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应用化学的起源范文1
关键词：网络中心；服务器；虚拟化技术；SAN
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）25-0073-02
1 昆山二中专原网络中心存在的问题
江苏省昆山第二中等专业学校（简称昆山二中专）校园网始建于1997年，经过十多年的建设和完善，基本覆盖了教育教学、实验实训、教师办公等区域，形成了高速、安全、可靠的千兆主干、百兆到桌面的全交换校园网。随着网络技术地快速发展，网络设备的不断更新， 2004年对中心机房进行了一次较大规模的更新，更换了核心交换机和服务器，但此后除部署“一卡通”系统、 “教务管理系统”之外，一直没有针对其他软硬件进行全面的升级，导致大部分设备因使用时间过长，无法满足学校日益发展的需求。原中心机房设备主要存在以下问题：
1）设备老化严重，部分设备无法启动。服务器等设备保修期一般为三年，三年以后可以申请续保两年。五年后，设备生产厂家一般不再提供相关服务，中心机房大部分服务器使用寿命均超过五年，无法得到生产厂家的售后服务，应用系统的稳定运行没有保障，这些服务器普遍存在硬盘损坏、光驱损坏等故障，无法保证数据的安全和应用的正常提供。
2）服务器数量较多，管理难度较高。原中心机房一共有12台服务器，包括戴尔（DELL）、惠普（HP）、IBM等品牌，这些服务器所安装的操作系统更是五花八门，有Windows 2000 server、Windows server 2003、Red hat linux、CentOS、Fress BSD、Windows XP等。不同的硬件品牌、不同的操作系统大大增加了管理难度，特别是当某一台服务器出现故障时，很难找到配置相同的服务器来替代。
3）没有统一的存储备份，服务器数据存在极大的安全隐患。中心机房的服务器均独立存在，没有统一的存储服务器。每种应用的数据只保存在某台服务器中，当某台服务器出现故障（如无法启动或硬盘损坏等）时，里面的数据很难恢复，2013年1月损坏的Dell 4600服务器的中部分数据至今未能恢复。事实证明，仅仅依靠单台服务器做RAID备份或每周将数据备份至移动硬盘的方法无法保证数据的安全，必须有一台存储服务器做实时、异地备份。
4）服务器使用效率低。中心机房的12台服务器资源没有得到充分利用，特别是CPU，大部分服务器的CPU使用率均低于5%，极大的浪费了软硬件资源。
考虑到学校规模不断扩大，特别学校申请创建高水平现代化中职学校后，资源中心、协同办公管理系统、资产管理系统、学生管理系统等系统都将逐步实施，同时学校原有的应用，如教务管理系统、电子邮件服务、校园网站、电子图书服务也将进行升级改造，新应用的部署和原系统的改造，将产生大量重要的、过程性数据，因此必须通过单独存储的方式确保数据的安全。
2 虚拟化、SAN网络存储技术简介
所谓服务器虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台服务器上同时运行多个逻辑服务器，每个虚拟机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高服务器的工作效率。VMware公司在虚拟化和云计算基础架构领域处于全球领先地位，该公司的vSphere 是业界领先且最可靠的虚拟化平台，vSphere将应用程序和操作系统从底层硬件分离出来，是一款可以独立安装和运行在机上的系统，不需依存于宿主操作系统之上，选择该软件可以更简单、更灵活、敏捷解决服务器虚拟化问题。
SAN是一个集中式管理的高速存储网络，可被用来绕过传统网络的瓶颈，它支持服务器与存储设备之间的直接高速数据传输。SAN存储区域网是独立于服务器网络系统之外的高速光纤存储网络，这种网络采用高速光纤通道作为传输媒体，以SCSI-3协议作为存储访问协议，将存储系统网络化，实现真正的高速共享存储，同时可实现平滑简单的扩容要求。
3 网络中心升级改造具体方案
为了彻底解决原网络中心存在的问题，适应学校的新发展，2014年和2015年暑期，学校分二期对中心机房进行了升级改造，通过存储中心及虚拟化软件，有效地整合了相关资源，同时确保了资源和应用的安全、稳定运行。新的数据中心拓扑结构如图1所示。
新数据中心首先增加四台高性能服务器，在内网区域（Trust）用三台DELL R720服务器（16根8GB内存、2颗六核至强CPU）通过VMware vSphere软件构建一个虚拟化集群系统，外网区域（DMZ）采用一台DELL R720高性能服务器实施虚拟化，同时采用一个原有的性能较高的旧服务器对所有的虚拟机进行VC中心的备份。内网三台服务器协同工作保障了业务系统的高性能运行，同时通过负载均衡技术来提高服务器的使用效率。通过虚拟化集群技术实现了内网任何一台物理服务器宕机或损坏时，另外一台服务器可以接管其上面的业务系统，不会造成应用停机，确保服务器的物理安全和数据安全。另外，外网区域通过原有的服务器对新服务器进行容灾备份，可以保证外网服务器如果出现故障也能得到及时的恢复和切换，进而确保学校对外服务的正常提供。
配置二台DELL光纤存储交换机和一组存储盘柜，构成双机冗余SAN存储交换网络，确保物理网络的安全，可以避免因光纤交换机故障导致服务中断。内、外网区域所有服务器通过光纤存储交换机实现了与光纤存储设备的高速连接，存储为应用提供了很高的数据安全保障。此外，光纤存储易于扩展，当信息量增加时，可以直接添加硬盘来进行扩容；另外，配置一台现有存储主柜的扩展柜，用于对目前的存储容量进行进一步的扩容，保证有足够的容量满足未来相当长时间内的业务扩展需要。通过SAN网络存储可以动态扩展磁盘容量，允许多台机器同时访问。有效提高了服务器的利用率、可靠性、可用性和安全性等，符合未来虚拟化发展趋势。数据中心新增设备具体参数如表1所示。
4 新数据中心运行情况分析
经过两年多的升级改造，新建的网络数据中心成功实现了统一存储、内外网自动备份、高数据安全性、服务器虚拟化，为学校的信息化建设奠定了坚实的基础，相对于原网络中心，其性能主要在以下几个方面有了很大的改进。
1）服务器数量大幅减少，使用效率全面提高
新数据中心建成之后，物理服务器的数量由原来的12台减少到5台，但虚拟机的数量由原来的12个增加到16个，平均每台物理机上部署了3～4个虚拟机。4台DELL服务器共512GB的物理内存理论上可以创建上百个虚拟机，因此，仍有相当大的使用空间，可以满足五年以上的应用发展。另外，物理服务器数量的减少，占用空间、电源的消耗也随之减少，达到了绿色、环保的效果。
2）服务器管理难度明显降低，新应用部署简单快捷
服务器实现虚拟化后，通过VMware vSphere Client客户端软件可以对所有的服务器进行远程、集中管理；且界面简洁、操作简单，各虚拟机之间切换灵活；通过“摘要、虚拟机、IP池、性能、警报”等选项卡可以对服务器进行资源分配查看、权限分配、实时性能监视等具体操作等。通过“新建虚拟机”可以快速安装各种版本的操作系统和新的应用；通过虚拟机克隆、迁移等功能可以实现虚拟机或应用的快速复制或迁移，极大地提高了工作效率。我们可以给虚拟机灵活的分配CPU资源，内存、硬盘空间，虚拟网卡数量等，不受物理机的限制，同时避免了物理机上安装系统的硬件限制、兼容性要求以及资源的使用不平衡等问题。
3）服务器安全性、稳定性得到保障
内网服务器的虚拟化集群技术实现了任何一台物理服务器出现故障时，其他服务器可以直接接管其应用；存储盘柜中的硬盘采用磁盘阵列技术（RAID），可以避免因硬盘故障而导致的数据丢失或应用中止现象，确保服务器上应用的稳定性、连续性和数据的安全性。双光纤交换机的冗余部署既实现了服务器与磁盘高速连接，也避免了交换机的单点故障，确保数据中心的安全、稳定运行。
参考文献：
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应用化学的起源范文2
[关键词]中药废弃物；资源化；膜分离与集成技术；适宜性
中药废弃物的资源化是中药行业形成现代、环保、集约新产业的必然选择[1]。中药废弃物主要来源于中药材生产过程产生的非药用部位、加工过程形成的下脚料，以及中药材深加工产业过程中形成的大量废渣、废水、废气等。中药材大多来源于植物，我国中药行业每年要消耗植物类药材70万吨左右，每年产生的植物类药渣高达数百万吨，而中药废弃物的综合利用技术尚处于初级阶段，研究领域具有明显局限性，资源化研究主要集中于将废弃物用于栽培食用菌、发酵生产，用作饲料、生物质能源、造纸原料等，对废弃物中仍含有的大量有效组分的再利用研究较少。
中药废弃物由粗纤维、粗蛋白、粗脂肪以及多种微量元素等组成，不同途径的废弃物，其理化特征各异，有效组分主要包括以某些一次代谢产物作为起始原料，通过一系列特殊生物化学反应生成的小分子次生代谢产物，如萜类、甾体、生物碱、多酚类等；亦包括多糖、蛋白质等大分子物质。在制药分离过程工程化设计中，“清洁工艺”是中药制药行业升级的必然选择。中药废弃物资源化的过程也是利用现有的分离技术对不同类型的有效组分进行提取富集的过程，为此，需要在对中药废弃物主要化学组成及理化特征开展系统研究的基础上，发展“无废或少废工艺”，根据可资源化的要求，采用过程集成技术，优化中药废弃物再利用工艺系统，实现中药废弃物资源化的循环利用经济模式，促进中药资源产业化过程中由传统工艺向生态工艺转化。
1膜科学技术用于中药废弃物资源化的意义
膜科学技术是材料科学与过程工程科学等诸多学科交叉结合、相互渗透而产生的新领域。其中利用压力梯度场的膜分离技术主要指微滤（MF）和超滤（UF），系筛效应的一种，即利用待分离混合物各组成成分在质量、体积大小和几何形态的差异，借助孔径不同的膜而达到分离的目的；利用温度场、化学势梯度场及电位梯度场（电压）的膜分离技术，则包括膜蒸馏（MD）、反渗透（RO）、气体膜分离（GS）以及电渗析（EDR）等，依赖的是膜扩散机制，即利用待分离混合物各组分对膜亲和性的差异，使膜亲和性较大的组分能溶解于膜中，并从膜的一侧扩散到另一侧，从而实现与其他组分的分离[2]。
膜科学技术自20世纪60年代开始工业化应用之后发展十分迅速，其品种和应用领域不断发展，目前已广泛应用于水处理、石油化工、制药、食品等领域。日本自20世纪80年代起应用膜分离技术生产汉方制剂[3]，近年来，我国中药制药行业也开始采用膜分离技术对传统提取、分离技术进行改良，并已取得了重要进展[4-5]。中药废弃物为组成与性质十分复杂的物质体系，“分离”过程的科学、有效是其再利用领域的技术关键。膜科学技术所具有的节约、清洁、安全等优势，符合建设资源节约型和环境友好型社会，以及循环经济的发展思路，当然也是中药废弃物资源化的重要选择之一。当前高分子科学、分析技术的快速发展以及环境友好战略的实施使膜科学技术步入了新的发展阶段，从而为中药废弃物的提取、分离、浓缩、纯化一体化工程集成技术的研究提供了机遇与保证。
2膜分离技术用于中药废弃物资源化的原理与方法
制药工业的现代化进程，特别是中药制药的产业升级，使传统的工业技术面临着挑战。以中药药效物质回收或精制为目标的中药废弃物资源化体系，其原料液浓度低、组分复杂，且回收率要求较高，现有的建立在既有化工分离技术基础上的中药分离技术，往往难以满足这类分离任务的要求。
2.1膜材料用于中药废弃物资源化的优势
与传统的分离技术比较，膜分离技术具有以下特点：①无相变，操作温度低，适用于热敏性物质；②以膜孔径大小特征将物质进行分离，分离产物可以是单一成分，也可以是某一相对分子质量区段的多种成分；③分离、分级、浓缩与富集可同时实现，分离系数较大，适用范围广；④装置和操作简单，工艺周期短，易放大；⑤可实现连续和自动化操作，易与其他过程耦合。
其中，膜家族的重要成员无机陶瓷膜，因其构成基质为ZrO2或Al2O3等无机材料及其特殊的结构特征，而具有如下的优点：①耐高温，适用于处理高温、高黏度流体；②机械强度高，具良好的耐磨、耐冲刷性能，可以高压反冲使膜再生；③化学稳定性好，耐酸碱、抗微生物降解；④使用寿命长，一般可达3～5年，甚至8～10年。这些优点，与有机高分子膜相比较，使它在许多方面有着潜在的应用优势，尤其适合于中药物料的精制。因而无机陶瓷膜分离技术在我国中药行业废弃物资源化领域具有普遍的适用性。
2.2膜技术集成用于中药废弃物资源化的优势
从中药废弃物化学组成具有多元化的特点来看，采用过程集成，即将2个或2个以上的反应过程或反应-分离过程相互有机地结合在一起进行联合操作，有助于提高目标产物的收率或提高分离过程产品的纯度，可以解决许多传统的分离技术难以完成的任务。过程集成通常采用2个独立的设备，通过物流（可以是气、液或固态）在2个设备间流动来完成，耦合过程可充分发挥各自的优势，互补对方的不足。因此，集成分离技术可成为中药废弃物精制的一种基本方法。过程集成还具有简化流程、降低消耗等优点，符合现代制药工业的发展趋势，因而对于实现中药废弃物的资源化和产业化有着广阔的应用前景。
膜科学技术可为过程集成提供宽阔的平台。为使整个生产过程达到优化，可把各种不同的膜过程集成在一个生产循环中，组成一个膜分离系统。该系统可以包括不同的膜过程，也可包括非膜过程，称其为“集成膜过程”。进入21世纪以来，膜集成工艺日益成为膜技术领域的新生长点，如由膜过程和液液萃取过程耦合所构成的“膜萃取”技术，可避免萃取剂的夹带损失和二次污染，拓展萃取剂的选择范围，提高传质效率和过程的可操作性，该集成技术已用于麻黄水提液中萃取分离麻黄碱[6]。
3膜科学技术用于中药废弃物资源化的应用实践
3.1膜分离技术在分离、富集中药废弃物中有效组分的应用
利用中药的目标成分和非目标成分相对分子质量的差异，可用截留相对分子质量适宜的超滤膜将两者分开；利用膜蒸馏技术对水分子的气化作用，可由制药废水中精制药效成分。吴庸烈等[7]采用膜蒸馏技术对洗参水进行浓缩处理，成功的回收了其中90%以上的皂苷，而其中主要微量元素和氨基酸的含量也提高了近10倍。李博等[8]采用PVDF超滤膜自制药废水中富集青皮挥发油，精油的截留率可达到67.5%；通过GC-FID对膜过程前后样品化学成分的比较发现，超滤法富集的挥发油与原挥发油近乎一致。
3.2膜集成技术在分离、富集中药废弃物中有效组分的应用
采用膜法脱色取代传统的活性碳脱色，再利用膜法浓缩取代传统的苯提取或减压蒸馏，从麻黄中提取麻黄素，经一次处理就可得到麻黄碱98.1%，色素除去率达96.7%以上。与传统工艺相比，收率高，质量好，生产安全可靠，成本显著降低，且也避免了对环境的污染。对一个年产30吨的麻黄碱厂来说，膜法可至少增加5吨麻黄碱产量，同时避免了污水排放[9]。徐萍等[10]采用超滤和反渗透串联的膜集成技术富集中药挥发油。实验体系选取当归、川芎、肉桂、麻黄、丹皮经水蒸气蒸馏法得到的含油水体，以5万相对分子质量PS超滤膜与复合反渗透膜集成后进行分离、浓缩。结果表明，该集成技术在压力1.2 MPa、温度30 ℃条件下，当归、川芎、肉桂、麻黄、丹皮等含油水体超滤液中指标性成分阿魏酸、川芎嗪、桂皮醛、盐酸麻黄碱、丹皮酚的保留率分别为95.80%，96.01%，95.41%，96.89%，97.01%，实现了中药挥发油的有效富集。
3.3膜与其他分离技术集成在分离、富集中药废弃物中有效组分的应用
膜分离过程与其他分离技术的集成，如膜与吸附树脂技术的集成、膜与萃取技术的集成、膜与蒸馏技术的集成等，均是以提高目的产物的分离选择性系数并简化工艺流程为目标。
3.3.1 膜与大孔吸附树脂分离技术的集成 从中药废弃物的分离原理与单元操作角度来看，膜分离过程的筛效应和扩散效应均需在中药多元成分的水溶液状态下进行，即利用待分离混合物各组成成分在质量、体积大小和几何形态的差异，或者待分离混合物各组分对膜亲和性的差异，借助压力梯度场等外力作用实现分离，此分离过程选择性较低。而大孔吸附树脂是吸附性和分子筛原理相结合的分离吸附材料，大孔吸附树脂技术的实践应用表明，它对中药或复方定组分具有较强的选择吸附性。膜分离与树脂吸附技术的集成，可充分体现“平衡、速度差与反应”、“场-流”等分离理论的技术优势，促使中药废弃物中的多元组分在选择性筛分效应的作用下，实现水溶液状态下的定向、有效分离。周昊等[11]采用陶瓷膜与大孔吸附树脂集成技术分离油茶饼粕提取液中茶皂素，结果表明，茶皂素不仅纯度高、颜色淡，且该技术生产成本低，污染小，可以成为工业上生产茶皂素产品的一种新技术。
3.3.2 膜与离子交换色谱分离技术的集成 离子交换色谱是以离子交换剂为基本载体的一类分离技术。离子交换的过程即是溶液中的可交换离子与交换剂上的抗衡离子发生交换的过程，该过程遵循“平衡、速度差与反应”分离原理。离子交换法是分离和提纯中药及天然产物中化合物的有效手段之一，如采用阳离子交换树脂富集季铵型生物碱。由于离子交换法省时省力，而且还可以节约大量的有机溶媒，适合于工业化生产。张育荣[12]利用膜与离子交换色谱分离技术集成从章鱼下脚料中提取天然牛磺酸，其工艺流程见图1。研究结果表明，采用膜与离子交换色谱分离集成技术处理中药废弃物，可以使中药多元组分实现水溶液状态下的定向分离。
3.3.3 膜与分子蒸馏分离技术的集成 分子蒸馏是一种在高真空度（0.133～1 Pa）条件下进行的非平衡蒸馏。分子蒸馏适用于不同物质相对分子质量差异较大的液体混合物系的分离，特别是同系物的分离。近年来，分子蒸馏技术及其集成技术在中药挥发性成分的分离中已突显出其技术优势，如已用于白术、香附等挥发油中有效成分的提取分离[13]。依据分子蒸馏基本原理，对于中药废弃物中高沸点、热敏性组分的挥发性成分，采用分子蒸馏工艺，可以依据挥发性多组分中分子运动平均自由程的差异，使各组分在远低于其沸点的温度下从混合物中一次性、迅速得到分离[14]。
由于分子蒸馏是在极高的真空度下进行，该技术所用设备投资较大，适合于把粗产品中高附加值的成分进行分离和提纯[15]。对于中药废弃物中高沸点、热敏性组分的挥发性成分，采用传统的提取方法如水蒸气蒸馏、浸提法等，不仅易引起分子的重排、聚合等反应，而且在后续的处理中还要加入溶剂萃取、离心分离、浓缩等工艺进一步纯化。基于膜集成技术的中药挥发油高效收集成套技术，可用于中药含油水体中挥发油及其他小分子挥发性成分的富集[16]；在分子蒸馏工艺流程后，采用膜分离技术进行定向分离，可成为中药废弃物中挥发性成分定向分离的优势技术。
3.3.4 膜与超临界流体萃取分离技术的集成 以超临界液体为萃取剂的萃取操作称为超临界流体萃取。在超临界流体萃取中，高的萃取能力和选择性通常不能同时兼得。如果将超临界溶剂的溶解度提高，能够增加萃取量，但也会增加其他组分的溶解度，萃取选择性反而会降低，导致分离的困难[17]。而超临界流体与膜过程耦合，既可以降低膜分离阻力又可以选择性的透过某些成分，在降低能耗和提高选择性上多方面获益。超临界流体萃取与膜分离的技术集成，也可为复合型新工艺的开发和应用提供广阔空间，达到降低过程能耗、减小操作费用、实现精细分离、利于环境保护等目的[18-19]。
郑美瑜等[20]采用超临界CO2萃取鱼油得到三酸甘油脂，再采用纳滤技术得到三酸甘油脂中最有价值的长链不饱和脂肪酸。目前的研究报道[21]，采用此种集成技术还可将萝卜籽、胡萝卜油中的β-胡萝卜素进行精制；将超临界CO2应用于黏性液体的超滤工艺，还可显著降低错流过滤的阻力，提高渗透通量；与纳滤技术集成使用，还可提高超临界溶剂循环使用的效率，确保超临界萃取过程的经济性。
4膜科学技术应用于中药废弃物资源化过程的展望
近年来，膜分离与反应过程集成技术，如膜生物反应器技术在制药工业废水回收方面的应用已得到广泛应用[22]，膜领域面临的国家重大需求日益彰显，欧洲和日本明确提出在21世纪的工业中，膜分离技术扮演着战略角色[23]。而膜分离也被视为我国中药制药工业亟需推广的高新技术之一[24-25]。
膜科学技术用于中药废弃物资源化过程具有广阔的前景，但目前需要优先解决的问题是：①以膜集成技术为重点的中药膜技术标准化与工程化；②膜与大孔吸附树脂等分离技术集成的系统优化；③膜技术在中药制药工业节能减排方面的应用推广。上述3个问题既是膜科学技术全面进入中药废弃物资源化领域的重要保障，也是膜科学技术在中药废弃物资源化领域的应用模式，其研究成果具有普遍适用性，广泛适用于中药废弃物加工利用各个单元操作，对实现中药废弃物资源化行业可持续发展，推动中药产业升级具有重要意义。
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Optimization theory and practical application of membrane science
technology based on resource of traditional Chinese medicine residue
ZHU Hua-xu1，2 ， DUAN Jin-ao1*， GUO Li-wei1，2*， LI Bo2，
LU Jin2， TANG Yu-ping1， PAN Lin-mei2
（1.Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization，
Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing 210023， China；
2. Jiangsu Botanical Medicine Refinement Engineering Research Center， Nanjing University of
Chinese Medicine， Nanjing 210023， China）
[Abstract] Resource of traditional Chinese medicine residue is an inevitable choice to form new industries characterized of modern， environmental protection and intensive in the Chinese medicine industry. Based on the analysis of source and the main chemical composition of the herb residue， and for the advantages of membrane science and technology used in the pharmaceutical industry， especially membrane separation technology used in improvement technical reserves of traditional extraction and separation process in the pharmaceutical industry， it is proposed that membrane science and technology is one of the most important choices in technological design of traditional Chinese medicine resource industrialization. Traditional Chinese medicine residue is a very complex material system in composition and character， and scientific and effective "separation" process is the key areas of technology to re-use it. Integrated process can improve the productivity of the target product， enhance the purity of the product in the separation process， and solve many tasks which conventional separation is difficult to achieve. As integrated separation technology has the advantages of simplified process and reduced consumption， which are in line with the trend of the modern pharmaceutical industry， the membrane separation technology can provide a broad platform for integrated process， and membrane separation technology with its integrated technology have broad application prospects in achieving resource and industrialization process of traditional Chinese medicine residue. We discuss the principles， methods and applications practice of effective component resources in herb residue using membrane separation and integrated technology， describe the extraction， separation， concentration and purification application of membrane technology in traditional Chinese medicine residue， and systematically discourse suitability and feasibility of membrane technology in the process of traditional Chinese medicine resource industrialization in this paper.
应用化学的起源范文3
深入贯彻《基础教育课程改革纲要（试行）》精神，以义务教育《数学课程标准》为指导，坚持解放思想，因地制宜，开拓创新，与时俱进，努力开发出数量充足，能与教学实际紧密相连的“合理、合时、合用”的优秀的数学教学资源，并开展“课程资源促进有效教学的研究”，将已经开发的教学资源包与课堂教学有机结合，促进课题研究人员的专业素质和教研水平的提高，切实提高课堂效率和教学质量。
二、总体目标：
1、认真完成本学期总课题组分配的资源包开发任务，力争开发出实用、精美的优质教学资源包。
2、进一步充实学校数学教学资源网站以及教师个人博客，广泛收集、整理我校教师自行开发的教学资源，为广大师生提供交流学习的平台。
3、继续开展“教学资源的有效利用研究”工作，并作好实验记录，切实提高课堂效率和教学质量。
4、边开发边研究边做好本课题的资料整理和归档工作（包括纸质的和电子文本），全面迎接本学期的省课题中期评估工作。
5、开展征集供4、5、6年级使用的教学资源（1）“实践活动与游戏”，（2）“背景与故事”等的活动。
三、主要措施
1、争取学校领导的重视以及社会力量的支持，保证本课题必要的经费开支，并及时向学校领导汇报课题的进展情况。
2、对课题组成员提出研究要求，实行目标管理，采取定期与不定期检查的方法督促各研究人员积极参与研究工作，完成好研究任务。
3、进一步根据实际情况建立健全课题研究的各项规章制度，制定课题工作计划，期末进行课题工作总结。
3、开展自学、研讨、专家讲座、教学比武等不同形式的活动，促进课题的开展，提高实验教师的理论水平与实践研究能力。
4、采取一定的激励机制，充分提高实验教师的积极性，保证课题研究的顺利开展。
四、主要工作：
1、召开课题组全体人员会议，传达上级精神，确立本课题今后的研究方向，布置本学期课题研究工作任务，对课题研究人员提出研究要求。
研究方向：在完成总课题组分配的工作任务同时，进一步明确本校子课题特点的“个性”研究任务，即结合本学期教学教研工作，收集整理相关教学资源，充实和完善本校的数学教学资源网站，同时做好“课题资源有效利用研究”工作。
工作任务：
（1）完成6个资源包的开发任务。具体分工如下：
资源包名称 年级 开发者
《小数的性质和大小比较》 四 米来 张莉
《三角形的认识》 四 黄维、谢斌、左伏兵
《长方体、正方体的表面积》 五 刘伟、李理、赵资源
《分数加减混合运算》 五 刘芳、肖茵、王清江
《解比例》 六 周志华、黄霞辉、罗中意
《图形的测量》 六 聂晶 钟连平
（2）每位研究人员充实自己的个人博客。
（3）做好“课题资源有效利用研究”工作。（主要为一、二、三年级实验教师）
2、为督促教师完成好课题研究任务，杜绝“临时抱佛脚”，“敷衍了事”的现象，保证资源包的开发和其他工作的质量，定期对教师的完成情况进行检查和不定期抽查，并及时进行通报。
3、结合学校教研专题活动——“如何在课堂上让学生更有效地学习”，收集和整理有关资源。
4、做好研究成果的推介工作。推出3～5篇文章（论文、案例、研究报告等）向各报刊杂志社推荐投稿发表。
5、召开学期课题工作总结会议，上交新开发的教学资源包，上传优秀教学案例、课件及教学反思等到学校资源库。
湘潭市湘纺小学数学课题组
应用化学的起源范文4
[关键词] 化学 萌芽 发展 学科分类
化学是研究物质的组成、结构、性质、变化和应用的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的发展是人类社会文明的重要标志。人类生活水平的不断提高,化学所起的作用功不可没。
一、化学的萌芽
原始人类从用火之时便开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。人类开始吃熟食;并逐步学会了制陶、冶炼、酿造、染色等工艺。这些由天然物质加工改造而成的制品,成为古文明的标志。并因此萌发了古代实用化学。
古人曾据物质的某些性质对物质进行分类,并提出了阴阳五行学说,认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成的,而五行则是由阴阳二气相互作用而成的。用“阴阳”这个概念来解释自然界两种对立和相互消长的物质势力,认为二者的相互作用是一切自然现象变化的根源。此说法是朴素的唯物主义自然观。希腊也提出了火、风、土、水四元素说和古代原子论。后来在中国出现了炼丹术,也因此创造了各种实验方法,如研磨、混合、溶解、结晶、灼烧、熔融、升华、萃取、密封等,并逐步演化为近代化学。
二、化学的中兴
16世纪开始,欧洲工业生产蓬勃兴起,推动了医药化学和冶金化学的创立和发展,继而更加注重了物质化学变化本身的研究,进而建立了科学的氧化理论和质量守恒定律,为化学进一步科学化的发展奠定了基础。
19世纪初,近代原子理论突出强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征,其中量的概念的引入,是与古代原子论的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释。分子假说的提出,原子分子学说的建立,为物质结构的研究奠定了基础。门捷列夫发现元素周期律后,不仅初步形成了无机化学的体系,并且与原子分子学说一起形成了化学理论体系。
草酸和尿素的合成、苯的六元环状结构和碳原子四价学说的创立、酒石酸拆分成旋光异构体,以及分子的不对称性等的发现,使得有机化学结构理论得以建立19世纪下半叶,热力学等物理学理论介入化学之后,不仅澄清了化学平衡和反应速率的概念,还定量的判断了化学反应中物质转化的方向和程度。相继建立了溶液理论、电离理论、电化学和化学动力学理论。物理化学的诞生,把化学从理论上提高到一个新的水平。
三、化学的升华
由于受自然科学和其他学科发展的影响,在无机化学、分析化学、有机化学和物理化学四大分支学科的基础上产生了新的化学分支学科。在结构化学方面,由于电子的发现确立了现代的有核原子模型,不仅丰富和深化了对元素周期表的认识,而且还发展了分子理论。应用量子力学研究分子结构,从而产生了量子化学。从氢分子结构的研究开始,逐步揭示了化学键的本质,先后创立了价键理论、分子轨道理论和配位场理论。研究物质结构的谱学方法也由可见光谱、紫外光谱、红外光谱扩展到核磁共振谱、电子自选共振谱、光电子能谱、射线共振光谱、穆斯堡尔谱等。
在化学反应理论方面,由于对分子结构和化学键认识的提高,经典的、统计的反应理论进一步深化,在过渡态理论建立后,逐渐向微观的反应理论发展,用分子轨道理论研究微观的反应机理,并逐渐建立了分子轨道对称守恒定律和前线轨道理论。分子束、激光和等离子技术的应用,使得对不稳定化学物种的检测和研究成为现实,从而实现了化学动力学从经典的、统计的宏观动力学到单个分子或原子水平的微观反应动力学的升华。
分析方法和手段是化学研究中经常使用的。一方面,分析方法的灵敏度不断提高,从常量组分分析发展到微量、痕量组分分析;另一方面,许多新的分析方法,可深入到结构分析、构象测定、同位素测定、各种活泼中间体(如自由基、离子基、卡宾、氮宾、卡拜等)的直接测定,甚至到对短寿命亚稳态分子的检测。分离技术也在不断革新,如离子交换、膜技术、色谱法等。
物质合成是化学研究的目的之一。在无机合成方面,首先是氨的合成。氨的合成不仅开创了无机合成工业,而且带动了催化化学,发展了化学热力学和反应动力学。后来相继合成的有红宝石、人造水晶、硼氢化合物、金刚石、半导体、超导材料和二茂铁等配位化合物。
在电子技术、核工业、航天技术等现代工业技术的推动下,各种超纯物质、新型化合物和特殊需要的材料的生产技术都得到了较快发展。稀有气体化合物的成功合成又向化学家提出了新的挑战,需要对零族元素的化学性质重新加以研究和认识。无机化学在与有机化学、生物化学、物理化学等学科的相互渗透中产生了有机金属化学、生物无机化学、无机固体化学等新兴学科。
酚醛树脂的合成,开辟了高分子科学领域。20世纪30年代聚酰胺纤维的合成,使得高分子的概念得到广泛的确认。各种高分子材料合成和应用,为现代工农业、交通运输、医疗卫生、军事技术,以及人们的衣食住用行各方面,提供了多种性能优异而成本较低的重要材料,成为现代物质文明的重要标志。20世纪是有机合成的黄金时代。化学的分离手段和结构分析方法已经有了很大发展,许多天然有机化合物的结构问题纷纷获得圆满解决,同时还发现了许多新的重要的有机反应和专一性有机试剂,在此基础上,精细有机合成,特别是在不对称合成方面取得了很大进展。一方面,合成了各种有特种结构和特种性能的有机化合物;另一方面,合成了从不稳定的自由基到有生物活性的蛋白质、核糖核酸等生命基础物质。有机化学家还合成了结构复杂的天然有机物和特效药物。所有这些成就对促进高分子学科的发展起到了巨大的推动作用,为合成有高度生物活性的物质,解决有生命物质的合成问题,提供了有利条件。
20世纪以来,化学发展的趋势可以归纳为:由宏观向微观、由定性向定量、由稳定态向亚稳定态发展,由经验上升到理论并应用于实践。
四、化学学科的分类
化学在发展过程中,依照所研究的分子类别和研究手段、目的、任务的不同,从传统的无机化学、有机化学、物理化学和分析化学四个基础分支过渡到无机化学、有机化学、物理化学、生物化学、高分子化学、应用化学和化学工程学等七大分支学科。还有与化学有关的边缘学科,如地球化学、海洋化学、大气化学、环境化学、宇宙化学、星际化学等。
化学的发展体现在两方面:一方面,为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料;另一方面,在与其它自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科,并向探索生命科学和宇宙起源的方向发展。
参考文献:
[1]徐景达.有机化学.人民卫生出版社,1997.
[2]谢协忠.水分析化学.河海大学出版社,2003.
应用化学的起源范文5
【论文摘要】本文主要阐述中药炮制原理的研究内容与研究方法,研究内容包括:文献整理及经验总结、炮制原理及炮制理论、炮制方法、饮片质量标准的研究。研究方法包括:应用文献学、实验药理学、化学、临床疗效观察、多学科结合的方法进行研究。
1研究内容
1.1文献整理及经验总结首先要搞清炮制的历史和现状。炮制的历史文献比较分散,现代的炮制经验多数是“师徒相传,口传心受”继承下来,各地遵循不一。每类炮制方法及每药的炮制方法的起源、发展和临床应用的关系更应进一步深入研究,分析其演变原因,找出其理论依据,探知其炮制目的所在,从中可以找出一些规律,提出科研思路,做到古为今用。因此,认真进行文献整理和经验总结,是开展炮制研究必不可少的一项基础工作。做这些工作时,应采用取其精华,去其糟粕的态度。
1.2炮制原理及炮制理论的研究炮制原理是指药物炮制的科学依据和药物炮制的作用,即探讨在一定工艺条件下,中药在炮制过程中产生的物理变化和化学变化,以及因这些变化而产生的药理作用的改变和这些改变所产生的临床意义,从而对炮制方法做出一定的科学评价。可见,炮制原理的研究是炮制学研究的关键问题。
中药炮制在漫长的实践中,结合中医药的理论,形成自己独特的理论,这些理论虽然不能作为定论,但大多有一定的临床意义,因而探讨那些规律性的本质,不但有利于炮制原理的阐述,而且将指导炮制方法的改进及创新。
1.3炮制方法的研究中药的种类很多,品种繁杂,各地炮制方法也不一致。炮制工艺多属于手工作坊生产,尚难适应现今工业化的生产,因此研究炮制技术,改进炮制工艺是当务之急。在今天,由于科学技术的发展,新技术的不断应用,很多新的科技成果又可供借鉴,在搞清炮制原理的基础上,以炮制过程的本质变化为核心,向炮制工艺的机械化、自动化方向发展,最大限度的利用药材,充分发挥药效,是完全可以做到的。
1.4饮片质量标准的研究同一种饮片由于生产条件和环节不同,质量差异很大,直接影响疗效。当前用以控制饮片质量的标准是各省、市自治区制订的中药饮片炮制规范,而规范中的标准多数是依据广大药工长期实践经验制订的,主要依据形态、色泽、质地、气味等感观来判断饮片的真伪优劣,比较模糊,不易掌握。为了保证临床用药的准确必须进行饮片质量标准的研究。首先要制订统一的炮制工艺及饮片的质量标准,然后应用现代科学手段逐步以客观化的指标感官控制的经验性指标加以结合,建立起更为合理的质量标准,以更好的控制饮片质量,确保临床用药的效果。
2研究方法
2.1应用文献学方法进行研究中药炮制源于古代,所以搞清炮制历史才能搞清炮制意图,才能有目的地研究各种炮制原理及其优点。历史上炮制技术变化很大,其中有合理的,也有不尽合理的,也有误传误用的,现代使用的炮制方法并不完全正确,只根据现行经验进行研究,往往不能反映炮制的原来意图,得不到正确的结论。所以通过文献学研究手段,搞清炮制历史的原始意图、炮制方法及其变化,这是炮制研究不可缺少的基础手段。
2.2应用实验药理学方法进行研究中药的临床研究由于受到复方用药和患者对象的制约,一般不易进行,加之很多中药化学成分研究还缺乏与药效的紧密联系,或者上属空白,因此开展实验药理学的研究是最现实的选择。应用实验药理学的方法研究中药炮制,最好选用适合中医病理模型的方法和指标来进行。在化学成分不清的情况下,通过实验药理学的方法来研究炮制前后的生物活性变化,可达到控制炮制质量和指导工艺改革的目的。
2.3应用化学的方法进行研究中药的疗效,是由其所含的化学成分决定的。中药经过炮制后,所含的化学成分的性质和含量会产生不同程度的改变,因而药理作用、临床疗效发生相应的改变,可见,研究中药在炮制前后化学成分性质和含量的变化是中药炮制研究的核心,它的研究结果不但能阐明炮制原理,而且能指导炮制工艺的设计和改进,也是制订质量标准的依据。
2.4应用临床疗效观察方法进行研究中药炮制是为中医临床辨证治疗服务的,目的是保证临床用药安全有效。经药理学、化学等方法研究中药炮制的结果,最终也必须接受临床效果的检验。由于临床研究影响因素复杂,不可能用临床疗效指标作为炮制方法优选的手段,而往往都在各项研究指标比较成熟的条件下以临床疗效观察作为最后验证的手段。在炮制研究中,一定要注意同一药物不同炮制品的不同功效,并设法用现代科学技术手段阐明其科学性,切忌暂时说不清就轻率否定其炮制意义和作用的做法。
2.5应用多学科结合进行研究中药炮制是一门知识面比较广泛的综合性学科,应尽可能借助其他有关学科的新技术、新成就,采取多学科的研究是开展中药炮制研究的有效途径。
应用化学的起源范文6
环境化学的发展大致可分为三个阶段：1970年以前为孕育阶段，70年代为形成阶段，80年代以后为发展阶段。二次大战以后至60年代，发达国家经济从恢复逐步走向高速发展，由于当时只注意经济的发展而忽视了环境保护，污染环境和危害人体健康的事件接连发生，事实促使人们开始研究和寻找污染控制途径，力求人与自然的协调发展。60年代初，由于当时有机氯农药污染的发现，农药中环境残留行为的研究就已经开始。这个阶段是环境化学的孕育阶段。到了70年代，为推动国际重大环境前沿性问题的研究，国际科联1969年成立了环境问题专门委员会(SCOPE)，1971年出版了第一部专着《全球环境监测》，随后，在70年代陆续出版了一系列与化学有关的专着，这些专着在70年代环境化学研究和发展中起了重要作用。
1972年在瑞典斯德歌尔摩召开了联合国人类环境会议，成立了联合国环境规划署，确立了一系列研究计划，相继建立了全球环境监测系统(GEMS)和国际潜在有毒化学品登记机构(IRPTC)，并促进各国建立相应的环境保护结构和学术研究结构。应该说，这一系列的举措在人类的环境保护事业中起到了里程碑作用。
80年代全面地开展了对各主要元素，尤其是生命必需元素的生物地球化学循环和各主要元素之间的相互作用，人类活动对这些循环产生的干扰和影响，以及对这些循环有重大影响的种种因素的研究；重视了化学品安全性评价；开展了全球变化研究，涉及臭氧层破坏、温室效应等全球性环境问题。同时加强了污染控制化学的研究范围。
1992年在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展会议(UNCED)，国际科联组织了数十个学科的国际学术机构开展环境问题研究。例如：国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)1989年制订了“化学与环境”研究计划，开展了空气、水、土壤、生物和食品中化学品测定分析等六个专题的研究。
1991年和1993年在我国北京召开的亚洲化学大会和IUPAC会议上，环境化学均是重要议题之一。
1995年诺贝尔化学奖第一次授予三位环境化学家Crutzen,Rowland和Molina，他们首先提出平流层臭氧破坏的化学机制。Crutzen于1970年提出了NOx理论，Rowland和Molina于1974年提出了CFCs理论，这几位化学家的实验室模拟结果在现实环境中得到验证。从发现平流层中氧化氮可以被紫外辐射分解而破坏全球范围的臭氧层开始，追踪对流层大气中十分稳定的CFCs类化学物质扩散进入平流层的同样归宿，阐明了影响臭氧层厚度的化学机理，使人类可以对耗损臭氧的化学物质进行控制。这些理论的研究成果因1985年南极“臭氧洞”的发现而引起全世界的“震动”，从而导致1987年《蒙特利尔议定书》的签订。这充分表明环境化学家的工作已经引起全人类的重视，环境化学已经开始走向全面发展。
我国的环境化学研究也已经有了20多年的历史，自70年代起，在典型地区环境质量评价，环境容量和环境背景值调查，污染源普查，围绕工业“三废”污染，在大气、水体、土壤中环境污染物的表征、迁移转化规律，生物效应以及控制等方面进行了大量的工作。近年来，完成了一批攻关课题和重大基金项目等国家任务。“八五”和“九五”期间，在有毒污染物环境化学行为和生态毒理效应、水体颗粒物和环境工程技术、大气化学和光化学反应动力学、对流层臭氧化学、区域酸雨的形成和控制、天然有机物环境地球化学、有毒有机物结构效应关系、废水无害化和资源化原理与途径等方面的工作分别得到了国家自然科学基金、国家科技攻关、中国科学院重大重点等项目的支持，取得了一批具有创新性的研究成果，形成了一支从政府到地方各级行政管理与环境保护部门、科研单位、高等院校等多层次的管理人员与研究人员队伍［2，3］。
在酸雨测量技术、形成机制、物理化学特征、高空云雨化学、大气酸性污染物来源和沉降过程等方面取得重要成果，在天然源研究、区域酸沉降模式和酸雨成因、能源与环境协调规划、酸雨区域综合防治和临界负荷的研究方法等方面达到国际先进水平，获国家科技进步一等奖。
在环境分析化学方面，从80年代起，我国先后制订出《环境监测标准方法》，《环境污染分析方法》和《环境监测分析方法》等，选取了200多种分析方法，近百种无机和有机物，所用的方法灵敏、准确、可靠，多年来在全国环境监测系统和有关实验室广泛应用。对监测分析方法的统一与标准化，在提高分析监测水平及实验室质量控制方面起了重要作用。
1992～1995年，国家基金委化学部资助了重大基金项目“典型有机污染物环境化学行为与生态效应”的研究，探讨了某些有毒有害污染物的环境行为、在介质中的迁移转化规律、污染物的环境风险评价、水生天然有机物的起源、表征、与重金属相互作用机理与模型以及卤代烃生成潜力等。在新农药单甲脒的环境行为和生态毒理效应以及有机锡的生态毒理效应研究中取得了创新性成果。首次发现城市水源中的硝基多环芳烃的存在，对多氯联苯等的光解规律和产物毒性提出了新的机理和解释。部分研究成果达到国际先进水平，该工作于1999年获得了中国科学院自然科学一等奖。
在O3的测量技术、中国光化学烟雾特征、室内大气光化学反应模拟、空气质量模式、汽车尾气高效净化等方面取得了重大成果，其中大气微量组分源排放、大气氧化能力、大气光化学模拟和模式的研究达到世界先进水平，曾获国家科技进步二、三等奖。
在天然水质变化与水污染控制原理、难降解有毒有害污染物的物理化学去除与生物降解和高级化学氧化、水质净化的高效生物和絮凝反应器、废水的无害化与资源化、清洁生产等方面取得了达到国际先进水平的研究成果，获中国科学院科技进步二等奖和国家教委科技进步二等奖等奖励。
