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關(guān)鍵詞:化學(xué)物質(zhì)教學(xué) 猜想與假設(shè)
一、相關(guān)概念的界定
1. 猜想
猜想是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)已有的科學(xué)知識和經(jīng)驗(yàn)事實(shí)對未知的事實(shí)進(jìn)行理性思維作用而做出的猜測性推斷。猜想中具有很多超邏輯因素,但只有在充分邏輯思維作用下,才能導(dǎo)致思維的復(fù)現(xiàn)、想象、直覺,從而做出猜想。猜想用準(zhǔn)確的科學(xué)語言、邏輯形式表達(dá)出來就成為具體假設(shè)。
2. 假設(shè)
《現(xiàn)代漢語詞典》對“假設(shè)”的解釋是:科學(xué)研究中對客觀事物的假定的說明,假設(shè)要根據(jù)事實(shí)提出,經(jīng)過實(shí)踐證明是正確的就成為理論。在科學(xué)探究中,假設(shè)是對觀察現(xiàn)象的一個假定性的解釋或者說是對所提出的科學(xué)問題的一個推測性的答案。假設(shè)是試圖對所觀察現(xiàn)象的原因或?qū)?shí)驗(yàn)將要出現(xiàn)的結(jié)果做推測,假設(shè)要有一定的根據(jù),或者是觀察事實(shí)的根據(jù),或者是原有知識經(jīng)驗(yàn)的根據(jù)。假設(shè)是要符合邏輯的,形成假設(shè)要有一個推理的過程,并且要有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)或其他實(shí)證研究的工作緊隨其后以驗(yàn)證假設(shè)是否成立,做出合理的假設(shè)可使求證意識與邏輯推斷能力得到提高。猜想比假設(shè)更廣泛,表達(dá)的言語更自由。對中學(xué)生來說,猜想和假設(shè)在實(shí)際探究活動中往往不斷反復(fù),彼此交融,相互融合。
3. 假設(shè)與假說
假設(shè)指從已有的事實(shí)材料和科學(xué)原理出發(fā),對事物(現(xiàn)象)存在的原因或規(guī)律作出有根據(jù)的假定性說明。假說是科學(xué)發(fā)展的形式,是科學(xué)理論形成的重要階段。假設(shè)和假說既有區(qū)別又有聯(lián)系。假設(shè)是科學(xué)假說的雛形和胚胎,是對所研究的客觀事物本質(zhì)和規(guī)律的一種初步設(shè)想,而科學(xué)假說則是假設(shè)的驗(yàn)證結(jié)果,是已經(jīng)達(dá)到了的“假設(shè)的學(xué)說”,它已經(jīng)進(jìn)一步升華為理論形式了。它們的關(guān)系可用下圖表示:
建構(gòu)主義認(rèn)為,知識并不是對現(xiàn)實(shí)的準(zhǔn)確表征,它只是一種解釋、一種假設(shè),不是問題的最終答案,科學(xué)知識絕對不是一成不變的絕對真理,而是相對真理。任何科學(xué)的發(fā)展都是隨時間推移不斷地繼承和揚(yáng)棄的過程,它必將隨著人們認(rèn)識程度的深入而不斷地變革、升華和改寫,出現(xiàn)新的解釋和假設(shè)。在探究活動中,特別是在提出猜想與假設(shè)的階段,學(xué)生實(shí)際上就是根據(jù)已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),綜合、分析、比較相關(guān)的外在信息,從不同角度積極主動建構(gòu)所研究問題的意義,從而把握事物(科學(xué)現(xiàn)象)的本質(zhì)。
二、研究方法
高一的兩個班,一個重點(diǎn)班45人,一個普通班56人。實(shí)驗(yàn)班為普通班,在《化學(xué)必修一》第三、四章采取“猜想與假設(shè)”能力培養(yǎng)的教學(xué)方式教學(xué),重點(diǎn)班為對照班采用常規(guī)教學(xué)策略,經(jīng)過兩個月的教學(xué)實(shí)踐。對研究對象的“猜想與假設(shè)”能力,化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,化學(xué)學(xué)習(xí)成績進(jìn)行前后測。對“猜想與假設(shè)”能力的測量用的是廣西師范大學(xué)化工學(xué)學(xué)院文慶城、許應(yīng)華的《化學(xué)猜想與假設(shè)能力的PTA量表》。化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的量表借鑒了徐承先編的《高中生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表》,編制了兩份高中學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的調(diào)查問卷。陳述句分為2類:一類是肯定性陳述,如“我覺得每周開設(shè)的化學(xué)課程太少,心里盼望著能多上兒節(jié)化學(xué)課”,那么選擇(A)完全同意、B)基本同意、C)基本不同意、D)完全不同意的得分分別為7分、5分、3分、1分;另一類是否定性陳述,如“如果課前得知化學(xué)課不上了,我會很高興”,那么選擇(A)完全同意、B)基本同意、C)基本不同意、D)完全不同意的得分分別為1分、3分、5分、7分。自制量表滿分一百分,化學(xué)學(xué)習(xí)成績以研究對象的入學(xué)成績和檢測成績獲取數(shù)據(jù),以研究猜想與假設(shè)的教學(xué)策略對這三個因變量的影響。在此實(shí)驗(yàn)中,教學(xué)時間、進(jìn)度、教師、教材都保持了一致。
三、研究意義
現(xiàn)階段對探究過程或者技巧能力等有好幾種分類,比如美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會認(rèn)為完整的一個探究活動應(yīng)該有:觀察、測量、應(yīng)用數(shù)據(jù)、分類、應(yīng)用時空關(guān)系、交流、推理、預(yù)測、解釋數(shù)據(jù)、建立模型、下定義、建立假設(shè)、控制條件和實(shí)驗(yàn)等14種具體的過程技能。許應(yīng)華、文慶城認(rèn)為中學(xué)生科學(xué)探究能力是由提出問題能力、猜想與假設(shè)能力、制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流等8種能力構(gòu)成。鄭長龍教授提出三過程說,還有研究者提出五過程說、七過程說。正所謂仁者見仁,智者見智。但不管對科學(xué)方法或探究技能做怎樣的分類,猜想與假設(shè)都科學(xué)探究的核心環(huán)節(jié),同時又是學(xué)生認(rèn)識事物(現(xiàn)象)的第一步自我式判斷,是使學(xué)生思維發(fā)散的最為活躍的階段,它在一定程度上決定著探究的方向。在整個探究過程中起著承上啟下的作用,同時也是學(xué)生在思維層面上探究的關(guān)鍵一環(huán)。猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)在科學(xué)探究的過程中起著舉足輕重的作用。甚至有研究者認(rèn)為學(xué)生的創(chuàng)造力取決于猜想與假設(shè)的能力。恩格斯也曾經(jīng)說過:只要自然科學(xué)在思維著,它的發(fā)展形式就是假說。
本研究試圖了解學(xué)生在化學(xué)物質(zhì)的學(xué)習(xí)中是如何進(jìn)行猜想與假設(shè)的,通過化學(xué)物質(zhì)的探究性教學(xué)尋求比較有效的培養(yǎng)學(xué)生的猜想與假設(shè)能力化學(xué)教學(xué)策略。探討猜想、假設(shè)的能力與化學(xué)成績、學(xué)習(xí)興趣的關(guān)系,對改進(jìn)中學(xué)化學(xué)教學(xué)、推動當(dāng)前的基礎(chǔ)教育課程改革,具有十分重要的意義。
四、數(shù)據(jù)處理
表二:“猜想與假設(shè)”前測能力等級(猜想與假設(shè)能力的等級評定:A.強(qiáng):9分及9分以上;B.較強(qiáng):8分;C.一般:6分和7分;D.較差:4分和5分;E.差:3分及3分以下。)
結(jié)論
以上數(shù)據(jù)我們可以看出:學(xué)生的猜想與假設(shè)的能力普遍比較弱,但重點(diǎn)班的要稍微好于普通班。通過一段時間的在化學(xué)物質(zhì)的教學(xué)中有意地進(jìn)行猜想與假設(shè)能力的培養(yǎng),實(shí)驗(yàn)班的探究能力有較大的提高,尤其是E等級的學(xué)生人數(shù)有較大的下降,從實(shí)驗(yàn)前的31降到了23,而且有兩個人達(dá)到了較強(qiáng)的B等級,而對照班各個等級的人數(shù)變化都不是很大。所以我們得出這個結(jié)論:猜想與假設(shè)的能力能通過探究性的物質(zhì)教學(xué)的猜想與假設(shè)能力的培養(yǎng)而得到提高。尤其值得注意的是實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)成績都有較大的提高,這也是我們一線教師繼續(xù)實(shí)施探究性教學(xué)的動力。
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關(guān)鍵詞:有機(jī)化學(xué);趣味性;策略
中圖分類號:G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-9132(2016)10-0245-120
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.10.003
有機(jī)化學(xué)是高等院?;瘜W(xué)、生物、材料、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、土木等專業(yè)的專業(yè)必修課程,在專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中具有不可替代的地位。通過有機(jī)化學(xué)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以掌握有機(jī)化學(xué)專業(yè)知識,如有機(jī)化學(xué)的發(fā)展歷史,相關(guān)概念及理論、物質(zhì)的合成和分離。一般,鑒于化學(xué)這門課程本身以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),故會開設(shè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)與理論課程相互聯(lián)系且融會貫通,鍛煉動手操作的能力與實(shí)踐能力。
近年來,高等學(xué)校教學(xué)過程中,過多地關(guān)注教學(xué)知識能夠通過教學(xué)過程直接傳授給學(xué)生,忽視了教學(xué)中應(yīng)用多樣的教學(xué)方法,在保證量的前提下,讓學(xué)生能夠掌握好所學(xué)知識。此時,如果在教學(xué)過程中,將趣味性貫穿整個教學(xué)過程,可以改善教學(xué)過程中理論知識的生澀難懂的狀況。教學(xué)過程中的趣味性的原則指的是在教學(xué)過程中教師運(yùn)用幽默生動的語言、靈活的教學(xué)技巧、直觀形象的表演以及富有感染力的激情等來最大限度地增加課堂活力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果的一種教學(xué)方式,它要求在教學(xué)中教師應(yīng)該以學(xué)生為中心,把枯燥、難懂的課堂變得生動而富有感染力[1]。所以,如何在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中,采取不同的策略使課堂顯得趣味橫生就顯得尤為重要。
一、充分應(yīng)用多媒體,從視聽角度激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
傳統(tǒng)的一支粉筆的教學(xué)模式早已不再適用于現(xiàn)在的課堂教學(xué),隨著多媒體技術(shù)的出現(xiàn),各種多媒體軟件的廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。通過教學(xué)課件,講授的內(nèi)容至少可以增加百分之三十左右,課件制作過程中,除了可以增加圖片以及圖標(biāo)外,還可以穿插各種視頻短片。關(guān)于環(huán)己烷的椅式構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)過程中,學(xué)生難以從生澀的表述中理解構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)過程,所以在教學(xué)中,我通過自己制作的構(gòu)象翻轉(zhuǎn)的小短片,使學(xué)生理解構(gòu)象翻轉(zhuǎn)的全過程,在這個過程中學(xué)生對于生澀的東西不再排斥,從而產(chǎn)生興趣。
二、利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),調(diào)動學(xué)生的好奇心與學(xué)習(xí)興趣
大多數(shù)人對化學(xué)的興趣大部分來源于奇妙有趣的實(shí)驗(yàn)。從根本上來說,化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科,因此在有機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)中,利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)將產(chǎn)生不可估量的作用。戚洪彬等人[2]在《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系的建設(shè)》中就指出化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味化、生活化的重要性。
化學(xué)實(shí)驗(yàn),可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,特別是充滿趣味性的實(shí)驗(yàn),可以帶給學(xué)生無窮的驚奇和求知欲。作為一名化學(xué)專業(yè)的教師,應(yīng)當(dāng)窮盡自己的專業(yè)知識和教學(xué)技能,在課堂上展示給學(xué)生千變?nèi)f化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并且得到嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。那么,教師如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使得實(shí)驗(yàn)具有趣味性就是一個需要考慮的問題。有機(jī)化學(xué),是一門實(shí)踐性與應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科,是一門滲透進(jìn)社會生活各個方面的學(xué)科,也就是化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)現(xiàn)象以及化學(xué)變化無時無刻不在、無處不在。因此,教師應(yīng)根據(jù)這些原則,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際的教學(xué)中,把這樣一些生活中的物質(zhì)帶進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,并且設(shè)計(jì)成各式各樣的趣味實(shí)驗(yàn),比如,紙幣為何點(diǎn)不著,豬肝中有酶存在嗎、牛奶中摻了豆?jié){怎么檢查等等這樣一些實(shí)驗(yàn)。通過這些實(shí)驗(yàn),既調(diào)動了學(xué)生的好奇心,又在潛移默化中產(chǎn)生了有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
三、應(yīng)用趣味教學(xué)方法,讓課堂更富立體感
教學(xué)方法,指教師為了完成教學(xué)任務(wù)所進(jìn)行的根據(jù)教學(xué)內(nèi)容因材施教、化難為易來理解理論和練習(xí)實(shí)踐的活動途徑,它是一種實(shí)現(xiàn)教學(xué)任務(wù)的方法和手段[3]。
教師可以根據(jù)化學(xué)專業(yè)的特色,收集以下各方面的材料進(jìn)行教學(xué)方法的改進(jìn)。
第一,利用比喻、擬人的手法,將有機(jī)化學(xué)中,種類繁多的化學(xué)名稱、反應(yīng)機(jī)理等進(jìn)行比喻和擬人,吸引學(xué)生的注意力。將碳比喻為人,對于碳一般最多只能連接另外四個原子,學(xué)生可以記憶為人只有兩只手和兩只腳,另外一個人想要抓住他只能拉手或者是拉著腳。對于親核反應(yīng)機(jī)理來說,反應(yīng)過程中需要越過能壘,這時,可以比喻為人翻大山,體質(zhì)較弱的人由于缺少能量,翻不過大山,也就不能完成任務(wù),即無法反應(yīng)。
第二,適當(dāng)引入成語、謎語,使課堂充滿趣味。中華文明博大精深,現(xiàn)今流傳的成語很多都蘊(yùn)含了豐富的化學(xué)知識。在課堂上適時運(yùn)用成語,可以達(dá)到拓展學(xué)生知識面,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的作用。如信口雌黃、飲鴆止渴、沙里淘金、百煉成鋼和靈丹妙藥等。故用“甘之如飴”來引入有機(jī)化學(xué)中關(guān)于糖類這一章,讓學(xué)生了解祖先早有由糧食中制取糖類的技術(shù)。學(xué)生都有一定的求知欲,把化學(xué)知識轉(zhuǎn)化為更具趣味性的謎語,就可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)的效率。比如,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的直型冷凝管,可以出這樣的謎語“直直腸來有肚皮,腸內(nèi)腸外不通氣,腸外冷來,腸內(nèi)熱”,便可形象地刻畫直型冷凝管。
第三,生活離不開化學(xué),興趣能夠產(chǎn)生在于其貼近生活。由于日常生活和工業(yè)生產(chǎn)都離不開化學(xué),在課堂教學(xué)過程中要充分認(rèn)識到這一點(diǎn),聯(lián)系實(shí)際,激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣,最終引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題。比如,在講到研究“對映異構(gòu)體”的重要性的時候,可以拓寬知識面,聯(lián)系生活中常用的藥物,如沙利度胺,存在一對對映異構(gòu)體S與R構(gòu)型,其R構(gòu)型具有抑制反應(yīng)活性,而S構(gòu)型有致畸性,可以導(dǎo)致胎兒四肢短小甚至缺失,通過這些引入可以讓學(xué)生對對映異構(gòu)體的研究的重要性產(chǎn)生更多的興趣和深刻的認(rèn)識。
總之,在有機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中,運(yùn)用趣味教學(xué)的原則,可以打破“滿堂灌”,生澀難懂難記憶的問題。從個人教學(xué)過程的例子出發(fā),總結(jié)教學(xué)中的一些啟發(fā),希望能夠給有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的趣味教學(xué)原則的應(yīng)用擴(kuò)展提供一些參考。
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Application of Interest-oriented Teaching in Organic Chemistry Class
WANG Qian-qian
(Technique Department, Xinyang Normal University Huarui College,Xinyang Henan,464000,China)
關(guān)鍵詞:高壓液相色譜(HPLC) 正辛醇-水分配系數(shù)(Kow) 相關(guān)性分析 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.17.111
液相色譜分析是儀器分析的重要手段之一,在現(xiàn)代有機(jī)物分析中發(fā)揮了巨大的作用。液相色譜分析教學(xué)也成為大學(xué)化學(xué)、生物、藥學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品科學(xué)等諸多專業(yè)的《儀器分析》課程中的重要內(nèi)容。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,各普通高校相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)條件改善,在《儀器分析》配套實(shí)驗(yàn)課程中逐步開設(shè)了高壓液相色譜(HPLC)實(shí)驗(yàn),有的在專門的《色譜》課程配套實(shí)驗(yàn)中分不同類型、目的多方案開設(shè)實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的HPLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)開設(shè)常常是選擇一種到三種有機(jī)物作為對象,在一定色譜條件下進(jìn)行色譜分離與定性定量檢測,評估分離與分析的性能。然而,多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)讓我們發(fā)現(xiàn)一個問題,常常學(xué)習(xí)過的學(xué)生或者甚至高年級的研究生并不能初步判斷不同有機(jī)物在反相HPLC上的保留特性的差異,而且往往對色譜分離原理在HPLC的實(shí)現(xiàn)機(jī)制缺少應(yīng)有的基本認(rèn)知。這促使我們設(shè)計(jì)了一套新的液相色譜實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì),即雙酚類有機(jī)物的Kow測定。
1 實(shí)驗(yàn)原理
色譜法是一種借助色譜分離原理而使混合物中各組分分離的技術(shù),它是混合物非常有效的分離、分析方法。其中的一相固定不動,稱為固定相;另一相是攜帶試樣混合物流過此固定相的流體(氣體或液體),稱為流動相。當(dāng)流動相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時,其與固定相發(fā)生相互作用。由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異,與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強(qiáng)弱不同,隨著流動相的移動,混合物在兩相間經(jīng)過反復(fù)多次的分配平衡,使得各組分被固定相保留的時間不同,從而按一定次序由固定相中流出。
待測有機(jī)組分在固定相和流動相間發(fā)生的吸附、脫附,或溶解、揮發(fā)的過程叫做分配過程。在一定溫度下,組分在兩相間分配達(dá)到平衡時的濃度(單位:g / mL)比,稱為分配系數(shù),用 表示,即:
(1)
分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù)。常用的分配系數(shù)是正辛醇-水分配系數(shù)Kow,即:
(2)
式中:CO、CW分別為有機(jī)物在正辛醇相和水相中的平衡濃度。Kow不同,保留時間亦不同?,F(xiàn)已積累了大量有機(jī)化合物的Kow值,是量化表征有機(jī)化合物疏水性的方法之一。[1]
USEPA根據(jù)Kow與色譜保留時間t的對數(shù)線性相關(guān)性(方程(3)所示),建立了基于反相HPLC保留時間t測定有機(jī)物Kow的標(biāo)準(zhǔn)方法。[2]
log Kow = alogt +b (3)
該標(biāo)準(zhǔn)方法中高效液相色譜法采用C-18反相色譜柱,流動相為甲醇-水混合液。本實(shí)驗(yàn)采用高效液相色譜法測定雙酚類一系列結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)化合物的保留時間,通過考察保留時間與KOW之間的關(guān)系來進(jìn)一步理解色譜法的原理,掌握基本實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析方法。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中選擇的系列有機(jī)物是雙酚類有機(jī)物。
2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
雙酚類有機(jī)物雙酚A(BPA)、硫代雙酚(TDP)、苯基乙基雙酚(BPAP)、環(huán)己基雙酚(BPCH)、雙甲基苯酚丙烷(BPP)、雙二甲基苯酚丙烷(TMBPA)、對苯撐二異亞丙基二苯酚(BPC)的稀溶液;高效液相色譜儀:安捷倫1200,流速:1.0mL/min;二極管陣列紫外檢測器;色譜柱:Kromasil 100-5C18,150×4.6mm。流動相甲醇-水混合液(80%甲醇:20%水),20微升定量環(huán)。也可采用手動進(jìn)樣模式的HPLC。
3 實(shí)驗(yàn)步驟
第一,按體積比配制80%的甲醇溶液,超聲20min除去溶液中溶解的氣體,用微孔濾膜過濾后即可作為流動相使用。
第二,打開高效液相色譜儀,設(shè)置儀器參數(shù):流速=1mL/min;檢測波長λ=280nm;在工作站中設(shè)置樣品的相關(guān)參數(shù):樣品名稱,檢測時間,文件指定的保存目錄等。參數(shù)設(shè)好以后開泵脫氣(每次更換新的流動相都要進(jìn)行脫氣操作),脫氣完畢后測試基線。
第三,待基線平穩(wěn)以后,將配好的BPA等一系列雙酚類有機(jī)物的稀溶液用進(jìn)樣針從進(jìn)樣口依次進(jìn)樣,設(shè)定每一次的檢測時間為10min,記錄各樣品的出峰時間t,單位min。
第四,樣品測定完后,關(guān)閉紫外檢測器。用超純水進(jìn)樣,清洗進(jìn)樣器中殘留的樣品,用100%甲醇流動相沖洗色譜柱約30min,關(guān)閉高壓泵。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理
4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄
在表1中記錄七種雙酚類有機(jī)物在HPLC上的保留時間t,同時查閱現(xiàn)有的化學(xué)物質(zhì)安全手冊(MSDS)或其他工具書,或者利用Chemiffice軟件獲得這些雙酚類有機(jī)物的Kow,計(jì)算其對數(shù),列于表1。
表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[[項(xiàng)目\&BPA\&BPP\&BPC\&TMBPA\&BPAP\&BPCH\&TDP\&t (min)\&2.514\&6.662\&3.306\&4.331\&3.138\&3.583\&2.327\&logKOW\&4.15\&7.04\&5.14\&6.1\&5.34\&4.9\&3.36\&logt\&0.4004\&0.8236\&0.5193\&0.6366\&0.4967\&0.5542\&0.3668\&]
]
注:t為用液譜法測得的相應(yīng)物質(zhì)的保留時間;Kow由Chemoffice軟件獲得。
4.2 確定log t 對log Kow的關(guān)系
利用Origin軟件(或者其他科學(xué)數(shù)據(jù)處理軟件)將log t 對log Kow作圖,并進(jìn)行線性回歸,得到結(jié)果如圖1所示。
圖1 log Kow-log t關(guān)系圖
圖1得到方程為logKow=7.521×logt+1.06651,R2=0.89608。不難看出雙酚類有機(jī)物完全滿足Kow與保留時間t之間的對數(shù)線性關(guān)系,能夠很好說明當(dāng)有機(jī)物Kow加大時,其HPLC保留時間t延長的基本規(guī)律,而這一規(guī)律很好的反映了色譜分離原理在HPLC的實(shí)現(xiàn)機(jī)制,即有機(jī)物在流動相與固定相中不斷分配,達(dá)到平衡。而這個LC的分配原理與Kow的分配原理是一致的。在LC中固定相是C18,相當(dāng)于Kow中作為有機(jī)相的正辛醇;而流動相是甲醇-水混合液,相當(dāng)于是Kow中的水相。
4.3 思考與討論
由圖1可知,實(shí)驗(yàn)結(jié)果舉例中回歸方程相關(guān)系數(shù)R2=0.89608,盡管明顯大于臨界相關(guān)系數(shù)(R2=0.764,a< 0.01, n=7),說明具有顯著相關(guān)性。但是相對而言,BPA和BPC的數(shù)據(jù)相關(guān)性最差。這可能是由于下列原因引起的:第一,試驗(yàn)由本組所有成員分別進(jìn)樣,可能是由實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)者的操作習(xí)慣或操作失誤所造成的;第二,液相色譜的手動進(jìn)樣器松動,在換新的進(jìn)樣器前所得到的數(shù)據(jù)可能并不準(zhǔn)確;第三,由于實(shí)驗(yàn)中BPA等物質(zhì)的濃度沒有控制,濃度過高的有機(jī)物對色譜峰展寬,給其保留時間t測定帶來較大誤差。
5 結(jié)論
通過近年來的教學(xué)實(shí)踐,該實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)取得了良好效果,既幫助學(xué)習(xí)者生動快速理解掌握HPLC的分離原理與實(shí)現(xiàn)方式,又讓他們能夠延伸知識點(diǎn),掌握了分配的重要基礎(chǔ)和參數(shù),以及判斷有機(jī)物保留時間,利用MSDS數(shù)據(jù)和操作Chemoffice軟件等本領(lǐng)。另外本設(shè)計(jì)對儀器條件要求較低,有利于在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展,既適于化學(xué)專業(yè)作為色譜實(shí)驗(yàn)系列教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),又適于非化學(xué)專業(yè)的(尤其是生物、環(huán)境、食品科學(xué)專業(yè))作為基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容加以應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
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[2]USEPA. Standard Test Method for Partition Coefficient (N-Octanol/Water) Estimation by Liquid Chromatography [Z]. E1147-92, 1997.
關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué);化學(xué);共性;區(qū)別;交互作用
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)07-0069-02
眾所周知,自古醫(yī)學(xué)與化學(xué)的關(guān)系密不可分。醫(yī)學(xué)作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,主要任務(wù)是對人體的生理、心理和病理等現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)律的探索,發(fā)現(xiàn)有效的預(yù)防、診斷和治療疾病的方法,以更好地保障人類健康。而化學(xué)作為一門自然學(xué)科,主要任務(wù)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化及應(yīng)用。兩者存在顯著差異的同時,彼此之間又相互融合和相互滲透。醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)少不了化學(xué),醫(yī)學(xué)的發(fā)展離不開化學(xué)。而化學(xué)又可以通過醫(yī)學(xué)的發(fā)展來推動自身的進(jìn)步。了解它們之間的聯(lián)系和區(qū)別將有利于運(yùn)用在社會生活中,更好地為人類發(fā)展做出貢獻(xiàn),進(jìn)而推動時代的進(jìn)步。
一、醫(yī)學(xué)與化學(xué)起源
縱觀人類醫(yī)學(xué)的發(fā)展史,醫(yī)學(xué)是在社會生產(chǎn)和生活中逐漸積累救護(hù)經(jīng)驗(yàn)而形成并存在的,歷史上經(jīng)歷了五種醫(yī)學(xué)模式:(1)神靈主義醫(yī)學(xué)模式:在科技水平落后的古代,人們依賴祈禱和巫術(shù),同時用植物藥進(jìn)行簡單的治療,對創(chuàng)傷進(jìn)行簡易處理。(2)自然哲學(xué)的醫(yī)學(xué)模式:對宏觀宇宙萬物有了粗淺的認(rèn)識,出現(xiàn)了中國的陰陽五行的病理觀和古希臘的“四體液學(xué)說”。(3)機(jī)械論的醫(yī)學(xué):文藝復(fù)興,一些科學(xué)家把復(fù)雜運(yùn)動簡單歸納為機(jī)械運(yùn)動或物理、化學(xué)變化,疾病就是生物體這種機(jī)器某部分故障。這種機(jī)械的自然觀和實(shí)驗(yàn)方法當(dāng)時促進(jìn)了自然和醫(yī)學(xué)的發(fā)展。(4)模式生物醫(yī)學(xué)模式:19世紀(jì)后半葉發(fā)現(xiàn)了幾十種致病菌,人們就認(rèn)為環(huán)境、宿主、病因三個相互作用的因素維持著生態(tài)平衡,如果失調(diào)就會導(dǎo)致疾病,這是從純生物角度進(jìn)行理解的。(5)生物―心理―社會醫(yī)學(xué)模式:人們發(fā)現(xiàn)抑郁癥、高血壓病、胃潰瘍病、心血管病等與人的心理和社會因素有關(guān)。疾病的調(diào)控需要生物―心理―社會的相互作用。醫(yī)學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個新的時期。
化學(xué)作為一門自然學(xué)科,在科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會生活中有著重要的作用。化學(xué)的發(fā)展主要經(jīng)歷了五個時期:(1)遠(yuǎn)古的工藝化學(xué)時期:該時期人們從制陶、冶金、釀酒、染色等工藝中累積化學(xué)知識,但系統(tǒng)的化學(xué)知識還沒有形成。(2)煉丹術(shù)和醫(yī)藥化學(xué)時期:人們記載、總結(jié)煉丹術(shù),開始了最早的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。這一時期積累了許多物質(zhì)間的化學(xué)變化,為化學(xué)的發(fā)展提供了豐富的素材。(3)燃素化學(xué)時期:隨著工業(yè)不斷進(jìn)步和實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)不斷積累,人們認(rèn)為燃素是可燃物燃燒的必需條件,燃燒的過程就是可燃物在燃燒中釋放燃素的過程。(4)近代化學(xué)時期:這一時期不少化學(xué)基本定律被建立起來,例如:提出了原子學(xué)說,發(fā)現(xiàn)了元素周期律,發(fā)展了有機(jī)結(jié)構(gòu)理論。這時期為現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。(5)現(xiàn)代化學(xué)時期:即是現(xiàn)代科學(xué)相互滲透的時期。例如量子論的發(fā)展使化學(xué)和物理學(xué)有了共同的語言;化學(xué)向生物學(xué)滲透,逐步發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)、酶等生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。醫(yī)學(xué)與化學(xué)在不斷發(fā)展中相互交融、相互滲透。
二、醫(yī)學(xué)與化學(xué)共性
由于醫(yī)學(xué)與化學(xué)的淵源可以追溯到遠(yuǎn)古時期,其間自然存在錯綜復(fù)雜的聯(lián)系。從大的方向來看,醫(yī)學(xué)的研究旨在促進(jìn)健康之完美,而身體機(jī)能的穩(wěn)定與相對平衡即完美,與化學(xué)中常常追求的反應(yīng)平衡有相通之處。從小處著眼,二者的原理、基礎(chǔ)乃至研究所需的技術(shù)與精細(xì)程度要求也時常相差無幾。醫(yī)學(xué)的合理實(shí)踐需要其他相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的綜合理論,而化學(xué)可以推動建立一個完整的醫(yī)學(xué)知識體系:許多疾病要從分子水平上加以探究與解釋才能明晰發(fā)生機(jī)理,化學(xué)研究分子在體內(nèi)的調(diào)控表達(dá)過程和反應(yīng)就成為了解和認(rèn)識疾病的發(fā)病機(jī)制、演變過程和臨床治療的基礎(chǔ)與熱點(diǎn)。因此,醫(yī)學(xué)可以說是化學(xué)在生命方面的應(yīng)用,化學(xué)又是醫(yī)學(xué)從基礎(chǔ)學(xué)習(xí)到理論實(shí)踐過程中必不可缺的一門學(xué)問。
人體是醫(yī)學(xué)研究的主要對象,人體各種組織主要由蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、無機(jī)鹽和水等相關(guān)化學(xué)物質(zhì)組成,含有數(shù)十種化學(xué)元素以及大量的微量元素。在人體中不斷有化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生、能量的轉(zhuǎn)化來維持人的生命進(jìn)程,當(dāng)人體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)向不良的方向進(jìn)行時就會出現(xiàn)病理現(xiàn)象,這就需要用醫(yī)學(xué)來解決。醫(yī)學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)是預(yù)防疾病,在預(yù)防疾病時離不開化學(xué),例如:環(huán)境的檢測、消毒劑的使用等。血液、尿樣等成分的化驗(yàn)更與化學(xué)知識密切相關(guān),通過化學(xué)檢驗(yàn)查出人體的異常。在治療疾病時,藥物的合成以及結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用的鑒定,中草藥成分的提取、用途的鑒定,新藥的開發(fā)研制,都需要豐富的化學(xué)知識來解決。醫(yī)學(xué)科學(xué)日新月異,放射性同位素在醫(yī)學(xué)中的廣泛應(yīng)用,臨床治療中使用的人造皮膚、人造器官、人造血管、人造血液等先進(jìn)醫(yī)療方法不斷取得新進(jìn)展,更是化學(xué)與醫(yī)學(xué)密切聯(lián)系的結(jié)果。在醫(yī)學(xué)不斷發(fā)展的同時,也需要化學(xué)不斷的更新。醫(yī)學(xué)中新的化驗(yàn)方法的出現(xiàn)要求新的檢測方法,新藥物的研發(fā)要求發(fā)現(xiàn)可用于醫(yī)學(xué)治療的新物質(zhì)。醫(yī)學(xué)的發(fā)展依賴于化學(xué)提供的平臺,化學(xué)的進(jìn)步依靠于醫(yī)學(xué)的更新。
三、醫(yī)學(xué)與化學(xué)的區(qū)別
盡管醫(yī)學(xué)與化學(xué)間存在很多的共通之處,他們的差別依然存在。這首先體現(xiàn)在本質(zhì)及定義上?;瘜W(xué),即“變化的科學(xué)”,旨在原子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律。如今已發(fā)展出如無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等二級學(xué)科,成為公認(rèn)的“中心科學(xué)”。醫(yī)學(xué),跨越了自然科學(xué)和社會科學(xué)兩個領(lǐng)域,成為深深扎根于眾多學(xué)科之中的綜合性科學(xué)。醫(yī)學(xué)在于協(xié)調(diào)人體生理、生理良好狀態(tài)及其相關(guān)問題,目的是治療預(yù)防疾病,保障人體生理機(jī)能的健康。其次,化學(xué)和醫(yī)學(xué)分別呈現(xiàn)不同學(xué)科層次、內(nèi)容及形式。最后,兩者在研究方法上存在差別。化學(xué)講求實(shí)驗(yàn)出真知,它以現(xiàn)象和數(shù)據(jù)為階梯,以實(shí)驗(yàn)和推理為基石,最終抵達(dá)問題的實(shí)質(zhì),是一種形式化的方法;它遵循的便是這種形式化的方法,把實(shí)驗(yàn)作為研究的工具,遵循演繹的特征,是以抽象到一般的發(fā)展規(guī)律,通過不斷的實(shí)驗(yàn)探索,能準(zhǔn)確地用概念來表述一個問題的約束條件,達(dá)到解決這一問題的一般方式。醫(yī)學(xué)則更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐出真理,對已經(jīng)發(fā)生和存在的情況進(jìn)行調(diào)查、觀察,其研究目的明確,研究因素客觀存在,是一種實(shí)證性的方法;它遵循的這種實(shí)證性的方法,把儀器作為工具,以生命體為研究對象,講究以證實(shí),通過實(shí)踐獲取經(jīng)驗(yàn),再歸納、統(tǒng)計(jì)達(dá)到一般共性。相比于化學(xué),醫(yī)學(xué)不企求認(rèn)識研究對象的完整的方面及其全面的相互關(guān)系,而是以焦點(diǎn)為中心,從認(rèn)識的目的出發(fā)限定認(rèn)識的主要方面,得到一個實(shí)用的解。最后,醫(yī)學(xué)和化學(xué)的研究對象不同。化學(xué)從物質(zhì)的原子、分子出發(fā),研究單一的物質(zhì)個體,從個體出發(fā)研究整體,就是從局部到全面的研究過程。而醫(yī)學(xué)主要使用生命體這個整體,要從整體出發(fā),再來研究某一方面,就是從全面到局部的研究過程。
四、醫(yī)學(xué)與化學(xué)交互促進(jìn)作用
社會與自然環(huán)境的迅速變化決定了一些重大發(fā)現(xiàn)必須依賴學(xué)科的交叉。化學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科,其發(fā)展水平足以為其他相關(guān)學(xué)科研究提供發(fā)展平臺,醫(yī)學(xué)也同樣需要借助此平臺繼續(xù)發(fā)展。例如麻醉劑的誕生與發(fā)展,早在1800年英國化學(xué)家Dov y H 就發(fā)現(xiàn)一氧化氮具有麻醉功效,不久之后,人們發(fā)現(xiàn)了具有更好的麻醉功效的乙醚,這對實(shí)現(xiàn)無痛外科手術(shù)及牙科手術(shù)的重要性不言而喻。接著陸續(xù)發(fā)明的更加實(shí)用有效的麻醉劑成為現(xiàn)代的外科手術(shù)的基石。1932年德國科學(xué)家Gerhard domagk使用偶氮磺胺染料用于治療一位患細(xì)菌性敗血癥的孩子并使他得以康復(fù)。由此,化學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)并制備了許多新型的磺胺藥物,因而開創(chuàng)了今天的抗生素領(lǐng)域。
現(xiàn)代化學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)有更加緊密的聯(lián)系。例如,無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和生理學(xué)不斷融合并發(fā)展出現(xiàn)了一門新的學(xué)科――生物化學(xué),其主要是研究生命活動和生理。它就是利用化學(xué)的理論和研究方法,對生物的化學(xué)組成、生物中亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能及生命過程中的物質(zhì)代謝和能量變化等生命活動進(jìn)行研究。近年來,隨著化學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,化學(xué)在生物高分子的研究領(lǐng)域中取得了突破,從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì),由此形成了一門新學(xué)科――分子生物學(xué)。由于分子生物學(xué)的發(fā)展,人們對生命的了解也逐步深入到分子水平,對醫(yī)學(xué)的發(fā)展也產(chǎn)生了重大的影響。例如,化學(xué)家通過分子層面研究發(fā)現(xiàn)了生物遺傳因子的基因是脫氧核糖核酸分子(DNA)。從化學(xué)研究方法中發(fā)展起來的各種色譜分離技術(shù),在中草藥成分的分離提純上有很大的應(yīng)用,也給醫(yī)學(xué)提供了強(qiáng)有力的方法?;瘜W(xué)對醫(yī)學(xué)起了極大的推動作用。
而在化學(xué)為醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供必要的前提和理論基礎(chǔ)的同時,醫(yī)學(xué)也在化學(xué)孕育發(fā)展的過程中起到了非同小可的作用,醫(yī)學(xué)的水平一定程度上反映了化學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r。醫(yī)學(xué)在發(fā)展中遇到的任何新的臨床問題對醫(yī)學(xué)、化學(xué)乃至所有的科學(xué)技術(shù)提出了更高層次的要求,并大大促進(jìn)了化學(xué)的進(jìn)步。
總之,醫(yī)學(xué)與化學(xué)相互促進(jìn)并相輔相成,隨著時代的發(fā)展,醫(yī)學(xué)的發(fā)展將越來越依賴于化學(xué)的進(jìn)步,而醫(yī)學(xué)也促進(jìn)了化學(xué)的深入發(fā)展。他們之間日益大程度的借鑒及相互滲透將更好地造福于人類社會的發(fā)展與進(jìn)步。
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關(guān)鍵詞:普通化學(xué);綠色化學(xué)教育;環(huán)境保護(hù);滲透
化學(xué)在人類歷史發(fā)展的長河中起著十分重要而積極的作用。化學(xué)讓當(dāng)今人類社會的生活變得豐富多彩的同時,也給人類帶來了不容忽視的環(huán)境和生態(tài)危機(jī)。全球的十大環(huán)境問題包括大氣污染、臭氧層破壞、海洋污染、土地退化和沙漠化、淡水資源緊張和污染、生物多樣性減少以及環(huán)境公害等都直接與化學(xué)和化工產(chǎn)品的化學(xué)物質(zhì)污染有關(guān)[1]。化學(xué)面臨人類可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)等的巨大挑戰(zhàn),綠色化學(xué)正是在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生的。綠色化學(xué)可以詮釋為環(huán)境友好化學(xué),綠色化學(xué)是開發(fā)從源頭解決污染的一門科學(xué),對環(huán)境保護(hù)及社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義[3]。
一、開展綠色化學(xué)教育的必要性
1.開展綠色化學(xué)教育是社會發(fā)展的需要。普通化學(xué)課程是高等工科院校非化工專業(yè)學(xué)生的一門必修課,也是唯一的一門化學(xué)類課程。由于沒有其他化學(xué)類后續(xù)課程,普通化學(xué)課程對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育有著得天獨(dú)厚的條件,其影響面之大、教學(xué)效果之明顯遠(yuǎn)非選修課所能比。綠色化學(xué)是按照防止污染的思想發(fā)展起來的,是履行防止污染的最首要的和最根本的工具,也是提高人們物資再生產(chǎn)能力的技術(shù)的工具,綠色化學(xué)倡導(dǎo)采取綠色和環(huán)境友善結(jié)果的開展模式,從本源上防止污染的發(fā)生,可以克制污染在時間上延長和空間上增加,為人們的可繼續(xù)發(fā)展起到調(diào)試和限制的維護(hù)作用。當(dāng)今人類早就深刻地認(rèn)識到,假如不從源頭上防止污染的發(fā)生,實(shí)際地解決化學(xué)的污染,這樣,就不可以真正地處理環(huán)境污染這個全國性的問題。建立綠色化學(xué)計(jì)劃,可以防止化學(xué)污染,有助于環(huán)保,讓人們與環(huán)境和平相處。將綠色化學(xué)思想滲透到普通化學(xué)的教學(xué)中,不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生了解和關(guān)心生態(tài)、環(huán)境、能源等方面的問題,而且有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識,使學(xué)生樹立綠色化學(xué)的思想和環(huán)境保護(hù)的意識,培養(yǎng)社會責(zé)任感。
2.開展綠色化學(xué)教育是素質(zhì)教育的需要。素質(zhì)教育是現(xiàn)代教育所提倡的,素質(zhì)教育包含知識素質(zhì)、身體素質(zhì)、心理素質(zhì)等,而大學(xué)學(xué)生的綠色化學(xué)教育恰是知識素質(zhì)的關(guān)鍵內(nèi)容,同時又是別的素質(zhì)的全面表現(xiàn)。幫助學(xué)生樹立綠色意識,形成綠色化學(xué)觀,促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)素養(yǎng),以回歸自然、與自然和諧相處為己任。每一個國家,每一個人假如只想取得而不懂得保護(hù)和節(jié)省,到最后都會因?yàn)楦綦x綠色化學(xué)這個科學(xué)的方法而將遭到大自然隨意地懲罰,而今威脅人們生存的四大全球性問題——資源短缺與能源危機(jī)、環(huán)境污染和生態(tài)失調(diào)。青年一代,尤其是青年大學(xué)生作為未來社會的棟梁、未來社會的決策者,其意識、倫理、知識、信念都將從極大程度上決定世界的未來,這就需要從普通化學(xué)教育中逐漸侵入到綠色化學(xué)的文化中,對學(xué)生開展綠色化學(xué)教育,讓同學(xué)們建立綠色化學(xué)的思維和環(huán)境保護(hù)知識。唯有堅(jiān)定不移地將綠色化學(xué)這一個信念深入地浸透到各個同學(xué)的大腦中去,我們的環(huán)境和能源狀況才可以出現(xiàn)改善的曙光。
二、在普通課堂教學(xué)滲透綠色化學(xué)教育
1.結(jié)合教材內(nèi)容和生活實(shí)際。老師也可利用化學(xué)課的環(huán)境保護(hù)學(xué)識,采取各種各樣的辦法解說環(huán)境保護(hù)情況,逐漸讓學(xué)生知道污染環(huán)境的現(xiàn)狀,開拓同學(xué)們保護(hù)環(huán)境的意識,且每時每刻體現(xiàn)美化化學(xué)的原則,到處夾雜著美麗的化學(xué)教育,從此讓學(xué)生建立綠色化學(xué)的思維。要把綠色化學(xué)的理念貫穿到整個化學(xué)教育之中,化學(xué)教育必須體現(xiàn)綠色化學(xué)的新內(nèi)容。將教學(xué)內(nèi)容涉及的綠色化學(xué)知識,較為系統(tǒng)地滲透、融入普通化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容中,并積極跟蹤科研成果的新進(jìn)展、新動向及相關(guān)的新信息,不斷豐富、深化和改進(jìn)綠色化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。就是在化學(xué)的教學(xué)的過程中,對教學(xué)實(shí)質(zhì)觸及的有綠色化學(xué)知識的方面,及時地、恰當(dāng)?shù)丶哟笾R創(chuàng)新及思路開拓。如在第一章“熱化學(xué)”中,介紹了能源,引出了清潔燃料、綠色能源-風(fēng)能、太陽能,并介紹了我國燃料電池研究和發(fā)展的趨勢,并從環(huán)保的角度介紹廢棄電池不能隨意丟棄,應(yīng)該分類回收。在講“化學(xué)反應(yīng)速率”一節(jié)時介紹原子利用率、綠色催化劑的概念。在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識,使學(xué)生懂得科學(xué)技術(shù)本身就具有生態(tài)價值,包含綠色化學(xué)在內(nèi)的綠色科技,將使人類與自然在更高層次上和諧共處。將綠色化學(xué)教育融入普通化學(xué)教學(xué)中,不僅密切了化學(xué)和工程的實(shí)際聯(lián)系,改變了以往普通化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容單調(diào)、陳舊的面貌,而且大大激發(fā)了學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)的熱情,極大地提高了普通化學(xué)的教學(xué)效果。
2.結(jié)合多媒體。教學(xué)手段現(xiàn)代化是化學(xué)教育適應(yīng)高層次的綠色化學(xué)教學(xué)需要的必要條件。只有采用現(xiàn)代化教學(xué)手段(投影、幻燈、錄像、光盤等)和信息教育手段(包括上網(wǎng)、使用多媒體等),才能更直觀、更形象地體現(xiàn)綠色化學(xué)內(nèi)容,更易于為學(xué)生所接受,取得更好的教學(xué)效果。近年來,多媒體技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個教學(xué)領(lǐng)域,對提高教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。例如,在學(xué)習(xí)第二章“化學(xué)反應(yīng)原理”時,在多媒體的屏幕上出現(xiàn)飛馳的、冒著濃濃尾氣的汽車,然后畫面出現(xiàn)了霧霾天氣,自然而然地引出了空氣污染的治理與防范。我們知道汽車尾氣中含有大量的NO和CO,這兩種氣體都是大氣污染物,如果在NO和CO在排放到大氣前經(jīng)過化學(xué)反應(yīng),能夠生成N2和CO2,就可以大大降低汽車尾氣對環(huán)境的污染。那么NO和CO的反應(yīng)能夠發(fā)生嗎?如果該反應(yīng)能發(fā)生,能否進(jìn)行得完全?該反應(yīng)的快慢程度?這樣,很自然地把本章所要講授的知識——化學(xué)反應(yīng)的方向和吉布斯自由能變、化學(xué)平衡與平衡的移動以及化學(xué)反應(yīng)速率介紹給學(xué)生,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講授化學(xué)基本知識的同時,把與之相關(guān)的綠色化學(xué)知識傳授給學(xué)生,使學(xué)生在潛移默化中受到良好的綠色化學(xué)教育,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
三、結(jié)語
高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)已不再是單純的專業(yè)技術(shù)人才,而是要有高度的社會責(zé)任感、優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)、較高的環(huán)境意識、能把工程問題置于社會環(huán)境中綜合考慮的高素質(zhì)人才。
這就讓我們自覺地要掌握寬廣的化學(xué)知識和才能,充分地認(rèn)識綠色化學(xué)的必要性,還要籠統(tǒng)地學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的思想和嶄新的研究成績,主動參加有關(guān)的商討和教學(xué)的實(shí)施,把延續(xù)綠色環(huán)境知識作為自己義無反顧的任務(wù),用客觀的知識充實(shí)著我們的教學(xué)內(nèi)容,按照范例所涉及的知識點(diǎn),把綠色化學(xué)知識自然、生動地滲透到普通化學(xué)教學(xué)中。通過我們的教學(xué)使學(xué)生牢固樹立綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)的意識,讓他們成為以后主動保護(hù)環(huán)境的“綠色化學(xué)家”。
參考文獻(xiàn):
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[2]謝年明.淺論綠色化學(xué)教育在化學(xué)教學(xué)中的滲透[J].化學(xué)工程與裝備,2011,(8):224.
[3]劉根起,韓玲,張誠,程永清.非化學(xué)化工專業(yè)開展綠色化學(xué)教育的改革實(shí)踐[J].化工高等教育,2004,(3):24.
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