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有機(jī)化合物是指含碳的化合物,有機(jī)化學(xué)又稱為含碳化合物的化學(xué),是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備的學(xué)科,是化學(xué)的一個(gè)重要分支。有機(jī)化學(xué)學(xué)科涉及到多方面的知識(shí)內(nèi)容,例如:人口和健康問(wèn)題、材料應(yīng)用、能源、信息技術(shù)等,作為一種新型高科技術(shù)為社會(huì)的發(fā)展和科技的創(chuàng)新提供了動(dòng)力,利用有機(jī)化學(xué)方法可以有效的解決國(guó)際性核心問(wèn)題。
2有機(jī)化學(xué)與環(huán)境的關(guān)系
2.1有機(jī)化合物對(duì)環(huán)境的污染
有機(jī)化合物與人類生活的衣食住行息息相關(guān),也是環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)?。隨著合成技術(shù)的成熟發(fā)展,有機(jī)化合物的種類越來(lái)越多,他們每天以驚人的速度排放在人們生活的環(huán)境當(dāng)中。目前環(huán)境中主要的有機(jī)污染物有金屬有機(jī)污染物,;烴污染物;含氮、磷有機(jī)污染物;含氧、硫有機(jī)污染物;含鹵素有機(jī)污染物、天然產(chǎn)物污染物。
2.2有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用是治理環(huán)境污染的重要手段
有機(jī)化學(xué)在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著主要的作用,而且隨著日益突出的環(huán)境問(wèn)題,在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。雖然目前環(huán)境問(wèn)題與化工行業(yè)有關(guān),但是有機(jī)化學(xué)的合理應(yīng)用對(duì)環(huán)境的保護(hù)作用也是顯而易見(jiàn)的。例如將煤中的元素原子100%轉(zhuǎn)化成對(duì)人類有益的有機(jī)產(chǎn)物,減少了煤燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣,也在環(huán)保的基礎(chǔ)上提高了利用率;有機(jī)化學(xué)研究出殘留時(shí)間段、藥效更專一的農(nóng)藥可以減輕對(duì)土地的污染等等。自20世紀(jì)90年代初,科學(xué)家們就提出了“綠色有機(jī)化學(xué)”的概念,旨在建設(shè)綠色的合成工藝環(huán)境,在增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時(shí)有效的保護(hù)了環(huán)境。
3在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生環(huán)保意識(shí)的措施具體包括以下幾個(gè)方面:
3.1在有機(jī)化學(xué)理論教學(xué)中提升學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
我們可以利用多媒體技術(shù)具有圖、文、聲并茂的特點(diǎn),直觀、生動(dòng)、活潑的表達(dá)教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2],提高思想意識(shí)。例如在學(xué)習(xí)烴類化合物時(shí),融入石油煉制有關(guān)能源危機(jī)的知識(shí),介紹汽車尾氣是城市污染的主要污染源;講解烯烴時(shí),介紹由塑料袋、一次性餐盒造成的白色污染;鹵代烴學(xué)習(xí)中,介紹臭氧層破壞的主要原因是冰箱和空調(diào)的使用的大量制冷劑氟利昂;教學(xué)芳香烴類時(shí)介紹目前多環(huán)芳烴類的苯并芘是一種強(qiáng)致癌物;酮類化合物的教學(xué)中,介紹室內(nèi)空氣污染的主要污染物甲醛等。這樣的講解有利于學(xué)生加強(qiáng)對(duì)環(huán)境污染的認(rèn)識(shí)并且可以增強(qiáng)環(huán)保的意識(shí)以及對(duì)化合物結(jié)構(gòu)的掌握。
3.2在有機(jī)化合物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)和方法
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)中必不可少的一部分。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中更要重視學(xué)生的環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng),規(guī)范化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法,減少化學(xué)品的用量,有效處理實(shí)驗(yàn)結(jié)束后產(chǎn)生的廢棄物,以達(dá)到盡量避免污染環(huán)境的目的[3]。教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)行為,這樣才能達(dá)到環(huán)保教育的目的。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,教師必須教授正確的實(shí)驗(yàn)方法,指導(dǎo)減少實(shí)驗(yàn)中有機(jī)化學(xué)品的用量。要盡量遵循少利用資源,少產(chǎn)生廢物的原則,盡量利用新方法和新技術(shù),來(lái)預(yù)防和減少化學(xué)的污染。
3.2.1設(shè)計(jì)綠色化實(shí)驗(yàn)
所謂綠色化實(shí)驗(yàn),就是指在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)試劑的選用上進(jìn)行最優(yōu)選??梢赃x擇毒性小、污染低、現(xiàn)象明顯的項(xiàng)目,對(duì)于部分必須要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)路線的改革,采用污染小的原料進(jìn)行[4]。開(kāi)展有機(jī)化學(xué)教學(xué)的教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí)有關(guān)環(huán)境保護(hù)的多方面化學(xué)知識(shí),掌握新的化學(xué)工藝和當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的動(dòng)態(tài),將這些新鮮的化學(xué)環(huán)保知識(shí)與課程結(jié)合起來(lái),設(shè)置一些創(chuàng)新性的綠色實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣同時(shí),增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。如甲醇羰基合成法是制備醋酸的最佳合成路線,具有反應(yīng)的高選擇性和對(duì)環(huán)境的友好性,現(xiàn)已代替了傳統(tǒng)的乙烯氧化合成法路線。
3.2.2有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化是綠色化學(xué)的一個(gè)重要方面,微型化實(shí)驗(yàn)具有反應(yīng)時(shí)間段、現(xiàn)象明顯、節(jié)省實(shí)驗(yàn)用品和對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,使用微型儀器,既減少了藥品量也縮短了時(shí)間更減少了三廢的排放。一氧化碳催化偶聯(lián)合成草酸是一氧化碳在催化劑的作用下與亞硝酸酯偶聯(lián)反應(yīng)生成草酸二酯和氧化氮,草酸二酯水解得草酸和醇。反應(yīng)生成的氯化氮部分氧化為二氧化氮。氧化氮和二氧化氮生成三氧化二氮,三氧化二氨與醇酯化反應(yīng)生成亞硝酸酯,亞硝酸酯能夠循環(huán)使用,這種微型化的實(shí)驗(yàn)具有極好的環(huán)保效果。
3.2.3設(shè)置連續(xù)化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
可以設(shè)計(jì)有關(guān)聯(lián)的綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,將部分實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物或者廢棄物應(yīng)用到另一個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,減少實(shí)驗(yàn)室廢棄物的排放量[5]。這樣既能避免各個(gè)實(shí)驗(yàn)孤立起來(lái),也可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的連續(xù)性和綜合性,使學(xué)生在掌握實(shí)驗(yàn)過(guò)程的同時(shí)增強(qiáng)了環(huán)保的意識(shí),減少了環(huán)境的污染。苯胺的生產(chǎn)以前主要采用鐵粉還原硝基苯的工藝路線,這種路線的主要缺點(diǎn)是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、操作維護(hù)費(fèi)用高、生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生大量鐵泥、廢渣和廢水,其中含有對(duì)人體危害極大的硝基苯和苯胺,現(xiàn)在主要采用硝基苯經(jīng)活性銅催化氫化制備,可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)污染小,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足,避免了實(shí)驗(yàn)資源的浪費(fèi),兩種合成方法介紹如圖所示。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn);精品資源共享課;建設(shè);共享;協(xié)同創(chuàng)新
“有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)”課程從2003年國(guó)家精品課程建設(shè)開(kāi)始[1],經(jīng)過(guò)有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)近十年的建設(shè),順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)[2],入選國(guó)家級(jí)精品資源共享課立項(xiàng)項(xiàng)目,上線接受社會(huì)的評(píng)價(jià)??偨Y(jié)近十年的建設(shè)體會(huì)主要包括下面三方面。
一、深化精品資源建設(shè)是關(guān)鍵
建設(shè)精品資源共享課的關(guān)鍵是結(jié)合課程的特點(diǎn)建設(shè)精品資源。包括深化教學(xué)內(nèi)容和改革課程體系,研究教學(xué)方法,探索考核方式和考核內(nèi)容,研制課程教學(xué)的新資源。
1.深化教學(xué)內(nèi)容建設(shè)
(1)引入學(xué)科發(fā)展的新內(nèi)容?!坝袡C(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)”是技術(shù)基礎(chǔ)課,在引進(jìn)學(xué)科發(fā)展新內(nèi)容時(shí)要有選擇,既要保證課程的基礎(chǔ)性,又不能增加課程的教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)。
有機(jī)化學(xué)課程引進(jìn)了下述新內(nèi)容:①有機(jī)化合物旋光性的螺旋理論――結(jié)構(gòu)與旋光性的關(guān)系。國(guó)內(nèi)外的有機(jī)化學(xué)教材中都沒(méi)有解決有機(jī)化合物產(chǎn)生旋光性的原因,我國(guó)化學(xué)工作者提出有機(jī)化合物分子的螺旋結(jié)構(gòu)使分子產(chǎn)生旋光性[3]。將這一觀點(diǎn)引入教學(xué),填補(bǔ)了有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與旋光性的空白。②鄰基參與反應(yīng)――某些反應(yīng)分子構(gòu)型保持。鄰基參與反應(yīng)是1942年提出[4]、近年被有機(jī)化學(xué)工作者所共識(shí),把這個(gè)反應(yīng)引入教學(xué),糾正了對(duì)某些反應(yīng)的構(gòu)型、構(gòu)型保持的錯(cuò)誤解釋。③LDA低溫反應(yīng)――實(shí)現(xiàn)羰基化合物交叉縮合反應(yīng)。一直認(rèn)為兩種羰基化合物交叉縮合是沒(méi)有合成意義的,近年發(fā)現(xiàn)強(qiáng)堿LDA在低溫下先與一種羰基化合物反應(yīng),然后加入第二種羰基化合物,實(shí)現(xiàn)了兩種羰基化合物選擇性地交叉縮合[5],變成了一種重要的合成方法。④科研新成果――酚羥基快速醚化。筆者科研專利成果,酚羥基在適當(dāng)?shù)娜軇┲?,可以在室溫下,高轉(zhuǎn)化率、高選擇性、快速地被醚化[6],增添了教學(xué)新案例。⑤室溫離子液體――多用途的新化合物。室溫離子液體的概念很早就被提出來(lái),一直沒(méi)有引起化學(xué)工作者的注意,近年來(lái)其合成、反應(yīng)、應(yīng)用都發(fā)展很快,是有機(jī)化學(xué)教學(xué)的新案例。⑥有機(jī)氟化合物――有特殊性能的鹵化物。有機(jī)氟化合物是近年有機(jī)化學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域[7],其性能特殊,有特殊用途,引進(jìn)教學(xué)拓展了鹵烴的性質(zhì)。⑦雙氧水――綠色氧化劑。隨著綠色化學(xué)的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)雙氧水能氧化多種官能團(tuán)化合物,有的已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。因此引入用雙氧水替代污染嚴(yán)重的重鉻酸鉀作為氧化劑的教學(xué)案例。諸如這些內(nèi)容的引入保持了教學(xué)內(nèi)容鮮活性,又沒(méi)有增加學(xué)時(shí)數(shù)。
(2)全面介紹有機(jī)化合物的內(nèi)容。有機(jī)化學(xué)一直重視石油加工及其化學(xué),而忽視煤、生物質(zhì)加工及其化學(xué)。我國(guó)煤儲(chǔ)量多于石油,近年來(lái),煤加工生產(chǎn)有機(jī)化學(xué)品發(fā)展很快;生物質(zhì)是綠色化學(xué)品來(lái)源,生物質(zhì)煉制工程包括生物柴油、天然有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化等。增加這兩方面的內(nèi)容,體現(xiàn)了《21世紀(jì)有機(jī)化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略》所提出的有機(jī)化學(xué)的定義[8],也體現(xiàn)了有機(jī)化學(xué)發(fā)展方向。
(3)引入反應(yīng)控制的基本概念。動(dòng)力學(xué)控制/熱力學(xué)控制是高等有機(jī)化學(xué)的內(nèi)容,將這一概念引入有機(jī)化學(xué),既提升了教學(xué)內(nèi)容,又簡(jiǎn)化了一些繁瑣的解釋,如共軛二烯的1,2-加成與1,4-加成、芳烴的定位規(guī)律、邁克爾加成反應(yīng)規(guī)律等的解釋。
(4)數(shù)字化模擬分子模型的使用。過(guò)去用鮑林提出的抽象的共振雜化體表示離域體系,如烯醇負(fù)離子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),學(xué)生很難理解;現(xiàn)在使用可視化的數(shù)字化模擬分子模型表示,很容易理解離域體系的穩(wěn)定性和反應(yīng)性。
(5)簡(jiǎn)化一些敘述性的內(nèi)容。如各類官能團(tuán)化合物的物理性質(zhì)不再講解,而是讓學(xué)生自己去查找資料,不僅加深了對(duì)物理性質(zhì)的理解,還培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)的能力。
2.研究課程新體系
新體系把有機(jī)化學(xué)課程分成三部分,基礎(chǔ)知識(shí)(或稱概論)篇,主干內(nèi)容篇,前沿交叉知識(shí)運(yùn)用篇。
將分散在整個(gè)課程的各章節(jié)的化合物的結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)、命名、同分異構(gòu)體、結(jié)構(gòu)表征(四大譜)等內(nèi)容集中,構(gòu)成課程的基礎(chǔ)知識(shí)篇。好處是提高了課程的基礎(chǔ),為后續(xù)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)做鋪墊,節(jié)省學(xué)時(shí),集成了知識(shí)模塊。飽和烴、不飽和烴、芳香烴、鹵代烴、含氧化合物、含氮化合物構(gòu)成有機(jī)化學(xué)的主干篇,主要介紹各類官能團(tuán)化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)。其中通過(guò)(2n+2)個(gè)π電子規(guī)律將具有芳香性的芳烴和雜環(huán)化合物組合成一章,由加成-消除反應(yīng)機(jī)理將羧酸及羧酸衍生物融合成一章,鹵烴/金屬有機(jī)、含氧/含硫化合物、含氮/含磷化合物分別組合成一章,天然化合物分散到相應(yīng)的章節(jié)中。組合結(jié)果強(qiáng)化了課程內(nèi)涵聯(lián)系,縮減了篇幅,節(jié)省了學(xué)時(shí)。糖、氨基酸蛋白質(zhì)、類脂核酸、有機(jī)合成基礎(chǔ)為前沿交叉知識(shí)應(yīng)用篇,改用反應(yīng)原理為主線組織課程,知識(shí)連貫順暢,內(nèi)容容易理解,前兩篇的基本理論和基本反應(yīng)得到了鞏固、應(yīng)用和深化。
改革后的課程體系,體現(xiàn)有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物的來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用及有關(guān)理論和方法的科學(xué)。課程的起點(diǎn)提高,內(nèi)容深化,學(xué)時(shí)減少,體現(xiàn)課程的基礎(chǔ)性,符合認(rèn)知規(guī)律,為自主學(xué)習(xí)留有空間。
3.研究式教學(xué)方法的探索與實(shí)踐
研究式教學(xué)方法起源于問(wèn)題式教學(xué)的方法(PBL),是以學(xué)生為本的教學(xué)方法。筆者認(rèn)為只要是實(shí)現(xiàn)以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變,以課堂單一教學(xué)形式向以圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)室、科學(xué)實(shí)踐多種教學(xué)形式轉(zhuǎn)變,以灌輸?shù)姆椒ㄏ蛞詥l(fā)、引導(dǎo)、研究等多種方法轉(zhuǎn)變,以“一次成才”為目標(biāo)向培養(yǎng)“終身學(xué)習(xí)能力”為目標(biāo)轉(zhuǎn)變的教學(xué)都屬于研究式教學(xué)方法范疇。不同的課程會(huì)衍生出多種形式,有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)探索實(shí)踐了多種教學(xué)模式,其中包括:
(1)研究式討論課?;咀龇ǚ至鶄€(gè)步驟:教學(xué)設(shè)計(jì)、提煉問(wèn)題、公布問(wèn)題、集中討論、教師總結(jié)和提煉新問(wèn)題等。多數(shù)學(xué)生對(duì)研究式教學(xué)模式是積極參與和支持的,學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)接受者變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者,教師由知識(shí)的傳授者變?yōu)橹R(shí)構(gòu)建的引導(dǎo)者。不僅訓(xùn)練學(xué)生解決技術(shù)問(wèn)題的能力,還要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)環(huán)境、與人溝通合作及協(xié)調(diào)各方面關(guān)系的綜合能力。
(2)對(duì)比遷移式教學(xué)方法。對(duì)比遷移式教學(xué)方法是引導(dǎo)學(xué)生將已學(xué)的知識(shí)在變化的情景中對(duì)比分析并加以運(yùn)用,以實(shí)現(xiàn)掌握新知識(shí)的教學(xué)方法。這一方法特別適合有機(jī)化學(xué)課程,例如:以反應(yīng)規(guī)律為主線將烯烴的知識(shí)遷移到二烯、炔、小環(huán)烷烴,芳烴的知識(shí)遷移到雜環(huán)化合物、酚、芳胺、芳酸等,鹵烴的知識(shí)遷移到醇、醚、環(huán)氧化合物,醛酮的知識(shí)遷移到羧酸及其衍生物,醇醛酮的知識(shí)遷移到糖等。每組前面的內(nèi)容精講、細(xì)學(xué)、討論深透,后面的內(nèi)容粗講、引導(dǎo)討論,給學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)空間。探索出“重點(diǎn)講解-對(duì)比討論-提高終身學(xué)習(xí)、知識(shí)應(yīng)用能力”的有機(jī)化學(xué)教學(xué)新路子。
4.探索與教學(xué)模式相適應(yīng)的考核方式和考核內(nèi)容
依據(jù)課程體系的特點(diǎn)和當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn),本課程實(shí)施大課化小課的考核方式,采用閉卷和開(kāi)卷兩種考核形式。大課化小課考核也可以期中考核50分,期末考核50分,考過(guò)的內(nèi)容不再特意考核,促使學(xué)生把精力放在平時(shí)知識(shí)積累上,減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)。閉卷考核增加主觀題目,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)主動(dòng)思考,展示知識(shí)運(yùn)用能力,幫助學(xué)生弄清概念,從課程整體高度掌握知識(shí)體系。開(kāi)卷式考核是一個(gè)包含所學(xué)過(guò)大部分內(nèi)容的合成題目,給學(xué)生較長(zhǎng)的時(shí)間,查閱資料,相互討論,寫(xiě)出報(bào)告,完成考核。組織集中交流典型的試卷,相互借鑒,是一次復(fù)習(xí)深化過(guò)程。
5.研制課程教學(xué)新資源
配合研究式教學(xué),有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)研制出版了一批體現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)和教學(xué)手段的教材和教學(xué)輔助資料。
(1)在高等教育出版社出版四套立體化教材:“十一五”國(guó)家規(guī)劃有機(jī)化學(xué)立體化教材(《有機(jī)化學(xué)》第2版、《有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》、《有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)軟件》2.0版和《有機(jī)化學(xué)電子講義》,共四部),其中《有機(jī)化學(xué)》第2版被評(píng)為2008年精品教材、“十二五”規(guī)劃教材;“十一五”國(guó)家規(guī)劃有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)立體化教材(《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》第4版、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)助教性課件》2.0版、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)助學(xué)性課件》附在書(shū)后,共三部),其中《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》第4版獲得大連市優(yōu)秀科技著作一等獎(jiǎng);雙語(yǔ)教學(xué)示范課用書(shū)立體化教材(Organic Chemistry、Organic Chemistry Experiments,共二部);校際聯(lián)合編寫(xiě)工科基礎(chǔ)化學(xué)系列課教材中有機(jī)化學(xué)立體化教材(《有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程》、《有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程學(xué)習(xí)指南》、《有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程電子教案》,共三部)。
(2)研制新世紀(jì)“有機(jī)化學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程”,獲國(guó)家優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程榮譽(yù)稱號(hào)。這是精品課程之前的工作,“有機(jī)化學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程”是一種新的教學(xué)模式,又是一種新的教學(xué)手段,也是精品課程順利轉(zhuǎn)型升級(jí)為精品資源共享課的基礎(chǔ)。
二、共享是精品資源共享課的特點(diǎn)
1.建設(shè)精品資源共享課,教學(xué)隊(duì)伍是關(guān)鍵
有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有教學(xué)師資隊(duì)伍包括六名教授、四名副教授、兩名講師和實(shí)驗(yàn)室工作人員。其中一人為高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)撸瑑扇藶檫|寧省教學(xué)名師;一人在國(guó)外教學(xué)進(jìn)修過(guò)一年,負(fù)責(zé)電子資源建設(shè)和網(wǎng)上傳輸技術(shù)處理;一人負(fù)責(zé)國(guó)家雙語(yǔ)示范課教學(xué);五人在教育部高等學(xué)校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授過(guò)課,直接學(xué)習(xí)的有機(jī)化學(xué)教師上千人,錄制了一批授課實(shí)況。優(yōu)秀的教學(xué)隊(duì)伍保證了課程能夠?qū)崿F(xiàn)共享。
2.基本資源系統(tǒng)豐富,適合網(wǎng)絡(luò)傳播
課程介紹、教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、課程結(jié)構(gòu)、重點(diǎn)難點(diǎn)解析、習(xí)題作業(yè)、課程總結(jié)、試卷、重要參考資料(網(wǎng)絡(luò)鏈接,紙質(zhì)資料目錄)、講課錄像等資料齊全,網(wǎng)上傳輸流暢。除此之外,還提供了有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程特有的基本資源:實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像,實(shí)驗(yàn)整體安排要求講課錄像(在高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授課錄像),數(shù)字化模擬分子模型的制備與應(yīng)用授課錄像(在高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授課錄像),有機(jī)化學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)部分錄像(在高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授課錄像),2005年、2008年二次出版的電子講義(高教出版社免費(fèi)贈(zèng)送)和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)等資源介紹。
三、協(xié)同創(chuàng)新建設(shè)教學(xué)資源
協(xié)同創(chuàng)新是指按照精品資源共享課的要求,研制拓展資源。有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)研制了下述新資源。
1.研制數(shù)字化模擬分子模型庫(kù)
研制了有機(jī)化學(xué)教學(xué)常用的近500個(gè)化合物的數(shù)字化模擬分子模型,每個(gè)化合物有8種分子模型,并用于教學(xué),既是教學(xué)新內(nèi)容又是教學(xué)新手段。在國(guó)外,數(shù)字化模擬分子模型用于教材編寫(xiě)僅限于近十年幾本流行的優(yōu)秀教科書(shū),用于教學(xué)也僅是幾所名校。將靜電勢(shì)能圖模型的彩色標(biāo)改成黑白色標(biāo),用于紙質(zhì)教材可降低印刷成本。
2.研制模擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)
隨著教育教學(xué)信息化技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代化學(xué)教育發(fā)展趨勢(shì)是從單純動(dòng)手實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)兩方面培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新研究能力。為此,有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)研制了一批模擬計(jì)算實(shí)驗(yàn),經(jīng)少數(shù)學(xué)生試用效果較好。
3.校際聯(lián)合編寫(xiě)工科基礎(chǔ)化學(xué)系列教材
參考“化工類工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)”(試用)和“化學(xué)工程與工藝專業(yè)指導(dǎo)性培養(yǎng)規(guī)范”(草案)的要求,大連理工大學(xué)(有機(jī)化學(xué))、天津大學(xué)(無(wú)機(jī)化學(xué))、浙江大學(xué)(分析化學(xué))和北京化工大學(xué)(物理化學(xué))聯(lián)合研究編寫(xiě)了工科基礎(chǔ)化學(xué)系列教材。高等教育出版社出版后,經(jīng)過(guò)2年使用,反映很好。有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)編寫(xiě)有機(jī)化學(xué)立體化教材(共三部)。其中《有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程》是按精品課程研究的新課程體系編寫(xiě)(學(xué)時(shí)數(shù)為60左右),數(shù)字化模擬分子模型貫穿全書(shū)。
參考資料:
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有機(jī)化學(xué)課程是工科院校一些專業(yè)的基礎(chǔ)課,學(xué)習(xí)此門(mén)課程很重要。但隨著教學(xué)調(diào)整,學(xué)時(shí)數(shù)在減少,針對(duì)少學(xué)時(shí)有機(jī)化學(xué)課程,我們?cè)谡n程內(nèi)容整合、教學(xué)手段多樣化、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇等方面進(jìn)行改革初探,使學(xué)生擁有會(huì)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)、學(xué)好有機(jī)化學(xué)的能力,也可以提高少學(xué)時(shí)有機(jī)化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞
少學(xué)時(shí);有機(jī)化學(xué);教學(xué)改革
有機(jī)化學(xué)課程是化學(xué)類相關(guān)專業(yè)非常重要的一門(mén)基礎(chǔ)課程。有機(jī)化學(xué)課程主要研究有機(jī)化合物來(lái)源、組成、結(jié)構(gòu)、制法、性質(zhì)、用途及其相關(guān)理論等問(wèn)題,是許多有關(guān)學(xué)科的理論基礎(chǔ)或技術(shù)基礎(chǔ)。因此,學(xué)好有機(jī)化學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)知識(shí)非常重要。
一、課程內(nèi)容的革新
1.注意與高中所學(xué)相銜接
有機(jī)化學(xué)是螺旋式上升的課程,在新的課程標(biāo)準(zhǔn)中高中有機(jī)化學(xué)主要是讓學(xué)習(xí)者初步掌握有機(jī)化學(xué)的基本知識(shí),了解有機(jī)化學(xué)研究的基本方法,認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)知識(shí)在日常生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用和意義。然而,本科有機(jī)化學(xué)則是在高中有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行一定的升華,學(xué)生得到一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)過(guò)程,使知識(shí)系統(tǒng)化。理論部分是在中學(xué)的基礎(chǔ)上加以提高,在理論教學(xué)過(guò)程中,充分引用生活中常見(jiàn)的與有機(jī)化學(xué)相關(guān)的現(xiàn)象與實(shí)例,擴(kuò)展和改變學(xué)生的思維,將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)并應(yīng)用于實(shí)踐。
2.注意課程內(nèi)容的取舍
有機(jī)化學(xué)發(fā)展到今天,其內(nèi)容面廣點(diǎn)深,絕不是短時(shí)間內(nèi)可以掌握的和了解的,更不可能在如此少的學(xué)時(shí)內(nèi)完成這一任務(wù),這也要求我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容上采取少而精的原則,突出重點(diǎn)、難點(diǎn),對(duì)于簡(jiǎn)單而必須了解和掌握的學(xué)生必須學(xué)會(huì)自學(xué)。從內(nèi)容上分為基本理論和知識(shí)、主干內(nèi)容(飽和烴、不飽和烴、鹵代烴、醇酚醚、醛酮,羧酸等)?;纠碚摪ňw論里的內(nèi)容(共價(jià)鍵的知識(shí)、雜化理論),還有命名,異構(gòu)現(xiàn)象,電子效應(yīng)、結(jié)構(gòu)和表征,基本性質(zhì)等。主干內(nèi)容包括各類有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)。每一類化合物中必有一個(gè)特征反應(yīng),或是親電取代、或是親電加成,或是親核取代,或是親核加成,這個(gè)和官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系,也是這一類化合物首先要掌握的反應(yīng)。其次有的一類化合物還有氧化還原反應(yīng)、α-H的反應(yīng),氧化、還原等等也是必須要學(xué)會(huì)的反應(yīng)。還有的一類化合物獨(dú)有的反應(yīng)必須要著重講明,如鹵代烴和金屬鎂的反應(yīng)。有的還要結(jié)合所講專業(yè)的特點(diǎn)將某個(gè)章節(jié)重點(diǎn)突出講解,以達(dá)到學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的目的。有些知識(shí)可以略講或留給學(xué)生自學(xué),如物理性質(zhì)、聚合反應(yīng),等等。
3.注重教材選擇
教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要資源,課堂學(xué)習(xí)的參照,教材的重要性不言而喻。目前,工科類有機(jī)化學(xué)教材很多,我們選用的是天津大學(xué)高鴻賓主編的《有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程》第二版,這本書(shū)增加了一些與有機(jī)化學(xué)相關(guān)的在生產(chǎn)和生活方面有實(shí)用價(jià)值的內(nèi)容,與專業(yè)相關(guān)性連接緊密。我們學(xué)院還自己編寫(xiě)了習(xí)題集《有機(jī)化學(xué)導(dǎo)學(xué)》,這些習(xí)題結(jié)合上課內(nèi)容,對(duì)學(xué)生針對(duì)性的聯(lián)系很有幫助,實(shí)際效果良好。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)
工科的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)也較少,所以所做實(shí)驗(yàn)一定要突出有機(jī)實(shí)驗(yàn)基本操作、有機(jī)化合物合成的基本步驟、提純的方法,為了更好的達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果,就需要在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)。我們將實(shí)驗(yàn)教材中提到的知識(shí)點(diǎn)逐一加以分析,選擇能夠包含這些知識(shí)點(diǎn)的連續(xù)合成實(shí)驗(yàn)代替原有化合物的性質(zhì)操作練習(xí),以合成產(chǎn)物作為下一步合成的原料,此實(shí)驗(yàn)方案解決了長(zhǎng)期以來(lái)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣不高的現(xiàn)實(shí),學(xué)生每步的實(shí)驗(yàn)過(guò)程都是最終產(chǎn)品的一個(gè)重要組成部分,強(qiáng)化了有機(jī)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的邏輯性,使學(xué)生主動(dòng)了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程,分析實(shí)驗(yàn)成敗與得失,在過(guò)程中不僅學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)基本操作,更以系統(tǒng)的觀點(diǎn)掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)。任課教師要不斷提高自身的教學(xué)能力,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。理論課老師兼帶實(shí)驗(yàn)的模式可以跟好地將理論與實(shí)踐相結(jié)合,在理論課上講授基本原理,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師可以引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)更優(yōu)的實(shí)驗(yàn)方法,使學(xué)生的創(chuàng)新性思維得以發(fā)展。
三、授課方法的改革
蘇霍姆林斯基說(shuō)過(guò):“不能使學(xué)生參與是教師的最大過(guò)失。”這就是說(shuō),只有教學(xué)過(guò)程中多與學(xué)生互動(dòng),才能引起學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的高度關(guān)注,才能有興趣去關(guān)心現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。在課堂教學(xué)中,可以適時(shí)向?qū)W生提問(wèn),或提出問(wèn)題與學(xué)生共同討論,用啟發(fā)性的語(yǔ)言誘導(dǎo)學(xué)生的思維活動(dòng),使學(xué)生根據(jù)教師講授的線索進(jìn)行獨(dú)立思考,開(kāi)展積極思維活動(dòng),真正成為主體。啟發(fā)式教學(xué)是以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性為教學(xué)指導(dǎo)思想的教學(xué)活動(dòng),啟發(fā)式教學(xué)方法是現(xiàn)代大學(xué)教學(xué)方法的主要特征。啟發(fā)式教學(xué)強(qiáng)調(diào)教師在教學(xué)中最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維和學(xué)習(xí)的自覺(jué)性,引導(dǎo)學(xué)生融會(huì)貫通地掌握知識(shí)、培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
第一,在每章開(kāi)始前把該章的教學(xué)目的、重點(diǎn)、難點(diǎn)明確告訴學(xué)生。在講授時(shí),對(duì)重難點(diǎn)講深講透,根據(jù)有機(jī)化學(xué)的特點(diǎn)辯證施教。學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)需要抓住以下幾點(diǎn)并聯(lián)系起來(lái)看問(wèn)題。一是結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反應(yīng)結(jié)構(gòu)。所以知道化合物的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要,也要深入并用自己的語(yǔ)言來(lái)理解價(jià)鍵理論、雜化軌道理論等重要理論。二是官能團(tuán)的定義。官能團(tuán)是活潑的容易發(fā)生反應(yīng)的原子或基團(tuán)。有機(jī)化學(xué)課本都是根據(jù)官能團(tuán)分類的結(jié)果來(lái)分配成相關(guān)章節(jié)講解的,所以每一章中官能團(tuán)首當(dāng)其沖會(huì)發(fā)生反應(yīng)。三是有機(jī)化學(xué)反應(yīng)就是舊鍵的斷裂和新鍵的生成。一定要看反應(yīng)的部位和有機(jī)化合物中主要的碳原子的去向。四是電子效應(yīng)(誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和場(chǎng)效應(yīng))、立體效應(yīng)。這兩個(gè)效應(yīng)是以影響有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的重要因素,考慮問(wèn)題時(shí)需要時(shí)刻考慮的。五是有機(jī)化學(xué)穩(wěn)定性原理,從反應(yīng)物到中間體再到生成物,越穩(wěn)定越容易反應(yīng)。
第二,短學(xué)時(shí)的課程注重知識(shí)間的銜接、對(duì)比和總結(jié)。烷烴、烯烴和炔烴是鋪墊章節(jié),重點(diǎn)讓學(xué)生掌握sp、sp2、sp3雜化:有機(jī)化合物中主要的原子是碳原子,它都是雜化了以后去形成化合物的。不飽和烴、芳烴和鹵代烴要深深理解官能團(tuán)的特征反應(yīng)(親電取代、親核取代、親電加成和親核加成)的意思。芳烴由于共軛效應(yīng)形成了芳香大π鍵,所以雖有雙鍵不容易加成而是取代的特殊一章,此章總結(jié)性講解,五個(gè)化反應(yīng),一取代到二取代,二取代到三取代。鹵代烴和醇,醇和酚,酚和芳烴,醛酮和羧酸及其衍生物中有相似的化學(xué)性質(zhì),可以對(duì)比著講解。
第三,課堂中滲透學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的方法,學(xué)習(xí)起來(lái)就會(huì)變得容易很多。抓住官能團(tuán)及其附近是容易發(fā)生反應(yīng)的部位,再看舊鍵新鍵的變化、碳原子的去向以及一些規(guī)則就可以很好的記住化學(xué)反應(yīng)方程式。第四,遇到上節(jié)課有重要的化學(xué)性質(zhì)或理論時(shí),都會(huì)回憶上節(jié)課所學(xué)習(xí)的內(nèi)容,形式可以多樣化,比如讓學(xué)生回答上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容或者針對(duì)上節(jié)課的重點(diǎn)做幾道相關(guān)的習(xí)題,并給學(xué)生進(jìn)行打分制,記錄到平時(shí)成績(jī)里,這樣可以使得學(xué)生關(guān)注每節(jié)課所講的知識(shí),使學(xué)生的知識(shí)由感性上升到理性,由分散到系統(tǒng)化、完整化,完成教學(xué)上的又一次升華。
總之,通過(guò)幾年的有機(jī)化學(xué)教學(xué),我們逐步探索出了一套少學(xué)時(shí)有機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)規(guī)律和方法,優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容,改善了課堂教學(xué)效果,提高了有機(jī)化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,取得了較好的效果。當(dāng)然,有機(jī)化學(xué)的教學(xué)建設(shè)與改革仍在不斷地向前發(fā)展,需要我們不斷地提高教學(xué)水平,研究和分析少學(xué)時(shí)課程教學(xué)規(guī)律仍將是我們提高教學(xué)質(zhì)量的一項(xiàng)重要工作。
作者:楊卉 李松波 郝燕 王延銘 單位:內(nèi)蒙古科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:VOC;排污收費(fèi);制度
前言
揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC(或VOCs)這個(gè)術(shù)語(yǔ)正為越來(lái)越多的人們所熟悉,但人們對(duì)VOC的真正含義了解并不多,實(shí)際上各國(guó)及國(guó)際組織所給出的VOC定義也不盡相同。例如美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)定義VOC為任何可以參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物;世衛(wèi)組織(WHO)定義TVOC(總揮發(fā)性有機(jī)化合物)為熔點(diǎn)低于室溫、沸點(diǎn)在50~260℃之間的所有揮發(fā)性有機(jī)化合物;國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)如《室內(nèi)裝飾裝修材料 內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》(GB 18582-2008)定義VOC為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101.3kPa下、初沸點(diǎn)≤250℃的任何有機(jī)化合物。VOC種類繁多,成分復(fù)雜,其中大部分為無(wú)毒或毒性很低,只有少部分有毒,并且可以致癌[1],因此大可不必聞“VOC”而“色變”。但是對(duì)于這少部分有毒甚至可致癌的VOC仍應(yīng)引起足夠重視。環(huán)境中的VOC存在天然排放源和人為排放源兩個(gè)途徑,一般來(lái)說(shuō)有危害的VOC主要來(lái)自人為排放源,它們是由化工生產(chǎn)、燃料燃燒、礦物冶煉、工業(yè)加工、垃圾焚燒、香煙煙霧等以及VOC儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、使用環(huán)節(jié)的泄露所致。不同VOC對(duì)人體的危害特點(diǎn)并不相同,以室內(nèi)裝修釋放出的甲醛為例,可引起急、慢性中毒,導(dǎo)致流淚、結(jié)膜發(fā)炎、視力減退、支氣管炎等癥狀,還被國(guó)際癌癥機(jī)構(gòu)列為可疑致癌物。
目前,VOC已被視為僅次于顆粒物的第二類大氣污染物,發(fā)達(dá)國(guó)家早已將其列入特別控制范圍。我國(guó)在這方面也有所行動(dòng),除了不斷完善VOC排放標(biāo)準(zhǔn)體系以外,VOC排污收費(fèi)制度也在加緊醞釀之中,相信不會(huì)太久就會(huì)頒布并實(shí)施,這對(duì)于全面構(gòu)建VOC污染防治體系將是重大突破和轉(zhuǎn)折。本文基于VOC監(jiān)測(cè)體系架構(gòu)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)配套、法律支撐等方面,對(duì)VOC排污收費(fèi)制度進(jìn)行了分析和探討,希望能為從事環(huán)?;鶎庸ぷ鞯膹V大讀者提供一些參考和借鑒。
1 VOC監(jiān)測(cè)體系架構(gòu)與排污收費(fèi)制度
1.1 排污收費(fèi)制度概述
排污收費(fèi)制度通俗地說(shuō)就是“污染者付費(fèi)”制度,通過(guò)對(duì)排放污染物的組織和個(gè)人征收排污費(fèi)以實(shí)現(xiàn)污染控制的目的。我國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始實(shí)施排污收費(fèi)制度,經(jīng)歷幾十年的發(fā)展實(shí)踐,現(xiàn)已成為我國(guó)的一項(xiàng)重要環(huán)境政策,對(duì)于減少排污以及推廣應(yīng)用污染防治新技術(shù)、新工藝起到一定積極作用。
1.2 VOC監(jiān)測(cè)體系架構(gòu)問(wèn)題及對(duì)排污收費(fèi)制度的影響
目前,我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系已形成“國(guó)家-省、直轄市-地級(jí)市-縣”的四級(jí)架構(gòu)?;鶎颖O(jiān)測(cè)能力與國(guó)家、省市相比,存在較大差距,其監(jiān)測(cè)隊(duì)伍、測(cè)試技術(shù)、儀器裝備和監(jiān)測(cè)投入方面離滿足VOC監(jiān)測(cè)工作需要仍存在較大差距。VOC監(jiān)測(cè)涉及行業(yè)多、門(mén)類復(fù)雜,即使國(guó)家層面也遠(yuǎn)未完善,VOC監(jiān)測(cè)更多以科學(xué)研究為主,全國(guó)和區(qū)域VOC污染特征、排放狀況仍然未知,VOC排放量還采用歐美的排放系數(shù)進(jìn)行測(cè)算[2]。在這種情況下基層監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)面向全行業(yè)的監(jiān)測(cè)難度極大。另外,環(huán)境監(jiān)測(cè)主要由環(huán)境主管部門(mén)下屬監(jiān)測(cè)站完成,如果監(jiān)測(cè)能力不足肯定會(huì)影響VOC監(jiān)測(cè)質(zhì)量。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是VOC排污收費(fèi)的主要依據(jù),其質(zhì)量必會(huì)影響排污收費(fèi)制度的落實(shí)效果。
1.3 完善VOC監(jiān)測(cè)體系對(duì)策與建議
要完善VOC監(jiān)測(cè)體系,必須打破現(xiàn)有監(jiān)測(cè)體系中的桎梏,將環(huán)境管理與環(huán)境監(jiān)測(cè)分開(kāi),建立多元化的監(jiān)測(cè)體系。目前,環(huán)境監(jiān)測(cè)站與環(huán)境管理部門(mén)存在隸屬關(guān)系,環(huán)保部門(mén)為避免“肥水外流”,一般不允許外地監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)染指自己管轄范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)。多元化的VOC監(jiān)測(cè)體系可從根本上解決VOC排污收費(fèi)制度對(duì)VOC監(jiān)測(cè)的需求。美國(guó)、日本等國(guó)政府只負(fù)責(zé)環(huán)境政策的實(shí)施和監(jiān)管,而將監(jiān)測(cè)工作推向市場(chǎng),通過(guò)招投標(biāo)等方式選擇監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu),而第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的存在更利于保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的公正,這種做法值得推行VOC排污收費(fèi)制度借鑒。
2 VOC排放標(biāo)準(zhǔn)配套與排污收費(fèi)制度
2.1 VOC排放標(biāo)準(zhǔn)配套問(wèn)題及對(duì)排污收費(fèi)制度的影響
VOC污染物種類非常多,按照官能團(tuán)的差別,可以分為烷烴、烯烴、炔烴、醇、醛、酮、酯、醚、酚、羧酸等十來(lái)個(gè)大類,每一類又可再細(xì)分若干小類,如烷烴就可再分為直鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴、鹵代烴等,同時(shí)VOC來(lái)源又極其廣泛。目前,國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)將VOC包括在內(nèi),雖然一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已包含VOC排放限值,但覆蓋范圍還不夠?qū)挘⑶襐OC監(jiān)測(cè)分析方法主要參考國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是VOC排放監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵,因?yàn)椴簧傩袠I(yè)間歇性排放VOC,如果沒(méi)有完善的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)必將影響VOC排放監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性,這方面的標(biāo)準(zhǔn)也是缺乏的。由于缺乏統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范,監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不配套,不同監(jiān)測(cè)結(jié)果之間缺乏可比性,這對(duì)VOC排污收費(fèi)制度的實(shí)施肯定會(huì)帶來(lái)不少困難。
2.2 加強(qiáng)VOC排放標(biāo)準(zhǔn)配套的對(duì)策與建議
目前,《揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治技術(shù)政策》(環(huán)保部2013年第31號(hào)公告)已于2013年5月實(shí)施,其制定的發(fā)展目標(biāo)包括:2015年基本建立重點(diǎn)區(qū)域污染防治體系,2020年基本實(shí)現(xiàn)從原料到產(chǎn)品、從生產(chǎn)到消費(fèi)全過(guò)程減排,但是排放標(biāo)準(zhǔn)體系、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系等工作進(jìn)度仍然比較緩慢。VOC排放行業(yè)接近100個(gè),全面完善行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)艱巨。廣東在VOC污染控制方面走在前列,已頒布實(shí)施了一些地方標(biāo)準(zhǔn),如家具制造、印刷行業(yè)、表面涂裝、制鞋行業(yè)等VOC排放標(biāo)準(zhǔn),但行業(yè)覆蓋也還是不夠的。建議首先完善VOC監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn),在環(huán)境空氣與固定源廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)中加入典型VOC的限值,還要制定并完善VOC采樣與分析方法標(biāo)準(zhǔn),特別是在線VOC監(jiān)測(cè)分析標(biāo)準(zhǔn)。
3 VOC法律支撐與排污收費(fèi)制度
3.1 VOC法律法規(guī)方面的問(wèn)題及對(duì)排污收費(fèi)制度的影響
我國(guó)開(kāi)展VOC控制時(shí)間不長(zhǎng),系統(tǒng)性不夠,行業(yè)針對(duì)性也不強(qiáng)?!洞髿馕廴痉乐畏ā分猩踔翛](méi)有VOC具體描述。現(xiàn)行法律法規(guī)中尤其缺乏VOC污染源環(huán)保準(zhǔn)入、日常監(jiān)管方面的具體要求,而且《環(huán)境保護(hù)法》等法律相關(guān)規(guī)定對(duì)超標(biāo)排放的懲治力度也不夠,造成“違法成本低守法成本高”的怪現(xiàn)象,不利于VOC排污收費(fèi)制度踐行“污染者付費(fèi)”原則,同時(shí)地方截留、占用、擠占排污費(fèi)行為更會(huì)嚴(yán)重影響VOC污染防治。
3.2 健全 VOC法律法規(guī)支撐的建議和對(duì)策
在修訂《大氣污染防治法》時(shí)應(yīng)增加VOC概念,加入排污收費(fèi)管理等內(nèi)容。制定VOC優(yōu)先控制名錄,實(shí)施VOC污染物環(huán)境管理登記制度,嚴(yán)格限制甚至禁止VOC污染物生產(chǎn)、使用,明確VOC控制與消減計(jì)劃,建立針對(duì)VOC污染消費(fèi)品環(huán)境稅收制度等。
4 結(jié)語(yǔ)
VOC排污收費(fèi)制度正在制定之中,樂(lè)觀估計(jì)在2015年可能頒布實(shí)施。該制度實(shí)施后將會(huì)極大促進(jìn)VOC污染的防治,然而現(xiàn)行VOC監(jiān)測(cè)體系、排放標(biāo)準(zhǔn)和法律支撐方面仍存不足,本文對(duì)此進(jìn)行探討,希望發(fā)揮拋磚引玉之功效,能夠見(jiàn)到更多真知灼見(jiàn)文章參與爭(zhēng)鳴討論,以便這項(xiàng)制度可以更好地發(fā)揮作用。
參考文獻(xiàn):
虛擬技術(shù)是使相關(guān)工作在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)或通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)的技術(shù)[1],早在20世紀(jì)70年代便開(kāi)始將其應(yīng)用于宇航員培訓(xùn)。由于這是一種消耗低、安全有效的培訓(xùn)方法,現(xiàn)今已被推廣到各行各業(yè)的培訓(xùn)中,并已在科研、教育、商業(yè)、醫(yī)療、生物制藥、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在此,只簡(jiǎn)單介紹它們?cè)诮逃?、生物制藥和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用狀況。
1.1教育領(lǐng)域
隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)要求的不斷提高,虛擬技術(shù)已進(jìn)入教育領(lǐng)域,并且已成為完成教育工作的一種有效方式。例如利用化學(xué)教育軟件,展示化學(xué)實(shí)驗(yàn)的流程和結(jié)果。學(xué)生可以通過(guò)使用該軟件,了解和掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,然后再進(jìn)行實(shí)踐操作。這樣,既可以減少實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性,又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率,減少不必要的浪費(fèi)。再如利用物理教學(xué)軟件,開(kāi)展“歐姆定律”的講解,其效果生動(dòng),且學(xué)生便于理解。
1.2生物制藥領(lǐng)域
虛擬技術(shù)在生物制藥方面的應(yīng)用主要是在藥物的設(shè)計(jì)階段:采用相關(guān)的分子設(shè)計(jì)軟件,設(shè)計(jì)藥物小分子,模擬小分子與受體的相互作用,預(yù)測(cè)小分子的生物活性、毒性、排泄、吸收、代謝途徑、代謝物及其各類性質(zhì)。目前,這種藥物設(shè)計(jì)模式已被國(guó)際專業(yè)制藥公司在研發(fā)新藥時(shí)采用,并與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,以達(dá)到減少研發(fā)消耗,提高研發(fā)成功率的目標(biāo)。1.3醫(yī)療領(lǐng)域虛擬技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用主要有:手術(shù)培訓(xùn)、手術(shù)模擬、醫(yī)學(xué)影像檢查和臨床診斷。已經(jīng)報(bào)道的“上海交通大學(xué)附屬第九人民醫(yī)院骨科專家成功完成真正意義上的3D打印骨盆重建手術(shù)”,是虛擬技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域成功應(yīng)用的又一案例。
2、化學(xué)信息學(xué)
化學(xué)信息學(xué)的研究領(lǐng)域并未經(jīng)過(guò)刻意界定,很多化學(xué)家在各自不同的研究領(lǐng)域中力爭(zhēng)發(fā)展和采用計(jì)算機(jī)的方法來(lái)處理大量涌現(xiàn)的化學(xué)信息,建立化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。在20世紀(jì)60年代,化學(xué)信息學(xué)的發(fā)展已初見(jiàn)端倪,到了70年代開(kāi)始出現(xiàn)了颶風(fēng)式的發(fā)展。因此,相關(guān)的化學(xué)信息學(xué)的定義有多種。
比較典型的有以下一些論述。
(1)采用分子模擬和數(shù)據(jù)分析技術(shù)與高分辨圖形顯示組合,得到了令人驚訝的結(jié)果。因此,化學(xué)信息學(xué)是通過(guò)應(yīng)用信息技術(shù)幫助化學(xué)家研究新問(wèn)題、組織并分析科學(xué)數(shù)據(jù),以研發(fā)新化合物、新材料的過(guò)程。
(2)很多人認(rèn)為化學(xué)信息學(xué)是化學(xué)信息的擴(kuò)展,它涵蓋了與化學(xué)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算方法相關(guān)的領(lǐng)域,如化合物登記系統(tǒng)、在線化學(xué)文獻(xiàn)、結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系分析和分子性質(zhì)計(jì)算[3]?;瘜W(xué)信息學(xué)作為一個(gè)學(xué)科名稱來(lái)說(shuō)是很新的,但我們可以體會(huì)到,它存在于我們周圍已經(jīng)有了一段時(shí)間。不同的階段常會(huì)給出不同的化學(xué)信息學(xué)的定義。
所以,在討論這些不同觀點(diǎn)的時(shí)候,我們認(rèn)為“化學(xué)信息學(xué)是一門(mén)應(yīng)用信息學(xué)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)輔助解決化學(xué)問(wèn)題的學(xué)科”[4]這個(gè)論述更具有普適性。
化學(xué)信息學(xué)方法主要有三種,即基于數(shù)據(jù)、基于邏輯和基于原理。
(1)基于數(shù)據(jù)的方法建立和利用多種化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。該方法主要的作用是在數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得已記錄的相關(guān)信息。
(2)基于邏輯的方法利用已有的化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上,利用歸納、推理和分類等方法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識(shí),并對(duì)知識(shí)實(shí)施有效的管理,以便于知識(shí)得到廣泛的應(yīng)用。最終,能用于解決實(shí)際的化學(xué)問(wèn)題。該方法適用于大量數(shù)據(jù)的處理,對(duì)象具有比較強(qiáng)的規(guī)律性。同時(shí),它能解決數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不能解決的問(wèn)題。
(3)基于原理的方法利用已有的量子化學(xué)的理論,對(duì)化學(xué)對(duì)象作相關(guān)的量化計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果,研究對(duì)應(yīng)的化學(xué)問(wèn)題。該方法能從原理上解釋化學(xué)問(wèn)題,但不適用于大批數(shù)據(jù)和大的體系的處理。在化學(xué)研究中,這三種方法相輔相成。對(duì)于不同的研究對(duì)象或不同的研究階段,采用對(duì)應(yīng)的方法組合。
3、化學(xué)研究
化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的科學(xué)。有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物的來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途和有關(guān)理論的一門(mén)學(xué)科,由于有機(jī)化合物都含有碳,同時(shí)以碳、氫化合物為母體,因此這門(mén)學(xué)科又可稱為“碳化合物的化學(xué)”或“碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏幕瘜W(xué)”,隨著這門(mén)學(xué)科的發(fā)展,誕生出了高分子化學(xué)、元素有機(jī)化學(xué)等新學(xué)科,為合成染料、橡膠、纖維、藥物、塑料等有機(jī)化學(xué)工業(yè)建立了理論基礎(chǔ)?;瘜W(xué)的研究?jī)?nèi)容主要可歸納為三部分:分子設(shè)計(jì)、合成設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)確定。利用相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)具有特定功能的化合物即為分子設(shè)計(jì)[5];利用相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)特定化合物的合成路線即是合成設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)確定包括兩部分:結(jié)構(gòu)解析和譜圖模擬。結(jié)構(gòu)解析是根據(jù)已有的化學(xué)譜圖,推測(cè)對(duì)應(yīng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。譜圖模擬是基于化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu),預(yù)測(cè)其化學(xué)譜圖。化學(xué)是重要的基礎(chǔ)科學(xué)之一,它也是一門(mén)建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)。在化學(xué)研究中實(shí)驗(yàn)和理論這兩方面一直是相互依賴、彼此促進(jìn)的?;瘜W(xué)是一門(mén)古老而歷史悠久的科學(xué),它的研究模式為靈感、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)圖1)。長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累,為現(xiàn)在和今后的化學(xué)研究提供了寶貴的財(cái)富。截至2013年12月,已有記載的小分子化合物達(dá)7600多萬(wàn)個(gè),化學(xué)反應(yīng)約5580萬(wàn)個(gè)。要有效應(yīng)用如此大量的研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),只有采用信息技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。在此,我們提出了化學(xué)研究的現(xiàn)代模式,即在化學(xué)研究的傳統(tǒng)模式中融入虛擬技術(shù)(見(jiàn)圖2)。分子設(shè)計(jì)是化學(xué)研究的內(nèi)容之一。傳統(tǒng)模式的分子設(shè)計(jì)流程如圖3所示,某種化合物的性質(zhì),通常是在得到化合物之后,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試才可獲得對(duì)應(yīng)的性質(zhì)?,F(xiàn)代模式的分子設(shè)計(jì)流程如圖4所示,化合物的性質(zhì),可以用相關(guān)軟件預(yù)測(cè)獲得。根據(jù)獲得的預(yù)測(cè)結(jié)果和經(jīng)驗(yàn),決定是否要合成該化合物。圖3和圖4中的分子設(shè)計(jì)流程顯示,兩者的差異主要在合成之前。傳統(tǒng)模式在合成之前的分析工作僅以文獻(xiàn)信息作為判斷依據(jù)。而現(xiàn)代模式,既以文獻(xiàn)信息作為判斷依據(jù),又以軟件預(yù)測(cè)結(jié)果作為分析判斷依據(jù)。從原理上講,采用現(xiàn)代模式合成的化合物,其符合需求的成功率要高于傳統(tǒng)模式,研究過(guò)程中產(chǎn)生污染的幾率要比傳統(tǒng)模式的低。
4、結(jié)論
梳理基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)更要注重知識(shí)的綜合運(yùn)用
重溫教材是臨考必須做好的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)照《考試說(shuō)明》,對(duì)教材各類知識(shí)內(nèi)容作全面梳理,對(duì)重要化學(xué)概念、化學(xué)原理、化學(xué)定律、化學(xué)觀念作一一歸類總結(jié),對(duì)易被忽略、難以記憶、容易混淆、易出錯(cuò)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)剖析。
最基礎(chǔ)內(nèi)容,像元素周期律、元素周期表、物質(zhì)溶解性表、化學(xué)平衡移動(dòng)原理、電離平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)等,要熟記于心。化學(xué)方程式、離子方程式、電極反應(yīng)式、熱化學(xué)方程式、電子式、有機(jī)物名稱等書(shū)寫(xiě)規(guī)則要印在腦中。課本實(shí)驗(yàn)的研究目的、關(guān)鍵操作步驟、重要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等都要有清晰印象。
從某種角度看,高考主要是測(cè)試知識(shí)的綜合運(yùn)用能力,要特別重視不同模塊知識(shí)的綜合運(yùn)用。如,元素周期律、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素化合物間的綜合題,化學(xué)實(shí)驗(yàn)、元素化合物、化學(xué)化學(xué)原理間的綜合題,跟有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化相關(guān)的綜合推斷題,跟主干知識(shí)有緊密聯(lián)系的社會(huì)熱點(diǎn)話題等。
高考題常會(huì)以氧化還原反應(yīng)原理為中心,與其它知識(shí)綜合出一道題,后階段復(fù)習(xí)要重視從氧化還原反應(yīng)原理角度研究新問(wèn)題。如,從氧化還原反應(yīng)原理角度可理解鈉熔法檢驗(yàn)有機(jī)化合物時(shí),有機(jī)物中氯、硫、氮等元素最終轉(zhuǎn)化為NaCl、NaCN、NaSCN等產(chǎn)物。
提高解題能力的同時(shí)更要關(guān)注解題技巧
高考是通過(guò)筆試來(lái)測(cè)試考生的,《考試說(shuō)明》中提出的三項(xiàng)高考能力要求都會(huì)體現(xiàn)在解題能力中,所以復(fù)習(xí)要主要圍繞提高解題能力展開(kāi)。臨考前,更要關(guān)注實(shí)用性強(qiáng)的解題技巧,掌握高考常見(jiàn)題型的解題技巧。
要特別重視選擇題解題技巧。多個(gè)省市選擇題是單選題,抓住“單選”特征,利用“邏輯篩選”“極值估算”等技巧快速確定答案。
另外,還應(yīng)重視研究有機(jī)框圖推斷題、元素化合物推斷題、化學(xué)實(shí)驗(yàn)大題、化學(xué)計(jì)算題等的解題技巧。如,解答計(jì)算題關(guān)鍵是剖析相關(guān)化學(xué)原理,最實(shí)用的技巧是根據(jù)相關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理尋找隱含在其中的“守恒關(guān)系”。
做好定時(shí)模擬練習(xí)的同時(shí)更要重視精細(xì)審題、規(guī)范表述
限時(shí)模擬練習(xí)類似“實(shí)彈”演習(xí),臨考階段必需做好。定時(shí)模擬練習(xí)要特別注意強(qiáng)化精細(xì)審題、規(guī)范表述答案等習(xí)慣。
遇到“熟題”勿大意、遇到“生題”要冷靜。審題時(shí),一定要有“蟬要捕”“黃雀也要防”的意識(shí),不要因一時(shí)大意而顧此失彼;要看“樹(shù)木”,也要見(jiàn)“森林”,不要因一念之差鑄成大錯(cuò)。
有機(jī)化學(xué)又稱為碳化合物的化學(xué),是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備的學(xué)科,是化學(xué)中極重要的一個(gè)分支,也是高等院?;瘜W(xué)體系的四大基礎(chǔ)課程之一。有機(jī)化學(xué)又可分為有機(jī)合成化學(xué)、生物有機(jī)化學(xué)、物理有機(jī)化學(xué)、元素有機(jī)化學(xué)和金屬有機(jī)化學(xué)等分支。眾所周知,任何生命體的結(jié)構(gòu)都是有機(jī)元素構(gòu)成的,我們生活的環(huán)境和能源物質(zhì)也都是有機(jī)物,所以有機(jī)化學(xué)發(fā)展迅速,內(nèi)容豐富且社會(huì)應(yīng)用性強(qiáng),在生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和能源科學(xué)等諸多學(xué)科領(lǐng)域中均有所體現(xiàn)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,有機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容雖然在持續(xù)增加,然而教學(xué)課時(shí)卻有逐漸壓縮的趨勢(shì),所以教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少也就隨之成為教學(xué)工作中的矛盾主體。因此,作為一名化學(xué)學(xué)科的教師要傳授給學(xué)生的不應(yīng)該僅僅是定義、公式和實(shí)驗(yàn)方法,而是要盡可能提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的同時(shí),讓學(xué)生更多地了解各種化學(xué)現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中的作用以及如何準(zhǔn)確快速尋求到解決今后所遇到的化學(xué)問(wèn)題的方法和思路。高校有機(jī)化學(xué)教學(xué)要適應(yīng)新世紀(jì)對(duì)新人才的需求,迫切需要由理論公式型向現(xiàn)實(shí)應(yīng)用型模式轉(zhuǎn)變,以培養(yǎng)真正適應(yīng)科技發(fā)展需要的復(fù)合型人才。
二、教學(xué)目的轉(zhuǎn)變催生教學(xué)方法變革
著名教育學(xué)家陶行知先生曾經(jīng)提出“生活即教育”的理論。學(xué)生不管接受何種形式的高等教育,最終都要學(xué)以致用、需要面向生活,融入社會(huì)為導(dǎo)向。教學(xué)的目的就是教給學(xué)生一技之長(zhǎng),讓他們學(xué)會(huì)做人、學(xué)會(huì)做事,順利過(guò)渡。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)與信息更新飛速發(fā)展時(shí)代,很多畢業(yè)生面臨著“剛畢業(yè)就失業(yè)”的現(xiàn)狀,就業(yè)崗位更新快、技術(shù)淘汰快,再長(zhǎng)年限、再寬泛的專業(yè)高等教育也無(wú)法把學(xué)生培養(yǎng)成一勞永逸、無(wú)須“更新升級(jí)”的人才,所以這就急需我們的高等教育從教育的根本目的開(kāi)始轉(zhuǎn)變,讓學(xué)生把課堂上學(xué)到的東西真正的做到學(xué)以致用,才能少走彎路,更快的適應(yīng)社會(huì),融入新的工作中。
有機(jī)化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)是化學(xué)知識(shí)來(lái)源于生活,又走向生活解決問(wèn)題,與日常生活息息相關(guān)。而我們的教學(xué)過(guò)程就是將有機(jī)化學(xué)知識(shí)蘊(yùn)藏在生活問(wèn)題中,使化學(xué)教學(xué)成為還原生活的過(guò)程。盡量從學(xué)生的衣食住行出發(fā),幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)與人類生活的關(guān)系,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣,感受化學(xué)的魅力,促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展。摒棄傳統(tǒng)教育填鴨式機(jī)械化的教學(xué)方式,寓教學(xué)于生活,以掌握解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的方法能力而不是掌握知識(shí)的數(shù)量多少為教學(xué)目的;無(wú)論是理論還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)都要以了解生活本質(zhì),解決生活的實(shí)際問(wèn)題為目的。例如,對(duì)我們最為重要的水與有機(jī)化學(xué)有什么關(guān)系?普通的自來(lái)水,純凈水,礦泉水,地下水等諸多種類水的界定標(biāo)準(zhǔn)是什么?其中揮發(fā)性(VOC)和半揮發(fā)性(SVOC)有機(jī)污染物分別會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生怎樣的危害,怎樣避免這種危害?我們應(yīng)該怎樣健康的飲水?水源的污染對(duì)整個(gè)人類生存環(huán)境帶來(lái)怎樣的影響?如何有效的保護(hù)水源等都是學(xué)生感興趣的教學(xué)點(diǎn),雖然從表面看所涉及的知識(shí)似乎很淺顯,但就像樹(shù)的根系一樣有著許多深層的有機(jī)化學(xué)知識(shí)點(diǎn),從化學(xué)反應(yīng)的方程式到最新的精密檢測(cè)儀器的應(yīng)用都可以包含在內(nèi),非常值得師生一起探討研究。
三、教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變是教學(xué)改革的精髓
教學(xué)內(nèi)容和課程體系直接反映了教學(xué)目的和人才培養(yǎng)目標(biāo),是教育創(chuàng)新的核心。因此,要搞好有機(jī)化學(xué)的教學(xué)工作,提高教學(xué)效果,使學(xué)生輕松掌握教學(xué)大綱的知識(shí),就必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面改革。這也是教學(xué)改革中的靈魂與精髓。
(一)教學(xué)內(nèi)容改革以教材改革為起點(diǎn)
教材是開(kāi)展教學(xué)的依據(jù)。實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容改革,先要選定恰當(dāng)?shù)慕滩?。根?jù)自身院校以及專業(yè)的特點(diǎn)重新選定教材,根據(jù)不同專業(yè)特色合理安排教學(xué)內(nèi)容,有所側(cè)重的變化授課內(nèi)容。有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容豐富、理論深刻、實(shí)踐性強(qiáng)、與其他各學(xué)科交叉滲透性強(qiáng)等諸多特點(diǎn),但目前各高等院校所選用的有機(jī)化學(xué)教材可謂是紛繁蕪雜,教材質(zhì)量也是魚(yú)龍混雜。這就需要教師用心甄別,充分考慮本專業(yè)實(shí)際和學(xué)生的接受能力,選擇最為適合的教材,事半功倍。比如曾有環(huán)境專業(yè)的教師將“氨基酸”“蛋白質(zhì)”“碳水化合物”“周環(huán)反應(yīng)”等與本專業(yè)關(guān)系不強(qiáng)的內(nèi)容和分析化學(xué)里邊講過(guò)的“四大譜”內(nèi)容刪去,把有限的教學(xué)學(xué)時(shí)充分分配給與本專業(yè)關(guān)系密切的必學(xué)內(nèi)容。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是有的放矢,既學(xué)到了學(xué)生認(rèn)為有用的精華內(nèi)容,同時(shí)也減輕了學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)。
(二)將前沿問(wèn)題引入課堂是教學(xué)改革的點(diǎn)睛之筆
教學(xué)內(nèi)容要站在學(xué)科前沿,緊跟時(shí)代步伐。將最新專業(yè)動(dòng)態(tài)融入日常課程,是教育教學(xué)向前發(fā)展、培養(yǎng)高科技人才的必由之路以及有效途徑。
科學(xué)技術(shù)日新月異的年代,隨著國(guó)內(nèi)外有機(jī)合成技術(shù)的迅速發(fā)展,新的有機(jī)化合物不斷涌現(xiàn),其種類和數(shù)量甚至正在以幾何數(shù)列增長(zhǎng),其應(yīng)用也是深入到了人類生活的方方面面,有機(jī)化學(xué)正在向全世界展現(xiàn)它無(wú)可替代的地位和旺盛的生命力。時(shí)代的發(fā)展呼喚創(chuàng)新,教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的更新迫在眉睫。有機(jī)化學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科,廣泛滲透在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、日常生活的各個(gè)方面,業(yè)已取得翻天覆地的變化。將國(guó)內(nèi)外學(xué)科發(fā)展的前沿問(wèn)題引入課堂教學(xué),不僅能夠豐富課堂教學(xué),還能夠促進(jìn)教師能力發(fā)展提高。也將極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,取得更好的教學(xué)效果。
在教學(xué)中,向?qū)W生推介諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)中的前沿問(wèn)題,尤其是與有機(jī)化學(xué)緊密相關(guān)的內(nèi)容;或是在教材相關(guān)章節(jié)中,把自己的科研項(xiàng)目和研究成果的最新進(jìn)展,向?qū)W生予以講述介紹,既豐富了課堂內(nèi)容,又對(duì)學(xué)生生動(dòng)展現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的飛躍。教而不研則淺,研而不教則空,這充分說(shuō)明了教學(xué)與科研亟需密切合而為一。教學(xué)中應(yīng)該密切注意培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力和科研創(chuàng)新能力。
網(wǎng)絡(luò)如此發(fā)達(dá)的今天,信息檢索已不再是難題,全球范圍內(nèi)的有機(jī)化學(xué)前沿成果,最新的科技文章只需一臺(tái)連接了互聯(lián)網(wǎng)的電腦便盡收眼底,在講授基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)向?qū)W生滲透一些最新的國(guó)際動(dòng)態(tài),不僅啟發(fā)其創(chuàng)新思維并同時(shí)提高學(xué)習(xí)熱情。教師自身的超前意識(shí)往往會(huì)潛移默化地給學(xué)生最為深刻的影響,例如,在講授緒論部分時(shí)對(duì)航天材料中有機(jī)部分的介紹,結(jié)合我國(guó)最新的航天成果,將納米塑料等概念引入課程中?;?qū)⒆罱贝笤谥貕A土金屬有機(jī)化學(xué)研究中取得新進(jìn)展――首次實(shí)現(xiàn)了多氟戊搭烯衍生物的合成,以動(dòng)態(tài)方程式的方式展示給大家,從而鼓勵(lì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情,以課程為紐帶帶動(dòng)師生的互動(dòng),使學(xué)生深切感受到科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的巨大變革。
(三)注重交叉學(xué)科的課堂教育是教學(xué)改革的重要組成
諸多化學(xué)學(xué)科中,有機(jī)化學(xué)這門(mén)課涉獵其他學(xué)科最為廣泛,集歷史性、趣味性、實(shí)用性為一體。為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣,可以在學(xué)期初緒論部分重點(diǎn)介紹有化學(xué)的發(fā)展史、著名科學(xué)家所作出的貢獻(xiàn)、有機(jī)化學(xué)研究的新領(lǐng)域、各種國(guó)際化學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)中最新的有機(jī)化學(xué)研究成等以及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展簡(jiǎn)史。教師在備課過(guò)程中,除要保持知識(shí)的準(zhǔn)確性外更要力求每堂課都注入新的知識(shí)動(dòng)態(tài),結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,聯(lián)系日常社會(huì)生活,有意識(shí)的將食品學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)、物理學(xué)甚至藝術(shù)等其他專業(yè)融入有機(jī)化學(xué)的教學(xué)中,從多角度、多層次詮釋每一個(gè)知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生不再覺(jué)得化學(xué)是枯燥乏味的,而是一門(mén)令人充滿探索熱情的、魅力四射的學(xué)科。多學(xué)科交叉學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)不但能解釋大部分生活中的化學(xué)現(xiàn)象,還能提高學(xué)生整體素質(zhì),是行之有效的提高教學(xué)質(zhì)量的方法。
四、教學(xué)改革呼喚教學(xué)形式的轉(zhuǎn)變
(一)授課形式多樣化是現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)教育的基本要求
有機(jī)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)繁雜,公式變化多樣,如果教師仍然拘泥傳統(tǒng)的以信息傳遞為主的教學(xué)方法(講授法,談話法,討論法,讀書(shū)指導(dǎo)法等)必定會(huì)使學(xué)生感到枯燥乏味,但是若將以直接經(jīng)驗(yàn)為主的教學(xué)方法(參觀法,演示法,實(shí)習(xí)法,練習(xí)法等)引入課堂必將收效顯著,中國(guó)的學(xué)生普遍動(dòng)手能力差,大學(xué)中的實(shí)驗(yàn)科目又大部分是教師在準(zhǔn)備和教授,如何有效地增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和分析解決問(wèn)題能力是當(dāng)今高校教育亟需改善的通病。教學(xué)的組織形式也可以由以往普遍的班級(jí)授課適當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M教學(xué)、個(gè)別教學(xué),道爾頓制或特朗普制的形式,相信多樣化的授課形式一定會(huì)令學(xué)生每次課程都有所期待,激發(fā)了好奇心從而鍛煉了思維能力,同時(shí)帶動(dòng)了課程知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。
(二)多媒體技術(shù)在教學(xué)中的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代化學(xué)教育的內(nèi)在要求
有機(jī)化合物以分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、反應(yīng)條件嚴(yán)格、副反應(yīng)多、反應(yīng)機(jī)理難掌握而著稱,多媒體及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展為有機(jī)化學(xué)教學(xué)注入了活力,有望改變有機(jī)化學(xué)難學(xué)、難懂的觀念,極大地改善傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊病。
多媒體課件作為輔助教學(xué)手段,具有很多優(yōu)點(diǎn)。首先,它使現(xiàn)代化學(xué)教育更形象更生動(dòng)。它具有高信息涵蓋量、色彩豐富、呈像生動(dòng)、動(dòng)感形象等長(zhǎng)處,作為高科技教學(xué)手段,其引入與應(yīng)用,積極促進(jìn)了現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的發(fā)展。Flash對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的圖像解構(gòu),將微觀世界里的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)形象而又生動(dòng)地呈現(xiàn)出來(lái),使對(duì)各種反應(yīng)機(jī)理的描述不再晦澀抽象難懂。
其次,多媒體教學(xué)可以使有機(jī)化合物空間立體結(jié)構(gòu)更加形象直觀,其動(dòng)畫(huà)功能可以利用不同顏色、不同大小、不同形狀代表各化合物上的原子或基團(tuán),把有機(jī)反應(yīng)過(guò)程直觀地表現(xiàn)出來(lái),變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)過(guò)程。多媒體演示可用于代替昂貴但高效靈敏的儀器的操作,如氣象色譜-質(zhì)聯(lián)聯(lián)用儀(GC-MS),液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(HPLC-MS)等。
價(jià)格昂貴一般學(xué)校難以引入課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)之中,但利用CAI課件即可向?qū)W生模擬這些儀器的操作,讓學(xué)生對(duì)有機(jī)測(cè)試先進(jìn)手段有更加直觀的理解,任何教學(xué)手段都是為教學(xué)內(nèi)容服務(wù)的。
再次,多媒體教學(xué)手段為師生之間溝通提供了便捷途徑。通過(guò)開(kāi)拓網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),可實(shí)現(xiàn)教師在線答疑,學(xué)生可根據(jù)自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題在網(wǎng)上與教師交流討論,也可以與其他同學(xué)進(jìn)行討論。這種教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用彌補(bǔ)了大學(xué)教師科研任務(wù)重、不坐班,學(xué)生在課余時(shí)間找不到教師答疑的缺點(diǎn),在空間上和時(shí)間上相對(duì)自由。目前網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)輔助教學(xué)在我們的教學(xué)工作中得到了良好的運(yùn)用,用于答疑、公布教學(xué)信息和教學(xué)資源共享等方面。今后將進(jìn)一步研究完善教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化提交、批改作業(yè),提高工作效率。
【關(guān)鍵詞】:揮發(fā)性有機(jī)污染物;監(jiān)測(cè)技術(shù);研究;進(jìn)展
化工原料的大規(guī)模使用,燃料的不完全燃燒等多種因素所產(chǎn)生的大量揮發(fā)性有機(jī)物,造成大氣污染日益嚴(yán)重,對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)難以估量的破壞,對(duì)居民的身心健康帶來(lái)長(zhǎng)久負(fù)面影響。同時(shí),揮發(fā)性有機(jī)化合物通常都會(huì)伴隨著光化學(xué)反應(yīng),其產(chǎn)生的二次污染物殺傷力仍不能小覷。如何采用大饣肪吃諳嘸嗖?、读窟b感監(jiān)測(cè)等多種手段,對(duì)大氣污染進(jìn)行有效跟蹤,并反饋相關(guān)部門(mén)及時(shí)做好預(yù)案,從而降低污染指數(shù),保障居民的正常的生產(chǎn)生活,成為防治大氣污染的重要措施。
1、揮發(fā)性有機(jī)污染物的來(lái)源及危害簡(jiǎn)介
1.1揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)的來(lái)源
揮發(fā)性有機(jī)污染物,是由于揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)人們的健康會(huì)產(chǎn)生危害,因而把這些揮發(fā)性有機(jī)物稱作“揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)”。本文所提到的揮發(fā)性有機(jī)污染物,亦即揮發(fā)性有機(jī)物。關(guān)于對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的定義,最為權(quán)威的當(dāng)屬1989年世界衛(wèi)生組織下的定義。該組織指出,揮發(fā)性有機(jī)物的兩個(gè)基本特征:一是熔點(diǎn)低于室溫;二是沸點(diǎn)在50~260℃。VOCs的化合物主要有脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、萜烯、含氧有機(jī)物等其他類,大致有9類。產(chǎn)生這些化合物的行業(yè)涉及制藥工業(yè)、印刷工業(yè)、石油化工、涂料裝飾業(yè)和交通運(yùn)輸以及表面防腐等。其中:脂肪烴這一化合物主要由木制家具和家庭日常用品“貢獻(xiàn)”;芳香烴是由室內(nèi)烹飪、吸煙、燃油燃料和涂料“貢獻(xiàn)”;鹵代烴是由粘合劑“貢獻(xiàn)”;萜烯是由木制家具和膠粘劑“貢獻(xiàn)”;含氧有機(jī)物是由建筑裝飾材料和粘合劑“貢獻(xiàn)”。
1.2揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的危害
根據(jù)目前行業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物危害的研究可知,VOCs的危害主要是表現(xiàn)在有毒、惡臭和破壞大氣臭氧層等兩個(gè)方面。揮發(fā)性有機(jī)污染物帶有毒性,味惡臭,濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)后能對(duì)人的身心健康造成危害。比如:對(duì)人的心、肺、肝等內(nèi)臟有害,會(huì)造成人的記憶力衰退,出現(xiàn)急性和慢性中毒,嚴(yán)重的會(huì)致癌。另外,揮發(fā)性有機(jī)污染物對(duì)臭氧層造成破壞后,會(huì)加大太陽(yáng)紫外線輻射對(duì)人體的危害,同時(shí)引起光化學(xué)煙霧,從而導(dǎo)致大氣呈酸性化,助長(zhǎng)酸雨的發(fā)生。VOCs的危害,必須引起全人類的警惕和防范。
2、揮發(fā)性有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)方法分析
目前,揮發(fā)性有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)方法主要有檢測(cè)管法、袖珍式有毒害氣體檢測(cè)器法、便攜式傅里葉變換(FT)紅外光譜儀法、便攜式氣相色譜儀法和氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用分析法等幾種主要監(jiān)測(cè)技術(shù)。前面4種是最基本的監(jiān)測(cè)方法,但隨著空氣環(huán)境的惡化,這4種監(jiān)測(cè)方法通常不能滿足監(jiān)測(cè)需要,主要是運(yùn)用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用分析法。
2.1檢測(cè)管法
對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)的最原始的監(jiān)測(cè)技術(shù)是檢測(cè)管法。所謂檢測(cè)管法,是指通過(guò)判定被監(jiān)測(cè)氣體通過(guò)某一檢測(cè)管時(shí),檢測(cè)管上填充的顏色變化情況來(lái)對(duì)被監(jiān)測(cè)氣體進(jìn)行分析。使用檢測(cè)管法時(shí),檢測(cè)管通常會(huì)被涂滿顏色,并標(biāo)有長(zhǎng)度或刻度標(biāo)尺,以用來(lái)測(cè)定某一有害氣體在空氣中的含量。
該方法的優(yōu)勢(shì)是操作簡(jiǎn)單、快捷,能夠用來(lái)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物定性和半定量測(cè)試。其劣勢(shì)是在不能確定污染物及其種類未知的情況下,比如有機(jī)污染事故,使用這種方法難以滿足現(xiàn)場(chǎng)定性和定量分析的要求。
2.2袖珍式有毒害氣體檢測(cè)器法
袖珍式有毒害氣體檢測(cè)器法所采用的儀器性能高,其靈敏度也是非常高,并且檢測(cè)范圍廣泛,易于攜帶,能夠用來(lái)測(cè)定VOCs的總量和單項(xiàng)氣體,這是一種快速用來(lái)處理有機(jī)污染事故的有效方法。然而,該監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)那些較復(fù)雜的揮發(fā)性有機(jī)污染物則“束手無(wú)策”,對(duì)這些污染物難以進(jìn)行定性,只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的初期防護(hù)、后期處理和去除污染確認(rèn)和恢復(fù)過(guò)程的污染確定等較淺層次的分析工作。
2.3便攜式傅里葉變換(FT)紅外光譜儀法
便攜式傅里葉變換(FT)紅外光譜儀法,也是曾經(jīng)對(duì)VOCs進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種監(jiān)測(cè)技術(shù)。其基本原理是通過(guò)借助化合物能夠吸收紅外光的特性,并且這種紅外光的吸收量能夠被測(cè)定,加上每種化合物都是以固定的頻率吸收紅外光,這種頻率呈現(xiàn)一定的特征和規(guī)律,從而通過(guò)使用紅外光譜就可以“認(rèn)出”揮發(fā)性有機(jī)污染物。當(dāng)需要進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)時(shí),通過(guò)使用該技術(shù)能夠?qū)τ卸竞Φ奈粗獨(dú)怏w進(jìn)行定性和半定量分析。
其優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在性能強(qiáng)大、處理速度快、便于攜帶和簡(jiǎn)易等方面。其不足是對(duì)于某些頻率相同或相近的多種化合物復(fù)雜氣體,由于存在相互干擾的現(xiàn)象,使用這種技術(shù)會(huì)使監(jiān)測(cè)儀器出現(xiàn)誤差,監(jiān)測(cè)人員也難以進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.4便攜式氣相色譜儀法
處理和防范頻繁發(fā)生的環(huán)境污染事件的問(wèn)題,催生和推動(dòng)了環(huán)境科學(xué)的發(fā)展,而環(huán)境科學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展,則是環(huán)境分析監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新的動(dòng)力。由于人們生活水平的不斷發(fā)展和對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求提高,比如被監(jiān)測(cè)氣體的濃度應(yīng)以更低為宜,加上被監(jiān)測(cè)氣體其結(jié)構(gòu)類似的化合物對(duì)環(huán)境有著不同的影響和監(jiān)測(cè)氣體存在的時(shí)間性和空間性問(wèn)題,研究出一種能夠更加適應(yīng)人們環(huán)境監(jiān)測(cè)需要的監(jiān)測(cè)方法,成為對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)的客觀要求。
在這種背景下,隨著新型靈敏的廣譜型檢測(cè)器的出現(xiàn)和高效毛細(xì)管柱的廣泛使用,人們通過(guò)借助電子技術(shù)研究出了一種全新的便攜式氣相色譜儀監(jiān)測(cè)技術(shù)。使用便攜式氣相色譜儀法進(jìn)行監(jiān)測(cè),優(yōu)點(diǎn)是高性能、靈敏度高、重量輕、體積小、便于攜帶;缺點(diǎn)是僅限于對(duì)已知保留時(shí)間的化合物進(jìn)行分析,不能夠用來(lái)定性判斷揮發(fā)性有機(jī)污染物質(zhì),不是最佳的污染物定性手段。
2.5氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用分析法
隨著社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展,人們?cè)谠械谋O(jiān)測(cè)方法基礎(chǔ)上研究出了一種全新的VOCs監(jiān)測(cè)技術(shù)―――氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用分析法。該方法能夠用于污染事故的應(yīng)急監(jiān)測(cè)(快速監(jiān)測(cè)),對(duì)快速分離和鑒別復(fù)雜的混合揮發(fā)性有機(jī)物提供了有效的途徑,能夠進(jìn)行定性監(jiān)測(cè),同時(shí)完成對(duì)多組份物質(zhì)的定量分析。
結(jié)語(yǔ)
隨著全球?qū)]發(fā)性有機(jī)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和要求的日益提高,對(duì)VOCs的監(jiān)測(cè)工作也將帶來(lái)更多的挑戰(zhàn)。監(jiān)測(cè)技術(shù)的確定既要能滿足對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域污染排放和變化特征的識(shí)別,又要兼顧監(jiān)測(cè)地區(qū)的實(shí)際情況,選擇有針對(duì)性和具有可操作性的監(jiān)測(cè)方法,亦可選擇多種方法相結(jié)合。
【參考文獻(xiàn)】:
課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要場(chǎng)所,在實(shí)施新課程的今天,化學(xué)課上老師講、學(xué)生聽(tīng),老師說(shuō),學(xué)生做的模式已不能適應(yīng)時(shí)代的要求。我們必須努力構(gòu)建一種既能發(fā)揮教師教學(xué)主導(dǎo)作用,又能充分發(fā)揮學(xué)生主體地位的教學(xué)模式。鑒于此,教師在授課時(shí)應(yīng)以探究的方式突出學(xué)生主體地位,以誘發(fā)、培養(yǎng)和維持學(xué)生興趣和積極性。
2教材分析
醇和酚是自然界中廣泛存在的兩種含有羥基的有機(jī)化合物,在生產(chǎn)、生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。本節(jié)是在學(xué)生學(xué)習(xí)《化學(xué)2(必修)》的基礎(chǔ)上,將醇的知識(shí)的學(xué)習(xí)從乙醇上升并擴(kuò)展到對(duì)醇類物質(zhì)的學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)由必修到選修、由點(diǎn)到面的擴(kuò)展。必修中的乙醇是針對(duì)所有學(xué)生開(kāi)設(shè)的,要求所有學(xué)生對(duì)其性質(zhì)有感性認(rèn)識(shí),了解結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的基本關(guān)系。選修中的醇是針對(duì)在理科方面又進(jìn)一步發(fā)展要求的學(xué)生開(kāi)設(shè)的,通過(guò)選修學(xué)習(xí),能進(jìn)一步形成系統(tǒng)的化學(xué)知識(shí),理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),并能從乙醇類推到其他醇類的性質(zhì),從而形成有機(jī)物官能團(tuán)決定性質(zhì),醇類知識(shí)由點(diǎn)到線到面的知識(shí)體系。再加上本節(jié)是在反應(yīng)類型及反應(yīng)規(guī)律的學(xué)習(xí)之后,學(xué)生已經(jīng)具備了預(yù)測(cè)一定結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物可能與什么樣的試劑發(fā)生什么類型的反應(yīng)、生成什么樣的物質(zhì)的思路和意識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的,因此探究的側(cè)重點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)醇類的理性認(rèn)識(shí)。
3教學(xué)目標(biāo)
3.1知識(shí)與技能。
認(rèn)識(shí)醇的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);掌握醇的重要化學(xué)性質(zhì),進(jìn)一步理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),官能團(tuán)對(duì)有機(jī)物性質(zhì)的決定作用。
3.2過(guò)程與方法。
理解并掌握通過(guò)分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的方法;學(xué)會(huì)運(yùn)用已有知識(shí)的遷移和應(yīng)用。
3.3情感態(tài)度與價(jià)值觀。
讓學(xué)生體會(huì)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的規(guī)律性及系統(tǒng)性;培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、歸納問(wèn)題、演移推理的能力。
4教學(xué)過(guò)程
圖片引課:名酒―假酒成分及危害,南方雪災(zāi)――乙二醇汽油抗凍劑,化妝品―甘油。給出結(jié)構(gòu)式,要求學(xué)生觀察并找出其共性――為何把他們都稱為醇?
給出醇的定義,并要求學(xué)生運(yùn)用定義判斷芳香醇與酚類。
探究1、給出甲烷、乙烷、辛烷的相對(duì)分子質(zhì)量與沸點(diǎn)的具體數(shù)據(jù),能得出什么結(jié)論?
探究 2、給出甲醇、乙二醇、丙三醇的相對(duì)分子質(zhì)量與沸點(diǎn)的具體數(shù)據(jù),探究其中規(guī)律,歸納出結(jié)論。(從碳原子個(gè)數(shù)、羥基數(shù)及相對(duì)分子質(zhì)量形成氫鍵的幾率角度分析)
探究3、給出第一組甲醇、乙烷、乙烯,第二組乙醇、丙烷、丙烯的相對(duì)分子質(zhì)量與沸點(diǎn)的具體數(shù)據(jù),能得出什么結(jié)論?
生:烴的相對(duì)分子質(zhì)量越大沸點(diǎn)越高;醇的相對(duì)分子質(zhì)量越大,羥基數(shù)越多沸點(diǎn)越高;相對(duì)分子質(zhì)量接近時(shí),醇的沸點(diǎn)比烴的沸點(diǎn)高得多。
師:同類分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大分子間作用力越強(qiáng),沸點(diǎn)越高。而醇的分子有跟水相似的羥基,分子間存在著氫鍵,因此,其沸點(diǎn)要高得多。另外,乙醇能跟水混溶也是因?yàn)閮烧哂袣滏I,相似相溶。請(qǐng)大家猜想:乙二醇、丙三醇能否于水混溶?高級(jí)脂肪醇也能與水混溶嗎?
探究4、乙醇能跟鈉反應(yīng),水也能與鈉反應(yīng),請(qǐng)大家回顧兩者活潑性比較,你能從結(jié)構(gòu)上分析水比乙醇反應(yīng)更激烈的原因嗎?結(jié)合交流、研討分析1-丙醇結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的類型,分析哪些化學(xué)鍵容易斷裂,以1-丙醇為例預(yù)測(cè)醇能發(fā)生哪些類型的化學(xué)反應(yīng),生成何種產(chǎn)物。
生:小組討論,完成探究。醇發(fā)生的反應(yīng)主要涉及分子中的碳氧鍵和氫氧鍵。斷裂碳氧鍵脫掉羥基,發(fā)生取代反應(yīng)或消去反應(yīng);斷裂氫氧鍵脫掉氫原子,發(fā)生取代反應(yīng)或氧化反應(yīng)。寫(xiě)出相應(yīng)的方程式。
探究5、醇的消去反應(yīng):寫(xiě)出乙醇、丙醇消去反應(yīng)的方程式。分析結(jié)構(gòu),引入 氫,預(yù)測(cè)下列醇能否發(fā)生消去反應(yīng)?若能,寫(xiě)出方程式。甲醇、2-甲基-2-丙醇、2,2-二甲基-1-丙醇。歸納小結(jié):醇消去反應(yīng)的斷鍵位置及規(guī)律。
探究6、醇的催化氧化:寫(xiě)出乙醇、丙醇催化氧化反應(yīng)方程式。分析結(jié)構(gòu),引入 氫,預(yù)測(cè)下列醇能否發(fā)生催化氧化反應(yīng)?若能,寫(xiě)出方程式。甲醇、2-甲基-2-丙醇、2,2-二甲基-1-丙醇。歸納小結(jié):醇催化氧化反應(yīng)的斷鍵位置及規(guī)律。
師:本節(jié)課以乙醇的性質(zhì)為基礎(chǔ),探究了醇類的性質(zhì),那么其他醇也能發(fā)生相應(yīng)的斷鍵嗎?又會(huì)有什么性質(zhì)?
5課后反思
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
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級(jí)別:部級(jí)期刊
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