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化學中常用的分離方法范文1
關鍵詞:高職醫學檢驗 生物化學 實驗教學
高職醫學檢驗技術專業是培養高素質應用型醫學檢驗人才的專業。生物化學是醫學檢驗專業的主干基礎課程,實驗教學是生物化學教學重要組成部分,掌握生物化學實驗技術和方法是醫學檢驗專業學生所必須具備的基本技能。但長期以來生物化學實踐教學沒有發揮其應有的作用,未體現出醫學檢驗技術專業的特色。為了適應高職醫學檢驗技術專業任職崗位的需求,我們要積極改進醫學檢驗技術專業的生物化學實驗教學,推進其革新,讓生物化學實驗教學在高職醫學檢驗專業中發揮出其作用。
1改革實驗教學內容
1.1整合生物化學傳統實驗根據醫學檢驗技術專業的特點及培養目標,我們對傳統的生物化學實驗進行整合序化,刪除與醫學檢驗任職要求不相關的實驗項目。為了使學生掌握的知識更加全面,我們要求學生在有限的時間內掌握常見生化四大基本技術(層析分離、電泳分離、分光光度技術、離心沉淀),由此開設臨床相關實驗如血糖的測定、血脂的測定、血磷的測定等。要讓學生學會應用生化檢測技術來進行分離提取、活性測定、含量測定及生化分析,使他們的實踐操作能力得到切實的加強。
1.2增加生物化學檢驗技術實驗,與生化檢驗相對接在生物化學實驗中適當安排生化檢驗技術內容,重點學習生化檢驗標本的處理方法對生化檢驗技術(紫外可見分光光度技術、火焰分光光度技術、質譜技術、自動生化分析儀技術),對相關儀器設備的使用加以介紹,讓學生提前熟悉生化檢驗常用儀器設備及其操作方法,了解生化檢驗工作程序,為學生從事臨床檢驗科室相關工作做好充分的準備。
1.3增加分子生物學技術的內容現代分子生物學相關技術是臨床檢驗中常用的基本技術,包括核酸的分離純化,核酸的分子雜交,聚合酶鏈式反應,生物芯片,重組DNA技術,為此我們開設外周血DNA的提取、大鼠肝組織DNA的提取、核酸的電泳分離鑒定及PCR擴增目的基因等實驗項目,為學生將來學習分子生物學檢驗奠定基礎。
2選擇適合的實驗教學模式和方法,加強實驗技能操作
2.1采用教學做一體化的教學模式在教學中采用任務驅動式、啟發式、問題導入式等多種方法進行教學,把理論學習、能力培養、素質提升有機結合起來。我們根據教材內容給學生制定任務讓學生先預習實驗內容,學生通過查找資料,弄清實驗原理,制定實驗操作路線,按實驗操作路線開展實驗,最后完成實驗結果分析。在此過程中,學生的實踐動手能力、獨立思考能力及團結協作的能力都得到有效加強。
2.2應用多媒體等實驗教學手段在實驗教學過程中引入網絡技術、數碼互動技術等教學手段,來拓展實驗教學方法,拓寬實驗教學思路,提高實驗教學的效果,突出學生的主體地位。
2.3運用角色互換將實驗教學從傳統的“以教師為主”的模式轉變為“學生為主體,教師為主導”的模式,充分發揮學生主觀能動性。為學生提供充分動手、思考和創新的機會。
3充分開放實驗室,加大學生學習的機會
按照高職醫學檢驗技術專業的人才培養要求,生物化學實驗室全面開放,充分挖掘現有師資、儀器設備、環境條件等資源,使實驗室的有限資源得到最大化的利用,同時,學生通過全面的實踐鍛煉,其從事臨床檢驗工作能力也有了很大的提升。
4改革實驗考核方式
我們將考實驗考核分為理論實驗考試、操作技能考試和實驗報告分析等,將實驗考核占總成績的30%,實驗技能的考核尤為重要,這種評定方式,既考核了綜合素質,又考核了學生的基本技能操作,有效提高了實驗教學的效果。
高職醫學檢驗教育的重點是培養面向基層醫院、血站、疾病控制中心檢驗科的人才,為體現醫學檢驗技術專業學生的人才培養特點,我們在生化實驗教學中,要充分展現高職醫學檢驗技術生化實驗教學的特色,改革傳統的生化實驗教學中不適宜的地方,達到高職高專醫學檢驗專業的培養目標。參考文獻:
[1]蔣傳命,黃澤智,楊秦,陳江高職高專醫學檢驗專業分子生物學檢驗技術的教學探討[J].熱帶醫學雜志,2009,9(03):347-348.
[2]李志紅崔茂香李雪高職高專醫學檢驗技術專業病理實驗教學改革的探討[J].價值工程,2012.,25(07):104-105.
[3]岑葉平,費,汪文娟高職醫學檢驗技術專業實驗教學改革與創新探析[J].教育與教學研究,2010,27(04):092-093.
化學中常用的分離方法范文2
2.能理解生物學中常用圖、表等表達形式的意義,會用多種表達形式準確地描述一些生物學現象。
3.能通過分析與綜合,理解生物體的結構與功能、部分與整體以及生物與環境的關系。4.能正確地解釋生物個體、環境和社會中的一些生物學問題。5.能使用恰當的方法驗證簡單的生物學事實,并對結果進行解釋和分析。 6.能應用生物學基本知識分析和解決一些日常生活和社會發展中的有關現實問題,能夠關注生命科學發展中的重大熱點問題。
考試范圍
1.生物體的基本結構單位——細胞
(1)細胞的化學組成,構成細胞的化學元素,構成細胞的六種主要化合物及其作用。
(2)細胞的亞顯微結構和功能,真核細胞的亞顯微結構及其功能,原核細胞和真核細胞的區別。
(3)細胞分裂,細胞周期,有絲分裂各時期核結構變化的特點,動、植物細胞有絲分裂過程的異同,有絲分裂的意義,無絲分裂。
2.生物體的功能
(1)營養
植物的水分代謝
吸脹作用,滲透吸水及原理,滲透作用的概念,質壁分離和復原,水分的運輸、利用和散失
植物的礦質代謝
大量和微量元素,交換吸附,植物對離子的選擇吸收,礦質元素的利用
人體小腸結構的特點
動物對食物的消化
人體對食物的消化過程、對營養物質的吸收過程
(2)細胞代謝
ATP
呼吸作用
有氧呼吸,無氧呼吸,呼吸作用的意義
光合作用
葉綠體中的色素,光反應,暗反應,光合作用的意義
動物的物質代謝
糖類代謝,蛋白質代謝
動物的能量代謝
動物的氣體交換,能量的釋放、轉換與利用新陳代謝的基本類型
自養型和異養型,需氧型和厭氧型
(3)調節
植物生命活動的調節
生長素的發現,生長素的作用及在實踐上的應用
動物生命活動的調節
激素,主要的內分泌腺,甲狀腺激素、性激素、生長激素的分泌部位及生理作用
昆蟲的激素調節
神經調節
(4)生殖和發育
生殖的種類
減數分裂的概念和意義,和卵細胞的形成過程> 受精作用
植物的個體發育
動物的個體發育
3.遺傳和進化
(1)遺傳的物質基礎 DNA
DNA是遺傳物質的證據
DNA的結構和復制
基因對性狀的控制
中心法則和遺傳密碼
(2)遺傳的基本定律
分離定律
自由組合定律
遺傳基本定律在實踐上的應用
(3)性別決定和伴性遺傳
性染色體和常染色體
伴性遺傳
(4)遺傳變異
基因突變,染色體變異
遺傳變異在育種上的應用
(5)生命的起源和生物進化
生命的起源 生物進化的證據
達爾文的自然選擇學說,對達爾文學說的評價
4.生物與環境
(1)生態因素
非生物因素,生物因素
生物對環境的適應
(2)種群與群落
(3)生態系統的結構和功能
生態系統的類型
生態系統的成分
食物鏈和食物網
生態系統的能量流動和物質循環
化學中常用的分離方法范文3
【關鍵詞】 有機化學 實驗 探究
【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1674-4772(2014)04-001-01
高中有機化學實驗可以使有機化學理論部分得以驗證和深化。有機化學實驗主要是基本技術和技能方面的訓練、性質實驗以及制備實驗等,要求學生能夠運用有機化合物中相關官能團的性質,提出簡單有機化合物的鑒別、分離、提純的方法。
一、有機化學實驗的特點
1. 實驗裝置比較復雜。由于有機化學反應過程有著較為嚴格的條件控制要求,因此有機化學實驗中一些常用的儀器和操作手段比較復雜。
2. 條件控制要求嚴格。要想掌握一個有機化學反應,如果只注意有機物結構中發生反應的部位的變化顯然是遠遠不夠的,還需要特別注意反應發生時的外部條件,比如溫度的控制等。
3. 實驗操作的難度較高。有機化學實驗能否順利進行,主要是看條件控制是否得當、實驗操作是否規范,這些是實驗成功的保證。
4. 實驗方案的設計有難度。有機化學實驗方案的設計和選擇,需要考慮很多方面,諸如實驗條件的控制、儀器的選用、生成物的分離等,遺漏任何一個方面都可能導致實驗的失敗。
二、實驗探究策略在有機化學中的應用
“實驗探究教學策略”在有機化學教學中該如何運用,本人在一年多的教學實踐中總結如下(表1):
表1 “實驗探究教學策略”在《有機化學基礎》中的實施舉例
課堂實錄:設計實驗來探究乙醇中兩類氫原子活性的大小
……
師:剛才我們已經學習了乙醇的結構并觀察了乙醇和金屬鈉反應的實驗現象,那么請大家想想有什么辦法能夠驗證乙醇與鈉反應產生的氫氣究竟是哪種?氫原子參與反應的呢?
生:開始思考,并且同桌小聲討論
師:大家的方案設計好了嗎?
甲生:我是設計了兩個對比實驗,第一個實驗是向無水乙醇的試管中加入一小塊鈉,觀察現象;第二個實驗是向無水乙醚的試管中加入一小塊鈉,觀察現象。經過對比結果我發現無水乙醚與鈉幾乎不反應,說明烴基上的氫原子與鈉是不反應的,而無水乙醇與鈉可以反應產生氣泡,也就可以說明是由羥基上的氫原子反應產生的。
乙生:我只設計了一個實驗,就是向無水乙醇中加入一小塊鈉,發現可以反應產生氣泡,而我們高一就已經知道金屬鈉是保存在煤油中的,說明鈉不與煤油(烴)中的氫原子反應。所以也就間接證明了鈉與乙醇的反應實質上是與乙醇中的羥基上的氫原子反應的。
丙生:我的設計是一個定量試驗,檢測一定量的乙醇與金屬鈉反應后產生的氣體的體積,通過實驗結果乙醇與氫氣的物質的量之比是2:1而不是2:5,從而說明是與羥基上的氫原子反應的。
師:三個同學真的很有想法啊,設計的都很不錯!請同學們來談談你們覺得這三種設計方案哪種最好呢?
丁生:我覺得方案二最好,因為這個方案最省事了。
生:大家紛紛點頭認可,表示贊同
師:三個同學設計得都很好,其中第一個方案設計了對比實驗,可以現場清晰看出結果,讓實驗結果當場呈現;第三個實驗雖然繁瑣,但是可以較為理性的定量測出結果,這種方法也是化學中常常要用到的;但是總體來講,我跟
同學們一樣認為第二種最簡便,需要的實驗藥品最少,實驗器材最少,所花時間也是最少的。
生:表示同意
師:既然我們知道了乙醇和鈉反應其實是鈉和乙醇中的羥基上的氫原子反應的, 那么大家是不是應該分析出乙醇中的兩類氫原子那類更活潑呢?
戊生:三個實驗設計不論繁簡,都可以推知是羥基上的氫原子比烴基上的氫原
子更活潑些。
師:分析得很好,那么既然乙醇羥基上的氫原子有一定的活潑性,那么究竟它還有什么其他的性質呢?下面我們來研究一下乙醇的其他性質吧
……
化學中常用的分離方法范文4
論文摘要:就目前中國對油田化學的定義來看,油田化學主要是指在石油勘探、鉆取、運輸等過程中所使用的化學方法和各種化學藥劑,其中大多數藥劑類屬于精細的化學工藝產品。本文就將從油田化學的關鍵步驟入手,詳細的介紹相關油田化學藥劑在油田化學中的應用,同時也會簡單的闡述油田化學產品的大致發展方向及前景。
油田化學是研究油田勘探、采集、鉆井和原油運輸過程中相關化學問題的科學,也是石油科學中最早發展的一門學科,是由采油化學、鉆井化學和集輸化學三部分組成,由這些組成部分就組成了油田化學的研究目標和方向??碧健@井、采油和原油集輸雖然是不同的過程,但它們是相互聯系的,所以油田化學的幾個組成部分雖然都自己各自的發展方向,但是它們都是相互關聯的。油田化學品在油田勘探、鉆井、原油集輸的過程占有絕對重要的地位,所以在油田化學發展的過程中,為了更好地更順利地勘采石油,油田化學品的發展應是重中之重。
一、油田化學在各方面中的應用
1.鉆井方面
在一般油田鉆井的過程中鉆進液的使用是最重要的,它是指在油田鉆井過程中的以其能夠滿足鉆井工作的需求的一切循環流體的總稱。其中鉆井液有攜帶和懸浮巖屑、沖洗井底(鉆井液在鉆頭水眼處形成高速液流,可將鉆井液與地層壓力差壓持在井底的巖屑沖起,起到快速清洗井底作用。)、穩定井壁、平衡地層壓力(在鉆進過程中通過不斷調節鉆井液密度,使液柱壓力能夠平衡地層壓力,防止井塌和井噴等井下復雜情況發生。)、冷卻和鉆頭、鉆具、傳遞水動力(鉆井液在鉆頭噴嘴處以極高流速沖擊井底,提高了鉆井速度和破巖效率。高壓噴射鉆井利用該原理,使高泵壓主要分布在鉆頭處,提高射流對井底的沖擊力和鉆井速度。)、獲取井下信息等這么一些功能。在整個應用過程中,對鉆井液也有很多相關的要求,首先應與所鉆遇油氣層相配伍,滿足保護油氣層要求,有利于獲取良好的巖樣、巖芯和電測資料;其次鉆井液應具有較好的抗溫、抗鹽、抗鈣鎂能力;接著鉆井液應環保,減少對鉆井人員及環境污染傷害;最后鉆井液應具有良好的緩蝕防腐作用,減少對井下工具及地面裝備的腐蝕。
2.采油方面
在采油過程中,最常使用的是表面活性劑、高分子化合物、酸化及酸液添加劑,其中常用的幾種表面活性劑烷基磺酸鈉(as)(有磺氯?;ê突茄趸▋煞N方法合成)、烷基苯磺酸鈉(abs)、span和tween型活性劑、聚醚型活性劑—高分子活性劑、多乙烯多胺型活性劑—ae、ap型活性劑,這些活性劑的作用主要是為了能在油田形成吸附界面膜,降低表面張力的物質,更好更方便地采集石油。油田采集中的酸化是決定油好壞的最重要的一步,酸化是用酸或潛在酸處理油田層,以恢復或增加油田層滲透率,實現油田井增產和注水井增注的一種新技術。酸化的分類主要有酸化分類:按油氣層類型可分為碳酸巖油氣層酸化和砂巖油氣層酸化;按酸化工藝可分為基質酸化和壓裂酸化;
按酸液組成和性能可分為常規酸酸化和緩速酸酸化。基質酸化:是指在低于巖石破裂壓力的條件下,將酸液注入油氣層,使之沿徑向滲入油氣層,溶解孔隙及喉道中的堵塞物。壓裂酸化:簡稱酸壓,是在足以壓開油氣層形成裂縫或張開油氣層原有裂縫的壓力下,對油氣層擠酸的一種工藝。常規酸化:是指直接使用鹽酸處理碳酸鹽巖油氣層或碳酸鹽膠結的砂巖油氣層和直接使用氫氟酸或土酸處理泥質膠結的砂巖油氣層。緩速酸酸化:是指用緩速酸處理的油氣層的酸化。緩速酸是指為了延緩酸與油氣層巖石的反應速度,增加酸的有效作用距離而配制的酸。目前國內外使用的緩速酸主要有:自生酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸和化學緩速酸等。酸液添加劑主要有緩蝕劑 、鐵離子穩定劑、表面活性劑、稠化劑。
3.原油的集輸方面
原油在集輸得過程中井壁結蠟會影響原油的產量,甚至會堵塞 油井,迫使油井停產。管線結蠟會使泵壓升高,甚至使原油失去流動性,在管內凍結。決定原油流動性的因素為:粘度、粘度、屈服值(即在一定溫度下,原油停輸后,使原油重新流動所需要的最小壓力(啟動壓力)。改善流動性可采取降粘、防蠟降凝及降低屈服值以及降阻的方法,而防蠟降凝又是改善流動性的關鍵。)
在地層的溫度和壓力下,蠟一般溶在原油中。隨著油從井筒上升,系統的壓力下降氣體從原油中逸出,并發生膨脹,吸熱,導致原油溫度降低,同時由于氣體會把原油中的輕組分帶出一部分,使原油的溶蠟能力降低,石蠟結晶就從原油中析出,造成油管結蠟。原油與管壁間的溫差造成輸油管道中的結蠟。在現今油田化學技術中主要使用的是防蠟劑,利用防蠟劑的作用,改變石蠟的結晶形態。蠟晶改性劑的分子中要有與石蠟分子不同的鏈節,這種物質加入原油中可以改變石蠟結晶形態,使蠟不能聚集長大成網絡結構,不易沉積,而易被油流帶走。
4.水處理方面
油田污水主要是指從原油脫出的含油污水。處理油田污水目的污水一般都含油、鹽、saa,且水溫高,隨便排放會造成環境污染,因此,一般采用污水回注。就目前看來,我國處理油田污水的化學方法主要是:除機雜方面是用凝聚或者加硫酸鋁、聚合鋁 、鐵鹽等加以沉聚。除油方面主要有自然重力除油(其原理是利用油水密度差,除油效果差,無法達到除油標準);斜板分離除油(斜板罐)增加分離設備工作表面積,縮短油粒上浮距離,提高分高效率“淺池理論”;凝聚與絮凝(混凝除油法)加凝聚劑、絮凝劑使油成絮團與水分離而除去。乳化油珠常常帶負電,加入帶正電的凝聚劑和絮凝劑,通過電中和作用使油珠變大,油珠上浮,達到除油的目的;
二、油田化學品的發展趨勢
1.油田化學品的納米材料的相關研究使得鉆井液的膠體更加穩定,這種材料的研制也滿足了油田開發所需的正電離子高和表面積很大的增粘劑的要求,現在的油田中所使用的化學品由納米的材料制作的主要有:有機正電膠bps、正電mmh。
2.鉆井液是油田化學的重要化學劑,最早的鉆井液就是從天然的產物改良而來的,所以,現在對既廉價的既實用的改良的天然的聚合物鉆井液的研制仍然顯得非常重要,在實際的應用中,具有很潛在的應用前景。
3.綜合水溶性聚合物疏水性的研究。該聚合物就是在原來的水溶性聚合物大分子上插入很少的疏水鏈而形成的一種新型聚合物。這種聚合物具有較強的疏水性。當聚合物的相關濃度超過臨界的結合濃度時,就可以形成結合為主要結構的超級大分子結構,這樣的結構就讓該聚合物能夠形成很好的增粘效果。
三、總結
油田化學的主要功能主要是更好地保證油田中鉆井、原油的采集、污水的處理等方面的運作。本文直接從油田化學的化學品方面對油田中相關的方面的主要作用和效果作了詳細的論述,解釋了一些油田化學劑在使用過程中的應用原理,最后簡單的概述了現今油田化學品的發展趨勢,相信本文對我國油田的發展有所裨益。
參考文獻:
化學中常用的分離方法范文5
關鍵詞: 循環經濟 化學實驗教學 探索 應用
2009年1月1日我國正式頒布了《循環經濟促進法》,它預示著循環經濟將作為一種國策滲透到各行各業中,成為人們一種新的理念。循環經濟分為3個連續的階段或環節:生產階段、消費階段和廢舊物品再制造階段[1],它的增長是“資源―產品―再生資源”的物質循環流動的過程,生產與消費過程不產生或只產生少量的廢棄物(即循環消費經濟)[2]。它是按照生態規律和經濟規律來安排生產活動的,使產業鏈上游的廢物變成下游的原料,使資源得到最有效的利用[3]。作為新理念產生、形成和傳播的重要基地的學校,更應當站在時代的前列,敏銳捕捉新信息,做循環經濟方面改革的積極推崇者和實踐者。循環利用實驗產物或廢棄物,延長實驗產物的使用壽命,是化學實驗綠色化的一個重要途徑;將循環利用的實驗觀念適時的滲透于化學實驗教學中,是每一位化學工作者的職責。
1.循環經濟模式在化學實驗教學中的探索
循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心,以“減量化、再利用、資源化”為原則,以低消耗、低排放、高效率為特征的可持續經濟增長模式[4],即在經濟發展中遵循生態學規律,將清潔生產資源綜合利用,生態設計和可持續消費融為一體,實現廢物減量化、資源化和無害化,使經濟系統和自然生態系統的物質循環利用,維護自然生態平衡[5]。
循環經濟通過形成輸出、輸入的動脈產業和靜脈產業,把經濟活動組成一個“資源―產品―消費―再生資源”的物質反復循環流動的過程。在化學實驗教學中,我們應借鑒循環經濟的思想,積極引導學生反思傳統化學實驗教學在資源浪費和環境污染等方面的種種缺陷[6],把“循環經濟”思想合理運用于化學實驗試劑和廢棄物的處理與再生利用上,讓化學實驗中的各種產物在循環實驗的鏈條中找到自己適合的位置,延長產物的使用壽命,從而培養學生的資源意識、環境意識和可持續發展的觀念,逐步建立起循環經濟思想方法。
1.1傳統的實驗模式
原料產物廢棄物排放
這種傳統實驗模式以原料的高消耗和產物對人與環境的高污染為特征,是一個線性過程。隨著資源的短缺甚至枯竭和人類生存環境的迅速惡化,這種傳統實驗模式正在受到前所未有的挑戰,人們越來越清楚地認識到它的種種不足。
1.2 循環利用模式
原料產物原料再生
該模式實現了實驗原料與產物的滾動利用,而且經過多次實驗后的產物能大部分重新轉化成為起始物,只有少量廢棄物末端排放。在這一過程中達到了物質的循環利用,構成了一個完整的循環圈,既節省了原料,又減少了污染。
2.循環經濟模式在化學實驗教學中的應用――循環利用CCl4
CCl4是一種重要的有機溶劑,基礎實驗中經常用到。以CCl4為代表的氯代烴作為一類耐生物降解的有機化合物是飲用水源中備受關注的污染物。其具有一定的水溶性和揮發性,同時又有較強的溶脂性,能在人體內得到生物富集進而嚴重危害人體健康,此類物質多數已被確定或被認為是高度可疑的致癌物質。國內飲用水大多采用江、河、湖水經過濾后用氯消毒,經研究江、河、湖淡水大多被有機污染物污染,而氯消毒過程又使碳氫化合物轉化成有機氯化物,但是在一般的條件下CCl4很難降解。
用CCl4萃取碘是有機實驗中的經典實驗,如何在保證完成實驗教學任務的前提下,避免污染環境,實現CCl4的循環利用呢?通過多種方法試驗比較,我發現用NaOH反萃取法分離碘與CCl4,然后進行蒸餾,這樣不僅能夠合理安排教學時間,而且能循環利用化學試劑,并且實驗效果良好。
2.1循環利用的實驗原理
碘溶解在CCl4中顯紫紅色,而萃取后的CCl4溶解了碘而呈紅色,又因為碘能與堿反應,生成次碘酸鹽和金屬碘化物,所以可以用堿溶液對CCl4進行處理,使紅色褪掉,反應如下:
2NaOH+I2=NaIO+NaI+H2O
2.2具體操作方法與實驗安排
完成CCl4萃取碘的實驗后,將水與CCl4分離,再用10%NaOH溶液滴加到CCl4的碘溶液中,不斷震蕩分液漏斗,直到CCl4層紅色褪盡后,靜置分液即得到無色透明的CCl4。用淀粉溶液對CCl4進行檢驗,結果不含碘和碘離子。
2.3實驗安排與效果
反萃取后的CCl4可以再用于后續萃取碘的實驗,整個萃取實驗結束后,再對所有回收后的CCl4進行蒸餾,重新得到純凈的CCl4。
這樣反復進行反萃取操作,既鍛煉了學生萃取實驗的操作能力,增強了學生的環保意識,又減少了萃取試劑的使用,降低了環境污染的風險。如果按照傳統的實驗方法,若200名學生做萃取實驗,至少要用掉2500毫升CCl4。而對CCl4進行回收循環利用后,按每組25人計算,300毫升足夠,且實驗結束后還能回收250毫升試劑,實現了預期的目標。
3.結語
萃取、蒸餾是化學實驗中常見的操作,利用這兩個簡單的實驗操作就可實現類似于CCl4此類試劑的循環利用,這符合循環經濟的思想,是循環經濟在化學實驗教學中的一次探索。這一探索節約了實驗成本,減少了環境污染,此外還鍛煉了學生的綜合實驗設計與動手能力,培養了學生的環保意識,增強了學習的興趣,真可謂一舉多得。
參考文獻:
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化學中常用的分離方法范文6
關鍵詞:天然產物化學 教學內容 教學方式 改革探討
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)05(a)-0017-02
天然產物化學是運用現代科學理論與方法研究各類生物中化學成分的一門重要分支學科,內容包括各類天然產物的化學成分的結構類型,物理化學性質、提取分離方法,以及主要類型化學成分的鑒定和生物合成途徑等,涉及有機化學、分析化學、生物化學、儀器分析、波譜解析等課程知識的綜合應用。因此,如何利用科學的教育方法,采取先進的教學手段,加強天然產物化學教學, 使學生在有限的時間內對這門學科有一個較為清晰的理解和把握,是我們亟待解決的問題。在培養創新人才的思想指導下,結合自身教學工作實踐,我們進行了一系列課程教學改革的探索,在教學內容和教學方式上做了一些新的嘗試,在此講講自己的一些體會和心得,歡迎廣大同行共同探討。
1 天然產物化學的教學內容
1.1 適合施教專業的教材選擇
教材的選擇,我認為其中很重要的一方面是指針對哪個專業的學生進行天然產物化學教學。我瀏覽和比較了幾種目前各大高校使用的相關教材,例如天然產物化學家徐任生結合自己的科研與教學經驗,根據國內外有關資料,收納我國科學家自己的研究成果,主編的《天然產物化學》(第二版),在出版后深受教學人員歡迎,這本教材一千多頁,一般需要128學時,而我所教的化學工程與工藝專業天然產物化學學時數才32學時,因此,這種類型的教材對于學生的精力以及現有的學時數顯然是不適合的;另外,沈陽藥科大學吳立軍主編《天然藥物化學》(第五版),是針對醫藥院校學生學習好天然藥物化學這門必修課而編寫的,但沒有天然產物的工藝研發,適合高等醫藥院校專業基礎課的教學;劉湘所編的《天然產物化學》(第二版),215頁,章節編排基本與徐任生所編的《天然產物化學》(第二版)接近,教材語言簡練,每小節后有相應的練習,方便學生復習,并且配有每章的習題。該書是目前高校工科專業天然產物化學課程采用比較多的教材。為了培養適合化工行業需要的應用型人才,我決定采用化學工業出版社劉湘所編的《天然產物化學》作為化工專業本科生教材。
1.2 整體規劃教學內容
專業的培養方案和教學計劃是任課教師經過詳細研討才能最終下來的,如何在有限的學時里取得良好的教學效果,通常需要針對授課專業,明確課程整個專業構架中的位置及作用,在教學內容的選擇上進行適當的取舍和必要的補充,在講授過程中有所側重。天然產物化學的教學主線應圍繞“提取―分離―鑒定―結構―性質”,針對化工專業的教學內容包括天然產物的提取分離與結構鑒定的一般方法,對糖和苷、苯丙素類、醌類化合物、黃酮類化合物、萜類和揮發油、三萜及其苷類、甾體及其苷類、生物堿類天然產物的結構特征、理化性質、提取分離、結構鑒定以及生理活性的系統討論,結合實例講解生物轉化和全合成在天然產物研究中的應用,我們對波譜解析部分內容進行了刪減,簡要介紹各類化合物的典型波譜共性及重要天然產物的波譜特征,核磁共振、質譜等波譜解析放在有機波譜解析課程中進一步詳細講解,為切合化工專業的培養目標,還應注重學生工程和工藝觀念的培養。為了解決這個問題,我采用了折衷的方法,上課的多媒體課件涵括了現行天然產物化學教學大綱的所有內容和知識點,講授的內容除經典的天然產物化學中各類天然產物,如果出現了一些代表性的天然產物化工產品的工藝設計和新技術,如在天然產物化工過程中常用的水蒸氣蒸餾技術、超臨界CO2流體技術、超聲波提取技術、固相萃取技術、微波萃取技術、仿生和半仿生提取技術、高壓液相色譜及高速逆流色譜技術、液相色譜-質譜聯用技術、分子印跡技術、膜分離技術等,及時將這些信息以實例的形式在講課的過程中向學生簡單介紹,使學生對這些技術的分離原理,應用范圍,使用條件有初步了解,但不出現在期末考試卷上。這樣一方面學生們可以開闊視野,但是又沒有增加學習負擔,日后他們如果到與天然產物相關的化工企業工作,也會對生產和研發中使用的儀器設備有基本的認識。
2 天然產物化學的教學方式
2.1 激發學生的學習興趣
興趣出勤奮。為了調動學生的學習積極性,筆者以由歷年來在天然產物化學領域做出過杰出貢獻而榮獲諾貝爾化學獎的13位化學家的故事開始本課程內容的講授;授課過程中穿國科學家的研究成果與研究實例,如我國科學工作者70年代首次從中分離出一個含過氧基團的新型倍半萜內酯,并命名為青蒿素(Artemisinin),國內外大量理化實驗,藥理研究及臨床應用表明,青蒿素是抗瘧的有效成分,其結構獨特,抗瘧機制特別,對抗氯喹的惡性瘧和腦性瘧有特效,正因為它具有結構上的新穎性和藥理作用中高效低毒等特點,國際上有關方面認為青蒿素的發現是抗瘧研究史上的重大突破,并已成為世界衛生組織推薦的抗瘧藥品,挽救了80個國家100多萬人的生命,因在發現青蒿素過程中的關鍵作用,屠呦呦院士2011年度被授予譽為諾貝爾獎“風向標”的拉斯克臨床醫學研究獎。通過呈現學識淵博大師級人物的研究經歷,喚起學生的求知欲,激發學生的專業熱情,使學生從課程授課之初就把學習和專業理想結合起來,學生們對于天然產物的學習興趣普遍高漲,學習的熱情也隨之提高。
2.2 深入淺出的教學方法
從教學法來講,教師講述一個新概念和新原理時,應力求符合初學者的認識過程,不管它多困難和多抽象,總有辦法深入淺出地講清楚。做不到這一點,常常是由于教師自己對問題的理解太膚淺。在講述一個規律或原理時,注意剖析人們怎樣從不了解到了解它的過程,而不是把它看成一堆死板的知識去灌輸給學生。比如,生物堿的提取方法,可以分為傳統的溶劑提取法和現代化技術的提取方法,溶劑提取法可圍繞“結構決定性質、相似相溶”的原理進行講解,即生物堿的存在形式(胺型、季銨型、苷型、酯型)和狀態(游離型、解離型)決定其在溶劑中的溶解性,進而決定了應當使用哪種溶劑進行提取,據此將溶劑提取法分為酸水提取法和有機溶劑(親水性有機溶劑、親脂性有機溶劑)提取法;或者與學生學過的知識或熟悉的東西聯系起來講、進行類比,則學習的難度往往會大為減輕,而且學生對新東西的理解也會更深刻。比如活性天然產物衍生物的制備,由感冒藥白加黑中麻黃天然來源成分麻黃堿制備冰毒(脫氧麻黃堿)的反應機理來講解就比較容易理解。所以,高校教師除教學之外,還很有必要在所教授課程的相關領域進行科學研究,我自己有過多次這樣的體會,即當講述一個問題時,如果自己在該問題有關領域做過一定深度的工作,講起來就游刃有余,很有精神,易于循序漸進、融會貫通為一體。
2.3 Chemdraw輔助多媒體課件教學
對于天然產物化學課程來說,所教授的內容涉及復雜的有機化合物結構、三維立體模型以及圖譜的解析,化合物類型很多,結構式多且復雜,若采用手寫化合物的立體結構式既費時又不美觀,而且有些地方還不能充分表達清楚。學生在學習中容易感到天然產物化學內容復雜枯燥、理解、記憶困難。ChemDraw自10.0版以來將公司旗下的BioDraw模塊整合進來,形成ChemBioDraw,可以繪制更為復雜、多彩甚至是有趣的圖形,而且內置的圖形模板和色彩豐富,最適合不同風格幻燈片制作的需要[1],將化合物結構清晰、美觀、生動地展現給學生,不僅可以使學生不僅對復雜化合物的結構可以有較為深刻的認識,而且更易于引導學生掌握重點內容,提高教學效果。
2.4 學生為主體的互動式教學
在當前的人才培養模式中,我認為一個好的高校教師,不應只滿足于傳授知識,而應與時俱進,著重培養學生如何思考問題、提出問題和解決問題的能力,實現“教師為主導、學生為主體”的教學模式。具體做法是在開學10周左右,在學生對天然產物化學研究內容有了初步認識后,根據選課人數,把學生分組,每組4~5人,選取與天然產物研究相關的新的研究技術和產品,充分調動學生的主觀能動性讓學生自主選題,查閱在Journal of Natural Products/Phytochemistry等著名天然產物期刊近五年內使用新技術分離天然成分的文獻,然后在一起積極運用所學的知識積極思考、討論、總結,經過6周左右的準備,完成文獻查閱與PPT制作,每組派一個同學上臺講演,限定講授時間在5~8 min,同時各組派出1名代表作為評委組成員,和教師一同評定演講效果。課堂上獲得的知識畢竟有限,這種方式不僅可以活躍課堂教學、鍛煉了學生收集信息、分析提煉及綜合應用的能力,還可以引導學生了解多種學術觀點并開展討論、追蹤本學科領域國內外最新研究進展。
2.5 理論與實踐合二為一
天然產物化學是一門專業知識和技能相結合、實踐性很強的學科,為了強化技能訓練和培養創新思維,開設配套實驗課程對于培養有創造性的人才至關緊要,繼往開來才能真正達到天然產物化學教學的目的。很多學生不止一次很誠懇地向我表示很想親自動手操作相關的實驗,加深對書本知識的認識與理解,但由于課時限制學校沒有開設相關的實驗課程,雖然任課教師可以通過課外時間組織學生到天然產物實驗室觀摩學習,但始終沒有動手操作、效果有所局限,如果可以在有機化學實驗中補充天然產物實驗的內容,能較好的培養學生研究性學習的能力,培養學生實際動手能力和創新思維,這樣的整體規劃將有利于促進天然產物化學教學的發展。
通過三年來的教學實踐探索,我們將優化教學內容、改進教學方法有機結合起來,激發了學生學習興趣,增強了學生分析問題、解決問題的能力,課堂教學效果得到了一定改善,為進一步深入開展教學改革積累了經驗。