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英文名稱:Chemical Research and Application
主管單位:四川省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)
主辦單位:化學(xué)研究與應(yīng)用化學(xué)研究與應(yīng)用化學(xué)研究與應(yīng)用
出版周期:月刊
出版地址:四川省成都市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號(hào):1004-1656
國內(nèi)刊號(hào):51-1378/O6
郵發(fā)代號(hào):62-180
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1989
期刊收錄:
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
期刊榮譽(yù):
Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
聯(lián)系方式
關(guān)鍵詞:高中;化學(xué);知識(shí);銜接;問題;探討
【中圖分類號(hào)】G642【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1004-2377(2016)03-0149-02
前言
自從各個(gè)學(xué)科被分為不同深度展開不同階段的教育時(shí),不同教學(xué)階段的銜接問題就成為我們不得不面對(duì)、探討與研究的問題之一,但是,就我國現(xiàn)階段教育教學(xué)工作開展中對(duì)高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)知識(shí)銜接問題的研究還存在一定的缺陷,例如高中化學(xué)教師不能在開展高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)中對(duì)高中化學(xué)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)容的深化,而大學(xué)中很多從事化學(xué)學(xué)科教學(xué)的教師對(duì)高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)的內(nèi)容、知識(shí)的深度不能全方位的掌握和了解。我們知道,新課程改革后化學(xué)學(xué)科已經(jīng)逐步發(fā)展成為一門公共基礎(chǔ)學(xué)科,是提升大學(xué)生綜合能力的重要學(xué)科之一,不僅是化學(xué)學(xué)科專業(yè)的學(xué)生要學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí),而有些像通信工程、電子汽車、食品與生物工程等專業(yè)學(xué)習(xí)中都要接觸到化學(xué)知識(shí),因此,在開展大學(xué)化學(xué)學(xué)科教學(xué)中,教師如何根據(jù)高中化學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)來開展有效的化學(xué)教學(xué),并找出高中化學(xué)學(xué)科中與大學(xué)化學(xué)學(xué)科中知識(shí)點(diǎn)相連接的部分,對(duì)于學(xué)生知識(shí)能力的提高、未來更好的走向工作崗位意義都非常大。本文首先分析了高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)存在的差異,并結(jié)合本人多年的研究經(jīng)驗(yàn)提出了如何有效的解決高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)知識(shí)銜接的問題。
1高中化學(xué)知識(shí)與大學(xué)化學(xué)知識(shí)差異分析
1.1新課程改革以來,尤其是高中化學(xué)課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來,我國高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)開始步入到了新的時(shí)代,但是在具體教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施過程中,還存在諸多的問題,如在高中化學(xué)學(xué)科中增加了許多實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),但是由于我國許多地區(qū)尤其是西部偏遠(yuǎn)地區(qū)由于教學(xué)資源的限制,很多實(shí)驗(yàn)課程無法得到有效的開展,教師直接將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在黑板教學(xué)中完成了,而當(dāng)學(xué)生走進(jìn)大學(xué)以后,對(duì)必要的實(shí)驗(yàn)幾乎一片空白,這樣,高中化學(xué)知識(shí)與大學(xué)化學(xué)知識(shí)之間的銜接問題就出現(xiàn)了,下面,我們就來通過以下幾個(gè)方面來詳細(xì)探討下。第一,高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)知識(shí)教學(xué)目標(biāo)上存在的差異。我們知道,學(xué)生對(duì)高中化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)是為大學(xué)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ),而大學(xué)階段學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),是為了更好的研究化學(xué)學(xué)習(xí)、更好的走上工作崗位,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展輸送更多的化學(xué)人才,因此,在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中,不僅要讓學(xué)生掌握必備的化學(xué)知識(shí),還要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)作能力、自主探索能力,因此,現(xiàn)階段我國諸多地方高中化學(xué)教學(xué)中因高考而展開的化學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)階段大學(xué)化學(xué)培養(yǎng)高質(zhì)量、高水平人才的目標(biāo)。
1.2教學(xué)內(nèi)容上的差異。高中化學(xué)以模塊學(xué)習(xí)為主,各章節(jié)之間甚少有聯(lián)系,而且理論知識(shí)相對(duì)偏少,再有就是以升學(xué)為主要目標(biāo),課程的學(xué)習(xí)比較片面。而大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)中雖然也涉及了一部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,但還是以理論知識(shí)作為支撐的,理論知識(shí)的學(xué)習(xí)占了課程學(xué)習(xí)的70%多,而高中的化學(xué)課程不能為大學(xué)的化學(xué)課程學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)。
2如何有效解決高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)知識(shí)銜接的問題
2.1高中階段。高中期間應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到高中化學(xué)是大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),從思想上糾正“學(xué)為考”的傳統(tǒng)觀念,可以讓他們事先了解一下學(xué)習(xí)化學(xué)將為大學(xué)哪些專業(yè)的學(xué)習(xí)可以奠定基礎(chǔ),讓他們確立目標(biāo),從而促進(jìn)大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)與高中化學(xué)從思想上順利銜接。高中層面的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容要注重“啟后”,但不是替代某些大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)內(nèi)容的教學(xué),而是在新課改下,對(duì)于一些相關(guān)內(nèi)容的教學(xué),高中教師也應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí),可以在教學(xué)上為學(xué)生今后學(xué)學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)埋下伏筆,為學(xué)生將來學(xué)學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)先滲透思想、拋磚引玉。
2.2大學(xué)階段。第一,在不改變教材的基礎(chǔ)上,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。其中,要根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生對(duì)不同知識(shí)的需求不同,大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)應(yīng)根據(jù)化工類與醫(yī)藥類的區(qū)別從理論和應(yīng)用兩個(gè)方面著手調(diào)整無機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)部分的內(nèi)容。補(bǔ)充高中化學(xué)欠缺知識(shí),刪除或不講較淺的內(nèi)容。還有一些知識(shí)高中雖有提及但是涉及內(nèi)容較淺,那么這些涉及較淺的內(nèi)容都應(yīng)補(bǔ)充到大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)中,這樣才能夠避免化學(xué)知識(shí)的脫節(jié)。第二,學(xué)教師應(yīng)使教材更具有“親和力”,以貼近社會(huì)的呈現(xiàn)方式,激發(fā)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣;教師應(yīng)在教學(xué)中增強(qiáng)“問題性”教學(xué),以問題的形式引導(dǎo)化學(xué)教學(xué)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的自主思考與創(chuàng)新精神;教師在講課時(shí)要具有思想性,科學(xué)性,同時(shí)應(yīng)將高中時(shí)所涉及的內(nèi)容串入到大學(xué)課堂教學(xué)中。教師要在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)處理中學(xué)化學(xué)與大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)的銜接。教師還應(yīng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,開發(fā)實(shí)驗(yàn)室,向?qū)W生充分提供從事化學(xué)研究的機(jī)會(huì),幫助學(xué)生在合作交流和自主探索的過程中真正掌握和理解化學(xué)的基本知識(shí)與技能、科學(xué)的研究方法與客觀的研究態(tài)度,獲得更多的化學(xué)學(xué)習(xí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在課堂上時(shí),應(yīng)充分發(fā)揮他們的“學(xué)習(xí)主人”的精神,把新方法、新知識(shí)納入已有的認(rèn)知中。
3結(jié)語
總之,高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)知識(shí)的銜接問題是我國開展教育教學(xué)改革所面臨的重點(diǎn)問題之一,因此,我們一定要將這一問題重視起來,在教育教學(xué)中,我們作為教育工作者必須從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),找到一條有效的教學(xué)方法,來有效的提高高中學(xué)生、大學(xué)學(xué)生化學(xué)學(xué)科的知識(shí)水平、素質(zhì)能力,為我國現(xiàn)代化建設(shè)輸送更多的高質(zhì)量、高水平人才。
參考文獻(xiàn)
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早期的教育工作者把學(xué)困生更多的稱呼為“差生”或者“后進(jìn)生”。近幾年,因?yàn)椤安钌焙汀昂筮M(jìn)生”貶義性很強(qiáng),嚴(yán)重的打擊學(xué)生的積極性和傷害學(xué)生的人格,沒有全面長遠(yuǎn)的看待學(xué)生的發(fā)展,所以本著以人為本的原則和尊重學(xué)生人格的情況,有些教育工作者和學(xué)者提倡用“學(xué)困生”(又稱“學(xué)習(xí)困難生”)來代替“差生” 或“后進(jìn)生”。目前,常用的名詞還有“學(xué)習(xí)障礙”、“學(xué)”、“學(xué)習(xí)失調(diào)”、“學(xué)習(xí)缺陷”、“學(xué)習(xí)成就低下”等。
由于研究學(xué)困生的視角、目的、側(cè)重點(diǎn)不同,本文所定義和研究的化學(xué)學(xué)困生主要表現(xiàn)為以下幾方面:(1)智力正常,排除了智力障礙、感官障礙和缺乏學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)等因素造成的原因。在此說明的是:由于腦功能性或者結(jié)構(gòu)性存在的障礙而導(dǎo)致的學(xué)困生不屬于本文研究的范圍。
(2)由于各種原因,不能適應(yīng)學(xué)校教育條件下的學(xué)習(xí)生活,最終導(dǎo)致學(xué)業(yè)成績沒有達(dá)到國家化學(xué)教學(xué)大綱規(guī)定的最低的學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn),測試成績平時(shí)常常處于下游的,對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)感到困惑的一類學(xué)生。
(3)化學(xué)學(xué)困生是暫時(shí)的和可逆的或者基本可逆的,通過教師的指導(dǎo)和學(xué)生的努力,化學(xué)學(xué)習(xí)困難的狀態(tài)可以轉(zhuǎn)化。
(4)化學(xué)學(xué)困生包括化學(xué)單科學(xué)習(xí)困難的學(xué)生,即他們對(duì)語文、數(shù)學(xué)、英語、物理等學(xué)科可能適應(yīng)良好;也包括在所有學(xué)科上都成績不佳,均表現(xiàn)為學(xué)習(xí)困難的學(xué)生。筆者這里將“化學(xué)學(xué)困生”稱為“化困生”。
二、國內(nèi)外研究化學(xué)學(xué)困生的趨勢
學(xué)困生的研究由單一研究向整體化研究發(fā)展,在研究定義、原因的探討、研究方法以及干預(yù)措施上都有了較大的發(fā)展。很多教育工作者已經(jīng)做了大量的有意義的探索,雖然他們各持己見,可都越來越關(guān)注學(xué)困生主體在學(xué)習(xí)中的地位和作用,都是提倡改善學(xué)生內(nèi)部動(dòng)力來提高學(xué)生的發(fā)展。學(xué)困生有發(fā)展的連續(xù)性,并不是一個(gè)階段性的問題,學(xué)困生的形成是綜合性的問題,研究包含醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科的綜合理論基礎(chǔ)。研究目的不應(yīng)該只在矯正和補(bǔ)償上,還要跟預(yù)防和改善相結(jié)合。最后,化學(xué)有自己的學(xué)科特點(diǎn),所以,化困生的研究應(yīng)該結(jié)合具體的化學(xué)學(xué)科的知識(shí)。研究者從非智力因素的各角度對(duì)學(xué)困生整體進(jìn)行了研究,而對(duì)學(xué)困生個(gè)案研究較少。
三、研究化學(xué)學(xué)困生的目的
在欠發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村初中,學(xué)習(xí)困難在農(nóng)村嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的全面發(fā)展、學(xué)生的健康,影響著教育質(zhì)量的提培養(yǎng)一名優(yōu)等生遠(yuǎn)不如減少一個(gè)學(xué)困生的難度大,這是一件很有意義的事情,能通過自己的努力,為學(xué)生做一件非常有意義的事高。但學(xué)習(xí)困難不是學(xué)生與生俱來的,而是在后天的教育過程中逐步形成的,學(xué)習(xí)困難也不是永恒存在的,可以通過教師和學(xué)生的共同努力消除。。通過本課題的研究,筆者要達(dá)到的研究目的:
(1)調(diào)查分析本校化學(xué)學(xué)困生的形成原因。
(2)本著促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力的原則,幫助學(xué)生找到適合自己學(xué)習(xí)化學(xué)的方法,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和能力,養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)化學(xué)的習(xí)慣。對(duì)于那些特別差的學(xué)生,至少應(yīng)基本具備新課標(biāo)要求的化學(xué)知識(shí),為他們初中畢業(yè)后就進(jìn)入社會(huì)生活成為具有基本科學(xué)素養(yǎng)的現(xiàn)代公民奠定基礎(chǔ)。
四、研究化學(xué)學(xué)困生的意義
(一)學(xué)生身心健康發(fā)展的需要
這幾年,我國很多中小學(xué)生的身體過于肥胖、體質(zhì)下降容易生病、視力嚴(yán)重近視,他們的心理健康更是讓人擔(dān)心。尤其是學(xué)困生,他們不能被家長、教師理解接受,經(jīng)常受班級(jí)其他學(xué)生的排擠和冷眼,不能保持正常的人際關(guān)系,對(duì)未來沒有生活目標(biāo)、沒有理想和追求。在這樣的壓抑下,學(xué)困生們?nèi)绻麩o法釋放,最后會(huì)崩潰,會(huì)走向犯罪的道路。現(xiàn)在初三學(xué)生大多十四五歲,他們開始用自己的方式來處理問題,但他們又處于半成熟、半幼稚的時(shí)期,他們的人生觀、價(jià)值觀、學(xué)習(xí)觀的形成需要有健康的心理做后盾。及時(shí)而正確的轉(zhuǎn)化教育,可以在相當(dāng)程度上對(duì)學(xué)困生的不良心理品質(zhì)進(jìn)行早期干預(yù)和矯治,從而促使他們的心理得到充分而良好的發(fā)展[1]。
(二)教師做好教書育人工作的需要
教書育人是教師的本職工作,在這個(gè)壓力巨大、競爭激烈的時(shí)代,能把不同水平的學(xué)生都教好、育好是對(duì)教師莫大的心靈安慰。學(xué)生學(xué)習(xí)成績的進(jìn)步,思想的轉(zhuǎn)變是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,而教育好一個(gè)學(xué)困生則需要教師付出更多的努力,更多的精力。成功轉(zhuǎn)化一個(gè)學(xué)困生對(duì)教師都是極大的鼓舞,是教師職業(yè)生涯中的里程碑,是教師繼續(xù)努力工作的動(dòng)力。
【關(guān)鍵詞】地錦草;化學(xué)成分;黃酮;短葉蘇木酚
【中圖分類號(hào)】R668 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1005-0515(2011)06-0298-02
地錦草為地錦Euporbia humifusa Willd或斑地錦Euporbia maculata L..的干燥全草。地錦草分布廣泛,資源豐富。歷版《中國藥典》均收載地錦草,其味辛,性平,歸肝、大腸經(jīng),具有清熱解毒,涼血止血之功效。藥理研究表明地錦草具有抗菌、抗病毒、止血、止瀉、抗氧化、保肝、抑制腎功能損傷、抗腫瘤、抗焦慮和鎮(zhèn)痛等作用[1]。已報(bào)道的文獻(xiàn)中關(guān)于地錦草化學(xué)成分的研究較少,為探尋其有效成分,本文對(duì)地錦草進(jìn)行了系統(tǒng)的化學(xué)成分研究,從乙醇提取物的正丁醇萃取部分得到了8個(gè)化合物(Ⅰ~Ⅷ),其中化合物Ⅲ,Ⅵ,Ⅶ和Ⅷ為首次從該植物中分離得到。
1 儀器與材料
Yanaco MP-S3顯微熔點(diǎn)測定儀;HITACHI 200-20型紫外分光光度計(jì);Bruker ARX-300型核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo),DMSO-d6為溶劑);Shimadzu 2010型質(zhì)譜儀。柱色譜用硅膠及薄層色譜用硅膠G(青島海洋化工廠);柱色譜用聚酰胺及薄層色譜用聚酰胺(浙江省臺(tái)州市路橋四甲生化塑料廠);Sephadex LH-20(Pharmacia公司)。
地錦草于購自河北祁新中藥顆粒飲片有限公司。槲皮素對(duì)照品(中國藥品生物制品檢定所)。
2 提取與分離
地錦草干燥全草5.0 kg,95 %乙醇回流提取3次,趁熱過濾,合并濾液,減壓回收乙醇,浸膏加適量水分散,依次用石油醚(60 ~ 90 ℃)、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取,得到相應(yīng)萃取物。正丁醇萃取物(80 g)經(jīng)硅膠柱色譜,氯仿-甲醇(100 : 0 ~ 0 : 100)梯度洗脫,共收集到363個(gè)流分,每個(gè)流分約2700 mL。Fr.109 ~ 186得到化合物Ⅰ,Ⅱ,Ⅴ的粗品,化合物Ⅰ,Ⅱ,和Ⅴ的粗品,用Sephadex LH-20柱色譜(甲醇洗脫)進(jìn)行純化,分別得到化合物Ⅰ(308 mg),Ⅱ(425 mg)和Ⅴ(186 mg)。Fr.66 ~ 89(1.9 g),F(xiàn)r.153 ~ 159(1.1 g),和Fr.195 ~ 201(5.0 g)經(jīng)聚酰胺和Sephadex LH-20柱色譜純化,分別得到化合物Ⅳ(47 mg),Ⅲ(36 mg)和Ⅷ(72 mg)。Fr.171 ~ 194(6.0 g)經(jīng)聚酰胺和Sephadex LH-20柱色譜純化,得到化合物Ⅵ(27 mg)和Ⅶ(35 mg)。
3 結(jié)構(gòu)鑒定
化合物Ⅰ 淺黃色粉末(甲醇),mp 226~228 ℃,鹽酸鎂粉反應(yīng)陽性,三氯化鋁反應(yīng)呈黃綠色熒光。UV(MeOH)nm:270,335。ESI-MS m/z:431[M - H]-。1H-NMR(DMSO-d6)δ:12.97(1H,s,5-OH),10.42(1H,s,4′-OH),7.97(2H,d,J = 8.7 Hz,H-2′,6′),6.94(2H,d,J = 8.7 Hz,H-3′,5′),6.88(1H,s,H-3),6.84(1H,s,H-8),6.45(1H,s,H-6)。13C-NMR(DMSO-d6)δ:182.7(C-4),165.0(C-7),163.6(C-2),162.0(C-5),161.8(C-4′),157.7(C-9),129.4(C-2′,6′),121.7(C-1′),116.8(C-3′,5′),106.0(C-10),103.7(C-3),100.6(C-1″)100.2(C-6),95.6(C-8),77.8(C-5″),77.0(C-3″),73.8(C-2″),70.3(C-4″),61.3(C-6″)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[2]報(bào)道一致,故鑒定為芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖苷。
化合物Ⅱ 淺黃色粉末(甲醇),mp 252~254 ℃,鹽酸鎂粉反應(yīng)陽性,三氯化鋁反應(yīng)呈黃綠色熒光。UV(MeOH)nm:258,348。ESI-MS m/z:447[M - H]-。1H-NMR(DMSO-d6)δ:12.97(1H,s,5-OH),7.45(1H,dd,J = 8.3,2.3 Hz,H-6′),7.42(1H,d,J = 2.3 Hz,H-2′),6.90(1H,d,J = 8.2 Hz, H-5′),6.79(1H,d,J = 1.9 Hz,H-8),6.76(1H,s,H-3),6.45(1H,d,J=1.9 Hz,H-6),5.08(1H,d,J = 7.1 Hz,H-1″)。13C-NMR(DMSO-d6)δ:182.0(C-4),164.6(C-2),163.0(C-7),161.2(C-5),157.0(C-9),150.1(C-4′),145.9(C-3′),121.4(C-1′),119.3(C-6′),116.1(C-5′),113.6(C-2′),105.4(C-10),103.7(C-3),99.9(C-1″),99.7(C-6),94.8(C-8),77.2(C-3″),76.5(C-5″),73.2(C-2″),69.6(C-4″),60.7(C-6″)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[2]報(bào)道一致,故鑒定為木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷。
化合物Ⅲ 淺黃色簇狀結(jié)晶(甲醇),mp 171~173 ℃,鹽酸鎂粉反應(yīng)陽性,三氯化鋁反應(yīng)呈黃色熒光。UV(MeOH)nm:266,350。ESI-MS m/z:447[M - H]-。1H-NMR(DMSO-d6)δ:12.62(1H,s,5-OH),10.85(1H,s,7-OH),10.20(1H,s,4 ′-OH),8.04(2H,d,J = 8.7 Hz,H-2′,6′),6.89(2H,d,J = 8.7 Hz,H-3′,5′),6.44(1H,d,J = 2.0 Hz, H-8),6.21(1H,d,J = 2.0 Hz,H-6),5.47(1H,d,J = 7.2 Hz,H-1″)。13C-NMR(DMSO-d6)δ:177.6(C-4),164.2(C-7),161.3(C-5),160.0(C-4′),156.5(C-2),156.3(C-9),133.3(C-3),131.0(C-2′,6′),121.0(C-1′),115.2(C-3′,5′),104.1(C-10),100.9(C-1″)98.8(C-6),93.8(C-8),77.6(C-5″),76.5(C-3″),74.3(C-2″),70.0(C-4″),60.9(C-6″)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[3]報(bào)道一致,故鑒定為山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷。
化合物Ⅳ 黃色粉末(甲醇),mp 298~300 ℃,鹽酸鎂粉反應(yīng)陽性,三氯化鋁反應(yīng)呈黃綠色熒光。UV(MeOH)nm:257,375。ESI-MS m/z:301[M - H]-。1H-NMR(DMSO-d6)δ:12.50(1H,s,5-OH),10.77(1H,s,7-OH),9.37(3H,brs,3-OH,3 ′-OH,4 ′-OH),7.67(1H,d,J = 1.8 Hz,H-2′),7.54(1H,dd,J = 8.7,1.8 Hz,H-6′),6.88(1H,d,J = 8.4 Hz, H-5′),6.40(1H,d,J = 1.5 Hz,H-8),6.18(1H,d,J = 1.5 Hz,H-6)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[4]報(bào)道一致,且薄層色譜Rf值與槲皮素對(duì)照品一致,故鑒定為槲皮素。
化合物Ⅴ 淺黃色粉末(甲醇),mp >300 ℃,鹽酸鎂粉反應(yīng)陽性,三氯化鋁反應(yīng)呈藍(lán)色熒光。UV(MeOH)nm:276。ESI-MS m/z:247[M - H]-。1H-NMR(DMSO-d6)δ:7.26(1H,s,H-7),3.18(2H,m,H-3),2.51(2H,m,H-2)。13C-NMR(DMSO-d6)δ:195.6(C-1),160.7(C-11),149.4(C-12),145.1(C-10),144.4(C-8),141.6(C-9),140.7(C-5),115.5(C-4),112.9(C-6),108.0(C-7),33.1(C-2),24.0(C-3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[5]報(bào)道一致,故鑒定為短葉蘇木酚。
化合物Ⅵ 淺黃色粉末(甲醇),mp 221~223 ℃,鹽酸鎂粉反應(yīng)陽性,三氯化鋁反應(yīng)呈黃綠色熒光。UV(MeOH)nm:256,373。ESI-MS m/z:463[M - H]-。1H-NMR(DMSO-d6)δ:12.53(1H,s,5-OH),7.72(1H,d,J = 2.1 Hz,H-2′),7.57(1H,dd,J = 8.7,2.1 Hz,H-6′),6.90(1H,d,J = 8.7 Hz,H-5′),6.77(1H,d,J = 1.8 Hz,H-8),6.42(1H,d,J = 2.1 Hz,H-6),5.08(1H,d,J = 7.2 Hz,H-1″)。13C-NMR(DMSO-d6)δ:176.1(C-4),162.8(C-7),160.5(C-5),155.8(C-9),148.0(C-4′),147.7(C-2),145.2(C-3′),136.2(C-3),122.0(C-1′),120.1(C-6′),115.7(C-5′),115.5(C-2′),104.8(C-10),99.9(C-1″),98.8(C-6),94.3(C-8),77.3(C-5″),76.5(C-3″),73.2(C-2″),69.6(C-4″),60.7(C-6″)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[6]報(bào)道一致,故鑒定為槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷。
化合物Ⅶ 淺黃色粉末(甲醇),鹽酸鎂粉反應(yīng)陽性,三氯化鋁反應(yīng)呈黃色熒光。UV(MeOH)nm:267,347。ESI-MS m/z:599[M - H]-。1H-NMR(DMSO-d6)δ:7.94(2H,d,J = 9.0 Hz,H-2′,6′),6.91(2H,s,H-2″′,6″′),6.76(2H,d,J = 8.7 Hz,H-3′,5′),6.38(1H,d,J = 2.1 Hz,H-8),6.18(1H,d,J = 1.8 Hz,H-6),5.45(1H,d,J = 7.2 Hz,H-1″),4.26(1H,d,J = 11.4 Hz,H-6″),4.21(1H,dd,J = 11.4,3.5 Hz,H-6″),3.43(1H,m,H-5″),3.30,3.27,3.25(each 1H,t,J = 7.5 Hz,H-2″,3″,4″)。13C-NMR(DMSO-d6)δ:177.3(C-4),165.7(C-7″′),164.7(C-7),161.2(C-5),160.0(C-4′),156.8(C-9),156.5(C-2),145.6(C-3″′,5″′),138.5(C-4″′),133.2(C-3),130.8(C-2′,6′),120.7(C-1′),119.4(C-1″′),115.2(C-3′,5′),108.6(C-2″′,6″′),103.9(C-10),101.6(C-1″)99.0(C-6),93.9(C-8),76.2(C-3″),74.2(C-2″,5″),69.4(C-4″),62.8(C-6″)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[7]報(bào)道一致,故鑒定為紫云黃芪苷-6″-O-沒食子酸酯。
化合物Ⅷ 淺黃色針晶(甲醇),mp 196~198 ℃,鹽酸鎂粉反應(yīng)陽性,三氯化鋁反應(yīng)呈黃色熒光。ESI-MS m/z:609[M - H]-。1H-NMR(DMSO-d6)δ:12.60(1H,s,5-OH),7.66(1H,dd,J = 8.5,2.1 Hz,H-6′),7.52(1H,d,J = 2.1 Hz,H-2′),6.82(1H,d,J = 8.5 Hz,H-5′),6.39(1H,d,J = 2.0 Hz,H-8),6.19(1H,d,J = 2.0 Hz,H-6),5.32(1H,d,J = 7.6 Hz,H-1″),4.42(1H,s,H-1″′),3.06~3.60(m,glc-H),1.06(3H,d,J = 6.1 Hz,6″-CH3)。13C-NMR(DMSO-d6)δ:177.5(C-4),164.2(C-7),161.3(C-5),156.5(C-2),156.4(C-9),148.6(C-4′),144.9(C-3′),133.6(C-3),122.0(C-6′),121.1(C-1′),116.0(C-2′),115.2(C-5′),104.0(C-10),102.1(C-1″),100.1(C-1″′),98.8(C-6),93.6(C-8),73.6(C-3″),73.1(C-5″),72.0(C-4″′),71.2(C-2″),70.7(C-2″′),70.5(C-3″′),68.3(C-5″′),68.1(C-4″),65.2(C-6″),18.0(C-6″′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[8]報(bào)道一致,故鑒定為槲皮素-3-O-α-L-鼠李糖(16)-β-D-半乳糖苷。
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關(guān)鍵詞:化學(xué);對(duì)話教學(xué);設(shè)計(jì)
文章編號(hào):1005-6629(2011)01-0019-04
中圖分類號(hào):G633.8
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
1 問題的提出
對(duì)話作為人類存在的一種重要方式。最早可以追溯到古希臘以及中國的春秋戰(zhàn)國時(shí)期。蘇格拉底的“產(chǎn)婆術(shù)”、孔子的啟發(fā)式教育和百家爭鳴都是以對(duì)話為基本特征。對(duì)話是人類生存的必需。是人與人交流思想和情感的主要方式。在對(duì)話教學(xué)中,通過教師、學(xué)生、文本三者之間有意義的交流,實(shí)現(xiàn)師生精神的相遇和經(jīng)驗(yàn)的共享、師生雙方達(dá)到認(rèn)識(shí)共振、情感共鳴、思維同步,它植根于多元智能理論、教學(xué)交往理論、建構(gòu)主義理論、合作學(xué)習(xí)理論和學(xué)習(xí)化社會(huì)與終身學(xué)習(xí)理論等教育理論的基礎(chǔ)上,對(duì)話教學(xué)是體現(xiàn)現(xiàn)代教學(xué)理念的一種教學(xué)形態(tài)。
2 化學(xué)對(duì)話教學(xué)的設(shè)計(jì)策略
2.1 教師與學(xué)生的對(duì)話
2.1.1 “問答”式對(duì)話教學(xué)
問答式是在教學(xué)中運(yùn)用頻率最高的師生對(duì)話的策略,也是最容易普及推廣于課堂的教學(xué)形式。其操作程序簡單淺顯,一問一答的形式貫穿始終。教師借助這種問答方式,引領(lǐng)求知者找尋答案。問答式對(duì)話教學(xué)實(shí)施的關(guān)鍵是教師能夠設(shè)計(jì)出引導(dǎo)學(xué)生探求真知的問題,并在一定程度上做到有的放矢。
如:在“鈉與水的反應(yīng)”教學(xué)中,教師先演示鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)并通過投影儀放大,可就如下問題:鈉塊為什么要保存在煤油中:為什么可用小刀切割鈉塊:小鈉塊為什么會(huì)浮在水面上:小鈉塊為什么能熔化成一個(gè)閃亮的小球并在水面迅速滾動(dòng)發(fā)出嘶嘶的響聲:產(chǎn)生了大量的氣體:預(yù)先滴有酚酞的水溶液變紅了。和學(xué)生展開一問一答的對(duì)話與交流,從而得出鈉的硬度小、密度小、熔點(diǎn)低;鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑,和水反應(yīng)劇烈,有氫氣產(chǎn)生并生成氫氧化鈉。
2.1.2 “啟發(fā)”式對(duì)話教學(xué)
在啟發(fā)式對(duì)話教學(xué)中。教師在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中只是扮演一個(gè)點(diǎn)撥者的角色。不再過多地干預(yù)學(xué)生的學(xué)習(xí)思考過程。而是提供給學(xué)生獨(dú)立思考、自由探索的廣闊空間和充足時(shí)間,學(xué)生在教師的啟發(fā)下自主探究,并運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)解決疑惑。攻克難關(guān),從而體會(huì)到成功的喜悅。而教師在此過程中也同樣得到了許多啟迪,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長的目的。
案例:用多媒體在屏幕上展示一望無垠的蔚藍(lán)色海洋,它以海納百川的博襟蘊(yùn)藏了豐富的人類所需的資源,由教師啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生之間開展對(duì)話交流,達(dá)成共識(shí),發(fā)現(xiàn)和提出一些新問題:如怎樣合理有序地開采海底石油和天然氣?若從海水中制得食鹽、燒堿、氯氣、漂白粉、鎂、溴、鉀、鈾和重水及其化工產(chǎn)品有何方法?怎樣開發(fā)潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電?怎樣用低成本的方法制取淡水和使用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻?在海洋資源的開發(fā)利用中我們?cè)诃h(huán)保方面應(yīng)注意些什么?
采用多媒體演示和啟發(fā)等手段。讓學(xué)生置身于其中進(jìn)行探究和對(duì)話。它把形象思維和抽象思維有機(jī)地結(jié)合起來,使學(xué)生在研究這程中興趣濃厚。主動(dòng)探究。
2.1.3 “討論”式對(duì)話教學(xué)
討論式對(duì)話教學(xué),是建立在師生關(guān)系平等的基礎(chǔ)上,依存于和諧、民主及寬松的討論氛圍。討論的主題通常由教師啟動(dòng)。向?qū)W生輻射擴(kuò)散。爾后由師生共同深入探討。在討論過程中,學(xué)生既可以各抒已見,暢所欲言,使智慧的火花不斷碰撞,又能活躍思維,借鑒思想,使具有創(chuàng)意的觀點(diǎn)啟迪更多的學(xué)生,因而這一教學(xué)方式可使學(xué)生擴(kuò)展思路。培養(yǎng)多角度全方位看待問題的習(xí)慣。
如討論:“哪一只蠟燭先熄滅”,點(diǎn)燃桌面上一高一低兩支蠟燭,用透明玻璃罩罩住,問哪一支蠟燭先熄滅?學(xué)生熱烈討論后動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),結(jié)果是長蠟燭先熄滅:教師引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果:推論的關(guān)鍵是看CO2氣體是上升還是下降;查閱密度表,得知CO2氣體密度大;推出,蠟燭燃燒時(shí)產(chǎn)生CO2氣體的溫度比周圍空氣溫度高得多,熱氣體上升,因此長的蠟燭先熄滅;有學(xué)生提出另一個(gè)問題,玻璃罩的大小和蠟燭的長短是否影響問題答案?教師表揚(yáng)了這位學(xué)生,布置同學(xué)們?cè)谡n后作進(jìn)一步的探究和討論。
討論式對(duì)話教學(xué)對(duì)教師的組織、監(jiān)控能力要求很高,因?yàn)楫?dāng)討論內(nèi)容不斷擴(kuò)充膨脹時(shí),討論容易出現(xiàn)大相徑庭、對(duì)立相斥的情況,走向避重就輕、偏離主題的誤區(qū)。教師在這種情況下應(yīng)能虛懷若谷、客觀公正地看待學(xué)生的觀點(diǎn),并及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生回歸主題。
2.2 學(xué)生與學(xué)生的對(duì)話
生生對(duì)話教學(xué)是指學(xué)生之間圍繞某一共同主題所展開的討論與交流。由于學(xué)生在年齡、心理發(fā)展和認(rèn)知水平等方面的相似性,因而在共同對(duì)話、探究過程中更容易產(chǎn)生心理安全感。這種安全感能使他們沒有了跟教師對(duì)話時(shí)的那種緊張和拘束。學(xué)生更容易充分表達(dá)自己的看法與觀點(diǎn)、貢獻(xiàn)自己的智慧。在交流、對(duì)話和研討中,學(xué)生學(xué)會(huì)了與他人對(duì)話和合作共同探討問題。學(xué)會(huì)了跟同學(xué)分享研究的成果。學(xué)會(huì)了欣賞、理解和尊重他人。學(xué)會(huì)了與他人進(jìn)行辯論,學(xué)會(huì)了交流溝通、演講與口才的技能,學(xué)會(huì)了化學(xué)科學(xué)研究的方法。學(xué)會(huì)了客觀地分析問題和辯證地思考問題。
2.2.1 “活動(dòng)”對(duì)話式教學(xué)
這種教學(xué)形式是在課堂教學(xué)中以角色扮演、講故事、化學(xué)魔術(shù)表演、主題班會(huì)、演講會(huì)和辯論賽等形式出現(xiàn)。
如在“改善大氣質(zhì)量”一節(jié)的教學(xué)中,先運(yùn)用多媒體在屏幕上展示煤的燃燒、汽車尾氣的排放等。然后,學(xué)生分組開展實(shí)驗(yàn)(見表1),并討論下列問題:①S02對(duì)“雨水”的酸度有什么影響?②根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果,推測酸雨對(duì)雕塑、建筑、森林和水稻等會(huì)產(chǎn)生哪些影響?
2.2.2 “問題”對(duì)話式教學(xué)
研究性學(xué)習(xí)從選題、設(shè)計(jì)方案、開發(fā)利用資源到探索研究結(jié)論。一般都由學(xué)生自己操作。通過生生問的互動(dòng)對(duì)話,學(xué)生與社會(huì)、生活問的對(duì)話來完成,它充分體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。拓寬了學(xué)生的知識(shí)面和對(duì)話空間,是課堂教學(xué)的拓展和延伸。
課題:“湘江河水的水體調(diào)查和污水處理”
首先分小組制訂調(diào)查方案和研究步驟:通過查閱資料,掌握相關(guān)水質(zhì)測量的項(xiàng)目(如水溫、pH、溶解氧、微量元素種類、各種鹽、懸浮顆粒、細(xì)菌含量、微生物種類等)、污水處理的方法(如混凝法、中和法、沉淀法和氧化還原法等),訪問環(huán)保部門、自來水公司、科研所和高等院校的有關(guān)專家,并接受他們的指導(dǎo):取來湘江河水,進(jìn)行水質(zhì)測量和污水的簡單處理:在討論中分析不同方案的優(yōu)劣并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,然后提交改良水體水質(zhì)的報(bào)告:教師依據(jù)學(xué)生在研究中的表現(xiàn)及報(bào)告給予評(píng)價(jià):最后將報(bào)告寄給市環(huán)保部門,還可對(duì)校內(nèi)師生、附近工廠和社區(qū)居民進(jìn)行環(huán)保知識(shí)的宣傳和教育。
2.3 教師與文本的對(duì)話
教師對(duì)文本領(lǐng)悟的深度和廣度決定了教學(xué)質(zhì)量。這就要求教師在備課的時(shí)候要充分地深入到文本之中,用自己的心真正獨(dú)立地感受、體驗(yàn)和解讀文本。從整體上理解化學(xué)課程內(nèi)容并內(nèi)化成自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。從學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和教材的邏輯結(jié)構(gòu)的關(guān)系,分析教材的重點(diǎn)和難點(diǎn),從而確定對(duì)話的主題。教師要很好地理解文本內(nèi)容。除了扎實(shí)的化學(xué)專業(yè)知識(shí)外,還需要有豐厚的文化底蘊(yùn)。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速。各種化學(xué)知識(shí)會(huì)通過電視、網(wǎng)絡(luò)和報(bào)刊等各種媒介傳播開來。學(xué)生獲得的各種化學(xué)信息也會(huì)在課堂中反映出來。使教師面臨很多意想不到的問題:另外,各學(xué)科之間相互滲透和課程綜合化趨勢日益明顯。因此,教師必須學(xué)習(xí)更多相關(guān)學(xué)科的知識(shí),豐富自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)以便更好地理解課程內(nèi)容。
如:在“纖維素的水解”中,酸的濃度增加和反應(yīng)溫度升高,有利于水解。但是,當(dāng)硫酸達(dá)到一定濃度后,溫度過高又易造成炭化現(xiàn)象。教師在預(yù)備實(shí)驗(yàn)室中通過反復(fù)的研究和試驗(yàn)。作出如下改進(jìn),使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。首先,以一定量的濃硫酸溶于少量水中(在3-5滴水中加入10滴濃硫酸)。這樣既達(dá)到了水解所需的硫酸的濃度,又保證了水解所需要的溫度(約為60℃,避免了炭化)。另外,在濃硫酸溶于水后再加脫脂棉還可避免脫脂棉被局部炭化,通過調(diào)節(jié)水和濃硫酸的體積比,選擇最佳實(shí)驗(yàn)條件,得到滿意的實(shí)驗(yàn)效果。
2.4 學(xué)生與文本的對(duì)話
生本對(duì)話指的是學(xué)生對(duì)文本的理解和批判。學(xué)生通過運(yùn)用自己已有的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和情感把握文本的意義,在和文本的相互作用中建構(gòu)文本意義的世界,這個(gè)過程就是通常我們所說的預(yù)習(xí)。這種對(duì)話有三方面的價(jià)值:第一,調(diào)動(dòng)了學(xué)生積極的、良好的學(xué)習(xí)情感。通過與文本對(duì)話,將學(xué)科知識(shí)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)盡量的融合。如果涉及到化學(xué)實(shí)驗(yàn),應(yīng)盡可能通過課本、教學(xué)光盤和上網(wǎng)瀏覽、思考,熟悉實(shí)驗(yàn)原理、儀器的安裝、操作步驟、條件的控制等等,有條件的學(xué)校可適當(dāng)開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。供學(xué)生做些相關(guān)的預(yù)備實(shí)驗(yàn)。當(dāng)課堂交流討論的時(shí)候,如果自己的理解與教師和其他同學(xué)討論的結(jié)果正好相吻合時(shí)。便會(huì)有獨(dú)創(chuàng)成功的愉悅感;若自己的理解與討論的結(jié)果不甚相合。就作比量短長思索:預(yù)習(xí)的時(shí)候絕不會(huì)沒有困惑之處。對(duì)不理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容作好標(biāo)記,到了課堂對(duì)話和討論時(shí),就集中了追求解決的注意力。這種愉悅感、思索和注意力足以鼓勵(lì)學(xué)生與文本對(duì)話的興趣。大大地增進(jìn)化學(xué)對(duì)話教學(xué)的效果:第二。便于教師以學(xué)定教、重導(dǎo)精講,從而提高了教學(xué)的效率。教師在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,給學(xué)生以糾正、補(bǔ)充和闡發(fā)。唯有如此,學(xué)生在預(yù)習(xí)階段既鍛煉了自己看書、從各種途徑查閱資料和獨(dú)立思考的能力,在課堂對(duì)話、討論階段又得到了切磋琢磨的實(shí)益,漸漸養(yǎng)成良好的習(xí)慣;第三,能保證師生對(duì)話、生生對(duì)話化學(xué)教學(xué)高質(zhì)量的展開。
例如:學(xué)生在預(yù)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”時(shí),發(fā)現(xiàn)看反應(yīng)前后元素的化合價(jià)是否有變化就可判斷該反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng),覺得這比初中所講的得氧和失氧來判斷方便得多,教師就接過這個(gè)話題讓學(xué)生繼續(xù)看書,啟發(fā)從四個(gè)層次來理解氧化還原反應(yīng)的定義:①得氧或失氧的化學(xué)反應(yīng)分別是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng):②氧化、還原反應(yīng)同時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng);③元素化合價(jià)在反應(yīng)前后有升降的化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng);④有電子轉(zhuǎn)移(得失和偏移)的化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng),這樣使學(xué)生更加全面而深刻地理解了氧化還原反應(yīng)。
2.5 教師自我反思對(duì)話
怎樣開展教師自我反思對(duì)話呢?首先。教師要對(duì)教學(xué)方法、學(xué)生的參與度、學(xué)生實(shí)際接受狀態(tài)等方面及時(shí)反省。界定具體的教學(xué)實(shí)踐中存在哪些教學(xué)問題。可采用三種方法:①自傳法,包括回憶自己當(dāng)學(xué)生時(shí)對(duì)化學(xué)老師教學(xué)的體會(huì)以及當(dāng)教師后在化學(xué)教學(xué)工作中的一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn);②敘事法(教師之間的反思),即向同事講述自已的教學(xué)故事,在講教學(xué)故事的過程中發(fā)現(xiàn)自己教學(xué)中的問題:③觀察實(shí)況。觀看自己的教學(xué)錄像帶。也可以和同事相互觀課、切磋和批判性對(duì)話,從而提高化學(xué)教學(xué)水平。其次,教師應(yīng)遵循“從學(xué)生中來。到學(xué)生中去”的原則。針對(duì)癥結(jié)主動(dòng)跟學(xué)生溝通、交流,從中尋找線索,啟發(fā)思路,找到更好的解決方案。第三,教師要經(jīng)常反問自己,我是否認(rèn)真上好了每一堂化學(xué)課。我是否達(dá)成了預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。我的教學(xué)行為是否符合新課程理念。我是否具有較強(qiáng)的課程意識(shí)。我是否盡到了一個(gè)教師既教書又育人的職責(zé)等。這樣經(jīng)常反省自己。便一定能在理論素養(yǎng)和實(shí)踐水平上進(jìn)步得更快。第四,教師對(duì)感覺很成功的課要找出成功的原因所在。以教學(xué)案例研究的形式來揭示其內(nèi)在的規(guī)律。為自己積累寶貴的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和有效的教學(xué)方法:也可以堅(jiān)持寫教學(xué)反思日記,它包括對(duì)自身教育理念、教學(xué)工作諸方面的總結(jié)與分析和積極尋找解決的對(duì)策:課堂教學(xué)后記反思也是總結(jié)評(píng)價(jià)的一種好的策略。教師以體會(huì)、感想、啟示等形式在每節(jié)課后對(duì)自身教育教學(xué)行為進(jìn)行批判性思考。
如:在講授“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”時(shí),教師先采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,一問一答,課堂氣氛很活躍,學(xué)生圍繞教師轉(zhuǎn)、被動(dòng)地接受知識(shí),沒有自主參與探究。第二次上課,教師吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)改變了教學(xué)方式,為充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,讓學(xué)生自主探究。此時(shí),學(xué)生都表現(xiàn)得非常激動(dòng):人人都爭著做實(shí)驗(yàn),有取試劑的、有洗試管的……,教室里亂成一團(tuán)糟,在急忙中,下課的鈴聲就響了,結(jié)果是學(xué)生、教師都一臉無奈地抱怨時(shí)間太短,最終沒有按時(shí)完成教學(xué)任務(wù)。課后通過自我教學(xué)反思,教師終于認(rèn)識(shí)到:教學(xué)既要體現(xiàn)學(xué)生的主體性,又要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。下次上課時(shí),教師精心設(shè)計(jì)了教學(xué)的進(jìn)程:分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組內(nèi)討論交流給每組布置項(xiàng)探究任務(wù)組內(nèi)分工合作完成實(shí)驗(yàn)一全班交流探究結(jié)果教師評(píng)價(jià)。這樣,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生通過自主、合作和探究的學(xué)習(xí)方式有序地完成了教學(xué)任務(wù),且教學(xué)的效果很好。
2.6 學(xué)生自我反思對(duì)話
學(xué)生是自覺的主體。是內(nèi)省自我的主體,學(xué)生通過自我反思可以使主體形態(tài)更加成熟和完善。學(xué)生在同教師、同伴和文本的對(duì)話過程中。內(nèi)心會(huì)產(chǎn)生一些矛盾和困惑。正是這些矛盾和困惑促使學(xué)生去思考、去追問、去感悟,也就是去跟另一個(gè)自己進(jìn)行對(duì)話,在對(duì)話中緩解矛盾、澄清困惑,自身也就得到了發(fā)展。在自我對(duì)話中。學(xué)生超越跟他人、文本的不和諧,積蓄維系對(duì)話平衡的力量。走向下一輪新的對(duì)話。
例如,學(xué)生進(jìn)入高中后,學(xué)習(xí)了弱電解質(zhì)的定義,知道弱電解質(zhì)主要包括弱酸、弱堿和水。這其中弱酸的種類很多,但它們的相對(duì)強(qiáng)弱不很清晰。課后,教師經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一些愛思考的學(xué)生,在認(rèn)真思考這個(gè)問題并請(qǐng)教教師,教師可適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生參考課外書藉,啟發(fā)學(xué)生用弱電解質(zhì)的第一電離平衡常數(shù)的大小來判斷弱酸酸性的相對(duì)強(qiáng)弱。學(xué)生通過自我反思和研究,總結(jié)出了弱酸酸性由強(qiáng)到弱依次排列的順序?yàn)椋篐2C2O4、H2SO3、H3PO4、HF、HNO2、HCOOH、
C6H5COOH、CH3COOH、H2CO3、H2S、HClO、H2siO3、HCN、C6H5OH,這樣培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的精加工能力。
另外,學(xué)生可以通過資料收集、家庭實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)對(duì)話、社會(huì)調(diào)查、完成“日記”式作業(yè)等方式獲取信息,為“反思性對(duì)話”留足空間。記化學(xué)課堂筆記也是一種好的自我反思策略。這個(gè)過程可以使學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)行自我反思,幫助學(xué)生回憶上課的過程,總結(jié)得失。從而不斷鞭策自己。激勵(lì)自己,逐步養(yǎng)成獨(dú)立的思維習(xí)慣。
3 結(jié)語
在現(xiàn)實(shí)中。教師理論上的探討與實(shí)踐中的行為總存在一些裂痕。表現(xiàn)在化學(xué)課堂對(duì)話中存在以下問題:第一,有些教師深層意識(shí)中的師道尊嚴(yán)觀念,沒有真正把學(xué)生看作是自己的學(xué)習(xí)伙伴,使對(duì)話教學(xué)難于開展:第二。與傳統(tǒng)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的矛盾,很多化學(xué)教師對(duì)教育的改革有顧慮主要是來自于考試的壓力,擔(dān)心影響學(xué)生的學(xué)業(yè)成績。盡管有理論和實(shí)踐證明,對(duì)話教學(xué)與傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式之間并非是絕對(duì)對(duì)立的關(guān)系,它關(guān)注的是學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展,是一個(gè)心靈積累的過程。需要相對(duì)較長的時(shí)間里才能顯現(xiàn)出來。第三,對(duì)教師組織教學(xué)能力和知識(shí)積累、文化底蘊(yùn)要求更高,對(duì)話教學(xué)中教師要面對(duì)更多的不定因素:如性格各異的學(xué)生各種意想不到的提問、還涉及到教師沒有掌握的知識(shí)積累、知識(shí)點(diǎn)的遷移、文化底蘊(yùn)等。而這些恰恰是從傳統(tǒng)教育走過來的教師所欠缺的。
作為一種新的教學(xué)形態(tài)。對(duì)話教學(xué)在理論和實(shí)踐兩方面,都處在探索的階段。還沒有一個(gè)成熟的范例可資參照。在敘述上,如何區(qū)分和兼顧作為目的的對(duì)話與作為手段的對(duì)話。也是一個(gè)十分棘手的問題。怎樣結(jié)合我國的教學(xué)實(shí)際,探索出一條適合于中小學(xué)教師的將對(duì)話教學(xué)理念轉(zhuǎn)化為可操作性的對(duì)話教學(xué)方式,是人們面臨的又一個(gè)重要的課題。
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關(guān)鍵詞:化學(xué)教學(xué);化學(xué)歷史;人才;培養(yǎng)策略
中圖分類號(hào):C96;G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1008-3561(2015)09-0051-01
在我們的化學(xué)教學(xué)中,適當(dāng)?shù)刂v一些化學(xué)史是十分必要和有深刻意義的,因?yàn)樗谂囵B(yǎng)人才方面有著不可估量的作用。
一、通過講化學(xué)史,培養(yǎng)學(xué)生勤奮好學(xué)、不畏艱難、無私奉獻(xiàn)的精神
化學(xué)史中涉及到許多著名化學(xué)家的事跡,在他們的成長道路上,并不是一帆風(fēng)順的,而是從崎嶇的小路上攀登上化學(xué)高峰的。這是一種耐人尋味的頑強(qiáng)的奮斗精神。
自1768年馬格夫發(fā)現(xiàn)了氫氟酸后,一百多年來,許多化學(xué)家都為取得單質(zhì)氟而辛勤勞動(dòng)。有的人因此而中劇毒,還有的化學(xué)家獻(xiàn)出了寶貴的生命。法國化學(xué)家莫瓦桑并沒有因此而畏懼,他為制得氟而四次中毒,終于在1886年首次制得了單質(zhì)氟。著名的科學(xué)家居里夫人,為研究放射性物質(zhì),繼她發(fā)現(xiàn)釙之后,她同她的丈夫從1899年~1902年連續(xù)4年日夜奮戰(zhàn),他們既是科學(xué)家又是專業(yè)工人,既是工程師又是苦力。在那個(gè)冬不防寒、夏不避暑的板棚里,他們連續(xù)奮戰(zhàn)45個(gè)月,處理了2噸礦渣,終于分離出純氯化鐳,雖然僅僅得到0.12克,但它卻是智慧的結(jié)晶、毅力的結(jié)晶。居里夫人也因她偉大的貢獻(xiàn)而兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)金,同時(shí)也是世界上第一個(gè)獲此殊榮的女性。由于長期接觸放射性物質(zhì),居里夫人不幸患白血病而過早謝世。
通過學(xué)習(xí)氟、鐳的發(fā)現(xiàn)史,一管窺全豹,可以清楚地了解到化學(xué)發(fā)展到今天的水平非常之不易,它是廣大群眾和化學(xué)家們經(jīng)過長期的艱辛努力,甚至不惜付出健康和生命的代價(jià)而取得的累累碩果,最終匯集成了一部化學(xué)史。它充分說明,作為一名化學(xué)工作者要想有所作為,缺乏這種事業(yè)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,是難以做出杰出貢獻(xiàn)的。
二、通過化學(xué)史的學(xué)習(xí),使學(xué)生正確處理理論與實(shí)踐的辯證關(guān)系
縱觀化學(xué)的發(fā)展史,無論是元素的發(fā)現(xiàn),還是化學(xué)定律的發(fā)明等,無不是在一定理論知識(shí)的指導(dǎo)下,通過實(shí)踐而實(shí)現(xiàn)的。即在掌握和探索化學(xué)知識(shí)的過程中,理論和實(shí)踐二者是相輔相成、不可偏廢的。對(duì)于任何一個(gè)學(xué)習(xí)化學(xué)和從事化學(xué)工作的人來說,如果只注重化學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)而忽視了實(shí)踐,那么他是不可能取得成功的。
我校是一所省屬衛(wèi)生學(xué)校,是為遼寧省乃至全國培養(yǎng)和輸送中等專業(yè)技術(shù)人才的。要培養(yǎng)出合格的、優(yōu)秀的人才,在教學(xué)過程中把握好理論與實(shí)踐二者的辯證關(guān)系是至關(guān)重要的。因此,我們必須在抓好理論課的前提下,狠抓實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué),鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,以縮短我校畢業(yè)生的工作適應(yīng)期。
三、通過講化學(xué)史,培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀
在化學(xué)發(fā)展史上,“燃素說”統(tǒng)治人們的思想幾乎整整一個(gè)世紀(jì),當(dāng)時(shí)有不少著名的化學(xué)家受到它的約束。瑞典著名的化學(xué)家舍勒就是一個(gè)典型的例子。1772年,舍勒正在從事軟錳礦的研究,他做了煅燒泵灰(氧化汞)的實(shí)驗(yàn):把汞灰放進(jìn)曲頸瓶中煅燒,忽然紅色的汞灰不見了,變成了亮晶晶的汞珠。他用排水法將放出的氣體收集起來,通過實(shí)驗(yàn)證明,這種氣體就是“火焰空氣”。舍勒把這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴了他的好友貝格曼,他們討論了好久,但百思不得其解。主要矛盾在:“汞灰是一種脫燃素的物質(zhì),根據(jù)我們的知識(shí),金屬灰必有收木炭里的燃素,然后才能變成金屬。現(xiàn)在金屬汞怎么會(huì)產(chǎn)生出來呢?”“難道金屬汞中原來就有可燃空氣?是它把燃素給了汞灰,自身變成了火焰空氣?”燃素說把這二位大師牢牢地纏繞著,問題越來越復(fù)雜了,他們始終也沒有搞清楚到底是怎么一回事。客觀上他們是得到了氧氣,并研究了它的性質(zhì),然而他們至死墨守陳舊的燃素學(xué)說,正是這個(gè)問題才是他們百思不解的原因。
總之,培養(yǎng)青年學(xué)生的辯證唯物主義觀點(diǎn)有兩個(gè)途徑,一條途徑是通過哲學(xué)的學(xué)習(xí),另一條途徑就是通過學(xué)生所學(xué)的專業(yè)課程來培養(yǎng)。我們化工學(xué)校在進(jìn)行各門專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課的教學(xué)過程中,恰如其分地講授一些化學(xué)史知識(shí),能在培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義世界方面起到積極的作用。
四、通過化學(xué)史的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的科研能力
通過化學(xué)史知識(shí)的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握一些化學(xué)知識(shí)積累過程的各個(gè)方面,了解一些化學(xué)家如何自學(xué)成才,是如何在艱苦的條件下進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的。這樣能夠培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、查閱化學(xué)資料的能力以及思維能力和勤奮好學(xué)的精神。更重要的是,教師在講授化學(xué)史的過程中,如同把學(xué)生引進(jìn)了科學(xué)家們進(jìn)行創(chuàng)造性活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室中,使他們了解新的思想、新的理論是怎樣產(chǎn)生的,是怎樣通過實(shí)驗(yàn)來論證的。如此,能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的極大興趣。而通過實(shí)驗(yàn),又能提高學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察能力以及撰寫實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告的能力。
總之,通過化學(xué)史的學(xué)習(xí),可以直接和間接地培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力,開發(fā)學(xué)生的智力,為他們成才和今后進(jìn)行科研活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。
本文是本人在指導(dǎo)研究性學(xué)習(xí)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中得出的的一點(diǎn)體會(huì):
首先,弄清化學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)的關(guān)系:
在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,充分利用化學(xué)學(xué)科“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”的基本特征,挖掘和開發(fā)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在研究性學(xué)習(xí)中的功能,對(duì)于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,形成終身學(xué)習(xí)的能力具有重要的意義。
一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究性學(xué)習(xí)的一種重要途徑
研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生自主地獲取知識(shí)和技能、體驗(yàn)和了解科學(xué)研究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識(shí)、樹立科學(xué)的價(jià)值觀和活動(dòng)過程。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)中的能動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng)形式。化學(xué)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了親身參與實(shí)踐的情境,具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能和研究性學(xué)習(xí)的特征決定了化學(xué)實(shí)驗(yàn)必然是研究性學(xué)習(xí)的重要途徑。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為研究性學(xué)習(xí)途徑的教學(xué)策略
在化學(xué)教學(xué)中提倡和鼓勵(lì)學(xué)生通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),要充分挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)在研究性學(xué)習(xí)中的功能,發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)在研究性學(xué)習(xí)中創(chuàng)設(shè)問題情境、驗(yàn)證假設(shè)或猜想等環(huán)節(jié)中的作用,研究開發(fā)研究性實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)和研究解決問題的方法,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)向主動(dòng)研究性學(xué)習(xí)的根本轉(zhuǎn)變。
第二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)課題的選擇:
通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展研究性學(xué)習(xí),必須著力培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥灾鲗W(xué)習(xí)能力,同時(shí)也必須依據(jù)學(xué)生的知識(shí)能力來確定研究課題,特別是依據(jù)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰磉x擇適當(dāng)?shù)难芯空n題。根據(jù)我們開展研究性學(xué)習(xí)的體會(huì),在服從課題研究的原則基礎(chǔ)上,我們主要采用以下幾種方法選擇課題。
一、結(jié)合化學(xué)教學(xué)選擇研究課題。當(dāng)今課改的重要任務(wù)就是要提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,適當(dāng)增加一些探索性實(shí)驗(yàn),有利于提高學(xué)生的探索欲望,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化,可以改進(jìn)為探索性實(shí)驗(yàn):根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件,如何實(shí)現(xiàn)Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化?讓學(xué)生首先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,其次交流設(shè)計(jì)思想,篩選確定最佳方案,最后實(shí)施實(shí)驗(yàn)并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這種探索過程比空洞的講授更能調(diào)動(dòng)學(xué)生利用多種感官主動(dòng)參與信息加工、構(gòu)建知識(shí),使學(xué)生的潛能得到更好的開發(fā)。
二、結(jié)合日常生活選擇研究課題。社會(huì)生活中的問題無處不在,我們引導(dǎo)學(xué)生從自己身邊開始思考,提出問題,并篩選確定研究課題,然后讓學(xué)生收集資料、研究實(shí)驗(yàn)方案,通過實(shí)驗(yàn)自主探討、自主學(xué)習(xí),極大發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力。如探討鐵生銹的原因,一方面學(xué)生選擇了生活中常見的各種鐵件,又設(shè)計(jì)了銹蝕的不同條件開展實(shí)驗(yàn),另一方面學(xué)生又到工廠、商店、居民區(qū)、農(nóng)村……開展實(shí)地調(diào)查,學(xué)生對(duì)鐵生銹的原因、造成的危害及預(yù)防生銹的措施有了全面深刻的認(rèn)識(shí),寫出了較高質(zhì)量的化學(xué)小論文。
三、結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐選擇研究課題。我們結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)的實(shí)際情況,結(jié)合課外活動(dòng)及實(shí)踐活動(dòng)的開展,讓學(xué)生大膽探索、積極創(chuàng)新。譬如圍繞水的問題,可以啟發(fā)學(xué)生從我縣水的資源、利用、水患、污染、監(jiān)測、防治等方面去思考,學(xué)生積極性高,提出了許多問題,他們調(diào)查排污口,參觀自來水廠,監(jiān)測水的pH值及重金屬離子、苯酚等含量,并請(qǐng)來環(huán)保局人員共同分析,取得了良好的社會(huì)效益。
四、結(jié)合化學(xué)課外活動(dòng)選擇研究課題。利用化學(xué)課外小實(shí)驗(yàn)、趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)小魔術(shù)等積極探討化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案,研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。如自制汽水的原理與方法、熱水瓶(鍋爐)中水垢成分的分析、相片沖洗原理的探索等等。
第三、研究性學(xué)習(xí)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用:
1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
教師提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 ,然后師生共同逐個(gè)討論 ,尋找多種方案或確定最佳方案。例如 ,在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制乙烯這一內(nèi)容時(shí),先說明乙烯中會(huì)混有SO2和CO2氣體。讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ,證明它們的存在。結(jié)果學(xué)生都知道應(yīng)先將氣體通過裝有品紅溶液的洗氣瓶 ,看到品紅褪色,證明有SO2氣體。但在接下來的檢驗(yàn)CO2存在的操作中 ,意見出現(xiàn)了分歧 ,學(xué)生提出了如下方案 :①將氣體通入澄清的石灰水中 ,石灰水變渾濁;②將氣體通過裝有足量的NaHCO3溶液的洗氣瓶后 ,再通入澄清的石灰水中 ,石灰水渾濁 ;③將氣體通過裝有酸性KMnO4溶液的洗氣瓶中 ,溶液褪色,再通入澄清的石灰水中 ,石灰水變渾濁 ;④將氣體通過裝有酸性KMnO4溶液的洗氣瓶中 ,溶液不褪色 ,再通入澄清的石灰水中 ,石灰水變渾濁 ;⑤將氣體再一次通過裝有品紅溶液的洗氣瓶中 ,品紅不褪色 ,再通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁。然后師生討論 :方案①和③沒有將可能未與品紅溶液反應(yīng)完全的SO2帶入澄清石水中 ,方案不合理 ;方案②雖完全除去了SO2氣體,但SO2與NaHCO3溶液反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生CO2氣體 ,顯然也不合理 ;方案④和⑤既能完全除去SO2氣體 ,也不會(huì)減少或生成CO2氣體 ,且現(xiàn)象明顯,上述兩個(gè)方案都合理。
2.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置
教材上有些實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)藥 ,有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯 ,還有些實(shí)驗(yàn)環(huán)境污染嚴(yán)重等等 ,教師可帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。如酚醛樹脂制取實(shí)驗(yàn)以后,試管難以洗凈 ,每次實(shí)驗(yàn)只得更換試管 ,改進(jìn)后我們用醫(yī)用廢磷霉素小瓶替代試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ,不但節(jié)省了大量的試管 ,而且藥品用量比原來少了許多。
3.研究不同反應(yīng)條件對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
學(xué)生做了在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液實(shí)驗(yàn)后 ,讓他們將上述實(shí)驗(yàn)操作順序顛倒 ,觀察現(xiàn)象 ,并進(jìn)行解釋。再如用較純凈的鋅粒與稀硫反應(yīng)速度較慢,當(dāng)在反應(yīng)混合物中加入少量CuSO4溶液時(shí) ,反應(yīng)速度大大加快 ,可讓學(xué)生探索原理。
4.開展家庭小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)
根據(jù)歷年《臺(tái)灣科技年鑒》、《“國科會(huì)”年報(bào)》、《中研院化學(xué)研究所年報(bào)》等資料介紹,在理論化學(xué)與先進(jìn)分析方法領(lǐng)域,臺(tái)灣科學(xué)家以往取得的成果包括:以理論計(jì)算探討取代基對(duì)環(huán)糊精結(jié)構(gòu)的影響;解析單分子層在表面結(jié)構(gòu)重排現(xiàn)象,及混合單分子層在表面重排的相分離現(xiàn)象;利用“質(zhì)子化誘導(dǎo)的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移”的概念來設(shè)計(jì)可遠(yuǎn)端調(diào)控的氫鍵系統(tǒng),并研究如何設(shè)計(jì)共軛架橋結(jié)構(gòu),以增強(qiáng)調(diào)控能力;探討氟取代對(duì)氟化并五苯分子半導(dǎo)體特性的影響;利用磷橋及硫橋異核雙金屬錯(cuò)合物研究異核金屬鍵的化學(xué)性質(zhì);以六氮巨環(huán)配基合成新的三核銅混價(jià)含氧錯(cuò)化物;模擬嗜甲烷菌甲烷單氧化酶的反應(yīng)中心,進(jìn)行三價(jià)銅錯(cuò)合物的合成與光譜鑒定分析以及與受質(zhì)反應(yīng)機(jī)制之研究;用水熱法合成無機(jī)固態(tài)化合物;研究金屬錯(cuò)合物在二氧化碳固定化學(xué)上之作用;利用Suzuki耦合反應(yīng),成功地耦合帶有氰基或不帶氰基的苯硼酸與帶有氰基或不帶氰基之溴化或碘化苯來制備多種含氰基與不含氰基的三聯(lián)苯;發(fā)展能有效用于合成α-芳香基及α-烯基-N,N-二甲基乙酰胺的耦合反應(yīng);設(shè)計(jì)具有功能性的有機(jī)分子,配合動(dòng)力學(xué)的測量,探討其內(nèi)部的電子及能量轉(zhuǎn)移的機(jī)制,以了解分子內(nèi)予體與受體軌域間的交互作用,另一方面開發(fā)電子轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)移反應(yīng)的基礎(chǔ)速率的理論預(yù)測方法;研發(fā)三維離子速度成像技術(shù),并結(jié)合與交叉分子束實(shí)驗(yàn)技術(shù),探測兩個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物彼此的關(guān)聯(lián)性;發(fā)現(xiàn)手性分子并不是等分布性,而是隨著馬達(dá)的移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)所產(chǎn)生的力場而有所改變,達(dá)到辨識(shí)、分離手性分子的結(jié)果;成功發(fā)展出三維離子速度成像技術(shù),其靈敏度與解析度在全世界首屈一指,并發(fā)現(xiàn)了“反應(yīng)動(dòng)態(tài)共振”的成因與性質(zhì)等。
2006年,臺(tái)灣中研院化學(xué)所的研究人員發(fā)明一種新質(zhì)譜游離技術(shù)――電噴灑輔助激光脫附游離法,即將適合游離大分子的電噴灑游離法與基質(zhì)輔助激光脫附游離法的游離源結(jié)合起來,可在常溫和常壓下操作,而且不需將樣品和基質(zhì)混合處理,即可速探測到樣品中所含的各種化學(xué)物品的質(zhì)譜信號(hào),因此可適用于極微量的氣體、液體和固體樣品的快速分析,一舉突破了上述兩種方法在樣品檢測上的限制。
該所納米生醫(yī)研究團(tuán)隊(duì)2007年成功結(jié)合磁性納米材料及基質(zhì)輔助激光吸收脫附質(zhì)譜儀的優(yōu)勢,發(fā)展功能化磁性納米粒子探針親和力質(zhì)譜分析平臺(tái),將此分析平臺(tái)應(yīng)用于微量小分子藥物的高通量檢測,可快速純化小分子化合物,如農(nóng)藥、違禁食品添加劑及,并利用基質(zhì)輔助激光吸收脫附質(zhì)譜儀進(jìn)行精確分子量鑒定。
2009年,臺(tái)灣中研院化學(xué)所的首次由實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察到激發(fā)態(tài)在共軛高分子(或稱導(dǎo)電高分子)的共軛系統(tǒng)中是二維的現(xiàn)象。此項(xiàng)結(jié)果乃結(jié)合異三并苯的對(duì)鄰位鍵結(jié)與二維梯狀平面結(jié)構(gòu)達(dá)成,前者使得激子可以有效從對(duì)位共軛鏈進(jìn)入到鄰位共軛鏈,后者則使得整個(gè)共軛骨架保持共平面,而不會(huì)因結(jié)構(gòu)扭曲而使激子定域化,其具體結(jié)構(gòu)為一系列含不同苯環(huán)數(shù)目的星狀結(jié)構(gòu)的梯狀苯聚合物,結(jié)果顯示激子可擴(kuò)及每一個(gè)苯環(huán),且此線性也可與鏈形梯狀聚對(duì)苯的性關(guān)系重疊,并進(jìn)一步利用熒光方向性的測量來確立其分子屬單一發(fā)光團(tuán)。
該所研究團(tuán)隊(duì)在2011年研發(fā)氣哨音波感測泛用型技術(shù),對(duì)于微量分析物進(jìn)行檢測時(shí),利用氣相層析分離設(shè)備內(nèi)的哨型器,待測氣體流經(jīng)裝置時(shí),空氣柱會(huì)發(fā)生振動(dòng)而形成駐波產(chǎn)生聲音,由高靈敏度麥克風(fēng)并經(jīng)傅立葉轉(zhuǎn)換后根據(jù)分析物相對(duì)于聲音信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間與頻率的變化量,便可同步觀測單一譜峰,可用來確認(rèn)分析物的成分與含量。對(duì)于檢驗(yàn)或監(jiān)測,僅需讀取頻率的改變量,不需要校正曲線的輔助,即可直接估算分析物濃度。此項(xiàng)裝置為學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界提供新的氣體快速檢測及定量分析方法,對(duì)現(xiàn)行熱導(dǎo)探測器、火焰離子化探測器、半導(dǎo)體感應(yīng)器及質(zhì)譜儀等各類儀器不足之處進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
先進(jìn)材料化學(xué)
在先進(jìn)材料化學(xué)領(lǐng)域,臺(tái)灣科學(xué)家以往取得的成果包括:開發(fā)多種高效率有機(jī)發(fā)光分子,包括多種四苯硅烷或四苯甲烷分子玻璃材料及二吡咯吡啶骨架的藍(lán)光、綠光材料及含銥金屬的紅光材料;利用開發(fā)的藍(lán)光材料搭配紅光材料,制成高亮度的電激發(fā)光材料及白光元件;以三芳香基胺順丁烯亞酰胺所制備的非摻入型發(fā)紅光有機(jī)發(fā)光二極管,能夠發(fā)出有效率的紅光;開發(fā)有高熒光量子產(chǎn)率的共軛三吡啶衍生物及其金屬錯(cuò)合物發(fā)光材料;開發(fā)出具有熒光特性的長方形及籠狀超分子化合物;開發(fā)得到自發(fā)性組合環(huán)形的三次非線性光學(xué)化合物、高分子型二次非線性光學(xué)化合物;合成供雙光子吸收或雙光子熒光的三次非線性光學(xué)材料;制備新穎特殊的有機(jī)金屬化學(xué)氣相蒸鍍陶瓷薄膜材料;合成含甲硫醇功能基且具有17個(gè)苯環(huán)及16個(gè)碳-碳雙鍵的納米級(jí)有機(jī)分子;發(fā)現(xiàn)含有呋喃的多苯化合物是有效的空穴傳遞材料,及利用芴(fluorine)分子及星形化合物,創(chuàng)造一個(gè)形態(tài)穩(wěn)定(高Tg)的空穴傳導(dǎo)材料;研究碳納米管的生長機(jī)制,可將碳管選區(qū)生長在各種材料表面,并達(dá)到高密度、低溫成長、垂直排列等功效;開發(fā)場發(fā)射顯示器;利用推拉電子基取代的制作出高效率與亮度的非摻入型紅色有機(jī)發(fā)光二極管;合成各種形狀、不同大小的金、銀納米量子點(diǎn),研發(fā)出一種可以在硅、藍(lán)寶石、氮化鎵、磷化鎵、鋁、銅、玻璃等材料上制造納米針尖的技術(shù),并證明其在催化、場發(fā)射、抗光反射、表面共振光學(xué)上有特殊的功效;利用一氧化碳和鎘制成自組裝一維超分子材料,并觀察到新的光學(xué)及結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。
2008年,臺(tái)灣中研院化學(xué)所陳錦地等人通過成功的精心的分子設(shè)計(jì),開發(fā)出一系列咔唑-共軛-雙三甲基苯硼烷雙極性熒光物質(zhì),制作高效率非摻入型藍(lán)色有機(jī)發(fā)光二極管,突破目前雙極性的藍(lán)色發(fā)光物質(zhì)所面臨到的難題。電激發(fā)光的效率很高,最大外部量子效率達(dá)到6.9%。該研究團(tuán)隊(duì)正進(jìn)一步探討研究利用此處的分子設(shè)計(jì),用在白光有機(jī)發(fā)光二極體固態(tài)照明上。
近年來,臺(tái)灣大學(xué)彭旭明領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室專注于分子電子學(xué)的研究,2009年采用掃描式隧道顯微鏡測量金屬串分子(以4個(gè)多吡啶胺與金屬離子錯(cuò)合,并在分子的兩端各有軸向配基,具有良好電子傳導(dǎo)性質(zhì),可作為分子導(dǎo)線)的導(dǎo)電性,得到電流與探針移動(dòng)距離的關(guān)系,計(jì)算出鎳、鈷以及鉻核金屬串分子的鍵序,即金屬核之間的鍵結(jié)程度;以導(dǎo)電原子力顯微鏡觀察,發(fā)現(xiàn)鉻核金屬分子的導(dǎo)電能力有著強(qiáng)弱變化,分別代表開與關(guān)兩種性質(zhì),顯示其具備分子開關(guān)的特性。
臺(tái)灣中研院化學(xué)所團(tuán)隊(duì)利用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)自組裝分子層修飾金的表面,成功地改變五環(huán)素(pentacene)分子與表面作用力,提高五環(huán)素分子層的結(jié)晶性,得到高效能場效應(yīng)晶體管元件,再將金納米粒子安置于其中,藉由納米粒子用來當(dāng)作儲(chǔ)存電荷的浮置閥,使晶體管元件同時(shí)具有記憶性質(zhì),因而成為具有記憶功能的三端點(diǎn)存儲(chǔ)元件。根據(jù)這一結(jié)果,該研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步使用其他金屬納米粒子或有機(jī)納米顆粒,制作出更多性能可以調(diào)控的有機(jī)場場效應(yīng)晶體管/存儲(chǔ)器元件。
二硫化鉬是繼石墨烯之后備受關(guān)注的層狀材料之一。臺(tái)灣科學(xué)家2012年首先利用化學(xué)氣相沉積法研發(fā)出制備大尺寸高品質(zhì)二硫化鉬均勻薄層的方法,為二硫化鉬及相關(guān)的無機(jī)二維材料電子學(xué)研究及應(yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。此外,利用離子凝膠作為介電層,⒍硫化鉬制作為軟性晶體管,發(fā)現(xiàn)二硫化鉬薄層并不像一般無機(jī)材料容易碎裂,反而具有驚人的高度柔軟性,使其有機(jī)會(huì)取代共軛高分子,成為軟性電子的主動(dòng)材料。
環(huán)境化學(xué)與能源化學(xué)
在環(huán)境化學(xué)與能源化學(xué)領(lǐng)域,開發(fā)新型催化劑是保護(hù)環(huán)境、治理污染和發(fā)展綠色能源必不可缺的內(nèi)容。臺(tái)灣科學(xué)家以往取得的成果包括:利用X光光電子能譜、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜及程溫脫附研究小分子在催化劑表面的吸附與反應(yīng),檢測其反應(yīng)活性并推導(dǎo)反應(yīng)機(jī)理;研發(fā)出可大量產(chǎn)生高純度甲烷單氧化酶的發(fā)酵法,除光譜分析及生化方法鑒定外,并針對(duì)此酶活性,測定基質(zhì)氫與碳的同位素效應(yīng),歸納出催化中心的反應(yīng)型態(tài);研究鈀催化聚烯反應(yīng),證明中性的鈀-醛酰配位錯(cuò)合物具催化聚合烯類化合物的效果,其活性與配位基的電子組態(tài)、立體障礙有關(guān);制備出在甲苯的對(duì)位上帶有甲氧基的鈀環(huán)催化劑衍生物,促使芳香烴鹵化物進(jìn)行同耦合反應(yīng);用二氧化鈦涂布中孔洞材料的表面,制備多孔洞二氧化鈦材料以研究其作為異相催化劑載體的性質(zhì),發(fā)現(xiàn)不錯(cuò)的活性;以氘丁烷測量其同位素效應(yīng),并測量其疏水性中心反應(yīng)空間的大小,顯示甲烷的催化需要一定的疏水作用及適當(dāng)?shù)奈幌蚍娇蛇M(jìn)行,另外以密度方程式的方法計(jì)算反應(yīng)的發(fā)生路徑,甲烷的活化以三個(gè)銅原子協(xié)調(diào)一致的作用方式最為有利;發(fā)現(xiàn)納米級(jí)催化系統(tǒng)常可提供其他尺度材料截然不同的催化活性,帶來嶄新的應(yīng)用;開發(fā)納米尺度的硅倍半氧多聚體復(fù)合材料,并探索硝化、聚合等催化反應(yīng)效率,重點(diǎn)研究以多孔性材料為載體的金屬催化劑以及納米級(jí)二氧化鈦催化劑等。
結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有納米大小孔洞的介孔物質(zhì)可以作為分子篩,用作催化反應(yīng)或用來儲(chǔ)存氫氣與二氧化碳,以及應(yīng)用于新型無鑭熒光粉材料。新竹清華大學(xué)的研究人員在2010年突破前人的瓶頸,利用不同長度直碳鏈的單胺作為聚集式模板,掌控納米孔洞大小,導(dǎo)引出由3種相同構(gòu)建單元組裝而成的無機(jī)納米孔洞骨架,進(jìn)而達(dá)到系統(tǒng)性合成,成功開發(fā)出理性合成無機(jī)骨架的方法,設(shè)計(jì)出一系列新穎的晶型納米孔洞結(jié)構(gòu),不僅第一次超越了自然界36R的納米孔,更重要的是孔徑超越以往晶型孔洞物質(zhì)2納米的上限,使科學(xué)家第一次認(rèn)知到結(jié)晶性介孔無機(jī)物質(zhì)是存在的。
臺(tái)灣中研院化學(xué)所研究團(tuán)隊(duì)致力于選擇性材料的開發(fā),即在納米空間中將功能基或客體嫁接或沉積在特定位置上,藉以形成多功能納米復(fù)合材料,并在納米生物醫(yī)學(xué)、綠色催化以及氣體吸附與傳感測量應(yīng)用中展現(xiàn)出優(yōu)越與特殊的性質(zhì)與表現(xiàn)。
另外,臺(tái)灣科技人員還通過實(shí)驗(yàn)證實(shí),碳納米管在鋰電池的應(yīng)用上比石墨電極的效率高,利用碳納米管發(fā)射脈沖電子束,其電子束強(qiáng)度較其他材料高出千倍以上;
目前已知的化學(xué)反應(yīng)無法解釋臭氧洞的形成。為此,臺(tái)灣科學(xué)家決定跳脫傳統(tǒng)光譜學(xué)的思維,2009年提出創(chuàng)新的解決方案,結(jié)合分子束、激光與質(zhì)譜等技術(shù),精密地測量過氧化氯分子在代表性波長下的光分解速率,以明確的證據(jù)平息全球科學(xué)界對(duì)于臭氧層被破壞方式的重大爭議。該團(tuán)隊(duì)精確測量了過氧化氯分子光分解產(chǎn)物的產(chǎn)率,并清楚確立了其光分解動(dòng)態(tài)。這些結(jié)果不但增進(jìn)人類的基礎(chǔ)知識(shí),也為大氣化學(xué)家提供了精確的參考數(shù)據(jù),對(duì)于臭氧層中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)能依此做更深入的研究。
染料敏化太陽能電池相較于傳統(tǒng)硅基太陽電池,具有色彩多樣化、元件效能不隨溫度增加而降低、可制作半透明、可撓曲元件和弱光下即可發(fā)電等優(yōu)點(diǎn),因此極具商業(yè)化價(jià)值,但釕系錯(cuò)合物染料的最佳光電轉(zhuǎn)換效率在過去二十幾年中一直無法突破12%。有鑒于此,臺(tái)灣中研院化學(xué)所林建村等人2011年針對(duì)各類的紫質(zhì)染料來進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)其中以YD2-o-C8元件性能最為優(yōu)異,由此制成的高效能染敏型太陽能電池,在模擬太陽光一半強(qiáng)度照射下,其光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)13.1%的世界紀(jì)錄,這是以釕金屬作為光敏染料的DSSC元件自2005年達(dá)到11%以來至今最大突破。
生物及醫(yī)藥化學(xué)
在生物及醫(yī)藥化學(xué),臺(tái)灣科學(xué)家以往取得的成果包括:將固相萃取及微透析膜分別整合在電泳芯片上,增加濃縮、即時(shí)取樣等分析功能,應(yīng)用于連接聚合鏈鎖反應(yīng)產(chǎn)物的臨床分析及蛋白質(zhì)分析;發(fā)展醣類金納米粒子,應(yīng)用到細(xì)菌的檢測及分析標(biāo)定;嘗試用納米粒子在老鼠身上產(chǎn)生新抗體;發(fā)展出不同顏色的功能化Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體粒子,再將其與生物檢測上使用的抗體或DNA結(jié)合,用于細(xì)胞器標(biāo)定和DNA序列鑒定,提供一種快速且精準(zhǔn)的生物檢測技術(shù);由核磁共振頻譜及圓二色偏光光譜分析,得到牛痘病毒蛋白質(zhì)分子模型,可推斷造成此病毒蛋白質(zhì)分子集結(jié)原因及負(fù)責(zé)的氨基酸;開發(fā)新合成方法,制備一系列與細(xì)胞表面醣體硫酸乙酰肝素有關(guān)的寡醣,找出結(jié)合最強(qiáng)的寡醣,作為復(fù)合體結(jié)構(gòu)分析及電腦分子模擬設(shè)計(jì)抑制物;完成核酸突狀結(jié)構(gòu)的探測及其反應(yīng)機(jī)制的推導(dǎo);利用光譜法定出艾滋病毒過膜蛋白核心結(jié)構(gòu)形成的氨基酸殘基,并發(fā)展出引發(fā)多株抗體的抗原;研究感冒病毒與胞膜作用對(duì)pH 的變異性;發(fā)現(xiàn)回紋式核酸三螺旋在水溶液中有前所未有的新結(jié)構(gòu),其功用可能有助于核酸鏈在染色體緊密排列,證明核酸在水溶液中是一種機(jī)動(dòng)平衡;完成人類抗體蛋白質(zhì)工程研究,以大腸菌培養(yǎng)法大量生抗體并使之活化;研發(fā)具有抗腫瘤潛力的藥物胞核-單磷酸N-乙酰神經(jīng)胺糖酸直鏈狀類似物;證明以醣類分子包裹的金納米粒子為良好的多重價(jià)載體;開發(fā)新方法用于合成海藻醣脂醇;以肽形成淀粉狀蛋白纖維的現(xiàn)象為研究對(duì)象,了解其纖維化的過程藉由動(dòng)力學(xué)的控制效應(yīng);率先報(bào)導(dǎo)一鍋化保護(hù)-醣鏈結(jié)反應(yīng),有效合成α12鏈結(jié)的雙醣體;利用光不穩(wěn)定化合物,合成一系列包覆后的肽,根據(jù)其包覆前及包覆后的光譜資料,建立其確實(shí)的結(jié)構(gòu)信息;成功合成出半乳醣脂質(zhì)及其衍生物,并發(fā)現(xiàn)其免疫調(diào)節(jié)活性;成功開發(fā)出以三氟甲磺酸銅鹽催化六碳醣與醋酸酐的無溶劑且高產(chǎn)率的全乙酰化反應(yīng);成功開發(fā)出以自然界存量最多的D式葡萄糖為起始物,合成多種具潛在生物活性的L式六碳醣衍生物的合成途徑等。
2006年,臺(tái)灣中研院化學(xué)所研究人員利用金屬納米材料進(jìn)行蛋白質(zhì)、DNA與重金屬離子的探測,并進(jìn)行納米藥物的開發(fā)以調(diào)控凝血作用。所開發(fā)的高感度納米光學(xué)傳感器可用于乳癌標(biāo)志物的定測量試,也可進(jìn)行單一堿基對(duì)基因突變的檢測。另外開發(fā)的分子適合體納米藥物除具有快速和極佳調(diào)控凝血效果外,其高穩(wěn)定性和低副作用適合于抗凝血藥劑應(yīng)用,不僅可提高與凝血酶結(jié)合能力,也可調(diào)控凝血時(shí)間。
近幾年,該研究團(tuán)隊(duì)還將納米薄膜應(yīng)用在光學(xué)、電化學(xué)與質(zhì)譜探測器,通過制備金屬納米粒子、微納米粒子、納米團(tuán)簇,并進(jìn)行小分子、DNA、蛋白質(zhì)和酶等功能化修飾與薄膜化,所形成的功能性復(fù)合納米薄膜可應(yīng)用于汞、鉛、銅等重金屬、腫瘤蛋白、酶、DNA和癌細(xì)胞探測器的_發(fā)與控制藥物釋放。相關(guān)納米薄膜材料也可應(yīng)用于表面輔助激光脫附游離化質(zhì)譜儀,用以探測環(huán)境污染物,如重金屬鉛離子、大腸桿菌等。
熒光共振能量轉(zhuǎn)移方法因可以測量納米尺度的生物分子構(gòu)型改變,因此近年來成為了解各種生物現(xiàn)象中分子層面的動(dòng)態(tài)變化的一大利器。在利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移方法于觀察蛋白質(zhì)時(shí),研究人員需將欲研究的蛋白作多色的熒光定點(diǎn)標(biāo)定。然而,此步驟常異常繁瑣困難。2009年,中研院生化所楊維元等人開發(fā)出運(yùn)用天然的酵素intein來大幅簡化蛋白多色熒光定點(diǎn)標(biāo)定之步驟,使熒光共振能量轉(zhuǎn)移方法在蛋白質(zhì)研究能更簡易地被運(yùn)用。
傳統(tǒng)藥物動(dòng)力學(xué)的區(qū)室分析方法是將生物體組織分為一至多個(gè)區(qū)室,每一個(gè)區(qū)室內(nèi)部的特定物質(zhì)均視為均勻分布,探討生物體內(nèi)不同區(qū)室里,特定物質(zhì)動(dòng)態(tài)吸收、分布、代謝和排泄的定量變化趨勢,并藉以達(dá)成其藥物試驗(yàn)的劑量設(shè)計(jì)、解釋造成藥效的研究。然而,對(duì)于特定區(qū)室的物質(zhì)動(dòng)態(tài)變化而言,常常會(huì)因缺乏適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而無法進(jìn)行。為克服此難題,臺(tái)灣研究人員在2010年陸續(xù)成功開發(fā)出多種可用以進(jìn)行細(xì)胞外液區(qū)室內(nèi)各種原生性(如腦內(nèi)金屬)及外源性物質(zhì)(如金屬離子、納米粒子)動(dòng)態(tài)濃度變化趨勢監(jiān)測的活體動(dòng)物體內(nèi)自動(dòng)化連線分析技術(shù)。
大蛋白質(zhì)復(fù)合體往往有容易裂解的問題,因此提高了用X光結(jié)晶學(xué)作為解析結(jié)構(gòu)方法的困難度。為了了解相位顯微鏡在提高襯度(即圖像的信號(hào)噪音比)后所帶來的具體影響,中研院化學(xué)所研究人員定量比較了相位片電子顯微鏡和傳統(tǒng)電子顯微鏡在單粒子重建程序中每一步的效能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)相位片電子顯微鏡能夠幫助分離相似構(gòu)形的蛋白質(zhì)圖像;而對(duì)于分子量介于10萬和50萬道爾頓的蛋白質(zhì),重建三維結(jié)構(gòu)所需的圖像數(shù)目大約減為傳統(tǒng)電子顯微鏡所需圖像數(shù)目的1%至10%,因此許多不易獲得的蛋白質(zhì)也有機(jī)會(huì)納入結(jié)構(gòu)解析的行列。
2011年,臺(tái)灣中研院生化所吳世雄領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)4年時(shí)間,自臺(tái)灣出產(chǎn)的釋迦及番荔枝科植物的種子中純化出8種不同呋喃鍵結(jié)型態(tài)的番荔枝科乙酰生合成物,藉由核磁共振光譜與恒溫滴定測焓儀,證實(shí)乙酰生合成物與鈣離子螯合,結(jié)合成不同形式的鈣離子類冠狀醚錯(cuò)合物。在生物細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中,他們進(jìn)一步證實(shí)乙酰生合成物――鈣錯(cuò)合物能協(xié)助鈣離子穿透細(xì)胞膜,增加細(xì)胞體內(nèi)的鈣離子濃度,擾亂細(xì)胞體內(nèi)鈣離子的均一性,進(jìn)而引起粒線體的去極化,啟動(dòng)細(xì)胞死亡,而提供此類天然產(chǎn)物之所以具有強(qiáng)烈的細(xì)胞毒殺能力的原因。此研究成果結(jié)合化學(xué)及生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,厘清乙酰生合成物對(duì)細(xì)胞內(nèi)離子均一性的影響,為活性天然物應(yīng)用于新藥開發(fā)上提供更直接、可能的作用機(jī)制。
肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥(也稱運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病或“漸凍人病”)是常見的神經(jīng)退化性疾病之一。藉由分析TDP-43C端片段的基因序列,可進(jìn)一步了解其在該病患中所扮演的作用。2012年,中研院化學(xué)所研究人員利用生物信息軟件PONDR,對(duì)TDP-43蛋白的序列進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果顯示約80%的C端序列天生沒有結(jié)構(gòu)。為了更詳盡了解C端片段的特征和物理性質(zhì),該團(tuán)隊(duì)分別合成4條勝肽片段(D1-D4),結(jié)果顯示只有D1呈現(xiàn)出纖維的結(jié)構(gòu),寬度約11納米且有互相纏繞的現(xiàn)象,同時(shí)發(fā)現(xiàn)該病患者中可以找到由TDP-43所形成纖維結(jié)構(gòu)的聚集物,因此推測D1具有促進(jìn)纖維結(jié)構(gòu)形成的能力,幫助了解此疾病所產(chǎn)生的聚集體結(jié)構(gòu)上的特性,有助于找到治療該疾病的方法。
p53誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的抗藥性是醫(yī)學(xué)界上一直懸而未解的難題。2012年,臺(tái)灣中研院化學(xué)所李文山及王朝諺所等人成功地發(fā)展出新型的含鈀、金及銀金屬抗癌劑。此類金屬抗癌劑不僅穩(wěn)定存在似生理狀態(tài)的緩沖溶液中達(dá)3天,且有效的抑制乳癌及腦瘤細(xì)胞的生長,尤其對(duì)腦瘤細(xì)胞具較好的毒殺療效,并避開p53誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的抗藥性。更進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),這類金屬抗癌劑可導(dǎo)致p53-誘發(fā)的細(xì)胞凋亡(p53蛋白、磷酸化蛋白及bak表現(xiàn)增加)而p21蛋白表現(xiàn)減少。此發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用于解決p53誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的抗藥性問題,是治療腦瘤的一個(gè)重要突破。
一、綠色化學(xué)應(yīng)用的概念
綠色化學(xué)是以綠色思想為基礎(chǔ),通過化學(xué)分析理論和研究原則,分析綠色化學(xué)研究的相關(guān)內(nèi)容,明確綠色未來的發(fā)展趨勢和方向。加強(qiáng)綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng),配置良好的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì),不斷提升綠色化學(xué)應(yīng)用發(fā)展效果,盡可能的提升綠色化學(xué)的應(yīng)用,改善化學(xué)技術(shù)的研發(fā)過程,提升綠色化學(xué)應(yīng)用效果,完善資源的循環(huán)理論標(biāo)準(zhǔn),提升污染物的排放和綠色處理,加強(qiáng)與國外技術(shù)的相互交流水平,向優(yōu)秀的綠色化學(xué)研究技術(shù)方式學(xué)習(xí),引進(jìn)優(yōu)秀的綠色化學(xué)研究技術(shù)方法,實(shí)現(xiàn)本國中綠色化學(xué)生產(chǎn)工業(yè)水平的快速提升。[2]
綠色化學(xué)是以化學(xué)反應(yīng)、溶劑、催化劑等反應(yīng)技術(shù),通過綠色方式,提升新合成技術(shù)的研究效果。特別是催化過程。新化學(xué)研究中包含生物資源的轉(zhuǎn)化、新反應(yīng)條件的利用,無公害介質(zhì)資源的研究等等。根據(jù)綠色化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì),逐步提高研制技術(shù)水平。
二、綠色化學(xué)的研究趨勢對(duì)象
1.原材料的綠色化研究
綠色化工研究生產(chǎn)是降低產(chǎn)品中的毒性問題,改善安全環(huán)保效果,完善人類的安全生活環(huán)境,提升化工產(chǎn)品的無公害生產(chǎn)水平。
2.化學(xué)反應(yīng)綠色化應(yīng)用
化學(xué)綠色反應(yīng)的管理需要服務(wù)綠色需求標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)經(jīng)濟(jì)原子性標(biāo)準(zhǔn),即最大限度的提升廢物的排放效果,改善周圍環(huán)境水平,以良好的選擇標(biāo)準(zhǔn)價(jià)值,提升選擇規(guī)范性效果,實(shí)現(xiàn)在綠色化學(xué)選擇上的立體規(guī)范性。[3]
3.生產(chǎn)產(chǎn)品的綠化發(fā)展
生產(chǎn)產(chǎn)品需要綠化發(fā)展模式,逐步提升人身基本安全建設(shè),完善化工產(chǎn)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(xiàn)代科技的快速發(fā)展水平,越來越多的存在污染性化工產(chǎn)品被取代,綠色產(chǎn)品受到現(xiàn)代綠色環(huán)保化工發(fā)展的需求。目前,化工生產(chǎn)中,常常使用具有腐蝕性的化學(xué)材料作為催化劑,催化效果較好,但會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)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(dá)到催化的目標(biāo),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(fā)展是以有效分離為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),通過介質(zhì)作為分離,提高溶劑的有機(jī)合成效果。但在反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)化合物,引發(fā)臭氧的形成,造成水資源污染環(huán)境的產(chǎn)生。需要對(duì)溶劑進(jìn)行研究,加強(qiáng)綠化溶劑的研究分析。
5.化學(xué)綠化的設(shè)計(jì)
利用計(jì)算機(jī)應(yīng)用完成化學(xué)綠化的輔助設(shè)計(jì),首先需要建立良好的化學(xué)反應(yīng)資料庫標(biāo)準(zhǔn),利用計(jì)算機(jī)化學(xué)反應(yīng)組合方式,確定實(shí)際原材料使用方式和標(biāo)準(zhǔn),搜尋產(chǎn)物的目標(biāo)反應(yīng)結(jié)果,利用計(jì)算機(jī)模擬分析化學(xué)綠色反應(yīng)結(jié)果,確定適合的化學(xué)綠色反應(yīng)效果。根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的基本原則,準(zhǔn)確的分析產(chǎn)物實(shí)際的化合原料,確定預(yù)定的原料標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,對(duì)相關(guān)反應(yīng)路線和實(shí)際環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析,從中選取最佳途徑進(jìn)行分析。
6.綠化技術(shù)的合成
根據(jù)實(shí)際綠色化學(xué)合成技術(shù),準(zhǔn)確的分析有毒害物質(zhì)的有效使用效果。采取合理的非物質(zhì)化學(xué)方式,利用多環(huán)境效應(yīng),逐步改善化學(xué)產(chǎn)品的實(shí)際選擇效果,降低產(chǎn)品的整體能耗。按照實(shí)際常溫水平,常壓標(biāo)準(zhǔn),分析電化學(xué)實(shí)際潔凈中的各種優(yōu)勢,確定綠化技術(shù)合成效果。
三、綠化技術(shù)的新技術(shù)和新工藝方式
1.催化技術(shù)
催化技術(shù)是不斷加強(qiáng)實(shí)際有效反應(yīng)效果,大力加強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)的高效應(yīng)用選擇性,對(duì)實(shí)際的轉(zhuǎn)化率水平進(jìn)行合理的分析,逐步提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量,降低成本的同時(shí)消除產(chǎn)品的副作用,減少可能出現(xiàn)的各種污染,最大限度的完善各種資源的保護(hù)水平,實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)有效環(huán)境的保護(hù)作用,這是綠色化學(xué)整體研究的重要方向。
2.生物化學(xué)技術(shù)
生物化學(xué)技術(shù)利用現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)應(yīng)用,逐步提升高新技術(shù)水平,大力開展生物技術(shù)的食品、藥品、能源、化工技術(shù)的整體應(yīng)用效果。按照最大有效特征性水平進(jìn)行綜合生物資源的快速利用,實(shí)現(xiàn)生物化學(xué)的有效節(jié)能,改善清潔生產(chǎn)水平,實(shí)現(xiàn)化工技術(shù)的整體生物化工過程。生物化工過程中包含基因化工技術(shù)、細(xì)胞化工技術(shù)、酶化工技術(shù)和微生物加工技術(shù)。
3.超聲化工技術(shù)的研究
超聲化工是利用現(xiàn)有的化學(xué)試劑,準(zhǔn)確的分析聲學(xué)、化工學(xué)的相互融合效果。通過分析聲學(xué)技術(shù)的變化原理,準(zhǔn)確的分析實(shí)際有效提升整體反應(yīng)的選擇過程,增加化學(xué)整體反應(yīng)速度,加強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)速率和生產(chǎn)率,實(shí)現(xiàn)能好的有效降低,實(shí)現(xiàn)整體廢物的快速排放,改善化工綠色的多元化技術(shù)分析,實(shí)現(xiàn)化學(xué)超聲技術(shù)的廣泛性應(yīng)用。
4.膜工程化工技術(shù)
膜工程化工是利用膜分離技術(shù)、膜催化技術(shù),通過分離的方式,實(shí)現(xiàn)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(yīng)往往是超出整體平衡的反應(yīng),可以有效地提升整體反應(yīng)的選擇效果,提升原材料的實(shí)際轉(zhuǎn)化作用,節(jié)約了資源成本,降低了污染。磨技術(shù)的快速應(yīng)用是具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的。在化工產(chǎn)業(yè)、石油產(chǎn)業(yè)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥技術(shù)產(chǎn)業(yè)等多種行業(yè)中進(jìn)行發(fā)展和分析,提升高新化工綠色產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
結(jié)語
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CJFD)