化學工程的含義范文

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摘 要 本文通過對江漢大學戶外自行車選項課程教學的開展現狀進行調查，探討高校大學生戶外自行車課程在器材配備、師資建設、經費投入等方面的可行性及合理化模式；結合戶外自行車運動自身的特點和高校學生的具體情況，探索了一套適合大學生的戶外自行車課程模式，初步建立了開放型課內外一體化的戶外自行車俱樂部課程模式，為高校戶外自行車運動課程的開展提供有益的參考。

關鍵詞 課內外一體化 課程模式 高校自行車俱樂部

一、引言

黨的十報告提出，建設生態文明和美麗中國的戰略目標，擴大生態教育覆蓋面，引導同學們綠色生活、綠色學習，建立生態、和諧校園。從心理意義來看，該項課程引導同學們接近大自然，減輕了同學們的學習生活壓力；從生理意義來看，自行車運動改善心肺功能，增強腿部、腰背部等肌肉力量；從社會意義來看，自行車運動本身環保、安全，與“美麗中國戰略”不謀而合；從教育意義而言，國務院要求貫徹“健康第一”的思想，開設戶外自行車課程提高學生體質，從理論和實踐全方位教育學生，具有較強的教育意義。

江漢大學戶外自行車選項課積極響應黨和國家的號召，于2003年江漢大學首次將戶外自行車運動作為一門公共選項課程納入大學生體育之中，這在各高校是首創之舉，將戶外自行車課程引入教學中，學分與課程緊密相連，寓教于樂，從輕松地氛圍中獲取運動知識技術與技能。

建立課內外一體化戶外自行車俱樂部模式，學生自主選擇課程、時間、授課老師，將課堂教學和課外的自行車活動有機的結合起來，構建一種符合大學生自身特點適應未來發展需要的課內外一體化自行車的俱樂部課程模式顯得很必要。

二、研究方法

（一）文獻資料法

在本研究中，以“課內外一體化俱樂部模式”、“高校課程改革”、“自行車運動對人體的健康影響”等為關鍵字在《中國知網數據庫》、《萬方數據庫》等搜索電子文獻資料，同時還閱讀相關書籍，如：《學校體育學》和《教育學原理》等，為本文提供參考。

（二）問卷調查法

對我校選修自行車課程的部分學生進行調查（公選課授課老師介紹到，每學期參加自行車公選課的同學達200余名）發放問卷100份，有效收回95份，有效回收率95%。調查對象中，男生64人，占總數的67.3%，女生占31人，占總數的32.6%。

三、結果與分析

（一）江漢大學戶外自行車選項課的現狀

1.自行車課程的場地、器材設備及教學經費現狀

戶外自行車選項課是的教學器材主要是自行車和戶外場地，江漢大學的場地目前是學校內部，自行車基本滿足上課。就教學資源來看，包括圖書館館藏自行車教科書等，提供理論書籍的指導。2011年，江漢大學為完善自行車教學，提供了100輛價值上千元的自行車。今年，學校花費數萬元為自行車隊購買公路自行車，用于江漢大學自行車代表參加各級比賽，其次校外的自行車企業對我校自行車有一定的投入。

2.江漢大學戶外自行車課程的師資構成情況

大學是匯聚人才和傳播知識的專門機構，大學課程是培養人才的載體和工具，學生是主體，教師是客體，但教師扮演著引導和引領的重要角色，貫穿于課內教學和課內課外活動之中。隨著高校教學改革的要求，應完善教師儲備機制，師資隊伍應與教學模式相適應。

表2 戶外自行車選項課老師人數（%）

擔任戶外自行車課程的專業老師人數 不知道 2位 3位 5位及以上

8.4 85.3 6.3 0

3.戶外自行車課程課內、外鏈接情況

戶外自行車課堂上學習自行車的上坡、小坡等核心技術，課外鍛煉在對課上知識的消化吸收，該項運動遵守課內和課外相結合的原則。

表3 課外同學們騎自行車的鍛煉情況（N=95）

課下騎自行車的同學 男生 女生 合計

頻數 10 8 1

比例（%） 15.6 25.8 18.9

3.1.4 戶外自行車選項課程的態度情況

表4 同學們對戶外自行車選項課的態度情況（N=95）

你喜歡戶外自行車選項課嗎？ 非常喜歡 喜歡 一般 不喜歡

頻數 17 61 16 1

比例（%） 17.8% 64.2% 16.8% 1.05%

由表4可得，參加江漢大學戶外自行車選項課的學生64.2%的學生喜歡此項課程，該課程受到同學們的歡迎，建立課內外一體化模式，滿足學生興趣需求，創辦自行車特色活動，為學生提供運動平臺，各顯身手，將自行車運動在江漢大學推廣開來。

（二）江漢大學自行車課內外一體模式構架

1.課內外一體化戶外自行車課程的教學基本結構

隨著高校課改的不斷推進，江漢大學應該樹立從“知本范式”轉化到“人本范式”和從“知識課程觀”轉化到“意義課程觀”的理念，課程改革切實是以學生為中心，并著眼于大學生素質的培養，落腳于大學生能力的提高。課內外一體化主要是實施“一教帶練，帶練帶教”的方式即課堂內以教學促進訓練，課堂外通過學生的訓練鞏固知識。戶外自行車俱樂部將推動課堂教學、訓練、競賽、社會公益、課外鍛煉的“一體化”進程。（如圖1所示）

圖1 江漢大學課內外一體化戶外自行車俱樂部的教學基本結構

2.自行車俱樂部課程的教學考核

江漢大學戶外自行車的選項課是為了拓寬和增強學生有關自行車領域的知識和能力，滿足學生多方面的需求而開設的。在評價和考核過程中，學生的個體差異和自行車俱樂部課程的具體實施情況納入考核范圍之中。課內外一體化的教學考核和評價體系主要從學生的自行車技戰術水平、學生出勤次數、鍛煉的積極性與自覺性、進步幅度、團結合作能力和身體素質等多方面評估。

3.自行車俱樂部課內外一體化內部管理實施

江漢大學自行車俱樂部采用自愿原則，以興趣為導向，本著對參加俱樂部的學生負責的態度，全面提高同學全面提高學生的素質。

構建完整的俱樂部教學管理模式保證俱樂部活動的正常開展，以達到管理權責明確，分工細致。江漢大學戶外自行車俱樂部主席統管全局，并設有主席團，其下設置安全部、競訓部、科研部、外聯部、宣傳部、秘書部，有六名副主席分管這六個部門，各個部門由副主席直接管理。采用自薦和選舉的方式，產生一名主席和六名副主席，主席受到江漢大學體育部和主席團的監督。戶外自行車課程內容具有實用性、競技性的特點，入門教學著重對同學平衡訓練。對于參加戶外自行車的學生制定運動時間、運動方式等內容。原則上是同學們每周參加俱樂部活動為2-3次。

為提高技術，采用“以賽代練”方式，競訓部會安排大小型競賽，對于自行車運動愛好的同學均可參加；俱樂部與學校體育社團相配合，在全校開展體育文化藝術節，將此項健身健心項目推向全校。

四、思考與建議

（一）重視俱樂部發展模式，不斷完善教學設備，拓寬教學經費渠道

課內外一體化俱樂部教學模式著重身心和諧發展，幫助學生樹立正確的體育鍛煉思想，學校應重視俱樂部教學模式的發展。不斷更新自行車、帳篷等器材設備；拓寬教學場地設施，例如：江漢大學毗鄰后官湖，建立專業的自行車俱樂部場地，供學生課內課外訓練；采取多種渠道籌集經費，如俱樂部外聯部通過俱樂部與企事業單位合作獲取贊助費用，組建代表大學生隊；俱樂部學生參加全國性比賽；對社會開放，授受健身方法等；科研部研發新的自行車設備器材，培養高素質師資隊伍。

（二）將“小教練模式”與自行車俱樂部教學緊密聯系起來

將“小教練模式”與自行車俱樂部教學方式結合起來，體育學院的“小教練”相對具有良好的身體素質和專業知識，“小教練”為參加活動的學生教授自行車入門方法、騎行基本技術、自行車基本維修知識、自行車在校內外行駛的安全問題等，廣泛普及自行車知識，提高同學興趣，并對其進行技術指導，為在江漢大學推廣課內、外一體化模式運行提供相對有利的支持。

（三）保證自行車俱樂部學生安全，專門設置安全部門

戶外自行車選項課有別于其他的大學體育課程，其運動本身存在一定的危險性，受到環境、氣候、個人技術等多方面的制約。因此自行車俱樂部設置安全保障部門，俱樂部安全部門由學生組成，對學生負責，保障學生的課內課外安全，保證課程的順利進行。

（四）擬建課內外一體化團隊紀律章程，提供科學指導

為了保證課內外一體化俱樂部活動正常展開，由秘書部擬建一系列團隊紀律章程，形成有組織、有紀律的正規化教學模式。課外缺乏科學指導，幫助同學們解決自行車技術的相關問題，提高團隊的整體水平。

隨著日前人們對體育的關注度和高校課改的不斷推進，從高校的實際情況出發，考慮教學環境、教學條件、師資配備、經費投入以及學生自身身體素質等因素靈活運用戶外自行車俱樂部模式。

參考文獻：

[1]練光祥.高校課內外一體化網球俱樂部課程模式探索：大學體育網球選項課的研究與實踐[J].吉林體育學院學報.2009（25）6：75-77.

[2]李鴻斌.青海大學體育課“課內外一體化”整體課程體系的構建[J].青海大學學報.2010.28（1）：95-96.

[3]周威，周愛光，李敏卿.對高校公共體育是是體育俱樂部教學的研究[J].廣州體育學院學報.2003.23（2）.

[4]唐月琴.課內外一體化體育俱樂部教學模式的產生和分析[J].2010.8（12）：105.

[5]劉旭.從知本到人本：我國大學生課程改革研究范式變革：from knowledge-based to human-based[M].人民出版社.2011.

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關鍵詞：綠色化工化學；發展；生態文明建設

中圖分類號：TQ0-4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0026-01

生態文明建設是中國特色社會主義事業“五位一體”總體布局的重要組成部分。建設美麗中國，實現中華民族永續發展，必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念，把生態文明建設融入生產生活的各方面和全過程。化工化學是科學研究和國民經濟的重要組成部分，以可持續發展為主旨，加快發展綠色化工化學，形成節約資源和保護環境的理念和科學技術，是建設生態文明的重要內容和途徑。

1 綠色化工化學的含義

綠色化學化工是具有重大社會需求和明確科學內涵的新興交叉學科，是人類及全球環境安全的保證，是當今國際化學與化工的前沿[1]。綠色化工化學屬于跨學科交叉性的研究領域，是隨著經濟和科技發展而產生的新概念。在我國，綠色化工化學研究工作的產生和發展最早可以追溯到上個世紀八十年代后期，同行業研究領域中的部分專家學者也習慣將綠色化工化學稱為環境友好化學[2]。與中國傳統的化學生產工業相比，現代化的綠色化工化學有著較為顯著的區別。

2 綠色化工化學的發展優勢

2.1 有利于節約生態資源

將社會經濟收益水平的提升放在化學化工研發工作開展的首要地位，是傳統化學化工工程研究工作的核心管理理念，而對于生態環境的保護則處于次要地位。與傳統化學生產工業相比，現代綠色化工化學工業的研究和生產秉持綠色發展理念，通過采用更加科學的生產技術、應用污染力度較低的化學原材料，來有效降低生產給環境帶來的傷害。同時，由于企業根本上還是受制于成本效益的約束，因此相關技術作業生產人員在生產和研究綠色化工化學時，要努力實現相關化學原材料自身使用價值的最大化發展[3]。因此，綠色化學化工無論是在生產理念的革新還是生產技術的應用方面，都得到了全面的改善和提升，更加符合可持續發展的要求。

2.2 有利于實現化學工業資源的合理利用

從生產研發的原料、化學溶劑一直到化學化工研發生產所必需的化學催化劑，均采用無添加無污染的綠色環保原料，使相應化學工業資源能夠在合理利用的基礎上，實現自身原料應用價值的最大化提升。在這一過程中，不僅不會對客觀生態環境發生污染的損害，一些綠色化工化學原材料的科學循環利用還能夠在保護生態環境方面發揮重要的作用。綠色化工化學工業對化學工業資源的合理利用，一方面降低了化學企業的生產成本，另一方面從化工研發生產的源頭降低了其對客觀發展環境造成污染的可能性，有助于科學可持續社會發展終極目標的實現。

2.3 有利于減少化學工業廢物的排放量

工業廢物特別是有毒的工業廢物排放是環境污染的主要來源，如何減少排放或降低排放的不利影響是工業生產要面對的重要課題。我國傳統的化學工業在研發以及生產過程中，由于綠色環保研發的技術水平較低，經常出現大量化學污染物排泄在外的消極生產現象。這些被化工業大量排放的化學反應廢物，對我們賴以生存的生產生活環境造成了巨大危害。現代綠色化工化學則針對這一現象，對相應化學反應合理利用的工作流程進行了優化管理，使其能夠在化學物質產生化學反應的開始，就對相應化學物質的組成Y構進行分解以及重新組建。在不改變化學原料基本屬性的前提條件下，全面修繕其中容易產生環境污染的有害組成部分，經歷過化學重組的綠色化工化學生產原料相比傳統帶有污染成分的化學原料，往往具有更高效的利用率。這樣，經過一系列綠色研發與生產的工作流程以后，被排泄在外的化學原料數量就會大量減少。

3 進一步發展綠色化工化學的建議

3.1 完善體制機制，營造良好發展生態

把綠色化工化學納入新興產業發展規劃，持續深化重點領域和關鍵環節改革，全面營造有利于綠色化工化學發展壯大的生態環境。推進簡政放權、放管結合、優化服務改革，進一步完善審批方式，最大限度減少對相關企業的事前準入限制。落實相關法律法規政策，落實綠色化工化學科技成果轉化有關改革措施，提高科研人員成果轉化收益分享比例。強化知識產權保護維權，依法嚴厲打擊侵犯知識產權犯罪行為，保護綠色化工化學領域的知識和技術創新熱情。

3.2 保障投資供給，建設研發基地

穩定的投資是產業發展的源頭和保障。特別是對于還在初創期的綠色化工化學產業來說，由于技術還處在不斷探索之中，因此面臨著許多不可預知、難以確定的風險。從一定程度上來說，技術創新是全社會的公共產品，所以政府應該承擔一定的責任。政府應加大對綠色化工化學的經濟政策扶持力度，發揮財政資金引導作用，創新方式吸引社會投資，加大對綠色化工化學產業的財稅支持。應加大金融和稅收支持，大力發展創業投資和天使投資，積極支持符合條件的綠色化工化學企業通過多種方式融資，完善鼓勵初創期綠色化工化學科技型企業的稅收支持政策。應加大科技支持，積極構建企業主導、政產學研用相結合的綠色化工化學產業技術創新聯盟，支持建設關鍵技術研發平臺，采取新機制建立一批產業創新中心。

3.3 加快培養專業人才，提供強大智力支撐

在科技日益激烈的今天，人才已成為一個行業、產業及至整個國家和地區的第一資源和核心競爭力。國家應鼓勵高校加大綠色化工化學方面的學科和專業建設，根據產業發展情況合理擴大相關專業招生比例，及時調整教學內容和課程設置，加大教學改革力度，加強相關課程的師資隊伍建設，為綠色化工化學發展儲備高素質人才，特別是培養一大批高層次急需緊缺人才和骨干專業技術人才。引導和支持事業單位科研人員到企業開展創新工作或創辦企業，鼓勵綠色化工化學人才向企業流動。在綠色化工化學企業設立一批博士后科研工作站，加大產業關鍵核心技術研發力度。在充分發揮國內人才作用的基礎上，還要充分利用全球人才，完善相關政策，加快引進和培養一批高端人才、領軍人才。

3.4 加強宣傳引導，形成思想共識

理念是行為的先導，綠色化工化學的發展，離不開可持續發展思想的指導，因此必須推動全社會廣泛樹立綠色發展、循環發展、低碳發展的理念。要看到，綠色化工化學雖然在我國已經有了三十多年的發展歷程，但社會對于綠色化工化學的相關理念還知之甚少，很多人從未聽說過這一名詞，不知道綠色化工化學為何物，形成系統化理論化的知識觀念的就更少。為改變這一局面，政府、企業和科研院所應該認真擔負起宣傳教育的責任。專家學者和化工企業的高層管理人員應充分發揮自己的專業特長，通過編印材料、出版專著、專題講解等多種方式，通俗易懂地向社區、學校以及大中小型企業等廣泛宣傳綠色化工化學的核心生產研發理念，讓現代化的資源利用一體化的發展模式深入人心，提高全社會的環保意識和能力。

4 結語

總之，在社會經濟發展備受資源、能源和環境約束的今天，綠色化工化學憑借其高度節約的生產理念和減少廢棄物排放的現代化生產方式，受到了前所未有的關注。當前，我國正處在全面建成小康社會的關鍵時期，經濟發展進入新常態，發展綠色化工化學是轉變發展方式、認識適應引領經濟發展新常態的重要舉措，是實現經濟社會可持續發展的必然選擇。方向已經明確，探索已經展開，但在未來的發展進程中，仍存在著許多值得深思的問題，需要系統研究解決。

參考文獻

[1]王靜康.綠色化學化工發展前景與人才培養[J].中國大學教學，2013（1）：9-13.

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    無機化學是高等院校中化學工程、應用化學專業、環境專業、給水排水專業等很多專業的一門重要的必修課。無機化學的學習質量如何,直接關系到后續有機化學、物理化學等課程的學習效果,為了提高無機化學的教學效果,筆者不斷進行教學方法的探討和改進,其中之一就是運用比喻。比喻即通過打比方的方法,借助于兩種以上不同事物之間的相似點作為中介物,來比擬想要說的某一事物。在化學教學中,以不違背科學性原則為基礎,采用適當的比喻,可以促使學生理解化學概念,掌握科學知識,為產生創造性思維奠定基礎。概念教學的宏觀類比可促進學生對概念的理解。下面筆者簡單介紹一些在課堂教學中運用比喻方法,使學生深入理解無機化學知識的實例,其教學效果顯著。

    一、以形象比喻講解速度控制步驟

    在講到濃度對化學反應速率的影響時,對于復雜反應,反應是由兩個或者是兩個以上的基元反應步驟所組成,這些基元反應步驟的集合便是復雜反應的反應機理或者叫反應歷程。這些基元步驟中,總有一步是反應步驟中速率最慢的一步,是決定整個反應速率快慢的最關鍵的一步,稱為速率控制步驟,簡稱“速控步”。單純地講速率控制步驟,很多時候學生不容易理解,為了便于學生的理解,筆者引入了“牧羊理論”和“木桶理論”。小時候很多人可能都放過羊,牧羊理論中有一句話叫:擇其后者而鞭之。意思就是說牧羊人要想加快整個羊群的奔跑速度,就要用鞭子抽打跑得最慢的那只羊。同樣現代管理學中比較流行的“木桶理論”,要知木桶中到底能裝多少水,永遠取決于最短的那塊板,木桶中最短的那塊板代表我們的缺點,我們的每位同學如果能夠認清自己人生中最短的那塊板,并努力改變自己的缺點,將來一定會大有成就。對于化學反應也是如此,認識一個化學反應中最慢的一個步驟的重要性在于能夠有效地改善整個化學反應的速率,從而達到更高的產率。通過比喻的運用,加深了學生對概念的理解,同時也對學生進行了綜合素質教育。

    二、以形象比喻講解化學鍵的特點和價鍵理論

    化學鍵分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵,離子鍵的特點是沒有飽和性也沒有方向性,而共價鍵的特點是既有飽和性又有方向性。這些抽象的概念學生理解起來特別難,于是筆者把離子鍵的特點比喻成是男女交普通朋友,一個男生可以有很多個女生朋友,一個女生也可以有很多個男生朋友,在交普通朋友時,只要是能談得來就可以成為普通朋友,沒有方向性也沒有飽和性;而把共價鍵的特點比喻成是男女談戀愛,一個男生只能與一個女生談戀愛,一個女生也只能與一個男生談戀愛,而且還會有自己的擇偶標準,有方向性又有飽和性。通過把離子鍵、共價鍵比喻成為交朋友,激發學生學習興趣的同時,也加深了學生對基本概念的理解,提高了課堂教學效果,也有助于學生進一步理解價鍵理論的特點。

    三、以形象比喻講解四個量子數

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關鍵詞：物理化學 教學改革

物理化學是以物理學的原理和技術研究化學問題的學科，是化工類各專業中最重要的的四大基礎課程之一[1]。它在數學、物理學及無機化學、有機化學、分析化學的基礎上，進一步系統闡述化學的理論，為后續的專業課程學習、知識應用和科學研究提供更全面、更直接的基礎，是鏈接基礎學科和應用學科、科學研究的橋梁。[1]

由于該課程內容邏輯性強、概念抽象難懂、公式較多，導致學生常常不易理解接受，難以學好。加上我校學生多來自西部民族地區，原有理論基礎較為薄弱，因此結合我校實際情況，對物理化學課程的教學思想、教學方法等進行了一系列的實踐與探索。

1 重新設計教學方案，體現分層教學思想

我校化工學院和生命科學與工程學院均開設物理化學課程，共涉及7個專業，在教學方案設計上，分為3個層次：第一層次為化學工程與工藝專業、高分子材料與工程專業、應用化學專業；第二層次為環境工程專業，制藥工程專業；第三層次為食品工程專業，生物工程專業。針對不同專業的培養方案和要求，在實際教學中需要在各個層次上體現出教學學時，教學目的，教學內容上的差別，通過設計教學的各個環節使各專業學生達到專業培養方案中所提到的要求，因此我們制定分層次的教學大綱，制定分層次的教學進度表，在教學中除了講授物理化學基礎理論知識之外，還要整理不同專業方向的前沿知識，注重理論聯系實際，體現分級教學的思想。[2]

2 大膽探索和嘗試，提出3大教學法

以著名教育學家奧蘇貝爾的同化理論為依據，結合物理化學課程的自身特點，充分考慮學習者的心里特征，通過教學方法的創新，使學生對知識本身和形成過程產生興趣，從而達到良好的教學效果。

2.1框架式教學方法

物理化學分為熱力學、動力學、電化學、界面化學、膠體化學五大部分，在教學中要讓學生掌握每一個部分要解決的核心問題，比如熱力學解決能量、方向和限度問題；動力學解決速率和機理問題；電化學解決電解質溶液理論問題，可逆電化學問題和不可逆電化學問題。對物理化學理論知識體系有一個全面的認識。

在具體到每一章每一節的學習，在教學中會把事先準備好的教學提綱材料印發給學生，提綱中包含了章節學習重點、難點；知識結構主線；要預習的內容、進度；討論的問題；達到的學習要求等信息。

在每一個章節學習結束后，都加一個框架總結的環節，例如在物理化學熱力學的教學中，要求學生做到以下幾點：

① 掌握熱力學中 U H F G S函數間的聯系

②掌握五個函數及重要公式間的聯系

③掌握重要公式間的聯系

④提倡由一個公式出發推導其他公式。

2.2 科學研究輔助式教學法

科研和教學本身就是相輔相成的，以科研來帶動教學，激發學生的興趣， 拓展學生的能力，提升學生的科學素養[2]，在實際教學中我們會安排二類研究性題目，一是學生感興趣的題目；二是教師的科研題目。從實驗題目的選擇、實驗方案的設計到實驗數據的處理， 都由學生獨立完成， 這既能讓學生在分析問題，解決問題的過程中鞏固和提高理論知識，又為學生將來的科學研究打下了良好的基礎。通過這種教學方式的實施，取得了良好的教學效果，并多次在學校“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽中取得優異成績。

2.3 互動式教學法

教學是以學生為中心的雙邊活動，教師在主持，設計，調整教學的過程中，應該把學生的學習主體地位擺在首位，使學生在學習過程中有著積極的興趣和飽滿的精神狀態，積極主動的思考。在實際教學中，我們發現互動式學習是一個很好的教學模式。例如， “ 偏摩爾量”和“化學勢” 一節的教學中， 可以采用課堂討論方式，課前教師給學生擬定如下幾個討論題目： （1）偏摩爾量和摩爾量的區別是什么？為什么在多組分體系熱力學中必須要學習偏摩爾量？ （2）從化學勢的定義中能夠看出化學勢是一個表示什么含義的物理量？（3）學完偏摩爾量、化學勢和偏摩爾量集合公式，我們能從理論上解決什么問題？在交流互動中，認真聽取每一個學生的發言，對獨特的見解或新穎的觀點， 進行鼓勵。在交流互動中，對學生的觀點進行歸納和總結[3]，取得了良好教學效果。[3]

3 教學改革的實踐效果

物理化學教學改革實施多年，在化工學院和生命科學與工程學院近40個左右的專業班級上實踐，取得了良好的教學效果，主要表現為以下幾個方面：

1）實現了分級教學，教學內容更加合理。

2）借鑒和吸收先進教育理論，由傳統的“老師為中心”的模式轉變為“學生為中心”的模式，注重了學生的學習心理。

3）在教學方法上實現轉變，由傳統的“教師講學生記記筆記做習題”轉變為框架式教學法、科學研究輔助式教學法、互動式教學法相結合。

總之， 物理化學課程作為化工類各專業的一門基礎理論課程， 需要我們結合化工類各專業的特點和培養要求，合理選取和不斷更新教學內容，大膽嘗試教學內容改革；不斷學習和借鑒新的教育學，心理學的最新成果和理論，大膽嘗試教學方法改革。最終培養出基礎知識深厚，創新意識和創新能力強的實用型專業人才。

參考文獻：

[1] 蘇育志 宋健華關于物理化學課程教學改革的實踐和探索[J]廣州師院學報.1998（4）.19：14-18.

[2]高盤亮 與時俱進，實現物理化學教學的創新[J]臨沂師范學院學報2004（6）.26：76-78.

[3] 趙東江 高師院校物理化學教學的改革與實踐[J]吉林省教育學院學報2005（2）.21：54-56.

Research and Exploration on the teaching of physical chemistry curriculum reform in Ethnic Universities and colleges of Engineering Physics

PengCheng1 TianHUA1

（1 Chemical Engineering institute of Northwest University For Nationalities Gansu Lanzhou 730030）

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在無機化學教學實踐中，運用形象生動的比喻進行講解，將較為抽象的無機化學教學理論通俗化、形象化、具體化，以深入淺出的形式幫助學生理解無機化學的教學內容，提高學生的學習興趣，從而提高課堂教學質量。

無機化學是高等院校中化學工程、應用化學專業、環境專業、給水排水專業等很多專業的一門重要的必修課。無機化學的學習質量如何，直接關系到后續有機化學、物理化學等課程的學習效果，為了提高無機化學的教學效果，筆者不斷進行教學方法的探討和改進，其中之一就是運用比喻。比喻即通過打比方的方法，借助于兩種以上不同事物之間的相似點作為中介物，來比擬想要說的某一事物。在化學教學中，以不違背科學性原則為基礎，采用適當的比喻，可以促使學生理解化學概念，掌握科學知識，為產生創造性思維奠定基礎。概念教學的宏觀類比可促進學生對概念的理解。下面筆者簡單介紹一些在課堂教學中運用比喻本文由收集整理方法，使學生深入理解無機化學知識的實例，其教學效果顯著。

一、以形象比喻講解速度控制步驟

在講到濃度對化學反應速率的影響時，對于復雜反應，反應是由兩個或者是兩個以上的基元反應步驟所組成，這些基元反應步驟的集合便是復雜反應的反應機理或者叫反應歷程。這些基元步驟中，總有一步是反應步驟中速率最慢的一步，是決定整個反應速率快慢的最關鍵的一步，稱為速率控制步驟，簡稱“速控步”。單純地講速率控制步驟，很多時候學生不容易理解，為了便于學生的理解，筆者引入了“牧羊理論”和“木桶理論”。小時候很多人可能都放過羊，牧羊理論中有一句話叫：擇其后者而鞭之。意思就是說牧羊人要想加快整個羊群的奔跑速度，就要用鞭子抽打跑得最慢的那只羊。同樣現代管理學中比較流行的“木桶理論”，要知木桶中到底能裝多少水，永遠取決于最短的那塊板，木桶中最短的那塊板代表我們的缺點，我們的每位同學如果能夠認清自己人生中最短的那塊板，并努力改變自己的缺點，將來一定會大有成就。對于化學反應也是如此，認識一個化學反應中最慢的一個步驟的重要性在于能夠有效地改善整個化學反應的速率，從而達到更高的產率。通過比喻的運用，加深了學生對概念的理解，同時也對學生進行了綜合素質教育。

二、以形象比喻講解化學鍵的特點和價鍵理論

化學鍵分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵，離子鍵的特點是沒有飽和性也沒有方向性，而共價鍵的特點是既有飽和性又有方向性。這些抽象的概念學生理解起來特別難，于是筆者把離子鍵的特點比喻成是男女交普通朋友，一個男生可以有很多個女生朋友，一個女生也可以有很多個男生朋友，在交普通朋友時，只要是能談得來就可以成為普通朋友，沒有方向性也沒有飽和性；而把共價鍵的特點比喻成是男女談戀愛，一個男生只能與一個女生談戀愛，一個女生也只能與一個男生談戀愛，而且還會有自己的擇偶標準，有方向性又有飽和性。通過把離子鍵、共價鍵比喻成為交朋友，激發學生學習興趣的同時，也加深了學生對基本概念的理解，提高了課堂教學效果，也有助于學生進一步理解價鍵理論的特點。

三、以形象比喻講解四個量子數

電子的運動可以通過求解薛定諤方程來描述，方

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關鍵詞：物理化學 教學效果

高職高專是培養實用型技術人才院校，我校更是提出了“培養高技能杰出人才”的核心目標，要求的培養人才是知識夠用且實用，動手能力強，對基礎理論要求不高。物理化學課是我校許多專業(化學工程、生物化學、礦物、冶金技術、熱處理、采煤、采礦等)的一門化學基礎課。但物理化學課是以物理和數學為理論基礎在化學上的應用，綜合性強、教學內容多而且抽象，公式概念多、邏輯性強且難于理解的特點，對該門課的普遍反映是老師難教、學生難學的“兩難”情況，但這門課程又是一門非常重要的基礎課程，它對于培養學生的邏輯思維能力、發現科學規律能力、深入了解化學知識能力具有非常重要的作用。因此，提高物理化學課的教學效果就顯得尤為重要，筆者多年從事物理化學課的教學，經過實踐與思考，認為提高物理化學教學效果有以下十個方面的途徑：

1 教材要精心選擇

一本好的教材是保證教學質量的前提條件，教材必須與教學內容相配套，教材的適用就比較關鍵，對于高職高專的學生來說，較多地注重動手能力，對理論知識要求不高，但物理化學知識是具有相當慎密的知識系統，許多知識點若不進行理論的講解，后面的知識就無法理解，因此理論知識相對于物理化學這門課程來說仍顯得非常重要，所以好的教材并不是將本科院校的教材進行簡單的刪減就編成了專科院校的教材，目前適合高職高專院校用的物理化學教材比較少。我校選用的是普通高等教育“十一五規劃教材”物理化學(高教出版社)，教材是以高職高專物理化學教學基本要求為依據，體現高等職業教育培養技術應用型人才的特點，貫徹基本知識，基本理論、基本技能，以應用為目的，以“必須夠用”為度的原則。從這幾屆用下來的情況來看，效果不錯。另外，教師還應結合自己的教學實踐和體會，自己編寫教材和習題，突出教材的專業特點及學生特點。

2 雙基(基本概念、基本規律)要詳細講清

夸美紐斯說：“如果先不教明概念，便是教得不好的”，物理化學的基本概念、基本規律很多，且有鮮明的特點，概念性強、理論性強、公式及其應用條件多。這就要求學生不能機械地靠記憶學習，理解是學習物理化學的有效方法，也是重點和難點，在教學中把基本概念講清楚就非常重要，可以達到事半功倍的效果，如：講解可逆過程時就要講可逆過程是一個理想化的過程，它能夠最大化地利用已知條件，有些公式只有在可逆過程中才能取等號。還有自發過程這個概念，高等教育出版社出版，高職高專化學教材編寫組的物理化學教材中是這樣解釋的“它沒有明確的定義，一般認為是指在一定條件下，除維持指定的條件外，無需另借外力就可以自動發生的過程。”但這里的外力是指什么力呢，不是很明確，如水從高處低處流是一個自動發生的過程，但這里是重力在做功，重力一般情況下是外力，學生就會疑惑，我們在講解自發過程的概念時是這樣解釋的：把體系的能量分為可利用能與不可利用能，自發過程就是體系可用于對外做功的能量減少了，可用ΔΕ≤0作為判定過程方向與限度的總判據，即在一定條件下，自發過程總是向著體系可利用能減少的方向進行，當體系可利用能達到極小值時，即達到了平衡，這樣學生就清楚了。

3 問題(思考題)引導要著重啟發

近年來，為了培養大學生的創新能力，問題教學法越來越受到教學工作者的關注，大學生獨立地去發現問題、分析問題和解決問題，老師的工作則是引導學生對問題的興趣，問題引導要注意以下幾點：

3.1 要明確發問的目的

要根據教學內容、教學過程的實際需要和學生的實際情況來選擇問題，應注意選用應用性、啟發性、激勵性的問題，以激發學生進行高水平的思索，即在“為什么”和“是什么”的問題，要多選用“為什么”的問題，而避免簡單化的“是什么”類的問題。

3.2 要設計問題的形式

常見的提問形式有直問、反問、曲問、追問等，有時候提出一個問題比解決一個問題更重要。

3.3 課前要準備好“問題”及發問的順序

應擬出一個有嚴格邏輯順序的問題提綱，對學生的回答要有預見性，充分估計可能出現的情況，并據此準備好解決的措施。

現舉例說明：生活在北極的愛斯基摩人的飲用水是十分珍貴的，因為北冰洋沒有可飲用的淡水，全是海水，所以愛斯基摩人需要到冰山上去取回冰來熔化，靠熔化后的冰作為平時的飲用水，我們可以設問，根據圖回答：(1)愛斯基摩人應在怎樣的環境溫度下取冰？(2)通過圖計算1000g海水降溫時，能獲得淡水的最大量？

學生根據圖可以分析出在溫度為252~273K的季節取冰，因為此時系統點位于兩相區，H2O(S)與海水共存。當溫度接近三相線(252K)時，冰在海水中的含量最大，并且可根據杠桿定理計算出淡水的質量是893克。通過此問題及解答，學生既讀懂了相圖，又應用了杠桿定理，又讓學生體會到了相圖對生產生活的指導意義，還進行了問題的延伸。

4 學習興趣要注重培養

愛因斯坦說過“興趣是最好的老師”，興趣是創造性思維的源泉，興趣是使學生由被動學習變為主動學習的動力。上好物理化學第一堂課就顯得非常重要，每個人都有探索未知世界的沖動，要通過設問的方式讓學生明白物理化學與實際的聯系是多么地緊密，可以問下面的幾個問題：“石墨能自動變成金剛石嗎？”“為什么酒杯中的酒可以堆起來？”“為什么西藏地區煮飯要用壓力鍋？”“冬天，路上結冰，為什么要往地上撒鹽？”學生聽了以后大多數問題是回答不上來的，這樣就會激發起學生的求知欲，對物理化學課程產生了濃厚的興趣。另外，物理化學課程具有非常豐富的化學史知識，幾乎每一個定理的發現就是一個化學故事。通過介紹化學史可發激發學生的學習興趣。比如介紹吉布斯將熱力學理論與數學完美結合，得出了吉布斯相律的結論，從而極大地簡單化了制冷、冶煉、燃燒、能源工程等，使成本下降和批量生產能夠大規模的進行。

教師平時要注意積累有關物理化學教材內容的歷史資料，尤其是重要的規律公式的發現方面的資料，上課時要緊密結合教學需要，使學生在學習歷史的過程中興趣盎然，不知不覺地掌握了相關課程知識。

5 習題講解要精挑細選

由于物理化學的概念、公式繁多，學生在學習上是經常會遇到課堂上雖然聽懂了，但做題時就不會做了，究其原因還是沒有真正理解概念的含義、公式的適用條件。為此，例題的講解就顯得非常關鍵。首先，要精選一些典型例題，把一些容易引起混淆的知識點加以貫穿講解，融會貫通，講授時要突出重點、詳略得當。而且每一節課結束后都要布置一定量的習題，習題的選擇要涵蓋大部分知識點，而且容易引起混淆的習題更要布置，一般情況下每一章節結束后都要進行一次習題課，習題的形式要豐富多樣，要改變都是老師講學生聽的教學定式，可以采取競賽、搶答、組隊參與等形式，充分發揮學生的主動性、參與性，增加習題課的趣味性、互動性。習題的選取也不一定就是課本上的內容，教師要深入鉆研教材，選出典型的習題、例題。總之，通過組織有效的習題課，不僅能夠強調重點內容，而且能夠將整個章節貫穿起來，既要體現完整性，更要使學生對所學內容的理解有質的飛躍。

6 相關知識要有機銜接

物理化學是在《無機化學》和《有機化學》課程的基礎上組織教學的，在內容上有一定的重復，如《無機化學》中的化學平衡，化學動力學和電化學等章節知識，因此教師上課時要注意避免低層次的重復，要充分利用學生已有的知識和經驗，重點介紹以前未學的知識點，定會收到事半功倍的效果。

專業課中《化工原理》、《精細化工工藝學》等專業課程主要是研究物理化學課程有關知識在化學技術領域中的應用，在教學中處理好物化知識與這些專業課程知識點的銜接與滲透既可激發學生的求知欲望和探索精神，也為以后專業課的學習奠定好基礎。

例如，化學熱力學中的體系與環境，熱和功等概念，化學平衡中的平衡常數，影響化學平衡的因素，化學動力學中的反應速率與反應級數等概念和電化學中的能斯特方程等知識，教師在講解這些知識點是要注意重點、難點的把握，將無機化學知識很自然地融合到教學中，使學生掌握的知識上升到另一個高度。

7 實驗實踐要注重創新

當前所進行的實踐教學多為驗證性實驗，側重培養學生的動手能力，學生只按照規定的步驟操作，就能得出實驗結果，不利于培養學生的創新能力。因此，實驗實踐要進行改革，可以將驗證性的實驗改為綜合性的實驗和設計性的實驗，即將實驗項目按照學科內容進行綜合，研究各個實驗結果之間的關系。還可以利用學生課外第二課堂活動，開展創新性開放實驗，學生自己或在老師的指導下進行實驗設計、實驗操作及實驗問題和結果分析，使學生盡早進入科研狀態，較好地培養學生的創新意識、實踐動手能力、創新能力、文獻收集能力和文字處理能力等。

如進行焦耳實驗教學時，可提出如下問題：溫度測定是否準確？實際溫度真的沒有一點變化嗎？如果溫度測定很準確的話，得出的結論如何？當學生得知該實驗是在水溫沒有精確測定得出：“理想氣體的內能只是溫度的函數，在恒溫時內能不隨體積或壓力的變化而變化”的結論時，不僅可使學生較好地理解理想氣體和實際氣體的內能與溫度、壓力、體積的關系，而且讓學生充分意識到科學實驗的重要性，同時還激發出學生對科學實驗的興趣。

8 教學工具(手段)要充分利用

為了實現教學目標，提高教學質量，教師要善于針對不同的教學內容靈活運用各種教學工具(手段)。多媒體教學集文字、聲音、圖像、動畫于一體，把教學內容栩栩如生地表現出來，使原本枯燥無味的理論知識變為生動、形象的形式展示出來，同時也為教師節省了大量板書、繪圖時間，加快了知識點的講授速度，課堂教學信息量大大增強。如相圖用多媒體討論可以節約大量繪圖時間，可逆過程用動畫制作出來就形象易懂。還可以在網絡進行講授、解疑、討論等形式的教學，可以實現課堂教學中教與學的交互以及課程的互動教學。在教師的主導作用下，充分發揮學生的主體作用，以達到更好的學習效果，網絡教學以其方便、主動的學習模式已經向傳統教學發出了強有力的挑戰，而且能夠充分體現教學相長的特點。

但任何事物都有其雙面性，現代教學工具中沒有了傳統教學中的面對面的溝通，師生互動會受到一定的影響。另外，傳統教學模式中的板書將推導思路一步一步清晰的展現出來是現代教學工具所欠缺的。因此，兩者要相互結合，不能取代。

9 專業特點要鮮明突出

物理化學課程的專業特點非常鮮明，但許多院校從選用教材開始就不注重專業特點，頭發胡子一把抓，都選用普通的物理化學教材，物理化學在藥用、冶金、材料都經過了成熟的發展，如我校的生物化學專業就應該偏重藥用物理化學，冶金、采礦、礦物等專業應該偏重冶金物理化學，熱處理、材料等專業應該偏重材料物理化學。本科院校已經有了成熟的針對各專業的物理化學教材，但高職高專院校目前還沒有成熟的專業教材，這就要求教師參照本科教材做大量的相關知識補充。

10 成績考核要客觀真實

物理化學的考核往往采用閉卷考的方式，無法考核出學生的學習情況和綜合能力，我們可以采用期末考試占60%，平時考勤、平時課堂答辯情況、作業完成情況等占40%，這樣可以改變一考定成績的現象，較全面的反映出學生的學習水平及能力，加大對學習過程的管理，這樣可以督促學生平時認真學習。在考試類型上，要盡量減少那些死記硬背，套公式即可求解出的題型，適當增加一些讓學生解決實際工業生產中可能遇到的一些問題的題目，最大限度地體現高分高能。

參考文獻：

[1]高職高專化學教材編寫組.物理化學[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]王周玉，蔣珍菊.關于提高物理化學教學效果的幾點思考[J].高等教育研究，2009，26(12).

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一、侯氏制堿法（又稱聯合制堿法）

它是我國化學工程專家侯德榜（1890～1974）于1943年創立的。是將氨堿法和合成氨法（合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣：C＋H2O(g)高溫CO＋H2、CO＋H2O(g)高溫CO2＋H2）聯合起來生產的。

聯合制堿法包括兩個過程：第一個過程是將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水，再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀，經過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體，再煅燒制得純堿產品，其濾液是含有氯化銨和氯化鈉的溶液。第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結晶沉淀出氯化銨晶體。由于氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大，低溫時的溶解度則比氯化鈉小，而且氯化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低溫條件下，向濾液中加入細粉狀的氯化鈉，并通入氨，產生同離子效應可以使氯化銨結晶析出，此時通入氨還有一個作用是中和飽和碳酸氫鈉生成碳酸鈉，防止降溫后碳酸氫鈉析出，使得到的氯化銨更純凈。經過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產品。此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液，已基本上被氯化鈉飽和，可回收循環使用。其生產流程如圖1所示。

圖1上述過程中涉及的化學方程式有：

2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3

(NH4)2CO3+CO2+H2O2NH4HCO3

NH4HCO3+NaClNaHCO3+ NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O

2NaHCO3+2NH3?H2ONa2CO3+(NH4)2CO3+2H2O

原料有：食鹽、NH3、CO2。

循環利用的物質有：NaCl、CO2。

設備有：吸氨塔、碳酸塔、沉淀池、煅燒爐。

該方法的優點： ①原料利用率高，NaCl利用率可達96%～97%； ②省掉了氨堿法中的石灰石原料；③不需要建石灰窯、蒸氨塔，節省基建費； ④無大量廢渣廢液排出，有利于保護環境；⑤同時生產化肥和純堿，經濟效益高。缺點為：需要消耗較大量的氨。

二、歷年真題賞析

例1（2012年上海）碳酸氫銨是一種重要的銨鹽。實驗室中，將二氧化碳通入氨水可制得碳酸氫銨，用碳酸氫銨和氯化鈉可制得純堿。

⑴二氧化碳通入氨水的過程中，先有晶體(填寫化學式)析出，然后晶體溶解，最后析出NH4HCO3晶體；

⑵含0.800 mol NH3的水溶液質量為54.0 g，向該溶液通入二氧化碳至反應完全，過濾，得到濾液31.2g，則NH4HCO3的產率為％；

⑶粗鹽(含Ca2+、Mg2+)經提純后，加入碳酸氫銨可制得碳酸鈉。實驗步驟依次為：①粗鹽溶解；②加入試劑至沉淀完全，煮沸；③；④加入鹽酸調pH；⑤加入；⑥過濾；⑦灼燒，冷卻，稱重；

⑷上述步驟②中所加入的試劑為、；

⑸上述步驟④中加鹽酸調pH的目的是；

⑹為探究NH4HCO3和NaOH的反應，設計實驗方案如下：含0.1 mol NH4HCO3的溶液中加入0.1 mol NaOH，反應完全后，滴加氯化鈣稀溶液。

若有沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應可能為(寫離子方程式)；

若無沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應可能為(寫離子方程式)；

該實驗方案有無不妥之處?若有，提出修正意見。

解析將CO2通入氨水中首先生成(NH4)2CO3晶體析出，隨CO2不斷通入，(NH4)2CO3和CO2作用轉化為NH4HCO3晶體，最終析出NH4HCO3晶體。該氨水完全反應需通入0.8 mol CO2，過濾得到m(NH4HCO3)＝54.0 g+0.8×44 g－31.2 g＝58 g，理論上應得到m(NH4HCO3)＝0.8×79 g＝63.2 g，故實驗NH4HCO3的產率為：58 g/63.2 g＝92%。粗鹽提純步驟應是向粗鹽溶液中加入沉淀劑、過濾（除去沉淀），然后加入鹽酸，調pH（除去前面加入沉淀劑引入的OH-與CO2-3），此時溶液為純凈的NaCl溶液，再向該溶液中加入碳酸氫銨，即可析出溶解度較小的碳酸氫鈉，然后過濾、洗滌得到純凈NaHCO3，將NaHCO3加熱得到Na2CO3。步驟②中加入沉淀劑為NaOH（用來除去Mg2+）、碳酸鈉（用來除去Ca2+）。因向NH4HCO3溶液中加入NaOH時，發生的離子反應可能有：

HCO-3+OH-CO2-3+H2O

NH+4+OH-NH3?H2O

若NaOH量不足，則兩反應存在先后次序問題，故實驗中若產生沉淀，說明反應后溶液中含有CO2-3，證明先發生

HCO-3+OH-CO2-3+H2O

否則先發生

NH+4+OH-NH3?H2O

如果NH+4先與OH-反應，生成的NH3?H2O會與HCO-3發生：

HCO-3+NH3?H2OCO2-3+NH+4+H2O，依舊會生成碳酸鈣沉淀，所以要證明NH+4先與OH-反應時，需先煮沸溶液讓生成的NH3?H2O分解，就可以防止生成沉淀。

答案：⑴ (NH4)2CO3 ；⑵92%；⑶過濾、碳酸氫銨；⑷氫氧化鈉、碳酸鈉 ；⑸中和過量的氫氧化鈉和碳酸鈉；⑹HCO-3+OH-CO2-3+H2O、NH+4+OH-NH3+H2O，需先煮沸，然后滴加氯化鈣稀溶液。

例2（2010年上海）工業生產純堿的工藝流程如圖2所示。

圖2完成下列填空：

⑴粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質（沉淀劑A來源于石灰窯廠），寫出A、B的化學式。

⑵實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為：取樣、 、沉淀、、 、冷卻結晶、 、烘干；

⑶工業生產純堿工藝流程中，碳酸化時產生的現象是。碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是；

⑷碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是（填寫化學式），檢驗這一成分的陰離子的具體方法是： ；

⑸氨堿法流程中氨是循環使用的，為此，濾液D加入石灰水產生氨。加石灰水后所發生的反應的離子方程式為： ，濾液D加石灰水前先要加熱，原因是；

⑹產品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質量分數，純堿中碳酸氫鈉的質量分數可表示為：（注明你的表達式中所用的有關符號的含義）

解析沉淀劑A源于石灰窯，說明其是生石灰或熟石灰；粗鹽中的鎂離子和鈣離子一般用碳酸鈉除去；實驗室提純粗鹽的整個操作過程為：取樣、溶解、沉淀、過濾、蒸發、冷卻結晶、過濾、烘干幾步；純堿生產中碳酸化時，會看到溶液中析出晶體，這是由于碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大；根據操作過程，碳酸化后溶液中主要是NH4Cl；檢驗其中的氯離子時，要經過取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子；濾液中主要含有的是氯化銨，其和石灰水反應時：

NH+4+OH-NH3+H2O

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[摘要]目前，我國制造的多是高消耗、低附加值產品，處于技術鏈和價值鏈的低端；為此，必須用科學發展觀指導制造業運行，轉變制造業增長方式，著重發展處于技術鏈高端的微型系統制造技術、超精密加工技術和省耗綠色制造技術等現代制造技術，促使制造業向技術鏈高端延伸。

[關鍵詞]制造業；增長方式；發展戰略；思路

一、轉變制造業增長方式的緊迫性

目前，我國制造業已有較好基礎，并已成為世界制造大國，工業增加值居世界第四位，約為美國的1/4、日本的1／2，與德國接近。產量居世界第—的有80多種產品。然而，我國制造的多是高消耗、低附加值產品，大量產品處于技術鏈和價值鏈的低端。在代表制造業發展方向和技術水平的裝備制造業，我國的落后狀況尤其明顯，大多數裝備生產企業沒有核心技術和自主知識產權。同時，我國制造業勞動生產率水平偏低，許多部門的勞動生產率僅及美國、日本和德國的1／10，甚至低于馬來西亞和印度尼西亞。這一差距，尤其明顯地表現在資本密集型和知識密集型產業上。在此條件—卜，我國制造業不能繼續在技術鏈低端延伸，不能依靠高消耗獲得更多低附加值產品，必須用科學發展觀指導制造業運行，轉變制造業增長方式。

二、轉變制造業增長方式必須發展現代制造技術

產品技術鏈，沒有一個固化的定式，但總是由低端向高端發展。近年，它正伴隨著現代制造技術的進步不斷向高端延伸。目前，制造業技術鏈高端幾乎被現代技術壟斷，處于技術鏈高端的產品幾乎都是由現代技術制造出來的。所以，要轉變我國制造業增長方式，必須抓緊發展現代制造技術，通過現代技術促使制造業及其產品向技術鏈高端延伸，以便降低技術鏈低端產品的比重，相應提高技術鏈高端產品的比重。

在知識經濟時代到來之際，微電子技術、光電子技術、生物技術、高分子化學工程技術、新型材料技術、原子能利用技術、航空航天技術和海洋開發工程技術等高新技術迅猛發展。以計算機廣泛應用為基礎的自動化技術和信息技術，與高新技術及傳統制造方法結合起來，便產生了現代制造技術。

現代制造技術，保留和繼承了傳統制造技術的產品創新要求，如增加現有產品的功能，擴大現行產品的效用：增多現有產品的品種、款式和規格：縮小原產品的體積，減輕原產品的重量：簡化產品結構，使產品零部件標準化、系列化、通用化：提高現有產品的功效，使之節能省耗等。但是，現代制造技術，在制造范疇的內涵與外延、制造工藝、制造系統和制造模式等方面，與傳統制造技術均有重人差別。

在現代制造技術視野中，制造不是單純把原料加工為成品的生產過程，它包括產品從構思設計到最終退出市場的整個生命周期，涉及產品的構思、構思方案篩選、確定產品概念、效益分析、設計制造和鑒定樣品、市場試銷、正式投產，以及產品的售前和售后服務等環節。

在現代制造技術視野中，制造不是單純使用機械加工方法的生產過程，它除了機械加工方法外，還運用光電子加工方法、電子束加工方法、離子束加I：方法、硅微加工方法、電化學加工方法等，往往形成光、機、電一體化的工藝流程和加工系統。

三、發展現代制造技術的重點方向

現代制造技術正在朝著自動化、智能化、柔性化、集成化、精密化、微型化、清潔化、藝術化、個性化、高效化方向發展。為了轉變制造業增長方式，促使制造業向技術鏈高端延伸，我國宜著重發展以下現代制造技術。

(一)以納米技術為基礎的微型系統制造技術

“納米”是英文nan。meter的譯名，是一種度量單位，是十億分之一米，約相當于45個原子串起來那么長。納米技術，表現為在納米尺度(0．1nm到100nm之間)內研究物質的相互作用和運動規律，以及把它應用于實際的技術。其基本含義是在納米尺寸范圍認識和改造自然，通過直接操作和安排原子、分子創造新的物質。納米技術以混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學等現代科學為理論基礎，以計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術等現代技術為操作手段，是現代科學與現代技術相結合的產物。

納米技術主要包括：納米材料學(nanomaterials)、納米動力學(nanodynamics)、納內米電子學(nanoclectronics)、納米生物學(nanobi010gy)和納米藥物學(nan。pharmics)。就制造技術角度來說，它主要含有納米設計技術、納米加工技術、納米裝配技術、納米測量技術、納米材料技術、納米機械技術等。以納米技術為基礎，在納米尺度上把機械技術與電子技術有機融合起來，便產生了微型系統制造技術。

自從硅微型壓力傳感器，作為第一個微型系統制造產品問世以來，相繼研制成功微型齒輪、微型齒輪泵、微型氣動渦輪及聯接件、硅微型靜電電機、微型加速度計等一系列這方面的產品。美國航空航天局運用微型系統制造技術，推出的一款微型衛星，其體積只相當于一枚25美分的硬幣。

微型系統制造技術，對制造業的發展產生了巨大影響，已在航天航空、國防安全、醫療、生物等領域嶄露頭角，并在不斷擴大應用范圍。

(二)以電子束和離子束等加工為特色的超精密加工技術

超精密加工技術，一般表現為被加工對象的尺寸和形位精度達到零點幾微米，表面粗糙度優于百分之幾微米的加工技術。

這項技術包括超精密切削、超精密磨削、研磨和拋光、超精密微細加工等內容，主要用于超精密光學零件、超精密異形零件、超精密偶件和微機電產品等加工。

電廣束、離子束、激光束等加工技術，通常出現在超精密微細加上領域，用來制造為集成電路配套的微小型傳感器、執行器等新興微機電產品，以及硅光刻技術和其他微細加工技術的生產設備、檢測設備等。20世紀80年代以來，超精密加工技術，在超精密加工機床等設備、超精密加工刀具與加工工藝、超精密加工測量和控制，以及超精密加工所需要的恒溫、隔熱、潔凈之類環境控制等方面，取得了一系列突破性進展。超精密加工技術投資大、風險高，但增值額和回報率也高得驚人。近來，發達國家把它作為提升國力的尖端技術競相發展，前景非常好。

(三)以節約資源和保護環境為前提的省耗綠色制造技術

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【關鍵詞】水泵 葉輪 平衡孔 泵體口環

水泵的應用是很廣泛的，在國民經濟中許多部門要用到它。它的使用涉及到各個領域，有工業，農業和能源方面，甚至在軍事方面都用到它的很多原理。在化工生產的實際工況中，由于工作的環境惡劣，長周期的頻繁使用，動力較強，它的震動幅度相對也較大，因此可能會出現各種各樣的問題和故障，本文我重點寫了水泵的葉輪平衡孔擴大減少故障的問題，以及其它的故障及產生的原因以及一些處理它的方法。

1 水泵的用途

在化工和石油企業的生產中，原料、半成品和成品大多是液體，而將原料制成半成品和成品，需要經過復雜的工藝過程，泵在這些過程中起到了輸送液體，為化學反應提供壓力、流量的作用。能適應化工工藝需要，水泵在化工生產中，不但要輸送液體物料并提供工藝要求的必要壓力，還必須保證輸送的物料量，在一定的化工單元操作中，要求水泵的流量和揚程要穩定，保持泵高效率可靠運行，此外，還可以用泵來調節溫度。總之，無論是重工業還是輕工業，無論是國防建設還是軍事裝備，無論是尖端科學技術還是日常的生活，到處都需要用泵，到處都有泵在運行。所以水泵的用途是機械工業中重要產品之一，是發展現代工業、農業、國防、科學技術必可少的機器設備，掌握使用維護知識和技能具有重要的現實意義。由于水泵的廣泛使用，故障問題也較多，減少其中其中某一方面的故障問題就會形成大規模的經濟效益。

2 水泵的工作原理及平衡孔改造原因

在生產運行中，發現軸承頻繁損壞，維修費用很高，經過維護技術人員認真堪察總結，發現后蓋板上的平衡孔消除軸向推力離開葉輪周邊的液體壓力已經較高，有一部分會滲到葉輪后蓋板后側，而葉輪前側液體入口處為低壓，因而產生了將葉輪推向泵滲透口一側的軸向推力這容易引起葉輪與泵殼接觸處的磨損，嚴重時還會產生振動平衡孔使一部分高壓液體泄露到低壓區，減輕葉輪前后的壓力差但由此也會此起泵效率的降低，而軸向推力過大是造成軸承頻繁損壞的原因，從而影響了化工生產的有序進行，不得不頻繁的進行維修，造成了較高的維修費用。

化工泵的運行可靠包括兩個含義：一是長周期運行不出故障；二是運行中各種參數平穩。水泵運行的可靠性對化工生產至關重要，若泵經常發生故障，不僅會造成經常停產，影響產量和經濟效益，而且有時還可能造成化工系統的事故。水泵轉速的波動，會引起流量及泵出口壓力的波動，使化工生產不能正常進行或系統中的反應受到影響，物料不能平衡，不僅造成浪費，甚至造成產品質量下降或使產品報廢。

3 水泵葉輪平衡孔擴大革新依據

根據葉輪口環和泵體口環間隙面積計算出五個平衡孔的平均面積，然后計算出平衡孔直徑。

水泵葉輪平衡孔擴大改造的計算方法如下：

（1）主要參數有以下四個：葉輪口環外徑D=200.80m m；泵體口環內徑D1=202.16mm；葉輪平衡孔內徑d；平衡孔數量5個。

（2）實施方案：

①口環間隙面積S=1/4Π（D1）2-1/4Π（D）2=1/4*3.14*（202.16）2-1/4*3.14*（200.80）2=432.73 計算平衡孔直徑d：則S=1/4Π（d）2*5，所以代入數值后d=10.5。

②軸承串量調整為0.08mm。

③每個化工廠或使用改造者可以根據各自的相關投資和改造投資，算出各自的技改收益率：（=投資存利/改造投資*100%）

機封價格：1623.93元，軸承價格：445元。

按更改前平均每月維修兩臺次計算（更換軸承必須更換機封），產生的經濟效益就可以算出如下：（1632.93+445）*2*12=49654.32元。

在實際生產中，經過某化工廠對水泵葉輪平衡孔的擴大改造，已經能夠實現水泵的長周期運行，由原來的每月維修兩臺次延長到了每年維修兩臺次，大大的延長了水泵維修的時間，由此可見由水泵葉輪平衡擴大可以減小由于軸向推力過大造成的軸承頻繁損壞的頻率，降低化工生產中的設備維修的頻率，減少維修費用，節省了人力物力，保障了化工設備的持續運行時間，產生了不可忽視的經濟效益，具有較大的推廣性，對于保障化工生產持續有效的進行，有著不可磨滅的作用。

4 水泵軸承發熱原因及水泵故障預防措施

軸承發熱的原因及處理方法如下：

（1）軸承瓦塊刮研不合要求。

（2）軸承間隙過小。

（3）油量不足，油質不良。

（4）軸承裝配不良。

（5）冷卻水斷路。處理方法是檢查、修理。

（6）軸承磨損或松動。

（7）泵軸彎曲。

（8）甩油環變形，甩油環不能轉動，帶不上油。

（9）聯軸器對中不良或軸向間隙太小。

水泵故障預防措施：

（1）保證離心泵的良好。

（2）加強易損件的維護。

（3）流量變化平緩，一般不做快速大幅度調整。

（4）嚴格執行操作規程，杜絕違章操作和野蠻操作。

（5）做好狀態監測，發現問題及時分析處理。

（6）定期清理泵入口過濾器。

5 結束語

本文主要介紹了由于軸承損壞，頻繁更換軸承而發現的泵的平衡孔擴大改造發案，分析平衡孔的構造和原理，以及軸承經常損壞發熱的原因和水泵故障的預防措施，供相關使用人員參考，以節省水泵的使用維修費用，而離心泵運轉過程中，難免會出現各種各樣的故障。因而，如何提高泵運轉的可靠性、壽命及效率，以及對發生的故障及時準確的判斷處理，是保證生產平穩運行的重要手段。若能充分重視，則能夠將水泵的修理平均間隔時間延長，使泵的可靠性和利用率得到大幅度提高。

參考文獻

[1] 關醒凡.泵的理論與設計[M].北京：機械工業出版社，1987

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關鍵詞：石油化工機械；防腐設計

腐蝕介質廣泛地存在于化工企業的日常生產工作環境中，在這樣的環境中，機械設備的腐蝕程度通常會更加嚴重也更快，所造成的損失也較大。因此要加強化工行業機械設備的防腐蝕能力，對提高機械設備的使用年限，降低企業的生產成本等，都具有較大的意義。

1 設備發生腐蝕的原因及分類

1.1 發生腐蝕的原因

眾所周知，化工機械設備本身是金屬構成的，只要是金屬它就會因為溫度、濕度等外界條件的影響，從而導致金屬發生銹蝕。在當下環境中的工業企業，特別是各個化工企業內，其環境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氫氧化物等一些有害物質，再加上不同的企業不同的廠房在不同環境下的溫度和濕度都較高、較大，因此在這些環境因素的綜合作用和影響之下，金屬就可能會與這些有害的物質發生強烈的化學反應，進而形成了腐蝕。

1.2 腐蝕的分類

1.2.1 按照腐蝕所產生的原因以及表象進行分類。可以將腐蝕分為：疲勞服役，剝層腐蝕，工業大氣腐蝕，高溫氧化腐蝕以及酸性大氣腐蝕，等等。

1.2.2 按照腐蝕所產生的機理進行分類，化工機械中的腐蝕主要可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。

電化學腐蝕，則主要是指金屬材料在與電解質溶液進行接觸以后，發生了電極反應而發生腐蝕，這種反應是一種氧化還原反應，主要因為環境的潮濕所致。

化學腐蝕的含義主要是指金屬的表面與周圍的介質發生了化學反應，進而使金屬遭受了破壞，主要是因為環境溫度過高、較為干燥所致。

2 腐蝕產生的化學機理

2.1 電化學腐蝕機理

金屬發生的電化學腐蝕，主要就是因為金屬的表面層與離子導電介質所發生的電化學作用，從而遭到了破壞。任何按照電化學機理所產生的腐蝕，都會包含至少一個的陽極反應和陰極反應，同時還會通過金屬內部的電子流，以及在介質中的離子流進行聯系。

陽極所發生的是氧化過程，主要就是金屬離子從金屬中轉移出來，轉移至介質中，同時放出電子流，然后與介質中所存在的離子流進行聯系，結合到一起。

而陰極反應則相對的是介質中的氧化劑組成成分，通過吸收來自于陽極的電子進行還原的過程。電化學腐蝕因為電流不會對外進行做工，都會在腐蝕電池的內陰極發生自耗反應，這樣的反應，無疑就會加快金屬被腐蝕的速度。

2.2 工業大氣的腐蝕機理

在工業污染較為嚴重的地區中，空氣中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氫氧化物以及鹽等揮發物，還包括一些工業粉塵，這些都是一些腐蝕性的介質。在以上介質物中，在潮濕的條件情況下，酸性氣體就會與水結合生成無機酸，而這些酸就具有極強的腐蝕作用。例如一些鐵制的合金，在這樣的介質中，就會發生一連串的化學反映，致使鋼材被嚴重的破壞。

在工業大氣的環境下，機械腐蝕是由電化學腐蝕和直接化學腐蝕綜合作用的。從電化學腐蝕以及化學腐蝕的本質來看，都是因為金屬原子在失去電子以后變成離子的一個氧化過程。其主要的區別就是發生的環境背景不同而已，化學腐蝕是金屬與周圍介質在高溫、干燥的環境中所發生的化學反應，而電化學腐蝕則是發生在潮濕的環境下，發生的氧化過程。

3 化工機械設備的防腐蝕設計

金屬材料極容易遭到腐蝕破壞，所以在機械設備的采購過程中，應該要對機械設備的采購選用、安裝使用等環節進行綜合的考慮，并且要選擇合適的配套附件，對設備的附件功能以及防腐蝕設計，具有相同的重要作用。

3.1 材料的選擇

被用在制造業中的機械設備材料，大多都是碳素鋼。這種鋼價格較低，同時采購較為方便，而且便于對其進行加工。這樣的鋼在普通的工作環境中使用，不會發生較大的腐蝕，對機械設備的使用，也不會造成較大的危害。但是如果是在化工行業中使用，其工作環境就可能會對其造成較為嚴重侵蝕。

例如常用的 Q235 鋼，在濃度較高的腐蝕性介質中，其腐蝕速度十分的高，即使對設備進行防腐涂漆，但是很容易造成漆膜出現局部脫落或是劃傷，也可能會致使其腐蝕面積不斷擴展，大大降低了機械設備的使用壽命。因此，化工企業通常都不會選擇使用這樣的材料，而選擇一些具有耐腐蝕性能的普通低合金鋼，作為機械設備的制造基材。低合金鋼的價格雖然稍高，但是其所能夠取得的總體經濟效益，要比碳鋼好很多。

3.2 結構與工藝

如果機械構件的集合形狀設計，過于復雜或是不合理，就可能會引起熱應力、積塵、機械應力以及積液等缺陷，進而導致接卸的局部發生腐蝕情況，因此應該從防腐蝕的角度對結構的設計進行綜合性的考慮，通常情況下，要符合以下要求：

3.2.1機械構件的形狀易簡單；

3.2.2 防止機械構件表面有傷痕或是遭到損壞；

3.2.3 機械構件應該盡量選擇使用同一種金屬材料；

3.2.4 盡量減少機械構件中存在的縫隙；

3.2.5 選擇較為優質的防銹漆以及結構形式，以便于保證腐蝕介質與機械構件能夠完全隔離，尤其是要注意對焊縫進行涂漆，較為合理的涂漆結構，能夠保證構件的任何一面或部位，都能夠進行涂漆；

3.2.6 防止殘余水分在機械設備上有滯留情況，在設計的時候要盡量避免具有向上的容器狀凹處，如果不能夠盡量避免，應該要設置排水孔；

3.2.7 在對機械設備進行焊接時，要盡量防止出現應力集中或者是內應力的現象，要盡量采取連續的焊接工藝，間斷的焊接就容易產生內應力；

3.2.8 要盡量避免出現焊接缺陷，例如咬邊、焊瘤、未焊透等現象，這些都可能會導致其形成新的腐蝕點。例如咬邊就可能會導致出現應力集中，其凹陷邊也可能會形成夾縫，而焊瘤不僅僅會造成應力集中，還會致使焊瘤與母材之間形成一定的夾縫。以上這兩種焊接缺陷，都會造成較為嚴重的腐蝕現象；

3.2.9 為了能夠進一步防止發生縫隙腐蝕現象，對于構件的連接處的夾縫，要進行科學合理的設計。對于常見的構件連接形式，主要包括對接以及搭接兩種，這樣的連接中應該采用焊接的連接，同時還應該采取雙面連續的填角焊接，同時對于對接的接頭，還應該采用雙面連續的對接焊接，進而避免出現縫隙腐蝕的情況發生。

4 設備的防腐蝕方法

對機械設備進行防腐蝕的方法有很多，主要就是為了能夠改善金屬本身的特質，將腐蝕介質能夠與被保護的金屬進行隔開，或者是對金屬表面進行合理的處理，以改善電化學保護以及腐蝕環境等等。電化學保護法，主要就是依據電化學的相關原理，進而在金屬設備上采用一定的措施，進而使之能夠成為腐蝕電池中的陰極，從而減輕甚至是防止金屬腐蝕的方法，主要包括外加電流法以及犧牲陽極保護法。

外加電流法，主要是指將保護金屬與另一個附加電極作為電池的兩極，同時將被保護的金屬作為電池的印記，然后在外加直流電的作用之下，對陰極進行保護；

而犧牲陽極保護法，是采用電極電勢將被保護的金屬或是合金，作為電池的陽極，將其固定在被保護的金屬表面上，從而形成了腐蝕電池，而被保護金屬作為陰極，從而得到保護。

根據電化學的相關腐蝕原理，采取犧牲陽極保護法對機械設備進行保護是一種較為科學、合理且有效的方法。而目前，各個國家也廣泛的采用此方法，將其應用在各種較容易發生腐蝕的機械設備上，對其進行保護，并取得了較好的效果。

參考文獻：