時間：2022-12-29 03:30:38
導語：在工業化學論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
從總體上來看，現行培養方案的的培養目標及基本要求符合專業特點及專業發展的需要，課程設置及課時安排也基本符合專業的要求。但是現行培養方案也存在著一些問題:(1)理論課的學時較多，容易形成以教師為主導的教學模式，學生自主學習和從事創新性實驗項目的時間不足，而且所學習的理論知識難以應用于實踐，在畢業實習、畢業設計中表現尤為突出。(2)由于公共課程較多的原因，學生在前三個學期的學習過程中難以接觸到真正的專業課程，真正學習專業理論知識的時間非常有限，也造成了安排在大一下半學期的認知實習難以對學生產生相應的專業影響。(3)核心課程的核心地位不突出，既沒有從課時上保證，也沒有從考核方式上來要求。(4)沒有專業概論課程，學生到了三、四年級，對專業的認識還不夠清晰，對課程之間的承接關系沒有概念，綜合運用專業知識來解決實際問題的能力不足。(5)部分課程內容重復，難以形成教學上的高效率。(6)課程體系中沒有能很好地跟上現代化學工業中信息化的腳步，已經廣泛應用的設計軟件，如Aspenplus、ProE等還沒有進入課程體系。(7)畢業實習還有待加強，目前安排的畢業實習時間較短，難以達到實習的目的。
2化學工程與工藝專業人才培養模式改革的思路
美國、德國等發達工業國家的統計資料表明，高級工程人才的需求比例為:從事工程科學研究的人才為5%，這部分人才主要以研究和發現工程過程中的基本理論為主，偏重于工程學術研究;從事設計、開發的工程人才約占35%，主要工作是將科學原理和學科體系知識轉化為設計方案或設計圖紙;從事生產工藝、運行維護、管理銷售等工作的工程技術人員約占65%，將設計方案與圖紙轉化為產品。后兩者可以統稱為工程應用人才。化工學院在建院之初，就確定了以培養工程應用型人才為主要目標。根據幾年來在人才培養的探索與實踐過程中，我們認為，確切地說，我們應該以打造工程生產一線工程師、工程技術人員為人才培養的主要目標，也就是說，以培養工程技術人員為主，對于一些學有余力的學生，可以通過進一步的深造和在實踐工作崗位上的鍛煉，成為工程人才。培養化工類工程應用型人才，就是要強調本科教育的專業性，通過本科教育這一相對完整的人才培養周期，是學生接受相對完整的、作為一線工程師所需要的基本教育，具有一線工程師應有的基本知識、基本能力、基本素質。學生通過這樣的教育，應該具有系統的專業基礎知識、較強的實踐動手能力、主動的自主學習能力、靈活的崗位適應能力，在現有成熟的化工技術和規范的基礎上，能夠應用理論知識和技術，解決生產實際中的具體技術問題，特別是應用所學專業知識進行集成創新和引進吸收再創新。同時，一線工程師還應具有一定的人文精神和環境意識。現代化學工業，不僅融化學科學、化工技術、藝術于一體，還與自然資源、生態環境、倫理道德等重大社會問題息息相關，在“十”提出“建設美麗中國”的歷史背景下，在培養的學生多數服務于生態環境脆弱的西部地區的前提下，更應該注重培養學生的人文精神和環保意識［3］。經過四年的執行，現行培養方案在培養應用型化工技術人才方面起到了重要的作用，也積累了豐富的經驗。在新方案修訂過程中，要在保持原方案優點，尤其是突出實踐教學的基礎上，針對原方案的不足，結合現代化學工業新的發展現狀以及地區經濟，來綜合考慮，完成修訂工作。基于這樣的認識，對于新的培養方案，需要遵循“理論系統夠用，突出實踐動手，營造工程背景，重視過程培養與評價，提倡自主學習，強化創新訓練”的原則。化學工程與工藝專業人才培養方案修訂工作的指導思想:以復合型、創新性人才培養為核心，以教學改革、科學研究和服務社會為宗旨，以高素質、重能力、求創新為根本，以學生為主體、教師為主導，培養學生理論知識、綜合能力、實踐技能和科學素養全面協調健康發展。力求達到理論與實踐、基礎與提高、傳承與創新、教學與科研、素質教育與技術訓練的統一。
3化學工程與工藝專業人才培養模式改革的內容
明確提出以轉變教育思想和更新教育觀念為先導，以完善和落實本科綜合培養方案為主線，深化教學改革;優化課程體系，更新教學內容，加強實踐環節，改進教學方法和教學手段;加強師資隊伍建設，提高教師整體綜合素質，形成一支教學科研相結合、教學思想活躍、知識結構、年齡結構優化的教學梯隊;注重學生知識、能力、素質、個性的協調發展，強化創新意識，進一步提高人才培養質量，走改革和創新之路，探索教學管理的新機制、新模式，開創教學工作的新局面。
3.1理論課的教育改革(1)深化課程體系改革，構建創新能力和全面發展的化工專業人才培養計劃調整知識結構，本著“理論系統夠用”的原則，認真梳理現行培養方案中的理論課程體系，根據專業方向，確定4～5門核心課程，凸顯核心課的核心地位，以核心課程為中心，構建理論課程體系。將理論課程按課程的特點、內容和相關性進行進一步整合，劃分為課程群，即將部分前后有銜接的課程，進行內容整合，減少重疊內容，突出重點，通過課程群的建設，使學生在學習時可以更加連貫，便于融會貫通。(2)改革和更新教學內容，積極吸收本專業科學技術發展的新成果，將化工及相關領域新技術、新成果納入課堂教學;(3)深化教學方法改革，尊重學生個性發展，推進啟發式和討論式教學方法，提倡案例教學;主要課程注重引進和選用國內外優秀教材，不斷促進本科教學質量的提升。(4)改革教學技術，推行現代化教學手段。包括:多媒體、網絡、仿真等。盡可能采用雙外語教學。(5)改進教學和管理機制，在理論教學過程中，重視過程培養和評價，并以此為契機，提倡學生自主學習，在教學大綱上和教學內容上引導學生自學。
3.2實踐性教學環節的教育改革工程技術人才的創新能力集中體現在工程實踐活動中創造新的技術成果的能力，包括新產品和新技術的研發，新流程和新裝置的設計，新的工廠生產過程操作運行方案等。反映在教學過程中就是工程實踐能力的訓練和培養。因此在改革中高度重視和加強實踐類教學環節，繼續保證實踐教學的突出地位。在實踐性教學環節中，構建由易到難，貫穿全程，逐步貼近工程實際的實踐教學體系，保證實踐教學環節比重在整個培養方案的比重不低于25%，適當調整理論教學課程，使教學前移，為學生創造更多地時間參與工程實踐，并積極創造條件推進“3+1”培養模式的改革。對教學計劃內要求的實踐性教學，結合工程實際，以實驗與工藝基本操作技能訓練為基礎，積極開展教學改革和建設。具體方案:在基礎實驗方面，重視對學生實際動手能力、規范操作和嚴謹務實的作風的培養。在專業基礎實驗方面，結合地區經濟的發展和教師的科研方向開發大綜合專業實驗項目，逐步引入具有工程意義的實驗項目，增加綜合性、設計性和研究型實驗的比例。為后續實踐教學、創新性實驗項目、學科競賽、畢業設計等環節奠定基礎。在校內實訓平臺建設中，基于工程背景及地方產業特點，以培養學生動手及實踐能力和工程意識為出發點，形成滿足培養化工類專業和相關專業的實踐綜合能力訓練及培養的實訓課程體系。以學校建設化工實訓中心為契機，加強工程實訓，彌補畢業實習過程中只能看不能動的缺憾，是學生真正了解化工廠。在畢業實習和畢業設計(論文)環節，貫徹卓越工程師計劃，建立學生到企業和社會開展實踐實習的有效機制。精選認識實習單位，加強基地建設，繼續為學生在畢業實習過程中提供“頂崗實習”機會，結合就業，讓學生能夠在就業后縮短適應期。提高學生對專業的認同度和優越感，提高學習本專業的興趣。畢業設計以工廠實際設計為題，畢業論文以教師科研為題。落實理論聯系實際，結合工程與科研實際，一人一題，真題真做。實施雙向選擇和規范化管理。使學生的分析問題、解決問題、協作精神、創新意識和能力等得到充分鍛煉。
3.3課堂外教學環節的教育改革對教學計劃外的實踐能力培養，可通過開展各類科技創新實踐活動、大賽和專業技能培訓的形式進行延伸。加強科研與實踐教學的融合，組建學生科研興趣小組，強化化工設計、計算機輔助設計等環節，全面訓練實踐能力。目前我院已開展大學生創新實驗、校級“化學實驗技能競賽”，參加全國大學生挑戰杯、“PRO/E建模設計大賽”和全國大學生化工設計大賽”等賽事上取得好成績。2012年、2013年、2014年由中國化工學會、中國化工教育協會、教育部高等學校化學工程與工藝專業教學指導分委員會舉辦的國內包括清華大學、天津大學、浙江大學等百所高校參加的“中國石化－三井化學杯”杯大學生化工設計競賽中，以本專業學生為主的代表隊最終獲得全國一等獎二項，全國二等獎四項的優異成績。這些活動的開展即可從多方面培養大學生的創新思維和工程技能，培養團隊協作精神，增強大學生的工程設計與實踐能力，又可幫助學生發現、發展各自的志趣、潛力和特長，并對學生的就業和考研起到積極作用。
4結語
在半導體生產工廠中使用的中央化學藥液供應系統可以根據機臺的不同有兩種分類，一種是單純的藥液供應系統（SupplySystem）：將化學液自儲存設備，利用供酸機臺及管路供應給制程機臺使用。另一種是具有混合、加熱或者攪拌等功能的功能系統(FunctionalSystem)：將藥液從儲存設備，先經過稀釋混合、加熱、冷卻或者攪拌沉淀的功能之后，再供應給制程機臺使用。具體使用哪種供液方式，取決于機臺的功能以及工藝上的要求。
1.1中央供藥液基本要求
不同系統會有不同的要求，但是大部分的供液系統有相同基本的要求：
（1）操作安全性，能耐腐蝕、耐壓力、防爆等；
（2）化學液零污染，要求系統中與化學液接觸部分完全與化學液兼容，不會產生反應或者溶解；
（3）微粒子控制，藥液因為溫度壓力可能會產生微粒，需要用過濾器循環過濾；
（4）流量要求，各個機臺需要的流量不同，整個供液系統需要滿足最高的流量要求；
（5）泄露報警，如果系統中有泄露的地方，需要立即發出警報，在界面中顯示出泄露大概區域，并且暫停這一部分的供液功能，關閉相關部分的閥門和動力系統，使得故障能迅速恢復，將損失降到最低。把信息結果匯入故障診斷系統；
（6）取樣分析，各段供應的化學液需要進行自動取樣分析，根據需要分析系統和管路中帶入的粒子以及金屬離子。把結果匯入故障診斷系統；
（7）自動控制運轉，系統和各個機臺的交互運行能夠進行自動控制，提供運行監控界面，顯示實時系統狀態，其中包括泵、過濾系統、壓力容器等的各種參數，如果一旦有參數超出正常范圍，進行自動調節之后將進行報警，將信息匯入故障診斷系統；
（8）自動的維護保養系統功能，能夠在系統閑時，根據具體情況，定期對系統管路進行保養維護以及清潔，延長整個系統的使用，提高系統的安全性；
（9）化學液用量的統計，能根據人為控制或者自動結算監控，及時調整藥液供應時間和頻率，使得藥液供應能及時補充生產，不成為整個生產的瓶頸；
（10）系統自動故障診斷，根據前面提及的各個控制系統匯總的故障信息，自動診斷故障點或者可能發生故障點的相關度，最大化的縮短故障排除時間。
1.2系統設備使用材料
系統中設備容器及管路使用的材料。
1.3中央集中供藥液方式
首先根據藥液使用量的大小選擇藥液的供應容器，如果使用量很大，比如在多個清洗步驟中都會使用到的強氧化劑H2O2以及強酸濃硫酸H2SO4，就使用槽車供應先到化學液充填站，再使用氮氣加壓輸送至大于10m3的存儲罐中。使用量中等或者少量的化學液例如HF以及顯影液等，則使用便攜式可移動的容器來輸送到主管路。經過過濾系統的化學液則通過N2或者泵分別輸入各個三通閥箱。化學液的驅動方式有兩種，一種是泵傳輸，另一種是使用N2產生壓力輸送。其中常用于半導體中央供藥液的泵也有很多種類，其中因為驅動方式的不同可以分為氣動泵、電動泵和磁力泵等，其中氣動泵成本經濟，并且可使用耐腐蝕材料制造，輸送一些酸性藥液。磁力泵密封性很好，可以做到完全不泄露，動力輸入和輸出可以完全零摩擦，降低能耗。電機驅動的泵可以做到很精確的閉環控制，已達到最終的高精度輸出。而N2壓力輸送，常用在一些藥液黏度大，用量精度高、揮發性強以及燃點低的情況下。
1.4化學液集中供應系統控制流程
是中央集中供液的總體流程示意圖。藥液會根據使用量的大小采取不同的供應容器，通過化學液過濾系統CDU過濾不符合要求的微粒子，再通過三通閥箱TeeBox閥箱以及分支閥箱VMB供應到各個機臺，其中在各段不同點需要有化學液采樣分析盒SamplingBox，最終的分析信息需要匯總到總控制臺的故障診斷系統。為單路多反饋控制流程圖。具體到單路的控制流程里，主管路將溶液供應到CDU過濾系統，當化學液中的微粒尺寸和數量滿足要求之后，會將電信號反饋給OCP即運算處理器。當機臺發出需求信號時，OCP判斷CDU信號，如果滿足要求OCP將控制信號通過HUB放大信號之后發送給VMB分支閥箱，這時過濾好的藥液就會通過三通閥箱以及分支閥箱供應給機臺。如果機臺、閥箱以及過濾系統有漏液、堵塞以及完成等狀態，信號會被反饋給OCP，OCP將處理當前狀態，關閉執行單元，并且將信號通過HUB發送到系統數據監控和采集系統SCADASystem，相應發出警示或者警報。在一些清洗或者刻蝕工藝中，有些機臺使用的是不同化學液的混合物，需要根據一定的體積或者質量比例進行配液。機臺可能會在工藝槽中直接配液，或者有配液槽進行提前配液以及其它的預備功能，比如加熱、攪拌反應或者冷卻降溫等。現在通常使用的都是將質量比例換算成體積比例進行配比。精度要求不高的，并且混合后體積不會有很大變化的混液過程，可以通過混液槽里使用液位傳感器進行體積控制。精度要求高的使用流量傳感器來測量流過的液體體積。為了達到較高的精度要求，傳感器則需要安裝在距離配液容器進口處。
1.5化學液集中供應安全防護系統
化學液輸送系統需要以下安全裝置：
（1）設置溢出流量閥或者開關（ExcessValve/Switch）以及相應排放管道，用于在系統中由于某些故障造成的輸送無法停止、泄露以及腐蝕等等緊急情況下，化學液的排放溢出。
（2）泄露相關安全保護，其中包括檢測化學液泄露的傳感器。這類傳感器有耐腐蝕性，能夠保證長時間的檢測壽命。可根據具體化學液的性質進行類型選擇，如果有導電性，可選擇導線式傳感器，可根據不同點之間電阻值得變化檢測到泄露以及泄露位置。如果無導電性，可選擇光電式傳感器，可避免化學液接觸導致的腐蝕。除了選擇檢測傳感器，還需要有泄露二次圍堵和排放功能，以免泄露造成污染腐蝕等引起的二次危險與損失。
（3）各段化學液供應源處安裝手動開關，在遇有緊急情況時可切斷化學液供應或者分流，以保證需要保護的裝備切斷或者減少化學液進入。
（4）化學液桶、槽和柜進行填充時，需要有液位傳感器或者壓力傳感器，實時監測化學液液位及壓力，如果超過一定值時供應必須自動停止。
（5）易燃易爆化學液輸送系統應該配有滅火裝置，使用火焰、溫度或者煙霧傳感器監測，一旦發生險情，必須能進行有效的滅火并且有聲光報警，以及遠程報警信號傳輸。
2結束語
關鍵詞：物理化學；課程改革；化工專業；實踐導向
0引言
“物理化學”課程是高等院校化學、化工、制藥、材料和生化等專業的學生必修專業基礎課之一.“物理化學”課程綜合運用數學、物理等學科的理論和實驗手段來解決化學反應中出現的問題，并研究在化學變化中所遵循的規律.物理化學是多種學科的理論基礎，尤其在理科、工科化學系列課程體系中起著重要作用.由于“物理化學”課程的理論性強、公式多，學生在學習過程中難免覺得內容過于抽象而難以理解［1-2］，同時所學內容與實際應用聯系較小，造成學習的畏懼感，學習效果不理想.鑒于物理化學在化工相關專業知識結構中所處的重要位置，尤其對后面要學習的“化工原理”“化工熱力學”和“催化原理”等課程起著重要的鋪墊作用，因此，“物理化學”課程的建設對高質量化工專業人才的培養至關重要.多年來，我校化學與材料科學學院物理化學課程組通過更新教育理念，在物理化學的教學內容、教學方法、教學思想和教師隊伍建設等方面取得顯著成效.完成“物理化學”省級精品課程的建設和驗收工作，成效顯著.“物理化學”課程團隊被遴選為學校重點建設的課程團隊.在這樣的背景下，如何以實踐為導向，在教學過程中培養學生的工科思維，提高他們解決實際問題的能力是工科物理化學教學值得思考的重要問題.
1調整理論教學內容，側重工程實踐導向
相比而言，我校開設化工專業的歷史較短，所用物理化學教材也一直沿用我校化學（師范）、應用化學和材料化學專業使用的《物理化學》（第五版、南京大學傅獻彩等編寫）教材，以相應的《物理化學學習指導》（南京大學孫德坤和沈文霞等編寫）作為學生的指導資料.在授課的過程中，雖然也積極拓展部分內容，在一定程度上解決與化工實踐過程聯系不密切的矛盾.但隨著我校化工專業的建設和發展，如果繼續使用偏重理論教學的物理化學教材顯然不合時宜.以課程體系的改革為契機，基于實踐導向的新教材的選用成為物理化學教學改革的出發點.從2014開始，精選天津大學物理化學教研室編寫的《物理化學》（第五版）［3］工科教材作為我校化工專業物理化學課程教材.與原教材相比，天津大學編寫的工科“物理化學”教材增加許多與實際工業生產相關的知識點，如真實氣體的液化及臨界參數、真實氣體狀態方程、二組分液體部分互溶系統的溫度-組成圖和完全不互溶系統的溫度-組成圖，以及多相化學反應等，目的是幫助學生能更好地了解和掌握物理化學原理在化工生產中的應用，有利于化工專業學生的工科思維的養成.另外，工科“物理化學”教材將電解質溶液、可逆電池電動勢及其應用和電解與極化作用3部分內容合并為電化學，將化學動力學基礎和化學動力學基礎合并為化學動力學，既優化教學內容，又適當降低理論深度，更重要的是拓展學生的實踐視野.本教材在我院近幾年的使用過程中，獲得學生良好的反響.
另外，隨著現代科學技術的快速發展，圖文并茂、生動形象的教學課件對工科物理化學課堂教學的支撐作用是顯而易見的.由于物理化學課程內容的抽象性，注重通過演示與基本原理相關的實驗現象對接實踐應用，讓學生更好地理解所學理論知識與工程實踐的直接關系［4］，更好地突出物理化學理論知識對工程實踐的指導作用.在授課過程中，除講授教材上的基礎知識外，還注重把從事物理化學方面的科研體會以及最新科研成果有機地融入到物理化學教學過程中，更好地激發學生對“物理化學”課程的學習興趣，使學生更加認識到物理化學在生活和化工行業中的重要性，同時也培養學生加快適應工業生產的能力和科學創新的思維能力［5］.
2優化課堂教學方法，注重實例說明理論
由于化工專業的學生將來所從事的職業與生產實踐更加緊密相連，所以，采用何種教學方法才能更加有效地提高學生的工程實踐能力是物理化學教學過程中面臨的問題之一.物理化學內容抽象、公式多而雜，在課堂講授中要更加注重結合具體實例來闡述理論內容，才能有效地幫助學生深入理解和接受所學的理論知識.例如，講授界面現象中彎曲液面下的附加壓力時，用他們所熟悉的人工降雨和暴沸現象來說明開爾文公式，只有水蒸汽液化凝結成新相小液滴（凸液面），小液滴逐漸長大才能從天上落下雨滴.由于新相小液滴剛開始很難形成，即水蒸汽的過飽和蒸氣壓pr非常大，天空中的水蒸汽氣壓很難達到pr，因而需要采用人工的方式提供小液滴形成時的凝聚中心，大幅度降低pr的數值，使雨滴順利形成.同理，液體受熱氣化形成新相小氣泡（凹液面），小氣泡逐漸長大才能從液體里逸出，但新相小氣泡開始很難形成，即液體過熱也不沸騰，是因為液體中的小氣泡壓力很小達不到外界大氣壓的數值，因而需要向液體中加入實驗中常用的沸石（孔中含空氣）增加初始小氣泡的大小，使氣泡壓力很快達到外界大氣壓值，保證氣體從液體中順利逸出，避免形成過熱液體，引起事故.總之，利用具體實例講授比較抽象的物理化學知識，使學生在學習理論中更接近實際生產和生活，激發他們將理論運用于實踐的潛能.
3多方位理解實驗原理，提高動腦與動手能力
伴隨著物理化學理論教學內容的調整，也將相關的實驗教學內容進行優化.例如：化學反應過程中常常伴隨著反應熱的形成，如果不能及時地移除多余的熱量導致反應溫度升高，反應速率加快，將對化工生產安全帶來極大的隱患.所以，反應過程中溫度的測量與調控在化工生產中顯得尤為重要.目前，在物理化學實驗中涉及到多種類型的溫度計（如玻璃溫度計、貝克曼溫度計、熱電偶等）用于測量反應體系的溫度.作為溫差測量的貝克曼溫度計，廣泛應用在恒溫槽的組裝和性能測試、稀溶液的凝固點降低實驗中.由于精密電子溫度測量儀器的普遍使用，使得貝克曼溫度計在實驗中的利用率逐漸降低，但它仍可以作為一種簡便的輔助儀器使用.另外，溫度效應常常在實驗中有所體現.如醋酸-水-氯仿三組分系統的相圖繪制實驗，其成敗與溫度的關系比較密切.然而，大部分學生在實驗過程中并沒有注意到這個現象，也并不清楚隱含的實驗原理.實驗過程中，溫度影響到各組分間的溶解度，在溫度較高的條件下無法觀察到明顯的渾濁現象，導致不能很好地判定滴定終點.因此，如果能夠測定不同溫度下的相圖，可以使學生更深入地了解萃取過程，理解相圖中物系點和相點的概念，對于化工產品分離條件的篩選起到良好地指導作用.其他的實驗項目，例如：溶液表面張力的測定、活性炭比表面積的測定、蔗糖水解反應速率常數的測定、高聚物的分子量測定等，溫度的影響均不可忽視.
合理的安排實驗是保證學生理解并掌握實驗原理的前提.但由于參與實驗的學生人數較多，普遍的做法是將學生分成若干小組，采用循環的方式開展實驗.如果物理化學的理論課與實驗課在同一學期開設，在循環實驗過程中將不可避免地導致部分實驗項目早于理論課程的學習，學生在實驗過程中則顯得非常被動，對實驗理論一知半解，造成他們更多地關注實驗操作過程，只動手、缺乏動腦，實驗效果并不理想.鑒于此，將實驗課的開出時間較理論課程滯后一學期，先讓學生充分學習理論知識，再開展相關實驗.通過在實驗過程中讓學生試講實驗內容、回答問題等方式讓學生進一步理解實驗過程中的理論知識和操作步驟，更好地理論聯系實際，教學效果良好.同時，依托我校的安徽省化學工程實訓中心，還可以進一步開設與物理化學相關的綜合性實驗和創新性實驗，為學生深入理解物理化學原理、提高學生的動手實踐能力奠定基礎.
4結語
通過對我校化工專業本科生“物理化學”課程的教學和改革結果，以實踐能力培養為目標，優化教學內容，注重理論與實踐相結合，逐漸培養學生的工科思維，才能提高學生利用物理化學原理知識綜合解決化工實踐問題的能力.
參考文獻：
［1］黃玉成，杜金艷.工科物理化學教學內容的幾點思考［J］.廣州化工，2015，43（2）：161-162.
［2］胡碧茹，吳文健.《物理化學》課程教學改革的相關探索與實踐［J］.高等教育研究學報，2013，36（2）：113-115.
［3］天津大學物理化學教研室.物理化學［M］.5版.北京：高等教育出版社，2009.
1中醫藥術語表征功效的現狀與意義
中藥的現代科學研究工作沿著中西藥結合的道路前進現代對中藥所進行的科學研究，主要包括藥理、化學和臨床研究。藥理研究，就是用現代科學的生理、生化、病理等指標表征中藥的功效。應包括中藥的飲片，也包括提取有效成分的部位或單體化合物。化學研究就是弄清楚中藥有效成分及其物理和化學性質，從而為控制藥物質量、制劑制備、選擇給藥途徑及保證藥物效用提供依據。臨床研究就是指用中藥所能治療的按西醫診斷的疾病的情況。按上述方法研究的結果尤其是從中分離得到的有效化合物，往往不能再被中醫按中醫藥理論體系進行使用了，只能為西醫按西醫藥理論體系進行使用，也就是說，把中藥變成了西藥。長此下去，勢必出現中藥的消亡和西藥的豐富與發展。例如，經現代科學研究、發現黃連中的黃連素可抑制細菌，被西醫用作抑菌消炎藥。然因尚未研究黃連素的中藥特性和用中醫藥術語來表征的功效，故中醫不能按中醫藥理論體系來使用它。中藥的特性如四氣五味、升降沉浮、歸經等，是中藥的特點和長處，它們與機體的“證”相對應，直接指導著臨床用藥。例如從四氣中的寒熱看，可與“證”對應使用，即熱證用寒性藥，寒證用熱性藥，即所謂“熱者寒之，寒者熱之”。再如歸經，按現代觀點的結核菌感染的疾患看，有肺、腎、腸、骨等結核病，按中醫理論體系分析，這不同部位的疾病，屬于不同歸經，在選用藥物時，是要考慮到的。就急性腎炎和慢性腎炎、急性菌痢和慢性菌痢而言，盡管從西醫角度看均屬細菌感染性疾患，但從中醫看，在急性期屬實熱證（或濕熱證），應選用苦寒藥，而在慢性期，則屬虛寒證（久病必虛、虛易成寒），是不宜選用苦寒藥的。
2豐富和發展中藥學
中藥的很多苦寒藥，均具抑菌消炎作用，當然，并不能由此而完全認為抑菌消炎作用即為中藥特性——味苦性寒的表示方法，但起碼這表現了中藥的味苦性寒這一特性的一個方面。一些臨床實踐已經證明，它對腎陽虛病人效果較好，而對腎陰虛病人效果不好，這說明它具有中醫藥學術語的補腎陽的作用。可見二者具有生物活性的同一性。不論西藥還是中藥都由相應化合物構成，具有以下同一性：有的為結構清楚的單體化合物，有的為結構不清楚的混合物。如西藥阿托品、磺胺噻唑是結構清楚的單體化合物：巴甫洛夫合劑、三溴片等為成分結構清楚的混合物，而相當一部分格林制劑及一些天然藥物如洋地黃葉、番瀉葉等，其成分結構不完全清楚。而中藥，盡管大多數藥物的成分結構尚不清楚，如天麻、竹茹等，但也有一些成分結構清楚的，如冰片即為龍腦，相當一部分礦物藥的成分結構大體清楚。它們大多由天然化合物或人工合成化合物構成。例如西藥的利血平，是天然產物，磺胺類藥物是人工合成產物，中藥的絕大多數如麻黃等是天然產物，但也有人工合成的，如砒石，即為由雄黃（硫化砷AsS）煉制（氧化）而成的三氧化二砷（As2O3）。
3通過中醫研究中藥物質的五味
參考文獻
一、合成生物學：新千年的科學技術
新的研究格局在世紀之交已經呈現，其中生物科學的地位日益凸顯，數十年前還不敢想象的技術現在似乎可以實現。但是，新世紀面臨著新挑戰。世界人口日益增加，氣候變化、糧食和能源需求增加、疾病傳播等一系列新的問題隨之出現。許多科學家和工程師認為，可以通過合成生物學這一新興而又具有變革潛力的學科應對新世紀面臨的部分挑戰。
合成生物學是一門將科學和工程方法相結合進行生物學研究和操控的新興學科。雖然合成生物學還處在“幼年期”――其核心研究內容主要局限于尋找和提煉可執行具體基因功能或生物化學功能的生物元件，并改善DNA合成和構建的方法――但目標遠大。合成生物學家們希望設計并構建人工合成的生物系統，最終用于工業制造、糧食生產，并提高全球健康水平。
一般而言，合成生物學是指運用工程學原理，設計和構建新的生物元器件和系統，并重新設計現有的、天然的生物系統，用于有益目的。它源于生物學及相關領域一個世紀的研究成果，但離不開工程學、計算科學、信息技術等領域的重大突破。
合成生物學具有以下重要特點：（1）它是生物學研究的新穎方法。與傳統的生命機制探索方法完全相反，合成生物學注重生產定制化的細胞、有機體和生命體。（2）應用工程學方法生產生命體。合成生物學通常應用工程學原理設計執行特定功能的簡化的生物元素。（3）依賴于非等級化的科研和商業化網絡。合成生物學向著橫向的、全球化的研究方式發展，通過社交網絡，它吸引了世界各地的年輕科學家。（4）需要響應社會關切。合成生物學是新興的學科和技術，需要充分考慮該技術的倫理、法律和社會影響，以及人們對其生物安全、監管和知識產權問題的關切。
二、合成生物學發展戰略
1.中國。中國認為合成生物學將帶來技術推動的新一輪經濟增長，因此努力成為該領域的國際領先者。目前，中國每年對合成生物學的研發投資達到2.6億元，每年發表合成生物學論文400余篇，約占世界總量的10%，論文被引次數居全球第7。中國已經制訂了合成生物學戰略路線圖，規劃了技術、工業應用、醫學和農業等方面的中長期目標。未來5年，將建立標準元件數據庫，形成設計生物元器件的計算能力；形成化學品和生物材料的模塊化設計和生產能力；對可增強植物耐旱性和耐堿性的生物元件進行驗證設計。未來10年，將擴大標準元器件數據庫，形成設計生物系統的計算能力；商業化生產某些化學品和生物材料；對合成固氮器件進行驗證設計。未來20年，將形成生物系統設計、建模和驗證一體化平臺；商業化生產眾多自然化合物、藥品、化學品和生物燃料；臨床應用生物元件和系統，用于檢測、控制和治療主要疾病；創造人工微生物。
2.英國。英國政府把合成生物學視為非常有商業前景的革命性平臺，熱切期望在合成生物學領域占據世界領先地位。英國政府決定成立合成生物學領導委員會，促進各領域的討論與公私合作，由部長和資深業界人士擔任聯合主席。英國計劃開展合成生物學投資如下：公共投資5000萬英鎊，其中多達650萬英鎊用于鼓勵產業投資；英國工程與自然科學研究理事會投資600萬英鎊，鼓勵大學探索新產品商業化；將合成生物學研發和相關的倫理、法律及社會影響研究的資助整合起來；生物技術與生物科學研究理事會支持16個機構從事5個跨國研究項目；撥款1億英鎊，用于未來3-5年對10萬名患者進行全基因組測序。
3.美國。美國很早就是合成生物學領跑者。美國政府每年向合成生物學研究投入約1.4億美元，其中美國國家科學基金會投入約7200萬美元。2008年美國國家科學基金會投入1600萬美元資助合成生物學工程研究中心。美國國防部力圖將合成生物學提升為一種制造平臺，美國能源部也圍繞合成生物學啟動了一些行動。不過，美國聯邦政府還沒有制訂合成生物學投資或管理的整體規劃。本屆政府的《國家生物經濟藍圖》雖然提到了合成生物學，但沒有提出具體的行動計劃。2010年，美國總統奧巴馬指示總統生物倫理問題研究委員會對合成生物學進行評估，并制定倫理指南，意在使風險最小化的同時實現公共利益最大化。
三、合成生物學帶來的機遇
合成生物學會帶來新一輪產業發展浪潮。產業界大量投資合成生物學，認為伴隨著基因組學和系統生物學的不斷進步，合成生物學將通過生物制造給產品和物質開發帶來革命性影響。到21世紀頭十年的中葉，全球就約有3000家生物技術公司，其中基因合成公司遍及五大洲，每年生產約5萬條基因。生物產品在經濟上舉足輕重。2010年，美國的生物經濟（包括轉基因作物、生物產品和工業生物技術）產值約為3000多億美元，超過美國GDP的2% 。據市場研究公司BBC Research估計，2011年合成生物學（包括支撐技術、生物元件及其組合產品）全球市場價值為16億美元，2016年將達到108億美元。
企業紛紛投資頗具前景的人工改造的生物產品，包括微生物、植物橡膠、生物基丙烯酸樹脂、產于生物廢料的綠色化學品、維生素以及用可再生碳水化合物生產的生物柴油。美國安倫捷科技公司副總裁達琳?所羅門認為，合成生物學是產業發展的新一輪浪潮，生物制造將以可持續原料取代傳統原料，從而改變所有產品的生產工藝，使全球經濟更為可持續。
合成生物學的大規模應用及市場推廣要耗費數十年時間，不過DNA測序、計算技術等相關技術的齊頭并進會縮短這一進程。專家們預計：未來5年，將會形成數個全球性的合成生物學研究平臺；未來10年，合成生物產品產值將達200億美元，生產細胞以制造大宗化學品和精細化學品將成為常態；未來20-30年，將理性地合成多細胞組織或器官，細胞計算系統將得到廣泛應用，新穎的生物制造工藝將被應用于生產非生物產品。
四、合成生物學發展面臨的挑戰
要充分釋放合成生物學的潛力，需要克服技術、監管、知識產權等諸多挑戰。
1.技術挑戰。發展合成生物學在元件及應用、互操作、度量、量產成本控制、工具及軟件等方面面臨挑戰。在元件及應用方面，開發一大批標準化、模塊化、行為可預測、可廣泛應用的生物元器件是近在眼前的挑戰。盡管有數以千計的生物元件已編目，但可重復且可靠的生物元件并非廣泛可用。在互操作方面，合成生物學發展的關鍵之一是開發出標準化的生物元件，像模塊一樣可靠地組裝，視情調整。為了得到普遍認可和應用，生物器件和系統的每個元件以及數據庫、度量單位和可擴充系統在不同尺度和水平上都要兼容。在度量方面，準確度量系統性能是合成生物學面臨的迫切挑戰，有必要形成能支持多種度量類型的基礎設施，而且未來全球統一的度量單位與度量本身一樣重要。在量產成本控制方面，經濟合算地生產工業化學品需要工程化生產高效微生物株，然而，現在開發含有合成生物元件的可行產品仍是一項艱巨的任務。在工具和軟件方面，改進數據收集工具、軟件和硬件對于合成生物學發展也很重要。除了可降低合成生物元件成本的自動化工藝外，專業化計算工具（如計算機輔助設計和建模工具）的缺乏也阻礙了合成生物學的發展。
2.監管問題。科學進展往往快于政策制定，同時合成生物學的界限也在不斷變化，因此在早期就應關注與合成生物學治理和監管相關的問題。
3.知識產權問題。構建新的生物元件帶來了一系列問題：對生物元件的權利是否應私有？如何進行生物元件登記？是否應對其申請專利？不同的知識產權和分享安排如何影響合成生物學的進步與創新？目前各國專利法規定不一。合成生物學在現有或新的知識產權體系下能否蓬勃發展是研究人員關注的一個重大問題。鑒于已經開發的合成生物元件數量巨大，并且企業對商業化產品開發有濃厚的興趣，解決知識產權問題異常重要。
4.包容問題。合成生物學是交叉性學科，既產生于多個學科，又回饋于這些學科。持續包容對于合成生物學的持續發展十分重要。一方面，要與產業界、監管和政策制定機構交流合作，使技術推動與市場拉動相結合。另一方面，還要使更多的公眾參與合成生物學對話，了解其可能存在的內在風險，討論有關的生物安全和倫理問題。
（作者：賈 偉，中國科學技術信息研究所副研究員，主要研究方向為國外科技政策與發展戰略。
劉潤生，中國科學技術信息研究所助理研究員，科技參考研究室負責人，主要從事科技戰略與政策研究。）
鏈接：
合成生物學（synthetic biology），最初由Hobom B.于1980年提出來表述基因重組技術，隨著分子系統生物學的發展，2000年E. Kool在美國化學年會上重新提出來，2003年國際上定義為基于系統生物學的遺傳工程和工程方法的人工生物系統研究。
“合成生物學”更早可追蹤到波蘭科學家Waclaw Szybalski采用“合成生物學”術語，以及目睹分子生物學進展、限制性內切酶發現等可能導致合成生物體的預測。“系統生物學”則可追蹤到貝塔朗菲的“有機生物學”及定義“有機”為“整體或系統”概念，以及闡述采用開放系統論、數學模型與計算機方法研究生物學。