科学研究的起点

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科学研究的起点范文第1篇

关键词：科学实验教学；问题；有效性；途径

现在我们教学改革的目标就是实现教学的有效性。从专业的教育学角度看，使学生获得发展又是实现教学有效性的核心内容，所以说，教师应该在教学活动中让学生充分、全面、有个性地发展，以一切为了学生为基本出发点来开展教育事业。科学学科的特点决定了实验教学在其中的重要地位。现代科学的教学方法，早已不是枯燥乏味的教师“口头的”或者“黑板式”的教学，而是能够充分发挥学生主动性的实验教学，关注实验的有效性，提升实验的效率和效益是科学实验教学的重难点所在。

一、目前科学实验教学中存在的问题

（一）学生实验的目的不明确

科学实验活动大部分都是学生有热情、感兴趣的活动。一般来说，课堂上做实验比起枯燥乏味的黑板式教学更容易得到同学的欢欣鼓舞。但是在现实的实验教学中，同学们对实验的热衷并不是因为其对实验的探究，而仅仅是为了兴趣和好玩，不会自我总结实验现象和结论，这就忽略了实验的目的性。同学们在实验课堂上玩得很尽兴，但是收获却很少，到最后甚至连最基本的操作步骤都难以表达清楚。可见，学生实验的目的不明确是当前存在的一个问题。

（二）实验的开放性与科学性尺度难把握

传统实验教学一般是教师把实验的材料、器具、研究课题等都准备好，然后一步步地指导学生进行实验，评价的标准就是看学生能否正确地操作以及实验是否能够成功，而在这样的指导下，学生实验的科学性一般都能得到保证。而在现在新课程教学中，学生实验越来越趋向开放性。学生自主地选择研究课题，自己思考实验的方法，自己选择使用实验的材料，这样教师在指导和材料的准备上产生较大困难，科学性有所降低。总体来说就是随着实验的开放性增强，教学的科学性很难把握。

二、提高科学实验教学有效性的途径

（一）加强演示实验的教学，增强实验的目的性

1.重视演示实验教学，进行准确示范

俗话说得好，细节决定成败，实验也是如此。实验过程中的一些小细节、小问题，同样也决定着实验的有效性。所以教师在带领学生进行实验的过程中，注重细节的操作，不要贪图一时的方便而忽视一些小问题，为同学做出不准确甚至错误的示范。

2.要求学生进行仔细的观察

要想提高科学实验的有效性，还要注重对学生观察力的培养。因为观察能力是人们认识和获取知识必备的本领。观察活动要避免盲目性和偶然性，要有目的性地观察，这样有助于在科学实验中发现规律。科学的观察总是为解决科学问题服务的，只有对复杂的现象进行系统地观察，才能完成系统的观察资料，做出实验报告，提高科学实验的有效性。

3.教会学生准确地记录实验现象

学生在观察完毕后，都需要将观察的结果记录下来，能不能准确地记录实验现象对于下实验的结论是至关重要的。对实验现象的记录应该是客观的，不能用主观的想象来描述观察的现象，否则观察行为将毫无意义。

（二）以学生分组实验的形式，准确把握实验的开放性与科学性

采取学生分组实验的形式有许多好处，是教师带领学生进行科学实验的一种有效途径。学生分组实验既能保证实验的开放性，又能保证实验的科学性，教师以对小组进行指导的方式不会太分散，准备材料也不会太过于五花八门，不会造成太大的压力。并且教师为学生进行分组时，还可以充分考虑不同学生不同的个性、学习成绩等，进行合理的交叉搭配，争取在各方面都达到平衡，这样就可以密切关注学习差的同学，通过合理的搭配把这部分学生的积极性调动起来，提高学习的积极性和氛围，增强学生合作进行的有效性。

例如，在学习“凸透镜成像原理”时，让学生搭配分组进行实验，在实验时学生可以多角度地自己设计方案，自己亲手实践，这样可以增强实验的有效性。

在新课程教育下，科学实验教学的方式取得了巨大的变化。我们要学会在合作、探究学习的过程中，不断地发现问题、解决问题，从有效性上考虑和审视实验教学。实验教学使得课堂的直观性更加突出，更重要的是“活化”了教材，注重科学实验教学已势在必行。

参考文献：

［1］李开勤.抓住关键问题，提高科学实验教学的有效性［J］， 2010（12）.

［2］夏伟娟.初中科学实验教学的有效性初探［J］，2010（2）.

［3］陈华松.提高科学实验教学的有效性［J］，2007（31）.

［4］赵微.研究性学习的理念与实施［M］.开明出版社，2003.

［5］江艳春.以实验教学为抓手，提高科学教学的有效性［J］，2010（11）.

科学研究的起点范文第2篇

关键词：虚实结合；开放式；递进型；实验教学模式

作者简介：过希文（1983-），男，浙江嵊州人，安徽大学电气工程与自动化学院，讲师；李国丽（1961-），女，黑龙江林口人，安徽大学电气工程与自动化学院，教授。（安徽 合肥 230601）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0087-02

高校实验教学改革旨在贯彻落实教育部“关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”（教高[2007]1号）和“关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见”（教高[2007]2号）文件精神。电气工程基础课程的实验教学不仅是对理论教学的深化和补充，而且对于培养学生分析问题、解决问题的能力具有十分重要的作用，是当前提高学生动手能力、创新精神和综合素质的主要手段。[1]

一、封闭式实验教学模式的缺陷

通常，电气工程基础课程的实验教学主要依靠实验中心的硬件设备，由专门的实验室工作人员承担，并采用传统的“按学时、内容、空间进行实验”的封闭式实验教学模式单独设课，譬如“电路”、“模电”、“数电”等实验室。通过近几年的教学实践发现该教学模式存在诸多缺陷。一是理论教学与实践教学分别由不同的教师任教，相互之间衔接较差。同时由于大部分实验人员长期脱离教学一线，对先进技术的发展把握不够，因此在教学效果和新实验开发等方面都显得不足。二是实验中心的建立，大量实验设备的投入，使得基础课程的实验内容越来越向模块化方向发展，学生在实验过程中鲜有动手搭建实验电路的过程，在模块上直接测试参数的实验使学生失去了大部分动手的机会。三是传统的封闭式教学模式不但受到实验课时数、环境以及实验室开放程度的限制，而且每门课程开设的仅为理论教学服务的验证性实验，使学生在整个实验过程中被动地适应了实验指导书的要求，只起到一个“装配”实验的作用，根本无法满足学生个性化的教学要求。同时缺乏对学生综合实验能力的培养，创新更无从谈起。

上述问题与安徽大学培养工程应用型高级人才的教学理念相悖，同时也不利于学生综合素质的协调发展。因此，对现有电气工程专业基础课程的实验教学模式进行探索和改革迫在眉睫。

二、“虚实结合”的开放式递进型实验教学模式

国家教委指导委员会提议：“EDA技术是电气类教学改革的重要方向”。针对上述问题，在教学中引入EDA技术是必然趋势。[2]为此，提出建立和应用基于EDA技术的“虚拟实验室”互动平台，把“虚拟实验室”作为传统实验的一个有益的补充和完善。

“虚拟实验室”的概念最早是由美国维吉尼亚大学的William Wulf教授提出的，即利用互联网技术将所提供的虚拟仪器、实验题目以及内容放入网站上，远程用户只需利用网络浏览器，而不需要其他的特殊软件，就可以登录到远程实验室的网络教学服务器上。[3]相对于传统的实物实验，“虚拟实验室”主要具有以下三大特点：一是开放性。真正实现实验室的全方位开放，即实验内容开放（学生可选择）、时间开放、空间开放。另外，学生也并不需要来实验室做实验，自己可以随时在宿舍电脑上进行，可预约时间向教师咨询。二是资源共享和辐射示范性。“虚拟实验室”对全社会的开放可以加强电气工程基础课程实验中心的辐射示范作用，推动学校远程教育的发展。三是高效性。在实验形式、内容上融入先进的EDA技术，建立一个有生机的、有活力的、可持续发展的、新的实验教学模式。既注重学生的基础训练，又注重电子系统的设计与实践，可以有效提高电气工程专业基础课程的实验教学效果。

但是由于“虚拟实验室”本质上不可能替代实物实验，只能作为一种补充和完善。[4]因此，在实验教学中应充分利用“虚拟实验室”和真实实验的优势研究“以虚为辅、以实为主、虚实结合、优势互补”的开放式递进型实验教学模式。具体包括以下三个方面的内容：

1.建立开放式的“虚拟实验室”互动平台，提升教学效率

面对目前在校学生人数多、资源少、掌握新技术的成本高、经费少的矛盾，利用基于互联网的强大的通信功能建立一个网上“虚拟实验室”，实现电气工程基础课程实验中心在时间和空间上的拓展，提高实验教学效果。

首先，教师在讲授模电、数电等专业基础课时向学生介绍EDA等相关仿真软件，并且通过较多实例的仿真讲解，调动学生的学习兴趣，使学生对该课有更深入地理解和应用。然后，要求学生课后通过该“虚拟实验室”平台下载相关软件及实验教程等内容，这样学生就可以在自己的计算机上完成相关的虚拟实验内容，并可通过实验报告在线提交、师生互动等环节实现与教师的网上交流，解决在虚拟实验中可能碰到的棘手问题。同时，也能间接培养学生利用充裕的课后时间独立思考的习惯。

2.探索递进型的实验教学模式，“虚实结合”培养学生的工程实践能力

根据电气工程专业的培养目标和要求，通过整合教学内容、优化资源配置、改进教学方法、加强教学管理、提高队伍素质等方法，探索递进型的实验教学模式，即将实验内容分成“验证实验—综合设计实验—创新实验”三个层次。[5]其中，验证实验作为必做的基础性实验，以满足各门课程实验教学的需要。综合设计实验为选做实验，为后续的课程设计和毕业设计提供一个平台。创新实验采用项目形式，由学生独立设计实验目的和方案，实验研究某一专题问题。

在教学方法上改变以往“教师猛灌”的思路，采取启发式教学培养学生的动手能力和创新意识。其中，验证实验以教师为技术指导，综合设计以及创新实验采取以学生为主、教师为辅的教学方法，要求学生每周都要与指导教师会谈。在保证安全和正确性的前提下，实验方案、操作、实验结果分析等都由学生全权负责，独立做出决断。另外，为了增强和培养学生的学习兴趣及动力，考核上采用更加灵活的方式，比如独立计算学分等措施。同时，确立虚拟实验在基础教学中的辅助地位，充分发挥其长处，多开综合设计实验，精选实物实验内容，引导学生从虚拟走向现实，理顺虚实关系，提高工程实践能力。

3.引入团队理念和科研项目，广泛开展电子设计竞赛，培养学生的创新能力

队伍建设是确保基础实验教学的前提和条件，包括指导教师团队和学生团队两大部分。

针对前者，主要是创建一支相对稳定、结构合理、具有丰富教学经验和实践经验的教师梯队。目前，安徽大学电气工程基础课程实验中心成员均具有相关课程的丰富教学经验，熟悉课程及实验内容，能够保证实验的顺利进行。同时具有比较前沿的科研经历，可以更好的在试验中指导学生去探讨这门学科的应用前景，引发学生的科研兴趣。由于成员所承担的实验课程涵盖了电气学院各本科专业的全部专业基础课程，一方面方便指导学生根据所学专业知识的课程设置，在实验内容上进行不同课程之间的知识串联，另一方面能够引导学生进行跨学科、跨专业的实验尝试。另外，从2013年起安徽大学所有青年教师必须到工厂企业挂职锻炼学习，这无疑也强化了队伍建设。

对于后者，考虑选择一批对相关实验课题感兴趣的学生，充分发挥各自的长处，如动手能力、编程能力、论文撰写等，彼此协作。同时，由浅入深地将教师的科研内容和科研成果、工程实际问题等引入到基础课程的实验教学中，增强学生的实际应用能力，提高教学效果。适时引入创新性实验项目，让学生及时了解实验新技术的发展，注重培养学生掌握新实验技术的能力。充分利用“虚拟实验室”进行仿真设计与方案论证，然后在教师的指导下在传统实验室进行电路实现，真正做到“做中学”、“按需教”、“做工程”、“学得会”。在此基础上，积极组织学生参加全国电子技术大赛、“挑战杯”大赛以及“飞思卡尔”杯智能汽车等比赛，进一步锻炼学生的创新能力。另外，安徽大学每年都会给予一定的资金支持，以“大学生科研训练计划项目”为载体，培养学生的创新能力。

三、实验教学实践

安徽大学电气工程基础课程实验中心按照80台套的实验规模建设，于2011年初建成。中心的实验箱均采用模块化、通用性结构，只需通过模块的插拔即可进行“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片机”、“微机原理”、“FPGA”等基础课程的实验和课程设计。基于上述设备资源，安徽大学电气工程与自动化学院突破传统实验教学内容的约束，积极推行实验中心的全面开放，融入电工电子最新发展成果，探索“虚实结合”开放式递进型实验教学模式，并在2009级、2010级学生中进行教学实践，取得了较好的效果。笔者指导的安徽大学电气一队在安徽省2012年“炜煌杯”大学生单片机应用技能比赛中获得了二等奖。

教研组精心组织了直流稳压电源、函数信号发生器、水温控制系统、微小信号测量系统、抢答器、频率计、电子密码锁、数字钟、交通灯控制器、电梯控制器、步进电机控制器等实验内容。同时对指导教师进行分工，实行题目负责制。要求指导教师根据实验内容进行模块化细分，并要求用分立元件（模电、数电基本内容）、FPGA、单片机、专用芯片等不同方案进行内容组织，实践“基于项目”的递进型实验教学。[6]

在整个实验教学过程中，学生可以任意选择一个项目进行实验。例如，学生选择步进电机项目。在模电、数电基础实验阶段用分立元件分别进行正转、反转、调速、速度计数等基础性实验；在课程设计阶段，采用分立元件进行步进电机的闭环控制实验；在单片机实验阶段，可以选用单片机进行以上内容的实验；在FPGA阶段，则选用可编程逻辑器件再次实验。上述内容自由发挥，不拘形式。这样经过以上几个综合性设计实验，学生会对步进电机的性能、控制手段等有相当的理解。到毕业设计阶段，指导教师再给出一个关于步进电机伺服驱动的毕业设计题目，将使学生具备步进电机相关的丰富知识。另外，在基础实验和综合设计实验完成后开展一次中期考核。考核达到一定水准的学生，还可以组队参加科研创新项目及其他形式的电子设计竞赛。这样一个循序渐进、螺旋上升的递进型积累过程，将有利于调动学生的实验积极性，而不是传统的为实验成绩而实验的模式，如图1所示。

同时，在实验项目的实践教学中，分层次地让学生掌握不同类型的EDA工具软件，比如Multisim、Proteus、QuartusⅡ等，充分利用网络优势在“虚拟实验室”中设置上述实验内容，让学生逐渐掌握软、硬件相结合的分析问题与解决问题的方法，实现递进型实验教学真正意义上的“虚实结合”模式，如图2所示。

四、结束语

实践证明，在安徽大学现有教育资源状况下，采取基于“虚实结合”的开放式递进型实验教学模式的改革思路，不仅可以弥补实验室硬件更新慢等问题，而且可以实现理论教学和实践教学的有机融合，从而保证安徽大学“卓越工程师教育培养计划”目标得以顺利实现。同时，对于其他专业实验室的建设，也具有一定的借鉴价值和示范作用。

参考文献：

[1]王练，夏英.高校实验教学现状与改革策略[J].中国科技创新导刊，2007，（25）：59-60.

[2]李国丽，应艳杰，等.电工电子实验教学改革[J].电气电子教学学报，2008，30（5）：60-61.

[3]刘胜兵，王鑫泉，等.虚拟实验室与组织胚胎学实验教学[J].实验室研究与探索，2013，32（2）：157-159.

[4]李升源，刘宏，等.电工电子虚拟实验与真实实验的互补性[J].实验技术与管理，2010，27（4）：74-76.

科学研究的起点范文第3篇

关键词：纳米颗粒; 电化学生物传感器; 酶电极

中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）02-0281-02

1 引言

生物传感器是用固定化的生物活性成分为敏感元件与适当的能量转换器件结合而成的传感装置,用以测定一种或几种分析物的含量。生物传感器是多学科交叉的产物，是一种全新的检测技术，在生命科学、临床诊断、环境监控以及过程控制等各种领域都有所应用。生物传感器与传统的检测手段相比，具有高专一性和灵敏度，响应时间快的明显优势，但对于实现在线、实时检测的要求仍有一定差距。

纳米技术主要是针对尺度为 1~100nm 之间的分子世界的一门技术，是21世纪最前沿的两大学科之一。纳米颗粒处在宏观体系和微观体系之间的过渡区域，是由数目极少的原子或分子组成的原子群。纳米颗粒的特殊结构使其具有微尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应，并由此引起力学、电学、磁学、热学、光学和化学活性等方面的特殊性质。它具有比表面积大、表面活性中心多、催化效率高、吸附能力强、表面活性高等优点而被用于电化学生物传感器的研究，以提高灵敏度和缩短反应时间。

2 电化学生物传感器

电化学生物传感器是以酶、微生物、抗原或抗体、细胞、动植物组织为敏感膜，以将生物量转换为电信号的电化学电极为转换器组成的装置。根据其产生电信号的类别，可分为电流型和电位型两大类。目前研究较多的是各种酶电极。

酶电极就是利用酶对生化反应催化的单一性目标物质进行检测。在绝大多数情况下,生物酶会保持极大的选择性。通常在生物酶的催化下发生如下的生化反应：

S1+S2enzymeP1+P2

式中，S1为目标物，S2为媒介物，P1为生成物1，P2为生成物2。当目标物S1的浓度不能被直接检测时，可以通过检测媒介物S2的减少量(或P1、P2的生成量或生成速度)来获得目标物的浓度。

3 研究现状

3.1 纳米颗粒用作抗干扰剂

长期以来，减小共存电活性物质，特别是抗坏血酸(AA)的干扰是葡萄糖生物传感器研究的重点。最近，研究人员将MnO2纳米颗粒溶于壳聚糖溶液中，电沉积在葡萄糖氧化酶(GOD)修饰的电极表面，形成一层氧化物薄膜。这样制得的生物传感器可以很好地消除AA的干扰，而对葡萄糖的测定没有影响。

3.2 纳米颗粒标记

许多文献报道了胶体金在各种生物传感器中的信号放大作用。首先把生物素化的白蛋白吸附在电极表面，再与10 nm直径胶体金标记的亲和素反应，由胶体金引起的电流响应与亲和素浓度在一定范围内线性相关。纳米颗粒也可以用来定位肿瘤，荧光素标记的识别因子，与肿瘤受体结合，可以在体外用仪器显影确定肿瘤的大小和位置。另一个重要的方法是用纳米磁性颗粒标记识别因子，与肿瘤表面的靶标识别器结合后，在体外测定磁性颗粒在体内的分布和位置，从而给肿瘤定位。

3.3 纳米颗粒用作固定载体

在生物传感器的研制中，人们尝试用多种新方法来固定酶，以期达到实用的要求。纳米颗粒比表面积大、吸附能力强，可以很牢固地吸附酶等生物大分子，增加酶的吸附量和稳定性，且蛋白质等物质吸附在纳米金属颗粒的表面上仍能保持生物活性。

（1）纳米颗粒在GOD电极中的应用。

用超细颗粒固定化酶是传感器研制中最有前途的方法。早期的研究主要集中于单一纳米颗粒，后来发展为将复合纳米颗粒应用于GOD和其它酶电极中。

①复合纳米颗粒的应用。

任湘菱用憎水银-金纳米颗粒进行GOD的固定化研究表明：憎水银-金纳米颗粒可以显著提高GOD酶电极的响应灵敏度。这主要是由于：(1)金属纳米颗粒本身就具有催化活性：当金属原子簇所包含的原子数少到一定数目时，颗粒本身具有从周围体系中吸取电子而被还原的特性。因而在GOD酶反应中纳米颗粒迅速地从被还原的GOD(FADH2)获取电子而使GOD重新具有氧化性,这样就加速了酶的再生速度；(2)纳米颗粒表现出显著的不同于块体材料的特性，其非常大的表面积和较高的表面自由能使得大量GOD牢固吸附在纳米颗粒表面，在一定程度上钝化了酶的构型，使其不易发生进一步的变化而失活，增加了酶的稳定性和催化活性。

将纳米憎水Si02和亲水Au组成的复合纳米颗粒固载GOD构建的传感器，可以保持GOD的活性和延长酶电极的寿命，其效果明显优于这两种纳米颗粒单独使用时对GOD电极响应性能的增强作用。主要原因是复合纳米颗粒比单一纳米颗粒更易于形成连续势场，降低电子在电极和固定化酶之间的迁移阻力，提高电子迁移率，有效地加速了酶的再生过程，所以复合纳米颗粒显著增强了传感器的电流响应，提高了传感器分析葡萄糖的灵敏度。

②纳米颗粒与修饰电极联用。

钟霞等人用(3-巯基丙基)-三甲氧基硅烷凝胶溶胶修饰的金电极表面自组装纳米金和GOD。研究表明，纳米金可与巯基结合，形成牢固的共价键，增加了其固化GOD的稳定性而不影响其活性；纳米颗粒增加了三维电极的有效固定面积，可以结合更多的GOD，使得检测下限延长；同时纳米金的存在加快了GOD活性中心FDA/FDAH2与金电极表面的氧化还原反应，因此制成了高灵敏度的生物传感器。

研究分析，在纳米铜修饰的金电极上以邻胺基苯酚聚合物固载GOD制成的电极，纳米铜加入后对葡萄糖的检出线低2倍，最大响应电流高3倍，灵敏度提高了2.5倍。

（2）纳米颗粒在辣根过氧化酶(HRP)电极中的应用。

将巯基化的苯乙烯丙烯酸共聚物修饰的金电极自组装纳米金颗粒和HRP，获得的传感器在没有电子媒介体的情况下仍具有很强的电催化响应信号，并且该传感器在使用60天后仍具有98.7%的生物活性，显示了很高的可重复利用率。

采用TiO2纳米颗粒与聚乙烯醇缩丁醛作为固酶基质，用凝胶溶胶法固定HRP，构成过氧化氢生物传感器。实验结果表明，纳米TiO2颗粒的引入明显提高了HRP对H2O2的响应电流。

研究还发现，将TiO2纳米颗粒溶液与HRP混合，涂覆在热碳电极上，挥去溶剂后成为固载HRP的TiO2膜。纳米TiO2颗粒大的表面积保证了膜的稳定性，其良好的生物兼容性使酶保持原有的结构和电催化活性，并为酶和电极之间电子传递提供了最适的微环境。HRP-TiO2膜的这些特点具有广泛的应用价值。

利用纳米金、HRP、壳聚糖和戊二醛的混合溶液，在玻碳电极表面形成稳定固载HRP的壳聚糖膜。纳米金与HRP形成静电复合物，防止了HRP从壳聚糖膜中泄漏并提供适应酶所需的微环境，保持了HRP的生物活性。

另外，利用血红素(Hb)代替HRP，将其固定到纳米金修饰的电极表面。由于纳米金的存在加快了电子传递过程，复合电极对H2O2有很强的还原作用，且稳定性好。也有人用纳米ZrO2/DMSO(二甲亚砜)膜为基质，将Hb固定到PGE表面，保持了其原有的构型和催化活性，且电极在74℃的高温下稳定。

（3）纳米颗粒在其它酶电极中的应用。

将巯基乙胺固载到玻碳电极表面，进而化学吸附纳米金，并通过半胱氨酸用戊二醛作交联剂，将白喉抗体固定在玻碳电极上，制得的电位型免疫传感器灵敏度高，对白喉类毒素检测的线性范围是24~600 ng/ml，检出限为5.2 ng/ml。已研制的Nafion/黄嘌呤氧化酶(XO)/纳米金胶电流型生物传感器能快速灵敏地检测次黄嘌呤，并且有非常低的检测限，该生物传感器有望实现对次黄嘌呤的在线测定。国内外研究人员还用纳米金胶吸附XO、牛碳酸脱水酶并电沉积在基础电极(如铂和玻碳电极)上制成不同的电流型生物传感器。

4 发展趋势

近年来，将各种纳米颗粒应用于电化学生物传感器的研究，正引起人们极大的兴趣，并使传感器技术获得巨大进步。初步实验结果表明，纳米颗粒以其吸附能力强、生物兼容性好、催化效率高等优良性质，在生物标记、放大信号、消除干扰和多种酶的固定化技术中得到了广泛地应用：大幅度提高了检测的灵敏度，缩短了响应时间，实现了目标物的实时检测；延长了一些酶电极的使用寿命，降低了成本；同时使仪器向微型化发展成为可能。

但也不难看出，目前的研究工作仅在少数几种物质的实时检测中取得了良好的结果，而且所使用的纳米颗粒的种类也很有限。为了最大程度地保持酶的生物活性，延长酶电极的使用寿命，进一步提高生物传感器的灵敏度和响应电流，缩短相应时间，在纳米制备方法的改进、各种形式的有机或无机纳米材料的应用、特殊结构和材料的电极的研制等方面，仍有较大的发展空间，有待于科学工作者进行更深入地研究，以期制造出综合型、智能型的纳米仪器。

参考文献

［1］任湘菱,唐芳琼.超细银-金复合颗粒增强酶生物传感器的研究［J］化学学报, 2002,60(3):393-397.

［2］Xia Zhong, Ruo Yuan., Yaqin Chai et al. Glucose biosensor based on self-assembled gold nanoparticles and double-layer 2d-network (3-mercaptopropyl)-trimethoxysilane polymer onto gold substrate［J］,Sensors and Actuators B, 2005, (104): 191-198.

［3］Dawei Pan, Jinhua Chen, Shouzhuo Yao,et al.Amperometric glucose biosensor based on immobilization of glucose oxidase in electropolymerized o-aminophenol film at copper-modified gold electrode［J］,Sensors and Actuators B, 2005, (104): 68-74.

［4］Shiyi Xu, Xiaozu Han :A novel method to construct a third-generation biosensor: self-assembling gold nanoparticles on thiol-functionalized poly(styrene co-acrylic acid) nanospheres［J］, Biosensors and Bioelectronics,2004, (19): 1117-1120.

［5］钟霞, 欧朝凤, 邹建, 袁若, 柴雅琴. TiO2纳米颗粒增强的过氧化氢生物传感器［J］.西南大学学报(自然科学版), 2007,29(5): 40-43.

科学研究的起点范文第4篇

伴随中国酒店行业的蓬勃发展，对从业人员的数量和质量要求不断提高，但同时酒店人才供需的结构性矛盾也日益凸显。一方面，酒店极度缺乏高素质人才，不利于酒店行业的持续发展;另一方面，高校酒店管理专业毕业生就业困难，特别是本科层次的毕业生，毕业后多选择在其他行业发展，专业人才大量流失。针对此类现象，多数高校采取校企合作的人才培养模式，加强学校与企业的交流合作，合理利用双方的有效资源，共同培养符合酒店行业发展要求的专业人才。那么，在实施校企合作的培养模式后，学生对本专业的认知程度如何，实际就业能力是否有所提升，合作模式存在怎样的问题，都值得深入探讨。

一、研究背景

校企合作教育是指学校和企业合作，共同参与人才培养过程，以市场需求为导向，有效利用学校和企业的优势资源，重点培养学生的实践能力和综合能力，以提升学生的整体素质和就业竞争力，满足企业和社会发展的需要，是实现生产与教育可持续发展的重要方式。酒店管理专业是一门实践性较强的学科，它对人才培养的重点在于理论与实践的高度结合，国外众多酒店管理学院多采取校企合作的培养模式，但在我国，由于其发展较晚，教学基础薄弱，教学条件有限，多数高校仍以理论教学为重点，实践教学环节欠缺，校企合作的发展面临种种困境，实施不到位，导致本应受到青睐的本科生就业不乐观，纷纷转行，酒店的高素质储备人才严重缺乏。

H大学的酒店管理专业成立于2002年，在多年的办学过程中，不断总结经验，积极探取，并于2006年开始，逐渐采用校企合作的培养模式，在课程设置上加大实践教学环节的比重，与省内外多家高星级酒店保持长期的良好合作，拥有一个省级优秀实际基地，为学生搭建了良好的课程实习和专业实践的平台。那么，经过多年的教学实践，校企合作的培养模式对本科生的就业能力有何影响，其实施过程存在怎样的问题，本文将从学生感知的角度对此进行深入调查研究。

二、研究设计

（一）问卷设计

本文重点调查在校企合作的背景下，本科毕业生通过四年的专业实习，其就业能力是否有所提升。就业能力最早是指被雇佣者所拥有的一定的劳动能力，后经过三个阶段的发展演变，其研究视角也更为宽泛，主要从国家和企业的角度、人力资源管理的角度和就业者个人能力角度进行深入研究，而具体到大学生就业群体，则指与大学生未来将要从事的职业相关的综合能力，包括知识结构、专业技能、个人交往技能、心理素质和学习能力等要素。在综合相关文献资料，结合H大学酒店管理专业实际情况的基础上，通过咨询专家、发放预调查问卷等方式，剔除有歧义、重复选项，形成最终的调查问卷。调查问卷共分为两个部分，第一部分为毕业生个人基本信息采集，第二部分为毕业生对自己就业能力的感知情况调查。

（二）问卷发放与回收

H大学酒店管理专业的校企合作项目正式开始于2008年，为全面了解该项目的实施效果，本调查选取2015届本科毕业生为调查对象，共计107名，采用实地发放调查问卷与重点访谈相结合的方式，以期更加深入全面了解毕业生对自己就业能力的实际判断，回收问卷107份，剔除无效问卷，有效问卷105份，有效回收率为98.1%。

三、调查统计分析

（一）校企合作模式的实施有利于学生深入了解酒店行业，明确就业方向

H大学酒店管理专业以校企合作为基本，在人才培养方面特别注重实践教学环节，每期课程都配有专门的企业实践指导课，并在大学期间安排为期6个月的专业实习和3个月的毕业实习。通过这种教学方式，使学生从入学开始，就逐渐接触和了解酒店行业的实际情况，理论学习和实践锻炼同时进行，学生的反应效果普遍良好（见图1），有89.6%的同学认为校企合作的实施有利于自己全面深入了解酒店行业，对自己今后的就业方向有指导作用。

（二）校企合作模式的实施有利于酒店企业留住专业人才，储备后备力量

近十年来，中国酒店业发展迅速，作为最典型的服务行业，其产品质量的竞争实质为人才的竞争，而我国酒店行业整体从业人员素质较低，酒店管理专业的本科生在毕业后纷纷转行，其原因具有多样性，但其中非常重要的一点在于本科教育更注重理论教学，忽视了实践环节，导致多数学生的竞争力不如专科生，严重束缚其发展。通过实施校企合作的培养模式后可以发现，学生对酒店行业的就业态度大有改观，决定在酒店行业发展的学生比例大幅提高，达到40.3%（见图2），且有部分学生在实习结束后转为酒店正式员工，为酒店企业培养中高层管理者奠定了坚实的基础。同时，有近19.1%的学生打算在旅游行业发展，也从一定程度上解决了整个旅游产业高素质人员短缺的问题。

（三）校企合作模式的实施能充分提升学生的专业技能和交往能力

H大学与酒店企业的全面合作，有利于培养学生的综合素质，提升就业竞争力，帮助其完成从学生到社会工作者的角色转换。本次重点调查了学生对就业能力要素的感知情况，采用李克特5级量表设计问卷，按照实际感知效果程度由高到低，分别赋予5-1分。调查发现，学生通过专业学习和在酒店企业的实践锻炼，认为对个人的专业技能和交往能力的提升效果显著，得分排名前两位（见表1）。其中，学生普遍认为通过实习，对酒店主要部门工作技能的掌握程度、灵活性增强，可以独立完成本职工作，与客人、同事、主管的沟通较顺畅，具有较强的团队意识和纪律观念，为提升自身就业竞争力奠定基础。

（四）校企合作模式的实施为学生及时发现自身不足提供参考依据

伴随社会的发展，科技的进步，企业对人才的要求也更加严格，并不断变化。通过与企业的深度合作，我们能把握最新的人才需求，学生也可以通过实践来随时检验自己的就业能力结构，及时做出最新的调整。调查发现，学生认为自身的知识结构和学习能力仍有待完善和提高，得分位于后两位（见表1），尤其是专业英语、实用办公软件的掌握程度较差，学习的主动性、创新性能力不强，这也是多年的应试教育和传统大众化教育培养的结果，应给与极大的重视，通过教学改革逐步改变现状。

（五）校企合作模式的实施有利于磨练学生的意志，培养吃苦耐劳的精神

作为90后大学生，意志薄弱、稳定性差、自私自利，已成为用人企业普遍的共识。通过大学阶段不同时期的专业实习，学生普遍认为对服务行业有了新的认识，也做好了从基层做起、脚踏实地、吃苦耐劳、忍受委屈及勇于面对挫折的挑战，相比其他专业的学生，心理素质普遍较好，情绪管理能力强，也成为提升其就业竞争力的必要条件。

四、对策与建议

（一）进一步完善高校与企业的深度合作

调查发现，在现有的校企合作模式中，多数高校将酒店定位成学生的课外实习基地，没有实现与就业的良好衔接，且与之合作的酒店也经常变动，致使酒店合作的热情不高，对实习生的态度也仅定位在临时工，并未做长远的职业生涯规划，更谈不上深度合作。因此，为进一步加强高校与企业的联系，应以“双赢”为原则，高校追求的是人才培养效益最大化，企业追求的是经济效益最大化。高校在培养人才的过程中应充分考虑企业的发展需要，可视企业的要求培养学生的专项技能，并做好与就业相衔接的专项工作;企业也应利用高校人才、信息、科研等优势资源，为教师提供科研实践的平台，帮助企业解决服务管理问题，也有利于提升教学水平，真正做到理论指导实践，平等互利，以促进长远发展。

（二）制定以就业为导向的人才培养计划

我国现有的高等教育以通识教育加专业课程为主要模式，但通过本次调查发现，多数学生认为公共基础课所占比重过大，而这些课程对今后就业的帮助并不突出，实践课程相对欠缺，尽管每期都安排相应的实践课程，但由于教学条件有限，师资力量不足，酒店企业合作态度不明朗，致使实践效果欠佳，唯有在酒店6个月的专业实习，收获较大，但酒店多出于成本效益考虑，很少安排学生有换岗的机会，多数学生感觉所学内容单一。因此，在制定人才培养计划时，应结合各类高校的实际情况，对二本高校而言，应以就业为导向，加强与企业的专项合作，增加专业课程和实践课程的比例，加大力度建设和完善模拟实验室，并认真控制和监管整个实践培训，落实到实处，避免造成学生理论基础不强，实践能力也较低的尴尬局面，从而提升整体的就业能力。

（三）加强教学内容的应用化

校企合作模式的实施是检验教学效果的一面镜子，可以及时发现教学内容的不足之处。例如，在本次调查中，多数学生反映其英语能力和对办公软件的操作能力较为欠缺，需要在工作过程中重点补给。究其原因，在于大学英语和计算机教学多以通识教育为主，实际应用化程度不高，例如，大学英语课程一般开设四期，每期48课时，而酒店英语课程仅开设一期，共48课时。诸如此类，多数课程也都存在针对性不强，教学模式化，缺乏与企业需要相结合的问题。因此，在进行教学改革的同时，要加强对教师教学手段、教学应用能力的培养，为教师提供深入企业学习的机会，紧跟行业发展，加强通识教育与专业课程的结合，教学与实践的结合，才能培养出真正的专业人才。

（四）促进学生的个性化发展

科学研究的起点范文第5篇

【摘要】 目的 制备N软脂酰基壳聚糖（PLCS）纳米胶束，改善难溶性药物靛玉红的溶解性与生物利用度。方法 首先使用溶胀的壳聚糖与软脂酸酐在二甲基亚砜溶剂中反应合成水溶性的PLCS，通过IR和1HNMR表征PLCS的结构；然后用其负载靛玉红，以激光散射和透射电镜检测载药纳米胶束的物理特征，用HPLC法测定其包封率。最后进行载药纳米胶束腹腔注射给药后在大鼠体内的药动学实验，与靛玉红混悬剂对照。结果 合成得到的PLCS能很好地负载并增溶靛玉红，载药率可达10%左右。药动学研究表明，用PLCS载靛玉红后较靛玉红混悬剂的AUC提高了2.21倍，显著提高了靛玉红在大鼠体内的生物利用度。结论 PLCS可作为提高难溶性药物靛玉红生物利用度的有效载体，进而可能改善靛玉红治疗白血病的疗效。

【关键词】 靛玉红 N软脂酰基壳聚糖 纳米胶束 药动学

从青黛等中药中提取的靛玉红在白血病治疗中已显示出独特的优势，它既能有效破坏白血病细胞，又对正常骨髓无明显抑制作用。然而靛玉红的水溶性很差，不利于被吸收，生物利用度非常低；同时，它对胃肠道黏膜有很强的刺激作用。吴正红等［1］认为可通过增加靛玉红的溶解度以提高其生物利用度，在剂型设计上要以提高靛玉红的溶解度为中心。目前，通过对壳聚糖表面进行修饰并利用其做为药物载体，是新型水溶性制剂研究的前沿阵地［2］。Sirica A E等［3］曾报道壳聚糖本身对白血病癌细胞具有选择性聚集作用，而且壳聚糖及其衍生物对白血病癌细胞也有较强的抑制作用［4］。因此，本文采用壳聚糖分子接枝软脂酰基，制备N软脂酰基壳聚糖（PLCS）来增溶控释靛玉红，以提高靛玉红的生物利用度和降低其对消化道的毒副作用，并发挥壳聚糖衍生物纳米粒子作为抗白血病药物载体所具备的独特优势。

1

材料与方法

1.1

试剂、药品与仪器

壳聚糖（分子量45 kDa，脱乙酰度为95％，上海博奥生物科技公司），软脂酸、乙酐（广州化学厂），HPLC用甲醇为色谱纯，水为超纯水，其余试剂为分析纯，靛玉红（自提取，纯度95％以上）。

LC10AT 高效液相色谱仪(shimadzu，Japan)， Nicolet 670 FTIR红外光谱仪(Thermo Nicolet，USA)， Mercure plus 300 MHz 1HNMR 核磁共振仪（Varian，USA），BI200SM goniometer激光散射仪(Brookhaven，USA)， JEM2010电子显微镜(JEOL，Japan)， IEC Micromax Microentrifuge(Thermo Electron corporation，USA)。

1.2

PLCS的合成与聚合物结构表征

1.2.1

PLCS的合成方法

参考Hirano等［5］的方法:2.0 g（0.012 moL）壳聚糖（脱乙酰度95%）溶解在100 mL 0.1 mol/L的稀乙酸中，再以0.2 mol/L NaOH溶液沉淀，过滤，蒸馏水洗涤到pH值接近7，沥干水分，分散到100 mL二甲基亚砜（DMSO）中，磁力搅拌下升温至60 ℃，缓慢滴加0.024～0.048 moL软脂酸酐，保温反应8 h结束反应，加入丙酮沉淀产物，过滤，滤渣依次用丙酮和乙醚洗涤多次，除去软脂肪酸和软脂酸酐，产物60 ℃下真空干燥，产物的取代度(DS)定义为壳聚糖分子中每100个糖环中所引入的脂肪酰基个数，用酸碱滴定以及1HNMR法测定。

1.2.2

PLCS聚合物结构表征

1.2.2.1

FTIR分析

以KBr压片，用Nicolet 670 FTIR红外光谱仪测定。

1.2.2.2

1HNMR分析

以Mercure Plus 300 MHz spectrometer核磁共振仪在室温下测定，以氘代DMSO(DMSOd6)为溶剂（TMS内标），试样质量浓度约为3%。

1.2.2.3

空白纳米胶束制备和胶束性能检测

用直接溶解法制备胶束，称取一定量的PLCS置小烧杯中，量取一定体积的二次蒸馏水（经0.5 μm滤膜过滤处理）倒入烧杯中，用普通超声仪震荡3次（每次10 s），可看到PLCS逐渐溶解，除液面有少许泡沫外，溶液基本澄清。再用触点超声仪震荡3次(每次5 s )，此时液面产生大量泡沫，但不久泡沫消散得澄清溶液，即得到PLCS胶束溶液，用光电笔穿透照射溶液，可观察到明显的光路，即溶液有明显的丁达尔现象。

用动态光散射方法测定胶束的水动力学半径( hydrodynamic radii )和聚合物分散度。将按上述方法配制的PLCS水溶液倒入检测池中，以532 nm的激光垂直照射样品池，检测器与入射光的角度为90°。

在以透射电镜（TEM）检测胶束粒子之前，胶束纳米粒子先通过甲胺钨酸盐染色：取按“3.2.1”项的方法配制的PLCS水溶液12滴，滴在200目表面镀了碳膜的铜网上，自然干燥5 min后，以滤纸轻轻吸干铜网上的液珠，然后把铜网浸泡在甲胺钨酸盐的缓冲溶液中，染色1 min，再在清水中漂1～2次，室温下晾数分钟，在电镜下观察纳米胶束的粒径和形貌。

1.3

靛玉红PLCS纳米胶束的制备与载药量测定

准确称取多份靛玉红(每份约200 mg)置小三口瓶中，依次倒入15 mL二氯甲烷、10 mL丙酮，磁力搅拌使靛玉红完全溶解，然后加入PLCS(DS 14. 2) 200～1 000 mg，继续磁力搅拌，此时PLCS不溶解，随后缓慢滴加15～30 mL双蒸水，随着双蒸水的不断加入，PLCS逐渐溶胀、溶解并逐渐聚集形成胶束缠绕负载上靛玉红。混合溶液继续搅拌12 h，挥发有机溶剂后，冷冻干燥得载药粉末。用大量二氯甲烷反复浸泡和淋洗没有负载上的以及黏附在PLCS粉末表面的靛玉红，通过配制标准溶液和绘制标准曲线，用HPLC法检测没有被PLCS负载的靛玉红的质量，根据公式LC=(A-B)/C ［6］ （A=投入靛玉红的总质量; B=没有被负载靛玉红的质量; C=投入PLCS的质量）计算PLCS对靛玉红的载药量。

1.4

载靛玉红PLCS纳米胶束在大鼠体内的药动学

1．4．1

色谱条件

色谱柱：Angilent Hypersil ODS(4.0 mm×250 mm，5 μm)；流动相：甲醇水乙酸（体积比74∶25∶1）；流速：1.0 mL·min-1；检测波长：287 nm；进样体积：20 μL。

1．4．2

给药方案与血样采集与处理

将雄性SD大鼠（约300 g，购自广东省医学实验动物中心，合格证号：粤监证字2007A006）16只，随机分成2组，分别按体质量1.25 mL·100 g-1灌胃0.80 mg·mL-1靛玉红混悬液(精密称取约8 mg靛玉红原料药，加1 mL DMSO充分混匀，加入10%吐温80溶液0. 5 mL，超声混合，双蒸水定容至10 mL)以及上述纳米胶束水溶液，注射前禁食12 h，可自由饮水。注射给药后分别于0、0.016、0.08、0.16、0.32、0.64、1、2、 4、6、10 h断尾取血0.5 mL置肝素化的离心管中，血样于3 000 r/min离心10 min，上层血浆样品处理方法及含量测定同文献［7］ 。

1.5

统计学处理

实验数据采用SPSS13.0软件进行student’s t检验，比较各组变量间有无差异。

2

结果与讨论

2. 1

PLCS的合成与聚合物结构表征

合成前的原料、反应后的产物N软脂酰基壳聚糖红外光谱如图1所示，壳聚糖在1 574 cm-1有NH弯曲振动吸收峰，表明壳聚糖有未被酰化的自由氨基，3 426 cm-1是羟基的吸收峰。当壳聚糖被酰化后，出现了具有明显特征的1 638和1 525 峰，分别对应酰胺的羰基伸缩震动（amide Ⅰ band）和酰胺Ⅱ峰(amide Ⅱ band，即δNH )。谱图中在1 710～1 760 cm-1没有出现吸收峰，该位置是成酯羰基特征吸收峰，因此可明确判断壳聚糖的羟基没有被酯化，酰基的引入有高度的选择性，反应的位点全部为壳聚糖的氨基。

图2为PLCS（DS14.2）在DMSOd6溶剂中的1HNMR谱图，δ 0.85为接枝的软脂酰基中的甲基氢，δ 1.23为软脂酰基中亚甲基氢，δ 1.49为软脂酰基中羰基的β位亚甲基氢，δ 1.85为软脂酰链中与羰基相邻的α位亚甲基氢，δ 2.08为壳聚糖分子中残余乙酰基中的甲基氢，δ 2.88为壳聚糖葡聚糖环上的H2，δ 3.20～3.90为葡聚糖环上H3，4，5，6，6′与水峰重叠。δ 4.86～5.49葡聚糖环上的H1，δ 8.52为氨基上发活泼氢NH。1HNMR谱图表明壳聚糖分子中的氨基发生了酰化反应。壳聚糖酰化取代度可通过1HNMR谱图中软脂酰基链甲基峰的积分强度与3倍H2的积分强度的比值估算（δ0.85/3δ2.88）［8］。

图1

壳聚糖（a）以及PLCS（DS分别为b.21.6，c.14.2，d.9.5）的FTIR光谱（略）

Figure 1

FTIR spectra of chitosan(a)， PLCS (DS 21.6) (b)， PLCS(DS 14.2) (c) and PLCS(DS 9.5) (d)

图2

PLCS（DS 14.2）在DMSOd6溶剂中的1HNMR谱（略）

Figure 2

1HNMR spectra of PLCS (DS 14.2 ) in DMSOd6

激光散射测得PLCS(DS 21.6)粒径为85 nm，PLCS(DS 14.2) 粒径为110 nm，PLCS(DS 9.5) 粒径为140 nm。图3显示胶束粒子的形貌近似球状，粒径在10～50 nm范围，远比由DLSC测得的数值小，产生这种现象的原因是DLSC测出的结果是胶束粒子在水溶液中的流体力学粒径，而TEM呈现的是胶束粒子脱水晾干后的粒径。

图3

PLCS（DS 14.2）胶束粒子的透射电镜扫描图（略）

Figure 3

TEM of selfaggregates based on PLCS (DS 14.2)

2.2

靛玉红PLCS纳米胶束的制备与载药量测定

所得载药体系为分散良好的暗红色粉末，改变药物与纳米载体的投料比例，获得的靛玉红载药量分别为5.5%、8.2%、13.3%。

2.3

载靛玉红PLCS纳米胶束在大鼠体内的药动学

从载药纳米胶束水溶液（载药量为8.2%）和原料药混悬液在大鼠体内的药动学结果（如图4，表1所示）可见：采用PLCS负载靛玉红制备成纳米胶束后，AUC提高了2.21倍，靛玉红的生物利用度大大提高；载药纳米胶束较原料药混悬剂的Cmax高1.72倍；而且达峰时间Tpeak也有显著性差异(P

图4

单剂量腹腔注射靛玉红混悬剂与靛玉红PLCS纳米胶束后的大鼠血药浓度（略）

Figure 4

Plasma concentration of indirubin after single intraperitoneal injection of indirubin suspension and PLCSloaded indirubin nanomicells in rats

表1

大鼠腹腔注射10 mg/kg靛玉红混悬剂与靛玉红PLCS纳米胶束的药动学参数（略）

Table 1

Pharmacokinetics of indirubin suspension and PLCSloaded indirubin nanomicells after intraperitoneal injections at a dose of 10 mg/kg in rat

对于难溶性药物来说，溶解是提高其被动扩散的前提（靛玉红的小肠吸收为典型的被动扩散机制），将靛玉红制备成PLCS纳米胶束后，可以提高其水溶性，从而体内血药浓度大大提高，生物利用度也显著增加。提示PLCS可以作为提高难溶性药物靛玉红生物利用度的候选载体，并且有改善靛玉红治疗白血病疗效的潜在可能。

参考文献

［1］ 吴正红，周静，平其能，等.靛玉红磷脂复合物的跨膜转运及其犬体内药代动力学［J］.中国药科大学学报，2007，38 (4): 327-331.

［2］ 蒋刚彪，冯英，赵慧，等.聚合物纳米粒子作为抗肿瘤药物载体的应用［J］.中草药，2007，38（8):1265-1269.

［3］ SIRICA A E，WOODMAN R J. Selective aggregation of L1210 leukaemia cells by the polycation chitosan［J］. J Natl Cancer Inst，1971，47(2): 377-381.

［4］ PAE H，SEO W，KIM N，et al. Induction of granulocytic differentiation in acute promyelocytic leukaemia cells(HL60) by watersoluble chitosan oligomer［J］. Leukemia Res，2001，25(4): 339-346.

［5］ HIRANO S，YAMAGUCHI Y，KAMIYA M. Watersoluble N(nfatty acyl) chitosans［J］. Macromol Biosci，2003，3(10): 629-631.

［6］ GUPTA K C，RAVI KUMAR M N V. PH dependent hydrolysis and drug release behavior of chitosan/poly (ethylene glycol) polymer network microspheres［J］. Material Sci: Materials in Medicine，2001，12(9):753-759.