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稀土元素的应用论文及文献

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稀土元素的应用论文及文献

稀土元素论文开头怎么写摘要:稀土元素是自然界中存在的一种重要的稀有金属元素,被誉为“绿色黄金”。稀土元素与人体健康有着密切联系,近年来已成为人们研究的热点。论文研究表明,在正常情况下,稀土元素与人体血清中所含某种酶的活性存在着很强的亲和力,其生物活性远远高于其他金属元素;而且含有某种单一或多种金属离子的化合物很容易被人类利用,因而具有独特、广泛而巨大发展前景。论文综述部分从稀土元素与人体健康的关系、它和人体免疫力之间的相互作用两个方面对现有成果进行了介绍。关键词:酶;作用;代谢摘要:本文针对中国东北地区特有的沙棘汁资源,对沙棘中一种叫做“肉苁蓉”提取技术进行了研究并获得阶段性成果。

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从需求出发,比如国家某高端零件的制备对材料有什么要求,要满足材料的性能要求,需要添加稀土元素,进而引出稀土元素的作用,进而引出研究的内容。

稀土研究活应用的论文

稀土元素论文开头怎么写摘要:稀土元素是自然界中存在的一种重要的稀有金属元素,被誉为“绿色黄金”。稀土元素与人体健康有着密切联系,近年来已成为人们研究的热点。论文研究表明,在正常情况下,稀土元素与人体血清中所含某种酶的活性存在着很强的亲和力,其生物活性远远高于其他金属元素;而且含有某种单一或多种金属离子的化合物很容易被人类利用,因而具有独特、广泛而巨大发展前景。论文综述部分从稀土元素与人体健康的关系、它和人体免疫力之间的相互作用两个方面对现有成果进行了介绍。关键词:酶;作用;代谢摘要:本文针对中国东北地区特有的沙棘汁资源,对沙棘中一种叫做“肉苁蓉”提取技术进行了研究并获得阶段性成果。

稀土元素作为猪饲料添加剂的应用重庆市畜牧科学院 景绍红 402460摘要:稀土元素由17种元素组成,稀土元素及其化合物具有特殊的物理化学性质。在我国,一些稀土元素中的盐份和镧系元素(如其中的镧和铈等)被作为饲料添加剂应用于畜禽生产已经有四十多年的历史,有大量文献表明添加微量稀土元素混合物的饲料不仅能提高猪、牛、羊、鸡等的体重,而且还能增加奶类和蛋类的产量。近五年,很多西方国家从我国进口稀土元素作为饲料添加剂应用于猪的研究。结果表明:稀土元素可增加猪的日增重和提高饲料转化率,是一种新型、安全并且实惠的新型促生长剂。本文综述了稀土元素主要是镧系元素在国内外农业特别是养猪业的应用研究成果并解释了其潜在机理,为以后相关研究提供参考依据。关键词:稀土元素,镧系元素,猪,体增重,饲料转化率1. 前言50多年来,抗生素作为饲料添加剂有效地预防和控制了畜禽疾病的发生和流行,但同时也带来了诸多不良后果:如肉类的药物残留;粪便给环境造成的污染;过度使用使动物产生对抗生素的依赖性甚至抗药性等。从2005年底开始,抗生素作为饲料添加剂在欧盟已经被全面禁止。目前全球人口不断增加,动物蛋白需求量不断增加,唯一的方法是增加肉类生产。而全面禁止抗生素会严重影响动物断奶后的健康和产量。这样一来,建立动物卫生保健战略和发展新型饲料已迫在眉睫,人们需要新的促生长素替代品作为饲料添加剂,这些添加剂必须有效、安全并且有助于环境保护。比如说益生菌、益生素、酶类、有机酸还有中草药提取物等。目前引起人们注意的是一种新型的稀土元素或稀土元素混合物添加剂,包括钪、钇和镧系中从镧到镥等元素。稀土元素在地壳中并不是非常罕见,但数量有限。特别是镧(La,57号元素)、铈(Ce,58号元素)、还有镨(Pr,59号元素)。镧和铈主要存在于地质浓度类似于重要微量元素钴的地质区,因而不算太稀有。由于世界上80%的稀土元素存在于我国,我国成为了这些元素的主要供应方,它们主要以浓缩品、氧化物、合金的形式出口给其他国家。稀土元素主要应用于冶金、化工、电子工业和农业。其中,大约25%的镧矿石被用来制作碳弧灯;25%被用于镧、铈合金的生产,这些合金可以用在火石打火机、镁合金和某些合金铁生产;25%用于玻璃工业:如钕镨混合物、铈盐和其他的镧系元素在玻璃上色和脱色工艺上有重要用途。最后还有25%的镧产品被应用于其他行业,比如电视器件、催化剂、激光器和饲料添加剂。2.稀土元素在国内农业的应用2.1.在种植业的应用在我国,稀土元素,通常是铈、镧和镨的混合物,在农业种植中作为肥料增强剂已经被应用了40余年,并且卓有成效。促进生长和增产的原因至今不清楚,但据推测可能是由于稀土元素与钙元素的相互作用对细胞质膜的结构和功能产生的影响增强了光合作用和酶的活性。这些效果已被其他国家所证实。在澳大利亚和英国,科学家发现施有稀土元素的土壤可以提高15%的农作物产量 ,而且不会残留于农产品。在水溶性的研究中,Tucher等证明了培养基中的镧系元素对植物中的矿物质产生强烈影响,但由于稀土元素的盐是水溶性的,土壤浓度不会有大幅度增加。2.2.在养殖业的应用国内还进行了许多养殖业研究,诸多结果被报道。这些报道指出,添加少量稀土元素的饲料不仅能增加牛、猪、鸡、鱼和兔的体重,还能增加牛奶和鸡蛋的产量。此外,饲料转化率在以上物种都有提高。稀土元素可加强猪生长性能。何若钢等(1998)发现,饲喂补充了稀土元素日粮的平均体重为7千克(5-9千克)组小猪,体重可增加5%到23%[1];饲料转化率可提高4%到19%。在体重13-17千克组,体重可增加11%到20%,饲料转化率提高5%到9% [2]。陈樵等(1994)研究发现,生长肥育猪(30—50千克),稀土元素添加剂可使体重增加9%--13%,饲料转化率提高6%--8%[3]。王和许(2003)发表的最新文章,提出体重可增加13%,饲料转化率提高7%。总的来说,并不是某些特定的稀土元素添加到饲料中,而是以铈 、镧、镨 为主和其他一些镧系元素中某些成分组成的混合物。早期的研究主要采用添加这些稀土元素的硝酸盐和氯化物,而最近的研究主要采用添加有机盐类象柠檬酸和葡萄糖之类,有时再辅以氨基酸的蛋氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺之类。不同研究采用不同浓度。在国内,猪饲料一般采用100 -600毫克/千克浓度。较大的浓度差异导致研究数据缺乏可比性,从而使对稀土元素的作用机制的理解更困难。3.稀土元素在国外饲养研究应用欧美国家的饲养条件明显不同于国内,他们更注重家畜品种的选育和饲料的优化,家畜对生长促进剂和增强剂易感性较低。1999年,Rambeck 等首先进行了一系列猪的饲养试验。用稀土元素盐饲养72只德意志和皮特兰仔猪,平均体重7千克,分为两组,对照组饲喂纯氯化镧( ),试验组 + + 3%C ,以75毫克/千克和150毫克/千克添加到全价日粮(能量:13兆焦耳/千克; 大麦,20% 小麦, 豆类)饲喂五周。结果表明,饲喂了稀土元素混合物的试验组效果最好。体重增加了5%,饲料转化率提高了7%(P〈〉[4]。在He(2001)等进行的另一个试验中,体重千克的杂交仔猪饲喂 300毫克/千克含稀土元素配方。一个月以后,试验组体重明显增加了19%,饲料转化率提高了11%。继续添加一个月后,体重比对照组高了12%,饲料转化率高3%。在瑞士进行的猪场实验把猪分为两组,一组97头仔猪 (初始重千克),一组176头仔猪(初始重千克)(Schweizer Edelschwein,2003)。分别饲喂16天和30天,与对照组比较,添加了200毫克/千克稀土元素混合物的实验组体重增加3%-10%,饲料转化率提高2%-9%。这是第一次猪场实验证明稀土元素作为添加剂是有效的。由于负离子的存在,稀土元素盐的生物利用率会受到影响,稀土元素中柠檬酸盐的影响也被考虑。Halle等(2003)发现,柠檬酸盐可以显著提高鸡的体重达7%。但Schuller等(2002)发现,在同样条件下,氯化盐既不能提高体重也不能提高饲料转化率,因此柠檬酸盐被广泛应用于仔猪饲养试验。另外因为柠檬酸盐比氯化盐的吸湿度要小,作为饲料添加剂比较容易置放。在一项持续了六周的饲养试验中,50、100和200毫克的柠檬酸盐添加给28只仔猪(每组7只,体重千克)。按照剂量比例计算,体重增加高达22%,饲料转化率达19%。2004年,Kessler研究发现,柠檬酸盐对整个育肥期有显著的促进作用,以250毫克/千克的浓度添加到饲料中,对照组达104千克需102天;而实验组只需93天;日增重分别是782克/天克/天;饲料转化率分别为 VS ;差异特别显著。稀土元素对家畜的健康和肉产品的质量和安全性没有影响。对胴体和肉的质量检测数据显示,所有被测家畜肉是E或U级(两个最高等级,EUROP等级制)。其他有关肉质参数也没有受到稀土元素的影响,例如,PH1和PH24,肉色和瘦肉率均很正常。从试验猪采取的肌肉、肝脏和肾脏样品中,实验组和对照组的稀土元素含量都很低。尽管实验组镧的含量比对照组高,但所有试验猪的镧沉积速度都很低,接近检测极限。也有研究发现稀土元素添加剂对体重和饲料转化率没有影响。例如,Halle(2003)等做的一项有关猪的肥育试验,在饲料中添加不同稀土元素负离子氧化物,浓度为100毫克/千克,却没有表现出促生长效应,也许是本试验的浓度太低所致。在另一个实验中,稀土元素氯化物(300毫克/千克饲料)几乎对体增重( 对比对照组)和饲料转化率(+对比对照组) 没有作用。4.结论稀土元素对猪生产性能产生显著影响的机理目前尚不十分清楚。据分析,虽然胃肠道对稀土元素的吸收很少,但可影响胃肠道微生物的组成,从而促进日粮中营养成分的消化和利用。高浓度的镧系元素通常可以抑制细菌的生长,低浓度的镧系元素可能促进细菌生长。稀土元素既有微量元素的特征,可划为营养类添加剂;又可以增加胃肠道消化率和稳定有益菌丛,可被视为益生类添加剂。从目前在国内外养猪业的应用效果来看,稀土元素是一种高效、低价、安全的新型饲料添加剂。参考文献1.何若钢,夏中生,《稀土对生长肥育猪生产性能的影响》,广西农业科学1998年(5)-243-2452.李德发,余伟民,《添加稀土对生长猪生长性能及氮平衡的影响》,饲料博览1992年(4)-3-43. 陈樵,高家骅,《稀土的表观消化率及添加稀土对日粮粗蛋白粗脂肪表观消化率的影响》,江苏农业科学1994年(1)-59-614. Rambeck ., He, ., Chang, J., Arnold, R., Henkelmann, R. & SuB, A Possible role of rare earth elements as growth promoters. In: Vitamine undZusatzstoffe in der Ernahrung von Mensch und Tier. Symposium, 22-23 September 1999, Jena/Thuringen, Germany, (1999).

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动物营养与饲料的成本分析

纤维素酶的研究及应用论文

1 邱雁临.纤维素酶的研究和应用前景[J].粮食与饲料科技,2001,30~31 2 刘耘,鄢满秀.纤维素酒精发酵的研究进展[J].广州食品工业发酵,1999,15(2):51~54,63 3 戴四发,金光明,王立克,等.纤维素酶研究现状及其在畜牧业中的应用[J].安徽技术师范学院学报,2001,45(3):32~38 4 阎伯旭,齐飞,张颖舒,等.纤维素酶分子结构和功能研究进展[J].生物化学与生物物理进展,1999,26(3):233~237 5 张鸿雁,陈锡时.微生物纤维素酶分子生物学研究进展[J].生物技术,2003,13(3):41~42 6 杨礼富,微生物学通报,2003, 30 (4):9 987 史雅娟,吕永龙,环境科学进展1999, 7 ( 6)3} 378 宋桂经,纤维素科学与技术,广西人学学报:自然科学版).2004. 29(1):73- 769 曲杳波,高培基.开展生物质转化为洒精研究实现液态燃料可持续供应}c}.发酵工程学科的进展一第一次全国发酵工程学术讨论会.北京:中国轻工业出版社,2002, 34一39.

夏叔芳 女,1924年11月出生,浙江绍兴人。研究员。1947年毕业于中央大学农学院农业化学系。曾任职于中国科学院上海植物生理研究所。中文名:夏叔芳国籍:中国民族:汉出生日期:1924年11月逝世日期:2003年5月10日主要贡献专长植物生理生化。主要从事光合产物的转化与利用的研究,如光合器官及籽实萌发和成熟时期淀粉,蔗糖等物质的代谢,积累与调节的研究;橡胶、淀粉、纤维素酶等的应用研究;红豆草,苜蓿的光合特性和固氮作用;植物激素及乙烯污染对植物的影响等研究。发表论文30余篇,其中《纤维素酶的应用》曾获得全国科学大会奖。2003年5月10日夏叔芳同志逝世,夏叔芳同志是彭加木同志遗孀。

xiān wéi sù méi

cellulase [21世纪双语科技词典]

纤维素酶(cellulase)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称,它不是单成分酶,而是由多个酶起协同作用的多酶体系。人们已对纤维素酶的作用机制及工业化应用等方面进行了大量的研究,为纤维素酶的生产和应用打下了良好的基础。其在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用,提高原料利用率,净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。

纤维素酶的来源非常广泛,昆虫、微生物、细菌、放线菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。由于放线菌的纤维素酶产量极低,所以研究很少。细菌产量也不高,主要是葡萄糖内切酶,但大多数对结晶纤维素没有活性,并且所产生的酶是胞内酶或吸附在菌壁上,很少能分泌到细胞外,增加了提取纯化的难度,在工业上很少应用。目前,用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝真菌,其中酶活力较强的菌种为木霉属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium),特别是绿色木霉(Trichodermavirde)及其近缘菌株等较为典型,是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。现已制成制剂的有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等纤维素酶。同时,反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素,因此可以利用瘤胃液获得纤维酶的粗酶制剂。另外,也可利用组织培养法获得所需要的微生物。

目前,纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法。

固体发酵法固体发酵法是以玉米等农作物秸秆为主要原料,其投资少,工艺简单,产品价格低廉,目前国内绝大部分纤维素生产厂家均采用该技术生产纤维素酶。然而固体发酵法存在根本上的缺陷,以秸秆为原料的固体发酵法生产的纤维素酶很难提取、精制。目前,我国纤维素酶生产厂家只能采用直接干燥法粉碎得到固体酶制剂或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂,其产品外观粗糙且质量不稳定,发酵水平不稳定,生产效率较低,易污染杂菌,不适于大规模生产。

液体发酵法液体发酵生产工艺过程是将玉米秸秆粉碎至20目以下进行灭菌处理,然后送发酵釜内发酵,同时加入纤维素酶菌种,发酵时间约为70h,温度低于60℃。采用除菌后的无菌空气从釜低通入进行通气搅拌,发酵完毕后的物料经压滤机板框过滤、超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。液态深层发酵由于具有培养条件容易控制,不易染杂菌,生产效率高等优点,已成为国内外重要的研究和开发方向。

制酒在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率和原料的利用率,降低溶液的黏度,缩短发酵时间,而且酒的口感醇香,杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面:一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用;另外,由于纤维素酶对植物细胞壁的分解,有利于淀粉的释放和被利用。

将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性,加快发芽,减少糖化液中单一葡萄糖含量,改进过滤性能,有利于酒精蒸馏。

酱油酿造在酱油的酿造过程中添加纤维素酶、可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏,使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放,这样既可提高酱油浓度,改善酱油质量,又可缩短生产周期,提高生产率,并且使其各项主要指标提高3%。

饮料加工日本有专利报道,用纤维素酶处理豆腐渣后接入乳酸菌进行发酵,可制得营养、品味俱佳的发酵饮料。将纤维素酶应用于果蔬榨汁、花粉饮料中,可提高汁液的提取率(约10%)和促进汁液澄清,使汁液透明,不沉淀,提高可溶性固形物的含量,并可将果皮综合利用。目前,有报道已成功地将柑橘皮渣酶解制取全果饮料,其中的粗纤维有50%降解为短链低聚糖,即全果饮料中的膳食纤维,具有一定的保健医疗价值。

纤维废渣的回收利用应用纤维素酶或微生物把农副产品和城市废料中的纤维转化成葡萄糖、酒精和单细胞蛋白质等,这对于开辟食品工业原料来源,提供新能源和变废为宝具有十分重要的意义。

此外,在果品和蔬菜加工过程中如果采用纤维素酶适当处理,可使植物组织软化膨松,能提高可消化性和口感。

将纤维素酶用于处理大豆,可促使其脱皮,同时,由于它能使细胞壁破坏,使包含其中的蛋白质、油脂完全分离,增加其从大豆和豆饼中提取优质水溶性蛋白质和油脂的获得率,既降低了成本,缩短了时间,又提高了产品质量。

植物纤维原料是地球上最丰富、最廉价而又可再生的资源,其主要成分是纤维素和半纤维素,纤维素和半纤维素的利用一直是国际国内的研究热点课题。利用的途径和整体思路是利用纤维素酶和半纤维素酶先将纤维素和半纤维素降解成可发酵糖,进而通过发酵制取酒精、单细胞蛋白、有机酸、甘油、丙酮及其他重要的化学化工原料。此外,纤维素、半纤维素通过纤维素酶的限制性降解还可制备成功能性食品添加剂,如微晶纤维素、膳食纤维和功能性低聚糖等。

总之,纤维素酶具有非常广阔的应用前景,但由于液态发酵生产技术含量较高,在大规模生产上还有一定的困难,因此对纤维素酶液态发酵的研究与开发具有重要的现实意义。今后若能加强这方面的研究,则可以使之早日进入工业化生产,一方面可以提高纤维素酶的产量和质量;另一方面可以较好地解决纤维素的生物转化问题,创造良好的社会效益和经济效益。

纤维素酶

Cellulase

康彼身;康彼申;bizym

消化系统药物 > 助消化药物

每片含有胰酶220mg,相当于脂肪酶(lipase)74OOu(FIP),蛋白酶(protease)420u(FIP),淀粉酶(amylase)7000u(FIP);含米曲菌提取酶120mg,相当于纤维素酶(cellulase)70u(FIP),蛋白酶(protease)10u(FIP),淀粉酶(amylase)170u(FIP)。

用于各类消化不良症状,老年人消化不良。治疗胰酶分泌不足,在肠液中消化脂肪、碳水化合物及蛋白质,起促进食欲的作用。

对纤维素酶过敏者、急性胰腺炎患者禁用。

纤维素酶不可嚼碎。

偶有腹泻及软便。

每次2片,每日3次,饭前服。

不宜与酸性或堿性药物同服。

元素与元素性质论文文献

十一种元素,

德米特里·门捷列夫(Dmitri Ivanovich Mendeleev,1834年2月7日-1907年2月2日),19世纪俄国化学家,他发现了元素周期律(但真正第一位发现元素周期律的是纽兰兹,门捷列夫是后来经过总结,改进得出现在使用的元素周期律的),并就此发表了世界上第一份元素周期表。1907年2月2日,这位享有世界盛誉的俄国化学家因心肌梗塞与世长辞,那一天距离他的73岁生日只有六天。他的名著、伴随着元素周期律而诞生的《化学原理》,在十九世纪后期和二十世纪初,被国际化学界公认为标准著作,前后共出了八版,影响了一代又一代的化学家。

1869年俄国化学家门捷列夫抓住原子量这个永久伴随元素不变的量作为元素列队编序的基础,把当时已经发现的63种元素一一排队。给没有发现的元素预留空位,又纠正了近十个元素的原子量,还建议重新精确测定另外几个元素的原子量,门捷列夫终于列出了最初的元素周期表。1869年2月17日,门捷列夫正式写出第一张化学元素周期表。1869年3月,俄罗斯化学学会召开了。这时,门捷列夫却由于研究化学元素周期律过于劳累,病倒了。在会上,门捷列夫委托彼得堡大学门拿特金教授代他宣读了论文《根据元素的原子量和它们相似的化学性质所制定的元素系统表》的报告。这篇著名的论文,以《化学元素的性质和原子量的相互关系》,后来发表于1869年《俄罗斯化学学会志》第1卷34-60页。门捷列夫的这篇论文,后来被人们称誉为“化学史上划时代的文献”。然而,在当时,并没有引起化学学会的注意和重视。门捷列夫公布自己的成果,却反响不大,包括他的老师齐宁也不支持他的工作,认为他这样是不务正业。“化学是研究早已存在的物质的科学,它的研究结果是真实的无可争辩的事实。而他却研究鬼怪——世界上不存在元素,想象出它的性质和特征。

参考资料

德米特里·门捷列夫:

【摘 要】高中新教材中的元素化合物知识虽然比旧教材精简,但由于这方面知识的感性成分较多,免不了给人以散乱感,学生不易记忆,更不易灵活运用。为了更好地使学生学好和灵活运用元素化合物知识,抓住转化关系图及“位-构-性”和“结构-性质-用途-制备-保存”两条主线,开展模式化教学,促进化学知识的整体建构,以反思教学模式(如编题作业和问题兴趣小组活动)促进知识的有效建构。 【关键词】元素 化合物 整体建构 有效建构 【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)16-0011-02 中学元素化合物知识是中学化学知识体系中的一个重要组成部分,它与其他诸如物质结构知识、化学反应原理、化学实验知识等是相互融合相互渗透的不可分割的有机体。如果将物质结构知识比作是这个有机体中的骨架,那么元素化合物知识就是肌肉,化学实验知识则是体液,而化学反应原理属于神经系统部分……由于元素化合物知识是化学知识中的最原始部分,感性成分多,虽然新课程做了大幅度的裁减,但学生学起来还是觉得散乱,不好记忆,也不易灵活运用。所以,指导学生加强元素化合物知识的整合,促进知识的整体建构和有效建构,显得非常重要。 一 抓住转化关系图和两条主线,促进化学知识整体建构 在教学过程中,建立元素化合物多维梳理的学习模式,让学生依照模式按图索骥、反复演练,不断加深对知识的理解和记忆,有利于知识的整体建构。 1.绘制和讨论物质转化关系图 分类法是一种科学方法。在梳理元素及其化合物时,让具体物质与所属类别联系起来,让物质的具体变化与所属反应类型联系起来,可收到点、线、面相结合的纵横联贯的立体建构效果。例如,在复习硫及其化合物时,可引导学生绘制并讨论如下物质转化关系图: 硫及其重要化合物的相互转化关系图 从整个图形的布局来看,横向物质有单质、氧化物、酸和盐等,其相互转化不存在化合价变化;而纵向物质则有硫的负价、零价(单质)、正四价和正六价等,其变化则存在化合价的变化。图中的“点”,表面上看是具体的每种物质,而实质上是每种物质的化学性质如二氧化硫的还原性和硫酸的强酸性及强氧化性等,它体现在与相邻物质的相互转化关系上;图中的“线”,则体现在纵向和横向的变化上,前者主要为酸、碱、盐、氧化物之间的转化,属于复分解反应方面知识;而后者则为不同价态物质之间的转化,属于氧化反应方面知识。根据新课标和考试说明的要求落实好每一个知识点,根据复分解、氧化还原等反应规律展开讨论以加深对每个知识点的理解,这样将具体物质整合到各类物质之中,将具体反应整合到各类反应之中,点面结合、纵横联贯。可见,物质转化关系图是点、线、面相结合的一种高级整合模式。根据新课标的要求,中学化学中必须加以整合的还有Na、Al、Fe、Cu、O、C、Si、N、Cl等元素,这些都可以引导学生按照以上模式加以自觉整合。 2.抓住两条主线,促进知识建构 第一,根据元素“位—构—性”关系主线进行梳理,将元素化合物知识整合到周期表中,发挥周期表的统率作用,瞄准重要元素(如钠、铝、氧、硫、氯、碘、氮、碳等)的重要性质(如金属性和非金属性,包括单质的氧化性和还原性、氢化物的稳定性和酸碱性,以及元素最高价氧化物对应的水化物的酸碱性等),运用周期表知识进行点与线结合的纵横梳理整合。例如,在复习同周期元素性质递变时,思路如下:由于氮原子核外共有二层电子且最外层有5个电子,所以氮元素位于第二周期第VA族;又由于氮原子的核电荷数比碳原子多但比氧原子少,而它们的电子层数却一样多,所以原子核对最外层电子的作用力C<N<O;又由于这个原因,原子的电子能力C<N<O,以至非金属性C<N<O,结果是氧化性C<N2<O2、酸性H2CO3<HNO3、稳定性CH4 <NH3<H2O ……使用这个思路,对C、N、O等元素进行横向比较,可以加深对重点知识的理解,使学生对元素化合物的认识由感性提升到理性水平。可见,根据元素“位—构—性”关系进行的整合,有利于元素化合物知识的整体建构。 第二,以“结构—性质—用途—制备—保存”为线索,对常见物质进行发散式梳理整合。这虽然是元素及其化合物学习的传统方式,而新教材又不再具有那样的系统,但是可以引导学生进行顺藤摸瓜式的独立探索,对知识进行整合并扩容。 例如,对氯气知识的梳理。首先,从结构理解性质:氯原子核外电子最外层有7个,氯分子由两个氯原子组成,所以氯气具有很强的氧化性。其次,从性质理解用途:由于氯气具有很强的氧化性,它能够与绝大多数的金属和某些非金属反应,所以氯气可以制取氢化氢等氯化物。再次,从性质理解制法:氯气有强氧化性,极不稳定,所以在制法上要使用强氧化手段,如使用二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾等来氧化盐酸而得,或使用最强的氧化手段——电解氯化物来制取。最后,由性质理解保存方法:由于氯气具有强氧化性,因此, 这样环环相扣地顺藤摸瓜式梳理,逻辑性很强。总之,对元素化合物知识进行多维的模式化梳理有利于知识的整体建构。 二 开发反思教学模式,促进知识的有效建构 学生的个别差异是永远存在的,因材施教是弥久不衰的基调。由于条件所限,目前绝大多数地区还不能实施小班化教学,为了在教学上照顾到每一个学生,必须注意开发反思性课堂教学模式以适应学生的个体差异,确保知识的有效建构。 1.布置编题作业 在现有的高考模式下,化学高考试题的题型是相对稳定的。在高考备考背景下布置编题作业,确实有应试教育之嫌,但正是在这种应试需要的内驱力作用下,针对题型的编题练习这一反思教学模式才能得到学生接受。因为,通过编题练习可以促进学生对相关知识和方法掌握情况的深刻反思,有利于对基础知识、基本技能以及基本方法的掌握。 首先,编题练习可以促进学生对相关陈述性知识掌握情况的反思,有利于巩固基础。例如,一道离子共存选择型试题模式为:

科学意义是,促进了化学科学的发展,大量发现了新的元素,人造元素的出现成为可能。哲学意义是,推动了现代唯物主义哲学的发展,马克思主义哲学的创立,使人们认识到物质世界既唯物又辩证

稀土毕业论文

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关键词:应用化学;实验

1应用化学实验课程现状

从实验教学内容来看,大体上分为三个部分:其一,典型的物质合成,占实验教学内容的,从教学范畴上属于有机化学实验教学内容,不利于学生应用化学实验的开展;其二,系列产品的配制实验偏多,占实验教学内容的,咋一眼看上去,内容较为丰富,但都属于同一范畴,造成实验类型单一;其三,提取类实验,占实验教学内容的20%,操作方法基本上相同,很难体现出应用化学实验的真正目的。另外,从学科与地方经济发展的角度考虑,包头隶属于稀土产业的主产地,国家中长期发展纲要中,把内蒙古定位成国家重要的能源基地,尤其是在化工行业中尤为突出。然而,从应用化学实验教学内容来看,并没有突出化工行业中典型流程的分离,脱离了地方产业的发展,违背了应用化学实验在人才培养方法中的重要地位。同时,从大的环境来看,高校从事应用化学专业相关的人员很多,但在这个领域中具有技术型的人才偏少,往往因设备、技术和资金等原因只停留在理论阶段,很难实现校企合作,时间长了,理论就会偏离实践。鉴于以上原因,我校化学学院在12版人才培养方案修订的同时,着重对应用化学实验教学内容进行了改革,强化高校与地方产业的联系,重点突出校企合作平台建设,丰富应用化学实验教学内容。

2应用化学实验课教学内容改革

实验教学课时的变动

按照化学学院12版人才培养方案的修订,对于应用化学实验教学内容修订正处于尝试与完善阶段,在人才培养方案修订的同时,兼顾多方面考虑,将原有应用化学实验90课时,缩减为35课时,并且由原来的两学期变成一学期。在应用化学实验教学内容完善并走向正常化运行时,进一步修订补充应用化学实验教学课时,真正实现应用化学实验教学对应用化学专业学生走向社会的需求。

实验教学内容的转换

对于应用化学实验教学内容的改革,我们在吸收原有实验教学内容的基础上,积极与周边化工企业、煤化工企业和环保局等多次接触,一方面了解这些企业岗位群体的实际需求以及对毕业生的要求,另一方面积极学习这些企业对化工原料、煤化工以及环境监测等方面的技术,组织相关专业任课教师依据应用化学实验课程改革要求,结合企业生产环节,充分调研,再通过相关文献检索与其他院校开设应用化学实验教学内容进行对比,初步对应用化学实验教学内容梳理为四个方面。就稀土元素分离与提取模块而言,学生在掌握基本无机化学实验的基础上,通过分层次教学手段,强化学生实验技能的培养,建立与地方稀土企业的密切联系,如与当地金蒙稀土集团有限公司和稀土研究院搭建校企合作平台,让学生形成实验—实践—再实验三者循环模式(见图1),杜绝因课堂实验教学的单一性和程序化给学生实验造成不良的惯性学习习惯。煤化工实验模块,也是应用化学实验尝试引入教学环节的新举措。最近几年来,随着包头新型煤化工企业相继入驻,对煤化工类的人才需求越来越多,学校也非常重视与这些企业的联系,每年利用化工专业见习和专业实习机会,加大拓展实习基地的建设,目前已经与内蒙古乌海化工、鄂尔多斯大陆新区的煤制天然气和煤制油等大型企业建立了良好的合作关系。有必要尽快将煤化工实验模块引入到课堂教学中,除建立以理论教学促进实验教学体系以外,还应建立以实践基地建设来完善实验教学的新模式。既丰富学生教学实验内容,又能为相关用人企业培养具有专业背景的人才,实现学校与企业,企业与学生,学生与学校互利双赢的金三角格局。环境检测与分析模块是结合当前国家重视环境保护,促进生态环境建设而提出的。包头具有丰富的煤炭资源,新型的能源化工企业规模正在逐步扩大,对节约资源、实现环境与效益双赢的意识也越来越高,环境治理与检测相关专业的人才也逐步受到重视。但从现实来看具有这方面的专业人才相对匮乏。为此我们在应用化学实验教学中加大环境监测与分析方面的教学内容,进一步拓宽学生视野,掌握一定的专业技能,为社会输送可用人才。

实验教学设备的完善

在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。对于一些大型的、一时无法满足教学实验的仪器,采取积极与临近科研院所沟通的形式,转移课堂教学,通过现场学习的方式进一步完善应用化学实验教学体系。目前,按照我校12版人才培养方案的修订,结合多方面的努力,应用化学实验教学内容已经修订完成。以11级的学生作为研究对象,正在实施运行当中,根据学生的反馈与实际教学效果,反响很理想。当然,在实际实验教学中也发现一些问题,正在积极总结经验,争取进一步完善应用化学实验教学改革。

参考文献

1、应用化学专业建设与实践研究张群正化工高等教育2004-09-30

2、走理工融合之路 培养应用化学专业高素质创新人才杨屹; 陈咏梅; 白守礼; 许家喜; 李蕾; 李保山中国大学教学2013-07-15

摘要:经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。

关键词:应用化学;仪器

1仪器分析实验课程设置

课程设计理念

“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一,它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习,学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作,能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题,并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此,我们的设计理念是“夯实基础,综合训练,创新提高,实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验,加深理解仪器分析的基本原理,掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验,能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品,掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验,课下完成,针对生产生活实际中的某个问题,查阅文献,设计实验方案,优化实验条件,得到产品,进行表征或测定,并评价其使用效果,无论成功与否,都要给出合理的解释。通过这样的训练,可以培养学生的问题意识和创新能力,为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习,加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题,增强综合应用能力。

课时安排

在2011版应用化学专业培养方案中,仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设,安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后,48学时,开设12个实验项目,教学大纲提供了26个项目,其他实验项目作为开放实验,供有兴趣的学生课下完成。

课程体系

近年来,我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标,按照仪器分析实验的要求,课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导,以学生实验能力和创新能力培养为切入点,对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革,形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系,体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。

(1)基础性实验

共有8个基础性实验,其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法,选择常用的仪器,开设较为简单的实验,目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作,了解仪器的基本结构,学会记录和分析处理数据,为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验,强化了学生的动手能力和操作技能,并为后续实验奠定了基础。

(2)综合性实验

2个综合性实验为学生必做实验,其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用,学习新型仪器的操作,如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等,掌握常用的样品前处理方法,培养学生综合运用知识解决问题的能力。

(3)创新性实验

该类实验难度较大,教师精选生产生活实际中的问题,只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出,与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合,培养学生的创新能力和科研意识。

(4)实践实训

为了实现应用型人才的培养目标,课程组非常重视学生的实践实训工作,积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查,对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案,不同小组可以选用不同的仪器进行测定,进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用,掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果,并与国家标准对照,确定水或土壤是否被污染。2011年,我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习基地组织学生进行参观学习或实习,在实践中开阔视野,学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前,接触到的分析仪器都是玻璃仪器,复杂一点的就是紫外-可见分光光度计,所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前,我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心,见识将要用到的大型仪器,对于学校没有的较先进的仪器,就带学生去实习单位参观,了解分析化学的应用领域,大型仪器在现代分析中的重要地位,明确仪器分析要解决的问题,让学生带着实际问题学习,增强学习的目的性和针对性,提高学习效果。教学结束时,部分有兴趣的学生,可以再去实习基地见习或实习1~2周,用学到的知识去解决问题,对实际样品进行处理和测定,深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期,所有的学生都要去基地实习2-3个月,实习期间,学生进行系统的训练,从设计方案,到优化条件,最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法,或者对已有的方法进行改进,在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。

2仪器分析实验课程内容

为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要,我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革,临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。

从生产生活实际出发选择实验内容

仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际,强调知识的应用和内容的开放性,这样才能激发学生的好奇心,从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始,应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考,从项目(主题)及应用性的问题出发,根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定,双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲恶唑片中磺胺甲恶唑含量,循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定,既保证了实用性,又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中,如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验,作为开放性实验,对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用,以及给社会生活带来的便利,并且认识到,如果不合理地利用科学技术,它会给人类带来危害,甚至是灾难,让学生关注与科学有关的社会问题,增强社会责任感。

删除陈旧的内容,增加新技术新方法

传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验,与现代实验方法技术和现实应用等相差较远,无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中,必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法,以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线,以典型的实验为重点,以实际操作为核心,在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时,要让学生通过查阅文献,掌握现代仪器理论的最新动态,了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法,我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验,如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。

提高综合性实验和创新性实验的比例

不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们,让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验,把科学前沿领域的知识引入学生实验中来,增加创新性实验,旨在调动学生的积极性,培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验,学生很好的掌握了样本的提取与预处理,以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项,初步具备了实验方案制定的能力,并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。

及时将教师的科研成果转化为实验内容

课程组教师坚持以教学为中心,教学与科研相互促进,积极开展科研工作,形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新,部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如,“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向,“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向,“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向,“土壤中砷的形态分析”,“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施,既完善了实验教学体系,又充实了实验内容,有助于学生了解科学研究的过程,激发参与教师科研课题的热情。

3结语

经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。紧跟学科发展前沿,力求教学内容科学先进,及时把新型的仪器手段、分析方法和教师的教学科研成果引入教学。教学过程中灵活运用多种教学方法,调动学生学习的积极性和主动性,学生的学习兴趣明显增强,动手能力和解决问题的综合能力显著提高,在各种大赛和科技活动中取得了优异的成绩。在山东省大学生化学实验技能大赛中获一等奖4人、二等奖7人、三等奖1人;在“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛中获二等奖5人、三等奖6人;6名学生获山东省优秀学士学位论文;27人在省级以上期刊发表学术论文;2012年,14人获国家级大学生创新训练计划项目,16人获校级大学生创新训练计划项目。

参考文献

1、浅谈应用化学专业实验教学改革与实践李凡修; 孙首臣; 邓仕英; 李克华实验室研究与探索2014-04-15

动物营养与饲料的成本分析

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