導語：如何才能寫好一篇無機化學在農業上的應用，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

關鍵詞：農業院校；無機化學；創新；綠色化學

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）03-04-117-03

Research of Inorganic Chemistry Teaching in Agricultural University Based on the Green Chemistry and Innovation Training

Ke Fei et al.

（Department of Chemistry，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

Abstract：The idea of green chemistry and innovation training has attracted increasing attention by the international higher education. This paper analyzed the disadvantages existed in the teaching process of inorganic chemistry in agricultural university. Further the significance to infiltrate the idea of green chemistry and innovation training in inorganic chemistry teaching was introduced，and some constructive opinions and suggestions were also put forward.Sequentially，the students desire for knowledge can be inflamed and the effective teaching can also be raised.

Key words：Agricultural university；Inorganic chemistry；Innovation；Green chemistry

無機化學是一門內容既豐富又抽象的課程，其不僅是化學專業學生的4大基礎化學（無機化學、有機化學、分析化學、物理化學）之首，也是高等農業院校一些非化學專業學生的基礎課程，甚至是必修的入門課程之一[1-2]。該課程內容體系龐雜，理論性較強，尤其該課程面臨的授課對象是大學一年級新生。因此，無機化學課程的教學成功與否對學生們今后的學習思維模式的培養起著一定的指導作用。然而，對于農業院校的無機化學課程的教學過程，大部分的傳授者只重視課本上化學知識的傳授，而忽略了相關知識點國際最新的研究進展的介紹，忽視了對學生綠色思維能力和創新能力的培養，從而造成學生上課沒有積極主動的心態，缺少朝氣蓬勃的求知欲望，進而造成這種模式下培養的學生整體素質偏下，沒有綠色創新的概念，更沒有保護世界和改造世界的科學精神[3]。

化合物的綠色合成以及清潔能源的使用將是無機化學發展必然趨勢，同時各學科之間的互相滲透，形成了眾多的新興特色研究領域，所以無機化學是一門活躍有趣的特色學科。本文中作者結合自己的教學經歷，對如何在高等農業院校無機化學教學中注入綠色創新思維的培養，進而激發大學生的學習熱情進行了初步探討。

1 綠色創新思維理念

綠色化學理念最早產生于美國，其頒布的《Pollution Prevention Act of 1990》法令中第一次明確提出了綠色化學概念[4]。這一概念的提出，迅速得到了國際各國的支持。英國皇家化學會在1999年創辦了國際第一個綠色化學綜合期刊《Green Chemistry》，隨后，該雜志在國際影響力逐年增加，2015年其影響因子已達到了8.02。由此可見，綠色化學理念深受科學工作者們的推崇。所謂綠色化學就是在實際生產中使用清潔的能源和使用環境友好的試劑和溶劑，最大程度的利用原材料，盡可能的避免污染。然而隨著科學技術的快速發展，工業化程度的飛快推進，當今教育理念僅僅有綠色化學還不夠，還得注重學生創新能力的培養，這就要求學生具備綠色創新思維理念，這樣培養的人才在未來的國際競爭中才具有優勢。

2 無機化學教學中綠色創新理念的重要性

化學一方面創造了一個美麗的人造世界，另一方面也改變了這個美麗世界。甚至一些非化學專業的人們，一聽到化學這個詞，就聯想到危險、污染、有毒等等。因此，如果要徹底改變這一現狀，改變人們對化學的認識，這就需要發展綠色創新化學理念。

目前，隨著工農業的不斷發展，新的化合物也不斷的被發現和合成出來。與此同時，人類所面臨的環境危機也越來越重，而這些發展和危機在一定程度上都與化學關聯，化學在創造物質文明的同時，也帶來了大量的有害物質，危害到人們的健康，所以環境問題已成為國際關注的熱點問題之一。我們現在所面臨的環境問題主要有：霧霾、酸雨等大氣污染，水體富營養化、生活工業廢水等污染，農藥殘留、固體廢棄物等土壤污染等[5-6]。因此，發展綠色創新思想，推廣綠色創新教學是教育發展的大趨勢。

大學生是未來社會發展的希望，是創造物質文明主力軍，所以教師要盡自己最大努力向學生們傳授綠色創新方面的知識，然后通過大學生群體去影響周圍的人群，逐漸使大家都能有這個意識，促進整個社會的和諧健康發展。無機化學是新生入學第一門開設的大學化學課程，這是他們對大學化學認識的開始，同時也是他們學習生活習慣養成以及社會責任意識形成的關鍵階段。因此，大學老師要充分利用課堂這個重要教學陣地，認真挖掘無機化學教材中的知識點與最新研究報道成果的聯系，向學生們傳授最新的綠色創新知識，培養學生們綠色創新意識，進而按照綠色化學的原則來處理生活中的問題。因此，在高等農業院校無機化學教學中培養學生們綠色創新思維，以適應當前國際科技的高速發展非常重要。

3 無機化學教學中綠色創新理念融入的策略

目前，國內部分綜合高校化學專業已經開設了綠色化學這門新興課程，但仍然處于開始階段，對綠色創新思想的傳授相對較少，而對于農業院校來說，綠色創新研究的就更少。農業院校無機化學由過去56學時調到現在為48學時，這就要根據農業院校自身的特點和培養目標，對無機化學授課內容進行調整，那么在這有限的課時中，如何將綠色創新理念融入到課堂之中就格外重要。筆者認為，可以從以下幾個方面著手實施綠色創新教育：

3.1 加強師生的綠色創新理念的培養 隨著科技的發展，創新應用型人才對農業的發展越來越重要，高等農業院校無機化學必須把綠色創新理念作為重要的指導思想滲透到教學中。綠色創新理念的培養是對傳統的無機化學教育模式的發展，該培養理念不僅能為社會培養出高層次專業素質人才，而且還注重培養學生們可持續發展意識。這就要求傳授者自己要有綠色可持續的發展觀念，在教學工作中將綠色創新思想滲透到課堂之中。化學教育者要不斷的更新自己的知識框架，及時了解國際最新的相關領域研究進展，將課本上知識點與最新的相關綠色創新研究結合起來，課堂上以生動形象的圖片或動畫方式給學生們呈現，讓學生們在大學一年級就養成好習慣，讓綠色創新理念真正的樹立在他們的腦海中，為培養具有可持續發展理念的未來化學工作者奠定基礎。

3.2 無機化學理論課中綠色創新理念的滲透 課堂教學是學生們的接受知識的重要途徑，教師要緊跟國內外最新的綠色化學研究成果，充分挖掘課本中的理論知識，將二者結合起來，在理論教學中將最新的綠色創新思想進行滲透，并修正與該思想不相符的課本內容。引導學生們重新設計新的路線、工藝等，使整個合成綠色化，能源綠色化，避免傳統的反應方法給環境帶來的負面影響。

無機化學理論課中很多基礎知識都與創新的綠色化學有關。例如，（1）在化學動力學基礎章節中，除了介紹動力學常數的定義外，還可以介紹目前國際研究最熱的新型多孔材料對水體中有機污染物（如，有機染料、苯、農藥等）的吸附率隨時間的變化關系，進而計算其吸附動力學常數，這樣學生既了解動力學常數概念又清楚的知道怎么通過實驗得到這個動力學常數；（2）在介紹化學熱力學部分的時候，除了介紹熵、焓、吉布斯自由能的概念外，還可以介紹吸附劑吸附有害物質的吸附量隨溫度的變化關系實驗，通過該實驗可以讓學生了解吸附劑在該條件下的熵、焓、吉布斯自由能是怎么得到的，加深吉布斯自由能與化學反應自發進行方向的關系，進而知道怎么學以致用。為了方便吸附劑的回收循環使用，還可以介紹新型磁性多孔材料，既可以達到去除水體中的污染物，又可以通過簡單的外界磁場，方便的將吸附劑從水體中分離出來，達到循環使用效果；（3）介紹碳族元素的時候，除了介紹溫室效應導致全球變暖之外，還可以介紹目前利用CO2制甲烷等最新研究成果；（4）在介紹硫化合物的時候，介紹硫化鎘等等量子點光催化劑，可以利用該光催化劑在取之不竭、用之不盡的太陽光條件下進行光催化反應。此外，教師還要根據高等農業院校自身發展的特點和優勢，課堂教學中將無機化學基礎知識與農業院校的茶與食品科學、環境與能源、生物工程以及農藥等優勢學科結合起來，達到學科間的優勢互補。例如，無機化學教學中可以補充最新的制氫和儲氫材料、可見光催化材料、高催化性能或吸附性能的多孔材料、農藥降解材料、重金屬去除材料等等。總之，教師可以根據當前國際研究的熱點，有目的、有計劃的將無機化學基礎知識與這些最新的綠色創新研究有機地串聯起來，既提高了教學質量，又使學生們知道農業科技人員的研究動態，潛移默化中增強學生們的綠色創新意識。

3.3 無機化學實驗課綠色創新化 化學是以實驗為基礎的科學，實驗課是運用理論知識和驗證理論知識的渠道，也是最容易產生污染的主要場所之一。因此，實現實驗課的綠色創新是非常必要的，這是培養學生發現問題、分析問題以及解決問題能力的重要途徑，也為培養他們良好的科研素養打下基礎。

（1）加強安全教育，樹立綠色創新理念。無機化學實驗課是大學一年級開設的第一門化學實驗課程，學生沒有自己動手實驗的經驗。因此，老師在這個過程中作用至關重要。第一節實驗課，授課老師講解實驗內容之前應該對學生們進行安全教育，宣傳綠色創新理念，給學生們講解《化學實驗室安全手冊》，進行實驗室安全培訓，培訓合格的同學方可進入實驗室進行后續的實驗操作。同時在實驗室醒目位置張貼安全標志，強化學生們安全意識、綠色創新意識以及環保意識。

（2）優化實驗內容，提高綠色創新程度。使用無毒無污染的綠色原料和溶劑代替傳統的有害試劑。盡量使用蒸餾水、乙醇等綠色無毒試劑，避免使用氯仿、苯胺等毒性較大試劑。合成條件避免時間長、高溫高壓等條件，可以采用快速的超聲或微波輔助合成新方法，節約時間，增加轉化率、減少污染，實現實驗的綠色化創新。另外可以開設一些學生自主性比較大的實驗，開展一些利用可見光為能源的催化或降解實驗，讓學生們自主設計實驗原料、條件、方法等，充分開發學生們創新能力。

（3）重視實驗室廢棄物的回收，開發循環實驗。實驗室廢棄物的妥善處理這個過程非常重要，目前大部分高校實驗課都存在這種普遍的現象，實驗結束后學生們就直接將反應后的試劑和藥品直接倒入水池中，甚至包括一些毒性較大的試劑。這不僅危害自己也會危害到他人，增加后續無害化處理的負擔。實驗老師一定要指導學生將實驗廢棄物進行分類回收處理，嚴禁亂扔亂倒，這樣像乙醇這類常用溶劑我們就可以回收起來，進行重新集中蒸餾制得干凈的無水乙醇，從而可以循環使用。教師可以把實驗的后處理作為成績考核的一部分，督促學生養成好的習慣，為自己、為社會負責。

4 結語

無機化學是一門實踐性較強的課程，授課教師不僅要傳授學生們基礎的理論知識，更重要的是培養學生們具有在改造世界的同時更要保護好世界的能力。通過上述改革措施，本人自己課堂上取得了很好的教學效果，改變了以往無機化學課堂上沉悶的現象，大家積極思考、課堂氣氛活躍、年終評教獲得優秀。當然，結合最新的研究熱點，宣傳綠色創新理念是一項系統的工程，也是社會發展的趨勢，這項工作現在還是處于起點階段，每位化學教師都要不斷的探索，提升綠色創新的教學方法，為社會培養合格的化學科技者而不懈努力。

參考文獻

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篇2

【關鍵詞】 教學內容; 無機化學; 改革

隨著社會對人才培養目標現代化、社會化的要求，社會對人才類型的需要已由“專才”型向“全才”型轉化，而學生所學知識的知識面已大大拓寬;學科的發展和知識的豐富，無機化學課程的教學內容也越來越多，書越編越厚，然而無機化學的教學時間又大幅度減少，難以完成原有的教學內容，所以無機化學課程中存在許多需要解決的問題。例如理論部分的論述比較完整，但利用無機化學的實踐活動操作比較困難;元素部分的內容比較瑣碎，教師在講授時困難較大，教學內容繁多，學生接受起來比較困難。

本著培養基礎扎實、知識面寬、動手能力強、素質高人才的目標要求， 適當減少基礎課學時， 增加專業實踐和新知識介紹是必要的。如何充分利用有限的教學時間，不大幅度地減少教學內容，使學生盡可能多的學習、掌握基礎知識是擺在我們教師面前的一項重要課題。這就要求我們從課程改革中挖潛，從課程內容整合中獲得。

1 優化課程教學內容

教學內容的改革是無機化學教學改革的核心。改革與優化教學內容表現為， 剔除那些與中學教學內容重復、陳舊過時或與中學化學教學聯系極少的教學內容， 對經典的無機化學教學內容進行優化，適當補充化學前沿知識[1]。

1.1 課本內容與課外知識有機結合[2]課本上的理論與具體的科技研究成果介紹相結合，既有利于避免教師教學內容的枯燥無味、空洞抽象，也有利于拓寬學生的知識面，同時還能激發學生學習的興趣和積極性。這就要求我們教師在教學過程中相應地引入一些化學史、化學重要發現的介紹。例如諾貝爾化學獎中無機化學方面的成就包括了英國化學家W.Ramsay 對空氣中稀有氣體元素的發現、法國化學家H.Moissan發明氟元素分析法、瑞士化學家維爾納創立配位學說等。另外，教師還可以將日常生活中與人類息息相關的一些無機化學知識引入到教學當中，例如溫室效應、酸雨、臭氧空洞、微量元素與人體健康等。為適應知識經濟的特點，教師還可以將無機化學的前沿領域知識如納米技術、金屬有機化合物等滲入到基礎教學之中。這些課外知識穿插于教師的授課過程中，既能活躍課堂氣氛，也有助于學生對知識的理解和記憶。教師可在講授配位化合物的知識時延伸出與配位化學聯系密切的人體微量元素與健康、抗癌藥物順鉑的發現歷程;在沉淀反應中介紹腎結石形成的化學原理;在電化學中介紹燃料電池、電解制氫等新型能源技術;在鹵族元素的學習中，介紹感光材料、阻燃材料等的應用。

1.2 改革教材內容， 優化課程結構

1.2.1 著眼課程群建設，調整課程體系為了達到人才培養的目標，我們不僅注重課程教學內容的改革，還更注重課程體系的建設。我們在本課程建設過程中，始終注意與其它課程的協作配合，以逐步形成一個相對獨立統一的課程群模塊。該模塊包括如下課程：基礎化學原理、無機化學實驗、分析化學、物理化學。這四門課程共同瞄準無機化學這一主修課程在系統中的基礎作用及優化這個目標，統一調整教學內容，精簡學時，各自側重完成分工的局部教學任務。基礎化學原理課程使學生掌握基本的化學知識，無機化學實驗部分讓同學們了解化學實驗的分析和簡單設計;分析與物化課程使學生掌握化學的深層次內容，更大程度上學習化學理論。

1.2.2 運用現代觀念，優化課程內容，實現教學內容的現代化課程內容的優化，一是要選擇知識，再者一定要加強重點內容的提煉，明確知識點，抓住課程的“三基、三新”，即基本概念、基本原理、基本方法、新知識、新方法、新技術。基礎課調整的重點是增加新知識，專業課調整的重點是增加新技術。同時妥善處理好經典內容和現代化內容的關系，做到二者的和諧統一，同時壓縮那些起點低、簡單重復和陳舊老化的內容，使增加的教學內容與高新技術接軌[3]。

1.3 突出課程教學的重要性

1.3.1 課程教學突出基礎性、前沿性、時代性通過對現在與過去、國內與國外化學類學生培養目標，中、外無機化學教材內容對比分析、學科發展現狀復習及發展趨勢預測，在正確處理繼承與發展關系的基礎上，修訂教學目標及教學大綱，結合省級精品申報和高教研究中心批準的“十一五”教研課題，更新理論課和實驗課教學內容，探索、實施新的教學方法。課程內容在強調基本知識、基礎理論和基本技能的同時，也適當介紹重要進展。

1.3.2 課程教學突出新知識、新概念和新技術在教學內容改革方面，除了堅持無機化學傳統的基本知識、基本理論傳授，堅持無機化學內容需要不斷更新的原則，加強專業知識與科學方法論相結合，把二十一世紀化學類及相關專業的學生在無機化學學科應具有的基礎理論和最優化知識作為精品課程的內容依據，著重處理好無機化學基礎理論與無機化學前沿的新概念、新技術和新方法(如綠色化學、微波化學等)的關系，吸收無機化學發展的新知識，強化無機化學的知識結構，使教學內容不斷豐富、不斷完善;能夠使學生高效率地掌握無機化學的精髓，并將其轉化為創新能力。

1.3.3 課程教學中必須加強創造能力的培養如何在無機化學教學中加強創新能力的培養，我們在課程設置時就注重學生對社會的適應性，將培養學生創新精神和實踐能力擺到突出地位。為了加強創新意識的培養，安排每個學期至少一個“研究性課題”;為了提高解決實際問題的能力，在教學內容的選擇上更加貼近生活實際和生產實際，安排了“課程實習作業”，為培養創新意識和實踐能力提供了重要方式和途徑。

2 元素化學部分教學的改進

元素化學部分內容繁多難學，為此我們對元素化學每章內容，重點抓住原子結構與族通性的關系，引導學生通過原子結構和分子結構的原理來理解元素及其化合物的化學性質，概括歸納元素性質的變化規律性，從而突出化學的基本原理在元素化學學習上的指導作用。從學生反饋回來的教學質量調查證明，這有利于學生加深對元素及其化合物性質的理解和掌握。而對于元素及其化合物的存在方式、制備、用途等，則著重于學生的自學，讓學生查找有關的資料來認識有關化合物的最新用途或制備方法，然后讓學生撰寫有關這方面的總結文章或論文，這樣一方面增強了學生的自學能力，另一方面讓學生知道了最新的一些化合物的研究動向。這樣的教學模式調動了學生學習的自覺性，深受學生的歡迎。

無機元素化學教學難點的解決辦法是：①元素部分以元素周期表為主線[4]， 深入地討論主族元素及重要化合物的結構、物理性質、穩定性、氧化還原性、物質的制備及用途。以物質結構原理和熱力學原理為基本點，從微觀和宏觀的角度去學習、討論和研究無機化學的問題，注重規律性的討論和總結，從而突出無機化學基本原理在元素無機化學學習中的應用和指導作用，加深學生對無機物性質及反應性規律的理解及對無機化學基本原理的掌握，改變元素化學在學生心目中內容繁多的印象。②以性質為中心講好重點元素。由于同族元素性質相似，所以在講授每族元素通性之后，對族內的重點元素必須較為系統地講解，以便學生對族內其它元素的學習起到觸類旁通、舉一反三的作用。③密切聯系實際。元素化學很多內容與工農業生產、日常生活，特別是中學化學教學關系十分密切。在教學中主動聯系實際問題，教學就會更加深入、生動活潑，學生學習就不至于感到枯燥無味，反而對學習產生濃厚興趣。④善于比較差異，歸納總結規律。元素化學內容多，知識零散，學生總感到難掌握，不易記憶。在教學中充分利用對比的方法可以加深學生對問題的理解，采用歸納總結規律的方法使學生學的知識系統化，這兩點都有利于學生記憶。⑤利用現代教學手段，加強教學效果。計算機輔助教學代表現代教育技術的特征，能幫助或替代教師傳遞信息，突出教學的重點和難點，增大課堂容量，能激發學生學習興趣，有強烈的感染力和豐富的表現力，其優勢是傳統教學方法無法比擬的。應用多媒體教學手段，不僅可以創設多樣化的學習情景，更可毫不費力地將傳統教學中難以描述、難以突破的難點生動、形象地表現出來。

3 教學方法和手段的改進

3.1 案例教學法以講授為主，通過典型實例教學激發教與學的課堂互動。在課堂講授中，通常將典型實例和疑難問題作為內容展開的引導和說明，始終關注社會上的熱點化學問題，分析其中的化學機理，增強該課理論的實踐性、時代性、啟發性、通俗性和生動性，便于本科生接受并調動其主觀能動性，課堂還實行課末5分鐘學生提問，及時答疑。由此，提高了課堂的效率。

3.2 問題教學法適當給予刺激和壓力，以各種形式的提問、作業和討論等輔助手段鞏固課堂教學內容。提問和作業中，既有要求當場口頭回答或書面完成的，也有要求課后完成并提交的，還有僅提供思考的。為了方便學生復習，無機化學教研室編印了供校內使用的無機化學習題集，深受學生的歡迎。

“以問題為中心”講授與討論相結合。為有效地利用課堂教學時間，在整合教學中，我們把研究性學習引入課堂，即設計學習情景，讓學生在學習新知識時做到“三先”， 即先嘗試、先討論、先思考。教師通過點撥、參與、輔導，讓教學過程成為學生自主學習、師生互動的過程。學生在不斷地發現問題、解決問題的過程中嘗到成功的樂趣，激發了學生思維的積極性，達到有效地利用課堂教學時間的目的[5]。

3.3 多媒體教學法隨著現代教學改革的推進，在無機化學的教學中，明顯地出現了內容多、課時少的矛盾，我們充分利用現代教育技術手段較好的解決了這一矛盾。通過使用多媒體、投影儀等現代教育技術手段和實物模型實施課堂教學。通過各種課件充實和拓展教學內容，增加了內容的直觀性，激發了學生的學習興趣，讓學生們在耳目愉悅中感受到化學在生活中無處不在以及在科技發展中的重要地位。所有教學課件上傳在精品課程網站上，有利于學生自學，提高了學生的自學能力。

實施無機化學內容整合教學的嘗試，其根本目的在于全面提高課堂教學質量。在教學過程中，我們運用教學設計的理論和方法來分析、研究教學問題， 設計教學策略、教學方法及教學過程，努力探索教學過程各要素、各環節相互聯系和作用的最優化，教學效果得到明顯提高。由于調整了無機化學相關內容的銜接與分工，內容突出主干，加強了學生實踐能力、創新意識的培養，對提高學生綜合素質起到了很好的作用。

無機化學是一門基礎理論性和實踐性都很強的學科，它是大學一年級唯一的專業基礎課程，對后續的專業基礎課程的學習影響很大，而提高無機化學教學質量的方法是多樣化的，需要我們不斷的討論、探索和實踐，為培養更多的高素質的現代化建設人才而努力。

參考文獻

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篇3

關鍵詞:工科專業;無機及分析化學;教學改革;教學實踐;網絡教學

中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-2374 (2010)18-0191-02

無機及分析化學是如化工工藝、食品科學與工程、環境工程等工科相關專業的必修基礎課,對學生科學素質、專業素質和綜合素質的培養起著重要作用。長期以來,我國高等院校對大學化學基礎課程的教學,一直按照無機化學、分析化學、有機化學及物理化學這一順序進行教學,這種傳統的課程體系過于強調教學內容完整性,且自成體系,但使得各課程間內容重復度大,不利于目前學生的學習。因此,更新教學內容、優化課程體系、打破學科間的壁壘、建立新課程體系勢在必行。無機及分析化學是將原來的無機化學(或普通化學)和分析化學進行改革整合而來,目前已有多種版本教材可供選擇。各校在教學過程中積累了許多寶貴的改革經驗,取得了一定的成果。現結合多年理論課教學經歷,談談這方面體會。

一、目前存在的問題與發展概況

目前存在的問題有:(1)課時與教學內容的矛盾;(2)教材編寫純理論化;(3)大班教學忽視學生的主體性;(4)生源高中化學基礎參差不齊。

無機化學與分析化學整合的課程改革始于20世紀80年代,首先在國家一些重點院校中進行,經過近30年的探索和實踐已逐漸得到教育界的廣泛認可,取得了一定成果,相繼出版了多本教材。如1978年人民教育出版社出版的陳榮三教授主編的《無機及分析化學》一書是我國最早正式出版的《無機及分析化學》教材,是在1975年南京大學自編講義基礎上編寫而成的。它首次將四大滴定融入四大平衡中講授。再如華東理工大學1992年出版的《無機及分析化學》教材,隨后,在1995年,由華東理工大學組織的“面向21世紀理科應用化學專業教學內容和課程體系改革研究”項目被國家教委高教司批準為首批教學立項課題。在教育部有關部門和高等教育出版社的大力支持下,北京大學、南開大學等數十所高校教師成立了“全國高校‘無機及分析化學’課程建設與教學研討會”,歷次研討會對無機及分析化學教材建設和教學中存在的問題都進行了廣泛深入的討論,實現了課程結構和教學內容整合、優化和教學體系改革,《無機及分析化學》 (第四版)于2002年初被列為普通高等教育“十五”國家級規劃教材。

針對無機及分析化學的教學現狀,我校對《無機及分析化學》課程進行了調整,并將實驗單列為一門課程,建立了相應的考核方式和辦法。同時,隨著全校新專業的增加,開設《無機及分析化學》課程的專業增多,課程建設力度加大,為了提高《無機及分析化學》課程組的整體素質,滿足課程建設的需要,加強相關人才的引入力度,逐步建立了一個完整的《無機及分析化學》課程組,《無機及分析化學》課程在2005年獲得了學院首批精品課程建設的立項資助,在2008年成為蘭州理工大學的校級重點課程,建立了精品課程網站。經過幾年的教學改革,已建立了科學、系統的無機及分析化學課程體系,并于2008年在華中科技大學出版社的大力協助下,與五校合作正式出版了《無機及分析化學》。

二、無機及分析化學理論課教學改革探索

(一)潛心研究,整合內容,構建教學新體系

原無機化學教學中包括四大化學平衡,即酸堿、沉淀、配位及氧化還原平衡,而在分析化學中也涉及相應的四大平衡體系,這樣的教學安排,既浪費時間,又讓學生感到枯燥。在無機及分析化學課程的教學中,將原理和應用知識有機地結合起來。將原無機化學和分析化學兩門課程中內容聯系最緊密和重疊最多的“四大平衡和四大滴定分析方法”兩個部分有機結合起來。濃縮精簡后的課程安排,體現少而精的原則,使得必須掌握的理論重點突出。

由于無機及分析化學內容廣泛,涉及現代物質結構理論基礎、化學反應原理、溶液平衡、化學分析、元素化學和儀器分析6大部分,這教師必須熟悉教學要求,認真鉆研教材,潛心研究教學內容,在吃透教材的基礎上,合理安排教學內容。同時,課程內容還引入了無機與分析化學學科近年來所取得的最新成果,注意了知識面的補充和延伸,以滿足現代無機及分析化學對各專業人才的基本要求。

(二)多平臺教學層次滿足不同專業要求

對于不同專業,教學大綱、教學內容和教學計劃的安排要有所區別,為了保證基本的教學要求和整體教學水平,不同專業開設無機及分析課程要統一界定基本教學內容和教學環節(約占整體的75%)。以多平臺教學層次編寫教學大綱,提出各專業教學內容的基本點與側重點,以及相應的教學方式與教學環節的要求。

(三)結合實際,改革教學方法

根據講授與自學相結合的原則,采取了靈活多樣的教學方法,抓好課堂教學,確保教學質量;采用多媒體教學,在課件中配以大量圖片,一些較難的公式推導通過課件可以一目了然,使學生更易理解和掌握;培養學生自學能力,在部分適合自學的教學內容學習中引入自學模式,課前給出自學提綱,并將提綱中的相關部分以提問的方式予以檢查,了解學生完成的情況,通過輔導答疑方式,及時了解自學的效果,使學生由被動向主動學習方式逐步過渡。為進一步調動學習積極性,在教學中課開展“部分雙語教學”,對章節標題及專業術語標注英文并配以中英文講解,收到良好的教學效果。

(四)介紹學科發展的前沿知識和發展動向,激發學生的學習熱情

我們的新教材中編寫了部分前沿知識內容,例如稀土元素化學簡論、生物無機化學簡論、無機高分子物質簡論和化學分離方法,這有助于教師在教學中,結合該領域的前沿研究動態,將新方法、新成果融入教學相關部分,激發學生獲取新知識、新成果的熱情,也有助于改變以教師為中心,學生上課記筆記、考前背筆記的“授業傳道”定式,充分調動了學生的學習積極性。

經過近7年的理論課內容和教學方法的改革實踐,已初步建立了一套適合我校實際情況的無機及分析化學理論課教學體系,實踐證明該體系能激發學生學習興趣,提高教學質量。 今后,還需進一步使之完善,使課程教學質量有更大提高。

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    化學科學的進步和發展,與現代科學技術整體的進步發展緊密相關。大量的事實說明,現代化學科學的發展,已經從宏觀深入到微觀,從定性走向定量,從描述進入推理,從靜態發展到動態。一方面,19世紀形成的無機、分析、有機、物化四大學科的內部,在分化和綜合、交叉、滲透發展中已經和繼續填平鴻溝、模糊界線;另一方面,化學與物理學、生命科學、材料科學、環境科學、信息科學以及自然科學的其他學科乃至人文和社會科學等眾多學科相互交叉、滲透、融合和相互促進,衍生了許多邊緣學科;化學科學的發明和創造被應用于生產,轉化為生產力的周期越來越短,化學與化工、材料、能源、制藥、食品、環境、農業、軍工等產業的緊密結合,為社會創造越來越多的財富和效益。展望21世紀人們最關心的健康、環境、資源利用、水源、能源及食物等問題都與化學有關。每個人的生活都受到以化學為核心的科學成果的影響。因此,化學教育正面臨著變革。化學教育要面向全體公民,教學內容要社會化、現代化。這正是當今化學教育的發展趨勢。

     國際化學教育會議(International Conference on Chemical Education簡稱ICCE),是國際上最有影響的化學教育會議。ICCE的首屆會議由國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的化學教育委員會(CEC)發起,聯合國教科文組織(UNESCO)響應,于1971年在意大利的弗拉斯卡蒂召開。以后每兩年召開一次,規模逐漸擴大,一般由IUPAC、UNESCO和主辦國的化學會共同組織。到2000年為止,共舉辦了十六屆。從近幾屆ICCE的情況,可以看到我國現代化學教育發展趨勢有以下幾個特點。

     (一)化學教育改革方興未艾

     “教什麼?怎樣教?學什麼?怎樣學?”這是任何時代的教育工作者都必須回答的問題。在科技飛速發展的今天,這一問題尤為突出和尖銳。從ICCE看,近幾屆會議幾乎全部以化學教育教學內容和教學方法的改革為主要議題。化學教育的教育改革思想正從強調學科中心轉向關心人的充分發展,從提高理論水平轉向加強化學與社會與生活的聯系。從我國大學化學專業的課程結構改革看,為了認真落實國家教委關于“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”,復旦大學、蘇州大學、中國科技大學等8所院校的20余位教授先后在蘇州大學、復旦大學舉行了4次研討會,對化學專業基礎課的課程結構及教學內容進行了認真討論,提出了一個課程結構改革的新體系,與舊的課程結構體系相比,新體系有如下特點:(1)教學思想發生轉變,原體系先講授無機化學、分析化學和有機化學,再講物理化學和結構化學,而近代譜學分散于各課程中;新體系先講化學原理和譜學基礎,后講無機化學和有機化學,提高了學生的認知水平,避免了同層次、低水平的重復。(2)加強了基礎理論內容,如譜學、化學原理、結構和材料等。(3)引入了化學發展的熱點,如生物化學、材料化學、高分子化學等。(4)將實驗作為一門獨立的課程,按化學一級學科開設“實驗化學”。目前,新體系的部分教材已經出版并開始試點。

    從我國中學化學的課程結構看,日前國務院批準了教育部《基礎教育課程改革綱要》,部分中小學課程將作重大調整,一些單科性課程將整合為綜合性課程。其中,初中的物理、化學和生物整合為科學課。各中學根據自己的能力和實際,可選擇開設單科課或綜合課。從教學內容看,新編的教材中,具有適用性的內容明顯增多,如編入了水與工農業的關系,水與人類的關系,水資源保護;介紹了酒精、醋酸、煤和石油資源;介紹了與現代生活密切相關的塑料、合成纖維及合成橡膠等三大合成材料……等。很多學校和教師注意在教學中滲透STS教育思想。在今后一段時期內,中學化學教學內容改革的趨勢將表現為:(1)化學課程的多樣化。把作為一個合格公民所必備的化學基礎知識、基本技能編入必修課,作為核心課程,每個學生必學。然后把滿足學生不同需要的內容,編入選修課程。給將要升學繼續學習化學或其他科學技術的學生,開設高水平的學術性課程,這些課程狠抓雙基和能力的培養,為學生打下堅實的化學科學基礎,培養他們的科學態度和科學方法,提高創新能力。給即將就業的學生開設具有職業特征的課程,讓學生學習之后能為今后就業做一些知識技能上的準備。(2)學科課程和綜合課程并行。學科課程有利于打好學科知識的基礎,綜合課程有利于理論聯系實際,有利于知識的綜合應用。

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    (1)整合教學內容,強化內在聯系

    我校農學專業使用的是南京大學主編的無機及分析化學教材,該教材分為無機化學和分析化學兩部分內容,這種編排方式雖然保持了學科知識的完整性,但造成了某些知識點的重復,并使得相關知識體系的內在聯系被割裂。例如教材中無機化學部分的四大溶液平衡和分析化學部分的以四大溶液平衡為基礎的四大滴定分析法兩部分內容是分開編寫的,如果兩部分內容分開講授,將影響教學與學習效果。因此,教師在教學過程中應將“無機化學”和“分析化學”中的相關內容融合為一個體系,將無機及分析化學教材原本二十一章內容整合為十章內容,即第一章溶液與膠體、第二章化學反應的一般原理、第三章物質結構基礎、第四章定量分析概論、第五章酸堿平衡與酸堿滴定法、第六章沉淀溶解平衡與沉淀滴定法、第七章氧化還原平衡與氧化還原滴定法、第八章配位平衡與配位滴定法、第九章紫外可見吸光光度法、第十章元素(自學)[1]。新的編排方式強化了知識的內在聯系,使學生在學習過程中更容易理解接受。同時,新的編排方式還整合了部分重復的內容,節約了寶貴的教學課時,能讓授課教師將更多社會中的化學和化學中的熱點問題穿插到有關教學中,例如“濃肥燒死苗”的現象、土壤中有機磷及其共軛堿組成的復雜體系如何保證土壤pH值的穩定性問題、植物進行光合作用所需要葉綠素的成分問題、生物燃料的制造等等。既拓寬了學生的知識面,增加了學生的學習興趣,又使學生了解無機及分析化學在農業生產中的重要性。

    (2)適應專業要求,突出教學重點

    農學專業的技術性和實踐性較強,在無機及分析化學的教學中,要把握專業的特殊要求,突出教學重點。要認真學習我校農學專業人才培養方案,深入研究無機及分析化學教學大綱,充分了解本課程在整個專業課程體系中的地位和作用,積極主動與農學專業的專業課程任課教師溝通交流,進一步明確教學內容和重難點。在教學實踐中,一方面要統籌安排好實驗課程。對一些與專業聯系較為緊密的實驗,要重點安排,重點輔導。例如金屬離子的鑒定,土壤中腐殖質含量的測定等。另一方面要合理調配好理論教學內容。將與專業聯系較少且較難理解的純理論知識進行精簡壓縮,將與專業要求相關的知識列為重點教學內容,將一些簡單易懂的內容列為自學內容。教學過程中突出重點后,學生可以有針對性地科學分配學習時間,提高了學習效率。

    (3)強化實驗教學,增強學習興趣

    農學專業無機及分析化學實驗教學不僅要驗證和鞏固無機及分析化學的基礎理論,更要注重將化學知識與農學專業相聯系,注重對農學專業學生進行實驗科學基本技能的訓練,培養學生開展科學實驗的能力、嚴肅認真的科學態度和求真務實的工作作風。一是要加強基本驗證實驗的教學。按照教學大綱要求,落實好實驗內容、學時等要素。注重在實驗中培養學生的基本操作技能,加強對理論知識的理解和運用能力。二是適當增加趣味實驗。在基本驗證性實驗的基礎上,增設實用性和趣味性實驗,由學生自己查閱相關資料設計實驗內容,采集樣品,親手操作,并對實驗結果進行處理分析。例如,茶葉和松枝中Ca、Mg和Fe的鑒定,蔬菜、水果中維生素C的測定,雞蛋殼、酸奶中鈣、鎂的測定,土壤中有效磷的測定等實驗內容,既符合農學專業需求,也能較好調動學生的積極性,激發學習興趣,培養農學專業學生所需要的基本實驗操作技能和科學素養。

    2教學方法與手段

    (1)學生參與教學,培養多種能力

    教學過程中,在突出教師主導地位的同時,注重學生在教學中的主體地位,讓學生真正參與到教學過程中,激發學生的學習熱情。在課堂上,對重難點內容,教師詳細講述。一般內容則根據老師分配的任務由學生自己講授,例如四大滴定法的應用實例。具體做法是首先由老師根據班級人數把班級學生分成若干個學習小組,各學習小組根據教學內容和老師要求開展討論,按照分工查閱文獻資料,閱讀文獻,消化資料,歸納總結,撰寫講稿,制作幻燈片,最后每個小組推選一名成員到講臺匯報該小組完成任務的情況,匯報后由其他學生和教師對匯報效果進行了評價,根據評定的結果對每個小組進行打分,作為平時成績的一部分[2]。該種教學方式改變了傳統教學模式中教師主宰課堂,課堂氣氛沉悶,學生被動聽課的狀況,激發了學生學習的熱情,培養了學生多方面的能力。一是加深了學生對分析化學在農業科學中應用的認識,二是鍛煉了學生查閱文獻資料和歸納總結的能力,三是提高了學生協作學習能力、組織能力、寫作能力、制作幻燈片的能力和語言表達能力。

    (2)及時歸納小結,促進教學相長

    在無機及分析化學的教學中,引導學生在按照教材逐節逐章學習的過程中,注重對學過的知識進行比較、分類、歸納和總結。例如,在學習酸堿滴定分析法后,及時歸納總結該滴定方法的原理、指示劑的工作原理、如何選擇指示選擇和應用范圍。學習完四種滴定分析法后及時對四種分析法進行分類比較,歸納總結它們的異同點。通過這種學習方法,達到引導學生整理、復習、鞏固教材知識,深化對課堂教學主題的理解和把握的作用,使得新知識具有更大的遷移價值,為后繼學習和運用它們奠定基礎。學生通過這種方法學到的知識,不再是孤立的知識點,而是由點連成線,由線織成網的知識結構。同時通過這種學習方法可以培養學生在分析解決問題時,透過現象看本質,抓住問題的關鍵。在教學過程中,教師也要對所講授的內容、所采用的教學方法以及教學的效果進行分析總結。例如,對教學效果較好的課堂進行總結,為什么會產生這種效果?如何設計教學內容?運用了哪些教學手段?采用何種方法調動了學生的積極性等。對教學效果較差的課堂進行思考,是錯誤地估計了學生的實際水平?是教學設計不合理?還是教學方法過于單一?將教學中成功的經驗和失敗的教訓及時記錄下來,日積月累,就會形成自己的教學風格,不斷提高教學質量。特別是對成功的教學進行小結,有助于教師摸索教學規律,總結先進的教改經驗。

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化學工程技術涉及到我國國民經濟發展的方方面面,對中國的發展有著重要的意義,對化學工程技術的研究就關系到我國經濟的發展,應該得到十分的重視。分析研究當代化學工程技術的發展趨勢有利于不斷提高化學工程的技術水平,從而讓化學工程技術更好地為經濟和社會的發展服務。

一、化學工程技術的產生及發展 20世紀60年代開始化學工程技術的應用領域進一步的擴展,已經從一些小型化工產品向著研究大型化工設備的方向前進,出現了許多能夠生產大量化工產品的大型裝置。60年代后,計算機開始應用到化學工程領域,極大地促進了化學工程技術的發展和進步。至此70年代以來各種高新的化學工程技術不斷地出現,化工領域的變化也稱得上是日新月異,取得了很大的成就。

二、化學工程技術在新世紀的發展趨勢

化學工程的迅速發展在中國已經成為一級工程學科,在新的世紀呈現與相關的學科交叉結合的趨勢。

1.化學工程與相關學科的交叉

1.1與高分子化學、高分子物理的交叉。化學工程與高分子化學、高分子物理的交叉的學科工程就是所謂的材料化學工程。這一發展趨勢是將工程化學原理應用到材料的制造過程中,把自然資源的粗材料加工成精細的化工材料。這一發展趨勢的應用領域十分的廣泛,如農業中用的薄膜以及各種新型纖維,汽車器材的制造。 1.3與有機化學、無機化學的交叉。化學工程與有機化學和無機化學的交叉學科就是精細化學工程。這一技術的主要應用領域是化肥的生產以及石化企業的石油精細化產品的加工生產。

1.4與環境學的交叉。當今社會經濟發展的同時環境的保護也越來越得到重視,不斷發展的化學工程技術也要注意到環境的發展,這就是環境化學工程。目前主要應用于一些無公害產品的生產,以及凈化環境技術的研究。

1.5與物理、微電子學的交叉。化學工程技術與各種電子產品的生產技術的結合,有利于各種微電子產品如硅、線路板的生產發展。

2.化學工程與數學、物理學、基礎化學進一步結合

2.1與數學的結合。當代化學的發展必須要掌握一定的數學工具,化學工程中非線性代數的應用越來越廣泛,表明化學工程技術與近代數學的進一步結合。

2.2與物理學的結合。化學工程技術與物理學的進一步結合體現在X光衍射、氣相色譜程序以及電鏡等高科技產品的研發和利用方面。

2.3與物理化學、生物化學的進一步結合。化學工程技術與物理化學、生物化學學的結合主要體現在人力學參數的預測和生物環境的治理上,通過與生物化學學技術的深層次結合,是這兩項技術有了很大的進展。

三、促進化學工程技術發展的對策

1.著眼全局提高化學工程技術水平

化學工程科學近年來的發展趨勢已經明顯地呈現與多學科交叉的現象,要進一步促進化學工程技術的進步,就要從全局出發綜合考慮與化學工程交叉的各個領域的情況。要統籌考慮各個領域的運用,做好整體的規劃,協調各項科學的開發利用。并且統籌現有領域的同時積極開拓新的研究領域,使各個學科領域相互促進,最后實現共同發展。

2.提高化學工程機械設備研究水平

機械設備是提高一項技術必須具備的,先進的機械設備能為更高水平的技術研究硬件支持。但是相對而言,目前化學工程技術方面的機械設備還比較落后,應該加強研究力度,向世界化學工程技術研究的機械水平靠近。有了這些高科技水平的機械設備,在化學工程技術領域趕超世界水平指日可待。

3.做好化學工程技術的教育工作

任何一項技術的發展都不能離開高水平的人才,所以要促進化學工程技術進一步發展需要加強化學工程領域的教育培訓工作。不僅需要培養化學工程技術方面的知識,與其相關的學科的教育與培訓也要加強。不僅僅培訓理論知識,更要加強學生的實踐能力,為化學工程技術的發展儲備人才。

4.積極開拓化學工程技術的應用市場

當今化學工程技術的應用領域已經很廣泛,但是如果想要進一步的發展還要積極研究開發新的工藝、新的產品,尋找新的市場。市場是產品開發的動力,有了市場的需求才會帶動產品的生產,也就會促進技術水平的提高。

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一、電氧化處理污水

在脈沖電流作用下，電氧化反應器里的特殊電極會產生的羥基自由基和活化氧自由基。由于這兩種自由基有超強的氧化能力，因此當廢水流經電氧化器時，水中的有機污染物將會被氧化降解直到變成無機物（如二氧化碳和水）。這個方法的缺點是：電耗大，完全氧化去除1公斤的COD需要耗電15-25度，平均20度。顯然，這對電能緊張地區，很難被企業所接受。針對這個問題，英國一家環境公司對電氧化法進行改良，通過電極的排列，電流的密度及水力停留時間的控制：讓電氧化只分解破壞有機物分子結構（如對雜環類多環芳香族化合物開環和破鏈，提高它們的生化性），而不是把它們完全氧化成成無機物。換句話說，電氧化只做預處理，處理后，廢水再進行生化。這樣可使難降解的有機污染物得到經濟有效的去除。

二、電催化——氧化

這個方法是：用鐵片做電極，鐵片之間填充活性碳顆粒作催化劑，在電場作用下，槽內電極材料在高梯度電場的作用下復極化，形成復極粒子。通過鼓入空氣，經復極粒子催化產生過氧化氫（見反應式1），H2O2和從陽極溶解下來的亞鐵離子生成羥基自由基（見反應式2）分化降解水中有機污染物分子。（1）O2+2H2O+2e=>H2O2+2OH-…………；（2）H2O2+Fe2+=>OH.+OH-+Fe3+……………。近期試驗研究表明，為了促進有機污染物的降解，在活性碳顆粒表面涂上一層氧化鈰波膜，可提高催化效果。目前國內正在開發“三維三相電極處理污水”，就是這種技術。它的優點是投資成本小，占地面積少。缺點是電耗特大，去除1公斤的COD需要耗電40多度。另外，活性碳顆粒經常要更換，而且要求不是酸性的廢水，一般要調到酸性（pH

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【關鍵詞】有機合成 路線設計 美學原則

在有機合成化學發展過程中，我們可清楚地看到人類的社會生產和生活的需求，以及有機化學理論發展的要求，都不斷地推動著有機合成的發展。人類為了戰勝疾病，保護農業生產，豐富人們生活的各個方面，就要藥物、農藥、染料、香料以及具有各種各樣性能的新材料的合成生產。同時又為了有機化學、生物化學理論等學科的研究發展，也不斷提出許多新奇分子的合成問題。二十世紀以來，許多天然有機物的發現，元素有機化合物的制備成功和變化多樣的有機合成反應和技術的出現與完善，使有機合成化學已發展到系統邏輯的推理的階段，而不是一味地類比于無機合成化學。現代有機合成，無論采用由原料定合成路線，或者以有機合成反應定有機合成方案以及應用逆合成分析等合成策略，有機合成路線設計已成為有機合成中的重要環節。有機合成藝術之美也正集中表現在有機合成路線設計中。人類的實踐活動，無論是社會實踐活動或是科學研究，都是按照美學規律進行的。在有機合成設計中，也遵守諸方面的美學原則，比如創新性原則，簡潔美原則，和諧美原則，對稱美原則以及科學美原則。在我們的實際工作中，無論是否注意到上述美學原則，但這是客觀存在的，不容否認的。

一、有機合成設計中創新性認識的實現

偉大的發明家愛迪生說："凡是新的不平常的東西都能在想象中引起一種樂趣，因為這種東西使心靈感到愉快的驚奇，滿足他的好奇心，使他得到原來不曾有過的一種觀念。"有機合成研究出發點之一就是尋找新的有機合成反應、合成試劑、合成方法和技術，以及在實驗室內合成出自然界不存在的新化合物。在有機路線的合成設計過程中，前人寶貴的成功經驗，是我們學習借鑒的源泉，他們的精巧構思和設計技巧給我們以心靈的啟迪。學習、消化和適當模仿前人的經驗，用之于我們的合成設計中是不無脾益的。可使我們少走彎路，甚至還可以從中覓得一條實現理想合成設計的捷徑。但是一味地墨守成規，則可能在設計中鑄成大錯。具有代表性的例子是1856年十九歲的美國化學家W?H?Perkin從奎寧的實驗式出發，按照無機化學中的氧化反應模式企圖合成奎寧。當時確定的奎寧實驗式為C20H21N2O2（正確的奎寧實驗式為C20H24N2O2）。Perkin注意到從煤焦油得到一種化合物C10H18N（2-丙烯基-對甲苯胺），于是他設計了奎寧的合成路線：2C10H18N+30C20H21N2O2+H2O.時至今日，我們當然清楚，2一丙烯基一對甲苯胺與奎寧是結構完全不同的兩種物質。不可能從前者通過氧化反應再到后者。但是Perkin還是認真地作了實驗，雖然他沒有得到奎寧，但他卻得到了一種紫色結晶物質，這也是人類的第一個合成染料，從此開創了煤焦油的化學工業。

從上面例子中，我們可以看出，科學研究即需要認真的科學態度，也需要積極的進取精神。有創造，才有進步。我們若既能吸取前人的經驗教訓，在實際工作中又能充分發揮個人的聰明才智和創造才能，也許會發現新的有機合成天地。一個復雜結構的有機化合物合成與設計要經過許多已知的方法和步驟，經過大量的工作完成目標分子的合成。從有機合成角度來說，是有實際意義，但從有機合成方法上看，這項工作則顯得平談無奇。因此我們衡量一個合成與設計巧與拙，美與不美的一個重要標準是：在整個合成設計工作中是否創造性地應用了一些反應，創造性地解決了前人尚未解決的問題。

二、簡潔美原則

在有機合成設計中，要遵守的一個重要原則，就是有機合成方案的簡潔性。在實驗室里實現一個復雜有機化合物的合成，往往要經過許多步驟的反應。若是合成方案繁雜，合成路線冗長，必然要增加原料或試劑的數量，延長合成周期，給我們的合成研究工作帶來不必要的操作過程。簡潔而實用的合成設計，不僅可使實驗室的合成工作省時省料，最后還可獲得較高收率的目際化合物。1902年Wi11statte設計了下列托品的合成路線，應用20余步合成反應在實驗室中實現了托品的全合成。當時在沒有出現Mannich反應之前。Willstatte的工作可算有機合成史上一個輝煌成就。但是從他的合成方法上看，20余步的合成反應卻是令人生畏的。而在1917年Robinson創造性地應用Mannich反應，他認為在生物體內不可能存在如此復雜的托品合成法。在認真分析托品骨架結構分基礎上，利用一步合成反應中同時進行兩個Mannich反應，巧妙地構思了托品合成方法，從此托品合成方法就大大簡化了。Robinson的托品合成方法是有機合成中最簡單的、最精妙的，使人感嘆不已。簡化傾向是人知覺本身固有的傾向。在人類的活動中，無論是身體活動、生理話動、還是思維活動和實踐活動，都是從繁到簡、從粗到精，最終達到完美程度的過程。

三、對稱美原則

對稱性和潛在的對稱性是一些有機化合物分子固有的特性。在有機合成設計中注重尋找目標分子的對稱性具有重要的實際意義。若恰當的利用這一分子特性，往往可使合成工作大大簡化，并且使合成設計路線具有收斂性。在Robinson托品合成法中，Robinson就是依據生源學說，利用托品分子骨架具有面對稱性質，巧妙地將托品骨架分切成相同的兩部分：他又認為這兩部分可同時由Mannich反應來實現合成，因為在托品分子中只有一個氮原子，他認為兩個Mannich反應必須發生在同一個有機胺上，如此首先選定了甲胺為托品合成的第一個原料。托品分子本身為環狀結構，那么Mannich反應中的兩個醛基處在同一分子內，帶活潑性氫的亞甲基也在同一分子內，那么在一步反應中可發生對稱的兩個Mannich反應，隨之而構成托品骨架（圖1）。

在許多有機合成設計中，復雜的有機化合物分子結構不存在對稱性。若在目標分子結構剖析中巧妙地利用對稱美原則，也可使眾多的合成步驟終途歸一，大大簡化合成方案。地衣酸具有兩個苯并呋喃結構（圖2）。

我們從地衣酸的結構可以看出，它不存在對稱性，事實上我們知道有這樣一種情況，環己酮和環己烯醇是兩個共振結構式（圖3）。

而地衣酸的分子結構以呋喃環中間劃線切斷，可得到類似前面情況的一對共振異構體：

B化合物和c化合物是共振結構式，而c則和A是相同的化合物，這樣復雜的地衣酸則是由相同的兩個化合物拼合而成，所以地衣酸的合成設計則極為簡單。

四、和諧美原則

完成一個目標分子的合成設計，設計者所擁有的素材：原料、試劑、合成反應、合成方法以及實驗條件都是零碎的、無序的。合成設計工作本身就要求對這些素材進行分析、加工、篩選和提煉，全面考慮各素材的特性，化學性質和它們相互之間的關系，使它們得到優化組合。這樣既可以充分發揮它們的作用與功能，又可避免設計中各個合成之間的相互影響，避免有機合成副反應的發生。例如在實際的合成設計過程中，由原料通過有機合成反應構筑目標分子的碳胳是利用原料分子的官能團的化學反應，這是一方面的問題。而目標分子結構中官能團的建立又是另一方面的問題。很顯然若能將上面合成設計中的兩種需要結合起來，統籌考慮，使構筑目標分子時所需要的原料化合物分子的官能團既能滿足合成反應中的需要，最終也可成為目標分子結構上的官能團，那么這將是最經濟的，也是非常協調的，可大大減少實際的合成工作的范圍。這就是合成設計中所特別遵守的和諧美原則。

五、科學美原則

合成設計所遵守的科學美原則要求，任何巧妙完美的有機合成設計，都必須依照有機化學理論的客觀要求，并在現實科學技術條件下能在實驗室里得以實現。合成設計不同于繪畫者的藝術構思，對素材的提煉加工構思和布局的安排，雖然也符合一定的客觀現實，但是其中都融合了繪畫者個人的精神意識和超現實的藝術加工處理。而有機合成設計則是緊緊圍繞目標分子，有機合成反應和方法，有機合成實驗等方面，運用設計者高度的創造思維和才能，將有機合成設計中的素材和諧地完美地并且要符合有機化學理論地組合在一起，完成理想的有機合成設計的工作。綜上所述，有機合成設計，作為一種高級的創造性思維，也離不開 美的本體，遵循美的規律，它是設計者有機化學知識和審美鑒賞力不斷相互交融的統一過程。作為一個有機合成化學家，既具有高度的科學創造才能，又具審美的鑒賞能力，將會如虎添翼。對科學高峰的探索和對美的追求，可以獲得全身心的解放和至美的樂趣。因此作者認為在自然科學研究領域中，也不要無視美的存在和作用，而以高度的審美鑒賞融會于我們的科學研究中，以創造出至善至真的科學成就，為人類的文明進步獻身奉心。最后作者引用馬克思的名言結束本文：社會的進步就是人類對美的追求的結晶。

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水、蛋白質、維生素、色素和食品添加劑等十一章是當前國內外食品化學課程的主要構成系統和內容，各高職學校根據自己的教學實際以及師資力量等因素，合理安排本校食品化學課程內容。食品化學在課程內容體系又與無機化學、有機化學等有關學科有交叉部分，因此，在課程內容知識體系建構上，應進一步探索和研究。一方面食品化學課程知識體系致力于食品相關專業人才培養，另一方面又必須服務于整個食品工業的發展脈絡。

1.1整合食品化學教學內容體系

應根據食品化學教學實際，在講授和學習食品化學課程時，從整體上把握食品學科教學內容，將教學內容整合學習，利用專題學習的形式，把握學習內容的主體、提綱、內容以及重難點。食品化學教學內容整合的核心是幫助學生掌握和理解食品化學核心知識體系，培養學生的食品宏觀品質變化實踐調控能力，使學生能夠創造性地應用有關技術檢測食品安全[1]。在具體課程教學內容選擇上，一定要關注知識體系的理論指導價值和邏輯性，幫助師生教學過程中能夠更好地理解和把握教學內容，提高教學內容的趣味性和實踐性，滿足學生學習需求，提高教學效果。

1.2優化食品化學教學內容結構

食品化學教學是一個完整的知識體系結構，學生的學習是一個完整的知識建構過程，在教學過程中，應保證教學內容各章節之間的聯系性。一方面，強化各章教學內容知識點的內在聯系，嘗試將已有的知識內容橫向聯系起來，另一方面也要注意同一章節內同一層次知識點，將具體現象與理論知識深層次結合起來[2]。

1.3深化實驗教學內容改革

食品化學實驗教學環節不僅使學生理解掌握食品化學專業基礎知識，也是提高學生創新性應用能力主要手段。就食品化學教學專業應用型人才培養的涵義來說，主要是指利用實驗教學環節將理論知識轉化為學生綜合實踐能力，在現有食品化學實驗的基礎上，增設針對于食品安全實驗的實踐課程。提高食品化學人才專業技能，在借鑒國內外有關高校食品化學課程的知識和理論基礎上，整合優秀國內外先進教學理念和知識，提高學生實際應用能力，實現創新性應用人才培養目標。

2改革食品化學課程體系，創新食品化學教學方法

2.1運用現代教學手段

教育信息化帶動教育教學現代化是目前教育發展的方向和目標，信息化教學手段也被廣泛應用于食品化學課程教學課程中，豐富了教學內容。發揮多媒體設備圖文并茂的優勢，將文字難以闡述的食品工藝制作過程用投影儀設備演示出來，調動學生學習積極性，提高課堂教學效果。如在講解多糖凝膠性質時，將淀粉軟糖和明膠軟糖溶解過程利用視頻反復演示，引導學生分析這兩種食品大分子凝膠性質的不同，加深學生對淀粉和明膠融合性質的理解[3]。教師還可以選擇食品化學精品網絡課程，拓寬食品安全教學空間，提高教學效率。

2.2采用互動式教學方法

自主、互動、探究是當前各科教學中使用頻率較高的教學方法，互動式教學是當前課堂教學過程中使用頻率較高的教學方法，在實際教學過程中，表現出明顯的優勢作用，如轉變了傳統課堂中的師生地位。傳統課堂教學中，教師占據主導地位，課堂上以教師的教為主，滿堂灌是食品化學教學的常態[4]。互動式教學方法有效地轉變了這種教學現狀，不僅強調學生與學生之間的互動，也突顯了教師與學生之間的互動，在師生平等的基礎上，實現師生雙方的有效互動教學。對于課程教學中存在的一些專業性較強或相對難以理解的知識點，教師在適當引導的基礎上，給予學生充分的思考和探究空間，尊重學生的觀點，幫助學生主動構建有關知識體系，提高學生分析問題和解決問題的能力，促進學生的食品化學專業能力的全面發展[5]。

2.3實施案例教學

食品化學教學內容中包括了一些抽象、難解的內容，如果單純以知識講授的方式傳授給學生，枯燥的教學內容可能會降低學生學習積極性，降低食品化學教學實際效果。為解決這一部分內容講授難題，教師可引入教學案例分析，利用日常生活中常見的化學現象解讀食品化學知識內容和有關原理，用講故事的方式開展實際教學活動，由抽象轉向具體，由復雜轉向簡單，由淺入深地引導學生掌握實際教學內容，最大限度地調動學生學習的積極性和主動性，加強學生對課程教學內容重難點的理解和掌握。

2.4引導參與科研生產實踐

“填鴨式”教學一直是食品化學教學實際中存在的不可避開的一座大山，在教學實踐中，經常出現課堂教學理論與實踐相脫節的問題，學生學與用嚴重脫節，學不可以致用成為教學中存在的重要問題。引導參與科研生產實踐，有利于教師將科研與生產實踐有效結合，把研究課題內容和實踐教學內容有機結合，在豐富課堂教學的內容的基礎上，增添了多樣化的教學手段和方法，提高教學內容的創造性和啟發性[6]。

3結語

食品化學教學內容和方法的改革探索應堅持理論與實踐相結合的原則，以調動學生學習興趣、提高學生學習積極性為基本出發點，以提高食品化學教學效果為落腳點，優化食品化學教學內容和方法，達到有效提升課程教學效果的目的，為食品科學應用型人才培養模式的建立和推廣奠定基礎。

作者:邵征 李志康 李紅英 劉曉偉 單位:長垣烹飪職業技術學院

參考文獻：

[1]趙國華.全國食品化學課程運行情況調查[J].中國農業教育，2007（6）：36-38.

[2]李平.借鑒國外教材特色，建設我國食品化學教材體系[J].高等農業教育，2000（2）：66-68．

[3]趙新淮.本科生食品化學課程教學內容的新分類[J].高等農業教育，2006（10）：60-62.

[4]謝小慶．審辯式思維在創造力發展中的重要性[J].內蒙古教育，2014（6）：13-15．

篇10

關鍵詞 實驗室；實驗教學；科研能力

中圖分類號：G482 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2012)06-0130-02

Open Laboratory in Universities, Realizing Capability of Students Scientific Research//Qiu Liqun, Wang Jianmin, Liu Kui

Abstract The opening laboratory is an important part of the reform in higher education. It breaks the traditional experimental teaching methods, promoting the cultivation of students’ ability of scientific research. This article combines the teaching practice, elaborating the necessity, feasibility and the importance of opening laboratory, telling about he specific operation mode of open laboratory.

Key words laboratory; experimental teaching methods; ability of scientific research

Author’s address Shandong Agricultural University, Taian, Shandong, China 271018

1 引言

高校實驗室建設是辦好高校、培養合格人才的一項基礎工作，而實驗則是學生理解理論知識、鍛煉綜合素質和能力的重要手段，是實施素質教育、培養創新人才必不可缺的重要基地，也是開展教學、科研、生產實踐三結合的重要場所。

傳統的實驗教學模式是采用在固定時間、固定班級、固定實驗室開設固定實驗項目的做法，這種相對封閉的實驗模式限制了學生學習主動性和創造性的發揮。為了避免這種弊端，最好的辦法就是實施實驗室開放，這樣不僅可以充分發揮實驗教學資源的效益，更重要的是可以有效開展綜合性、設計性和創新性的實驗項目，是培養學生實際動手能力和創新精神的有效途徑。

2 開放實驗室的必要性

2.1 開放實驗室是實驗資源共享的需要

開放實驗室打破傳統實驗室單位分割的封閉狀態，實行最大范圍內的資源共享，更好地將實驗室的實驗設備、學術和技術優勢提供給進行實驗教學、科研的實驗者，適應了高等教育深化改革的要求。

2.2 開放實驗室是培養學生綜合能力的需要

開放實驗室不僅僅為學生的實踐鍛煉提供了物質條件，更是給他們創造了一個廣闊的思維空間，使其分析、評價能力得到提高，在課題研究中盡快進入研究角色，成為發現者和學習者，從而達到創新教育的目的。

2.3 開放實驗室是實驗室自身發展和提高的需要

實驗室建設應著重考慮其科學性、前瞻性、可持續性及應用性，開放實驗室有利于促進高校教學體制改革，高校開放性實驗室建設的最終目的是建設一種實驗與理論教學改革相協調的實驗教學體系，培養能服務社會的復合型人才。

3 開放實驗室建設的研究與實踐

山東農業大學是一所以農業科學為優勢，以生命科學為特色的多科性大學，現已形成以生物技術為核心的生命科學和農業科學強勢專業群。化學作為這些專業的主要技術支撐學科已成為學校的骨干學科。它是一門以實驗為手段，以應用性、創造性為特征的學科，是大學教學中非常重要的一部分，其目的在于使學生將所學的理論知識應用于實際，通過實驗，培養學生的動手能力，加深對理論知識的理解。近幾年在有機化學、無機化學、分析化學和物理化學實驗室的開放方面做了一些積極有益的探索和實踐，取得一定的成效。

3.1 加強教學實驗室開放管理，建立行之有效的運行機制

將附屬于理論課的實驗部分分離出來，以基本操作技術為主，注重培養實踐能力和創新能力。結合農業院校的特點，優化實驗內容，刪掉重復、陳舊老化的內容，增加操作性、應用性強的實驗，適當開設綜合性、研究性實驗，增加現代儀器分析在實驗中的應用，加強實驗的系統性和科學性，增強教學的效果。

3.2 改革實驗教學方法，采取有效措施，加大實驗室開放力度

1）增加綜合性、設計性實驗項目，增強實驗教學效果。幾年來，實驗中心開設的實驗課程由4門增加到11門，實驗項目由61個增加到168個，綜合性實驗項目由17個增加到63個，設計性實驗項目由2個增加到15個，全部實驗課程都有綜合性、設計性實驗項目。在實驗教學中，精選內容先進、技術性強、運用知識面廣的實驗項目作為綜合性實驗，使學生對每個實驗有一個全面、整體、綜合的認識。

2）開展大學生研究訓練，提高學生的科研能力。在開設綜合性、設計性實驗的同時，有計劃地對學生進行科研訓練，使低年級學生盡早接受研究氣氛的熏陶。為提高學生運用知識的能力和創新能力，在綜合實驗教學的基礎上，中心面向全校各類專業提供一批設計性實驗題目，由學生自己設計實驗方案，獨立完成實驗，最后寫出實驗報告或論文。開放式實驗教學環境和條件，將為學生提供發揮聰明才智和發展個性的場所，激發學生對實驗的興趣，培養學生的創新意識和能力，為以后成為創新型人才打下良好的基礎

4 結束語

為適應時代需要所培育的人才要具有實踐能力和創新能力的綜合素質，加強這方面培養的重要渠道之一就是加強高校實驗室的建設，構建全面開放的實驗教學體系，構建科學合理的實驗室管理體制。這就要求高校改進實驗教學模式，不斷地吸取先進的科學技術和管理經驗，加強學生的實驗技能和科研能力，培養出更多的創新能力強的跨世紀人才，使實驗室成為高校實施創新教育、培養創新型人才的重要基地。

參考文獻

[1]何建平,韓志型,姜兵.開放實驗室，推動創新實驗[J].實驗室研究與探索,2005,24(10):110-112.