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關鍵詞:有機化學;教學方法;興趣
在高中化學中,有機化學占教材內容的四分之一,且在高考考試中占化學總成績的25-30%。有機化學除了涉及到化合物的性質外,還涉及了化合物復雜的結構。因此,初中學習無機化學的學習思路無法在高中的有機化學中應用,許多學生在學習過程中因無法轉變思路而對化學產生抵觸心理,從而失去對學習有機化學的興趣。因此,如何讓學生學好有機化學,是高中化學教師的一大難題。筆者通過結合本人高中時代學習有機化學的經歷、多年的化學教學理論學習以及高中化學教學實踐,對高中有機化學的有效教學方法作以一一討論。
一、興趣是學習的第一動力
許多教師在教學過程中往往忽略了這一點,以為教學就是“把知識點教給學生”。事實上,教學應該是“老師教,學生學”的過程。教師在教學過程中應該將學生的主動性放在第一位,注重培養(yǎng)學習學習相關課程的興趣[1]。興趣是最好的老師,它能化“被動”學習為主動學習,使枯燥無味變得生動有趣。學生進入高中后要學習有機化學,它的學習思維完全有別于初中時期的無機化學。許多學習會因無法找到學習有機化學的正確方法而失去對學習有機化學的興趣。而同時,由于學生在高中時期首次接觸有機化學,對有機化學保持著較高的新鮮感。教師應把握時機,及時對學生的這種新鮮感進行升華,使之成為學習有機化學的不竭動力。那么如何調動學生學習有機化學的興趣呢?
筆者認為,調動學生學習興趣的責任在于教師。在教學中,如果教師只是為了迫于教學壓力而不能放開手腳,只能按部就班地向學生“填鴨式”地灌輸知識點,怎么可能激發(fā)還生學習有機化學的興趣?呆板的教學方式極易讓學生感到反感,使學生產生逆反心理,對學習產生厭惡感。在學生對有機化學還處于新鮮期時,教師要能夠抓住培養(yǎng)學生學習有機化學的興趣,引導學生在興趣的基礎上做深入的學習與探索。尤其是有機化學這個與生活實際聯(lián)系密切的學科,生活中有許多生動的實例可以利用。筆者認為,教師可以利用生活中的實例讓學生明確學習有機化學的目的和培養(yǎng)學生學習有機化學的成就感。向學生介紹有機化學在生活中的重要應用,如家庭用到的洗滌劑、洗發(fā)水、洗衣粉起到去污作用的主要成分就是有機物――十二烷基苯磺酸鈉。我們生活中用到的塑料、合成橡膠就是通過石油化工制得有機物單體,然后經過高分子化學得到的。此外,有機化學還涉及到藥物合成、農業(yè)、國防科技、航空航天等領域??梢哉f,人類離開有機化學將寸步難行。如此,通過向學習介紹有機化學在生活中的地位和作用,強化學生學習有機化學的使命感和成為一名有機化學家的榮譽感,可以最大程度地提高學生學習有機化學的興趣。
二、適當開展多媒體教學。
不同于無機化學的學習,有機化學涉及到有機物的結構,甚至是三維結構,這需要學生具有一定的空間想象力。此外,有機化學還涉及復雜的反應方程式和反應機理。高中階段,許多教師迫于教學壓力,一節(jié)上下來基上處于教師講學生聽的狀態(tài)。這種“填鴨式”的教學方式并不可取,許多學生一堂有機化學課下來,完全不知教師所云。多媒體教學在展示空間三維結構、展示化學反應過程以及展示化學反應機理方面具有無可比擬的優(yōu)勢。此外,多媒體教學在引起學生學習有機化學興趣方面也有許多優(yōu)勢。在講到有機化合物的結構時,可以通過多媒體向學生演示模型。比如講到化合物成鍵時,可以向學生展示碳、氧、氫和氮等元素是如何互相連結形成有機化合物的。用紅色帶有四個孔的小球代表碳原子,用綠色帶有三個孔的小球代表氮原子,用藍色帶有兩個孔的小球代表氧原子,用白色帶有一個孔的小球代表氫原子,再用一個圓柱小棍代表鍵。同時,向學生解釋碳原子、氮原子、氧原子和氫原子分別可以連接四個、三個、兩個和一個鍵,通過棍與球之間的連接,可以非常直觀地向學生展示有機物的成鍵過程,這就是典型的球棍模型。如講到甲烷的結構時,教師可以事先做好多媒體動畫,先出現(xiàn)一個紅色的小球表示碳原子,然后四根圓棍接在碳原子上表示四個鍵,然后再將四個白色的小球連接在圓棍上,表示形成四個碳-氫鍵,最后就形成甲烷分子。同樣地,可以通過多媒體技術展示甲醇、乙醇、乙烷等等有機物的成鍵過程。此外,對于復雜的有機反應過程,可以通過動畫分割成多個可見的步驟,讓學生直觀明了地“觀察”反應過程。
三、開展探究式教學
有機化學學習不同于無機化學,不能單純地通過記憶達到學習的目的,需要對有機物的結構、官能團的性質以及反應機理有較深的理解。因此,學生的主動思考在有機化學教學中非常重要。傳統(tǒng)有機化學教學方式主要是學生被動接受的授課方式,學生在上課的過程中僅處于接受狀態(tài)。利用探究式教學,可以改變傳統(tǒng)教學這一授課方式,調動學生主動參與課堂知識點的思考。在教學過程中引入與知識點相關的實驗,設計合理的實驗方案,通過研究物質的反應與性質,從結構的角度深化學生對相關知識點的認識,誘發(fā)學生對相關知識點的思想,從而達到良好的教學目的。例如在講到醇與酸的酯化反應時,許多教師會按教材上的知識點進行教學,即向學生介紹醇與酸之間脫去一個水形成酯,其中醇提供一個氫、酸提供一個羥基,氫與羥基結合形成水。但是,為什么不能是酸提供一個氫、醇提供一個羥基呢?許多學生肯定會有這樣的疑問。因此,在講授酯化反應這個知識點時,教師可以進行探究式教學。即提出假設:假設氫是由酸提供的,羥基是由醇提供的,讓學生進行討論,并讓學生提出進行驗證的方法。這種探究式教學通過誘發(fā)學生主動思考,可以達到激發(fā)學生學習的熱情,達到良好的教學效果。
四、培養(yǎng)學生學習有機化學的思維
由于有機化學在初中化學中很少涉及,且學習方法也完全不一樣,因此許多學生因為找不到正確的方法而放棄有機化學學習。正確的學習思維,可以讓有機化學的學習事半而功倍,因此教師在有機化學教學的前期要注意培養(yǎng)學生的思維。有機化學教學要讓學生重視有機物的結構,結構決定了有機物的性質,通過對結構的深入理解,可以很容易地記住有機物的性質。總之,無機化學重性質輕結構,而有機化學重結構輕性質,有機化學是從結構出發(fā)。
五、培養(yǎng)學生合理的有機化學歸納策略
有機化學知識點多且易混淆,即使老師在課堂上對每個知識點進行一一詳細講解,但學生課后如果不進行合理的歸納,根本無法學好有機化學。筆者認為,老師除了把知識點教給學生,更要教學生如何舉一反三。而高中有機化學的歸納主要還是通過有機物的結構(主要是官能團)進行,不能的官能團決定了有機物不同的性質。如乙烷、鹵代乙烷、乙醇、乙酸、乙醛、乙酸乙酯就可以通過官能團進行歸納總結,輕松地辨別它們的性質。
六、培養(yǎng)學生解答有機試題的方法與技巧
有機化學試題相對繁瑣,但是具有固定的解題思路。老師在教學有機化學知識的過程,同時也要向學生傳授有機化學習題的解題技巧[2]。許多學生不是對有機化學不感興趣,而是因為有機化學題目難解以及有機化學成績差,而失去學習有機化學的信心。有機試題的解答與學習異曲同工,都需要從有機物的結構出發(fā)。讓學生養(yǎng)成從有機物的結構出發(fā)來解答問題,對題目中涉及的有機物,要看其本質,看其具有哪些典型的官能團,從而辨別屬于哪類物質,最后通過簡單地對號入座即可達到解題的目的。(作者單位:哈爾濱師范大學化學化工學院)
參考文獻:
一、電氧化處理污水
在脈沖電流作用下,電氧化反應器里的特殊電極會產生的羥基自由基和活化氧自由基。由于這兩種自由基有超強的氧化能力,因此當廢水流經電氧化器時,水中的有機污染物將會被氧化降解直到變成無機物(如二氧化碳和水)。這個方法的缺點是:電耗大,完全氧化去除1公斤的COD需要耗電15-25度,平均20度。顯然,這對電能緊張地區(qū),很難被企業(yè)所接受。針對這個問題,英國一家環(huán)境公司對電氧化法進行改良,通過電極的排列,電流的密度及水力停留時間的控制:讓電氧化只分解破壞有機物分子結構(如對雜環(huán)類多環(huán)芳香族化合物開環(huán)和破鏈,提高它們的生化性),而不是把它們完全氧化成成無機物。換句話說,電氧化只做預處理,處理后,廢水再進行生化。這樣可使難降解的有機污染物得到經濟有效的去除。
二、電催化——氧化
這個方法是:用鐵片做電極,鐵片之間填充活性碳顆粒作催化劑,在電場作用下,槽內電極材料在高梯度電場的作用下復極化,形成復極粒子。通過鼓入空氣,經復極粒子催化產生過氧化氫(見反應式1),H2O2和從陽極溶解下來的亞鐵離子生成羥基自由基(見反應式2)分化降解水中有機污染物分子。(1)O2+2H2O+2e=>H2O2+2OH-…………;(2)H2O2+Fe2+=>OH.+OH-+Fe3+……………。近期試驗研究表明,為了促進有機污染物的降解,在活性碳顆粒表面涂上一層氧化鈰波膜,可提高催化效果。目前國內正在開發(fā)“三維三相電極處理污水”,就是這種技術。它的優(yōu)點是投資成本小,占地面積少。缺點是電耗特大,去除1公斤的COD需要耗電40多度。另外,活性碳顆粒經常要更換,而且要求不是酸性的廢水,一般要調到酸性(pH
[關鍵詞]分析儀器;發(fā)展
中圖分類號:TF046.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)02-0188-01
前言:分析儀器是主要用于分析物質成分、化學結構及某些物理特性的儀器。從儀器分析的角度看,分析儀器可分為光學分析儀器、色譜分析儀器、電化學分析儀器及其它分析儀器等。分析儀器作為數(shù)據(jù)獲得的源頭技術,必將在信息技術發(fā)展中起到重要作用,將從被動轉向主動,并促進信息技術的發(fā)展。
1 儀器分析的發(fā)展
儀器分析最為化學的一個重要分科,近些年來越來越得到了重視。儀器分析主要講的是用現(xiàn)代儀器,對物質的組成、含量等進行定量或者定性的分析。儀器分析的方法隨著它的發(fā)展也逐漸被應用于各行各業(yè)中。儀器的發(fā)展經歷了三個過程,從最初的理論基礎到后期的儀器分析,科學家們可謂是嘔心瀝血。最初的儀器分析還沒有儀器的支持,。如科研研究等等許多的方面。近些年來隨著科技的逐漸進步,更多的新型的、高科技的分析儀器逐漸地被發(fā)展、被創(chuàng)造[1]。儀器的創(chuàng)造也直接的推動了儀器分析的發(fā)展?,F(xiàn)階段,我國不但在各大高校中創(chuàng)立儀器分析的課程。同時也在科研的最前端不斷的引進分析儀器進行科研創(chuàng)作??梢哉f現(xiàn)階段我國的儀器分析正處于高速的發(fā)展狀態(tài)。然而,我國的儀器分析水平與發(fā)達國家相比,還是有一定的差距的。
2 發(fā)展化學分析儀器的重要性
2.1 科研的重要性
科研是一個永遠都新鮮的詞匯。時代想要發(fā)展,社會想要進步。那么就離不開科研的陪伴。隨著時代也技術的不斷發(fā)展。為了滿足科研的需要,越來越多的學科被分支出來。儀器分析化學就是這其中的之一。由于科研的需要,儀器分析化學獨立成門,為科研做著貢獻。儀器分析化學由于其準確、快速的特性,在進行物質分析的時候,得到了廣泛的應用。而且在眾多科研的進行中,除了少部分的學術科研,都是需要應用到儀器分析化學的。由此可以看出儀器分析化學的重要性。
2.2 產品質量的重要性
在一些產品的的制造過程中,有許多方面都是會涉及到儀器分析的應用的。尤其是科研方面的內容。這時候儀器分析也就發(fā)揮了它的重要作用。通過化學儀器對材料進行實際研究得到的準確分析,我們可以精準的知道產品的各種狀況,比如說產品的物理特征、產品的化學特征等等。由此可見,如果儀器分析在產品制造的過程中能夠嚴謹、客觀,也就可以從根本控制產品的質量,徹底保證產品符合國家產品安全的要求。
3 化學分析儀器特點
3.1 靈敏度高
儀器分析化學的首要特點就是靈敏度高。其它的化學分析如無機化學分析,在進行物質的分析的時候,所需要的原材料的量非常的大,這主要是由于其靈敏度不高,對物質的識別程度比較低。然而相同的實驗研究,在進行儀器分析化學實驗或者研究的時候,一般的儀器靈敏都是非常高的。只需要少量的原材料就可以進行定量、定性的分析。這一特點對于那些原料昂貴的物質進行分析是非常適用的。因此儀器分析也得到了更為廣泛的應用。
3.2 選擇性好
物質在進行分析的時候,是參雜一定的雜質的。當雜質與待分析物質之間具有較大的差別的時候,雜質對物質的分析不會有太大的干擾。然而當雜質與待分析物質的結構或者組成相近時,那么雜質就會對待分析物質的結果產生一定的影響。對于其它的化學分析方法而言,是很難消除或者降低之一干擾的。然而儀器分析由于它的選擇性非常好,可以盡可能的降低雜質對待分析物質的干擾。甚至達到完全消除的效果。因此,在進行相似結構或者成分的物質分析時候,常常采用儀器分析的辦法。
3.3 操作簡便
儀器分析最大的特點就是操作見到。在進行物質的分析的時候,如果選用有機或者無機的分析方式,那么操作起來會非常的麻煩,比如蒸餾、萃取等而且操作存在一定的危險性。不同于有機分析和無機分析那樣,儀器分析化學的操作相對來說都是非常的簡便的。儀器分析的操作流程一般都會編制成一定的程序儲存在計算機里,當進行實驗的時候,只需將程序打開,然后設定一定的參數(shù)就可以進行實驗研究了。而且大多數(shù)的程序都包含運算,可以直接顯示出實驗的結果,即準確又節(jié)約了大量的運算時間。此外還可以降低人為進行計算時候的誤差。
3.4 誤差小
儀器分析的另一個顯著的特點就是誤差小。有機分析和無機分析的操作比較繁瑣,步驟比較復雜,這就存在著誤差的累積。一步步累積下來,結果的誤差相對來說就會比較大。而儀器分析的誤差之所以比其它的分析方法誤差低是有其自己的原因的[3]。主要有一下幾個原因:首先儀器分析大多數(shù)進行的是微量的分析。然后儀器分析的操作比較簡單,這就大大降低了由于人為操作而存在的誤差;此外,儀器分析的計算結果一般都是計算機給出的,這也就大大降低了由于認為的計算使得分析結果具有的誤差。因此,綜上所述,儀器分析的誤差相對于其它的分析方法來說是比較低的。
4 化學分析儀器應用及其發(fā)展的注意事項
儀器分析在生活中的應用是非常廣的,接下來就給大家簡要的介紹一下,儀器分析化學在生活中的應用及其發(fā)展的注意事項。
4.1 化學分析儀器的應用
儀器分析在生活中的應用有很多,本文主要給大家介紹關于儀器分析在金屬材料檢測中的應用。儀器分析化學在金屬檢測中主要的應用有以下幾個方面:首先在對貴金屬進行分析檢測的時候,采用最多的方法就是儀器分析中的光分析方法。此外另外催化極譜法、線性掃描伏安法、差示脈沖極譜法測定、微分循環(huán)示波計及離子選擇電極等電化學分析技術配合一定的富集技術也能有效地測定超痕量貴金屬元素;此外電感耦合等離子質譜法、SK-800型無色散原子熒光測金儀、X射線光譜技術、原子吸收光譜法等也常常被用于金屬材料的分析與檢測。
4.2 化學分析儀器發(fā)展的注意事項
一項技術的發(fā)展是不可以盲目的進行的,也是有許多的原則和注意事項的。儀器分析的發(fā)展也不例外。儀器分析發(fā)展的注意事項有哪些。第一,那就是化學儀器的工作環(huán)境的問題。由于目前很多現(xiàn)代的化學儀器大多數(shù)都是利用光電熱聲磁等原理制造的,因此,需要對工作環(huán)境進行特殊的處理。比如說工作環(huán)境需要干燥,沒有灰塵,能夠防止輻射等等。第二、化學儀器的日常維護工作?;瘜W儀器在使用的過程中,需要定期的進行相關方面的維護,比如說進行化學儀器的清洗,化學儀器的精度校驗等等,因此,需要安排專業(yè)人士進行相應的維護工作。第三、要保障質量,儀器分析的發(fā)展不能光求速度、不求質量。如果是這樣的發(fā)展,那么儀器分析就會出現(xiàn)倒發(fā)展的情況;第四、是每一次的儀器分析發(fā)展要確保有新鮮元素的流入,只有不斷完善儀器分析的元素才能使得儀器分析發(fā)展跟上時代的進步、滿足時代的要求;第五、是儀器分析發(fā)展要講究與時俱進。要跟上時代的腳步與潮流,更要懂得與國際接軌,只有這樣,才能保證儀器分析的發(fā)展才會不斷的適應時代和社會進步的要求。
5 結語
以上內容就是本文對儀器分析發(fā)展和應用方面的內容進行的簡單探討。大家通過閱讀想必對其會有一定的了解。儀器分析的發(fā)展是永不停歇的,希望我國的科研人士能夠不斷的努力,從而推動我國儀器分析的不斷發(fā)展,讓儀器分析更好的服務于我們的生活。
參考文獻
[1] 王大珩,胡柏順.加速發(fā)展我國現(xiàn)代儀器事業(yè)[J].現(xiàn)代科學儀器, 2009, (3): 3-6.
關鍵詞:基礎化學;教學模式;改革探索
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)50-0037-02
基礎化學實驗課程是由分析化學、物理化學、有機化學和無機化學實驗共同組成的,以實驗操作為主。在基礎化學實驗教學改革過程中,需要注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實驗操作能力,想要達到這種效果,又該從哪些方面入手,在基礎化學實驗中又該進行哪些改革性探索,本文將以此為主進行綜述。
一、基礎化學實驗教學改革的意義
基礎化學實驗改革能夠培養(yǎng)學生分析、觀察、理解、綜合處理數(shù)據(jù)和撰寫報告等化學方面的能力,進行基礎化學實驗改革,也有利于提高教學質量,培養(yǎng)實用型化學人才,提高基礎化學實驗教學質量?;A化學實驗教學改革能夠從教學實踐出發(fā),培養(yǎng)實用型化學人才,有利于加強學生對化學理論基礎、基本技能、基本知識等方面的綜合運用,能夠為學生操作化學實驗打下堅固的實驗基礎。同時,有利于培養(yǎng)大學生科學實驗能力和自主創(chuàng)新實驗的綜合素質,對于學生日后從事科研教育以及化學化工研究有著深刻的影響。
二、基礎化學實驗探究方式
1.改革教學方式。教學方式的優(yōu)劣直接影響到學生學習化學的積極性,良好的教學方式可以有效激發(fā)學生學習興趣,提高學生學習熱情和學習效率。在基礎化學實驗教學中老師可以巧用情景教學提高學生的觀察分析能力和動手操作能力,激發(fā)學生對知識的渴望度。(1)多媒體教學法。在基礎化學實驗教學中,可能會遇到一些深奧難懂非常前衛(wèi)的化學實驗,而這些實驗可能由于器材不足或者教學條件有限,不能正常進行。在這種條件下,可以利用多媒體,通過flash軟件或者具體的動態(tài)動畫進行模擬實驗,可以讓學生通過模擬動態(tài)性的實驗,完成具體操作,這樣既可以拓展化學領域的實驗范圍,又能擺脫傳統(tǒng)器材不足的限制。另外,可以嘗試成立網絡實驗室,讓學生通過網絡進行模擬實驗,這樣不僅能夠提高實驗效率,而且可以激發(fā)學生的學習興趣。(2)巧設生活教學法。生活無疑是我們最好的老師,在生活中所發(fā)生的化學現(xiàn)象也最容易引起學生的興趣和關注,所以在教學過程中,老師可以多引入一些生活案例,或者讓學生注意觀察生活中的一些現(xiàn)象,進而加強對學習化學實驗的興趣。例如老師可以讓學生觀察生活中不同成分的裝飾材料,如,花崗巖、建筑基巖、水泥成分,這些都是生活中我們常見的物質,但和化學息息相關,水泥中硅酸鹽成分,裝飾材料大理石、花崗巖都可以作為學生的實驗研究對象,通過這些,不僅讓實驗更加貼近生活,也能夠激發(fā)學生的探求欲望。(3)師生互動學習法。改變傳統(tǒng)的授課模式,讓學生積極參與到實驗活動當中,加強師生互動,把學生被動式的學習變?yōu)橹鲃邮降膶W習。例如,老師可以通過簡單的內容講解,引出問題,再由師生共同參與實驗進行探究,最后共同總結實驗內容,加深學生印象。教學過程中,老師可以運用引導式、詢問式、啟發(fā)式、探索式等教學方式讓學生積極地參與到實驗教學中,充分發(fā)揮學生的主觀能動性。(4)實驗情景法。在化學實驗教學中,運用實驗情景法是最有效的方法,所謂實驗情景法,就是通過設計各種各樣的實驗,讓學生在實驗中充分發(fā)揮自己的主觀能動性,巧設實驗能夠極大的激發(fā)學生的學習興趣和動手能力。例如,在基礎化學實驗教學中,老師可以通過設計各種有趣的實驗讓學生加深學習的興趣,比如運用可樂空瓶、碘片、蒸餾水、大蘇打粉末,通過巧妙設計讓“可樂”變成“雪碧”。通過這個實驗可以讓學生了解到硫化硫酸鈉與碘可以發(fā)生氧化還原反應,學生在視覺欣賞中也可以加深對化學學習的興趣。
2.改革基礎化學實驗內容。進行基礎化學實驗,教材內容是教學改革的關鍵所在,只有不斷的對基礎化學內容進行探究更新,才能不斷的為化學實驗注入新的血液,才能讓化學實驗不斷適應時代的發(fā)展需求,進而培養(yǎng)出適合時展的化學實用型人才。(1)改革實驗操作模式。傳統(tǒng)教學中,教學內容主要是以驗證實驗為主,學生往往處于被動學習的位置,因此需要在實驗內容形式上進行改革,可以增加一些自主創(chuàng)新型的實驗,以學生自主設計實驗為主,這樣能夠不斷完善實驗體系,增強實驗內容的多樣性。自主設計實驗主要是采取綜合性的實驗技術,學生圍繞課題內容,通過自主設計實驗內容,設計實驗方案,選擇實驗儀器和實驗藥品,經過老師審核,在確保安全的前提下完成自己設計的化學實驗,并總結實驗內容,寫出實驗報告。通過這樣的實驗內容形式,可以提高學生操作實驗的獨立性,培養(yǎng)其實驗的縝密性,增強實踐能力和創(chuàng)新能力。(2)改革實驗課程內容。傳統(tǒng)基礎化學實驗,往往以教學為目的,忽略了實驗的實用性,這就很難培養(yǎng)出實用性的化學人才,因此基礎化學實驗改革,需要將實驗內容和實際生活結合起來,培養(yǎng)實用型的化學人才。在選取實驗內容時,可以將一些接近生活的實驗題材編入教程,例如,土地咸堿性的測定,水泥成分的測定分析,建筑裝飾材料大理石成分的測定,以及工業(yè)污水的處理實驗等。這樣不僅能夠提高學生學習化學實驗的興趣,而且有利于貼近日常生活,有利于學生了解當前社會發(fā)展狀況,決定自己的日后的發(fā)展方向。
3.改革考核制度??茖W的考核制度不僅能夠公正、客觀地考核學生的實驗成績,而且有利于強化基礎化學實驗管理,調動學生積極性,提高基礎化學教學質量。在改革考核制度方面,可以借鑒大學考核制度,將成績分為兩部分,平時實驗占一部分,最后筆試占一部分,每進行一次實驗老師對學生進行一次評定,最后進行綜合評定。平時考察可以了解學生的實驗操作程度,了解學生學習過程中的優(yōu)缺點并及時進行指導,筆試可以考核學生的理論學習情況,測試出學生對實驗原理、實驗操作步驟、實驗安全知識、藥品反應現(xiàn)象以及實驗報告書寫等方面的掌握狀況。
這種考核方法,改變了傳統(tǒng)考核的單一性,能夠更加公平、合理地體現(xiàn)出學生對基礎化學實驗的掌握程度,同時體現(xiàn)出考核制度的客觀性、公平想和真實性,確?;A化學實驗教學的實效性。
三、總結
優(yōu)化教學方式,改革教學內容,創(chuàng)新教學實驗,完善考核制度等方式,這不僅調動了學生學習基礎化學實驗的積極性,提高了學生自主動手能力和創(chuàng)新意識,同時能夠為社會不斷的培養(yǎng)實用型化學人才。當然,基礎化學實驗的改革探究并不是一成不變的,還需要教師根據(jù)自己的教學特點和具體教學環(huán)境進行分析研究,通過不斷地研究探索,找到適合自己的教學方式,為社會培養(yǎng)優(yōu)秀的化學實驗人才,推動基礎化學實驗教學的健全完善。
參考文獻:
[1]楊世.加快基礎化學實驗中心建設[J].石油高等教育出版社.2004.5.
[2]趙超.近十年我國基礎化學實驗教學課程改革綜述[J].黑龍江教育學院出版社.2011.2.
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卡爾?杰拉西,美國著名醫(yī)藥化學家,口服避孕藥的發(fā)明人,斯坦福大學教授,美國國家科學院院士,藝術與科學院院士,瑞典皇家科學院外籍院士。他是唯一一位獲得美國國家科學獎章和美國國家技術獎章這兩項榮譽的科學家,他的發(fā)明和1200篇學術論文還使他獲得普里斯特利獎章和17所著名學府名譽博士等眾多榮譽,但是卻與科學界最高榮譽諾貝爾獎失之交臂。
2015年1月30日,卡爾?杰拉西作為最后一位在世的“千年最具影響力人物TOP30”因癌癥并發(fā)癥在位于舊金山的家中去世,享年91歲。從此,縈繞在他身邊的關于避孕藥的“是是非非”消散了,但是這樣的“是是非非”在未來的科學界與社會中將延續(xù)下去。
顛簸少年
杰拉西的少年是在歐洲度過的,當時的歐洲正處在一戰(zhàn)和二戰(zhàn)的短暫間隙中,表面上有著和平的氛圍,但是在生活中卻是反猶太主義浪潮涌動。杰拉西的父母都是猶太人,母親是傲慢的德系猶太人,父親是進取的西班牙系猶太人,這種猶太人的身份使得杰拉西的童年在歐洲處于不斷的顛簸狀態(tài)。
杰拉西生在維也納, 6歲之前在保加利亞首都索菲亞度過。父母在他6歲時離婚, 杰拉西就跟隨當牙醫(yī)的母親回到維也納外婆家。10歲時,他進入了利奧波德城的公眾科和高級文理中學,這所學校在弗洛伊德時代有四分之三的學生是猶太人。利奧波德城是德奧合并前猶太人在維也納的主要聚居地,弗洛伊德曾在這里就讀,并在17歲的時候帶著“舉止”(成績單中的一欄)“杰出”的評價在這所學校畢業(yè),而杰拉西在1938年離開維也納的時候還不滿15歲,從來沒有在“舉止”這一項中得到過比“滿意”更好的評價。
1938年,德奧合并了,杰拉西的日常家庭生活中止了。那時在維也納的許多人都開始戴起納粹的標志。幾個月之后,杰拉西的父親來到維也納并與母親復婚,直到能使他們母子得到保加利亞護照,并把他們帶到索菲亞。一到那里,他們就迅速中止了婚姻。當杰拉西待在索菲亞的美國寄宿學校并且在周末和假期逐漸適應作為“爸爸的兒子”的新狀態(tài)時,母親出發(fā)去英格蘭等待他們的美國簽證。1939年9月大戰(zhàn)爆發(fā)后幾個月,當時16歲的杰拉西再一次改變了監(jiān)護人,母親帶他離開了歐洲。
致羅斯福夫人的信
1939年9月初,正好是德國人的部隊開進波蘭之后,杰拉西的母親從英國寫信來說已經獲得了美國的移民簽證,該是離開歐洲的時候了。當杰拉西和母親出發(fā)去美國的時候,父親基于出生地而不是國籍的簽證問題導致他沒有一起走成。很快,戰(zhàn)爭就爆發(fā)了。
大西洋的天氣就像歐洲上空的戰(zhàn)爭烏云,他們橫渡大西洋之旅充滿了暴風雨,以至于他們遲到了一天多,終于在12月幾乎身無分文的來到了紐約,他們利用僅有的20美元積蓄乘出租車來到華盛頓投奔先他們而來的維也納表親。幾天之內,猶太難民援助組織就為他們找到了一處公寓,并提供每天生存所需要的資金,直到他們找到工作為止。由于在美國沒有行醫(yī)執(zhí)照,杰拉西的母親成為了一個紐約州北部鄉(xiāng)村醫(yī)生的助手兼女管家。杰拉西帶著他那張在索菲亞的美國學院全是“A的”成績證明書拜訪了紐約大學的一位教學人員,當他得知杰拉西曾在保加利亞的美國學院學習過之后,他告訴杰拉西雖然這一年申請進入紐約大學已經太晚了,但可以安排新澤西州的紐瓦克??茖W校在春季開學時接收他。當杰拉西的母親前往紐約州北部的時候,猶太難民援助組織把他安頓在紐瓦克一個無機化學家弗蘭克?邁耶的家里,這對杰拉西未來從事化學研究有很大的影響。
杰拉西的父母都是醫(yī)生,他認為自己最終將會和做醫(yī)生的父母走同樣的路,只是感召的種子還沒有被播種。正巧,播撒第一批化學“種子”的人是紐瓦克??茖W校令人振奮的一年級化學老師內森?沃什頓,杰拉西開始學習標準醫(yī)學預科課程所需要的化學和生物學的地方就是在這里。
不過杰拉西很快發(fā)現(xiàn),紐瓦克??茖W校除了有效彌補他缺失的高中知識外,只能算是預期的鋪墊。接下來他必須找到一所四年制的教育機構來完成他的大學學業(yè)。與其等到他耗盡紐瓦克學校的資源,還不如求助于埃莉諾?羅斯福?!坝H愛的羅斯福夫人”,在否定了幾種花哨的寒暄之后,最終杰拉西決定了這封信的開頭。畢竟,對杰拉西這個剛踏上美國海岸、從希特勒那里逃難到此的16歲男孩來說,羅斯??偨y(tǒng)的夫人顯然是美國的皇后,她只要揮動權杖就可以使事情改變。最終的事實是:緊迫的國家事務可能妨礙他的信立刻上升到羅斯福夫人的那一堆信件的最上面,但是,她將杰拉西的請求轉交給了國際教育機構,該機構的一位官員以明信片的形式回復了他:“我要告訴你一個好消息,你在密蘇里州塔基奧的塔基奧學院獲得了一份獎學金?!睂τ诮芾鬟@個剛開始主修化學的人來說,這似乎是個極好的消息,因為塔基奧最著名的校友是發(fā)明了尼龍的華萊士?卡羅瑟斯。從塔基奧開始,杰拉西沖向了研究有機化學的生涯。
初露頭角
杰拉西在1941年秋天作為一個大專生從塔基奧進入凱尼恩大學的時候還不滿18歲,他準備在一年內拿到學士學位。在操作上,這并不像聽上去那樣難:接下來的兩個學期他接受了沉重的課程負荷,然后夏天繼續(xù)接受因戰(zhàn)爭而建立起來的學業(yè)速成計劃。除了能掙錢糊口外,還因為一旦過了18歲生日,他將符合征兵條件,他認為作為一名大學畢業(yè)生將有更好的機會接受軍官培訓。在他19歲生日之前數(shù)月,他以優(yōu)異的成績從凱尼恩大學畢業(yè)了,然而從軍這個選擇被他早年在保加利亞的一次意外化解掉了。由于在歐洲時杰拉西熱衷滑雪,曾經受過一次傷,這使他不能再做深度的曲膝運動。因此,當大多數(shù)別的難民學生出發(fā)去參加驅使他來到美國的那場戰(zhàn)爭時,杰拉西有了充分的時間實現(xiàn)專業(yè)抱負了。
當時,多數(shù)的醫(yī)藥公司都位于紐瓦克附近的新澤西。于是,杰拉西向能夠找到的在新澤西的醫(yī)藥公司地址發(fā)送申請信,雖然大多數(shù)沒有回音,但是來自龐大的瑞士汽巴公司的回信提供了一份工作。正是在新澤西的薩米特,杰拉西進入了生物化學的領域。
杰拉西作為一名低級藥劑師被安排在查爾斯?漢特勒的實驗室里,碰巧的是,他也來自希特勒控制的維也納。在不到一年的時間里,他們發(fā)現(xiàn)了第一批抗組胺劑中的一種――芐吡二胺。杰拉西的名字出現(xiàn)在了他的第一個專利的發(fā)明者名單中,而且也是最終在《美國化學會志》上發(fā)表的科學論文的合著者之一,當時杰拉西還不到20歲。芐吡二胺迅速成為即使沒有數(shù)百萬也有數(shù)十萬的過敏患者的選擇,少年得志使得杰拉西成了科學研究的樂天派。
汽巴在瑞士巴塞爾的母公司是化學和醫(yī)學研究最初的動力源。因此,即使杰拉西在汽巴的第一年專注于抗組胺劑,他還是通過從事類固醇研究的同事那里接觸到了類固醇,這也使得他持久地迷上了類固醇。
在汽巴工作的同時,杰拉西參加了兩個研究生化學夜校班,但是他很快就明白,這不能使他獲得博士學位,至少不能滿足他這種需求的迫切性。于是在汽巴度過一年后,他申請并獲得了威斯康星校友基金會的獎學金,這使得他能繼續(xù)自己的研究了。1943年秋,他和另一名威斯康星化學系的助理教授著手進行了雄心勃勃的類固醇全人工合成項目。當時,只有一種類固醇激素被完全合成出來:馬萘雌酮,一種在馬尿中發(fā)現(xiàn)的雌激素,在化學結構上和人類的雌激素略有不同。在這樣的環(huán)境下,杰拉西宣布了他令人吃驚的兩年內獲得博士學位的計劃,他的博士論文計劃是對完整類固醇的化學轉化,就是將男性的酮轉化為人的雌激素。在杰拉西獲得博士學位后,他回到了汽巴公司。20世紀40年代后期是類固醇化學研究令人興奮的日子,特別是抗關節(jié)炎的藥物“可的松”被發(fā)現(xiàn)后。他渴望在汽巴進行一項可的松合成的改良研究,但沒有被允許。這促使杰拉西選擇離開汽巴,并在進行一番考察后選擇了位于墨西哥城的辛泰克斯公司。他深信通向學術職位最好的途徑就是通過著作來建立科學上的名聲,而辛泰克斯有同樣的目標。最終,杰拉西領導下的辛泰克斯團隊成功地從薯蕷皂苷配基合成出可的松,盡管未在醫(yī)學上進行應用,但是這種方法還是被永久置于墨西哥的類固醇研究史上,并且這種方法也促成了第一種口服避孕藥合成的加速。
Pill已經64歲了
到20世紀中期,人們已經對雌激素孕酮的多重生物學功能了解得很充分了,其中的一個功能便是在懷孕期間維持合適的子宮環(huán)境和阻止再次排卵(因此一個懷孕的女性在懷孕期間將不會再受精)。因而,孕酮可以被認為是一種“天然的避孕藥”,而且在30年代之前的文獻中,尤其是在奧地利的內分泌學家哈勃蘭特的著作中,出現(xiàn)了有關孕酮也許有助于人口生育控制的建議。這也將為解決“馬爾薩斯難題”(馬爾薩斯認為隨著生存環(huán)境的改善,人口增長速度會遠遠大于糧食產量增長速度,并最終產生生存危機)提供技術支持。要不是事實上天然激素在口服時只顯示出微弱的活性,需要每天注射才能維持活性的話,孕酮也許已經找到了作為避孕藥的實際作用,而不只是用來治療月經不調及偶爾用來緩和某些類型的流產。
直到20世紀40年代晚期,人們一直認為孕激素的活性極其依賴于其結構。這一信條得到了瑞士研究者觀察結果的證實,他們發(fā)現(xiàn)即使是孕酮的立體異構物也沒有顯示出任何孕激素的活性。也就是和孕酮化學構成相同的擁有不同立體結構的物質完全不具有孕酮的生物活性和作用,口服避孕藥就是在這種科學環(huán)境下誕生的。
杰拉西被人們認為是“口服避孕藥之父”,但是一種新藥物的誕生還需要一位“母親”,并且通常情況下還需要一個“產科醫(yī)生”。有機化學家必須首先制造出藥物,生物學家必須在動物身上證明它的活性,然后臨床醫(yī)生才能把它用于人。杰拉西在墨西哥的辛泰克斯領導著一個小的化學團隊,該團隊于1951年10月15日完成了類固醇口服避孕藥的首次人工合成。位于馬薩諸塞州的伍斯特實驗生物學基金會的平克斯領導著一個生物學小組,該小組最先公布了這些類固醇在動物體內的排卵抑制作用。哈佛的婦科專家洛克及其同事進行臨床研究,以證明其在人體內的避孕功效。如果杰拉西是“父親”的話,“平克斯”就是母親?!坝捎诮芾鲙ьI的研究團隊解決了避孕藥口服保持活性的問題,1973年10月10日,尼克松總統(tǒng)在白宮的東廳把美國國家科學獎章授予了杰拉西,以表彰他對于類固醇激素及其在醫(yī)藥化學方面的應用,并最終通過口服避孕藥來控制人口數(shù)量。 2013年8月6日,韓國曾坪郡,探訪Unidus集團生產工廠。圖/CFP
自從20世紀50年代口服避孕藥誕生之后,pill這個“藥片”的單詞將首字母大寫就變成了口服避孕藥的專有名詞Pill了。Pill誕生于最好的時期,卻成熟于最壞的時期。在20世紀50年代后期,對于新的避孕方法的研究已經成為一個充滿魅力的、令人興奮的領域,有望能獲得計劃生育和節(jié)育的大突破。在20世紀60年代后期,13家主要的制藥公司活躍于節(jié)育方法的研究與開發(fā)領域,但是到了20世紀80年代早期,只有一家還在進行這方面的研究。
這種改變的趨勢,是由”薩立多胺的慘劇”所引發(fā)的,這種藥物導致了數(shù)百名有嚴重肢體畸形新生兒的出生,因為他們的母親在胎兒處于最危險的懷孕早期服用了這種高效的鎮(zhèn)靜劑。這一重磅炸彈導致了1961年聯(lián)邦食品藥品化妝品法案的修正案。該修正案的結果就是FDA對新藥品的批準越來越謹慎,以至于幾乎沒有什么新藥被批準上市,這導致很多大型公司退出了節(jié)育研究與開發(fā)領域。
藥物毒副作用的問題開始導致美國公眾的偏見,因為它造成了對于藥物安全性真正含義的誤解。并且性革命對于Pill有它自己很密切的因果關系,但是在60年代,避孕藥劑的發(fā)展更多的受到當時社會三個風起云涌運動的影響:女權運動、環(huán)境保護和消費者保護運動。這三者在本質上都是對技術甚至是對科學的懷疑,而且在很大程度上都依賴于美國獨特的訴訟體系,這也最終減少了未來向女性和男性開放的避孕選擇。
由于這些影響的存在,在開發(fā)新藥物時,制造廠商和管理機構都面臨著這個沒有解決的問題:公眾要求將所有可能的不幸后果進行預測和證明,但同時又要求以盡可能少的臨床試驗來完成這些工作。這將人口控制的研究帶入一個無比巨大的瓶頸:缺少合適的非人實驗動物用以評估避孕效果和安全性。并且對于藥物毒物學研究的時間跨度是空前的,在進行人體臨床試驗之前,必須在老鼠、狗和猴子身上進行2年,然后在獵犬身上進行7年的毒性研究,最后在猴子身上進行10年的研究。正是這些非技術性問題的存在,使得杰拉西不得不從一個純粹的“硬”科學家,逐漸轉變?yōu)殛P心社會問題的“軟科學家”。
在美國,許多女性都公正地意識到20世紀60年代是“Pill的年代”,但是在70年代卻成為了“墮胎的年代”。Pill變得不太重要,因為墮胎成了女性的基本權利。20世紀70年代的激烈爭論是:墮胎應該成為合法的,還是不合法的?然而一項更重要的問題幾乎被忘記:如何使墮胎變得沒有必要。在1970年杰拉西發(fā)表文章稱,在未來除非公共政策出現(xiàn)較大的、很大程度上不受歡迎的改變,否則節(jié)育的選擇與現(xiàn)在不會相差太多。
在杰拉西的晚年,他表示自己已經厭倦了談論避孕藥的是是非非?;蛟S這是由于他對受到節(jié)育研究政策的約束并且無能為力有關。然而,世界上有很多地方的女性還在飽受著IUD(宮內節(jié)育器)這類20世紀60年代研制的產品的折磨。另外,還有不斷增加的墮胎數(shù)量,正如杰拉西所說:墮胎發(fā)生率表示避孕的質量。在1978年秋,杰拉西開始寫第一本面向普通讀者的書《避孕的政治》,在其中一個標題為“1984年式的節(jié)育”的一節(jié)中,他列出了一系列假定的問題:一個獨攬節(jié)育大權的人將會采取何種做法來應付世界大多數(shù)缺少用水管輸送水的人口?一個人要如何著手去發(fā)現(xiàn)一種只對人類有效而對寵物和動物無效的制劑?如何才能找到一種劑量可以不受控制的藥劑,而且其有效性只被限制在一個有生殖能力的壽命階段,不會影響嬰兒和青春期少男少女的性發(fā)育?為了準備這一章節(jié),他重讀了奧威爾的《一九八四》和赫胥黎的《美麗新世界》,兩者都預想了政府的強制節(jié)育。他在赫胥黎1958年的詩集《重訪美麗新世界》中發(fā)現(xiàn)了以大寫字母開頭的Pill的來源:“我們中的大多數(shù)選擇節(jié)育――并且很快發(fā)現(xiàn)我們自己面臨著一個問題,一個同時是生理學、藥理學、社會學、心理學甚至神學的問題?!甈ill’還沒有被發(fā)明。”
Pill已經64歲了,對于藥品來說年齡已經很大了,然而目前的主要避孕藥還是它。我們不禁要問:過去是那樣,現(xiàn)在是這樣,未來會怎樣?
從“軟”科學家到文學家
杰拉西在退休后轉向文學創(chuàng)作,曾出版5部小說和3部劇本。杰拉西認為自己從事文學創(chuàng)作的原始動機之一,是來自于他對遭受一段感情創(chuàng)傷后情緒表達的需要,或許還有1978年杰拉西唯一的女兒自殺給他帶來的痛苦。
開始寫作前,杰拉西和斯坦福大學的一名文學系女教授保持了4年的戀愛關系,而有一天那個女教授在沒有任何解釋和說明的情況下就斷然離開了他。當他得知,愛人因愛上一個“東海岸的作家”離他而去時,他自問:難道作家就比化學家有魅力嗎?于是,“報復”開始了。杰拉西想要證明,他也是個當作家的料。分手一年后,他完成了他的第一部小說,并將手稿寄給了他的前女友。前女友提了一個建議,她說,如果不將這本小說公開,就嫁給他。后來,他們結婚了。
不過,杰拉西也曾表示,之所以涉足文學創(chuàng)作,是因為文學是和自然科學完全不同的一種智力活動。他出版了被自己稱為“幻想中的科學”的《諾貝爾的囚徒》、《坎特的困境》、《布爾巴基的賭局》、《NO》等5部小說和《完美的誤解》、《氧:關于“追認諾貝爾獎”的二幕話劇》(與霍夫曼合寫)等3部劇本,以及個人自傳《避孕藥的是是非非:杰拉西自傳》。他用小說來表達自己對科學家、科學界的思考。他還發(fā)表了大量的詩歌、散文和短篇小說。
杰拉西還在舊金山附近建立了一個藝術莊園,為藝術家提供工作場所和住宿,自1982年以來,已經有1300多名從事視覺藝術、文學、舞蹈、音樂的藝術家接受了贊助。在逝世4個月前接受媒體采訪時,杰拉西坦言“已經厭倦再談及避孕藥的事情”,更希望和人談談他寫作涉及科學內容劇作的激情。