第一篇:有關高職儀器分析課程理論實踐一體化教學改革探索論文
高等職業教育培養目標是以社會職業崗位的實際需要為培養依據,強調應用性,突出綜合實踐能力的培養。理實一體化模式重在把理論與實踐相結合,即在學習中實踐,在實踐中學習。該模式根據職業教育的人才培養目標要求,在教學實施中,不僅要求學生掌握一定的基礎理論知識,更要強調學生的實踐能力以及分析問題、解決問題能力的培養,以提高學生的綜合職業能力。
一、儀器分析課程實施理實一體化的必要性
筆者通過多年對儀器分析課程的教學實施情況及教學效果的研究分析,發現學生對儀器分析課程的學習興趣和學生的專業能力與本專業的培養目標有相當大的差距。究其原因,有以下幾點:一是學生的學習基礎相對薄弱,理解能力較弱,教學進度與學生掌握程度不能夠同步,很難形成教與學的良性循環。二是傳統教學手段單一,技能訓練呈現機械化、模仿化的特點。教師習慣于以課堂教學為主,以理論教學為主,實踐教學只作為輔助手段,甚至必要的實驗實訓課未能開設,此種教學模式很難激發學生的學習興趣,教學效果欠佳,效率不高。三是“雙師型”教師偏少,理論教師偏多,不少教師只會教不會做,實習指導教師數量嚴重不足。四是考試方法單一,考試制度不適應課程改革的要求。針對高職院校儀器分析教學中存在的問題,為使教學更貼近生產實際和職業崗位的要求,凸顯學生能力培養,構建以學生為主體的高職儀器分析課程理實一體化教學模式勢在必行。
隨著分析行業精密儀器的普遍使用和快速發展,社會對人才需求的標準越來越高,人才競爭也呈現出愈加激烈的態勢。在高職院校學好儀器分析課程,掌握儀器分析操作技能,成為工業分析與檢驗專業學生提高自身社會競爭力的迫切需求。近年來,我校在儀器分析課程中運用理實一體化教學模式,將學生置于一種動態、開放、主動、多元的學習環境中,有助于學生對儀器分析課程的理論知識和實際操作技能的掌握,激發學生的學習興趣,挖掘學生的潛能,使他們全面發展。
二、建立理實一體化儀器分析課程教室
理論與實踐一體化教學是當前高職院校課堂教學值得提倡的一種教學模式,教師在其中起到主導作用,將新的教學思想、教學理念和教學方法引入“一體化教學”模式,根據不同的課程、不同的學生對象以及不同的學習階段,采用不同的教學方法。儀器分析課程涉及的知識有各種儀器的組成部件、類型、基本原理、相關分析流程、專門術語以及分析方法等。為了實現理實一體化教學,我們學院建立了儀器分析一體化教室,教師在講授理論知識前,先組織學生參觀具體的儀器實物,讓學生大概了解儀器各個組成部件以及整個操作步驟、分析流程,對分析儀器有一個感性認識。
以“液相色譜法”這一教學單元為例。學生沒有接觸過液相色譜儀,對其構造及實驗原理不了解,書本上的內容比較抽象,不利于學生對知識的掌握。通過對液相色譜儀的現場教學,教師介紹液相色譜儀的組成,如高壓輸液系統、六通閥進樣器、色譜柱、檢測器、數據顯示系統等,進而引發學生思考:各個儀器部件的作用是什么?樣品分析的整個流程是怎么樣的?如何通過液相色譜儀對樣品進行定性和定量分析?帶著這些問題,學生就有了學習理論知識的積極性,教師接著就有針對性地介紹儀器各個部件的作用、實驗原理、分析流程等。學生根據對液相色譜儀的感性認識,就可以把抽象的理論知識和實物聯系起來,便于對理論知識的理解和掌握。同時在教學過程中,教師還可應用多種教學手段,結合一些示意圖、操作流程圖、操作動畫等加深學生對知識的理解。
三、建立理實一體化教學的全真教學新平臺
在儀器分析課程教學中可以借助計算機輔助教學(CAI)探索“做中學”教學模式。教師直接在仿真實驗室里講解理論教學中比較抽象的光路、儀器構造、檢測原理等,通過人機對話進行仿真實驗操作,促使學生加深理解,熟練掌握各種儀器構成、測試原理、操作規程等,從而實現綠色實驗“做中學”教學模式。
例如,在氣相仿真實驗中,計算機中進樣器的進樣、點火等形象、生動的動畫,可以極大地調動學生的學習積極性。同時,仿真實驗可以使學生對整個操作流程進行模擬操作,對操作步驟、實驗原理、數據處理等進行仿真實訓,可以為后面的實際操作打下良好的基礎。學生經過了儀器實物參觀、課堂知識講授、仿真演示實驗后,既掌握了理論知識和實驗原理,也了解了儀器操作的整個過程。學生通過實際操作,把理論知識放到實際操作中加以驗證,不僅能提高學生的學習興趣,而且也有利于學生對實際操作技能的掌握。
四、結合實際引入設計性實驗
現行的儀器分析實驗課程大多是驗證性實驗。驗證性實驗可以幫助學生認識儀器,初步掌握儀器的使用方法,鞏固對分析方法原理的理解。但是,對于驗證性實驗,學生做的只是分析方法最后的驗證。而對一個分析方法的掌握,最根本的應該是掌握分析方法的建立,即分析方法的設計部分,它是一個分析實驗的核心。因此我們在儀器分析教學改革中,充分發揮學生的主體作用,結合日常生活中的實例和實際生產的運用,引入設計性實驗,給學生一個分析目標,由學生自己查閱參考文獻,自己設計實驗方案。學校向學生開放實驗室,讓學生自己做實驗準備,自行完成設計實驗。通過“設計性實驗”的開設,能夠有效調動學生學習理論知識及動手實驗的積極性,引導學生由知識學習向科學研究的初步轉變,學生通過設計實驗的訓練,分析能力、創新能力及綜合運用知識的能力得到較大的提高,學生普遍覺得受益匪淺。
總之,在儀器分析課程教學改革中采用理實一體化的教學模式,打破了傳統的理論知識和實訓操作技能分離的教學模式。教師充分發揮學生的主體作用,把教學的著力點放在引導學生“學和做”上,注重現場教學、講練結合,運用案例分析教學模式,引進社會實踐教學模式,實施任務驅動教學模式。探索培養學生“學中做”、“做中學”教學模式,強化學生能力的培養,有利于學生理解理論知識和掌握實際的實訓操作技能。
第二篇:數值分析課程教學改革探索與實踐論文
摘要:本文主要就數值分析課程教學改革這個話題提出相應的分析探討,并且認真進行了實踐初步探索,以期能夠對目前以及未來的數值分析課程教學改革有一定的幫助。
關鍵詞:數值分析;教學改革;探索;實踐初探
數值分析也被稱為計算方法,它被廣泛學習于各大高校的理工科專業。數值分析這門課程具有抽象的數學理論的特點,但是它又由于具有很強的實用性以及實踐性的特點而被廣泛應用于解決一些生活中的實際問題。不僅物理學專業、計算機專業、機械工程等理工科專業對數值分析這門課程有很嚴格的掌握要求,一些經濟管理類專業也對掌握數值分析這門課程提出了要求,比如風險投資專業以及財務管理專業等。由此可見,數值分析這門課程在許多專業的課程學習中都處于十分重要的地位。目前,我們國家正在實施一系列的教育改革措施,以期獲得更加完善、更加符合時代發展的教育體系。數值分析課程的教學改革也成為了當前教育改革過程中一個十分重要的步驟。并且,目前數值分析課程的實際教學過程中依然存在許多問題,比如課程難度系數大、公式非常復雜等。面對這些存在的問題以及教育改革的需要,數值分析課程進行教學改革已經勢在必行。
1數值分析課程教學中存在的問題
1.1內容多,課時少
目前,我們國家各大高校在數學分析這門課程教學中存在的一個十分顯著的問題就是課程內容多,而課時又太少。一方面,數學分析這門課程包含的知識點內容極其廣泛;另一方面,數值分析這門課程是不斷發展的,隨著時代的進步這門課程也會有相應的更新。另外,伴隨著計算機的廣泛應用,數學分析課程與計算機進一步地加深了密切聯系,也因此出現了一些新型的方法以及理論知識,這些都在一定程度上拓寬了數值分析這門課程的學習內容。因此,當數學分析課程知識點十分廣泛時,老師如果想在有限的時間段將這門課程很好地教授給學生將是一個很大的挑戰。
1.2內容相對獨立,缺少連貫性
數值分析這門課程不僅存在知識點復雜多樣的問題,內容相對獨立,缺少連貫性也是它一個比較顯著的問題。數值分析課程對于各種計算方法以及數學理論的講解安排都比較獨立,這使得數值分析課程的教學老師不能詳細地將數值分析這門課程的一些知識點的發展過程清楚明白地展現給這些學生。同時,這些學生也因此不能很好地將這門課程中學到的一系列計算機知識以及數學理論融會貫通在一起,這對于這些學生靈活使用數值分析課程中的一些知識點有很大的影響。
1.3重理論,輕實踐
數值分析這門課程還存在過度重視理論知識學習,輕視實踐應用的問題。許多數值分析課程的教材都著重分析理論,教材中涉及的一些例題也缺乏創新性以及實際應用性。這容易導致這些學生掌握了理論知識以及具體的解題步驟,卻不能靈活地將這些知識應用到實際問題的解決過程中去。
1.4直觀性差
老師在教授數值分析這門課程時會廣泛應用到多媒體,這些多媒體的使用在一定程度上可以幫助課程教學工作的展開,但是依然存在直觀性較差的問題。數值分析這門課程不可避免的涉及許多復雜公式的推導,學生對于這些方法的理解大多還停留在書面意義上,這對于數值分析課程的教學工作有很大的阻礙性。
2數值分析課程教學改革實踐
2.1教學手段
教學老師在教授數值分析這門課程時,要充分利用諸如多媒體等教學手段。通過多媒體等手段將數值分析課程做成課件,利用動畫短片等方法展現數值分析課程中的一些計算方法,讓這些學生可以更好地掌握數值分析這門課程。動畫等多媒體方式可以讓數學分析課程內容更加直觀清晰地展現在這些學生目前,讓課堂氣氛更加生動活躍,提高數值分析課程的教學效率。將生動形象的動畫課件與嚴謹科學的數值分析理論知識結合起來,可以讓復雜難懂的數值分析課程變得更加通俗易懂,學生也可以更加輕松地掌握這門課程的學習,提高他們對這門課程的學習興趣。
2.2教學模式
我們知道要想獲得一個高效率的教學工作,那么就一定要重視教學模式。數值分析是一門涉及大量理論知識以及計算方法的課程,教學模式與這門課程能否很好地被學生理解以及掌握有十分大的關系。在數值分析課程的教學模式中,我們要重視每個計算方法的實際應用。誠然,每個教學方法我們都需要對它進行嚴謹科學的推導證明,但是這個過程往往會讓人覺得繁瑣并且不易理解。因此,我們需要適當地多結合一些實際問題,通過一些實際問題以及動畫演示等多媒體方式更加直觀地解釋數值分析課程中的計算方法以及理論。總而言之,就是要改革以往數值分析課程的教學模式,輔之以更加生動形象的教學模式,提高數值分析課程的教學效率。
2.3上機實踐
學好數值分析課程不僅要掌握好計算方法以及理論知識,上機實踐也十分重要。通過相應的一系列上機實踐,學生能夠更好地將自己平時所學的理論知識與計算方法應用到計算機的實際操作中,真正做到學以致用,以理論知識帶動實際應用,實際應用帶動理論知識的學習。我們不僅要求學生要熟練地掌握編程能力,同時還不能忽視對數值算法的學習。另外,我們還需要要求這些學生能夠對現有的一些程序作出一定的改進,能夠融合使用一定的計算機技巧。為了鍛煉這些學生的實際操作能力以及應用能力,我們可以選擇一些計算復雜需要借助計算機操作并且實際應用性強的問題作為課后作業。這種課后作業可以很好地鍛煉這些學生更加熟練利用平時學習的數值分析方法,并且培養他們在計算機上編寫程序語言解決問題的能力。通過重視這些學生的上機實驗操作,假以時日,這些學生的數值分析課程一定可以掌握得更好,老師們也可以獲得一個更高效率的數值分析教學結果。
3數值分析教學改革的建議
3.1采用“問題教學法”
問題教學法,顧名思義,就是通過我們日常生活實際中出現的一些問題,提出涉及數值分析課程內容的相應的一系列數學問題,以問題帶動數值分析課程內容的學習。我們可以借助數學方法中經常使用的歸納、分析、演練等手段建立具體的數學模型,然后從理論上研究采用哪種方法以及思想去解決問題。借助數學模型,我們可以更加直觀地分析這些方法具有什么優點以及缺點,并且這些方法分別適用于解決哪種類型的問題。在數值分析課程的教學過程中,老師可以充分利用問題教學法帶來的好處,用一系列的問題帶動這些學生對數值分析課程內容的思考與理解,提高他們的學習積極性以及學習興趣。
3.2采用對比教學法
對比教學法是教學過程中經常使用的一種教學方法,可以很好地提高教學效率。在數值分析課程的教學過程中使用對比分析法,學生可以更加清晰地明白一些理論知識以及計算方法的應用,更加深刻準確地掌握課程知識內容。對于數值分析課程而言,老師可以通過對比傳統數學教育以及目前學習的數值分析課程,以此達到對比教學法的目的。傳統的數學教育將教學主要內容集中在高等數學這塊,它十分強調對理論知識的分析,由于大多數數學問題都有復雜繁瑣的特點,許多涉及數學問題的理工科的專業問題就出現了很難解決的情況。若不能很好地掌握數學知識的應用,就容易導致一些學生對數學課程的學習失去學習興趣。反觀數值分析這門課程,它具有實用性非常強的特點,它的理論知識以及計算方法被廣泛應用于其他專業的學習課程中,同時在解決實際問題方面它也有很大的實用性。因此,對于傳統的數學教育以及現在的數值分析這兩門課程之間存在的聯系以及區別,老師有必要通過對比教學法的方式對他們進行詳細說明。老師可以通過某些具體的實例來說明傳統數學方法是怎樣解決這個問題,而數值分析又是怎樣解決這個問題。由此達到對比教學法的目的,讓學生可以更加深刻地理解掌握數值分析課程,也讓數值分析課程教學效率更高。
3.3重視思維方式的培養
數值分析這門課程與高數、線性代數、概率論等數學課程有著十分密切的聯系,同時又存在明顯的區別。數值分析這門課程應用于實際問題,并且解決這些日常生活中的實際問題;高數等數學課程更加追求的是這些問題的精確度以及對此進行的理論推導。針對數值分析課程的特點,老師需要重視培養學生在數值分析課程方面的思維方式。
4教學改革的一點設想
目前我們國家各個高校之間大多存在這樣一個問題———不同院系之間很少進行交流,這些不同院系不同專業的學生也缺少對彼此的了解,這嚴重影響了這些學生之間進行團隊合作以及協作交流。我們計劃將數值分析的教學過程與數學建模結合起來,將不同專業的學生進行分組組合,增加他們彼此之間的交流機會,發揮每個組中每個組員的專業優勢,優勢互補,合作交流,一起完成一些數值分析問題。同時,我們可以鼓勵這些學生積極與老師進行合作交流,達到資源共享以及知識互補的目標。讓不同專業、不同性格、不同背景的學生老師集中在一起,思維迸發,一起合作努力解決數值分析課程中遇到的一系列科學計算問題,提高他們的學習興趣以及培養他們的創新思維。
5結語
數學源于生活,又服務于生活,在如今這個科技化信息化的時代,我們一定要重視對數值分析這門課程的學習以及應用。同時,為了更好地響應我們國家目前進行的教育教學改革目標,我們一定要重視對數值分析課程教學改革的探索,逐步進行實踐探索,進一步提高教學效率,最終實現對數值分析課程教學改革的目標。
參考文獻
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第三篇:高職“學前衛生學”課程教學改革實踐探索.doc
龍源期刊網 http://.cn
高職“學前衛生學”課程教學改革實踐探索 作者:賁春明
來源:《教育與職業·理論版》2009年第12期
[摘要]文章闡述了河北外國語職業學院針對“學前衛生學”課程教學中存在的問題,結合職業教育理念,在教學內容、教學方法、教學評價等方面進行了改革實踐,提高了教學效果。
[關鍵詞]學前衛生學 課程教學 改革實踐
[作者簡介]賁春明(1967-),男,河北秦皇島人,河北外國語職業學院副教授,研究方向為生物教學、雙語教學、職業教育。(河北 秦皇島 066311)
[中圖分類號]G712[文獻標識碼]A[文章編號]1004-3985(2009)18-0134-01
“學前衛生學”是我院學前教育專業一門重要的專業課,我們在認真學習職業教育理念基礎上,結合精品課程建設,在教學內容、教學方法等環節進行了改革,取得了一定的教學效果。
一、傳統“學前衛生學”課程教學存在的弊端
原課程是延續傳統的“學前衛生學”的學科結構,以理論教學為主。這種傳統教學模式并不適合高職高專學生,造成學生厭學等諸多弊端,主要表現在:(1)教學中重理論輕實踐。在教學內容上沿用本科教學的學科結構,教師在課堂上注重理論知識,忽視學生應用知識于實際的能力培養。教學內容傾向于抽象的理論,難度較大,教師雖然付出了大量的心血進行課前準備和課堂教學,但學生還覺得枯燥乏味、難以理解,導致教師厭教、學生厭學。(2)課堂多采用灌輸式教學,教學方法和手段落后,學生被動記憶,缺少學習主動性。(3)缺乏對實踐能力培養的實習、實訓。實踐教學課時比例太少,沒有以能力培養為主線,沒有體現高職高專特色。(4)教學考核評價方式單一。傳統教學以考查書本知識的閉卷筆試為主,考核內容局限于教材中的基本知識。學生易養成死記硬背、考前突擊、為考試而學習的習慣,不利于能力的培養。因此進行課程教學改革已經是當務之急。
二、課程教學的改革實踐
(一)突出以能力培養為本位的職業教育理念
根據“理論有用、能力為重”的職業教育原則,從強化結合實際,注重能力培養,突出高職教育特色要求出發,我們從北京“匯佳幼兒園”“啟明幼兒園”和秦皇島“小金鹿幼兒園”等不同地區,不同級別的幼兒園邀請了行業專家進行崗位分析,確定職業崗位能力和技能,形成一份能力圖表,進而形成培養目標。通過“學前衛生學”課程的學習,學生應能具備在幼教崗位工作的基本能力:根據幼兒解剖生理特點以及身體生長發育的規律,進行學前教學的能力;運用營養學基礎知識,為托幼機構提供合理的膳食管理的能力;對幼兒常見疾病的預防及基本急救的能力,進行教育環境創
設及把握教育過程中的衛生要求的能力;了解和解決幼兒常見心理衛生問題的能力;能夠對幼兒的身心發展進行科學的評價的能力等。
(二)依據能力培養目標選取、確定教學內容
1.理論教學體系改革。依據課程目標整合課程內容,確保課程所選內容能夠有效服務于培養目標的實現。在基礎理論教學中做到以應用為目的,以“必需、夠用”為度,舍棄那些不是職業能力培養必然要求的“純理論”性的內容。按照知識、技能、綜合素質培養將教學內容分為幼兒健康與保育、幼兒生理特點與衛生、幼兒常見心理問題及矯治、常見疾病及意外的預防處理、托幼園所的衛生制度等五大模塊,形成融知識傳授、能力培養和素質提高為一體的教學內容。理論課采用全程多媒體教學,在課堂上由教師主講,師生互動,參與式教學,同時配合實訓教學,使學生掌握學前兒童身心保健的基礎知識和技能操作的基本方法,為學科的學習及今后從事兒童保教工作奠定堅實的基礎。
2.實踐教學體系改革。充分利用校內實訓室、校外實習基地,形成實踐教學體系。在教學中增加實踐教學比例,從時間安排上,在大約36課時的總課時中,實訓課時占14課時;從實訓內容上,每一節實訓課都有具體的目的、內容、步驟,引導學生怎樣解決實際問題。按照實訓指導手冊規定的項目及要求來組織安排,先由主講教師或實訓指導教師集中講解示范操作方法、步驟,提示應注意的事項,再由學生獨立操作,教師指導、檢查。最后根據該項目評價標準打出實訓操作成績,并計入期末總評成績。指導教師由專職教師和兼職教師組成。實訓的目的是密切理論與實踐的聯系,了解托幼機構衛生保健工作的內容和要求,掌握必要的操作技能。
(三)應用多種教學方法和手段
為改變傳統的“滿堂灌”“一言堂”的注入式教學方式,培養學生的自主性,提高學生的綜合素質,在實施的過程中,讓學生從做中學,讓學生通過活動自主建構對知識的理解,注重知識的形成過程,而不只是結果。應用體現學前兒童衛生保健課程特色的教學方法:
1.直觀演示法。講授學前兒童的生理衛生時,涉及人體的解剖結構,單憑口頭講授,學生很難理解,我們就利用掛圖、模型,邊演示邊講解;在講到血液循環、呼吸運動等內容時采用多媒體課件動態演示,使抽象的概念變得形象化,使繁多的形態結構變得直觀化、具體化,學生學起來既覺得輕松有趣,又容易理解記憶,效果十分顯著。
2.現場教學法。為了增強理論講授的實效性,我們根據教學內容的需要,組織學生到幼兒園進行教育見習和考察,驗證課堂上所學習的內容,并把所學的知識和技能運用于實際的保育工作中去。如“幼兒健康檢查”一節的內容,在講解了基本知識和操作要領以后,組織學生到幼兒園協助保健教師進行晨間檢查,為幼兒查體。這種理論聯系實際的現象教學,增加了授課內容的趣味性,吸引了學生聽課的注意力,大大提高了教學效果。
3.情景教學法。學前兒童意外事故的急救包含許多急救技術和處理方法,為了讓學生牢固掌握相關技能,我們設計一定的情景,準備一些工具或材料,讓學生分別扮演救護者和受傷者,進行現場的急救和包扎。如在講到“人工呼吸”和“胸外按壓”的內容時,除了用多媒體演示操作步驟外,教師還設計了幾種不同的意外事故的情景,讓學生根據具體情況采取相應的施教措施,并要求學生兩人合作輪換完成操作練習。通過這種模擬操作,使學生頭腦中的理論轉化為實踐能力,更加牢固地掌握相關技能。
4.案例教學法。我們通過多種渠道(見習、實習、書上、網上)搜集篩選了許多實際案例,在給學生講授相關理論時,適時出示有關案例,要求學生思考并寫出分析提綱,而后組織小組討論或課堂討論,引導學生找出問題,查明原因,提出解決方法或對策。這樣加強了師生間的互動,調動了學生們的學習積極性,同時,為每個同學提供了一個充分展現自我的舞臺。
(四)現代教學技術手段的應用
在教學中,將傳統的課堂講授與多媒體技術有機結合,充分發揮先進教學設施的功能。課程組主講教師充分應用現代教育技術,制作了大量與“學前兒童衛生與保健”教學內容配套的教學體課件。課件圖文并茂,通俗易懂,實用性強,且操作簡單。大大激發了學生的學習興趣,提高了教學效果和效率。此外,充分利用互聯網工具,逐步建立起網上教學輔導系統。本課程的教學大綱、教案、習題、參考資料、教學課件等內容全部上網,并向學生免費開放,改變傳統呆板、單調的教學方式,通過網絡化的教學方式,學生可以在課外自主學習提高。
(五)建立豐富的教學網絡資源,提倡開放式學習
在校園網開發和創建了自主學習型網絡平臺。以適應學生自主學習為目標,在完善教學文件的基礎上,增加大量相關鏈接信息,提供適合學生自主學習的資源。通過網絡平臺的設立,建立起了課堂教學、課外輔導和網絡學習的立體教學框架。在豐富學生學習資源的同時,極大地增強學生自主學習的能力,培養了學生終身學習的能力。
(六)形成過程化的考核評價方式
為了克服平時不認真、一到考試就死記硬背的問題,激發學生自主學習的能動性,要強化實訓技能考核,將平時成績與期末成績相結合,綜合評定。如平時成績10%(包括課堂提問、學習表現、作業),調查報告10%、實訓40%、期末考試40%。書面考試內容不要求學生死背概念等,而是將考核的重點放在知識的實際應用上。課程除書面作業以外,平時也可做一些課堂討論、實際操作的練習,還可以組織做一些專題調查。
[參考文獻]
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第四篇:儀器分析課程論文
色譜分析技術在植科專業相關實驗和教學中的應用
2011—2012 學年第一學期
課程名稱: 儀 器 分 析
班 級: 09級植物科學與技術(2)班
學 號:
學生姓名:
摘 要:本文通過對色譜分析的一些方法的簡要分析和與我們植物保護學院植物科學與技術專業的聯系來向大家論述相關知識和信息。我們專業有許多實驗都要借助于色譜分析方法才能夠圓滿的完成相關實驗。因此,色譜分析技術在我們專業能夠得到很好的運用與發揮。同時也因為色譜分析方法的發展才引領了科技的進步,進而取得了一系列的科技成果。
關鍵詞:色譜;實驗;化學;應用
正 文:
一、色譜分析法的起源、分類及其原理
1、色譜分析法的起源[1]
色譜法起源于20世紀初,1906年俄國植物學家米哈伊爾·茨維特用碳酸鈣填充豎立的玻璃管,以石油醚洗脫植物色素的提取液,經過一段時間洗脫之后,植物色素在碳酸鈣柱中實現分離,由一條色帶分散為數條平行的色帶。由于這一實驗將混合的植物色素分離為不同的色帶,因此茨維特將這種方法命名為Хроматография,這個單詞最終被英語等拼音語言接受,成為色譜法的名稱。漢語中的色譜也是對這個單詞的意譯。
2、色譜分析法的分類[2]
色譜分析法根據流動性的性質可以分為:氣相色譜分析法和高效液相色譜分析法兩種。氣相色譜分析法具有高分離效能、高檢測性能、分析時間快等優點,因此應用比較廣泛。而高效液相色譜分析法也因其高效、快速而得以廣泛應用。根據物質的分離機制,又可以分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜等類別。
3、色譜分析法的簡單原理[3] 色譜分析法是一種利用混合物中諸組分在兩相間的分配原理以獲得分離的方法。其過程的本質是待分離物質分子在固定相和流動相之間分配平衡的過程,不同的物質在兩相之間的分配會不同,這使其隨流動相運動速度各不相同,隨著流動相的運動,混合物中的不同組分在固定相上相互分離。
二、色譜分析法在相關學習實驗中的應用
1、植物生理學相關實驗
(1)、葉綠素的提取與分離實驗 先從菠菜葉片中,用有機溶劑將葉片中的色素提
[4]取出來;然后利用紙層析,在圓形的濾紙中心用毛細管進行點樣(少量多次,盡量均勻,形狀規則);再以汽油做擴散劑將葉綠素進行擴散,進而得到葉片內色素的主要成份。此試驗應用的紙層析法是色譜分析法的一種較常用的方法,不僅見效快、成本低、現象明顯、重復性強,而且易于操作,適合于教學研究和學生實驗,同時也有利于色譜分析法的發展。
[5](2)、植物組織呼吸強度及呼吸商的測定的實驗 用直徑4mm和2000mm的色譜柱裝上擔體。采用熱導檢測器[6] 檢測,柱溫為60℃,進樣器溫為40℃,以氦氣為載氣,氣體流速為20ml/min;再用微量注射器分別抽取不同量的純O2和純CO2,注入氣相色譜儀中,并記錄O2和CO2出峰時間和不同量的峰值。進而描繪出進樣量中O2和CO2的絕對量和峰值的標準曲線。然后運用相關知識計算植物組織呼吸強度及呼吸商的測定的實驗。
2、分子生物學相關實驗
[7](1)、糖蛋白的分離和純化實驗 糖蛋白是存在與植物體內的一種大分子化合物,本實驗主要運用三種色譜柱(Sepharose CL-6B、S-Sepharose、SynChropak RP-PC16)依次進行分離和純化。首先,使用Sepharose CL-6B色譜柱進行初步的分離,然后再將流出液通過S-Sepharose色譜柱進行初步的純化,使得樣品中的各組分的分離更徹底,最后用SynChropak RP-PC16色譜柱進行最終的純化,最后將吸附柱上的大分子洗脫出來,一般用0.1%TFA和65%乙腈進行脫洗28分鐘即可得到純品。
3、生物化學相關實驗
[8](1)、檢驗莨菪堿和東莨菪堿的分離效果實驗 用堿性氧化鋁作為吸附劑,撤在玻板上,然后路套有調節蕩層厚度的塑料環的破棒置于玻板一端,用手推至另一線即可。然后,用樣品進行點樣,接著用有一定傾斜度的薄層色譜進行展開;最后對其進行顯色,用改良德氏試劑噴霧顯色。顯色劑用小型噴霧器噴出,霧點要小,與薄層保持一差距離,或可在展開劑尚未蒸干以前噴霧顯色,以免將薄層表面吹壞。如果分離效果好,則顯色后共顯現兩個斑點,莨菪堿及東莨菪堿各顯一個斑點。
[9](2)、從綠色葉片中制備線粒體實驗 試驗前供拭材料放在暗處2—3天,取材前再給光照I一3小時,這種暗處理消除了細胞中大量淀粉,有利于相系統中的分配行為。試驗材料為生長健壯的嫩葉片。首先將較大的葉脈除去,然后取100g葉片、洗凈、剪碎加200m1冷的A液。在4℃下于組織搗碎機中高速勻漿2次,每次5—7秒鐘。8層妙布過濾。濾液以600xg離心10分鐘。上清液再以11000xg離心10分鐘.沉淀懸浮于B液,并用B液洗2次。用11000xg離心l0分鐘收集沉淀。此即線粒體的粗制品。
線粒體的純化是在Dextran—PEG相[10] 系統中進行的。相系統的成分為:6.1%DextranT500,6.1%PEG、2mMKCl、0.3M蔗糖和5mM磷酸鉀緩沖液(pH7.8)。新制備的相系統,放置約1小時就可以形成明顯的上下兩相。此時Dextran分布在下相,PEG在上相。取5m1上相液懸浮線粒體粗制品。再加入4ml下相液,充分混合后,用600xg離心3—4分鐘。此時大部分葉綠體顆粒及色素分配到上相,所以上相為綠色。尤其在上層的界面處分布著大量葉綠體顆粒。而在下相液中游離色素和葉綠體顆粒很少,幾乎為白色透明液體。在下相液的界面處分布著大量的線粒體。小心地吸出綠色的上相液。注意不要破壞它的界面,以免把線粒體帶出。然后再加入5m1新的上相液,與下相液充分混合后,依照以上步驟,重復分配2次。最后用7倍體積的B液稀釋含線粒體的下相液,并用500xg離心3分鐘,上清液再以11000xg離心10分鐘收集沉淀,此即純化的線粒體。
4、植物化學相關實驗
[11](1)、從番茄中提取番茄紅素和β—胡蘿卜素首先,將新鮮番茄洗凈,搗碎成漿狀后,稱取15g左右放人燒瓶中,添加20ml 95%乙醇,熱水浴回流5分鐘,溫度不應高于85℃,趁熱過濾,濾渣轉移至燒瓶備用;然后,向燒瓶中加人20ml二氯甲烷,熱水浴回流7分鐘(溫度應低于55℃),冷卻,過濾,濾渣轉移回燒瓶,再添加10ml二氯甲烷,重復操作,合并乙醇和兩次二氯甲烷的提取液,倒入分液漏斗中,添加5ml飽和氯化鈉溶液,振蕩,靜置,分出有機相,用無水硫酸鈉干燥,過濾,將濾液蒸餾以回收大部分溶劑,所剩溶液繼續在通風櫥內水浴蒸干備用;最后,用氧化鋁裝柱,石油醚洗脫。開始之前,應將自制的有色物料平鋪在氧化鋁上,用滴管添加少許石油醚后,打開活塞,放出石油醚,直至與柱頂平齊。黃帶(β一胡蘿卜素)移動快,紅帶(番茄紅素)移動慢。待黃帶完全從柱上洗去后,換用氯仿繼續洗脫紅帶。將兩份洗脫液在通風櫥內水浴蒸干,得到的就是兩種較純的色素。
[12](2)、槲皮素與金雀異黃素的分離與提純實驗 槲皮素(quercetin)、金雀異黃素(genistein)同屬于黃酮類化合物,具有廣泛的抗腫瘤、抗血小板、抗氧化等藥理作用[13~14]。首先,精確配制SDS濃度為0.0081,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05mol·L-1的水溶液作為展開劑(0.0081mol·L-1為SDS的CMC)進行實驗,并在一定濃度下依次分別加入體積分數為2%,4%,6%,8%的甲醇、異丙醇、正戊醇、正丁醇、冰乙酸。新華三號濾紙切割成2.5cm×12cm的紙條,毛細管點樣。藥品溶解在甲醇中,展開前層析缸密閉,以展開劑蒸氣飽和1h,上行法展開約10cm左右。點樣量:Q,Q1,Q2均為0.5μl,而G,G1,G2則均為2μl(因G,G1,G2的檢出靈敏度較低)。然后,以10g·L-1FeCl3溶液噴灑后,各藥品點顯紫黑色,以初步鑒定樣品酚型結構的存在。在365nm的紫外光照射下,對原始樣品點、非SDS溶液展開并經50g·L-1AlCl3甲醇溶液噴灑的樣品遷移點、SDS膠束水溶液展開并經50g·L-1AlCl3甲醇溶液噴灑的樣品遷移點,3種不同情況下的熒光表現進行比較。
三、現代色譜分析法的應用
近年來,有越來越多的色譜分析成果問世,比如:多孔性聚合物填料在高效液相色譜中的應用、高速逆流色譜技術在植物特殊化學成分研究方面的應用、智能色譜的誕生及其應用以及超臨界流體色譜的迅猛發展等等。這些都極大的促進了當今世界科技的快速發展,反過來快速發展的科技又給色譜分析技術的發展提供的動力。這種“雙贏”的局面正迎合了這個信息高速傳播、生活娛樂節奏加快的當今世界,是一個良好的循環發展系統。相信色譜分析技術必定能夠更好更快的發展。
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第五篇:試論高職微生物課程教學改革探索與實踐
論文摘要:微生物課程是生物制藥專業重要的職業基礎課程,在本專業的許多課程教學中起著承前啟后的作用。本文從生物制藥專業發展概況及培養目標入手,對微生物課程教學地位及教學目標進行分析,闡述了微生物課程教學改革的探索與實踐。
論文關鍵詞:高職;生物制藥;微生物課程;教學改革
生物制藥專業發展概況及培養目標
生物制藥是運用微生物學、生物學、醫學、生物化學等研究成果并綜合利用微生物學、化學、生物化學、生物技術、藥學等科學的原理和方法制造用于預防、治療和診斷的制品。生物制藥產業是國民經濟的重要組成部分,《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》和《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》中明確指出“要大力發展生物產業”。目前,全世界的醫藥品已有一半是生物合成的。
近年來,我國醫藥行業的迅猛發展,特別是生物技術在醫藥產業中的廣泛應用大大加快了生物與醫藥類等高職院校生物制藥專業的發展壯大。其培養目標是:德、智、體、美全面發展,具有與本專業領域方向相適應的文化水平與素質、良好的職業道德和創新精神,掌握本專業領域方向的技術知識,具備相應實踐技能以及較強的實際工作能力,熟練掌握并能從事藥物的研發、藥物的生產、藥物的質量及安全檢驗、藥理分析、藥物的經營和銷售等工作的高技能型人才。
微生物課程教學地位及教學目標分析
半個世紀以來,微生物轉化在藥物研制中一系列突破性的應用給醫藥工業創造了巨大的醫療價值和經濟效益。隨著新微生物資源的發現、新的藥物篩選模型建立以及各種新技術的應用,從微生物次級代謝產物中尋找新藥所顯現的優勢將繼續存在,事實證明微生物制藥在整個生物制藥產業中占有舉足輕重的地位。微生物學在理、工、農、醫、師范院校與生物相關專業的課程設置中占有重要的地位,也是一門實踐性很強的學科。
由此可見,微生物課程也必然是生物制藥專業的重要職業基礎課程。它系統地介紹了微生物的分布、分類、形態結構、生長繁殖、遺傳變異以及與人類生產生活的關系等理論與實驗操作技術,要求學生具備一定的生物學與生物化學基礎知識。其后續課程包括發酵工程概論、生物技術制藥、制藥工藝學、藥品分析與檢驗、藥劑學、藥事管理與基因工程技術概論等多門主干課程。
本課程的教學目標是使學生能夠正確掌握微生物分類、結構、生理活動等基礎知識,確保學生能夠進行有關微生物生產的必要基本技能操作,并掌握應用微生物學理論知識分析問題和解決問題的基本方法,從而為后續的職業技術課程的學習與生產實踐奠定必要的理論基礎和實踐技能。
微生物課程教學改革探索與實踐
長期以來,全國各高校微生物學教學大多以課堂講授為主,配合適量實驗課。學生學習微生物學的方法常常是課上勤筆記少思考、課下不復習少作業,考前死記硬背、考后“完璧歸趙”。為了提高微生物課程教學效果與學生的實踐技能,我們于2008年申報了《微生物及其應用》院級精品課程,并與全省其他高職院校的同仁一道對生物制藥及相關專業的微生物課程教學改革進行了一定的探索與實踐。
(一)優化教學手段與方法
主要教學手段 合理利用學院優越的教學條件是提高課程教學質量的基本手段。在本課程教學中,我們充分利用學院完善的多媒體教學資源、電視顯微鏡設備組織教學,通過多媒體課件、視頻、標本與即時的實驗操作進行形象、直觀的教學。同時,加強與本地區制藥企業的聯系,與企業一線生產人員共同探討課程教學內容。
教學方法探索 在教學方法上,我們依據高職類學生文化基礎、思維特征,針對不同的具體內容選擇采取了項目教學法及案例導入法等多種“教學做合一”的形式開展教學,從而實
現了將過去以教室為中心的學習形式向以實驗室工作過程為中心和“邊教、邊學、邊做”形式的過渡。例如,將基礎知識部分組織成多個承前啟后的項目,微生物應用部分(如微生物與發酵、食用菌栽培與藥品的微生物污染檢測等)采用案例法組織教學。通過啟發與討論、理論密切聯系實際等方法引導學生加深對所學知識的運用、提高學習的興趣與積極性。提供適量學時,鼓勵有積極性的學生自選教學內容,采取合作或獨立查閱資料和制作多媒體課件進行授課的形式實現了師生主體角色的轉換,從而使學習以形成綜合能力為目的而非單純的知識攝取。同時鼓勵學生在實驗教師的指導下,根據自身興趣進行微生物實驗的設計與操作。在有了一定的手段與方法基礎上,我們認為利用適當的幽默或英文等教學技巧也是提高教學效果的良策。比如在要求學生列舉已知的病毒時“特意提醒”不要自作聰明地制造“人瘟病毒”。在課堂中偶爾適時地穿插一個英語單詞或簡單的句子能夠起到很好的調節作用,往往能讓喜歡或不喜歡英語的學生激發興趣。
(二)認真整合教學內容
內容的選取與組織 2007年下半年,在長期從事企業生產實踐的“雙師型”教師共同參與下,我們編寫出了一本較為符合當前高職教育理念的湖北省“十一五”規劃教材——《微生物及其應用》并獲2009年湖北省高職高專優秀規劃教材獎。本教材根據當前高職院校生物制藥專業的培養目標及湖北省示范院校生物制藥專業人才培養方案建設要求建立課程教學標準與內容,按照“教學做合一”模式進行教學內容的合理融合。在內容的組織上充分考慮高職學生的文化基礎與思維習慣,適當降低了理論知識部分的深度,強化了微生物在生產實踐中的應用。將課程內容按照微生物由大到小、由表及里的原則進行重新組合,首先使學生通過顯微鏡對各種微生物進行最基本的感性認識,然后逐漸了解微生物的培養技術及其在生產中的應用,從而順其自然地完成對整個微生物課程內容由感知到認知的知識延伸與拓展過程。教學組織與實踐 為了較好地落實高職教育所推崇的“邊做邊學,邊學邊練”行動導向的教學理念,我們采取的是理論與相應實踐操作(單元實驗)相互融合的模式開展教學,并將教學內容劃分為“基本知識與技能”和“知識與能力運用”兩大模塊,其中包含了“微生物形態觀察技術”、“微生物分布與生長控制技術”及“微生物應用與檢測技術”三個單元與七個項目來實施教學。在此基礎上,我們還開發了《微生物及其應用》院級精品課,并在教學中認真踐行“邊做邊學,邊學邊練”的教學方法,使學生能夠自覺地將所學知識與實踐相結合,從而既增強了學生學習的主動性,同時又較好地鍛煉了他們的動手能力,強化了教學效果。重視第一次課設計 第一次課是一門課程的序曲,它是引導學生進入微觀世界、激發學生求知欲望、增強課程魅力的最佳向導。本課程的第一次課是通過“一個富有創造和啟迪性的故事(列文虎克)”、“多幅彩色動靜態圖片的展示”和“一系列驚人的數字”等具有鮮明特色和感性認識的內容逐步展開的,非常強烈的視覺效果讓學生產生了對微生物的濃厚興趣,進而較好地激發了他們對本課程的學習熱情和探究心理,當然也取得了非常好的教學效果。
(三)強化實踐教學與考核
加大實踐教學比例 本課程的教學目的是為后續的職業技術課程學習與生產實踐打下良好基礎,滿足生物制藥生產、建設、管理和服務第一線的技術應用型人才對微生物知識與技能的需要,同時培養學生創新精神和創業能力。因此,我們按照“教學做合一”的模式將理論知識與有關實驗內容進行了有機融合,因而也在很大程度上減少了理論學時,相應增加了實驗操作學時,使理論與實踐學時之比將近1∶1。將課程的實驗分為平時的單元實驗、期末整周的綜合實訓、培養興趣的自主實驗(如對口腔、霉變水果中微生物進行分離培養等)幾項,并著重培養學生的無菌操作技能和微生物實驗安全意識。
改革實踐考核制度 在對本課程教學模式進行探索與實踐的同時,我們對其考試制度也進行了改革。改變了傳統的以理論為主、實驗為輔的考試為理論考試和實驗操作考核并重的新型綜合考試制度。使實驗成績與理論成績之比達到1∶1,其中實驗考核以實踐操作為主,口試、筆試為輔。同時,堅持平時表現與考試考核并舉的形式對學生進行知識、能力和素質等方面的綜合評價,即按照平時考勤、提問和作業成績占總成績20%、理論考試和實驗成績(包括實驗操作考核、實驗課表現、實驗報告等)各占40%的分配比例進行課程成績的綜合評定,從而使本課程的成績考核既符合高職以過程為導向的課程觀和以行動為導向的教學觀,又實現了考試過程的全程化和考試手段的多元化;既增加了考試的靈活性,又調動了學生實踐操作的積極性,取得了較好的教學效果。
在2008年和2009年由教育部高等學校高職高專生物技術類專業教學指導委員會組織的兩屆生物技能大賽活動中(含微生物操作技能競賽),我院生物制藥專業的學生分別獲得了團體一等獎一項、個人一等獎二項、二等獎和三等獎各一項的好成績。