綠色化學(xué)的起源范文

時(shí)間:2023-11-21 17:52:37

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綠色化學(xué)的起源

篇1

關(guān)鍵詞:綠色化學(xué)理念;教學(xué);應(yīng)用;環(huán)保

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的大力推動(dòng)下,各領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)都在不斷進(jìn)行創(chuàng)新并大力發(fā)展,而化工行業(yè)的發(fā)展不可避免的會(huì)給環(huán)境帶來傷害.隨著世界環(huán)保意識(shí)的提高,環(huán)境保護(hù)這個(gè)問題吸引了人們?cè)絹碓蕉嗟淖⒁?,在這種情況下,真正實(shí)現(xiàn)綠色化工并不是短期內(nèi)就能做到的事,它是我們?cè)诃h(huán)境保護(hù)問題上的長遠(yuǎn)目標(biāo).也正是因?yàn)檫@個(gè)目標(biāo)的長遠(yuǎn),所以我們應(yīng)該現(xiàn)在就開始一步步的朝著它邁進(jìn).

對(duì)于綠色化工的實(shí)現(xiàn),從最根本的化學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)開始是最基本的措施,也是最重要的手段.只有大家在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中就受到環(huán)保意識(shí)與綠色化學(xué)理念的熏陶,綠色化工才可能以最快的速度實(shí)現(xiàn).

一、綠色化學(xué)理念的概述

1.綠色化學(xué)理念的起源與發(fā)展

綠色化學(xué)是現(xiàn)今化學(xué)研究的最前沿理念,最早出現(xiàn)在美國的化學(xué)工業(yè)中.“廢物最小化”就是綠色化工的原始思想.這之后,又出現(xiàn)了“預(yù)防污染”這個(gè)新的概念,而1990年,“綠色化學(xué)”一詞終于問世.這個(gè)詞第一次出現(xiàn)是在美國的污染防治法令中.它的出現(xiàn),帶來了化學(xué)工業(yè)的巨大變革,僅在短短的十幾年時(shí)間中,就有不少國家投入大量的人力與財(cái)力進(jìn)行綠色化學(xué)的研究.

2.綠色化學(xué)理念的原則

美國的科學(xué)家Anastas和倡導(dǎo)綠色化學(xué)的研究者Waner針對(duì)綠色化學(xué)提出了12項(xiàng)基本原則.分別是:(1)盡量防止廢物的生成,而不是在產(chǎn)生廢物后進(jìn)行處理;(2)提高參加反應(yīng)的原子的經(jīng)濟(jì)性;(3)在進(jìn)行化學(xué)合成的時(shí)候,減少有毒原料的使用和有毒產(chǎn)物的排出;(4)保證使用化學(xué)品的安全性;(5)溶劑與助劑的選擇應(yīng)該堅(jiān)持安全的原則;(6)綜合考慮反應(yīng)的能耗以及對(duì)環(huán)境的傷害來選擇合成方法,盡量在常溫與常壓下進(jìn)行合成;(7)盡量多使用可再生的資源;(8)減少引入官能團(tuán)的數(shù)量;(9)選擇最合適的反應(yīng)催化劑;(10)讓產(chǎn)物有比較好的降解性能;(11)對(duì)于危險(xiǎn)物品的生成過程進(jìn)行檢測(cè)與控制;(12)通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝來降低事故發(fā)生的可能性.

二、綠色化學(xué)的重要性

綠色化學(xué)的發(fā)展根據(jù)的是預(yù)防污染的思想,到如今已經(jīng)是防治污染最有效的手段了.綠色化學(xué)的目的是為了實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約并在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都盡量做到無污染,這與人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)是不謀而合的.首先,綠色化學(xué)出現(xiàn)以后,化學(xué)工業(yè)的發(fā)展就不再需要以犧牲環(huán)境為代價(jià),我們可以通過一種與環(huán)境友好相結(jié)合的方式從事我們的生產(chǎn).其次,它對(duì)污染的控制可以有效地減少人類活動(dòng)所帶來的負(fù)面影響,制約我們對(duì)于資源的過度開發(fā)與使用,讓人類的資源可以得到調(diào)整與平衡.

三、綠色化學(xué)理念在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1.將綠色化學(xué)理念引入到化學(xué)教材中

作為教學(xué)內(nèi)容基本的載體,對(duì)化學(xué)教材內(nèi)容的合理安排是取得良好教學(xué)效果的基礎(chǔ).將綠色化學(xué)的理念引入到教材中,可以讓學(xué)生了解化學(xué)研究的最前沿動(dòng)態(tài).學(xué)生在對(duì)環(huán)境保護(hù)的良好熏陶中,環(huán)保意識(shí)會(huì)得到很好的培養(yǎng).只有真正了解環(huán)境保護(hù)的重要,他們才會(huì)有實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)工業(yè)的決心和毅力.比如,在學(xué)習(xí)硫以及硫化物的相關(guān)知識(shí)時(shí),要將硫及其氧化物的危害結(jié)合實(shí)際進(jìn)行講解,這樣學(xué)生才會(huì)對(duì)環(huán)境污染有最貼身的感受.硫以及硫的氧化物會(huì)形成酸雨、會(huì)造成環(huán)境污染這些常識(shí)大家都知道一些,但由于與自身利益沒有太大關(guān)系,因此還是被人們所忽視.如果告訴他們酸雨以及酸霧被人體吸收進(jìn)去以后會(huì)造成呼吸道的損傷、有價(jià)值的文物等碰到酸雨會(huì)被腐蝕、農(nóng)作物被酸雨侵蝕可能會(huì)顆粒無收,甚至還可能將河水、湖水中的重金屬元素溶出并進(jìn)入到像魚、蚌這些生物的體內(nèi),然后通過生物鏈對(duì)人體的健康造成很大危害,那么他們就會(huì)真切的體會(huì)到硫的排出會(huì)給環(huán)境以及人類自身帶來多大的危害.

2.將綠色化學(xué)理念引入化學(xué)實(shí)驗(yàn)中

當(dāng)所做的實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體的時(shí)候,必須使用封閉體系來進(jìn)行,以免有毒氣體進(jìn)入到空氣中.在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過程中,教師應(yīng)該灌輸學(xué)生節(jié)能減排的概念,從綠色化學(xué)的角度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案與藥品的選取,盡量做到實(shí)驗(yàn)的無污染與低能耗.

總之,

綠色化學(xué)經(jīng)過不斷的發(fā)展與考驗(yàn),已經(jīng)被世人所接受.對(duì)于綠色化學(xué)的關(guān)注與研究已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛的開展.我國作為一個(gè)人口大國,在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的時(shí)候更是應(yīng)該進(jìn)行環(huán)境的保護(hù).綠色化學(xué)是實(shí)現(xiàn)環(huán)鏡保護(hù)這一目標(biāo)的有利武器,如何讓綠色化學(xué)發(fā)揮出它最大的威力,就是我們目前應(yīng)該著重研究的課題.在綠色化學(xué)理念的指導(dǎo)下,化學(xué)工業(yè)不僅可以為我國帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益,還將對(duì)環(huán)境的傷害降到最低,迎合社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制下國家對(duì)于可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召.

參考文獻(xiàn):

[1] 馬春紅,朱團(tuán).微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新教育中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012(18).

[2] 王紅.高?;瘜W(xué)教育中綠色化學(xué)理念的應(yīng)用研究[J].教育教學(xué)論壇,2012(16).

篇2

關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 環(huán)境保護(hù) 生物技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展,地球人口急劇的膨脹,地上地下資源的正在日漸枯竭,人均耕地、淡水等資源占有量逐漸減少;而作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的化學(xué)工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè),在為人類進(jìn)步創(chuàng)造質(zhì)文明作出重要“政績”的同時(shí),也會(huì)帶來負(fù)面的影響,在生產(chǎn)活動(dòng)中排放出大量有毒物質(zhì),為環(huán)境和人類的健康帶來一定的危害。恩格斯說:“生命的起源必然是通過化學(xué)的途徑實(shí)現(xiàn)的?!睕]有化學(xué)的變化,就沒有地球上的生命,也就更不會(huì)有人類。我們知道化學(xué)的發(fā)展為人類解決了許多衣食住行等方面的問題,滿足了社會(huì)的需要,深刻的影響著人類社會(huì)的發(fā)展,對(duì)人類社會(huì)的貢獻(xiàn)可以說是“不可小覷”。 1909年哈伯發(fā)明的合成氨技術(shù)使世界糧食翻倍,如果沒有這個(gè)化學(xué)技術(shù)的誕生,世界上將有一部分人死于譏餓,我們今天的生活也許沒有這么美好。為此我們要辯證的對(duì)待化學(xué)這一問題。

進(jìn)入21世紀(jì),為了更好的運(yùn)用好化學(xué)這門技術(shù),“綠色”已成為化工技術(shù)與化學(xué)研究的熱點(diǎn)和重要科技前沿。我們知道傳統(tǒng)的化學(xué)可以合成人類需要的新物質(zhì),浪費(fèi)能源的情況下,伴隨產(chǎn)生大量排放物,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。如今研究的“綠色化學(xué)”則是在獲得物質(zhì)的同時(shí)充分利用能源,實(shí)現(xiàn)污染的“零排放”,也就是說“綠色化學(xué)”既可以充分利用資源,又不產(chǎn)生污染,從而可使經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。

一、“綠色化學(xué)”需要使用的新物料

(一)研制新型可循環(huán)材料

化學(xué)合成技術(shù)的成熟和工業(yè)化的發(fā)展為人類提供了許多新物料,它們?cè)诓粩喔纳迫祟愇镔|(zhì)生活的同時(shí),也帶來大量生活廢物,使人類的生活環(huán)境迅速惡化。像塑料的發(fā)明為人類平添了生活色彩,但由于大量使用塑料包裝,并且在農(nóng)村還廣泛地使用塑料大棚和地膜(給農(nóng)民帶來的經(jīng)濟(jì)效益不菲,并且現(xiàn)在依然使用),造成的“白色污染”也越來越嚴(yán)重。為了人類的可持續(xù)發(fā)展我們必須研制并采用對(duì)環(huán)境無毒無害又可循環(huán)使用的新物料,或者有把塑料可以自然分解或生物降解的新技術(shù)。經(jīng)過努力已有一些成功的方法,目前生物降解塑料項(xiàng)目成功打開新空間。

(二)添加溶劑的選擇

我們知道經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)合成物質(zhì)時(shí),污染問題不僅來源于原料和產(chǎn)品,而且也可能來自化學(xué)反應(yīng)中添加的溶劑,為此在以后的化學(xué)合成中盡量不再使用添加到溶劑進(jìn)行二次污染。一是在利用新技術(shù)在無溶劑化作用的新穎化學(xué)環(huán)境下進(jìn)行的反應(yīng),避免出現(xiàn)使用揮發(fā)性溶劑污染的一個(gè)研究動(dòng)向。二是開發(fā)以水為溶劑的反應(yīng)。我們知道70%以上的有機(jī)化合物都很難溶解于水,并且有許多試劑在水中會(huì)分解變質(zhì),因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中盡量避免用水作反應(yīng)介質(zhì)。但是隨著科學(xué)的發(fā)展,水作為溶劑成為可能,并有其獨(dú)特的優(yōu)越性,因?yàn)樗菀渍?、價(jià)廉、無毒、不危害環(huán)境。此外水溶劑特有的疏水效用對(duì)一些重要有機(jī)轉(zhuǎn)化是十分有益的,有時(shí)可提高反應(yīng)速率和選擇性,更何況生命體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)大多是在水中進(jìn)行的。三是運(yùn)用超臨界流體(一種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的流體)。它通常具有流體的密度,因而有常規(guī)常態(tài)溶劑的溶解度;在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質(zhì)速度。而且,由于具有很大的可壓縮性,流體的密度,溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來調(diào)節(jié)。其最大優(yōu)點(diǎn)是無毒、不可燃、價(jià)廉、溶解性強(qiáng) 、擴(kuò)散性能好、易于控制的特點(diǎn)。在臨界點(diǎn)附近,壓力和溫度的微小變化,都可以引起流體密度很大的變化,從而使溶解度發(fā)生較大的改變。目前,研究最多在超臨界水中進(jìn)行的一類反應(yīng)是以空氣為氧化劑,通入有機(jī)廢物進(jìn)行氧化反應(yīng),即超臨界水氧化法(supercritical water oxidation,SCWO)。其結(jié)果是有機(jī)廢物被完全氧化成二氧化碳、氮?dú)?、水及可以從水中分離的無機(jī)鹽等無毒的小分子化合物,達(dá)到凈水的目的。

(三)選擇新型的催化劑

在傳統(tǒng)的化學(xué)有機(jī)反應(yīng)中用到酸、堿液體催化劑,這些液體酸、堿催化劑的都會(huì)對(duì)設(shè)備有所腐蝕,對(duì)人身形成危害和并且在反應(yīng)中產(chǎn)生廢渣污染環(huán)境。近些年來為了保護(hù)環(huán)境和人類的可持續(xù)發(fā)展,科學(xué)家們已經(jīng)注意到這個(gè)問題,并探索從分子篩、雜多酸、超強(qiáng)酸等新催化材料入手,大力開發(fā)固體酸做為烷基催化劑研究。2011年3月由中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所盧燦忠研究員主持完成的新能源用納米催化材料研究通過院基礎(chǔ)局組織的專家驗(yàn)收。

二、“綠色化學(xué)”需要綠色反應(yīng)

為了節(jié)約資源和減少污染,在化學(xué)反應(yīng)中把所有的原材料按照“質(zhì)量轉(zhuǎn)換定律”百分之百的轉(zhuǎn)變?yōu)樾律a(chǎn)物,且不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢棄物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”,也就是不再污染環(huán)境。為此化學(xué)化工工作者在設(shè)計(jì)合成實(shí)驗(yàn)時(shí),要盡量減少“中間環(huán)節(jié)”,實(shí)現(xiàn)“快”、“省”、“ 全”的綠色反應(yīng),更加經(jīng)濟(jì)合理地利用原原材物料,減少中間產(chǎn)物的形成,少用或不用保護(hù)基或離去基,避免副產(chǎn)物或廢棄物的產(chǎn)生。

三、“綠色化學(xué)”需要生物技術(shù)

我們知道生物技術(shù)是世界范圍內(nèi)新技術(shù)革命的重要組成部分,它將成為創(chuàng)造巨大社會(huì)財(cái)富的重要產(chǎn)業(yè)體系。這就足以說明21世紀(jì)的生物化工也是潛力巨大的產(chǎn)業(yè)之一。目前在能源、采油、采礦、肥料、農(nóng)藥、蛋白質(zhì)、聚合物、表面活性劑、催化劑、基本有機(jī)化工原料、精細(xì)化學(xué)品的制造等方面已有成熟的生物技術(shù)。從實(shí)現(xiàn)“綠色化學(xué)”的角度出發(fā),生物技術(shù)最大的特點(diǎn)和魅力一是節(jié)約能源,二是易于實(shí)現(xiàn)無污染生產(chǎn),三是可以實(shí)現(xiàn)用一般化工技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的化工過程,其產(chǎn)品常常又具有特殊性能。因此,生物技術(shù)的研究和應(yīng)用倍受青睞。

總之,綠色化學(xué)是人類可持續(xù)發(fā)展的研究方向,是科技工作者的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略任務(wù)。其最終目的是節(jié)約資源、防止污染。綠色化學(xué)的發(fā)展不僅將對(duì)環(huán)境保護(hù)和人類的發(fā)展產(chǎn)生重大影響,而且將為我國的企業(yè)與國際接軌創(chuàng)造條件。

參考文獻(xiàn)

篇3

    生活離不開化學(xué),遍觀周圍,幾乎每件事物都與化學(xué)有關(guān),

    化學(xué)與現(xiàn)代生活論文。  化學(xué)是研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)、變化和應(yīng)用的科學(xué)。自有人類以來就開始了對(duì)化學(xué)的探索,因?yàn)橛辛巳祟惥陀辛藢?duì)化學(xué)的需求。它與我們的生活息息相關(guān),在我們的日常生活中無處不在。我國著名滑雪前輩楊石先生說:“農(nóng)、輕、重、吃、穿、用,樣樣都離不開化學(xué)。”沒有化學(xué)創(chuàng)造的物質(zhì)文明,就沒有人類的現(xiàn)代生活。      人是社會(huì)的人,社會(huì)是人的社會(huì),因此可以從人與化學(xué)的關(guān)系去探討化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要性。      化學(xué)作為一門龐大的知識(shí)體系,能用來解決人類面臨的問題,滿足社的需要,對(duì)人類社會(huì)做出貢獻(xiàn)。它的成就已成為社會(huì)文明的標(biāo)志,深刻的影響著人類社會(huì)的發(fā)展。社會(huì)的發(fā)展離不開人類的發(fā)展,人類的發(fā)展離不開人的生存,而人的生存離不開化學(xué)。社會(huì)的一切發(fā)展,生命是基礎(chǔ)。一切生命的起源離不開化學(xué)變化,一切生命的延續(xù)同樣離不開化學(xué)變化。恩格斯說:“生命的起源必然是通過化學(xué)的途徑實(shí)現(xiàn)的?!睕]有化學(xué)的變化,就沒有地球上的生命,也就更不會(huì)有人類。是化學(xué)創(chuàng)造了人類,創(chuàng)造了美麗的地球。      就化學(xué)對(duì)人類的日常生活的影響來說,化學(xué)在我們的日常生活中無處不在。首先,我們的衣、食、住、行無一不用到化學(xué)制品。      “民以食為天”,我們吃的糧食離不開化肥、農(nóng)藥這些化學(xué)制品。1909年哈伯發(fā)明的合成氨技術(shù)使世界糧食翻倍,如果沒有他發(fā)明的這個(gè)化學(xué)技術(shù),那么世界上就有一半的人得不到溫飽,那么世界上就多了一半的人的生命面臨危機(jī)了。加工制造色香味俱佳的食品就更離不開各種食品添加劑,如甜味劑、防腐劑、香料、味精、色素等等,多是用化學(xué)合成方法或化學(xué)分離方法制成的。      如果沒有合成纖維的化學(xué)技術(shù),那世界上大多數(shù)人就要挨凍了,因?yàn)橛邢薜奶烊焕w維根本就不夠用。我國1995年的化學(xué)纖維產(chǎn)量為330萬噸,其中90%是合成纖維。 何況純棉純毛等天然纖維也是棉花、羊毛經(jīng)化學(xué)處理制成的。再有就是合成橡膠,少了合成橡膠,世界上60億人口又有多少億人要穿草鞋過冬啊?合成染料更使世界多了一道多彩繽紛的亮麗風(fēng)景線。所謂“豐衣足食”,是生命得以延續(xù)的保證。沒有了化學(xué),就沒了保證。      再看我們住的房子,石灰、水泥、鋼筋,窗戶上的鋁合金、玻璃、塑料等材料,哪件不是化學(xué)制品?離得了鋁合金的木制的窗戶,也離不開化學(xué)制品油漆;就算不用玻璃吧,像一些貧窮人家用的尼龍布甚或用的報(bào)紙,不是化學(xué)制品又是什么?還有我們的日常生活用品,如牙刷、牙膏、香皂、化妝品、清潔用品等等無一不跟化學(xué)沾邊,都是化學(xué)制劑。 出了門,我們踏在水泥鋪成的街道上,看到的是鋼筋水泥做的高樓大廈,用以代步的是各種塑料、橡膠、玻璃以及各種合金做的交通工具。這些交通工具還離不開汽油、柴油,各種汽油添加劑、防凍劑和各種油。如此種種,都是化學(xué)制品?,F(xiàn)代人類根本無法離開人造化學(xué)品,我們每天24小時(shí)都被人造化學(xué)品所包圍著。      其次,我們的健康長壽也與化學(xué)息息相關(guān)。體內(nèi)某些化學(xué)元素平衡失調(diào)時(shí),就會(huì)導(dǎo)致某些危害人類健康的疾病。1965年和1981年,我國在世界上首次合成了牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸。蛋白質(zhì)和核糖的形成是無生命到有生命的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。自此我們?nèi)祟悓?duì)自身的了解有了新的突破,為我們?nèi)祟悓?duì)生命和健康

    的研究打下了基礎(chǔ)。正是有了合成各種抗生素和大量新藥物的技術(shù),人類才能控制傳染病,才能緩解心腦血管病,使人類的壽命延長25年。人類的健康成長離不開各種營養(yǎng)品和藥品。如果沒有這些化學(xué)藥品,世上不知有多少人要受病魔的折磨,不知有多少人會(huì)被病魔奪去生命?!?生命體中支撐著生命的是無數(shù)的有機(jī)化合物,重要的有糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、肽鍵、酶、核酸等。      糖是自然界存在的一大類具有生物功能的有機(jī)化合物。它主要是由綠色植物通過光合作用形成的。它由C、H、O所組成,化學(xué)式為Cn(H2O)n,又叫碳水化合物。糖類包括單糖、多糖、淀粉、糖原、纖維素。生物界對(duì)能量的需要和利用均離不開糖類。糖類物質(zhì)的主要生物功能就是通過生物氧化而提供能量,以滿足生命活動(dòng)的能量需要。生物界對(duì)太陽能的利用歸根到底始于植物的光合作用和CO2的固定,與這兩種現(xiàn)象密切相關(guān)的都是糖類的合成。光合作用是自然界將光能轉(zhuǎn)化變?yōu)榛瘜W(xué)能的主要途徑。糖類不僅是生物體的能量來源,而且在生物體內(nèi)發(fā)揮其它作用,它對(duì)各類生物體的結(jié)構(gòu)也起著支持和保護(hù)的作用,有時(shí)還起到解毒的作用等??傊?糖類是生命體維持生命所不可或缺的?!?蛋白質(zhì)亦然。所有蛋白質(zhì)都含C,N,O,H元素,大多含S或P,有的還含其它元素。蛋白質(zhì)是氨基酸聚合物,水解時(shí)產(chǎn)生的單體叫氨基酸。蛋白質(zhì)種類繁多,功能各異。它的廣泛而多變的功能決定了它們?cè)谏砩系闹匾?。有的蛋白質(zhì)起運(yùn)輸作用,有的起調(diào)節(jié)或防御作用。酶也是蛋白質(zhì),起催化作用,對(duì)生命體的新陳代謝起至關(guān)重要的作用。      核酸是由核苷酸組成。核酸分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類。DNA是生物遺傳物質(zhì),它們都是控制遺傳的關(guān)鍵,其中DNA的重組技術(shù)是遺傳工程研究的主導(dǎo)技術(shù)。遺傳工程的研究的發(fā)展將為人類解決面臨的食品與營養(yǎng)、健康與環(huán)境、資源與能源等一系列重大問題開辟新途徑,也具有極大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿ΑH绻捎肈N重組及細(xì)胞融合等技術(shù)改造蘇氨酸、色氨酸、賴氨酸等氨基酸的生產(chǎn)菌,氨基酸的含量就能提高幾十倍,生產(chǎn)成本就大大降低。這些氨基酸產(chǎn)品廣泛用于營養(yǎng)食品、助鮮及飼料添加劑等生,從而部分代替了糧食產(chǎn)品。如果生物固氮的遺傳工程能培養(yǎng)出自行供氮的作物,使一切植物如小麥、水稻、玉米等都像豆科植物一樣能自行固定分子態(tài)氮并轉(zhuǎn)化成能被植物吸收的狀態(tài),能直接利用空氣中的氮,不僅可以提高作物產(chǎn)量,增加作物的蛋白質(zhì)含量,還能大大節(jié)省化肥,降低生產(chǎn)成本,減輕環(huán)境污染。      總之,現(xiàn)代生活與化學(xué)是緊密相連不可分割的。不管是生命本身作為一個(gè)過程,還是生命得以維持所必須依賴的外在物質(zhì)條件,都離不開化學(xué)。沒有生命還有化學(xué),沒有了化學(xué)就絕對(duì)不會(huì)再有生命存在?;瘜W(xué)是生命存在的支柱,也是社會(huì)存在和發(fā)展的支柱和動(dòng)力。

篇4

關(guān)鍵詞:科學(xué)技術(shù);化學(xué)學(xué)科;發(fā)展趨勢(shì);化學(xué)教學(xué);啟示

文章編號(hào):1005C6629(2016)10C0003C05 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

3 展望化學(xué)科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)

世界很奇妙,未解之謎不少。盡管現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)已經(jīng)揭開了不少謎底,取得了很大成就,仍然有許多問題尚未解決,仍然會(huì)不斷地發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)生新的問題,在這些問題中有相當(dāng)大的部分通常歸屬于化學(xué)問題,需要化學(xué)科學(xué)來解決。一般地說,化學(xué)問題可以分為3大類:第一類是關(guān)于物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性能、合成、檢測(cè)等等的“純粹化學(xué)”問題,例如“三氧化二碳分子具有什么樣的結(jié)構(gòu)?”“三氧化二碳有哪些性質(zhì)?”“怎樣制取三氧化二碳?”等。第二類是人類生活、生存和現(xiàn)代社會(huì)迫切需要化學(xué)解決的現(xiàn)實(shí)問題,例如“怎樣制造效果更好、副作用更小的新藥物?”“人類能不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自身的化學(xué)變化?”“石墨烯能直接應(yīng)用于日常生活嗎?”等,這類問題可以稱為“應(yīng)用化學(xué)問題”。第三類是跟化學(xué)有密切關(guān)系,又需要多學(xué)科聯(lián)袂協(xié)同解決的科學(xué)問題,例如宇宙的構(gòu)成、起源與演化問題;生命的起源與演化問題以及“意識(shí)和理智是怎樣形成的?”“大腦如何思考、如何形成記憶?”“環(huán)境如何影響人類基因?”“怎樣消除環(huán)境污染?”“如何捕獲更多的太陽能?”“能否有選擇地切斷某些免疫反應(yīng)?”等,這類問題既是基本的又是復(fù)雜的,可以稱為“跨學(xué)科問題”。

這些問題的解決,不僅需要新的化學(xué)知識(shí),也將促進(jìn)化學(xué)科學(xué)繼續(xù)發(fā)展。

根據(jù)解決未來化學(xué)問題的需要,可以進(jìn)一步概括未來化學(xué)科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)主要是[22,23]:

3.1 由研究簡(jiǎn)單化學(xué)體系向研究復(fù)雜化學(xué)體系發(fā)展

19世紀(jì)的化學(xué)是在原子的層次上認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì),主要研究原子的組合和排布,是“原子的科學(xué)”(參見恩格斯《自然辯證法》)。20世紀(jì)的化學(xué)合成了大量的分子,研究了分子中的化學(xué)鍵及其本質(zhì)、分子的相互作用,高分子材料和生物分子的結(jié)構(gòu)與功能等,主要是在分子的層次上認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì),被認(rèn)為是研究分子的科學(xué)。21世紀(jì)的化學(xué)不但研究原子、分子,而且進(jìn)一步研究分子片、結(jié)構(gòu)單元、高分子、原子分子團(tuán)簇、超分子、生物大分子、分子和原子各種不同維數(shù)、不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài),直到分子材料、分子器件和分子機(jī)器的合成和反應(yīng),制備、剪裁和組裝,分離和分析,結(jié)構(gòu)和構(gòu)象,粒度和形貌,物理和化學(xué)性能,生理和生物活性及其輸運(yùn)和調(diào)控的作用機(jī)制,以及上述各方面的規(guī)律、相互關(guān)系和應(yīng)用等,使21世紀(jì)的化學(xué)越來越成為研究泛分子的科學(xué),由研究簡(jiǎn)單化學(xué)體系向研究復(fù)雜化學(xué)體系發(fā)展。

3.2 由研究簡(jiǎn)單反應(yīng)體系向研究復(fù)雜反應(yīng)體系發(fā)展

現(xiàn)代化學(xué)的研究對(duì)象不但由研究簡(jiǎn)單微粒向研究復(fù)雜微粒發(fā)展,而且呈現(xiàn)由研究簡(jiǎn)單反應(yīng)向研究復(fù)雜反應(yīng),即向分子群研究深入的發(fā)展趨勢(shì)。近代化學(xué)對(duì)多分子反應(yīng)是無能為力的,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要。一個(gè)活細(xì)胞內(nèi)往往有幾十種酶同時(shí)催化許多化學(xué)反應(yīng),研究生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng),就要研究多個(gè)分子甚至一大群分子間的反應(yīng)。生物機(jī)體的活動(dòng)常常同時(shí)發(fā)生幾十個(gè)甚至幾百個(gè)化學(xué)反應(yīng),生物體為延續(xù)生命所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)就更加多了。因此,研究復(fù)雜的反應(yīng)體系成為化學(xué)科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)之一是很自然的。

近代化學(xué)致力于獲得物質(zhì)世界的簡(jiǎn)單的基本解,總是盡可能地把復(fù)雜的化學(xué)體系簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)單的體系、孤立的體系來探索其中的分子及其反應(yīng),用微觀來解釋宏觀。隨著認(rèn)識(shí)的不斷發(fā)展,人們逐步認(rèn)識(shí)到必須回歸復(fù)雜性,在實(shí)際情境中研究復(fù)雜系統(tǒng),越來越重視對(duì)復(fù)雜化學(xué)體系的研究。所謂復(fù)雜體系,既包括組分復(fù)雜性,也包括結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、狀態(tài)復(fù)雜性和過程復(fù)雜性。多組分體系、分子群反應(yīng)、開放體系、耗散結(jié)構(gòu)、非平衡態(tài)、亞穩(wěn)態(tài)等等復(fù)雜化學(xué)體系都成為現(xiàn)代化學(xué)的研究對(duì)象。同時(shí),化學(xué)家開始注重在動(dòng)態(tài)背景中對(duì)物質(zhì)進(jìn)行研究,而不再局限于靜態(tài)。例如,在生物細(xì)胞膜背景中研究類脂分子的生物化學(xué)行為,在高級(jí)結(jié)構(gòu)背景中研究蛋白質(zhì)的功能行為等等。生命過程中的物質(zhì)代謝都是通過一系列催化反應(yīng),而且是高效率的專一的催化反應(yīng)進(jìn)行的。可以預(yù)期,在未來化學(xué)中催化反應(yīng)將會(huì)有極大的發(fā)展。

由原子層次到分子層次再到泛分子層次,體系的復(fù)雜性正是逐步增加的。復(fù)雜系統(tǒng)中的化學(xué)過程是研究復(fù)雜系統(tǒng)的核心問題,未來化學(xué)還需研究寬時(shí)間范圍的化學(xué)行為,研究化學(xué)進(jìn)化和化學(xué)演化,建立跟蹤分析方法,發(fā)展過程理論。

3.3 由注重結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系向注重組成-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-功能關(guān)系發(fā)展

所謂結(jié)構(gòu)是事物內(nèi)部各組成要素的結(jié)合方式,反映著各組成要素的相互聯(lián)系。性質(zhì)是事物本身所具有的屬性,能反映事物與外部其他事物的聯(lián)系,而且這種聯(lián)系往往不是太復(fù)雜的。功能則是事物能夠滿足某種需求的一種屬性,是系統(tǒng)作用于他物的能力,其機(jī)制往往是比較復(fù)雜的。功能所發(fā)揮的作用一般都是正面的、有利的;性質(zhì)則無正面、負(fù)面之分,或者說既包括正面的也包括負(fù)面的。組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能之間既有密切聯(lián)系又有所區(qū)別。對(duì)于簡(jiǎn)單系統(tǒng),注意其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的聯(lián)系就足以認(rèn)識(shí)和了解對(duì)象系統(tǒng)了,因而通常就只關(guān)注簡(jiǎn)單系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的聯(lián)系。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)來說,其性質(zhì)在內(nèi)部不是均勻分布的,難以用來完整地說明系統(tǒng)的內(nèi)部和外部作用,相對(duì)來說功能更顯重要,而結(jié)構(gòu)對(duì)于功能往往有著決定性的影響。因此,了解結(jié)構(gòu)與功能的相互聯(lián)系,實(shí)行結(jié)構(gòu)研究與功能研究結(jié)合,成為認(rèn)識(shí)和了解復(fù)雜系統(tǒng)的重要方法。對(duì)于未來化學(xué)來說,研究結(jié)構(gòu)時(shí)研究高級(jí)結(jié)構(gòu)應(yīng)該更為重要,基于結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系來設(shè)計(jì)、合成新功能分子或功能材料;基于分子或合成子組裝的合成、構(gòu)筑高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究,包括控制大分子纏繞、折疊和多層次有序聚集研究;基于模擬生物材料形成過程的合成方法研究等將得到進(jìn)一步發(fā)展。上述所謂高級(jí)結(jié)構(gòu)都是由結(jié)構(gòu)單元分子組合成的,是以分子間弱相互作用為基礎(chǔ)的。

前已述及,現(xiàn)代化學(xué)科學(xué)的研究對(duì)象已由相對(duì)簡(jiǎn)單的化學(xué)系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的化學(xué)系統(tǒng)。與此對(duì)應(yīng),在研究的側(cè)重點(diǎn)上,現(xiàn)代化學(xué)科學(xué)呈現(xiàn)出由注重結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系向注重組成-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-功能關(guān)系發(fā)展的特點(diǎn)。

3.4 由偶然發(fā)現(xiàn)向自覺尋找或發(fā)明發(fā)展

19世紀(jì)化學(xué)的研究方法主要是實(shí)驗(yàn)方法,因而被稱為實(shí)驗(yàn)的科學(xué),化學(xué)的新發(fā)現(xiàn)也常常具有偶然性。到了20世紀(jì)下半葉,隨著量子化學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用,化學(xué)不再是純粹的實(shí)驗(yàn)科學(xué)了。許多高難度的合成工作都事先根據(jù)理論設(shè)計(jì),然后決定合成路線。稀有氣體化合物的發(fā)現(xiàn)、維生素B12在軌道對(duì)稱性守恒原理指導(dǎo)下的成功合成等等,都凸顯了理論化學(xué)的重要性。1998年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)公告就宣稱:“量子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學(xué)家所使用的工具,將化學(xué)帶入一個(gè)新時(shí)代,在這個(gè)新時(shí)代里實(shí)驗(yàn)和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)?;瘜W(xué)不再是純粹的實(shí)驗(yàn)科學(xué)了?!?/p>

為了滿足未來社會(huì)的種種要求,需要發(fā)展新的反應(yīng)(例如綠色技術(shù)要求)。隨著對(duì)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的理解,特別是分子識(shí)別概念的引入,進(jìn)一步綜合考慮反應(yīng)分子間各種作用力所起的作用,就有可能設(shè)計(jì)新的反應(yīng),發(fā)明創(chuàng)造新的反應(yīng),尤其在不對(duì)稱合成反應(yīng)和催化反應(yīng)的發(fā)明創(chuàng)造方面。預(yù)計(jì)在未來,理論和計(jì)算方法的應(yīng)用將大大加強(qiáng),理論對(duì)實(shí)驗(yàn)研究起指導(dǎo)作用,理論和實(shí)驗(yàn)更加密切結(jié)合,使實(shí)驗(yàn)探究獲得較強(qiáng)的自覺性,未來化學(xué)將實(shí)現(xiàn)由發(fā)現(xiàn)反應(yīng)到發(fā)明反應(yīng)的飛躍。化學(xué)思想、化學(xué)方法學(xué)、化學(xué)哲學(xué)的討論也會(huì)引起越來越多的人的興趣。

3.5 由應(yīng)用傳統(tǒng)手段向應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展

為了解決新問題、解決越來越復(fù)雜的問題,需要新的思路、新的過程和新的方法。因此,在21世紀(jì),化學(xué)科學(xué)的新方法、新手段會(huì)層出不窮。

例如,合成化學(xué)始終是化學(xué)的根本任務(wù)。為了適應(yīng)各種新功能分子的合成需求,合成設(shè)計(jì)必須有新的發(fā)展,尤其是對(duì)各種功能性分子聚集體的制備,需要研究過去化學(xué)家較為陌生的組裝問題。未來的合成化學(xué)將從化合物的經(jīng)典合成方法擴(kuò)展到包含組裝等在內(nèi)的廣義合成,以求得到能實(shí)際應(yīng)用的分子器件和組裝體。有人概括新合成方法的特點(diǎn)是“十化”:芯片化,組合化,模板化,定向化,設(shè)計(jì)化,基因工程化,自組裝化,手性化,原子經(jīng)濟(jì)化,綠色化。引進(jìn)酶技術(shù)、仿生技術(shù)、膜技術(shù)等新的實(shí)驗(yàn)技術(shù),則將有力地促進(jìn)生物機(jī)體和生命秘密的研究。

再如,分析化學(xué)將進(jìn)一步吸收大量物理方法、生物學(xué)方法、電子學(xué)和信息科學(xué)方法,發(fā)展成為分析科學(xué),大大拓寬應(yīng)用范圍。分析方法的發(fā)展趨勢(shì)也被概括為“十化”:微型化芯片化、仿生化、在線化、實(shí)時(shí)化、原位化、在體化、智能化、信息化、高靈敏化、高選擇性化、單原子化或單分子化。單分子光譜、單分子檢測(cè),搬運(yùn)和調(diào)控的技術(shù)受到重視;以分離和分析方法連用,合成和分離方法連用,合成、分離和分析方法連用為內(nèi)容的“三連用”將是很普遍的現(xiàn)象。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)將趨向高技術(shù)化、自動(dòng)化、微型化和超微型化,以節(jié)省能源、節(jié)省材料、節(jié)省時(shí)間、減少污染。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,尤其是分子結(jié)構(gòu)與性能的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的建立以及分子模建技術(shù)的發(fā)展,使得化學(xué)中的分子設(shè)計(jì)、合成設(shè)計(jì)以及進(jìn)一步的反應(yīng)設(shè)計(jì)有了很好的助手和工具,模型和計(jì)算機(jī)虛擬將成為化學(xué)的新方法。化學(xué)體系的組成-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-功能信息和大數(shù)據(jù)以及化學(xué)過程的各種信息和大數(shù)據(jù)將有力地促進(jìn)對(duì)復(fù)雜化學(xué)系統(tǒng)的研究。

隨著計(jì)算機(jī)性能的逐步提高,計(jì)算化學(xué)將會(huì)有進(jìn)一步的大發(fā)展。未來的智能化計(jì)算機(jī)將能進(jìn)行學(xué)習(xí),幫助化學(xué)家更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)控制,應(yīng)用機(jī)器來設(shè)計(jì)、合成分子將越來越多。計(jì)算機(jī)技術(shù)以及化學(xué)信息學(xué)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)將為化學(xué)在新世紀(jì)迅速發(fā)展插翅添翼。

此外,化學(xué)將由單科閉門獨(dú)干向多學(xué)科相互滲透、交叉、協(xié)同發(fā)展,這一趨勢(shì)在此不再贅述。

4 科學(xué)技術(shù)及化學(xué)科學(xué)新發(fā)展對(duì)化學(xué)教學(xué)的啟示

未來化學(xué)將會(huì)在能源和資源的合理開發(fā)和高效安全利用中起關(guān)鍵作用;推動(dòng)材料科學(xué)進(jìn)一步發(fā)展;在解決食物短缺問題、治理環(huán)境、提高人類生存質(zhì)量和生存安全、拓展人類化學(xué)認(rèn)知的廣度深度等方面繼續(xù)起保證作用。因此,化學(xué)應(yīng)該成為高中階段的一門重要的科學(xué)課程。

科學(xué)技術(shù)和化學(xué)學(xué)科新的發(fā)展和趨勢(shì)無疑會(huì)影響化學(xué)教學(xué)的內(nèi)容。例如,合成、組裝復(fù)雜分子的過程包含著分子識(shí)別過程,充實(shí)、提高和普及分子識(shí)別這一觀念可能是現(xiàn)代化學(xué)教育的重要任務(wù)之一。但是,這不是最主要的。筆者認(rèn)為,最主要的是:

4.1 注重研究思路、方法和創(chuàng)新的感悟、體會(huì)與訓(xùn)練

科學(xué)技術(shù)和化學(xué)學(xué)科的新發(fā)展是科學(xué)創(chuàng)新的成果,它給化學(xué)教學(xué)的重要啟示之一就是要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

要培養(yǎng)好學(xué)生的創(chuàng)新能力,首先要注意通過對(duì)典型創(chuàng)新成果的分析、討論來影響、啟發(fā)學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生具有濃厚的創(chuàng)新興趣和強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)。

其次要注意引導(dǎo)學(xué)生感悟、概括典型創(chuàng)新成果的研究思路和方法,形成體會(huì)并適當(dāng)安排相應(yīng)訓(xùn)練。所謂研究思路是認(rèn)知策略的具體表現(xiàn)形式,實(shí)質(zhì)上就是認(rèn)知策略,是開展認(rèn)知活動(dòng)的指導(dǎo)思想、行動(dòng)規(guī)則和組織實(shí)施的依據(jù),是認(rèn)知活動(dòng)過程和方法的精髓、靈魂和本質(zhì)特征,是認(rèn)知活動(dòng)、認(rèn)知智慧的核心成分,決定著認(rèn)知活動(dòng)的成敗。認(rèn)知活動(dòng)越復(fù)雜,認(rèn)知策略的關(guān)鍵作用就越強(qiáng),越是要予以注意。

有關(guān)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是認(rèn)知智慧的基礎(chǔ),沒有它們,認(rèn)知策略就不能形成。有關(guān)的操作技能等決定著認(rèn)知策略能不能落實(shí)、能不能具體化、能不能轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。但是,它們絕不是認(rèn)知策略本身。因此,絕不能用創(chuàng)新成果的知識(shí)灌輸和操作訓(xùn)練來代替創(chuàng)新研究思路、方法的感悟與體會(huì)。

4.2 注意學(xué)科思想(觀念)的滲透、領(lǐng)悟和發(fā)展

根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),高中化學(xué)課程應(yīng)該注意用恰當(dāng)?shù)姆椒ò严冗M(jìn)的觀念介紹給學(xué)生,例如關(guān)于物質(zhì)微粒及其相互作用的多樣性和多層次性、微粒尺度對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響、跟自然和諧相處等等,要認(rèn)真清除傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容中的形而上學(xué)觀念,對(duì)學(xué)生進(jìn)行生動(dòng)的辯證唯物主義教育。

學(xué)科思想(或?qū)W科觀念)有助于學(xué)生理解、接受和掌握有關(guān)知識(shí),十分重要,但絕不能一成不變地教條式記憶。在化學(xué)教學(xué)中注意滲透化學(xué)學(xué)科思想(觀念)并適時(shí)總結(jié)、適時(shí)發(fā)展提升、注意應(yīng)用,有助于學(xué)生學(xué)好化學(xué),把握真諦。以化學(xué)微粒觀為例,有人在學(xué)生剛學(xué)習(xí)分子、原子時(shí)就強(qiáng)調(diào)掌握微粒觀,這是違反觀念形成規(guī)律的,是不適宜的。另一種情況則是:在初三化學(xué)學(xué)習(xí)了分子、原子之后,就再也不提微粒觀,不重視微粒觀的應(yīng)用,更不重視微粒觀的發(fā)展,覺得已經(jīng)強(qiáng)調(diào)過了、“無話可講”了。其實(shí)在后續(xù)的學(xué)習(xí)中,不僅在涉及微觀過程或者涉及微粒相互作用、相互影響時(shí)可以涉及微粒觀,在涉及物質(zhì)微粒及其相互作用多樣性和多層次性時(shí)、涉及復(fù)雜化學(xué)體系的高級(jí)結(jié)構(gòu)、涉及各種泛分子時(shí)都是應(yīng)用微粒觀、發(fā)展提升微粒觀,使學(xué)生更好地掌握微粒觀的好時(shí)機(jī)。

4.3 注重立德樹人,促進(jìn)全面發(fā)展

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展、造福人類,并涌現(xiàn)許多用科學(xué)技術(shù)服務(wù)民族、服務(wù)國家、服務(wù)人類的楷模的同時(shí),也存在著害人科技、犯罪科技等危害人類的負(fù)面現(xiàn)象,例如考場(chǎng)高科技作弊、高仿真犯罪、電信詐騙、偽基站、網(wǎng)絡(luò)病毒、惡意軟件、電腦犯罪、網(wǎng)絡(luò)盜竊、計(jì)算機(jī)高頻下單炒股、致幻劑、high藥、新化學(xué)、瘦肉精、地溝油、三聚氰胺奶、蘇丹紅鴨蛋、甲醛魷魚、硫磺枸杞、孔雀石綠防腐魚、染色“黃花魚”、假雞蛋、濫用反式脂肪酸和塑化劑,等等?!鞍l(fā)明”這些害人科技、犯罪科技的人都是掌握了有關(guān)科學(xué)技術(shù)的人!至于明知故犯,私排有害化學(xué)品或?yàn)E用化學(xué)制品造成公害、污染環(huán)境的人就更多了。嚴(yán)峻的事實(shí)從反面警醒我們:科學(xué)技術(shù)教育一定要注重立德樹人,注重進(jìn)行道德倫理教育,一定要關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展,努力促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),中學(xué)化學(xué)課程還應(yīng)該通過生動(dòng)具體的事例讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)跟其他學(xué)科的密切聯(lián)系,知道化學(xué)是生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及信息科學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的重要基礎(chǔ),認(rèn)識(shí)到在基礎(chǔ)教育階段偏科是不應(yīng)該的。

4.4 培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣,切忌嚇跑學(xué)生

根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),中學(xué)化學(xué)課程應(yīng)該注意引導(dǎo)學(xué)生大致了解現(xiàn)代化學(xué)的目標(biāo)、任務(wù)、對(duì)象、內(nèi)容、方法、手段、重要領(lǐng)域和成就,了解化學(xué)的視野逐步擴(kuò)大,增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

復(fù)雜的學(xué)習(xí)內(nèi)容往往顯得比較艱深、枯燥,特別需要濃厚的學(xué)習(xí)興趣支撐。復(fù)雜的學(xué)習(xí)內(nèi)容不是注定跟學(xué)習(xí)興趣有矛盾、有沖突的。與此相反,幾乎每一個(gè)復(fù)雜研究成果都是在巨大興趣的推動(dòng)下取得的。研究活動(dòng)如此,學(xué)習(xí)活動(dòng)也應(yīng)該如此,關(guān)鍵在于要對(duì)內(nèi)容、形式、方法等作適當(dāng)?shù)奶幚砑庸?,而不是?jiǎn)單、粗暴地灌輸。

在化學(xué)學(xué)科新發(fā)展中有許多生動(dòng)的例子。例如,固相表面催化是復(fù)雜的,通常似乎難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。如果在基于煤轉(zhuǎn)化的有機(jī)合成工業(yè)的教學(xué)中,適當(dāng)介紹一點(diǎn)微觀機(jī)理過程,結(jié)合模型或示意圖介紹中科院包信和院士研究團(tuán)隊(duì)巧妙地用部分還原的復(fù)合氧化物作催化劑,讓CO分子在催化劑氧缺陷位上吸附并解離;氣相氫分子選擇性地與解離生成的C原子反應(yīng)生成亞甲基自由基;催化劑表面CO解離生成的氧原子傾向性地與另一個(gè)CO反應(yīng)形成CO2;亞甲基自由基迅速進(jìn)入分子篩孔道,在孔道限域環(huán)境中進(jìn)行擇形偶聯(lián)反應(yīng)定向生成低碳烯烴而不是在催化劑表面停留或發(fā)生表面聚合反應(yīng)。通過以CO替代H2來消除烴類形成中多余的氧原子,在反應(yīng)不改變CO2總排放的情況下,摒棄了水煤氣變換反應(yīng),從原理上開創(chuàng)了一條低耗水進(jìn)行煤轉(zhuǎn)化的新途徑。同時(shí),創(chuàng)造性將氧化物催化劑與分子篩復(fù)合,巧妙地實(shí)現(xiàn)CO活化和中間體偶聯(lián)等兩種催化活性中心的有效分離,把費(fèi)托過程中“漫無目的”生長的自由基控制在一個(gè)“籠子”(分子篩)里,使其變成想要的目標(biāo)產(chǎn)物(低碳烯烴);介紹美國《科學(xué)》雜志以“令人驚奇的選擇性”為題發(fā)表專家評(píng)述,認(rèn)為該過程未來在工業(yè)上將具有巨大的競(jìng)爭(zhēng)力等背景知識(shí),學(xué)習(xí)要求則不提高……這樣做可以讓學(xué)生體會(huì)征服困難、獲得成功的喜悅,激發(fā)他們學(xué)習(xí)和探究的興趣。

現(xiàn)今的中學(xué)化學(xué)教學(xué)以刷題訓(xùn)練為主,而且考試難度大幅度提高,導(dǎo)致不少學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)行升學(xué)選考后,選考化學(xué)的人數(shù)顯著減少,在一些地方已影響到化學(xué)課的正常開設(shè),這個(gè)教訓(xùn)必須吸取。

4.5 痛下決心,切實(shí)改革課程、教材、訓(xùn)練與考試

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的需要,使現(xiàn)代化學(xué)面臨著一輪新的變革和發(fā)展。對(duì)此,高中化學(xué)課程需要建立一種靈活的機(jī)制,以便于及時(shí)地反映現(xiàn)代化學(xué)迅速發(fā)展、變化著的特點(diǎn)和進(jìn)展,及時(shí)調(diào)整中學(xué)化學(xué)的內(nèi)容,加強(qiáng)課程內(nèi)容的現(xiàn)代化,把符合現(xiàn)代化學(xué)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)性內(nèi)容介紹給中學(xué)生,并且提供選擇機(jī)會(huì)使他們能對(duì)現(xiàn)代化學(xué)的某些領(lǐng)域或者研究案例作比較深入的了解,等等。

目前我們的基礎(chǔ)教育已經(jīng)被升學(xué)應(yīng)試綁架,雖然形形的改革措施不斷出臺(tái),實(shí)際上應(yīng)試教育愈演愈烈,學(xué)生以及教師、家長的負(fù)擔(dān)很重,嚴(yán)重影響了學(xué)生全面發(fā)展和人才健康成長,迫切需要痛下決心,全面改革課程、教材、訓(xùn)練與考試。這是一個(gè)復(fù)雜、龐大、艱難的系統(tǒng)工程,我們期待、祝愿它早日成功。

參考文獻(xiàn):

篇5

有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能是學(xué)生以后進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ)。針對(duì)藥學(xué)學(xué)科特點(diǎn)設(shè)計(jì)技能實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如有機(jī)物物理常數(shù)的測(cè)定、有機(jī)物分離提純等,加強(qiáng)學(xué)生的基本操作訓(xùn)練,使學(xué)生掌握規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技能。藥學(xué)實(shí)驗(yàn)中安排了21學(xué)時(shí)的基本操作實(shí)驗(yàn),占總實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的38.9%,幾乎涵蓋了所有有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作。同時(shí),將藥學(xué)專業(yè)的基本操作實(shí)驗(yàn)分為獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)兩部分,如將有機(jī)物熔點(diǎn)的測(cè)定與咖啡因提取實(shí)驗(yàn)結(jié)合、將有機(jī)物折光率的測(cè)定與檸檬烯提取實(shí)驗(yàn)結(jié)合等,既培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,又提高了學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到基本技能在實(shí)際工作中的重要性,為學(xué)生今后獨(dú)立工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,注重新技術(shù)的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和創(chuàng)新能力

我們通過在教學(xué)實(shí)踐中不斷分析和探索,整合了藥學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,避免了一些實(shí)驗(yàn)的重復(fù)設(shè)置。如有機(jī)物折光率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)學(xué)生已經(jīng)在物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)過,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不再單獨(dú)設(shè)置,而是把折光率的測(cè)定與有機(jī)物的提取、合成實(shí)驗(yàn)整合在一起,不僅節(jié)省了時(shí)間,而且使學(xué)生對(duì)基本操作的運(yùn)用范圍有了全面的認(rèn)識(shí)。同樣,考慮到學(xué)生在中學(xué)階段已經(jīng)接觸過諸如醛、酮、醇、羧酸等化合物性質(zhì)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),繼續(xù)保留這些實(shí)驗(yàn)不僅重復(fù),而且對(duì)學(xué)生技能的提高及能力的培養(yǎng)沒有大的幫助,在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定的局限性,因而在教學(xué)安排中調(diào)整了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),并將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)壓縮為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)的16.6%。事實(shí)證明,壓縮上述實(shí)驗(yàn)為藥學(xué)專業(yè)學(xué)生節(jié)約了時(shí)間,有利于學(xué)生將有限的學(xué)時(shí)用于強(qiáng)化操作技能、培養(yǎng)科研能力和拓展創(chuàng)新思維上。綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用上具有重要作用。所以,我們針對(duì)藥學(xué)專業(yè)的特點(diǎn),突破實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的限制,在教學(xué)實(shí)踐中增加了綜合性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例,使此兩類實(shí)驗(yàn)占到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)的44.5%。如將阿司匹林的合成、熔點(diǎn)的測(cè)定和高效液相色譜技術(shù)3個(gè)不同類型的實(shí)驗(yàn)整合成一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生在合成阿司匹林后,對(duì)阿司匹林進(jìn)行熔點(diǎn)測(cè)定,在獲得阿司匹林基本物理常數(shù)后,利用高效液相色譜儀對(duì)阿司匹林進(jìn)行色譜分析。通過上述實(shí)驗(yàn)的整合,不僅加強(qiáng)了學(xué)生基本技能的訓(xùn)練,而且培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力。同時(shí),積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究探索,激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情,提高學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)的掌握與應(yīng)用。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)針對(duì)藥學(xué)專業(yè)學(xué)生未來的工作實(shí)踐及繼續(xù)深造的需要,結(jié)合本學(xué)科教師的科研內(nèi)容,讓學(xué)生直接參與教師的科研課題,培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和創(chuàng)新能力。如我們?cè)诮處熆蒲械幕A(chǔ)上為藥學(xué)專業(yè)學(xué)生設(shè)置了大黃中蒽醌苷元的提取、分離和檢驗(yàn)識(shí)別實(shí)驗(yàn),學(xué)生在完成該實(shí)驗(yàn)的過程中,在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行文獻(xiàn)資料的檢索及分析,并運(yùn)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等。通過類似的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力,使他們及時(shí)掌握了國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),大大開闊了學(xué)生的視野,拓展了學(xué)生的思維,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神,使學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的意識(shí)明顯增強(qiáng),同時(shí)使學(xué)生對(duì)科學(xué)研究有了一個(gè)較完整的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)了學(xué)生的科研意識(shí)及科研能力,為其今后工作及繼續(xù)深造打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

3實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化、綠色化,加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)

x做到實(shí)驗(yàn)的絕對(duì)綠色化,但我們積極探索對(duì)部分實(shí)驗(yàn)的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)綠色化設(shè)計(jì),盡量選擇低毒或無毒試劑,刪除對(duì)環(huán)境危害大的實(shí)驗(yàn),選擇對(duì)環(huán)境污染小、用藥少的實(shí)驗(yàn),盡可能將實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的損害降至最低。如在教學(xué)中將原來水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)“從煙絲中提取煙堿”改為“從橙皮中提取檸檬烯”,降低了實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)學(xué)生造成的傷害。同時(shí),增加以天然無毒物質(zhì)為原料的實(shí)驗(yàn),如實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了從茶葉中提取咖啡因、綠色葉子中色素的分離等實(shí)驗(yàn),做到從原料到產(chǎn)物都對(duì)環(huán)境無污染,達(dá)到了保護(hù)環(huán)境的目的。積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,嘗試開展微型化實(shí)驗(yàn)。微型化實(shí)驗(yàn)起源于埃及學(xué)者E.C.Grey的《化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型方法》一書,1982年,美國Mayo和Pike等人在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中采取主要試劑為mmol量級(jí)的微型制備實(shí)驗(yàn),取得了成功,從而掀起了研究與應(yīng)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱潮,并受到環(huán)保界的大力贊揚(yáng)。在教學(xué)實(shí)踐中,我們?cè)诒WC實(shí)驗(yàn)成功的前提下,積極探索實(shí)施微型化實(shí)驗(yàn),不僅降低了實(shí)驗(yàn)中藥品用量過多造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,而且?guī)椭鷮W(xué)生樹立了藥品定量的意識(shí)。此外,相對(duì)于常量實(shí)驗(yàn),微型化實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)者基本操作、實(shí)驗(yàn)技巧及實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性都提出了更高的要求,這就促使學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)技能并在實(shí)驗(yàn)過程中形成認(rèn)真細(xì)致的作風(fēng),同時(shí)培養(yǎng)了其縝密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在教學(xué)中將綠色化學(xué)的理念融于實(shí)踐中,讓學(xué)生樹立起綠色環(huán)保意識(shí)。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常不可避免地產(chǎn)生一些廢棄物,如不及時(shí)處理則會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大污染,而且會(huì)淡化學(xué)生的環(huán)保意識(shí),使其養(yǎng)成不良的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。因此,在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)把廢棄物的回收處理作為一項(xiàng)重要的教學(xué)和科研任務(wù)來完成。如柱層析中的洗脫劑、合成實(shí)驗(yàn)中的副產(chǎn)品等都要進(jìn)行回收或進(jìn)行無害化處理后再進(jìn)一步利用。應(yīng)將實(shí)驗(yàn)中廢棄物的處理作為考核項(xiàng)目,要求學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物的相關(guān)處理方法,并在實(shí)驗(yàn)中付諸實(shí)施。通過訓(xùn)練,使學(xué)生靈活應(yīng)用了所學(xué)的理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)技能,并養(yǎng)成了廢棄物及時(shí)回收處理、循環(huán)使用的良好習(xí)慣,具備了從事綠色化學(xué)研究與開發(fā)的基本素質(zhì)與能力。

4改進(jìn)實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制,培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和綜合能力

篇6

關(guān)鍵字:超分子化學(xué);發(fā)展;理論基礎(chǔ);超分子體系的功能

1 前言

經(jīng)典理論認(rèn)為:分了是保持物質(zhì)性質(zhì)的最小單位,然而分子一經(jīng)形成,就處于分子間力的相互作用之中,這種力場(chǎng)不僅制約著分子的空間結(jié)構(gòu),也影響物質(zhì)性質(zhì)。近年來,逐漸發(fā)現(xiàn)一些傳統(tǒng)分子理論難以解釋的現(xiàn)象,如DNA合成等形成的有序組合、綠色植物的光合作用、酶的催化作用等,均有特異的物質(zhì)識(shí)別、輸送及能量傳遞和轉(zhuǎn)換功能。隨著冠醚化學(xué)的發(fā)展,分子間作用力協(xié)同作用的重要性逐漸為人們所認(rèn)識(shí),超分子化學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。在超分子體系中,分子與分子間力的關(guān)系就如同在分子中原子和共價(jià)鍵的關(guān)系一樣。150多年來,有機(jī)化學(xué)家的興趣主要集中于有機(jī)分子的共價(jià)鍵方面,現(xiàn)在這一興趣中心已開始向非共價(jià)鍵作用方向轉(zhuǎn)移。

2 超分子化學(xué)的發(fā)展

1967年C. J. Pederson發(fā)表了關(guān)于冠醚的合成和選擇性絡(luò)合堿金屬的報(bào)告,揭示了分子和分子聚集體的形態(tài)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的選擇性起著重要的作用;D.J. Cram基于在大環(huán)配體與金屬或有機(jī)分了的絡(luò)合化學(xué)方面的研究,提出了以配體(受體)為主體,以絡(luò)合物(底物)為客體的主客體化學(xué);J. M . Lehn模擬蛋白質(zhì)螺旋結(jié)構(gòu)的白組裝體的研究內(nèi)容,在一定程度上超越了大環(huán)與主客體化學(xué)而進(jìn)入了所謂“分子工程”領(lǐng)域,并進(jìn)一步提出了超分子化學(xué)即“超越分子的化學(xué)”的概念。未來超分子體系化合物的特征應(yīng)為:信息性和程序性的統(tǒng)一;流動(dòng)性和可逆性的統(tǒng)一;組合性和結(jié)構(gòu)的多樣性的統(tǒng)一。超分子化學(xué)便成為一門研究集信息化、組織性、適應(yīng)性和復(fù)合性于一體的物質(zhì)的學(xué)科。

3 超分子化學(xué)的理論基礎(chǔ)

超分子化合物是由主體分子和一個(gè)或多個(gè)客體分子之間通過非價(jià)鍵作用而形成的復(fù)雜而有組織的化學(xué)體系。主體通常是富電子的分子,可以作為電子給體(D),如堿、陰離子、親核體等。而客體是缺電了的分子,可作為電子受體(A),如酸、陽離子、親電體等。超分子化學(xué)和配位化學(xué)同屬于授受體化學(xué),超分子體系中主體和客體之問不是經(jīng)典的配位鍵,而是分子間的弱相互作用,大約為共價(jià)鍵的5%-10%。因此可以認(rèn)為,超分子化學(xué)是配位化學(xué)概念的擴(kuò)展。超分子體系的微觀單元是由若干乃至許許多多個(gè)不同化合物的分子或離子或其它可單獨(dú)存在的具有一定化學(xué)性質(zhì)的微粒聚集而成。聚集數(shù)可以確定或不確定,這與分子中原子個(gè)數(shù)嚴(yán)格確定具有本質(zhì)區(qū)別。超分子的形成不必輸入高的能量,不必破壞原來分子的結(jié)構(gòu)及價(jià)健,主客體間沒有強(qiáng)的化學(xué)鍵,這就要求主客體之問要有高度的匹配性和適應(yīng)性,不僅要求分子在空間兒何構(gòu)型和電荷,甚至親疏水性的互相適應(yīng),還要求在對(duì)稱性和能量上的匹配。

4 超分子體系的功能

冠醚、環(huán)糊精和杯芳烴等大環(huán)化合物都具有穴狀結(jié)構(gòu),能通過非共價(jià)鍵與離了以及中性分子形成超分子,在化學(xué)物質(zhì)的分離提純,功能材料的研制及超分子催化方面已表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景,引起了越來越多的化學(xué)家對(duì)它的重視和研究。

4.1 超分子體系的識(shí)別功能

分子與位點(diǎn)識(shí)別是超分子體系的基礎(chǔ),識(shí)別是指給定受體與作用物選擇性結(jié)合并產(chǎn)生某些特定功能的過程。發(fā)生在分子間的識(shí)別過程為分子識(shí)別,發(fā)生在實(shí)體局部間的識(shí)別過程謂之位點(diǎn)識(shí)別,識(shí)別過程需要作用物與受體間空間匹配、力場(chǎng)互補(bǔ),實(shí)質(zhì)上是超分子信息的處理過程。分子識(shí)別是類似“鎖和鑰匙”的分子間專一性結(jié)合,可以理解為底物與給定受體間選擇性鍵合,是形成超分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。超分子作用對(duì)于某些化學(xué)反應(yīng)過程如催化等具有重要的意義,特別是在生物體系中,相當(dāng)多的生物化學(xué)過程離不開這種作用,如底物與蛋白質(zhì)的作用,酶催化過程,遺傳密碼的復(fù)制、翻譯、轉(zhuǎn)錄等以及抗體與抗原的作用等。因此,分子識(shí)別是白然界生物進(jìn)行信息存貯、復(fù)制和傳遞的基礎(chǔ),以分子識(shí)別為基礎(chǔ),研究構(gòu)筑具有特定生物學(xué)功能的超分子體系,對(duì)揭示生命現(xiàn)象和過程具有重要意義,并可能給化學(xué)研究帶來新的突破。

4.2 超分子體系的催化功能

超分子催化即可由反應(yīng)的陽離子受體分子實(shí)現(xiàn),也可由反應(yīng)陰離子受體來實(shí)現(xiàn),還可通過作用物與輔助因子的結(jié)合產(chǎn)生共催化,實(shí)現(xiàn)合成反應(yīng)。超分子體系對(duì)光化學(xué)反應(yīng)的催化作用、酶催化和模擬酶催化均是利用了超分子體系的分子識(shí)別作用達(dá)到了高選擇性、溫和條件下的催化目的。通常意義上的催化(熱)反應(yīng)中,無論是多相催化還是均相催化,超分子現(xiàn)象都常常出現(xiàn)。在多相催化中,形形的界面現(xiàn)象必須存在。固體催化劑表面上各類吸附位、活性中心與反應(yīng)物、中間物和產(chǎn)物間不可避免地存在著各種各樣的弱的、具有一定選擇性的相互作用,從而有可能形成多組分超分子系統(tǒng)。均相催化反應(yīng)中,催化劑與介質(zhì)、反應(yīng)物、中問物和產(chǎn)物問也會(huì)存在弱的選擇性相互作用力。這是有選擇地活化、改組化學(xué)鍵的前提?;谏矬w抵御外來抗原,形成與之識(shí)別的抗體的性質(zhì),產(chǎn)生了抗體催化研究。抗體催化具有酶催化的一些特性,專一性選擇識(shí)別反應(yīng)物、過渡態(tài)和反應(yīng),實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的低活化能、高選擇性,實(shí)現(xiàn)一些普通催化化學(xué)難以實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)。其中關(guān)鍵是選擇合成合適的半抗原,以便誘導(dǎo)篩選出特定要求的催化抗體。目前抗體催化已應(yīng)用于酞基轉(zhuǎn)移、β-消去、C-C鍵形成及斷裂、水解、過氧化及氧化還原等反應(yīng)中。

4.3 超分子體系信息傳遞功能

超分子體系受外界的刺激產(chǎn)生性能和結(jié)構(gòu)的變化,繼而將刺激信號(hào)轉(zhuǎn)變成分了信息并在體系中傳輸。這種傳輸?shù)谋举|(zhì)是電子轉(zhuǎn)移、能量轉(zhuǎn)移、物質(zhì)傳輸、化學(xué)轉(zhuǎn)換。超分子體系的多樣性也決定了載流子的多樣性,以及超分子體系的元激發(fā)過程中的各種結(jié)構(gòu)載流子。超分子體系的不均一性決定了信息傳導(dǎo)過程的多通道與多種方式,包括跨膜傳導(dǎo)道的傳輸、特征振蕩與特征頻率等。特別是納米尺寸的量了限域效應(yīng)、神經(jīng)傳導(dǎo)、離了通道與離了泵介電限域效應(yīng),體現(xiàn)了特殊介面效應(yīng)下信息傳導(dǎo)的新規(guī)律。信息傳輸與能量補(bǔ)償相互匹配,保證信息傳輸穩(wěn)定與有序的進(jìn)行。嚴(yán)格來說有三個(gè)特點(diǎn)是最主要的:一是快速響應(yīng);二是非線性;三是放大作用。

5 結(jié)語

超分子化學(xué)是化學(xué)的一個(gè)嶄新的分支學(xué)科,又與物理學(xué)、信息學(xué)、材料科學(xué)和生命科學(xué)等緊密相關(guān),對(duì)超分子體系的深入研究,實(shí)際上已超出了化學(xué)范疇,形成了超分子科學(xué)??梢灶A(yù)見,作為超分子化學(xué)起源的主客體化學(xué)將與有機(jī)合成化學(xué)、配位化學(xué)和生物化學(xué)互相促進(jìn),為生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等共同發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介

張景慧(1990-),女,漢族,陜西省漢中市,本科在讀,包裝工程專業(yè)。

篇7

一、人類基本需求觀念促進(jìn)科技發(fā)展

(一)食物需求促進(jìn)科技發(fā)展

民以食為天。這是人的基本需求當(dāng)中最基本的一項(xiàng)。當(dāng)原始的靠采集的方式果腹充饑不能滿足人類需要的時(shí)候,人們?yōu)榱松婧头毖芩媾R的最重要問題莫過于如何取得食物。當(dāng)人們從對(duì)野火的恐懼中鎮(zhèn)定下來,第一次有目的地從自然之火中去探取火種,留為己用時(shí),這時(shí)候的人,就早已走上科學(xué)性人群的道路上了?!罢绻ぞ呤俏锢砜茖W(xué)和機(jī)械科學(xué)的基礎(chǔ),火也就是化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)。最先出現(xiàn)的是十分簡(jiǎn)單而基本屬于化學(xué)實(shí)踐的烹煮法。從這個(gè)看來幾乎是偶然的用火法,首先才引出須要更特定地可控制的科學(xué)的燒窯法,以及此后的煉制金屬法。在枯枝上烤肉,或甚至用灰燼燜植物根莖,都無大困難,但煮沸就給人一個(gè)現(xiàn)實(shí)難題。由于此問題的解決,就注定跟來幾次大進(jìn)步。最早的聰明立意是用革制的桶,或不漏水的筐,盛水于內(nèi),再投入燒熱的石塊,來燙熱水。在史前時(shí)代野宿地點(diǎn)周圍曾發(fā)見因驟冷驟熱而破裂的這類石塊??梢婈P(guān)鍵性的發(fā)見乃是在筐外涂上厚泥層可以放在火上烤,……人類歷史上一項(xiàng)偉大的創(chuàng)造——陶器,就是這么產(chǎn)生的。

人們?yōu)榱瞬杉参锖蜐O獵可食動(dòng)物,在觀察和行動(dòng)中獲得的有關(guān)植物的狀態(tài)和動(dòng)物的習(xí)性的知識(shí),就成為現(xiàn)代生物科學(xué)的起源和基礎(chǔ)。在獵獲動(dòng)物前后的巫術(shù)儀式上在地上和墻上繪的獸畫,后來又出現(xiàn)的雕塑和雕刻中不僅有動(dòng)物的外型,還有骨骼、心臟等器官。這意味著解剖學(xué)的誕生?!拔覀兇_實(shí)依靠原始生活中生物學(xué)方面t才有用圖達(dá)意的一些技術(shù)。這不但是視覺藝術(shù)的源泉,也是圖形符號(hào)、數(shù)學(xué)和書契的源泉。后三項(xiàng)具備,才使唯理科學(xué)成為可能?!?/p>

(二)服飾需求促進(jìn)科技發(fā)展

在“衣”方面,圣經(jīng)里說亞當(dāng)和夏娃是因?yàn)橥党粤恕敖敝懒诵邜u而穿了樹葉遮體,雖然這只是神話傳說,但也有其現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)。衣服,哪怕最初簡(jiǎn)陋到僅僅是樹葉和獸皮,也是因?yàn)槿祟愓隗w和御寒的需要而應(yīng)運(yùn)而生的。然而,在現(xiàn)代社會(huì),這兩個(gè)需要已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需要,人們開始側(cè)重于自身的審美需要,衣服就開始更多地?fù)?dān)當(dāng)起人們裝飾自身的功能。人們拒絕單一的樣式和色彩,不斷變換服飾風(fēng)格。首先從衣著結(jié)構(gòu)上來看,由過去一衣多季講究經(jīng)濟(jì)耐穿的單一型,轉(zhuǎn)向了追求新穎、高檔、美觀的多樣型;由簡(jiǎn)單型、單層次、一衣多季,向復(fù)雜型、多層次、一季多農(nóng)的方向發(fā)展。其次就服裝的式樣和型號(hào)來說,也由單一化轉(zhuǎn)向多樣化:由封閉式、色彩單

一、男女不分的情況向開放式、豐富多彩的時(shí)裝發(fā)展。

不僅如此,當(dāng)代人們對(duì)服飾還有安全的需要。因?yàn)榉b中如果含有甲醛、可分解芳香胺、有害的重金屬元素及熒光增白劑超標(biāo),就會(huì)對(duì)人體造成危害。人們?cè)絹碓絻A向于用純棉布料取代化學(xué)纖維,對(duì)于人造絲、彈性纖維、人造纖維等非自然材質(zhì)則強(qiáng)烈抵觸。純棉制品于是大行其道。新科技甚至發(fā)明了“彩棉”服飾來滿足人們對(duì)于安全的需要。

除此之外,在人們的生活水平達(dá)到一定程度后,崇尚品牌、追求時(shí)尚、注重品位就成為其內(nèi)心的需要。經(jīng)濟(jì)學(xué)家凡勃倫的消費(fèi)理論認(rèn)為,服裝檔次的高低是一個(gè)人修養(yǎng)、氣質(zhì)、風(fēng)度的重要體現(xiàn),關(guān)系到社會(huì)和周圍的人對(duì)自己的評(píng)價(jià)。在生活水平達(dá)到一定程度后,崇尚品牌、追求時(shí)尚、注重品位就成為人們的內(nèi)心需要。現(xiàn)在人們的品牌意識(shí)較強(qiáng),服裝消費(fèi)檔次提高,各類服裝市場(chǎng)占有率出現(xiàn)向少數(shù)品牌集中趨勢(shì)。

(三)居住需求促進(jìn)科技發(fā)展

在“住”的方面,現(xiàn)在人在居住環(huán)境方面已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足于傳統(tǒng)上遮風(fēng)避雨,安魂入夢(mèng)的需要,人們的注意力也由傳統(tǒng)的臥室,廚房轉(zhuǎn)向起居室,廚衛(wèi)的設(shè)計(jì)和設(shè)備,房子建筑也由傳統(tǒng)的一廳轉(zhuǎn)為兩廳,一衛(wèi)轉(zhuǎn)為雙衛(wèi)。在現(xiàn)在建筑中,擴(kuò)大起居室,采用地?zé)峒夹g(shù),選地在山水間,都是為了迎合人們對(duì)于住的更寬敞,更舒適,更多陽光,更美景致的需要。建筑材料現(xiàn)多傾向于低能耗,綠色環(huán)保,也是為了滿足人們對(duì)于健康安全的需要。

(四)出行需求促進(jìn)科技發(fā)展

在“行”的方面,人類根據(jù)交通的需要,通過科技發(fā)展,創(chuàng)造了現(xiàn)代化的交通工具和通訊工具,火車、汽車、飛機(jī)等交通工具的問世,使千山萬水的距離大打“縮短”,電報(bào)、電話的發(fā)明使用,使全世界的人能緊密地聯(lián)系在一起。

二、道家自身需求觀念促進(jìn)科技發(fā)展

(一)煉丹觀念促進(jìn)了化學(xué)科學(xué)的發(fā)展

中國古代化學(xué)產(chǎn)生于煉丹的過程。煉制外丹是道家求長生的主要方法,它是用爐鼎燒煉鉛、汞等礦石藥物或草木藥,以制成供服食的仙丹。煉制外丹的過程就是各種無機(jī)化合物之間重新組合、發(fā)生化學(xué)變化的過程。道士們煉金燒丹的同時(shí)也在從事著化學(xué)工作,在大量的實(shí)驗(yàn)中,他們逐步積累了對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí),成為實(shí)驗(yàn)化學(xué)的先驅(qū)。煉丹術(shù)不僅為中國古代化學(xué)的發(fā)展積累大量經(jīng)驗(yàn),更總要的是,它還發(fā)明了火藥。

(二)長生不老觀念促進(jìn)古代醫(yī)藥科學(xué)學(xué)的發(fā)展

眾所周知,道士煉丹是為了長生不老,得道成仙。但往往服食丹丸后會(huì)發(fā)生中毒事件。古代很多人都是因此中毒而死。不得已,煉丹家開始在丹藥中加入草木植物,也因此發(fā)現(xiàn)了新的藥物以及藥物的新藥性,豐富了醫(yī)藥學(xué)的內(nèi)容。然而,他們卻不知道他們正在開辟一個(gè)新的重要科學(xué)領(lǐng)域——制藥學(xué)。

(三)煉丹觀念促進(jìn)古代礦物科學(xué)發(fā)展

為了成仙,就需煉丹,煉丹就需采集、認(rèn)識(shí)各類礦物質(zhì),硫、汞、鉛、砷等等。在煉燒過程中更認(rèn)識(shí)到這些礦物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì),例如汞易升華,硫易氧化。為了煉丹還需制備良好的工具,如鼎、爐,二者皆需耐高溫。道教徒在煉丹過程中為了防止鼎內(nèi)的一些氣體跑出以影響丹藥之仙效,或?yàn)榱俗柚雇獠康目諝膺M(jìn)入,與鼎內(nèi)的丹砂發(fā)生氧化反應(yīng)等,遂想到用一種物質(zhì)來密封鼎器之口,以達(dá)到上述目的。他們發(fā)明的這種密封物質(zhì)就是世界上最早的水泥——六一泥。它的主要原料有:含硅、硅酸鋁及氧化鐵、錳、鈣的赤石脂礦石,含硝酸鹽、氧化鋁、氧化鎳等的滑石,含碳酸鈣、磷酸鈣和硫酸鈣等的牡蝠,還有含硫酸鋁等的礬石等等。從六一泥的原料配制可以看出,道士們已經(jīng)了解到某些礦石的性質(zhì),并開始利用它發(fā)明制造其他物質(zhì)??傊?,煉丹者在煉丹過程中逐漸認(rèn)識(shí)了更多的礦物質(zhì),掌握了它們的各種性質(zhì)。這就為中國古代礦物學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

所以,李約瑟在研究中國古代有沒有科技的過程中,曾對(duì)道教文化在中國古代科技中的地位和作用大加推崇。甚至將“道”與古希臘哲學(xué)家赫拉克利特所說的“邏各斯”相提并論,認(rèn)為它們都是事物的規(guī)律。他認(rèn)為,道教的“無為”并不是要人們無所作為,而是要人們“不做違反自然的活動(dòng)”。道家對(duì)道的把握,要求減少運(yùn)用通常的知識(shí)到極點(diǎn),達(dá)到無為的地步,方能獲得大道,這似乎有點(diǎn)要求超出平常的創(chuàng)造性思維的意思。道教依靠對(duì)這種思想和追求的把握,通過煉丹發(fā)展了中國古代的科技。

篇8

蘇州教育一直處在全國前列,本文介紹了蘇科版生物教材的內(nèi)容構(gòu)造和教學(xué)現(xiàn)狀,探索如何激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣,旨在培養(yǎng)學(xué)生的探究技能和邏輯思維,為學(xué)生形成正確的生活方式和終身學(xué)習(xí)技能打下良好基礎(chǔ),逐步培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞:

蘇科版;初中生物;興趣教學(xué)

蘇州地區(qū)自古經(jīng)濟(jì)和教育走在全國前列,作為自然學(xué)科中一門古老的科學(xué),生物學(xué)的發(fā)展日新月異,蘇州地區(qū)生物學(xué)教材為蘇科版,內(nèi)容新穎,圖文并茂。教材瞄準(zhǔn)新課程改革發(fā)展的趨勢(shì),構(gòu)建了以“生物與環(huán)境的密切關(guān)系”為主線的教材知識(shí)體系,從學(xué)生實(shí)際出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)、科學(xué)、有效學(xué)習(xí),解決學(xué)生所關(guān)心的實(shí)際問題。九年義務(wù)教育階段生物學(xué)的學(xué)習(xí)主要集中在小學(xué)3~6年級(jí)科學(xué)課程的開設(shè)和初中7~8年級(jí)的生物學(xué)。在這些學(xué)段的學(xué)習(xí)中,不僅需要讓學(xué)生掌握一定的基礎(chǔ)知識(shí),而且需要讓學(xué)生形成科學(xué)的世界觀和探究發(fā)現(xiàn)技能。在親歷提出問題、作出假設(shè)、制訂計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論中獲得探究技能和理性邏輯思維的培養(yǎng)。生物學(xué)科的教學(xué)無論是在課程標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定方面,還是在內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)的安排上,都體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的人文關(guān)懷。然而值得一提的是在初中生物教學(xué)中,生物學(xué)的學(xué)習(xí)情況并不樂觀。需要注意的是,為了培養(yǎng)生物技術(shù)人才,我們必須從小抓起,一些生物創(chuàng)新型人才也許就在其中,需要充分挖掘他們的潛力。興趣是最好的老師。學(xué)生只有對(duì)某一節(jié)課感興趣,才能從思想上重視。興趣的培養(yǎng)需要教師做有心人,抓住生活中的閃光點(diǎn),激勵(lì)學(xué)生探索生物的奧秘。這就需要教師發(fā)揮聰明才智,以理性和富有感性的思維挖掘教材,將生命科學(xué)滲透到生活中,寓教于樂。

一、在體驗(yàn)觀察中提高美的感悟

縱觀生物學(xué)的由來與發(fā)展,無不是由眾多的有心人通過細(xì)心觀察獲得的。大自然中美好的食物到處都有,關(guān)鍵是要善于發(fā)現(xiàn)生活中的美。達(dá)爾文說:“我沒有什么過人的高超技能,如果有,那也是我在觀察方面比別人更有耐心?!痹诩永粮晁谷簫u的環(huán)游旅行中,達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)了島上的鳥類、昆蟲、魚類與其他地方的不同,通過認(rèn)真觀察,寫就了舉世聞名的《物種起源》。初中學(xué)生正處在青春期,對(duì)各種事物充滿好奇,抓住他們好動(dòng)這一特征,探索未知的生命世界。蘇科版七年級(jí)上冊(cè)的生物學(xué)主要為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)“生物與環(huán)境密切相關(guān)”的教材知識(shí)體系。在第一單元“走進(jìn)生命世界”中即向?qū)W生介紹了顯微鏡的使用,讓學(xué)生嘗試觀察洋蔥表皮細(xì)胞植物永久切片和人涂血切片。依托我校先進(jìn)的硬件設(shè)施,我?guī)ьI(lǐng)同學(xué)們到生物實(shí)驗(yàn)室專門做了顯微鏡下切片觀察的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在日常生活中很難看到精密儀器顯微鏡,因此表現(xiàn)出非常高的觀察欲望。在這種背景下,教師介紹顯微鏡的使用注意事項(xiàng)就非常能被學(xué)生理解,因?yàn)橛行枨?,所以有市?chǎng)。

在生物生存的環(huán)境一節(jié)中,帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)校園中的植物,在初秋的季節(jié)里,金桂飄香伴著微風(fēng)徐徐,同學(xué)們認(rèn)識(shí)了香樟、紅花檵木、紫薇、、銀杏等植物。這種體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)模式,和教師直接在課堂上展示是截然不同的,因?yàn)閷W(xué)生是有自我體驗(yàn)的個(gè)體,生活體驗(yàn)以現(xiàn)實(shí)活動(dòng)中的情景為基礎(chǔ),依托學(xué)生活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生在身臨其境的接觸中積極參與、身心投入。這種教學(xué)還滲透在其他章節(jié)的學(xué)習(xí)中,如觀察植物種子的萌發(fā)、溶液濃度大小對(duì)植物吸水的影響。這種親自體驗(yàn)的探究能夠促進(jìn)學(xué)生小組合作探究交流,將被動(dòng)的死記硬背知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索知識(shí),學(xué)習(xí)效率大大提高。在德育、智育、體育、美育中,教育最容易忽略的往往是美育。美育恰恰是現(xiàn)代教育中的重要一環(huán),美育能提高學(xué)生的欣賞力,形成健康的美學(xué)興趣,培養(yǎng)高尚道德。提倡“思想自由,兼容并包”的人民教育家先生早在上世紀(jì)二十年代就積極弘揚(yáng)美育精神。用美感的教育感化人,提高國民道德素質(zhì),在自然科學(xué)中融入美學(xué)因素,對(duì)于生物學(xué)科,我們?cè)谶@方面有很多優(yōu)勢(shì),大自然中的江南水鄉(xiāng)、塞北的大漠孤煙、秀麗山水都能夠感染學(xué)生。在進(jìn)行調(diào)查野外植物、動(dòng)物的種類和分布時(shí),可以組織學(xué)生對(duì)觀察到的動(dòng)植物繪畫、攝影,將一些植物葉片制成精美的書簽等獲得美的享受。初中學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)比較重,可以通過在教室里擺放綠色植物和鮮花營造清新亮麗的風(fēng)景。教師要善于培養(yǎng)學(xué)生用眼睛、心靈發(fā)現(xiàn)、感悟、享受美的世界,千姿百態(tài)的生命現(xiàn)象和規(guī)律構(gòu)成了生物學(xué)科中的內(nèi)在美,在生命科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家如袁隆平、童第周、摩爾根等對(duì)科學(xué)真理的不懈追求體現(xiàn)了美的精神。將這些美學(xué)教育滲透于生物學(xué)的教育教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,才能有效提高教學(xué)質(zhì)量。

二、在學(xué)科交叉中辨證地學(xué)習(xí)生物學(xué)

生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)的發(fā)展密不可分。在頂尖的生物技術(shù)領(lǐng)域,越來越多的成就來自于學(xué)科交叉。多學(xué)科的交叉能夠激發(fā)更多靈感,這些學(xué)科的發(fā)展為生物學(xué)的進(jìn)步注入了新鮮血液。如顯微鏡與精密光學(xué)儀器的研制,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與X射線衍射、生物醫(yī)學(xué)中的核磁共振技術(shù)等都與物理學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)。在世界著名的哈佛大學(xué)中建立了物理生物學(xué)專業(yè),約翰霍普金斯大學(xué)也有“物理和工程生物學(xué)”的設(shè)置,物理學(xué)和生物學(xué)像一對(duì)孿生姐妹一樣,他們相互促進(jìn),共同發(fā)展。在學(xué)習(xí)顯微鏡使用時(shí),可以向?qū)W生講解列文虎克的事跡。生物學(xué)和化學(xué)是密不可分的,如果把生物學(xué)比作一個(gè)人那么化學(xué)就是他的能量。運(yùn)用化學(xué)中的理論和方法研究生物結(jié)構(gòu)、生命現(xiàn)象和化學(xué)變化。無論是學(xué)習(xí)植物光合作用、還是食物的消化和吸收這一系列的化學(xué)變化,無機(jī)物和有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化,能量的釋放與轉(zhuǎn)移都用到了許多化學(xué)知識(shí),自古生化不分家。在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),必不可少的就是分析純化學(xué)試劑的應(yīng)用。動(dòng)物生理學(xué)和有機(jī)化學(xué)的相互發(fā)展早在十九世紀(jì)即為研究生物體的化學(xué)組成和性質(zhì)積累了翔實(shí)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

孟德爾遺傳定律的發(fā)現(xiàn)與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用密不可分,用數(shù)學(xué)中的方法研究和解決生物學(xué)問題。伴性遺傳中親子代的遺傳發(fā)病率計(jì)算都離不開數(shù)學(xué)計(jì)算。自然界中植物的生長與數(shù)學(xué)規(guī)律恰到好處融為一體,數(shù)學(xué)中的“對(duì)數(shù)螺線”在日常生活中也處處存在。如我們熟悉的向日葵花盤籽粒排列。這種有規(guī)律的排列屬于對(duì)數(shù)螺線。還有一些植物從上向下觀察時(shí)葉子的排列也屬于這一規(guī)律。還有大家熟悉的蜜蜂的巢穴為正六邊形,這比正方形能有更大面積,從而貯存更多蜂蜜,可見蜜蜂們是多么精打細(xì)算。在魚類的捕捉中,人們經(jīng)常用到邏輯斯蒂方程,依照邏輯斯蒂方程模型控制捕魚數(shù)量,可有效控制魚類的數(shù)量,有利于魚類等養(yǎng)殖業(yè)的開發(fā)。

新世紀(jì),電腦計(jì)算機(jī)的使用為生命科學(xué)注入了新鮮血液,出現(xiàn)了新興的生物信息學(xué)。在這門學(xué)科中,依托數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)為基礎(chǔ),將計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)方法運(yùn)用到生命科學(xué)中的分子生物學(xué)中,在基因組學(xué)研究中發(fā)揮中流砥柱的作用,信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)在生物科學(xué)中顯示出超凡實(shí)力,目前集大成的生物信息學(xué)人才已成為最稀缺的人才。著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》每年評(píng)出的十大科學(xué)成就中,接近一半為生命科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步。尤其是在發(fā)達(dá)國家,越來越多的數(shù)理化杰出青年科學(xué)家涌入生命科學(xué)領(lǐng)域,現(xiàn)代生物技術(shù)和生物信息技術(shù)已成為高新技術(shù)的先導(dǎo)。除了在自然科學(xué)中,生物學(xué)與人文古詩詞的聯(lián)系也非常密切。在講述生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)時(shí)可以適當(dāng)引用龔自珍的“落紅不是無情物,化作春泥更護(hù)花”。激發(fā)學(xué)生敬畏生命的情感。在講述光合作用色素時(shí)又可引用“等閑識(shí)得東風(fēng)面,萬紫千紅總是春”;“停車坐愛楓林晚,霜葉紅于二月花”向?qū)W生講解植物葉片由于季節(jié)不同,葉片中色素含量發(fā)生變化。當(dāng)講述環(huán)境對(duì)生物的影響時(shí)可引用名句“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開”;“近水樓臺(tái)先得月,向陽花木易為春”,向?qū)W生講述溫度對(duì)植物開花的影響。在講述生物發(fā)光的能量與ATP有關(guān)時(shí),可引用杜牧秋夕中的句子“銀燭秋光冷畫屏,輕羅小扇撲流螢”,流螢就是螢火蟲,它的體內(nèi)含有熒光素這種特殊的發(fā)光物質(zhì),被激活后而發(fā)光。這樣的導(dǎo)入能夠使學(xué)生在不知不覺中進(jìn)入情境。在深入研究中學(xué)生的內(nèi)心世界時(shí)我們發(fā)現(xiàn),在教學(xué)中靈活運(yùn)用古詩詞可以讓學(xué)生感受語文和生物學(xué)科之間的奇妙,有效增強(qiáng)教學(xué)效果。同時(shí)需要注意選擇的精確性,適量選擇,不能顛倒主次。

三、加強(qiáng)信息技術(shù)在生物課堂上的應(yīng)用

新課程教學(xué)強(qiáng)調(diào)教師對(duì)于教育技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用能力,將教育技術(shù)應(yīng)用于學(xué)科教學(xué)。信息技術(shù)為學(xué)科教學(xué)提供了優(yōu)秀的教學(xué)平臺(tái)。即使在偏遠(yuǎn)地區(qū),也可以通過遠(yuǎn)程教育達(dá)到教學(xué)的同步化。讓學(xué)生終身學(xué)習(xí)成為可能。它可以使學(xué)生在充分感知的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)多角度視覺、聽覺、思維的結(jié)合。在蘇科版的生物教材中,幾乎每頁都有很多圖片和探究實(shí)驗(yàn),通過演示課件和動(dòng)畫的方式,可以將知識(shí)講解得更生動(dòng),以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教育的目的不僅是提高文化素養(yǎng),更重要的是獲取正確生活方式和生活能力。在知識(shí)點(diǎn)的講解中,通過課件呈現(xiàn)較真實(shí)的畫面可以減少語言上的贅述。在學(xué)習(xí)血管和心臟時(shí),和宏觀的環(huán)境世界相比,它們比較小,難以用肉眼觀察到。通過動(dòng)畫視頻觀看血液在心臟中的流動(dòng)就比較好理解這一過程。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考心臟的結(jié)構(gòu),動(dòng)畫剖析心臟的四個(gè)腔和心房心室的聯(lián)系。通過視頻的方式可以有效將難點(diǎn)問題血管、心房、心室、血液流動(dòng)統(tǒng)一起來高效講解,從而順利突破重難點(diǎn)。通過多媒體的使用,可以有效設(shè)置“情境教學(xué)”。在情境的作用下,生動(dòng)直觀的形象才能激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想和想象。在初中生物教學(xué)中,生物學(xué)科的設(shè)置僅有初一和初二,初二年級(jí)的“小中考”要將四本書的內(nèi)容在短時(shí)間內(nèi)復(fù)習(xí)完成,就需要借助多媒體的使用,通過思維導(dǎo)圖的模式,由淺入深地介紹知識(shí),達(dá)到融會(huì)貫通的目的。通過上述教學(xué)方法和興趣培養(yǎng),學(xué)生在實(shí)際生活中能將生物學(xué)知識(shí)學(xué)以致用,解決生活中的實(shí)際問題,從而增強(qiáng)成就感,在寓教于樂中發(fā)揮出生物學(xué)的魅力。

參考文獻(xiàn):

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[3]李福榮.初中生物課堂中如何有效利用多媒體技術(shù)[J].軟件:教育現(xiàn)代化,2013(3).

篇9

【關(guān)鍵詞】原電池;電解池;電化學(xué)

電,作為一種神秘的能源,與其他能源不同,他并不是自然界隨處可見的,而是通過一定的條件才能夠觸發(fā)的,然而電在我們的生活中隨處可見,比如雷電,摩擦起電,干燥起電,等等。人類又是如何發(fā)現(xiàn)電的呢?

17世紀(jì),法國化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了正負(fù)兩種電荷,并總結(jié)出了同種電荷互相排斥異種電荷互相吸引的觀點(diǎn),1791年,伽伐尼在一次偶然的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了金屬絲能讓青蛙的腿部抽搐,進(jìn)而認(rèn)為青蛙體內(nèi)與金屬產(chǎn)生電,使得腿部肌肉抽搐,通過他的大膽設(shè)想小心求證,最后從中得到啟發(fā),用不同的金屬片夾濕紙制成了全世界第一個(gè)化學(xué)電源,稱為伏打堆,雖然此電源不能被用在生產(chǎn),但是它為人類開啟了一扇門,讓人類可以看到,化學(xué)和電并不是完全割裂開的兩種物質(zhì),電是通過化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,并不只能夠通過物理接觸或者天然采集。

隨著人們對(duì)于電的理解愈加深入,人類發(fā)現(xiàn)了電的越來越多的用途,同時(shí)電與化學(xué)反應(yīng)的聯(lián)系也愈加緊密起來,人類發(fā)現(xiàn)電和化學(xué)物質(zhì)可以通過電化學(xué)反應(yīng)互相轉(zhuǎn)化,而電化學(xué)則是研究這些過程的。電化學(xué)反應(yīng)裝置一般都分為原電池和電解池兩種

1.原電池

原電池,顧名思義,就是化學(xué)物質(zhì)通過一定的組合與反應(yīng),可以起到電池的作用。原電池最早的起源就是來自于伏打堆,因?yàn)橘しツ嵴J(rèn)為是蛙腿組織液與金屬之間存在電流刺激才會(huì)產(chǎn)生抽搐,后來伽伐尼的猜想得到了進(jìn)一步的證實(shí)與完善,原電池的形成需要幾個(gè)條件:(1)電極材料要有兩種活潑性不同的金屬或者其他可以導(dǎo)電的材料(2)電極在電解質(zhì)溶液中,并且其中至少一個(gè)電極要與電解質(zhì)發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)(3)兩電極之間有導(dǎo)線連接,形成閉合回路。這三個(gè)條件缺一不可,一旦都具備,就可以形成原電池,產(chǎn)生電流,作為電源使用。

原電池的反應(yīng)機(jī)理很簡(jiǎn)單,就是氧化還原反應(yīng)得失電子的過程,不過與一般的氧化還原反應(yīng)不同的就是,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不在一起進(jìn)行,電源的負(fù)極需要與電解質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),電極質(zhì)量減少或者不斷溶解,同時(shí)把反應(yīng)中失去的電子通過導(dǎo)線傳到正極;與此同時(shí),正極發(fā)生還原反應(yīng),電極質(zhì)量不變或者增加,同時(shí)接受負(fù)極傳過來的電子,電子的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生電流。

原電池可以為人類通過化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造電,但是同時(shí)也有不好的影響,例如鋼鐵的銹蝕。一般來講,鋼鐵的銹蝕分為兩種,一種是發(fā)生在干燥且特殊的環(huán)境下產(chǎn)生的銹蝕,而大多數(shù)則來自于原電池反應(yīng)。原因在于工業(yè)煉制的鋼結(jié)構(gòu)都是有碳元素的加入,碳具有良好的導(dǎo)電性能,一旦鋼鐵上沾染了水,加上溶解于水中的二氧化碳和其他電解質(zhì),形成了電解質(zhì)溶液,鐵作為負(fù)極,碳作為正極,三者一起就形成了一個(gè)原電池,與氧氣反應(yīng)是鋼鐵銹蝕,如果水偏酸性腐蝕則將更加嚴(yán)重,并且原電池還有促進(jìn)反應(yīng)的開始與進(jìn)行的作用,使得鋼鐵銹蝕更加劇烈。所以在鋼鐵生產(chǎn)出之后,往往會(huì)加一些保護(hù)措施,例如涂保護(hù)層,加保護(hù)金屬,經(jīng)常保持金屬干爽等,或者利用原電池的特性,采用犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法,在鋼鐵上外加比其活潑性更強(qiáng)的金屬如鋁等,構(gòu)成原電池,使得鋼鐵作為正極被保護(hù)下來。因而了解電化學(xué),可以幫我們避免一些生產(chǎn)生活材料的消耗,更加合理地保護(hù)和利用資源,趨利避害。

原電池在我們的生活中有很廣泛的應(yīng)用,例如鋅錳電池,平時(shí)生活中常用于手電筒等小型用電設(shè)施中,一般電壓為1.5V―1.8V之間,它以鋅作為負(fù)極,以二氧化錳作為正極放電,有防漏性能好,電壓穩(wěn)定,放熱少,能量密度大等優(yōu)點(diǎn)。很簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì),例如海上航標(biāo)燈的電源就是海水電池,以鋁為負(fù)極,碳為正極,海水作為電解質(zhì)溶液,通過鋁和空氣的反應(yīng),產(chǎn)生電流,如此既可以最大化利用資源,又不產(chǎn)生有害物質(zhì),并且操作簡(jiǎn)便。而最近流行的一種燃料電池,也是利用了原電池的原理,例如甲烷原電池,氫氧原電池,這樣的原電池利用的是燃料與氧氣的燃燒反應(yīng),燃料在負(fù)極反應(yīng),氧氣在正極反應(yīng),用酸或者堿溶液作為電解質(zhì)溶液,這樣的燃料電池與普通的燃燒反應(yīng)相比,可以產(chǎn)生更少的光能,熱能等的消耗,更大化地轉(zhuǎn)化為電能這一清潔能源,提高利用效率。同時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳等物質(zhì)可以被吸收而進(jìn)一步加工和利用,從而減少碳排放,保護(hù)環(huán)境,合理利用資源

2.電解池

電解池的作用與原電池恰恰相反,電解池需要外接電源,通入電流,推動(dòng)反應(yīng)進(jìn)行,是一種將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。電解池的構(gòu)成條件有:(1)陰陽兩極連接在直流電源上;(2)有可以導(dǎo)電的兩個(gè)電極,其中與電源正極相連的為陽極,與負(fù)極相連的為陰極;(3)陰陽兩極放置在電解質(zhì)溶液中;(4)形成閉合回路。四個(gè)條件中,既有構(gòu)成完整電路的必要條件,也有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的必要條件。電解池的反應(yīng)機(jī)理是,陽極上失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),陽極如果是活潑金屬構(gòu)成,則是活潑金屬與失電子變成金屬離子進(jìn)入到電解質(zhì)溶液,如果是非活潑金屬如鉑或者是非金屬如碳等物質(zhì)則是電解質(zhì)溶液的陰離子反應(yīng),而此時(shí)陰極溶液中的陽離子發(fā)生還原反應(yīng),得到電子,反應(yīng)平衡。電解池的好處是可以使得兩極的產(chǎn)物分離,并且可以完成一些正常條件下不能完成的反應(yīng)。

電解池在鋼鐵工業(yè)中應(yīng)用頗豐。利用電解池,可以實(shí)現(xiàn)在金屬表面鍍上一層其他金屬,稱為電鍍。鍍上的金屬稱為鍍層金屬,待鍍的金屬稱為鍍件,電鍍時(shí),將鍍層金屬作為陽極,鍍件作為陰極,含有鍍層金屬離子的溶液作為電解質(zhì)溶液,通過電解池反應(yīng),鍍層金屬從陽極轉(zhuǎn)移到陰極,在鍍件上形成金屬膜,得到的鍍件表面平滑,不影響性能,反應(yīng)平緩快速。同樣的道理,也可以通過電解池提煉有雜質(zhì)的金屬。如提純銅,將粗銅作為陽極,精銅作為陰極,硫酸銅溶液做電解質(zhì)溶液,就可以達(dá)到提純粗銅的目的。利用電解池還可以保護(hù)金屬不被銹蝕,在金屬上外加電源,金屬作為陰極就可以實(shí)現(xiàn)。電解池幫化工行業(yè)解決了不少難題,例如活潑金屬的制備。鋁是一種活潑的金屬,常溫下就可以與氧氣反應(yīng),還原性很強(qiáng),很難在常溫下在其化合物中置換出來,而工業(yè)上利用電解池,在冰晶石的催化下,電解三氧化二鋁,就可以得到鋁的單質(zhì)。鈉是比鋁更活潑的金屬,工業(yè)上則使用電解熔融氯化鈉的方式制取鈉單質(zhì)。電解池使得工業(yè)生產(chǎn)很多物質(zhì)都成為可能。

燒堿,NaOH,作為一種工業(yè)原料,在化學(xué)藥品制造,造紙,紡織等方面應(yīng)用廣泛;氯氣,黃綠色氣體,在消毒,漂白劑,農(nóng)藥,化學(xué)藥品,有機(jī)溶劑等制造上應(yīng)用廣泛,氫氣,作為一種新興的清潔燃料,工業(yè)原料,作用也極大,而電解飽和食鹽水的反應(yīng)就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)這三個(gè)物質(zhì)的制備與分離,采用兩個(gè)惰性電極作為陰陽極,飽和食鹽水作為電解質(zhì)溶液,陽極產(chǎn)生氯氣,陰極產(chǎn)生燒堿溶液和氫氣。這個(gè)反應(yīng)已經(jīng)成為一個(gè)單獨(dú)的工業(yè)稱為氯堿工業(yè),生產(chǎn)這三種物質(zhì),是化學(xué)工業(yè)中較為重要的一環(huán)。

總而言之,電化學(xué)作為一種時(shí)間較短的科學(xué),早已經(jīng)進(jìn)入到每個(gè)人的生活,電和化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)緊緊地聯(lián)系在一起,只要人類合理地利用電化學(xué)的奧妙,趨利避害,一定可以更加充分,巧妙地利用地球的資源,獲得最大的方便。

【參考文獻(xiàn)】

[1]司大均,許力,仁宗禮,趙玉玲.鹽通式原電池的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室探索與研究,2011(11).

篇10

關(guān)鍵詞:2008奧運(yùn)會(huì);北京高校;校園體育環(huán)境;影響

中圖分類號(hào):G811.21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004-4590(2007)06-0032-02

Abstract:With the Olympic Games and the campus physical environment as the perspective, this paper analysis the effect of the 2008 Olympic Games to the Beijing college physical environment. The influence touch on the follow aspect: the physical establishment, the psychological health of students, the cohesion of the organization, the physical consciousness of students and the college physical athletics. It will serves as reference for constructing the college physical environment.

Key words: the 2008 Olympic Games; Beijing College; campus physical environment; effect

校園體育環(huán)境與大學(xué)生體育意識(shí)的培養(yǎng)、鍛煉動(dòng)機(jī)的形成和學(xué)校體育工作的開展都有著重要的聯(lián)系。奧運(yùn)會(huì)作為全球性的體育盛會(huì),無論是參賽的運(yùn)動(dòng)員,還是觀眾,都會(huì)引發(fā)本國民眾或民族的愛國主義傾向性和狂熱性(Chinese Education & Society,1996,USA Today,2002)[1]。奧運(yùn)會(huì)的舉辦對(duì)北京高校體育環(huán)境會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響?本文運(yùn)用文獻(xiàn)資料和理論分析等方法對(duì)這一問題進(jìn)行了研究。

1 奧運(yùn)會(huì)與校園體育環(huán)境

1.1 校園體育環(huán)境的含義

環(huán)境通常是指周圍的情況和條件。體育環(huán)境是直接或間接影響到體育運(yùn)動(dòng)發(fā)展的一切自然與社會(huì)現(xiàn)象的總體[1]。校園體育環(huán)境是影響校園內(nèi)群體參與、關(guān)注體育的一種導(dǎo)向性條件,是以學(xué)生為主體、以校園為主要空間、以校園精神為主要特征的一種群體文化。體育環(huán)境的形成的動(dòng)因主要受學(xué)校體育開展的狀況,學(xué)校體育發(fā)展的硬件建設(shè)、體育競(jìng)賽水平、參與競(jìng)賽的人數(shù),參加者的積極程度等[2]。另外校園體育文化環(huán)境還受校外的大環(huán)境影響,比如社會(huì)輿論,社會(huì)氛圍等。校園體育環(huán)境的形成是校園內(nèi)群體對(duì)體育價(jià)值的取向、體育價(jià)值的認(rèn)同,以及學(xué)生參與體育鍛煉的方式等多方面因素共同作用的結(jié)果。

1.2 奧運(yùn)會(huì)與大學(xué)生的參與

奧運(yùn)會(huì)是全球性的體育盛會(huì),作為奧林匹克周期性與性的活動(dòng)內(nèi)容,奧運(yùn)會(huì)的舉辦對(duì)提高主辦國的教育、文化、經(jīng)濟(jì)、政治等方面都會(huì)有著積極的作用。我國作為發(fā)展中國家舉辦奧運(yùn)會(huì)不僅向世界展示中國人民在人類史上創(chuàng)造的奇跡,也為發(fā)展中國家在國際體壇上爭(zhēng)取了重要位置。通過籌辦和舉辦2008年奧運(yùn)會(huì),不僅進(jìn)一步向全世界展示中國改革開放以來在政治、經(jīng)濟(jì)、文化和社會(huì)發(fā)展等方面取得的巨大成就,而且也為宣傳展示北京的古都風(fēng)貌、人文環(huán)境提供了廣闊的平臺(tái)。大學(xué)生是社會(huì)文化層次較高的群體,對(duì)于奧林匹克運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出很高的熱情。在世界多數(shù)國家中大學(xué)生是發(fā)展高水平競(jìng)技教育,參與奧林匹克教育的主體。奧運(yùn)會(huì)主辦城市的許多比賽設(shè)施都設(shè)在大學(xué)校園里,這為大學(xué)生參與奧運(yùn)會(huì)提供了關(guān)闊的空間。在2001年北京舉辦的第21屆世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)上,來自北京和全國各地的大學(xué)生組成了一支4000多人的志愿者隊(duì)伍,他們以辛勤的勞動(dòng)和忘我的參與熱情推進(jìn)了中外體育和文化的交流,受到了來自169個(gè)國家和地區(qū)的8000多名運(yùn)動(dòng)員、教練員、裁判員和記者官員們的好評(píng)[3]。在歷屆奧運(yùn)會(huì)的志愿者中學(xué)生的人數(shù)都是占有較大比例的(見表1)。以1992-1998年期間舉辦的三屆冬奧會(huì)為例。

上述資料說明大學(xué)生在參與和服務(wù)奧運(yùn)會(huì)中起到了重要的作用。正如原奧委會(huì)主席薩馬蘭奇先生所講“奧林匹克運(yùn)動(dòng)是由富有奉獻(xiàn)精神的志愿者組成的,沒有他們,要組織像奧運(yùn)會(huì)這樣的大型體育賽事是不可能的”[4]。

2 2008年奧運(yùn)會(huì)對(duì)北京高校校園環(huán)境的影響

2.1 奧運(yùn)會(huì)的舉辦對(duì)相關(guān)高校體育設(shè)施的影響

北京舉辦奧運(yùn)會(huì)時(shí)比賽場(chǎng)館共計(jì)36個(gè),其中31個(gè)在北京,這其中建在高校的奧運(yùn)場(chǎng)館有6所。其中有4座場(chǎng)館是新建場(chǎng)館,分別是北京大學(xué)體育館(乒乓球場(chǎng)館)、北京工業(yè)大學(xué)體育館(羽毛球場(chǎng)館)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)體育館(摔跤場(chǎng)館)和北京科技大學(xué)體育館(柔道、跆拳道場(chǎng)館);另外兩座場(chǎng)館是改擴(kuò)建場(chǎng)館,分別是北京理工大學(xué)體育館(排球第二場(chǎng)館)和北京航空航天大學(xué)體育館(舉重場(chǎng)館)。高校中的奧運(yùn)場(chǎng)館占了北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館總數(shù)的20%。這些場(chǎng)館的規(guī)模、設(shè)計(jì)與科技水平都是北京高校前所未有的,如:建成后的北京工業(yè)大學(xué)體育館面積達(dá)到22262平方米,可容納7500個(gè)坐席。場(chǎng)館形狀像一個(gè)扁平的羽毛球,象征奧運(yùn)五環(huán)的5道環(huán)形鋼索圍繞著一個(gè)玻璃圓頂,代表中國56個(gè)民族的56道鋼索,一頭牽著五環(huán)一頭伸向四周。另外這個(gè)體育館還創(chuàng)造了世界建筑史上的一個(gè)記錄―――世界上跨度最大的預(yù)應(yīng)力張懸穹頂,體育館穹頂最大跨度達(dá)到98米。北京科技大學(xué)體育館在奧運(yùn)會(huì)時(shí)承擔(dān)的是柔道和跆拳道的比賽。這是一座建筑面積24662平方米,擁有8000個(gè)坐席的場(chǎng)館。場(chǎng)館的采光系統(tǒng)采用了新型的光導(dǎo)管技術(shù)。這種新穎的技術(shù)可以將戶外的陽光引入室內(nèi),保證白天場(chǎng)館內(nèi)10小時(shí)的照明,而且不產(chǎn)生任何能耗。而引入場(chǎng)館內(nèi)的自然光還可以去除室內(nèi)的霉氣,保護(hù)場(chǎng)內(nèi)人員的健康。正在建設(shè)的中國農(nóng)業(yè)大學(xué)體育館建筑面積23950平方米,可容納8000個(gè)坐席。建筑場(chǎng)館的所有建筑材料都必須具有綠色認(rèn)證標(biāo)志;由于采用地?zé)峋约白匀徊晒庠O(shè)計(jì),整個(gè)場(chǎng)館的用電量可比普通場(chǎng)館節(jié)約30%,此外,落在場(chǎng)館屋頂?shù)挠晁€被收集利用,用來沖洗衛(wèi)生間和綠化灌溉[5]。

這些集科技、人文、綠色為一體的場(chǎng)館建成,意味著在北京高校的奧運(yùn)比賽場(chǎng)館是世界上最先進(jìn)的。多年以來,許多高校體育場(chǎng)館建設(shè)嚴(yán)重不足,更談不上高標(biāo)準(zhǔn),奧運(yùn)比賽場(chǎng)館的建設(shè)將改變這種狀況,為學(xué)校體育工作的現(xiàn)代化進(jìn)程打下良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一、使高校體育教學(xué)所開設(shè)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目大幅度地增加,讓更多的學(xué)生選修到自己所喜愛的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目;二、將改變體育教學(xué)受制于天氣的現(xiàn)狀,有效地保證了室內(nèi)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目教學(xué)課的開設(shè)和學(xué)生體育鍛煉的延續(xù)性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)興趣,促進(jìn)體育素質(zhì)教育的開展[6]。

2.2 奧林匹克運(yùn)動(dòng)的參與和體育鍛煉對(duì)不良心理的校正作用

奧林匹克運(yùn)動(dòng)的參與和體育鍛煉對(duì)校正不良心理作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:

第一,在當(dāng)今市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的影響下,名譽(yù)與地位的追求已成為人們的現(xiàn)實(shí)追求,但是在這些現(xiàn)實(shí)因素外,在服務(wù)和參與奧運(yùn)會(huì)中人們同時(shí)服務(wù)他人,貢獻(xiàn)社會(huì)、體現(xiàn)愛心的愿望,是使人凈化心靈、陶冶情操的良好機(jī)會(huì)??梢哉f在這一過程中大學(xué)生即是參與者也是受益者。另一方面大學(xué)生對(duì)奧林匹克運(yùn)動(dòng)關(guān)注和參與的同時(shí),奧林匹克精神和體育的魅力也將深深的影響著大學(xué)生思想意識(shí)的轉(zhuǎn)變。尤其是奧運(yùn)會(huì)“更高、更快、更強(qiáng)”的體育精神和“更干凈、更團(tuán)結(jié)、更人性”的奧運(yùn)新思想將會(huì)與大學(xué)生的進(jìn)步思想互相影響。形成一種健康向上、樂于奉獻(xiàn)、服務(wù)社會(huì)的良好精神品質(zhì)。

第二,奧運(yùn)會(huì)的舉辦對(duì)中國的競(jìng)技體育、群眾體育和學(xué)校體育都將產(chǎn)生深刻的影響,帶來前所未有的發(fā)展契機(jī)。隨之也會(huì)給校園體育環(huán)境的發(fā)展帶來勃勃生機(jī),構(gòu)成體育環(huán)境中的體育競(jìng)賽和體育活動(dòng)也將蓬勃發(fā)展,這也必將促使大學(xué)生體育鍛煉動(dòng)機(jī)和體育學(xué)習(xí)興趣的增強(qiáng)。

2.3 奧運(yùn)會(huì)的舉辦對(duì)大學(xué)生群體向心力、凝聚力的影響

群體向心力也稱群體內(nèi)聚力,是成員被群體吸引并愿意留在群體內(nèi)的程度.它包括群體成員與整個(gè)群體的吸引力,以及群體成員之間的吸引力。凝聚力(Cohesion)一詞起源于拉丁詞“cohaesus”,表示結(jié)合或粘合在一起的意思。早在20世紀(jì)30年代,西方學(xué)者對(duì)凝聚力的研究在勒溫(Lewin)開創(chuàng)的群體動(dòng)力學(xué)中就有所探討,他認(rèn)為凝聚力是作用在集體成員的心理力量。奧運(yùn)會(huì)的舉辦能夠促進(jìn)社會(huì)凝聚力[9]。舉辦一屆成功的奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)是一項(xiàng)浩大的工程,社會(huì)各界都將面臨各種各樣的壓力。這種整體面對(duì)的壓力,將有助于群體凝聚力的加強(qiáng)[9]。在奧運(yùn)會(huì)舉辦期間大量圍繞申辦和舉辦奧運(yùn)會(huì),以愛國主義、首都意識(shí)、集體榮譽(yù)為中心的宣傳工作,有利于進(jìn)一步激發(fā)大學(xué)生愛國家愛北京的熱情,形成和諧互助的人際關(guān)系、奮發(fā)進(jìn)取的工作精神和自覺遵守社會(huì)公德等方面創(chuàng)造新局面。同時(shí)也將會(huì)對(duì)大學(xué)生群體向心力、凝聚力產(chǎn)生積極的影響。形成團(tuán)結(jié)協(xié)作、無私奉獻(xiàn)、健康向上的文化氛圍和共同的價(jià)值文化體系。

2.4 奧運(yùn)會(huì)的舉辦對(duì)大學(xué)生體育意識(shí)的影響

“從組織文化學(xué)的角度看,高等院校是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的文化環(huán)境,在這個(gè)獨(dú)立的文化環(huán)境中客觀存在的校園體育文化環(huán)境,直接對(duì)大學(xué)生體育行為意識(shí)產(chǎn)生影響,對(duì)整體提高大學(xué)生體育素養(yǎng)和體育意識(shí)起到重要作用”[2]。北京奧運(yùn)會(huì)申辦成功以來國民體育態(tài)度總體上受到了積極的影響,人們對(duì)我國大眾體育事業(yè)的發(fā)展大多持樂觀態(tài)度,普遍認(rèn)為申奧成功促進(jìn)大眾體育的發(fā)展,未來幾年大眾體育形勢(shì)會(huì)更好[1]。北京奧運(yùn)會(huì)在籌辦和舉辦期間大量的關(guān)于體育運(yùn)動(dòng)和奧林匹克知識(shí)的宣傳必將會(huì)影響大學(xué)生對(duì)體育的認(rèn)識(shí),而且這種認(rèn)識(shí)會(huì)隨著奧運(yùn)會(huì)的舉辦而增加,也可以說隨著2008年北京奧運(yùn)會(huì)腳步的臨近,大學(xué)生對(duì)體育的認(rèn)識(shí),自我體育的需要和體育價(jià)值觀會(huì)進(jìn)一步發(fā)生變化[5]。

2.5 奧運(yùn)會(huì)舉辦將促進(jìn)高校競(jìng)技體育的發(fā)展強(qiáng)化體教結(jié)合的學(xué)生運(yùn)動(dòng)員培養(yǎng)模式奧運(yùn)會(huì)的舉辦對(duì)舉辦國的競(jìng)技體育實(shí)力排名都有所提升,代表最高水平的奧運(yùn)爭(zhēng)奪金牌能力都有一定程度的增長,特別是競(jìng)技實(shí)力起點(diǎn)較低的國家增長幅度最大[8]。奧運(yùn)會(huì)的舉辦對(duì)舉辦國的競(jìng)技體育水平的影響具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一、擴(kuò)建和興建運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館、場(chǎng)地承辦國際比賽,可以快速提高和保持本國的運(yùn)動(dòng)水平;二、國際賽事的不斷增加,有利于人才的交流,形成世界范圍的體育人才大流動(dòng)。通過“筑巢引鳳”吸引國外高水平教練和運(yùn)動(dòng)員入籍。這種人才的引進(jìn)和交流往往在提高自身運(yùn)動(dòng)水平的同時(shí)也抑制了對(duì)手的實(shí)力。三、高水平賽事的舉辦和參與有利于挖掘運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技潛力,增加比賽經(jīng)驗(yàn)繼而提高運(yùn)動(dòng)成績。

因此,通過舉辦和參加2008年奧運(yùn)會(huì),將全面檢閱我國競(jìng)技體育實(shí)力和水平,使運(yùn)動(dòng)成績進(jìn)一步提升,競(jìng)賽組織和管理水平也進(jìn)一步提高,比賽、訓(xùn)練場(chǎng)館等基礎(chǔ)體育設(shè)施建設(shè)得到加強(qiáng),對(duì)外交流機(jī)會(huì)增多,加快我國競(jìng)技體育全面與國際接軌的步伐。國家總體競(jìng)技體育水平的提高也將帶動(dòng)高校競(jìng)技水平的提高,近年來我國高校體育領(lǐng)域也在積極探索多元化的運(yùn)動(dòng)員培養(yǎng)模式。如:在第23屆世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)上,中國代表團(tuán)首次由國家教育部牽頭組團(tuán)參賽。清華大學(xué)學(xué)生胡凱奪得男子百米冠軍,這也是中國在大運(yùn)會(huì)賽場(chǎng)上獲得的首枚百米金牌。同年10月,在江蘇舉行的十運(yùn)會(huì)上,清華大學(xué)培養(yǎng)出的22名大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員,分別代表山西、四川、湖北等省、市參加了田徑、射擊和跳水三個(gè)項(xiàng)目的比賽,共斬獲4塊金牌和5塊銀牌。這種成績的取得是高校實(shí)行體教結(jié)合培養(yǎng)模式的結(jié)果。所謂體教結(jié)合,即指教育系統(tǒng)依靠自己的資源優(yōu)勢(shì),培養(yǎng)高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)和競(jìng)技、學(xué)習(xí)俱佳的大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員。而在成功的清華大學(xué)身后,其他一批大專院校也同樣做著體教結(jié)合的嘗試和探索。在剛剛結(jié)束的都靈冬奧會(huì)上,沈陽體育學(xué)院為我們貢獻(xiàn)了本科在讀奧運(yùn)冠軍―韓曉鵬,而在出現(xiàn)韓曉鵬之前,沈陽體院也已在體教結(jié)合這條路上走了二十年。 綜上所述,奧運(yùn)會(huì)的舉辦勢(shì)必會(huì)促進(jìn)北京高校競(jìng)技體育的發(fā)展,同時(shí)我們有理由相信2008年奧運(yùn)會(huì)的舉辦也將為高校探索多元化的運(yùn)動(dòng)員培養(yǎng)方式提供了有利的契機(jī)。

3 結(jié)語

簡(jiǎn)而概之,奧運(yùn)會(huì)作為全球性的體育盛會(huì)它的舉辦對(duì)主辦國和承辦城市的影響是多元化的。2008年奧運(yùn)會(huì)將對(duì)北京高校體育環(huán)境產(chǎn)生積極的影響,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:奧運(yùn)會(huì)的舉辦為相關(guān)高校的體育設(shè)施建設(shè)提供了契機(jī);大學(xué)生通過參與奧林匹克運(yùn)動(dòng)和體育鍛煉能夠達(dá)到校正不良心理的作用;奧運(yùn)會(huì)的舉辦有助于提高群體向心力和凝聚力,增強(qiáng)學(xué)生體育意識(shí);奧運(yùn)會(huì)的舉辦可以促進(jìn)高校競(jìng)技體育的發(fā)展,為探索體教結(jié)合等多元化學(xué)生運(yùn)動(dòng)員的培養(yǎng)模式注入活力。

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[5 ] 省略/.奧運(yùn)場(chǎng)館走進(jìn)北京各高校保護(hù)古物重新規(guī)劃校園. 29屆奧運(yùn)會(huì)官方網(wǎng)站.

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