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第1篇

關鍵詞：可降解塑料 光降解 生物降解 光-生物降解塑料

引言

塑料這種材料已經廣泛應用到國民經濟各部門以及人民日常生活等各個領域。但是塑料這種材料在自然環境中難以降解，隨著其用途的擴大，帶來產量的增加，因此導致了嚴重的環境污染問題。傳統的處理技術（焚燒、掩埋等）存在一定的缺陷，回收利用也存在著局限性，而且這些處理方式都不能從根本上解決問題。因此開發可降解塑料來解決廢棄物難以處理的問題是一個重要的課題。

一、可降解塑料的定義

可降解塑料雖然至今在世界上沒有統一的標準化定義，但是美國材料試驗協會（ASTM）在通過研究相關術語的標準對其定義：在特定的環境下，其化學機構發生明顯變化，并用標準的測試方法能測定其物質性能變化的塑料。這個定義基本上與降解和裂化的定義相一致。

二、降解塑料的分類及降解機理

1.光降解塑料

光降解塑料包括合成型也叫共聚型、添加型兩種，該種塑料在日照下會受到光氧作用并吸收光能，光能主要為紫外光能，因此而發生自由基氧化鏈反應以及光引發斷鏈反應，從而降解成對環境安全無害的低分子量化合物。

其中通過共聚反應在高分子主鏈引入感光基因而得到光降解特性的為合成型降解塑料，這種塑料通過調節感光基因含量來控制其光降解活性。目前某些可用于包裝袋、容器、農膜等范圍的乙烯―CO共聚物和乙烯―乙烯酮共聚物已實現工業化。通過將光敏助劑添加到高分子材料中而制造成的為添加型高分子光降解材料，這種類型的塑料其降解原理為光敏劑會受到紫外光的誘導，將它添加到塑料中可以引發并加速塑料的光氧化。光敏劑在光的作用下可離解成為具有活性的自由基，因此該類型塑料的光降解特性是由光敏劑的種類、用量和組成決定的。

降解塑料向深層發展的一個標準是可控光降解塑料，它在具備光降解的特性的同時，還應該具備特定的光降解行為。它被要求能控制誘導期內力學性能，并保持該性能在80%以上。因此要達到這個標準就必須對光敏劑的使用有更高的要求，在光敏劑可控制光氧化曲線的同時，也要注重控制光氧化的時間。

2.生物降解塑料

在自然界中受細菌、霉菌等微生物作用而降解的塑料為微生物降解塑料，該類型塑料的種類有部分生物降解型、完全生物降解型、化學合成型、天然高分子型、摻混型、微生物合成型和轉基因生物生產型。

在微生物作用下能完全分解成CO2和H2O的為最理想的生物降解塑料，通過研究可發現，酶在塑料水解、氧化的過程中發揮著極其重要的作用，是生物降解的實質。酶會導致主鏈斷裂，從而相應的降低相對分子質量，使其失去機械性能，以便于微生物對其更容易的攝取。

生物降解必須滿足三個條件，經歷三個階段。

條件為：微生物（真菌、細菌、放射菌）的存在。

擁有氧氣，并要求一定的濕度，還要有無機物培養基的存在。

適宜的溫度范圍為20～60攝氏度，PH范圍在5～8之間。

三個階段為：

初級生物降解――在微生物作用下，塑料等化合物的分子化結構發生變化，使原材料分子的完整性被破壞。

環境容許的生物降解――原材料中的毒性可以被去除，以及人們所不希望的特性的降解作用同樣可以除去。

最終生物降解――塑料通過生物降解，被同化成微生物的一部分。生物降解過程中主要的三種物理化學反應：

物理作用――微生物細胞生長在對塑料的機械破壞中起著重要作用。

化學作用――微生物在破壞中會產生某些化學物質，起到化學作用。

酶直接作用――本質為蛋白質的酶，含有20多種氨基酸，它們能降低被吸附塑料分子和氧分子的反應活化能，以此來加速塑料的生物分解。

3.光-生物降解塑料

顧名思義，這種塑料兼具生物和光雙重降解功能，使得其達到完全降解的目的。光降解高分子材料有兩種：淀粉型和非淀粉型，其中較為普遍的是采用高分子的天然淀粉作為生物降解助劑。這種在高分子材料中同時添加自動氧化劑、光敏劑以及生物降解助劑等作為配置方法，來達到光-生物降解的復合效果。含有多種化學物質而形成的非淀粉型光和生物降解體系已廣泛應用于吹塑制成可控降解地膜，在應用過程中發現，該薄膜不僅具備保溫、保濕和力學性能，還具備可控性好、誘導期穩定等優點。

目前，光-生物降解塑料處理工藝的關鍵是淀粉的細化很熱結構水的脫除，處理設備復雜，因此產品的質量難以控制。由于其設備的投資需要的資金大，復雜的工藝以及缺少該方面的人才技術人員，導致其市場化、產業化的發展步履維艱。

總結：

近年來在國內外，可降解塑料的開發與研究已取得了一定進展，但是其技術有待進一步優化，工藝需要不斷完善，市場化的推廣也要加大力度，采取有效措施降低成本、拓寬用途、提高性能等。更要注意的是降解塑料在世界上沒有統一的定義，也缺乏確切的評價，識別標志、產品檢測沒有完整的體系導致市場混亂。

從長遠發展的角度看，當代人們的環保意識不斷加強，降解塑料的市場化是一種必然的趨勢。當前相對較成熟的是光降解塑料技術，生物降解技術由于其處在發展階段，因此是開發的熱點，光-生物降解技術則是主要開發方向之一。

參考文獻：

[1]裴曉林；應用基因組改組技術選育L-乳酸高產菌株及其發酵工藝研究[D]；吉林大學；2007年.

第2篇

關鍵詞：高中生物；生物概念；教學技能

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）23-319-01

一、高中生物概念教學的原則

教學原則是客觀教學規律的反映，是教學實踐經驗的總結。我國的教學原則主要有：科學性與思想性統一的原則；理論聯系實際的原則；傳授知識與發展智力、培養能力相統一的原則；教師主導作用與學生主體性相結合的原則；直觀性與抽象性相結合的原則；啟發性原則；循序漸進原則；鞏固性原則；因材施教原則等。

突出直觀教學的原則在高中生物概念教學中，應充分利用學生的多種感官和己有的經驗，提供豐富的感性材料使學生充分感知。可以通過實驗、實物、標本、模型、掛圖、投影、錄相、多媒體等各種形式的直觀材料讓學生充分感知所學的概念，也可以通過聯系生活實際（學生原有知識和生活經驗等）方式，使學生理解和掌握概念。

二、高中生物概念教學過程

1、概念的引入階段

高中生物科概念的引入應根據高中生物科的特點，還必須符合學生的年齡、心理特點以及認知規律。雖然中學生的抽象思維能力日益發展，但他們思考問題，仍需要感性材料的支持。因此，引入概念要在學生已有的知識的基礎上，盡可能從生活實際、實物標本、實驗、模型、掛圖、投影、多媒體等直觀感性材料入手，從而使學生獲得一定的感性認識或喚起對原有知識和表象的回憶，為學習新概念奠定一個清晰、明確的認知基礎，同時激發學習興趣，增強自信心。教師可以運用導入技能，演示技能優化概念的引入。

2、概念的形成階段

有些概念產生于感性認識，但又高于感性認識，概念的形成過程是認識從感性到理性的升華過程。引入概念后，教師必須引導學生，通過比較、分析、概括、歸納等抽象思維，把事物最一般的本質屬性抽象出來給予定義，然后推廣到同一類事物上去。教師可以運用講解、板書技能優化此階段。

3、概念的鞏固階段

高中生物概念主要是在運用中得到鞏固，概念的運用是把己經概括化的一般屬性應用到特定的場合。其運用過程也就是概念的具體化過程。學生通過實踐的檢驗，可以糾正錯誤的認識，讓學生更全面、更深刻地理解和掌握概念。因此，教師應創造條件，通過提問、練習等手段來理解和掌握概念。教師可以運用提問、反饋強化技能促進學生概念的鞏固，注意概念的分化與泛化。

4、概念的深化階段

所謂深化，即是概念的系統化過程。對那些相鄰、相對、并列或從屬的概念進行類比、歸納，根據他們的邏輯關系，用一定的圖式組成一定的序列，形成概念體系。把學生感知“孤立”、“散裝”的概念納入相應的概念體系之中，讓學生獲得一個條理清晰的知識網絡，既能幫助學生理解新概念，又能鞏固復習已學概念。教師也可運用板書技能、講解技能優化此階段。

三、高中生物概念教學的策略

教學策略是教師采取的有助于促進學生知識的習得與保持的活動。在教學活動中，學生是學習的主體，教師起主導作用。

1、提供范例，豐富想象

范例與表象都是學習者獲取概念的重要條件與基礎。范例從外部提供反饋信息，有助于學生掌握概念的主要特征；表象具有直觀性與概括性，充當從具體感知到概念形成的過渡和橋梁。因此，在高中生物的概念教學中，應該運用多種方式向學生提供范例，豐富他們的表象。充分而恰當地利用實物、模型、圖像、實驗演示、現代電化教具等直觀手段，豐富學生的表象。

2、比較概括，抓住關鍵特征

學生在學習概念時，概念的關鍵屬性和無關屬性是一并出現的。心理學研究表明，概念的關鍵屬性越明顯，學習越容易；無關屬性越多，學習越困難。為此，教師要從兩個方面著手：其一，突出概念的關鍵屬性。例如，在講酶的概念時，抓住“活、催化、蛋白質”這些關鍵屬性。其二，引導學生對概念進行比較與概括，從而抓住概念的關鍵屬性。比較是在思想上把各種事物和現象加以對比，以確定他們的異同點及其相互關系的思維過程。

3、變式練習，提供反饋信息

變式是指提供感性材料時，必須從不同的角度、不同的方向改變事物的非本質屬性，突出事物的本質屬性，以促進概念的教學。心理學研究表明，變式對學生獲得概念的本質屬性具有重要的影響。

4、正確表征概念，給予系統歸類

所謂表征概念，是指用精確的語言給概念下定義，或者用正確的語言描述概念。概念的定義指明了概念所含的對象的本質屬性，為概念下定義是學生掌握概念的重要環節。在高中生物的概念教學中，要求學生能在理解的基礎上復述并準確地記住定義，以防造成對定義的死記硬背。

當然除上述各教學方法之外，在概念教學中還有許多值得借鑒的方法，如弄清概念抽象產生過程，理清概念的內涵和外延，掌握概念的定義原則、定義符號、語言文字之間的關系等等。但教師無論采取何種方法，都應基于幫助學生準確掌握概念的本質。概念之間是相互聯系的，若能使學生將所掌握的概念納入一定的系統中去，則所學的知識就會融會貫通，有助于掌握知識的內在聯系。如用概念鏈的方法表示概念之間的關系：基因DNA染色體一細胞核細胞組織器官系統個體種群一群落生態系統生物圈。讓概念間的關系一目了然。另外可將彼此有聯系的概念編成概念網，使概念系統化。

參考文獻：

[1] 張之玫.課堂討論法在生物教學中的應用.《廣西教育學院學報》.2002.4.

第3篇

緒論是引導學生快速進入材料化學主體內容比較關鍵的部分，在緒論這章應該讓學生盡快對材料化學這門課程的一些基本概念、材料化學的主體內容范圍及其地位和作用以及一些學習方法，包括思維方式的轉化和訓練方面有一些了解，同時由于是雙語教學，不斷滲透英語教學內容仍是主體，所以在緒論內容設計上，逐步導入英文教材內容，用英語表述一些概念，對概念的理解上，采取中英文表述，主要是照顧英文理解較差的學生，同時給學生一個適應的過程。在“以學生為本”的教學理念下，對材料化學緒論內容進行設計和實踐，以下是教學實踐中的嘗試和總結，以其今后更好地進行材料化學課程雙語教學，教學方法上“重視學”，“以學生為本”，提高教學質量，實施以培養能力為中心的素質教育。

材料概念的導入

1材料的定義有關材料的定義有以下幾種：材料是具有結構、光、磁、電的用途的物質(Matterisamaterialwhenthatformofmatterhasstructural,optical,magnetic,orelectricuse)。材料是能為人類社會經濟地制造有用器材(或物品)的物質(Matterisamaterialwhenthatformofmattercanbemanufacturedintousefulobjectseconomicallyforthehumansociety)[13]。材料是人類用來制作物件，如用具、工具、元器件、設備設施、系統等的物質。《辭?！方o材料下的定義是：經過人類勞動所取得的勞動對象稱為原料，而經過工業加工的原料如鋼材、水泥等則稱為材料[14]。這是以往對材料的定義，隨著時代的發展，材料基本含義沒有太大變化，內容上豐富許多。與時俱進，現在采用英文教材的最新定義，是需要學生理解和掌握的。英文教材的定義為：材料可廣泛定義為可用于解決當前或未來社會需要的任何固態組件和設備(Thetermmaterialmaybebroadlydefinedasanysolid-statecomponentordevicethatmaybeusedtoaddressacurrentorfuturesocietalneed)[15-16]。例如，釘子、木材、涂料等解決我們住房需求的簡單建筑材料(Forinstance,simplebuildingmaterialssuchasnails,wood,coatings,etc.addressourneedofshelter)。

2材料的分類材料分類有很多種，現代材料一般分為金屬(metals)材料，高分子(polymer)材料如塑料、橡膠、纖維等，無機材料如陶瓷(ceramics)、玻璃、水泥、磚瓦等和復合(composites)材料四大類[17]。英文教材將材料分為天然的(natural)和合成的(synthetic)兩大類材料。天然的材料分為無機(inorganic)和有機(organic)材料。無機天然材料包括礦物(minerals)、黏土(clays)、砂(sand)、骨(bone)和牙(teeth)。有機天然材料包括木材(wood)、皮革(leather)、糖(sugars)和蛋白質(proteins)。合成的材料包括大塊(bulk)、微米(microscale)、納米(nanoscale)材料。大塊(bulk)材料包括非晶態(amorphous)和結晶(crystalline)材料[15-16]，這種材料分類更貼近材料化學的定位。

3復合材料復合材料廣義上是指由兩個或多個物理相(以微觀或宏觀的形式)所組成的固體材料。狹義上是指用高性能玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、晶須、芳香族聚酰胺纖維等增強的塑料，金屬和陶瓷材料等。國際標準化組織把復合材料定義為由兩種以上物理和化學上不同的物質組合起來而得到的一種多相固體材料[18-19]。

4新材料與功能材料為適應國民經濟、科學技術與國防建設的發展，滿足生產力發展與社會進步的要求新近出現或研發出來的、或正在發展中、具有傳統材料無法比擬或更為優異的性能之各種新型材料，均稱為新材料。新材料一般具備表征性、先導性、依托性、時間性、優能性和新穎性6個特征[14]。材料通常可分為結構材料與功能材料兩大類。結構材料是以強度、剛度、韌性、塑性、耐磨性、硬度等力學性能為其基本特征，用于制造以承受重力或傳遞應力為主要服役方式之結構構件的材料。功能材料則是具有特殊物理性能、化學性能或生物學性能等，主要用于制造各種功能元、器件的材料[14,20-21]。1965年，美國貝爾實驗室Morton博士提出功能材料的概念，20世紀70年代日本材料科技界完善確立，20世紀80年代在我國逐漸被人們接受。功能材料的定義，國內外尚無統一定論，國內比較一致的定義，功能材料是指那些具有優良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物醫學功能，特殊的物理學、化學、生物學效應，能完成功能相互轉化、并被用于非結構用途的高技術材料。這些材料在元件、器件、整機或系統中，可實現對信息與能源的感知、采集、計測、傳輸、屏蔽、絕緣、吸收、貯存、記憶、處理、控制發射和轉換等目的[14]。

5納米材料20世紀70年代，日本科學家最早認識到納米性能并引用納米概念。20世紀80年代中期，人們正式把這種材料命名為納米材料。納米材料是指物質的粒徑至少有一維在1~100nm之間，具有特殊物理化學性質的材料[22-27]。組成納米材料的基本單元在維數上可分為三類：(1)零維。指在空間三維尺寸均在納米尺度內。如原子簇等。(2)一維。指在空間有兩維處于納米尺度。如納米絲、納米棒、納米管等。(3)二維。指在三維空間中有一維處于納米尺度。如超薄膜、多層膜等[24]。在實際應用中，以一個材料的10%質量分數作為閾值來確定其是否為納米材料，作為化妝品納米材料的判斷指標[28]。材料及其分類的介紹，主要側重英文教材的定義，讓學生記住其英文表達，同時強調材料的應用及最新材料介紹。

材料科學與材料工程的界定

材料科學是研究材料結構與性能間的關系，而材料工程是在這些結構與性能間的關系基礎上，對材料結構進行設計和工程化以生產預期性質的系列產品(Thedisciplineofmaterialsscienceinvolvesinvestigatingtherelationshipsthatexistbetweenthestructuresandpropertiesofmaterials.Incontrast,materialsengineeringis,onthebasisofthesestructure-propertycorrelations,designingorengineeringthestructureofamaterialtoproduceapredeterminedsetofproperties)[29]。

材料化學的定義

廣義上材料化學學科的定義致力于研究組成材料的原子、離子或分子排列之間的相互關系和它的整體宏觀結構/物理性質(Thebroadlydefineddisciplineofmaterialschemistryisfocusedonunderstandingtherelationshipsbetweenthearrangementofatoms,ions,ormoleculescomprisingamaterial,anditsoverallbulkstructural/physicalproperties)。依據這個定義，普通學科如高分子、固體和表面化學都包括在材料化學的研究范圍內(Bythisdesignation,commondisciplinessuchaspolymer,solid-state,andsurfacechemistrywouldallbeplacedwithinthescopeofmaterialschemistry)。這個廣泛的領域是由研究現有材料的結構/性質，新材料的合成和表征以及利用先進的計算法來預測未知材料的結構和性質組成的(Thisbroadfieldconsistsofstudyingthestructures/propertiesofexistingmaterials,synthesizingandcharacterizingnewmaterials,andusingadvancedcomputationaltechniquestopredictstructuresandpropertiesofmaterialsthathavenotyetbeenrealized)[15-16]。#p#分頁標題#e#