绿色化学论文范文
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篇1
绿色化学是世界科学可持续发展的需要,自1995年,由中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题以来,我国的绿色化学也逐渐活跃起来。近几年,随着环境污染的日益加剧,生态环境的不断恶化,人们越来越关注污染问题,绿色化学观点的提出,让许多与化学息息相关的行业都积极响应。面对学术界绿色环保的方兴未艾,作为化学教育工作者,除了具有扎实的基础知识以外,还应将环境污染、保护、治理等作为自己的研究方向。将绿色化学的理念根植于心,牢固树立可持续发展的观念,“计利当计天下利,求名应求万世名”,正确处理可持续发展和绿色环保的关系,将绿色化学的十二条原则始终贯穿于化学教学实验全过程之中,从一点一滴入手,培养并传播绿色化学的理念,绿色化学强调的是原子经济性,即在获取新物质的化学原料中,充分利用每个原料原子,实现“零排放”,既充分利用资源,又从根本上解决污染物排放问题,让这种理念时刻伴随学生,随着知识的积累而得到传承和发展。在传授学生知识的同时,还要引导学生正确认识科技发展的负面性:若保护不好环境,发展也会受到严重制约。在课堂上,教师可以提出关注较为广泛的问题进行讨论,比如:40年代初期发生在美国洛杉矶市的“化学烟雾事件”。光化学烟雾是大量碳氢化合物和挥发性有机物在阳光作用下,与空气中其他成分起化学作用而产生的。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂。在1952年12月的一次光化学烟雾事件中,洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。由此引出我国社会关注度较高的问题——雾霾的成因。光化学烟雾主要为气态污染物,而雾霾则是大气颗粒物,然而光化学烟雾最终生成大量的臭氧,增加大气的氧化性,这导致大气中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐渐凝结成颗粒物,从而增加PM2.5的浓度。也就是说,光化学烟雾可能成为雾霾的来源之一。因为这种讨论与我们每个人生活都息息相关,积极指导学生开展与化学相关的绿色环保行动,这既有利于知识的巩固,又能增强学生的环保意识,使学生明白,我们生活的地球处处需要保护环境。
二、尝试探索创新,推广绿色实验
众所周知,很多化学知识都是以化学实验引入并且加以验证的,实验是化学教学中的重中之重,如果能在基层教学过程中,大力推广绿色实验,势必会将绿色化学贯穿整个教学。传统化学实验所使用的实验药品,以及伴随实验所产生的各种废弃物,不但对环境造成污染,对师生的健康或多或少都会有一些影响。因此,在教学实验中,教师应严格把关,Anastas和Warner提出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。
1.防止废弃物的产生,比先产生后治理要重要;
2.合成方法应设计尽可能将所有起始物嵌入到最终产物中去;
3.只要可能,合成反应应设计成反应中使用和生产的物质对人体和环境无毒或毒性很小;
4.设计的化学产品应在保证其应有功能的同时尽量使其无毒或毒性很小;
5.尽量不用辅物质(如溶剂、分离试剂等),当不得已使用时,也应使用无毒物质;
6.能量消耗应是越少越好,应能为环境和经济方面所认可,合成方法应在常温、常压下实施;
7.只要技术上和经济上是可行的,尽量选择可再生的原料;
8.应尽量避免不必要的派生过程;
9.尽量使用具有催化选择性的试剂;
10.化学产品中的设计应保留其功能,减少其毒性,当完成自身功能后不再滞留于环境中,使之降解为无毒的物质;
11.需要开发实时、跟踪监控的分析方法,预先监控有毒物质的形成;
12.化学物质及其在化工过程使用中的物态,应选择潜在化学随机事故(包括气体泄露、爆炸和着火)最小的,等等。从以上论点可以总结出,化学实验绿色化的内容包括:化学试剂、溶剂和催化剂的绿色化,尽量选择低毒和可再生资源,溶剂尽量选择水溶剂,避免采用有毒有害和挥发性溶剂,催化剂应首选采用无毒害、无腐蚀的物质;实验剂量绿色化,在保证完成化学反应的情况下,尽量使用最小剂量的试剂、溶剂和催化剂;对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,确保污染程度降到最低。
三、激发探究精神,完善绿色化学
(一)开展微型化学实验
微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。近年来,在我国化学实验教学改革领域中,微型化学实验蓬勃发展,引起国内化学教育界极大关注。目前微型化学实验开展到分析化学、物理化学、医用化学和高分子化学实验的微型化探索,并取得了骄人的成绩,逐渐形成了具有中国特色的微型化学实验特点:微型仪器价格低廉且配套比较完整,在国际上具有很强的竞争力。此外,微型化学实验与传统实验相比,具有明显的绿色环保、节约药品和节省时间的特点。微型化学实验的优势已经在教学中呈现出来,受到了广大师生的欢迎。目前,国内已有800余所大、中院校开始采用微型化学实验。
(二)探究精神在绿色化学实验中的应用
篇2
高中化学课堂教学是渗透绿色化学教育的主渠道,教师要积极创造绿色化学教学条件,构建绿色化学知识体系,不断充实化学课本内容,培养学生的环境保护意识。在介绍化学史时,教师可从正反两方面渗透绿色化学思想教育。讲解放射性元素时,教师要对居里夫妇的精神及坚决反战的人格表示钦佩,但也要就海湾战争中使用贫铀弹对环境造成的危害提出批评。介绍环境问题时,教师可着重于介绍20世纪发生的公害事件,指明工业及传统化学是造成公害的主要原因,使学生明确绿色化学是解决环境问题的重要途径。通过在课堂教学中渗透绿色化学思想教育,激发起学生学习化学知识的兴趣,不断强化学生的环保意识、绿色意识。
2.在实验教学中渗透绿色化学教育。
在高中化学实验教学中,应最大限度地实现实验的绿色化,引导学生树立绿色化学思想和环境保护意识,具体教学策略如下:(1)改进化学实验。首先,采用无毒原料、溶剂、催化剂进行化学实验。例如,做完银镜反应后,可将清洗试管的硝酸替换为三氯化铁溶液,避免产生二氧化氮有害气体;在萃取碘单质实验中,可将四氯化碳替换为二氯甲烷作为萃取剂,消除刺激性气味,保证室内空气质量;在乙烯的制备实验中,可将硫酸替换为氧化铝作为催化剂,避免浓硫酸造成污染;其次,优化化学实验方法。又如,在海带碘元素的检验实验中,可将灼烧提取法改进为煮沸提取法,简化实验操作程序,缩短实验时间,减少因灼烧造成的室内空气污染;再次,改进化学实验装置。再如,利用密闭的装置减少实验敞开操作,可将注射器作为密闭的反应容器,进行铜和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制备与性质等实验,将污染物消除在密闭装置内。(2)开展微型化学实验。在高中化学实验中,可在保证实验教学效果的前提下进行微型化学实验,以达到降低实验成本、提高环保效益的目的。微型化学实验多采用点滴板、小试管、井穴板、多用滴管等微型化仪器,使用最小化的试剂用量,一般液体用量不超过1mL,甚至一些现象明显的定性实验可在试纸或滤纸上完成,如碘显色反应、溴水褪色、苯酚的检验、验证盐类溶液酸碱性等实验。(3)“三废”的绿色化处理。在高中化学实验中,要及时对必须使用的有毒、有害化学品和生成的污染物进行绿色化处理,从源头处控制“三废”对环境造成的污染。在废气处理过程中,可采用封闭的实验操作方法,减少有害废气的产生量,并对废气进行有效处理或用气囊收集。在废液处理中,可利用中和反应处理含酸碱的废液,使溶液pH值达到6.5~8.5之后再排放;也可用碳酸盐沉淀法、硫化物沉淀法等方法沉淀、分离含有重金属离子的废液。在废渣处理中,可回收一些化学实验中剩余或产生的金属进行再利用,如铜与硝酸反应剩余的铜片、银镜反应生成的银等。对于不能综合利用的固体生成物则要进行无毒化处理。(4)利用多媒体教学技术。在高中化学实验中,教师可利用现代多媒体教学技术辅助实验教学,尤其对于危险系数大、污染严重的实验而言,可通过电脑模拟、实验录像等对实验过程进行演示,实现废弃物的“零排放”。同时,教师也可利用多媒体教学技术模拟错误的实验操作,将不良的实验后果形象地展示给学生,让学生认清实验操作不规范带来的严重后果,以及实验室“三废”对环境造成的恶劣影响,加深学生对绿色化学的认识。
3.在课外实践中渗透绿色化学教育。
在高中化学教育中,教师要积极组织课外实践活动,让学生体验和感知传统化学对环境造成的严重危害,认清利用化学手段进行末端污染治理的局限性,引导学生关注绿色化学,理解绿色化学的重要意义。教师可根据化学教学内容,组织形式多样的课外实践活动,如实地调查、环保知识竞赛、探究性学习、文献研究等。在实地调查中,教师可带领学生参观污水处理厂、化工厂、无公害蔬菜生产基地、生态农业示范区等,对当地水资源、空气质量、环境污染情况进行调查;在探究性学习中,教师可开设相关课题,组织学生进行课题研究,如研究生物催化剂的优点、研究高效低毒农药等,培养学生实践能力和创新能力,达到课题研究的预设目标;在文献研究中,既可让学生利用图书馆馆藏资源和互联网资源,收集有关绿色化学和环境保护的文献资料,也可邀请有关专家学者来校进行讲座,使学生获取最新的科研信息。通过开展多样化的课外实践活动,促使学生更加关注绿色化学,能够运用已学的化学知识分析和解决生活中遇到的问题。
篇3
1.避免使用有毒有害物质
在传统高中化学实验教学中,普通存在使用有毒有害的物质,这些物质会造成身体上的伤害,对环境影响也很大.教师应该采用微型的化学实验,在药品用量上进行控制,尽可能地减少污染物的排放,减少对环境的污染情况,这样节约了成本,也增强了学生的动手能力,使学生更愿意参与到实验中来,激发了他们对实验的兴趣.
2.实验药品使用后妥善处理,并替换有毒有害物
有些化学工作人员十分不负责,把剩余的实验化学品直接冲洗后排放到了下水道,一些有毒有害物质会随着下水道影响到周围的水源,所以必须要采用正确的方式妥善处理好过剩的化学品.教师可以寻找一些可以替代有毒有害物质的化学品来做实验.
3.改良实验室的仪器
随着经济和科技的不断发展,高中化学教学中的实验规模也日益壮大,而这些实验产生的废物和有毒物质,加速了污染环境.而很多的实验可选择不同的仪器完成,做到以绿色为前提,所以在做实验前,要选择合适仪器.
4.运用计算机进行模拟实验
传统的化学实验中消耗了大量的有毒有害物质,如苯、苯酚和其他重金属等,在实验过程中排放了许多的有毒有害物质,给师生的身体健康造成了严重的危害,也严重污染了环境,这些都违背了绿色化学的原则和目标.为了避免实验对人体的危害和环境的污染,有些实验可以运用计算机模拟完成.这种模拟实验,节省了购买化学品的费用,而且保障了实验的质量和安全.
二、在实验中培养绿色化学观
在以绿色化学为背景的新课程下,高中化学实验课程内容中也体现了绿色化学观.如,在实验中介绍特殊的试剂,要有特别的使用方法和保存方式等,强调了实验中要有应急措施及应急预案.遇到危害的化学实验,必须在保障安全的情况下,在特定的实验室里完成,推行了化学微型的实验操作模式,加深了学生对化学知识的理解.
1.培养正确的环保意识
在化学实验教学过程中,以绿色化学为指导,加深学生对化学科学的认识,规范化学实验的操作过程,从而实现教学的绿色化.教师应该抛弃传统教学观念,以身作则,培养学生正确的环保意识和绿色化学观.
2.规范化学实验的操作
在做实验时,教师要合理安排实验的内容,要做到健康、安全、环保等,如尾气的处理办法则是安排氯气、氯化氢等实验.在操作前,要掌握好操作的先后顺序,特别是要注意细节问题,教师要及时发现和改正操作时的错误.在化学实验过程中产生的废气、废渣等都需要排放,而绿色化学就是要收集和处理、回收这些物质,如用剩的铁、铜等金属片要进行回收再利用,避免浪费和污染的产生.
3.串联及合并实验
在高中化学实验教学中,许多实验操作是可以相关联的,就是常说的串联实验.这样节省了很多的化学原料,使它们能得到合理的利用,也在一定程度上缩短了实验的时间,减少重复实验的操作,也减少了污染物的排放,真正实现了绿色化实验.
4.开展绿色化学的活动
为了使学生深刻了解绿色化学,可以开展一些与绿色化学相关的活动.如,环境保护、硫酸工业等.也可以开展一些绿色化学的专题活动,培养学生的绿色化学意识,如知识讲座和竞赛活动等.化学是一门与社会活动息息相关的课程,让学生走出课堂,从而深化知识,培养思维能力.利用活动和实践来培养绿色化学观.教师可以设计相关的学习课题,让学生积极参与并投入到实践中,亲身调查,实地观察,深刻体会,提高学生的学习兴趣和实践能力,培养学生的绿色化学意识.
三、结语
篇4
对于污染较大并且对于学生的启发作用较小的实验进行删除,这部分实验可以通过网络教学给学生进行演示性实验,让学生了解实验现象或是实验的具体操作就可以,减少实验过程中有毒有害物质的使用,尽量选择一些在实验中所用的药品对环境污染较小的实验,在实验内容的选择上我们尽量选择“绿色化”实验教学内容,如将原有性质实验中易产生有毒有害气体的实验删除,根据理论教学的特点加入了与理论教学密切相关的配位平衡实验,在性质实验上做到了绿色、环保。在物理化学实验中,将萘的燃烧热测定实验改为葡萄糖的燃烧热测定实验,在原料上降低了对环境的污染,而同学们通过实验依然能够掌握物质燃烧热的测定方法。在综合设计性实验中,我们也尽量采取实用性强、绿色化和与生活密切相关的实验,如我们选择了《橘皮中果胶的提取》以及《鸡蛋壳中氧化钙含量的测定》等实验,这些实验在实验的过程中均能做到对环境不产生污染。我们通过对内容的删选基本实现了从源头起实现实验的“绿色化”,为实现“实验教学绿色化”打下了基础。
2加强实验设计,更新实验教学手段
加强实验设计、更新实验教学手段是促进基础化学实验教学绿色化的重要途径。教师和实验员定期开展教研活动,对实验中心所开设的全部实验进行细致的了解,认真研究各个实验,优化实验操作和实验教学手段。通过对各个实验的合理设计,充分利用在实验中所得到的产物或是实验过程中大量生成的废弃物,将实验产物或废弃物进行提纯后用在其它实验教学项目上,不仅可以节约大量实验药品还能促进学生绿色化学理念的形成。
如在《橘皮中果胶的提取》实验中,由于使用了大量的乙醇,我们将乙醇废弃物进行回收,在进行蒸馏,将蒸馏后的乙醇用于酒精灯的使用,这样不仅可以节约实验的开销,而且也避免了大量的乙醇废液倒入下水对环境造成污染。在实验的过程中,多注意每个实验之间的联系,也就是实验药品的循环使用。我们不仅仅只关注对学生所开设的实验,还要认真了解学校老师所进行的科研工作,与教师科研相联系,将部分实验所得产品进行认真提纯后用于教师的科研工作,如在综合设计性实验中我们设计了《三氮唑的制备及检测》,该实验的产品可以为一些老师科研提供辅助配体,做到了药品试剂的优化处理。在实验操作技能训练中尽量用水或无毒、价廉的药品代替实验药品,采用微型实验,药品用量微量、半微量化实验代替原有实验,减少在实验中药品的使用量。
3加强现代化建设,构建实验教学网络平台
重视实验资源的网络化与信息化建设,构建实验教学的网络教学平台,为学生提供广阔的实验教学网上信息。网络课堂是现阶段教学改革非常重视的一个手段,我们将网络教学引入到实验教学中,通过制作模拟实验动画及实验演示录像等数字化实验教学资料,讲一些基础性实验和实验仪器的使用等部分通过网络教学进行展示,这样不仅可以节省大量的教学时间,而且由于可以加入一些动画效果,提高了学生的学习兴趣,也可以获得很好的教学效果,为培养学生自主获取新知识的能力、终身学习的能力、创新的能力提供了辅助的环境和条件。在网络上建起模拟实验室和模拟实习基地,形成功能强大的网络课堂。使学生无需下厂,在模拟实习基地既可以进行仿真实验,了解在化工厂中的一些具体操作。部分实验学生可以不用进行具体实验,观看老师在网络上提供的实验视频,观察实验现象。网络信息的提供既满足了学生对知识的需求,也减少了进行实验所带来的环境污染,对实现实验教学“绿色化”具有巨大贡献。
4结语
篇5
“绿色变革视角下的国内外生态文化重大理论及学术流派研究”是北京大学郇庆治教授主持的国家社科基金2012年度重点项目,而本次会议也是该课题的项目开题与启动会。他首先阐释了“生态文化理论”概念的意涵,认为可以将其界定为环境人文社会科学不同学科视角下对人与自然关系某一层面的生态理性化描述、批判和超越,依此可以按照“深绿”(侧重于个体价值观的激进转变)、“红绿”(侧重于社会政治制度的激进变革)和“浅绿”(侧重于经济技术与政策管理的渐进改变)的三维分析框架,对国内外的生态文化重大理论及其学术流派作系统性梳理,并就它们对于现代文明生态化转型的变革潜能及其影响路径加以考察。
在“深绿”生态文化理论的议题领域下,周国文(北京林业大学)博士回顾性地评述了我国的生态哲学与伦理研究尤其是生态哲学研究最近几年来的学术进展,并尝试性地提出了系统评估生态哲学与伦理研究和绿色经济社会变革特别是生态文明建设实践间关系的重要性。姚晓娜(华东师范大学)以深生态学的生态美德思想为例,阐述了个体价值观念变革与人类文明绿色转型的理论与实践关联及其影响路径。程相占(山东大学)在具体辨析“生态美学”与“环境美学”概念内涵差异的基础上,系统梳理了生态美学研究的最新进展,并着重阐发了作为生态审美的生态美学所具有的生态文明与文化变革的重大潜能。郇庆治(北京大学)则专题评述了“生态地方自治主义”(“生态区域主义”或“生态无政府主义”)和“生态文明理论”这两个理论流派的研究进展与开展进一步系统探讨的必要性,他认为前者主要是一种基于地方民主自治理念的“深绿色”生态政治理论,在当前全球化不断推进与深入的总体背景下似乎更具有远不止“绿色乌托邦”的理论尤其是方法论价值,后者是党的“十”之后在国内迅速升温的一个研究领域,但生态文明建设所关涉的许多基础性理论与实践问题还依然缺乏真正学理性的研究。
在“红绿”生态文化理论的议题领域下,刘仁胜(中央编译局)系统阐述了一个生态学的理论分析框架,并着重分析了历史唯物主义的绿色经济观、绿色科技观对于绿色变革和生态文明建设的重要性,强调的唯物史观在科学认识科技、经济和社会政治变革在绿色转型中的作用。郭志俊(山东财经大学)集中评述了“绿色工联主义”理论与实践最近几年来的进展,尤其是加拿大学者比如杰夫・沙茨的相关研究,认为劳工运动与绿色运动的政治联合对于绿色变革依然有着不容置疑的理论相关性。张淑兰(山东大学)以印度学派(尤其是范达娜・席娃和碧娜・阿噶瓦尔)的“生态女性主义”为例,阐述了生态女性主义理论与实践的最新进展,并在承认(印度)生态女性主义研究局限性的同时,强调了它们所提出的对妇女与民主、环境和发展关系思考的全球普适性。李亮(南京林业大学)全面评述了默里・布克金的“社会生态学”的阶段性演进和基本观点,以及国内外学界对其著述的进一步整理与研究,并阐发了社会生态学对于社会与文化等级化结构如何影响着人、社会与自然关系的自由与和谐的观点所具有的政治社会变革意蕴。刘颖(山东师范大学)基于丰富的文献资料,对(环境)“新社会运动理论”的最新进展作了系统梳理,并对其新特点和发展趋势作了概括,强调当前的欧美(环境)新社会运动正呈现出一种“后―反全球化运动”的新特征(比如发生在英国、北欧等地的青年骚乱),而如何将这些理论框架应用于阐释我国最近发生的大众性环境公众事件也需要作进一步的探讨。
在“浅绿”生态文化理论议题领域下,李昕蕾(柏林自由大学)系统回顾了“可持续发展理论”自1992年以来的理论演进和实践成效,着重阐述了这一“浅绿”环境政治社会理论的绿色变革意蕴和潜能及其内在缺憾。李慧明(济南大学)在评述“生态现代化理论”国内外研究成果的基础上,提出了对此开展更为深入研究的具体设想,比如生态现代化与政治现代化、经济工业生态化、社会变革和欧盟社会文化环境等因素之间的关系,以及将该理论应用于中国“生态文明的社会主义工业化”建设的可能性和必要修正。孙凯(中国海洋大学)结合澳大利亚学者罗宾・艾克斯利的《绿色国家:重思与民主》一书,阐述了“绿色国家理论”的国内和国际向度,认为当代国家无论在国内政治绿化还是环境国际合作与管治方面都理应发挥一种更积极的角色,问题在于如何使国家成为一种推进绿色经济变革和生态民主的正向力量。郇庆治(北京大学)通过安德鲁・多布森不久前发表的一个研究报告,评述了“环境公民(权)”理论与实践的最新进展,认为对于环境公民职责(资格)的重视与主动培育,无论基于世界主义、共和主义还是自由主义的政治哲学理由,都对于现实中个体行为的绿色变革至关重要。郦莉(外交学院)系统评述了“环境公共管治理论”尤其是在国际和全球层面上的理论进展和实践应用,认为基于碳交易和清洁生产机制等实例的分析,有助于我们全面评价环境国际合作迄今为止取得的进展,也有助于我们对未来的环境公共(全球)管治有一个合理而正确的预期。
针对上述发言,卢风教授(清华大学)就生态文化理论和科技主义批判的关系,张云飞教授(中国人民大学)就不同生态文化理论流派的准确概括,曹孟勤教授(南京师范大学)就如何在生态文化理论视角下开展生态哲学与生态伦理的批评性研究,方世南教授(苏州大学)就生态文明建设理论与实践关系的研究,雷毅教授(清华大学)和张磊教授(中国人民大学)分别就深生态学与生态现代化理论研究的最新进展,黄娟教授(中国地质大学)就与生态文明理论之间的关系,王学东教授(中山大学)和任丙强教授(北京航空航天大学)分别就环境全球管治研究中的理论与方法论问题,作了评论性发言,并就各子课题承担人的研究设想提出了建设性建议。
篇6
工业技术论文3100字(一):绿色化学工业技术在化学工程与工艺中的应用论文
摘要:在当前国内化工技术迅速提升的背景下,化工产品的增多会满足人们日常的需求,但是化工产品的生产过程,也会产生较大的污染危害。给社会公众带来较大的环境污染破坏,因而,近几年国内出现了一系列的绿色化工技术,对当前的化工产品生产带来一定的冲击,有效地减少了化工产品生产过程给外界环境带来的破坏和污染。
关键词:化学工艺;绿色化工;技术应用要点
0引言
近年,社会公众的环保意识逐步地提升,国家也大力地倡导在社会中发展绿色经济,建立友好型的工艺技术。在这种背景下,绿色的化工技术就被研发出来,其中绿色技术更多的是指在传统的化工产品生产期间,减少对外界环境的污染,降低资源的消耗,实现技术的可持续发展。
1绿色化工技术的重要性分析
化工企业在生产化工产品期间,应用绿色技术来避免生产过程给外界环境带来的破坏和污染。尽量地去降低能耗,使用节能环保的材料,这样才能够使公司在激烈的化工市场中,获得独特的竞争优势。从原材料运输到工厂,然后再将原材料运输到生产线上,在各作业环节加强控制,使化工产品的生产走向环保化。利用零污染、低耗能的技术,来减少污染物的排放,进而全面提高化工企业内部的制造技术水平。在印刷和药物的生产领域中,都会应用一些绿色化工技术,此时该技术就为国内的化工行业指明了未来的发展方向。
2绿色化工技术在化学工程中的应用分析
2.1合理地选择催化剂
在化工产品的生产领域中,使用大量的催化剂(如图1所示)会显著地提高化学反应的效率,进而加快化工产品生产的速度,可以明显提高整个化工产品的经济效益。因而,化工企业应该根据实际的化学反应状况,以及根据生产出来的化工产品特性,来选择催化剂。此外,还要避免化工产品所形成的副产物被随意地丢弃、排放,而造成化工产品的副产物危害到外界的环境。此时,要重点去管控好催化剂的使用,应用一些无毒无害催化剂。在此基础之上,还要加强对各废弃物排放管控,应该结合实际的要求,来选择催化剂材料,选择毒性不大,而且危害程度较低的材料,才能够保证化工产品的生产绿色化。
2.2应用没有污染的化工原材料
科学地选择化工材料是降低化工污染的一个有效的方法,通常情况下,社会公众都会认为化学合成物大多都是化工原料,并且认为大多数的化合物都有毒性,会对人体产生较大危害。随着近年国内科技技术的飞速发展,一些化工原料被研制出来,有些化工原料是从农作物和植物中提取出来,它可以替代化学的合成物,来充当化学产品的制剂。因而,选择危害较小、绿色环保材料,从源头上去抑制化工的污染。在生产期间,确保化学制剂使用合规,避免使用那些毒害较大、污染较大的化学药品。
2.3科学选择化学反应
在化工产品生产期间,要求能够使用一些高效的化学反应,才能够提高化学反应效率。通常化学反应都会产生副产物,而对外界环境带来污染破坏。此时,公司要综合考量化学反应经济性和环保性,来实现降低污染的目的,这也是当前绿色技术的一个重要组成和应用的目的。公司综合考虑经济成本、经济效益和污染问题,应用合理的化学反应方法,来实现控制化工污染的目的。
3绿色化工技术的应用分析
3.1应用清洁的生产技术
化工企业应用比较清洁的技术,能够有效地减少生产过程的污染,例如,通过一定的处理设备,来降低化工产品的粉尘、废气,对废弃物进行回收利用,这样会实现资源的高效使用,也能够减少固体垃圾的产生。当这些化工的污染物进入到地下水和土壤中,会扩大污染的范围。有些工厂内部有大量的悬浮颗粒物的粉尘,这些粉尘就会形成粉尘污染,空气中的固体离子增多,当吸入到人体内部会直接导致心肺病的产生。因而,要科学地处置生产现场的粉尘和废弃物,来实现环保生产的目的。
3.2应用生物技术
将新型生物技术运用到化学制品的制造中,例如可以运用基因工程技术、生物技术和细胞工程技术,利用生物体内部所产生的生物酶,来作为化学反应的催化剂。将生物化工的合成技术作为当前化工产品的一个主流技术,可以实现绿色生产的目的。生物技术中的膜技术是仿生学的一个重要技术组成,它也可以实现再生资源的循环利用,来形成化学品。绿色的生物技术需要从动植物内部提取相应的原料,例如,煤炭、石油等都是由生物经过数万年的生物化学反应,而形成的能源原料。在当前的一些化学反应中,会使用生物酶作为催化剂,这种催化剂的催化效率显著地要高于化学试剂的效率,这样生物酶作为催化剂,可以实现环保生产、无污染生产的目的。并且化学的反应比较温和,形成的副产物对外界环境危害较小。
3.3利用友好型的环保产品
在化工生产过程中,产生的污染物会直接影响到人们的日常生活。因而,在使用环保产品期间,要尽量地避免使用那些高污染的产品。汽车在行驶中可以燃烧生物柴油、生物汽油,这些生物材料的生产制造不会对外界产生较大的污染。同时,生物酒精汽油燃烧时对外界的环境破坏力度较小,有些化石燃料内部有大量的硫化物,在燃烧之后,会产生二氧化硫,会直接危害到大气的平衡,以及会给国内的大气带来破坏。社会公众平时会使用一些塑料的产品,塑料的包装袋,这些塑料袋的使用会给人们的生活带来便捷。当人们使用完了之后,就会将这些塑料袋随意丢弃,塑料袋难以分解,分解时间会长达数百年,会给社会环境带来极大的影响,也会形成大量的固体废弃垃圾。因而,需要对现有的化工技术进行转型升级,生产一些环保型的乙醇汽油,可降解分解的塑料,供为大众使用。例如,化工产品生产单位将其经营的重心转移到绿色产品生产上,大量的使用农作物植物,作为原料的提取材料。在生产期间,可以使用甘蔗来提取乙醇,作为稀有的原料物质。
3.4清洁生产技术的应用
当前国内的清洁生产技术已经被应用到金属冶炼,海水淡化等各个行业中,应用的清洁技术生产的有害物质不多,而且清洁技术会直接将废弃物排放控制在环保的要求标准内。在海水淡化工程中,应用环保清洁的方法,来在海水中去提纯淡水。淡水是人们基本的生活用品,社会对于淡水需求量较大,然而国内淡水资源却偏少,这是利用海水淡化技术,为人们提供丰富的淡水资源。在生产淡水期间,利用环保型的化学制剂,来提纯淡水、蒸馏淡水,这种化学试剂的危害都较小。
3.5优化改善现有的化工工艺流程
在化工产品生产期间,企业要转变现有的生产方式,改变过去仅仅依靠一个装置给各个设备供热的模式,可以给厂房的顶层安装太阳能电池板,来利用太阳能为化工生产线提供电力来源。此时,化工产品的生产单位也可以购置余热的收集装置,利用该装置,可以将生产线上的各类热收集。然后,对这些能量进行转化,进一步地转化为电能,来为生产线进行循环的使用。
在生产化工产品期间,也可以利用电机驱动的方式,来作为生产线的电力来源。应用变频的电动机,会降低电能消耗,有些电机在开机时浪费的能源较多,此时应用变频电机控制电机中的频率,来减少电力能源的浪费消耗,也能够使整个生产线变得更加稳定。在生产环节中,会产生许多化工副产物,这些副产物对外界环境有一定的污染。但是通过将这些副产物的回收利用,可以提高公司的经济效益。
4结语
近年,随着国家大力地倡导生态文明的建设,化工企业要响应国家的号召,来引入绿色化工技术,降低化工产品生产过程对外界环境的污染,提高化工的产品生产经济效益,提高原材料利用水平。
工业技术毕业论文范文模板(二):利用外资对我国工业技术进步的影响研究论文
摘要:随着社会经济的不断发展,尤其是在加入WTO之后,我国经济也快速融入经济全球化大环境。经济发展速度、规模与科技水平息息相关,是实现经济全球化的根本动力。目前,外商投资模式在经济发展中占据重要地位,投资规模不断扩大,对工业技术水平的提高与进步产生巨大影响,也对工业技术自主研发产生一定程度上的制约。因此,要重视对外商投资问题的研究,明确技术目标,结合我国发展实际,构建更显科学与有效的发展策略,加快我国工业技术发展进程。
关键词:外资;工业技术;影响
一、前言
对于经济增长,技术进步是源泉与动力,是衡量一个地区竞争力的重要尺度。技术进步主要涉及本国技术能力以及技术获取。前者以技术开发与创新为主要任务,后者是通过从国外直接引进先进技术、引进外资获取等方式来提高本国的技术水平。立足工业技术领域,外资获取是当前重要形式,对我国工业技术发展产生深远影响,因此,需要进行全面与深入的分析,在根本上实现真正意义上的技术进步。
二、结合社会发展全面分析我国吸引外资的主要原因
在社会经济不断发展进步中,各个行业发展迅速,很多行业都出台了大量优惠政策,以求吸引更多外商投资。具体来讲,吸引外资的主要原因涉及如下几个方面。
(一)国内市场优势突出,潜力巨大
对于我国而言,人口众多,工业化进程发展速度较快。在这种情况下,我国急需国外先进技术的支持,借以实现工业技术水平的大力提升。另外,对外商而言,欧美市场相对饱和,行业竞争异常激烈,因此,需要更具潜力的市场,具备较大的容量,呈现多层化特征。
(二)劳动力优势巨大,原材料成本较低,有利于外商产品竞争力的增强
在我国,劳动力成本相对较低,原材料价格具有明显优势,为外商企业成本的降低创造有利的条件,有利于全球竞争力的提升。也就是说,在我国,劳动力与原材料竞争力更具优势。
(三)工业制造整体水平较高,消化吸收先进工艺的能力较强
对于我国制造业而言,整体能力较强,拥有大量技术能力强、熟悉制造工艺的工程技术人员,学习与掌握能力突出,能够较快理解与掌握引进的生产线的制造工艺,加快技术向生产力的转化。
三、探讨利用外资对我国工业技术产生的影响
(一)多种外资类型对我国工业技术产生差异化影响
依托贸易与技术合作,我国逐步进入外商价值增值链与经营网络之中。尽管外商拥有资金技术以及管理等方面的优势,而技术是增强竞争力的根本保障。基于此,外商投资技术的应用与我国工业技术水平息息相关,需要综合考虑研发能力与产业架构。首先,对于外商投资,其应用的水平如果高于我国技术水平,但是,立足其母公司发展,尚不属于最为先进的技术。这种情况下,投资的目的是规避贸易壁垒,谋求与占领更加广泛的市场。从实际情况分析,我国工业技术研发水平虽然发展迅速,但较之世界先进水平仍有距离,同时,市场进入壁垒不高。因此,跨国公司在资金、营销等领域优势突出,极易获取竞争优势。其次,以母公司技术为主导,产品销往国际市场,主要体现为高新技术产业。在全球一体化与信息化的发展中,产品周期较短。立足现代社会,信息技术发展迅速,这种趋势的进一步发展促使我围一些行业的产业结构发生很大变化。
(二)正视核心技术的作用,加快技术革新
基于此,跨国公司在我国投资价值主要体现在我国的比较优势。借助这种技术模式,虽然引进了现代化的自动生产线,能够实现“干中学”的目的,同时,我国的制造技术水平突飞猛进,但是,无法获取核心技术。核心零部件,产品的核心生产过程仍在其母国生产,只把技术含量低的零部件、产品的最终成品组装放在我国进行。鉴于技术进步速度的加快,一旦忽视核心技术的掌握,将永远陷入创新追赶之中。一旦跨国公司撤走,会导致技术的滞后,不利于我国整体技术水平的提高,对我国的技术进步具有一定的抑制作用。
四、如何提升我国工业技术进步水平
技术的发展是积累与渐进的过程,因此,要制定科学发展战略,遵循“学习、合作、竞争”的基本原则。要增强主动性,用于面对挑战,积极进行学习、合作、交流与竞争。具体来讲,首先,要关注外商全球战略计划,在其转移的一般制造业和硬件产品的加工中进行合作学习,达到提升自己的目的。其次,融入外商技術开发项目,借助合作,增强能力。再次,积极创新,开发出拥有自主知识产权的核心技术,参与竞争。基于此,加快我国技术发展,最大化发挥效用,提升我国工业技术水平。
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本书由4部分组成,共23章:第一部分概念,含1-4章:1. 绿色分析化学的概念;2. 有关绿色分析化学的教育:3. 绿色分析实验室的实验;4. 有关绿色分析化学的出版物。第二部分分析过程,含5-14章:5. 绿色取样技术:6. 样品的直接分析;7. 绿色分析的样品处理途径;8. 用非色谱分离技术制备绿色样品;9. 毛细管电泳;10. 绿谱学;11. 绿色分析原子光谱分析;12. 固相分子光谱学;13. 绿色分析化学的衍生技术:分子吸收、荧光和液相色谱;14. 绿色电分析方法。第三部分战略,含第15-19章:15. 分析化学中的能量降耗;16. 绿色分析化学和流动注射法;17. 微型化;18. 微材料或纳米材料的实验室芯片检测系统;19. 含有害有机化合物的实验室废料的光催化处理。第四部分应用的领域,含第20-23章:20. 绿色生物分析化学;21. 生物诊断中的红外光谱学:一种绿色分析途径;22. 环境分析;23. 绿色工业分析。本书目录的后面有各章作者的简介。每章的结尾有参考书目,书的最后是主题索引。
本书第一编著M. 瓜迪亚博士是西班牙巴伦西亚大学化学系教授兼主任,在分析化学领域曾发表过大量论文和专著,荣获很多奖项。他曾应邀在法国、德国、中国等很多国家讲学,并且是一些国际学术刊物的编委会成员。
本书系统地阐述了绿色分析化学的基本原理,并对样品分析的各个基本环节提出了“绿化”处理的途径。本书可作为化学系大学生、研究生的参考书;也是分析化学领域工作者有益的工具书。
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论文摘要:对国内外近三年外语教师教育研究进行回顾和总结,笔者发现,语界同行对“中学英语教师素质发展”课题研究的广度和力度都不够,对民族地区中学英语教师素质发展的专题研究甚至为空白。研究民族地区中学英语教师的素质发展,具有针对性和实用性。
1前期基础调研
二00一七年,笔者深人都匀市周边20多所乡镇中学的英语课堂,听了二十多位教师的课。在贵州这样的少数民族地区,笔者发现:无论教材、教法、教学设施怎么先进,如果不提高教师的素质,教学质量的提高将无从谈起。在民族地区,中学英语教师的整体素质发展状况是怎样的?本着这一问题,笔者对国内近3年的外语教师教育研究的核心期刊论文进行了整理和总结,旨在于对研究民族地区中学英语教师的素质发展提供参考。
2国内外研究现状
2.1对国外研究的描述
近三年来,有三篇教师教育研究的综述文献代表了我国外语学术界近来对于外语教师教育研究进行综述的最高水准、它们是:《外语教师教育与专业发展研究综述》(贾爱武,2005);《外语教师教育研究综述》(刘学惠,2005);《近十年我国高校外语教师教育研究文献评析》(高云峰,李小光,2007)。以上几篇文章对近三十多年国外在英语教学领域的研究热点作了类似的概述,认为外语教师教育可分为以下叹个阶段:70年代交际法兴起之初,人们研究重在教学内容,80年代开始热衷于研究教学方法,并创造了多种教学法和技巧,但是教师们并不能顺利地实施这些教学法,于是90年代的研究重点转到了研究教师上来了。1997年在英国布赖顿举行的第31界国际英语外语教学协会年会上,英语师资教育与教师发展成为会议六大主题之一,其中关于教师自身发展的机制和动力问题是目前外语师资研究的重要课题。tesol组织的学术刊物tesol quarterly推出专刊“英语教师教育的研究与实践”展开国际性讨论,它标志着英语教师教育己经成为各国从事英语教育专业人士的研究焦点。
2.2国内高校相关研究
《外语界》等十种外语类核心刊物在近十年总共发表高校外语教师教育论文64篇(高云峰,李小光,2007)。从时间跨度以及刊物的分布来讲,没有形成持续、稳定增长的研究态势,说明目前我国外语界对外语教师教育问题的认识不足,研究力量薄弱(同l)厂〕我国90年代后期开始有学者对外语教师教育表示关注,但多是从理论研究以及外语教学技能的角度展开的,对教师的培训也多是表层化,相关的文献中常出现“外语教师培训”、“外语教师教育”,而“外语教师发展”一词的使用频率较低,说明了人们还没有意识到应从教师内部自身提高内在素质才是关键所在(国内研究算是勉强跟上了国际研究的步伐,但仍有不少差,特别在强调教师发展这一点上,我们更注重理论,培训也是采取自上而下的灌输式,而国外更注重教师自我发展的反思意识以及促进发展的途径(贾爱武,2005),笔者对国内一卜种外语核心(或重要)期刊,如《外语界》等近3年刊发的外语教师教育类文章作了统计,结果如下:
表1国内重要外语期刊近…万三年发表的教师教育类文章数量统计表(单位:篇)
统计结果与高云峰,李小光((2007)的论述一致。不少刊物如《外语学刊》等近三年刊登的外语教师教育论文的数量居然为01所刊发的教师教育类文章数量很少,并且多是讨论抽象的理论为主,如教师培训模式、教师信念、教师自主等。
以上统计都是与我国高校教师教育研究有关,似与民族地区中学英语教师素质发展的研究无关,其实不然,原因如下:第一,高校,特别是师范院校是培养英语教师的主阵地,担负着培养基础英语教师的重任,中学英语教师的教学能力与素质发展与高校的教学理念息息相关。第二,高校是引领科研和学术活动的最前沿阵地,其科研理论、成果和模式对中学英语教师的教学及科研有很大的参照作用。第三,高校的理论研究内容以及研究方向,代表国内该领域理论的最高水平,对推动外语教学改革直接产生重大影响,起到对外语教学改革进行导向的作用。
笔者还对2004-2007年国家社会科学基金所资助的常规项目以及西部项目的数量进行了相关统计,结果如下:
表2 2004-2007年国家社科基金所资助的英语教学以及教师教育的项目数量统计表(单位:项)
统计表明,近几年获资助的英语教学类项目偏少,这与我国庞大的外语教育环境不相符,2007年外语教学类获资助的项目增加到10项,但仅一个项目与外语教师教育有关,但不是专门针对外语教师教育发展的。国家社科基金对外语教师教育项目的资助还非常薄弱。
2.3国内中学英语教师教育研究概述
近年来,《中小学外语教学》、《中小学英语教育》、以及各类学报都刊载了一定数量的针对中学英语教师教育类的论文。各种相关学术会议也在热火进行。这些文章和学术会议大多针对英语教师教育的某个问题进行探讨,以教学介人为主,多是讨论教学信念、师资培训,或者优秀教师个案研究,没有从全面的角度探讨中学英语教师素质发展问题。可喜的是,已经有的教师开拟,再辅助动画等多媒体技术,让学生身临其境,全方位感受实验的动态过程。这样既节约实验成本,避免使用昂贵、有毒有害试剂,也适合易燃易爆、造成环境破坏的实验;又能让学生掌握实验内容、方法,观测到真实的现象,也能得到准确的实验结论。如对有机物燃烧、蛋白质电泳等实验进行模拟,就能从根本上实现整个实验过程的绿色化。
2.4考核方法绿色化
目前很多学校都开展了对实验课程考核办法的改革,采取了小论文加平时成绩、一次操作考试加平时成绩、实验理论考试加实验操作等多元化的考核办法。但这些考核办法更多的是针对学生实验能力本身的考核,注重学生的实验技能和创新思维能力的培养,不利于学生环保意识和实验道德规范的养成。考核方法绿色化就是在考核实验能力的基础上增加对学生良好的实验习惯、环保责任和团队精神等的考察,以培养具有环保意识和可持续发展观的高素质人才。
3教师素质绿色化,构建绿色实验环境
教师作为实验环境构成中的一大主体,其自身素质的绿化对于实验环境的绿化至关重要,教师的言传身教对学生的影响很大,绿色教育开展的成功与否、质量高低,直接取决于教师的素质。为此,教师自己必须加强对环境和可持续发展知识的学习,更新知识结构,面向实际,积极参与社会实践和调查。无论在教学方式上和个人行为上都要对学生起到模范作用,对传统的教学内容,教学模式提出思考,进行改革,将绿色教育的理念在教学中得到充分体现。
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随着人民生活水平的不断提高,人们对生活质量的要求也在不断提高,医疗模式已由单纯的疾病治疗转变为预防、保健、治疗、康复相结合的模式。大医院人山人海,小药店街头巷尾随处可见,医药工业迅猛发展,药学专业人才倍受青睐,现在除了传统的医学院校培养药学人才外,许多理工科院校也相继开办了药学专业(如重庆大学、西南大学、重庆邮电大学和重庆理工大学等),而基础化学是药学相关专业非常重要的专业基础课,目前我国药学专业的基础化学课程仍按照传统的四大基础化学开课。随着化学基础课学时不断压缩,每门课程的学时非常有限,特别是理工科高校的药学专业,学生的基础化学知识对后续专业课程和专业技能的学习非常重要。所以,在少学时的基础化学课程教学中教师更重视学生对基础知识的理解和掌握,而忽略了在教学中对学生绿色化学意识的教育和培养。随着环境问题的日益严峻,化学教育工作者一定要树立可持续发展的观念,将绿色化学的思想贯穿于整个化学教育的全过程,让学生认识到从“粗放型”的传统化学转变为“本文由收集整理集约型”的“绿色化学”是历史发展的必然。
针对这些情况,当前一些普通高校进行了相关研究与实践,以提高基础化学教学效果,但是,大多数高校主要是根据学时来选择安排教学内容,利用改进教学手段来增加教学内容,着眼于局部,头痛医头,脚痛医脚,教学效果虽有所提高,但是效果不甚明显,没有找到从根本上提高基础化学教学效果的方法。本化学教学团队提出了《基于“绿色化学”理念的理工科院校药学相关基础化学系列课程整合与优化的研究与实践》课题,依托重庆邮电大学中药学专业和制药工程专业的学生进行了实践。
一 培养具有“绿色化学”理念的大学生是人类社会对高校化学教育的基本要求
“绿色化学”是一门从源头上阻止污染的化学,它用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质的产生和使用,有利于引导学生热爱自然、尊重自然、与自然和谐发展,牢固树立绿色意识,自觉成为未来的绿色人才。“绿色化学”是人类与自然和谐的化学,是面向未来提出的化学新概念,同时也为化学教学提出了新课题。
因此,本化学教学团队在基础化学教别强调引入“绿色化学”理念,在绪论部分专门设有“建立绿色化学理念,推动经济和社会的可持续发展”这一部分,强调绿色化学的必要性,并且基于“绿色化学”理念选择教学内容。在教学过程中渗透“绿色化学”理念,将从源头上预防化学污染的新观点逐步深入学生心中。特别是实验教学中,化学教学团队根据专业特色与学生能力培养的需要,在实验项目的设置上渗透绿色化学理念,改革实验教学模式,实验项目中大大减少了独立的基本操作单元实验和验证性实验,将大部分基本操作实验和验证性实验安排在实验技术网络虚拟与仿真实验室中实施,同时大大增加实用性、综合性实验,将部分基本操作融入综合性和设计性实验中。实验原材料都是无毒或低毒的,删除了一些毒性高、污染大、效果差的合成实验。打造以“绿色化学”为特色的教学、科研实验平台,努力培养具有“绿色化学”理念的大学生。
二 基于“绿色化学”理念对四大基础化学课程教学内容的整合实践
1.教学内容的整合原则
第二军医大学药学院将无机化学和物理化学两门课程整合,很好地解决了这两门课程中的内容重叠问题,同时使无机化学的教学内容得到了引申,使知识的系统化更加显著。本化学教学团队基于“绿色化学”理念将四大基础化学进行整合,即将无机化学、分析化学、物理化学和有机化学四门课程进行整合,根据药学专业要求,立足理工科院校注重四大基础化学的关联,确保整个基础化学知识体系的完整,总课程名称设为基础化学,具体按照普通化学、有机化学和物理化学三门课程进行排课。本化学教学团队一起讨论、确定教学内容和相应的学时数,并且备有一些选学内容供学时稍充分的学校选用,或者供学生自学,但是紧密把握“面向药学专业的基础化学知识”、“知识点之间的连贯”及“难易程度循序渐进”这三个基本原则,使学生有兴趣学,更轻松地学。
2.整合后教学内容的具体安排
针对大学第一学期,新生入学较晚,学习时间较短,需要一段时间适应大学学习、生活等实际情况,第一学期的普通化学先介绍药学与化学的关系,强调化学在药学专业中的作用,让学生首先从思想上重视它,同时介绍“绿色化学”的基本概念和原则,突出绿色化学在医药工业和社会发展中的意义及必要性,站在整个基础化学角度强调绿色化学的重要性和必要性,先行建立“绿色化学”理念。具体内容是:先介绍简单且与中学化学衔接较多的气体和溶液,引入大学基础化学的教学;然后利用热化学反应方程式引入化学反应热、热力学第一定律和第二定律,引出判断化学反应自发性的吉布斯自由能判据;从吉布斯自由能变的符号判断反应方向和大小,表示反应限度,引入化学平衡,与中学化学紧密衔接,同时进一步衔接化学反应速率,使学生易于理解;有了平衡依据后,再分别介绍酸碱平衡与酸碱滴定,沉淀溶解平衡与沉淀滴定,氧化还原平衡与氧化还原滴定,配位平衡与配位滴定;作为含量测定的加深,再介绍比色法和分光光度法。最后,联系中学化学知识简单介绍原子结构和分子结构的基本概念和基本理论,并且在每部分都要说明它在药学中的作用。第一学期的理论学时经教学团队统一讨论并经学校批准后定为64学时。
基于现代药物大多是有机物的现实,有机化学在药学相关专业非常重要,经教学团队统一讨论并经学校批准后有机化学理论课程定为96学时,安排在第二学期和第三学期授课。并且根据结构与性质的关系按照官能团分类介绍有机化学的内容,注重与中学有机化学衔接,强调具有某一类官能团的化合物其理化性质,每部分都要介绍一些有显著药理活性的化合物和该类化合物的合成工艺,重点强调绿色合成工艺路线,以及该类化合物的构效关系。同时简单介绍一些波谱知识,如红外、质谱和核磁共振谱等,能够推导简单的有机化合物的化学结构,为今后的中药化学、天然药物化学和药物合成打下坚实的基础。同时,有机化学实验重在一些综合性、实用性的绿色化学合成,既增加了学生的学习兴趣,提高了教学效果,同时也践行了绿色化学理念。
经过一年半的大学学习后,在学生基本上都适应了大学学习、生活的情况下,而且具备了较好的数学和化学基础之后,第四学期将深入介绍基础化学难点部分的物理化学,在化学热力学、化学动力学基础上,加深对化学热力学和化学动力学的学习,最后引入新知识相平衡,包括表面化学与胶体化学和药学前沿知识,以及化学知识及其技术在药学专业中的应用,要求讲原理时必须讲它的应用,重点是在药学方向的应用上。最后提纲挈领,建立整个基础化学的基本框架和知识体系。这样就把基础化学知识点整合,避免了重复,同时按照知识的难易程度和前后关系安排教学内容,节约了学时、方便了学生理解、提高了教学效果,以适应少学时的理工科院校药学专业的基础化学教学。
三 基于“绿色化学”理念对四大基础化学课程教学内容整合的初步效果
1.学生成绩明显提高
2007级学生因成绩差,有2名学生留级,有近10人未获学位,2008级有95%以上的学生获得学位,2012年重庆邮电大学推免试研究生学生中,生物信息学院5个专业6名同学获得,制药工程和中药学2个专业占了3名,而且有不少同学进入绿色化学与制药工程科研平台参与实验锻炼,参与发表sci收录科研论文4篇,参与中国发明专利的申报1项,1人次参与重庆市药物催化氢化工程技术研究中心的申报,获得了一项重庆邮电大学大学生创新实验项目。
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关键词:有机化学实践;综合设计性实验教学;仿真教学;创新能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)50-0143-02
近几年,高校毕业生“就业难”与国内企业“用工荒”的矛盾日益突出,高校人才培养模式转向现代职业教育体系的改革正在全面实施,如何解决就业结构性矛盾,培养具有创新精神和实践能力的技术技能型人才,是高等学校每个教育工作者必须探索的重要课题之一。有机化学实践课程是继有机化学实验教学之后,面向我校化学工程、化学工程&软件工程、环境工程、应用化学等专业大二学生开设的专业必修课,是整个有机化学教学体系的重要环节。高校传统实践教学的弊端是,将实践教学看成是有机实验教学的简单延伸,其主要功能为强化学生综合实验技能训练,隶属为理论教学的附属环节。在教学中主要以教师讲授为中心,教学效率虽高,但学生只能收获“照方抓药”、模仿验证的学习效果,缺乏对实验技能、理论知识交互运用的创新思维训练,显然不能满足当今国家经济建设和社会发展需要[1,2]。多年来,我们在实践教学中以创新应用型人才培养为重点,构建“以生为本”的创新实践教学平台,向社会输出高素质技术技能型人才。对此,作者拟就近十多年来在有机化学实践教学中的改革谈一些体会。
一、合理选择实践教学内容,加强综合设计性实验环节
有机化学反应浩如烟海,有机合成方法纷杂,如何在有限的实践教学课堂上,合理选择教学内容,是笔者在教学中积极思考的一个重要问题。响应高校现代职业教育体系改革方向,推行国家“绿色化学”环保理念,我们以实践内容是否贴近社会生产,贴近科学研究,贴近社会生活为选材指导,同时推进已选取实验的绿色合成技术或方法改进[3]。所谓综合设计性实验是指学生根据实验目的和实验条件,自行查阅科研文献,通过对有机化学相关理论、基本实验技能,或与该实验相关的其他课程理论或实验知识的综合运用,自主完成实验方案设计,并加以实现。因此,综合设计性实验有助于学生将学习与研究设计结合,在提高学生基本实验技能、理论知识综合运用和创新能力培养等方面起到积极作用。因此,我们重点选取集典型性、发展性、前沿性、应用性为一体的综合设计性实验作为教学内容,将“照方抓药”式验证实验教学内容降至零。
在实践教学中,我们以此为教学内容选择依据,在有机合成反应上一直注重前沿性科研技术引进,一些新的实验手段、实验技术不断被引进[4]。比如在苯亚甲基苯乙酮合成教学中,我们引进超声波辐射合成技术;在甲苯高锰酸钾氧化合成苯甲酸实验中,我们引进可循环利用“相转移催化剂”和“微型合成”技术;在天然产物咖啡因提取实验中,我们引进浸取法和索氏提取法的合成技术对比。几年来,我们均从“低毒、高效、短时”合成特点对每个实践内容的合成技术进行探索,实现有机合成达到低污染、低毒性、安全节能以及反应收率高的目的,在增强学生“绿色合成”理念方面也收到显著成效。
二、重视学生科研与创新能力训练
实践教学中,每一个实践训练项目均由四个环节组成:第一环节是实践方案设计;第二环节是实现实验;第三环节是实践论文(报告)书写;第四环节是实践成绩考核。在实践教学中,我们通过这四个环节的有机结合,同时改变传统以师为本的教学模式,课堂上通过师生角色转换,实现以教师为中心向以学生为中心的教学模式转化,提高实践教学质量,完成对学生科研与创新能力的培养。在实践教学中,我们的具体做法如下:
1.实践方案设计环节。学生进入实验室前,实践方案设计的好坏,将直接影响实践效果和学生创新能力培养。在“以生为本”实践教学模式下,教师必须转换身份,由以前课堂上的“主角”,转换为幕后“导演”身份。教师作为导演身份,在实践教学中,必须向学生提供逻辑性强、问题定位化的“剧本”(项目指导书)。项目指导书中创新点在于其将传统实验教材中实验步骤环节提纲为实验流程图形式,其中每步流程均进行细节化设疑处理,需要学生通过课前查阅相关文献、课上观察实验现象以及课上师生或生生互动所查阅的理论解释补充到流程图中,实现每步实验知识掌握不留死角的教学目的。通过实践方案设计中流程图细节化设疑处理,调动学生探索未知、解决并消化未知的兴趣,这对学生理论知识综合运用能力和创新学习行为的培养推动性很强。
2.实验实现环节。在构筑“以生为本”实践教学平台中,实验实现是我们强化学生基本实验技能、实验现象观察与分析、实验问题捕获并解决等能力,是实现将学生模仿验证实验理念扭转为主观能动综合设计理念的重要环节,该环节教学中渗透对学生探索新问题、查阅文献分析、解决复杂问题的能力培养,引导学生做到思考型操作、思考型分析、不思考不动手的实践理念。比如在苯亚甲基苯乙酮合成实验中,在粗产品水洗环节中,多组同学出现如粗产品颜色、产量不同等实验现象,这需要考虑合成温度、结晶时间长短以及水洗是否充分对实验结果地影响。针对该问题地出现,我们在教学中鼓励学生大胆设计方案,并自主进行多组组合,平行操作,互相交流实验结果,共同对比分析、处理并讨论所用实验处理方法的科学性、可行性及经济性。引导学生有的放矢地步步琢磨着做实验,摈弃传统实验教学中学生指哪打哪的被动学习行为。
3.实践论文(报告)书写环节。每个实践项目结束后,鼓励部分学生在指导教师帮助下,将实验结果按照科研论文核心期刊模式进行书写。通过撰写科研小论文,启蒙了学生参与科学研究的积极性,尤其在结果与讨论部分,学生通过查阅相关科研文献对实践问题分析、理解及体会过程中,引导了学生思考力与创新意识地形成,这是实践教学中我们所期望获得的教学效果。
4.实践成绩考核环节。实践考核是检验实践教学效果的重要手段之一,考核方式的改革对于本次教改成效至关重要。我们以往有机实践课程考核主要采取每个实践项目从“课前预习状况、基本实验技能操作、实验基本理论、实践结果及实践报告完成情况”这五方面进行考核,给出每个项目的成绩,实践结课后,将所有实践项目成绩进行累加,折合成百分制,给出实践课程成绩。该考核方式容易造成学生实践中简单“照方抓药”,盲目追求高产量,甚者捏造实验数据,课后抄袭实践报告等单纯希冀高分数的不良学习行为出现。在此次教改中,我们采取多层次考核模式,解决上述弊端。第一层次面向理论基础和动手能力薄弱的后进学生群,该层次考核主要以传统提交实践报告考核形式;第二层次面向基础夯实,但创新意识较强的较优学生群,该层次考核实践报告主要以科研论文形式书写,实践成绩根据学生文献查阅状况,利用相关文献分析、解决实践问题能力进行综合评分;第三层次主要面向基础夯实,动手能力强,且创新意识主动的学生群,该层次考核实践报告除了以科研论文形式书写外,还需将实践成果以PPT形式进行课前答辩,充分实现以生为本的教学目的。参与哪个层次考核,由学生根据本次实践项目个人学习状况,在课堂上自主提出申请,每个层次的实践成绩均由指导教师当堂给出,从根源上规避部分学生课后抄袭报告的可能性。另外,我们建立层次化考核方式,可以根据学生学习能力,进行因材施教,并且有利于树立优秀创新学生榜样,对提高班级学习风气,调动学生学习热情和建立不服输的良性竞争环境,均起着潜移默化的推动作用。
三、智能多媒体仿真实践教学平台构建
在实践教学中,我们配置互联网和多媒体操作平台,引进高等教育出版社公开出版的《半微量有机化学实验网络多媒体课件》及《有机化学多媒体课堂教学软件》投入有机实践教学使用,使仿真实践教学模式变得可行[5,6]。学生通过互联网和计算机技术使用优质教育资源,实践课不再以教师讲授为中心,转变以学生为中心。课前学生通过多媒体仿真教学软件,对该类实践项目原理、实验技术,以及仪器规范操作均有了解,有效提高预习质量;课中可利用互联网和多媒体操作平台,鼓励学生实践中遇到疑难问题即时查阅解决,实现课上实验知识掌握不留死角,及时调整实验方案,保证实践教学质量。另外,实践教学中对一些前沿性、应用性但具有一定危险性或对环境不友好,比如电解合成碘仿、光照合成卤代烃等实验,我们采取仿真模拟教学。通过引进互联网和仿真实验教学平台,在实践教学中能够充分发挥教师的引导和学生的主体作用,有助于以生为本教学模式建立,有助于具有创新能力的技术技能型人才培养。
四、结论
以生为本有机化学创新实践教学平台构筑之后,从教学实施效果来看,改革是有成效的。在本次实践教学改革中,以综合设计性实验为教学内容,以问题为驱动,借助智能多媒体仿真教学课件和互联网平台,学生对实践基本理论、实验技术以及实践问题即见即解决的主动学习热情普遍提高;通过多层次考核模式建立,树立优秀学生榜样,对后进学生实现“传、帮、带”作用,切实提高班级学习风气,调动各层次学生学习热情,在学生间形成不服输的良性竞争氛围。经过有机实践教学训练后,学生的科研热情与实践创新思维明显提高,这对于通过课堂教学过程培养大学生自主创新意识和创新理念,未来向社会平行输出创新型和应用型人才,具有十分重要的现实意义。
参考文献: