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[關(guān)鍵詞]荊芥; 一體化; 化學(xué)成分; 抗炎
[Abstract]The GC-MS method was adopted to determine the contents of β-myrcene, limonene, menthone, menthofuran, pulegone, β-caryophyllene, 1-octen-3-one and 3-octanone in volatile in Schizonepetae Herba processed by traditional processing and integration processing methods. The efficacies of Schizonepetae Herba with different processing methods were detected based on the inhibition of ear swelling induced by dimethylbenzene in mice. The rationality of the integration processing was expounded based on the comparison of chemical constituents and their pharmacological effects. The results showed that the contents of the eight chemical components in the products processed with the integrated processing method were higher than those processed with the other method. And both of the processing methods could reduce the degree of swelling and the content of TNF-α/IL-1β/IL-6 in mice serum. However, the anti-inflammatory efficacy of the products processed with the integration processing method was superior to that processed with the other method. Compared with the traditional processing method, the integration processing method ensures the quality of decoction pieces, with lower time and labor costs and higher efficiency.
[Key words]Schizonepetae Herba; integration; chemical component; anti-inflammatory
doi:10.4268/cjcmm20161117
荊芥是唇形科植物荊芥Schizonepeta tenuifolia Briq.的干燥地上部分,又名假蘇,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》[1],為臨床常用中藥,性溫、味辛,以全草入藥,具有解表散風(fēng)、透疹、消瘡之功效,主治風(fēng)寒感冒、咽喉腫痛及多種皮膚病[2-3]?,F(xiàn)代藥理研究表明荊芥具有抗病毒、解熱、抗菌、抗過(guò)敏、鎮(zhèn)痛、降溫等作用[4-7],在解表藥中其地位獨(dú)特而重要[8-9]。揮發(fā)油類(lèi)成分是其抗炎的主要物質(zhì)基礎(chǔ)之一,沸點(diǎn)較低,容易揮發(fā)散失,而且對(duì)日光及溫度較敏感,易于分解變質(zhì)[10]。2015年版藥典中規(guī)定荊芥的產(chǎn)地加工方法主要是除雜后干燥成藥材,需制成飲片時(shí),將荊芥藥材除去雜質(zhì)后噴淋清水,洗凈潤(rùn)透,于50 ℃烘1 h,再經(jīng)切段干燥即得。綜合其加工過(guò)程,藥材加工成飲片時(shí)需水處理及重復(fù)干燥,會(huì)造成揮發(fā)油及其他水溶性成分的損失,且分段加工干燥時(shí)間長(zhǎng),效率低下,雨天易霉?fàn)€變質(zhì)、容易被鼠、蟲(chóng)、灰塵等污染,藥材含水量、質(zhì)量難以穩(wěn)定[11]。為避免分段加工造成的有效成分的流失、降低藥材飲片加工的時(shí)間及人工成本,本實(shí)驗(yàn)室前期探索了荊芥藥材、飲片一體化加工工藝,現(xiàn)擬通過(guò)比較傳統(tǒng)加工飲片與一體化加工飲片有效成分含量與功效的異同,探討荊芥藥材、飲片一體化工藝的可行性與合理性。
1 材料
薄荷酮、胡薄荷酮對(duì)照品(中國(guó)食品藥品檢定研究院,批號(hào)分別為 111705-201205,111706-201205); 1-辛烯-3-酮、d-檸檬烯、β-石竹烯對(duì)照品均購(gòu)自Tokyo Chemical Industrial公司(日本);β-香葉烯、薄荷呋喃、3-辛酮對(duì)照品均購(gòu)自Sigma-Aldrich公司(奧地利),對(duì)照品純度均大于98%;萘(內(nèi)標(biāo),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,分析純);正戊烷(內(nèi)標(biāo),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,GC級(jí));乙酸乙酯為色譜純;阿司匹林購(gòu)自南京白敬宇制藥有限責(zé)任公司(批號(hào)140601);二甲苯(批號(hào)20110410,江蘇永華精細(xì)化學(xué)品有限公司);羧甲基纖維素鈉(CMC-Na,批號(hào)F20101222,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);小鼠白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、Elisa試劑盒(南京森貝伽生物科技有限公司,批號(hào)分別為SBJ-R0024,SBJ-M0044,SBJ-M0010)。
荊芥于2014年10月采自河北安國(guó),經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)吳⒛轄淌詡定為唇形科植物荊芥S.tenuifolia的地上部分。
Agilent 6890N-5975B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、Agilent ChemStation化學(xué)工作站軟件(美國(guó) Agilent公司);B211D 電子天平(1/10萬(wàn),賽多利斯科學(xué)儀器有限公司)。
ICR小鼠,SPF級(jí),雄性,體重(20±2) g。由浙江省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,合格證號(hào)SCXK(浙)2013-0016。
2 方法
2.1 荊芥揮發(fā)油含量及其所含成分的定量測(cè)定[12]
2.1.1 GC-MS條件 色譜柱: HP-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);進(jìn)樣口溫度200 ℃;載氣氦氣,載氣流速1.0 mL?min-1;分流比20∶1;程序升溫:初始溫度為50 ℃,以10 ℃?min-1升溫至90 ℃,保持6 min,再以8 ℃?min-1升溫至150 ℃,保持2 min;進(jìn)樣量1 μL;電轟擊電離源(EI);電子能量70 eV;四級(jí)桿度150 ℃;離子源溫度230 ℃;接口溫度280 ℃;掃描范圍m/z40~400。GC-MS圖見(jiàn)圖1。
2.1.2 樣品制備 一體化加工方法:鮮荊芥除雜后50 ℃干燥5 h,切段(1 cm),40 ℃干燥3 h干燥成飲片。傳統(tǒng)加工方法:除去雜質(zhì),曬干,制得藥材。取藥材噴淋清水,洗凈,潤(rùn)透,于50 ℃烘1 h,切段(1 cm),40 ℃干燥3 h得飲片。揮發(fā)油的提?。喝∏G芥飲片適量,照《中國(guó)藥典》2015年版四部 “揮發(fā)油提取法”甲法提取揮發(fā)油,計(jì)算得率。提取的揮發(fā)油加入適量無(wú)水Na2SO4靜置保存。
2.1.3 內(nèi)標(biāo)溶液的制備 取萘和正癸烷適量,置100 mL量瓶中,加乙酸乙酯溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得(每1 mL含萘1.73 mg,正癸烷0.29 mg)。
2.1.4 供試品溶液的制備 取加入適量無(wú)水Na2SO4靜置1 h后的荊芥揮發(fā)油約50 mg,精密稱(chēng)定,置10 mL量瓶中,加乙酸乙酯溶解稀釋至刻度,搖勻,精密量取該溶液和內(nèi)標(biāo)溶液各1 mL置10 mL量瓶中,加乙酸乙酯溶解并稀釋至刻度。
2.1.5 對(duì)照品溶液的制備 精密稱(chēng)取對(duì)照品3-辛酮12.47 mg、β-香葉烯10.91 mg、薄荷酮160.35 mg、1-辛烯-3-酮13.64 mg、D-檸檬烯21.18 mg、薄荷呋喃14.07 mg、胡薄荷酮270.42 mg、β-石竹烯12.95 mg,分別置10 mL量瓶中,加乙酸乙酯溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得各待測(cè)化合物的對(duì)照品溶液。精密量取3-辛酮溶液0.5 mL、β-香葉烯0.3 mL、薄荷酮2 mL、1-辛烯-3-酮0.5 mL、D-檸檬烯1 mL、薄荷呋喃1 mL、胡薄荷酮2 mL、β-石竹烯1 mL置同一10 mL量瓶中,加乙酸乙酯稀釋至刻度,搖勻,即得對(duì)照品混合溶液。荊芥中8個(gè)化合物MS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
2.1.6 線性關(guān)系的考察 分別精密量取對(duì)照品混合溶液0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 mL置10 mL量瓶中,分別精密加入內(nèi)標(biāo)溶液 1 mL,加乙酸乙酯溶解并稀釋至刻度,搖勻。分別吸取上述6份溶液各1 μL,進(jìn)樣,按內(nèi)標(biāo)法以峰面積計(jì)算。以各待測(cè)化合物與內(nèi)標(biāo)的峰面積比值(y)為縱坐標(biāo),各待測(cè)化合物質(zhì)量濃度(x,mg?L-1)為橫坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸,得回歸方程。各化合物線性關(guān)系考察結(jié)果見(jiàn)表2。
2.1.7 精密度試驗(yàn) 精密量取對(duì)照品混合溶液1 mL置10 mL量瓶中,精密加入內(nèi)標(biāo)溶液1 mL,加乙酸乙酯稀釋至刻度,搖勻,即得精密度試驗(yàn)溶液。連續(xù)進(jìn)樣6次,計(jì)算各待測(cè)化合物峰面積與內(nèi)標(biāo)峰面積的比值,計(jì)算RSD,結(jié)果為8種化合物的RSD為1.4%~2.4%,表明本方法精密度良好,具體結(jié)果見(jiàn)表3。
2.1.8 重復(fù)性試驗(yàn) 取同一荊芥飲片所得揮發(fā)油6份,分別按2.1.4項(xiàng)下方法制備供試品溶液,照上述試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定,計(jì)算各待測(cè)化合物峰面積與內(nèi)標(biāo)峰面積的比值,按內(nèi)標(biāo)法計(jì)算含量,計(jì)算RSD,結(jié)果為8種化合物的RSD為2.3%~2.9%,表明本方法重復(fù)性良好,具體結(jié)果見(jiàn)表3。
2.1.9 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一份荊芥揮發(fā)油供試品溶液,照上述試驗(yàn)條件分別在0,2,4,6,8,12 h進(jìn)樣測(cè)定,計(jì)算各待測(cè)化合物峰面積與內(nèi)標(biāo)峰面積的比值,計(jì)算RSD,結(jié)果為8種化合物的RSD為1.5%~2.3%,表明供試品溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定,具體結(jié)果見(jiàn)表3。
2.1.10 加樣回收試驗(yàn) 取已知待測(cè)化合物含量的同一荊芥揮發(fā)油約50 mg,共6份,精密稱(chēng)定,置10 mL量瓶中,分別加入薄荷酮對(duì)照品溶液和胡薄荷酮對(duì)照品溶液各1 mL,加入3-辛酮對(duì)照品溶液、β-香葉烯對(duì)照品溶液和d-檸檬烯對(duì)照品溶液各0.1 mL,加入1-辛烯-3-酮對(duì)照品溶液和β-石竹烯對(duì)照品溶液各0.3 mL,加入薄荷呋喃對(duì)照品溶液0.5 mL,用乙酸乙酯溶解稀釋至刻度,搖勻,精密量取該溶液和內(nèi)標(biāo)溶液各1 mL置10 mL量瓶中,加乙酸乙酯溶解并稀釋至刻度。照上述試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定,以各待測(cè)化合物與內(nèi)標(biāo)的峰面積比值按內(nèi)標(biāo)法計(jì)算樣品含量,再計(jì)算加樣回收率,結(jié)果見(jiàn)表3。
2.1.11 樣品測(cè)定 分別取3個(gè)批次的鮮荊芥,每個(gè)批次分為2份,分別按2.1.2項(xiàng)下制備2個(gè)加工工藝的樣品。取每份樣品適量,按2.1.4項(xiàng)下制備供試品溶液。照上述實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行測(cè)定,以各待測(cè)化合物與內(nèi)標(biāo)的峰面積比值按內(nèi)標(biāo)法計(jì)算待測(cè)成分含量,再以含油量換算飲片中各待測(cè)成分的含量,取平均值,結(jié)果見(jiàn)表4。
2.2 2種工藝產(chǎn)品抗炎作用的比較
2.2.1 分組與給藥 取ICR小鼠90只,隨機(jī)分為空白組、模型組、陽(yáng)性組、一體化高、中、低劑量組(1.5,3.0,6.0 g?kg-1)、傳統(tǒng)高、中、低劑量組(1.5,3.0,6.0 g?kg-1),每組10只。二甲苯致炎前每天上午9:00和下午4:00灌胃給藥,連續(xù)給藥3 d。陽(yáng)性組給予阿司匹林混懸液,一體化高、中、低劑量組分別給予不同濃度的荊芥一體化工藝產(chǎn)品粉末混懸液,傳統(tǒng)高、中、低劑量組分別給予不同濃度的荊芥?zhèn)鹘y(tǒng)工藝產(chǎn)品粉末混懸液,空白組和模型組給予等體積的0.5% CMC-Na溶液,各組小鼠每次灌胃給藥體積均為15 mL?kg-1(體重)。
2.2.2 模型制備與耳腫脹度檢測(cè) 末次給藥1 h后,除空白組外,各組小鼠于左耳正反兩面涂抹0.04 mL二甲苯致炎,右耳做對(duì)照。1 h后將小鼠脫頸處死,沿耳廓基線剪下兩耳,用直徑7 mm的打孔器分別在同一部位打下圓耳片,稱(chēng)重,以左右耳片重量之差與右耳的比值為腫脹度。
2.2.3 ELISA法檢測(cè)荊芥對(duì)耳腫脹小鼠血清TNF-α,IL-1β和IL-6含量的影響 二甲苯致炎1 h后眼框取血,血樣靜置30 min后3 000 r?min-1離心10 min,取上清,ELISA法檢測(cè)血清中TNF-α, IL-1β和IL-6含量。
2.2.4 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)用±s表示,采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,以P
3 結(jié)果
3.1 一體化工藝與傳統(tǒng)工藝加工產(chǎn)品化學(xué)成分的比較
相比傳統(tǒng)加工工藝產(chǎn)品,一體化加工工藝產(chǎn)品中揮發(fā)油與8個(gè)待測(cè)成分的含量均有所增加,見(jiàn)表4。
3.2 對(duì)二甲苯致耳廓腫脹小鼠腫脹度的影響
與模型組比較,陽(yáng)性藥抑制腫脹作用明顯,荊芥一體化工藝和傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品各劑量均能降低小鼠耳廓腫脹度,高、中劑量作用尤其顯著(P
3.3 對(duì)二甲苯致耳廓腫脹小鼠的血清中TNF-α,IL-1β,IL-6含量的影響
與空白組比較,模型組小鼠血清中TNF-α,IL-1β,IL-6的含量顯著增加(P
4 討論
現(xiàn)代中醫(yī)學(xué)研究認(rèn)為,表證癥狀與炎癥這一基本病理過(guò)程緊密相連,解表藥的抗炎作用是其發(fā)揮解表功效的重要藥理基礎(chǔ)之一,因而研究荊芥抗炎作用及作用機(jī)制是研究荊芥的解表作用的重要途徑[13]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較小鼠的腫脹度以及血清中TNF-α,IL-1β和IL-6含量,來(lái)考察荊芥一體化工藝和傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品高、中、低3種劑量飲片粉末的抗炎作用。TNF-α作為炎癥反應(yīng)的重要介質(zhì),通過(guò)增高微血管壁通透性和趨化、增強(qiáng)中性粒細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附性激活炎性細(xì)胞。IL-1β和IL-6介導(dǎo)中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞到局部病灶,是炎癥性疾病中的重要因素[14]。在本實(shí)驗(yàn)中,荊芥一體化工藝產(chǎn)品與傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品均能降低小鼠血清中TNF-α,IL-1β和IL-6炎癥細(xì)胞因子的含量,降低小鼠耳廓腫脹度,發(fā)揮抗炎作用。
研究表明,揮發(fā)油是荊芥的主要藥效成分,其藥效作用可能是幾種成分的加和或協(xié)同作用,不同成分組成或主要成分比例有較大差異的荊芥揮發(fā)油,藥效和急性毒性相差很大[15-16]。前期研究發(fā)現(xiàn),胡薄荷酮、薄荷酮、檸檬烯、3-辛酮、1-辛烯-3-酮、β-香葉烯、β-石竹烯、薄荷呋喃在荊芥揮發(fā)油中占有很高的比例,其中胡薄荷酮、薄荷酮和檸檬烯的含量最高,為揮發(fā)油的主要藥效成分,故本實(shí)驗(yàn)選取荊芥揮發(fā)油中主要的8種成分作為指標(biāo),考察一體化工藝與傳統(tǒng)工藝的揮發(fā)性成分差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn),荊芥一體化工藝產(chǎn)品折干后揮發(fā)油含油量為1.08%,傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品折干后揮發(fā)油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.55%,明顯低于一體化工藝產(chǎn)品,所以其胡薄荷酮等8個(gè)成分的含量遠(yuǎn)低于一體化工藝產(chǎn)品。
本課題前期已采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化荊芥一體化加工工藝參數(shù)(本部分正在申報(bào)專(zhuān)利),一體化工藝產(chǎn)品含油量較高是因?yàn)橹唤?jīng)過(guò)一次干燥加工過(guò)程,避免了揮發(fā)油的流失。揮發(fā)油乃熱不穩(wěn)定性成分,重復(fù)干燥過(guò)程勢(shì)必會(huì)造成其含量的降低。荊芥采收后經(jīng)產(chǎn)地加工為干燥藥材,此時(shí)的荊芥葉、穗質(zhì)地較脆,在包裝、運(yùn)輸及飲片加工過(guò)程中易脫落造成損失,以致?lián)]發(fā)油含量降低。而一體化工藝產(chǎn)品是由荊芥采收后直接切段干燥成飲片,減少荊芥葉、穗在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中的脫落損失,保證了飲片質(zhì)量。此外,傳統(tǒng)加工還經(jīng)過(guò)水處理,兩個(gè)工藝產(chǎn)品的水溶性成分及其他成分是否存在差異還需進(jìn)一步的研究與探索。
藥效研究結(jié)果表明,一體化工藝產(chǎn)品的抗炎作用整體上優(yōu)于傳統(tǒng)工藝,結(jié)合化學(xué)成分比較分析的結(jié)果,一體化工藝產(chǎn)品揮發(fā)油及其中各個(gè)組分的含量均高于傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品,故推斷一體化工藝產(chǎn)品揮發(fā)油成分較高與其抗炎效果優(yōu)于傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品之間有密切相關(guān)性。此外,工業(yè)化生產(chǎn)中一體化工藝不僅能夠保證飲片質(zhì)量,更能夠提高加工效率,節(jié)約時(shí)間及人工成本。因此荊芥藥材、飲片一體化加工有其一定的可行性及合理性。
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關(guān)鍵詞:畢業(yè)要求;課程設(shè)計(jì);化學(xué)基礎(chǔ)課程
《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出,加快培養(yǎng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)急需人才,顯著提高創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才培養(yǎng)比例?;瘜W(xué)作為創(chuàng)造性的中心學(xué)科,它的方法,它對(duì)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性的集中重視使其正活躍的支配著其他科學(xué)領(lǐng)域?;瘜W(xué)在研究對(duì)象的交叉性、研究方法的通融性、研究目的上的相似性,使得其進(jìn)入基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域成為一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)[1]。三峽大學(xué)目前在制藥工程專(zhuān)業(yè)、生物工程專(zhuān)業(yè)、生態(tài)與生物學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了《有機(jī)化學(xué)》、《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》、《物理化學(xué)》等化學(xué)基礎(chǔ)課程;在土木工程、水利工程、地質(zhì)工程、環(huán)境工程、工業(yè)工程等專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了《大學(xué)化學(xué)》、《工程化學(xué)》、《普通化學(xué)》等化學(xué)基礎(chǔ)課程。上述諸多課程均有化學(xué)專(zhuān)業(yè)的一線教師承擔(dān),在化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備方面,任課教師都是非常優(yōu)秀的。非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的化學(xué)基礎(chǔ)課程有別于化學(xué)專(zhuān)業(yè),任課教師也有基本的認(rèn)識(shí)。但在化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)方面,尚有諸多改進(jìn)的地方。非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的化學(xué)基礎(chǔ)課程不是簡(jiǎn)化的、拼湊的化學(xué)知識(shí)片段,而應(yīng)該是依據(jù)各個(gè)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求規(guī)劃和制定的詳略得當(dāng)、有機(jī)組合的個(gè)性化課程?;瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)也應(yīng)吸取其他學(xué)科專(zhuān)業(yè)教學(xué)素材資源,豐富化學(xué)基礎(chǔ)課程自身內(nèi)涵;厚積薄發(fā),對(duì)其他專(zhuān)業(yè)輸出更加優(yōu)質(zhì)的課程資源,提升化學(xué)專(zhuān)業(yè)影響力,更好支持其他工程學(xué)科的發(fā)展。如何使化學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)課程內(nèi)容更加合理,本文結(jié)合實(shí)踐操作,淺談一些見(jiàn)解。
1明確課程定位
化學(xué)基礎(chǔ)課程分布于各個(gè)專(zhuān)業(yè)的課程體系中,每個(gè)課程體系里的課程一般分為通識(shí)核心課程、素質(zhì)拓展課程、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)核心課程、專(zhuān)業(yè)拓展課程。不同專(zhuān)業(yè)對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)課程的定位在培養(yǎng)方案中都有明確界定。對(duì)于化學(xué)專(zhuān)業(yè),化學(xué)基礎(chǔ)課程主要定位為專(zhuān)業(yè)核心課程,專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。但由于人為因素的影響,可能使一些重要課程偏離畢業(yè)要求的導(dǎo)向。例如,《物理化學(xué)》在化學(xué)專(zhuān)業(yè)課程體系中備受重視,但《結(jié)構(gòu)化學(xué)》部分卻由于知識(shí)難度較大,往往被定位為素質(zhì)拓展課程,列為選修課程,遠(yuǎn)不符合化學(xué)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)要求。降低了學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。無(wú)法保證畢業(yè)學(xué)生有系統(tǒng)的量子化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備,不利于學(xué)生繼續(xù)深造和從事相關(guān)工作。因此課程負(fù)責(zé)老師應(yīng)該對(duì)化學(xué)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案有整體的認(rèn)識(shí),明確所負(fù)責(zé)課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐強(qiáng)度,找準(zhǔn)課程定位,堅(jiān)持不動(dòng)搖。對(duì)于非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的理工專(zhuān)業(yè)的課程體系,化學(xué)基礎(chǔ)課程一般定位為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,且是必修。和數(shù)學(xué)一樣,化學(xué)也逐漸成為學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí),進(jìn)行科學(xué)研究的有力工具?;瘜W(xué)基礎(chǔ)課程所占的學(xué)時(shí)和學(xué)分,不同專(zhuān)業(yè)間差異較大,由各專(zhuān)業(yè)對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的需求度決定[2-3]。生物、醫(yī)藥、化工等專(zhuān)業(yè)的化學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)一般較多,以便有足夠的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的容量滿足畢業(yè)要求;土木工程、水利工程、地質(zhì)工程、環(huán)境工程、工業(yè)工程等專(zhuān)業(yè)的化學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)一般較少。學(xué)時(shí)分配是制定教學(xué)大綱的重要依據(jù)之一,決定了化學(xué)基礎(chǔ)課程的知識(shí)容量。畢業(yè)要求中對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的要求一般比較概括,以《有機(jī)化學(xué)》在生物工程專(zhuān)業(yè)課程體系為例,畢業(yè)要求:“掌握解決食品發(fā)酵與生物醫(yī)藥生產(chǎn)復(fù)雜工程問(wèn)題所需的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等自然科學(xué)知識(shí),并能夠?qū)⑵溆糜诠こ虇?wèn)題的識(shí)別和表述;能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和生物工程的基本原理,對(duì)食品發(fā)酵與生物醫(yī)藥生產(chǎn)中的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別和判斷,并認(rèn)識(shí)問(wèn)題的本質(zhì)”。畢業(yè)要求中只提到了化學(xué)等自然科學(xué),對(duì)教學(xué)內(nèi)容的導(dǎo)向不夠明確,這就需要課程負(fù)責(zé)人對(duì)該專(zhuān)業(yè)進(jìn)行深入了解,對(duì)畢業(yè)要求的解讀準(zhǔn)確到位,制定教學(xué)內(nèi)容合理的個(gè)性化的教學(xué)大綱。
2明確課程目標(biāo)
化學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標(biāo)要以所在專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)要求為依據(jù),對(duì)畢業(yè)要求形成有力支撐。首先,對(duì)知識(shí)范圍有明確要求,以生物工程專(zhuān)業(yè)的《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)目標(biāo)為例:“掌握有機(jī)化合物的命名、結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)的關(guān)系、各類(lèi)化合物的典型反應(yīng)及其歷程、誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、有機(jī)化合物異構(gòu)及立體構(gòu)型等靜態(tài)立體化學(xué)的基本內(nèi)容、親電加成、親核取代、消除反應(yīng)的立體化學(xué)和化學(xué)特征反應(yīng)鑒別方法等有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)?!倍瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)的《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)目標(biāo)在知識(shí)范圍方面有了很大拓展,在掌握有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上,還要求了解化學(xué)的前沿理論、應(yīng)用前景、最新發(fā)展動(dòng)態(tài)以及化學(xué)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r。其次,對(duì)知識(shí)的掌握程度和運(yùn)用水平要求,同樣以生物工程專(zhuān)業(yè)的《有機(jī)化學(xué)》為例:“能夠用于解決食品發(fā)酵與生物醫(yī)藥生產(chǎn)復(fù)雜工程相關(guān)有機(jī)化學(xué)問(wèn)題的識(shí)別和表述;能夠根據(jù)有機(jī)化學(xué)的基本原理和方法,對(duì)食品發(fā)酵與生物醫(yī)藥生產(chǎn)中的復(fù)雜工程出現(xiàn)的有機(jī)化學(xué)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別和判斷,并認(rèn)識(shí)其本質(zhì)。”而化學(xué)專(zhuān)業(yè)的《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)目標(biāo)在對(duì)知識(shí)的掌握程度和運(yùn)用水平要求側(cè)重于具有提出、分析和解決問(wèn)題的能力,具有從事化學(xué)研究、開(kāi)發(fā)和其它實(shí)際工作的能力。以畢業(yè)要求為導(dǎo)向的化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)目標(biāo),與該專(zhuān)業(yè)課程體系內(nèi)的其他課程目標(biāo)相向而行,形成合力,對(duì)該專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)要求形成更全面的支撐。
3優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)要求處于不同的層次,一方面畢業(yè)要求的導(dǎo)向作用可以通過(guò)課程目標(biāo)傳導(dǎo)給教學(xué)內(nèi)容;另一方面在做教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)將畢業(yè)要求作為指導(dǎo)性綱領(lǐng)。首先將教學(xué)內(nèi)容劃分章節(jié)或知識(shí)模塊;依據(jù)教材的章節(jié)劃分教學(xué)內(nèi)容一般較為合理,但有時(shí)很難滿足課程目標(biāo)個(gè)性化的要求,因此需要對(duì)教材的章節(jié)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或自編教材。其次是將劃分好的知識(shí)模塊內(nèi)容細(xì)化。每條知識(shí)鏈都能與課程目標(biāo)緊密相扣,比較重要的課程往往有多個(gè)課程目標(biāo),一條知識(shí)鏈可能支撐多個(gè)課程目標(biāo),一個(gè)課程目標(biāo)也可能被多條知識(shí)鏈支撐,因此知識(shí)鏈與課程目標(biāo)就會(huì)呈現(xiàn)交錯(cuò)的支撐關(guān)系。再其次是知識(shí)點(diǎn)在知識(shí)鏈中的重要性、難易度確認(rèn)。知識(shí)點(diǎn)的重要性是隨畢業(yè)要求和課程目標(biāo)的不同而有變化。例如生物工程專(zhuān)業(yè),有機(jī)化學(xué)中的氨基酸、多肽與蛋白質(zhì)是重點(diǎn),而在地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)將硅酸鹽列為重點(diǎn),氨基酸、多肽與蛋白質(zhì)基本不要求。知識(shí)點(diǎn)的難易度和知識(shí)點(diǎn)本身有很大關(guān)系,也和學(xué)生的專(zhuān)業(yè)背景有關(guān)系。生物相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程體系內(nèi)包涵《生物化學(xué)》這門(mén)課,有助于學(xué)生理解化學(xué)相關(guān)知識(shí),而水利工程專(zhuān)業(yè)課程體系無(wú)相關(guān)課程,因此知識(shí)難點(diǎn)的范圍要大一些。確定知識(shí)的重要性和難度,有助于在教學(xué)中把握教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn),以便采用不同的教學(xué)方法。結(jié)合知識(shí)模塊的知識(shí)容量、難易度和重要性,完成學(xué)時(shí)分配。畢業(yè)要求中普遍要求了解前沿理論、應(yīng)用前景、最新發(fā)展動(dòng)態(tài)以及專(zhuān)業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r。化學(xué)專(zhuān)業(yè)應(yīng)增加對(duì)化學(xué)學(xué)科發(fā)展前沿知識(shí)的介紹,并進(jìn)行有機(jī)整合,使新的教學(xué)體系更具系統(tǒng)性和完整性;其次注重開(kāi)發(fā)豐富的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源;引入非化學(xué)學(xué)科應(yīng)用化學(xué)理論解決科學(xué)研究或工程問(wèn)題成功范例,有助于化學(xué)基礎(chǔ)理論的闡釋。非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的化學(xué)基礎(chǔ)課程教前沿教學(xué)內(nèi)容主要涉及兩方面,一是化學(xué)前沿知識(shí)在相關(guān)專(zhuān)業(yè)中的應(yīng)用,二是相關(guān)專(zhuān)業(yè)中前沿知識(shí)涉及的化學(xué)原理。,以地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)為例,其開(kāi)設(shè)的《普通化學(xué)》中有關(guān)膠體的知識(shí)內(nèi)容,能很好的解釋河流入海口三角洲的形成。一般認(rèn)為河流入??诹魉俳档蛯?dǎo)致泥沙沉降形成三角洲,這只是其中一個(gè)因素。顆粒較小的泥沙在河水中形成膠體時(shí),一般不易沉降,只有遇到含有強(qiáng)電解質(zhì)的海水時(shí),才迅速沉降,形成河口三角洲。在化學(xué)中膠體遇到強(qiáng)電解質(zhì)發(fā)生沉降機(jī)理應(yīng)在地質(zhì)工程和水利工程專(zhuān)業(yè)中列為重點(diǎn)內(nèi)容。畢業(yè)要求的最終實(shí)現(xiàn)要體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的情況。每個(gè)知識(shí)模塊都對(duì)應(yīng)學(xué)生的任務(wù),包括課堂要求、課后要求和作業(yè)要求。明確課堂要求掌握具體知識(shí)點(diǎn),課后補(bǔ)充拓展補(bǔ)充材料,作業(yè)要求的具體的題目。
4課程考核、成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)與對(duì)課程目標(biāo)的支撐
培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求的達(dá)成,需要合理的課程考核和成績(jī)?cè)u(píng)定[4-5]。傳統(tǒng)課程考核的平時(shí)成績(jī)與考試對(duì)課程目標(biāo)支撐不足,課程考核依據(jù)需要細(xì)化。課程的考核可分為:平時(shí)作業(yè),課堂筆記,教學(xué)活動(dòng),期末閉卷考試。平時(shí)作業(yè):作業(yè)完整,準(zhǔn)確率>90%,字跡工整,思路清晰,提交及時(shí)。筆記,筆記完整詳細(xì),能在筆記本或教材上將重要知識(shí)點(diǎn)記錄和標(biāo)注,并有自己的注釋。教學(xué)活動(dòng),積極參與教學(xué)活動(dòng),積極舉手發(fā)言,踴躍發(fā)起和參與討論,翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容組織全面,能掌握相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),準(zhǔn)確率>90%。期末考試,合理分配各課程目標(biāo)的分值,根據(jù)考察知識(shí)的特點(diǎn),選擇合適的題型。課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐形成明確的量化關(guān)系,以有兩個(gè)課程目標(biāo)的課程舉例列表,見(jiàn)表1。
5優(yōu)選參考教材
參考教材的選擇應(yīng)盡量弱化教師的偏好,而應(yīng)該有客觀的依據(jù)。培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求是重要的指導(dǎo)性綱領(lǐng),選擇最能支撐課程目標(biāo)的教材。參考教材要能博采眾長(zhǎng),教師需要研讀多個(gè)教材版本,以便整理出較為合理的教案和課件