引論:我們?yōu)槟砹?3篇超分子化學(xué)論文范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。

篇1
從一定意義上講,科學(xué)論文的發(fā)表是科學(xué)成果被人們承認(rèn)的唯一形式。一定頻次的引用反映了某篇論文重要性的程度,超高頻次的引用,常可認(rèn)為其研究成果引發(fā)了科學(xué)研究的熱點(diǎn)或在科學(xué)研究中取得突破。因此,近期化學(xué)科研論文的引用情況也體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科前沿的科學(xué)研究成果,以及當(dāng)前國(guó)際化學(xué)前沿的特點(diǎn)和變化趨勢(shì)和研究方向。據(jù)中科院文獻(xiàn)情報(bào)中心的報(bào)道,90年代的化學(xué)研究前沿領(lǐng)域有:
(1)富勒烯C60的研究導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了自然界一類(lèi)新的物質(zhì)――碳的另一種存在形式,并對(duì)宇宙內(nèi)碳循環(huán)和經(jīng)典芳香性的關(guān)系這一理論化學(xué)的關(guān)鍵問(wèn)題有了全新的認(rèn)識(shí),開(kāi)辟了新的化學(xué)研究領(lǐng)域。
(2)模擬程序和密度泛函理論的發(fā)展引起整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域的革命,使量子化學(xué)成為成千上萬(wàn)化學(xué)家手中的工具,可用以預(yù)測(cè)和闡明物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。
(3)對(duì)不同管徑和纏繞角的單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性質(zhì)的研究展示了單壁碳納米管在納米分子電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
(4)人工合成新藥的發(fā)展:天然抗癌藥物的人工合成以及用以開(kāi)發(fā)新藥的組合化學(xué)方法。
(5)組合化學(xué)新研究領(lǐng)域的發(fā)展打破了傳統(tǒng)藥物開(kāi)發(fā)的模式,可同時(shí)合成和篩選大批生物活性物質(zhì),大大縮短了新藥開(kāi)發(fā)的時(shí)間。組合化學(xué)技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于催化劑的篩選、手性化合物合成等材料科學(xué)領(lǐng)域。
(6)仿生聚合物是一種先進(jìn)材料,它的人工合成向模仿機(jī)體功能的“目標(biāo)”邁進(jìn)了一步。
(7)分析化學(xué)在這一階段已不再僅僅是化學(xué)家手中的工具,它已發(fā)展為一門(mén)分析科學(xué)。它一方面為人們提供關(guān)于物質(zhì),特別是構(gòu)成生命的基本物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)甚至生命過(guò)程的信息;另一方面,在精密分析儀器本身的研制上不斷獲得進(jìn)展。
(8)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展使化學(xué)家的研究手段產(chǎn)生巨大變革。有關(guān)生物大分子(如蛋白質(zhì)、核酸)多維結(jié)構(gòu)圖像實(shí)現(xiàn)和精細(xì)結(jié)構(gòu)表達(dá)的程序及軟件包的研究受到化學(xué)界的極大關(guān)注。
(9)有機(jī)反應(yīng)、不對(duì)稱(chēng)合成及催化是90年代以來(lái)的持續(xù)熱點(diǎn)。這是一個(gè)有工業(yè)應(yīng)用前景和巨大市場(chǎng)潛力的、一直很活躍的研究領(lǐng)域。
在經(jīng)歷了20世紀(jì)的空前繁榮發(fā)展后,進(jìn)入21世紀(jì),化學(xué)學(xué)科面臨著四大難題。第一,合成化學(xué)難題――化學(xué)反應(yīng)理論;第二,功能結(jié)構(gòu)化學(xué)難題――結(jié)構(gòu)和性能的定量關(guān)系;第三,生命現(xiàn)象的化學(xué)機(jī)制――生命化學(xué)難題;第四,納米尺度難題。徐光憲院士等科學(xué)家認(rèn)為21世紀(jì)是信息科學(xué)、合成化學(xué)和生命科學(xué)共同繁榮的世紀(jì),化學(xué)的微觀方法和宏觀方法相互結(jié)合,相互滲透這一潮流將進(jìn)一步向前發(fā)展,并提出了新世紀(jì)的化學(xué)科學(xué)包含了對(duì)下列八個(gè)層次的物質(zhì)對(duì)象的研究:
(1)原子層次的化學(xué):其中包括核化學(xué)、放射化學(xué)、同位素化學(xué)、sp區(qū)元素化學(xué)、d區(qū)元素化學(xué)、4p區(qū)元素化學(xué)、5f區(qū)元素化學(xué)、超5f區(qū)元素化學(xué)、單原子操縱和檢測(cè)化學(xué)等。
(2)分子層次的化學(xué):現(xiàn)已合成的2000余萬(wàn)種分子和化合物,通常分為無(wú)機(jī)、有機(jī)和高分子化合物。但近30余年來(lái)合成的眾多化合物,如金屬有機(jī)化合物、元素有機(jī)化合物、原子簇化合物、金屬酶、金屬硫蛋白、富勒烯、團(tuán)簇、配位高分子等很難適應(yīng)老的分類(lèi)法。21世紀(jì)將研究分子的多元分類(lèi)法,如按照分子片結(jié)合方式和生成的分子結(jié)構(gòu)類(lèi)型分類(lèi),可分為0維、1維、2維、3維分子等。
(3)分子片層次的化學(xué):原子只有110余種,但分子數(shù)目已超過(guò)2000萬(wàn)種,因此有必要在原子和分子之間引入一個(gè)“分子片”的新層次,在21世紀(jì)應(yīng)該開(kāi)展分子片化學(xué)的研究。
(4)超分子層次的化學(xué):其中包括受體和給體的化學(xué)、鎖和鑰匙的化學(xué)、分子間的非共價(jià)作用力、范德華引力、各種不同類(lèi)型的氫鍵、疏水-疏水基團(tuán)相互作用、疏水-親水基團(tuán)相互作用、親水-親水基團(tuán)相互作用、分子的堆積組裝、位阻和各種空間效應(yīng)等。
(5)宏觀聚集態(tài)化學(xué):其中包括固體化學(xué)、晶體化學(xué)、非晶態(tài)化學(xué)、流體和溶液化學(xué)、等離子體化學(xué)、膠體化學(xué)和界面化學(xué)等。
(6)介觀聚集態(tài)化學(xué):包括納米化學(xué)、微乳化學(xué)、溶膠-凝膠化學(xué)、軟物質(zhì)化學(xué)、膠團(tuán)-膠束化學(xué)和氣溶膠化學(xué)等。
(7)生物分子層次的化學(xué):包括生物化學(xué)、分子生物學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、酶化學(xué)、腦化學(xué)、神經(jīng)化學(xué)、基團(tuán)化學(xué)、生命調(diào)控化學(xué)、藥物化學(xué)、手性化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、生命起源、認(rèn)知化學(xué)和從生物分子到分子生物的飛躍等。
(8)復(fù)雜分子體系的化學(xué)。從以上分類(lèi)可以看出,新世紀(jì)化學(xué)別值得關(guān)注的有化學(xué)信息學(xué)、分子片化學(xué)、超分子化學(xué)、生命化學(xué)、納米化學(xué)、理論化學(xué)和復(fù)雜分子體系的化學(xué)等。
隨著化學(xué)分支學(xué)科的重組及其它學(xué)科的交叉、融合和不斷滲透,21世紀(jì)初化學(xué)學(xué)科的前沿方向與優(yōu)先領(lǐng)域有:綠色化學(xué)與環(huán)境化學(xué)中的基本化學(xué)問(wèn)題、材料科學(xué)中的基本化學(xué)問(wèn)題、合成化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué)、分子聚集體化學(xué)、理論化學(xué)、分析化學(xué)測(cè)試原理和檢測(cè)技術(shù)新方法建立、生命體系中的化學(xué)過(guò)程、能源中的基本化學(xué)問(wèn)題、化學(xué)工程的發(fā)展與化學(xué)基礎(chǔ)等。
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篇2
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作者簡(jiǎn)介:許馭,中國(guó)原國(guó)防科工委新能源試驗(yàn)開(kāi)發(fā)基地科研副總工程師,研究方向:“共生礦的形成機(jī)理與生命起源”等自然科學(xué)整體化原始創(chuàng)新探索。
附錄:
國(guó)內(nèi)外多學(xué)科專(zhuān)家高度評(píng)價(jià)許馭科研組的原創(chuàng)科研成果
肯定許馭原創(chuàng)的多學(xué)科匯聚理論創(chuàng)新成果不是他個(gè)人的事,而是國(guó)家大事,目的是宣傳新能源技術(shù)革命起源于中國(guó)的真實(shí)性,以及美國(guó)后來(lái)居上、中國(guó)沒(méi)有重視的緊迫性。
2009年10月31日,北京相對(duì)論研究聯(lián)誼會(huì)、美國(guó)《格物》雜志編輯部聯(lián)合在北京召開(kāi)第99屆盧鶴紱學(xué)術(shù)論壇,邀請(qǐng)?jiān)瓏?guó)防科工委新能源基地副總工、上海恒變新能源研究所所長(zhǎng)許馭總工做《低能、中能與高能超分子微腔光子學(xué)》主題報(bào)告。此次評(píng)議會(huì)上,以及會(huì)前會(huì)后,國(guó)內(nèi)外多學(xué)科專(zhuān)家高度評(píng)價(jià)許馭的《低能、中能與高能超分子微腔光子學(xué)》原創(chuàng)科研成果。
中國(guó)氣象科學(xué)研究院著名學(xué)者任振球教授評(píng)介:“科學(xué)界主流學(xué)派不相信水基燃料(水變油)的真實(shí)性,主要原因是理論上講不通;現(xiàn)在這個(gè)重大理論難題被原國(guó)防科工委新能源基地許馭總工創(chuàng)立的《高能超分子微腔光子學(xué)》基本解決了。許馭教授長(zhǎng)期刻苦從事的叫做‘自然科學(xué)整體化原創(chuàng)研究’,他以強(qiáng)大的科技資訊全面綜合能力,幾乎把所有的交叉學(xué)科、前沿學(xué)科都統(tǒng)起來(lái)了,就是把宇觀、宏觀、微觀都統(tǒng)一起來(lái)了。”“許馭教授歷經(jīng)18年的艱辛探索研究,在王洪成的技術(shù)情報(bào)啟發(fā)下,破解了地球與土衛(wèi)六油氣藏的真實(shí)形成過(guò)程,創(chuàng)立了“古海洋水中鏈?zhǔn)健鹾死淞炎儭纬纱笮陀蜌獠毓采V”理論,實(shí)現(xiàn)了“氧核冷裂變”原始創(chuàng)新理論的整體性重大突破。從宏觀到微觀,許馭已經(jīng)打破了多學(xué)科交叉研究的學(xué)術(shù)障礙,將天、地、礦、生、數(shù)、理、化、醫(yī)有關(guān)多學(xué)科前沿知識(shí)與實(shí)驗(yàn)成果連成一體,做到了融會(huì)貫通。一旦獲得支持,許馭此項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)的整體性基礎(chǔ)理論原創(chuàng)成果,必將引發(fā)一系列新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命,其引發(fā)的新科技革命和世界經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的革命性意義必將載入科學(xué)史冊(cè)。”
北京航空航天大學(xué)的高歌教授認(rèn)為:許馭總工原創(chuàng)的“氧核冷裂變”基礎(chǔ)研究不但有廣度,而且有深度;從宏觀到微觀已經(jīng)連成一條線(xiàn),做到了融會(huì)貫通;這項(xiàng)重大原始創(chuàng)新理論的方向是正確的,其會(huì)聚技術(shù)的工藝是新型的。清華大學(xué)校友、旅美學(xué)者王懷安教授認(rèn)為:許馭提出的“氧核冷裂變”原始創(chuàng)新理論的整體性重大突破以及與“氧核冷裂變”有關(guān)的十大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),應(yīng)該列為比美國(guó)“曼哈頓計(jì)劃”更重大的超“曼哈頓計(jì)劃”。北京大學(xué)楮德螢教授等認(rèn)為:肯定宣傳許馭原創(chuàng)的多學(xué)科匯聚理論成果不是他個(gè)人的事,而是強(qiáng)調(diào)、宣傳新能源技術(shù)革命起源于中國(guó)的真實(shí)性,以及美國(guó)后來(lái)居上、中國(guó)沒(méi)有重視的緊迫性。
北京大學(xué)生物工程專(zhuān)家褚德瑩教授,中國(guó)中醫(yī)人體科學(xué)研究專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任林中鵬教授,北京總裝備部航天醫(yī)學(xué)研究所宋孔智教授等專(zhuān)家,認(rèn)真聽(tīng)取后認(rèn)為,許馭提出的發(fā)現(xiàn)生物有機(jī)半導(dǎo)體與揭示經(jīng)絡(luò)本質(zhì)的新定義,能夠自圓其說(shuō),比較完美,富有創(chuàng)意性,有助于引發(fā)、促進(jìn)以中醫(yī)藥現(xiàn)代化為主、中西醫(yī)高層次緊密結(jié)合的21世紀(jì)新醫(yī)學(xué)的誕生,有利于利及億萬(wàn)民眾、推動(dòng)低成本整體醫(yī)療新技術(shù)的組合集成與蓬勃發(fā)展。
國(guó)際著名的《特勒肖―伽利略科學(xué)院》顧問(wèn)委員會(huì)顧問(wèn)、國(guó)際著名物理學(xué)家迪耶戈寫(xiě)信給他的中國(guó)朋友、英籍華人陳一文先生,對(duì)許馭的原創(chuàng)科研成果表達(dá)發(fā)自?xún)?nèi)心的贊嘆。物理學(xué)家迪耶戈教授認(rèn)為:“許馭教授的原創(chuàng)科研成果是了不得的成就,能學(xué)習(xí)許馭的科研成果令我激動(dòng)。我可以想象,許馭教授歷經(jīng)17年的艱辛工作、耐心創(chuàng)立有關(guān)自然科學(xué)全面理論的背景、匯聚更多新學(xué)科的意義以及他所承受的孤獨(dú)與犧牲。這是了不得的成就!我很想知道許馭的科研工作最終是否能夠得到(中國(guó))官方的支持。我已經(jīng)將許教授的科研成果報(bào)告這個(gè)消息發(fā)給了俄羅斯院士彼得?伽利耶夫(Gariaev)教授,我們計(jì)劃與伽利耶夫教授一道,繼續(xù)關(guān)注許馭教授此項(xiàng)重大科研成果事態(tài)發(fā)展。希望邀請(qǐng)?jiān)S馭教授合作研究科學(xué)整體化原創(chuàng)課題。”
國(guó)家發(fā)改委原副司長(zhǎng)嚴(yán)谷良高工,在幫助撰寫(xiě)此課題立項(xiàng)報(bào)告時(shí)評(píng)議:許馭總工歷經(jīng)17年的艱辛探索研究,在吸取國(guó)內(nèi)外多學(xué)科相關(guān)子課題研究成果的基礎(chǔ)上,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了鏈?zhǔn)健把鹾死淞炎儭痹紕?chuàng)新理論的整體性重大突破。
2009年1月4日至5日召開(kāi)的量子信息與健康上海論壇上,上海市科委原副主任、上海市針灸經(jīng)絡(luò)研究中心創(chuàng)始人、經(jīng)絡(luò)專(zhuān)家魏瑚教授、上海市“經(jīng)絡(luò)物質(zhì)基礎(chǔ)”課題論證“領(lǐng)軍人物、著名經(jīng)絡(luò)專(zhuān)家、復(fù)旦大學(xué)費(fèi)倫教授,對(duì)許馭總工首先把超分子有機(jī)半導(dǎo)體量子微腔概念引入經(jīng)絡(luò)本質(zhì)研究領(lǐng)域,從超分子微腔量子光學(xué)的新方向提出了經(jīng)絡(luò)的新定義,予以高度評(píng)價(jià)。魏瑚教授認(rèn)為:從許馭的研究成果看,許馭甘坐十多年冷板凳,潛心學(xué)習(xí)的自然科學(xué)多學(xué)科基礎(chǔ)扎實(shí),匯聚交叉的新學(xué)科多,并且做到了舉一反三,融會(huì)貫通。能取得這樣的原創(chuàng)成果很不容易。
篇3
整體和局部性科學(xué)是一個(gè)復(fù)雜的知識(shí)體系,好比一塊蛋糕。為了便于研究,要把它切成大、中、小塊。首先切成自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和社會(huì)科學(xué)三大塊。在自然科學(xué)中,又有許多切法。一種傳統(tǒng)的切法是分為物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)等一級(jí)學(xué)科。近年來(lái)又有切成物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、生態(tài)環(huán)境科學(xué)、納米科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等的分類(lèi)方法。化學(xué)是從科學(xué)整體中分割開(kāi)來(lái)的一個(gè)局部,它和整體必然有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。這是它的第一個(gè)屬性。
學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)和交叉如果把科學(xué)整體看成一條大河,那么按照各門(mén)科學(xué)研究的對(duì)象由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,可以分為上游、中游和下游。數(shù)學(xué)、物理學(xué)是上游科學(xué),化學(xué)是中游科學(xué),生命科學(xué)、社會(huì)科學(xué)等是下游科學(xué)。上游科學(xué)研究的對(duì)象比較簡(jiǎn)單,但研究的深度很大。下游科學(xué)的研究對(duì)象比較復(fù)雜,除了用本門(mén)科學(xué)的方法以外,如果借用上游科學(xué)的理論和方法,往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科學(xué)之花,可以接下游科學(xué)之木”。具有上游科學(xué)的深厚基礎(chǔ)的科學(xué)家,如果把上游科學(xué)的花,移植到下游科學(xué),往往能取得突破性的成就。例如1994年諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)授予納什,他在1950年得數(shù)學(xué)博士學(xué)位,1951-1958年任美國(guó)麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)講師、副教授,后轉(zhuǎn)而研究經(jīng)濟(jì)學(xué),把數(shù)學(xué)中概率論之花,移到經(jīng)濟(jì)學(xué)中來(lái),提出預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的博弈論,因而獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)。
發(fā)展性化學(xué)的內(nèi)涵隨時(shí)代前進(jìn)而改變。在19世紀(jì),恩格斯認(rèn)為化學(xué)是原子的科學(xué)(參見(jiàn)《自然辯證法》),因?yàn)榛瘜W(xué)是研究化學(xué)變化,即改變?cè)拥慕M合和排布,而原子本身不變的科學(xué)。到了20世紀(jì),人們認(rèn)為化學(xué)是研究分子的科學(xué),因?yàn)樵谶@100年中,在《美國(guó)化學(xué)文摘》上登錄的天然和人工合成的分子和化合物的數(shù)目已從1900年的55萬(wàn)種,增加到1999年12月31日的2340萬(wàn)種。沒(méi)有別的科學(xué)能像化學(xué)那樣制造出如此眾多的新分子、新物質(zhì)。現(xiàn)在世紀(jì)之交,我們大家深深感受到化學(xué)的研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容大大擴(kuò)充了,研究方法大大深化和延伸了,所以21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。
定義的多維性一門(mén)科學(xué)的定義,按照從簡(jiǎn)單到詳細(xì)的程度可以分為:(1)一維定義或X-定義,X是指研究對(duì)象。(2)二維定義或XY-定義。Y是指研究的內(nèi)容。(3)三維定義或XYZ-定義。Z是指研究方法。(4)四維定義或WXYZ定義,W是指研究的目的。(5)多維定義或全息定義。一門(mén)科學(xué)的全息定義還要說(shuō)明它的發(fā)展趨勢(shì)、與其他科學(xué)的交叉、世紀(jì)難題和突破口等等。這樣才能對(duì)這門(mén)科學(xué)有全面的了解。下面以化學(xué)為例加以說(shuō)明。
化學(xué)的一維定義
21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。泛分子的名詞是仿照泛太平洋會(huì)議等提出的。泛分子是泛指21世紀(jì)化學(xué)的研究對(duì)象。它可以分為以下十個(gè)層次:(1)原子層次,(2)分子片層次,(3)結(jié)構(gòu)單元層次,(4)分子層次,(5)超分子層次,(6)高分子層次,(7)生物分子和活分子層次,(8)納米分子和納米聚集體層次,(9)原子和分子的宏觀聚集體層次,(10)復(fù)雜分子體系及其組裝體的層次。
化學(xué)的二維定義化學(xué)是研究X對(duì)象的Y內(nèi)容的科學(xué)。具體地說(shuō),就是:化學(xué)是研究原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、高分子、原子分子團(tuán)簇、原子分子的激發(fā)態(tài)、過(guò)渡態(tài)、吸附態(tài)、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數(shù)、不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài),直到分子材料、分子器件和分子機(jī)器的合成和反應(yīng),制備、剪裁和組裝,分離和分析,結(jié)構(gòu)和構(gòu)象,粒度和形貌,物理和化學(xué)性能,生理和生物活性及其輸運(yùn)和調(diào)控的作用機(jī)制,以及上述各方面的規(guī)律,相互關(guān)系和應(yīng)用的自然科學(xué)。
化學(xué)的三維定義化學(xué)是用Z方法研究X對(duì)象的Y內(nèi)容的科學(xué)。化學(xué)的研究方法和它的研究對(duì)象及研究?jī)?nèi)容一樣,也是隨時(shí)代的前進(jìn)而發(fā)展的。在19世紀(jì),化學(xué)主要是實(shí)驗(yàn)的科學(xué),它的研究方法主要是實(shí)驗(yàn)方法。到了20世紀(jì)下半葉,隨著量子化學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用,化學(xué)不再是純粹的實(shí)驗(yàn)科學(xué)了,它的研究方法有實(shí)驗(yàn)和理論。現(xiàn)在21世紀(jì)又將增加第三種方法,即模型和計(jì)算機(jī)虛擬的方法。化學(xué)的四維定義化學(xué)是用Z方法研究X對(duì)象的Y內(nèi)容以達(dá)到W目的的科學(xué)。化學(xué)的目的和其他科學(xué)技術(shù)一樣是認(rèn)識(shí)世界和改造世界,但現(xiàn)在應(yīng)該增加一個(gè)“保護(hù)世界”。化學(xué)和化學(xué)工業(yè)在保護(hù)世界而不是破壞地球這一偉大任務(wù)中要發(fā)揮特別重要的作用。造成污染的傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變是必然的趨勢(shì)。21世紀(jì)的化工企業(yè)的信條是五個(gè)“為了”和五個(gè)“關(guān)心”:為了社會(huì)而關(guān)心環(huán)保;為了職工而關(guān)心安全、健康和福利;為了顧客而關(guān)心質(zhì)量、聲譽(yù)和商標(biāo);為了發(fā)展而關(guān)心創(chuàng)新;為了股東而關(guān)心效益。
化學(xué)的多維定義———21世紀(jì)化學(xué)研究的五大趨勢(shì)
1、更加重視國(guó)家目標(biāo),更加重視不同學(xué)科之間的交叉和融合在世紀(jì)之交,中國(guó)和世界各國(guó)政府都更加重視國(guó)家目標(biāo),在加強(qiáng)基礎(chǔ)研究的同時(shí),要求化學(xué)更多地來(lái)改造世界,更多地滲透到與下述十個(gè)科學(xué)郡的交叉和融合:1數(shù)理科學(xué),2生命科學(xué),3材料科學(xué),4能源科學(xué),5地球和生態(tài)環(huán)境科學(xué),6信息科學(xué),7納米科學(xué)技術(shù),8工程技術(shù)科學(xué),9系統(tǒng)科學(xué),10哲學(xué)和社會(huì)科學(xué)。這是化學(xué)發(fā)展成為研究泛分子的大化學(xué)的根本原因。所以培養(yǎng)21世紀(jì)的化學(xué)家要有寬廣的知識(shí)面,多學(xué)科的基礎(chǔ)。
2、理論和實(shí)驗(yàn)更加密切結(jié)合
1998年,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予W.Kohn和J.A.Plple。頒獎(jiǎng)公告說(shuō):“量子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學(xué)家所使用的工具,將化學(xué)帶入一個(gè)新時(shí)代,在這個(gè)新時(shí)代里實(shí)驗(yàn)和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)。化學(xué)不再是純粹的實(shí)驗(yàn)科學(xué)了。”所以在21世紀(jì),理論和計(jì)算方法的應(yīng)用將大大加強(qiáng),理論和實(shí)驗(yàn)更加密切結(jié)合。
3、在研究方法和手段上,更加重視尺度效應(yīng)
20世紀(jì)的化學(xué)已重視宏觀和微觀的結(jié)合,21世紀(jì)將更加重視介乎兩者之間的納米尺度,并注意到從小的原子、分子組裝成大的納米分子,以至微型分子機(jī)器。
4、合成化學(xué)的新方法層出不窮合成化學(xué)始終是化學(xué)的根本任務(wù),21世紀(jì)的合成化學(xué)將從化合物的經(jīng)典合成方法擴(kuò)展到包含組裝等在內(nèi)的廣義合成,目的在于得到能實(shí)際應(yīng)用的分子器件和組裝體。合成方法的十化:芯片化,組合化,模板化,定向化,設(shè)計(jì)化,基因工程化,自組裝化,手性化,原子經(jīng)濟(jì)化,綠色化。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的微型化和超微型化:節(jié)能、節(jié)材料、節(jié)時(shí)間、減少污染。從單個(gè)化合物的合成、分離、分析及性能測(cè)試的手工操作方法,發(fā)展到成千上萬(wàn)個(gè)化合物的同時(shí)合成,在未分離的條件下,進(jìn)行性能測(cè)試,從而篩選出我們需要的化合物(例如藥物)的組合化學(xué)方法。
5、分析化學(xué)已發(fā)展成為分析科學(xué)分析化學(xué)已吸收了大量物理方法、生物學(xué)方法、電子學(xué)和信息科學(xué)的方法,發(fā)展成為分析科學(xué),應(yīng)用范圍也大大拓寬了。分析方法的十化:微型化芯片化、仿生化、在線(xiàn)化、實(shí)時(shí)化、原位化、在體化、智能化信息化、高靈敏化、高選擇性化、單原子化和單分子化。單分子光譜、單分子檢測(cè),搬運(yùn)和調(diào)控的技術(shù)受到重視。分離和分析方法的連用,合成和分離方法的連用,合成、分離和分析方法的三連用。
篇4
1.1 新穎性原則
螺芴類(lèi)分子砌塊具有共軛打斷效應(yīng)、剛性十字交叉構(gòu)象和空間位阻效應(yīng),被廣泛用于有機(jī)電致發(fā)光二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及太陽(yáng)能染料敏化電池等領(lǐng)域[6],成為一類(lèi)重要的有機(jī)半導(dǎo)體材料。氮雜芴螺環(huán)芳烴由芴基螺環(huán)芳烴發(fā)展而來(lái)在繼承螺芴的各類(lèi)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上增加了氮雜芴基團(tuán)的功能特性包括電子受體、金屬配位、質(zhì)子化以及超分子弱作用等。因此,具有廣闊的發(fā)展前景[7-9]。
1.2 可行性原?t
所選的科研成果的反應(yīng)類(lèi)型是最經(jīng)典的傅克反應(yīng),與學(xué)生所學(xué)的有機(jī)化學(xué)課本緊密聯(lián)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、講解、操作以及總結(jié),進(jìn)一步鞏固與加深對(duì)傅克反應(yīng)的理解和運(yùn)用。另外,該反應(yīng)原料易得,合成步驟簡(jiǎn)單易行,無(wú)毒安全性高,可以在本科實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展。
1.3 綜合性原則
氮雜螺芴氧雜蒽的合成操作涉及反應(yīng)裝置的搭建、TLC點(diǎn)樣、柱層析等各類(lèi)操作。在整個(gè)操作過(guò)程中,重點(diǎn)學(xué)習(xí)TLC點(diǎn)樣和柱層析。產(chǎn)品表征利用核磁共振。
1.4 環(huán)保性原則
目前氮雜螺芴氧雜蒽大部分合成方法具有如下缺點(diǎn):(1)底物范圍拓展的限制和前體合成的困難;(2)合成步驟的冗長(zhǎng)。我們課題組發(fā)展了一鍋法合成氮雜螺芴氧雜蒽有機(jī)半導(dǎo)體材料。反應(yīng)過(guò)程中依次構(gòu)建了C-C, C-O和 C-C三支化學(xué)鍵,并高效合成了氮雜芴螺環(huán)芳烴,符合綠色化學(xué)的理念。
2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)名稱(chēng):一鍋法合成氮雜螺芴氧雜蒽有機(jī)半導(dǎo)體材料
實(shí)驗(yàn)儀器:磁力攪拌器,圓底燒瓶,回流冷凝管、電子天平、分液漏斗、錐形瓶、層析柱、核磁共振波譜儀。
藥品:氮雜芴酮,對(duì)甲基苯酚,三氟甲磺酸,1,2-二氯苯,碳酸鉀,二氯甲烷,無(wú)水硫酸鎂,乙酸乙酯。
2.1 實(shí)驗(yàn)原理
該反應(yīng)是典型的傅里德-克拉夫茨反應(yīng),簡(jiǎn)稱(chēng)傅-克反應(yīng),英文Friedel?CCrafts reaction,是一類(lèi)芳香族親電取代反應(yīng),1877年由法國(guó)化學(xué)家查爾斯?傅里德和美國(guó)化學(xué)家詹姆斯?克拉夫茨共同發(fā)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)在酸性條件下反應(yīng),首先通過(guò)氮雜芴酮與苯酚的傅克反應(yīng)生成中間體I,緊接著脫水形成三正電型超親電體II,由于電荷間的排斥作用,導(dǎo)致氮雜芴9 號(hào)位的正電荷會(huì)通過(guò)共振方式遷移至酚羥基上,活化酚羥基的反應(yīng)活性。隨后另一苯酚分子以親核進(jìn)攻的方式與中間體III 發(fā)生反應(yīng),形成醚鍵。緊接著分子內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移與脫水過(guò)程在苯環(huán)上再次生成碳正離子V。最后碳正離子重新遷移到氮雜芴的9 號(hào)位發(fā)生分子內(nèi)的傅克合環(huán)反應(yīng),得到最終的目標(biāo)產(chǎn)物氮雜螺芴氧雜蒽。
2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
2.2.1 氮雜螺芴氧雜蒽的合成
先向圓底燒瓶中加入0.18克的氮雜芴酮,再分別加入2ml 1,2-二氯苯與0.8ml三氟甲磺酸。在室溫下攪拌大約半小時(shí)后,向其中加入0.54克的對(duì)甲基苯酚。隨后升高溫度至 85度。通過(guò)TLC 板監(jiān)控反應(yīng)至氮雜芴酮反應(yīng)完全。將反應(yīng)降溫至室溫,用碳酸鉀溶液淬滅此反應(yīng),之后用二氯甲烷萃取,收集有機(jī)相并用無(wú)水硫酸鎂干燥,抽濾。最后柱層析分離提純得到氮雜螺芴氧雜蒽。
2.2.2 螺環(huán)氧雜蒽的結(jié)構(gòu)表征
使用核磁共振(NMR)對(duì)所得到的產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)的氮雜螺芴氧雜蒽的氫譜和碳譜進(jìn)行對(duì)比確認(rèn)結(jié)構(gòu)
2.2.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)報(bào)告要全面總結(jié)實(shí)驗(yàn),特別強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出自己的觀點(diǎn)。
3 教學(xué)效果
3.1 理論聯(lián)系實(shí)際,深化理論知識(shí)
體現(xiàn)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合性,在所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中涉及《有機(jī)化學(xué)》中典型的傅克反應(yīng)。通過(guò)TLC板監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)度,有助于理解反應(yīng)現(xiàn)象以及反應(yīng)過(guò)程。通過(guò)核磁共振表征產(chǎn)物,可以了解核磁測(cè)試過(guò)程以及核磁共振表征原理。通過(guò)對(duì)氫譜的解析,理解化學(xué)位移、耦合常數(shù)以及自旋裂分等理論知識(shí)。
3.2 科研和教學(xué)結(jié)合,強(qiáng)化創(chuàng)新思維
將科研和教學(xué)相結(jié)合,促進(jìn)了教學(xué)方法的改革和教學(xué)方式的創(chuàng)新,也培養(yǎng)了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。實(shí)踐證明,從事科學(xué)研究的教師能更準(zhǔn)確地把握教學(xué)內(nèi)容,更好地把科?W研究的方法貫穿到教學(xué)實(shí)踐之中,是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要途徑。同時(shí)高水平、高層次的科研項(xiàng)目和平臺(tái)也為本科生的培養(yǎng)創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。
3.3 實(shí)驗(yàn)與生活相結(jié)合,激發(fā)學(xué)習(xí)興致
將制備的氮雜螺芴氧雜蒽作為電致發(fā)光材料,應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光二極管、存儲(chǔ)器以及太陽(yáng)能電池中。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,詳細(xì)說(shuō)明每個(gè)操作與所學(xué)專(zhuān)業(yè)的內(nèi)在聯(lián)系,
讓學(xué)生深刻體會(huì)到所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的重要性和必要性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及求知欲望和積極探索精神。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力以及實(shí)踐操作能力。通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě),鍛煉并加強(qiáng)了學(xué)生的寫(xiě)作能力。
篇5
培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維是教育的關(guān)鍵,而創(chuàng)新源于興趣、起于自主、發(fā)于嘗試。傳統(tǒng)“教師中心論”的教學(xué)模式,教師處于完全的主導(dǎo)地位,在課堂上只向?qū)W生灌輸知識(shí),而不注意把握學(xué)生的心理,這與創(chuàng)新格格不入。因此要改革教學(xué)方法,貫徹啟發(fā)式學(xué)習(xí)理念,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
(一)理論講授要精心設(shè)計(jì),遵循學(xué)生認(rèn)知思路,突出以學(xué)生為中心的教學(xué)模式教學(xué)活動(dòng)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的有目的、有計(jì)劃的學(xué)習(xí)活動(dòng)。化學(xué)基本原理中大量公式的教學(xué),應(yīng)當(dāng)是在教師引導(dǎo)下訓(xùn)練學(xué)生有意識(shí)地進(jìn)行抽象邏輯思維活動(dòng)。教師要設(shè)計(jì)一系列問(wèn)題,并留出學(xué)生積極思考的時(shí)間,通過(guò)師生間的討論和交流,使學(xué)生主動(dòng)得出結(jié)論。如在講授化學(xué)熱力學(xué)中化學(xué)反應(yīng)方向的判斷時(shí),教師可以設(shè)計(jì)下列的教學(xué)程序。首先,在壓力為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)和溫度為298.15K時(shí),判斷標(biāo)準(zhǔn)是ΔrGθm(298.15K),它可以由參與反應(yīng)的各個(gè)物質(zhì)的ΔfGθm(298.15K)而計(jì)算出來(lái),這一點(diǎn)學(xué)生都清楚。其次,教師引導(dǎo)學(xué)生思考“若壓力仍是標(biāo)準(zhǔn)態(tài),但溫度不是298.15K,該怎么辦?”并提示ΔrHθm(T)和ΔrSθm(T)與溫度無(wú)關(guān),提醒學(xué)生可以用吉—亥公式求解。然后,進(jìn)一步發(fā)問(wèn):“若壓力不是標(biāo)準(zhǔn)態(tài),溫度也不是298.15K,該怎么辦?”此時(shí)提示學(xué)生利用熱力學(xué)等溫方程式中的ΔrGm與ΔrGθm的關(guān)系,將非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),從而求解。通過(guò)學(xué)生和教師間的這種互動(dòng)、提問(wèn)、設(shè)疑、解答,學(xué)生在自覺(jué)、主動(dòng)、多層次的參與過(guò)程中不但學(xué)會(huì)了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)原理,而且也掌握了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的科學(xué)方法。
(二)應(yīng)用部分要勇于放手,讓學(xué)生走向講臺(tái)教育的關(guān)鍵是使學(xué)生具備將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的能力。化學(xué)應(yīng)用部分的目的正是培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的化學(xué)原理分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。在學(xué)生課后自學(xué)和相互討論的基礎(chǔ)上,學(xué)生和教師換位,由學(xué)生講解該部分內(nèi)容,對(duì)專(zhuān)業(yè)中遇到的實(shí)際問(wèn)題,如金屬腐蝕的防護(hù)與利用上升到化學(xué)原理加以分析,論述自己的觀點(diǎn)。學(xué)生為了講解清楚課堂內(nèi)容必須認(rèn)真預(yù)習(xí),做好充分的準(zhǔn)備。因此,他們?cè)谥鲃?dòng)獲取知識(shí)的同時(shí),無(wú)形中提高了對(duì)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)積極性。
(三)改革考試方法,以課程論文、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)代替閉卷考試學(xué)生學(xué)學(xué)化學(xué)的基本原理和方法的目的不是為了成為化學(xué)家,而是具備基本的化學(xué)素養(yǎng)的化學(xué)思維,能以化學(xué)的眼光、角度、世界觀分析和解決工程實(shí)際中遇到的化學(xué)問(wèn)題。若通過(guò)做習(xí)題來(lái)檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,不管是開(kāi)卷或閉卷的考核形式都沒(méi)有意義。相反,布置課程論文,讓學(xué)生在查閱資料的基礎(chǔ)上,對(duì)一些典型案例抽象化,建立理論模型,再用課堂上所用的原理進(jìn)行分析,提出自己的見(jiàn)解;或者要求學(xué)生運(yùn)用化學(xué)基本原理,結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),對(duì)自己感興趣的內(nèi)容自行構(gòu)思、自擬方案,完成一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這兩種方式表面上不直接考察學(xué)生理論知識(shí),實(shí)際上考察他們運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力是更深層次的要求[4]。實(shí)踐證明,布置論文或綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考核方式行之有效,很多學(xué)生寫(xiě)出了較高質(zhì)量的論文,大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也深受學(xué)生歡迎,真正達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。
(四)開(kāi)設(shè)專(zhuān)題講座,配合課堂教學(xué)抽出一定時(shí)間講授綠色化學(xué)、新型化學(xué)電源、膜分離、納米材料、超分子、生物芯片等體現(xiàn)科技發(fā)展前沿的內(nèi)容[5]。專(zhuān)題講座可以拓展學(xué)生的視野,加大教學(xué)信息量,把枯燥的理論知識(shí)變得生動(dòng)、鮮明而易于理解和掌握,同時(shí)使學(xué)生體驗(yàn)到化學(xué)與人類(lèi)的美好生活、科技的繁榮、生產(chǎn)的進(jìn)步息息相關(guān),感受到化學(xué)無(wú)比廣闊的應(yīng)用前景,認(rèn)識(shí)到化學(xué)是一門(mén)滿(mǎn)足人類(lèi)、社會(huì)需要的具有實(shí)用型、創(chuàng)造性的中心科學(xué),從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)、學(xué)好化學(xué)、用好化學(xué)的熱情,啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。
實(shí)行本科生導(dǎo)師制、以科研促進(jìn)教學(xué)
篇6
文章編號(hào):0367-6358(2015)03-0184-03
MnO2納米晶是重要的Ⅱ~Ⅵ族寬禁帶直接帶隙的半導(dǎo)體材料,在催化、吸附、超級(jí)電容器、納米反應(yīng)器、燃料電池、傳感器和生物技術(shù)等領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的潛力,受到國(guó)內(nèi)外許多研究者的廣泛關(guān)注。近年來(lái),形貌及尺寸規(guī)整可控的MnO2納米晶的合成是目前十分引人注目的研究領(lǐng)域,制備合成中的形貌調(diào)控及其功能化是這些納米材料能夠得到應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。目前已能采用多種方法,通過(guò)調(diào)控合成條件,制備出不同形貌維數(shù)的MnO2納米微粒。本文歸納為四個(gè)主要大類(lèi):零維MnO2納米晶;一維MnO2納米晶;二維MnO2納米晶;三維MnO2納米晶。并提出了MnO2納米晶形貌維數(shù)控制的發(fā)展方向。
1 MnO2納米晶的不同形貌
1.1 零維MnO2納米晶
MnO2納米晶在空間三維尺度均受約束,如顆粒、團(tuán)簇(指由幾個(gè)乃至上千個(gè)原子、分子或離子通過(guò)物理或化學(xué)結(jié)合力組成的相對(duì)穩(wěn)定的微觀或亞微觀聚集體)、立方體、多面體等。
張學(xué)萍等利用超分子蛋白納米空腔結(jié)構(gòu)作為反應(yīng)模板礦化組裝納米材料,馬脾脫鐵蛋白作為限制性反應(yīng)器控制金屬離子水解、氧化還原等反應(yīng),堿性條件下原位合成出直徑3~8nm左右,均一的球形顆粒狀MnO2納米晶,而超分子蛋白是合成納米無(wú)機(jī)材料限制性反應(yīng)的一種理想生物模板。
中國(guó)科學(xué)院電工研究所將過(guò)硫酸鉀,硫酸錳,硝酸鋁加入到水熱反應(yīng)釜中,加人去離子水充分?jǐn)嚢韬螅?10~140℃水熱反應(yīng)1~12h后自然冷卻至室溫,得到的產(chǎn)物是α-MnO2星型納米團(tuán)簇,硝酸鋁的加入是改變MnO2納米形貌的主要影響因素。
選用Mn(CH3COO)2?4H2O為前驅(qū)體,以十八烯為溶劑,在表面活性劑油酸和油胺存在時(shí),在高溫條件下通過(guò)“一鍋法”制得50~100nm左右類(lèi)四角星形狀的MnO納米粒子,利用高錳酸鉀可將此納米粒子表面氧化為MnO2,并保持類(lèi)四角星形狀,反應(yīng)過(guò)程中表面活性劑的種類(lèi)及濃度對(duì)產(chǎn)物的形貌和粒徑分布有重要的影響。
1.2 一維MnO2納米晶
MnO2納米晶在空間有兩維處于納米尺度并受到約束,例如線(xiàn)、帶、棒、管等。
王譯瑩以高錳酸鉀為錳源,在離子液體1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸鹽水溶液中通過(guò)微波加熱法制備了平均直徑為15nm、平均長(zhǎng)度為2μm的α-MnO2納米線(xiàn),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間和離子液體對(duì)產(chǎn)物的形貌和尺寸起著關(guān)鍵作用。
文獻(xiàn)在150℃水熱條件下,以CTAB作為模板導(dǎo)向劑,用HMnO4氧化Mn(CH3COO)2,制備出厚度約幾個(gè)納米,長(zhǎng)約1μm左右的β-MnO2納米帶,模板劑CTAB是納米帶形成的決定因素。
以鋸屑為模板,結(jié)合溶膠一凝膠法成功地合成出形態(tài)規(guī)整、平均直徑約8nm、平均長(zhǎng)度120nm左右的β-MnO2納米棒,天然多孔材料一鋸屑為MnO2納米棒的成型提供了骨架。
文獻(xiàn)分別以反應(yīng)溫度100℃和150℃,用水熱法合成出兩種不同納米結(jié)構(gòu)γ-MnOOH為前驅(qū)物,采用單模式微波加熱法在170℃下、反應(yīng)20min分別制備了直徑在5~20nm之間,長(zhǎng)度約幾微米的α-MnO2納米纖維及直徑在100~250nm之間、長(zhǎng)度達(dá)數(shù)十微米β-MnO2納米棒,且γ-MnOOH納米棒前驅(qū)物起著模板作用。
采用化學(xué)沉積和500℃熱處理的方法在多孔氧化鋁(AAO)模板中成功地合成了超級(jí)電容器電極材料γ-MnO2納米管,管直徑約200nm,壁厚約40nm,孔徑約120nm,可以通過(guò)調(diào)節(jié)AAO模板孔徑大小來(lái)實(shí)現(xiàn)γ-MnO2納米管的可控生長(zhǎng)。
1.3 二維MnO2納米晶
MnO2納米晶在三維空間中有一維在納米尺度,超薄膜狀、盤(pán)狀、片狀,這些納米結(jié)構(gòu)與體材料相區(qū)別,統(tǒng)稱(chēng)為低維納米結(jié)構(gòu)。
危光明的碩士學(xué)位論文以金屬鈦片為金屬基底,以酸性高錳酸鉀為前驅(qū)體,采用水熱法在金屬Ti片表面制備出生長(zhǎng)很均勻的MnO2納米片陣列材料,其片厚度10~20nm左右,納米片之間還有大量的空間。
目前,某團(tuán)隊(duì)以硫酸錳和高錳酸鉀/聚乙烯吡咯烷酮為基本水熱研究體系,在水熱溫度150℃,水熱時(shí)間14h,控制pH為14時(shí),得到層狀結(jié)構(gòu)的δ-MnO2納米片,pH的變化是形貌主要影響因素,會(huì)改變了溶液中鉀離子和水分子的結(jié)合狀態(tài),從而引起結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)變。
1.4 三維MnO2納米晶
MnO2納米晶由多個(gè)次級(jí)幾何單體結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)計(jì)、組裝構(gòu)筑成更為復(fù)雜的建筑體,如四角體、花狀、核殼結(jié)構(gòu)等。
通過(guò)在微酸性環(huán)境中高錳酸鉀自身分解反應(yīng),采用低溫水熱反應(yīng)成功制得花狀層狀氧化錳,溫度對(duì)花狀形貌的影響較大,120℃為較均勻的花球形貌,140℃花球形貌聚集為花簇狀結(jié)構(gòu),當(dāng)溫度升到160℃時(shí),層狀結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌,形成隱鉀錳礦型的納米線(xiàn)結(jié)構(gòu)形貌。
劉延雨等采用操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可行的界面合成法在H2O/CH2Cl2界面上成功制得平均孔徑為5.9nm、比表面積為322.5m2/g,孔容為0.451cm3/g,由中空的亞微米級(jí)的MnO2刺球堆積排列而成介孔MnO2材料。
文獻(xiàn)采用水熱法,調(diào)節(jié)原料高錳酸鉀和硫酸錳的物質(zhì)的量配比為6:1時(shí),制備出由納米片構(gòu)成,形似海膽,直徑約為0.5~1μm的球形δ-MnO2,K+可被認(rèn)為是形成MnO2隧道結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)的模板。
篇7
一、引言
面對(duì)世界范圍的新技術(shù)革命和人才競(jìng)爭(zhēng),把自己的研究生培養(yǎng)成為“勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、協(xié)作、創(chuàng)新”的高水平專(zhuān)業(yè)人才,是每一位導(dǎo)師追求的目標(biāo)[1]。多年來(lái),本文作者在碩士研究生培養(yǎng)方面做了些探討工作,并取得了一點(diǎn)成效。在指導(dǎo)學(xué)生過(guò)程中,準(zhǔn)確把握研究?jī)?nèi)容,科學(xué)判定實(shí)驗(yàn)方案和技術(shù)路線(xiàn),合理確定研究目標(biāo),嚴(yán)格督促檢查。由于嚴(yán)格要求,方法得當(dāng),使得研究生取得了較好成績(jī)。每人發(fā)表SCI英文學(xué)術(shù)論文兩篇以上,獲校級(jí)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文7篇、獲省級(jí)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文4篇、省級(jí)研究生優(yōu)秀科技創(chuàng)新成果二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)三等獎(jiǎng)兩項(xiàng),近三年學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文60%以上被SCI收錄,單篇最高影響因子為6.1,培養(yǎng)的研究生畢業(yè)時(shí)考取博士研究生達(dá)42%,并獲2009年度山東省優(yōu)秀碩士研究生指導(dǎo)教師。
清華大學(xué)的尤馭球先生在一次指導(dǎo)博士生座談會(huì)上幽默地說(shuō):“我的主要體會(huì)就是:帶博士生比帶碩士生省事兒”,這句話(huà)道出了碩士生培養(yǎng)的難度和重要性。碩士研究生培養(yǎng)工作是培養(yǎng)科研型人才的基礎(chǔ)教育工作,要做好這項(xiàng)工作,有許多問(wèn)題需要深入探討[2]。本文在培養(yǎng)碩士研究生工作中也深有體會(huì),并積累了一些經(jīng)驗(yàn)。
二、明確培養(yǎng)目標(biāo),全方位正確引導(dǎo)
碩士研究生年輕活躍,容易接受新生事物,但缺少社會(huì)磨煉,比較看重個(gè)人價(jià)值,思想容易波動(dòng),自覺(jué)性和自制力不強(qiáng),所以,在培養(yǎng)過(guò)程中需要使其明確培養(yǎng)目標(biāo),并進(jìn)行全方位引導(dǎo)。首先,引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀和價(jià)值觀,使學(xué)生懂得要學(xué)會(huì)做學(xué)問(wèn),先要學(xué)會(huì)做人,不受功利與名利思想影響,甘于短期寂寞,樹(shù)立遠(yuǎn)大理想和獻(xiàn)身科學(xué)的精神,養(yǎng)成實(shí)事求是、一絲不茍和勤奮苦學(xué)的學(xué)風(fēng)。其次,引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)與研究目標(biāo)。為學(xué)生制定學(xué)術(shù)研究指導(dǎo)計(jì)劃,讓學(xué)生第一學(xué)期就有明確的學(xué)習(xí)計(jì)劃和目標(biāo),不但知道自己在三年里要做什么,還要知道具體怎樣做,達(dá)到什么要求。在這個(gè)指導(dǎo)計(jì)劃中強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自學(xué)和獨(dú)立開(kāi)展研究工作,打好基礎(chǔ),掌握專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)、信息收集、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理分析四項(xiàng)基本技能,并通過(guò)要求發(fā)表英文學(xué)術(shù)論文培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用外語(yǔ)能力和綜合素質(zhì)。第三,引導(dǎo)學(xué)生善于觀察。由于碩士研究生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)面和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)有很大局限性,易判斷失誤而漏掉一些很重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,所以,導(dǎo)師要經(jīng)常親臨第一線(xiàn)指導(dǎo),親自動(dòng)手,親自觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象,幫助學(xué)生抓住一些重要的現(xiàn)象,提高科研工作效率,鍛煉學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力,培養(yǎng)善于觀察的科學(xué)作風(fēng)和方法,提高科研水平。第四,引導(dǎo)學(xué)生善于協(xié)作與協(xié)調(diào)。協(xié)作協(xié)調(diào)能力是學(xué)生必備的一種素質(zhì)[3]。平時(shí)有意讓學(xué)生去聯(lián)系處理校內(nèi)外有關(guān)科研的一些事情,鍛煉培養(yǎng)他們的協(xié)作與協(xié)調(diào)能力,并鼓勵(lì)學(xué)生之間相互幫助,相互合作,相互學(xué)習(xí)啟發(fā),共同提高。
三、關(guān)心鼓勵(lì),做學(xué)生的良師益友
“一日為師,終身為父”這句話(huà)強(qiáng)調(diào)了導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的影響和導(dǎo)師的責(zé)任。導(dǎo)師的人品、學(xué)問(wèn)以及如何對(duì)待學(xué)生都將對(duì)學(xué)生有直接的影響,導(dǎo)師應(yīng)該始終把關(guān)愛(ài)學(xué)生、培養(yǎng)學(xué)生放在第一位,尊重學(xué)生人格,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)科研興趣。由于碩士研究生正處在談婚論嫁的時(shí)期,經(jīng)常會(huì)遇到一些戀愛(ài)、婚姻、家庭以及其他個(gè)人生活方面的問(wèn)題。作為導(dǎo)師應(yīng)該細(xì)心全面了解學(xué)生,及時(shí)給予他們正確的引導(dǎo),幫助他們正確處理生活學(xué)習(xí)上的困難,做他們的良師益友。例如,一位研究生性格內(nèi)向,不善于與人交流,入學(xué)學(xué)歷較低,年齡較大,學(xué)習(xí)成效不佳。通過(guò)主動(dòng)與他談話(huà),和他探討學(xué)習(xí)、生活和就業(yè)相關(guān)問(wèn)題,才知道是戀愛(ài)出現(xiàn)問(wèn)題才造成他情緒低落。通過(guò)耐心開(kāi)導(dǎo),想法幫助他解決問(wèn)題,鼓勵(lì)他要勇于攀登科學(xué)高峰。之后該生不但更加勤奮刻苦地學(xué)習(xí),而且變得善于與他人交流,學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)良,學(xué)習(xí)期間6篇,其中第一作者英文論文4篇,單篇最高SCI影響因子為3.05,并榮獲2007年省級(jí)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文,畢業(yè)后考入中國(guó)石油大學(xué)博士生,博士后出站后在河南理工大學(xué)工作,現(xiàn)已經(jīng)是優(yōu)秀的碩士研究生導(dǎo)師,主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。有些研究生來(lái)自農(nóng)村,家庭條件比較困難,在生活上要盡力去幫助他們,例如,有一名學(xué)生的母親住院急需住院費(fèi),導(dǎo)師知道后設(shè)法幫助他解決困難,使他非常感動(dòng),也激發(fā)了他的學(xué)習(xí)和科研熱情,使他取得了可喜的成績(jī),在學(xué)習(xí)期間發(fā)表SCI英文論文4篇,榮獲省級(jí)研究生優(yōu)秀科技創(chuàng)新成果二等獎(jiǎng)、并獲2009年省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文,畢業(yè)后考入山東大學(xué)博士生,博士畢業(yè)獲德國(guó)洪堡獎(jiǎng)學(xué)金,現(xiàn)在德國(guó)讀博士后。
四、言傳身教,形成良好學(xué)風(fēng)
為人師表,誨人不倦。學(xué)高為師,身正為范。導(dǎo)師的一言一行對(duì)樹(shù)立良好的學(xué)風(fēng)有潛移默化的影響[4]。以嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度對(duì)待學(xué)生,從小事做起,從點(diǎn)點(diǎn)滴滴不斷感染學(xué)生,真正起到表率作用。遵守時(shí)間能反映一個(gè)人的作風(fēng)和精神面貌。在參加任何活動(dòng)中,導(dǎo)師自己要提前到,對(duì)無(wú)故遲到的學(xué)生會(huì)毫不客氣地批評(píng),讓學(xué)生養(yǎng)成遵守時(shí)間的好習(xí)慣。與學(xué)生約好的事情導(dǎo)師一定要認(rèn)真的去做,從不違約。平時(shí)經(jīng)常與學(xué)生一起做實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真講解一些有關(guān)的知識(shí),探討實(shí)驗(yàn)方法,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,啟發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題,通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)他們實(shí)事求是和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。有時(shí)約好與學(xué)生一起作實(shí)驗(yàn),甚至需要晚上繼續(xù)做,我們也會(huì)一直堅(jiān)持到最后。在科研工作中引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立良好的學(xué)風(fēng)。良好的學(xué)風(fēng)使學(xué)生研究成績(jī)突出,例如,2009屆周偉家同學(xué)發(fā)表SCI英文論文8篇,獲2010年省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文,并榮獲省級(jí)研究生優(yōu)秀科技創(chuàng)新成果三等獎(jiǎng),畢業(yè)后考入山東大學(xué)博士生,博士畢業(yè)后進(jìn)華南理工大學(xué)工作。另外,2012年畢業(yè)的碩士研究生發(fā)表SCI英文論文的影響因子有很大提高,分別達(dá)5.985(Journal of Materials Chemistry)和6.1(Chemical Communications)。研二的學(xué)生現(xiàn)在都已經(jīng)做了大量的實(shí)驗(yàn),積累了很多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),已經(jīng)發(fā)表出了中文綜述論文,并都至少撰寫(xiě)出了兩篇英文論文進(jìn)行投稿實(shí)踐。
五、把握學(xué)科前沿,提高學(xué)生創(chuàng)新能力
引導(dǎo)學(xué)生提高科研能力,多出高水平科研成果,寫(xiě)出高質(zhì)量學(xué)位論文的具體做法有如下幾點(diǎn)。
1.引導(dǎo)學(xué)生要選新的、有一定難度的、屬于學(xué)科前沿的課題,把握好研究方向,使學(xué)生進(jìn)入學(xué)科的前沿陣地,這是培養(yǎng)創(chuàng)新型專(zhuān)業(yè)人才的前提。要想引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)科的前沿陣地,首先就要求導(dǎo)師自己要緊緊跟上最新理論的發(fā)展,并要特別注意一些新興學(xué)科的成果和不同學(xué)科的交叉結(jié)合。只有在學(xué)科的前沿陣地上,才能充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[5]。
2.近三年來(lái),本實(shí)驗(yàn)室根據(jù)本學(xué)科前沿的研究動(dòng)態(tài),以納米功能材料的仿生合成為研究方向,提出微生物催化綠色仿生合成新技術(shù),利用這個(gè)新技術(shù)在常溫常壓下合成了一系列復(fù)雜結(jié)構(gòu)的介孔磷酸鹽材料,解決了傳統(tǒng)化學(xué)法合成的非氧化硅介孔材料穩(wěn)定性差、難以合成、無(wú)法調(diào)變其結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,并實(shí)現(xiàn)了介孔磷酸鹽材料的批量合成,合成的介孔材料在化工環(huán)保、醫(yī)藥、能源等領(lǐng)域顯示出重要應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用前景,并已經(jīng)形成了自己的研究特色,在國(guó)內(nèi)外引起了同行專(zhuān)家的重視。由于本研究方向?qū)儆谛屡d交叉學(xué)科,要求學(xué)生要掌握一些有關(guān)微生物發(fā)酵原理、生物無(wú)機(jī)化學(xué)、超分子化學(xué)、配位化學(xué)、納米化學(xué),結(jié)構(gòu)生物學(xué)、分子生物學(xué)等跨學(xué)科方面的知識(shí)。所以,鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)實(shí)際問(wèn)題擴(kuò)大專(zhuān)業(yè)知識(shí)面,深入理論分析,才能提高學(xué)生的科研能力。
3.經(jīng)常組織學(xué)生討論學(xué)科研究領(lǐng)域的發(fā)展和研究中遇到的疑難問(wèn)題,師生共同研究討論,充分發(fā)揚(yáng)學(xué)術(shù)民主,互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,創(chuàng)造學(xué)術(shù)探討式的氣氛,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性工作。
4.引導(dǎo)和幫助學(xué)生不但能正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,包括與同樣方法制備出來(lái)的空白樣品的對(duì)比分析、與不同方法制備出來(lái)的同種樣品的對(duì)比分析和參考文獻(xiàn)中的結(jié)果的對(duì)比分析等。還要引導(dǎo)學(xué)生善于總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,找出其創(chuàng)新點(diǎn),并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行高水平的學(xué)術(shù)寫(xiě)作,把自己的實(shí)驗(yàn)成果發(fā)表出去,讓同行專(zhuān)家們認(rèn)可。要引導(dǎo)學(xué)生在論文寫(xiě)作上一絲不茍,從實(shí)驗(yàn)方法的嚴(yán)格性、結(jié)論的可靠性以及句法、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、專(zhuān)業(yè)名詞、格式、結(jié)構(gòu)布局、參考文獻(xiàn)等都要嚴(yán)格要求,尤其對(duì)論文的每一個(gè)結(jié)論都要非常慎重,不確定的結(jié)論不要急于發(fā)表。投稿前至少要修改五遍。
六、結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐證明,上述做法行之有效,在加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的培養(yǎng)訓(xùn)練基礎(chǔ)上,努力提高學(xué)術(shù)水平,才能使碩士研究生在學(xué)術(shù)研究中早日成才。
參考文獻(xiàn):
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篇8
仰望北大百余年歷史星空,名師薈萃,星光燦爛,包羅萬(wàn)象。而作為我國(guó)化學(xué)研究的重地,100多年來(lái),北大化學(xué)學(xué)科在教學(xué)與科研上取得了輝煌成就,先后吸納和涌現(xiàn)出許多在學(xué)界領(lǐng)銜的著名學(xué)者。
與這些著名的學(xué)者相比,郭海清更愿意將自己稱(chēng)為科海中的一“粟”,普通化學(xué)科技工作者中的一員。雖然渺小,但一直努力以科研先輩為榜樣,在專(zhuān)業(yè)科教領(lǐng)域發(fā)揮著自己的一份光,一份熱。“站在巨人的肩膀上”,他一直踐行北大“勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、創(chuàng)新”的學(xué)風(fēng),快樂(lè)埋首于奇妙的化學(xué)分子研究世界之中,立志創(chuàng)新,力戒浮躁,一步一步走出了特色,展現(xiàn)了一名身在燕園的普通化學(xué)教研工作者應(yīng)有的風(fēng)采。
扎實(shí)創(chuàng)新演繹化學(xué)之美
人類(lèi)識(shí)吾路漫漫,前仆后繼恒向前。金石三黃仙丹煉,未成神仙壽命完。原子分子本質(zhì)現(xiàn),嶄新世界換人間。能源材料環(huán)生命,我為基礎(chǔ)競(jìng)爭(zhēng)妍。
――引自郭海清《化學(xué)詠?化學(xué)總論》后半段
一首詩(shī),一生情。對(duì)于自己將從事一生的化學(xué)事業(yè),郭海清總是投以極大的熱情。在他看來(lái),這一學(xué)科正如詩(shī)中所詮釋的,雖“歷盡滄桑”,但其地位和作用終會(huì)顯現(xiàn):“自從人類(lèi)認(rèn)識(shí)了化學(xué)的本質(zhì)即原子分子論建立以來(lái),人類(lèi)避害興利,合成得到了原來(lái)世界上沒(méi)有的很多新物質(zhì),改變了世界的面貌,真像是‘換了人間’”。
那么,化學(xué)的奇妙作用在哪里?從古時(shí)候的煉丹爐,到四大發(fā)明之一的火藥;從蒸餾水的應(yīng)用到香水的制作……在中華民族五千年的歷史里,化學(xué)就像是一劑“催化劑”,催化著人類(lèi)社會(huì)文明的不斷進(jìn)步。當(dāng)歷史的車(chē)輪駛向現(xiàn)代文明社會(huì),如今的化學(xué)學(xué)科已經(jīng)建立起日益精細(xì)而齊備的研究體系。
在郭海清的高分子及復(fù)合材料化學(xué)研究世界里,即包含有用來(lái)作生物醫(yī)學(xué)熒光標(biāo)記,用于腫瘤等疾病和食品農(nóng)藥殘留等檢測(cè)、開(kāi)發(fā)平板顯示技術(shù)、制作太陽(yáng)能電池等應(yīng)用的發(fā)光半導(dǎo)體納米材料研究;也可以包含有用作表面修飾劑和香料原料等應(yīng)用的新型巰基酸有機(jī)分子研究……隨著研究日益深入,新型顯示和照明技術(shù)――有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)用發(fā)光材料、新型高分子材料及其合成技術(shù)等研究逐漸成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),而郭海清置身于學(xué)科發(fā)展的“風(fēng)口浪尖”,帶領(lǐng)著他的團(tuán)隊(duì)實(shí)實(shí)在在地“翱翔”、探索其中,收獲了陶醉科研帶來(lái)的成就感,多年致力創(chuàng)新,換來(lái)了碩果滿(mǎn)園。
在水溶性發(fā)光量子點(diǎn)的研究中,他和他的團(tuán)隊(duì)水相直接合成的CdTe等水溶性量子點(diǎn),其發(fā)光量子效率達(dá)80%以上,在同類(lèi)方法產(chǎn)品中處于世界領(lǐng)先水平。目前相關(guān)產(chǎn)品正在進(jìn)行市場(chǎng)化推廣中,具有良好的市場(chǎng)前景。單從各種現(xiàn)有試劑盒來(lái)說(shuō),如果能用量子點(diǎn)代替現(xiàn)有的有機(jī)染料技術(shù),市值在億元以上。值得一提的是,在合成CdTe等水溶性量子點(diǎn)的關(guān)鍵試劑研究中,郭海清及其團(tuán)隊(duì)的新型巰基酸有機(jī)分子研究技術(shù)也走在了世界前列;
在OLED用發(fā)光材料研究中,郭海清及其團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成的二嗪類(lèi)(6元芳環(huán)中含有兩個(gè)N原子)配體Ir(III)配合物,突破了現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外此類(lèi)材料的專(zhuān)利限制,其發(fā)光性質(zhì)優(yōu)異,可望用于OLED市場(chǎng);
在高分子合成方面,他們探索了新的高分子合成方法,提出了用超分子組裝體為結(jié)構(gòu)單元的“高分子板塊構(gòu)筑法”,合成了“分子型”可溶無(wú)機(jī)/有機(jī)復(fù)合發(fā)光材料;另一方面,發(fā)展了“自由基/正離子轉(zhuǎn)化聚合”方法,用該方法合成了一系列新型嵌段、接枝和星型共聚物……
就這樣,靠著扎實(shí)從研,創(chuàng)新以求突破的精神,郭海清及其團(tuán)隊(duì)攻克了一座又一座“高山”,為推動(dòng)我國(guó)高分子及復(fù)合材料化學(xué)研究走在國(guó)際前沿貢獻(xiàn)了一己之力。其中,他們歷盡10余年潛心研究發(fā)展的高分子可控合成方法-自由基/正離子轉(zhuǎn)化法在科學(xué)和應(yīng)用方面均具有重要意義。上述結(jié)果發(fā)表在國(guó)內(nèi)外核心期刊上的論文有48篇,取得中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(授權(quán))3項(xiàng)。
科學(xué)探索永無(wú)止境。雖然在創(chuàng)新方面有所收獲,但郭海清和他的研究同伴們心里很清楚,這是一條漫長(zhǎng)的科研道路,中國(guó)要想在這條道路上不至落于人后,就必須時(shí)刻保持追趕的姿態(tài)。以半導(dǎo)體芯片集成電路用光刻膠研究為例,目前我國(guó)在光刻膠生產(chǎn)方面較國(guó)際上落后很多,北京大學(xué)北京分子科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(籌)高分子及復(fù)合材料化學(xué)研究團(tuán)隊(duì)近來(lái)發(fā)展了一種高分子合成的新方法-CTCR聚合,采用CTCR聚合合成了新型的248nm光刻膠中的成膜樹(shù)脂。這一自主創(chuàng)新的突破為打開(kāi)我國(guó)光刻膠市場(chǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,郭海清及其團(tuán)隊(duì)意圖尋求更大的突破,他有一個(gè)并不遙遠(yuǎn)的“夢(mèng)”:欲尋高分子樹(shù)脂合成企業(yè)或光刻膠生產(chǎn)企業(yè),進(jìn)一步研發(fā)、中試、直至生產(chǎn)。
“能源材料環(huán)生命,我為基礎(chǔ)競(jìng)爭(zhēng)妍。”正如郭海清詩(shī)中所說(shuō),化學(xué)作為一門(mén)中心學(xué)科在醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、材料、能源與環(huán)境等諸多領(lǐng)域綻放了絢麗的風(fēng)采。為將化學(xué)之魅力發(fā)揮得更加淋漓盡致,郭海清和他的科研同伴還將會(huì)繼續(xù)追索。
薪火相承期盼桃李芬芳
桃隨綠葉風(fēng)中舞,李伴青枝雨里吟。芬自心間襲肺腑,芳飄萬(wàn)里醉鬼神。
――郭海清《化學(xué)詠?總結(jié)――愿》
一首“桃李芬芳”的藏頭詩(shī),將郭海清對(duì)于“園丁育人”這份職業(yè)的深厚感情展露無(wú)疑。他用這首詩(shī)鼓勵(lì)學(xué)生要能歷盡風(fēng)雨,做到真誠(chéng)豁達(dá),期待他們有朝一日能成為對(duì)社會(huì)有用之材。
薪火相承是北大歷來(lái)重視的傳統(tǒng),而郭海清正是這一傳承的受益者。三十多年前,他突破千軍萬(wàn)馬,成為北大燕園化學(xué)系莘莘學(xué)子中的一員,沐浴在濃厚的學(xué)術(shù)氛圍中,聆聽(tīng)恩師教誨,吸取深厚積韻精華;三十多年后,昔日學(xué)子搖身一變成為反哺學(xué)校的“園丁”,力求以恩師為榜樣,同樣以嚴(yán)謹(jǐn)從研,平和做人的態(tài)度“撒播陽(yáng)光”“孕育桃李”。
篇9
1培養(yǎng)學(xué)科交叉復(fù)合型人才的必要性
染整作為紡織產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)之一,對(duì)提升紡織產(chǎn)品質(zhì)量和附加值有重要影響,但近年來(lái)在發(fā)展中也暴露出不少問(wèn)題,并日益成為制約本行業(yè)發(fā)展的瓶頸[2]。這主要包括:(1)染整企業(yè)生產(chǎn)中水、電、汽能耗高,導(dǎo)致能源緊張和生產(chǎn)成本不斷上升,企業(yè)凈利潤(rùn)下降,影響了可持續(xù)發(fā)展;(2)染整廢水排放量大(占紡織行業(yè)污水排放量的60%),且廢水處理成本較高;(3)部分企業(yè)仍以粗放型和低水平方式生產(chǎn),產(chǎn)品多為常規(guī)中低檔產(chǎn)品,附加值不高。因此盡管?chē)?guó)內(nèi)染整行業(yè)產(chǎn)能水平不低,但從纖維制品前處理到染整廢水處理各環(huán)節(jié)成本不斷上升,導(dǎo)致多數(shù)染整企業(yè)利潤(rùn)走低。為解決上述問(wèn)題,有必要將相關(guān)學(xué)科的新技術(shù)與傳統(tǒng)染整生產(chǎn)技術(shù)相融合,借助于信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)等來(lái)改造和提升傳統(tǒng)的染整生產(chǎn),通過(guò)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新助劑的應(yīng)用,促使染整行業(yè)向著高效率、低能耗、少污染的方向發(fā)展[3]。近年來(lái)江南大學(xué)發(fā)揮學(xué)科門(mén)類(lèi)較齊全的優(yōu)勢(shì),在輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士教學(xué)中推行了基于學(xué)科交叉互融的教改研究。目前通過(guò)與機(jī)械工程、顏色技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)、生物技術(shù)等學(xué)科交叉,培育出了包括新型染整裝備、納米印染技術(shù)、紡織生物技術(shù)等多個(gè)輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士的教學(xué)和研究方向。其共同點(diǎn)在于培養(yǎng)具有復(fù)合技能的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)碩士人才,立足于從紡織纖維制品前處理、染色、印花及功能化整理環(huán)節(jié),最大程度地減少生產(chǎn)過(guò)程中水、電、汽等資源的消耗,降低生產(chǎn)排放,實(shí)現(xiàn)紡織品的清潔化生產(chǎn)。
2輕化工程與生物技術(shù)交叉復(fù)合型專(zhuān)業(yè)碩士的培養(yǎng)策略
生物技術(shù)是利用生物體制,以生物工程技術(shù)加工底物為原料來(lái)提供所需的各種產(chǎn)品或達(dá)到某種目的的新型跨學(xué)科技術(shù)。生物技術(shù)與紡織纖維制品的染整加工具有相關(guān)性,尤其在最近30年得到了快速發(fā)展。輕化工程與生物技術(shù)交叉研究的思路是借助于生物酶進(jìn)行纖維前處理、染色后處理和功能整理。與傳統(tǒng)紡織品化學(xué)加工相比,生物技術(shù)與輕化工程相結(jié)合后能降低染整生產(chǎn)排放,實(shí)現(xiàn)溫和條件下高效節(jié)能加工。江南大學(xué)在生物工程、生物技術(shù)學(xué)科方面具有教學(xué)與科研優(yōu)勢(shì),其中生物工程為國(guó)家級(jí)一類(lèi)特色專(zhuān)業(yè)、江蘇省首批品牌專(zhuān)業(yè)。為順應(yīng)生態(tài)染整的發(fā)展要求,我校結(jié)合這一優(yōu)勢(shì)將輕化工程與生物技術(shù)相交叉,形成了紡織生物技術(shù)研究方向,并構(gòu)建了應(yīng)用型輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士人才培養(yǎng)體系。具體包括下述四個(gè)方面。
2.1導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)
由于生物技術(shù)在染整中的應(yīng)用以酶技術(shù)為主,因此對(duì)導(dǎo)師隊(duì)伍組成也提出了較高要求。一方面要求導(dǎo)師熟悉纖維的原料特點(diǎn),染整加工原理,工藝和設(shè)備,纖維制品質(zhì)量評(píng)價(jià);另一方面也要求導(dǎo)師對(duì)生物技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)(如生物酶種類(lèi)、酶學(xué)特性、應(yīng)用效果評(píng)價(jià)方法等)有相當(dāng)?shù)牧私猓η笸瑫r(shí)擁有兩個(gè)學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)近10年的建設(shè),我校紡織生物技術(shù)研究方向已建成了符合上述要求的導(dǎo)師隊(duì)伍。目前紡織生物技術(shù)方向的導(dǎo)師隊(duì)伍由10人組成,其中教授4人,副教授6人,具有輕化工程專(zhuān)業(yè)背景的博士4人、具有生物技術(shù)相關(guān)發(fā)酵工程專(zhuān)業(yè)的博士3人。在與生物技術(shù)交叉的纖維制品染整加工研究中,能從生物酶的菌種篩選、酶作用機(jī)理與酶學(xué)特性等方面,與纖維制品酶法加工很好地結(jié)合起來(lái)。在專(zhuān)業(yè)碩士培養(yǎng)過(guò)程中為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和企業(yè)課題實(shí)施效果,鼓勵(lì)專(zhuān)業(yè)碩士導(dǎo)師走進(jìn)染整企業(yè),與學(xué)生一起分析和解決企業(yè)遇到的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)難題。另一方面依托企業(yè)設(shè)立的省企業(yè)研究生工作站、博士后流動(dòng)站,聘請(qǐng)企業(yè)內(nèi)碩士生導(dǎo)師共同參與到課題實(shí)施中,以充實(shí)師資隊(duì)伍。
2.2課程體系和平臺(tái)建設(shè)
培養(yǎng)與生物技術(shù)交叉的輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士,課程體系和研究平臺(tái)建設(shè)是基礎(chǔ)工作。為體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)碩士課程的實(shí)用性和學(xué)科交叉性,教學(xué)改革中對(duì)原有課程組成、學(xué)時(shí)分配、課程考核方式進(jìn)行了優(yōu)化。除了與紡織化學(xué)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程外,增加了纖維素與蛋白質(zhì)化學(xué)、紡織生物技術(shù)基礎(chǔ)、儀器分析等,其中纖維素與蛋白質(zhì)化學(xué)區(qū)別于一般的紡織材料學(xué),更多從分子和超分子結(jié)構(gòu)層面分析其結(jié)構(gòu)組成與其化學(xué)加工、生物酶處理的相關(guān)性;紡織生物技術(shù)基礎(chǔ)是專(zhuān)業(yè)知識(shí)交叉的主要課程,闡述生物酶種類(lèi)、酶學(xué)特性、酶對(duì)纖維的作用機(jī)制、纖維結(jié)構(gòu)與酶整理效率相關(guān)性、紡織品生物酶應(yīng)用等內(nèi)容;儀器分析課程除介紹常見(jiàn)的高分子及纖維材料分析方法外,還補(bǔ)充介紹了與生物技術(shù)相關(guān)的測(cè)試手段如凝膠電泳、氨基酸分析等。通過(guò)上述理論課程學(xué)習(xí),為后續(xù)纖維制品化學(xué)和生物酶加工研究奠定了理論基礎(chǔ)。在平臺(tái)建設(shè)方面,依托我校生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,建立了紡織生物技術(shù)研究室,為基于生物技術(shù)交叉的輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士培養(yǎng)提供了保證。紡織生物技術(shù)研究室不僅擁有常規(guī)的纖維材料相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器,還建立了與生物技術(shù)相關(guān)的檢測(cè)與評(píng)價(jià)手段,滿(mǎn)足了常規(guī)從菌種篩選到纖維制品酶處理應(yīng)用研究的大部分實(shí)驗(yàn)需求。以紡織生物技術(shù)研究室為基礎(chǔ),我校還聯(lián)合葡萄牙米尼奧大學(xué)成立了生態(tài)染整國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)定期召開(kāi)纖維生物加工技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議,拓展了輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士生的研究視野。
2.3構(gòu)建以染整企業(yè)需求為導(dǎo)向的論文選題策略
由于輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士不同于學(xué)術(shù)型碩士,論文選題應(yīng)強(qiáng)化理論與應(yīng)用實(shí)踐技能的結(jié)合,優(yōu)先考慮源于工程實(shí)際且對(duì)節(jié)能、減排和降耗有促進(jìn)和引領(lǐng)作用的課題。我校論文選題立足于企業(yè)需求的酶法纖維制品染整加工研究,確立了紡織生物技術(shù)研究三個(gè)子方向:生物酶前處理;生物酶染色后處理;酶促功能化改性加工。(1)生物酶前處理包括纖維制品的酶退漿、酶煮練和漂白脫氧加工等。其中酶退漿是指采用商品淀粉酶和自主菌種篩選得到的PVA降解酶,取代燒堿法或氧化法進(jìn)行棉型織物退漿,通過(guò)酶制劑水解布面淀粉或PVA漿料來(lái)降低前處理廢水的COD值。酶煮練應(yīng)用于棉麻織物和彩棉織物,不僅可達(dá)到用堿法精煉的果膠去除效果,而且還避免了傳統(tǒng)堿煮練易造成的纖維損傷,對(duì)彩棉織物還可減少堿法易造成的色素流失和布面色變現(xiàn)象。在真絲織物加工中,生物酶前處理主要是借助于蛋白酶去除桑蠶絲表面的絲膠。(2)生物酶染色后處理旨在去除深色織物表明的浮色,提高織物的濕處理牢度。與傳統(tǒng)高溫皂煮相比,采用漆酶與較少用量的凈洗劑復(fù)配,不僅能有效去除織物表明未固色或結(jié)合力較弱的浮色染料,而且生物酶能有效對(duì)水洗液進(jìn)行脫色,在一定程度上降低了染色水洗殘液的色度值,降低了染色廢水處理的負(fù)擔(dān)。(3)生物酶功能化改性是借助生物酶進(jìn)行纖維制品的功能化加工,以提高產(chǎn)品的附加值。酶法纖維制品功能化改性的內(nèi)容較廣泛,包括以纖維素酶改善棉麻織物外觀光潔度和織物仿舊整理;以蛋白酶提高羊毛纖維制品的防氈縮性能,以谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶催化接枝氨基整理劑進(jìn)行羊毛抗菌阻燃整理加工;以酪氨酸酶進(jìn)行真絲織物抗菌防皺整理等。相較纖維制品的化學(xué)法功能化加工如高溫焙烘(如阻燃整理)、含氯整理劑(如羊毛防縮)、含醛樹(shù)脂(如防皺整理),盡管酶法加工成本略高,但在賦予纖維功能性的同時(shí),能減輕化學(xué)法整理易造成的纖維損傷和環(huán)境不友好性。在上述子方向論文選題和實(shí)施前,專(zhuān)業(yè)碩士要先制定課題初步實(shí)施方案,探究酶法纖維制品染整加工工藝的可行性并開(kāi)展預(yù)研工作。在此基礎(chǔ)上再制定詳細(xì)的工作計(jì)劃,并定期匯報(bào)課題進(jìn)展情況。在研究中既要考慮纖維制品酶法加工的效果,同時(shí)也要兼顧在企業(yè)應(yīng)用中工藝設(shè)備、生產(chǎn)成本和加工效率的匹配性。
2.4構(gòu)建學(xué)科交叉復(fù)合型輕化專(zhuān)業(yè)碩士質(zhì)量評(píng)價(jià)體系
傳統(tǒng)上對(duì)碩士質(zhì)量與水平高低的評(píng)價(jià)主要是參照論文,包括完成的碩士論文、發(fā)表的期刊論文(SCI、EI、CSCD)的數(shù)量與等級(jí)。而輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士是要培養(yǎng)掌握染整專(zhuān)業(yè)堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和寬闊專(zhuān)業(yè)知識(shí)、擁有較強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,滿(mǎn)足實(shí)際工作需要的應(yīng)用型高層次專(zhuān)門(mén)人才。因此專(zhuān)業(yè)碩士在培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)方面要與學(xué)術(shù)型碩士有所不同,不能簡(jiǎn)單照搬其評(píng)價(jià)體系[4]。參照既有部分高校實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[5-6],結(jié)合本專(zhuān)業(yè)實(shí)際情況,我校主要從專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、學(xué)術(shù)研究能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力四方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力是指在研究生階段專(zhuān)業(yè)理論課程的學(xué)習(xí)成績(jī),在實(shí)驗(yàn)工作中表現(xiàn)出的對(duì)染整、生物技術(shù)知識(shí)的掌握與運(yùn)用能力;實(shí)踐動(dòng)手能力是指在實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),對(duì)纖維制品酶處理加工過(guò)程合理安排和現(xiàn)場(chǎng)操作的技能,此方面企業(yè)導(dǎo)師的評(píng)價(jià)也是重要組成部分。學(xué)術(shù)研究能力評(píng)價(jià)側(cè)重于兩個(gè)方面:一方面評(píng)價(jià)學(xué)位論文階段性進(jìn)展和完成情況,從開(kāi)題報(bào)告、中期檢查結(jié)果、預(yù)答辯和答辯情況四階段,結(jié)合平時(shí)例會(huì)課題匯報(bào)來(lái)綜合評(píng)判課題工作量與論文水平;另一方面考察是否有與課題相關(guān)的學(xué)術(shù)或發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)。由于多數(shù)論文課題與染整生產(chǎn)的相關(guān)度較高,因此專(zhuān)業(yè)碩士是否可公開(kāi)或?qū)@枧c課題合作企業(yè)商榷確定。創(chuàng)新應(yīng)用能力是指專(zhuān)業(yè)碩士在課題研究、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中表現(xiàn)出來(lái)的個(gè)人綜合拓展能力。在纖維酶處理研究和實(shí)踐中,對(duì)能提出新方法、新工藝并有突出業(yè)績(jī)表現(xiàn)的創(chuàng)新型專(zhuān)業(yè)碩士,紡織生物技術(shù)研究室會(huì)給予適當(dāng)?shù)募?lì)與表彰。
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2創(chuàng)建適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)和專(zhuān)業(yè)發(fā)展需要的課程內(nèi)容體系
無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析是我校化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院的核心課程。針對(duì)國(guó)內(nèi)高校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)數(shù)量的迅速增長(zhǎng)與其課程和教材建設(shè)相對(duì)滯后的矛盾,課題組強(qiáng)調(diào)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)人才既要具有基礎(chǔ)化學(xué)人才的一般特點(diǎn),又應(yīng)具有鮮明的知識(shí)、技術(shù)創(chuàng)新特色。因此,如何凸顯基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬和科學(xué)思維活躍就成為本課程創(chuàng)新改革的指導(dǎo)思想:(1)將基礎(chǔ)無(wú)機(jī)化學(xué)和化學(xué)分析內(nèi)容有機(jī)結(jié)合組成新的課程,既較好解決了原有課程知識(shí)點(diǎn)相互交叉、重復(fù)多的問(wèn)題,又便于在無(wú)機(jī)元素教學(xué)中滲入定性分析,在實(shí)驗(yàn)中引入“量”的概念,擴(kuò)展了對(duì)學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)。(2)在個(gè)性化理念指導(dǎo)下,將教學(xué)內(nèi)容劃分為主篇和副篇。主篇包括以下3個(gè)知識(shí)模塊:①基本化學(xué)原理部分,②化學(xué)分析部分,③元素化學(xué)部分。(3)副篇內(nèi)容大量吸收了國(guó)外一流教材的精彩內(nèi)容,寫(xiě)法上則顧及中國(guó)學(xué)生的閱讀習(xí)慣,條目精短,文字活潑。大部分條目反映化學(xué)在現(xiàn)代科技和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要應(yīng)用實(shí)例,一部分則介紹化學(xué)發(fā)展中的標(biāo)志性事件,以凸顯化學(xué)新概念、新知識(shí)、新發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)。(4)用英文編寫(xiě)詞匯和習(xí)題,使之成為學(xué)生必讀的英文閱讀材料,以培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)雙語(yǔ)教學(xué)的能力。新的課程內(nèi)容體系以及相應(yīng)的正、副篇內(nèi)容層次具有如下教學(xué)特點(diǎn)和人才培養(yǎng)特色:(1)正篇是基礎(chǔ),是綱,也是核心。原理部分要做到內(nèi)容選擇必要、能深度滿(mǎn)足后續(xù)課程要求;講授時(shí)要力求科學(xué)而簡(jiǎn)明,不越俎代庖,真正起到導(dǎo)論的作用。(2)正篇將無(wú)機(jī)化學(xué)原理和化學(xué)分析有機(jī)結(jié)合,強(qiáng)化了化學(xué)理論的統(tǒng)一性。同時(shí)將化學(xué)分析技術(shù)單列章節(jié),合并但不弱化。(3)元素化學(xué)是無(wú)機(jī)化學(xué)的本體,既要重視周期律和反應(yīng)規(guī)律,同時(shí)又要特別注意對(duì)新反應(yīng)和新化合物的介紹。(4)副篇是國(guó)內(nèi)同類(lèi)課程的一項(xiàng)首創(chuàng),目的是讓學(xué)生洞察無(wú)機(jī)化學(xué)新發(fā)展,體會(huì)無(wú)機(jī)化學(xué)研究的興趣,延伸正篇的深度和廣度。
3致力于有特色的立體化教材體系建設(shè)
教材建設(shè)是提高教育質(zhì)量和實(shí)施素質(zhì)教育的基礎(chǔ),要求具有創(chuàng)新性、個(gè)性化,與國(guó)際接軌[3]。書(shū)不在厚而在精,在框架、內(nèi)涵、內(nèi)容上要給講課教師留有余地。印永嘉教授等編寫(xiě)的《物理化學(xué)簡(jiǎn)明教程》[4]就由于簡(jiǎn)明扼要而精彩。史啟禎教授主編的《無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析》[5]先后入選2001年國(guó)家“面向21世紀(jì)課程教材”,2004年國(guó)家高等教育“百門(mén)精品課程教材建設(shè)計(jì)劃”選題研究項(xiàng)目,2006年國(guó)家“十一五”教材規(guī)劃項(xiàng)目,2006年國(guó)家自然科學(xué)基金委“國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金教材建設(shè)項(xiàng)目”;它是第一屆化學(xué)學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)于1991年為應(yīng)化專(zhuān)業(yè)立項(xiàng)編寫(xiě)的第一本也是唯一的一本專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教材,當(dāng)年就被列入國(guó)家“八五”規(guī)劃重點(diǎn)教材。近些年來(lái),課程組在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上對(duì)該書(shū)進(jìn)行了幾次修訂,出版了3個(gè)新版本[6-8]。2005年出版的《無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析》(第2版)已經(jīng)發(fā)展成為包括紙質(zhì)輔助教材《無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析:學(xué)習(xí)指導(dǎo)》[9]、工具書(shū)《化學(xué)元素周期表》[10]和電子輔助教材《無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析:電子教案》[11]在內(nèi)的立體化教材,完成了應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)首個(gè)基礎(chǔ)課課程建設(shè)的硬件工程,成為專(zhuān)業(yè)發(fā)展的支柱。上述的立體化教材現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)應(yīng)化專(zhuān)業(yè)的主流教材之一,受到鄭蘭蓀院士的撰文好評(píng)[12]:“教材不僅給學(xué)生帶來(lái)知識(shí),而且?guī)?lái)科學(xué)的思維方式,使教師和學(xué)生雙方受益,不愧為一部精品教材。”新編《化學(xué)元素周期表》被徐光憲院士認(rèn)為“是我見(jiàn)到的最新、最好的周期表”。該立體化教材還曾被評(píng)為2007年陜西普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng),并于2011年由高等教育出版社出版了第3版;工具書(shū)《化學(xué)元素周期表》于2007年由科學(xué)出版社出版了第2版。
4努力改革教學(xué)方法教學(xué)工作的主要任務(wù)就是課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)[13],學(xué)生最初的創(chuàng)新意識(shí)應(yīng)該從課堂開(kāi)始[14]。由于教學(xué)計(jì)劃中的大部分學(xué)分和學(xué)生的大部分學(xué)習(xí)任務(wù)都需要通過(guò)課堂教學(xué)去實(shí)現(xiàn),因此,提高課堂教學(xué)質(zhì)量是提高教育質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。在第一屆大學(xué)化學(xué)化工課程報(bào)告論壇上,中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)周遠(yuǎn)清教授說(shuō)道:“如果教學(xué)方法不來(lái)一次大的改革,我覺(jué)得中國(guó)的高等教育想培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才、創(chuàng)新思維的人才是比較困難的。”因此,我們將改革教學(xué)方法放在首位來(lái)抓。
4.1提倡大綱式教學(xué)方法我們認(rèn)為,講基礎(chǔ)課的教師授課要有自己的觀點(diǎn)、見(jiàn)解,并事先寫(xiě)成提綱發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生課前預(yù)先了解講授的內(nèi)容,知道怎么預(yù)習(xí),要聽(tīng)什么,要問(wèn)什么,將來(lái)準(zhǔn)備研究什么。這樣學(xué)生就能掌握學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)。這是一種易于學(xué)生自學(xué)的方法,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自覺(jué)性,多讀書(shū)、多思考、多提問(wèn),使學(xué)生獲得較高的學(xué)習(xí)興趣,營(yíng)造出和諧寬松的教學(xué)氣氛。同時(shí),把大綱交給學(xué)生,也能督促教師從備課開(kāi)始就不能敷衍,要以一種搞科研的態(tài)度去講課,講思路、講方法、講體會(huì),介紹本學(xué)科的前沿趣聞。這種方法已獲得了良好的教學(xué)效果[15]。
篇11
北京化工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)始建于1986年,是多科性大學(xué)中的理科專(zhuān)業(yè)。經(jīng)過(guò)二十多年的探索與實(shí)踐,找到一條理工融合的應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)辦學(xué)之路,逐步形成了顯著的理工融合專(zhuān)業(yè)特色,分別于2008年和2009年成為北京市、教育部特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)。
一、明確人才培養(yǎng)目標(biāo)及專(zhuān)業(yè)定位,以理工同強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)學(xué)科推進(jìn)專(zhuān)業(yè)建設(shè)
高等學(xué)校承擔(dān)著培養(yǎng)人才、發(fā)展科學(xué)和服務(wù)社會(huì)的三大職能,專(zhuān)業(yè)定位及人才培養(yǎng)目標(biāo)的確定要同時(shí)考慮學(xué)術(shù)培養(yǎng)和社會(huì)需求。國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要提出“企業(yè)要成為技術(shù)創(chuàng)新的主體”,而目前國(guó)內(nèi)企業(yè)少有正規(guī)的研發(fā)機(jī)構(gòu),科技創(chuàng)新人員缺乏,人才缺口較大。北京化工大學(xué)是一所以“大化工”為特色的多科性大學(xué),支撐應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的主干學(xué)科化學(xué)工程與技術(shù)是國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科,應(yīng)用化學(xué)是國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)學(xué)科,化學(xué)學(xué)科是北京市一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科。根據(jù)學(xué)科發(fā)展前沿、國(guó)家發(fā)展重大需要和企業(yè)創(chuàng)新對(duì)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需求,確立了為學(xué)科發(fā)展及“企業(yè)成為創(chuàng)新主體”培養(yǎng)理工融合的創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)及定位。
培養(yǎng)理工融合的人才需要理工融合的“土壤”和條件。我校具有理工同校、化學(xué)化工同強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),擁有“化工資源有效利用”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、“新危險(xiǎn)化學(xué)品評(píng)估及事故鑒定”國(guó)家發(fā)改委基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室、“環(huán)境有害化學(xué)物質(zhì)分析”北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。應(yīng)用化學(xué)本科專(zhuān)業(yè)依托強(qiáng)勢(shì)的工科和迅速崛起的理科進(jìn)行建設(shè),以國(guó)家、北京市和學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目和“十一五”期間各級(jí)質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目為抓手,調(diào)整專(zhuān)業(yè)方向、規(guī)劃課程設(shè)置、改革教學(xué)內(nèi)容,依托國(guó)家精品課程群、高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)獲得者、國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、大化工類(lèi)創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地以及校外實(shí)習(xí)基地等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
二、造就一支教學(xué)水平高、科研能力強(qiáng)、理工兼?zhèn)洳⒕哂袊?guó)際視野的師資隊(duì)伍
1.建設(shè)亦理亦工的師資隊(duì)伍。結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)師資隊(duì)伍是育人的保障。我們堅(jiān)持“引進(jìn)與培養(yǎng)相結(jié)合、校內(nèi)與校外相結(jié)合”的方針,建設(shè)一支理工融合、學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍。本專(zhuān)業(yè)教師的畢業(yè)院校既有北京大學(xué)、吉林大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)等綜合性較強(qiáng)的院校,也有清華大學(xué)、北京化工大學(xué)、天津大學(xué)等工科背景較強(qiáng)的學(xué)校,具有工學(xué)碩士或博士學(xué)位的教師約占1/3。同時(shí),注重從國(guó)內(nèi)外企業(yè)和研究院所引進(jìn)具有工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的高層次人才進(jìn)入教師隊(duì)伍。采用引進(jìn)海外知名學(xué)者和輸送優(yōu)秀在職青年教師出國(guó)進(jìn)修等多種方式,加強(qiáng)師資隊(duì)伍的國(guó)際化視野,目前應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)教師隊(duì)伍中具有海外留學(xué)經(jīng)歷的占28%。
2.在理工融合的科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)踐中培養(yǎng)師資隊(duì)伍。應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)教師以國(guó)家重大項(xiàng)目為引導(dǎo),遵循“基于國(guó)際學(xué)術(shù)前沿和國(guó)家實(shí)際需求凝練科學(xué)問(wèn)題-基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究-工程化及產(chǎn)業(yè)化研究”模式開(kāi)展科研工作,承擔(dān)了多個(gè)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目以及企業(yè)委托項(xiàng)目。充分發(fā)揮學(xué)科專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì),在發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文的同時(shí),加速科技成果向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,服務(wù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。理工融合的研究思想不僅造就了一支理工融合的師資隊(duì)伍,也融入教學(xué)過(guò)程,為學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的養(yǎng)成創(chuàng)造良好氛圍。
3.多種方式增強(qiáng)師資隊(duì)伍的工程能力。通過(guò)聘請(qǐng)企業(yè)高層次專(zhuān)家為我校兼職教授、邀請(qǐng)高級(jí)技術(shù)人員來(lái)校授課和講學(xué)交流等方式,充實(shí)師資隊(duì)伍力量。通過(guò)定期組織青年教師去大慶石化、遼化、吉化等企業(yè)參加工程實(shí)踐培訓(xùn)和暑期科技服務(wù)及社會(huì)實(shí)踐學(xué)習(xí)團(tuán),為青年教師提供深入企業(yè)、走進(jìn)基層的實(shí)踐機(jī)會(huì)。這些措施的實(shí)施,使教師能夠了解企業(yè)的實(shí)際需求,從而找到與企業(yè)結(jié)合的科研方向和課題。教師將生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)際問(wèn)題、示例引入課堂教學(xué)中,學(xué)生受益匪淺。
師資隊(duì)伍在教學(xué)和科研工作中不斷發(fā)展壯大。目前,應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)擁有中科院院士1人,高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)獲得者2人,國(guó)家杰出青年基金獲得者3人,教育部新(跨)世紀(jì)人才6人。“超分子結(jié)構(gòu)功能材料的插層組裝”團(tuán)隊(duì)被列入教育部長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃,“工科化學(xué)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”被批準(zhǔn)為首批國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
三、構(gòu)建理工融合的應(yīng)用化學(xué)人才培養(yǎng)方案
基于理工融合、理論與技術(shù)結(jié)合、知識(shí)和能力并重的人才培養(yǎng)理念,構(gòu)建了以學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力為核心的應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案以及與之相適應(yīng)的課程體系。應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)課程體系包括:強(qiáng)化理論基礎(chǔ)的化學(xué)課程群,強(qiáng)化工程意識(shí)和培養(yǎng)工程能力的課程群,體現(xiàn)特色的專(zhuān)業(yè)方向課程群,拓展性的第二課堂。如圖所示。
其中有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、儀器分析、計(jì)算化學(xué)、大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工原理等被評(píng)為國(guó)家精品課程,無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等被評(píng)為校級(jí)精品課程;無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、儀器分析等被評(píng)為國(guó)家雙語(yǔ)示范課程,物理化學(xué)等被評(píng)為校級(jí)雙語(yǔ)示范課程。
依據(jù)專(zhuān)業(yè)發(fā)展歷史和學(xué)科發(fā)展趨勢(shì),凝練出具有鮮明理工融合特色的分析科學(xué)與技術(shù)、功能材料科學(xué)與技術(shù)、有機(jī)合成化學(xué)和精細(xì)化學(xué)品化學(xué)四個(gè)專(zhuān)業(yè)方向。其中,分析科學(xué)與技術(shù)方向是我校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的傳統(tǒng)特色專(zhuān)業(yè),教師隊(duì)伍具有優(yōu)秀的教學(xué)實(shí)踐能力和濃厚的學(xué)術(shù)研究氛圍,在國(guó)內(nèi)外具有良好聲譽(yù)。該專(zhuān)業(yè)方向特色專(zhuān)業(yè)課程有分離科學(xué)與技術(shù)、復(fù)雜物質(zhì)剖析、分析測(cè)試質(zhì)量保證、商品檢驗(yàn)基礎(chǔ)等,教學(xué)內(nèi)容既包含分析科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)理論,也包含專(zhuān)業(yè)技術(shù)、技能,還有最新研究成果介紹和技術(shù)進(jìn)展報(bào)告等。功能材料科學(xué)與技術(shù)方向骨干教師主要來(lái)源于“化工資源有效利用”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員,這些教師著眼于滿(mǎn)足社會(huì)需求的無(wú)機(jī)功能材料設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),已形成了無(wú)鉛熱穩(wěn)定劑、耐老化瀝青紫外阻隔劑、焦化脫硫廢液資源化技術(shù)等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。產(chǎn)學(xué)研一體化的平臺(tái)成為具有理工融合創(chuàng)新意識(shí)的人才培養(yǎng)沃土。
四、構(gòu)建多方位、立體化人才培養(yǎng)平臺(tái)
1.構(gòu)建理科化學(xué)基礎(chǔ)精品課程平臺(tái),強(qiáng)化理科基礎(chǔ)。依托首批國(guó)家級(jí)化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)和多名教學(xué)名師,建設(shè)化學(xué)基礎(chǔ)理論必修課群和選修課群,加強(qiáng)化學(xué)基礎(chǔ)理論。在教學(xué)內(nèi)容中融入工業(yè)實(shí)例,強(qiáng)化理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用。
篇12
靶向給藥系統(tǒng)(targeting drug delivery system,TDDS)是現(xiàn)代藥劑學(xué)研究的重點(diǎn)和要點(diǎn),如何通過(guò)各種給藥系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靶向給藥,已成為廣泛關(guān)注的問(wèn)題[1]。本文就包合物脂質(zhì)體組合新技術(shù)及其在改善藥物功效中的優(yōu)勢(shì)作簡(jiǎn)要總結(jié)。
1 包合物和脂質(zhì)體
包合物系指一種特殊類(lèi)型的、由一種分子被全部或部分以范德華力及所謂的Allinger構(gòu)型能量締合而成[2]并被包合于另一種分子的空穴結(jié)構(gòu)內(nèi)而形成的一種絡(luò)合物,最常見(jiàn)的就是以環(huán)糊精為包合主體來(lái)容納包合客體的環(huán)糊精包合物,通常以物質(zhì)的量的比為1∶1的比例[3],使用微膠囊化技術(shù)尤其是噴霧干燥技術(shù)制得包合物[4],又稱(chēng)“分子膠囊”[5]。近年來(lái),許多藥物通過(guò)與環(huán)糊精包合后其理化性質(zhì)及生物學(xué)性質(zhì)都得到了極大的改善。嚴(yán)春臨等[6]將吳茱萸次堿制備成吳茱萸次堿環(huán)糊精包合物,以提高吳茱萸次堿的水溶性和生物利用度。婁杰等[7]將羥丙基環(huán)糊精包合物與凝膠制劑結(jié)合,制得了既具有高生物利用度又具有原位凝膠的溫度敏感性能的溫敏凝膠材料,進(jìn)入眼部后,由于溫度的變化,制劑發(fā)生相轉(zhuǎn)變形成黏度較大的半固體凝膠,有效提高了藥物的生物利用度以及在制劑中的溶出度,具有良好的應(yīng)用前景,也可通過(guò)制備包合物制劑來(lái)改變其毒性,如用超聲方法合成的具有葉酸受體靶向性的γ-環(huán)糊精――葉酸包合物修飾的CdSe/ZnS量子點(diǎn)納米粒,不但具有好的單分散性、較小的尺寸,還有較高的量子產(chǎn)率和較長(zhǎng)的熒光壽命,還具有較低的細(xì)胞毒性,可選擇性進(jìn)入FR高表達(dá)的癌細(xì)胞內(nèi)[8]。宋哲[9]將天然結(jié)構(gòu)的β-CD引入1,4-丁烷磺內(nèi)酯,再與尼美舒利制成包合物,大大減小了腎毒性和刺激性。
脂質(zhì)體是由磷脂和膽固醇分散在水中形成的類(lèi)球狀并具有類(lèi)似生物膜的雙分子結(jié)構(gòu)的閉合囊泡。它由英國(guó)學(xué)者Bangham博士等人提出,于1968年化學(xué)家Sessa和Weissmann等人正式命名為脂質(zhì)體并做出明確的定義,指出脂質(zhì)體是由一層或多層類(lèi)脂質(zhì)雙層膜構(gòu)成的微型囊泡,具有自行密合的特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)如圖1所示,結(jié)構(gòu)中含有疏水基團(tuán)和親水基團(tuán),而膽固醇則鑲嵌在磷脂形成的雙分子層中。這樣的結(jié)構(gòu)既適合作為難溶性藥物的載體,也適合作為水溶性藥物的載體。另外,脂質(zhì)體還具有組織相容性、緩釋性和靶向性等特點(diǎn),并且易于在生物體內(nèi)降解,能有效降低藥物毒性、無(wú)免疫原性[10]。李素珍[11]采用周療法紫杉醇脂質(zhì)體聯(lián)合方案和普通紫杉醇聯(lián)合方案在治療胃癌方面的臨床療效研究中顯示,紫杉醇脂質(zhì)體較普通紫杉醇而言,在制作過(guò)程中去除了有毒性的的聚氧乙基代蓖麻油 ,減少了對(duì)患者神經(jīng)和腎功能的損害,因此能夠明顯降低由此引起的各類(lèi)毒副作用。Berginc等[12]將姜黃素制備成具有生物黏性的脂質(zhì)體作為新的制劑通過(guò)外陰道靶向給藥,得到良好的包封效果,并發(fā)揮了其藥物的潛在優(yōu)勢(shì)。曹玉桃等[13]通過(guò)優(yōu)化脂質(zhì)體與質(zhì)粒載體的比例濃度,從而獲得在形態(tài)學(xué)水平與分子學(xué)水平表達(dá)目的基因TLR4的細(xì)胞克隆。
圖1 脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)示意圖
2 包合物脂質(zhì)體
2.1 包合物脂質(zhì)體及其制備
包合物脂質(zhì)體(圖2)即將脂質(zhì)體技術(shù)和環(huán)糊精包合技術(shù)結(jié)合起來(lái)[14],首先將環(huán)糊精技術(shù)應(yīng)用在脂質(zhì)體中是英國(guó)學(xué)者M(jìn)cCormack等[15]于1994年提出來(lái)的,但當(dāng)時(shí)環(huán)糊精如何修飾并局部給藥的機(jī)制尚未完全明確[16],與包合物相比較,它在肝中的分布增多,滯留時(shí)間延長(zhǎng)[17]。
圖2 包合物脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)示意圖
目前已有的報(bào)道中,包合物脂質(zhì)體的制備方法歸納起來(lái)有兩種,一種是直接制備藥物環(huán)糊精包合物脂質(zhì)體,常見(jiàn)方法為噴霧干燥法[18],Skalko-Basnet等[18]曾使用噴霧干燥法將甲硝唑和鹽酸維拉帕米直接與包合材料混勻后加工成包合物脂質(zhì)體,并得到了很好的包封率。另一種是兩步法,即先制備包合物部分,再制備藥物包合物脂質(zhì)體。郭秋實(shí)[10]首先將穿心蓮內(nèi)酯制備成超分子包合物,改善其溶解性,再使其進(jìn)入脂質(zhì)體的親水結(jié)構(gòu)區(qū),使形成包合物脂質(zhì)體系統(tǒng)來(lái)達(dá)到預(yù)期的效果。其優(yōu)點(diǎn)在于包裹于脂質(zhì)體內(nèi)水相的藥物是以包合物的形式存在,而直接將藥物制備于脂質(zhì)體中,部分疏水性藥物可能會(huì)對(duì)脂質(zhì)雙分子層產(chǎn)生干擾,影響脂質(zhì)體穩(wěn)定性,容易發(fā)生泄漏,避免了藥物的重新分配過(guò)程[19]。
2.2 包合物脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
腫瘤目前已成為嚴(yán)重威脅人們生命健康的多發(fā)病,其發(fā)病率僅次于位居首位的心血管疾病,對(duì)腫瘤藥物的研究也變得更加迫切,而抗腫瘤藥物多為脂質(zhì)體或脂質(zhì)體衍生物,但目前應(yīng)用的抗腫瘤藥物因?yàn)榇嬖谥T多的問(wèn)題(水溶性差、易產(chǎn)生毒副作用和耐藥性等),不能滿(mǎn)足臨床的應(yīng)用。包合物脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)將環(huán)糊精作為包封材料的優(yōu)點(diǎn)和脂質(zhì)體作為優(yōu)良載體的緩釋靶向優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),使其各取所長(zhǎng),改善脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)存在著的諸多問(wèn)題。
包合物脂質(zhì)體解決了很多藥物溶解性差的這一缺點(diǎn),某些親脂性藥物會(huì)與脂質(zhì)雙分子層產(chǎn)生干擾,限制了很多有價(jià)值藥物的應(yīng)用。通過(guò)使其形成水溶性的絡(luò)合物,脂質(zhì)體將允許其鑲嵌于囊泡的內(nèi)水相[20],減少了化學(xué)降解,增加了微粒系統(tǒng)的穩(wěn)定性、溶解性、包封率和載藥量,增加了兼容性[21],同時(shí)防止了包合物的解離和腎排泄[22],改變了體內(nèi)分布和藥代動(dòng)力學(xué)行為。Loukas等[23]研究表明,抗炎藥物吲哚美辛由于在堿性介質(zhì)中會(huì)迅速水解,當(dāng)用羥丙基-β-環(huán)糊精制成包合物脂質(zhì)體,其穩(wěn)定性提高了75倍,而加工成包合物、脂質(zhì)體,則只分別提高了3.5倍和22倍[24]。
包合物脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)還可以改善藥物在體內(nèi)的釋放,目前已有研究證實(shí)包合物脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)對(duì)紅細(xì)胞也沒(méi)有溶血現(xiàn)象,可安全地用于注射。包合物脂質(zhì)體不僅保留了脂質(zhì)體載藥系統(tǒng)靶向和長(zhǎng)效的優(yōu)勢(shì),加之其特定的優(yōu)點(diǎn),還可作為新型的難溶性藥物的給藥載體。
包合物脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)由于其良好的靶向遞送性質(zhì),還可將其運(yùn)用到其他的疾病領(lǐng)域,例如局部麻醉,通過(guò)改善后,可增加透皮給藥量,而且起效快,可有效延長(zhǎng)藥理作用[25],在癌癥及接種方面也有研究。還可將相應(yīng)的配體修飾在脂質(zhì)體的表面,陳永鵬等[26]將攜帶半乳糖基的乳糖白蛋白修飾脂質(zhì)體,而修飾的物質(zhì)能夠引導(dǎo)脂質(zhì)體找到肝細(xì)胞靶點(diǎn),使體內(nèi)的IFN增多而發(fā)揮更好的抗病毒效應(yīng)。
3 小結(jié)
本文綜合介紹了包合物脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)在改善藥物遞送方面的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用,脂質(zhì)體作為藥物分子載體方面的研究也日益升溫,由于囊泡技術(shù)的可調(diào)控性,使其可以用作多種藥物的載體(從常見(jiàn)的抗腫瘤藥物到分子多肽類(lèi)),還可以用于治療多種疾病。在眾多研究領(lǐng)域中,人們對(duì)細(xì)胞區(qū)域傳遞的興趣日益濃厚,相信在不久的將來(lái),將會(huì)涌現(xiàn)更多更安全、有效的包合物脂質(zhì)體,該技術(shù)將會(huì)繼續(xù)推動(dòng)抗腫瘤研究的進(jìn)展,帶來(lái)一場(chǎng)全新的革命。
[參考文獻(xiàn)]
篇13
一 引言
交叉學(xué)科知識(shí)體系的系統(tǒng)性和創(chuàng)新性,有利于解決人類(lèi)發(fā)展面臨的重大社會(huì)與科學(xué)問(wèn)題,一些復(fù)雜的全球性重大難題,僅靠一門(mén)學(xué)科不足以有效地解決,惟有借助多學(xué)科交叉互融。國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略和總方針政策的制定,以及政治、軍事和經(jīng)濟(jì)等關(guān)鍵領(lǐng)域部門(mén)的重大決策,都需要多個(gè)學(xué)科的綜合性知識(shí),單純依靠既有經(jīng)驗(yàn)和局部知識(shí)盲目決策,可能產(chǎn)生重大失誤,后果不堪設(shè)想。我國(guó)目前尚處于社會(huì)主義初級(jí)階段,在經(jīng)濟(jì)、科技等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚存在差距,為應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化、工業(yè)信息化和競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化等態(tài)勢(shì),急需促進(jìn)各學(xué)科的交叉融合,為國(guó)家科技發(fā)展和經(jīng)濟(jì)騰飛提供理論與知識(shí)基礎(chǔ),促進(jìn)我國(guó)在世界舞臺(tái)上發(fā)揮更大的作用。
高等學(xué)校是現(xiàn)代社會(huì)的科學(xué)研究與人才培養(yǎng)中心,擁有眾多高水平的學(xué)科專(zhuān)業(yè),因此有基礎(chǔ)也有必要開(kāi)展學(xué)科交叉研究,加強(qiáng)其核心競(jìng)爭(zhēng)力。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始,美國(guó)的哈佛大學(xué)、康奈爾大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)、斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院等世界頂尖高校,就陸續(xù)建立了“科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)”的研究與教學(xué)單位。在我國(guó),一流院校也已把交叉學(xué)科教育視為教學(xué)改革的重要組成部分。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)依托“極端條件下的凝聚態(tài)物理研究”和“化學(xué)反應(yīng)的人工控制”這兩個(gè)項(xiàng)目建成了“理化科學(xué)中心”,營(yíng)造了能有效開(kāi)展多學(xué)科交叉研究與合作的氛圍和環(huán)境。北京大學(xué)元培學(xué)院為了培養(yǎng)具有系統(tǒng)思維、國(guó)際視野、領(lǐng)導(dǎo)素質(zhì)的通用拔尖創(chuàng)新人才,給予學(xué)生較大的專(zhuān)業(yè)選擇自由,依托于北大優(yōu)秀的教學(xué)與科研力量,相繼組織建設(shè)了“古生物學(xué)”、“政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)與哲學(xué)”、“外國(guó)語(yǔ)言與外國(guó)歷史”、“科學(xué)技術(shù)史”和“生物信息學(xué)”等跨學(xué)科專(zhuān)業(yè)。浙江大學(xué)立足學(xué)校學(xué)科門(mén)類(lèi)齊全、教育資源豐富等優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)從課程教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)體系、學(xué)生國(guó)際視野與自主管理以及制度與保障體系等方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究和實(shí)踐,積極探索研究型大學(xué)培養(yǎng)多學(xué)科復(fù)合型創(chuàng)新人才的新思路、新體系和新舉措。北京化工大學(xué)實(shí)施了“學(xué)科交叉人才培養(yǎng)計(jì)劃”,在2013年成立了生物制造、超分子科學(xué)、可控聚合與大分子工程、高分子材料先進(jìn)制造、藥物先進(jìn)制造、能源化工、聚合物多層次結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)調(diào)控、金融工程與金融數(shù)學(xué)八個(gè)學(xué)科交叉班,在課程體系、學(xué)分認(rèn)定方式和師生互動(dòng)模式等方面進(jìn)行了改革。我校北京理工大學(xué)也十分重視交叉學(xué)科的發(fā)展,立足學(xué)校辦學(xué)定位和優(yōu)勢(shì)特色設(shè)立了“徐特立英才班”,為學(xué)科交叉奠定了人才基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步促進(jìn)博士研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng),探索“理工交叉、國(guó)際化培養(yǎng)”的培養(yǎng)模式,北京理工大學(xué)在2014年博士研究生招生中率先實(shí)施“校內(nèi)聯(lián)合交叉培養(yǎng)博士生項(xiàng)目”,由同時(shí)跨學(xué)院、跨學(xué)科大類(lèi)(工、理、大文科)的導(dǎo)師自由組成導(dǎo)師團(tuán)隊(duì),聯(lián)合招收指導(dǎo)博士研究生。
學(xué)科交叉有助于促進(jìn)高校傳統(tǒng)學(xué)科的進(jìn)步與發(fā)展,完善學(xué)科整體結(jié)構(gòu),加強(qiáng)高校對(duì)學(xué)科內(nèi)涵的改造和建設(shè),促進(jìn)新興學(xué)科的形成,加速高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用。學(xué)科交叉研究是高校獲得原創(chuàng)性科研成果的重要途徑,多學(xué)科的合作、交流與互補(bǔ)可促進(jìn)高校教師完善知識(shí)結(jié)構(gòu)、提高研究能力,加強(qiáng)創(chuàng)新性,使得高校教師隊(duì)伍的智能結(jié)構(gòu)在多學(xué)科潛移默化的作用下趨于優(yōu)化。學(xué)科交叉有利于提高研究生的綜合素質(zhì),拓寬學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)面,強(qiáng)化研究生的創(chuàng)新思維,增強(qiáng)畢業(yè)研究生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力,培養(yǎng)出具有跨學(xué)科教育背景的復(fù)合型創(chuàng)新人才。
因此,系統(tǒng)深入地總結(jié)學(xué)科交叉研究與教育的理論方法與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出切實(shí)可行的跨學(xué)科研究生培養(yǎng)方
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* 北京理工大學(xué)學(xué)位與研究生教育發(fā)展研究課題(編號(hào):YJYJG2014-C-45),課題組成員:祁瑞、張景瑞、趙紅、黃彪
式,對(duì)于完善我國(guó)高等院校研究生培養(yǎng)方式,提升高校科研人員的成果質(zhì)量,更進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化和中華民族的偉大復(fù)興,具有非常重要的意義和價(jià)值。
二 交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)與激勵(lì)方案設(shè)計(jì)
建立交叉學(xué)科培養(yǎng)模式面臨著諸多的困難。首先,交叉學(xué)科辦學(xué)過(guò)程中涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)的交叉互融,涉及不同院系間的協(xié)同合作,存在一定的門(mén)戶(hù)之見(jiàn)和學(xué)科壁壘;其次,若在不同的學(xué)科聘請(qǐng)導(dǎo)師,實(shí)行雙導(dǎo)師制,那么對(duì)研究生的培養(yǎng)指導(dǎo)工作,如培養(yǎng)計(jì)劃的制定、課程及學(xué)術(shù)活動(dòng)安排、教研室工位分配、學(xué)位論文的開(kāi)題和答辯工作等應(yīng)當(dāng)如何合理分工,特別是研究生在導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)下取得的學(xué)術(shù)成果和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的署名排序和確權(quán)難題,也是阻礙交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的一大障礙;另外,各專(zhuān)業(yè)教師除了按要求完成教學(xué)任務(wù)外,還承擔(dān)著科研項(xiàng)目,如何能夠激勵(lì)教師自愿分出時(shí)間和精力投入交叉學(xué)科的科研和研究生的培養(yǎng),還需要設(shè)計(jì)相關(guān)的激勵(lì)制度。
本文作者基于理工科高等院校辦學(xué)特點(diǎn),提出了“跨學(xué)科雙導(dǎo)師擬題+雙研究生選題”的學(xué)科交叉項(xiàng)目研究激勵(lì)和研究生培養(yǎng)方案,主要步驟如下:
1.不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)的兩位教師聯(lián)合提出學(xué)科交叉研究題目和任務(wù)書(shū)
跨學(xué)科研究題目應(yīng)由不同專(zhuān)業(yè)的教師在深入交流或者已有合作研究的基礎(chǔ)之上聯(lián)合提出,必要時(shí)可邀請(qǐng)吸收校外甚至國(guó)外專(zhuān)家的參與。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)出具項(xiàng)目任務(wù)書(shū),明確指出該項(xiàng)研究所需的專(zhuān)業(yè)知識(shí),參考書(shū)目,研究進(jìn)度月度計(jì)劃,經(jīng)費(fèi)預(yù)算,以及預(yù)期成果。通過(guò)聯(lián)合不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)的指導(dǎo)教師,改變傳統(tǒng)培養(yǎng)模式的專(zhuān)業(yè)單一性,發(fā)揮各個(gè)導(dǎo)師的自身優(yōu)勢(shì),增進(jìn)創(chuàng)新思想的交流,培養(yǎng)出具有跨學(xué)科知識(shí)的綜合型創(chuàng)新人才。為了促進(jìn)各專(zhuān)業(yè)教師的學(xué)術(shù)交流,為學(xué)科交叉創(chuàng)新思想的迸發(fā)創(chuàng)造機(jī)會(huì),學(xué)校或?qū)W院應(yīng)經(jīng)常組織跨專(zhuān)業(yè)教師交流茶話(huà)會(huì)。
2.研究生與“雙導(dǎo)師”雙向選擇組成跨學(xué)科研究課題組
在學(xué)校教務(wù)處網(wǎng)站上公布各學(xué)科交叉研究題目和任務(wù)書(shū),供研究生瀏覽并根據(jù)自身興趣和知識(shí)結(jié)構(gòu)選擇合適的題目進(jìn)行申報(bào)。雙導(dǎo)師依據(jù)研究生的知識(shí)儲(chǔ)備和創(chuàng)新研究能力稟賦等對(duì)申報(bào)其跨學(xué)科課題的研究生擇優(yōu)選擇,在每位導(dǎo)師所在學(xué)科選出一名研究生,與雙導(dǎo)師一起組成四人課題組。如此選擇課題組成員的構(gòu)成,不僅有利于各學(xué)科知識(shí)的交叉互融,而且有助于從不同的學(xué)科視角切入對(duì)提出的交叉研究點(diǎn)進(jìn)行全方位審視,為以各自學(xué)科為側(cè)重點(diǎn)產(chǎn)出創(chuàng)新性成果奠定了基礎(chǔ),在一定程度上解決了跨學(xué)科研究中的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬難題。
3.學(xué)校組織專(zhuān)家評(píng)測(cè)研究計(jì)劃的創(chuàng)新性,并審核經(jīng)費(fèi)預(yù)算
由學(xué)校組織,在學(xué)校學(xué)科建設(shè)專(zhuān)家?guī)熘衅刚?qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者組成評(píng)審委員會(huì),主持召開(kāi)項(xiàng)目答辯論證會(huì),就項(xiàng)目的研究目標(biāo)、關(guān)鍵問(wèn)題、研究方案、技術(shù)路線(xiàn)、可行性、預(yù)期成果等方面,進(jìn)行答辯和評(píng)審,確定擬資助的項(xiàng)目數(shù)量及額度。對(duì)于很有可能產(chǎn)生原創(chuàng)性成果的學(xué)科交叉研究計(jì)劃,應(yīng)予以積極支持,特別要重點(diǎn)資助通過(guò)學(xué)科交叉能使傳統(tǒng)學(xué)科形成新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)的項(xiàng)目。對(duì)于創(chuàng)新性不明顯的研究計(jì)劃,可減少研究經(jīng)費(fèi)資助或者不資助。在經(jīng)費(fèi)總額有限的條件下,可對(duì)每項(xiàng)研究予以小額資助,盡量擴(kuò)大資助面,后期可根據(jù)每項(xiàng)研究的進(jìn)度和成果擇優(yōu)追加資助。
4.研究生在雙導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行跨學(xué)科研究,并發(fā)表科研成果
課題組在雙導(dǎo)師的指導(dǎo)之下,嚴(yán)格按照月度進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行交叉學(xué)科課題的研究。在資助期內(nèi),學(xué)校應(yīng)當(dāng)對(duì)獲資助項(xiàng)目實(shí)施動(dòng)態(tài)跟蹤管理,要求項(xiàng)目組定期提交研究進(jìn)展報(bào)告,了解、掌握項(xiàng)目進(jìn)展情況,協(xié)助解決研究中遇到的問(wèn)題。研究產(chǎn)生的成果應(yīng)盡快申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利和發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文,并撰寫(xiě)總結(jié)報(bào)告。在經(jīng)費(fèi)資助允許的范圍內(nèi),鼓勵(lì)雙導(dǎo)師和研究生參加高水平國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議,與各學(xué)科領(lǐng)域國(guó)際知名學(xué)者交流跨學(xué)科研究成果和經(jīng)驗(yàn)。
5.對(duì)研究課題進(jìn)展情況和學(xué)術(shù)成果進(jìn)行考核評(píng)估
項(xiàng)目周期結(jié)束后,項(xiàng)目組需提供研究報(bào)告和經(jīng)費(fèi)使用明細(xì),并進(jìn)行結(jié)題答辯。學(xué)校組織專(zhuān)家對(duì)課題完成情況、研究成果的創(chuàng)新性、學(xué)術(shù)成果和人才培養(yǎng)的數(shù)量和質(zhì)量、經(jīng)費(fèi)使用明細(xì)等予以考核評(píng)估。對(duì)于跨學(xué)科創(chuàng)新成果顯著的項(xiàng)目,對(duì)雙導(dǎo)師和研究生依據(jù)成果質(zhì)量和數(shù)量給予一次性獎(jiǎng)金獎(jiǎng)勵(lì),并保留連續(xù)申請(qǐng)后續(xù)經(jīng)費(fèi)資助的資格。對(duì)于研究成果創(chuàng)新性不高甚至未嚴(yán)格履行研究計(jì)劃的項(xiàng)目,應(yīng)審計(jì)已發(fā)生的研究經(jīng)費(fèi),部分或全額退回研究經(jīng)費(fèi),同時(shí)取消其后續(xù)的跨學(xué)科研究經(jīng)費(fèi)資助,并追究有關(guān)責(zé)任人。
三 方案實(shí)施預(yù)期成果
本方案是在理工科高校科研項(xiàng)目的成熟管理模式的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)提出的,有大量可供參考借鑒的項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn),其中“導(dǎo)師擬題+學(xué)生選題”的模式又可參考本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的管理經(jīng)驗(yàn),因此該方案是可行的。為了體現(xiàn)出跨學(xué)科特點(diǎn)并促進(jìn)學(xué)科互融,該方案引入了不同學(xué)科的參與者,不僅包括身處教學(xué)科研崗位的教師,也包括學(xué)術(shù)思維活躍的學(xué)生,通過(guò)設(shè)置項(xiàng)目啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)和結(jié)題成果獎(jiǎng)勵(lì)能夠調(diào)動(dòng)這些參與者的科研積極性,因此該方案具備合理性和針對(duì)性。本方案的順利實(shí)施,將取得如下幾方面的成果:
1.打破學(xué)科壁壘,增進(jìn)學(xué)科互融
在該方案的激勵(lì)下,各學(xué)科教師為擬定項(xiàng)目題目和任務(wù)書(shū)所進(jìn)行的前期交流突破了各自學(xué)科壁壘,促進(jìn)了各學(xué)科新思想的融合。申報(bào)跨學(xué)科項(xiàng)目、來(lái)自不同學(xué)科的研究生,在教師團(tuán)隊(duì)的指引之下全身心地投入跨學(xué)科科研與學(xué)術(shù)交流,使得學(xué)科融合向更深層次發(fā)展,推動(dòng)了創(chuàng)新成果的產(chǎn)生。
2.學(xué)術(shù)成果的知識(shí)產(chǎn)權(quán)更明晰
學(xué)術(shù)成果知識(shí)產(chǎn)權(quán)的合理確權(quán)是制約跨學(xué)科研究發(fā)展的一大障礙。本方案所設(shè)計(jì)的“雙導(dǎo)師+雙研究生”科研團(tuán)隊(duì)在開(kāi)展科研時(shí)是一個(gè)整體,而在撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文時(shí)則可采取“單導(dǎo)師+單研究生”的分組形式,研究取得的任何跨學(xué)科成果都是不同學(xué)科融合的結(jié)果,從不同的學(xué)科角度對(duì)學(xué)術(shù)成果的審視和闡述不僅能更全面地挖掘成果的科研價(jià)值,明確后續(xù)跟進(jìn)研究路徑,也能更客觀地評(píng)價(jià)成果的創(chuàng)新性,同時(shí)也解決了學(xué)術(shù)成果在兩個(gè)教師或者兩個(gè)學(xué)生之間的確權(quán)難題。
3.提高教師和學(xué)生的積極性
教師不僅要合理分配時(shí)間進(jìn)行教學(xué)和科研,還需要在學(xué)科內(nèi)科研和跨學(xué)科科研之間做權(quán)衡。通過(guò)劃撥科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)和發(fā)放研究成果獎(jiǎng)金,將顯著提高教師和學(xué)生的積極性,使教師愿意付出更多的時(shí)間去交流跨學(xué)科思想,培養(yǎng)跨學(xué)科的研究生,使學(xué)生在教師引路人的指導(dǎo)之下,付出更多的時(shí)間精力投入到具體的科研工作中,獲取創(chuàng)新研究成果。
4.有利于碩士研究和博士研究的對(duì)接
成功完成該項(xiàng)目的碩士研究生可以考慮繼續(xù)在該導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)引導(dǎo)下進(jìn)行博士研究,以所在學(xué)科導(dǎo)師為主導(dǎo)師,以另一學(xué)科導(dǎo)師為副導(dǎo)師,遵循相應(yīng)學(xué)科的培養(yǎng)計(jì)劃、課程及學(xué)術(shù)活動(dòng)安排、教研室工位分配、學(xué)位論文的開(kāi)題和答辯工作等。針對(duì)我校北京理工大學(xué)的具體政策,兩位導(dǎo)師可以申請(qǐng)“校內(nèi)聯(lián)合交叉培養(yǎng)博士生項(xiàng)目”,將團(tuán)隊(duì)內(nèi)的碩士研究生招收為博士生,由兩位導(dǎo)師繼續(xù)指導(dǎo)其進(jìn)行跨學(xué)科研究。
四 結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)高等院校在研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面已取得了一定的成效,但在研究生學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面,還存在一些不足。特別是交叉學(xué)科研究與教育起步較晚,不僅缺乏理論的儲(chǔ)備,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也不足。因此,我國(guó)研究生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方式還需要不斷探索、不斷認(rèn)識(shí)、不斷實(shí)踐。
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