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化学史人物之亚当斯给我的启发

已有 4222 次阅读 2014-2-19 11:20 |系统分类:教学心得| 化学家, 科学家, 电子书, 日常生活, 亚当斯

近日无意中读到网上的电子书《世界著名科学家传记 化学家Ⅱ》,里面有一篇文章是介绍亚当斯,作者是邢其毅、袁翰青。读后,我深受启发,其中不乏对学习和科研理念方面的真知灼见,整理如下:

一、学习化学应该以培养兴趣为抓手,而兴趣的培养关键在于要力求将化学知识与日常生活相关联。文中介绍到:“他16岁进入哈佛大学学习,从Jackson的化学课程中,学习到许多与日常生活有关的化学知识,从中受到启发,对化学发生了兴趣……”。

二、在科研理念方面,亚当斯是非常实际的,注重联系当时的条件来开展应用方面的研究,同时对于理论问题的解决也有独到的见解。从某种角度来看,他是一位实验主义者,很好地诠释了我们惯常对化学下的定义——“Chem is try!”

“当时美国的重工业虽很发达,但精细有机化学工业却远远落后于德国,如药物、染料、有机试剂等每年都要从德国大量进口。亚当斯开展研究工作首先遇到的问题就是缺少试剂,因为战争的关系,无法从德国进口,于是亚当斯把有机合成和生产有机产品作为科研的一项重要任务。”亚当斯结合当时美国有机原料匮乏的状况,有计划地发展了一些能制备有机原料的实验室,他认为这样做不仅有利于训练学生,并可不再依赖进口原料。在不到两年的时间里,他们制备的有机原料品种就多达60种,其中包括有价格昂贵的氨基酸。这不仅满足了伊利诺伊大学化学系的实验需要,而且可向其他大学出售,使该校有机制备实验室在国内享有盛誉。

在具体的研究方向上,亚当斯的主要研究课题是有机合成及具有生理特效的天然产物。他认为合成是训练学生的一个很好的方法,并且把合成的目标放在药物方面。在这里仅举一例(这样的面向应用的例子很多,具体可参阅原文):他早年的研究就是合成当时依赖从德国进口的局部麻醉剂,不仅改进了奴弗卡因的合成方法,并合成了一系列类似物,如丁卡因就是由他首次合成的。

亚当斯的基本兴趣虽在有机合成及天然产物方面,但20年代时,他还从事过研究一项新发现的联苯由于阻碍旋转而产生的立体化学问题。严格地讲,这是一个理论问题,主要研究阻碍旋转的能量和基团的关系。亚当斯合成了多种邻位取代基团大小不同的联苯,半定量地解决了这个理论问题。他的结论是:阻碍旋转主要是取决于基团的位阻,而电子效应是次要的。当时美国的著名有机化学家哈佛大学校长科南特认为,这项工作是利用有机合成手段来解决具有普遍意义的理论问题的一项杰作。亚当斯本人也认为这种研究工作是培训研究生学习基础有机化学的一种良好方法,因为要想合成及拆分这些化合物并非轻而易举,需要进行大量实际工作和思考。

 

另附一点:我感觉在正常的化学教学之余,适当穿插化学史乃至科学史是很有裨益的。在《物理学史》(郭奕玲等编著)一书的《序》中有如下观念值得我们注意:“我们要通过科学史的介绍,向学生讲清楚,科学经历的是一条非常曲折、非常艰难的道路。然而,我们的教师在对学生进行教育的时候往往是应用经过几次消化了的材料来讲授,或者经过抽象的理论分析加以表述,把已有的知识系统归纳,形成简明扼要的理论体系,这当然是必要的,但是这样的教学方法,往往会使学生对科学概念的产生和发展引起误解,以为什么结论都可用数学推导出来,失去了对观察和实验的兴趣。这样的结果使学生们不了解科学是怎样来的,时间长了,等到他自己从事教学时就很容易把科学当作一门死科学来教。今天我们科学界有一个弱点,这就是思想不很活跃,这也许跟大家过去受的教育有一定关系。”



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