高分子化学的应用范文

导语：如何才能写好一篇高分子化学的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:高分子 新型技术 化学

中图分类号:O63 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0102-01

从19世纪中期开始到现在,经过了这么长时间的不断发展,高分子体系已经从高分子改性逐渐向高分子合成、构筑、光电功能高分子等方向转变。人们的生活也从高分子化学中受益匪浅,小到日常可见的材料、油漆以及涂料等,大到在科研研究方面使用的高分子聚合物、分离膜、酶、树脂等。现在对高分子化学的研究方向已经转向了新功能材料,在目前快速发展的情况下看,高分子化学会和其它学科相互之间相继结合穿插,一定会在纳米材料、智能等一系列研究领域中广泛使用,适应现代化可持续发展的目标,使所有研究项目都向绿色科学方向发展。

1 现如今高分子化学的发展情况

自从20世纪到现在,随着工业技术的快速发展,天然资源已经露出了疲态,科学家们已经开始使用高分子化学进行材料的合成。有数字表明,在之前的40年中,使用材料的速度正在以每10年五倍增长,人类三大合成材料,其中包括塑料、橡胶、纤维,在使用过程中表现出了令人惊讶的增长速度。新型的材料,特别表现在合成材料,在工业、建筑、农业、电子技术方面都被广泛使用,极大的支撑着人类的日常生活,是使国民经济持续发展的必要动力源泉。

2 高分子化学不同领域的使用分析

使用高分子化学的研究都处于高端技术领域,它的发展方向一定会和社会发展的方向和各种行业发展要求相适应。以后的高分子化学一定会其它领域相互融合,高分子材料的使用注定会减少人类对自然资源的依赖程度,逐渐向纳米、绿色和智能等方向转变,在实现可持续发展的目标中占据了非常重要的位置。

2.1 使地球更加绿色化

在现在很多工业发达的城市,天空中都会飘着非常浓郁的黑烟,对人们的日常生活有非常严重的污染。绿色,在现在被认为是没有污染、再生性或者可以循环使用。在没有污染方面,我们需要做的就是减少工业废弃物的排放、相对的减少污染源。现在的情况表明,化学行业中具有污染和治理两个方面的性质,可以对绿色使用材料进行研究,也可以继续对环境造成恶化。例如:在研制的过程中使用的催化剂、溶解剂、中间物品等,在生产过程中产生的废气、废渣、废弃液体等都是对环境造成影响的主要元凶,若长期的进行排放,会对环境造成严重的影响,甚至会导致不可逆转的事情发生。

2.2 减少的自然资源的使用依赖

目前研究的高分子合成材料对石油具有很强的依赖性,众所周知,石油是经过地球非常漫长孕育才出现的,另外,石油也是现如今人类社会非常重要的能源,石油资源现在正在快速的减少,而且不能快速的进行补充,所以人们现在非常急切的找到可以代替石油使用的资源,这已经成为现在高分子化学研究中非常重要的课题。在对物质中原子和分子的比率进行调节,对物质的微观特性、宏观特性以及表面性质进行加强控制,也许这种物质就会满足一些行业的使用要求,当这种情况出现的时候就可以把这种物质作为材料使用。所以,在对材料进行配置的时候就会减少对不可再生资源的依赖程度,并对使用材料和环境进行相互协调,这是现如今化学研究当中非常重要的领域。现在很多高分子合成材料都非常依赖石油资源。想要解决目前的情况,可以对天然高分子进行利用,这其中也应该包含对无机高分子的不断探索和研究。

现在由石油合成的高分子材料,主要因为原子中以碳为主要元素,其中还含有少量的氮、氧等原子,所以被称为有机高分子。无机高分子是因为主链上的组成原子中不含碳。根据元素的性质进行判断,大约有40～50种元素可以成为长链分子。现在引起科学家高度重视的一种无机高分子,它的主链上都是硅原子,并且含有有机侧链的聚硅烷。

2.3 使高分子材料不断纳米化

现在很多高分子化学反应中的原子经过重新排列组合之后的反应空间要比原子的大小大出很多,所以,化学反应的研究要在一个受限空间之中进行。若在有限的空间中,像纳米量级的片层当中,小型分子由于和片层分子相互作用而且还在一个比较受限的空间内进行排列,之后产生单体聚合,聚合之后的产物的拓扑结构不会再受限的空间内进行全部的复制,这种情况和自由空间的结果完全不同。我们也许会在受限制空间内进行聚合反应的分子中提炼出高分子纳米化学的定义。化学的研究对象基本都是纳米量级的分子和原子,但是因为没有精细的方式,没有达到可以在纳米尺度上精确控制分子或者原子的程度,所以现如今很难做到对分子的精准设计,使化学的合成让人感觉非常的粗放。高分子化学在纳米程度上精要精确的按照分子设计,在此基础上确定分子链中的原子配比位置以及相互结合的方式,通过纳米技术对分子、原子和分子链进行非常精确的控制,达到对高分子各级结构的位置确定。这样就可以精确的控制新合成材料的功能和特性。

2.4 面向智能材料的高分子化学研究路线

20世纪的人类社会是以合成材料为标志的,在21世纪人类社会的标志将会是智能材料。高分子化学仍然是进入智能材料时期非常重要的组成部分。材料自身具有的功能可以根据外部条件的变化,有意识的进行调节和修复等一系列措施,这就是智能材料的基本定义。现在科学家已经了解高分子有软物质这一特征,简单说就是可以对外场具有反应。

3 结语

随着社会的不断发展,人类把能源、信息以及材料称为支撑科技革命的重要力量,而且材料也是能源以及信息不断发展的基础所在。从出现合成有机高分子材料开始,人类就在不断的进行研究和探索,希望可以找到使用广泛的新型材料,可以广泛的使用在计算机、生物、海洋等一系列领域当中。高分子材料正在向高性能、多功能方向不断前进,正在不断适应快速发展的今天,出现了很多功能非常强健并且广泛使用的高分子材料。

参考文献

[1]王立艳.《高分子化学》理论与实践教学的整体优化研究[J].广州化工,2012,40(4):108-109.

[2]张宏刚.新型高分子化学注浆材料在碱沟煤矿的应用[J].中国高新技术企业,2011(34):63-64.

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关键词：高分子化学；教学研究；有机化学；融通应用

中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）33-002-01

有机化学（Organic Chemistry）是一个名词，由瑞典化学家贝采里乌斯（Berzelius）在1806年提出的。当时是与无机化学相对立而命名的。同时，又被称为碳化合物的化学，其主要是研究有机化合物的结构、性质以及制备的一门学科，是化学中十分重要的一个分支。其中，含碳化合物被称为有机化合物，这是由于原先的化学家们认为含碳物质一定要由生物（有机体）才能制造，然而，1828年德国化学家弗里德里希・维勒（Friedrich Whler），在实验室中第一次成功合成尿素（一种生物分子），从此以后，有机化学便脱离传统所定义的范围，扩大为含碳物质的化学。

一、高分子化学

高分子化学主要包括高分子化学、高分子物理和高分子工艺，它是高分子科学的三大领域之一。高分子化学主要就是研究高分子化合物合成、化学反应、物理化学、加工成型以及应用等方面的一门综合性学科。在内容上，高分子化学和有机化学以及物理化学有直接关系，所以，我们必须学好这门学科，这对学生掌握有机化学知识的理解十分有利，同时，又为以后的学习打下一个坚实的基础。从而，我们要注意将有机化学知识融入到高分子化学的学习中，提高学生的学习兴趣，进而对学生的创新思维进行培养，学会融会贯通。

二、有机化学分类

对于有机化学我们可以从两方面进行不同分类。

1、有机化合物的碳原子结合的基本结构不同

（1）链状化合物，主要是其化合物分子中的碳原子连接成链状，最开始是在脂肪中发现的，因此可成为脂碳环化合物。

（2）碳环化合物，主要是其化合物分子中含有碳原子组成的环状结构，所以称之碳环化合物，其可以分为脂环族化合物以及芳香族化合物两大类，前者是和脂肪族化合物相似的碳环化合物；后者是其分子中还有苯环、稠苯体系的化合物。

（3）杂环化合物，在这类化合物中除了碳原子以外，还有其他元素的原子，所以就叫做杂环化合物。

2、依据官能团分类

官能团就是决定某一类化合物性质的主要原子、原子团。含有相同官能团的化合物，其化合物的基本性质相同。如下图：

三、高分子有机化学的反应

1、聚合反应

由有机小分子（单体）经过聚合反应制成的就是高分子化合物。聚合反应主要分为两类：

（1）缩聚反应

经过缩聚反应产生的缩聚物，如涤纶，学名聚对苯二甲酸乙二醇酯，它主要是对苯二甲酸和乙二醇合成的。这些都是官能团单体之间多次缩合小分子而成的。

（2）加聚反应

经过加聚反应产生的聚合物，如苯乙烯合成聚苯乙烯等，都是由于烯类单体的双键加成聚合成的。

在有机化学中，我们要通过学习熟练地掌握聚合反应的性质、特点。聚合反应中的缩聚反应和加聚反应是不同性质的，他们的结构、性能也不尽相同。缩聚是为了平衡反应通过官能团（二个或以上）的单体的缩合反应，并去掉某些小分子而成，这种情况属于逐步聚合，要有大于98%的高的基团反应程度才能得到高分子化合物并伴有副反应。加聚是烯类单体通过双键断裂相互加成并且在引发剂、光照等的作用下的聚合反应，在反应中没有生成小分子，这种情况属于连锁聚合，万一发生的话可以很快形成高分子化合物。但必须加快反应的转化率，同时，所得聚合物多属于碳链聚合物。

2、电子效应与位阻效应

电子效应与位阻效应作为有机化学中的重要内容，是高分子化学中的一个非常重要的体现，它涉及到化合物的稳定性以及反应机理的选择等多个方面。如单体对聚合机理的选择性直接影响着分子结构中的电子效应。又因为电子效应中包含着共轭效应以及诱导效应，正因为共轭和诱导作用，可以进行阴、阳离子和自由基聚合。单体中取代基的位阻效应影响着聚合动力学的影响，取代基中的多种效应（共轭效应、极性效应以及位阻效应等）影响了聚合中单体、自由基的活性，但是影响程度并不一样。

3、合成与改性高分子化合物

作为高分子化学中的教学内容，高分子化合物的改性十分重要，它是以高分子材料的性能与引入功能制备新的聚合以及扩大应用范围为主要目的。通常有共聚化学改性以及聚合物化学改性等改性方法。它融入了很多相关的有机化学知识，使其在高分子化学教学中得到融通实践。

综上所述，将有机化学知识融入到高分子化学教学中，不仅使学生的学习兴趣提高了，更加有效的保证了教学效果。

参考文献：

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[关键词]高分子化学、教学实践、教学体会

中图分类号：O63-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0235-01

近年来，随着科学技术的不断进步和发展，高分子科学与物理、工程、材料、生物、医药以及信息等众多学科知识相互渗透、相互交叉，密不可分。作为高分子材料专业的基础专业课的高分子化学课程，与无机化学、有机化学、物理化学和分析化学并称为“五大化学”，已经被大多数理工科、师范类高校作为化学相关专业学生的必修课或是选修课。它以有机合成为基础，与化工原理、数学等学科紧密联系，其中包含了诸多的概念、反应推理，内容多，抽象难懂、学习难度大，同学们普遍反映较为枯燥，因此如何上好高分子化学这门课，提高同学们的学习兴趣，产生强烈的求知欲，变被动学习为主动学习，是我们教师在课程教学过程中面临的首要问题。针对以上问题，作者经过几年的教学实践、积累和探索，调动了学生的学习积极性，有效的提高了《高分子化学》课程的教学质量，取得了较好的教学效果。

一、注重绪论课的教学

第一堂课通常是老师简单的介绍本课程需要学习的内容以及一些要求后，就迫不及待的开始讲授教学内容，而作为一名讲授高分子化学课的主讲教师，发现高分子化学绪论课对于调动学生学习的积极性和主动性具有非常好的效果，能极大的激发学生学习本课程的兴趣。由于同学们对诺贝尔奖都具有极大的兴趣，首先，以专题形式介绍获得诺贝尔奖的高分子科学家的学术贡献，学习高分子学科的发展史，从而认识科学和科技的进步和发展，从1920年德国Staudinger发表了“ 论聚合 ”的论文，高分子概念的确立；50年代Zigeler和Natta发明配位聚合催化剂，解决了丙烯难以聚合的问题，使石油裂解产物得到充分利用，对化工业的贡献巨大；80年代麦克德尔米德发明导电高分子，直到现在功能高分子得到大力发展。同时，通过举例介绍高分子科学在工业、农业、国防、航空航天、能源、环境、建筑、生物医药以及日常生活中的广泛应用，让学生充分认识到高分子与我们的生活和国民经济的密切关系。如应用可降解的聚乳酸作为手术缝合线，可进行自降解吸收而不必进行拆线；应用在航空航天及国防上的各种特种高分子材料，以及现在我们日用的食品保险膜、塑料袋，所穿的衣服材质涤纶、尼龙和聚酯纤维等全都是高分子材料。使学生清楚的认识到高分子材料与人民的生活、工业生产都是息息相关，从而认识到高分子化学的重要性，极大的激发了学生的学习兴趣。

二、优化教学课程内容

高分子化学是以聚合反应和聚合物化学反应的机理和动力学为主线，主要包括高分子的基本概念、聚合物分类、逐步聚合、自由基聚合以及离子聚合方法等主要内容。在教学中，由于课时以及一些客观原因，不可能对全部的内容进行详细的讲解，因此需对高分子化学的课程内容进行调整、重组和优化，更好的完善教学内容体系。首先，保证基本原理、基本概念的讲解，其中，对传统经典的高分子理论即：高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合以及自由基共聚进行重点讲解。例如，在讲授自由基聚合的时候，需重点讲授聚合机理和热力学、聚合速率及动力学和聚合度及其分布等内容，其中的阻聚、缓聚等内容作简单介绍就可。同时在授课过程中不拘泥于教材内容的排序，注重对各知识点进行重组和精炼，兼顾高分子化学最新的科技进展，适当增加最新的研究成果和研究热点的教学比例：如活性自由基聚合、ATRP聚合、RAFT聚合、生物医用高分子、超支化高分子、自组装高分子等内容的讲解，开阔学生的知识视野，从而提高学生的学习兴趣和主观能动性；做到重点突出，主次分明，在有限的学时分配中提高教学效率，改善教学效果。

三、教学方式的多样化

高分子化学有“ 五多” 的特点： 内容多、概念多、头绪多、关系多、数学推导多。由于高分子化学很多抽象的概念和理论，如果都是采取以老师在台上从头讲到尾的“填鸭”式教学方式，学生听课感觉枯燥，凭空想像难以理解。因而在讲课方式上采取形式的多样化来激发学生的学习兴趣：一、运用多媒体中图片、文字、声音和动画等方式来辅助教学，使一些抽象难以理解的概念形象、直观，生动、具体化，让学生易于理解和学习，从而提高教学效果；二、有意识地运用互动式教学，避免照本宣科，像有些认知性的章节采取让学生分成小组，课下一起准备PPT，课上让小组派代表来讲课；讲解公式推导的时候，让学生参与进来，和老师一起推导演算；激发学生参与教学的积极性，拉近老师与学生的距离，活跃课堂气氛，激发学生学习的兴趣，提高高分子化学的教学质量；除此之外，邀请本校从事高分子方向研究的老师来给学生就高分子科研的最新进展与动态做专题报告；三、以信息技术的迅猛发展为代表的网络时代已经来临，因此互连网技术在教学中的积极运用有着非比寻常的意义。因此，教师可以充分利用互联网工具，将电子教案、教学课件在校内的教学论坛上，通过高度的资源共享，让学生能随时查阅学习，发挥网络辅助教学快捷的优点。与此同时，授课教师将自己的电子邮件和QQ号公布给学生，当学生学习上碰到问题和困难时能及时快捷的与教师进行沟通交流，从而促进教学效果，调动学生学习的主动性和积极性。

四、教师自身专业知识水平的提高

作为一名主讲教师，在这科技进步日新月异的时代，一个老师要想使自己的专业知识不陈腐，能跟上科技的脚步，在课堂上能多给学生传授一些关于本专业的前沿知识和最新进展，激发学生的学习兴趣，自身的专业知识层次水平不断提升对于保证上课的质量是至关重要的。因而主讲教师可以从下面几个方面提高自己： 首先在上课之后需要多读专业文献，跟踪最新科研进展，把一些研究热点和前沿介绍给学生，利用学生对科研前沿的兴趣和热情来促进教学。同时，将本学院老师的科研研究工作或自身科研研究内容和最新进展与课程内容有机结合，如讲授聚合方法的时候，本人就自己的研究方向 “应用ATRP或RAFT可控聚合方法，合成一系列分子量可控的用于癌症治疗的功能性生物医用高分子材料” 拿到课堂上和学生讨论，进一步加强学生对 “活性可控高分子聚合“的理解，激发学生学习的积极性和科研热情；第二，教师同时需要多参加以促进科学发展、学术交流、课题研究等学术性话题为主题的学术会议；如每两年一度的高分子年会，了解高分子各领域的最新的研究动态，开阔眼界；并且现在每届高分子年会都有”关于高分子教育与学科发展的分会”主题，做报告的是高分子界的一些大牛和大家，对启发我们的教学和研究有非常大的帮助；除此之外，我们还需要多听一些名家名师的讲课，学习名家名师的讲课方法，找出差距，提高自身的教学水平。

作为一名在一线教学的任课教师，面对一群头脑活跃、求知率强、渴望新鲜事物的年轻大学生，我们在教学上需要不断的学习进步，推陈出新，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识和创新能力，为培养优秀的创新人才不懈努力。

参考文献：

[1] 潘祖仁.高分子化学.第5版.北京：化学工业出版社，2011.

[2] 王槐三. 寇晓康.《高分子化学教程》[M]. 北京： 科学出版社，2002.

[3] 王国建.高分子通报，2012，（11）：97-100.

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关键词:高分子化学实验教学改革;探究式教学;绿色化学

当今环境污染问题日趋严重，对于化学化工行业“绿色化”发展的需求愈发明确、清晰［1－2］。高分子化学实验是高分子专业的一门专业必修课，在高分子化学教学中占有重要地位，可以有效地训练学生的基本技能和综合素质。但传统高分子实验中的试剂使用量很大，种类较多且大部分试剂都具有毒副作用和较强的挥发性，对环境影响很大;同时在教学过程中侧重于实验技能，对于学生的绿色化学意识、环保意识和责任意识相对较少。因此，通过高分子化学实验的绿色化学教学改革，可以加深学生对理论知识的实践理解，提高学生的创新意识和绿色意识［3－5］。为此，笔者在从事高分子化学实验教学中进行了一些有益探索。

一、探究式教学概念

探究式教学，又称发现法、研究法，是美国教育学家杜威在20世纪初提出的，他认为科学教育不仅仅要使学生掌握大量的理论知识，更重要的是学会科学研究的过程和方法［6－8］。其实古人在很多年前就提到“授人以鱼，不如授人以渔”，已经明确表明了学会方法的重要性。探究式教学方法具体是指从学科研究领域或者从现实社会中选择和确定一个主题，然后在教学中设置一个类似于科学研究的问题，以学生为主体，在教师的引导下，学生自觉、主动地探索科学知识，找出解决问题的方法，进行修改和完善，形成自己思想的学习过程。相比于传统实验教学方法，尝试让学生发现实验教学中存在的问题并主动地提出相应的解决方法，可以提高学生的参与度和积极性。探究式教学方法的实施可以促使教师教学方法和学生学习方式的转变，有利于学生创新意识和动手能力的培养。

二、高分子化学实验教学中存在的问题

传统高分子化学实验教学和有机化学实验等实验教学一样，以“验证式”实验教学为主。使用的实验教材，对每一个实验的目的、原理、操作、注意事项等都有具体描述。课前学生预习翻看一遍，上课时教师讲解一遍，最后学生按照教材上操作进行实验过程“验证”。学生对教材和教师存在着严重的依赖性，而且对实验课也不重视，认为是理论课的附属，因此无法充分发挥实验课程的作用。目前高分子化学实验教学中存在的主要弊端可以归结为:第一，“照方抓药”式传统教学方法无法有效调动学生的学习积极性、培养学生的独立思考能力和创新能力，最终导致学生无法有效地使用这些实验知识，在大四实习和毕业论文写作时就表现出明显的弱势;第二，教科书里的方法与现代化工的绿色化、可持续发展方向的要求依然跟不上，教材里描写的原理和方法无法反映当今绿色化学的迫切要求［9－10］，即使是全国广泛采用的新版教科书，依然没有及时反映化工技术发展的新成果，容易给学生造成“现行技术就是如此水准”的印象，导致很多学生毕业后就放弃了本专业。

三、探究式教学的实施策略

目前高分子化学实验主要针对高分子专业三年级学生进行开课。高分子专业学生在开展高分子化学实验时，已经经过了无机化学、分析化学和有机化学等化学实验的训练，具有一定的实验操作技能，因此完全可以采用要求更高的探究式教学法来完成高分子化学实验。教师不仅要向学生详细地传授知识(原因与机理)，而且要求学生在探究学习的过程中，实现知识的掌握和科研能力的培养。在实验过程中，教师根据教学内容、目标和学生实际情况，设置合适的探究性问题，并根据这些问题让学生展开相应的实验探究活动。这些问题的设置要合适，既有一定的针对性，又要有一定的难度，但是学生通过努力后可以得到解决。虽然教材上的实验步骤非常经典，但与现实生产特别是“绿色化学”要求存在一定的差距，因此我们在开展高分子化学实验的探究性实验时，主要针对教材中实验方案的“绿色性”展开探究性研究。针对这个问题，要求学生在预习过程中，通过查阅文献资料，提出实验中违反“绿色化学”的地方，然后再提出更为合理的实验方案来解决教材中实验方案存在的问题，并在教师的指导下改进实验方案;最后在开展实验过程中，将学生分成两个组分别采用改进实验方案和教材上的实验方案展开实验，在实验中进行比较分析，总结两套实验方案的优缺点。例如，《高分子化学实验》中的双酚A环氧树脂制备实验［11］，该实验主要存在以下三个问题:一，该反应用到的化学试剂用量是过量的，完全可以用较少的化学试剂用量来完成整个实验，但是化学试剂的最终用量需要根据最后产品的使用量进行倒推设计;二，在该反应中用到苯作为环氧树脂的溶剂，而苯是一种剧毒性的试剂，那么有没有可能选择一种可以实现相似功能，但是无毒或者低毒性的其他试剂来替代呢?通过查阅资料，甲苯完全可以作为环氧树脂的溶剂，而且毒性低的多;三，在黏结实验中，教材中采用了挥发性很强的刺激性剧毒乙二胺作为固化剂，而事实上环氧树脂的固化剂很多，目前已经有许多低毒甚至无毒的固化剂来替代乙二胺，如多乙烯多胺，而且多乙烯多胺固化后的环氧树脂具有更好的黏结强度。采用探究式教学法，就可以让学生从这三个角度进入，通过查阅文献资料设计更为合理绿色的的实验方案，还可以进一步根据实验结果写出科研小论文，接受真正的科研锻炼，同时，对绿色化学有更深入的理解。因此，采用探究式教学法不但可以培养学生积极的科学探索精神、合作精神，有利于提高学生的实践动手能力和创新能力，同时由于学生采用的实验方案与教材多少会有一些差异，而且实验方案会有学生心理上一些期待，从而有利于学生学习积极性的提高，更加认真负责的去完成整个实验过程，避免学生在实验间隙聊天玩手机等开小差。

四、探究式教学的考核方式

实验的考核方式对学生的学习积极性具有非常重要的影响。传统实验考核主要分为两块:平时成绩(40%)，主要包括实验预习(10%)和实验操作(30%);实验报告成绩(60%)，主要包括考核实验结果(20%)和实验报告(40%)［12］。但探究式教学法由于采用了超越教材的实验方案，因此要求考核的重点和考核面都有所改变。比如，预习设计实验时，学生需要大量的时间查阅资料来寻找实验中有违“绿色化学”的地方，并设计合适的实验方案;完成实验后，学生需要对实验结果进行详细的对比分析讨论，总结传统和改进后实验方案的优缺点，并写出自己的实验心得。这两部分内容在以前的实验考核中比例很少，甚至没有，但探究式教学法中这两块内容可以在很大程度上反映学生的主动性和创新性，因此这两块内容在最后成绩中所占的比重需要大幅提高。为此，我们将实验预习的考核比例提高到20%;作为探究性实验，实验结果往往具有不确定性，因此实验结果比例降为10%，而传统和对比实验结果的分析讨论是探究式实验教学的重要组成部分，是在实验报告中一起上交完成，因此实验报告的比例提高到50%，其中实验对比分析讨论部分为20%，其他实验报告部分为30%，促使学生认真地对实验结果进行分析总结。

五、结语

采用探究式教学方法，通过设置合理的实验目标，在教师的指导下，让学生积极地设计合理的实验方案并实施，可以促使学生更为专注认真地去完成实验，提高学生的学习主动性和积极性，锻炼学生分析问题和解决问题的能力，取得了良好的教学效果。

作者:邵林军 齐陈泽 单位:绍兴文理学院

参考文献:

［1］王婷婷．如何在高校开展绿色化学教学的探索与分析［J］．科学导报，2015(10):15．

［2］翟翠萍，刘学军，陈欣．高等学校绿色化学教学内容与教学方法的探讨［J］．化工时刊，2015，29(5):39－41．

［3］冯海柯．高分子化学实验教学改革之探新［J］．广州化工，2013，41(9):243－244．

［4］周美云，谭绍早．高分子化学实验教学改革的几点建议［J］．广东化工，2012，4(39):223．

［5］王丽梅．基于创新性应用型人才培养的实验教学方法研究［J］．实验技术与管理，2014，31(1):19－21．

［6］杨喜平，曹晓雨，闫向阳，等．物理化学实验的科学探究式教学研究［J］．广州化工，2012，40(14):214－215．

［7］陈红梅，方小牛，周小春．探究式教学法在有机化学实验中的应用［J］．时代教育，2008(8):135．

［8］崔玉，王志玲，刘志莲，等．探究式有机化学实验教学体系的研究与实践［J］．化工高等教育，2010，27(1):44－45+74．

［9］朱文祥．绿色化学与绿色化学教育［J］．化学教育，2001，22(1):1－4．

［10］杨冬梅，王军．物理化学实验教学的绿色化改革［J］．大学教育，2016(1):90－92．

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全书分为9章：1.介绍聚合物的基本知识，如结构、命名、分类、功能、物理特性、结构与性能之间的关系、聚合过程中的热力学，以及分子量与分子量分布等；2.逐步聚合，介绍了逐步聚合的原理、反应过程、聚合度、聚合产物的分子量分布以及凝胶点的预测，并举例详细介绍了逐步聚合在各种热固性树脂、工程塑料和高性能聚合物中的应用；3.自由基聚合，包括单体的性质、链引发、链生长、链终止等反应过程和反应动力学，并详细介绍了活性自由基聚合的相关原理与过程；4.阴离子聚合，主要介绍活性阴离子聚合，如烃类溶剂中非极性单体活性阴离子聚合、乙醚溶剂中苯乙烯活性阴离子聚合、极性单体的活性阴离子聚合等；5.配位聚合，从催化剂的种类着手介绍配位聚合的原理与过程，如Zieglar-Natta催化剂，茂金属催化剂和后过渡金属催化剂，并介绍了烯烃的活性聚合方法；6.阳离子聚合，介绍单体的亲核性与亲电子性，以及链引发剂和链生长剂，并介绍了光引发阳离子聚合；7.开环聚合，介绍开环聚合的基本特性，并举大量实例具体介绍不同聚合物的开环聚合方法与过程；8.链式共聚合，介绍了两种共聚合模型和活性自由基共聚合；9.多相聚合，包括悬浮聚合，乳液聚合，反相乳液聚合，细乳液聚合，微乳液聚合，分散聚合和多相活性自由基聚合。本书知识体系清晰且全面，每章后面都有一组习题，以便读者及时消化所学知识。其阅读对象为从事高分子化学、高分子材料和高分子工程科学研究和学习的广大科研工作者、教师、研究生和高年级本科生，特别适用于理工科类大学和科研院所高分子化学专业的读者。

鞠思婷，博士生

（国家纳米科学中心）

Ju Siting， Ph.D Candidate

（National Center for Nanoscience

and Technology）国外科技新书评介2013年第11期（总第319期）地球/环境科学地球/环境科学国外科技新书评介2013年第11期（总第319期）John R Fanchi

Energy in the 21St Century

2013

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关键词：化学；实际应用；新材料；医用化学

当今时代，化学可谓是一门名副其实创造新物质的科学。世界由物质组成，化学则是我们认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。其作为一门实用的并蕴含丰富创造性的科学，化学有着悠久的历史，在现代科技的推动下又焕发出新的活力，它的成就是社会文明的重要标志之一，基础化学的应用已经深入我们生活的方方面面，从最基本的生活用品改善我们的生活质量。

化学作为一门日常学习的基础学科，通过各种物质的性质与组成、应用与变化，进而探究一些自然现象的本质。从最初烧制陶器到现在各类新材料的诞生，化学的发展一直伴随着人们探索自然、解决生活中所遇到的问题，化学无愧于一门创造新物质科学的称号。如果说物理探究了自然界规律的奥秘，数学促成了计算机时代的到来，那么，化学则为这一切提供了物质基础。

从我们日常离不开的食盐到身上的衣服，使用的器具，居住的房屋，每个人生活中的衣食住行都离不开化学。现代化学可谓深入渗透到生活的方方面面，给我们的生活带来了很大改善，日渐舒适的现代生活都离不开化学发展对生活的促进作用。

一、纺织材料

首先，我们现在所穿的衣服，无论面料还是染色，都与现代化学有着密切联系。从最初的棉毛丝麻等天然纤维材料到现在经过化学方法合成的化学纤维。通过化学方法制造出的高分子化合物纤维，在传统天然纤维材料的基础上，纺织材料物理性质与使用性能、保暖性能、表面摩擦性能、透气性、透水性、磨损、撕破强度、抗静电性能、抗褶皱性、拉伸断裂强力、起毛起球，各种各样的特殊性能都有不同程度的侧重。合成纤维多是以石油为原料，经过化学聚合制造而成，比较常见的有涤纶、腈纶、维纶、氯纶、氨纶等。

现在比较常见的一种户外及运动服面料，其材料截面可以呈现四条沟槽，使汗液的传导面积增大，同管道将湿气迅速送到了面料外层，进而使衣服拥有透气、透湿的效果，增强了舒适感，同时还具有极佳的可染性和抗沾污性，这就是化学在衣服面料上的一大发展。

二、食品添加

我们日常吃饭接触最多的食盐，化学成分为氯化钠，其不仅是最常见的食品调味剂，也是化学中最常接触的盐类。食盐不仅能够增加食物的味道，而且是保证人体日常生理功能正常运行的条件之一。通过高中化学的知识我们知道，氯化钠性质稳定易于电离，在水中可以全部电离为钠离子和氯离子，进而在人体内起到维持细胞液和血液内的电解质平衡的作用，这也从本质上保证了人体体液的正常流通和体内的酸碱平衡。同时，氯化钠还可以在一定程度上辅助机体内神经和肌肉的应激水平。所以如果人体内缺少氯化钠的摄入，就会导致一系列生理上的不良现象，如四肢无力、身体乏力等现象。

另一个非常常见的食品调料――醋，又称醋酸，它的主要成分为乙酸，同样是我们日常生活中不可或缺的一种调味品。我们常常在调凉菜的时候加醋，其实通过简单的化学知识就可以知道，这在调味的同时也有一定的理论依据。维生素C在酸性条件下不易被破坏，因此醋酸可以很好地保护蔬菜中的维生素C。另一方面，醋酸还可以促进食物中钙质和磷脂的溶解，进而提高了人体对钙和磷等的吸收和摄入。

三、新材料的应用

化学是在原子分子水平上对物质的组成、结构、性质、变化及应用等进行深入研究，随着化学学科的发展，通过对天然产物的研究和元素周期的发展，人们不断发现和合成新的化合物，并依据需要制造出各具特色的新材料。而新材料的发展也极大地推动了科技发展，从20世纪80年代起，高新技术在世界范围内飞速发展，无论信息科学还是空间技术，其突飞猛进的发展背后是化学材料技术的发展。信息、能源与材料已经逐步被认为是当今社会发展的三大支柱，而新材料的发展离不开化学的支撑。

当前的传统材料多达几十万种，而同时新合成的材料大约以每年5%的速度不断增长。在新材料的研制上化学为其提供了坚实的基础，比如高分子化学的产生与发展就极大地促进了高分子材料的研制，如工程塑料、合成纤维等的制成。除了全用在计算机芯片、航天材料等方面，在医疗领域化学材料也发挥着作用，如惰性生物陶瓷即氧化物陶瓷和复合材料等，可制成人工关节与骨骼等应用于临床；另一方面某些化学纤维可用于血管的修复等。

化学是与我们生活息息相关的学科，同时也在潜移默化中改变着我们的生活。从研究分子原子、自然变化，到制造新物质，化学直接展现着科学的神奇之处。学习化学是为了从本质上认识和理解生活中的问题，并对它进行更加科学合理的解答。

从我们吃的食物到穿的衣服鞋子，再到我们日常使用的纸、笔；从金属、无机物，到有机物和高分子化合物，我们的吃住用行以及科技发展，都离不开化学。通过高中阶段对化学基础知识和原理的学习，为我们将来运用和学习打下良好的基础，也为我们理解和解决日常问题提供了很好的指导。这也要求我们在日常学习中更好地联系和观察生活实际，更灵活地学习与运用学到的知识。

参考文献：

[1]郑君.浅谈化学在生活中的运用[J].黑龙江科技信息，2013（3）.

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一、从天然树脂到合成树脂

一些树木的分泌物常会形成树脂，不过琥珀却是树脂的化石，虫胶虽然也被看成树脂，但却是紫胶虫分泌在树上的沉积物。由虫胶制成的虫胶漆，最初只用作木材的防腐剂，但随着电机的发明又成为最早使用的绝缘漆。然而进入20世纪后，天然产物已无法满足电气化的需要，促使人们不得不寻找新的廉价代用品。

早在1872年德国化学家拜耳（A．Bayer）首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物，但因它们无法用经典方法纯化而停止实验。20世纪以后，苯酚已经能从煤焦油中大量获得，甲醛也作为防腐剂大量生产，因此二者的反应产物更加引人关注，希望开发出有用的产品，尽管先后有许多人为之花费了巨大劳动，但都没有达到预期结果。1904年，贝克兰和他的助手也开展这项研究，最初目的只是希望能制成代替天然树脂的绝缘漆，经过三年的艰苦努力，终于在1907年的夏天，不仅制出了绝缘漆，而且还制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite，它就是人们熟知的“电木”、“胶木”或酚醛树脂。

Bakelite一经问世，很快厂商发现，它不但可以制造多种电绝缘品，而且还能制日用品，爱迪生（T．Edison）用于制造唱片，不久又在广告中宣称：已经用Bakelite制出上千种产品，于是一时间把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。

以煤焦油为原粒的酚醛树脂，在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首，每年达20多万吨，但此后随着石油化工的发展，聚合型的合成树脂如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大，随着众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立，它们已成当今产量最多的四类合成树脂。合成树脂再加上添加剂，通过各种成型方法即得到塑料制品，到今天塑料的品种有几十种，世界年产量在1．2亿吨左右，我国也在500万吨以上，它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。

二、从天然纤维到合成纤维

人类使用棉、毛、丝、麻等天然纤维的历史已经有几千年，但由于全球人口的不断增加和对纺织品质量的更高要求，从19世纪起，人们就为寻求新的纺织品原料而努力。

1846年制成硝化纤维；1857年制成铜氨纤维；1865年制成醋酸纤维；1891年制成粘胶纤维。由于粘胶纤维的原料是来源丰富的木材浆粕、棉短绒及棉纱下脚料等，再加上制成的纤维性能好，以至它的产量到20世纪50年代已经超过羊毛。

尽管上述几种称为“纤维素纤维”或“人造纤维”的出现是继纺织机械发明之后的又一次纺织革命，但它仍意味着人只是用化学方法，对天然植物纤维的再加工，而通过化学方法，制取全合成的、性能更为优异的纺织纤维阶段，才迎来了第三次纺织革命。

1928年32岁的美国化学家卡罗塞斯（W．H．Carothers）博士从大学岗位上应聘到杜邦公司，负责对不久前才兴起的高分子化学的基础研究，他们研究了多种脂肪族二元酸与二醇或二元胺的缩合反应，由于保证了反应物料的严格配比，从而获得分子量很高的缩聚物，但大多数产物的熔点偏低、不耐水，虽然有的可以抽丝，但不适于用做纺织纤维。反复不断地失败使卡罗塞斯在精神上受到很大打击，以至身上经常携带着一小瓶准备自杀的氰化钾。一直到工作6年后的1934年，终于在合成的数百种产品中，找到有希望成为优良纺织纤维的聚酰胺－66，尼龙（Nylon）是它在投产时公司使用的商品名。

杜邦公司为了使它工业化，动员了230多名各方面专家，花费2200万美元，到1939年始正式投产。这一成功不仅是合成纤维的第一次重大突破，也是高分子科学的重要进展。

尼龙投产后，杜邦公司马上宣布他们生产了比蜘蛛丝还细，比钢还结实的全新有机纤维。尽管当时第二次世界大战已经开始，仍然引起各方面关注。用它织成的女丝袜，销售第一天就卖出400万双，报纸上还报道了当时许多销售店曾引起“尼龙骚动”的场面，可惜的是卡罗塞斯本人却没有看到这种情况。41岁的他，虽然知道尼龙的研究已经取得突破性进展，但却总感到心力交瘁地被失败所缠绕，终于在1937年服毒自杀，留下深深的遗憾。

1938年德国研制出聚酰胺－6，即聚己内酰胺；1941年英国制出了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，商品名Dacron、“的确凉”、或涤纶；1939年德国人又研制出聚丙烯腈纤维，但到1949年才在美国投产，商品名Orlon，我国称腈纶，此又出现多种新型合成纤维，满足了多种需要，但从应用范围和技术成熟等方面看，仍以上述几种为主，其产量约占总量的90％。

三、从天然橡胶到合成橡胶

自然界中虽然含有橡胶的植物很多，但能大量采胶的主要是生长在热带雨区的巴西橡胶树。从树中流出的胶乳，经过凝胶等工艺制成的生橡胶，最初只用于制造一些防水织物、手套、水壶等，但它受温度的影响很大，热时变粘，冷时变硬、变脆，因而用途很少。

1839年美国一家小型橡胶厂的厂主古德易（Goodyear）经过反复摸索，发现生橡胶与硫黄混合加热后能成为一种弹性好、不发粘的弹性体，这一发现推进了橡胶工业迅速发展。在这之前，橡胶的年产量只有388吨，但到1937年已增加到100万吨，即100年间增加了2000倍，这在天然物质利用史上是十分罕见的，尤其是1920年以后，由于汽车工业兴起，进一步扩大需求，以致世界各国开始把天然橡胶作为军用战略物资加以控制，这就迫使美、德等汽车大国，但却是天然橡胶的穷国开展合成橡胶的研究，这种研究是以制造与天然橡胶相同物质为目的开始的，因为人们已知它是由多个异戊二烯分子通过顺式加成形成的聚合体。

1914年爆发第一次世界大战，德国由于受到海上封锁，开展了强制性的合成橡胶研制和生产，终于实现了以电石为原料合成甲基橡胶的工作，到终战的1918年，共生产出2350吨。

战后，由于暂时性天然橡胶过剩，使合成橡胶的生产也告中止，但其研究工作仍在进行。先后研制成聚硫橡胶（1931年投产）、氯丁橡胶（1932年）、丁苯橡胶（1934年）、丁腈橡胶（1937年）等。

第二次世界大战期间，尤其是日本偷袭珍珠港、占领东南亚后，美国开始扩大合成橡胶生产，并纳入国防计划，1942年产量达84．5万吨，其中丁苯橡胶为70．5万吨。1950年以后，由于出现了齐格勒纳塔催化剂，在这种催化剂的作用下，生产出三种新型的定向聚合橡胶，其中的顺丁橡胶，由于它的优异性能，到20世纪80年代产量已上升到仅次于丁苯橡胶的第二位。此后又有热塑性橡胶、粉末橡胶和液体橡胶等问世，进一步满足了尖端科技发展的需要。

回顾过去，展望未来，在新世纪里新技术将更加迅猛发展，与此同时，作为技术革命物质基础的，以合成高分子为代表的新材料的研制和开发，也将越来越起着重要作用。

参考文献

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关键词：微波辐射 聚合反应 研究进展

一、微波辐射在天然高分子中的应用

微波萃取不但能确保分析对象不改变其化合物形态，并且此种萃取方式还具有溶剂用量少、萃取时间短、投资少、效率高等一系列的优点。林棋等人使用微波萃取花生壳中的天然黄色素，同时初步研究色素稳定性。对花生壳中黄色素采取微波萃取的方式，具有溶剂用量少、提取率高、时间短等优点。

作为天然的高分子物质，因为甲壳素的分子链呈现出束状微晶体的形式，并且分子间有氢键，致使其化学反应速率很低。为使其化学反应活性得到提升，郭国瑞等运用微波辐射使甲壳素及其衍生物的反应性和活性得到极大提升，使羧甲基化反应和脱乙酰基反应的速率加快，并且所形成分子链也很少出现降解。在微波辐射作用下，关丽等人在氯乙酸的作用下对壳聚糖实行了化学改性，对微波辐射加热作用下的反应温度、时间、投料比等对羧甲基壳聚糖粘度和产率形成的影响进行了一番探讨，并将最佳实验条件得出。

二、微波辐射下制备单分散聚合物

Murray等人在密闭容器中使用微波辐射方式对均分散胶体的高分子微球加以制备，使其反应的时间由传统加热的六小时缩短到了一小时之内，并且制备出来的微球具有很好的单分散性。张文敏等在微波辐射作用下，以十六醇作为助稳定剂，以聚乙烯吡咯啉酮作为稳定剂，以偶氮二异戊酸作为引发剂，以无水乙醇作为分散介质，合成了大粒子的聚苯乙烯，并在透射电镜下对粒子的大小和形状进行观察，最终制备出单分散的聚苯乙烯微球，同时就引发剂浓度对聚合物颗粒的直径分布以及直径所形成的影响进行了探讨。

在微波辐射作用下，包建军等人通过聚合MMA无乳化剂的乳液，将粒径超细、单分散的PMMA制备出来。通过微波辐射能使聚合诱导期得到极大的缩短，使聚合反应的速度加快，从而使反应活化能明显降低。在微波辐射作用下，唐业仓等人对阳离子自由基加以利用，以水和丙酮作为分散介质，进而引发AIBA、St、MMA的共聚，最终合成带正电的纳米共聚物粒子。通过增加MMA和引发剂浓度，发现粒子水化半径在慢慢变小，粒径的分散系数在逐渐增大，MMA或引发剂的浓度也在增加，粒子分散系数在逐渐增大，粒子平均水化半径在减小。

三、微波辐射下反应动力学和聚合反应机理的研究

现如今，在对微波聚合进行研究时，其研究重点主要集中在实验事实积累，而在反应动力学和反应机理方面所进行的研究还非常少，并且也不够深入。路建美等人对乙醇中自由基捕捉剂、溶剂N、1- 二苯基-2-DPPH加以利用，验证该反应是否属于自由基历程。对单体和载体混存体系进行研究，最终结果表明，在微波辐射作用下，可引发共聚反应，并且与自由基的机理相符，载体能对自由基生成起到促进作用。

在微波辐射作用下，黄梅芳等人以过硫酸钾作为引发剂，十二烷基硫酸钠作为乳化剂，让N-马来酰亚胺微乳液发生聚合反应。最终结果表明微波辐射能使聚合反应能力得到提升，并得出乳化剂浓度、引发剂浓度等对聚合速率会产生一定影响。

科采取微波辐射加热为反应提供所需热量，并以辛酸亚锡甲苯溶液作为催化剂，以丙交酯作为原料，展开丙交酯的开环聚合反应，对聚乳酸微波辐射的合成工艺展开了研究，对聚乳酸合成受反应时间以及微波功率的影响进行考察。在微波功率一定的情况下，聚乳酸产物的相对分子受反应时间的影响有最佳值，假如时间太长，便会使聚乳酸相对分子的质量下降，造成这一情况产生的原因可能是长时间高温下聚乳酸出现链断裂情况。此外，如果微波的功率越大，那么其反应时间也就越长，其产物颜色也就越深。

四、微波辐射下合成功能高分子

1.磁性高分子

在微波辐射作用下，包建军等人对三价和二价铁离子的水解过程进行了研究，在微波辐射下其能快速成核，并且体系温度的提升很均匀， 铁盐水解速度加快，对小粒径分散以及铁磁粒子的形成非常有利，微波可使铁磁粒子直径减少。铁磁粒子表面性质可以使用酒石酸二丙烯酸酯来加以改变，并建立起无机相和有机相彼此间的连接，让无乳化剂能实现分散聚合和乳液聚合，从而制备出高分子磁性微球。

2.高吸水树脂

采用传统方式进行高吸水树脂的合成需要消耗大量的能量和时间，而在微波辐射下制备高吸水树脂，其聚合效率和时间都得到了极大的提升。王丕新等在微波辐射下，采用过硫酸铵作为引发剂、N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，对淀粉接枝丙烯酸盐的共聚展开了系统研究，所合成的树脂呈粉末状，并且吸水率要明显高于传统化学方式合成的树脂。

3.医用高分子

医用高分子最主要用于制造高分子的生物材料、体外用器具、高分子药物。Nishii在微波辐射加热作用下，运用树脂材料合成假牙。C-PLaia等在微波辐射和常规作用下进行聚丙烯树脂的合成，对微波加热作用下成品性能进行对比，对不同能量微波下，其对聚丙烯亚基树脂的性质和形态形成的影响进行了研究。NYUNUS等则在微波辐射作用下，使用尼龙合成用作假牙的树脂复合材料，并且此材料可弯曲。

4.导电高分子

非定域电子化分子轨道间具有很强的相互作用，此时由于载流子的转移和生成非常容易实现，于是便展现出非常强的电学性能，被称之为导电高分子。在微波辐射加热作用下，OCakmak利用2，4，6-三氯苯酚的合成具有导电性这一特性，同时使用电子显微镜、核磁DSC等进行结构表征，最终发现此种形式下所合成导电高分子要比常规合合成下的更好。

5.光敏高分子

当高分子在吸收光能之后，其结构产生物理或化学变化，这种高分子便被称之为光敏树脂。目前已经可以使用微波在极短的时间内合成可用于非线性的光学器件、色谱分离的手性相等光学材料。此外，还可合成其他功能的高分子，例如具有催化功能的高分子、光电导材料、光学材料等。

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【关键词】 东西部高校；数字化学习资源；比较分析；教育均衡

【中图分类号】 G434 【文献标识码】 B 【文章编号】 1009—458x（2012）05—0064—06 随着信息技术的迅速崛起，全球数字化学习的浪潮随之到来，用教育信息化带动教育现代化，实现教育的跨越式发展，是我国教育发展的重要战略之一。现阶段，我国教育信息化建设已取得了较瞩目的成就，但随着教育信息化工程的整体推进，教育信息化发展不均衡凸显出来，尤其体现在东西部教育基础设施、资源等方面，扩大了区域间教育的差异。[1]因此，教育信息化需要改革，而改革离不开数字化学习资源的应用。

基于这一原因，笔者对我国东西部高校数字化学习资源的应用现状进行调研，旨在挖掘高校数字化学习资源建设“大投入没有大产出”的影响因素，提出优化数字化学习资源应用的解决方案，合理配置各种数字化学习资源，缩小东西部教育“数字鸿沟”，促进教育均衡发展，推进教育信息化发展。

一、调查概述

1. 研究目的

本研究通过调查东部的徐州、西部的兰州高校大学生数字化学习资源的应用情况，挖掘影响高校数字化学习资源应用效果的主要因素，旨在探究出优化东西部高校数字化学习资源应用效果的策略和方法，缩小区域差距，促进高等教育均衡发展。

2. 研究对象

本调查采用分层随机抽样的方法，于2011年11月16日至2011年12月30日，随机抽取了西北师范大学、兰州理工大学、兰州大学和兰州交通大学，徐州师范大学、徐州医学院、中国矿业大学和徐州工程学院的本科生作为调查对象。本调查共发放问卷400份，其中兰州高校发放问卷200份，回收问卷192份，回收率为96%，有效问卷190份，问卷的有效回收率为95%；徐州高校发放问卷200份，回收问卷183份，回收率为91.5%，有效问卷180份，问卷的有效回收率为90%。抽样过程中，研究者尽量考虑了被抽样学生的年级、性别和专业分布的平衡。调查的专业有：生物工程、电子通信工程、教育技术学、广播电视编导、数字媒体技术与艺术、英语语言文学、教育学、能化矿加、药学等，如表1所示。

3. 研究的代表性分析

研究选取兰州和徐州为个案分析，主要原因是：兰州位于黄土、青藏、内蒙古三大高原交汇地带，是西北地区及新亚欧大陆桥的交通要塞，也是黄河上游最大的工业城市，在西部省会城市中具有“承东启西、连南济北”的辐射带动作用。兰州独特的地域、政治、经济、教育各方面的综合竞争力在西部省会城市中综合排名第7，在西部12省中处于中等水平，能从一定程度上反映我国西部各地区的平均状况。徐州地处苏、鲁、豫、皖四省交界，素有“五省通衢”之称，为东部沿海与中部地带、上海经济区与环渤海经济圈的结合部，在《中国城市竞争力报告》所列的大陆15个城市群中，排名第8的徐州城市群是唯一无省会城市组成的城市群。因此，地处江苏北部的徐州，其政治、经济、文化、教育等方面能够代表东部11省的平均状况。故将西部的兰州和东部的徐州为个案进行分析，具有一定的科学性和合理性。

4. 研究的信效度

为保证调查的客观真实性和结论的可靠性，笔者根据研究问题及目标设计初稿，印制20份，对学生进行试调查，根据发现的问题，对问卷修改得出定稿，从而消除了研究者只依靠一次数据收集来源做研究可能形成的偏见，保证了研究的效度[2]。此外，经SPSS17.0软件对调查数据的验证，问卷a信度系数为0.9163，问卷信度系数达到0.9以上，说明本问卷各题间的一致性或同质性很好，本次调查具有较高的信度。

5. 研究内容及数据处理方法

问卷共包含23个问题，内容涉及三个方面： ① 调查对象基本情况和大学生对数字化学习资源的认识及态度；② 数字化学习资源的应用情况；③ 数字化学习资源应用效果评价及大学生使用数字化学习资源的影响因素。本研究对收集到的有效数据采用SPSS for Windows 17.0统计软件和Excel 2003进行数据分析。

二、数据统计及分析

（一）大学生对数字化学习资源认识的比较

1. 数字化学习资源能否促进学习

调查显示，认为数字化学习资源能够有效地促进学习，西部高校学生选择为37.9%，东部为52.8%；认为效果一般，西部高校学生选择为55.2%，东部为45.6%；西部高校有7%的学生认为数字化学习资源没有效果，东部仅为1.7%。调查还显示，西部高校有46.6%的学生对数字化学习资源兴趣较大，东部为59.4%；西部高校有48.5%的学生对数字化学习资源兴趣一般，东部为39.4%；西部高校有4.9%的学生对数字化学习资源没有兴趣，东部仅为1.1%。由此可知，东西部高校大部分学生对数字化学习资源较感兴趣，但东部高校学生的兴趣指数明显高于西部高校。

2. 利用数字化学习资源的优势

由图1可知，西部高校有27.2%的学生认为利用数字化学习资源可以改变学习的方式，随时随地学习，26.3%的学生认为可以拓宽专业知识的深度和广度，15.8%的学生认为可以提高计算机网络技术，21.1%的学生认为可以培养自主学习能力，4.7%的学生认为可以提高协作能力和合作精神。东部高校相应为26.8%、30%、14.4%、22.2%和6.1%。图1显示的两条曲线走向基本趋同，这说明东西部高校学生对数字化学习资源的认同感基本一致。

（二) 数字化学习资源应用现状的比较

1. 数字化学习资源的获取途径

调查显示，在数字化学习资源来源上，东部高校有32.8%的学生选择了网络下载，选择校园网占33.3%，选择网络课程占20%，选择教师研发的占6.7%，选择学校购买的占6.7%。西部高校则相应为44.7%、23.2%、12.8%、7.4%和8.9%（如图2所示）。这说明，东西部高校学生资源获取的主要途径是网络，在校园网和网络课程资源建设和应用方面东部好于西部，但东西部高校教师自己研发和学校购买的资源数量都严重不足。因此，应加大数字化学习资源的开发力度，实现优质资源共享。

2. 数字化学习资源的使用频率

（1）学生每周网上学习时间统计及影响因素分析

由表2可知，东西部高校学生每周主要花费2-6小时进行网上学习，其次是6-10小时，超过15小时的学生都不超过10%。这说明，目前学生的网络自主学习意识普遍不强，需要积极引导。为此，笔者进一步挖掘了其影响因素，主要归结为：可利用的数字化学习资源太少（西部高校学生选择为26.8%，东部为6.1%），缺少数字化学习经验、没有接受数字化学习资源相关培训（西部高校选择为37.8%，东部为11.1%），缺少学习动机和兴趣（西部选择为13.2%，东部为38.3%）。调查亦显示出东部高校数字化学习资源建设较西部高校健全，资源较丰富，但东部高校学生的学习动力和兴趣不大，这需要我们进一步探究深层次原因。

（2）最受学生欢迎的数字化学习资源次序

调查可知，对数字化学习资源的选择，西部高校学生依次排列为：网络课程、在线论坛、教学课件、数字图书馆、试题库、教学专题网站等；东部高校为：网络课程、教学课件、数字图书馆、教学专题网站、在线论坛、虚拟软件库等。这说明，东西部高校学生对数字化学习资源的认识和功能定位基本一致，普遍关注网络课程、教学课件和数字图书馆等电子资源。

（三）数字化学习资源应用效果的比较及影响因素分析

调查显示，西部高校仅7.4%的学生认为数字化学习资源的应用效果很好，认为效果不大的占31.1%，认为效果一般的占56.3%；东部高校则相应为：10.6%、19.4%和67.8%（如图3所示）。这说明，东西部高校数字化学习资源应用都远没有达到应有的效果（但东部略好于西部）。

为此，笔者从资源建设、政策体系和评价体系三个层面挖掘出高校数字化学习资源应用效果的影响因素（如图4所示）。其中涉及软件资源（西部高校占25.3%、东部占17.2%）、硬件资源（西部高校占16.3%，东部占7.2%）、技术支撑平台（西部高校占33.7%、东部占16.1%）、政策体系（西部高校占4.2%、东部占11.1%）和评价体系（西部高校占3.2%、东部占7.8%）。这些数据说明东部的资源建设较西部完善，这和教育投入有关。

三、存在的问题

调查显示，东西部高校在数字化资源建设和应用方面都存在着重实施轻规划、重硬件轻软件、重建设轻应用、重资金投入轻效果评估等现象。追根溯源，主要体现为：资源规划不协调、师生认识不足、培训机制不健全、评价体系不完善和政策体系不到位。

1．资源规划不协调

我国的教育信息化历经多年发展，“硬件”建设已有良好基础，“校校通”工程从2000年启动，各地域内数字化资源建设已具相当规模。调研显示了西部高校认为数字化学习资源数量不足的学生占35.8%，设备老化的占32.6%，设备基本不用的占15.3%；东部高校相应为29.4%、31.3%和6.1%。认为本校软件资源建设需完善的东西部高校学生分别为17.2%和25.3%，硬件资源方面分别为7.2%和16.3%，技术支撑平台方面分别为16.1%和33.7%。此外，调查还得知，资源建设缺乏统一规划（西部为97.9%、东部为91.2%），不能有效共享，形成信息孤岛，资源浪费现象较严重。这些都说明数字化学习资源在应用中普遍存在着“重拥有轻应用”、“重硬轻软”、“车无精品”等现象，但在资源建设方面东部略好于西部。

诚然，东西部高校数字化学习资源建设不均衡，有历史、区域文化观念差异等原因，但更多的是区域经济发展不平衡造成的教育投入不同引发的。东部高校投入的教育经费较多，办学条件和教学质量也高；西部高校则投入不足，严重制约各种办学条件。因此，国家应对西部高校投入更多资金，缩小地区之间资源建设的差距。

2．师生认识不足

数字化学习资源远没有达到应有的应用效果，这和人的因素大有关系——教师和学生。调查得知，西部高校认为教师水平有限、需要提高信息素养的学生占15.8%，教师没有积极利用或指导使用网络资源占14.2%；东部高校13.4%的学生认为教师信息技术能力有限。调查还显示出在使用数字化学习资源时，教师的指导情况不同：东部高校的教师积极使用的占12.8%，建议学生使用的占45.6%，没有指导、建议使用的仅占3.3%，西部高校则对应为15.8%、38.9%和14.2%。这说明，东西部高校教师对待数字化学习资源的态度不同，东部明显好于西部。这源于区域经济发展不平衡引发的西部教师收入不高，影响了其工作热情和积极性，使得优秀教师从西部流到东部和发达地区。[3]此外，西部地区思想观念较保守，开放意识差，信息闭塞。因此，只有转变师生的态度，激发他们的热情，才能真正提高数字化学习资源的应用效果。

3．培训机制不健全

影响数字化学习资源应用效果的重要原因之一是学校是否开展了数字化学习的相关培训。调查显示，西部高校28.9%的学生没有接受过数字化学习相关培训，36.8%的学生认为培训很有必要、迫切希望能够接受培训，8.9%的学生认为无所谓，认为不需要培训的学生占11.6%；东部高校则相应为21.1%、52.2%、1.1%和3.9%。由此可见，由于缺乏相关培训，导致了学生的数字化学习经验不足，进而影响了数字化学习资源的应用效果。调查还显示，东部高校学生希望接受数字化学习资源的培训意识较西部高校学生强烈些，这源于东部学校地处发达地区，对各方面的要求较高造成。

4．评价体系不完善

调查显示，认为本校的数字化资源应用评价体系基本完善的西部高校学生仅有29.5%，选较差的占14.2%；东部高校为41.1%和7.8%。调查还显示了应从软硬件结合的角度评价数字化学习资源（西部高校学生选择为62.6%），还有部分学生认为应依据软件资源和硬件设备来评价（西部高校学生选择分别为23.7%和11.1%），认为与评价人员的信息素养有关的西部高校学生占2.6%；东部高校则为53.3%、41.1%、5.6%和2.3%。这些数据说明，东部高校的数字化资源评价体系较西部高校好些。但东西部高校数字化学习资源的总体评价系数都不高，评价标准不一。

5. 政策体系不到位

自从国家实行西部大开发战略以来，对西部地区教育的规划和指导，应在政策和经费方面对西部地区的高等教育予以支持。国家加大支持不发达地区高等教育的力度，完全能够改变中国高等教育结构严重失衡的状况，缩小东西部高等教育的差距。[4]调查显示，目前东西部高校学生（西部为4.2%、东部为11.1%）认为数字化学习资源建设需完善政策体系，但东部高校学生的呼声明显高于西部。这说明，国家在加大对西部高等教育政策扶持的同时，不应忽略东部，应保持东部的领先位置，促进东、西部地区协调发展。

四、对策及建议

1．对西部高校进行适度的政策倾斜

调查显示，西部高校数字化学习资源建设方面逊色于东部高校，这和区域经济发展不均衡有关。国家应加大对西部高校的投资力度，在国家西部大开发计划经费中设立“西部教育发展专项”。国家对西部高校的投资，不能是扶贫式的，在观念与实际做法上必须有根本性转变。调查还显示，西部高校教师信息素养不高（东部略好于西部），不能有效指导学生使用数字化学习资源。近十年来，西部高校人才流失严重，主要是西部高校教师的收入水平与东部差距太大，导致“孔雀”纷纷东南飞。因此，国家必须制定适应的优惠和倾斜性政策，用差别化政策给西部教育“开小灶”，切实提高西部地区高校教师工作和生活条件，稳定西部高校师资队伍，吸引更多的优秀人才到西部工作。[5]只有提高师生的整体素养，才能提高数字化学习资源的应用效率，推进西部教育信息化的进程。当然，在加大西部教育投资和人才培养的同时，也不能忽略东部教育的投入和发展。只有数字化学习资源真正发挥作用，东西部“数字鸿沟”才能消除，才能真正实现教育信息化。

2．构建完善的数字化学习资源应用保障体系

（1）完善评价指标体系

目前的数字化学习资源是否使用、如何使用、使用的效果如何，缺少评估体系和标准规范，各单位各自为政。[6]为了提高数字化学习资源的应用效率，国家宏观层面上应该统一制定测评体系，指标体系要体现规范化和灵活性的兼顾、动态与静态结合、过程与结果并重。[7]中观上特别是对于不同类型、不同层次高校，质量指标体系除了在办学指导思想等基本指标上保持一致性外，还应该建立不同的子指标体系（尤其应针对东西部高校的不同特色和学生特点适度调整），增强指标体系对不同评估对象的适应性。[8]微观层面上，高校要重视数字化学习资源应用的过程性评价，即数字化学习资源使用某一阶段（如时间、单元等）后进行的评价。

（2）健全培训机制

师资队伍的建设是数字学习资源有效应用的重要环节，学生信息素养的提高亦是影响数字化学习资源有效应用的重要因素。为此，必须提高教师的专业化水平，改变教师的教学方式和学生的学习方式，对师生进行全面、系统的培训。数字化学习资源培训除了事先设置的内容外，还应该能够方便灵活地添置新的教材、课件、课堂教学、现场指导、模拟演练、交流研讨等多种形式，可以根据培训目标的要求，结合培训对象、培训条件等实际情况决定采用一种或综合采用多种培训方法，坚持理论与实践紧密结合。培训教师应具备通过虚拟现实技术、仿真模型等手段，用可视化和动画界面为培训提供沟通方式的能力，能够直观、具体、无误的向受训人员表达培训内容中难以理解的场景和知识点。[9] 学生可以亲自参与做各种各样的实训实验和演练。因此，东西部高校的师生必须转变观念，参与培训，唯如此，才能满足数字化生存的需要。

3．完善数字化学习资源优化配置机制

调查显示出东西部高校的数字化学习资源应用效果较差，这归结于资源缺乏统一规划。因此，要提高数字化学习资源的应用效果，必须优化配置资源。应从两个层面着手：从政府层面来讲，要形成高校数字化学习资源优化统筹的战略，全面考虑全国范围内不同地区、不同层次高校的现状和需求，合理、均衡配置数字化学习资源。为此，教育部门应建设统一的数字化学习资源管理平台和资源库，为下一级教育部门和学校提供服务。[10] 从高校层面来讲，要注重科学规划，上一级教育部门要整合下一级教育部门和学校所建的资源，形成一个资源汇聚中心，充分利用现有的数字化学习资源，既注重从外部争取资源又注重内部资源优化和利用率的提高，从而形成科学、合理的高校数字化学习资源优化配置机制。构建数字化学习资源共享平台，突破应用瓶颈，整合多方资源，上下联动、内外联动，实现东西部地区不同学校间、学校内部间的优质资源配置均衡，提供相对均等的教育机会和条件，以教育信息一体化促进东西部教育的均衡发展。

4．加强合作交流和对西部高校的支持

东部高校在数字化学习资源建设与应用方面，已经积累了许多宝贵的经验，通过东西部高校间的交流和合作，可以对西部高校数字化资源的建设和应用起到很好的借鉴和帮助作用。如东部地区高校图书馆可以通过开展对口人员技术培训、免费特色数据库赠送、人员交流等形式加强对西部高校的支援。此外，东部高校可以开发资源共享系统，直接将电子期刊、专题网站等优质资源输送到西部高校，这对于资金技术实力不足的西部高校具有重要的实际意义。[11]

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关键词：绿色化学 发展历程 正负效应 农业可持续发展

中图分类号：F322 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0124-02

“化学”（英语：Chemistry）是“变化的科学”，它是一门研究物质的性质、组成、结构、变化、用途、制法以及物质变化规律的自然科学。化学以实验为基础，具体研究物质的组成、结构、性质、及变化规律，这是化学变化的核心。化学与工业、农业、日常生活、医学、材料等均有十分紧密的联系，如煤、石油和天然气燃烧后产生了二氧化碳等物质。从本质上来讲，化学研究的对象涉及物质之间的相互关系，或物质和能量之间的关联。

1 化学的贡献及负面影响

化学作为自然科学的重要学科之一，其发展历程大致可分为三大阶段：古代化学时期，近代化学时期和现代化学时期。随着科技的进步，目前化学已发展有无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学与化学工程学等分支及边缘性的学科。现代化学的高速发展在特定的社会时期为社会做出了巨大贡献。化学科学给生物学、材料、化肥、农药、医药、能源、冶金带来了深远的影响。

化学科技的进步也引发了各种公害和破坏自然环境的问题。例如早期冰箱使用的“氟利昂”气体致冷剂，持续性地严重破坏臭氧层。化学工业发展的环境问题，主要是人造化学物质在自然环境下难以分解，且难以转化成无害物质，在环境中逐渐积累，破坏生态平衡。生存环境的逐渐恶化使人们意识到环境的重要性，环境污染必须要进行治理，而治理环境问题的方法则是要依靠化学方法，依靠科技进步。

2 绿色化学的提出

人类发展存在10个主要环境问题（全球变暖、大气污染、臭氧层破坏、生物多样性减少、环境公害、土地退化和沙漠化、海洋污染、淡水资源污染、森林锐减以及有毒危化学品）日益突出，都是与化学产物的污染有关。发展绿色化学有可能是解决人类可持续发展过程中遇到的人口、资源和环境挑战的重要途径。

“绿色化学”是在20世纪90年代提出的，其核心就是利用化学最经济原理和技术来防止环境污染，它从源头上避免和消除对生态环境有毒有害的原料、催化剂、溶剂和试剂，力求使化学反应是有原子经济性，实现废物的零排放。“绿色化学”也称为无害化学、环境友好化学和清洁化学，在此基础上发展起来的技术称之为绿色技术、环境友好技术和清洁生产技术。绿色化学是发展生态经济、工业及生态农业的关键，是实现农业可持续发展的重要组成部分，包括：（1）实现原料的绿色化；（2）提高反应的选择性；（3）催化剂的绿色化；（4）溶剂的绿色化。绿色化学彻底跳出了那种先发展后治理的怪圈，抛弃了发展经济以牺牲环境为代价的低级发展模式，进而采用绿色与环境友好相容的绿色发展模式，满足了现代农业、地球及人类可持续发展的绿色愿景及时代要求。

3 绿色化学的应用领域

我国学者已经对绿色化学作了系统论述。笔者认为我国绿色化学应选择5大领域进行突破，尤其是与人类生活密切相关的农业领域，以便大力促进我国绿色化学的发展，从而承担起我国在世界环境保护中所应尽的责任及义务，为全世界人民谋福利。

3.1 高效低毒农药

高效低毒农药逐步替代传统的有机农药已成为现代农药发展的趋势，是解决农药环境污染问题的关键所在。我国目前使用的农药多为高种，生产过程也有公害，使用高效低毒农药势在必行。未来，我国将建立全面详实的农药残留和环境毒理学数据库，通过分子设计技术，创制全新的生态友好型农药。

3.2 生态生物肥料

目前农作物对化肥的吸收利用率较低，而且易造成土地贫瘠化，约有一半以上的化肥随地下水流失，对环境造成污染，为了适应生态农业的发展，生态肥料的开发将是优先发展方向。该肥料可被微生物分解吸收，再把排泄物供农作物吸收利用，既具有很高的肥性，又可以改良土壤。近几年有机复合（混）肥是发展迅速，它主要是集生物肥、有机质及无机营养为一体，既发挥了生物菌的活化土壤、转化土壤养分的功能，又利用有机物质培肥土壤、改良土壤的特点。

3.3 生物物质的化学转化

生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物，如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。目前95%以上的有机化学品来自煤和石油，其生产过程带来了很大的环境负面影响。地球上的绿色植物每年产生的碳氢化合物高达300亿吨以上，能量储备相当于8万亿吨煤或800亿吨石油，而且可以在自然环境中降解，将生物物质用作化学原料和能源是绿色化学的战略目标。据此计算，生物物质中有90%的有机物可以转换为沼气，沼气燃烧产生能量。可以将秸杆制作成为饲料，用动物粪便制取沼气，沼渣用于食用菌栽培，沼液制成无公害液体肥料，从而综合利用生物物质再生资源制取沼气及其副产物，提高经济效益。

3.4 无污染可降解塑料其种类

塑料在农业生产中用作地膜，给农业生产带来迅猛发展，使农作物在任何季节均能结果，丰富了农产品供应品类，满足了人民生活多样化消费需求。然而，传统塑料属于高分子化合物，极难降解。随着使用地膜栽培年限的延长，残留地膜越积越多，“白色污染”带来的环境污染危害对农业可持续发展构成严重威胁。采用可降解塑料是使“白色垃圾”处理达到减量化、资源化和无害化最有效的办法，这种塑料能够在光和生物双重作用下协同双降解。

4 绿色化学是农业可持续发展的有效途径

随着科技的发展以及生产和生活方式的转变，世界各国都在不断探索人类社会发展的可持续途径。21世纪，一些发达国家和国际组织相继强调绿色化学及其发展理念是环境管理体系中的一个关键的环节和重要组成部分。人类必须重视环境问题与人类社会的发展协调，人类需要从工业文明的发展模式转向生态文明的模式，并逐渐最终成为可持续发展模式。

我是世界上最大的发展中国家，目前存在人口多、经济转型慢、生态环境脆弱等突出问题。纵观我国农业发展，存在的问题很多，例如：40%以上国土面积受到酸雨污染；盲目使用农药和化肥，土壤贫瘠化加剧，水体“富营养状态”，废弃塑料“白色污染”，水源及土壤重金属污染等，以上这些突出问题严重威胁我国人民生产和生活水平提高，制约着我国经济的健康发展。而要彻底治理环境污染和实现农业健康发展，根本出路就是基于社会、经济、资源与环境协调要求，依靠科技创新，重点开发高利用率无污染的生态肥料和高效低毒的生态农药，以及绿色粮储、加工以及农副产物高附加值等转化技术，才能解决社会经济增长与资源环境制约的矛盾，实现农业可持续发展。

参考文献

[1] 朱清时.绿色化学的进展[J].大学化学，1997，12（6）：7-11.