生物化学中山大学

2024-09-11

生物化学中山大学(共9篇)

生物化学中山大学 篇1

中山大学化学与化学工程学院

本科生“能力提高项目(科研训练)”管理规程

中山大学化学专业于1993年经国家教育部批准为“国家理科基础科学研究和教学人才培养基地”。十多年来,化学基地为国家输送了大批优秀人才。化学基地如何培养适应21世纪科技发展和国际竞争所需要的高素质人才,是当前化学基地建设与发展过程中面临的重要课题。为培养知识、能力、思维和素质协调发展的优秀人才,2011年我院申请了“国家基础科学人才培养基金”设立的本科生“能力提高项目(科研训练)”并获得批准,国家自然科学基金委员会资助本项目400万元,执行期为四年(项目号:J1103305, 2012-2015)。为了加强上述项目的执行和过程管理,特制定本管理规程。

一、申请对象

化学学院各年级本科生。

二、研究经费

(1)本项目通过设立子项目课题的形式,资助学生参与各子项目课题研究,每个子课题的资助总额度为4万元。

(2)项目的指导教师队伍以所立子课题组成员为主。考虑到学院的发展和人员变动情况,可以拨出一部分机动经费用于资助少数非子课题组成员的优秀项目。

三、项目管理

为了使本科生科研训练得到可持续发展,确保学生参与课题研究工作的连续性,成立“中山大学化学与化学工程学院本科生科研训练工作管理小组(以下简称“小组”)”,对学生的学术训练全过程进行精细化管理,具体管理工作包括:

1、日常管理

“小组”负责本项目的日常管理工作,包括学生选拔、申请审批、子项目检查、学生研究工作汇报、项目总结与学术交流等。指导教师和受助学生发表与受助课题研究内容有关的论文、参加学术活动等,应标注本项目基金资助(项目号:J1103305)。项目资助经费的使用应严格遵守国家自然科学基金的有关规定。

2、教师工作会议

学院于每学期末召开各子项目负责教师工作会议,总结、交流教师指导学生科研训练的基本情况和经验,对存在的问题提出解决方案,对指导不力、疏于管理的教师提出批评,对 1

认真、耐心、细致地指导和培养学生的教师给予表扬和奖励。

3、举办“大学生化学论坛”

每学末,学院组织举办“中山大学大学生化学论坛”,参加各子项目的学生在论坛上汇报自己的研究工作;学院拟对其中的优秀学术研究成果予以奖励。

4、支持学生参加学术交流活动

“小组”负责审批学生提出参加全国性学术会议或国际学术会议的申请,并给予一定的经费支持。

四、申请方式

学生根据自己的学习情况自愿提出申请。每位申请人需在了解“中山大学化学与化学工程学院关于申请本科生‘能力提高项目(科研训练)’的通知”的基础上,认真阅读各子项目的研究内容摘要和意义、中山大学化学与化学工程学院本科生“能力提高项目(科研训练)”管理规程,联系各子项目负责教师,然后,如实填写“中山大学化学与化学工程学院本科生‘能力提高项目(科研训练)’申请表”并按时提交给学院本项目管理“小组”。

五、学生选拔

学院每学在适当时间向学生公布本项目各子课题的研究意义、目标和内容等,学生根据自己的兴趣选择课题。“小组”和子项目负责教师共同研究,择优接受本科生进入各子项目课题组。

1、选拔学生的原则

学生对科学研究抱有浓厚兴趣,选拔出真正立志从事科学研究工作的“研究型学生”。

2、选拔学生的程序

首先,各子项目负责人审阅学生提交的“中山大学化学与化学工程学院本科生‘能力提高项目(科研训练)’申请表”,确定参加面试的学生名单;然后,由各子项目负责人对学生进行面试,确定录取的学生名单报“小组”审批;“小组”公布批准参加本科生“能力提高项目”的学生名单;最后,被批准参加本项目的学生需与“小组”签定“中山大学化学与化学工程学院本科生能力提高项目(科研训练)责任书”,以此强化学生的责任意识和项目管理。

六、教师指导与本科生科研训练的方式

本项目由一批具有较高学术水平的教师负责指导学生独立开展课题研究,具体的科研训练方式如下:

1、采取全程导师制,各子项目负责教师每学年接受、指导1~2名学生。对于大一和大二的低年级学生,从大一开始,教师就开始指导学生如何选课、如何构建知识体系与结构、如何开展研究性学习、如何查阅文献、如何接触学科发展前沿,重点在学习方法、科学思维、对科学的兴趣等方面进行引导、培养,这将为其后续的全面科研实践与训练做好必要的铺垫和准备。他们同时进入各子项目课题组,了解科研的一般过程,学习课题涉及的新知识,参加课题组的研讨会,感受科学研究氛围的熏陶,接受初步的科研训练。

2、对于参加课题研究的大三和大四学生,他们直接进入各子项目课题组实验室开展研究工作。

3、教师指导的重点是:指导学生研读国内外文献,以了解化学学科的发展动态;指导学生根据课题涉及的研究领域查阅和研读文献、学习新知识,对课题进行详细了解。学生在课题组实验室进行化学实验技能的综合训练;指导学生如何选题、如何开展化学研究。

4、在导师指导下,学生开展课题的实验方案设计,并反复推敲和论证,以培养学生的创新思维为重点;在上述工作基础上,学生撰写开题报告,在课题组做演讲(Seminar);同时开展初步探索性实验。

5、大四一学年,学生在导师的指导下独立开展实验研究,在探索研究问题的过程中学习新知识、创造新知识、发现新问题、寻求解决问题的方法和途径,学习如何提出问题、发现问题的思路和方法;反复实验,分析处理实验数据,总结、深化实验研究,撰写科研论文、做墙报(POSTER)、设计演讲报告等;学院举办“大学生化学论坛”,参加本项目的每位学生将在论坛上进行演讲,开展大学生优秀学术研究成果评比活动,并予以表彰。

6、教师在指导学生开展课题研究的过程中,特别强调交叉学科的思维培养,着力培养学生以不同视角、不同思路和不同方法审视所研究课题、推敲实验方案,将学科交叉的思想和意识渗透到研究环节的每一个细微处,以期有所发现、有所创新;教师需认真指导学生对其撰写的研究论文或科研总结、专利申请书进行修改,投稿发表,同时支持学生参加全国性的学术会议或国际学术会议,使他们在更广阔的学术舞台上得到熏陶、开阔视野。

7、通过教师的言传身教和上述比较系统的科研过程训练学生的科学思维,培养学生的科学精神、创新精神、创新意识、创新能力,培养和激发学生的对科学研究的兴趣和创造欲望;使学生经过科研全过程的历练,不仅掌握科学研究的方法,而且受到科学文化和科学氛围的熏陶、感受教师的人格魅力、建立良好的学术道德,同时学生将体验学习与研究互动、挑战与能力并存、继承与创新依托、独立与合作共进、劳动与收获同在、艰辛和乐趣共存的各种滋味,最终达到提高学生科研能力和综合素质的目的。

8、学生须参加各子项目课题组的学术活动,并在课题组内定期汇报研究工作进展,每学年要利用课余时间和寒暑假完成不少于300小时的科研训练。

七、其他

若学生欲退出本项目,需在参与本项目的3个月内向“小组”提出书面申请,经批准后,方可退出。3个月之后,“小组”不再接受学生提出退出本项目的申请,以确保项目实施的连续性和取得一定成效。

中山大学化学与化学工程学院

二○一二年二月二十八日

生物化学中山大学 篇2

实验教学是化学教学的重要组成部分,结合当今时代特点,环境保护问题已成热点。绿色化学是在获取新物质的化学过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,既充分利用资源,又不产生污染,对环境的治理从治标转向治本。

日前,我国环保部参与欧盟亚洲可持续生产和消费项目研讨会会上提出“采用废物跟踪系统,提高电子废物资源利用和环境保护水平”,可见环保问题全球关注。垃圾之多,却未用尽其能,眼看是不环保,实则是有限资源的浪费。中国南方素以水乡为其优势,由于工厂、化肥农药农业、生活、校园实验等排放的污染水,严重超过环境水体容量,打乱水体的自净能力,单方向的水治理困难重重,污水不同程度地影响着民众身心健康,同时治理污水耗重金耗时而且影响基本生活,如今真正能为民众享用的洁净水正急剧削减中,地表水污染引起的土壤污染影响农业的健康耕作,地下水的污染,源头水的保护,水污染污染物的扩散侵袭等一系列水问题引起我们深思。近日,对环境污染事件的关注度日益提高,尤其在水污染防治方面颇为重视。例如华北平原地下水污染防治开展淮水污染重点工程检查正要在2015年初步完成耗资数十亿建立的监测网,耗资巨大,耗时长久,若能减少污染,这些资源的便能得以节约。就高校来说,从实验排污源起,减少污染。

在高校中,通常做完实验就将试剂直接倒入水池中。这样的实验不停地进行着,而实验室很少有三废处理,致使实验室如一污染排放源向外排放着各种污染物(所用的化学药品种类多,消耗量大,而且大部分有腐蚀性或有毒,有的实验还伴随有毒或有害物质的产生)。不仅对水体造成污染,其对土壤、水生生物的副作用更强,尤其笔者深有感触的是所在学校中的湖泊,经常是发黑散臭气,而如在国庆假期之后的几日里能明显感受到湖的清爽,湖面也无明显漂浮的植物,这是由于没有污染行为的发生,可见实验室的绿色化势在必行。

一、绿色成果创意———激发学生兴趣

教师通过引导促使学生通过一些改良实验(如用无毒、弱毒试剂代替有毒试剂进行实验,发现新方法代替原本效率低的方法,等等),使学生感受到绿色化学创新带来的好处,产生学习兴趣,从而真正步入绿色化学实验的学习中。

二、绿色化学之源———网络微型实验

在当今网络迅猛发展的时代,网络化已具备各方面完善的功能。在网络环境下微型化学开放实验的开设具有显著的经济效益、环保效益和教学效果,代表了化学实验改革发展的方向,是贯彻两型社会(资源节约型、环境友好型)发展的战略指导方针。

创新是一个民族生存和发展的基础,是一个国家兴旺发达的不竭的源泉和动力。网络环境下微型化学实验教学模式有如下优点:实验的项目准备、操作等都是以学生为主体,使学生由过去被动“等待”和“接受式”的学习方式,变为“主动”和“探索式”的学习方式;培养了学生学习化学的兴趣,培养了学生实践和创新的能力。便于学生在课堂上进行实验探究和课外进行家庭小实验(而笔者认为学生的主动思考性实验即使有缺陷也远胜过安排性实验),能增强参与意识和动手能力,有利于创新思维的培养。由于微型实验使用剂量少,可以给学生更多的机会动手实验,有利于培养学生娴熟的实验操作技能。

三、绿色实验开展———融会贯通

1. 实践绿色化学实验课程教学,提高学生开展绿色化学实验的能力。

(1)以学生为中心,使化学实验成为绿色工程。

要求学生做到“实验源头预防、实验中间控制、实验排放达标”。期间包括避免使用剧毒原料、用绿色溶剂代替易挥发性的有毒有机溶剂、用绿色催化剂替代有毒、易腐蚀的催化剂、对实验中产生的“三废”进行分类处理,等等。

(2)革新常规实验,开展微型、半微型化学实验。

微型化学实验是以尽可能少的试剂,获取与常规实验相当的化学信息的实验原理与技术。其主要优点是:试剂用量大大减少,仅为常规实验的1%~10%,减少了“三废”排放量,以及相关材料和水、电的消耗,降低了实验成本,节约了实验经费,缩短了实验时间,提高了实验的安全性,改善了实验环境,降低了环境的污染。

常规实验的半微量是指在不改变实验方法、不改变操作技术的前提下,采用常规的小容量仪器、药品用量减量,不用额外的经费投入,就可以充分利用实验室现有的资源而进行实验操作的方法,因为成熟的实验技术更容易推广。

2. 实践课程教学中形成绿色工程理念,促使学生形成良好的绿色化学行为。

(1)绿色化学观念贯穿实习、实践。

毕业实习、课程实习及社会实践时,要求学生用绿色化学的思维审视生产单位的技术路线、生产工艺、生产管理、产品销售等环节,用绿色工程的12条标准验证各生产环节,总结出符合绿色化学标准的各环节,整理出不符合绿色化学标准的各个环节,并有针对性地提出解决措施。依据“5R”原则考虑和解决化学实验中出现的污染问题,做到实验药品的减量化、循环或回收再利用,选择污染少、装置简单、产物易分离、安全性高的实验方法,在无法避免使用或产生有毒有害物质时,必须采取有效的保护和消害处理措施。通过反复多次地实习实践、归纳总结,强化学生的绿色化学观。

(2)绿色化学观伴随毕业生终生。

要求学生在进行毕业论文及毕业设计时,从开题报告到论文答辩都必须体现绿色化学观。凡违背绿色化学观及绿色工程理念的毕业论文及毕业设计都视为不合格,要么修改,要么重做。指导老师要严格把关,及时跟踪指导,务必培养出合格的应用型人才。要让绿色化学思想扎根于每一位学生的心田。这既是对学生负责,更是对社会及历史负责。

结语

环境保护是我国的一项基本国策,从源头开始的绿色实验,使清洁生产跟上环保主题前进的步伐。绿色化学实验的进行促进学生在科研、实验的道路上保持绿色、清洁意识,使用绿色材料,开展节约型实验,拥有绿色洁净实验过程,排放低污染值三废。我们要清醒地认识到,化学实验的绿色化是一项大工程,需要学者、生产者持久地进行建设。

摘要:本文探讨了在当今环保主题的时代条件下, 由水污染引发绿色实验进行的思考, 指出大学化学实验绿色化重要性及其开展的方法。

关键词:大学化学教学,绿色化学实验,三废处理

参考文献

[1]唐纯翼.绿色化学观在《环境化学》教学中的实践[J].当代教育论坛, 2011 (10) :126-127.

[2]张康华, 曹小华, 谢宝华, 陶春元.化学实验教学与绿色化学教育[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (5) :123-125.

[3]黄树辉.问题教学法在环境化学中的应用[J].检验医学教育, 2008, 15 (3) :15-172.

生物化学中山大学 篇3

一走进博物馆大门,首先映入眼帘的是亚洲象展区,在高大林木与溪地沟谷交错的热带雨林(模拟场景)中,一雌一雄两头亚洲象彼此依偎在一起。这是博物馆中体积最庞大的标本,亦是镇馆之宝。讲解员告诉记者,这两头亚洲象是一对夫妻,生前生活在广州动物园。雄象是越南民主共和国前主席胡志明送给周恩来总理的礼物,重5.6吨;雌象是泰国政府送给中国的礼物,重达3.8吨。

1982年的一天,这对亚洲象在追逐打闹时,雄象失足跌入象园四周的大沟中,卡在里面无法动弹,雌象为了救它也失足跌入沟里。等到动物园征调起重设备将它们营救上来时,两头大象已经奄奄一息,不久就双双离世。动物园不忍心将它们就此埋葬,于是将尸体赠送给中山大学生物系。相关专家与技术人员随即将象皮剥下保存,直到2000年才做成标本并对外展出。亚洲象是亚洲大陆现存最大的动物,已列入《国际濒危物种贸易公约》的濒危物种,属我国一级野生保护动物,境内现仅存300余头。值得庆幸的是,这对亚洲象夫妻的爱情结晶——4头小公象,现在正快乐地生活在广州动物园里。

另一大镇馆之宝当数“北极熊标本”,这是一头成年雄性北极熊,体长2.8米、高1.5米,正伸出右前掌,张着血盆大口,尖牙利齿清晰可见。这头北极熊标本是美籍华人刘国烈先生亲自捕猎并制作成标本,继而在自己珍藏了30多年后,无偿赠送给博物馆的。

上世纪70年代初,刘国烈先生获得美国政府授予的“狩猎一头北极熊”的许可证。1971年初春,正是北极熊出动猎食的季节,刘先生到阿拉斯加和当地猎人分乘两架小型飞机,历尽艰险捕获到这头北极熊。它在被捕获时有700多公斤重,体态庞大。1973年,捕猎北极熊在全世界范围内被禁止,因此这件标本更是弥足珍贵。

2003年,刘国烈夫妇回乡探亲,参观中山大学生物博物馆时,表示愿意将这只北极熊标本以其先父母的名义捐赠出来,在几经周折办妥了所有手续后,终于2005年达成心愿。当时,这件标本的价值已高达20万美元。美国制作动物标本的先进技术,使得北极熊得到最大程度的保护与展示,也成为国内首个采自野外保存最完好的标本。

中山大学生物博物馆的前身是岭南大学植物、动物、昆虫标本室,标本采集横跨3个世纪。目前的标本整理数据表明,最早的馆藏标本采集于1808年,为5份植物标本,分属于不同的科属,采集于瑞士和法国,历经200多年依然保存完好。此外,馆内藏有80多万号的植物、动物、昆虫、化石标本,也大多由馆内工作人员于野外采集后制作完成,分类清晰,是珍贵的科研资料。

生物化学中山大学 篇4

2007年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目:生物化学

一、名词解释

蛋白质四级结构酶的总活力与比活力亲和层析

蛋白质的变形与复性限制性内切酶苹果酸-天冬氨酸穿梭复制子DNA损伤的错配修复多核糖体谷草转氨酶

二、填空

1、从构型上看,生物体内的葡萄糖主要以构象为。

2、转移识别糖类的非抗体蛋白质称为,利用这种蛋白质制备的亲和吸附剂主要应用于的分离纯化。

3、参与组成细胞膜的脂质分子包括、4、Phe、Tyr与Trp三种氨基酸在结构上的共同特点是是。

5、双缩脲反映是含有两个或两个以上的化合物与硫酸铜碱性溶液之间发生的反应,该反映通常用于测定蛋白质的。

6、三肽glutathione通常以两种形式存在,其中glutathione可用作生物体内以及蛋白质分离纯化过程中的抗氧化剂。

7、蛋白质的配体结合部位和配体在大小、形状、带电性等方面具有点反映在抗体的特性上即为。

8、用SDS-PAGE法测定蛋白质分子量的主要依据是。

9、在分离纯化蛋白质的方法中,离子交换层析法与等电点沉淀法的共同出发点是利用进行分离。

10、在接近生物体液PH值的条件下,既可作为质子供体,又可作为质子受体在酶促反

应中发挥催化作用的集团是,该基团作为质子供体发挥作用时,其催化机制称为

11、酶与过渡态底物类似物的亲和力比酶与底物的亲和力要

12、对于一个单底物酶促反应,当底物浓度为3Km时,反应速率与Vmax之比应为。

13、维生素B1的辅酶形势是,维生素A的活性形势是

14、DNA的终止法测序中,用于终止DNA合成的化合物为,用于分离各核算片断的方法是。

15、变形DNA在缓慢冷却时,可以复兴,此过程又成为。

16、解开DNA复性时双螺旋结构的酶是

17、合成DNA复制时所需的RNA引物的酶是

18、参与复制真核生物线性DNA末端的酶。

19、真核细胞蛋白质生物合成时,mRNA首先与

20、在蛋白质生物合成时,S-D序列的作用是。

21、参与真核生物肽链延伸的因子是。22、23、24、25、26、27、28、29、30、鹅膏蕈碱抑制的活力。内含子的剪接位点的特征是 色氨酸操纵子的调节过程中有。cAMP在原核生物转录调控中的作用 真核生物在DNA复制水平的调控由等。参与尿素循环过程的氨基酸有和 在生物的物质代谢过程中能产生乙酰辅酶A的代谢途径有 糖代谢过程的关键酶有、等。生物体内催化核糖核酸还原生成脱氧核糖核酸的酶和蛋白为、和

三、简答题

1、什么是疏水作用?为什么说熵增加是疏水作用的主要动力?简述疏水作用在维系蛋白

质结构与生物功能方面所起的作用。

2、在生物体内存在很多通过改变酶的结构从而调节其活性的方法,请举出其中的四中方

法,并分别举例说明。

3、在纯化一种蛋白质并研究其性质的实验过程中,你遇到了一些问题,请利用你所掌握的知识解决这些问题:

(1)、实验开始阶段,你已经获得大量可高效表达此蛋白的细菌菌体,请写出两种破碎菌体的方法;

(2)通过粗纯化,你得到100毫升样品,你计划用离子交换层析法纯化这些样品,已知该蛋白质的等电点是5.0,你所使用的缓冲液的PH为7.5,为了使该蛋白质能与离子交换剂结合,你应使用阴离子交换剂还是阳离子交换剂?

(3)得到纯化好的蛋白质样品后,你需要检验该样品的纯度并确定其分子量,简述如何进行试验;

(4)接下来,你计划研究该蛋白质的变性与复性特性,你发现蛋白质样品浓度很低,不能满足试验要求,请写出两种可用于提高蛋白质浓度的方法;

(5)在实验中,你发现只有在复性缓冲液中添加还原剂时,该蛋白才能正常复性,恢复其天然构象与生物功能,请简要解释原因。

4、简述生物体内葡萄糖生物合成的代谢途径。

5、简述人体内物质代谢的调控机制。

大学化学论文 篇5

——化学专业论文投稿

姓名:*** 学号:*** 学院:*** 班级:*** 专业:***

摘要:

化学的历史渊源,不管是过去、现在还是未来,人类社会的发展都离不开化学,化学与人类生活息息相关。物理学的革命,给化学带来了新时期的曙光,使化学的研究深入到探索原子、分子、晶体内部结构的新阶段。在现代社会,化学与其他学科的关系越来越紧密,化学理论和分析方法也日益完善,随着一些新概念的出现,化学出现了多个分支,形成了不同的分析领域。

关键词:

化学家、化学史、发展、时期

正文

化学的英文词为Chemistry,它是从一个古字,即拉丁字chemia、希腊字Chamia、阿拉伯字Chema,埃及字Chemi演化而来的。从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的。古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。化学从古代到近代再到现代,经历了几个重要的发展阶段,并对人类社会产生了深远了影响。本文主要是对化学史上的重大事件和化学科学发展过程进行简要的阐述。

(一)化学的萌芽时期

化学的历史渊源非常古老,可以说从人类学会使用火,就开始了最早的化学实践活动。火是人类的第一个化学发现。火也是最常见、最普通的一种化学现象,是一种发光发热的氧化反应。

从远古时代直至今天,人类的每一步前进都离不开化学。人类都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺,但还没有形成化学知识,只是化学的萌芽时期。

17世纪以前的化学史称为古代化学时期。这一时期经历了实用化学、炼丹和炼金、医药化学和冶金化学等时期。早起化学知识来源于人类的生产和生活实践。同时在人类对自然界万物的本原探索过程中,诞生了古代朴素的元素观。古代化学具有实用和经验的特点,但尚未形成一定规模的理论体系,是化学的萌芽时期。

(二)炼丹、冶金和医药化学时期

在约公元前2 世纪开始产生了炼丹术或炼金术,进而推动化学从萌芽期发展到了炼金术。古代皇帝为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金,炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验。当时出现的“化学”一词,其含义便是“炼金术”。炼金术的出现就逐步推动古代化学从实用性的化学工艺活动,转入到带有一定探索性的准实验性质的物质转变活动,使萌芽期实用性的化学得到发展,并为近代化学科学的诞生创造了有利条件。

到了16世纪以后,一些炼金术士开始制造医药,用以治疗人们的疾病。这推动了化学发展进入到了新的医药化学时期,它标志着古代的化学从炼金术向科学化学过渡的开始。同时,德国和英国都在大力发展矿冶业,以适应资本主义生产发展的需要,这就推动了一些化学家从事于冶金的实践。炼丹术和冶金术是化学的原始形式。炼丹和冶金对化学的发展做出了一定的贡献。

同时也促进化学、医药化学的发展,迎来了近代化学的诞生。

(三)确立化学时期

远在公元前5世纪,希腊哲学家提出了朴素的原子学说。1661年,罗伯特•波义耳在《怀疑派化学家》文中提出了元素概念,其定义是具有相同核电荷数的同一类原子的总称。

1703年,德国化学家施塔尔提出了“燃素学说”。施塔尔认为,火是一各由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。由这种微粒构成的火的元素称为“燃素”。1777年,拉瓦锡于提出了科学的燃烧学说-氧化学说,彻底推翻了“燃素学说”。开创了定量化学时期,使化学沿着正确的轨道发展。1803年,英国化学家道尔顿提出了近代原子学说,标志着近代化学发展的开始。

接着在1811年意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念,确立了分子理论。

俄国化学家门捷列夫发现元素周期律,德国化学家李比希和维勒发展了有机结构理论,这些都使化学成为一门系统的科学,也为现代化学的发展奠定了基础。这一时期,不仅从科学实践上,还从思想上为近代化学的发展做了准备,这一时期成为近代化学的孕育时期。

(四)现代化学

这一时期是化学史上又一次革命和飞跃的时代。物理学的革命,给化学带来了新时期的曙光,使化学的研究深入到探索原子、分子、晶体内部结构的新阶段。现代化学主要包括以下几个方面: 1.无机化学

无机化学是化学学科的起始。人类早期的冶铁、冶金、炼丹等都是与无机化学相关的活动。19世纪中叶形成的元素周期律为现代无机化学奠定了基础。20世纪以来,由于化学工业及其他相关产业的兴起,无机化学又有了更广阔的舞台。在近50年中,人们对于新理论,新材料,高产出和低污染等的追求,促进了无机化学的发展。新兴的无机化学领域有无机材料化学、生物无机化学、理论无机化学等。这些新兴领域的出现,使传统的无机化学再次焕发出勃勃生机。

2.有机化学

从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期,已经认识了一些有机化合物的性质。后来法国化学家拉瓦锡发现,有机化合物燃烧后,产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。

在有机化学运用方面,随着电子计算机的引入,使有机化合物的分离、分析方法向自动化、超微量化方向又前进了一大步。核磁共振谱仪、x射线结构分析、电子衍射光谱分析等已能用于测定微克级样品的化学结构。用电子计算机设计合成路线的研究也已取得某些进展。未来有机化学的发展首先是研究能源和资源的开发利用问题。3.物理化学

物理化学是在1877年形成的学科。到20世纪初时,物理化学以化学热力学的蓬勃发展为其特征。吉布斯对多相平衡体系的研究、范托夫对化学平衡的研究、阿伦尼乌斯提出电离学说、能斯特的热定理等都对化学热力学的重要贡献。

现代电子学、高真空和计算机等技术的突飞猛进,不但使物理化学的传统实验方法和测量技术的准确度、精密度和时间分辨率有很大提高,而且还出现了许多新的谱学技术。物理化学的研究对象开始进入各种激发态的研究领域。

4.分析化学

分析化学在古代冶炼、酿造等工艺的发展过程中得到了高度的发展,那个时期是与鉴定、分析、制作过程的控制等手段密切联系在一起的。炼丹术、炼金术等都可视为分析化学的前驱。18世纪的瑞典化学家贝格曼可称为无机定性、定量分析的奠基人。

近来分析化学中的新技术有激光在分析化学中的应用、流动注射法等。分析化学有极高的实用价值,对人类的物质文明做出了重要贡献,广泛应用于化学工业、能源、医药、临床化验、环境保护等领域。

由于化学键的电子理论和量子力学的诞生、电子技术和计算机技术的兴起,化学研究在理论上和实验技术上都获得了新的手段,使这门学科飞跃发展。现在一般把化学内容分为生物化学、有机化学、高分子化学、应用化学和化学工程学、物理化学、无机化学等五大类。

(五)今日化学

近年来,化学与其他学科的关系越来越紧密,化学理论和分析方法也日益完善,随着一些新概念的出现,化学出现了多个分支,形成了不同的分析领域,运用比较广泛的有: 1.计算机与化学

借助于计算机技术的发展,大大提高了用量子力学处理问题的能力,量子力学的应用研究也蓬勃发展起来了。化学技术的改革,正在继续向着高灵敏度、高分辨率、快速、自动的方向发展。2.生物与化学

化学研究扩展到生命研究的领域后,在蛋白质和核酸两大类生命基础物质的研究中,取得了重大突破。化学是一门基础学科,它与社会多方面的需要有关,要为全人类的衣、食、住、行,要为日益减少和稀缺的材料提供替代用品。开发能源、保护环境等都要靠化学作为强有力的助手。3.新材料与化学

在21世纪,材料和能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱,材料化学是从化学的角度研究材料设计、制备、组成、结构等的一门学科。它既是材料科学的一个重要分支,又是化学学科的一个组成部分。随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学科学领域的不断进展,作为新兴学科的材料化学发展日新月异。4.能源与化学

能源是人类赖以生存与发展的基础。能源工业在很大程度上依赖于化学过程,能源消费的90%以上依靠化学技术。未来可再生能源的开发离不开以化学为核心的技术的发展。5.环境与化学

目前,人类环境问题、能源资源问题摆在化学的面前,要求化学全力以赴加以解决:运用现代仪器技术和现代化学理论协调控制化学反应速率的因子,开辟合成反应的新途径,寻找新材料,降低反应过程中能量的损耗,提高反应效率。

(六)结论

化学是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。

化学是重要的基础科学之一,在与物理学、生物学、自然地理学、天文学等学科的相互渗透中,得到了迅速的发展,也推动了其他学科和技术的发展。

参考文献

[1] 周嘉华 赵匡华主编.《中国化学史》.广西教育出版社,2003 [2] J.R.柏延顿著.《化学简史》.广西师范大学出版社,2003 [3] 吴守玉 高兴华主编.《化学史图册》.高等教育出版社,1993 [4] 郭保章著.《世界化学史》.广西教育出版社,1992 [5] 亨利•M•莱斯特著.《化学的历史背景》.商务印书馆,1982 [6] 柴勇.中学生数理化报,2006,7:166-167.[7] 江玉安.化学教育,2009,7:74-76

生物化学中山大学 篇6

1 有机化学与超分子化学的关系

从19世纪中期正式成为一门学科, 有机化学在不断开拓中发展, 一直以来有机化学都是分子层次的研究, 有机化合物的设计也是以分子的组成和分子的结构为基础的。直至二十世纪六十年代, 有机合成方法、策略以及有机化合物鉴定手段的日趋完善使人们发现一些结构新颖的化合物成为了可能[3]。1967年7月美国杜邦化学公司的Pedersen博士在合成化合物 (双[2-邻羟基苯氧基]乙基) 醚时, 在所得的产物中, 发现除上述化合物外, 还有极少量的白色纤维状的结晶, 经过对该副产品纯化以及结构分析, 证明是一个大环多醚的化合物[4] (图1) 。

1969年Lehn等发现了一类新的具有三维结构的双环配体—穴醚[5]。接下来人们制备出了许多结构新颖的如冠醚、穴醚等有机大环分子, 并借鉴了配位化学的研究手段来探索这些大环配体对多种金属阳离子的络合能力。这些大环类配体在于金属离子络合前后分子构象常常发生变化, 激发了人们的研究兴趣, 涌现出大量结构各异的单环、双环、多环以及含有各种不同配位原子、配位原子数目的环状化合物[6]。

随着对多个系列的大环化合物研究的深入, 发展起来的主-客体化学, 特别是笼包化合物、冠醚、穴醚等的化学分子通过弱相互作用结合成的分子聚集体系体现新颖的特性, 于是有关分子间的弱相互作用的研究迅速成为关注的热点[7]。而在这些分子聚集体系中, 常常都有有机化合物的参与, 这些化合物的合成采用了多种类型有机反应, 如简单的脂肪族或芳香族冠醚一般是借用Williamson合成醚的方法;酯型或酰胺型冠醚的合成则是利用酰氯与醇或胺发生酰化同时环化的反应等。

1.1 有机化学中的超分子作用

早在19世纪下半页人们就注意到有机分子间存在这弱作用力如氢键、范德华力、配位键、π…π相互作用等, 这是组装超分子体系的根本, 同时人们也注意到这些弱作用力存在着选择性如在1874年Fischer提出“锁和钥匙”的理论。1953年DNA双螺旋结构体现出的丰富的作用力是生物体体系得以维持的根基。自1967年起人们开始系统的研究大环有机分子如冠醚等, 从而逐渐形成超分子化学。

有机化学中的重要经验规律“相似相溶原理”本质上就是超分子化学概念的体现, 主要内容是极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂, 难溶于非极性分子组成的溶剂;非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂, 难溶于极性分子组成的溶剂。极性有机分子溶于极性溶剂, 则主要是范德华力 (静电力、诱导力和色散力) 其主要作用, 其中静电力和诱导力与分子的偶极矩平方成正比, 分子极性愈大, 则分子间作用越大, 因此极性分子易溶于极性溶剂, 极性越大, 溶剂也越大。而极性溶剂H2O的溶解性质又与氢键有密切的关系, 极性分子H2O既可以提供氢原子, 又能接受其他分子提供的氢原子。如醇类化合物R-OH, 随非极性的R基团的增大, 这样与水分子的结构差异增大, 与H2O之间的氢键所占比重也越小, 所以在水中的溶解度也逐渐下降[8]。

1.2 超分子化学中的有机化学

超分子化学的两个重要内容对同学们学习有机化学有很大的帮助:一是分子间的作用力甚至达到或接近共价键的水平, 可形成稳定的超分子体系;二是通过组装可使超分子体系具有新的功能性, 如新颖的光敏、热敏、开关等可控性, 同时可用于分子器件、新型磁性材料等多种功能性材料, 此外在生命过程中也广泛存在着具有各种独特功能性的自组装体。

有机化学表现出极大的创造力, 能提供具有特定结构及性能的有机化合物, 这有利于系统的研究组分间的作用力, 对阐明生物体运行体制以及对环境科学、能源科学起着重要的作用。

合理地利用超分子化学知识可以获得传统有机合成中较难合成的有机化合物。如Saha等采用rctt-环丁烷四甲酸 (rcttcyclobutanetetracarboxylic acid, cbta) 为模板, 与trans-1, 2-二 (4-吡啶基) 乙烯 (trans-1, 2-bis (4-pyridyl) ethylene, 4, 4'-bpe) 分子之间通过分子间氢键形成一维链的超分子化合物 (cbta) ·2 (4, 4'-bpe) , 取该化合物的单晶置于紫外灯下光照激发40 min后, 经过1H NMR鉴定表明4, 4'-bpe发生了[2+2]加成选择性的生成了rctt-四 (4-吡啶基) 环丁烷 (rctt-tetrskis (4-pyridyl) cyclobutane, 4, 4'-tpcb) [9]。

2 有机化学教学中超分子化学应用实例

例一有机化合物的熔沸点体现的超分子化学

可采用水蒸汽蒸馏法来分离苯酚在室温下采用稀硝酸硝化得到是邻基苯酚和对硝基苯酚的混合物, 这是因为对硝基酚形成分子间氢键沸点较高同时可与水形成分子间氢键溶解度增大, 而邻硝基酚通过分子内氢键形成螯合环沸点较低并且在水中溶解度较小。

例二互变中体现的超分子化学

乙酰丙酮存在着如下的互变异构反应:

通常, 在极性溶剂中, 易形成分子间氢键, 酮式异构体相对稳定, 如水中乙酰丙酮的酮式大约占85%;在非极性溶剂中, 易形成分子内氢键, 因此烯醇式异构体更稳定, 如在正己烷中大约占92%[10]。

3 基于功能性超分子化学体系的有机分子设计 (两个例子)

在超分子化学中, 选定各组件的功能性以及它们在超分子器件中的自组装的方式是首要考虑的内容, 然后再找寻或合成能够实现设计要求的分子。

从以上反应式可见:化合物 (1) 不是荧光分子而 (2) 是荧光分子, 可以作为由光引发的分子开关, 这是因为光照时, H+和Na+阻止光诱导电子转移, 而从蒽的芳香环发射出荧光, 成为光致荧光开关。

Roberts等为了研究具有氢键驱使 (Hydrogen-bonddonatingcatalysis) 的催化剂催化性能, 设计了一个对称的含脲片段结构的四元羧酸配体 (5, 5'- (carbonylbis (azanediyl) ) diisophthalic acid, cbadpa) (如图3) , 在溶剂热条件下与4, 4-联吡啶 (bpy) , Zn (NO2) 2·6H2O反应得到一个三维的柱层结构[Zn2 (bpy) 2 (cbadpa) ]n, 该结构在三个方向都有较大孔道, 并且孔道中有大量的脲片段上的N-H键伸展在其中。该化合物对吡咯和硝基烯烃间傅-克烷基化反应有较好的的催化性能, 结果表明催化是在孔道中依靠氢键作用而完成的[11]。

4 结语

在有机化学教学中引入超分子化学概念, 可以使学生加深理解有机化学中基础的经验规律的, 体会多学科融合的必要性, 并且引入化学前沿知识内容, 能够开拓学生的关注视野, 提高对基础化学的学习兴趣。目前超分子化学已成为化学领域了的重要分支, 与化学领域的传统的分子化学研究相互促进, 而且超分子化学的研究思路又有别于分子化学, 因此十分有必要在大学阶段就引进超分子化学的概念。当然, 超分子化学作为一门内容丰富并且不断完善的学科, 仅仅通过以上的学习远远不够, 因此, 接下来我们会继续探索如何更好的将超分子化学引入到基础化学如无机化学、物理化学等的教学中, 在实现提高基础化学教学效果的同时也能让学生感受到化学发展的魅力。

摘要:针对超分子化学快速发展, 结合有机化学教学的现状, 教师在有机化学教学中引入超分子化学概念及前沿知识, 指导学生初步运用超分子化学知识解决有机化学学习中的问题, 提高学生学习有机化学的兴趣, 以达到增强有机化学的教学效果的目的, 并初步培养学生的超分子化学的学科意识。

大学化学教学改革探析 篇7

化学是一门重要的基础科学,与人类生活的各个方面、社会发展的各种需要息息相关。提高工科学生化学素质,是素质教育的一个重要组成部分。从“九五”期间的“面向21世纪工科基础化学教学体系和内容改革”,到“十五”期间的“新世纪工科化学系列课程新体系的实践与完善”,许多院校对已沿用一个世纪的四大化学基础课体系进行了大胆而富有成效的改革,求新、求变成为大学工科化学教学改革的主流。可是从另外一个方面来讲,报考大学化学化工类专业第一志愿的人数越来越少,大学生对于工科化学课程的学习兴趣和热情随着课程的进行与日衰减。因此,在教学中如何加强学生对化学价值的认识显得越来越迫切,有必要对现有的教学方式、方法进行改进。

一、国外大学化学课程设置及特点

(一)课程设置多层次化

将基础课内容分为多层次设课,有初级和中级,中级课程不同于我国的专业方向课,该特点在其课程计划中十分明显,如许多学校的无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、结构化学等基础课均分为Ⅰ、Ⅱ两个层次设课,然后就是选修课。

(二)实验学时比例大,内容现代化

如德国Halle大学的化学专业基础实验课学时是讲授课的2-5倍,高中级学生在实验中可反复使用现代化大仪器器,这样不仅培养了学生的动手能力,而且对培养学生的分析问题和解决问题的能力也起到了很重要的作用。

(三)课程小型化、板块化

课程小型化是指各门课程的学时大都少于我国的相同课程,这一特点尤其在高年级的课程中更为明显,这种做法表现出许多的优越性,课程小,可吸引一批从事科研的教师承担教学工作,集科研。教学于一身,使讲授方法到课程内容体现一个!新"字,剑桥为此编写了一系列小型教材,很有特色; 学生选课跨度可以很大,有利于扩大知识面; 增加了选课的灵活性,有利于实行真正的学分制; 有利于促进教学手段的现代化,如CAI软件的研制及在教学中的推广应用。

(四)实验课自成体系

与原来无机、分析、有机和物化课的联系减弱或几乎脱钩,主要设立三门实验课,分别为化学实验入门,中级化学实验、高等化学实验及仪器应用。

二、深化化学教学改革的措施

(一)加大实践教学环节

在化学专业教学过程中,实验教学是非常重要的一个环节,如果基本的实验条件都不能保证,培养具有创新能力和动手能力的应用型人才就只是一纸空谈。所以,高校应加大实验仪器设备的投入力度,以保证正常的实验教学。同时,高校应该积极主动地和科研院所、厂矿企业加强联系与合作,将“产”、“学”、“研”真正结合起来,保证实践教学的效果,为提高学生的实践技能和科研创新能力提供更多更好的锻炼机会。在借鉴国外大学成功办学经验的同时,我们也要根据国情、校情,逐步改革,稳妥发展。本着“宽口径、厚基础、重创新、强能力”的人才培养理念,对高校化学教学方法和教学内容进行改革和创新。

(二)增加学生主观能动性

化学素养不可能凭空出现,它是在化学知识的学习过程中逐步总结、在实践和应用中不断升华而形成的。在“教”与“学”这对矛盾中,“教”虽然重要,但毕竟是外在的东西,“学”才是内在的。学生要获得知识,培养能力,使身心得到健康的发展,归根结底要依靠他们自己的努力,学校和教师不能包办。因此,要树立“以学为本”的观念, 强调学生学习的主动性和积极性以及构建自己知识与能力结构的自主性。强调学习上的责任感, 培养学生独立学习的能力和方法,是“学为主体”的具体体现。

目前的大学生总体上还是处于被动学习的状态,对老师的依赖性很强,这种状况不改变,就难以实施素质教育。在多年的教学研究中,研究教师如何教的多,而研究学生如何学的很少。全面推进素质教育要求我们多研究一些“学”的问题。比如,怎样让学生的主体作用得到充分发挥?怎样使学生在生动活泼的氛围中学习?怎样在各个教学环节中调动学生学习的主动性和积极性?学生的学习状况如何?最希望学校和教师为他们解决什么问题?如果我们深入学生多做些调查研究,必然会引发出许多深化教学改革的鲜活课题,开辟教学改革的新思路。

(三)提升学生动手能力

大学化学是一门以实验为基础的课程,实验是培养学生动手能力和创新精神的重要手段,是实施全面化学教育的有效形式.应从实验内容上作相应的改革,改变传统教学内容和教学模式,向开放型、主动性模式转变,应开设基础实验、综合实验、开放性实验、基础实验和综合实验主要是对学生进行基本实验技能训练和综合能力的培养。开放性试验面向全校学生开放,形式以学生自学和独立实验为主,教师辅导为辅。开放性实验的效果好,可以提高学生的学习兴趣。学生也可以自带课题到实验室来,实验室将在材料、仪器等方面给予支持,教师参与帮助他们完善设计方案,提高其创新和动手能力。

(四)精选教学内容,突出重点

大学化学课程在教学内容上应结合学生所学专业各自的特点,对教学计划作相应的调整。首先确定该专业学生应该掌握的基本内容,在教学内容的取舍上注意与相关课程的衔接和联系,然后重点放在基本概念、基本原理和基本方法上,结合当前专业方向和本学科的最新发展动态和科学成果,适当介绍一些现代化学的前沿领域或重大发现或教师本人的科研课题,启迪学生思维,开阔学生眼界,激发学习兴趣。例如绿色化学教育、智能材料、纳米材料、液晶材料、新型陶瓷材料、光电转换材料等。总之内容的选取以真实问题为切入点,通过问题展开讨论,提高学生学习兴趣,提高大学化学课程的教学质量。

参考文献

[1]沈玉龙,王克诚.国外大学的绿色化学教育[J].化学教育,2006(10):63-64.

[2]周长智.无机元素化学教学方法的改革[J].素质教育理论与实践,2004,2(3).

[3]陈祖福.迎接时代的挑战 更新教育思想和观念[J].大学化学,1997,12(4).

大学化学论文 篇8

化学工程,简称化工,是研究以化学工业为代表的,以及其他过程工业生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律,如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等,并应用这些规律来解决过程及装置开发、设计、操作等问题,它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上,主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质,来替生产化学品或是物料工厂提供一个反应流程设计方式。实验研究、理论分析和科学计算已经成为当代化工研究中不可或缺的三种主要手段。

化学工程的研究领域最初只是化工单元操作,如:输送现象(为化工学科当中“单元操作”的理论基础)、化工热力学输送现象。随着发展,后来又发展出一些新的分支,化学工程领域的分支庞大,可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作,因应现代工业发展的需要,以化工的知识背景为基础,例如半导体工业。随计算机的快速发展,数值模拟(cfd)在化工的发展占据重要的地位。

2 化学工程与工艺专业简介

2.1 化学工程与工艺任务。根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向。

2.2 化学工程以及化学工业的一些特点。以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化工单元操作以及有关的流体力学、传热和传质原理、热力学和化学动力学等在化学工业上的应用,以指导各种过程及其设备的开发、改进和发展属于化学工程学的内容。化学工程是随着化学工业的大规模生产发展而形成的。化学工程包括过程动态学及控制、化工系统工程、传递过程、单元操作、化工热力学、化学反应工程等方面。化学反应是化工生产的核心部分,提供过程分析和设计所需的有关基础数据,研究传递过程的方向和极限,化工热力学是单元操作和反应工程的理论基础,它决定着产品的收率,对生产成本产生重要影响。对单元操作的研究,可用来指导各类产品的生产和化工设备的设计;传递过程是单元操作和反应工程的共同基础,化学工业在新的形势下要求处于化学核心地位的催化技术和化学工程都必须用跨学科的战略进行多学科的研究。动量传递、热量传递和质量传递,这三种传递,实质上就是各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程。

3 化学工程与工艺实验数据处理分析

传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。

化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。

MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行初步的尝试。传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。而MATLAB是一个强大的数学软件,能够方便地绘出各种函数图形,一方面可以解决符号演算问题,另一方面可以解决数学中的数值计算问题。MATLAB的应用范围非常广,包括信号和图像的处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。它已成为国际控制界的标准计算软件。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。

4 结束语

大学化学论文 篇9

一、大学化学的重要性

中国工程院院士黄尚廉教授指出:“工程是各式各样的,但其基础仍是相通的,化学已深入到机械、电气、热力、能源、材料、信息、生命等各个科技领域之中,大学生的基础化学教育是非常有必要加以重视的,不能只看局部和眼前而就事论事。另外,同济大学刘艳生等[2]查阅了该校环境、材料、机械工程、汽车工程等8个系1991年后的322篇博士和硕士论文,其中有106篇不同程度地与化学直接相关,从一个侧面体现了化学学科的基础性、渗透性和重要性。包装工程是一个综合性的科学与技术,数学、物理、化学、力学、材料科学与工程、生命科学等学科对包装工程学科的发展具有重大影响。化学是包装工程专业后续包装材料学、包装防护原理等专业课程的重要基础,在包装工程专业中具有重要的地位。

二、目前教学存在的问题

1.学生学习目的不明确。包装工程专业大学化学课程安排在大学第一学期开课,学生刚刚独立外出学习,心理上仍处于不完全成熟阶段,对未来工作学习目标不明确[3],对自己的专业没有很多的了解,有的甚至对于包装工程专业所具有的学科综合性更是一无所知,因此,有很多学生认为大学化学与自己的专业离得太远,认为学习化学用处不大,学习的积极性不高,学习效果自然也不理想。这就提醒我们,在化学教学过程中不仅要传授知识,还要告知学生学习大学化学的必要性和重要性,提高学生学习的效果和学习的积极性。

2.教学重点不突出。培养应用型人才是地方工科院校打造特色教育的着眼点。化学与材料、生物、金属、能源、机电、电子技术等学科相互渗透。包装工程是一个综合性的科学与技术,数学、物理学、化学、材料科学与工程、计算机科学与技术、生命科学等学科对包装工程学科的发展具有重要影响。而目前大学化学的教学内容还是遵循非化学研究类、非化学生产类的学生普遍的教学内容进行授课,并没有很好的跟包装工程专业要求挂钩。

3.教学方法陈旧。传统的教学方法不能提高学生学习的积极性,学生的主观能动性得不到充分发挥。根据现在大学生的培养目标,要求教学内容涉及面要广,而且教学内容要新,要能解决一些实际生产生活中的问题,这就要求教师突破传统,建立现代教学理念,应用现代教育手段实现人才培养目标。

4.成绩考核方式单一,考后总结不到位。考试是教学中经常采用的一种手段,各类各级考试的目的都是为了对学生所学知识和能力进行评价,考试应对学生的学习起到积极的推动作用。对于大学化学课程,考核方法还没有发生根本性变化,现在很多高校的考核方法还是采取期末卷面考试的传统考核方式,这种考试方法虽然能够检查学生对所学知识的掌握情况,但是也导致学生为应付考试而对相关的理论知识死记硬背,出现“高分低能”现象,不利于提高学生学习兴趣、发展学生创造能力,这与培养应用型人才的目标是相悖的。同时,学生考试完后,教师只根据卷面成绩对考试结果进行分析,考试情况分析显示学生的成绩符合正态分布,就说明该方式能够有效地考察学生的学习情况。而考后并没有根据考试情况具体分析为什么会出现这样的考试结果,考试只是为了考试,分析只是为了分析,并没有对下次的教学起指导作用。

三、教学新方法探索

1.从专业学习角度让学生意识到课程学习的重要性。大学化学课程是包装工程专业一门重要的专业基础课程,教师必须在第一堂课就跟学生强调大学化学课程与包装工程后续专业课的联系。例如,大学化学课程与包装材料学、包装防护原理、涂料学等专业必修课有密切联系。让学生在明白大学化学在该专业中的重要性的同时也让大一新生了解了一些自己专业的相关信息(部分学生对于包装工程到底学些什么并不太清楚,高考填志愿也是比较盲目的)。这样会提高学生学习的主动性。

2.立足本专业,突出教学重点。我校包装工程专业大学化学课程是在20xx年培养方案调整时,将无机及分析化学和有机化学合并而成的。但因为国家教委对大学生四年的总学时有严格的规定,包装工程专业大学化学课程的课时并不是以前两门化学课课时的总和,而是相当于以前一门课的课时量。大学化学理论教学40学时,实验课16学时。针对大学化学存在内容多学时少的问题,根据包装工程专业特点、培养目标和为后续课程服务的原则,我们在《大学化学》课程的教学内容上做了相应调整。

3.教学方法改进。(1)了解学生知识背景,突出以学生为中心的教学。由于包装工程专业的学生来自五湖四海,高中阶段化学教育背景存在较大差异,学生的知识水平参差不齐,因此有必要在开课前对学生的知识背景进行摸底调查。就此,我们以问卷的形式调查学生对化学基础知识的认知程度、对化学学习的兴趣、对本课程学习后获得知识能力的期望等。通过分析总结调查问卷的结果,从而对学生的化学基础知识和学习心理有了明确清晰的认识,将教学设计和学生实际情况与需求结合进行课程教学。以充分利用有限的课堂教学时间引导学生有效学习、掌握教学内容。(2)充分调动学生学习兴趣。爱因斯坦说过:“我自己并没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。”兴趣才是学习的本质动机。讲课时注意理论联系实际,这样学生就由原来的被动学习变为主动要求学习。(3)理论与实验相互促进的教学方式。大学化学是实践性很强的一门课程,教学中不仅需要注重学生对理论知识的掌握,还注重学生理论联系实际能力的培养。例如,理论课上讲述沉淀平衡时可要求学生根据所学的理论知识解答下面的问题:某溶液中含有0.01 mol·L-1的Cl-和CrO42-,当逐滴加入Ag+时哪种离子先沉淀?同时,可以安排类似的实验,通过动手操作,让同学们对沉淀平衡理论有更深刻的认识。在金属防腐部分,理论学习后,可以安排综合型实验,自己选择一种金属防护方法处理金属表面,测定其耐腐蚀性。该实验的安排既加强了学生对理论知识的掌握,提高了学生的动手能力,同时也跟包装工程专业后续的学习密切相关。

4.多种考核方式相结合,并形成一定的考后信息反馈体系。大学化学是包装工程专业一门重要的基础课程,基本理论的考核是必要的,但是还要注重实际应用所学知识能力的考核。采用多元化考核的方法对学生成绩进行综合评定,具体的方法可以是:期末进行闭卷考试,考核对理论知识的掌握程度,所占比率为60%;平时动态考核占20%,动态考核包括学生平时出勤和课堂互动、平时的作业评价和专题讨论、课程进行中的章节测验等;知识应用能力考核,这个也占20%。能力考核方法是提出一些他们所学专业中涉及到化学的比较前沿的实际问题,例如,能否利用反应:NO+CO=1/2N2+CO2来消除大气污染物NO和CO呢?能源危机日益严重,那么水变油是否可行呢?让他们通过查找资料提出解决问题的方法,并且以思考题或论文的方式提交给老师,这种考核方式让学生既学习了基本理论知识,又学会灵活应用所学化学理论知识的能力。考试完成后,找部分有代表性的学生进行考后交流是十分必要的,这有利于收集学生对大学化学教师教学情况和学生学习情况的信息。通过对信息的分析和总结,进一步指导今后教学的方向。例如,在考后找这3类人谈话,一是考试成绩优异者(卷面成绩超过90分),通过跟他们交流,了解他们考的好的原因,是教师课上得好还是对该课程有浓厚的兴趣,还是考前进行的复习很到位。二是考试不及格者,通过跟他们交流,了解他们考不好的原因,是教师课上得不好还是化学基础差,还是考前进行的复习不到位。三是平时表现很好而考试成绩不很理想者,这类学生平时表现很活跃,给人的感觉是完全能跟上教师的节奏,但考试成绩并未达到预期结果。通过考后跟学生的交流,更好地掌握教学和情况学生心理状态,为进一步提高教学质量打下基础。

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