感。该模式可以及时反馈实验中出现的问题,然后在理论课上针对实验中出现的现象进行理论分析。另外,我们还将实验内容划分为基础实验、综合性实验和创新实验。基础实验重在有机实验操作技能的全面训练,针对学生对有机化学实验重操作,轻设计的现象,在完成基础实验后,增设1~2个综合实验和创新实验,即由教师指导,学生通过查阅大量的文献,设计实验方案、合成、处理、测试、分析实验结果等,以此促进学生创新性思维的发展。

三、教学手段和教学方法建设

传统有机化学教学手段是简单地将教材内容搬到屏幕、黑板上;或者一味地教师讲,学生听,课堂乏味,学生的主体作用得不到发挥。面对无法阻挡的技术进步,我们也勇敢尝试新技术,提高教学质量。首先,选用多媒体授课的教学模式,可以使大量的信息引入课堂,以丰富的背景材料支撑教学内容,教学效果非常好。动画技术的运用使教学课件的设置符合学生的认识规律和思维过程,以直观的方式揭示化学的思想本质,加深学生对有机化学基本概念、机理的理解。其次,重视模型在教学中的直观作用,它比单纯的语言描述更加形象、逼真、生动,无疑会提高教学效果。再次,我们试图尝试“翻转课堂教学模式”,传统的教学模式是老师在课堂上讲课,布置作业,让学生课下练习。与传统课堂不同,在“翻转课堂教学模式”下,学生课下完成知识的学习,而课堂变成了老师学生之间和学生与学生之间互动的场所,包括答疑解惑、知识的运用等,让学生成为老师,老师成为导师,从“以教为主”慢慢过渡到“以学为主”,让教与学真正相长,从而达到更好的教学效果。最后,我们充分利用网络媒介,利用FTP进行课件公开,方便学生查阅;创建QQ群进行讨论和答疑,并在QQ空间上将典型问题列出并加以解释,这种方法促进了学生的主动学习,并且可以及时获得疑难问题的针对性解答,有效提高了教学效果。

四、教学团队和2+2上课模式建设

建设一支高水平的教学团队,对本科教学质量的提高尤为重要。传统的有机化学教学都是一位教师独立承担所有的教学任务,包括课件制作、授课、批改作业、答疑、出卷、阅卷、成绩录入等,使教师力不从心,达不到最佳的授课状态。针对这一问题,我们组建了由师德好、业务精、有能力的教授为主,有发展潜力的中青年教师为辅的有机化学课程教学团队。老教师培养青年教师,充分发挥其传、帮、带作用。团队除上好每一次课外,成员之间定期讨论教学内容,整合思路,集思广议,搜集整理教学资源和备课元素,制作有机化学电子教案及编写适合学生期中、期末和考研的习题库。另外,不定期邀请国内外高校的有机化学教学名师来校示范教学,对教学团队成员进行培训,提高教学团队成员的授课能力。

以前应化专业四个班,120人左右的课堂,坐在后面的学生有时根本听不清教师在讲什么,很难达到师生互动,课上经常出现玩手机、睡觉、聊天、学其他课程的现象。针对这一问题,我们将大班化成小班,即设置成2+2的上课模式。这样,课前、课上提问或者课堂上互动困难的现象都得到了缓解,增加互动,拉近了师生距离,有机化学的学习良性循环,有效提高了教学质量和效果。

五、考核方式建设

以往有机化学的考核方式是平时成绩占30%,期末考试成绩占70%。平时成绩的评定以出勤和作业为准,靠点名评定出勤,浪费时间;一百多人的课堂,不可避免地存在作业抄袭现象。因此,以出勤和作业来评定平时成绩存在很大弊端。基于这些问题,我们对考核方式进行了改革:首先,增设随堂测验环节。一学期进行四次随堂测验,用以督促学生及时复习所学知识。这样,一方面减少学生期末的考试负担,另一方面前几章内容的充分理解消化,为后面章节的学习打好基础。其次,增加设计性、综述性的课程论文设计。文献查阅、分析讨论、综述写作,这一系列工作的完成,对学生思维的创新性和缜密性要求很高,能够真实地反映出学生在有机化学方面的理解水平,同时也为以后本科毕业论文设计奠定良好基础。最后,增设presentation环节。学生自由选择发表内容,如有机化学课程学习感触;感兴趣的某类反应;进入实验室的学生,也可以把自己的实验内容、结果、收获等和大家分享。

通过上述五方面改革措施的实施,我们初步构建了适合农林院校应化专业的有机化学教学体系,该教学课程体系可以使学生较准确地把握有机化学的学习方向,对学生创新思维的培养打下良好的基础。有机化学教学改革需要不断进行观念和方法更新,我们将在实际教学工作中不断积累经验,以便更好地为学生服务、为教学服务。

参考文献:

[1]胡宏纹.有机化学[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]王积涛,王永梅,张宝申,胡青梅,庞美丽,等.有机化学[M].天津:南开大学出版社,2009.

[3]邢其毅,徐瑞秋,裴伟伟,裴坚,等.基础有机化学[M].北京:高等教育出版社,2005.

[4]裴伟伟.基础有机化学习题解析[M].北京:高等教育出版社,2006.

有机化学综述范文第2篇

关键词 应用型人才 有机化学及实验 教学改革

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.06.055

Study on the Reform of the Organic Chemistry and Experiments

Teaching Based on the Cultivation of Applied Talents

CAI Lihua, WU Shiyun

(Environment and Biological Engineering College of Wuhan

Business and Engineering University, Wuhan, Hubei 430065)

Abstract According to the private college students learning ability is poor, lack of learning autonomy, the professional characteristics and the course content, the specialized fundamental course of organic chemistry and experiment teaching system,teaching content, teaching method and means and examination mode must be reformed in order to adaption to the training objectives of the applied talents.

Key words applied talents; organic chemistry and experiment; teaching reform

有机化学是武汉工商学院环境工程与生物工程本科生必修的一门重要的专业基础课程,有机化学学科发展迅速、理论性强,课程内容丰富且具有很强的实践应用性,学好有机化学为后续专业课程的学习与工作起到关键作用。①在普通高校转型的背景下,有机化学课程为应用型教学模式的探索起到了先驱作用。近些年来,该课程组充分利用师资力量与教学条件,通过理论教学改革提高学生的创新思维,通过实验教学与技能训练提高学生的创新实践能力和应用能力。提出了“强化应用、突出创新”为主题的有机化学教学改革思路。本文介绍了有机化学应用型教学体系的构建,以及应用型教学模式的探索与实践。

1 构建有机化学应用型教学体系

针对应用型大学创新人才的培养要求及课程特点,坚持“知识传授和能力培养为一体、思维培养与素质教育为一体、融实践教学与创新应用为一体”的课程建设与改革思路,构建了有机化学应用型教学体系,如图1所示。该体系将理论教学及应用、实验教学及应用训练有机结合,为系统培养学生的创新实践能力和实操素质提供了丰富的优质教学资源和多元化的自主研学途径,以培养学生的创新创业能力。

2 精心设计理论课程的应用型教学内容,提高学生的学习兴趣

无论是理论课还是实验课,都应该本着“教学服务型、应用性、多元化、开放式”的办学思路,②精心设计相应的内容,以此来形成特色。在理论知识上要做到够用的深度和实用的广度相结合;有机化学理论课程应用型教学内容分为基础理论模块和理论应用模块,在基础理论模块上,精心设计了由结构与命名、反应类型与机理、有机合成等三大体系,理论应用模块主要是结合生物有机、绿色化学及食品安全等方面。应处理好教学内容的基础性、先进性与应用性的关系,重点讲解有机化学反应类型与反应机理及合成方法,并把学科的发展前沿、生产中的最新应用以及相关学科的交叉知识等应用内容引入课堂。对于抽象的概念及结构讲解时,注意用生活中比喻的手法,比如讲到烯烃的双键电子云时,我们以面包来比方,学生就领会到面包是很松软的,讲到炔烃的叁键电子云时,我们以绕毛线团来打比方,学生觉得毛线团比面包结实,所以能理解为什么与相同的亲电试剂加成时,炔烃比烯烃要困难得多。讲到苯的大 键时,我们用轮胎来做比喻,轮胎很扎实,所以苯环的大 键不容易断裂,它只能发生苯环上氢被取代的反应。再如,在讲到环己烷及衍生物的稳定性构象的规律的时候,可以跟同学们解释为什么D-葡萄糖是自然界分布最广的己醛糖。因为在己醛糖中,只有-D-葡萄糖中所有的基团都是以e键与环相连。由于该构象最稳定,所以存在最广泛。在旋光异构这一章节中,Vc右旋体可医治坏血病,谷氨酸右旋体有调味作用;麻黄碱右旋才能舒张血管治高血压,香芹酮与薄荷油是旋光异构体,但是味道相差甚大,为什么呢?从而激发学生对旋光异构的学习兴趣。再如,讲到醇这一节时,给同学们讲解生活中白酒、红酒、葡萄酒、啤酒等酒的度数,可以跟同学介绍发酵法酿酒的过程,重点讲过量饮酒的坏处以及酒后驾车的检测的方法。总之,让学生感觉到知识是有生命的,在学到具体知识的同时领略知识带给人们的智慧。

图1 有机化学应用型教学体系

3 课堂教学方法与教学手段的改革

3.1 尝试新的教学方法

课堂是教师给学生传递知识信息的主要场所,也是培养人才、启迪智慧、传授方法、培养能力的主渠道。教师必须像完成其它工作一样,有意识、有目的、有设计地进行。有目的有技巧地运用讲解、提问、分析、归纳与总结等方法,培养学生的严谨的科学思维能力、理解力及分析与解决问题的综合能力。问题教学法、研讨式教学法、案例教学法、专题讨论法等都可以尝试性放在教学中,激发学生的学习热情与主动性,也激发教师的灵感。

3.2 灵活多样的教学手段

根据有机化学课程本身的特点,内容多、信息量大、结构复杂、理论抽象等。利用多媒体技术给学生展示立体的结构,比如在讲到乙烷的构象时,由于是学生第一次接触动态异构,很难建立概念,通过多媒体动画,学生很快就看到碳碳单键旋转所引起氢与氢之间的距离的变化,了解典型重叠式与交叉式构象。还可以利用动画给学生播放演示实验,比如讲到双烯合成反应时,给学生播放蒽与马来酸酐的加成,通过播放动画学生领略了改反应速度快、产率高。究其原因是什么呢?可以让学生思考协同反应的特点。多媒体及动画生动、形象、信息量大等特点在有机化学教学中发挥了重要的作用,但是在使用的过程中,要做到有的放矢,让学生看完后有思考有总结,留有深刻印象。多媒体也有局限性,由于播放进度快,学生不易记笔记,所以在重要知识环节要采用板书来提示学生梳理重难点及知识衔接点。

3.3 充分利用网络资源

课堂教学的受到时间和空间的局限性,网络资源再现性强、教学活动范围、时间、形式更多样更灵活,可以作为课堂教学的一个有益的补充,让学生的自主学习及个性化发展得以实现,自己预习课程内容、自己检查学习效果练习题,借助有机化学精品课程网站,将“教”与“学”延续到课堂之外,让学生能够随时随地地自主学习,是解决课堂教学中不足与局限。

4 改革实践教学,培养学生的应用创新能力

构建体现学校特色的完整实践教学体系及CDIO项目设计,加强实验实训实践平台建设。按照“实验”“实训”“实习”“实战”的模式,强化学生的实际应用能力。实验教学方面要做到实验项目多元化与应用性相结合;③注重学生可持续学习能力的发展,为学生后续课程学习及将来的发展奠定基础,使学生具备开放式应用创新能力。

在有机化学实验课堂教学过程中,应充分利用多媒体课件进行讲解,将基本操作实验融入合成实验中,比如通过乙酰苯胺的合成实验训练学生的分馏操作及重结晶。将微型实验融入常量实验中,比如将微量重结晶安排在常量重结晶等待的时间中,让学生体会微型实验的乐趣。将天然产物提取的实验融入综合设计实验中,比如从茶叶里提取咖啡因,让学生自己设计合成实验方案并通过讨论检验可行之后,让学生自行安装装置,进行实验,锻炼学生的独立思考、统筹安排能力。同时,鼓励学生在基本实验教学课堂之后来积极提升实践能力。让较多的学生积极参加学科竞赛、大学生科技创新项目、深入公司或企业进行社会实践活动来增强学生做、学与用的能力。④

5 科学合理的考核标准,让学生学会管理学习

课程评价的目的是为了检验和改进学生的学习和教师的教学,改善课程设计,完善教学过程,从而有效地促进学生的发展。在近几年的教学中,结合教学方法的改革,建立了新的考核模式。有机化学课程考核由平时50%+期末40%+专题论文10%组成。其中平时成绩主要包括课程作业(20%)、课堂表现(10%)和学结(20%),平时成绩分阶段地公布给学生,让学生了解各个阶段的学习效果,以便及时矫正学习态度与改进学习方法。课程作业成绩主要根据教师评阅学生自主完成作业的数量与质量的综合分;课堂表现成绩主要考核学生课堂表现包括出勤率、回答问题或分组讨论的情况。学结是教师指定章节让学生写出该章节的知识点及应用、学习心得等。专题论文是教师根据生产实际设置一些论文题目,或者给定范围,学生自拟题目,通过查阅资料,独立撰写完成。实施这种考试的目的在于将学生期末的考试压力转化为平时学习的动力,“期末考得好不如平时学得好”,既让学生学习到具体的知识,也让学生学会管理自己的学习。

以普通高校转型为契机,通过构建有机化学应用型教学体系,精心设计有机化学应用型教学内容,改进课堂教学方法与教学手段以期达到培养学生的实际操作能力、应用创新能力、独立思维能力与研究能力;通过制定科学合理的考核标准,让学生学会管理学习。总之,提高教学质量,为培养高素质人才而不懈努力。

注释

① 郭玲香,刘松琴,杨洪等.研究性教学模式在有机化学教学中的探索与实践[J].东南大学学报(哲学社会科学版),2013.12(15)增刊:156-158.

② 张士献,李永平.本科应用型人才培养模式改革研究综述[J].高教论坛,2010(10):5-8.

有机化学综述范文第3篇

关键词:专业基础课;有机化学;教学论

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)10-0172-03

有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质及变化规律的一门科学,是高等教育中环境、生物、医药、食品等专业的一门重要基础课程,对学生素质的培养起着至关重要的作用。本文深刻剖析了有机化学课程教学活动中反映出的一系列问题,例如学生主动性不高、知识点掌握不扎实等。针对这些问题,对几种现代教学理论进行梳理并指导教学,从端正学生观念和加强实践两方面入手,提出高校专业基础课程未来改革的主要着力点,并在其指导下改进教学内容和教学方法,夯实学生理论知识,理论密切联系实践,以适应新形势下社会对专业人才的需求。

一、教学现状

针对专业课程,只有清楚地认识现在教学实践所反映出的问题,才能与现实对比发现差距,从而寻求改进方法。本文对教学实践中出现的问题分析如下。

1.知识点庞杂。有机化合物的种类多,涉及到的化合物的组成、结构、化学性质及其反应机理较为烦琐,若教学中过多地强调知识的重点、难点,让学生在短期内接受大量知识,很容易造成所学知识的片段性和短暂性,学后就忘。很多学生上课认真听课,课后认真完成作业,目的仅为期末考试成绩能够合格。针对这种情况,要根据学科的本质和核心,对庞杂知识点进行系统整合,使学生可以从整体上把握学科知识体系,克服短暂性和片段化记忆,夯实基础,做好知识储备。

2.教学内容多与课时少的矛盾。据了解,多数学生希望在讲授基础上增强互动、实例讲解、实践操作及应用等相关内容。而事实上,课程内容涵盖较多,由于课时紧张,课堂上多充斥着大篇幅的理论讲授,经常会存在课时少与内容多的矛盾,给教学带来一定的挑战。

3.评价体系单一。以往考核体系较为单一,有的过分看重学生对课本知识的掌握,或者到课率和平时作业的综合考虑。但这种常见的做法使某些同学蒙混过关,没能真正学到东西。在与学生的交流中,学生反映希望能够开阔眼界、了解前沿,而不希望花很大精力去应付考试而取得高分。因此,建立一套科学的、合理的评价体系是十分必要的,可以从侧面调动学生的学习积极性。因此,课堂教学不能仅是书本知识与结论地单项灌输,而应适当包含启发性、探索性的内容,重视学习兴趣的激发、学习方法的引导、最新社会问题和科研动态的传递。

二、结合现代教学理论改进教学

为针对性改善上述问题,我们有必要重新审视教学的本质,在理论层面进行梳理,根据教学实践论、构建论、交往论反思和指导教学活动。

1.教学内容层次化。如何定义学科基本结构,布鲁纳认为[1],每一门学科中都存在着某些广泛和强有力的适应性观念,这些观念形成学科的深层结构。如果教学仅停留在知识点的掌握上,了解如何根据知识点做题,那么学生就只获得了学科的表层结构,而现在大多数教学就是这种情况。只有把握了深层结构,才有助于学生的深刻记忆,有助于知识的迁移和运用,并对相关未知事物做出预测。

教师要依据学科的基本理念、方法、原理及其之间的逻辑关系建构学科内容,使教学内容层次鲜明,有效地组织教学。例如,基本知识点介绍完后,应以反应机理为主线对各种官能团的化学性质进行梳理。这样有利于学生对学科的整体把握和理解,在此基础上发展驾驭知识体系的能力,促使学生进一步去分析、思考和创造,进而培养学生的创造性思维。正所谓“学生的头脑不是一个要被填满的容器,而是需被点燃的火把”,这正是教学构建论所主张的观点,教学构建论十分重视知识的处理和转换,以及学生对知识的主动构建[2]。另外,针对课时少和内容多的矛盾,课堂教学应根据内容的多少、难易程度以及实用性来统筹安排,课时安排要注重内容要有所侧重,不能搞平均化。

2.结合现实、结合科研、加强实践。有机化学是专业基础课程,要为后续一些专业课的学习做知识铺垫。如果教师在课堂教学中一味地注重基本知识点的讲解,仅强调教师在教学中的主导作用,忽视了学生作为学习主体的参与,那么这种常规的教学方法就违背了教学实践论的初衷。教学实践论的基本观点认为“从知识是学生生成的这个角度来看,教学过程就是学生通过特殊的社会实践活动认识客观世界、形成知识体系的过程”[3]。教学实践论强调学生是学习的主体,教师的任务是通过运用创设情境、讲解示范、启发诱导、评价反馈等各种手段,调动学生学习的主动性[4]。因此,教学过程中教师应注重引导学生锻炼解决相关实际问题的能力。首先,教师要引导学生端正对专业基础课的认识,要从思想上重视该课程;另外,除基础理论知识外,教学内容应充分关注实践技能,与现实生活、工作知识建立联系,培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。(1)联系生活实际。开课初,教师应简要介绍有机化学学科在社会发展中的重要性,引导学生入门。有机化学本是一门与生产生活密不可分的课程,在授课时注重知识与实际生活的联系,可以逐渐启发学生从日常生活中发现问题,进而提高思考和解决问题的能力。课堂教学中,教师应尽量与日常生活联系起来,使同学们重视有机化学的地位以及与其他学科的交叉联系。(2)结合科研。学生学习专业知识要为解决实际问题做准备。科学在发展,课堂教学如若不能随时更新,就会滞后,会脱离现实。因此,在教学过程中除了对学生进行正常的理论和实验教学外,要将最新科研进展融入课堂教学,使学生在学习过程中也能了解到一些前沿知识,激发学生的求知欲,避免因为教材内容陈旧而降低学习的积极性。教师应及时了解本领域的最新科技成果,使自己处于科学发展的前沿。不同的知识点,选择合适的科研进展并加以融合,这对教师无疑是一个新的挑战。这就要求教师自身具有较高的科研意识和水平,需投入更多的时间和精力,查阅大量文献,适时向学生讲解自己或其他老师的科研方向和进展,做到讲课内容紧跟前沿。(3)吸引同学参与实践。为给经济和社会发展储备人才,提高学生的科技创新能力,相关部门和学校采取了各N措施保证了对科技的投入,如开展学生竞赛活动“大学生科技创新训练计划”、“新苗计划”等,或者与企业之间建立实习平台。在教师的引导下,学生组成小组参与,体验从选题与课题设计整个过程。作为教师,我们应积极投身科学研究,并应亲自参与实验,言传身教,学生通过“观察”和模仿,可以获得最直接的经验,并在实验与讨论过程中训练学生的创新技能和思维方式。要给学生“一杯水”,教师自己至少要有“一桶水”。在这种观念支配下,教师应特别重视学科知识的获取,包括对最新科研进展的掌握。因此,教师要不断学习,在掌握专业知识和技能的同时,努力提升自己的科研水平,使科研融入教学,以科研促教学。

3.加强教学交往实践,构建合理评价体系。近年来,随着教学交往研究的深入,教学交往论日益受到重视,认为教学交往论对课程改革中课程内容的选择、师生关系的重建、课程评价的改革等具有重要的意义[5]。研究者关于教学交往论的内涵提出了不同的论述,有研究者认为教学过程是一种特殊的交往活动,教学交往论强调教学活动的双边性和师生间的交流与沟通,倡导自主学习、合作学习。也有研究者认为,教学交往是在教学过程中,师生之间、生生之间以知识、经验、语言、符号、信息等为中介而进行的一种教育主体之间的相互作用[6]。以往课后学生与老师之间的接触交流,大多是单一的、有限的,缺乏实质性。而交往应是多向性的教学交往、合作性教学交往以及竞争性的教学交往[7]。交往与教学密不可分,课程改革应对教学过程中的师生互动、生生互动加以重视,交往的途径应趋向多元化。

在教学交往论的指导下调整目前的考核和评价方法,增设了除到课率和作业以外的其他考核项。

(1)考虑到学生日常生活中对新闻、报刊中相关知识已有接触,并有所了解,因此在教学中鼓励学生收集相关新闻,与知识点联系,并以作业形式上交。这种方式学生有兴趣也有能力主动思考,从而加深学习印象。(2)课堂中抛出中等难度的知识点,让同学们4―5人一组,课堂上小组讨论,讨论结果计分。(3)增设小组专题报告的环节。小组课后寻找资料素材、研究探讨,结果在课上汇报,最后教师进行点评和集体讨论,并要求小组最终以撰写报告形式上交。而报告应对写作格式有要求,还应要求学生要通过自己的思考对问题提出新看法,或者对他人的研究成果综述的基础上,指出其优缺点,不能只是赘述他人的研究成果。最终评价要综合考虑课上发言和报告的情况,这样在团队相互协作的基础上,还可以锻炼学生的表达、写作、综述能力。开设小组专题报告这一举措,是“教学交往实践”的最佳形式。

这些方式注重学生的参与性,避免学生应付了事,有利于培养学生的阅读、表述、综述能力。在构建合理、有效的评价体系的同时,也可以促使课堂内外形成积极和谐的师生关系,激发学生学习和教师授课的热情,使教学双方相互启发,彼此促进。

三、结语

社会经济与科学技术在不断发展,传统教学已不能满足当前形势下社会对学生专业技能和创新型的要求,因此教学研究与改革也应与时俱进、不断创新。本文剖析了教学活动中反映出的教学资源固定老套、学生缺乏主动性、教学重理论轻实践等问题。在认真分析现代教学理论的基础上,从专业基础课的特点出发,提出以吸取教学实践论、教学构建论和教学交往论等多元理论的精华来指导专业基础课的教学内容和教学方法的改革向纵深推进。以提高学生的主动性、参与性,启发学生发现和解决问题的能力,增强实践能力以适应社会需求为宗旨。提出了更新发展教学内容和构建基础知识体系;教学过程与现实生活和社会问题联系,研究前沿融入教学;教师带领学生参与课题选题与设计整个过程;构建多层次考核评价体系等一系列措施,以推进专业基础课程教学发展。运用以“学”为中心、“引导”为手段的教学方式,实现为社会培养复合型、实用性、创新型人才的教学理念。

参考文献:

[1]布鲁纳.教育过程[M].邵瑞珍,译.北京:文化教育出版社,1982:38.

[2]王超,曾特殊,常欣,等.适合专业选修课的现代教学理论和方法探究[J].学理论,2015,(11):202-204.

[3]范寅虎.教学认识论与教学实践论――关于教学本质的两种不同观点[J].教育理论与实践,2011,31(2):62-64.

[4]李泽林.教学“实践论”研究现状与反思――教学基本理论问题研究之四[J].当代教育与文化,2013,5(1)96-101.

[5]王宏军,王丽琴.“教学交往”研究之我见[J].基础教育,2009,6(9):49-53.

[6]李泽林.教学“交往论”研究现状与反思[J].当代教育与文化,2013,5(6):61-64.

[7]李椒t.社会学视野下的有效教学交往研究[D].重庆:西南大学硕士学位论文,2010:18-19.

The Method Explored to Promote Teaching Reform of Specialized Basic Course at College

ZHANG Su-ling,CHEN Ting-ting

(College of Materials & Environmental Engineering,Hangzhou Dianzi University,Hangzhou,Zhejiang 310018,China)

有机化学综述范文第4篇

关键词:昆虫抗药性;研究进展

随着新型杀虫剂的不断涌现和广泛应用,害虫对多种杀虫剂产生了抗性,且种类在不断增加。目前,至少有600多种昆虫及螨对杀虫剂产生了抗性。从杀虫剂角度来看,害虫已对有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类以及新颖的氟虫腈、吡虫啉类等有机合成杀虫剂产生抗性陷。Janet等报道,害虫对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性,大多是多种作用机制共同选择作用或几种机制联合作用的结果。也有文献报道,害虫对微生物源杀虫剂阿维菌素类、苏云金杆菌和多杀菌素类药物亦产生抗性。因此,解决昆虫抗药性问题迫在眉睫。本文简要综述该领域的研究进展,并探讨新农药的研制与开发对策。

一、昆虫抗药性研究意义

把昆虫抗药性作为一门学科来研究是有意义的,一是在防治前提供基本数据利于杀虫剂的选择,避免害虫对药剂产生交互抗性。二是能及时获知不同地区种群抗性情况,利于制定综合治理措施。三是不断的监测能有效地控制抗性。从长远角度来分析,如果某种杀虫剂产生抗药性后没有换用交互抗性的新杀虫剂,随着用药时间增长,害虫种群中聚集的多种抗性基因就越多,产生抗性的速度也随之加快。由此也会增加研发新杀虫剂的难度和费用,合成的速度跟不上抗性产生和发展的速度。将对农业害虫的防治产生负面影响。

昆虫抗药性分子水平研究是抗性综合治理的突破口。利用分子生物学技术对害虫抗性进行研究,可获知不同区域不同种群害虫抗性水平及抗性的分布情况,建立详细的抗性资源基因信息库,利于确定抗性害虫治理对策及合理地选择杀虫剂;此研究还有助于拓展新型杀虫剂研制的思路,从中设计出活性更高,选择性更强,毒性更低的新农药。

二、新农药的研制与开发对策

根据现代杀虫剂研究开发的趋势和社会的要求,2l世纪的杀虫剂必须具有高活性、低用量、安全性高、不易产生抗性、环境相容性好和市场潜力大等特点,亦称为绿色化学农药。在农药的研制中,分子设计是成功的关键,如何高效率地设计合成新农药是一大难点,目前新农药的设计必须将绿色思想贯穿于化学农药的始终,使化学农药在设计、合成、分析、降解和代谢等每一个环节都与环境相容且无害。

1.应用绿色有机合成技术

不管是化学农药的基础研究还是工业化生产,都要尽可能地应用绿色有机合成新技术,大力开发和推广绿色化学工艺,这是提高效益、节约资源和能源、改善环境、保证可持续发展的战略措施。主要策略有使用绿色原料和溶剂、采用高效无毒催化剂、改变反应方式和反应条件。如声化学合成、微波化学合成、水相有机合成和氟碳相有机合成等。

2.以天然药物为先导化合物

如何获得先导化合物是创制新农药极为关键的一步。目前已知有3 000多种次生物质对昆虫起防御作用,这些物质对昆虫的化学防御作用,主要是忌避、抑制取食、抑制生长发育、激素效应及毒杀作用等。这些植物的次生物质结构多样、种类繁多。它们的活性往往是由某些分子或基团所致,研究这些物质,锁定它们的活性部位和活性结构,模拟活性结构进行全合成或半合成,就可以得到高效、低毒、无污染的绿色化学农药。而且,当农药的化学结构选用了自然界存在的物质结构时,易被自然界微生物群分解,不易造成残留污染。

3.利用组合化学有效地筛选

在化合物的筛选过程中,可以应用组合化学技术,对不同的分子结构单元进行组合合成,得到成千上万个产物,以满足下一步高通量筛选系统的需要,通过改进的组合化学已可以得到各纯度较高的单一化合物供HTS筛选之用口 。随着科技的发展,由计算机来辅助设计的结构单元不但可以扩大组合库的容虽及分子的多样性,而且命中有用分子的比例也将空前提高。组合化学应用于新农药的研制主要集中在寻找先导化合物和优化先导化合物。目前,世界各大农药公司,如捷利康农化公司、安万特作物保护农化公司、拜耳公司等已建立了自己的组合化学实验室,国内南开大学有机化学研究所、沈阳化工研究院、中科院上海有机化学研究所等单位也开展了这方面的研究。

三、结语

昆虫抗药性已经成为一个全球性的问题。随着分子生物学和计算机技术的不断发展和完善以及在昆虫抗药性研究中的不断应用,有关抗药性机制的新发现、新结果不断出现,我们对昆虫抗药性的产生、发展和进化的认识也不断深入。从目前研究来看,靶标抗性的AchE、SC及GABA受体一般都与结构基因的点突变有关。而代谢抗性与相关的P450基因增强表达有关;与ESTs基因突变、基因扩增及转录有关; 与GST基因扩增及调节有关。因此,深入了解昆虫体内基因突变的遗传学背景以及突变与抗药性之间的完整机制,可为设计新颖的、不易产生抗性的化合物开辟新的途径,从而对新农药的研制与开发提供新的理论依据。

参考文献:

有机化学综述范文第5篇

【关键词】 手性药物;不对称催化反应;合成

手性是自然界的普遍特征。作为生命活动重要基础的生物大分子,如蛋白质、多糖、核酸和酶等几乎全是手性的。当今世界常用的化学药物中手性药物占据了超过60%的比例,它们的药理作用是通过与体内大分子之间严格手性匹配与分子识别实现的。近年来,世界手性药物的销售总额也在不断增加,据资料统计,1995年为425亿美元,1997年为 900亿美元,2000年已超过1200亿美元[1],2010年可望超过2500亿美元。由于市场巨大,已经引起了学术界和工业界的极大重视,并在国际上兴起手性技术的热潮。

1 手性药物及其药理活性

在生命的产生和演变过程中,自然界往往对一种手性有所偏爱,如自然界存在的糖为D-构型,氨基酸为L-构型,蛋白质和DNA的螺旋构象又都是右旋的。所以,当手性药物、农药等化合物作用于这个不对称的生物界时,由于它们的分子的立体结构在生物体内引起不同的分子识别造成 “手性识别” 现象,两个异构体在人体内的药理活性、代谢过程及毒性往往存在显著的差异,具体可能存在以下几种情况[2]:

1. 1 一个对映体具有显著的活性,另一对映体活性很低或无此活性 例如普萘洛尔(propranolol)的(-阻滞作用中,S-普萘洛尔的活性是其R-普萘洛尔的100倍以上。

1. 2 对映体之间有相同或相近的某一活性 例如噻吗洛尔(timolol)两个对映体都具有降低眼压治疗青光眼的作用,其中S-噻吗洛尔为(-阻滞剂,用它制备滴眼液治疗青光眼时,曾引起支气管收缩,使有支气管哮喘史的患者致死,所以仅R-噻吗洛尔治疗青光眼是安全的。因此从全面平衡仍宜选用单一对映体。

1. 3 对映体活性相同,但程度有差异 例如S-氯胺酮(ketamine)的麻醉镇痛作用是R-氯胺酮的1/3,但致幻作用较R型强。

1. 4 对映体具有不同性质的药理活性 例如(2S,3R)-丙氧芬(右丙氧芬)是止痛药,(2R,3S)-丙氧芬(左丙氧芬)是镇咳药。

1. 5 一个对映体具有疗效,另一对映体产生副作用或毒性 -个典型的例子是20世纪50年代末期发生在欧洲的“反应停”事件,孕妇因服用沙利度胺(俗称“反应停”)而导致海豹畸形儿的惨剧。后来研究发现,沙利度胺包含两种不同构型的光学异构体,(R)-对映体具有镇静作用,而(S)-对映体具有强致畸作用。

以前由于对此缺少认识,人类曾经有过惨痛的教训。因此,如何合成手性分子的单一光学异构体就成了化学研究领域的热门话题,同时也是化学家面临的巨大挑战。近年来各大制药公司正在研发的和已上市的药物中,以单一对映异构体上市或研究的药物分别占到相当大比例。由于手性药物市场前景看好,巴斯夫、陶氏化学、罗地亚等国际知名企业均成立了各自的手性中间体开发机构。但是我国手性药物工业与世界发展水平尚有较大差距。

2 手性药物的合成

长期以来,人们只能从动植物体内提取或天然化合物的转化来制取手性化合物[3];一般的化学合成在得到外消旋混合物后需经繁琐的拆分后才能得到单一的手性化合物,并消耗等当量的手性拆分剂;而不对称催化合成仅需少量的手性催化剂,就可合成出大量的手性药物,且污染小,是符合环保要求的绿色合成,从而引起了人们的关注[4],成为有机化学研究领域中的前沿和热点。

多种手性配体及催化剂的设计合成使不对称有机合成蓬勃发展,其中一些不对称催化反应已经实现了手性药物及其重要手性中间体的工业化生产[5]。以下综述了几种典型的不对称催化反应在手性药物合成中的研究进展。

2. 1 不对称催化氢化 早在20世纪30年代,就有报道把金属负载在蚕丝上,然后催化氢化合成了具有一定光学活性的产物,但此后相当一段时间内没有取得任何进展。直到1968年,美国孟山都公司的W.S.Knowles应用手性膦配体与金属铑形成的络合物为催化剂,在世界上第一个发明了不对称催化氢化反应,开创了均相不对称催化合成手性分子的先河。以这一反应为基础,20世纪70年代初Knowles就在孟山都公司利用不对称氢化方法实现了工业合成治疗帕金森病的L-多巴[6]这一手性药物。这不仅仅成为了世界上第一例手性合成工业化的例子,而且更重要的是成为了不对称催化合成手性分子的一面旗帜,极大地促进了这个研究领域的发展。

此后,日本的Noyori[7]对其工作进行了创造性的发展。发明了以手性双膦BINAP为代表的配体分子,通过与合适的金属配位形成了一系列新颖高效的手性催化剂,用于不对称催化氢化反应,得到了高达100%的立体选择性,以及反应物与催化剂比高达几十万的活性,实现了不对称催化合成的高效性和实用性,将不对称催化氢化反应提高到一个很高的程度。

随着不对称催化加氢技术的发展,利用新的合成手段进一步开发具有C2轴对称的刚性结构的多种高效磷配体;建立多样性的手性催化剂库以满足不同手性化合物的合成需要;绿色合成路线;手性催化加氢技术的工程应用研究(主要包括加氢工艺条件、加氢反应器的设计等)已成为人们研究的重点[8]。

2. 2 羰基的不对称催化还原 高效率的催化剂的获得激发了人们的研究热情,更多的还原型催化剂研究出来,研究拓宽到了还原氢化羰基不饱和键得到手性醇等众多领域。两个重要的手性催化剂是手性恶唑硼烷和 Ru(BINAP)[9]。1987年Corey小组报道了手性恶唑硼烷的不对称硼烷还原反应(CBS方法),e.e.≥95% (Scheme 1);同年Noyori[10]报道了用Ru(BINAP)手性催化剂对酮类化合物的不对称催化还原,发现在含卤配体的存在下,用Ru(BINAP)催化氢化(-酮酯能得到产物e.e.≥99% 羟基酯的好结果。美国Merck公司利用此法用手性硼烷对酮进行不对称还原,制得手性醇,然后进一步反应得到水溶性的碳酸酐酶阻滞剂MK-0417,它可降低眼球内压力,用于治疗青光眼疾病(Scheme 2)。

Scheme 1

Scheme 2

2. 3 不对称催化氧化 在不对称催化还原反应取得迅速发展的同时,美国科学家Sharpless从另一个侧面发展了不对称催化反应。早在1980年Sharpless [11]报道了用手性钛酸酯及过氧叔丁醇对烯丙基醇进行氧化,后在分子筛的存在下,利用四异丙基钛酸酯和酒石酸二乙酯(5~10 mol %)形成的络合物为催化剂对烯丙基醇进行氧化,实现了烯烃的不对称环氧化反应[12],并在此后的将近10年的时间里,从实验和理论两方面对这一反应进行了改进和完善,使之成为不对称合成研究领域的又一个里程碑(Scheme 3)。

此后,Sharpless又把不对称氧化反应拓展到不对称双羟基化反应,这一反应成功用于抗癌药物紫杉醇(Taxo1)侧链的不对称合成[13](Scheme 4)。近年来,Sharpless还发现了不对称催化氧化反应中的手性放大及非线性效应等新概念,在理论和实际上都具有重要意义。

Scheme 3

Scheme 4

由于Sharpless催化体系对无官能团的烯烃的烯烃和其它取代烯烃效果明显较差,Jacobsen等人在不对称环氧化反应方面进行了深入探索,将手性Schiffbase配合物用于非官能团化烯烃的不对称环氧化,取得了较好的结果,是具有很好工业应用前景的催化体系。除此之外,还有手性酮催化体系和负载手性催化体系等,并都各具特色。手性酮催化剂能有效减少重金属污染;负载型催化剂具有催化剂易于回收、产物易于提纯等优点[4]。

2. 4 不对称环丙烷化反应 光学活性的环丙烷类化合物具有重要的生物活性。不对称环丙烷化反应较多,如不对称诱导法、过渡金属-卡宾反应、手性铜催化不对称环丙烷化反应等,其中以手性铜催化烯烃和重氮化物的不对称环丙烷化较有工业化前景。工业上通过手性铜催化不对称环丙烷化反应制得单一异构体的菊酸,再与手性(或非手性)的醇反应,来制取各种高活性单一异构体的菊酯农药,符合目前绿色化学所倡导的原子经济性和环保型的原则。

2. 5 其他不对称催化反应 四十余年来,不对称催化反应的研究得到了长足的发展,不对称催化羰基化反应及不对称催化加成反应等也都在药物合成中有大量应用。应用化学手性催化剂进行不对称合成的反应类型还很多,如不对称催化烷基化反应、不对称催化Heck反应、不对称Reformatsky反应、双键转移发应、手性相转移催化反应等,但它们应用于工业化生产药物的例子并不多,其原因不外乎立体选择性不能达到要求、试剂昂贵、后处理困难等。近年酶催化不对称合成亦取得了显著进步,以各种辅酶NADH模型化合物为手性试剂的不对称合成取得了丰富的研究成果。

3 展 望

自1968年诺尔斯实现第一例不对称催化反应以来,这一研究领域已取得了巨大的进展,成千上万个手性配体分子和手性催化剂已经合成和报道,不对称催化合成已应用到几乎所有的有机反应类型中,并开始成为工业上,尤其是制药工业合成手性物质的重要方法。值得指出的是,目前不对称催化合成研究依然处在方兴未艾的发展阶段,许多与手性相关的科学问题还有待解决。如:手性催化剂大部分只对特定的反应、甚至特定的底物有效,没有广泛适用的万能手性催化剂,而且多数手性催化剂转化数较低,稳定性不高,难以回收和重复使用等等。因此,如何设计合成高效、新型的手性催化剂,探讨配体和催化剂设计的规律,解决手性催化剂的选择性和稳定性,以及研究手性催化剂的设计、筛选、负载和回收的新方法是不对称催化研究领域面临的新挑战。近年来,双金属催化方法取得了相当大的进展,已经证明双功能或多功能协同作用的不对称催化在各种各样的对映选择性反应中的高效性,一些关于选择性或活性的独特发现体现了双金属催化剂协同活化底物的潜在优势。另外,由手性科学产生出的不对称合成方法学,如不对称放大,手性活化、手性组合化学、手性固载,手性有机小分子催化等概念也将为手性药物的发展提供新的研究方向。相信不对称催化合成将继续成为21世纪有机化学研究的热点,并将进一步拓展到超分子化学和化学生物学的研究中,实现生物催化的人工模拟,并将在高技术领域发挥重要作用。

参考文献

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有机化学综述范文第6篇

关键~:微课;化学化工实验课;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)22-0270-03

一、引言

微课是指教师在教育教学过程中围绕某个知识点或技能,如某个化学实验操作技能等单一教学任务,进行的一种崭新教学模式。相对传统教学方式,微课具有可控灵活、较易掌握、高效、便利等优势,对激发大学生学习兴趣,调动学习积极性和主动性至关重要。随着“可汗学院”在全球迅速走红,“微课”目前已成为我国教育界热议的一个话题。但是,其还是一个新兴教学模式,无论是其应用的广度、深度,还是具体微课设计,还有很多问题亟待解决[1-4]。2015年,教育部全国高校教师网络培训中心举办了第二届全国高校微课教学比赛,掀起了又一波全国高校微课建设热潮[5]。参加微课制作教师越来越多,很多网络平台上微课数量也在迅速地增长。微课广泛传播,为学生自主学习和教师自我提高提供了丰富学习材料,使得移动学习、碎片化学习成为一种常态的学习方式。本文根据化学实验教学特点,来讨论微课对大学化学化工实验教学改革的作用。

二、文献综述

早在1960年,美国阿依华大学附属学校首次推出了“微型课程形式”的教学。一个微型课程一般只有一两个课时,而不会像一门培训课程或者一门学科课程那样持续数周或一个学期[6]。到了1993年,美国北爱荷华大学化学系教授LeRoy A.McGrew先生在有机化学教学中就提出了60秒的微课程教学概念,并且成功将其应用到了向非专业学生和民众中普及有机化学常识的方面[7]。2008年,美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师David Penrose[8]正式提出了“微课程”(Microlecture)这个概念。在我国,2011年胡铁生[9]首先提出微课程概念,“微课程是指按照新课程标准及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映了教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。”微课,作为一种新兴课程形式,其突出优点是“短(学习时间短)、平(容易被接受)、快(学习见效快)”,符合现代学生学习特点。但是,也存在其不足之处――碎片化、不系统、不适合长期学校教学。但是,它完全适合作为教学辅助、链接。因此,将微课用于大学化学化工实验课教学,可充分发挥微课作用,将其功能最大化。微课在不同领域有着不同定义。调查结果显示,在500名本科学生中,100%的学生每天都有上网行为;91%的学生喜欢从网络上获取知识;69%的学生看过微课程。因此,在移动设备迅猛发展的今天,怎么实现学生的自主学习、兴趣摄取,单单依靠教师的课堂学习已经逐渐不能完全满足个人学习的需要,未来创新人才的培养和学习也不仅仅局限于纸质的学习材料,基于移动终端的移动学习必将得到长足发展。

三、微课在化学化工实验课教学应用的分析

实验教学是化学学科教学中非常重要的一个环节,在培养学生基本知识的运用、动手操作能力、对实验的观察和思考等方面起着关键性的作用。目前,大学化学理论课的教学,仍然是以教师讲授为主的传统教学模式,同时受制于学校硬件设施的限制,教师无法做演示实验,使化学理论知识的学习脱离了化学实验的直观感知。而关于实验课程,许多高校实行的教学模式是“预习报告――实验指导――总结报告”这样的模式。它是基于学生主动学习而设计的一种较好的教学模式,但是现在高校学生主动学习意识明显不足,学生不会思考,不会将学习的理论知识迁移到实验学习中来,预习报告和总结报告更多地变成了通过抄袭而完成的。对化工专业的本科生进行问卷调查,其中问卷中开放性问题:你希望你所学内容中添加什么类型的课程?统计学生的答题情况,学生给出的共性回答主要有以下几种:(1)实验操作技巧类课程;(2)实验案例与理论相结合课程;(3)数据处理软件有关课程;(4)化工前沿、新能源类课程;(5)实验设备使用类课程;(6)文献阅读、检索类课程;(7)论文写作指导类课程。其中实验案例与理论相结合课程、实验操作技巧类课程、实验设备使用类课程这三项答案占这七项的64%。因此,微课用于大学本科化学化工专业实验教学很有必要。针对上面提到的问题,以改善实验教学的效果、提高实验教学的质量为目标,以微课的引入为突破口,做好理论教学与实验教学的有机结合,推进化学化工实验课教学改革地深入推进。

四、结果与讨论

1.学生预习状况分析。若按照传统的实验课教学模式“预习报告―实验指导―总结报告”三部曲。其中,预习完成效果决定着整个实验的成败。因此,要想提高实验教学的质量,必须重视预习环节。学生预习基本上是先读教材,然后按照教材要求填写实验预习报告部分,但是实验课内容的特点是细节内容较多,像实验原理、实验基本操作方法、实验仪器的使用、实验数据的分析、实验的注意事项等内容,如果学生在实验前没有进行认真的了解,而要在实验课上一并接收,往往会影响实验的正常进行,进而影响实验效果。

2.微课引入的优势。将微课引入到化学化工实验课教学中去,有其独特优势:(1)微课短小精悍。“短”指的是微视频课程的时间短,一般视频时长在10分钟以内;“小”指的是微视频课程的内容少,一般一个微视频课程只包含一个概念或一个知识点,知识结构单一。“精”体现在设计和制作上的要求精。例如:玻璃器皿的洗涤,可以针对这一项操作,设计及制作微视频课程,可以把这项基本操作技能采用录像或者用电脑动画设计等直观的形式加以演示。短小精悍的特点,使得学生可以充分利用碎片化的时间进行学习。(2)微课可以反复播放,降低实验成本。有关实验演示的微课,可以让学生反复观看,进而可以节约相应的实验成本。微课具有网络传送的快捷、重复利用等特点,使用起来非常方便,每个学生可以根据自己的个人情况选择相应的微课进行重复学习。(3)微课目标明确。微课是为了清晰地讲解某个概念或某一知识点,或为实现某一教学环节而开展的教学活动。活动、资源及内容设计上指向清晰,方向明确。由于学生基本上是人手一部智能手机,如果把化学实验中的一些知识点通过视频、PPT等形式做成微课,通过网络平台分享给学生,方便学生随时随地学习,这样不但能够对学生的预习起到帮助作用,并且在实验课后能够更好巩固、强化实验内容,更好地帮助学生掌握实验的技巧。

3.微视频课程引入后,实验课教学模式的改革。引入微视频课程,传统实验教学首先发生变化的是“预习报告”部分。与以往枯燥阅读实验步骤不同,教师提前发给学生一段有关本节实验教学的微课,微课来源可以为教师自己制作,也可以网上下载,学生通过学习微课,对实验内容有直观认识,实验步骤有初步了解。例如,在大量实验研究工作中经常会遇到一些特殊的化合物,对空气中的水氧敏感,必须使用特殊的仪器和无水无氧操作技术。否则,即使合成路线和反应条件都是合适的,最终是失败。所以,无水无氧操作技术已是化学化工实验中被视为必须熟练掌握的一项实验操作技能。下面我们以无水无氧操作实验中的双排管高真空线操作操作为例,简要介绍微课的引入对本实验课的改进。(1)学生的预习内容包括:明确无水无氧实验的特点、实验的注意事项、双排管操作的实验原理、双排管实验的操作步骤等。(2)学生应有的能力基础:仪器的清洗、干燥;仪器的装配;加热和冷却等能力。(3)本实验的主要内容应包括:仪器、药品、溶剂的无水无氧处理、惰性气体的净化、反应装置和双排管的安装、加料、实验过程及结束时对仪器的维护等内容。(4)本实验的重点及难点:掌握双排管工作的原理、对氧气及水的处理过程(即:双排管操作的实验步骤)及注射器针管技术。这部分也将是微课真正发挥其功效最显著的地方,因为原有的书本的预习知识都是静态的说明和演示,有一些术语及实验操作W生很难去想象,所以学生很难掌握实验的细节,大多数学生都会很迷惑,甚至认为此技能很难熟练掌握,难免从思想上对实验有了一些抵触,于是,做实验的时候很难进入角色。如果有微课的演示,更加直观,更能引起学生的兴趣,达到重点难点的轻松突破。

由于本节实验内容多,若按照传统的教学方法,学生简单地阅读实验教材,填写预习报告,然后根据教师的演示和讲解进行实验操作,往往不能达到良好的实验效果。针对本实验的特点,可以设计制作相应的微课,将微课提前发给学生,学生进行充分的预习。这样,在实验过程中才能很好地抓住实验的关键,进而取得良好的实验效果。本次实验涉及的微课包含以下几个方面:(1)预习类:①本实验所用的玻璃仪器、装置及其清洗与干燥等;②初识无水无氧操作实验原理及操作;③怎样写实验报告。(2)实验过程类:①仪器/药品/仪器的无水无氧处理;②惰性气体的净化;③双排管的安装;④注射器针管技术;⑤仪器的操作及维护等。(3)微课包含的知识点:①无水无氧实验操作所能应用到有机合成实例及重要性(通过ppt制作而成的微视频);②无水无氧操作的原理(通过ppt制作而成的微视频);③仪器的清洗及干燥(视频录制―操作和讲解制作而成的微视频);④双排管的搭建及安装(视频录制―操作和讲解制作而成的微视频);⑤双排管操作实验或溶剂中的去除无水无氧过程(视频录制―操作和讲解制作而成的微视频);⑥注射器针管技术(视频录制、操作和讲解制作而成微视频)。

因此,实验教学可这样设计:

第一步:布置预习任务,观看指定的微课知识点,完成预习报告。

第二步:根据学生预习报告的情况,分析学生对实验的认识程度,对预习情况不好的学生,进一步要求观看相应的微课。

第三步:实验课程讲授,在讲授过程中进行演示实验与微课相结合的形式,尤其是操作困难的步骤,可以让学生多次重复观看相应的微课内容。

第四步,学生自己动手操作。

第五步,学生写实验报告,对于难点部分,学生可以通过回顾微课内容,来完成实验报告。

我国发展要实现创新驱动模式,具有创新意识、创新思维和创新技能人才的培养的重要性不言而喻。化学化工是实验学科,化学化工实验在学生能力培养中的作用至关重要。而常规实验课程,尤其是有机化学实验课程,实验耗时长并显枯燥。对大学化学化工实验教学方法和模式的改革,符合当今化学化工创新人才培养和化学学科发展的需要。因此,要提高化学实验课的教学质量,必须综合运用各种教学方法和教学手段,积极探索和改进新的教学内容和方式,才能合格地完成实验教学任务。“微课程”在实验教学中的应用是一种良好的辅助教学手段和方式,一定会在大学化学化工实验教学的改进和对创新人才的培养方面起到积极的助推作用。

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Studies in the Role of Microlecture in the Teaching of Chemistry and Chemical Engineering Experimental Course in Universities

CHEN Ling-cheng,ZHAO Zhong-kui*

(State Key Laboratory of Fine Chemicals,Faculty of Chemical,Environmental and Biological Science and Technology,Dalian University of Technology,Dalian,Liaoning 116024,China)

有机化学综述范文第7篇

关键词:翻白草 化学成分 概述

中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(a)-0000-00

翻白草(Potentilla discolor Bge.)为蔷薇科(Rosaceae)植物,大多数以全草或根入药,采集于夏季和秋季,生长于北方温带区域[1],存活于坡地、丘陵、荒地、沟边、山野草丛、草地、山谷、草甸及疏林[2],全国各地均有分布,主其具有比较繁杂的化学成分,现将翻白草的化学成分综述如下:

1.黄酮类:

黄酮类化合物主要存在的两种形式是结合糖苷和游离态,还拥有多种多样的结构类型,具有多种药理及生理活性,比如:以预防和治疗呼吸系统和心血管系统疾病、消炎抗菌、抗氧化、降血糖、抗肿瘤、抗辐射、抗癌、增强免疫力等[3][4]。黄酮类化合物能够促使胰岛β细胞的恢复,降低血糖和血清胆固醇,改善糖耐量[5],其中含有的主要黄酮类化合物主要有槲皮素(Quercetin)分子式为C15H10O7、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖(quercetin- 3- O-β- D- glucoside) 分子式为C21H20O12、槲皮素-7-O-α-L-鼠李糖苷(quercetin-7-O-α-L-rhamnosid)分子式为C21H20O13、槲皮素-3-O-α-D-阿拉伯糖苷(quercetin-3-O-α-D-arabinose) 分子式为C20H18O11、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖-7-O-β-D-葡萄糖苷(quercetin-3-O-β-Dgalactoside -7-O-β-D-glucoside) 分子式为C27H30O17、金丝桃苷(Hyperoside) 分子式为C21H20O12、芹菜素(Apigenin) 分子式为C15H10O5、木犀草素(luteolin)分子式为C15H10O6、山奈酚(Kaempferol) C15H10O6、山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖(kaempferol-3-O-β-D-glucoside) 分子式为C21H20O12、山奈酚-7-O-α-L-鼠李糖(kaempferol-7-O-α-L-rhamnoside) 分子式为 C21H20O12、金合欢素( acacetin) 分子式为C17H14O7。

2.萜类和甾体类化合物:

萜类和甾体类化合物广泛存在于许多植物和动物中,并具有多种生物活性,此外它还具有广泛的应用性,可以用于治疗许多疾病,如:合成类固醇激素薯蓣皂苷元,提高心脏功能的狄戈辛、蟾酥苷、抗过敏药氢化可的松、避孕药黄体酮、利尿剂安体舒通等均是甾体类化合物。翻白草中含有的萜类及甾体类化合物有齐墩果酸(Oleanic acid)分子式为C30H48O3、2α-3α-二羟基-12-烯-28-齐墩果酸(2α-3α-Dihydroxyoleana-12-dien-28-oic acid) 分子式为C30H48O4、熊果酸(Ursolic Acid) 分子式为C30H48O3、2α,3β-二羟基-乌苏-12-烯-28-酸(2beta-Hydroxyursolic acid) 分子式为C30H48O4、委陵菜酸(Tormentic acid) 分子式为 C30H48O5、胡萝卜苷(Daucosterol ) 分子式为C35H60O6、β-谷甾醇(sitosterol) C29H50O。

3.鞣质类(单宁):

鞣质或称单宁,存在于约70%的天然植物中,具有凝固蛋白质和收敛的作用[6],具有抗菌抗病毒作用和止血止泻作用,它还可以清除自由基、抗脂质过氧化、抗肿瘤、抵抗艾滋病等。翻白草所含鞣质类有原儿茶酸(3,4-二羟基苯甲酸)分子式为(HO)2C6H3COOH、没食子酸(3,4,5-三羟基苯甲酸)分子式为C7H6O5、木麻黄鞣亭(Casuarictin ) 分子式为C41H28O26。

4.脂肪酸及多酚类化合物:

脂肪酸是身体的一个主要的能量来源,在氧气充足的情况下,可以氧化分解成二氧化碳和水,并有大量的能量被释放出来。多酚类是指植物中具有多个酚基团的一类化学物质的统称,不同种类的多酚物质具有不同的结构,其生物利用度,抗氧化性能也有差异,对人体的影响也不同。翻白草中脂肪酸及多酚类有鞣花酸(Ellagic acid)分子式为C14H6O8、儿茶素(Catechins) 分子式为C15H14O6、咖啡酸(Caffeic acid) 分子式为C9H8O4、亚麻酸(linolenic acid) 分子式为C18H30O2、十四烷酸((n)-tetracosanoic acid) 分子式为CH3(CH2)22COOH、肉豆蔻酸(Myristic acid) 分子式为 C14H28O2、棕榈酸(Hexadecanoic acid) 分子式为C16H32O2。

5.其他类物质,例如:富马酸,柚皮素,间苯二酸,石竹皂苷元,腺苷,壬二酸、多萜醇、多糖、SOD酶,等。

参考文献

[1] Jiangsu New Medical College,1975.Dictionary of Chinese Material Medical. ShanghaiScientific and Technical Publishers, Shanghai, pp. 2705C2706

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[3] 曹纬国,刘志勤,邵云等.黄酮类化合物药理作用的研究进展[J].西北植物学报,2003,23(12):2241-2247

[4] 延玺,刘会青,邹永青.黄酮类化合物生理活性及合成研究进展[J].有机化学,2008,28(9):1534-1544

有机化学综述范文第8篇

关键词:形态解剖学;教学;药用植物

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)28-0115-03

《药用植物学》是药学专业必修的一门专业基础课,是《生药学》、《天然药物化学》、《中药资源学》,以及其他与中药和天然药物有关课程的基础,在药学专业的课程中有承前启后的重要地位。《药用植物学》的主要任务是为鉴定生药基源,确保药材来源的准确、调查研究药用植物资源为合理利用和保护资源奠定基础,以及根据植物亲缘与新技术寻找及扩大药物资源[1]。目前《药用植物学》的学习内容主要包括植物的形态、植物分类和植物的内部构造三大部分内容。相对来说,植物形态学和植物分类学这两部分内容的关系更为密切,而植物的内部构造(即植物形态解剖学)部分的内容则较为独立。因此,经过长期的教学实践,我们对课程的设置进行了调整:分为《药用植物学I》和《药用植物学II》。《药用植物学I》作为专业必修课,2个学分,包括植物形态学和植物分类学两部分的内容。《药用植物学II》则作为专业选修课,只有1个学分,内容只有植物形态解剖学的内容[2]。虽然课程的拆分和开课时间的调整使得《药用植物形态解剖学》选课人数有所增加,但限于课时的限制,以前的《药用植物形态解剖学》的教学定位主要是为后期中药显微鉴定奠定基础,主讲粉末鉴定和横切面鉴定的内容,其他内容很少提及,这已远远不能满足本学院药学人才培养的需求。笔者针对这些问题进行思考、分析,以期为完善《药用植物形态解剖学》的教学内容、丰富教学手段提供指导。

一、《药用植物形态解剖学》的主要内容

《药用植物形态解剖学》是我们将《药用植物学》中的“植物的内部构造”拆分出来的,内容主要包括植物的细胞和组织,根、茎、叶的组织构造等,是中药显微鉴定的基础,在《中国药典》中体现为横切面鉴定和粉末鉴定,是中药鉴定的重要内容,也是我们在课堂教学和实验教学中的重点[2]。

二、《药用植物形态解剖学》教学内容的扩充

我们学院的本科生是大药学方向,和《药用植物学》有关的专业课主要是《生药学》和《天然药物化学》,其他的与药用植物或者中药有关的课程均未在本科生阶段开课。所以,《药用植物形态解剖学》的教学内容应该与时俱进,应随着中药生产实践和科研实践的发展而所有改革。基于以上分析,对《药用植物形态解剖学》的教学内容作出如下延伸。

1.植物的细胞。“植物的细胞”这部分授课内容包括植物细胞的基本构造、原生质的化学成分和物理性质、植物细胞的组成、繁殖、以及细胞的生长分化。这部分内容和中学生物学的教学内容有些重复,以前在讲到“细胞的繁殖和生长分化”的时候通常是一笔带过或者直接略过。但“植物细胞的繁殖”是药用植物育种的理论基础,尤其是体细胞染色体计数是鉴别物种非常重要的一个内容,在课堂上应该做专门讲解。另外,“植物细胞全能性”是药用植物生物技术的理论基础,而药用植物生物技术是药用植物学研究、发展最为活跃的领域之一,学生应该具有这方面的知识。现在我们在讲解植物细胞全能性的理论知识的基础上,结合最新的研究实例,如“人参、山药、铁皮石斛、云南红豆杉等重要药用植物的组织培养解决资源短缺问题”[3]、“离体条件下进行药用植物的多倍体育种技术研究”[4]、“利用细胞培养生产有效成分”[5]等研究实例,来增进了解“植物细胞全能性”的内容。

2.植物的组织。“植物的组织”这部分内容一直是《药用植物形态解剖学》的重点内容,2010年版的《中国药典》大幅增加了横切面和粉末的显微鉴定。以前的授课通常是从为中药显微鉴定服务这个角度侧重介绍形态学方面的内容,对存在于植物细胞和组织这个层面的植物次生代谢成分通常只稍微提及。现在,我们加强了这方面内容的介绍。比如,结合最新的科研动态“唇形科植物米团花的腺毛能够合成和贮存罕见的防御性二倍半萜类化合物”[6]、“火把花的盾状毛能够合成防御性的二倍半萜类化合物”[7]、“米团花有色花蜜中存在吸引鸟类的新颖色素类物质”[8]等实例,结合“激光显微切割与超低温核磁共振和质谱(LMD-cryoNMR-MS)相结合的方法运用于细胞水平的植物次生代谢产物研究”等研究手段来介绍植物细胞和组织与植物次生代谢成分方面的最新科学研究进展。这样既能突出经典,又能及时反映学科最新成果,帮助学生树立“植物形态、结构与功能的辩证统一”的思想。

3.根茎叶的组织构造。根茎叶的组织构造这部分内容通常讲述根茎叶的形态、生长、发育以及营养器官之间的相互联系。侧重点主要是为横切面鉴定服务的形态特征上面。这部分内容现在加入果实种子的少量内容,加强营养器官之间相互联系的内容讲解,将形态学内容和生理学功能结合起来,对于生产实践中的药用植物栽培学具有指导意义,比如,针对根茎类药材或者地上部分茎枝类、果实类药材,怎样通过合理控制水分养分,和适当调整植株形态(摘心、打杈、修剪等)来达到最优的质量和品质[9]。另外,通过对营养器官相互作用的理解,可指导皮类药材的可持续生产。比如,以杜仲、黄檗、构树等环剥树种的研究来介绍树皮剥皮再生的研究进展[10],帮助学生将理论和实践结合起来。

三、《药用植物形态解剖学》教学手段的改进

1.多媒体应用于教学。《药用植物形态解剖学》部分,有些微观的组织和现象(比如植物细胞、组织的构造等)通过肉眼很难观察到客观的物体,如果运用多媒体技术,可以真正达到三位一体的直观效果。比如在制作课程课件时,下载一些专业网站以及精品课程课件中的图片,利用野外实习、科研基地调研、公园以及在百草园中拍摄一些药用植物照片,让学生直观地认识其形态学特征。再如气孔,在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中具有重要的意义。气孔的开关与保卫细胞的水势有关,单纯的语言表述比较难懂,如果用Flas演示出来,使学生听得懂、看得见,从而加深学生的记忆和理解。又如讲“树可空心但不可剥皮”的时候可将媒体报道的千年空心银杏枝繁叶茂、千年红豆杉被剥皮等新闻的视频播放出来,再结合理论的讲解,加深学生的对根茎叶显微结构相互关系的理解和记忆。

2.数码显微镜应用于实验。药用植物学形态解剖学的实验课以观察不同植物器官的显微结构为主要内容,特别强调实物观察。在以往传统显微实验教学中,教师需现场绘图或使用教具进行讲解,学生使用普通光学显微镜观察。多数学生往往在显微镜下找不到需要观察的结构,或对找到的结构不能确定,几乎都需要教师的帮助,影响了学生的实验效率。数码显微镜具有数码成像系统,教师可以非常直观地将观察到的画面投影到屏幕上进行讲解示教,学生可参照此图像在自己的光学显微镜下寻找,避免了学生盲目寻找而耽误时间,从而形成了师生间简便高效的互动。

3.课堂提问贯穿教学。除了由教师讲解授课内容之外,每次课堂教学都根据教学内容,提出培养分析综合能力的问题,引导学生主动思考。例如,植物的后含物哪些可以用于生药鉴定?植物的次生代谢成分通常存在于哪些细胞组织之中?木质茎和草质茎的横切面有哪些异同?如何解释“根深叶茂、本固枝荣”?如何理解“树可空心,但不可剥皮”?同时,可以根据教学内容,在引入较为前沿的科学实例时给出相应的参考文献,让学生课后查阅、思考,了解详细的研究过程和结果。另外,可以针对某个知识点让学生课后查阅了解,比如在讲到植物细胞组成的时候建议学生“查阅文献了解植物细胞的信号传导”、在讲到植物细胞染色体的时候建议学生“查阅文献了解药用植物的倍性育种研究进展”、在讲到树叶脱落机理的时候建议学生“查阅文献了解细胞的程序式死亡”等,这样有利于扩充学生的知识面,也对本学科相应内容有更深的理解。

总之,《药用植物形态解剖学》的主要目的是为后期中药显微鉴定(横切面鉴定和粉末鉴定)奠定基础,因此,药用植物内部构造的内容不能削弱。但随着药学学科的课程设置和对未来药学学科人才培养的需要的变化,比较重要的相关内容要保留甚至要有所扩展延伸。另外,教学手段也要做出相应的调整,以适应新时期教学的需要。

参考文献:

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