導語：如何才能寫好一篇綠色化學的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

本書由4部分組成，共23章：第一部分概念，含1-4章：1. 綠色分析化學的概念；2. 有關綠色分析化學的教育：3. 綠色分析實驗室的實驗；4. 有關綠色分析化學的出版物。第二部分分析過程，含5-14章：5. 綠色取樣技術：6. 樣品的直接分析；7. 綠色分析的樣品處理途徑；8. 用非色譜分離技術制備綠色樣品；9. 毛細管電泳；10. 綠譜學；11. 綠色分析原子光譜分析；12. 固相分子光譜學；13. 綠色分析化學的衍生技術：分子吸收、熒光和液相色譜；14. 綠色電分析方法。第三部分戰略，含第15-19章：15. 分析化學中的能量降耗；16. 綠色分析化學和流動注射法；17. 微型化；18. 微材料或納米材料的實驗室芯片檢測系統；19. 含有害有機化合物的實驗室廢料的光催化處理。第四部分應用的領域，含第20-23章：20. 綠色生物分析化學；21. 生物診斷中的紅外光譜學：一種綠色分析途徑；22. 環境分析；23. 綠色工業分析。本書目錄的后面有各章作者的簡介。每章的結尾有參考書目，書的最后是主題索引。

本書第一編著M. 瓜迪亞博士是西班牙巴倫西亞大學化學系教授兼主任，在分析化學領域曾發表過大量論文和專著，榮獲很多獎項。他曾應邀在法國、德國、中國等很多國家講學，并且是一些國際學術刊物的編委會成員。

本書系統地闡述了綠色分析化學的基本原理，并對樣品分析的各個基本環節提出了“綠化”處理的途徑。本書可作為化學系大學生、研究生的參考書；也是分析化學領域工作者有益的工具書。

篇2

關鍵詞： 《無機及分析化學》 實驗教學 教學效果

《無機及分析化學》是我院石油化工生產技術專業、應用化學專業和煤化工專業大一新生所學的第一門專業必修課，是一門理論性強、應用范圍廣的學科基礎課。要學好這門課，實驗教學起著舉足輕重的作用。實驗教學，不僅可以使學生掌握相關的理論知識和基本操作技能，還可以培養學生嚴謹的思維方式、認真求實的學習態度和環境保護意識。

1.實驗教學現狀

通過親身的實驗教學工作，我發現實驗教學過程中學生普遍存在以下問題：實驗態度不端正，不能嚴格按實驗要求進行實驗；實驗基本操作不規范，操作技能水平比較低；實驗過程學生的主動性差，“照方抓藥”，不認真思考；藥品浪費嚴重，缺乏環保意識；高職學生認為自己是高考的失敗者，缺乏應有的自信心。針對上述現狀，我對《無機及分析化學》實驗教學內容和方法進行了一些改革與探索，想以此培養學生的操作動手能力和運用所學知識解決問題的能力，達到強化實驗教學效果的目的。

2.教學內容的選取

《無機及分析化學》這門課的實驗內容主要是分析化學部分的四大滴定和吸光光度法。我在實驗原理講授過程中將原理的實際應用案例結合進來，激發學生的學習興趣和參與實驗的熱情。如重量法的基本原理講解之后，告訴學生化工廠區空氣質量的檢測，其中一項就是空氣中總懸浮顆粒物的測定，測定原理就是基于重量法：抽取一定體積的空氣，將其通過已恒重的濾膜，使懸浮微粒阻留在濾膜上，根據采樣前后濾膜重量之差及采氣體積，計算出總懸浮顆粒物的質量濃度。在四大滴定原理講完之后，我列出化工廠用水及排水需檢測的指標有酸、堿度，硬度，氯離子含量，化學需氧量等都可用滴定方法解決。許多化工生產過程中，對水中氯離子含量要求特別嚴格，氯離子含量過高，對催化劑的活性有毒害作用，氯離子含量的測定常用莫爾法：在中性或弱堿性溶液中，以K2CrO4為指示劑，用AgNO3標準溶液進行滴定。在講解了分光光度法的基本原理之后，介紹了室內污染的“劊子手”――甲醛的檢測主要采用分光光度法，另一類污染物酚類化合物，人類長期接觸低濃度的酚，會引起頭昏、出疹、瘙癢、貧血及多種神經系統疾病，而水中酚含量高于5mg/L時會使魚類死亡。工業廢水中酚含量的測定，也是用分光光度法。通過以上實際應用介紹，消除學生的枯燥感，使學生不再感覺學到的只是一些空洞的理論，而是和現實生活及自己將來的職業息息相關的，從而大大激發學生的學習熱情。

3.樹立環保意識，建立綠色化學的思維方式

利用課余時間組織學生觀看工業“三廢”造成環境污染的短片，使學生意識到環境污染對人類生存的威脅，樹立環保意識，并在課堂上及時引入綠色化學。所謂綠色化學，又稱為環境友好化學，是指在制造和應用化學品時，應有效利用原料，消除廢物和避免使用有毒、危險的化學試劑，并建立環境友好的生產工藝，使化學工業可持續發展。其中美國Stanford大學Trost教授提出的原子經濟性指標是量化綠色化學中的“綠色度”指標之一。通過引導學習，學生意識到化學工業在促進社會發展的同時，也是造成環境污染的“罪魁禍首”。作為準化工人，我們要意識到人類生活環境要改善，就要從自身做起。故在每次實驗前都要認真預習，熟悉原理和實驗步驟，在實驗過程中做到用盡可能少的化學藥品，達到該實驗操作的目的，養成節約藥品、減少浪費的好習慣，也使學生牢固樹立起綠色化學的思維模式。

4.強化具體實驗操作過程

高職院校育人目標是培養高素質、高技能型的技術人才。這就要求高職院校在教學實施過程中注重培養學生的動手能力，而動手能力的培養和提高是通過具體的實驗、實訓獲得的。故在基本操作訓練階段，我將分析天平、酸堿滴定管、錐形瓶、移液管和容量瓶的操作方法給學生演示一遍，然后要求學生用自來水和其他學生粗鹽提純的產品反復練習以上儀器的基本操作直至熟練。我對學生操作中存在的問題及時糾正，并要求學生在練習以上儀器的使用方法時，正確記錄實驗數據，樹立量的概念。分析實驗的結果是否準確，既取決于實驗操作的熟練程度，又取決于數據的記錄是否符合儀器的實際精度，故樹立正確的量的概念非常重要。每一個學生的基本操作技能達標后，方可開始酸堿標準溶液的配制和標定。嚴格的基本操作訓練，為學生的后續實驗打下良好的基礎。

具體的實驗過程中，每個實驗前都給學生幾道思考題，如自來水總硬度測定實驗的思考題：（1）鉻黑T指示劑是怎樣指示滴定終點的？（2）配位滴定中為什么要加入緩沖溶液？（3）用EDTA法測定水的硬度時，哪些離子存在干擾？如何消除？讓學生帶著問題去預習。明白這些問題之后，學生在實驗時就更有針對性。如果實驗過程中出現問題，學生就會自己檢查，小組內部討論來自行解決，而不是馬上去問老師為什么。在完成了實驗教學之后，我讓學生寫出本學期實驗教學的心得體會，學生普遍寫道：通過實驗操作增強了他們的自信心，他們不再害怕化學，不再恐懼實驗，不再覺著自己高考失利，沒有什么前途。學生相信通過三年的學習，一定能成為一名合格的化工人。

5.教學效果

通過實驗教學，學生的動手能力、分析問題的能力明顯提高。我系08級、09級學生參加“化工分析工”技能鑒定，學生嫻熟的操作技能、積極向上的精神風貌獲得了在場領導的好評，通過率達90%以上。

職業教育的舞臺很大，職業院校教師發展的空間也很大，我將繼續探索，為職業教育的明天更美好而努力。

參考文獻：

［1］沈玉龍，魏利濱，曹文華等.綠色化學［M］.北京：中國環境科學出版社，2004.

篇3

關鍵詞:知識;內容;化學

中圖分類號:G633文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2009)10-0165-01

一、中學階段綠色教育的重要性

中學化學課程標準指出:中學階段的化學課程主要是幫助學生理解化學對社會發展的作用,能從化學的視角去認識科學、技術、社會和生活方面的有關問題,了解化學制品對人類健康的影響,懂得運用化學知識和方法治理環境污染,合理地開發和利用化學資源:增強學生對自然和社會的責任感;使學生在面臨與化學有關的社會問題的挑戰時,能做出更理智、更科學的決策。而貫穿這些知識和內容一條重要的線索就是綠色教育。綠色化學、綠色食品、綠色環保、綠色能源等無不滲透到材料科學、生命科學、環境科學和能源科學之中。綠色教育有助于學生對化學與社會、化學與生活、化學與環境、化學與材料、化學與能源等知識更理性的認識,能使學生更好的理解化學與發展的辯證關系,促使學生創造性思維和創新精神的發展。中學階段的化學課程具有啟蒙性、基礎性,而可持續發展觀的預見性和全民參與性也要求:綠色意識要從小培養起,培養要向全人類。所以在中學階段加強綠色化學思想教育顯得尤為重要,使學生畢業后無論奔赴何種工作崗位,都能具備節能降耗、防止污染等綠色意識,象綠色的種子一樣播撒在全國各地,為改善中國的環境和可持續發展戰略打下基礎。

二、綠色教育的內容

應以綠色化學為樹干,以綠色食品、綠色能源、綠色建材等綠色意識為枝葉。

首先,要理解綠色化學的含義及其作用:綠色化學又稱環境無害化學,是指從污染預防的基本思想出發,在化學品生產的始端就采用預防的科學手段。它的核心內涵是在反應過程和化工生產中,盡量減少或徹底消除使用和產生有害物質。綠色化學的目標是不使用有毒、有害的物質,不生產廢物,不處理廢物。它和“末端治理”不同,是一門“從源頭上阻止污染”的化學。防止污染總比治理污染更顯主動,所以實施綠色化學才能從根本上保護環境?？梢?綠色化學是對環境更友善的化學,是人類追求與自然和諧相處更完美的一種高級表現。其次,要理解綠色食品、綠色能源、綠色建材等綠色概念的含義,以充實和豐富綠色教育的內容。

當然綠色教育遠不能局限于以上內容,只要是對環境友好,無公害,能使人類和自然和諧相處和諧發展的都屬于綠色教育范疇,包括其做法和思維等。

三、實施綠色教育的幾點做法

(一)在教材中滲透綠色意識,中學化學教材的內容中本身就包涵著許多綠色化學的知識。對這些知識進行挖掘并結合教材、生產、生活實際地講解,能激發學生學習化學的興趣,更好的理解和運用知識。如在講化學反應中指出化合反應(A+BAB)最符合綠色化學理念,在講生命必須元素時引入綠色食品,在講能源時引入綠色能源,講材料時引入綠色建材等等。

(二)運用多種教學方法

授課時可以采用作專題講座、專題討論、網上查詢、課外活動、參觀調查、親身體驗等靈活多樣的方式進行。如開展《化肥、農藥污染與人體健康》講座,討論“生活污染點滴及其危害有哪些?”,收集綠色奧運相關資料,調查當地的污染狀況和取得的成果,入住綠色生態園等。實踐證明,實施綠色化學教育更貼近生產和生活實際,激發學生學習化學的興趣,培養學生的創新思維。但要注意,中學階段綠色教育在知識上不能過高追求深度,主要是灌輸綠色思想、培養學生節約資源、保護環境等綠色意識。

(三)以綠色化學實驗促使學生綠色意識具體化發展

篇4

[關鍵詞]中學化學教學　綠色化學

[中圖分類號]G421　[文獻標識碼]A　[文章編號]1006-5962(2012)03(a)-0052-01

綠色化學是21世紀化學發展的方向，當前，世界各國都在進行綠色化學的研究，并注重綠色化學的發展與教育。我國也對綠色化學教育及其研究問題非常重視，在新課程中強調：“要培養適應21世紀科學技術和社會可持續發展需要的高素質人才，讓學生在中學階段就能深刻地認識到科學、技術和社會之間的相互關系，樹立可持續發展的思想?！倍@也恰恰成為人們生活中的一種理念。綠色化學(Green Chemistry)又被稱為“對環境更友善的化學”。是人類與自然界生物和諧相處的化學，而這也成為21世紀化學教育與化學方展的主題與方向。

1 教材內容中所涉及的綠色化學知識內容

中學化學中涉及到以下三個方面的綠色化學知識：(1)節省資源，提高原料轉化率和利用率。例如在合成氨工業、硝酸工業、接觸法制硫酸、聯合制堿法等工藝流程中采取循環操作，體現了綠色化學中節省資源的基本原理。(2)化工生產中尾氣回收及轉化方法和處理裝置以防止或減少環境污染。例如，氨氧化法制硝酸、接觸法制硫酸、煉鋼、煉鐵等均介紹了尾氣處理或尾氣吸收裝置。這些體現了綠色化學中強調的對環境更良性的生產方式的要求。(3)新教材中涉及的化工生產設計新的化學反應條件，降低對人類健康和環境的危害，減少廢棄物的產生和排放。例如，教材中介紹了無氰電鍍，由乙炔制乙醛工業生產中使用非汞催化劑的原因等均體現了綠色化學內涵。

2 中學化學教學中綠色化學教育的體現

如何將綠色化學的新觀點、新思想深入淺出地向中學生傳播，如何在中學化學教學過程中體現綠色化學思想，在潛移默化中對學生進行綠色化學觀點的教育，下面的一些做法可以作參考。

2.1 在實驗教學中貫徹綠色化學理念

實驗教學與綠色化學聯系最為緊密、最為直接，在實驗教學中貫徹綠色化學思想最為重要。為了適應綠色化學的要求，中學化學實驗必須進行改革。(1)減量，大力推行微型實驗應對常見實驗儀器進行微縮，對常用試劑應給出限量，實驗中除了使用已研制成功的井穴板等微型儀器，還可以把容量瓶、燒瓶、啟普發生器等儀器微型化。在微型化帶來實驗現象不明顯時，可借助現代化輔助教學手段把實驗結果放大。(2)努力減少實驗對玻璃儀器的依賴性應努力改革實驗方式，減少實驗對玻璃儀器的依賴性。有些顏色變化明顯的定性實驗可放在點滴板上進行，如指示劑與酸或堿作用實驗、Fe3+的顯色實驗等。有些定性實驗可放在濾紙上完成，如電解飽和食鹽水、檢驗醛基存在等。(3)現行化學課本中有些實驗操作時依然存在危險，需要進行刪改。例如考慮到硝基苯及苯的毒性，可以刪去硝基苯、溴苯制備實驗；(4)妥善處理化學實驗的廢棄物每次實驗完成后，教師應要求學生將實驗的廢棄物分類回收，集中處理。通常實驗室的廢棄物由實驗室的老師來處理，這種做法的弊端在于不利于培養學生的環保意識，如果將一些學生能夠處理的廢棄物交由學生自己處理，將實驗教學與培養學生的環保意識有機結合起來，則可收到良好的綠色化學教育效果。(5)利用計算機多媒體系統進行模擬實驗對于有些需要使用昂貴試劑、容易引起爆炸，或必須采用有毒、有害的試劑(如苯、苯酚、重金屬等)，并在整個實驗中排放較多有毒氣體、有毒廢水，且對環境造成較大破壞的實驗，可采用計算機多媒體系統進行仿真實驗或播放實驗錄像，避免環境污染以及對師生身體健康的影響。

2.2 深入挖掘教材中的綠色化學知識

中學教科書中有許多與綠色化學相關的內容，如聞氣體的方法、氯氣的毒性、氯氣用于自來水消毒的利弊、二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染、能源的合理開發與利用、廢電池對環境的污染等，它們都包含綠色化學的知識。教師只要在備課時充分挖掘和思考教材內容所體現出來的綠色思想，在課堂上就能夠適宜地體現綠色化學原則，并與學生共同探討，一定會激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，讓學生感受到綠色化學就在自己身邊。

2.3 宣傳和使用環境友好產品

教師在化學課堂上可以利用合適的時機，向學生宣傳不使用難降解的一次性飯盒，少使用塑料袋，不亂扔廢舊電池等，向學生介紹重大的綠色化學研究成果，如醇化汽油、環境友好柴油以及綠色環?？曜樱灰髮W生留意生活中具有綠色環保標志的產品，如綠色電冰箱、無磷洗衣粉、綠色空調器、太陽能熱水器等。還可以鼓勵大家多騎自行車、乘坐公共汽車或地鐵，少用機動車。這樣，久而久之，在學生心里就會留下綠色化學的烙印，形成自覺保護環境，使用環保產品的習慣和品德。

2.4 考試與作業習題中滲透綠色化學思想

考試與作業習題是化學教學中一個重要的組成部分，而這其中也蘊含著豐富的綠色化學內容，考試與作業習題不僅可以開發學生的智力與思維，還能使學生在考試與作業習題中了解科技動態，學以致用，培養良好的科學態度。例如在講“金屬的化學性質”時，插入鋁對人體的危害與應用、金屬礦物的合理開發利用等內容的考試與作業習題，是學生在學習之余了解化學與生態的關系，融合“綠色化學”于考試與作業習題中，使學生更深入了解綠色化學的重要性。

參考文獻

[1]魏美薇.寓綠色化學于中學化學教育[J].才智，2011，08，23.

[2]魚維浩.論中學化學教育中的綠色化學教育[J].成功(教育)，2011.06：08.

[3]汪朝陽主編.綠色化學通用教程[M].中國紡織出版社，2007，4.

篇5

關鍵詞：中學生 化學 發展 發展趨勢

21世紀的社會主角是當代的中學生，21世紀的化學發展還要靠當代中學生的努力。要想在化學方面有所建樹，中學生就應該了解化學的發展歷程及未來的發展趨勢。

自人類出現后，化學便與人類結下了不解之緣。遠古時代的鉆木取火，用火燒煮食物，制陶，冶銅和鐵器等等，這些化學技術的應用極大地促進了當時社會生產力的發展，標志著人類社會的進步。今天，化學作為一門基礎學科，在科學技術和社會生活的各個方面起著越來越大的作用。那么，從古至今，伴隨著人類社會的進步，化學歷史的發展經歷了哪些時期呢？

一、化學學科發展歷程的回顧

1、遠古的工藝化學時期

在遠古的工藝化學時期，人類的制陶、冶金、釀酒、染色等工藝，主要是憑借幾千萬年的實踐經驗摸索出來的，當時化學雖然知識還沒有形成，但已經有了萌芽，這便是化學發展的萌芽時期。

2、煉丹術和煉金術時期

大約到了公元前1500年，人們開始對長生不死向往，戰國時期的方士認為只有金石之類的不朽之物方能成就人們的不死之身。于是，煉丹術便由此開始。由于絲綢之路的開通，中國的煉丹術逆向傳入歐洲的波斯和阿拉伯地區。這時的波斯已經伊斯蘭化，伊斯蘭教徒沒有得道成仙、長生不老的觀念，他們只有對金的崇拜，于是人們想把其他金屬皆變作黃金，因此煉丹術在該地區演化成煉金術。這便是最早的化學實驗，化學方法轉而在醫藥和冶金方面得到了正當的應用。在歐洲文藝復興時期，出版了一些有關化學的書籍，第一次有了“化學”這個名詞。英語的chemistry起源于alchemy（煉金術）。

3、燃素化學時期

從1650年到1775年，隨著冶金工業和實驗室經驗的積累，人們總結感性知識，認為可燃物能夠燃燒是因為它含有燃素，燃燒的過程是可燃物中燃素放出的過程，可燃物放出燃素后成為灰燼。

4、定量化學時期

氣體化學的定量方法的應用，從化學科學內部不斷地沖擊著陳舊的燃素學說。而在十八世紀后期的工業革命和資產階級民主革命，推動整個自然科學進入了一個空前的發展時期。這就又在化學科學外部提供了燃素學說，建立科學燃燒理論的條件。綜合這些因素，就使得化學家能夠把從氣體性質中推導出來的物理概念應用到傳統的化學中去，建立了新的氧化學說。1775年前后，拉瓦錫用定量化學實驗闡述了燃燒的氧化學說，開創了定量化學時期，實現了一場深刻的化學革命。這樣，化學也就從傳統的經驗技術性的學科，轉變為可以用數學進行定量計算的學科了。

二、化學學科發展的現狀

20世紀初化學已深入到原子、分子層次，化學成為在原子、分子層次上研究物質結構和性能的科學，建立了一套物質分子的研究方法(包括理論研究和計算，分子層次上的測量，微觀結構和宏觀性質的研究)。這些科研成果如約里奧-居里夫婦用人工方法創造出放射性元素、在費米領導下成功地建造了第一座原子反應堆、化學鍵和現代量子化學理論的建立、合成化學、高分子科學的建立和發展等等使化學發生了深刻地變化。

在進入21世紀的今天，人們在談論科學的發展時指出，“這將是一個生命科學和信息科學的世紀。”那么化學還有什么用呢？如諾貝爾獲得者H.W.Kroto在回答這個問題時所述，“正是因為是生命科學和信息科學的世紀，所以化學才更為重要。”因為這是一門承上啟下、滲透于各種新興交叉學科的中心科學?；瘜W的原理和這些研究方法廣泛使用于其他學科，使化學滲透到其他學科形成許多新的交叉前沿學科，從而使化學處于中心學科的地位。

材料化學、生命化學、環境化學、綠色化學等均屬于新的交叉前沿學科。

1、材料化學

材料科學的發展十分迅速，它是物理、化學、數學、生物、工程等一級學科交叉而產生的新學科領域。材料化學處于核心地位，它的應用目的性很強。它是人類衣、住、行、用的原料，也是社會生產的最根本的物質基礎。比如新型高分子薄膜材料及其多層膜形成技術的研發成功，才使得舉世稱譽的“水立方”游泳館的設計得以實現，為2008年北京奧運會增添了色彩。

功能材料是新材料領域的核心，是社會發展、國民經濟及國防建設的基礎和先導。它不僅對高新技術的發展起著重要的推動和支撐作用，還對我國相關傳統產業的改造、實現跨越式的發展起著重要的促進作用。

當前國際功能材料及其應用技術正面臨著新的突破，諸如超導材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉換及材料的分子、原子設計等正處于日新月異的發展之中，發展功能材料技術正在成為一些發達國家強化其經濟及軍事優勢的重要手段。

目前已發現上千種超導材料，但是實際上只有鈮基超導體[1]真正投入使用。以NbTi[2]、Nb3Sn為代表的實用超導材料已實現了商品化。以鈮為基礎的導體做成線材、電纜和復雜結構的導體已經成為高磁場領域必不可少的工具。

鈮基超導體最突出的用途是醫療診斷上的磁性共振成像技術(MRI)。 在醫療器械領域，超導體已經開辟出約2.5 B$ 的市場。MRI的一個典型的功能例子是腦成像，因血液中氧的含量不同，因而其磁特性不同，從而可探測大腦的活動。

第二個重要用途是核磁共振(NMR)的光譜技術，NMR 光譜在化學，生物學，醫學和材料研究領域已成為有力的分析工具。在NMR光譜方面，被研究的某一同位素共振線的光譜被記錄下來和分析，可以得到試樣中分子結構的信息。商業用NMR光譜的范圍現在300 MHz(7T)和900 MHz (18.8T)之間。磁場達到400 MHz(9.4T)以上時，只能采用NbTi導體。對于500 MHz (11.8T) 和更高磁場的磁體, 其內部高磁場部分采用的是Nb3Sn導體制成, 因此是NbTi/Nb3Sn的復合體。

另一個應用領域是核熔融技術。電能不僅可以由重核分裂產生， 而且可以用氫同位素核融解來生產。熔融反應只能發生在非常高的溫度下，此時必須采用加入粒子的等離子體。該等離子體必須包容在高磁場內，該高磁場必須用超導磁體產生，應用Nb3Sn材料的熔融裝置具有很高的磁場。核熔融為今后電力生產提供了另一種選擇。

2、生命化學

生命化學是運用化學原理及方法研究生命現象及其運動規律的學科。它是從分子水平來研究生物體的：研究其成分及它們如何按嚴密特定的方式組合而成；研究其各部分為什么具有其特殊的生理功能；研究生物體是如何進行物質與能量新陳代謝的；研究生物體如何繁殖，遺傳的原因等等。生命化學對于改良和創造新生物品種，充分利用資源，豐衣足食，提高生活質量和健康水平以及改善環境均具有極其重要意義。

3、環境化學

環境化學是環境科學的一個分支，就其基礎來看更多的屬于化學范疇，它使用化學的基本原理和方法來研究環境問題。環境化學是研究環境中物質相互作用的學科。環境化學的研究任務主要指分析檢測環境介質中存在的有害物質，追蹤它們的來源以及在環境介質中化學物質的行為，了解有害物質對生物和人體產生不良影響的規律，由此會推動環境分析化學、大氣環境化學、水環境化學、土壤環境化學等三級學科的發展。

4、綠色化學

綠色化學是指化學反應過程以“原子經濟性”為基本原則，即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的原料的每個原子，實現零排放。這樣不僅充分利用了資源，而且不會產生污染，并采用無毒、無害的溶劑、助劑和催化劑，生產出有利于環境保護、社區安全和人身健康的環境友好產品?；瘜W家不僅要考慮化學品生產的可行性及其用途，還要設計出不產生或減少污染的化學過程。綠色化學將會改變化學工業的面貌。

三、化學學科發展的趨勢

1、化學仍是提高人類生存質量和生存安全的有效保障

不斷提高生存質量和生存安全是人類進步的標志。化學研究至少可以從三方面對保證生存質量的提高做出貢獻：

① 通過研究各種物質和能量的生物效應的化學基礎，特別是搞清楚兩面性的本質，找出最佳利用條件；

② 研究開發對環境無害的化學品和生活用品，研究對環境無害的生產方式。提供安全有防病作用的食物和食物添加劑(特別是抗氧化劑)，改進食品儲存加工方法，以減少不安全因素，有效防止“三聚氰胺”、“瘦肉精”、“有色饅頭”、“奶茶塑膠”、“有毒黃瓜”等類似事件發生。

③ 研究大環境與小環境中不利因素的產生、轉化與人體的相互作用，提出優化環境建立潔凈生活空間的途徑。

健康是重要的生存質量的標志，預防疾病將是21世紀醫學發展的中心任務?；瘜W可以從分子水平了解病理過程，提出預警生物標志物的檢測方法，建議預防途徑。

2、化學在能源和資源的合理開發和高效安全利用中起關鍵作用

21世紀初期，我國重點能源仍然為煤碳、石油、天然氣等能源。這就要求研究高效潔凈的轉化技術和控制低品位燃料的化學反應，使之既能保護環境又能降低成本。此外還要開發新能源，新能源必須滿足高效、經濟、潔凈、安全的要求。太陽能、新型的高效潔凈電源與燃料電池都將成為21世紀的重要能源。

3、化學將繼續推動材料科學發展

2l世紀電子信息技術將向更快、更小、功能更強的方向發展。目前正在致力于量子計算機、生物計算機、分子電路、生物蕊片等高新技術，進入分子信息技術階段要求化學家設計、合成所需的物質和材料。

化學家還應該研究各種與電子信息有關的材料的性質和功能以及與各個層次結構的關系，特別是物質與能量的相互作用的化學特征，創造具有特殊功能的新物質和新材料。

最后希望學生們努力學習化學，將來為化學的發展作出貢獻，加快社會發展，提高人們的生活質量，讓化學改變整個世界!

參考文獻：

[1] Helmut Krauth. FABRICATION AND APPLICATION OF NbTi AND Nb3Sn SUPERCONDUCTORS.

篇6

2012年浙江省高考理綜卷化學試題嚴格遵循《考試大綱》、《普通高中化學課程標準》、《浙江省普通高中新課程學科教學指導意見》和《2012年浙江省普通高考考試說明》。在繼承的基礎上有所創新，在創新中立足基礎，注重能力。試題不僅有利于為高校選拔人才，更重要的是為中學全面推進素質教育、全面深化新課程改革起到良好的導向作用。在注重對化學學科中的基礎知識、基本能力和重要方法考查的同時，突出了對信息整合能力、問題解決能力、實驗探究能力的考查。試題穩定中求變化，變化中求創新，試題主要有以下幾方面的特點：

1.時代性——關注社會實際

化學作為一門基礎自然科學已經廣泛滲透到科學的各個領域當中，人類的生產和生活與化學密切相關。 2012 年浙江高考理綜化學試題的命制充分運用了新的問題素材、緊密聯系生產、生活、社會、能源、環境、醫藥、技術等方面的熱點問題，特別關注了與現代化學研究技術和社會可持續發展等內容，突出化學學科的社會價值、地位與責任。如第7題中關于太陽能的利用，蔗糖、淀粉、油脂等食品中的有機化合物，紅外光譜儀分析儀器，石油的煉制等；第29題中的環境激素，1h—nmr有機分子結構測定技術，隱形眼鏡高聚物等等。通過這類試題的考查，能引導教師和學生對stse的關注，充分體現了化學學科的發展性、時代性以及化學的實際應用價值，昭示著科學探究的重要性。這和新課改要求提高學生學科能力和素養的精神是相符的。與考試大綱中的考核目標“重視理論聯系實際，關注與化學有關的科學技術、社會經濟和生態環境的協調發展，以促進同學們在知識和技能、過程和方法、情感態度和價值觀等方面的全面發展”無疑是相一致的。

2.基礎性——彰顯學科特色

化學科學有著較為成熟的主干知識體系和深刻的學科特色。2012化學試題十分注重考查化學學科的基礎知識和基本技能。試題涉及了物質的量、氧化還原反應、離子反應與離子共存、離子濃度大小的比較、物質結構與元素周期律、熱化學、電化學、化學反應速率和化學平衡、常見金屬元素及化合物、常見非金屬元素及化合物的重要性質、化學基本實驗原理及操作、有機化學基礎知識等相關內容，基本涵蓋了高中化學的主干知識。如第7題考查了化學基本概念及化學知識在實際中的應用，涉及到太陽能、光能、化學能、綠色化學、糖類、油脂、電解質和非電解質、紅外光譜、石油的裂解和裂化等許多化學基本概念和知識，第8題考查了化學實驗的基本原理和基本操作方法的知識，第9題考查了物質結構和元素周期律的相關知識，涉及到元素的推斷、原子半徑大小的比較、化合物沸點高低的比較、氧化還原反應、陰陽離子個數比等知識，第10考查了電化學的相關知識，涉及電極反應式和總反應式正誤判斷、化學平衡的移動和轉化率的計算，第11題考查了有機化學的知識，涉及到烷烴的命名、氨基酸的成肽反應、同系物有機物分子式的的正誤判斷，12題考查電解質溶液的知識，涉及到溶液的ph及與酸堿性的關系，離子濃度大小的比較、酸堿中和滴定等， 13題考查了元素及其化合物、離子反應和離子共存的有關知識，涉及到了中學階段學到的10多種金屬元素和非金屬元素組成的微粒間的相互反應及其轉化關系。四道主觀大題除有機題仍比較經典外，其它三題“起點高”——考素質、考能力，“落點低”——解題時運用的知識沒超過大綱，體現了命題源于課本而高于課本的原則；第26題著重測試了化學發現思維能力，試題以cucl2晶體及無水cucl2的制備為背景材料，考查沉淀溶解平衡、過濾、蒸發、結晶、氧化還原滴定、離子方程式的書寫、質量分數的計算等相關知識。第26、27、28題都考查了學生通過對數據、圖表和實驗現象的觀察，提取相關信息，進行加工、整合信息的能力，將圖表中所獲取的信息抽象歸納、邏輯地統攝成規律，并能運用此規律進行推理（收斂和發散）的創造能力，分析問題和解決問題的能力。同時，三個大題各自承擔了考查了化學主干知識的重要功能，第26、27題側重考查化學理論知識，第28題以有機為載體側重考查化學實驗能力，第29題側重考查有機分析推理能力。

3.實踐性——體現化學之本

化學是一門以實驗為基礎的學科，離開實驗，化學就成了無本之木。實驗是化學科學不斷完善和發展的動力，化學實驗與探究能力是從事化學研究人才的基本能力要求，也是考試大綱對理科考生的重要能力要求。2012浙江高考化學試題特別重視對實驗的考查，試題充分體現化學新課程理念，注重對探究能力的考查，主要表現在化學實驗題的問題設置和探究上，問題的設置涉及實驗現象的觀察、實驗儀器名稱的書寫、實驗操作步驟判斷以及實驗方案的設計等，形式多樣，考查全面。如第8題和第28題著重考查了化學實驗的基本原理和實驗基本操作的知識，第8題的的前三個選項分別來自《實驗化學》專題三《物質的檢驗與鑒別》、專題六《物質的定量分析》和專題七《物質的制備與合成》，第四個選項則考查實驗室一般事故的處理方法，突出實驗安全意識；第28題以苯乙酮的制備為背景，考查了混合物的分離和提純的有關知識，包括蒸餾、洗滌、萃取、分液等實驗基本操作；26題考查了過濾、蒸發濃縮、結晶、滴定等實驗基本操作。可以說2012年浙江高考化學試題對實驗考查的重視，達到了一個前所未有的程度，涉及化學實驗的試題所占分值接近卷面的1/2。

4.創新性——注重課程理念

新課程標準的理念是：以培養學生創新精神和實踐能力為主線，注重學生

轉貼于

的身心發展規律，精選學生終身發展必備的基礎知識和基本技能。新課程標準的主要特點是：突出基礎性、突出時代性、突出科學性、突出實用性、突出實踐性、突出靈活性。而20112年浙江高考化學試題在很大程度上體現新課程標準的理念，整卷以高中化學基礎知識和基本技能為依據，以生產、生活、環保、醫藥、能源、技術等化學知識的應用為載體，將化學研究的基本方法、基本概念和基本理論、常見無機物及其應用、常見有機物及其應用等融為一體。ⅰ卷客觀題主要以基礎知識、基本技能為考點，ⅱ卷重在考查考生對基本原理的理解、運用所學知識分析生產生活中實際問題和解決（解答）化學問題的能力、實驗與探究能力。同往年的試題相比，今年浙江高考理綜化學試題更加注重理解和應用，對實驗技能和實驗探究能力的考查進一步加強，題目設置與生產和生活密切相關；試題充分體現探究與開放，增大了考生思維空間，更加注重“過程與方法”的考查。

5.方向性——引領課改導向

篇7

【關鍵詞】綠色化學；制藥；西藥；應用

綠色化學是基于傳統化學的基礎上形成的，它的出現是以創新為基礎而非遵章守舊，是利用可持續發展策略為指導形成的一種綜合性技術理念。這一技術在當今社會發展中無論是工業還是商業上，都有著舉足輕重的地位，也發揮出重大的經濟價值。但是在應用的過程中，我們必須要認識到它的重要性，從可持續發展的角度入手，以其基本設計策略實現功能的最大發揮，從而為西藥研發工作的開展提供技術指導。

1.綠色化學概述

1.1綠色化學背景

綠色化學的研究是基于化學理論和研究實踐的基礎上形成的，它使得我們的衣食住行各個方面都發生了翻天覆地的變化，同時在醫藥治療方面更是取得了突飛猛進的突破。它在給我們帶來重大的社會經濟效益的同時，也使得整個生態環境造成嚴重的威脅和污染，嚴重影響著人類的生存健康。自從上個世紀八十年代至今，人們對于自身健康問題的逐漸重視和對環保、節能生活理念的提出，以各種新技術、新方法為主的生產模式逐漸受到人們重視，也使得整個制藥生產技術發生了深刻的變革。

1.2綠色化學分析

1.2.1綠色化學含義

所謂的綠色化學主要指的是在化學生產的過程中以無毒、無害的原材料為主，以催化劑、融合劑為核心選擇出具備高選擇性、高轉化率且不產生或者少產生副產品且不對環境造成污染的一種工作新技術，它的應用是通過采用新的合成和反應方式，從合成反應入手、以優化改進反應流程為目的來減少能量損耗的一種現代化技術手段，從根本上消除環境污染問題。

1.2.2綠色化學研究內容

綠色化學在應用的過程中注重安全這一概念，因為這一概念不僅是針對人類的健康，還包含了人體生命周期、生態環境、動植物生長的具體影響，但是就整個工作的開展進行分析，其在工作中所需要研究的問題包含了以下三個方面：

（1）原子經濟性。

原子經濟性概念是最早由美國人提出的一種新概念，它的應用最為關鍵的內容在于如何引導人們有機的去完成各項事件，同時以原子經濟性為主的應用流程主要是概念中如何確定上合計成分，是利用原理轉化產物為基礎，以有效的選擇性為核心進行工作的，但是這一選擇并非是單純的選擇要求，更多的是注重高度和經濟性的選擇，盡可能的在工作中利用各種原子材料。因而，我們可以看出在整個管理工作中，綠色化學是否能夠得到有效的落實其關鍵在于原子經濟性能否得到有效的控制。

（2）手性合成。

當今世界本身是一個手性世界，其中構成生命體生物分子絕大部分都是以單純的一種形態存在的。而生物活性作為手性化合物中的重要組成，無論是藥物還是其他的受體部分，都是以手性的方式相互促進和推動的。因此，藥物的兩個相對應的體系在參與認識作用方面也發揮著至關重要的意義。近年來，現代化藥物化學的應用已經越來越廣泛，它也成為了人們身體健康和生態平衡的指導性理念。

1.3綠色化學的發展前景

1.3.1呼吁綠色經濟

在生活方面，人們在目前的生活和生產中已經離不開綠色消費、使用綠色產品，處于近年來各種食品安全和醫藥安全問題的出現，以節能、健康、高質、安全為主的生產體系越來越受到人們的重視。綠色經濟便是基于這種社會背景下提出的發展新流程，它的出現為我國經濟發展指明了新方向，也為社會現代化建設提供了技術參考。

1.3.2綠色科技觀是根本

在當今社會發展中，以新技術、新理念的發展歷程越來越受到人們的關注，它在應用的過程中越來越多的呼吁協調發展，使得其中存在的各種問題都得到了有效的解決，也使得整個工作流程發生了翻天覆地的變化。

2.應用

2.1原子經濟性

“原子經濟性”的概念是1991年美國著名化學家Tr0st提出的。他提出在合成設計中經濟地利用原子，避免使用保護基團及離去基團，這樣就不會產生廢物而對環境友好。Tr0st認為，合成效率包括兩個方面：一是選擇性，一是原子經濟性，即原料分子中轉化成產物的原子可占的白分比。一個有效的合成反應不但有高度的選擇性，而且必須具備較高的原子經濟性，盡可能地利用原料分子中的原子。原子經濟性“是綠色化學的基本原理之一。

2.2手性合成

人類周圍的世界是手性的，構成生命體系的生物大分子的大多數重要的構件僅以一種對映形態存在。生物活性的手性化合物，例如藥物，與它的受體部分以手性的方式相互作用。因此，藥物的兩個對映體以不同的方式參與作用并導致不同的效果。因此開發單一對映異構體的手性藥物已經成為國際上制藥工業的發展趨勢?，F在越來越多的藥物、食品添加劑和香料由全合成制備。通常，這些化合物是通過在合成過程的最后一步對其相應的外消旋混合物進行拆分而獲得。這樣很可能對環境造成污染。從綠色化學的角度講，就是原子經濟性較差。因此，催化的不對稱合成，即手性成成為有機化學研究的熱點和前沿。未來的合成化學必須是經濟的、安全的、環境友好的以及節省能源和資源的，即要達到100%的選擇性和100%的收率，只產生目標產物而不產生廢物。實現催化劑的高效率和高選擇性是實現不對稱催化反應的實用性和工業化的關鍵。通過不對稱催化不但可以提供醫藥、農藥和精細化工所需的關鍵中間體，而且可以提供環境友好的綠色合成方法。

2.2.1不對稱催化氫化

不對稱催化氫化是第一個在工業上使用的不對稱催化反應。早在20世紀70年代，美國孟山都（M0nsant0）公司就成功地應用不對稱催化氫化合成了用于治療帕金森病的L一多巴。Pai等設計合成了手性配合物。

2.2.2不對稱催化氧化

1980年Sharptess報道了用手性欽酸醋及過氧叔丁醇對烯丙醇進行氧化，成功地實現了不對稱環氧化的過程，這一方法的出現促進了實驗有機合成和工業有機合成的發展。

2.2.3酶催化拆分異構體

心血管病藥物心得安的藥效主要在于（s）一異構體（R）一異構體則可以用作一種避孕藥物。為了分別得到單一異構體，Lag0s等發展了酶催化的方法。最近，叢方地將脂肪酶PSL器賠固定化生物反應來代替酶粉應用于該中間體的拆分。結果發現其催化活性是同質量酶粉活性的l0倍，得到了95%的（R）-1一氯一3-（1一萘氧）一2一丙醇，并進一步合成、結晶得到99%.的手性（S）一心得安鹽酸鹽。

3.結束語

隨著綠色化學成為化工生產可持續發展的方向.無毒無污染的合成技術。包括環境友好的“潔凈反應介質的研究和發展成為綠色化學的重要研究內容。 [科]

【參考文獻】

篇8

[關鍵詞]網絡課程；無機及分析化學；立體課程建設；實踐

[中圖分類號]G642.0　[文獻標識碼]A　[文章編號]1005－4634(2012)02－0100－03

山東科技大學的《無機及分析化學》不僅是應用化學和化學工程與工藝專業最核心的專業基礎課，也是礦物加工、生物工程、環境科學與環境工程、無機非金屬材料工程和高分子材料與工程等近化學專業的核心基礎課程，主要為學生進一步學習《有機化學》、《環境監測》、《食品理化檢驗》、《高分子化學》、《生物化學》、《生化實驗技術》、《儀器分析》等核心專業基礎課打以及做畢業論文打基礎。

《無機及分析化學》課程是一門理論與實驗相結合的課程，針對不同專業的需要，山東科技大學有兩種方式進行教學：一種是將無機化學與分析化學整合成一門課程的短學時教學(近化學專業)，一種是將無機化學與分析化學分開授課的長學時教學(化學專業)。

《無機及分析化學》網絡立體課程主要包括理論教學和實驗教學兩部分，經過十多年的教學改革和課程建設，形成了一套以培養應用型人才為特色的教學內容體系：在理論教學方面，本著應用為目的，夠用為度、適量超前的原則，以定量分析為主線，設置化學基礎原理和化學分析原理與技術兩大塊教學內容，準確、簡明的闡述最基本的無機及分析化學原理和規律，并使“分析與應用”貫穿于整個課程教學內容之中，體了重基礎、強應用、為專業服務的特色。在實驗教學方面，按照“基礎一綜合一應用”的思路設計的實驗教學內容，突出基礎技能為專業技能服務的特點，強化綜合技能的訓練。

1　《無機及分析化學》課程系列教材的建設實踐

教材的建設體了教學思想、培養目標、教學內容和課程體系的改革，是網絡立體課程建設的重要組成部分，是有效解決教學內容和教學方法存在問題的關鍵。

根據山東科技大學近化學、化工類專業本科生對化學基礎知識的要求，以少而精、精而新的原則，將傳統教學內容與代新知識相結合，對無機化學、分析化學、普通化學內容進行整合、革新和優化，注重對學生進行素質教育，編寫出版了21世紀高等院校教材《無機及分析化學》、《無機及分析化學實驗》和《分析化學實驗》。這些教材注重處理傳統學科與新興交叉學科知識的關系，在闡述基本原理和知識的基礎上注重內容的更新，體了材料、環境及生物類學科與化學學科的交叉與融合。將化學熱力學知識融入全書有關章節，并將四大平衡和四大滴定分析法有機結合。理論教學以化學熱力學基礎、物質結構、四大平衡為重點，適當簡化四大滴定分析法，而使其在實驗教學中加強簡化分子軌道理論、晶體場理論等難度較大的內容。編寫了綠色化學概論、材料與化學、生命與化學、環境與化學等作為培養學生興趣和擴大知識面的閱讀材料。通過閱讀材料部分的學習，既可使學生了解本專業的發展動態，擴大知識面，又能使學生了解化學基礎理論在相關學科中的重要地位，激發他們學習化學知識的興趣和熱情。編寫中力求使教材簡明扼要、概念準確、重點鮮明、深入淺出、通俗易懂、理論聯系實際，適用于礦物加工、材料、環境、生物工程等主要專業大類。

2　《無機及分析化學》課程立體化網站的建設實踐

按照國家、學校新修改的教學大綱的要求，對《無機及分析化學》課程進行了網絡立體化的全面建設，建立了《無機及分析化學》課程網絡平臺。將課程簡介、師資隊伍、理論教學、實驗教學、教學互動、教學視頻和化學資源等欄目的內容公布在山東科技大學的網站上。目前無機及分析化學理論教材、實驗教材、學習指導書、電子教案、課程網站等學習資源已經形成了全方位、立體化的課程教學體系。學生可不受時間和空間的限制，掌控自己的學習過程。

在教學理念方面，把培養學生的科學素質和創新精神放在第一位，把無機及分析化學課建設成為既是學生學習科技知識的基礎課，又是培養學生科學素質的基礎課。理論課教學以無機化學基本原理為主，以物質結構基礎為依據，以四大平衡原理為重點，以重要元素及其化合物的結構、組成、性質、變化規律及其含量測定為目標，以指導學生自我學習為方法。實驗教學以化學分析技術和技能訓練為核心和重點，強化基本技能訓練，強調系統分析問題和解決問題，重視系統性、綜合性、設計性實驗。礦物加工、材料科學、生命科學、環境科學等諸學科的研究和發展都離不開無機化學、分析化學原理和技術的進步與發展，要不斷建立礦物加工類、材料類、環境類、生物類幾個模塊相關專業的課程體系和教學內容。

3　在教學實踐中改革教學方法，增強師生互動

網絡立體化教學的多樣性，給不同層次的學生提供了適合自己的教學平臺。學分制的改革，作為基礎課的《無機及分析化學》的學時數也在減少，這對教學內容和教師的教學水平提出了更高的要求，必須不斷進行教學內容更新，教學方法、教學手段及考試方法的改革。無機及分析化學內容廣泛，涉及物質結構理論基礎、化學反應基本原理、溶液平衡、化學分析、元素化學、部分儀器分析等內容。課程講授不可能面面俱到，要在吃透教材的基礎上分層次合理安排講課內容，注重難點和重點引導，精講與對比分析討論，如四大平衡與四大滴定，同時注意引入學科前沿知識。在教學方法上，主要是講重點、講難點、講思路、講方法、講應用，形成了“課內講授一課外講座一輔導答疑一考核評估”教與學一體化的互動教學模式，既注重培養學生的邏輯思維能力，又注重培養學生的創新精神和自主學習的能力。

《無機及分析化學》的教學課程在大學一年級進行，該課程的學習不僅使學生在知識上有所積累，而且在學習能力上也應得到較大提高，要求學生做到課前預習、課中互動、課后小結，學會學習的方法。在教學中針對部分內容，要求學生自學，有些延伸內容，要求學生查閱有關學術期刊，并撰寫小論文、課堂討論，最后教師總結。同時充分運用代教育技術，將傳統的教學方式與代化教學手段相結合，大大提高課堂效率。此外，也在網絡課程中制作了大量的圖片、圖表、動畫、錄像等素材和資料，用以表課程教學內容。

不斷進行考試方法的改革。鼓勵學生撰寫讀書報告和科技“小論文”，培養學生科學研究的意識、習慣和能力，有助于學生對化學知識的深入理解及綜合運用。期末成績由考勤、平時作業、課堂提問、單元測驗、期末考試等成績綜合評定，撰寫的讀書報告和科技小論文實行額外加分，根據撰寫的質量在總成績中加0～10分，若能達到公開

發表的水平最多可加10分，但課程總成績最多為100分。

4　《無機及分析化學》實驗課的改革實踐

實驗改革的目標是通過系統的實驗教學，加強基本訓練，著重能力培養，強化創新意識。創造性教育要求對學生既要有基礎知識和新的專業知識的傳授，又要有自學能力、獨立思考能力、動手能力的培養，尤其是代意識、競爭意識的培養。自2004年起，根據山東科技大學實際情況和學生不同層次、不同專業的培養要求，對原實驗課程體系、教學內容和方法進行改革，建立和完善了無機及分析化學實驗課的教學內容，按照基礎實驗一綜合實驗一設計實驗3個層次推進教學進程。建立了以實驗技術要素為主線的實驗教學體系，設計了適合山東科技大學不同學科學生的多層次實驗教學內容，為學生個性發展、潛能開發以及優秀學生脫穎而出創造條件。開放實驗室，使一些不能在課堂上完成的實驗得到補充，同時學生也可以自己設計一些感興趣的實驗，在教師的指導下進行，從而使學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力得到進一步提高。無機及分析化學實驗形成了多層次的實驗教學體系，多模塊的實驗教學內容，預約開放式教學模式。為此，無機及分析化學實驗課程教學采取了以下改革措施。

1)對無機及分析化學實驗教學內容進行了重組，并進行綠色化改造。本實驗課注重在繼承傳統內容的基礎上創新，增加設計性實驗，加強綜合性實驗，減少驗證性實驗。根據無機及分析化學實驗的特點，用綠色化學的觀念對傳統化學實驗進行了改造，實了“性質實驗點滴化、制備實驗小量化、分析實驗減量化”，這樣在常規儀器中完成無機及分析化學的實驗教學，不僅大量減少了化學試劑和藥品的消耗，節約了實驗消耗費用，而且也加強了學生的環保意識，收到了良好的效果。

2)正確認識理論課教學與實驗課教學的關系。在無機及分析化學實驗教學中，學生應始終處于主置，教師則處于為實驗教學服務的主導位置。作為實驗教學主體的學生，在繼承傳統知識和技術的基礎上，重點進行知識和技術的應用和創新；作為主導教師，在搞好實驗教學引導工作的同時，加強自身知識和技能的擴展和更新，達到知識豐富、技術熟練和教學方法科學而實用的要求。

3)多媒體輔助教學和開放實驗室緩解實驗課時少、內容多的矛盾。隨著單一、驗證性實驗向綜合性、設計性實驗的轉化，實驗教學內容不斷豐富，往往一個連續的系統的試驗中涉及好幾個相關的實驗技術，由學生自己動手設計并完成整個實驗，由此開設綜合實驗面臨著如何在有限時間內讓學生掌握更多實驗技術的難題。對于無機及分析化學實驗課，使用多媒體技術輔助教學，利用錄像演示實驗技術的操作要點，再實驗進程和結果，增強學習效果。建立了仿真實驗室，學生可以在計算機上進行無機及分析化學實驗等課程的仿真實驗，同時可進行相應的預習。

4)形成了基礎－提高－突優－參與科研4層次的開放實驗教學模式和管理方法，完善了對不同層次學生因材施教的實驗教學方法。在生產實踐中發、研究、分析和解決問題，這對于培養學生分析問題和解決問題的能力，培養創新意識和實踐能力有著不可替代的作用。無機及分析化學實驗室成為大學生科技創新創業的基地，幾年來山東科技大學啟動“挑戰者杯”、“大學生實驗技能大賽”、“大學生創新基金項目”等多項大學生科技創新資助計劃，開放無機及分析化學實驗室，為其高質量完成項目提供條件保證。

篇9

關鍵詞 科學教育；化學實驗；在線實驗；多媒體教學

中圖分類號：G424.省略是IBM、紐約科學館和科技中心協會（ASTC）協力打造的一項基于信息技術開展科學教育的成果，它采取動手試驗、虛擬實地旅行、交互式展覽和其他形式提供豐富的科技資源，引領學生通過與全球科學和技術中心的在線和離線交互活動，體驗激動人心的當代科學和技術。

該網站以青少年科學教育為特色，提供大量網絡實驗案例，囊括了地球科學、生物學、數學、物理學、航天學、工程技術、化學、社會科學、醫療保健等主題板塊。每個實驗案例均提供詳細的實驗信息，包括實驗目的、實驗材料、步驟和現象、“怎么回事”、“給家長/老師的提示”。有的案例以Flas提供在線實驗體驗，搭配生動的音效以及體現操作的彩圖，符合學生的喜好，激發學生的好奇心和探索欲；大部分案例所需實驗素材簡單易得，可操作性強，便于大多數的實驗在家完成；每個實驗均以有趣的動畫和圖片呈現實驗步驟，生動地引導學生從中獲取詳盡的在線指導，也以直觀的形式激發學生的興趣；“怎么回事”為該實驗案例提供了生活情境和原理規律，這樣的安排有利于學生明白實驗的意義；“給家長/老師的提示”是為指導學生操作實驗的教師或者父母提供的文字資料，比如獲取實驗素材的途徑、實驗中的安全問題等，也在一定程度上拓寬學生自身的視野。

1 化學主題的實驗案例概述

TryScience網站提供的12個化學主題實驗活動，以其原料簡單易得、實驗操作簡單和趣味性強而深受科學教育工作者的關注。實驗案例不只限于化學學科，具有鮮明生命科學、物理學特色的小實驗充分體現了化學科學的“中心性”，進一步體現科學教育中化學的獨特價值。

1）DNA檢測。利用鹽與一滴清潔劑的混合水溶液作為提取液，獲取兩頰之間的細胞并使之破裂釋放出DNA；再注入冰乙醇（或甲醇、外用酒精），進而可以觀察到DNA鏈。（DNA在不同濃度鹽溶液中的溶解度不同。）適用于生命科學相關的課外教學活動，其中“DNA的粗提取與鑒定”可以借鑒這個實驗。

2）會呼吸的酵母。把酵母消耗糖這一生命活動作為微生物和碳循環的相互作用的具體實例，了解有機體是如何依賴于食物鏈中的水和能量的。這里主要根據“酵母對不同量的糖經過呼吸作用產生二氧化碳的量不同”的問題進行探索研究?？勺鳛殛U述碳循環的補充實驗；生物學學生的探究實驗“酵母的呼吸作用”的課外探索實驗；在化學中化學反應定量分析應用。

3）胡椒粉擴散。通過觀察胡椒粉在水中和肥皂水中的不同變化，了解物質的擴散和水的表面張力。幫助學生了解水的表面張力和物質的擴散。

4）想吃冰淇淋。利用鹽水在結冰之前必須低于0 ℃這一特性，準備牛奶、糖、調味劑、冰塊和食鹽就可以制作冰淇淋，從而了解制冷劑的具體用途。適用于初中化學中制冷劑的課外實驗。

5）粘住它！該實驗利用酸可以使蛋白質變性的原理來獲取白膠，讓學生了解蛋白質的結構特性。這里用醋（乙酸）來使牛奶中的酪蛋白發生性質的改變，來獲取固狀凝結物?？捎糜凇坝袡C化學基礎”中的蛋白質的性質探索實驗。

6）浮油。由阿拉斯加州的普拉德魯灣的“艾克森瓦爾迪茲”漏油事件來引發學生對浮油的清除的探索實驗，比較網眼布、粗棉布或紗布、棉球、聚丙烯布清除油污的效果?？捎糜谛W的課外活動，培養正確的洗滌知識；也可以配套“高分子材料”的實驗探究教學。

7）防曬油。設計對比實驗，比較涂和沒涂防曬油的蘋果的干癟程度，讓學生從生活中了解防曬油或保濕霜的功效?？勺鳛樾W科學實驗的一個趣味實驗。

8）木乃伊魔術。就古埃及人做木乃伊過程中使用脫水技術為背景，探究泡堿混合劑如何使蘋果變干就像它把人的尸體吸干變成“木乃伊”一樣。可以作為初中“常見的堿”的拓展知識，幫助學生拓寬視野。

9）電解。網站中包含了在線實驗，同時可以方便學生在線動手進行實驗，探索電解的奧秘，整個過程包括連接導線、導體、電極、電解質溶液的選擇及氫氣和氧氣的釋放?？勺鳛榫拍昙壔瘜W“水的組成”或高中“化學反應原理”模塊的電解中的網絡媒體輔助教學。

10）鍍銅實驗。簡單地利用鐵能置換銅的原理，巧妙地利用回形針從硬幣中置換銅離子，給回形針鍍銅，該實驗包含許多探索性問題?？勺鳛槌踔小爸脫Q反應”的具體實例。

11）談談奶酪。用醋來制作奶酪，相對于利用細菌產的酸與牛奶進行反應，過程很快，之后經過處理即可獲得奶酪。可用于中小學的課外科學實驗活動，融合了生物和化學的知識。

12）絢麗的顏色。用Kool-Aid™和醋混合制成染料即可以給布料染自己喜歡的花樣，這不僅僅是一個化學實驗，還是能讓學生發揮自己的想象的一個橋梁?？勺鳛樾W科學實驗的一個趣味實驗案例。

2 化學實驗典型案例

為了讓大家更好地了解TryScience網站科學實驗案例的特性，以電解實驗為案例，為大家詳細闡述。

2.1 在線實驗

以Flash呈現的在線實驗動畫可以模擬實驗操作，彌補一般實驗教學網站只呈現實驗步驟文本資料的缺陷，給予使用者、學習者更為真實的感性體驗。

點擊“化學”“電解”，可進入圖1的界面。左側呈現出的實驗步驟給予學生詳細的指導：1）用一節電視、一塊紙板、兩個導體、一杯水和兩根電線組成一個電路；2）杯子上的紙板用來固定導體；3）選擇良好的導體，將它們插入紙板的洞中；4）連接電線，形成電路。

點擊“開始”即可進入圖2所示的操作界面。右側是實驗主界面，包含一只錐形瓶和一只電池；左側提供了備用素材，由網友點擊拖拉到主界面中連接、搭配。如果選用素材有誤或實驗儀器連接錯誤，系統會作出提示，以便改正。如把左側的塑料吸管拖到右側作為導線與電池連接，動畫立刻提示：“這是用來喝飲料的！塑料管不導電！塑料、橡膠、黏土類材料是絕緣體，電子這種細微粒子無法通過這些材料?！奔磿r的提示有利于學生糾正錯誤概念，也有利于指導學生掌握正確的化學觀念。如果操作和填加素材正確，則會給出正確提示和如雷掌聲。

當全套儀器搭建完成，動畫里作為電極的鉛筆芯周圍就會釋放出大量氣泡，隨即提示：“電流可以產生足夠多的能量來分解水分子中的氫和氧。”

動畫提示的下一步操作是通過改變變量進一步探究水的電解。如增加電壓后，兩極產生氣泡更多，讓學生了解到不同強度的電壓是影響產生氣體速率的重要因素之一；“交換電線”更換電極連接后，產生氣體的現象與原來實驗相反；還可以通過“放大鏡”清晰觀察某個電極產生氣體，排開集氣裝置中的水。

“在線實驗”不只限于具體操作，還拓展到實驗意義，關注情感態度與價值觀的教學目標?！半娊鈱嶒灐边M一步指出產生的氫氣和氧氣作為燃料電池來發電驅動汽車的行駛（圖3）。

TryScience提供的在線實驗體驗，充分體現網絡多媒體對化學教學的輔助功能。學生不再是一味地聽教師講、看教師做，而是在足夠的時間和空間范圍內，由自己分配時間，進行方案設計，并進行虛擬實驗操作，最后通過對實驗事實的分析、歸納得出結論。就是在這樣的學習氛圍中，學生能真正感覺到自己是學習的主人，由此激發其主動參與的熱情。

其中具有特色的是它的在線實驗，虛擬提供給學生電線、紙板、不同的導體以供選擇組合成電路，通過自己動手來嘗試搭制實驗裝置?？傊@個實驗還是很值得讓學生去實踐探索的。

2.2 家庭實驗

動畫實驗不能完全替代化學實驗操作，網站提供的“家庭實驗”設計具有一定的開放性，不局限于教材，從知識、能力等多方面向外延伸或擴展，創設開放性問題情境，督促學生自己在家利用方便易得的素材開展實驗操作，提高對科學實驗的濃厚興趣。

1）實驗目的：水（H2O）分離出氧氣和氫氣；了解電能轉化為化學能的原理。

2）實驗儀器和材料：兩支鉛筆（HB或者2B），兩根電線（每根長約30 cm），一個廣口玻璃瓶（500 mL），一張足夠蓋住廣口瓶的紙板，帶子，手電筒電池或電燈電池，水，鹽。

3）實驗步驟和現象。①削尖每支鉛筆的兩頭，削鉛筆前，拿掉鉛筆的橡皮和金屬部分。②將廣口瓶裝滿水，往裝滿水的廣口瓶加入一些鹽。③在廣口瓶的瓶口蓋上一張紙板。慢慢地將一支鉛筆穿過紙板，使鉛筆芯完全浸在水下。與這支鉛筆隔大約3厘米處，插入另一支鉛筆。要使每支鉛筆芯都近似地處于同一水位。用電線將第一支鉛筆的另一頭連接到電池的陰極。也就是用電線的一端纏在鉛筆芯上，另一端纏在電池陰極端。將第二支鉛筆的另一頭連接到電池的陽極。④通電，觀察實驗現象。

4）討論與研究。①水中必須放少許鹽。如果水中鹽濃度太高，則有可能會產生氯氣。②在溶液中加入酚酞（某些瀉藥的成分之一），它可以檢測陰極附近pH值的升高。如果pH值升高，溶液會變成粉紅色。紅球甘藍汁也可以看到這一現象。紅球甘藍汁在陰極變成藍色，在陽極變成紅色。如果使用紫色的甘藍汁，顏色的變化就很難看出來。試著多加幾節電池，就可以產生更明顯的氣泡效應。

3 網站實驗特點及點評

3.1 生活化，趣味化

TryScience實驗選題廣泛，內容新穎，大多來源于學生的學習和社會生活，實驗設計注重引導學生運用所學的知識研究和解決學生關注的一些社會問題，很多題目設計貼近生活、獨具匠心，足以引起學生的好奇心和學習心向。例如，“談談奶酪”“吃冰淇淋”這兩個基本就從學生熱衷的食品取材，讓學生從生活中能夠體會到化學的存在，進而走進化學，喜歡化學。這樣的實驗新穎而又熟悉，直觀生動，易于吸引學生，引起學生的認知沖突和學習心向，使學生認識到化學知識就在身邊，增強化學知識的實用性，并且生活化的實驗提供學生某種生活經驗，使學生能夠找到自己的“先行組織者”。

學生學習科學知識的動機很大程度上來源于興趣，實驗趣味性越強就越能調動學生學習的積極性，即化學實驗具有激發動機的功能。但近年來應試壓力下的實驗選題單調，使學生對化學實驗的興趣逐漸降低。各種調查顯示，很多中小學生對化學學習的興趣正在明顯降低，導致這一狀況的原因是多方面的，如何通過化學實驗，激發和保持學生的化學學習興趣引起人們的思考。而TryScience的“木乃伊魔術”實驗，聯系傳說中的木乃伊，激發學生學習堿的興趣。當然，卡通的界面、孩子氣的動畫設計也是TryScience網站體現趣味性的一個重要方面。

3.2 探究化，綠色化

在化學實驗的設計上，化學教科書中過于強調實驗對所認識的化學基本概念、基本規律和基本原理的驗證，即使是“探索性實驗”或“啟發性實驗”，也是照方抓藥式的設計。這樣的實驗設計學生幾乎不需要進行什么“探索”，只要按照實驗步驟做下去，就可以得出結論，別說發揮實驗的功能、促進科學素養的發展，就連學生最初的實驗操作興趣，也可能因為這樣的設計而喪失殆盡。而TryScience網站的實驗設計，利用在線實驗的互動多媒體效果，實驗研究方法的運用和實驗結果的表達有較大的靈活性。這些特點有利于發揮學生的個性特長和才能，形成開放的學習過程，更好地發揮化學實驗的探究功能，對促進學生科學素養主動、全面發展，有一定的引導作用。例如，“電解”的在線實驗，給出所需的實驗器材和提示，讓學生自己進行探索，自主學習，搭制正確的實驗裝置。過程中的提示和警醒也讓學生深刻了解實驗原理。

TryScience網站涉及的實驗也充分體現綠色化學觀念，遵循綠色化學中避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑的要求。例如，“絢麗的色彩”就是從綠色化學角度著手，試劑選用綠色材料，建議家長或教師帶領學生嘗試用水果和蔬菜制成的天然染料（冰凍藍莓、黑莓和甜菜汁的效果都很好。使用食物加工機混合水果或蔬菜并濾掉果肉來準備染料，得到的液體就是染料）來給自己的衣服染色，體會染色趣味的同時，還能樹立一定的環保意識。

3.3 綜合化，現代化

TryScience網站案例突出現實性、多學科性、動態性等整體化知識的特點。實驗設計內容在加強化學與現實生活密切聯系的基礎上注重多種學科、多種技能的整合，注意與現實背景和歷史背景相結合，有助于培養和發展學生的創造性思維?；瘜W欄目的實驗與生物學、數學、生物技術、物理等學科均有不同程度的滲透和綜合，其中DNA檢測涉及化學、生物學、工程技術；會呼吸的酵母涉及生物學、數學、化學、社會科學；防曬油涉及生物學、化學和醫療保??；木乃伊魔術涉及生物學、化學、社會科學；電解涉及物理學和化學。這些實驗涉及的知識都可以看出化學是一門比較“中心”的學科，對化學的研究必須要建立在其他一些基礎學科上，當然利用化學的一些實驗技術知識也可以幫助對其他領域的探索研究。

網站功能設計具備現代教學設計特色。譬如，對于某些實驗的實驗步驟設置，通過連環問題的設置來串聯教學思路，由淺入深，由簡單到復雜，創設出真實、新異的教學情景，為學生創造性思維發展營造良好的環境，引導學生循序漸進地由被動思維轉變到積極主動的思維，不僅促進學生積極思考、主動探索，鍛煉學生的思維能力，而且培養了學生的探究精神。學生利用多媒體實驗可以有目的地去注意觀察整個實驗的一個動態過程，并不是按部就班、毫無思考地進行化學實驗。運用動畫也恰到好處，不僅體現信息技術的輔助功能，還培養了學生利用技術去學習的主動性和積極性。

總之，這個網站的實驗不僅可以作為教師的在校演示實驗和學生探究實驗素材，還可以作為家長早期引導孩子認識化學的家庭實驗，既可以鍛煉他們的動手能力，也能拓展他們的科學視野，更科學全面地認識這個絢麗多姿的世界。

參考文獻

[1]張鳳,陳凱.《科學探索者?化學反應》中的活動與實驗[J].教學儀器與實驗,2009(9):25.

[2]王煒祺,張鳳,陳凱.趣味化學實驗與兒童科學啟蒙教育[J].教學儀器與實驗,2007(12):50-52.

[3]王煒祺,陳凱,張鳳.兒童科學教育的典范:德國巴斯夫“小小化學家”實驗案例介紹[J].教學儀器與實驗,2007(8):56-57.

篇10

從人類文明的早期開始，人們就懂得利用鐵礦石、銅礦石和木炭一起加熱制得鐵和銅，用來制造各式的鐵器和銅器。這些單質狀態的金屬在自然界是極少存在的，通常都需要化學反應進行制備，這大概便是合成化學的開端。

人類歷史上第一種完全人工合成的塑料是在1909年由美國科學家貝克蘭用苯酚和甲醛制造的酚醛樹脂，又稱貝克蘭塑料。1920年，德國化學家施陶丁格提出由簡單的結構單元以重復鏈接的方式形成高分子化合物的概念，這一創新性的研究為高分子合成材料的出現奠定了理論基礎，他也因此獲得了1953年的諾貝爾化學獎。1935年，以繭絲結構為基礎，美國化學家卡羅瑟斯首次成功地合成了尼龍66，這一發明促進了有機高分子合成化學的發展。20世紀40年代乙烯類單體的自由基的發現引發聚合合成反應迅速發展，實現了包括氯乙烯、聚苯乙烯和有機玻璃等的工業化生產，這是合成高分子蓬勃發展的時期。

在第一次世界大戰期間，迫于橡膠缺乏，德國人采用二甲基丁二烯聚合合成了甲基橡膠。1930年德國和前蘇聯以丁二烯作為單體，金屬鈉作為催化劑，合成了丁鈉橡膠。而丁二烯與苯乙烯共聚則可以得到丁苯橡膠，它的性質與天然橡膠相似。事實上，在第二次世界大戰期間，德國軍隊就是因為有丁苯橡膠，橡膠供應才沒有出現嚴重短缺。美國在戰后大力研究合成橡膠，首先合成了氯丁橡膠，氯原子使氯丁橡膠具有天然橡膠所不具備的一些抗腐蝕性能。

進入20世紀50年代，利用從石油裂解而得到的烯烴（主要包括乙烯與丙烯），德國人齊格勒與意大利人納塔分別發明用金屬絡合催化劑合成低壓聚乙烯與聚丙烯的方法，兩者分別于1952年和1957年實現工業化，這是高分子合成化學的歷史性突破，他們因此獲得1963年度諾貝爾化學獎。

20世紀60年代，由于登月工程的需求驅動，導致了可作為太空服原材料、航天飛機高溫黏合劑以及超音速飛機的復合材料等耐高溫合成材料的誕生。杜邦公司20世紀40年明的特氟龍PTFE（聚四氟乙烯）是另一類性能優異的合成材料，具有耐酸堿、耐高溫、極低的摩擦系數、良好的耐磨性以及極好的化學穩定性，是原子能、國防、航天、電子、化工、紡織等領域不可取代的關鍵產品?？茖W家還合成了很多其他有機高分子材料，如涂料、黏合劑、離子交換樹脂等等，并制成了很多新的產品。在離子交換樹脂基礎上發展起來的離子交換膜，在淡化海水、人造腎、藥物的定時釋放等方面都起著很重要的作用。

無機合成化學為廣泛應用的新型無機材料，如耐高溫、耐高壓、耐低溫、光學、電學、磁性、超導、儲能與能量轉換以及納米材料的發展開辟了廣闊的天地，一些無機材料的發展還推動了催化領域（如石油煉制、精細化工等）的進步。近幾十年來，一系列重量輕、強度高、耐熱性能好的無機纖維，如硼纖維、碳纖維等，以及氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等耐高溫材料的成功合成，為航空、航天技術的發展起到了重要推動作用。例如在波音787夢幻飛機上，由于大面積使用了碳纖維復合材料而大大減輕了飛機重量。據統計，機身制造使用的碳纖維重量占波音787重量的61％，占全機80％體積的構件均為碳纖維復合材料；同樣，在空客A380的制造中，也大量使用了合成材料，飛機約25％由高級減重材料制造，其中22％為碳纖維復合材料，使得A380每乘客百公里油耗不到3升，相當于一輛經濟型家用汽車的油耗。

當今最主要的三大合成材料―合成塑料、合成纖維和合成橡膠，它們均主要以石油、天然氣或煤等為原料，全球年產量已達數億噸。當然，今天倡導的可再生原料的應用也離不開合成化學。這些材料在工農業、國防以及人民生活等方面正發揮著巨大的作用。設想如果沒有這些材料，我們今天的生活顯然是無法想像的。事實上，這些合成材料的發明徹底改變了人類的生活方式。

合成化學面臨的挑戰與機遇

合成化學的主要任務是實現從小分子到大分子、從單分子基元到超分子體系的構筑，通過選擇性的控制，創造出具有理想性質和功能的新物質。進入21世紀以來，10年中已有4次諾貝爾化學獎授予合成化學領域的科學家，反映了這一領域的巨大創造力和活力以及對科學和人類社會的貢獻。盡管合成化學已經達到了空前的成熟水平，但基于當今人類面臨的諸如健康、糧食、資源、能源、材料、環境和氣候等重大問題的情況下，合成化學的發展前景將更為廣闊，并將繼續在諸多領域發揮不可替代的作用。

2001年度諾貝爾化學獎得主野依良治教授指出：未來的合成化學必須是經濟的、安全的、環境友好的以及節省資源和能源的化學，化學家需要為實現“完美的反應化學”而努力，即以100％的選擇性和100％的收率只生成需要的產物而沒有廢物產生。因此，如何通過對化學鍵的選擇性活化、斷裂與可控性重組，通過弱相互作用的調節精確組裝功能超分子體系，實現以100％產率和100％選擇性對特定功能物質和結構體系低耗、安全、經濟與綠色合成，是合成化學領域的主要挑戰。

無論現在還是未來，合成化學的另一明確方向是不斷與其他領域交叉與融合，以產生更多的跨學科新領域，從這個角度而言，合成化學需要極高水平的科學創造力和洞察力，以探索其無限的可能性。2001年度另一位諾貝爾化學獎得主、美國人夏普萊斯提出了“點擊化學”（Click Chemistry）的概念，強調合成反應必須具有高產率、高選擇性以及對各種官能團和反應條件優異的耐受性，這一概念的提出為生命科學、材料科學領域提供了全新的理念、方法和物質基礎，已經被廣泛應用于藥物、新材料開發和分子生物學、化學生物學等諸多研究領域，成為目前最實用和引人注目的合成理念之一。

未來的合成化學將針對合成對象和合成過程的可控、高效、低能耗、低排放、高選擇性等要求，面向生命科學、材料科學、信息科學、能源科學和環境科學等領域對新物質、新材料和新器件的需求，研究功能導向新物質的設計理論、反應過程、合成與組裝方法學；探討合成反應和物質轉化過程的機理與本質規律；借鑒生命體系的生物合成和演化過程，結合物理、材料科學等學科的研究手段和技術，發展新的合成策略，以滿足在分子設計指導下定向合成各種特定結構和特定功能化合物及其組裝體的需求。

合成化學：讓未來更美好

在過去的100多年里，合成化學為人類社會的進步做出了巨大貢獻：合成化學為現代農業的發展、解決70億人生存問題發揮了不可替代的作用；合成化學制造的藥物使人類的健康水平得到空前提高；合成化學創造的各種新材料徹底改變了人類的生活方式；合成化學還為探索生命科學的奧秘提供了重要方法和物質基礎。合成化學家不斷創造出的合成新方法、對于化學機理的不斷明晰使人類可以“馳騁”在整個元素周期系中，不斷創造出新的物質，這一過程大大增加了人類在認識自然和改造自然中的能動性，并創造出了新的生產、生活方式。我們現在已經可以很好地利用自然界諸如石油和煤這樣簡單、豐富的天然資源，創造出一系列復雜的、更具價值的物質。在不久的將來，我們將能設計、制造出更多具備各種性能、滿足人類需求的物質。