高师精细化工课程教学新体系探讨提纲

雷新有,精细化工教案,构建“三维结构”教学模式，突出精细化工课程之综合性和实践性特色,突破传统“教师课堂教材，三中心”模式构建现代“课堂教学、学术活动、科学实验与社会实践”为主体的“三维结构”教学模式。,前言,前言,一、课程建设的设想、预期目标1课程建设与高水平师资队伍建设相结合，保障建设经费的落实和投入。使课程具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理、与基础教育新课程标准配套发展等特点的师范性示范课程。,前言,2注重教学内容和课程体系改革。不但要及时反映本学科领域的最新科技成果，还要结合当地经济建设，体现区域特色。同时积极整合教改新成果，体现市场对人才的新要求。3运用现代教育技术，使用网络进行教学与管理，带动其他课程的建设。,前言,4建设一体化设计、多种煤体有机结合的立体化教材。5加强实验教学与实践环节。开放实验室，教师主持与学生设计共同完成综合性、创新性实验，进行研究性学习。6建立健全课程评价体系。学生评教与社会需求相结合，促进课程建设不断发展。,前言,二、教学改革的设想、预期目标1.构建“三维结构”教学模式，突出精细化工课程之综合性和实践性特色。突破传统“教师课堂教材，三中心”模式构建现代“课堂教学、学术活动、科学实验与社会实践”为主体的“三维结构”教学模式。,前言,2.完善“双分教学法”，实现精细化工课程之多科性、应用性和学术性的统一。“双分教学法”：课程内容分段，多个相应学术方向教师承担,突出课程的应用性和学术性,优化课程资源，。学生按兴趣方向分流（分组），实行“导师制”下的研究性学习，实现教学与科学探究互动的学习过程。体现精细化工课程之多科性、应用性和学术性的统一。,应用性：工业、农业、日用、建材、医学与生命科学等。多科性：理、工、经、农、医、人文。学术性:基础研究、应用研究与产业化。实行“四段螺旋式”教学环节，加强精细化工课程理论与实践的结合度。“四段螺旋式”教学环节为：课外调研课堂学习研究性实验社会实践（课外调研）结合基础教育新课程标准，倡导探究式教学，培养学生的科学精神和创新思维。加强精细化工课程的实验教学，开放实验室，为科学探究打造平台,为基础教育化学课外活动创造案例。结合当地经济建设，依据教师的科研方向，发挥师生集体智慧，使产、学、研紧密结合。培养精细化工技术人才，为当地经济建设服务。,结合基础教育新课程标准，倡导探究式教学，培养学生的科学精神和创新思维。加强精细化工课程的实验教学，主张开放实验室，为科学探究打造平台为基础教育化学课外活动创造案例。教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培养创新精神和人才的摇篮江泽民,绪论,目录(countents),PrefaceSectionA-IntroductionA1Concept:finechemicalindustryA2ClassificationofchemicalsandFinechemicalsA3CharacteristicoffinechemicalindustryA4ThesignificanceofdevelopingfinechemicalindustryA5ThedevelopingtendencyoffinechemicalindustryA6Themethodofstudying,countents,SectionB-ThetechnologyoffinechemicalindustryandthenewproductsexploitationB1SummaryB2ThetechnologyprocessoffinechemicalindustryB3TheprocessofthenewproductsexploitationB4ThemethodofthenewproductsexploitationB5Themethodofresearchingoffinechemicals,countents,SectionC-CosmeticC1AnintroductiontocosmeticHistoricalbackgroundforcosmeticdevelopmentTheindustryofcosmeticintheworldTheinternationalorganizationandstandardofcosmetic4ConceptandclassificationofcosmeticC2Themajorrawmaterialofcosmeticanditsfunction,SectionA-Introduction,ChemistryandfinechemicalindustryChemistry:thecentral,useful,andcreativescienceYouseethings;andyousay“why?”ButIdreamthingsthatneverwere;andIsay“whynot?”.GeorgeBernardShawA1Concept:finechemicalindustry凡能增进或赋予一种(一类)产品以特定功能、或本身拥有特定功能的小批量、高纯度化学品，称精细化学品（finechemicals）。生产精细化学品的工业称精细化学工业，简称精细化工（finechemicalindustry）。,A2ClassificationofchemicalsandFinechemicals,ChemicalsU.S.AC.H.Cline.doctor,CC-CommodityChemicals:通用化学品。(非差别性、量大)：硫酸、氨、烧碱、通用塑料、聚氯乙烯、氯乙烯等。初级加工得到的大吨位产品。PC-PseudoCommodityChemicals（Semi-commodity）：半通用。拟通用化学品（差别性、量大）：炭黑、火药、合成纤维等。FC-FineChemicals精细化学品。（非差别性、量少）：化学试剂、染料、颜料、食品添加剂、催化剂、医药和农药的原药等。以化合物的形式销售,强调产品的规格和纯度。初级产品深加工制成。SC-SpecialtyChemicals专用化学品。（差别性、量少）：化妆品、肥皂、洗衣粉、洗涤剂。农药。以混合物形式销售,主要以复配显示专门功能为特点,强调的是,、Classificationoffinechemicals198435个198551个1986年3月6日11大类农药、染料、涂料（油漆、油墨）、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品（感光材料、磁性材料、）、食品和、饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化学药品（原料药）和日用化学品、功能高分子材料（功能膜、偏光材料）。,产品的功能,A3Characteristicoffinechemicalindustry,1具有特定功能：DMF（富马酸二甲脂）、防腐、防酶。2大量采用复配技术：指甲油、洗衣粉。3纯度高（精）、小批量（细）、多品种：锑白高纯、一级、。4技术密集：投资小、生产复杂、技术性强、信息保密。5附加价值高：投资少、利润大、有垄断性。产品附加值：产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的折旧费后剩余部分的价值，包括：利润、工人的工资、动力消耗以及技术开发费用。反映：劳动、技术利用情况以及利润是否高。投资效率：（%）=（附加值/固定资产）100%基于以上特点精细化工适合乡镇企业生产。,A4Thesignificanceofdevelopingfinechemicalindustry,化工产业结构指标：精细化工率=（精细化工产值/化工产品总值）100%85期间28-33%95期间45%人民生活水平提高、工农业发展潜力、军事与高新技术产业发展的象征。,1.人民生活：,衣，纤维助剂、染料。食，食品添加剂（甜味剂、色素、香精、味精、防腐剂）、化肥、农药。住，装饰材料助剂、涂料、颜料、油漆、塑料。行，橡胶助剂、油料添加剂、防冻剂。健，药品、保健品、除臭剂。美，化妆品、洗涤剂、美容美发品、玻璃擦净剂、空气清新剂。,2.社会发展：,工业，煤、石油、天然气的各种加工助剂和催化剂，电子材料，矿产品加工剂等。农业，农药、饲料添加剂、除草剂、植物生长剂、农副产品加工药剂等。国防，化学武器、防化武器、导弹材料、航空航天材料等。高新科技，信息材料、功能材料、人造器官、基因工程材料等。,A5Thedevelopingtendencyoffinechemicalindustry,1.买资源向自开发技术的转化：原矿的浮选与矿产品的深加工，太空资源的开发、海洋开发等。2.高新技术的开发应用：纳米材料、钻石涂料、玻璃纤维（苏格兰桥）、高档陶瓷、染料等。3特种食品：ATP、太空食品、保健食品等。,4新药的合成：抗癌、抗爱滋、抗SARS、。5绿色材料与试剂：无甲醛黏合剂、无辐射装潢材料、太阳能发光涂料、CFC（氟氯烃）替代技术（保护臭氧层）等。6绿色能源：氢能、生物质能（沼气、生物质发电）、太阳能。7仿生材料：纳米材料与荷叶、人工固氮和固碳、人造器官、仿生催化剂（酶）、ATP能量片与光和磷酸化、香蕉皮与润滑剂（石墨、二硫化钼）等，先仿后创。8模拟光合作用：C1化学（CO、CO2、CH4汽油）、固碳，ATP合成等。9现代生化技术：DNA重组技术、干扰素（性激素杀虫技术）、生物反应器（多肽合成）、细胞融合、膜催化反应等。,10新分离技术：临界萃取、天然产物的超临界萃取（色素、香油、中草药有效成分）、无机膜分离（超纯水、超纯气）等。11增效复配技术：表面活性技术、微胶囊化技术、薄膜化技术、高效洗涤技术等。12超细粉体与纳米化：高档陶瓷、染料、油漆，橡胶、塑料填充剂，13计算机分子设计，定向嫁接：有机全合成、不对称合成、功能高分子。开发思路：“人无我有，人有我优，人优我新”。“资源有限，创意无限”。“唯实求真，协力创新”。,A6Themethodofstudying,1.学习笔记2.课堂讨论3.社会调查4.学术活动5.科学实验,SectionB-Thetechnologyoffinechemicalindustry,B1Summaryfinechemicalindustry：EngineeringandtechnologyEngineering：生产设备功能多样化，间歇釜式反应器。Technology：技术（工艺条件）密集，增效复配。浙江黄岩县、江苏、上海、大连、北京。B2Thetechnologyprocessoffinechemicalindustry原料予处理化学反应后处理大宗产品纯化市场精细化学品,例:Ca（H2PO4）2H2O脱氟磷酸氢钙(FC)磷肥(PC)2Ca5F（PO4）3+7H2SO4+3H2O=3Ca（H2PO4）2H2O+7CaSO4+2HF稀硫酸磷矿粉水HF一级吸收二级吸收碳酸钠氟硅酸钠脱氟磷酸氢钙(FC),混合,脱氟,磷肥(PC),熟化,化合,纯化,中和,B3Theprocessofthenewproductsexploitation,1市场调研到产业化Theprocessofproducesexploitation科研课题选题立项实验室研究科研成果小试中试工业化试生产市场论文失败产业化产、学、研紧密结合例：娃哈哈、DMF、锑白、脱氟磷酸氢钙。,2科研课题选题立项theplanofthenewproductsexploitation,（1）掌握信息,市场预测。（2）边、空、少（紧）、特、新。（3）因地制宜，因时制宜，因财制宜，领先开发。Weshouldgraspeveryvaluableopportunityandmakegooduseofit.（4）可行性分析报告。（5）资金、投资、成本、产值、利润预算报告，。（6）小试、中试、工业化试生产报告。,3产业化进程thepracticeofthenewproductsexploitation,（1）工艺设计与工程设计。（2）厂房设计与施工。（3）员工技术培训与法律文本。（4）产品宣传与试销。（5）产品性能、质量检测与鉴定报告。（6）用户评价报告（意见、定单）与政府机构鉴定报告。（7）经营销售与市场竞争。（8）系列产品与下一个新产品的开发计划,B4Themethodofthenewproductsexploitation,1认识精细化学品的发展规律Knowthedevelopingruleoffinechemicals（1）原形发展阶段原形发展阶段是发展的起点,是一种科学发现,原形的发现是该类产品研究和发展的依据,为开发该产品提供了基本思路。1869年Ross发现磷化膜对金属有保护作用。150年前发现的除虫菊花，数千年前发现的天然染料：植物中提取的靛蓝、由茜草提取的红色染料、由贝壳类动物提取的紫色染料等便是合成染料的原形。应时时刻刻关心自然，注意发现新的科学现象，做出创造发明。,（2）.雏型发展阶段,原形发现导致一个全新的化工产品的雏型发明，1869年Ross发明了最简单的磷化液配方，有时原形发现并不未导致雏型发明，在弗莱明发明青霉素之前斯科特见过弗莱明观察到的现象，而弗莱明用类似的发现于1929年发明了青霉素，但不能用于实际治疗。雏型发明的实用价值一般都很低，还需要进行性能改进。产品日益朝实际应用的方向发展，通常，雏型发现和发明容易引起人们的怀疑和抵制，因为它的出现会冲击人们的传统观念。（3）性能发展阶段当人们认识到了雏型发现和发明的前景时，便会广泛开展作用机理及化合物结构和性能特点的研究工作，一般有两种方式对雏型发现和发明进行改性：一方面通过机理研究找到在性能上优于雏型产品的新产品；如青霉素药剂、合成染料、磷化液、洗涤产品等。另一方面使雏型产品在工艺上、生产方法上以及价格上实用化。如枪械发蓝液、DMF、保健食品。,（4）功能发展阶段,一种新型的化工产品达到广泛应用之后，便会面临更加活跃的功能发展阶段，1品种日益增多，形成系列产品。2产品的性能和功能日益脱离原形，更加优异。3产品的使用方式更加多样化。不同的包装、不同的使用对象、不同的使用场合。如娃哈哈饮料，纳爱斯、白猫洗涤产品等。2预测开发产品的市场前景1掌握国家产业发展政策和法规2了解同类产品在发达国家的民运3了解国内外市场供求趋势4了解原料信息5注意同行建厂情况6了解用户变化信息7增强保护意识,3科研课题选题思路,1冲破传统观念，发挥想象力：尿素的合成，冲破了无机物不能合成有机物的传统观念。注意平时培养自己的逆向思维，逆向思维是创造的源泉。2用独特的眼光看世界：米勒德特发明波尔多液（霉菌杀菌剂），果农为防止小偷偷葡萄，在葡萄藤上洒上石灰和硫酸铜的混合液，后来藤叶不长霉而得到启发。弗莱明用类似的方法发明了青霉素。不要轻易放过生活、生产、实验中任何新奇的化学现象，就抓住了发明的机遇。3随时扑捉记录新思想、新信息、新现象：电木的发明，老鼠将酚醛树脂碰翻洒到了化学家H.L贝克的早餐奶酪上，奶酪变成了一个硬块，发明了电木。美国杜邦公司的研究员西埃姆研究制冷剂时，发现将含氟的制冷剂充入气缸，气体排空后，气缸的重量增加了，气缸锯开后缸壁上粘满了白色的蜡状固体，发明了“塑料王”聚四氟乙烯。英国化学家柏琴18岁研制奎宁时，实验失败后意外得发明了苯胺染料。4改进产品缺陷，扩展产品功能。,B5Themethodofresearchingoffinechemicals,1模仿、类比法查阅文献资料。2应用科技原理法化学反应合成路线设计。3仿天然物研究法模拟天然物结构改造。4筛选研究法正交分解法（排列组合优选）课本P16例1A（因素）：甲醇用量，110Kg220Kg330KgB（因素）：顺酐用量，11Kg22Kg33KgC（因素）：催化剂用量，11%22%33%结果：3，2，1甲醇30Kg顺酐2Kg催化剂1%0.32Kg例2同理A（因素）：温度1602803100B（因素）：反应时间14h26h38hC（因素）：C（因素）：催化剂用量，11%22%33%D（因素）：甲醇用量，110Kg220Kg330KgE（因素）：顺酐用量，11Kg22Kg33Kg,SectionC-Cosmetic,C1Anintroductiontocosmetic(化妆品概论)1Historicalbackgroundforcosmeticdevelopment金字塔遗迹证实，埃及与阿拉伯人使用化妆品的历史为4000多年，南法兰西最早使用香料（麝香与灵猫油），古罗马用地中海的橄榄油。中国的商代3000多年用红花汁制燕脂。战国的西施：脂泽粉黛，则倍其初。汉代用米粉和铅粉作成胭脂传入日本。曹植“芳泽无知，铅体弗御”为证。唐代的鲜花浴、胭脂为帝王所用。清代慈禧改进米铅粉胭脂（玫瑰花侵入丝绵）。香裹、宫粉、香饰获巴拿马万国博览会银奖。1709年古龙香水问世，欧洲化妆品工业迅速发展。1830年中国有了自己的化妆品工业，谢宏业创建了扬州谢馥春日用化工厂，1862年杭州孔风春化妆品作坊成立，生产“孔风春贡粉”慈禧专用。1896年香港广生行有限公司生产“双妹”牌雪花膏。,2Theindustryofcosmeticintheworld目前全国已有化妆品企业2000多家，销售额为1亿至15亿人民币的25家，1千万至1亿的90多家。,1997年世界化妆品10强排行榜美国占销售额的46%,世界化妆品消费水平,3.TheinternationalorganizationandstandardocosmeticIFSCC(InternationalFederationofSocietiesofCosmeticChemists)国际化妆品化学师联合会。ICR(InternationalCosmeticRegulationOrganization)国际化妆品法规学会。WHO(WorldHealthOrganization)世界卫生组织。ISO(InternationalStandardOrganization)国际标准化组织。EEC(EuropeanEconomicCommunity)欧洲经济共同体。CTFA(CosmeticToiletFrangranceAssociation)化妆品、盥（guan）洗用品和香味用品协会。,FDA(FoodandDrugAdministration)(美国)食品和药品管理局。JSCIII(JapaneseStandofCosmeticIngredients)日本化妆品原料基准第二版。LD50(50%Lethaldose)半致死量，