綠色化學論文范文

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綠色化學論文

篇1

綠色化學是世界科學可持續發展的需要,自1995年,由中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術》的院士咨詢課題以來,我國的綠色化學也逐漸活躍起來。近幾年,隨著環境污染的日益加劇,生態環境的不斷惡化,人們越來越關注污染問題,綠色化學觀點的提出,讓許多與化學息息相關的行業都積極響應。面對學術界綠色環保的方興未艾,作為化學教育工作者,除了具有扎實的基礎知識以外,還應將環境污染、保護、治理等作為自己的研究方向。將綠色化學的理念根植于心,牢固樹立可持續發展的觀念,“計利當計天下利,求名應求萬世名”,正確處理可持續發展和綠色環保的關系,將綠色化學的十二條原則始終貫穿于化學教學實驗全過程之中,從一點一滴入手,培養并傳播綠色化學的理念,綠色化學強調的是原子經濟性,即在獲取新物質的化學原料中,充分利用每個原料原子,實現“零排放”,既充分利用資源,又從根本上解決污染物排放問題,讓這種理念時刻伴隨學生,隨著知識的積累而得到傳承和發展。在傳授學生知識的同時,還要引導學生正確認識科技發展的負面性:若保護不好環境,發展也會受到嚴重制約。在課堂上,教師可以提出關注較為廣泛的問題進行討論,比如:40年代初期發生在美國洛杉磯市的“化學煙霧事件”。光化學煙霧是大量碳氫化合物和揮發性有機物在陽光作用下,與空氣中其他成分起化學作用而產生的。這種煙霧中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化劑。在1952年12月的一次光化學煙霧事件中,洛杉磯市65歲以上的老人死亡400多人。由此引出我國社會關注度較高的問題——霧霾的成因。光化學煙霧主要為氣態污染物,而霧霾則是大氣顆粒物,然而光化學煙霧最終生成大量的臭氧,增加大氣的氧化性,這導致大氣中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐漸凝結成顆粒物,從而增加PM2.5的濃度。也就是說,光化學煙霧可能成為霧霾的來源之一。因為這種討論與我們每個人生活都息息相關,積極指導學生開展與化學相關的綠色環保行動,這既有利于知識的鞏固,又能增強學生的環保意識,使學生明白,我們生活的地球處處需要保護環境。

二、嘗試探索創新,推廣綠色實驗

眾所周知,很多化學知識都是以化學實驗引入并且加以驗證的,實驗是化學教學中的重中之重,如果能在基層教學過程中,大力推廣綠色實驗,勢必會將綠色化學貫穿整個教學。傳統化學實驗所使用的實驗藥品,以及伴隨實驗所產生的各種廢棄物,不但對環境造成污染,對師生的健康或多或少都會有一些影響。因此,在教學實驗中,教師應嚴格把關,Anastas和Warner提出了綠色化學的12條原則,這些原則可作為實驗化學家開發和評估一條合成路線、一個生產過程、一個化合物是不是綠色的指導方針和標準。

1.防止廢棄物的產生,比先產生后治理要重要;

2.合成方法應設計盡可能將所有起始物嵌入到最終產物中去;

3.只要可能,合成反應應設計成反應中使用和生產的物質對人體和環境無毒或毒性很小;

4.設計的化學產品應在保證其應有功能的同時盡量使其無毒或毒性很小;

5.盡量不用輔物質(如溶劑、分離試劑等),當不得已使用時,也應使用無毒物質;

6.能量消耗應是越少越好,應能為環境和經濟方面所認可,合成方法應在常溫、常壓下實施;

7.只要技術上和經濟上是可行的,盡量選擇可再生的原料;

8.應盡量避免不必要的派生過程;

9.盡量使用具有催化選擇性的試劑;

10.化學產品中的設計應保留其功能,減少其毒性,當完成自身功能后不再滯留于環境中,使之降解為無毒的物質;

11.需要開發實時、跟蹤監控的分析方法,預先監控有毒物質的形成;

12.化學物質及其在化工過程使用中的物態,應選擇潛在化學隨機事故(包括氣體泄露、爆炸和著火)最小的,等等。從以上論點可以總結出,化學實驗綠色化的內容包括:化學試劑、溶劑和催化劑的綠色化,盡量選擇低毒和可再生資源,溶劑盡量選擇水溶劑,避免采用有毒有害和揮發性溶劑,催化劑應首選采用無毒害、無腐蝕的物質;實驗劑量綠色化,在保證完成化學反應的情況下,盡量使用最小劑量的試劑、溶劑和催化劑;對實驗產生的“三廢”進行無毒無害化處理,確保污染程度降到最低。

三、激發探究精神,完善綠色化學

(一)開展微型化學實驗

微型化學實驗,就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。近年來,在我國化學實驗教學改革領域中,微型化學實驗蓬勃發展,引起國內化學教育界極大關注。目前微型化學實驗開展到分析化學、物理化學、醫用化學和高分子化學實驗的微型化探索,并取得了驕人的成績,逐漸形成了具有中國特色的微型化學實驗特點:微型儀器價格低廉且配套比較完整,在國際上具有很強的競爭力。此外,微型化學實驗與傳統實驗相比,具有明顯的綠色環保、節約藥品和節省時間的特點。微型化學實驗的優勢已經在教學中呈現出來,受到了廣大師生的歡迎。目前,國內已有800余所大、中院校開始采用微型化學實驗。

(二)探究精神在綠色化學實驗中的應用

篇2

高中化學課堂教學是滲透綠色化學教育的主渠道,教師要積極創造綠色化學教學條件,構建綠色化學知識體系,不斷充實化學課本內容,培養學生的環境保護意識。在介紹化學史時,教師可從正反兩方面滲透綠色化學思想教育。講解放射性元素時,教師要對居里夫婦的精神及堅決反戰的人格表示欽佩,但也要就海灣戰爭中使用貧鈾彈對環境造成的危害提出批評。介紹環境問題時,教師可著重于介紹20世紀發生的公害事件,指明工業及傳統化學是造成公害的主要原因,使學生明確綠色化學是解決環境問題的重要途徑。通過在課堂教學中滲透綠色化學思想教育,激發起學生學習化學知識的興趣,不斷強化學生的環保意識、綠色意識。

2.在實驗教學中滲透綠色化學教育。

在高中化學實驗教學中,應最大限度地實現實驗的綠色化,引導學生樹立綠色化學思想和環境保護意識,具體教學策略如下:(1)改進化學實驗。首先,采用無毒原料、溶劑、催化劑進行化學實驗。例如,做完銀鏡反應后,可將清洗試管的硝酸替換為三氯化鐵溶液,避免產生二氧化氮有害氣體;在萃取碘單質實驗中,可將四氯化碳替換為二氯甲烷作為萃取劑,消除刺激性氣味,保證室內空氣質量;在乙烯的制備實驗中,可將硫酸替換為氧化鋁作為催化劑,避免濃硫酸造成污染;其次,優化化學實驗方法。又如,在海帶碘元素的檢驗實驗中,可將灼燒提取法改進為煮沸提取法,簡化實驗操作程序,縮短實驗時間,減少因灼燒造成的室內空氣污染;再次,改進化學實驗裝置。再如,利用密閉的裝置減少實驗敞開操作,可將注射器作為密閉的反應容器,進行銅和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制備與性質等實驗,將污染物消除在密閉裝置內。(2)開展微型化學實驗。在高中化學實驗中,可在保證實驗教學效果的前提下進行微型化學實驗,以達到降低實驗成本、提高環保效益的目的。微型化學實驗多采用點滴板、小試管、井穴板、多用滴管等微型化儀器,使用最小化的試劑用量,一般液體用量不超過1mL,甚至一些現象明顯的定性實驗可在試紙或濾紙上完成,如碘顯色反應、溴水褪色、苯酚的檢驗、驗證鹽類溶液酸堿性等實驗。(3)“三廢”的綠色化處理。在高中化學實驗中,要及時對必須使用的有毒、有害化學品和生成的污染物進行綠色化處理,從源頭處控制“三廢”對環境造成的污染。在廢氣處理過程中,可采用封閉的實驗操作方法,減少有害廢氣的產生量,并對廢氣進行有效處理或用氣囊收集。在廢液處理中,可利用中和反應處理含酸堿的廢液,使溶液pH值達到6.5~8.5之后再排放;也可用碳酸鹽沉淀法、硫化物沉淀法等方法沉淀、分離含有重金屬離子的廢液。在廢渣處理中,可回收一些化學實驗中剩余或產生的金屬進行再利用,如銅與硝酸反應剩余的銅片、銀鏡反應生成的銀等。對于不能綜合利用的固體生成物則要進行無毒化處理。(4)利用多媒體教學技術。在高中化學實驗中,教師可利用現代多媒體教學技術輔助實驗教學,尤其對于危險系數大、污染嚴重的實驗而言,可通過電腦模擬、實驗錄像等對實驗過程進行演示,實現廢棄物的“零排放”。同時,教師也可利用多媒體教學技術模擬錯誤的實驗操作,將不良的實驗后果形象地展示給學生,讓學生認清實驗操作不規范帶來的嚴重后果,以及實驗室“三廢”對環境造成的惡劣影響,加深學生對綠色化學的認識。

3.在課外實踐中滲透綠色化學教育。

在高中化學教育中,教師要積極組織課外實踐活動,讓學生體驗和感知傳統化學對環境造成的嚴重危害,認清利用化學手段進行末端污染治理的局限性,引導學生關注綠色化學,理解綠色化學的重要意義。教師可根據化學教學內容,組織形式多樣的課外實踐活動,如實地調查、環保知識競賽、探究性學習、文獻研究等。在實地調查中,教師可帶領學生參觀污水處理廠、化工廠、無公害蔬菜生產基地、生態農業示范區等,對當地水資源、空氣質量、環境污染情況進行調查;在探究性學習中,教師可開設相關課題,組織學生進行課題研究,如研究生物催化劑的優點、研究高效低毒農藥等,培養學生實踐能力和創新能力,達到課題研究的預設目標;在文獻研究中,既可讓學生利用圖書館館藏資源和互聯網資源,收集有關綠色化學和環境保護的文獻資料,也可邀請有關專家學者來校進行講座,使學生獲取最新的科研信息。通過開展多樣化的課外實踐活動,促使學生更加關注綠色化學,能夠運用已學的化學知識分析和解決生活中遇到的問題。

篇3

1.避免使用有毒有害物質

在傳統高中化學實驗教學中,普通存在使用有毒有害的物質,這些物質會造成身體上的傷害,對環境影響也很大.教師應該采用微型的化學實驗,在藥品用量上進行控制,盡可能地減少污染物的排放,減少對環境的污染情況,這樣節約了成本,也增強了學生的動手能力,使學生更愿意參與到實驗中來,激發了他們對實驗的興趣.

2.實驗藥品使用后妥善處理,并替換有毒有害物

有些化學工作人員十分不負責,把剩余的實驗化學品直接沖洗后排放到了下水道,一些有毒有害物質會隨著下水道影響到周圍的水源,所以必須要采用正確的方式妥善處理好過剩的化學品.教師可以尋找一些可以替代有毒有害物質的化學品來做實驗.

3.改良實驗室的儀器

隨著經濟和科技的不斷發展,高中化學教學中的實驗規模也日益壯大,而這些實驗產生的廢物和有毒物質,加速了污染環境.而很多的實驗可選擇不同的儀器完成,做到以綠色為前提,所以在做實驗前,要選擇合適儀器.

4.運用計算機進行模擬實驗

傳統的化學實驗中消耗了大量的有毒有害物質,如苯、苯酚和其他重金屬等,在實驗過程中排放了許多的有毒有害物質,給師生的身體健康造成了嚴重的危害,也嚴重污染了環境,這些都違背了綠色化學的原則和目標.為了避免實驗對人體的危害和環境的污染,有些實驗可以運用計算機模擬完成.這種模擬實驗,節省了購買化學品的費用,而且保障了實驗的質量和安全.

二、在實驗中培養綠色化學觀

在以綠色化學為背景的新課程下,高中化學實驗課程內容中也體現了綠色化學觀.如,在實驗中介紹特殊的試劑,要有特別的使用方法和保存方式等,強調了實驗中要有應急措施及應急預案.遇到危害的化學實驗,必須在保障安全的情況下,在特定的實驗室里完成,推行了化學微型的實驗操作模式,加深了學生對化學知識的理解.

1.培養正確的環保意識

在化學實驗教學過程中,以綠色化學為指導,加深學生對化學科學的認識,規范化學實驗的操作過程,從而實現教學的綠色化.教師應該拋棄傳統教學觀念,以身作則,培養學生正確的環保意識和綠色化學觀.

2.規范化學實驗的操作

在做實驗時,教師要合理安排實驗的內容,要做到健康、安全、環保等,如尾氣的處理辦法則是安排氯氣、氯化氫等實驗.在操作前,要掌握好操作的先后順序,特別是要注意細節問題,教師要及時發現和改正操作時的錯誤.在化學實驗過程中產生的廢氣、廢渣等都需要排放,而綠色化學就是要收集和處理、回收這些物質,如用剩的鐵、銅等金屬片要進行回收再利用,避免浪費和污染的產生.

3.串聯及合并實驗

在高中化學實驗教學中,許多實驗操作是可以相關聯的,就是常說的串聯實驗.這樣節省了很多的化學原料,使它們能得到合理的利用,也在一定程度上縮短了實驗的時間,減少重復實驗的操作,也減少了污染物的排放,真正實現了綠色化實驗.

4.開展綠色化學的活動

為了使學生深刻了解綠色化學,可以開展一些與綠色化學相關的活動.如,環境保護、硫酸工業等.也可以開展一些綠色化學的專題活動,培養學生的綠色化學意識,如知識講座和競賽活動等.化學是一門與社會活動息息相關的課程,讓學生走出課堂,從而深化知識,培養思維能力.利用活動和實踐來培養綠色化學觀.教師可以設計相關的學習課題,讓學生積極參與并投入到實踐中,親身調查,實地觀察,深刻體會,提高學生的學習興趣和實踐能力,培養學生的綠色化學意識.

三、結語

篇4

對于污染較大并且對于學生的啟發作用較小的實驗進行刪除,這部分實驗可以通過網絡教學給學生進行演示性實驗,讓學生了解實驗現象或是實驗的具體操作就可以,減少實驗過程中有毒有害物質的使用,盡量選擇一些在實驗中所用的藥品對環境污染較小的實驗,在實驗內容的選擇上我們盡量選擇“綠色化”實驗教學內容,如將原有性質實驗中易產生有毒有害氣體的實驗刪除,根據理論教學的特點加入了與理論教學密切相關的配位平衡實驗,在性質實驗上做到了綠色、環保。在物理化學實驗中,將萘的燃燒熱測定實驗改為葡萄糖的燃燒熱測定實驗,在原料上降低了對環境的污染,而同學們通過實驗依然能夠掌握物質燃燒熱的測定方法。在綜合設計性實驗中,我們也盡量采取實用性強、綠色化和與生活密切相關的實驗,如我們選擇了《橘皮中果膠的提取》以及《雞蛋殼中氧化鈣含量的測定》等實驗,這些實驗在實驗的過程中均能做到對環境不產生污染。我們通過對內容的刪選基本實現了從源頭起實現實驗的“綠色化”,為實現“實驗教學綠色化”打下了基礎。

2加強實驗設計,更新實驗教學手段

加強實驗設計、更新實驗教學手段是促進基礎化學實驗教學綠色化的重要途徑。教師和實驗員定期開展教研活動,對實驗中心所開設的全部實驗進行細致的了解,認真研究各個實驗,優化實驗操作和實驗教學手段。通過對各個實驗的合理設計,充分利用在實驗中所得到的產物或是實驗過程中大量生成的廢棄物,將實驗產物或廢棄物進行提純后用在其它實驗教學項目上,不僅可以節約大量實驗藥品還能促進學生綠色化學理念的形成。

如在《橘皮中果膠的提取》實驗中,由于使用了大量的乙醇,我們將乙醇廢棄物進行回收,在進行蒸餾,將蒸餾后的乙醇用于酒精燈的使用,這樣不僅可以節約實驗的開銷,而且也避免了大量的乙醇廢液倒入下水對環境造成污染。在實驗的過程中,多注意每個實驗之間的聯系,也就是實驗藥品的循環使用。我們不僅僅只關注對學生所開設的實驗,還要認真了解學校老師所進行的科研工作,與教師科研相聯系,將部分實驗所得產品進行認真提純后用于教師的科研工作,如在綜合設計性實驗中我們設計了《三氮唑的制備及檢測》,該實驗的產品可以為一些老師科研提供輔助配體,做到了藥品試劑的優化處理。在實驗操作技能訓練中盡量用水或無毒、價廉的藥品代替實驗藥品,采用微型實驗,藥品用量微量、半微量化實驗代替原有實驗,減少在實驗中藥品的使用量。

3加強現代化建設,構建實驗教學網絡平臺

重視實驗資源的網絡化與信息化建設,構建實驗教學的網絡教學平臺,為學生提供廣闊的實驗教學網上信息。網絡課堂是現階段教學改革非常重視的一個手段,我們將網絡教學引入到實驗教學中,通過制作模擬實驗動畫及實驗演示錄像等數字化實驗教學資料,講一些基礎性實驗和實驗儀器的使用等部分通過網絡教學進行展示,這樣不僅可以節省大量的教學時間,而且由于可以加入一些動畫效果,提高了學生的學習興趣,也可以獲得很好的教學效果,為培養學生自主獲取新知識的能力、終身學習的能力、創新的能力提供了輔助的環境和條件。在網絡上建起模擬實驗室和模擬實習基地,形成功能強大的網絡課堂。使學生無需下廠,在模擬實習基地既可以進行仿真實驗,了解在化工廠中的一些具體操作。部分實驗學生可以不用進行具體實驗,觀看老師在網絡上提供的實驗視頻,觀察實驗現象。網絡信息的提供既滿足了學生對知識的需求,也減少了進行實驗所帶來的環境污染,對實現實驗教學“綠色化”具有巨大貢獻。

4結語

篇5

“綠色變革視角下的國內外生態文化重大理論及學術流派研究”是北京大學郇慶治教授主持的國家社科基金2012年度重點項目,而本次會議也是該課題的項目開題與啟動會。他首先闡釋了“生態文化理論”概念的意涵,認為可以將其界定為環境人文社會科學不同學科視角下對人與自然關系某一層面的生態理性化描述、批判和超越,依此可以按照“深綠”(側重于個體價值觀的激進轉變)、“紅綠”(側重于社會政治制度的激進變革)和“淺綠”(側重于經濟技術與政策管理的漸進改變)的三維分析框架,對國內外的生態文化重大理論及其學術流派作系統性梳理,并就它們對于現代文明生態化轉型的變革潛能及其影響路徑加以考察。

在“深綠”生態文化理論的議題領域下,周國文(北京林業大學)博士回顧性地評述了我國的生態哲學與倫理研究尤其是生態哲學研究最近幾年來的學術進展,并嘗試性地提出了系統評估生態哲學與倫理研究和綠色經濟社會變革特別是生態文明建設實踐間關系的重要性。姚曉娜(華東師范大學)以深生態學的生態美德思想為例,闡述了個體價值觀念變革與人類文明綠色轉型的理論與實踐關聯及其影響路徑。程相占(山東大學)在具體辨析“生態美學”與“環境美學”概念內涵差異的基礎上,系統梳理了生態美學研究的最新進展,并著重闡發了作為生態審美的生態美學所具有的生態文明與文化變革的重大潛能。郇慶治(北京大學)則專題評述了“生態地方自治主義”(“生態區域主義”或“生態無政府主義”)和“生態文明理論”這兩個理論流派的研究進展與開展進一步系統探討的必要性,他認為前者主要是一種基于地方民主自治理念的“深綠色”生態政治理論,在當前全球化不斷推進與深入的總體背景下似乎更具有遠不止“綠色烏托邦”的理論尤其是方法論價值,后者是黨的“十”之后在國內迅速升溫的一個研究領域,但生態文明建設所關涉的許多基礎性理論與實踐問題還依然缺乏真正學理性的研究。

在“紅綠”生態文化理論的議題領域下,劉仁勝(中央編譯局)系統闡述了一個生態學的理論分析框架,并著重分析了歷史唯物主義的綠色經濟觀、綠色科技觀對于綠色變革和生態文明建設的重要性,強調的唯物史觀在科學認識科技、經濟和社會政治變革在綠色轉型中的作用。郭志俊(山東財經大學)集中評述了“綠色工聯主義”理論與實踐最近幾年來的進展,尤其是加拿大學者比如杰夫?沙茨的相關研究,認為勞工運動與綠色運動的政治聯合對于綠色變革依然有著不容置疑的理論相關性。張淑蘭(山東大學)以印度學派(尤其是范達娜?席娃和碧娜?阿噶瓦爾)的“生態女性主義”為例,闡述了生態女性主義理論與實踐的最新進展,并在承認(印度)生態女性主義研究局限性的同時,強調了它們所提出的對婦女與民主、環境和發展關系思考的全球普適性。李亮(南京林業大學)全面評述了默里?布克金的“社會生態學”的階段性演進和基本觀點,以及國內外學界對其著述的進一步整理與研究,并闡發了社會生態學對于社會與文化等級化結構如何影響著人、社會與自然關系的自由與和諧的觀點所具有的政治社會變革意蘊。劉穎(山東師范大學)基于豐富的文獻資料,對(環境)“新社會運動理論”的最新進展作了系統梳理,并對其新特點和發展趨勢作了概括,強調當前的歐美(環境)新社會運動正呈現出一種“后―反全球化運動”的新特征(比如發生在英國、北歐等地的青年騷亂),而如何將這些理論框架應用于闡釋我國最近發生的大眾性環境公眾事件也需要作進一步的探討。

在“淺綠”生態文化理論議題領域下,李昕蕾(柏林自由大學)系統回顧了“可持續發展理論”自1992年以來的理論演進和實踐成效,著重闡述了這一“淺綠”環境政治社會理論的綠色變革意蘊和潛能及其內在缺憾。李慧明(濟南大學)在評述“生態現代化理論”國內外研究成果的基礎上,提出了對此開展更為深入研究的具體設想,比如生態現代化與政治現代化、經濟工業生態化、社會變革和歐盟社會文化環境等因素之間的關系,以及將該理論應用于中國“生態文明的社會主義工業化”建設的可能性和必要修正。孫凱(中國海洋大學)結合澳大利亞學者羅賓?艾克斯利的《綠色國家:重思與民主》一書,闡述了“綠色國家理論”的國內和國際向度,認為當代國家無論在國內政治綠化還是環境國際合作與管治方面都理應發揮一種更積極的角色,問題在于如何使國家成為一種推進綠色經濟變革和生態民主的正向力量。郇慶治(北京大學)通過安德魯?多布森不久前發表的一個研究報告,評述了“環境公民(權)”理論與實踐的最新進展,認為對于環境公民職責(資格)的重視與主動培育,無論基于世界主義、共和主義還是自由主義的政治哲學理由,都對于現實中個體行為的綠色變革至關重要。酈莉(外交學院)系統評述了“環境公共管治理論”尤其是在國際和全球層面上的理論進展和實踐應用,認為基于碳交易和清潔生產機制等實例的分析,有助于我們全面評價環境國際合作迄今為止取得的進展,也有助于我們對未來的環境公共(全球)管治有一個合理而正確的預期。

針對上述發言,盧風教授(清華大學)就生態文化理論和科技主義批判的關系,張云飛教授(中國人民大學)就不同生態文化理論流派的準確概括,曹孟勤教授(南京師范大學)就如何在生態文化理論視角下開展生態哲學與生態倫理的批評性研究,方世南教授(蘇州大學)就生態文明建設理論與實踐關系的研究,雷毅教授(清華大學)和張磊教授(中國人民大學)分別就深生態學與生態現代化理論研究的最新進展,黃娟教授(中國地質大學)就與生態文明理論之間的關系,王學東教授(中山大學)和任丙強教授(北京航空航天大學)分別就環境全球管治研究中的理論與方法論問題,作了評論性發言,并就各子課題承擔人的研究設想提出了建設性建議。

篇6

工業技術論文3100字(一):綠色化學工業技術在化學工程與工藝中的應用論文

摘要:在當前國內化工技術迅速提升的背景下,化工產品的增多會滿足人們日常的需求,但是化工產品的生產過程,也會產生較大的污染危害。給社會公眾帶來較大的環境污染破壞,因而,近幾年國內出現了一系列的綠色化工技術,對當前的化工產品生產帶來一定的沖擊,有效地減少了化工產品生產過程給外界環境帶來的破壞和污染。

關鍵詞:化學工藝;綠色化工;技術應用要點

0引言

近年,社會公眾的環保意識逐步地提升,國家也大力地倡導在社會中發展綠色經濟,建立友好型的工藝技術。在這種背景下,綠色的化工技術就被研發出來,其中綠色技術更多的是指在傳統的化工產品生產期間,減少對外界環境的污染,降低資源的消耗,實現技術的可持續發展。

1綠色化工技術的重要性分析

化工企業在生產化工產品期間,應用綠色技術來避免生產過程給外界環境帶來的破壞和污染。盡量地去降低能耗,使用節能環保的材料,這樣才能夠使公司在激烈的化工市場中,獲得獨特的競爭優勢。從原材料運輸到工廠,然后再將原材料運輸到生產線上,在各作業環節加強控制,使化工產品的生產走向環保化。利用零污染、低耗能的技術,來減少污染物的排放,進而全面提高化工企業內部的制造技術水平。在印刷和藥物的生產領域中,都會應用一些綠色化工技術,此時該技術就為國內的化工行業指明了未來的發展方向。

2綠色化工技術在化學工程中的應用分析

2.1合理地選擇催化劑

在化工產品的生產領域中,使用大量的催化劑(如圖1所示)會顯著地提高化學反應的效率,進而加快化工產品生產的速度,可以明顯提高整個化工產品的經濟效益。因而,化工企業應該根據實際的化學反應狀況,以及根據生產出來的化工產品特性,來選擇催化劑。此外,還要避免化工產品所形成的副產物被隨意地丟棄、排放,而造成化工產品的副產物危害到外界的環境。此時,要重點去管控好催化劑的使用,應用一些無毒無害催化劑。在此基礎之上,還要加強對各廢棄物排放管控,應該結合實際的要求,來選擇催化劑材料,選擇毒性不大,而且危害程度較低的材料,才能夠保證化工產品的生產綠色化。

2.2應用沒有污染的化工原材料

科學地選擇化工材料是降低化工污染的一個有效的方法,通常情況下,社會公眾都會認為化學合成物大多都是化工原料,并且認為大多數的化合物都有毒性,會對人體產生較大危害。隨著近年國內科技技術的飛速發展,一些化工原料被研制出來,有些化工原料是從農作物和植物中提取出來,它可以替代化學的合成物,來充當化學產品的制劑。因而,選擇危害較小、綠色環保材料,從源頭上去抑制化工的污染。在生產期間,確保化學制劑使用合規,避免使用那些毒害較大、污染較大的化學藥品。

2.3科學選擇化學反應

在化工產品生產期間,要求能夠使用一些高效的化學反應,才能夠提高化學反應效率。通常化學反應都會產生副產物,而對外界環境帶來污染破壞。此時,公司要綜合考量化學反應經濟性和環保性,來實現降低污染的目的,這也是當前綠色技術的一個重要組成和應用的目的。公司綜合考慮經濟成本、經濟效益和污染問題,應用合理的化學反應方法,來實現控制化工污染的目的。

3綠色化工技術的應用分析

3.1應用清潔的生產技術

化工企業應用比較清潔的技術,能夠有效地減少生產過程的污染,例如,通過一定的處理設備,來降低化工產品的粉塵、廢氣,對廢棄物進行回收利用,這樣會實現資源的高效使用,也能夠減少固體垃圾的產生。當這些化工的污染物進入到地下水和土壤中,會擴大污染的范圍。有些工廠內部有大量的懸浮顆粒物的粉塵,這些粉塵就會形成粉塵污染,空氣中的固體離子增多,當吸入到人體內部會直接導致心肺病的產生。因而,要科學地處置生產現場的粉塵和廢棄物,來實現環保生產的目的。

3.2應用生物技術

將新型生物技術運用到化學制品的制造中,例如可以運用基因工程技術、生物技術和細胞工程技術,利用生物體內部所產生的生物酶,來作為化學反應的催化劑。將生物化工的合成技術作為當前化工產品的一個主流技術,可以實現綠色生產的目的。生物技術中的膜技術是仿生學的一個重要技術組成,它也可以實現再生資源的循環利用,來形成化學品。綠色的生物技術需要從動植物內部提取相應的原料,例如,煤炭、石油等都是由生物經過數萬年的生物化學反應,而形成的能源原料。在當前的一些化學反應中,會使用生物酶作為催化劑,這種催化劑的催化效率顯著地要高于化學試劑的效率,這樣生物酶作為催化劑,可以實現環保生產、無污染生產的目的。并且化學的反應比較溫和,形成的副產物對外界環境危害較小。

3.3利用友好型的環保產品

在化工生產過程中,產生的污染物會直接影響到人們的日常生活。因而,在使用環保產品期間,要盡量地避免使用那些高污染的產品。汽車在行駛中可以燃燒生物柴油、生物汽油,這些生物材料的生產制造不會對外界產生較大的污染。同時,生物酒精汽油燃燒時對外界的環境破壞力度較小,有些化石燃料內部有大量的硫化物,在燃燒之后,會產生二氧化硫,會直接危害到大氣的平衡,以及會給國內的大氣帶來破壞。社會公眾平時會使用一些塑料的產品,塑料的包裝袋,這些塑料袋的使用會給人們的生活帶來便捷。當人們使用完了之后,就會將這些塑料袋隨意丟棄,塑料袋難以分解,分解時間會長達數百年,會給社會環境帶來極大的影響,也會形成大量的固體廢棄垃圾。因而,需要對現有的化工技術進行轉型升級,生產一些環保型的乙醇汽油,可降解分解的塑料,供為大眾使用。例如,化工產品生產單位將其經營的重心轉移到綠色產品生產上,大量的使用農作物植物,作為原料的提取材料。在生產期間,可以使用甘蔗來提取乙醇,作為稀有的原料物質。

3.4清潔生產技術的應用

當前國內的清潔生產技術已經被應用到金屬冶煉,海水淡化等各個行業中,應用的清潔技術生產的有害物質不多,而且清潔技術會直接將廢棄物排放控制在環保的要求標準內。在海水淡化工程中,應用環保清潔的方法,來在海水中去提純淡水。淡水是人們基本的生活用品,社會對于淡水需求量較大,然而國內淡水資源卻偏少,這是利用海水淡化技術,為人們提供豐富的淡水資源。在生產淡水期間,利用環保型的化學制劑,來提純淡水、蒸餾淡水,這種化學試劑的危害都較小。

3.5優化改善現有的化工工藝流程

在化工產品生產期間,企業要轉變現有的生產方式,改變過去僅僅依靠一個裝置給各個設備供熱的模式,可以給廠房的頂層安裝太陽能電池板,來利用太陽能為化工生產線提供電力來源。此時,化工產品的生產單位也可以購置余熱的收集裝置,利用該裝置,可以將生產線上的各類熱收集。然后,對這些能量進行轉化,進一步地轉化為電能,來為生產線進行循環的使用。

在生產化工產品期間,也可以利用電機驅動的方式,來作為生產線的電力來源。應用變頻的電動機,會降低電能消耗,有些電機在開機時浪費的能源較多,此時應用變頻電機控制電機中的頻率,來減少電力能源的浪費消耗,也能夠使整個生產線變得更加穩定。在生產環節中,會產生許多化工副產物,這些副產物對外界環境有一定的污染。但是通過將這些副產物的回收利用,可以提高公司的經濟效益。

4結語

近年,隨著國家大力地倡導生態文明的建設,化工企業要響應國家的號召,來引入綠色化工技術,降低化工產品生產過程對外界環境的污染,提高化工的產品生產經濟效益,提高原材料利用水平。

工業技術畢業論文范文模板(二):利用外資對我國工業技術進步的影響研究論文

摘要:隨著社會經濟的不斷發展,尤其是在加入WTO之后,我國經濟也快速融入經濟全球化大環境。經濟發展速度、規模與科技水平息息相關,是實現經濟全球化的根本動力。目前,外商投資模式在經濟發展中占據重要地位,投資規模不斷擴大,對工業技術水平的提高與進步產生巨大影響,也對工業技術自主研發產生一定程度上的制約。因此,要重視對外商投資問題的研究,明確技術目標,結合我國發展實際,構建更顯科學與有效的發展策略,加快我國工業技術發展進程。

關鍵詞:外資;工業技術;影響

一、前言

對于經濟增長,技術進步是源泉與動力,是衡量一個地區競爭力的重要尺度。技術進步主要涉及本國技術能力以及技術獲取。前者以技術開發與創新為主要任務,后者是通過從國外直接引進先進技術、引進外資獲取等方式來提高本國的技術水平。立足工業技術領域,外資獲取是當前重要形式,對我國工業技術發展產生深遠影響,因此,需要進行全面與深入的分析,在根本上實現真正意義上的技術進步。

二、結合社會發展全面分析我國吸引外資的主要原因

在社會經濟不斷發展進步中,各個行業發展迅速,很多行業都出臺了大量優惠政策,以求吸引更多外商投資。具體來講,吸引外資的主要原因涉及如下幾個方面。

(一)國內市場優勢突出,潛力巨大

對于我國而言,人口眾多,工業化進程發展速度較快。在這種情況下,我國急需國外先進技術的支持,借以實現工業技術水平的大力提升。另外,對外商而言,歐美市場相對飽和,行業競爭異常激烈,因此,需要更具潛力的市場,具備較大的容量,呈現多層化特征。

(二)勞動力優勢巨大,原材料成本較低,有利于外商產品競爭力的增強

在我國,勞動力成本相對較低,原材料價格具有明顯優勢,為外商企業成本的降低創造有利的條件,有利于全球競爭力的提升。也就是說,在我國,勞動力與原材料競爭力更具優勢。

(三)工業制造整體水平較高,消化吸收先進工藝的能力較強

對于我國制造業而言,整體能力較強,擁有大量技術能力強、熟悉制造工藝的工程技術人員,學習與掌握能力突出,能夠較快理解與掌握引進的生產線的制造工藝,加快技術向生產力的轉化。

三、探討利用外資對我國工業技術產生的影響

(一)多種外資類型對我國工業技術產生差異化影響

依托貿易與技術合作,我國逐步進入外商價值增值鏈與經營網絡之中。盡管外商擁有資金技術以及管理等方面的優勢,而技術是增強競爭力的根本保障。基于此,外商投資技術的應用與我國工業技術水平息息相關,需要綜合考慮研發能力與產業架構。首先,對于外商投資,其應用的水平如果高于我國技術水平,但是,立足其母公司發展,尚不屬于最為先進的技術。這種情況下,投資的目的是規避貿易壁壘,謀求與占領更加廣泛的市場。從實際情況分析,我國工業技術研發水平雖然發展迅速,但較之世界先進水平仍有距離,同時,市場進入壁壘不高。因此,跨國公司在資金、營銷等領域優勢突出,極易獲取競爭優勢。其次,以母公司技術為主導,產品銷往國際市場,主要體現為高新技術產業。在全球一體化與信息化的發展中,產品周期較短。立足現代社會,信息技術發展迅速,這種趨勢的進一步發展促使我圍一些行業的產業結構發生很大變化。

(二)正視核心技術的作用,加快技術革新

基于此,跨國公司在我國投資價值主要體現在我國的比較優勢。借助這種技術模式,雖然引進了現代化的自動生產線,能夠實現“干中學”的目的,同時,我國的制造技術水平突飛猛進,但是,無法獲取核心技術。核心零部件,產品的核心生產過程仍在其母國生產,只把技術含量低的零部件、產品的最終成品組裝放在我國進行。鑒于技術進步速度的加快,一旦忽視核心技術的掌握,將永遠陷入創新追趕之中。一旦跨國公司撤走,會導致技術的滯后,不利于我國整體技術水平的提高,對我國的技術進步具有一定的抑制作用。

四、如何提升我國工業技術進步水平

技術的發展是積累與漸進的過程,因此,要制定科學發展戰略,遵循“學習、合作、競爭”的基本原則。要增強主動性,用于面對挑戰,積極進行學習、合作、交流與競爭。具體來講,首先,要關注外商全球戰略計劃,在其轉移的一般制造業和硬件產品的加工中進行合作學習,達到提升自己的目的。其次,融入外商技術開發項目,借助合作,增強能力。再次,積極創新,開發出擁有自主知識產權的核心技術,參與競爭。基于此,加快我國技術發展,最大化發揮效用,提升我國工業技術水平。

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本書由4部分組成,共23章:第一部分概念,含1-4章:1. 綠色分析化學的概念;2. 有關綠色分析化學的教育:3. 綠色分析實驗室的實驗;4. 有關綠色分析化學的出版物。第二部分分析過程,含5-14章:5. 綠色取樣技術:6. 樣品的直接分析;7. 綠色分析的樣品處理途徑;8. 用非色譜分離技術制備綠色樣品;9. 毛細管電泳;10. 綠譜學;11. 綠色分析原子光譜分析;12. 固相分子光譜學;13. 綠色分析化學的衍生技術:分子吸收、熒光和液相色譜;14. 綠色電分析方法。第三部分戰略,含第15-19章:15. 分析化學中的能量降耗;16. 綠色分析化學和流動注射法;17. 微型化;18. 微材料或納米材料的實驗室芯片檢測系統;19. 含有害有機化合物的實驗室廢料的光催化處理。第四部分應用的領域,含第20-23章:20. 綠色生物分析化學;21. 生物診斷中的紅外光譜學:一種綠色分析途徑;22. 環境分析;23. 綠色工業分析。本書目錄的后面有各章作者的簡介。每章的結尾有參考書目,書的最后是主題索引。

本書第一編著M. 瓜迪亞博士是西班牙巴倫西亞大學化學系教授兼主任,在分析化學領域曾發表過大量論文和專著,榮獲很多獎項。他曾應邀在法國、德國、中國等很多國家講學,并且是一些國際學術刊物的編委會成員。

本書系統地闡述了綠色分析化學的基本原理,并對樣品分析的各個基本環節提出了“綠化”處理的途徑。本書可作為化學系大學生、研究生的參考書;也是分析化學領域工作者有益的工具書。

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論文摘要:對國內外近三年外語教師教育研究進行回顧和總結,筆者發現,語界同行對“中學英語教師素質發展”課題研究的廣度和力度都不夠,對民族地區中學英語教師素質發展的專題研究甚至為空白。研究民族地區中學英語教師的素質發展,具有針對性和實用性。

1前期基礎調研

    二00一七年,筆者深人都勻市周邊20多所鄉鎮中學的英語課堂,聽了二十多位教師的課。在貴州這樣的少數民族地區,筆者發現:無論教材、教法、教學設施怎么先進,如果不提高教師的素質,教學質量的提高將無從談起。在民族地區,中學英語教師的整體素質發展狀況是怎樣的?本著這一問題,筆者對國內近3年的外語教師教育研究的核心期刊論文進行了整理和總結,旨在于對研究民族地區中學英語教師的素質發展提供參考。

2國內外研究現狀

2.1對國外研究的描述

    近三年來,有三篇教師教育研究的綜述文獻代表了我國外語學術界近來對于外語教師教育研究進行綜述的最高水準、它們是:《外語教師教育與專業發展研究綜述》(賈愛武,2005);《外語教師教育研究綜述》(劉學惠,2005);《近十年我國高校外語教師教育研究文獻評析》(高云峰,李小光,2007)。以上幾篇文章對近三十多年國外在英語教學領域的研究熱點作了類似的概述,認為外語教師教育可分為以下嘆個階段:70年代交際法興起之初,人們研究重在教學內容,80年代開始熱衷于研究教學方法,并創造了多種教學法和技巧,但是教師們并不能順利地實施這些教學法,于是90年代的研究重點轉到了研究教師上來了。1997年在英國布賴頓舉行的第31界國際英語外語教學協會年會上,英語師資教育與教師發展成為會議六大主題之一,其中關于教師自身發展的機制和動力問題是目前外語師資研究的重要課題。tesol組織的學術刊物tesol quarterly推出專刊“英語教師教育的研究與實踐”展開國際性討論,它標志著英語教師教育己經成為各國從事英語教育專業人士的研究焦點。

2.2國內高校相關研究

    《外語界》等十種外語類核心刊物在近十年總共發表高校外語教師教育論文64篇(高云峰,李小光,2007)。從時間跨度以及刊物的分布來講,沒有形成持續、穩定增長的研究態勢,說明目前我國外語界對外語教師教育問題的認識不足,研究力量薄弱(同l)廠〕我國90年代后期開始有學者對外語教師教育表示關注,但多是從理論研究以及外語教學技能的角度展開的,對教師的培訓也多是表層化,相關的文獻中常出現“外語教師培訓”、“外語教師教育”,而“外語教師發展”一詞的使用頻率較低,說明了人們還沒有意識到應從教師內部自身提高內在素質才是關鍵所在(國內研究算是勉強跟上了國際研究的步伐,但仍有不少差,特別在強調教師發展這一點上,我們更注重理論,培訓也是采取自上而下的灌輸式,而國外更注重教師自我發展的反思意識以及促進發展的途徑(賈愛武,2005),筆者對國內一卜種外語核心(或重要)期刊,如《外語界》等近3年刊發的外語教師教育類文章作了統計,結果如下:

    表1國內重要外語期刊近…萬三年發表的教師教育類文章數量統計表(單位:篇)

統計結果與高云峰,李小光((2007)的論述一致。不少刊物如《外語學刊》等近三年刊登的外語教師教育論文的數量居然為01所刊發的教師教育類文章數量很少,并且多是討論抽象的理論為主,如教師培訓模式、教師信念、教師自主等。

   以上統計都是與我國高校教師教育研究有關,似與民族地區中學英語教師素質發展的研究無關,其實不然,原因如下:第一,高校,特別是師范院校是培養英語教師的主陣地,擔負著培養基礎英語教師的重任,中學英語教師的教學能力與素質發展與高校的教學理念息息相關。第二,高校是引領科研和學術活動的最前沿陣地,其科研理論、成果和模式對中學英語教師的教學及科研有很大的參照作用。第三,高校的理論研究內容以及研究方向,代表國內該領域理論的最高水平,對推動外語教學改革直接產生重大影響,起到對外語教學改革進行導向的作用。

    筆者還對2004-2007年國家社會科學基金所資助的常規項目以及西部項目的數量進行了相關統計,結果如下:

    表2  2004-2007年國家社科基金所資助的英語教學以及教師教育的項目數量統計表(單位:項)

統計表明,近幾年獲資助的英語教學類項目偏少,這與我國龐大的外語教育環境不相符,2007年外語教學類獲資助的項目增加到10項,但僅一個項目與外語教師教育有關,但不是專門針對外語教師教育發展的。國家社科基金對外語教師教育項目的資助還非常薄弱。

2.3國內中學英語教師教育研究概述

    近年來,《中小學外語教學》、《中小學英語教育》、以及各類學報都刊載了一定數量的針對中學英語教師教育類的論文。各種相關學術會議也在熱火進行。這些文章和學術會議大多針對英語教師教育的某個問題進行探討,以教學介人為主,多是討論教學信念、師資培訓,或者優秀教師個案研究,沒有從全面的角度探討中學英語教師素質發展問題。可喜的是,已經有的教師開擬,再輔助動畫等多媒體技術,讓學生身臨其境,全方位感受實驗的動態過程。這樣既節約實驗成本,避免使用昂貴、有毒有害試劑,也適合易燃易爆、造成環境破壞的實驗;又能讓學生掌握實驗內容、方法,觀測到真實的現象,也能得到準確的實驗結論。如對有機物燃燒、蛋白質電泳等實驗進行模擬,就能從根本上實現整個實驗過程的綠色化。

2.4考核方法綠色化

   目前很多學校都開展了對實驗課程考核辦法的改革,采取了小論文加平時成績、一次操作考試加平時成績、實驗理論考試加實驗操作等多元化的考核辦法。但這些考核辦法更多的是針對學生實驗能力本身的考核,注重學生的實驗技能和創新思維能力的培養,不利于學生環保意識和實驗道德規范的養成。考核方法綠色化就是在考核實驗能力的基礎上增加對學生良好的實驗習慣、環保責任和團隊精神等的考察,以培養具有環保意識和可持續發展觀的高素質人才。

3教師素質綠色化,構建綠色實驗環境

    教師作為實驗環境構成中的一大主體,其自身素質的綠化對于實驗環境的綠化至關重要,教師的言傳身教對學生的影響很大,綠色教育開展的成功與否、質量高低,直接取決于教師的素質。為此,教師自己必須加強對環境和可持續發展知識的學習,更新知識結構,面向實際,積極參與社會實踐和調查。無論在教學方式上和個人行為上都要對學生起到模范作用,對傳統的教學內容,教學模式提出思考,進行改革,將綠色教育的理念在教學中得到充分體現。

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隨著人民生活水平的不斷提高,人們對生活質量的要求也在不斷提高,醫療模式已由單純的疾病治療轉變為預防、保健、治療、康復相結合的模式。大醫院人山人海,小藥店街頭巷尾隨處可見,醫藥工業迅猛發展,藥學專業人才倍受青睞,現在除了傳統的醫學院校培養藥學人才外,許多理工科院校也相繼開辦了藥學專業(如重慶大學、西南大學、重慶郵電大學和重慶理工大學等),而基礎化學是藥學相關專業非常重要的專業基礎課,目前我國藥學專業的基礎化學課程仍按照傳統的四大基礎化學開課。隨著化學基礎課學時不斷壓縮,每門課程的學時非常有限,特別是理工科高校的藥學專業,學生的基礎化學知識對后續專業課程和專業技能的學習非常重要。所以,在少學時的基礎化學課程教學中教師更重視學生對基礎知識的理解和掌握,而忽略了在教學中對學生綠色化學意識的教育和培養。隨著環境問題的日益嚴峻,化學教育工作者一定要樹立可持續發展的觀念,將綠色化學的思想貫穿于整個化學教育的全過程,讓學生認識到從“粗放型”的傳統化學轉變為“本文由收集整理集約型”的“綠色化學”是歷史發展的必然。

針對這些情況,當前一些普通高校進行了相關研究與實踐,以提高基礎化學教學效果,但是,大多數高校主要是根據學時來選擇安排教學內容,利用改進教學手段來增加教學內容,著眼于局部,頭痛醫頭,腳痛醫腳,教學效果雖有所提高,但是效果不甚明顯,沒有找到從根本上提高基礎化學教學效果的方法。本化學教學團隊提出了《基于“綠色化學”理念的理工科院校藥學相關基礎化學系列課程整合與優化的研究與實踐》課題,依托重慶郵電大學中藥學專業和制藥工程專業的學生進行了實踐。

一 培養具有“綠色化學”理念的大學生是人類社會對高校化學教育的基本要求

“綠色化學”是一門從源頭上阻止污染的化學,它用化學的技術和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的化學物質的產生和使用,有利于引導學生熱愛自然、尊重自然、與自然和諧發展,牢固樹立綠色意識,自覺成為未來的綠色人才。“綠色化學”是人類與自然和諧的化學,是面向未來提出的化學新概念,同時也為化學教學提出了新課題。

因此,本化學教學團隊在基礎化學教別強調引入“綠色化學”理念,在緒論部分專門設有“建立綠色化學理念,推動經濟和社會的可持續發展”這一部分,強調綠色化學的必要性,并且基于“綠色化學”理念選擇教學內容。在教學過程中滲透“綠色化學”理念,將從源頭上預防化學污染的新觀點逐步深入學生心中。特別是實驗教學中,化學教學團隊根據專業特色與學生能力培養的需要,在實驗項目的設置上滲透綠色化學理念,改革實驗教學模式,實驗項目中大大減少了獨立的基本操作單元實驗和驗證性實驗,將大部分基本操作實驗和驗證性實驗安排在實驗技術網絡虛擬與仿真實驗室中實施,同時大大增加實用性、綜合性實驗,將部分基本操作融入綜合性和設計性實驗中。實驗原材料都是無毒或低毒的,刪除了一些毒性高、污染大、效果差的合成實驗。打造以“綠色化學”為特色的教學、科研實驗平臺,努力培養具有“綠色化學”理念的大學生。

二 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容的整合實踐

1.教學內容的整合原則

第二軍醫大學藥學院將無機化學和物理化學兩門課程整合,很好地解決了這兩門課程中的內容重疊問題,同時使無機化學的教學內容得到了引申,使知識的系統化更加顯著。本化學教學團隊基于“綠色化學”理念將四大基礎化學進行整合,即將無機化學、分析化學、物理化學和有機化學四門課程進行整合,根據藥學專業要求,立足理工科院校注重四大基礎化學的關聯,確保整個基礎化學知識體系的完整,總課程名稱設為基礎化學,具體按照普通化學、有機化學和物理化學三門課程進行排課。本化學教學團隊一起討論、確定教學內容和相應的學時數,并且備有一些選學內容供學時稍充分的學校選用,或者供學生自學,但是緊密把握“面向藥學專業的基礎化學知識”、“知識點之間的連貫”及“難易程度循序漸進”這三個基本原則,使學生有興趣學,更輕松地學。

2.整合后教學內容的具體安排

針對大學第一學期,新生入學較晚,學習時間較短,需要一段時間適應大學學習、生活等實際情況,第一學期的普通化學先介紹藥學與化學的關系,強調化學在藥學專業中的作用,讓學生首先從思想上重視它,同時介紹“綠色化學”的基本概念和原則,突出綠色化學在醫藥工業和社會發展中的意義及必要性,站在整個基礎化學角度強調綠色化學的重要性和必要性,先行建立“綠色化學”理念。具體內容是:先介紹簡單且與中學化學銜接較多的氣體和溶液,引入大學基礎化學的教學;然后利用熱化學反應方程式引入化學反應熱、熱力學第一定律和第二定律,引出判斷化學反應自發性的吉布斯自由能判據;從吉布斯自由能變的符號判斷反應方向和大小,表示反應限度,引入化學平衡,與中學化學緊密銜接,同時進一步銜接化學反應速率,使學生易于理解;有了平衡依據后,再分別介紹酸堿平衡與酸堿滴定,沉淀溶解平衡與沉淀滴定,氧化還原平衡與氧化還原滴定,配位平衡與配位滴定;作為含量測定的加深,再介紹比色法和分光光度法。最后,聯系中學化學知識簡單介紹原子結構和分子結構的基本概念和基本理論,并且在每部分都要說明它在藥學中的作用。第一學期的理論學時經教學團隊統一討論并經學校批準后定為64學時。

基于現代藥物大多是有機物的現實,有機化學在藥學相關專業非常重要,經教學團隊統一討論并經學校批準后有機化學理論課程定為96學時,安排在第二學期和第三學期授課。并且根據結構與性質的關系按照官能團分類介紹有機化學的內容,注重與中學有機化學銜接,強調具有某一類官能團的化合物其理化性質,每部分都要介紹一些有顯著藥理活性的化合物和該類化合物的合成工藝,重點強調綠色合成工藝路線,以及該類化合物的構效關系。同時簡單介紹一些波譜知識,如紅外、質譜和核磁共振譜等,能夠推導簡單的有機化合物的化學結構,為今后的中藥化學、天然藥物化學和藥物合成打下堅實的基礎。同時,有機化學實驗重在一些綜合性、實用性的綠色化學合成,既增加了學生的學習興趣,提高了教學效果,同時也踐行了綠色化學理念。

經過一年半的大學學習后,在學生基本上都適應了大學學習、生活的情況下,而且具備了較好的數學和化學基礎之后,第四學期將深入介紹基礎化學難點部分的物理化學,在化學熱力學、化學動力學基礎上,加深對化學熱力學和化學動力學的學習,最后引入新知識相平衡,包括表面化學與膠體化學和藥學前沿知識,以及化學知識及其技術在藥學專業中的應用,要求講原理時必須講它的應用,重點是在藥學方向的應用上。最后提綱挈領,建立整個基礎化學的基本框架和知識體系。這樣就把基礎化學知識點整合,避免了重復,同時按照知識的難易程度和前后關系安排教學內容,節約了學時、方便了學生理解、提高了教學效果,以適應少學時的理工科院校藥學專業的基礎化學教學。

三 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容整合的初步效果

1.學生成績明顯提高

2007級學生因成績差,有2名學生留級,有近10人未獲學位,2008級有95%以上的學生獲得學位,2012年重慶郵電大學推免試研究生學生中,生物信息學院5個專業6名同學獲得,制藥工程和中藥學2個專業占了3名,而且有不少同學進入綠色化學與制藥工程科研平臺參與實驗鍛煉,參與發表sci收錄科研論文4篇,參與中國發明專利的申報1項,1人次參與重慶市藥物催化氫化工程技術研究中心的申報,獲得了一項重慶郵電大學大學生創新實驗項目。

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關鍵詞:有機化學實踐;綜合設計性實驗教學;仿真教學;創新能力

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)50-0143-02

近幾年,高校畢業生“就業難”與國內企業“用工荒”的矛盾日益突出,高校人才培養模式轉向現代職業教育體系的改革正在全面實施,如何解決就業結構性矛盾,培養具有創新精神和實踐能力的技術技能型人才,是高等學校每個教育工作者必須探索的重要課題之一。有機化學實踐課程是繼有機化學實驗教學之后,面向我校化學工程、化學工程&軟件工程、環境工程、應用化學等專業大二學生開設的專業必修課,是整個有機化學教學體系的重要環節。高校傳統實踐教學的弊端是,將實踐教學看成是有機實驗教學的簡單延伸,其主要功能為強化學生綜合實驗技能訓練,隸屬為理論教學的附屬環節。在教學中主要以教師講授為中心,教學效率雖高,但學生只能收獲“照方抓藥”、模仿驗證的學習效果,缺乏對實驗技能、理論知識交互運用的創新思維訓練,顯然不能滿足當今國家經濟建設和社會發展需要[1,2]。多年來,我們在實踐教學中以創新應用型人才培養為重點,構建“以生為本”的創新實踐教學平臺,向社會輸出高素質技術技能型人才。對此,作者擬就近十多年來在有機化學實踐教學中的改革談一些體會。

一、合理選擇實踐教學內容,加強綜合設計性實驗環節

有機化學反應浩如煙海,有機合成方法紛雜,如何在有限的實踐教學課堂上,合理選擇教學內容,是筆者在教學中積極思考的一個重要問題。響應高校現代職業教育體系改革方向,推行國家“綠色化學”環保理念,我們以實踐內容是否貼近社會生產,貼近科學研究,貼近社會生活為選材指導,同時推進已選取實驗的綠色合成技術或方法改進[3]。所謂綜合設計性實驗是指學生根據實驗目的和實驗條件,自行查閱科研文獻,通過對有機化學相關理論、基本實驗技能,或與該實驗相關的其他課程理論或實驗知識的綜合運用,自主完成實驗方案設計,并加以實現。因此,綜合設計性實驗有助于學生將學習與研究設計結合,在提高學生基本實驗技能、理論知識綜合運用和創新能力培養等方面起到積極作用。因此,我們重點選取集典型性、發展性、前沿性、應用性為一體的綜合設計性實驗作為教學內容,將“照方抓藥”式驗證實驗教學內容降至零。

在實踐教學中,我們以此為教學內容選擇依據,在有機合成反應上一直注重前沿性科研技術引進,一些新的實驗手段、實驗技術不斷被引進[4]。比如在苯亞甲基苯乙酮合成教學中,我們引進超聲波輻射合成技術;在甲苯高錳酸鉀氧化合成苯甲酸實驗中,我們引進可循環利用“相轉移催化劑”和“微型合成”技術;在天然產物咖啡因提取實驗中,我們引進浸取法和索氏提取法的合成技術對比。幾年來,我們均從“低毒、高效、短時”合成特點對每個實踐內容的合成技術進行探索,實現有機合成達到低污染、低毒性、安全節能以及反應收率高的目的,在增強學生“綠色合成”理念方面也收到顯著成效。

二、重視學生科研與創新能力訓練

實踐教學中,每一個實踐訓練項目均由四個環節組成:第一環節是實踐方案設計;第二環節是實現實驗;第三環節是實踐論文(報告)書寫;第四環節是實踐成績考核。在實踐教學中,我們通過這四個環節的有機結合,同時改變傳統以師為本的教學模式,課堂上通過師生角色轉換,實現以教師為中心向以學生為中心的教學模式轉化,提高實踐教學質量,完成對學生科研與創新能力的培養。在實踐教學中,我們的具體做法如下:

1.實踐方案設計環節。學生進入實驗室前,實踐方案設計的好壞,將直接影響實踐效果和學生創新能力培養。在“以生為本”實踐教學模式下,教師必須轉換身份,由以前課堂上的“主角”,轉換為幕后“導演”身份。教師作為導演身份,在實踐教學中,必須向學生提供邏輯性強、問題定位化的“劇本”(項目指導書)。項目指導書中創新點在于其將傳統實驗教材中實驗步驟環節提綱為實驗流程圖形式,其中每步流程均進行細節化設疑處理,需要學生通過課前查閱相關文獻、課上觀察實驗現象以及課上師生或生生互動所查閱的理論解釋補充到流程圖中,實現每步實驗知識掌握不留死角的教學目的。通過實踐方案設計中流程圖細節化設疑處理,調動學生探索未知、解決并消化未知的興趣,這對學生理論知識綜合運用能力和創新學習行為的培養推動性很強。

2.實驗實現環節。在構筑“以生為本”實踐教學平臺中,實驗實現是我們強化學生基本實驗技能、實驗現象觀察與分析、實驗問題捕獲并解決等能力,是實現將學生模仿驗證實驗理念扭轉為主觀能動綜合設計理念的重要環節,該環節教學中滲透對學生探索新問題、查閱文獻分析、解決復雜問題的能力培養,引導學生做到思考型操作、思考型分析、不思考不動手的實踐理念。比如在苯亞甲基苯乙酮合成實驗中,在粗產品水洗環節中,多組同學出現如粗產品顏色、產量不同等實驗現象,這需要考慮合成溫度、結晶時間長短以及水洗是否充分對實驗結果地影響。針對該問題地出現,我們在教學中鼓勵學生大膽設計方案,并自主進行多組組合,平行操作,互相交流實驗結果,共同對比分析、處理并討論所用實驗處理方法的科學性、可行性及經濟性。引導學生有的放矢地步步琢磨著做實驗,擯棄傳統實驗教學中學生指哪打哪的被動學習行為。

3.實踐論文(報告)書寫環節。每個實踐項目結束后,鼓勵部分學生在指導教師幫助下,將實驗結果按照科研論文核心期刊模式進行書寫。通過撰寫科研小論文,啟蒙了學生參與科學研究的積極性,尤其在結果與討論部分,學生通過查閱相關科研文獻對實踐問題分析、理解及體會過程中,引導了學生思考力與創新意識地形成,這是實踐教學中我們所期望獲得的教學效果。

4.實踐成績考核環節。實踐考核是檢驗實踐教學效果的重要手段之一,考核方式的改革對于本次教改成效至關重要。我們以往有機實踐課程考核主要采取每個實踐項目從“課前預習狀況、基本實驗技能操作、實驗基本理論、實踐結果及實踐報告完成情況”這五方面進行考核,給出每個項目的成績,實踐結課后,將所有實踐項目成績進行累加,折合成百分制,給出實踐課程成績。該考核方式容易造成學生實踐中簡單“照方抓藥”,盲目追求高產量,甚者捏造實驗數據,課后抄襲實踐報告等單純希冀高分數的不良學習行為出現。在此次教改中,我們采取多層次考核模式,解決上述弊端。第一層次面向理論基礎和動手能力薄弱的后進學生群,該層次考核主要以傳統提交實踐報告考核形式;第二層次面向基礎夯實,但創新意識較強的較優學生群,該層次考核實踐報告主要以科研論文形式書寫,實踐成績根據學生文獻查閱狀況,利用相關文獻分析、解決實踐問題能力進行綜合評分;第三層次主要面向基礎夯實,動手能力強,且創新意識主動的學生群,該層次考核實踐報告除了以科研論文形式書寫外,還需將實踐成果以PPT形式進行課前答辯,充分實現以生為本的教學目的。參與哪個層次考核,由學生根據本次實踐項目個人學習狀況,在課堂上自主提出申請,每個層次的實踐成績均由指導教師當堂給出,從根源上規避部分學生課后抄襲報告的可能性。另外,我們建立層次化考核方式,可以根據學生學習能力,進行因材施教,并且有利于樹立優秀創新學生榜樣,對提高班級學習風氣,調動學生學習熱情和建立不服輸的良性競爭環境,均起著潛移默化的推動作用。

三、智能多媒體仿真實踐教學平臺構建

在實踐教學中,我們配置互聯網和多媒體操作平臺,引進高等教育出版社公開出版的《半微量有機化學實驗網絡多媒體課件》及《有機化學多媒體課堂教學軟件》投入有機實踐教學使用,使仿真實踐教學模式變得可行[5,6]。學生通過互聯網和計算機技術使用優質教育資源,實踐課不再以教師講授為中心,轉變以學生為中心。課前學生通過多媒體仿真教學軟件,對該類實踐項目原理、實驗技術,以及儀器規范操作均有了解,有效提高預習質量;課中可利用互聯網和多媒體操作平臺,鼓勵學生實踐中遇到疑難問題即時查閱解決,實現課上實驗知識掌握不留死角,及時調整實驗方案,保證實踐教學質量。另外,實踐教學中對一些前沿性、應用性但具有一定危險性或對環境不友好,比如電解合成碘仿、光照合成鹵代烴等實驗,我們采取仿真模擬教學。通過引進互聯網和仿真實驗教學平臺,在實踐教學中能夠充分發揮教師的引導和學生的主體作用,有助于以生為本教學模式建立,有助于具有創新能力的技術技能型人才培養。

四、結論

以生為本有機化學創新實踐教學平臺構筑之后,從教學實施效果來看,改革是有成效的。在本次實踐教學改革中,以綜合設計性實驗為教學內容,以問題為驅動,借助智能多媒體仿真教學課件和互聯網平臺,學生對實踐基本理論、實驗技術以及實踐問題即見即解決的主動學習熱情普遍提高;通過多層次考核模式建立,樹立優秀學生榜樣,對后進學生實現“傳、幫、帶”作用,切實提高班級學習風氣,調動各層次學生學習熱情,在學生間形成不服輸的良性競爭氛圍。經過有機實踐教學訓練后,學生的科研熱情與實踐創新思維明顯提高,這對于通過課堂教學過程培養大學生自主創新意識和創新理念,未來向社會平行輸出創新型和應用型人才,具有十分重要的現實意義。

參考文獻: