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关键词:高中化学教学;基础知识;价值;终身学习
在高中化学教学的过程中,教师的责任不仅仅在于教授知识,更重要的是指导学生对化学知识体系的构建和对构建这种知识体系能力的培养。这种能力,可以将之运用到其他学科当中,进行知识上的串联,从而带来学业上的进步;更可以运用到生活之中,提高分析问题的能力,加深对问题的理解。因此,高中化学教师在化学教学中注重学生的知识体系构建是具有重要意义的。
一、构建知识体系的重要性
《普通高中化学课程标准(实验)》(人教版)对学生知识目标的评价是:“注重考评学生对知识意义的实际理解和把握,注重学生的理论联系实际能力”,并在识记、理解和运用三个知识层次上,又从意义、行为动词上做出了准确的描述和规范。从这之中,便可看出构建知识体系的重要性。
就目前的学习环境看,检测学生的知识主要是通过试卷。高中生学习的主要目的就是高考,而高考就是在固定时间内做完一张张试卷,学生平常也是大考小考不断。学生需要在头脑中存储大量的学科知识,并进行准确答题,才能得到有效分数。高中化学题型有单选、多选、推理题和计算题等,考试时若不归纳分析,逐个看题,势必会浪费大量时间,影响分数。如果学生构建起化学的知识体系,了解知识点的内在关联,并总结记录,考试时过滤并推敲,就能大大节省时间。另一种检测方法是化学实验,检验动手能力。这就要求学生对化学物质和药液的属性、各主要化学公式、化学器皿和化学流程有充分了解。但是这些知识比较琐碎,进行化学知识体系构建能很好地帮助学生记住这些零碎知识,加深印象。只有这样,学生的学习兴趣才会提升,学习成绩才会上升。
二、知识体系在化学中的运用
以高中化学人教版为例,进行知识体系在化学中的运用。以化学平衡为主线,进行电解质溶液、水解溶液、电离平衡等知识的分析和综合,这样学生就能清晰掌握相关的平衡知识。再者,构建化学实验知识体系,首先需熟知化学药品的名称和特性,仪器的作用,然后了解实验操作的基本技能。只有明确知识点,才能进行准确的知识体系构建。比如,高锰酸钾的作用,它的颜色是紫色,碳酸钙与什么发生反应会出现气体,摩尔质量及摩尔体积和物质的量又是什么,对这些基本知识要知道并分得清。
每一册的学习都有它固定的规律。教师在教授课本时,可以选择将规律事先告知,鼓励每一单元的学习后进行总结,调动学生的积极性,并分享交流,使学生对知识体系构建有一个初步的理解和尝试。待到熟练了,希望鼓励学生自己尝试总结,自己构建,这样,对学生才是最好的。下图是对化学元素知识体系的构建,多采用箭头方框,清晰明了,简单易懂,使学生能得到更好的理解。
再如,人教版有机化学选修中有一单元主题是糖、氨基酸和蛋白质。教师可引导学生从糖类的组成和糖类的属性着手,列出氨基酸的组成、氨基酸的结构和氨基酸的性质,再列出蛋白质的组成、结构和性质,逐步深入,由点到面,构筑有关蛋白质、多肽的知识体系。此外,还可以通过大量书写双水解离子公式,得到书写规律。首先,左边写出水解的离子,右边写出水解产物;然后进行配平,左边先配平电荷,右边再配平其他原子;最后H、O不平则在哪边加H2O。在做计算题时,学生常用原子恒等、离子恒等、电子恒等和电荷恒等等,常用方法为质量守恒、十字交叉和差量法等,这些都可以在计算中积累下来,构建知识体系。
三、构建化学知识体系的价值
化学知识体系的构建,有着重要的价值和意义。它大大提高了学生的学习效率,使学生获得知识更为轻松,或是说能学到更多的化学知识和技能。它可以培养学生独立思考的能力,发展化学实践实验和创新能力。它可以使学生得到更多的体验和不一样的学习感受,从而养成合作、分享的美好品质,进一步使学生形成了自我、学习、生活内在的整体联系,形成正确的世界观、人生观和价值观,更好地成为社会主义接班人。
随着新课程改革的步步推进,在化学教学中教师需多关注学生的学习主动性和参与性,培养学生的创造性思维和专业学科能力和学科素养,构建知识体系,不仅能提高课堂效率,对于学生系统掌握化学知识,培养良好的化学学习习惯具有很大的帮助。更重要的是,它教会了学生自主学习,自主串联,为学生终身学习、终身发展打下了坚实基础。
参考文献:
[1]倪仲.构建知识体系法教学在高中历史教学中的应用研究[J].苏州大学,2014,13(03):116-117.
[2]冯红梅.新课程体系下高中化学探究式教学模式的构建[J].河北师范大学,2007,27(10):106-107.
关键词:原子经济性; 绿色化学; 制药工艺
化学制药工艺学是药物合成路线、工艺原理、工业生产过程及实现其最优化途径和方法的一门学科。制药工业是整个医药产业的核心,如何以消耗原料、能源和资本为主的工业经济,转向以知识和信息的生产、分配、使用的知识经济,开发易于组织生产、操作安全和环境友好的生产工艺,成为新时代制药工艺学教学面临的艰巨任务。
一、原子经济性理论的提出
有机合成技术的发展经历了一个非常漫长曲折的历史进程,从1973年化学大师Woodward的维生素B12全合成,到当代最著名的化学家Corey的反合成分析法,为有机合成奠定了坚实的基础。1991年著名化学家B.M.Trost首次提出“原于经济性(Atom Economy)”的理论,即在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中,其计算公式为:原子利用率=(目标生成物的质量/参加该反应所有反应物的总质量)×100%。这一新的评估标准为药物合成的绿色化途径提供了一个指导方向,即尽可能地节约不可再生资源,又要求最大限度地减少废弃物排放。B.M.Trost因此获得1998年美国“总统绿色化学挑战奖”的学术奖。
二、原子经济性理论的应用
人们常用原子经济性来评估化学工艺过程,要求尽可能地节约那些不可再生的原料资源。理想的“原子经济性”反应应有100%的反应物转化到最终产物中,而没有副产物生成。传统的有机合成化学比较重视反应产物的收率,而较多地忽略了副产物或废弃物的生成。
1.设计合理的合成工艺路线
一个化合物往往可通过多种不同的合成途径制备,但相对化学当量的反应,高选择性、高效的催化反应才符合绿色化学的基本要求。一方面,基本骨架与功能基团构建的原子经济性,如(+)-生物素的工业化生产工艺路线选择中,其5碳侧链的构建采用C3+C2策略,以二氧化碳为原料,运用典型的双格式反应一步形成5C羧基侧链,比已有的C3+C3-C1合成策略更具原子经济性,且原料易得,原子利用率高,废物排放少。因此该工艺路线在中国的投产以绝对的优势垄断世界,不仅获得巨额利润,更具有保护资源和环境的社会效应;另一方面,有机反应的原子经济性。如环已烯为目标化合物时,从脱水反应的追溯求源思考方法,可以想到其前体化合物需为环已醇;但从原子经济性考虑,我们更应通过其前体化合物为丁二烯与乙烯通过Diels-Alder反应得到。因此工艺路线的选择中尽可能利用加成反应、重排反应等原子经济性反应,避免使用消除反应、取代反应等非原子经济型反应。
2.发展高选择性、高效的催化剂
手性药物获得单一手性分子的方法中,外消旋体的拆分是一个重要的途径。但是,理想的产率也只能达到50%,另一半异构体只能废弃,因此不对称合成反应是理想的原子经济性绿色化学途径。2001年的诺贝尔化学奖授予了Knowles,Noyori和Sharpless三位化学家,以表彰他们在不对称催化反应领域所取得的卓越成就,也表明了催化不对称反应在医药工业的重要意义。
在不对称催化反应日益发展的今天,教学中应重视案例分析,培养学生运用新观念、新技术、新方法和新型手性催化剂的思考。如动态动力学拆分的方法,使用手性催化剂催化异构化反应,这样单一光学活性化合物的产率就可以达到80%~90%。还有如不对称活化(毒化)、不对称放大、去对称化反应等新的观念、方法和技术都是需要深入研究和发展的。至于新型手性催化剂的研制,更需要重视具有我国特色的新型手性配体和相应的手性催化剂的研究和开发,如酶催化剂、有机小分子催化剂都是近年来研究的热点。在我国已有非常成功的例子――(+)-生物素的工业化不对称合成,采用的手性辅助剂和催化剂原料来自氯霉素生产过程中的手性右胺。该手性催化剂成功地应用到了(+)-生物素中间体手性内酯的合成中,大大降低了(+)-生物素的生产成本。此工艺的特点为废物利用和绿色化学的发展作出了卓越的贡献。
当然,目前真正属于高“原子经济性”的有机合成反应,特别是适于工业化生产的高“原子经济性”的有机合成反应还不多见。化学制药工艺学的教学应培养学生自觉地用“原子经济性”的原则去审视已有的有机合成反应,减少化学合成中有毒原料的使用,提高原料和溶剂的利用率,节约能源,努力开发符合“原子经济性”原则的新工艺。
参考文献:
[1]邓立新.药物的传统合成与绿色合成的原子经济性比较[J].化学教学,2005,(11):22-24.
1.凝练临床中药学学科稳定的学术研究方向
突出学科特色与优势从宏观层面上讲,学科方向建设的内涵是指学科发展的专业构成及其发展趋势;在微观层面上,学科方向建设是指整体的学科布局以及单一学科内部学术研究方向的选择。结合医院具体实际,临床中药学学术研究方向原则上不宜超过3个。
成功凝练临床中药学学科建设方向,有利于学科建设过程中的资源有效配置,克服资源浪费与重复建设,发挥优势、突出特色,并有利于形成品牌学科、特色学科、优势学科。在我院临床中药学学科建设实践中,学科团队主要围绕中药材、中成药、中药制剂等研究对象,利用中药药理学、中药化学的研究方法及成果,对中药质量标准进行不断地丰富完善,并为临床提供更多更新的用药知识。同时,重视骨伤科中药新制剂、新技术的使用和临床应用研究,丰富了临床中药学的内涵。临床中药学的核心是保证药物治疗的安全性、有效性和合理性。我院学科团队成员紧紧围绕临床中药学的核心任务开展中药新药临床药理研究,为开发新药作准备。
平乐郭氏正骨传统药物是我院的特色和优势,继承和发展平乐郭氏正骨传统药物一直是一项重要工作,注重选择临床疗效显著、安全性高的品种展开新药研发工作是我院的一项光荣传统。临床中药学学科研究方向建设是学科建设的基础,学科研究方向也体现了学科的特色。学科研究方向要建立在科学理论基础上,并符合社会与医院发展需求,具有代表性、创新性,才能够得到可持续发展。
2.重视学科科学研究建设工作
提高医院科研能力与水平学科建设和科学研究有着相互联系、相互促进、共同发展的关系。科学研究是学科建设的基础,只有拥有高水平的科研成果,才能使学科整体力量得到不断发展;学科建设可为科学研究的发展提供合理的知识、人才结构,是科学研究的重要平台。在医院开展临床中药学科学研究,需要学科人员不断地更新完善临床中药学学科的知识,提高自身的综合素质,注重培养创新意识和能力,不断提高科研能力与水平。结合实践与心得,笔者认为医院临床中药学学科科研建设要注意以下四个方面。
一是突出创新是科学研究的核心,医院科研工作要坚持创新的原则,注重理论与实践结合,将科研成果转化为学术成果,促进医院学科发展。
二是注重发挥本单位多学科综合优势,打破学科壁垒,根据临床中药学学科建设需要,按照适当的组织形式,采取资源共享的方式,实现与临床学科联合承担科研课题。
三是克服科研选题盲目分散,与学科建设脱节的现象,注重科研成果及时转化为生产力,进而增加学科建设的经费投入。
四是改善学科基地建设,加强实验室条件建设,以利于开展科研工作,形成良性循环。搭建临床中药学实验技术平台,构建适合科研建设的仪器设备和实验条件,能够为学科的研究者从事教学和科研活动提供新型基地。
五是实验平台的建设要坚持开放性的原则,通过结构优化、资源重组,使实验教学平台真正成为实践与科研相结合、培养创新能力的基地。
3.培养临床中药学人才队伍
提高医院临床药学服务能力与学术创新能力医院临床中药学学科队伍建设是临床中药学学科建设的核心内容,主要任务是在学科带头人领导下,在特色研究方向的基础上广泛引进人才,形成具有影响力的学术团队。临床中药学学科队伍,是由学科带头人、学术带头人、学科骨干、学科成员等不同层次结构、学历结构的人员组成的团队。科学整合团队成员,使人才个体各得其所,各显其能,以构建结构合理的学科团队,最大限度地发挥临床中药学学科队伍的整体功效,提高临床中药学学科整体的学术水平。拥有一个优秀的学科带头人并构建一个结构合理的学科队伍,是一项复杂而艰巨的工作。为此,应做好以下工作。
一是学科队伍建设应结合自身实际。医院临床中药学学科队伍建设,既要符合医学科学发展的规律性,又要适应整体科学前进的趋势。要重视学术人才的培养,注重良好的学术环境和学术氛围,鼓励学术创新和学术争鸣,尊重知识、尊重人才,要使每位学科成员都有明确的研究方向和目标定位,最大限度地为他们创造施展才华、实现价值的条件与环境。
二是注重学科交流,注重学科资源的利用和共享,为学科群体优势的形成和发挥创造条件。临床中药学学科作为基础学科与交叉学科,要以此为契机,坚持以中医药理论为主体,以指导临床有效、安全、合理用药为宗旨,坚持中医学与中药学相结合、传统研究与现代研究相结合、临床研究与实验研究相结合,并与药理学、药物化学、毒理学及临床各科等多学科协作,以高起点加快学科建设,从而培养高素质人才。
三是学科队伍建设应重视青年人员的吸纳和培养,完善知识传承和帮带机制,使学科队伍年龄结构、职称结构、学历结构趋于合理,以实现中药学科的持续发展。
二、结语
临床中药学是中医药学的核心和基础,临床中药学学科工作不仅要面向药品生产,面向医药管理部门,而且还要直接面向患者,面向临床医护工作者。医院加强临床中药学学科建设是刻不容缓的任务,它不仅仅是医院现实与长远发展的需要,更是广大医师与患者的需要。