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第1篇：化學中有機化合物的定義范文

關鍵詞： 高職教育；CBE理論；醫療衛生專業有機化學教學

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）16-0263-03

0 引言

在國家大力發展職業教育和高等職業教育辦學指導思想不斷成熟、培養目標逐步明確的形勢下，為適應衛生事業發展改革對醫藥衛生職業人才的需求，高職醫藥衛生專業有機化學教學必須體現構建和諧社會對技能型、高素質勞動者的需求、教育部門的培養目標、醫藥衛生部門的用人需求三者的緊密結合。有機化學又是高職院校醫藥衛生類藥劑、醫學檢驗、護理、藥學、中藥制藥、影像及藥品經營與管理等專業一門十分重要的文化基礎和專業基礎課程。結合寶雞職業技術學院醫學分院實際情況和本人二十多年的教學體會，本文對高職醫學專業有機化學教學從以下幾個方面分析研究。

1 有機化學是生命科學-醫學的支柱

早在十七世紀初，有機化合物被認為是“有生命機能”的神秘物質，隨著科學的發展，科學家們在實驗室里由無機物成功地合成了有機物。例如1828年德國化學家魏勒用典型的無機物——氰酸鉀和氯化銨成功合成尿素。之后，又有醋酸（1845年）和油脂（1854年）等許多有機物合成了。在陸續人工合成的成千上萬種有機物的實驗事實面前，化學家擺脫了生命力學說的束縛，促進了有機化學發展。如今，許多蛋白質、核酸、激素等大分子的生命物質也都可以人工合成。有機物有了準確定義：碳氫化合物極其衍生物。研究有機化合物結構、性質、合成方法、應用以及它們之間的相互轉化和內在聯系的科學叫有機化學。有機化學是化學的一個重要分支。

醫學的發展和進步離不開有機化學。有機化學是醫學的基礎，與人體健康息息相關。①醫學的研究對象是人體，人體組織是由蛋白質、核酸、脂肪、糖類、維生素等許多有機物質組成。人體的生命活動如呼吸、消化、循環、排泄及器官的各種生理活動，都是建立在體內的許多有機化學反應基礎上的。②醫學的目的是預防和治療疾病，藥物是預防、治療疾病的主要武器。無論中藥還是西藥，都是有機物。疾病治療的作用和效果都是建立在藥物的化學結構和化學性質的基礎之上的。③運用有機化學的原理和方法診斷疾病。醫學活動首先始于疾病的診斷，臨床上常運用化學原理和方法進行診斷。例如測定有機物血糖、尿糖、血酮體的含量，能夠進行糖尿病的診斷；測定血液中有機物轉氨酶活性的變化，能反應肝和心肌的功能等。

有機化學的成就在許多方面促進了醫學科學的進步，反過來醫學科學提出的課題也啟示和推動了有機化學的發展。生命現象的物質基礎和有機物分子的生物功能是醫學研究的主題；有機化學理論和實驗的成功，為現代醫學的誕生和發展打下堅實基礎，20世紀初，有機化合物糖、維生素、血紅素等生物小分子研究成功，20世紀50年代有對核酸、蛋白質等生物大分子研究突破，21世紀初，基因組工作框架圖組裝完成，確定了人體細胞核中遺傳性DNA的全部物質。這一切為人類根治疾病、延長壽命展現了光明前景，幾乎所有生命科學中的問題都要接受有機化學的挑戰。

高職醫藥衛生專業學生畢業后將一生從事醫療工作，應該學好有機化學課程。美國化學家布萊斯羅指出：“考慮到有機化學在了解生命過程中的重要性和藥物對健康的的重要性，在醫務人員的正規教育中包括不少有機化學課程一事就不足為奇了…，今天的醫生要為化學在人類健康中起著更大作用的明天做好準備。”

2 高職醫藥衛生專業教學理念及CBE教學模式

2.1 高職醫藥衛生專業教學理念 職業教育的目的不僅僅是傳授學科或專業知識，而是形成學生從事某種職業的能力或職業技能，培養職業能力是職業教育的核心。高職醫學專業教學的培養目標定位為：以服務為宗旨、以就業為導向、以崗位需求為標準，培養與我國社會主義建設要求相適應、與就業崗位要求相符合，為醫療衛生事業發展服務的技能型的高素質勞動者。教學過程體現“以就業為導向、以能力為本位、以發展技能為核心”的職業教育理念，理論知識強調“必須、夠用”、符合高職衛生職業教育生源的特點和就業的需求；強化技能培養，包括專業技能、就業技能、創業技能；體現統一性與靈活性的結合。教學內容模塊化，可根據不同醫學專業特點選擇和組合教學內容模塊以培養特色人才。強調“寬口徑、重實用”的思路，優化課程結構，精選教學內容。“寬口徑”是指教學內容覆蓋面寬，力求使學生醫學專業素質的內涵得到拓寬；“重實用”是指教學內容實際、實用，緊密聯系醫療衛生工作崗位實際需求和職業資格考試、相關職業考試大綱的要求。

2.2 CBE理論 CBE含意是基于能力的教育或以能力為基礎的教育，強調對學生能力特別是職業能力的培養。能力特別是職業能力是不能通過灌輸而使學生掌握的，必須通過學生積極而主動的活動來培養。這一套教學方法由以下幾個部分組成：

①市場分析方法，通過對人才市場的分析，確定何種職業人才是市場所需要的。

②DACUM方法，將從事該職業所需要的能力逐級分解成若干項綜合能力和專項能力。具備若干專項能力則具有或形成一項綜合能力，具備所有的綜合能力后，就具備了從事該職業的職業能力。

③開發教學內容，即開發學生學習指導書（學習包）。根據各項技能的內容和要求，開發相應的教學內容，即學習指導書。內容包括學習這項技能應了解或掌握的相關理論知識和實踐教學內容。學習包才是真正的教學內容。4是教學方法和學生的學習方法。強調學生積極主動地學習，教師只是教學活動指導者、組織者的角色。

高職院校教師主要考慮CBE理論3開發教學內容及4教學方法和學生的學習方法。本文根據中國社會文化的特點、高職院校教育的環境特點、學生學習的特點，借鑒并適當調整CBE理論，探索形成適合我國高職醫學專業有機化學課程教學體系。

3 建立高職醫療衛生專業有機化學課程模塊體系

3.1 高職醫藥衛生專業有機化學課程的任務和要求（課程目標）

①學習有機化合物的分類、異構和命名方法。

②掌握有機化合物的重要的化學性質和實驗室制備、工業制備方法，并具有較強的實驗操作技能和技巧。

③能根據教學大綱和培養目標的要求，運用所學的基本理論、基本知識和基本技能，熟練有機化合物的性質反應、制備方法與合成線路的選擇、結構推導等內容。

④培養和發展一定的空間想象和表達能力，了解重要有機化合物的結構特征、空間結構以及反應機理，提高思維能力和自學深造能力。

⑤培養認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風，培養良好的實驗操作技能。

3.2 高職醫療衛生專業有機化學理論知識規劃 高職院校基本是中專學校整合升格形成，各校的教材選取上有很大隨緣性。一本好的教材在于其專業針對性、教育層面的適用性和培養目標的差異性。我校醫學分院選用華中醫科大學出版社出版、我參與主編的《有機化學》教材。這本教材依據專業特點精選出與醫學培養目標密切相關的、最基本的、最活躍的有機化學內容，把化學知識與生命科學知識有機融合起來。依據這套教材構建的理論教學內容分為有機化學概述、各類有機化合物、立體異構、有機生命化合物及有機合成四大模塊。

①第一是有機化學概述模塊 就是第一章緒論，屬基礎有機化學。主要講有機化合物的價鍵理論、有機物分子中的電子效應、有機反應機理、有機反應的類型、有機化合物的分類。對于必需的反應機理，從學生已有的結構知識，特別是價電子結構入手分析，有利于學生理解。

②第二是各類有機化合物模塊 是有機化學重點之一。包括內容有：鏈烴、脂環烴、芳香烴、鹵代烴；醇酚醚、醛和酮、羧酸及其衍生物、取代酸、有機含氮化合物、萜類和甾族化合物。

這一部分主要學習有機小分子的分類、結構、異構、命名、物理性質、化學性質、制備方法和重要的有機化合物應用等基礎知識。首先使學生對各類有機物結構、化學原理和基本反應做必要的純化學的深入理解，再教會學生把有機化學反應規律滲透到生命科學中去，了解有機物的特殊性及醫藥學功能，理解生物合成的有機化學過程。例如：取代酸水楊酸本身就有解熱鎮痛作用，但因對腸胃刺激大，所以不能直接服用。在臨床上最早使用其鈉鹽（即水楊酸鈉）作為解熱鎮痛和抗風濕的藥物，卻常常引起嘔吐甚至胃出血，停止使用。后來將水楊酸合成為乙酰水楊酸（即阿司匹林），其作用要比水楊酸鈉持久，還可減輕對胃腸黏膜的損傷。由于科學發展不斷顯示出含雜原子的N、P、S的有機物在生命體中的重要地位，因此，特別加強了對這3個雜原子形成的有機衍生物-硫醇、硫醚、胺類、酰胺、重氮、偶氮的結構和應用教學。最后，以兩類重要天然產物萜類和甾族化合物的的結構和生命作用結束這部分。

③第三是立體異構模塊 主要內容包括構象異構、順反異構體、對映異構。這部分首先掌握相關概念，熟悉旋光異構的表示方法和命名，同時了解順反異構和旋光異構在性質上的差異及在醫藥上的應用。理論教學與實際應用相結合，激發學生的學習興趣。如講授手性碳原子化合物的對映異構，結合手性藥物的生理作用、藥效差異很大。例如四環素類抗生素具有抗菌作用，但如果C4上的二甲氨基構型發生改變，生成C4差項異構體，原有的抗菌作用消失，而且對人體具有毒性。又如左旋氯霉素有抗菌作用，而其對映體右旋氯霉素沒有此療效。

④第四是有機生命化合物及有機合成模塊 這部分不僅是現代有機化學重要組成，而且還多是前沿性的醫學熱點。具體內容包括：糖類；氨基酸、蛋白質、核酸；雜環化合物和生物堿；酯類、；藥用高分子化合物；有機化合物的合成。

首先學習各類大分子有機化合物的重要化學反應及常用的增長和縮短碳鏈的方法；各類官能團形成的途徑及官能團之間的互相轉化規律，并注意官能團的保護和占位。雜環化合物學習放在糖類和酯類之后，把有機小分子和大分子有機物聯系起來，為后續蛋白質、核酸學習打下基礎。氨基酸、蛋白質、核酸是除糖之外的最重要的生命物質基礎，了解編碼氨基酸結構和性質，為理解肽和蛋白質的復雜結構和化學性質及揭示生命奧秘、研制新藥奠定良好的化學基礎。介紹核酸的結構到遺傳的攜帶和傳遞，體會核酸在生命體的生存和繁衍的主宰地位。

有機合成是有機化學的中心，它不僅要合成自然界含量稀少、使用廣泛的有機物及藥物，也要合成自然界不存在的、具有重要意義的有機物。應用重要的反應規律，如苯環上取代反應的定位規律、不對稱烯烴的馬氏加成規則以及鹵代烴和醇的扎依采夫消除規則、碳鏈的增長和縮短方法規則、官能團的轉化方法規則、官能團的保護等方法規則，選擇有機合成路線。熟悉格林試劑、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等典型試劑在有機合成中的應用。了解一些藥物如：鹽酸胍法辛、氨酚酸鈉、吡洛芬等的化學合成實例。以生產過程為任務，討論其生產中的反應物性質、反應條件、反應本質等。當一種有機物有幾種不同的合成路線時，選擇反應步驟少、原料便宜易得、操作簡單、副反應少、產率高、三廢很少、對環境污染很小的合成路線。

3.3 高職醫療衛生專業有機化學學生實驗內容規劃 由以下三個模塊組成，根據不同專業選擇組合下列模塊實驗內容。

①有機化學實驗的基礎知識模塊。包括有機化學實驗室規則、有機化學實驗室安全知識（有機化學實驗室安全規則、有機化學實驗事故的處理）、有機化學實驗常用儀器簡介、有機化學實驗報告的書寫等。

這部分采用傳統的老師黑板講解很難面面俱到，應用多媒體技術教學，將抽象的規則要求、儀器用法、實驗事故處理等直觀、動態的展示出來。改變實驗條件如溫度、反應物等，會出現不同結果現象。猶如身臨其境，彌補實驗課不足，教學效果好。

②有機物的性質、制備與基本操作實驗模塊。包括：熔點的測定及溫度計的矯正；蒸餾和沸點的測定；水蒸氣蒸餾；減壓蒸餾；葡萄糖溶液旋光度的測定；烴與鹵代烴的性質；醇、酚、醛、酮的性質；羧酸極其衍生物、取代羧酸的性質；含氮化合物和糖類化合物；乙酸乙酯的制備；乙酰水楊酸（阿司匹林）的制備與純化；肉桂酸的制備；乙酰苯胺的制備；對氨基苯甲酸乙酯（苯佐卡因）的制備；從茶葉中提取咖啡因實驗教學是從理論到實踐再認識再提高的過程，它不是理論知識的簡單驗證，而是培養學生動手能力，更是培養學生綜合運用理論知識解決實際問題能力的重要途徑。對于經典的理論與驗證基本技能訓練實驗，對學生有基礎和能力解決的問題，采用啟發式、提問式。對學生難于理解和容易出現的問題采取講授法，主要教學目標是雙基培養，故主要采取教授法、演示法，并要求學生反復進行操作，達到規范操作、運用靈活的程度。

③有機化學實驗設計與考核模塊。考核可選下列內容：證明水楊酸結構中有醛基和酚羥基；證明水楊酸結構中有羧基和酚羥基；證明乳酸是α-羥基丙酸；證明乙酰乙酸乙酯中的互變異構現象；證明葡萄糖含有多個相鄰的羥基、游離的醛基含量極少。

有機化學實驗考核的目的是檢測并鞏固有機化學實驗基本操作技能，運用所學知識和技能，獨立完成簡單的實驗設計及相關實驗的操作，提高綜合分析問題和解決問題的能力。在所列試驗項目中，每個學生根據本人的興趣選擇其中一項，選擇同一題目的為一組。設計方案內容包括實驗原理、儀器和試劑、實驗步驟。經老師審閱修改的實驗方案，由學生完成一切步驟，包括試劑配制和樣品預處理，并要準確記錄。不要求實驗結果的一致，重在研究過程，實驗完成后對實驗結果進行討論評審。

4 提高高職醫療衛生專業有機化學課程教學質量的途徑

4.1 引導學生分析就業形勢，加強有機化學與醫學的聯系，激發學習興趣 高職醫療衛生專業的學生普遍認為他們畢業后從事醫務工作，有機化學是公共基礎課，對他們用處不大。另外學生以前接觸了無機化學，例如酸、堿、鹽、氧化物等多數見過，比較直觀，而有機物結構復雜抽象，開始學習沒有形成體系，覺得難學后來甚至放棄學有機化學。21世紀所需要的醫務工作者，不僅要懂得專業理論知識，更要是懂得醫療保健、延年益壽的高素質、能力強的復合型應用人才。近年來，高職院校醫學類畢業生及本科、研究生人數在劇增，高職院校醫學類畢業生在縣、市級醫院就業受到很大沖擊，只能到村、鄉、鎮衛生所工作。而村、鄉、鎮衛生所的醫療條件不齊全，附近鄉民醫療衛生知識缺少，偶然突況多，醫務工作很復雜。要求醫務工作者不僅要會治病救人，又要組織衛生科技宣傳活動，他們必須具備一定的藥物結構、性質、來源、藥效及副作用知識，像遺傳科學及氨基酸、蛋白粉等保健藥物的知識更應具備，這些都是有機化合物知識。

4.2 樹立“以人為本”的教學理念，靈活運用“提問-答疑”互動教學方法，營造和諧課堂氣氛 “以人為本”的教學理念是充分發揮學生自主性和創造性的主體作用，讓學生成為學習的真正主人。還要真正解放學生，不用考試、作業等條條框框壓迫學生。學生大膽思考，才能提出和教師不同見解，這才是學生主動參與教學，以“教師為中心”轉移到“學生為中心”。教學改變滿堂灌的方法，教學過程要善于向學生隨時提問，同時鼓勵學生向老師質疑，教師更要恰當解釋疑問，使授課成為提出問題-分析問題-解決問題-又不斷提出新問題的過程。例如：學習單糖的性質時，提問學生單糖的結構怎樣？醛基、酮基、鄰羥基各有什么性質？然后一起歸納多羥基醛或多羥基酮的單糖性質。提問式教學可以使學生把過去所學知識與現在要學的知識聯系起來，活躍了課堂氣氛，是學生對老師的講授引起共鳴并達到同步思維。

參考文獻：

[1]魏俊杰，劉曉冬.關于21世紀醫學專業有機化學課程體系的認識與實踐[J].大學化學，2004，（2）.

第2篇：化學中有機化合物的定義范文

【關鍵詞】 院校，醫科；化學，有機；教學方法

近年來，隨著高校的大規模擴招，升學率大為提高，在校生人數出現了跳躍式增長。而醫用化學作為面向非化學專業醫學醫藥類本科生的公共基礎課，也遇到了前所未有的挑戰，如學生的綜合素質有所下降而教學大綱的要求并沒有下降，甚至在要求不變的情況下課時數大為減少［1，2］，如何在有限的課時內讓學生掌握知識，真正做到保證教學質量是一個嚴峻的挑戰；其次每個授課班級的人數也由擴招前的50～60人增加到了目前的100～200多人的大班教學中［3］，在班級開展互動教學比較費力，如果課堂組織不好會出現課堂秩序混亂等問題。因此如何在大班教學中既調動學生的學習積極性，又能保證教學質量，就成為每個講授大學公共基礎課的老師需要思考的問題。我們經過幾年的探索，掌握了一套行之有效的醫用有機化學的教學方法，使學生的學習興趣增強，掌握的知識量增加。

1 上好第一次課

大多數學生甚至授課教師對第一次課不是很重視，原因在于他們把第一次課認為只是上緒論課而已，而緒論則主要是介紹該學科的發展簡史及一些基本概念，而這部分內容在期末考試中所占比例不大。但筆者認為必須重視第一次課教學，因為良好的開端是成功的一半。第一次課除了要講授緒論中的一些必講內容之外，還要強調以下兩方面問題：首先是把有機化學課的特點、對學生學習的具體要求以及自己授課的方法、計劃等給學生作簡單的介紹，使學生對該課程體系與結構框架有一個大概了解，其次讓學生明白該以何種態度、采取哪些措施學習該課程。比如，在無機化學考試中不及格的學生，可能會認為自己在化學方面學不好，擔心有機化學很難學好。我們可以告訴他們有機化學與無機化學教學中的聯系并不緊密，主要用到部分物質結構知識，并且會在緒論課中進行復習，所以對無機化學課程學得不夠理想的學生在有機化學課程學習中影響不是太大。通過這樣的說明讓這些學生消除對有機化學課程學習的恐懼心理，幫助他們樹立起學習的信心。在第一次課中，告訴學生授課老師的辦公地點、聯系方式、答疑的具體時間和地點，每個學生都可以在答疑時間向老師請教學習過程中遇到的各種難題，也可以請教學習方法和做人的道理。

該方法能縮短教師和學生之間的距離，給學生一種親近感，從而激發學生的學習興趣與動力。其次是介紹有機化學與相關專業的關系，使學生了解有機化學對其專業學習的重要性，引起學生對有機化學的高度重視。如：醫學醫藥類科學與有機化學有著十分密切的關系，該課是學好后續課程如生物化學等必修課程的基礎；而且學習和研究醫學科學，必須運用有機化學的理論、知識及研究方法，深入探討構成生物體、藥物等的各種有機化合物的結構、性質及其在生物體內運動和變化的規律，從而達到控制這些過程的目的。對第一次課進行這樣的處理，往往第一節課就能成功地吸引學生的注意，激發學生對有機化學的學習興趣，為整個學期教學奠定良好的基礎。

2 精心設計教學內容和講授過程，做好備課工作

在備課過程中，教師必須刻苦鉆研教材，精心設計教學過程，使知識變得淺顯易懂、生動有趣。現在的有機化學教材有許多版本，教師對不同教材的側重點應心中有數，雖然非化學專業對化學知識的要求不如化學專業深，但作為教師，備課時最好能多參考一些相關的教材，進行分析比較、歸納總結，這樣才能避免片面偏頗。在解釋同一問題時，不同的教材有不同的角度，對教材的提煉可以將知識轉化為條理清晰的脈絡，把文字轉化為生動的語言，有利于學生的理解和記憶。也可以通過總結規律來整理教材，如：物質的結構與其化學性質之間有著必然的聯系，從其化學鍵的性質及官能團的性質可以推測其可能發生的化學反應；再如：烷烴的取代反應、苯的取代反應和鹵代烴的取代反應，雖然都是取代反應，但由于這些化合物的結構不同，導致不同的反應歷程，即：①烷烴(非極性C—C鍵，弱極性C—H鍵)易均裂自由基反應(光照下或高溫反應)；②苯(穩定的、富電子芳環，極性C—H鍵)易異裂親電取代反應(鐵或鐵鹽催化)；③鹵代烴(極性C—X鍵，C原子帶部分正電荷，X易離去)親核取代反應。用對比方法講解上述反應，使其不同之處凸現出來。

在講課過程中，應采取精講，突出重點。精講部分是學生必須掌握的基礎知識及書上的重點、難點等。講課時，一定要講清思路。教師的思路往往成為學生學習的模式，因此教師首先應將思路理順。講課時也不必完全按照教材的順序，如何講解學生容易接受?教師應從心理學角度去考慮，這在備課階段就應事先設計好。如：對較難理解的共軛效應，應采取由淺入深的方法，從回顧l，3-共軛二烯開始，講共軛雙鍵的電子云分布及軌道重疊情況，由于形成共軛而電子離域，鍵長、電子云密度分布平均化，電子效應導致其能發生1，4-加成；由l，3-共軛二烯再引伸至含較多共軛?鍵的鹵代烯分子，講共軛效應對其的影響；之后講含有羰基的共軛體系，電子云密度的改變按交替方式傳遞至共軛鏈的另一端；最后講苯環上共軛效應的傳遞情況，而不是象教材那樣只講鹵代烯的共軛。這樣學生較易理解，問題也討論得全面深入。這對后續知識的學習很有幫助，一方面幫助學生理清思路，突出重點；另一方面反復提及又可加深印象，幫助記憶。如講述單糖的構象時，先復習烷烴的構象與環己烷的構象，再講單糖的構象。這種承前啟后的方法不但有利于學生對新知識的理解，也有利于對以前學習內容的記憶，所用時間不多，但收效顯著。

有機化學的最大特點是化學反應方程式多，學生普遍反映記不住，認為有機化學繁而雜，系統性、規律性不強。針對這種情況，在討論各類有機化合物的基本結構與性質時老師應強調規律性和內在聯系，明確“結構——性質”的關系。在授課時注意用相似類比的方法增強知識的前后聯系，增加一些重要的基本理論和反應方程式在教學中出現的次數，這樣有利于理解和記憶，學生覺得多次見面，反復運用，自然就容易記住了。例如，在討論羰基化合物時將>C=O和>C=CC=O發生親核加成，>C=CC=CC=O的親核加成相互混淆。此外，講完每一節每一章都進行概括總結，課后則對全書進行系統的總結，使學生對所學的知識有清晰系統的了解，從而達到書本知識從厚到薄的學習效果。

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3 充分利用課前課間課后十分鐘，加強師生的溝通交流

第一，擴招、大班教學，學生人數激增，教師在課堂中根本無暇顧及學生，也難以開展課堂中的師生互動［4］。教師在課堂中很難認識學生，更談不上師生相互交流和溝通。教師對學生的生活學習情況不了解，學生對教師的學術水平，人品等都是一無所知。

第二，隨著高科技的迅速發展，多媒體教學也逐漸步入課堂。多媒體的介入，確實對傳統的教與學起到了補充、發展和優化的作用。但同時那一幅屏幕也成為師生之間交流的一道屏障，昔日的那種曾以為自豪的抑揚頓挫的聲音以及那種督促與被督促，教與學的和諧，似乎已經遠離了教學課堂。

教師應當充分利用課前課間課后10min的時間主動走到學生中，與學生面對面交談，認識學生同時也讓學生了解老師，和他們交朋友，了解他們的學習、生活等多方面情況，傾聽他們的心聲，幫助學生解決學習上的難題和思想上的困惑，了解他們對教師在教學等方面的要求等等。這樣對于加強師生溝通和交流，融洽師生關系，提高學生的學習興趣，以至提高教學效果都有著積極的意義。

4 利用問題設計教學調動學生的學習思維，擴大學生學習知識渠道

問題設計的形式是調動學生課堂思維的有力武器。在化學教學中，一個深奧的理論往往令學生望而生畏，但如果把它拆解并設計為更簡單而又具有聯系的幾個問題，就會使之變得既易懂又有利于思維訓練。如在雜化軌道理論一節中，為了討論原子雜化情況，我們設計了一系列的問題：原子軌道在什么時候雜化? 軌道為什么要雜化？哪些軌道可以相互雜化？雜化后軌道形狀和電子云形狀有什么變化？sp、sp2、sp3雜化軌道有哪些不同，如何區別？又如在緒論中，我們將論述設計為：化學的定義是什么，為什么它被譽為“21世紀的中心科學”？醫學生為什么要學“有機化學”?它涵蓋哪些內容？它僅是后續課程的基礎嗎？其獨特的思維能否供醫學所借鑒呢？怎樣才能學好有機化學？

有機化學作為公共基礎課能給醫學生打下一定的理論基礎。基于學習時間的限制等因素，很多的有機化學學習內容是不可能在課堂教學中解決的。醫學生真正要弄懂有機化學并把它運用于醫學研究中，還需更深入地學習。但怎樣才能正確地引導他們自學呢？筆者認為，教師的目光仍應落在問題設計上，即可以在每章的結尾有意地擺出些與剛剛所教的理論不太一致的實驗事實造成懸念，引起學生的疑問和思索。每章沒有講的內容也可以設計為問題去誘使同學們課后自學，如原子結構一章我們僅介紹了價鍵理論，但這一理論卻解釋不了順磁性。我們就啟發學生“分子軌道理論能說明這個問題嗎?”，鼓勵他們進一步學習探討。

總之，問題設計是醫學化學課堂教學改革的重要環節，甚至說是突破口，抓住了它，就能發揮醫學生的學習主動性，也可為他們創新與理科素質的培養打下良好的基礎。

參考文獻

［1］ 朱梅英，李獻銳，倪瑞星.關于醫用化學教學改革的探索［J］.河北醫科大學學報，2005，26(6):632-633.

［2］ 王建.有機化學教學面臨的難題和解決思路［J］.連云港化工高等專科學校學報，2002，15（3）：65-66.

第3篇：化學中有機化合物的定義范文

關鍵詞:配位化學;無機化學;配位化合物;研究方向

一、配位化學的起源與研究范圍

配位化學是在無機化學基礎上發展起來的一門邊沿學科。它所研究的主要對象為配位化合物(CoordinationCompounds,簡稱配合物)。早期的配位化學集中在研究以金屬陽離子受體為中心(作為酸)和以含N、O、S、P等給體原子的配體(作為堿)而形成的所謂“Werner配合物”。第二次世界大戰期間,無機化學家在圍繞耕耘周期表中某些元素化合物的合成中得到發展,在工業上,美國實行原子核裂變曼哈頓(Manhattan)工程基礎上所發展的鈾和超鈾元素溶液配合物的研究。以及在學科上,195l年Panson和Miler對二茂鐵的合成打破了傳統無機和有機化合物的界限。從而開始了無機化學的復興。

當代的配位化學沿著廣度、深度和應用三個方向發展。在深度上表現在有眾多與配位化學有關的學者獲得了諾貝爾獎,如Werner創建了配位化學,Ziegler和Natta的金屬烯烴催化劑,Eigen的快速反應。Lipscomb的硼烷理論,Wnkinson和Fischer發展的有機金屬化學,Hoffmann的等瓣理論Taube研究配合物和固氮反應機理,Cram,Lehn和Pedersen在超分子化學方面的貢獻,Marcus的電子傳遞過程。在以他們為代表的開創性成就的基礎上,配位化學在其合成、結構、性質和理論的研究方面取得了一系列進展。在廣度上表現在自Werner創立配位化學以來,配位化學處于無機化學趼究的主流,配位化合物還以其花樣繁多的價鍵形式和空間結構在化學理論發展中。及其與其它學科的相互滲透中。而成為眾多學科的交叉點。在應用方面,結合生產實踐。配合物的傳統應用繼續得到發展。例如金屬簇合物作為均相催化劑,在能源開發中C1化學和烯烴等小分子的活化,螯合物穩定性差異在濕法冶金和元素分析、分離中的應用等。隨著高新技術的日益發展。具有特殊物理、化學和生物化學功能的所謂功能配合物在國際上得到蓬勃的發展。

自從Werner創建配位化學至今100年以來,以Lehn為代表的學者所倡導的超分子化學將成為今后配位化學發展的另一個主要領域。人們熟知的化學主要是研究以共價鍵相結合的分子的合成、結構、性質和變換規律。超分于化學可定義為分子間弱相互作用和分子組裝的化學。分子間的相互作用形成各種化學、物理和生物中高選懌性的識別、反應、傳遞和調制過程。而這些過程就導致超分子的光電功能和分子器件的發展。

二、我國配位化學的研究現狀

我國配位化學的研究在前幾乎屬于空白。1949年后隨著國家經濟建設的發展,僅在個別重點高等院校及科研單位開展了這方面的教學和科研工作,60年代中期以前。主要工作集中在簡單配合物的合成、性質、結構及其應用方面的研究。特別是在溶液配合物的平衡理論、混合和多核配合物的穩定性、取代動力學、過渡金屬配位催化以及稀土和W、Mo等我國豐產元素的分離提純以及配位場理論的研究。除了個別方面的研究外,總體來說與國際水平差距還較大。

80年代后。在改革開放政策指引下,我國的配位化學取得了突飛猛進的發展。我國配位化學研究已步入國際先進行列,研究水平大為提高。特別在下列幾個方面取得了重要進展:

(1)新型配合物、簇合物、有機金屬化合物和生物無機配合物,特別是配位超分子化合物的基礎無機合成及其結構研究取得豐碩成果,豐富了配合物的內涵。

(2)開展了熱力學、動力學和反應機理方面的研究,特別在溶液中離子萃取分離和均向催化等應用方面取得了成果。

(3)現代溶液結構的譜學研究及其分析方法以及配合物的結構和性質的基礎研究水平大為提高。

(4)隨著高新技術的發展,具有光、電、熱、磁特性和生物功能配合物的研究正在取得進展。它的很多成果還包含在其他不同學科的研究和化學教學中。

我國配位化學的進展具有一系列特點。作為化學的重要分支領域之一的配位化學。在其學科本身發展的同時創造出更為奇妙的新材料,揭示出更多生命科學的奧妙。在研究對象上日益重視與材 料科學和生命科學相結合。在從分子進到材料合成的研究中更加重視功能體系的分子設計。金屬離子在生物體系中的成鍵。除維生素B12中的Co-C鍵以外,幾乎都是以配位鍵形式結合。其功能體系組裝是一個更為復雜的問題。這時要求將正確的物種放在正確的位置(在與動力學有關的問題中,還要按著正確的時間)才能發揮應有的功能。高效、經濟和微量的組合化學的應用,將有助于分子合成和設計的實踐。

從超分子之類的新觀點研究分子的合成和組裝,在我國日益受到重視。化學模板有助于提供組裝的物種和創造有序的組裝,但是其最大的困難在于克服熱力學第二定律所要求的無序。這時配位化學家的任務之一就是和熱力學進行妥協。盡管目前我們了解一些局部的組裝規律和方法。但比起自然界長期進化而得到的完滿而言。還有很大差距。正如有了一群能分別演奏各種樂器的音樂家。若沒有很好的指揮。還不能演奏出一場滿意的交響樂。其原因就是缺乏有意識地進行組裝。對于組裝的本質和規律。有很多基礎性研究有待深入進行。

三、配位化學的研究方向

作為邊沿學科的配位化學日益和其他相關學科相互滲透和交叉。正如Lehn所指出。超分子化學可以看作是廣義的配位化學。另一方面,配位化學又是包含在超分子化學概念之中。配位化學的原理和規律,無疑將在分子水平上對未來復雜的分子層次以上聚集態體系的研究起著重要作用。其概念及方法也將超越傳統學科的界限。我國配位化學家在進一步促進它和化學內有杌化學、物理化學、分析化學、高分子化學、環境化學、材料化學、生物化學、以及凝聚態物理、分子電子學等學科的結合方面有了很好的開端。進一步的發展必將給配位化學帶來新的發展前景。

中醫是我國傳統、獨創的治療方式,但是,中藥制藥的制藥手段和方式正在突破傳統工藝,如中藥配位化學研究就是一個極有發展前途的新的研究方向。

我國幅員遼闊,資源豐富。經濟建設中有備方面的要求。還存在一些無人問津的薄弱領域,例如配位光化學、界面配位化學、納米配位化學、新型和功能配合物以及配位超分子化合物的研究。金屬配合物的研究有明顯的應用背景,具有開發成重大經濟效益的潛力。它的基礎和理論性研究也處在現代化學發展的前沿領域。對下一世紀我國化學學科的發展。必將產生深遠影響。

【參考文獻】

[1]翟慕衡.配位化學[M].北京:安徽人民出版社,2007-09

[2]李英華,呂秀陽,劉霄,柳葉.中藥配位化學研究進展[J].中國中藥雜志,2006年8月 31卷第16期

第4篇：化學中有機化合物的定義范文

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關鍵詞：化學課程；程序性知識；程序性知識教學

文章編號：1005–6629（2014）1–0012–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

現代認知心理學將知識劃分為陳述性知識（回答事實、定義、程序、規則是什么的知識）、程序性知識（回答怎么辦、如何行動的知識）和策略性知識（用于調控自身認知過程的反省認知知識）。中學化學課程所包含的知識也不例外。在中學化學新課程的實施過程中，由于傳統知識觀的影響，還存在比較嚴重的重陳述性知識、輕程序性知識的傾向。研究并加強程序性知識的教學，是提高化學教學質量的重要問題。

1 中學化學課程中的程序性知識

1.1 程序性知識的特征和類型

程序性知識不同于陳述性知識。后者以命題、表象、線形序列和圖式表征，程序性知識則以產生式和產生式系統表征，“如果…那么就”的形式是其結構特點。中學化學課程中的程序性知識，既有跨越不同學習領域的一般性程序性知識，如有效推理的能力、批判性思維能力，也有化學科學領域特有的程序性知識，如化學反應基本規律的應用能力。后者在化學學習中尤其常見，也尤為重要。

心理學認為程序性知識按其復雜水平，可分為由低到高的五個層次：

辨別：對作用于個體的感覺器官的兩個事物或物體進行對比，找出其不同之處。如化學學習中能識別氧化還原反應和非氧化還原反應。

具體概念：能概括出以具體對象來表示的同類事物的共同本質特征。如形成關于氧化還原反應本質的概念：反應物中元素原子（離子）間有電子轉移發生的反應。

定義性概念：能概括出一些包含抽象關系的同類事物的本質特征。例如，建立氧化還原反應的定義性概念：凡是反應中有電子得失或電子轉移的化學反應都屬于氧化還原反應。

規則：包括事物分類的標準和指導人們如何辦事的規則。規則是程序性知識的核心，人們能夠在某種刺激情境下作出相適應舉動的能力，來自于對規則的理解和掌握。例如，能依據氧化還原反應的定義性概念，建立判斷某種反應是否為氧化還原反應的規則，并能依此判斷原電池反應的兩個電極間（通過外電路）有電子轉移發生，是氧化還原反應。

高級規則：規則一般指運用單一規則辦事的能力，高級規則特指同時運用幾條規則來處理問題。例如，能運用電化學腐蝕的原理，調用若干條有關規則理解為什么可以用犧牲陽極的電化學保護法防止河道上鋼鐵閘門的電化學腐蝕。即能從鋼鐵的組成特點、河水中溶有氧氣或帶有微酸性的情景中，運用相關規則，判斷在該條件下浸在河水中的鋼鐵閘門中的鐵原子能把電子轉移給碳，被氧化腐蝕，而溶液中的氫離子或者溶解氧的分子則從碳上結合電子。再利用電化學腐蝕中發生腐蝕的金屬的規則作出推斷，把鋼鐵閘門和一塊浸在河水中（或埋在濕地中）的鋅板用導線連接，鋅板將替代鋼鐵失去電子被氧化腐蝕，從而保護鋼鐵閘門不被腐蝕。

1.2 化學課程中程序性知識的形式

程序性知識有兩種不同的表現形態， 一是可以用語言明確闡述的解決問題的程序、規則，能以命題網絡形式保持在腦中。一是需要以實際操作的方式通過演示、練習來傳授、學習的知識。概念和規則并不能自動以行為的方式表現出來，需要把以命題網絡形式呈現的程序性知識轉化為以產生式為表征的程序性知識。程序性知識的學習，需要兩種知識的融合。

化學教學要幫助學生認識規則及其適用的范圍，完成某項任務所需的條件，知道如果某個條件符合就可以表現出相應的行為。給學習者提供適當的變式練習，讓他們熟知規則適用的各種不同情境，并能在條件符合的情況下表現出受規則支配的行為，在腦中建立起產生式，習得程序性知識。

中學化學課程中，有許多辨別和概念形態的程序性知識。上面談到學生要習得判斷和分析氧化還原反應的程序性知識，需要先認知氧化還原反應的特征（反應物中元素化合價有改變，本質上是反應物間有電子轉移發生），并以命題形式表征。而后，通過典型例子的分析和練習，把這一命題轉變為規則和產生式，能判斷反應物中是否有元素化合價的變化，會分析元素化合價變化的原因、元素原子間電子得失的方向和數目。再通過必要的練習和適時、適當的反饋，協調程序各部分間的聯系，達到熟練程度，形成自動化的產生式系統——能自動地判斷、分析氧化還原反應中的電子得失，并正確地描述。真正實現理解深刻、應用靈活。

1.3 三維學習目標與化學程序性知識

中學化學課程的三維學習目標圓融了陳述性、程序性和策略性知識的學習要求。三維目標中，“知識與技能”指化學學科最基礎的核心知識、化學學習和研究必備的基本技能，而“過程與方法”學習目標的達成，則要求了解所學知識的形成過程，了解、體會化學科學的學習研究方法，并內化為解決實際問題的能力。

課程標準要求在中學化學教學中整體設計教學目標，做到三維目標的有機融合。“知識與技能”、“過程與方法”學習目標的融合，可以有效地幫助學生理解、掌握化學科學中最基礎的核心知識、技能和方法，既要掌握有關物質及其變化的典型事實、理解有關物質及其變化的各種基本的概念、原理等陳述性知識，了解、體會學習研究化學科學的方法，同時要在頭腦中建立并貯存各種分析、說明、解決各種化學問題的產生式和產生式系統，才可能解決和解答化學實際問題。

2 化學程序性知識的教學是提高化學教學質量的重要環節

程序性知識是化學核心知識的重要組成部分。程序性知識的學習和掌握可以促進那些可以轉化的陳述性知識轉化為程序性知識，作出解決問題的反應或行為。這是學習者能把所學習的陳述性知識遷移應用達到舉一反三，提高靈活運用知識能力的根本。

學生化學學習中出現的一些問題或障礙，往往和程序性知識掌握不好有關。例如，一些學生聽得懂老師講解的習題范例，還可能會說明應該用什么方法作解答。但遇到實際問題，自己就無法解決。他們能通過言語信息，以陳述性知識的形式來陳述規則，卻未必能運用規則于實踐，未必能作出受規則支配的行為以解決實際問題。一些學生能解答曾經解答過的同類型習題，遇到新情景中的或不同類型的問題，卻難于解答。他們在解決問題的實踐中獲得了一些解題經驗，把解決問題的過程保存在記憶中。遇到類似的問題，可以作出受規則支配的一系列行為。但他們不能運用外部語言表述出這些規則，沒有意識到完成該問題的解決方案和操作方法是基于何種原理。他們只會機械照搬已有的經驗來解決問題。上述兩種學習障礙都說明他們沒有真正習得程序性知識。一些教師，沒有意識到這些學生在程序性知識學習中存在問題，往往認為問題出在練習太少、題型見得不多。他們一味強調要學生多練、苦練，愿意花許多精力給學生總結、讓學生記憶各種題型的解答模式和技巧。結果往往事倍功半，讓學生不堪重負。

3 強化程序性知識教學的建議

強化程序性知識的教學，一要增強程序性知識教學的意識；二要認識并掌握程序性知識教學的基本程序；三要在教學過程中采取適當的教學方式、方法，提供一定的時間和空間，讓學生參與并體驗如何把以命題網絡形式呈現的程序性知識轉化為以產生式為表征的程序性知識。

3.1 增強程序性知識教學的意識

一些教師缺乏程序性知識的觀念，忽視程序性知識的教和學。因而產生“化學知識掌握不少，解決化學問題的能力提高不多”的弊病。有些教師沒有意識到“知識與技能”、“過程與方法”既包含了陳述性知識，也包含了程序性知識的學習目標。有些教師把“過程和方法”僅僅看作為掌握陳述性知識的工具。有些教師把程序性知識簡單等同于實驗基本技能、化學計算基本技能，以為學生能表述實驗步驟、方法，能記住依據化學式和化學方程式的計算程序和方法，會模仿解答有關化學計算問題，就算是掌握了化學科學的程序性知識。

化學程序性知識的習得，要求學生在遇到需要解決的化學實際問題時，要知道怎樣做、會做、能做。能依據實際的問題情景運用已學的知識和技能，提出解決問題的計劃或方案，并動手解決。可見，化學程序性知識的習得，就是習得分析、解決化學問題的方法和程序，包括掌握“怎么辦”的知識，也包括獲得依據實際條件有效和及時地運用存貯于頭腦中的一系列產生式知識，作出反映和解決問題的行為。這種能力包括動作技能（通過機體或器官的運動完成任務）、認知技能（智慧技能，通過思維活動完成任務，解決簡單化學問題的能力），而且更多表現為智慧技能。

3.2 了解程序性知識教學的基本程序

程序性知識的獲得一般要經過三個階段：認知階段、聯系階段、自動化階段。

第一階段（認知階段），要求學習者對某個有關怎么辦的技能作出陳述性解釋，對技能的各項條件及行動能以陳述性知識的形式表征，以命題網絡的方式保持下來。在化學教學中，要幫助學生在理解的基礎上把看待化學事物的觀念、解決（解答）化學問題的方法加以歸納說明，并以陳述性知識的形式建立命題網絡。

認知階段是獲得程序性知識的前提。以言傳的陳述性形式傳授給學生，有利于學生以產生式貯存并支配他的行為。規則的掌握能幫助個體用某種適當類別的行為對某類刺激作出反應。教師要努力尋找用陳述性知識的形式呈現程序性知識的方法，明確地陳述一系列技術規則。例如，在習題教學中要通過典型例題分析解答過程，梳理、歸納解答思路及其思維過程，用陳述性知識的形式做解釋說明。

第二階段（聯系階段），通過針對性的變式練習讓學生弄清程序性知識獲得的條件，并在練習中領悟、體會，能自覺地提煉出解決問題的“共同過程”，把解決（解答）化學問題的方法的命題網絡轉化為以產生式為表征的程序性知識，增強程序性知識中各部分產生式間的聯結。這個學習階段是程序性學習非常關鍵的一步，而又往往易被忽略。許多教師在教學中都知道練習（包括模仿和變式練習）在學會靈活運用知識中的重要性，但沒有意識到它之所以重要，在于能幫助學習者在練習中領悟、體會，并掌握解決問題的“共同過程”，把握解決（解答）化學問題的方法。

第三階段（自動化階段），通過適當的練習和適時、適當的反饋，進一步協調程序各部分間的聯系，使學習者能熟練、靈活地運用所貯存的以產生式系統為表征的程序性知識去解決問題。從聯系階段到自動化階段的發展，是自動化的產生式系統形成所必不可少的。因為個體的程序性知識總是從未能達到熟練化的、不能自動激活的產生式系統構成的知識，經過充分練習逐步向程序性知識發展的。此外，一項高級規則應用技能的習得，需要把它逐級分解為若干層次的子技能。在教學中需要正確地確定所需分解的子技能的層級，讓學生按自己所能接受的進度學習，給學生提供將小程序組合成大程序的機會，逐步形成小產生式，再幫助學生練習整個程序中所含的一系列產生式步驟，實現程序化，成為能夠在解決問題中連續處于激活狀態的組合式的產生式知識系統。

例如，要讓學生學會運用“同分異構體”的概念辨別兩種物質是否為同分異構體，需要教師按以下層級幫助學生逐步建立有關的產生式，通過適當練習，形成自動化的產生式系統，能靈活地解決同分異構體的辨別和判斷的問題。

（1）幫助學生在學習什么是“同分異構體”的陳述性知識的基礎上，學會以陳述性知識的形式建立有關辨別和判斷“同分異構體”的命題和命題網絡。例如，辨別某兩種有機化合物是否是“同分異構體”的命題；判斷以某個分子式表示的有機化合物可能有幾種同分異構體的命題網絡。

（2）認識辨認分子組成是否相同的規則。知道如何判斷這些分子的組成元素、各元素的原子數是否相同。

（3）認識分子式（分子組成）相同的有機化合物分子形成不同結構的規則。知道組成分子的各元素原子的連接方式、連接順序和所處的空間位置可以發生怎樣的變化，因而形成不同的結構。知道有機化合物形成不同結構的規則，如碳結構改變的規則（直鏈改變為帶一個或若干個支鏈或成環狀碳鏈的可能性，改變分子中碳碳雙鍵或叁鍵位置的可能性等等）、含不同類型官能團結構的可能性、官能團在碳鏈中位置變化的可能性。在頭腦中建立一系列判斷結構差異的產生式。

（4）通過練習，掌握依據實際情景綜合考慮，形成并能靈活運用一系列的產生式和產生式系統作出相應的反應，解答問題。

例如，已知分子式為C5H10O2的有機物在酸性條件下可水解為酸和醇，在不考慮立體異構的前提下，要求判斷若這些酸和醇重新組合可形成幾種酯。

問題的解答，需要先依據C5H10O2能在酸性條件下水解為酸和醇的命題，判斷它屬于酯類，進而依據酯的結構特點（由羧酸的酰基和醇的氧烴基以酯鍵結合而成），考慮符合題設組成的酯有幾種同分異構體，分析這些酯水解后可得到哪幾種羧酸和醇，最后判斷這些羧酸和醇一共可以形成幾種酯。學生解答問題首先必須運用的是從酯化反應或酯的水解反應命題中轉化形成的一個簡單的產生式：“如果酸和醇酯化，就可以得到酯，酯分子所含碳原子數是生成它的酸、醇分子中的碳原子數之和”，或“酯發生水解就可以得到酸和醇，它們分子中碳原子數的總和與該酯分子中的碳原子數相等”。在此基礎上，建立解答問題的一系列產生式：

“碳原子數是5的酯水解，生成的酸的原子數可以是1、2、3、4，相應的醇分子中碳原子數對應可以是4、3、2、1”；

“碳原子數為1、2、3、4的羧酸，有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸5種”；

“碳原子數為1、2、3、4的飽和一元醇，可以是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基丙醇、2-甲基2-丙醇，共8種”；

“如果這5種羧酸和8種醇，分別發生酯化得到的酯會有8×5種”。

這一解答過程所運用的一系列產生式，是由相應的陳述性知識（飽和一元醇、飽和一元羧酸、酯的組成、結構特點，酯化、酯的水解等概念和命題）轉化而來的。

3.3 研究促成陳述性知識向程序性知識轉化的策略

如何幫助學生在頭腦中形成并貯存一系列規則和產生式，經過練習，將一系列簡單產生式組合成復雜的產生式系統，并能在實際情景中運用適當的產生式，順暢地解決問題，是程序性知識教學的難點。

化學教學中，練習和練習的批改、評析，往往占用了許多教學時間，但效果卻不理想。教師要把握典型例題的分析、討論的目的，幫助學生清醒地認識解答問題所涉及的陳述性知識（事實、定義、程序、規則等），幫助學生學會用陳述性知識的形式對解答過程進行說明和解釋。組織學生作適當的變式練習，目的在于從中體會、領悟如何依據習題提供的條件，把陳述性知識形態的程序性知識轉化為解決問題的產生式系統，并作出解決問題的行為。

在新課程實施中，教師積累了不少程序性知識教學的經驗。通過反思、總結、提升，獲得自覺的帶有規律性的認識，是十分必要的。例如，倡導探究學習的方式、用問題鏈和問題解決的方法開展教學。創設可讓學生自己學習、探究的情境，把教學內容設計成一個個環環相扣的問題，形成問題鏈，通過問題引發學習興趣，利用問題鏈引導學生學習，在探究中發現問題、解決問題，得到結論，獲取知識。學生了解了知識是在什么背景下、在解決何種問題中，通過什么途徑、方法來解決問題，通過抽象、歸納、論證建立概念、概念網絡和命題，能有效地理解、掌握陳述性知識，并習得程序性知識。

有強烈的程序性知識教學的意識，能持之以恒、堅持不懈地在教學實踐中研究、探索，掌握程序性知識教學的策略，就一定能實現以能力培養為主旨的化學教學。

參考文獻：

[1] R. M.加涅著，皮連生等譯.學習的條件和教學論[M].上海：華東師范大學出版社，1999.

[2]中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

第5篇：化學中有機化合物的定義范文

1．知識文化

科學知識是人類認識自然過程中的理論性成果，是科學與文化在觀念層面上的直接關聯部分。若把其他文化要素比做科學文化的血肉，則知識文化要素為科學文化的骨架。知識文化要素是科學文化的核心要素，也是其他文化要素的載體。化學課程中的知識文化要素主要是化學學科知識，包括化學的基本概念和原理、元素化合物知識、實驗知識等等。

2．技術文化

技術文化是人類改造自然過程中的操作性成果。技術文化離不開知識文化的理論支撐，是建立在科學理論知識基礎上的一種生產性文化，對人類社會和人類生活有著重要的作用和影響。化學課程中的技術文化要素主要是化學知識在生產、生活中的具體應用。高中化學選修模塊《化學與技術》是化學技術文化的集中體現。

3．歷史文化

歷史文化是對過去人類發展過程中的事實、進程進行記錄、詮釋和研究的一種文化。歷史文化中包含著人文、哲學、科學、倫理道德等多種亞文化，可為現今及未來遠景提供參考依據，是人類精神文明的重要成果。化學課程中的歷史文化要素主要是各種化學史，如化學家們的事跡、與化學相關的發明、發現、發展和生產的歷史等。

4．生態文化

生態文化是反映人與自然和諧發展的價值取向的文化，是人類在認識和改造自然的過程中，對生命與自然環境及其之間的關系的認識的文化。自然科學中融入生態文化的意義在于讓學生認識到科學的雙面性，培養正確的科學觀。化學課程中的生態文化要素主要是與生態、環境相關的化學知識，如礦物資源的開發、化學變化對生物及其生存環境的影響等等。

5．藝術文化

藝術文化區別于人類其他亞文化的最主要、最基本的特征是它的審美價值，除此以外，藝術文化還具有認識、教育和陶冶等功能。讓學生在滿足審美需要的同時，獲得精神享受和審美愉悅。通過藝術文化，讓學生受到真、善、美的熏陶和感染，潛移默化地引起情感、態度與價值觀等的深刻變化。化學課程中的藝術文化要素主要是與化學相關的美的存在，如生態環境美、科學精神美、化學美等。

6．倫理道德文化

倫理道德包含兩個層面的含義，一是自愿接受的內在的價值理想，二是遵循內在價值理想的外在的行為規范。科學文化所蘊含的倫理道德以及所表現的價值理想和行為規范，對學生起著潛移默化的作用。化學課程中直接屬于倫理道德文化范疇的材料較少，一般隱含于生態文化、歷史文化中，如化學家獻身于科學事業中所體現的價值觀與道德觀、化學與環境的關系中所體現的倫理道德觀等。下面以魯科版普通高中課程標準實驗教科書《化學1》為例，列出教材中所含的部分文化要素（因教材中的文化要素都以學科知識為載體呈現，故表1中未列出知識文化要素）。

二、文化視角下化學科學素養的培養途徑

在“充分體現化學課程的人文內涵，發揮化學課程對培養學生人文精神的積極作用”［1］的基本理念的指導下，新課程教材加強了人文與科學的結合。人文文化作為滿足人精神世界需要的文化，與科學文化相融合的目標就是強調化學學習不僅是獲取化學知識，更要接受化學的科學精神、思想的熏陶，塑造科學品質，提升科學素養，為未來的學習、工作和生活奠定基礎。

1．創造豐富情境，凸顯STSE教育

化學是一門實用性很強的自然科學。STSE教育是在人類生活的背景中將化學科學與技術、社會、環境的發展緊密地聯系起來，其實質是融知識、技術、生態、藝術、倫理道德等多種文化為一體的“多元文化教育”。通過STSE教育，不僅能讓學生在學習化學知識與技能的同時了解化學與技術、社會、環境的聯系，還能讓學生在豐富的情境中運用化學知識分析和解決實際問題，體驗科學探究活動的過程與方法。STSE教育也是在科學教育中融合人文教育的一種重要途徑，讓學生在處理復雜問題時運用化學知識權衡利弊并做出恰當的選擇，感悟科學技術的社會價值與社會責任，形成正確的情感態度與價值觀。可以說，STSE教育是培養學生科學素養的最重要的途徑之一。教學中，我們應該充分挖掘教材中化學知識可承載的STSE內容，將具有類似STSE教育價值的不同的化學知識內容，用類似的設計思路組織教學，使學生分析、解決同一類實際問題時能形成正確的角度、思路和觀念。例如在學習氮及其化合物時，先是在自然界的背景下呈現氮元素的存在及循環，然后是具體代表物的性質，再到應用物質性質分析解釋環境問題。那么在學習硫及其化合物時同樣采用自然界物質性質社會、環境的模式組織教學，就能讓學生主動建構同一類實際問題的分析角度、思路和觀念。［5］

2．融合歷史文化，塑造化學科學品質

化學史是人類歷史文明的一部分，它以各種各樣的學科知識和科學史知識為載體，呈現了化學科學在人類歷史中的發展軌跡，展現了人類在化學科學研究上探索真理、孜孜以求的科學精神。在化學教學中融合化學史教育，讓學生在歷史背景中學習科學知識，既能讓學生在科學發現、演變的基礎上，更準確地理解化學知識，又能在化學史蘊含的科學態度、精神的熏陶中，養成良好的科學品質。合理、恰當地融入化學史的教學，是培養學生科學素養和人文精神的重要途徑，既增強了學生對所學知識的興趣和理解，又讓學生沿著前人思維活動的足跡，體驗科學思維方法，受到科學精神熏陶。因此，在教學中應充分挖掘化學的歷史文化素材，尋找合適的切入點，讓不同類別的化學史充分發揮不同的教育作用。例如：利用化學家的故事，可以培養學生求真求實、開拓創新的科學精神，如舍勒發現氧的故事、門捷列夫發明元素周期表的故事等等。利用化學發明、發現史、生產史、應用史，既能讓學生了解前人的科研事跡，又能培養學生科學探究的思維方法和能力，如侯氏制堿法、苯的凱庫勒式結構等，都是很好的科學探究素材。

3．發掘地方文化，體現校本課程魅力

發掘地方文化背景下的化學教學資源，在傳承地方文化的同時，讓學生從另一個角度認識、學習化學，是促進人文與科學相融合的一條重要途徑。校本課程是新課程改革中留給學校和老師自主開發的課程，是基于地方和學校為學生發展而設計的課程。地方文化資源是寶貴、豐富的校本課程開發資源。以地方文化資源為載體，整理找出與化學關聯的內容，然后確定其對應的國家課程內容，開發合適的校本課程，讓學生在熟悉的氛圍中學習化學知識，感受化學給人類帶來的利與弊，樹立正確的科學觀與價值觀。地方文化資源非常廣泛，包括人文歷史、自然環境、生產生活等都是課程開發資源。人文歷史資源包括歷史文物、風俗習慣等；自然環境資源包括地質、礦物、水、氣候、生物等；生產生活包括當地的工業、農業、手工業、服飾、飲食、建筑、交通等。這些資源都可結合地方特點，發掘出與化學相關的文化要素，例如陶瓷文化———硅酸鹽、地方飲食文化———食品中的有機化合物、大城市的霧霾———硫和氮的化合物等等。

4．展現化學之美，培養科學的審美觀

法國哲學家韋伊曾說：“科學的真正主題是世界之美”。盡管美在科學中沒有準確的定義，人們對美的理解也不盡相同，但美的確客觀存在于科學之中，它總是與和諧、秩序、統一、完善等相聯系。化學科學對物質世界的外在現象和內在結構的精確描述，展現了化學科學豐富的藝術內涵和審美價值。化學中處處存在著美，只要潛心挖掘，就會發現其中有著豐富的美學資源。科學審美作為科學研究活動的一部分，也是科學素養的一部分。在化學教育中將審美和科學相結合，讓學生在化學及其文化之美的熏陶下，形成高雅的審美情趣和科學的審美觀。化學之美主要體現在現象美、結構美、守恒美、平衡美、理論美等等。如煙花燃放時發出的五顏六色的光、酸堿指示劑變色等，這些色彩絢麗的化學現象，展現的是化學現象之美；苯分子的環狀結構、C60的足球狀的結構等，它們對稱、均勻的特征，展現的是物質結構之美；化學反應中的質量守恒、電子守恒、電荷守恒等，展現的是化學守恒之美；勒夏特列原理指導下的化學平衡、電離平衡、溶解平衡等，展現的是化學的平衡之美；元素周期律的表現形式———元素周期表，其簡潔性、規律性、預見性，展現的是化學的理論之美。

5．引入通俗文化，激發化學學習興趣

通俗文化作為一種文化現象，是人類文化的一種形態和構成要素，是人類文化中諸多的亞文化之一。有著大眾基礎的通俗文化，作為我們身邊發生的文化事實，與我們的生活密切相關，同時也反映并影響著我們的生活。引入通俗文化，尋找合適的交點，讓課堂上的科學文化與課余時間的通俗文化交融在一起，以通俗文化為紐帶，拉近化學科學與學生的距離。一首《石灰吟》讓學生們感到化學并非只能通過枯燥的文字和化學符號表達。再看北大原校長周其鳳創作的化學之歌———《化學是你，化學是我》、普通老師創作的化學版流行歌曲《青花瓷》等等，這些都是在“接地氣”的通俗文化中傳播化學文化。盡管有些創作從科學的角度看并非那么完美與嚴謹，甚至有些世俗和隨意，但不可否認這些和通俗文化交融的化學，讓化學知識更生動有趣，使學生在愉悅的化學文化中感受、學習化學知識，激發學生對化學的學習興趣。

三、結語

第6篇：化學中有機化合物的定義范文

[關鍵詞] 中醫藥基礎理論；經絡臟腑；臟象；中藥藥性；超分子；化學；物質基礎；方證關聯；中藥；中藥復方；氣析；中醫藥現代化

[收稿日期] 2013-06-09

[基金項目] 國家自然科學基金項目（81073142，81173558，81270055）；國家博士點基金項目（20124323110002）；湖南省自然基金重點項目（11JJ2055）；湖南省教育廳十二五藥學重點學科項目

[通信作者] 賀福元，教授，博士生導師，主要從事中藥藥理學、中藥藥劑學、中醫藥超分子機制及數理特征化研究工作，Tel：（0731）5381372，E-mail：

超分子化學（supramolecular chemistry）根源于配位化學，有人稱之為廣義配位化學（generalized coordination chemistry），是30多年來迅猛發展起來的一門交叉學科，它與材料科學、信息科學、生命科學等學科緊密相關，是當代最前沿的化學研究領域之一。這個領域起源于堿金屬陽離子被天然和人工合成的大環和多環配體，即冠醚和穴醚的選擇性結合。1967年C J Pederson報道了冠醚配位性能的發現，揭開了超分子化學發展的序幕。1973年，D J Cram基于在大環配體與金屬或有機分子絡合化學方面的研究，提出了以配體（受體）為主體，以絡合物（底物）為客體的主客體化學。超分子化學概念和術語是1978年J M lehn模擬蛋白質螺旋結構自組裝體的研究內容而引進的，在一定程度上超越了大環與主客體化學而進入了所謂“分子工程”領域，即在分子水平上制造有一定結構的分子聚集體而起到一定的特殊性質的工程，并進一步提出了超分子化學即“超越分子的化學”的概念。“基于共價鍵存在著分子化學領域，基于分子組裝體和分子間鍵而存在著超分子化學”是對分子與超分子化學的中肯詮釋。自從1987年Pederson，Cram和Lehn因為對超分子化學領域的杰出貢獻而獲得該年度的諾貝爾化學獎以來，超分子化學便蜚聲世界，受到了科學界和大眾的廣泛關注[1]。

分子化學是原子之間通過化學鍵作用形成分子，是以分子為研究對象的化學，可稱為特征化學；而超分子化學是以多種弱相互作用力而非化學鍵為基礎，是由多個分子通過這種弱的分子間非共價鍵的相互作用為研究對象的化學，和原子間由化學鍵作用而形成分子的化學不同，超分子化學是研究分子間相互作用的科學，也可以稱為表觀化學[2-3]。

超分子化合物是由主體分子和一個或多個客體分子之間通過非共價鍵作用而形成的復雜而有組織的化學體系。主體通常是富電子的分子，可以作為電子給體，如堿、陰離子、親核體等；客體是缺電子的分子，可作為電子受體，如酸、陽離子、親電體等。超分子體系中主體和客體之間不是經典的配位鍵，而是分子間的弱相互作用，即氫鍵、主客體作用、靜電作用、π-π堆積作用等，其鍵能大約為共價鍵的5%～10%，且具有累加性，但形成的基礎是相同的，都是分子間的協同和空間的互補，因此可以認為，超分子化學是配位化學概念的擴展。

中醫藥基礎理論是中華民族幾千年同疾病臨床斗爭的結晶，其正確性與科學性不容置疑。眾所周知，中醫藥理論是建立在對人體有序的多分子群作用基礎上的宏觀規律表征，長期以來大家多是從宏觀方面尋找解決問題的線索，對于能否從微觀物質基礎層面找到詮釋物質基礎多持否認的態度，并且認為這是中醫藥理論區別于西醫的固有特點，這些觀點容易強化“中醫藥不存在微觀物質屬性”的觀點。這主要有2個原因，一是中醫藥長期的宏觀思維阻礙了以體現中醫藥理論為核心的微觀物質的尋找，從思想上固執地認為找不到，也不想怎么找到，這多體現在中醫藥院校的人才思維之中；二是長期尋找無果，由于對現代非醫學科學缺乏系統而精心的學習，沒有找準現代非醫學科學理論，只牽強附會地將中醫藥理論與現代科學湊合，多借助現代科學儀器設備從“靜態”的角度進行人體觀察，卻試圖找到能反映宏觀“動態”中醫藥理論的微觀物質基礎，其結果注定要失敗，這多體現在非中醫藥院校的人才思維之中。由于中醫藥理論的微觀物質運行規律長期不明，累遭非中醫人士的詬病，因此能否從微觀層面找到中醫藥理論化學作用的本質規律是能否詮釋中醫藥理論并為現代社會所接受（所謂的中醫藥現代化）的關鍵，長期縈繞在作者心頭。近年作者在研究網絡藥理學的成分群與網絡靶點的作用規律、在研究中藥“穴藥”法歸經理論、在研究單成分的構效關系時，首次接觸到了超分子化學，發現兩者有天然淵源關系，這種大小分子群間作用的印跡模板（鑰匙）關系理論正是整合人體“海洋般”分子群相互作用而表現出的宏觀規律，闡述中醫藥理論的“不二法門”理論。因此，本文先從超分子化學的研究現狀入手，然后與中醫的經絡臟腑理論與中藥藥性理論結合，剖析人體大小分子群作用的超分子運行規律，證明能從微觀物質作用規律層面上勾畫出中醫藥基礎理論，據此可提出中醫藥基礎理論微觀與宏觀現代化的途徑與框架圖。

1 超分子化學的研究現狀

1.1 超分子化學研究的3個階段

超分子化學研究經過了主客體化學、分子識別化學和自組裝化學3個發展階段。主客體化學是以主體洞穴包裹客體小分子而形成超分子，為超分子研究的起初階段，只追求特異的非化學鍵組成的超分子特異性結構；分子識別化學與醫學有歷史淵源，早源于免疫學的抗體與抗原識別化學，抗體依抗原表面決定簇識別而合成抗體，兩者結合可形成巨大的超分子；自組裝化學是基于既有氫鍵供體又有氫鍵受體的易形成氫鍵的分子，或基于既有電子供體又有電子受體的易形成傳荷絡合物分子，當這種分子以特定的結構存在時會自組裝成高分子聚合物。當然，這3個過程不是嚴格的順承關系，而是相互滲透和相互關聯的。例如，在模擬細胞膜的研究中，超分子化學家就同時運用了主客體化學和超分子自組裝化學的知識和手段。荷蘭的Reinhoudt率先提出了分子印刷板（molecular-printboard）的新概念[4]，即將修飾有主體分子（自組裝單分子層）的表面作為分子印刷板。這種富集了大量主體分子的表面像自然界的細胞膜一樣具有表面識別位點，在這種表面上，客體分子通過超分子相互作用可以有效定位。由超分子化學研究的3個階段可知，其理論將對中醫藥基礎理論的解釋將會產生重大而深遠的影響。

1.2 超分子中的主要主體化合物

超分子的主體化合物是指構成超分子印跡孔穴（通道）的化合物，其中潛在特異的可結合的模板分子，兩者為鑰鎖關系。在超分子化學的發展過程中，越來越多的主體分子被發現或者合成，目前經典的超分子化學中的主體化合物如下。

1.2.1 冠醚配合物 這是最早發現和研究的化學超分子物質。冠醚一般是具有（CH2CH2X）重復結構單元的大環化合物，其中X代表雜原子。從環上所含雜原子來看，冠醚化學己從最初的全氧冠醚發展到硫、硒、氮、磷、砷、硅、鍺和錫等雜冠醚。冠醚化合物都具有確定的大環結構，不像一般非環配體那樣，只是在形成金屬配合物時才形成環[5]。

1.2.2 環糊精和環糊精包合物 環糊精（cyclodextrin，CD）也稱作環聚葡萄糖，是由若干D-吡喃葡萄糖單元環狀排列而成的一組低聚糖的總稱。它具有圓筒狀疏水性內腔和親水性外沿，與柔性的開鏈類似物相比具有特別的物理和化學性質。Villiers于1891年通過用酶降解淀粉發現了環糊精并分離出來，1904年Scharidinerge表征它們為環狀低聚糖，1938年Freudenberg等把它們描述成吡喃葡萄糖單元通過α-1，4-糖苷鍵連接構成的大環化合物。迄今為止，己有不少專著與若干長篇綜述、多于1 400個以上的專利和數以千計的文章描述環糊精及其包合物的結構、性質和應用。在藥劑學上已有廣泛的應用，多采用β-環糊精。含有環糊精結構的自組裝體己經被應用到分子識別[6]、藥物輸運[7]、超分子凝膠[8]和微反應器等領域。我國著名化學家徐光憲院士曾經特別指出環糊精超分子科學是21世紀化學領域11個突破口之一[9]。

1.2.3 杯芳烴 杯芳烴是一類對位烷基苯酚通過亞甲基在酚羥基鄰位連接而構成的一類大環化合物，是酚醛樹脂縮合的環狀化合物。最有代表性的是20世紀40年代Zinke等用對叔丁基苯酚和甲醛在氫氧化鈉存在下加熱得到的由對叔丁基苯酚結構單元和亞甲基交替連接的四聚體。該化合物的分子模型表明它的形狀像一個杯子或花瓶，故稱之為杯芳烴。在杯芳烴p-tert-butylcalix（n）-arene的杯狀結構底部緊密而有規律地排列著n個酚羥基，而杯狀結構的上部具有疏水性的空穴。前者鰲合和輸送陽離子，后者則能與中性分子形成配合物。由于杯芳烴的這種獨特的結構，離子和中性分子均可作為其形成配合物的客體。

1.2.4 瓜環 瓜環是一類由n個甘脲單元和 2n個亞甲基橋聯起來的大環化合物，具有剛性疏水性穴腔及親水性端口的特殊結構，與客體作用后有可能改變客體物質的理化性質，使得瓜環成為超分子化學的重要主體之一。瓜環作為一種潛在的藥物運轉、緩釋或控釋載體，藥物與瓜環作用后，可顯著地改變藥物性質。瓜環是繼冠醚、環糊精和杯芳烴等大環化合物之后的一類新型大環化合物[10-11]。

1.2.5 其他類型的大環化合物 ①葫蘆脲：由尿素、乙二醛和甲醛之間的簡單反應獲得的大環化合物[12]。葫蘆脲與環糊精或其他大環化合物相比，其另一特征是具有更加剛性的結構；②卟啉和酞菁：卟啉是在卟吩環上擁有取代基的一類大環化合物的總稱。卟吩是由4個吡咯環和4個次甲基橋聯起來的大π共軛體系；卟吩分子中4個吡咯環的8個β位和4個中位的氫原子均可被其他基團所取代，生成各種各樣的卟吩衍生物，即卟啉。酞菁是與卟啉結構相近的大環化合物。卟吩環“中位”上的碳原子被氮原子取代即為酞菁。環上未曾和氫結合的氮原子可以接受2個質子，形成正二價離子；已和氫結合的氮原子又能給出2個質子，形成負二價的離子，而同正價的金屬離子形成配合物。卟啉和酞菁陰離子對過渡金屬離子有很強的配位能力[13]；③環肽：環肽是以多個氨基酸的肽鍵構成的環狀化合物，廣泛存在于自然界中，已報道的環肽大多來自于海棉狀和海洋中的節肢動物等低等生物中，實際上環肽和類環肽也廣泛存在于微生物、真菌、藻類和高等植物，并在生物體的生命活動中扮演著重要的角色。除此，還有雜多酸類、多胺類、樹狀、液晶類等超分子化合物[14]。

1.2.6 人體巨復超分子體 首先人體內的單分子、超分子通過自組織、自組裝、自識別與自復制組成一定功能的超分子，在眾多小分子模板基礎上進行超分子主體結構的合成，如參與的各種生化代謝反應酶合成、基于氨基酸的蛋白質合成、基于葡萄糖的肝糖元合成，基于核苷酸的DNA，RNA合成等。這此合成的超分子主體又以亞單位合成巨大功能性超分子主體，眾多功能性巨大超分子主體組成細胞器，眾多細胞器構成細胞，然后通過自我復制分化成各種功能類型的細胞，再聯接形成器官組織，最終構成整個人體。在這個多級的超分子主體生成過程，母體超分子保留了子體超分子的印跡模板，因此人體就是一個擁有各種層次印跡模板，按一定的空間孔穴通道結構進行聯接所形成的巨復超分子體。

1.3 超分子的結構與作用的主要特征

1.3.1 超分子結構的主要特征 由上述的主體化合物可知超分子結構特征有：①超分子是主體與客體兩部分分子組成的非成鍵化合物，可以結合也可以脫離，主客體分子存在一定的分子構象關系，兩者結合程度由構象決定；②主體分子中存在一定形狀的孔穴，容納與孔穴模板相同或相似小分子，不相同或不相似的小分子難能進入孔穴或結合不緊，兩者存在鑰鎖關系；③超分子主體之間可結合形成更大的超分子主體化合物； ④主體分子可以環合生成封閉孔穴，也可非環合聚合成開放孔穴，以螺旋狀、片狀、膠束、納米囊、聚合亞單、細胞器及細胞等各種形式，由小分子到大分子形成各種超分子聚集主體；細胞是龐大超分子聚集主體體系，人體更是巨復超分子聚集主體體系，包含了從單分子到各種超分子聚集體的通道結構與印跡模板；⑤各種層次的超分子主體化合物以特定的孔穴模板相連，形成經絡臟腑，組織器管，能與相一致的模板小分子進行作用；⑥超分子的主體與客體結合后形成的超分子，會改變主客體分子的性質，宏觀上會表現出小分子在主體分子中的遷移、理化性質的各向異性，同時主體分子的理化性質也會發生變化。

1.3.2 超分子作用的主要特征 具有分子間的自組織、自組裝、自識別和自復制。

自組織：分子自組織通常指許多相同的分子，由于分子間力的協同作用而自動組織起來，形成有一定結構但數目可以多少不等的多分子聚集體，有以下特點：①包括在空間上或時間上都表現出自發的有序性體系；②包括空間結構和平衡結構和非平衡的結構兩者的瞬間動力學的有序性，結構的有序性，結合的非線性化學過程的有序性及能量流動和時間方向上的有序性；③僅僅限于非共價鍵的超分子層次；④多組分在分子組分間由分子識別或在動力學過程中產生特殊相互作用，表現出超分子的自組織和長程有序性，從而形成多分子有序體。簡而言之，就是越有序，組織性越好。如分子層、分子晶、體膜、液晶、膠束、膠體、細胞器、細胞等都是自組織的有序體，人體更是自組織的有序體。

自組裝：自然界中存在眾多的自組裝作用，在生物過程中，基質和蛋白質受體的結合，酶反應中的鎖鑰關系，蛋白質-蛋白質絡合物的組裝，免疫抗體抗原的結合，分子間遺傳密碼的讀碼翻譯和轉錄，神經遞素誘發信號等。自組裝體包含了①分子識別：主體有選擇性地識別客體并以某種方式與客體配位形成化合物。②分子催化：自組裝的超分子配合物具有反應性和催化作用，體現高效能、高選擇性。生物體內的氧化、還原、酰基轉移、β-消除、C-C鍵形成及斷裂等可在特定的酶中進行[15]。③分子轉移：組裝后的超分子常能促進光子、電子或離子的傳遞。

自識別：分子在自組裝過程會產生自識別。這是在主客體體系中，主體有選擇性地識別客體并以適宜的形式形成主客體化合物，亦超分子體系，與沒有相互作用的主體和客體的混合物相比，這種超分子體系體現出不同的特性。主體識別各種客體的主要方式有與主體空穴的大小形狀匹配、配位點特性及數目、配體種類與數目、電荷強弱等。

自復制：超分子的自復制作用就相當于DNA 的自復制。對于后者，首先是DNA 雙螺旋的兩辮拆開，兩根母辮即形成模板，它們的復制原理是一樣的。

1.4 超分子的研究與檢測手段

現階段超分子化學的目標主要集中于超分子形成中的機制及應用研究，如確定分子間作用力的協同；研究分子識別與位點識別的機制與過程；研究不同結構層次的組裝體、組裝過程及組裝方法，尤其是生物活性體系及低維體系的組裝，自然界的自組裝，以及超分子體系中結構與功能的關系等等。

由于主客體分子間包合作用力的主要來源是分子間存在的范德華力、疏水作用力及氫鍵作用力等，超分子體系分子間弱相互作用力的理論研究目前常用的方法有量子化學和統計熱力學2種。量子化學方法主要在電子結構水平上準確地研究分子間弱相互作用力，可望在深層次的理論水平上揭示生命現象的本質[16]，用于超分子體系弱相互作用力研究的量子化學方法有abinitio，HF，SCF，MP，DFT等方法。熱力學方法主要是研究超分子中的主客體作用的形成隨著溫度變化的重要的熱力學參數。主要主體分子、客體分子與超分子的自由能變（ΔGsup）和平衡常數Ksup，可用熱力學的方法研究過程的狀態函數變量[17]。用 Schneid提出的成對作用的自由能線性估算方法進行超分子自由能變（ΔGsup）的研究，可得到較滿意的結果。

實驗方法有多種形式，用譜學方法研究分子間弱相互作用已成為實驗研究的主要手段。紅外光譜法：形成了超分子體系時，相互作用部位或基團伸縮振動受到影響，從而吸收峰頻率發生一系列的位移，根據位移可對超分子體系間選擇性作用力作半定量研究；核磁共振法：形成超分子體系時，選擇性部位原子的化學環境發生變化，根據化學位移發生變化的值可研究超分子體系的弱相互作用。分子散射法：對于簡單超分子體系給出精確的分子間相互作用勢函數，根據散射數據可以確定超分子體系的弱相互作用，但對復雜超分子體系無能為力；X 射線單晶衍射法：則可通過鍵長及鍵角直觀地確定超分子體系的弱相互作用力，另外還有色譜法和生成熱測定法。其余研究超分子化學的手段也很多，例如可見光譜和熒光光譜、圓二色光譜、電位法和色譜法等[18-21]。

1.5 超分子藥物與應用

1.5.1 超分子藥物研究 在藥物制備、合成與發現中超分子化學得到了廣泛的應用。①超分子動態組合化學用于藥物發現：以酶、受體型蛋白等作為模板加入到動態組合庫中，庫中與之最有親和力的成分就被放大，而與之無作用的成分將減少。這些放大的成分是該庫中最有可能成為先導化合物的成分。②超分子載體用于藥物合成：在多相合成藥物時，可采用金屬超分子載體形式將金屬催化劑由水相轉移到有機相而促進藥物的合成。③包合型超分子藥物制備：將主體分子包合客體藥物分子制成超分子包合物，形成分子膠囊可改良藥物的水溶性與穩定性。目前，多采用環糊精作為主體分子包合親脂性藥物以增加其生物利用度。如采用β-環糊精包合物包合大蒜素[22]、苯佐卡因[23]。利用環糊精制備結腸、腦、特殊細胞靶向給藥系統[24]。還可用來掩蓋藥物的不良氣味，降低藥物的刺激性與毒副作用等[25]。④印跡模板技術用于藥物分離：先將被分離的物質作為模板分子與高分子材料進行聚合，然后水解釋放模板藥物分子。

超分子化學藥物可能改變藥物的穩定性和在人體的傳送機制，即改進藥物在體內的膜運輸，使藥物達到特定的作用靶點，提高和特異靶點結合的能力，提高藥物的有效利用度，降低藥物的毒副作用。因此可能開發出具有新的結構、藥理、藥效和劑型的藥物。

1.5.2 超分子藥物 對超分子藥物進行了概括，主要包括以下幾類①抗癌超分子藥物：基于卟啉及唑類化合物的結構特點及抗癌活性[26]，如替加氟和硝基咪唑類卟啉[27]。替加氟修飾的卟啉化合物對肝癌細胞 SMCC-7721、結腸癌Volo細胞的體外抑瘤有較好活性。②抗炎鎮痛類超分子藥物：如將阿司匹林、 煙酰胺與鋅離子形成的絡合物超分子佛立沙后，不僅改善了阿司匹林的胃腸道刺激性，還有效地提高了其鎮痛抗炎作用[28]。鋅（II）-巴氯芬絡合物超分子的止痛活性也強于其母體藥物[29]。③抗瘧類超分子藥物：將青蒿素與環糊精制成絡合物超分子，水溶性得到了很大改善，其口服生物利用度得到了提高。還有二茂鐵喹是含二茂鐵結構的抗瘧類絡合物，可以長期穩定的在生物體內表現出抗瘧活性，已成為抗瘧類候選藥物[30]。 ④抗菌類超分子藥物：將過渡金屬與抗生素或其他潛在抗菌化合物形成的絡合物大部分具有比配體本身更好的抗菌活性，如將喹諾酮類、磺胺類、席夫堿類、縮氨硫脲類和大環類與過渡金屬Au（I），Ag（Ⅰ），Pd（Ⅱ）等生成超分子，從這些絡合物超分子中篩選出了良好抗菌活性的藥物分子。⑤抗結核類超分子藥物：異煙肼是一個良好的金屬離子螯合劑，能與錳（Ⅱ），鈷（Ⅱ），鎳（Ⅱ），銅（Ⅱ），鋅（Ⅱ），鎘（Ⅱ），鉛（Ⅱ）及稀土等金屬離子形成穩定的絡合物，研究發現將異煙肼及其衍生物制成絡合物超分子可提高其脂溶性[31-32]，增強其抗結核作用。⑥心血管系統的超分子藥物：將硝苯地平、尼群地平、卡托普利、尼卡地平和尼莫地平制成β-CD或HP-β-CD包結絡合物，可有效提高該類藥物的穩定性、生物利用度和溶解性等。將硝苯地平分別用2-HP-β-CD和羥丙基纖維素制成雙層片劑，可通過調節二者比例來滿足不同釋藥速率要求[33]。

由上可知，目前的超分子藥物多為過渡態金屬絡合物和β-CD的包合物兩大類，多以化學藥物的形式研究報批，總體研究層次不高，作為中藥及復方制劑的化學成分存在天然的超分子形式，并且中藥本身就是生物體的模板分子產物，具有與人體共模板的生物相容性，因此作為超分子的中藥藥物的研究更有廣闊的空間。

2 生物體內、中藥超分子存在形式及超分子現象

超分子化學的起源在一定程度上來自生物體系，如植物進行光合作用的葉綠素是卟啉環的鎂絡合物超分子；血紅蛋白吸收和運載氧的血紅素是卟啉環的鐵絡合物超分子等。在生物體內，超分子的主體是各種酶、受體、基因、免疫系統的抗體和離子載體的接受位點等，客體是底物、抑制劑、抗原或者藥物等。主客分子的共同協作用是產生生命現象的基礎，因此可以說生命體系是一個巨復的生物超分子體系[34-35]。

2.1 糖類

可以分為單糖類、低聚糖和多聚糖類及其衍生物，有均多糖與雜多糖之分。高聚糖類的螺旋結構是開環的主體分子，可與小分子形成超分子，如淀粉與碘呈藍色；環糊精是由5～7個葡萄糖而成的閉環聚合主體分子，可與很多分子量較小的藥物形成超分子，改善藥物的不良水溶性與穩定性；氨基糖類也是很好的細胞間質連接物，與脂肪、蛋白質構成細胞間孔穴通道，是構成中醫經絡臟腑的重要物質基礎；同時糖類又是很好的氫供體與受體，分子間可相互作用、結合及自組裝形成超分子體系；單糖也可作為客體分子與其他的主體分子結合形成超分子體系；而多糖則可以作為主體分子包合其他中藥成分構成超分子體系。由于糖類的普遍存性，研究糖類的超分子形式對解釋人體的經絡臟腑現象有重大作用。

2.2 氨基酸、蛋白質類

自然界中各種形式的氨基酸300左右，但能以肽鍵形成蛋白質的為20種，均為α-氨基酸。蛋白質是超分子主體最好的表現形式。常現的酶類及催化作用，抗體抗原反應，受體、轉運體及各種離子通道均能發現超分子物質及能尋找到超分子作用蹤影。蛋白質的螺旋、β-片層及四級結構形式是形成天然超分子體最杰出的代表。與糖類一樣，蛋白質普遍存在，因此蛋白質的超分子形式對解釋人體內經絡臟腑現象具有更加重大意義。

2.3 核苷酸及DNA類

生物體的遺傳信息靠核苷酸順序結構產物DNA貯存，構成DNA的核苷酸雙螺旋結構本身就是超分子物質。在DNA，RNA的合成及基于RNA信息合成蛋白質均是以超分子形式而發生作用。

2.4 苷類

苷類是糖或糖的衍生物與非糖物質（稱為苷元或配基）通過糖的端基碳原子連接而成的化合物，也是在自然界廣泛存在的天然產物。根據其結構中苷元、糖或糖的衍生物的存在形式，可自身結合形成各種形式的超分子，如甾醇類與甾體皂苷形成的分子復合物，金屬離子與苷元的酚羥基、羧基形成的絡合物，多電子苷與缺電子苷形成的傳荷絡合物等；同時也可與體內的大分子主體形成超分子化合物。

2.4.1 醌及苷類 這是一類分子中具有醌式結構的化合物，分子中多具有酚羥基，有一定的酸性。醌類為缺電子基團，可與供電子基團，如酚、苯胺形成傳荷絡合物，如氫醌復合物；也可與β-環糊精（β-CD）衍生物形成包合物，同樣可被多糖螺旋形成包合物；也可與空軌道的金屬離子形成絡合物；也易與酰胺鍵形成氫健絡合物；也可與蛋白質形成氫鍵絡合物等超分子。

2.4.2 香豆素及苷類 其基本骨架可視為由鄰羥基桂皮酸形成的內酯，在稀堿溶液中內酯環可水解開環，生成能溶于水的順鄰羥桂皮酸的鹽，加酸后可環合成為原來的內酯。主要與多糖、蛋白質等主體分子形成超分子。

2.4.3 木脂素及苷類 這為苯丙素的二聚體，本類化合物可作為客體分子與多糖、蛋白質主體分子結合形成超分子。

2.4.4 黃酮類 泛指具有2個苯環通過中間三碳鏈相互聯結而成的一類化學成分。為多電子供體，可與空軌道的金屬離子、氫鍵受體、電子受體等形成超分子；也可作為客體分子與多糖、蛋白質主體分子結合形成超分子體系。

2.5 萜類和揮發油

萜類和揮發油由異戊二烯單位構成，分單萜、倍半萜、二萜等。根據其結構不同形成超分子能力相差很大。大多可作客體分子與β-環糊精孔穴分子形成包合分子；也可自身聚合成樹脂，也可形成分子復合物；也可形成低共熔物；也可與吐溫等表面活性劑形成氫鍵復合物與傳荷絡合物，也可作為客體分子與多糖、蛋白質主體分子結合形成超分子體系。

2.6 生物堿

生物堿是一類存在于生物體內的含氮有機化合物，結構復雜而多樣。可作為客體小分子被包合成超分子；在酸性條件下可與重金屬、有機酸、多電子基團形成復合物；與鞣質結合形成超分子；環肽類大分子可作為主體分子包合其它成分形成超分子，因此在不同條件下，不同結構的生物堿可能形成不同形式的超分子，因此生物堿應是形成各種超分子物質較為豐富的一類化合物，加上它富有強大的生物活性，因此研究生物堿各種形式的超分子對闡明中醫藥理論具有重大意義。

2.7 甾體類

甾體類是一類結構中具有環戊烷駢多氫菲甾核的化合物。可作為客分子進行包合，另外最重要的是β-甾醇類形成有機分子復合物超分子。

2.8 三萜類

三萜類是一類基本骨架由30個碳原子組成的萜類化合物。可作為客分子、氫或電子供受體形成超分子復合物，也可作為客體分子與多糖、蛋白質主體分子結合形成超分子體系。與糖結合形成皂苷具有表面活性作用，自已可以聚合成膠束形成超分子。

2.9 鞣質

鞣質是一類復雜的多元酚類化合物的總稱，可與蛋白質結合形成致密、柔韌、不易腐敗又難透水的超分子化合物；也可與生物堿復合生成超分子；同時自身聚合生成鞣紅超分子；還可與重金屬鹽如醋酸鉛、醋酸銅等產生超分子沉淀。因此鞣質是中藥成分中最易生成超分子的一類物質。

由上可知生命體及中藥中各種成分均可以以主體或客體形成超分子，是研究超分子化學，闡明生命現象的最好載體材料。

3 具有超分子載體特性的生物體決定了超分子化學對闡明中醫藥理論科學內涵的特殊影響

誠如前述作為生物體的人體與中藥可以看成是一個由單分子、超分子、聚合超分子及巨復超分子構成的復雜體系。在由小分子構成整個人體有序超分子過程中，其超分子主體保留了客體小分子的印跡模板，形成孔穴通道結構與外界發生化學反應，進行物質能量聯系，否則生命現象難以為繼。當人體的各類小分子在心臟搏血功能的推動下，人體各組織器官的主體分子對客體小分子表現出機體結構的各向異性作用，亦“氣析”現象。水為洗脫劑，溶于水的各類客體分子與組織器官主體分子的孔穴通道產生印跡作用，包括“分子篩、離子交換、吸附、分配與親合色譜”的各種形式，體現出“印跡模板”特征的“氣析”（由于這種作用是產生中醫氣的本源，并且各組織器官能能象色譜學那樣區別客體分子，故定義為“氣析”）現象，亦經絡臟腑現象。其結果是與組織器官“印跡模板”相吻合的分子產生作用，而不吻合的分子就難產生作用。因此，中醫經絡臟腑理論正是對人體眾多大小分子群在血液流動下所表現出各種 “印跡模板”形式的超分子印跡作用規律高度總結：具有相同或相似的“印跡模板”分子通道結構便構成了經絡臟腑；通過通道結構與外界機體子體小分子作用就形成了臟象；具有與之相同或相似的“印跡模板”中藥分子便構成了中藥有效成分；中藥有效成分與經絡臟腑的印跡作用便形成了中藥藥性理論和功效[36]；中藥復方配伍又能顯著性地改變這一超分子印跡作用規律，由此便形成了中醫藥的“理、法、方、藥”基礎理論的微觀物質基石。

誠如上述分析，人體各個臟器與血液中的各類成分作用的選擇性或偏向性，用現在的化學語言表述為分子間作用的結構因素的各向異性，亦超分子鑰鎖關系；而宏觀上就是幾千年來中醫藥總結出來的臨床用藥的藥性理論。其實這種類似的作用在單分子藥物與靶點的構效關系研究中已有表述，也很容易用超分子的自組織、自組裝、自識別與自復制解釋，但由于中醫藥研究者沒有將其歸納總結上升到分子群間的超分子印跡作用規律，以超分子化學解釋罷了。

由于與生物體具有自然淵源的中藥及復方成分必然是這個巨大的超分子體系中的一部分，中醫藥基礎理論正是這種形形的各種形式的超分子共同作用的宏觀現象。因此超分子化學在闡明中醫藥基礎理論中所蘊藏的巨大作用是其他現代科學理論所無與倫比的。據目前僅有的超分子化學知識，對中醫基礎理論可作初步解釋如下。

3.1 經絡及現象

經絡的宏觀屬性已為大量的針灸臨床治病實踐所證實，但微觀屬性卻沒有完全闡明。據目前研究結果，對經絡認識有：①神經系統觀；②廣義的經絡觀；③生化物質觀，代表性觀點有P物質的觀點，細胞外基質的觀點，鈣離子（Ca2+）富集觀點；④經絡的生物物理學特性研究，表明聲傳播的高振聲、低頻聲和聲信號循經性，電傳導的低電阻、高電容、良導絡性[37]，體表紅外線熱輻射軌跡的循經性，體表發光強度與對稱的循經性，磁振動線的循經性，圖象掃描（用正電子發射斷層掃描儀的透射掃描圖象和發射掃描圖象的融合技術顯示出示蹤跡循經遷移線在體內的三維斷層圖像及立體透視圖像[38]）。古人采用內視的方法觀察經絡的走向。據上述研究結果可知，經絡的組織形態學位置至今仍在肉眼觀察能力之外，沒有一種公認的學說進行解釋，但大量的臨床與科學實驗表明，人體經絡及現象是客觀存在的。

如果將目前的經絡研究結果與人體超分子化學結合，由超分子的自組織、自組裝、自識別與自復制的性質可以推斷人體特定模板分子孔穴通道結構，亦經絡的必然存在。因此人體經絡的微觀物質基礎是：基于細胞內外巨型超分子主體物質的一定“印跡模板”分子孔穴空間有序排列通道結構；而經絡現象是：基于這一通道的體內“印跡模板”分子在心臟搏血作用下，按“氣析”所表現出的印跡宏觀作用現象，體現出各組織器官“印跡模板”通道的各向異性。根據主體通道結構與客體“印跡模板”分子的鑰鎖對應關系，具特定通道結構的經絡必然體現與客體“印跡模板”分子相一致的光、電、磁、熱等效應。由此推知，與十四經絡一致，人體的主體“印跡模板”孔穴通道大體上為14種模式，而這種微觀的“印跡模板”分子孔穴通道相互混雜重疊，你中有我，我中有你，散布于各個實體臟器之中，因此相互干擾大，同時經絡中的客體小分子受當時的身體狀態、飲食習慣不同而變化，因此采用目前的“靜態”的觀察方法是很難發現其蹤跡的，但如果采用“靜態”與“動態”相結合的超分子化學研究方法，定能找到“蛛絲馬跡”，本團隊現已展開了各臟器的體外印跡吸附動力學實驗研究工作，結果初步驗證上述假說。

3.2 臟腑理論

如果經絡的微觀物質基礎及現象得以闡明，則中醫的臟腑理論自出。心、肝、肺、脾、腎臟象系統為與心、肝、肺、脾、腎經絡相似的超分子主體“印跡模板”孔穴通道結構，但可能更規則，更集中。同樣六腑也與相應的經絡有相似超分子主體“印跡模板”孔穴通道結構。臟腑所體現的臟象與功能也與超分子主體孔穴通道印跡作用相關，是血液中客體分子物質與組織器官主體分子“氣析”作用的結果。由于五臟、六腑有各自的超分子主體物質孔穴通道，且相互混存重疊，只是在各臟器中的比例大小不同而已，所以不能用簡單的西醫形態學的研究來發現經絡臟象，按目前西醫的實體解剖器官來闡明中醫藥理論是行不通的。因此，對于中醫藥基礎理論研究，只能基于超分子化學，以經絡臟腑與各分子所表現出的“共“印跡模板”氣析”規律的研究為核心，建立人體內超分子孔穴通道、“印跡模板”、遷移規律、微觀物質與宏觀現象關聯的新分析方法才能揭示中醫藥作用規律。其中小分子對經絡臟腑孔穴通道的“印跡模板”規律，也就是各經絡的標準“印跡模板分子”的研究尤為重要，也最為困難。

3.3 氣的物質特征

中醫所述氣抽象而不好解釋，但根據經絡的微觀物質基礎及產生臟象的超分子印跡作用原理則變得容易解釋。中醫所述的氣是指運行于經絡臟腑主體之中的客體分子及作用關系。根據經絡臟腑主體與客體的特點，可分為①元氣：泛指所有經絡臟腑主體之中的客體分子及作用關系，包括先天、后天所產生主、客體分子及相互作用關系。②宗氣：與呼吸相關的經絡臟腑主體及客體小分子及作用關系。③營氣：運行于經絡臟腑主體的食物客體分子及作用關系。④衛氣：與免疫功能相關的經絡臟腑主體的客體小分子及作用關系。⑤經絡臟腑之氣：運行于具體經絡臟腑主體的客體小分子及作用關系。因此中醫氣的共同特點是所觀察經絡臟腑主體與客體分子的“印跡模板”特征及“超分子印跡”作用關系。根據主體與客體的作用及表現形式不同而分類，關系錯綜復雜，僅用中醫抽象的概念難以解釋和理解，若用超分子化學則變得非常清楚明了，而且還可以測定。

3.4 中藥藥性理論

同樣中藥藥性理論也就不難研究了。基于與經絡臟腑“印跡模板”是中藥有效成分的物質基礎理論，可建立超分子“印跡模板”通道法：根據各經絡臟腑孔穴通道特征，建立最佳的模板分子模型，然后采用分子相似度方法，分析各分子與各經絡臟腑的相似程度，再經多元統計學可以得出所含成分群的中藥對哪個經絡臟腑的選擇性最強，效應最好，首先解決中藥歸經問題；再根據各經絡的分布走向，分析中藥成分群的升降沉浮；再研究味蕾的超分子孔穴分子模板特征并將其與藥物歸經結果聯系，則解決中藥的五味問題；再結合中藥毒性效應，闡明中藥有毒無毒問題；最后將中藥作用規律與生物熱效應關系，解決中藥四性問題。因此中藥與經絡臟腑的超分子印跡作用規律，亦中藥的歸經理論既是研究中藥藥性突破口，也是闡明中醫經絡臟腑理論的突破口，而中藥四性問題研究表面容易，實際最難，只有等到中醫藥研究方法的全部建立后才能研究，在掌握中藥作用前后主、客成分的變化規律后，可建立熱力學方程解決。

3.5 中醫藥理、法、方、藥理論

當經絡、臟象、氣與中藥藥性基礎問題解決，則可闡明中醫基礎理論、中醫的診斷、方劑學等基礎性學科問題；構建中醫藥的理、法、方、藥基礎理論。

中醫基礎理論：構建起以經絡、臟象、氣為核心的印跡作用規律研究方法及理論體系，包括微觀的經絡臟腑超分子作用機制，宏觀的超分子作用現象測定方法及狀態函數表征體系。

中醫診斷學：構建主、客體分子的“印跡模板”超分子化學作用規律的中醫診斷系統，包括微觀與宏觀、體內與體外、宏觀現象測定與狀態函數表征、測算與預測等相統一的理論體系。創立適用于中醫藥基礎理論“氣析”的現代診斷儀器系統。

方劑學：構建基于中藥群體配伍超分子群對經絡臟腑“印跡模板”作用規律的預測及驗證科學體系，闡明中醫方劑的配伍理論。

其他臨床學科：將中醫藥理論與臨床諸科的特點結合，構建中醫臨床諸科的疾病的病因分析、治則、治法及遣方用藥的科學體系。

因此，就目前的已知超分子化學知識來看，超分子化學對詮釋中醫藥基礎理論將會產生重大的作用，應引起中醫藥現代化工作者的高度重視。

4 當前中醫藥基礎理論現代應注意的問題

自從1997年全國第一次召開中醫藥現代化戰略研討會至今，中醫藥理論現代化歷程快20年了，雖取得了一些成績，但突破性的進展甚微，究其原因，主要存在以下應注意的問題。①強調中醫的整體觀念，但研究時卻難能推行：眾所周知，中醫藏象證候、中藥復方作用機制、經絡研究為實現中醫藥現代化的三大基礎關鍵樞紐問題，目前一般都將三者分開單列研究，盡管單獨研究可取得一時成果，但要獲得突破性進展困難。這種研究方法容易割裂中醫治病“理、法、方、藥”的整體關系，與中醫藥的整體觀相悖。由于中醫的理、法需中藥干預則明；方、藥需對證治療才靈；理、法、方、藥需整體貫通方活。因此在中醫藥現代化過程中，應將其作整體融為一爐進行研究才能收到事半功倍的效果。②中醫藥基礎理論自成體系，不需要現代化。目前中醫藥現代化進展不大，研究處于低潮，有一部分對現代科學知識還不了解的中醫藥工作者認為中醫藥難能、也不需要現代化，持這種觀點的人最終會損害中醫。③過分強調整體，忽視微觀。整體觀念是中醫特色，但不能認為中醫只有整體而沒有微觀，應重視整體與微觀的辨證關系。眾所周知，物理學既研究宏觀物質的運行規律，如力學、電磁學；也研究微觀物質的運行規律，如原子結構理論，統計物理學；也研究宏觀與微觀的關系，如熱力學、動力學方程。因此宏觀與微觀物質運行規律是相互聯系的，中醫藥也是如此。有中醫藥經絡臟腑理論的臨床存在，必然有其微觀的物質基礎進行支撐。④區分宏觀與微觀的測定與表征方法。目前盡管中醫藥理論強調宏觀特征，但研究思路與方法卻是微觀成分；因此應區別宏觀與微觀的研究與表征方法不同，宏觀采用狀態函數表征，多測定光、電、磁、色等宏觀變化，微觀采用化學物質結構表征，多測定物質的量變及化學性質等。⑤中醫與西醫結合。中西醫來源于不同體系的醫學理論，盡管目前還難能從科學的本源上實現結合，但隨著中醫藥理論作用物質基礎的揭示，中西醫藥會從微觀化學本源基礎進行結合：基于單分子化學成就西醫理論；基于超分子化學則輝煌中醫理論。⑥中醫藥的發展方向。由上述中醫藥超分子化學分析可以預知本世紀將是中醫藥理論現代的世紀。代表了未來化學發展方向的超分子化學也同樣代表以此為基礎的中醫藥理論是未來生命學科的發展方向。⑦藥物研究方向。同樣基于生物體超分子理論，藥物將由目前單一“化學型”藥物向基于“印跡模板“超分子客體群的宏觀“數理型”藥物方向發展。

由上可知，隨著中醫藥超分子化學研究的不斷深入，隨著以上問題的不斷廓清與解決，中醫藥與西醫將在化學與超分子化學間消融，以超分子理論表征的現代化的中醫藥理論將會成為21世紀醫藥發展的主流方向。

5 中醫藥基礎理論現代化路線圖

經過上述分析可知，中醫藥現代化的過程已非常清晰，中醫藥現代化實際上是用超分子化學重新整合中醫藥理論并進行表述的過程。對于超分子化學研究中所采用的方法在一定程度上適用于人體的超分子作用規律研究，但由于人體是更為復雜的超分子體系，體內各種主、客體分子混雜，相互干擾。因此創立適用于人體的超分子物質、性質與現象的研究技術與現代儀器將會更加重要與艱苦。下面就中醫藥現代化的框架圖進行說明。

5.1 首次創立中醫藥體內超分子化學與技術研究方法

在超分子化學與技術（主要是體外）的研究基礎上，結合中醫藥物質基礎的特殊情況，創建以研究生物體（主要為人體）為主的超分子化學與技術方法研究平臺。

5.2 展開經絡超分子印跡孔穴通道的物質基礎研究，闡明經絡實質

采用超分子化學手段，展開經絡超分子印跡孔穴通道的基本屬性、特異性與各向異性研究，闡明經絡的科學內涵，主要難點在于尋找標準的經絡“印跡模板”分子，作為探針分子研究經絡，通過光、電、磁、色等組織性質的各向異性變化，顯現經絡的實體。

5.3 展開臟腑超分子印跡孔穴通道的物質基礎研究，闡明臟腑實質

采用超分子化學手段，展開臟腑超分子印跡孔穴通道的基本屬性、特異性與各向異性研究，闡明臟腑的科學內涵，主要難點是怎樣克服各實體臟器孔穴相互混雜干擾測定的難題，建立各經絡臟腑孔穴印跡模板專屬性高的檢測方法。

5.4 展開經絡臟腑實質（超分子印跡孔穴通道）與功能關系研究，闡明臟象與氣的實質

采用超分子化學手段，展開經絡臟腑實質的特性與其功能屬性關聯性的研究，闡明微觀超分子物質基礎與宏觀臟象、氣的內在聯系的本質規律，解決氣的物質屬性。主要難點是怎樣測定各孔穴通道與模板分子的印跡效應，建立中醫經絡臟腑、氣血的測定方法與儀器。

5.5 展開經絡臟腑的宏觀狀態函數的表征方法研究，建立臟象表征方法

采用生物數學、物理學、化學動力學原理，展開經絡臟腑宏觀狀態函數的表征方法，建立相應的數學模型，闡明微觀超分子作用規律與宏觀臟象表征規律，主要難點是建立微觀分子與宏觀統計學的數學模型及參數體系。這一過程叫中醫藥數理特征化（而非中醫藥數字化），也就是用數學、物理學、物理化學方法表征基于巨復超分子體系的宏觀綜合性質。

整合上述5個方面，結合現在的中醫基礎理論，將創立起以超分子化學為基石的中醫經絡臟腑理論與數理特征化現代學科體系。完成這一過程，可實現中醫基礎理論、針灸及中醫診斷學科現代化。

5.6 展開中藥微觀物質基礎及宏觀狀態函數的表征方法研究，闡明中藥微觀物質基礎的實質

采用超分子化學、免疫學與現代儀器科學建立基于印跡孔穴為基礎的免疫芯片中藥成分高通量分析方法；結合生物數學、化學動力學、化學計量學和計算化學原理，展開中藥微觀物質基礎的宏觀狀態函數的表征方法，建立相應的數學模型，闡明中藥微觀超分子結構與宏觀臟象作用的印跡表征規律，主要難點為中藥全成分群快速高通量測繪分析方法的建立。

5.7 建立中藥藥性與功效研究方法，實現中藥學現代化

如前述，采用超分子化學、生物數學、化學動力學、化學計量學和計算化學原理展開中藥歸經、升降沉浮、五味、毒性及四性及功效研究，構建以經絡臟腑的超分子作用規律為核心的中藥藥性及功效理論。實現中藥學學科現代化，主要難點是構建中藥藥性定量表征體系。

5.8 建立中藥復方配伍研究方法，實現方劑學現代化

采用超分子化學、生物數學、化學動力學、化學計量學和計算化學原理展開中藥復方配伍及方證關聯研究，構建以經絡臟腑的超分子作用規律為核心的中藥復方配伍理論，實現方劑學現代化。

5.9 中醫臨床諸學科的現代化

以已現代化的中醫藥學科的研究方法為基礎，展開中醫臨床諸科病因與病機、治則與治法、遣方用藥規律研究，實現諸學科現代化。

5.10 中藥學諸學科的現代化

以已現代化的中醫藥學科的研究方法為基礎，展開中藥學諸學科，如中藥藥劑學、中藥鑒定學、中藥炮制學與中藥藥理學規律研究，實現諸學科現代化。

這樣就可以創立以中醫藥經絡臟腑為基礎，以中藥復方多成分群用藥為特點，以超分子化學印跡作用規律為表達內容的“理、法、方、藥”現代化的中醫藥理論體系。至此，作為以單物質屬性研究擅長的西醫將與中醫藥理論融合成新的醫學體系：既體現單分子特征化學屬性，又體現多分子的超分子表觀化學屬性的醫學理論體系，宏觀與微觀實現高度的統一。

值得一提的是目前超分子化學研究方法多為體外建立的方法，對于像人體這樣包含了極其復雜的超分子復合體，上述方法能否適用還需驗證，但創建適用于人體的超分子分析方法及儀器設備將對闡述中醫藥基礎理論至關重要，是實現中醫藥現代化的瓶頸問題，充滿著挑戰。

綜上所述，本文首次闡明了超分子化學理論可以重構中醫藥基礎理論的科學內涵，這為實現中醫藥現代化與國際化奠定了基礎。

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Special impact of supramolecular chemistry on Chinese medicine theories

HE Fu-yuan， ZHOU Yi-qun， DENG Kai-wen， DENG Jun-lin， SHI Ji-lian，

LIU Wen-long， YANG Yan-tao， TANG Yu， LIU Zhi-gang

（1. Department of Pharmaceutics， Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China；

2. Property and Pharmacodaynamic Key Laboratory of Chinese Material Medica， State Administration of

Chinese Medicine， Changsha 410208， China；

3. Pharmaceutical Preparation Technology and Evaluation Laboratory of Chinese Medicine， Hunan University of

Chinese Medicine， Changsha 410208， China；

4. The First Affinity Hospital， Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410007， China；

5. Supramolecular Mechanism and Mathematic-Physics Chracterization for Chinese Materia Medica，

Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China）

[Abstract] The paper aimed to elucidate the specific impact of supramolecular chemistry on the Chinese medicine theories（CMT）in their modernization， after had summarized up the research status of supramolecular chemistry and analyzed the possible supramolecular forms of Chinese medicine（CM）， as well as considered the problems in modernization of CM theories. On comparison of the classical chemistry that delt with chemical bonds among atoms，the supramolecular chemistry was rather concerned with varietes of weak noncovalent bonds intermolecules， and reflected the macro-apparent chemical properties of each molecules， and was the most appropriate chemical theories to explain the CMT and microcosmic materials. The molecules in the human body and Chinese material medica（CMM）formed supramolecules by way of self-assembly， self-organization， self-recognition and self-replication， with themselves or with complexation， composition， chelation， inclusion， neutralization etc. Meridian and Zang-fu viscera in CMT might be a space channel structure continuously consisted of unique molecules cavity that was imprinted with the supramolecularly template inside and outside of cells， through which the molecules in CMM interacted with the meridian and Zang-fu viscera. When small molecules in human body imprinted with macromolecules in meridian and Zang-fu viscera， in other words， they migrated along within imprinting channels of meridian and Zang-fu viscera on behavior of "Qi chromatography" impulsed by the heart beat， finally showed up on macroscopic the anisotropy of tissue and organ， as described namely as visceral manifestation in Chinese medical science. When small molecules in CMM interacted with imprinting channel on meridian and Zang-fu viscera， the natural properties and efficacy regularities of CMM was reflected on macroscopic. Therefore， the special representation forms of basic CMT is based on the macroscopic expression of "Qi chromatography" abided by imprinting effect regularities， and on whether the imprinted template of small molecules matched with cavity template of macromolecules in meridian and Zang-fu viscera， only is the adequate representation of supramolecular chemistry for them. The CMM materials is the mixture including single molecules and supramolecules. The compatibility for CM prescriptions can significantly change the function rules. Therefore in the study of basic CMT， we should pay special attention to the laws of supramolecular chemistry. It is the most essential differences of the CMT from the modern medicine which established by the laws of single molecular theories.