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关键词 芒草;纤维素;半纤维素;木质素;化学成分;分析
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)03-0239-02
芒属植物(Miscanthus)属禾本科多年生高大草类,多分布于热带至亚洲的东南部,近年来受到广泛的关注,被认为是一种开发潜力巨大的纤维类能源植物,可以为大规模发展非粮燃料乙醇、生物燃料、生物质气化等提供充足的原料[1-3]。
芒属植物的化学成分分析是芒属植物纤维制取的基础性工作,对于不同种类、不同基因型等种质资源材料,可通过测定其纤维素的含量、确定其开发利用价值。纤维素是自然界最丰富的可再生有机物,研究表明,天然木质纤维素由纤维素、半纤维素和木质素组成,只有纤维素适合水解发酵生产乙醇,但纤维素、半纤维素和木质素三者的分子交织在一起,极大地降低了纤维素乙醇的转化率[4-5]。因此,从生产纤维素乙醇的角度看,筛选和培育纤维素含量高、木质素含量低、生物质产量高的芒草新品种是未来芒草育种的方向。本文对6种类型芒草的3个重要品质性状纤维素、半纤维素、木质素的含量进行测定,为芒属植物的开发利用提供参考资料。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为芒属的芒(4份)、五节芒(2份)、荻(3份)、南荻(3份)、奇岗(3份)、芒荻杂种(5份) 6种类型,共20份(不同基因型),以上材料均采自湖北光芒能源植物有限公司芒属植物种质资源圃。分别在营养生长期和成熟期收取这些材料的叶片与茎秆供试验分析用。供试试剂:十二烷基硫酸钠、十六烷三甲基溴化铵、乙二胺四乙酸钠、四硼酸钠、浓硫酸、无水磷酸二氢钠、无水亚硫酸钠、十氢化萘等,均为分析纯。
试验仪器:F-6纤维测定仪,R.Espinar,S.L.公司;电子天平(精度0.1 mg),上海精密科学仪器有限公司;GZX-9070 MBE数显鼓风干燥箱,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;高速万能粉碎机,北京科伟永兴仪器有限公司;SXl2-1马弗炉,河北省黄骅市综合电器厂。
1.2 试验方法
1.2.1 样品处理。各样品于65 ℃干燥至恒重,然后用粉碎机粉碎,再过40目分样筛。
1.2.2 植物材料中纤维素类成分的测定。参考相关文献[6-7]的方法,采用F-6纤维测定仪分别测定纤维素、NDF、ADF和ADL等成分的含量。分析过程如下:
NDF测定:称取0.5~1.0 g样品于恒重的坩埚中,放到坩埚架上,并正确放置到纤维素测定仪上,保持三控阀门在“closing”位置,从冷却塔上部加入100 mL中性洗涤剂溶液和2 mL十氢化萘和0.5 g无水亚硫酸钠,打开冷凝装置,使其煮沸,并微沸1 h,过滤,用预热的蒸馏水冲洗、过滤,重复3次,每次使用30 mL水,再用20 mL丙酮冲洗、抽滤。取下坩埚,105 ℃烘干至恒重。计算公式为:
w(NDF)=■×100 (1)
式(1)中:w(NDF)为试样的中性洗涤纤维含量(%);m1为坩埚质量(g);m2为坩埚+NDF质量(g);m为称取样品的质量(g)。
ADF测定:准确称取样品0.5~1.0 g,于恒重的坩埚中,放到坩埚架上,并正确放置到纤维素测定仪上,保持三控阀门在“closing”位置,从冷却塔上部加入酸性洗涤剂溶液100 mL和数滴十氢化萘,用与NDF相同的方法进行测定。计算公式为:
w(ADF)=■×100(2)
式(2)中:w(ADF)为试样的酸性洗涤纤维含量(%);m3为坩埚质量(g);m4为坩埚+ADF质量(g);m′为称取样品的质量(g)。
木质素的测定:在酸性洗涤纤维测定中含有纤维残渣的玻璃坩埚放在50 mL烧杯中,注入凉的72%硫酸,使其淹没坩埚中的残渣,用玻璃棒搅拌成浆状,3 h后过滤,用蒸馏水洗涤,直至pH值达到至中性,将坩埚置于105 ℃烘箱中烘干至恒重。然后在500 ℃马弗炉中灼烧2 h,冷却称重。计算公式为:
w(ADL)=■×100(3)
式(3)中,w(ADL)为试样的酸性洗涤木质素含量(%);m5为72%硫酸消化后坩埚+残渣质量(g);m6为灰化后坩埚+残渣质量(g);m′为称取样品量(g)。
w(AIA)=■×100(4)
式(4)中,w(AIA)为试样的酸不溶灰分含量(%);m6、m3、m′同上。
w(半纤维素)=w(NDF)-w(ADF)
w(纤维素)=w(ADF)-w(ADL)-w(AIA)
1.3 统计分析
对芒属植物不同时期3个品质性状纤维素、半纤维素、木质素的含量计算平均数,对成熟期茎杆数据进行方差分析,并由方差成分分量计算种间变异贡献率和种内变异贡献率[8]。
2 结果与分析
2.1 芒草纤维素类成分的含量
对6种类型芒草的纤维素类成分含量进行比较(表1)。结果表明,成熟期茎秆中,奇岗成熟茎秆纤维素含量最高,五节芒成熟茎秆纤维素含量最低;芒半成熟茎秆纤维素含量最高,南荻成熟茎秆半纤维素含量最低;南荻成熟茎秆木质素含量最高,芒成熟茎秆木质素含量最低。成熟期茎秆中,6种类型芒草间,纤维素、半纤维素、木质素含量的极差分别为5.12、6.38、5.98个百分点。不同种类芒草不同生育时期的化学成分含量有一定对应性。
2.2 芒草纤维素类成分含量的统计分析
对6种类型芒草成熟期茎秆的纤维素类成分的变异进行方差分析(表2),结果表明,半纤维素和木质素含量在不同类型间的差异分别达到了显著和极显著水平,纤维素含量在不同类型间差异没有达到显著水平。
由表2数据对种间和种内的方差成分分量进行分析,进而计算种间变异贡献率和种内变异的贡献率(表3),结果表明,纤维素含量、半纤维素含量的种内变异贡献率远远大于种间的变异贡献率,计算结果说明利用种内遗传变异,就可以很有效地对纤维素含量及半纤维素含量进行遗传改良。
3 结论
研究结果表明,芒属植物不同种类(及不同基因型)在生物质的主要组分的含量上有一定的差异,其中纤维素的变化最小,而木质素的差异较大。同一种类植物在不同生长发育时期的化学成分含量也有差异,成熟期植物纤维素和木质素含量高于营养生长期,而半纤维素含量营养生长期较高。通过种内杂交,能够筛选出纤维素含量高的基因型。因此,可以针对芒属植物生物质的组成特征,合理选择亲本材料,同时,根据不同的下游产品加工要求培育相应的芒草品种。
4 参考文献
[1] 刁英,余作平,胡中立.芒属植物研究进展[J].现代农业科技,2011(2):265-268.
[2] 梁绪振,陈太祥,白史且,等.芒属植物种质资源研究进展[J].草业与畜牧,2010(10):1-5.
[3] 刘亮,朱明,朱太平.芒荻类植物资源的开发利用[J].自然资源学报,2001,16(6):562-563.
[4] 曾汉元,宋荣,吴林华.5种高大禾草的纤维素和木质素含量的测定[J].安徽农业科学,2011,39(19):11660-11774.
[5] 陈洪章.纤维素生物技术[M].北京:化学工业出版社,2005.
[6] 郭小义,戴云辉,郭紫明,等.应用纤维素测定仪测定烟草中的纤维素[J].烟草科技,2009(1):43-46.
[关键词]中职 分析化学 理论实践一体化教学
[中图分类号]G [文献标识码]A
[文章编号]0450-9889(2013)02C-0140-02
一、理论与实践一体化教学简介
理论与实践一体化教学法是一种先进的教学方法,在一体化的教室完成理论知识与工作技能的教学,具体需要“双师型”教师,具备理论教学与实训功能的多媒体教室,以及一体化的教材。这种教学方法针对性强,能够让学生激发学习兴趣,明确学习目标,熟悉相关技能,为将来适应工作岗位打下基础。
通过一体化教学,可以达到以下几个转变:教学从“满堂灌、填鸭式”向“技能型、实用型”转变;教师从“单一型”向“双师型”转变;学生由“被动接受”向“主动学习”转变;教学组织形式由“固定教室、集体授课”向“专业教室、实习车间”转变;教学手段由“讲授、黑板”向“多媒体、现代化教育技术”转变,从而以“一体化”的教学模式体现职业教育的实践性、开放性、实用性。
二、在分析化学课程实施理实一体化教学的途径
经过笔者对分析化学专业课程的问卷调查,结果显示71%的学生学习兴趣下降,学习状态欠佳。调查数据显示,78%的学生对教材内容不满意,表现在部分知识点过多、过难、过偏,这些内容无形中增加了他们的学习负担,直接影响学习状态。65%的学生认为分析化学课程设置中理论多于实践,违背行动导向教学理念。
实践教学是分析化学课程不可缺少的重要环节,在这一环节里,学生具有实践意识,但缺乏专业理论。目前,此专业采用理论与实操分开的教学模式,学生在整个学习过程中自我学习和思考并没有得到最佳的激发,学生更多的是被动接受老师的传授,粗略模仿,学生学到的是结果,而不是过程。
为使教学更贴近生产实际和职业岗位,突显学生综合能力的培养,以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体,开发分析化学理实一体化课程势在必行。
(一)编写课程标准和教学计划
课程标准应服从课程结构、教学计划的整体要求,准确体现教学计划的教育思想和培养目标,体现培养具有综合职业能力、在一线工作的高素质劳动者和技能型人才。教师要从本校的实际办学条件出发,适应生产企业、工作岗位的需要来编制课程标准。课程内容要突出基础理论知识的应用和实践能力的培养。理论部分以必需、够用为度,以讲清概念、强化应用为重点;实践部分要突出针对性和实用性,紧密结合生产实践,立足实践技能培养。
(二)开发校本教材
校本教材的编写要从市场需求与职业岗位分析人手,邀请行业专业人员,共同开发适合地区行业企业生产、管理、服务的课程教材,形成专业的特色教材,教材内容要密切联系实际,尤其是凸显行业企业生产中的主流技术。校本教材的内容应充分重视专业实验、实训等实践性教学,改变“书本一黑板”的教学模式,使学生的专业技能有效提高。以就业为导向,以能力为本位,加强专业技能训练,面向市场,贴近行业,注重专业训练的针对性和实效性。运用任务驱动法进行教材的开发,运用项目教学法进行课程的实施,以此为主线设计教学的组织结构和内容要求。分析化学课程的教学内容应紧密围绕锻炼、培养分析化学专业型人才应具备的思维能力、实践能力等方面,注重理论联系实际,内容的组织更强调以职业能力、真实的工作任务、工作过程为重点。
(三)制定学生成绩评价体系
本课程考核采用100分制,其中,理论教学占40%,实验实训教学占50%,综合素质占10%。
1.理论教学考核采用100分制,其中,期末成绩占40%,期中成绩占20%,平时占40%(含考勤、学习态度、作业情况、课堂提问、小测验等)。
2.实验、实训考核采用100分制,其中期末成绩占40%,平时成绩占30%,实习考核占30%,不但使学生注重学习的结果,而且注意学习的过程。
3.期末实验操作考核采用学生抽题考试方式进行,学生抽到题目后,按要求在规定的时间内完成实验,老师现场打分。
4.平时实验不仅有老师打分,还加入学生打分。
5.综合素质部分主要评价考核学生的学习态度、合作互助、职业道德、平时表现等。
(四)配备教学资源
分析化学一体化实训室需要配有电子白板、音箱、投影仪、电脑(可以连接互联网),能满足理论教学要求,还具备电子分析天平、分光光度计、酸碱式滴定管、实验药品若干等能够进行实践教学的资源。
(五)更新教学模式
在旧的教学模式下,教师首先在教室上理论课,然后到实验室上操作课。该模式的弊端是,在操作课中学生容易遗忘实验原理和计算公式,理论不能指导实践。采用理实一体化教学,教师能合理利用教学时间,提高教学效果。例如一次理论课安排2个课时,学生只能被动接受教师灌输。教师在一体化教学中可以合理支配课堂时间,首先通过设置实际工作场景让学生先操作,然后讲解操作过程中的理论知识及操作要领,学生再次实践,从而理解理论知识和提升操作技能。
(六)实践案例
1.滴定管及其使用。学生结合资料及视频,自学什么是滴定管及如何操作滴定管。教师通过播放滴定管在生产实际的应用及如何操作滴定管的视频,激发学生学习的兴趣。教师在学生操作过程中巡视,了解学生遇到哪些困难,对有可能造成仪器损坏的操作进行及时纠正。
2.讲授新知。针对出现的问题讲授相应的知识点及操作要领:滴定管是用于滴定分析,具有精确容积刻度、下端具有活塞或嵌有玻璃珠和橡胶管的管状玻璃器具。滴定管分为酸式和碱式两种。酸式滴定管用来装酸性溶液或氧化性溶液,但不适用于装碱性溶液,因为玻璃磨塞易受碱腐蚀以至不能转动。碱性滴定管用来装碱性溶液或无氧化性溶液,凡是腐蚀橡皮管的物质都不能盛装。
滴定管的准备和使用:
(1)滴定管查漏。碱式滴定管漏水,需更换玻璃球或橡皮管。而酸式滴定管若有漏水或旋塞转动不灵活时,则需取下活塞,用小布卷擦干净活塞槽;活塞除小孔外,两端涂好凡士林,平行插入活塞槽内,向一个方向转动,直至凡士林均匀。酸式滴定管的活塞是配套磨制的,因此最后用小橡皮圈套住活塞,将其固定在活塞槽内,以防止活塞脱落破碎。
(2)滴定管洗涤。
(3)滴定管装液。关闭活塞,往滴定管中加入少量待装溶液,使之放平再旋转几周,使内部玻壁均与之接触,再将润洗液放掉,此操作重复三遍。将溶液直接从试剂瓶移入滴定管中,到刻度“0”上。右手拿住滴定管上端,使管身倾斜约30。,左手开启旋塞或挤压玻璃球,驱逐出滴定管下端的气泡。再将溶液加至“0”刻度以上,调整液面至“0”刻度,1-2分钟后,记录初读数。
(4)滴定管滴定。将滴定管垂直夹在滴定管架上,如果滴定台不呈白色,应放一张白纸做背景,以便观察滴定过程中溶液颜色的变化。在滴定的过程中,右手持锥形瓶颈部往同一方向呈圆周运动摇动锥形瓶,以使溶液混合均匀。
酸式滴定管操作,用左手小指和无名指向手心弯曲,大拇指、食指和中指转动旋塞,但不要往外拉松活塞,以免导致漏液现象。
碱式滴定管操作,用左手小指和无名指夹握住出口管,拇指与食指挤压玻璃珠外面的胶皮管,使溶液从玻璃珠旁空隙处流出。
滴定时,溶液加入可以采用逐滴连续加入、一滴一滴加入和半滴加入三种方法。临近终点采用半滴加入,使滴液悬而未落,用锥形瓶内壁接触液滴,然后用洗瓶吹洗进试液中,为使试液与滴定剂混合均匀,反应及时进行完全,同时不断摇动或搅拌试液。
(5)滴定读数。读数时,手拿着滴定管上端,使其垂直,读无色或浅色溶液时,眼睛视线应与溶液弯月面最低点在同一水平面上,但遇溶液颜色太深,不能观察下缘时,可以读液面两侧最高点,“初读”与“终读”应用同一标准。读白背蓝线滴定管时,应取直线上两尖端相交点的位置读数。对分度值为0.1mL的常量滴定管,读数时应读到小数点后第二位,即估计到0.01mL。
老师展示滴定管操作动作图片,请学生判断其操作是否规范。照片分别展示正确的和错误的容量瓶操作动作,强调规范使用滴定管的要求。学生看大屏幕上的图片,对比说出哪些操作是规范的,哪些操作是违规的。
3.再次实践。学生按照滴定管使用的程序,规范操作,再次完成任务。教师布置工作任务:已经会操作的小组完成新任务――已知浓度的酸配制未知浓度的碱;操作不正确或者是未完成的小组继续完成任务。老师巡视指导,学生通过再次操作来巩固所学知识和技能。
4.课后思考。滴定管、移液管在使用前为什么要用待装液润洗2-3次?用于滴定的锥形瓶是否需要干燥?是否要用待装液荡洗?为什么?
5.参观实践。组织学生到相关企业参观与实践。
三、理实一体化模式的教学成果
(一)学生提高了考试成绩
在2008级、2009级学生中实施一体化教学后,各班考试成绩有明显的上升,一体化教学效果明显。
(二)提高了考证通过率
化学分析工考证通过率95%、污水化验监测工的通过率85%,学生大幅度提高了实践技能和理论水平。
(三)学生提高了学习兴趣
开展“一体化”教学,调动了学生的学习兴趣,通过对2009级30名学生的调查,对该课程有兴趣的学生占70%,较有兴趣的占20%,没有兴趣的占10%。实践证明,该教学方法提高了学生的学习兴趣。
(四)提高了社会满意度
首批参与课程改革的2008级学生已参加工作,根据对毕业生的跟踪调查,用人单位对我校学生的总体满意度较高。
总之,在中职分析化学课教学中,“理实一体化”教学模式能取得良好的教学效果,从而培养出企业所需要的高素质、技能型人才。
《分析化学实验》是高等院校化学、化工、生物、食品、环境科学及相关专业的重要的专业基础课程之一[1],是与《分析化学》理论课教学紧密结合的独立课程。通过该课程的教学,使学生加深对分析化学基本知识、基础理论的理解,掌握分析化学实验基本操作技能,提高学生观察、分析问题和解决问题能力,养成认真细致、一丝不苟的工作作风和实事求是的科学态度,培养学生的创新能力,提升其科学素养和综合素质,为学习后续课程和将来从事相关领域的教学和科学研究打下良好基础[2]。然而传统的《分析化学实验》课教学方法都存在这样那样的问题,往往难以实现该课程的教学目标,导致培养的学生不能适应时代对创新人才的需求。源于此,学习和借鉴其他院校的成功经验,近几年来,我系对《分析化学实验》进行了教学方法改革与实践探索,实施了研究性教学,取得了良好效果。本文在阐述研究性教学内涵及开展研究性教学必要性的基础上,从教学内容、教学模式、教学组织形式和考核评价等方面概述了近年来我系《分析化学实验》课程开展研究性教学的探索与实践,供相关人员参考借鉴。
2研究性教学的本质内涵
明了并清楚研究性教学的本质内涵,是进行研究性教学的基础和必要前提,这是研究性教学成败和效果的决定因素[3]。诸多学者普遍认为,研究性教学就是以问题为先导,教学中教师以学生的已有知识和能力为基础,从教学内容中选择设置研究问题,学生在教师启发引导下,发挥自己的主观能动性,积极主动地去探索思考和解决问题,完成教学任务,实现教学目标,从而使学生应用已有知识和技能、去获取新知识和新技能,同时提高学生思维能力,培养学生创新能力的一种教学模式[4]。研究性教学既是一种教学理念,又是一种教学模式,还是一种教学方法[5]。它是一种体现学生为主体、教师为主导的现代教学理念,教师引导与学生自主学习有机结合,课内学习与课外学习融会贯通的完美和谐、轻松愉悦的教学活动。研究性教学不以获得知识为终极目标,更不以传授知识为主要手段,而是立足于科学精神,注重从已有知识去发现新知识、新技能,培养学生学、用、思互动的一种科学的创新活动。在《分析化学实验》课程中实施研究性教学,可突出体现学生的主体地位和发挥教师的主导作用,增强学生学习和实验的兴趣,激发学生创新思维,不仅有助于学生系统掌握分析化学的学科知识和分析化学实验的基本操作技能,而且也有利于培养学生的创新能力。研究性教学具有问题性、研究性、实践性、自主性创造性和开放性的鲜明特征,不是传统意义上的教学,而是一种立足于课堂又超越于课堂的多种形式教学的有机统一。“研究性教学”这一理念已被证明是“创新人才培养的成功模式”,是我国素质教育改革的突破口,是影响我国大学教学改革的主导理念之一。
3《分析化学实验》课程中开展研究性教学的必要性
“以学生为中心”是当前高校教改的主要趋势。研究性教学是以问题为导向的教学模式,就是学生发现问题、思考问题、解决问题的过程。研究性教学最能体现“以学生为中心”的教学理念,因此,开展研究性教学是高等教育质量提升的需要,更是创新型人才培养的必然要求[6]。而且,研究性教学在教学目标、教学形式和考核评价上都具有很大的优势,与传统的教学相比更贴近高等院校课程教学的基本要求。就《分析化学实验》课来讲,在教师的指导下,充分发挥学生的主体作用,通过学生自我探索和思考,自主实验,解决问题,得出结论,激发学生学习积极性和创新潜能,训练和提高学生的思维探究能力,有效提升学生的科学素养和综合能力,这样的效果也正是研究性教学所追求和体现的目标所在。另外,实施研究性教学所使用的过程性与终结性评价相结合的考核评价方式也极为适合《分析化学实验》课教学的评价方式。因此,要实现《分析化学实验》课的有效教学,采用研究性教学模式是理想和必然的选择。
4《分析化学实验》课程研究性教学的探索与实践
4.1教学内容改革的探索与实践。根据目前国家对高等教育本科专业课程设置调整的现状(《分析化学实验》课时由108压缩为64),首先对《分析化学实验》教学内容进行了改革,彻底删除了定性分析部分教学内容,重构了《分析化学实验》课程内容体系,引进了与科学技术发展同步的各类先进分析仪器设备,使实验操作更简便易行,对学生实验技能的操作训练与科学技术、社会发展需求同步,提高了学生的社会适应性。其次,调整《分析化学实验》内容体系为基本操作实验、设计性实验和综合性实验,利于提高学生进行实验的兴趣,增加其学习的主动性和积极性,便于实施研究性教学和培养学生的创新能力。4.2教学模式的探索与实践。研究性教学采用问题引导,激发学生主动思考。大体分为4个阶段,即设立问题阶段、实践体验阶段、成果交流阶段和总结评价阶段[7]。在教学中,以问题为中心,通过实验前确定的问题引导学生预习自学相关内容,实验课上教师检查学生预习效果,并进行重点、难点的讲解,指导学生进行实验,加强了师生互动、生生互动,学生自主完成实验。实验结束后,教师组织学生进行必要的交流讨论、反思与批判,最后教师进行总结评价,使学生实现知识与技能的内化。这样教学体现了以学生为主体,教师为主导的教学理念,教师在教学中仅起学生实验引导者的作用,可充分发挥学生学习的积极性与主动性,挖掘其自主学习和创新学习的潜能,利于学生学习掌握知识和技能,形成系统的知识体系和技能结构。也可以锻炼提高学生思维探究能力,增强学生创新意识和提高学生的创新能力,培养学生科学素养。4.3教学组织形式的探索与实践。为了便于实施《分析化学实验》课程研究性教学,首先根据学生的兴趣与秉性特长,将全班学生分为若干研究性实验小组,每组学生3~4名,小组成员由学生自行确定。小组按教师的安排自主设计实验方案,通过协作完成实验任务。其次,组建了研究性教学教师团队。因为随着社会的不断发展,对教师这一行业的要求越来越高。由一名教师完成分析化学实验内容的研究性教学较为吃力。因此,需要组织教师成为一支素质优越、氛围良好、知识丰富、团结合作的高质量的研究性教学团队,由此对学生进行详细的实验教学指导,以保证分析化学实验教学目标的完成。4.4考核评价方式的探索与实践。传统的《分析化学实验》学生成绩考核评定,往往以教师对实验报告评阅结果为主,考核评价只有教师参与,学生成绩的评价不够全面、客观。现经不断探索,构建并实施了与研究性教学相适应的考核评价体系。该考核评价体系易于操作,体现了过程性评价与终结性评价并重的理念,有机结合了教师评价、学生自评和互评,既有定性评价,又有定量评价,考核评价的内容贯穿研究性教学的全过程,由此,使考核评价结果能较客观反映学生课程教学目标实现程度,受到学生的普遍认可和欢迎。
【关键词】绞股蓝;化学成分;皂苷;多糖
Abstract:WithmoreexploitationandutilizationofGynostemmapentaphyllum,peoplehavelearnedmoreaboutchemicalingredientsinit.Inthispaper,somenewachievementsinchemicalingredientresearchwereintroduced,whichisfavorabletofurtherresearchofchemicalingredientsofGynostemmapentaphyllu.
Keywords:Gynostemmapentaphyllu;Chemicalingredients;Saponin;Polysaccharide
绞股蓝Gnostemmapentaphyllum(Thunb.)Makino又名七叶胆,为葫芦科绞股蓝属植物。主要分布在东南亚及我国长江以南的广大地区,资源丰富。绞股蓝中含有皂苷、多糖、黄酮类化合物、有机酸和微量元素等多种化学成分。绞股蓝能够有效地保护心、脑、血管和肝脏,降低血脂、降胆固醇、降转氨酶、调节免疫和抗诱变,而且在抗衰老、抗疲劳、抗辐射和消除自由基的同时,还能改善神经系统功能、抗溃疡、抑制胆结石形成和调节内分泌活动[1~3]。因此,研究绞股蓝中的化学成分,有利于进一步开发和利用绞股蓝,明确绞股蓝中的药理活性成分。本文主要介绍了绞股蓝皂苷和多糖等成分的研究进展,为绞股蓝的开发提供参考。
1绞股蓝皂苷成分的研究现状
1976年日本人永井正博等在绞股蓝中分离得到了人参二醇和2α-羟基人参二醇,首次揭示了绞股蓝中含有达玛烷(dammarane)型皂苷类成分。随后,人们对绞股蓝的化学成分进行了大量的研究,迄今发现的绞股蓝皂苷(Gyp)总共达136种,其中有绞股蓝皂苷(Gyp)Ⅲ、Ⅳ、Ⅷ、Ⅻ与人参皂苷(Gin)-Rb1,-Rb3,-Rd和-F2完全相同,此外还分离得到了人参皂苷Rd3,K,其余为人参皂苷的类似物。由于绞股蓝的产地不同,其中的皂苷成分和含量也有很大的不同。覃章铮[4]等曾经对1990年以前发现的84种皂苷成分进行过综述性报道,但由于绞股蓝皂苷具有较好的药理疗效,因此,对绞股蓝皂苷成分的研究一直是热点。1990年后,又有52种绞股蓝皂苷被相继报道。根据苷元结构相近的程度,本文将这52种皂苷分为11类。
第1类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β201[5]C47H76O172-ara-glc-rha(S)2[5]C47H76O17
2-ara-glc-rha(R)3[6]C49H78O18MeCO
-glc-rha3|6|2xyl-H(S)4[6]C49H78O18MeCO
-glc-rha3|6|2xyl-H(R)5[6]C47H76O17-glc-rha3|2xyl-H
(S)6[6]C47H76O17-glc-rha3|2xyl-H(R)7[6]C48H78O18-glc-rha3|2glc-H(S)8[6]C51H80O19MeCO
-glc-rha6||43|2xylMeCO-H(R)
第2类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位2α3β20(S)9[7]C54H90O23-OH2-glc-glc6-glc-rha10[7]C53H88O23-OH2-glc-glc6-glc-xyl11[8]C54H90O20-Hrha
-glc-rha3|2|6rha-H
第3类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β1920(S)2112[7]C48H80O192-glc-glc-CH2OH-glc-H13[9]C55H92O22CH3CO-glc-rha|36|2xy1-CH3-H-O-glc14[9]C54H92O22-glc-rha3|2rha-CH3-H-O-glc15[9]C53H90O21-glc-rha3|2xyl-CH3-H-O-glc16[9]C52H88O21-ara-rha3|2xyl-CH2OH-H-O-glc17[9]C53H90O22-glc-rha3|2xyl-CH2OH-H-O-glc18[10]C54H92O222-glc-glc-CH2OH6-glc-rha-H19[10]C54H90O222-glc-glc-CHO6-glc-rha-H20[10]C47H78O172-ara-glc-CHO-glc-H
第4类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β232421[11]C41H70O132-xyl-glcH(S)22[11,12]C42H72O142-glc-glcH(S)23[11,12]C41H70O132-xyl-glcH(R)24[11,12]C41H70O142-xyl-glcOH(R)(S)25[13]C41H70O142-glc-xyl-OH(S)(S)
第5类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β23(S)26[9]C46H78O18-glc-xyl6|2xyl-OH27[9]C47H78O19-glc-glc6|2xyl-OH28[9]C41H70O142-xyl-glc-OH29[9]C41H70O142-glc-xyl-OH30[9]C42H70O142-xyl-xyl-OAc31[9]2-glc-xyl-OAc32[9]C48H80O19-glc-xyl6|2xyl-OAc
第6类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β1933[14]C49H82O18MeCO-glc-xyl2|6|3rha-CH334[14]C46H76O17-ara-xyl2|3rha-CHO
第7类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β192135[14]C46H74O17-ara-xyl2|3rha-CHO-OH36[14]C47H78O17-glc-xyl2|3rha-CH3-OH37[14]C49H80O18OAc-glc-xyl2|6|3rha-CH3-OH38[14]C48H78O17-ara-xyl2|3rha-CHO-OEt39[14]C49H82O17-glc-xyl2|3rha-CH3-OEt40[15]C47H78O16-lyx-glc3|2rha-CH3-OH
第8类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β121920(S)21252641[5]C53H90O222-ara-glc-H-CH3-rha-H-OH-glc42[9]C52H86O23-ara-xyl2|3rha-H-CHO-H-O-glc-OOH-H43[13]C46H76O18-ara-xyl2|3rha-H-CHO-H-OH-OOH-H44[9]C53H90O242-glc-glc-OH-CH3-xyl-glc-H-OOH-H45[13]C53H90O21-glc-xyl2|3rha-H-CH3-H-O-xyl-OCH3-H
第9类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位2α3β121920(S)212446[5]C52H88O22-H2-ara-glc-H-CH3-H-O-glc-rha47[9]C52H86O22-H-ara-xyl2|3rha-H-CHO-H-O-glc-H48[16]C36H62O10-OH-H-OH-CH3-glc-H-H
第10类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
序号分子式C-位3β1949[14]C49H80O18OAc-glc-xyl2|6|3rha-CH350[14]C46H74O17-ara-xyl2|3rha-CHO
第11类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
第12类绞股蓝皂苷结构通式及特点:
glc=β-D-吡喃葡萄搪基,xyl=β-D-吡喃木糖基,rha=α-L-吡喃鼠李糖基,ara=α-L-吡喃阿拉伯糖基,lyx=β-D-来苏糖基,Ac代表乙酰基,Me代表甲基,键上的数字代表键合的位置
随着人们对绞股蓝皂苷成分研究的不断深入,新的绞股蓝皂苷的不断发现,且在结构上有很大的差别。第1类、第4类、第5类、第6类、第7类、第10类和第11类在二十位碳上成环,但是在其成环的类型上又存在着很大的差别。第11类所成的环为含氧的双环。第1类、第4类、第6类、第7类和第10类所成的环为五元环,而其中的第1类、第4类和第7类为含氧的五元环,第6类和第10类为不含氧的五元环,而且即使在含氧的五元环中氧所在的位置也有所不同。第5类为含氧的六元环。此外,碳碳双键的有无和位置也有很大的区别,第4类、第5类、第6类和第11类不含碳碳双键,其他的几类都含有碳碳双键,第1类、第2类、第3类、第7类和第12类的碳碳双键在24和25位碳上,第8类的碳碳双键在23和24位碳上,第9类和第10类的碳碳双键在25和26位碳上。
2绞股蓝多糖的研究现状
多糖也是绞股蓝中含量比较多的化学成分,在研究皂苷的同时,对多糖的研究也逐渐地引起了人们的关注。王昭晶等[18]对碱提绞股蓝水溶性多糖进行了研究,并得到一种粗多糖AGM。经葡聚糖凝胶(G-100)柱层析检测其糖分布情况,表明AGM可能由两种多糖组成,其中一种含有结合蛋白质。而且经高效液相色谱确定了AGM的单糖组成为:鼠李糖∶木糖/岩藻糖(其中至少含有木糖或者岩藻糖中的一种)∶阿拉伯糖∶葡萄糖∶半乳=2.43∶1.00∶3.02∶2.59∶3.46。宋淑亮(《绞股蓝多糖的分离纯化及其药理活性研究》,2006山东中医药大学硕士论文)对绞股蓝多糖进行了较为系统的研究,共分离出了3种绞股蓝多糖GPS-2,GPS-3和GPS-4,并对其中的两种GPS-2,GPS-3进行了深入的研究,确定了GPS-2的分子量为10700Dal,GPS-3的分子量为9100Dal。GPS-2成分中含有鼠李糖和木糖,GPS-3成分中含有鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、果糖和葡萄糖。
3其它化学成分的研究现状
绞股蓝中除了含有皂苷和多糖外,还含有黄酮类化合物、萜类、有机酸、生物碱、多糖、蛋白质等以及锌、铜、铁、锰、硒等微量元素,但是,在最近几年里对这几方面的研究都比较少,对黄酮化合物的研究也只是对其含量的测定和精制上[19,20],目前,除了20世纪80年代报道过的商陆素、芦丁、商陆苷及丙二酸等十多种黄酮类物质外,未见有新的化学成分的报道。
4结束语
研究绞股蓝中的化学成分,将有利于进一步明确绞股蓝的药理活性。目前,国内外学者对绞股蓝中的化学成分进行了大量的研究,且取得了一定的进展,特别是在绞股蓝皂苷的成分研究中,发现了多种新绞股蓝皂苷,这些发现将有助于进一步对绞股蓝的开发和利用。此外,对绞股蓝中多糖的研究也引起了国内一些学者重视,而且也取得了一定的进展,但是近几年对绞股蓝中黄酮化合物成分的研究未见报道。由此可见,对绞股蓝多糖和黄酮类化合物成分的研究还有待进一步深入。
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关键词:交通规划 实验教学 内容体系 思路方法
一、引言
交通规划教学内容涉及社会经济、土地利用、人文景观等多学科与实务于一体的综合性课程。通过运用交通规划的理念、原则、思路、步骤与模型方法,制定出规划方案与滚动实施计划等,体现了交通规划是一门理论性很强的课程;同时,在交通规划的工程项目中有大量的交通基础数据的组织调查,数据处理与分析、软件操作运用来辅助计算,说明交通规划也是一门与工程实践结合紧密的实用性课程。高校作为培养交通专业人才的基地,如何在实验教学环节中巩固和深化课堂理论教学成果,将理论与实践应用结合,将理论模型与计算机交通软件结合。系统培养、锻炼学生在交通规划领域中分析与解决实际问题的能力、操作能力、创新能力等方面,将发挥着十分重要的作用,同时也是培养适应社会发展需求的复合型专业人才的主要实现途径和方式之一。[1]
二、实验教学需求分析
1. 交通规划教学的特点
交通规划的知识结构具有复杂性、系统性的特点。首先,交通规划的内容教学中要将运筹学、数理统计、城市规划等多学科的知识点进行综合穿插与融合讲解,同时交通规划也是后续专业课程学习的基础。其次,在学习交通规划这门课程前要具备一定的专业基础和数学理论基础,以便系统了解交通规划的思想、原则、步骤,掌握建模方法、模型参数标定和算法流程,在交通规划应用过程中能够宏观、整体、明确的把握交通规划的中心思想和建设内容。[2]
交通规划在实践应用过程中具有实践性强和工程应用的特点。课程的实践环节主要包括交通组织调查,及相关调查数据的处理、项目实践、交通软件的应用等。同时交通规划过程中既有大量的定量数据计算处理,又有许多对未来不确定影响因素的定性分析[1-2],需要具备一定的工程实践经验。要求学生运用所学知识,发现和分析交通中存在的问题,并思考解决的对策与方法。
2.实验教学的目的与要求
交通规划实验教学应立足于交通规划的教学要求,重点是实验教学内容体系、实验教学方式与软硬件环境建设。其目的和要求对于交通规划方向的本科生和研究生,应制定不同层次的实验教学方案。对于本科生的实验教学,立足于认知交通规划工程的特点,通过理论知识学习的基础上,提升学生的专业感性认识,有针对性地模拟、创造工程实践环境,使学生充分了解交通规划工程实践的全过程,掌握数据采集、处理与分析、建模方法及交通软件操作应用,培养学生的动手和实践能力。研究生的实验教学,立足于掌握交通规划工程的特点,积极参与导师的科研和工程项目,进行相关实验研究。需要掌握核心交通规划知识,并做进一步拓展训练,能从调查数据中探索出规律,对于交通规划课程的内涵与外延均能掌握,能够在一定的指导下独立开展简单交通规划工程,具备较强的工程研究能力[3]。
3. 社会发展对专业的需求
交通作为城市经济发展的基础,交通问题已成为制约城市发展的主要问题。因此社会对交通专业高素质、实用型的人才需求越来越迫切,同时对专业技能的要求也越来越高。如何解决现状人才供需双方矛盾的极度不平衡,高校在制定教学培养方案中,必须注重实验教学这一重要环节。增加学生适应社会激烈竞争的能力,以及满足社会发展对专业人才的需求。[3]
三、 实验教学内容体系
交通规划实验教学应根据交通规划理论体系,针对规划过程的各主要环节,如图1所示,以加强理论知识的掌握和工程实践能力的培养为目标,因地制宜的设置实验教学内容。
图1 实验教学内容体系
1.交通基础数据采集
通过实地的交通调查,运用调查仪器和工具,辅助获取相关的原始数据,同时观察现场的交通状况,运用专业知识分析存在的交通问题。在进行调查前,要求学生根据本次交通规划的目标、要求,采用的模型方法及设计相关模型参数,制定相应的调查方案,包括调查地点、时间、人员安排、表格设计、应急措施等,获取相应数据指标,同时保证调查方案可行及采集数据的有效性。
2.基础数据处理分析
通过调查的相关数据和其他途径收集的数据进行处理分析,包括交通现状调查数据处理、交通需求调查数据处理、社会经济发展预测、人口增长预测、机动车保有量预测等。揭示交通需求与城市人口、经济发展、交通出行方式等之间的相关关系,同时分析现状交通特点和发现存在的交通问题。
3.模型建立和规划软件应用
通过上述两项的工作后,建立本次交通规划的计算模型,并标定模型的相关参数,提高模型预测的精度。运用较成熟的商品化交通规划软件辅助计算如TransCAD等,介绍软件优缺点、算法原理,基本操作方法,以及四阶段法在软件中的操作应用。同时,根据项目实验的不同要求,可以让学生用程序语言自己设计算法,培养创新能力。
4.规划方案设计
根据调查和预测的结果,制定相适应的交通规划方案,包括详细设计、预算、进程分配[4]等。规划成果的质量既包括对方案内容分析评价的深度和广度,也包括文字的精炼、图纸美观的表达等,规划方案设计主要培养学术的文字表达能力和图纸表现能力。[4]
四、实验教学思路与方法
根据交通规划类课程实验教学的目的, 突破传统单一的实验教学方式, 针对交通规划中不同工作的要求, 采用形式多样、要求不同、内容各异的实验教学手段, 有针对性地锻炼学生的实际操作能力。
1.交通规划教学体系的构建及学习兴趣的引导
在交通规划教学中采用多样动态启发式、交互式的研究型教学方法。在课堂教学中,根据所讲述的内容,给学生展示一些通过交通规划软件制作的规划成果,如交通分配图、交通需求期望线、OD矩阵表等。通过实际规划成果的演示让学生有更加全面、感性的认知,也能展现交通规划软件的强大功能,激发学生在实验教学中的兴趣和求知欲。形成以“认识-实践-再认识-再实践”为教学主线,构建以课堂教学为主,实验教学相结合,理论与工程实践相结合的一体化教学体系。
2.以学生应用为主、教师讲授为辅的互动式教学方式
在交通规划软件实验教学过程中,应遵循以教师讲授为辅、学生实际应用为主的教学方式。教师先通过介绍实验的要求和目的,以及软件的发展、优缺点、相关基本操作后,要求学生通过实验指导书和软件操作说明书,带着问题思考、学习、查找资料,去完成软件的操作和实验的设计。通过营造良好的氛围, 引导学生积极思考与讨论, 鼓励自己发现问题、自己解决问题, 指导教师在此过程中更多的只是起到启发、引导和把关的作用。
3.构建开放性的实验教学模式
交通规划实验教学应构建由专业基础实验、专业技能实验、综合设计实验和创新研究实验组成的多目标、多模块、多层次的实验课程体系,注重学生学习能力、工程实践能力和创新能力的培养。同时,把工程项目与科研项目引入教学之中,让学生积极参与、融入老师的课题中,进行调查研究和工程实践。注重不同的实验教学方式之间相互联系,使不同的实验教学内容由浅入深并逐渐带有一定的综合性、创新性。交通基础数据采集和基础数据处理分析归纳为专业基础实验;课程设计重在规划过程与内容的掌握,归纳为专业技能实验;工程实践紧密联系工程项目,培养初步的交通规划经验和设计能力,归纳为综合设计实验;毕业设计因材施教,在交通规划的某一方向进行提高和深入,归纳为创新研究实验。把获取知识与拓展思维以及提高实践能力统一起来,促进学生的科研能力、实际操作能力和团结合作精神的培养。
4.建立复合式考核体系,促进学生养成严谨的学习态度和综合能力
“复合式考试体系”是把实验教学过程看成由若干子系统组成的复合式的母系统,并从中寻求控制环节而加以展开的一种系统控制运作模式。建立严格实验考核制度,加强实验的现场考核,根据学生的出勤、实验学习表现、实验报告、实验成果汇报等环节进行考核。其中实验成果汇报环节,学生通过PPT把实验成果阐述出来,接受指导教师的提问和评价,加强师生之间教与学的互动。通过上述措施,提高学生实验学习的积极性,注重实际应用能力培养,提高实验教学效果;更重要的是培养了学生科学、严谨的工作作风,和锻炼自身的综合素质能力。
五、结语
交通规划实验教学是交通规划教学的重要组成部分,本文针对交通规划实践性强、具有鲜明工程背景的特点,设计了交通规划实验教学的内容体系,并对交通规划软件实验教学方法进行了探讨,提出了引导式教学、互动式教学、开放式式教学、复合式的考核体系相结合的教学模式。通过交通规划课程实验教学,为学生今后的学习、发展提供有利的基础支撑,积极推进建立知识、能力、素质三者协调发展的人才培养模式。
参考文献
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[2]孙海浩,吴娇蓉,毋妙丽.交通工程学科实验教学体系研究[J].实验室研究与探索.2012.05 .
【关键词】连翘叶 化学成分 药理学 毒理学
本文通过数据查询和文献的分析对连翘叶的化学成分、药理学以及毒理学进行分析,了解连翘叶的组成成分主要是由苷类、黄酮类、多糖类和有机酸等[1]。其具有抗菌、抗衰老、降血糖等多种效用。本文分析研究的主要目的是为了使得连翘叶进一步合理开发利用,实现药材资源的有效使用。
1 连翘叶的化学成分组成
连翘叶中有着丰富的化学成分,例如连翘苷,连翘酯苷A,连翘酯苷F等。通常采用乙醇提取法、超声辅助提取法对连翘叶中的化学成分进行提取,而在连翘叶化学成分的检测方面往往采用高效液相色谱法以(HPLC)及比色法。分析发现连翘叶化学成分中主要有下述几种,首先就是苷类。油盐据表明,连翘叶中苷的含量是连翘果实钟汉良的40倍左右。王进明,范圣此,李安平等采用HPLC-MS/MS法(HPLC-MS/MS即为高效液相色谱法[2],其通过Agilent Zorbax SB-C18为色谱柱,利用甲醇联合0.1.%磷酸溶液为流动相,检测波长为227nm,流速为1.0 ml/min,进样量为10 μl,柱温为30度)对连翘叶中连翘酯苷A和连翘苷进行了测定了连翘叶中的9种化学成分,其中最多的极为苷类物质。其次就为黄酮类,高淑丽,刘丽华,张阳,等利用LC-MS/MS法同时测定了连翘叶中四种成分,结果显示在连翘叶中粗黄酮占有的比率为8.35%[3]。同时利用比色法在波长275nm出还测出黄铜总含量为69.2%,采用高效液相色谱法检测出连翘叶中黄酮类维生素芦丁的含量为22.28%,同时该项研究还对连翘叶与果实之间的化学成分进行比较,比对发现新叶中黄酮类含量为0.91%,老叶中含量则为0.35%,而被人们熟知的果实中,黄酮类含量仅占0.27%。最后就是有机酸类,支旭然,芫霖,生宁等等通过高效液相色谱柱法对连翘叶中的成分进行提取,结果表明,在连翘叶中绿原酸的含量较高,这也就表明了在今后的研究中,可以讲连翘叶作为绿原酸的主要来源进行使用[3]。
2 连翘叶的药理学作用
连翘叶的主要作用就是应用于药理学中,让其内的化学成分发挥最优价值,为人们的生活带来提高。因此本次综述对连翘叶应用与药理学的作用进行了下述分析。首先连翘叶具有很好的抗肝损伤的作用,据研究表明,通过IP给予四氯化碳(CCl4)复制小鼠肝损伤模型,测定小鼠血清中丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶等指标。结果表明,连翘叶能够有效的对小鼠血清和肝脏中丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶进行控制,防治其升高,同时其还能够降低一些指标的活性,该项研究就表明,连翘叶具有明显的抗肝损伤的作用。其次连翘叶还具有很好的抗氧化、抗衰老作用,有研究报告以小鼠为实验对象,对小鼠心脏内部和脑组织中的超氧化物歧化酶、活性酶、丙二醛等指标进行了探测,结果表明连翘叶对小鼠的抗氧化、抗衰奥有着显著的作用,其能够有效的增加超氧化物歧化酶、活性酶的活性。将其应用与治疗中,对抗氧化抗衰老的医疗有著极其重要的药用价值。然后就是保护心脏和骨骼肌的作用,据研究表明,通过高脂饲料的方式复制小鼠高血脂模型,对小鼠的体质量和心脏指数进行测定以此来探讨连翘叶对高血脂症状小鼠的影响。据研究结果现实,连翘叶能够有效的控制小鼠体质量的增长的程度,有效地降低心率异常加快的现象。通过该研究的研究结果分析,能够知道连翘叶提取物能够对骨骼肌细胞进行有效的保护,很好的预防了骨骼肌损伤的情况,同时将其应用于骨骼肌的后期治疗中,能够有效的促进损伤的修复,对人体有着极大的保护作用。另外,据参考资料显示在连翘叶对糖尿病小鼠的作用研究中表明,其对动物的血糖和疲劳程度有着明显的作用,以小鼠为研究对象,结果表明,连翘叶能够拮抗链脲佐菌素诱导的小鼠高血糖,可以明显看出小鼠的空腹血糖得到了有效的降低,表明了连翘叶在降血糖方面有着显著的作用。同时该结果还对小鼠模型进行抗疲劳分析,结果发现,由于连翘叶中黄酮类化学成分较多,明显的提高了小鼠的运动能力以及运动恢复速度。该研究就表明了连翘叶中黄铜具有显著的抗疲劳作用,将其应用与医疗中,具有很高的价值。最后,根据文献分析,还能够发现,连翘叶还具有抗癌和抗毒素的作用。国外专家通过MTT对连翘叶进行分析,结果显示连翘叶能够有效的抑制癌细胞的增殖速度,为患者治疗提供了靠靠的帮助。同时该研究结果还表明连翘叶中的连翘苷酯A还能够很好的对体内毒素进行作用,对内毒素进行很好的抵抗。
综上所述,连翘叶能够为医疗在不同的领域给予相应的帮助,其不仅能够延缓衰老、保护心肌、还能够降低血糖、抑制癌细胞的生成,所以其具有很高的药理学价值。
3 连翘叶的毒理学研究
据周林等研究连翘叶的毒理学,通过连翘叶提取物对小鼠进行急性毒性作用,最终结果显示,小鼠的内脏细胞、体质量、血液指标等均无明显变化,故得出结论,连翘叶并无明显的毒性,还没有致突变作用,可安全应用与实验医疗中。
4 结语
对上述结果进行分析可以得出连翘叶具有抗氧化性而且毒性低,可以向食品添加剂方向发展;再者其具有保肝、保护心脏、降脂和抗疲劳作用,在保健品的开发上有一定发展空间;连翘叶还有较强的抑菌作用和一定的抗癌作用,可以进行相关抗菌抗癌药品的开发利用。综上,连翘叶开发和利用具有广阔的前景。
参考文献:
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关键词:初中化学;教学;策略
化学课程的开展就是让学生能将概念知识与动手实践相结合,让学生开动脑筋,提高动手能力。那么,如何让学生在短短的课堂时间内学到相应的知识并完全消化,如何在课堂上提高学生的学习效率,如何让教师在有限的课堂将知识最大化地传授给学生,这都是当前初中化学教学中所面临的重大问题。课堂是由教师与学生相结合共同发展的,只有以学生的接受能力和基础水平作为基准,教师不断改进教学方法,才能让学生尽快地融入课堂,提高学习效率和学习质量。
一、转变师生关系,营造良好课堂环境
1.课堂是由教师与学生共同组成的
在传统的教学中,教师始终都是处于首要地位,而学生就处于次要位置。这就给学生无形的压力,认为教师就是权威,没有人敢于和教师进行学术交流。这样很大程度上就压制了学生的发展,给学生今后的学习造成影响。那么就需要教师与学生进行角色转换。将学生放在课堂的首位,让学生来主导自己的课堂,而教师只需要起引导作用。这样就给学生创造了极大的学习空间,帮助学生在学习的过程中找到自信,调动学习的积极性。
2.学校要将初中化学课程重视起来,给学生创造良好的课堂环境和条件
化学课程的学习需要用到很多的器械、仪器和药品,学校不能为了省钱而忽视了这些必备的教学器材,要与时俱进,将最好的仪器引进来,让学生都能够大开眼界,为了化学课程的学习更加用心。只有让学生在一个良好舒适、设备齐全的课堂中进行化学课程的学习,学生才能在今后的学习中少走弯路,有一个轻松愉悦的学习心情,进而提高学习效率。
二、教学方法的改变有利于学生的课程学习
1.悬念法教学
就是教师在进行新课程前,给学生留一个悬念,让学生进行思考,激发学生的求知欲望。干巴巴的教学不仅使学生对于课程的学习倍感厌恶,也让教师对教学工作的开展开始出现力不从心的现象。这就说明教师没有很好地将学生的潜力在课堂中激发起来。所以“悬念法教学”就是利用学生的好奇心,让学生对课本知识有一个念想,才能激发学生的求知欲望。好的课前教学,能够让学生在接下来的一节课中始终保持着生机与活力。
2.鼓励法教学
任何人都需要他人的赞美和鼓励,这对于初中生来说更加重要。在传统教学中,教师只喜欢学习成绩较好的学生,对于成绩薄弱的学生却不管不问。这就导致了课堂整体的两极分化。学习好的学生越来越优秀,成绩薄弱的学生逐渐对化学的学习产生厌学心理,这样非常不利于班级整体的发展。这就需要教师在今后的化学教学中,能够以学生为主,不放弃任何一名学生,鼓励学生积极地参加课堂活动。例如,在学习“氢气的特征”时,就可以让学生先根据自己的生活经验,总结出自己的答案,然后与学生交流。对于成绩薄弱的学生,教师要在全班学生面前给予其肯定与支持,这样就给成绩薄弱的学生足够的自信,让他们觉得化学的学习也是很简单有趣的,逐渐让他们对化学的学习产生浓厚的兴趣,这样也有利于优良学风的形成。
3.参与法教学
要知道课堂是由教师与学生共同构成的,所以教师在进行教学时,一定要让学生参与进来,这样才能让学生对化学有一个透彻的认识和学习。化学是由各种概念构成的,而这些概念又是由人们进行亲手实验而得来的。这就是说教师如果光靠课堂上的讲解是不可能完整地进行化学教学的。需要让学生亲手实验得出相应的结论才能使学生能对化学进行初步的研究学习。所以说,教师在今后的教学中,一定要让学生动手参与课堂,让学生通过自己的亲手操作得出结论,巩固化学课程的学习。例如,在学习蒸馏水的制作时,教师就应该让学生自由组合两两一组,共同合作制作蒸馏水,在动手的过程中,让学生对化学实验不再恐惧,而是以积极的心态面对,只有这样才能让今后的化学教学更加顺利。
三、师生都要学会课后反思
反思是任何教学活动结束后不可忽视的一项学习活动。反思活动的进行不仅让教师对今后的教学有一个良好的规划策略,还能让学生对于所学的知识有一个条理性的总结,促进学生对今后的化学学习更加游刃有余。
1.教师进行反思
教师在今后的教学发展过程中也是需要不断地推陈出新,这就需要教师在进行教学活动后,要不断审视自己的教学成果,不断发现问题、解决问题,经常和学生进行沟通和交流,了解学生的学习情况,让今后的教学更加符合学生的发展。
2.学生进行反思
学生在学习中肯定会出现或多或少的问题,这就需要学生在学习一个课题后,要及时地进行课后反思,将错误的题型和不明白的概念进行汇总,逐个解决。这样及时地将出现问题的知识进行答疑解惑,重新正确地掌握知识,将会为今后的化学学习打下良好的基础。
总而言之,初中化学课程教学的路程还很漫长,只有将学生与教师有机地相结合,一切以学生为根本,不断地改进教学方法,取长补短,推陈出新,才能让化学课程的发展越来越顺利,不断激发学生的学习兴趣和学习欲望,提高学生的学习效率和学习质量。
参考文献:
[1]宋文烨.化学教学中引导学生自主学习的策略[J].新课程:上,2011(10).
[2]周瑞沛.化学课堂教学中教师应关注什么[J].化学教与学, 2011(11).
论文摘要:为了使学生通过分析化学的学习能掌握分析化学的基础知识、基本理论和基本实验技能;掌握各类分析仪器的测量原理,并建立起严格的“量”的概念;了解仪器的结构及各类分析方法的特点、应用范围及局限性;培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。从以下几个方面进行研究:重视理论教学;理论联系实际,重视实验教学;多种教学方法的综合运用。
引言
分析化学(Analytical Chemistry)是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质信息的一门科学,又被称为分析科学(Analytical Science)。该课程内容包括化学分析和仪器分析两大部分。化学分析包括分析化学的基本知识;定量分析方法的基本步骤;分析化学中的误差与数据处理;分析化学中的质量保证与质量控制;容量分析方法和重量分析法。化学分析部分的理论和方法是分析化学的基础。仪器分析包括原子光谱法(原子发射光谱法、原子吸收光谱法);分子光谱法(紫外一可见吸收光谱法、红外吸收光谱,分子发光法);电化学分析法(电位分析法、电解与库仑分析法、伏安法与极谱法);色谱法(气相色谱、高效液相色谱法);核磁共振波谱法;质谱法等。分析化学既有严密、系统的理论,同时又有很强的实用性,是理论与实际密切结合的学科。通过本课程的理论与实验教学,要求学生掌握分析化学的基础知识、基本理论和基本实验技能;掌握各类分析仪器的测量原理,并建立起严格的“量”的概念;了解仪器的结构及各类分析方法的特点、应用范围及局限性;培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风;使学生初步具有根据实际问题选择合适分析方法的能力,并与实验课程相配合,初步具有解决实际问题的能力。为了使学生更好地掌握这门课程,要求教师必须更新教育观念,改进教学方法和教学思路,提高教学质量。现从以下几个方面谈谈教学体会。
重视理论教学
1.教学中抓住重点、难点。分析化学内容比较繁杂,涉及到无机化学、物理化学、有机化学、电化学等方面的内容,学生普遍反映这门课程内容复杂、抽象,难以理解和掌握。因此,在教学中一方面要抓住主要脉络,抓住教学的重难点,举一反三,将抽象化知识尽量简单化。如波谱分析部分学生反映抽象、难理解,但这部分是重点之中的重点,讲授时要慢讲,并结合有机化学的结构式多举实例,多用一些图谱解析实例给大家讲解,就容易多了。另一方面则要善于归纳总结。例如:整个分析化学包括两大主要内容:化学分析和仪器分析。现列举如下:
分析化学
容量分析配位滴定法
酸碱滴定法
氧化还原滴定法
沉淀滴淀法
重量分析
仪器分析电化学分析
光谱分析IR
UV
NMR
质谱
色谱分析TLC
GC
HPLC
这样分析化学的主要脉络就理清了,掌握这个脉络,有利于学生记忆。
2.注意交叉学科之间的联系。分析化学是研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学,与其他学科有着很大的联系。如:化学分析部分及电位法和永停滴定法主要包括定量分析,学生在学习这一部分内容时要充分掌握化学平衡理论在分析化学中的具体体现和实际应用,与无机化学、物理化学中的溶液理论紧密联系起来,理解各类分析方法的基本原理,发现反应过程中各种平衡状态,各成分的浓度变化。
3.培养自学能力。以往教学采用“填鸭式”教学方法,既乏味又不生动,学生只是机械地听,时间长了学生不善于动脑思考。因此在教学中,采用讲清基本原理的同时,让学生完成一些相关内容的论文。比如,在讲高效液相色谱法时,因学生不能进行实际操作,很难了解它们用处的真正意义。但在教学同时,让学生写出相关论文,如“HPLC在……方面的应用”等,这样学生既能练习查阅文献,又能了解此种方法的应用的重要性。
理论联系实际,重视实验教学
分析化学是一门实践性的学科,以解决问题为目的。通过教学及结合现实生活中的实际例子,学生可理解消化课堂所学基本原理和方法,理论知识得到进一步的巩固和验证,同时实验教学也是培养学生实际动手能力和创新能力的重要途径。为了提高学生实验水平为此我们采取了一些方法。
1.课前写预习实验报告。写的内容包括实验目的、原理、操作步骤、注意事项。这样学生在上实验课之前就已初步了解所要上课的内容了,待老师讲完后再动手做就事半功倍了,而且,很快掌握理论与实践结合,理论课上不易理解的知识点就豁然开朗了。
2.课堂上老师提间,学生也可以发表自己的见解。课堂提问是很古老的方法,但效果还是得到肯定。有时有的学生还是处在被动的学习状态,虽写了预习报告未必认真思考,若课堂提问的话,学生在预习时就会认真去考虑实验所涉及的内容,这样促使学生去复习课本知识和主动查阅资料,这样既提高学生积极思考能力又加深了对理论教科书内容的理解和掌握。
3.培养学生自己设计实验,亲自动手操作的能力。分析化学中波谱解析是学生比较难掌握的,只空讲原理学生很难接受,若让学生自己结合有机合成实验的内容让学生自己设计合成化合物,然后利用分析化学中波谱学知识,让学生亲自对自己所合成的化合物进行测谱,如红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱、碳谱等,这样学生既掌握了波谱学的理论和实际应用知识,又培养了学生自己设计实验,亲自动手的能力,同时也真正懂得分析化学对于药学专业人员的重要性。
多种教学方法的综合运用
1.改革传统的教学方法。在现代教育理念——研究性学习、探索性学习、协作学习等的指导下,我们需要根据课程内容和学生特征,设计多种多样的教学方法,同时要结合高职教育的人才培养模式进行教学设计。
课堂讲授:
在认真提炼基础性内容的同时,重视新技术在教学中的应用和教学方法的改革,加人扩充性知识,使学生了解新方法,为实验教学及今后的走向工作岗位打下扎实的理论基础。
问题教学:
老师先提出问题,由学生在实验中去分析,找出问题存在的原因以及如何去解决。有效调动学生积极参与学习,促进学生积极思考。
启发式教学:
联想式启发、对比式启发、由浅人深启发、总结式启发等方法进行教学。调动了学生的主动性、积极性和创造性,使课堂教学充满活力。
演示教学:
针对难度较大或精细程度较高的实验,由老师演示,然后由同学操作,老师在旁边亲自指导,便于学生准确掌握。
参观式教学:
在定量化学分析授课期间,组织学生下厂实习,了解企业的情况,增加学习的兴趣。
2.多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量。由于现代教育技术的发展,我们可以运用多媒体课件进行教学。多媒体由于具有文字、图表、动画、声音,可以刺激学生感观系统,调动学生学习积极性和主动性;可以拓宽教学内容,增大教学容量,提高教学进度。
实际运用中,要注意多媒体教学与板书的结合。实践表明,运用多媒体辅助教学,由于不需要板书,速度快,使部分学生的思维速度跟不上,整体很难获得良好的教学效果。教学过程中发现对易理解的内容,学生表现非常活跃,对难理解和掌握的内容,学生往往表现欠佳,如采用经典方法进行板书、讲解则可获得良好的教学效果;对公式推导,计算举例应用板书、讲解也能获得良好的收效。因此,在教学活动中,要注重多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量。
3.网络教学和课堂教学相结合,提高教学质量。教师可以充分运用网络巨大的承载力,制作丰富、详实、动感的教学内容课件,弥补课堂教学时数的不足。学生可以根据需要打开教学内容来阅读、理解、记忆、掌握课堂上没有理解和掌握的内容。可以打开感兴趣的内容进行详细的阅读、理解和探讨。网络教学和课堂教学相结合,教学方式灵活,可以有效提高教学质量。
关键词:现代仪器;无机分析化学
【中图分类号】X132【文献标识码】A【文章编号】1674-3733(2020)19-0242-01
引言:我国大气污染占据环境污染的50.6%,这表明,在治理环境问题时需对大气成分进行准确检测,保证大气有毒物质得到有效净化。化学分析技术刚好可以满足目前我国环境化学领域的实际需求,不但能对大气污染物进行妥善处理,还能在处理水环境中发挥出真正的分析作用,故而需扩大其应用范围。
1環境无机分析特点
1.1种类繁杂
通常情况下环境分析过程所涉及的样品种类非常复杂,而且大多数情况下都与人们生活环境中的水、土壤、空气、固体废渣紧密关联。根据相关的资料显示,目前在空气环境中已经检测出300多种污染源,其中多氯联苯这种世界性的环境污染物已经受到了全球的广泛关注。从学术理论的角度来看,虽然目前多氯联苯异构体实际的数量已经超过了210个,但是目前仅仅有102个得到了鉴定。
1.2环境无机分析化学的分析对象状态不稳定
由于分析对象成分复杂,不同的成分之间可能存在着相互影响。会发生化学反应或其自身会随着时间产生物理变化。并且环境污染其本身是流动的,可变化的,在收集环境无机分析化学的样品过程中可能改变了分析对象的稳态环境,或者与其他因素相互影响,进而影响了分析对象的稳定状态,对分析过程造成了障碍,影响了分析结果。
1.3科学分析空气有机物
据生态环境部公布的最新数据:我国大气污染的实际占比已超过50%,其中大气污染物中挥发性物质占据大气污染90%,故而需着重分析空气中挥发性有机物。在应用固相萃取技术时,首先需使其处于低温状态下,然后对其加以采集。通常情况下,空气中的正常组分能够直接通过固相萃取柱,而挥发性有机物则留在柱内,以便检测人员快速采集有机物,最终可得出准确的检测结果。若在具体应用环节引入了醛酮小柱,那么在液相色谱法的支持下可对空气中的汽车尾气等有害物质进行有效分析,并且保证其回收率高达105%,这对于空气治理工作有着重要影响。另外,还可在采样期间利用活性炭等萃取剂对固相萃取柱进行填充,以此增加检测精准度,并适当提高检测效率[1]。
2现代仪器分析在环境无机分析化学中的应用
2.1现代仪器分析在环境检测中的应用
现代仪器分析可以实现对环境无机分析化学中各项成分的准确判断,因此为现代环境监测提供了制定标准的指导性。环境无机分析化学中对物质的标准定值一直是一个难题,利用现代仪器分析高灵敏度的特点,可以实现对物质的标准定值,为环境标准提供依据。因此,现代仪器分析成为了环境无机分析化学分析的标准与基础,依据环境容量要求与测定的元素含量数据进行对比,继而完成推论,指导环境治理,是行之有效的方法。现代仪器分析的数据准确有效,通过结果进行研究,判断污染物的主要成分和含量,准确有效的监测环境,为优化环境提高数据支持是现代仪器分析在环境无机分析化学中的重要作用。
2.2(超)痕量污染分析
由于目前全世界范围内面临的环境污染问题越来越严重,痕量元素以及超痕量元素对环境的威胁也越来越受到社会的广泛关注。面对这种形式,为了能够实现对(超)痕量元素影响环境的有效控制,在制定出相关检测标准的同时,在环境无机分析化学领域中现代仪器但应用前景也得到了进一步拓展。对于(超)痕量元素来说,其载体范围非常广泛,在现在的环境无极分析化学中应用的检测仪器,必须要能够同时是用在大气、水体、土壤、食品等几个方面。因此从检测仪器的角度来看,为了能够达到相关的检验要求,就必须要在灵敏度方面进一步提升,要能够针对(超)痕量元素进行快速检验,而且重点要针对“三致”物质进行的精确检验[2]。
2.3增加有毒药物回收率