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化學分析實驗是分析化學教學的重要組成內(nèi)容,是實踐分析化學“量”的概念的重要途徑。本文探討了國際化合作辦學背景下化學分析實驗課程的全英文教學模式與方法,總結了化學分析實驗(全英)課程建設過程的經(jīng)驗與不足,展望了化學分析實驗全英文教學的前景。
關鍵詞:
化學分析實驗;全英文;教學方法
分析化學通過一定的測試方法,鑒定物質的化學組成、測定物質的含量、確定物質的結構和存在形態(tài)及其與物質性質之間的關系等,“量”是分析化學的核心。化學分析實驗課是分析化學課程的重要組成部分,向學生提供了正確熟練掌握分析化學實驗基本操作和技能的重要途徑,并讓學生在實踐中強化對分析化學“量”的核心概念的理解[1]。中外國際化合作辦學是高等教育國際化的重要途徑,也是目前國內(nèi)各高校普遍開展的創(chuàng)新辦學模式,通過整合國內(nèi)外高校教育資源和理念,推進高等教育課程體系和教學方法的改革,培養(yǎng)具有國際化視野的專業(yè)人才[2]。國際化合作辦學的重要特征是采用世界通用語言——英語構建國際化合作辦學課程體系,并采用全英文教學方法,使學生在全英文的授課環(huán)境中接受專業(yè)知識和前沿信息的教育,培養(yǎng)學生采用英語進行專業(yè)學習的能力,以期盡快適應后續(xù)國外高校的授課模式。目前,國內(nèi)一些分析化學教學團隊已開展了分析化學理論課雙語[2-4]或全英文[5]教學方法的有益探索,但關于化學分析實驗課程全英文教學方法研究的報道較少。中山大學化學與化工學院于2010年正式開展了與香港理工大學合作的化學“2+2”國際合作辦學項目?;瘜W“2+2”學生第一、二學年在中山大學就讀,第三、四學年在香港理工大學就讀化學科技專業(yè),學生在中山大學學習期間化學專業(yè)課程均采用全英語教學?;瘜W分析實驗(全英)課程是化學“2+2”專業(yè)學生第一學年的專業(yè)必修課,與化學分析(全英)理論課同學期授課[5]。在前期化學分析(全英)理論課建設的基礎上,中山大學化學與化工學院進行了化學分析實驗(全英)課程建設,并已對兩屆學生開設了該課程,研究了化學分析實驗課程全英文教學方法,取得了初步的經(jīng)驗,現(xiàn)將該課程的教學模式及方法介紹如下。
1課程特點
化學分析實驗(全英)課程是化學“2+2”國際合作辦學項目教學體系中重要的組成部分,與化學分析(全英)理論課緊密聯(lián)系,是分析化學的“啟蒙”課程之一,是修習后續(xù)儀器分析及儀器分析實驗課程的重要先導課程,具有重要的意義?;瘜W分析實驗(全英)課程計劃學時數(shù)為54學時,內(nèi)容涉及四大滴定分析法、重量分析法及吸光光度法等相關內(nèi)容的基本操作及實驗。化學“2+2”學生在學習了化學分析(全英)理論課,掌握了化學分析基礎知識后,通過該實驗課程進一步熟練、掌握化學分析實驗的英文術語及基本操作和技能,強化學生對分析化學“量”的核心概念的理解,從“會學”到“會用”,培養(yǎng)學生從事理論研究和實際工作的能力以及嚴謹?shù)目茖W思維方法和作風,提高分析問題和解決問題的能力。化學分析實驗(全英)課程采用全英文教學模式,即采用精選的英文教材或講義,指導教師在實驗前有限的講解時間內(nèi),在實驗室現(xiàn)場使用英文完成授課與演示,并在實驗過程中采用英文與學生交流,進行指導;學生在實驗過程中采用英文進行交流、討論,采用英文撰寫實驗報告,參加英文試題的口試及實驗操作考試。因此,化學分析實驗(全英)課程是具有很強即時性的實踐課程,學生需要在聽完短暫的實驗前講解后立刻動手操作,獲得準確的測定結果,并撰寫出科學的、邏輯性強的、簡潔的實驗報告。與化學分析(全英)理論課不同,學生無法在課后反復練習相關的實驗操作,因此化學分析實驗(全英)課程要求學生有很好的專業(yè)外語“聽、說、讀、寫”能力,即能聽懂講解,能與指導教師流利交流,能快速準確地閱讀英文教材及文獻,能準確流暢地撰寫英文實驗報告。然而,化學分析實驗(全英)課程在大一下學期開設,受眾群僅修習過基礎無機化學(全英)課程,并未形成較為完善的化學知識網(wǎng)絡;同時,大一學生尚未學習化學專業(yè)英語的相關課程,專業(yè)英語能力薄弱。因此,如何讓學生“會聽”、“會講”、“會做”、“會寫”成為該課程成功與否的關鍵。任課教師除了具備扎實的分析化學專業(yè)知識、實驗技能及良好的英語功底外,還應能結合化學分析實驗(全英)課程特點,研究并采用合適的全英文實驗課程教學方法講授該課程,方能實現(xiàn)該課程的教學目標,使學生獲益。
2教材建設
化學分析實驗(全英)課程以訓練學生的規(guī)范操作和基本實驗技能為目的,通過實驗進一步加深學生對化學分析理論知識的理解,因此所選擇的實驗內(nèi)容應能與理論課相互聯(lián)系、印證,使學生能通過實驗操作“點對點”地解讀化學分析的知識點。其次,由于大一學生專業(yè)英語能力薄弱,選用的全英文實驗課教材語言應準確易懂,既符合國內(nèi)大一學生的英文水平,使其能“看懂、學會”,還能滿足國際合作辦學課程體系的要求。
2.1多元教材體系
優(yōu)秀的英文原版化學分析實驗教材[6,7]較少且年份久遠,目前許多英文實驗教材經(jīng)常以附錄的形式收錄于理論課教材中,其內(nèi)容多為驗證性實驗,較少涉及化學分析實驗背景知識的介紹及開放設計實驗等內(nèi)容。因此,面向中國學生的化學分析實驗(全英)課程不能完全照搬國外的教材,應以優(yōu)秀的英文原版教材為主要參考書。自編的英文實驗講義著重介紹化學分析實驗的基本操作、實驗背景知識及實驗報告寫作規(guī)范等,同時提供化學分析課程專業(yè)術語中英文對照詞匯表供學生查閱。由于專業(yè)英語寫作對大一學生的挑戰(zhàn)最大,因此本課程采用循序漸進的方式培養(yǎng)學生的英文寫作能力。對于課程伊始的練習性質實驗,實驗講義中有配套的實驗報告模板供學生學習報告寫作,學生在完成實驗后填寫實驗報告模板中留空部分(如某些重要的實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)表格等)即可;而隨著實驗課程的深入,學生將在教師的指導下最終完成設計實驗,并撰寫出完整流暢的英文實驗報告。
2.2實驗內(nèi)容選材
本課程實驗內(nèi)容的選材可以分為3個層次:練習性實驗、常規(guī)測定實驗及設計實驗。練習性實驗是最先開設的一類實驗,以訓練學生基本操作和實驗技能為目的,如“酸堿滴定練習”、“天平操作練習”等,通過實驗學生將熟練掌握滴定管及天平的正確操作。常規(guī)中文授課的化學分析實驗課程由于沒有語言障礙,練習性實驗的講解較為簡略,學時數(shù)很少。但是,化學分析實驗(全英)課程面向大一學生采用全英文授課,為了使學生能順利渡過最初的語言關,并夯實實驗基本操作技能,該課程加大了練習性實驗的講授時長和學時數(shù)。通過練習性實驗,學生不僅學習了基本操作,還能全面了解并初步適應化學分析實驗的全英文授課模式,學會“充分預習-認真實驗-及時撰寫報告(復習)”的實驗課程學習方法。常規(guī)測定實驗是化學分析實驗(全英)課程的主體內(nèi)容,涵蓋了四大滴定、重量法及分光光度法等主要內(nèi)容。學生在順利渡過語言關后,通過該部分實驗內(nèi)容進一步熟悉化學分析實驗的基本操作,系統(tǒng)學習各種化學分析實驗方法,鞏固化學分析理論課上的相關知識點,學會“理論-實踐-理論”的思維模式,并能完整撰寫流暢的英文實驗報告。在完成一系列常規(guī)測定實驗后,本課程還將引入命題式設計實驗,其模式為:命題-學生提交設計方案-師生討論修改-實施實驗-提交報告-課后點評。學生需要從查閱英文文獻開始直至撰寫提交實驗報告,獨立把握實驗的全過程。通過設計實驗,學生將融會貫通化學分析基本知識,同時培養(yǎng)學生獨立思考問題的能力以及初步的科研創(chuàng)新精神。設計實驗結束后,學生將按照學術論文的格式用英文來撰寫報告,對實驗結果進行凝練和科學表述,使學生真正體會到“量”是分析化學核心的概念。3個層次的實驗內(nèi)容相互聯(lián)系、相互補充,給予學生多方位漸進式的實驗訓練,最終培養(yǎng)學生嚴謹、細致的分析化學實驗技能和動手能力。
3“互動引導型”教學方法
實驗課與理論課授課模式最大的不同在于學生作為主體,通過參與整個實驗、獲得數(shù)據(jù)并整理報告的全過程,方能掌握實驗技能并鞏固相關的知識點。學生通過化學分析實驗(全英)課程不僅應學習化學分析的基本操作和思路,還應培養(yǎng)分析化學專業(yè)英語的“聽、說、讀、寫”能力,因此應讓學生成為實驗課程的主角;而教師應作為引導者,通過與學生的充分互動交流,幫助學生完成實驗課程的學習。因此,本課程采用教師引導、學生自主學習的互動式實驗教學模式,教師在實驗課程授課過程中是引導者的角色,通過給予學生合理的建議和引導,使學生能自如地把握整個實驗過程,為學生提供自覺多次獲取化學分析知識點和提高實驗技能的機會。
3.1“問題引導型”課前講解
實驗課開始時,教師首先采用全英文方式點評上次實驗并點評實驗報告,歸納總結出現(xiàn)的問題及注意事項,并與本次實驗課程銜接。講評過程中側重點評學生實驗過程中出現(xiàn)的操作規(guī)范問題以及實驗結果的準確表達。讓學生通過課前講評回顧前一個實驗中存在的問題,以及上節(jié)課中所出現(xiàn)的專業(yè)術語,從而加強全英文實驗課程的印象與效果。接著,教師用中英文雙語模式向學生介紹本次實驗課的專業(yè)詞匯及用法。專業(yè)詞匯的學習采用互動造句及提問的方式進行,時間大約控制在5分鐘左右。然后,教師采用全英文方式介紹本次實驗的要點,包括基本原理、實驗步驟及操作要領等,期間要演示實驗中的重點操作(如滴定管操作、搖瓶操作、定容操作等)并進行詳細的解說,采用國際上廣泛采用的“問題學習法”(problem-basedlearning)進行講授,通過適當提問、引導,促進學生的自我認知過程。由于大一學生專業(yè)基礎相對薄弱,同時考慮全英文授課可能存在的信息傳遞損失問題,課前講解應輔以相應的課件展報,使學生更容易理解授課內(nèi)容。課前展板中對少許重要信息(如關鍵步驟、條件、試劑、操作等)留空,讓學生聽課后現(xiàn)場填寫,以增強現(xiàn)場記憶。同時授課過程中應對學生的預習情況進行提問檢查,增強師生互動,培養(yǎng)學生勤思考、巧動手、帶著問題做實驗的良好習慣。
3.2“互動引導型”的實驗指導方法
在學生開始實驗一小時內(nèi),教師應逐一觀察、巡視每位學生的基本操作,采用英語口頭糾正學生的基本操作規(guī)范。若有學生聽力薄弱,應輔以示范實驗,使學生確實意識到存在的問題,并及時改正。整個實驗過程中,教師應增加巡視次數(shù),及時糾正學生的不當操作,并使用英語與學生交流、溝通。對學生所提的問題,使用啟發(fā)式教學,引導學生自行發(fā)現(xiàn)并解決實驗過程中遇到的問題,養(yǎng)成獨立思考、善于動手的實驗能力。特別對于聽力、口語薄弱的學生,實驗過程中教師應多創(chuàng)造互動交流的機會,鍛煉其英語表達能力。比如在進行絡合滴定實驗“水的總硬度測定”時,需要在pH≈10的氨性緩沖溶液中,采用鉻黑T為滴定指示劑,測定Ca和Mg的總量。許多學生會問為何不采用鈣指示劑,此時教師并不正面回答鈣指示劑不適合在pH<12的非強堿性溶液中使用,而是提示學生金屬指示劑均有其適合的pH,需在滴定過程中采用合適的緩沖溶液,引導學生思考氨性緩沖溶液是否滿足鈣指示劑的使用要求。于是,學生會想到氨性緩沖液的pH≈10,此時不適合采用鈣指示劑,若把溶液的堿度調(diào)到pH>12,Mg又會沉淀,造成巨大的滴定誤差,故此鈣指示劑不適合作為水總硬度測定的指示劑。通過互動啟發(fā)式的引導,學生不僅解決了問題,同時也深刻理解隱含在問題背后的原理,有助于學生將理論聯(lián)系實驗,互相印證。實驗結束后,學生將獲得的原始數(shù)據(jù)提交給指導教師檢查,此時教師可與學生就實驗過程中出現(xiàn)的問題進行面對面的交流和點評,也可利用這段時間指導學生提高實驗報告的寫作水平,改進實驗報告中存在的問題。大一學生的語言基礎薄弱,在撰寫全英文化學分析實驗報告時非常需要指導教師一對一、點對點的指導,針對性提高學生的專業(yè)外語寫作能力。通過“一對一”實驗報告點評環(huán)節(jié),學生在報告寫作方面均有明顯提高,到課程結束時均能寫出科學、簡潔、表達準確的全英文實驗報告。
3.3考核方法
化學分析實驗(全英)課程的特點及目標決定了該課程不僅傳授化學分析基本實驗技能,還應培養(yǎng)學生良好的專業(yè)英語表達能力,因此課程采用多方位綜合考核方式考查學生的化學分析基本技能及專業(yè)英語能力?;瘜W分析實驗(全英)課程總成績由每個實驗的成績,加權操作考試成績進行評定。每個實驗的成績由實驗預習情況、實驗操作、實驗報告3部分構成,每次實驗的累計成績占總評成績的70%,因此要求學生更多地關注實驗過程及細節(jié),認真地做好每一個實驗,方能最終獲得好的實驗成績。操作考試由單元操作考核及期末實驗考核組成,占總評成績的30%。單元操作考核在學習完練習性實驗模塊后進行,主要考查學生的基本操作;期末實驗考核要求學生當場完成一個命題設計實驗,并完成英文實驗報告。無論單元操作考核還是期末實驗考核均包含口試及實驗考核環(huán)節(jié),學生在開始實驗之前先要通過口試環(huán)節(jié),采用全英文方式回答教師的英文提問,提問內(nèi)容包括設計實驗原理、操作細節(jié)等,在實驗結束之后學生也需要用英文向指導教師報告結果,之后方能開始撰寫報告。通過多方位的全英文考核方式,將全面考查學生化學分析實驗的基本操作技能及專業(yè)語言能力,為后續(xù)進入國際合作辦學方的大學學習打下良好基礎。
4教學效果與經(jīng)驗
采用調(diào)查問卷的形式,對2012及2013級修讀化學分析實驗(全英)課程的化學“2+2”學生共99人以問卷調(diào)查形式進行學習效果回訪,共回收有效問卷82份。結果表明:93%的學生認為基本能適應全英文實驗課程授課模式;98%的學生認為通過該實驗課程的學習能較好地掌握化學分析的基礎實驗操作技能與知識,提高了動手能力,初步培養(yǎng)了獨立思考能力及細致嚴謹?shù)目蒲凶黠L;96%的學生認為通過課程的學習對化學分析理論知識有了更加感性、深入的理解與認識,能與理論課程知識體系進行相互印證,鞏固理論課學習效果;92%的學生認為通過該課程學習擴大了專業(yè)詞匯量,提高了采用專業(yè)英語進行交流和寫作的能力;93%的學生認為該課程能基本與后續(xù)國際合作辦學方的課程體系相銜接,通過該課程的學習能為未來的學習打下良好基礎;96%的學生認為所選擇的實驗內(nèi)容豐富實用,能與化學分析理論課程緊密掛鉤,配套的講義或教材適合于該全英文課程的教學需求,語言準確易懂;93%的學生認為該課程的考核形式能較好地鞏固課堂教學效果,真實反映知識掌握的程度;98%的學生認為該課程的授課老師能糾正并規(guī)范學生的實驗操作,及時認真批閱實驗報告,并解答學生實驗過程中的疑問,使學生獲益;99%的學生認為該課程的授課老師嚴謹認真,熟悉課程專業(yè)知識體系,語言表述準確清晰。
5展望
通過兩屆化學分析實驗(全英)的實際授課及課程建設,我們總結了化學分析全英文實驗課程的教學方法:以國外優(yōu)秀英文原版教材為主要參考書,輔以自編的英文實驗講義,構建了化學分析實驗(全英)課程教材體系;采用教師引導、學生自主學習的互動式實驗教學模式,使學生成為實驗課程的主體,自如地把握整個實驗過程,提高了學生化學分析實驗的基本操作技能及專業(yè)語言能力。該課程適合于化學“2+2”國際合作辦學課程體系的教學目標要求,課堂效果良好,學生反饋及評價良好。當然,由于時間限制,化學分析實驗(全英)課程建設還有待進一步完善。首先,雖然初步構建了化學分析實驗(全英)課程教材體系,但目前尚無適合于中國高?;瘜W專業(yè)國際合作辦學的化學分析實驗教材,因此應加強全英文實驗教材的建設,編寫出更多英語準確易懂,符合國際化學教育體系的優(yōu)秀全英文實驗教材。其次,全英文實驗課程教學要求任課教師有扎實的專業(yè)理論基礎、實驗技能及良好的英語表達能力,目前師資力量非常匱乏??蛇M一步通過“請進來、走出去”的方式加強全英文教學師資力量的培養(yǎng),同時進一步提高已承擔全英文課程教師的授課水平,充實分析化學全英文教學的師資力量。
作者:張卓旻 李攻科 單位:中山大學化學與化學工程學院
參考文獻
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關鍵詞:初中;化學教學;德育
在教學過程中滲透德育,是科任教師的責任。在化學教科書當中蘊含各種思想教育內(nèi)容,需要教師深入地挖掘,并且積極收集材料,適時進行插入,有機結合化學教學和思想教育,對學生進行辯證唯物教育和理想教育。
一、辯證唯物主義教育
例如,在學習核外電子排布知識的時候,這一課的基礎就是量變到質變的辯證思想,通過這個方面的學習,可以對學生進行辯證唯物主義的教學。分析CO和CO2的分子構成和性質差異,可以讓學生理解量變變?yōu)橘|變的規(guī)律。適當?shù)亟Y合化學課的內(nèi)容,在教學過程中適當?shù)貪B透辯證唯物主義內(nèi)容,幫助學生深刻理解課程內(nèi)容,做到知識的融會貫通。學習化學物質和物質的變化,可以幫助學生明確世界是物質的,而物質運動是永恒的。又如在學習原子和分子的過程中,雖然原子和分子的體積比較小,質量也小,利用人的肉眼是無法觀察的,手也無法觸摸,但是它確實是真實存在的,并且在永不停止地運動,可以利用這個方面的知識讓學生明確物質運動是在不斷變化的。
二、培養(yǎng)學生團結合作的精神
當前很多初中生都是獨生子女,從小得到父母的溺愛,因此他們很容易以自我為中心,缺乏合作精神。而現(xiàn)代人必備的素質就是合作,有助于集體獲得成功。在實際教學過程中,教師需要培養(yǎng)學生的合作精神,例如,在分組實驗的過程中,可以讓學生自己分組,自己選好記錄員和匯報員等。大家一起討論問題,通過設計實驗和相互配合的方式,對實驗現(xiàn)象進行觀察。利用分組實驗的方式,讓學生可以和他人進行合作,這樣可以有效地培養(yǎng)學生的合作能力。針對開放性習題,學生需要進行共同討論,引導他們從多個角度思考問題,并且可以相互補充。在討論過程中可以明確自己的優(yōu)勢和不足,明確和他人合作的優(yōu)勢。實施研究性學習過程中,可以讓學生自由組合,一起設計實驗,從而解決問題。教師通過有意識滲透,為學生提供更多的合作機會,加強個體和群體的交往,幫助學生學會溝通和互助等,不僅可以學會尊重、欣賞他人,同時可以獲得他人的尊重和理解。
三、培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和社會責任
初中化學教材當中涉及很多環(huán)保教育內(nèi)容,教師可以借助這個方面的內(nèi)容實施環(huán)保教育。例如,在講解空氣這個課題的時候,可以集中當今空氣污染嚴重的視頻或者數(shù)據(jù),讓學生觀看,從而明確空氣污染的成因和危害。或者在學習愛護水資源的時候,教師可以講解當前很多地區(qū)被迫利用污水灌溉農(nóng)田,影響到周圍居民的健康,讓學生明確水體污染的原因和危害,結合現(xiàn)實生活和書本知識,讓學生明確環(huán)境保護的重要性,讓學生自己討論解決措施,教師最后負責總結?;瘜W這門課程離不開實驗,在實驗教學中需要重視環(huán)保教育。做完實驗之后,要指導學生將廢棄的物質投入到指定容器當中,回收利用那些可以繼續(xù)利用的物質。例如利用高錳酸鉀制氧之后,指導學生回收二氧化錳和錳酸鉀,對每一種藥品進行充分利用。做完酸、堿實驗之后,首先需要處理酸性和堿性廢液,再排放出去。通常這些可以培養(yǎng)學生保護環(huán)境的習慣。教師可以組織學生進行課外環(huán)保工作,可以和學生一起收集雨水,對雨水的pH值進行測定,這樣可以使學生全面地了解當?shù)乜諝馕廴厩闆r。讓學生利用課余時間收集廢電池,避免污染到土壤和水體。
四、結合化學家的成長經(jīng)歷培養(yǎng)學生熱愛科學的精神
初中教材介紹了很多化學家的成長經(jīng)歷和事跡,可以利用這個方面進行教育。例如英國化學家普利斯特利和原子論道爾頓等,他們的共同點都是自學成才。例如化學家卡文迪許,他雖然是貴族家庭,但卻不關心貴族的社交活動,他的生活比較簡樸,非??炭嗟貙W習,投入到自己的化學研究當中。通過介紹這些名人,可以激發(fā)學生學習的興趣,有助于培養(yǎng)他們的探索精神。此外,還可以向學生介紹我國制堿工業(yè)的奠基人,為學生講解他們的故事,增強學生的民族自豪感。
總之,初中教材當中涉及非常豐富的德育內(nèi)容,因此德育滲透的形式和途徑也是非常多的,初中化學教師需要將教材當中蘊含的德育因素等充分地挖掘出來,抓準時機對學生進行德育,從而達到育人的目的,同時讓學生在不知不覺當中接受德育的熏陶,促進學生成長為德才兼?zhèn)涞纳鐣髁x接班人。
參考文獻:
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[關鍵詞] 經(jīng)皮給藥;滲透;化學方法;研究進展
[中圖分類號] R965[文獻標識碼]A [文章編號]1673-7210(2008)05(a)-019-02
經(jīng)皮給藥系統(tǒng)(transdermal therapeutic systems,TTS或transdermal drug delivery,TDDS)指通過皮膚表面給藥,使藥物進入體循環(huán)產(chǎn)生全身或局部療效。它可避免肝臟的“首過效應”和胃腸道的破壞,提供可預定的和較長的作用時間,降低藥物毒性和副作用,提高療效,減少給藥次數(shù),給藥方便[1]。經(jīng)皮給藥系統(tǒng)以其獨特的優(yōu)勢成為國內(nèi)外研究的熱點,隨著新材料、新技術和新設備的不斷發(fā)展,經(jīng)皮給藥促滲透方法也有了很大發(fā)展。本文主要介紹化學促滲透方法的研究新進展。
1 TTS基質的改進
實驗證明,藥物透皮吸收在較大程度上受賦形劑的影響,基質的改變可大大增加藥物透過率。目前應用較多的黏合基質為聚異丁烯類、聚硅氧烷類和聚丙烯酸酯類。Kim等[2]曾研究幾種黏合基質對他克林透皮的影響,發(fā)現(xiàn)丙烯酸酯類基質對透皮有明顯促進作用。
2滲透促進劑
滲透促進劑是指所有能增加藥物透皮速度或增加藥物透皮量的物質??煞譃橛H脂性溶酶類、表面活性劑類、角質層保濕與軟化劑、二組分及多組分系統(tǒng)等。常用的有氮酮、亞油酸、尿素、α-吡咯烷酮、丙二醇等。中藥促滲劑有川芎提取物、冰片、樟腦、薄荷腦等。還有新開發(fā)的促透劑N,N-二甲氨基異丙酸十二烷酯(DDAIP)和N,N-二甲氨基乙酸十二烷酯(DDAA)。李國鋒等[3]通過比較三種促滲劑氮酮(AZ)、肉豆蔻酸異丙酯(IPM)和單月桂酸甘油酯(GML)為透皮促進劑,以酮基布洛芬為模型藥物,發(fā)現(xiàn)這三種促滲劑對藥物經(jīng)完整皮膚的促透能力為IPM> GML>AZ,對藥物經(jīng)剝離角質層皮膚的促透能力為GML>IPM>AZ 。
近年來,許多試驗研究表明一些中藥提取物及成分對藥物經(jīng)皮吸收具有促進作用。許碧蓮等[4]研究表明在冰片促進鹽酸川芎嗪的透皮吸收實驗中,隨著冰片濃度的增加,鹽酸川芎嗪透皮吸收逐漸增加,其中3%冰片促透作用最顯著。李蓓等[5]在研究自制楓香油對雙氯滅痛、甲硝唑、甲氧氯普胺、川芎嗪和沙丁胺醇等5種藥物的透皮促進作用中,證實楓香油均使5種藥物的滲透系數(shù)增大。除沙丁胺醇外,對其他4種藥物的透皮促進作用均優(yōu)于Azone。
3脂質體
脂質體是由一層或多層同心的脂質雙分子膜包封而成的球狀體??稍黾悠つw角質層的水合作用,改變皮膚結構,促進難透皮藥物的透皮吸收;它不僅對藥物有良好的促滲作用,還可降低其全身吸收,使藥物集中于病灶,提高生物利用度;且對皮膚無刺激,對人體無害。抗病毒藥阿昔洛韋的含醇脂質體制劑,以其市售的軟膏Zovirax為對照,其滲透系數(shù)和累積接收藥量無差異,皮膚滯留藥量以含醇脂質體制劑較高。雙盲法治療皰疹感染,結果表明含醇脂質體制劑起效快,療程短,治療效果優(yōu)于Zovirax[6]。
4 β-環(huán)糊精包合物
β-環(huán)糊精包合物(β-CD)是由葡萄糖單體構成的柱狀體,可包裹粒徑0.8 nm以下的藥物分子,使其溶解性增加,滲透系數(shù)增大,且穩(wěn)定性好,其作用機制可能是β-CD可與皮膚中某些成分作用,削弱其屏障作用。徐月紅等[7]將阿維A用RM-β-CD包合,其溶解度由0.01 mg/ml提高到3.35 mg/ml, 透皮吸收度提高了3~4倍;在低HP-β-CD濃度時,于包合物混懸液中加入PVP和HPMC等親水性高分子物質可協(xié)助環(huán)糊精加快藥物的透皮吸收。
5化學修飾和蛋白酶抑制劑
化學修飾有兩種方法:①對低脂溶性(或低滲透性)的TTS系統(tǒng)的藥物分子進行結構修飾,合成親脂性更強的生物轉化型前體藥物,改變藥物的皮膚分配行為,促進藥物透過角質層的轉運。在滲透皮膚同時,前體藥物經(jīng)皮膚各種酶的代謝變成活性母體藥物。②將親脂性的母體藥物制成離子化的前體藥物, 通過離子導入促進透皮吸收。Imoto等[8]的研究中選用乙酸、戊酸、異戊酸將丁丙諾啡的羥基酯化,生成相應的前藥。乙酸酯和異戊酸酯的經(jīng)皮滲透率提高了1.5~3倍?;瘜W修飾尤其適于肽和蛋白質類藥物透皮吸收。對肽和蛋白質類藥物促透皮吸收的另一類有效方法就是用蛋白酶抑制劑。蛋白酶抑制劑單獨使用可以增加皮膚透過率。實驗證明,使用離子導入法不能理想滲透的肽和蛋白質藥物,如同時使用離子導入法和蛋白酶抑制劑,就能顯著增加肽和蛋白質藥物的透皮率。
6微乳
微乳是粒徑為10~1 000 nm的乳滴分散在另一種液體中形成的透明膠體分散系統(tǒng)。藥物經(jīng)皮吸收的主要障礙是皮膚角質層,而提高藥物載體的熱力學活性可促進藥物透過角質層;熱力學活性與載體中藥物的飽和度直接相關,過飽和系統(tǒng)可增大藥物的擴散壓和滲透速率。微乳技術在透皮吸收研究中是較新的領域。Changez等[9]研究了鹽酸丁卡因的微乳,其經(jīng)皮吸收的止痛效果是鹽酸丁卡因水溶液的8倍,且作用強度與微乳中的含水量呈正相關。
7少數(shù)納米制劑
目前對納米藥物經(jīng)皮給藥研究才剛剛開始,也僅僅限于少數(shù)納米制劑。但高分子納米粒加速體內(nèi)轉運的能力已得到證實。柔性納米脂質體又稱傳遞體,能變形,通過其自身直徑1/5~1/10小孔[10],對皮膚透過率達80%以上,多用于蛋白質及多肽類藥物的經(jīng)皮給藥。Cui等[11]最近對兩種不同方法制備的負載DNA藥物的殼聚糖納米粒(200 nm左右)的皮膚給藥進行了試驗,結果發(fā)現(xiàn)CSN也表現(xiàn)出較高的經(jīng)皮給藥效率, 血清IgG應答效應也較高??梢?,CSN具有促進多肽和蛋白質類藥物通過皮膚及黏膜障礙的作用,而且能夠延長藥物的活性時間,提高藥物利用度,因此是生物大分子給藥體系的良好載體。
8非離子囊泡
非離子囊泡是非離子型表面活性劑自身閉合形成的雙分子層微型或多室囊泡載體??筛淖兯幬镌隗w內(nèi)分布,防止藥物降解,延長藥物作用時間并降低毒副作用。Alsarra等[12]的研究證明,非離子型表面活性劑囊泡前體能顯著增強藥物透皮量,減少時滯,與以Tween 20制備的非離子型表面活性劑囊泡相比,以Span 60為囊材的透皮率更高。
化學促滲法因使用方便目前仍是透皮給藥常用的方法,隨著更多的新技術與新方法的出現(xiàn),也必將有越來越多的透皮給藥制劑應用于臨床,從而發(fā)揮更大的作用。
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關鍵字:初中化學;課堂教學;探索
教學情境是指教師在教學中創(chuàng)設的教學氛圍,通過各種措施來創(chuàng)造課堂氛圍來服務于教學。教學情境是教學課堂的基本組成要素,創(chuàng)設良好的課堂教學情境更是教育改革的重要措施,然而,在初中化學課堂教學中,教學情境的使用出現(xiàn)了問題,那么這些問題表現(xiàn)在哪些地方呢?
一、初中化學課堂教學情境出現(xiàn)的問題
1. 課堂仍然采用的是灌輸教學
課堂仍然采用的是灌輸教學是初中化學課堂教學情境常見的問題。在素質教學、素質課堂這些名詞術語已被喊了多年的情況下,傳統(tǒng)的課堂教學方法依然是灌輸教學。尤其是在農(nóng)村,老師基本上從上課的開始一直在念書,等把知識重點念完了,然后就是學生們的朗讀記憶時間。這種灌輸教學依然存在,依然被流傳著。例如,在講燃燒的課堂上,老師直接提出燃燒的三要素:可燃物、氧氣、溫度達到著火點。卻沒有告訴學生為什么是這三個條件,其他的條件可以不?例如,鈉在氯氣中燃燒,是沒有氧氣的,這又該如何解釋呢?因此,課堂仍然采用的是灌輸教學是初中化學課堂教學情境常見的問題。
2.課堂上生活與化學聯(lián)系過少
課堂上生活與化學聯(lián)系過少也是初中化學課堂教學情境常見的問題?;瘜W本身就是與實際生活練習很密切的學科,通過生活中的現(xiàn)象來和化學學科融合,更能增添化學課堂的教學情境,使得生活性在化學學科得到充分體現(xiàn)。然而,在實際情況中,能做到這樣的卻很少,為了考試成績的分數(shù),不惜采用機械式的教學方法,課堂上很少把生活與化學所學聯(lián)系在一起。因此,課堂上生活與化學聯(lián)系過少也是初中化學課堂教學情境常見的問題。
課堂仍然采用的是灌輸教學、課堂上生活與化學聯(lián)系過少等是初中化學課堂教學情境常見的問題。那么,這些問題出現(xiàn)的原因是什么呢?
二、初中化學課堂教學情境出現(xiàn)問題的原因
1.化學學科自身的局限性
化學學科自身的局限性是初中化學課堂教學情境出現(xiàn)問題的客觀原因。初中化學學科在中考所占的比重比較低,卷面總分是60分,并且由于化學不同于物理學科,物理學科在初二的時候已經(jīng)開課,而化學呢,新奇、陌生的。在剛接觸化學時,心理難免產(chǎn)生抵觸和不自信,使得不少學生放棄,因為它的分值并不是很高,通過記憶背誦照樣可以拿高分,面對這一現(xiàn)狀,老師們紛紛改變教學策略,相比很費課時的情境教學,理所當然受到冷遇。化學學科雖然屬于理科,但仍然有很多知識需要記憶背誦,例如,化合反應、分解反應、置換反應的定義等。因此,化學學科自身的局限性是初中化學課堂教學情境出現(xiàn)問題的客觀原因。
2.缺少教學資源的投入
缺乏對教學資源的投入是初中化學課堂教學情境出現(xiàn)問題的重要原因。對教學資源投入的少,當然回報的也越少,具體表現(xiàn)在教師隊伍的建設和化學實驗的投入。情境教學是教育改革的重要措施,一種較為有效的教育思想,需要教師隊伍具備這樣的思想與素質;化學,不僅是靠書本知識來反映各種反應的進行,而是需要必要的實驗來驗證各種客觀現(xiàn)象,化學實驗是學習化學重要的一部分。因此,缺乏對教學資源的投入是初中化學課堂教學情境出現(xiàn)問題的重要原因。
化學學科自身的局限性、缺乏對教學資源的投入等是初中化學課堂教學情境出現(xiàn)問題的原因,那么有哪些措施來改善呢?
三、如何解決初中化學課堂教學情境出現(xiàn)的問題
1.加大對教學資源的投入
加大對教學資源的投入是解決初中化學課堂教學情境出現(xiàn)的問題的有效措施。加大對教學資源的投入主要分為兩個方向,一個是引進具有高水平、高素質的教師,另一個是加大對化學實驗設備的投入,使得每個學生都能做好實驗。引進高水平、高素質的教師,一面這些教師具備較為先進的教學思想,使得初中化學課堂的情境教學成為可能,另一方面引進高水平、高素質的教師,是提升了整個教師隊伍的素質。
2.培養(yǎng)學生的學習興趣和積極性
培養(yǎng)學生的學習興趣和積極性是解決初中化學課堂教學情境出現(xiàn)的問題的有效措施。歸根結底,學習的主體仍然是學生,教學資源再怎么好,總的中心思想是不會變的。通過多媒體教學、探究性化學課題、化學趣味實驗、化學小游戲等來吸引學生對學習化學的興趣和積極性。因此,培養(yǎng)學生的學習興趣和積極性是解決初中化學課堂教學情境出現(xiàn)的問題的有效措施。
總之,由于化學學科自身的局限性、缺乏對教學資源的投入等原因使得初中化學課堂教學情境出現(xiàn)課堂仍然采用的是灌輸教學、課堂上生活與化學聯(lián)系過少等問題,通過加大對教學資源的投入、培養(yǎng)學生的學習興趣和積極性來改善。
參考文獻:
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相比初中化學,高中化學的難度更大,深度更廣,知識更加抽象、復雜。因此,許多學生掌握不好化學學習方法,以至于化學成績得不到提升。要想學好高中化學,首先就得了解化學的學科特點,再針對性的制定學習方法。本文對高中化學學科特點進行了分析,并提出了學好高中化學的方法。
關鍵詞:
高中化學;學科特點;學習方法
化學知識在很多領域都有重要的應用,在高中階段,我們應該掌握好化學的每一個知識點,形成系統(tǒng)的化學知識結構,為以后選擇化學相關專業(yè)打下堅實的基礎。而學好化學的前提是要掌握適合自己的學習方法,在方法的指引下才能提高我們的化學成績。
1高中化學學科特點分
1.1內(nèi)容復雜,覆蓋面廣
高中化學與初中化學不同,其知識點相對比較分散,知識難度有所加深,內(nèi)容復雜,許多知識既考查了學生的記憶力,又要求學生具有較強的理解能力。比如,在各類化學反應中,生成的新物質可能有氣體,可能有沉淀,也可能兩者都有,我們不僅要記憶反應條件、反應規(guī)律、反應現(xiàn)象,還需要理解為何會生成這些新物質。如果掌握了化學反應的規(guī)律,即使是兩種或多種我們陌生的物質發(fā)生反應,我們也能分析出其生成物的成分,這在整個高中化學的學習中都是非常重要的。
1.2知識比較抽象
高中的理科科目中都有一些比較抽象的知識,高中化學知識也不可避免的具有一定的抽象性。一些化學概念包含了大量的信息,需要我們一字一句的仔細研讀,才可能找出其中的深刻含義。此外,許多知識點雖然與我們的生活息息相關,但是卻讓人難以理解。比如,有機化學,每種有機物的化學分子式都比較復雜,與無機化學不同,它的分子式就給人一種很抽象的感覺,有機物之間的化學反應也讓人摸不著頭腦,因此,有機化學是我們學習中的一大難點。
1.3化學方程式具有復雜性
初中化學反應方程式都比較簡單,只需簡單記憶不同物質反應會生成什么新的物質即可。但是,高中化學不同,其化學反應方程式比較復雜,有時候需要根據(jù)反應物的分子個數(shù)來判斷生成物,如果分析不當,就會導致生成物錯誤。并且,高中化學中涉及到的化學方程式很多,同一種物質可以參與許多化學反應,容易給我們造成混淆。如果理不清反應規(guī)律,就會影響對后面知識的理解。
2高中化學的學習方法
2.1重視化學實驗
實驗是化學的重要組成部分,在實驗過程中,我們能觀察到不同物質發(fā)生反應的現(xiàn)象,會看到生成的新物質是怎樣的性狀。這有助于我們理解化學反應,并找處反應規(guī)律。并且,化學反應的時間都比較短,在此過程中,我們需要集中精力才能觀察到反應現(xiàn)象。因此,通過化學實驗,能夠培養(yǎng)我們認真對待學習的態(tài)度。比如,在FeCl3與NaOH發(fā)生反應的試驗中,我們會看到有紅褐色的沉淀生成,對此,我們就可以分析,在有紅褐色沉淀生成的化學反應中,反應物中可能存在Fe離子。這對于我們分析其他化學反應中反應物或生成物的成分是非常有幫助的。
2.2養(yǎng)成做筆記的好習慣
作為高中生,我認為在學習化學時,有必要將教師講解到的每一個知識點記錄下來。由于教材內(nèi)容比較基礎,教師通常會在教材內(nèi)容的基礎上進行知識擴展。這就要求我們必須做好筆記,在復習時才會有資料可參閱。比如,教材中對元素周期表的講解是比較粗略的,而實際上元素周期規(guī)律是高中化學的重點知識。因此,在講解這部分知識的時候,教師會對其進行補充,甚至有的元素會做大篇幅的講解。如果不做好筆記,我們便無法掌握這些更深層次的知識,難以真正的掌握元素周期規(guī)律,從而影響整個高中階段的化學學習效率。
2.3強化對化學知識的記憶
高中化學屬于半文半理的科目,許多知識都是需要靠記憶來鞏固的。比如,化學概念、化學元素的特性、各種物質發(fā)生反應需要什么條件,會生成什么物質等。這些知識只靠理解是不行的,理解需要建立在記憶的基礎之上。而記憶的方式是多種多樣的,可以通過反復誦讀來加強記憶,可以通過多寫來記憶,也可以讀寫結合起來記憶。總之,只要能夠幫助我們加深記憶的方法都可以用上。記憶的過程也是幫助我們加深理解的過程,對一個化學概念反復的讀、寫,其實可以挖掘出其中蘊含的多種信息,為我們學習后面的知識打下基礎。因此,在高中化學學習中,記憶與理解是不可分離的,應該將兩者結合起來鞏固我們的化學知識,從而提高我們的化學成績。
3結語
綜上所述,高中化學具有內(nèi)容復雜、知識抽象、方程式多樣化等特點,高中生應高度重視。高中生是否能雪好化學,關系著理科綜合是否能取得優(yōu)異的成績,繼而影響高考成績。因此,以化學學科的特點為基礎,采用重視化學實驗、養(yǎng)成做筆記的好習慣、加強對化學知識的記憶等方法,能夠對我們學好化學起到一定的作用。
作者:夏暢 單位:湖南省長沙市周南中學
參考文獻:
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關鍵詞:高中教學;有機化學教學;教學策略
部分學生由于對高中有機化學沒有掌握到學習要領,因此對化學知識吸收能力不強、不能靈活運用知識,出現(xiàn)知識拖欠情況,逐漸跟不上課堂進度,進而陷入學困境地。針對這一問題,高中化學教師該如何采取有效措施去這一問題的癥結所在,是本文中筆者所要重點提出與研究的。
1基于學生的學習興趣,選擇教學的最佳時機
對于任何學習科目而言,良好的學習興趣都是其能夠主動投身到學習過程當中,在課堂上完全跟隨教師的思維而展開學習和理解活動的重要基礎與前提。所以教師在展開有機化學教學的過程中,要充分把握學生的興趣點,選擇更加符合高中生心理特征、思想特點以及興趣愛好表現(xiàn)的教學時機,在課堂上引入新內(nèi)容、新觀點以及教學重點等。由于化學本身是與現(xiàn)實生活、人類生活科技進步、乃至于人體機能構造都有著密切聯(lián)系的學科,因此教師可以通過引入這樣一種關聯(lián)性,有效激發(fā)學生的學習興趣。再例如,整個高中化學教材的設置,其內(nèi)容劃分為有機化學和無機化學兩大版塊,當無機化學的學習結束之后,學生隨即而來接觸到的就是有機化學,這個時候就有可能因為接觸到一個全新的知識體系,而感到好奇和興奮,這本身就是一個興趣拔高點,也是教師可以用來把握教學的第一個最佳時期。
2處理好不同知識模塊之間的過渡與銜接
高中有機化學部分的教材內(nèi)容涉及主要包括兩方面內(nèi)容,即必修板塊和選修板塊。相對而言,前者是內(nèi)置于“化學與可持續(xù)發(fā)展”部分展開的較為籠統(tǒng)的介紹,而后者則是相對獨立的教學板塊,有非常詳盡的有機化學教學內(nèi)容與模塊設置。鑒于此,教師在展開具體的教學活動時,就需要充分處理好這二者之間的關系,做到必修內(nèi)容和選修內(nèi)容之間的有效銜接,使學生產(chǎn)生良好的過渡和緩沖心理,具體來說,主要包括下述兩方面內(nèi)容:首先,時刻把握化學課程學習的主題與精髓,即“結構決定性質,性質反應結構”。同時這也是有關有機化學學習的一項非常重要的指導思想,在解決諸多有關該系列內(nèi)容的題目當中會發(fā)揮十分重要的作用。它指的是學生必須充分認知和理解“官能團”在有機化學學習過程中所能起到的作用和所扮演的角色,在通過必修課程模塊當中理解和掌握到一定有機化學代表物的基礎上,能夠根據(jù)“官能團”的一致性,由代表性物質引申出一系列具有相似性或關聯(lián)性的物質,例如從甲烷到乙烷,甲醛到乙醛,甲醇到乙醇的過渡;或者由乙醇過渡到一半醇類化合物和其它經(jīng)濟基化合物等,實現(xiàn)從個性到共性的推論。其次,充分認知和理解自然科學學習的主要方法———“歸納、演繹和類比推理”。例如在學習脂肪烴這一章節(jié)的相關內(nèi)容時,就可以充分采用“復習再現(xiàn)、遷移提高”的教學模式。教師可以首先通過演示甲烷、乙烯等有機化學物質的立體模型,通過復習、總結出個性特點和結構規(guī)律;然后通過學習遷移,根據(jù)有機化學學習的關鍵點“結構決定性質”,進一步的出所有有關烷烴、烯烴的結構化學式的表達方法、結構特點以及其性質表現(xiàn)。其目的在于讓學生在手動的觀察過程中,能夠更為清晰和直觀到感受到有機化學的空間感、和立體感,從而在由手到眼、再到思考的過程中,不斷提升個人的思維判斷能力和類比遷移能力。
3利用多媒體或其它現(xiàn)代化的教學設備輔助教學
有機化學當中所涉及到的物質大多具有非常復雜的結構特征,其內(nèi)部空間排列、次序以及不同元素之間的組合關系都呈現(xiàn)著非常明顯的特殊性,會為學生理解和充分認知這一章節(jié)與該系列內(nèi)容的知識帶來一定的困難。因此在有機化學教學過程中充分使用各類輔教學資源(掛圖、視頻影像、立體模型等)就顯得十分重要。通過引入各類現(xiàn)代化的輔教學設備,不僅可以讓學生對有機體的空間構型、元素比例、結構排列以及同分異構等問題產(chǎn)生非常直觀的認知,還能在一定程度上培養(yǎng)學生的空間想象力和思維關聯(lián)性,從而起到加深學生學習效果與理解力、記憶力的作用。
4注重對學生學習能力和分析能力的培養(yǎng)
對于有機化學的學習者而言,在教材設置促使其必須有傳統(tǒng)無機化學轉向有機化學進行過渡時,會出現(xiàn)思維上和學習方法上的“不適應”,其不僅表現(xiàn)在解題過程和理解問題中出現(xiàn)的“不適應”,也表現(xiàn)在課堂上傳統(tǒng)的思維模式卻沒有辦法接受全新的知識講解過程,事實上這些都是由有機化學這一全新知識模塊其獨有的特點所造成的。相對于有機化學,無機化學從整體課程的設置以及內(nèi)容的排不上來說,所涉及到的知識點、記憶點都比較少,需要強行理解的部分也不多。但是由于有機化學本身是“結構至上”的一系列內(nèi)容,因此多樣的組合導致了多樣的變化,也導致了學科的復雜性,這就對學生的綜合素質出現(xiàn)了不小的挑戰(zhàn)與更高的要求。在這樣一種局面下,學生就要打破傳統(tǒng)的思維定式,不斷提升自我的思維判斷能力和邏輯分析能力,以一種全新的視角來展開有機化學的學習。綜上所述,高中有機化學部分的教學是整個高中化學進程中的關鍵點與難點。對于化學教師而言,為提高教學質量就需要基于學生的學習興趣,選擇教學的最佳時機;處理好不同知識模塊之間的過渡與銜接;利用多媒體或其它現(xiàn)代化的教學設備輔助教學;注重對學生學習能力和分析能力的培養(yǎng)———只有這樣才能讓學生逐漸克服對于有機化學學習的困境,從而更好地投入到對知識理解和內(nèi)容吸收的過程當中。
作者:程躍 單位:河北省唐山市第十二高級中學
參考文獻:
【關鍵詞】建模;具體模型;抽象模型
一、前言
新一輪課程改革的一個基本取向就是從實際問題出發(fā),一問題為本的過程本身就包容了理論知識與抽象知識的整合,包容了新課程提出的知識與技能,過程與方法。在高中化學知識中,有許多比較抽象的內(nèi)容,如氧化還原反應,原電池原理,電解原理等。學生存在一定理解上的困難,如何讓學生更好的理解抽象的內(nèi)容,是我們教師共同面臨的一個難題。要是抽象的概念在學生頭腦中有深刻的印象,應該使抽象問題形象化,具體化,而通過建模是一種比較有效的途徑。同時也存在許多具體的,零碎的知識,如何讓學生整合這些零碎的知識也是我們面臨的一個問題。對于整合一些零碎問題,可通過尋找零碎問題的共性,建立抽象化模型也是一條行之有效的途徑。
二、建模觀點
建模思想就是把研究對象的一些次要細節(jié)和非本質的聯(lián)系或提取或舍去,把那些主要因素,本質聯(lián)系,主要特征抽象出來再綜合到一起,從而在觀念上形成一個對客體結構和過程的認識的思想發(fā)放,它是以概念,判斷,推理的形式并借以符號,線條,圖形的方式表達出來。
我們知道,在高中化學教學中,當講到晶體結構和有機物結構時,我們一般會借助一些球棍模型和比例模型當作教具,幫助學生理解不同晶體和有機物的空間結構,通過觀看模型,學生基本上能理解比較抽象的空間結構,這在教學上給了我一點啟示。通常情況下,我們所指的模型是指狹義上的模型,也就是指一些具體存在的、看的見、摸的著的模型和教具。但是,我個人認為模型不僅僅指一些形象化的模型,還應包括一些抽象化的模型。比如,可以把氫氣還原氧化銅的這個例子看成是一個氧化還原反應原理的一個具體模型;可以把銅——鋅原電池看成是一個原電池原理的一個具體模型;可以把電解氯化銅溶液看成是電解原理的一個具體模型等等。同樣我認為可以把酸的通性看成一個抽象化的模型,把酸性氧化物的通性看成一個抽象化模型.這樣就讓一些抽象的理論在一些具體的模型中得到充分的體現(xiàn),用一些抽象化的模型去理解一些具體問題。
在平時教學過程中,對一些抽象問題,我非常重視讓學生構建一些具體的模型,學生容易忘記一些抽象的知識,但容易記住一些具體模型,根據(jù)具體模型進而推導出抽象的理論知識,符合人們由特殊到一般的認知規(guī)律。對于一些零碎的知識,可以通過構建抽象的模型,讓具體零碎的知識歸結到抽象模型中去,符合人們由一般到特殊的認知規(guī)律。
三、典型例子
在學習氧化還原反應原理這塊抽象知識的時候,這是歷屆學生學習的一個難點,很多學生在學完之后對此一點印象也沒有,建立不起氧化還原的概念。在該內(nèi)容教學過程中,我選擇了氫氣還原氧化銅這個具體的模型。之所以選擇這個例子有以下兩個原因,第一,這個例子是學生在初中自然科學中已經(jīng)學過的內(nèi)容,學生對此有一定的基礎,這為我們的教學提供了一個很好的切入點。第二,該例子是一個非常典型的氧化還原反應,包含了氧化還原反應的基本原理。
在氧化還原反應這一內(nèi)容的教學過程中,學生通過初中的學習知道在氫氣還原氧化銅這一反應中,氫氣作還原劑,氧化銅被還原。再此基礎上告訴學生氧化還原反應是一個對立統(tǒng)一體。有還原劑就有氧化劑,有被還原的就有被氧化的,兩者同時存在于一個氧化還原反應中。同時,從化合價變化角度給出氧化劑和還原劑的判斷方法,再加以適當?shù)囊龑?,學生也不難判斷出氧化銅是氧化劑。同理,根據(jù)氧化銅在被還原后銅元素化合價降低,不難判斷出氫氣在反應中化合價升高被氧化。同樣銅是氧化銅被還原后得到的產(chǎn)物,叫還原產(chǎn)物,其在化學反應前后化合價是降低的。水是氫氣被氧化后的產(chǎn)物,叫氧化產(chǎn)物。最后引導學生從化合價角度對氧化還原反應中的氧化劑,還原劑,氧化產(chǎn)物,還原產(chǎn)物進行總結。
通過這樣一個簡單的氫氣還原氧化銅的具體模型把非常抽象的氧化還原反應原理具體化了,有助于學生理解。
在高中電化學的原電池原理教學時,我們也可以通過構建銅-鋅原電池這一具體模型,幫助學生更好的掌握原電池原理的有關知識。同樣我們在選擇銅―鋅原電池這個具體模型時,有以下兩點原因,第一,銅鋅原電池是原電池的一個典型代表;第二,銅鋅原電池是一個非常簡單的原電池,有利于學生理解。
對于高中化學出現(xiàn)的一些比較零碎的知識,如學習元素化合物知識中的硫酸和硝酸等酸的性質時,假如把每種酸的性質單獨進行學習時,內(nèi)容顯的多而雜,學生經(jīng)常會張冠李戴。此時我們可以構建起酸的通性這樣一個抽象化模型,因此學生就知道每種酸一般都有這些性質,而把學習的重點轉向不同酸之間的區(qū)別上,這樣找準了學習的重點,又可以很好的掌握不同酸的性質。
四、如何構建模型
對于構建具體化模型,應把握以下幾點。第一,學生對該模型的構建存在一定原有基礎,以原有的基礎為切入點,有利于學生理解;第二,構建的模型一定要具有典型性。
對于構建抽象化模型,應把握以下幾點。第一,找出不同零碎知識的共性;第二,找出不同知識之間的區(qū)別。
五、結束語
在我的化學教學過程中,我重視學生化學模型的構建,幫助學生理解和掌握一些化學知識起到了積極的作用。同時建模思想不是一種教學模式,只是一種教學方法,做到適當?shù)臅r候應用它,發(fā)揮它的積極功能。但由于本人才疏學淺,希望與大家能一起探討。
【參考文獻】
縱觀近年測試試題,命題風格基本保持穩(wěn)定,對實驗能力的考查比較靈活。很明顯,命題者在向我們傳輸一個信號:要重視基礎,同時要能靈活地應用化學知識解決實際問題。學業(yè)水平測試的特點就是重基礎、低難度、全覆蓋。因時間有限,復習特別要注重基礎,雙基在化學復習中起著奠基、支撐的重要作用,雙基不過關,后面的復習就會障礙重重。因此,要針對考試說明中所列的知識點,特別是注過標識的,對照課本逐一進行梳理,做到準確復述、理解概念和規(guī)律,記牢有關物理量之間的關系式,必須努力把每一個概念及理論真正弄清楚,總結歸納,經(jīng)常聯(lián)想,找出解法的規(guī)律。
二、精選習題,強化訓練
在牢固掌握基礎知識的基礎上,要決勝小高考,還要精選一些訓練題,進行強化訓練。做題是鞏固知識的重要手段,是由知識到能力的轉化過程,是學習成功的關鍵之一。但決不是搞題海戰(zhàn)術,逢題便做,浪費精力和時間,卻達不到復習的目的。因此,在復習過程中,學生要根據(jù)章節(jié)內(nèi)容,根據(jù)自己的實際精選一些習題或在老師的指導下做一些有針對性的練習,目的在于幫助自己了解自己,知道自己存在哪些問題,從而達到弄懂真會的目的。凡是遇到不會的、不理解的、模棱兩可的,說明了自己對這一知識點掌握不夠,不要放過它或猜答案,一定要想辦法(如查資料、問同學、問老師等)弄懂它。對作業(yè)、考試中出現(xiàn)的差錯,及時反思,找出錯誤根源。
三、聯(lián)系生活,專題訓練
化學學業(yè)水平測試主要考查必修1.2和化學與生活部分,因此與生活密切相關的知識很多,平時可以多做一些典型的、與實際生活有聯(lián)系的綜合題。例如,酸雨問題,霧霾天氣問題,能源問題,低碳生活問題,環(huán)境保護問題,南京青奧會的高科技以及新型材料,等等,從而提高自己在真實情景中利用化學原理解釋化學現(xiàn)象和運用化學知識分析解決問題的能力。通過分析近年的江蘇學業(yè)水平測試化學考試的得分要點可知,“化學與生活”的內(nèi)容尤為重要。它圍繞人類健康,環(huán)境保護,傳統(tǒng)和新型材料,能源合理利用和新能源開發(fā)幾大問題,提出的多為復述性的問題,很容易得分。
四、注意細節(jié),答題規(guī)范
考試關鍵,細節(jié)取勝。在復習時,要做個有心人,認真仔細。課本上會出現(xiàn)很多化學專業(yè)術語,學業(yè)水平測試選擇題也會有一題專門考查化學用語,學生要特別重視。例如,元素名稱和元素符號,原子結構示意圖和離子結構示意圖,結構式和結構簡式,電子式和分子式,同分異構體和同系物、同位素、同素異形體,等等。非選擇題中書寫化學方程式或離子方程式,生成物中氣體的氣體符號或沉淀物的沉淀符號,反應條件,方程式配平等,在答題時若不注意這些細節(jié),就會導致不必要的失分。
五、加強訓練,勇于沖A
要拿A就必須注意兩點:一是基礎題和中等題要做到滴水不漏,答題要注意規(guī)范化。二是平時還要加強訓練一些“A級沖刺”題,以提高解題能力。最近幾年的試題中,選擇題最后一題主要是圍繞元素化合物知識的計算,守恒思想用得較多,如溶液中陽離子所帶正電荷與陰離子所帶負電荷守恒、氧化還原反應中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)守恒等,在平時的練習中,可在這些方面加強訓練。
六、總結
關鍵詞:黃麻;纖維;纖維軟化
1前言
黃麻纖維是一種韌皮纖維,屬天然纖維素纖維。黃麻纖維抗張強度大、吸濕性好、染色性好、價格低廉,是一種重要的天然紡織纖維,并且種植黃麻能夠改良土壤,對生態(tài)環(huán)境保護有積極作用[1-2]。但是黃麻纖維存在硬、粗、黃、形變恢復性能差等一些缺陷,紡織工業(yè)一般只將其用于制造麻袋、麻布、造紙、繩索、織地毯和窗簾等,種植量及在紡織工業(yè)中應用更是在近幾年呈逐年萎縮趨勢。
為更好地研究利用黃麻纖維,須采用適當?shù)奶幚矸椒▽S麻纖維進行軟化。國內(nèi)外一些研究機構在這個領域做了很多工作,多數(shù)研究[1-3]使用H2O2、H2O2和K2S2O8混合試劑、NaOH、HCl等,近年來更多的是采用化學軟化劑或生化試劑進行黃麻纖維軟化處理研究 [4-7]。本文僅就近年來針對黃麻纖維軟化研究的應用進展加以綜述和分析,以供參考。
2試驗方法
2.1NaOH處理
黃麻纖維經(jīng)1%、5%、10%、18%的NaOH溶液浸泡,黃麻纖維和NaOH溶液的比例為1:20(w/w),浸泡時間為1 min或30 min,溫度選擇室溫(30℃)或100℃。浸泡后壓干水分,再經(jīng)15%的醋酸浸泡15 min,清水沖洗,空氣干燥。
2.2稀鹽酸處理
用0.5%~2%的鹽酸溶液在室溫條件下浸泡黃麻纖維30 min~240 min,取出后壓干水分,經(jīng)1%的NaOH浸泡15 min,清水沖洗,空氣干燥。
2.3K2S2O8和H2O2處理
分別采用0.5%、1%、2%、4%的K2S2O8,在室溫下浸泡30 min,用清水沖洗,空氣干燥。對于黃麻原麻或經(jīng)K2S2O8氧化處理的黃麻纖維,常規(guī)H2O2漂白處理是使用3% H2O2、8%偏硅酸鈉、0.7%NaOH、0.05%EDTA、0.2%非離子濕潤劑,溫度為85℃,pH值為10.8~11.0,浸泡2 h。流水沖洗,再用1.5%的醋酸中和,清水沖洗,空氣干燥。
2.4纖維素酶和特制混合生化酶(由35 unit /mL纖維素酶、96 unit/mL木聚糖酶、136 unit/mL膠質酶混合配制)處理
研究表明[4],常規(guī)洗滌和H2O2漂白處理能夠提高黃麻以及黃麻和棉混紡織物的酶活性,因此試驗中采用纖維素酶或特制混合生化酶處理黃麻纖維前,均經(jīng)過3% H2O2的漂白處理。處理過程使用2%、4%、6%、8%的生化試劑,溫度為55℃,1:20的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液,pH值為 4.8~5.0,置于離心機2 h。之后將溫度提高到90ºC保持15 min,使酶鈍化。然后用清水沖洗,空氣干燥。試驗分別采用了1 mL、2 mL、3 mL的纖維素酶(35 unit/mL)加入混合酶中,對混合酶進行增強,重復以上步驟,進行結果對比。
2.5染色處理
試驗采用酸性染料、堿性染料和活性染料依據(jù)不同試驗條件分別對經(jīng)各種處理方法軟化后的黃麻纖維樣品進行染色處理。染色處理后,將樣品水分擠干,分別用熱水和冷水漂洗,皂洗(清潔劑用量為5 g/L,溫度50℃,時間15 min),流水漂洗,空氣晾干。
2.6Catasoftener 和多縮含氧乙烯基乳液軟化劑(20%固體)處理
分別采用1%、2%、4%、6%的Catasoftener和多縮含氧乙烯基乳液軟化劑對不同的經(jīng)預處理或漂白處理的黃麻纖維樣品進行處理。
2.7氨基改性有機硅乳劑(Silicorel-TTSC25%固體)處理
分別采用1%、2%、4%、6%的氨基改性有機硅乳劑,并添加2%醋酸鋅作為催化劑,對黃麻纖維樣品進行處理。流水沖洗,空氣干燥。
2.8使用Catasoftener和氨基改性有機硅乳劑混合處理
試驗采用Catasoftener和氨基改性有機硅乳劑按照100:0、70:30、50:50、30:70、0:100的比例對經(jīng)預處理和H2O2漂白處理的黃麻纖維進行處理。流水沖洗,空氣干燥。
3結果和討論
(1) NaOH處理
試驗中隨NaOH濃度增加(1%~18%)或者稀NaOH(1%~5%)條件下溫度增加都會明顯伴隨纖維重量損失、收縮率、斷裂伸長、折皺回復角、黃度、K/S值等指標的增加,同時,強度、彎曲長度、抗彎剛度、彎曲模量、白度和亮度的值降低。在10%~18% NaOH溶液中,室溫(30℃)處理30 min條件下,可以得到明顯的軟化效果,能夠使黃麻纖維得到最大的彎曲長度、抗彎剛度、彎曲模量的降低,并且強度損失適中,斷裂伸長增加到最大值。這個條件下的重量損失,顏色變黃的程度,強度損失可以接受,并且顏色變化可以由接下來的3%H2O2處理步驟消除。
研究[8]認為,經(jīng)NaOH處理后,黃麻纖維強度降低與在NaOH的作用下半纖維素的分解有關,并且這種情況在18% NaOH條件下達到最大。低溫條件下,NaOH濃度大于8%特別是在18%時,半纖維素分解加劇,導致黃麻纖維發(fā)生卷曲,產(chǎn)生收縮效果,纖維的斷裂伸長值增加,使纖維具有更好的收縮性能,結合更為緊湊,獲得更好的回彈性能。同時,經(jīng)10%~18% NaOH處理過的黃麻纖維的彎曲長度、抗彎剛度、彎曲模量顯著降低。如果使用較稀的NaOH溶液(1%~5%),即使溫度提高到100℃也只是重量損失顯著增大,對纖維的軟化和彈性改善效果很弱。經(jīng)NaOH處理后纖維表面黃化,可以解釋為由于半纖維素溶解后,使得木質素的暴露增加,以及半木質素向表面的遷移并被氧化所致。但是這種黃化效果很容易在后續(xù)的H2O2漂白處理中得到部分消除,而且不會影響纖維的各項參數(shù)。
試驗中,隨NaOH濃度增加,能明顯提高纖維對酸性染料吸收指標,但對于活性染料則呈現(xiàn)相反的趨勢。半纖維素的去除會導致纖維羥基(COH)和醛基(CCHO)減少,銅值(斐林試劑)降低,半纖維素增溶性降低,活性染料附著依賴羥基,因此出現(xiàn)降低的趨勢。試驗同時表明NaOH濃度由1% 增加至10%,會導致羧基(CCOOH)增加,使得酸性染料附著能力增強。NaOH濃度由10% 增加至18%,羧基又會出現(xiàn)減少的趨勢,酸性染料附著能力也隨之有一定程度的削弱。
(2)稀鹽酸(HCl)處理
試驗采用0.5%~2% HCl、30℃、30 min~240 min對黃麻纖維進行處理,結果表明試驗條件下能夠實現(xiàn)對黃麻纖維一定程度的軟化效果(彎曲長度、抗彎剛度、彎曲模量值降低),重量損失較少,強力、折皺回復角降低,而且亮度指標明顯提高。但是經(jīng)稀鹽酸處理的軟化效果遠不如18% NaOH的處理效果好。
纖維強力、折皺回復角、彎曲長度、彎曲模量的降低是稀鹽酸的酸性水解作用使得黃麻纖維的纖維素和半纖維素聚合鏈發(fā)生了退化[9]。在0.5%~2%鹽酸、30℃、30min的條件下,重量損失2%左右,主要是由于黃麻中礦物油的流失,并且由于半纖維素中羥基酸性脂陽離子被H離子交換,纖維酸性增強,因此,經(jīng)稀鹽酸處理后的黃麻纖維的堿性染料附著增加。
(3)纖維素酶、特制混合生化酶處理
試驗表明,相比較黃麻原麻或經(jīng)NaOH處理的黃麻纖維,酶的作用對經(jīng)沖洗或傳統(tǒng)3%H2O2漂白的黃麻纖維更加明顯。在單獨使用纖維素酶、特制混合生化酶以及加入纖維素酶的增強混合酶的試驗中,隨著酶濃度增加,重量損失、收縮性能顯著增加,斷裂伸長、白度和亮度邊際增加。彎曲長度、抗彎剛度、彎曲模量值降低(但不能達到經(jīng)18% NaOH處理后的指標)。試驗加入增強纖維素酶沒有顯著提高對纖維的軟化效果,而且僅相當于1% NaOH、30℃、30 min條件的處理結果。
(4)化學軟化劑處理
試驗中采用的3種化學軟化劑:Catasoftener、氨基改性有機硅乳劑、多縮含氧乙烯基乳液軟化劑。
使用Catasoftener會使得黃麻纖維顏色黃化程度加劇。氨基改性有機硅乳劑可以增加黃麻纖維的抗撓剛性,但如果百分比濃度過高則會顯示相反的效果。試驗中采用Catasoftener、氨基改性有機硅乳劑混合處理經(jīng)漂白的黃麻纖維,結果顯示并沒有出現(xiàn)兩種試劑的協(xié)同效果。試驗數(shù)據(jù)表明,相同條件下,應用2%~4%的多縮含氧乙烯基乳液軟化劑軟化經(jīng)3% H2O2漂白的黃麻纖維能夠得到明顯的軟化效果,比應用Catasoftener和氨基改性有機硅乳劑要好,但比生化酶和NaOH的軟化效果差。
研究[5]證明輕度氧化處理可以破壞黃麻纖維中的聚合鏈。在應用化學軟化劑前,必須采用適當?shù)念A處理降低黃麻纖維的內(nèi)在硬度,例如采用K2S2O8對黃麻纖維進行輕度氧化。
試驗采用不同濃度的K2S2O8、30℃、30 min,然后經(jīng)傳統(tǒng)3% H2O2、85℃、2 h漂白處理,再經(jīng)各種化學軟化劑處理后的黃麻纖維對比結果。經(jīng)K2S2O8、H2O2處理后,纖維有7.2%到10.6%的重量損失(其中H2O2處理的重量損失為6%到6.6%)。試驗表明,預處理可以有效地降低初始模量和纖維強度,折皺回復角、彎曲長度、抗彎剛度、彎曲模量一定程度下降,白度和亮度有一定的改善。
根據(jù)掃描電鏡圖譜(圖1、圖2、圖3),經(jīng)K2S2O8或H2O2處理的黃麻纖維有明顯的表面損壞。同時,再分別經(jīng)過3種化學軟化劑處理,纖維表面受到的破壞得到了一定程度的掩蓋(圖4、圖5、圖6)。
使用catasoftener 和多縮含氧乙烯基乳液軟化劑時,纖維重量有增加,彎曲長度、抗彎剛度、彎曲模量均下降。但是catasoftener和氨基改性有機硅乳劑不能形成連續(xù)的覆蓋膜,因此圖譜中仍然可以看到微小的孔洞和裂縫(圖4、圖5)。應用多縮含氧乙烯基乳液軟化劑時,能夠較好地實現(xiàn)纖維表面修復,這也可能是其軟化效果較好的原因之一。
(作者單位:雷雷,陳效文:中國纖維檢驗局技術管理處;徐欽:北京科技大學)
參考文獻:
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