无机化学研究内容范文1
关键词:无机化学;环境工程;教学改革;教学实践
无机化学是研究无机物质组成、结构、性质和变化规律的科学，其研究对象包括了除有机化合物以外的所有元素及其化合物，是化学学科中发展最早的一个分支学科，因此各个方向的理工科专业领域均将无机化学作为基础课程之一列入教学计划和培养方案中［1］。随着行业战略方针的调整和学科发展的推进，无机化学教学也在面临不断的改革与新发展，尤其是现代物理方法和各种波谱技术在无机物结构研究中的广泛应用，使无机化学的研究范围打破了原有的界限，其研究内容和研究领域无论在深度还是在广度上都发生了前所未有的变化。面向本科生一年级的无机化学是我校化学工程、矿物加工工程和环境工程专业的必修课和基础课，也是学生从高中进入大学阶段深入拓展化学知识的首要系列课程之一，对于环境工程专业来说，大气、水、土壤等环境介质中物质的特性、存在状态及其变化规律等等，均离不开无机化学的核心知识体系。与此同时，我国高等院校的无机化学教学也在不断地发展与更新中，既要配合与时俱进的科技发展，又要满足现代大学生对于创新能力培养的需求与任务，因此，这就对我们现在大学课堂的无机化学教学内容、教学方法等提出了更加明确更加高标准的要求。当然，鉴于现代大学生的特点与需求，在教学实践中自然而然地出现一些新问题，比如，学生获取信息、收获知识及交流沟通的方式等都发生了翻天覆地的变化，不再单纯地依靠教师的讲解和课堂上手抄笔记，相反地，甚至很少有学生上课记笔记，这必然影响到现在大学生听课的认真与投入程度［2］;再比如越来越多的学生因家庭条件的允许其目标是出国，这些学生则把更多的精力用于外语的学习，以及还有一部分学生急功近利的思想意识，总是想依赖于教师的课件及希望教师所划出的考试重点，只求考试通过，而对于真正知识的渴求与自身知识水平的提高并不是特别地强烈，甚至对于课堂讲授的基本原理不去理解透彻甚至不理解，等等这些系列问题值得深入研究探索与研究，并找出改革方法与措施并进行实践。本文结合环境工程专业特点及对无机化学知识体系的要求，从教学目标、教学方法和教学内容等方面对无机化学教学进行了初步的改革、探索与实践，建立了一套适合于工科特别是环境工程专业的无机化学教学模式，增强了学生对无机化学的学习兴趣。
1对教学目标的定位与强化
大学古今中外的教育历史中承担着链接校园与社会的职能，而随着现代社会突飞猛进的发展和异常激烈的竞争，社会对人才的需求越来越趋向于国际化、综合型、创新型人才［3］，其中学生的创新能力培养与训练已经作为基础课程教学中最为突出的教学目标呈现出来。在大学教书育人“宽口径、厚基础、重能力、求创新”的大背景下，特别是结合我校建设研究型大学目标的确立，我们在无机化学的教学中将如何引导学生课本知识与实践相结合、如何从基础知识中寻求突破与科技创新相结合作为教学目标的重中之重。为此，我们在制定教学计划和制作教案的过程中，特别强调理论教学内容与环境工程学科的相关联课题或现象，以与学生切身紧密相关的生活问题或生产实际作为课堂教学的切入点和学生的兴趣点，即将基础知识、理论与原理，在教师的讲解下与生产或生活实际相结合，才能引起学生的兴趣，激发学生的好奇心与求知欲，并为学生创新能力培养提供素材与源泉，这是研究型大学发展的必然趋势和要求，也是为培养多层次人才所必备的教书育人模式。如此，将环境工程专业无机化学的教学目标定位明确，学生能够很清楚地理解和正确把握学习此课程的目的和意义所在，同时强化了无机化学在环境领域方面的教学目标，以本课程的第一部分“化学反应原理”篇为例，每一章节的教学内容均与环境工程学科中的某一方面或某个应用相联系，并设立了明确的教学目标，如表1所示。因此，在现有的高等教育体制与教学模式下，学生的创新能力是在学习基础知识的基础上，通过教师在教学过程中进行理论结合实践的引导与启发而培养起来的。
2对教学内容的精选与扩展
无机化学是我校环境工程专业本科生的一门重要基础课，虽然几十年来其教学内容框架基本没变，但由于学科间的相互渗透形成了许多跨学科的新研究领域，因此无机化学学科的面貌也发生了很大的改观，出现了许多新概念、新理论、新反应、新方法和新型结构的化合物，同理要求我们的无机化学教学也要与时俱进，推陈出新［4］。目前，我校环境工程专业无机化学课程采用的是大连理工大学无机化学教研室主编、高等教育出版社的《无机化学》作为本科生教材，并且将前十一章即从第一章“气体”到第十一章"配合物结构"作为第一期无机部分的教学内容。为满足现代无机化学教学紧跟学科发展进度的要求，同时由于新教学大纲对于课时的压缩，我们在实际教学过程中采取精简教学内容、适当删减部分过时内容和适量补充最新发展动态中无机化学相关知识的措施，既保障了教学基本思路和框架结构完整，又实现了对教学目标的定位与强化，同时达到了调动学生的学习兴趣和积极性的目的，提高了教学质量。从我校研究型工科大学的本质要求出发，要做到“研究与教学相结合”，就要在基础课程教学别强调“宽基础”，尤其是针对刚刚进入大学校门的一年级学生，专业方向的概念尚未形成，所谓“万丈高楼平地起”，对于大多数学生来说专业的培养才刚刚是打地基的阶段，因此对于无机化学这种基础课教学内容的精选与扩展方面，除了讲授基本原理外，适当引入或扩展一些与专业方向相结合的实例与学科研究进展，将会让提前对专业领域的研究范畴和学科动态有一定的认识与感悟，对于学生的学业发展来说将会是受益匪浅。为此，我们将无机化学教材课后化学视野的部分内容作为引例或本章内容的切入点，即是对教学重点内容的补充，又是基础教学内容在应用方面的扩展。如第二篇“物质结构基础”部分，目前世界范围内对环保意识的增强和对环保材料需求的急速增长，而新型环保材料的开发、合成与结构鉴定分析等相关知识与理论均与本章内容息息相关，以新型环保材料有研究动态及最新研究成果为本章讲解的切入点，对于学生理解和掌握较为抽象的化学键类型与价键理论将大有帮助和启发;再如将前两章“气体”与“热化学”串联到一起，先提出当前的能源过剩、绿色能源市场不足与社会可持续发展相矛盾的现状，从能源的合理利用、解决能源危机和快速发展绿色能源的必要性与紧迫性讲起，以此来理解本章教学内容中的反应热、焓变与热力学第一定律等系列基础理论，进一步深入把握不同形式能源之间热值的对比问题，并让学生从中思考能源发展的新动向与新思路。从学生的反馈来看，通过这些与基础理论相结合的具体实例的引入，学生们对课堂上教师提出的精选与扩展内容相当感兴趣，作为连接理论知识的桥梁，它使得理论知识变得通俗易懂而且生动，让学生们觉得无机化学知识体系在未来学有所用，自己也具备广阔的用武之地和发展空间，同时也为学生将来从事创新训练活动提供了素材和思考空间，学生们表示非常欢迎，因此保证和提高了教学效果。
3对教学方法的转变与探索
如前所述，无机化学是一门学科大类基础课程，其在整个大学培养体系中的基础性、衔接性与过渡性的地位，授课对象则是刚刚从高中毕业初入大学课堂的新生，这就决定了无机化学的教学模式中需要增加课堂教学的机动性、灵活性与趣味性，让学生们有一个适应期和过渡期，教学内容的难点重点等方面也是循序渐进地展开，以帮助学生们完成从高中时期的偏固定化思维方式向大学时代开放型思维方式的转变［5］。在此过程中，引导学生们从全方位、多视角去看待问题，而不再仅仅局限于课本上固有的知识点，并逐渐确立专业概念与对专业领域的感悟，让学生意识到甚至是某些科学问题也还是有很多地方或存在诸多疑惑的，是需要探讨和争论的，并不完全是真理似的存在，还需要学生们用一点点积累的知识去解决和探索，比如无机化学便是其中之一。因此，我们在无机化学的教学中采用了问题探究式教学法，即:围绕教学目标，对教学内容进行分类、归类和总结之后，从每一章的切入点教学内容中提出一到两个问题，当然问题是与本章内容相关且紧密联系科学发展动态和生产生活实际的，让学生头脑中带着这些极为实用和感兴趣的问题，层层讲解基础理论，逐步提出解决这些问题的途径、方法与相关理论。比如:讲解第三章“化学动力学基础”和第四章“化学平衡”时，两章之间有相互关联的基础理论原理，即化学反应的两方面稳定性问题，一个是热力学稳定性理论，一个是动力学稳定性理论;如果单纯枯燥地讲解纯理论内容，尽管教师讲解得已经很透彻，但学生对此仍然是懵懵懂懂、模棱两可的状态，这说明对学生们来说理论知识的学习缺乏具体实例的辅助，缺乏将理论应用于实际中的理解。为此，我们改变了教学方法，从一开始便抛出问题，让学生们在听课过程中随时从中找到答案，带着问题去探究基础理论原理。如以汽车尾气无害化处理的化学反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)为例，分别用到化学反应热力学稳定性原理与动力学稳定性原理，热力学原理上这个反应是客观存在、完全可行的，也就是说汽车尾气是可以实现自然状态下无害化转化的，但现实却为何并非如此呢?同时安排适当的课时供学生相互交流，带着兴趣性问题的分析与探究，逐层次展开课堂教学内容，也让学生在听课过程中参与和进行实际问题的讨论、推论与拓展，加深对基础知识的理解与应用推广。通过这种带着问题探究理论知识基本原理和机理的教学模式，使得教学目标更加明确，教学内容脉络清晰、主次分明，能让学生对每一部分知识点都一目了然，有助于学生快速地从切入点处入手逐级掌握各层次知识点，既提高了学生的学习效率，做到了课堂上有效学习，又培养了学生主动拓展知识的能力，完全有助于实现我校研究型大学培养创新型人才的教学目标。
4结语
科学技术特别是计算机技术和现代物理方法在无机化学领域的应用与扩展，使得无机化学教学在各个学科中的基础性和重要性都不言而喻。通过多年的无机化学教学经验体会，我们在教学目标方面进行专业方向定位与强化、在教学内容方面进行精选与适当扩展、在教学方法方面采用问题探究式方法的改革、探索与实践中，很好地结合了我校研究型大学培养工科技术型、创新型人才的需求，优化了教学内容，改善了课堂教学效果，提高了无机化学的教学质量。
参考文献
［1］乔正平，龚孟濂，巢晖．浅谈基础无机化学课程教学内容的选择与讲授［J］．大学化学，2017，32(5):7－10．
［2］王立艳，蔡卫滨，袁宁．矿物加工专业无机化学教学研究与探索［J］．广州化工，2017，45(9):186－188．
［3］隋惠芳．无机化学研究的前沿领域在教学中的应用［J］．青海师范大学学报(自然科学版)，2017，20(1):76－78．
［4］李良超，何亚兵，童国秀，等．基于互动和合作学习的无机化学教学模式［J］．大学化学，2017，32(5):1－6．
无机化学研究内容范文2
在化学课程标准中，内容标准已经明确指出教的内容，各个层级不同的行为动词均明确规定了各个部分内容具体需要教到什么程度.这个便是高中化学教学以及评价的一个基本依据.在我国，高考为基础教育学业成就评价以及高等教育人才选拔的一个重要手段，其命题是否也是严格以课程标准作为依据实施呢？本文主要以2015年高考化学全国新课标卷Ⅰ试题为例，对高考化学高考化学试题与课程标准的一致性进行探讨.
一、研究方法及过程
本次研究主要选取韦伯一致性分析模型来对高考化学命题与课程标准的一致性进行分析.韦伯一致性分析模型是一种具有有系统分析程序以及分析方法的模式，其凭借可靠性高的优点应用范围不断扩大.在该模型主要包含四个维度的内容，这四个维度具体为知识种类、知识分布平衡性及知识深度和广度.知识种类一致性指的是在相应的主题下，试题考查项目与课程标准之间的匹配情况；知识分布平衡性指的是被试题选中的课程标准中所描述内容标准对应主题范畴内的具体分布情况；知识深度、广度一致性分别指的是在试题考查项目中，知识水平、知识点与课程标准中所明确地内容标准目标中的吻合情况和覆盖情况.本次分析
中，四个维度相应的可接受水平的判断临界值已经得到明确设定.因为化学课程标准为普通高校招生化学科考试的主要命题依据，因此其在考题命制上也极为严格.
1.课程标准的编码
在全国统一高考新课标化学考试大纲（2015年）中，主要将高考化考试内容分为选考、必考两部分.化学基本概念和基本理论、化学科学特点和化学研究基本方法、常见有机物及其应用、常见无机物及其应用、化学实验为必考内容.必考设计知识面广、知识点多.必考、选考均不作为课程标准内容分类的主题之一.本次研究主要选取课程标准中的必修1、2、3《化学反应原理》相应内容标准作为研究对象.
在课程标准中，将学习目标具体分为认知性、技能性、体验性目标，本次研究只对析认知性学习目标进行分析.将该教学目标分为四级层次水平.
2.试题编码
经过对试题实施相关处理后，将所涉及的知识点的个数作为项目数，将非选择题小题中的每一空涉及的知识点个数作为项目数，分析“常见无机物及其应用”试题涉及相关知识点的目标水平编码.
二、试题与高中课程标准的一致性分析
1.知识种类一致性
以试题是否包含每一领域中的相关内容作为根据对类别一致性情况进行判断.本次研究结果显示，在2015年高考化学全国新课标卷I中，所所涉及的基本理论、基本概念、化学实验基础、常见无机物及其应用该3个主题的试题击中课程标准中内容标准的项目数分均超过6分，因此可判断，在该试题中，该3个主题均能够达到种类一致性的具体接受水平.
2.知识深度一致性
本次研究结果显示，在2015年高考化学全国新课标卷I中，基本理论及概念、常见有机物及其应用、常见无机物及其应用、化学实验基础几个主题在试题考查知识水平符合课程标准中描述目标水平项目数所占比例上，只有基本理论及概念小于75%；在考查知识水平高于课程标准描述内容标准的目标水平的项目数所占比例上，也只有基本理论及概念大于10%.由此可判断，在该试题中，除基本理论及概念外，其他3个主题均能够达到知识深度一致性可接受水平.
3.知识广度一致性
通过分析，化学基本概念及理论、常见有机物及其应用、常见无机物及其应用、化学实验基础几个主题在试题击中课程标准中描述内容标准目标总数中所占的比例上，未能达到知识广度一致性可接受水平的只有常见无机物及其应用这个主题.
4.知识分布平衡性
平衡性指数是按照如下公式进行计算的：
平衡性指数=1-∑1O-IkH2.
无机化学研究内容范文3
学生学习兴趣淡,自学时间少。本校的无机化学教学仍然采取中学阶段“填鸭式”的讲解,这样讲课进度快,信息量大,却没有给予学生大量的练习时间,特别是对于大一学生,一时很难适应大学的这种教学模式,导致出现“教师忙于讲解,学生难以理解”的局面。其根本原因是忽视了对学生学习积极性和自学能力的培养,不能突出学生的主导地位。因此,在无机化学的教学中,需要逐步提高自学内容的比例,加大自学要求和难度,结合社会发展需要和科技发展水平,引导学生开展自主性学习,使学生由“不想学、不会学”转变为“我要学、我会学”,这对于培养学生终生的学习习惯、促进学生学习能力的发展,具有重要的意义;同时,也有利于教师建立先进的教学理念,钻研教学内容,探索教学模式,实现教与学的结合。无机化学教学的发展趋势应该是准确定位为“导学式的无机化学”,即无机化学的学习必须在教师引导下,以学生为主体,培养学生自主学习的能力。
无机化学教学改革实施方案
无机化学教学改革实施方案是:理清知识体系,整合教学内容,压缩教学时数,实行模块化分层次推进教学,提高教学效率。无机化学教学的模块化分解和教学时数分配的框架(表略)。无机化学教学整合原则如下:(1)删掉部分内容(稀有气体、镧系、锕系、核化学、金属晶体和无机化学发展前沿),不再讲解,让学生自学。(2)压缩部分内容(溶液、热力学、动力学和晶体学),在后续课程中精讲。(3)合并部分内容(化学平衡、解离平衡和溶解平衡)。(4)补充部分内容(教学研究成果)。
无机化学教学改革方案的特色
(1)“三学二素一论”的两部分六模块改革。两部分为理论部分(48学时)和元素部分(42学时)。六模块为“三学二素一论”:“三学”为微观学、热力学和动力学;“二素”为主族元素和副族元素;“一论”为元素通论。
(2)“三位一体”的教学模式。微观学Ⅰ为无机化学一,热力学Ⅱ和动力学Ⅲ为无机化学二,元素部分为无机化学三,由3个主讲教师完成不同模块,学完就考,学分加和。
(3)根据“学生学习认知过程”设计教学顺序如下: ①由抽象到具体,先理论部分后元素部分;②由简单到复杂,微观学为“原子—分子—离子”;③由理论到应用,热力学为“热力学能—化学平衡和电化学—氧化还原反应”;④由主族到副族,先主族元素后副族元素; s区元素和ds区元素进行对比教学。
(4)利用规律性的“教学研究成果”促进教学。六模块中有关规律的教学内容详见表1。在这部分教学中展示教师教学研究成果,既可以理清学生思路,解决疑点难点;又可以指导学生进行教学研究,以研助教,以教促研。
(5)明确重点。溶液的有关理论重点在分析化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用;热力学和动力学的有关理论重点在物理化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用。
无机化学教学改革方案的效果
无机化学研究内容范文4
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：
[1]高志永，王凤产，常玖利. 当前我国生物无机化学研究现状[J]. 河南师范大学学报，2009，（03）.
[2]黄国珍. 生物无机化学研究[J]. 民营科技，2009，（04）.
无机化学研究内容范文5
[关键词] 绪论 科研前沿 兴趣
绪论课作为新课程的第一次课,无论对教师顺利开展该门课程的下一步教学工作还是学生学好该门课程都具有至关重要的作用。《无机化学》是药学专业首批开设的一门专业基础课,但刚入校的大一新生对化学的认识仅仅局限于抽象概念、化学方程式和相关计算,而对化学在生产、生活、医药中的作用认识不足。如何激发学生学习化学的兴趣,一堂成功的绪论课十分关键。学生往往对一门新课的第一节课充满期盼、新奇和学习的热情,绪论课在教学内容上应该让学生产生耳目一新的感觉。对于药学专业的学生最感兴趣最为关心的是化学与他们的专业之间有什么样的关系,学习这门课程在他们未来专业发展中能发挥什么作用,因此绪论课在内容设计上要求突出化学、药学及医学的学科特点和内在规律。实践表明适当讲解关于无机化学在新药研究开发过程中的前沿内容,对于提高药学专业学生学习无机化学的兴趣具有重要作用。
一、化学与药学
药学科学的任务是研制预防和治疗疾病、促进身体健康,保护劳动力的药物,并揭示药物与人体及病原体相互作用的规律。无论是合成药物的研发、天然药物的提取,还是药物剂型、药理和毒理研究,都要离不开化学知识。
针对药学专业的学生,进行绪论课的教学中以“医药”为桥梁在化学与药学之间建立关联,让学生明白,学好化学对于药学专业的学生有着至关重要的作用。例如,在中药研究过程中,要想搞清楚中药中起作用的有效成分,必须用化学知识对其进行分离提纯,然后研究药物的稳定性、生物利用度和药物代谢动力学,在对病理、药理、毒理的解释过程中也离不开化学的知识。新药研究开发的过程中一个重要的环节,是对一些具有优良活性的天然产物进行结构修饰,以期获得药效更好,生物利用度更高,毒副作用更小的新药,这些工作的进行更离不开化学,通过这些科研知识的讲授,能让学生深刻体会到学好药学必须以学好化学为前提,从而增强学生学好化学的自觉性和责任感。
二、无机化学与药学
无机化学与药学之间有着什么样的关联呢?结合近年来中药配位化学的研究成果,可以让学生切实体会到无机化学对中医院校药学专业的学生学好后续课程的重要性。近年来的研究发现,中药有效成分越提纯疗效越差。随着研究的深入,发现在中药中起作用的不是纯粹的有机成分,中药真正有效成分是有机成分与无机金属离子之间结合而成的配合物,这可能是由于有机成分和金属离子之间具有协同、拮抗作用存在,有时候二者结合,还能降低某一成分的毒副作用,甚至有时还会产生新的生物活性。更有甚者,是某些有机成分单独存在时无明显药效,但与无机金属离子结合后却具有显著的药效。药物在与金属离子作用后可以改善其溶解性,增加其生物利用度,从而增强其疗效,甚至可以产生新的药理作用。
目前,对一些药物活性分子进行结构修饰后与金属离子作用合成新型药物的研究,越来越受到科研工作者的关注,如β-榄香烯是我国自行从中药莪术中提取的一种抗肿瘤有效成分,已被批准为二类抗癌药物应用于临床,其细胞毒性及不良反应均小于一般的化疗药物,且对肝、肾功能无损害,无骨髓抑制,具有抑制肿瘤细胞和提高免疫功能的双重疗效,研究还发现β-榄香烯对已耐药的肿瘤细胞仍敏感,不易产生耐药性。然而,β-榄香烯属挥发油类,水溶性差,不易为人体所吸收,科研工作者为了改善它的性能,对其进行结构修饰,在β-榄香烯分子中引入氮、氧原子,然后将其与人体内一些必须的微量金属元素作用生成配合物,这样可以提高药物的水溶性、抗肿瘤活性及其靶向性。这些最后发挥药效的配合物正是无机化学研究的内容,因此,可以给学生灌输要想在药学研究中有所突破,必须学好无机化学的思想。实践证明,在绪论课的教学中引入科研前沿,一方面,使学生在学习知识的同时了解科学研究的方法;另一方面,使学生变被动学习为主动学习,提高学生学习的自觉性,增强学生学习无机化学的兴趣,让学生自己认识到学好无机化学是他们学好专业的基础,是以后工作的必备知识。
良好的开始是成功的一半。教师不断总结教学经验,通过渗透科研前沿,培养学生对无机化学的学习兴趣,激发学生的求知欲,学生变被动接受为主动学习,变被动的积累知识为知识的综合应用,同时也使他们充分体会和感受到学习知识、掌握知识、应用知识的乐趣,这将对全面提升学生的综合素质,为其进一步学习专业课及以后的就业打下良好的基础。
参考文献:
[1]李祥子,冯志君,尉艳.药学专业无机化学绪论课教学体会.山西医科大学学报:基础医学教育版,2009,11(5):547-549.
[2]李武宏,杨峰,罗俊.中医学专业医用化学绪论的教学设计与体会.山西医科大学学报•基础医学教育版,2009,11(2):174-176.
[3]何军,梁国刚.配位化学在中药研究中的应用.中国实验方剂学杂志,2008,14(12):77-80.
[4]夏萍,张军军.中药配合物的研制.广东化工,2006,33(4):15-17.
无机化学研究内容范文6
论文摘要:本文根据污染生态学研究现状讨论了污染生态学的研究内容:①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系;②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律,即吸收、转化、富集、降解规律和生态效应;③研究生物净化机制与生物防治污染的措施;④研究生态系统承受污染物的负荷能力,确定生态系统的环境容量,预测环境质量的变化趋势。
一、引 言
人类社会进入20世纪之后,随着全球工业化的兴起,生产和生活的性质与规模较之以前发生了巨大的变化,而且这种变化以一种不可逆转的趋势正不断地向纵深发展。今天,人类强大的技术力量严重地影响和干扰着自然界的许多自然过程,如气候、植被、水分乃至与之有关或包含于其中的物质化学组分的交换、循环等。特别是目前这种影响常常直接或间接地导致影响或破坏人类生活的正常性与社会发展的持续性的可怕后果,这即是当今环境问题成为倍受全世界关注的热点的原因所在。
与其他学科的兴起和发展一样,为了研究和解决在生产、生活和社会发展过程中存在或出现的问题、探索人与环境关系方面的奥秘以及如何协调或控制这种关系,大约在20世纪中叶以来,一系列有关人类环境的新学科如雨后春笋般地出现和发展起来。而从自然循环、物质变化角度研究环境问题的学科目前发展起来的最主要的有以下几门:环境地球化学、污染生态学、环境化学和环境生物无机化学。这些学科都尚在形成发展中,其最主要特点是不同学科交叉,即用已有学科的理论、方法去解决已存在的或新出现的环境问题。
也是在20世纪下半叶,生态学有了重大发展和认识上的飞跃。[1~2]新的生态学建立在生命科学和地球科学的基础之上,成为介于社会科学和自然科学之间的一门特殊的学科,研究人口、资源、环境的关系。我国已故着名生态学家马世骏曾指出:“协调人类与自然的关系,改善人类的生态环境,应是现代生态学研究的主要方向。”人类与自然环境的最主要界面——地球表面存在和发生的一切现象及与生物的关系,[3]尤其是与人类的关系成了生态学研究的重点内容。[4]
“污染生态学”是环境科学的主要组成部分之一,并已成为生态学的一个重要分支。我国在20世纪90年代初,前国家教委就规定其为与环境化学、环境地球化学平行的本科环境科学专业必修专业课程,当时也曾提出了相应的研究任务和方向。然而,和其他任何新生事物一样,“污染生态学”本身在许多方面尚处于发展、充实、完善阶段,目前对之尚存在不同一的定义或认识,人们还尚未对它的对象、任务、研究范围等作出确切的规定。其实,晚一点作出这样的规定是好事,因为广义的环境科学也包括生态学,其涉及内容较广,学科交叉性很强,人们对它的理解不能不受到原先的专业知识范围、研究经验、兴趣及对环境生态问题的不同认识等因素的影响。也正是这种不同的理解和认识,会促使不同学者从不同角度各有侧重地去研究问题,由此可能会大大地丰富和充实这门新兴学科的内容,同时也促使人们以极大的热情和兴趣去研究和探索,以使其不断成熟、完善和更有效地为保护人类、保护环境、促进社会可持续发展服务。
目前,在国外能与“污染生态学”完全对应的词条尚很少见,最为接近的可能是“Pollution Science”或“The Science of the Pollution”,但是,就针对自然界生态环境污染问题的研究却突飞猛进、日新月异。这一点在科技杂志刊载内容方面体现的非常明显,尤其是一些重要刊物更是如此。如“Ecology”、“Environmental Science and Technology”、“Environmental Pollution”、“Environmental Research”、“Applied Geochemistry”、“the Science of the Total Environment”、“Aquatic Ecosystem Health & Management”、“Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology”、“Environmental Geochemistry and Health”、“Journal of Hazardous Materials”以及“Nature”、“Science”、“AMBIO”等刊物经常刊登大量的污染生态学研究成果。除此之外,有些污染生态学的研究成果也常常分散刊载于其它有关环境科学或生态学领域的期刊中。这些研究内容实际上已基本勾勒出了污染生态学研究内容的框架。笔者结合近年在上海交通大学讲授研究生“污染生态学”课程及科研实践中的学习心得和体会,就“污染生态学”研究内容做些浅显的讨论,与同行交流,希望大家指正。
二、污染生态学研究内容讨论
近年来不断进展的污染生态学研究和大量的研究工作其研究内容基本体现出了以下四个方面的特点:①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系;②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律,即吸收、转化、富集、降解规律及生态效应;③研究生物净化机制和生物防治污染的措施;④研究生态系统承受污染物的负荷能力,确定生态系统的环境容量,预测环境质量的变化趋势。
1.污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系研究
污染物质之所以会对生物产生毒害是由于生物对这些有害物质的摄取与利用而引起的。环境一旦被污染,生存于其中的生物即会自觉不自觉地摄取和吸收污染物质,当这些物质的量在生物体内超过生物机体本身的承受或转化(无害化转化)极限时,污染物质在生物体内的毒害作用即发生了。不同的污染物质其体现出的效果往往区别很大,而自然环境中常常是多种生物并存和多种污染物质同时存在的。查明生物受害原因和明确厘定具体致害物质及致害物质间的相互作用是污染研究的关键所在,这些问题在实际情况中常常非常复杂。环境中生物受害原因以及与污染物的关系研究是污染生态学研究的最重要内容之一,是污染生态学研究的起点和基础,同时也是目前的一个热门研究领域。
2.污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律,即吸收、转化、富集、降解规律及生态效应研究。
污染物一旦进入环境或生态系统、生物体内,在新的物理化学条件下便会发生一系列作用和产生相应后果。在此过程中,污染物的化学习性、系统的物理化学条件是制约因素。因此,生物对污染物从摄取到进入体内的一系列生化作用及过程的每一个环节都对最终的毒害效果产生重要影响。如摄取、输送、吸收、浓缩、转化、富集、降解和排泄等各种作用和过程。它们是研究生物在污染环境中受害机理的最基本内容。这些作用和过程对不同生物不尽一致,因而相同的污染物质对不同的生物群体常常体现出不同的生态效果。因此,这项 内容是认识元素在生物体内的化学行为和运动规律,即元素在生物体内的分布、功能、运动循环机理和生物对元素的需求与中毒等基本原理的关键,对阐明污染生态环境的生态效果起着不可取代的作用。不同的生态系统常常有不同的污染特点,如大气环境、水环境、土壤环境和生物系统间同一污染物质各自分别有不同的生态环境效果。自然界大气、水、土壤、生物体系又都不停地与生物进行着物质交换循环。在各种方式的交换循环中污染物质会体现出各自的毒害效果。生态环境污染生态效应研究是污染生态学的主体内容,是一个广阔的研究领域。[5]
3.生物净化机制和生物防治污染的措施研究
生物对污染物的抵御能力体现在生态效应上即为净化功能,这项功能因生物种类不同而差别很大。生物净化机制研究一方面是制定环境容量的重要依据,另一方面可用于污染防治。这是目前污染治理研究领域的一个重要方向。许多生物特别是微生物具有独特的环境净化功能,常常会起到其它人工措施难以起到的作用。因此,生物净化机制和生物防治污染的措施研究是污染生态学环境对策的重要内容,对确定环境容量和治理、预防污染具有重要意义,是一个崭新的、前景无限光明的领域。[6]
4.生态系统承受污染物的负荷能力研究
生态系统对污染物的自然净化能力是污染研究的重要内容,也是治理预防污染的主要参考条件。对生态系统的污染负荷能力或环境容量进行研究,以及对为促使人为污染物不超过其负荷能力或容量的相应政策措施进行研究是污染生态学的基本内容之一。生物机体本身及人的主观能动作用对环境中有毒物质或污染的抵御能力和对策研究是目前一个充满兴趣而又具重要现实意义的课题。[7~8]
三、结 语
从学科史角度看,污染生态学尚处于初期发展阶段。据目前本领域研究状况,本文将其研究内容归纳如下:①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系;②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律,即吸收、转化、富集、降解规律和生态效应;③研究生物净化机制和生物防治污染的措施;④研究生态系统承受污染物的负荷能力,以确定生态系统的环境容量,预测环境质量的变化趋势。
上述污染生态学的研究内容是作者学习污染生态学的体会,同任何一门新学科一样,需要在实践中不断地得到补充和修正。
参考文献:
1 Ronald S. Oremland1, John F. Stolz. The Ecology of Arsenic [J]. Science, 2003, 300(5621): 939~944
2 Begon M., harper J.L., Townsend C.R. Ecology-individuals populations and communities[M]. 3rd Edn. Oxford: Blackwell Science, 1996
3 Lindstrom E.R., andren H., Angelstam P., Cederlund G. Disease reveals the predator[J]. Ecology, 1994(75): 1042~1049
4 孙铁珩、周启星、李培军. 污染生态学[M].北京:科学出版社,2001
5 Nebel B.J., Wright R.T., Environmental Science. 5th Edn. New Jersey: Simon & Schuster, 1996
6 Suhonen J. Predation risk influences the use of foraging sites by tits[J]. Ecology, 1993(74): 1174~1203
