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绿色化学与化工论文大全11篇

时间:2023-03-01 16:25:10

绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇绿色化学与化工论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。

绿色化学与化工论文

篇(1)

本科毕业论文是本科生教育的一个综合性科学实践教学环节,也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结,是整个教学活动中不可缺少的重要环节。对理工科尤其是化学化工学科而言,毕业论文实验又是毕业论文工作的一个重要内容,它是培养学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析,解决实际问题的能力,以及训练专业科学研究思维与方法的重要环节[1]。

化学化工类毕业论文实验是一种综合性的设计实验,不同于单学科实验。在整个实验过程中,理论知识和实验内容、方法往往涉及多个学科,需要学生把所学知识有机地结合起来,才能很好地理解、掌握,这样就对论文指导提出了更高的要求[2]。然而,随着高校办学规模的扩大,招生人数的增加,毕业论文指导老师本来就有比较繁重的本科生、研究生教学与科研任务,有限的精力使得他们对毕业生实验的指导和管理经常不能到位,“带而不管、管而不力”的现象时有发生[3]。而且,学生还有可能因为实验室条件以及仪器、药品、耗材等不能到位,对实验过程拖拖拉拉,学生的侥幸心理、畏难情绪等也会影响学生毕业论文的质量。此外,当前毕业论文指导工作量的分配问题,势必会影响实验员的工作积极性,不利于毕业论文实验的顺利开展。因此,在毕业论文完成过程中,如何定位实验员的角色,发挥他们在实验室工作的优势,更好地服务本科毕业论文,提高毕业论文和人才培养质量,也将成为毕业论文教学改革研究的话题。以下就本科毕业论文指导中实验员所扮演的角色进行探讨。

1.做好实验资源规划师,实现实验资源合理利用和资源共享

近年来随着招生规模的扩大,毕业论文完成期间,进入实验室开展实验的学生人数相应增加,势必会造成实验室用房和仪器设备以及药品耗材等的紧张。因此,实验室管理人员,必须统筹规划,做好一名规划师,使实验室资源利用最大化,优势资源有效共享,保障学生毕业论文实验的正常开展。

(1)实验室用房。

我院学生毕业论文实验,一般安排在专业实验室。根据每个指导老师所带学生人数,合理分配实验室用房,有研究生用房的指导老师,会根据要求,少提供用房面积或者不提供。我院应用化学系每年拿出4个120m2的专业实验室供学生开展毕业论文实验,有效地保障了每个进入实验室开展论文实验的学生都有自己的“一亩三分地”,这样就能很好地解决实验室用房问题。

(2)实验室仪器设备、药品及耗材。

①实验室公用设备:例如电子天平、气流干燥器、超声波清洗器等,每个实验室提供一套;而干燥箱、冰箱等则放在专门的干燥实验室和冷冻实验室供学生使用。

②实验所需器材、药品等:学生在进入实验室前选题,查阅文献,统计实验所需的仪器设备、药品、耗材等,先由指导老师认真审阅签字确认,再交实验室管理人员最终审核,以指导老师为小组登记、领取。对于化学反应中常用的小型仪器,如调压器、加热套、磁力搅拌器、水浴锅,根据指导老师所带学生人数,统筹安排,保障每三个学生有两套仪器。对于药品、耗材,如高分子反应所用的引发剂,以及一些催化剂等,用量较少,而且不易保存,一般一届毕业生,共用一瓶已经足够;而耗材,如标签纸、试纸之类,一般交由指导老师小组统一领取。这样可有效避免学生“只借不用”,造成资源浪费的现象。

③大型仪器设备:如气质联用仪、流变仪、红外光谱仪等,一般由专门实验技术人员负责管理,为全校开放,保障优势资源有效共享。

2.做好实验全程的“绿化师”,加强和培养学生的环保意识

毕业论文期间,化学专业类学生,大多数都要进入实验室开展为期3个月左右的实验。实验过程中使用的有毒、有害,甚至“三致”物质等,如果进入环境,必定对环境造成污染,对人类造成危害。随着现代经济的发展和高校培养人才方式的转变,化学实验实现绿色化是化学实验教学发展的必然趋势,化学教师更应该具有绿色化学的思想,提倡绿色教育[4]。所以,实验员在毕业论文全程中,应该做好一名“绿化师”,加强和培养学生的绿色意识,严禁把废气、废液、废渣和废弃化学品等污染物直接向外界排放[5]。

在毕业论文完成过程中,要实现绿色化学,实验员首先要从源头上降低化学污染物的生成。为此,可以采取以下几方面的措施。

(1)提供微型实验装置,开展微量化学实验。如在有机合成研究课题中,实验室统一提供成套半微量玻璃仪器实验装置。这样既可以减少化学试剂的用量,降低“三废”的排放,又可以节约水电以及一些辅助耗材的消耗,降低了实验成本,并且能使爆炸、燃烧、中毒等事故相应减少,极大地改善实验环境条件,减少对环境的污染[6]。(2)提供无毒或低毒试剂和溶剂。当学生领用有毒有害试剂开展实验时,需要指导老师及学生研究讨论,考虑更换试剂,实在无法更换的,必须做好防护措施,小心操作,并且对实验过程中的所有废弃物回收处理。其次是对“三废”的有效处理。“三废”处理,必须分类集中收集,分别处理。尽可能采用废物回收、以废治废的方式,降低成本,提高实验室污染治理率[7]。如对废液中有机溶剂尤其是重结晶后的溶剂,可通过蒸馏回收,重复利用;对酸液、碱液可通过实验室提供的废液回收装置,分类集中收集,统一处理。对实验过程中产生的有毒或有异味的气体,必须采用密闭式操作或在通风橱中进行,能吸收的,进行吸收处理。对废渣,能回收利用的,回收利用,不能回收利用的,必须进行无毒化处理。最后,实验员还应该经常进入实验室,督促学生清洁实验,保持实验室卫生,培养他们的绿色意识、环保观念。

3.做好学生实验的安检员,保证毕业论文实验正常安全开展

完成毕业论文是学生自己查阅文献,确定研究思路和方案,自己搭建实验装置,分析和处理实验结果的过程。在这个过程中,实验员应该做好一名安检员,对学生实验过程中出现的不合理操作,进行适当的引导,对有危险操作步骤的学生多巡视指导,防止事故的发生,保证毕业论文实验正常安全开展。

作为一名安检员,实验员应该对以下两方面进行监督检查。第一,在实验室安全方面。首先应该给学生灌输安全思想。这方面我们采取在学生进入实验室前,全体学生集中学习实验室各种规章制度,开展安全教育,增强学生安全意识。其次是实验员还应该经常巡查有易燃易爆易腐蚀物以及有污染源的学生。例如,学生在研究混凝土高效减水剂时,用水泥净浆做性能测试,虽然学生对大量废渣已经妥善处理,如不加以提醒,忽略了烧杯壁上少量的水泥残渣,而直接冲洗进入下水道,由于积少成多,也会造成水管堵塞,影响实验室的正常运转。最后,实验员还应对精密贵重仪器以及实验室的水电、消防器材等加强监管,确保论文实验正常安全开展。学生在用气相色谱开展检测分析时,应从载气钢瓶、减压阀、注射器以及检测器等多方面给予指导,强调注意事项,并且观察学生实验过程,保证操作无误后,方能离开。第二,检查学生实验操作是否规范。论文实验过程中,由于学生素质有高有低,动手能力有强有弱,难免有操作不规范,而且只追求结果、不注重过程的人,这样就会给实验室安全带来不小隐患。学生在开展有机合成研究时,最容易造成实验装置搭建不规范。如在研究有HCl、H2S等有毒有害气体生成的实验中,没有搭接尾气吸收装置,这样既会给环境带来污染,又会给师生健康带来危害。第三,在安检方面,还应该密切关注为学生开放的精密贵重仪器室,重点检查学生操作情况与水电等,确保仪器安全。

4.做好学生问题的咨询师,服务引导毕业论文全过程

毕业论文实验期间,学生总会遇到这样那样的问题,而且学生问题覆盖毕业论文完成的全过程。实验员是学生进入实验室后离得最近的人,最有可能成为学生咨询问题的第一人。因此,实验员应该做好一名咨询师,服务引导,帮助解决论文中遇到的问题。例如,学生需要查找实验过程中的一个小步骤、药品性质;仪器不会使用,出了问题;实验过程中缺东少西,等等,这些情况学生一般都会找到实验员,要求帮助解决。在解决问题期间,实验员办公室成为服务学生的场所,实验室的办公电脑成为公用电脑,实验员成为全体学生的辅导老师。在为学生服务的过程中,实验员应充分体现优良的“敬业、献身、奉献、负责”的教育精神。

要成为一名优秀的咨询师,实验员必须加强学习,自我提高。实验员除了具备基本的人文社科素质之外[8],还应该具备文献资料查阅、仪器设备维修、结果分析处理、计算机运用以及实验操作技能等方面的能力,真正成为一名综合型、多能力的“通才”。例如,学生在用TU-1901紫外可见分光光度计对实验结果进行分析测试时,仪器初始化失败,并且出现氘灯、钨灯能量低等情形,这时,学生就会第一时间找到实验员,并且表现出束手无策的样子。其实,实验员只需打开机箱底座,松开光栅驱动轮,用手转动进行调整,再重新开机,仪器就能恢复正常。帮助学生解决问题的过程,其实就是实验员自我提高的过程,同时也是学生进入社会前进一步学习的过程。

总之,实验员在学生完成毕业论文的过程中,扮演的角色是多方面的。实验员必须正确认识自己,不断加强学习,提高自己各方面的素质,勇于承担起多重角色,发挥在实验室工作的优势,积极工作,乐于奉献,更好地服务于学生,才能真正为提高本科毕业论文和人才培养质量贡献出自己的力量。

参考文献:

[1]黄道战.高校扩招后实验室在毕业论文实验管理与指导工作中的改革实践[J].高教论坛,2003,(5):77-79.

[2]聂容春.谈谈化工类专业毕业论文环节中学生能力的培养[J].化工高等教育,2005,(3):115-117.

[3]闫兰英,李天良.化学与化工系开放实验室效果分析[J].高校实验室工作研究,2004,(3):7-9.

[4]魏正妍,杨秀清.在研究型化学实验中培养绿色意识[J].实验室研究与探索,2004,23,(11):36-37.

[5]张世仙,陈文兴,勾华,等.遵义师范学院化学实验室污染调查及分析[J].遵义师范学院学报,2006,8,(1):68-71.

[6]徐常龙,曹小华,陶春元,等.通过绿色化学实验培养学生创新能力[J].化工高等教育,2009,(3):42-44.

篇(2)

2.化学论文中表格设计存在的问题及解决方法

3.合成类化学论文前言的审改原则及实例分析

4.合成类化学论文摘要的基本标准及其审改实例

5.合成类化学论文题名的审改原则及实例分析

6.科技文献检索与化学论文撰写

7.如何撰写分析化学论文

8.提高化学类本科毕业论文质量的思考 

9.课程论文在公安基础化学教学中的实践 

10.化学论文中几组易混字辨析

11.基于合著论文的学科知识流动网络的特征分析——以“药物化学”学科为例

12.2002~2012年我国化学类高被引论文分析

13.广西高校大学生化学论文设计竞赛的实践与研究

14.医用化学论文写作的实践教学

15.30种化学类核心期刊高被引论文研究

16.千名医学家推荐最新七大生物化学论文 

17.课程论文与化学专业实验一体化教学探索与实践 

18.浅谈化学专业英语论文写作 

19.化学化工本科毕业论文产学研教学模式的实践 

20.分析化学实验教学改革论文的统计分析 

21.PTA量表在物理化学课程论文评价中的应用 

22.缩短科技期刊周期的思考及实践——以《化学学报》为例

23.指导教师在化学本科毕业论文中的指导作用 

24.物理学、化学论文的特点及写作要求

25.促进化学类本科毕业论文质量提高的几点思考 

26.美国化学镀镍年会论文综述 

27.高被引论文的参考文献特征研究——以化学领域为例的实证分析

28.物理学、化学论文的写作特点和要求

29.广东省举行分析化学论文报告会

30.基于创新型人才培养的毕业论文化学实验的绿色化

31.1983年分析化学论文报告会概况

32.分析化学论文报告会在陕西临潼召开

33.化学化工本科毕业论文存在问题和改革措施

34.电子期刊库对于高校化学学科科研的文献保障状况研究——以上海师范大学化学学科用户近五年SCI收录论文为例

35.应用化学专业本科毕业设计(论文)质量控制的探讨

36.试析化学类论文英文摘要特点

37.化学类论文图形摘要的主要类型及设计技巧

38.诺贝尔奖与科学家论文数量、被引频次的相关性——基于2000-2010年诺贝尔化学、物理学获奖者的实证研究 

39.化学基础研究论文的引文统计与评价

40.我国化学论文产出的科学计量分析 

41.农科院校提高化学类专业毕业论文质量的探索与实践

42.2000~2004年SCI-E收录《生物化学与生物物理进展》论文分析

43.中美科技期刊论文英文标题词汇特征对比分析——以化学类为例

44.国外新发表的皮革化学论文

45.综述论文在化学期刊中的作用及编辑组稿策略——以《高等学校化学学报》的办刊实践为例

46.应用化学毕业论文教学中指导教师和实验员角色的探讨 

47.小论文在分析化学教学改革中的应用

48.自然科学基金资助项目(有机化学)论文统计分析

49.地方本科院校化学化工类毕业论文教学改革

50.转型目标下如何提高化学类专业毕业论文质量  

51.课程论文在食品化学理论教学中的实践与探索

52.论文式实验报告在生物化学实验教学中的应用 

53.中美高影响因子化学类科技期刊研究性论文标题用词对比分析

54.如何提高化学、化工类毕业论文质量

55.化学专业科研论文的撰写技巧探究 

56.论化学类本科毕业论文的撰写

57.高师院校化学专业本科毕业论文中的问题及其撰写要求

58.论文写作在专科临床医学专业生物化学教学中的应用

59.一九八年中国化学会分析化学论文报告会论文目录

60.生物化学实验教学改革探讨——论文式实验报告

61.地方高校应用化学本科毕业论文改革探索

62.化学专业毕业论文教学改革与应用型科研人才培养的实践

63.中国化学研究论文总数已名列世界第三

64.普通本科院校化学化工类毕业论文(设计)质量改进探索与实践

65.第四次中日煤化学、碳——化学论文报告会介绍(Ⅱ)

66.指导化学工艺专业硕士研究生论文开题报告的一些体会

67.化学文摘(CA)对我国化学期刊论文的处理

68.提高独立院校化学专业本科毕业论文质量的探讨 

69.应用化学专业毕业论文(设计)实施方案的探索及实践

70.保障应用化学本科毕业论文质量的探索

71.Elsevier收录我国分析化学类期刊论文的特点及对题名和关键词的修改

72.硕士学位论文质量过程控制及管理探索——以广西大学化学化工类硕士学位论文为例

73.应用化学专业毕业论文教学中存在的问题与指导策略

74.提高化学专业本科毕业论文质量的实践与思考

75.中国化学研究论文总数名列世界第三

76.化学论文关键词的选定与排序

77.理工科本科毕业论文改革创新模式研究与实践——以化学类专业为例 

78.化学化工常用软件在相关科技论文中的应用

79.化学专业本科毕业论文中创新性问题的思考 

80.提高化学专业本科毕业论文质量的探讨 

81.浅谈《科技论文写作》在化学化工专业本科教学中的作用—以“合肥学院能源化学工程”专业为例

82.提高化学本科毕业论文质量的建议

83.科技创新导向的化学化工类本科毕业论文模式思考与实践 

84.化学化工类毕业论文(设计)质量的影响因素与对策研究

85.“《化学学报》2014年度最具影响力论文奖”揭晓

86.提高应用化学专业毕业论文(设计)质量的探索与实践——以安徽工程大学应用化学专业为例

87.“《化学学报》2014年度最有影响力论文奖”揭晓

88.“《化学学报》2013年度最有影响力论文奖”揭晓

89.理工科本科毕业论文现状及分析—以化学类专业为例

90.应用为导向的《化学文献检索及论文写作》教改探索

91.《结构化学》教学中设置课程论文的思考与尝试 

92.有机化学专业本科生毕业论文改革的探索

93.我国成为化学论文大国

94.28届地质大会有关矿物岩石地球化学论文摘要选

95.强化化学本科毕业论文实验教学环节的几点探讨

96.化学十年:世界与中国——基于2001-2010年WoS论文的文献计量分析

97.校企合作指导应用化学专业毕业论文(设计)的新模式的探讨

篇(3)

绿色化学又称环境无害化学。它的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生对人类健康、社区安全、生态环境有害的物质。

化学教育尤其大学化学教育是为经济建设服务的。医学类职业是与人类生死、健康休戚相关的事业,保障人类健康离不开药物,药物合成又离不开化学,而化学工业的发展又在很大程度上直接影响了人类的健康。如何在这三者之间构建和谐,绿色化学是唯一出路。绿色化学不应是一门独立学科,而应是一种指导思想,是人们应该倾力追求的目标[1]。作为大学化学教师,我们首先应该结合实际情况,将绿色化学教育渗透到教学工作中去,通过广泛的宣传教育,让学生树立起绿色化学意识,培养出具有绿色化学意识的一代新人[2]。绿色化学成为医用基础化学教育的一个重要组成部分,给改革课堂教学、培养学生的创新精神和创新能力提供了良好的契机。

1.提高自身实施绿色化学教育的能力和专业水平。

绿色化学是化学科学与物理、生物、材料及信息等科学结合的产物,是化学科学的发展与进步。因此教学人员不但需要具备化学基础知识、理论和技能,还要系统地学习关于绿色化学的理论知识,了解有关绿色化学技术的最新研究成果和发展方向,掌握相关学科的知识。

2.改革实验方式,避免实验污染物产生。

化学实验中总有气体、液体或固体产物的生成,或多或少地会产生有害或有毒的实验废弃物。笔者所在的安徽三联学院医用基础化学课程针对的是文理兼收的医药营销专业学生,他们毕业后从事药物开发、合成的可能性很小,进行化学实验实际意义不大,因此在实际教学中取消了实验操作环节。对于个别必要的实验,借助网络,利用录像、多媒体课件、Flas、计算机虚拟实验等现代教育技术手段进行演示,避免了化学污染物的产生。

3.针对职业需要,整合医用基础化学知识结构,添加绿色化学教学内容,激发学生的学习兴趣。

笔者选用了张法浩主编的《医用基础化学》,该教材包含了无机、分析及有机化学的内容。随着教学改革的深入,根据专业的特点及教育部对高职学生理论知识“够用为度”的原则,我院该课程总学时只有72节,比过去减少了二分之一,这就要求教师在教学思想、教学内容以及教学方法等方面做出调整,以适应新世纪人才培养目标的需要[3]。要更多地将医药营销工作中实际需要的知识融入教学过程,摒弃那些不重要又晦涩难懂的知识,使医用基础化学真正成为理论的基石。现行教材内容与职业缺乏紧密联系,忽视了与实际的联系,学生学习缺乏主动性和积极性。因此,笔者对课程进行了重新整合,删减和压缩了教材中电解质溶液、酸碱滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子轨道理论等章节内容。将压缩的理论和实验课时用以补充绿色化学内容[4][5],多元化、多层次、多角度地向学生揭示、展现绿色化学与基础化学的紧密联系。对晦涩难懂的内容以教师精讲为主;常识性的内容由学生讲解;与生活息息相关相关的内容设计题目,让学生发表见解、分组讨论或辩论,然后由教师进行总结。这样既突出了重点、难点,又培养了学生自学的能力,提高了学习兴趣。

4.学生应用化学知识、原理,结合绿色化学,撰写科技小论文。

作业是课程教学的一个重要环节,是课堂教学的继续和延伸。除了布置教材习题外,为让学生更深入更主动地将绿色化学的理念渗透到传统化学学习中,在课程结束前,笔者布置学生选择与“可持续发展”有关的选题,通过探究和调查,查找相关文献、资料,并对其进行分析、解释、评价、调查、讨论、研究,写出科技小论文。从对连续三届学生提交的论文情况看,由于平时的教学中始终贯穿了“绿色”这个与人类健康密切相关的主题,学生兴趣浓厚、选题广泛、立意明确,从问题的提出到问题的解决,学生始终是决策者、行动者。学生从可持续发展的高度去关心环境及环境问题,更深刻地理解了人与自然、人与社会、人与人之间的相互依存关系,认识到他们的态度、行为和决定将对现在和未来的全球环境、整个社会产生影响,激发了学生的忧患意识和社会责任感。

5.改革教学方式及成绩评定方式。

随着现代教育技术的普及,多媒体教学也得到了越来越广泛的应用。五年的教学中,笔者经历了传统教学――传统教学+多媒体教学――多媒体教学这一教学手段改革过程。实践证明,利用多媒体教学,无论信息量还是教学效果都得到了极大的提升。

完整的教学过程应该包括成绩的评定,考试方法的创新是教学改革不可缺少的环节。从2005级开始,课程成绩的评定项目包括:平时成绩20分,科技论文40分,理论考试40分。前两项是基本体现学生综合素质的考核,占总分60%,比重超过了理论知识的考核,既有利于调动学生提高自身素质的积极性,又促进了教改的不断推进和完善。

笔者经过几年尝试性地将绿色化学融入到医用基础化学的教学探索,逐渐实现了“教师为主导,学生为主体”的教学理念,激发了学生学习的主动性。教学中及时渗透绿色化学方面的知识,适当地加深和思维拓展,使学生在潜移默化中受到绿色化学教育,成为有绿色化学理念的新一代高职大学生,是时代的要求,是素质教育的要求。

参考文献:

[1]马莉,冉呜.绿色化学的提出与发展.成都教育学院学报,2005,9,(6).

[2]何树华,田开江.大学化学专业应加强绿色化学教育.涪陵师范学院学报,2000,18,(5)

篇(4)

我国在化学领域发表的文章总数和被引用文章数以及论文的引用次数逐年上升,已经跃居世界前列。在2000—2010年期间,中国在化学研究领域发表的SCI论文总量列世界第2位;2007、2008年成为SCI论文增长速度最快的国家见图1、图2),在此期间论文被引用次数名列世界第四位;2005—2008年,中国在化学领域被引论文的数量超过曰本,成为重要研究成果的主要产出国家之一。论文的数量与质量同步提高,质量提高更快(见图4)。中国化学在国际化学界顶尖1的论文比例从1998年的0.3%增加到2008年的8.1%中国人在化学领域发表的文章从19W—2!丨n3年的9%上升到2丨104—2丨IIm年的17%(有中国作者在内的所有文章)(源于基本科学指标.汤姆森-路透影响力的提高,我国化学家在包括IUPAC重要学术机构的担任重要职务的人数越来越多,越来越多的中国化学家担任包括Acc.Chem.Res.,Chem.Soc.Rev.,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Mater.等重要学术期刊的编辑、副主编、编委、顾问编委。

           

我国化学领域越来越重视对知识产权的保护,专利申请数量稳步增力口。2009年中国化学科学领域在中国申请的专利件数已经超过曰本和美国(见图5)。

我国生产的化工产品的销售额占全球的比例有了大幅度提升,2009年已经超过美国,成为继欧盟之后的第二大化工产品大国(图6)。

中国化学发展存在的问题

近年来在化学领域顶尖刊物上发表的论文已经有了较大幅度的增长,专利申请有了较快增长,在国际化学界有了一定的影响。但是,我们必须清楚地看到,我国化学的发展与具有传统研究优势的欧美和曰本相比,仍然存在着较大的差距,这主要体现在:高质量、原创性和系统性的研究成果仍然较少;国际顶尖科学家还很少;研究队伍在化学的各个分支研究方向结构不甚合理;缺乏与其他学科的深度交叉融合,缺乏化工产业的核心技术以及对相关产业的发展缺乏引领作用等。因此,充分的认识目前我国化学发展的制约因素和存在的问题,在“十二五”期间进行正确的引导,对维护我国化学的健康和可持续发展具有重要的意义。

中国化学学科发展的战略

一是要保持已有优势,发展新的特色领域。在已有的研究基础上,继续深入开展以化学合成及理论为核心,以材料科学、能源科学、生命科学、农业科学、环境科学和信息科学等领域的重大需求为导向,发展定向、高效、低耗、绿色的化学合成、能量和物质转换体系及相关技术,加强基础研究思想和方法向原理器件设计和制备技术的转化,强化探索和创新意识,注重基础研究和应用研究的结合与协调发展,加快化学科学的全面发展。

二是要鼓励具有原创性的新思想、新概念、新理论、新方法的提出,鼓励变革性研究项目,对重大基础问题科学研究应给予持续性的支持,使我国在一些重要的研究领域取得突破,形成一些由我国科学家提出的、在国际上具有重要影响的学术思想和理论,使我国在化学科学的若干领域的研究水平跨入世界先进行列,且在一些领域形成优势和特色。

三是要在化学科学的前沿和新兴领域取得重要突破,赶超国际先进水平。在化学科学的前沿及其新兴领域,选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键科学问题,集中力量,重点突破。争取在揭示分子及其组装体的可控合成、设计规律、性质与微观结构的本质关系,在高性能、不同凝聚态结构化学材料体系的制备、表征、理论模拟和计算方法,在高效能源和物质转化催化剂的设计和机理,在关乎人类生存和健康的药物设计和合成等领域取得重要研究成果。

四是要加强学科交叉,形成新的生长点,有重点地发展一些新的国际前沿研究领域。瞄准化学科学前沿和国家战略需求,完善学科布局与结构,注重和加强化学科学各分支学科及其与材料科学、生命科学、信息科学、纳米科学等学科的交叉、渗透和融合,推动学科建设,形成新的学科生长点,赋予化学科学新的内涵和生命力。前瞻性地重点部署和发展一些新的具有战略意义的国际前沿研究领域(例如:能源、环保、生物、催化等),组织学科交叉研究和多学科综合研究。

篇(5)

主管单位:沈阳市医药和化工行业联合会

主办单位:中国石油抚顺石化分公司;中石化抚顺石油化工研究院;沈阳化学化工学会

出版周期:月刊

出版地址:辽宁省沈阳市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1671-0460

国内刊号:21-1457/TQ

邮发代号:8-24

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1972

期刊收录:

CA 化学文摘(美)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

核心期刊:

期刊荣誉:

篇(6)

(2)内容提要与关键词内容提要是论文内容的概括性描述,应忠实于原文,字数控制在300字以内。关键词是从论文标题、内容提要或正文中提取的、能表现论文主题的、具有实质意义的词语,通常不超过7个。

(3)目录列出论文正文的一二级标题名称及对应页码,附录、参考文献、后记等对应的页码。

(4)正文正文是论文的主体部分,通常由绪论(引论)、本论、结论三个部分组成。这三部分在行文上可以不明确标示。

(5)注释对所创造的名词术语的解释或对引文出处的说明,注释采用脚注形式。

(6)附录附属于正文,对正文起补充说明作用的信息材料,可以是文字、表格、图形等形式。

(7)参考文献作者在写作过程中使用过的文章、着作名录。

4、毕业论文格式编排

第一、纸型、页边距及装订线毕业论文一律用国家标准A4型纸(297mmX210mm)打印。页边距为:天头(上)30mm,地脚(下)25mm,订口(左)30mm,翻口(右)25mm。装订线在左边,距页边10mm。

第二、版式与用字文字、图形一律从左至右横写横排,1.5倍行距。文字一律通栏编辑,使用规范的简化汉字。忌用繁体字、异体字等其他不规范字。

高中化学教育课程中绿色化学的实施

摘要:高中化学的课程目标之一就是培养学生的科学素养。随着环境问题的凸显,作为科学素养的一部分,绿色化学理念应该为学生所接受并内化。这就要求教师在高中化学教学中涵盖绿色化学理念,主动创设情境,立足实验,在课堂中渗透绿色化学理念,并对学生的绿色化学理念进行评价。

关键词:高中;教育;绿色化学

一、高中绿色化学教育目标

绿色化学是用现代化学和化工生产技术,消除或减少对人类健康、生态环境有毒的原料、催化剂、试剂和溶剂的使用,不生产有毒有害产物、副产物和废物的一门新兴学科,其宗旨是实现有害物质零排放,从源头上防止污染、保护环境。对于高中化学教育而言,绿色化学教育已经成为了不可或缺的组成部分,其教育目标具体包括以下方面:

1、知识与技能。理解绿色化学概念、原则,了解绿色化学诞生与发展,认识生产生活中的绿色化学现象;学习绿色化学的研究方法,掌握化学实验基础知识与技能,能够完成简单的绿色化学实验;理解绿色化学与其他科学之间的联系,能够运用有关知识和方法解决绿色化学问题。

2、过程与方法。在探究绿色化学问题的过程中,理解绿色化学意义,学习科学研究方法,培养团队合作精神,增强科学探究能力;掌握获取、加工绿色化学信息的方法,能够提出具有探究价值的绿色化学问题,提高自主学习、自主思考、自主探究绿色化学知识的能力。

3、情感态度与价值观。培养学习绿色化学的兴趣,激发参与绿色化学宣传与科技活动的热情,感受绿色化学与自然、社会之间的和谐发展关系;增强将绿色化学知识应用于实践中的意识,能够合理判断与绿色化学有关的社会和生活问题;关注与绿色化学密切相关的热点问题,树立绿色意识和可持续发展观念,主动承担起学习绿色化学的责任,强化保护环境和造福后代的使命感。

二、绿色化学在中学化学教学中的实施途径

1、主动创设情境,善于利用教材素材。教师在教学时,应以主动创设的或者教材中的生活化情境或问题为中心,通过主动探究式教学,鼓励、引导学生主动建构绿色化学理念,比如可以把绿色化学的理念渗透在元素化合物教学中。如在卤素教学中,教师可组织学生讨论氯气用于自来水消毒的利弊;在高分子材料的教学中,教师可以以废旧塑料的再生利用为例,让学生认识到化学对废旧物资的综合利用的作用,讨论其可能的途径。通过这些活动渗透绿色化学思想,学生经常了解及关注身边的环境问题的热点,从而提高其深入了解的兴趣,培养学生的危机感和紧迫感,并将其所学知识运用到生活中,培养学生防止污染、关注人类生存发展的责任感。

2、立足实验,渗透绿色观念。化学是一门以实验为基础的自然学科,实验是化学教学的关键所在,所以实验教学是培养学生绿色化思想的重要手段。中学化学实验中存在一些问题:一是大部分实验的药品用量在教材中都未明确量化,都是用“适量”、“几滴”等笼统的词语限定,而中学生做实验时好奇心比较重,无法准确地把握实验药品的实际用量,所以造成药品的损失,甚至可能造成污染。二是实验的产物有毒。所以要对化学实验进行调整,要定量,实验室明确告诉学生药品的用量情况,这样既可提高实验的科学性,又可为实验操作规范化奠定基础,更是减少环境污染的重要保证。三是让学生根据有毒物质的性质,探究针对该种物质如何进行回收与处理。对于实验可以进行细节上的优化和处理,使得实验更绿色化。例如在萃取操作的演示实验中,由于溴的挥发性强,毒性大,而碘的毒性较小,可以将四氯化碳萃取溴水改为萃取碘水。在铜和浓硝酸反应的实验中,将铜片改为可调节高度的铜丝,这样就可以控制反应的进行,当实验结束时可以及时将铜丝取出,减少空气污染。演示白磷和红磷着火点对比实验时,该实验反应发生时燃烧物易爆溅并且燃烧时有大量白烟产生且有毒等,实验时在铁片上方罩个玻璃罩,取用的药品也要尽可能少。由此可见,在实验时,要确保实验的安全及环保问题。另外,教师要引导学生从不污染环境、不吸入有毒烟雾及安全和便于观察等角度出发讨论、分析,共同改进完成实验,培养学生的安全意识、环境意识及绿色化理念。

三、循环使用化学试剂、充分利用反应产物

绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学,所以,我们应该应用化学的处理方法,充分利用现有资源及反应产物。这不仅从源头上防止了污染,而且增加了经济效益。例如:在中学化学实验用CO还原Fe2O3的实验中,如果将反应后的混合集体(含未反应的CO)直接释放到空气中,既浪费了资源,又污染了空气,产生了新的隐患。如果进行循环利用,就能达到节约化学资源和保护自然环境的目的。在实验工作中,用绿色化学的思想来指导,更能有效地防止污染。

四、妥善处理化学实验中的废弃物

在中学化学实验中,大部分实验的药品用量在教材中都未明确给出限量以致学生很难把握药品的实际用量,这样既影响实验的科学性和实验效果,又会造成药品的浪费,还会对环境造成一定程度的污染,也不利于培养学生的规范化操作。若将药品规定了用量和浓度,既方便施教,又方便操作,更易让学生接受、观察和记忆,从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法,同时节约药品,减少环境污染。教师实验教学过程中,限定用量,把好的经验传播给学生,妥善处理化学实验的废弃物(回收、无害化处理),加上正确引导,既提高了实验的科学性、为实验操作的规范化奠定了基础,又培养了学生良好的实验习惯、使学生学到实际应用技术,同时也增强了学生的环境保护意识,作为减少环境污染的重要保证。

参考文献

[1]董量耀.中学绿色化学教育实施策略探讨.化学教育[J].2002,11.

[2]吴光才.中学化学实验绿色化的探索[J].南平师专报.2001,02.

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近年来,随着科技的进步、社会的发展,资源与能源消耗逐渐加大,大量生活垃圾和工业污染物的排放,以及化学品的滥用,使人类的生存环境日益恶化,这不仅严重威胁到人类的健康、生存与发展,更危及子孙后代的前途和命运。然而,几乎所有的环境问题都与化学有着直接或间接的关系。就化学化工本身来说,传统上,一方面化学家在开发化学物质合成方法时,主要考虑效率,另一方面合成化学家在开发与设计如何合成所需化学品的方法时,只重视化学工程的始端,往往忽略处于过程末端的废物处理问题。所以,许多已存在的化学过程,在获得满意经济效益的同时,却对环境和人类健康造成了极大的负面影响。为了保护环境,走可持续发展的道路,培养具有社会责任感的年轻一代,在大学化学教学中渗透绿色环保理念是非常必要的。化学教师不但应是科学文化知识的传播者,更应成为绿色环保理念的创导者和践行人。为了有针对性地对化学化工专业学生进行绿色化学教育,笔者就化学化工专业学生对绿色化学的认识进行了调研。

1.调查方案的设计

以绿色化学的概念、作用及原则为主要调查内容,通过查阅相关文献资料,进行问卷设计;采用问卷调查及访谈方法对山西晋中学院化学化工学院2—4年级化学(含师范)及应用化学专业学生进行调查。对获得的第一手资料进行统计,并对有关问题进行综合分析,在此基础上参阅相关文献给出相应对策与建议。本次调查采用以班发放问卷、现场答卷与收卷方法。实发问卷400份,收回有效问卷364份。

2.调查结果统计

化学化工专业学生对绿色化学认识的调查统计见表1。

3.调查结果分析

表1显示,多数学生对绿色化学的属性有较好的理解与认识;不少学生对绿色化学的作用理解与认识不足,甚至是错误的。如约74.2%的学生误认为“绿色化学使化工过程含有废物处理环节,因而会使整个费用增加”。这些学生不懂得,先污染后治理,不仅难度大,费用不菲,而且多数需要停产整顿,随之而来的是更大的经济损失。如果化工过程实现了绿色化,即做到五个“R”:第一Reduction——“减量”,即减少“三废”排放;第二Reuse——“重复使用”,即重复使用催化剂、载体等;第三Recycling——“回收”;第四Regeneration——“再生”;第五Rejection——“拒用”,指对一些无法替代、无法回收、无法再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这就能有效实现节省资源、能源,减少污染,变废为宝,降低成本的目标,避免出现先污染后治理的恶劣情况。仅约54.2%的学生能够认识到“绿色化学追求高选择性化学反应,极少副产品,甚至达到原子经济性”。原因是不少学生缺少对原子经济性的认识。原子经济性是绿色化学的核心内容,指原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物“零排放”。可见,绿色化学的原子经济性反应,首先是最大限度地利用原料,其次是最大限度地减少废物的排放。

表1中选项8-19是绿色化学的12条原则。学生对其中9条原则有较好的理解与认识。但仅约52.7%的学生能够认识到绿色化学要求“能量使用应最小,并应考虑其对环境和经济的影响”。以前化学家在设计化学过程时,往往考虑的是如何提高产率,而忽略了能量问题,认为该问题是工程师的事情,使得化学工业成为了耗能大户。生产和使用能量的工程,往往也会造成污染,如以煤为燃料所提供的热能,多用一份能量,就多一份污染。因此,设计化工过程的化学家需要对化工各阶段进行调节与优化,从根本上改变其对能量的需求,从而使能量最低,减小对环境和经济的影响,减轻对能源危机带来的压迫。仅约42.3%的学生能够认识到,化工过程应尽量避免不必要的衍生步骤。衍生步骤会带来更多的副产物,消耗更多的资源与能量。更多的产物意味着可能会对环境产生更多的污染和破坏,必然产生需要处理更多废物的费用;更多能量的使用会使成本变高,造成不必要的能源浪费。因此,在化工过程中应最大限度地避免衍生步骤,以降低原料的消耗及对人类健康与环境的影响。仅约32.4%的学生能够认识到化工过程中催化试剂优于化学计量试剂。化学化工专业学生应该明确,催化反应不仅具有提高原料利用率与降低废物产生的益处,而且催化剂可以降低反应活化能,既利于控制,也可以降低反应发生所需要的温度。选择性催化剂是绿色化学的重要工具和重点研究方向。

4.思考与建议

不少学生对绿色化学的作用、原则缺少认识,其主要原因:一是学校对学生进行绿色化学教育重视不够,缺少要求;二是化学类专业课的课堂教学缺少绿色化学思想与原则的渗透;三是没有开设“绿色化学”课程,学生缺少了对绿色化学系统学习的机会。树立绿色化学思想,不仅是化学家与化工专家的事,而且是所有从事与化学有关的人们关注的事。作为专门培养化学化工专业高级人才的高校,应把绿色化学理念渗透到化学教育的全过程中,并作为课改与教改的指导思想。

4.1在化学类的基础课教学中渗透绿色化学思想

化学教材中蕴涵有大量绿色化学的素材,因此,在课堂教学中要时时体现绿色化学的原则和思想。通过环境污染及其危害的具体事例,让学生了解我国乃至全球环境日益恶化的现状,并探讨相应的解决措施,使学生认识到石油、天然气、煤炭等能源与资源作为现代工业的基础都是不可再生的,新能源和可再生能源是重要的战略选择,从而对环境保护、资源与能源的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识,明确发展经济不能走先污染再治理的老路。把“原子经济性理论”、现代化学技术与方法渗透到理论课与实验课中,就如何优化定量与定性实验、物质合成及当前资源利用、环境污染、化学品乱用等重大问题与学生进行讨论,培养学生的绿色化学思想及可持续发展战略,为学生在校学习与以后的工作中能够充分发挥化学的正面作用,更好地造福于人类社会奠基。

4.2在化学实验课中培养绿色化学理念

化学化工专业,各类实验课所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的污染环境的有毒有害物质,这就需要实验教师尽量改进传统实验,应用先进的实验研究新成果,以绿色化学思想与原则指导实验仪器和试剂的选择,指导实验设计、实验方法与实验“三废”的处理,在每一个实验中力求减少或避免有毒有害废物的产生,为师生和工作人员提供安全的工作环境。为此,首先,在实验中尽量采用无毒无害的反应原料。在进行无机、有机、分析、物化等实验时,在满足教学需要的情况下,为避开毒害品的使用,可考虑寻找替代品,变更反应路线,设计绿色实验方案,如用维生素B1替代剧毒的KCN做催化剂进行安息香缩合反应;以葡萄糖替代有致癌作用的苯为起始原料,用遗传工程获得的微生物为催化剂合成已二酸;用新型的固体溴化剂四丁基三溴化铵替代Brz与苯酚、苯胺反应制备对位的一溴代物,不仅反应产物更易于控制,避免了使用Br2带来的有毒、易挥发、不便准确量取等弊端,而且还具有可回收利用等优点。其次,使用封闭实验装置,回收实验废料。注意化学实验内容的选择、设计和呈现体现绿色化。一方面尽量减少污染很严重的实验,另一方面对一些实验过程中产生有毒有害气体、且污染环境的实验,进行改进与创新,想方设法将其设计成为封闭的实验装置。包括:气体发生与收集装置、气体性质反应容器、尾气收集与处理、导气装置等。在无法封闭的情况下,要注意回收、通风或采取其他防护措施。对实验过程中产生的废料,设法予以回收或适当处理。第三,采用微型实验。在微型化的条件下对实验进行重新设计与探索,以达到用尽可能少的试剂来获取尽可能多的化学信息。

4.3开设专门的绿色化学课程

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二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势

本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。

三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式

山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。

四、我国化学工程与技术专业集群的路径

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这次获奖的闵恩泽院士1924年2月出生,主要从事石油炼制催化剂制造技术领域研究,是中国炼油催化应用科学的奠基者,石油化工技术自主创新的先行者,绿色化学的开拓者,在国内外石油化工界享有崇高的声誉。

同是中科院院士的夫人陆婉珍这样评价,他能取得一些成绩,并不是他比别人聪明,只不过是他一辈子都在不停地钻研这件事。女儿说:“他的脑子比较单纯,一天到晚就在想他那个催化剂的事。”

53年前,他留美学成归国。从此,他的人生和祖国炼油催化事业的发展紧密相连。

作为2007年度国家最高科学技术奖得主,1月8日,他从总书记手中接过殷红的奖励证书。

站在人民大会堂大礼堂主席台中央,他看起来依然平静又谦逊。他用一生未改的四川乡音说:“这成绩是属于大家的。”

少年英姿,如今白首。这位83岁的老人,就是中国科学院院士、中国工程院院士、第三世界科学院院士、中国石化石油化工科学研究院高级顾问──闵恩泽。

创新启示:中国科技人员有能力自主创新

有一种神奇的物质,在它的作用下,能更快更多地生产所需要的产品,1835年,一位瑞典化学家将这种神奇的物质命名为“催化剂”。

在过去的半个多世纪,中国石油炼制和石油化工领域,催化技术不断发生巨大变化。20世纪50年代,我国石油炼制催化剂领域还是一片空白,如今,国产催化剂早已跻身国际先进行列。

这其中的一些重大创新和变化,几乎都无法绕过闵恩泽的名字。

“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”,这是2005年国家技术发明奖唯一的一等奖。此前,该奖曾连续6年空缺。这23个字,记者每次重复都觉得有些拗口,幸好对面这位总设计师始终和蔼慈祥。

自1925年以来,晶态型的雷尼镍催化剂一直在有机合成中广泛使用,技术趋于成熟,进步十分缓慢。将雷尼镍的科学知识基础由晶态转为非晶态,由搅拌釜改为磁场控制的磁稳定床,这是原始创新和继承创新。

这项创新带给闵恩泽很多启示,“最重要的是,我对自己增强了信心。这项创新的思路和概念完全是我们自己的,是经过我们20年的努力。它证明,中国科技人员有能力自主创新。”

在他的简历上,记者看到一条清晰的创新轨迹:1960年,他捧出质量优于国外产品的小球硅铝裂化催化剂;1981年,他研究开发成功半合成分子筛裂化催化剂;1995年起,他担任“环境友好石油化工催化化学和反应工程”项目主持人……

问及创新的感受,他毫不犹豫地告诉记者:“思考催化剂的问题是快乐的;当想出一个好的解决方法时,也是快乐的;当课题最终取得成功时,那更是快乐的。”

如今,这位80多岁的长者,其关注点早已放到绿色化学领域。采访中,他和记者提及最多的是“如何把绿色化学扩展到开发生物柴油和生物质化学品新领域”。他指出:“生物柴油是替代石油柴油的清洁燃料之一。而要使其能在市场竞争中立足,还要配套开发高附加值的生物化学品。目前,世界各国生物柴油的发展步伐快得不得了,我们必须抓紧。”

创新比喻:“创新好似吃‘麻辣烫’”

每当北京有一家新的川菜馆开张,闵恩泽都忍不住要立刻赶去。他喜欢吃川菜,尤其喜爱“麻辣烫”。他还诙谐地用“麻辣烫”来比喻创新的体会:“创新好似吃‘麻辣烫’,又辣又爱。坚持下去,终获成果!”

“又辣又爱”道尽创新苦与乐,“坚持下去”折射人生尽执着。就在老人的讲述中,记者的思维又一次在时空中穿梭,由近及远,由远及近。

边学习、边实践、边革新,1960年,闵恩泽等开发成功独特的混捏―浸渍法制备磷酸硅藻土催化剂,生产出合格的磷酸硅藻土叠合催化剂,其耐水性超过进口催化剂,且价格便宜。这背后是他们近5年的努力。

1964年5月,小球硅铝裂化催化剂正式投产。投产期间,他也亲自到现场主持制定试生产方案和操作规程,甚至食宿都在现场。这背后,是他们4年的坚持。

“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”,这更是一个集体为之探索20年的成果,既没有现成的模式,也没有可以借鉴的经验,闵恩泽感慨:“中间的曲折坎坷实在太多了。但坚持到底,所有问题都解决了。”

创新动力:最大的驱动力是“责任”

当记者问他:“您一生都在不断追求创新,其中最大的驱动力是什么?”他回答:“责任。”在他看来,一个人做的事,能够和国家强盛、民族命运联系在一起,这是一件值得高兴的事情。

1948年,他在美国第一次看到催化裂化装置,看到那黑褐色的原油神奇地变成清亮透明的汽油,当时他除了惊奇,只有感慨:中国何时能建成这样的装置?

但让他未料到的是,12年后他却在研究这套装置的微球硅铝裂化催化剂,而当时,国外对这种催化剂的制造技术严密封锁。

1964年,他研制出小球硅铝裂化催化剂。当时我国面临的情况是,国外不再向我们提供小球硅铝裂化催化剂,没有小球硅铝裂化催化剂,就不能生产航空汽油,我们的战鹰面临飞不上蓝天的危急局面。

他不仅把一生的兴趣都和国家需求紧密结合。“责任”也体现在他工作生活的一点一滴。时至今日,学生宗保宁仍记得做博士论文时的一件事。当他的论文一遍遍地被退回,他忍不住赌气地说:“不写了,我和您的写作风格不一样。”闵恩泽说:“不是风格不一样,是水平不一样。”严师出高徒。如今,宗保宁已是中国石油化工科学院副总工程师。

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在组织指导本科生学习基础理论知识的前提下,再进行相关实验课程的教学,这是化学及化学相关学科教学的特点。但是一般实验教材中的实验项目也均为经典的实验项目,从实验方法、内容、步骤到问题思考与讨论,基本上是预先设定的,学生没有太多选择和发挥的机会,难以调动学生学习的主动性和积极性。面向21世纪化学化工各学科的实验教学改革研究,现已形成了以“实验原理与技术”为主线和以“制备—分离分析—结构性能测试”为主线的2种主流的实验课程新体系,这对我国化学化工实验教学将产生深远影响。但在实验教学中如何加强实验教学改革,充分体现学生技能的训练和创新能力的培养仍是高校面对的新课题。

在实验室建设与实验教学改革方面,我院于2003年申报了山东省化学基础实验教学示范中心建设项目,从实验室建设到实验教学改革进行了较大的实践创新。

1化学实验中心的实验室设置与管理

曲阜师范大学化学科学学院原有无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化学工程与工艺等实验室,1999年重新组建为基础化学实验室、物理化学实验室、化学工程实验室和仪器分析实验室(测试中心)。化学实验中心建成后,经过优化调整,重新设置了9个实验室,其中应用化学实验室、绿色化学实验室、综合化学实验室、材料化学实验室和环境化学实验室为新设实验室(见图1)。

2实验课程体系和实验内容体系的改革

2. 1实验课程体系的改革

在实验课程体系改革方面,分析了高等师范院校化学实验教学现状,吸取综合大学的实验教学改革经验,从改革实验课程体系、优化实验教学内容、更新实验教学手段、实施新实验成绩考核办法等方面,探讨了高等师范院校如何培养学生的实验技能和创新能力,全面推进实验教学新体系建设。

打破原有课程设置体系,统筹安排实验内容,将无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、物理化学实验和仪器分析实验、化工基础实验等综合起来,重新设置为:基础化学实验I、基础化学实验n、物理化学实验、仪器分析实验、化工基础实验、综合与设计实验、现代分析测试技术、研究性实验(毕业论文)等(见图2)。

2. 2实验教学内容体系的改革创新

实验教学内容改革是本次改革的一个重点。在实验开设内容方面,按实验由简单操作到综合训练,从对基础理论的理解到理论的综合、应用的渐进过程,将大学本科化学实验教学的内容依次安排成4个层次的实验内容,即:化学基础实验技能、综合性实验、设计性实验和研究性实验,构建了“四模块、分层段”的实验教学模式(见图3)。化学基础实验技能训练内容包括基本化学实验操作等内容,在这一方面重点强调操作的规范性和实用性,使学生能够熟练、正确地使用各种常规仪器设备,充分体现教师教育特色。综合性实验提倡学科交叉,通过增加综合性实验的数量,提高学生综合运用知识、解决问题的能力。如“制备+性质测定”、“分离+分析+性质”等类型的综合性实验。设计型实验由学生根据实验课题,自己通过查阅资料完成实验内容的设计,经指导教师批准后实施,能够培养学生综合运用知识、自主研究创新的能力。研究型实验主要是以学生毕业论文或毕业设计形式体现,在这一环节中,强调学生的实验内容与教师和科研课题相关联,与应用开发相关联,通过研究性实验加强学生创新能力和实践能力的培养。

另外,学生除了在教学计划安排的时间内进行实验技能学习以外,还可利用开放实验室独立自主地进行强化和创新。所有实验室对学生开放,学生在教师指导下可以自由选择实验内容,利用实验室的开放进行实践创新活动,给学生更多的发展空间,提高自主创新的能力。

从实验时间安排上(见图4),基本实验技能方面的实验在一年级进行,综合性与设计性实验主要在二、三年级进行,设计性实验则是在进行了一定综合性实验的基础上安排,研究性实验与毕业论文环节相融合,一般安排在四年级,学生在指导教师指导下进行科研训练,并完成毕业论文。

3实验教学改革实践与人才培养成效

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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 我校是一所以石油化工为特色的省属综合性大学,有机化学实验是我校化学化工类专业的必修专业基础实践课之一,每学年全校有14个专业40多个班级开设此课程。有机化合物的合成是有机化学实验教学内容的重点,属于综合性实验,目的是使学生掌握并熟悉基本操作与典型的实验制备方法,学会一些难度较大的新的合成方法与实验技术,培养学生独立工作的能力,实事求是的科学态度,以及认真、细致、敏捷的工作作风,养成保护环境等意识。设计性实验,只给出实验目的与要求,学生必须通过查阅参考文献,撰写实验方案,经指导老师审查通过后独立开展实验,对于实验过程中发现的问题尽可能自行解决。该类实验完全摒弃了在以往实验教学中常用的保姆式教育,放手让学生去设计、思考,独立自主地解决实际问题,动手能力得到显著提高。我校学生开设的综合性与设计性实验的课时数占总有机化学实验课时数之比达到80%以上。教师和学生普遍反应该课程体系设计科学,学生在基础理论和实践技能培训方面得到全面、系统地训练。

一、课程的目的及要求

综合与设计性实验目的是训练学生对基本操作和理论知识灵活的综合运用,掌握有机化合物的合成、分离、提纯及鉴定方法;培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯。以有机合成为主,教师给定目标产物,学生按照老师给定的实验要求,运用所学知识,通过查阅资料,独立(或在教师指导下)撰写实验方案,拟定实验步骤,准备实验所需物品,完成实验并写出完整的实验报告。

二、实验内容的选择

1.实验的类型。在选择实验内容时,实验的类型基本分为两类:(1)有机化合物的制备及表征。(2)植物中提取与分离天然有机物。有机化合物的制备,在课时数不多的情况下尽可能做到两个兼顾。首先是兼顾有代表性的有机化学反应类型,例如:(1)酰基化反应(乙酰苯胺的制备,阿司匹林的制备)。(2)酯化反应(乙酸正丁酯的制备,苯甲酸乙酯的制备)。(3)亲核取代反应(1-溴丁烷的制备)。(4)氧化反应(苯甲酸的制备)。(5)康尼查罗反应(苯甲醇和苯甲酸的制备)。其次是兼顾各种重要的合成装置及操作,涵盖了分别带分馏柱、带气体吸收、带电动搅拌、带分水器的回流装置;水蒸气蒸馏装置(从肉桂皮中提取肉桂油及其主要成分的鉴定),索氏提取装置(茶叶中咖啡因的提取),蒸馏装置,薄层色谱(薄层色谱法分离绿色植物天然色素)。有机物的鉴定既有物理常数测定(熔点、沸点,折光率),也有采用化学方法鉴定,有机波谱分析(红外光谱,质谱)。大部分实验都将合成、分离、提纯、物性的测定和波谱鉴定等环节串联成一体。

2.实验微量化。改变了部分实验的投料量,进行微量或半微量实验,降低实验成本,节约实验时间,大大减少实验污染,潜移默化地培养学生利用资源、绿色环保的科学发展观。

3.根据低毒的原则选择原料及溶剂。鉴于实验室的条件不太完善及实验班数及人数多的特点,在不影响实验效果的前提下,尽量选择低毒性的原料及低毒易回收再用的溶剂。如苯甲酸的制备我们采用苯甲醇替代甲苯;苯甲醇和苯甲酸的制备萃取剂我们采用石油醚替代乙醚;酯化反应的带水剂、茶叶中咖啡因的溶剂的种类也是基于这个原则去选择。

三、改进合成实验教学

合成实验教学安排在基本操作的教学之后,学生已具备了一定的技能,但不能熟练掌握,动手能力和独立解决问题的能力较差。以往的教学是教师先讲实验目的要求,分析实验原理和可能出现的问题,学生进行操作实验,教师巡视指导。此方法虽然使学生的基本操作得到训练,但仅仅是完成实验内容,缺乏良好的思维训练。学生在实验中遇到问题不会分析思考,动手解决,创造性得不到发挥,这在以后的毕业论文实践中充分暴露出来。针对教学实际,我们逐渐摸索出解决问题的方法。把科学的思维方法贯穿于教学中,形成“以学为主,以教为辅,思维训练为主线”的教学原则。

1.建立有机合成反应研究的基本思路。在合成与制备实验中,应培养他们树立以实验为基础的科学研究思想及设计实验的能力,逐步学会化学研究的实验方法。例如:由乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯的实验,通过分析可知为平衡反应历程,根据平衡反应的知识,采用过量的醇,或除去反应生成的水的方法提高产率。

2.加强对学生实验预习的指导,提高预习效果。对学生预习要求认真阅读教材,独立思考,发现问题,提出问题,能够预知实验成败的关键。教师根据学生的讲解给学生判定预习成绩。一个有机反应能否进行反应条件(外因)的选择与应用十分重要,例如:由正丁醇、溴化钠和硫酸制备1-溴丁烷的实验。浓硫酸用量的大小。学生通过思考得出反应速度取决于两物质的浓度,这就要求有更高浓度的氢溴酸,因此需要过量的硫酸;硫酸的浓度和用量是否越多越好?引导学生进一步讨论,最后小结对硫酸量的要求:适当过量,浓度适中。

3.提高学生实验技能。我们把基本操作技能的训练摆在提高学生实验能力的首要位置,实验中耐心指导,严格要求,细心观察每一个学生的操作,发现不规范的及时纠正并给予示范。通过一些相关联(理论、装置、操作)但又有差别的实验进行反复练习,强化训练,达到规范化的要求。如制备实验做到装置合理,操作规范,台面整洁有序,实验习惯好,知道废物回收处理,防止有机物的挥发和毒性,认真操作,及时记录。积极互动、合作的实验也培养了学生的协作能力。实验过程中学生实验时间有时会相差到一个小时,教师应帮助他们分析原因,鼓励他们“胆大心细”,在做好预习工作的前提下,大胆实验,提高实验技能的目的。

四、教学效果

上述教学方法的实施极大地调动了学生做好实验的积极性和主动性,有效地培养和提高了学生独立分析问题和解决问题的能力,锻炼了动手能力,训练了思维能力。在实验的过程中,学生积极主动地动手操作,对出现的问题认真思考,分析原因想办法动手解决。一些实验结果不理想的同学,能在教师的指导下分析失败的原因。从实验报告来看,思路清晰较为严谨,个别同学还有独到之处,已初步学会了有机合成反应研究的基本方法,并使自身的科学素养得到一次系统的训练,这在以后学生课外科技创新及毕业论文设计中表现出良好的教学效果。

参考文献:

[1]王科志,申秀民,刘正平,等.化学综合设计实验教学模式的改革[J].化学教育,2010,(3):92-93.

[2]于秀兰,杨桂秋,任保轶,等.有机化学综合性设计实验的教学探索[J].化工高等教育,2009,(4):55-57.