發(fā)布時(shí)間:2022-10-23 20:43:01
序言:寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的無機(jī)化學(xué)論文樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
論文摘要:建構(gòu)主義是當(dāng)代最為流行的學(xué)習(xí)理論。本文介紹了建構(gòu)主義的基本思想,提出了基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的支架式無機(jī)化學(xué)雙語教學(xué)摸式。
0引言
近二十年以來,把學(xué)生作為知識(shí)灌輸對(duì)象的行為主義學(xué)習(xí)理論,已經(jīng)讓位于把學(xué)生看作信息加工主體的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論。隨著心理學(xué)家對(duì)人類學(xué)習(xí)過程認(rèn)知規(guī)律研究的不斷深人,近年來,認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的一個(gè)重要分支—建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在西方逐漸流行。建構(gòu)主義(co口蛇ru比vis功)也譯作結(jié)構(gòu)主義,其理論非常豐富,但其核心用一句話就可以概括:以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。
1建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的主要教學(xué)思想
1.1學(xué)習(xí)觀及學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)
建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀是建立在其獨(dú)特的知識(shí)觀基礎(chǔ)上的。它批判行為主義的把知識(shí)當(dāng)成定論、當(dāng)成真理的做法,認(rèn)為世界是客觀實(shí)在的,但是對(duì)世界的理解和意義賦予都取決于每個(gè)個(gè)體自己;知識(shí)并不是對(duì)現(xiàn)實(shí)的純粹客觀的反映,也不是對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的準(zhǔn)確表征,它只是一種解釋、一種假設(shè),并不是問題的最終答案,它必將隨著人們認(rèn)識(shí)程度的深人而不斷變革、升華和改寫,出現(xiàn)新的解釋和假設(shè);知識(shí)不是萬能的,而是需要針對(duì)具體問題的情景對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行再加工和再創(chuàng)造;知識(shí)不可能以實(shí)體的形式存在于具體個(gè)體之外,對(duì)知識(shí)的真正理解只能是由學(xué)習(xí)者自身基于自己的經(jīng)驗(yàn)背景而建構(gòu)起來的。
為了真正實(shí)施建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)活動(dòng),建構(gòu)主義特別強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)環(huán)境可理解為是一種支持學(xué)習(xí)者進(jìn)行建構(gòu)性學(xué)習(xí)的各種學(xué)習(xí)資源的組合。理想的學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)當(dāng)包括情景、協(xié)作、交流和意義建構(gòu)四個(gè)部分。建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)習(xí)環(huán)境中的情景必須有利于學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu);協(xié)作,應(yīng)該貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)過程中;交流是協(xié)作過程中最基本的方式或環(huán)節(jié);意義建構(gòu)是教學(xué)過程中的最終目標(biāo)。
1.2師生的角色定位
1.2.1學(xué)生觀
建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào),學(xué)習(xí)者并不是空著腦袋進(jìn)人學(xué)習(xí)情景中的。所以教學(xué)不能無視學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn),不能簡(jiǎn)單地從外部“填灌”,而是應(yīng)當(dāng)把學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生從原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中,生長(zhǎng)新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。教師與學(xué)生,學(xué)生與學(xué)生之間需要共同針對(duì)某些問題進(jìn)行探索,并在探索過程中相互交流和質(zhì)疑,了解彼此的想法。
1.2.2教師觀
(1)教師是學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的忠實(shí)支持者。教師應(yīng)該給學(xué)生提供復(fù)雜的真實(shí)問題。他們不僅必須開發(fā)或發(fā)現(xiàn)這些問題,而且必須認(rèn)識(shí)到復(fù)雜問題可能有多種答案,鼓勵(lì)學(xué)生提出問題解決的多種觀點(diǎn)。教師必須創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,讓學(xué)生在這種環(huán)境中可以通過實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立探究、合作學(xué)習(xí)等方式來展開他們的學(xué)習(xí)。
(2)教師要成為學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的積極幫助者和引導(dǎo)者。要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。通過創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容要求的情景和提示新舊知識(shí)之間聯(lián)系的線索,幫助學(xué)生建構(gòu)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的愈義。為使學(xué)生對(duì)知識(shí)愈義的建構(gòu)更為有效,教師應(yīng)盡可能地組織和引導(dǎo)協(xié)作學(xué)習(xí),展開討論和交流。
1.3教學(xué)棋式與教學(xué)方法
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論所倡導(dǎo)的教學(xué)模式可概括為:以學(xué)生為中心,在整個(gè)教學(xué)過程中由教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用,利用情景、協(xié)作、交流等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)精神,最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)的目的。
在建構(gòu)主義的教學(xué)模式下,目前已開發(fā)出的比較成熟的教學(xué)方法主要有以下幾種:
(1)支架式教學(xué)(ScaffoldingInstruction)。它是為學(xué)習(xí)者建構(gòu)對(duì)知識(shí)的理解提供一種概念框架,這種框架中的概念是為引導(dǎo)學(xué)習(xí)者對(duì)問題的進(jìn)一步理解所設(shè)計(jì)的,為此,要把復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)加以分解,以便于把學(xué)習(xí)者的理解逐步引向深人。它有以下幾個(gè)環(huán)節(jié):搭腳手架(圍繞學(xué)習(xí)主題,按維果茨基的“最鄰近發(fā)展區(qū)”的要求建立概念框架)—進(jìn)人情景—獨(dú)立探索—協(xié)作學(xué)習(xí)—效果評(píng)價(jià))。
(2)錨式教學(xué)(AnchoredInstruction)。這種教學(xué)要求建立在有感染力的真實(shí)事件或真實(shí)問題的基礎(chǔ)上。建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)習(xí)者要想完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu),即達(dá)到對(duì)該知識(shí)所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物間聯(lián)系的深刻理解,最好的辦法是讓學(xué)習(xí)者到現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境中去感受和體驗(yàn)(即通過獲取直接經(jīng)驗(yàn)來學(xué)習(xí),正如船舶拋錨了,船員必須親自下到海里去游泳),而不是僅僅聆聽別人(例如教師)關(guān)于這種經(jīng)驗(yàn)的介紹和講解。它有這樣幾個(gè)環(huán)節(jié):創(chuàng)設(shè)情景—確定問題—自主學(xué)習(xí)—協(xié)作學(xué)習(xí)—效果評(píng)價(jià)。
(3)隨機(jī)進(jìn)人教學(xué)(RandomAccessInstruction)。由于事物的復(fù)雜性和問題的多面性,要做到對(duì)事物內(nèi)在性質(zhì)和事物之間相互聯(lián)系的全面了解和掌握,即真正達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的全面而深刻的意義建構(gòu)是很困難的,往往從不同的角度考慮可以得出不同的理解。為克服這方面的弊病,在教學(xué)中就要注意對(duì)同一教學(xué)內(nèi)容,要在不同的時(shí)間、不同的情境下、為不同的教學(xué)目的、用不同的方式加以呈現(xiàn)。因此,多次進(jìn)人的結(jié)果,絕不僅僅是對(duì)同一知識(shí)內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù)和鞏固,而是使學(xué)習(xí)者獲得對(duì)事物全貌的理解與認(rèn)識(shí)上的飛躍。隨機(jī)進(jìn)人教學(xué)主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié):呈現(xiàn)基本情境—隨機(jī)進(jìn)人學(xué)習(xí)—思維發(fā)展訓(xùn)練—小組協(xié)作學(xué)習(xí)—學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)。
2基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的支架式無機(jī)化學(xué)雙語教學(xué)模式
如何保證雙語教學(xué)的順利實(shí)施?如何處理教學(xué)質(zhì)量與額定課時(shí)的尖銳矛盾?筆者認(rèn)為,建構(gòu)主義教學(xué)模式和教學(xué)方法是我們的重要法寶。我們認(rèn)為,在化學(xué)知識(shí)的英文表達(dá)上,教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)該是閱讀和寫作,其次才是聽和說。因此,我們利用寶貴的課堂時(shí)間解決化學(xué)專業(yè)術(shù)語英語表達(dá)的聽和說問題,再引導(dǎo)學(xué)生在課內(nèi)課外認(rèn)真閱讀英文化學(xué)教材并訓(xùn)練專業(yè)英文寫作。下面僅以“原子結(jié)構(gòu)與元素周期律”一章及其中的“多電子原子”一節(jié)為例,介紹如何采用建構(gòu)主義理念下的“支架式教學(xué)模式”,引導(dǎo)學(xué)生以已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)背景為前提主動(dòng)建構(gòu)化學(xué)的雙語知識(shí)。
(1)胳腳手架:圍繞當(dāng)前的學(xué)習(xí)主題,按“最鄰近發(fā)展區(qū)”的要求建立概念框架(見圖1、圖2)。讓學(xué)生沿著這些知識(shí)腳手架,通過自主學(xué)習(xí),獲得對(duì)知識(shí)的理解和掌握。
(2)進(jìn)人情景:我們預(yù)先編寫好上述概念框架式的無機(jī)化學(xué)英文精要資料,在課堂上把無機(jī)化學(xué)的系統(tǒng)知識(shí)用中文講透,并用英文板書出授課提綱和化學(xué)專業(yè)術(shù)語,根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容將學(xué)生引人問題情景,激勵(lì)學(xué)生課中、課后自主學(xué)習(xí)。
(3)獨(dú)立探索:在給定學(xué)生專業(yè)英文資料的基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課堂中及中文教材上掌握的化學(xué)背景知識(shí),借助于詞典獨(dú)立探索化學(xué)知識(shí)的英語表達(dá)方法,在探索的過程中教師要適時(shí)提示和幫助學(xué)生沿著概念框架逐步攀升。
(4)協(xié)作學(xué)習(xí):相互討論、交流學(xué)習(xí)。通過討論、交流,學(xué)生可以集思廣益、博采眾長(zhǎng);可以發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤和不足;可以在共享集體思維成果的基礎(chǔ)上達(dá)到對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的比較全面、正確的理解,最終達(dá)到對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)。
(5)澈果評(píng)價(jià):這是對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)情況作出評(píng)價(jià)。可用英文布置和完成作業(yè),用英文命題考試的方式來評(píng)價(jià)、檢查、督促和鞏固學(xué)生學(xué)科知識(shí)的雙語學(xué)習(xí),推動(dòng)雙語教學(xué)的進(jìn)行。
我們對(duì)本地區(qū)各級(jí)醫(yī)院、疾控中心、婦幼保健院的檢驗(yàn)科進(jìn)行調(diào)查分析,發(fā)現(xiàn)無論是二級(jí)甲等醫(yī)院還是基層醫(yī)院,檢驗(yàn)科的工作流程基本一致,從標(biāo)本的接收、處理、分析、檢測(cè),到審核報(bào)告,每個(gè)環(huán)節(jié)都能夠規(guī)范操作,實(shí)現(xiàn)了全過程質(zhì)量控制。另外,自動(dòng)化操作已基本替代了原有的手工操作。在這種情況下,如何使教學(xué)更符合臨床實(shí)際工作需要,是我們面臨的一個(gè)難題。為此,筆者結(jié)合我校情況和學(xué)生特點(diǎn),在對(duì)本地區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,對(duì)該課程教學(xué)改革進(jìn)行了積極探索。
2教學(xué)改革初探
2.1課程設(shè)計(jì)上,體現(xiàn)“三個(gè)結(jié)合一個(gè)貫穿”
為體現(xiàn)“以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位、以發(fā)展技能為核心”的職教理念,教學(xué)內(nèi)容的組織突出應(yīng)用性、實(shí)踐性,理論教學(xué)以“實(shí)用、夠用”為度,實(shí)踐教學(xué)以崗位需要為準(zhǔn),達(dá)到課堂和崗位無縫連接。六校終課程設(shè)計(jì)上,注重“三個(gè)結(jié)合一個(gè)貫穿”:(1)結(jié)合崗位:加強(qiáng)與臨床的銜接,以適應(yīng)崗位需要,將臨床工作任務(wù)、工作過程轉(zhuǎn)化為本課程的4個(gè)工作項(xiàng)目,以適應(yīng)實(shí)際工作要求,注重培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)。(2)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合:理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)比為1∶1,注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。(3)結(jié)合學(xué)生:采用多種教學(xué)方法,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo),使學(xué)生有興趣學(xué)、容易學(xué),注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。(4)一個(gè)貫穿:將質(zhì)量控制的內(nèi)容貫穿于整個(gè)教學(xué)過程的始終,將臨床工作中的分析前、中、后質(zhì)量控制內(nèi)容滲透在知識(shí)目標(biāo)及能力目標(biāo)中,培養(yǎng)學(xué)生良好的質(zhì)量意識(shí)、誠(chéng)信意識(shí)等職業(yè)素質(zhì)。
2.2對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合
根據(jù)崗位需要確定人才培養(yǎng)目標(biāo),打破原有生物化學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)課程設(shè)置,重新設(shè)定知識(shí)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,將教學(xué)內(nèi)容分為4個(gè)工作項(xiàng)目,每個(gè)工作項(xiàng)目又設(shè)有子項(xiàng)目,分別對(duì)應(yīng)若干知識(shí)點(diǎn)。第一工作項(xiàng)目:以生物化學(xué)檢驗(yàn)基本技術(shù)、技能和儀器為中心,介紹試劑的配制、常用移液器、光譜分析、電位分析、電泳、離心、酶活性測(cè)定等分析技術(shù)和自動(dòng)分析儀的應(yīng)用。本項(xiàng)目的重點(diǎn)是生物化學(xué)檢驗(yàn)的各分析技術(shù)、儀器的基本原理和規(guī)范操作。第二工作項(xiàng)目:以人體物質(zhì)代謝為中心,介紹各種代謝物的檢測(cè)方法,如糖、脂類、蛋白質(zhì)、電解質(zhì)的測(cè)定。本項(xiàng)目的重點(diǎn)是各種代謝物檢測(cè)方法的原理、操作、注意事項(xiàng)及臨床意義。第三工作項(xiàng)目:以器官為中心,分別闡述病理狀態(tài)下的生物化學(xué)變化,如心、肝、腎功檢測(cè)等。本項(xiàng)目的重點(diǎn)是合理選擇相關(guān)檢驗(yàn)指標(biāo)及其臨床意義。第四工作項(xiàng)目:以質(zhì)量控制為中心介紹質(zhì)控圖的繪制、質(zhì)控規(guī)則及失控的處理。本項(xiàng)目的重點(diǎn)是生物化學(xué)檢驗(yàn)質(zhì)控圖的繪制、質(zhì)控規(guī)則、質(zhì)控結(jié)果的判斷及失控的處理。
2.3探索多種教學(xué)方法
(1)理論教學(xué)時(shí),為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,在傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上,嘗試采用以下方法:①案例分析式教學(xué)法:將臨床病例引入教學(xué),激發(fā)學(xué)生興趣。例如,在講肝功檢測(cè)項(xiàng)目時(shí),通過對(duì)具體病例檢測(cè)項(xiàng)目的分析,使學(xué)生明確肝功檢測(cè)的意義和價(jià)值;在進(jìn)行結(jié)果報(bào)告與分析時(shí),讓學(xué)生分組討論為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果?錯(cuò)誤的報(bào)告會(huì)帶來哪些危害?學(xué)生通過討論、參與鞏固了記憶,也進(jìn)一步強(qiáng)化了職業(yè)道德培養(yǎng)。②PBL啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)法:為了培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力,在日常教學(xué)中采用PBL啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)法。比如在本課程的多個(gè)工作項(xiàng)目教學(xué)中,有很多類似的知識(shí)內(nèi)容,如講肝功檢測(cè)項(xiàng)目中的樣本采集和處理時(shí),因?yàn)橐褜W(xué)習(xí)過其他檢測(cè)項(xiàng)目的相關(guān)內(nèi)容,此時(shí)提出問題:肝功檢測(cè)前質(zhì)量控制的內(nèi)容有哪些?學(xué)生通過對(duì)比分析,很快就能找到問題的答案。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、掌握分析問題的關(guān)鍵和找到解決問題的方法作用很大。(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),為更好地提高學(xué)生的基本操作技能,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。我們改變了以往的大班授課方式,采用新的教學(xué)方法:①點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分組式教學(xué)法:為了規(guī)范技能操作,提高學(xué)生動(dòng)手能力,同時(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,針對(duì)原有大班授課學(xué)生積極性不高,教師不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題,不能適應(yīng)學(xué)生技能培養(yǎng)要求的缺陷,我們充分利用現(xiàn)有人員和儀器設(shè)備,采用教師集體備課,分組帶教的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過教師示教—學(xué)生操作—教師糾錯(cuò)—學(xué)生反復(fù)練習(xí)模式實(shí)施教學(xué)。②任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法:為了更好地引導(dǎo)學(xué)生思考,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。教師對(duì)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì),將以往的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)具體的工作任務(wù),將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置在任務(wù)之中。比如在血漿葡萄糖檢測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師模擬臨床工作環(huán)境,將工作任務(wù)(血漿葡萄糖檢測(cè))下達(dá)給學(xué)生,讓學(xué)生帶著任務(wù)學(xué)習(xí)、討論、分析,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生按照臨床工作流程完成任務(wù):患者準(zhǔn)備—標(biāo)本采集、處理—血糖檢測(cè)—檢測(cè)結(jié)果分析、報(bào)告—廢物處理。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,通過完成一個(gè)個(gè)任務(wù)逐步掌握所學(xué)知識(shí)與技能,教師對(duì)學(xué)生的任務(wù)完成情況進(jìn)行總結(jié)、評(píng)價(jià)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法不僅提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力,而且提高了他們的學(xué)習(xí)積極性與興趣。③角色扮演法:為了培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力、質(zhì)量意識(shí),同時(shí)提高學(xué)習(xí)積極性和操作能力,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中采用了角色扮演法。讓學(xué)生分別扮演患者和檢驗(yàn)人員,演繹患者診療、檢驗(yàn)人員工作的全過程,以便更好地了解樣本采集對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響,了解分析前質(zhì)量控制的內(nèi)容,樹立為患者服務(wù)意識(shí)。通過對(duì)檢驗(yàn)人員角色的扮演,學(xué)生的責(zé)任感油然而生,有助于形成良好的職業(yè)道德。學(xué)生通過角色扮演不僅掌握了臨床工作流程、順利完成工作任務(wù),而且能夠感性地看待醫(yī)患溝通,培養(yǎng)溝通能力,有助于將來適應(yīng)臨床崗位要求。
3結(jié)語
【關(guān)鍵詞】泡桐屬;化學(xué)成分;生物活性
玄參科泡桐屬Paulownia植物,全屬共有7種,分別是白花泡桐[P.fortunei(Seem.)Hemsl.],毛泡桐[P.tomentosa(Thunb.)Steud.],蘭考泡桐(P.elongataS.Y.Hu),椒葉泡桐(P.catalpifoliaGongTong),臺(tái)灣泡桐(P.kawakamiiIto),川泡桐(P.fargesiiFranch.)和南方泡桐(P.australisGongTong),光泡桐[P.tomentosavar.tsinlingensis(Pai)GongTong]是毛泡桐的變種。除東北北部、內(nèi)蒙古、新疆北部、等地區(qū)外全國(guó)均有分布,栽培或野生。白花泡桐在越南、老撾也有分布,有些種類已在世界許多國(guó)家引種栽培。作為一種優(yōu)質(zhì)木材,它不僅在工農(nóng)業(yè)方面有廣泛用途,同時(shí)它還是一種常用的中草藥,其花、葉、皮、根、果古時(shí)就有其藥用記載。如《本草綱目》記述:“桐葉……主惡蝕瘡著陰,皮主五痔,殺三蟲。花主傅豬瘡,消腫生發(fā)[1]。”《藥性論》也言:“治五淋,沐發(fā)去頭風(fēng),生發(fā)滋潤(rùn)。”近年來醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)其主要作用有:抗菌消炎,止咳利尿,降壓止血,同時(shí)還具有殺蟲作用。
1化學(xué)成分
泡桐屬植物的化學(xué)成分研究始于20世紀(jì)30年代初。日本學(xué)者最先對(duì)泡桐屬植物的化學(xué)成分進(jìn)行了研究,1931年MascoKazi等從泡桐葉的樹皮和樹葉中分離得到糖苷類化合物[2,3]。1959年,KazutoruYoneichi研究了桐木中的木脂素成分,分離得到了丁香苷。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種色譜分離方法和現(xiàn)代波譜技術(shù)應(yīng)用于天然產(chǎn)物的研究,從泡桐屬植物中不斷發(fā)現(xiàn)新化合物。該屬植物中所含化學(xué)成分類型主要有環(huán)烯醚萜苷、苯丙素、木脂素苷、黃酮、倍半萜、三萜等。其中許多化合物被證明具有一定的生物活性。
1.1苯丙素類化合物苯丙素類化合物在泡桐屬植物中分布較為廣泛。主要有:(1)木脂素(四氫呋喃駢四氫呋喃類):細(xì)辛素(d-Asarinin)[4],芝麻素(d-Sesamin)[5],泡桐素(Paulownin)[6],異泡桐素(Isopaulownin)、(+)-Piperitol[7]等。(2)苯丙素酚類:Verbascoside[8],Isoverbascoside[9]。
1.2環(huán)烯醚萜類富含環(huán)烯醚萜類成分是泡桐屬植物的一大特征,在該屬植物中多以成苷的形式出現(xiàn),廣泛分布于桐木、桐皮、桐葉中,花中還未見文獻(xiàn)報(bào)道。泡桐屬中的環(huán)烯醚萜成分具有九碳骨架(即C-4去甲基)的環(huán)戊烷型、環(huán)戊烯型和7,8環(huán)氧戊烷型,顯示了其在植物分類學(xué)上的意義。其取代基位置比較固定,一般1位羥基與1分子葡萄糖成苷,8位為甲基或羥甲基。另外,Soern等從成年毛泡桐的葉部獲得兩個(gè)5,6位為雙鍵的環(huán)烯醚萜苷,同時(shí),他還發(fā)現(xiàn)成年和幼年的毛泡桐中環(huán)烯醚萜苷成分有所不同[10~14]。
1.3倍半萜類李志剛等[15]從毛泡桐的花中分到7個(gè)落葉酸型的倍半萜,為首次從該屬植物中分到倍半萜類化合物,可能與該類激素促進(jìn)開花,抑制種子發(fā)芽有關(guān),其他部分未發(fā)現(xiàn)。
1.4甘油酯類杜欣等[16]從毛泡桐的花中還分到了甘油酯類的化合物及其苷。
1.5其他成分從該屬植物中還分離出黃酮類、二氫黃酮類、三萜(主要為熊果酸及其苷[17])、生物堿、多酚、單糖、鞣酸、脂肪酸等多種成分。另外,栗原滕三郎和宋永芳等[18]對(duì)泡桐花的精油成分作了色譜、質(zhì)譜分析,研究了其中的蛋白質(zhì)、氨基酸、微量元素等營(yíng)養(yǎng)成分,利用GC/MS技術(shù)鑒定出許多長(zhǎng)鏈及芳香族化合物。
1.6植物激素王文芝等[19]對(duì)河南蘭考泡桐的根、莖、葉中的植物激素進(jìn)行了研究,利用HPLC技術(shù)分離鑒定出了激動(dòng)素、反式玉米素、激動(dòng)素核酸等8種激素。
2生物活性
2.1抗菌作用芝麻素對(duì)結(jié)核桿菌有抑制作用[20],而泡桐花及其果實(shí)的注射液(醇提取后用醋酸鉛沉淀去雜質(zhì)制成),體外實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)金黃色葡萄球菌及傷寒桿菌、痢疾桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、布氏桿菌、革蘭菌、酵母菌等均有一定的抑制作用[4]。從泡桐屬植物中分到的紫葳新苷Ⅰ對(duì)金黃色葡萄球菌和乳鏈球菌均有抑制作用,最小濃度為150μg/ml,并認(rèn)為其角甲基是抗菌必要基團(tuán)[21]。魏希穎等將泡桐花的黃酮提取物作了體外抑菌實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)其對(duì)金黃色葡萄球菌作用最強(qiáng),而對(duì)黑曲霉、啤酒酵母、產(chǎn)黃青霉無明顯的抑制作用[22]。
2.2治療氣管炎泡桐果及花治療慢性氣管炎有一定療效,臨床治療1341例,有效率為81%,其中臨床控制率7%,顯效25%[23]。
2.3消炎作用泡桐花可用于治療炎癥感染,臨床報(bào)道用其治療16種疾病計(jì)244例,均有一定療效,其中對(duì)上感、支氣管肺炎、急性扁桃體炎、菌痢、急性腸炎、急性結(jié)膜炎的療效較好,治療中未發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)和副作用[4]。實(shí)驗(yàn)中通過觀察泡桐花浸膏對(duì)哮喘豚鼠肺病理組織學(xué)的影響發(fā)現(xiàn)泡桐花浸膏能明顯延長(zhǎng)豚鼠誘喘潛伏期,優(yōu)于地塞米松(P<0.001);對(duì)肺組織炎性細(xì)胞浸潤(rùn)有明顯的抑制作用。能減輕炎癥反應(yīng)對(duì)哮喘豚鼠肺組織結(jié)構(gòu)的破壞[24]。李寅超等通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)泡桐果總黃酮及揮發(fā)油可通過抑制支氣管肺泡灌洗液(BALF)中的血嗜酸粒細(xì)胞(EOS)聚集而具有一定的抗哮喘氣道變應(yīng)性炎癥的作用[25]。
2.4止血作用泡桐屬植物中所含丁香苷有明顯止血作用。本品注射液用于手術(shù)70例,良效(明顯止血)30例,占42.9%,有效(出血減少)26例,占37.1%,無效14例[26]。
2.5毒性研究小鼠口服泡桐果乙醇提取物半數(shù)致死量為21.4g生藥/kg。大鼠口服2g/(kg·d),共21天,一般情況及體重均無異常,內(nèi)臟病理檢查未見中毒性病理形態(tài)改變。家兔急性、亞急性毒理實(shí)驗(yàn)中,泡桐果煎劑對(duì)心、肝、腎、脾、胃均無毒性病理改變。家兔灌服泡桐花浸膏或靜脈注射,一般情況及食欲、體重、白細(xì)胞等均無明顯變化,成人口服上述浸膏或肌肉注射,自覺癥狀、體溫、脈搏及白細(xì)胞數(shù)等均無明顯改變,但有輕度血壓下降[4]。已有報(bào)道苯丙素苷具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、清除自由基、延緩骨骼肌疲勞、DNA堿基修復(fù)、抗凝血、抗血小板凝聚等多種生理活性。從泡桐屬植物的樹皮和莖部分離得到一個(gè)新的呋喃醌酮(methyl-5-hydroxy-dinaphtho[1,2-2′,3′]furan-7,12-dione-6-carboxylate),對(duì)hela癌細(xì)胞有抑制作用,對(duì)polio病毒的brunhildeⅠ型EC50為0.1μg/ml對(duì)leonⅢ型EC50為0.1μg/ml[27]。另外,咖啡酸的糖酯類化合物被認(rèn)為與該植物的顏色改變有關(guān)[28]。
2.6殺蟲作用泡桐素、芝麻素可增強(qiáng)殺蟲劑除蟲菊酯的殺蟲作用,可有效殺滅蚊蠅及其幼體[29]。
2.7其他作用泡桐屬植物還具有止咳、平喘、祛痰、治手足癬與燒傷、消腫、生發(fā)等功效[4]。
從以上可知,泡桐屬植物化學(xué)成分療效顯著且具多樣化,但對(duì)該屬植物的成分研究多集中于毛泡桐種,其他種涉及較少,而對(duì)部位的研究則多為桐葉,皮、根,莖次之,花研究的最少。對(duì)生物活性的研究則不夠深入,其有效部位及有效成分有待進(jìn)一步確定。
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1.1湖相沉積物中有機(jī)質(zhì)的組成研究
湖相沉積物中有機(jī)質(zhì)的組成特征是識(shí)別其來源的重要技術(shù)手段之一。一般將分散在沉積物中的有機(jī)質(zhì)劃分為干酪根(不溶于非極性有機(jī)溶劑)和可溶有機(jī)質(zhì)兩大類(肖賢明等,1990)。孢粉學(xué)家將干酪根劃分為藻質(zhì)、無定形、草質(zhì)、木質(zhì)和煤質(zhì)5種組分(表1)。藻質(zhì)和無定形組分均來源于水生浮游生物;草質(zhì)組分由孢子、花粉、角質(zhì)層、葉子表皮和植表1湖相沉積物中不溶有機(jī)質(zhì)的組成特征Table1Compositionandsourceofinsolubleorganicmatterfromlacustrinesediments孢粉學(xué)煤巖學(xué)有機(jī)質(zhì)來源藻質(zhì)、無定形腐泥組主要來源于水生浮游生物草質(zhì)殼質(zhì)組高等植物的孢子、花粉、角質(zhì)層等木質(zhì)鏡質(zhì)組高等植物的木質(zhì)素、纖維素等煤質(zhì)惰質(zhì)組高等植物的木質(zhì)素、纖維素等物細(xì)胞構(gòu)造所組成,大部分來源于陸地;木質(zhì)組分呈易辯認(rèn)的長(zhǎng)形木質(zhì)構(gòu)造的纖維狀物質(zhì),來源于陸地高等植物;煤質(zhì)組分是陸地天然碳化的植物物質(zhì)和再沉積的碳化物質(zhì)。煤巖學(xué)家將干酪根劃分為腐泥組、殼質(zhì)組、鏡質(zhì)組及惰質(zhì)組4種組分。腐泥組包括了藻質(zhì)體和無定形體,主要來源于水生浮游生物;殼質(zhì)組由孢子、角質(zhì)、樹脂、蠟組成;鏡質(zhì)組由泥炭成因的腐殖質(zhì)組成,惰質(zhì)組由碎質(zhì)體、菌質(zhì)體、絲質(zhì)體、半絲質(zhì)體組成,它們主要來源于陸生植物。有機(jī)地球化學(xué)家的研究對(duì)象主要是沉積物中的可溶有機(jī)質(zhì),并根據(jù)其分子、原子、同位素等組成特征推斷有機(jī)質(zhì)的來源、保存條件和演化歷程等。
1.2湖相沉積物中有機(jī)質(zhì)的來源
湖相沉積物中的有機(jī)質(zhì)有2種來源,分別為外源的陸生植物和內(nèi)源的水生生物(Meyersetal.,1999)。不同來源有機(jī)質(zhì)的含量受控于沉積物形成時(shí)的古大氣溫度、濕度、CO2濃度和生物屬性等物源條件,河流、大氣流動(dòng)、生物活動(dòng)等搬運(yùn)條件,以及沉積水體的鹽度、pH值、Eh值等保存條件。
1.2.1外源有機(jī)質(zhì)湖相沉積物中的外源
有機(jī)質(zhì)主要是指陸生植物。按照光合作用固碳方式和初級(jí)產(chǎn)物的碳原子數(shù)不同可將其劃分為C3、C4和CAM植物。C3植物光合作用的最初產(chǎn)物為三磷酸甘油酯;C4植物光合作用的最初產(chǎn)物為四碳二羥酸;CAM植物屬于中間類型(Attendornetal.,1988)。目前,有確鑿依據(jù)的C4植物出現(xiàn)的最早記錄前推至晚中新世(Thomassonetal.,1986),至于是否存在更早的C4植物,仍是一個(gè)懸而未決的問題。不同類型植物的光合作用固碳方式有較大差異,所以其生理習(xí)性和同位素分餾效應(yīng)也不相同。碳同位素在C3植物中的分餾模式可用下式表達(dá)(Franceyetal.,1982):δ13pC≈δ13aC-a-(b-a)cica(1)ci=ca-Ag(2)式中δ13pC為C3植物光合作用產(chǎn)物的碳同位素值;δ13aC為大氣中CO2的碳同位素值;a為大氣中13CCO2與12CCO2擴(kuò)散速率的差值,約為4.4‰;b為C3植物中1,5-二磷酸核糖酮羧化過程中碳同位素分餾值,約為30‰;ci為細(xì)胞間的CO2濃度;ca為大氣中的CO2濃度;A為CO2的吸收率;g為植物葉片表層和氣孔的CO2導(dǎo)通系數(shù)。可見,C3植物的碳同位素值(δ13pC)主要受控于大氣中CO2的濃度(ca)、植物細(xì)胞間的CO2濃度(ci)和大氣中CO2的碳同位素值(δ13aC)。在特定的地質(zhì)歷史時(shí)期,大氣中CO2的濃度和碳同位素值變化較小,可認(rèn)為是一常數(shù),那么這一時(shí)期C3植物的碳同位素值就主要受控于植物細(xì)胞間的CO2濃度。在暖濕的氣候條件下,植物的新陳代謝旺盛,細(xì)胞間的CO2濃度升高,代謝產(chǎn)物的碳同位素值(δ13pC)減小;在暖干的氣候條件下,植物對(duì)CO2的吸收率增加,同時(shí)為了維持生命減少水分的損耗,將關(guān)閉部分氣孔,導(dǎo)致CO2導(dǎo)通系數(shù)降低,從而使細(xì)胞間CO2濃度降低,代謝產(chǎn)物的碳同位素值(δ13pC)增加;在冷濕的氣候條件下,植物的新陳代謝活動(dòng)緩慢,CO2的吸收率降低,由于不需要減少水分蒸發(fā)而關(guān)閉部分氣孔,導(dǎo)致CO2導(dǎo)通系數(shù)相對(duì)增加,從而使細(xì)胞間CO2濃度相對(duì)升高,代謝產(chǎn)物的碳同位素值(δ13pC)減小;在冷干的氣候條件下,植物的大部分氣孔關(guān)閉,細(xì)胞間的CO2濃度降低,代謝產(chǎn)物的碳同位素值(δ13pC)增加。盡管C3植物的碳同位素值會(huì)隨著氣候和環(huán)境條件發(fā)生變化,但是這種變化發(fā)生在一定范圍之內(nèi)(表2)。幾乎所有的樹木,大部分灌木、草本植物、喜冷牧草和莎草屬于C3類植物;暖季型牧草和莎草是最主要的C4類植物;肉質(zhì)植物如仙人掌等屬于CAM類植物(Cerlingetal.,1993)。C4類植物是在距今7~5Ma才開始繁盛的,可能與大氣中CO2濃度的逐漸降低有關(guān)(Cerlingetal.,1993)。C3植物主要生長(zhǎng)在溫度較低,日照不強(qiáng),高降雨量和高土壤濕度環(huán)境;C4植物則不同,溫度越高,日照越強(qiáng),生長(zhǎng)越茂盛,較偏愛干旱的低土壤濕度環(huán)境;CAM植物類型較少(例如仙人掌科),其典型生長(zhǎng)環(huán)境為干旱環(huán)境(彭紅霞等,2003)。
1.2.2內(nèi)源有機(jī)質(zhì)湖相沉積物中的內(nèi)源
有機(jī)質(zhì)主要是指來源于湖泊中的動(dòng)植物在死亡之后與陸源碎屑共同沉積埋藏在匯水盆地中的有機(jī)質(zhì)。可根據(jù)在湖泊中的分布位置差異,將水生植物劃分為挺水植物、浮游植物和沉水植物三類。挺水植物的根或根莖生長(zhǎng)在湖泊的底泥之中,莖、出水面。它一般直接利用大氣中的CO2進(jìn)行光合作用,因此與陸生植物的碳同位素特征相近,特別是與陸生C3類植物的δ13C具有很好的可比性,通常為-30‰~-24‰(Aravenaetal.,1992)。沉水植物整體沒于水面以下,系營(yíng)固著生存的大型水生植物。它主要利用湖水中的HCO-3作為碳源進(jìn)行光合作用。由于在普通的湖水溫度條件下,HCO-3的δ13C值比溶解CO2的δ13C值要偏重7‰~11‰,因此沉水植物的δ13C比挺水植物的δ13C值重,變化范圍為-20‰~-12‰,平均約為-15‰(Meyersetal.,1993)。浮游植物是指在水中以浮游方式生活的微小植物,通常就是指浮游藻類,包括藍(lán)藻門、綠藻門、硅藻門、金藻門、黃藻門、甲藻門、隱藻門和裸藻門8個(gè)門類的浮游種類。若浮游藻類利用與大氣保持平衡的湖水中溶解的CO2作為光合作用的碳源,則其δ13C值與陸生C3植物的δ13C值接近,最小可達(dá)-35.5‰;若湖水中溶解的CO2嚴(yán)重虧損,浮游藻類將主要利用湖水中的HCO-3作為碳源,則其δ13C值顯著偏正(Meyersetal.,1993),通常比利用湖水中溶解的CO2進(jìn)行光合作用獲得的有機(jī)質(zhì)δ13C值大約高7‰~8‰(Smithetal.,1971),如某些藻類的δ13C值可達(dá)-24‰~-12‰(劉強(qiáng)等,2005a)。
2湖相沉積有機(jī)質(zhì)中蘊(yùn)含的古環(huán)境地球化學(xué)信息
2.1第四紀(jì)湖相沉積有機(jī)質(zhì)中蘊(yùn)含的古環(huán)境地球化學(xué)信息
2.1.1長(zhǎng)鏈烯酮不飽和度與古氣溫的關(guān)系
長(zhǎng)鏈不飽和烯酮廣泛存在于現(xiàn)代海洋沉積物中,其母源是金藻門的超微單細(xì)胞遠(yuǎn)洋顆石藻類,包括赫胥黎藻和大洋橋石藻(Brasselletal.,1986)。長(zhǎng)鏈烯酮不飽和度是指存在于沉積物中的兩種結(jié)構(gòu)相似的長(zhǎng)鏈烯酮豐度的比值,一般用UK37表示。Bras-sell等(1986)首先提出了UK37指標(biāo),公式如下:UK37=[C37∶2-C37∶4][C37∶2+C37∶3+C37∶4](3)Prahl等(1988)將UK37指標(biāo)簡(jiǎn)化為UK'37,其公式如下:UK'37=[C37∶2][C37∶2+C37∶3](4)式中C37∶2、C37∶3和C37∶4代表碳鏈長(zhǎng)度為37,分別有2個(gè)、3個(gè)和4個(gè)不飽和鍵的烯酮類化合物(Sikesetal.,1991)。實(shí)驗(yàn)室藻類培養(yǎng)試驗(yàn)和海洋沉積物樣品檢測(cè)分析均顯示,UK'37與溫度之間有很好的線性關(guān)系,可在4~25℃范圍內(nèi)較靈敏地反映古海水表面的溫度變化,且計(jì)算結(jié)果與根據(jù)有孔蟲氧同位素計(jì)算的結(jié)果吻合很好,因此一直被認(rèn)為是一個(gè)很好的古溫標(biāo)(Jasperetal.,1989)。UK'37在重建古海水表層溫度中得到廣泛應(yīng)用,并取得了較好的應(yīng)用效果(Mangelsdorfetal.,2000;Rosell-Meléetal.,1995;Sikesetal.,1991)。這主要是由于(孫青等,2010):①長(zhǎng)鏈烯酮在海洋中廣泛存在;②海洋中長(zhǎng)鏈烯酮的母源比較清楚,只有少數(shù)的幾種藻類能合成長(zhǎng)鏈烯酮;③通過實(shí)驗(yàn)室對(duì)單藻種的控溫培養(yǎng)以及全球海洋表層沉積物的研究,建立了UK'37與溫度(T)之間的關(guān)系方程。長(zhǎng)鏈不飽和烯酮不僅存在于海洋沉積物中,而且還廣泛存在于陸相湖泊沉積物中。湖泊中長(zhǎng)鏈烯酮的母源可能與海洋中的不同,具體表現(xiàn)在湖泊沉積體系與開闊海洋體系的長(zhǎng)鏈烯酮分布模式不同,湖泊沉積物中C37∶4長(zhǎng)鏈烯酮的含量很高,而海洋沉積物中,只有在海水溫度非常低(<4℃)的特殊情況下C37∶4長(zhǎng)鏈烯酮的含量才較高(孫青等,2002)。盡管湖泊沉積物中長(zhǎng)鏈烯酮的母源還未確認(rèn),且湖相環(huán)境影響生物生存的因素較多,但是中國(guó)學(xué)者在利用長(zhǎng)鏈烯酮不飽和度恢復(fù)古湖水表層溫度方面做了很多有益的工作。例如,有學(xué)者在研究扎布耶湖古溫度時(shí),探討了UK37和UK'37恢復(fù)古湖水溫度的差異(Wangetal.,1998),并在隨后的研究中取得了較好的應(yīng)用效果(鄭綿平等,2007);有學(xué)者指出咸水湖和鹽湖中長(zhǎng)鏈烯酮不飽和度(UK'37)與湖區(qū)年平均溫度相關(guān)性最好(孫青等,2004)。
2.1.2新的古水溫恢復(fù)指標(biāo)
TEX86TEX86是由古菌的一個(gè)分支MarineCrenarcha-eota產(chǎn)生的一組生物標(biāo)志物(GDGTs為glyceroldialkylglyceroltetraethers的縮寫)的比值。培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、水體顆粒物及大洋表層沉積物的研究結(jié)果都顯示,溫度是TEX86指標(biāo)的主要影響因素,而鹽度、營(yíng)養(yǎng)鹽等其他環(huán)境因子對(duì)TEX86指標(biāo)無明顯影響(Wuchteretal.,2004),且該指標(biāo)與表層海水年平均溫度相關(guān)性很好(Wuchteretal.,2005)。與通常用的UK'37古海水溫度指標(biāo)相比,TEX86指標(biāo)可以應(yīng)用在高于29℃的高溫海域,其恢復(fù)的溫度范圍為5~35℃。TEX86及其與溫度(T)的關(guān)系式如下(Wuchteretal.,2004):TEX86=[Ⅲ]+[Ⅳ]+[Ⅵ][Ⅱ]+[Ⅲ]+[Ⅳ]+[Ⅵ](5)TEX86=0.015×T+0.28(6)式中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ分別代表含有1~4個(gè)五元環(huán)的GDGTs,T為古海水表層年平均溫度(℃)。陸源物質(zhì)中也含有少量GDGTs,可作為湖區(qū)古水溫重建指標(biāo)加以開發(fā)利用,這將進(jìn)一步豐富研究古環(huán)境和古氣候的技術(shù)手段(Herfortetal.,2006;Powersetal.,2004;Weijersetal.,2006)。
2.1.3有機(jī)質(zhì)碳同位素與古氣候的關(guān)系———溫度和濕度
古氣候是古溫度和古濕度的綜合反映,可分為暖濕、暖干、冷濕、冷干四種氣候類型。由于在不同的氣候類型條件下,生物的新陳代謝速率、方式以及產(chǎn)物特征和保存條件不同,導(dǎo)致沉積物中的有機(jī)質(zhì)在豐度、元素組成和同位素組成等方面存在差異,并能據(jù)此反演古氣候的變化規(guī)律和演化趨勢(shì)。由于任何一種單因素參數(shù)受控的影響因素較多,在反演古氣候變化規(guī)律時(shí)存在多解性,所以需要將多個(gè)單因素參數(shù)綜合應(yīng)用,得出的結(jié)果相互校驗(yàn),以期獲得較可靠的古氣候變化規(guī)律和演化趨勢(shì)的認(rèn)識(shí)。有機(jī)質(zhì)碳同位素(δ13Corg)是分析古氣候變化時(shí)較常用的有機(jī)地球化學(xué)方面的主因素,以此為核心,綜合利用沉積物粒度、有機(jī)碳(TOC)、有機(jī)氮(TN)、孢粉、碳酸鹽、磁化率等特征來識(shí)別古氣候(表3)。由于陸源和湖泊內(nèi)源有機(jī)質(zhì)在相同的氣候條件下可能有不同的δ13Corg特征,所以在應(yīng)用該參數(shù)時(shí),首先需要確定有機(jī)質(zhì)的母源特征。通常TOC/TN值在蛋白質(zhì)含量高的藻類等水生植物中為4~10,在纖維素含量高的陸生維管植物中大于20;湖水中硝酸鹽的δ15Norg值為7‰~10‰,浮游植物吸收湖水硝酸鹽而使其中δ15Norg值升高到約為8‰;大氣中的氮?dú)猞?5Norg值約為0‰,陸生C3植物主要利用大氣中的氮?dú)舛蛊洇?5Norg值平均約為1‰(Meyersetal.,1999;Watanabeetal.,2004)。源于菌藻類低等生物的正構(gòu)烷烴碳數(shù)主要集中在C20以前,多以C17或C18為主峰,且無明顯的奇偶優(yōu)勢(shì);源于高等植物的正構(gòu)烷烴高碳數(shù)占優(yōu)勢(shì),多以C27、C29和C31為主峰,且在C23~C33范圍內(nèi)有明顯的奇偶優(yōu)勢(shì)。菌藻類低等生物的一元正脂肪酸具有≤C20碳數(shù)分布,主峰碳在C16或C18;高等植物除了C16和C18之外,還具有主峰碳在C24或C26的高碳數(shù)(>C20)一元正脂肪酸,并具有明顯的偶奇優(yōu)勢(shì)(鄭艷紅等,2007)。此外,如前所述:研究沉積物中有機(jī)顯微組分的組成特征也可有效地區(qū)分有機(jī)質(zhì)的母源特征。暖濕的氣候條件,植物的生產(chǎn)力較高,沉積物中有機(jī)質(zhì)相對(duì)富集。此時(shí),若陸源有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)相對(duì)較強(qiáng),則δ13Corg值明顯變輕。若內(nèi)源有機(jī)質(zhì)的相對(duì)貢獻(xiàn)較強(qiáng),則視其母源利用碳源的差別δ13Corg發(fā)生變化的趨勢(shì)不同,利用湖水中飽和的CO2為碳源時(shí),δ13Corg值將變輕,利用湖水中溶解的HCO-3為碳源時(shí),δ13Corg值將變重。冷干的氣候條件,植物的生產(chǎn)力較低,沉積物中的有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)減少。此時(shí),若陸源有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)相對(duì)較強(qiáng),則δ13Corg值明顯變重。若內(nèi)源有機(jī)質(zhì)的相對(duì)貢獻(xiàn)較強(qiáng),則δ13Corg值發(fā)生變化的趨勢(shì)同樣與其母源利用的碳源相關(guān)。暖干的氣候條件,陸源C4類植物相對(duì)繁盛。若湖相沉積物中的有機(jī)質(zhì)主要來源于陸地,則δ13Corg值將變重。這樣的氣候條件會(huì)導(dǎo)致湖水面相對(duì)縮小、湖水相對(duì)變淺,在濱湖地區(qū)適合挺水植物的發(fā)育,若它對(duì)沉積物中有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)相對(duì)較高,則δ13Corg值將變輕。冷濕的氣候條件,植物的新陳代謝緩慢,合成有機(jī)質(zhì)的能力顯著降低。陸源植物可能主要以耐低溫的高大喬木為主,也可能是以喜冷的牧草為主,它們同屬于C3類植物。湖泊沉積物中的有機(jī)質(zhì)若以陸源植物為主,則δ13Corg值將變輕。內(nèi)源植物可能以浮游藻類為主,其δ13Corg值的輕重同樣取決于所利用的碳源。由于CO2在水中的溶解度與溫度負(fù)相關(guān),且低溫條件下浮游藻類利用CO2的速率降低,所以冷濕的氣候條件下,湖水中可能含有濃度相對(duì)較高的CO2,從而導(dǎo)致內(nèi)源有機(jī)質(zhì)的δ13Corg值變輕。例如,現(xiàn)代溫暖海水中浮游植物的δ13Corg值在-20‰左右,較冷海水中浮游植物的δ13Corg值可達(dá)-30‰(Sackettetal.,1986)。從上述分析可見,當(dāng)湖泊沉積物中的有機(jī)質(zhì)主要來源于陸地時(shí),δ13Corg值偏負(fù)反映了濕潤(rùn)的氣候條件。若為暖濕氣候,則沉積物中TOC相對(duì)含量較高;若為冷濕氣候,沉積物中TOC相對(duì)含量較低。δ13Corg值偏正反映了干旱的氣候條件。若為暖干氣候,則沉積物碳酸鹽的δ18O值偏負(fù);若為冷干氣候,則沉積物碳酸鹽的δ18O值偏正。內(nèi)源有機(jī)質(zhì)的δ13Corg主要受湖水飽和CO2程度、生物利用碳源的種類及其新陳代謝方式等因素的影響,在判識(shí)古氣候時(shí)需結(jié)合其他資料。
2.1.4不飽和脂肪酸
脂肪酸是生物細(xì)胞膜的重要組成物質(zhì),包括藻類、原生動(dòng)物、部分高等植物、細(xì)菌等在內(nèi)的生物體,在較低的環(huán)境溫度下傾向于合成更多的不飽和脂肪酸,以維持其體內(nèi)細(xì)胞膜的流動(dòng)性(Marretal.,1962)。Kawamura等(1981)在研究日本琵琶湖沉積物上部20m巖芯時(shí)指出,較高的C18:2/C18:0對(duì)應(yīng)于較低的環(huán)境溫度。其中,C18:2為含有2個(gè)雙鍵18個(gè)碳原子的不飽和脂肪酸;C18:0為含有18個(gè)碳原子的飽和脂肪酸。
2.2成巖后有機(jī)質(zhì)中蘊(yùn)含的古環(huán)境地球化學(xué)信息
沉積物中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)歷了成巖演化之后,酮類、脂肪酸類和烯烴等不飽和或富氧組分多被降解消耗,可獲得的有機(jī)地球化學(xué)信息主要富集在飽和烴和芳烴中。根據(jù)古環(huán)境的研究目的不同,這些信息可分為兩類,一類可用來反映有機(jī)質(zhì)來源,另一類可用來反映有機(jī)質(zhì)的保存環(huán)境。通常,來源于陸源高等植物的正構(gòu)烷烴主峰碳在nC25~nC35之間,呈明顯的奇偶優(yōu)勢(shì);來源于藻類和細(xì)菌等水生低等生物的正構(gòu)烷烴主峰碳在nC17~nC23之間,無明顯奇偶優(yōu)勢(shì)(Volkmanetal.,1990)。高碳數(shù)正構(gòu)烷烴若是以C27或C29為主峰,則其母質(zhì)主要來源于木本植物;若是以C31為主峰,則其母質(zhì)主要來源于草本植物(王紅梅等,2001)。此外,奧利烷、γ-羽扇烷、芒柄花烷、補(bǔ)身烷、C27/C29甾烷、C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷、三環(huán)萜烷/17α(H)-藿烷、規(guī)則甾烷/17α(H)-藿烷、卡達(dá)烯和惹烯等參數(shù)也常被用來判識(shí)有機(jī)質(zhì)的來源及其相對(duì)貢獻(xiàn)(劉洛夫等,1997;田金強(qiáng)等,2011;孟江輝等,2011)。Pr/Ph、伽馬蠟烷指數(shù)、長(zhǎng)鏈三環(huán)萜烷比值ETR、β-胡蘿卜烷等化合物的相對(duì)含量是判識(shí)沉積水體鹽度和氧化還原電位時(shí)常用的飽和烴生標(biāo)參數(shù)(Fuetal.,1990;Haoetal.,2009;Irwinetal.,1990;王傳剛等,2006)。有研究指出(傅家謨等,1991;1992),來源于咸水湖泊環(huán)境的沉積物通常具有如下特征:可檢測(cè)出β-胡蘿卜烷;未檢出重排甾烷;藿/甾值極低;相對(duì)富集伽馬蠟烷,有時(shí)伽馬蠟烷可成為m/e191質(zhì)量色譜圖中的主峰,伽馬蠟烷指數(shù)為0.19~2.65,平均為1.04;升藿烷的相對(duì)含量具逆序特征(C35>C34>C33……);Pr/Ph比值為0.2~0.5。高鹽度湖泊中的主要生物是極親鹽型古細(xì)菌和親鹽型藻類(李任偉,1988a),受此影響,沉積物有機(jī)質(zhì)中的正烷烴以nC22為主峰,C25規(guī)則類異戊二烯鏈烷烴和伽馬蠟烷的含量較高,具有強(qiáng)烈的植烷優(yōu)勢(shì)(李任偉,1988b;李任偉等,1986;1988)。蒸發(fā)巖環(huán)境中,有機(jī)質(zhì)通常具有偶碳優(yōu)勢(shì),伽馬蠟烷的含量也較高(傅家謨等,1991;李任偉,1988a),伽馬蠟烷指數(shù)接近1.0或大于1.0,藿/甾值最低,一般均小于1.0,例如,冀中坳陷晉縣趙蘭莊鹽湖相生油巖,該比值僅為0.02(傅家謨等,1995)。來源于淡水湖泊環(huán)境的沉積物中多出現(xiàn)4-甲基甾烷,且含量較高,個(gè)別樣品的4-甲基甾烷指數(shù)高達(dá)3.4;正烷烴分布顯示出明顯的奇碳優(yōu)勢(shì),CPI值為1.1~2.9;主峰碳一般為n-C27或n-C29;藿/甾值較高,一般為3.0~6.0,個(gè)別樣品高達(dá)12.8;升藿烷的相對(duì)含量具正序特征(C31>C32>C33……)(傅家謨等,1991)。芳烴化合物中硫芴/氧芴的值可指示沉積環(huán)境的氧化還原性,通常還原環(huán)境中形成的沉積物其硫芴/氧芴的值較高;三芳甾烷的豐度和C26/C28(20S)三芳甾烷比值的高低能夠反映沉積水體的鹽度,高鹽度環(huán)境中相應(yīng)的參數(shù)值較高(孟江輝等,2011)。有學(xué)者研究表明,干酪根在成巖演化過程中,隨著地層溫度的增加和演化程度的增強(qiáng)將稍富集13C,但是變化范圍較小(小于2‰)(Lewan,1983;Petersetal.,1981)。傅飄兒等(2013)通過生烴熱模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí):隨著成熟度增加,Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型干酪根熱解產(chǎn)物中殘余有機(jī)質(zhì)與瀝青質(zhì)碳同位素組成變化很小。所以,沉積物固結(jié)成巖后有機(jī)質(zhì)碳同位素繼承了原始有機(jī)質(zhì)的特征,應(yīng)具有相應(yīng)的古環(huán)境意義。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞:無機(jī)化學(xué) 卓越工程師 改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.17.041
2009年12月教育部正式啟動(dòng)了“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”。該計(jì)劃旨在培養(yǎng)造就具有創(chuàng)新能力、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才,為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅(jiān)實(shí)的人力資源優(yōu)勢(shì),增強(qiáng)我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力。
《無機(jī)化學(xué)》是化學(xué)化工類卓越工程師教學(xué)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,承載著服務(wù)后續(xù)基礎(chǔ)和專業(yè)課程的功能,對(duì)化學(xué)化工專業(yè)骨干課程的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用,在整個(gè)課程體系中具有重要地位。因此,《無機(jī)化學(xué)》課程的改革成功與否,極大地影響著后繼課程的改革成敗,對(duì)卓越工程師計(jì)劃的順利實(shí)施起著至關(guān)重要的作用。要想達(dá)到應(yīng)用型卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo),我們還必須進(jìn)一步深化本課程體系和教學(xué)改革,加大改革力度,力爭(zhēng)為培養(yǎng)出創(chuàng)新和實(shí)踐能力強(qiáng)的、滿足現(xiàn)代化學(xué)化工行業(yè)需要的應(yīng)用型工程人才起到應(yīng)有的作用。
無機(jī)化學(xué)課程改革的深化必須從以下幾個(gè)方面開展。
1 推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革
第一,加強(qiáng)與其他基礎(chǔ)化學(xué)課程的聯(lián)系和交叉:無機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)并稱為四大基礎(chǔ)化學(xué)課程。無機(jī)化學(xué)是其他三門課程的奠基課程,教學(xué)中要與其他三門課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及知識(shí)應(yīng)用等方面進(jìn)行很好的協(xié)調(diào)配合。第二,調(diào)整教學(xué)的重點(diǎn),突出重點(diǎn),化解難點(diǎn):無機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容非常豐富,主要包括化學(xué)基本理論和元素?zé)o機(jī)化學(xué)兩大類。在教學(xué)中,我們要改變以往無的放矢,課時(shí)分配一刀切的狀況,將重點(diǎn)放在化學(xué)基本理論的掌握上,使無機(jī)化學(xué)真正起到承載其他基礎(chǔ)課程的奠基功能,更好的服務(wù)后繼課程。對(duì)“原子和分子結(jié)構(gòu)”等歷來的教學(xué)難點(diǎn),應(yīng)多與學(xué)生討論,在課時(shí)分配和授課深度上進(jìn)行探索,予以更好的把握,改變以往對(duì)學(xué)生情況不甚了解,教師主導(dǎo)課程進(jìn)度的狀況。第三,革新無機(jī)化學(xué)教學(xué)方法:因“材”施教:根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容,采用不同的教學(xué)方法。改變以往呆板的教師填鴨式教學(xué),根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,充分選用講座,視頻,討論等新穎的授課方式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;師生講授結(jié)合。對(duì)于較為難以把握的化學(xué)理論知識(shí),應(yīng)主要由教師講授和學(xué)生練習(xí)相結(jié)合;而對(duì)于內(nèi)容較為易于掌握的元素?zé)o機(jī)化學(xué)部分,應(yīng)采用學(xué)生講授,教師點(diǎn)評(píng),學(xué)生小論文和講座等豐富多彩的教學(xué)方式,使學(xué)生充分參與到教學(xué)中來,體驗(yàn)到教學(xué)的樂趣。
2 深入實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革
革新教學(xué)理念:在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革中,將無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課從隸屬于理論課,以驗(yàn)證理論和訓(xùn)練技能為主,忽視學(xué)生能力的培養(yǎng)的僵局中擺脫出來,要以“卓越工程師”為培養(yǎng)目標(biāo),強(qiáng)化實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和意識(shí)的培養(yǎng); 拓寬基礎(chǔ),淡化二級(jí)學(xué)科界限,突破原四大基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程及化工多門實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課的課程體系,按照制備、性能測(cè)試與表征、工程實(shí)踐與應(yīng)用這一主線,實(shí)行分階段(培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰﹄A段,培養(yǎng)研究和創(chuàng)新能力階段)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。開設(shè)計(jì)劃學(xué)時(shí)外的開放實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力:在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上,增設(shè)計(jì)劃學(xué)時(shí)外的開放實(shí)驗(yàn)。主要包括學(xué)生補(bǔ)做或重做計(jì)劃學(xué)時(shí)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)及進(jìn)行公選題和自選題的實(shí)驗(yàn)。在施行的過程中堅(jiān)持以學(xué)生為主的開放實(shí)驗(yàn)原則,保證學(xué)生能在課余時(shí)間進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練。以化學(xué)競(jìng)賽的形式吸引學(xué)生參加無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣:組織大學(xué)生基礎(chǔ)化學(xué)技能賽,并在此基礎(chǔ)上選拔優(yōu)秀學(xué)生參加省大學(xué)生基礎(chǔ)化學(xué)技能比賽。
3 完善課程考核機(jī)制
改變以往評(píng)價(jià)主體為單一教師的狀況,吸引學(xué)生加入課程考核的主體中來。由師生共同根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的平時(shí)成績(jī)進(jìn)行評(píng)分,發(fā)揮學(xué)生的主人翁意識(shí),使考試不再神秘化,激發(fā)學(xué)生的教學(xué)參與熱情;改變以往考核方式以閉卷為主的考核方式,加入課程小論文,平時(shí)測(cè)驗(yàn)等新的考核元素。同時(shí),可將期末考核的閉卷筆試改為A4紙半開卷考試。即允許學(xué)生攜帶一張A4紙進(jìn)入考場(chǎng),學(xué)生可在復(fù)習(xí)時(shí)將認(rèn)為與該門課程相關(guān)的重要內(nèi)容書寫在該A4紙(單面)上考試結(jié)束后,與試題卷、答題卷一并上交.避免考試死記硬背應(yīng)考的情況,提高學(xué)生的應(yīng)用能力;評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化。
這些改革措施的可行性在于,首先,改革側(cè)重于教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的變更,結(jié)合學(xué)校和教學(xué)實(shí)際,項(xiàng)目實(shí)施不需要高昂成本,運(yùn)作簡(jiǎn)便,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,在學(xué)生中推行容易被學(xué)生接受和認(rèn)可,改革阻力較小;其次,高校教師可塑性強(qiáng),改革阻力小,愿意為培養(yǎng)“卓越工程師”進(jìn)行積極的探索和實(shí)踐,能夠接受新事物和新方法,對(duì)教學(xué)熱情高漲,愿意為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)合格人才貢獻(xiàn)自己的力量。
總之,無機(jī)化學(xué)教師應(yīng)該根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”中對(duì)“卓越工程師”的要求,積極探索無機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革,更新教學(xué)理念,深入推進(jìn)多方位、多層次、多模式的本課程的改革實(shí)踐,尋找適合學(xué)校特色的無機(jī)化學(xué)教學(xué)之路,為后繼課程的改革實(shí)踐和學(xué)生能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ),為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)一批未來化學(xué)化工領(lǐng)域的卓越工程師做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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作者簡(jiǎn)介:趙平,廣東藥學(xué)院醫(yī)藥化工學(xué)院,廣東中山 528458
實(shí)驗(yàn)班和普通班的成績(jī)比較通過對(duì)照實(shí)驗(yàn)隨機(jī)抽取進(jìn)行生物化學(xué)與信息技術(shù)整合的班級(jí)與未進(jìn)行整合的班級(jí)進(jìn)行對(duì)照。由以下的數(shù)據(jù),加以分析:運(yùn)用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法將一學(xué)期學(xué)生成績(jī)統(tǒng)計(jì)出來,加以比較。由表1可以看出,進(jìn)行信息技術(shù)與生物化學(xué)課程整合的實(shí)驗(yàn)班的成績(jī)比普通班級(jí)平均分約高了八分。由此可以看出,進(jìn)行整合課程能夠大大的提高學(xué)生對(duì)生物化學(xué)的喜愛程度,也能夠讓學(xué)生在一個(gè)活躍的,良好的,感興趣的課堂認(rèn)真學(xué)習(xí),輕松獲得知識(shí)。
2實(shí)驗(yàn)的分析
訪問調(diào)查實(shí)驗(yàn)班和普通班的學(xué)生通過對(duì)進(jìn)行了信息技術(shù)與生物化學(xué)課程整合的班級(jí)學(xué)生與未整合的同時(shí)進(jìn)行問卷訪問調(diào)查,通過調(diào)查得出如下幾個(gè)結(jié)論:第一,整合課程對(duì)提高學(xué)生的自主探究能力的作用不明顯;第二,實(shí)行整合課程對(duì)有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣有較明顯的作用;第三,實(shí)行整合課程對(duì)提高學(xué)生的合作意識(shí)和提高信息素養(yǎng)有著一定的作用。總而言之,進(jìn)行信息技術(shù)與生物化學(xué)的整合能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)帶有濃厚的興趣,培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。總之,課程整合益處甚多。
3進(jìn)行信息技術(shù)與生物化學(xué)的課程整合的優(yōu)點(diǎn)
3.1能幫助學(xué)生改變學(xué)習(xí)方式
過去,大多數(shù)學(xué)生都會(huì)在老師枯燥乏味的書面知識(shí)中昏昏欲睡,甚至產(chǎn)生厭學(xué)的情緒,完全沒有學(xué)生該有的青春朝氣與蓬勃。學(xué)生們喜愛的是精彩的課堂,有興趣的課程,多樣的教學(xué)方法。進(jìn)行信息技術(shù)與生物化學(xué)的課程整合,恰到好處地滿足了學(xué)生想要聽課的動(dòng)機(jī)。教師運(yùn)用多種方法,如情景模式,課外活動(dòng),精彩的故事,幽默的語言,全面的感官信息等等來吸引學(xué)生的注意,同時(shí)讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)生物化學(xué)的方法,有效地達(dá)到學(xué)生認(rèn)真聽課的目的。
3.2能加深學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
運(yùn)用豐富的多媒體視頻信息,給學(xué)生感官的享受。艷麗的色彩,生動(dòng)的動(dòng)畫,美妙的音樂,活潑的學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生們可以寓情于景,使注意力高度集中。教師采用啟發(fā)式教學(xué),以故事或者幽默的語言來描述書本當(dāng)中枯燥乏味的東西,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物化學(xué)課程的熱愛,從而能夠自己獨(dú)立去研究知識(shí),學(xué)習(xí)知識(shí),掌握知識(shí)的技能。
3.3能啟發(fā)學(xué)生的思維
教師就是學(xué)生學(xué)習(xí)道路上的路標(biāo),引導(dǎo)著學(xué)生向正確的方向前進(jìn)。在課程整合中,教師可以將多媒體中抽象的知識(shí)進(jìn)行改編,以兒歌或者圖像的形式輸出,提高學(xué)生的形象思維能力。比如在記憶生物中人體必需的氨基酸時(shí),可以用攜(擷氨酸)一(異亮氨酸)兩(亮氨酸)本(苯丙氨酸)單(甲硫氨酸又稱蛋氨酸)色(色氨酸)書(蘇氨酸)來(賴氨酸)。這樣一句話就可以將所有人體必需的氨基酸概括起來,記憶簡(jiǎn)單,易于學(xué)生接受。
3.4能提高教學(xué)質(zhì)量
在生物化學(xué)的教學(xué)中,使用多媒體等信息技術(shù)進(jìn)行知識(shí)的歸攏,能讓教師的知識(shí)層面更加廣闊,同時(shí)也減輕了教師板書的負(fù)擔(dān),使教師與學(xué)生有更多面對(duì)面的課堂交流。另外,給了學(xué)生足夠的思考空間,使學(xué)生的思維能力開闊化。與之相應(yīng)的,也提高了教育教學(xué)質(zhì)量。
4結(jié)論
學(xué)生掌握不同層次的實(shí)驗(yàn)要求及實(shí)驗(yàn)技能,初步建立起研究科學(xué)問題的方法和態(tài)度[8]。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是南昌航空大學(xué)的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)春曉班及材料化學(xué)專業(yè)等的基礎(chǔ)課程。以春曉班為例,物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí),分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行,是一門單獨(dú)設(shè)立的實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、界面現(xiàn)象、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)(表面活性劑的臨界膠束濃度的測(cè)定及影響分析)、探索研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)(B-Z振蕩反應(yīng)的影響因素分析、不同體系鈍化曲線的繪制及其鈍化劑的影響、高聚物分子量的測(cè)定研究)等組成。其中基礎(chǔ)性、綜合性實(shí)驗(yàn)為40學(xué)時(shí),設(shè)計(jì)性、開放探索性實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí)。此外,為提高學(xué)生的興趣,南昌航空大學(xué)組織學(xué)生可以申請(qǐng)“三小項(xiàng)目”即“小發(fā)明、小創(chuàng)作、小制作”,這些小項(xiàng)目具有一定的難度,使學(xué)生有機(jī)會(huì)了解本學(xué)科發(fā)展的前沿,激發(fā)學(xué)生的求知欲望和探索精神,提高實(shí)踐創(chuàng)新能力。例如:結(jié)合物理化學(xué)光、電、磁及吸附等方面的知識(shí),在2013年,2011級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)春曉班26名學(xué)生中有8名學(xué)生作為第一申請(qǐng)人申報(bào)第八屆南昌航空大學(xué)“三小項(xiàng)目”成功,占30.8。其題目有:“去除水體中汞的選擇性石墨烯—胸腺嘧啶復(fù)合物的合成與性能研究”“一種石墨烯復(fù)合納米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光電催化處理裝置”等。
2改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及教學(xué)方法
向?qū)W生開放物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要舉措之一[9]。開放物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)模式,鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力,讓學(xué)生接觸到科研前沿的很多最新的成果,從而從根本上引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣和重視[10]。傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)過程中,教師對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理都進(jìn)行了詳細(xì)講解,學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性得不到充分發(fā)揮[11]。為此,我們將實(shí)驗(yàn)的順序調(diào)整為:“基礎(chǔ)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)綜合性設(shè)計(jì)性開放性實(shí)驗(yàn)”。在第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)給定設(shè)計(jì)性和開放性實(shí)驗(yàn)題目,隨后學(xué)生先做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),在課后根據(jù)自己選定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目積極地查找文獻(xiàn),尋找合適的方法在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,如果在課內(nèi)沒有完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,可以與老師預(yù)約時(shí)間來進(jìn)行未完成的實(shí)驗(yàn)。逐步推行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,重在吸引學(xué)生主動(dòng)參與科研實(shí)踐活動(dòng)。還充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用。將一些儀器設(shè)備的操作、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)制成多媒體視頻;鼓勵(lì)學(xué)生用計(jì)算機(jī)來完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,利用Excel或Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理不但速度快而且準(zhǔn)確性高,規(guī)范物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程,為學(xué)生將來從事實(shí)驗(yàn)或科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)[12-13]。
3完善實(shí)驗(yàn)課程考核體系
為了較為客觀全面地評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的真實(shí)水平,必須完善實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)u(píng)定方式。考核內(nèi)容包括預(yù)習(xí)、操作、紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等;將考核的形式多樣化,主要從操作前的提問、操作是否規(guī)范、是否有原始記錄、對(duì)自己方案的可行性進(jìn)行論證及可視化總結(jié)等方面進(jìn)行綜合考核。客觀全面的考核評(píng)價(jià)體系有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)其綜合能力,養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)態(tài)度。
4學(xué)生培養(yǎng)成果
近年來我院本科生在國(guó)家級(jí)科研創(chuàng)新大賽中屢創(chuàng)佳績(jī),例如:在2012年第十二屆全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”比賽中,聶珊珊等同學(xué)《磁性銅離子印跡聚合物的合成與性能研究》獲得三等獎(jiǎng);在2013年第十三屆全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”比賽中,冷樂輝等同學(xué)《新型復(fù)合光催化劑的合成及光催化降解有機(jī)染料性能研究》獲得一等獎(jiǎng);李蕾等同學(xué)《廢棄鋰離子中鈷酸鋰的高效浸出技術(shù)研究》獲得三等獎(jiǎng)。這些成果大部分都與物理化學(xué)的知識(shí)息息相關(guān),基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)學(xué)生科研興趣的激發(fā)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了積極的作用。
5結(jié)束語
一、“教學(xué)名師”工程為廣大教師指出了努力追求的方向
1 怎樣做“教學(xué)名師”?“教學(xué)名師”工程為廣大教師指出了努力追求的方向。“教學(xué)名師”要有一定的教育科學(xué)研究能力,有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)特的教學(xué)風(fēng)格,這使過去長(zhǎng)期困擾“誰教得好”的軟尺子有了硬標(biāo)準(zhǔn):
“教學(xué)名師”要有高尚的師德和真摯的教育感情。他們具有高尚的道德品質(zhì)和教師職業(yè)道德,敬業(yè)愛崗,忠誠(chéng)黨的教育事業(yè),有高度的事業(yè)心和強(qiáng)烈的責(zé)任感,為人師表,教書育人。我校首位國(guó)家級(jí)教學(xué)名師獎(jiǎng)得主史啟禎教授就是這樣的人。史啟禎教授除了在外開會(huì)和生病,每日(包括假期)都早早來到辦公室,思索著學(xué)科的發(fā)展,精心的耕耘,在爽朗的笑聲和細(xì)語中與學(xué)生探討論文和教材。他說:“教師應(yīng)該用自己的風(fēng)范來影響感化學(xué)生,更要用自己最真摯的情感關(guān)心和愛護(hù)學(xué)生。”
“教學(xué)名師”要有扎實(shí)寬厚、廣博精深的知識(shí)結(jié)構(gòu)。教師知識(shí)淵博,思維活潑,才能在教學(xué)中把握全局,融會(huì)貫通。史啟禎教授曾三次赴美國(guó)西北大學(xué)與美國(guó)科學(xué)院院士、原美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)主席巴索洛教授合作、學(xué)習(xí),巴索洛教授稱他是“實(shí)驗(yàn)藝術(shù)家”。史啟禎教授任教期間,先后主持了7次國(guó)家自然科學(xué)基金研究項(xiàng)目,其中有兩項(xiàng)中美之間的國(guó)際合作研究項(xiàng)目,280余篇研究論文中有140多篇是發(fā)表在sci源期刊上。在世界著名雜志《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上發(fā)表的4篇論文被國(guó)外雜志、專著引用600余次。作為學(xué)術(shù)帶頭人,最早成立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)物理無機(jī)化學(xué)研究所和陜西省物理無機(jī)化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,于2007年與化學(xué)系其他兩個(gè)省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一起組建了西北大學(xué)合成與天然功能分子化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。先生的教學(xué)理念“科學(xué)研究可以改變一個(gè)人的氣質(zhì),可以改變一個(gè)人的風(fēng)范,可以改變一個(gè)人對(duì)書本知識(shí)的看法,甚至可以改變一個(gè)人的世界觀,而老師就是要通過課堂教學(xué)這個(gè)渠道,將這些變化傳遞給學(xué)生,進(jìn)而引發(fā)他們的變化”,在改變著、豐滿著我校的無機(jī)化學(xué)學(xué)科。
“教學(xué)名師”要?jiǎng)?chuàng)造性地從事教育工作。教師的觀念一方面影響自己的教育行為,一方面對(duì)學(xué)生的身心發(fā)展存在顯著的影響。史啟禎教授善于突破原有的凝固的思維模式,創(chuàng)造性地獲取、加工、輸出新的教育信息,不斷更新教學(xué)理念和內(nèi)容,在教學(xué)手段、教學(xué)的組織形式上突出創(chuàng)造性的特點(diǎn),努力培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才。他在11年中將《無機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析》出版了三個(gè)版本,使之成為迄今教指委為應(yīng)化專業(yè)立項(xiàng)編寫的唯一一本專業(yè)基礎(chǔ)課教材。先生主筆翻譯出版了《過渡元素金屬有機(jī)化學(xué)》、《無機(jī)化學(xué)》、《無機(jī)化學(xué)前沿》、和《空氣敏感化合物的操作》,通過精品教材引進(jìn)先進(jìn)教學(xué)理念。他以“瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿,推動(dòng)我國(guó)無機(jī)化學(xué)課程體系和教材內(nèi)容的現(xiàn)代化”獲得了陜西省和國(guó)家優(yōu)秀教學(xué)成果獎(jiǎng)。
“教學(xué)名師”要有高超的教育科學(xué)研究能力、豐富的教育經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)特的教學(xué)風(fēng)格。史啟禎教授在對(duì)美國(guó)大學(xué)考察的基礎(chǔ)上,提出了“必須要改變我們已有的教育觀念”,開始了新的探索,他要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)平臺(tái),一個(gè)能將中外高等教育理念性相融合的平臺(tái);他又提出“教學(xué)和科研是鳥的兩只翅膀,二者缺一不可”。因此,先生樂此不疲,在國(guó)內(nèi)外教育期刊上,率先試驗(yàn)“無機(jī)化學(xué)”的雙語教學(xué),耗費(fèi)14年主譯4本外國(guó)精品教材——體現(xiàn)著“只有將中國(guó)傳統(tǒng)教學(xué)思想與西方現(xiàn)代教育思想實(shí)現(xiàn)完美融合,教學(xué)改革才有出路”的教學(xué)理念。先生認(rèn)為“不能將當(dāng)代標(biāo)志性成果當(dāng)作一種時(shí)髦的點(diǎn)綴,我們的著眼點(diǎn)甚至也不能只是介紹成果本身,而是隱含在成果背后的科學(xué)思維方法”。就是在這種先生首先擁有雄厚的科研背景、先進(jìn)的教學(xué)理念、辛勤的耕耘和收獲氛圍中,我們才能時(shí)刻關(guān)注國(guó)際上學(xué)術(shù)研究的進(jìn)展?fàn)顩r,消化理解這些最新研究成果,才使我校無機(jī)化學(xué)學(xué)科成為了一個(gè)銳意進(jìn)取的團(tuán)隊(duì)。的確, “教學(xué)名師”的效應(yīng)在這里產(chǎn)生。
2 以“教學(xué)名師”為榜樣,促進(jìn)了教師隊(duì)伍建設(shè)。“教學(xué)名師”工程使我校開展一個(gè)以“教學(xué)名師”為榜樣,促進(jìn)教師隊(duì)伍建設(shè)的活動(dòng),對(duì)于穩(wěn)定我校良好的教學(xué)秩序,實(shí)現(xiàn)把我校建設(shè)成為國(guó)內(nèi)一流國(guó)際知名的研究型大學(xué)的目標(biāo)至關(guān)重要。首先,從思想上要認(rèn)識(shí)到這一舉措是辦學(xué)理念的重要內(nèi)容之一,名師的效應(yīng)就是一所學(xué)校的效應(yīng),建設(shè)高水平的師資隊(duì)伍是高校發(fā)展的根本措施。其次,要注意從基層培養(yǎng)抓起,從樹立旗幟、建立團(tuán)隊(duì)抓起,抓好學(xué)校層次的名師建設(shè)。第三,要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)公平競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制,最大限度地激發(fā)教師的積極性,營(yíng)造寬松的學(xué)術(shù)氣氛,激發(fā)教師的創(chuàng)造激情。在這樣的努力下,我們無機(jī)化學(xué)教研室的唐宗薰教授榮獲了第二屆高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)。西北大學(xué)的兩位高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)獲得者都出在無機(jī)化學(xué)教研室,他們又同時(shí)獲得陜西省教學(xué)名師獎(jiǎng)。還有兩位教授獲得了校級(jí)教學(xué)名師獎(jiǎng)(西北大學(xué)定名
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為教學(xué)質(zhì)量獎(jiǎng))。
名師為廣大教職員工樹立了榜樣,使廣大教職員工不斷提高政治素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平,牢固樹立質(zhì)量意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí),敬業(yè)愛崗,扎實(shí)工作,為進(jìn)一步提高西北大學(xué)的教學(xué)科研水平和管理水平做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
二、“國(guó)家級(jí)精品課程建設(shè)”工程為教學(xué)質(zhì)量的提高奠定了基礎(chǔ)
教育部推進(jìn)國(guó)家精品課程建設(shè)具有很強(qiáng)的針對(duì)性。我校在這一工程建設(shè)中,討論了“課程建設(shè)規(guī)劃要注意什么”、“教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)難在哪兒”和“關(guān)于教學(xué)如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化”問題,嚴(yán)格按照“一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點(diǎn)”建設(shè)示范性課程。從2003年至今,我校有校級(jí)精品課程38門,省級(jí)精品課程34門,國(guó)家級(jí)精品課程11門。2007年度又有22門校級(jí)優(yōu)質(zhì)課程申請(qǐng)參評(píng)校級(jí)精品課程。唐宗薰教授主持的“中級(jí)無機(jī)化學(xué)”和高勝利教授主持的“無機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析”兩門課程被評(píng)選為國(guó)家級(jí)精品課程。這兩門課程在全國(guó)得到了好評(píng),影響巨大。其中“無機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析”課程已建設(shè)了資源豐富、界面新穎的網(wǎng)絡(luò)資源(全國(guó)已有53個(gè)網(wǎng)站使用和傳播),從學(xué)生學(xué)習(xí)到同行備課,多層面起到了輻射示范作用,發(fā)揮了精品課程的帶動(dòng)作用,為國(guó)內(nèi)同類課程教學(xué)提供了一套從教材到教案、從課堂講授到課外學(xué)習(xí)的完整的、可行的教學(xué)模式。該課程已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注和好評(píng),制作精良的課件被眾多網(wǎng)絡(luò)紛紛轉(zhuǎn)載,得到了兄弟院校學(xué)習(xí)和講授普通化學(xué)課程的學(xué)生、老師的一致稱贊:“是大家學(xué)習(xí)和講授普通化學(xué)課程的好幫手”。
三、“面向21世紀(jì)課程教材”建設(shè)工程為教學(xué)質(zhì)量的提高打沖鋒
教材改革的基本要求是在原有的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新、有所發(fā)展;立足于我國(guó)國(guó)情,學(xué)習(xí)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),為國(guó)內(nèi)服務(wù),體現(xiàn)中國(guó)特色;要解放思想,實(shí)事求是。我們無機(jī)化學(xué)教研室史啟禎教授主編的《無機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析》和唐宗薰教授主編的《中級(jí)無機(jī)化學(xué)》分別作為“面向21世紀(jì)課程教材”和“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材由高等教育出版社出版。這兩本教材突出了人本教育、實(shí)施差異教育的思想;著眼于社會(huì)和個(gè)人的發(fā)展需要,著眼于學(xué)生能力和智慧的培養(yǎng),著眼于學(xué)生素質(zhì)的全面提高。合理解決了以往教材只強(qiáng)調(diào)學(xué)科的系統(tǒng)性、忽視學(xué)生綜合能力培養(yǎng)和崗位對(duì)人才規(guī)格的要求,專業(yè)面過窄、直接影響對(duì)社會(huì)需求復(fù)合型人才的培養(yǎng)和課程設(shè)置與教材內(nèi)容不能及時(shí)更新、內(nèi)容陳舊、不能體現(xiàn)新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新方法,不能體現(xiàn)科技發(fā)展的需求和時(shí)代的特征與課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容缺少?gòu)椥浴⑷狈υO(shè)置合理的選修課目、不利于安排教學(xué)等問題。前者具有明晰的定位、實(shí)現(xiàn)“立體化”、全新的構(gòu)架、很強(qiáng)的可讀性和探索了低年級(jí)開展雙語教學(xué)形式等特點(diǎn),2007年榮獲陜西普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng),先后入選高等教育“百門精品課程教材建設(shè)計(jì)劃”選題研究項(xiàng)目、陜西省“教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目”、國(guó)家“十一五”教材規(guī)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金委“國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金教材建設(shè)項(xiàng)目”。后者填補(bǔ)了無機(jī)化學(xué)與高等無機(jī)化學(xué)之間的“中等”水平,完成了同一學(xué)科三個(gè)不同層次的課程體系。正如黃春輝院士的評(píng)價(jià):“我認(rèn)為作者自始至終在深度和廣度上,在知識(shí)層次和編寫方法上都認(rèn)真地把握住了‘中級(jí)’這個(gè)位置。這是一本內(nèi)容豐富,很有特色,符合教改方向的教材。”
四、“教學(xué)科研訓(xùn)練”工程是高等理科教育教學(xué)質(zhì)量提高的催化劑
教育部與國(guó)家自然科學(xué)基金委聯(lián)合設(shè)立的“國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金”,旨在促進(jìn)科學(xué)研究與教育的結(jié)合,加強(qiáng)本科生科研能力訓(xùn)練和綜合素質(zhì)的提高。這是提高高等理科教育教學(xué)質(zhì)量的又一舉措,取得了預(yù)期效果。在這項(xiàng)基金的資助下,我們化學(xué)系順利入選國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基地,成為陜西省和國(guó)家級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,成為陜西省“具有工學(xué)和醫(yī)學(xué)背景的化學(xué)拔尖創(chuàng)新復(fù)合人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”。