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关键词:生化教学 记忆能力 培养
记忆是指对经过的事物能够记住,并能在以后再现(或记忆),或在它重新出现时能再认识的过程。它包括识记、保持、再观或再认识的3个方面。生物化学从分子水平探讨生命的本质,即研究生物体的分子结构与功能,物质代谢与调节及其在生命活动中的作用。生物化学式是运用化学的原理和方法研究生命现象的学科,因此内容较为抽象、难懂,知识点相对零散,很多知识点之间联系不明显。概况起来生物化学有“三多”:一是结构式多,二是化学反应多,三是缩写符号、专用名词多。这就在无形中增加的记忆的难度。而学生对记忆的能力的重要性认识不足,仅靠死记硬背,故其需要学习和掌握一些科学的记忆方法并提高记忆能力。笔者在生物化学教学中,在纠正学生的误区,培养学生的记忆能力方面做了一些探索和尝试,并取得一定的效果。
一、纠正偏差,增强信心
强调记忆能力的重要性,使学生明白,学习任何知识都必须以良好的记忆为基础,生物化学尤其如此,而良好的记忆必须靠长期的积累。要使学生明确生物化学的重要性,明白当今生物化学已成为生命科学领域的前沿科学。生物化学对医学的发展起着重要的促进作用,要消除学习生物化学无用的心理。只有喜欢这门课,学习才会有动力。同时要使学生在思考中记,在思考中背,在学习中多思考、巧学活记,这样才能收到事半功倍的效果,增强学生的信心。同时结合生理学知识,告诉学生人脑的潜力是巨大的,记忆能力是惊人的,只要保持良好的营养、稳定的情绪、乐观的态度、配合科学的记忆方法、坚持不懈,记忆能力就会大大的增强。
二、抓住时机、复习巩固
根据记忆的心理、生物特点及德国心理学家艾宾浩斯得出的遗忘曲线原理,开始短时间内遗忘多,随之减慢,因此要及时抓住时机,复习巩固已学的内容。
想方设法增加知识点的趣味性和实用性,以趣味性、实用性激发学生的记忆欲望。经常结合教学实际介绍生物化学的新成就及这些成就的重大意义。例如:在生物化学理论和技术的基础上,衍生出分子病理学,分子遗传学等。人类基因组计划、后基因组计划、癌基因的发现、分子病的诊断、基因工程、蛋白质工程、新基因的克隆、基因探针、PCR技术和重组蛋白试剂在临床诊断中的作用,基因疗法的不断及广泛应用,基因工程药物的研究和开发和大量生产等,使学生确实体会到生物化学的重要价值,使学生在快乐中学习,在学习中寻找快乐,从而大大的提高学习效率。教学中要注意以下几点。
(1)突出。突出重点、难点内容、给学生以新颖、显明的感觉及强烈的印象,易于长时记忆。如标上记忆,抓住关键酶、关键步骤、主要特征等。
(2)系统化。使所学内容系统化、理论化,如进行小结、阶段性总结。每学完一节、一章知识以后,指导学生编写本章节、本掌的知识结构表,将所学的“知识点”连成“知识链”,进而织成“知识网”。如遗传物质的知识在不同章节出现,需在学完所有的章节后加以概括、整理,形成相对完整的知识体系。只有这样从整体联系上记忆知识,才能记得牢、会运用。也只有从整体上把握知识,形成知识网络,才能把所学知识真正内化,融入到自己的认知结构当中,使其成为自己的知识。
(3)温故知新。及时“温故”(即反复),并通过“温故”深入体会知识的含义,进行新的重组,联结与逻辑的推理等而“知新”,这样可以大大增强记忆效果,要告诉学生重复在记忆中的必要性、有效性,让学生明白及时复习的重要性,当然重复不是简单地、机械地重复。
三、教给学生科学的记忆方法
“授人以鱼”不如“授人以渔”。培养学生经验能力的关键在于教给其科学的记忆方法,否则培养记忆能力只能是一句空话。
(1)编制口诀法。对于一些内较多、较复杂的知识,可通过分析抓住重点,编成口诀来记忆,如20种氨基酸可编成“丙甘缬亮和异亮,丝苏二氨有基羟,半胱蛋氨含硫基,苯丙酪色是芳香,只有脯氨是亚氨,酰胺天冬谷氨俩,天冬谷氨呈酸性,赖靖组氨碱性强。”这样即容易记忆也可以清楚分类。而8种必需氨基酸则可记为“借一两本淡色书来”(每一个字代表一种氨基酸,即缬、异亮、亮、苯丙、蛋、色、苏、赖氨酸)这样学生既好记,又觉得有趣。
(2)语言趣味记忆法。一些知识可以利用谐音展开联想,进行趣味记忆,进行趣味记忆。如:3种必须氨基酸:亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸,可谐音为“麻油花生”,在氨基酸、糖和脂肪代谢方面,为了记忆生成丙酮酸的氨基酸,可谐音为“抢服半丝色素饼干”(羟脯氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、色氨酸、苏氨酸、丙氨酸、甘氨酸);生成谷氨酸的氨基酸可谐音为“尽煮府谷瓜鸟”(精氨酸、组氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺、瓜氨酸、鸟氨酸、其中府谷为一地名),这样学生非常容易记忆,兴趣极高。
(3)理解记忆法。有理解到记忆是最常用的方法,它是对知识点理解,但应由点及面,点面结合,以增强记忆。这样,我们从一个甘油分子就很容易记住其他与甘油相关的分子结构、
(4)比较记忆法。引导学生将相反的、容易混淆的知识采用对照的方法记忆,如有氧氧化和无氧氧化、DNA和RNA、NADH+H和琥珀酸氧化呼吸链等,可采用列对照表或其他的方式进行比较记忆、
(5)找规律、抓联系法。从一些相对零散,看似无关的知识中想办法找出其中的内在联系,串联成一个整体来记。生物化学中三羟酸循环是三大物质代谢的枢纽。通过三羧酸循环我们可将蛋白质、糖、脂肪代谢有机地联系起来,这样学生对体内的生物化学反应就会有一个整体的概念。
【关键词】高职高专 医学生物化学 易混淆字词 辨析
医学生物化学是医药专业学生重要的基础课程,是生命科学中发展迅速的一门学科。学好医学生物化学,对于医药专业学生进行临床实际应用和参加资格考试都具有重要的意义[1]。学生在意识到学好医学生物化学的重要性后能投入^多的时间和精力来学习医学生物化学,期望得到良好的学习效果。但在医学生物化学的内容中,存在一些容易混淆的字词,若不加以区分,可能影响学生对于一些重要概念的识记和理解,最终影响学习效果。结合笔者10年的教学经历,将医学生物化学内容中的易混淆词语和知识点辨析如下。
一、易混淆的字
1. 必需的“需”。医学生物化学中,在蛋白质的营养价值讲解中涉及的必需氨基酸、酶分子中的必需基团以及脂类生理功能中提到的必需脂肪酸,这3处提到的必需都是指必须需要,强调其对于结构或是正常机体功能的重要性。这里的“必需”进行词义拓展的话可扩充为“必须需要”,含有不可缺少之义,强调其重要性。学生在学习中经常错误写成“必须氨基酸、必须基团和必须脂肪酸”,这样都是不正确的,未将概念中强调的重要性进行正确理解。
2. 谷胱甘肽的“肽”。谷胱甘肽是机体内重要的三肽,其还原型的存在能保护红细胞细胞膜的完整性。这个名词将其化学本质进行了揭示,是体内生理活性多肽。但学生在学习中易将其错误的写成谷胱甘酞。“酞”是有机化学词汇,是一个分子的邻苯二酸酐与两个分子的酚缩合的衍生物。其常用词组为: 酚酞、酞菁、酞量计、酞花青、酞氨酰。一字之差所代表的化学本质完全不同。这种错误不仅仅出现在学生学习的过程中,个别期刊出版中也有出现,如《****农业科学》杂志2011 年第16 期,篇名为《反相高效液相色谱法测定****》一文中,“对脂肪浸润的肝有祛脂作用,与谷胱甘酞合用祛脂效果更明显。”其中的“谷胱甘酞”一词有误,应该改为“谷胱甘肽”[2]。
3. 血氨的“氨”。血氨是指体内代谢产生氨及消化道吸收的氨进入血液所形成的,在机体内处于较为恒定的动态平衡中。血氨的代谢是医学生物化学中的一个重要知识点,对于学生临床实际具有较强的理论指导性,也是历年来资格考试的热点内容。但在学习中,学生常常将血氨中的“氨”误写为铵或胺。三者区别如下:氨是一种无色、有臭味的气体,易溶于水;铵是一种原子团,它必须出现在与其他元素形成的化合物中,如氯化铵;胺是氨的氢原子被烃基代替后的有机化合物。而在医学生物化学讨论血氨指的是代谢中产生及消化道吸收的氨气,之后通过运输主要在肝脏合成尿素排出体外,所以“铵”和“胺”的写法都是错误的。
二、易混淆的词
1. 肽键和肽链。这两个词均来自蛋白质的分子结构中。肽键指的是一个氨基酸的α-氨基与另一个氨基酸的α-羧基脱水缩合形成的化学键。它是一种稳定蛋白质结构的作用力,主要维持一级结构的稳定;肽链指氨基酸之间通过肽键等化学键连接后所形成的线性链状化合物,部分小分子量的肽链已经具有生物活性,如仅有三个氨基酸形成的谷胱甘肽,九个氨基酸形成的催产素等。这两个名词应主要注意其形成方式和是否具有生物学活性进行区分,才不致混淆。
2. 结构域与亚基。结构域与亚基也出现在蛋白质的分子结构中。结构域出现于蛋白质的3级结构中,是指分子量较大的蛋白质在形成3级结构时,肽链中某些局部的2级结构汇集在一起,形成能发挥生物学功能的特定区域;而亚基出现在4级结构中,指4级结构中的每一条具有独立3级结构的多肽链[3]。这两个名词应只要注意它们存在于哪一级结构中,这样就不会混淆了。
3. 生物氧化与生物转化。生物氧化与生物转化是医学生物化学中两个重要的概念。虽然只有一字之差,但是在反应物、生物学意义等方面含义却相差很大。生物氧化指营养物质(糖、脂肪、蛋白质等)在体内要进行一系列氧化分解,最终生成二氧化碳和水并释放能量,满足生物体所需的能量的过程;生物转化是指机体内非营养物质经过氧化、还原、水解和结合等反应,使其极性和水溶性增强或活性改变,易于排出体外的过程 [4]。它们的反应过程当中都有氧化反应,但是反应物却不同,生物氧化针对营养物质,生物转化针对非营养物质。生物氧化主要的生理学意义是氧化营养物质产生能量满足机体需要;生物转化主要的生理学意义是使非营养物质的极性和水溶性增强,生物学活性降低或丧失,对于部分有毒物质的毒性能减低或消除。分清两者的反应物和生理学意义,对这两种机体内重要的生理作用能更好地理解和记忆。
(四)尿素和尿酸。这是两个在代谢中产生的终产物,但分别来自两种不同物质的代谢。尿素是氨基酸分解代谢中产生的氨在肝细胞的细胞质和线粒体中经过鸟氨酸循环(尿素循环)产生的代谢终产物,水溶性强,随尿排出体外,是体内血氨代谢的主要去路;尿酸是核酸分解代谢中嘌呤碱基代谢的终产物,水溶性差,若体内血中尿酸含量升高超过0.48mmol/L时,尿酸盐晶体可沉积于关节、软组织、软骨及肾等处,引起痛风症。识记两者要分清其产生的代谢途径不同,水溶性不同及体内浓度升高产生的效应不同。
以上是笔者在医学生物化学十年教学过程中,根据讲授情况及学生在参加历次考试中容易混淆的字和词所做的部分整理,这些字和词的混淆在一定程度上扰乱了他们的理解和记忆,影响了学生的生物化学学习成绩。若是教师在教学过程中加以区别和强调,帮助学生进行正误间的辨析,相信对于学生的医学生物化学能起到一定的帮助作用,避免部分低级错误的发生。
【参考文献】
[1]何丹,姜建辉.浅谈医学生物化学教师的备课体会[J].卫生职业教育,2011,29(14):66-67.
[2]任辉,张洪娟.生物学期刊中易混淆的字与词辨析[J].中国期刊研究,2012,23(5):889-891.
关键词:基础生物化学实验;教学方法;改革措施;现状分析
基础生物化学实验是生物科学及相关专业必修的一门基础性实验课,随着现代生物化学实验技术的快速发展,生物化学已渗透到生命科学的各个领域,成为其他实验性学科和专业的基础和先导课程[1,2]。基础生物化学实验是师生共同探讨学习的一门实验学科,是扩张充实生物化学实验学者的知识面之一,能提高学生对生物化学的理解能力、对实验的动手操作、思维扩散以及观察讨论团结和实践总结领悟能力[3,4]。许多高校将基础生物化学实验作为单独的课程进行开设,然而在基础生物化学实验的教学过程中,笔者发现存在一些较为明显的问题,该文就长江师范学院生命科学与技术学院基础生物化学实验课程的现状进行了分析,并对主要问题提出相关建议和改革措施。
1地方高校基础生物化学实验的现状分析
1.1教学内容陈旧,综合性实验较少
基础生物化学实验要求学生掌握生物大分子物质的分离、纯化、定性和定量分析技术[3]。由于教学大纲陈旧,没有及时更新实验项目,教学内容主要以经典的、基础的生物化学实验为主,如:糖类的性质实验-糖类的还原作用、氨基酸的纸层析分离、蛋白质及氨基酸的呈色反应、蛋白质的沉淀反应及等电点的检测、蛋白质含量的测定-考马斯亮兰法、总氮量的测定-凯氏定氮法、氨基酸的分离鉴定-纸层析法、血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳、果胶的制备、维生素C的定量测定等,一些前沿的、当下常用的实验技术,如:酶联免疫法、Western印迹和高效液相色谱等,学生接触较少。由于综合性实验需要一定的经费和仪器、实验时间相对较长、需要实验老师更多投入,地方高校基础生物化学实验课程综合性实验开设的比例相对较少。
1.2经费投入有限,先进仪器设备缺乏
地方高校教学经费有限,对实验课的投入相对较少,使许多实验大打折扣,甚至无法开展。特别是一些仪器设备数量较少或缺乏,如:移液器、高速冷冻离心机、电泳仪、分光光度计、超低温保存冰箱、凝胶成像系统和高效液相色谱等。而上课的人数较多,多人共用一台仪器,或只有老师和部分同学能操作仪器,学生不得不在相应时间内几个人一组完成一组实验数据,而分小组进行实验的结果是,总有学生当观众,久而久之,部分同学就不愿意动手操作。
1.3“傻瓜式”实验,学生自主思考空间有局限
传统的基础生物化学实验教学方式是:课前教师准备好相关的实验药品、材料及仪器,上课时由教师讲解实验步骤,并由老师进行示范操作,在老师的指导下学生操作实验,实验结束后学生撰写实验报告。学生称之为“傻瓜式”实验,因为学生不用准备药品及材料,不用考虑实验的成功与失败,不用考虑为什么要这样做、有没有更好的方法,只需要按老师说的实验步骤进行就可以,学生自主思考的空间有局限。由于做实验的学生比较多,实验中老师和学生一对一进行讨论的机会较少,学生的疑问往往得不到解答,对于实验中有没有更好改进实验的办法,师生之间的交流更是少之又少。
1.4实验教学时间安排不合理
基础生物化学实验按实验项目进行,每个实验3~6个学时,学校按学时给老师算工作量,许多老师为了在规定学时上完实验课,一是尽量安排简单、容易操作的实验,减少综合性实验;二是对于实验时间较长或处理时间较长的实验,侧提前准备实验,学生只操作实验的部分内容,进而影响实验的效果。随着学生人数的增多和很多实验课程都单列成单独的课程,实验课的安排经常出现冲突,许多实验都安排在晚上和周末,导致很多同学和老师都有厌倦情绪,教学及学习的主动性较差。这样造成基础生物化学实验课程安排了较多实验,但综合性的、真正由学生完成的实验却寥寥无几。
1.5考核方式僵化,不能调动老师及学生的积极性
对学生成绩评定主要考核内容包括实验态度、实验报告和期末考试3个部分,其中实验态度占实验总成绩的20%,实验报告占40%,期末考试占40%。实验态度,主要考察完成实验预习报告情况,以及实验课学生迟到、早退及旷课情况。实验报告成绩根据实验报告的规范性,实验结果和实验现象的正确性,以及对存在问题的分析处理办法等进行综合评定。期末考试主要考察学生理论知识及对仪器操作规范性。考核的主要依据主要是以文字形式表现出来的东西,导致实验课平时多数学生抄袭预习报告和实验报告,考试背背理论和仪器操作步骤就可以过关,这样不认真进行实验操作也能得高分,忽略了对实验操作过程的考核,不能真正调动学生的学习兴趣。对教师的考核主要是完成教学时数、上交相关教学材料,对教学效果的好坏没有考核和评价。教师认真负责与否、教学效果好与坏,最后算的工作量都是一样,严重影响教师工作的积极性,也不利于教师进行教学改革与创新,因为只要有改革,必然要求付出更多。上交的教学材料也较多,如:上一门实验课要上交教学进度计划、实验试做记录、学生预习报告、学生实验报告、实验室运行记录、实验运行记录、考核方案、试卷审核表、空白试卷、学生考试试卷、成绩册、成绩登记表和试卷分析表等,如此多的材料让老师自顾不暇,哪还有心思搞改革、创新。
2基础生物化学实验教学改革建议及措施
2.1结合教师科研,加大综合性实验的比例
教师是学生的引路人和榜样,学生科研素质和创新能力的培养是以教师的科研水平和能力为前提的,一个不具有较高科研水平和创新能力的老师是不可能带领他的学生走上科研和创新之路的[4]。因此,生物化学教师,只有努力进行科学研究和探索,不断更新自身知识结构,提高自己的科研水平,并将科研内容引入基础生物化学实验,及时更新实验内容,在实验内容选取时,应多选用实用性强、综合性强的实验,才有可能开阔学生的知识视野、激活学生的思维。甚至学校可以规定基础生物化学实验课综合性实验的比例不低于多少,对于综合性实验可以加大工作量的折算系数。以综合性实验增加实验的探究性,调动学生的兴趣。
2.2增加实验经费的投入
实验室是进行教学、科学研究和技术开发的重要基地。实验是课堂教学的延伸,是理论联系实际的重要手段,是学校教学和科研工作的重要组成部分。实验室是培养学生的素质和能力的主要实践基地,实验室的建设是专业课程建设中的重要组成部分[4]。所以,学校应逐步完善实验室的建设、仪器设备和用具的配置,保证实验教学经费的投入。这样不仅有利于基础生化实验课程的建设,也可为学生提供充分的操作空间。
2.3改变教学方式,引导学生主动思考
教师在生物化学实验教学过程中要勇于创新,不断创新教学内容,不断把自己的、他人的、世界的最新科研成果融进普通生物化学实验课中,改变过去那种“照葫芦划瓢”的实验教学模式,注重培养学生主动获取知识、独立思考和解决问题的能力,形成以培养学生做学问做研究为主的新模式,这样才能在潜移默化言传身教中培育出学生科研创新的素质[5,6]。如:部分实验项目可以安排学生自己查阅资料、设计实验方案、准备药品及材料,并独立完成实验,引导学生主动参与实验。
2.4合理安排实验教学时间,多种渠道激发学生学习兴趣
合理安排实验时间,应保证实验室和教师的数量,尽量减少实验组学生的人数,保证每一个学生都能够有机会操作实验,增加学生的动手能力和独自思考的能力。打破传统的每一个实验在固定时间集中进行的设置,让实验老师合理安排时间,让学生尽量参与实验全部过程。让学生积极参与到实验中来,由被动变为主动。鼓励学生多参与实验课相关活动,如:参与实验相关的讲座、参与教师相关科研项目、大学生“挑战杯”、创新创业项目和学生科研项目等。在教师的指导下,学生独立完成生物化学相关的实验,最后完成科研任务,体会实验带给学生的苦与乐,帮助学生真正理解科学的含义,让学生从心底里改变对实验的态度,激发学生对实验浓厚的兴趣,从而由衷地热爱实验[7,8]。
2.5合理考核,调动师生的积极性
应注重实验过程的考核和综合性实验能力的考核。为了使考核更加科学合理,激发学生的积极作用,将考核方式改为综合考查学生实验能力。实验总成绩中,实验考勤占10%、预习提问占10%、实验操作占30%、实验报告占20%、期末开发性综合实验占30%。其中实验操作成绩在每次实验完成之后马上给予评定,实验报告着重考查学生的结果分析与讨论、心得体会,检查学生能否根据学过的理论知识和操作技能,对实验结果、实验方法和技术等提出自己独特的见解。开发性综合实验为选一些具有一定综合性、应用性和可操作性的题目,学生自选题目,学生自己查阅资料、设计实验方案、准备药品及材料,并独立完成实验及结果分析,根据对实验的完成情况进行成绩评定。这种方法使得学生在平时实验课上严格要求自己,重视实验操作和动手能力的提高。建立一套公正、合理、科学的实验教学评估体系,包括实验人员管理与考核体系、教师实验教学质量评价体系和学生实验教学质量评价体系。课程上采取评比竞争,让教师感到有一定的压力,从而提高教师的责任心和进取心。
3结语
生物化学是一门基础性的、快速发展的学科。新理论、新技术每时都在不断涌现,要建立能适应时展的生物化学实验教学模式,就必须对现有的教学模式不断进行改革和创新,这是一项长期而艰巨的任务,需要生物、化学教师不断探索,在实践中不断提炼出新的教学理念,并能够积极与大众分享,以提高高校大学生的能力素质,为国家培养出具有独立分析问题和解决问题能力的创新型人才。
作者:陈发波 单位:长江师范学院生命科学与技术学院
参考文献:
[1]李欣,赵玉红,周浩,等.基础生物化学实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索,2016,35(3):161-165.
[2]李宁,陈明红.生物化学实验教学改革的实践与体会[J].科技创新导报,2015(5):227-228.
[3]王进波,齐莉莉.基于应用型创新人才培养的生物化学实验教学模式探索[J].生命的化学,2016,36(3):413-416.
[4]倪志华,周艳芬,张瑞英,等.基于提高学生综合能力的生物化学实验考评体系建设[J].教育教学论坛,2016(1):230-231.
[5]吴功庆,易运红.生物化学实验教学改革与创新思维能力的培养[J].广州化工,2015,43(4):231-232.
[6]刘慧慧,迟长凤,吕振明.开放式生物化学实验教学改革探索[J].安徽农业科学,2015,43(7):379-380.
长期以来,面部色斑点的西医常规治疗主要是面部的对症处理,涂搽多种外用药,甚至服用雌激素或抗雄激素药物,或进行激光治疗,但往往久治不愈,使人备感无助和无奈!
通过多年的临床实践和理论探讨,我们认为,面部常见的多种色斑点是由于人体内环境改变和内分泌异常引起的不同皮肤表现。内环境改变还可能有生理、生物化学的变化,包括体内生物酶、激素的调节紊乱,常伴随一些全身性症状。既然各种病症都有其内在关联,那么,通过中西医结合调整体内阴阳失衡可“异病同治”女性面部色斑点,还可以改善伴随的全身性症状。标本兼治,既显著提高了疗效,也从根本上解决了身体各项机能失调的问题。
祖国医学强调,人是一个整体,凡治疗者必求于本,或本于阴,或本于阳。治疗必须针对根本性实质,用辨证的观点看待人体的病态实质是阴阳失调。“察其有余不足,平治于权衡”,阴不足则阳有余,阴有余而阳不足。使用补偏救弊调整阴阳失衡,这种治疗原则的哲学含义是“致中和”,凡是“致中和”的疗效就是“调理”。调理整体不仅能增强体质,同时能调整人体病态变化,达到“异病同治”的目的,并提高疗效。例如,中医认为面部阳位,辨证多以阳气郁滞主论。痤疮为阴气过盛,郁而不发;黄褐斑多见于气血两亏,阳气受遏,通过平衡阴阳,或疏通气血则能达到治疗的目的。
在临床实践中,我们观察到女性颜面色斑点的患者一般体质较差,常有食欲不振、乏力、畏寒、顽固性便秘、月经紊乱、偏头痛等症状,并常伴有乳腺小叶增生、子宫肌瘤、多囊卵巢等表现以及相关实验室检查内分泌改变等共性规律,从理论上论证这些颜面病症并非独立的疾病,而是人体某种内在环境不平衡的反映。
关键词:物理化学 教学效果
高职高专是培养实用型技术人才院校,我校更是提出了“培养高技能杰出人才”的核心目标,要求的培养人才是知识够用且实用,动手能力强,对基础理论要求不高。物理化学课是我校许多专业(化学工程、生物化学、矿物、冶金技术、热处理、采煤、采矿等)的一门化学基础课。但物理化学课是以物理和数学为理论基础在化学上的应用,综合性强、教学内容多而且抽象,公式概念多、逻辑性强且难于理解的特点,对该门课的普遍反映是老师难教、学生难学的“两难”情况,但这门课程又是一门非常重要的基础课程,它对于培养学生的逻辑思维能力、发现科学规律能力、深入了解化学知识能力具有非常重要的作用。因此,提高物理化学课的教学效果就显得尤为重要,笔者多年从事物理化学课的教学,经过实践与思考,认为提高物理化学教学效果有以下十个方面的途径:
1 教材要精心选择
一本好的教材是保证教学质量的前提条件,教材必须与教学内容相配套,教材的适用就比较关键,对于高职高专的学生来说,较多地注重动手能力,对理论知识要求不高,但物理化学知识是具有相当慎密的知识系统,许多知识点若不进行理论的讲解,后面的知识就无法理解,因此理论知识相对于物理化学这门课程来说仍显得非常重要,所以好的教材并不是将本科院校的教材进行简单的删减就编成了专科院校的教材,目前适合高职高专院校用的物理化学教材比较少。我校选用的是普通高等教育“十一五规划教材”物理化学(高教出版社),教材是以高职高专物理化学教学基本要求为依据,体现高等职业教育培养技术应用型人才的特点,贯彻基本知识,基本理论、基本技能,以应用为目的,以“必须够用”为度的原则。从这几届用下来的情况来看,效果不错。另外,教师还应结合自己的教学实践和体会,自己编写教材和习题,突出教材的专业特点及学生特点。
2 双基(基本概念、基本规律)要详细讲清
夸美纽斯说:“如果先不教明概念,便是教得不好的”,物理化学的基本概念、基本规律很多,且有鲜明的特点,概念性强、理论性强、公式及其应用条件多。这就要求学生不能机械地靠记忆学习,理解是学习物理化学的有效方法,也是重点和难点,在教学中把基本概念讲清楚就非常重要,可以达到事半功倍的效果,如:讲解可逆过程时就要讲可逆过程是一个理想化的过程,它能够最大化地利用已知条件,有些公式只有在可逆过程中才能取等号。还有自发过程这个概念,高等教育出版社出版,高职高专化学教材编写组的物理化学教材中是这样解释的“它没有明确的定义,一般认为是指在一定条件下,除维持指定的条件外,无需另借外力就可以自动发生的过程。”但这里的外力是指什么力呢,不是很明确,如水从高处低处流是一个自动发生的过程,但这里是重力在做功,重力一般情况下是外力,学生就会疑惑,我们在讲解自发过程的概念时是这样解释的:把体系的能量分为可利用能与不可利用能,自发过程就是体系可用于对外做功的能量减少了,可用ΔΕ≤0作为判定过程方向与限度的总判据,即在一定条件下,自发过程总是向着体系可利用能减少的方向进行,当体系可利用能达到极小值时,即达到了平衡,这样学生就清楚了。
3 问题(思考题)引导要着重启发
近年来,为了培养大学生的创新能力,问题教学法越来越受到教学工作者的关注,大学生独立地去发现问题、分析问题和解决问题,老师的工作则是引导学生对问题的兴趣,问题引导要注意以下几点:
3.1 要明确发问的目的
要根据教学内容、教学过程的实际需要和学生的实际情况来选择问题,应注意选用应用性、启发性、激励性的问题,以激发学生进行高水平的思索,即在“为什么”和“是什么”的问题,要多选用“为什么”的问题,而避免简单化的“是什么”类的问题。
3.2 要设计问题的形式
常见的提问形式有直问、反问、曲问、追问等,有时候提出一个问题比解决一个问题更重要。
3.3 课前要准备好“问题”及发问的顺序
应拟出一个有严格逻辑顺序的问题提纲,对学生的回答要有预见性,充分估计可能出现的情况,并据此准备好解决的措施。
现举例说明:生活在北极的爱斯基摩人的饮用水是十分珍贵的,因为北冰洋没有可饮用的淡水,全是海水,所以爱斯基摩人需要到冰山上去取回冰来熔化,靠熔化后的冰作为平时的饮用水,我们可以设问,根据图回答:(1)爱斯基摩人应在怎样的环境温度下取冰?(2)通过图计算1000g海水降温时,能获得淡水的最大量?
学生根据图可以分析出在温度为252~273K的季节取冰,因为此时系统点位于两相区,H2O(S)与海水共存。当温度接近三相线(252K)时,冰在海水中的含量最大,并且可根据杠杆定理计算出淡水的质量是893克。通过此问题及解答,学生既读懂了相图,又应用了杠杆定理,又让学生体会到了相图对生产生活的指导意义,还进行了问题的延伸。
4 学习兴趣要注重培养
爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师”,兴趣是创造性思维的源泉,兴趣是使学生由被动学习变为主动学习的动力。上好物理化学第一堂课就显得非常重要,每个人都有探索未知世界的冲动,要通过设问的方式让学生明白物理化学与实际的联系是多么地紧密,可以问下面的几个问题:“石墨能自动变成金刚石吗?”“为什么酒杯中的酒可以堆起来?”“为什么地区煮饭要用压力锅?”“冬天,路上结冰,为什么要往地上撒盐?”学生听了以后大多数问题是回答不上来的,这样就会激发起学生的求知欲,对物理化学课程产生了浓厚的兴趣。另外,物理化学课程具有非常丰富的化学史知识,几乎每一个定理的发现就是一个化学故事。通过介绍化学史可发激发学生的学习兴趣。比如介绍吉布斯将热力学理论与数学完美结合,得出了吉布斯相律的结论,从而极大地简单化了制冷、冶炼、燃烧、能源工程等,使成本下降和批量生产能够大规模的进行。
教师平时要注意积累有关物理化学教材内容的历史资料,尤其是重要的规律公式的发现方面的资料,上课时要紧密结合教学需要,使学生在学习历史的过程中兴趣盎然,不知不觉地掌握了相关课程知识。
5 习题讲解要精挑细选
由于物理化学的概念、公式繁多,学生在学习上是经常会遇到课堂上虽然听懂了,但做题时就不会做了,究其原因还是没有真正理解概念的含义、公式的适用条件。为此,例题的讲解就显得非常关键。首先,要精选一些典型例题,把一些容易引起混淆的知识点加以贯穿讲解,融会贯通,讲授时要突出重点、详略得当。而且每一节课结束后都要布置一定量的习题,习题的选择要涵盖大部分知识点,而且容易引起混淆的习题更要布置,一般情况下每一章节结束后都要进行一次习题课,习题的形式要丰富多样,要改变都是老师讲学生听的教学定式,可以采取竞赛、抢答、组队参与等形式,充分发挥学生的主动性、参与性,增加习题课的趣味性、互动性。习题的选取也不一定就是课本上的内容,教师要深入钻研教材,选出典型的习题、例题。总之,通过组织有效的习题课,不仅能够强调重点内容,而且能够将整个章节贯穿起来,既要体现完整性,更要使学生对所学内容的理解有质的飞跃。
6 相关知识要有机衔接
物理化学是在《无机化学》和《有机化学》课程的基础上组织教学的,在内容上有一定的重复,如《无机化学》中的化学平衡,化学动力学和电化学等章节知识,因此教师上课时要注意避免低层次的重复,要充分利用学生已有的知识和经验,重点介绍以前未学的知识点,定会收到事半功倍的效果。
专业课中《化工原理》、《精细化工工艺学》等专业课程主要是研究物理化学课程有关知识在化学技术领域中的应用,在教学中处理好物化知识与这些专业课程知识点的衔接与渗透既可激发学生的求知欲望和探索精神,也为以后专业课的学习奠定好基础。
例如,化学热力学中的体系与环境,热和功等概念,化学平衡中的平衡常数,影响化学平衡的因素,化学动力学中的反应速率与反应级数等概念和电化学中的能斯特方程等知识,教师在讲解这些知识点是要注意重点、难点的把握,将无机化学知识很自然地融合到教学中,使学生掌握的知识上升到另一个高度。
7 实验实践要注重创新
当前所进行的实践教学多为验证性实验,侧重培养学生的动手能力,学生只按照规定的步骤操作,就能得出实验结果,不利于培养学生的创新能力。因此,实验实践要进行改革,可以将验证性的实验改为综合性的实验和设计性的实验,即将实验项目按照学科内容进行综合,研究各个实验结果之间的关系。还可以利用学生课外第二课堂活动,开展创新性开放实验,学生自己或在老师的指导下进行实验设计、实验操作及实验问题和结果分析,使学生尽早进入科研状态,较好地培养学生的创新意识、实践动手能力、创新能力、文献收集能力和文字处理能力等。
如进行焦耳实验教学时,可提出如下问题:温度测定是否准确?实际温度真的没有一点变化吗?如果温度测定很准确的话,得出的结论如何?当学生得知该实验是在水温没有精确测定得出:“理想气体的内能只是温度的函数,在恒温时内能不随体积或压力的变化而变化”的结论时,不仅可使学生较好地理解理想气体和实际气体的内能与温度、压力、体积的关系,而且让学生充分意识到科学实验的重要性,同时还激发出学生对科学实验的兴趣。
8 教学工具(手段)要充分利用
为了实现教学目标,提高教学质量,教师要善于针对不同的教学内容灵活运用各种教学工具(手段)。多媒体教学集文字、声音、图像、动画于一体,把教学内容栩栩如生地表现出来,使原本枯燥无味的理论知识变为生动、形象的形式展示出来,同时也为教师节省了大量板书、绘图时间,加快了知识点的讲授速度,课堂教学信息量大大增强。如相图用多媒体讨论可以节约大量绘图时间,可逆过程用动画制作出来就形象易懂。还可以在网络进行讲授、解疑、讨论等形式的教学,可以实现课堂教学中教与学的交互以及课程的互动教学。在教师的主导作用下,充分发挥学生的主体作用,以达到更好的学习效果,网络教学以其方便、主动的学习模式已经向传统教学发出了强有力的挑战,而且能够充分体现教学相长的特点。
但任何事物都有其双面性,现代教学工具中没有了传统教学中的面对面的沟通,师生互动会受到一定的影响。另外,传统教学模式中的板书将推导思路一步一步清晰的展现出来是现代教学工具所欠缺的。因此,两者要相互结合,不能取代。
9 专业特点要鲜明突出
物理化学课程的专业特点非常鲜明,但许多院校从选用教材开始就不注重专业特点,头发胡子一把抓,都选用普通的物理化学教材,物理化学在药用、冶金、材料都经过了成熟的发展,如我校的生物化学专业就应该偏重药用物理化学,冶金、采矿、矿物等专业应该偏重冶金物理化学,热处理、材料等专业应该偏重材料物理化学。本科院校已经有了成熟的针对各专业的物理化学教材,但高职高专院校目前还没有成熟的专业教材,这就要求教师参照本科教材做大量的相关知识补充。
10 成绩考核要客观真实
物理化学的考核往往采用闭卷考的方式,无法考核出学生的学习情况和综合能力,我们可以采用期末考试占60%,平时考勤、平时课堂答辩情况、作业完成情况等占40%,这样可以改变一考定成绩的现象,较全面的反映出学生的学习水平及能力,加大对学习过程的管理,这样可以督促学生平时认真学习。在考试类型上,要尽量减少那些死记硬背,套公式即可求解出的题型,适当增加一些让学生解决实际工业生产中可能遇到的一些问题的题目,最大限度地体现高分高能。
参考文献:
[1]高职高专化学教材编写组.物理化学[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2]王周玉,蒋珍菊.关于提高物理化学教学效果的几点思考[J].高等教育研究,2009,26(12).
中学化学教学应以提高和发展学生的科学素质为中心,这是时代的要求。本文试就中学化学教学中的科学素质教育的内容作一初步探讨。
1.让学生牢固地掌握化学学科的基本知识
科学知识在构成科学素质五要素中起着基础作用,它是人类世世代代积累和传递下来的宝贵遗产,它是今后学生从事科学工作和其他工作的基矗因此,在中学阶段通过化学课程的教与学的活动,要让学生牢固地掌握化学的基本知识。
化学知识是发展学生科学素质的基础,但化学知识总量大,应该选择那些对学生认识世界、面向社会以及自身发展来说是必不可少的、最基本的、最典型的关键性知识让学生学习。这些知识主要有:①最基本的化学现象和事实、最普遍的化学常识及科学史知识。②化学计量系统,化学用语,命名法。③最重要的化学概念和最根本的化学原理,包括溶液理论、气体定律、物质结构、元素周期律、化学反应热力学、化学反应动力学。④典型金属、典型非金属、过渡元素、稀有气体以及有关的化合物知识。⑤无机化学、有机化学、核化学、生物化学、环境化学、地球化学、化学分析、化学合成。⑥化学与社会、化学科学新进展、化学的未来发展方向。包括化学在日常生活与生产中的重大应用以及与当前社会发展与生活密切关联的问题。
2.培养、发展学生的科学能力
在化学教学过程中,科学素质教育的第二个方面应该强调培养、发展学生的科学能力。科学能力应是科学素质教育的核心。因为,从社会的生存和进步来看,这种能力的重要性远远超过对具体科学概念的掌握,不论这些概念有多么重要。笔者认为,科学能力应是获取科学知识和探索科学新知识的能力,自然科学方法论是培养学生科学能力的依据,科学能力的形成过程是在科学知识的教与学的过程中形成的,教师采用各种不同的教学方式和手段组织学生学习各种科学知识,训练学生的科学能力。
科学能力是一个属于能力范畴的概念,其包括的内容比较广泛,如有观察、思维、想象、实际操作和创造能力等,但在中学化学教学中应着重注意以下五个方面的能力培养。
(1)实验能力(包括观察能力)
观察与实验能力是科学能力的基本要素,是一种全面的综合能力,包含相当高的独立探索能力和创造性。在实际教学过程中,可把培养学生的实验能力具体化为以下几个方面:①按一定的认知目的安排观察或实验的活动。②让学生独立地完成观察与实验。③使学生学会如何记录、分析、观察和实验所得的资料及数据,导出正确合理的结论并进行报告。
(2)思维能力
思维是智力的核心。思维能力包含的范围很广,化学学科知识的特点非常有利于培养学生分析、综合、抽象概括的能力,也非常有利于培养他们对事物进行对比、类比、逻辑推理的能力。在化学教学过程中,应注意利用有关化学知识的特点,进行相关的思维能力的培养。例如,进行碱金属族元素教学时,利用该族元素具有相同核外电子数的特点,在已知钠元素的性质后,可以演绎推理出其他元素的性质,培养学生演绎思维能力。同时,利用它们具有不同的电子层数,又可以进行各元素性质的对比,找出它们性质的异同点,培养学生的对比能力和分析能力等。
(3)自学能力
自学能力是一种较高要求的科学能力,是建立在观察、理解、思维、记忆等能力基础上的一种比较综合的独立学习的能力,它是多方面能力的综合。使学生具有自学能力,能独立地获得和探求新知识,这是教育的最终目标之一。在化学教学中培养学生自学能力,可以具体化为以下两个方面:①重视学生阅读能力的培养,教给学生掌握科学的阅读方法。②着重对学生进行学习方法训练。
(4)理解能力
理解能力能反映学生科学能力好坏的一个重要方面是学生学习、消化知识,不断扩大知识范围和增大知识深度,以及提高自学能力所必不可少的能力。在中学化学的教学实际中,培养学生的理解能力,应帮助学生和要求学生在学习化学知识时能做到:①掌握所学化学概念和规律产生的背景或实验条件和现象。②掌握所学化学概念和规律的确切含义,会分析物质发生变化时的原因。③掌握所学的化学知识和其他化学知识的联系、区别。④掌握所学的化学概念和规律的成立条件和应用范围,且会依据对基本概念和规律的解释作出正确的推断。
(5)创造能力
培养学生创造力也是教育的主要目标之一,未来社会需要更多的创造型人才。人人都具有创造能力,只是程度高低不同而已,创造能力能通过教育和训练予以提高。创造性的思维能力是创造能力的核心,在化学教学中,培养创造性思维能力应注意以下几个方面:①在教学实践中,应该有意识地使用创造教育的教学模式,组织学生进行学习活动,从而培养创造性的思维能力。②注意创造性思维的发散性特点,培养学生善于对已知事物进行怀疑和再思考,能够打破习惯性思路,提出几种另外的解决问题的办法。③注意联想能力的培养。由于化学学科知识的特点,有利于培养学生类似联想、对比联想、因果联想等能力。④注意利用课外活动培养学生的创造能力,在丰富多彩的兴趣小组活动中,让他们有机会充分施展才能和创造性。
3.教给学生科学方法
科学方法是人们在科学研究中所遵循的途径和所运用的各种方式及手段的总称。掌握科学方法无论从学习知识的角度或者从发展能力的角度来看都是非常重要的。在中学阶段,要求学生掌握科学方法是有一定难度,但教给学生普通的自然科学方法是很有必要的。在化学教学过程中,通过采用下列程序来训练学生的科学方法:
(1)搜集有关资料、文献和数据
观察,实验,条件控制,测定,记录。
(2)分析、研究和处理有关资料、文献和数据
资料和数据的处理(表格化、方程化和图线化),分类。
(3)得出规律性结论
科学抽象,发现规律,模型化,提出假设,验证假说(得出结论、形成概念)。
4.促使学生逐渐形成科学意识
笔者认为,科学意识包括两重意义,一是辩证唯物主义的世界观,自然科学观。二是在日常生活中,遇到实际问题,要有科学意识的进行对待、处理或解决。
辩证唯物主义的内涵丰富,在化学教学过程中,不要求学生系统掌握辩证唯物主义的原理,但学生在学习化学知识时,可以促使学生形成很多唯物主义的观点,这是化学科学作为一门自然科学具有的特点。例如,可以促使学生逐渐树立起物质第一性的观点,树立起尊重事实的观点,树立相信科学、反对迷信的观点,树立为科学而不断探索、不断奋斗的观点等。
促使学生形成化学科学意识,这也是化学素质教学的一个应重点加强的方面。我们的教育最起码应做到:一个受过中学化学教育的学生,在日常生活中,遇到化学问题时,不要求他们能说出问题的原因,但应具有知道这是化学现象的化学科学意识。就好比说,一个公民走在大街上,看到汽车后面排出尾气,他应该意识到这些气体会污染空气。
要促进学生形成化学科学意识,最主要的手段应该是让学生参与实践,理论联系实际。可以采取活动课的形式,让学生亲身经历周围环境中存在的化学问题,让学生形成化学能给人类带来利益的观点。同时也应告诉学生,如果不合理地利用科技成果也会给人类的生存环境及社会生活带来消极影响。
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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 卡尔-杰拉西。当地时间2015年1月30日,美国斯坦福大学退休化学教授、口服避孕药之父卡尔-杰拉西因癌症并发症在旧金山家中辞世,终年91岁。图/东方IC
卡尔・杰拉西,美国著名医药化学家,口服避孕药的发明人,斯坦福大学教授,美国国家科学院院士,艺术与科学院院士,瑞典皇家科学院外籍院士。他是唯一一位获得美国国家科学奖章和美国国家技术奖章这两项荣誉的科学家,他的发明和1200篇学术论文还使他获得普里斯特利奖章和17所著名学府名誉博士等众多荣誉,但是却与科学界最高荣誉诺贝尔奖失之交臂。
2015年1月30日,卡尔・杰拉西作为最后一位在世的“千年最具影响力人物TOP30”因癌症并发症在位于旧金山的家中去世,享年91岁。从此,萦绕在他身边的关于避孕药的“是是非非”消散了,但是这样的“是是非非”在未来的科学界与社会中将延续下去。
颠簸少年
杰拉西的少年是在欧洲度过的,当时的欧洲正处在一战和二战的短暂间隙中,表面上有着和平的氛围,但是在生活中却是反犹太主义浪潮涌动。杰拉西的父母都是犹太人,母亲是傲慢的德系犹太人,父亲是进取的西班牙系犹太人,这种犹太人的身份使得杰拉西的童年在欧洲处于不断的颠簸状态。
杰拉西生在维也纳, 6岁之前在保加利亚首都索菲亚度过。父母在他6岁时离婚, 杰拉西就跟随当牙医的母亲回到维也纳外婆家。10岁时,他进入了利奥波德城的公众科和高级文理中学,这所学校在弗洛伊德时代有四分之三的学生是犹太人。利奥波德城是德奥合并前犹太人在维也纳的主要聚居地,弗洛伊德曾在这里就读,并在17岁的时候带着“举止”(成绩单中的一栏)“杰出”的评价在这所学校毕业,而杰拉西在1938年离开维也纳的时候还不满15岁,从来没有在“举止”这一项中得到过比“满意”更好的评价。
1938年,德奥合并了,杰拉西的日常家庭生活中止了。那时在维也纳的许多人都开始戴起纳粹的标志。几个月之后,杰拉西的父亲来到维也纳并与母亲复婚,直到能使他们母子得到保加利亚护照,并把他们带到索菲亚。一到那里,他们就迅速中止了婚姻。当杰拉西待在索菲亚的美国寄宿学校并且在周末和假期逐渐适应作为“爸爸的儿子”的新状态时,母亲出发去英格兰等待他们的美国签证。1939年9月大战爆发后几个月,当时16岁的杰拉西再一次改变了监护人,母亲带他离开了欧洲。
致罗斯福夫人的信
1939年9月初,正好是德国人的部队开进波兰之后,杰拉西的母亲从英国写信来说已经获得了美国的移民签证,该是离开欧洲的时候了。当杰拉西和母亲出发去美国的时候,父亲基于出生地而不是国籍的签证问题导致他没有一起走成。很快,战争就爆发了。
大西洋的天气就像欧洲上空的战争乌云,他们横渡大西洋之旅充满了暴风雨,以至于他们迟到了一天多,终于在12月几乎身无分文的来到了纽约,他们利用仅有的20美元积蓄乘出租车来到华盛顿投奔先他们而来的维也纳表亲。几天之内,犹太难民援助组织就为他们找到了一处公寓,并提供每天生存所需要的资金,直到他们找到工作为止。由于在美国没有行医执照,杰拉西的母亲成为了一个纽约州北部乡村医生的助手兼女管家。杰拉西带着他那张在索菲亚的美国学院全是“A的”成绩证明书拜访了纽约大学的一位教学人员,当他得知杰拉西曾在保加利亚的美国学院学习过之后,他告诉杰拉西虽然这一年申请进入纽约大学已经太晚了,但可以安排新泽西州的纽瓦克专科学校在春季开学时接收他。当杰拉西的母亲前往纽约州北部的时候,犹太难民援助组织把他安顿在纽瓦克一个无机化学家弗兰克・迈耶的家里,这对杰拉西未来从事化学研究有很大的影响。
杰拉西的父母都是医生,他认为自己最终将会和做医生的父母走同样的路,只是感召的种子还没有被播种。正巧,播撒第一批化学“种子”的人是纽瓦克专科学校令人振奋的一年级化学老师内森・沃什顿,杰拉西开始学习标准医学预科课程所需要的化学和生物学的地方就是在这里。
不过杰拉西很快发现,纽瓦克专科学校除了有效弥补他缺失的高中知识外,只能算是预期的铺垫。接下来他必须找到一所四年制的教育机构来完成他的大学学业。与其等到他耗尽纽瓦克学校的资源,还不如求助于埃莉诺・罗斯福。“亲爱的罗斯福夫人”,在否定了几种花哨的寒暄之后,最终杰拉西决定了这封信的开头。毕竟,对杰拉西这个刚踏上美国海岸、从希特勒那里逃难到此的16岁男孩来说,罗斯福总统的夫人显然是美国的皇后,她只要挥动权杖就可以使事情改变。最终的事实是:紧迫的国家事务可能妨碍他的信立刻上升到罗斯福夫人的那一堆信件的最上面,但是,她将杰拉西的请求转交给了国际教育机构,该机构的一位官员以明信片的形式回复了他:“我要告诉你一个好消息,你在密苏里州塔基奥的塔基奥学院获得了一份奖学金。”对于杰拉西这个刚开始主修化学的人来说,这似乎是个极好的消息,因为塔基奥最著名的校友是发明了尼龙的华莱士・卡罗瑟斯。从塔基奥开始,杰拉西冲向了研究有机化学的生涯。
初露头角
杰拉西在1941年秋天作为一个大专生从塔基奥进入凯尼恩大学的时候还不满18岁,他准备在一年内拿到学士学位。在操作上,这并不像听上去那样难:接下来的两个学期他接受了沉重的课程负荷,然后夏天继续接受因战争而建立起来的学业速成计划。除了能挣钱糊口外,还因为一旦过了18岁生日,他将符合征兵条件,他认为作为一名大学毕业生将有更好的机会接受军官培训。在他19岁生日之前数月,他以优异的成绩从凯尼恩大学毕业了,然而从军这个选择被他早年在保加利亚的一次意外化解掉了。由于在欧洲时杰拉西热衷滑雪,曾经受过一次伤,这使他不能再做深度的曲膝运动。因此,当大多数别的难民学生出发去参加驱使他来到美国的那场战争时,杰拉西有了充分的时间实现专业抱负了。
当时,多数的医药公司都位于纽瓦克附近的新泽西。于是,杰拉西向能够找到的在新泽西的医药公司地址发送申请信,虽然大多数没有回音,但是来自庞大的瑞士汽巴公司的回信提供了一份工作。正是在新泽西的萨米特,杰拉西进入了生物化学的领域。
杰拉西作为一名低级药剂师被安排在查尔斯・汉特勒的实验室里,碰巧的是,他也来自希特勒控制的维也纳。在不到一年的时间里,他们发现了第一批抗组胺剂中的一种――苄吡二胺。杰拉西的名字出现在了他的第一个专利的发明者名单中,而且也是最终在《美国化学会志》上发表的科学论文的合著者之一,当时杰拉西还不到20岁。苄吡二胺迅速成为即使没有数百万也有数十万的过敏患者的选择,少年得志使得杰拉西成了科学研究的乐天派。
汽巴在瑞士巴塞尔的母公司是化学和医学研究最初的动力源。因此,即使杰拉西在汽巴的第一年专注于抗组胺剂,他还是通过从事类固醇研究的同事那里接触到了类固醇,这也使得他持久地迷上了类固醇。
在汽巴工作的同时,杰拉西参加了两个研究生化学夜校班,但是他很快就明白,这不能使他获得博士学位,至少不能满足他这种需求的迫切性。于是在汽巴度过一年后,他申请并获得了威斯康星校友基金会的奖学金,这使得他能继续自己的研究了。1943年秋,他和另一名威斯康星化学系的助理教授着手进行了雄心勃勃的类固醇全人工合成项目。当时,只有一种类固醇激素被完全合成出来:马萘雌酮,一种在马尿中发现的雌激素,在化学结构上和人类的雌激素略有不同。在这样的环境下,杰拉西宣布了他令人吃惊的两年内获得博士学位的计划,他的博士论文计划是对完整类固醇的化学转化,就是将男性的酮转化为人的雌激素。在杰拉西获得博士学位后,他回到了汽巴公司。20世纪40年代后期是类固醇化学研究令人兴奋的日子,特别是抗关节炎的药物“可的松”被发现后。他渴望在汽巴进行一项可的松合成的改良研究,但没有被允许。这促使杰拉西选择离开汽巴,并在进行一番考察后选择了位于墨西哥城的辛泰克斯公司。他深信通向学术职位最好的途径就是通过著作来建立科学上的名声,而辛泰克斯有同样的目标。最终,杰拉西领导下的辛泰克斯团队成功地从薯蓣皂苷配基合成出可的松,尽管未在医学上进行应用,但是这种方法还是被永久置于墨西哥的类固醇研究史上,并且这种方法也促成了第一种口服避孕药合成的加速。
Pill已经64岁了
到20世纪中期,人们已经对雌激素孕酮的多重生物学功能了解得很充分了,其中的一个功能便是在怀孕期间维持合适的子宫环境和阻止再次排卵(因此一个怀孕的女性在怀孕期间将不会再受精)。因而,孕酮可以被认为是一种“天然的避孕药”,而且在30年代之前的文献中,尤其是在奥地利的内分泌学家哈勃兰特的著作中,出现了有关孕酮也许有助于人口生育控制的建议。这也将为解决“马尔萨斯难题”(马尔萨斯认为随着生存环境的改善,人口增长速度会远远大于粮食产量增长速度,并最终产生生存危机)提供技术支持。要不是事实上天然激素在口服时只显示出微弱的活性,需要每天注射才能维持活性的话,孕酮也许已经找到了作为避孕药的实际作用,而不只是用来治疗月经不调及偶尔用来缓和某些类型的流产。
直到20世纪40年代晚期,人们一直认为孕激素的活性极其依赖于其结构。这一信条得到了瑞士研究者观察结果的证实,他们发现即使是孕酮的立体异构物也没有显示出任何孕激素的活性。也就是和孕酮化学构成相同的拥有不同立体结构的物质完全不具有孕酮的生物活性和作用,口服避孕药就是在这种科学环境下诞生的。
杰拉西被人们认为是“口服避孕药之父”,但是一种新药物的诞生还需要一位“母亲”,并且通常情况下还需要一个“产科医生”。有机化学家必须首先制造出药物,生物学家必须在动物身上证明它的活性,然后临床医生才能把它用于人。杰拉西在墨西哥的辛泰克斯领导着一个小的化学团队,该团队于1951年10月15日完成了类固醇口服避孕药的首次人工合成。位于马萨诸塞州的伍斯特实验生物学基金会的平克斯领导着一个生物学小组,该小组最先公布了这些类固醇在动物体内的排卵抑制作用。哈佛的妇科专家洛克及其同事进行临床研究,以证明其在人体内的避孕功效。如果杰拉西是“父亲”的话,“平克斯”就是母亲。“由于杰拉西带领的研究团队解决了避孕药口服保持活性的问题,1973年10月10日,尼克松总统在白宫的东厅把美国国家科学奖章授予了杰拉西,以表彰他对于类固醇激素及其在医药化学方面的应用,并最终通过口服避孕药来控制人口数量。 2013年8月6日,韩国曾坪郡,探访Unidus集团生产工厂。图/CFP
自从20世纪50年代口服避孕药诞生之后,pill这个“药片”的单词将首字母大写就变成了口服避孕药的专有名词Pill了。Pill诞生于最好的时期,却成熟于最坏的时期。在20世纪50年代后期,对于新的避孕方法的研究已经成为一个充满魅力的、令人兴奋的领域,有望能获得计划生育和节育的大突破。在20世纪60年代后期,13家主要的制药公司活跃于节育方法的研究与开发领域,但是到了20世纪80年代早期,只有一家还在进行这方面的研究。
这种改变的趋势,是由”萨立多胺的惨剧”所引发的,这种药物导致了数百名有严重肢体畸形新生儿的出生,因为他们的母亲在胎儿处于最危险的怀孕早期服用了这种高效的镇静剂。这一重磅炸弹导致了1961年联邦食品药品化妆品法案的修正案。该修正案的结果就是FDA对新药品的批准越来越谨慎,以至于几乎没有什么新药被批准上市,这导致很多大型公司退出了节育研究与开发领域。
药物毒副作用的问题开始导致美国公众的偏见,因为它造成了对于药物安全性真正含义的误解。并且性革命对于Pill有它自己很密切的因果关系,但是在60年代,避孕药剂的发展更多的受到当时社会三个风起云涌运动的影响:女权运动、环境保护和消费者保护运动。这三者在本质上都是对技术甚至是对科学的怀疑,而且在很大程度上都依赖于美国独特的诉讼体系,这也最终减少了未来向女性和男性开放的避孕选择。
由于这些影响的存在,在开发新药物时,制造厂商和管理机构都面临着这个没有解决的问题:公众要求将所有可能的不幸后果进行预测和证明,但同时又要求以尽可能少的临床试验来完成这些工作。这将人口控制的研究带入一个无比巨大的瓶颈:缺少合适的非人实验动物用以评估避孕效果和安全性。并且对于药物毒物学研究的时间跨度是空前的,在进行人体临床试验之前,必须在老鼠、狗和猴子身上进行2年,然后在猎犬身上进行7年的毒性研究,最后在猴子身上进行10年的研究。正是这些非技术性问题的存在,使得杰拉西不得不从一个纯粹的“硬”科学家,逐渐转变为关心社会问题的“软科学家”。
在美国,许多女性都公正地意识到20世纪60年代是“Pill的年代”,但是在70年代却成为了“堕胎的年代”。Pill变得不太重要,因为堕胎成了女性的基本权利。20世纪70年代的激烈争论是:堕胎应该成为合法的,还是不合法的?然而一项更重要的问题几乎被忘记:如何使堕胎变得没有必要。在1970年杰拉西发表文章称,在未来除非公共政策出现较大的、很大程度上不受欢迎的改变,否则节育的选择与现在不会相差太多。
在杰拉西的晚年,他表示自己已经厌倦了谈论避孕药的是是非非。或许这是由于他对受到节育研究政策的约束并且无能为力有关。然而,世界上有很多地方的女性还在饱受着IUD(宫内节育器)这类20世纪60年代研制的产品的折磨。另外,还有不断增加的堕胎数量,正如杰拉西所说:堕胎发生率表示避孕的质量。在1978年秋,杰拉西开始写第一本面向普通读者的书《避孕的政治》,在其中一个标题为“1984年式的节育”的一节中,他列出了一系列假定的问题:一个独揽节育大权的人将会采取何种做法来应付世界大多数缺少用水管输送水的人口?一个人要如何着手去发现一种只对人类有效而对宠物和动物无效的制剂?如何才能找到一种剂量可以不受控制的药剂,而且其有效性只被限制在一个有生殖能力的寿命阶段,不会影响婴儿和青春期少男少女的性发育?为了准备这一章节,他重读了奥威尔的《一九八四》和赫胥黎的《美丽新世界》,两者都预想了政府的强制节育。他在赫胥黎1958年的诗集《重访美丽新世界》中发现了以大写字母开头的Pill的来源:“我们中的大多数选择节育――并且很快发现我们自己面临着一个问题,一个同时是生理学、药理学、社会学、心理学甚至神学的问题。‘Pill’还没有被发明。”
Pill已经64岁了,对于药品来说年龄已经很大了,然而目前的主要避孕药还是它。我们不禁要问:过去是那样,现在是这样,未来会怎样?
从“软”科学家到文学家
杰拉西在退休后转向文学创作,曾出版5部小说和3部剧本。杰拉西认为自己从事文学创作的原始动机之一,是来自于他对遭受一段感情创伤后情绪表达的需要,或许还有1978年杰拉西唯一的女儿自杀给他带来的痛苦。
开始写作前,杰拉西和斯坦福大学的一名文学系女教授保持了4年的恋爱关系,而有一天那个女教授在没有任何解释和说明的情况下就断然离开了他。当他得知,爱人因爱上一个“东海岸的作家”离他而去时,他自问:难道作家就比化学家有魅力吗?于是,“报复”开始了。杰拉西想要证明,他也是个当作家的料。分手一年后,他完成了他的第一部小说,并将手稿寄给了他的前女友。前女友提了一个建议,她说,如果不将这本小说公开,就嫁给他。后来,他们结婚了。
不过,杰拉西也曾表示,之所以涉足文学创作,是因为文学是和自然科学完全不同的一种智力活动。他出版了被自己称为“幻想中的科学”的《诺贝尔的囚徒》、《坎特的困境》、《布尔巴基的赌局》、《NO》等5部小说和《完美的误解》、《氧:关于“追认诺贝尔奖”的二幕话剧》(与霍夫曼合写)等3部剧本,以及个人自传《避孕药的是是非非:杰拉西自传》。他用小说来表达自己对科学家、科学界的思考。他还发表了大量的诗歌、散文和短篇小说。
杰拉西还在旧金山附近建立了一个艺术庄园,为艺术家提供工作场所和住宿,自1982年以来,已经有1300多名从事视觉艺术、文学、舞蹈、音乐的艺术家接受了赞助。在逝世4个月前接受媒体采访时,杰拉西坦言“已经厌倦再谈及避孕药的事情”,更希望和人谈谈他写作涉及科学内容剧作的激情。