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一直以來,我校分析化學理論課程考核以閉卷為主,通過卷面成績評估學生對課程的掌握程度以及教師的教學質量。這種考試成績評價規范公平、尺度相對統一;操作簡便、易于管理和實施、成本較低,教師工作量不會因此增加太多,同時有助于督促學生掌握基本概念、理論、公式,為將來的應用打下堅實的基礎。但單純的閉卷考試缺乏差異性,較難科學合理地評價學生對學科的掌握程度;考題具有一定的局限性,難以較為全面地考查出學生對該課程掌握的廣度和深度;評價效果相對單一,因而對學生的知識、能力、素質作出綜合評價有失偏頗。圍繞我校培養應用型高素質人才的目標,2010年藥科學院開創性地設立了藥學專業創新實驗班,重點結合學校辦學實際和學科專業特色形成“強化基礎,加強實驗,因材施教,重視創新”的人才培養模式。通過對第一屆(2010級)藥學創新實驗班(以下稱為本班)的調查,本班教學目前僅實現了小班單獨授課,但是在課程考核和評價體系方面尚未見改革與創新。
2分析化學課程考核改革的具體方案
根據國內外知名學者的教學經驗,針對藥學實驗班的分析化學考試目標一般設定為:(1)記憶、理解基本概念、原理、公式、術語與實驗基本操作技能;(2)正確進行相關的計算;(3)聯系已學知識解釋分析化學的特定操作和相關應用;(4)運用所學原理與概念描述、解釋或者說明現象和結果,清晰、有邏輯地表達思想,正確使用專有名詞;(5)將所學的概念與原理運用于新問題情境中;(6)正確使用相關圖表所呈現的數據信息;(7)設計實驗、制定實驗計劃、選擇適當的實驗技術;(8)處理、解釋、評估實驗,以恰當的形式(文字、表格、圖形)展現,用恰當的專業詞匯清晰、有條理地交流?;谏鲜瞿繕耍鸵蟛粌H對學生的基本概念、原理、公式的記憶進行考核,而且應凸顯對學生的邏輯思維能力、分析能力和創造能力的評估。單純的閉卷考試無疑利于實現考試目標的(1)~(4),但對其余目標頗難企及。故此,創新考核模式極為必要,而在傳統的閉卷考試中整合開卷考試以及靈活互動的口試不失為一條有效、可行的途徑。筆者對本班的分析化學課程考核按照此思路進行了重新設計并付諸實施,該體系主要由以下部分組成。具體言之,基本概念、原理和公式是掌握分析化學的基礎,也是學生將來運用所學知識進行創新的基石,對這部分內容的考查用閉卷的形式最為合適,而若采用開卷的形式,可能使學生忽視對這部分內容的掌握和記憶。本次化學分析部分閉卷組成為單項選擇題10分,填空題10分,計算題30分,問答題10分。試卷由出題小組依照教學大綱擬定,避免過多強調死記硬背,同時也兼顧授課的內容防止應該考的沒有考到而誤導學生學習。此部分試題主要考查大綱要求掌握或熟悉的教學要點,記憶方面的內容約30分,一般應用的內容約30分。考查應用的內容主要是學生對記憶的知識進行總結,上升到一定理論水平再指導解題,可實現考試目標的(1)~(4)。
開卷考試的題目面廣量大,覆蓋盡可能多的教學內容,檢查學生能否正確運用參考材料,以及對多個章節涉及的基本概念全面理解和貫通運用,促進學生積極主動歸納、演繹所學知識,利于今后的自學。本次化學分析部分開卷組成為綜合題1題5問20分,設計題1題5問20分。出題小組在B卷開卷采用了《間接碘量法測定銅合金中的銅含量》這個實驗作為綜合題,系統描述了實驗過程,要求學生參考所帶資料回答以下問題:結合實驗條件解釋Cu2+可以氧化I-的理由;解釋調節溶液pH在3.5左右以及加入NH4HF2的原因;解釋指示劑為何臨近終點加入以及加入KSCN的作用(此問有提示,從沉淀溶解度考慮);給出Cu含量的計算式;最后提出本滴定終點變色較難觀察(懸濁液),要求學生考試后查閱文獻,看有無此類測定使得終點敏銳的改進方法。由此可見,該綜合題可實現考試目標的(2)~(6),內容涵蓋滴定分析概論、配位滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定等相關內容,學生必須對教材和理論課內容熟練掌握方能進行解答。設計題為蛋殼中Ca、Mg離子的配位滴定設計,要求學生按照方法原理、儀器試劑、實驗步驟、計算公式、結果表格等幾部分完成,實現考試目標的(5)~(8)。設計題最后一問要求學生考試后查閱文獻,看是否可以設計其他化學分析方法測定其中的Ca。開卷考試中的綜合題、設計題最后一問旨在培養學生搜集整理資料進行自學的能力。考核時閉卷開卷題目同時下發,總時間控制為2小時,學生只有上交閉卷的試題和答題紙后方可取回自帶的參考資料再進行開卷部分的答題,這樣不再限定某種類型考試時間,增加學生掌控時間的自由程度;不再限定參考資料,隨便帶什么書都可以,但是限定只能帶一本,增加學生掌控教材或者參考書目的自由程度。由此學生所看的書目得以擴展,理論授課時將更多的精力放到“重要知識點”的講解和討論上,學生也不會出現我學的人民衛生出版社《分析化學》就不看科學出版社《分析化學》的情況,本班學生一般都有不同出版社的分析化學對照參考,而且通過讀書筆記能比較教材各自的特點。在口試方面,本學期采用了自行擬題/答辯的形式。學生學習貫穿于課程教學過程中,但學生看書自學容易迷失重點,同時不理解教學大綱在教學活動中的重要指導作用。為解決這個問題,將本班學生分為五組,每組指定一個章節,要求該章節結束后本組學生按照教學大綱的掌握、熟悉、了解三個層次合作擬出選擇題、填空題、計算題、問答題,并給出正確答案。學期結束前,制作PPT介紹所擬題目,并明確考點,分析化學課程組三位老師現場評判,根據所擬題目的質量、與大綱的契合程度、PPT講解者的表達和回答問題的準確程度,對該組學生評分,該評分占平時成績的70%。這個環節的引入,一方面提升學生的專業問題意識,利于教師掌握學生學習的個體差異;另一方面也適當培養了他們的交流、表達能力,并促進其團隊合作精神。
3分析化學課程考核改革的效能估測
情感教學中教師對學生的熱愛是核心。只有熱愛,才能產生熱情。教師熱愛學生,就是要用發展的眼光看待每一個學生,用賞識的眼光看待每一個學生,就是要相信每一個學生,人人都能學好,個個都能成材。著名的“羅森塔爾效應”的實踐告訴人們,學生能否持之以恒地學習,與教師的信任程度有密切的關系。當學生站起來不能流利的回答問題的時候,教師投去一個期待的目光,說一句信任的話語,幫助他成功一次,那么,他在課堂上發言的水平會更高,學習能力會更強。人需要賞識,作為課堂主體的學生更不例外。他們常常把教師的賞識看成是對自己的評價,當他們得到賞識時,就覺得自己有進步,能學好,有發展前途,以為自己在教師心目中是好學生,因而產生自身增值感,增強學習的內部動力。我們教師要在學生的課堂行為表現中多發現可以肯定的東西,對學生的答案或方法,正確的加以贊賞,這是“錦上添花”;錯誤的也可以從思維方式、答題方式或態度上加以肯定,這是“雪中送炭”。至于答錯的內容,教師可以用多種手段讓其自己認識并糾正,只要糾正對了就要贊賞,讓他看到自己的成績,以利再學。
二、展示化學之美,以美融情
“科學是美的,每個科學家都有這種感覺?!保钫駥幷Z)化學世界絢麗多彩,千姿百態,奧秘無窮。
化學美在于它的內容美。元素周期律給人以節律和秩序美,甲烷、二氧化碳等分子結構給人以對稱美,千姿百態的鐘乳石、石筍給人以靜態美,化學平衡的移動給人以動態美,氧化還原反應又給人以辨證統一美。化學美還在于化學現象之美。化學現象是以物質豐富多彩的顏色、立體多樣的形狀、多姿多彩的變化引起學生美的感覺。藍色的膽礬、紫色的碘、銀白色的鈉等物質以其本身艷麗的色彩吸引學生;鎂條在空氣中燃燒發出耀眼的強光,氨氣溶于水形成美麗的噴泉,這些引人入勝的化學現象總是能引起學生的一片驚嘆。
同樣,美的語言也能激發學生的學習熱情。語言是信息的載體,是課堂上師生之間相互交流感情、交換思想的橋梁,是教師完成教學任務的主要手段。教學語言精煉是教師應具備的良好素質,用詞的準確性,用語的嚴謹性,用句的邏輯性,能在潛移默化中促進學生形成嚴謹的良好思維,收到“潤細無聲”的效果。教學語言幽默是教師應發揮的。詼諧幽默的語言可以活躍課堂氣氛,啟迪學生心智,激發學生的學習熱情。教學語言的幽默并不同簡單的說笑話講故事,而是通過挖掘教材內在的趣味性材料,加上生動形象的比喻,化深奧為淺顯,化平淡為有趣,從而取得良好的教學效果。三、優化課堂提問,以疑導情
學貴有疑,學須知疑。學習的情感產生于克服了由學習困難所造成的苦惱,愉悅之情表現于“山窮水盡疑無路,柳暗花明又一村”之后的驚喜,是釋疑、解疑后的成功體驗。要使設疑達到預期的目的,關鍵在于問題的質量。好的設疑應突出教材的重點和難點、注重知識間的聯系。化學知識系統性很強,前后知識聯系緊密,如氧化還原反應、元素周期律等知識貫穿與整個中學化學,教師可在每節課的教學中,巧設疑問,承上啟下,使學生溫故而知新,從而啟發學生的思維。另外,設疑的難度要適當。問題過難,不但不能啟發學生的思維,反而會使學生逐漸失去學習的信心;問題過易,則會使學生感到化學知識簡單乏味,久而久之會使學生失去積極探索進取的科學精神。因此,設疑的難度一定要符合學生的認知水平。
在化學課堂教學中,教師若能充分利用情感因素精心設疑,并用激勵性的語言對學生的回答及時作出準確而有分寸的評價,必然會激發學生的求知欲,吸引學生積極參與課堂教學,從而提高教學質量。
四、貼近社會生活,以用激情
社會生產和人的需要是產生興趣的源泉。學習化學是為了更好地為日常生活、工農業生產以及科技服務。因此,在授課時有意識地介紹日常生活、社會環境和建筑中所用到的化學知識,使化學貼近生活,使學生感到學有所得,學有所用。例如,在學習“氯氣”時,可介紹有關漂白劑、漂白粉、消毒液的類型、原理。另外,在科技高速發展的今天,電池在生活中的地位和作用與日俱增,其使用量亦隨之大幅度上升,由于資源緊張和治理環境的需要,廢電池的回收和綜合利用刻不容緩。那么,如何才能使廢電池資源化和無害化呢?請同學們思考并提出設想?;瘜W教學過程中,做到理論聯系實際,既可豐富教學內容,又可以通過生動的實例激發學生的情感,促進學生的求知欲,同時,還可以大大地擴大學生的知識面和視野,使學生深切地感受到化學是一門極具時代氣息的活生生的學問,從而激發學習興趣,使學生迅速進入學習的最佳狀態。
總之,教師滿懷激情步入化學課堂,讓學生在教師信任的眼神中看到自己成功的希望,在教師的善意鼓勵中嘗到自己成功的喜悅,讓學生感覺到你的親切和寬容、你的博學和智慧,從而激活他們的自信心和好奇心。學生的自信心和好奇心一旦被激活,就會產生驅使其積極行動的內動力,學習的激情、生命的能量就會因此而釋放、爆發。
[摘要]情感教學在提高課堂教學效率方面起著非常重要的作用,應貫穿于化學教學的始終,教師要積極探索掌握這一心理活動規律,充分發揮情感教學在化學學科的重要作用,把化學課講深、講透、講美,讓學生學得輕松、學得自在、學得快樂
上好第一節化學課,對培養今后學生學習化學興趣尤為重要。初中學生第一次上化學課,總是存在好奇的心。所以,我們的教師要注重上好第一節化學課,首先要精心設計課件,認真備課,要設置許多問題促動學生去思考,去探索,去提問。幫助他們主動地學習并在學習過程中培養良好的學習興趣與學習習慣。首先,要盡可能地通過情景模式的創立,激發學生學習化學課的熱情,情景模式的創設要具有新意,使學生既能體會到化學課的重要性,也能理解到化學課的趣味性,使他們在一開始接觸化學課的時候就產生濃厚的興趣。再有就是教師要精心設置課堂提問。比如,“什么是化學?”由于剛開始接觸化學課學生們不能回答,即使回答也不可能回答的很正確,在這種情況下,教師就要大膽地通過實例來強化課堂效果,可以通過實驗,通過動態的課堂問答來解決這個問題。恰當的設置“問題”,在學生面前不斷地提出他們暫時還解決不了的問題,讓學生在無盡的問題中產生求知的濃厚興趣,從而在學習過程中使其永不滿足。
二、利用化學實驗課,激發學生的興趣與對事物的探究精神
化學是一門以實驗為基礎的科學,生動有趣的實驗是誘發學生學習興趣的重要途徑。對初三學生來說,化學是一門新開設的學科,本身對它就有好奇心和求知欲,加上在學生早已枯燥了書本的理論知識,迫切想把所學的知識在實踐應運時,利用化學實驗進一步激發他們的好奇心和興趣,讓他們在實踐中學習,是他們的興趣所在。在認真做好課本上的第一個演示實驗和學生實驗的同時,要多安排一些學生感興趣的實驗來加深學生對化學課的理解,與此同時還要通過實驗課來激發學生對事物的探究精神,在化學實驗中培養學生的創新意識。例如,在第一節試驗課是可以先拋開書本,做幾個趣味性很強的實驗,讓學生睜大好奇的雙眼,然后再引入新課,這樣學生在課堂上注意力集中,精神飽滿,對化學課表現出濃厚的興趣。另外,課后可以讓部分學生親自動手做實驗,就更加富有趣味性和挑戰性,讓學生自己去思考,去鉆研,去探究。使他們在探究中獲得知識,而且在獲得知識的同時培養了他們獨立解決問題的能力以及與他人合作的精神。
三、引導學生化學知識生活化
我們生活日常生活中處處有化學,化學與人人有關,衣食住用樣樣離不開化學,化學教師就充分利用這個有利條件,讓學生所學的化學知識與日常生活緊密相結合,時時給化學提供實用的機會。在課程設置中,要加強化學教學與實際生活的聯系;情景創設中要注重學生的知識面以及他們的思維走向;在試驗中要注重學生把日常生活知識與實驗有機結合起來。例如,在緒言部分講到銅綠時,可以讓學生回去找找看家里有沒有這種東西,讓他們自己去思考,銅為什么會生成銅綠?什么條件下容易生成銅綠?它與銅是同一種物質嗎?加熱它看看有什么現象?等一系列的問題,讓學生自己去解決,激發他們的學習興趣。
四、開展各種活動,培養學生學習動力
豐富多彩的化學興趣活動,對于學習緊張的初三學生來講,是極具誘惑力的,這樣既能讓學生在緊張的學習之余輕松一下,又能讓學生在輕松愉快的氣氛中獲得和鞏固許多化學知識?;瘜W興趣活動的內容及方式很多,如:“化學魔術”可以做“手帕包火”、“魔棒點燈”等等;“化學知識講座”可以講講“酸雨的形成”、“溫室效應的原因”、“日常生活化學”、“化學故事”等等;“化學課外活動”可以帶學生到附近的工廠或生活小區讓他們去發現生活中的化學;還可以讓學生自己組織一個“化學晚會”設計一些與化學有關的相聲、魔術、小品、謎語和笑話等等。通過這樣的方式與手段,可以有效地增強學生對化學知識的理解,并針對在學習過程中獲得知識的層面去拓展自己的思路,有效形成學習動力。對于學生的學習能力和學習習慣培養具有很大幫助。
五、幫助學生突破難點問題,強化學生化學學習素養
初中化學的難點及知識分化點一般有:化學用語、溶液的計算等。一個學生即使興趣較高,一旦幾次被難倒,興趣也會大減,從而影響學習成績,所以幫助學生突破難點和知識分化點很重要,例如化學用語中元素符號、化學式,不要求學生一天就把它記完,可采取分批分段記憶,日積月累,量變到質變?;瘜W方程式的書寫教給他們“四步走”:一寫,正確寫出反應物、生成物的化學式;二配,配平化學反應方程式;三注,注明反應條件及符號;四查,最后檢查化學反應方程式書寫正確不正確。將常見元素的化合價、酸堿鹽熔解性編成口訣幫他們識記。對于溶液的計算,重點授以方法,讓他們多練,盡可能地幫助學生總結歸納出公式、規律,對于零碎的化學知識,教師幫助總結。這樣有助于學生記憶及掌握,不至于使學生感到為難,從而使他們的學習興趣不減。通過這樣的辦法不僅可以使學生消化所學知識,更能夠強化學生化學學習的素養,使他們在生活中通過不同的方法來鞏固化學學習知識,最終達到化學教學效果的最優化。
總之,興趣是第一位老師,在化學教學中,應積極采用各種有效的適應學生心理特征的興趣教學方法,以培養學生的學習興趣,使學生積極主動地學習化學,學好化學。
參考文獻:
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1.加熱固體物質用排水法收集氣體時,實驗完畢,先移酒精燈,后把導管從水中取出,使水倒流,試管破裂。
2.把試管里的物質加熱,沒有將試管夾夾在離管口1/3的位置,而是夾在試管的中部。
3.傾倒液體時,掌心沒有對著瓶上標簽,試劑瓶蓋沒有倒放在桌子上。
4.用量具(量筒和滴定管等)量取液體時,視線往往在上方,量出液體的體積比實際體積大。沒有掌握“量具上的刻線和液體凹面的最低點應在同一水平線上”的讀法。
5.檢查裝置氣密性時,沒有將導管先插入水里,或插入水中太深,氣體無法逸出。
6.使用滴管時,將滴管口伸入試管并觸及試管內壁。
7.在做實驗時,試劑瓶塞張冠李戴,如將盛氯化鋇溶液的滴瓶管放到盛稀硫酸的滴瓶上,或者相反,造成試劑污染。
8.藥品用量太多,如硝酸與銅反應,銅量太多,生成大量的毒氣,既影響健康又浪費藥品。
9.用玻璃棒蘸取一種溶液后,沒有用蒸餾水洗干凈就去蘸取另一種溶液;或用藥匙取粉末藥品時,沒有用紙將藥匙擦干凈,就去取另一種藥品,造成嚴重污染。
10.試驗氨的溶解性時,用濕的試管收集;檢驗試管或集氣瓶是否充滿氨氣時,紅色石蕊試紙沒有用水潤濕。
11.做中和滴定實驗時,將錐形瓶用蒸餾水洗了后又用待測試液洗,使待測溶液的實際用量大于用移液管所取的量,使所消耗的標準溶液的量增多,造成誤差。
12.用高錳酸鉀制取氧氣時,沒有用棉花堵住試管口,使高錳酸鉀進入導管污染水槽。
13.用排水法收集氧氣時,將集氣瓶倒置在水中,集氣瓶沒有灌滿水或者根本沒有灌水。
1通過各種教學手段創造積極的課堂環境。發揮學生的主體性。
教師通過自己的課堂活動,即自己的行為干預,為學生創設積極的課堂環境,能夠激發學生的學習興趣,充分調動學生的積極性,使學生能積極主動地參與到整個教學活動中來,更大地提高課堂效率。例如:初三第一節化學課是學生第一次接觸化學,按以往的習慣,由教師介紹什么是化學即化學的研究對象、如何學好化學、怎樣學好化學等等,學生感到陌生、枯燥而乏味,對于一部分學生就會造成以后學習的障礙。我改變了以前的做法:在上課之前,給學生布置了一個任務,學生五人一組首先到學校機房上網查詢生活中的化學,然后小組去采訪學化工的家長及上一中和上大學的自己崇拜的哥哥、姐姐,讓他們講講學習化學中所遇到的有趣的事,介紹他們學好化學的方法,并將結果記錄整理,上課時由代表發言。整個化學課堂氣氛熱烈,學生情緒很高,因為他們所說的都是自己的成果,是他們所崇拜的人的話,對于他們來說比老師去講說服力強多了:他們把自己聽到的化學故事講得就像評書演員講評書一樣。對于如何學好化學,方法很多很多;更有許多學好化學的小竅門是老師所不知道的。這堂課為化學的學習開了好頭:真正調動了學生學習的積極性,很好地發揮了學生的主體作用。
2根據學生的學習興趣編排學習內容,增強學生的主體性。
化學課教學的內容編排對于學生主動性的發揮也非常重要,如果一味地按基本的教學程序去講課、布置書面作業、出卷考試,學生就會感覺不到新鮮,覺得和別的學科沒什么兩樣,沒有學科的特色和新鮮感,甚至用以往應付其他學科的辦法去應付化學學科。所以作為化學教師應根據自己學科得天獨厚的特點去設計各種教學活動。
3用一些能引起學生學習興趣、激發學生思考的方式向學生提問和提供信息。
教師課堂活動即教師干預行為包括講課方式、提問方式及講課的手勢或說話的語調,都直接影響學生的學習熱情和學習興趣。所以,教師要精心設計自己的課堂行為。積極引發學生的學習興趣。課堂提問能積極引導學生的思維活動。好的提問方式,更能有效地挖掘學生思維的天地,培養各種思維能力。
4課堂上適當設計探究性問題,給學生自由發揮的余地。
在化學課堂上,根據學生的實際特點,教師適當地設計一些探究性問題,讓學生親身體會科學探究過程,培養學生的科研精神和嚴謹的科學態度。比如,講氫氣的實驗室制法時,需要學習氫氣的制備裝置。如果直接告訴學生實驗裝置,他們就會感到枯燥、平淡,缺乏主動意識。我首先復習了氧氣的實驗室制備裝置,然后引導學生思考:能否運用氧氣的裝置去制備氫氣P否定回答之后,提出第一個探究問題“能否根據氫氣特點在制氧氣裝置基礎上進行改進呢?”很多學生充分展開自己的思維,提出了自己的改進意見,其他同學認真分析指出不足,經過討論終于形成了簡易制備裝置。接著,我又提出了第二個探究問題“如果酸用完了,如何不打開膠塞添加酸呢?”學生馬上回答“加一個漏斗”。然后,學生就漏斗問題展開爭論,最后形成統一意見——加長頸漏斗。第三個探究問題是“反應有時要隨時發生隨時停止,如何做到?”學生馬上想到要使酸和鋅粒脫離。第四個問題是學生自己提出的——“如何使二者分離?”學生們的思維非?;钴S,提出了各種想法,有的把廢舊塑料小瓶都用上了。他們太聰明了!最后,我告訴他們:“我們進行的探究過程就是當年化學家啟普的啟普發生器的發明過程?!闭麄€課堂一片沸騰:我們也會搞發明了,以后我也要搞發明……二、通過教師干預,幫助學生樹立學好化學知識的信心,在化學課堂上實施主體性教育
1根據學生的實際情況設計學習目標,并幫助其完成目標,從而增加其學習的信心。
學生之間有著很明顯的個體差別,作為教師必須非常注意這種差別,在自己的課堂干預活動設計中必須充分體現這一點,如課堂提問的設計、課上練習的設計、課后作業的設計等等。就課堂提問來說,如果不注意學生之間的差別,把難度大的問題交給學習成績較差的學生,次數多了就會使學生喪失信心,距離越拉越大。作業的設計也是如此。所以,教師一定要根據不同學生設計不同的學習目標,完成了一定層次的目標,再設計更高的目標,體現循序漸進的教學原則,以提高學生學習的信心。
三、通過教師的干預,在化學課堂上給學生充分的自由和權利,實施主體性教育
近年來,由于教學改革,分析化學課時逐漸減少,教師由于教學內容多、課時少,往往采用滿堂灌教學,學生很少參與到教學過程中來,無法發揮學生學習的主觀能動性;大部分教師上課照本宣科,教學內容枯燥,遠離現實生活,無法激發學生的學習興趣.近幾年,由于江蘇省高考制度的改革,化學不再是高考的必考科目.據調查,目前我們院很多化學專業的學生在高考時都沒有選化學作為考試科目.他們在高二小高考結束之后便完全不接觸化學課程,導致很多學生化學基礎薄弱,知識結構不完整,甚至出現了化學知識斷層,因此,他們在學習過程中對化學課程無從下手.同時,分析化學是一門實踐性很強的學科,而現階段大部分學校的理論教學和實踐教學是分開進行的,學生很難將理論知識融入到實踐中,教學耗時費力,教學效果卻不佳.現在的實驗課基本上是由實驗員準備妥當,教師在實驗課上先講一遍實驗步驟、注意事項等,學生只需照著實驗步驟做一遍,至于為什么這么做學生很少思考,這種教學模式很難激發學生的積極性和創造性,甚至無法培養學生分析和解決實際問題的能力,導致到做畢業設計和畢業論文時,部分學生對于導師選定的課題根本無法獨立完成,更無法滿足用人單位對于學生的實際需求.因此,如何發揮學生學習的主觀能動性,激發學生的學習興趣,培養學生分析解決實際問題的能力,進一步培養學生的創新和創造能力是急需探討和解決的問題.
2提高教學質量的思考和建議
2.1貼近生活,激發學生學習興趣
由于分析化學涉及的內容范圍較廣,知識零散,如果教師在課堂上只是照本宣科,機械地講解一些基本原理和方法,遠離實際生活和生產實踐,容易使學生覺得該課程難以致用、枯燥乏味,很難激發學生的學習興趣.例如,在緒論課的授課過程中,如果教師只是平淡地介紹分析化學課程的定義、性質、分類、任務等,會讓學生覺得整個課程枯燥、乏味,感受不到學習該門課程的實際用處,難以提升興趣.如果教師適當融入現實事例進行介紹分析,如食品安全領域蘇丹紅事件,三聚氰胺事件等;環境領域水質、空氣污染等監測問題,學生將通過身邊發生的事例體會到該課程的重要性和實用性,遠比教師多次口頭強調該課程的重要程度、考試的嚴格程度更容易激發學生的學習興趣.在實驗教學中,我們為了使學生更加充分理解、牢固掌握和靈活運用分析化學的理論知識,在實驗項目上進行了一定的調整,設定了一些趣味性強且貼近實際生活的實驗項目.如“食醋中有機酸含量的測定”、“方山地區自來水硬度的測定”等實驗.在自來水硬度的測定實驗中,可以先向學生介紹水的硬度包括暫時硬度和永久硬度,暫時硬度可以通過加熱煮沸來消除,而永久硬度卻無法消除,而飲用硬度超標的水會影響人體的健康.如果硬度過大,飲用后對人體健康和日常生活有一定的影響,如:用硬水烹調魚肉、蔬菜,就會因不易煮熟而破壞或降低營養價值;用硬水做豆腐不僅會使產量降低,而且會影響豆腐的營養成分等.[1]隨后即讓學生利用絡合滴定法來測定自來水的硬度,看其硬度是否超標.這些實驗內容與現實生活中大家較為關注的問題密切相關,既能激發學生的學習興趣、調動學生的學習積極性,又能使學生認識到理論到實踐其實就是一步之遙.
2.2巧妙設疑,引導學生開展討論
傳統的分析化學授課方式通常采用的是填鴨式教學方式,這種講授法有其自身的優點,比如該方法便于在較短時間內讓學生獲得大量的系統知識,然而這種方法實際教學效果并不理想,學生在這種教學方式中處于被動的學習狀態,根本無法充分發揮學生的學習主動性和積極性,教師也難以及時獲得學生的反饋信息,因此教師可以根據不同的教學內容、學生情況等,靈活組合不同的教學方式,如啟發式、討論式、探究式等注重師生互動的多樣化教學方式,可以充分發揮學生在教學活動中的主導地位,激發學生的學習積極性.[2]例如,在《分析化學》第三章“滴定分析概述”的教學內容中,幾乎全是抽象的概念、定義等,如:標準溶液、基準物質等,在往年的教學過程中,筆者采用的是傳統的講授法,向學生一一講授相關定義和原理,但這種教學效果并不理想,學生對一些基本定義和原理的理解并不透徹.在今年的教學過程中,筆者摒棄了以往的教學方式,沒有像以往一樣唱“獨角戲”,而是通過巧妙設疑,和學生展開了積極的討論互動.通過提問,學生經過思考,適當的時候教師加以點撥,學生將會自己得出一些定義和概念,有效地加深了學生對所學知識的理解,激發了學生解決問題的積極性,同時鍛煉了學生的創新思維能力.如先向學生提出問題1:“如何測量某種酸的濃度?在早期沒有現代的測量手段時是如何完成的?”可以先啟發學生酸會有什么樣的性質,學生經過思考會指出酸會使某些物質變色,酸會腐蝕金屬,通過觀察酸對金屬的腐蝕程度來確定酸的濃度.但這只是對酸進行了定性分析,而我們分析化學的主要任務是進行定量分析.若要知道酸確定的濃度,我們必須找到更準確的方法.假定有一種標準堿,這時學生會想到酸堿會發生反應,但是采用什么樣的方式進行反應呢?緊接著要解決這個隨之而來的問題,如果只是把兩種物質進行簡單地混合,這樣產生的誤差會很大,學生會自然地想到采用“滴定”的方式.這時引入問題3:“如何確定反應終點?”可以和學生一起回憶以前學過的一些反應,有的反應會有顏色的變化,通過顏色的變化來確認終點,有的反應會有沉淀和氣體生成,可以通過觀察實驗現象來確定反應的終點,而有的反應沒有任何實驗現象,如酸堿反應“氫氧化鈉和鹽酸反應”,這樣的反應又如何確定終點呢.這時可以啟發學生,在酸堿滴定過程中會有哪個物理量發生變化,學生會想到溶液的pH值,這時可以提出在《無機化學》中用過的酸堿指示劑如:酚酞、甲基橙等為什么可以指示酸堿反應的終點?學生通過思考會想到酚酞、甲基橙等這些酸堿指示劑的顏色會隨著溶液pH的改變而發生變化,這樣就得出了酸堿指示劑的變色原理.在整個章節的教學過程中都貫穿了提問、思考、啟發、得出結論這樣一個過程,整堂課氣氛活躍、討論熱烈,學生積極主動地參與到了教學過程中,同時通過自己思考、總結,對整個概念和原理的理解更加透徹.這樣的教學方式,不僅教學效果良好,同時也培養了學生分析和解決問題的能力,在接下來幾章具體的滴定分析的學習過程中,學生都采用類似的思維思考和解決問題,教學效果得到了極大地改善.
2.3理實一體,培養學生分析解決問題能力
分析化學是一門實踐性很強的學科,分析化學實驗教學是分析化學教學的重中之重.目前,我們的學時安排為理論課程50課時,實驗教學56課時,雖然實踐技能訓練在教學時間中占有不小的比例,但分析化學理論教學和實驗教學是分開進行的,同時開設《分析化學》和《分析化學實驗》,這樣課程設置有優勢,但也有許多不足.[3]首先,理論課程和實驗課程是由不同的教師擔任的,不利于教師對學生在理論課和實驗課學習中的全方位把握;其次,容易出現理論課和實驗課銜接問題,導致某些知識點重復講、漏講等問題;時間和空間的轉換也使學生難以將理論融合在實踐中,特別是這學期的教學進度安排,有的實驗在理論授課之前進行,學生對所用原理一知半解,只是重復實驗步驟,得出簡單的結論,這樣的教學方式耗時費力,教學效果卻不如人意.同時,在這兩年的實驗教學過程中發現,學生不重視實驗,沒有主動性,雖然會要求學生預習并寫預習報告,但多數學生只是把有關內容抄到報告上面,很少去思考為什么用該試劑,為什么稱取這么多,用什么精度的天平稱取,為什么用該種指示劑等等,而且在實驗項目進行之前,實驗課教師為實驗做的準備工作過多,學生甚至不知道一些藥品如何配制,學生在實驗課上只是按照標準的程序進行驗證,可對為什么那樣做卻不甚了解.如果可以將理論和實驗統籌安排,在理論知識的講解過程中,適當地融入實驗項目,穿插提問實驗中可能會遇到的問題,讓學生思考,并布置學生對所要進行的實驗項目進行預習.理論授課后,學生經過短暫的思路整理隨即進入實驗室,針對講解用實驗來驗證理論,這樣的安排有利于強化學生對于理論的掌握、對現象的記憶和對操作的熟悉.如果能實現同堂教學,將相關理論和實訓技能放置在同一教學單元中進行,在授課的過程當中可以隨時停下來觀察實驗現象,或是對實驗過程中出現的問題隨時進行分析和講解,在學生最想弄明白問題的時候引導學生去思考,并利用所學的理論知識給出合理的解釋,教師和學生處于整體性教學區域中,教師邊教邊做,學生邊做邊學,這樣將會解決理論和實踐脫節,教與學脫節的問題.[3]在同堂化教學中,也可以把一些傳統的驗證性實驗改為簡單的設計性實驗,實驗時設置一系列問題由學生回答,比如“氫氧化鈉標準溶液的配制與標定”實驗中,可以先向學生提出一系列問題,如氫氧化鈉標準溶液可不可以采用直接法配制?稱取氫氧化鈉應該用什么精度的天平?可以利用哪些基準物質來標定氫氧化鈉溶液?稱取基準物質的質量范圍應該如何確定,又采用什么精度的天平進行稱量?學生通過對這些問題進行思考、總結、討論和交流即會整理出一份完整的實驗方案,這樣將會達到事半功倍的效果,同時將會培養學生思考、分析問題和解決問題的能力,可以促進學生的個性化發展,更有利于培養學生的學習能力、實踐能力和創新能力.
2.4融入科研,培養學生的創新能力
隨著交叉學科的發展,分析化學與環境科學、食品科學、材料科學、生命科學的聯系變得越來越緊密.現代分析化學的使命已由單純提供分析數據,發展到提供更全面的信息和知識,以解決其他學科提出的新任務.所以教師在闡明經典分析理論和方法的同時,要根據分析化學發展動態,及時更新教學內容,把本學科發展前沿的新知識、發展動態融入到教學中,引入各個領域中分析化學的新進展和新成果,使得分析化學和分析化學實驗這兩門基礎課不再局限于簡單的“基礎”,而是讓學生明確自己專業學科的方向和未來.通過在教學中不斷滲透前沿學科,不僅使分析化學教育富有生命力、感染力和時代感,而且也激發了學生的學習熱情,培養了學生的科學素養和創新能力.[4]對于有科研項目的教師,可以讓學生適當地參與到自身的科研項目中.教師可將自己的課題分解成若干子任務,詳細給學生介紹課題背景,講解要解決的問題和預期效果,引導學生查閱相關文獻,并鼓勵學生設計實驗方案,在課余時間和假期耐心指導實驗,這樣不僅可以提高學生的綜合能力,還能培養學生實驗計劃的組織能力,為學生將來從事科研工作打下扎實的基礎.在分析化學教學中開展科研實踐,有利于提高學生的學習積極性,從而提高教學質量;讓學生參加必要的科研活動,親自參與科研實踐,可使學生通過科研實踐把抽象的理論知識具體化,有利于理論聯系實際,培養學生獲取知識、應用知識、創造知識的能力;有利于擴大學生的知識面,培養學生的創新能力.學生在科研實踐中將會養成嚴謹求實的科學作風和不斷進取、不斷探索的精神,學生所必需的基本技能和素質、動手能力、創新能力等得到強化,知識面不斷擴大,分析問題和解決問題的能力得到明顯提高.
3結語
1脂類
1.1多烯炔類成分
Aratake等[2]從印度尼西亞海綿Haliclonasp.中分離得到一種多元不飽和溴代脂肪酸6-bromo-icosa-3Z,5E,8Z,13E,15E-pentaene-11,19-diynoicacid(1),并通過核磁數據確定了其結構。將分離得到的該化合物純化后進行細胞實驗,研究表明其對NBT-T2大鼠膀胱上皮細胞有細胞毒性,半數抑制濃度(IC50)值為36μg/mL。Watanabe等[3]從Strongylophora屬海綿中分離得到3個多烯炔類成分strongylodiolA、B、C,它們對Molt-4腫瘤細胞有非常顯著的細胞毒活性,IC50值分別為0.35、0.85、0.80μg/mL。
1.2過氧化物
Plakinidae類過氧化物在海綿中比較常見,該類成分在C-3、6位存在過氧橋,同時在C-3、4、6位有烷基鏈取代。Ernesto等[4]從中國南海簡易扁板海綿Plakortissimplex中分離得到plakortideH(2)、I、J,運用波譜學和化學的方法解析了其平面結構,并利用改良的Mosher法確定C-3、4、6手性位點的絕對構型。plakortideH、I、J對鼠纖維肉瘤細胞WEHI164顯示出較強的活性,其IC50值分別為7.1、9.5、8.2μg/mL。并闡述了該類化合物的構效關系,認為過氧環是其具有細胞毒活性的活性位點,若過氧環被破壞,其細胞毒活性則會消失。Dai等[5]通過活性篩選及分離手段從海綿Diacarnuslevii中分離得到4種結構新穎的norsesterterpene過氧化物diacarnoxidesA~D,其中diacarnoxideB(3)顯示出顯著的活性,可以抑制低氧狀態下腫瘤細胞的生長。海綿中分離得到的脂類化合物的結構見圖1。
2大環內酯類
來自海綿的大環內酯類化合物結構新穎、藥理活性多樣,其已經引起越來越多的海洋藥物研究人員的關注。Johnson等[6]從海綿Cacospongiamycofijiensis中分離得到大環內酯類聚酮化合物fijianolidesA(4)、B(5),及6種新型的fijianolidesD~I。fijianolidesA、B具有類似于紫杉醇的微管穩定作用,其中fijianolidesB的作用強于fijianolidesA,且在嚴重聯合免疫缺陷(SCID)小鼠腫瘤細胞體內評價中發現:fijianolidesB可持續阻斷HCT-116腫瘤細胞的生長長達28d。fijianolidesD~I在體外實驗中也顯示了一定的抗HCT-116和MDA-MB-435細胞系活性,其中fijianolidesE、H可以阻斷細胞的有絲分裂。Chevallier等[7]從巴布亞新及利亞海綿Irciniasp.中分離得到一種有強細胞毒性的大環內脂類化合物tedanolideC及其類似物。體外試驗表明該化合物對HCT-116細胞有強的細胞毒性,從細胞周期分析中發現其可使細胞分裂停留在S期。Singh等[8]從新西蘭海綿Mycalehentscheli中分離得到亞微克級的大環內酯類化合物pelorusideA、B。其中pelorusideB可以促進微管的聚合,同紫杉醇一樣可以阻斷細胞的有絲分裂在G2期。
3肽類
在近30年中,研究人員從海綿中發現了大量結構新穎且藥理活性強的肽類成分,部分化合物結構見圖3。海綿肽類化合物的研究能夠取得如此大的進展,主要有以下幾個原因:(1)制備型高效液相色譜等分離純化技術的快速發展與應用;(2)結構54132鑒定方面,波譜解析技術的進展,特別是2D-NMR和質譜等技術在海洋肽類結構測定方面的巨大推動作用。很多海綿環肽類成分由于N-端的封閉、β-或γ-氨基酸殘基以及D-型氨基酸等新氨基酸存在,已經不能通過Edman降解來獲取氨基酸序列的分析結果;(3)手性分離技術的發展,使研究人員能夠用極少量的樣品就可以確定某一氨基酸的絕對構型。Ebada等[9]從印度尼西亞的加里曼丹島海綿Jaspissplendens中分離得到化合物jaspamide(6)和其兩個衍生物jaspamideQ、R。通過1D和2DNMR核磁數據、質譜分析比較得到了jaspamide的準確結構。jaspamideQ、R可以抑制小鼠淋巴瘤L5178Y細胞的增殖,IC50值<0.1μg/mL。Plaza等[10]從帕勞群島深水水域海綿Theonellaswinhoei中分離得到3種新的類似于anabaenopeptin的多肽類化合物paltolidesA、B、C。paltolidesA、B、C在細胞實驗中并沒有顯示出抗HIV-1活性或細胞毒性,但在亞微摩爾級顯示出對羧肽酶的選擇性抑制。Plaza等[11]從海綿Siliquariaspongiamirabilis中分離得到6種新的環肽化合物,它們分屬于celebesidesA、B、C(7~9)和theopapuamidesB、C、D。celebesidesA在單輪傳染性實驗中抗HIV-1活性的IC50值為(1.9±0.4)μg/mL,而在非磷酸化的模擬實驗中,celebesidesA即使在50μg/mL這樣的高濃度下仍無活性。theopapuamidesA、B、C對人體結腸癌細胞HCT-116顯示出細胞毒性,IC50值為2.1~4.0μg/mL,并且有強的抗真菌活性。Ratnayake等[12]從巴布亞新幾內亞的海綿Theonellaswinhoei中分離得到一種結構新穎的環肽theopapuamide,該化合物對CEM-TART和HCT-116細胞系均具有強的細胞毒性,半最大效應濃度(EC50)值分別為0.5、0.9μmol/L。Robinson等[13]從兩種海綿Aulettasp.和Jaspissplendens中分離得到jasplakinolide和11個jasplakinolide類似物,其中有7個化合物為新化合物。jasplakinolideB顯示出非常強的細胞毒性,對人體直腸結腸惡性腺瘤細胞HCT-116的IC50值<1nmol/L,但是在細胞微絲試驗中,即使IC50值為80nmol/L時也沒有顯示出微絲破壞活性。
4生物堿類
生物堿類成分是海綿化學成分研究的一個非常重要的領域。該類成分結構獨特,其中許多化合物具有抗腫瘤、降壓、廣譜抗菌、抗病毒等生物活性。因此藥物開發人員對從中尋找治療人類重大疾病的特效藥物寄予了厚望。
4.1吲哚類生物堿Dai等[14]從海綿Smenospongiacerebriformis中分離得到2個新化合物dictazolineA(10)、B(11),以及2個已知化合物tubastrindoleA、B,活性篩選結果表明該類化合物既沒有顯示出明顯的細胞毒性,也沒有抗菌活性。
4.2β-咔啉類生物堿Inman等[15]從巴布亞新幾內亞海綿Hyrtiosreticulates中分離得到1個β-咔啉生物堿hyrtiocarboline(12),該化合物可選擇性抑制H522-T1肺非小細胞、MDA-MB-435黑素瘤細胞、U937淋巴癌細胞系的增殖。同時在該屬海綿中還分離得到dragmacidonamineA(13)、B。
4.3異喹啉類生物堿異喹啉類生物堿具有很好的抗微生物、抗腫瘤等藥理活性。ecteinascidin743(14)的開發成功使我們認識到了該類化合物具有廣闊的新藥開發前景[16]。Pettit等[17]從海綿Cribrochalinasp.中分離得到了3個異喹啉生物堿cribrostatin3(15)、4、5,并通過X單晶衍射確定了其立體構型。cribrostatin3、4、5顯示出很強的抑制卵巢癌細胞Ovcar-3增殖的活性,其IC50值分別為0.77、2.20、0.18μmol/L,對鼠白血病細胞P388也有很好的抑制增殖的活性,IC50值為2.49、24.6、0.045μg/mL。另外,這3個化合物還具有一定的抗微生物活性。
4.4溴代酪氨酸類生物堿溴代酪氨酸類生物堿是一類生物活性廣泛的成分。Carney等[18]從海綿Pasammaplysillapurpurea中分離得到bastadine(16),其對多種腫瘤細胞均表7R1=PO3H2R2=C2H58R1=PO3H2R2=C2H59R1=PO3H2R2=C2H56·1436·現出較弱的細胞毒性,在2μg/mL時,對結腸腺癌、人肺癌細胞A5499、鼠淋巴白血病細胞P388和人體腫瘤細胞HT-2有毒性;當濃度為2.5μg/mL時,其對無腫瘤CV-1猴腎細胞有一定的毒性。另外,bastadine對拓撲異構酶II(IC50值為2.0μg/mL)及脫氫葉酸鹽還原酶(IC50值為2.5μg/mL)有抑制作用。Galeano等[19]從加勒比海綿Verongularigida分離得到9種bromotyrosine衍生的化合物,其中purealidinB(17)、11-hydroxyaerothionin(18)在10、5μmol/L時對利什曼原蟲和瘧原蟲顯示出選擇性抗寄生蟲活性。
4.5吡咯類生物堿Mao等[20]從海綿Mycalesp.中分離得到18個結構新穎的脂溶性的2,5-二取代吡咯類成分(19)。這些化合物具有一定的阻斷缺氧誘導因子-1(HIF-1)活性的作用,IC50值<10μmol/L。作用機制研究表明,該類化合物在一定濃度下可通過阻斷NADH-泛醌氧化還原酶(復合物I)來抑制線粒體的呼吸作用,以此來阻斷HIF-1的活性。Liu等[21]通過活性追蹤及色譜方法從海綿Dendrillanigra中分離得到4個結構新穎的具有分子靶向抗腫瘤活性的片羅素類成分neolamellarinA、neolamellarinB、5-hydroxyneolamellarinB和7-hydroxyneolamellarinA(20)。7-hydroxyneolamellarinA可以阻斷低氧誘導下T47D細胞中的HIF-1活性,IC50值為1.9μmol/L,也可以抑制血管內皮生長因子(VEGF),使其停留在分泌蛋白水平。季紅等[22]從中國南海海綿Iotrochotasp.中分離得到purpurone(21),它是該屬海綿中的特征性成分和主要抗氧化活性成分,其清除DPPH自由基的IC50值為19μg/mL。
4.6其他Morgana等[23]從海綿Petrosaspongiamycofijiensis中分離得到mycothiazole及類似物8-O-acetylmycothiazole、4,19-dihydroxy-4,19-dihydromycothiazole;mycothiazole可以抑制低氧誘導下腫瘤細胞中HIF-1的生成,IC50值為1nmol/L,抑制體外低氧刺激下腫瘤血管的生成,并在體外實驗中還表現出一定的神經毒性。Coello等[24]從肯尼亞的拉姆島海綿Mycalesp.中分離得到一種環狀二胺1,5-diazacyclohenicosane(22),并運用HR-ESI-MS和1D、2D-NMR等波譜學方法確定了其結構。該化合物對A549、HT29和MDA-MB-231腫瘤細胞株顯示出中等強度的抑制增殖活性,IC50值分別為5.41、5.07、5.74μmol/L。Hermawan等[25]從海綿Leucettasp.中分離得到一種新型聚炔類生物堿2-(hexadec-13-ene-9,11-diynyl-methyl-amino)-ethanol(23),并通過核磁數據確定其結構。該生物堿對NBT-T2細胞具有較強的細胞毒性,IC50值為2.5μg/mL。張浩等[26]從中國南海海綿Axinellasp.中分離得到hymenialdisine(24)和debromohymenialdisine(25)。這兩種化合物為吡咯烷生物堿成分,都是MAPK途徑抑制劑,其中hymenialdisine可以有效抑制影響絲裂原激活的蛋白激酶1的活性,其IC50值為6nmol/L,對GSK-3激酶以及CDK家族也顯示出很強的抑制活性,其IC50值為10~700nmol/L。debromohymenialdisine能夠具有抑制G2期DNA損傷檢查點、檢查點激酶1(Chk1)和2(Chk2)的活性,IC50值分別為8、3、315μmol/L。海綿中分離得到的生物堿類成分的結構見圖4。
5甾醇
甾醇是一類分子中環戊烷駢多菲甾核的化學成分,是某些激素的前體,也是生物膜的重要組成部分。甾醇是存在于任何一種生物體內的化學成分。目前在海洋生物中發現了200多種單羥基甾醇,大部分在海綿中都可以找到。另外,從海綿中還分離得到了大量的多羥基甾醇類成分,這些成分大都具有顯著的生理活性。Whitson等[27]從菲律賓海綿Spheciospongiasp.中分離得到3種新的甾醇硫酸鹽spheciosterolsulfatesA(26)、B、C,通過1D、2D-NMR和HR-ESI-MS等波譜方法確定了它們的結構。這些化合物都可以阻斷蛋白激酶Cζ(PKCζ)的活性,IC50值分別為1.59、0.53、0.11μmol/L;在細胞實驗中顯示其也可以阻斷NF-κB的活性,EC50值為12~64μmol/L。黃孝春等[28]從我國南海的蓖麻海綿BiemnafortisTopsent中分離得到9個甾體。這些化合物均為首次從蓖麻海綿中分離得到,其中化合物cholest-4-ene-3,6-dione(27)在淋巴細胞轉移實驗中對T和B淋巴細胞的增殖顯示出顯著的抑制活性。另外,對蛋白質酪氨酸磷酸酯酶PTP1B也有顯著的抑制活性,其IC50值為1.6μmol/L。Morinaka等[29]從海綿Phorbasamaranthus中分離得到5種新的甾體咪唑類化合物amaranzoleB(28)~F和已知結構的amaranzoleA(29)。amaranzoleB~F屬于含有不同羥苯咪唑基側鏈的類似物。amaranzoleA、C、D中C24位的C-N被C-O鍵取代分別得到化合物amaranzoleB、E和F。這兩類咪唑類類似物很可能是因為烯丙基的重排,即C24-N和C24-O交換,同時伴隨CO2的脫去而形成的。人結腸癌細胞HTC-116細胞毒活性測試結果表明,amaranzoleA無顯著毒性(IC50>32μg/mL)。Whitson等[30]從菲律賓的科隆島海綿Lissodendoryx(Acanthodoryx)fibrosa樣品中分離得到3個新的硫酸取代的甾醇的二聚體化合物fibrosterolsulfatesA、B、C,其中化合物fibrosterolsulfatesA(30)、B(31)具有較強的蛋白激酶CPKCζ抑制活性,IC50值分別為16.4、5.6μmol/L。Fattorusso等[31]從Clionanigricans中分離得到兩個結構骨架異常奇特的甾體clionastatinsA(32)、B(33)。clionastatinsA、B為首次發現在自然界中存在的多鹵代androstane類甾體,它們對鼠纖維肉瘤細胞WEHI164、鼠巨噬細胞RAW264-7和人單核細胞THP-1顯示出中等強度的細胞毒活性,其IC50值為0.8~2.0μg/mL。Lu等[32]從昆士蘭北部海床收集得到的海綿Sollasellamoretonensis中分離得到兩種A環為芳香環的膽汁酸3-hydroxy-19-nor-1,3,5(10),22-cholatetraen-24-oicacid和3-hydroxy-19-nor-1,3,5(10)-cholatrien-24-oicacid。從海綿中分離得到的部分甾醇類成分的結構見圖5。
6萜類
萜類化合物是一類分子結構中具有(C5H8)n單元的不飽和烷烴及其衍生物。海綿中的萜類化合物結構類型多種多樣,并且具有強烈生理活性。
6.1倍半萜Xu等[33]從海綿Hyrtiossp.中分離得到一種新的倍半萜–二氫醌puupehanol(35)及已知的化合物puupehenone和chloropuupehenone。puupehenone顯示出強的抗新隱球菌和念珠菌活性,最低殺真菌濃度(MFC)值分別為1.25、2.50μg/mL。
6.2二倍半萜黃孝春等[34]從南海倔海綿屬海綿Dysideavillosa中分離得到5種scalarane型二倍半萜化合物??鼓[瘤活性篩選結果表明,scalaradial對HL-60、BEL-7402、MDA-MB-435等腫瘤細胞株具有顯著的抑制活性,IC50值分別為3.4、5.8、4.8μmol/L。邱彥等[35]從中國南海海綿Hyrtioserectus中分離得到8個二倍半萜類化學成分,通過采用多種色譜手段進行分離純化,應用多種波譜分析技術,并結合文獻對照,對所分離到的化合物進行了結構鑒定。其結構分別為furoscalarol、12-O-deacetyl-furoscalarol、16-deacetyl-12-epi-scalarafuranacetate、isoscalarafuran-A、scalarin(37)、12-O-deacetyl-19-deoxyscalarin、12-epi-deoxoscalarin、21-hydroxy-deoxoscalarin。印度尼西亞海綿Lendenfeldiasp.的脂類提取物可以抑制低氧誘導的T47D胸腺瘤細胞中hypoxiainduciblefactor-1的活性。Dai等[36]通過色譜分離技術分離得到結構已知的homoscalarane型二倍半萜16β,22-dihydroxy-24-methyl-24-oxoscalaran-25,12β-olactone(38)、24-methyl-12,24,25-trioxoscalar-16-en-22-oicacid、12,16-dihydroxy-24-methylscalaran-25,24-olide、PHC-4andscalarherbacinA。它們不僅能夠抑制低氧誘導的HIF-1的活性(IC50值為0.64~6.9μmol/L),還有抑制T47D和MDA-MDA-MB-231胸腺腫瘤細胞的增殖活性。
6.3三萜海綿中三萜的種類和數量都相對較少,主要可以分為異臭椿型、siphonella型和羊毛甾烷型3大類。Dai等[37]通過活性篩選及多種分離手段從南非海綿Axinellasp.中分離得到7個結構新穎的sodwanone三萜類化合物3-epi-sodwanoneK(39)、3-epi-sodwanoneK-3-acetate、10,11-dihydrosodwanoneB、sodwanonesT~W和結構新穎的yardenone三萜類化合物12R-hydroxyyardenone,以及結構已知的化合物sodwanoneA、sodwanoneB、yardenone。sodwanoneV可同時阻斷低氧誘導和鐵離子螯合劑(1,10-鄰二氮雜菲)誘導下T47D胸腺腫瘤細胞中HIF-1的活性(IC50值為15μmol/L)?;衔?-epi-sodwanoneK、sodwanonesT、10,11-dihydro-sodwanoneB和sodwanoneA可以抑制T47D細胞中HIF-1的活性?;衔?-epi-sodwanoneK-3-acetate對T47D細胞有一定的細胞毒性(IC50值為22μmol/L),化合物sodwanonesV對MDA-MB-231胸腺腫瘤細胞有一定的細胞毒性(IC50值為23μmol/L)。唐生安等[38]采用多種色譜手段對中國南海海綿Jaspissp.的化學成分進行了分離純化,應用波譜分析技術(包括IR、MS、2D-NMR等),并結合文獻對照,對所分離到的化合物進行了結構鑒定,分別為異臭椿類三萜化合物stellettinA(40)~D、H、I、rhabdastrellicacidA和geoditinB。該類化合物具有很強的抗腫瘤、抗病毒等生理活性,所以極具研究開發和應用價值。
7展望
【關鍵詞】通光散;C21甾體苷類;化學成分;藥理作用
通光散Marsdeniatenacissima是蘿藦科牛奶菜屬植物,廣泛分布于亞洲的熱帶和亞熱帶地區,我國云南、貴州、福建、廣東、廣西、臺灣等地也有分布。其藤莖又名烏骨藤,其味苦,性微甘、涼,入肺、胃、膀胱經;具有消炎、清熱解毒、止咳平喘、散結止痛等功效。以通光散為主要原料制備而成的中藥消癌平,臨床用于治療肝癌、胃癌等各種晚期惡性腫瘤,療效較好。現對通光散的化學成分及藥理作用研究綜述如下。
1化學成分研究
1.1C21甾體苷類C21甾體苷類化合物是通光散中研究最多的成分,也是其主要的生理活性物質。從20世紀80年代開始,陸續從該植物的藤莖及種子中分離出50多種C21甾體苷類,含有多種β去氧糖。糖鏈主要連接在苷元的3位。主要有6種不同結構的苷元:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ和Ⅵ。見表1。
1.2其它成分[9]從該植物中分離得到兩個環醇:牛奶菜醇和二氫牛奶菜醇[9]。三個萜類化合物13(31,32dimethyl30methylene21αδacetoxytetradecanyl)29methylperhydrophenanthr1,3diene[17]、齊墩果18烯3乙酯和a香樹脂醇乙酸酯。此外還有琥珀酸、硬脂酸、棕櫚酸、二糖cymaroside等[18]成分。
2藥理活性研究
2.1抗腫瘤活性現代藥理研究表明,通光散所含C21甾體苷類和多糖具有抗腫瘤活性,通光散提取物對多種惡性腫瘤細胞有明顯的抑制作用。
羅思齊等[3]測試了6種從通光散中分離得到的C21甾體苷元對KB,KB-VI,P338細胞株的毒性,只有化合物10,11和52對小鼠KB-VI細胞有弱的細胞毒活性,它們的ED50分別為4.1,2.5和3.4μg/ml。
應用MTT法觀察通光散70%乙醇提取物的正丁醇萃取部位上大孔樹脂后的95%乙醇洗脫部分和乙醚萃取部位對人骨肉瘤細胞Saos-2,人胃癌細胞SGC-7901,人肝癌細胞Bel-7404等的體外細胞毒作用,結果表明通光散對多種腫瘤細胞的生長抑制顯示不同的敏感性,并呈現一定的劑量依賴性,其中對人骨肉瘤細胞和人肝癌細胞的作用較強,而對人胃癌細胞作用相對較弱。
用通光散提取物制備的消癌平口服液以20,10,5g生藥/kg劑量對小鼠灌胃給藥,發現消癌平口服液對小鼠體內移植的S180、胃癌、P388有明顯抑制作用[19]。
李茂全等[20]研究了消癌平對SGC-7901胃癌細胞的作用及機制,體外抑制試驗結果顯示其對SGC-7901胃癌細胞有較好的抑制作用,藥物作用7d后的IC50為21mg/ml。采用不同濃度消癌平抑制用胃癌細胞株移植后的昆明種小鼠體內腫瘤,用流式細胞儀檢測,發現消癌平能抑制SGC-7901胃癌細胞株的生長,對G1期細胞有明顯的阻斷作用,使瘤體細胞主要停留在G1期。細胞形態學檢查的結果表明消癌平能誘導癌細胞向正常細胞轉換。
孫玨等[21]采用MTT比色法和放射免疫法觀察消癌平對體外培養的人肝癌Bet-7404細胞、HepG2細胞的作用,以及對人肝癌細胞甲胎蛋白(AFP)分泌的影響,結果顯示消癌平對上述肝癌細胞有顯著的抑制作用,能顯著降低AFP的分泌,提示消癌平在抑制肝癌細胞增殖的同時,能使AFP分泌量降低,可能使肝癌細胞向正常方向分化。
2.2平喘作用用組胺噴霧引喘法,豚鼠通光散苷100mg/kg腹腔注射,有一定的平喘作用。家兔靜脈注射60mg/kg,能對抗組胺引起的氣管痙攣松弛,還能減弱組胺引起的豚鼠離體腸管收縮。苦味甾體酯苷100~150mg/kg,腹腔注射能預防因組胺噴霧引起的支氣管痙攣,有一定的平喘作用;離體豚鼠支氣管灌注,對痙攣狀態的支氣管有解痙作用;對小鼠腹腔注射的LD50為274mg/kg。
2.3降壓作用苦味甾體酯苷對離體兔耳血管灌注有直接擴張血管作用。麻醉犬靜脈注射通光散苷有短暫、輕度的降壓作用,無快速耐受現象,其降壓似與中樞無關,離體兔耳血管灌流實驗表明,它能直接擴張血管
2.4其他作用本品能明顯提高機體的免疫能力,其抗癌作用的實現可能不是通過細胞毒,而是通過加強機體免疫力來達到抗癌效果。此外,尚有止痛、解毒、保肝利尿、恢復腫瘤患者放療、化療后白細胞下降作用。通光散總苷對肺炎雙球菌和流感桿菌有抑制作用。
表1通光散中的C21甾體苷類化合物(略)
3結語
通光散對胃癌、肝癌、肺癌臨床療效顯著,其化學成分和藥理作用研究也較多,但是化學成分和藥理作用的結合研究報道還比較少,其抗腫瘤的活性成分還沒有明確,應加強此方面的研究。
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關鍵詞:花鳥畫;寫意;工筆;技巧
職業中專的學生基礎較差,給教師的教學帶來許多新課題,在繪畫方面,許多學生無素描基礎、造型能力差、理解力較弱,致使教師在授課時事倍功半,達不到預定目標。為此,教師都在盡力探索使學生能夠理解與掌握教學內容的教學方法。通過幾年來的教學,筆者在工筆畫和寫意畫教學方面積累了一些經驗,針對職業中專學生的物點創造性地運用了一些教學方法,使學生能在較短的時間內學好工筆畫和寫意畫?,F將幾點經驗總結如下。
一、循序漸進,水到渠成
在教學上,采取由易到難、由簡到繁、由淺入深的教學方式,先讓學生從一枝花、一只鳥畫起,然后再畫一簇化、數只鳥,這種教學進程上的循序漸進使學生每走一步都是一個更新,既有利于他們對技巧的把握,又增添了他們的學習興趣;既使他們塑造形象的基本功扎實,又相應地練習了筆墨的使用,促進他們積累技巧。當基本知識和基本技能達到一定程度后,學生便可以整幅地作畫了。
二、突出重點,讓學生在實踐中豐富畫理和技巧
學雖無定法,但學畢竟有法,畫畫更是如此,畫理和技法尤為突出。畫理是在創作實踐中總結出來的,它包含著反復實踐、除舊變新的艱苦過程,一條畫理需要理解,更需要在實踐中運用。若不在實踐中認識畫理,是很難心領神會并運用自如的。我們在教學中要特別注意這一點,要特別體現一個過程,既要讓學生認識到新的,又要讓學生敢于否定舊的,日積月累,逐漸豐富學生的藝術技能。
三、明確培養目標,有的放矢
因材施教是中國傳統的教學經驗,不僅適用于高等院校,對技術院校也十分適用。
技術際校培養人才的目標就是使他們掌握一門技術。這就要求在教學生時要著重基本功的訓練,主要訓練他們的畫技,因此,要找到切實可行的途徑或手段,提高學生的畫技,讓學生在最短的時間內掌握最出色的技能。所謂“熟能生巧”,要指導學生勤于動手,加強訓練,只有多練,才能具有純熟的技巧和技藝。
不僅如此,我們在注意提高學生實踐技能的同時,要適當地教授理論知識,不過在這方面,它同純美術有明顯的區別。純藝術院校的學生,不僅要學習畫理、畫技,訓練基本功與創造能力,更重要的是要有相當廣泛的愛好,掌握必要的文學、史學、哲學、自然科學知識。真正的藝術人才,不僅應該具有嫻熟的技藝,更要有高深的文化修養。教學上必須有的放矢,才能取得事半功倍的教學效果。
(一)要讓學生明白寫意花鳥畫的基本特征
只有了解事物的本質特征,才能表現事物的本質特征,盡管寫意畫是寫意境,但不體現本質的東西是蒼白無力的。這就要求學生掌握事物的特征,盡量最大程度地概括出事物的本質,這也是寫意畫主要的重要的要求。
(二)要在學習中知曉寫意花鳥畫的要素
不知其要領而為之的做法,不論做什么事都不會成功。畫畫也是如此,在寫意花鳥畫的學習中,明白其要素相當重要。因為中國畫從工筆到寫意是經過一定的發展過程的,了解了寫意畫的要素就等于了解子寫意畫的發展脈絡。從工整的勾填法、沒骨法、兼工帶寫法到寫意畫法,是人們由對自然界的客觀表現,向著對主觀世界、人的情懷意向的表現的發展和提高。不僅如此,寫意花鳥畫也同樣注重筆墨、筆鋒、筆跡的表現,強化筆墨在運轉流動中所自然體現出來的韻致,同時,還吸收了書法的用筆,融書畫為一體。在形象刻畫上重提煉、重神韻意向,形成自身的特點,文人畫的“詩中有畫、畫中有詩”,就是對寫意畫要素的總體概括,即“詩情畫意”。
(三)要培養學生寫意畫的技巧