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作者:扈瑞平 葉紀(jì)誠 苑紅 鄧秀玲 薛昕 鄧鳳 李薇 張建宇 娜琴 單位:內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院
生物化學(xué)試驗(yàn)以“血清白蛋白的分離純化和鑒定”為實(shí)驗(yàn)題目,要求每組學(xué)生從血清中分離提取球蛋白和白蛋白,并對其進(jìn)行純化和性質(zhì)的初步鑒定。這一實(shí)驗(yàn)涵蓋了生物化學(xué)的四大技術(shù):離心技術(shù)、分光光度技術(shù)、層析技術(shù)和電泳技術(shù)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)分為4個(gè)小實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要求學(xué)生寫出論文式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)流程如:(1)硫酸銨沉淀(鹽析、離心技術(shù));(2)脫鹽(透析和凝膠過濾層析技術(shù));(3)純度鑒定(電泳技術(shù));(4)蛋白含量檢測(分光光度法)。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為從細(xì)菌中提取基因組DNA,并實(shí)現(xiàn)其體外擴(kuò)增、重組、轉(zhuǎn)化和克隆為一整體內(nèi)容,這樣圍繞解決一個(gè)完整的問題,分組設(shè)計(jì)成8次試驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都有銜接,最終完成一個(gè)綜合性大實(shí)驗(yàn)。建立與科研課題結(jié)合的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容的過程中,逐漸建立和完善以綜合能力培養(yǎng)為主的新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,其核心就是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程與具體的研究課題相結(jié)合。以科研促進(jìn)教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑[2-3]??紤]到生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的學(xué)科特點(diǎn),我們將科研方法和科研思路引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué),將教師的研究課題移植到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,或者學(xué)生參與到教師的科研項(xiàng)目中去,完成教師科研工作的一部分。根據(jù)指導(dǎo)教師的課題內(nèi)容要求,和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行雙向選擇,將學(xué)生分流到不同的研究領(lǐng)域,由指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)培養(yǎng)。使學(xué)生跟著老師親自動手開展一些有特色的反映現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展前沿的典型實(shí)驗(yàn),這種教學(xué)模式能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新意識。不僅有利于提高教師的教學(xué)效果,也使學(xué)生能更好地了解生物技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)、熱點(diǎn)以及新的方法和技術(shù)。讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中以前很多的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作都是老師一手包辦,從設(shè)備的調(diào)試到試劑的配制等。這樣雖然能夠節(jié)省時(shí)間,但學(xué)生對于整個(gè)操作流程沒有連貫的概念,在實(shí)際工作中會感覺很困難,尤其是一些儀器的使用。讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作中來,能夠讓他們對整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程有清晰的認(rèn)識,對儀器設(shè)備也能更好地維護(hù)和利用。
實(shí)驗(yàn)時(shí)間集中統(tǒng)一安排根據(jù)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)周期較長、每個(gè)實(shí)驗(yàn)之間聯(lián)系較密切的特點(diǎn),將實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)集中統(tǒng)一安排。把過去專業(yè)理論課與實(shí)驗(yàn)課穿插上的做法,改為前半學(xué)期上理論課,后半學(xué)期上實(shí)驗(yàn)課。不僅使實(shí)驗(yàn)課的安排更合理緊湊,也使學(xué)生能全身心投入到實(shí)驗(yàn)中去,真實(shí)體會做科學(xué)實(shí)驗(yàn)的酸、甜、苦、辣,在潛移默化中,提高學(xué)生綜合科研素質(zhì)及心理素質(zhì)。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段,如計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)錄像、投影、幻燈片及實(shí)驗(yàn)結(jié)果動態(tài)展示等,將教學(xué)中難以用語言和圖形表述的內(nèi)容,向?qū)W生演示,以提高教學(xué)效果?,F(xiàn)代化的教學(xué)手段,能夠增強(qiáng)教師與學(xué)生的互動、交流,加深學(xué)生的興趣和對一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果的理解,為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ);能夠較好地解決因條件限制而影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形象性和趣味性,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性,提高教學(xué)效果。在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要采取教師講解演示,學(xué)生模仿重復(fù)的實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前,我們優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用多媒體、CAI課件等多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,起到了良好的教學(xué)效果[4,5]。實(shí)施嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)考核評估體系實(shí)驗(yàn)考試分實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)操作兩部分,考試成績包括實(shí)驗(yàn)理論及操作考試、平時(shí)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分。與以往相比,加重平時(shí)實(shí)驗(yàn)操作的分量,增加了實(shí)驗(yàn)操作考試內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)平時(shí)成績和實(shí)驗(yàn)考試操作以小組為單位,這樣能夠培養(yǎng)同學(xué)的團(tuán)隊(duì)意識和協(xié)作精神。教學(xué)總結(jié)與教學(xué)評價(jià)最后教師對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)要求進(jìn)行總結(jié),對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的問題進(jìn)行分析解答,并提出實(shí)驗(yàn)中需要注意的問題,適當(dāng)評價(jià)學(xué)生的表現(xiàn),也可以讓學(xué)生進(jìn)行自我評價(jià)。對于實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果,采用問卷調(diào)查的形式進(jìn)行反饋,了解學(xué)生對新教學(xué)模式的看法,了解這種教學(xué)模式能給學(xué)生帶來怎樣的收獲,包括學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力、分析解決問題的能力,主動學(xué)習(xí)的能力,并對掌握實(shí)驗(yàn)技能有無幫助,從而可以獲取學(xué)生對新教學(xué)模式的感受和看法。
生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革為學(xué)生提供了一個(gè)能充分發(fā)揮自主創(chuàng)造能力的平臺[6]。反饋信息顯示,這種教學(xué)改革可以幫助學(xué)生更深地理解理論課的內(nèi)容,對實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握及科研能力的提高有很大的幫助。學(xué)生針對實(shí)驗(yàn)中的困難能積極與老師交流,主動想辦法處理,而不是被動地等老師來解決,達(dá)到了激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識與愿望,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的教學(xué)目的,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力,促進(jìn)學(xué)生知識、能力、思維和素質(zhì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“實(shí)踐能力、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力”的核心能力培養(yǎng)目標(biāo)[7],突出了生物醫(yī)藥和應(yīng)用技術(shù)特色,將教學(xué)與科研有機(jī)地結(jié)合,將“所學(xué)”施于“所用”,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造能力,為培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)生物技術(shù)應(yīng)用型人才提供了思路。
關(guān)鍵詞:惡性腫瘤 治療 周期性節(jié)律 時(shí)辰化學(xué)治療
周期性節(jié)律是生物界的普遍現(xiàn)象。從細(xì)胞、動物到人,在不同水平以不同方式展現(xiàn)出一定的生物鐘節(jié)奏。時(shí)辰生物學(xué)已經(jīng)成為近年來生命科學(xué)研究的熱點(diǎn),《Science》雜志兩次將此評為“可能改變?nèi)祟悓ψ匀坏恼J(rèn)識,產(chǎn)生重大突破,從而帶來巨大社會經(jīng)濟(jì)效益的研究領(lǐng)域。”而以此為基礎(chǔ)的時(shí)辰藥理學(xué),將有助于預(yù)測和驗(yàn)證藥物的最佳給藥時(shí)間和方式,為高效低毒的藥物治療,特別是惡性腫瘤的化療提供依據(jù)。對時(shí)辰化療的研究,近年來已經(jīng)取得了一些進(jìn)展。
一、生物學(xué)基礎(chǔ)
大多數(shù)動物的生活節(jié)奏均表現(xiàn)為大約24h的周期性,這種特點(diǎn)在許多微生物如脈孢菌、藻青菌中亦有體現(xiàn)。內(nèi)生性節(jié)律支配著睡眠、活動、激素分泌,甚至細(xì)胞的增殖和新陳代謝。目前已經(jīng)知道,哺乳動物至少有9個(gè)特異基因(per1、per2、per3、cry1、cry2、tim、clock、bmal1、ckI)參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的晝夜活動,并進(jìn)一步影響其他相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后過程。此類時(shí)辰基因的突變(例如:果蠅中的per和小鼠中的clock),會導(dǎo)致睡眠-活動節(jié)律的嚴(yán)重紊亂,相應(yīng)時(shí)間被延長或縮短,甚至完全抑制。對人類同卵和異卵雙生子的研究也同樣驗(yàn)證了時(shí)辰節(jié)律的遺傳基礎(chǔ)。近年來,隨著調(diào)節(jié)基因在哺乳動物乃至人類的定位和克隆,發(fā)現(xiàn)物種間相關(guān)基因具有同源性(如人和鼠的per、clock),揭示了時(shí)辰節(jié)律基因控制的普遍性和相似性。
光照與黑暗,作為晝夜節(jié)律的主要協(xié)同因子,兩者的交替可以通過哺乳動物晝夜節(jié)律調(diào)控中樞——下丘腦基底部的視交叉上核(SCN),影響褪黑素的分泌,借以調(diào)節(jié)不同生理功能的節(jié)奏。光照也是一種正信號,可以通過激活per1、per2啟動晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)系統(tǒng),影響細(xì)胞的代謝與增殖。
二、臨床及臨床前研究
利用時(shí)辰原理給藥,提高受體的耐受性(即降低藥物的毒性),提高腫瘤組織的敏感性和藥物抗瘤活性,是時(shí)辰藥理學(xué)研究的目標(biāo)。但受體耐受性節(jié)律、腫瘤本身節(jié)律和藥物抗瘤活性節(jié)律三者之間并非總是同步。事實(shí)上,如果藥物抗瘤活性降低,則耐受性提高將毫無意義。通過實(shí)驗(yàn),已經(jīng)對藥物的時(shí)辰化應(yīng)用有了一定了解。
1.臨床前研究
1.1 毒性 時(shí)辰化給藥影響大約30種抗癌藥物(包括細(xì)胞生長抑制劑和細(xì)胞因子)對鼠類的毒性。不同時(shí)辰給予亞致死劑量的藥物,鼠類生存率變化達(dá)到甚至超過50%,即使改變給藥途徑和給藥次數(shù),結(jié)果仍然重復(fù)。給藥時(shí)間通常用光照后小時(shí)(hours after light onset,HALO)表示。因?yàn)槭箢愒诤诎灯诨顒?,在光照期休息,其“光?黑暗”亦即“休息-活動”動物模型成為時(shí)辰藥理學(xué)研究的參考模型。鼠類休息期(即光照期)的開始,在人類相當(dāng)于21:00~24:00。研究顯示:鼠類對鉑類化合物的最佳毒性耐受性時(shí)間是在活動中期,吡柔比星(piraru-bicin,THP)大約是7HALO,米托蒽醌(mitoxantrone,MIT)大約是15HALO,而長春新堿(vincristine,VCR)、長春堿(vinblastine,VLB)、長春瑞賓(vinorel-bine,NVB)分別是在14、18、20HALO。
1.2 抗癌活性 在毒性最佳耐受期,一些藥物也同時(shí)具有最佳抗癌活性,如:阿糖胞苷(cytarabine,Ara-C)、5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)、氟尿苷(floxuridine,F(xiàn)UDR)、阿霉素(doxorubicin,ADM)、美法侖(melphalan,MEL)、順鉑(cisplatin,DDP)。有人在7~11HALO給予荷PO30胰腺癌鼠多西紫杉醇(docetaxel,DXL),其耐受性和抗癌效力得到了增強(qiáng);同樣結(jié)果也見于7~11HALO給予伊立替康(irinotecan,CPT-11)治療荷Glasgow骨肉瘤鼠,19~23HALO給予NVB治療荷P388白血病鼠。大多數(shù)藥物具有以上特點(diǎn),提示可能存在某些共同機(jī)制,如特定血漿藥代動力學(xué)〔低血漿達(dá)峰濃度(C max ),同時(shí)高曲線下面積(AUC)〕、腫瘤或腫瘤周圍組織的細(xì)胞增殖節(jié)律以及相關(guān)代謝酶活性的變化等。
2.臨床研究 人體(包括健康人和腫瘤患者)進(jìn)入S期的骨髓、小腸、皮膚及口腔黏膜細(xì)胞的比例隨24h周期有超過50%的變化,通常低谷發(fā)生于午夜到凌晨,而高峰則在日間。同樣,二氫嘧啶脫氫酶(dihydropymidine dehydrogenase,DPD,一種5-FU代謝的限速酶)在人和鼠類中也呈現(xiàn)晝夜節(jié)律,從午夜到早10點(diǎn)其活性較其他時(shí)間提高40%以上。人和鼠類等動物眾多的相似性,為臨床使用高效低毒的給藥方案提供了平臺。對人而言,由于DPD活性節(jié)律的關(guān)系,5-FU的最高血藥濃度出現(xiàn)在每日凌晨4:00左右,而此時(shí)機(jī)體的耐受性相對較高,在這一時(shí)段給藥將會起到事半功倍的效果。
1)開卷考試:考試中允許學(xué)生帶教科書和筆記本進(jìn)考場,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成試卷??紤]到采用開卷考試,出題的原則作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,絕大部分題目有一定的靈活性。對所學(xué)過的一些基本知識、基本觀點(diǎn)、基本概念如已理解和掌握,不用翻書,稍事思考就能找出正確答案,否則即使翻書、看筆記也無法直接找到答案。例如,在“氨基酸代謝”一章,有一道這樣的題目:與S-腺苷甲硫氨酸無關(guān)的反應(yīng)有:A.肌酸的生成;B.膽堿的生成;C.多胺的生成;D.尿素的生成;E.腎上腺素的生成,選項(xiàng)中所列反應(yīng),除去尿素的生成,其他都與S-腺苷甲硫氨酸有關(guān)。而上述相關(guān)反應(yīng),分別在脂代謝、氨基酸代謝等章節(jié)中學(xué)到過,但需要同學(xué)們自己進(jìn)行歸納。其目的在于調(diào)動學(xué)生思維,更多地通過理解去掌握知識,而不是一味地死記硬背。2)計(jì)算機(jī)模擬考試:學(xué)習(xí)若干章節(jié)后,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)學(xué)生到計(jì)算機(jī)上抽題測試。測試是在師生之間充分信任的基礎(chǔ)上實(shí)行的免監(jiān)法,在充分的誠信品質(zhì)教育培養(yǎng)的基礎(chǔ)上由學(xué)生自覺作答,使學(xué)生的發(fā)揮達(dá)到最佳,也對學(xué)生的綜合道德品質(zhì)培養(yǎng)和主動學(xué)習(xí)的態(tài)度起到不可估量的促進(jìn)作用。免監(jiān)考的目的在于建設(shè)良好的學(xué)風(fēng)[5]。心理學(xué)的研究表明:人都要求平等和受到尊重與信任,渴望擁有自[6]。最有力量的學(xué)校管理者不是那些只會行使行政權(quán)力人,而是那些善于尊重人、相信人的人[7]。免監(jiān)考,讓學(xué)生對自己的行為負(fù)更大的責(zé)任、具有更大的自,從而也更有力地調(diào)動了學(xué)生遵守紀(jì)律的自覺性。
2采用大班案例討論課考核分析、解決問題的能力
對于一個(gè)患病的機(jī)體來講,同時(shí)存在著機(jī)能、形態(tài)和代謝方面的改變。案例分析是生物化學(xué)教學(xué)過程中經(jīng)常使用的方法,也是學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的學(xué)習(xí)能力[8]。如女性較為注意自己的形體,關(guān)注自己身體各部位的比例正常,有些女性刻意減少飲食量以保持身材苗條,有的女性由于過度減少進(jìn)食量而出現(xiàn)低血糖的現(xiàn)象。教師授課時(shí)首先提出日常生活中可以見到的這個(gè)現(xiàn)象,引起學(xué)生的強(qiáng)烈好奇心,再分析糖代謝的內(nèi)容,最后回到案例本身,使學(xué)生既學(xué)到了糖代謝的相關(guān)基礎(chǔ)知識,又能將這些知識運(yùn)用到生活及臨床實(shí)踐中,為將來的臨床課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)[9]。在案例的選擇中我們特別注重案例與生化知識點(diǎn)的相關(guān)性及相互聯(lián)系。例如:我們選擇糖尿病的病例,講解了糖代謝中血糖的來源及去路,與學(xué)生一起分析糖尿病患者為什么會出現(xiàn)“三多一少”的癥狀,糖尿病患者為什么容易出現(xiàn)酮癥酸中毒?通過這個(gè)案例的學(xué)習(xí),不僅講解了糖代謝,同時(shí)還與脂代謝途徑聯(lián)系在一起,有利于學(xué)生對生化各章節(jié)內(nèi)容從縱向到橫向結(jié)合起來。在討論的過程中,請學(xué)生先分析,教師參與討論,及時(shí)引導(dǎo),調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、活躍課堂氣氛,是一種有效的、主動的學(xué)習(xí)方式。同時(shí)建立起案例討論成績評定方法以考核學(xué)生分析、解決問題的能力。即大班病例討論成績由病例討論課現(xiàn)場討論各班成績(70%)和個(gè)人成績(30%)組成。其中討論課現(xiàn)場討論成績由教師及學(xué)委組織的答辯委員會評出;而個(gè)人成績則根據(jù)每人準(zhǔn)備工作多少、答辯參加狀況、任務(wù)完成情況等內(nèi)容,由學(xué)委組織學(xué)生評分。案例式教學(xué)考核提高了學(xué)生的綜合能力和團(tuán)隊(duì)精神[10]。
3采用論文綜述撰寫與答辯方法考核創(chuàng)新能力
關(guān)鍵詞:研討式教學(xué)法;理論教學(xué);運(yùn)動生物化學(xué);考核方式;教學(xué)方法
運(yùn)動生物化學(xué)是體育教育專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,課程對理論和實(shí)驗(yàn)操作能力要求高,在運(yùn)動員選材、身體機(jī)能評定和運(yùn)動營養(yǎng)等方面起著重要的作用。同時(shí),在指導(dǎo)競技體育與大眾健身科學(xué)化方面也有重要作用。因此,體育專業(yè)的學(xué)生只有掌握運(yùn)動生物化學(xué)的理論知識與實(shí)驗(yàn)技能,才能成為高素質(zhì)的體育專業(yè)人才。我校體育教育本科學(xué)生運(yùn)動生物化學(xué)課程已開設(shè)10年,筆者作為專任教師,為了提高本課程的教學(xué)質(zhì)量,現(xiàn)對10年來的教學(xué)方法、手段等進(jìn)行分析、回顧總結(jié)、改革并提出相應(yīng)對策。研討式教學(xué)是將研究與討論貫穿于課程始終的一種教學(xué)方法,在打破舊模式的“滿堂灌”和“一言堂”的基礎(chǔ)上,實(shí)行以教師指導(dǎo)學(xué)生研究問題,師生展開討論的“群言堂”,重方法傳授、能力培養(yǎng)、學(xué)生主體作用和學(xué)習(xí)主動性的發(fā)揮,通過指導(dǎo)學(xué)生研究和討論問題,強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的多種科研能力。本學(xué)期,筆者總結(jié)以往的運(yùn)動生物化學(xué)教學(xué),以研討式教學(xué)方式對2014級運(yùn)動生物化學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行改革,取得了初步效果。
一、運(yùn)動生物化學(xué)課程教學(xué)存在的問題
運(yùn)動生物化學(xué)是體育教育專業(yè)理論課中較難的一門基礎(chǔ)課程,加上體育本科學(xué)生雖然具有高中化學(xué)基礎(chǔ)知識水平,但基礎(chǔ)低于其他專業(yè)的學(xué)生。在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生對這門課程的理解和掌握存在一定難度。1.運(yùn)動生物化學(xué)課程內(nèi)容理論性強(qiáng)而抽象,知識點(diǎn)、難點(diǎn)較多,課時(shí)數(shù)少,由于實(shí)驗(yàn)室條件差,教師在教學(xué)中只能偏重理論,實(shí)驗(yàn)相對較少,理論與運(yùn)動實(shí)踐脫鉤。這導(dǎo)致原本就重術(shù)科輕理論課的學(xué)生更加覺得理論課程枯燥乏味,更不愿進(jìn)行理論的學(xué)習(xí)。因此,課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量不佳。2.以教師為主的灌輸式教學(xué)法,不利于充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。部分學(xué)生在課堂上低頭看手機(jī)或者睡覺。3.學(xué)生依賴性強(qiáng),在沒有具體要求的課堂教學(xué)中,學(xué)習(xí)的主動性和積極性不高;碰到問題不愿思考,希望教師能直接給出結(jié)果。4.由于體育學(xué)院實(shí)驗(yàn)室條件差,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)不足以滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要,理論與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐脫鉤,不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、分析與解決問題的能力,以及創(chuàng)新能力。5.目前的考核制度是一張?jiān)嚲矶ńY(jié)果,不能客觀、公正地考核學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此,運(yùn)動生物化學(xué)課程教學(xué)方法改革勢在必行。
二、研討式教學(xué)法在運(yùn)動生物化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐
學(xué)校這幾年注重應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng),一直提倡將研討式、合作式、微課、慕課、現(xiàn)代教育技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+等教學(xué)形式應(yīng)用于課堂教學(xué),運(yùn)動生物化學(xué)課程有其獨(dú)特的特點(diǎn),也應(yīng)該形成自身的特色教學(xué)形式。體育教育專業(yè)2014級運(yùn)動生物化學(xué)應(yīng)用的教材是張?zhí)N琨、丁樹哲主編高等教育出版社2014年出版的,全書共有緒論和12章的內(nèi)容。在實(shí)際教學(xué)中,根據(jù)學(xué)生掌握內(nèi)容情況,將研討式教學(xué)法應(yīng)用到本課程教學(xué)中,有利于提高學(xué)生的積極性和主動性。1.運(yùn)動生物化學(xué)各章節(jié)研討內(nèi)容的確定。根據(jù)教育部體育專業(yè)課程的教學(xué)指導(dǎo)綱要,結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況,充分利用教育資源,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。依據(jù)運(yùn)動生物化學(xué)的定義,將運(yùn)動生物化學(xué)內(nèi)容應(yīng)用于體育鍛煉與競技體育的運(yùn)動實(shí)踐之中。對課本進(jìn)行認(rèn)真研讀之后,確立專題討論內(nèi)容,研討內(nèi)容以理論與實(shí)踐相結(jié)合,以提高運(yùn)動能力、增強(qiáng)體質(zhì),促進(jìn)健康為目標(biāo)。研討內(nèi)容如下表所示。從上表可以看出,除了緒論和第12章,1~11章都安排了研討內(nèi)容,在確定內(nèi)容的過程中,主要考慮體育教育專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)較差,對理論學(xué)習(xí)的積極性不高,所以選擇了一些與運(yùn)動和訓(xùn)練、生活實(shí)踐比較接近的題目,以提高學(xué)生的積極性。即,理論聯(lián)系實(shí)際。實(shí)踐的過程中學(xué)生會返回書本去尋找自己想要的答案,在這個(gè)過程中學(xué)生思考、討論、解決問題等。2.研討式教學(xué)法在理論課教學(xué)中的應(yīng)用黃世虎認(rèn)為,一個(gè)有效的研討式教學(xué)實(shí)踐模式應(yīng)滿足前提條件、實(shí)施過程和關(guān)鍵因素3個(gè)構(gòu)成要件。實(shí)際操作中,教師的個(gè)人工作能力和學(xué)術(shù)涵養(yǎng)起著重要的作用。研討式教學(xué)過程中,教師是組織者和學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。師生角色轉(zhuǎn)變之后,學(xué)生應(yīng)該積極參與討論教學(xué)的全過程,加強(qiáng)師生交流與探討,以此使研討式教學(xué)處于良性循環(huán)過程。(1)上好第一次課。在教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和教學(xué)計(jì)劃的共同指導(dǎo)下,研討式的教學(xué)內(nèi)容確立后,第一次課就顯得特別重要。教師在第一次課上要立好本門課程的課堂常規(guī),也就是首先要讓學(xué)生了解課的性質(zhì)、內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求。其次是知道本學(xué)期的教學(xué)計(jì)劃,對學(xué)生進(jìn)行4~6人的分組安排,分配每次課的研討內(nèi)容,布置學(xué)期末的考核內(nèi)容。最后,教師引導(dǎo)小組研究、討論研討流程,特別是對資料收集的途徑、數(shù)據(jù)整理的方法,研究報(bào)告的撰寫等等進(jìn)行引導(dǎo)。教師要讓學(xué)生知道本門課程的考核方式,以便學(xué)生在資料收集過程中有條有理。(2)培養(yǎng)科研與創(chuàng)新能力。從郭漢民提出的學(xué)生必須具備檢索文獻(xiàn)、收集、閱讀、鑒別文獻(xiàn)資料、發(fā)現(xiàn)和提出問題、歸納綜述、邏輯思維能力和分析綜合、創(chuàng)新能力、文字和口頭表達(dá)等10種科研能力出發(fā),在教學(xué)中,注重培養(yǎng)學(xué)生的科研能力與創(chuàng)新能力。首先,在確定研討內(nèi)容之后,給學(xué)生提供相關(guān)的資料去閱讀,然后根據(jù)關(guān)鍵詞使用相關(guān)的檢索工具進(jìn)行文獻(xiàn)查閱,讓學(xué)生自己收集篩選資料。其次,按照索引,充分利用互聯(lián)網(wǎng),有目的地查找和搜集有關(guān)資料,學(xué)會利用圖書館、檔案館、博物館等方式全面詳細(xì)地占有資料,必要時(shí)可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或?qū)嵉卣{(diào)查。在課堂教學(xué)中每次安排針對性的資料進(jìn)行閱讀與討論,加深學(xué)生對文獻(xiàn)的思考,提高學(xué)生的閱讀能力。再次,為避免收集的資料過多,建議學(xué)生查閱權(quán)威期刊、網(wǎng)站等,對搜集來的資料進(jìn)行處理,鑒別真?zhèn)闻c價(jià)值。學(xué)生圍繞專題討論內(nèi)容,對資料進(jìn)行取舍與歸納,發(fā)現(xiàn)和提出一些有一定創(chuàng)新意義和研究價(jià)值的問題。最后,在資料的收集、閱讀過程中,學(xué)生對不懂的問題進(jìn)行關(guān)聯(lián)性的查找,小組討論試著解決問題,并在新的聯(lián)系中提出新的看法、觀點(diǎn)和假設(shè)。問題要有創(chuàng)新和新意,以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。除了這些,還有問題的呈現(xiàn),建議學(xué)生積極思考,用不一樣的方式呈現(xiàn)問題。例如,一節(jié)課程中,有的學(xué)生用話劇呈現(xiàn)問題,有的學(xué)生用辯論形式呈現(xiàn)問題,有的學(xué)生以相聲的形式呈現(xiàn)問題,顯現(xiàn)出學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。運(yùn)動生物化學(xué)課上,沒有重點(diǎn)對學(xué)生的文字表述能力進(jìn)行訓(xùn)練練習(xí),在以后的教學(xué)中,可以針對性地進(jìn)行培養(yǎng)。本門課主要培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力,使學(xué)生既能加強(qiáng)交流和討論,又能提高綜合分析問題的能力;不僅鍛煉學(xué)生的膽量,還可以提高學(xué)生的自信心等。上課之初,筆者鼓勵(lì)學(xué)生要積極踴躍地發(fā)言,不發(fā)言就提問他們,慢慢地,學(xué)生習(xí)慣了發(fā)言、討論,課堂氛圍活躍起來。從一學(xué)期的課程討論之后發(fā)現(xiàn),學(xué)生的科研能力,創(chuàng)新能力和語言表達(dá)能力等得到了提高。(3)團(tuán)結(jié)協(xié)作能力的培養(yǎng)。從一上課,教師就將學(xué)生分成4~6人一組,小組內(nèi)各成員之間在不同的專題中有明確的分工,可以保證專題研討的順利進(jìn)行與呈現(xiàn)。一學(xué)期下來,學(xué)生之間的配合更加默契,共同協(xié)作完成任務(wù)的能力逐步提高。這對學(xué)生以后踏入社會有很大的幫助。3.研討式教學(xué)法在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用。研討式教學(xué)法在實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是以視頻的形式呈現(xiàn),教師在一邊指導(dǎo),對實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行提問,全組合作共同完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)對象和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不同于以往。特別是對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析討論,更具針對性,可以保證小組之間的數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)雷同,更具針對性,提高了學(xué)生分析問題的能力。在綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)中,首先,讓學(xué)生自己查閱資料,選擇研究的題目;其次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,小組合作,分工明確,完成實(shí)驗(yàn);然后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論,體現(xiàn)研討的作用;最后總結(jié)經(jīng)驗(yàn)得失。這樣的方法不但能提高學(xué)生的積極性、創(chuàng)新探索能力,同時(shí)還可以保證小組之間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的唯一性,提高了實(shí)驗(yàn)課程的價(jià)值。
三、研討式教學(xué)后的課程考試方式
驗(yàn)證學(xué)生學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)水平的標(biāo)準(zhǔn)之一是課程考核。以往課程考核的內(nèi)容包括平時(shí)成績(10%)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐成績(20%)和課程考試成績(70%),大部分成績依賴于最后的一張?jiān)嚲恚荒芎芎玫胤从硨W(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況。同時(shí),會使學(xué)生平時(shí)不學(xué)習(xí),考前臨時(shí)“抱佛腳”,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提高。加入研討式教學(xué)法后,學(xué)生的考核內(nèi)容發(fā)生了相應(yīng)的變化,考核內(nèi)容包括平時(shí)成績(10%)、研討式成績(70%)和課程考試成績(20%),研討式的考試內(nèi)容包括專題研討視頻、查閱文獻(xiàn)資料、查閱資料與研討內(nèi)容時(shí)的照片。學(xué)生以小組為單位上交,既體現(xiàn)個(gè)人能力,又培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神,題材不限,著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力?!督逃筷P(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》中提到了討論式教學(xué),提倡上研討課。我校近期舉辦了首屆研討式教學(xué)比賽與立項(xiàng),足見學(xué)校對研討式教學(xué)的重視。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的研討式教學(xué)發(fā)現(xiàn),在體育學(xué)院運(yùn)動生物化學(xué)理論課中進(jìn)行研討式教學(xué),不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,也提高了學(xué)生的科研水平,不足之處是學(xué)生的基礎(chǔ)不牢,探討問題的深度還不夠。學(xué)生有好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)能力更重要,相信學(xué)生會越做越好。
參考文獻(xiàn):
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[3]李麗.高等院校運(yùn)動生物化學(xué)教學(xué)探討[J].當(dāng)代體育科技,2014
一、理論教學(xué)改革
1.教學(xué)內(nèi)容改革
為了使教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想,符合科學(xué)性、先進(jìn)性及教育教學(xué)規(guī)律,課堂教學(xué)必須根據(jù)藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱要求選擇教學(xué)內(nèi)容。重視科研促教,做到課堂教學(xué)內(nèi)容新穎,信息量大,并及時(shí)把學(xué)科最新發(fā)展成果(如蛋白質(zhì)組學(xué)、基因診斷與治療等)和教研教改成果引入到教學(xué)過程,使學(xué)生對科研過程有所了解,鞏固理論知識,擴(kuò)展知識面。此外,為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,本課程增設(shè)與藥學(xué)相關(guān)的生物化學(xué)專題,根據(jù)實(shí)際情況讓學(xué)生自學(xué)、討論。如果我們只重視基礎(chǔ)知識的講授,則會忽略科學(xué)前沿、熱點(diǎn)和生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用,不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,更不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)。同時(shí),需合理利用課余時(shí)間,開設(shè)選修課、定期舉辦學(xué)術(shù)講座、組織課外興趣小組、鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新課題等,彌補(bǔ)有限的課堂教學(xué)不能讓學(xué)生更全面了解相關(guān)專業(yè)知識的缺陷,使得學(xué)生在課后能擴(kuò)大知識面,提高學(xué)習(xí)興趣。
2.教學(xué)方法改革
本課程以教師精講、學(xué)生多練和多用為基礎(chǔ),改變傳統(tǒng)的以講授為主的課堂模式,突出學(xué)生的參與性、教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性、教師作用的指導(dǎo)性和教學(xué)方式的實(shí)踐性。積極實(shí)踐提問式、討論式等生動活潑的教學(xué)方法。
提問式教學(xué)方法可以選擇以下手段:一是提出問題讓學(xué)生作答,培養(yǎng)學(xué)生積極思考的能力;二是自問自答的方式,起到引導(dǎo)學(xué)生注意和促使學(xué)生思維;三是有些問題問而不答,讓學(xué)生獨(dú)立思考。討論式教學(xué)可以選擇較簡單的章節(jié)(如維生素與微量元素),安排學(xué)生自己查閱資料、制作課件及上講臺講解,最后由老師點(diǎn)評和總結(jié)。通過這一過程,不僅可以鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,還可以提高學(xué)生對生物化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性,使課堂教學(xué)更為生動。除此之外,還可以充分利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢,如建立QQ群、電子郵件、精品課程網(wǎng)絡(luò)師生互動平臺等,讓學(xué)生在課后也能及時(shí)與教師進(jìn)行交流和答疑,有效地提高教學(xué)質(zhì)量。
3.考核機(jī)制改革
改革以往使用單一終結(jié)性評價(jià)的考核方式,采取形成性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合的方式。形成性評價(jià)的內(nèi)容需要多元化,如課堂提問、課堂測驗(yàn)、課后練習(xí)、階段性測試、文獻(xiàn)綜述、調(diào)查報(bào)告、研究進(jìn)展、學(xué)術(shù)討論會等,貫穿于學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程。這種評價(jià)考核方式相較之前,不再只關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果,而是強(qiáng)調(diào)全面評價(jià),能為學(xué)生的成長和發(fā)展提供多角度、多層面的評價(jià)信息,這樣既激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性和積極性,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的目的,又可全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃的修訂和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的調(diào)整,首先,將教材進(jìn)行更新,采用本院組織編寫并正式出版的實(shí)驗(yàn)教材《生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》;其次,教學(xué)過程改變以往由老師示范為主單一的教學(xué)方法,讓學(xué)生在熟練操作的情況下給其他同學(xué)演示,其他同學(xué)再進(jìn)行指正;最后,實(shí)驗(yàn)考核評價(jià)采取形成性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合的方法,除了課程結(jié)束后的實(shí)驗(yàn)操作考核外,還對學(xué)生平時(shí)的出勤、課堂操作情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、自主學(xué)習(xí)和自主創(chuàng)新等內(nèi)容進(jìn)行考查。這樣不僅能督促學(xué)生真正做到動手練習(xí),提高實(shí)驗(yàn)技能,還能提升學(xué)生的科學(xué)邏輯思維能力,有利于其科研能力的提高和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。
英文名稱:Progress in Physiological Sciences
主管單位:中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會
主辦單位:中國生理學(xué)會;北京大學(xué)
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:0559-7765
國內(nèi)刊號:11-2270/R
郵發(fā)代號:2-567
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:2010
期刊收錄:
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽(yù):
聯(lián)系方式
[關(guān)鍵詞]多種方法 臨床生物化學(xué) 教學(xué)研究期刊投稿網(wǎng)
一、研討式教學(xué)法
一、.研究方法。研討式教學(xué)在 2007 級 醫(yī)學(xué)本科 3 班(民族預(yù)科班)中的實(shí)踐。 筆者以第五章《衰老生物化學(xué)》為主題設(shè) 計(jì)的教學(xué)程序?yàn)椋豪蠋熣n前 1 周根據(jù)教 學(xué)內(nèi)容提出 7 個(gè)子課題:(1)衰老的生物 化學(xué)變化;(2)衰老的生物化學(xué)機(jī)理;(3) 自由基與衰老以及與一些老年疾病的關(guān) 系;(4)內(nèi)源性及外源性抗氧化劑抗衰老 的作用機(jī)理;(5)抗衰老中藥的作用機(jī) 理;(6)遺傳、環(huán)境、飲食、運(yùn)動與衰老的 關(guān)系;(7)未來抗衰老的方法。
首先,以宿舍為單位,人少的并入其 它宿舍,組合成 7 個(gè)學(xué)習(xí)小組,每組約 8 人并選出小組長;然后學(xué)生課外通過查 找資料,每人都寫出各自的講稿或綜述, 再以小組為單位匯總內(nèi)容并討論,提出 解決問題的方案;每小組選出一人系統(tǒng)闡述各自的觀點(diǎn);最后老師點(diǎn)評分析、歸納總結(jié),并以小組為單位記錄考核成績, 能按照要求檢索文獻(xiàn)、編制索引的記 5 分,獨(dú)立完成 3000 字左右講稿的記 10 分,能上臺講課的記 5 分,小組討論發(fā)言 及評判其它小組突出的酌量加分,共計(jì)20 分,記入最后的考核成績。
二、.考核指標(biāo)
(1)問卷調(diào)查:對實(shí)驗(yàn)班學(xué)生進(jìn)行問 卷調(diào)查,采用自行設(shè)計(jì)的調(diào)查表,調(diào)查表 含 7 個(gè)問題,每個(gè)問題設(shè)計(jì)了好、一般和 差三個(gè)等級。問卷調(diào)查以無記名的方式 進(jìn)行,共 57 名學(xué)生,問卷回收率 100%。
(2)課堂測驗(yàn):對照班采用傳統(tǒng)教學(xué);實(shí) 驗(yàn)班采用研討式教學(xué)法。隨堂測驗(yàn)題型相同,包括客觀題五個(gè)和主觀題兩個(gè),滿 分為 10 分。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用 t 檢驗(yàn)。結(jié)果 實(shí)驗(yàn)班課堂測驗(yàn)成績平均分?jǐn)?shù)為 8.12 ±1.08 分,而對照班的平均分?jǐn)?shù)為 7.08 ±1.34 分,兩班比較有 顯著性差異(P
二、病例為引導(dǎo)的教學(xué)法(case based study ,CBS)
如講授異常脂蛋白血癥一節(jié)內(nèi)容時(shí),舉出病例,如病人揚(yáng)某某,男,32 歲, 身高 1. 75 m,體重 70 kg,自覺有胸悶感。 其父 37 歲時(shí)查出高膽固醇血癥,50 歲時(shí) 死于心梗;其兄 33 歲時(shí)體檢發(fā)現(xiàn)血總膽 固醇 TC 為 7. 8 mmol/ L。對揚(yáng)某某體檢 時(shí)發(fā)現(xiàn)掌皺紋黃色瘤,未見角膜弓,不吸 煙,適量飲酒。實(shí)驗(yàn)室檢查 TC 為 8. 1 mmol/ L,LDL-C 為 6. 4 mmol/ L,TG 和 HDL-C 在正常范圍,血清外觀透明。揚(yáng) 某某可能的診斷是什么?機(jī)理如何?屬 于哪種類型高脂蛋白血癥?如何治療? 老師講授完該章節(jié)后,學(xué)生就可根據(jù)家 族史,血總膽固醇達(dá)正常值的兩倍,掌皺 紋黃色瘤,可推斷出該病人可能為家族 性高膽固醇血癥(FH);是由于 LDL 受體 缺乏或載脂蛋白 B100 缺陷所致。單純 TC 升高,TG 正常,屬于 IIa 型高脂蛋白 血癥;可采取飲食、降脂藥物、血漿 LDL 分離法、基因治療多種措施進(jìn)行治療。
三、對比記憶法核心期刊
講授《血清酶》一章時(shí),血清酶可分 為三種,在分別講其概念、特點(diǎn)等時(shí),很 難一一記住。而采用對比記憶法,可通 過歸納、比較,把一些相同或相似的內(nèi)容 綜合起來,協(xié)同記憶;把不同的內(nèi)容鑒別 出來,區(qū)別記憶。這樣不僅思路變得清 晰,且不易混淆,不易忘記。血清特異性 酶,是由肝等合成后釋放入血,在血液中 發(fā)揮催化作用,當(dāng)然血中含量高;當(dāng)來源 臟器疾病時(shí),合成量減少而使血中含量 降低。而外分泌酶主要分泌到消化道等 處發(fā)揮催化作用,細(xì)胞酶主要在各組織 細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮催化作用,隨著細(xì)胞更新修 復(fù)等少量溢入血液,當(dāng)然血中含量少;當(dāng) 來源臟器疾病時(shí),由于細(xì)胞膜通透性增 高而大量釋放入血,使血中含量升高。通 過比較,一目了然。
四、因果關(guān)系法
(1)氨的代謝異常與肝性腦?。簢?yán)重 肝病血氨的來源增多(門脈高壓腸道淤血水腫消化吸收障礙細(xì)菌滋生,腐敗加強(qiáng)腸道產(chǎn)氨加強(qiáng),吸收入血 增多)去路減少(氨在肝臟合成尿素障 礙)血氨升高氨入腦腦解氨毒時(shí) 消耗 -酮戊二酸而抑制三羧酸循環(huán),消耗 NADH 而抑制呼吸鏈,抑制丙酮酸脫氫 酶的活性而抑制糖的分解代謝腦 ATP 減少,又氨與鉀競爭鈉泵,神經(jīng)傳導(dǎo)障 礙腦功能障礙。
(2)假神經(jīng)遞質(zhì)學(xué)說:嚴(yán)重肝病芳 香族氨基酸通過腸菌脫羧生成的苯已胺 和酪胺入肝代謝障礙直接入血,再入 腦羥化成苯乙醇胺和羥苯乙醇胺(假 遞質(zhì)),與真遞質(zhì)多巴胺、去甲腎上腺素 結(jié)構(gòu)相似去甲腎上腺素被取代而失去 對大腦的覺醒作用昏迷,多巴胺被取 代而失去抑制機(jī)體運(yùn)動的作用撲翼樣 震顫。
(3)氨基酸代謝失衡學(xué)說:①嚴(yán)重肝 病(氨基酸代謝的組織器官特異性)芳 香族氨基酸(簡稱芳)入肝障礙而入血, 而支鏈氨基酸(簡稱支)入肌肉血芳/支 比值下降二者競爭同一載體入腦時(shí) 芳入腦增多脫羧羥化成假遞質(zhì)取代 真遞質(zhì),又抑制真遞質(zhì)合成腦功能障 礙;②嚴(yán)重肝病胰島素滅活障礙胰 島素促進(jìn)氨基酸進(jìn)入組織,支大量入肌 肉,芳入肝卻障礙血芳/支比值進(jìn)一步 下降;③嚴(yán)重肝病肌肉解氨毒消耗 的谷氨酸 -酮戊二酸用支鏈氨基酸和支 鏈 酮酸轉(zhuǎn)變而補(bǔ)充又使血芳/支比值 進(jìn)一步下降腦功能障礙。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】生物基聚酯,高分子材料,聚酯材料
0 前言
高分子材料是當(dāng)今世界使用廣泛的一種非金屬材料,其包含很多種類,聚酯是其中很重要的一類。由多元酸和多元醇作為單體,經(jīng)過分子間的酯化反應(yīng)而得到的、主鏈中含有酯基的高分子材料稱為聚酯。由不同單體合成的不同主鏈結(jié)構(gòu)的聚酯往往存在力學(xué)性能、化學(xué)性能的不同,由此使得聚酯材料在在工程塑料、聚酯纖維、聚酯薄膜等很多不同的方面獲得了廣泛的應(yīng)用。
聚酯材料多樣的用途決定了生活中對其產(chǎn)量的需求十分巨大,多數(shù)重要聚酯材料的單體主要來源為石油化工,例如滌綸聚酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚碳酸酯(PC)等。在石油資源日益枯竭的今天,對石油資源的大量消耗顯然不符合我國可持續(xù)發(fā)展的基本國策,于是合理利用生物質(zhì)資源,通過生物化學(xué)手段獲得聚酯單體及其潛在替代品已經(jīng)成為熱門的研究方向。
1 常見生物基聚酯的分類
利用生物質(zhì)資源如農(nóng)作物秸稈、殘木、以及其他天然有機(jī)廢棄物通過生物化學(xué)手段獲得的可用作聚酯合成的單體稱為生物基單體,目前較為常見的有生物基乙二醇(EG)、乳酸、2,5呋喃二甲酸(FDCA)
1.1 脂肪族生物基聚酯
脂肪族生物基聚酯的典型代表有聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。
1.1.1 聚乳酸(PLA)
PLA是當(dāng)前使用量與生產(chǎn)量極大的一種生物基聚酯,常見的環(huán)保購物袋、醫(yī)用高分子、食品包裝袋等產(chǎn)品中都有聚乳酸的身影。乳酸在哺乳動物體內(nèi)代謝過程中即可產(chǎn)生,PLA對人體無毒無害,且在自然界十分容易降解形成CO2和水。目前關(guān)于PLA的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟,特定催化劑的應(yīng)用使得工業(yè)上通過直接酯化的方法即可合成高分子量的PLA。未來大力發(fā)展PLA產(chǎn)業(yè)不僅有利于合理利用我國豐富的生物質(zhì)資源,更會極大的改善環(huán)境,走可持續(xù)發(fā)展之路。
1.1.2 聚羥基脂肪酸酯(PHA)
PHA是聚羥基脂肪酸酯的統(tǒng)稱,其具有良好的生物相容性,對環(huán)境十分友好,且與PLA相似,可用于包裝、醫(yī)用高分子等多種用途[1,2]。PHA可使用的單體多種多樣,目前已知的有200多種,使用不同的單體反應(yīng)可以制得許多種類的PHA,例如聚羥基丙酸酯(PHP)、聚羥基戊酸酯(PHV)、不同單體的嵌段共聚物等。
1.1.3 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)
PBS同上文兩類聚酯一樣具有良好的生物相容性、生物降解性。從結(jié)構(gòu)上看,其制備所需的兩種單體為:丁二酸、丁二醇。目前這兩類單體均可由生物技術(shù)制得,符合我國政府關(guān)于合理利用生物質(zhì)資源的要求。值得注意的是合成PBS的過程中,在縮聚階段溫度不可過高,否則易導(dǎo)致聚酯的降解變色問題。當(dāng)前良好的工藝合成的PBS常用在生物醫(yī)藥領(lǐng)域,因?yàn)槠渑cPE的力學(xué)性能相似,有較低的熔點(diǎn)并有較高的斷裂伸長率,其可加工性能、耐水性以及熱穩(wěn)定性均表現(xiàn)良好[3,4]。
1.2 PTA生物聚酯
PTA生物聚酯即以對苯二甲酸(PTA)為二酸單體,以生物基二(多)元醇為另一種單體縮聚而成的聚酯,當(dāng)前對于PTA而言尚且無法通過生物化學(xué)手段制得可直接用于縮聚的高純PTA,其主要來源仍然是石油化工,然而一些二元醇單體例如生物基EG,生物基PDO等均可利用生物化學(xué)手段獲得。
利用生物基EG與PTA合成的生物基PET已經(jīng)較為成熟,生物基EG在成分中有微量的其他醇類雜質(zhì),其合成產(chǎn)品的性能雖然在模量、斷裂伸長率等方面略遜于石油基PET,但其吸濕率和纖維比電阻獲得了可喜的改變[5]。與之類似的生物基PTT也有較為充分的研究,PTT纖維被證明是性能十分優(yōu)良的服裝纖維。生物基多元醇的生產(chǎn),無疑也在一定程度上緩解了石油化工生產(chǎn)多元醇的壓力。
1.3 2,5-呋喃二甲酸基聚酯
2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是當(dāng)前研究中比較熱門的一類生物基聚酯單體,秸稈等生物質(zhì)資源均可用于合成FDCA。由于FDCA中存在著共軛雙鍵結(jié)構(gòu),與PTA均為環(huán)狀結(jié)構(gòu)且都含有兩個(gè)羧基,F(xiàn)DCA被認(rèn)為是潛在的可以替代石油基PTA的一類單體,事實(shí)也證明實(shí)驗(yàn)室中合成的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、聚2,5-呋喃二甲酸丙二醇酯(PTF)等與PET、PTT等聚酯在性能上有一定的相似性并有優(yōu)于傳統(tǒng)PTA類聚酯的性能,例如PEF做成的瓶子被證明有優(yōu)于PET瓶11倍的氧阻隔能力、19倍的CO2阻隔能力、1.6倍的拉伸模量,生產(chǎn)過程中也將排放更少的CO2,使用更少的不可再生資源[6]。當(dāng)前由于FDCA的產(chǎn)業(yè)化以及PEF加工中的降解等問題,關(guān)于PEF的研究仍然在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模進(jìn)行中,尚未進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。
2 生物基聚酯常用的制備方法
生物基聚酯的制備方法與普通聚酯的制備方法相似,常用的方法為直接酯化法與酯交換法,界面縮聚、溶液縮聚等也在一些情況下有所使用。
通常而言,直接酯化法由于操作簡單被首先考慮,然而直接酯化法對于原料單體的純度有很高的要求,產(chǎn)物純度不足時(shí)常需要使用擴(kuò)鏈等方法來增加產(chǎn)物的分子量來提升其性能。與此同時(shí),由于多種生物基單體在高溫下可能存在降解問題,例如FDCA等,需要選擇合適的催化劑來降低酯化和縮聚兩步操作時(shí)的活化能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在單體降解之前的某個(gè)溫度下完成聚酯的合成。
酯交換法雖然操作上不如直接酯化的方法直接,但是其在單體難提純時(shí)有顯著的優(yōu)勢,不僅可以用作提純單體的方法,更可以在單體純度不足時(shí)獲得比直接酯化法分子量更高的聚酯。在PEF合成的早期,由于FDCA的提純方法尚不成熟,酯交換法被一些日本學(xué)者作為制備高分子量PEF的有效方法[7]。
總之,在諸多聚合方法的選擇中,需要根據(jù)單體的純度、單體的熱穩(wěn)定性、產(chǎn)物的提純與分離、產(chǎn)業(yè)化成本等因素綜合考慮,通過實(shí)驗(yàn)探究對比來選擇最優(yōu)的合成方法。
3 生物基聚酯存在的問題
生物基聚酯盡管是環(huán)境友好的聚酯產(chǎn)品且前景大好,然而對其使用,仍然存在著一些方面的問題需要解決。
首先,生物基聚酯的翁逋ü生物化學(xué)技術(shù)獲得,盡管原料成本相對低廉,但是生產(chǎn)的工藝流程以及提純分離的過程往往較為復(fù)雜,這就決定了很多生物基單體的成本會在一定程度上高于石油基單體,進(jìn)而增加了產(chǎn)品的成本。
其次,生物化學(xué)手段獲得的生物基單體本身就會存在一定程度的性能不穩(wěn)定問題,不同的工藝、不同的提純手段甚至于不同的原料來源都會導(dǎo)致所獲得單體性能以及純度的不同。這些問題的存在致使現(xiàn)階段不得不對同一種生物聚酯的不同批次的合成路線做出部分反應(yīng)條件的調(diào)整,使得新開發(fā)生物基聚酯產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化受限。
最后,部分生物基單體本身的熱穩(wěn)定性不如石油基單體,聚酯產(chǎn)品的性能也有待改善。例如當(dāng)前尚未工業(yè)化的PEF,雖然有很大潛能替代PET,但其單體FDCA的熱穩(wěn)定性制約著其加工以及合成;例如聚乳酸購物袋的易破碎問題,致使當(dāng)前不得不通過共混一些其他高分子材料來增加其強(qiáng)度。
4 產(chǎn)品存在問題的解決方案
生物基聚酯產(chǎn)品的合成過程中,催化劑的選擇至關(guān)重要,尤其對于用到熱穩(wěn)定性差的生物基單體時(shí),需要通過大量實(shí)驗(yàn)探索最佳催化劑以降低酯化、縮聚反應(yīng)的溫度至分解溫度以下。特定催化劑的選擇與反應(yīng)條件的摸索將成為特定聚酯生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵。
對于原料單體的純度問題,酯交換法雖然在一定程度上避免了單體純度不夠而不能直接酯化的問題,然而對于原料的提純分離方法的探究不能停止,例如前文提到的日本學(xué)者雖然利用酯交換法合成了較高分子量的PEF,但是其也在實(shí)驗(yàn)過程中遇到了產(chǎn)物降解變色的問題[7]。單體提純問題的解決,將會大大有利于的穩(wěn)定以及生產(chǎn)工藝的確定。
關(guān)于產(chǎn)物的性能,這無疑是消費(fèi)者最關(guān)注的一方面,聚乳酸塑料袋使用前期存在強(qiáng)度差的問題在與其他高分子共混之后得到了有效的解決。對于某些特定需求的聚酯,為了改善其性能也可以通過與其他單體共聚的方法,起到類似于共混的效果,進(jìn)而改善聚酯材料某方面的特定性能。由此可見,在各類生物基聚酯產(chǎn)品的開發(fā)過程之中,性能的提高需要多方面的實(shí)驗(yàn)研究,最終才能推向產(chǎn)業(yè)化。
5 結(jié)論與展望
生物基聚酯是非常有前景的聚酯材料,生物基單體的獲得充分利用了國內(nèi)豐富的生物質(zhì)資源,提供了更好地解決廢棄天然有機(jī)物的方法,而可降解生物基聚酯的使用符合我國政府科學(xué)發(fā)展的理念,符合我國環(huán)境友好經(jīng)濟(jì)的要求。未來對于生物基聚酯的應(yīng)用與開發(fā)也必將獲得國家的大力支持,也必將獲得國際上對于中國綠色環(huán)??沙掷m(xù)發(fā)展的認(rèn)同。
對于當(dāng)前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的生物聚酯,仍然需要進(jìn)一步研究降低其生產(chǎn)成本的辦法,從而減輕政府補(bǔ)貼該類產(chǎn)品所產(chǎn)生的壓力;對于尚未產(chǎn)業(yè)化的聚酯產(chǎn)品,我們要樹立對國內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)的信心,看到國內(nèi)產(chǎn)品研發(fā)的優(yōu)勢。當(dāng)前我國國內(nèi)生產(chǎn)的FDCA在純度與成本方面均優(yōu)于國外產(chǎn)品,聚乳酸等一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可降解生物基聚酯產(chǎn)品也已經(jīng)得到推廣和使用,我們有理由相信未來我國將牢牢把握住生物基聚酯發(fā)展的大好機(jī)會,不斷實(shí)現(xiàn)生物基聚酯產(chǎn)業(yè)的重大突破。
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關(guān)鍵詞:印染廢水;酸析;鋅鐵復(fù)合粉;超聲波;生化
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.032
1 引言
印染是紡織工業(yè)的重要過程。通過印染,可以增加紡織品的花色,提高人類的生活質(zhì)量。在印染過程中,不可避免地會產(chǎn)生印染廢水,該廢水的CODCr濃度高,色度大,堿度高,若直接排入環(huán)境將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。目前印染廢水的處理方法主要有生物化學(xué)處理方法、物理化學(xué)法和化學(xué)處理法。這些處理方法處理成本較高,效果不穩(wěn)定,難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。生物化學(xué)法由于要加入硫酸,在厭氧或水解酸化過程中產(chǎn)生大量H2S,造成較嚴(yán)重的二次污染,此外,由于大量SO42-的存在,抑制微生物的生長,嚴(yán)重影響廢水生物化學(xué)處理的效果。開發(fā)成本低、處理效果好、二次污染小的印染廢水處理方法具有較大實(shí)用價(jià)值。
2 工藝介紹
工藝流程:將經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后的印染廢水用CO2(CO2可以是工業(yè)CO2,也可以是礦物分解產(chǎn)生的CO2、燃料燃燒產(chǎn)生的CO2)調(diào)節(jié)其pH值到小于7后進(jìn)入沉淀池沉淀1h~3h,不定期從沉淀池中抽出污泥進(jìn)行過濾,濾餅作危險(xiǎn)固體廢棄物處置,濾液返回沉淀池。沉淀池的上清液送入耐壓反應(yīng)器,將清潔鐵鋅復(fù)合粉加入反應(yīng)器,并通入工業(yè)CO2進(jìn)行反應(yīng)。鐵鋅復(fù)合粉的粒度小于180目,每升廢水加入鐵鋅復(fù)合粉5g~10g,鐵鋅復(fù)合粉中每種金屬的含量不低于5%(返回使用的鐵鋅復(fù)合粉不受此限制)。在超聲波作用下攪拌反應(yīng)時(shí)間為8min~20min。反應(yīng)溫度為25℃~60℃。CO2的壓力為0.1MPa~0.5MPa。每立方米廢水輸入超聲波的功率為2kW~8kW。反應(yīng)后的廢水進(jìn)行液固分離,分離出的鐵鋅復(fù)合粉返回反應(yīng)器。液固分離后的廢水用石灰乳或其他堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)其pH值到6~8,然后進(jìn)入沉淀池沉淀1h~3h,不定期從沉淀池中抽出污泥進(jìn)行過濾,濾餅作危險(xiǎn)固體廢棄物處置,濾液返回沉淀池。沉淀池的上清液送水解酸化池。U水在水解酸化池中常溫停留4h~8h。水解酸化后的廢水進(jìn)入生物好氧池常溫處理,好氧處理時(shí)間為4h~10h。好氧處理后的廢水進(jìn)入沉淀池沉淀1h~3h,不定期從沉淀池中抽出污泥進(jìn)行過濾,濾餅作危險(xiǎn)固體廢棄物處置,濾液返回好氧池。沉淀池的上清廢水送多層生物濾塔處理。生物濾塔的填料為活性炭或多孔陶粒,每層厚度為0.5m~1.2m,總厚度為1m~3m。生物濾塔的優(yōu)勢菌種為光合細(xì)菌中的紅假單胞菌。生物濾塔的水力負(fù)荷為50m3/m2.d~150m3/m2.d。生物濾塔的出水達(dá)標(biāo)排放或回用。
反應(yīng)原理:印染廢水通入CO2后,部分染料和紡織品溶解物通過酸析反應(yīng)產(chǎn)生沉淀物,進(jìn)而通過沉淀過程將其去除,減少后續(xù)處理過程的負(fù)荷。酸析后的廢水進(jìn)入耐壓反應(yīng)器,廢水中的大分子有機(jī)物,特別是持久性有機(jī)污染物(含苯環(huán)、雜環(huán)的有機(jī)物)通過鐵鋅復(fù)合粉還原產(chǎn)生的強(qiáng)還原自由基的作用而破壞,為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件。通入壓力CO2的目的是維持鐵鋅復(fù)合粉還原合適的pH值(2.0~5.0)。輸入超聲波的作用是加速反應(yīng)的傳質(zhì)過程。還原后的廢水用石灰乳或其他堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)其pH,以滿足后續(xù)水解酸化和好氧過程的要求。經(jīng)前述處理的廢水在水解酸化過程中,通過微生物的作用,大分子有機(jī)物進(jìn)一步變成小分子有機(jī)物,為后續(xù)生物氧化創(chuàng)造更有利條件。通過生物氧化處理,剩余的大多數(shù)有機(jī)物被去除。廢水最后進(jìn)入活性炭或多孔陶粒生物濾塔,在微生物,特別是紅假單胞菌的作用下,進(jìn)一步去除有機(jī)物,保證處理后的廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
3 應(yīng)用案例介紹
(1)每日處理2m3印染廢水中試(pH10.9、CODCr5875mg/L、BOD51330mg/L、色度360,苯胺22mg/L,TN1112mg/L),經(jīng)過CO2調(diào)節(jié)pH(6.5)、鐵鋅復(fù)合粉還原(每升廢水加入鐵鋅復(fù)合粉5g、8min、40℃、CO2壓力0.1MPa每立方米廢水輸入超聲波的功率為4kW)、水解酸化(4h)、好氧生化(4h)和活性炭生物濾塔(水力負(fù)荷為100m3/m2.d、活性炭總厚度1m)處理,出水水質(zhì)為CODCr58mg/L、BOD57.5mg/L、色度12,TN10mg/L,苯胺未檢出。
(2)每日處理80m3印染廢水項(xiàng)目(pH10.4、CODCr6800mg/L、BOD51400mg/L、色度370,苯胺29mg/L,TN110mg/L),CO2調(diào)節(jié)pH(6.8)、鐵鋅復(fù)合粉還原(每升廢水加入鐵鋅復(fù)合粉10g、15min、25℃、CO2壓力0.3MPa、每立方米廢水輸入超聲波的功率為2kW)、水解酸化(6h)、好氧生化(6h)和多孔陶粒生物濾塔(水力負(fù)荷為150m3/m2.d、多孔陶??偤穸?m)處理,出水水質(zhì)為CODCr47mg/L、BOD57.1mg/L、色度8,TN11mg/L,苯胺未檢出。
4 小結(jié)
本工藝優(yōu)點(diǎn)是采用CO2代替目前廣泛使用的硫酸作酸化劑,不引入SO42-離子,基本消除了產(chǎn)生H2S的物質(zhì)基礎(chǔ)(部分染料含S),從而大大減輕了H2S的污染,同時(shí)也避免了SO42-對水解酸化和好氧過程中微生物的抑制作用,大大提高生物處理的效率;印染廠都建有鍋爐,燃料燃燒產(chǎn)生的CO2廢氣可充分利用,不僅可降低處理成本,而且可以減少碳排放;處理后的廢水能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
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