化学分析研究合集12篇

时间:2023-06-21 08:43:19

化学分析研究

化学分析研究篇1

中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)03-0239-02

芒属植物(Miscanthus)属禾本科多年生高大草类,多分布于热带至亚洲的东南部,近年来受到广泛的关注,被认为是一种开发潜力巨大的纤维类能源植物,可以为大规模发展非粮燃料乙醇、生物燃料、生物质气化等提供充足的原料[1-3]。

芒属植物的化学成分分析是芒属植物纤维制取的基础性工作,对于不同种类、不同基因型等种质资源材料,可通过测定其纤维素的含量、确定其开发利用价值。纤维素是自然界最丰富的可再生有机物,研究表明,天然木质纤维素由纤维素、半纤维素和木质素组成,只有纤维素适合水解发酵生产乙醇,但纤维素、半纤维素和木质素三者的分子交织在一起,极大地降低了纤维素乙醇的转化率[4-5]。因此,从生产纤维素乙醇的角度看,筛选和培育纤维素含量高、木质素含量低、生物质产量高的芒草新品种是未来芒草育种的方向。本文对6种类型芒草的3个重要品质性状纤维素、半纤维素、木质素的含量进行测定,为芒属植物的开发利用提供参考资料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为芒属的芒(4份)、五节芒(2份)、荻(3份)、南荻(3份)、奇岗(3份)、芒荻杂种(5份) 6种类型,共20份(不同基因型),以上材料均采自湖北光芒能源植物有限公司芒属植物种质资源圃。分别在营养生长期和成熟期收取这些材料的叶片与茎秆供试验分析用。供试试剂:十二烷基硫酸钠、十六烷三甲基溴化铵、乙二胺四乙酸钠、四硼酸钠、浓硫酸、无水磷酸二氢钠、无水亚硫酸钠、十氢化萘等,均为分析纯。

试验仪器:F-6纤维测定仪,R.Espinar,S.L.公司;电子天平(精度0.1 mg),上海精密科学仪器有限公司;GZX-9070 MBE数显鼓风干燥箱,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;高速万能粉碎机,北京科伟永兴仪器有限公司;SXl2-1马弗炉,河北省黄骅市综合电器厂。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理。各样品于65 ℃干燥至恒重,然后用粉碎机粉碎,再过40目分样筛。

1.2.2 植物材料中纤维素类成分的测定。参考相关文献[6-7]的方法,采用F-6纤维测定仪分别测定纤维素、NDF、ADF和ADL等成分的含量。分析过程如下:

NDF测定:称取0.5~1.0 g样品于恒重的坩埚中,放到坩埚架上,并正确放置到纤维素测定仪上,保持三控阀门在“closing”位置,从冷却塔上部加入100 mL中性洗涤剂溶液和2 mL十氢化萘和0.5 g无水亚硫酸钠,打开冷凝装置,使其煮沸,并微沸1 h,过滤,用预热的蒸馏水冲洗、过滤,重复3次,每次使用30 mL水,再用20 mL丙酮冲洗、抽滤。取下坩埚,105 ℃烘干至恒重。计算公式为:

w(NDF)=■×100 (1)

式(1)中:w(NDF)为试样的中性洗涤纤维含量(%);m1为坩埚质量(g);m2为坩埚+NDF质量(g);m为称取样品的质量(g)。

ADF测定:准确称取样品0.5~1.0 g,于恒重的坩埚中,放到坩埚架上,并正确放置到纤维素测定仪上,保持三控阀门在“closing”位置,从冷却塔上部加入酸性洗涤剂溶液100 mL和数滴十氢化萘,用与NDF相同的方法进行测定。计算公式为:

w(ADF)=■×100(2)

式(2)中:w(ADF)为试样的酸性洗涤纤维含量(%);m3为坩埚质量(g);m4为坩埚+ADF质量(g);m′为称取样品的质量(g)。

木质素的测定:在酸性洗涤纤维测定中含有纤维残渣的玻璃坩埚放在50 mL烧杯中,注入凉的72%硫酸,使其淹没坩埚中的残渣,用玻璃棒搅拌成浆状,3 h后过滤,用蒸馏水洗涤,直至pH值达到至中性,将坩埚置于105 ℃烘箱中烘干至恒重。然后在500 ℃马弗炉中灼烧2 h,冷却称重。计算公式为:

w(ADL)=■×100(3)

式(3)中,w(ADL)为试样的酸性洗涤木质素含量(%);m5为72%硫酸消化后坩埚+残渣质量(g);m6为灰化后坩埚+残渣质量(g);m′为称取样品量(g)。

w(AIA)=■×100(4)

式(4)中,w(AIA)为试样的酸不溶灰分含量(%);m6、m3、m′同上。

w(半纤维素)=w(NDF)-w(ADF)

w(纤维素)=w(ADF)-w(ADL)-w(AIA)

1.3 统计分析

对芒属植物不同时期3个品质性状纤维素、半纤维素、木质素的含量计算平均数,对成熟期茎杆数据进行方差分析,并由方差成分分量计算种间变异贡献率和种内变异贡献率[8]。

2 结果与分析

2.1 芒草纤维素类成分的含量

对6种类型芒草的纤维素类成分含量进行比较(表1)。结果表明,成熟期茎秆中,奇岗成熟茎秆纤维素含量最高,五节芒成熟茎秆纤维素含量最低;芒半成熟茎秆纤维素含量最高,南荻成熟茎秆半纤维素含量最低;南荻成熟茎秆木质素含量最高,芒成熟茎秆木质素含量最低。成熟期茎秆中,6种类型芒草间,纤维素、半纤维素、木质素含量的极差分别为5.12、6.38、5.98个百分点。不同种类芒草不同生育时期的化学成分含量有一定对应性。

2.2 芒草纤维素类成分含量的统计分析

对6种类型芒草成熟期茎秆的纤维素类成分的变异进行方差分析(表2),结果表明,半纤维素和木质素含量在不同类型间的差异分别达到了显著和极显著水平,纤维素含量在不同类型间差异没有达到显著水平。

由表2数据对种间和种内的方差成分分量进行分析,进而计算种间变异贡献率和种内变异的贡献率(表3),结果表明,纤维素含量、半纤维素含量的种内变异贡献率远远大于种间的变异贡献率,计算结果说明利用种内遗传变异,就可以很有效地对纤维素含量及半纤维素含量进行遗传改良。

3 结论

研究结果表明,芒属植物不同种类(及不同基因型)在生物质的主要组分的含量上有一定的差异,其中纤维素的变化最小,而木质素的差异较大。同一种类植物在不同生长发育时期的化学成分含量也有差异,成熟期植物纤维素和木质素含量高于营养生长期,而半纤维素含量营养生长期较高。通过种内杂交,能够筛选出纤维素含量高的基因型。因此,可以针对芒属植物生物质的组成特征,合理选择亲本材料,同时,根据不同的下游产品加工要求培育相应的芒草品种。

4 参考文献

[1] 刁英,余作平,胡中立.芒属植物研究进展[J].现代农业科技,2011(2):265-268.

[2] 梁绪振,陈太祥,白史且,等.芒属植物种质资源研究进展[J].草业与畜牧,2010(10):1-5.

[3] 刘亮,朱明,朱太平.芒荻类植物资源的开发利用[J].自然资源学报,2001,16(6):562-563.

[4] 曾汉元,宋荣,吴林华.5种高大禾草的纤维素和木质素含量的测定[J].安徽农业科学,2011,39(19):11660-11774.

[5] 陈洪章.纤维素生物技术[M].北京:化学工业出版社,2005.

化学分析研究篇2

【论文摘要】:无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。

当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。

根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述:

一、无机合成与制备化学研究进展

无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位,是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学,不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法,不断地创造与开发新的物种,将为研究材料结构、性能(或功能)与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面:

(一)极端条件合成

在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成,并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。

(二)软化学合成

与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化,即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性,减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”,正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点,因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。

(三)缺陷与价态控制

缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象,也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切,因此,缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关,因此,可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。

(四)计算机辅助合成

计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库,再在系统研究其合成反应与机理的基础上,应用神经网络系统并结合基因算法、退火、Monte2Carlo优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型,并进一步建立定向合成的专家决策系统。

(五)组合化学

组合化学是利用组合论的思想和理论,将构建单元通过有机/无机合成或化学法修饰,产生分子多样性的群体(库),并进行优化选择的科学。组合化学用于合成肽组合库,也称组合合成、组合库和自动合成法。组合方法同时用n个单元与另外一组n′个单元反应,得到所有组合的混合物,即n+n′个构建单元产生n×n′批产物。

(六)理想合成

理想合成是从易得的起始物开始,经过一步简单、安全、环境友好、反应快速、100%产率获得目标产物。趋近理想合成策略之一是开发一步合成反应,如富勒烯及相关高级结构的合成,从易得的石墨出发,只需一步反应即得到目标产物,产率44%。趋近理想合成策略之二为单元操作。相对复杂的分子,如药物、天然产物的合成,需要多步反应完成。在自然界里,生物采取多级合成的策略,在众多酶的作用下,用前一步催化反应的产物作为后续反应的起始物,直至目的产物的生成。

(七)仿生合成

仿生合成无论从理论还是从应用上都将具有非常诱人的前景。无机合成与制备化学在生物矿化、有机/无机纳米复合、无机分子向生物分子转化等研究领域发挥重要作用。用一般常规方法难于进行的非常复杂的合成如何利用生物合成将其变为高效、有序、自动进行的合成。例如生物体对血红素的合成可以从最简单的酪氨酸经过一系列酶的作用很容易地合成出结构极为复杂的血红素。因此,仿生合成将成为21世纪合成化学中的前沿领域。

二、我国无机化学研究最新进展

近几年我国无机化学基础研究取得突出进展,成果累累,主要在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩:

(1)中科大钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作的基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度下制备了一序列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280度下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上。

(2)吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机-有机纳米复合材料,M(4,4''''-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。

(3)南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机有机杂化多维结构,他们改性了光学活性的天然有机药物(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分消旋2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达98﹪以上的三维多孔类沸石。

(4)中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿,吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作引起国内外同行的广泛重视。他们成功地合成纳米金属分子笼(nanometer-sizedmetallomolecularcage),还成功的构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一纳米。在金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构的研究成果斐然。设计合成了一些金属纳米线,金属-非金属纳米线和金属有机纳米板。

(5)北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6](M=Fe3+,Co3+),bpym(2,2''''-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O,24个原子形成的二维拓扑结构。

(6)清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。

面对生命科学、材料科学、信息科学等其他学科迅速发展的挑战和人类对认识和改造自然提出的新要求,化学在不断地创造出新的物质和品种来满足人民的物质文化生活,造福国家,造福人类。当前,资源的有效开发利用、环境保护与治理、社会和经济的可持续发展、人口与健康和人类安全、高新材料的开发和应用等向我国的科学工作者提出一系列重大的挑战性难题,迫切需要化学家在更高层次上进行化学的基础研究和应用研究,发现和创造出新的理论、方法和手段,并从学科自身发展和为国家目标服务两个方面不断提出新的思路和战略设想,以适应21世纪科学发展的需求。

参考文献

[1]徐如人,庞文琴.无机合成与制备化学[M].北京:高等教育出版社.2001.

化学分析研究篇3

分析化学实验是分析化学课程的重要组成部分,与化学相关学科(特别是分析化学理论课)教学紧密结合.通过学习分析化学实验课,有助于加深学生对化学等相关学科理论知识的掌握和理解,培养学生分析和解决实际问题的能力,为创新能力的提升、药物分析等专业课的学习及未来工作打下坚实的基础[1].我国的化学先驱,清代学者徐寿曾说过:“考质求数之学,乃格物之大端,而为化学之极致也.能精熟焉,则凡天下熟物俱能详考其原质,而深求其准数.遂使法有证据,而理得显明.若欲精究其事以造其极,则有三者为要:其一,通晓化学;其二,手法灵便;其三,专心笃好.”这里,考质求数即为现在的定性和定量分析.即定性和定量分析是物质科学的主体,是化学的最高境界.他特别提到了学好分析化学的关键是:在专心笃好的基础上,要做到通晓化学和手法灵便.这个观点涉及到目前大学分析化学教学中各化学学科间的有机结合、教学内容的完善和学科的科学设置.为此,本文从通晓化学和手法灵便这个角度探讨大学分析化学的实验教学改革.

1大学分析化学实验教学的现状

1.1化学学科间的课程衔接不够连贯

作为基础课的有机化学和无机化学是专业基础课分析化学的基础,更是药物分析等专业课的基础.有的学校,同一个院(系)的不同教研室分别承担无机化学、有机化学和分析化学的教学任务;有的学校,如我校,基础医学院承担无机化学和有机化学的教学任务,药学院承担分析化学的教学任务.不管是在相同的院(系)还是不同的院(系),目前各学科间的课程设置大多考虑本学科的情况,较少考虑不同学科间的相互要求和需要.这样的问题在国内很多院校都存在.基础课的重要性不言而喻,但基础课与专业基础课和专业课的课程衔接不够连贯,忽视了化学相关知识连续性的渗透,使得基础课教学中缺乏专业应用的实例,而专业课教学中又往往缺少基础课相关理论的指导,影响了学生综合实力的提高[2].集体备课多以本教研室为单位进行,缺少学科间的融合与沟通,也较少进行学科间的交叉听课.一般根据本学科的实验室、实验仪器来安排实验教学任务,较少考虑与其他学科的关系.因此,实验有重复,甚至缺少递进关系.如何让学生在有限的学习时间内做到通晓化学,化学学科间课程的有效衔接是基础.

1.2实验内容与教学方法不合理

目前,分析化学实验内容多为验证性实验,研究性、设计性实验少;以章节内容为基础的实验多,缺少章节间融合或学科间整合的综合性实验;实验内容未及时更新与完善,能够反映学科前沿的实验较少[3].分析化学实验课在教学方法上多延续着传统模式[4],实验员准备实验仪器和试剂,教师按照黑板或PPT上的实验内容,讲解实验目的、原理、仪器试剂、方法步骤、数据处理等,演示实验仪器的操作.学生“照方抓药”,无需思考在实验过程中可能出现的问题、产生的原因及解决的办法.因此,在验证性实验中,学生多能按照教师的要求顺利地完成实验并提交实验报告,但多数学生看重的是实验成绩,一些学生更是为不逃实验课而做实验.由于未能全身心地投入到实验中,所以无法领会实验本身的科学精神和科学内涵,更无法“享受”实验带来的乐趣.在这种固化的教学模式中,在“学生能顺利地完成实验”背后隐藏的实验内容与教学方法不合理,是需要我们深思的.由于这些没有生机的实验教学,学生机械地操作,课后抄写实验报告等因素的存在,导致学生处于被动的学习状态,缺少实验兴趣,缺乏实验动力与激情,实践能力很难提高,更谈何手法灵便呢?

2大学分析化学实验教学改革办法

2.1加强化学学科间的有效沟通,为通晓化学创造条件

通过加强学科间的有效沟通,实现化学学科间实验课程的有效衔接,进一步促进在课程设置,集体备课,相互听课等方面的交流.2013年6月28日,我校药学院分析化学所在的药物分析学教研室与基础医学院的化学教研室结对共建.在此基础上,进行课程设置的整合,共同进行集体备课,相互听课.与基础医学院的化学教研室共同编写出版了《药学实验技能训练与指导》[5],该书以普通高等教育“十二五”部级规划教材为基础,结合基础学科和专业学科的实际情况,介绍了无机化学、有机化学、分析化学等基础化学学科和药物分析等专业学科的知识与技能,促进学科融合和实验资源的整合,避免实验重复设置,强化实验递进关系.以该教材作为全国医药院校药学/中药学大学生实践技能大赛的指导用书,对参赛学生进行系统培训,得到了教师和学生的好评和认可,发挥了积极的作用.首次参加第四届全国医药院校药学/中药学大学生实践技能大赛,两位同学分别获得了一等奖和二等奖.这种学科间的有效沟通可更充分地发挥学科互补优势,促进学科建设的发展和深度合作,有效利用教学时间,实现资源共享,为化学各学科的有机融合奠定基础.

2.2树立与时俱进的教学观,为提高学生的实验技能夯实坚实的基础

第一,授课信息量的增加与扩展.近年来,随着国家经济实力的增强,精密仪器的使用率和普及率大幅提升,各种新方法与新技术不断涌现,为药品质量标准的修订与完善提供了更坚实的保障.面对药品质量标准的国际化与现代化的迫切需要,作为分析化学实验课的授课教师,要立足于教材,但不局限于教材,要向学生传授当前分析技术与方法的前沿信息,树立与时俱进的教学观,为提高学生的实验技能夯实坚实的基础.如在讲授分析化学实验《HPLC法测定替硝唑溶液中替硝唑含量》时,不但讲授仪器的使用,还要实际演示流动相的过滤、脱气,样品的处理和进样,以及数据的处理等,也对目前HPLC仪器的发展状况,色谱柱的现状与发展趋势等加以说明,特别是我校有一位2008级药学专业的毕业生考入上海交通大学从事色谱新方法与新技术的研发工作,该同学的研发经历和目前的研究工作为在校学生的学习提供了动力.因此,在教学中有必要针对性地介绍一些研究进展、前沿理论,让学生更好地了解分析化学这门学科的发展动态,“知新”、“识新”才可能“创新”[6].第二,新成果的引入与融合.将教学与科研相结合,以科研促进教学是对分析化学实验最有益的补充.如在讲授《氧化还原滴定法》中的亚硝酸钠法时,不仅要讲授其含量测定方法,还要对其定性的鉴别-即芳香第一胺反应加以说明,特别是由于过量的亚硝酸会和β-萘酚反应呈猩红色,使定性鉴别结果出现假阳性,现已采用加入脲来消除此假阳性的干扰等.在《HPLC法测定替硝唑溶液中替硝唑含量》的色谱实验中,利用保留时间对替硝唑溶液中的替硝唑峰进行定性鉴别,是《分析化学》教材上的方法,也是目前常用的方法.那么,如果有两个色谱峰都和替硝唑对照品色谱峰的保留时间非常接近时,又如何作出合理的判断呢?当提出这个问题时,同学们会有针对性去认真思考.在此基础上,向同学们讲解对照品加入法、渐进窗口正交投影法等用于色谱峰匹配的新方法与新技术,提高学生们学习的积极性,使他们深知,这些新方法和新技术是在基础实验上的一个延伸和扩展,是把一些更先进的原理融合到这些基础实验中,是一个多学科间的有机结合.通过这些基础实验的升华,使同学们在认识到基础知识重要的同时,更要懂得知识创新的可贵.第三,教学方法的改进与提高.“教是为了不教.”陶行知先生的这句话时刻在提醒着我们教育工作者,特别是在当前大学大众化教育的背景下,更有着深刻的含义.在分析化学实验中,若采用传统的教学方式,缺少一个自由探索的空间和思想创新的环境,学生很难做到勤于动脑,善于动手.因此,必须从实际出发,联系实际,大力进行教学方法的改革与创新,调动学生的主观能动性[7],使学生能够主动融入实验并在实验中积极思考,达到“教是为了不教”的目的.如《碘量法测定维生素C的含量》,大多以维生素C原料药或有关制剂为测定对象,而我们选择校园内的药用柚子作为测定对象.同学们自己采集柚子样品,按照自己设计好的实验方案进行待测样品的制备,采用碘量法对柚子中的维生素C进行测定并对实验结果进行分析.通过这种教学方式,学生会对实验怀着更多的好奇和更浓厚的兴趣,会由单纯的“听做而得”的实验配角转换为“思做有得”的实验主角,角色的转换增强了学生的责任感,激发了完成实验的动力和激情.他们在实验中会遇到问题,但会迎难而上;在实验中会遇到挫折,但会勇敢面对.通过这样的实验,同学们有了更多的交流与合作,在实验中更会有新发现和新收获.

2.3科学设置实验课程,为手法灵便创造条件

分析化学是药学学科的专业基础课,分析化学实验教学在药学学科中担负着承上启下的作用[8,9].因此,分析化学实验课要科学设置.一是实验项目的合理设置.分析化学实验不是孤立的实验课,其设置要立足院校实际,在知识点上要注重与有机、无机基础实验的衔接,更要面向药物分析等专业课实验的需要.在知识面上,重基础、练技能是根本要求,既要重视称量、量取等基础操作,也要注重化学分析与仪器分析的有机融合.二是实验方法的创新.通过分析化学实验方法的创新,在验证理论课的基本原理、基本方法的同时,使分析化学实验课成为理论教学的最有力的补充和完善.三是实验室管理模式的改革[10].现代的教学方法要求改革实验室的管理模式.在提倡启发式教学、注重学生实践能力培养的环境下,实验室要开放运行管理模式及运行机制,实现开放共享,切实提高实验教学质量.教研室是学校最基层的教学组织和科研单位,也是教学活动的具体执行部门.因此,立足并扎根于教研室的开放实验室才会更有生机和活力.在实验室开放过程中,引导学生养成良好的实验习惯,逐步增加开放实验内容,鼓励学生自行设计实验、参与教师科研课题.自2016年起,我院每学期在已有实验课的基础上,增加了50学时的开放性药学综合实验课.学生以开放的实验室为平台,充分利用实验室的资源,完成自主设计的实验.在开放的实验室中,学生是主体,他们的思维模式不再是“你要我做什么?”,而是“我想做什么?”,“我如何做?”,学生的主观能动性得到发挥,学生的潜能得以释放,学生独立思考问题和解决问题的能力得以培养.在开放的实验室中,学生们的团结协作精神也得到进一步锤炼,遇到问题大家会相互讨论,彼此间相互学习、相互借鉴、取长补短,教师会给予及时必要的指导,引导学生提出质疑,并和学生交流,讨论,共同提高[11],有效地避免“封闭式”教学模式和“垄断式”教学方法,丰富了实验教学[12].如2016年,在2014级药物制剂本科学生的开放性药学综合实验中,学生的自主设计有:阿司匹林的有机合成,鉴别(化学,红外),阿司匹林片的制备,阿司匹林原料及制剂的定量分析(容量法,HPLC法)(皖南医学院药学院在安徽省省级示范实习实训中心“药学实习实训示范中心”的基础上,于2014年建立了学生高效液相色谱分析实验室,现有15台LC-15C型和3台LC-20A型岛津高效液相色谱仪).通过学生的实验设计和实验过程,教师能及时发现文献查阅是否全面、实验设计是否合理、实验操作是否规范,实验结果是否可靠,使学生做实验时不仅要知其然,更要知其所以然,将“勤于动脑,善于动手”贯穿于实验设计和实验过程中,使他们思维灵活,富于创新性;手法灵便,富于创造性.

3总结

分析化学实验是高等院校药学专业学习的重要环节,是培养学生实践能力和创新精神的重要课堂.结合工作实际,通过对分析化学实验中所存在的问题进行深入分析,探讨问题解决的办法和对策.为适应未来药学学科发展对学生知识结构和能力的要求,培养能适应未来发展需要的药学人才,应注重分析化学实验内容的更新、教学方法的改革和教学手段的完善.在注重知识衔接的同时,要重点考虑学科间的交叉与互融互通,合理安排实验项目,加强实验内容间的内在联系.应高度重视实验教学和实践教学环节,在加大对实验室投入的同时,要注重实验室的管理改革,推进实验室开放,为学生自主实验提供场所;在全面系统提高实验教学水平的同时,更要注重学生科研个性的培养与发挥,使学生不但能通晓化学,而且能手法灵便,让高校实验室真正成为“知识创新的源头,人才培养的基地”.

作者:邹纯才 宗倩妮 鄢海燕 单位:皖南医学院药学院

参考文献:

[1]任春艳,马传利,吕海涛.分析化学实验教学改革的几点建议[J].化学教育,2015(22):42-44.

[2]王妙飞,张道英,黄浩,等.药学专业分析化学实验教学设计与改革[J].大学化学,2016,31(5):44-48.

[3]邢云.分析化学实验教学改革初探[J].安阳师范学院学报,2009(5):148-150.

[4]焦玉荣,弓莹,刘玲娜,等.分析化学实验教学改革探索[J].榆林学院学报,2016,26(2):68-70.

[5]邹纯才主编.药学实验技能训练与指导[M].第1版.合肥:安徽科学技术出版社,2015.

[6]蔡铮,夏笔军,刘中秋.议药剂学教学中三种意识的培养[J].教育论坛,2009,6(7):119,122.

[7]郭玮,侯琳琳.谈分析化学实验教学改革[J].安阳师范学院学报,2010(2):135-137.

[8]蓝海,王燕.PBL教学法在药学专业无机化学教学中的探索[J].大理学院学报,2013,12(6):81-83.

[9]汪应灵,晁淑军,刘振岭.药学专业分析化学实验的创新教学探讨[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2010,12(9):921-922.

化学分析研究篇4

Advances on the Analytical Technologies of Chemical Components in Radix Polygalae

Abstract:The modern analytical technologies used in Radix Polygalae and its preparations are summarized, and useful references for quality control of Radix Polygalae and its preparations are provided.

Key words: Radix Polygalae; Chemical components; Analytical technologies

远志为远志科(Polygalaceae)植物远志Polygala tenuifolia Willd.或卵叶远志P.sibirica L.的干燥根。现代研究证明远志具有镇咳祛痰、镇静催眠、降压、改善脑功能、促进体力和智力、抗炎、抗诱变等作用,临床应用于心肾不交,失眠多梦,吐痰不爽,健忘,惊悸,乳房肿痛等。远志中主要化学成分有皂苷类、呫吨酮类、寡聚糖类、生物碱类、挥发油类以及金属元素等[1~3 ]。远志为大宗常用药材,近年来由于市场需求猛增,而野生资源急剧减少[4],栽培品供应有限,商品质量明显下降,直接影响到远志的临床疗效。因此,远志药材及其炮制品的质量控制研究就成为行业急待解决的问题,本文就远志及其制剂中有效成分分析方法进行综述。

1 皂苷类化合物

远志皂苷是远志的主要成分之一,这些皂苷均为五环三萜类皂苷,基本母核为齐墩果酸型,其含量很高,目前分析该类成分的方法有紫外-可见分光光度法、薄层色谱及薄层扫描法、高效液相色谱法。

1.1 紫外-可见分光光度法(UV-Vis法)

由于远志皂苷类成分在紫外-可见区仅有末端吸收,采用直接法测定,对结果影响较大,因此文献均采用比色法,即与显色剂显色后在可见光区测定吸收度做为定量方法。梁戈亮等[5]采用超声提取远志总皂苷,以远志皂苷元为对照品,香草醛-冰醋酸-高氯酸为显色剂,在585 nm处测定远志总皂苷含量。结果表明对照品在28~63 μg范围内线性良好(r=0.999 2),平均回收率为100.45%,RSD=1.59%(n=5)。夏厚林等[6]以远志皂苷元为对照品,采用香草醛-高氯酸显色法于560 nm波长处分别测定生远志和蜜远志中远志总皂苷的含量。结果表明生远志中的远志总皂苷含量为2.096%,蜜远志中的远志总皂苷平均含量为2.207%。该类方法简便灵敏,重复性好,可用于远志及远志复方制剂中总皂苷的含量测定方法。

1.2 薄层色谱法(TLC法)与薄层扫描法(TLCS法)

薄层色谱法是鉴别中药及其制剂的最主要的方法。薄层扫描法是薄层色谱技术与光密度计和计算机结合起来的一种先进的仪器分析方法。应用薄层扫描法可对复杂的样品进行分离和测定,它简便快速,灵敏,准确,专属性好,在医药学领域中得到广泛应用。夏厚林等[6]以远志皂苷元为对照品,硅胶G为吸附剂,三氯甲烷-甲醇-水(65∶35∶10)10℃以下放置的下层溶液为展开剂,5%香草醛硫酸无水乙醇溶液为显色剂的薄层色谱法鉴别了生远志和蜜远志。结果表明远志蜜炙后其TLC图谱并未发生改变。李成网等[7]采用薄层色谱法对远志滴丸制剂中的远志进行鉴别。缺远志的模拟制剂制成阴性对照溶液,取远志对照药材制成对照药材溶液,硅胶G为吸附剂,以石油醚-氯仿-冰醋酸(10∶10∶2) 为展开剂,2%香草醛硫酸溶液为显色剂,供试品色谱中, 在与对照药材相应的位置上, 显相同颜色的斑点, 而阴性对照色谱中无此斑点。刘友平等[8]采用薄层扫描法进行测定远志中远志皂苷元的含量。结果表明远志皂苷元在1~5 μg之间线性关系良好,相关系数r=0.998 4,回收率为100.93%,测定的RSD=3.14%(n=5)。

1.3 高效液相色谱法(HPLC法)

高效液相色谱法是目前测定远志及其制剂中皂苷类化合物含量的最主要方法。李军等[9]和董晓兵等[10]以细叶远志皂苷为对照品、色谱柱为Alltima C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)、流动相为甲醇-0.05%磷酸溶液(65∶35)、流速1.0 ml/min和检测波长202 nm的色谱条件测定了远志药材中总皂苷以及天王补心丸和归脾丸中细叶远志皂苷的含量。徐荣初等[11]建立复方海蛇胶囊中远志酸的含量测定方法。方法:色谱柱为Calesil ODS-100柱(250 mm×4.6 mm, 5 μm),流动相为甲醇-水-磷酸(70∶30∶0.05),流速为1.0 ml/min,检测波长为210 nm。结果平均回收率为99.21%,RSD=1.97%(n=6)。唐波等[12]采用HPLC测定脑力宝颗粒中远志皂苷元的含量。方法:以C18化学键合硅胶柱为固定相,乙腈-水-冰醋酸(40∶60∶0.2)为流动相,检测波长210 nm。赵云生等[13]采用高效液相色谱法测定了晋产远志种质资源皂苷元含量。以上结果均表明高效液相色谱法也是对单个皂苷成分进行分离后再测定,其结果与紫外-可见分光光度法相比较,具有准确、可靠、重复性和专属性好的优点,与薄层扫描法比较,具有操作简便、快速、重复性好等的优点。该方法可作为远志药材及含远志复方制剂质量控制方法。

1.4 极谱法

张慧芳等[14]在硼砂与d2+介质中采用单扫描极谱法测定远志中总皂苷元的含量,检出限为0.342 mg/L。所建立的电化学分析方法灵敏、简便、快速、经济、重复性好,可用于远志药材中总皂苷元的含量测定。

2 挥发油类

目前挥发性成分的分析方法主要采用气相色谱法或者气相色谱法-质谱联用法。李萍等[15]采用气相色谱-质谱-计算机联用技术,分析了远志药材中的挥发性成分。气相色谱条件:色谱柱为SE-5E型石英弹性毛细管柱(25 m×0.22 mm),膜厚0.33 mm,柱温50~250℃ ,程序升温4℃/min,载气He,流速0.5 ml/min,汽化室温度260℃,进样口温度280℃。质谱条件:电离方式:EI,电离电压:70 ev,离子源温度:200℃,扫描范围:20~500 amu。气相色谱共分离出55种化合物,经与质谱标准图谱比较,检索出18种化学成分,含量较高的为己酸、苯乙酸、n-十六烷酸、硬脂酸、甲氧基-4-乙烯基苯酚和十六烷酸-1,1-二甲羟基甲酯,相对百分含量分别为21.52%,6.19%,4.00%,3.09%,1.94%和1.40%。

3 糖类化合物

远志中含有多糖和寡聚糖类化合物,并且蜜远志中添加有单糖—葡萄糖,但是目前文献研究方法未能分别各类糖,而是采用紫外-可见分光光度法测定总糖的含量。裴瑾等[16]以葡萄糖为对照品,采用苯酚-硫酸比色法建立远志多糖的含量测定方法。结果表明葡萄糖在0.025~0.125 mg/ml线性范围内平均回收率为96.67%,RSD=3.78%(n=6),远志根多糖含量为4.84%,地上部分为6.86%。赵云生等[17]应用苯酚-硫酸显色法测定山西道地药材晋产远志品种资源多糖类含量。大部分远志药材的总糖含量达22%以上,其中可溶性多糖含量一般在12%以上,粗多糖含量大都在10%以下。表明不同资源的多糖含量有显著性差异。王光志等[18]初以葡萄糖含量为指标,以3,5-二硝基水杨酸为显色剂,在(540±1)nm处测其吸光度,测定炼蜜及不同用蜜量蜜远志中的葡萄糖含量。表明蜜炙品中葡萄糖含量随炮制时加蜜量的增加而依次增加,且二者存在良好的线性关系。

4 无机金属元素

无机金属元素的含量测定方法主要是原子吸收光谱法。该法是基于样品中的基态原子对该元素的特征谱线的吸收程度来测定待测元素的含量。乔俊缠等[19]将细叶远志和卵叶远志根经硝酸-高氯酸消化处理,用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定了Zn,Cu,Fe,Mn,K,Ca,Mg等7种金属元素的含量。结果显示二者富含Ca,K,Mg,Fe,且除Mg外,卵叶远志根中其它6种金属元素的含量均高于细叶远志。

5 其他化学成分

夏厚林等[6]采用药典方法测定和比较远志蜜炙前后70%乙醇浸出物的含量。蜜远志的浸出物为50.50%,生远志的浸出物为36.53%。

6 讨论

文献主要通过测定远志皂苷类、挥发油、糖类、无机金属以及浸出物的量来控制远志药材及含远志复方制剂的质量。采用的质量控制方法有紫外-可见分光光度法、原子吸收光谱法、薄层色谱法及薄层扫描法、高效液相色谱法法、气相色谱-质谱联用方法等。鉴于远志药材及其制剂成分的复杂性,我们在选定质量控制方法时应根据以下两个原则:①根据临床用途选定相应的指标成分;②根据待测样品的复杂性及对各分析方法的优缺点选定不同的分析方法。

参考文献

[1]傅晶,张东明,陈若芸. 远志属植物的皂苷类成分及其药理作用研究进展[J]. 中草药,2006,37(1):144.

[2]张晓萍. 远志的药理活性研究[J]. 黑龙江医药,2004,17(2):139.

[3]姜勇,屠鹏飞. 远志属植物中呫酮类化合物的结构和波谱学规律[J]. 北京大学学报(医学版),2004, 36 (1):94.

[4]李世全. 远志市场前途远大[J]. 全国药材商情,2006,14:1.

[5]梁戈亮,林书玉,刘 东.超声提取-分光光度法测定远志总皂苷的含量[J]. 现代生物医学进展,2008,8(1):104.

[6]夏厚林,董 敏,盛 燕,等. 远志蜜炙前后化学成分的对比研究[J]. 时珍国医国药,2006,17(9):1620.

[7]李成网,童玉新.远志滴丸质量标准的研究[J]. 基层中药杂志,2001,15(4):32.

[8]刘友平,万德光.薄层扫描法测定远志中远志皂苷元的含量[J]. 中草药,2000,31(7):512.

[9]李军,董晓兵,姜 勇,等. HPLC法测定远志中总皂苷的含量[J]. 药物分析杂志,2007,27(9):1329.

[10]董晓兵, 李 军,姜 勇,等. 测定天王补心丸和归脾丸中细叶远志皂苷的含量[J]. 中国中药杂志,2007,32(16):1647.

[11]徐荣初,刘培丽,张旭东,等. 高效液相色谱法测定复方海蛇胶囊中远志酸含量[J]. 中国药业,2008,17(13):23.

[12]唐波,徐海波. HPLC测定脑力宝颗粒中远志皂苷元的含量[J]. 中国现代中药,2007,9(7):20.

[13]赵云生,李占林,张丽萍,等. 晋产远志种质资源皂苷元含量测定[J]. 世界科学技术—中医药现代化,2006,8(4):68,43.

[14]张慧芳,秦雪梅,郭玉晶.单扫描极谱法测定远志中总皂苷元的含量[J]. 药物分析杂志,2007,27(12):1949.

[15]李萍,卢丹,刘金平,等. 远志挥发油成分的GC-MS分析[J]. 特产研究,2003,25(4):43.

[16]裴瑾,万德光,杨 林. 苯酚-硫酸比色法测定远志及地上部分多糖的含量[J]. 华西药学杂志,2005,20(4):337.

化学分析研究篇5

advances on the analytical technologies of chemical components in radix polygalae

abstract:the modern analytical technologies used in radix polygalae and its preparations are summarized, and useful references for quality control of radix polygalae and its preparations are provided.

key words: radix polygalae; chemical components; analytical technologies

远志为远志科(polygalaceae)植物远志polygala tenuifolia willd.或卵叶远志p.sibirica l.的干燥根。现代研究证明远志具有镇咳祛痰、镇静催眠、降压、改善脑功能、促进体力和智力、抗炎、抗诱变等作用,临床应用于心肾不交,失眠多梦,吐痰不爽,健忘,惊悸,肿痛等。远志中主要化学成分有皂苷类、?愣滞?唷⒐丫厶抢唷⑸?锛罾唷⒒臃⒂屠嘁约敖鹗粼?氐龋?~3 ]。远志为大宗常用药材,近年来由于市场需求猛增,而野生资源急剧减少[4],栽培品供应有限,商品质量明显下降,直接影响到远志的临床疗效。因此,远志药材及其炮制品的质量控制研究就成为行业急待解决的问题,本文就远志及其制剂中有效成分分析方法进行综述。

1 皂苷类化合物

远志皂苷是远志的主要成分之一,这些皂苷均为五环三萜类皂苷,基本母核为齐墩果酸型,其含量很高,目前分析该类成分的方法有紫外-可见分光光度法、薄层色谱及薄层扫描法、高效液相色谱法。

1.1 紫外-可见分光光度法(uv-vis法)

由于远志皂苷类成分在紫外-可见区仅有末端吸收,采用直接法测定,对结果影响较大,因此文献均采用比色法,即与显色剂显色后在可见光区测定吸收度做为定量方法。梁戈亮等[5]采用超声提取远志总皂苷,以远志皂苷元为对照品,香草醛-冰醋酸-高氯酸为显色剂,在585 nm处测定远志总皂苷含量。结果表明对照品在28~63 μg范围内线性良好(r=0.999 2),平均回收率为100.45%,rsd=1.59%(n=5)。夏厚林等[6]以远志皂苷元为对照品,采用香草醛-高氯酸显色法于560 nm波长处分别测定生远志和蜜远志中远志总皂苷的含量。结果表明生远志中的远志总皂苷含量为2.096%,蜜远志中的远志总皂苷平均含量为2.207%。该类方法简便灵敏,重复性好,可用于远志及远志复方制剂中总皂苷的含量测定方法。

1.2 薄层色谱法(tlc法)与薄层扫描法(tlcs法)

薄层色谱法是鉴别中药及其制剂的最主要的方法。薄层扫描法是薄层色谱技术与光密度计和计算机结合起来的一种先进的仪器分析方法。应用薄层扫描法可对复杂的样品进行分离和测定,它简便快速,灵敏,准确,专属性好,在医药学领域中得到广泛应用。夏厚林等[6]以远志皂苷元为对照品,硅胶g为吸附剂,三氯甲烷-甲醇-水(65∶35∶10)10℃以下放置的下层溶液为展开剂,5%香草醛硫酸无水乙醇溶液为显色剂的薄层色谱法鉴别了生远志和蜜远志。结果表明远志蜜炙后其tlc图谱并未发生改变。李成网等[7]采用薄层色谱法对远志滴丸制剂中的远志进行鉴别。缺远志的模拟制剂制成阴性对照溶液,取远志对照药材制成对照药材溶液,硅胶g为吸附剂,以石油醚-氯仿-冰醋酸(10∶10∶2) 为展开剂,2%香草醛硫酸溶液为显色剂,供试品色谱中, 在与对照药材相应的位置上, 显相同颜色的斑点, 而阴性对照色谱中无此斑点。刘友平等[8]采用薄层扫描法进行测定远志中远志皂苷元的含量。结果表明远志皂苷元在1~5 μg之间线性关系良好,相关系数r=0.998 4,回收率为100.93%,测定的rsd=3.14%(n=5)。

1.3 高效液相色谱法(hplc法)

高效液相色谱法是目前测定远志及其制剂中皂苷类化合物含量的最主要方法。李军等[9]和董晓兵等[10]以细叶远志皂苷为对照品、色谱柱为alltima c18(4.6 mm×250 mm,5 μm)、流动相为甲醇-0.05%磷酸溶液(65∶35)、流速1.0 ml/min和检测波长202 nm的色谱条件测定了远志药材中总皂苷以及天王补心丸和归脾丸中细叶远志皂苷的含量。徐荣初等[11]建立复方海蛇胶囊中远志酸的含量测定方法。方法:色谱柱为calesil ods-100柱(250 mm×4.6 mm, 5 μm),流动相为甲醇-水-磷酸(70∶30∶0.05),流速为1.0 ml/min,检测波长为210 nm。结果平均回收率为99.21%,rsd=1.97%(n=6)。唐波等[12]采用hplc测定脑力宝颗粒中远志皂苷元的含量。方法:以c18化学键合硅胶柱为固定相,乙腈-水-冰醋酸(40∶60∶0.2)为流动相,检测波长210 nm。赵云生等[13]采用高效液相色谱法测定了晋产远志种质资源皂苷元含量。以上结果均表明高效液相色谱法也是对单个皂苷成分进行分离后再测定,其结果与紫外-可见分光光度法相比较,具有准确、可靠、重复性和专属性好的优点,与薄层扫描法比较,具有操作简便、快速、重复性好等的优点。该方法可作为远志药材及含远志复方制剂质量控制方法。

1.4 极谱法

张慧芳等[14]在硼砂与d2+介质中采用单扫描极谱法测定远志中总皂苷元的含量,检出限为0.342 mg/l。所建立的电化学分析方法灵敏、简便、快速、经济、重复性好,可用于远志药材中总皂苷元的含量测定。

2 挥发油类

目前挥发性成分的分析方法主要采用气相色谱法或者气相色谱法-质谱联用法。李萍等[15]采用气相色谱-质谱-计算机联用技术,分析了远志药材中的挥发性成分。气相色谱条件:色谱柱为se-5e型石英弹性毛细管柱(25 m×0.22 mm),膜厚0.33 mm,柱温50~250℃ ,程序升温4℃/min,载气he,流速0.5 ml/min,汽化室温度260℃,进样口温度280℃。质谱条件:电离方式:ei,电离电压:70 ev,离子源温度:200℃,扫描范围:20~500 amu。气相色谱共分离出55种化合物,经与质谱标准图谱比较,检索出18种化学成分,含量较高的为己酸、苯乙酸、n-十六烷酸、硬脂酸、甲氧基-4-乙烯基苯酚和十六烷酸-1,1-二甲羟基甲酯,相对百分含量分别为21.52%,6.19%,4.00%,3.09%,1.94%和1.40%。

3 糖类化合物

远志中含有多糖和寡聚糖类化合物,并且蜜远志中添加有单糖—葡萄糖,但是目前文献研究方法未能分别各类糖,而是采用紫外-可见分光光度法测定总糖的含量。裴瑾等[16]以葡萄糖为对照品,采用苯酚-硫酸比色法建立远志多糖的含量测定方法。结果表明葡萄糖在0.025~0.125 mg/ml线性范围内平均回收率为96.67%,rsd=3.78%(n=6),远志根多糖含量为4.84%,地上部分为6.86%。赵云生等[17]应用苯酚-硫酸显色法测定山西道地药材晋产远志品种资源多糖类含量。大部分远志药材的总糖含量达22%以上,其中可溶性多糖含量一般在12%以上,粗多糖含量大都在10%以下。表明不同资源的多糖含量有显著性差异。王光志等[18]初以葡萄糖含量为指标,以3,5-二硝基水杨酸为显色剂,在(540±1)nm处测其吸光度,测定炼蜜及不同用蜜量蜜远志中的葡萄糖含量。表明蜜炙品中葡萄糖含量随炮制时加蜜量的增加而依次增加,且二者存在良好的线性关系。

4 无机金属元素

无机金属元素的含量测定方法主要是原子吸收光谱法。该法是基于样品中的基态原子对该元素的特征谱线的吸收程度来测定待测元素的含量。乔俊缠等[19]将细叶远志和卵叶远志根经硝酸-高氯酸消化处理,用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定了zn,cu,fe,mn,k,ca,mg等7种金属元素的含量。结果显示二者富含ca,k,mg,fe,且除mg外,卵叶远志根中其它6种金属元素的含量均高于细叶远志。

5 其他化学成分

夏厚林等[6]采用药典方法测定和比较远志蜜炙前后70%乙醇浸出物的含量。蜜远志的浸出物为50.50%,生远志的浸出物为36.53%。

6 讨论

文献主要通过测定远志皂苷类、挥发油、糖类、无机金属以及浸出物的量来控制远志药材及含远志复方制剂的质量。采用的质量控制方法有紫外-可见分光光度法、原子吸收光谱法、薄层色谱法及薄层扫描法、高效液相色谱法法、气相色谱-质谱联用方法等。鉴于远志药材及其制剂成分的复杂性,我们在选定质量控制方法时应根据以下两个原则:①根据临床用途选定相应的指标成分;②根据待测样品的复杂性及对各分析方法的优缺点选定不同的分析方法。

【参考文献】

[1]傅晶,张东明,陈若芸. 远志属植物的皂苷类成分及其药理作用研究进展[j]. 中草药,2006,37(1):144.

[2]张晓萍. 远志的药理活性研究[j]. 黑龙江医药,2004,17(2):139.

[3]姜勇,屠鹏飞. 远志属植物中?阃?嗷?衔锏慕峁购筒ㄆ籽Ч媛桑?]. 北京大学学报(医学版),2004, 36 (1):94.

[4]李世全. 远志市场前途远大[j]. 全国药材商情,2006,14:1.

[5]梁戈亮,林书玉,刘 东.超声提取-分光光度法测定远志总皂苷的含量[j]. 现代生物医学进展,2008,8(1):104.

[6]夏厚林,董 敏,盛 燕,等. 远志蜜炙前后化学成分的对比研究[j]. 时珍国医国药,2006,17(9):1620.

[7]李成网,童玉新.远志滴丸质量标准的研究[j]. 基层中药杂志,2001,15(4):32.

[8]刘友平,万德光.薄层扫描法测定远志中远志皂苷元的含量[j]. 中草药,2000,31(7):512.

[9]李军,董晓兵,姜 勇,等. hplc法测定远志中总皂苷的含量[j]. 药物分析杂志,2007,27(9):1329.

[10]董晓兵, 李 军,姜 勇,等. 测定天王补心丸和归脾丸中细叶远志皂苷的含量[j]. 中国中药杂志,2007,32(16):1647.

[11]徐荣初,刘培丽,张旭东,等. 高效液相色谱法测定复方海蛇胶囊中远志酸含量[j]. 中国药业,2008,17(13):23.

[12]唐波,徐海波. hplc测定脑力宝颗粒中远志皂苷元的含量[j]. 中国现代中药,2007,9(7):20.

[13]赵云生,李占林,张丽萍,等. 晋产远志种质资源皂苷元含量测定[j]. 世界科学技术—中医药现代化,2006,8(4):68,43.

[14]张慧芳,秦雪梅,郭玉晶.单扫描极谱法测定远志中总皂苷元的含量[j]. 药物分析杂志,2007,27(12):1949.

[15]李萍,卢丹,刘金平,等. 远志挥发油成分的gc-ms分析[j]. 特产研究,2003,25(4):43.

[16]裴瑾,万德光,杨 林. 苯酚-硫酸比色法测定远志及地上部分多糖的含量[j]. 华西药学杂志,2005,20(4):337.

化学分析研究篇6

“绿色化学”是化学界提出来的一种新观念,主要特点就是经济性和环保性,既要做到充分利用资源,同时又要实现“零排放”,不对环境产生任何污染[1]。将绿色化学渗透到有机化学教学中,在拓宽学生视野、知识面的基础上还能使学生树立环保意识。本文从有机化学教育中渗透绿色化学教育的重要意义着手,针对具体的渗透方法展开详细的论述。

一有机化学教学中渗透绿色化学教育的重要意义

随着经济的快速发展和生活水平的逐步提高,当前社会环境污染问题越来越严重,人们对于绿色生活的呼声也越来越高。在这种背景下,绿色教育也受到了社会、学校以及各级政府的重视,当前开展绿色教育的高校数量也在与日俱增,有机化学教学中也逐渐开始渗透绿色化学教育[2]。高校肩负着培养人才的重任,在培养目标上要以创新型、实用性人才为主,并且培养出来的人才要有可持续发展观念,不仅要处理好人与人之间的关系,还要处理好人与自然之间的关系,能够运用科学技术等手段使人和自然和谐相处。当前高校存在课时短、任务重等特点,这些特点导致绿色化学很难作为一门专业的独立学科开进行教学。而有机化学是公共基础课,在高校的开课面比较广,将绿色化学渗透到有机化学课程之中具有可行性和现实意义。这样不仅可以丰富有机化学教学内容,还能降低学生的学习负担。化学老师在进行有机化学教学的时候,若是涉及到了绿色化学内容,可以进行针对性讲解,并且适当加深和更新知识内容并对学生的思维进行拓展。在化学教学课堂上引用实例进行讲解,不仅可以拓宽学生的视野和知识面,还能使化学教学内容活泼、生动、有趣,学生在不知不觉中接受了绿色化学教育。这种渗透式的教学方法,既不会造成课时紧张,又激发了学生的学习兴趣,一举两得。

二有机化学教学中进行绿色化学教育的策略

(一)加强化学教材的建设

教材是教学的根本,也是学生学习的主要资料。在有机化学教学中进行绿色化学教学,首先要从教材着手。前文中也已经提到,在当前高校课时原本就紧张的情况下,单独开设一门绿色化学专业不切实际,化学老师进行有机化学教学的时候,在涉及到绿色化学教育内容时可以针对这部分内容进行深入讲解,因此,加强教材的建设应当作为渗透教学的第一步骤。“绿色化学”是化学界提出来的一个新观念,这个领域的发展时间并不长,绿色化学的内容在化学教材中并未做具体详细的阐述,很多有关于绿色化学的内容都并未在教材中突出来。因此,在有机化学教学中进行绿色化学教育,第一步就是调整化学教材。遵循绿色化学基本原则并以此为出发点,更新和选择一些与绿色化学有关并且具有时代性的化学内容,例如洗涤剂无磷化、汽油无铅化等,采用新技术和新试剂开发环境友好工艺[3]。举个简单的例子,在化学教材中,有一节内容是介绍烃类烷基化反反应,在这类反应中使用的催化剂一般是三氯化铝和氢氟酸,这些催化剂属于液体酸类,具有较强的腐蚀性,能够腐蚀相关的化学设备,并且还会污染环境,对人体也有一定的危害。为了保护环境,降低污染和对人体的危害,近年来,国内外都在对新型催化剂进行研究,从超强酸、杂多酸以及分子筛等新型催化材料中对烃类烷基化反应的催化剂进行探索,并且已经取得的一定的成果。其中用生产线性烷基苯催化剂代替传统的氢氟酸催化剂,可以有效降低环境污染,改善环境,目前已经实现工业化。还有一种乙苯液相烃化技术在化学界也引起了高度的关注,这种技术来自于新型分子筛催化剂,这种催化剂具有很高的选择性,催化的寿命比较长,而且乙苯质量回收率比较高,据资料显示,已经超过99.6%。类似这样的绿色化学研究,将其整合到化学教材之中,就可以让学生对绿色化学有了更清楚的认识,而不是仅仅停留在表面的认知上。化学老师在进行有机化学教学的时候,涉及到了这方面的内容,可以进行深入分析,让学生了解到当前绿色化学的最新发展和最新成果,并且知道了新的应用方法和应用材料。除此之外,还可以在将绿色化学的一些基本原则等以专题化形式纳入到化学教材的后面,丰富教材的内容。在教材的整改和编写中,要实现教材内容由传统化学到绿色化学的转变,但是不能对传统的化学采用完全否定的态度,而是采取“取其精华去其糟粕”的调整思想,将绿色化学中概念、原理和新思维有效凸现出来。

(二)精简课堂教学内容

教学内容是决定课堂教学效率的关键因素之一。有机化学在高校无论是一门公共课还是一门基础课,教材的篇幅和学时都会受到了一定的限制,化学老师在进行有机化学教学的时候渗透绿色化学教学,面临着诸多挑战和难以克服的困难。因此,化学老师要选择合适的教学内容,并结合学生的专业,对化学教学内容作适当的调整,即精简教学内容,让学生学习到的化学知识都是有用的,能够和专业其他学科实现有效整合。例如,园林专业或者农学专业的有机化学教学,农药是有机化学中的重点教学内容,农业与园林和农学都是息息相关,因此老师可以将关注点放在这一方面,并在这方面教学中渗透绿色化学教育,对农药知识进行深入分析。农药的发展过程就是不断降低副作用、提高药效的过程。例如艾氏剂、六六六,这种毒药的毒性可以不断累积,内吸磷,这种毒药有严重的急性毒性,还有二溴路丙烷、杀虫脒等,这类毒药有致癌作用。这些毒药具有多样性,而且在杀虫方面也有一定的成效,但是对环境造成了严重的污染,对人体也有很大的危害,在全世界范围内,已经被先后禁用。随着科学技术的不断发展,近十几年,人们对于新型农药的研究步伐也在不断加快,并且取得了一定的成效。有一些生物活性很高的农药,在杀毒的时候只是针对靶标,而对于非靶标的生物基本无害无毒,还有一些除草剂和杀菌剂等,也具有特别的作用机制,此外还有一些昆虫生长调节剂,都是新型的农药品种,这些新研发的农药和试剂,既起到了杀菌杀虫的目的,又无害于环境和人体。除此之外,化学防治概念也在最近几年得到了重视,以前人们对于有害生物,采取消灭和杀害的态度,而现在更多的采取是控制措施,随着绿色化学的研究发展,化学农药也逐渐成为绿色农药,可以被直接应用在绿色植物和相关的绿色农产品上。除了园林和农学专业,还有很多专业也涉及到有机化学教学,老师在教学有家化学教学的时候,要结合学生的专业实际情况对绿色化学教育内容选择性渗透。还有一些专业的学生,例如兽医、食品等,这些专业的学生很少涉及到这方面的知识,化学老师在教学过程中可以适当减少绿色化学的教学内容,采取少讲或者不讲的方式。对教学内容进行精简,既可以让学生学习到有用的知识,又节约了教学时间,提高了教学效率。

(三)采用合适的教学方式

教学方式在很大程度上决定了课堂教学质量,在有机化学教学中渗透绿色化学教学,适合采用诱导式和启发式教学方式。当前的教育是以素质教育为主,老师不能采用传统的灌输式教学方式对学生进行教学,而应该将启发学生思维作为主要的教学目标,对学生的思维进行启发,指导学生自主探索,发现问题并解决问题,从而加深对绿色化学的认识。例如,在讲解“原子利用率”这个绿色化学概念的时候,老师可以适当引入两个案例,一个是利用现代催化氧化法制取环氧乙烷,还有一个是利用氯乙醇法制取环氧乙烷,通过让学生比较这两种方法制取环氧乙烷的优势和劣势,指导学生掌握“原子利用率”的基本概念。在讲解类似酯缩合等缩合反应以及狄艾反应等加成反应时,化学老师可以让学生对原子利用率进行计算,加深学生对“原子利用率”的理解,并学会用这一新型概念去体会有机合成中不同反应的环保意义和经济价值。

(四)充分利用多媒体教学资源

相对于传统的板书教书,多媒体教学拥有更多的教学优势,化学老师可以利用投影仪和计算机等现代教学设备在课堂上进行教学,与传统的黑板加粉笔相比,这种利用多媒体进行教学的方式能够在同样的时间内给学生传递更多的知识点,有效缓解高校课时紧的问题。除此之外,采用多媒体进行教学,可以将抽象的化学知识以图片、视频等方式立体化展现给学生,加强学生的理解,帮助学生快速消化,还能激发学生的学习兴趣和学习积极性。

三结语

综上所述,在有机化学教学中渗透绿色化学教学,不仅具有重要性和可行性,还能树立学生的环保意识,这对经济和社会的可持续发展具有十分重要的意义。化学老师可以从化学教材、教学内容以及教学方式等多个途径着手,将绿色化学教育一点点渗透到有机化学教学之中,让学生认识到人类发展和科学技术之间的关系。

参考文献

[1]刘恒.有机化学教学改革的一些思考[J].亚太教育.2016(29):07-10.

化学分析研究篇7

土壤农业化学分析课程是资源环境科学相关专业的基础性课程。鉴于该课程的教学内容的特殊性,历来以实验教学为主要的教学手段和内容。同时,实验教学也是培养学生分析问题和解决问题能力的主要手段。在以往的教学过程中,实验教学往往是在教师的管理下,学生按照教材上的内容和步骤被动进行实验操作。上述教学模式显然没有体现出学生的主动性和学习的主动权,面对实验过程中出现的种种问题,学生首先想到的是寻求教师的解答和帮助,而不是通过独立探究和思考来加以解决。因此,上述教学模式不利于学生创新能力和职业能力的培养,有必要进行广泛而深入的改革。

一、土壤农业化学分析课程实验教学的目的和作用

首先,土壤农业化学分析课程属于分析化学的范畴,是研究物质的鉴定、分离以及相关成分测定原理与操作的科学,具有极强的实践性特点。土壤农业化学分析课程的学习以及学生遇到的种种问题的解决都依赖于实验,需要以大量的实验为基础,通过实验来验证相关的知识和结论。因此,土壤农业化学分析课程不同于其他的理论性课程,能够通过让学生自主学习,获得相关原理,而必须采用实验教学加强学生对知识、原理和方法的理解和巩固,并形成谨慎严密的科学精神。总之,做好实验教学对土壤农业化学分析课程学习而言,可以起到事半功倍的效果。此外,很多学生认为分析化学很简单,只要掌握相关的原理即可,但在遇到实际问题时往往会束手无策。因此,加强土壤农业化学分析课程实验教学,遵循少讲多练的原则进行教学活动,有助于学生更深层次地理解和运用理论知识,提高学生分析问题和解决问题的能力。土壤农业化学分析课程是一门实践性极强的学科,实验教学在该课程的学习中具有异乎寻常的重要。具体而言,实验教学对土壤农业化学分析课程学习具有如下功能:一是有助于学生对该课程中的基本概念和相关的原理的理解,如该课程的教学内容中有部分难以理解的知识点,而充分利用实验教学则可以降低学习难度,加深学生对这些知识点的理解;二是实验教学不仅可以为学生学习土壤农业化学分析课程提供丰富的学习材料,而且能够通过实验过程发挥学生的主观能动性,提高学生的动手操作能力和基本实验技能;三是土壤农业化学分析课程的实验教学具有明显的探究性学习特点,可以不断培养学生的创新思维能力,提高学生的自主探究意识;四是实验现象和结论是不能随意编造和修改的,土壤农业化学分析课程实验教学有助于培养学生严谨认真的科学精神,这对于学生将来的职场发展是一笔极为宝贵的精神财富。

二、我国土壤农业化学分析课程实验教学面临的问题

在国家大力支持高等教育特别是职业教育的背景下,广大农林院校的招生规模不断扩大,学生在知识储备、结构方面以及高校的人才培养与办学形式方面都发生了广泛而深刻的变化。目前的实验教学模式已经不能适应土壤农业化学分析课程教学的实际需要,特别是毕业生和用人单位的反馈情况均说明实验教学在内容、形式和评价方面均存在一定的问题。

(一)实验内容比较陈旧,不能适应课程发展的实际需求

当前,土壤农业化学分析课程的实验教学内容较少进行更新,一般是教材内容和原理的简单验证,具有探索性和创造性的内容较少,部分实验内容属于纯化学分析的东西,很难调动学生的学习兴趣,这种陈旧的实验内容必然会限制学生独立思考和动手操作能力的发展,以及自主探究和发散思维能力的训练,最终导致实验教学不能达到其应有的实际作用。

(二)实验内容缺乏对现代实验技术的反映

由于高校的连年扩招,实验设备与数量不足情况比较严重,部分实验设备已经十分陈旧,但是受经费限制一直得不到更新。受以上种种原因的影响,目前各高校农林园艺专业的实验室,很少有能够反映现代化科学技术的内容和实验设备,而土壤农业化学分析课程实验教学中经常使用的各种仪器和技术训练就更为缺乏。上述问题直接导致了学生的探索意识不足,限制了学生动手能力的培养。

(三)土壤农业化学分析课程实验

教学中的综合实用性实验缺乏部分土壤农业化学分析课程实验内容仅仅局限于对实验项目的盲目追求上,而教师也缺乏设计综合性、应用性实验内容的意识。调查显示,很多学生在实验结束后,由于没有进行过综合性、应用性和实用性的实验技能训练,影响他们将学校学到的知识和技能应用于职业行动的能力,影响其职业能力的提升和未来的职业发展。

(四)实验教学的方法和手段相对落后

由于部分农林高校对实验教学的重视不足,土壤农业化学分析课程实验教学方法相对落后。部分高校只重视保留生源的问题,却不理解分析化学对诸多专业的重要意义。在这种大环境下,实验教学基本停留于大班教学,难以照顾学生的个体差异,难以调动学生的主观能动性,影响了实验教学的效果。

三、土壤农业化学分析实验教学的改革措施

土壤农业化学分析是重要的基础性课程,实验教学对该课程具有异乎寻常的重要意义。为了培养学生的创新能力,全面提升学生的综合素质和职业素养,有必要对现有的实验教学模式进行改革,通过调动学生的积极性和主观能动性,提高实验教学的教学效果。

(一)确立实验教学的指导思想和目标定位

土壤农业化学分析课程学习可以为后续的其他专业课程学习奠定基础,同时培养学生的学习能力和学习兴趣,培养运用化学分析手段解决专业能力的意识和能力。但是,近年来的教学现状显示,该课程的教学存在诸多问题,针对这些问题建议将该课程的指导思想定位为:构建具有自身特色的实验课程体系,在理论教学中突出实用性,掌握“必须、够用”的内容选择原则,在教学中将学生的能力培养置于突出地位,强化实验教学的力度。该课程的目标应设定为:通过课程学习和实验教学培养学生的科学精神和科学素养,掌握土壤农业化学分析领域的基本知识和基本技能,为后续其他专业课程的学习打下良好的基础,能够用化学分析的观点和方法解决本专业的实际问题。

(二)构建科学合理的实验教学内容体系

首先,土壤农业化学分析课程实验教学要注重理论和实践相结合的教育思想,要不断加入当今农林园艺方面土壤检测迫切需要的实验内容。学生面对的分析化学实验并不需要那些纯化学分析的东西,反而是学生在实际工作和生活中经常遇到的东西更为有用。只有这样,学生才会认为学过的知识可以用于职业实践,才会积极主动地运用这些知识去分析和解决遇到的种种问题。其次,土壤农业化学分析实验教学要做到与时俱进,不断更新教学内容。土壤农业化学分析是一门实践性极强的学科。目前,土壤化学分析已经渗透到农林、园艺的科研与生产领域,成为衡量一个国家农林、园艺科技水平的重要标志。面对土壤农业化学分析领域现代技术的发展趋势,要改变原有的低水平、低层次的实验教学状况,不断增加该领域的前沿性内容,增加实际应用能力,不断拓宽学生的理论和实践视野。

(三)改革实验教学方法,提高教学质量

为了培养学生的创新意识和在实践中应用所学知识的能力,教师应当在土壤农业化学分析实验教学中采取不同的思路和方法,以提升该课程的教学质量。具体应做好以下几个方面:首先,学生的学习态度是决定土壤农业化学分析课程实验教学质量的重要因素,因此必须要提高学生对土壤农业化学分析课程的认识,进一步端正学习态度;其次,要不断优化土壤农业化学分析实验教学的内容结构,通过选择和设计具有趣味性和实用性的实验教学内容,培养学生的创新意识和创新能力;最后,土壤农业化学分析实验教学还在大量使用传统的教学模式,学生对教师的依赖性强,缺乏探究精神和学习的积极性和主动性,因此应不断改进教学方法,减少学生对教师的依赖,提升学生的综合素养。

(四)将实验教学与农业生产实际紧密结合

《高等教育法》明确规定:“高等教育培养具有壮心意识和实践能力的高等级专门人才”。因此,作为培养社会主义建设所需要的高素质创新型人才的基地,实验教学是高等教育课程教学的重要组成部分。教师在实验教学中必须要突出学生的主体作用,充分调动学生的积极性和主动性,培养学生的创新意识和创新能力。土壤化学分析课程的主要目的是通过分析土壤标本的手段,达到掌握实验技能的目的。面对学生对实验活动重要性认识不足,在遇到实际问题时很难运用所学知识进行分析和解决的实际情况,可以鼓励学生和农户联系,深入田间地头进行采样,然后在实验课上对样本的养分含量和理化性能进行分析。此外,学生可以通过对农田地块的实际调查,获得施肥、土壤营养和农作物产量等一手资料。通过将书本上的知识应用于实际,调动学生做实验的主动性和积极性,而且这个过程也是培养学生创新意识的过程。四、结语该文对土壤农业化学分析课程实验教学改革问题进行了深入研究,获得了一系列有益的结论。但是,提高我国土壤农业化学分析实验教学水平并不是一蹴而就的任务,还需要进行大量的理论研究和教学实验,这不仅需要土壤农业化学分析课程教师和学生的共同努力,还需要高校、教育主管部门乃至社会的大力支持。

参考文献:

[1]吴建富,李保同,肖青亮,等.土壤农业化学分析课程实践教学的探索[J].教育教学论坛,2015(35):139-140.

化学分析研究篇8

摘 要:文章以黑龙江大学为例,集中阐述了其分析化学研究型实验内容的设置与开设方式,分析了研究型实验的开设效果与存在的问题。实践证明,在分析化学实验课程开设研究型实验激发了学生的学习热情,培养了学生的创造能力和综合素质。

关键词:分析化学;研究型实验

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)07-0059-02

收稿日期:2014-11-13

作者简介:范乃英(1968—),女,黑龙江肇州人, 黑龙江大学化学化工与材料学院高级工程师,主要从事化学实验管理研究。

一、研究型实验开设的意义

分析化学实验课程是黑龙江大学化学专业、应用化学专业重要的基础课程,在实验教学中占有非常重要的地位。我们尝试在分析化学实验中开设研究型实验,培养学生掌握和应用研究方法,提高学生运用知识解决实际问题的能力,为培养创新精神、创造性思维打好基础。本文在吸收国内分析化学实验教学成果基础上,结合黑龙江大学现有的教学条件和实际情况,对分析化学研究型实验的内容及开展方式进行了一些探索和总结。

二、研究型实验的选题

在分析化学实验中开设研究型实验的关键是要找到具有挑战性而学生又感兴趣的项目,处理好研究型实验与验证性、综合设计性实验的关系。为此,我们将现有的实验内容进行扩展和提升,搜集并筛选了一定数量的与社会生产生活相关的项目和教师科研项目,经有关人员认真研讨、论证后确定为研究型实验选题。

(一)扩展现有实验教学内容

研究型实验的目的是培养学生应用知识、调配知识解决实际问题的能力,引导学生在实验中掌握和应用各种科学研究的方法[1]。我们将验证性实验《铁矿石中铁含量的测定》和《铜合金中铜含量的测定》分别扩展为研究型实验《铁矿石中金属离子含量的测定》《铜镍合金中金属离子含量的测定》。一方面学习实际样品的处理方法、干扰的消除以及方法的选择原则,另一方面学习综合运用所学知识科学地分析问题和解决问题,熟练掌握各种分析方法的测试条件,深入理解各种分析方法的优缺点和应用范围,学习基本的科研方法[2]。

在完成设计性实验《混合磷酸盐中各组分含量的测定》时,大多数学生选择百里酚酞做指示剂来测定磷酸一氢钠的含量,但由于终点突跃不明显,变色不敏锐,误差较大。有的学生选用酚酞—百里酚酞混合指示剂,终点时溶液由淡粉色变为蓝紫色,变色较为明显,终点容易观察,但两种指示剂配置的最佳比例、变色时pH值和指示剂加入量等因素对实验结果的影响有待进一步深入研究。因此将这个设计性实验提升为研究型实验《利用混合指示剂测定混合磷酸盐中各组分含量》,通过鼓励学生在实验进行中发现新问题,研究问题,积极寻找解决问题的方法,进行科学研究的初步锻炼。

(二)选择实用性项目

选择与生活密切相关的内容如《酸奶的酸度和钙含量的分析检测》《水果中维生素C含量的测定》作为研究型实验,学生将这类实验当作一件有趣的事情来研究探索。此外,我们引入松花江水质分析与治理、加碘食盐成分分析及碘的加入量控制等社会实际项目作为研究型实验选题,使学生在完成实验的过程中具有乐趣感、使命感与成就感,充分调动学生的研究兴趣。

(三)与教师科研课题相结合

为开阔学生的视野,我们尝试将教师的科研课题部分内容转化成研究型实验。纳米材料、碳纳米管一直是黑龙江大学教师研究的热点,而纳米材料是痕量元素分析较为理想的分离富集材料,因此将纳米材料、碳纳米管的吸附性能用于重金属离子的富集,应用于污水中重金属含量的测定,使得实验内容与实际需求联系紧密,而且学生可以了解专业领域的前沿与新进展,开阔了学生的视野[3]。

三、研究型实验的开设方式

在分析化学实验的绪论课,我们向学生介绍研究型实验,强调研究型实验内容多、时间长,并具有一定的复杂性,因此作为选做实验,可自由组成小组,每组3—6人不等。我们鼓励学生选择感兴趣的研究方向,明确研究型实验目的,要求学生在实验中能对知识运用、分析方法、实验技术、实际应用等方面有所创新。根据实验内容我们按以下几种方式开展研究型实验。

(一)与实验课程同步开展

我们将松花江水质分析分为pH、Ca、Mg、COD、P等多个测试项目组成的实验与实验课程同步开展。在课程初期布置给学生,学生们从刚刚学过的课程相关内容着手,查阅资料、设计方法、探索条件,随着课程的不断深入而由浅入深研究。这样安排实验,让学生应用已经掌握的理论、知识、技能和方法解决实际问题,从而加深对学过知识的理解和运用,真正达到理论与实践结合。

(二)集中时间开展

多数研究型实验是在完成验证性等实验结束后进行,学生可以利用整块时间进行查阅资料、设计方案、筛选方法和实验探究。因为只有经过充分的实验准备和实验练习,随着学生知识的积累和实验技能的提高,学生才会逐步体会到只有规范的操作才能获得准确的结果,这对于提高学生学习的主动性和科学严谨性以及提高学生的基本实验技能都有着良好的促进作用。

与实验课程同步开展和集中时间开展,这两种方式最后要求学生上交实验报告和查阅文献资料,根据实验结果和创新能力等综合评价,给出分数加在期末成绩中。

(三)以实验室开放项目开展

对于某些学时长且需要一定资金支持的难度较大实验,我们每年申请一到两个科技活动型实验室开放项目,选择综合素质较强的学生来完成。科技活动型项目是指由实验室提供的以科学研究为主要目的的开放实验项目。该类实验项目经学校审核后,由学生和指导教师进行双向选择,学生在教师的指导下完成实验项目的研究。学校设立实验室开放专项基金,对不同的项目给予不同的经费支持。对于参加科技活动型项目的学生,在完成项目时应提交结题报告,经指导教师考核后送交教务处组织认证,合格者可获得创新学分,每个项目可获0.5—2学分。

四、开展研究型实验的效果

(一)调动学生学习热情,激发学生探索兴趣

研究型实验以学生为中心,让学生自己动手动脑去研究完成,学生的主观能动性被充分调动起来,对所研究的课题充满了兴趣。

学生进行《水果中维生素C含量的测定》实验时,因为研究对象是诱人的水果,学生对这些具有实际意义的实验比较感兴趣。实验采用的碘量法简单快速,方法比较经典,难度不大,容易引起学生们的实验兴趣。但学生在测定时因为水果颜色对终点的干扰而影响测定的准确度,指导教师抓住这个问题引导学生发散式思维展开研究探索。通过师生讨论交流,学生决定将水果脱色后再进行测定,于是查阅资料寻找不同的脱色剂进行实验,并将测定的结果与电位滴定法进行比较。通过在研究中思考学习,在实验中操作摸索,大家互相交流讨论,实验时灵感的火花不断迸发,充分发挥学生的潜能。

(二)开阔学生的视野,提高学生的综合素质

学生在做研究型实验中通过查阅资料了解到材料市场发展前景,以及业内企业关注的焦点和解决环境污染等社会问题;通过研究型实验把分离技术引入分析实验中,一方面填补分析化学实验分离技术的空白,另一方面与社会生产项目接轨,解决了分析化学实验课程和实际生产生活脱节的问题,使理论与实践有机结合,同时也开阔了学生的视野。

学生在研究型实验过程中会遇到许多问题,这就需要对整个环节反复思考和检查,通过排除疑惑,找到问题的根源,有时又需要改变思路和方法。这个过程强化了学生深入思考的水平,全面提升学生的综合能力;研究型实验在开展过程中会遇到失败和挫折,让学生体会到科研的艰辛,也培养了学生不怕失败勇于探索的科研素质;研究型实验必须依靠同学间的协作与配合来完成,同时还能培养团结协作精神。总之,研究型实验教学充分激发了学生主体在建构意义知识过程中的“独特性探究和创造性发现”,促进学生的全面和谐发展[4]。

(三)实验设置应考虑学习安排的合理性和可行性

黑龙江大学的分析化学实验在学生大一的第二学期开设,与无机化学实验(下)同时进行。春季学期活动较多,学生较忙,研究型实验又需要花费更多的时间,有些学生查资料设计方案较为仓促,有些学生不能准时完成任务,只能在暑假或下学期初完成。理想的设置应该充分考虑学生学习安排的合理性和可行性。

(四)需要建立完善的考核评价体系和教师工作量认定机制

研究型实验要建立科学完善的实验教学考核评价体系,评估学生的知识量、学习态度以及运用知识的灵活性和创造性,让每个层次的学生都获得提高[5],合理地评价学生的作品成果才能调动学生研究型实验学习的积极性。研究型实验的教学工作需要付出更多的精力和时间,其工作量是一般验证性实验不可比拟的,但现在开展研究型实验教学的教师却没有任何报酬。建议管理部门应采取适当的倾斜与鼓励政策,制定出相应的措施和考核标准,激发教师的工作热情。

尽管我们在开设研究型实验实施过程中有诸多问题需要解决,但研究型实验能够最大限度地调动与发挥学生的观察能力与思维创新能力,全面提高学生的综合素质。我们将一如既往坚持不懈地研究和探索,不断完善分析化学研究型实验的教学模式,为全面培养学生的创新精神和实践能力探索新的平台。

参考文献:

[1]张建峡,徐云等,实验常用的研究方法[J].实验技术与管理,2011,(5).

[2]陈怀侠,蔡火操等.研究型设计性分析化学实验改革与探索[J].实验室研究与探索,2007,(8).

化学分析研究篇9

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-120X(2016)14-0067-02

在现今的大学教学过程中,学校很注重化学实验教学,在化学实验的教学中,我们要以化学学科的特点和学生的实际情况[1]为出发点,设计出适合普通本科院校的学生的实验学习方法,激发学生的兴趣,拓宽学生的视野,丰富学生的知识。为学生今后的就业和深造打下良好的基础。因此绵阳师范学院对分析化学实验教学方法进行了一定的研究。经过多次的实践教学及取得的成绩评析,我们设置了一套具体的改革操作方案,如下:

1.在实验课堂上坚持学生为主、教师为辅的思想

在传统的实验教学方法中,由老师担任整个实验的原理、步骤等实验内容的指导者,实验开始之前老师就将所有的关于该实验的原理、目的、步骤、注意事项等全部讲给学生,而学生也就只将听讲的重心放在该实验的步骤上,而且很多学校定制的实验教材将实验的原理、步骤等非常详细地进行了叙述,因此这种教学方法必然使学生处于被动状态,对教师和教材产生严重的依赖心理,其结果必然造成学生实验前不预习,即使“预习”也不思考,实验时按部就“搬”,实验后不对实验结果进行分析,不思考、不讨论这些不良现象[2],最终导致他们并不能理解整个实验的核心和思想,也不能达到举一反三的效果,何谈创新与个人发展。对于这种问题,我们认为可以采用以下解决办法:

(1)改变实验教材的编写,锻炼学生自主能力。

我们的分析化学实验教材除了一些练习基本操作之外的实验,都只给出实验题目,然后在实验之前组织学生分组自行查找资料和商讨,来了解该实验的实验原理、目的,实验中所需的试剂、器材,制订好实验实施细则以及该实验的注意事项和实验后我们应该思考什么,然后每一组的商定结果都写成报告交予老师审核,若老师认为该方案可行,该组成员就应在实验前一天将实验所用试剂和器材备好,并记录实验仪器规格和试剂级别,以备实验所用,从而锻炼学生的自主能力。

(2)提供上台讲课机会,让学生更专心地投入。

前期工作准备好后还应让每一个学生都上台当一次“老师”,老师在旁边进行指导,从而锻炼学生的讲解操作能力,还能更有效地纠正学生在实验过程中的错误操作,老师也可从学生的操作或某些疑问中有新的心得,体现教学相长。

(3)实验中老师提问,实验后组织讨论。

老师在学生做实验的过程中可以随时提出问题让学生思考回答,还可以将这种问答计入平时成绩中,让学生对实验前的预习更有积极性,同时将所学知识记得更牢固。实验结束之后组织学生讨论,让学生将实验中不懂的地方提出来,老师和学生一起解决。以达到问题及时解决的效果,锻炼学生合作交流的能力,也能促进良好的师生关系的建立。

2.加强学生基本操作的训练

现今的化学专业本科大学生应聘工作时常常会碰到这样一个现象:很多企业在聘请人才时往往会要求受聘人员进行一定相关专业知识的基本操作,而且这些操作是在校时的一些非常基本的操作,但是很多学生都做不好,有的甚至不会做。面对这样的现象我们就应该更加加强学生基本操作的训练,具体的方法为:在平时的实验课中老师应该向学生演示实验操作,还可以利用多媒体课件给学生演示实验中重要操作,在学生自行练习时老师还应不停地查看并及时纠正学生的错误操作手法,让学生形成良好的实验操作技能。另外,我们在期末考核分析实验时应该设置理论和操作两大模块,理论考试是为了让学生更准确地掌握所做实验的原理和步骤,在理论考试中我们还可以加入平日老师让学生注意的一些细微操作;操作考试就是对学生的操作手法的考验,考试时老师看学生是否注意那些细节而考虑是否给分,这样既可使学生养成严谨的科学习惯,又可使学生将基本操作牢记于心。

3.分析实验中的分析样品多样化

现在大学中的学生分析实验大多为无机样品的分析,有机样品所占比例很小,导致有些学生走上工作岗位后会摸不着头脑。因为很多学生会在环境监测部门、自来水厂、食品检测部门工作,而这些单位有很多分析工作需要检测的是有机物质[3]。因此我们在学生实验中制订了一些有机样品的分析,如食用油的测定等,学生在平时的操作中了解了这类样品的分析,在如今的多变的社会

环境中才能更好地立足。

4.增加仪器分析在分析实验中的分量

大学就是一个给社会输送人才的地方,现今社会发展很快,分析工作中所用到的仪器也随着社会的发展而逐渐增多、不断更新,因此我们现在就应该加强学生的仪器分析能力,让学生使用仪器多多对我们生活中的物质进行分析检验,掌握技术,以免学生将来的工作和学习受到影响。仪器分析不仅可以提高学生对科学实验的兴趣,让学生从中学到许多有关的知识和技术,开阔学生的视野,还可以提高学生从事创新活动或探索新知的信心,为将来学生的工作提供良好的基础[4][5]。

5.开放实验室,鼓励学生参加科研

在有关实验的基本操作、基本技能得到训练之后,学校应积极创造条件开放实验室,为那些对分析化学实验感兴趣的学生提供一个较好的练习与学习环境。在保证实验课教学质量、提高学生的动手能力的同时,教师可以鼓励学生去科研实验室参观,感受科研实验气氛,实验操作技能好的学生还可以跟随导师进实验室做各类科研实验,掌握查阅文献资料、从事科学研究及撰写科研论文的基本方法,锻炼实验技能,更加增强综合实验能力,并为以后的毕业论文的撰写打下坚实的基础。

6.现代技术与实验教学的合理嵌套

在如今飞速发展的社会中,为了与社会新型人才的培养要求相适应,多媒体技术在教学中的应用举足轻重,可是我们并没有很好地将其应用于我们的实验教学中。在我看来,首先可以使用多媒体技术弥补实验教学中有些大型仪器操作不便的缺点,比如质谱仪等精密贵重仪器,让每位学生都能通过多媒体见识这样的仪器,并了解仪器的使用原理和作用,这样不仅为教学添了些趣味,还能使学生更好地掌握这些仪器操作方法,学生以后进入社会工作便不会摸不着头脑,而且,模拟教学可促进学生的空间想象力和形象思维能力。此外,在实验室的教学与管理上,我们也可以更好地利用现代技术。很多大学生依然有很多不好的实验操作习惯,比如不规范操作和浪费实验用品等,而老师不可能随时看着学生,可以在实验室利用遥控系统,老师及时观察并纠正学生的错误习惯;在实验操作考试中,我们也可以利用它,这样学生不会因为老师看着他而感到紧张,也可以为老师减少负担。

教学改革是一个漫长的工作,以上方案只是我们对于分析化学实验改革踏出的第一步,在以后的工作学习中我们还需要进一步地改进。

参考文献:

[1]张苏琳.探究性化学实验教学分析[J].山西教育,2003,(5):37―38.

化学分析研究篇10

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)35-0132-02

分析化学课程是化学、化工、药学、临床药学等专业的一门重要的专业基础课,是一门实践性、应用性很强的学科。[1]而与之对应的分析化学实验教学在分析化学课程教学中占很重要的地位。分析化学实验课程的主要任务是为了很好地培养学生的操作技能,能独立思考和解决实际问题,体现专业能力、应用能力、创新能力的综合素质。通过分析化学实验的学习,使学生牢固树立量的概念,正确分析影响分析测试质量的各个因素,并对实验的各个环节加以控制,从而提高分析结果的准确性和可靠性,规范实验操作技术等基本技能。随着科学技术的发展,分析过程也由常规分析发展到精密仪器分析和自动化分析。为了适应现代科技发展的需要,需要建立新的实验教学管理和控制体系,有利于实验教学的科学管理,让学生在有限的教学时数内,了解和掌握更多的分析实验知识和实用的现代实验方法,提高实验教学质量。

一、优化实验教学内容

分析化学实验的教学内容传统上分为两大部分:经典分析实验和仪器分析。其中分析实验偏重于定性和定量分析的实验,仪器分析部分涉及极少。但是,随着相关学科和技术的发展,分析仪器不断改进和创新,人们获得了很多新的分析方法,并越来越广泛地应用于化学分析领域。传统的实验教学体系中,实验依附于理论教学,实验内容陈旧,重复、经典实验多,创新、综合、设计实验少,妨碍了学生创新意识和创新能力的培养,不能激发学生的学习积极性,不利于他们综合素质和创新能力的培养,限制了他们对新知识、新技术的了解和掌握,并造成其实事求是、严肃认真的科学态度较差,实验基本操作不规范,对实验中出现的问题未能进行深入的探讨,理论联系实际的能力较差。因此,结合自身特点对教学计划,做出合理的调整,减少重复性实验,合理调整基础性实验、综合性实验、研究性实验比例,可以不断更新有利于学生实验技能和创新思维能力培养的新的教学内容。

在新的实验教学体系中,经典分析实验不能放松,定性分析实验和定量分析实验,是培养学生基本操作技能的基础实验。目前“混合物分离”“离子鉴定”“滴定法”、“称重法”等经典分析方法,在整个分析方法中的比重不断下降。但是,这类分析方法作为分析化学的基础,对学生在基本操作与分析化学的基础素质的培养上有着不可替代的作用。因此,在分析化学实验教学中还应是基本的教学内容。通过这些经典实验,培养学生严谨,认真和实事求是的科学作风,可以掌握定量进行化学实验的基本操作技能和提高分析及处理实际问题的能力。随着现代分析技术的发展,分析化学与其它学科相互渗透,建立了许多新的分析方法,,从而促进了分析化学理论和技术的发展。因此,分析化学实验中,仪器分析应是实验教学的重中之重。随着科技发展,分光光度分析、原子光谱分析、色谱分析、之谱分析、结构分析等新的分析方法不断出现、不断更新。为适应日新月异的分析化学领域的变化,在教学中,现有的设备要全部对学生开放。而为了弥补大型仪器的不足,可开设一些计算机仿真实验,以开拓学生的眼界,迎接新世纪技术革命的挑战。分析化学作为整个化学领域的中心,应有机地将分析化学与无机化学、有机化学、生物化学、物理化学等其它化学学科知识相互结合,增加综合性、研究性、设计性的实验。教师在学生完成一定的基本训练后,根据所学的基本内容提出课题,学生独立完成从查阅文献,到制定设计方案、实验步骤、操作方法、选择仪器及药品的种类,在教师指导下进行实验,研究解决问题,最后写出实验报告。这类实验着重培养学生对所学的操作技术及实验方法的灵活运用,提升解决实际问题的能力。

二、改进实验教学方法

目前的分析化学实验课大多都是注人式的教学方法,过分强调以实验验证理论的教学思想,忽视学生操作能力的培养,从根本上忽视了学生的主动性。教师主要是板书讲解实验原理、实验目的、实验步骤和演示仪器的使用,学生按教师的要求写预习报告,仪器和试剂都已由实验室作好了充分准备,学生只需要按要求的步骤去完成实验任务,就可以获得预期的结果。这样的实验教学方法存在着严重的弊端,养成了学生的依赖性和惰性,并导致他们只注重知识的传授,对于方法的掌握缺乏兴趣,妨碍了创新意识和创新能力的培养。因此,实验教学方法急需改进,应树立“以人为本”的思想,以学生为主体,提倡学生自主地参与学习过程,通过主体的实践活动来完成教学,充分发挥学生的主观能动性,变被动实验为主动实验。

在教学过程中,要尊重学生在体验中的不同感受,鼓励学生积极提问,促进个性发展。实验前,教师认真检查学生预习报告,了解学生查阅文献和综合设计能力,避免他们不预习、按实验教材的步骤照单抓药做实验的消极行为。教师应该充分发挥学生的能动性,让学生自己利用一些参考书籍,经过充分思考,经教师检查并指点后,加以改进,设计出自己的分析方案。这样,学生对实验目的和实验思路都很清晰,实验才能按质按量地完成,学生的能力才能得到培养。实验过程中,教师有意识地提出一些问题,采用启发式方法,让学生带着任务做实验,独立思考,分析原因,手脑并用,通过观察、思考来完成实验,最终回答教师所提出的问题。实验结束后,教师检查学生实验记录是否规范,数据是否准确,要求学生对反常实验现象、不正确的实验结果进行分析,得出自己的体会和见解,培养学生发现问题、解决问题的能力,使得他们的实际操作能力和动手能力得到提高。同时,在实验教学中还可让学生自己主讲实验,教师指导,找问题,从而培养学生实验教学的能力。这样,既能调动学生的学习积极性,也能做到教学相长。

三、更新实验教学手段

在实验教学中,应正确选择和充分利用现代化的教学手段,要彻底改变原来那种“一支粉笔、一本书”的教学方式,要突出灵活性和多样性,进行多手段教学,才能使学生在学习中产生兴趣,在兴趣中增加学习的热情。随着科学技术的不断发展,一大批性能优越、技术先进的电化教育手段逐渐深人到学科教学。多媒体教学以其能全面综合地展现事物的形、声、色、意而越来越受到各方面的青睐。在分析化学实验中,实验教学借助多媒体教学的硬件、软件,使实验教学变得生动、形象、立体、活泼,加大了知识的传授量,更加直观,更加生动地展现实验中及教学中不易实施的深层次内容,且操作准确,以最少的时间达到最佳的效果,提高了实验教学质量。要寓教于乐,使学生将简单的、枯燥的操作技能,在多媒体教学片中得到深刻的理解,激发学生的学习兴趣,强化对学生动手能力、智力开发和素质的培养。随着计算机技术的快速发展,将计算机技术与分析化学有机联系起来,将飞速发展的计算机技术应用到飞速发展的分析化学中来,使得分析化学能够从原始分析数据中最大限度地获取到有用的信息和知识。

化学分析研究篇11

一门科学的内涵和定义至少有四个属性:

整体和局部性科学是一个复杂的知识体系,好比一块蛋糕。为了便于研究,要把它切成大、中、小块。首先切成自然科学、技术科学和社会科学三大块。在自然科学中,又有许多切法。一种传统的切法是分为物理学、化学、生物学、天文学、地理学等一级学科。近年来又有切成物质科学、生命科学、地球科学、信息科学、材料科学、能源科学、生态环境科学、纳米科学、认知科学、系统科学等的分类方法。化学是从科学整体中分割开来的一个局部,它和整体必然有千丝万缕的联系。这是它的第一个属性。

学科之间的关联和交叉如果把科学整体看成一条大河,那么按照各门科学研究的对象由简单到复杂,可以分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游科学,化学是中游科学,生命科学、社会科学等是下游科学。上游科学研究的对象比较简单,但研究的深度很大。下游科学的研究对象比较复杂,除了用本门科学的方法以外,如果借用上游科学的理论和方法,往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科学之花,可以接下游科学之木”。具有上游科学的深厚基础的科学家,如果把上游科学的花,移植到下游科学,往往能取得突破性的成就。例如1994年诺贝尔经济奖授予纳什,他在1950年得数学博士学位,1951-1958年任美国麻省理工学院数学讲师、副教授,后转而研究经济学,把数学中概率论之花,移到经济学中来,提出预测经济发展趋势的博弈论,因而获得诺贝尔经济奖。

发展性化学的内涵随时代前进而改变。在19世纪,恩格斯认为化学是原子的科学(参见《自然辩证法》),因为化学是研究化学变化,即改变原子的组合和排布,而原子本身不变的科学。到了20世纪,人们认为化学是研究分子的科学,因为在这100年中,在《美国化学文摘》上登录的天然和人工合成的分子和化合物的数目已从1900年的55万种,增加到1999年12月31日的2340万种。没有别的科学能像化学那样制造出如此众多的新分子、新物质。现在世纪之交,我们大家深深感受到化学的研究对象和研究内容大大扩充了,研究方法大大深化和延伸了,所以21世纪的化学是研究泛分子的科学。

定义的多维性一门科学的定义,按照从简单到详细的程度可以分为:(1)一维定义或X-定义,X是指研究对象。(2)二维定义或XY-定义。Y是指研究的内容。(3)三维定义或XYZ-定义。Z是指研究方法。(4)四维定义或WXYZ定义,W是指研究的目的。(5)多维定义或全息定义。一门科学的全息定义还要说明它的发展趋势、与其他科学的交叉、世纪难题和突破口等等。这样才能对这门科学有全面的了解。下面以化学为例加以说明。

化学的一维定义

21世纪的化学是研究泛分子的科学。泛分子的名词是仿照泛太平洋会议等提出的。泛分子是泛指21世纪化学的研究对象。它可以分为以下十个层次:(1)原子层次,(2)分子片层次,(3)结构单元层次,(4)分子层次,(5)超分子层次,(6)高分子层次,(7)生物分子和活分子层次,(8)纳米分子和纳米聚集体层次,(9)原子和分子的宏观聚集体层次,(10)复杂分子体系及其组装体的层次。

化学的二维定义化学是研究X对象的Y内容的科学。具体地说,就是:化学是研究原子、分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态,直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反应,制备、剪裁和组装,分离和分析,结构和构象,粒度和形貌,物理和化学性能,生理和生物活性及其输运和调控的作用机制,以及上述各方面的规律,相互关系和应用的自然科学。

化学的三维定义化学是用Z方法研究X对象的Y内容的科学。化学的研究方法和它的研究对象及研究内容一样,也是随时代的前进而发展的。在19世纪,化学主要是实验的科学,它的研究方法主要是实验方法。到了20世纪下半叶,随着量子化学在化学中的应用,化学不再是纯粹的实验科学了,它的研究方法有实验和理论。现在21世纪又将增加第三种方法,即模型和计算机虚拟的方法。化学的四维定义化学是用Z方法研究X对象的Y内容以达到W目的的科学。化学的目的和其他科学技术一样是认识世界和改造世界,但现在应该增加一个“保护世界”。化学和化学工业在保护世界而不是破坏地球这一伟大任务中要发挥特别重要的作用。造成污染的传统化学向绿色化学的转变是必然的趋势。21世纪的化工企业的信条是五个“为了”和五个“关心”:为了社会而关心环保;为了职工而关心安全、健康和福利;为了顾客而关心质量、声誉和商标;为了发展而关心创新;为了股东而关心效益。

化学的多维定义———21世纪化学研究的五大趋势

1、更加重视国家目标,更加重视不同学科之间的交叉和融合在世纪之交,中国和世界各国政府都更加重视国家目标,在加强基础研究的同时,要求化学更多地来改造世界,更多地渗透到与下述十个科学郡的交叉和融合:1数理科学,2生命科学,3材料科学,4能源科学,5地球和生态环境科学,6信息科学,7纳米科学技术,8工程技术科学,9系统科学,10哲学和社会科学。这是化学发展成为研究泛分子的大化学的根本原因。所以培养21世纪的化学家要有宽广的知识面,多学科的基础。

2、理论和实验更加密切结合

1998年,诺贝尔化学奖授予W.Kohn和J.A.Plple。颁奖公告说:“量子化学已经发展成为广大化学家所使用的工具,将化学带入一个新时代,在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。化学不再是纯粹的实验科学了。”所以在21世纪,理论和计算方法的应用将大大加强,理论和实验更加密切结合。

3、在研究方法和手段上,更加重视尺度效应

20世纪的化学已重视宏观和微观的结合,21世纪将更加重视介乎两者之间的纳米尺度,并注意到从小的原子、分子组装成大的纳米分子,以至微型分子机器。

4、合成化学的新方法层出不穷合成化学始终是化学的根本任务,21世纪的合成化学将从化合物的经典合成方法扩展到包含组装等在内的广义合成,目的在于得到能实际应用的分子器件和组装体。合成方法的十化:芯片化,组合化,模板化,定向化,设计化,基因工程化,自组装化,手性化,原子经济化,绿色化。化学实验室的微型化和超微型化:节能、节材料、节时间、减少污染。从单个化合物的合成、分离、分析及性能测试的手工操作方法,发展到成千上万个化合物的同时合成,在未分离的条件下,进行性能测试,从而筛选出我们需要的化合物(例如药物)的组合化学方法。

5、分析化学已发展成为分析科学分析化学已吸收了大量物理方法、生物学方法、电子学和信息科学的方法,发展成为分析科学,应用范围也大大拓宽了。分析方法的十化:微型化芯片化、仿生化、在线化、实时化、原位化、在体化、智能化信息化、高灵敏化、高选择性化、单原子化和单分子化。单分子光谱、单分子检测,搬运和调控的技术受到重视。分离和分析方法的连用,合成和分离方法的连用,合成、分离和分析方法的三连用。

化学分析研究篇12

关键词

居住文化;居住建筑;居住习俗;建筑学

基金项目:

国家社会科学基金项目《快速城市化过程中徽州古村落文化变迁机制研究》(13BSH047)

1.居住文化

居住文化是人类在居住活动中产生发展的文化,它是漫长人类文明沉淀积累的结晶,有着十分丰富的内涵。在不同学科视野下,对居住文化的定义和研究也不尽相同,人类学、伦理学、社会学等学科研究侧重点是居住文化的非物质层面;城市规划、建筑学及其相关学科的研究更多关注其物质层面。建筑学视角下居住文化是以居住建筑为载体,涵盖了居民由生活过程形成的居住习俗等内容。它既包括物质的“硬件”,也包括非物质的“软件”。其中作为载体的居住建筑是居住文化“硬件”的重要组成部分。而居住文化“软件”则是由制度文化、行为文化与心态文化共同构成,可称之为居住习俗。本文从居住文化“硬件”与“软件”两方面分析居住文化研究的现状,并探讨居住建筑与居住习俗之间的关联性。

2.研究方法及内容

2.1研究方法与目的

本文通过收集关于居住文化的文献资料,统计这些文献中所研究的居住文化具体内容,分析居住文化的研究现状。关于居住文化的文献资料均来源自在网络大型资料库——中国知网、维普期刊、万方数据、读秀、方正电子图书等。笔者通过检索有关居住文化硬件与软件方面的关键词得到文献样本,样本涉及了建筑学、城市规划、人文历史、社会学等学科,包括书籍、学位论文及期刊论文三种文献类型。在检索的结果中选择出有研究价值的样本80个,样本文献出版时间在1997-2014之间,其中书籍6本,学位论文54篇,期刊论文20篇。由样本所提取到的关于居住文化的研究内容,研究者按照居住文化“硬件”与“软件”两部分来分类。其中,“硬件”部分以居住建筑为主,可分为居址的选择、空间布局、建筑功能、建筑结构、建筑材料、建筑装饰、建筑形态、建造技术及工艺、建造程序及仪式9项内容。居住文化“软件”部分由制度文化、行为文化、心态文化组成,即居住习俗,可细分为宗族制度、政法制度、儒道文化、日常起居、生活模式及生产方式、审美情趣、价值观念7项内容。通过统计样本中对居住文化硬件与软件各部分的研究次数,得出其研究程度。

2.2居住文化“硬件”——居住建筑研究现状分析

(1)空间布局

统计结果表明,空间布局是居住建筑研究最多的一部分,占到关于居住建筑总研究量的18.8%。空间布局研究的一个部分是聚落及建筑的空间布局。聚落空间布局的核心是人与自然的和谐。聚落空间布局内容包括聚落公共空间如水口的营造,聚落道路的组织,其外在的表现是聚落形态,居住建筑的空间布局包括民居空间构成及其组合方式。传统居住建筑由入口空间、厅堂空间、过渡空间等构成,这些空间通过不同的组合形成各具特色的传统民居。以满族合院式传统民居为例,它的空间布局是以南北向的轴线控制院落空间与序列,且轴线方向上,院落在纵轴竖向呈现由低到高的空间规律。

(2)建筑形态

建筑形态的研究量在居住建筑中是第二位,占了居住建筑研究总量的16.1%。建筑形态的研究主要可以分为两部分,一是对建筑形态理论的研究,二是对传统民居建筑形态的研究。对建筑形态理论的研究主要有建筑形态学、建筑类型学、建筑符号学等相关理论的研究。对传统民居建筑形态的研究着力于现存民居,包括从立面造型角度分析建筑的外部形态构成:建筑屋顶、檐口、墙体、门窗等;从空间形态分析传统民居的空间单元和空间结构;从平面型制分析基本型制,分析典型的形态组合模式,以及不同传统民居建筑形态的具体成因,包括自然因素及人文背景。传统民居建筑形态的研究有利于指导现代住区的设计和传统民居的保护传承。

(3)建筑装饰

建筑装饰的研究是第三位,占了居住建筑研究总量的15.2%。“装饰艺术具有双重性,一是依附于被装饰的主体,在不破坏主体功能的前提下对其美化;二是装饰艺术的价值可以独立于装饰主体之外,即功能主体密不可分,又在艺术层面上游离于主体之外。”①建筑装饰的研究内容包括装饰图案、题材内容、构图特征以及表达手法。建筑的所有构件和部位都是装饰的对象,包括门、窗、墙、柱、梁、屋顶及瓦当。传统民居中建筑装饰手法有雕刻、绘画等。其中雕刻又包括木雕、砖雕、石雕。在徽州地区雕刻工艺广泛运用在传统民居装饰上。在现存的徽州传统民居中随处可看到其梁、枋、挂落、窗棂、雀替上精美的木雕。雕刻的内容包括花草鸟兽、几何纹路、生活愿景及故事题材。

(4)建筑结构

建筑结构研究总量所占比例为13.4%,是居住建筑中研究量的第四位。传统民居的建筑结构包括承重体系和围护体系。承重体系又有穿斗木构架体系,木骨泥墙、夯土墙体承重、石砌墙体承重等承重方式。四川客家民居的承重体系可分为土墙承重和木构架承重两种,其中土墙承重可分为夯土墙承重和土坯墙承重。土坯墙承重与夯土墙承重的不同就在于墙体的做法,其余做法均相同,土坯墙主要是用土坯砖砌筑而成。木构架承重主要有三种做法:穿斗式构架体系、抬梁式构架体系和穿斗与抬梁相结合的混合式构架体系。围护体系主要研究对象是屋面、墙体及门窗。屋面按照材料不同可分为草顶和瓦顶,墙体有木板墙和竹编夹泥墙,门窗可分为对内立面的门窗、对外立面的门窗及天窗。“建筑是文化的载体,反映了一定时期不同地域的文化特色。”②建筑作为居住文化“硬件”中最主要的内容,对它的研究一直都在进行。居住文化硬件中的其他内容如建筑材料、建造工艺及技术的研究也较普遍。建造技术及工艺是居住建筑实现的重要手段,关系到建筑形态、建筑装饰等。建筑材料多受制于地域环境,建筑材料一方面需要满足当地的气候条件,另一方面还需要兼具实用性,降低营造费用。关于建筑选址的研究多涉及风水观念、、人们生活中的禁忌。

2.2.2居住文化“软件”——居住习俗研究现状分析

(1)宗族文化

在居住文化软件方面,宗族文化是居住习俗中研究最多的一项,占了居住习俗研究总量的22.3%。“宗法制度是中国封建社会的一大特点,西方中古时代诸侯国错立,并无宗族上的关系,而我国殷代起就形成了以家族为本位的宗法制度,到了周代,这种制度更为完善。……它以家庭-家族-宗族-氏族-村落-郡望的生长方式,从血缘化走向地域化,……使中国成为君臣和宗法双重的二元国家。”③我国传统民居的布局深受宗族文化的影响。赣南地区客家人迁徙至此地,仍然保留了古代中原地区的宗族制度和礼法观念,其建筑格局也体现了这一点,“赣南客家传统民居大屋内部纵横交错而秩序井然的建筑格局,集中体现了客家人尊卑有序的宗族礼法观念。厅堂是整座建筑的核心部分……每进厅堂的高度逐级递增。”④徽州地区与赣南客家地区宗族文化有相似之处亦有差别,“客家的宗族文化建立在单纯的血缘关系上,而徽州地区的宗族文化则包含了血缘与地缘的关系,并带有程朱理学的内容,从宗族血缘上升到宗法制度。”这种差别也是造成聚落形态差异的因素之一。

(2)社会文化

我国地域辽阔,由于地区环境及社会背景的差异,社会文化具有明显的地域性及时代性。在我国影响较深的三种社会文化分别是佛教文化、道教文化和儒教文化。地区佛教氛围十分浓厚,佛教渗透到人们日常生活的方方面面,影响了人们的生活方式。道教思想在聚落环境营造及民居选址中得到显著的体现。“天人合一”是传统民居选址的核心思想,老子提出“人法地,地法天,天法道,道法自然”,主张天道和人道的和谐统一,我国传统民居的人居环境反映着这一思想。道教经典《阳宅十书》中所提出的“人之居处,宜以大地山河为生”则是传统民居聚落环境所追求的境界。⑤在影响下形成的风水文化细致地指导着民居的选址、营造。

(3)审美情趣

审美情趣占了居住习俗研究总量的16.3%,是第三位。审美情趣指的是审美主体对审美对象的感受、体验、判断和再创造的过程。传统民居建筑形式与风格能大体可以反映不同地区居民的审美情趣,而单体建筑之间的差异更加细微地反映使用者之间的审美情趣差异。适宜的尺度与气氛能够满足人们在心理上对美的追求。不同民族由于社会文化背景的差异,其审美情趣也有很大不同。以满族聚落与徽州地区建筑装饰为例,满族属于北方民族,民风粗犷开朗,其室内装饰也表现出这一特征,“满族人很讲究室内装饰和摆设,一般都摆得规规矩矩,物件整洁,进屋后给人一种干净利索的感觉。”⑥徽州地区深受儒家文化影响,通常用建筑装饰来表达、隐喻居住者的愿景,装饰的内容也更加繁复。

(4)生活模式及生产方式

在对传统民居的形成背景研究中,生活模式及生产方式是一项重要内容,生产方式关系到社会经济模式,也影响了居民的生活模式。以徽州地区为例,其生产方式可分为务农和经商两种,这种生产方式深刻影响了社会经济、居住建筑建造及聚落形态。“从务农到经商,再到徽商形成规模,徽州形成了个人-家庭-宗族的三级经济模式,在此基础上,土地所有制亦是分为家庭私有和宗族共有两个部分……徽州村落很难用均质化一的方式来规划建造……居住建筑的建造在土地私有的前提下存在较大的灵活性和自由性,如渔梁村。”⑦居住文化软件层面中宗族文化、社会文化、生活模式和生产方式及审美情趣的研究占到总研究量的70%,除此之外,政法制度、价值观念及日常起居对传统民居的影响也不容小觑。政法制度中的土地制度是社会稳定的根本,各朝代变法改制很大一部分是对土地制度的改革,土地制度关系到民生问题,深刻影响了人们的社会活动。日常起居是人们在民居中的常态,它最直接地影响着民居的空间布局。价值观念的研究多是通过分析其社会文化,了解价值观念形成的根源,分析居住文化硬件中对价值观念的反映。

3.小结

现有的研究资料表明,居住文化在居住建筑、居住习俗方面都有了全面深入的研究。关于居住建筑的研究表明,其各部分之间相互影响,这种相互影响造成了居住建筑之间的差异,促使了居住建筑的多样化,使我国形成了丰富多样的传统民居。对居住习俗的研究表明,制度文化、行为文化与心态文化之间也存在相互影响的关系,例如宗族礼法的基础是家庭制度,它又在价值观念的驱动下影响着人们的日常起居。所有文献样本对居住建筑与居住习俗并没有完全割裂地进行研究,而是以其中一个为主体相互依附地进行研究。从上述研究中,我们发现居住建筑、居住习俗不仅其本身各部分之间存在关联,两者之间也存在一定的关联,两者之间关联性的研究将是研究者未来研究的方向。由于样本并不能完全涵盖居住文化与居住建筑的既往研究,研究结果可能会存在一定的误差,敬请各位读者指正。

作者:蔡迪 刘阳 单位:合肥工业大学

参考文献:

[1].金正镐.东北地区传统民居与居住文化研究——以满族、朝鲜族、汉族民居为中心[D].中央民族大学,2004.

[2].李秋生.赣南客家传统民居的文化内涵初探[D].长安大学,2010.

[3].陈英.湘西传统居住文化研究[D].中南林业科技大学,2008.

[4].胡媛媛.文化传承下的上甘棠村聚落形态研究[D].湖南大学,2006.

[5].董黎.鄂南传统民居的建筑空间解析与居住文化研究[D].武汉理工大学,2013.

友情链接