化学反应论文范文1
关键词：国际IB课程；化学学科核心素养；化学实验
一、课内必做实验涵盖多学科的交叉，注重宏观辨识与微观探析的关联
IB课程化学实验分为标准水平（standardlevel简称为SL）和高水平（highlevel简称为HL）两个不同级别，每个级别由三部分实验内容组成：Practicalactivi⁃ties（实践活动即课内必做实验）、Individualinvestiga⁃tion（课外自主探究实验）和Group4project（课外小组合作实验）。在IB课程化学实验标准中对每部分实验的所需时长作出了明确规定，详见表1中所示。在“Practicalactivities”（课内必做实验）中，以教师为主体，一共设置了11个实验内容，涵盖了化学的四大分支：无机化学、有机化学、物理化学和分析化学中的经典基础性实验，比如：无机化学实验内容包含测定化学常数，如阿伏伽德罗常数，气体常数R；焰色反应观察；用计算机模拟实验探究元素周期律，探究化学键及其结构，如用计算机模拟分子的VESPER模型等。有机化学实验包含鉴别烷烃和烯烃；肥皂的制作；固体熔点的测定；蒸馏、分流有机混合物；有机化合物（如阿司匹林）的合成；用计算机模拟有机分子的三维模型等等。实验内容的设置，不仅涉及了物质微观结构与宏观性质的关联，还涉及运用计算机软件对微观结构与宏观性质进行探究，充分体现出学科知识点之间的交叉性与关联性，其目的是引导学生基于不同层次、多角度地认识物质，从化学学科的高度，甚至从整个科学学科的角度去认识化学的本质。同时，在“课内必做实验”中虽然明确了以教师为主体，但并没有规定严格的实验教学顺序列表，教学大纲的顺序并不一定是教师的实际教学顺序，由教师根据实际教学情况及学生的学习情况自行安排实验顺序以达到最好的效果。教师还可根据需要在更高层次的课程中选取内容来开展实验，这种方式给予了教师相对较大的自主权，在实验教学中具有更大的开放性。
二、课内必做实验明确定量实验的重要性，培养变化观念与平衡思想
基于对定性、定量实验具有同等重要性的充分认识，在IB化学实验中设置了有关物理化学中反应焓的测定；探究催化剂、温度、压强、反应物浓度对化学反应的影响以及原电池的制作等内容；基于分析化学的理论知识，在实验中相应设置了酸碱滴定（包括采用交互式软件对强酸弱酸，强碱弱碱不同性质的探究）；氧化还原滴定法分析过渡金属离子，用分光分度计测定金属离子浓度等内容；同时，还专门设置了正确处理数据及其相关误差分析的章节，以及运用专业软件处理相关数据并制作图谱表格、撰写科研论文报告等内容，比如：分析实验中用spreadsheet电子制表软件进行数据分析与处理，绘制标准曲线等。在强调定量实验重要性的基础上，充分体现出了实验数据和纯粹数学计算之间的不同，使学生能够在实验中认识化学变化所需要的条件及能量的转化；认识化学变化的限度是可以进行调控的；能从多角度、动态地利用实验数据探究并分析化学反应，运用化学反应原理解释相关实际问题，充分体现了化学学科核心素养中关于变化观念与平衡思想的培养要求。
三、课内课外注重信息技术与实验的深度融合，促进证据推理与模型的认知
关于信息技术与实验的融合，在“新课标”实施建议的第三部分有所提及“注重发挥现代信息技术的作用、积极探索现代信息技术与化学实验的深度融合、合理运用计算机模拟实验”，然后与之相对应的实验教学内容中予以明确的规定。在IB实验中对运用计算机软件及模型进行实验的内容作了明确设置，比如：用Chem-sketch软件模拟无机分子的VESPER模型、有机分子的三维模型，采用互联网架构的交互式软件对强酸弱酸，强碱弱碱的不同性质及酸碱反应进行探究等等。在模拟有机分子的三维模型实验中，设计了利用计算机程序进行证伪的实验内容，同时在酸碱交互式软件中嵌入spread⁃sheet电子制表软件，要求学生对数据进行分析与处理并绘制标准曲线。在运用现代信息技术进行实验的过程中，培养学生的证据意识，通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，并运用软件及模型，解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
四、课外自拟实验以学生为主体，明确主客体的分离，培养科学探究与创新意识
课外实验包含自主探究（Individualinvestigation）与小组合作实验（Group4project）。其中，“Individualinvestigation”（课外自主探究实验）要求学生基于已经掌握的理论知识和自身兴趣爱好，在教师的指导下自主选择实验课题，根据假设来确定变量、设计实验步骤并进行实施，在实验过程中搜集整理相关数据，对数据进行处理与分析并得出相关结论，客观真实地评价实验结果，提出实验的不足之处与改进方案并撰写一篇6-12页长度（A4篇幅）的英文论文/实验报告，内容包含研究背景、实验原理、实验步骤、原始数据、数据分析及结果讨论共六个部分。自主探究实验的开展不仅需要学生具备扎实的理论基础，熟练的实验操作技能，同时还应具有严谨的数据分析处理能力、科研论文撰写能力及科学批判精神，这基本与国内化学专业本科生毕业论文设计的要求相一致。“Group4project”（课外小组合作实验）由来自不同科学学科（物理、生物）的学生共同组成短期的科研小组，经过头脑风暴、问卷调查等形式共同讨论并形成实验题目，经与任课老师沟通并最终确定后开展一系列的合作式实验、比较式研究、数据收集及分析、模型构建与验证等相关探究内容。遵循科学的探究教学方式，IB化学实验教学理念的核心在于完整地呈现科学发现的过程，让学生参与到科学概念、理论发现的全过程，让学生明白科学之路从来都不是一往直前而是循环往复的，是在实践中不断探究总结、从反思记录中走出来的。这种教学理念使得IB化学教师在化学实验教学过程中，更加重视学生第一手的观察能力提升及批判性思维的培养。在“课外自主探究实验”及“课外小组合作实验”中，经教师和学生沟通确定实验课题后，教师除了强调实验安全并不会过多参与实验过程，更不会进行操作示范，实验过程完全靠学生自行探究完成。在整个实验过程中，学生可以自行选择研究方法，如计算机模拟、使用辅助模型、问卷调查、用户体验、数据采集及现场实地考察等。在此过程中，资料信息的获取、实验原理的选择、实验步骤的设计及数据的处理与分析都由学生自主完成，给予了学生极大的发挥空间，对学生综合运用知识解决实际问题的能力进行了全面的考查，体现出的是以学生为主体的多形式探究活动，有效激发学习兴趣，培养创新精神和实践能力的教学方式。
五、实验过程的试错纳入评价与考核体系，强调严谨的科学态度与社会责任意识
IB课程化学科目的考试总成绩由80％笔试和20％内部评价构成，其中占据20％的内部评价就是化学实验考试，分数根据学生在“课外自主探究实验”中完成的6-12页英文论文/实验报告给出，分别从独立性、背景调研、实验设计、数据搜集及处理、误差分析、结果讨论、论文格式及文献引用等方面来考察，归纳为五个评分因子：PersonalEngagement（个人参与）、Exploration（探究）、Analysis（分析）、Evaluation（评价）与Communication（沟通）。其中，PersonalEngagement（个人参与）因子用于评价学生进行自主探究的程度，包括能否选出自己的兴趣点，能否在选题上表现自己的独立思考性，能否在实验的设计、操作中表现出积极的创造性和主动性；Exploration（探究）因子用于评价学生研究内容的科学性，选题是否明了准确，所选课题是否具有研究意义，研究的主题是否阐释清楚且重点清晰，所使用的概念和技术是否超出学习范围，实验研究方法是否恰当，论文报告是否体现出基于实验的拓展与思考，是否体现出安全意识、环境意识和道德规范；Analysis（分析）因子则用于评价学生实验报告中所记录的原始实验数据与实验主题的相关程度，数据处理与分析能力，包括数据的相关性与完整性，数据分析的准确性，经处理后的数据是否真实有效并足以支撑所得出的结论；Evaluation（评价）因子主要用于考查学生对实验的自我总结能力，包括对实验现象和所得到的数据进行结论性的总结，对实验方法进行思想上的凝练与概括，对实验本身存在的问题进行分析与总结，对实验报告的研究价值和科学内涵进行展望性总结；Com⁃munication（沟通）因子则评价学生在研究过程中是否与教师进行有效沟通，实验报告表达是否准确，论文结构是否清晰，科学术语的使用是否规范等。学生提交最终英文论文/实验报告后，教师会在每一因子分数下给出相应的评分理由，重点测评实验方法的合理性，实验整体设计是否存在重大缺陷而并非实验操作的规范性。如果在论文报告中未能得到预期的实验结果，但如果学生能找到问题，分析出合理的原因并提出解决方案，也能得到较好的分数。由此可见，IB化学实验评分细则设置的目的是为了让学生在知识层面理解相关概念和原理，在应用层面掌握科学方法和技术，在发展层面体会并尽可能去设计适合自己的“科学探究”途径；使学生通过探究实验切身体验科学研究的过程就是不断试错的过程，认识科学思维和研究的本质，积累实验经验，为以后从事科研项目设计、搜集数据、分析结果、提升操作技能、开展项目合作及交流奠定良好的基础，在此评价过程中充分体现出了实验课程对探究、科研实践能力的对等要求。
六、结束语
化学反应论文范文2
[关键词]聚合物反应原理；课程知识体系；教学方法；教学改革
工程教育国际通行的工程教育质量保障制度，是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1]，也是评价工科类专业教育质量的一种有效方式[2]。工程教育认证的核心理念是“以产出为导向，以学生为中心，以质量持续改进为目的”。东北林业大学高分子材料与工程专业依据工程教育认证的核心理念，逐渐完善专业人才培养模式，建立持续改进措施，推进专业发展。专业课程是实现人才培养的直接渠道，因此，课程的改革与探索是工程教育认证的根本内容。《聚合物反应原理》是东北林业大学高分子材料与工程专业于2014年新建立的一门核心课程，是基于高分子化学、高分子物理、化工原理及有机化学等课程的一门综合性课程。课程整体设计紧紧围绕着工程教育认证的三大理念-以成果为导向、以学生为中性，质量持续改进展开，着重培养学生高分子材料制备与改性相关的工程意识，有效促使学生在毕业时达到专业的毕业要求，使学生的能力符合内外需求，并通过持续改进，不断优化课程目标、课程内容、教学方法、课程评价、教学设计等内容，促使学生能力不断提升，达到东北林业大学高分子材料与工程专业的学生毕业要求。
1课程目标的制定与课程内容的编排
根据工程教育认证标准，结合东北林业大学的人才培养定位以及东北林业大学高分子材料与工程专业的课程体系，在工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理和终身学习十二点毕业要求中，《聚合物反应原理》课程着重承担学生在工程知识、问题分析及设计/开发解决方案方面能力的培养。因此，结合着高分子专业学生的培养需求，并围绕着课程所支撑的毕业要求，制定了课程的课程目标如下：基于不同类型的聚合机理、聚合工艺原理、聚合实施方法及工艺流程，能够分析关键工艺技术问题及各种工艺参数的影响因素，并能够利用分子反应模型正确表达聚合物生产过程及聚合物的化学反应历程，为毕业后从事高分子合成、改性、应用等相关工作奠定基础。通过本课程的学习，具备下列能力：课程目标1：能够基于聚合机理、聚合工艺原理、聚合实施方法及工艺流程，分析聚合物生产过程的制备方案及工艺条件。课程目标2：通过实际生产流程案例，能够运用高分子科学中的聚合机理、聚合工艺原理及分子反应模型正确的表达聚合物生产过程中的聚合反应历程及聚合物化学反应的过程。课程目标3：通过具体的实际生产案例，及不同种类聚合物生产的全流程全周期过程，从而认知聚合物的设计目标及技术方案的影响因素。表1描绘了课程目标与毕业要求指标点的对应关系。课程内容的编排也紧密围绕着课程目标进行的。在课程的编排中，《聚合物反应原理》不仅仅将聚合物合成原理与工艺作为核心内容，并将聚合物的化学反应从高分子化学课程中转移到此门课程之中(如表1所示)，而且，课程内容的编排仅仅围绕着学生已经建立起的高分子化学知识体系框架而构建，依托聚合反应的机理(如自由基机理、离子聚合机理、配位聚合机理、缩合聚合机理及逐步加成聚合机理等)搭建合成工艺原理，结合工业生产实施例，为学生在知识体系的搭建和工程意识的建立提供了更坚实的基础，从而提升学生对于聚合物生产及聚合物的相关化学反应相关工程问题的认知、设计和解决等能力。
2教学方法探索与改革
工程教育认证及人才培养需求均强调以学生为中心，注重学生能力培养，着重培养学生的工程意识和解决复杂工程问题的能力。课堂教学是学生学习知识，提升综合能力的核心环节，因此，教师在课程教学实施中如何充分发挥学生的主动性，激发学生的自主学习意识，是“学生为中心”提升能力的重点问题[3]。在传统的教学方法中，教师是主体，学生在课堂中主要作为接收客体，较少主动参与课程的主体内容中，而根据学习金字塔可知，被动地听讲，是学习效果最差的；而通过试听、演示、讨论、实践、甚至授以于人则可以大大提升学生的学习效果，而这些高效地摄取知识养分的环节，大多以学生主动参与为基础。因此，改进课堂教学的方法，从教师为主体转换到学生为主体是迫在眉睫的。但是，学生在接触新知识时，并不能完全将内容理解透彻，因此，并不是说学生主体原则就是教师可以不进行讲授，而是教师需要辅以讲授，并结合板书、控制课程进程速度，给予学生思考和理解的时间，从而为学生解决复杂工程问题能力的提升奠定坚实的基础。《聚合物反应原理》课程中，着重学习生活中的高分子材料如何经历工业过程制备而成，学生在未接触到工业过程时，自然对于过程的理解无法深入，因此，在工业实例部分，教师可以利用多媒体、视频等手段为学生呈现动态过程，结合学生已具备的高分子化学理论基础引导学生分析和讨论，使学生利用所熟知的数学、化学及高分子化学等科学理论解决实际生产高分子材料过程中复杂工程问题，进而建立高分子材料合成工业的思维模式。新颖的教学方法是赋予课堂活力的重要源泉，也是激发学生学习兴趣的良方。因此，课程建立了多元化的教学方法：(1)互动式教学：即翻转课程教学，学生以小组为单位，根据特定的知识点，进行文献调研，并形成生动的演示文稿，并走上讲台进行讲述；讲解后，学生进行提问、教师进行评价等环节，鼓励学生分析问题、提升学生课堂参与度与兴趣。(2)线上/线下混合式教学：教师通过在线课程网站及学习通APP推送知识点演示文稿、视频等材料，学生通过自主学习、课前预习、课后测验、课后复习巩固等环节完成自学，教师根据学生学习与讨论反馈情况，精准掌握学生反馈要点，进而精心备课；此外，教师可借助在线课程平台及学习通APP上传课程相关资料以及拓展资源，为学生提供用于拓展视野的材料，并结合课程知识点，能够提升学生对于不同问题的分析能力；总之，在课程进行过程中，教师可以将一切有关课程内容的材料与资源展示给同学，体现出了线上/线下混合式教学的独特优势，使方法多样性，知识共享更加高效。(3)案例式教学：课程中以大量的案例为主，且结合互动式教学，在多数案例中启用学生资料调研及讲解模式，有利于学生对于知识点的理解，能够有效调动学生的主动性；促进了学生对于工业生产全周期、全流程的认识，提升学生综合分析能力及解决复杂工程问题的能力；教师在过程中主要承担辅助引导作用，有利于提升教学能力。
3课程考核评价。课程的考核评价以知识掌握程度考核为辅，主要注重学生能力的考核，使学生解决问题能力得到提高。课程的有效考核贯穿于课程的始终，采用多种考核方式相结合，进而综合评价。《聚合物反应原理》课程的总成绩由阶段考试、期末考试及平时成绩三部分组成。平时成绩主要由跟踪性考核评价的在线作业、模块化考核评价的案例分析讲解(即翻转课堂)以及综合性考核评价的课程论文构成，除了对知识点进行掌握程度考核，也以递进形式逐步考核学生对于聚合物生产及聚合物的化学反应相关领域的设计、问题分析与解决能力；阶段考试由于知识点尚未完全，主要以知识掌握程度及工程问题分析与解决并行的方式进行考核；而期末考试则完全为综合性试题，以考核学生通过运用聚合物反应原理相关知识，解决相关领域复杂工程问题的能力。
4质量持续改进。质量持续改进是工程教育认证的核心理念之一，必须建立有效的持续改进机制、质量监控与反馈机制。《聚合物反应原理》课程的质量考核课程教学过程、阶段考试、期末考试、课程论文、学生评价、课程质量评估(评估专家组)等多个方面进行，并对评价结果进行分析反馈，此外，依据课程目标及其具体支撑的毕业要求指标点进行课程目标的达成度分析评价，并根据评价结果形成达成度分析报告，找出课程实施过程中的薄弱环节与不足之处，进而提出改进措施，不断完善教学设计与实施，使得学生学习效果及问题分析与解决能力不断提升。
5结语
工程教育认证的“以学生为中心、以产出为导向、质量持续改进”的理念是高校工科专业教学改革的必然趋势，同时也给课程的设计、教学内容的编排、教学方法的实施提出了新的挑战。但是，作为高等教育的从业人员，作为学生的引导者，要紧跟时展，搭建的课程知识体系要顺应社会发展需求，提升学生综合素养与能力。仅以《聚合物反应原理》为例，从课程目标、课程内容、教学方法及考核方式等方面进行了些许改革和探索，希望能够为学生解决高分子科学领域复杂工程问题能力的提升起到促进作用。今后，在教学过程中望与不断思考、总结、探索，不断推进教学方法改革，进而培养高水平、高素质的科技创新人才。
参考文献
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化学反应论文范文3
［关键词］化学工程；多层次；计算机模拟
近年来，随着化工企业数量不断增加，技术含量不断上升，企业对高校化工类毕业生的数量需求不断增加，质量要求不断提高［1］。但一项针对高校化工类毕业生的调查显示，46％的毕业生在校时希望转到其他专业进行学习，只有半数毕业生将兴趣作为当初报考化学化工类专业的首要因素，另有很多毕业生认为化学化工企业危险、有害，工作环境差。化工类毕业生对于择业就业的忧虑，体现出高等教育专业人才培养的不合理性。化学工程是一门系统、复杂的交叉学科，包含化学分子动力学、流体力学、反应器设计与选择、传热传质等基本理论，涉及内容多、范围广，对于学生各方面能力均有较高的要求［2］。传统的“老师讲课，学生考试”的单一教学模式难以激发学生的学习兴趣，更难以培养社会需要的化工综合人才，已不再适应课程教学的需要。针对不少学生对该学科望而生畏，“不会学、不会用”的现象，如何通过优化教学模式提高学生的学习兴趣，使他们能将相关理论知识应用到实际工作中，对于综合性化工人才培养及化工企业的发展至关重要。
一、教学改革内容
（一）建立多层次教学模式
化学反应工程作为化工学科中集合微观、介观和宏观变化的一门综合性课程，涉及分子层面、反应器层面和化工流程层面［3］。目前该课程主要采用老师讲课、期末考试的授课和考核方式，教学效果不佳［4－5］。此外，大多数高校的化学反应工程教学仍停留在传授书本理论阶段，没有设置实践应用环节，学生难以将所学理论知识熟练地运用到工程实践中去，这门课的教学意义自然也大打折扣。现有的教学模式难以使学生真正理解和消化相关专业知识，改革迫在眉睫。化学反应工程教学应该有层次地递进，针对具体的工程应用案例，进行多层次的过程分解，并分析不同层次间的关联，最终达到提高学生分析和综合应用能力的目的。因此，教学中可将化工过程分为分子化学反应、反应器及流程系统等多个层次，从微观到介观再到宏观分别进行分析，以充分激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率和分析、解决实际问题的能力，实现理论最终服务于实践的目标。
（二）基于模拟软件强化学科各课程间的关联
计算机模拟作为一种新兴技术手段，具有成本低、速度快、资料完备及可模拟各种工况条件下的操作等优点［6］。计算机模拟可以将化工设备及原理以生动、直观的形式反映出来，不仅能激发学生的兴趣，而且能有效促进学生对基础知识的学习和掌握。计算机模拟技术还可以有效、真实地反映工况，进行复杂的工程化设计和分析，增强学生的工程意识，使其建立理论与实践的联系。化学反应工程模拟具有多层次的特性，如基于MS、HyperChem软件的微观分子反应模拟，基于Fluent、MFIX、EDEM软件的介观反应器模拟，以及基于Aspen Plus、PROII软件的宏观化工流程模拟。化工过程常涉及诸多化学反应、反应器、反应流程及系统，综合性较强，学生只有在学好本学科各门课程的基础上进行关联，才能融会贯通。借助实验室现有的模拟软件，教学中可以构建以多层次模拟实现过程为导向、强化课程间关联的模拟机制［7］。经多层次模拟软件的综合应用及相关课程的关联，学生才能从微观到介观再到宏观，逐步加深对化工过程的理解。
（三）以项目驱动培养创新型人才
解决企业招聘难、学生就业难等一系列问题的关键是培养符合市场和企业需求的创新型、复合型人才。化学反应工程作为化学工程学科的重要课程，涉及传热、传质、化学反应等复杂过程，不仅要让学生掌握基本理论知识，而且要让学生学会利用基本原理解决工业实际问题，具备从实验室体系到工业体系跨越的能力。因此，教学改革的重要目的是结合实际工业项目，提高学生分析和解决工程问题的能力，即以项目驱动培养创新型人才。项目驱动教学主要落实在课程设计和毕业论文等综合教学环节中。教师可以鼓励学生进入课题组，结合工程项目实例进行学习，并借助模拟软件对复杂化工问题进行多层次模拟和分析，从基础化学理论到反应器再到化工流程，逐步加深对化工过程的理解，提高实践应用能力；同时通过学习软件和阅读英文文献，提高英文水平。在此过程中，教师还可以工程应用实例反哺教学，回归教学的本质，形成项目驱动促进教学的全方位人才培养机制，培养符合社会需要的国际化优秀人才。
二、教学改革实施
针对化工类学生普遍存在的缺乏学习兴趣及工程意识薄弱的现状，本次教学改革力求改进和优化化学工程学科的教学模式，充分激发学生的学习兴趣，提高学生的实践应用能力，进而促进本学科优秀人才的培养。下面以化学反应工程课程教学为例，介绍本次教学改革的实施。
（一）借助模拟软件实现多层次模拟
计算机模拟技术的兴起和发展促进了工业实验研究，降低了试验风险，推动了课程教学的发展，使学生的学习能力得到了提高。在课堂上，教师向学生介绍模拟软件的发展和应用，通过具体案例详细说明利用模拟软件解决工程问题的方法与步骤，让学生在熟悉基本原理的同时学以致用。学生组成若干小组，各组员明确分工，利用软件自行学习并请教相关课程老师，独立完成任务，然后共同讨论和分析各部分存在的问题并加以改进。教师要求各小组成员相互合作，借助模拟软件将化工过程进行分解，首先模拟分子反应层次过程，解决微观化学反应实现的问题；其次模拟反应器层次过程，解决介观的传递、流动、反应耦合的问题；最后模拟化工流程层次过程，解决宏观的流程和系统优化的问题。通过以上多层次、多尺度的模拟及强化，学生可以更加深入地了解由微观到介观再到宏观的化工过程，不断提高分析与解决问题的能力。值得注意的是，不同专业的课程涉及不同的学科知识，本次教学改革措施有望应用到其他学科。
（二）结合工程实例实施多层次分析
在化学反应工程的教学过程中，教师可结合工程案例，由浅入深、由简到繁地分层次讲解基本知识。如在讲授聚乙烯合成工业时，教师首先应该从聚乙烯合成反应原理（即分子层面）入手，随后进入分子、反应器层面，包括实验室规模和中试规模，最后以反应器为操作单元带领学生逐步认识和了解工业化工流程层面。此外，教学中应设置工程应用实例分析环节，对学生加强多层次过程分析的引导；结合具体的工程实例安排学习任务，让学生以团队合作的形式，将课堂所学理论知识应用于分析并解决具体的工程问题；形成具体的考核机制，让学生以书面报告或PPT形式展示案例分析成果，并以合适的权重计入最终考核成绩。
（三）依托教学资源拓展学生国际视野
学习书本知识是基础，而有效地运用知识才是最终目的。本次教学改革的目的就是要提高化学工程学科的教学质量，培养符合市场和企业需求的创新型、复合型人才，推动工业、社会的长足发展和进步。因此，教师可依托现有的工程项目和课题组学术资源，积极鼓励学生进入课题组，通过学习具体项目中复杂的工程实例来强化化工过程模拟软件的应用，并进行多层次的模拟及分析，这样就能在完成项目任务的基础上反哺教学。与此同时，教师可以让本科生与研究生共同学习英文软件，研读经典的英文文献，开拓他们的科研视野，锻炼其科研能力。此外，教师可以借助课题组的资源，为本科生提供到国内外知名高校课题组合作交流的机会，将项目与教学科研相结合，以科研带动项目，以项目驱动教学，从而提高学生的工程思维和英文水平，加强国际校际交流，为培养国际化优秀人才奠定基础。
三、建立高效的教学评价体系
为了评价课程教学改革的成效，我们需要建立一套公平、高效的课程教学评价体系。国际权威认证机构ABET在评价化学反应工程教学效果时有五大要点：1．应用数学和相关工程知识的能力；2．设计实验、分析和处理数据的能力；3．设计满足要求的反应器系统的能力；4．识别、表达并解决工程问题的能力；5．使用现代工程工具的能力［8］。可见，国际上对化学反应工程课程教学的评价，不仅仅关注学生对基础理论的掌握情况，更加关注学生应用现代化工具解决工程问题的能力。以往的课程评价体系主要以考试成绩来评价学生对课程的掌握程度和教学绩效，因此，建立高效的教学评价体系至关重要，改革中应注意以下三个方面。第一，学生层面。除了关注考试成绩，评价体系应注重考查学生对知识的掌握程度和工程实践能力，从多角度体现学生的课程实验设计能力、学术交流能力和解决工程问题的能力等。第二，学校层面。学校应建立全方位、多层次的课程教学模式和评价体系，注重顶层设计，结合产学研项目教学成果，在评价学生对课程的掌握程度和工程实践能力的同时，进一步评判学科影响力。第三，社会层面。结合国家供给侧结构性改革，现代大学应着力培养满足社会和企业需求的应用型、综合性人才，以更好地传承“工匠精神”。教学改革成效应由市场和企业评判，实事求是。综上所述，建立高效的教学评价体系应包括学生、学校和社会三个层面，这不仅关乎学生个人发展，而且对于学科建设、社会发展具有重要作用。
四、结语
改进化学反应工程教学模式、利用计算机模拟辅助教学已成为助力我国化学工程学科走向世界一流的一种有效途径。在传统教学模式基础之上，引入计算机软件模拟，以具体的工程项目实例为依托，让学生对化学反应工程中微观到宏观的多层次过程进行模拟，并应用专业知识完成具体化工过程的强化和优化，有助于加深其对不同层次过程的理解。本文提出的教学改革措施对于提高学生理论水平和实践能力、增强学生化工安全生产意识、提升学生反应器工程设计能力和化工生产流程优化能力具有重要意义。
参考文献：
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化学反应论文范文4
从电化学的角度出发，介绍了阳极氧化和电解抛光原理以及电解液的选用，分析和讨论这两种工艺的应用及其优缺点，让学生理解化学知识与专业实际息息相关，与工程技术紧密联系，并能学以致用。
改革教学方法，贯彻启发式学习理念
培养学生创新思维是教育的关键，而创新源于兴趣、起于自主、发于尝试。传统“教师中心论”的教学模式，教师处于完全的主导地位，在课堂上只向学生灌输知识，而不注意把握学生的心理，这与创新格格不入。因此要改革教学方法，贯彻启发式学习理念，充分调动学生学习的积极性。
(一)理论讲授要精心设计，遵循学生认知思路，突出以学生为中心的教学模式教学活动是学生在教师的指导下进行的有目的、有计划的学习活动。化学基本原理中大量公式的教学，应当是在教师引导下训练学生有意识地进行抽象逻辑思维活动。教师要设计一系列问题，并留出学生积极思考的时间，通过师生间的讨论和交流，使学生主动得出结论。如在讲授化学热力学中化学反应方向的判断时，教师可以设计下列的教学程序。首先，在压力为标准态和温度为298．15K时，判断标准是ΔrGθm(298．15K)，它可以由参与反应的各个物质的ΔfGθm(298．15K)而计算出来，这一点学生都清楚。其次，教师引导学生思考“若压力仍是标准态，但温度不是298．15K，该怎么办?”并提示ΔrHθm(T)和ΔrSθm(T)与温度无关，提醒学生可以用吉—亥公式求解。然后，进一步发问:“若压力不是标准态，温度也不是298．15K，该怎么办?”此时提示学生利用热力学等温方程式中的ΔrGm与ΔrGθm的关系，将非标准状态化为标准状态，从而求解。通过学生和教师间的这种互动、提问、设疑、解答，学生在自觉、主动、多层次的参与过程中不但学会了复杂的化学反应原理，而且也掌握了分析问题、解决问题的科学方法。
(二)应用部分要勇于放手，让学生走向讲台教育的关键是使学生具备将所学知识应用于实际的能力。化学应用部分的目的正是培养学生利用所学的化学原理分析、解决工程实际问题的能力。在学生课后自学和相互讨论的基础上，学生和教师换位，由学生讲解该部分内容，对专业中遇到的实际问题，如金属腐蚀的防护与利用上升到化学原理加以分析，论述自己的观点。学生为了讲解清楚课堂内容必须认真预习，做好充分的准备。因此，他们在主动获取知识的同时，无形中提高了对这门课程的学习积极性。
(三)改革考试方法，以课程论文、实验设计代替闭卷考试学生学学化学的基本原理和方法的目的不是为了成为化学家，而是具备基本的化学素养的化学思维，能以化学的眼光、角度、世界观分析和解决工程实际中遇到的化学问题。若通过做习题来检测学生的学习效果，不管是开卷或闭卷的考核形式都没有意义。相反，布置课程论文，让学生在查阅资料的基础上，对一些典型案例抽象化，建立理论模型，再用课堂上所用的原理进行分析，提出自己的见解;或者要求学生运用化学基本原理，结合专业特点，对自己感兴趣的内容自行构思、自拟方案，完成一个综合实验设计，并通过实验验证。这两种方式表面上不直接考察学生理论知识，实际上考察他们运用理论知识解决实际问题的能力是更深层次的要求［4］。实践证明，布置论文或综合实验设计的考核方式行之有效，很多学生写出了较高质量的论文，大学化学实验设计也深受学生欢迎，真正达到了培养学生创新能力的目的。
(四)开设专题讲座，配合课堂教学抽出一定时间讲授绿色化学、新型化学电源、膜分离、纳米材料、超分子、生物芯片等体现科技发展前沿的内容［5］。专题讲座可以拓展学生的视野，加大教学信息量，把枯燥的理论知识变得生动、鲜明而易于理解和掌握，同时使学生体验到化学与人类的美好生活、科技的繁荣、生产的进步息息相关，感受到化学无比广阔的应用前景，认识到化学是一门满足人类、社会需要的具有实用型、创造性的中心科学，从而激发学生学习化学、学好化学、用好化学的热情，启迪学生的创新思维和创新意识。
实行本科生导师制、以科研促进教学
21世纪对未来人才的要求，不仅要具有宽厚的基础知识和专业知识，更应该具备创新精神和创造能力。着力培养学生的创新精神应当成为大学化学课程教学中的一项重要内容，而提高学生科研能力则是培养其创新精神的立足点、突破口。科研工作的实质是一种发现新问题、提出新见解、拟定新对策的创造性活动，而发现、分析和解决新问题的过程，正是一个人创新意识、创造性思维能力和创造能力及奉献科学精神的全面展现过程。学校通过实行本科生导师制，给每一名学生指定一位导师，确定学生的科研方向。在导师的具体指导下，学生首先了解科学研究的思路和方法，然后结合自己的知识结构，在教师的科研项目中选择合适的研究切入点，不求研究体系的完整性和理论的突破，通过收集文献、查阅资料，拟定出研究方案和主要技术路线，把握研究特色或关键因素，努力将自己研究的课题做精做深，实现有价值的创新［6］。科研主要是创新，而创新以基础理论知识的掌握为基础，基础理论因创新而体现活力。没有牢固掌握大学化学的基础理论不可能完成相应课题的研究，若学生成功完成了自己的课题研究，那么他们对教材上相应知识点的理解会更加深刻。
化学反应论文范文5
关键词：新课程改革；初中化学；乐学教学
引言
初中阶段，化学是一门非常重要的学科，同时也是学生难以掌握的学科，化学中有很多比较抽象的概念和实验，学生理解起来有一定的困难，因此，在新课程改革背景下，教师要积极创新教学策略，让学生好学、乐学，进而不断提升学习化学的能力。基于此，本文主要阐述了新课程改革下有效优化、创新提高初中化学课堂教学的策略，旨在让学生乐学、会学、爱学，激发学生的学习兴趣，在掌握知识和技能的同时，提高学习效率。
一、营造愉悦生动的学习情境和氛围，激发学习兴趣
在初中化学教学中，教师应根据学生的实际水平和本地实际情况，结合学生的性格特点、兴趣爱好等因素，利用一些常见的自然现象，营造轻松愉悦的学习情境和氛围，激发学生的学习兴趣和思维，调动其求知欲和探索欲，让学生积极主动地探究学习，并在掌握知识的同时，收获快乐，从而真正实现素质教育。例如，在教学《氧气》一课时，为了让学生更好地了解和掌握化学反应的基本概念和原理、化学反应中的能量变化、化学反应现象及化学反应的基本特征，教师就要从以下几方面进行：（1）学习氧气的物理性质；（2）让学生观察氧、木、硫、铝等现象，利用多媒体课件演示氧的化学性质；（3）进行小组合作探究学习，画出氧的物理变化与化学变化，并区别两种变化，总结相关知识点；（4）详细解释化合反应和氧化反应；（5）启发和引导学生对比分析信息，了解化学变化及其基本特征。这样，学生就会积极主动地投入学习中，从而有效提升化学课堂学习效率。
二、不断创新优化教学方法，调动学生的积极主动性
在初中化学教学中，教师应不断创新优化教学方法，运用各种不同的教学方法，激发学生的学习兴趣，调动学生的积极主动性，提高教学效率。对于学生来说，化学元素在元素周期表中的排列及化学知识点和公式的背诵是大难题。这时，教师可以编写歌谣，让学生在押韵的歌谣中将化合价的知识记牢。这样的方法容易记忆，也能使学生牢牢掌握知识。一些学生还制作了卡片，放在自己的口袋里或床上，以方便背诵。例如，《氧气》一课的内容主要包括氧气的性质和氧气的化学反应，在教学时，教师应先介绍清楚化学反应的基本概念和原理，让学生更好地认识化学变化，并了解化学反应的基本特征，认识掌握化学反应中的能量变化及一些化学反应现象。基于此，笔者大胆地进行了优化、改进、创新和尝试，先介绍氧气的一些物理性质；再利用课件给学生演示化学反应，让学生观看了解，并通过观察发生现象——带火星的木条、硫、铝等物质在氧气中发生的不同反应，引导学生总结掌握氧气的化学性质，这样学生会积极自主地投入化学学习中；之后让学生讨论交流、探究总结，比较氧气物理变化和化学变化之间的异同并加以掌握；最后详细讲述化合反应和氧化反应，让学生分析信息，启发和引导学生积极主动地认识化学变化及其基本特征，使学生学会观察实验，从而有效提高教学效率。
三、合理有效运用现代信息技术，提高学生学习能力
在教学中，教师应合理有效地运用现代信息技术，实现化学知识的多元化，同时给课堂增趣味，提高学生的学习能力[1]。在运用信息技术时，教师要根据实际学情选择恰当的教学方案。当然，传统教学中的板书、实物、仪器等教具的作用也不可忽视。融合信息技术手段与传统手段的教学要有新颖、美观、合理、大方的板书；生动、形象、直观、具体的多媒体课件；诙谐、幽默、风趣、贴切的语言等，以此来强化教学效果，打造高效化学课堂，有效提升课堂教学效率，全面提高学生的化学素养。例如，《爱护水资源》这一课，重点是让学生了解、认识世界和我国的水资源现状，学习用辩证科学的方法看待水资源是丰富的和有限的，以激发学生爱护水资源的意识，培养学生节约用水、关心社会的责任感。为此，在教学时，教师应合理有效地运用现代信息技术播放我国的各大水系和地球上的水资源分布等，让学生深刻地认识水资源；然后引导学生思考：水对我们重要吗？水有哪些用途？如有的学生说水可用来解渴，有的学生说水可用来灌溉田地，有的学生说水可用来做饭，还有的学生说水可用来洗衣服，等等，总之，学生都认识到了对于我们人类来说水太重要了，离开水我们将无法生存，当然也包括地球上的各类生物。再如，在教学《生活中常见的盐》一课时，因为食盐的用途多种多样，所以在课余，教师让学生利用网络等多种渠道和方式提前认识了解食盐的用途，并制作相关的资料卡片和小论文在课堂上展示交流，以使其掌握更多的相关知识。在课堂上，教师可适时结合学生收集的各种资料进行分析，抓住重点启发他们总结出氯化钠在食品、医疗等其他方面的用途。课后还可通过各种平台如网络通信平台、班级论坛、QQ群等广泛讨论交流，及时进行个别辅导，帮助学生提高学习能力和效率。
四、培养和创建和谐的师生关系，强化教学效果
和谐的师生关系，是师生互相尊重和关爱，教学相长的关系，是一种民主平等、互尊互爱、互帮互助、和谐亲密的关系[2]。要想建立和谐良好的师生关系，教师就要全面尊重学生、理解学生、关心学生、爱护学生，平等地对待每位学生。在教学过程中，教师应充分考虑和理解学生的个性、思想和兴趣，帮助学生解决学习过程中的困难，使他们积极主动地学习。同时，教师应及时发现、分析并解决问题，进而提升学生的学习效率。在教学过程中，和谐的师生关系能让学习气氛更加融洽，教师更乐于教学，学生更乐于学习，同时教师也能很好地了解学生的想法和兴趣爱好，并及时解决学生学习中遇到的难点，以提高学生学习的信心和效率[3]。结语在新课程改革教学背景下，教师要从学生的学习实际情况出发，采用一切以学生为本的教育理念，创设轻松愉悦的情境和氛围，合理有效运用现代信息技术，激发和调动学生的兴趣和积极性，丰富教学方式方法，让学生变“要我学”为“我要学”，再到“我爱学”，在理解掌握化学相关知识和技能的同时，得到全面发展。
[参考文献]
[1]杨发群.初中化学高效课堂的构建策略新探[J].数理化解题研究,2018(26):38.
[2]骆坤英.试论如何打造初中化学高效课堂[J].学周刊,2018(4):56-57.
化学反应论文范文6
选取ChineseChemicalLetters期刊2015—2017年药物化学专业稿件中退稿（或大修）稿件328篇。根据审稿专家意见、副主编意见和编辑专业知识，按照退稿原因进行分类和分析，归纳总结并提出具体建议和措施。
二、问题与分析
（一）摘要（Abstract）的信息量不全
摘要的内容是全文的核心内容，在文献检索中起着十分重要的作用。摘要应该具有独立性和自明性，并且具有与论文同等量的主要信息，即不阅读全文，就能获得必要的信息[2，3]。但是有些论文的摘要不能体现全文的主要内容，信息量偏少，要素不全，论述方法或结果太笼统。一般情况下，摘要由目的（Objective）、方法（Methods）、结果（Results）与结论（Conclusions）四部分组成，各部分应该具体明确，并且应该给出主要的实验结果和结论。
（二）引言（Introduction）部分的设计思路不明确、重点不突出
引言部分要求重点突出，避免空泛，通过研究相关文献后直接引出需要解决的问题[3]。如何指出当前研究的不足并有目的地引导出自己研究的重要性是引言写作的一个难点和重点。引言的撰写要有一定的逻辑性，并且不能出现较多语法错误。引言一般应该与结论相呼应，在引言中提出的问题，在结论中应有解答或讨论说明。如果作者未能在论文的引言部分就其分子设计思想提出有说服力的依据（例如药效团的拼合并非随意组合等），并且对母体药物的结构活性关系（SAR）没有给出必要的说明，给读者的印象是拼合片段的选择存在随意性，这样就会降低审稿专家对论文创新性的评价。其次，在生物活性筛选中虽然发现了一些与阳性对照药物作用强度相近的新化合物，但是作者对这些新化合物的优势或潜在优势没有提出有说服力的观点。文章的结论仅限于对实验结果的一般性概括，不能体现论文实验结果的重要性；另外，如果论文的英文写作语法错误还较多，这样的稿件一定会被退稿。例如有一篇抗菌药物合成的论文，审稿人提出：（1）在设计思路上，作者采用片段拼合方法设计新化合物，依据不充分。建议作者在分析具有明确抗菌活性化合物药效团基础上，采用结构多样的片段与药效团接合，获得新化合物。（2）英文撰写需要修改，过多重复，并且存在很多语法错误。再例如对于4-苯氨基喹唑啉类激酶抑制剂的报道已经很多，如果还是利用该骨架进行衍生合成新化合物，关键是要能做出自己的特色。如果对于化合物的设计思想并没有给出充分的理由，对于取代基的性质和种类也没有进行详细的研究，这样的论文会让审稿专家和读者感觉化合物设计比较盲目，没有创新的设计思路。如果根据母药或已有药物（leadcompound）设计新化合物，设计思想要有事实依据，指出候选药物的不足要有文献或数据支持，不能猜想，不然审稿人就会认为设计思想的基础不可靠。如果发现化合物体外（体内）活性与化合物结构不符一定要分析具体原因，否则审稿人也会提出疑问。最终设计的化合物要向着活性更好的化合物结构靠近。
（三）结果与讨论（ResultsandDiscussion）部分
结果与讨论部分是一篇论文的核心内容，其创新结果的体现就在此部分[7]。结果归纳总结时不能简单罗列实验数据，讨论部分要对结果进行分析、总结和提炼，要根据一定的理论基础进行论述，而不是简单重复实验结果。这部分存在的问题归纳如下。
1.合成的化合物数量少或者结构单一，无法给出明确SAR。在药物化学论文中，如果化合物的设计思想较简单，化合物结构类型单一，或者合成的化合物活性不强，这样的稿件就很容易被退稿。如果化合物数量和类型足够多，讨论中要对SAR进行深入讨论，给出比较明确的SAR关系，这将对后续相关药物的研究和结构设计有很大指导作用。下面结合稿件中容易出现的问题及评审专家对一些稿件的评审意见具体分析如下。例如一篇文章设计合成了6-Aryloxyoxazolo[5，4-d]pyrimidi-7（6H）-ones系列化合物，虽然在100μg/mL水平上测定了其真菌抑制率，但是并没有进行结构活性关系研究，给出的只是初步实验结果，审稿专家建议作者进一步进行SAR研究后，优化设计新一轮化合物并测定生物活性后重新投稿。有的论文虽然合成的化合物数量足够多，但是化合物设计方面还有需要进一步完善的地方。例如一篇关于抗HIV活性化合物的论文，审稿专家给出了这样的评价：“本文最大的亮点是甲基的引入，主要设计思想是形成新的范德华作用力，这一发现对该类NNRTI的结构设计具有重要研究价值。但是本文有以下几点可完善之处：（1）对耐药株的高活性是先导物GW878248的一个突出的优点。本文中的化合物是否仍保留了该类化合物对耐药株的较高活性？亦即新增加的甲基是否会影响化合物构象的柔性从而影响其对耐药株RT结合口袋的适应性？建议增加相关分子对接的证据或对耐药株的活性数据，以便于讨论。（2）先导物C环上有一个甲基，主要设计意图为阻断酰胺的代谢。而本文系列化合物中没有保留该甲基，但是又没有说明具体原因。另外，Linker上的甲基是否也有这一考虑，建议一并进行说明。”有些论文合成的化合物比较多，但是总结的结构活性关系仍然不够完整，主要原因是对不同取代基的考察不够深入。例如对一篇关于激酶抑制剂论文审稿专家建议：R2的取代基不只局限于Cl、F，还要考察氰基、甲氧基、乙酰氨基、甲基、三氟甲基等，除非作者能够说明前者的必要性；希望R1取代基也能增加2-F，3-F；另外，建议补充所有未测定活性化合物的PI3Kγ酶活性，并以酶活性的结构讨论SAR关系。
2.新化合物没有13CNMR谱数据。目前合成的新化合物审稿专家一般要求给出13CNMR谱数据，因为只有1HNMR数据不能完全证明结构的正确性。另外还需要给出高分辨质谱（HRMS）数据，这些谱学数据结合化合物常规的形态、熔点和红外光谱数据才可以证明化合物结构的正确性。如果化合物具有旋光性，其光学异构体的结构也要用基于手性试剂化学反应和核磁共振（NMR）的Mosher法、光谱法（如圆二色谱）等相应的方法确定[14]。例如对一篇药物合成论文的目标化合物合成及结构确证方面，审稿专家提出如下意见：文章利用独一味素（lamiophlomiol）A/B的混合物在浓盐酸催化下与醇类化合物缩合得到相应C1位醚类化合物，但从作者在附件材料（Supportinginformation）中所提供的结构表征数据尚不足以确证C1位醚基的构型，C6位形成的羟基构型也是存在疑问的？作者有何证据证明C6羟基朝平面上方？6，7-位环氧基在浓盐酸中开环是否可能在C6位氯代？根据作者所提供的一维1HNMR和13CNMR数据尚不能确定目标物的结构以及取代基的构型。因此，本文目标物的结构尚存在一些疑问。另外，结构表征数据也不完整，缺少比旋度及熔点数据。
3.药物活性测试时无对照品或对照品不合适。如果药物化学论文中化学合成部分没有太多亮点，并且合成的化合物生物活性较低，这样的稿件在初审时就会被退稿。合成的新化合物要有明显的生物活性（IC50值，EC50值等）。生物活性实验时，每个化合物浓度至少平行做三遍，这样才能得到测量的平均值并给出测量值的标准偏差（SD）。另外，很关键的一点是化合物的生物活性测试时一定要有对照品，并且要选择适合其研究内容的对照品。例如一篇关于抗转录病毒化合物的论文审稿专家给出了这样的审稿意见：这篇稿件合成了一系列2，2-dimethyl-1，3-dioxolane衍生物并评价了它们抑制人类鼻病毒3C蛋白酶的活性。整篇稿件既没有解决有趣的化学问题，也没有提出创新的方法设计抗转录病毒药物。化合物活性实验结果显示只有化合物7d显示出一定活性（IC50=13.22µmol/L），但是并没有对照药品的活性数据。其次，该稿件的模型研究显得非常肤浅并且没有给化合物的结构优化过程提供可靠的支持。除了必须有合适的对照品外，生物活性评价时选择的评价方法也要根据化合物的研究内容选择合适的生物活性评价方法，保证对化合物的评价准确、可靠。例如审稿专家对一篇稿件的生物活性评价提出了如下建议：生物活性评价部分，建议采用直接针对EGFR的分子水平的评价方法，以排除化合物对细胞毒性、膜通透性等复杂因素造成的假阳性现象。另一篇关于黄酮类衍生物氧钒配合物的抗糖尿病研究的论文，审稿人指出虽然合成了许多化合物，但是化合物结构单一，另外建议在体内生物活性测试时要增加阳性的II型糖尿病药物同时测定，确保生物活性测试更加完整、准确。具有抗肿瘤药物活性的化合物作为抗菌药物研究时，有的审稿专家认为合成的化合物不仅要测定抑制格兰仕阳性菌（gram-positivebacterialstrain）的活性，还要测定抑制格兰仕阴性菌（gram-negativebacterialstrain）的活性。另外还要排除化合物本身的细胞毒性对抗菌活性的影响。
4.从天然产物中分离的新化合物结构新颖性及绝对构型问题。从天然产物中分离得到的新化合物结构要新颖，并且要确定化合物的绝对构型。化合物的绝对构型最好通过电子圆二色谱（ECD），X-衍射，或者基于手性试剂化学反应和核磁共振（NMR）的Mosher法等确定绝对构型[14]。另外，所分离的新化合物要有一定的生物活性（抗癌、抗菌、抗炎等等）。如果从天然产物中分离得到的新化合物的结构类似化合物在天然产物研究中已经报道，新化合物结构的新颖性一般，结构鉴定的难度不大，就不能满足高水平化学期刊对天然产物化合物论文的要求。其次，从天然产物中分离得到的新化合物一定要确定绝对构型，否则这样的天然产物论文也很难被接受。最后，如果对新化合物未进行任何生物活性筛选评价，其潜在应用价值就无法体现，那么对读者和后续研究的吸引力就不足，这样的论文也会被退稿。
化学反应论文范文7
关键词：肺炎疫情；有机化学；在线课堂教学；雨课堂；腾讯会议
2020年春季学期，为了既能够抗击肺炎疫情又能够减小疫情对学校正常教学的影响，教育部提出“停课不停教、停课不停学”的要求[1]，南开大学积极响应，利用寒假时间迅速组织任课教师开展雨课堂、翻转课堂教学模式等教学培训工作，鼓励教师通过在线课堂教学方式授课。本文以本科生有机化学课程为例，介绍南开大学化学学院结合自身专业特点，利用“雨课堂”和“腾讯会议”等教学软件，开展本科生“在线课堂教学”实践，保证疫情期间教学活动正常有序进行。
1选择授课平台做好课前准备
线下课堂的授课方式是面对面的形式，容易掌握学生的课堂表现情况，在线课堂教学很难把控学生的上课状态。因此，为了吸引学生的注意力，提高上课效率，就需要任课教师课前精心备课。疫情爆发以来，全国各地高校纷纷开展在线课堂教学，《大学化学》也报道了不同高校开展在线课堂教学中的典型做法[2,3]。为保证教学质量，我们在“在线课堂教学”过程中采用主讲教师与学生助教合作教学模式，由教学经验丰富的有机化学全职教授担任课程主讲教师，同时聘用1–2名有机化学专业在读博士或硕士研究生担任课程助教组成教学团队，并分别建立教师教学微信群和学生课程微信群用于教学备课、分享预习资料以及布置课后作业。在线课堂教学区别于普通的课堂教学，对电子网络教学设备要求较高，每次上课前提前试课非常关键。在教师做好授课前各项准备工作的同时，也必须督促学生做好必要的课前预习工作。每次上课前主讲教师会提前将教学课件发送到课程微信群中，布置本次课程的主要教学内容。学生助教根据教学重点和难点，撰写预习提纲，帮助学生提前做好课程预习。学生通过学习预习提纲中的引导问题，明确学习重点，同时对不理解的部分做好标记，方便在听课过程中着重学习不懂的内容。
2结合疫情热点充实教学内容
由于有机化学已经渗透到国民经济的方方面面，在教学过程中适当增加教学内容，重点介绍有机化学与相关学科的交叉研究成果，对开阔学生视野，培养专业兴趣，掌握本学科发展的最新研究成果具有积极意义。2020年病毒(COVID-19)感染的肺炎疫情在全球爆发，在教学过程中我们首先引导学生针对当前疫情给人类造成的巨大危害，认识研发抗病毒药物对保护人类健康的重要性，培养学生的社会责任感，进而介绍抗病毒药物研发基本方法和有机化学在抗病毒药物研发过程中发挥的重要作用，引起学生的学习兴趣。2020年2月1日，美国报道其首例病毒感染者康复，美国吉利德科学公司(GileadSciences)研发的广谱抗病毒药物瑞德西韦(Remdesivir)发挥关键作用[4]。瑞德西韦是一种含磷手性核苷-磷酰氨基酸酯化合物，该药物的合成中涉及亲核加成反应、缩合反应、亲核取代反应、消除反应等反应类型，反应中还涉及官能团保护和脱保护合成策略，同时包含通过动力学拆分手段，利用手性诱导试剂不对称合成磷手性化合物的合成方法。这些基础知识已经在课堂上学习过。我们结合疫情热点，通过介绍瑞德西韦的合成，使学生了解有机化学在药物合成中的应用，促进理论与实践相结合。瑞德西韦的合成采用汇聚合成方法(图1)，反应首先以二氢呋喃-2-酮衍生物1和7-碘-吡咯并[1,2-f][1,2,4]-三嗪-4-胺2为原料在碱性条件下发生亲核加成反应得到中间体3，然后通过官能团转化将中间体3中的羟基转化为氰基，同时脱除羟基保护基得到关键中间体C-核苷5。进一步以五氟苯氧基磷酰二氯7为原料，与苯酚和丙氨酸酯盐酸盐8在碱性条件下发生亲核取代反应生成另一个关键中间体磷酰胺酯9和9’。这时反应得到的磷酰胺酯是一对非对映异构体，可以通过柱层析方法分离得到手性磷(Sp)酰胺酯9和手性磷(Rp)酰胺酯9’。反应最后利用2’,3’-羟基丙叉保护的C-核苷6与手性磷(Sp)酰胺酯9在碱性条件下发生亲核取代反应得到瑞德西韦前体化合物10，然后在酸性条件下脱除2’,3’-羟基保护基即得到瑞德西韦[5]。瑞德西韦的合成步骤多，官能团转化复杂，涵盖的有机化学基本概念丰富，设计合成路线的集成化程度高，是有机合成教学非常典型的应用实例。我们在教学过程中一方面通过回顾合成瑞德西韦所涉及的基本化学反应类型，帮助学生巩固所学知识；另一方面鼓励学生积极发言，阐明每步反应的反应机理，熟悉和掌握多步有机合成的药物合成中的应用。课后教学效果反馈显示听课学生普遍认为非常“解渴”，教学内容贴近实际，紧扣当前疫情热点，将枯燥的书本知识与药物研发实际结合起来，使学生充分认识到正在学习的是非常“有用的化学”知识，大大激发了学生的学习热情。
3增加教学互动实现教学相长
在线课堂教学平台“雨课堂”有其自身优点，教师可以通过雨课堂平台课前预习资料，设计主观题布置预习作业，学生在家完成自学，然后上传预习作业到雨课堂，教师再下载作业批阅并反馈，完成课前知识吸收。但是在知识内化阶段，尽管雨课堂语音直播时有弹幕和提问窗口，却无法让学生同时多人发声讨论。为了解决这个难题，我们又学习了“腾讯会议”技术，发现它具备屏幕共享和多人同时发言的功能，而且全程高清流畅、操作简单。于是，结合雨课堂平台和腾讯会议的优势，再加上课程微信群的即时联络，通过网上直播测试，确定了雨课堂+腾讯会议的直播模式，完成了让学生走上翻转课堂主播台的硬件准备。根据教学计划安排每年春季学期本科生“有机化学2-2”课程教学中有学生学年论文教学环节，要求每位学生自选课题进行文献综述，学期末上交综述报告并组队进行学年论文展讲。这种教学安排目的是引导学生在学习基础有机化学课堂知识的同时，更多涉猎有机化学相关研究领域的最新研究进展，掌握有机化学前沿成果，培养科研兴趣并明确个人今后科研努力方向。有机化学学年论文可以帮助学生在实践中提高中英文文献检索能力和科技论文写作能力，学年论文展讲环节则为学生提供了训练学术演讲能力、有效制作演讲课件(PPT)能力和培养团队协作能力的机会。通过有机化学学年论文教学环节的有效实施，化学学院教师普遍反映学生升入高年级后进入科研实验室开展工作能力普遍增强，阅读和检索英文文献能力普遍提高，非常有利于科研工作的顺利开展。今年面对疫情带来的挑战，我们通过雨课堂+腾讯会议的直播模式，让学生走上翻转课堂主播台，完成有机化学学年论文展讲环节。首先学生组成3–4人的小组根据所选定的论文题目查阅文献并制作论文展讲PPT，然后根据展讲顺序安排由任课教师预定“腾讯会议”，作为会议主持人教师做好每个学生主播之间的自然过渡，同时根据学生的讲解内容适当引导，鼓励学生积极发言提问，从不同角度、不同维度思考问题，并在讨论中接纳其他同学的思想，完善自己的体系，互相学习，联播互动。参加课程的每位同学既是听众，又可以参加课堂讨论，同时对发言同学的论文展讲表现进行打分，最后评分按照教师评分60%学生打分平均值40%作为发言同学论文展讲得分。我们利用“腾讯会议”为学生搭建翻转课堂主播台，将学生从每个屏幕后协调组织到一起进行网上讨论互动，这样既保证了教学效果又促进了教学相长；既促进了学生和教师之间的沟通交流，又加深了师生感情，创造出温馨和谐的在线课堂教学氛围。
4加强课后答疑保证教学效果
不论是传统课堂教学还是在线课堂教学，学生始终是教学工作的主体，教学的目标是培养学生主动学习、掌握专业知识核心内容、提高分析和解决实际问题的能力[6]。有机化学课程特点是不同章节之间联系紧密，各章节知识点相互串联，相互交叉，在学习新知识的同时注重与旧章节知识点的联系贯通，教师需要引导学生找出知识的相同点和不同点，方便理解和记忆。针对有机化学的课程特点，我们进行在线课堂教学的同时增加课堂测验环节，同时加强课后答疑和习题课教学环节，保证在线课堂教学效果。每章教学完成以后教师会安排20分钟课堂测验，检验学生对所学知识的掌握情况。课堂测验利用“雨课堂”单选题、多选题、填空题、主观题等命题模块设计测验内容，要求学生课堂作答，然后教师根据学生答题情况给出分数。每章网上课程结束后，主讲教师会布置课后作业，学生完成作业后交助教老师批改，助教老师会统计出错较多的题目进行网上答疑，依托“腾讯会议”利用语音交流以及“共享屏幕”功能可以实现助教与学生的在线实时对话(图3)，为学生答疑解惑。通过加强在线教学课堂测验和课后答疑环节，使任课教师能够及时了解学生对知识的掌握情况，并相应调整课堂教学进度和重点讲解的知识点内容，达到线上、线下教学的实质等效。
5结语
化学反应论文范文8
关键词：化学合成制药;废水治理;预处理
1含氰废水
含氰废水主要来源于选矿、有色金属冶炼、炼焦、化工、制革等工业生产，氰化物是剧毒物质，从环境工程和生物安全角度考虑应非常重视含氰废水除毒处理问题。传统的含氰废水处理技术包括酸回收、膜分离法、萃取法、气提法、化学络合法、化学氧化法等[2,3]。化学氧化法操作简单、易于实现工业化而被大规模的应用。化学氧化法是利用了氰化物在碱性条件下易于被氧化的特点[4]。常用的氧化剂有含氯氧化剂、过氧化氢、臭氧等，含氯氧化剂的缺点在于反应过程中可能产生毒性较高的氯代有机副产物，臭氧氧化由于其投资和运行成本较高，尚未广泛用于处理含氰废水。因此，通常采用过氧化氢氧化比较合适。氰化物在碱性条件下被过氧化氢氧化为氰酸盐CNO-，然后氰酸盐继续水解成碳酸铵或碳酸氢铵。化学反应方程式如下:由于过氧化氢与氰化物反应速率较慢，因此会添加金属离子催化剂，如常见的铜离子加快化学反应速率。同时，对于pH的控制问题，在酸性条件下，CN-会以HCN的形式挥发，对操作人员安全构成威胁。综合考虑氧化速率和金属离子催化剂的沉淀问题，经过反复多次的实验，选择在pH=9的条件下进行反应。在本研究的化学合成制药案例中，含氰废水主要来自于（S）-2-氨基丁酰胺盐酸盐生产的过滤洗涤段和含氰废气的水吸收过程。废水的CN-浓度分别为922mg/L和508mg/L，废水产生量分别是1.2m3/d和3m3/d，计算混合后CN-浓度为626mg/L。预处理方法是在车间内设置5m3的反应釜，采用双氧水在pH=9的条件下，在破氰釜内升温至80℃进行破氰处理，Cu2+投加浓度控制40mg/L，反应时间60min。尽管按照化学反应方程式（1），理论CN-与H2O2反应的摩尔比为1:1，但在实际操作过程中，考虑到废水中除了CN-外，还有其他COD消耗双氧水，同时在碱性和高温条件下，双氧水自身存在分解，因此，研究案例双氧水的投加量按摩尔比3:1进行过量投加，实际处理破氰完毕后的废水中氰化物的含量小于1mg/L。含氰废水经过处理后，冷却降温，排放至综合废水调节池再进行生化处理。
2含抗生素废水
抗生素废水的成分十分复杂，含有多种难降解的有机物和无机物，处理起来十分困难[5]。抗生素通常是杀菌物质，对微生物有较强的破坏作用，废水中的抗生素需破坏后方可进入生化系统。通常处理采用高级氧化对抗生素的分子结构进行破坏。笔者结合原料与生产工艺研究发现，本企业产生的抗生素主要为β-内酰胺类抗生素。该类抗生素是一类杀菌性抗生素，不仅可以治疗人类疾病，在农业上还可以预防牲畜感染，在日常生活中应用十分广泛。对其如何进行处理，提出采用水解破坏分子结构的方法。水解反应发生在物质与水之间，是很重要的化学反应，许多抗生素容易发生水解。水解反应在酸性条件下、中性条件下及碱性条件下均可能发生，不过水解速率有所区别，水解反应可产生一个或多个产物，由母体化合物结构决定。抗生素的水解的主要环境因子是pH和温度。因此，根据实际产生水量5m3/d，新建30m3地下水池，采用封闭结构，便于保温，同时新增1000L液碱计量罐，用于存放补加液碱使用。通过试运行，发现在pH=9，水解温度35℃，水解时间120小时的条件下，β-内酰胺类抗生素的水解率达到82%，可极大降低对微生物的抑制和毒性作用。
3高浓度氨氮废水预处理
在化学合成制药生产环节，根据生产原料和工艺，会产生高浓度氨氮废水。对于高氨氮废水的处理，根据不同浓度有不同的处理方法。目前，广泛应用的方法主要有物化法和生物法[6]。对于含高浓度的氨氮废水，不宜直接采用生化法对其进行处理，普遍采用物化法先对其进行预处理，大幅度降低氨氮浓度后，再采用生化的方式进行处理。物化法主要有吹脱法[7]、电解法[8]、化学沉淀法[9]等，其中，吹脱法应用简单，是一种典型的被广泛应用的物理化学处理法。其化学反应方程式是NH4++OH-=NH3+H2O，具体操作是向高氨氮废水中加入液碱，升高废水pH值至11，由于OH-浓度增加，电离平衡向右进行产生氨气，然后再通入空气将液相中的氨气吹脱到空气中，从而降低液相中的氨氮浓度。在本研究案例中，高氨氮废水产生于头孢氨苄的分层废水，其水质情况见表1。根据整个厂区污水总量、生化处理要求及达标标准，在综合废水调节池中，氨氮进水浓度需控制在200mg/L以下。通过核算污水总量和浓度，该废水如果不经过预处理，则综合调节池氨氮浓度为为318mg/L，因此必须降低综合调节池中氨氮的总量。通过分析调查，头孢氨苄分层废水氨氮浓度高、水量大，且自身pH呈强碱性，因此对其进行气体吹脱处理。在化学合成制药过程中，高氨氮废水往往还具有高盐、高有机物的特点。至于一般废水同时具有以上两种或者三种水质特点的废水，本研究将会继续讨论。在本论文的研究案例中，该废水高氨氮的特点更加明显，因此，仅考虑只含有高氨氮废水的预处理。本研究案例是在车间设置4m3的反应釜，收集后的废水进入反应釜中，通入蒸汽加热至60℃，同时通入空气进行吹脱，吹脱时间控制在60分钟，吹脱产生的氨气用稀硫酸进行吸收，生成硫酸铵溶液，回用到生产过程。经过预处理后，废水pH下降至7.8，氨氮总量减少100kg/d，综合调节池中氨氮浓度下降至约为150mg/L，保证生化系统的稳定运行与最终的达标排放。
4结语
化学合成制药废水根据各生产工艺，废水种类多，性质各不一样，尽管排放标准不是非常严格，但是如果各种有特点的废水不经过合适的预处理手段，混合后经过生化处理，达标的难度非常大。因此，选择合适的预处理方式对不同性质的废水首先进行有针对性的预处理不仅有必要，而且是最终出水能否达标的决定性因素。在含氰废水、含二氯甲烷废水、高氨氮废水的预处理，通过实际研究案例，有对性的提出了采用双氧水碱性氧化、蒸馏和加热碱性吹脱的预处理方式，均取得很好的效果，为其他类似的化学合成制药和其他化工生产废水的处理具有重要的参考和借鉴价值。
参考文献:
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