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关键词:生物无机化学 应用 研究
一、生物无机化学的概念
生物无机化学的概念如下:生物无机化学作为自然科学其中一个分支,主要内容是就生物体内的生命元素之间所产生的化学反应进行探讨。此学科的主要任务为于分子水平上,对金属同生物配体间的相互作用进行研究。”
二、生物无机化学的主要研究内容
下面从六个方面对我国生物无机化学的研究现状进行介绍:
1.无机物对生物大分子的作用
此方面主要指的是金属离子以及配合物等对生物体内的蛋白质以及核酸等的作用。对金属配合物同核酸间相互作用进行研究对分子水平上进行生命现象本质的探索十分有利,同时为科学设计并寻找高效无副作用的治疗药物提供了一条有效的途径。
2.无机药物相关研究
当前,无机药物领域中发展较迅速的一个研究方向是对顺铂类抗癌药物的研究,但由于此类药物的抗癌谱较窄、毒副作用相对较大以及耐药性明显等的缺点,因而需对其进行螯合配位等的方式变化、多功能化等分子设计方法合成出高效的抗肿瘤配合物。研究显示,科学的分子设计方法能够使得铂类配合物同核酸分子间的结合方式发生改变,使其抗癌谱得以改变,可使其毒性得以有效降低。
3.金属蛋白质及其酶类
众所周知,蛋白质是生物的物质基础,而作为占蛋白质三分之一的金属蛋白质,其作用范围相当广泛,如电子传递、物质及其能量的代谢、内稳态的调节、氧化应激、基因调控、信号的转导以及药物等的代谢等多个方面。对此方向的研究可将金属中心结构同功能关系、金属蛋白所具有的生物学调控机制、结构及功能改变同疾病之间的关系等进行揭示,有利于从分子水平上对人类相关疾病的发病机制进行阐释,为防治疾病以及新药的设计都提供了一条有效的途径。
4.仿生材料相关研究
研究仿生材料可以使人们对自然的认识及学习同对其的利用和超越进行良好的结合。科学界对仿生合成越来越关注,而仿生合成其中的一个方面即为生物矿化研究,即通过对骨组织进行学习和模仿,进行结构及功能仿生的人工修复材料的研制,此领域也相当热门。
5.环境生物无机化学领域
此领域的研究多集中于以生物酶类作为催化剂来进行无污染新型燃料的合成及其对污染物的处理等方面。其中,氢化酶为微生物体内所发现的一类金属酶,其具有高效的制氢功能,科学家试图根据此功能实现温和条件下将水还原为氢气作为燃料来解决全球所面临的能源危机以及环境污染等的问题。
6.生物无机化学的理论研究
此研究领域主要是通过进行理论计算对生物体内的特定化合物的几何构型、谱学特征、反应活性及其电子结构等进行预测,同时对其生物作用机理进行揭示,进而对实验研究进行指导。
三、生物无机化学在我国医药领域中的应用
1.临床药用
生物无机化学在医学临床中的应用主要体现在根据其原理对生命元素种类及数量进行研究,进而提出具有药用作用的金属配合物。如,不少科学家正在研究金属奶粉以及更多的能够有效除去人体有毒金属的一些解毒剂,即称为药用配体。
2.对我国中药治病机理的揭示
中药是指以传统中医理论的指导下,用来预防以及治疗疾病的物质。但由于中药的有效成分复杂,因此目前仍无有说服力的科学理论对其致病机理进行解释。从生物无机化学角度对中药的致病机理进行研究,似乎为其带来了一丝曙光。从生物无机化学来看,若人体内缺乏某种生物金属或配体时,就无法正常发挥其生理功能,也就导致了疾病的发生。而中药正由于其含有人体所必须的那部分生物金属及其配体,因此中药可以对多种疾病进行治疗。也就是说,中药能够治病的实质即为生物金属同生物配体间所发生的相互作用。当然,使用生物无机化学对中药治病机理进行研究仍有很长的一段路要走。
3.生物无机化学为中药提供了可靠的物质基础论据
由于中药多为植物药,且中药治病的理论依据建立在此结论之上:人体中所存在的基本元素同植物体内的大体相同。而生物无机化学证明了此结论的正确性,因此为中药作用机理提供了物质基础论据。
4.生物无机化学还为中药体内的有效活性成分的研究提供技术手段支持生物无机化学所具有的实验手段如红外光谱、核磁共振谱以及光谱仪等都为中药中有效成分的定性和定量提供了技术支持。
四、结语
总之,生物无机化学对我国中药领域的发展至关重要,相信随着生物无机化学的迅速发展,我国拥有两千年多年历史的中药学定然能够得到充实和完善,中药所带来的福祉定能使更多的人受益。
参考文献:
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[2]黄国珍. 生物无机化学研究[J]. 民营科技,2009,(04).
论文关键词:生物无机化学;蛋白质;螯合剂;酶;无机药物化学
生物无机化学是无机化学和生物化学交叉的领域。它的任务是研究金属与生物配体之间的相互作用,它有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的发展。由于研究方法的进展,使得揭示生命过程中的生物无机化学成为可能。生物无机化学主要分为两部分:一是研究生物体本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素对机体的影响。
一、研究生物体本身微量元素的作用
(一)含有微量元素的蛋白的研究
含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象,做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物,与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性,但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白,确定其结构、性质。
现在热门的蛋白有硒蛋白,因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。硒的作用,主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面,但结论不统一。现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。
另外,也有对细胞色素进行研究。如官墨蓝等对细胞色素b5的突变体做了研究。为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响,对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。研究表明,细胞色素b5第64位氨基酸残基对稳定血红素辅基和维持蛋白的结构有重要的作用,在64位引入其他氨基酸残基使蛋白结构不太稳定。
(二)酶的模拟
酶的模拟就是从酶中挑选出起主导作用的因素来设计合成一些能表现生物功能的、比天然酶简单得多的非蛋白分子,通过研究它们来模拟酶的催化过程,找到控制生化过程的因素,从而得到更好的催化剂。
如硒酶的研究。通过对硒酶结构与功能的模拟,人们不仅可以了解硒酶结构与功能的关系,还可以进一步开发与硒酶相关的药物。对于硒酶的合成主要有三种方法,一是对硒酶进行化学模拟,二是对硒酶进行化学修饰,三是用基因工程方法生产含硒酶。对硒酶化学模拟主要集中在硒酶活性中心催化三联体Se-N的相互作用的模拟中。在这个方面主要有合成含有Se-N键的硒酶模拟物和在硒原子的附近引入氮原子,用分子内的螯合作用间接形成分子内螯合物,达到Se-N键的作用。对硒酶化学修饰主要方面有:1、将天然酶改造为含硒酶;2、设计含硒生物印迹酶;3、设计含硒抗体酶。硒蛋白模拟物在理解硒酶的生化作用中起着非常重要的作用。硒蛋白模拟物在抗氧化、抗癌及抗滤过性病原体等范围具有治疗潜能。
又如刘海洋等对核酸酶的化学模拟。核酸酶的化学模拟对于生物技术和分子生物学研究具有重要意义,Corrole是具有共轭电子结构的大环化合物,其结构上导致其配位化学行为易与金属形成配合物,其形成的配合物在许多反应中均有催化活性。该科研组研究了单羟基Corrole锰配合物对DNA的催化氧化断裂作用。结果表明,锰Corrole配合物可催化DNA的氧化断裂,而且断裂程度随着反应时间的增加而增加。宋玉民等研究了全反式维甲酸合钇配合物对DNA的切割和键合作用。实验表明,该配合物在生理条件下比配体和金属离子能更有效地切割质粒DNA。岳蕾等研究了铬配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在条件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大肠杆菌修复。
对于固氮酶模拟的报道比较多。模拟固氮酶的目的主要是在温和的条件下将空气中的氮分子转化成有机化合物,从而加以利用。对固氮酶的活性中心模拟主要是钼铁硫原子簇,另外还有钼-硫醇等等的研究报道。
二、研究外界微量元素对机体的影响
(一)无机药物化学
无机药物的发展在生物无机领域中有很重要的地位。顺铂的抗肿瘤作用的发现开辟了无机药物化学的新领域。在抗癌药物应用中,顺铂药物目前仍在临床上使用,主要有四种铂配合物:顺铂、卡铂、顺糖氨铂、奥沙利铂。从1980年发现二烃基锡衍生物具有抗癌活性以来,人们先后合成了具有顺铂结构的二烃基二卤化锡配合物,与卡铂结构类似的有机锡化合物,以及有机锡羧酸衍生物等等。在锗化合物方面,从发现1971年合成的β-羧基乙基锗倍半氧化物具有抗癌活性以来,人们先后合成了许多有机的锗化合物。此外还有茂钛衍生物和稀土配合物。因为癌症是人类健康寿命最主要的杀手,所以在抗癌药物的研究开发方面将有很大的发展前景。除了合成新的药物外,在原有的药物基础上对原有的药物进行改良也是未来的科研方向,因为原有的药物具有较高的毒副作用,且抗癌范围较小。所以在无机抗癌药物这一方面,合成具有广谱高效抗癌活性且有较低的毒副作用和较长的持续时候的抗癌药物是主要发展方向;另外,对于无机金属药物的抗癌机理尚没有统一的理论,因此研究无机抗癌药物的作用机理也是主要研究方向。
无机药物在其他方面也有重要的应用。如金配合物在抗类风湿方面的应用,应用治疗类风湿关节炎有金Au的硫醇盐。在治疗胃病的过程中,铝盐也是主要依赖的药物,含铋的化合物是治疗胃溃疡的的主要药物。在无机药物的研究中,尚不清楚各种药物对机体疾病的治疗机理,所以研究无机药物的作用机理具有较大的前景。
放射照影药物的发展也是无机药物的发展方向。由于放射示踪、核磁共振在医学上的应用,使得各种造影剂的成为医生临床应用不可或缺的一个方面,如钡的造影剂。
(二)金属元素中毒的治疗
在外界的金属元素超过机体所需的浓度后,该元素就会对机体产生负面效应,引起疾病。元素的毒性主要因为它与机体基团的强配合性。对金属元素中毒的治疗主要是研究具有更强螯合能力的的螯合剂,使其跟有毒的金属离子结合形成更加稳定配合物,然后排出体外。理想的螯合剂须满足以下的条件:1、水溶性,且在生理的pH条件下有足够的螯合能力;2、分子大小和结构必须合适;3、必须专一迅速结合金属元素;4、很容易从体内排出;5、没有明显的毒性。如用EDTA来排出多余的离子,EDTA螯合性虽然很强,却选择性不强,在排出有害的金属离子的同时,同时也会损失一些有益的离子。如用去铁草胺B去除多余的铁,但是它不能去除血红素或运铁蛋白中的铁。现在的医用螯合物的研究方向主要是研究新的药剂,因为现在的螯合剂无论是在种类还是排出金属中毒的效率都不能满足医学的需要。
三、生物无机化学的发展趋势
生物无机化学以后的发展趋势是生命科学与技术进行有机紧密的融合。
CAI是“计算机辅助教学”(Computer Assisted Instructing)的英文名称缩写。多媒体CAI课件的含义为:把自己的教学想法,包括教学目的、内容、实现教学活动的策略、教学的顺序、控制方法等,用计算机程序进行描述,并存入计算机,经过调试成为可以运行的程序[1]。
无机化学是药学专业学生必修的一门重要基础课程,其主要任务是根据药学专业培养目标要求,使学生掌握化学基本理论和基本操作技能。内容包括普通化学原理和元素化学两部分,这些内容的掌握不仅为后续课程的学习打好基础,也是今后从事专业工作所必须。我们在药学专业的无机化学教学过程中,全部采用教师自制的多媒体CAI课件进行教学,受到学生的普遍认可,获得了较好的教学效果。
一、无机化学教学中运用多媒体课件的优势
(一)改进传统教学方法,教师易于讲授
缓冲溶液对药剂生产、保存具有重要作用,是要求学生掌握的重点内容。我们在讲授缓冲溶液概念时,运用Flash MX 2004制作以下实验:在三个试管中分别都加入纯水或NaCl溶液,然后各试管中加入数滴溴麝香草酚蓝指示剂(这种指示剂在pH值为7.0的溶液中呈绿色,在pH< 6.0的溶液中呈黄色,在pH> 7.6 的溶液中呈蓝色),这时试管中溶液由无色透明变为绿色;接着我们在一个试管的溶液中加入少量盐酸,则溶液立即由绿色转变为黄色;在另一试管的溶液中加入少量氢氧化钠溶液,则溶液立即由绿色转变为蓝色。教师演示完实验后,分析实验现象得出的结论是纯水和一般溶液的pH值是不稳定的,其pH值容易受外来少量强酸或强碱的影响而改变。再制作另外一个实验:在四个试管中分别加入由NaH2PO4和Na2HPO4所组成的pH=7的溶液,然后分别滴加溴麝香草酚蓝指示剂,这时溶液均由无色透明变为绿色。接着我们在第一个试管中,加入少量的盐酸溶液,溶液仍呈绿色。在第二个试管中,加入少量的氢氧化钠溶液,溶液也是仍呈绿色。在第三个试管中,加入少量的水进行稀释,结果溶液的颜色仍然是绿色。上述实验表明这一类溶液能够保持溶液的pH值基本不变,不因外界加入少量强酸、强碱或稀释而使其溶液pH值有明显的变化。教师通过应用二维动画手段形象生动地在课堂上展现缓冲作用过程,从而可以使其教学内容清晰工整,讲授形象生动,提高学生的感知水平和学习兴趣,使学生较好的理解和掌握了本节内容,取得了较好的教学效果。
(二)更新授课方法,激发学生的学习兴趣,提高学习效果
教学中充分发挥多媒体CAI课件的优势,充分利用计算机多媒体技术将文本、图形、图像、声音、动画和视频等多种媒体综合应用到无机化学多媒体CAI课件中,不仅有利于形象逼真的表现化学世界,还可以对微观现象和抽象事物进行模拟和直观表现,同时将重点、难点内容再现等。应用无机化学多媒体CAI课件授课学生不需要在课堂上忙于做笔记,课下利用拷贝下载的多媒体课件可以自由复习巩固所学知识,从而激发学生学习兴趣,培养其自学能力,提高了教学效果。同时,教师通过学生反馈学习过程中遇到的问题,对自制的多媒体课件的内容进行有益的补充和完善,取长补短,达到教学相长的目的。
二、发挥多媒体课件优势优化教学效果的措施
(一)发挥教师授课过程中的主导作用
发挥教师的主导作用和学生的主体作用,使多媒体课件在现代教育理论的指导下,为提高教学质量服务。应用多媒体无机化学课件使一些难以理解的、抽象的教学内容等更容易理解和记忆,教师要发挥其主导作用,除了制作动画外,还要用专业化学术语、肢体语言等对动画和相关知识进行详细讲解[2]。同时,教师还必须熟练掌握现代多媒体教学技术的操作方法,这样才能在课堂上很好地驾驭教学课件,灵活应用课件,随机应变地处理某些偶发的小故障,使现代化教学手段成为整个教学过程的有机组成部分,从而优化教学过程,提高教学质量[3]。
(二)利用计算机的虚拟仿真技术突破教学难点
在药学无机化学教学过程中杂化轨道理论是比较抽象,一直是学生比较难理解和掌握的重点内容,讲授这部分内容时我们通过网上搜集素材,利用计算机仿真技术对具体实例分子,例如BeCI2、BF3和H2O等分子的形成过程进行模拟,通过动画演示将不同类型的杂化过程形象生动的展现在学生面前,使复杂的教学过程简单化,抽象的内容具体化、形象化,给学生留下深刻的记忆,从而突破教学难点提高了教学和学习效率。
三、制作多媒体课件注意的问题
(一)设计课件内容时注重表现形式简单明了,突出教学重点、难点,文字表达尽量简明扼要,以提纲式和结论性为主。避免将课本内容或讲稿内容简单的复制粘贴到幻灯片上。课件页面布局简洁美观,画面色彩搭配合理、生动形象。
(二)文字编辑要注意采用合适的字体、字号、字形和颜色。编辑和设计课件文字内容时要注意标题醒目,文字内容的字号要尽量大,选择的字体要醒目,同一级别的内容采用同一字体和字号,突出课件的整体感。对于文字内容中涉及关键性结论、总结等,考虑用不同的字体、字号、字形和颜色设计加以区别,从而强化视觉效果上的冲击力,加深印象;文字颜色与背景颜色相匹配,如果不是为了制造特殊效果,尽量采用无图案的简单背景;文字和背景颜色搭配的原则一是醒目、易读,二是长时间看了以后不累,把握好文字颜色与背景颜色的对比度。
(三)音频、视频、图像和动画与教学内容相符合。课件中设计的音频、视频、图像和动画要与教学内容相符合。视、听觉配合和谐;视频、动画中的对象运动流畅,有跳跃的感觉。同时注意使用量得当,根据教学内容的需要适当应用,简单易懂的教学内容就没必要应用,避免喧宾夺主,过分花哨,影响教学效果。
在药学无机化学教学中采用多媒体CAI课件教学,是教学手段和教学方法改革的一个重要方面。为使学生更好地掌握与药学相关的化学基本理论和基础知识,坚持对传统的理论课教学进行改革,在课前制作多媒体CAI课件、课堂教授以及课后总结经验上,注意教与学的紧密结合,合理有效利用多媒体手段,充分发挥多媒体教学的优势,坚持自制多媒CAI体课件,引入多种形式的教学方法,从而达到丰富教学内容,提高教学质量,优化教学效果的目的。
作者简介:
关键词:工科专业;无机及分析化学;教学改革;教学实践;网络教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)18-0191-02
无机及分析化学是如化工工艺、食品科学与工程、环境工程等工科相关专业的必修基础课,对学生科学素质、专业素质和综合素质的培养起着重要作用。长期以来,我国高等院校对大学化学基础课程的教学,一直按照无机化学、分析化学、有机化学及物理化学这一顺序进行教学,这种传统的课程体系过于强调教学内容完整性,且自成体系,但使得各课程间内容重复度大,不利于目前学生的学习。因此,更新教学内容、优化课程体系、打破学科间的壁垒、建立新课程体系势在必行。无机及分析化学是将原来的无机化学(或普通化学)和分析化学进行改革整合而来,目前已有多种版本教材可供选择。各校在教学过程中积累了许多宝贵的改革经验,取得了一定的成果。现结合多年理论课教学经历,谈谈这方面体会。
一、目前存在的问题与发展概况
目前存在的问题有:(1)课时与教学内容的矛盾;(2)教材编写纯理论化;(3)大班教学忽视学生的主体性;(4)生源高中化学基础参差不齐。
无机化学与分析化学整合的课程改革始于20世纪80年代,首先在国家一些重点院校中进行,经过近30年的探索和实践已逐渐得到教育界的广泛认可,取得了一定成果,相继出版了多本教材。如1978年人民教育出版社出版的陈荣三教授主编的《无机及分析化学》一书是我国最早正式出版的《无机及分析化学》教材,是在1975年南京大学自编讲义基础上编写而成的。它首次将四大滴定融入四大平衡中讲授。再如华东理工大学1992年出版的《无机及分析化学》教材,随后,在1995年,由华东理工大学组织的“面向21世纪理科应用化学专业教学内容和课程体系改革研究”项目被国家教委高教司批准为首批教学立项课题。在教育部有关部门和高等教育出版社的大力支持下,北京大学、南开大学等数十所高校教师成立了“全国高校‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”,历次研讨会对无机及分析化学教材建设和教学中存在的问题都进行了广泛深入的讨论,实现了课程结构和教学内容整合、优化和教学体系改革,《无机及分析化学》 (第四版)于2002年初被列为普通高等教育“十五”国家级规划教材。
针对无机及分析化学的教学现状,我校对《无机及分析化学》课程进行了调整,并将实验单列为一门课程,建立了相应的考核方式和办法。同时,随着全校新专业的增加,开设《无机及分析化学》课程的专业增多,课程建设力度加大,为了提高《无机及分析化学》课程组的整体素质,满足课程建设的需要,加强相关人才的引入力度,逐步建立了一个完整的《无机及分析化学》课程组,《无机及分析化学》课程在2005年获得了学院首批精品课程建设的立项资助,在2008年成为兰州理工大学的校级重点课程,建立了精品课程网站。经过几年的教学改革,已建立了科学、系统的无机及分析化学课程体系,并于2008年在华中科技大学出版社的大力协助下,与五校合作正式出版了《无机及分析化学》。
二、无机及分析化学理论课教学改革探索
(一)潜心研究,整合内容,构建教学新体系
原无机化学教学中包括四大化学平衡,即酸碱、沉淀、配位及氧化还原平衡,而在分析化学中也涉及相应的四大平衡体系,这样的教学安排,既浪费时间,又让学生感到枯燥。在无机及分析化学课程的教学中,将原理和应用知识有机地结合起来。将原无机化学和分析化学两门课程中内容联系最紧密和重叠最多的“四大平衡和四大滴定分析方法”两个部分有机结合起来。浓缩精简后的课程安排,体现少而精的原则,使得必须掌握的理论重点突出。
由于无机及分析化学内容广泛,涉及现代物质结构理论基础、化学反应原理、溶液平衡、化学分析、元素化学和仪器分析6大部分,这教师必须熟悉教学要求,认真钻研教材,潜心研究教学内容,在吃透教材的基础上,合理安排教学内容。同时,课程内容还引入了无机与分析化学学科近年来所取得的最新成果,注意了知识面的补充和延伸,以满足现代无机及分析化学对各专业人才的基本要求。
(二)多平台教学层次满足不同专业要求
对于不同专业,教学大纲、教学内容和教学计划的安排要有所区别,为了保证基本的教学要求和整体教学水平,不同专业开设无机及分析课程要统一界定基本教学内容和教学环节(约占整体的75%)。以多平台教学层次编写教学大纲,提出各专业教学内容的基本点与侧重点,以及相应的教学方式与教学环节的要求。
(三)结合实际,改革教学方法
根据讲授与自学相结合的原则,采取了灵活多样的教学方法,抓好课堂教学,确保教学质量;采用多媒体教学,在课件中配以大量图片,一些较难的公式推导通过课件可以一目了然,使学生更易理解和掌握;培养学生自学能力,在部分适合自学的教学内容学习中引入自学模式,课前给出自学提纲,并将提纲中的相关部分以提问的方式予以检查,了解学生完成的情况,通过辅导答疑方式,及时了解自学的效果,使学生由被动向主动学习方式逐步过渡。为进一步调动学习积极性,在教学中课开展“部分双语教学”,对章节标题及专业术语标注英文并配以中英文讲解,收到良好的教学效果。
(四)介绍学科发展的前沿知识和发展动向,激发学生的学习热情
我们的新教材中编写了部分前沿知识内容,例如稀土元素化学简论、生物无机化学简论、无机高分子物质简论和化学分离方法,这有助于教师在教学中,结合该领域的前沿研究动态,将新方法、新成果融入教学相关部分,激发学生获取新知识、新成果的热情,也有助于改变以教师为中心,学生上课记笔记、考前背笔记的“授业传道”定式,充分调动了学生的学习积极性。
经过近7年的理论课内容和教学方法的改革实践,已初步建立了一套适合我校实际情况的无机及分析化学理论课教学体系,实践证明该体系能激发学生学习兴趣,提高教学质量。 今后,还需进一步使之完善,使课程教学质量有更大提高。
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刘教授现任山东大学药学院副院长,药物化学研究所所长,山东省药物分子设计与创新药物研究重点实验室主任;山东省保健科技协会常务理事;Current MedicinalChemistry、Drug Discoveries&Therapeutics、WorldJournal of Virology编委,《中国药物化学杂志》和《山东大学学报(医学版)》编委,十余种国际期刊的审稿人;山东省药物化学专业委员会委员。享受国务院政府特殊津贴。
刘教授多年来一直从事抗病毒药物的设计、合成与活性研究和天然产物及衍生物的合成与心脑血管药理活性的研究,并已形成了自己稳定的独具特色的研究方向。先后承担国家重大、重点课题、国家自然基金等国家级课题8项,省部级课题10余项。
在靶点的抗病毒药物的合理设计、合成与活性研究方面,主要基于病毒(HIV、HBV、HMV和FluV)生命周期的分子生物学过程,针对病毒复制过程的关键酶或蛋白等靶点结构,通过计算机辅助,合理设计药物、合成及抗病毒活性的研究。目前主要开展HIV-i逆转录酶的非核苷类抑制剂、核苷类及其大分子缀合物的前药研究,HIV-1侵入过程病毒gpl20吸附抑制剂和辅助受体CCR5拮抗剂研究,HIV-1转录过程Tat-TAR相互作用、Rev-REE相互作用抑制剂的研究;同时开展HBV侵入和包装过程的非核苷类抗乙肝病毒抑制剂研究,流感病毒神经氨酸酶、DNA聚合酶为靶点的抑制剂研究。
在活性天然产物的结构修饰与心脑血管药理活性的研究方面,主要开展活性天然产物的全合成、结构修饰和抗缺血、抗血栓、抗血脂、抗氧化损伤等心脑血管活性研究。目前主要开展中药川芎活性成分川芎嗪、川芎咔啉碱衍生物的结构修饰研究。
刘教授经过多年的辛勤耕耘和积累,科研工作取得了丰硕的成果。近几年在Bioorg Med Chem Lett、Bioorg MedChem,Chem Med Chem,Curr Med Chem,Curr Pharm Des、Mini Rev Med Chem、Arch Pharm,Arch Pharm Res、CurtHIV Res,Chem Biodiver、Antiviral Res,Heteroeycles、Molecules、Chem Biol Drug Des,Drugs Future,Chin Chem Lett,中国化学、有机化学、药学学报、中国药学杂志、中国药物化学杂志、中国医药工业杂志等发表文章150余篇,其中被SCI收录60余篇;主编《抗艾滋病药物研究》专著(人民卫生出版社,北京,2006年12月)、主编《实验室有机化合物制备与分离技术》专著(人民卫生出版社,北京,2011年2月)、主编《无机化学》《无机化学教程》教材;参编《分子核医学》《现代生物医学示踪技术》等专著6部。曾获山东省教育厅科技进步三等奖2项,山东省高等学校优秀科研成果奖一等奖、二等奖各1项(2005、2010);申报国家发明专利30项,其中授权14项:曾获2001山东省青年科技奖、2004山东省优秀中青年重点科技人才、2004年济南市青年科技明星奖、2002年山东大学优秀青年知识分子、2007年山东大学十大优秀教师、2009年度山东大学优秀研究生指导教师,2009山东大学十大新闻人物提名奖、2010山东省医学领军人才等荣誉称号。他的研究成果曾经被国内外学术会议邀请作报告10余次;开发了头孢地嗪、泰诺福韦酯等多个仿制药物,为企业创造了较大的经济和社会效益。他研制的抗艾滋病新药“AZT-PEG缀合物”、抗流感新物SD-11,抗血管性痴呆、抗缺血、抗动脉粥样硬化“川芎嗪衍生物DLJ14和B2”等多个候选药物与多家企业分别签订了联合开发协议,目前均处于临床前的研究中。
刘教授作为一名教师,一直工作在教学第一线。教学中,他注重把理论与实践相结合,注重教学方法、教学手段的研究,倡导启发式、互动式、灵活多样型教学模式,全面提升学生的综合素质,使学生在浓厚的兴趣中学到扎实的理论知识,从而培养学生的科学态度、学习热情和开放思维。近年他为研究生开设了《高等有机化学》《现代药物制备与分离技术》《药物合成反应》课程,为本科生讲授《生物有机化学》《药学专业英语》《无机化学》等课程。他备课认真,课堂讲授条理清楚、逻辑生动,方法灵活、风趣幽默、充满了时代气息,从而使他成为药学院课堂教学最受欢迎的教师之一。自1999年以来,已招收硕、博士研究生40余人,毕业30余人。作为研究生导师,他对学生学习上像严父,生活上像慈母。他对学生言传身教、严格要求,时时处处注意帮助他们在科研的实践中树立科学的态度,养成求真务实的良好作风,使他们在毕业离校后能较快地适应社会,逐步成为栋梁之材,能在不同的领域和岗位发挥作用。无论工作多忙,刘教授都要坚持参加研究生每周的学术例会,他以自己严谨治学的态度,影响和感染着学生。他所指导的研究生毕业论文,连年被评为优秀,多次被评为山东省优秀硕士和博士论文。
关键词:模块化教学;基础化学;研究
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)15-0072-02
《基础化学》在染整类专业的培养目标中,定位为第一门专业基础课,是“基础中的基础”,它的教学质量的高低不但影响后续专业课程的学习,而且极大地影响学生的专业兴趣和后续的努力程度。原始的本科教育的教学模式不适合高职教育的发展,因此《基础化学》课程进行教学改革十分必要。
一、改革的背景及意义
《基础化学》这门课,其理论性强,内容也比较繁杂深奥,纯粹的教师讲授,加之学生基础比较差,学起来比较吃力,老师授课也感觉吃力,收效甚微,从而使学生对这门课的兴趣逐步降低。尤其高职教育的特点是本着“必需、够用”的原则,学时也是逐步压缩减少,学生对于这门课的学习就更加不适应。针对该门课程教学和学习中存在的问题,本课程的授课教师都在努力寻求解决的思路和办法。
模块化教学是国际劳工组织在20世纪70年代开发出来的一种较为先进的培训模式,它是按照程序模块化的构想和原则来设计教学内容的一整套教学体系,在既定的培养目标指导下,将全部教学内容按照一定标准或规则进行分解,使其成为多个相对独立的教学模块,且各教学模块之间可以按照一定的规则有选择性地重新组合。将模块化教学方法引入《基础化学》这门课的讲授与学习中,将该门课的内容分成若干个模块,每个模块进行理论、实践相结合的授课方式,根据不同模块的具体要求和内容,选择科学合理的教学手段,采用多元化的教学方法,在教学中坚持以学生为中心,以学生为主体,充分调动学生学习积极性,培养学生的创新能力和分析问题、解决问题的能力。
二、《基础化学》模块式教学内容新体系的构建和实施
《基础化学》的课程目标是:面向学生就业未来,服务学生专业学习,兼顾学生用定性与定量相结合的方法解决实际问题的应用能力的培养。根据我校各专业的特点和培养目标,对于《基础化学》课程进行了重新规划和设计,将课程教学内容分为三大模块。
1.建立模块化课程体系。《基础化学》理论课分为上下册,上册是无机部分,下册是有机部分。《基础化学》(上册)分为三大模块:(1)热力学原理及化学平衡、反应动力学基础(从宏观的角度学习化学理论);(2)物质结构原理及元素周期率(从微观的角度学习《基础化学》理论);(3)元素无机化学(应用化学理论,按照“元素周期表”,系统学习无机物的性质及其变化规律与应用)。《基础化学》(下册)按照碳原子结构及共价键理论为主线,分为三大模块:烃类(包括脂肪烃、脂环烃、芳香烃的结构与性能以及相互之间的联系);烃类衍生物(卤代烃、醇酚醚、醛酮、羧酸及其衍生物、含氮化合物、杂环化合物结构也性能以及它们相互之间的转化关系);高分子化合物(高分子化合物的结构与性能以及它同其相应的单体之间的关系)。《基础化学》实验分为两大模块:无机化学部分实验。此部分实验内容穿插在《基础化学》(上册)理论授课相应章节知识点中进行开展,以理论结合实践,互相促进,融会贯通,提高学生的实际动手能力和理论水平;有机化学部分实验,将各小实验分别同理论部分相应章节组成模块,通过验证有机物性质增加学生对有机物的理解;培养学生有机物分离与提纯的能力,选取蒸馏和分馏、天然有机化合物的分离和提纯等,通过简单实验与综合实验相结合的方法,简单实验为综合实验的基础,综合实验是简单实验的体现,培养学生实际动手能力和综合素质。
2.实施过程。化学科学既是理论科学,也是实践科学,因此《基础化学》与其他化学课程一样,包括理论课和实验课两部分。《基础化学》理论课程的目标是:向学生讲授化学基本原理,使一年级学生能够初步应用这些理论的结论从宏观的角度(涉及热力学原理及多重平衡原理)及从微观的角度(涉及结构原理及元素周期律)去学习,研究物质的性质及其变化规律;通过向学生讲授元素无机化学,使学生能进一步地应用无机化学的基本原理(主要是热力学原理及结构原理)去学习元素的单质及其化合物的存在、制备、性质及反应性的变化规律;通过碳原子及其共价键的形成及其特性为主线,分别向学生讲授烃类化合物的结构与性能以及卤代烃、羧酸及其衍生物、含氮化合物等烃类衍生物的结构与性能以及它们之间的变化规律。《基础化学》实验是与《基础化学》理论课同时开设的实验课程,两者之间具有相互促进作用,实验课程以实验技能训练为主,在染整专业的学生学习过程中占有特别重要的地位。《基础化学》实验课程的目标是:(1)通过本课程的实验训练,学生可以掌握大量的化学事实,有利于《基础化学》理论课程的学习,并能灵活运用所学理论知识指导实验;(2)通过严格的实验训练,培养学生规范掌握基本操作和基本技能;(3)通过综合实验,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的独立能力,具有一定的综合素质;(4)培养学生实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风、认真细致的工作作风、互相协作的团队精神,为后续学习课程和参加工作打下良好的基础。
3.拓展模块。对于实践模块进行精心分析和设计,将它与学生的专业背景和专业特色联系起来,对于教材安排的理论和实践内容进行拓展,设计出具有专业特色的实践内容。实践课程是其相应教材理论和实践模块的延伸,它可以巩固其理论和实验技能,实现活学活用,克服了传统授课方式的枯燥乏味。通过这一系列拓展实践训练,提高学生的实际动手能力、专业水平和素质以及分析和解决问题的能力,培养他们的专业兴趣,拓展他们的视野。
4.质量评价。实践子模块完成后,每组学生经过分析讨论,对本组的实验结果进行总结,各组之间根据实验结果,相互分析、评价。最后教师根据学生个人在实践实施过程中的参与程度、合作能力以及对理论知识的掌握程度等方面进行综合评价,最后每个学生在实践模块中的成绩将成为期末综合成绩的一部分,降低传统的理论考试成绩的比例,增加学生对该课程的信心和兴趣。
三、纺织印染《基础化学》课程模块化教学效果
1.利用多元教学法,增加模块化实践课比例,提高了学生的学习兴趣。
2.以学生为主体,侧重培养其能力和素质。
3.“项目引领,任务驱动”的模块化教学组织形式,提高了教学质量。
4.强化了技能训练,实现了“毕业即上岗,上岗即顶岗”的培养目标。
四、结论
通过对染整专业《基础化学》进行模块化教学,学生学习的积极性和主动性明显提高,创新及分析解决问题的能力逐步提高,同时通过实践加深了对基础知识的理解。模块化教学能够有效达到课程教学的目的,对高职院校积极推动课程改革、教学改革与教学测量评价改革具有重要的借鉴意义。
参考文献:
[1]姚多忠.探索高职本科教育发展的规律[J].出国与就业,2010,(7):47-49.
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[3]袁暋,许强,王晓峰,等.基于应用型人才培养的模块化教学改革研究——借鉴德国FH成功经验[J].合肥学院学报,2011,11(4):56-65.
关键词:无机非金属材料;实验室开放;教学研究;综合性实验
无机非金属材料专业主要培养具备无机非金属材料特别是建筑材料科学与工程方面的知识,能够从事该领域的科学研究、技术开发、工艺和设备设计、建筑施工、监理、技术及经营管理等方面的高级工程技术人才。学生通过系统学习及专业训练,掌握该领域的基础理论、专业知识和基本技能,研究无机非金属材料及其复合材料的组成、结构与性能之间的关系,探索无机非金属材料的制备、加工工艺技术及性能测试评价。笔者结合无机非金属专业的特点和毕业生的就业方向,探讨和研究无机非金属材料专业的专业课实验教学,从调整课程设置、修改教学内容、改进考核方法、加大实验室的开放力度等几个方面进行了探讨性研究,提出了改革方案,为无机非金属材料工程专业实验教学改革提供了理论依据。
一、专业实验课的设置及实验内容
在20世纪90年代,高等学校的课程设置和教学内容都进行了改进,无机非金属材料专业经过调整后,把原有的胶凝材料、水泥工艺学、混凝土工艺学等专业课程的实验课的内容,统一调整为无机材料测试技术专业课的实验内容,由于无机材料测试技术课程实验学时较少,删除了现在无机行业使用较少的材料实验内容,如,石灰的消解温度、产浆量;石膏的性质、细度的比表面测定方法等实验内容,增加了一些新型材料的实验内容,这样能使学生及时掌握无机材料科学发展的方向,也增强了学生适应社会的能力。但是新型材料的发展,离不开基础材料,基础材料在无机材料的发展中起着重要作用,新材料及复合材料的实验也是在基础材料实验的基础上有所发展的,拼命地追求新材料的实验内容,忽略了基础实验和传统的实验内容,使得无机非金属材料专业学生在完成本科毕业论文阶段明显感觉到实验动手能力不足,在毕业后的工作中,表现出缺乏基础实验技能的训练。所以,基础材料的实验教学在实验课教学中尤为重要,专业实验课的实验内容更应重视基础材料的内容。
二、专业实验实行独立设课,引导学生重视实验课
高等学校的学生存在一个普遍的现象,重视理论课和考试课,忽视考查课和实验课。这种现象是中国应试教育模式的延伸,在这种教育模式下,学生习惯了考试,不适应考核与考查。只有把实验课与专业课分开,独立设置成一门课程,进行单独考核,单独计入学分,才能引起学生足够的重视,从而提高学生的专业技能。
在建筑领域对无机非金属材料的研究越来越广,各种新材料、复合材料大量更新。实验内容和实验工作量越来越大,在原来的基础上增加实验内容远远满足不了实验课的需求,所以无机材料专业的专业实验课应独立设课。课程时间设置成一段时间(一周或两周),课程应分三个阶段,第一阶段:学生必修实验内容(基础实验);第二阶段:教师布置实验内容(综合性、设计性实验内容);第三阶段:学生自主设计实验内容。通过这三个阶段的学习,学生能够把本科阶段的专业课以及专业基础课的内容贯穿起来,形成一个系统的知识链。
三、加大实验室的开放力度,培养学生的动手能力
要满足实验课独立设课的要求,实验室必须进行全面的开放,满足学生的实验需求。
在学生实验集中阶段,首先选一些验证性实验内容,并同时开放所有的实验室,学生可随时选做必修实验内容的任意一个,但是在规定时间内必须完成所有的必修内容。在这一阶段,要求学生熟悉必修试验项目涉及的实验仪器、原理、操作方法及国家的相关技术规程,掌握必修实验材料的技术性质。通过这一阶段的实践,使学生掌握基础材料的实验方法和评定方法,培养学生的动手能力。在第一阶段结束后,提交实验报告,教师布置下一阶段实验任务,这一过程也是必修内容,教师给定几个综合性试验或者设计性试验题目,学生分组选择后进行实验方案的设计,经教师同意后进行试验并写出实验报告。这一过程提高了学生的实验方案设计能力。最后,由学生根据自己的兴趣爱好提出实验题目、设计实验内容,经教师同意认可后,自行进行试验并提交报告。
学生经过这样一个过程后,使理论知识和实践技能有了衔接,同时也是对各门专业课知识的一个系统的总结,不但提高了理论水平,而且提高了学生的动手能力。
四、注重学科交叉渗透,开设综合性实验,提高学生的专业素质
无机非金属材料学涉及多学科领域,所以在专业实验教学过程中,应注重学科知识的交叉渗透。利用综合性试验项目,把许多相关的学科知识进行融合,使学生掌握相关知识,把理论与实践进行衔接。
在国家开展本科教学水平评估以来,学校为了提高本科教学质量,要求本科毕业设计题目是一人一题,不允许出现雷同论文。本科毕业设计时间持续一个学期,由教师命题,学生自主选择,然后根据自己的论文题目,设计实验方案。由于论文命题都是结合教师的科研内容和研究方向定的,所以实验内容除无机材料学外,还包括有机化学、无机化学、声、光、电、力学等多学科的方方面面。这时大多数学生显得很盲目。使学生在专业试验阶段掌握这些相关的实验内容,开设综合性试验、设计性试验就显得尤为重要。综合性、设计性试验能使学生对所学知识和感兴趣的知识进行整合和改进,在实验过程中掌握实践技能,培养学生的专业素质。
专业实验课改革和实践是一项长期的工作,它涉及相关学科的方方面面,是一项系统而艰巨的任务,必须寻求各方面的支持和帮助。无机非金属材料工程专业的毕业生分布在科研、生产、检测等不同领域,要使毕业生都能在自己的岗位上熟练地发挥自己的特长,充分发挥自己的潜能,是我们教学研究要达到的目的。为了达到这一目的,就要不断进行教学研究,探索无机非金属专业的教学改革和建设,培养学生理论联系实际的能力,增强分析问题、解决问题的能力,开发学生的潜在能力,把学生培养成实用型人才。
参考文献:
[1]陈桂华.材料化学专业实验教学研究[J].洛阳师范学院学报,2009:150-151.
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刘秀军,(1963.10-),男,河北,天津工业大学环境与化学工程学院,研究方向:化学工程。
管山,(1969.11-),男,天津,天津工业大学环境与化学工程学院,研究方向:化学工程。
卢素敏,(1967.07-),女,河北,天津工业大学环境与化学工程学院,研究方向:化学工程。
郭玉高,(1976.04-),男,河北,天津工业大学环境与化学工程学院,研究方向:化学工程。
卞希慧,(1983.11-),女,山东,天津工业大学环境与化学工程学院,研究方向:化学工程。
摘要:《化工原理》普通高校化工及相关专业的重要专业基础课,通过长期教学实践,从培养学生兴趣、利用多媒体教学、加强实验教学等角度探讨提高化工原理教学效果的方法与途径。
关键词:化工原理;课程教学
《化工原理》是高等院校化工、制药、材料和环境专业的一门必修专业基础课,也是很多高校的考研课程。《化工原理》课程多在大二春季学期后开设。在这个阶段,学生们已经系统学习了高等数学、大学物理以及无机化学、有机化学、物理化学和分析化学等基础知识。而化工原理的主要内容是利用数学、物理和化学等自然科学原理,研究和总结实际化工过程中的客观规律,并运用规律进行过程设计、工艺计算、设备的构造和选型等。从培养化工工程师的角度来看,化工原理在自然科学和解决化工实际工程问题间起着承上启下的关键作用。从多年的教学实践和学生的反馈来看,特别是对于初学者,化工原理公式繁多,理论抽象,枯燥、难于理解,即使学完原理,做题还是摸不到头脑。.如何利用有限的学时,提高教学效果,是值得探讨的问题[1-3]。笔者从自身的教学实践出发,谈谈提高化工原理教学效果的体会。
1. 激发和培养学生的学习兴趣
“兴趣才是最好的老师”是爱因斯坦的名言。兴趣,是认知需要的心理表现,是人对某些事物优先给予注意,是带有积极情绪色彩的认识倾向,兴趣可分为直接兴趣和间接兴趣。化工原理是一门实践性很强的课程,不但与化工生产而且和很多生活中的实例密切相关。教学过程中,可以从这些生活实例出发,培养学生的直接兴趣和间接兴趣,激发学生学习热情,形成学生的主动学习。学习过程中,由于学生对生活实例比较熟悉,可采用讨论式教学法。在问和答的过程中,可有效强化师生的互动作用,使师生共处在动态合作的教学环境中,教学信息的传递和反馈得以及时进行。随着讨论问题的深入并不断的解决的过程,可以充分调动学生的积极思维活动,提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力,可以极大地增强学生学好化工原理的信心和提高学生的学习兴趣。
2. 合理的使用多媒体技术
当今社会的信息化速度日趋加快,随着教育改革的不断深化,化工原理教学已经离不开多媒体课件。学生在获取知识的过程中,由于同学们的阅历、理解力等方面的原因,很多化工设备学生们从未接触过进而增加了理解的难度,例如板式精馏塔和填料吸收塔的主要部件和附件。对设备流程的不理解,也导致了对原理概念感觉抽象而难以理解。采用多媒体技术授课,教师可以从黑板的局限中解脱出来,全面照顾每一位学生。它以其直观的画面、形象的声音,使抽象的内容变得直观形象,能帮助学生更好地突破学习中的难点。多媒体能直观形象地表达动态的过程,教师和学生处于主动的人机对话的学习状态,易于唤起学生的学习兴趣。多媒体技术的超级连接和随意置换使教师可以灵活控制前后内容之间的衔接,既可单独讲解某个知识点,又可串起来前后连贯学习,使学生获得连贯、系统知识。在教学实践中发现,由于化工原理课程公式多的特点,如果一味的采用多媒体课件,学生的理解速度很难跟上公式播放的速度,导致学生对讲授内容注意力下降,甚至放弃听讲。因此多媒体教学作为一种较新的教学模式,也有它的不足。在实际教学过程中板书和多媒体要相辅相成,发挥各自的长处,相得益彰才能收到较好的教学效果。
3. 注重实验教学环节
实验教学是教学过程中重要的一环。通过对实验设备的认知与操作,学生不但可以深入了解课上所学的理论内容,而且对工程实践中如何实现原理有更深刻的认识,这对培养学生解决工程问题思维大有裨益。此外,通过实验,可以强化化工设备的操作方法。例如离心泵和旋涡泵的操作和流量调节各有什么样的特点。这些设备的操作和条件对化工类专业同学的职业发展,是十分重要的。在教学过程中发现,很多的化工教学实验装置已经是高度集成的装置,有的装置甚至已经实现了实验数据的实时自动采集。有的同学也反映,化工原理实验就是按照老师的指示,动某个阀门,记录相应的数据,整个过程比较枯燥。这对化工原理教师提出了更高的要求。在指导实验过程中,要严格要求学生的实验预习、实验操作以及实验数据的处理过程,在实验过程中强化学生对实验流程,设备结构的认知和了解,强化对实验中各种现象的观察和记录,养成良好的实验习惯。在期末考核过程中,增加对实验部分的考核,从课程管理的角度引导学生重视实验,从而提高整个课程的教学效果。
以上总结的是我们化工原理教学中的几点实践经验。通过以上环节的实施,我们认为可以培养学生主动思考习惯以及应用知识的实践意识。这几个环节具有内在的统一性,在教学实践中认真实行这些环节,并不断拓新,以期使化工原理课程的教学效果更上一层楼。(作者单位:天津工业大学环境与化学工程学院)
参考文献:
[1]曾嵘,鲁德平,杨世芳. 化工原理理论教学改革的思路与措施[J]. 高教论坛,2007, 1, 43-44.
数学类
数学可分为两大类,一类是纯数学,另一类是应用数学,其专业包括信息与计算科学。数学与应用数学,数理基础科学等。纯数学又称基础数学,偏重于理论,只研究单独的数的关系。而纯数学的孪生兄弟数学与应用数学可就“亲民”多了。所谓“应用”,当然是指与实际密切结合。在人们的日常生活中,从天气预报到股票涨落,到处都有数学与应用数学专业的用武之地。
榜单解读
数学不同于其他专业,学校的教育发展方向不同,教学的质量能力也不同,所以如果选择本科毕业后进一步深造,就必须考察高校在该专业上的科研实力、教学实力等。数学类专业是中国大学中比较大的专业,开设该专业的高校超过两百所,主要是综合性和理工类院校。北大在该学科上的雄厚实力居于国内领先地位。因数学大师陈省身定居南开大学,身边汇聚了一大批国内外知名的数学人才,南开也因此成为国际数学重镇之一。清华、复旦、浙大、川大等院校也具有很强的实力,各校均设有基础数学、应用数学的国家级重点学科点。中国科技大学、中山大学则拥有基础数学国家级重点学科,也拥有数学一级学科博士学位授予权,另外,前者的概率论与数理统计亦为国家级重点学科。其他如此师大、南京大学、中南大学、新疆大学等院校也有较强的实力。数学教育较好的学校有首都师范大学、厦门大学、西南大学、东北师范大学、陕西师范大学、清华大学等,可以选择的深造方向有计算数学、统计学、信息数学等。
报考须知
数学系是理论学科,学习难度相当大,如果没有对数学的热情或者没有努力的心情,最好还是不要选择本专业。
物理学类
作为最基本的理论学科,物理学能锻炼人严密的逻辑推导能力,使人具备扎实的理论功底。该学科的训练是培养高素质人才的重要途径,物理研究的进展,直接改变人类发展的进程,就像物理学家爱因斯坦的相对论一样震撼人类的文明进程。物理学科水平往往能代表一个学校的理科水平,一个学校物理学科的实力,必须经过长期的积累。国家重点实验室是学科实力的一种表现。
榜单解读
我国有近四百所高校开设物理类专业,该专业有比较多的研究方向,各招生院校的侧重点及优势也不同,考生可以根据自己的爱好与特长选择报考。作为我国最年轻的全国重点综合性大学,中国科技大学、南京大学的物理学具有国内领先的实力,复旦则设有理论物理、凝聚态物理、光学等学科的国家级重点学科点,清华的粒子物理与原子核物理、原子与分子物理、凝聚态物理等学科也是国家级重点学科。吉大、上海交大、山东大学、兰大、山西大学等院校的物理学学科亦实力不俗,各校均具有物理学一级学科博士学位授予权,另外,吉大的原子与分子物理、凝聚态物理亦为国家级重点学科,而上海交大、山东大学则拥有凝聚态物理的国家级重点学科点,兰大设有粒子物理与原子核物理的国家级重点学科点,山西大学的光学亦为国家级重点学科。其他如北师大、川大、大连理工大学、中山大学、郑州大学、北京工业大学、哈工大、华南师大等院校的物理学也各具优势。
报考须知
除了物理系之外,国内部分高校还开设了物理学专业。这为广大的学生提供了很好的机会。但一些院校的应用物理学系,有其名而无其实,对应用方面的重视远远不够。如果是一心想向应用方向发展的考生,最好还是仔细选择一个工科水平比较强的学校。
化学类
化学是最基础的学科,它提供了大量的理论和方法。除化工生产领域。凡是存在反应过程或传递过程并值得重视的场合,几乎都可以找到化学工程的用武之地。如服装行业、日化行业、医药行业的药剂分析和医药合成、环保行业的空气质量检验、材料检验以及制造等行业,都能找到化学学生的身影。
榜单解读
学好化学,一定要有一流的国家重点实验室,要有一流的导师。化学专业,北大的实力位居榜首,其拥有的国家级重点学科多达五个;南京大学、复旦的化学专业也属国内一流水平。吉大、中国科大、南开、厦大等院校也有雄厚的实力,各校均具有化学一级学科博士学位授予权。另外,吉大还设有无机化学、物理化学、高分子化学与物理等学科的国家级重点学科点,中国科技大学则拥有无机化学、物理化学等国家级重点学科,南开的有机化学、高分子化学与物理等学科亦为国家级重点学科,厦大设有分析化学、物理化学两个国家级重点学科点。兰大长于有机化学,而武大、湖南大学则在分析化学方面颇具实力,中山大学的高分子化学与物理学科为国家级重点学科,福州大学的物理化学学科优势突出,拥有该学科的博士点和国家级重点学科点。
报考须知
随着社会分工的细化,化学类专业细分了很多专业,如材料化学、高分子科学与工程、应用化学、化学生物学、无机化学、物理化学、高分子化学与物理、有机化学和分析化学等,报考时需要仔细区别。
生物科学类
生物科学类一般分为生物科学与生物技术两个专业。在许多学校,包括清华大学,这两个专业都是按“生物科学”一个专业招生。两者在课程安排和教学内容上并没有什么区别,只是在写毕业论文时各有侧重。生物科学专业主要涉及生物化学、分子生物学、生物物理学、结构生物学和细胞发育生物学等学科领域。生物技术专业则主要包括生物芯片技术、微生物发酵工程、藻类技术、细胞工程及酶工程和生态环境工程。
榜单解读
国内各高校已完善至生物科学的所有分支,有的院校以生化、植物为主;有的以微生物学为主:有的是由制糖、发酵发展而来:有的则侧重于生理、人体学。虽然同在生物科学这一蓝天下,但具体的内容却有很大的差别,各有千秋。
报考须知
生物科学类专业,是一门以实验为基础的学科,色盲、色弱和嗅觉丧失的学生都是限制报考的。生物科学课业繁重,有大量的实验等着你去做。报考本专业的学生,既要有扎实的化学、数学基础。还要有很强的动手能力。
天文学类
天文学天文学及其分支天体物理学以整个宇宙为对象,研究天体(包括人类赖以生存的太阳系行星系统)乃至整个宇宙的起源、结构、运动和演化。今天,研究生命的起源与演化,探求星际航行的可能性,寻求地外类地行星系统,已成为21世纪自然科学和高科技的重大领域。近几年来,以国际合作形式建造并投入使用或正在研制中的一系列大型设备,如哈勃空间望远镜,红外、X-射线空间观测站,新一代空间望远镜以及地面巨型光学、红外望远镜和大毫米波阵等等,都反映了当今天文学和天体物理学的勃勃生机和广阔的发展前景。
榜单解读
天文学专业的毕业生就业领域多是航天、测地、国防等部门,就业省份主要集中在江苏、上海、北京、山东和辽宁等五个地区。由于目前招收该专业本科生的只有4所名牌大学,所以不存在就业困难问题。该专业每年有一半以上的本科毕业生考取研究生。另外,由于天文学是一门国际性专业,许多发达国家都招收该专业的研究生,所以该专业学生留学机会也比较多。
报考须知
选读天文专业的学生应当对自然科学特别是物理和天文有强烈的兴趣,现代天文学是和现代物理学紧密相关的,当然,要学好物理必须要有良好的数学基础。特别喜爱数学的学生可以在天文学的某些领域找到自己的用武之地。要想进入天文学的前沿领域,必须具备良好的数理基础。
地球物理类
全球变暖致海平面升高,汶川大地震成为许多人不堪回忆的噩梦……地球内部的运行规律研究已成为各国及科学研究机构密切关注的焦点。地球物理学是从物理学的角度研究人类生存的地球及其周围空间,认识地球内部的各种物理过程并揭示其规律,探讨与地球相关的各种自然现象及其变化规律,从而在此基础上优化和改善人类生存环境的一门学科。该学科发展到现阶段已经是一门内容广泛的应用学科,包括预测地震、勘探地下资源、监测地下爆炸、研究地球内部地动力等。
榜单解读
目前,有不少学校有地球物理专业,像北京大学、中国科技大学、中国地质大学、长江大学等。不同的学校根据自身学科发展及市场的需要专业发展也有所侧重:北京大学侧重于固体地球物理及地球动力学,中国地质大学侧重于地球物理勘探,而吉林大学地球探测科学与技术学院侧重于地球物理仪器方面。虽然侧重点不同,但在本科生培养阶段各校都是强调基础知识的学习的,报考时可以根据自己的喜好及实际情况量力而行。
报考须知
地球物理学专业对考生的数学、物理科目有较高的要求。因为这个专业一般都在野外作业,尽管生活条件不一定比城市差,但劳动强度要比一般专业大得多。
统计学类
统计学是研究客观事物数量方面的方法论,其方法广适用于所有科学技术领域、工农业生产和国民经济的各个部门,还适用于社会科学方面。如人口统计学、心理统计学等。
目前为止,统计学最为重要的还是在经济方面的应用,可以说是经济研究中最为客观、最为重要的工具。金融、证券、保险等会经常用到统计学的知识。例如在证券投资中对于一个股票的分析,就需要用统计学的方法处理股票的历史数据;又如在保险业中的精算师。就要具备非常深厚的统计学功底。它的应用几乎遍及所有生产生活领域,所以,统计学近年的发展越来越快,各个部门和企业对统计学人才的需求越来越大。
榜单解读
统计学是中国大学中比较大的专业,也是比较热门的专业,约有一百所高校开设该专业,主要是综合性和财经类院校。在统计学方面,人大、厦大、北大、复旦等院校都具有相当强的实力,均设有统计学博士点,其中,前两者还拥有统计学的国家级重点学科。上海财大、西南财大、辽宁大学、南开大学等院校也较有实力。也都有统计学博士学位授予权。其他如中央财经大学、云南大学等院校也不错,都设有统计学硕士点。
报考须知
本专业在多数一本院校只招理科生,二本院校文理科考生兼招。作为数学中的一个重要分支,统计学所学的很多课程是以数学为基础的,即使是“经济统计学”,相对于其他的经济管理类专业,纯理论学的内容也不少,难度也比较大。
大气科学类
天为什么会下雨,雪是怎样形成的,台风是如何移动的,人怎样能让天下雨,如何控制沙尘暴的发生,全球变暖、南极臭氧洞是怎么回事等等都是大气科学研究的对象。传统观念认为,大气科学是基础学科,社会需求量少,学生就业面窄,远不如计算机、经济学等学科热门。但是很多人忽视了开设大气科学类专业的高校都是国家综合性重点院校,毕业生少而精的事实。目前用人单位对该专业毕业生的需求量相对较大,而且工作相对较稳定。各高校注重“宽基础、强能力、高素质、重实用”的人才培养模式,数据处理、计算机技术等都是大气科学专业毕业生的强项,因此他们的发展空间和潜力都很大。
榜单解读
开设大气科学的院校较少,比较优秀有名的院校包括:北京大学、南京大学、南京信息工程大学、中山大学、兰州大学、成都信息工程学院、中国海洋大学等。南京信息工程大学(原名南京气象学院)是该专业招生最多,培养气象人才最多的地方。
报考须知
大气科学的就业面很窄,大多数只能去气象局和机场,而且东部省份的市局省局几乎只要研究生,所以想留在大城市得做好考研的准备。
心理学类
心理学是一门交叉学科,从它诞生之日起,就不断地从生理学、数学、统计学、哲学、行为科学、管理学、教育学、医学等诸多学科中汲取营养,不断地完善自己。本科阶段的心理学学习还是以基础为主,会学习一些理论课,比如:普通心理学、教育心理学、人格心理学、发展心理学、心理咨询、变态心理学、管理心理学、营销心理学等等。在这些课中,我们会学到心理学应用各个方面的理论和研究结果,这些课就有意思得多。
榜单解读
“有人的地方就有心理学”,这是心理学专家对心理学的适应范围所作的肯定答复。该专业几乎涉及一切应用科学,诸如教育、工业、商业、医学、军事等领域。由于心理学在国内学科发展历史上的欠缺,专业人才,特别是高级专业人才非常缺乏。不过,由于该专业大多设在师范类院校,所以,不论是现在还是将来,大部分本科毕业生选择的就业领域还是中小学校。