有機化學(xué)合成總結(jié)范文
時間:2023-10-25 17:35:21
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篇1
這類物質(zhì)同時又是我們?nèi)梭w自身的重要組成,我們體內(nèi)所發(fā)生的無數(shù)個生化反應(yīng),很多正是我們在這門課程中所學(xué)習(xí)研究并努力應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的。生物有機化學(xué)的主要研究目的在于仿效生化過程以提高化學(xué)反應(yīng)速率和選擇性(或?qū)R恍?,使經(jīng)典有機合成中難于實現(xiàn)的反應(yīng)可以在溫和的條件(常溫、常壓和水溶液中)下高效率、專一性地完成。這一研究目的的實現(xiàn)可以極大的改進一些現(xiàn)有的化工工藝,有效的提高生產(chǎn)效率。通過在生物有機化學(xué)教學(xué)過程中旁征博引,使學(xué)生深刻認識到諸多領(lǐng)域都面臨眾多的相關(guān)問題亟待我們?nèi)ソ鉀Q,從而更有利于開闊學(xué)生視野,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與能力素質(zhì)。
二、理論聯(lián)系實際,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍認為生物有機化學(xué)知識點瑣碎、反應(yīng)雜且多、理論性強,甚至感到生物有機化學(xué)的內(nèi)容雜亂無章,產(chǎn)生厭學(xué)。愛因斯坦說:“興趣和愛好是最好的老師”。因此培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。產(chǎn)生抗藥性,就是因為變異細菌可以產(chǎn)生一種能夠水解β-內(nèi)酰胺的酶,從而使青霉素類藥物中的β-內(nèi)酰胺環(huán)被破壞而失效。而利用生物有機化學(xué)中的酶學(xué)相關(guān)理論,提出了多種避免β-內(nèi)酰胺酶作用的方案,這樣改良的青霉素類藥物就能繼續(xù)對致病菌產(chǎn)生抑制作用。由此展開介紹,可以將多種藥物設(shè)計的實踐與生物有機化學(xué)理論相結(jié)合,如設(shè)計生物還原烷基化劑來作為抗癌藥物;設(shè)計血管緊張肽轉(zhuǎn)化酶抑制劑作為降血壓藥物;設(shè)計萬古霉素類似物作為新型抗菌素等等。通過這些切近生活并應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中的例子能使學(xué)生產(chǎn)生極大的求知欲和學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)習(xí)效率,加深對所學(xué)知識的記憶和理解。
三、加強直觀教學(xué),提高教學(xué)效果
生物有機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中的很多知識點抽象、復(fù)雜,為了提高教學(xué)效果,很有必要將教學(xué)過程直觀化。在課堂上除展示講解外,還可以讓學(xué)生自己動手拼裝各種分子模型,使生物有機化學(xué)中的抽象內(nèi)容變得直觀易懂。例如,在講解潛手性碳原子、氫原子和潛手性面時,可讓學(xué)生上臺自己組裝分子的球棍模型,再將兩個手性對映體模型展示給學(xué)生,讓他們思考兩個模型是否完全相同、能否重合等問題,接著深入闡述潛手性的概念。讓學(xué)生從易到難,環(huán)環(huán)緊扣,系統(tǒng)掌握對應(yīng)知識點。多媒體教學(xué)也是一種促進教學(xué)直觀化的的重要教學(xué)手段。多媒體教學(xué)將抽象、枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容以圖像、文字、動畫、聲音相結(jié)合的直觀形式表現(xiàn)出來,使學(xué)生通過多種感官刺激,全方位地獲取豐富的信息,便于學(xué)生理解、記憶,更好地解決知識的重點和難點,起到事半功倍的教學(xué)效果。例如,在介紹PCR技術(shù)時,采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難將抽象的的過程表現(xiàn)出來。而利用多媒體模擬其過程,制作成直觀的動畫,形成一個動態(tài)的過程,使DNA雙鏈擴增的過程形象地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。使學(xué)生一目了然,對知識的掌握會更加準確。
四、采用啟發(fā)式教學(xué),激發(fā)學(xué)習(xí)主動性
啟發(fā)式教學(xué)是教師在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律,從學(xué)生的實際出發(fā),采用多種方式,以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性,促使他們生動活潑地學(xué)習(xí)的一種教學(xué)指導(dǎo)思想,采用啟發(fā)式教學(xué)可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的主動性和自發(fā)性。教師可結(jié)合生物有機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,在教學(xué)中提出一些問題或設(shè)置一些討論題,鼓勵學(xué)生獨立思考,使學(xué)生主動參與教學(xué)過程,這對調(diào)動學(xué)生思維,激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)獨立思考能力,促進個性發(fā)展大有裨益。例如在進行抗體酶內(nèi)容的教學(xué)時,讓學(xué)生思考抗體和酶分別有什么特點,是否具有相似性,能否利用兩者相似性將抗體的產(chǎn)生應(yīng)用于酶的大規(guī)模制備?提出問題后,就讓學(xué)生帶著問題去思考,查閱資料并進行分析和綜合,尋找問題的答案。這樣就培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和研究問題的能力,同時在自學(xué)的過程中又了解了本學(xué)科的前沿知識、發(fā)展動態(tài)。
五、進行類比小節(jié),加深知識理解
篇2
關(guān)鍵詞:小學(xué)綜合實踐;地方課程;街巷文化游;設(shè)計與實施
中圖分類號:G632.3
一、小學(xué)綜合實踐活動地方課程“街巷文化游”的設(shè)計
1.設(shè)計背景
(1)廈門地方資源豐富。廈門自然景觀資源以海、島、山為特色;人文景觀資源有萬國建筑博物館、“海上花園”之稱的鼓浪嶼,通向大海的商業(yè)街――中山路、閩南古剎南普陀寺、“中華第一圣堂”新街禮拜堂等;地方語言資源有閩南語;民俗文化資源有中秋博餅民俗、畬族送王船民俗等;飲食文化資源以閩菜菜系為主,閩南小吃也負盛名;文化遺產(chǎn)資源有歌仔戲、南音、高甲戲、漆線雕等。
(2)學(xué)校所處社區(qū)資源豐富。福建省廈門市群惠小學(xué)處于廈門市中山路周邊,所在的社區(qū)中華街道就存在大量的人文遺跡,包括省級文物保護單位3處:廈門古城墻、新街禮拜堂、江夏堂;市級文物保護單位5處:阮F錫夕陽寮隱居處遺址、重建興泉永道署碑記、陳化成故居陳化成祠、廈門各界抗敵后援會會址;市級涉臺文物古跡:臺灣公會舊址;已經(jīng)申報尚未批準的省級文物單位:清代福建水師提督署遺址;此外,還有歷史z址、古跡:始建于明代的萬壽宮、玉屏?xí)号f址、小走馬路的“古鳳凰山”“榕林別墅記” 題刻、買辦清末邱延樞公館、詩人郁達夫和文史學(xué)者聞一多居住過的天仙旅社、廈門最早的電影院之一――中華電影院、廈門解放第一天就成為《廈門日報》社的胡文虎永安堂,以及大量的名人故居:陳化成、阮F錫、呂世宜……不勝枚舉。
面對這么豐富的地方資源,我們設(shè)計了小學(xué)綜合實踐活動地方課程“街巷文化游”系列活動,讓學(xué)生在這個主題系列活動中,一起探尋廈門中山路街巷前世今生等,一起來品味廈門中山路街巷的風情,閱讀這些街巷無限的文化底蘊,讓學(xué)生感受家鄉(xiāng)的魅力,激發(fā)熱愛祖國、熱愛家鄉(xiāng)的情感。
2.活動目標設(shè)計
(1)主題目標。①情感、態(tài)度、價值觀目標:通過實踐活動,養(yǎng)成學(xué)生合作意識和團隊精神;在活動中激發(fā)學(xué)生熱愛家鄉(xiāng)、熱愛祖國的情感。②能力目標:通過活動,培養(yǎng)學(xué)生訪談、調(diào)查、設(shè)計制作、宣傳報道等綜合能力;在整個活動中讓學(xué)生養(yǎng)成與人交流及團隊合作的能力。③知識目標:了解廈門中山路街巷的歷史、建筑、沿途小吃、人文遺跡、街巷趣名等文化知識。
(2)任務(wù)設(shè)計參考。①聆聽有關(guān)專家的廈門中山路街巷文化講座。②觀看介紹廈門中山路街巷文化的影片。③跟隨文史專家實地走訪廈門中山路街巷。④品嘗廈門中山路上的美食。⑤聽一聽政府對廈門中山路街巷未來的規(guī)劃。⑥自制廈門中山路街巷文化游地圖。⑦設(shè)計廈門中山路街巷文化游宣傳標語。⑧策劃并籌備廈門中山路街巷文化游推介活動:小組合作設(shè)計廣告標語、制作推介海報、編寫并排演街頭行動劇等。⑨擔任廈門中山路街巷文化游義工小導(dǎo)游,向游客介紹廈門中山路街巷文化。
3.課程內(nèi)容設(shè)計(見表1)
4.綜合實踐活動歸屬領(lǐng)域(見表2)
二、小學(xué)綜合實踐活動地方課程“街巷文化游”的實施
1.適合學(xué)生
小學(xué)中高年級學(xué)生。
2.實施建議
(1)充分利用地方特色資源,豐富活動課程的實踐學(xué)習(xí)活動。廈門是富有地方特色資源的城市,將地方特色資源充分利用起來,讓學(xué)生從身邊的生活入手,組織學(xué)生開展綜合實踐學(xué)習(xí)活動,并在研究過程中主動地獲取知識,學(xué)會應(yīng)用知識、解決問題等能力。
篇3
關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)護理醫(yī)用化學(xué)教學(xué)改革措施
隨著人們經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高,人們對于醫(yī)療水平的要求也在相應(yīng)的提高,這就對我國的醫(yī)療護理專業(yè)提出了更高的要求。醫(yī)用化學(xué)作為其中的必修課程,可以為其臨床實踐、理論分析或者藥理研究提供更為專業(yè)的指導(dǎo)性意見。本文從我國醫(yī)學(xué)護理專業(yè)的實際情況出發(fā),就如何更好的提高我國的醫(yī)學(xué)護理水平提出了一些建議。
一、調(diào)整教學(xué)目標和教學(xué)計劃
原來的護理專業(yè)一般是五年制,主要包含基礎(chǔ)化學(xué)和有機化學(xué)兩門課程,無論是教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)時長都比較冗雜。但是現(xiàn)在的護理專業(yè)已經(jīng)由五年制改為四年制,時間上的縮短勢必要相應(yīng)的調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,讓教學(xué)內(nèi)容在時間范圍內(nèi)合理分配。要想使得醫(yī)學(xué)護理專業(yè)的學(xué)習(xí)更加合理和完善,一定要重新調(diào)整教學(xué)目標和教學(xué)計劃,讓護理專業(yè)可以真正被學(xué)生們所認可和接受,從而真正掌握知識來提高自身的專業(yè)技能。在醫(yī)學(xué)護理專業(yè)的教學(xué)中將基礎(chǔ)化學(xué)及有機化學(xué)兩門課程合并為醫(yī)用化學(xué)一門課程,并在第一學(xué)期完成教學(xué),這樣可以在有效的時間內(nèi)合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容。
由于教育制度的改革,現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)護理專業(yè)可以接納文科生學(xué)習(xí)該專業(yè),但是也給醫(yī)學(xué)護理專業(yè)帶來一定的困擾。主要是因為文科生在之前的學(xué)習(xí)生涯中對于理科的知識接觸太少,而醫(yī)學(xué)護理的很多內(nèi)容都涉及到化學(xué)專業(yè)的知識,這使得文科生在學(xué)習(xí)的過程中遠遠落后于大部分的理科生。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在醫(yī)學(xué)護理的日常授課當中,文科生普遍跟不上老師教學(xué)的節(jié)奏,但是理科生卻認為老師授課速度緩慢,這就造成了兩種類型的學(xué)生在學(xué)習(xí)上的差異化,不利于正常的醫(yī)學(xué)護理授課的展開。要解決好這一矛盾就要不斷調(diào)整醫(yī)學(xué)護理專業(yè)的教學(xué)目標和內(nèi)容,將部分化學(xué)知識、醫(yī)學(xué)知識或者部分生僻的內(nèi)容進行刪減。除此之外,在實際的課堂當中教師要多開展與臨床實踐相關(guān)的醫(yī)學(xué)化學(xué)內(nèi)容,而不是讓學(xué)生一味的死記硬背很多枯燥乏味的理論知識,要更加突出實踐對于醫(yī)學(xué)護理專業(yè)的重要意義。特別是有機化學(xué)方面,可以有意識的減少對化學(xué)合成方面的考查,更多的傾向于考核有機物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等方面。
二、優(yōu)化醫(yī)學(xué)護理教材及內(nèi)容
上文提到,醫(yī)學(xué)護理學(xué)制的改變需要調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,但是由于教材在內(nèi)容方面上的改變會讓學(xué)生在實際的學(xué)習(xí)中無法深入地理解醫(yī)療護理專業(yè)醫(yī)用化學(xué)教學(xué)的真諦,因此選擇專業(yè)的教材顯得尤為重要。通過對比各種教材,不難發(fā)現(xiàn)教材中對于實驗的重要性內(nèi)容較多,旨在突出實驗是醫(yī)用化學(xué)教學(xué)中必不可少的重要環(huán)節(jié)。所以在教材當中要增設(shè)實驗部分篇幅,強調(diào)實驗對于醫(yī)療護理專業(yè)醫(yī)用化學(xué)教學(xué)當中的推動作用,培養(yǎng)學(xué)生的實際動手和實事求是的嚴謹態(tài)度。另外為了配合教學(xué)的時長,教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該要化繁為簡,將冗雜的知識合并或者刪減,特別是多次實驗展示完成以后可以將實驗概括總結(jié)。尤其是常規(guī)化學(xué)的實驗教學(xué),實驗報告是衡量實驗?zāi)康氖欠襁_成的重要標準。雖然日常的實驗較少,但是教師還是要有針對性的提出重點問題和難點問題,讓學(xué)生可以做到心中有數(shù),就實驗的側(cè)重點進行總結(jié)和概括。
三、改進醫(yī)學(xué)護理教學(xué)的方法
傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)護理專業(yè)醫(yī)用化學(xué)教學(xué)采用的教學(xué)方法相對來說比較單一,不能完全適用學(xué)制改變的教學(xué)要求,需要配合多種教學(xué)方式。尤其是部分學(xué)制較長的學(xué)生不僅要接受到更多的理論知識,更要逐步養(yǎng)成自主實踐能力、獨立分析能力以及解決問題的能力。因此需要將更多的實驗方法投入到學(xué)生的日常學(xué)習(xí)當中,例如血栓形成實驗、潰瘍發(fā)炎等形成實驗、人工氣胸實驗等,在老師的指導(dǎo)下促使學(xué)生積極參與,逐步提高他們的動手實踐能力。學(xué)校還要鼓勵學(xué)生自主參與課外的實踐活動,通過自己搜集資料、設(shè)計、查閱文獻等完成整個的實驗操作,利用現(xiàn)代新型技術(shù)和設(shè)備為理論提供必要的影像支持,例如顯微數(shù)碼互動系統(tǒng),該系統(tǒng)集圖像、應(yīng)用軟件、語音等為一體,可以讓學(xué)生直觀地看到整個畫面,加深對于醫(yī)學(xué)護理實踐的印象。
通過優(yōu)化課堂教學(xué)的方法,學(xué)生和老師之間的互動更為直觀,完全可以在實驗的過程中將同學(xué)們的疑問展示出來,讓學(xué)生在實踐當中求得真知。此外借助現(xiàn)代的儀器設(shè)備等會有效拉近學(xué)生與老師之間的距離,學(xué)生提問老師直接回答會大大提高學(xué)生的參與度和積極性,使得整個課堂的教學(xué)氛圍活躍良好,從而大大提高課堂效率。此外理科生還可以發(fā)揮自己在化學(xué)方面的優(yōu)勢為文科生解疑答惑,實現(xiàn)同學(xué)之間的互幫互助,這不僅有助于學(xué)生形成健全的人格,還可使教學(xué)效果事半功倍。
四、結(jié)語
綜上所述,隨著近幾年來國家對醫(yī)療水平的重視,醫(yī)學(xué)護理專業(yè)醫(yī)用化學(xué)教學(xué)需要進一步深入發(fā)展和完善,這對于我國醫(yī)療水平的提高是有重要的推動作用。盡管在實際的醫(yī)用化學(xué)教學(xué)中存在各種問題,但是總體來說是大有發(fā)展的,要想真正提高醫(yī)學(xué)護理專業(yè)的醫(yī)用化學(xué)教學(xué)水平還需要各方面的共同努力,通過切實有效地改革真正實現(xiàn)醫(yī)療水平的穩(wěn)步提升。
參考文獻:
[1]席曉嵐,徐紅.醫(yī)學(xué)護理專業(yè)醫(yī)用化學(xué)教學(xué)改革初探[J].教育教學(xué)論壇,2012,(39).
[2]馬俊凱,王華夏.護理專業(yè)醫(yī)用化學(xué)教學(xué)改革初探[J].西北醫(yī)學(xué)教育,2009,(02).
篇4
依托江蘇高校“應(yīng)用化學(xué)”品牌專業(yè)的建設(shè)目標,對基礎(chǔ)化學(xué)實驗改革,就實驗教學(xué)內(nèi)容的整合優(yōu)化、實驗教學(xué)手段的豐富、實驗考核機制的改變及實驗室管理模式的改革等主題問題,提出不同的見解和參考意見。
[關(guān)鍵詞]
品牌專業(yè);基礎(chǔ)化學(xué)實驗;改革
為了進一步調(diào)整優(yōu)化高等學(xué)校學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu),提升高等教育質(zhì)量,江蘇省于2015年正式啟動了江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程[1]。江蘇省通過注重統(tǒng)籌協(xié)同、分類建設(shè)、機制創(chuàng)新、標桿引領(lǐng)及全面推進等舉措認真抓好工程實施[1]。通過學(xué)校申報、初審、專家評審、綜合評審、網(wǎng)上公示等程序,我校“應(yīng)用化學(xué)”專業(yè)被遴選為江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程點,成為江蘇省唯一一個以“應(yīng)用化學(xué)”為專業(yè)名稱的品牌專業(yè)建設(shè)點。我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)辦學(xué)基礎(chǔ)扎實,自2010年以來,先后被江蘇省教育廳遴選為江蘇省高等學(xué)校“十二五”重點專業(yè),獲批教育部“十二五”專業(yè)綜合改革試點項目。而“應(yīng)用化學(xué)”專業(yè)省高校品牌專業(yè)建設(shè)的獲批,有效的促進教學(xué)改革,提升專業(yè)辦學(xué)水平,發(fā)揮品牌專業(yè)的示范帶頭作用?;瘜W(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,受師范類院校傳統(tǒng)實驗教學(xué)的影響,原有的由教師講解演示實驗,學(xué)生模仿并按部就班完成實驗的模式已難以符合應(yīng)用化學(xué)專業(yè)高層次應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)方案,也與江蘇高校“應(yīng)用化學(xué)”品牌專業(yè)的建設(shè)目標和人才培養(yǎng)要求存在一定的差距?!痘A(chǔ)化學(xué)實驗》作為重要的基礎(chǔ)實驗課程,是實驗性環(huán)節(jié)的首要一環(huán),我們必須加強基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)改革,增強品牌專業(yè)的標桿引領(lǐng)作用,適應(yīng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,以滿足當代經(jīng)濟社會發(fā)展對人才的需求。
1整合優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容
將常規(guī)基礎(chǔ)化學(xué)實驗包含的無機化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗及儀器分析實驗等整合為基礎(chǔ)化學(xué)實驗(I-III),各階段教學(xué)環(huán)節(jié)均為80學(xué)時,整個教學(xué)環(huán)節(jié)合計240學(xué)時。基礎(chǔ)化學(xué)實驗I主要包含無機及分析化學(xué)實驗,其中驗證性實驗22.5%,設(shè)計性實驗2.5%,綜合性實驗75%?;A(chǔ)化學(xué)實驗II以有機化學(xué)實驗為主,其中驗證性、設(shè)計性及綜合性實驗比例分別為17.7%、2.6%和79.7%?;A(chǔ)化學(xué)實驗III主要以物理化學(xué)實驗和儀器分析實驗組成,其中驗證性、設(shè)計性及綜合性實驗比例分別為53%、4%和43%。充足的課時有效的保證了實驗的開出量,有效訓(xùn)練學(xué)生實驗基本技能的經(jīng)典實驗得到保留,保證了基礎(chǔ)化學(xué)實驗依然是促進學(xué)生形成化學(xué)理念、鞏固化學(xué)知識的必經(jīng)階段。不同階段的實驗都具有不同的功能和訓(xùn)練目的[2]?;瘜W(xué)化工行業(yè)中所遵循的嚴格操作,以客觀事實為依據(jù)的傳統(tǒng)觀念始終依然重要,基礎(chǔ)化學(xué)實驗所擁有的經(jīng)典的,好的東西要值得保留。我們將原有的部分驗證性實驗內(nèi)容進行豐富,融合一定的綜合性、探索性和拓展性,保證了從驗證性實驗到設(shè)計性及綜合性實驗的合理過渡,同時使基礎(chǔ)化學(xué)實驗所強調(diào)的“三基”,基本理論、基本知識及基本技能得到進一步鞏固。在保證“三基”教學(xué)的基礎(chǔ)之上,增加應(yīng)用性、地方特色性的實驗項目,豐富實驗教學(xué)內(nèi)容,適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。服務(wù)于地方經(jīng)濟是地方學(xué)院的發(fā)展之路,隨著江蘇沿海開發(fā)上升為國家戰(zhàn)略,石化產(chǎn)業(yè)、精細化工、新材料等重點基地已經(jīng)落戶鹽城,其中化工產(chǎn)業(yè)已成為鹽城市第二大支柱產(chǎn)業(yè)。目前鹽城市建立的環(huán)??萍汲窃?015年成為蘇北唯一的國家級新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地,成為中國最具競爭力的十大環(huán)保產(chǎn)業(yè)園區(qū)之一。以適應(yīng)就業(yè)需求為目的的實驗內(nèi)容的增加,使《基礎(chǔ)化學(xué)實驗》的開設(shè)與生產(chǎn)實際、與服務(wù)地方經(jīng)濟、與社會需求等密切聯(lián)系的。例如將基礎(chǔ)化學(xué)實驗I中所規(guī)定的水質(zhì)分析,離子交換法制備純水等設(shè)計到水的實驗增設(shè)專題實驗,以鹽城環(huán)保產(chǎn)業(yè)園具體實例為實驗內(nèi)容,并在基礎(chǔ)化學(xué)實驗III中進一步強化,對“水質(zhì)分析”過程中所涉及到從采樣到開出檢驗報告這一過程所涉及到的內(nèi)容進行系統(tǒng)的訓(xùn)練,將單一的基礎(chǔ)實驗作進行系統(tǒng)性的整合優(yōu)化,形成以解決實際問題為主導(dǎo)的應(yīng)用性實驗。在無機材料的制備實驗中,以電極材料的制備實驗為專題實驗之一,結(jié)合鹽城新能源汽車產(chǎn)業(yè),了解化學(xué)儲能技術(shù),對學(xué)生進行無機材料行業(yè)的前沿知識。在開設(shè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗II的過程中,依據(jù)落戶鹽城的化學(xué)合成藥物、海洋藥物合成、精細化學(xué)品等重點化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的制備為背景,設(shè)置專題實驗,培養(yǎng)學(xué)生獨立的實驗技能,為江蘇沿海化工服務(wù)?;A(chǔ)化學(xué)實驗III注重培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)理論的理解和應(yīng)用,注重實驗設(shè)計、操作、數(shù)據(jù)分析到具體實驗報告的一次性完成,加強和增加學(xué)生利用計算機對化學(xué)繪圖和數(shù)據(jù)處理等分析數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果分析討論能力的培養(yǎng)。
2豐富實驗教學(xué)手段
豐富實驗教學(xué)手段,是提高實驗教學(xué)效果的有效途徑之一。首先在實驗教學(xué)中,嘗試采用案例教學(xué)法。案例教學(xué)首創(chuàng)于美國哈佛大學(xué),目前已經(jīng)證明該方法能有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力,同時調(diào)動教師專業(yè)化發(fā)展的積極性[3]。根據(jù)案例教學(xué)所具有的故事性、新穎性、時效性及背景清晰等具體特征,依次以設(shè)置問題情境、提出問題、方案設(shè)計、討論應(yīng)用、歸納總結(jié)五個階段實施具體教學(xué)過程[4]。例如在基礎(chǔ)化學(xué)實驗III中“有機物紫外-可見吸收光譜的測定實驗”,看似一個普通的儀器分析為主的實驗,其實不然。該課題可以以環(huán)境或食品污染,食品安全及質(zhì)量檢驗為課題的研究背景,設(shè)置問題情境,拋出問題。例如醬油、食醋、碳酸飲料等所含苯甲酸或山梨酸等食品添加劑的測定問題,同學(xué)們查閱文獻,從了解苯甲酸及山梨酸在合格食品中標準含量要求、分子結(jié)構(gòu)及電子能級軌道信息、標準溶液的配置、紫外-可見吸收光譜儀器的使用、測量數(shù)據(jù)的處理等方面設(shè)計方案,討論具體應(yīng)用,然后對紫外-可見吸收光譜儀器的基本部件構(gòu)造及作用、測量中具體吸光值的控制范圍、所測物質(zhì)的電子躍遷圖及吸光度的加和性等問題進行探討,歸納總結(jié),進而探討掌握此類實驗技術(shù)對現(xiàn)代人類生活的提高的重要性,將會使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。其次,充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。目前,基礎(chǔ)化學(xué)實驗I-III具有校級網(wǎng)絡(luò)課程平臺,專任教師將實驗教學(xué)內(nèi)容細化成相對較完整且相互關(guān)聯(lián)的知識單元,將具體儀器使用及實驗操作錄制成錄像,在網(wǎng)絡(luò)課程平臺開放,開發(fā)多媒體模擬實驗,同時將實驗預(yù)習(xí)內(nèi)容以問題的形式提出,學(xué)生通過網(wǎng)上預(yù)習(xí)答題熟悉實驗內(nèi)容,并將答題成績計入課程考核。為適應(yīng)時展,在基礎(chǔ)化學(xué)實驗III的教學(xué)中,創(chuàng)建與江蘇省21世紀高等院校化學(xué)實驗教學(xué)改革示范教材《物理化學(xué)實驗》配套的,適用于應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的手機教學(xué)網(wǎng)站。采用圖片、動畫、視頻等多媒體技術(shù)技術(shù)將實驗原理、、儀器試劑、實驗步驟、實驗注意事項等相關(guān)知識點視頻化,將網(wǎng)站內(nèi)容嵌入其教學(xué)平臺,共享給學(xué)生,提高教學(xué)質(zhì)量。另外,開展“一月一賽”,以化學(xué)技能比賽檢驗學(xué)生化學(xué)能力的同時,提高了學(xué)習(xí)的積極性。在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中,在要求學(xué)生所修的169個學(xué)分中,有6個學(xué)分必須通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的形式獲得。在基礎(chǔ)化學(xué)實驗I-III教學(xué)過程中組織競賽,將競賽成績換算成具體的學(xué)分,該學(xué)分納入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分,從而提高化學(xué)專業(yè)大學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),實驗操作能力和創(chuàng)新能力。我們基礎(chǔ)化學(xué)實驗I教學(xué)中融入競賽中經(jīng)常涉及到的無機化合物的制備及性質(zhì)表征的基本操作、物質(zhì)量的分析與測定中定量分析等內(nèi)容,基礎(chǔ)化學(xué)實驗II中融入有機化合物的合成及表征部分,基礎(chǔ)化學(xué)實驗III部分融入化合物物理常數(shù)的測定等技術(shù)技能。這一舉措,不但完善了實驗教學(xué)知識體系,而且使學(xué)生的實驗技能,創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)。具體教學(xué)效果在大賽中得到體現(xiàn)。我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生連續(xù)在近三屆的江蘇省大學(xué)生化學(xué)化工實驗競賽獲一等獎,連續(xù)在近三屆的全國大學(xué)生化工設(shè)計大賽獲全國二等獎。通過組織學(xué)生參加高水平的化學(xué)實驗競賽,有效的促進基礎(chǔ)基礎(chǔ)化學(xué)實驗的教學(xué)改革。
3改變實驗考核機制
基礎(chǔ)化學(xué)實驗的考核辦法以能力考核為主,成績均由平時成績+期末考查成績組成?;A(chǔ)化學(xué)實驗I的平時成績由出勤、實驗操作、實驗報告、課堂討論等成績構(gòu)成,占60%,期末考查成績占40%,由考查操作(70%)和考查報告(30%)兩部分構(gòu)成?;A(chǔ)化學(xué)實驗II依然采用平時成績(60%)+期末考查成績(40%)組成。期末考查成績采用實驗操作和理論閉卷筆試相結(jié)合的考核方式,實驗開設(shè)上學(xué)期采用實驗操作、完成考查報告相結(jié)合的考核方法,實驗開設(shè)下學(xué)期采用采用實驗操作和理論閉卷筆試考核方法?;A(chǔ)化學(xué)實驗III采用平時實驗及實驗報告成績占70%,期末閉卷考試試卷成績占30%。通過對實驗考核方式的改革,考核的科學(xué)性得到體現(xiàn),考核的內(nèi)容更加全面合理。其中平時成績所占比例的增加,打破了傳統(tǒng)實驗教學(xué)考核重結(jié)果輕過程的模式,一定程度上能夠促使學(xué)生主動參與實驗教學(xué),合理設(shè)計實驗過程,認真撰寫實驗報告,熟練規(guī)范實驗操作等等,嚴謹?shù)膶嶒灩ぷ髯黠L得以形成。而對基礎(chǔ)化學(xué)實驗II,III中重要的知識點及具體在化學(xué)化工生產(chǎn)中的重要應(yīng)用原理及注意事項等進行期末筆試測驗,按一定比例計入學(xué)期總成績。通過基礎(chǔ)化學(xué)實驗考核方式的改革,學(xué)生的成績得到提升,平均成績提高25%,優(yōu)秀和良好率得到保證,教學(xué)質(zhì)量得到進一步的提高。
4改革實驗室管理模式
高效合理的實驗室管理能夠在化學(xué)實驗教學(xué)和化學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中起到重要作用[5]。原有的基礎(chǔ)化學(xué)實驗室管理模式存在一定的問題,例如實驗室管理人員與從事實驗課程教學(xué)的內(nèi)容各司其責,彼此缺少約束力;實驗準備人員未參與整個實驗課程教學(xué)過程,造成教師與實驗員之間的相互溝通不到位;有些基礎(chǔ)化學(xué)實驗設(shè)計儀器較多,上課老師變換頻繁,造成儀器損壞得不到及時修理,上下學(xué)期銜接不到位等諸多問題。為此,我們對原有的實驗室管理模式進行改革。首先,成立基礎(chǔ)化學(xué)實驗室管理機構(gòu),獨立于各教研室,建立起獨立的化學(xué)實驗課程體系,相對固定實驗任課老師,原則上三年不動,避免以教研室課時分配為由頻繁調(diào)換任課老師,教師全程參與實驗室管理與維護,實現(xiàn)一體化管理模式。這樣任課老師相對固定,教師投入到實驗教學(xué)的積極性得到提高,增加對實驗儀器管理、維修及更新的熟悉程度,教師也會總結(jié)實驗教學(xué)經(jīng)驗,有利于教師申報完成實驗教改項目及撰寫實驗教改文章;其次,將實驗室根據(jù)教學(xué)內(nèi)容分類,每個實驗室所承擔的教學(xué)內(nèi)容相對固定,避免儀器的隨意搬動,使每個實驗室形成一定的特色。例如,基礎(chǔ)化學(xué)實驗III實驗室根據(jù)熱力學(xué)、動力學(xué)、電化學(xué)、光學(xué)技術(shù)、表面與膠體化學(xué)等教學(xué)內(nèi)容分類規(guī)劃實驗室,擁有熱化學(xué)室、蒸汽壓測定室、氣相色譜室、光分析室、表面膠體與電解質(zhì)分析室、電分析室、微結(jié)構(gòu)分析室、原子吸收分光光度室及紅外分光光度室等。每一個實驗室承擔的教學(xué)項目明確,清晰。以表面膠體與電解質(zhì)分析室為例,具體承擔了電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)電離常數(shù)、電勢-pH曲線的測定、電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)、膠體的制備和電泳、粘度法測定高聚物的相對分子質(zhì)量、溶液表面張力的測定及電導(dǎo)法測定表面活性劑的臨界膠束濃度等7個實驗。每個實驗室有1~2位老師具體負責,將實驗室管理、儀器維護等折算成教師工作,與年終績效掛鉤。另外,為促進基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué),允許管理該實驗的專任教師根據(jù)自己的科研方向,從眾多科研項目中篩選獲取部分實驗項目,形成學(xué)生選做實驗項目,納入基礎(chǔ)化學(xué)實驗項目開放平臺,供學(xué)生選擇,每個項目限定人數(shù),將該類創(chuàng)新實驗作為基礎(chǔ)化學(xué)實驗的延伸,同時學(xué)生的成績計入基礎(chǔ)化學(xué)實驗實驗考核成績。
5結(jié)束語
在江蘇高校“應(yīng)用化學(xué)”品牌專業(yè)的建設(shè)背景下,基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程通過整合優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容、豐富實驗教學(xué)手段、改變實驗考核機制及改革實驗室管理模式等途徑,為完成品牌專業(yè)建設(shè)一流實驗平臺服務(wù)于創(chuàng)新型高級專門人才的培養(yǎng),形成自己的特色與優(yōu)勢,發(fā)揮重要作用。
作者:王彥卿 張紅梅 顧云蘭 單位:鹽城師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院
參考文獻
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篇5
關(guān)鍵詞:番荔枝素;抗腫瘤作用;多藥耐藥性;細胞凋亡;細胞周期
中圖分類號:R730.52 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2011)-04-0307-3
番荔素被認為是繼紫杉醇之后的又一個有前途的天然來源的抗癌新藥,由于有很強的抗腫瘤活性,因此被稱為“明日抗癌之星”。它是從番荔枝科植物中分離出來的化合物,迄今為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這類化合物多達100余個,總稱為番荔素(annonaceae acetogenin)。從化學(xué)角度分析是一類結(jié)構(gòu)新穎的分子,來自一些長鏈脂肪酸。從生物活性角度分析,具有抗腫瘤活性、抗寄生活性、殺蟲活性、抗瘧活性和T細胞抑制活性等[1,2]。其中最受關(guān)注的就是作為抗癌藥物的廣泛前景。
1 概況
番荔枝科植物是熱帶區(qū)域的主要植物類群之一,在氣溫高熱而潮濕的林子中生長。全世界有120個屬約2000種,分布在熱帶和亞熱帶地區(qū),我國共有24個屬,約103種和6個變種[3]。番荔枝( A nnona squamosa Linn,又稱Sweet Sop,Sugar Apple 或Custard Apple),中文名香梨、佛頭果、釋迦果、番梨等,屬番荔枝科,是一種半落葉性小喬木或灌木[4]。原產(chǎn)于美洲,目前在我國廣東、廣西、云南、海南和福建等省區(qū)都有栽培。從其藥用價值評價發(fā)現(xiàn),番荔枝果實供食用,樹皮可制取纖維。另外,番荔枝全身皆具有多種藥用價值。民間曾有記載,番荔枝根、樹皮在治療急性赤痢、精神抑郁癥和脊髓骨病有較顯著的療效。另外番荔枝的種子、果實、葉片有防治病蟲害的功效,對殺死天牛、粉介殼蟲等害蟲都有較好的殺蟲作用;除此之外,可以強烈刺激動物眼球結(jié)膜,還可以做為墮胎藥使用;取樹皮中的纖維成分,用于增加腸內(nèi)水分,促進蠕動,軟化糞便或者促進排便等有較好的作用[5,6]。番荔素的主要來源有兩種:天然提取和化學(xué)合成。目前,由于天然提取存在成本低、生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)量高等優(yōu)點,因此被廣泛用于實驗或大規(guī)模生產(chǎn)中?;瘜W(xué)合成從20世紀90年代才見有報道,大多數(shù)集中在番荔素單四氫呋喃型和鄰雙四氫呋喃型兩種類型中,其中又以片段的合成和構(gòu)筑骨架方法居多[7]。由于番荔素的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和空間結(jié)構(gòu)獨特,雖然已有眾多科學(xué)家合成出來,但由于這種方法生產(chǎn)成本高,產(chǎn)量低,目前這種方法只能限于學(xué)術(shù)研究中。
2 抗腫瘤作用
番荔素化合物對體外培養(yǎng)的腫瘤細胞具有強大的細胞毒作用。據(jù)報道,番荔素化合物對人白血病[8,9]、人肝癌細胞[10-12]、人卵巢癌、人宮頸癌、人膀胱癌、人皮膚癌[13]、人乳腺癌[8,13,14]、人表皮細胞、鼠淋巴癌細胞[14]、人喉癌[8]、人前列腺癌、人結(jié)腸癌[15]、人胰腺癌[16]、人鼻咽癌、人肺癌等都有較好的細胞毒性。雖然對很多總腫瘤細胞都存在細胞毒作用,但其實此類化合物對不同的腫瘤細胞具有選擇性,并不是“廣泛細胞毒劑”[17]。比如bullacin B對人乳腺癌細胞MCF-7有較強毒性,IC50值僅為10-7μg•ml-1,是阿霉素的106倍。然后對人胰腺癌PACA-2細胞的IC50值為0.1μg•ml-1[17]。而annoglacins A 對人胰腺癌PACA-2 細胞作用卻很強,其IC50值僅為10-7μg•ml-1,但對人乳腺癌MCF-7和人肺癌細胞A-549的IC50值僅為10-4μg•ml-1和IC50值僅為10-3μg•ml-1[18]。Bullatacin是番荔素類化合物成分中抗腫瘤活性最好的化合物之一,對人白血病作用突出,是紫杉醇的300多倍[19],同時對人肝癌細胞株也有較好的抑制作用[8]。從Asimina.triloba的種子中分離出了新的化合物asimitrin和4-hydroxytrilobin對前列腺癌細胞PC-3和結(jié)腸癌細胞株HT-29細胞毒作用是阿霉素的100-10000倍[15];而從其種子中分離得到的asitrilobins A和B對胰腺癌細胞株MIA PaCa-2顯示了顯著的敏感性,細胞毒作用是阿霉素的10-100倍[16]。番荔素化合物在抗腫瘤方面有很大前景,它有著較大的毒性和特異性兩大特點。不但可以有針對性的殺死抗腫瘤細胞,同時較大的細胞毒作用可以有效的抑制細胞生長。由此備受眾人關(guān)注。
3 抗耐藥性研究
多藥抗藥性(multidrug resistance,MDR)是指腫瘤細胞接觸一種來源于天然的抗腫瘤藥物并產(chǎn)生抗藥性時,同時對結(jié)構(gòu)和作用機理不同的多種天然來源的抗腫瘤藥物產(chǎn)生交叉抗藥性。已證實MDR的主要原因是P-糖蛋白(permeability glycoprotein.P-gp)過度表達。實際上,P-gp是一種依賴于ATP的外排泵。而番荔素化合物的作用是阻斷呼吸鏈的傳遞,使細胞內(nèi)ATP迅速減少,因而產(chǎn)生MDR[20-22]。有研究顯示,番荔素化合物類成分可以抑制人乳腺癌耐阿霉素MCF-7/ADR和人乳腺癌耐野生MCF-7/wt耐藥株,都表現(xiàn)出劑量依賴關(guān)系,在一定范圍內(nèi),對MCF-7/ADR效果更顯著,在1μg•ml-1濃度下抑制率達到100%。通過機制研究分析,番荔素具有多藥耐藥性腫瘤有效可能與其使多藥耐藥性腫瘤細胞內(nèi)的ATP迅速降低,從而使P-gP功能降低有關(guān)[23]。從番荔枝科植物阿蒂莫耶中分離獲得的番荔素單體8922,對MDR腫瘤細胞進行實驗研究,結(jié)果表明,8922 對KBv200及KB細胞的IC50分別為4817和6416 nmol•l-1 (P>0.05)。8922對KB及KBv200細胞裸鼠移植瘤具有相似的劑量依賴性抑制作用,而毒性可以耐受。8922劑量依賴性地增加KBv200細胞的Fura22積累,顯示8922體內(nèi)外均抑制KB和KBv200細胞生長[24]。符立梧等[22]實驗證明,番荔枝總內(nèi)酯、Bullatacin和atemoyacin-A對敏感腫瘤細胞株和具有MDR的腫瘤細胞株同樣具有較強的作用,IC50值比較差異無顯著性(P>0.05),表明MDR細胞株對番荔枝總內(nèi)酯、Bullatacin和atemoyacin2A無多藥耐藥性。因此番荔素具有多藥耐藥性可以說是其有一個特點和優(yōu)勢,從目前研究的結(jié)果來看,番荔素類化合物對其多藥耐藥性的機理研究還不夠深入,但其具有逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥性的作用和機制也為治療腫瘤多藥耐藥性帶來了一個很好的前景。
4 抗腫瘤作用機理研究
番荔素的作用靶點為腫瘤細胞的線粒體[9]。線粒體是細胞產(chǎn)生能量的主要場所,番荔枝素強烈的生物活性來自于其對哺乳動物和昆蟲細胞線粒體呼吸鏈的抑制作用,其通過抑制線粒體中NADH-Ubiquinone氧化還原酶和癌細胞質(zhì)膜NADH氧化酶,達到抑制細胞能量代謝活動的目的。而線粒體NADH-Ubiquinone氧化還原酶是呼吸鏈中最大、最復(fù)雜也是最關(guān)鍵的蛋白酶復(fù)合物,所以在整個凋亡過程中起著重要的作用[25]。其中以抑制NADH-Ubiquinone氧化還原酶為主,若不能形成氧化磷酸化反應(yīng)所需要的質(zhì)子(H+)梯度,則合成酶復(fù)合體將無法起作用,使產(chǎn)能迅速減少。簡單的說是特異性地抑制腫瘤細胞的線粒體NADH的還原酶或氧化酶,從而阻斷電子的傳遞,減少ATP的生成,抑制線粒體的供能功能,從而使細胞死亡[26]。有報道番荔枝素與G1期腫瘤細胞作用,誘導(dǎo)Bax表達,增強caspase-3的活性,引起腫瘤細胞凋亡。另有報道番荔枝素可通過使腫瘤細胞內(nèi)cAMP和cGMP水平的降低,從而誘導(dǎo)凋亡[8]。黃國瑞[27]研究顯示,一些番荔素化合物是主要通過細胞死亡,部分通過細胞凋亡的機理抗腫瘤,例如從番荔枝科植物中提取的多聚乙酰類分子(Annonaceous acetogenins,AA005)的聚醚類似物。但其作用機理仍然在線粒體上,并且抑制線粒體電子呼吸鏈的氧化還原酶。番荔素作用位點與輔酶Q作用位點的關(guān)系仍不十分清楚,但都認同復(fù)合體I與抑制劑的結(jié)合位點較多,且不太容易區(qū)分,而且有親水和疏水的極性要求,其作用位點的疏水性尤其重要[2]。
5 細胞周期
細胞周期的進程中,從G1期向S期轉(zhuǎn)變時存在一個被稱為限制點( restriction point, R point) 的調(diào)控點,G1期細胞通過此點可進入S期,否則細胞周期的進程將發(fā)生滯留。曾有研究顯示番荔枝素內(nèi)酯類成分與G1期腫瘤細胞作用,朱孝峰[9]通過流式細胞儀檢測細胞周期結(jié)果顯示番荔素Desacetyluvaricin 可減少S期細胞數(shù)并增加G1期細胞數(shù),表明其延遲了腫瘤細胞G1期并阻礙其向S期轉(zhuǎn)化,具有G0/G1期阻滯作用,從而抑制了腫瘤細胞增殖。其效果與順鉑相比,沒有顯著差異。兩者結(jié)論有相似處,但具體機制沒有深入研究。而化合物Pyranicin使細胞阻滯于G2/M期和G1期兩個期,更加有效的抑制腫瘤細胞增殖,并防止胸苷進入細胞,這表明阻滯DNA復(fù)制通過抑制pols和topos活性?;衔餅閟quamocin阻滯T24膀胱癌細胞在G1期,并在S期引起選擇性的細胞毒作用。它誘導(dǎo)Bax和Bad促凋亡基因表達,增強caspase-3活性,干擾PARP蛋白的功能引起的細胞凋亡。而其在抑制K562細胞增殖具有時間-劑量依賴性。細胞周期分析顯示暴露于squamocin 24h后阻滯G2/M期。在G2/M期,細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑(CDKIs),p21和p27增加,并呈劑量依賴性。細胞周期調(diào)控蛋白分析表明squamocin沒有改變CDK2,CDK4,細胞周期蛋白A,細胞周期蛋白B1,細胞周期蛋白D3和cyclinE的表達,但降低Cdk1和Cdc25C的蛋白水平。另外,從最新的的研究結(jié)果顯示[13],新化合物Annonacin對T24膀胱癌細胞株的毒性作用主要在S期。進一步的研究表明,annonacin激活p21和阻滯T24細胞株在G1期。通過Bax表達,增強caspase-3的活性,從而引起T24細胞株凋亡。因此提示不同成分番荔素對細胞的抑制作用也有所不同。
6 總結(jié)
總之,番荔素化合物誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡的機制是目前研究的熱點,其作為天然產(chǎn)物抗腫瘤藥物的作用是不可忽略的,但是由于它缺少專一性而且表現(xiàn)出毒性,有時會殺死正常細胞以及耐藥性等問題,使得從天然產(chǎn)物中尋找安全,經(jīng)濟和靶點專一的抗癌藥物仍是目前新藥研發(fā)的一大挑戰(zhàn)。相信隨著人們對番荔素化合物研究的深入,從其原藥材提取有效成分并進行結(jié)構(gòu)簡化和修飾,必將會發(fā)現(xiàn)更多的、更有效的抗腫瘤活性成分,并為抗腫瘤藥物的研究與開發(fā)提供新的方法和途徑。
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篇6
我國雖然為海洋大國,海洋生物資源相當豐富,但是在海洋天然產(chǎn)物應(yīng)用基礎(chǔ)研究以及海洋藥物的研究與開發(fā)方面卻與發(fā)達國家的差距非常顯著。究其原因,主要是我國在海洋藥物先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)方面的基礎(chǔ)研究力量薄弱,從事相關(guān)研究、尤其是從事海洋天然產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)和研究的科研機構(gòu)相對偏少、人才匱乏,藥物發(fā)現(xiàn)的活性評價模型不夠全面、科學(xué),未能提供足夠的新型結(jié)構(gòu)化合物用于生物活性和新藥研發(fā)篩選,致使新藥先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)的幾率偏低。因此,建立合理、科學(xué)的藥物發(fā)現(xiàn)和評價模型,加強對我國海洋動、植物化學(xué)成分的研究,從中發(fā)現(xiàn)、鑒別得到大量的海洋天然產(chǎn)物以供新藥研發(fā)篩選是我國產(chǎn)生具有自主知識產(chǎn)權(quán)的海洋藥物的關(guān)鍵。
海洋軟體動物主要生活于海底,以海綿、海藻、水螅蟲、苔蘚蟲、??蜕汉鳛槭?,可以是肉食性的、也可以是草食性的,生命周期及生長特性與生活習(xí)性密切相關(guān),壽命的長短取決于其食物壽命的長短。這些軟體動物色彩艷麗、行動緩慢,主要依賴次生代謝產(chǎn)物形成的化學(xué)防御機制對抗天敵的捕食以求得生存。這種由生物進化形成的化學(xué)防御策略為我們從自然界尋找某種具有生物活性的化合物提供了一條簡潔、有效的途徑。在此基礎(chǔ)上再進行高通量活性篩選無疑將更容易發(fā)現(xiàn)新的活性天然產(chǎn)物,大大提高新藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)幾率。
軟體動物個體較小,且多生長在深海,導(dǎo)致樣品采集非常不易,這給對其化學(xué)成分的研究以及隨后的生物活性篩選帶來極大的困難和挑戰(zhàn)。這一矛盾可以通過研究軟體動物的食源生物得到解決:研究發(fā)現(xiàn),很多軟體動物的次生代謝產(chǎn)物同樣可以從其食源生物中獲得。這是因為除少數(shù)軟體動物能夠生物合成自身所需要的化學(xué)物質(zhì)而建立其化學(xué)防御體系外,多數(shù)軟體動物是通過選擇適當?shù)氖澄锊⑵渲杏杏玫拇x物質(zhì)經(jīng)過進一步的生物轉(zhuǎn)化或直接積累到身體的特定部位以保護自己不受天敵捕食的。這樣,對軟體動物的食源生物的研究不但可以從化學(xué)角度確證它們的生態(tài)學(xué)關(guān)系(捕食-被捕食)、拓展其次生代謝產(chǎn)物的生物多樣性,而且可以補充由于軟體動物難以采集造成的因化合物得量太少所致對隨后生物活性研究的制約。
對海洋軟體動物及其食源生物的化學(xué)成分的研究不但有利于發(fā)現(xiàn)新藥先導(dǎo)化合物,而且可以從化學(xué)角度闡明其食物鏈上的生態(tài)關(guān)系。因此,這一研究領(lǐng)域越來越得到世界海洋天然產(chǎn)物界的重視,成為近年來海洋天然產(chǎn)物研究的熱點。意大利的Cimino教授是國際同行公認的海洋軟體動物研究權(quán)威,他近年來發(fā)表的一系列綜述總結(jié)了其研究小組在此研究領(lǐng)域所作出的貢獻[1]。
我國海洋中蘊藏著豐富的海洋軟體動物資源。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國海洋中生活著2 500余種軟體動物[2]。由于海洋軟體動物標本的采集極為困難,加上生物樣本不易富集,致使研究者們經(jīng)常只能在極少樣本量(有時只有1個個體)的情況下對樣本進行化學(xué)成分的研究,這就要求研究人員必須具有較高的分離和結(jié)構(gòu)解析技能,同時也對配套的儀器性能和分析方法提出了較高要求?;谏鲜鲈诤Q筌涹w動物研究方面存在的諸多困難,我國雖然在海洋天然產(chǎn)物研究方面已有20多年歷史,但對軟體動物的研究報道卻非常少。我們希望通過對我國南海軟體動物及其食源生物的深入研究獲得大量有關(guān)我國軟體動物的資源分布、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、化學(xué)及藥理等方面的信息和知識。同時,通過課題的開展,還可以開辟一個提供新型結(jié)構(gòu)海洋天然產(chǎn)物的重要來源,大大提高新藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)幾率,并從中篩選出一批化學(xué)結(jié)構(gòu)新型、生物活性顯著的海洋新藥先導(dǎo)化合物,提高我國新藥研發(fā)的自主創(chuàng)新能力和知識產(chǎn)權(quán)的保護能力。
1研究與結(jié)果
東南沿海是我國海洋生物種類最豐富的海域,我們經(jīng)過多次采集得到了30余種海洋軟體動物及其70余種食源生物(海綿、珊瑚各30余種,海藻10余種)。通過現(xiàn)代分子藥理學(xué)(靶受體、靶基因)、高通量篩選技術(shù)、藥效學(xué)、毒理學(xué)、海洋生態(tài)和分類學(xué)、海洋天然有機化學(xué)等多學(xué)科的密切配合和綜合應(yīng)用,對其中40種海洋生物的活性成分進行了系統(tǒng)研究,考察食物鏈關(guān)系;同時,對得到的化學(xué)成分進行抗腫瘤、抗艾滋病毒、降血糖、抗菌和抗真菌活性評價,并對具有顯著生物活性的化合物的藥理及構(gòu)效關(guān)系進行了系統(tǒng)研究,為進一步發(fā)現(xiàn)新藥先導(dǎo)化合物打下了實驗基礎(chǔ)。
1.1軟體動物及其食源生物的化學(xué)成分研究和生態(tài)食物鏈關(guān)系考察
1.1.1軟體生物的化學(xué)及化學(xué)生態(tài)學(xué)研究
軟體生物與其食源生物之間的生態(tài)學(xué)關(guān)系是國際上海洋天然產(chǎn)物研究的前沿和熱點。但因其研究難度大(個體小、生物量少、采集難、化學(xué)成分研究更難),國內(nèi)相關(guān)研究基本上是空白,國際上也只有歐美少數(shù)幾個國家在從事相關(guān)研究。我們在國內(nèi)率先開展了這方面的研究,先后完成了15種軟體動物的化學(xué)及化學(xué)生態(tài)學(xué)研究。這15種軟體動物包括后鰓亞綱裸鰓目海神鰓科(Glaucidae)軟體動物Phyllodesmium magnum和Phidiana militaris[3],車輪海??疲ˋctinocyclidae)軟體動物日本車輪海牛(Actinocyclus papillatus)[4],杜五海??疲═ritoniidae)軟體動物Tritoniopsis elegans[5],六鰓科(Hexabranchidae)軟體動物血紅六腮(Hexabranchus sanguinus)[6],片鰓科(Arminidae)軟體動物美麗擬皮片鰓(Dermatobranchus ornatus)[7],舌尾海??疲℅lossodorididae)3種軟體動物雙色玻緣海牛(Glossodoris cincta)、地母多彩海牛(Chromodoris geometrica)和Chromodoris reticulate,刺海牛科(Kentrodorididae)軟體動物煙囪壺形海牛(Jorunna Funerbris),葉海??疲≒hyllididae)2種軟體動物丘凹葉海牛(Phyllidia pustulosa)及未定名葉海牛(Phyllidia sp.),肺螺亞綱石璜科(Onchidiidae)軟體動物瘤背石璜(Onchidium verruculatum)[8],前腮亞綱腹足目海兔螺科(Ovulidae)軟體動物海兔螺(Ovula ovum)以及鮑科軟體動物耳鮑(Halotis asinine)。我們從中發(fā)現(xiàn)了一系列的生物活性物質(zhì),如二聚四氫異喹啉生物堿(圖1中的化合物1)以及新骨架吲哚生物堿菲地鰓甲素(圖1中的化合物2)和菲地鰓乙素(圖1中的化合物3)等,其中化合物1正是ecteinascidin系列化合物中ecteinascidin-637(ET637)的去乙?;铮频伥w甲素和菲地鰓乙素為首次從自然界中分離得到的具有1, 2, 4-oxadiazole結(jié)構(gòu)片段的化合物,對多種腫瘤細胞生長顯示有強烈的抑制活性(表1)[3],為新藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。通過對上述軟體動物的捕食生物進行化學(xué)成分研究或與文獻中相關(guān)生物化學(xué)成分進行比對,我們發(fā)現(xiàn)美麗擬皮片鰓和軟體動物P. Magnum與柳珊瑚,血紅六腮、Glossodoris屬和Phyllidia屬軟體動物與海綿以及Halotis屬軟體動物與Cladophora屬綠藻間可能存在捕食與被捕食的生態(tài)學(xué)關(guān)系,部分實驗結(jié)果仍在整理之中。
上述軟體動物多為后鰓亞綱軟體動物,這是因為該種群動物基本失去了物理外殼的保護,它們的化學(xué)防御體系更加重要和完善,具有可有效地將活性物質(zhì)積累到身體中容易受到攻擊的部位以抵御天敵捕食的特點,使我們更容易通過化學(xué)成分的研究獲得具有強力生物活性的化合物,為新藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)[9]。
1.1.2海綿的化學(xué)及化學(xué)生態(tài)學(xué)研究
海綿是肉食性軟體動物的重要食源生物,也是新藥先導(dǎo)化合物的重要來源。我們先后對10種海綿及兩株海綿內(nèi)生菌的化學(xué)成分進行了系統(tǒng)研究,它們分別是4種Dysidea屬海綿[10-15]、2種Axinyssa屬海綿[16-19]、蜂海綿Haliclona sp.[20]、海綿Acanthella sp.[21]、海綿Hyrtios erectus[22]和海綿Neopetrosia exigua[23]以及海綿內(nèi)生菌Streptomyces sp.和Bacillus vallismortis[24],獲得了倍半萜、倍半萜二倍體、二萜、二倍半萜、噻唑生物堿、大環(huán)二胺生物堿和二酮哌嗪等許多結(jié)構(gòu)新型的活性化合物,并探討了這些化合物的可能的生物防御作用及生物來源,證實了Dysidea屬海綿與丘凸葉海牛屬和Doriopsilla屬軟體動物間[12,19]以及海綿Acanthella與Hexabranchus屬和Phyllidiella軟體動物間存在著捕食與被捕食的化學(xué)生態(tài)學(xué)關(guān)系[21]。體外活性篩選結(jié)果顯示,這些化合物具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤和降血糖等多種生物活性,其中來自海綿Dysidea villosa的dysidine(圖2中的化合物4)[11]和來自海綿Hyrtios erectus的hyrtiosal(圖2中的化合物5)[22]分別顯示具有良好的蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)抑制活性及抗艾滋病毒活性,IC50分別為1.50和9.60 µM,具有進一步研究的價值。
1.1.3珊瑚的化學(xué)及化學(xué)生態(tài)學(xué)研究
珊瑚是肉食性軟體動物的另一類重要食源生物,全球約有7 000多種,主要分為八放珊瑚和六放珊瑚兩個亞綱?;瘜W(xué)成分研究集中在八方珊瑚、包括軟珊瑚和柳珊瑚上,萜類和甾醇化合物是它們的特征性化學(xué)成分。
我們對采自中國南海的10種軟珊瑚和3種柳珊瑚的化學(xué)物質(zhì)進行了系統(tǒng)研究。軟珊瑚包括3種短指軟珊瑚(Sinularia sp., S. depressa, S. parv)[25-27]、3種肉芝軟珊瑚(Sarcophyton glaucum, S. latum, S. tortuosum)[28-31]、2種豆莢軟珊瑚(Lobophytum sp., L. Crassum)[32-34]、多棘軟珊瑚(Spongodes sp.)[35-37]和軟珊瑚Scleronephthya sp.[38];柳珊瑚包括中華小尖柳珊瑚Muricella sinensis[39]、小月柳珊瑚Menella sp.和彎曲小尖柳珊瑚Muricella flexuosa[40,41]?;瘜W(xué)物質(zhì)的類型主要涉及倍半萜、二萜、二萜二聚體和甾體等。軟珊瑚中富含cembrane型二萜,其二聚體是肉芝軟珊瑚的典型次生代謝產(chǎn)物。這類大環(huán)化合物的絕對構(gòu)型的鑒定是天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定的難點之一,我們首次將固體圓二色譜/含時密度泛函方法應(yīng)用到此類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定中并取得了良好效果[34]。從多棘軟珊瑚中得到的新甾體化合物多棘酸酯(圖2中的化合物6,methyl spongoate)對人肝癌細胞BEL-7402顯示有較強的抑制活性,IC50為0.14 µg/ml,具有進一步研究的價值[35]。從中華小尖柳珊瑚中分離得到的二萜化合物與軟體動物美麗擬皮片腮中得到的化合物結(jié)構(gòu)相似,但含量不到后者的1/20,故推測中華小尖柳珊瑚可能是美麗擬皮片腮的食源動物,且美麗擬皮片腮具有極強的從食物中選擇并富集次生代謝產(chǎn)物并將這些化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到身體的特定部位以形成自身化學(xué)防御體系的能力[39]。
1.1.4海藻的化學(xué)成分研究
海藻是許多素食性軟體動物的食源生物。我們從我國東海海域采集到了紅藻岡村凹頂藻(Laurencia okamurai)和綠藻杉葉厥藻(Caulerpa taxifolia)。從紅藻岡村凹頂藻中分離得到20余種laurane型倍半萜及其結(jié)構(gòu)重排物,這些化合物在抗真菌以及環(huán)氧化酶-2和PTP1B抑制活性測試中均顯示陰性結(jié)果。但它們在結(jié)構(gòu)上與Aplysia屬海兔中分離鑒定出的倍半萜類化合物相似,提示Aplysia屬海兔與Laurencia屬紅藻間可能存在捕食-被捕食的化學(xué)生態(tài)學(xué)關(guān)系[42]。從綠藻杉葉厥藻中也分離并鑒定出了11種化合物、包括芳香化valerenane型倍半萜類化合物和吲哚生物堿caulerpin,其中caulerpin具有顯著的PTP1B抑制活性,IC50為3.77 µM[43]。
1.2活性化合物的活性評價、合成及構(gòu)效關(guān)系研究
對在前期活性測試中分別顯示具有PTP1B抑制活性、抗艾滋病毒和抗腫瘤活性的3個不同類型化合物dysidine[10]、hyrtiosal[21]和多棘酸酯[35]進行活性的重新評價及合成研究,以初步探討它們可能的作用機制,為新藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)提供實驗依據(jù)。
利用分子水平的PTP1B抑制劑篩選技術(shù)發(fā)現(xiàn),dysidine能夠顯著抑制PTP1B的活性(IC50為1.5 µM),且其主要選擇性地作用于PTP1B,對PTP家族其它成員的影響則較小。在細胞水平上,dysidine能夠顯著激活胰島素信號通路中的2個關(guān)鍵因子I受體和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(AKT)的磷酸化,對胰島素通路的下游效應(yīng)因子糖原合酶激酶-3和細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶同樣也有激活作用。dysidine還可顯著增加3T3-L1細胞吸收葡萄糖的能力,20 µM濃度的激動能力與胰島素相當。
抗艾滋病毒系統(tǒng)研究顯示,hyrtiosal能夠競爭性地抑制艾滋病毒整合酶與艾滋病毒的結(jié)合。使用表面等離子共振技術(shù)進行活性測試證實,hyrtiosal作用于艾滋病毒整合酶的N端域。利用定點突變技術(shù)發(fā)現(xiàn),hyrtiosal能與艾滋病毒整合酶N端域結(jié)合位點中3個影響活性的重要氨基酸殘基Ser17、Trp19和Lys34發(fā)生相互作用。hyrtiosal也具有PTP1B抑制作用,能在細胞水平上對胰島素信號通路進行調(diào)控、包括促進AKT和葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白-4的激活。
多棘酸酯對人肝癌細胞BEL-7402的良好抑制活性促使我們對其進行了系統(tǒng)的活性考察。研究發(fā)現(xiàn),多棘酸酯對多種非多藥耐藥人腫瘤細胞株和正常細胞株都具有抑制活性,平均IC50為5.72 μM。多棘酸酯對肝癌細胞的作用最強,對白血病、結(jié)腸癌、生殖系統(tǒng)腫瘤、胃癌和肺癌細胞的作用次之,對乳腺癌細胞的作用相對較差。應(yīng)用多種凋亡檢測方法進行研究,結(jié)果表明多棘酸酯有很強的凋亡誘導(dǎo)活性。值得注意的是,多棘酸酯作用24 h后對腫瘤細胞周期基本沒有影響,這與很多抗腫瘤化合物、尤其是細胞毒藥物都會引起細胞周期阻滯的作用不同。進一步的細胞凋亡通路研究表明,多棘酸酯會引起caspase-8激活以及Bid蛋白的切割,表明有外源性死亡受體凋亡途徑的參與。同時,多棘酸酯也可激活caspase-9、降低Bcl-2/Bax比率并引致細胞色素C從線粒體釋放進入胞漿,表明內(nèi)源性線粒體途徑亦參與了多棘酸酯的凋亡誘導(dǎo)作用。此外,Rh123和JC-1染色試驗結(jié)果也表明,多棘酸酯可濃度依賴性地降低BEL-7402的線粒體膜電位,從而進一步表明了有內(nèi)源性線粒體途徑的參與[44]。
為進一步研究多棘酸酯的抗腫瘤活性,我們對其進行了化學(xué)合成及構(gòu)效關(guān)系研究。經(jīng)以孕烯醇酮醋酸酯為起始原料,經(jīng)10余步反應(yīng)(圖3)合成得到了多棘酸酯,其為+57º,與天然產(chǎn)物的+64°十分接近,說明合成產(chǎn)物與天然產(chǎn)物一致,且此結(jié)論也通過1H NMR和13C NMR分析得到了確認[45]。
對多棘酸酯的進一步的結(jié)構(gòu)衍生及構(gòu)效關(guān)系研究表明,其結(jié)構(gòu)中A環(huán)上的α,β-不飽和酮功能基是活性中心;側(cè)鏈對抗腫瘤活性有顯著影響,不同側(cè)鏈可選擇性地抑制不同腫瘤細胞株;不同的腫瘤細胞模型對不同衍生物的活性應(yīng)答也有區(qū)別[46]。
2討論和結(jié)語
本研究是我國國內(nèi)首次開展的對海洋軟體動物及其食源生物間化學(xué)生態(tài)學(xué)關(guān)系的研究,標志著海洋天然產(chǎn)物研究從以活性成分為主導(dǎo)的傳統(tǒng)研究模式到海洋生物化學(xué)生態(tài)學(xué)研究的轉(zhuǎn)變。這是我國海洋天然產(chǎn)物研究方向和理念的重要轉(zhuǎn)變,具有重要的引領(lǐng)和示范作用。海洋軟體動物并不懂得化學(xué)知識,但它們卻能通過選擇適當?shù)氖澄锊闹屑橙∮杏玫幕瘜W(xué)物質(zhì)而有效地保護自己??疾旌篥w亞綱軟體動物及其食源動物的化學(xué)防御性物質(zhì)可為我們尋找有生物活性的新化學(xué)物質(zhì)提供另一條可能的途徑。在此基礎(chǔ)上再進行高通量活性篩選無疑將更容易發(fā)現(xiàn)新的活性天然產(chǎn)物,從而進一步提高新藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)幾率。
通過開展本研究課題,從學(xué)術(shù)的角度看,可以幫助我們了解這些海洋生物資源、分布化學(xué)和生態(tài)學(xué)特征以及它們在海洋生物系統(tǒng)食物鏈中所起的作用,從而加深我們對海洋生命現(xiàn)象、進而對人類自身的了解,為促進海洋天然產(chǎn)物化學(xué)、海洋生物學(xué)和生態(tài)學(xué)的發(fā)展提供理論基礎(chǔ);從藥用角度看,從海洋軟體動物中提取分離并發(fā)現(xiàn)有生物活性的新化合物、進而將其開發(fā)成為新藥或新藥先導(dǎo)化合物必會產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟效益,同時也可對我國南海軟體動物資源的保護、合理開發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。
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篇7
[關(guān)鍵詞] 雙向反饋教學(xué)法 高中化學(xué)教學(xué) 實施程序
反饋教學(xué)是一種以“信息反饋為主線,以探求為根本,把教學(xué)矯正和調(diào)控貫穿始終”的教學(xué)方法。它體現(xiàn)了新課程標準以人為本的核心思想,以學(xué)生為主體的新理念。反饋教學(xué)強調(diào)教師和學(xué)生間的雙向交流,把課堂從“單向傳遞”轉(zhuǎn)變成為“雙向信息互動”,打破了沉悶的“填鴨式”的教學(xué)模式,激發(fā)了課堂的生氣與活力。
一、雙向反饋教學(xué)法的涵義與特點
雙向反饋教學(xué)法是在對傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)方式的反思和批判中,運用現(xiàn)代的科學(xué)方法論――信息論、控制論、系統(tǒng)論,分析與總結(jié)教學(xué)實踐而創(chuàng)造出來的新的教學(xué)方法論。它是師生雙方在融洽、合作的氣氛中,由教師引導(dǎo)(控制)學(xué)生進行系統(tǒng)的、創(chuàng)造性的學(xué)習(xí),以應(yīng)用知識和發(fā)展能力為目標,突出教與學(xué)之間信息交流,并注重信息反饋的及時性,是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的一種新穎的、科學(xué)的,集講解式、啟發(fā)式、研討式、練習(xí)式、自學(xué)式等各種教學(xué)法的優(yōu)點于一體的綜合教學(xué)法。
反饋教學(xué)法以信息反饋為主線,反饋、自學(xué)、研討貫穿始終。它改變了傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的注入式教學(xué)法,使課堂信息變單向傳遞為多向傳遞。其主要原理是把信息整理信息傳遞信息反饋信息調(diào)控信息儲存作為一個整體,形成一個閉合回路。通過信息整理確定教學(xué)目標(即應(yīng)有值),通過各種渠道和不同方式的信息傳遞,讓學(xué)生獲得知識并表現(xiàn)能力(即實有值),通過師生間以及學(xué)生間的信息把反饋和對各種信息的比較,讓學(xué)生獲得學(xué)習(xí)中應(yīng)有值和實有值間存在誤差的信息,并以此為指令及時進行調(diào)控。如此不斷反饋、矯正、調(diào)控,最終盡可能減小學(xué)生的實有值和應(yīng)有值(教學(xué)目標)之間的誤差,從而達到優(yōu)化課堂教學(xué)、提高課堂效率的目的。
二、雙向反饋教學(xué)法的程序與結(jié)構(gòu)
反饋教學(xué)法的結(jié)構(gòu)主要是指兩條通道:一條是反饋給教師的叫客觀反饋,這種反饋有正反饋和負反饋。所謂正反饋指的是這樣的信息:學(xué)生作業(yè)正確,聽課時聚精會神,討論時積極熱烈,答問流暢自如等,這樣就會使教師增強控制和主導(dǎo)作用。反之,若學(xué)生學(xué)習(xí)效果差,錯誤大,聽課時無精打采,或死氣沉沉,這樣就會導(dǎo)致教師的控制作用降低,主導(dǎo)作用減弱,這樣的信息稱之為負反饋。另一條是反饋給學(xué)生自已的叫自我反饋。若學(xué)生理解了學(xué)習(xí)的內(nèi)容,掌握了公式、法則的推導(dǎo)和應(yīng)用,正確回答老師提出的問題,作業(yè)正確迅速,得到教師的贊揚和鼓勵,這樣就會增強學(xué)習(xí)的信心和積極性。掌握了課堂教學(xué)中的反饋結(jié)構(gòu),師生雙方就可以依據(jù)反饋信息調(diào)整教與學(xué)的活動,從而提高課堂的教學(xué)效率。
三、高中化學(xué)教學(xué)中雙向反饋教學(xué)法的實施程序
將雙向反饋教學(xué)法運用于化學(xué)課堂教學(xué),達到師生相互作用,共同協(xié)調(diào)進步,完成教學(xué)任務(wù)。教師不斷從學(xué)生反饋信息中調(diào)整自己的信息輸出,學(xué)生在回答所給予的評價和指導(dǎo)中獲得啟發(fā),發(fā)展知識,在師生多邊的信息傳遞和相互反饋中構(gòu)成新的思維關(guān)系。
1.導(dǎo)入新課――為第一次集中反饋做好鋪墊
新課的導(dǎo)入主要是考慮如何促進知識的正遷移。在導(dǎo)入方式上,有從新舊知識的聯(lián)系上入手,有從學(xué)生熟悉的生活實際導(dǎo)入,也有通過問答或練習(xí)等方式導(dǎo)入。從導(dǎo)入的過程來看,一般分為兩步:第一步是出示基本概念復(fù)習(xí)題,讓學(xué)生復(fù)習(xí)與新知識有關(guān)的基本概念和與概念有關(guān)的基本練習(xí),這樣做的目的是為了解學(xué)生情況促進知識的正遷移,為學(xué)習(xí)新知識鋪平道路。例如,在學(xué)習(xí)離子反應(yīng)這一概念時,先要向?qū)W生提出問題什么是電解質(zhì),什么是非電解質(zhì),電解質(zhì)導(dǎo)電的原因是什么,為何電解質(zhì)還有強弱之分,學(xué)生很容易在上節(jié)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,明確是由于含有自由移動的離子進而為離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)做好鋪墊。在引導(dǎo)學(xué)生回答問題的基礎(chǔ)上,引出課題如何運用平衡移動原理去解決合成氨生產(chǎn)的化學(xué)問題,選擇適宜的生產(chǎn)條件呢?
2.學(xué)習(xí)探索過程――為第二次反饋做好遷移
導(dǎo)入新課后及時出示討論題,讓學(xué)生對舊知識產(chǎn)生聯(lián)想,對新知識產(chǎn)生興趣,帶著強烈的求知欲去閱讀課本,實驗、觀察、思考,認真探索,最后通過討論研究掌握新知識。在這一過程中關(guān)鍵是“導(dǎo)”,做好啟發(fā)誘導(dǎo)工作是教師在完成教學(xué)目標過程中的基本任務(wù),也是教師在教學(xué)過程中發(fā)揮主導(dǎo)作用的基本途徑和有效方法。
通過討論研究進行第二次反饋,教師掌握學(xué)生對新知識的理解程度和逐步應(yīng)用情況,及時小結(jié)進行第二次調(diào)控,第二次反饋成功關(guān)鍵在教師,教師要善于設(shè)問,師生雙方在知識的重點區(qū)域展開討論,反復(fù)研究以獲新知。對于基礎(chǔ)性強較淺顯部分,可以采用啟發(fā)探究法、引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法或分組討論法,讓學(xué)生交換意見,小組討論,互相啟發(fā)。例如,無機化學(xué)合成氨工業(yè)、制堿工業(yè)、硫酸工業(yè),有機化學(xué)中第七章糖類、油脂、蛋白質(zhì)及第八章的合成材料。
對于較為復(fù)雜深入的知識內(nèi)容,一般采用講授法,這個環(huán)節(jié)的反饋是綜合目標的集中反饋,要解決的是學(xué)生達目標的深度問題,即對重難點的融合貫通。如NaOH與少量Ca(HCO3)2反應(yīng)的離子方程式。對于這種復(fù)雜的內(nèi)容,教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中通過設(shè)疑解惑幫助學(xué)生實破難點,也可通過設(shè)置問題指導(dǎo)學(xué)生觀察,以啟發(fā)學(xué)生的思路,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.鞏固加深過程――第三次反饋深化知識
通過思考猜想、計算推理與活動達到深化新知的目的,在活動中教師獲取信息,并利用小結(jié),及時調(diào)控,目的是為了解學(xué)生掌握新知識的深度。為此,要在課堂上留出充足時間,并提出明確的訓(xùn)練要求,要創(chuàng)設(shè)愉快,緊張訓(xùn)練的情境氣氛,要讓學(xué)生在最佳的竟技狀態(tài)中,達到預(yù)期的訓(xùn)練功能,如在學(xué)習(xí)“乙醇”性質(zhì)后對比分析溴乙烷與乙醇的化學(xué)性質(zhì)及相互關(guān)系,使知識得到升華,此過程中教師的評價尤為重要。對來自學(xué)生的反饋信息能及時做出正確的評價,使學(xué)生及時糾正學(xué)習(xí)中的錯誤,強化學(xué)習(xí)效果,起到調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,發(fā)揮非智力因素作用,通過反饋看到自己的缺點和不足,促進自我激勵自我檢索,自我矯正,自我完善。課堂評價應(yīng)堅持適時性、準確性、鼓舞性、雙向性。教師要根據(jù)學(xué)生的反饋信息進行“及時評價”,肯定或否定學(xué)生的答問,嚴密精確地回答學(xué)生的質(zhì)疑,引導(dǎo)學(xué)生評價,訂正同學(xué)的板演,公布課堂練習(xí)答案,讓學(xué)生相互批改或自我評定課內(nèi)作業(yè)的質(zhì)量,學(xué)會自己糾偏。此外,教師還應(yīng)經(jīng)常依據(jù)學(xué)生的反饋信息,設(shè)計誘發(fā)學(xué)生自己探索的問題,引導(dǎo)學(xué)生自己尋覓解決問題的途徑和方法,發(fā)展思維,改進完善學(xué)習(xí)方法。
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