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關鍵詞:石油企業;會計核算;油氣成本
中圖分類號:F275 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2015)024-000-01
引言
石油企業是以開發和加工石油、天然氣等礦產為主的企業,相比于其它類型的企業,石油企業具有自己的特點,石油企業也需要依據企業特點進行制定會計核算方法。但是現行會計核算方法未突出石油企業的特點,導致會計核算結果無法真實反映石油企業的成本信息。而成本信息與企業利潤和經濟效益密切相關,對企業未來發展戰略造成嚴重的不利影響。
一、油氣核算未體現收入與成本配比原則
收入與成本配比原則是指收入預期相對應的成本相互配合的原則,要求在同一個會計期間內對收入及其成本進行核算。在石油企業會計核算方面,收入與成本配比計量表現為計算油氣資產折舊、折耗及攤銷。
1.油氣資產核算問題
根據劃分標準不同的,石油企業的油氣資產內容也不同。油氣資產來源于地質勘探支出―――探井及勘探型參數井”中獲得工業油流投入生產的探井和由“油氣開發支出―――油氣產能建設”中形成的油氣水井、地面設施及抽油機兩個部分[1]。當前油氣資產計算主要根據有效井段的實際成本計價,而國外石油企業認為油氣資產與年限無關,而采用以油氣資產以區塊為單位的石油會計準則,按年初剩余經濟可采存儲量和當期油氣產量比提取折耗[2]。依據國外油氣資產計算方法,油氣企業需要將廢棄油氣資產形成的費用納入核算范圍,并按油氣資產折耗的5%計算“棄置資產”,用于處理棄置油氣區以及安置被解雇的員工。從國內外計算油氣資產的方式可以看出,國內外核算方法在提取折耗成本不同,對油氣生產成本的影響也不同。當前,國內石油企業將年限平均方式提取折耗的方式也不符合油氣生產自然遞減的規律,與收入與成本配比原則不符。
2.固定資產核算問題
我國石油企業依據財政部頒發的《具體會計準則》劃分固定資產,一是使用年限超過1年,單位價值超過2000元的各類設備器具。二是單位價值在2000元以上、使用期限超過2年的非生產經營設備。根據固定資產劃分原則,除采油廠、集輸大隊形成的油氣資產,其他資產均歸為固定資產。在固定資產核算方面,石油企業也采用年限平均法計算折舊,該計算方法缺點在于后期折舊費用遠遠高于早期折舊費用。在不同開發階段,開采成本也不同。開發初期至中期,成本逐漸提高。油氣資源屬于有限資源,隨著油氣產量減少,單位產品負擔的固定資產使用不均。如果采用加速折舊核算方式,可將固定資產在使用年限內合理分攤成本,成本核算方法更符合收入和成本配比原則。從企業利潤角度看,在使用年限內,固定資產扣減的舊額固定不變,但貨幣價值逐漸降低,早期扣減額的價值更大。因此,在申報納稅所得時,企業可在允許范圍內選擇少交稅、推遲交稅的折舊核算方式。以一臺使用年限為14年、價值5000萬的采油設備折舊額計算為例,依據年限平均法,采油設備每年平均折舊為357.15萬元,而按照雙倍余額加速折舊法計算,第一至第十年,采油設備的折舊額分別為714.29萬元、612.24萬元、524.78萬元、449.81萬元、385.55萬元、330.48萬元、283.26萬元、242.80萬元、248.58萬元、213.06萬元。當前我國采油設備使用年限均已超過10年,如果10年進行計算,第十年的的折舊額比年限平均核算法少144.08萬元,這表明第十年企業少計利潤144.08萬元,其它年份對成本也有很大的影響。
二、油田維護成本核算問題
我國油田維護費制度已經實施54年,財政部根據油氣田生產特點,在采油成本項目中單列成本項目,并規定有10項使用范圍,以實現合理開采油氣田、減緩油氣生產速度、提高最終采油率的目的。油田維護費的提出要求石油企業必須追加投資,放緩油氣遞減速度,為油田穩產、增產提供了重要保證。如果追加投資達到油氣增產效果,增加的投資與油氣增產量符合收入和成本配比原則,會計核算時則給予資本化,并按照增加的產量平攤。如果追加的投資未達到油氣增產的目低,會計核算則將追加投資淚如預期產量的生產成本中。
當前油田維護成本占油氣生產總成本的52%,無論維護費用是否產生增產、穩產效果,都將油氣維護費用作為收益性指出,計入當期費用。該核算方式造成應該采用固定資產攤銷或提取折舊的費用使用一次性計入成本[3]。例如為生產提供安全保障的防洪提、防風沙林等維護工程,維護工程保護時間遠遠超過一個會計年度,甚至貫穿于油田整個生存期。而擴邊井、補充井、注氣井等彌補油氣產量不斷減少的維護工程,既與以前油氣開采有關,又對以后油氣開采帶來效益。而將以上建設維護工程的成本和費用一次性計入成本,必然影響石油企業會計核算,導致成本虛增,影響會計成本信息質量。
針對以上問題,石油企業進行會計核算時應根據具體維護活動的基本目的嚴格劃分穩產支出和增產支出,將穩產支出和增產支出分別費用化和資本化,而非嚴格區分穩產指出和增產支出,依據金額大小、服務對象、收益年限的差異,將其納入尤其成本計算范圍,或者將其作為固定資產核算范圍,列為長期待攤費用。例如維護活動形成的資產,在相關油氣井開采完成后,如資產能夠一定使用,可將其作為固定資產進行核算,或者將其作為長期待攤費用[4]。
三、結語
總而言之,汽油企業會計核算方法需要以石油企業的特點為基礎,結合現行會計準則,借鑒國外石油企業會計核算的優秀經驗,遵循收入與成本配比原則,科學核算成本與收入之間的關系,減少會計核算信息失真問題,才能讓會計核算信息更好的服務于企業可持續發展。
參考文獻:
[1]徐旦丹.環境會計在石油企業的應用[J].浙江海洋學院學報(人文科學版),2011,01:66-69+88.
[2]耿紀紅.新會計準則對石油企業成本核算的影響[J].勝利油田黨校學報,2011,03:59-60.
[3]李峰.淺談會計核算在石油企業管理中的作用[J].財經界(學術版),2013,03:118-119.
關鍵詞:綠色有機合成 技術研究 化學
綠色有機化學的初衷是想從源頭上成功抵擋住污染。使人類在生活中,不使用、不生產有害物質,并且在后期也不用再處理產生的廢物。真正做到從原料到產品的每一個步驟,每一種物質都是安全無害的。
一、綠色有機過程中的溶劑綠色化
1.超臨界流體,這類流體的密度實際上是與液體相似的,但更確切的來說,這是一種擁有傳質速率快,本身具備的一些物理性質又對溫度等因素帶來的影響極為敏感,且粘度和擴散速度又與氣體相似的,溫度和壓力都在臨界點以上的這樣一種流體。這種流體在有機化學的應用方面能夠很好的控制反應過程中活性,調控選擇性,成功實現反應與分離能夠具有一體化的模式。
2.超臨界水作為超臨界流體中的代表被廣泛應用在反應中,因為超臨界水本身具有對一些氣體或是有機物的溶解能力,這是一般物質無可取代的。除此之外,超臨界水同樣具有通過改變一些物理性質來影響反應速率,提高選擇性。例如可以通過改變密度、粘度和介電常數,以及調控溫度和壓力。綠色有機化學中,關于超臨界水的反應有水解反應、氧化反應和重排反應。應用到現實中的有舊塑料的油化再降解。
3.離子液體,離子液體主要具有在熱的條件下仍然保持較高的穩定性,且不易揮發,通過調節組成它的陰離子和陽離子可以達到調控溶解性的效果,其次,其酸度也可以通過調節成為強酸的特點。而在概念上,離子液體被定義為由陰陽離子構成的,在接近室溫的環境中可以保持液態的液體。許多重要的有機化合反應都用到了離子液體這一介質。例如酯化反應、聚合反應、氧化還原反應和烷基化反應。將離子溶液作為反應中的介質,有利于加速反應的速率,使反應始終保持在一個溫和的環境中。
4.水溶劑,水溶劑顧名思義就是將水作為有機反應中的溶劑。因為其本身具有的疏水效應對有機轉化的整個過程是十分有利的。例如在經醛縮合反應、Michael加成反應、Diels-Alder反應和Mannish反應中,水溶劑就可以提高反應的速度和整體的選擇性。另一方面,水本身作為一種安全無害且環保的物質,逐漸的成為綠色有機化學研究中的熱點。水在化學反應的過程中,不僅作為一種溶液參與其中,它也會影響反應的進程。經過長期的研究和探索,我們發現水在某些極強的多元反應中具有加速反應的效果,并且具有易于分離的特點。
5.氯兩相體系,這種體系是由兩種溶劑構成的,它們分別是普通有機溶劑和全氟溶劑。通常的情況下,如果溫度較低,全氟溶劑與其他的普通有機溶劑就很難相溶,在這種情況下就會形成氟相和有機相的兩相體系。而此時如果外界的環境溫度上升,全氟溶劑則可以很好的與普通溶劑相溶,我們將這種溶解度隨著溫度急劇上升的情況稱為形成單一相。這種現象能夠更有利于為有機反應提供均相條件。同時,隨著反應的結束,溫度的降低,體系也會自然的恢復到兩相體系。
綠色化學中的氟兩相體系的應用也有許多,其中也分為兩種,作為有機反應介質和催化劑作用。作為催化劑參與的反應有,烯烴的氫甲酞化反應和硼氫化反應、Diels-Alder反應、烯丙位取代反應和氧化反應。而作為有機介質參與的反應有硝化反應、Swern氧化反應和Hosomic-Sakurai反應。
二、綠色有機合成中的催化劑綠色化
1.固體酸催化劑,固體酸催化劑是指金屬鹽催化劑,金屬氧化物催化劑和分子篩和雜多酸催化劑的總稱。并且其本身也具有活性高,選擇性強,反應后的產物易于分離而且也可以多次循環利用,這體現了綠色化學的主旨。
2.金屬催化劑,有機金屬配合物催化劑、金屬氧化物催化劑和金屬Pd催化劑同屬于金屬催化劑。我們通過實驗證明了金屬催化劑能夠提升催化的速率,使用浸漬法獲取1%的的Pd/Mgo,這將作為反應中的非均相催化劑,將不同性質的醇氧化,我們可以發現此催化劑具有使反應條件溫和的特點。
3.酶催化劑,酶曾被許多人認為是化學反應中一種快速且專一的催化劑,近年來,酶在有機化學中的應用日見廣泛,人們已經將它高效立體且具有靈活選擇性的性能應用在有機化合物的合成中了,此外,酶還具有水解活性高的特點。
三、綠色有機合成過程中的合成方法的綠色化
1.用物理方法來促進化學反應,物理中的光、電和熱這三種要素在化學有機反應中占有重要地位,也是我們在綠色有機合成方面的研究方向之一。例如利用微波爐的微波來促進反應速率的例子比比皆是。微波輻射條件不僅可以提升有機反應中的反應速率,也能夠提升產品的純度。在Diels-Alder反應中,微波輻射技術就被成功應用。除此之外,還有加成反應和雜環化合物的合成也作用了此項技術。例如在進行Diels-Alder成環反應實驗時,用100w的微波加熱五到二十五分鐘,產率可以高達79%到90%,而用普通的方式加熱,三個小時內僅可產生25%到60%,除了產率高這一特點外,微波方式還具有高選擇性和條件溫和的特點。另外,除了微波技術,超聲波的空化功能也可以減少廢物的排放,降低能量的損耗。
2.串聯反應,綠色化學提倡減少能耗,避免污染。但我們的實驗過程中經常會遇到提純或是分離一個分子的步驟過于繁瑣,不利于經濟和環保。因此,我們有必要考慮串聯反應在有機化學中的應用,當前串聯反應已經被應用在了不對稱合成和雜環化合物的合成過程之中,串聯效應針對光學效應的產物和分子具有特殊的優越性。
四、總結
綠色有機合成化學逐漸成為了人們生產、生活,化學學科理論和實際發展中的必然選擇。隨著時代的不斷進步,綠色有機合成化學也是我國工業化領域的大勢所趨,綠色化學除了要做到溶液綠色化,催化劑綠色化,合成方法綠色化之外,還行應用各項先進技術,將綠色化學發展到各個領域之中去,尤其是基因工程,細胞工程和微生物工程。同時引導一些新興技術的發展,例如微波技術和超聲波技術,達到綠色化學的多領域全面發展。
參考文獻
[1]劉雪暖,李玉秋.反應精餾技術的研究現狀及其應用[J].中國化工產業,2011(08).
正值兵團各級開發區體制改革的前夕,本人認真學習和深刻領悟了《關于兵團開發區體制改革的指導意見》(新兵黨辦發[2020])4號)、《兵團關于支持喀、霍經開區兵團分區高質量發展的若干政策措施》(新兵發[2020])9號)、《霍爾果斯國家級經開區“十四五”規劃綱要》,緊密結合本部門和個人崗位工作實際,深入思考和謀劃了在全國、全疆、全兵團深化“放管服”改革,不斷優化營商環境的大背景下,兵團分區如何務實高效推進工程建設項目審批制度改革的具體措施,并提出了幾點意見、建議,供領導參考。
一、夯實工程項目審批制度改革地基,改造和裝修行政服務大廳
管委會目前涉及的建設項目相關審批事項主要集中在規建環局、國土分局、經發局等各個部門,基本上采用很老套、較落后的傳統紙質報建報批模式,程序繁瑣復雜,辦事指南陳舊過時,審批周期冗長,部門推諉扯皮,效能不高,企業和群眾辦事不便的矛盾比較凸出,因此順應“放管服”改革和優化營商環境大潮流,進行工程項目審批制度改革勢在必行。
管委會一樓現有的服務大廳面積較小,各類配套設施較薄弱,目前僅入駐了工商、稅務等少數服務窗口。根據《兵團分區人事改革方案》,管委會擬增設政務服務管理辦(行政審批局),將新成立的經濟發展局(投資促進局)、自然資源和規劃建設局、環保和應急管理局等涉及建設項目各項各類行政審批事項實行“兩集中、兩到位”,予以統一受理,統一出件,內部循環。兵團分區投資項目運行全過程鏈條包括項目招引、簽約、土地供應、定點勘界、立項、規劃、施工、驗收等各環節,工程建設項目審批環節在其中占據極其重要的位置,其改革的成敗直接關系到園區營商軟環境是否能有效優化,直接關系到項目是否能順利落地、投產。
現有服務大廳的規模和人員配置無法滿足工程建設項目審批改革對服務平臺載體建設的要求,建議在管委會大樓對面的就業培訓中心合適樓層進行新選址,并按照《師市各類行政服務大廳標準化建設方案》的各項軟硬件標準進行裝修和改造,結合“互聯網+政務服務”,推進建設分區政務審批電子平臺,研究制定工程建設項目審批管理系統開發方案和管理辦法,明確系統功能、建設標準、資金需求、時間節點等,逐步建立和完善工程建設項目審批管理系統,將其做為政務審批電子平臺的重要子系統,同時與師市、兵團、國家工程建設項目審批管理系統對接,并實現與相關審批信息系統的互聯互通,切實做到讓“數據多跑腿,群眾少跑腿”。
在行政服務大廳設立工程建設項目審批綜合服務窗口,實現綜合服務窗口統一收件、出件、咨詢,實現“一個窗口”服務和管理。同時建立完善“一窗受理”的工作規程以及“前臺受理、后臺審核”機制,做好綜合服務窗口辦理人員項目審批改革的培訓工作,做好業務引導,鼓勵為企業和群眾提供工程建設項目審批咨詢、指導、協調和代辦等服務,幫助企業了解審批要求,提供相關工程建設項目的申請材料清單,提高申報通過率,避免在工程建設項目審批改革期間,讓群眾辦事走錯路走彎路。
二、有力加強兵團分區工程建設項目審批制度改革組織和領導
建議在兵團分區層面成立工程建設項目審批制度改革領導小組及其辦公室。領導小組組長由分區管委會主要領導擔任,分管副主任及其他黨工委領導任副組長,各部門、下屬平臺公司負責人為成員,統一組織、統籌推進兵團分區工程建設項目審批制度改革。下設辦公室在政務服務管理辦(或其他相關部局),主要負責日常事務性工作及改革領導小組工作規則、小組辦公室工作細則、工程建設項目審批制度改革實施方案、工程建設項目審批立項用地規劃許可、工程建設許可、施工許可、竣工驗收各階段的配套制度,以及牽頭部門負責制、協調機制、督查制度、“多規合一”協同規則、工程建設項目審批管理系統運行規則、加強事中事后監管制度等,并根據改革實踐不斷修改完善。同時定期將各相關部門的工程建設項目網上審批率、審批辦結率、審批事項納入率以及提前辦結、超限期辦理等審批情況納入年終績效考核,紀工委做好監督、督導,對不作為、慢作為、亂作為問題進行追責問責。
三、循序漸進地推進兵團分區工程建設項目審批制度改革
(一)改革的主體思路
一是梳理清單、構建體系、量化標準。我局將按照兵團最新授權目錄,全面梳理職責范圍內行政職權,明晰與其他部門的職責邊界,編制權力清單和責任清單,更新和優化各項行政審批事項辦事指南(如選址和用地預審、工程規劃許可、方案設計審查、建筑施工許可、消防設計審查和備案等),明確辦理條件、材料和流程,推進審批事項辦理標準化;依托工程建設項目審批管理系統平臺建設,推進數據整合、資源共享,有步驟有階段地推進“網上審批”方式。(考慮到實際情況,改革的前期可紙質報審圖紙和電子報審圖紙并行)
二是推行工程建設項目線上審批,精簡審批事項,優化審批流程。推進工程建設項目用地規劃“多審合一、多證合一”改革,合并用地預審和規劃選址,整合建設用地規劃許可證、建設用地批準書(以出讓方式獲得土地使用權項目)、國有土地劃撥決定書(以劃撥方式獲得土地使用權項目);推進“多評合一”“多規合一”“多測合一”“多圖聯審”“并聯審批”等改革,開展“區域性評估”,進一步優化審批流程,壓縮審批時間,降低審批成本;推進環評制度改革,簡化環評手續,將項目環評審批時間壓縮至法定時限的一半。
三是配合全國、全疆、全兵團工程建設項目審批制度改革和兵團開發區體制改革精神,出臺園區工程建設項目審批制度改革相關主體文件及“容缺審批”、“先建后驗”管理模式、“告知承諾制”等配套性文件,并嚴格高效執行。
(二)改革的具體內容
1、合理劃分審批階段。
根據上級相關指導性文件的要求,將工程建設項目審批流程主要劃分為立項用地規劃許可、工程建設許可、施工許可、竣工驗收四個階段。其他行政許可、強制性評估、技術性審查、中介服務、市政公用服務以及備案等事項納入相關階段辦理或與相關階段并行推進。
2、科學實行并聯審批。
所謂并聯審批,是指將工程建設項目從立項用地規劃許可到竣工驗收審批階段,在各階段按照審批事項關聯和并行審批的原則,對涉及兩個以上審批部門辦理的審批服務事項,按照“一份辦事指南、一張申請表單、一套申報材料、完成多項審批”的操作模式,由建設綜合服務窗口統一受理,相關審批部門依托兵團分區工程建設項目審批管理系統平臺同步辦理的審批服務模式。工程建設項目四個審批階段內分別實施并聯審批,由政務服務管理辦負責統籌協調,每個階段明確一個牽頭部門負責,實行“一家牽頭、并聯審批、限時辦結”。
(1)立項用地規劃許可階段
包括項目審批核準(批準、備案)、用地預審和選址意見書核發、用地規劃許可證核發三個審批環節。該階段建議由擬新整合成立的經濟發展局牽頭,自然資源和規劃建設局、環保和應急管理局等部門配合。
(2)工程建設許可階段
包括設計方案審查和建設工程規劃許可證核發兩個審批環節。該階段建議由自然資源和規劃建設局牽頭,經濟發展局、環保和應急管理局等部門配合。
(3)施工許可階段
包括設計審核確認(如消防設計審核或備案)和施工許可證核發兩個審批環節。該階段建議由自然資源和規劃建設局牽頭,經濟發展局、環保和應急管理局等部門配合。
(4)竣工驗收階段
包括建設工程規劃條件核實(含土地核驗)、質量監督報告出具、建設工程消防驗收或備案、接收建設項目檔案、建筑和市政基礎設施工程竣工驗收備案等事項。該階段建議由自然資源和規劃建設局牽頭,經濟發展局、正興投資公司、環保和應急管理局等部門配合。
3、細化優化審批模式。
一是建設項目審批采取“前臺綜合受理、后臺分類審批、統一窗口出件”的服務模式,統一對外提供工程建設項目審批服務的登記、受理、送達等服務。工程建設項目審批流程各階段涉及的審批服務事項,均應納入工程建設項目審批信息管理系統統一管理。建議由政務服務管理辦統籌協調,各階段牽頭部門牽頭梳理階段式辦事指南和工作規程,精簡申報材料,凡是可以通過共享獲取業務辦理所需信息或證照的,不再要求申請人提交紙質證照相關材料。
關鍵詞:有機化學;對比研究法;提高;能力;科學素養
對比研究法,作為科學上幾個基本的探索方法之一,是把一組具有一定相似因素的不同性質物體或對象安排在一起,進行對照比較,通過綜合比較它們在構造方面的差異(因),在性質方面的不同(果),得出這種物體或對象某性質(果)是由什么或哪些因素(因)造成的。這種方法切合辯證唯物主義哲學思想的矛盾統一觀,運用這種方法,有利于充分顯示事物的矛盾,突出事物的本質特征。
高中選修5有機化學學習要求掌握的有機物種類多、轉化關系復雜,學生在學習中若單純依靠死記硬背的方法,學習起來困難重重,同時也很不利于學生科學素養的形成和發展。教育是要有前瞻性的,科學素養的養成可使學生終身受益。因此,在高中選修5有機化學的課堂教學中,本人探索運用對比研究法進行教學,以提高教學效率,更著眼于對學生科學素養的培養。下面就這方面做一些探討。
一、理論教學中運用對比研究法,可以提高學生的理解和接受能力
高中選修5的有機化學的理論教學重點是學習各類典型的有機物的共性和特性,學習過程中很容易遺忘或混淆。運用對比研究法,可以引導學生辨析各類有機物的同中之異或異中之同,把抽象內容具體化,達到弱化教學難點,提高理解舊知識和接受新知識的能力。
如,各種烴與單質溴、溴水、溴的CCl4的反應是很容易混亂的,我就設計以下對比表格幫助學生梳理相關知識點。
各種烴與溴反應的比較
通過以上的對比,學生能清晰地理解各種烴與溴的反應,首先要明確溴的存在形式是單質溴、溴水還是溴的CCl4溶液,不同溴的存在形式會影響與烴反應的實質,然后是明確各種烴與其混合分別是物理變化、加成反應、取代反應還是氧化反應,要結合各種烴的性質來考慮。
二、實驗教學中運用對比研究法,可以提高學生的探究和分析能力
高中選修5的有機化學實驗教學包括有機物性質實驗、有機物制備、有機物檢驗、鑒別、分離提純等內容,通過對實驗原理、過程、現象、結果等的對比研究,從對事物表象的感性認識上升到認清事物內部本質規律和內在聯系的理性層次,對增強學生的分析和探究能力有很大幫助。
比如,蔗糖的水解反應,蔗糖溶液在稀硫酸作用下水浴10分鐘發生水解,利用水解后產物能與新制Cu(OH)2懸濁液(或銀氨溶液)反應證明已經發生水解,但在加入新制Cu(OH)2懸濁液(或銀氨溶液)前水解液要用NaOH溶液中和至弱堿性,否則水解液的酸性環境會干擾后續的檢驗,使實驗失敗。為了強化這個問題,本人讓學生設計對比實驗進行探究,學生在設計這個對比實驗過程中,不但記住了實驗的原理和操作步驟,更進一步明確探究實驗和控制變量法使用的注意事項,從實踐上升到理論。
三、習題解析中運用對比研究法,可以提高學生的實踐和思維能力
近幾年的有機化學高考題強調的是對已學知識的運用,注重的是能力的考查。因此,在習題解析過程中運用對比研究法,可以把同一類型的題目集中在一起,指出解題的大方向,同時更強調解決實際問題要結合題目所給的信息具體問題具體分析。理論與實踐相結合是科學研究中一種很重要的能力,也是科學素養的一個重要體現。
本人利用對比研究法教會學生一些基本的有機合成路線,便于學生掌握和應用。如,教給學生一元官能團和二元官能團的引入時,本人設計如下兩道習題作對比:
【習題1】利用乙烯為原料合成乙酸乙酯,無機試劑任選。請用合成反應流程圖表示出合理的合成方案。
答案:
【習題2】利用乙烯為原料合成草酸乙二酯,無機試劑任選。請用合成反應流程圖表示出合理的合成方案。
答案:
通過這兩道習題的對比,學生很容易就找到了有機合成過程中一元官能團和二元官能團引入的方法就是利用單烯烴的加成反應,如果是一元官能團引入可以讓單烯烴與鹵化氫(或水)發生加成反應,引入一個鹵原子(或一個羥基),再轉化為其他官能團;如果是二元官能團引入就讓單烯烴與鹵素單質發生加成反應,引入兩個鹵原子,再轉化為其他二元官能團。學生掌握這些基本規律后就可以舉一反三地用于其他有機物的合成中。
四、復習整理中運用對比研究法,可以提高學生的歸納和總結能力
在學習中復習是必不可少的環節。有機化學知識點都比較瑣碎,在復習的過程中,把相關的知識點整理在一起并作出對比,找到這些概念、原理、規律間的區別和聯系并形成知識的表格或網絡,對于培養學生的歸納總結及自學能力都有很大幫助。
比如,本人教學生比較歸納了濃硫酸在有機化學反應中的常見作用(見下表)后,學生參考這種方法自行比較歸納了如下內容:常見的有機反應及其應用、NaOH在有機反應中的常見作用、有機物與Br2相關反應(或變化)、能使酸性KMnO4溶液褪色的有機物及反應類型、用到溫度計的有機反應、用到水浴的有機反應等,學生在獨立思考的過程中也提升了對已學知識的熟悉程度。
濃硫酸在有機反應中的常見作用(高中階段)
法定代表人:盧華林,經理。
委托人:李梅,北京市鼎銘律師事務所律師。
被上訴人(原審被告):成都興隆房地產開發有限公司,住所地成都市雙柵子街7號。
法定代表人:黎光隆,總經理。
委托人:李勇,成都市錦江律師事務所律師。
被上訴人(原審被告):四川新基業房屋開發公司,住所地成都市一環路北三段新82號灰樓436—438室。
法定代表人:孫滬勇,總經理。
一、案件基本事實
1994年7月6日,成都建川置業公司(以下簡稱置業公司)與成都興隆房地產開發有限公司(以下簡稱興隆公司)簽訂了《聯合建房協議》。該協議約定:置業公司將已取得的化成寺建設項目轉給興隆公司。興隆公司支付置業公司前期工程費及賠償費共675萬元。合同簽訂后,因興隆公司資金困難,四川新基業房屋開發公司(以下簡稱新基業公司)提出獨立投資與置業公司合作。7月13日,置業公司將化成寺項目資料交給新基業公司,同日,新基業公司付款100萬元給置業公司,至同年9月28日,共付款185萬元。置業公司向新基業公司出具了收款憑證。由于《聯合建房協議》中沒有新基業公司,新基業公司未與興隆公司、置業公司簽訂任何形式的投資協議,新基業公司不愿繼續付款。
另查明:化成寺建設項目用地,系成都市錦江區物資局(以下簡稱物資局)通過行政劃撥取得的倉儲用地。1993年5月,物資局與置業公司簽訂《聯合改造危房協議》,未辦理土地使用權變更手續,置業公司沒有取得土地使用權。興隆公司與置業公司簽訂聯合建房協議》后與他人簽訂了《地質工程勘察合同》、《工程設計合同》,但是,沒有實際履行。
二、四川省高級人民法院一審認定與判決
1994年11月,置業公司從新基業公司取走化成寺建設項目資料,新基業公司向成都市中級人民法院提起訴訟,請求置業公司返還185萬元投資款。
置業公司則于1995年6月向四川省高級人民法院提起訴訟稱:1994年7月6日,建川公司與興隆公司簽訂《聯合建房協議》,該協議約定,興隆公司支付675萬元給建川公司,建川公司即將已取得的化成寺建設項目全部資料交興隆公司,由興隆公司立項開發。之后,在一次有興隆公司、建川公司、新基業公司參加的會議上,興隆公司常務副總經理楊正乾向建川公司介紹,化成寺建設項目由興隆公司與新基業公司一起開發,具體由新基業公司執行,新基業公司法人代表亦表示認可。1994年7月13日,按協議約定及興隆公司楊正乾的便條所示,建川公司將化成寺建設項目的ll份資料交給新基業公司,新基業公司即付款100萬元至建川公司帳上,后陸續付款至185萬元。興隆公司于同年7月30日、8月24日簽訂了工程地質勘察合同,工程設計合同等。但新基業公司尚欠490萬元投資款,雖經催促,仍不履約。
為此,請求判令兩被告繼續履行合同及支付逾期付款的資金利息。
興隆公司答辯稱:興隆公司未與新基業公司建立聯合投資開發化成寺的任何關系,在楊正乾引見了建川公司和新基業公司后,上述雙方即具體執行建川公司和興隆公司的聯合建房協議,興隆公司的權利義務即轉移給新基業公司,即建川公司與興隆公司的法律關系變更為建川公司與新基業公司的法律關系。興隆公司不應對此案承擔任何經濟上的義務。
新基業公司答辯稱,新基業公司與建川公司、興隆公司三者之間就開發化成寺項目從未形成明確的權利義務關系,因此,新基業公司根本不存在享有權利、履行義務、承擔民事責任的問題,原告建川公司對新基業公司的訴訟請求不能成立。新基業公司付款185萬元給建川公司是在不明真像的情況下作出的錯誤的意思表示,新基業公司已就要求建川公司返還185萬元,向成都市中級人民法院提起訴訟。
案經四川省高級人民法院審理認為:置業公司與興隆公司簽訂的(聯合建房協議),名為聯合建房,實為轉讓建設項目。置業公司沒有依法辦理建設用地使用權變更手續,該協議無效。置業公司、興隆公司對該協議無效均有過錯,因協議無效造成的損失由各自承擔。興隆公司依協議接收的化成寺項目建設場地,應當返還置業公司。興隆公司與新基業公司沒有聯合投資的合作關系,新基業公司不是置業公司與興隆公司轉讓建設項目協議關系的權利義務主體,置業公司請求興隆公司與新基業公司繼續履行《聯合建房協議》的主張不能成立。該院(1995)川民終字第67號民事判決,已經確認新基業公司支付置業公司185萬元的行為無效。并已判令置業公司返還新基業公司。興隆公司提出,已將其與建川公司《聯合建房協議》中的權利、義務轉移給新基業公司,興隆公司已退出該協議,此項主張沒有證據證明,不予認定。根據最高人民法院《關于審理房地產管理法施行前房地產開發經營案件若干問題的解答》第7條、第9條、第45條的規定,經該院審判委員會討論決定,據此判決:
(一)建川置業公司與興隆房地產開發有限公司簽訂的《聯合建房協議》無效。因協議無效而造成的損失,由各自承擔;
(二)駁回建川置業公司的訴訟請求。
本案案件受理費46000元,其他訴訟費9200元,共計55200元。由建川置業公司承擔27600元,興隆房地產開發有限公司承擔27600元。
三、當事人上訴請求與答辯理由
置業公司不服一審判決,向本院提起上訴稱:一審判決認定置業公司與興隆公司簽訂的《聯合建房協議》為建設項目轉讓不妥:《聯合建房協議》是置業公司與興隆公司雙方真實意思表示,并已實際履行,應當認定有效;興隆公司與新基業公司已經合作履行《聯合建房協議》,應當繼續履行。
興隆公司、新基業公司答辯稱:一審法院判決認定的置業公司與興隆公司簽訂的《聯合建房協議》為轉讓建設項目的性質,并認定該協議無效正確。對過錯分擔及損失相抵的認定亦符合客觀實際,請求二審法院駁回置業公司的上訴請求,維持一審法院判決四、最高人民法院認定與判決
最高人民法院經審理認為:置業公司與興隆公司簽訂的《聯合建房協議),約定置業公司將化成寺建設項目轉讓給興隆公司,興隆公司支付置業公司675萬元,置業公司不參加共同開發經營,不承擔風險,一審法院據此認定《聯合建房協議》名為聯建,實為轉讓建設項目并無不當。置業公司在沒有取得化成寺建設項目用地使用權的情況下,與興隆公司簽訂《聯合建房協議》,違反了《中華人民共和國城鎮國有土地使用權出讓和轉讓暫行條例》的有關規定,應當認定無效。新基業公司沒有與興隆公司、置業公司簽訂任何形式的合作協議,置業公司要求新基業公司履行《聯合建房協議》,沒有事實根據和法律依據,不予支持。興隆公司依,聯合建房協議)接收的化成寺建設項目用地應當返還置業公司,新基業公司接收的化成寺項目資料應當返還置業公司。置業公司收取的新基業公司185萬元“投資款”,已經一審法院(1995)川民終字第67號民事判決返還。據此,依照(中華人民共和國民事訴訟法》第一百五十三條第一款第(一)項之規定,最高人民法院于1997年6月5日以(1996)民終字第104號民事判決書判決如下:
關鍵詞:組合化學;農藥合成;應用
Abstract: the science and technology is the first productive forces, this is the everlasting truth, this point in chemical production can also be reflected, it is precisely because the modern chemical development, especially the combinatorial chemistry of all-round development in the chemical and makes the fields are the benefits. This paper mainly discusses the development of combinatorial chemistry, and its application on pesticide synthesis and with all kinds of benefits.
Keywords: combinatorial chemistry; Synthetic pesticide; application
中圖分類號:G633.8文獻標識碼:A 文章編號:
隨著科學技術的發展,尤其是現代化的化學工業的發展,我們的生活也隨之發生了天翻地覆的變化,幾乎在我們生活中的各個方面都得到了有力的體現,可見化學發展的積極作用之大。而由于化學這一工業所獨有的學科性質,使得其在生活領域的作用尤為巨大,因為我們的生活的各個方面不可避免的都會與化學產生這樣那樣的關系,其作用不言自明。而作為化學發展中的佼佼者,組合化學的發展更是給我們的生活帶來了極大的好處。
1組合化學
1.1組合化學簡介
組合化學是化學這一學科中最新興起的一門工藝技術和研究方向,它一經研究發現就凸顯出了它的巨大利益和研究可利用性。并且由于它和我們的生活息息相關,其成果可以應用到我們生活的各個方面,這一點更加大了人們對他的研究。組合化學是一門新興技術,它興起于上世紀八十年代,在近20年的發展中,它已引起生物學、醫學和化學等領域有關研究人員的廣泛重視,并已在醫藥研究中取得了成功經驗。早期人們利用組合化學合成多肽庫,從中篩選出了許多有活性的化合物,包括抗原決定簇、抗生素、酶抑制劑、受體的配體等。組合化學的產生被認為是合成領域的一次重大突破。它在研究觀念上打破了傳統的逐一合成、逐一純化、逐一篩選的模式。能多、快、高、省地合成大量結構各異的分子庫。并進行快速篩選,以尋找和優化先導化合物。因此,組合化學已成為目前化學界最活躍的研究領域之一。除應用于醫藥研究催化劑篩選無機功能材料等外,在農藥合成應用方面也有長足發展。這一點正是我們下文將要重點介紹的。組合化學的發展主要受益于固相有機合成的進步,其初期主要集中在肽和低聚核苷酸的合成上。早在1963年,Merrifield利用固相技術合成了多肽,為組合化學的發展奠定了基礎。八十年代中期,Geysen建立的多中心合成法,Houghton建立的茶葉袋法中首次引入了肽庫的概念。1991年Furka的混合-切分法的提出標志著組合化學的研究進入了一個嶄新的發展階段。近幾年來,伴隨著電腦的普及和自動化水平的提高,組合化學的發展速度更為迅速,現已推廣到小分子非肽化合物庫的合成,許多結構復雜的化合物庫已經被合成出來,大大加速了新材料的發現速度。
1.2組合化學的原理
我們接下來再來看下組合化學的合成原理是怎樣的,這樣既能讓我們對于組合化學有一個進一步的了解,并且還能夠使我們了解組合化學在農藥合成中具體是如何操作的。組合化學打破了傳統合成化學的觀念,不再以單個化合物為目標逐個地進行合成,而是選擇一系列結構、反應性能接近的構建模塊A1-An 與另一構建模塊B1-Bn 進行反應得到所有組合的混合物,這樣就可以一次性同步合成幾個幾十個甚至上萬個化合物形成了化合物庫(Compoundlibrary)。組合合成的特點就是用少數幾步反應可以得到數以萬計的化合物分子,它將化學合成、組合原理和計算機輔助設計有機結合起來,在短時間內,產生大批的分子多樣性群體,形成化合物庫,然后采用有效的手段對庫成分進行生物活性篩選,從而得到目標產物。
2組合化學在農藥合成中的應用
通過上面的介紹我們也知道了組合化學一個最大的特點就是可以產生新的材料和新的物質來供我們使用,這些新材料新物質一般對我們的生活具有重大意義。多年來,在農藥合成領域一直沿用傳統的合成方法,以單個化合物為目標,一步一步合成,最終獲得產物。這種方法耗時、費力,獲得新產品周期長,近年來,隨著組合化學的發展,人們把它引入到農藥合成領域,并取得了突破性進展,大大縮短了新農藥的開發周期,降低了成本。應用組合化學方法進行新農藥合成研究,首先要進行化合物庫的合成,之后要對庫成分進行生物活性篩選,找到具有生物活性的物質,并確定其結構。化合物庫的設計、合成往往是比較重要的一步。
一般說來,組合化學在農藥合成中的應用主要體現在三個方面,也就是說通過三種方式來進行,即固相合成法、液相合成法、帶載體的液相合成法。下面我們就來詳細看下這些方法的具體應用。
1)固相合成法是將反應物連接到不溶性的固相載體(solid-support)上的一種合成方法。這種方法是從Merrifield利用樹脂作為載體合成多肽的基礎上發展起來的。首先將一種反應物連接到帶有鏈接體的樹脂球載體上,然后再與另一反應物反應,生成連接在載體上的產物,最后經過濾、洗滌,使反應物與反應液分離,再經斷裂反應,得到所需化合物,這種方法不需要復雜的操作和提純步驟,所以固相合成能實現反應的自動化。目前常用的載體有合成樹脂、硅膠、玻璃和纖維素等,其中以樹脂使用較多。喻愛明等人用固相合成法合成了具有除草活性物質的先導化合物--氫化脲嘧啶,他們選擇Wang 樹脂作為載體,進行固相組合,合成構建氫化脲嘧啶化合物庫,丙烯酸酰氯與Wang樹脂作用,得到固載的丙烯酸酯,與伯胺經Micheal加成反應生成仲胺,隨后與異氰酸酯加成得到脲,在酸催化下從樹脂上解離的同時關環,從而得到氫化脲嘧啶,在此基礎上通過變化取代基組合合成了含9種氫化脲嘧啶的小化合物庫它們的結構經GC-MS 所證實。固相有機合成法是構建化合物庫的主要方法,但這種方法也有其局限性,如需要選擇合適的載體和連接基,有額外的連接載體和從載體上解離的反應步驟,需要有合適的檢測方法和分析方法等。
2)液相組合合成,顧名思義反應都在液相中進行,不需要額外的連接載體,與固相組合合成相比具有易于實現,減少了與載體連接和解離步驟等優點,但是產物純化困難,由于一般的小分子有機物的合成易于在液相中進行,故其應用范圍比較廣泛。李斌等人報道了在液相條件下,采用組合化學中的索引方法,用苯異氰酸酯與胺反應,設計并合成了一個含除草劑敵草隆和滅草隆的25個脲類化合物庫,用含異氰酸酯基團或胺基團的樹脂對產物進行了提純,并用HNMR 和LC-MS對各子庫進行了初步分析。此化合物庫分為10個子庫,用常規除草活性篩選方法對10個子庫進行除草活性篩選,依據子庫除草活性的順序重新發現了除草劑敵草隆和滅草隆,節省2.5倍的合成工作和篩選工作。組合化學方法也可用于研究物質的合成工藝,優化合成路線。對甲苯磺酸乳酸乙酯是合成芳氧苯氧丙酸類除草劑如喹禾靈、惡唑禾草靈等的重要中間體。李斌等人在液相條件下用組合化學方法研究了對甲苯磺酸乳酸乙酯的合成工藝。他們用平行組合合成方法一次進行15個反應,用氣相色譜對反應進行跟蹤分析,以考察溶劑、堿、反應時間對對甲苯磺酸乳酸乙酯合成收率的影響,發現極性溶劑對反應有利。內乙酰脲(hydantion)有抗驚厥、抗心率不齊和抗糖尿病的生物活性,其除草和殺菌活性也受到人們的注意。Hanessian等人報道了用液相和固相兩種方法進行內乙酰脲庫的合成,取得了滿意的結果。
3)帶載體的液相組合合成法,這種方法是在液相反應中引入載體,目的是為了提高純化效率。固相反應的突出優點是采用簡單的過濾手段就可能達到比較理想的純化效果,液相合成中產物雖不易純化,但有些反應更適合在液相中進行,尤其是一些小分子雜環化合物的合成。
參考文獻
關鍵詞:高三;有機化學;復習
高三階段的學習,主要以課程復習為主。與新授課不同的是,復習課的目的主要是在學生已有知識和學習經驗的基礎上,提高學生知識的綜合運用和解決實際問題的能力。在實現這一目標的過程中,有效的教學方法與教學手段就顯得非常重要。本文以“高三有機化學復習”為例,對上海新高考招生入學政策下的高三化學課復習的教學策略進行了簡要闡述。
一、“高三有機化學”的基礎知識與高考考查方式
根據《上海市中學化學課程標準(試行稿)》及其調整意見,高中化學等級考試中,“常見的有機物”約占20%,試卷由選擇題和綜合題兩部分組成,綜合題中必須有一題是關于有機物的,有機物的重要性不言而喻。高中化學涉及到的常見的有機物主要包括烴(烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴:重點是苯及苯的同系物),以及烴的衍生物(鹵代烴、醇和酚、醛、羧酸和酯、油脂和氨基酸)。而在歷年高考考察中,又偏重于對有機物官能團性質的考察,以有機推斷題為典型。
二、“高三有機化學”的復習教學策略
從某種意義上來說,高三化學課程的復習主要是圍繞著“考點、重點、熱點、難點”四個方面來構建知識體系的。學生要想熟練運用相關知識解決實際問題,就離不開對“考點”的了解,對“重點、熱點”的掌握,對“難點”的突破。根據高三化學復習課的教學特點和高中“有機化學”的考試要求,教師可以采取以下教學方法與教學手段來實現教學目的,而這些方法與手段的核心是發現學生存在的問題并及時解決。1.做到心中有學生,做好課內外的銜接互補。為了提高高三化學復習課的效率,教師要在課前了解學生對知識的掌握情況,仔細查找學生的知識盲點、難點及易錯點;在教學過程中,有針對性地進行分析、講解,這樣就可以快速地解決學生的問題。比如,在復習“有機化學”知識之前,參考針對這部分知識的“考點、重點、熱點、難點”,選編一套診斷性練習題,在學生做的基礎上,總結歸納學生中存在的問題,有的放矢地進行精講,然后再進行相應的強化訓練。這樣,通過加強課內外銜接互補,學生的練就有了方向,教師的講也就有了目的,省略了不必要的講評,學生的動手動腦機會也就多了,解題能力也會迅速提高。2.做到心中有教材,重視教材的重整與利用。從教材入手,跳出題海。化學學習,重在掌握規律。教材是總復習的根本,它的作用無可替代。在復習的過程中,要“以考試說明為指導,以教材為主體”,將化學知識系統化、結構化、網絡化,并在教材基礎上進行相應的拓寬和加深,從而形成一套完整的知識體系架構。例如:有機化學部分,教學內容的重點部分,往往附有實驗插圖和實驗操作,這些實驗具有較強的操作性。在新課的教學中,通常采用實驗演示的方式完成,且實驗呈現的知識也是有機化學的基礎知識和重要內容,這些都要求學生務必掌握,也是各類考試的重點和熱點。那么,在高三有機化學復習教學中,如何有效地用好教材中有關實驗的素材呢?首先應讓學生回歸教材,結合實驗裝置圖和實驗操作說明來了解相關實驗知識:裝置—操作—現象—方程式—注意事項(實驗目的、反應原理、操作要點、應用、常見問題)等。比如:高中化學教材中有三個有機化學實驗要使用到溫度計:石油的分餾、乙烯的制備和硝基苯的制備。復習時可以要求學生看書后,能將書上的裝置圖快速、簡單地畫出來,同時圍繞實驗中的重要環節向他們提出一系列問題:①裝置中使用到哪些儀器?分別起什么作用?②反應需要什么試劑或原料?③實驗產生的現象?④產物是什么?如何提純?⑤三個實驗的共同點是什么?注意事項有哪些?這種方式的優點是學生很容易通過課程教材中的圖片、文字說明以及筆記等再現初始的學習情景,進一步加深理解和記憶,較快達到復習效果。3.把更多的學科思維方法融入課堂,授人以魚不如授人以漁。高三教學除了鞏固學生的基礎知識外,還要讓學生在獲得知識的同時,樂于探索。這就要求把更多的思維方法融入課堂。比如,有機推斷題是高考試題的重要組成部分,可以考察學生的綜合分析能力,如果教師選擇歷年來典型的試題,并跟學生一起總結一些有機推斷題的解題技巧,找到一些合理的方法,就能夠化難為易。常用的有機推斷題的方法有:挖掘隱含,充分利用題目信息;善作比較,及時調整審題方向;巧標結構,善用信息數據分析;借用流程,儲存提取有用信息[1,2]。4.利用思維圖建構有機化學知識體系。根據建構主義觀點,通過同化和順應的過程可以有效地將舊知識與新知識聯系起來,形成一個認知結構網絡,而思維導圖能夠促進這一過程的發生。思維導圖是將縱橫交叉、零碎易忘的化學知識逐步建構成一個完整的由點到線、由線到面、由面到網的立體交叉的結構體系,使化學知識有序化、系統化,從而實現教材的“從厚變薄”過程。這種學習策略,不僅能夠培養學生邏輯思維和創新思維,而且培養了學生的自主學習能力[3,4]。在考試題目中,往往是把多個相關的知識點通過某一情景聯系在一起進行考查,如:有機合成。該知識考查一般以有機推斷為載體,要熟練地為目標分子設計出一個簡潔、高效的合成方案,除了一些有機合成設計技巧外,還要能夠正確、靈活的應用有機化學反應。對于學生來說,有機化學反應復雜多變,是學習的重點和難點,學生經常會因為缺乏條理陷入思維混亂。思路不清晰使得學生做題時總是忽略某些要點知識而不能順利完成,造成學生聽聽都會,做做都錯的局面。運用思維導圖對有機物組成結構及其研究方法(官能團種類)、有機物的相互轉化關系和反應類型、根據合成路線等信息推斷有機物、有機物合成路線設計進行總結和歸納,能幫助學生構建系統的有機化學知識體系[4,5]。5.教學設計要優化目標、內容和教學方式。為了提高學生的復習效率,教師要認真研究各類學生的特點,如:學習基礎、興趣、學習風格等,做到最優化設計,同時能夠體現出教學的差異性,增強復習的有效性和針對性。(1)目標優化,通過研究《課程標準》,明確考試范圍,了解各知識點之間的層次關系,把握好重點,避免因偏離教學目標而浪費時間、精力。在設計教學目標時,注重多元化、層次性,即基礎性目標、發展性目標和拓展性目標,同時要注重中學生人文素養的培養。(2)內容優化,在內容上,要設計符合學生水平的教學內容,盡可能的避免教學內容或習題的“新、奇、難”,并把握好復習的深度;應有效地落實基本點,突出重點,分化難點。教師在進行教學設計時,要重點關注以下幾個要點:①角度:要站在學生的角度,審視高三有機化學的教與學,引導學生從不同的角度進行知識探索與感悟,提高學生的學習積極性和學習效果;②坡度:教學內容要能夠體現出知識的層次性,先簡單后復雜;在能力要求方面,要有一定的梯度,以便滿足不同水平學生的學習需求,讓每一位學生通過自身努力都能有所收獲;③精度:要突出課程的主干知識,抓住重點;在練習內容設計過程中,精心挑選、改編或者設計習題,力求做到精練、精評,充分地發揮習題的基礎性與導向性的功能。(3)教學方式優化,教師在復習教學中,要倡導學生學習方式的多樣性。針對學生的基礎情況、學習內容以及學習條件,將被動接受式學習、獨立自主式學習、合作與探究式學習有機結合起來,使學生的學習方式達到最優化,真正讓不同層次的學生有選擇性地進行學習,滿足不同類型學生的需求。針對不同層次的學生,分類指導,因材施教;從多個維度引導學生進行梳理,如:基礎知識、方法以及學科思想等。此外,通過組織學生開展小課題研究,充分激發和展示他們的學習潛能。
三、小結
合理的教學策略能夠化解“有機化學”這一高考的重點和難點,進行高三有機化學復習時,理念設計必須與上海新高考政策相一致,因此,教師在選擇教學策略時要注意面向全體學生,立足學生的發展,體現學科特點,著眼于學科的基礎知識和基本技能,貼近學生學習和生活實際,重視學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力,培養學生創新精神和實踐能力。
參考文獻:
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在當前全球氣候變暖、環境污染加劇的形式下,以低能耗、低污染、低排放為基礎的低碳經濟(Low-carboneconomy)成為當今世界潮流[1]。發達國家大力推進高能效、低能耗的“低碳革命”,著力發展“低碳技術”及可再生資源的回收利用,低碳經濟已席卷全球成為各行業發展的主題。1991年,化學工業最發達的美國最早提出了“綠色低碳化學”的口號[2]。所謂的綠色低碳化學就是指用化學技術和方法從源頭上減少或消除對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、試劑、溶劑及產物和副產物等的使用和再生,開發原子經濟性反應,采用無毒無害的原料或可再生資源,在無毒無害的條件下,生產出環境友好的化學品。“綠色低碳化學”是為適應人類可持續發展的要求而提出的全新觀念[3]。低碳及可再生化學的核心內容是原子經濟性,這一概念最早是1991年美國Stanford大學的著名有機化學家Trost(為此他曾獲得了1998年度的“總統綠色化學挑戰獎”的學術獎)提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產物。理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物,不產生副產物或廢物,實現廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應的原子經濟性,認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中。綠色化學的原子經濟性的反應有兩個顯著優點:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達式是:原子利用率=(預期產物的式量/反應物質的式量之和)×100%如無公害氧化劑過氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法,即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成,2-乙基蒽醌復出并可循環使用。此反應原子利用率為100%,體現了原子經濟性,減少廢物的生成和排放,是典型的零排放例子[4]。為了簡述了綠色化學的主要觀點,P.T.Anas-tas和J.C.Waner曾提出綠色化學的12項原則,這12項原則對我們今后從事綠色化學的研究具有一定的指導作用。Ⅰ.防止———防止產生廢棄物要比產生后再去處理和凈化好得多。Ⅱ.講原子經濟———應該設計這樣的合成程序,使反應過程中所用的物料能最大限度地進到終極產物中。Ⅲ.較少有危害性的合成反應出現———無論如何要使用可以行得通的方法,使得設計合成程序只選用或產出對人體或環境毒性很小最好無毒的物質。Ⅳ.設計要使所生成的化學產品是安全的———設計化學反應的生成物不僅具有所需的性能,還應具有最小的毒性。Ⅴ.溶劑和輔料是較安全的———盡量不用輔料(如溶劑或析出劑)當不得已使用時,盡可能應是無害的。Ⅵ.設計中能量的使用要講效率———盡可能降低化學過程所需能量,還應考慮對環境和經濟的效益。合成程序盡可能在大氣環境的溫度和壓強下進行。Ⅶ.用可以回收的原料———只要技術上、經濟上是可行的,原料應能回收而不是使之變壞。Ⅷ.盡量減少派生物———應盡可能避免或減少多余的衍生反應(用于保護基團或取消保護和短暫改變物理、化學過程),因為進行這些步驟需添加一些反應物同時也會產生廢棄物。Ⅸ.催化作用———催化劑(盡可能是具選擇性的)比符合化學計量數的反應物更占優勢。Ⅹ.要設計降解———按設計生產的生成物,當其有效作用完成后,可以分解為無害的降解產物,在環境中不繼續存在。Ⅺ.防止污染進程能進行實時分析———需要不斷發展分析方法,在實時分析、進程中監測,特別是對形成危害物質的控制上。Ⅻ.特別是從化學反應的安全上防止事故發生———在化學過程中,反應物(包括其特定形態)的選擇應著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學事故的可能性降至最低。低碳經濟時代的到來,各行各業都開展了各種形式的節能減排運動,但是各大專院校和中小學實驗室成了節能減排運動的盲區,既要讓這些實驗室能順應低碳環保的要求,又要充分發揮實驗室的培養科學后備人才的功能。化學實驗是高等院校化工、化學、生物、材料、環保等專業的一門重要的基礎實驗課程,但在開展實驗同時,會帶來一定的環境污染。化學實驗所用的試劑多有毒、有害,而且實驗過程中一般都有廢棄物產生,不妥善處理或隨意排放,會污染環境,威脅師生健康。因此,在大學化學實驗教學中要以實驗室為主陣地,將實驗教學與環境保護相結合,努力做到“5R”原則,即Reject———拒用危害品,Reduce———減量使用,Recycle———循環使用,Reuse———重復利用,Regeneration———再生利用,[5]對現行的基礎化學實驗從綠色化認識到實驗方法、實驗內容等多方面進行低碳化改革。實踐證明,通過對存在于基礎化學實驗中的環境污染問題的不斷升華,學生的低碳與可再生化學思想意識普遍得到提高,化學實驗興趣濃厚,實驗操作能力提高,社會責任感得到了加強。
2國內外研究進展
國內外化學科研工作者結合化學實驗室的具體特點,對建設綠色化學實驗室做了許多探索與嘗試。美國的Mayo博士和他的同事們自1982年開始研究試用一種新型的實驗方法———微型化學實驗。我國于1988年末開始,由十幾所院校組成了微型化學實驗課題研究協作組,本著立足國內教學實際情況,開展微型化學實驗的研究和推廣工作。微型化學實驗(MicroscaleChemicalExperi-ment)是近20年來發展很快的一種化學實驗的新方法、新技術,被譽為“化學實驗的革命”。微型化學實驗是著眼于環境安全和污染預防的需要,用盡可能少的藥品,在微型化的儀器裝置中進行的化學實驗[6]。微型化學實驗不是常規實驗的簡單縮微或減量,而是在微型化的條件下對實驗進行重新設計與探索,達到以盡可能少的試劑來獲取盡可能多的化學信息和目標。值得注意的是美國《化學教育》雜志從1989年第11期起開辟了由Zipp博士主持的微型化學實驗專欄,這是微型化學實驗己成為國際化學教育發展的重要趨勢的一個標志。關于微型實驗、低碳化學等己有大量文獻報道[7],國內有關微型低碳化學實驗的研究成果也陸續出版[8-10]。微型化學實驗的研究是著眼于環境保護和化學實驗安全的需要,體現了現代科學技術發展水平的要求。微型實驗除了具有現象明顯、操作簡便快速、節省經費、減少污染、安全、便于攜帶等優點外,在培養、提高人的科學素質上也發揮著不可估量的作用。它的興起和推廣雖然早于綠色化學,然而它的理想目標和方法,與綠色化學是完全一致的,現在把微型實驗作為綠色化學實驗的一項實驗方法與技術是恰當的。但是微型化實驗所用儀器裝置和操作方法都與常規實驗有較大差別,某些實驗中甚至是完全不同的,學生學到一些處理微量樣品的特殊方法和技巧,卻并不能完全覆蓋常量實驗的基本操作技能,所以,微型化實驗只能作為一類提高性項目局限在一個適當的比例之內。化學實驗中使用有機溶劑是較為普遍的,近年來,各國化學家創造并研究了許多取代傳統有機溶劑的綠色化學方法,如,以水為介質、以超臨界流體、室溫離子液體為溶劑[11-12]等方法,而最徹底的方法就是完全不用有機溶劑的無溶劑反應。這些方法克服了反應過程中溶劑對環境的污染,尤其是無溶劑反應更值得大力提倡和研究。但在化學實驗教學中的應用還是比較少見。近年來,微波作為一種新型能量形式用于許多化學反應,微波以其加熱迅速、受熱體系均勻、便于控制、產品質量高等特點,在化學反應中已成為一種加速化學反應的經典技術[13]。微波促進的反應具有條件溫和、操作方便、時間短(節能)、產率高、產品易純化、減少用量或不用溶劑、對環境友好等優點。因此,微波化學發展迅猛,已涉及到化學的方方面面,成功地應用于多種化學反應,并展示了廣泛的應用前景。在化學實驗中引入微波技術,有助于學生對相關的先進科學技術的了解,激發求知欲,因而也是化學實驗“低碳化”的一個重要方法。因此,在大學化學實驗中,合理地采用微波輻射技術進行基礎化學實驗設計是進行化學實驗低碳化工作的重要組成部分,具有重要的開發前景。
3低碳及可再生化學實驗的教學內容和方法
采取低碳化學的理念對實驗教學內容進行優化,減少驗證性實驗的課時,適當加強基本操作技能訓練,同時增開綜合性和設計性實驗內容,將本科實驗教學的重心轉移到基本實驗操作技能的培養上來。通過實驗內容的調整,既符合低碳化學的理念,又使學生受到更加系統全面的低碳及可再生化學教育和實驗技能訓練,加強了學生觀察能力和創新能力的培養。
3.1培養具有低碳及可再生化學觀念的實驗師資教師是教學的基礎,為了向學生傳授和加強低碳化學實驗的教學,首先必須要有合格的師資,要對化學實驗教師進行培訓。化學實驗教師的培訓內容是低碳化學實驗的具體內涵和如何實施可再生化學實驗,著重學習低碳化學的概念、原理、方法、優點、評價體系等;方法是引導教師將自己的科學研究課題與低碳化學實驗結合起來,這樣教師在進行綠色化學實驗的教學時,就能結合自己的研究成果對學生進行講解。另外,教師也要深入研究實驗教材,對原來的實驗在科學的基礎上進行低碳化的創新實驗。
3.2開設微型化學的教學內容,增強學生的低碳環保意識相對于常量實驗,微型實驗對學生的實驗技能、實驗準確性和精密度、綜合能力等,都提出了更高的要求,因此我們為學生配備了便攜式微型玻璃實驗儀器。在此基礎上,我們設計了小量、半微量合成實驗(一般,固、液起始原料約為1~3g,少數約為3g),從而達到既能培養學生實驗技能,又可增加學生的學習興趣,提高實驗教學效率的目的。在采用微量實驗的同時,對實驗內容的“低碳化”、“可再生化”也進行了相應地調整。低碳及可再生化的教學內容是實施綠色化教學的核心問題。低碳及可再生化學的基本內容是:由環境友好型的原料,在無毒害的催化劑、溶劑等反應條件下,獲得對環境友好的產物,同時最大可能的回收副產物及廢棄物。
3.3調整、開發綠色化學實驗內容實驗內容的選擇應以實驗的科學性和實驗技能訓練的全面性為原則,盡量選擇無毒無公害的綠色化學反應,除了對經典的實驗采取更加合理的綠色化設計,重點還應補充一些綠色化學的原理、合成方法、研究方法和新技術[14]。在無機化學實驗中,教師可用ClO2或不含氯的H2O2、O3等物質來代替具有漂白作用的氯氣代用品;還可以利用H2O2、O3的氧化性來代替具有環境污染氧化劑使用,如代替高錳酸鉀和重鉻酸鉀等。NO2對上呼吸道有刺激作用,所以在做性質實驗時,用“三氯化鐵”代替“硝酸”清洗銀鏡反應的試管可避免產生有毒的NO2。在有機化學實驗中,教師可用“肉桂酸”實驗代替“喹啉”實驗,避開苯胺、硝基苯等有毒致癌試劑;可用“溴乙烷”實驗代替“溴苯”實驗,避開了苯、溴、吡啶等有毒、對空氣污染大的試劑,減少對環境的污染。在分析化學實驗中,教師可采用無汞定鐵法代替用汞鹽測定鐵礦石中的鐵含量,防止了汞污染;用硫代乙酰胺代替硫化氫進行陽離子沉淀鑒定實驗,避免了硫化氫氣體直接對人體的傷害。在物理化學實驗中,在繪制鉛錫合金相圖時,樣品為熔融態的鉛和鉛錫合金,蒸氣的毒性很大,而且所用的玻璃管容易破裂,易導致實驗失敗和有毒蒸氣泄漏。現在改為測鉍和錫合金的相圖,不僅去除了鉛蒸氣,而且樣品的用量從幾十克減少到幾克,不僅降低了實驗成本,而且減少了污染。
【關鍵詞】綠色化學 教學理念 可持續發展
綠色化學理念是一種新型的化學戰略思想,其核心內容是在化工生產和研究的過程中減少化學對生態環境、人類健康、社會安全的影響,同時追求社會經濟發展和綠色化學的協調統一,最大限度地合理利用資源,綠色化學之所以得到各國政府和學術界的追捧,是它適應了可持續發展的需求,適應了當今的環境戰略思想,它更是一種合理有效保護環境的手段。綠色化學不是一門獨立的學科,而是一種科學的戰略方針,是社會經濟可持續發展的指導思想。而中學的化學教育是樹立綠色化學觀念的最佳時機,學校和老師更應當注重學生在此階段的理念培養。
一、綠色化學
1.綠色化學的含義。綠色化學是指:在制造和應用化學產品時應有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的、危險的試劑和溶劑。隨著時代的變遷、科技的發展,綠色化學又有了新一層的含義,綠色化學又稱“環境無害化學”“環境友好化學”“清潔化學”,是指能夠保護環境的化學技術,它可通過使用自然能源,避免給環境造成負擔、避免排放有害物質,利用太陽能光觸媒和氫能源制造和儲藏技術的開發,并考慮節能、節省資源、減少廢棄物排放量。它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科,內容廣泛。綠色化學的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。
2.綠色化學的原則。綠色化學的原則一共十二點,這些原則可以作為化學家開發和評估一條合成路線、一個生產過程、一個化合物是不是綠色的指導方針和標準。
(1)防止污染優于污染形成后處理。
(2)在設計合成方法的時候,應當最大限度地將投入的材料均轉換到最終產品當中。
(3)盡可能使反應中使用和生成的物質對人類和環境無毒或毒性很小。
(4)在保持化學產品的功效時盡量降低毒性。
(5)對于輔助劑的選用上盡量選擇避免,在無可避免時應當采用無毒害物質。
(6)能量使用應最小,并應考慮其對環境和經濟的影響,合成方法應在常溫、常壓下操作。
(7)最大限度地使用可更新原料。
(8)盡量避免不必要的衍生步驟。
(9)催化試劑優于化學計量試劑。
(10)化學品應設計成使用后容易降解為無害物質的類型。
(11)分析方法應能真正實現在線監測,在有害物質形成前加以控制。
(12)對于材料應當謹慎選用,避免化學事故的發生。二、綠色化學理念在中學教學過程中的應用
1.必要性。學生在中學時期是思想意識形成的關鍵階段,中學教育階段所形成的理念會隨著人的一生而影響以后的生活習慣和行為意識。所以,從中學開始將“綠色化學”理念滲透給學生是十分必要的。
2.具體措施
(1)確立綠色化學思想。綠色化學理念的建立要通過綠色化學思想的建立才能實現。教師在教學的過程中要積極研究綠色化學的主要內容,以綠色化學理念為教學指導思想,將化學知識進行整合,同社會、經濟、環境等問題進行聯系,將綠色化學思想滲透到知識體系中,進行歸納、整合。
(2)與化學知識進行整合。在中學化學教學過程中,其主要目標是要求學生對化學這門科目進行初步了解。教師在講解的過程當中,要將具體的事例和化學知識進行聯系,對學生進行綠色化學理念的滲透。
(3)化學實驗。化學實驗是化學教學和學習過程中的重要組成部分,在課堂教學外,還應當在化學實驗中進行“綠色化學”理念的引導。在化學實驗中,學生可以更直觀地觀察到化學現象,在親自動手實驗的過程中,培養學生的綠色化學能力,教師從旁指導,滲透綠色化學教育,增強學生的環保意識。
“綠色化學”是當前化學研究界的主流趨勢,也是社會科技發展的必然趨勢,因此,教育改革勢必會成為我國教育改革的重點,這不僅是為化學的研究注入新的活力,還為環境保護指明了方向。在當前的中學化學教育過程中,雖然還不能進行系統的綠色化學教學,但是隨著教育的改革,綠色化學一定會形成系統的綠色化學教育體系,為社會的發展和環境的保護作出貢獻。
參考文獻: