無機(jī)化學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：無機(jī)化學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：微課；高職；無機(jī)化學(xué)

引言

隨著多媒體技術(shù)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展，微課已經(jīng)成為了我們輔助教學(xué)不可或缺的一部分。微課最初來源于孟加拉裔美國人薩爾曼-可汗，他是從“翻轉(zhuǎn)課堂”中涌現(xiàn)出來的概念，而在我國最早是由廣東省佛山市教育局研究所胡鐵生引進(jìn)的[1]。微課是一種以視頻為載體，針對某個具體知識點(diǎn)進(jìn)行解剖的教學(xué)模式。目前，我們醫(yī)衛(wèi)高職院校普遍存在文科生比較多，化學(xué)基礎(chǔ)差，學(xué)習(xí)能力又不強(qiáng)，在加上無機(jī)化學(xué)課時少等特點(diǎn)，使得我們學(xué)生在理解和掌握無機(jī)化學(xué)這門課程的難度加大。而我們無機(jī)化學(xué)又是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也就是說無機(jī)化學(xué)學(xué)的好和壞，會直接影響我們后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。如有機(jī)化學(xué)，生物化學(xué)，藥物化學(xué)，藥理學(xué)，中醫(yī)藥學(xué)等。因此，針對以上情況，筆者在無機(jī)化學(xué)的教學(xué)中間引進(jìn)了微課教學(xué)，來提高學(xué)生對無機(jī)化學(xué)的掌握程度。而且，隨著人們生活水平的日益提高，大學(xué)生基本上是人手一部手機(jī)，這為我們微課的學(xué)習(xí)提供了可能性。

1傳統(tǒng)課堂教學(xué)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)課堂教學(xué)是指教師根據(jù)人才培養(yǎng)方案，按照教學(xué)大綱，以教師為中心，學(xué)生為聽眾，借助多媒體等教學(xué)資源，向?qū)W生系統(tǒng)地，詳細(xì)地傳授知識和技能的的全過程，主要包括教師的講解，學(xué)生互動等的教學(xué)模式。

1.1傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢

①從內(nèi)容上看，傳統(tǒng)課堂教學(xué)具有完整性和系統(tǒng)性，能夠?qū)⒅R點(diǎn)從簡單到難，從表到里，從點(diǎn)到面地傳授給學(xué)生。②從效果上看，傳統(tǒng)課堂教學(xué)便于教師控制盒監(jiān)督整個教學(xué)過程、便于師生之間情感的交流，以及學(xué)習(xí)的互動、便于及時詳細(xì)地解答學(xué)生課堂中存在的問題，有利于學(xué)生語言組織能力的培養(yǎng)，以及自信心等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

1.2傳統(tǒng)教學(xué)的弊端

傳統(tǒng)課堂教學(xué)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教育的需要。傳統(tǒng)課堂教學(xué)是在固定的教室，由老師講解，學(xué)生聽的模式開展的。一旦學(xué)生離開了課堂，學(xué)就無從談起，對學(xué)生的主動學(xué)習(xí)不利；傳統(tǒng)課堂教學(xué)一直處于一種比較高壓的狀態(tài)下，注重的是學(xué)生記憶的過程，忽視了學(xué)生對知識的體驗(yàn)過程，不利于學(xué)生思維方式的發(fā)展與能力的培養(yǎng)。

2微課的特點(diǎn)

2.1微課的優(yōu)點(diǎn)

①微課實(shí)現(xiàn)了移動學(xué)習(xí)，使我們的學(xué)習(xí)效果明顯提高。微課從容量的大小來說，一個微課視頻與他的配套的輔助資源總?cè)萘恳簿褪菐资鬃笥遥曨l支持在線播放，也可以靈活地將其保存到終端設(shè)備，如平板、MP4、手機(jī)等實(shí)現(xiàn)線下學(xué)習(xí)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，以及人手一部手機(jī)的實(shí)現(xiàn)，使得我們的學(xué)生不僅在課堂上可以學(xué)習(xí)我們的無機(jī)化學(xué)，更重要的是在課下，也可以隨時隨地的學(xué)習(xí)我們的無機(jī)化學(xué)等課程。大家知道，我們的一節(jié)課，只有45分鐘，在這一節(jié)課上，我們要講的知識很多，不可能做到使每個學(xué)生都能理解和掌握。而微課的學(xué)習(xí)，正好可以解決我們這個問題，學(xué)生可以根據(jù)自身的情況，通過微課，有選擇的在課下進(jìn)行移動學(xué)習(xí)，大大提高了我們的學(xué)習(xí)效果。②微課的時間短，更加有利于我們學(xué)生的理解和掌握。有研究發(fā)現(xiàn)，人在5-10分鐘之內(nèi)的學(xué)習(xí)效果是最佳的。在這一時間內(nèi)，人的注意力集中程度最高，記憶效果最好，思維能力最活躍。而我們微課一節(jié)課的時間一般要求在10分鐘之內(nèi)[2-4]。我們都知道，我們一個無機(jī)化學(xué)的的知識點(diǎn)的講解大概也就是7分鐘，所以從時間觀念上來看的話，我們微課的時間設(shè)計正好符合我們記憶的規(guī)律及其學(xué)習(xí)效果最佳的原則。相對于傳統(tǒng)的45分鐘的一節(jié)課的教學(xué)模式來說的話，“微課”也可以稱之為“課例片段”或“碎片教學(xué)”。③微課的內(nèi)容少，主題突出，便于我們對知識點(diǎn)的掌握。微課主要是針對我們教學(xué)課堂中的一些難點(diǎn)、重點(diǎn)、疑點(diǎn)或是一個教學(xué)片斷進(jìn)行有針對性的講解，使的我們學(xué)生可以對重點(diǎn)、難點(diǎn)等知識點(diǎn)理解更加透徹。微課的內(nèi)容更加簡單，重點(diǎn)更加突出，因此也被稱為微課堂。④微課的種類和形式多樣化，便于微課的推廣。微課的種類有拍攝式微課、錄屏式微課、軟件輸出式微課、混合式（富媒體式）微課等類型。教師可以根據(jù)自身的情況采取不同的方式進(jìn)行視頻的錄制。微課的形式也是多樣化的，可以是深入講解某一個知識點(diǎn)的精講類，也可以是針對某個實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范的演示操作類，也可以是例題講解類等多形式的。⑤微課可以激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師在講解內(nèi)容的時候，可以適當(dāng)?shù)乩梦⒄n播放一些關(guān)于知識點(diǎn)應(yīng)用的視頻，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)他們自主的學(xué)習(xí)。

2.2微課的缺點(diǎn)

①微課具有碎片化，不系統(tǒng)的特點(diǎn)。微課主要是針對重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、教學(xué)片段等進(jìn)行深入地、細(xì)致地講解。微課的特點(diǎn)決定了它不能像傳統(tǒng)課堂教學(xué)一樣，根據(jù)教學(xué)大綱對進(jìn)行精細(xì)系統(tǒng)，連續(xù)的講授。因此，微課具有片面性，不連續(xù)性、不系統(tǒng)性。②微課只適合做教學(xué)輔助工具，不適合做長期學(xué)校教學(xué)。微課它是以視頻為載體，記錄教師在課堂教學(xué)中的難點(diǎn)，重點(diǎn)而開展的精彩教學(xué)活動的全過程。所以微課的針對點(diǎn)只是一些相對單一的，簡單的教學(xué)，不能像傳統(tǒng)課堂一樣做到學(xué)生之間的互動，針對課堂中學(xué)生存在的問題進(jìn)行面對面的解答。因此，微課只適合做為輔助教學(xué)工具，針對難點(diǎn)、重點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，不適合在學(xué)校教學(xué)中間做長期教學(xué)使用。

3微課在無機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用

無機(jī)化學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，設(shè)置在大一第一學(xué)期開設(shè)，并且一學(xué)期就要結(jié)束。面對課時量少，學(xué)生基礎(chǔ)又差的情況，我們教研室根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了很多的教學(xué)改革，其中成效顯著地是微課的引用。

3.1在教學(xué)中適當(dāng)引入微課教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的興趣，提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力

我們知道，無機(jī)化學(xué)的教學(xué)主要是無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識的傳授和實(shí)驗(yàn)課基本操作能力的培養(yǎng)。其中不免枯燥和乏味，特別是對于這些大部分來自于文科且基礎(chǔ)又差的學(xué)生而言，激發(fā)他們對無機(jī)化學(xué)的興趣顯得尤為重要。根據(jù)教學(xué)大綱和學(xué)生上課的情況，我們設(shè)置了多個微課。在教學(xué)中適當(dāng)?shù)匾梦⒄n，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，我們在講溶液的滲透壓的時候，首先給他們播放了溶液滲透壓在醫(yī)學(xué)上面的一些應(yīng)用的微課視頻，以此來激發(fā)他們學(xué)習(xí)溶液滲透壓的興趣。

3.2微課的引入，提高了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力

無機(jī)化學(xué)這門課，對于學(xué)生的理解能力有一定的要求，我們的學(xué)生基礎(chǔ)差，經(jīng)常不能通過一節(jié)課的教學(xué)就能將知識點(diǎn)理解透徹，并達(dá)到應(yīng)用的效果。還必須的在課后花費(fèi)很長的時間，這時候呢，同學(xué)們可以很方便地通過微課的移動學(xué)習(xí)來達(dá)到查漏補(bǔ)缺地效果。所以，微課在無機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中間的引入，提高了大家對無機(jī)化學(xué)知識點(diǎn)的掌握，鍛煉了他們自主學(xué)習(xí)能力。

4結(jié)束語

綜上所述，在高職藥學(xué)專業(yè)的教學(xué)和學(xué)習(xí)中間引入微課，不但激發(fā)了學(xué)生對無機(jī)化學(xué)的興趣，同時也提高了他們自主學(xué)習(xí)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡鐵生.“微課”：區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新形勢[J].電化教育研究，2011（10）：62-63.

[2]王亮，張玉敏，彭望明，胡思前.微課在大學(xué)“有機(jī)化學(xué)”教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及探索[J].理論前沿，新課程研究，2016（2）：7-9.

[3]陳芳婷，趙莉，仲芯穎.有機(jī)化學(xué)教學(xué)中微課的制作及應(yīng)用[J].廣州化工，2015（17）：236-238.

第2篇：無機(jī)化學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用范文

此次考察學(xué)習(xí)，參訓(xùn)學(xué)員切身感受到西方發(fā)達(dá)國家在科研管理體制、創(chuàng)新意識及文化等方面的進(jìn)步，開拓了視野，更新了觀念，學(xué)到了先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提升了認(rèn)識水平，進(jìn)一步明確了提升科研管理及科技研發(fā)質(zhì)量的思路，并通過對比分析，增強(qiáng)了做好科技管理及科技創(chuàng)新工作的責(zé)任感和使命感?？疾熘羞€簽署國際合作框架協(xié)議兩份，達(dá)成意向性協(xié)議一份。

在英國，考察團(tuán)考察訪問了劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室和牛津大學(xué)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，參觀了牛津科技園。

卡文迪什實(shí)驗(yàn)室——20世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)源地之一?？ㄎ牡鲜矊?shí)驗(yàn)室相當(dāng)于英國劍橋大學(xué)的物理系，該實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建標(biāo)志著物理學(xué)開始在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)的時代。它的優(yōu)良傳統(tǒng)是力求在新的領(lǐng)域中做出新的發(fā)現(xiàn)。在卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，考察團(tuán)先后參觀了Functional Inorganic And Hybrid Materials Group和Materials Chemistry Group。在這些空間并不寬敞的實(shí)驗(yàn)室中，擺放著各種設(shè)備和儀器，布局合理規(guī)范，空間利用率相當(dāng)高，各種資源得到了最大的利用和整合。該實(shí)驗(yàn)室接納了世界各地優(yōu)秀的人才，也不乏來自中國的在讀博士和博士后研究人員，考察團(tuán)與華人留學(xué)生郗凱等進(jìn)行了深入交流。他們向考察團(tuán)詳細(xì)介紹了該實(shí)驗(yàn)室的研究方向、研究成果等情況，重點(diǎn)介紹了高能鋰硫電池、安全綠色鋰離子電池關(guān)鍵材料（如鈦酸鋰）和光電化學(xué)等方面科研上取得的進(jìn)展。

牛津大學(xué)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室——科研成果豐碩?？疾靾F(tuán)訪問了牛津大學(xué)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，聽取了留英華人肖天存博士就牛津大學(xué)及牛津大學(xué)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)情況的介紹，以及牛津大學(xué)化學(xué)系主任Peter P. Edwards教授（中國科學(xué)院外籍教授）關(guān)于化學(xué)系的研究方向、已取得的研究成果和獲得的榮譽(yù)等方面的情況介紹?？疾熘形覀兞私獾剑号＝虼髮W(xué)的化學(xué)學(xué)科是學(xué)校招生規(guī)模最大的學(xué)科之一，牛津大學(xué)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)前有1000余人在此領(lǐng)域做學(xué)術(shù)研究，主要從事基礎(chǔ)研究，產(chǎn)生了6個諾貝爾獎獲得者。目前醫(yī)學(xué)上使用的糖尿病檢測儀大多是該實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的，全世界有超過100萬的糖尿病患者在使用。在該實(shí)驗(yàn)室，雙方就微波煉油技術(shù)、微波用于食品加工及對食品安全方面的影響進(jìn)行了深入討論。

牛津科技園——科技孵化器的成功典范。上世紀(jì)90 年代中期，當(dāng)國家政策和知識產(chǎn)權(quán)管理?xiàng)l例明確后，牛津大學(xué)在專利轉(zhuǎn)化和科技園建設(shè)上進(jìn)入了一個快車道，牛津科技園也應(yīng)運(yùn)而生。

牛津科技園是牛津大學(xué)（學(xué)校）以土地、人才、設(shè)備等資源作價，與PRUDENTIAL（英國最大的金融保險投資機(jī)構(gòu)）共同出資（各占50%）建立起來的。風(fēng)險投資管理機(jī)構(gòu)通過風(fēng)險評估，出資參與建設(shè)牛津科技園并從中獲得收益。同時，相關(guān)風(fēng)險投資機(jī)構(gòu)對一些擁有較強(qiáng)發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè)給予大力支持，保證了創(chuàng)建企業(yè)的健康成長。

牛津科技園對企業(yè)落戶沒有苛刻的條件，小公司只需要每月繳納300磅的租金?？萍紙@為入駐企業(yè)提供了足夠的發(fā)展空間，以及咨詢、資源共享和志愿者服務(wù)等。從入駐企業(yè)的規(guī)?？矗搱@區(qū)企業(yè)員工人數(shù)為1—5人的占47%，6—15人的占22%，16—50人的占24%，51—150的僅占7%，近70%為小型公司；以領(lǐng)域劃分，生命科學(xué)領(lǐng)域的公司占43%，信息領(lǐng)域的占31%，其他領(lǐng)域的占26%；從地域看，當(dāng)?shù)毓菊?1%。

牛津科技園取得成功的原因?yàn)椋阂皇菍I(yè)化、高質(zhì)量的投資環(huán)境和便利的交通；二是依托牛津這樣一個全球認(rèn)可的品牌及其創(chuàng)新資源；三是能提供優(yōu)秀的企業(yè)雇員；四是園區(qū)靈活的政策和運(yùn)行模式。

在法國考察期間，考察團(tuán)訪問了法國巴黎高等培訓(xùn)中心，巴黎第六大學(xué)和中國駐法使館科技處。

法國——高度重視科研工作。在巴黎高等培訓(xùn)中心考察過程中我們了解到，法國的科學(xué)技術(shù)力量雄厚，具有國際先進(jìn)水平。法國一直比較重視科研投入，該國以立法的形式規(guī)定了科研經(jīng)費(fèi)占國民生產(chǎn)總值的比例、國家和企業(yè)研究與開發(fā)經(jīng)費(fèi)的年遞增率、科研人員的增長率，重大科研項(xiàng)目和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，以及科研人員的法律地位等一系列重要方針和政策。該國科研經(jīng)費(fèi)除國家及歐盟投入外，大部分來源于大企業(yè)及其他私立機(jī)構(gòu)的投入。法國的科研非常重視項(xiàng)目的實(shí)用性，強(qiáng)調(diào)投入與產(chǎn)出之間的效率，立項(xiàng)前的可行性預(yù)研是一個必不可少的環(huán)節(jié)。同時，得益于法國完善的銀行系統(tǒng)、個人信用系統(tǒng)、嚴(yán)密的法律及財務(wù)審計系統(tǒng)，加之科研人員良好的自律性，法國的科研經(jīng)費(fèi)使用及管理非常高效、透明。法國的科研成果轉(zhuǎn)化率相對較高，雖然歐盟對擬上市的新產(chǎn)品均要求先建立嚴(yán)格的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，這加大了新產(chǎn)品投入市場的成本、減緩了新產(chǎn)品的投產(chǎn)效率，但同時也促使科研人員更加注重所研發(fā)專利產(chǎn)品的實(shí)用性和先進(jìn)性。

巴黎第六大學(xué)——高度重視科技合作交流?？疾靾F(tuán)在訪問巴黎第六大學(xué)過程中，聽取了巴黎應(yīng)用化學(xué)研究所（IPCM）所長Corinne Aubert 教授對研究所科研方向的情況介紹，參觀了該研究所的核磁、質(zhì)譜、X-衍射等實(shí)驗(yàn)室，并與該校對外合作部進(jìn)行了交流。對外合作部Sabine Lopez主任表達(dá)了與貴州科技界開展進(jìn)一步合作交流的意愿，希望貴州在與巴黎六大應(yīng)用化學(xué)研究所開展合作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大合作范圍，早日開展全面廣泛深入的科技合作。在訪問中，考察團(tuán)團(tuán)長于杰代表“貴州省中科院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”與法國巴黎第六大學(xué)“巴黎應(yīng)用化學(xué)研究所”所長Corinne Aubert教授共同簽署了《貴州省中科院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與法國巴黎第六大學(xué)巴黎應(yīng)用化學(xué)研究所國際合作框架協(xié)議》和《貴州省中科院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與法國巴黎第六大學(xué)巴黎應(yīng)用化學(xué)研究所糖化學(xué)實(shí)驗(yàn)室合作協(xié)議》，為進(jìn)一步開展實(shí)質(zhì)性的科技交流與合作奠定了基礎(chǔ)。

駐法使館科技處——發(fā)揮好科技交流合作的重要橋梁紐帶作用。在于杰的帶領(lǐng)下，考察團(tuán)部分成員赴中國駐法國大使館科技處開展交流，中國駐法使館科技處公使銜參贊韓軍及其秘書宋文通同志接待了考察團(tuán)一行。在交流中，于杰就貴州產(chǎn)業(yè)發(fā)展、優(yōu)勢資源及近年來科技發(fā)展等情況向韓軍公參做了介紹，并希望駐法使館科技處在貴州省與法方相關(guān)領(lǐng)域的合作上能夠給予支持和幫助。韓公參代表駐法使館科技處表示，將充分發(fā)揮好國家科技合作的橋梁紐帶作用，為貴州和法國科技界之間搭建國際交流與合作平臺，有針對性地推進(jìn)合作交流，特別是在民族中藥、材料科學(xué)、清潔能源、高端醫(yī)學(xué)、旅游及文化等方面的合作與交流。

啟示一：樹立科技創(chuàng)新“投入主體多元化”觀念。僅依靠政府有限的投入，無法解決科技創(chuàng)新對資金的需求，這直接影響了科技創(chuàng)新能力的提升。對比法國科研經(jīng)費(fèi)主要來源于大型企業(yè)和其他各類社會資本投資的做法，我們必須突破單靠政府投資的方法，構(gòu)建以政府、企業(yè)等共同投入科技創(chuàng)新的多元化模式，疏通和拓寬科技創(chuàng)新融資渠道，彌補(bǔ)國家研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入不足的短板。

啟示二：加強(qiáng)大學(xué)科技園等產(chǎn)業(yè)孵化器的建設(shè)。依托牛津大學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件、創(chuàng)新成果和優(yōu)秀人才等資源，建立大學(xué)科技園，通過市場化運(yùn)行模式，有效集成風(fēng)險投資等創(chuàng)新、轉(zhuǎn)化資源，培育科技型中小企業(yè)，孵化新興產(chǎn)業(yè)是加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化的有效途徑。

啟示三：應(yīng)更加注重在創(chuàng)新中借力發(fā)展?？萍紕?chuàng)新正向多學(xué)科與專業(yè)交叉集成的方向發(fā)展，這需要把不同專業(yè)門類的人才吸引集中起來，形成科技創(chuàng)新的綜合攻堅優(yōu)勢?？疾靾F(tuán)在巴黎第六大學(xué)考察交流中看到，在該校的科研工作者有很大一部分來自其他國家（其中也不乏中國科學(xué)家），這也是該?？蒲谐晒S碩的原因之一。他山之石可以攻玉，我們要注重借助外力發(fā)展，加強(qiáng)科技合作交流，在引進(jìn)基礎(chǔ)上加強(qiáng)消化吸收再創(chuàng)新，盡快提升集成創(chuàng)新能力。（責(zé)任編輯/張玲玉）

鏈接

《走進(jìn)劍橋》

“千年劍橋/人們向往的地方/我悄悄地來/領(lǐng)略著她的沉淀和風(fēng)采。

斑駁的大門/雄偉的建筑/風(fēng)流的人物/路邊的海報/彰顯著學(xué)城的歷史及未來。

三十一個學(xué)院/錯落分散在/有限的自然與無限的想象空間/孕育著思想、教育和創(chuàng)新的力量！

街邊的咖啡小屋/碰撞出雙螺旋生命奧秘的偉大理論/凌亂而有序的實(shí)驗(yàn)室/不斷涌現(xiàn)出有價值的發(fā)明創(chuàng)造。

力學(xué)橋是理論與實(shí)踐結(jié)合的標(biāo)記/康橋連接著恬靜、浪漫和創(chuàng)造。

只有長期的積累/才能推開沉重的大門/看到科學(xué)與人文的圣堂/只有自由碰撞/才能擦出智慧的火花/點(diǎn)亮前進(jìn)路上的航標(biāo)/而夢想/則意示著未來的美好。

第3篇：無機(jī)化學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用范文

2016年化學(xué)獎的回歸

縱觀諾貝爾化學(xué)獎的歷史，羅伯茨的話有其合理性。在諾貝爾化學(xué)獎116年的歷史長河中，共有174位獲獎?wù)?，其中研究成果涉及生物、生命與化學(xué)（統(tǒng)稱生物化學(xué)）的幾近一半。在20世紀(jì)，英國科學(xué)家弗雷德里克?桑格分別在1958年和1980年兩次獲獎，成果均為生物化學(xué)的內(nèi)容。

到了21世紀(jì)，除2016年的化學(xué)獎外，已頒發(fā)的15次化學(xué)獎中，與生物相關(guān)（生物化學(xué)）內(nèi)容更是高達(dá)10次，占2/3，以致化學(xué)專業(yè)的研究人員感到了不安和憤憤不平，聲稱干脆把化學(xué)合并到生物學(xué)里算了，因?yàn)榧兇獾膫鹘y(tǒng)四大化學(xué)――無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)研究內(nèi)容獲獎加起來還不如生物化學(xué)一個學(xué)科的內(nèi)容獲獎的多。

不過，2016年的化學(xué)獎似乎照顧到了化學(xué)領(lǐng)域研究人員的不安情緒，化學(xué)獎回歸到純化學(xué)的內(nèi)容。2016年諾貝爾化學(xué)獎授予法國的讓-皮埃爾?索瓦日、英國的弗雷澤?斯托達(dá)特爵士和荷蘭的伯納德?費(fèi)林加，以表彰他們在“分子機(jī)器的設(shè)計與合成”方面的成就。

這三位科學(xué)家的成果實(shí)際上就是設(shè)計和合成了分子機(jī)器。按時間順序，1983年，索瓦日成功地將兩個環(huán)形分子連接起來，形成一根鏈，命名為索烴，這是兩個相互扣合的環(huán)形分子，從而啟動了分子機(jī)器研發(fā)的第一步。

1991年，斯托達(dá)特研究出輪烷，并將這個環(huán)形分子套在一個線性分子上，該環(huán)形分子能夠以線性分子為軸移動，從而完成分子機(jī)器研發(fā)的第二步。此后，他以輪烷為研究基礎(chǔ)，研發(fā)出分子起重機(jī)、分子肌肉和分子計算芯片。

1999年，費(fèi)林加研究出分子旋轉(zhuǎn)葉片，能同向持續(xù)旋轉(zhuǎn)，成為研制出分子馬達(dá)的第一人。利用分子馬達(dá)，費(fèi)林加讓一個28微米長的玻璃杯（比馬達(dá)大1萬倍）成功旋轉(zhuǎn)。此外，他還設(shè)計出一輛納米汽車。至此，分子機(jī)器研發(fā)初步成功。

盡管在化學(xué)專業(yè)的研究人員看來，分子機(jī)器這一科學(xué)成果獲得諾貝爾化學(xué)獎是化學(xué)姓“化”――回歸純化學(xué)的標(biāo)志，但是，仔細(xì)看來，這個萌態(tài)十足的分子機(jī)器并非完全姓“化”，而是也可以姓“物”，或姓“化”與“物”的雙姓，因?yàn)樗⒎鞘羌兓瘜W(xué)的血統(tǒng)，而是化學(xué)與物理學(xué)雜交的“后代”。

追根溯源，生物化學(xué)也是從傳統(tǒng)的純化學(xué)演化而來，因?yàn)樵缙诘纳锘瘜W(xué)主要作為有機(jī)化學(xué)的衍生學(xué)科，諾貝爾化學(xué)獎獎勵的內(nèi)容基本都是生物大分子或生物小分子的鑒定及功能研究，如生物堿、維生素等。

2016年的諾貝爾化學(xué)獎其實(shí)也涉及了多學(xué)科的內(nèi)容，并非純化學(xué)血統(tǒng)，尤其是涉及物體的運(yùn)動，因?yàn)闊o論是分子肌肉還是分子電梯，或分子馬達(dá)，都需要它們能夠運(yùn)動做功，以達(dá)到幫人干活的目的。分子的運(yùn)動也像物體的運(yùn)動一樣，既涉及運(yùn)動物理，也涉及生物物理和材料物理。

同時，分子機(jī)器的發(fā)明也起源于物理學(xué)的設(shè)想。1965年的諾貝爾物理學(xué)獎獲得者理查德?菲利普斯?費(fèi)曼早在1959年就在美國物理學(xué)會年會上提出，可以制造原子機(jī)器和分子汽車，后來他也對一個微型分子齒輪裝置進(jìn)行了討論。這些概念成為后來研究人員研發(fā)分子機(jī)器的靈感源泉。

即便以純化學(xué)而言，分子機(jī)器也涉及并形成一個很大的領(lǐng)域，包括有機(jī)合成（化學(xué)）、（有機(jī)）超分子化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科。因此，分子機(jī)器還算不上純化學(xué)血統(tǒng)，而是有多學(xué)科雜交血緣關(guān)系。

醫(yī)學(xué)與物理學(xué)和化學(xué)的結(jié)合

生物醫(yī)學(xué)與化學(xué)結(jié)合的研究成果可以獲得諾貝爾獎，生物醫(yī)學(xué)與物理學(xué)結(jié)合的研究成果同樣也可以獲得諾貝爾獎，而且物理學(xué)與化學(xué)結(jié)合的研究成果也可能獲得諾貝爾獎。因此，交叉學(xué)科成果獲得諾貝爾獎的概率最高。

1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予計算機(jī)X射線斷層照相術(shù)（CT）的首創(chuàng)者科爾麥克和洪斯費(fèi)爾德二人。這顯然是物理學(xué)的成果應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的結(jié)果。

不過，另一項(xiàng)物理學(xué)成果應(yīng)用于醫(yī)學(xué)而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎更能體現(xiàn)物理與醫(yī)學(xué)的結(jié)合，這就是2003年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，該獎項(xiàng)授予美國的保羅?C.勞特伯和英國的皮特?曼斯菲爾德，因?yàn)樗麄儼l(fā)明了磁共振成像技術(shù)（MRI），而這已經(jīng)是很早以前的發(fā)明了。這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明使得人類再也不必在黑暗中摸索，能夠看清自己和生物體內(nèi)的器官，從而有利于診斷和治療疾病。

磁共振成像技術(shù)既是物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合，也是交叉學(xué)科能產(chǎn)生豐富成果的有力證明。能精確觀察人體內(nèi)部器官而又不造成傷害的影像對于醫(yī)療診斷、治療和治療后的隨訪至關(guān)重要。磁共振成像技術(shù)是一種創(chuàng)新，這一發(fā)現(xiàn)能讓醫(yī)生看清體內(nèi)不同組織結(jié)構(gòu)，而且這樣的發(fā)現(xiàn)發(fā)展了當(dāng)代磁共振成像技術(shù)，因此MRI代表著醫(yī)療診斷和研究的革命性突破。

在磁共振成像發(fā)明之前，對于磁場的研究早就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。磁場和無線電波頻率之間的簡單關(guān)系控制著共振現(xiàn)象，對于帶有不配對的質(zhì)子和（或）中子的每種原子核，存在一種數(shù)學(xué)上的常數(shù)。這就有可能確定磁場的波長，以作為磁場強(qiáng)度的函數(shù)。早在1946年，美國的費(fèi)利克斯?布洛克和愛德華?米爾斯?珀塞爾對質(zhì)子（所有原子的最小物質(zhì)）研究時就證明了上述現(xiàn)象。為此他們共同獲得1952年的諾貝爾物理學(xué)獎。

磁共振成像技術(shù)的原理在于，一個強(qiáng)磁場中的原子核會以一定的頻率轉(zhuǎn)動，而這個頻率則取決于該磁場的強(qiáng)度。如果該磁場吸收了相同頻率的無線電波，它們的能量就會大大增強(qiáng)。當(dāng)原子核返回到以前的能量水平時，無線電波就會發(fā)射出來。

在隨后的幾十年中，磁共振主要使用于研究物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，再后來導(dǎo)致磁共振成像在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。水構(gòu)成人體體重的約三分之二，在人體不同組織和器官中的水分是不一樣的。許多疾病的病理過程會導(dǎo)致水分的變化，這種變化恰好能在磁共振圖像中反映出來。

通過先進(jìn)的計算機(jī)程序，可以創(chuàng)建一個反映組織化學(xué)結(jié)構(gòu)，包括不同水含量和水分子運(yùn)動的三維圖像。如此一來就可能在被觀察的身體部位產(chǎn)生非常清晰的組織和器官的圖像。用這種方法可以弄清疾病的病理變化。

對磁共振現(xiàn)象進(jìn)行研究所產(chǎn)生的成果還遠(yuǎn)不止于此，與這個內(nèi)容相關(guān)的研究還獲得了另兩次諾貝爾化學(xué)獎。1991年，瑞士的理查德?歐內(nèi)斯特由于研發(fā)高分辨核磁共振分光術(shù)的貢獻(xiàn)而獲得該年度諾貝爾化學(xué)獎。2002年，同樣是瑞士的庫爾特?伍思里克因發(fā)明核磁共振分光鏡檢查以確定溶液中的生物大分子的三維結(jié)構(gòu)而獲得諾貝爾化學(xué)獎。

這兩次化學(xué)獎當(dāng)然是物理學(xué)與化學(xué)結(jié)合的結(jié)晶。

交叉學(xué)科的魅力

為什么生物、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)的交叉學(xué)科成果最容易受到諾貝爾獎的青睞？

答案應(yīng)當(dāng)是比較清晰的，交叉學(xué)科是比較容易出成果的富礦。粗略回顧一下從1901年以來的諾貝爾自然科學(xué)獎就可以知道，上述這些學(xué)科的內(nèi)容是難以分割的，而且只有學(xué)科交叉才容易獲得突破性的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。

1998年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予三位美國科學(xué)家，羅伯特?F.弗奇戈特、路易斯?J.伊格納羅和弗里德?穆拉德，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)硝酸甘油及其他有機(jī)硝酸酯可釋放一氧化氮?dú)怏w，而后者能擴(kuò)張血管平滑肌從而使血管舒張，這是生物化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的內(nèi)容。

2004年的諾貝爾化學(xué)獎授予以色列的阿龍?切哈諾沃、阿夫拉姆?赫爾什科和美國的歐文?羅斯，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了泛素對蛋白質(zhì)降解（死亡）的調(diào)節(jié)，這也是生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)的內(nèi)容。

2006年諾貝爾化學(xué)獎的內(nèi)容也涉及生物化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)。美國科學(xué)家羅杰?科恩伯格因在真核轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)研究領(lǐng)域做出的貢獻(xiàn)而獨(dú)自獲得該年度的諾貝爾化學(xué)獎。科恩伯格揭示了真核生物體內(nèi)的細(xì)胞如何利用基因內(nèi)存儲存的信息生產(chǎn)蛋白質(zhì)，也就是真核生物必須先將儲存在基因里的信息備份并傳送至細(xì)胞外層，細(xì)胞再利用這些信息生產(chǎn)蛋白質(zhì)，這個過程也稱為轉(zhuǎn)錄。

上述獲獎和2016年的化學(xué)獎所表彰的內(nèi)容實(shí)際上既是生物、醫(yī)學(xué)的，也是化學(xué)的，而且很難嚴(yán)格區(qū)分它們到底是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)還是化學(xué)，因?yàn)槿咭呀?jīng)有機(jī)結(jié)合在一起了。更能說明問題的是，兩次獲得諾貝爾獎的英國科學(xué)家弗雷德里克?桑格。1958年他的第一次獲獎是化學(xué)獎，因?yàn)樗暾麥y定了胰島素的氨基酸序列，證明蛋白質(zhì)具有明確構(gòu)造;他的第二次獲獎是在1980年，同樣獲得諾貝爾化學(xué)獎。他發(fā)明的快速DNA測序方法（雙去氧終止法）“打開了分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和基因組學(xué)研究領(lǐng)域的大門”。這兩次獲獎均為生物、醫(yī)學(xué)和化學(xué)的內(nèi)容。

如果說生物、醫(yī)學(xué)和化學(xué)是一些有比較天然聯(lián)系的學(xué)科，因而容易結(jié)合在一起并拓寬視野和獲得成果的話，那么，在跨度較大的學(xué)科之間馳騁縱橫難度就更大一些。但越是在這些難度大的地方，越容易發(fā)現(xiàn)真理，關(guān)鍵是不要讓真理從鼻尖溜走。2003年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎就是如此，即把磁共振成像技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，采用物理的技術(shù)和方法來研究醫(yī)學(xué)，極大地方便了疾病的診斷和治療，取得創(chuàng)造性成果。

交叉學(xué)科容易獲得成果的原因有三。一是舊有的學(xué)科領(lǐng)地已經(jīng)深耕細(xì)作得比較充分了，要挖掘出新成果相對困難;二是隨著社會的需求和科學(xué)的發(fā)展，舊有學(xué)科的劃分需要突破，新的學(xué)科則會應(yīng)運(yùn)而生，而新學(xué)科大多會建立在多學(xué)科的結(jié)合部位上;三是交叉學(xué)科本身就是一個新領(lǐng)域，在他人尚未耕種的土地上耕耘，獲得新發(fā)現(xiàn)新成果的概率會更大一些，因此，交叉學(xué)科就成為創(chuàng)新的基地之一。