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精細化學品的概念和特點范例6篇

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精細化學品的概念和特點

精細化學品的概念和特點范文1

【關鍵詞】精細化工;問題;發展趨勢;關鍵技術

引言

精細化工,顧名思義就是指生產比較精細的化學產品的行業的統稱。精細化工的產品種類眾多,產品的科技附加值高,其產品直接服務于各高科技領域,直接體現著一個國家的化工發展水平。因此,世界上許多國家都加大了在精細化工方面的研發和生產投入,以不斷提高在國際市場上的競爭力。精細化工包含的領域很廣,不同的國家對此有不同的定義,通常來說,精細化工包含了醫藥、合成材料、食品添加劑、飼料添加劑、油添加劑、電子化學品、生化產品等,隨著經濟及科技的不斷發展,精細化學品的應用領域還在不斷擴大。

一、精細化工的發展現狀及面臨的問題

精細化工的發展起源于上世紀70年代,當時由于傳統的煤化工和石油化工的工藝路線和效益不佳,導致德國、美國和日本等國的化工企業開始走精細化的路線。他們致力于專用化工產品的生產,如仿生醫療品、抗癌藥物、高效除菌劑和殺菌劑等的生產。到上世紀末,美國和西歐國家的化工產品精細化率已經達到了60%以上,而瑞士已經高達90%。

我國的精細化工發展起步較晚,從上世紀80年代開始起步,在上世紀末我國的化工產品精細化率達到了35%,與發達國家存在著明顯的差距。國內精細化工產品的80%需要進口,在比較高檔的皮革涂染劑和織物整理劑方面的缺口更為明顯。總的來說,目前我國在精細化工產品的質量、產品種類及生產經驗和設備先進程度方面都與國外存在著非常明顯的差距。

隨著經濟全球化趨勢的快速發展,一些跨國公司通過兼并和收購,調整經營結構,進行合理改組,獨資和合資建立企業,使國際分工更為深化,技術、產品、市場形成了一個全球性的結構體系,并在科學技術推動下不斷升級和優化。在這方面,許多跨國公司來華投資,也推動了我國精細化工的發展。但我國傳統精細化工的發展現狀從總體上講仍然是產量比較大,而質量比較低。我國已成為世界大宗傳統精細化工產品的制造中心,產品出口比例很高,但高端產品仍然依靠進口;大部分的精細化工產品都是引進的國外生產技術,在品牌建設上做的還遠遠不夠,大部分的生產企業其實只相當于是國外化工巨頭的生產車間。另外,我國的精細化工企業布局也不合理,大部分集中在我國的東部地區,并且面臨著較大的節能減排壓力。

二、精細化工的發展趨勢

由于精細化工在各行各業的廣泛應用,世界上的主要發達國家都把精細化工的發展提升到國家戰略的層面,在資金和政策上給予了大力支持。預計精細化工將會呈現出以下幾個趨勢

(1)產品的種類越來越多

隨著新科技革命的繼續進行,近些年來,能源、原材料、航天、信息、生物技術不斷發展,而精細化工產品在這些領域都有著廣泛的用武之地。比如,在保健食品和各種改變結構的食品生產中都離不開食品添加劑,在信息技術發展中需要功能更加先進的無機非金屬材料,在現代醫學上所用的各種人造器官很多也屬于精細化學品。目前在發達國家,精細化工產業的年增長率達到了4%左右。而我國由于化工產品的精細化率還比較低,而我國的經濟和科技發展速度比較迅猛,因此為了滿足我國正常的發展需要,在精細化率不斷提高的同時,精細化工產品的種類肯定也會越來越多。

(2)精細化工產品的性能將會更加完善

不斷完善精細化工產品的性能也是今后世界精細化工發展的重點方向,未來精細化工產品的物理功能、化學功能、生物功能等更為完善,這些精細化工產品包括功能膜材料、有機電子材料、信息轉換與信息記錄材料等。如由于電子工業、情報和信息科學技術的發展,對導電功能材料的需要越來越多,目前,導電塑料、導電橡膠、透明導電薄膜、導電膠黏劑和導電涂料等的發展很快,并已經工業化。對信息技術的發展來說,十分重要的材料是光導纖維材料、各種信息記錄材料和新型傳感器用的高分子材料等,此外,精細陶瓷的研究、開發日益受到重視,主要開發的材料有:高絕緣性陶瓷,它用于集成電路的基極和放熱性絕緣基板等。

(3)向著綠色化方向發展

綠色發展是相對于傳統的化工發展方式而言的,精細化工的綠色化是指在精細化工產品的生產和使用過程中對周圍環境的污染較小甚至沒有污染產生。發展綠色精細化工必須發展綠色精細化工技術,例如采用生物技術生產精細化工產品,利用計算機技術實現精細化工業的自動化,開發反應條件更容易控制、轉化率更高的新技術與新工藝等。這方面已有一些成功的案例,例如以水性涂料、粉末涂料代替溶劑涂料,從產品使用而言對環境的危害將變得更小;以可降解材料代替不可降解材料,使報廢產品的處理變得簡單,且無環境危害之憂。發展綠色精細化工也是突破經濟發達國家“綠色壁壘”,發展生產的要求。例如歐盟在2002于其“官方公報”上公布了禁用和限制使用17類紡織助劑,這是因為這些助劑的生物降解性低于95%。無疑這將使可供選擇的紡織化學品數量大大降低,我國作為紡織品貿易的大國,在上述環節上遠遠不能滿足歐盟嚴格的“綠色”要求,因此發展“綠色”精細化工是我國經濟發展的必要保障。

三、精細化工發展中的關鍵技術

精細化工的技術含量比較高,涉及到的技術范圍也比較廣,精細化工的發展呈現出多學科交叉綜合的發展趨勢。在精細化工的發展中涉及到的關鍵技術有納米技術、催化技術和生物工程技術等。

(1)納米技術

納米技術是近些年來發展非常迅速的高科技技術,其應用范圍十分廣泛,在精細化工行業也有著廣泛的應用,成為影響精細化工發展的關鍵技術之一。將納米技術與精細化工相結合可以生產納米聚合物如用于制造高強度質量比的透明絕緣材料、高強纖維、離子交換樹脂等;日用化工及其它行業利用納米技術可以生產出更高檔的化妝品、納米色素、納米感光膠片、納米精細化工材料等。

(2)催化技術

催化技術是化工產業發展必不可少的技術,對精細化工行業的發展來說也是如此,但相對于傳統的化工催化技術來說,精細化工行業的催化技術又有著新的特點。為了促進精細化工產業的發展需要開發可用于工業生產的稀土絡合催化劑、膜催化劑、固體超強酸催化劑等新型催化劑,同時還需要發展相轉移催化技術、立體定向合成技術、固定化酶發酵技術等特種生產技術。

(3)生物工程技術

生物工程技術是21世紀最有發展前景的技術,將生物工程技術與精細化工相結合,可以有更多種類的精細化工產品和技術被開發出來,會將精細化工行業的發展推向一個更高的階段,使精細化工產品的研發出現質的飛躍。在未來需要重點發展重組DNA技術和生物反應器技術,這是生產干擾素和多肽等產品的基礎。

參考文獻

精細化學品的概念和特點范文2

關鍵詞:化工專業;卓越工程師;實踐教學;體系構建

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)41-0145-02

化學工業在國民經濟中占有重要的地位,由于化工行業的特殊性,化工人才需求特別強調學生工程素質的培養,要求學生具有較強的實踐能力和創新能力。2010年教育部在天津大學啟動了“卓越工程師教育培養計劃”,其宗旨就是要聯合有關部門和行業協(學)會,共同培養適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才[1-2]?;瘜W工程與工藝專業實施“卓越工程師教育培養計劃”,為高素質化工人才的培養搭建了良好的平臺。桂林理工大學化學工程與工藝專業在2011年入選了教育部第二批“卓越工程師教育培養計劃”,并于2012年招收了本校第一批化工卓越工程師班的學生。經過幾年的實踐,對化工專業如何實施“卓越計劃”,如何構建化工專業實踐教學平臺,培養學生的實踐能力和創新能力,有了一定的思考,下面談談筆者的認識與體會。

一、當前化工專業實踐 教學面臨的問題

桂林理工大學化學工程與工藝專業建立于1986年,當時名稱為工業分析專業,1998年更名為化學工程與工藝專業,專業方向包括化學工程、電化學工程、石油化工。經過近30年的發展,專業建設取得了長足的進步,2006年被確定為廣西高校優質專業,2008年獲國家級高等學校特色專業建設點,2011年入選教育部卓越工程師培養計劃,2008年專業所屬的化學化工教學團隊成為廣西區教學團隊,擁有的《普通化學》課程在2008年評為國家級精品課程,在2013年評為國家級精品資源共享課程,1人獲得廣西區教學名師獎,2人入選廣西高校優秀人才資助計劃。在長期專業辦學實踐中,我們深感化工專業實踐教學存在的諸多問題,阻礙了學生實踐能力和創新能力的提高,也對實施“卓越計劃”造成了一定程度的困擾。這些問題主要體現在以下幾個方面:

1.大多數化工企業,由于擔心學生的安全問題,對學生進企業進行生產實習,表現得不是很積極。各校多采取讓學生自己找單位實習,回來交一個實習報告解決實習難的問題,導致生產實習教學環節存在“放羊”現象。

2.化工專業普遍生產實習時間較短,一般為4――5周,企業很難給予一個真正的崗位讓學生進行生產實習,更無法給予學生動手,進行實際操作的機會,導致學生的生產實習輪為“參觀式實習”。

3.實踐教學內容比較陳舊,綜合性、工程設計性實驗項目偏少,沒有建立一個完整的給予學生進行工程實踐的教學平臺,沒有將學生實踐能力和創新能力的培養,貫穿于整個大學教育的實踐教學體系中,另外各類實驗(基礎實驗、專業實驗),各類實習(認識實習、生產實習、畢業實習)有機銜接不夠,需要進行深層次的改革。

二、基于卓越工程師培養的化工專業實踐教學體系的構建

1.學生實踐能力和創新能力構成要素。深入認識學生實踐能力和創新能力構成要素,是有效的構建專業實踐教學體系的基礎。創新能力就是創造新的思想,將新的思想付諸實踐,創造一個新的事物的能力[3-4]。創新能力主要由創新思維能力、非智力因素和創新實踐能力三個要素構成,而實踐能力則表現為基本實踐能力、綜合實踐能力、創新實踐能力三個由低到高的層次。很明顯創新實踐能力的培養,對提升學生實踐能力和創新能力意義重大。影響創新實踐能力的主要因素有學生的創新實踐品質、創新實踐技能和創新實踐環境[5]。作為高等學校的教育工作者,在對學生創新實踐品質培養時,既要注重開發和培育學生的共性,也要尊重學生個性的差異,要因材施教,促進多樣化人才的發展,同時要將創新實踐技能的培養融入人才培養方案中,根據學生在不同階段的特點,開設不同類型的實踐課程;要盡量依托學科優勢平臺,打破教學實驗室和科研實驗室壁壘,將重點實驗室的優質資源和教師的科研成果融入教學中,構建良好的創新實踐環境。

2.多層次立體化化工實踐教學體系的構建。在入選了教育部“卓越工程師教育培養計劃”后,我們及時對化工專業人才培養方案進行了修訂,構建理論(Theory)課程體系和課程內容、驗證(Test)體系、創新(Try)體系的“3T”化學工程與工藝專業課程體系,特別是形成以“工程實踐與工程應用創新”為亮點的實踐教學體系,其核心是體現了對學生創新實踐能力的培養。該實踐教學體系由“基本技能層次”、“綜合應用能力與初步設計能力層次”、“工程實踐與創新能力層次”三個層次構成?!盎炯寄軐哟巍庇纱笠?、大二開設的無機化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗、分析化學實驗、化工原理實驗、以及由大三開設各專業方向的綜合實驗等組成,通過課程實驗、上機等實踐環節,學生加深了對理論課基本概念、基本理論的理解,培養了學生基本實踐技能;“綜合應用能力與初步設計能力層次”則由化工設計、精細化學品配方工程師實訓、工業分析技能實習實訓、電化學工藝技能實訓,以及認識實習、生產實習、畢業實習組成,通過課程設計、綜合實訓、在企業進行的各類實習等環節,實現對學生綜合應用工程能力與初步設計能力的培養;“工程實踐與創新能力層次”通過開設應用研究型選修課、“工程實踐與創新”自選實驗項目和暑期到企業“頂崗實踐”,同時通過組織學生參加全國大學生化工設計競賽、各級“挑戰杯”大學生學術科技作品競賽、各級大學生創新創業訓練項目等方式,培養學生的工程實踐與工程應用創新能力,通過雁山大講壇的引導,開展各種形式的講座、研討會,豐富校園化工科技文化生活。

幾年來,為了使化工實踐教學體系能夠獲得良好的教學效果,我們對實踐教學內容和教學方法進行了改革。一方面鼓勵教師在教學中立足先進性、前沿性更新充實課程內容,將化學化工學科最新科研成果及個人的科研成果有機融入到課程教學中,如電化學工程方向教師利用廣西區科技進步獎的“高性能二次電池電極活性材料合成的新方法”和電鍍新工藝研究的科研成果以及發明專利,設計并開設了“鋰離子電池的裝配及性能測試”、“電鍍鎳的工藝設計及性能測試”等電化學工程專業實驗,并出版教材《電化學實驗》,化學工程方向教師利用綠色化學科研成果,出版《有機化學實驗綠色化教程》、《精細化工工藝學》教材,并在教學中使用。另一方面在開設的各種技能實訓中,努力開發具有中試規模的實訓項目,盡量確保學生能在真實工作崗位環境條件下進行實訓,如與東莞金賽爾科技有限公司合作,從企業引進了軟包裝鋰離子電池小試生產線,開設了與生產實際接近的電化學工藝技能實訓項目,精細化學品配方工程師實訓項目所采用的配方及工藝,均來自生產實際。在2014年,學校加大了對校內實踐基地的投入力度,打造校內化工生產仿真實訓裝置平臺。該化工生產仿真實訓裝置采用真實的化工企業生產工藝流程,運用仿真技術,結合化工生產真實設備、儀表及工業控制系統進行構建,全面模擬生產工藝過程。化工生產仿真實訓裝置平臺的建立,彌補了學生在化工企業不能動手的,只能參觀的缺陷,提高了實訓實習質量。

三、實踐教學體系教學效果

1.新的實踐教學體系的實施,在一定程度上解決了當前化工專業在企業實習效果不理想的問題,提高了實踐實習教學質量。

2.實施新的實踐教學體系,極大提高了學生的創新實踐能力,多年來本專業畢業生一次性就業率保持在90%以上。近三年來,化工專業全體學生(約200人)均參加了全國大學生化工設計競賽,5人獲得全國一等獎,18人獲全國二等獎,33人獲全國三等獎,其余學生獲優秀獎,在廣西同類高校名列前茅;同時化工專業各班級約有一半的學生參加導師課題組的科研活動,在導師指導下參加包括大學生創新創業在內的科研項目近30項,并獲得不少科技成果獎,其中獲廣西區級“挑戰杯”二等獎1項(2012年)、三等獎1項(2014年),廣西高?;瘜W化工類論文及設計競賽,11人獲一等獎,3人獲二等獎。本科生以第一作者發表學術研究論文每年在2~3篇左右,申請國家發明專利2~3項。

3.“化學工程與工藝特色專業建設與實踐”成果在2012年獲廣西區級優秀教學成果獎一等獎,其中對學生實踐創新能力的培養,引起了同行們廣泛關注,起到了很好的示范作用,彌補了學生在化工企業不能動手的,只能參觀的缺陷,提高了實訓實習質量。

參考文獻:

[1]林健.高?!白吭焦こ處熃逃囵B計劃”實施進展評析(2010-2012)上[J].高等工程教育研究,2013,(3).

[2]陳啟元.對實施“卓越工程師教育培養計劃”工作中幾個問題的認識[J].中國大學教學,2012,(1).

[3]張晶.我國大學生創新能力發展現狀與培養研究[D].安徽大學碩士學位論文,2014.

精細化學品的概念和特點范文3

關鍵詞:煤化工 化學工業

中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:

1 煤化工的相關概述

1.1 概念

煤化工:是以煤為原料經化學加工轉化成氣體、液體和固體并進一步加工成一系列化工產品的工業過程。

1.2 煤化工的分類

從煤的加工過程分,主要包括干餾(含煉焦和低溫干餾),氣化,液化和合成化學品等;

從產品上劃分,煤化工包括焦炭、煤焦油等傳統煤化工和煤制油、煤制烯烴和甲醇制二甲醚等新型煤化工;

從加工深度上分,煤化工包括煤的一次化學加工、二次化學加工和深度化學加工。

1.3 煤基替代能源特點

煤制油、煤制甲醇、二甲醚、烯烴等產品和石油產品比較,具有明顯的經濟性,和生物質能源比較成本優勢更加明顯。煤基替代能源替代范圍廣泛,可以利用粉煤甚至高硫煤作為原料,原料分布廣泛,價格低廉。采用先進的煤氣化技術制造的替代能源,能降低直接燃燒煤炭帶來的污染,是更優質環保的能源,以煤逐步取代部分石油的戰略趨勢,已成為21 世紀的必然,為了減輕對石油進口的依賴,發展煤化工是我們的必然選擇。

1.3.1 新一代煤化工技術

以煤氣化為龍頭,以一碳化工技術為基礎,合成、制取各種化工產品和燃料油的煤炭潔凈利用技術;與電熱等聯產可以實現煤炭能源效率最高、有效組分最大程度轉化、投資運行成本最低和全生命周期污染物排放最少的目標。

1.3.2 新型煤化工特點

以清潔能源和石油可替代品為主要產品;煤炭—能源化工一體化;高新技術及優化集成;建設大型企業和產業基地;有效利用煤炭資源;經濟效益最大化;環境友好。

現代煤化工集成化技術—“五代一變”:通過發展煤炭加工、轉化和煤化工,開發煤基醇醚燃料、煤制油、煤層氣等替代能源,實現二甲醚替代液化石油氣和柴油、煤層氣替代天然氣、噴吹煤替代重油、乙炔化工和焦化副產品綜合替代石油化工產品及煤炭通過液化變成油品,從而把煤炭轉化為高效、潔凈的新型能源和石油替代產品。

如表1所示,甲醇摻燒汽油表觀消費量增加,而與原油的價格相比卻有明顯優勢。雖然甲醇摻燒汽油具有一定的操作難度,但市場容量無預期的大。

表1 甲醇摻燒汽油進出口量與原油價格對比

DME直接替代柴油;需要時間;發動機需要改造;加氣站需要改造或重建;需要全國大范圍的推廣。LPG摻燒25%DME;存在現實可能性;外購甲醇生產的DME并無競爭力。

表2 現今使用的幾種燃料油的成本對比

如表2所示,甲醇與LPG在獲得相等熱值的條件下成本較低,因此使“煤變油”具有明顯優勢存在巨大的發展空間,但直接液化產油對煤種要求高,推廣具有難度;間接液化煤變油具有明顯的成本優勢。煤間接液化制得烯烴,具有明顯的成本優勢。

2 我國煤化工產業發展現狀

2.12007年發展狀況

2.1.1 相關政策對煤化工發展仍起主導作用

我國煤化工行業有序發展;煤制油和MTO/MTP示范裝置將在預定時間內建成并試運行

受發改委禁止新建項目將天然氣用于化工用途的影響,煤制甲醇將成為我國甲醇的最主要來源。

2.1.2 神華煤制油裝置建設進展順利

2004年8月開工建設;2007年年底已經完成工程進度的98% ,實現了多項具有里程碑意義的重大技術突破,神華直接煤制油示范裝置將于2008年初投產試車。

2.1.3 醇醚燃料發展迅速

建成投產的甲醇和二甲醚裝置分別達到了幾百萬噸;在建的裝置總規模也達到了千萬噸級;二甲醚的車用也取得了突破性進展。

2.1.4 自主煤化工新技術開始取得領先

即將實現工業化生產的神華煤直接制油技術,開工建設2000噸/年催化劑工廠的大連化物所DMTO技術,出口國外的兗礦-華東理工大學水煤漿氣化技術;2007年12月在云南解化投產的甲醇制汽油技術為代表。

3 煤化工產業存在的問題

3.1 資源和環境存在巨大壓力

3.1.1 煤炭資源

預計2010 年全國甲醇產能達到5000萬t,則需要煤炭資源1億t;而根據現在規劃的煤制油項目規模將超過3000t 以上,按4-5 t 煤制1t 油、3 000 萬t 產能計算,需要1.2億-1.5億t 煤炭。但按照我國煤炭工業“十一五”規劃,到2010 年,全國化工用煤也只有1 億多噸。

3.1.2 水資源

150 萬t/a 油品的間接液化工廠日需原水供應量約為5.5 萬m3;100 萬t/a 油品的直接液化工廠日需原水約2.3 萬m3。

3.2 產品品質面臨挑戰

以PVC 行業為例,煤化工電石法PVC 的市場價格總是石油化工比乙烯法PVC 要低上幾百元甚至上千元每噸。除去成本因素外,由于工藝路線不同導致的電石法PVC 的品質略低也是主要原因。電石法PVC 主要占據管材、型材等中低端領域,而乙烯法PVC則占據透明制品、高檔膜料等高端領域,并且雙方在電纜料、軟板市場展開激烈的競爭。產品品質,成為制約電石法PVC 進軍高端市場的主要原因。

3.3 單個項目建設資金投入多

例如:建設100萬t/a 油品產量的直接液化工廠投資約80億-90億元,同等規模的間接液化工程資金投入約90億-100億元。煤化工聯產系統有利于減少建設資金投入,如50萬t/a 煤直接液化與300萬t/a 煤焦化聯產時,直接液化部分的資金投入大約為35億-40億元。

4 我國煤化工產業發展趨勢

4.1 《煤化工產業中長期發展規劃》出臺及其影響分析

我國煤化工產業發展政策的基本精神:穩步推進產業發展,不斷發展煤化工產業,以緩解石油供應的緊張局面;科學制定發展規劃,促進煤炭區域產銷平衡,鼓勵煤炭資源接續區煤化工產業發展,適度安排供煤區煤化工項目的建設,限制調入區煤化工產業的發展;統籌煤與相關產業的發展,特別是與水資源的協調發展;煤化工業要堅持循環經濟的原則,走大型化、基地化的路子,發展開放式的產業鏈條;安全發展,認真進行安全風險評估;

4.2 將會發展有競爭力的產品領域

傳統產品領域:要對與石油化工路線相比具有比較優勢的煤化工的產品領域大力進行技術改造,并促使企業改制、改組,設法做強做大,增強國際競爭力。 能源替代品:這一部分是煤化工的潛在市場,市場前景廣闊,是發展的重點。未來幾年,中國煤化工的主攻方向是綠色高新精細化工。掌握煤化工某些核心技術如煤氣化技術的企業應積極走出去,利用已有的技術優勢和人才、管理優勢,采用參股、控股等形式與西部煤炭富足地區進行合作,同時與科研院所聯合,尋找有市場潛力的項目,做好前瞻性準備,培育成為公司的拳頭產品。

4.3 堅持走轉變增長方式的道路

從資源流程和對環境影響的角度考察,增長方式存在兩種模式:一種傳統模式,即“資源—產品—廢物”的單向線性過程。經濟增長越快,資源消耗越大,污染排放越多,對資源環境的負面影響越大;另一種是循環經濟模式,即“資源—產品—廢棄物—再生資源”的閉環反饋式循環過程。

參考文獻

[1]唐宏青. 煤化工工藝技術評述與展望[ J ]. 燃料化學學報,2001,29(1):1—5.

精細化學品的概念和特點范文4

【關鍵詞】綠色化學;環境污染;環境保護

1 綠色化學的概述

1.1 綠色化學的概念

所謂綠色化學,其主要是通過采取化學方法將一些對于生態環境和人類健康有害物質,在其生產或使用的過程中消除掉。同時通過對能源進行充分合理的利用,達到以最小的成本代價換取治理環境污染的目的。綠色化學的整個過程都必須符合我國經濟和環境的可持續發展戰略。

1.2 綠色化學的主要特點

綠色化學最主要的特點就是原子經濟性,原子經濟性主要是利用化學原理,在化學物質使用的過程中或其實施的過程中充分的利用每一個原料,或者是將一些廢棄的原料原子通過化學轉換的方法轉化為一些新的化學物質,再進行充分地利用,從而可以實現“零排放”,不會對周邊生態環境造成污染。另外,也可以將綠色化學看作是傳統化學工程的一種可持續發展戰略,將傳統的粗放型化學生產過程,轉變成為現代綠色集約型的化學生產過程。

1.3 綠色化學的重要性

雖然我國社會經濟的快速增長,工業化進展也日益加快,但由于前期我國粗放式的發展模式,以至于對原有的生態環境帶來嚴重的污染,甚至影響到人們的身體健康。根據相關數據顯示,各種有害氣體、水以及固態廢雜污染都呈現出日益增長的趨勢,例如在農村耕地中大量使用一些化肥、農藥以至于出現土地日益貧瘠的現象;在人們的日常生活中使用的塑料袋,導致白色污染日益加重。

當人們意識到這些環境污染的嚴重性時,也開始了加大了污染治理的力度,然而也付出了較高的代價。因為有些環境污染是不可能在短時間可以解決的,例如全球變暖、霧霾天氣、臭氧層破壞以及農田重金屬污染等。所以,如果想要解決環境污染問題,同時促進工業經濟發展,那么就必須嚴格使用綠色化學的方法和技術,以此來實現環境和經濟的可持續發展策略。

2 綠色化學與環境污染

2.1 環境污染與綠色化學的相關問題

目前,由于化學物質所帶來的環境污染有水、空氣污染,尤其是空氣污染問題尤為嚴重。主要是由于空氣中含有大量的含氮氧化物和二氧化碳所造成空氣污染,它們主要是在能源的消耗過程中所產生的,例如石油、煤炭等燃料在燃燒過程中所產生的,另外就是來源于一些化學工廠生產硝酸的過程,排向空氣的廢氣中還有大量的含氮物質。當這些廢氣中的含氮物質和空氣中的二氧化碳相遇后,再經過紫外線的照射,就會產生一系列的化學反應,產生很多大城市所存在的光化學煙霧,在陽光特別強烈的夏季表現的尤為突出,繼而對地球的臭氧層造成嚴重的破壞。所以,如何更好地從根本上解決環境污染所帶來的問題,已經成為人們亟待解決的問題。

綠色化學就是對那些影響人們身體健康和生態環境的化學物質,對其生產的源頭進行消除,杜絕出現有害有毒的物質。因此,綠色化學已經成為人們追求綠色環境的最佳方法。

2.2 綠色化學在環境保護中的研究成果

目前,對于綠色化學的研究也日益受到人們的重視,綠色化學在環境保護的很多方面也取得了較好的研究成果,主要表現在以下三個方面:

第一,能源清潔。至今為止,煤炭一直是我國非常重要的能源來源。綠色化學技術在我國得到推廣以來,相關部門和企業也開始著重處理煤炭燃燒所帶來的環境污染問題,而且大力推廣煤炭液化以及洗煤技術。另外,我國的一些清潔能源技術也得到了快速地推廣使用,例如核能、水能、風能以及太陽能等,在很大程度上也避免了由于能源制造過程所產生的環境污染問題。

第二,二氧化碳也得到了較為有效地吸收。二氧化碳是造成溫室效應的罪魁禍首,而且目前全球的溫室效應問題也日益嚴重,而二氧化碳的主要來源就是燃料燃燒所帶來的。然而二氧化碳過量問題在短時間是不能解決的,如何更好地處理和吸收二氧化碳也開始引起了人們的關注。隨著綠色化學技術的發展,目前也研制處理了很多吸收二氧化碳的方法和技術,例如膜分離技術、碳酸鉀加熱化學吸附法等。

第三,越來越多的環境友好的產品得到了開發。正是由于人們對于環境保護問題開始了日益關注,而且對于環境保護也提出了更高的要求,不但要對已經出現的環境污染源進行控制和治理之外,還要求更多地開發出新的、綠色的能源,以便于建造更加適合人類居住的自然生態環境。在一些傳統的化學工藝中,很多化學原料都是有害物質,會對人們的身體健康和生態環境造成一定的威脅。而隨著現代科技的快速發展,人們開始采用生物作為原材料,然后使用酶作為催化劑,這樣就可以從根本上消除一些污染源。

3 綠色化學的發展方向

3.1 開發利用一切的綠色能源

在傳統的能源獲取方面,燃料燃燒的過程中有大約60%的能量都會由于不同的原因被消耗掉,這樣的能源有效利用率實在是太低了。目前,雖然水利發電已經開始作為商業運用的可再生資源,但是其電量也僅占所有發電量的18%左右。所以需要大力發展一切可再生資源作為能源的來源,例如風能、太陽能等,從最根本上解決能源制造過程中所產生的環境污染問題。

3.2 大量可再生材料的重復使用

對于一些難以降解的材料進行二次利用,或者一些可再生材料進行多次重復使用。借助綠色化學技術將原有的化學物質結構進行改變,以此衍生出具有其他功能的精細化學品。就目前我國環境保護情況而言,使用綠色化學技術對可再生材料進行使用,正逐步成為引領和開展綠色革命的重要課題,而且也將促進環境保護技術的大力發展。

3.3 實現農藥化學的綠色化

農藥化學已經成為了一門單獨學科,其是由生物學與有機化學交叉而形成的。在農村,與生態環境接觸較多的化學污染主要來源于農藥、化肥等,而且農藥、化肥污染已經成為全球化環境污染的重要影響因素之一。然而,在對植物的保護過程中,農藥以及化肥依舊是起著非常關鍵的作用。如何更好地促使農藥和環境得到友好相處是目前化學農藥的主要發展方向,那么大力發展農藥化學的綠色化也已經成為迫在眉睫的問題。

4 綠色化學的可持續性發展

如何更好地解決環境污染問題,保持社會經濟和環境的可持續發展已經成為現代人們研究的重要課題之一。那么就需要采用綠色化學的方法和途徑,對綠色化學技術和方法進行更加深入的科學性研究,以此發展綠色化學技術。與此同時,也要改變人們對環境保護傳統觀念,將可持續發展作為環境保護的基本理念樹立于人們心中。只有在整個過程中對資源進行充分、全面地利用,才能夠更好地推進低碳經濟的快速發展,構造出一個人和自然和諧相處的生活居住環境。

5 結論

綠色化學不但是要利用化學原理實現“零排放”,而且也是化學發展的新目標。綠色化學的應用能夠真正地實現社會經濟和環境的可持續發展。

【參考文獻】

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精細化學品的概念和特點范文5

近年來,手性藥物的臨床意義引起人們的廣泛關注,手性藥物的開發已成為國際研究的熱點。本文對手性和藥物手性的概念、研究的實際意義以及手性藥物研究現狀進行闡述,說明手性藥物具有廣闊的市場前景。

【關鍵詞】 手性;手性藥物

Abstract:Recently,clinical sigmificance of chiral drug attracts wide attention.Exploration of chiral drug was an heated discussion of internatiomal research.The paper expounded the concept of chirality and drug ,chiral actual meaning of research,and progresses on the research of chiral drug,showed that market foreground of chiral drug was extensive.

Key words:Chirality;Chiral drug.

1 手性

手性是自然界的普遍特征。構成自然界物質的一些手性分子雖然從原子組成來看是一摸一樣,但其空間結構完全不同,他們構成了實物和鏡像的關系,也可比喻成左右手的關系,所以叫做手性分子[1]。在生命的產生和演變過程中,自然界往往對一種手性有所偏愛,如自然界中,糖的構型為D-構型,氨基酸為L-構型,蛋白質和DNA的螺旋構象又都是右旋的,等等。因此,分子手性在自然界生命活動中起著極為重要的作用。人類的生命本身就依賴于手性識別。如人們對L一氨基酸和D一糖類能夠消化吸收,而其對映體對人類沒有營養價值,或有副作用。

人們對手性的研究可以追溯到1874年第一位化學諾貝爾獎獲得者Jhvan[2]。當時他就提出了具有革命性的理論化學分子為三維結構,一些化合物存在兩種構像,且兩者互為鏡像。1886年,科學家報道了氨基酸類對映體引起人們味賞感受的差別。1956年Pfeifer根據對映體之間藥理活性的差異,總結出:一個藥物的有效劑量越低,光學異構體之間藥理活性的差異就越大。即在光學構體中,活性高的異構體與活性低的異構體之間活性比例越大,作用于某一受體或酶的專一性越高,作為一個藥物它的有效劑量就越低。20世紀50年代中期,反應停(沙利度胺,Thalidomide)作為鎮靜劑,有減輕孕婦清晨嘔吐的作用而被廣泛應用。結果在歐洲導致1.2萬例胎兒致殘,即海豹嬰。于是1961年該藥從市場上撤消。后來發現沙利度胺R型具有鎮靜作用,而S型卻是致畸的罪魁禍首。研究人員進一步研究發現沙利度胺任一異構體在體內都能轉變為相應對映體,因此無論是S型還是R型,作為藥物都有致畸作用。1984年荷蘭藥理學家Ariens極力提倡手性藥物以單一對映體上市,抨擊以消旋體形式進行藥理研究以及上市。他的一系列論述的發表,引起藥物部門廣泛的重視。2001年諾貝爾化學獎授予了3位美日科學家,表彰他們在手性催化氫化反應和手性催化氧化反應領域所做出的重大貢獻。目前,研究和發展新的手性技術,借此獲得光學純的手性藥物,已成為許多實驗室和醫藥公司追求的目標。

2 藥物的手性

據統計,1800個藥物,具有手性中心的就有1026種,占57%。現在市場上只有61種藥物是以單對映體形式存在,其余均為外消旋體(左、右旋各半)混合形式。研究表明,不同的對映體在人體內的藥理,代謝過程,毒性和療效存在著顯著差異[2-5],大致有以下幾個類別:

2.1 對映體之間有相同或相近的某一活性

如丙氧芬右旋具有鎮痛作用,左旋具有鎮咳的作用,二者作用相似。而普萘洛爾左旋體和右旋體具有殺滅的作用,其對映體均可作為避孕藥,作用相同??鼓幦A法林(Warfarin)以外消旋體供藥,研究發現其S-(-)異構體的抗凝血作用比R-(+)體強2 6倍,但S-(-)異構體在體內消除率亦比R-(+)體大2—5倍,所以,實際抗凝血效力相似。

2.2 一個對映體具有顯著的活性但其對映體活性很低或無活性

一般認為若某一對映體只有外消旋體的1% 的藥理活性,則可以認為其無活性。因為這微小的活性可能來源于摻雜于該單一對映體中微量的活性單一對映體。例如氯苯吡胺(撲爾敏,Ehlorpheniramine)右旋體的抗組胺作用比左旋體強100倍??咕幯醴承堑膕-(-)-異構體是抗菌活性體,而R-(+)-異構體則無活性。屬于這一類的藥物還有是氯霉素、芬氟拉明、吲哚美辛等。

2.3 對映體有相同、但強弱程度有差異

某一活性抗癌藥環磷酰胺(Ey-elophosphamide),其手性中心不是在通常的碳原子,而在磷原子。其(S)-異構體活性是(R)-異構體的2倍,然而,對映體毒性幾乎相同。有時一個異構體具有較強的副作用,也應予考慮。如氯胺酮(Ketamine)是以消旋體上市的麻醉鎮痛劑,但具有致幻等副作用,進一步的藥理研究證實(S)-異構體活性是(R)-異構體的三分之一,卻伴隨著較強的副作用。

2.4 對映體具有不同性質的藥理活性,可以分幾種情況來討論

2.4.1 對映體的不同活性,可起到“取長補短、相輔相成”的作用 一個突出的例子是利尿藥茚達立酮(Indaerinone)。其(R)-異構體具有利尿作用,但有增加血中尿酸的副作用;而(S)-異構體有促進尿酸排泄的作用。進一步的研究表明對映體達到一定比例能取得最佳療效。

2.4.2 對映體存在不同性質的活性,可開發成2個藥物 丙氧芬(Pmpoxyphene)的右旋體(2S、3R)為鎮痛藥,但左旋體(2R、3S)具有鎮咳作用,現在兩者已分別作為鎮痛藥和鎮咳藥應用于臨床。柳氨芐(Labetalol)是一種心管藥,其RR異構體是α1阻滯活性的β阻滯劑,產生β阻滯作用,而阻滯活性則歸因于SR體,用于治療高血壓的是RR體。

2.4.3 一個對映體具有療效,而其對映體產生副作用或毒性 青霉胺(Penieillamine)的D一型體是代謝性疾病和鉛、汞等重金屬中毒的良好治療劑,但它的L-型體會導致骨髓損傷,嗅覺和視覺衰退以及過敏反應等臨床上只能用D-青霉胺。又如,酞胺哌啶酮(反應停)的S-(+)異構體具有鎮靜的作用而R-(-)異構體可引起致畸反應。

2.4.4 對映體具有相反的活性 巴比妥類藥物的對映體對中樞神經系統發生相反的作用,如1-甲基-5-苯基-5-丙基巴比土酸,其(R)-異構體有鎮靜、催眠活性,而(S)-異構體引起驚厥。

由此可見,當手性藥物、農藥等化合物作用于這個不對稱的生物界時,兩個異構體表現出來的生物活性往往是不同的,甚至是截然相反的:即一個異構體對疾病起作用,而另一個異構體卻療效甚微,或不起作用,甚至可能有毒副作用。為此,1992年美國FDA[6]開始要求,手性藥物以單一對映體(對映體純)形式上市。這樣不僅療效確切、副作用小,且臨床用量少。

3 手性藥物

手性藥物(chiral drug)是指其分子立體結構和它的鏡像彼此不能夠重合,將互為鏡像關系而又不能重合的一對藥物結構稱為對映體(enantiomer),對映體各有不同的旋光方向:左旋、右旋、外消旋,分別用(-)、(+)、(±)符號表示。藥物分子的手性標記通常采用R/S序列標記法。對于氨基酸、肽類、糖類、環多元醇及其衍生物的立體命名,也用D、L或俗名表示。過去多數化學藥品是由等量的左旋(S型)和右旋(R型)兩種對映體組成的外消旋體,只含有單一對映體即光學純度較高的藥物,與外消旋藥物相比,具有療效好、副作用小等特點[7]。

3.1 手性藥物的作用機制

手性藥物的藥理作用是通過與體內大分子之間的嚴格手性匹配與分子識別而實現的[8],也就是在人體內藥物通過與具有特定物理形態的受體反應起作用。藥物的兩種立體異構體中,只有一種更適合與受體或活性部位結合。如果兩種立體異構體都能適合受體,結合將是不太緊密的,因而藥物將會不太活潑。通常,一種同分異構體有選擇地結合,而另一種具有較小的或無活性。

3.2 手性藥物的制備

合成手性藥物的方法主要有化學合成法和生物合成法兩種[9-11]?;瘜W合成法是指采用化學控制等手段來獲得手性化合物,主要有:①不對稱合成法就是將不對稱因素如手性試劑、催化劑等作用于某種底物進行反應,使之只形成一個對映體的手性產品;②化學拆分法將外消旋體轉化為非對映體,由于非對映體的物理性質不相同,人們可以將它們分開,最后再把分離得到的兩種衍生物分別變為原來的旋光化合物,即可達到拆分的目的。③選擇吸附法利用某種旋光性物質作為吸附劑,使之選擇性的吸附外消旋體中的一個異物體,從而達到拆分的目的。另外,還有動力學拆分法、色普拆分法、物理拆分法、手性源合成法等。

生物合成法是指利用生物催化劑進行手性化合物拆分核不對稱合成的方法。主要有①天然產物提取法從生物體內分離提取手性化合物是最直接、最原始的獲得手性物的方法。由于受生物資源和手性物含量的限制,此法難以滿足人類對某些有價值的手性物日益增長的需要;②酶法拆分外消旋體利用生物酶將外消旋體進行拆分,得到光學純的化合物;③酶法不對稱合成利用酶的高度立體選擇性,潛手性的底物可選擇性地轉化為光活化合物。另外,還有微生物法、催化抗體法、現代生物技術等方法獲得手性藥物。

3.3 手性藥物的研究現狀

自從1992年美國FDA開始要求手性藥物以來,手性藥物在研發的新藥中所占比例逐年增加[18],據市場統計1993年單一對映體藥物的銷售額為350億美元,而至1997年年銷售額約增加到400~600億美元,1999年世界藥品市場有1/3為手性藥物,2000年增加到40%,全球銷售額達到1330億美元,2002年全球500種暢銷藥物中手性藥物有289種,占59%,專家預計2008年達到2000億美元,2010年可望超過2500億美元。由于手性藥物市場前景看好,巴斯夫、陶氏化學、羅地亞等國際知名企業均成立了各自的手性中間體開發機構。如美國陶氏化學與澳大利亞Alchemia公司合作,專門從事手性碳水化合物類藥品與營養品寡聚糖類的開發;羅地亞與Aldrich公司合作,共同投資300萬美元生產手性醫藥中間體;Cambrex公司與Syn-thon公司也在著手開發一系列手性藥物中間體[12-14]。

我國手性藥物的工業生產多采用傳統的拆分方法,對外消旋最終產物或對消旋中間體進行拆分。早在上世紀6O年代我國就開展了甾體化合物的微生物轉化研究,并用于工業生產。從上世紀70年代后期開始,我國進行手性化合物的生物合成研究,實現了L天冬氨酸和L-蘋果酸的工業化。最近幾年,多種化學合成手性藥物及其中間體實現了工業化。我國手性藥物工業雖有一定基礎,但在化學合成和生物合成的工業化應用并不多,與世界手性工業的發展有較大差距。我國“十五”期間已投入200億元進行手性關鍵技術的研發,在該領域取得了重要的科研成果。四川大學在設計和制備手性固定相方面已獲得發明專利,并完成產業化技術的開發。此外,們還開發了生物催化拆分與獲得發明專利的特殊分離技術聯用,制備手性藥物中間體光學活性戊醇等的生產技術。中科院成都有機所將手性技術推向市場,將包結拆分技術應用于手性藥物的生產,取得了較好的經濟效益。成都生物所在手性生物技術開發和應用方面,也取得了顯著成就[15-17]。

4 展望

手性藥物不僅具有技術含量高、療效好、副作用小的優點,而且與創制新藥相比,開發手性藥物相對要風險小,周期短,耗資少,成果大,不僅具有重大的科學價值,同時也蘊藏著巨大的經濟效益。目前,我國面臨入世后的激烈競爭,如何發展有自主知識產權的手性藥物及合成方法,已成為化學、生物學、醫學和藥學等學科急待攻克的熱點問題。專家[18]對我國手性藥物的研發提出了4點建議:一是加強單一異構體的合成技術開發;二是開發具有自主知識產權的新藥;三是重視手性分析設備特別是手性柱的開發應用;四是加強與制劑、生物學等學科的合作交流。研究人員在選擇手性藥物產品開發課題前,應加強交流,優勢互補聯合攻關,避免重復投入。

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精細化學品的概念和特點范文6

關鍵詞:信息化彈藥;教學能力;生成模式;技術保障;人才培養

作者簡介:范志鋒(1978-),男,湖北武穴人,軍械工程學院彈藥工程系,講師;劉秋生(1967-),男,河北寧晉人,軍械工程學院彈藥工程系,副教授。(河北 石家莊 050003)

基金項目:本文系2012年軍械工程學院教學研究重點立項課題“信息化彈藥教學能力生成模式研究”(課題編號:jxlx12z8)部分研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)13-0134-02

隨著信息技術在彈藥上的廣泛應用,各種信息化彈藥不斷列裝部隊。如何使學員理解并掌握信息化彈藥的相關知識,全面形成信息化彈藥的技術保障能力,是擺在我們面前的重要課題。本文主要從信息化彈藥教學能力生成的四個主要環節進行了探索性研究,為培養信息化彈藥技術保障人才奠定了基礎。

一、問題的提出

信息化彈藥與傳統通用彈藥相比,具有高新技術含量日益增大,彈藥結構更加復雜,裝備數量少而單發價值高,儲存壽命相對較短,與武器系統的聯系更加緊密等特點。[1]上述特點決定信息化彈藥的教學不能完全照搬傳統通用彈藥的教學。

地方一些相關軍工高校主要從事信息化彈藥的設計教學和研究工作,專業分工很細,相關專業的畢業生工作后主要從事信息化彈藥的某一部件的設計工作。而軍械工程學院(以下簡稱“我院”)彈藥工程系作為培養全軍通用彈藥技術保障干部的重要基地,要求學員熟悉整個信息化彈藥系統,畢業的學員走出校門后主要從事彈藥技術保障工作,直接面對整個彈藥裝備,而不是彈藥的某一部件。同時,與地方軍工高校的學歷教育相比,軍隊院校的教學具有比較鮮明的職業和崗位針對性。因此,地方相關高校的信息化彈藥的教學內容、教學方法和手段對我院彈藥工程專業的教學沒有太大的借鑒意義,不具備復制性。

二、信息化彈藥教學能力生成模式研究的內涵

目前,有關文獻沒有準確的教學能力生成模式的概念。教學能力生成模式是從戰斗力生成模式引申出來的。模式,是解決某一類問題的方法論。戰斗力生成模式是指戰斗力要素結構和生成機理的基本表現形式,是構成戰斗力的諸要素自身發展、相互作用、有機結合的方式,是形成和提高戰斗力的一整套相對穩定的方法和途徑。[2]參照戰斗力生成模式的定義,我們認為教學能力生成模式是研究如何形成教學能力的方法和途徑。

為形成信息化彈藥的教學能力,應從信息化彈藥教學內容體系、信息化彈藥師資隊伍知識結構和能力素質的要求、信息化彈藥教學手段和條件、信息化彈藥教學方法和模式等四個環節進行重點研究。

1.信息化彈藥教學內容體系

教學內容是教學能力生成的基礎,教學內容的構建應從教學目標入手,緊緊圍繞信息化彈藥技術保障人才的素質和能力需求,著眼打贏信息化條件下的戰爭需要,重點解決如何優化生長干部學歷教育、生長干部任職培訓、現職干部任職培訓和輪訓等不同培訓層次信息化彈藥教學內容體系以及具體課程設置,主要涉及原理、構造、使用、質量監測和維修等教學內容。

2.信息化彈藥師資隊伍知識結構和能力素質的要求

教員是軍隊院校教學的主體和基礎,教員的知識結構和能力素質直接影響著信息化彈藥的人才培養質量。打鐵還需自身硬,沒有高素質的教員,就不能培養高素質的人才,提高信息化彈藥技術保障能力也就無從談起。由于信息化彈藥構造作用原理的復雜性,從事傳統彈藥教學的教員,其知識結構和能力素質已經不能完全滿足信息化彈藥教學的需要,應重點探討信息化彈藥教學的師資隊伍應具備的知識結構和教學能力素質。

3.信息化彈藥教學手段和條件

俗話說“巧婦難為無米之炊”,信息化彈藥具有構造原理的復雜性,若沒有相應的教學手段和條件,學員將難以理解和掌握晦澀抽象的信息化彈藥知識,因此應圍繞不同培訓層次信息化彈藥的教學內容體系,開展相應的教學手段和條件研究,主要包括教材和技術資料、教具(示教系統)、多媒體、網絡等。

4.信息化彈藥教學方法和模式

任何教學活動都是通過一定的教學方法和模式來實現的,信息化彈藥的教學也不例外,應結合信息化彈藥的特點,圍繞不同培訓層次信息化彈藥的教學內容體系,依托既有的教學手段和條件,研究信息化彈藥教學方法以及教學組織方式。

三、信息化彈藥教學能力研究和建設

近年來,依托各種有利條件,從信息化彈藥教學能力生成的四個環節進行了重點研究和建設,有的放矢,初步形成了信息化彈藥的教學能力。

1.構建了信息化彈藥教學內容體系

(1)生長干部學歷教育、任職培訓人才培養教學內容體系。著眼信息化條件下彈藥技術保障人才的素質培養要求,結合學院關于人才培養方案制定工作的總體安排,依據針對性、系統性、代表性、繼承性的原則,科學研究并構建了生長干部學歷教育、任職培訓信息化彈藥教學內容體系,制定或修訂了相應的課程標準。

(2)現職干部輪訓人才培養教學內容體系。根據學院的統一部署,針對信息化彈藥部隊技術保障人才的急需,按照全系統、全壽命的思路,分別制定了三種典型信息化彈藥檢測與維修專家人才培養標準體系。

(3)現職干部任職培訓人才培養教學內容體系。根據學院的統一部署,為提高任職培訓干部的信息化彈藥素養,在現職干部任職培訓裝備保障指揮(彈藥方向)專業人才培養方案中增設了信息化彈藥的課程內容,并制定了信息化彈藥構造與作用課程標準。

2.分析了信息化彈藥師資隊伍知識結構和能力素質要求

針對從事傳統彈藥教學的師資隊伍知識陳舊、能力素質不能滿足信息化彈藥教學要求這一現狀,系統分析了從事信息化彈藥教學的教員應具備的知識結構和能力素質,主要從教員的信息化彈藥素養、信息化彈藥教學方法和手段運用能力兩個方面進行了研究。

教員信息化彈藥素養的提高主要通過送學培訓、專家講座、代職鍛煉等途徑來完成,而教員信息化彈藥教學方法和手段運用能力的提高主要通過參加教學比武活動、集體備課等途徑來完成。教研室根據本研究成果,積極創造條件,有效解決了信息化彈藥教學師資能力不足的難題。

3.完善了信息化彈藥教學手段和條件

課題組以總部、學院給予的各種教學條件建設為契機,完成了信息化彈藥系列教材和技術資料、系列教學掛圖、系列教學模型和實裝、系列示教系統、系列多媒體課件,基本解決了信息化彈藥教學資料缺失、原理教學抽象枯燥、結構及實踐教學缺少模型和實裝等難題。

同時,依托總部下達的科研項目,完成了系列檢測儀器、檢測訓練彈、修理工具等的開發和建設,解決了信息化彈藥質量監測和維修教學過程中缺乏實踐平臺的難題,有力促進了教學和科研相長。

4.形成了信息化彈藥教學方法和模式

針對信息化彈藥不同教學內容以及不同培訓層次,進行了各種教學方法和模式在信息化彈藥教學中的應用研究,包括對比教學法、案例教學法、實驗演示法、理實一體化教學模式等。

(1)對比教學法。對比教學法的優點包括:有利于培養學員提出問題、分析問題、解決問題和歸納概括能力;有利于培養學員的發散思維能力;有利于培養學員的創新能力;有利于學員加深對知識的理解,鞏固知識,溫故而能知新。[3]針對信息化彈藥品種多,各彈種結構之間既有相同點,又存在許多不同點的特點,對比教學法主要用于信息化彈藥構造原理的教學。在實際授課過程中,可以將信息化彈藥與常規通用彈藥進行對比,將不同種類信息化彈藥之間進行對比,將同類信息化彈藥之間進行對比,將同一信息化彈藥上不同部件之間進行對比,將國產信息化彈藥與國外信息化彈藥之間進行對比等。

(2)案例教學法。案例教學,是指在教員的指導下,再現案例情景,引導學員對特殊情景進行討論,以提高學員實際運用知識能力的一種教學方法。[4]在信息化彈藥的教學過程中,對部分教學內容進行講解時,可以穿插一些學員感興趣且具有一定知識內涵的典型案例,并提出相關問題引導學員運用前期所學知識進行分析討論,從而充分調動學員的學習積極性,增強教學的互動性,提高教學效果。如講解信息化彈藥使用知識時,教員可以舉出部隊在使用中出現的故障或事故,如末制導炮彈沒有命中目標、不炸等,讓學員分組進行分析,然后各小組分別發表自己的意見,之后由教員進行講評,并給出專家的分析結論。

(3)實驗演示法。演示實驗能清晰地反映教學內容,幫助學員理解所學知識,同時也有助于培養學員的觀察能力和邏輯思維能力,激發學員的學習積極性。[5]信息化彈藥授課過程中的適當環節可以采用實驗演示法,如講解遠程火箭彈的電子時間裝置功能時,可以組織進行電子時間裝置檢測實驗,讓學員深刻理解電子時間裝置是如何實現時間的裝定、修正時間的輸入和時間的輸出等功能。

(4)理實一體化教學模式。理實一體化教學模式,是打破理論課、實驗課和實訓課的界限,將某門課程的理論教學、實踐教學、生產、技術服務融于一體,教學環節相對集中,由同一教員主講,教學場所直接安排在實訓場所內,來完成某個教學目標和教學任務,教學雙方邊教、邊學、邊做,通過實踐操作帶動理論的學習,突出學生動手能力和專業技能的培養,充分調動和激發學員學習興趣的一種教學方法。[6,7]在進行信息化彈藥構造原理、使用、質量監測和修理等課程的教學過程中,依托建設完成的硬件條件,可以采用理實一體化的教學模式。如進行構造原理教學時,可以在同一教室,先講解原理,然后組織學員對教學模型進行分解結合操作,從而增強教學的直觀性,充分體現學員主體參與作用,大大增強學員的實踐技能和動手能力。

四、結束語

教學內容、師資隊伍知識結構和能力素質的要求、教學手段和條件、教學方法和模式是信息化彈藥教學能力生成的四個重要環節,是培養信息化彈藥技術保障人才的關鍵所在。本文對信息化彈藥教學能力的生成模式進行了一些探索性的研究,并在多個培訓層次的教學中得到了廣泛應用,取得了較好的教學效果。隨著新型信息化彈藥的不斷涌現,未來將有更多的信息化彈藥列裝部隊,本項研究將發揮積極的示范輻射作用,推動信息化彈藥教學改革的不斷深入。

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