導(dǎo)語：如何才能寫好一篇化學(xué)分子工程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

 

前言：隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)達(dá)，分子這一概念被帶到了大眾的面前，人們對分子的研究越來越詳細(xì)，運(yùn)用當(dāng)今的科學(xué)技術(shù)研究分子，把分子放在顯微鏡下觀察，化學(xué)對其結(jié)構(gòu)了解的愈加深入，這樣分子設(shè)計(jì)的誕生也推動了分子工程的誕生，這是時(shí)代和科學(xué)技術(shù)下的產(chǎn)物，他們的誕生使得化學(xué)研究進(jìn)入到更深階段——分子工程學(xué)。所以分子工程和化學(xué)工程兩者是相輔相成的。

 

一、淺談分子工程

 

在一個(gè)固定環(huán)境下對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)造，不僅如此，還得理清分子之間的關(guān)系，這種原理就是分子工程學(xué)。分子工程不是單一的分子學(xué)科，而是由不同種類、學(xué)科構(gòu)成的，但是，只要有關(guān)分子工程就會有三個(gè)基本的問題：第一，怎樣按照要求對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì);第二，建筑分子結(jié)構(gòu)時(shí)要用什么基元;第三，怎么實(shí)現(xiàn)分子設(shè)計(jì)預(yù)設(shè)的功能，就需要考慮怎么組裝基元。這三個(gè)問題有著密不可分的聯(lián)系，從而形成了三個(gè)實(shí)施分子工程的重要環(huán)節(jié)，這三個(gè)問題分別是分子工程的作用、結(jié)構(gòu)、結(jié)合的理論基礎(chǔ)。

 

與之前的化學(xué)研究方法有所不一樣的是分子工程在研究時(shí)，會在研究手段、對象、內(nèi)容等角度采取新的方法。傳統(tǒng)的化學(xué)研究大多是利用自然物以及公式得到新的化合物，從這些化合物中找到比較好的化合物，1930年，磺胺藥物被人發(fā)現(xiàn)，造就了那個(gè)年代合成藥物的鼎盛時(shí)期?？墒欠肿庸こ虒W(xué)的研究則恰恰和傳統(tǒng)化學(xué)研究相反，它主要以功能研究為方向，通過對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究。這個(gè)時(shí)候它不單單對某一個(gè)化合物進(jìn)行研究，而是研究化合物的功能體系。這樣得到的信息要比傳統(tǒng)化學(xué)研究得到的信息全面，不光可以得到分子結(jié)構(gòu)還可以知道分子某些特定的結(jié)構(gòu)層次。傳統(tǒng)化學(xué)研究過分注意分子結(jié)構(gòu)以及合成的聯(lián)系。可是，分子工程學(xué)卻看中功能和 物理原理。如今，化學(xué)不能獨(dú)自發(fā)展了，化學(xué)的發(fā)展必須要建立在生命、材料科學(xué)這兩門學(xué)科上。當(dāng)然也需要注意另外一些科學(xué)技術(shù)。

 

從化學(xué)工程學(xué)得到的經(jīng)驗(yàn)，分子工程學(xué)也從不同的分子工程研究中得出來?，F(xiàn)在的分子工程學(xué)還在孕育，也就是在不同的領(lǐng)域、不同功能、對分子進(jìn)行設(shè)計(jì)、構(gòu)造。分子工程由不同種類的分子工程研究中得到，所以功能不同、種類不同，這就使得分子工程學(xué)需要按照功能、種類對其進(jìn)行分類。分子工程學(xué)主要研究化合物的功能體系，針對體系的研究就必須在分子水平上探究之前提過的三個(gè)問題，得到規(guī)律，功能體系以及工程學(xué)原理，這幾個(gè)不同方面相輔相成、互惠互利。

 

二、淺談化學(xué)工程

 

當(dāng)面對一些挑戰(zhàn)時(shí)工程學(xué)科發(fā)揮的作用才能體現(xiàn)其重要性。如今，環(huán)境問題成為我們急需解決的問題，因?yàn)樗c人們生產(chǎn)、生活、生存都有著密切的聯(lián)系，這個(gè)時(shí)候化學(xué)工程就有了研究的目標(biāo)，它需要解決資源可循環(huán)利用、化石資源的合理化利用等?；瘜W(xué)工程需要解決經(jīng)濟(jì)的循環(huán)利用，不光肩負(fù)著科學(xué)方面的重?fù)?dān)，還需要傳遞物質(zhì)、能源、信息等。

 

化學(xué)工程之前從沒遇到過的一些問題，卻隨著生物技術(shù)等一些高新技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生，這有一個(gè)好處便是讓化學(xué)工程的研究深入到更具體的領(lǐng)域中。一些過于具體的問題，比如納米尺度問題，這是在傳統(tǒng)的化學(xué)研究中都沒有遇到過的微小領(lǐng)域，要是想加強(qiáng)微量產(chǎn)品的生產(chǎn)就必須擴(kuò)寬化學(xué)研究領(lǐng)域。在當(dāng)代這是化學(xué)工程打入到新領(lǐng)域必須要做的。發(fā)明催化劑以及工藝的源泉是新催化材料創(chuàng)造的。從另一個(gè)方面來說，要是將生產(chǎn)變得更加清潔，把不同的工藝以及流程進(jìn)行合并，然后找出最好的，這也是化學(xué)工程將要研究的重要領(lǐng)域?，F(xiàn)在有關(guān)生命方面的科學(xué)發(fā)展愈發(fā)成熟，生物催化在這一領(lǐng)域已經(jīng)體現(xiàn)了自己價(jià)值。

 

如今人們愈加注意和自身相關(guān)的科學(xué)技術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，健康、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域都對科學(xué)技術(shù)有了更深層次的要求，而且屬于化學(xué)的問題占大多數(shù)。舉一個(gè)例子，當(dāng)我們的生命機(jī)能受到損害就得使用藥物來控制，所要服用的藥就會對人們的身體機(jī)能進(jìn)行調(diào)節(jié)。將這些有關(guān)生命過程的問題解決就是化學(xué)過程在不屬于自己領(lǐng)域里的重大挑戰(zhàn)，所以肯定會得到化學(xué)工程學(xué)的注意。

 

隨著不同體系科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為化學(xué)工程帶來的問題在一定程度上推動了化學(xué)工程學(xué)的發(fā)展。所有的科學(xué)技術(shù)都與化學(xué)工程有著密不可分的聯(lián)系，當(dāng)化學(xué)工程在發(fā)展的同時(shí)也推動了整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步。所以，化學(xué)工程學(xué)逐漸被人們注意，也更大化的注意科學(xué)在化學(xué)工程中的運(yùn)用，化學(xué)工程學(xué)為整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域所帶來的價(jià)值就是該工程學(xué)以后要注意的方向。

 

為了讓化學(xué)工程學(xué)得到更好的發(fā)展就必須提高化工人員的專業(yè)知識，加強(qiáng)對化工人員的教育?；すこ探逃龖?yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，根據(jù)現(xiàn)代工程教育改革得到重要的成果來制定教育內(nèi)容，教育內(nèi)容不可以單調(diào)，需要將專業(yè)課與基礎(chǔ)課相結(jié)合，還得根據(jù)時(shí)代的更替而及時(shí)更新教育內(nèi)容，加強(qiáng)化學(xué)工程人員解決問題的能力;不過也得加強(qiáng)學(xué)生對資源環(huán)境以及另外科學(xué)領(lǐng)域的興趣。

 

結(jié)束語：

 

化學(xué)工程是一門綜合類較廣的學(xué)科，在未來的世紀(jì)會體現(xiàn)出更大的價(jià)值所以我們要做的就是抓住機(jī)會，在化學(xué)工程的發(fā)展過程中找到特屬于我國化學(xué)工程的優(yōu)勢及特點(diǎn)，利用化學(xué)工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在重視化學(xué)工程的同時(shí)需要注意分子工程。分子工程的發(fā)展可以推動化學(xué)工程的發(fā)展，另外分子工程與化學(xué)工程兩者為科學(xué)技術(shù)提供了很多可研究的課題，這些課題的解決就是科學(xué)技術(shù)的飛躍。

篇2

關(guān)鍵詞： 高分子化學(xué) 高分子物理 生物功能材料 教學(xué)探索

高分子化學(xué)和高分子物理是高分子科學(xué)相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。在專業(yè)課程設(shè)計(jì)中，一般兩門課程獨(dú)立設(shè)置，其中各占有48到72學(xué)時(shí)不等。我校的生物功能材料專業(yè)開設(shè)了高分子方面的課程，其中高分子化學(xué)與物理是該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。根據(jù)該專業(yè)特點(diǎn)，生物功能材料涉及領(lǐng)域較廣，從無機(jī)陶瓷材料到有機(jī)高分子材料都有涉及。該專業(yè)學(xué)生只需掌握有關(guān)高分子化學(xué)和高分子物理的基本理論知識和應(yīng)用技能，因此我們開設(shè)了高分子化學(xué)與物理課程，所設(shè)學(xué)時(shí)為56學(xué)時(shí)，開設(shè)時(shí)間安排在二年級下學(xué)期，為三年級開設(shè)《高分子材料化學(xué)》等課程打下一定基礎(chǔ)。該課程內(nèi)容涉及高分子材料的合成與實(shí)施方法，高分子材料的結(jié)構(gòu)、性能、成型加工及其應(yīng)用，是一門多學(xué)科交叉、實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科。根據(jù)該課程具有涵蓋內(nèi)容廣，物理化學(xué)和有機(jī)化學(xué)知識運(yùn)用較多等特點(diǎn)，這樣有限的課時(shí)設(shè)置就給授課帶來了一定困難，導(dǎo)致學(xué)生在理解和應(yīng)用本課程知識方面具有一定難度。另外，我校該專業(yè)物理化學(xué)課程設(shè)置在二年級下學(xué)期和三年級上學(xué)期，其中物理化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)部分講授時(shí)間較晚，這也給高分子化學(xué)與物理的授課帶來了一定困難。那么如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)系統(tǒng)地講授高分子學(xué)科基礎(chǔ)知識，是本文需要重點(diǎn)探討的問題。

1.選擇教材，合理安排教學(xué)內(nèi)容

受授課學(xué)時(shí)的限制，我們選用的教材是化學(xué)工業(yè)出版社出版的《高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)》，由魏無際等主編。該教材系統(tǒng)地闡述高分子化學(xué)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(nèi)容全面，難度適中，比較適合生物功能材料專業(yè)的教學(xué)要求。針對課時(shí)較少的現(xiàn)狀，我們對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理安排。對于高分子化學(xué)部分，重點(diǎn)講解高分子的基礎(chǔ)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(nèi)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(xué)反應(yīng)章節(jié)主要由學(xué)生自學(xué)。這樣既保證了學(xué)生能夠掌握高分子化學(xué)的基本概念及反應(yīng)，又沒有因?yàn)檎n程過難給學(xué)生造成學(xué)習(xí)困難。對課程中的某些內(nèi)容，例如聚合動力學(xué)的推導(dǎo)，在物理化學(xué)中化學(xué)動力學(xué)部分還沒講解的情況下，我們在教學(xué)中不要求學(xué)生記住所有推導(dǎo)和公式，僅提出聚合動力學(xué)基本知識，引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行動力學(xué)推導(dǎo)。對于高分子物理部分，我們重點(diǎn)講解高分子的結(jié)構(gòu)、高分子的分子運(yùn)動、力學(xué)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)變，簡單講解高分子固體的基本力學(xué)性質(zhì)、高分子溶液的基本性質(zhì)章節(jié)，對高分子電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)的基本性質(zhì)章節(jié)主要由學(xué)生自學(xué)。這樣課程的安排，重點(diǎn)講解能夠加強(qiáng)學(xué)生對高分子學(xué)科基本知識的掌握；簡單講解能夠擴(kuò)大學(xué)生的知識面、引導(dǎo)有科研需求的學(xué)生課下加強(qiáng)該部分內(nèi)容的掌握；自學(xué)部分主要為了深化學(xué)生對高分子學(xué)科知識的理解。重點(diǎn)講解、簡單講解與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法，突出了本課程重點(diǎn)、拓寬了學(xué)生知識面，克服了高分子學(xué)科教學(xué)中內(nèi)容多、概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多等難于克服的難點(diǎn)。

2.理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)纖維、自然界存在的棉、麻、絲綢等，食品行業(yè)中的蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素，建筑行業(yè)中用的涂料、各種高分子管材、膠黏劑、有機(jī)玻璃，行駛工具中應(yīng)用的橡膠、工程塑料、增強(qiáng)纖維等。高分子科學(xué)在人們的日常衣、食、住、行中發(fā)揮著極其重要的作用，其是一門應(yīng)用基礎(chǔ)型的學(xué)科。高分子化學(xué)與物理的教學(xué)，單純的講解很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不顯著。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，我們在講解基本知識的同時(shí)，注重理論和實(shí)際相結(jié)合，列舉了大量實(shí)例。例如講解縮聚反應(yīng)時(shí)，對滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產(chǎn)原理進(jìn)行了重點(diǎn)講解，對聚乳酸生物材料進(jìn)行了系列概述，包括其生產(chǎn)方法、原理和應(yīng)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(chǎn)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(yīng)釜內(nèi)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(fā)展史中，講授諾貝爾獎成果和獲得者的發(fā)明典故，例如電高分子的發(fā)現(xiàn)、齊格勒-納塔催化劑的發(fā)展，以增強(qiáng)課堂的趣味性；講述了第二次世界大戰(zhàn)期間高分子的發(fā)展典故。此外，讓學(xué)生翻看塑料水杯的材質(zhì)、衣服標(biāo)簽讓學(xué)生認(rèn)識各種標(biāo)志上一些材質(zhì)的名稱，指出我們的水杯、服裝由哪些合成高分子構(gòu)成，并討論目前常用的化學(xué)纖維名稱和聚合原理；通過舉例講解方式，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣。

3.多媒體與板書教學(xué)方法相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量

高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)課程知識面廣，其涵蓋了高分子化學(xué)、高分子物理、高分子加工等方面內(nèi)容。該課程教學(xué)信息量大、理論性強(qiáng)，學(xué)生理解相對比較困難。因此，我們在教學(xué)過程中注意多種教學(xué)形式相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量。課堂主要采用多媒體教學(xué)方式，同時(shí)輔以板書講解，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。利用多媒體教學(xué)方法既能夠?qū)⒗碚摰闹R直觀體現(xiàn)出來，又能夠?qū)㈦y于理解的教學(xué)內(nèi)容形象地展示出來，這樣可以使學(xué)生更容易理解所學(xué)內(nèi)容。例如，在講解配位聚合時(shí)，利用動畫演示雙金屬活性中心機(jī)理和單金屬活性中心機(jī)理中單體分子的插入過程與鏈增長過程；自由基聚合實(shí)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(jié)晶形態(tài)的影響、動態(tài)黏彈性模型，等等。通過多媒體的運(yùn)用，可以使抽象的教學(xué)內(nèi)容具體化，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性。多媒體課件也會存在一些缺陷，比如講課節(jié)奏過快，學(xué)生難以吸收；教師過于關(guān)注幻燈片屏幕，減少了和學(xué)生的交流互動，等等。在實(shí)際教學(xué)過程中，還應(yīng)注意和板書的有效結(jié)合，對重點(diǎn)知識內(nèi)容采用板書的形式進(jìn)行講解，取得了不錯(cuò)的效果。

4.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法的運(yùn)用

針對多媒體教學(xué)存在講課節(jié)奏過快，學(xué)生難以吸收等缺陷和板書教學(xué)進(jìn)度緩慢等特點(diǎn)，對重要章節(jié)，我們采取課堂與課下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相配合的方法。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在原來多媒體教學(xué)基礎(chǔ)上，對教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容提供了全面支持。目前學(xué)校構(gòu)建了一個(gè)比較完整的網(wǎng)上教學(xué)支撐環(huán)境，提供多媒體錄播室進(jìn)行教學(xué)視頻的錄制，最后把課件與錄制視頻統(tǒng)一上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有許多傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，例如學(xué)生學(xué)習(xí)自主性增強(qiáng)，真正發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動性，學(xué)生學(xué)習(xí)在時(shí)間和空間上少了許多限制，學(xué)習(xí)的探究性更加深入。另外，網(wǎng)絡(luò)背景下學(xué)生在獲取不同的資源時(shí)可以進(jìn)行比較，相互之間取長補(bǔ)短，知識面更廣。隨著現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生可以在宿舍、教室和學(xué)校多媒體教室通過網(wǎng)絡(luò)對課堂內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法的運(yùn)用，大大彌補(bǔ)了課堂多媒體課件存在一些不足，大大提高了教學(xué)效率。

5.開展互動式教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性

教學(xué)是教師和學(xué)生的共同行為，學(xué)生是課堂的主體，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)知識的引導(dǎo)者。目前高校教學(xué)方式偏重以教師“教”為主，忽視了學(xué)生“學(xué)習(xí)”的主動性，學(xué)生始終處于“被動學(xué)習(xí)”地位。這樣的“被動學(xué)習(xí)”，導(dǎo)致學(xué)生具有學(xué)習(xí)壓力大、心理負(fù)擔(dān)重等特點(diǎn)。針對這一現(xiàn)狀，我們采取課堂互動的教學(xué)方式，包括師生提問、討論和學(xué)生上講臺相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)活動，取得了一定效果。比如在下課前教師先提出下一節(jié)課的預(yù)習(xí)內(nèi)容，提出一些討論問題，例如在講述縮聚反應(yīng)時(shí)，提出不同聚合時(shí)間獲得聚合物分子量是否相同、什么樣的單體能夠發(fā)生縮聚反應(yīng)、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問題。讓學(xué)生通過查閱資料，自己尋找答案，并在下次課堂上讓學(xué)生進(jìn)行討論，然后教師補(bǔ)充。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)思考能力，又增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高了學(xué)習(xí)興趣。另外，我校為農(nóng)業(yè)院校，雖然學(xué)習(xí)《高分子化學(xué)與物理課程基礎(chǔ)》課程的學(xué)生是非農(nóng)業(yè)專業(yè)，但是部分學(xué)生畢業(yè)后或許從事涉農(nóng)相關(guān)服務(wù)業(yè)?？紤]到此種情況，我們在授課內(nèi)容安排上，對目前農(nóng)業(yè)應(yīng)用的高分子材料和高分子在農(nóng)業(yè)方面的潛在應(yīng)用進(jìn)行了討論，給他們提供了創(chuàng)造性思維。比如在講自由基聚合章節(jié)時(shí)，我們就對強(qiáng)吸水樹脂的制備現(xiàn)狀和發(fā)展前景，主要針對其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了講述，對高分子薄膜在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及帶來的“白色污染”與應(yīng)對措施進(jìn)行了討論。通過這樣的討論，我們鍛煉了學(xué)生分析思考問題的能力，這為學(xué)生工作與科學(xué)研究的創(chuàng)新思維形成打下了基礎(chǔ)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，加深了對本課程的理解。

6.結(jié)語

通過對本校生物功能材料專業(yè)《高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的一些課程設(shè)計(jì)特點(diǎn)、面臨的問題及目前采取的措施進(jìn)行了總結(jié)?！陡叻肿踊瘜W(xué)與物理基礎(chǔ)》雖然是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，但其理論性強(qiáng)、概念抽象難懂，如何讓學(xué)生在掌握該課程基本理論的同時(shí)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識，是教學(xué)工作中需要不斷探索的問題。我們將在總結(jié)已有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對本課程教學(xué)方法的改善與創(chuàng)新進(jìn)行探索，以提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏無際，俞強(qiáng)，崔益華.高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)（第二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[2]黃海霞.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》課程教學(xué)探索.廣州化工，2013，41（12）.

篇3

計(jì)算機(jī)變得與試管一樣重要

在漫長的歷史時(shí)期，對化學(xué)家而言，試管是他們最為重要的工具，另外通過小棒和小球，他們就可以搭建出一些化學(xué)反應(yīng)的分子結(jié)構(gòu)。但是當(dāng)人類進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)代以后，對化學(xué)研究人員而言計(jì)算機(jī)開始逐步變得與試管同樣重要。

中科院化學(xué)研究所分子反應(yīng)動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任邊文生表示，化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)微觀過程，許多化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生可能只需要幾微秒，傳統(tǒng)上用實(shí)驗(yàn)手段描述出反應(yīng)過程的每一個(gè)步驟幾乎不可能實(shí)現(xiàn)，而此次獲獎的三位科學(xué)家使計(jì)算機(jī)成了描述一些化學(xué)反應(yīng)的重要工具。

諾貝爾評審委員會說，卡普拉斯、萊維特和瓦謝爾研究的開創(chuàng)性在于，他們讓經(jīng)典物理學(xué)與迥然不同的量子物理學(xué)在化學(xué)研究中“并肩作戰(zhàn)”。以前，化學(xué)家必須二選其一。依靠用塑料棒和桿創(chuàng)建模型的經(jīng)典物理學(xué)方法的優(yōu)勢在于計(jì)算簡單且能為大分子建模，但其無法模擬化學(xué)反應(yīng)。而如果化學(xué)家選擇使用量子物理學(xué)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)過程，但巨大的計(jì)算量使得其只能應(yīng)付小分子。為此，在20世紀(jì)70年代，這三位科學(xué)家設(shè)計(jì)出多尺度模型，讓傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)走上了信息化的快車道。在由這三位科學(xué)家研發(fā)出的多尺度模型的輔助下，化學(xué)家們就可以讓計(jì)算機(jī)做“做幫手”來揭示化學(xué)過程。

諾貝爾化學(xué)獎評選委員會在當(dāng)天發(fā)表的聲明中說，現(xiàn)在，對化學(xué)家來說，計(jì)算機(jī)是同試管一樣重要的工具，計(jì)算機(jī)對真實(shí)生命的模擬已為化學(xué)領(lǐng)域大部分研究成果的取得立下了“汗馬功勞”。并且通過模擬，化學(xué)家能更快獲得比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)更精準(zhǔn)的預(yù)測結(jié)果。

研究成果被廣泛應(yīng)用

事實(shí)上，也正是三位科學(xué)家上個(gè)世紀(jì)70年代的開創(chuàng)性研究，讓計(jì)算機(jī)模擬揭示復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程成為可能。此后，經(jīng)過長期努力，科學(xué)家們建立了更加準(zhǔn)確和普遍適用的量子化學(xué)和分子力學(xué)結(jié)合的多尺度計(jì)算模型。

邊文生表示，卡普拉斯、萊維特和瓦謝爾所發(fā)明的多尺度模型的意義在于其具有普遍性，可用來研究各種各樣的化學(xué)過程，從生命分子到工業(yè)化學(xué)過程等，都可以應(yīng)用到他們研究的模型。

北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院長江特聘教授夏斌表示，如今無論是在化學(xué)領(lǐng)域，還是分子生物學(xué)領(lǐng)域，三位獲獎?wù)叩难芯砍晒家驯挥枰詰?yīng)用，其已經(jīng)成為了很多研究人員十分重要的研究工具。

“如今，蛋白質(zhì)、核酸、碳?xì)浠衔锏壬锎蠓肿拥难芯?，最新研究與開發(fā)的藥物設(shè)計(jì)等相關(guān)研究，幾乎都離不開三位獲獎?wù)咄ㄟ^計(jì)算機(jī)模擬出的化學(xué)分子模型?！边呂纳f。

篇4

傳統(tǒng)化學(xué)工程使用處理工藝對有毒污染物的處理滯后性較強(qiáng)，通常是在污染物產(chǎn)生之后再另外做針對性處理，不僅增加了處理成本，且治標(biāo)不治本。比如傳統(tǒng)工藝煙氣除塵，雖然凈化了氣體，但是污染物直接轉(zhuǎn)化為廢渣廢水，還需要另一道工序做清潔處理，無疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。綠色化學(xué)工藝的介入，可以直接在生產(chǎn)或排放階段就完成清潔使命，通過化學(xué)反應(yīng)達(dá)到預(yù)防、控制和消毒污染的目的。

化學(xué)原料是化學(xué)工程的源頭，原料決定了生產(chǎn)流程和工藝的選擇，綠色工藝的介入可以從源頭上改變原料生產(chǎn)帶來的各類化學(xué)污染，同時(shí)綠色工藝與化學(xué)工程的結(jié)合還可高效利用各類自然資源，實(shí)現(xiàn)深度開發(fā)利用，兼顧無污染、節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)方式必然會掀起一輪新的工業(yè)革命。綠色原料的典型開發(fā)應(yīng)用比如甘蔗渣、稻草、麥稈以及木屑、樹枝、蘆葦?shù)瓤杉庸こ蔀橥?、酸類與醇類化學(xué)品。

在化學(xué)反應(yīng)中使用選擇性高的試劑也是綠色工藝應(yīng)用的一個(gè)途徑。以石油化工為例，生產(chǎn)過程中烴類選擇性氧化反應(yīng)較為普遍，作為一種強(qiáng)方熱性反應(yīng)，具有生成物不穩(wěn)定、易進(jìn)一步氧化等特征，所以，催化反應(yīng)中此反應(yīng)并非最佳選擇，生成物的不穩(wěn)定也不利于提取最終產(chǎn)物，所以，為改善這種情況，使用選擇性高的試劑是最佳途徑。如此一來，不僅可以降低成本，節(jié)約資源，還能夠降低分離產(chǎn)品的難度提升純度，無疑實(shí)現(xiàn)了提升效益和減少污染的雙贏，所以，綠色化學(xué)工程在這方面的研究實(shí)踐也非常熱門。隨著越來越多的化學(xué)反應(yīng)被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，催化劑對提升反應(yīng)速率效果顯著，所以目前化學(xué)工藝領(lǐng)域積極研究無毒無害的高效催化劑成為主流發(fā)展方向不一，不僅有利于工業(yè)的發(fā)展，對于推動化學(xué)分子深入研究也有助益，分子篩催化劑和烷基化固相催化劑就是其中較為典型的代表。

2。綠色化學(xué)工程工藝應(yīng)用

分析綠色化學(xué)工藝是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑，對綠色工藝的重視與開發(fā)也彰顯了當(dāng)前世界范圍內(nèi)節(jié)能減排的重要性。長達(dá)兩百余年的工業(yè)化路程，使得人類活動對自然資源環(huán)境的危害越來越大，尤其中國作為當(dāng)前世界最大的工業(yè)國，“三廢”問題十分突出，PM2。5問題也成為了懸在人們頭上的一把利劍，將資源枯竭、環(huán)境污染、生態(tài)失衡、人口問題等推到了臺前更加顯著的位置。大型化工企業(yè)作為與人們生存發(fā)展息息相關(guān)的企業(yè)，石油化工與煤炭除去提供能源之外，還提供多種衍生化工產(chǎn)品為人們衣食住行服務(wù)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水廢渣廢氣、消耗的大量原材料都警示著當(dāng)前必須積極發(fā)展綠色化工工藝，以達(dá)到節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。就目前而言，節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途徑主要以下幾種：研發(fā)新科技、新工藝全過程控制污染；利用先進(jìn)清潔工藝從源頭控制污染；利用技術(shù)和工藝創(chuàng)新打造可循環(huán)綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈；發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)等。綠色化學(xué)工程與工藝作為節(jié)能減排目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要保障，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，就目前來說，主要以三種表現(xiàn)為主，分別是清潔生產(chǎn)技術(shù)、生物技術(shù)的應(yīng)用及生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品。

綠色化學(xué)工程與工藝使用生物技術(shù)服務(wù)可再生能源的合成，像有機(jī)化合物原料的應(yīng)用經(jīng)歷了從動植物到石油煤炭的發(fā)展過程，現(xiàn)如今已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用各類再合成的有機(jī)化合物。在綠色化工中，所使用的催化劑多以工業(yè)酶和自然界中存在的酶，酶與其他化學(xué)催化劑相比，具有反應(yīng)條件溫和、生成物優(yōu)良、污染少等優(yōu)勢，對于當(dāng)前化工領(lǐng)域而言，生物酶的利用和研發(fā)就成為了綠色化工的重要發(fā)展方向。像丙烯酰胺的制備，最早使用丙烯晴，在環(huán)城生物酶催化后，不僅能耗與成本大幅度減低，且反應(yīng)完全無副產(chǎn)物，對工業(yè)生產(chǎn)而言有多重積極意義。

除此之外，綠色化工工藝還廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品領(lǐng)域，生活中有眾多具體應(yīng)用實(shí)例。比如空調(diào)制冷多使用氟利昂，會造成臭氧層空洞、紫外線增多、溫度升高，目前正積極尋求替代品且朝著低能耗方向發(fā)展，無磷洗衣粉減少對河流水域污染和人體健康的危害，可降解塑造制品對土地、水源危害都將進(jìn)一步減輕，清潔汽油的使用可對大氣污染降低，以上種種嘗試都說明了在生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品領(lǐng)域，綠色化工工藝所發(fā)揮的積極作用。尤其是近年來無污染汽油的研發(fā)與應(yīng)用，像低硫柴油、乙醇、二甲醚等，不僅經(jīng)濟(jì)環(huán)保，發(fā)展前景好，且制備生產(chǎn)對自然資源的消耗、對環(huán)境的危害都不斷降低，證實(shí)了綠色工程化工應(yīng)用的優(yōu)越性。

篇5

【關(guān)鍵詞】工業(yè)廢水 電化學(xué) 處理技術(shù) 研究與分析

電化學(xué)處理需要運(yùn)用多種物理技術(shù)和有機(jī)化工原料，通過物理、化學(xué)等降解、催化作用，工業(yè)廢水中的合成肥料、農(nóng)藥、染料、廢油等都可以有效解離。在高污染的工業(yè)廢水中，含有大量金屬粒子和大分子有機(jī)物，通過電化學(xué)處理，這些金屬粒子和有機(jī)物可以被有效分割。

一、電化學(xué)處理的基本原理和技術(shù)應(yīng)用特征

（一）基本原理。電化學(xué)處理是指電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，選用適當(dāng)物理原料當(dāng)做電極，在電流的干擾作用下，工業(yè)廢水中的陰陽極會分別發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。金屬粒子和化學(xué)分子在化學(xué)反應(yīng)的作用下，其污染物質(zhì)會被進(jìn)一步綜合，最終轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。轉(zhuǎn)化過程公式如下：

含氯廢水：

含重金屬離子廢水：

（二）電化學(xué)處理技術(shù)應(yīng)用特征。通過直流電能催化工業(yè)廢水發(fā)生電極反應(yīng)，這種電化學(xué)處理方法不受環(huán)境溫度和裝置壓力的影響，可以在常態(tài)環(huán)境下進(jìn)行。同時(shí)，電解法使用的化學(xué)物質(zhì)非常少，可以有效避免工業(yè)廢水出現(xiàn)二次污染和資源浪費(fèi)。整個(gè)電化學(xué)處理裝置在組成上，結(jié)構(gòu)簡單，并沒有復(fù)雜設(shè)備，因此工人在操作處理工業(yè)廢水時(shí)很容易控制電極處理狀態(tài)。如果工業(yè)廢水中的負(fù)荷污染離子過多，裝置可以自動調(diào)節(jié)電極電流和電壓，可控性的電荷量可以增加工業(yè)廢水的電荷穩(wěn)定性，促進(jìn)能量的有效轉(zhuǎn)化。

二、不同種類的工業(yè)廢水電化學(xué)處理方法

我國工業(yè)生產(chǎn)類型很多，不同生產(chǎn)工藝所排出的工業(yè)廢水污染物質(zhì)不同。因此，要想拓寬電化學(xué)處理的范圍，施工人員應(yīng)針對不同類型的工業(yè)廢水，進(jìn)行特殊處理，使之能夠達(dá)到更好的電化學(xué)處理效果。

（一）含油污廢水。此類工業(yè)廢水中的吸附性污染物非常多，懸浮膠體會干擾電荷粒子的運(yùn)動。因此，針對含油污廢水，施工人員應(yīng)先利用電極溶解方法，將廢水中的吸附性物質(zhì)去除，利用電荷的凝聚、溶解性能，將油和水進(jìn)行隔離處理。凈化油污后的水，仍存在諸多污染離子，這時(shí)可以運(yùn)用傳統(tǒng)的鉛電極處理方法，控制電流在0.25-0.3A之間，控制電壓在6.5-7.5V之間。經(jīng)過三十分鐘的電極降解，工業(yè)廢水中的微小油污離子會被逐層分離，轉(zhuǎn)化成氣體或水。經(jīng)過多次試驗(yàn)，雙重隔離處理方法可以有效清除油污工業(yè)廢水中的有害物質(zhì)，其去污效率高達(dá)96.34%。

（二）含重金屬離子廢水。很多冶煉廠在運(yùn)營過程中會產(chǎn)生大量工業(yè)廢水，這些廢水中的金屬離子含量巨大，有氯離子、鐵離子、銅離子等，如果這些重金屬離子侵蝕到居民用水中，則居民的用水質(zhì)量會大幅度下降，危害到公民的生命健康。由此可見，對含重金屬離子的工業(yè)廢水進(jìn)行凈化處理至關(guān)重要。一般情況下，施工人員還采用陰極吸引的方式，利用電極的電荷吸引能力吸引氧化離子，氧化離子匯集到一起會形成膠體團(tuán)，由水電解而成的氫氣和氧氣會將膠體團(tuán)隔離出工業(yè)廢水之外。該電化學(xué)處理方式采用的是鐵電極，電流在0.5-1A之間，電壓在9.5-10V之間，去除重金屬離子效率高達(dá)89.34%。

（三）染料工業(yè)廢水。對于此類工業(yè)廢水，常采用金屬陽極溶解的方法。眾所周知，在染料廢水中，大量顏色分子會吸附在水中，聚集的分子形成一個(gè)個(gè)不容易降解的凝聚體，這個(gè)凝聚體的主要組成物質(zhì)是氫氧化物。施工人員首先應(yīng)利用電極的電解作用，破壞凝聚體中的氫氧化物，將懸浮在上層的、質(zhì)量較輕的凝聚體分割開來；之后，應(yīng)選用綠色脫色劑，對剩余廢水進(jìn)行添加劑處理；最后，利用電解氣體將多余顏色分子隔離，并進(jìn)行終極脫色處理。

三、電化學(xué)處理操作條件分析

（一）電解電壓。不同電化學(xué)處理方法的電解電壓不同，電壓的大小取決于電極的距離、電阻率、廢水中污染物的電荷量、粒子成分等。因此，在對工業(yè)廢水進(jìn)行電化學(xué)處理時(shí)，質(zhì)量檢驗(yàn)人員應(yīng)抽取廢水樣本，分析廢水中的成分和粒子形態(tài)，制度科學(xué)的電解方案，選用合適的電壓。

（二）通電量。如果工業(yè)廢水中的污染物濃度過大，利用傳統(tǒng)電解方式無法有效去除廢水中的污染離子，為避免數(shù)次電解工作給工廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。施工人員可以適當(dāng)提升通電量，加大電流，讓單位體積廢水的電流密度瞬時(shí)提高。電流密度提高了，電荷對廢水離子的吸收能力會大幅度提高。

（三）PH值。離子平衡是電化學(xué)廢水處理的核心原理，所以無論是何種工業(yè)廢水，在進(jìn)行電解處理時(shí)，都應(yīng)控制好水的PH值，始終保持其在6.5-7之間。如果工業(yè)廢水中的堿性過大，則電解陽極會被工業(yè)廢水鈍化，金屬離子等正離子則很難被負(fù)電荷溶解。如果工業(yè)廢水的酸性過大，則電解陰極會被工業(yè)廢水酸化，多余的負(fù)電荷會干擾電流密度，其溶解能力也會被大大削弱。

四、結(jié)論

通過上文對電化學(xué)工業(yè)廢水處理方法進(jìn)行系統(tǒng)分析可知，現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)廢水的處理技術(shù)正在不斷革新和發(fā)展。電化學(xué)處理作為一種高性能、高效率的廢水處理工藝，其研究和發(fā)展價(jià)值巨大。綜上分析，施工人員應(yīng)不懈努力，引入電子數(shù)據(jù)處理和數(shù)學(xué)模型，增強(qiáng)電化學(xué)處理技術(shù)的智能化、自動化、科學(xué)化性質(zhì)，在優(yōu)化廢水處理體系的基礎(chǔ)上，提高技術(shù)的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳高明，魏松波，雷興紅，杜健敏，陸曉華.焦化廢水電化學(xué)處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理，2007，12（09）：127-130.

篇6

法國斯特拉斯堡大學(xué)的讓-彼埃爾?索維奇（Jean-Pierre Sauvage）教授、美國西北大學(xué)的詹姆斯?弗雷澤?斯圖達(dá)特（James Fraser Stoddart）爵士以及荷蘭格羅寧根大學(xué)的伯納德?L?費(fèi)林加（Bernard L. Feringa）教授共享2016年諾貝爾化學(xué)獎，他們因在分子機(jī)器的設(shè)計(jì)和合成上的貢獻(xiàn)而獲獎。這讓許多人不禁感慨，諾貝爾化學(xué)獎終于頒給了屬于純化學(xué)范疇的“分子機(jī)器”。此前歷屆諾貝爾化學(xué)獎都授予了交叉學(xué)科，比如生物化學(xué)和生物物理等。

簡單來說，這是一個(gè)有關(guān)在分子層面微觀尺度上設(shè)計(jì)機(jī)器的故事。這幾位獲獎人成功地將分子連在一起，開發(fā)出了只有頭發(fā)絲千分之一粗細(xì)的“分子機(jī)器”，共同設(shè)計(jì)了包括分子電梯、分子馬達(dá)、分子人造肌肉在內(nèi)的各種分子機(jī)器。正如諾獎委員會所言：“他們掌握了在分子層面上控制運(yùn)動的技術(shù)?！?/p>

分子機(jī)器的幻想

“分子機(jī)器”又稱生物納米機(jī)器，是在1959年作為納米技術(shù)的概念被提出的。簡單來說，“分子機(jī)器”就是在分子水平上，由一個(gè)分子或幾個(gè)分子，通過分子的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)宏觀機(jī)器的運(yùn)動。它主要由蛋白質(zhì)等生物分子構(gòu)成，具有小尺寸、多樣性、自適應(yīng)，以及僅依靠化學(xué)能或者熱能驅(qū)動等其他人造機(jī)器難以比擬的性能，對促進(jìn)生物學(xué)以及仿生學(xué)的發(fā)展具有重要意義。

早在1959年，當(dāng)時(shí)著名的物理學(xué)家理查德?費(fèi)曼（Richard Feynman）就大膽預(yù)測，在納米尺度下打造機(jī)器是可能的，分子機(jī)器未來將會在納米機(jī)器人操作手術(shù)和定位藥物在人體內(nèi)的輸送方面起到關(guān)鍵作用。他說：“雖然這個(gè)想法聽起來很瘋狂，但是如果人們能夠吞下一個(gè)納米外科醫(yī)生，這樣的手術(shù)會很有意思?！彼枥L道，只要把這個(gè)外科醫(yī)生放進(jìn)人體的血液中，它就能夠抵達(dá)心臟，并且查看哪里出了問題，然后納米機(jī)器人會拿出小刀，把不好的地方（比如腫瘤部位）切除。

費(fèi)曼的想法很快在1966年美國的一部科幻影片《神奇旅程》（Fantastic Voyage）中得到了體現(xiàn)。影片講述了一名科學(xué)家因腦血管遭到間諜破壞而命在旦夕，為了救他，5名美國醫(yī)生乘坐飛船，在被集體縮小后注射進(jìn)他的體內(nèi)進(jìn)行血管手術(shù)，完成任務(wù)后經(jīng)眼睛逃出，從而拯救了他的生命。

50年后的今天，人們雖然仍然未能將科幻變成現(xiàn)實(shí)，但是很多人還在努力去證實(shí)費(fèi)曼的預(yù)言，當(dāng)然這個(gè)證明過程是漫長的。

索維奇研究出分子機(jī)器的雛形

在科學(xué)研究中，靈感常常來自完全不同的領(lǐng)域。讓-皮埃爾?索維奇一開始的研究領(lǐng)域是光化學(xué)，這個(gè)領(lǐng)域的化學(xué)家試圖開發(fā)能夠捕獲太陽能并用它驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)的分子復(fù)合物。當(dāng)索維奇建好了其中一個(gè)光化學(xué)分子模型之后，他突然發(fā)現(xiàn)這個(gè)模型與分子鏈的相似之處：一個(gè)核心離子周圍纏著兩個(gè)分子。這靈光一閃使得索維奇的研究方向大轉(zhuǎn)，從而復(fù)興了拓?fù)浠瘜W(xué)領(lǐng)域。

1983年，讓-彼埃爾?索維奇踏出了分子機(jī)器研發(fā)的第一步。當(dāng)時(shí)，他成功地將兩個(gè)環(huán)形分子連接起來，形成一根鏈，并將其命名為“索烴”（Catenanes）。其中一個(gè)環(huán)能在接受能量后受控繞另一個(gè)環(huán)旋轉(zhuǎn)，這是非生物分子機(jī)器的最初雛形。通常，分子是由共價(jià)鍵（原子共享電子）結(jié)合而成，但在“索烴”里它們是通過更自由的機(jī)械結(jié)合連接。機(jī)器要完成任務(wù)，必須要有相互之間能夠相對移動的部件，這兩個(gè)相互扣合的環(huán)形分子就能符合這個(gè)要求。

斯圖達(dá)特向分子機(jī)器邁出第二步

詹姆斯?斯圖達(dá)特小時(shí)候成長在蘇格蘭一個(gè)沒有電也沒有任何現(xiàn)代設(shè)施的農(nóng)場，他用拼圖游戲來打發(fā)時(shí)間。這就給了他一個(gè)化學(xué)家所需要的訓(xùn)練：辨認(rèn)形狀，發(fā)現(xiàn)它們可以怎樣組合在一起。他還被化學(xué)中的一種可能性所吸引，就是可以成為分子藝術(shù)家――雕琢出世界上從來沒有人見過的形狀。

斯圖達(dá)特在1991年完成了分子機(jī)器研發(fā)的第二步――利用分子間的互相吸引，研究出“輪烷”（Rotaxane）。他將一個(gè)分子環(huán)穿入一個(gè)細(xì)的分子軸，證明了環(huán)狀分子能隨軸運(yùn)動。于是他得到了“輪烷”：一個(gè)環(huán)狀分子以機(jī)械作用套在一個(gè)軸上。

接下來斯托達(dá)特利用了環(huán)能在軸上移動的特性（加熱時(shí)，環(huán)會在軸之間前竄后跳――就像一個(gè)微型梭），在1994年做到了完全控制其運(yùn)動，使得它不再只會自由隨機(jī)移動。之后，他和他的團(tuán)隊(duì)以“輪烷”為研究基礎(chǔ)，構(gòu)建多種分子機(jī)器：分子電梯（2004年），它可以將自己從表面上抬高0.7納米；還有人造肌肉（2005年），能把一塊非常薄的金箔弄彎。斯托達(dá)特還和其他研究者聯(lián)手開發(fā)了一種基于“輪烷”的計(jì)算機(jī)芯片，能儲存20KB的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)今計(jì)算機(jī)芯片中的晶體管已十分微小，但是和“輪烷”芯片一比都要算是巨型了。我們相信分子計(jì)算機(jī)芯片能夠像當(dāng)年的硅片晶體管那樣，給計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來又一次革命。

費(fèi)林加是研究出分子馬達(dá)的第一人

正常情況下，分子的運(yùn)動是隨機(jī)的，一個(gè)旋轉(zhuǎn)的分子向左與向右轉(zhuǎn)動的概率大體相同。對于分子機(jī)械工程來說，重要的目標(biāo)是制造出一個(gè)能夠在同一方向上持續(xù)旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)。在20世紀(jì)90年代，該領(lǐng)域的研究者們作出了許多不同的嘗試，但是最先取得突破的是荷蘭人伯納德?L?費(fèi)林加。

1999年，費(fèi)林加研究出分子轉(zhuǎn)動葉片，成功地使葉片持續(xù)朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并保持此方向不變。分子由兩個(gè)像旋翼葉片般的結(jié)構(gòu)組成，由一對碳碳雙鍵連接。每個(gè)葉片分別與一個(gè)甲基相連，它們和葉片一起如同棘輪般運(yùn)作，迫使分子朝同一方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)分子被暴露在紫外線脈沖下時(shí)，一個(gè)旋翼葉片圍繞中心的雙鍵翻躍了180度。接著，棘輪運(yùn)轉(zhuǎn)到位。當(dāng)下一束脈沖到來時(shí)，葉片又再翻躍了180度。這個(gè)過程不斷重復(fù)，分子就按照相同方向旋轉(zhuǎn)，就像一個(gè)“分子馬達(dá)”一樣。這被視作分子機(jī)器領(lǐng)域的標(biāo)志性事件。

雖然第一個(gè)“分子馬達(dá)”的速度并不快，但費(fèi)林加還是成功用“分子馬達(dá)”轉(zhuǎn)動了比它大一萬倍的玻璃杯。在2011年，研究組還制造了一個(gè)四輪驅(qū)動的“納米車”，一個(gè)分子底盤將四個(gè)“馬達(dá)”聯(lián)結(jié)在一起，當(dāng)作車輪使用。當(dāng)車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，納米車就在表面上向前行駛。后來費(fèi)林加的研究組對“分子馬達(dá)”進(jìn)行了優(yōu)化，在2014年，使旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到了每秒1200萬轉(zhuǎn)。

在宏觀層面上，如果數(shù)以億計(jì)的分子機(jī)器共同協(xié)作，確實(shí)能夠改變材料的某些宏觀性質(zhì)。比如能夠根據(jù)光或化學(xué)信號進(jìn)行伸縮的智能凝膠就可以用來制造可調(diào)節(jié)型鏡片或傳感器。費(fèi)林加曾說，“我敢打賭，在未來5年之內(nèi)，嵌入了分子開關(guān)的新型智能材料就會問世?！?/p>

邁向全新而充滿活力的化學(xué)

所有的化學(xué)系統(tǒng)都會力圖達(dá)到平衡，這是一種低能量狀態(tài)，但這更是一種僵局。這些研究之所以能獲得2016年的諾貝爾化學(xué)獎，很重要的一部分原因在于研究者驅(qū)動著分子系統(tǒng)遠(yuǎn)離了這種僵局。他們還開創(chuàng)出分子機(jī)器發(fā)展的道路，使分子的運(yùn)動具有可控性，因此誕生的一系列化學(xué)結(jié)構(gòu)，成為全世界研究者用于進(jìn)一步創(chuàng)作的工具箱。其中最令人震撼的例子是一個(gè)可以抓取并連接氨基酸的分子機(jī)器人，它是2013年以“輪烷”為基礎(chǔ)建造出來的。

篇7

[關(guān)鍵詞]材料；有機(jī)化學(xué)；分子模擬；創(chuàng)新；教學(xué)改革

1前言

材料有機(jī)化學(xué)作為化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)課程，其主要研究化學(xué)材料的結(jié)構(gòu)與性能。相較于其它課程，材料有機(jī)化學(xué)的理論性強(qiáng)、知識點(diǎn)多、化合物結(jié)構(gòu)抽象、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜。在傳統(tǒng)的教學(xué)中教師往往采用實(shí)物模型展示的方式，然而現(xiàn)今材料化學(xué)中的化合物種類繁多，現(xiàn)有的簡單模型已經(jīng)不能滿足日常教學(xué)的需要，因此在教學(xué)過程中學(xué)生很難理解部分復(fù)雜結(jié)構(gòu)的化合物及其反應(yīng)機(jī)理。如何將材料化學(xué)中的結(jié)構(gòu)形象化、具體化是提高該課程效率的關(guān)鍵。隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，計(jì)算化學(xué)作為一門新興學(xué)科在生物、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用[1-2]。傳統(tǒng)的物理、化學(xué)研究方法面臨著周期長、設(shè)備復(fù)雜、資金不足等問題，而模擬計(jì)算從量子力學(xué)角度進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)與性能研究，被認(rèn)為是揭示微觀機(jī)理與加速宏觀研究的有效手段。當(dāng)前，模擬計(jì)算已經(jīng)大規(guī)模的應(yīng)用在科學(xué)研究中。在眾多模擬軟件中，Materialstudio(MS)具有友好化的Wiondows操作界面，可以將微觀結(jié)構(gòu)立體化，使得原本抽象的結(jié)構(gòu)具有可操作性，同時(shí)它能夠解決很多宏觀上難以觸及的問題，諸如：分子軌道、偶極矩、分子間作用力、熱力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和化學(xué)反應(yīng)過程機(jī)理等。將MS應(yīng)用在材料有機(jī)化學(xué)的教學(xué)中，可以將課本理論與實(shí)體化的反應(yīng)歷程結(jié)合，提高學(xué)生的理解力，形成長效記憶。下面筆者將從材料有機(jī)化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀、模擬軟件介紹以及模擬計(jì)算用于材料有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)例展開詳述。

2材料有機(jī)化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

材料有機(jī)化學(xué)課程的服務(wù)面大，基本是生物、化學(xué)、化工、醫(yī)藥等專業(yè)的必修課程之一，對本科生后續(xù)課程學(xué)習(xí)乃至科研工作都起著關(guān)鍵作用。然而對于多數(shù)學(xué)生而言，該課程通常被認(rèn)為是一門可怕的、掛科率高的課程，部分原因是知識點(diǎn)分散且抽象化?，F(xiàn)階段，板書和幻燈片教學(xué)是眾多高校及科研院所的主要教學(xué)模式，缺少革新。正如國際化學(xué)聯(lián)盟化學(xué)教育委員會前主席所感慨的那樣[3]：“我們的許多教科書和教學(xué)方法都停留在過去的30~50年里，沒有太大的改變。”然而抽象的書本教學(xué)使得學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解該課程上出現(xiàn)了困難。學(xué)生難從本質(zhì)上理解材料化學(xué)涉及的微觀結(jié)構(gòu)、分子間作用力、反應(yīng)機(jī)理，從而覺得有機(jī)化學(xué)是一門枯燥乏味的理論課程。在研究材料有機(jī)化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀中，渥太華大學(xué)化學(xué)教授艾莉森·弗林發(fā)現(xiàn)學(xué)生很不擅長對長鏈有機(jī)物進(jìn)行命名，同時(shí)多數(shù)學(xué)生在思考反應(yīng)機(jī)理時(shí)，很隨意的將電子從一個(gè)分子分配給另一個(gè)分子，而不考慮這些分子之間化學(xué)鍵的限制。弗林教授歸其原因是學(xué)生不能將材料分子的空間結(jié)構(gòu)繪制出來，從而無法理解成鍵規(guī)則?？偨Y(jié)而言，現(xiàn)階段的有機(jī)學(xué)習(xí)教學(xué)中主要存在以下問題：(1)單靠閱讀書本，學(xué)生很難構(gòu)思出三維立體的分子結(jié)構(gòu)；(2)抽線的理論知識使得學(xué)生無法從本質(zhì)上理解反應(yīng)機(jī)理，從而加劇對有機(jī)化學(xué)課程的厭學(xué)情緒。值得一提的是，特別是進(jìn)入冠狀病毒病大流行的特殊時(shí)期，晦澀抽象的材料化學(xué)在遠(yuǎn)程教學(xué)中面對著更大的挑戰(zhàn)。

3分子模擬及模擬軟件簡介

盡管如此，新挑戰(zhàn)也預(yù)示了新契機(jī)?，F(xiàn)今隨著計(jì)算化學(xué)的飛速發(fā)展，分子模擬被認(rèn)為是一種提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識興趣的有效手段。諸如：Gaussian、Vasp、CP2K、Materialstudio等，這類模擬軟件均基于一系列的半經(jīng)驗(yàn)公式，包含密度泛函以及從頭算方法等，被廣泛的應(yīng)用于材料有機(jī)化學(xué)中的微觀結(jié)構(gòu)解析以及反應(yīng)機(jī)理探究，其在數(shù)字教學(xué)中或?qū)l(fā)揮巨大作用。渥太華大學(xué)弗林教授他們借助可視化的OrgChem101模擬計(jì)算程序幫助學(xué)生了解化學(xué)語言和符號，并掌握長鏈有機(jī)物的命名及成鍵規(guī)則。此外，新加坡國立大學(xué)的化學(xué)教育者最近開發(fā)了一種方法，將化學(xué)模擬軟件融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，改進(jìn)了當(dāng)?shù)氐慕虒W(xué)策略。在國內(nèi)，安徽醫(yī)科大學(xué)提出將Gaussian模擬軟件用于波譜分析的教學(xué)，利用模擬光譜有效區(qū)分出手性對映異構(gòu)體[4]。此外，重慶文理學(xué)院采用化學(xué)模擬軟件輔助反應(yīng)機(jī)理的教學(xué)也取得很好成果[5]。然而如何融合模擬計(jì)算更形象的呈現(xiàn)材料有機(jī)化學(xué)中的抽象模型，相關(guān)報(bào)道較少，亟需我們進(jìn)行深入的研究探討。筆者自高校工作以來一直從事材料有機(jī)化學(xué)的教學(xué)科研工作，對材料化學(xué)課程的現(xiàn)狀以及突破點(diǎn)有一定的理解，因此提出以模擬軟件輔助材料有機(jī)化學(xué)的教學(xué)模式。BIOVIAMS擁有一套完整的建模和模擬環(huán)境[6]，包括：量子力學(xué)、分子力學(xué)、分子動力學(xué)、介觀動力學(xué)等，旨在讓材料科學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域的研究人員預(yù)測和理解材料的原子和分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)及其表現(xiàn)出的宏觀性能。眾多科研人員正在利用MS軟件設(shè)計(jì)開發(fā)各種類型材料，包括催化劑、聚合物、復(fù)合材料、金屬、合金、制藥、電池等。本文筆者將闡述自己在材料有機(jī)化學(xué)教學(xué)中，采用理論模擬輔助教學(xué)的一些實(shí)例，包括發(fā)展三維立體教學(xué)，通過MS這一可視化模擬軟件，在線搭建三維長鏈分子及其空間構(gòu)型，更直觀的獲取材料分子的結(jié)構(gòu)信息；為化學(xué)反應(yīng)提供可視化的動態(tài)過程，讓學(xué)生對反應(yīng)歷程、過程機(jī)理有本質(zhì)性的理解。實(shí)踐證明，將模擬軟件融入材料化學(xué)的教學(xué)中，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，提高了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的深入理解。

4軟件模擬在材料有機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

4.1分子三維結(jié)構(gòu)的在線搭建及其空間結(jié)構(gòu)分析

在材料有機(jī)化學(xué)課程中，分子結(jié)構(gòu)、同分異構(gòu)體以及立體異構(gòu)體等是一個(gè)重要概論。初次接觸的學(xué)生往往會由于缺乏空間想象力，而無法在腦海中操縱、旋轉(zhuǎn)復(fù)雜這些結(jié)構(gòu)。利用MS中Visualize模塊可以繪制分子的微觀結(jié)構(gòu)以提升學(xué)生對空間想象力的培養(yǎng)。圖1可視化的有機(jī)分子及其空間結(jié)構(gòu)Fig.1Visualizedorganicmoleculesandtheirspatialstructure如圖1a中，我們可以看到不同雜化方式的碳原子，并且能夠從三維角度觀測它們的空間構(gòu)型。再如，判斷同分異構(gòu)體的構(gòu)象是教學(xué)中的一個(gè)重難點(diǎn)。我們知道同分異構(gòu)體是由于分子中單鍵的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生了相同原子而不同排列形式的構(gòu)象，同分異構(gòu)體間的化學(xué)性質(zhì)截然不同。如圖在1b-c中，如何判斷1,2-二氯代丁烷兩種同分異構(gòu)體的內(nèi)內(nèi)消旋性？MS模擬軟件可以輕松解決該教學(xué)問題。首先通過在MS繪制出1,2-二氯代丁烷的兩種空間構(gòu)象，可以清楚看到圖1c中的對稱性是由不對稱性的碳原子引起，因此具有內(nèi)消旋性，即為(2R，3S)1,2-二氯代丁烷。以上僅僅是簡單分子的繪制，MS的功能強(qiáng)大在于它特別適用于復(fù)雜分子的繪制，如碳納米管、C60、石墨烯等，如圖1d。MS可以自定義的繪制任何有機(jī)物質(zhì)，該軟件的工具欄提供了多種雜化方式的碳鍵，方便在教學(xué)中隨意的切換。利用該套繪制分子空間結(jié)構(gòu)的功能，學(xué)生能夠從不同角度觀察分子的空間結(jié)構(gòu)及成鍵方式，從而輕松解決材料化學(xué)中涉及鍵長、鍵角、軌道、電荷分布以及原子共平面等問題。通過在線搭建不同空間構(gòu)型的有機(jī)化學(xué)分子，學(xué)生甚至可以遠(yuǎn)程親手操控、旋轉(zhuǎn)、增減該結(jié)構(gòu)，加深對雜化理論以及同分異構(gòu)的理解，極大增強(qiáng)對材料有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

4.2模擬計(jì)算分子間作用力

分子間作用力是指作用于原子和它相鄰粒子之間的引力或斥力。分子間力相對于分子內(nèi)力來說是很微弱的，主要包括氫鍵、配位鍵、范德華力、共價(jià)鍵、色散力等。深入理解分子間作用力對于材料有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)非常重要。這里筆者將以氫鍵為例，闡述模擬計(jì)算在識別氫鍵中的有效作用。氫鍵指的是一個(gè)氫原子與一個(gè)電負(fù)性高的元素(通常是氮、氧或氟)以共價(jià)鍵的形式結(jié)合，鍵能介于成鍵作用和非鍵作用之間，常被描述為偶極-偶極鍵的一種極端形式。實(shí)際中，氫鍵的形成需要滿足一定距離和角度要求。如何判斷是否有氫鍵形成以及氫鍵形成的數(shù)量是判斷材料穩(wěn)定性的一個(gè)關(guān)鍵。在模擬計(jì)算中，通常根據(jù)以下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行氫鍵形成的判斷(圖2a)：(1)施體(指與氫原子成健的原子)與受體(指與氫原子形成氫鍵的原子)之間的距離小于等于0.35nm；(2)氫原子-施體-受體之間的夾角小于等于30度。為進(jìn)一步在課堂上使氫鍵可視化，我們創(chuàng)建了水分子(圖2b)，可以看到幾何優(yōu)化后的水分子氫氧鍵長為0.96?，鍵角約為104.5度。而后構(gòu)建1.0kg/m3的水盒子，能量最小化后計(jì)算出氫鍵分布。圖2b中氫鍵用藍(lán)色虛線表示，可以清楚看到中間水分子形成了3個(gè)氫鍵，進(jìn)一步計(jì)算顯示，水相中每個(gè)水分子約可形成3.5個(gè)氫鍵，跟文獻(xiàn)報(bào)道一致。同時(shí)該模擬計(jì)算也給出了體系內(nèi)的范德華及靜電作用能分別為27.5kcal/mol，-150.9kcal/mol。MS為體系分子間作用提供了可視化的分析方法，在教學(xué)過程中，通過該套算法搭建分子間微觀作用力與材料宏觀性能之間的匹配性關(guān)系，將材料有機(jī)化學(xué)教學(xué)提升至一個(gè)新的高度。

4.3催化反應(yīng)過渡態(tài)計(jì)算

過渡態(tài)理論認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)中原子排列位置的變化是連續(xù)的，從反應(yīng)物到生成物中間存在一個(gè)中間體，即過渡態(tài)，該中間體與反應(yīng)物的能量差為反應(yīng)活化能(圖3a)。催化劑的加入能有效降低該活化能，使得化學(xué)反應(yīng)更易進(jìn)行。為了更直觀的描述催化反應(yīng)過程，筆者常用MS中的量化計(jì)算輔助課程講解，使得原本抽象的催化反應(yīng)歷程具有可視化效果。甘油催化裂解是筆者在教學(xué)課堂中常舉得一個(gè)例子。眾所周知，甘油蒸汽在沒有催化劑的情況下十分穩(wěn)定，解離能很大，但是在Co催化作用下，其裂解活化能得以有效降低。為了探討甘油蒸汽在Co0和Co2+界面處的轉(zhuǎn)化過程，采用量子力學(xué)模擬計(jì)算甘油催化裂解。如圖3b，計(jì)算過程中，由于能量最小化的驅(qū)使下，甘油分子最終停留在Co0和Co2+界面處，此時(shí)體系最穩(wěn)定。隨后根據(jù)公式計(jì)算出甘油四步裂解過程中的能壘數(shù)值，并繪制過程階梯圖，如圖3c。根據(jù)該階梯圖，我們能清晰的看到甘油分子在界面處的裂解催化所需的能壘最低，即表明此反應(yīng)最容易發(fā)生。材料化學(xué)教學(xué)中通過該實(shí)列的操作展示，學(xué)生可以更直觀的看到化學(xué)反應(yīng)是如何一步一步進(jìn)行的，并且了解每一步都需要克服反應(yīng)能壘，加深對催化反應(yīng)及過渡態(tài)理論的理解。反應(yīng)步驟一：CH2OHCHOHCH2OH→CH2OHCHOHCHO*+H2反應(yīng)步驟二：CH2OHCHOHCHO*→CH2OHCH2OH+CO*反應(yīng)步驟三：CH2OHCH2OH→CH3CHO*+H2O反應(yīng)步驟四：CH3CHO*→CH4+CO*

5結(jié)束語

篇8

[關(guān)鍵詞]農(nóng)林；無機(jī)及分析化學(xué)；試題庫

無機(jī)及分析化學(xué)課程是我國農(nóng)林院校的一門公共基礎(chǔ)課，以西北農(nóng)林科技大學(xué)(西農(nóng))為例，每年有過一半的大一新生(近3000人)要學(xué)習(xí)該課程，足見其在農(nóng)林院校的重要地位。一般有如此多學(xué)生的課程都會采用統(tǒng)考的方式考試，因此試卷的全面性、公正性、區(qū)分度和客觀性就顯得非常重要。然而由于某些原因，部分農(nóng)林院校仍以人工命題的方式出卷。人工命題方式有其優(yōu)點(diǎn)，但在當(dāng)前信息科技越來越發(fā)達(dá)的時(shí)代，其缺點(diǎn)越來越突出。首先，人工命題往往易受出題人的主觀影響，存在對課程內(nèi)容覆蓋面不全、難度把握不好、重點(diǎn)不夠突出、題目容易跟往年類似或重復(fù)等缺點(diǎn)，對學(xué)生的考查不夠細(xì)致，區(qū)分度可能也不好，達(dá)不到考試目的[1]。如果情況嚴(yán)重，甚至可能造成教學(xué)事故。其次，人工命題容易出錯(cuò)，如符號錯(cuò)誤、分值錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等。出題人的責(zé)任心不同，試卷的質(zhì)量往往差別很大，責(zé)任心強(qiáng)的教師出的試卷質(zhì)量還比較高，但責(zé)任心較弱的老師所出的試卷質(zhì)量則不能保證。再次，人工命題效率低、成本高。命題一般在教師課程未結(jié)束的時(shí)候同時(shí)進(jìn)行，教師在上課之余，要花很多時(shí)間命題，往往是人付出了很多精力，卻沒有得到相應(yīng)回報(bào)，可能也沒有得優(yōu)良的試卷[2]。

1試題庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

我們已進(jìn)入一個(gè)信息科技爆炸的時(shí)代，電腦、手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已是我們?nèi)粘Ｉ睢⒔虒W(xué)和工作必不可少的工具，農(nóng)林院校的無機(jī)及分析化學(xué)課程也應(yīng)該跟上時(shí)代步伐，建立計(jì)算機(jī)試題庫系統(tǒng)。試題庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)顯而易見。首先，計(jì)算機(jī)試題庫系統(tǒng)可有效避免人工命題的諸多缺點(diǎn)，如實(shí)現(xiàn)教考分離，更好把握課程內(nèi)容的覆蓋、難度分布、重點(diǎn)突出、不易出錯(cuò)等等[3]。再次，機(jī)器出卷效率高，只要設(shè)置好一些基本要求，就會很快組成試卷。另外，試題庫系統(tǒng)還有其他方面的用途，如滿足學(xué)生的日常練習(xí)，課程進(jìn)行過程中，可以利用試題庫系統(tǒng)出一些較簡單的練習(xí)題，供學(xué)生加深對課程內(nèi)容的理解之用。最后，考試完之后，考試情況可以反饋給試題庫系統(tǒng)，進(jìn)一步改進(jìn)試題庫系統(tǒng)，那么以后的試卷會越來越好越客觀。當(dāng)然電腦組卷也不是萬能的，如果結(jié)合電腦組卷和人工修改，即可結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)，得到一份優(yōu)秀的試卷。建立一個(gè)優(yōu)秀的試題庫系統(tǒng)，工作量巨大，需要大量細(xì)致長期的工作?？偟膩碚f，試題庫系統(tǒng)首先應(yīng)該有一套優(yōu)秀的試題庫軟件，然后問題就在于要采集大量試題，最后就是管理與參與者的長期完善。針對無機(jī)及分析化學(xué)課程，應(yīng)該包含以下幾個(gè)方面。所示，應(yīng)該包含四個(gè)基本子系統(tǒng)，即題型管理、試題管理、用戶管理和組題管理子系統(tǒng)[4]。題型管理子系統(tǒng)可以設(shè)置加入不同類型題目，除傳統(tǒng)的填空、選擇、判斷及計(jì)算題之外，用戶可以定制自己的題型；試題管理子系統(tǒng)對試題進(jìn)行管理、設(shè)置難度、歸類等，如批量輸入試題，設(shè)置修改難度系數(shù)等；通過用戶管理子系統(tǒng)可設(shè)置不同權(quán)限的用戶，用戶通過網(wǎng)絡(luò)可以登錄系統(tǒng)，根據(jù)要求使用系統(tǒng)，保證多用戶使用，同時(shí)保證安全；組題管理子系統(tǒng)可以設(shè)置不同組題方式，產(chǎn)生試卷。另外還有試題質(zhì)量評價(jià)模塊，為考完試后進(jìn)行評價(jià)反饋而設(shè)置。

2試題庫系統(tǒng)軟件

試題庫軟件一般通過兩種途徑獲得，即商業(yè)軟件和使用者自己編寫。對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的化學(xué)工作者來說，編寫一套較好的軟件有一定難度，故采用成熟商業(yè)軟件比較可行。不管那種方式，試題庫軟件系統(tǒng)應(yīng)包括以下方面：(1)界面友好，易于操作管理，功能齊全：試題庫系統(tǒng)不僅管理員使用，普通老師也要用，如出一些練習(xí)題、小測驗(yàn)等。大多數(shù)化學(xué)老師的計(jì)算機(jī)水平有限，因此簡單易用的界面能為更多人使用。界面簡單易用的同時(shí)，還要保證內(nèi)容豐富、功能齊全。如題型的設(shè)置，普通的選擇、填空、判斷、計(jì)算題必不可少，還有其他題型，如概念、證明、小論文之類。另外用戶管理、組題出卷等都要包含。每個(gè)題目設(shè)置相應(yīng)的難度系數(shù)，組試卷時(shí)根據(jù)難度系數(shù)的分布情況組卷，這樣考試時(shí)一般都會比較符合正態(tài)分布，難度系數(shù)可由管理員修改。(2)化學(xué)語言友好：由于化學(xué)試題必不可少的出現(xiàn)化學(xué)語言，如無機(jī)及分析化學(xué)課中熱力學(xué)部分的熱化學(xué)方程式、熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系式，原子分子結(jié)構(gòu)部分的分子雜化軌道顯示、化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式，四大平衡對應(yīng)的滴定實(shí)驗(yàn)示意圖等。因此試題庫軟件應(yīng)該正確顯示這些化學(xué)語言，兼容CHEMDRAW等化學(xué)軟件繪制結(jié)構(gòu)圖，而且必須是WORD軟件友好的軟件，以正確顯示化學(xué)語言和數(shù)學(xué)公式。(3)網(wǎng)絡(luò)題庫：試題庫系統(tǒng)不僅在考試時(shí)使用，平時(shí)也要發(fā)揮作用。無機(jī)及分析化學(xué)課本中的練習(xí)題非常有限，學(xué)生可能需要做更多些練習(xí)題以加強(qiáng)對知識的理解，試題庫系統(tǒng)可以提供網(wǎng)絡(luò)練習(xí)接口，讓學(xué)生可以更靈活地獲取知識。另外網(wǎng)絡(luò)題庫可以發(fā)揮其交互的優(yōu)勢，讓學(xué)生和教師更好的交互反饋。(4)安全性：無機(jī)及分析化學(xué)課程為農(nóng)林院校公共基礎(chǔ)課，因此試題庫軟件的安全性一定要高，如果出現(xiàn)試題泄露、黑客入侵等情況，將嚴(yán)重影響教學(xué)工作，造成教學(xué)事故。因此，軟件系統(tǒng)一定要提供良好的安全性。

3試題采集

試題庫系統(tǒng)的另一大關(guān)鍵就是試題的數(shù)量和質(zhì)量，即試題采集。大量試題需要大量人員完成，是一個(gè)大工程。有經(jīng)驗(yàn)的老教師承擔(dān)試題的核驗(yàn)、確定難度系數(shù)、試卷的把關(guān)等工作，其他老師可搜集試題，試題翻譯，試題錄入及管理等工作。系統(tǒng)管理可由幾位老師承擔(dān)，每位負(fù)責(zé)某種題型。試題采集是最為繁瑣且龐大的工作，必須由多人承擔(dān)，按章節(jié)劃分，每1至2位老師負(fù)責(zé)一章，結(jié)合科學(xué)前沿有趣的東西，收集翻譯編寫題目。試題采集主要通過以下幾種途徑獲得：(1)已有資料。西農(nóng)無機(jī)及分析化學(xué)課程的命題近年都由不同老師輪流命題，教師一般都有出題經(jīng)歷，有一定量試題資料，因此首先將每個(gè)老師的試題資料收集、歸類，就是試題庫的基礎(chǔ)試題。(2)外文課本翻譯。相對于國內(nèi)課本，國外教科書或參考書中一般都有大量題目，可以聯(lián)系版權(quán)方，獲得題目的使用權(quán)，然后進(jìn)行翻譯。(3)自編題目。組織教師自己命題，教師根據(jù)自己的授課經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己的專業(yè)特長和學(xué)校特點(diǎn)，負(fù)責(zé)某一章節(jié)試題的編寫。(4)另外，試題庫的題型可多樣化，不局限于考試，可引導(dǎo)學(xué)生自己動手，查資料寫小論文，將小論文的題目也可加入試題庫共享。

4不斷實(shí)踐、反饋和改進(jìn)

試題庫系統(tǒng)是不斷建設(shè)、實(shí)踐及完善的長期工程，每次組卷考試后，根據(jù)考試情況進(jìn)行反饋，然后對有問題的部分進(jìn)行修改，如難度調(diào)整等。另外，每年都應(yīng)該往系統(tǒng)里加入一定量的試題，淘汰陳舊試題，保持更新。經(jīng)過幾年的改進(jìn)完善，最終會建設(shè)好一個(gè)優(yōu)秀的試題庫系統(tǒng)。

綜上所述，無機(jī)及分析化學(xué)課是一門農(nóng)林院校非常重要的基礎(chǔ)課，應(yīng)該充分重視其考核方式的公平性和客觀性，實(shí)現(xiàn)教考分離，淘汰陳舊的人工命題方式，有效組織起來，建設(shè)試題庫系統(tǒng)進(jìn)行組卷考試。

作者:蒲亮 張忠 王文己 楊正亮 單麗偉 單位:西北農(nóng)林科技大學(xué)

參考文獻(xiàn)

[1]袁東華．高校試題庫、試卷庫建設(shè)問題的思考[J]．黑龍江教育，2013，4：77-78．

[2]陳紅兵，賈俊仙，武英耀，等．創(chuàng)建農(nóng)業(yè)院校化學(xué)網(wǎng)上試題庫的探討[J]．高等農(nóng)業(yè)教育，2002，138(12)：50-51．

篇9

關(guān)鍵詞：室內(nèi)污染物；種類；來源；危害；防治

【分類號】：X6.3

由于室內(nèi)裝修引入能釋放有害物質(zhì)的污染源或室內(nèi)環(huán)境通風(fēng)不佳，導(dǎo)致室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)無論數(shù)量上還是種類不斷增加，并引起人的一系列不適癥狀的現(xiàn)象，即為室內(nèi)空氣受到了污染[1]。就環(huán)境污染對人體健康的影響而言，由于人們生活、工作在室內(nèi)環(huán)境的時(shí)間長，室內(nèi)通風(fēng)狀況不良、不利于污染物稀釋擴(kuò)散自凈等原因，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量比室外環(huán)境質(zhì)量顯得更為重要。

室內(nèi)主要污染物來源及危害

《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《民用建筑室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)定》的控制項(xiàng)目不僅有化學(xué)性污染，還有物理性、生物性和放射性污染。其中范圍最廣、影響最大的莫過于甲醛、苯、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物、放射性氡這五類物質(zhì)[2]了。

甲醛：化學(xué)分子式HCHO，也是近年來國內(nèi)消費(fèi)者及媒體最為關(guān)注的室內(nèi)空氣污染物?？諝庵杏坞x甲醛是一種無色、具有刺激性且易溶于水醇、醚，其40%的水溶液稱為"福爾馬林"，具備防腐作用。而正是由于它的防腐（防蟲）作用，甲醛被廣泛應(yīng)用于各種建筑裝飾材料之中。甲醛的熔沸點(diǎn)很低，因而很容易從裝修材料中揮發(fā)出來，甲醛的危害很大，居室空氣中甲醛的最高容許濃度為0.08mg/m3[3]，當(dāng)室內(nèi)空氣中的甲醛含量超過 0.06mg/m3 時(shí)就有異味和不適感，造成刺眼流淚、咽喉不適或疼痛、惡心嘔吐、咳嗽胸悶、氣喘甚至肺水腫；達(dá)到 30mg/m3，會立即致人死亡。而長期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、結(jié)腸癌、腦瘤、月經(jīng)紊亂、細(xì)胞核的基因突變，引起新生兒染色體異常、白血病、青少年智力下降。

氨氣： 氨的化學(xué)式為NH3，是一種無色且具有強(qiáng)烈刺激性臭味的氣體，比空氣輕 （ 比重為 0.5） 。氨是一種堿性物質(zhì)，溶解度極高，所以主要對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，減弱人體對疾病的抵抗力。部分人長期接觸氨可能會出現(xiàn)皮膚色素沉積或手指潰瘍等癥狀；短期內(nèi)吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難，可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等癥狀，嚴(yán)重者可發(fā)生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合癥，同時(shí)可能發(fā)生呼吸道刺激癥狀。

苯（苯系物）： 苯系物也是為人們所關(guān)注的室內(nèi)空氣污染物，苯（C6H6）、甲苯（C7H8）、二甲苯（C8H10）為無色透明油狀液體，具有強(qiáng)烈芳香的氣體，易揮發(fā)為蒸氣、易燃有毒。苯被國際癌癥研究中心確認(rèn)為高毒致癌物質(zhì)，對皮膚和粘膜有局部刺激作用，吸入或經(jīng)皮膚吸收可引起中毒，嚴(yán)重者可發(fā)生再生障礙性貧血或白血病。

總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）：TVOC是空氣中三種有機(jī)污染物中影響較為嚴(yán)重的一種。TVOC可以分為八類：烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他。它們都以微量和痕量水平出現(xiàn)，所以容易被忽視。VOC是指室溫下飽和蒸氣壓超過了133.32pa的有機(jī)物，其沸點(diǎn)在50℃至250℃，在常溫下可以蒸發(fā)的形式存在于空氣中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性，會影響皮膚和黏膜，對人體產(chǎn)生急性損害。TVOC可有嗅味，有刺激性，而且有些化合物具有基因毒性。世界衛(wèi)生組織（WHO）、美國國家科學(xué)院/國家研究理事會（NAS/NRC）等機(jī)構(gòu)一直強(qiáng)調(diào)TVOC是一類重要的空氣污染物。

氡：氡由放射性元素鐳衰變而生成，是一種放射性氣體。近年來對氡的關(guān)注主要來自于媒體對石材放射性的報(bào)道。人體吸入氡后，衰變產(chǎn)生的氡子體呈微粒狀，會吸入呼吸系統(tǒng)堆積在肺部，沉淀到一定程度后，這些微粒會損壞肺泡，進(jìn)而導(dǎo)致肺癌。但并不是說生活在這種情況下的人都會得癌，一般從受到氡的照射到肺癌發(fā)病之間可能要經(jīng)過幾年時(shí)間。

室內(nèi)空氣污染的防治措施

1合理布局及分配室內(nèi)外的污染源

為了減少室外大氣污染對室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響，對城區(qū)內(nèi)各污染源進(jìn)行合理布局是很有必要的。居民生活區(qū)等人口密集的地方應(yīng)安置在遠(yuǎn)離污染源的地區(qū)，同時(shí)應(yīng)將污染源安置在遠(yuǎn)離居民區(qū)的下風(fēng)口方向，避免居民住宅與工廠混雜的問題。

2 裝修材料選擇上要嚴(yán)格把關(guān)

在選擇裝飾材料時(shí)，要謹(jǐn)慎地控制污染嚴(yán)重有毒的材料作為裝飾材料，減少污染物的產(chǎn)生。如選擇對人體無害的天然建筑材料，或有主管部門核發(fā)合格證的綠色環(huán)保證書的化學(xué)合成材料。當(dāng)材料用量大時(shí)還應(yīng)進(jìn)行必要的抽檢和復(fù)檢，重點(diǎn)應(yīng)以控制有害氣體和揮發(fā)性有機(jī)化合物、放射性物質(zhì)的含量為主要內(nèi)容。

3 加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)換氣次數(shù)

對于甲醛、室內(nèi)放射性氡物質(zhì)等，應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)換氣次數(shù)，尤其是對甲醛的污染治理。室內(nèi)放射性氡的濃度，在通風(fēng)時(shí)其濃度會下降；而一旦不通風(fēng)，濃度又繼續(xù)回升。因此保持居室場所的通風(fēng)換氣是必須的，它可以保持室內(nèi)污染物濃度低于一定的水平，保持室內(nèi)空氣的清潔。

4用綠色植物治理室內(nèi)污染

養(yǎng)花愛花，是中華民族的傳統(tǒng)。古往今來，人們精心地將花種植在陽臺，或培育于花盆中，擺設(shè)在窗臺、走廊等處，供作欣賞，不僅美化了環(huán)境，更可凈化空氣，減少污染。、吊蘭、虎尾蘭、綠蘿、蘆薈等植物均可吸收和清除不同的化學(xué)污染物。

5進(jìn)行必要的室內(nèi)環(huán)境檢測和空氣處理

室內(nèi)污染， 其實(shí)是化學(xué)污染， 所以， 不能簡單地憑氣味感覺來判斷， 必須借助于專業(yè)設(shè)備由專業(yè)人員進(jìn)行分析處理。室內(nèi)污染以投入使用的第1、2年危害性最大， 采取自然通風(fēng)方式并不能根本和完全處理這些污染， 所以， 室內(nèi)污染一定要及時(shí)進(jìn)行室內(nèi)污染治理。

總結(jié)

室內(nèi)裝修等造成的室內(nèi)空氣污染及其防治措施是一個(gè)常新的研究課題， 室內(nèi)污染的防治應(yīng)以事前控制為主，事后處理為輔， 雙管并重， 雙管齊下， 在事前控制中， 研究開發(fā)綠色環(huán)保建筑裝飾裝修材料， 實(shí)現(xiàn)最大限度的降低污染物的排放量， 是減少裝飾裝修材料產(chǎn)生室內(nèi)空氣污染，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的有效措施， 也是最根本的措施； 同時(shí)也必須注重建筑裝修完成后投入使用前的污染處治， 把裝飾污染對人的健康危害控制到最小程度。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱天樂.室內(nèi)空氣污染控制[M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

篇10

關(guān)鍵詞 視頻公開課 建設(shè) 思考

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Construction and Thinking of "Life and Chemistry" Video Open Class

LIU Zheng， LI Heping

（College of Chemistry and Bioengineering， Guilin University of Technology， Guilin， Guangxi 541004）

Abstract In this paper， take Guilin University of Technology "life and Chemistry" video open class building for example， describes the characteristics of video open class and constructive and video open class curriculum design， classroom teaching， organizational shooting ways and means.

Key words video open class； construction； thinking

化學(xué)作為一門基礎(chǔ)科學(xué)，無論是理科生還是文科生，通過中學(xué)階段的學(xué)習(xí)都已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)知識。然而在現(xiàn)實(shí)生活中很多大學(xué)生缺失生活中的化學(xué)常識，這種缺失在一定程度上影響了大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和環(huán)境意識的提高?！吧钆c化學(xué)”選修課就是為達(dá)到提高大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的目的而開設(shè)的。課程主要以發(fā)生在人們身邊的各類現(xiàn)象以及化學(xué)在日常生活中的應(yīng)用為線索，從化學(xué)角度給予科學(xué)的解釋。具體的授課內(nèi)容涉及人類的衣食住行中與化學(xué)密切相關(guān)的生活實(shí)用知識，并結(jié)合各種媒體已有的現(xiàn)代生活的化學(xué)信息，兼具趣味性和實(shí)用性，內(nèi)容貼近生活，與時(shí)代同步。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生深切體會到化學(xué)就在他們的身邊，提高基本科學(xué)素質(zhì)，同時(shí)分析問題和解決問題的能力也得到一定程度的提高。

桂林理工大學(xué)“生活與化學(xué)”課程開設(shè)于1998年，計(jì)劃學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，是面對全校學(xué)生開設(shè)的選修課，授課對象為本校非化學(xué)化工類專業(yè)的學(xué)生，涉及地球科學(xué)學(xué)院、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、材料科學(xué)與工程學(xué)院、土木與建筑工程學(xué)院、測繪信息學(xué)院、機(jī)械與控制工程學(xué)院、信息科學(xué)與工程學(xué)院、人文社會科學(xué)學(xué)院、管理學(xué)院、旅游學(xué)院、藝術(shù)學(xué)院、外國語學(xué)院、理學(xué)院等十三個(gè)學(xué)院的40多個(gè)專業(yè)，每年近1000名學(xué)生選修這門課程。選用在國內(nèi)有一定影響力的，由曹振宇、程順達(dá)編《化學(xué)與現(xiàn)代生活》和王夔等編《化學(xué)與社會》作為教學(xué)的主要參考書。

長期以來，我們將“生活與化學(xué)”與同樣為非化學(xué)化工類專業(yè)開設(shè)的國家級精品課程“普通化學(xué)”共同建設(shè)，使“生活與化學(xué)”教學(xué)質(zhì)量有了極大的提升，在培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面發(fā)揮了極大的作用。2013年“生活與化學(xué)”課程入選桂林理工大學(xué)視頻公開課的立項(xiàng)建設(shè)計(jì)劃。經(jīng)過一年的建設(shè)，使我們對視頻公開課在拍攝內(nèi)容的設(shè)計(jì)、授課特點(diǎn)、拍攝組織、字幕撰寫和后期制作等方面有了一定的體會，下面談?wù)勎覀儗ㄔO(shè)視頻公開課的一點(diǎn)思考，與同行們分享。

1 視頻公開課的特點(diǎn)和建設(shè)意義

2003年，教育部啟動了高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作， 至 2010年，國家財(cái)政部和教育部評選與支持建設(shè)國家級精品課程有4000多門，經(jīng)過“十一五”八年的時(shí)間建設(shè)，全國各高等學(xué)?！熬氛n程建設(shè)”，總體質(zhì)量已達(dá)到較高的水平?！笆濉逼陂g，教育部、財(cái)政部決定繼續(xù)實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”（教高〔2011〕6號），組織建設(shè)包括精品視頻公開課、精品資源共享課等建設(shè)項(xiàng)目在內(nèi)的“本科教學(xué)工程”。①②視頻公開課是在現(xiàn)代教育理念與新興媒體技術(shù)促進(jìn)下的公開課的一種新形式，是教育電視網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男骂愋?，是精品課程教學(xué)錄像的豐富和發(fā)展。精品視頻公開課的課程定位是“以大學(xué)生為服務(wù)主體，同時(shí)面向社會大眾免費(fèi)開放的科學(xué)、文化素質(zhì)教育網(wǎng)絡(luò)視頻課程與學(xué)術(shù)講座”， 精品視頻公開課的建設(shè)理念主要體現(xiàn)在能“推動高等教育開放，廣泛傳播人類文明優(yōu)秀成果和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿知識，提升大學(xué)生及社會大眾的科學(xué)文化素養(yǎng)，服務(wù)社會主義先進(jìn)文化建設(shè)，增強(qiáng)我國文化軟實(shí)力和中華文化國際影響力?！边@一定位和理念與“十一五”期間的精品課程建設(shè)不同，同時(shí)精品視頻公開課在主講教師、課程內(nèi)容、傳播渠道、傳播受眾等方面具有鮮明特點(diǎn)。③

2 視頻公開課內(nèi)容設(shè)計(jì)

從各高校在高等教育出版社下屬的“愛課網(wǎng)”已上線的精品視頻公開課內(nèi)容來看，課程內(nèi)容的選題大多數(shù)集中在中國傳統(tǒng)文化、科學(xué)技術(shù)和社會熱點(diǎn)等題目上，課程內(nèi)容不是太專精，而是具有普及性，這些課程的受眾既有高校學(xué)生，也有社會大眾的特點(diǎn)所決定的。選題確定后，一般根據(jù)選題（主題），設(shè)計(jì)各節(jié)課（或?qū)ｎ}）的具體內(nèi)容。首先，內(nèi)容的設(shè)計(jì)要有思想性、科學(xué)性和啟發(fā)性；其次，內(nèi)容設(shè)計(jì)要凝聚精華、引人入勝和時(shí)間適宜；最后，內(nèi)容的展現(xiàn)適合于網(wǎng)絡(luò)傳播。④根據(jù)以上思路，我們選定了“生活與化學(xué)”課程中的“中國古代化學(xué)科技成就”為主題，將這一選題分為“火藥發(fā)明和化學(xué)成就”、“造紙術(shù)發(fā)明和化學(xué)成就”、“中國古代陶瓷工藝中的化學(xué)成就”、“中國古代金屬的冶煉和鑄造技術(shù)” 和“中國古代本草學(xué)中的化學(xué)成就”五個(gè)專題（五節(jié)課），這五個(gè)專題，內(nèi)容相對獨(dú)立，各專題之間又有一定聯(lián)系。我們查閱了大量的相關(guān)文獻(xiàn)，精心設(shè)計(jì)課內(nèi)容，努力使同學(xué)通過學(xué)習(xí)這門視頻公開課后，能夠了解我國古代化學(xué)科技發(fā)展的歷史，同時(shí)也可以汲取化學(xué)科技史中蘊(yùn)涵的科學(xué)思想，樹立科學(xué)的世界觀。

3 視頻公開課的課堂教學(xué)特點(diǎn)

國外名校網(wǎng)絡(luò)公開課課堂教學(xué)最大的特點(diǎn)是課堂教學(xué)是一個(gè)開放探討的過程，是一個(gè)交流思考的過程。⑤因此，我們在準(zhǔn)備視頻公開課時(shí)，加強(qiáng)了對視頻公開課教學(xué)方法設(shè)計(jì)的研究，采用啟發(fā)式、問題式、案例式、引導(dǎo)式、探究式多種教學(xué)方法組織教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如以大量的中國古代化學(xué)科技成就作為案例、以火藥、造紙術(shù)、陶瓷工藝的發(fā)明過程作為探究素材，設(shè)計(jì)多種富于啟發(fā)式的問題，極大活躍了課堂氣氛，營造了一種輕松、自由的學(xué)習(xí)氛圍，提高了視頻公開課的教學(xué)質(zhì)量。

4 視頻公開課拍攝組織，字幕撰寫和后期制作

教育部高等教育司制定了《精品視頻公開課拍攝制作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（2013年版）》，我們在視頻公開課拍攝過程中，嚴(yán)格按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。首先主講教師根據(jù)視頻公開課內(nèi)容，精心制作PPT，確保沒有文字方面的錯(cuò)誤，要有學(xué)校 LOGO 標(biāo)題，并請多媒體課件制作專業(yè)人員對PPT進(jìn)行美化修飾，以確保在拍攝時(shí)能有一個(gè)良好的效果；其次，主講教師在拍攝前認(rèn)真?zhèn)湔n，熟悉教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)教學(xué)方法，把握好拍攝時(shí)間（30～50分鐘），努力提高授課質(zhì)量；第三，選擇專業(yè)人士進(jìn)行拍攝，采用高清數(shù)字設(shè)備，3機(jī)位以上進(jìn)行多角度拍攝，選擇好錄制場地，特別要注意錄制場地環(huán)境，不要在鏡頭中出現(xiàn)有廣告嫌疑或與課程無關(guān)的標(biāo)識等內(nèi)容；第四，拍攝時(shí)，授課教師著裝要莊重得體，同時(shí)在拍攝前，要對參加拍攝的學(xué)生進(jìn)行動員，講清拍攝的注意事項(xiàng)；第五，要高度重視包括字幕在內(nèi)的后期制作，特別是唱詞文件的制作，要認(rèn)真校對唱詞，每屏只有一行唱詞，每行不超過20個(gè)字，唱詞中的數(shù)學(xué)公式、化學(xué)分子式、物理量和單位，盡量以文本文字呈現(xiàn)，并與拍攝人員密切配合，制作獨(dú)立的SRT格式的唱詞文件。

5 結(jié)束語

視頻公開課在我國剛剛處于啟步階段，與國外的視頻公開課相比，還有一定的差距，但網(wǎng)絡(luò)資源課程是中國開放教育的必然結(jié)果和新的起點(diǎn)，同時(shí)視頻公開課也強(qiáng)化了大學(xué)服務(wù)社會、傳播文明的基本職能。視頻公開課的制作必然為中國開放教育奠定良好的基礎(chǔ)。

基金項(xiàng)目：桂林理工大學(xué)視頻公開課建設(shè)立項(xiàng)項(xiàng)目（桂理工教[2013]22號）

注釋

① 朱志偉.精品視頻公開課建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].黑龍江教育，2013（7）：42-43.

② 劉廣，鄭重.中國大學(xué)精品視頻公開課的現(xiàn)狀，特點(diǎn)與發(fā)展策略[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2012.22（10）：15-18.

③ 張凱，陳艷華.大學(xué)視頻公開課示范效應(yīng)分析與思考[J].中國遠(yuǎn)程教育，2013（1）：82-88.