時間:2023-08-20 15:01:14
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高分子化學的應用,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.何為高分子化學
顧名思義,高分子就是相對分子質量很高的分子,它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物,又稱聚合物或高聚物,是結構上由重復單元(低分子化合物—單體)連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大,小到幾千,大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支,同樣也是從事制造和研究分子的科學,但其制造和研究的對象都是大分子,即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子,稱為高分子、大分子或聚合物。
2.高相對分子質量與高強度
相對分子質量和物質的性質是密切相關的,是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能,才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直鏈的烷烴化合物,但是分子量變化很大,其機械力學性能因而也有極大的區別。
3.高分子科學的主要內容
既然高分子化學是制造和研究大分子的科學,對大分子的反應和方法的研究,顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題,也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有:如何將低分子化合物連
接成高分子化合物,即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子,其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子,就要去合成具有特殊結構的高分子。
二、高分子材料化學的應用
材料是人類社會文明發展階段的標志,是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工,具有一定結構、組分和性能,并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用,把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會。可以說某一種新材料的問世及其應用,往往會引起人類社會的重大變革,材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料,家家離不開高分子材料,處處離不開高分子材料,是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的,高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料,另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一,塑料:一類是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等;另一類叫工程塑料,其強度大,如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。
第二,纖維:人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物,通過不同的加工,生產出了各種纖維制品,極大地滿足著人類的需要。
第三,橡膠:天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制,于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠,如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。
第四,精細化工:比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品,如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油,使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑,以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。
三、高分子化學與高科技的結合
當今社會,人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起,人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料,來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展,出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。
隨著生產和科學技術的發展,許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來,如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域,下面簡單介紹特種高分子材料:功能高分子是指當有外部刺激時,能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料;高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇;特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑)的范疇。
第一,力學功能材料:強化功能材料,如超高強材料、高結晶材料等;)彈材料,如熱塑性彈性體等。
第二,化學功能材料:分離功能材料,如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等;反應功能材料,如高分子催化劑、高分子試劑;生物功能材料,如固定化酶、生物反應器等。
第三,生物化學功能材料:人工臟器用材料,如人工腎、人工心肺等;高分子藥物,如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。
可以預計,在今后很長的歷史時期中,特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。
四、高分子化學的可持續發展
研究高分子合成材料的環境同化,增加循環使用和再生使用,減少對環境的污染乃至用高分子合成材料治理環境污染,也是21世紀中高分子材料能否得到長足發展的關鍵問題之一。比如利用植物或微生物進行有實用價值的高分子的合成,在環境友好的水或二氧化碳等化學介質中進行化學合成,探索用前面提到的化學或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子來處理污水和毒物,研究合成高分子與生態的相互作用,達到高分子材料與生態環境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀應當開展的綠色化學過程和材料的研究范疇。
參考文獻:
[1]馮新德.展望21世紀的高分子化學與工業[J].科學中國人,1997,(11)
[2]王守德,劉福田,程新.智能材料及其應用進展[J].濟南大學學報(自然科學版,2002,(01).
一、高分子化學的內涵
1.何為高分子化學
顧名思義,高分子就是相對分子質量很高的分子,它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物,又稱聚合物或高聚物,是結構上由重復單元(低分子化合物—單體)連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大,小到幾千,大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支,同樣也是從事制造和研究分子的科學,但其制造和研究的對象都是大分子,即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子,稱為高分子、大分子或聚合物。
2.高相對分子質量與高強度
相對分子質量和物質的性質是密切相關的,是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能,才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直鏈的烷烴化合物,但是分子量變化很大,其機械力學性能因而也有極大的區別。
3.高分子科學的主要內容
既然高分子化學是制造和研究大分子的科學,對大分子的反應和方法的研究,顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題,也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有:如何將低分子化合物連接成高分子化合物,即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子,其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子,就要去合成具有特殊結構的高分子。
二、高分子材料化學的應用
材料是人類社會文明發展階段的標志,是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工,具有一定結構、組分和性能,并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用,把人類由工業社會推向信息和知識社會。可以說某一種新材料的問世及其應用,往往會引起人類社會的重大變革,材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料,家家離不開高分子材料,處處離不開高分子材料,是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的,高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料,另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一,塑料:一類是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等;另一類叫工程塑料,其強度大,如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。
第二,纖維:人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物,通過不同的加工,生產出了各種纖維制品,極大地滿足著人類的需要。
關鍵詞:綠色化學;高分子;設計實驗
高分子化學是一門實用性和實驗性都很強的學科,是化學、化工、材料等專業必須修讀的基礎課程,與原有的四大化學并列,成為第五大化學。高分子材料已深入到人類生活和生產的每個角落。
高分子化學教學過程中發現,在實驗內容等方面存在一定的局限性和不足之處,其完善需要經歷一個不斷實踐和更新論證的過程。將高分子實驗課中聚合物的分子設計、合成、加工和測試等實驗內容有機結合,組成一門高分子科學實驗課程,是高分子教學改革的必然趨勢。
一、高分子設計實驗課開設的必要性
廊坊師范學院化學與材料科學學院材料化學專業的高分子化學實驗于2008年開設以來,由本專業教師在部分科研成果及其他院校高分子化學專業實驗教學資料和經驗的基礎上,對設計實驗的內容進行了設定。高分子設計實驗的開設,為學生專業實驗技能的培訓、動手能力的培養以及思維創造力的提高等方面起到了積極的促進作用。
設計性實驗是指給定實驗目的、要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案,并加以實現的實驗。設計性實驗有利于培養學生的實踐能力,提高學生探索新問題的興趣、研究問題的綜合能力。開設設計性實驗時,要注意緊緊圍繞學生的綜合能力、初步設計能力及創新意識培養這一目標,注意與課程設計、課外科技活動、集中的綜合訓練相結合。
傳統實驗在與理論教學的配合上,是教師根據教學的一般規律或實驗內容安排的,而不是學生根據各自學習中的需要或進一步探索的興趣所確定的,無法體現個性的發展。驗證性實驗一般是前人做過的,經過精簡提煉,專門為教學而設計的實驗,實驗沒有次要的實驗現象的干擾,這對學生今后從事科學研究和對新事物的探索非常不利。在高校中開設設計性實驗,營造培養學生創造性思維能力的環境是非常必要的,有利于提高學生的綜合素質和創新能力。
二、注意培養綠色環保和可持續發展意識
1.綠色化學的核心內容
綠色化學又稱環境無害化學或環境友好化學,是指設計和生產中,使用沒有或者盡可能小的產生環境副作用的化學品。綠色化學的核心內容主要體現在:第一是減量,即減少三廢排放;第二是重復使用,如催化劑、載體等;第三是回收,可以有效地實現省資源、少污染、減成本的要求;第四是再生,是節省資源、能源,減少污染的有效途徑;第五是拒用,如不用有毒副作用及污染嚴重的原料,這是杜絕污染的最根本方法。
開發新型的、可生物降解的高分子材料,解決“白色污染”問題;以及充分應用可再生資源,即:采用可再生資源做化學化工原料,是綠色化學的重要任務和方向。眾所周知,“白色污染”是當今社會的一大公害,塑料作為合成高分子材料,具有性能多樣、用途廣泛和價格優廉的優點,已成為人類生產和生活中不可缺少的一種材料。然而,廢棄塑料造成很大的環境污染。在實驗教學中,應注重強調高分子材料的環境同化,高分子材料的循環和再生技術,探索高分子材料與生態環境的相互影響,實現高分子材料與生態環境的和諧等內容。
2.綠色化學的重要指標
綠色化學的一個重要指標是原子利用率,其定義為:期望產品的摩爾質量占化學方程式中按計量所得物質的摩爾質量的比值。高分子材料的制備包括單體的合成,聚合物的合成及聚合物的加工,前兩步都有一個原子利用率的問題。要實現綠色化,只有在合成中提高原子利用率,才會真正減少廢物的生成。
綠色化學的理想是指:不使用有毒有害的物質,不產生有毒有害的廢棄物,不使用對環境有害的落后化學工藝。其目的是把現有的化學和化工生產的技術路線從“先污染,后治理”改為“從源頭上根除污染”。
3.開設小量、半微量實驗
有關綠色化學的教育才剛剛起步,國內大多數學校尚未涉足。現有的化學實驗課程的教學內容難以體現綠色化學思想,不少實驗仍大量使用有毒有害藥品,產生大量的“三廢”,對微型化學實驗研究推廣不夠。
傳統的常量實驗藥品用量大,導致教學經費投入大、資源利用率低、環境污染嚴重等。可以在某些實驗開設小量、半微量實驗。這些小量、半微量實驗對學生實驗技能、實驗的準確性和精密度等都提出了更高的要求。
綠色環保和可持續發展已成為企業生產和發展必須考慮的因素。在設計專業實驗時,盡可能地采用專業、簡單高效的實驗路線,教師在講授時將其他生產過程和工藝進行對比,強調整個實驗過程的經濟性和環保效益,讓學生充分體會到增強環保意識和可持續發展對社會經濟發展的重要性。通過給學生灌輸環保和可持續發展的理念,為學生今后生產設計和研究開發等工作提供一個基本的思想準則。
三、將科研與實驗教學結合起來,開發應用型實驗
1.將廢舊高分子的綜合利用作為設計實驗內容
高分子化學是一門應用性很強的化學基礎學科,是材料化學專業的重要專業基礎課,對于材料化學專業的學生,學習高分子化學不僅要全面掌握高分子化學的理論知識,更重要的是要學會高分子的實驗方法以及在實際中的應用。我們從廢舊高分子的綜合利用出發,探討科研成果轉化為高分子設計實驗的研究與實踐。
廢舊高分子材料的綜合利用是綠色化學的重要組成部分,它將對減少環境污染具有重要的實際意義,同時又能獲得有價值的工業原料,對能源的再利用具有一定的意義。在我們的教學實踐中,在已經具備的課題組成員大量前期科研成果基礎上,對廢舊聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、廢舊聚氨酯和聚酯進行再利用研究。設計實驗的內容包括對控制反應的幾個因素:升溫速度、溫度、催化劑種類與用量、反應時間等進行優選。這類設計實驗的開設使學生對綠色化學的概念有一個深入理解,使學生增強環保意識、掌握廢舊高分子材料的綜合利用方法,對從實際出發鍛煉自身科研能力有重要意義。
在高分子實驗教學中,適時引入“降解”這一高分子學科中的重要概念,并適當介紹高分子降解中的一些問題,如生物、光、輻射、熱、機械及化學等因素引起的降解規律,并介紹相關高分子的設計方法。也就是讓學生正面理解“聚合”的同時,也從反面理解了“降解與解聚”,這樣就形成了一個完整的教學體系。
2.將天然可降解高分子作為設計實驗內容
目前對付“白色污染”的方法一般是以填埋和焚燒為主,還有再生利用。再生利用的費用較高,難以推廣,最好的方法是開發能夠降解的環境友好材料。這種材料能夠在環境條件下分解成能納入自然生態循環的小分子物質。現在一般以淀粉、纖維素、甲殼素、殼聚糖等天然多糖為原料,采用共混或接枝等方法得到聚合物(如塑料),這類制品可以生物降解,最終轉化為二氧化碳和水,納入生態良性循環。
高分子設計實驗中可以開發一些能聯系實際生活的應用型實驗,將教師的科研工作與實驗教學緊密聯系起來,體現出高分子科學實驗的實用價值,能強烈地激發學生的創造性。
基于此,在高分子設計實驗中我們增加了“從蝦殼蟹殼制備甲殼素和殼聚糖并用于工業廢水的凈化”,本設計實驗是從綠色高分子角度出發,將回收的蝦殼蟹殼經水洗、稀酸浸泡、稀堿浸泡等方法先制備甲殼素,然后用堿煮的方法將制得的甲殼素進行脫乙酰化,制備出殼聚糖初產品,再用沉淀法進行純化得殼聚糖純品。將殼聚糖純品分別進行脫乙酰度、平均分子量、灰份含量、水份含量的測定。將得到的甲殼素和殼聚糖用于工業廢水中重金屬離子和有機酸的吸附分離。
四、培養學生綠色化學思想和對高分子實驗的興趣
興趣是學習的最大動力,學生只有具有了學習興趣,才會主動花時間和精力鉆研所學的內容。目前,實驗課幾乎全部是程式化過程,教師總是先講解實驗原理、操作步驟、注意事項等,學生被動地聽,不去思考,機械地完成每一步操作,為實驗而實驗。實驗帶給學生的不是學習的興趣,更不用說培養思考能力和興趣了。因此,在課程實驗教學階段,通過質疑引思、舉例與聯想、歸納總結、啟發式教學等方法來實現開拓創新。
關鍵詞: 高分子化學 高分子物理 生物功能材料 教學探索
高分子化學和高分子物理是高分子科學相關專業的專業基礎課。在專業課程設計中,一般兩門課程獨立設置,其中各占有48到72學時不等。我校的生物功能材料專業開設了高分子方面的課程,其中高分子化學與物理是該專業的專業基礎課。根據該專業特點,生物功能材料涉及領域較廣,從無機陶瓷材料到有機高分子材料都有涉及。該專業學生只需掌握有關高分子化學和高分子物理的基本理論知識和應用技能,因此我們開設了高分子化學與物理課程,所設學時為56學時,開設時間安排在二年級下學期,為三年級開設《高分子材料化學》等課程打下一定基礎。該課程內容涉及高分子材料的合成與實施方法,高分子材料的結構、性能、成型加工及其應用,是一門多學科交叉、實用性很強的學科。根據該課程具有涵蓋內容廣,物理化學和有機化學知識運用較多等特點,這樣有限的課時設置就給授課帶來了一定困難,導致學生在理解和應用本課程知識方面具有一定難度。另外,我校該專業物理化學課程設置在二年級下學期和三年級上學期,其中物理化學反應動力學部分講授時間較晚,這也給高分子化學與物理的授課帶來了一定困難。那么如何在有限的學時內系統地講授高分子學科基礎知識,是本文需要重點探討的問題。
1.選擇教材,合理安排教學內容
受授課學時的限制,我們選用的教材是化學工業出版社出版的《高分子化學與物理基礎》,由魏無際等主編。該教材系統地闡述高分子化學與物理的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法,教材內容全面,難度適中,比較適合生物功能材料專業的教學要求。針對課時較少的現狀,我們對教學內容進行了合理安排。對于高分子化學部分,重點講解高分子的基礎概念、縮聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、陰離子聚合等內容,自由基共聚合、陽離子聚合、配位聚合等可較簡單講解,聚合物的化學反應章節主要由學生自學。這樣既保證了學生能夠掌握高分子化學的基本概念及反應,又沒有因為課程過難給學生造成學習困難。對課程中的某些內容,例如聚合動力學的推導,在物理化學中化學動力學部分還沒講解的情況下,我們在教學中不要求學生記住所有推導和公式,僅提出聚合動力學基本知識,引導學生自己進行動力學推導。對于高分子物理部分,我們重點講解高分子的結構、高分子的分子運動、力學狀態及其轉變,簡單講解高分子固體的基本力學性質、高分子溶液的基本性質章節,對高分子電學、熱學和光學的基本性質章節主要由學生自學。這樣課程的安排,重點講解能夠加強學生對高分子學科基本知識的掌握;簡單講解能夠擴大學生的知識面、引導有科研需求的學生課下加強該部分內容的掌握;自學部分主要為了深化學生對高分子學科知識的理解。重點講解、簡單講解與學生自學相結合的教學方法,突出了本課程重點、拓寬了學生知識面,克服了高分子學科教學中內容多、概念多、數學推導多等難于克服的難點。
2.理論聯系實際,提高學生學習興趣
高分子化合物廣泛存在于日常生活中,如穿著用的化學纖維、自然界存在的棉、麻、絲綢等,食品行業中的蛋白質、淀粉、纖維素,建筑行業中用的涂料、各種高分子管材、膠黏劑、有機玻璃,行駛工具中應用的橡膠、工程塑料、增強纖維等。高分子科學在人們的日常衣、食、住、行中發揮著極其重要的作用,其是一門應用基礎型的學科。高分子化學與物理的教學,單純的講解很難引起學生的學習興趣,教學效果不顯著。為提高學生學習興趣,我們在講解基本知識的同時,注重理論和實際相結合,列舉了大量實例。例如講解縮聚反應時,對滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產原理進行了重點講解,對聚乳酸生物材料進行了系列概述,包括其生產方法、原理和應用等;自由基共聚合部分,講到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、丁苯橡膠(SBR橡膠)等一些著名共聚物和常見聚烯烴產品及它們的制備原理、主要性能和用途。其中舉例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反應釜內襯和攪拌棒外面涂層,聚氯乙烯(PVC)用于各種集成吊頂和各種垃圾袋等。在高分子發展史中,講授諾貝爾獎成果和獲得者的發明典故,例如電高分子的發現、齊格勒-納塔催化劑的發展,以增強課堂的趣味性;講述了第二次世界大戰期間高分子的發展典故。此外,讓學生翻看塑料水杯的材質、衣服標簽讓學生認識各種標志上一些材質的名稱,指出我們的水杯、服裝由哪些合成高分子構成,并討論目前常用的化學纖維名稱和聚合原理;通過舉例講解方式,激發學生自主學習興趣。
3.多媒體與板書教學方法相結合,提高教學質量
高分子化學與物理基礎課程知識面廣,其涵蓋了高分子化學、高分子物理、高分子加工等方面內容。該課程教學信息量大、理論性強,學生理解相對比較困難。因此,我們在教學過程中注意多種教學形式相結合,提高教學質量。課堂主要采用多媒體教學方式,同時輔以板書講解,取得了不錯的教學效果。利用多媒體教學方法既能夠將理論的知識直觀體現出來,又能夠將難于理解的教學內容形象地展示出來,這樣可以使學生更容易理解所學內容。例如,在講解配位聚合時,利用動畫演示雙金屬活性中心機理和單金屬活性中心機理中單體分子的插入過程與鏈增長過程;自由基聚合實施方法中,利用制作動畫模擬懸浮聚合和乳液聚合過程中單體的分散過程,高分子物理中拉伸對高分子結晶形態的影響、動態黏彈性模型,等等。通過多媒體的運用,可以使抽象的教學內容具體化,有效提高學生學習的趣味性。多媒體課件也會存在一些缺陷,比如講課節奏過快,學生難以吸收;教師過于關注幻燈片屏幕,減少了和學生的交流互動,等等。在實際教學過程中,還應注意和板書的有效結合,對重點知識內容采用板書的形式進行講解,取得了不錯的效果。
4.網絡教學方法的運用
針對多媒體教學存在講課節奏過快,學生難以吸收等缺陷和板書教學進度緩慢等特點,對重要章節,我們采取課堂與課下網絡教學相配合的方法。網絡教學在原來多媒體教學基礎上,對教學過程和教學內容提供了全面支持。目前學校構建了一個比較完整的網上教學支撐環境,提供多媒體錄播室進行教學視頻的錄制,最后把課件與錄制視頻統一上傳到網絡教學平臺。網絡教學有許多傳統學習方法無可比擬的優點,例如學生學習自主性增強,真正發揮學習的主觀能動性,學生學習在時間和空間上少了許多限制,學習的探究性更加深入。另外,網絡背景下學生在獲取不同的資源時可以進行比較,相互之間取長補短,知識面更廣。隨著現在網絡技術的發展,學生可以在宿舍、教室和學校多媒體教室通過網絡對課堂內容進行學習。網絡教學方法的運用,大大彌補了課堂多媒體課件存在一些不足,大大提高了教學效率。
5.開展互動式教學,發揮學生的學習主動性
教學是教師和學生的共同行為,學生是課堂的主體,教師是學生學習知識的引導者。目前高校教學方式偏重以教師“教”為主,忽視了學生“學習”的主動性,學生始終處于“被動學習”地位。這樣的“被動學習”,導致學生具有學習壓力大、心理負擔重等特點。針對這一現狀,我們采取課堂互動的教學方式,包括師生提問、討論和學生上講臺相結合的方式進行教學活動,取得了一定效果。比如在下課前教師先提出下一節課的預習內容,提出一些討論問題,例如在講述縮聚反應時,提出不同聚合時間獲得聚合物分子量是否相同、什么樣的單體能夠發生縮聚反應、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問題。讓學生通過查閱資料,自己尋找答案,并在下次課堂上讓學生進行討論,然后教師補充。這樣既提高了學生的學習思考能力,又增強了學生的學習主動性,提高了學習興趣。另外,我校為農業院校,雖然學習《高分子化學與物理課程基礎》課程的學生是非農業專業,但是部分學生畢業后或許從事涉農相關服務業。考慮到此種情況,我們在授課內容安排上,對目前農業應用的高分子材料和高分子在農業方面的潛在應用進行了討論,給他們提供了創造性思維。比如在講自由基聚合章節時,我們就對強吸水樹脂的制備現狀和發展前景,主要針對其在農業生產中的應用進行了講述,對高分子薄膜在農業中的應用及帶來的“白色污染”與應對措施進行了討論。通過這樣的討論,我們鍛煉了學生分析思考問題的能力,這為學生工作與科學研究的創新思維形成打下了基礎,提高了學生的學習積極性和學習興趣,加深了對本課程的理解。
6.結語
通過對本校生物功能材料專業《高分子化學與物理基礎》課程教學中的一些課程設計特點、面臨的問題及目前采取的措施進行了總結。《高分子化學與物理基礎》雖然是一門專業基礎課,但其理論性強、概念抽象難懂,如何讓學生在掌握該課程基本理論的同時,調動學生的學習積極性,培養學生的自主學習能力和創新意識,是教學工作中需要不斷探索的問題。我們將在總結已有教學經驗的基礎上,繼續對本課程教學方法的改善與創新進行探索,以提高該課程的教學質量。
參考文獻:
[1]魏無際,俞強,崔益華.高分子化學與物理基礎(第二版).北京:化學工業出版社,2011.
[2]黃海霞.應用化學專業《高分子化學與物理》課程教學探索.廣州化工,2013,41(12).
關鍵詞:新型建筑材料;發展;應用
Abstract: along with the science and technology and the development of the material chemistry, new building materials also obtained fast development. And based on the new building materials with beautiful, hard working, intensity, light quality, environmental protection and so on the characteristic that is widely used in building of. This article in view of the new building to development, and discussed the types of new building materials, characteristics and the application in building engineering is built.
Keywords: new building materials; Development; application
中圖分類號:TU5文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
隨著我國改革開放的不斷深入,新型建筑材料層出不窮,從功能上可以分為墻體材料、裝飾材料、門窗材料、保溫材料、防水材料等等從材質上分為天然材料、金屬、非金屬材料、化學材料等。尤其是化學材料在新型材料中廣泛運用,不僅使用不再僅僅的局限于普通建筑,還廣泛的運用于橋梁、地鐵等特殊性建筑當中,這也就為新型建筑材料的發展帶來了巨大的空間。從當今的新型材料來看,其具有強度大、質量輕、性能好、綠色環保等優點,在工程建設之中得到較好的體現。下面就介紹幾中應用較為廣泛的新型建筑材料
二、幾種新型建筑材料的介紹和應用
在材料的研發上,隨著跨學科領域的交叉滲入,使得新型建筑材料越來越品種化和高性能化,在我們的實際生活和建設中發揮著重要的作用。但從近幾年的建筑材料看,其主要有如下幾種類型:
新型墻體材料――中空PVC內模輕質隔墻。它是一種以PVC塑料模板為骨架,外抹普通水泥砂漿的新型墻體,適用于一般工業與民用建筑物內的非承重隔墻以及地下室防潮墻。如:住宅、賓館、醫院、學校、辦公大樓、工業廠房等。它的特點:第一、重量輕,約為一般混凝土墻重量的1/3,粘土磚墻重量的1/2,大幅減輕建筑物自身荷載從而降低了建筑工程的綜合造價,尤其適用于高層、軟基地質的建筑物。第二、經濟實用,由于墻體厚度薄(100~200mm厚已包括雙面抹灰層)大大節省了結構空間,同時相應增加了建筑物的實用面積,相比240mm厚墻體每100m2約能增加3~5m2。第三、墻體的強度高、抗震性能強。由于隔墻邊界與混凝土柱、墻、梁等采用錨固的連接方式使整個墻體形成一體,其整體剛度和抗震性能明顯優于其他板材墻體1倍左右。第四、有良好的防火、耐火性能,優質產品的耐火極限可達到4小時以上。第五、保溫、隔熱、隔音性能好,根據權威部門熱工性能檢測結果,傳熱系數小于2.1w/m2.k,是建筑物實現節能減排的理想材料。第六、無裂紋和拼接縫,因墻面整體施工無拼接縫出現,又由于其內模為軟質材料外掛增強鋼絲網和防裂耐堿玻纖網布,各向同性,有效解決了其他材料因熱脹冷縮及機械動力所造成的龜裂及拼接裂縫等工程質量通病。解決了目前施工單位保修過程中的墻體裂縫維修難題。第七、安裝簡便,施工工期短 ,隔墻施工安裝簡單方便、速度快,比一般墻體施工工期能有效縮短30%-50%。 第八、節能環保,中空內模板原材料可利用廢舊PVC回收再生,對保護土地資源和生態環境、促進資源循環利用有積極深遠的意義。這是目前節能減排的大勢所趨。了解這么多的優點,這種新型墻體材料施工流程是怎樣的呢,其實也很簡單,下面就對一般墻體的施工流程做簡單介紹:結構墻、地面基層處理測量、放線固定上下龍骨配板、裁剪安裝固定PVC內模板安裝預埋管線、電盒滿鋪增強用鋼絲網壓抹1:3水泥砂漿填槽、拉毛滿鋪耐堿抗裂玻纖網布1:1:6水泥混合砂漿壓光抹面成品噴水養護。
說完了新型墻體,還有一種應用非常廣泛的新型建筑材料就是新型防水材料,目前常用的有:聚合物水泥基復合防水涂料(施工人員常稱為JS);聚氨酯防水涂料;彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材和塑性體(APP)改性瀝青防水卷材.雖然它們都是用于防水的材料,但是應用的范圍和環境有所不同,其中聚合物水泥基復合防水涂料不適合在零度以下及雨水中施工(稍微潮濕不見明水的條件下是可以使用), 而聚氨酯防水涂料克服了冷施工的缺點。SBS改性瀝青防水卷材同樣有這樣的優點,彈性大,低溫柔性好。APP改性瀝青防水卷材的最大優點就是既耐熱又抗低溫,而且抗紫外線能力特別強,所以使用壽命長。但與防水涂料成品相比,防水卷材的成本相對要高。具體根據現場實際情況結合產品的特性靈活選擇。
除了這些常接觸的新型建筑材料,還有一些新型化學材料。如,高分子化學材料。高分子化學材料主要作為當今建筑物的涂料使用。隨著我國城市化建設,城市建筑講究美觀,從而使得高分子化學的涂料得到廣泛的使用。其在制作當中使用樹脂和有機硅合物,甚至在制作中加入瀝青,這種制作材料使得其具有非常顯著的優點,其中最主要的便是具有良好的防水密封功能,在使用中具有較高的穩定性,這就對建筑物不僅起到美化作用,而且減少了建筑的損傷,很大程度上延長了建筑物的使用壽命;該種材料還具有一定的保溫隔熱功能,不過效果不是非常的顯著。對于房屋建筑而言,對其的后期維護也是非常的關鍵。高分子化合材料具有良好的防水密封的功能,而廣泛運用于房屋的外體保護。該種材料不僅可以涂于橋體對房屋起到一定的美觀作用,而且可以有效的隔絕鋼筋混凝土與空氣接觸,減緩墻面的老化。而且在混凝土的拌制時,適量的加入高分子化合材料,從而提高混凝土的性能,如抗腐蝕、抗凍、防水等功能,有效的防水機制可以防止雨水對結構的滲入,這也就減少了房屋墻體內部鋼筋的腐蝕。由此可見,其對于房屋結構耐久性非常的重要。
四、結語
隨著科學技術的發展,諸多的新型建筑材料改變著我們的生活。但是,其目前的發展還遠不能滿足當今建設的需求。新型建筑材料在諸多的領域還不夠成熟,例如纖維聚合物的使用還有非常的局限性,在性能上還比較的單一。因此,新型建筑材質的不斷研發和技術創新既是社會發展的需求也是我們當今社會生活和文化所必須的。
參考文獻:
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有機物的合成,是指通過化學反應使有機物的碳鏈增長或者縮短、官能團之間的互相轉化、引入或減少官能團,從而制取不同類型、不同性質的有機物。有機合成題目能夠全面地考查學生的有機化學基礎知識和邏輯思維能力、創造思維能力,因此在高考復習過程中,必須高度重視這一知識點。
筆者在教學過程中接觸到這樣一道有機合成題目,出題者匠心獨具,使得題目的解答思維比較符合上述要求,充分鍛煉了學生的解題能力,提高了學習素質。
題目如下:
感光性高分子也稱為“光敏性高分子”,是一種在彩電熒光屏及大規模集成電路制造中應用較廣的新型高分子材料,其結構簡式為[1]:
試回答下列問題:
(1)已知它是由兩種單體經酯化后聚合而成,試推斷這兩種單體的結構簡式:_____、________。
(2)寫出在(1)中由兩種單體生成的高聚物的化學反應方程式:___________________________,____________________。
此題在高考參考書中出現的頻率比較高,而且該題目很容易讓人聯想到2005全國卷(III)中的一道題目――聚甲基丙烯酸羥乙酯的結構如下:
請寫出下列有關反應的化學方程式:
(1)由甲基丙烯酸羥乙酯制備聚甲基丙烯酸羥乙酯;
(2)由甲基丙烯酸制備甲基丙烯酸羥乙酯;
(3)由乙烯制備乙二醇。
從表面上看,此題與高考題框架相差甚多,但實際上解題基本思路卻一模一樣:先酯化后加聚。
這一道題目的典型之處在于題目能充分體現多方面知識的交集,并且綜合考查了2006高考考試大綱里所要求的很多知識點,例如第4點(各主要官能團的性質和主要化學反應),第9點,(理解由單體通過聚合反應生成高分子化合物的簡單原理)以及第11點(組合多個化合物的化學反應,合成具有指定結構簡式的產物)。
不過,在實際教學過程中,這一道約定俗成的題目卻出了“意外”。有一次,幾位學生對這道題目提出異議:第(1)小題,按照“逆推法”,得到兩種單體乙烯醇和苯丙烯酸,比較容易;當他們進一步思考驗證一下合成路線時,卻發現有兩種途徑,也就是說由第(1)小題得出兩個單體去解決第(2)小題有兩種方法:
①路徑一:先酯化后加聚
②路徑二:先加聚乙烯醇后進行酯化
學生所提出的兩種合成路線,在理論上,可謂言之鑿鑿,均是成立的。但是參考書上的答案卻只給出一個,是①先酯化后加聚。為此我們需要進行一定的分析。
如果按照先加聚,再酯化的話,那么加聚得到的是聚乙烯醇,是否所得聚醇很難發生酯化,無法實現目標產物的形成呢?翻開中學教材,我們不難發現有這樣一段話:纖維素(是一種聚醇)酯化容易出現聚醇里n個羥基完全酯化以及不完全酯化的兩種情況,因此產物也會有火棉和膠棉之分。以此類推,聚乙烯醇與苯丙烯酸發生酯化,很可能完全酯化或不完全酯化。
如果按照先酯化,再加聚的話,那么酯化后的產物就出現兩個碳碳雙鍵,如果再加聚的話,很容易發生乙烯醇上的碳碳雙鍵發生加聚反應,而不是苯丙烯酸上的雙鍵加聚。查閱一些大學有機合成書本以及介紹感光性高分子材料的書籍,大致得到如下說法:通過高分子的化學反應在普通的高分子上連接上感光基團,就可得到感光性高分子。這種方法的典型實例是1953年由美國柯達(Kodak)公司開發的聚乙烯醇肉桂酸酯(肉桂酸即丙烯酸)[3]:
聚乙烯醇因其結構中含有大量功能性羥基,作為光聚合預聚體而引入不飽和基是很方便的。而且在實際聚合時,由于肉桂酰基有一定反應活性,所以感光基團的保護存在許多困難。肉桂酸乙烯基單體中由于兩個不飽和基團過分靠近,結果容易發生環化反應而失去感光基團。
從中我們可以知道,按照這一實際生產過程,題目的合理答案似乎應該為先加聚后酯化。
綜上所述,這道題目應該有兩種解答:①先酯化后加聚或②先加聚后酯化。不過,在實際生產過程中,合成某一種產物,可能會涉及不同的方法和多種途徑,應考慮并兼顧“原料省、副產物少、產率高、環保好、產品易于分離”的要求,選擇最合理,最簡單的方法和途徑。但是上述兩種解答都有各自的合理性,作為學生的解題訓練,是比較有幫助的,參考書不應忽略②先加聚后酯化。
當然,這幾個不受參考答案的影響的學生的敢于嘗試與突破的精神是值得嘉許的,極大地促進了學生的解題主動性,培養了他們的創新思維,也能使他們了解有機化學的趣味性以及有機合成的合理性。
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從讀博開始到現在,孫景志從事基礎研究已20年。“我希望能夠通過基礎研究對研究對象有深入、系統的認識,然后再與工程技術人員合作,把它們運用到實踐,解決實際問題”。
科研之路的轉變
人的一生會面臨很多選擇,但很多人盡管不滿意自己當下的生活,卻不敢邁出改變的那一步,畢竟每次轉變都意味著失去很多原有的積累。但孫景志不是這樣,他的科研之路經歷過多次轉變。“大概是游牧民族的基因在起作用吧。我喜歡流動,不太在意轉變研究方向”。
1982年,孫景志考入吉林大學。4年后,他支援國家大中型企業建設,進入東北一家知名石化企業,一干就是十年。在企業工作期間,他l現,凡是重大的化工技術和重要的化工材料,基本都是從國外引進的。進一步觀察后,他發現國內企業的技術和設備落后只是表象,本質是基礎研究的落后。
“我剛到這家公司時的工作是制備高性能聚酯纖維,看別人的專利、模仿別人的配方占據了絕大部分研究內容。我很想知道為什么人家會設計出這樣的配方。這正是促使我讀研究生的原動力。”孫景志回憶道。
1996年,孫景志在吉林大學讀完了在職研究生,原單位希望他回去繼續工作。但他最終選擇放棄鐵飯碗,繼續在母校讀博。博士畢業后,在導師的推薦下,他來到浙江大學材化學院材料科學與工程博士后流動站工作,出站后留在浙大任教。
選擇與被選擇
2006年,香港科技大學教授唐本忠受聘為浙大“光彪講座教授”,并在高分子科學與工程學系成立課題組,孫景志加入到他的隊伍中,選擇了功能性聚炔的設計合成作為研究方向。“唐老師當時的研究重點就是‘功能性聚炔’,因為選擇了他的團隊,這個方向就成為我的研究方向。從這點來說,一開始是研究方向選擇了我”。
聚乙炔有過輝煌的歷史,是2000年諾貝爾化學獎的物質基礎。但是因為長期看不到應用前景,很多人退出該領域,傳統的功能性聚炔研究逐漸式微。如今,孫景志等人注意到雙取代乙炔聚合物在結構穩定性、可加工性能上顯著提高,能夠選擇性地通透某些氣體和液體,還能高效率地發熒光,有望發展成為一類具有應用前景的共軛高分子。但其制備非常困難,30多年來只有很少幾種聚雙取代乙炔被合成出來。于是,開發新的合成路線,豐富聚雙取代乙炔的結構、拓展其功能就成為一個前景光明但挑戰性巨大的研究課題。
“到此時,就是我選擇了功能性聚雙取代乙炔這個方向。”孫景志說。
國家自然科學基金委2015年啟動了以唐本忠為首席科學家的“基于三鍵化學的高分子合成”重大項目,他有幸參與其中負責炔烴可控聚合的研究。目前,他們在聚合后修飾方法制備聚雙取代乙炔方面進展順利,已經搭建起功能性聚雙取代乙炔的一塊合成平臺。“希望再通過一到兩年的時間能夠正面迎戰,并取得實質性的突破”。
基金委資助意義重大
對于基金委,孫景志滿懷感激:“可以說,我身邊每一個從事基礎研究的科研人員,都是在基金委的資助下起步的。”
以他參與的“基于三鍵化學的高分子合成”研究為例,孫景志介紹說,傳統的高分子工業的基礎是基于雙鍵單體的高分子合成化學,而基于三鍵單體的聚合物是第四代高分子,將會為未來的高分子工業打下基礎并帶來新的機遇。“我主要研究雙取代乙炔的可控聚合。雖然看得見的目標是合成出發光性能、穩定性能和可加工性能俱佳的聚雙取代乙炔,但是如何讓帶有功能基團的雙取代乙炔單體按照我們的要求去聚合,解決這個30多年來都沒有得到妥善解決的高分子化學難題,才是我更加感興趣的。也只有自然科學基金能夠長期資助這樣看似‘空中樓閣’一樣的基礎研究”。
AIE值得更多關注
孫景志所在課題組的另外一個科研重點是聚集誘導發光機理研究、材料設計和應用探索。聚集誘導發光(簡稱ME)是唐本忠在2001年率先提出的,歷經15年發展,如今已經成為化學和材料方面全球關注度最高的研究領域之一。
傳統的發光分子在稀溶液里可以高效地發光,但在濃溶液中或聚集狀下,發光能力就會減弱甚至消失。此前科學家都試圖避免讓它們聚集在一起。但唐本忠獨辟蹊徑,用類似螺旋槳一樣的分子結構代替像平板一樣容易聚集的分子結構。變身后的分子“性情大變”,越緊密聚集,越能發出耀眼光芒。這種發光現象命名為聚集誘導發光。正是這個特殊的性質使AIE材料在很多傳統發光材料止步不前的應用領域可以大步前行。
目前,孫景志主持的基金委的“用于生物檢測與成像的AIE型紅光納米材料”面上項目剛結題,成果頗豐;而一個新的課題已經啟動,進展順利。“剛結題的這個項目的核心內容就是合成出發紅光的AIE分子,制備成納米材料,然后嘗試其在生物檢測和成像中的應用。目前我們已經開發出系列發紅光的AIE分子,在傳統紅光材料的改造和利用電子給受體修飾AIE分子兩條路線上都有收獲,在細胞染色和成像方面也取得了成功。”孫景志說。
談到在AIE領域作研究的體會時,孫景志感慨道:“AIE是由我國科學家提出概念、挖掘機理、發展體系、引領方向的研究領域,這非常難得。”
“和AIE材料同樣重要的,是AIE背后的故事。”孫景志說,創新是科學研究的靈魂。但是不能把“創新”簡單地理解為“不同”,也不能把創新理解為“豐富和發展”。原始創新意味著打破和建立新的理論學說,就像AIE這樣,從不能發光到能發光,從不被認識到逐漸被認識。
關鍵詞:配位化學;無機化學;配位化合物;研究方向
一、配位化學的起源與研究范圍
配位化學是在無機化學基礎上發展起來的一門邊沿學科。它所研究的主要對象為配位化合物(CoordinationCompounds,簡稱配合物)。早期的配位化學集中在研究以金屬陽離子受體為中心(作為酸)和以含N、O、S、P等給體原子的配體(作為堿)而形成的所謂“Werner配合物”。第二次世界大戰期間,無機化學家在圍繞耕耘周期表中某些元素化合物的合成中得到發展,在工業上,美國實行原子核裂變曼哈頓(Manhattan)工程基礎上所發展的鈾和超鈾元素溶液配合物的研究。以及在學科上,195l年Panson和Miler對二茂鐵的合成打破了傳統無機和有機化合物的界限。從而開始了無機化學的復興。
當代的配位化學沿著廣度、深度和應用三個方向發展。在深度上表現在有眾多與配位化學有關的學者獲得了諾貝爾獎,如Werner創建了配位化學,Ziegler和Natta的金屬烯烴催化劑,Eigen的快速反應。Lipscomb的硼烷理論,Wnkinson和Fischer發展的有機金屬化學,Hoffmann的等瓣理論Taube研究配合物和固氮反應機理,Cram,Lehn和Pedersen在超分子化學方面的貢獻,Marcus的電子傳遞過程。在以他們為代表的開創性成就的基礎上,配位化學在其合成、結構、性質和理論的研究方面取得了一系列進展。在廣度上表現在自Werner創立配位化學以來,配位化學處于無機化學趼究的主流,配位化合物還以其花樣繁多的價鍵形式和空間結構在化學理論發展中。及其與其它學科的相互滲透中。而成為眾多學科的交叉點。在應用方面,結合生產實踐。配合物的傳統應用繼續得到發展。例如金屬簇合物作為均相催化劑,在能源開發中C1化學和烯烴等小分子的活化,螯合物穩定性差異在濕法冶金和元素分析、分離中的應用等。隨著高新技術的日益發展。具有特殊物理、化學和生物化學功能的所謂功能配合物在國際上得到蓬勃的發展。
自從Werner創建配位化學至今100年以來,以Lehn為代表的學者所倡導的超分子化學將成為今后配位化學發展的另一個主要領域。人們熟知的化學主要是研究以共價鍵相結合的分子的合成、結構、性質和變換規律。超分于化學可定義為分子間弱相互作用和分子組裝的化學。分子間的相互作用形成各種化學、物理和生物中高選懌性的識別、反應、傳遞和調制過程。而這些過程就導致超分子的光電功能和分子器件的發展。
二、我國配位化學的研究現狀
我國配位化學的研究在前幾乎屬于空白。1949年后隨著國家經濟建設的發展,僅在個別重點高等院校及科研單位開展了這方面的教學和科研工作,60年代中期以前。主要工作集中在簡單配合物的合成、性質、結構及其應用方面的研究。特別是在溶液配合物的平衡理論、混合和多核配合物的穩定性、取代動力學、過渡金屬配位催化以及稀土和W、Mo等我國豐產元素的分離提純以及配位場理論的研究。除了個別方面的研究外,總體來說與國際水平差距還較大。
80年代后。在改革開放政策指引下,我國的配位化學取得了突飛猛進的發展。我國配位化學研究已步入國際先進行列,研究水平大為提高。特別在下列幾個方面取得了重要進展:
(1)新型配合物、簇合物、有機金屬化合物和生物無機配合物,特別是配位超分子化合物的基礎無機合成及其結構研究取得豐碩成果,豐富了配合物的內涵。
(2)開展了熱力學、動力學和反應機理方面的研究,特別在溶液中離子萃取分離和均向催化等應用方面取得了成果。
(3)現代溶液結構的譜學研究及其分析方法以及配合物的結構和性質的基礎研究水平大為提高。
(4)隨著高新技術的發展,具有光、電、熱、磁特性和生物功能配合物的研究正在取得進展。它的很多成果還包含在其他不同學科的研究和化學教學中。
我國配位化學的進展具有一系列特點。作為化學的重要分支領域之一的配位化學。在其學科本身發展的同時創造出更為奇妙的新材料,揭示出更多生命科學的奧妙。在研究對象上日益重視與材 料科學和生命科學相結合。在從分子進到材料合成的研究中更加重視功能體系的分子設計。金屬離子在生物體系中的成鍵。除維生素B12中的Co-C鍵以外,幾乎都是以配位鍵形式結合。其功能體系組裝是一個更為復雜的問題。這時要求將正確的物種放在正確的位置(在與動力學有關的問題中,還要按著正確的時間)才能發揮應有的功能。高效、經濟和微量的組合化學的應用,將有助于分子合成和設計的實踐。
從超分子之類的新觀點研究分子的合成和組裝,在我國日益受到重視。化學模板有助于提供組裝的物種和創造有序的組裝,但是其最大的困難在于克服熱力學第二定律所要求的無序。這時配位化學家的任務之一就是和熱力學進行妥協。盡管目前我們了解一些局部的組裝規律和方法。但比起自然界長期進化而得到的完滿而言。還有很大差距。正如有了一群能分別演奏各種樂器的音樂家。若沒有很好的指揮。還不能演奏出一場滿意的交響樂。其原因就是缺乏有意識地進行組裝。對于組裝的本質和規律。有很多基礎性研究有待深入進行。
三、配位化學的研究方向
作為邊沿學科的配位化學日益和其他相關學科相互滲透和交叉。正如Lehn所指出。超分子化學可以看作是廣義的配位化學。另一方面,配位化學又是包含在超分子化學概念之中。配位化學的原理和規律,無疑將在分子水平上對未來復雜的分子層次以上聚集態體系的研究起著重要作用。其概念及方法也將超越傳統學科的界限。我國配位化學家在進一步促進它和化學內有杌化學、物理化學、分析化學、高分子化學、環境化學、材料化學、生物化學、以及凝聚態物理、分子電子學等學科的結合方面有了很好的開端。進一步的發展必將給配位化學帶來新的發展前景。
中醫是我國傳統、獨創的治療方式,但是,中藥制藥的制藥手段和方式正在突破傳統工藝,如中藥配位化學研究就是一個極有發展前途的新的研究方向。
我國幅員遼闊,資源豐富。經濟建設中有備方面的要求。還存在一些無人問津的薄弱領域,例如配位光化學、界面配位化學、納米配位化學、新型和功能配合物以及配位超分子化合物的研究。金屬配合物的研究有明顯的應用背景,具有開發成重大經濟效益的潛力。它的基礎和理論性研究也處在現代化學發展的前沿領域。對下一世紀我國化學學科的發展。必將產生深遠影響。
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關鍵詞:注漿技術房屋病害修補與加固
Abstract: the grouting technology is a kind of very wide application range at home and abroad and building engineering technology, can be used to control the disease of houses, grouting method for the strengthening of the seepage prevention as an important means in the building construction play an important role. This article elaborates the concept of grouting technique and its features, analyzes the housing common disease, and explain the grouting technique in the prevention and control of the disease and the role house method.
Keywords: grouting technology building and repairing and strengthening
中圖分類號:TU765文獻標識碼:A文章編號:
注漿技術是一項實用性很強、應用范圍很廣的工程技術,該的廣泛應用已經給我們的生活帶來了越來越多的便利。目前注漿技術已發展成為一門技術應用的綜合性學科,集高分子化學、機械、自動化技術、計算機技術等多學科。注漿技術除了應用于鑿井、治水以及地下工程中,還可應用在日常的建筑工程中,作為一種修補房屋病害的手段。
一、注漿技術的概念及優點
1. 注漿技術的概念
注漿技術是用液壓、氣壓以及電化學的方法,把一些能與墻體固結的漿液注入到建筑的孔隙、裂隙或空洞中去,使房屋體成為強度較高、抗滲性較好、穩定性也高的結構體,增加房屋的強度和穩定性,從而達到改善房屋的病害,并使房屋更加堅固以及防水等目的。在施工工藝方面,注漿設備輕巧,工藝簡單、容易操作,對復雜環境的適應性較強。由于注漿技術是將液注入混凝土的裂縫中,對老化、蜂窩、蝕變性的混凝土具有改善其內部的密實性和強度,達到粘結補強的效果。此外,用于混凝土的注漿補強材料,一般都都具有良好的綜合力學性能,粘結性能較好,無污染。
2. 注漿技術的發展
注漿技術也被稱為灌漿技術,起源于十九世紀,日本、美國、英國、法國等發達國家的注漿技術和研究發展速度極快,各國都有專門的研究機構和施工公司。我國注漿技術的研究和應用較晚,但是發展較為迅速。經過半個世紀的發展,已經取得了較大進展,特別是在水泥注漿材料的研制方面已處于世界先進行列,注漿應用的領域也逐漸擴大,遍及了水利、建筑、鐵路和礦業等諸多的領域。
3. 注漿技術的分類
注漿方法是以注漿參數的設計依據,同時也是注漿施工的關鍵。現階段,注漿的方法很多,其分類沒有特定的標準。按照注漿材料的不同,可分為化學注漿、水泥注漿及粘土類漿液注漿;按照注漿用途的不同,又可分為加固注漿、防滲注漿以及基礎托換注漿幾種;按照漿液的滲透方式也可分為充填注漿法、擠密注漿法、滲透注漿法和劈裂注漿法等。此外,隨著近些年科學技術的發展,在土層注漿中又出現了高壓噴射注漿、旋噴注漿等注漿法,豐富了注漿內容的同時也擴大了注漿法的應用范圍。
二、房建工程常見的病害及注漿法的應用
1.房建工程中常見的病害
房建工作中的滲漏病害主要包含兩種:混凝土結構的病害,包括為受力結構部分的病害,如地下基樁基礎、墻、柱、梁等部位,還包括房屋墻體的滲漏、施工縫滲漏,排水管穿墻孔的滲漏等等。房屋的滲漏病害通常出現在建筑使用之后,對已裝飾過的建筑結構有較大的影響,甚至會影響到房屋的使用壽命。在處理病害時,如果用常規的方法進行處理時,在其鑿除的過程中產生的振動難免會引起建筑各部位的接縫松動,進而導致隱性滲漏的可能性增加。此外,由于材料的不適宜性,也可能導致裂縫和局部滲漏現象的反復出現,使受害面再次擴大。
2.房屋病害處理中注漿材料的選擇原則
注漿的材料在整個注漿技術中是最基本、也是非常重要的一個部分,注漿要起到堵水、加固的作用,也正是由于注漿材料在施工過程中將其由液體轉變成固體的結果。因此,注漿材料的選擇要注意考慮綜合力學性能較好的材料,應該具備強度較高、耐老化、粘結力強而充填性好的材料。選取的材料還要具有良好的滲透性和親潤性,在灌入微細的縫隙中時,要對潮濕裂縫具有良好的親水性和擴散性,其粘結性能要好。此外,要選擇工藝簡單、易操作、施工方便的施工材料,注意材料的環保、固結體無毒性的污染,也要耐老化。
3. 房屋病害處理中常見的注漿材料
水泥是一種很好的水穩定性材料,是在房屋病害處理中常用的主要注漿材料,因為水泥可以形成穩定的膠結體,氯化鈣漿液,超細水泥、粘土以及膨潤土漿等。水泥配漿時也可加入其它的化學漿液,或摻加入少量的化學外加劑,例如氯化鈣等來改善水泥漿液的性能。用于注漿的材料除了要使用到無機高分子的化合物硅酸鹽,及硅酸鹽衍生物之外,有機高分子的聚合物也被廣泛的應用,例如紙漿廢液、硫酸漿液、水溶性聚氨醋漿液等等。
三、注漿技術在房建病害改進工程中的應用
1. 房屋墻體部位的應用
由于房屋的樓板受周邊結構約束,在受到溫度影響時,房屋的墻體會發生熱脹冷縮的效果。磚墻體及門窗的注漿處理時,要在窗的框周布孔,重點是在框的底部注漿,注漿的材料要以水泥漿為主。水泥注漿結束后,再進行環氧的封閉處理,它的作用是控制水泥注漿后產生的干縮。墻體的滲漏應先找出滲漏面,然后采用墻面布孔注漿。灌注的壓力要控制在0.5-0.8MPa 為宜,注漿的材料選擇水泥漿為好,可改善空心磚的密實度,從而提高阻擋外墻雨水滲透的能力,取得理想效果。
2. 注漿技術在混凝土結構部位的應用
房屋的混凝土結構出現病害時,要依據病害的部位設計孔位。孔距要控制在300-400毫米內,孔徑控制在0.8-1.2毫米。若是干縫面可設置在距縫兩側的30-50毫米處,并且涂上環氧膠封閉縫口,以免注漿時導致漿液從縫口竄出。在處理清孔和清槽后,要采用強水泥封槽和埋管;如果遇見干縫則可以注入低粘度的環氧樹脂類的材料,把固化時間應控制在十四小時左右,可以讓注漿材料充分充填到縫隙之內,從而起到全面積粘結的作用。若是濕縫應該選用對水具有親和性的環氧材料,克服被粘物表面的水膜與被粘物有效的粘結,進而達到固結補強的目的。
3. 在廚房和衛生間內部的應用
房屋的廚房、衛生間等部位在使用過程中容易出現滲漏,這主要是因為防水層的失效,廚房和衛生間的用水沿磚以及磚縫灰砂的毛細作用滲透導致墻體的發潮。在用注漿技術處理病害時,處理的方法是通過環氧灌注切斷滲水的通道,進而控制水沿毛細孔擴大散。可在混凝土地板與磚墻的磚縫開一小槽,沿磚縫布孔,孔距在200-300cm 為宜,采用環氧砂漿嵌槽,埋管注入環氧漿,重復注漿至充填飽滿。
參考文獻:
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關鍵詞:學習興趣;探究式學習;評價模式
初中是化學教學的啟蒙階段,教師要想提高教學的有效性,則需要激發學生的學習興趣,正確指導學生掌握基本知識和技能,開發學生的智力,提高學生發現問題和解決問題的能力。在自然科學中,化學是非常重要的組成部分。化學影響著人類生活的各個方面。要想將化學真正運用到人類生活中,就要有效培養化學人才。在初中化學教學過程中,教師要改變自身的教學方法,轉變自身的教學理念,促使初中化學教學質量得以提高。下面主要介紹提高初中化學課堂教學效果的措施。
一、加強實驗教學,培養學生的學習興趣
化學是一門以實驗為基礎的學科,化學教學離不開化學實驗。中學化學實驗主要包括教師演示實驗與學生實驗兩個部分。教師演示實驗形象、生動、有趣,有助于激發學生的學習興趣。為了保證課堂演示實驗能夠順利進行,教師在做實驗之前需要做好充分的準備,在進行演示時,保持動作規范,速度不能太快,以免學生無法仔細地觀察實驗的各個細節,速度也不能太慢,以免耽誤了實驗教學進度。同時,學生也需要積極參與到實驗中,教師在進行演示實驗時,學生需要列出具體的觀察提綱,仔細地記錄實驗的每個環節和每個現象,從而不斷提高學生的觀察能力。另外,教材中有的化學實驗的現象不太明顯,學生觀察比較困難,這就要求教師改進實驗方法,將實驗現象形象生動地展示給學生。在學校教學條件允許的情況下,化學教師可以將一些觀察困難但操作方法簡單的實驗設置為演示實驗,讓學生在教師的指導下自己動手做實驗。在日常教學過程中,有的化學概念比較模糊、抽象,學生不容易理解,教師可以通過實驗來加深學生對這些概念的理解,學生在觀察和分析實驗的過程中容易掌握這些概念。比如,氧化還原反應的概念比較抽象,教師可以設計如下實驗:準備一盞酒精燈和一圈銅絲,將銅絲放在酒精燈里燃燒,在氧化的作用下,銅絲的顏色逐漸變黑,在氫氣的作用下,銅絲的顏色又變回原來的紅色。學生通過觀察和分析這個現象,透過現象看本質,也就理解了氧化還原的基本概念。許多學生反映化學反應方程式記憶的難度大,如果教師將化學反應方程式具體化,學生觀察化學反應發生的全過程,那么就便于學生記憶。
二、在初中化學教學中開展探究式學習法
在初中化學教學過程中,教師要摒棄傳統的教學方法,采用先進的教學方法來不斷激發學生學習化學的興趣。比如教師可以采用探究式的學習方法,讓每一位學生都參與到教學中,調動學生學習的積極性。比如:當老師要講解“走進化學世界”這一章節內容時,教師可以設置這樣一個問題:同學們來想一想我們現實生活中存在著哪些化學現象呢?然后教師給學生留下幾分鐘的思考時間,當學生思考完之后教師可以隨機提問幾個學生,再根據學生的回答做出相關的評價。通過這種教學方法既調動了學生學習的興趣,又讓學生認識到化學學科的趣味性。又比如:當老師要講解“分子”“原子”“離子”這些概念的時候,學生在理解過程中存在著困難,此時教師要創設有趣的教學情境,在情境中讓學生把握它們的區別,加深學生對這些知識的認識,也可以讓學生很好地運用這些概念。
三、在化學教學中采用多元化的評價模式
原來依靠成績來評價學生以及老師的評價模式已經不適合當前的初中化學教學,初中化學教師要制訂科學的、合理的教學評價模式,促使化學教學水平得以提高。同時初中化學教師要保證評價模式具有多元化,教師不僅要評價學生的學習成績,還要評價學生的學習態度以及學生的實驗動手能力,不斷提高學生的綜合素質。
綜上所述,在教學過程中,化學教師應該全方位把握教學,精心備課,提高化學課堂教學的藝術,加強實驗教學,培養學生的學習興趣,靈活運用各種教學方法,開闊學生的思維,重視課堂小測的作用,全面了解和掌握學生學習和復習的具體情況,只有這樣,教師才能更好地適應現代教學的需求,才能不斷優化課堂教學。
參考文獻:
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2005年10月5日,瑞典皇家科學院宣布由前法國石油研究所化學家肖萬 (Yves Chauvin, 1930~)、美國加州理工學院化學教授格拉布斯 (Robert H. Grubbs, 1942~) 和美國麻省理工學院化學教授施羅克 (Richard R. Schrock, 1945~) 三人共享2005年度諾貝爾化學獎,以表彰他們在烯烴復分解反應 (Metathesis) 研究方面所做出的杰出貢獻。 在宣布儀式上,人們還看到一段有趣的舞蹈:兩位男士組成的一對舞伴與兩位女士組成的一對舞伴在跳動中首先結合成一個四人組成的環,然而當他們再次分開時便轉換為成為二對男女組成的舞伴。原來這是諾貝爾化學獎評委會主席阿爾伯格用一種特殊的方法在向大家形象地演繹烯烴復分解反應的含義。因此,自今年諾貝爾化學獎公布之后,烯烴復分解反應就被美譽為“交換舞伴的舞蹈”。
復分解反應的英文單詞Metathesis 是希臘文字 meta (變化) 和 thesis (位置) 的組合。化學復分解反應可以簡單地用化學方程式AB + CD = AC + BD來表示。早在20世紀50年代就有人在烯烴聚合反應研究中觀察到了烯烴復分解現象,他們發現丙烯在多組分鉬催化劑的存在下可以生成相應的丁烯和乙烯。1965年又有人第一次在學術論文中引入了烯烴復分解反應的名詞。在此前后的20多年間,烯烴復分解反應雖然已經在高分子化學工業中得到廣泛的應用,但是人們并沒有理解烯烴復分解反應發生的真正機理。
直到1971 年,化學家肖萬提出了金屬卡賓引發機理,并用該機理解釋了烯烴復分解反應中眾多的化學現象。肖萬認為多組分的金屬催化劑首先形成了金屬卡賓,然后引發了具有四步過程的烯烴復分解循環反應,人們稱之為“肖萬機理”。
在“肖萬機理”中,金屬卡賓中的金屬原子與碳原子通過雙鍵構成一對“舞伴”,烯烴分子通過雙鍵構成了另一對“舞伴”。二對“舞伴”在“第一步”中首先結合成一個四員環。然后在“第二步”中分開時交換了“舞伴”,形成了新的烯烴分子“舞伴”和新的金屬卡賓“舞伴”。后者在“第三步”中再次與烯烴分子“舞伴”結合成一個四員環,接著在“第四步”中分開時再次交換“舞伴”。當這個“四步舞曲”完成之后,原料烯烴分子被轉化成了產物烯烴分子。
烯烴復分解反應重要的商業價值和美妙的“肖萬機理”的提出,使得學術界明確了下一個共同的研究目標,那就是獲得具有確定結構的烯烴復分解反應的金屬卡賓催化劑。1990年施羅克教授非常幸運地獲得了第一個結構確定的金屬鉬催化劑,該工作證明了肖萬提出的“交換舞伴”機理的正確性。雖然施羅克催化劑在烯烴復分解反應中表現出高度的反應活性,但是對反應條件要求苛刻和缺乏令人滿意的化學選擇性。
1992年格拉布斯教授獲得了第一個結構確定的金屬釕催化劑。1995 年,經過結構修飾后的“第一代格拉布斯催化劑”面世。該催化劑對水氣和空氣穩定,適合實驗室的正常操作。它催化的反應具有較高的化學選擇性,但缺乏令人滿意的反應活性。1999年“第二代格拉布斯催化劑”面世并商品化,其選擇性和反應活性相互兼顧幾乎達到完美的程度。
所有的有機化合物都含有碳元素,碳原子通過形成碳鏈構筑出結構各異的有機化合物的骨骼。地球上所有的生命存在都基于這些有機化合物,服務于人類的有機化合物(例如淀粉、氨基酸、葡萄糖、中藥有效成分、纖維等等)主要來自于自然界的動植物。但是,它們也可以通過有機合成化學的方法在化學實驗室來制造。碳鏈的生成是有機合成化學永恒的研究主題,也是對有機化學家研究能力的最大挑戰。有機化學發展歷史上,碳鏈生成的著名反應,例如Grignard 反應、Deals-Alder反應和Wittig 反應均先后獲得諾貝爾化學獎。2000年以后,烯烴復分解反應已經被公認為是碳鏈生成反應的第五個里程碑,所以,2005年度諾貝爾化學獎授予在烯烴復分解反應研究中作出杰出貢獻的三位化學家是在人們的期盼和意料之中。
盡管如此,人們還是對烯烴復分解反應在催化劑制備方法突破后的15年間所獲得的巨大學術成就、商業價值和社會價值感到震撼。例如“殼牌公司”以烯烴復分解反應為關鍵技術有效地將資源豐富但不易儲存的氣體乙烯轉變成用途更廣的長鏈液體烯烴,從而大大地增加了人類對有限的天然資源的有效利用。最近報道,用烯烴復分解反應獲得的二環戊二烯聚合材料在1.5英寸的厚度就可以抵抗9mm口徑子彈的穿透,這一結果給烯烴復分解反應在新型材料研究中的應用留下了足夠的遐想空間。又例如:由于“格拉布斯催化劑”的商品化,烯烴復分解反應被廣泛地應用于有機合成。許多結構復雜的藥物合成在烯烴復分解反應條件下可以簡單而有效地完成。在這些化學反應中原子得到了有效的利用,副產物得到有效的控制,讓世人看到了逐步實現環境友好的“綠色化學”的美好前景。最有趣的是利用烯烴復分解反應不僅可以從基本化工原料一步得到市場價格昂貴OLR 昆蟲 (一種以多種果樹葉為食的有害昆蟲)信息素,而且合成的OLR 昆蟲信息素中順反異構體的比例竟然與從OLR 昆蟲體內獲得的樣品完全吻合。使用合成的OLR 昆蟲信息素誘騙雄性成蟲聚集后進行撲殺,就中斷了昆蟲的生活周期鏈。這種高度選擇性地消滅OLR 昆蟲的方法,由于不使用有毒農藥,不僅沒有環境污染,而且不對其它有益昆蟲產生任何影響。
人類在地球上從事的所有活動其最終目的都是為了人類的生存和延續,科學研究的最終意義是為了提高人類生存和延續的質量。本年度諾貝爾化學獎獲得者的科學研究工作已經并繼續有益于人類的民生、健康和環境,所以他們獲得化學研究的最高榮譽――諾貝爾化學獲獎是當值無愧的。
早在化學合成大師們在實驗室合成出維生素B12和富勒烯等等具有美妙結構的化合物時,人們就高度贊譽化學合成不僅僅是一門科學,也是一門藝術。烯烴復分解反應再次向我們展示,化學合成是一門獨特的藝術――分子的藝術。肖萬、格拉布斯和施羅克三位化學家共同譜寫了一曲烯烴分子的“四步舞曲”,并且指揮烯烴分子按照“四步舞曲”的旋律跳起了“交換舞伴的舞蹈”。
1.精選實驗項目,滲透綠色化學觀念
在選擇實驗時,確保內容上與理論相呼應,除了培養學生研究自然科學的正確態度與思維外,更有利于驗證理論。充分考慮各專業的培養目標,根據不同專業對有機化學的需求安排教學項目,例如針對生物工程和化工工程的學生,對學生進行了基本操作技能的訓練,要求掌握玻璃管的簡單加工,玻璃儀器的清洗與干燥,常用玻璃儀器的裝配和拆卸,加熱和冷卻,回流、蒸餾、萃取和洗滌、重結晶和過濾、液體和固體有機物的干燥,沸點和熔點測定和溫度計的校正,同時還開設了環己烯的制備以及環己酮的制備兩個合成實驗;而對于應用化學與高分子化學專業的學生,增加了乙酸乙酯的制備、甲基橙的制備以及呋喃甲酸和呋喃甲醇的制備這三個合成實驗項目。另外,在實驗室條件允許的條件下,提供了一些開放性的實驗項目,例如電化學還原馬來酐合成丁二酸、微波法合成二苯甲酮、超臨界二氧化碳流體萃取南瓜籽油、相轉移催化法制備苯甲醇以及納米二氧化鈦薄膜催化氧化降解苯胺,鼓勵學有余力的學生在教師的指導下利用課余時間查閱文獻,設計實驗方案,裝配反應裝置,觀察實驗現象以及記錄和分析實驗數據。筆者發現,學生對于這類實驗非常有興趣,看著自己制備出的產品,很有成就感。在實驗教學過程中,通過選擇實驗教學內容、微型化實驗、連續性實驗、合理處置“三廢”等方面,有效促進有機化學實驗的綠色化改革。傳統的萃取實驗是用乙醚萃取醋酸溶液中的醋酸,乙醚沸點為35℃,其蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱極易燃燒爆炸;此外乙醚具有很強的滲透性,實驗中易出現滲液和漏液現象大;而且利用乙醚作為萃取劑用量大,成本高,還會污染環境。以水為萃取劑,從醋酸與乙酸乙酯混合溶液中的醋酸萃取出來,乙酸乙酯毒性低,分液后上層溶液中的乙酸乙酯可以用碳酸鈉溶液洗滌后回收利用,整個實驗操作簡單,分層速度快,對環境友好,而且萃取效率高。在環己烯的制備中,傳統方法是采用濃硫酸或者濃磷酸液相脫水環己醇,收率一般只有46~56%,同時硫酸的腐蝕性強,炭化嚴重,而磷酸的成本較高。而且用濃硫酸或者濃磷酸作為催化劑制備環己烯,副產物多,對實驗造成較大影響。采用環己醇氣相脫水制備環己烯,六水合三氯化鐵代替濃硫酸或者濃磷酸作為催化劑,后續處理工藝簡單,并且產率較高,同時催化劑可以重復使用,有效減低實驗成本。在實際教學過程中利用這些措施,從源頭和過程中盡可能減少原料的用量,節約了成本,同時降低對環境的污染。實踐證明,教學效果與傳統實驗教學一樣,能達到鍛煉學生實驗動手能力的目的,在提高學生能力的同時,增強了學生的環保意識,從而有效提高教學質量。
2.現代化教學手段的運用
傳統的實驗教學方式采用的是“填鴨式”,致使學生失去了主動學習的興趣,并且傳統的教學手段(掛圖、模型、幻燈等)無法生動表現神奇的化學微觀世界。在實驗教學活動中引入多媒體技術,利用其集合文字、聲音、圖像、動畫于一體的特點,極大激發學生獲取新知識的興趣,從而提高課堂效率。有機化學實驗的第一個內容是有機化學實驗單元操作錄像,給學生一個感性認識,使枯燥的教學活動以形象靈活的方式展現在學生面前,或娛樂課堂氣氛,縮短了教學時間,收到了較好的效果。通過向學生展示回流、蒸餾和分餾、水蒸氣蒸餾、干燥、洗滌、重結晶以及熔點的測定等過程中的儀器安裝以及操作演示的正確方法,使學生對基本操作的了解更加直觀,為后續的實驗奠定良好的基礎,同時向學生介紹實驗室安全與防護知識,基本常識與技巧以及常用儀器與設備的維護,提高學生有機化學實驗水平,提升教學質量。
3.改革實驗教學方法
實驗課教學不僅僅是單純傳授操作技能的訓練以及對理論知識的驗證,同時還對學生進行科學研究能力的培養,以及培養良好的科學素養以及實驗室工作習慣,提高學生的綜合素質,適應社會發展的需求。遵循“以學生為主體、以教師為主導”的教學理念,力圖在教學中實現教與學的互動,促進師生互動,同時培養學生的團隊合作精神。要求學生在實驗課前認真做好預習,寫好預習報告,為使預習具有針對性,教師先提些思考題,這樣學生才能認真思考,通過理論課已經掌握的知識,對實驗中可能出現的現象做出解釋。此外,還要求學生查閱常見有機化合物的物理常數,對不同合成路線的利弊進行分析,該模式扭轉了傳統實驗教學中存在的按照實驗教材“照方抓藥”的現象。指導教師講解實驗目的原理、演示儀器的正確操作后,對于實驗操作中需要注意的事項以隨機問題的方式要求學生回答,以檢查學生的預習情況,對于學生理解不透徹的地方再次強調。在實驗進行過程中,要求學生獨立完成儀器的裝備、實驗操作條件的控制,對于不規范的操作及時糾正,并且要求如實記載實驗現象和數據,培養嚴謹求是的科學態度。還增加了幾項設計性實驗等方法,供有余力或者是感興趣的學生提供實驗條件,在教師的指導和參與下,學生利用課余時間開展,通過網絡以及圖書館查閱文獻資料等手段,貫穿綠色化學的理念,通過采用綠色催化劑、溶劑、氧化劑、減少原料用量等方法來實現有機化學實驗綠色化,鼓勵學生的創造性思維,培養學生獨立工作和初步的科學研究能力。
4.學習成績的評價
傳統的實驗教學中,主要通過考查學生的實驗結果以及實驗報告的撰寫來判定學生的實驗成績,再作為平時成績以一定的比例計入學生的總成績,所占比例較小,學生忽視了實驗課的重要性。為了切實提高學生的綜合素質和解決實際問題的能力,有必要對實驗課程的考核方法和對學生學習成績的評分標準進行改革。將“有機化學實驗”課作為單獨的一門必修課,綜合平時成績和期末考核成績計入總成績。平時成績主要考查學生回答問題的情況,資料查閱情況、實驗過程中操作的規范性、實驗結果與分析、實驗報告的撰寫以及與同學的協作精神等方面,全方位衡量學生的能力。在全部實驗項目結束后,將有機化學實驗課進行閉卷考核,內容涉及所開設實驗項目的原理,儀器的操作方法以及事故的處理方法,有效督促學生對實驗課的重視,養成良好的學生習慣,同時有利于教師總結教學經驗,及時調整教學內容和方法,做到了全方位、客觀地評價學生的實驗課成績,改變了以往實驗考核體系中僅依靠單一的實驗數據和實驗報告來評價實驗成績的弊端,有效提高了學生獨立的實驗操作技能和分析問題解決問題的能力。
二、結束語