化学保护材料

2024-05-02

化学保护材料篇1

本文结合作者在本校材料科学与工程学院材料化学专业的《材料化学》课程教学工作,以及在课程建设中的一些心得体会,从课程设置、教学内容、教材的选择和教学手段等方面进行初步的探讨,并对实际教学中产生的问题进行一些分析讨论。

1 《材料化学》的课程设置

材料化学专业作为刚刚发展10多年的一个新专业,一般是作为材料科学与工程院系中个一个专业方向,主要研究范围涵盖材料制备、开发及应用等领域。由于材料本身范围广泛,所以各高校开设该专业的背景和所依托的学科优势也各不相同,各个学校材料化学专业的培养模式和教学内容也有很大差别[4]。因此,在设立该专业时,需要结合本校特点,给材料化学专业有一个明确的定位。

《材料化学》课程是本校材料化学专业在第三学年开设的一门专业基础课,总学时有96个,以无机材料化学、有机化学、超分子化学、纳米材料和功能材料为主要学习内容,涵盖面非常广泛。按照第五、第六学期以及材料化学涵盖内容的分类,将整学年的《材料化学》课程分为两个部分:《材料化学I》和《材料化学II》。

2 教学内容与教学计划

《材料化学I》和《材料化学II》每门课程用48个学时授完,分别在第五、第六两个学期进行。《材料化学I》主要讲授无机材料化学和高等有机化学两部分内容,每部分24个学时,使学生掌握无机材料化学和高等有机化学的基本概念和基本知识,加深对无机化学和有机化学的理解和认识,拓展学生对无机化合物结构及类型、有机化学反应和有机合成设计的认识,掌握一些无机和有机材料的制备及合成方法。《材料化学II》主要讲授超分子化学、纳米材料和功能材料三部分内容,每部分16个学时,使学生掌握超分子化学、纳米材料和功能材料的基本概念和基本知识,引导学生从化学逐渐向材料学过渡,拓展学生对最近兴起的超分子化学、纳米材料以及功能材料的认识,掌握一些超分子、纳米以及功能材料的基本的制备及合成方法,了解这些材料的结构、形态、分子设计、性能和性质之间的关系,为从事材料合成、改性和应用奠定基础。

3 教材的选择

由于材料化学专业为新开专业,目前《材料化学》课程的教材较少,主要有高等教育出版社、化学工业出版社和机械工业出版社出版的约六七种教材[5]。就笔者对这几种教材的比较来看,教材中的主要内容和《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》中的重复内容较多,这些内容学生一般在大一、大二阶段已经学过,而且有些内容过于前沿,对一些基本理论和基础知识的涉及不够。因此,笔者所在院系组织相关人员,对讲授的教材进行了编著,自编教材按照授课内容,分为无机材料化学、有机化学、超分子化学、纳米材料和功能材料五大部分。目前已在学生中进行试用,效果较好。自编教材可以有意识的避开已经讲授过的一些基本理论和基础知识,使讲授内容的范围更广,避免和以前课程的重复,对材料化学领域出现的新材料、新理论和新方法有更多的涉及。

4 教学方法与教学手段的探讨

在课堂上主要运用多媒体进行教学,并采取启发式和互动式的教学方法,启发学生进行课后思考,自主查阅文献。课上安排学生讨论,创造灵活宽松的课堂氛围。充分利用先进的教学手段,把课程教学与学生自学相结合,以教师讲解为主,适当安排学生课堂讨论。学生除完成课后作业外,自学教师布置的自学章节和阅读相关的资料,并完成教师布置的专题阅读。主讲老师要处理好了解与掌握、学生自学与教师讲解、知识与能力培养、经典理论与学科前沿等方面的关系,并努力营造师生互动和活跃的课堂气氛,对一些学科前沿问题可以让学生运用学到的基础知识进行分析讨论,使学生保持兴趣与主动参与的渴望。从目前掌握的情况来看,虽然《材料化学》课程涉及专业范围宽,内容繁杂,但总体授课效果不错。

5 实践教学中存在的问题和采取的措施

尽管笔者在教学中利用了自编教材、多种方式授课等等多种教学手段,然而,在实践教学过程中,仍然遇到了较多的实际问题,总结为以下两点:

(1)授课内容多而杂,涉及到多个学科领域,因此对授课人员的要求很高,同时也带来了很大的备课压力,在授课时不可能做到面面俱到。例如进行无机化合物的讲授过程中,因为《无机化学》课程学生已在大二学过,因此,在《材料化学》课程中的无机化合物主要讲授的是高等无机化学中的配位、有机金属、原子簇和生物无机化合物,这些内容如果全部讲授,24个学时是远远不够的,因此,只能采用“以点带面”的方法,带动学生的自主性,鼓励学生查阅资料,在课下对感兴趣的方面进行学习,同时可以让学生在课堂上进行讲解,共同分享。这样既弥补了授课学时的不足,同时也带动了学生的学习积极性,培养了学生查阅资料和自主学习的能力。

(2)授课中讲述的内容往往是交叉学科的内容,会涉及到结构化学、晶体学、物理化学、无机和有机化学、以及高分子化学的很多理论和知识。这样一来,如果学生基础参差不齐或者准备不足,上课时有可能会出现听不懂或者很难理解的情况,很难达到较好的学习效果。这样,就要求授课老师要做好几点工作。首先,要提示学生对相关基础知识进行预习,同时,在授新课前,要花上一些时间带领学生温习一下以前学过的知识,这样既有利于学生温故而知新,合理安排时间,同时,又能在已有知识的基础上,引入新的内容,使学生有一个循序渐进的接受新知识的过程,有利于激发学生的学习兴趣。

6 结语

材料化学是一门新兴学科,是材料科学和化学的交叉学科,具有知识脉络广泛、学科知识新颖的特点。《材料化学》课程是材料化学学科专业基础课的重要组成部分,通过该课程的讲授,可以实现培养高素质、复合型人才的目标。笔者经过对材料化学专业该课程的实践教学,在教学内容和教学方法上进行创新,调动学生的学习积极性,取得了一定的教学效果。在以后的教学中,还将继续就该课程的教学体系进行进一步的探索和实践。

摘要：针对材料化学本科专业培养计划,基于对《材料化学》课程建设的实际情况和基本要求,对《材料化学》课程设置的必要性,教学大纲和教学内容的确定,以及教材的选择进行了讨论,并对教学方法和教学手段进行了探讨,针对实际教学中出现的一些问题进行了分析。

关键词：材料化学,课程建设,教学实践

参考文献

[1]李本侠,等.《材料化学》课程教学的探讨与实践[J].广州化工,2009,37(8):228-229.

[2]郑玉丽,等.《材料化学》课程的建设和实践[J].广东化工,2009,36(12):196,208.

[3]朱光明.材料化学课程的内容设置及其与材料科学的关系[J].大学化学,2004,19(6):16-18.

[4]张宝莲,等.材料化学专业定位及课程体系的思考[J].高等建筑教育,2007,16(4):93-95.

环境保护与绿色化学篇2

一、环境污染及其防治

1.環境污染

与化学相关的环境污染问题主要包括如下几个方面。

一是大气污染问题：这是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物（SO2、SO3）、氮的氧化物（NO、NO2等）、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾；臭氧空洞；光化学烟雾；室内空气污染。

二是水体污染：这是指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属汞、铬、铅等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自于化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。

三是固体废弃物造成的污染：主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染，目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。垃圾污染范围广泛，对环境及生物造成的不良影响途径多样。

2.环境保护的措施

（1）工业废气携带颗粒物的回收利用。

（2）工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。

（3）回收、限制难降解塑料，研制易降解塑料。

二、绿色化学

1.绿色化学有关概念

（1）核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。绿色化学的理想在于不再使用有毒有害物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。

（2）绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化学开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：

a.采用无毒、无害的原料

b.在无毒、无害的条件下进行

c.产品应该是环境友好的