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近年来对絮凝反应机理的研究对象集中在单一组分的化学胶体体系上,而且主要是通过观察絮体结构、颗粒物数目、结构、密度和混凝剂凝聚形态之间的相互关系来进行分析。随着生活的复杂多变,城市污水水质变得复杂,现阶段缺乏合适的监测和分析手段,导致缺乏对污水化学强化一级反应过程的更加深入、细致的研究。大部分的解决办法集中在药剂种类和投加量的优化上。
应该在传统的化学强化一级工艺的基础上引进合适的方式方法。化学生物絮凝工艺就是这样一种污水强化一级处理新工艺,它是在传统去污方法基础上。通过增设污泥回流和改变反应搅拌方式来去除污染物。这种方式也存在一定的困难,因为增设的污泥回流无法观察到化学生物絮凝反应池内单个的絮体。他的反应机理究竟如何。本研究试图通过对比分析化学生物絮凝工艺进出水中的Zeta电位、颗粒物粒度分布和溶解性有机物的分子质量分级等初步揭示化学生物絮凝工艺的絮凝反应机理。
二、化学生物絮凝工艺试验装置及方法
(一)试验装置
本研究设置了包括絮凝反应区、贮泥区、斜板沉淀区。生物变速过滤区、污泥回流缝等几部分组成的一体式试验装置(如下图1)。
从上图1装置可以看出,污水厂的沉砂池出水进入系统后,依次流经生物絮凝吸附段和生物膜过滤段等环节,逐一得到净化。
(二)试验方法
本实验主要是借助现实中的城市污水处理厂(实验条件如表1),考察生物絮凝吸附在低溶解氧浓度下的除污效能,同时也考察DO=0.2 mg/L时流量对处理效果的影响。
(三)试验结果与分析
溶解氧浓度对除污效果的影响不同DO浓度下对污染物的去除情况(如图2:实验去污规律图)。总的来说,实验结果概括如下:
(一)增高DO浓度对SS、COD、NH3-N、TP去除效果的改善作用不明显相:
(二)生物絮凝段在Q=1.0 m3/d、DO=0.1 m g/L-0.5 mg/L时对SS、COD的去除效果较好。
(三)溶解氧浓度低不利于硝化反应的进行,在进水有机负荷较低的情况下排泥也较少,因而对氮、磷的去除效果较差。
三、化学生物絮凝工艺的絮凝反应机理简述
(一)去污机理
生物絮凝吸附强化一级处理去除有机物及悬浮物的机理包括:细菌吸收溶解性物质并将其转化为细胞质和贮存物质,在细胞内有一部分溶解性物质被降解(提供能量),使细菌得以增殖;通过胞外酶对污染物进行水解而产生自然絮凝剂使胶体和悬浮物脱稳并聚集在污泥絮体上,使之与细菌的荚膜和粘液层面结合而形成紧密的污泥絮体,对水中的悬浮物、胶体颗粒和溶解性物质进行网捕、过滤、吸附和吸收。对有机物及悬浮物的去除机理试验中,流量与进水负荷和水力停留时间密切相关,成为影响污染物去除率的重要因素。
(二)除磷机理
测定结果显示,污水中的颗粒性磷能通过污泥的絮凝吸附和沉淀作用被去除。物理截留作用对磷的去除贡献率为35%左右。根据活性污泥化学组成的经验式,其含磷量约为自身质量的2.26%,由此计算不同流量下污泥细胞同化作用对磷的去除贡献率较大。除以上物理截留作用和细胞同化作用除磷外。还存在其他方式的除磷作用,其中主要是聚磷菌对磷的过量吸收作用。此外,在微氧曝气的条件下通过生物絮凝吸附沉淀,有机物较易去除,在进水有机负荷较低的情况下因排泥较少,使得对磷的去除率难以大幅度提高。而试图通过增加曝气量和溶解氧浓度来提高对氨氮的去除率则意义不大;相反,即使保持较低的溶解氧水平,也完全可以通过延长水力停留时间和絮凝区的污泥龄来引导和强化SND,从而简化了生物脱氮技术和降低了投资。
(三)脱氦机理
按照传统的硝化反硝化脱氮机理,只有当DO>0.5m g/L时才能很好地进行硝化作用,否则硝化作用会受到抑制。试验中泥龄、进水NH3-N浓度以及碳源和絮凝反应区曝气量不同对硝化作用影响不同。当将出水的NH 3-N平均浓度下降后,去除率提升,脱氮效果显著,这主要是由于生物絮凝反应区发生了同步硝化反硝化(SND)所致:微生物絮体外表面的溶解氧浓度较高,优势微生物为氨化菌及硝化菌:由于氧传递阻力的增加和外部好氧菌对溶解氧的消耗,在絮体内部形成了缺氧环境,从而使反硝化菌占优。SND所呈现出的最大特征是好氧阶段对总氮具有良好的去除效果。在生产规模的生物反应器中,完全均匀的混合状态并不存在,而菌胶团内部存在着溶解氧梯度已被广泛认同,使得实现SND的缺氧,厌氧环境可在菌胶团内部形成。由于生物化学作用产生的SND更具实际意义,它能使异养硝化和好氧反硝化同时进行,从而实现低浓度碳源下的高效脱氮。
参考文献:
许多无机化学实验使学生面临实验安全问题,同时给环境带来不同程度的污染。化学实验常常使用强酸、强碱、重金属盐、刺激性的气体和液体等化学实验药品。这些药品大都具有腐蚀性、挥发性、剧毒性等特征,对人体的伤害和环境的污染都有较大。每次实验所用的化学试剂种类繁多,造成的危险与污染情况就更加复杂。例如“氯气、氯酸钾的制备”实验中,氯气具有强烈的刺激性气味且具有剧毒性,在空气中混有氯气的含量超过0.001mg/L,就会引起人体中毒,产生的尾气和废液影响周围的环境。在化学实验过程对于这些含有砷化物、氰化物、汞及其化合物、高氯酸盐、过硫酸盐、白磷、一氧化碳、氯气、液溴等危险实验药品的实验,必须在保证学生安全的前提下开设,并合理处置产生的废液,减少污染环境的影响,这对实验室的建设提出更高的要求。
2多媒体技术对无机化学实验教学的促进作用
多媒体辅助教学能够在一定程度上弥补传统的教学模式的不足。多媒体技术,集文字、声音、图像、动画于一体,使难以想象、理解的化学知识和化学实验过程用图像或动画直接显示出来,在课堂上接触到接近真实的化学实验过程。
2.1辅助实验预习在传统的无机化学实验教学中,一些化学反应机理较复杂或者操作步骤较为繁杂的实验项目,学生仅仅通过实验教材上的文字描述进行实验预习,了解复杂实验操作过程。这种实验预习方式往往使学生对所涉及的实验操作步骤和实验现象印象模糊,影响对实验过程的预测和判断,容易造成在课堂操作过程估计不足,导致手忙脚乱,不利于提高化学实验教学的质量和速度。但是,利用多媒体技术,可以综合文字、声音、图像以及动画等多媒体元素来把抽象的、复杂的实验教学内容制作成多媒体仿真实验软件,通过互联网络将仿真实验软件上传到网上进行网络实验教学,将实验教学内容形象地展示给学生。学生通过重复观看多媒体软件加深对化学实验的理解和掌握,减少课堂实验出错导致重复实验的次数,同时提高教学效率和教学质量。
2.2减少实验时间,信息量丰富无机化学实验往往涉及到结晶、重结晶、过滤、加热、干燥、焙烧、水热处理等实验过程需要耗费较长的时间。在传统无机化学实验教学过程中往往占用较多的实验学时数,不利于其他实验基本操作技能的学习。然而,多媒体技术被用来辅助无机化学实验教学,改变传统实验教学的模式,通过多媒体软件将实验反应过程真实地展现在学生面前,同时在有限的时间内传授更加丰富的实验教学内容。对于一些耗时长的实验过程,通过加快演示速度,将原来需要几小时以上的时间压缩在短短的几分钟,同时借助于视频动画形象逼真地展现实验过程,加深学生对实验过程的认识与理解。还可以将类似的实验过程快速地展示给学生,使得学生更进一步地认识和比较这些化学实验过程,更加深刻的掌握这些实验操作技巧。因此,多媒体辅助实验教学能加快实验教学进度,逼真地展示实验过程的每一个步骤,促进学生理解和掌握更多的化学实验过程。
2.3绿色无污染,安全性高多媒体辅助实验教学可以通过计算机技术随时演示实验反应过程和操作过程,可以重复多次再现实验过程的重难点,减少实验次数,提高实验的成功率,避免多次操作带来时间、经费上的浪费以及实验后产生的废液对环境造成污染。特别是对于那些具有严重污染和不安全因素的化学实验,可以采用计算机多媒体技术进行仿真实验操作,这些实验软件通过文字、声音、图像、动画在不同的界面上展示实验的基础原理、基本装置、实验操作过程以及实验注意事项,在计算机上进行实验演练,让学生通过多媒体技术在计算机屏幕上进行实验操作,能使学生有一种身临其境的教学效果,然而,自始至终没有实验药品对环境的污染,也没有实验安全问题。因此,利用计算机辅助设计实验教学保证了实验的安全性、可靠性和可重复性,同时使得实验废物排放少,对环境污染小。
3辅助实验存在的问题
无机化学是一门以实验为基础的学科,无机化学实验是训练学生动手能力的重要平台。而多媒体技术在实验教学中只处于从属地位,对实验教学效果的起辅助作用,不能代替教师在教学中的主导作用,所以不可盲目地、不加分析地用多媒体技术辅助教学完全代替其它教学方式。多媒体模拟实验毕竟不是真正意义上的化学实验,一些感觉,特别是嗅觉、味觉、触觉等,学生是无法凭空体验的,也不能形成对整个化学实验正确的知觉印象,长期以这种模拟实验取代在实验室内的基本操作训练,势必造成学生缺少对化学实验的感知。另外,培养学生动手实验能力是化学实验在化学教学中的重要目的之一,药品的取用配制、仪器的洗涤干燥、装置的组装、反应过程的操作等都有很具体的、很严格的规范,必须通过实际实验操作训练才能掌握。因此,多媒体技术不能替代常规的化学实验操作训练,过度的使用多媒体技术不利于培养学生对化学实验形成准确的知觉印象,也不利于培养学生正确处理突发事件的良好心理素质。
4结论
关键词:金属有机化学 进展 探究
中图分类号:TQ11 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(a)-0013-01
1 简述金属有机化学
1.1 金属有机化合物的组成
金属有机化合物即为碳元素和金属元素经过某一反应而形成的化合物,人类发展比较早的金属有机化合物主要有格式试剂、而叔丁醇钾等化合物,这些化合物的结构是由金属原子和氧原子组成的,所以不能认为格式试剂、而叔丁醇钾等化合物是金属有机化合物。从广义上讲,金属有机化合物中的金属指的是一些具有金属性质的非金属元素(如硫、碲、硒、硼、硅、砷等),实际上,这一定义已远不符合经典金属有机化合物的范畴。但是因为元素有机化学和金属有机化学之间存在紧密的关联,所以,即便是分不清元素有机化学和金属有机化学的概念,也不可能造成什么麻烦。
1.2 金属有机化学研究分类
我们将对金属有机化合物的探讨的科学称之为金属有机化学。在学术界中,这一化学往往被分为两种。
1.2.1 探究金属有机化合物的合成及金属有机化合物的性质
采用一系列方法合成金属有机化合物并研究它的一些物理化学性质,其实质上就是合成金属有机化合物,并且研究这些化合物的相关物理性质和金属有机化合物在高分子材料科学领域中的应用。
1.2.2 探究金属有机合成化学
采用一系列方法研究金属有机化合物如何在合成中得到更好的应用,虽然金属有机化合物也在合成的范围之内,此外,还通过其他一些方法获得一些配体,但是其主要目的是研究金属有机化合物在有机合成学上所起的作用,这类研究本质上就是研究金属有机合成化学。
我们可以从上述论述中得知,金属有机化学是一种由多种学科构成的组合学科,其构成学科主要有晶体学、无机化学、材料学等和有机化学等一系列学科,金属有机化学对于不对称有机合成学而言有着重要的基础性作用,被认为是现代的有机化学界研究的重中之重。
2 我国金属有机化学进展
2.1 主族元素金属有机化学
2.1.1 有机硅化学
现如今,有机硅化合物广受人们的青睐,究其主要原因有其种类多种多样,使用范围广。从20世纪50年代开始,林一和王葆仁等人合成对有机硅聚化合物和有机硅单体领域做了大量的工作,其主链是硅氧烷。后来,北京大学也对领域做了大量的研究工作。目前,有机硅工业体系已经在我国形成了,下列五个品种早已完成了其工业化进程,即为硅橡胶、硅凝胶、硅树脂、硅偶联剂和硅油等五大品种,此外,它们还对我国经济和国防建设起到了身份重要的作用。
2.1.2 有机硼化学
21世纪60年代末,我国科学院下面的上海有机化学研究中心和其他研究中心开展了紧密的合作,它们主要研究了硼氢化合物,这之中有B2H6、B3H9、B6H11和 B10H14等的合成方法,其实验水平已经接近空前的程度。时间进入60年代,人们开始关注有机硼在有机合成中的应用,这指的是硼氢化反应,硼氮六环、氮硼烷的合成,此外,还有硼烷的结构规则以及硼酸酯化学等。
2.2 过渡金属有机络合物化学
2.2.1 过渡金属络合物的合成、反应及结构
众所周知,积极研究过渡金属有机络合物的合成方法及相关物理化学性质具有重要的意义,它在进行金属一碳键研究的过程中具有基础性作用,此外还有利于金属有机化学的进一步发展。
2.2.2 络合催化和小分子活化
在此之前,由烯烃聚合而成的催化剂只能在d族过渡金属中得到一些应用,沈之荃及欧阳等人花费了大量的精力,并做了一些研究工作,得到了一种新的稀土催化剂。
3 我国金属有机化学进展方向
3.1 根据现有的金属有机化合物反应规律来研究新的合成反应
目前,像炔烃-αβ-不饱和羰基化合物之类的串联偶联反应等金属有机化学反应得到了较为细致的研究;此外还有双取代、三取代烯烃,共轭双烯等的立体选择性合成技术比较成熟;亚胺的烷基化反应和四异丙氧基钛促进的还原烯化反应也在现代工业中得到广泛使用。值得庆祝的是,我国独自研究了一种新型反应,即为炔烃-αβ-不饱和羰基化合物的串联偶联反应,这一反应给我们展现了一种较为先进的质解方法,可用于猝灭C-Pd键。
在我国技术有机化学研究中,亚胺的烷基化反应是一种快速发展的反应,而目前,这一反应已经出现了几个子系列。在亚胺的烷基化反应中存在亚胺经三甲基氯硅烷活化后和烯丙基锡的反应,当有锌粉或镁屑存在的情况下和烯丙基溴的Barbier型进行反应,以及和氟离子引起的亚胺和三甲基烯丙基硅烷的反应。
3.2 进一步研究金属有机化合物的反应规律
金属有机化合物的双等瓣置换和伴随加合的等瓣置换新模式和氧桥联二茚基稀土化合物的立体控制选择性合成是我国在研究金属有机化学程中得到的。这两个反应规律是一种研究程度较高的金属有机化合物的反应规律,它以研究单等瓣置换反应为基础,发现桥连双环戊二烯基双金属络负离子可以一起和两分子簇合物发生等瓣置换反应,最终获得一系列具有较新结构的桥连双环戊二烯基双原子簇化合物。因此,它对于现有反应规律做深入研究有很好地指导作用,此外,还对金属有机化学的研究工作具有至关重要的作用。
3.3 加快研究新的金属有机化合物反应机理
在刚发现的金属有机化合物基元反应之中二价钯在催化反应中卤离子的作用下和氟离子形成的三甲基烯丙基硅烷和亚胺的反应机理是技术比较成熟的,要知道,卤离子在质解反应中具有十分重要的作用;氟离子在该反应中只起催化作用,氟离子没有可能完全产生其催化作用。所以,对于新的金属有机化合物反应机理所做的的进一步探究同样具有非常重要研究价值。
4 结语
最近几年,金属有机化学这一前沿学科有了飞速发展,其中它的发展打破了传统的无机化学和有机化学的界限,同时又和合成化学、理论化学、结构化学、催化、高分子科学、生物无机化学等交织在一起,从而成为近代学科前沿领域之一。金属有机化学的探究对我国的科技发展有着非常重要意义,其中在农业、医药、轻工业等广阔领域有着非常宽广的前景。所以深入探究金属有机化合物的性能和结构的关系,不仅能够为结构化学、有机化学做出贡献,还对了解有机锡化合物的催化性能、生理活性和热稳定性等都有非常重要意义,并对寻找新材料、新药物有非常重要的应用价值。
参考文献
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[2] 李东.金属有机化学研究方向及进展[J].化学科技导报,2005(6).
[3] 张兴全.有机化学发展前景分析[J].化工时代,2005(8).
关键词:对比;类比;断键;成键;网络
中图分类号:G623文献标识码: 文章编号:1003-2851(2010)01-0161-02
有机化学部分与无机化学相比具有不同的特点,按无机学习的方法来学习有机化学,往往只达到事倍功半的效果。学好有机化学,要尝试采取不同的学习方法。
一、巧记忆突破概念难关
掌握概念是学好有机的前提
(一)望文生义法
同分异构体、同系物和无机中的同位素、同素异形体之间很容易混淆。找出重点字,利用望文生义法可以快速准确的记忆。
“同分异构体”中“分”指分子式,“构”指结构,即相同的分子式不同的结构的物质互为同分异构体。如:分子式为C4H10的
“同系物”中“系”指系列即同一系列的不同物质是互为同系物的前提条件,结构相似才属于同一的系列。物质要互为同系物必须满足――“结构相似”和”分子组成上相差几个CH2”这两个要求,这样的物质互为同系物。如; CH2=CH―CH3和CH3CH2CH=CHCH2CH3,分子中都含有一个C=C(结构相似)并且相差3个CH2原子团它们互为同系物;
“同位素”落在“位”上,是指在周期表中处于同一的位置(同一元素)的不同原子,互为同位素。同一元素的不同原子必须满足质子数相同而中子数不同即质量数不同,如:1735Cl和1737Cl等;
“同素异形体”中“素”指元素,“形”指结构,顾名思义就是由相同的元素构成的不同的单质即为同素异形体。如金刚石和石墨、氧气和臭氧等;
“同”的概念理解之后,很容易区分出物质间的关系。如取代反应、加成反应、加聚反应等等概念也能利用望文生义法来理解。
(二)要点记忆法
对于刚接触有机的同学们来说,都想准确的掌握概念加以应用,我们可以找到概念内容中的要点,理解记忆。如:烃中只有C和H两种元素,烯烃中含有C=C,炔烃中含有,芳香烃含中有苯环,醇和酚中含有―OH,醛中含有―CHO,而羧酸中含有―COOH抓住有机物结构的特点(官能团),解决概念难关就容易多了。
(三)对比分析法
有的概念用上述方法不能达到目的,如:醇和酚的概念,结构都有―OH,但如何能分清醇和酚呢?我们可以采用对比法,先理解了酚的概念,―OH直接连在苯环上的物质属于酚类,与酚类对比,―OH只要不是直接连在苯环上的有机物,我们都可以认为它有醇的性质。
二、分析理解解决性质难关
(一)分类别,抓典型,类比推理掌握化学性质法
结构决定性质,把各种有机物按不同的结构特点――官能团分成几大类,每类物质中找到典型物质,理解和掌握其性质,其它物质的性质与之相似,进行类比推理。如:烷烃中抓住CH4,它在通常条件下比较稳定,不和强酸、强碱、强氧化剂发生反应,在特殊条件下(关照),CH4可以和Cl2发生取代反应,生成多种取代产物,与之结构相似的烷烃也具有这样的性质;烯烃和炔烃的典型是乙烯和乙炔,它们能使酸性高锰酸钾溶液褪色而发生氧化反应,能与Br2的CCl4溶液褪色而发生加成反应等等,其它烯烃、炔烃也应具有此类性质;醇的性质与乙醇相似,与金属钠反应放出H2,有些醇类可以被氧化,有些醇可以发生消去生成相应的不饱和的化合物;醛、酚、羧酸和酯类都可以利用这种方法,掌握一种典型物质的性质,运用准确的推理分析,相当于掌握了一类物质的性质。
(二)动画模拟化学键的断裂和形成过程,分析推理产物帮助记忆化学方程式法
判断物质能否发生化学反应,形象的实验现象帮助记忆比较容易,可以加深对物质化学性质的理解,有机反应可以分成不同的反应类型,重要的是抓住其反应机理。
取代反应中无论是卤代还是硝化等等都是其它原子代替有机物中的原子或原子团――代替(交换)的意思。
加成反应可以简单的理解是双键或三键断裂后,直接加进其它原子或原子团。如:与Br2的CCl4溶液发生加成反应通常条件下即可, CH2=CH―CH3 + Br2 ?坂CH2BrCHBrCH3;与HCl、H2O等发生加成反应往往需要催化剂等条件;
有些反应比较复杂,但任何反应都是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,我们可以借助通过动画模拟反应过程中旧化学键的断裂和新化学键的形成的过程,分析反应的机理,推理产物。
1.氧化反应:
醇类的氧化反应:在铜或银做催化剂和加热的条件下,乙醇被氧化成乙醛
分析:乙醇被氧化的机理是与―OH相连的C上的C―H键和O―H断裂形成碳氧双键,而其余部分没有变化。
醇的化学性质主要是由它的官能团醇―OH决定的,但由于各种醇的结构又不完全相同,性质上必然会有细节上的不同。
试分析CH3CH2CH2OH被氧化的方程式:
通过分析如CH3CH2CH(CH3)OH能否被氧化
氧化过程中断键情况为
氧化产物是
不属于醛类。而CH3CH2C(CH3)2OH则不能被氧化。
小结:醇类被氧化的机理是与官能团“―OH”相连的C上的C―H键和O―H断裂形成碳氧双键,其余部分不变。若醇分子中与―OH相连碳上没有H,则该醇不能被氧化。
2.消去反应:
在浓硫酸加热170℃条件下,乙醇通过消去反应得到乙烯
分析:乙醇发生消去反应的机理是与羟基碳相邻的碳原子上的C―H键和C―O断裂,形成碳碳双键,其余部分不变。
通过分析CH3CH2CH2OH发生消去反应的机理,断键部位如图所示
则消去产物为 CH3CH=CH2;CH3CH2CH(CH3)OH在适当条件下发生消去反应,断键部位可能情况如图所示
则消去反应的产物为CH3CH=CHCH3 或CH3CH2CH=CH2;CH3CH2C(CH3)2OH在适当条件下发生消去反应,断键部位可能为
则消去反应的产物则为CH3CH2C(CH3)=CH2或CH3CH=C(CH3)2而则不能发生消去反应。
小结:醇发生消去反应的机理是与官能团“羟基”相邻的碳原子上的C―H键和C―O键断裂,形成碳碳双键,其余部分不变。若与―OH相邻的碳原子上没有H则不能发生消去反应。
抓基本概念、抓官能团、抓特殊条件、抓特殊现象、抓特殊产物,理解了各类反应中典型反应的机理,利用形象而生动的动化演示过程,理解并掌握同类有机物反应的情况,利用类推法得到产物。
三、寻找物质间联系,使知识结构化
有机化学虽然错综复杂,但往往有很明显的特点――官能团,把零散的基础知识系统化、结构化,找到知识点间的联系。如:在学习完烃的衍生物一章后,涉及到卤代烃、醇、醛、羧酸、酯等类物质和氧化反应、还原反应、消去反应、水解反应、酯化反应等反应类型,我们找到下图的网络就很容易发现他们的联系
摘 要:有机化学是医学院校的一门重要基础课。近年来,随着教育教学改革发展,使医学有机化学的教学面临不少困境,如理论课时的减少,学生人数的扩增,学生基础参差不齐等。对此,本文作者分别提出了具体解决方法,并在实践中进行了应用,取得了良好的教学效果。
关键词:有机化学论文
有机化学是一门集理论性、实践性和系统性为一体的学科。医学有机化学是医学、药学以及生命科学等相关专业的基础课程之一。它衔接无机化学,并为后续的生物化学、微生物学、免疫学、药物化学、药理学和医学检验等课程提供了必备的基础知识和基本理论。医学有机化学的内容虽与化学、化工、生物工程等专业的有机化学课程大致相同,但教学的侧重点、教学的方法须有所差异,对任课教师也提出了更高的要求。笔者从自身的教学实践出发,从以下4个方面谈医学有机化学教学实践中。
一、了解学生化学基础
笔者所在学校的医学专业面向全国招生,而现阶段各省或地区的高考政策不尽相同,部分新生参加了化学学科的高考,因而具有较为系统的中学化学知识结构,同时对基本的元素、物质以及化学反应有一定的认识,这类学生具备较好的学习医学有机化学的基础;另有部分考生,未参加化学学科的高考,在高中阶段学业水平测试之后便停止了化学的继续学习,这部分新生的中学化学基础薄弱,普遍存在概念模糊,对元素、官能团的认知不清以及对化学反应几乎一无所知的问题,这些问题导致这部分学生学习困难,课堂参与度低,进一步导致学习兴趣和信心的丧失,最终难以顺利完成该课程的学习任务。
针对不同生源的中学化学基础参差不齐的情况,我们不仅需要在合班上课时考虑班级合理编排,更需要在课堂教学中照顾到基础薄弱的学生,同时满足基础较好的学生更高的学习需求。另外,我们尝试适当安排时间对基础薄弱的学生单独进行中学化学的重要知识点的回顾和讲解,将有利于这部分学生跟上该课程的课堂教学进度,也有助于他们对后续课程的学习。
二、引导学生系统建立有机化学知识结构
多数有机化学教材,包括该校使用的医学有机化学教材均按照化合物类型(如烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、醛酮、羧酸及其衍生物、糖、氨基酸和蛋白质……)进行章节编排,虽利于学生依据化合物类型建立知识结构,但各章节内容仍稍显分散,知识点较为繁杂,学生掌握不易。为了学生能够从最基本的有机化学概念、原理出发建立完善的有机化学知识体系,我们有意识地加强了绪论部分尤其是关于有机结构和有机反应的基本理论的阐述。
比如:绪论中我们介绍有机化学反应包含两个基本的组成:反应物共价键的断裂以及产物共价键的生成。共价键的断裂方式只有两种:异裂和均裂。前者产生自由基,后者产生离子对,两者均为有机反应的活性中间体,大多数有机反应与这两种活性中间体的生成及参与有关,从而派生出有机反应的三个基本类型:自由基反应、离子型反应(亲核或亲电反应)以及协同反应。
在后续章节的讲解中,我们将具体反应归属到上述基本反应类型进行讲解。比如:讲解烯烃的化学性质时,引导学生关注碳正离子如何形成、如何稳定以及如何参与化学反应;讲解羟醛缩合时,引导学生关注碳负离子如何形成、如何稳定以及如何参与亲核反应。这样不仅让学生能够从根本上理解反应,并且能够围绕基本反应的类型及活性中间体,将内容庞杂的知识点进行归类并逐步建立相应的知识体系。
三、注重有机化学与医学的学科交叉
有机化学之所以成为医学专业的基础课程,不仅因为有机分子是构成动物、植物体的基本单位,体内的物质转换及能量传递也均与有机化学反应息息相关。在医学有机化学的教学中,我们有意识地引入相关的医学知识,在强化对知识点理解的同时,阐释相关的生物学或医学现象,从而提升学生对有机化学的学习兴趣和热情。例如:在讲解立体化学这一章节时,我们开篇即以“反应停”(沙利度胺)事件为例,让学生认识到确定化合物立体构型的重要性。在20世纪50~60年代,“反应停”在临床上被普遍用于抑制孕妇的妊娠反应,但随之而来的大量“海豹畸形婴儿”的出生使该药物被禁止使用。后来的研究表明,当时使用的药物“反应停”实际为一对对映体混合物,即安全的R构型及致畸的S构型的混合物。通过这一实例,学生自然意识到立体化学对于有机化合物结构的重要性,课堂专注度也显著提高。
在具体章节的讲解中,我们还尝试以常见药物分子为例来阐释相关的官能团或者分子片段,做到医学、药学知识与有机化学知识点的融合。比如:在羧酸及其衍生物的讲解中,我们以青霉素等为例向学生介绍了含特殊结构片段――“β-内酰胺”的一类抗生素,使学生对酰胺的理解得以强化。同时,我们还对青霉素的发现、发展和临床应用背景进行了介绍,从而一定程度上激发了学生对医学研究的兴趣。如图1
一多媒体教学手段在大学化学教学中的优势
多媒体技术具有将文字、图像和声音综合为一体的功能,能够将教学方式进一步地扩大和延伸,同时使教学环境清新,减少了粉笔灰等有害粉尘对师生身体的损害。它在大学化学教学中的优势主要体现在以下几点。
1从抽象到具体,提高学生学习兴趣
大学化学作为一门抽象的基础学科,它主要由物理化学、分析化学、有机化学、无机化学等四个二级学科组成,涉及范围广泛,从宏观到微观,从定性到定量。采用传统的板书式教学,很难使学生对化学反应机理、物质的结构特征、微观粒子的几何性质等抽象的知识进行形象化的理解。学生只能借助教师的板书和语言讲解,同时结合原有的知识进行想象,很难在脑海中形成具体的模型,难以有效地掌握相应的知识,因此学习兴趣和效果都会受到影响。若在这些抽象知识的讲授时,使用一定的多媒体技术,将使这些过程由“静态”变为“动态”,由“微观”变成“宏观”。不仅提高了学生的学习兴趣,加深了学生对知识的理解,同时更能提高教学效果,提升教学质量。
2增大教学容量,提高教学效率
随着目前教学内容的不断丰富,在短暂的课堂时间内进行大量的信息传递,传统的板书式教学显然有些“力不从心”。借助多媒体技术的高容量特点,教师可以在上课前将大量相关的图表、文字等教学内容放入课件中,使学生在课堂上短时间内就能接触到大量的信息,有效地提高教学的效率。例如对物理化学部分中的压缩因子图、胶体模型,有机化学部分中的各种复杂分子式等信息在课件中进行展示,使学生及时地接受大量的新知识,有效地提高了教师课堂时间利用率。
3改善教学环境,提高教师备课效率
传统的板书式教学要求教师每次讲授课程都需要在黑板上重复地书写,极大地浪费了教师和学生的时间。如何有效地提高教学效率就成为了一个亟待解决的问题。由于大量的教学内容具有相对的稳定性,教师可以针对已经使用过的课件进行补充和修改,进而减少重复性备课时间,使教师把更多的精力投入到对课程内容的研究以及教育技能的改进上,进而有效地提高教学效果。以无机化学中元素部分为例,周期表中元素的性质和特征已经成为公认的结论,教师可以在原有的内容上加入最新的科研成果,既减轻了教师的备课负担,同时也提高了学生的学习兴趣,拓展了学生的认知范围,提高了教学的质量。
二目前大学化学教学中运用多媒体存在的问题
多媒体教学方式的推广使传统的教学方式发生了很大转变,推动了教学的现代化进程。然而,伴随着多媒体技术的深入使用,也出现了很多的负面影响。
1盲目代替其它授课形式
现代的多媒体教学手段具有很多独特的优点,但是它也仅仅是一种教学的辅助手段。多媒体技术推广之初,学校为了加快其普及的进程,要求教师必须使用多媒体手段进行授课,而且给予一定的奖励。随着多媒体教学手段的长时间使用,一些教师将多媒体技术的高效性特点错误地使用,将课堂的教学过程完全变成课件展示,彻底地放弃了板书的使用,使课堂教学活动变成了简单的“人机对话”,阻碍了学生理解和记忆教学内容,以及对学生逻辑思维的培养,显然不利于教学活动的进行。
2知识内容过多,缺乏科学性
随着科技的进步,教学内容也在不断的丰富。多媒体技术在短时间内可以传递大量的知识信息,有效提高教学效率。但是仅仅为了追求教学进度,节省教学时间,在单位学时内加入大量的教学内容,而不考虑其科学性,往往会适得其反,舍本逐末,降低学生的思维灵敏度,使学生对知识的接受和理解容易产生只知其然而不知其所以然的效果。同时,课堂上大量的信息传递占用了大部分的教学时间,直接减少了师生之间的互动,忽视了教学上的肢体语言等知识和情感的表达方式,使学生在课堂上单纯地面对着屏幕,感受不到课堂教学应有的活力和教师的情感。学生只是处于一种单一的知识接受状态,阻碍了学生解决问题和分析问题能力的提高,以及创造性思维的培养。
3过分依赖多媒体教学手段,忽视教学技能的提高
多媒体教学方式的普及减轻了教师的负担,提高了教学的效率。目前,学校的教师也都已基本具备独立开发课件的能力,但随着多媒体技术的不断使用,却出现了一些极端的现象,一些教师为了展现自己课件的精良,将大量精力全部投入在课件的制作过程,却忽视了教学的需要;另一些教师则将已有的课件复制使用,或者将教材内容“搬家”;还有一些教师,在课堂上,至始至终都在“自我欣赏”,一个人对着课件进行“朗诵”,学生和教师之间的交互活动几乎没有。显然,这些行为不仅会影响到教学活动的正常进行,而且对学生的知识接受和能力提高都会起到负面效应。此外,一旦遇到设备损坏、停电等意外的发生,有些教师甚至不能进行正常的教学活动。究其原因,主要是这些教师没有正确地看待多媒体技术的使用,忽略了教学中各个环节的内在联系。
三关于改进大学化学教学中运用多媒体的意见
多媒体教学手段具有独特的优势,同时也具有一些不足。因此,在大学化学教学中,正确地使用多媒体教学模式,扬长避短,使多媒体教学模式与传统教学模式优化整合,同时提高课件质量,有效地提高大学化学的教学效率和教学质量。
1结合传统教学手段,提高教学质量
先进的多媒体教学手段在大学化学教学中具有很多独特的优势,但是传统板书教学的一些自身优点还是多媒体技术无法取代的。在传统教学中,知识的传递以“传授-接受”为特征,既有利于学生逻辑思维的培养,也有利于师生感情的交流。而且,传统教学具有较强的即时性和重现力。在即时性方面,教师以黑板板书进行知识讲解,学生在座位上听讲和练习。在教学过程中,教师可以根据课堂上学生对知识的接受情况,随时增删教学内容。同时,教师在教学中突现的教学灵感也能得到及时地展现。在逻辑性方面,尤其是对于物理化学、结构化学中公式性的知识点,有机化学中各种反应的演化历程,教师在黑板上对其进行的推导,使知识点以及例题逐级展现给学生,让学生对知识的理解形成逻辑性。同时,教师的教学语言、手势、板书以及学生的及时反馈,都能有效地促进知识的传递,这是多媒体手段所无法代替的。另一方面,多媒体教学多样的表现形式,丰富的信息量,形象直观等特点,也是其他教学手段无法代替的。因此,教师在教学中应该将这两种教学手段进行有机结合、优势互补,使教学质量得到有效地提高。
2提高多媒体课件质量,实现现代化教学
多媒体课件的质量不仅要体现技术性,更重要地是要体现课件的教学功能和整体化特征。必要的技术支持是完成课件制作的基础,但却不是课件制作的目的。技术手段只有根据课程内容和课堂的需要,使课件达到必要的教学功能,同时符合教学设计的整体化的特征,才能将技术和教学达到完美的互补。具体的提高方式应有以下几点。
课件的教学性方面:首先应使复杂的教学内容层次化,掌握教学节奏,使一些内容较多、关联性较强的知识,逐次地展现给学生,让教学过程产生逻辑性和层次性;其次,让复杂的微观化学反应历程在学生面前动态地演示,帮助学生形象化地理解和掌握抽象的知识。
课件的内容选取方面:首先,要符合教学大纲和人才培养方案的要求;其次,知识内容科学规范、表达准确、主次分明、信息丰富;再者,形式风格要协调统一、简洁美观、具有吸引力,多媒体元素结构合理,符合学生认知结构。
课件制作的技术性方面:首先,课件具有稳定性,在不同的使用环境下,都能正常使用;其次,具有较强的可操作性,操作简便,易于查找;再者,多种媒体要素的有效整合也是课件质量的保证。
课件制作的经济性方面:课件制作的代价和在教学中使用的效果之间应有一个很好的平衡。既不能一味地追求课件的质量,忽视教学技能以及教学质量的提高,也不能单纯为了提高教学效率,而忽略了多媒体手段的优势。如何建立一个合理的平衡,这需要教师在教学活动中不断地自我摸索,才能将教师的精力有效地利用。
总之,多媒体教学手段的出现和在大学化学教学中使用,推动了大学化学教育的现代化和信息化,极大地丰富了大学化学的教学手段。但是,多媒体技术在大学化学教学中的推广和使用过程中也暴露了很多的问题。因此,科学、合理、有效地使用多媒体教学手段,才能更好地激发学生学习兴趣,提高教学质量,也将促进教育教学理论研究的深层次发展。
参考文献
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1.1理论教学与现实生活联系不够紧密
大学生作为未来国家经济建设的主力军,大学生营养状况及身体素质直接关系到社会、经济的发展。通过在高校中进行食品化学的公选课教育,不仅有利于大学生对食品化学的了解,还有利于其家庭良好饮食习惯的养成,但是在现阶段的食品化学公选课教学中,教师还是以食品化学的专业知识为主,不能很大程度的联系实际,学生的学习兴趣也不高,从而影响全校学生对“食品化学”这门公选课的选择。
1.2教学内容缺乏特色
“食品化学”课程教学主要讲授的是食品成分的结构和性质、在加工保藏中的变化和这些变化对食品品质、营养和贮藏稳定性的影响。课程内容涵盖广泛,知识点多且分散,与相关学科有交叉。如果课程内容设置不当会造成教学内容重复、缺乏特色,学生在学习过程中就会感觉到学习内容杂乱,缺乏系统性,不好把握重点,从而出现死背课本应付考试的现象。学生如果对课程学习产生抵触心理,将会影响学生的学习热情,使教学效果大打折扣。
1.3与相关课程街接不够紧密
“食品化学”的先修课程包括“无机化学”“有机化学”和“生物化学”,目前“食品化学”课程与先修课程的衔接不紧密,没能突出“化学”的特色。在教学内容上偏重于对单糖、双糖和多糖结构和特性的描述和蛋白质变性及影响因素的罗列,这样的教学内容不能促使学生用已有的化学知识来理解食品化学的知识点。同时,“食品化学”课程教学重理论教学,轻实践教学,对食品化学在食品加工和储藏中的应用知识介绍偏少,且缺乏与后续课程的联系,不能激发学生学习的积极性,也不利于应用型人才的培养。
2.“食品化学”课程教学改革的措施
2.1加强理论教学与实践教学的联系
作为校级公选课,提高学生学习兴趣极其重要。为使学生牢固地掌握食品营养学知识,并将知识积极应用于实际,从而对“食品化学”具有更深入的认识,在教学过程中选择学生最感兴趣的话题,如一日三餐、颜色与营养、食品添加剂、“病从口入”、有机食品、饮食与减肥等内容进行专题讨论教学,课程内容更贴近学生实际需求,教学效果显著。在教学过程中,适时给学生布置营养调查实践作业,督促鼓励大学生参与营养学知识的宣传。如“学生一日三餐就餐情况调查”、“食堂饭菜营养素调查”等,通过实践活动,提高了学生学习该课程的积极性,有利于增强学生的合理膳食意识。
2.2调整课程教学思路
首先要突出“化学”的特点,强化化学在授课方向上的指导地位,引导学生对相关化学知识进行深入了解。教学重点应集中在食品化学在现实中的应用,增强教学思路的逻辑性,避免造成学生的机械记忆,提高学生对知识理解的广度和深度。其次在教学实践中,采用递进式的授课思路能更好地帮助学生记忆和理解知识点。教师先要分析食品的化学成分,讲解清楚这些化学成分所具有的基本性质;同时让学生列举食品在加工贮藏中的变化,分析这种变化是由何种物质的哪种化学反应导致的;最后,让学生分析这种化学变化在宏观上会对产品造成怎样的改变。
2.3处理好与相关课程交叉的内容
“食品化学”作为大学公选课,相对于专业基础课“食品营养学”“食品酶学”“食品生物化学”等,“食品化学”应选择不同的侧重点,以避免重复。如“酶”这一章,“食品化学”在讲授时应侧重于酶对食品品质的影响(如酶促褐变等),对于酶的本质、酶的固定化、酶学动力学等内容应留给“食品酶学”讲授。而对于“维生素和矿物质”一章,维生素和矿物质作为食品营养素也是食品营养学涉及的一个重要方面,为避免重复,“食品化学”应主要介绍其在食品加工、贮藏过程的变化。
2.4改革教学方式
在教学方式上要加强知识的横向迁移,找出知识点共同的化学原理。如美拉德反应是联系蛋白质、碳水化合物和水的一个重要化学反应。通过美拉德反应可以将参与反应的糖类、蛋白质的优先次序、水分活度、反应的化学机理、对食品正向和反向的作用等联系起来,形成一个大的知识模块,这样可以使知识点之间相互融合,让学生以点带面进行系统性的学习。教师还要注意归纳总结容易混淆的知识点,如切开的苹果容易褐变,刚烤出来的面包也是褐色的,虽然都是褐色的,但其反应机理是不同的。前者是酶促褐变,后者是非酶褐变,是食品中的蛋白质和碳水化合物在合适的条件下发生了美拉德反应,进而改变了食品品质。
3.结束语
分析化学是提供物质中元素或化合物组成和含量的科学和技术,通过测量与待测组分有关的某种化学和物理性质获得物质的定性和定量结果。原子能、半导体、微电子器件等新型材料科学和环境科学、生物科学等新兴学科的发展,一方面对分析化学提出了更高的要求,另一方面也促进了分析化学的发展。化学家们开始利用经典分析化学方法中没有运用的现象,如测定被测物质的电导、电位、光的吸收或发射、质荷比、荧光等性质来解决无机化学、有机化学和生物化学中的分析问题。
随着微电子和计算机技术的广泛应用,以及科学领域新成就的不断引入,作为分析化学重要组成部分的仪器分析,由以化学分析为主的经典分析化学发展为以仪器分析为主的现代分析化学。它不仅能提供物质的组成和含量信息,而且成为强有力的科学研究手段。
仪器分析与经典分析方法相比较,具有重现性好、灵敏度高、分析速度快、试样用量少、检出限低等特点。仪器分析方法一般分为光学分析法、电化学分析法、热分析法、放射化学分析法和分离方法。
光学分析法是基于检测能量与待测物质作用后产生的辐射信号或所引起的变化的分析方法。根据物质与辐射能作用时有没有能级跃迁可将光学分析法分为光谱法和非光谱法。根据能量作用的对象不同又分为原子光谱和分子光谱。
电化学分析法是根据物质在溶液中的电学及电化学性质,如电位、电荷、电流、电阻等电信号及其变化来测定物质的组分含量的分析方法。如电导仪用来测定水的电导率,pH计或离子计测定水样的氢离子或其他离子浓度,利用滴定终点时溶液的电位突跃指示滴定终点的电位滴定法等。
热分析法是测定某些性质,如质量、体积、热导或反应热与温度之间的动态关系。它可用于成分分析和热力学分析、化学反应机理方面的研究。
放射化学分析法是利用核衰变过程中所产生的放射性辐射来进行分析的方法。如将放射性同位素作为示踪原子用于污染物的迁移转化研究。
分离方法是利用仪器方法(如色谱法、电泳法)来分离和分析那些在结构、性质上十分相近的化合物,主要基于色谱法和电泳技术。水样中结构、性质相近的组分通过色谱分离后,可根据需要分别定性和定量测定各组分的性质,如热导、电导、对紫外和红外辐射的吸收、荧光等。将色谱法与各种现代仪器方法联用是解决复杂物质的分离和分析问题的最有效手段,也是仪器分析的一个重要发展方向。
2 分析仪器
分析仪器的作用是把通常不能被人直接检测和理解的信号转变成可以被人检测和理解的形式。因此分析仪器是被研究体系和科学工作者之间的通信工具。
不同的分析方法对应不同的分析仪器,不管它们的复杂程度如何,分析仪器一般包括四个基本组件:信号发生器、输入换能器或检测器、信号处理器和输出换能器或读出装置。
信号发生器的作用是从试样组分产生分析信号,它可以是试样本身,但是在许多仪器中,信号发生器都比较复杂,如紫外分光光度计的信号发生器,除了试样以外,还有紫外辐射源、单色器、光速切光器等;检验器是将一种类型的信号转变成另一种类型信号的器件,如在分光光度计中的光电管,是将光能转变成电能的器件;信号处理器是将从检测器出来的信号进行加工,例如对电信号进行放大、衰减、积分、微分、相加等,也可通过整流使其变为直流信号,或将其转变成交流信号;读出器件是将从处理器出来的放大信号转变成一种可以被人读出的信号,它的形式有表头、记录仪、示波器、指针或标尺和数字器件等。
3 仪器分析在水质分析中的应用
随着科学技术的进步,现代化手段在水质监测分析中得到了广泛应用。分析方法从分光光度法、电位法发展到原子吸收法、原子荧光光谱法、气相色谱法和液相色谱法等;手动和半自动实验方法、分析仪器也正逐步被计算机控制技术与网络通信技术融合的在线或自动分析检测所代替。现代分析仪器为水质分析检测和科学研究提供了强有力的手段,目前水质分析呈现出向仪器分析方向发展的趋势。
除常规分析仪器应用于水质分析外,为满足水质分析项目的特殊需要,一些水质专用测量仪器也相继出现。主要有以下几种。
1)浊度仪:利用光透过法、光散射法等测定水样混浊程度的仪器;
2)油分测定仪:利用红外吸收法、浊度法、紫外吸收法或荧光法原理开发的专用于油分测定的仪器;
3)测汞仪:以原子荧光法和冷原子吸收法为测定原理,专用于测量汞元素的仪器;
4)生化需氧量(BOD)测定仪:用测压式和生物膜电极测量水样中氧的消耗量的仪器;
5)化学需氧量(COD)测定仪:根据COD的化学测量方法,利用分光光度法检测分;
6)总需氧量(TOD)测定仪:将一定体积的待测水样连同含有已知浓度氧的载气一起通人燃烧管中,在高温、催化的条件下进行燃烧,消耗了载气中的部分氧,使氧的浓度降低,再用氧气检测器测出剩余的氧浓度,然后将该浓度与已知浓度的标准液耗氧量进行比较,求出TOD值。
另外,在水样预处理中,固相萃取器、微波消解器、超声波清洗器等也得到广泛应用。可以看到仪器分析方法在水质分析中得到了广泛的应用。
参考文献
1.1各章节与药学相关内容的增加近年来对药物新剂型及新的给药系统研究成为热门课题,因此七版教材最大的优点在于引入了大量与药学相关的热点实例(延续六版基础上),如利用热力学中物质pVT状态变化介绍超临界萃取技术在天然药物提取中的应用;相平衡中的冷冻干燥、减压升华技术在制药工艺应用的原理;依据二组分完全不互溶系统特点建立提取药材挥发性有效成分的水蒸气蒸馏法;化学动力学(较六版)更详细地介绍了药物有效期的预测,药品给药时间的相关计算实例,同时还介绍了药物稳定性的影响因素及实验方法;胶体分散系统中增加了斯托克定律在混悬剂中的应用;渗析技术在治疗肾衰竭中的原理;纳米技术在缓控释制剂、传感器等方面的应用以及利用电泳技术判断某器官是否病变等。七版教材更体现了“专业性”和“应用性”两者有机结合的特点,与药学专业联系更紧密,更符合药学生的使用需要。
1.2各章节部分内容的缩减药学教学体系中,物理化学内容多,课时有限,因此六版教材对五版部分内容做了精选与删减,调整参考课时,减少学生学习负担。如电化学章节删除了与药学专业联系不大的“强电解质溶液的互吸理论”、“化学电源”的内容。化学动力学中删除“药物贮存期预测变温法”、“药物对光稳定性”、“反应机理确定”及“快速反应研究技术”,但是对药学专业学生而言“药物贮存期预测变温法”与“药物对光稳定性”内容是十分重要的内容,因此七版教材在六版的基础上又将该部分内容重新加入。缩减后的七版与六版教材其课时数较五版缩短5~10个学时,有利教师的教学安排,减轻学生学习负担。
1.3部分章节符号及讲解顺序的调整新版教材在物理化学的符号及采用标准上更符合国际惯例的要求。除此之外,通过章节调整,更加符合授课特点,更利于学生学习与总结。如第五版与第六版、七版教材最大的区别在于功的正负号规定上:五版教材规定系统对环境做功为正,环境对系统做功为负,而六版、七版教材对此规定正好相反,原因在于这两种规定所采取的标准不一样。除此之外六版以后亥姆霍兹能的符号改为F。在内容讲解顺序上,七版教材将部分章节内容讲解顺序进行了优化调整,更易于学生的学习与理解。如七版教材中熵的计算一节中,对不同条件熵的计算公式的推导的内容就进行了调整。
1.4引言、附录、例题及习题的相关调整双语教学已成为我国教育改革的热点问题,因此从第六版教材开始增加了相关术语的中英文对照附录(七版在六版的基础上又新增大量相关专业外语词汇)。除此之外七版教材在每章引言前列有各章要求,以利于学生抓住要领(六版教材无),而五版教材的章节要求内容列于理论之后习题之前,显得不够醒目。
2教材、授课内容及教学方法调整建议
2.1注重专业特色,明确课程的整体框架结构,突出教学的重点和难点针对药学专业编写的物理化学教材,一定要突出药学专业及相关专业特色,从内容、例题习题及案例的选编上应有所体现。结合药学专业特点,建议适当调整表面现象、胶体分散系统部分内容的权重,如可适当结合药学实际增加有关表面活性剂,复合型非离子型表面活性剂HLB值计算,电泳等技术在药学中的应用等相关知识。授课时也要让学生了解整个教材编排结构,清楚物理化学课程主要两块内容有:化学热力学和化学动力学,在此基础上延伸出化学平衡、相平衡、电化学、表面化学及胶体分散系统的相关内容。
2.2加强校对,避免出现差错该版教材在修订了第六版教材部分差错情况下,也还存在少量错误。如,第二章第57页文字第九行“以对T作图”应改为“以CP/T对T作图”;第59页“将式(2-32)”改为“将式(2-34)”;第三章第78页第五个公式(偏摩尔亥姆霍兹能)中的下角标“T,V,nj≠B”应改为“T,P,nj≠B”;第四章课后习题第六题参考答案与题不符;第五章第二节第128页克拉伯龙方程推导示意图中“dG(α)=0,dG(α)=0”应改为“dG(α),dG(β)”;第五章第二节第129页固气平衡克拉伯龙方程推导中“Vm(g)≥Vm(l),ΔVm=Vm(g)-Vm(l)”应改为“Vm(g)≥Vm(s),ΔVm=Vm(g)-Vm(s)”;第六章第171页第三节第二行“还可获得连续的连据”应改为“还可获得连续的数据”;第六章第四节第177页“由表6-5中”应改为“由表6-4中”。教材中还有部分差错不一一列举,希望编者在续版教材编写过程中把好编、写、校、审四个环节的质量关。
2.3围绕药学专业特点,优化精简内容针对药学专业其他课程部分内容与物理化学重叠的问题,在物理化学课程内容的设计上是否可以考虑在保证物理化学知识体系的系统性、连贯性和完整性以及顾及药学专业理论层次,保证学生能够学以致用,与专业知识紧密联系的基础上,对续版教材或教学内容进行合理的精简。如无机化学中化学反应的方向、化学反应速率、化学平衡、氧化还原等章节知识与物理化学部分重叠,结合药学专业培养方案及课程学习时间,是否可以考虑将热力学内容精简合并为一章,结合热力学三大定律主要强调始态、终态、状态函数、熵,判断自发过程方向判据等一些重要的概念,处理宏观变化问题的思路方法,以减轻学生的学习负担。[10]此外相平衡、化学动力学、表面现象及胶体化学对后继药学专业课程的学习非常重要,可以考虑适当调整课时,增加与药学相关的典型例题,解析现象原理。如新型表面活性剂对透皮吸收技术、外用药膏的作用;应用铺展与润湿的知识介绍软膏剂基质、片剂辅料的选择等。
2.4可适当增加物理药剂学的内容针对学生在学习药剂学中的粉体学、流变学、溶解性等章节时难以理解的问题,建议新版可将该部分理论融合在物理化学里面,这样学生学习会相对轻松。因为通过对物理化学中热力学、动力学、表面化学等基础理论内容的学习,学生已经习惯了抽象思维和建立理想化模型的研究方式,所以对粉体学、流变学、溶解性等章节也能很好地理解。