化学反应工程发展史范文

导语：如何才能写好一篇化学反应工程发展史，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:情景教学;物理化学;课程教学

从2013年开始我国进入产业结构调整优化和转型升级的新阶段，产业结构的转型升级在数量、层次和结构上增加了对既具备扎实理论基础，又有实践操作能力的应用技术型人才的多样需求［1］。有研究表明:目前我国高级工、高级技师和高级工程师等技术应用型人才求人倍率分别高达2.34、2.25、2［2］。为满足新形势下对应用技术型人才的需求，我国对高等教育做出了新的部署，提出采取试点+示范引领等方式引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型。面对转型发展这个现实问题，地方高校以培养高素质应用型人才为目标，积极推进人才培养模式创新，逐步改革和完善人才培养体系。课程教学在人才培养过程中具有至关重要的作用，为切实提高应用型化学化工专业特色人才的培养质量，适应当前地方高校应用技术转型发展人才培养模式改革的需求，各位教育工作者在教学方面都在认真贯彻教学内容、教学方法和教学手段的改革［3］，不断提高学生理论与实践相结合的能力，培养学生分析问题、解决问题的能力，强化学生创新意识和创新能力。物理化学作为化学化工专业的核心课程，其与物理学、高等数学和化学基础理论具有紧密联系，互相渗透。与其它专业课程相比，物理化学的理论性强，公式繁琐，模型抽象，内容枯燥，是一门公认的难教难学的课程。在传统的物理化学教学中，主要以课堂讲授为主，机械式地向学生灌输大量抽象的理论和复杂的公式，致使学生产生厌学情绪，严重影响物理化学课堂学习效果。如何通过物理化学课堂教学方法的改革，激发学生学习兴趣，提高学生分析问题，解决问题的能力是物理化学课程教学中亟待解决的问题。情景教学主要是教师围绕教学内容，有目的地引入或创设一个真实或虚拟的情景，让学生参与到教学过程中，激发其主动学习的兴趣，通过分析问题、解决问题和掌握问题能力的培养，提高学生的思考能力和实践能力，最终实现教学目标的一种教学方法［4］。笔者在物理化学课堂教学实践中广泛采用情景教学法，调动学生学习的积极性，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。现就笔者在实践教学中通过问题设置、实验探究、化学史实、多媒体技术、生活实际及社会热点等方法创设教学情境的应用作简要介绍。

1创设问题情景，激发学习兴趣

学生学习行为的开展是以其学习心理为基础的，抓住学生学习心理特点，合理开展课堂教学活动，有助于提高学生学习效果［5］。在化学化工专业本科人才培养方案中，物理化学课程基本开设在第五、六学期，此阶段学生平均年龄在21岁左右，不仅具有对未知事物强烈的探索欲望，而且具有较强的学习能力和理解能力。在课堂教学中引入积极有深度的问题，能够引发学生探求新知的积极性，培养学生自主学习能力。问题情景的创设不仅需要与教学目标相符，紧密联系教学内容，还需要基于学生已有的认知水平，具有启发性、条理性，同时符合循序渐进的认知规律才能逐步引导学生启发思维、探求新知。例如，热力学第一定律的应用是化学热力学基础内容中的重点，其包含功、热、焓、热力学能、热容等量值计算，涉及到简单的P/V/T过程、相变化过程和化学变化过程等。该部分内容抽象、枯燥，理论性强，如何引起学生对该部分内容的学习兴趣至关重要。鉴于现阶段学生好奇心强烈的特点，可以合理设问，引导学生自主探索知识，解决问题。在本学时内容讲解时，笔者首先向学生介绍科普知识，例如，近年来我国科学技术的发展突飞猛进，尤其是航空航天技术的发展可谓是日新月异，火箭主要依靠携带的推进剂(燃料和氧化剂)发生燃烧反应，释放大量热气从火箭发动机喷射出，产生推动力，直到火箭达到极高的运行速度。此时学生对航天技术的神秘性产生了情感升华，对航天技术和化学的联系产生了浓厚的探知兴趣，借此向学生设置问题:火箭这一庞然大物究竟要携带多少推进剂才可以完成预定的飞行计划?引发学生思考。随后向学生介绍热容、相变热、相变焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓以及盖斯定律等定义，协助学生逐步探讨化学反应焓变和热力学能变、温度的关系，最后逐步掌握化学反应过程中焓变和热力学能变的计算，破解火箭飞行需要携带多少推进剂的问题。在该过程中，通过科普知识设问，调动了学生学习的积极性，有助于引导学生自主学习，使学生掌握学习的重点，具备解决问题的能力，获得学习的成就感，提高学习效果。

2设计探究实验，分析解决问题

物理化学是一门实践性很强的学科，其学习目的不仅是理解和掌握物理化学的概念和原理本身，更重要的是将所学的知识应用于实践中，分析和解决实际问题，创造出新成果。教师可以设计与教学内容相关的探究实验，通过实验前的科学假设、实验现象和实验结果的分析，让学生在实验的情景中发现问题，获得科学理论、规律和事实。通过设置探究实验，既让学生在增强科学体验的过程中掌握了科学知识，又激发了学生探究科学和知识规律的兴趣。美国心理学家杰罗姆•布鲁纳认为，在教学过程中，学生是一个积极的探究者，教师的作用是要形成一种学生能够独立探究的情境，而不是提供现成的知识［6］。在培养学生创新能力及实践能力的同时，培养学生通过实验方法分析理论和解决问题的能力亦具有重要意义。例如，精馏分离是有机化学实验中常见的分离方式，其分离原理是物理化学相平衡相关章节的重点学习内容。在课时内容学习前，让学生通过精馏的方式分别分离甲苯－苯混合溶液、乙醇－水混合溶液、氯仿－丙酮混合溶液，利用阿贝折射仪检测精馏塔顶、塔底馏分的组成。馏分组成差异性的结果致使学生对精馏原理产生浓厚的探知欲，引导学生绘制三种混合溶液的沸点－组成图，结合沸点－组成图分析得出精馏是一个部分冷凝和部分汽化过程的连续过程。通过对比甲苯－苯、乙醇－水、氯仿－丙酮三种组成的沸点－组成图得出混合溶液沸点组成图有无极大和极小值类型在精馏过程中塔顶、塔底馏分组成的规律。探究实验的引入使学生主动去思考，发现问题，分析问题，通过实践的方法获取抽象的理论知识，做到知识的融会贯通。

3结合化学史实，启发学生思维

理论知识体系的建立是科学家们不断发现、推测、实践与验证的过程，化学的发展史实际上就是一部运用物理和化学实验方法进行实验探究，以获取化学实验事实，进而建立学科理论的发展史。化学史料生动地向学生展现了科学家探知理论的艰辛过程。利用化学史实创设教学情境，可以使学生从发展的高度，以开阔的视野全面深刻地理解知识理论的演变过程，以辩证和发展的眼光去看待理论成果，激发学生完善和发展科学的兴趣和动机［7］。例如，人工降雨技术的发展，可以追溯到1920年南非科学家开展的“给云注射催化剂”的初步试验，后经全球各国近50年的实验，探索出利用强吸水性盐进行人工降雨解决干旱问题或降低冰雹灾害的有效方法。通过向学生播放“人工降雨”纪录片，使学生深入了解人工降雨的原理，利用强吸水性盐进行人工降雨的利与弊，人工降雨技术发展的前景。将表面物理化学理论与科技紧密联系起来，使学生直观地体会到所学理论知识的科学价值，启发思维，深化理论学习效果。

4利用多媒体技术，变抽象为具体，洞悉重点知识

多媒体技术的发展充实了课堂教学，其在教学中的应用，对教育教学改革起到了巨大的推动作用。多媒体辅助教学具有传统教学无法取代的优势，它能结合图、文、声、像、景等，创设逼真的教学情景，化抽象为直观，化静止为运动，将知识生动形象地展现在学生面前，使学习变得生动有趣，帮助学生理解抽象的物理化学概论及原理，启发学生思维，提高学生的探究能力［8］。例如，在中学化学及大学无机化学中均涉及到电解池的相关原理，相应课本内容均较简单。由于电解池相关知识点的重要性，物理化学在电化学反应的平衡与速率章节中再次重点介绍了电解池。心理学研究表明，人们对世界的感知认识总是首先注意那些新的信息，因为它们具有刺激性和吸引力，同样学生对学习的兴趣也在于它是否能提供新的信息［7］。笔者在教学实践中首先向学生展示电解铝工作车间的照片、生产过程的录像，然后推动学生猜测电解铝槽的结构，随后结合电解槽的侧面剖析图引导学生了解电解铝的原理，最后在此基础上概括总结电解池的相关知识内容。笔者通过利用多媒体技术，将电解池的工作原理具体到化工生产车间应用中，通过计算机模拟化学实验原理，不仅可以提高实践教学的质量，同时无形中调动了学生的学习兴趣，提高了学生的探究能力。

5联系生活实际，结合社会热点，做到学以致用

学习知识的最大价值在于能够应用所学知识解决其生活中遇到的实际问题，做到知识的迁移与应用。物理化学知识在实际生活和生产中具有重要应用，在环境问题、能源问题、食品安全和药品安全等方面与教学内容相关的教学情境比比皆是。在教学实践过程中联系生活实际，结合社会热点，创设真实的教学情景，有助于使学生了解所学知识的价值意义。例如，2016年山东警方破获案值5.7亿元非法疫苗案，涉案疫苗未经严格冷链存储运输销往全国18个省市，引起社会一片恐慌。疫苗是一种脆弱的生物制剂，对温度的要求敏感，温度的高低直接关系到疫苗的保质期。笔者在化学反应速率与温度的关系相关学时内容讲授过程中结合该教学情境，引导学生学习阿伦尼乌斯方程，利用阿伦尼乌斯方程的不定积分和定积分形式剖析速率系数与温度的关系，再结合已学的化学反应速率方程，计算出不同保存温度下疫苗的保质期。在该学习过程中，学生清晰地了解了疫苗冷藏储存的重要性，综合掌握了化学反应速率方程和阿伦尼乌斯方程的应用，学习目标得到明确，学习效果得到提高。

6结语

物理化学是一门重要的理论课程，传统教学模式已经不能满足当下应用技术转型教育的需求，如何进一步提高教与学的质量，培养具有创新能力的应用型人才，需要授课教师不断的探索、改革和实践。在物理化学实践教学中，通过创设丰富多彩的教学情景，有助于激发学生的学习兴趣，促使学生主动学习，提高教学效果。同时，在不同的情景教学中可以提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的探究能力和创新能力。情景教学的形式多样化，如何创设与教学内容紧密联系的教学情景，做到有目的地组织教学，有目标地培养人才，对一线教育工作者提供了新的挑战和机遇。

参考文献

［1］赵鹏飞.服务业成2014年就业新增长点［J］.劳动保障世界，2014(2):37－39.

［2］孙泽文，刘文帆.地方本科院校向应用技术大学转型的必要性、面临的困境及对策建议—基于协调发展的理念［J］.高等教育研究，2015，32(1):13－16.

［3］刘兴，赖华，屈景年，等.地方高校转型形势下物理化学教学改革的几点思考—以应用化学为例［J］.广东化工，2016，43(3):142－148.

［4］吉雪亭，刘琪.情境教学内涵和外延的研究［J］.西安欧亚学院学报，2007，5(1):60－62.

［5］崔维彬，詹红霞.当代大学生学习行为的心理特征分析［J］.德州学院学报，2011，27(1):136－137.

［6］王琳，毕建洪.“引导式、探究式、讨论式”教学方法在物理化学教学中的应用［J］.合肥师范学院学报，2012，30(3):88－90.

［7］马小彬.情境创设在化学教学中的实践与探究［D］.苏州:苏州大学，2007.

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关键词：高分子化学及工艺学，教学改革，职业教育，学习兴趣培养

 

随着教育改革的深入与发展，中等职业教育正经受着巨大的冲击，尤其是高校的扩大招生，普高热的持续升温，致使中专招生出现滑坡，学生质量急剧下降。其中一部分学生基础较差，自卑心理强，缺乏足够的学习兴趣与信心。这一切给教学造成了很大的困难。面对无法选择适合教育的学生，只能选择适合学生的教育，笔者在高分子化学及工艺学教学中，正视教育对象的入学基础，以“求新、求变、求异”为原则，以“精选内容、淡化推导、加强应用、突出能力”为宗旨，进行了一系列的教学改革。

一、结合教学知识点进行环境与人文教育渗透

任何一个学科的发展史都是科学与人文紧密结合、共同发展的历史，通过学科发展史教育渗透人文教育不但能激发学生学习兴趣，同时还能达到教书育人的目的。笔者在高分子科学发展史的教学中，通过我国解放前后高分子学科及工业发展情况的对比比较来教育学生树立爱国精神。通过学科发展史上杰出科学家的感人事迹进行人文精神教育。如介绍高分子科学始祖---Staudinger的大分子学说以及科学史上有关高分子的概念的争论，加强学生对高分子概念的学习兴趣，同时通过科学家对真理的弃而不舍的追求精神感染学生，激发学生的学习热情。再比如介绍2000年高分子科学界诺贝尔得主白川英树等科学家在科学探索中的合作精神，让学生明白当今世界科技发展之快，社会更需要懂得合作精神的人才，借此培养学生的团结协作意识。这样的事例还很多，这儿就不一一列举了。

再者就是密切结合教学知识点进行环境教育渗透。比如结合废旧高分子材料回收利用的教学，笔者补充介绍了高分子材料废弃物的利用至少有两个基本意义，其一是解决环境污染问题，保护人类赖以生存的唯一的地球；其二是充分利用自然资源。高分子合成材料的单体主要来自石油。与其他自然资源一样，从长远看石油等资源不会“取之不尽，用之不竭”。人们必须采取积极手段，不仅必要而且可能做到“变废为宝”。在教学中结合废旧高分子材料资源利用问题，导入环境保护意识，导入生态平衡观点，导入可持续发展思想是培养学生环境意识的重要环节。免费论文。针对环境教育渗透笔者专门撰写有论文详细介绍如何与教学紧密结合，这里也就不再多废笔墨。

教学实践证明，结合教学知识点进行环境与人文教育渗透，不仅起到了教书育人的作用，还对培养学生的学习兴趣起到很好的推进作用。

二、 对课程内容进行归纳和调整

为保证在规定的学时内完成教学任务，除采用多媒体方式授课以外，还对目前教材中的内容进行归纳和调整。

首先是绪论部分，“绪论”，说白了，就是每门课的开场白，俗话说：“王婆卖瓜，自卖自夸”。这种“吹嘘”是必要的，关键在于怎样在“第一次课”中把它吹响、吹好，以便把学生的注意力、学习精力抓过来。调动起学生的学习兴趣。心理学研究表明，学生的学习成绩与学习兴趣水平有显著相关。高水平的学习兴趣，产生较大的学习动力，使学生积极朝向学习活动，为取得优异成绩创造条件。而优异的学习成绩又可提高学生的学习兴趣，在学习活动中产生积极愉快的情绪体验。学习兴趣与学习成绩是相互影响的。在教学活动中，教育者要注意培养学生的学习兴趣，使学生成绩与学习兴趣互为促进，达成良性循环。我们正处于e时代，信息来源广，如何唤起学生对课程内容的兴趣并投入时间和注意力，值得授课者思量，而笔者以为仅有丰富的内容是不够的。心理学家皮亚杰强调，在教育中应特别重视兴趣的诱发，因为认识是一种主动积极的不间断的建构活动，不断建构自己的智力与思维能力。教育的目标之一就是使学生能够去主动自发地学习，就必须创设情景和条件，诱发学生的学习兴趣，激发起求知欲和好奇心。因此，在绪论教学中，在选择教育内容上要挑选有代表性的、新颖的材料。于是笔者将教材中的绪论与第六章聚合物结构与性能的内容进行了整合，绪论课只介绍学生认识高分子与高分子材料和高分子科学发展概况，让学生对生活中的大量高分子材料有感性的认识，而将绪论中有关聚合物的基本概念、高分子链的形态结构等理论性知识与第六章的聚合物的结构与性能整合在一起作为第一章高分子基础知识进行介绍。在高分子基础知识学习章节中安排了高分子科学术语及基本概念（包括单体、高分子链的相关术语、高分子链形态的相关术语、重复单元、结构单元、单体单元、聚合度、分子量及分子量分布、聚合物结构式及聚合反应方程式的书写规范等内容）、聚合物结构与性能（主要介绍聚合物的结构层次、聚合物的宏观状态以及聚合物结构与性能的关系）以及聚合物形成反应与聚合实施方法等内容。免费论文。从而达到从感性认识上升到理性认识，从生活中来，又回到实践中去，使学生感到学得实在，学有实用。免费论文。

其次是聚合反应部分，在讲授时以聚合反应机理为主线安排各项内容，先讲连锁聚合的典型代表自由基聚合，再对比介绍逐步聚合，主要是自由基聚合与线型缩聚的对比，最后介绍聚合物的化学反应。在聚合反应教学中，有许多基本概念、原理相似或相关；许多种类聚合物的结构、性质、制法、用途也相似或相关，在学习中容易混淆。通过引导学生对这些易混淆的知识进行比较归纳，同中求异，异中求同，就能使知识的理解更准确、更全面、更深刻。同时为了节省教学时间，达到职业教育“够用、实用、会用”的要求还减去一些理论推导工作，增加一些应用知识的介绍，与生活中所了解到的大量高分子材料品种对上号。比如，在高分子的分子量控制，动力学方程的建立等章节中多处出现一些类似的数学推导，在课堂上进行讲解需要大量课时。通过多年的实践，把详细的数学推导以参考文献的方式介绍给学生让有兴趣的、数理基础好的学生去自修。这不仅满足对丰富的高分子化学理论知识内容的要求，也满足了学有余力的学生需求，同时，这对鼓励自学、培养学习的能力和素质也是有益的。

最后是工艺部分，这部分在于编写的教材中是两章的内容，一章为合成工艺，一章是加工工艺。在具体教学中为了节省学时数，笔者也进行了适度的增减和调整。在教学中抓住四种聚合方法和典型的产品进行教学，比如介绍本体聚合方法，接着就介绍乙烯高压气相本体聚合及其加工应用，以此为代表说明塑料的加工；介绍溶液聚合方法后笔者删减了教材中丁二烯的配位溶液聚合，而是增加了醋酸乙烯酯溶液聚合并醇解、再缩醛化制维尼纶的工艺，借此说明纤维的加工。再就是采用比较对比的方法介绍悬浮聚合和乳液聚合，以丁苯橡胶的生产为例说明橡胶的合成和加工工艺。教学实践证明，将原本两章的内容变为一章进行组织教学，即节省教学时数，又具体形象，使学生易于接受。

三、 采用多媒体授课

制作与教材配套的电子教案及课件，已在2002和2003级学生中试用，这样不仅可以节约大量板书的时间，而且电子课件能做到图文并茂、生动直观，大大丰富了课程的信息量，从而提高了学生的学习兴趣和注意力，使学生积极主动地获取知识。电子课件除信息量大、形象、直观、准确外，可以根据需要随时切换到化工生产现场，既延伸了课堂又增强了课堂说服力，使同学们真切地感受到理论来源于实际，又对实际有明确指导意义，认识到知识的价值和意义，因而对创新充满激情。

四、 增加教学的实验环节，建立一套合理的实验教学考核方法

高分子实验是《高分子化学及工艺学》课程的重要组成部分。它不仅是为了强化所学的理论知识，更重要的是通过实验可以训练学生科学实验的方法和技能；培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。因此，尽管教学学时数和实验条件有限，笔者仍创设条件开设了有机玻璃、酚醛树脂、尿醛树脂、乙酸乙烯酯乳液聚合及聚乙烯醇缩甲醛--胶水的制备实验。通过实验让学生比较两大类型的聚合反应的特点，感悟高分子化学反应的特征，比空洞的理论说教效果好得多。在课程实验过程中，还可利用操作间隙与同学们讨论相关原理、技术、知识、经验和安全等方面的问题，及时、有意义地了解学生对知识掌握的兴趣，准确地把握学生在理论联系实际、动手能力和创造性思维方面的能力，有的放矢地去指出他们的不足之处。

为了避免实验设备有限，一部分学生赶马混骡，还建立了一套合理的实验教学考核方法，把实验考核安排在各类实验中进行，着重考查学生基本操作与基本技能训练的效果，考核学生掌握知识和运用知识能力以及观察分析和判断实验现象的能力，具体做法可从以下四方面考核学生的实验成绩：实验预习(15％ )。要求学生在实验前认真作好预习报告，了解和掌握实验原理、步骤和注意事项；实验前提问口试（15％ ）。及时检测学生预习实验情况，不合格不予准许实验；实验操作(40％)。要求在教师的指导下，能正确地使用仪器，正确地掌握实验操作基本技术；实验报告(20 )。要求学生做完实验后，对实验数据进行认真处理，解释实验现象，并对相关实验的思考题进行认真回答；实验作风、卫生、纪律(10 )。要求实验过程中保持安静、专心实验。其中实验报告除了考查学生所写实验报告的规范性外，还着重考查了学生的分析讨论部分。看学生能否联系已经学过的理论和已掌握的知识技能，对实验结果、实验条件、实验的方法和技术等做出综合性的分析评价。对于有独特见解或有创新思维学生的实验报告，将给予“综合分析讨论附加分”，加以鼓励；而对于分析讨论一般的报告，则不建议给予高分。实践表明，这种考核方法能有效地促进学生认真对待实验的每个环节，从而使学生的各项实验技能得到更有效的训练和提高，还有利于培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。这些措施也有利于学生的观察能力、独立思考能力、综合分析能力和创新思维能力的提高。同时也有利于教师全面、客观、合理地评价学生的实验成绩。

参考文献：

1.张其锦. 非本专业的“高分子化学”教学中的几点体会 [J]. 教育与现代化，1995（3）：28-31

2.冉蓉，丁泽扬，潘固平，王跃川.轻化工程专业的“高分子化学'课程教学改革[J]. 皮革科学与工程， 2004，14（1）：52-54

3.王香梅，张丽华. 关于《高分子物理》课程教学的思考 [J].华北工学院学报（社科版），2003，19（1）：42-44

4.韩冬冰、王慧敏. 高分子材料概论 [M].北京： 中国石化出版社， 2003年

5.于. 高分子化学及工艺学 [M].北京： 化学工业出版社， 2000年

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关键词：初中化学；品格；“三观”

由于中学生正处在身体发育和心理发展的重要时期，现代社会的转型使学生面临着生活、学习、升学等多种压力，且现在的初中生都是“90后”，多为独生子女，娇生惯养是他们的共性，加之社会上存在的一些负面影响，使一些学生品格方面不同程度地存在扭曲现象。然而，新的教育理念要让学生成长为富有爱心、具有社会责任感、品德行为良好的现代公民，因此教师必须结合所教学科特点，重视学生的品格教育，塑造学生的完美品格。

一、树立理想，增强信心

俗话说：“人无大志，枉活一世。”对正处于身心发展重要时期、世界观尚未成熟的中学生来说，树立远大理想尤为重要。有理想，才能有奋斗目标；有目标，才能有奋斗的动力。我们应该充分利用化学科学知识的作用及化学家的感人事迹，鼓励学生树立学好化学、运用化学，将来为祖国、为人类做出巨大贡献的远大理想和抱负。由于初中生刚接触化学这门学科，开始会对化学颇有些兴趣，尤其对化学实验更感兴趣。但当学到化学用语、元素符号和基本概念时，常会感到抽象难懂、枯燥乏味，往往会把化学视为“第二外语”或认为化学是一门“死记硬背”的学科，化学教师首先要为学生做好引导工作，揭掉化学学科“高深莫测”的神秘面纱，鼓励每个学生都能学好化学，增强他们学好化学的信心，从而增强他们实现理想的信心以及未来做事、做人的信心。

二、陶冶情操，磨炼意志

作为一名化学教师，要充分利用化学教材相关内容陶冶学生的情操，激发学生爱憎分明的情感，培养学生有爱心、感恩的心，把内隐在学生心灵深处的愉快、乐观、热情等良好的情感激发出来。如，介绍我国化学发展史上有过的冶金、陶瓷、火药、造纸、酿造等辉煌业绩来激发学生的自豪感。教学中要教给学生正确的人生观，抨击社会上一些不法之徒利用化学知识做假药、制等牟取暴利却使人们身心健康受到极大伤害以及有些小企业、小工厂、小作坊偷排“三废”给生态环境造成恶劣影响，激发学生对缺乏社会公德的行径的憎恶、愤恨感。

除此之外，教学中还要介绍历史上一些著名化学家在从事科学研究活动中，不畏艰难险阻，不懈努力，最终取得对人类社会产生巨大影响的成就，培养学生的坚强意志。如，著名化学家居里夫人对铀的发现，她对约四百吨铀沥青、二百吨化学药品和八百吨水一次一次地分离、一点一点地测量，才最终提取出一克铀。如此繁重的工程是在简陋的棚房里、煤屑飞扬的艰苦条件下完成的，没有顽强的意志力和坚定的信念是不可能实现的。这将有助于学生克服学习化学过程中产生的畏怯、退缩、盲从等不良品质，培养学生坚强的意志。

三、合作交流，团结协作

作为一名化学教师，要在教学中努力创设民主、平等、合作、和谐的课堂学习环境。教学中逐步改进评价方法，多采用鼓励性评价，淡化竞争意识，提倡生生、师生间的互助与协作，有效调动学生合作、交流的主动性。化学教学要从教室走向实验室，通过小组实验，多给学生提供交流与合作的机会，让学生体会到交流、合作后成功的喜悦，鼓励学生团结协作，培养团队精神。

四、勤于思考，勇于创新

教师要调动教材、资料、实验、多媒体、相互讨论等多种手段进行教学，鼓励学生从多角度去思考同一问题，寻求解决同一问题的不同方法，养成勤于思考的良好习惯，培养学生的发散性思维，从而培养其创新能力。新物质的产生往往是通过化学反应来完成的，因此化学学科，领域广阔，奥妙无穷，为创新人才提供了用武之地。鼓励学生有志于化学领域里探索研究，将来为祖国、为人类建设做出积极的贡献。

五、树立正确的审美观、价值观、人生观

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在化学教学中，跟化学有关的实验、问题、故事，史实、新闻、报道、实物、图片和影像资料等，都可以作为课堂教学的教学情境，用来激发学生进入学习，活动状态，以促进知识的建构，以及知识，技能和体验的连接。

（一）从生活中提取情境素材

生活中处处涉及化学知识，我们可以运用真实的生活情景创设教学情境，尤其是初中化学教学，更应联系日常生活，让学生从感性上体会到学习化学知识的重要性。

在学习“认识化学元素”时，可用《人体中的化学元素》图表来设置教学情境。

在学习“化学与能源和资源的利用”时可以联系家庭中所用的合成材料（如塑料、橡胶制品等）创设教学情境。

在学习“溶液”时，可以联系日常生活，如“萝卜、马铃薯在水中洗”形成悬浊液，用肥皂洗油迹形成乳浊液，用汽油洗油渍形成溶液。

在学习“物质组成的表示”时可以取许多日常生活中用到的药品，食品标签作为教学情境，并要求学生分析有关成分及其含量的意义。

在学习“酸碱盐”时，可以结合生活中一些小窍门创设教学情境，如“如何除去鱼胆的苦味”、“为什么有的馒头松而多孔”等

（二）从化学实验中提取情境素材

化学是一门以实验为基础的自然科学，化学教学离不开实验，化学实验是化学教学中设置情景的有利因素，利用实验可以设置许多生动、有趣的情境。

在学习“二氧化碳熄灭阶梯状蜡烛火焰”时，先收集两小瓶二氧化碳，先用一小瓶二氧化碳熄灭下层火焰，而上层蜡烛继续燃烧，后再用一小瓶二氧化碳熄灭上层火焰，让学生自我“发现”二氧化碳的密度比空气大，不能燃烧，不能支持燃烧。

在学习“氧气的鉴别“时，老师先不讲鉴别方法，而是用一带火星的木条，分别插入盛有氧气和空气的集气瓶中，引导学生“发现”鉴别氧气的方法。

在学习“分子”时，可用一根玻棒蘸一下浓盐酸，用另一根玻棒蘸一下浓氨水，然后在空中把两根玻棒靠在一起，但不要接触，发现在大量的白烟生成，再引导学生展开分析研究。

在学习“二氧化碳与水反应”时，取三去试管分装少许石蕊试液，用一支作比较，向第二支试管中滴入稀硫酸，向第三支试管中通入二氧化碳气体，注意观察颜色变化，将第二支、第三支试管内所得溶液再加热，注意观察颜色变化。

在学习氧气的性质一节内容时，可通过创设一组情况引导学生一步一步地深入探究氧气的性质。

情境一：收集有氧气的集气瓶和氧气钢瓶。

情境二：身背氧气瓶，头戴呼吸面罩的潜水员，宇航员或登山运动员的照片。

情境三：鱼在水中安稳地咂嘴、游动。

情境四：鱼塘或鱼缸正在用增氧的图片或录像。

情境五：木炭、硫、铁丝、石蜡在氧气中燃烧的实验，以及日常生活中燃烧现象。

（三）从社会实际中提取情境素材。

现代社会离不开化学，现代社会中处处有化学，从社会实际中可以找取大量的情境素材。

在学习“地球周围的空气”时，可以从大气污染、城市“环保汽车”的兴起、2008北京绿色奥运、新能源的开发利用等社会热门问题找取素材。

在学习“化学与能源和资源的利用”时，可用中国的化石能源、沼气、天然气，“西气东输”工程等设计教学情景。

在学习“化学物质与健康”时，利用化学史，向学生介绍的发展史，对人体的危害，告诫学生要远离，也可用吸烟者的肺部病理照片，录像或图片，教育吸烟有害健康，也可从近几年出现的酒精中毒，工业用盐中毒，变质食物中毒，以及“二恶英”等事件中提取情况素材。

化学与社会紧密相连，是一门孕育着巨大创新机会的学科，它和社会生产以及生命，环境等方面有着广泛而紧密的联系。无论是生活中接触到的新材料和新药物，还是新能源开发，环境保护等社会热门问题都与化学紧密相关。

总之“现代化工业生产与技术”，“化学与新材料”，“化学与新能源”，“化学与生活”，“化学与生命科学”，“化学与环境”等学科知识都可成为设计教学情境的丰富素材。

（四）从历史中找取情境素材。

从人类社会发展的历史中，可以找取许多化学教学的情境素材。

在学习“燃烧”时，可以介绍人类对火的发现和利用。

在学习“认识几种化学反应”时，可以中国古代的“湿法炼铜”设计教学情境。在学习“金属与金属矿物”时，可以介绍中国古代金属冶炼的成就和当代金属材料的开发利用。

设置情境时，不但要精心选择素材，还要讲究情景的设置方式。目的是要充分调动学生的多种感官来尽量充分地感知各种信息，形成比较全面的认识。实验是设置情景的重要方式，实验不但可以提供大量的情境素材，而且能够重现、强化、突出各种化学现象，富有真实性、知识性、应用性和趣味性。

篇5

摘要:1．机立窑水泥存在和发展的依据2．机立窑水泥发展的目标3．机立窑水泥的发展对策

1．机立窑水泥存在和发展的依据

1．1机立窑水泥在我国水泥工业发展中的重要地位

机立窑水泥在我国水泥工业发展史上做出了重要贡献。它有力地支撑了我国国民经济的持续高速发展，缓解了长期以来水泥短缺状态。自1985年机立窑水泥跃居全国水泥总量的80％以来，一直居高不下，占据我国水泥数量的主体地位。“八五”以来，水泥工业加大了结构调整的力度。新型干法生产工艺得到了快速发展，全国已形成了7000万吨的生产能力。但与此同时，机立窑水泥仍保持了较高的增长速度，2001年全国6亿吨水泥中有4.5亿吨是立窑水泥，仍占水泥总量的75％以上。可以预见在今后相当长的历史时期，机立窑将与新型干法窑有一个共存时期。在社会经济活动中仍将发挥重要作用，在交通不便，市场容量不大的地区，立窑水泥仍将有很大的存在空间，特别是西部大开发，机立窑水泥仍将以其独特的优势发挥着积极的作用。

1.2机立窑水泥存在和发展的必然性

1.2.1机立窑实质能生产出高标号的水泥

自80年代以来，由于立窑水泥新技术(如原燃材料预均化技术、预加水成球技术、预粉磨技术、窑体综合改造技术、小料球煅烧技术、生料速烧技术、水泥添加剂技术等)的应用和科学的企业管理，在全国涌现出一大批优秀的现代化立窑企业。它们的产品质量和各项技术经济指标完全可以和代表国内水泥发展科技水平的新型干法回转窑相媲美。如山东沂州水泥集团、山东庆云山水泥厂、山东齐银水泥有限公司、山东丛林集团水泥厂、广东梅塔水泥公司等厂，它们的熟料强度均大于52MPa，能稳定生产32.5、42.5级的水泥，其中山东庆云山水泥厂可生产52.5级普硅水泥，山东齐银水泥有限公司能生产油井水泥。长期以来，以窑型来判定水泥质量优劣的标准对我国水泥的发展是一种误导，影响了我国水泥结构的调整，既不科学，也不符合我国水泥工业的实际情况。有些地方出台了立窑水泥一律不能用于重要建设工程的规定，是不切合实际的。为此，原国家建材局于1996年向建材研究院下达了“立窑与旋窑熟料、水泥、砼性能特点及机理的研究”任务，再次以大量的试验数据证明了好的立窑水泥和好的回转窑水泥其质量基本相同。研究报告提供的大量科学数据和论据，为正确评价和使用立窑水泥提供了科学的依据，为正确认识和处理立窑和回转窑的发展产生了积极的影响。由于立窑水泥的发展基础差，发展不平衡，众多的立窑水泥企业发展参差不齐，确实存在着有些企业水泥质量差、不均匀、形象不好的现实。但是占立窑水泥总量20％的现代化优秀立窑企业的事实证明，立窑水泥存在着水泥质量差的原因不是窑型决定的，而是其他工艺条件决定的，通过加强技术进步和科学的企业管理，完全可以达到优秀的现代化立窑企业的水平。就是回转窑水泥中也不是全好。除新型干法回转窑外，小型中空回转窑、湿法回转窑、立波尔窑、亦存在提高和淘汰的问题。

1.2.2机立窑水泥适合中国国情

改革开放以来，国民经济的持续高速发展，拉动了对水泥总量的需求，这为投资省、建设周期短、可以滚动发展的立窑水泥提供了发展的机遇。

立窑水泥大量新技术的应用，奠定了立窑水泥发展的基础，尤其是“八五”期间推广的14项新技术，使立窑水泥的生产技术水平远远超过国外立窑技术的顶峰时期水平，出现了一大批不仅在产品质量上可以稳定生产32.5、42.5级水泥，而且综合能耗优于日产1000吨水泥的新型干法窑，在我国水泥工业中具有较强竞争力的现代化立窑企业。如表1所示。

日产1000吨新型干法与现代化立窑技术经济指标对比（见下表）。

窑型熟料28天ISO强度熟料热耗综合电耗全员劳动生产率

新型干法55-60(MPa)≤850(千卡/千克)110(度/吨水泥)≥1000吨/人.年

现代立窑55-60(MPa)≤850(千卡/千克)70(度/吨水泥)≥1000吨/人.年

由上表可可以看出，现代化立窑熟料质量、热耗和劳动生产率都与日产1000吨新型干法窑相当，但综合能耗明显优于新型干法窑。由此可见，现代立窑不应视为淘汰对象，现阶段也很难被淘汰。但我国立窑水泥企业起点低、发展很不平衡，先进的和落后的差距很大，工艺不完善，管理混乱，粉尘污染严重，产品质量不稳定的立窑数量还很多，不仅明令淘汰的4226家属此类，而未列入淘汰之列的也有相当数量落后企业。因此对我国的立窑水泥企业既要承认“立窑技术进步”的现实，又要承认“落后立窑”的存在，对先进的和比较先进的机立窑企业要充分肯定他们的进步，支持他们进一步发展提高。对于经过认证，产品质量完全达到国家标准的立窑水泥企业要取消其使用限制的有关规定。对有条件的要加速升级改造，使其达到现代化立窑水平，没有条件的要通过“行政”干予和市场竞争加速淘汰。行政干予主要是加大质量法和环保法的执行力度，凡是质量不稳定的劣质产品不能让其进入市场，凡是环保不达标的不允许生产，市场竞争要靠具有有序竞争，使优势的大型回转窑企业和现代化立窑企业扩大市场占有量，使落后企业失去市场而淘汰出局。目前凡处在优势明显的大型回转窑和具备经济规模的现代化立窑企业周围的落后企业，无论立窑和回转窑都没有生存空间。但目前具有明显竞争优势的大型回转窑企业数量不多，市场占有量和覆盖面还不够大，其全国性的淘汰力度还有限。因此现阶段淘汰落后，还要充分发挥现代化立窑的作用，要鼓励现代化立窑通过技术改造和资产重组发展经济规模，形成地域性优势企业，以加大对落后企业的淘汰力度。由此可见，现代立窑的历史使命还没完成。它在今后相当长的历史时期，还是我国水泥工业的重要组成和依靠力量，与大型干法企业一起肩负着优化我国水泥工业结构的作用，在淘汰落后的过程中，不断壮大和完成资金积累的现代化立窑企业将向更高层次的大型化和现代化发展。

1.2.3从我国水泥的消费结构看：基建、生产和农用比例约为25:30:45左右，中低档水泥占大多数，现代立窑水泥完全能满足要求。从我国水泥发展不平衡看，现代立窑在西部大开发和偏远地区仍有其存在和发展的基础，有人算过用旋窑代替立窑，目前4亿多吨的装备能力，至少需4000亿的投资、有条件的立窑完全可以改造成现代化立窑，满足生产建设的需要。国家没有必要投巨资在水泥方面。另外立窑水泥对原料适应性强，适于利废、对实施水泥可持续发展战略具有重要意义。

2．机立窑水泥发展的目标

新型干法回转窑水泥是我国水泥工业技术进步的方向，现代化立窑是我国水泥工业的重要组成部分，大型新型干法水泥集团的崛起和现代化立窑企业经济规模化、是中国水泥工业发展的方向，它对调整我国水泥结构，淘汰落后具有重要意义，可以予见，先进的机立窑向现代化立窑发展，落后的机立窑加快淘汰步伐是必然趋势。

现代化立窑的基本特征：(1)生产规模：达到年产能力三十万吨，西部地区二十万吨；(2)产品质量：能稳定生产32.5、42.5等级的水泥，富裕标号达到5MPa以上，并通过产品质量认证，熟料28天抗压强度达到52MPa以上；(3)环境保护：粉尘排放浓度达到国家标准；(4)其他技术经济指标：①熟料强度3天抗压≥30MPa；28天抗压≥52MPa②机立窑熟料单位截面积产量≥1800kg/m2.h；③熟料中F-CaO≤2.5％；④出磨水泥安定性合格率≥90％；⑤机立窑系统和磨机的有效运转率≥95％；⑥全员劳动生产率≥800吨/人•年。

3．机立窑水泥的发展对策

机立窑水泥的发展不是量的扩张，主要是质的提高，走内涵扩大再生产的路子，通过技术改造、新技术应用和科学的管理，使有条件的立窑逐步迈向现代化立窑，乃至更高的现代化集团。

3.1机立窑水泥发展的技术对策

3.1.1原燃材料预均化技术：原燃材料的均质稳定，并有足够的干燥物料储量，是保证生料质量的前提，生料质量直接影响立窑的产、质量，水泥均化决定出厂水泥的均匀性。与回转窑比较立窑水泥工艺缺乏的就是原燃材料预均化设施，这也是立窑水泥质量均匀性差的重要原因，因为目前的计量配料，仅仅是称称的重量，量量的体积而言，还达不到成份配料，既使达到成份配料，没有规律的原料波动，亦难以调整达到配料方案要求，目前采用的均化技术有：

(1)原燃材料均化技术：A、按质量要求，原燃材料定点采购，分堆存放，搭配使用。B.原燃材料预均化堆场，C.原燃材料预均化库。

(2)半成品、成品、预均化技术

A.多库搭配，机械倒库，气力均化等；

B.园库改造：在园库中设无动力均化装置，投资仅3万元左右，提高均化效果2.5倍以上。

原燃材料半成品、成品、预均化技术，可以参照回转窑使用情况比较选用，目的是投资少，效果好，达到均化之目的。

3.1.2采用磨前预破碎技术

在水泥生产中,粉磨电耗占水泥生产电耗的60-70％。磨机电耗有效利用率仅为5-7％,而破碎机的有效利用率可达30-70％；可见多破少磨是一项提高磨机产量，节约电耗的重要措施。

(1)生料系统预破碎技术

常规的工艺设计，生料破碎系统大多为二级或三级破碎，工艺复杂，设备多，电耗高，山东临沂金湖水泥厂生产的超细破碎机仅用一级破碎即可解决二级、三级的破碎任务，该破碎机入料度不大于500mm，出料粒度50-60％为面状，最大粒度≤8mm，与10万吨/年生产线配套破碎机电机仅75KW，台时产量50-70吨/时，仅用一班生产即可满足生产要求。生料系统Φ2.2×7m闭路磨机产量全年平均30吨/小时以上。2)水泥系统预粉碎技术

水泥系统预粉碎目前多采用在磨头加一细破碎机方案，但大多数因锤头、衬板材质问题而受影响。由破碎粉磨专家杨连国高级工程师发明的三合一高效冲击(磨)细碎机，解决了锤头寿命短，出料粒度不均匀、粒度不稳定，电耗高的缺点。一台破碎机有两个传动系统，外传动系统带动筛板对物料起筛分、反击和提升作用；内传动系统带动锤头实现对物料的高效冲击粉碎，内外回转体组合共同起破碎作用，底部排料，连续作业。该机与立破相比，装机容量低60％以上(同样50T/H产量，立破装机容量90KW，而本机仅为37.5KW，实际消耗仅15-17KW)，寿命长，无强制铣削和磨擦粉碎，材料消耗小，锤头无须频繁调整。(一般破3--5万吨水泥熟料调整一次)一付锤头可破碎水泥熟料5-10万吨以上)。入料粒度≤150mm，出料粒度≤3-5mm，该机运转性能好，对缩小入磨物料粒度是一项重要措施。

3.1.3优化粉磨系统技术

(1)缩小入磨物料粒度≤10mm。

(2)缩小入磨物料水份，(入磨物料综合水份≤1.5％)

(3)调整磨机配球方案，缩小平均球径，提高磨机填充率

(4)加强磨机通风。

(5)对选粉机进行改造。

(5)调整磨机和选粉机处于最佳匹配状态。

3.1.4优化机立窑系统技术

①对窑体本身进行综合技术改造，使窑体本身参数如：喇叭口角度、深度、倒喇叭口等处于最佳状态，烟囱、风机等要与之配套。

②加强立窑的保温。

③采用节能塔式篦子。

④对预加水成球系统进行改造，实施小料球煅烧技术。

⑤加强立窑烧成*作，确保立窑均匀、稳定地加料、卸料。做到大风大料，速烧快冷。

⑥提高立窑有效运转率。

3.1.5水泥工艺外加剂技术

3.1.5.1应用高效复合生料催化剂技术，提高水泥熟料强度，提高熟料产量，降低烧成煤耗。高效复合生料催化剂，是根据化学反应的催化动力学原理和结晶化学原理研制的一种大幅度提高水泥熟料产量、质量、降低烧成能耗的优于复合矿化剂技术和晶种煅烧技术的高新技术产品，该技术在不改变生产工艺、不增加设备投资的情况下，即可实现提高产、质量、降低成本、增加效益的目的。

(1)作用原理

高效复合生料催化剂中含有的高效矿化物质和多种微量元素(高效硅酸盐催化元素)，在生料中可大大地提高生料的易烧性。

①降低反应物质点间键能，提高化学反应活性，强化SiO2与CaO的反应能力。

②促使液相提前出现，增加液相量，降低液相粘度，降低烧成温度，加速硅酸盐矿物的形成。

③促使早强矿物及C3S微晶的形成，从而加速了硅酸盐矿物的形成过程。

④对C3S、C2S起稳定和促进形成的作用。

⑤造成硅酸盐矿物晶体缺陷，晶体发育不完全，从而起到活化作用。

⑥加入催化剂后，由于熟料在较低温度下(1200-1300度)快速烧成，因而窑内上火速度明显加快，底火上移而变薄，底火变浅，窑内通风阻力减少，有利于窑内通风均匀和熟料冷却，使整个熟料煅烧时间缩短，特别是减少了窑内还原气氛，使水泥熟料在煅烧时形成良性循环，故能提高熟料产量、质量，降低烧成热耗。

(2)掺加方式及掺量

本产品为粒状(或粉状)物料，在生料粉磨时均匀掺入；掺加量0.5-0.8％；使用高效复合生料催化剂后不再使用矿化剂和晶种。

(3)使用效果

①熟料台时产量提高15％以上。

②标准煤耗降低15％以上。

③熟料质量：三天抗压强度大于28MPa，28天抗压强度大于50MPa，f-CaO≤3.0％。

④吨熟料成本降低10元/T以上。

3.1.5.2应用高效复合水泥添加剂技术，提高水泥强度，降低水泥生产成本

该项技术是科技部、财政部创新基金支持的唯一的一项高新技术产品。中国水泥协会重点推荐产品，国家权威检测达标产品，国家发明专利。该技术对提升我国水泥工业技术水平，促进水泥工业绿化进程，改进水泥生产模式，具有重大意义。

在混凝土中我国水泥约有20-40％没有发挥水化作用。水泥的活性与水泥熟料的矿物组成，矿相结构有关，与水泥磨细程度、颗粒级配、颗粒形貌有关。如何使水泥(含混合材)更好地发挥活性。一是物理激发----高细粉磨；二是化学激发----采用对混凝土无害的化学物质激发水泥的活性。

(1)、作用机理：高效复合水泥添加剂通过助磨功能提高磨机产量，提高比表面积，从而提高水泥强度。其增强功能主要是添加剂中的化学物质与水泥中的硅、铝等进行化学反应形成有助水泥增强的中间物质，同时造成水泥氧化物的晶格缺陷，提高其反应活性。

(2)、使用效果

①提高水泥强度，改善水泥性能。

大量生产实践证实，利用该产品，可大幅度提高水泥强度，三天、七天强度(ISO)可提高20％以上，二十八天强度(ISO)可提高10％以上，凝结时间可缩短1-2小时，有效消除熟料中的游离氧化钙。使水泥的干缩性、抗冻融性、耐磨性、抗渗性、抗碳化能力、抗侵蚀能力、水泥颜色等得到有效改善。

②可大幅度增加混合材掺加量，提高水泥产量，降低水泥生产成本。

在熟料强度达50MPa(ISO)的情况下，矿渣掺加量可达50-70％，炉渣、煤矸石、粉煤灰、火成岩单独掺加时掺加量可达25-40％，混掺时可达30-50％，稳定生产32.5R级水泥，可提高水泥产量20％以上，消化掉本添加剂带入的成本后，可降低水泥生产成本10元/T以上。

③加快库位周转，保证水泥安定性出磨合格

④加速使生产线超过设计规模。若投资原生产线投资的八分之一，即可使水泥产量提高一倍。

⑤在同等情况下，可提高一个标号生产水泥，是生产高标号水泥的捷径，为实施ISO标准奠定了基础。

⑥各项经济技术指标保证符合国标要求，可获得凝结快、早强高、颜色好等水泥用户所需要的理想结果。

⑦大量使用工业废渣(30％以上)，可获得减免产品增值税和所得税的优惠政策。

(3)、产品使用方法。

在水泥粉磨前，由计量设施按0.6-0.8％的比例在磨头或选粉机回粉螺旋均匀加入，具体*作由技术人员现场指导。

(4)、注意事项

①混合材尽量干燥，入磨物料综合水分≤1.5％；

②粉磨细度≤4％，比表面积≥320m2/kg；

③尽量提高水泥中的Al2O3含量；

④找出石膏最佳掺入量；

⑤混合材混掺时，矿渣掺入量占50％以上。

(5)、经济效益分析

使用该技术，年产10万吨水泥厂，每年可净增利润百万元以上，若能争取免税优惠政策，效益更加可观。

3.1.5.3应用高效复合水泥助磨增强剂技术提高磨机产、质量

(1)高效复合水泥助磨增强剂的物质组成及性能。

高效复合水泥助磨增强剂是由石油精炼所得的磺化芳烃的醇胺盐、植物油和对水泥矿物具有独特化学激发功能的几十种原材料经特殊工艺加工而成，是一种新型的液体界面活化剂和激发剂。为有机物和无机物的复合产品，呈棕色，阻燃防腐，对人体、设备无害，物体稳定，不变质，可长久使用和保存。

(2)高效复合水泥助磨增强剂的作用机理

在水泥粉磨中，入磨物料与研磨体，衬板发生碰撞粉碎，使矿物的内部化学键断裂，形成带电荷的结构单元，吸附在研磨体和衬板表面，产生包球糊磨现象，水泥流动性降低，制约了粉磨效率。强力牌高效复合水泥助磨增强剂具有表面活性，它能平衡颗粒表面静电，降低物料表面张力和表面能，颗粒间的静电凝聚力得到屏蔽，清除了包球糊磨现象，使水泥粉体流动性提高，避免水泥细颗粒的过粉磨。提高水泥的比表面积，使水泥颗粒级配更趋合理，大幅度提高磨机台时产量，高效复合水泥助磨增强剂中的化学物质与水泥中的铝、硅等发生化学反应产生具有增强功能的中间物质，同时造成水泥中氧化物的晶体缺陷，从而提高水泥的化学反应活性，使水泥的强度大大提高。

(3)使用效果

在水泥粉磨中，根据水泥的配料组成及产品品种不同，吨水泥均匀加入200-400g水泥助磨增强剂，可取得以下效果

①可提高磨机台时产量20-40％。

②提高水泥的比表面积(30-50m2/kg)，同时增加水泥的流动性，防止过粉磨现象，使水泥颗粒级配更趋合理，有利于水泥强度的发挥，有利于选粉效率的提高。

③可大幅度提高水泥强度。三天、七天抗压强度提高10-20％；二十八天抗压强度提高10-15％。④节约能源，吨水泥可降低电耗8-12kwh。

⑤经济效益显著。由于磨机产量的提高和强度的大幅度提高，降低了电耗，可大大地提高混合材的掺入量，从而使生产成本大幅度地下降，吨水泥可降低生产成本5-12元，企业经济效益显著。由于混合材的大量掺入，可降低固体废弃物对环境的污染，社会效益显著。

⑥水泥安定性得到有效改善。

3.1.6环境保护技术

环境保护和可持续发展战略对机立窑水泥的防尘治理提出了更高的要求，目前立窑厂粉尘大、环保差、污染重，其根源不是立窑本身，而是对环保不重视。全国花园式厂很多，如北京平谷水泥二厂，山东博山水泥厂，都是学习的榜样。目前防尘设备技术比较过关，关键是使用。环保不达标，企业再好也将被淘汰，所以加强环境保护势在必行。

3.2机立窑水泥发展的管理对策

俗话讲“三分技术、七分管理”，在机立窑向现代化立窑迈进的过程中，管理显的尤为重要。

(1)要建立一套适合本企业发展需要，切实可行，便于量化考核的管理制度。其中包括：定额管理、成本目标控制、劳动管理、资金管理、激励机制等在内的管理制度。

(2)要加大执行制度的力度，在执行中不断提高和完善制度。

(3)对比先进的现代化立窑企业，做好技术经济分析，找出本企业与先进的现代化立窑企业的差距。制订措施，努力达到先进目标。

(4)企业要注重技术进步和管理创新，要使企业立于不败之地，企业必须时时创新。

(5)要形成一套适应市场经济发展的管理机制。

篇6

一、创设情境，促使学生体验化学知识的生成

皮亚杰认为，任何学习都要从情境开始。化学学习发生的第一步是学习者自己积极地投入到必须“去行动”的情境中，亲身体验化学知识的生成。因此，创设情境是促使学生体验生成的开端。

1.以丰富多彩的实验为背景引入

化学是一门以实验为中心的学科，以实验引出新知识使化学知识更富有表现力。一般在认识一种新物质时，可以先向学生展示实物，让学生观其色、形，体其状，闻其味，使学生对即将接触的物质产生直观、形象、生动的印象。还可以用趣味实验引入新课，趣味实验以其趣味性吸引学生观察、思考。如在学习钠的化合物 ——过氧化钠时，以“滴水生火”“吹气生火”两个小魔术引入，学生对有趣的实验现象非常感兴趣，也想自己来试一试，弄个明白。学生被吸引到新课中，好奇心促使学生进一步仔细观察和参与接下来的实验和教学过程，一步步地解决学生先前观察实验时在头脑中留下的一连串问号。

2.以思维冲突为背景引入

在学习过程中，问题意识是思维的起点，没有问题的思维是肤浅的思维，是不能发展的思维。学生在学习时，当用旧的知识体系不能解决新的问题时，不免会想到是否有新理论、新方法来解决这些问题呢?如在概念的学习中，要想让学生真正理解化学概念就要让学生知道化学概念的来龙去脉，只有掌握了新概念，学生才会有意识地运用新概念来解决问题。如学习“氧化还原反应”这部分知识时，在用初中有关化学反应分类的知识不能对给出的反应进行分类的情况下，引出新概念—— 氧化还原反应。学生在思维冲突中对氧化还原反应“为什么这样定义”“这样定义的合理性在哪里”有了一定的认识。教师要让学生体会思维冲突的过程，而不是照本宣科式地记概念，也就是不能只讲“是什么”，不管“为什么”，学生对化学知识的学习如果只是背一背、记一记，当然不能把概念理解透彻。而且，在思维冲突中理解概念学生不会觉得突兀，不会感到是强制性的，不是被迫必须学它，而是为了解决问题学它。

3.以化学科学发展史实为背景引入

化学科学发展的历史同时也是化学基础知识、化学基本理论逐渐形成和完善的过程。在化学教学中有必要向学生提供生动、丰富有趣的史实背景知识，但不是单纯的知识介绍，而是与相关知识点结合，让学生处于当时当地的情境中去分析问题，了解相关知识得来的过程。如在“铝及其化合物”这部分知识的教学中，作者尝试从化学史的角度引入新课：传说在古罗马，一天，一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯，这个人献上一个金属杯子，杯子像银子一样闪闪发光，但是分量很轻，是用这个人从黏土中提炼出的一种新金属制成的。这个皇帝表面上表示感谢，心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值，就下令把这位发明家斩首。从此，再也没有人动过提炼这种“危险金属”的念头，这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝。在19世纪以前，铝被认为是一种稀有的贵金属，价格比黄金还要贵。当一个欧洲君主买了一件安有铝纽扣的衣服时，他就瞧不起那些买不起这种奢侈品的其他君主。而没有铝纽扣衣服的君主，又是多么渴望有朝一日自己也能穿上这种带铝纽扣的衣服。铝现在这么普遍，但那时为什么如此贵重?原因在哪里?历史故事的趣味性就把学生引入课堂了。

4.以社会突发性新闻事件为背景引入

以新闻事件为背景引入新课，让学生站在新闻的角度用化学知识来解决遇到的突发事件。如在学习氯气时，引入发生在某地的突发紧急事故——氯气泄漏事件，以图片新闻的形式展示，对事件引起的灾难性破坏进行详细说明，给学生带来巨大的视觉冲击和心灵震撼，引起学生的高度警觉。学生不禁会想到应用自己学过的化学知识来解决这一事件，学生会提出：①我们应该采取哪些相应的对策来处理这一突发事件呢?②通过什么方法可以避免类似的严重事件再度发生呢?在接下来的课堂教学中，学生表现得乐于学习接下来的知识，并极力想办法解决提出的问题。

二、引导学生体验化学知识的形成和发展

1.让学生在生活中体验学习

美国教育家布朗认为：“学习的环境应该放在真实问题的背景中，使它对学生有意义。”这里的“真实问题”显然是指学生的生活实际。“问渠哪得清如许，为有源头活水来”，学生的生活实际，就是课堂教学的源头活水。在化学教学中，教师要想让教学更具针对性、实效性和主动性，就应充分挖掘贴近学生生活的信息资源，使学生产生难忘的化学学习体验;就要让学生在现实生活里，用自己的亲身经历感悟化学的魅力，提高自己的能力，同时也加强课堂与“真实世界”之间的联系。如在分析 Cl2的有关性质时，我们可以结合生活中漂白粉和漂白水的使用常识来加深学生对Cl2的性质的体验。

2.让学生在实践操作中体验学习

著名心理学家皮亚杰说:思维从动作开始，切断动作和思维的联系，思维就不能得到发展，人的手和脑有着千丝万缕的联系。”可见，在化学教学中思维与动手进行实验操作是紧密联系在一起的，实验在化学教学中有着举足轻重的地位，所以在化学教学中教师经常以实验激发学生的兴趣，用实验来验证学生的探究性假设，通过化学实验增强学生的体验。如在讲解金属钠与水反应的知识时，学生动手实验不但可以体验金属钠的取用方法，而且可以观察到钠与水反应的实验现象，进而可以对实验现象做出解释，这样，学生对钠的物理性质和化学性质都会有一个深刻的认识。

3.让学生在讨论或辩论中体验学习

体验式学习提倡在课堂上对某些问题进行讨论，只要时间充分、环境自由，学生在讨论的过程中会逐渐形成自己的观点，也会在多种观点的碰撞、交流中逐步丰富、完善自己的观点。用讨论或辩论的方法对实际化学问题展开探究，可以取得意想不到的效果。特别是当学生头脑里产生疑问，急于弄个水落石出时，进行小组讨论，他们将以跃跃欲试的姿态投入到争辩中。如在“氯水的化学性质”的教学中，由于氯水中存在多种微粒，哪些微粒参与反应，哪些微粒参与主要反应往往是学生最模糊且最需要澄清之处。可设计以下讨论问题：在含酚酞的氢氧化钠溶液中，逐滴滴入氯水，溶液的红色逐渐褪去。①分析红色褪去的原因;②设计实验方案证明溶液褪色的原因是哪一种微粒起主要作用。学生从氯水中存在的微粒入手，讨论氯水分别与NaOH、酚酞以及它们的混合物反应的情况，最后问题的焦点集中在：第一，次氯酸的漂白性引起褪色;第二，发生了中和反应，使溶液褪色。究竟是哪一种情况，教师可鼓励小组成员用实验来验证，学生在“讨论—实验”的过程中使问题逐渐清晰，认识得到升华和内化。

三、指导学生在获取新知识后进行反思性体验

反思即元认知，是对知识形成过程的监控与思考的过程，又称为反向性的思考，反映了学生自我评价、自我激励、自我监控的机制，因此，反思具有目标性、时效性。教师要有意识地指导学生在学习前、学习中、学习后反思。学生在学习化学知识之后不反思会减少收获，反思也是一种学习能力的体现。一方面，让学生在反思中感受学习成功的喜悦，进一步树立学好化学的自信心;另一方面，让学生在反思中发现自己在学习中存在的不足，在心理上进行相应的调整，能及时地、有效地采取相应措施改进自己的学习方式，从而实现对化学知识的主动建构。

在教学中，作者针对本班学生在化学学习中反复地犯同样错误的问题，引导学生对“错误”进行反思。具体要求是：学生每人准备一个“纠错本”，一个单元结束，将自己的错题按以下几个内容进行分析整理：①错题考查的知识点;②错误的原因;③正确解答过程——要有规范的格式和内容;④类似题——自己补充1～2 个与错题同类型的题目;⑤变式题——将原来的错题进行变化，考查不同的知识点;⑥教师评价——对学生的问题进行直接解答，与学生互动，写下对学生近期学习状况的评语;⑦疑点-——学生在反思、纠错过程中不明白或还需要进一步理解的地方。类似题与变式题以小组为单位进行交流，典型的题目在班级进行交流。这样，“纠错本”既是学生进行反思学习的载体，也是师生间进行交流互动的平台。一段时间以后，学生的解题习惯与能力有了明显的改善，学生的问题意识明显提高。

总之，体验学习就是以学生为主体，立足于学生对所学知识的有意义的建构，立足于学生从实际生活中感受知识的意义。从这个理论来说，教师的作用不再是给予“真理”，而是呈现事实，是在体验的过程中给予学生支持和必要的控制，帮助和指导学生在特定领域中建构自己的经验。“教师不是传授知识的工程师，而是知识的助产师”，教师不再是教学活动唯一的主角，而是学生学习的辅助者，教师的作用是使学生当前的所思、所做对他们自身是有意义的。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[S].北京：人民教育出版社，2003.

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事实上，三维动画作为计算机图形学中的典型代表，可以利用自身的数字化优势，凭借其在影视娱乐领域的优秀表现，有效地成为科教宣传的理想工具。

一、三维动画技术的发展及其在影视领域的应用

随着科学技术的进步，特别是计算机软、硬件的高速发展，一种全新的视觉表现手段——计算机三维动画技术展现在人们面前。计算机三维动画是以计算机为工作平台，应用专业软件（如Maya、Softimage）在虚拟的三维空间中构建角色对象，并赋予角色对象以纹理映射及运动特征，然后经计算机生成输出，生成形象逼真的动态画面。

1.三维动画的发展

早在1962年，计算机便有了自己的图形学理论，一开始主要应用于军事领域。直到上世纪70年代后期，随着PC机（个人电脑）的出现，计算机图形学才逐步拓展到诸如平面设计、服装设计、建筑装潢等领域。80年代，随着电脑软硬件的进一步发展，计算机图形处理技术的应用得到了空前的发展，CG（电脑美术）技术作为一个独立学科真正走上了高速发展之路。

运用计算机图形技术制作动画的探索始于80年代初期，当时三维动画的制作主要是在一些大型的工作站上完成的。在DOS操作系统下的PC机上，3D Studio软件处于绝对的垄断地位。1994年，微软推出Windows操作系统，并将工作站上的Softimage移植到PC机上。1995年，Win95出现，3DS出现了超强升级版本3DS MAX1.0。1998年，Maya的出现可以说是3D发展史上的又一个里程碑。一个个超强工具的出现，也推动着三维动画应用领域不断拓宽与发展。从建筑装潢、影视广告片头、MTV、电视栏目，直到全数字化电影的制作。

2.三维动画在影视领域中的应用

提到三维动画的成就不能不提及好莱坞对三维技术的运用。统计影史上最卖座的20部影片，会发现它们不是视觉特效大片就是CG制作的动画片。

1989年工业光魔为科幻经典《深渊》制作了影史上第一个电脑三维角色，这也为该公司在《星战前传》里制作Yoda大师进一步打下了基础。

1991年，《终结者2》中的液态金属人T1000成了影史上第一个电脑生产的主角。

1994年，《侏罗纪公园》中出现了影史上第一个由数字技术创造的、能呼吸的，有真实皮肤、肌肉和动作质感的角色。

2010年伊始，一部《阿凡达》在全球热映。三维动画绘制出如梦幻般的外星场景、高大的“阿凡达”以及未来人类使用的诸多武器设备等让人叹为观止。其国内票房总成绩已近15亿人民币。抛开该片编剧导演的巧妙构思和情节把握，也不谈商业运作团队制造出的巨大票房号召力，只是设想一下，如果没有三维动画技术，《阿凡达》会是我们看到的样子吗？

正是因为三维动画所具有的极大的创造自由度和逼真的视觉感受，能全面满足创作者塑造银幕形象的需求，三维动画这一技术手段的地位才得以在影视领域确立。

二、科教电影与科教节目

科教电影，简称科教片，是充分运用电影的艺术和技术手段，深入浅出地揭示自然和社会现象，普及和传播科学知识、科学思想和科学方法的所有影片的总称。

科教节目，如探索频道（Discovery）、国家地理（National Geographic Channel）等。

科教电影与科教节目可以统称为科教影视作品。其表现的对象非常广泛，内容十分丰富。其中有不少甚至超越了人类肉眼的观察范围和摄像机镜头的拍摄能力，像宏观的天体宇宙，微观的细菌病毒、分子原子，还有各种物理现象、化学反应，等等。也包括像心理活动、历史事件等具有一定人文色彩的内容。可以说科教影视是将科学文化与人文文化的整合。

三、三维动画在科教领域中的应用优势

1.三维动画在科教影视作品中的应用

在三维动画对科教影视节目的科学性表现上，以BBC科教节目《爱因斯坦》为例。片中使用大量三维动画技术将爱因斯坦相对论中难以理解的E=mc2——放射性元素从分裂到能量产生的整个过程展现在观众眼前。

娱乐性和艺术性方面的例子更是不胜枚举。从Discovery的 《工程大突破》《流言终结者》《与恐龙同行》到BBC著名的《历史》系列，再到国家地理频道《史前巨兽》《秦始皇的秘密》，等等。

2.三维动画团队在科教影视作品中的表现

究其共同点，使用三维技术表现的多是已经消失或现实存在但常规手段难以表现的生物或场景。三维动画团队的加入大大增加了影片的真实性与观赏性。在影片《工程大突破》中，观众得以从现实中无法拍摄的角度整体地感受诸多工程奇迹带来的震撼；在《与恐龙同行》《史前巨兽》中，观众们可以直观地看到栩栩如生的史前巨兽。如果没有三维动画团队，很难想象上述影片能够有如此生动的视觉表现力。

此外，由于掌握三维技术的制作团队与娱乐产业深入合作。对科教影视作品中影片风格、表现技法所造成的潜移默化影响也许未被人们充分认识。试想如果没有娱乐产业链中的制作团队加入，上述影片能否做到科学性、艺术性、人文性、娱乐性的合理整合？只有在科教影片制作团队中加入了好莱坞式的三维动画制作团队、音乐配音团队之后，这些系列片才成为了“科学领导娱乐”模式下制造的文化盛宴。

结语

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二、强化德育功能，培养现代意识是贯彻素质教育的标志 进行素质教育，思想道德素质起着导向、动力和保证的作用，是衡量素质教育能否得到强化的重要标志。德育工作并不仅只是校长、班主任和政治课教师的事，而应渗透到各个学科中去。“教书育人”是每个教师的责任，化学课也不例外。

1依靠化学学科的特点进行辩证唯物主义教育。化学学科本身充满着辩证唯物主义思想方法，我们可以在化学教学中通过质量守恒定律、分子、原子、离子、质子、中子、电子等建立学生的辩证唯物主义物质观；通过氧化与还原、化合与分解、溶解与结晶等内容树立学生的对立统一的观点；通过元素周期律等内容帮助学生理解量变到质变的规律；通过酸、碱、盐、氧化物间的相互关系以及烃和烃的衍生物之间的衍变关系培养学生的联系转化的观点；……总之，在化学教学中主观能动地进行辩证唯物主义教育，有利于学生树立正确的世界观，用辩证唯物主义的思想方法来分析问题、解决问题。

2在化学教学中，应结合教学内容不失时机地向学生进行爱国主义教育。化学发展史是对学生进行爱国主义教育的好素材。教学时，应确定好知识传授与德育的最佳结合点，潜移默化地自然渗透，达到“润物细无声”的境界。如我国是世界上最早利用煤、石油和天然气的国家，古代的四大发明，化学方面就占了二项；爱国科学家侯德榜创造的“侯氏制碱法”填补了我国“纯碱”工业的空白；我国首先在世界上合成了具有生物活性的“结晶牛胰岛素”；等等。特别是改革开放以来，我国化学工业迅猛发展，钢铁、能源、水泥、化纤等年产量均居世界前列。这样，寓德育于化学教学之中，点燃学生的爱国之火，使学生产生强烈的民族自豪感和使命感，坚定他们为祖国现代化建设而努力学习的信心。

3在化学教学中，要加强化学与社会、化学与人的关系的教学，使学生了解化学与现代社会的关系和影响。教学中，结合教学内容适时穿插和渗透一些现代社会面临的、急需解决的重大问题，如淡水资源的危机、主要能源（煤和石油）的危机、环境污染（臭氧层破坏、温室效应、酸雨等）。如在教学“NO和NO2是污染大气的重要污染物”时，可介绍这些氮氧化合物受日光紫外线的照射后，发生一系列光化学反应，形成光化学烟雾污染事件。如1943年9月，发生在美国的“洛杉矶烟雾”就是光化学污染的典型事件。学到SO2、SO3的性质时，告诉学生硫氧化合物会污染环境，严重危害人们的健康。1952年12月发生在英国的震惊世界的“伦敦烟雾”事件就属此例。再如由CO2、CH4等引起的“温室效应”，氯氟烃引起的臭氧层破坏，塑料形成的“白色污染”等等。以此培养学生形成三个观念：爱护淡水资源节约用水的观念；防止污染，保护良好生态环境的观念；节约能源，合理利用现有能源的观念。强化两个现代意识：科技意识和减灾意识

三、养成思维习惯，学会思维方法是落实素质教育的核心 21世纪更需要能力型人才。民族的进步，国家的富强是同整个国民的素质是密切相关的，因而我们应重视学生能力的培养。化学教学中能力的培养主要包括观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等的培养，而发展思维能力是能力培养的核心。在教学中，我们应使学生养成良好的思维习惯，学会科学的思维方法，诸如求同思维、求异思维、逆向思维和联想思维等。

求同思维是教学中常用的思维方式。求异思维是一种创造性思维，要求学生对同一材料从不同角度、不同形式、不同耦联关系去探索结论。因此，在化学教学中应注重加强这方面的训练。例如，二氯苯有三种同分异构体，四氯苯有几种同分异构体？按常规，学生会先写出四氯苯的一种结构式，然后用变换氯原子位置的方法逐一去找，此法很慢且易出错。若能变换角度去考虑：二氯苯的三种同分异构体是二个氯原子在苯环上分别呈邻、间、对位，如果我们改换一下观察问题的角度，把四氯苯看成是苯环上两个氢原子分别呈邻、间、对位，就很容易知道四氯苯也有三种同分异构体。培养学生的求异思维，应做到对一式或一题要多思、多变、多解、多联，才能使学生的思维不局限于某一固定思维模式之中，受思维定势的束缚，表现出思维的灵活性、变通性和发展性。

逆向思维是从顺向思维的反方向去思考问题，也就是通常所说的“反过来想一想”。在化学知识中，有大量的可逆思维的素材。如元素的“构、位、性”互推，有机物官能团与化学性质的互推，各种不同浓度的互算，根据化学方程式的计算，有机化合物合成路线的选择等逆向思维训练的教学内容，以此促进学生逆向思维能力的形成和发展。

联想思维是指对有相似特点的事物通过对比联想，推测其

它方面相似性的一种逻辑思维方法。化学教学中，有许多物质之间存在着相似的结构特点，因而具有相似的化学特性。如硫氰〔（SCN）2〕与卤素有相似的结构特点，从而性质也相似。这样，通过类比联想，写出硫氰与NaOH溶液、乙烯等反应的化学方程式。由醛基官能团的特性，可联想到具有这种官能团的物质，如醛类、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖等都可能发生银镜反应。由相似性质的气体可联想到其有相同的制备装置。如：O2、NH3、CH4组，Cl2、HCl组，H2、CO2、H2S组等。学生一旦掌握了联想思维的方法，就可举一反三，减轻学生负担。四、增强应用化学知识解决实际问题的能力是提高学科素质教育的重要手段

知识的积累，智力的发展，能力的提高，重在于应用。学生的化学素质不仅在于其掌握化学知识的多少，也不仅仅在于其能解多少化学难题，更重要的是看他能否运用化学知识去理解、解决生活中的化学问题，去学习新知识以适应社会发展的需要。因此，在化学教学中应紧密联系生活、生产、科技等方面的知识，训练学生应用化学知识解决实际问题的能力。

首先，让学生从解释身边化学现象、处理身边化学问题做起，引导学生用所学知识去观察生活、解释生活中的化学现象，处理一些生活实际中的问题。例如，可结合消防常识介绍一些灭火器的类型、用途及操作方法。如在介绍泡沫灭火器时，可问学生：灭火器中盛装的是什么溶液？玻璃筒中装的是什么？铁筒中装的是什么？使用时发生了什么反应？它的灭火原理是什么？灭火时应该怎样操作？再如学到《硫硫酸》一章的计算题时，不妨让学生算一算所居住的城市一年由于烧含硫的煤向空气中排放多少SO2，能形成酸雨的量，酸雨对大自然有什么危害，如何治理等问题，强化学生的环境保护意识。对农村学生可提出如何科学使用化肥，各种不同的化肥对土壤酸碱性有何影响，并用盐类水解知识解释，使学生了解科学种田的重要意义。诸如此类问题，不胜枚举。

其次，尽可能多地让学生了解化学对现代社会的影响，了解化学在现代科学技术、生活中占有的重要地位。从电子计算机、生物工程、新材料、新能源、空间技术、海洋工程等领域，撷取富有知识性、趣味性的材料，扩大学生的科学视野，激发他们的求知欲，增强他们应用化学知识了解自然、了解社会、促进社会发展的自觉性。

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【关键词】3d打印建造；3d打印材料；建筑发展一体化

1 引言

自上世纪50-60年代的现代建筑诞生至今，建筑界在设计及建造上，思路方法依然在当时建筑理论设定的大框架内延续发展。设计上，数字化技术可随机生成蕴含变化规律的图案、形体，丰富了空间造型，开拓了设计者的思维，推进了快速标准化、规范化制图和建模推敲造型、空间的发展。建造上，可借助电脑实现建筑建造进程的模拟和控制，实现预制标准的工业化操作。但是即使如此，领先的数字化生成技术与传统建造技术之间所产生的脱节矛盾，使得由计算机辅助生成的建筑空间形体，依然需要由传统的材料组构和传统的建造工艺来建造。此矛盾不仅使创意空间实现的可能性受限，而且即使实现，往往工程操作繁琐复杂，建造代价不菲。而在信息时代的当下，个性化的空间设计追求成为追捧，这使得该矛盾尤为突显，成为建筑进步发展的重要阻力和瓶颈之一。何种建造方式才能填补与数字化设计技术之间的不平衡发展，新的建筑时代何时才会来临？ 成为建筑界的关注焦点。

2 技术变革下的建筑发展应对回顾

纵观西方建筑发展史，各时期建筑均在材料工艺和建造技术的发展支持下，建造出满足当时社会需求的空间，形成有别于前时代的建筑风格。古罗马建筑运用以天然火山灰为活性材料的天然混凝土，创造了有别于古希腊梁柱结构的拱券结构，满足了当时对大空间的需求，形成新的建筑艺术形式。拜占庭建筑，砖的运用及砖砌技术的发展，孕育了帆拱技术，使建筑有了向高处发展的可能性。哥特建筑能有高耸入云的建筑造型，得益于当时的结构体系发展。文艺复兴重视“人”和现实世界观念的艺术思潮，催生了世俗建筑类型的发展，带来建筑体系的根本革命。

现代建筑因社会需求、新材料、新技术和艺术理论等各因素集聚引发建筑变革，最终摆脱了传统建筑形式的束缚，创造出有别于之前的全新的建筑结构、形式、施工工艺和新的建筑理论，并延续发展至今。此后，建筑形体、风格等因建筑材料、施工工艺中的一项或多项因素的改进，形成在某方面的特色创新。那么，在当下的信息时代，追求个性体现的社会新需求，随着3D技术的兴起和发展，将带来何种建筑应对变革。

3 社会新需求和新技术

3.1 新的生活方式衍生新的建筑需求

在网络和多媒体技术的支持下，信息时代在传统的信息传递物质载体外，创建了可实现信息交互的电子网络渠道。它从根本上改变了人们的生产、生活方式和文化审美趋向，催生出新的建筑空间需求。

（1） 追求多功能的复杂建筑空间。“无纸化”办公、电子商务等生产、生活方式上的调整，带来足不出户就能与外界保持紧密联系的时空分离式工作和生活方式。但强化体现个人爱好的空间追求时，个体依然需要和社会保持密切联系的心理需求，催生了私人、公共空间之间的互融需求，表现在对多重功能组合的复杂建筑空间的追求。如已经流行的包含办公、居住、购物、娱乐等集中式多功能综合体，使个体在尽情享受私密空间时，能近距离地接触社会。

（2） 偏爱个性、可变的建筑空间。先进的网络媒体技术，可将其它地方的空间感知转化为媒体的感知，制造出实体环境不存在的虚拟现实，由此产生互动、可变的空间体验价值取向[1]。在建筑上，除表现为电子空间介入形成虚化的空间表现，更多地表现为对能体现个体特征的多元可变空间的喜好。

3.2 3D打印技术（3D printing） 的兴起

3D打印技术（3D printing）通过烧结或粘接“构造的微小单元（粉末或颗粒），一层一层地累积“增加”成整块原材料[2]”，被誉为“第三次工业革命”开始的主要标志。它打破了遏制传统制造业的核心问题――建模，无需建模即可精确打印出计算机上生成的形体。自投入工业化生产至今，已经相对成熟地运用于众多领域，在建筑行业，亦已经逐渐以树脂、生物材料为主要材料，推广应用于打印建筑模型，而且随着合适的建筑打印材料（如无机胶凝材料 ）出现，相应推动了3D打印建筑的社会应用进程。

传统的建筑构筑方式和3D打印建造技术，在原理上基本都属于增材制造（窑洞类传统建筑其中有减材和增材两种建造方式），都是将各建筑元素组合构成整体。它们之间最大的差别在于：①3D打印建筑能在计算机控制下，由机械装置自动完成，提高了建造的自动化程度，减少了人力、物力成本；②无需模具，就能精确打印出计算机上生成的复杂形体，这是目前传统建造方式上存在的短板，则是3D打印建造的亮点，形体越复杂，它的优势越大。

（1） 3D打印的建造工艺[2]

建筑领域中的3D打印，目前典型的应用工艺有两种：①轮廓构筑（CC=Contour Crafter ） ：这是针对建筑物墙体建造设计而改良的3D打印方式，使用一体式的“纸和墨”。打印过程中，用通常使用的混浆泵将混凝土或干混砂浆等打印材料送至打印头的喷嘴，打印头在龙门架的支撑下进行三维空间的运作。此外，为增加墙体结构强度，可以进行异性或异质部件的插入，如在成型轮廓内部，放置钢筋再打印填充常规混凝土。②粘接沉淀成型（SDM =Sticky deposition modeling） ：这种工艺是将3D打印的基本工作原理直接应用于建筑。原理是砂粉层是打印“纸”， 粘结剂是打印“墨水”。按照设计模型数据，在每层砂石粉上的设计区域打印胶水，反应硬化后清除散砂石粉，得到打印的物体。因每一层打印都需要满铺粉床，就需要有非常庞大的打印机和巨大的砂石粉床，它相对适合打印小型的复杂形体。此外，在以上两种方式上进行的改良工艺，将粉料，骨料或液体的原材料，通过一种多通道的混浆喷嘴，在需要时计量混合挤出，优点是不需要料床，如MIP工艺 （Mixing In Position）。

（2） 3D打印建造方式

因3D打印机和普通打印机一样，打印尺寸和精度、分辨率成反比，考虑建筑体量的差异性，选择合适的打印方式非常重要，目前共计有四种方式：

1） 整体式打印。即整栋房屋用打印机一次性打印建造完成。这种方式需要有适合房屋大小的的大型龙门架或砂石粉床，其中，材料、控制和精度等问题是需要解决的技术关键，相对比较适合于小型房屋的建造。如美国南加州大学的Behrokh Khoshnevis教授设计的巨型3D打印机，采用轮廓构筑工艺，可以在24个小时内“打印”出一幢面积为2500英尺的完整房子，如图1。

分段组装式打印。即建筑模块化建造，预先将电脑建筑模型分拆成几部分，在工厂打印好，然后在现场一起组装。这种方法相对解决了房子尺寸的限制，但是现场的组装工作增加了现场操作成本，并且对部件的大小和重量有所影响。

2） 群组机器人集合打印装配。原理相当于由诺干个路径可控的打印机，按电脑模型要求，协同建造整栋建筑。这样，建筑装置（机器人）的尺寸跟房屋尺寸无关，可以非常小；同时机器人的智能要求也相对大大降低，增加了实际应用的可能性。如欧洲空间局公布拟采用群组机器人3D打印技术在月球上的宇航员基地，如图2。

3） 局部打印建造。即3D打印技术和传统建造方式结合，发挥3D打印易于打造复杂形体的优点，实现互补。方法有二：用3D打印机打造形体框架，在其中植入其他材料以达到结构所需的性能要求；或者带有一定异形体的建筑，规整部分采用传统建造方式，异形体部分采用3D打印建造技术。

（3） 应用趋向及发展瓶颈

3D打印技术能低成本、快速、自由地打印复杂形体，以及无建筑垃圾产生的优点，吻合当下对个性化和环保节能的追求。基于目前3D打印建筑的技术水平，它可能将首先大量应用于与传统建造技术结合的局部复杂造型的打印制造、个性化需求的小型建筑、装置等建造。如造型模拟莫比乌斯环的“景观房”（Landscape House），由荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars与Enrico Dini（D-Shape 3D打印机发明人）合作采用D-Shape 3D打印机建造。方法是由打印成6x9m的部件拼接成建筑的主体外观框架，然后用纤维强化混凝土进行填充，并在建筑中置入钢筋和混凝土，使其更加牢固，计划历时一年半，于2014年完工，如图3。

3D打印技术在建筑界推广应用的技术瓶颈：①打印尺寸。尽管3D打印机正不断向大尺寸打印发展，但是建筑体量和一般物件的尺度差异太大，机器越大，其精度、速度越低，成本越大，其优势就越小。如“景观房”的打印建造就因为建筑体量超出打印范围，只能采用打印部件后拼装装配的方式。这可通过技术升级或者选择合适的打印方式来解决，如集群机器人打印等。②打印建造时间。为让3D打印适用于建筑界，建造适合建筑尺寸的特大型打印机是其中的应用尝试之一。但是机器尺寸的大小与打印精度、速度成反比，大大削弱了3D打印快速、精确的优势。如耗时一年半的建造上例的“景观房”，并没有体现出3D打印快速建造的优点。③软件开发/集成技术：在软件开发上，除提高打印精度等性能外，亦关注探索如何以小尺寸打印机打印出大尺寸的建筑可能性 。而跨领域的软件集成操作，是3D打印技术实现设计-建造一体化的关键点。④打印材料：3D打印具有在打印过程中可发生化学反应以生成新材料和新结构的特点，并需要使其能在足够短的时间内，初凝固化到能够承载自重和打印动荷载[2]。因此合适的建筑打印材料是促成其能在建筑行业大力发展的技术关键。

4 建筑未来发展趋势构想

4.1 材料重要性突显，由材料师新工种配合

目前，随着3D打印建筑技术的发展，除主要应用混凝土和干混砂浆等无机胶凝材基的材料外，建筑垃圾、生物纤维材料和复合材料等新型建筑打印材料也得到相应研发和关注。

（1） 建筑垃圾：拆迁建筑的基础、梁柱、墙体和楼板等废料，其主要成分还是石灰、水泥和砂等建筑用材，可以在加工处理后成为很好的骨料、填料。

（2） 生物纤维材料技术――菌丝体。

属于绿色新能源材料的菌丝体，能以农业副产品和农业废料为生长介质，采取生物生长技术进行快速生长。成型后的菌丝体仅需加热脱水既能停止菌丝体继续生长，脱水定型后的菌丝体不仅重量轻、结实耐用，而且具有很强的生物降解作用。可打造成比混凝土还坚硬的防水、防腐、放火的环保型建筑材料 。

因与3D打印技术一样具有不需要生产再加工环节的相同特点，可以让菌丝在3D打印的框架路径内生长填充，长成后进行加热脱水定型。这将免去或减少钢筋、水泥和石沙等消耗型建材的使用，减少施工场地面积，节约建造成本；而且废弃后能直接降解，形成循环用材，达到环保建造的真正目的。

（3） 其它复合新材料。

智能材料、纳米材料、及复合材料等均有可能成为3D打印建造材料。如新近研究人员基于在自然材料中发现的样式，利用3D打印过程发生的电化学反应，成功复制出骨骼复杂的分层结构，这种3D打印骨骼材料比任何组成部分的抗断裂性要强许多倍 。

由于3D打印过程是诺干种原材料发生电化学等反应，重新生成为一种新结构，来实现支撑整体重量的过程。因此材料的特性及合成反应过程将决定打印生成物结构上构造特点以及所呈现的物理和力学特性。在未来的打印建筑过程中，为确保打印生成所需的材料结构，保障建造的质量优化，将由材料师这一工种予以配合，来选择不同的打印工艺方法和确定打印的速度、效率和精度。

4.2 建筑设计-建造一体化

3D打印快速成型技术如果能集成CAD/CAM、激光技术、数控技术、材料工程等多项技术， “建筑设计-建造一体化”的理想概念将完美实现[3]，它将作为信息时代新兴的数字化建造方式，与当下已经普及的数字化设计衔接成整体，彻底解决目前与传统建造方式之间技术脱节的矛盾。

整个 “设计-建造一体化”操作建造过程中，建筑设计师在规划要求内，按业主的需求运用数字化建模生成模拟空间。在结构师和材料师的配合下，选择受力结构类型，确定各部分用材，因3D打印过程中将生成新的材料结构，在结构受力上需利用软件进行整体测算分析，梁、板、柱的结构划分可能需要重新定义。最后，在建造师的配合下依建筑体量的大小，选择建造打印工艺和方式。可以说在3D时代，建筑的建造，无疑与工业产品的生产相类似，施工场地将如同生产工厂，打印建造过程中，需设计师、结构师、材料师和建造师“多位一体”协调配合建造。

4.3 功能空间量身定制的社会制造

“设计即建造”的大融合，业主等可按个人需求进行虚拟空间体验，参与建筑设计-建造的全制造过程，实现全民参与的社会制造 ，达到真正的人性化设计和建造。因“设计-建造一体化”紧密、高效的运作过程，复杂结构的建造成本不再是主要问题，因此能以业主人体的3D模型为基准，选择适宜的空间高度和大小，按需求推敲各不同功能空间的组合，如同私人定制般进行功能和空间的设计、建造。

5 结语

当下，随着材料、技术的进一步完善发展，又呈现出建造技术领先的局面。如果社会需求和艺术理论的呼吁能起到助推作用，3D打印建筑技术在设计、建造的相关规范、技术要求的配合下，不仅能真正实现建筑计算机数字化生成和现实制造同步的空间生产，而且将会随之催生新的建造方式和空间形体，为建筑界发展注入活力，引发新一轮建筑发展思潮，朝个性，低成本、快速和环保的空间形体建造时代迈进。

参考文献

[1]王立全.信息社会对建筑空间发展的影响[J].西北建筑工程学院学报（自然科学版） ，2002（04）： 24-28.

[2]蔡兵.3D打印建筑技术和干混砂浆行业的未来发展[J].中国建材报2014， 11.

篇10

近年来,随着我国国民经济的发展,生活质量不断提高,我国居民的消费理念不断转变,汽车源源不断的进入普通家庭。由于我国人口的基数较大,直接导致我国汽车的保有量激增,中端车和低端车占主要市场份额。中端车和低端车的排放物,相对较多。现代城市,从机动车排气管排出的废气为主要污染物质。这些有害物质散发到空气中,并达到一定浓度后,将会对人和生物的健康和生存造成严重危害。

科学分析表明,在汽车的尾气中,其组成成分是非常复杂的,不是单一的物质,而是由多种化合物组成,有产生污染的部分,对人类的健康有较多的不良影响;也有对人类健康无影响的部分。但前者的占主要比重。汽车的有害排放污染物主要由以下4部分组成[1]。

(1)固体悬浮颗粒:其成分复杂,与炭的功能类似,具有较强吸附能力,但固体悬浮颗粒吸附各种对人类健康造成巨大威胁的物质。颗粒在空气中长期存在,去除较困难,此外,由于悬浮颗粒的直径极小,人类光凭视觉和嗅觉是无法分辨的,所以通过呼吸作用,悬浮颗粒能“轻松”进入人体肺部,能引起呼吸系统疾病。此外,悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛,引起炎症,导致皮肤和眼睛“过敏”[2]。(2)一氧化碳:是对人类生命造成威胁的“危险气体”,是人类眼中的“毒气”。与人类的生命直接相关是因为其与血红蛋白结合的速度比氧快,而氧气是人类赖以生存的根本,是生命的最根本保证。一氧化碳对人类的致命影响机理是:其通过呼吸作用进入血液循环后,迅速与血红蛋白结合,能削弱输氧功能,能造成人的机能障碍,即“窒息”。所以,即使吸入微量的一氧化碳,也可能造成巨大的伤害,产生无法预计的后果,产生巨大的损失。(3)氮氧化物:其组成成分主要是NO和NO2。一氧化氮是不稳定的,所以在一定条件下,最终转化成二氧化氮。两者都是气态,由于气体具有非常好的流动性,所以难以去除。由于气体具有强烈的刺激的气味,对呼吸系统影响较大。此外,与雨水产生化学反应,对自然界有巨大的“腐蚀作用”。(4)碳氢化合物:当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下,极易导致“光化学烟雾”,会造成“二次污染”。光化学烟雾可以随气流运动,即使距离遥远的城市,也能深受其害,形成“被污染”。光化学烟雾,在世界各地,频频发生,敲响人类的环保警钟。其对人类最直接的健康影响是极易产生喉咙炎症。

当二氧化硫的浓度达到一定值时,如遇雨水的天气状况,会形成“酸雨”,其危害是:导致植物的根部腐烂,农作物的产量大幅下降,森林的生长周期延长。近年来,全球气候不断变暖,季节特征越来越不明显,四季紊乱,尾气中二氧化碳则是导致上述变化的罪魁祸首。全球温度的提高会导致两极的冰川融化,全球的水位上涨,对距离海平面比较近的国家和地区的存在,造成巨大的威胁,给城市的生存带来了巨大的挑战,如果海平面继续上涨,会造成很多城市被“吞噬”,将从地球上消失,不复存在。

2 我国的尾气排放标准及发展史

基于以上危害,必须从国家的角度出发,进行治理,势在必行,刻不容缓。我国尾气排放的控制,分五个阶段,根据我国的国情,层次抵近。第一阶段:历时五年,时间截点从1999年1月1日至2003年12月31日,必须达到的排放标准限值为:CO≤3.16g/km;碳氢化合物必须低于1.13g/km;颗粒物必须低于0.18g/km。与欧洲一号排放标准一致。第二阶段:标准细化,要求提供:汽油车排放标准:CO≤2.2g/km,碳氢化合物必须低于0.5g/km。柴油车排放标准:CO≤1.0g/km,碳氢化合物不超过0.7g/km,颗粒物不超过0.08g/km。第三阶段:与欧洲Ⅲ号的排放标准相一致,通过对车辆排放系统的监测,严格执行排放标准,治理力度加大。但在此期间,由于我国国情的制约,车辆使用的油品质量较差,因此,实施国三标准,作为过渡。严格的欧洲排放标准也会在2005年至2008年间实施(欧Ⅲ和欧Ⅳ)。第四阶段:北京年内将在全国率先实施更为严格的机动车国五排放标准。

3 改善尾气排放的措施

3.1 提高燃油品质

利用现代的科学成果,进行燃料开发。以汽油中按一定比例掺入汽油为例:车用乙醇汽油适用的车辆类型点燃式发动机,即不适用于压燃式发动机的各类车辆。车用乙醇汽油中的乙醇具有优良的助燃效果,即使发动机气缸的压缩比再大,也无法实现汽油的燃烧效率是100％,另外由于乙醇中的辛烷值指数比汽油中的要高,辛烷值的高低直接决定燃油抗爆性能的优劣,即乙醇的抗爆性好于汽油。所以,乙醇按一定的比例配入汽油中(汽油所占比重大),可使辛烷值提高,提高了燃油性能。由于柴油机的技术特点,乙醇不能与柴油配合使用。大量数据表明,开发乙醇作为汽油的替代燃料,可以降低人类对汽油的依赖性,是一项有利于保护环境和资源的重大课题。

3.2 添加物

可以在车用汽油中添加能改善汽油性能的有机溶剂。有机溶剂,利用“相似相容”原理,能有效地消除汽车燃油杂质积聚产生的沉淀,能提高燃油的利用率。杂质可能引起油路阻塞,所以有机溶剂对油路能良好的疏通和清洁作用。应用Pt/Al作催化剂可使汽车排气中的CO燃烧更完全,应用Fe/Al可降低汽车废气和工业废气中SO2和NOx的排放量,上述技术在国外汽车的汽车生产厂商中已应用广泛。

3.3 改善喷油器的质量

若油品的燃烧不完全,油品的只要成分是C,会产生大量的积碳,由于积碳具有吸附作用,会产生积聚现象。积聚的积碳易引起堵塞,引起发动机故障。改善喷油器的质量,提供高压的燃料,使发动机在理想的时刻喷油,采用ECU控制的点火系统,促进燃料充分燃烧,提高燃料的利用率,减少一氧化碳、碳氢化合物等有害物质的排放,延长发动机的使用寿命,提高了汽车使用的经济性。

4 结语

千里之行,使于足下。环境保护,要从长远的角度出发,要具有预见性。为保证大气环境的洁净,从我做起,从日常生活做起。今后城镇的现代化建设,要合理设计城市居民的日常生活,以步代车,提高环境保护意识,减少汽车排出的毒素。

参考文献

[1] 高延龄.汽车运用工程[M].北京:人民交通出版社,2004(2).