环境和化学论文范文

时间:2023-03-30 10:15:26

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环境和化学论文

篇1

关键词:理想和信念 网络 大事件

理想和信念是一个人的世界观、人生观和价值观的集中体现。崇高的理想和信念是人生的支柱,确立了崇高的理想和信念,就有了正确的方向和强大的精神支柱,就会“富贵不能,贫贱不能移,威武不能屈”,就能抵御各种腐朽思想的侵蚀,永葆先进性,坚定地投身于学业而不畏任何艰险。有的学生进入大学后目标不明确,上课迟到、早退,沉迷网络游戏,吃喝玩乐,以一种得过且过的态度来生活,理想和信念逐渐丧失,传统的理想和信念教育因为遇到这些问题而面临挑战。高职院校作为大学生学习的主要场所,怎么样因势利导,使高职学生树立远大的理想和信念变得尤为迫切和重要。

一、抓好校园文化建设营造良好校园氛围

高校校园文化是社会文化的重要组成部分,它的好坏关系到新一代大学生的成长,关系到社会能否培养出合格的人才,也关系到中华民族能否实现伟大复兴。因此,在优化高职学生理想和信念教育环境方面,高校应当加强校园文化建设。

如何加强高校校园文化建设,各个高校都提出了一些切实可行的举措,主要的体现在建立标志性的校园文化项目、营造良好的教育氛围等方面。比如,某些高校举办各项歌咏比赛、棋类比赛、心理运动会比赛等活动来激发大学生团结、奋进、向上的良好信念;某些高校开设无人诚信店,激发学生的诚信意识,弘扬中华民族的传统美德。

二、优化网络环境,加强理想和信念教育

我们身处一个网络时代,网络的飞速发展给我们生活的各个方面都带来了革命性的影响,尤其对正在成长的高职学生产生的撞击会更加明显。大学生自主能力有限,有时难以抵御网络惊人的吸引力,这就需要学校起到一定的引导作用。

(一)发挥网络传播优势,强化社会主义舆论导向教育

高职高专学生对网络有依恋,作为教育工作者,我们必须借助网络的优势帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观,改变说教式的教学模式,探索出一条新路子。我们要依据社会现实、学生的关注点来开展切实有效的思想政治教育,培养高职高专学生的情操,使其学会健康使用网络,并在网络中树立正确的理想和信念。

(二)加大思想德育教育队伍的建设

要做好高职高专学生的思想道德工作,必须拥有一支政治过硬、业务精良的思想政治工作者队伍。各高校思想政治工作者应该定期接受培训,为课堂教学注入新鲜血液,学会使用多种教育方法来开展工作。另外,作为思想政治工作者,我们要学习一些心理学的知识,在学生的思想出现问题时及时与他们沟通,引导他们走出思想的困境,树立正确的理想和信念。

三、利用国家重大事件的大环境教育学生

(一)国家重大事件对大学生理想和信念的影响

国家重大事件的正面效应会给大学生带来正能量,激发他们的民族自豪感和认同感,以及责任意识。例如,在2008年北京奥运会和2010年上海世博会期间,社会和各个高校大力宣传、弘扬奥运精神、世博精神,许多高职高专学生积极投身这项活动,在活动中增强了民族自豪感、认同感。

(二)探索不同方式,引导高职高专学生理想和信念的形成

国家重大事件是大学生价值观形成的良好契机,是社会培养大学生理想和信念的难得机遇。在校大学生平时忙于上课、考证,很少参加社会实践,经验极少。此时,重大的国家事件就会引起绝大多数大学生的注意,营造了一个相对开放的社会环境,这个环境就为大学生提供了很好的参与平台,在参与活动中,大学生的社会价值观日渐形成。如2014年3月1日晚昆明火车站发生暴力恐怖事件,这一重大事件可以进入高校的课堂,通过这一反面事件告诉大学生恐怖组织对社会的危害,激起他们爱国、爱人民的思想情感。诸如类似的重大事件还很多,高校教师可以在课堂上通过各种事件来进行高校学生理想和信念的教育,诸如通过复旦大学投毒案引导学生如何正确与同学相处;通过北京奥运会、残奥会等,使大学生积极投入到志愿者队伍中去。大学生通过志愿者服务的方式参与到国家重大事件中去,通过亲身参与体会到了强烈的国家荣誉感、民族自豪感和公民责任感,培养了他们积极向上的理想和信念。

参考文献:

[1]《关于进一步加强和改进大学生思想政治教育的意见》(中发[2004]16号).

[2]吕寒冰.网络环境下高效思想政治教育面临的挑战及对策山西高等小学社会科学学报,2009(9).

篇2

1环境科学专业实践教学的培养目标

根据环境科学学科的特点、发展趋势,特别是社会对环境科学专业人才的需求,要求我们必须培养高素质的环境科学创新人才及高级专业人才.创新人才应具有扎实的理论基础、科研技能和创新能力,毕业后主要从事环境科学教学科研和高层管理等;高级专业人才,应具有较扎实的理论知识、很强的实践技能,主要从事环境咨询服务、工程实施、环境管理等工作。

重庆文理学院于2000年开设了应用分析与环境监测专科专业,在此基础上,根据21世纪经济可持续发展对环境保护的要求以及西部大开发对环境科学专业人才的需求,于2002年申报本科4年制环境科学专业,并得到重庆市教委批准,2003年开始招生.2007年环境科学成为重庆文理学院的重点学科,2008年成为重庆市的特色专业建设点.目前,该专业具有环境监测与评价和环境治理工程两个专业方向.重庆文理学院环境科学专业人才培养目标为:培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,知识面宽、专业技能扎实、实践能力强、综合素质良好,在企事业单位和行政部门从事环境规划、环境管理、资源管理、环境监测、环境评价、生态修复和环境治理等方面的生产技术、技术开发、应用研究和管理工作的高素质应用型专门人才.根据环境科学专业的人才培养目标,重庆文理学院环境科学专业的实践教学目标为高素质应用型人才的培养.近几年,重庆文理学院环境科学专业在应用型实践教学体系方面做了大量的改革与探索,正逐步建立具有自身特色的应用型实践教学模式。

2多模块、多层次实践教学体系的建设与改革

我国环境科学专业实践教学在培养高素质环境专业人才中发挥了重要作用,并形成了由课程实验、课程/教学实习、社会实践、毕业论文/实践构成的实践教学体系.近年来,重庆文理学院在建立应用型人才培养体系方面做了积极的探索.目前,重庆文理学院的环境科学专业已初步建立了多模块、多层次的实践教学体系,该体系由实验教学、专业实习、科研训练3个模块组成,包含基本训练、提高型训练、研究创新型训练3个层次.实验教学模块由基础型、综合型、设计型实验组成,重在培养学生基本实验技能、方法和手段,使学生的科学思维能力和创新意识得到初步训练;专业实习模块由认知实习、课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习、社会实践等组成,强化学生的社会实践感性认识,培养学生分析和解决实际问题的能力;科研训练模块由创新实践、学科竞赛、课外科技活动、毕业论文(设计)、参加教师科研项目或工程项目等组成,使学生得到科研训练,提高学生的创新意识和科研能力。

2.1实践教学平台的建设

重庆文理学院化学与环境工程学院利用学校自筹资金、日元贷款项目和中地共建项目等,建立了“环境科学与工程实验中心”、“化学教学实验中心”和“分析技术实验中心”,总面积约为3500m2,仪器设备价值1200余万元.开设的学科基础实验包括无机及分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、仪器分析实验,专业基础实验包括化工原理实验、环境化学实验、环境监测实验、环境微生物实验、环境生态学实验,专业方向实验包括室内环境监测实验、土壤与农化分析实验、环境工程学实验、水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、固体废物处置与资源化实验、环境科学综合实验、环境治理综合实验.目前的教学平台已能满足我校环境科学专业及相关专业学生基础实验教学和专业实验教学的需要。

实习基地是实践教学的重要载体,基地建设的成效将影响实践教学的质量H.为便于学生实习、见习,经过几年的努力,重庆文理学院已在市内各区县建立了稳定的实习基地,在永川区环保局、永川侨立水务有限公司、渝北肖家湾污水处理厂、重庆市环境科学院、江津污水处理厂建立了稳定的见习基地,基本能满足学生实习、见习的需要,较好地为学生提供了拓展视野、亲身体验的场所.在学生见习或实习期间,还请有经验的环保技术专家指导学生实习,进行现场教育.通过见习、专业实习、毕业实习等过程训练,让学生深入了解社会需求及自身的不足,明确了学习的目的,激发学习的动力,提高了综合素质。

2.2实践教学内容的建设与改革

—般来说,高校本科生毕业至少要修完160学分,其中实验课程、教学实习及毕业论文等约为30学分.重庆文理学院环境科学专业加大了学生实践能力的培养力度,本科生毕业需修完186学分(其中第二课堂素质拓展10学分),实验课程环节为26学分,集中性实践教学环节(包括军事理论与训练、见习/社会实践、学年论文、专业实习、技能训练及证书、毕业实习、毕业论文)为35学分,显著增加了实践环节的时间,有利于学生综合应用能力的培养。

2.2.1实验教学的建设与改革

近年来,重庆文理学院环境科学专业实验教学条件得到了极大的改善,有力地促进了课程的改革与发展,促进了学科专业的课程建设5.学院现有重庆市精品课程《无机化学》,校级精品课程《有机化学》,校级重点课程《分析化学》、《环境学导论》、《环境监测》、《环境化学》和《水污染治理工程》等8门基础学科和专业课程.为了培养学生的综合应用能力和设计创新能力,结合教师的科学研究成果和新的研究方法、技术,于2009年自编了实验教材《环境科学综合实验》和《环境治理综合实验》,并于2010年试用于2007级环境科学专业的学生,取得了良好的效果。

(1)实验课程体系的科学化

环境监测与评价方向:目前,在这方面的人才培养普遍存在只重视环境科学专业教学,而忽视环境工程教学.学生对环境工程知识了解少,实际中的应用能力差63,且普遍重视水体和大气污染物质的测定,而弱化甚至忽视室内污染物质、土壤污染物质的监测67,不利于培养具有良好综合素质的应用型人才.为了适应现代社会对应用型环境监测和评价人才的需求,重庆文理学院环境监测与评价方向在专业课程别设置了环境工程学(实验)、室内环境监测(实验)、土壤与农化分析(实验)、环境科学综合实验。

环境治理工程方向:目前,这方面的专业课程设置尚无统一的标准,主要根据各校的办学情况或所依托的学科专业自行设置68.—般开设的实验课程主要为水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验和固体废弃物处理处置实验.但是,仅开设这些实验课程,无法满足用人单位对学生工程应用能力的要求,学生的综合能力、设计能力和创新能力培养无法得到保证.为了适应社会对环境工程人才的需求,重庆文理学院在这个方向的专业理论课程上增设了工程力学、测量学,实验课程增设了测量学实验和环境治理综合实验。

(2)实验教学课程内容改革的深化.

随着我国社会经济的高速发展,需解决的环境问题愈来愈复杂,因此环境科学专业教学必须与时俱进.但目前我国环境科学专业实验教学主要以满足各课程的基本要求为目的,多数高校的实验教学内容相对稳定,一些实验内容陈旧,课程实验基本以单一实验为主,很少开展现场实验和集成实验,缺少学生自主设计实验,既不能体现实验教学的先进性和实用性,也难以培养高素质的环境科学创新人才和高级专业人才。

重庆文理学院环境科学专业的实验教学始终坚持与时俱进的原则,结合实验室的建设,逐年改进、更新了部分实验内容,加大了综合性、设计性实验项目的比例,促进了学生对知识的综合应用能力和创新能力的培养。此外,重庆文理学院环境科学专业适应国家环境保护和实验先进性的需求,将教师的科研成果或新的研究方法、技术改编成实验,进一步培养学生的应用性和创新性能力.如将“聚乙烯醇包埋活性炭小球处理含铬废水的研究”和“聚乙烯醇包埋活性炭/纳米TiO2微球处理含铬废水的研究”的研究成果及研究方法,改编成“聚乙烯醇包埋活性炭微球吸附废水中的铬(VI)”实验,将“粉煤灰絮凝剂处理实验室废水实验研究”的研究成果与研究方法改编为“粉煤灰絮凝剂的制备及其实验室废水处理”实验.另外,还根据学校所在的环境条件,设置了具有自身特色的一些实验项目,如“星湖校区空气质量评价“胡水中溶解氧含量的日变化”、“水体富营养化程度的评价”、“富营养化湖中藻类的测定”等,不但提高了学生实验操作能力,同时也激发了他们对专业研究的兴趣.。

2.2.2教学实习的建设与改革

教学实习是大学生实践教学体系中的一个重要组成部分,是贯彻理论联系实际的教育方针,培养社会需要的德才兼备人才的重要环节;是巩固所学理论知识,提高学生分析问题、解决问题,培养创新与创业意识&0,学以致用和适应社会的能力,增强职业意识,进行基本技能训练的重要途径.虽然,重庆文理学院环境科学专业的实习、见习基地已能满足学生的实习、见习需要,但是也存在着显著的缺陷,主要表现在基地单位的性质较为单主要为各区县的环保局和污水处理厂,长此以往将不利于专业的发展和学生综合应用能力的培养.因此,有必要加强与具有良好环境行为和环境绩效的研究机构、企业集团、社会团体等组织,以双蠃互惠、共同发展的原则,通过有效的科研合作,建立实习教学基地.前期的调查表明,众多的企事业单位愿意与高校通过科研纽带建立长期的互惠合作关系,多元化的实习基地建设应是可行的,目前这方面的工作正在逐步地开展。

根据人才培养目标和学科特色,重庆文理学院环境科学专业建立了分年级、分阶段、分层次组织实习教学的机制.但是,随着我校应用型高校的定位,实习时间过短、时间段不合理的问题曰益凸显,特别集中体现在毕业实习上.经认真的调查研究后,我校环境科学专业毕业实习由原来的9周调整为26周,时间由原来的第7学期1~9周调为第7学期第8周后(即毕业论文之后),从而在时间上为学生的实习效果提供了充分的保障.这也在一定程度上解决了实习单位对学生实习时间过短的不满,有利于加强与实习单位的长期合作。

2.2.3科学实践的建设与改革

科学实践是培养高素质环境科学专业人才的重要环节,主要包括学生参与教师的科研课题、科研申请、毕业论文/设计等.以往,由于教师担心学生的科研能力,不愿意学生参与自己的科研课题,即使有,也仅限于个别的高年级学生.但是,这种状况是极其不利于学生创新能力培养的,而且也不利于营造良好的学习风气.为了解决这一问题,重庆文理学院环境科学专业逐步建立、完善了学生参与教师科研的激励机制,每年均选择部分低年级(主要为二年级)的优秀学生(约为学生总数的10%~20%)补充进入教师的课题组从事科研工作,并且鼓励教师指导学生参与学校校级科研课题的申报、立项课题的完成.近3年学生校级科研立项达25项,涉及学生100余人,近10篇;特别是2008级学生科研课题达14项,涉及学生近半.无论是教师科研还是学生课题,过程中始终坚持以学生为主,教师指导的原则.经过2~3年的培养,这些学生毕业时均初步具备了开展科学研究的能力,整体素质较高.目前,环境科学专业逐步形成了学生科研能力培养的梯级机制,高年级学生逐渐成为教师科研的有力助手,能够有效地协助教师完成对低年级同学的辅导.学生科研创新能力的提高,极大地促进了学生参与各类科技竞赛的激情.近年来,学生在各类科技竞赛活动中获得了优异的成绩:1人次获“挑战杯”全国大学生课外学术作品全国三等奖,1人次获“全国大学生英语竞赛”二等奖,3人次获“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛重庆赛区二等奖,2人获“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛重庆赛区金、银奖,3人次获重庆市大学生“数学建模”比赛一等奖,2人获重庆市大学生“校园之春”活动之“我型我塑”环保服饰设计大赛及环保工艺品展二等奖,1人获重庆市大学生校园之春”社团之光“摄影展”之“我在社团”摄影大赛三等奖等。

毕业论文/设计是本科生在校期间创新性科研实践的最重要环节,毕业论文体现了学生的科研水平,也反映了学校实践教学的水平M.重庆文理学院环境科学专业狠抓学生毕业论文各教学环节,在学生毕业论文中安排所有具有讲师及以上职称的教师担任指导教师,并建立了相应的管理及考核制度,有效地提高了学生毕业论文/设计的水平.2006~2010届学生毕业论文经专家评审论文合格率均为100%,获得学校优秀毕业论文/设计的学生占毕业生总数的10%,优良论文占50%.

2.3实践教学管理的建设与改革

良好的管理是保证环境科学专业实践教学取得成效的关键—.重庆文理学院化学与环境工程学院以教学副院长为责任人,教研室主任为组织人,教师为执行人,建立了实践教学的管理与考核机制和制度,并将学生的社会实践纳入正常的实践教学体系,建立和完善了实践教学成绩评定方法.近年来,我国的就业压力使大部分的高年级学生不能安心毕业论文/设计等实践环节,既影响了学生潜能的发挥,也影响了实践教学的质量.自2007级学生开始,重庆文理学院环境科学专业学生的毕业论文/设计时间由第8学期的第1~8周调到第7学期的第1~8周,避免了学生毕业论文/设计完成时间段与学生就业时间段的冲突,从而有利于进一步提高学生的毕业论文/设计的质量.同时,学生的毕业实习时间由第7学期的1~9周调为第7学期第8周后,实习时间也由9周延长为26周,不仅确保了学生能专心实习,有利于学生就业,也进一步增强了实习单位对学生的接受度。

3实践教学的成效

重庆文理学院环境科学专业应用型实践教学体系正逐步建立,已为国家培养了一批优秀的环境科学专业高级人才.从2007年第一届学生毕业至2010年,环境科学专业已经有4届毕业生,80%以上的学生取得了1~2个高级职业资格证书,且毕业生的综合素质和应用能力均得到了社会的认可.各届毕业生一次性就业率均在90%以上,最终就业率达100%,主要在区县环保局、企业、自来水公司、污水处理厂、环境咨询机构等生产第一线从事环境监测、水质监测、室内污染物监测、环境管理、污染物治理、水处理和环境评价等工作.从用人单位反馈的意见表明,学生在工作半年以后都能独立地开展工作,并具有较强的分析问题、解决问题的能力,有相当一部分毕业生已经成为了所在单位的技术骨干。

当然,随着我国社会经济的高速发展以及环境问题的日益复杂化,对环境科学专业人才综合应用能力的要求也呈快速提升趋势,对环境专业应用型人才的培养提出了更高的要求,这对于我校环境专业的发展既是一次挑战,也是一次难得的发展机遇.如能顺应社会经济发展的需求,准确把握发展的方向和机遇,进一步构建更完善的环境科学专业应用型实践教学体系,将极大地有利于我校环境科学市级特色专业的建设,有利于我校环境科学专业应用型高级人才的培养,并且也有利于打造一支具有团结、拼搏和奉献精神的教学、科研队伍,促进学术梯队的形成.如在实验教学改革尝试中,许多实验内容是当代比较前沿或前沿的技术和方向,涉及的知识面广,教师不但要有本学科扎实的理论基础,较高的实验技能,还要加强业务学习,不断更新自己的知识,才能够胜任实验教学,从而有效地促进教师实验教学水平和科研能力的不断提高。

4结语

篇3

关键词:腐蚀,材料腐蚀,腐蚀控制

 

一般而言,金属、混凝土、木材等材料受周围环境介质的影响而发生的化学、电化学和物理等反应,而引起的变质和破坏统称为腐蚀,其中也包括上述因素与机械因素、生物因素等的共同作用。金属腐蚀的主要对象,其中尤以钢铁的腐蚀最为常见,危害、损害性极大。

一、腐蚀的概念及分类

(一)腐蚀的概念

腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化,如铁的生锈是金属腐蚀的普遍形式,又如氢氧化钠破坏肌肉和植物纤维。材料的腐蚀是包括材料本身和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系,腐蚀反应的场所,首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。材料包括金属和非金属材料,如碳钢及其合金、有色金属、塑料、混凝土和木材等,在一个腐蚀系统中,对材料行为起决定性作用的是化学成分、组织结构和表面形态。材料的周围环境介质包括与其接触的气体、液体和固体以及周围环境条件,如温度、压力、速度、光照、辐射、生物条件等。这个作用包括化学的、电化学的、机械的、生物的以及物理的作用。

采用科学的方法防止或者控制腐蚀的危害作用的工程,称为腐蚀工程。

(二)材料腐蚀的分类及特征

材料腐蚀的现象和机理比较复杂,材料腐蚀的分类方法也有许多,根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。以下介绍几种常用的分类方法。

1.按腐蚀机理分类

通常材料腐蚀按照腐蚀机理可以分为金属化学腐蚀、金属电化学腐蚀、结晶腐蚀、物理化学复合腐蚀。

(1)化学腐蚀:是指金属表面与非电解质直接发生纯化学反应而引起的破坏、其特点是在反应过程中没有电流产生。如铝在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中的腐蚀,镁或钛在甲醇中的腐蚀、物理化学复合腐蚀。

(2)电化学腐蚀:是指金属表面与离子导电的介质发生化学反应而产生的破坏。在反应过程中有电流产生,腐蚀金属表面上存在着阴极和阳极。阳极的反应是金属原失去电子而成为离子状态转移到介质中,成为阳极氧化反应。阴极反应是介质中的去极化剂吸收来自阳极的电子,成为阴极还原过程。这两个反应是相互独立而又同时进行的,称之为一对共轭反应。有阴阳极组成了短路电流,腐蚀过程中有电流产生。如金属在潮湿大气、海水、土壤及酸、碱、盐溶液中的腐蚀均属这一类。电化学腐蚀比较普遍,对金属结构的危害比较严重。

(3)结晶腐蚀:是指因酸、碱、盐等腐蚀介质侵入到建筑物或材料内部生成结晶盐,由于结晶盐的体积膨胀作用使建筑物或材料内部产生应力而引起的破坏现象。结晶腐蚀是工业厂房、非金属设备常见的腐蚀类型。

(4)物理化学复合腐蚀:是指因机械与化学复合作用而引起的破坏现象。如火炮发射引起炮身管的腐蚀等。

2.按腐蚀破坏形式分类

按腐蚀破坏形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀,局部腐蚀又可细化为小孔腐蚀(即点蚀)、应力腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、晶间腐蚀等。

(1)全面腐蚀:又叫均匀腐蚀,指腐蚀遍布于材料结构的整个表面上,其特征表现为金属质量减少,壁厚减小,非金属体积膨胀,韧或脆性能减退或失去。腐蚀虽然同样发生在整个材料便面上,但各部分的微观腐蚀速度实际上并不均等。

(2)小孔腐蚀:又称为点蚀,在金属表面上腐蚀成一些小而深的孔,蚀孔的深度大于直径,严重的可将设备腐蚀穿透,蚀孔上部往往被腐蚀产物覆盖。不锈钢和铝合金在海水中受到的破坏就是小孔腐蚀的典型实例。

(3)应力腐蚀:是指在机械应力(外载荷或内部残余应力)和腐蚀介质的共同作用下,金属材料发生的腐蚀破坏。如应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。

(4)电偶腐蚀:电位不同的金属或合金互相接触,并在一定介质中所发生的的电化学腐蚀称为电偶腐蚀。电偶腐蚀造成负电位的金属或合金部件加速腐蚀破坏,破坏一般集中在连接部位附近。

(5)缝隙腐蚀:由于金属表面的缝隙内滞留介质引起的电化学腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。

(6)选择性腐蚀:多元合金在腐蚀介质中,较活泼的先溶解,因而造成材料强度而大大下降,这称之为选择性腐蚀。如黄铜脱锌等属此类腐蚀。

(7)晶间腐蚀:是指腐蚀破坏沿着晶粒边界进行,使晶粒之间失去合力,使材料丧失强度。

(8)磨损腐蚀:是由于机械因素(湍流、漩涡、流体冲击、空化作用、微振摩檫等)和腐蚀介质共同作用造成的腐蚀破坏,其特征是形成密集的凹坑或沟槽。免费论文,腐蚀控制。。

(9)氢损伤:是指氢进入金属内部造成的腐蚀破坏,它包括氢脆、氢鼓泡、氢破裂、氢腐蚀等。免费论文,腐蚀控制。。

3.按环境状态分类 按产生腐蚀的环境状态,可以将腐蚀分为自生环境中的腐蚀和工业环境介质中的腐蚀,其中自生环境中的腐蚀又可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀;工业环境介质中的腐蚀分为酸性溶液腐蚀、碱性溶液腐蚀、熔盐腐蚀、液态金属腐蚀、特殊工业介质腐蚀等。

事实上,在工业设备或建筑的实际腐蚀行为中,普遍存在的是两种或多种腐蚀类型共同作用,所采用的控制方法也往往不局限于单一方法措施,而是包括选材、选型、表面控制、环境介质控制等综合防腐蚀体系。

(三)腐蚀因素

材料的腐蚀是一个复杂的物理化学过程,所涉及的影响因素也很多,总结起来,可以分为内部因素、外部因素、内外结合因素三大类,内部因素指涉及到材料自身的材质、结构、性能等因素;外部因素指环境因素,如溶液酸碱度、介质温度、压力、速度、应力、杂散电流、土壤含水量、溶液杂质等;内外结合因素指涉及到材料和环境相互作用影响的因素,如埋地管道的管地电位等。

二、金属腐蚀控制方法

腐蚀控制技术涉及面广,内容也十分丰富。材料防腐蚀的基本原则是:针对腐蚀产生的原因和影响腐蚀的各种因素,从实际出发,以预防为主和进行重点保护,防止或减少腐蚀而造成的经济损失。在生产实践中应用最多的腐蚀控制技术可归纳为以下几类。

(1)合理选材。根据不同介质、操作条件、材料的性质等,选用合适的金属或非金属代用材料。

(2)表面覆盖层。表面覆盖层是在金属表面采用涂刷、喷涂、贴衬、参透、施镀等方法覆盖上耐腐蚀性较好的金属或非金属层,将金属表面与介质隔离以减缓金属的腐蚀。这是多数防腐蚀工程施工中使用的方法,因其简便实用,喷涂或刷涂防腐涂料是工业设备、设施在线不停产进行防腐施工的主要措施。

(3)电化学保护。电化学保护是利用电化学原理来减缓金属的腐蚀速度。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护就是将被保护金属进行外加阴极极化以减缓或防止金属腐蚀,它分为牺牲阳极法和外加电源法。阳极保护是对被保护金属进行阳极极化以减缓或防止金属腐蚀。

(4)添加缓蚀剂。添加缓蚀剂是向介质中添加少量能够阻止或减缓金属腐蚀的物质以保护金属材料。缓蚀剂不改变介质的性质,往往用量很小,大多在1%左右,但效果显著,缓蚀剂根据存在状态可分为液态缓蚀剂、气态缓蚀剂、固态缓蚀剂。免费论文,腐蚀控制。。

(5)金属表面转化。金属表面转化是用化学和电化学的方法将金属表面进行氧化、磷化、钝化转化等,在金属表面形成一层保护层,隔离金属基体与腐蚀介质,以减缓金属的腐蚀。

参考文献

1、张清学、吕今强主编,腐蚀施工管理及施工技术.北京:化学工业出版社,2005

2、吴涛主编,施工项目经理工作手册.北京:地震出版社,1999

3、胡士信主编,阴极保护工程手册.北京:化学工业出版社

篇4

龙骨架和固定支撑结构 

墙体绿化的龙骨架和固定支撑结构,涉及到植物墙的稳定性、安全性,也影响到植物的生长,是植物墙成功的关键之一。不管什么类型的植物墙,龙骨架的安装基本类似,首先用膨胀螺栓将热镀锌槽钢竖向固定在墙体上,如果墙体是混泥土的,也可以用化学螺栓进行固定。然后在槽钢上横向焊接方钢或角钢作为龙骨,用于安装固定种植基盘、种植盒、种植箱、种植槽或种植毯等。 

对于容器式植物墙,包括种植基盘、种植盒、种植箱、种植槽等的固定安装,需要根据容器的尺寸大小确定好横向龙骨的间距。其中种植基盘、种植箱一般在横向龙骨安装完后直接挂在龙骨上,而种植盒、种植槽一般用自攻螺丝将其固定在龙骨上。容器式植物墙因为容器有固定的尺寸大小,植物的株行距受到限制,因此只适合做规整的造型或图案。 

对于铺贴式植物墙,一般需要在龙骨架上先安装一层PVC板作为固定支撑结构,然后将种植毯用射钉固定在PVC板上。种植毯最大的优点就是植物可以根据设计者的意图自由种植,不受株行距的限制,可以做成各种形式、各种大小的图案或造型。 

种植基质以及植物的选择 

植物的良好生长离不开科学合理的栽培基质配置。常用的植物栽培基质有泥炭土、椰糠、蘑菇渣、陶粒、炭化谷壳、苔藓、树皮、锯木屑、珍珠岩、蛭石等。 

选择适合墙体微气候和光照条件的植物类型也是问题的关键。首先,分析植物生长的需求,设计与之相适应的维护措施,帮助维持植物的垂直生长。墙体绿化的植物可选种类广泛,根据需要可以选择各种颜色的植物。乡土植物可以优先考虑,但要经过一定的测试,确保其在垂直环境中的生长能力和可持续性。如上海世博主题馆东西墙的绿化选用了五种植物:红叶石楠、金森女贞、亮绿忍冬、六道木及花叶络石,能随季节产生色彩上的变化,呈现不一样的风采。而且具有较强的综合抗性,容易养护,能抵抗较为恶劣的气候环境条件。 

能够作为墙体绿化的植物包括灌木、多年生草木、一年生草本植物和季节性植物。为了使植物生长茂盛,安装后即时成景,一般应对植物进行预培,即在安装之前2个月左右对植物进行预先培育,以保证植物墙的效果,还能为野生鸟类和昆虫提供栖息地,提高环境水平。 

自动灌溉技术 

水分是植物成活与否的决定性因素。植物墙一般采用自动滴灌系统。滴灌系统由四部分组成,分别为给水水源、水动力系统(包括了水泵、动力设备)、水处理系统(过滤器、施肥器、滴头)及控制系统(电磁阀、水压表、空气阀、止回阀等)。 

植物墙面积较大时,一般采用分区分块控制和轮流灌溉的方式,以保证水压充足、滴灌到位,利于植物均匀生长。 

要严格控制滴灌系统的工作水压,不可超压或水压过低。超压容易导致爆管、导致滴头冲掉等现象的发生;水压过低很容易导致管道远端供水不足,影响灌溉质量。 

要定期对滴灌系统进行检查,特别是过滤器,做到定期排沙冲洗,如发现滤网破烂需及时更换。 

施工完成后的养护 

篇5

 

随着社会经济的告诉发展,我国对土地的利用强度呈现逐年递增的态势,由此引发的土壤污染问题也开始变得越来越突出和严重。近几年,中国土壤环境质量总体不容乐观,受污染的耕地约占我国耕地总量的 8. 3%.土壤污染会直接导致土壤的组成和理化性质发生变化,破坏土壤的正常功能,最终影响到农作物的生长和质量,造成农产品的污染和减产,导致严重的经济损失。

 

据环保部门估算,全国每年因重金属污染而减产的粮食高达 1 200 万 t,造成的直接经济损失超过 200 亿元[1-2].土壤中污染物还会通过植物的吸收和食物链的积累等过程进入人体,引起人体急性或慢性中毒,以及产生致畸、致突变和致癌等健康损害。土壤污染已经严重威胁到了人类健康和农业可持续发展,因此,加强土壤的污染防治已成为环保工作的紧迫任务和重要内容。

 

文献计量学是对各种类型文献的数量、品质、结构和运用上的研究与分析,是研究学科结构、预测学科发展趋势最有效的理论方法之一[3].近年来,土壤修复领域发文量持续增长,但从文献计量角度研究其发展动态的报道较少。本文就此领域的相关文献进行计量分析,以便科研工作者准确掌握该领域的研究现状及前沿动态,了解该领域的整体情况,把握未来的研究方向。

 

2. 2 土壤修复文献的年度分布

 

文献的数量在一定程度上反映了该领域的研究水平和发展程度,土壤修复文献的年度分布见图 2.

 

根据文献计量学理论,对某一学科、某一专题的论文按发表年代进行统计分析可从时间概念上了解该项研究的发展情况[4].国外土壤污染研究是在经历土壤镉污染造成的“骨痛病”等环境事件后,于 20世纪 60-70 年代才步入正轨。与发达国家相比,当时我国的土壤环境问题不突出,相关研究很少。随着经济的发展,我国的土壤环境问题逐渐显现。20 世纪 80 年代,我国开展了全国范围内的土壤背景值调查和环境容量研究等工作。20 世纪 90 年代,土壤环境问题逐渐加剧,1997 年中国环境状况公报指出:“我国耕地污染较重,有 1 000 万 hm2耕地受到不同程度的污染”,引起了国家和学者的重视,并从此成为热点方向。从图 2 可看出: 国内污染土壤修复的研究始于 20 世纪 80 年代,1985-1999 年,年度文献量很少,始终在个位数徘徊。2000 年则是污染土壤修复探讨与研究的转折点,污染土壤修复的研究迅速升温,年发文量直线增长,直到 2011 年,文献量达到了631 篇。随后 2 年的年度文献量基本保持了 600 篇左右的稳定态势。这可能是由于近几年我国土壤及地下水污染加剧,相关报道频频爆出,国家投入大量治理资金进行该领域的研究。

 

以下内容设计文献范围不再包含专利,而包含会议论文、学位论文、期刊文章,共 3 367 篇。

 

2. 3 主要作者

 

土壤修复研究具有一个庞大的作者群体,涉及作者 6 012 名( 包含所有合著者) ,其中发文 20 篇及以上的作者 8 名,10 篇及以上的有 10 名,5 篇及以上的有 29 名,发文仅 1 篇的作者 4 424 名。平均合作度1. 79,即平均每篇文章有约 1. 8 名作者合作完成。

 

一般来说,某领域的主要研究者就是该领域的核心作者。根据普赖斯理论,核心作者中发文量最多作者所发论文量( Nmax) 与发文量最少作者所发论文量( Nmin) 之间有如下关系[5]:Nmin= 0. 749 × ( Nmax)1 /2( 1)利用式( 1) 计算得出,本领域核心作者最低发文量应为 Nmin= 5. 7 篇,因此可以判定发表 6 篇及以上的作者方可成为本领域的核心作者。从检索结果可知,核心作者共 129 名,占作者总人数的 2. 15%,他们对本领域的发展和进步起重要的作用。但是,核心作者发文占总篇数的 35. 7%,低于理论值 50%,这提示核心作者还需继续提高发文量[6].

 

2. 4 主要研究机构

 

研究和分析文献作者所在的机构或单位,可揭示我国土壤修复领域的核心研究机构,而且有助于从侧面了解本领域研究人员的分布情况。

 

将研究机构中的二级机构归于一级机构,如中国科学院生态环境研究中心归于中国科学院。著录发文机构共 1 067 家。发文 100 篇及以上的机构 3 家,50 篇及以上的机构 10 家,10 篇及以上的机构 94 家,它们是本领域的主要研究机构。在 94 家研究机构中,高等院校 81 家、科研机构 10 家,其发文量分别为2 063 篇和 571 篇。高等院校不仅所占比例大,而且发文量多,在土壤修复方面具有较强的实力。仅1 篇的机构693 家,占机构总数的64. 9%.发文量排在前 10 名的机构见表 2,中国科学院居首位。

 

2. 6 主要期刊在检索范围内,刊发本领域论文的期刊共 541种。刊发论文量50 篇以上的期刊共3 种,共发文249篇,占期刊发文总数的 13. 4%.限于篇幅,仅列出被引频次、影响因子较高的 10 种主要期刊,如表 3 所示。影响因子常用来评估同一研究领域不同期刊的相对重要程度[6,8] ,但有时未必尽然。在这 10 种期刊中,《农业环境科学学报》( 其前身《农业环境保护》

 

2. 7 关键词词频分析关键词是揭示论文主要内容的重要方式,是研究主题的高度概括和凝练。利用关键词词频分析可以从成果数量的角度反映出该研究的热点和弱项[10].

 

近几年,出现了可进行此项分析的文献计量学方法,同时也开始利用高频词汇归纳研究热点[11].在3 367篇文献中,共出现关键词 6 156 个,篇均关键词1. 83 个; 关键词出现 16 519 个次,平均每个关键词出现 2. 68 次。关键词平均频次等于关键词频次除以关键词的个数,此值越高,说明关键词的分布越集中。

 

出现频次排在前 50 位的关键词见表 4.在污染物种类中,主要有重金属污染、有机物污染、农药污染。含有金属的关键词有“金属矿山”、“重金属积累”、“重金属富集”等,共出现 894 次。在金属污染中,含有镉或 Cd 的关键词有“农田镉污染”、“有机态( Cd) ”等,共出现 314 次; 含有铅或 Pb的关键词共出现 234 次; 含有铬或 Cr 的关键词共出现 146 次; 含有铜或 Cu 的关键词共出现 141 次; 含有锌或 Zn 的关键词共出现 103 次; 含有砷或 As 的关键词共出现 75 次,这说明目前对重金属污染土壤修复的研究较多。含有有机污染、多环芳烃、石油、多氯联苯、有机氯农药、PAHs 等、氯酚、挥发性有机物、VOC的关键词共出现 597 次。含有农药的关键词共出现69 次。( 注: 带引号的名词为精确匹配,不带引号的名词为模糊匹配,下同)在修复方式上,含有植物修复的关键词共出现574 次,含有原位修复的关键词共出现 34 次,含有微生物修复的关键词共出现 71 次,含有电修复或电动修复的关键词共出现 71 次,含有化学修复的关键词共出现 30 次,含有物理修复的关键词共出现 7 次,含有异位修复的关键词共出现 2 次,含有淋溶修复的关键词共出现 1 次。这说明目前我国土壤修复方式以植物修复、微生物修复、电动修复较多,化学修复、物理修复、淋溶修复较少; 在原位修复、异位修复方面,以原位修复研究较多。

 

土壤修复关键词随年份的分布见表 5.有关土壤修复技术方面的关键词随年份的分布能在一定程度上反应该技术在某一年的热门程度。从表 5 可看出: 关于植物修复的关键词最多,且随年份的增加呈波动中增长的趋势。植物修复是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础,利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发、降解和转化作用来清除环境中污染物质的一项新兴的污染治理技术,具有修复成本低、对土壤无扰动、无二次污染等优点而得到广泛应用 [12],因此相关的研究也较多。

 

有关微生物修复的关键词从 2004 年起,开始出现,并呈逐年增多的趋势( 近 2 年略有下降) .一般说来,实验室的微生物修复研究,因修复条件较为理想化,干扰因素极少,其修复效果很好。近年来,微生物研究发展较快,给生物修复技术带来了丰富的研究内容和发展前景,相关研究也不断深入,发表的相关的文章也逐年增多。

 

土壤电动修复是一项新兴绿色原位修复技术,具有经济效益高、后处理方便、二次污染少等一系列优点,正越来越受到科研人员的关注。由表 5 可知: 近年来关键词“电( 动) 修复”不断出现,相关研究不断增多。但是该技术又存在许多不足,如该技术不适用于渗透性较高、传导性较差的土壤; 实验过程中金属电极易腐蚀,修复完成后土壤理化性质发生较大改变等,诸多不足限制了电( 动) 修复土壤的研究与发展,近年来虽然开展了相关研究,但是发表文章仍然不是很多。

 

关键词“化学修复”从 2000 年到现在不断出现并有逐渐增多的趋势,说明国内学者一直在关注污染土壤的化学修复,但是因为化学修复会破坏土壤性质、容易造成二次污染等缺点,不是研究的热点; 关键词“物理修复”在2003,2011,2012,2013 年分别出现过几次。

 

关键词“淋溶修复”只在 2009 年出现过 1 次,说明污染土壤物理修复和淋溶修复的相关研究很少,相关学者对此的关注度不高。土壤修复可分为异位修复和原位修复两种形式。原位修复是在不破坏土壤基本结构的情况下进行,由表 5 可看出: 关键词“原位修复”出现的频率比“异位修复”的高得多。原位修复可以对污染物就地处置,使之得以降解和解毒,不需要建设昂贵的地面环境工程基础设施和远程运输,操作维护起来比较简单,还可以对深层次污染的土壤进行修复,具有较好的发展前景,相关研究也会日益增多。

 

3 结 论

 

本文检索了 CNKI 中国期刊全文数据库、万方数据与重庆维普数据库,共得到有效题录 3 911 条,采用文献计量学方法进行统计分析。1999 年以前论文数量增长较慢,年度文献量很少,始终在个位数徘徊。 2000 年以后呈急剧增长态势,从 2000 年的 19 篇增加到 2011 年的 631 篇,污染土壤修复的研究已在全国范围内得到关注,该领域具有一个庞大的作者群体,涉及作者 6012 名。《农业环境科学学报》领发文量、影响因子位居首位,《安徽农业科学》刊发 89 篇,位居第二。研究机构中,中国科学院发文量居首位。

篇6

论文关键词:化学教学,环保教育

 

环境是人类赖以生存和发展的摇篮,它向人类提供了生产和生活所需的各种自然资源,然而随着科学技术的迅猛发展,人类对环境的污染日趋严重。面对全球性的生态破坏和环境危机,环境保护已成为当今世界的一个热点话题,“人与自然和谐发展”成为时代主旋律。然而目前中学化学环保教育主要存在一些问题:如环保教育的形式过于单一没有和实践活动联系起来,环保教育的方式偏重于课堂讲授理论知识,没有和环保实践活动相联系;没有针对环保教育的专门教材和授课教师,现行的化学教材中相关的环保知识较为分散,教师在教学过程中要花费大量的时间和精力来收集和整理资料,开展化学实践的次数相对较少;环保教育的考核未引起足够的重视,学校迫于升学的压力,教学任务繁重,所以教师的大部分精力和时间都投入到考试科目的教学中,对环保教育的关注度明显不够等。所以在中学化学教学中实施环保教育就显得尤为重要,不仅能增强学生的环保意识,还可以提高学生分析和解决环境和实际问题的能力。

一、在化学新授课中渗透环保教育

课堂是教学的主阵地教育学论文,教材是知识的基本载体,教师应抓住这一阵地,紧密联系教材在日常教学中渗透环保教育,让学生了解环保的紧迫性和重要性,逐步培养环保意识。中学教材有许多和环境保护有关的内容,在教学过程中教师应结合教材适时的、适量的将潜在的环保内容渗透到各章节的教学中,在潜移默化中培养学生的环保意识。如在讲授水与氢时,强调中国的人均水资源只是世界平均水平的四分之一,而且水资源的分布不均匀,水资源的缺乏严重制约经济的发展。未经处理的工业废水和生活污水肆意排放又造成了严重的水体污染,对人类的生存构成了巨大的威胁,以此增强学生的节水意识;在讲授空气和氧气时,应引入大气污染的相关内容,讲解造成大气污染的两大因素:气体和可吸入颗粒物,其次结合国际重大的空气污染事件来说明空气污染形成的原因和对人类健康的伤害;在讲授碳族元素时,向学生渗透二氧化碳地大量排放是形成温室效应的主要原因,煤气中毒的实质是一氧化碳和血红蛋白结合,是血红蛋白丧失运输氧气的功能,使人窒息,让学生掌握一氧化碳中毒的预防措施;在讲授农药和化肥一章时,应补充说明土壤板结,土壤污染的相关知识,以及和使用化肥之间的关系,让学生明白绿色无污染食品的定义和普通食品的区别等。

二、在化学复习课中渗透环保教育

在新授课中教师传授给学生的只是一些环保教育的零散片段,学生掌握的环保知识是孤立的、不连贯的,在复习课时学生已经具有一定的知识储备,教师可以帮助学生将已有的环保知识进行归纳、总结使之形成完整的知识体系,进一步深化学生对环保的认识,增强学生的环保意识和责任感中国期刊全文数据库。如复习到大气污染时,教师应引导学生将一些会造成大气污染的各类物质进行归纳和总结,如碳氧化合物的污染。分别介绍一氧化碳和二氧化碳的物理及化学性质再补充一氧化碳会使人中毒,轻者昏迷重者死亡,二氧化含量增加会造成温室效应,使两极冰川融化,海平面上升,让学生思考该怎样减少二氧化碳的排放和预防一氧化碳中毒。复习到硫氧化物的污染时教育学论文,应着重讲解硫氧化物造成的污染主要是酸雨的危害,空气中的二氧化硫被氧化成三氧化硫,进一步形成酸雨会腐蚀建筑物,使鱼类等水生生物大量死亡,还造成农作物大幅度减产。通过在复习课上讲新课中讲解的环保知识进行联系,归纳总结,这样既深化了学生对已学知识的认识,又提高了学生对会环保知识的分析归纳总结的能力。

三、在化学实验教学中渗透环保教育

1.实验操作规范化.

规范的实验操作不仅是试验成功的重要保障,更是减少污染的关键所在。教师的示范操作比课堂操作更具有感染力,因此,无论是演示实验还是指导学生实验,教师都要做到实验操作准确、规范,力求让学生掌握准确的规范的实验操作技能通过言传身教来增强他们的环保意识。例如在固体药品的取用、液体药品的量取转移、物质的称量、物质的加热、过滤等基本操作中,准确、熟练的动作可避免药品因洒落、挥发等造成污染。一是在实验开始前教师应提醒学生检查装置的气密性(若是有毒气体的制取及性质实验要增加尾气处理装置),气密性不好不仅会使实验效果不明显,还会使有毒气体外泄造成环境污染,危害师生的健康。例如在二氧化硫和氯气的制备实验中将尾气通入到碱液中便能防止尾气外泄造成污染。合成硫酸时过量的二氧化硫应用氨水吸收。制备盐酸时用水吸收多余的氯化氢气体,制备硝基苯等挥发性较强的有毒物质时,应安装一个冷凝管回流有毒气体。二是在实验结束后,对固体废弃物、废液的处理也要力求规范,如废酸不能随意倒在地上,它会腐蚀水泥地面,也不能倒入下水道中,它不仅会腐蚀金属管道,更严重的是会造成水体污染。固体废弃物应放入指定的容器中,不能放回原瓶,以免污染剩余药品。实验操作的规范化不仅使学生养成良好的实验习惯,又牢固的树立了学生的环保意识。

2.化学实验微型化

崛起于20世纪80年代的微型化学实验是近年来发展迅速的试验新方法,它具有实验现象显著、药品用量少、污染程度小、反应时间短、便于操作等特点,备受化学工作者的青昧,成为当今国际化学实验改革的主要趋势。由于在微型化学实验中反应物和生成物的量都很少,因此,微型化学实验不仅大大节省实验经费的支出,更减轻了实验废弃物对环境的污染。如做硫在空气中燃烧的试验教育学论文,按常规的药品用量来做,硫粉需要0.3-0.5g生成的二氧化硫为0.6-1g,换成微型实验来操作硫只用0.02g,生成的二氧化硫仅为0.04g,实验效果完全相同,但药品用量却是大大减少。在做乙炔的制备及性质的实验时,如采用少量的电石和用注射器滴加饱和食盐水的方法,即可使反应速度得到很好的控制,同时要节省了原料,实验效果也较为理想。在检验溶液的酸碱性时将试管换成点滴板来操作,不仅能取得同样明显的实验效果,还减少了废液的排放中国期刊全文数据库。化学实验微型化,其经济效益、环保效益、教学效果都是很显著的,既强化了学生的动手能力,又培养了学生的创新思维能力对学生环保意识的树立有独特的功效等。

3.实验设计综合化

中学化学教材中的演示实验大多都是用单一的实验来说明物质的某一个性质,要想全面了解物质的所有性质便要重复做多次的单一实验,这样既不利于学生将所学的知识相互联系形成一个完整的知识体系,又会造成药品的浪费,还加重了实验场所的污染。所以在实验教学过程中要设计综合性实验,把几个分散的相关实验组合成一个整体、连续的做一系列实验,使一个实验的产物成为下一个实验的原料。这样既节省了药品又大大缩短了实验时间,让学生有时间分析和解决实验过程中出现的各种问题,能够很好的检查学生的操作技能和实验教学效果,增强学生的经济和环保意识。如:我们可以将氯气、次氯酸纳、氯酸钾的制取实验和氯气氧化性的验证实验设计成一个综合实验(尾气用氢氧化钠吸收),这样既能节省药品用量又缩短了反应时间,又能防止氯化氢、氯气等有毒气体外泄造成空气污染。又如在消去反应中将环丙醇变成环己烯,环己烯继而成为合成己二酸的原料,这三种物质进一步被用于第三个实验。

4.进行多媒体教学

在中学化学实验中针对一些试剂昂贵或有毒(苯、苯酚、砷化物等)、易发生爆炸、实验现象不易观察、污染较大的实验,目前还无法通过改进实验来实现其绿色化或减轻污染,对于此类实验我们可以采用多媒体辅助课件(CAI)模拟仿真实验,例如:氢氧化二铁的制备实验现象不明显,教师在演示该实验时学生不易观察到实验现象,达不到教学的目的,若用多媒体模拟这一实验教育学论文,便可以把实验现象形象生动的展现在学生面前,达到很好的教学效果。又如,氯气、氯化氢等有毒气体的制备实验,在实验室操作外泄的气体会对师生的健康造成巨大的伤害,改用多媒体模拟该实验,可以让学生在轻松愉快的环境中学习到反应原理、掌握操作方法、观察到实验现象,既加深了记忆,又消除了因实验而造成的污染和对师生健康的危害。

四、在化学课外活动中透环保教育

课堂固然是对学生进行环保教育的重要场所,但是环保教育的本身便具有很强的实践性,所以仅仅依靠课堂对学生进行环保教育是远远不够的,作为课堂的延伸和拓展教师可通过开展各种丰富多彩的化学课外活动来培养学生的环保意识和解决环境问题的能力。如教师可利用植树节、爱鸟周、世界水日、世界无烟日等环保纪念日开展各种主题活动,普及相关的环保知识,使学生对这部分知识有更深刻、清楚地了解;教师可以将环保感兴趣的同学组织起来成立环保兴趣小组,检测学校附近工厂的空气状况和污水的处理及排放情况,让学生将所学的环保知识应用到实践当中,不仅可以激发学生学习化学的兴趣,而且为培养学生的实践能力和创新精神,提升思维品质,提高学生的综合素质提供了良好的运作空间;充分利用学校广播、黑板报、宣传栏、手抄报等多种媒体采用文字、图片、数据宣传环保知识给予学生心灵上的震撼,让学生明确人与自然相互依存的关系,意识到环保重要性和紧迫性;组织环保知识竞赛,检查学生对环保知识的学习效果,充分调动学生学习的主动性,加深对环保知识的了解等。

参考文献

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[2]中小学环境教育实施指南(试行)[S]. 中华人民共和国教育部

[3]陈静.中学化学教学中绿色化学意识的渗透[J].中国现代教育装备,2007(8):116

[4]岳天军,刘凤霞.化学实验教学与环境意识的培养[J].理科科学探究,2008(2):55

[5]冯燕萍.浅谈化学实验中学生环保意识的培养[J].湖州师范学报,2003,25

[6]彭.冯伯虎.绿色化学教育在化学实验教学中的渗透[J].玉溪师范学院学报,2005,48(4):48

篇7

    近年来,国内外着名高校均对提高研究生创新能力开展了研究。复旦大学张建林针对创新能力的不同类型和创新能力难以提升的原因,探讨了创新能力培养机制改革问题。[3]万军民借鉴美国培养研究生的经验,分析了我国高校研究生创新能力培养的影响因素,构建了我国高校协作式研究生创新能力的培养体系。[4]美国耶鲁大学在培养学生的创新性教育方面注重学生的独立思考,鼓励学生具有批判性思维,学会解决问题。剑桥大学在办学理念上强调理性训练和人格塑造,注重原创性研究,反对教育的功利主义;培养过程中注重“议”“写”环节的训练;校园氛围上重视文化融合与思想交流。柏林自由大学建立以集群发展中心、研究生中心和国际交流中心为核心的创新型联系网络,三个中心都鼓励创新性研究,加强与外国学者和科学家的合作,培养创新型学术人才。哈佛大学注重教育的个性化,通过个性化的教育培养创造型人才所必备的创造性人格;麻省理工学院等则注重在启发式教学、跨学科学习、开放自主培养等方面为研究生创新能力的培养建立独具特色的培养模式。日本的研究生教育提倡学生独立学习,导师的作用体现在对学生的引导及为其创造宽松的研究环境方面,并且在指导过程中使学生逐渐学会自主学习,在自由民主的学术氛围中激发学生的创造力。[4]针对化学工程与技术学科研究生教育,探索研究生培养制度创新和模式创新,形成有利于化学工程与技术学科研究生创新能力培养的机制和模式,是我国化学工程与技术高层次专门人才和创新型人才培养的需要。

    二、加强化学工程与技术学科研究生创新能力培养的实施

    (一)加强研究生导师队伍建设,是培养研究生创新能力的前提

    在以“创新和服务”为主题的第三届中外大学校长论坛上,来自全球的140多位校长普遍认为:教师是创新型大学的基础。加强化学工程与技术学科研究生能力的培养,研究生导师首先需要以培养创新型人才为己任,在人才培养中真正发挥“导”的作用,这就要求研究生导师自觉提高专业水平和专业素养。只有导师具备扎实的专业功底和广阔的学术视角,能够站在化学工程与技术学科发展的前沿,关注社会发展对学科发展和人才培养的新要求,才能真正引导学生在科研工作的过程中创新性思维,激发学生科研的兴趣,营造有利于学生独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境和氛围。据有关统计,诺贝尔奖显示出明显的“集中性”特征,全世界约4%的科研机构占了22%的诺贝尔奖的获奖份额。如德国马普学会有17个获奖者,英国贝尔实验室有11个获奖者,日本东京大学有10位获奖者,英国卡文迪许实验室有7位获奖者。另一方面,诺贝尔奖获得者具有“传承性”。如1909年德国的奥斯特瓦尔德,他的学生能斯脱,能斯脱的学生米里肯,米里肯的学生安德森,安德森的学生格拉塞都是诺贝尔奖获得者。诺贝尔奖获得的集中性和传承性说明,科研的创新一方面需要一种好的氛围,另一方面导师处于科学前沿至关重要。我校化学工程与技术学科研究生的科研成果显示,研究生在国际化学工程与技术领域前三位期刊上发表的优秀论文,60%以上出自同一科研团队。这些数据表明,导师能够把握学术前沿,并能及时将学生们带入前沿,在学科前沿从事自己的科学研究,是培养研究生创新能力的前提。若研究生导师自身道德修养、探索创新能力、对专业知识的精通和把握难以发挥楷模和导向作用,则培养有创新能力的研究生就是一句空话。

    (二)打造针对化学工程与技术学科专业特点的研究生立体化创新性培养平台,是培养研究生创新能力的重要条件

    为研究生学术工作搭建交流的立体化平台,开拓研究视野,是培养研究生的创新能力的重要保障。我校化学工程泰山学者实验室针对化学工程与技术学科研究生的专业特点,为研究生学术交流搭建了包括研究生学术报告轮讲平台、国内外学术会议平台、校企合作工程化实施平台在内的立体化平台,积极拓展教育研究和创新能力培养的环境。研究生学术报告轮讲平台包括研究生每月一次的学术专题汇报,报告内容可以是自己的科研内容,也可以是对当今世界最新的研究进展的追踪;一年一度的齐鲁研究生学术论坛-化学与化工技术发展分论坛则是整个齐鲁大地化学工程与技术研究生的华山论剑;每月一期的研究生论坛则是邀请外校、外国的教师以及学术名流来校开展专题讲座;鼓励研究生参加化学工程与技术领域各种国际或国内的学会和年会;根据项目合作与人才培养需要,直接从具有科研创新实力和先进生产能力企业聘请高级研究人员任教,把最先进的应用技术传授给学生,并不定期地带学生走进大型化工企业学习,强化工程能力的培养。上述立体化研究生创新平台建设,一方面使学生能够把握各自领域和相关领域的最新进展,拓宽研究生的研究视野,挖掘研究生的学习潜力和研究能力,为研究生创新能力的培养提供了学术平台保障。

    (三)结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节

    培养化学工程与技术学科研究生的创新能力,研究生的选题首先必须符合本学科的发展规律及趋势。只有符合本学科的发展规律与趋势,课题才具有研究的可行性和研究的持续性。其次,课题的选择应符合国家和社会发展需求和趋势,脱离社会发展需求和趋势的学术研究和学术前沿,缺乏生命之源。再者,课题的选取应契合本人兴趣,有了兴趣,学生对课题的研究才会有内在的动力。导师给学生自由,允许提出不同观点与问题,也是培养研究生创新能力的一个重要环节。最后,课题的选取不能脱离现有研究环境与条件。如果研究生所在实验室没有相应的设备及资料条件,题目再好,也无法开展相关研究。针对上述原则,我校化学工程泰山学者实验室针对新能源开发、二氧化碳减排、烟气除尘、污水处理等国家和社会发展的重大需求,引导研究生在流态化工程和颗粒学技术开展研究,包括大型多射流流化床的流型转变规律、流化床生物燃料电池、新型膜流化床、硼氢化钠水解制氢以及化学链燃烧等研究方向,并取得了创新性研究成果。例如,学生将传统的流化床反应器与微生物燃料电池相结合,提出流化床微生物燃料电池新型反应器,在处理高浓度有机废水的同时实现电能的回收。该研究方向申请两项中国发明专利,其中一项已获授权,并在国内外着名期刊上发表研究论文6篇,获得一项山东省研究生科技创新成果三等奖。再如,学生将二氧化碳化学链燃烧技术与煤气化技术相结合,开发煤炭/化学链载氧体气化技术,该技术可在煤气化同时实现二氧化碳的捕集,减少二氧化碳排放。目前已经在该领域申请国家发明专利6项,其中两项已获授权。研究生在国内外着名期刊14篇。由此可见,结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节。

篇8

针对机械设备容易出现被腐蚀的情况,结合了先进知识及多年来的实践经验,对提高机械设备防腐蚀能力的设计及措施作了有益的探讨,使用适合的材料,采取恰当的方法,都能够加强机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。

关键词:普通机械设备防腐设计措施

中图分类号: TU81文献标识码: A

一.引言

众所周知,机械设备本身是金属构成的,只要是金属它就会因为温度、湿度等外界条件的影响,从而导致金属发生锈蚀。在当下环境中的工业企业,环境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物等一些有害物质,再加上不同的企业不同的厂房在不同环境下的温度和湿度都较高、较大,因此在这些环境因素的综合作用和影响之下,金属就可能会与这些有害的物质发生强烈的化学反应,进而形成了腐蚀。

企业生产过程中,机械是保证企业进行日常生产的必要生产设备,机械设备所要面临的防腐问题正在逐渐受到相关生产领域的重点关注.努力提高设备的防腐能力,最大限度的延长其生产使用寿命,使企业生产成本尽量降低,已经成为当今企业所面临的重点问题。本文针对机械设备在使用的过程当中所产生的腐蚀问题、机械设备的防腐能力提高与防腐蚀涂料等问题做了简要的说明。

二.设备腐蚀发生的原因以及分类

通常情况下,由于设备使用环境的特殊性,对于金属来讲其本身的结构是极其容易发生腐蚀的,温度、湿度以及空气等外部的环境会直接的导致金属发生腐蚀现象。工业环境下,生产中都涉及到一些氧化-还原性的气体、介质等,加上生产车间的湿度较大、温度较高,所以就会在金属的表面发生强烈的化学反应,从而形成腐蚀。

对于腐蚀的分类,一般有两种分类方法,一是根据腐蚀产生的机理进行分类,另一种是根据腐蚀产生的原因和表象分类。根据腐蚀产生的机理来分,主要可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀主要是指金属材料在与电解质溶液发生接触之后,由于会发生表面的电极反应而产生腐蚀现象,这种反应一般来讲是氧化还原反应,主要因素是环境的湿度以及温度的问题;化学腐蚀是指金属表面与其周围接触的介质会发生较为强烈的化学反应,从而使得金属受到一定的损坏,这种腐蚀诱发的原因主要是温度高、环境干燥。而根据腐蚀产生的表象和原因分类可以分为,剥层腐蚀、工业大气腐蚀、高温氧化腐蚀以及海洋大气腐蚀等等。

三. 机械设备腐蚀的机理

腐蚀主要是因为发生了化学反应,而导致物体出现了损耗或者是破坏的情况。而机械设备的腐蚀现象,是较为普遍的。机械设备被腐蚀以后,在机械的色泽、外形以及基本性能上都可能发生变化,这就对机械设备造成了破坏,同时也造成了能源方面的浪费,使企业受到了较大的亏损。

1. 电化学腐蚀的机理。金属发生的电化学腐蚀,主要就是因为金属的表面层与离子导电介质所发生的电化学作用,从而遭到了破坏。任何按照电化学机理所产生的腐蚀,都会包含至少一个的阳极反应和阴极反应,同时还会通过金属内部的电子流,以及在介质中的离子流进行联系。

阳极所发生的是氧化过程,主要就是金属离子从金属中转移出来,转移至介质中,同时放出电子流,然后与介质中所存在的离子流进行联系,结合到一起。

而阴极反应则相对的是介质中的氧化剂组成成分,通过吸收来自于阳极的电子进行还原的过程。电化学腐蚀因为电流不会对外进行做工,都会在腐蚀电池的内阴极发生自耗反应,这样的反应,无疑就会加快金属被腐蚀的速度。

2. 工业大气腐蚀机理 。在工业污染较为严重的地区中,空气中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物以及盐等挥发物,还包括一些工业粉尘,这些都是一些腐蚀性的介质。在以上介质物中,在潮湿的条件情况下,酸性气体就会与水结合生成无机酸,而这些酸就具有极强的腐蚀作用。例如一些铁制的合金,在这样的介质中,就会发生一连串的化学反映,致使钢材被严重的破坏。

在工业大气的环境下,机械腐蚀是由电化学腐蚀和直接化学腐蚀综合作用的。从电化学腐蚀以及化学腐蚀的本质来看,都是因为金属原子在失去电子以后变成离子的一个氧化过程。其主要的区别就是发生的环境背景不同而已,化学腐蚀是金属与周围介质在高温、干燥的环境中所发生的化学反应,而电化学腐蚀则是发生在潮湿的环境下,发生的氧化过程。

四.机械设备的防腐蚀设计

金属材料极容易遭到腐蚀破坏,所以在机械设备的采购过程中,应该要对机械设备的采购选用、安装使用等环节进行综合的考虑,并且要选择合适的配套附件,对设备的附件功能以及防腐蚀设计,具有相同的重要作用。

1. 材料的选择。被用在制造业中的机械设备材料,大多都是碳素钢。这种钢价格较低,同时采购较为方便,而且便于对其进行加工。这样的钢在普通的工作环境中使用,不会发生较大的腐蚀,对机械设备的使用,也不会造成较大的危害。但是如果是在企业中使用,其工作环境就可能会对其造成较为严重侵蚀。

例如常用的 Q235 钢,在浓度较高的腐蚀性介质中,其腐蚀速度十分的高,即使对设备进行防腐涂漆,但是很容易造成漆膜出现局部脱落或是划伤,也可能会致使其腐蚀面积不断扩展,大大降低了机械设备的使用寿命。因此,企业通常都不会选择使用这样的材料,而选择一些具有耐腐蚀性能的普通低合金钢,作为机械设备的制造基材。低合金钢的价格虽然稍高,但是其所能够取得的总体经济效益,要比碳钢好很多。

2. 结构与工艺。如果机械构件的集合形状设计,过于复杂或是不合理,就可能会引起热应力、积尘、机械应力以及积液等缺陷,进而导致接卸的局部发生腐蚀情况,因此应该从防腐蚀的角度对结构的设计进行综合性的考虑,通常情况下,要符合以下要求:

(1). 机械构件的形状易简单;

(2). 防止机械构件表面有伤痕或是遭到损坏;

(3). 机械构件应该尽量选择使用同一种金属材料;

(4). 尽量减少机械构件中存在的缝隙;

(5). 选择较为优质的防锈漆以及结构形式,以便于保证腐蚀介质与机械构件能够完全隔离,尤其是要注意对焊缝进行涂漆,较为合理的涂漆结构,能够保证构件的任何一面或部位,都能够进行涂漆;

(6). 防止残余水分在机械设备上有滞留情况,在设计的时候要尽量避免具有向上的容器状凹处,如果不能够尽量避免,应该要设置排水孔;

(7). 在对机械设备进行焊接时,要尽量防止出现应力集中或者是内应力的现象,要尽量采取连续的焊接工艺,间断的焊接就容易产生内应力;

(8). 要尽量避免出现焊接缺陷,例如咬边、焊瘤、未焊透等现象,这些都可能会导致其形成新的腐蚀点。例如咬边就可能会导致出现应力集中,其凹陷边也可能会形成夹缝,而焊瘤不仅仅会造成应力集中,还会致使焊瘤与母材之间形成一定的夹缝。以上这两种焊接缺陷,都会造成较为严重的腐蚀现象;

(9). 为了能够进一步防止发生缝隙腐蚀现象,对于构件的连接处的夹缝,要进行科学合理的设计。对于常见的构件连接形式,主要包括对接以及搭接两种,这样的连接中应该采用焊接的连接,同时还应该采取双面连续的填角焊接,同时对于对接的接头,还应该采用双面连续的对接焊接,进而避免出现缝隙腐蚀的情况发生。

五.设备的防腐蚀方法

对机械设备进行防腐蚀的方法有很多,主要就是为了能够改善金属本身的特质,将腐蚀介质能够与被保护的金属进行隔开,或者是对金属表面进行合理的处理,以改善电化学保护以及腐蚀环境等等。电化学保护法,主要就是依据电化学的相关原理,进而在金属设备上采用一定的措施,进而使之能够成为腐蚀电池中的阴极,从而减轻甚至是防止金属腐蚀的方法,主要包括外加电流法以及牺牲阳极保护法。

外加电流法,主要是指将保护金属与另一个附加电极作为电池的两极,同时将被保护的金属作为电池的印记,然后在外加直流电的作用之下,对阴极进行保护;

而牺牲阳极保护法,是采用电极电势将被保护的金属或是合金,作为电池的阳极,将其固定在被保护的金属表面上,从而形成了腐蚀电池,而被保护金属作为阴极,从而得到保护。

根据电化学的相关腐蚀原理,采取牺牲阳极保护法对机械设备进行保护是一种较为科学、合理且有效的方法。而目前,各个国家也广泛的采用此方法,将其应用在各种较容易发生腐蚀的机械设备上,对其进行保护,并取得了较好的效果。

合理选材,优化设计。机械设备的腐蚀与设备的材料息息相关,在材料的选择过程中,要围绕腐蚀发生的情况,注重选材的合理,要充分的考虑到介质的性质、环境的温度以及运行的压力等等,根据原料的要求设计设备的结构和类型。结构的设计应该围绕设备生产运行中的生产要求和应力的特点,在设计中需要注重一下几个方面:首先是产品的产品的结构要求应该要与生产产品的耐腐蚀要求相一致;其次是要注意机械设备的运行稳定性和流畅性,防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积;最后是要注意对于外力的保护,防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。

电化学保护。电化学保护技术作为一种有效的、既经济又实用的防腐蚀手段,在企业防腐蚀领域中已引起广泛的重视和应用。它是指利用外部电流使金属(包括合金)腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术,可分为阴极保护和阳极保护。

在金属表面上通入足够的阴极电流,使金属电位变负,并使金属溶解速度减小被称为阴极保护。被保护的设备在结构上有一定的要求,通常情况下是不宜太复杂,结构复杂的设备在靠近辅助阳极部位电流密度大,远离辅助阳极部位电流密度小,得不到足够的保护电流。甚至不起保护作用,会产生所谓的“遮蔽现象”。阴极保护不仅要求设备的结构简单,还要求设备所处环境的介质腐蚀性并不是很强,这种保护方法主要用于防止土壤、海水等中性介质中的金属腐蚀。

阳极保护是将外加直流电源的正极与被保护的金属构件相连,在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位,使其建立并维持稳定的钝态,从而阳极溶解受到抑制,腐蚀速度显著降低,使设备得到保护。对于没有饨化特征的金属,不能采用阳极保护。主要应用在硫酸生产中的结构物(如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等)和氨水及铵盐溶液中的结构物(如碳化塔、氨水储槽等)。

在强氧化性介质中先考虑采用阳极保护;在既可采用阳极保护,也可采用阴极保护,并且二者保护效果相差不多的情况下,则应优先考虑采用阴极保护;如果氢脆不能忽略,则要采用阳极保护。

缓蚀剂。缓蚀剂是一种向缓蚀体系中添加适当浓度,就能显著降低金属的腐蚀速度而对腐蚀剂浓度影响很小的化学物质。缓蚀剂的用量很少,虽然它不能改变金属在介质中的腐蚀倾向,但它能在金属表面形成保护膜,从而减缓金属的腐蚀速度,从而抑制金属的腐蚀。与其他防腐蚀方法相比缓蚀剂具有使用方便、经济、有效的特点,广泛地应用于石油普通、机械制造、交通等工业部门,并在某些工业生产中成为不可取代的重要防护措施,列入到生产工艺或操作规程中。

六.结束语

随着我国经济的发展,工业化的进程也逐渐的加快,工业对于国民经济的发展已经日益重要。机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分,其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。腐蚀,是机械设备发生的常见问题,这主要是由于机械设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应,进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。机械设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化,从而影响设备的正常使用和生产,也会给相关的企业带来一定的损失。所以,对于设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。腐蚀介质广泛地存在于企业的日常生产工作环境中,在这样的环境中,机械设备的腐蚀程度通常会更加严重也更快,所造成的损失也较大。因此要加强行业机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。

参考文献:

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[2] 韩晗 王鑫 董亮 浅议普通机械设备的防腐设计及措施 [期刊论文] 《中国普通贸易》 -2013年5期

[3] 张海波论述普通设计中的防腐问题 [期刊论文] 《世界华商经济年鉴•城乡建设》 -2012年9期

[4] 白平南普通机械设备的防腐措施 [期刊论文] 《考试周刊》 -2012年21期

[5] 张晶莹ZHANG Jing-ying浅析普通机械设备腐蚀原因及防腐措施 [期刊论文] 《普通技术与开发》 -2012年3期

篇9

(1、2.西安科技大学,陕西西安710054;3.陕西能源职业技术学院,陕西咸阳712000)

摘要:针对目前教育观理念及环境就业市场对人才培养、选拔的要求,本文结合西安科技大学环境工程专业实验教学中存在的问题,建议实施加强师资队伍建设与交流、提高实验室信息化程度、增加“中试”实验、整合专业课实验、学生毕业论文(设计)与教师实验课题相结合等创新与改革,旨在提升环境工程专业教学质量,为人才培养奠定基础。

关键词 :环境工程;实验教学;教学创新;教学质量

DOI:10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.03.018

中图分类号:G642.2 文献标识码:A文章编号:1671—1580(2015)03—0039—03

项目编号:西安科技大学教育教学改革与研究项目(JG1244)。

收稿日期:2014—10—08

作者简介:赵璐(1988— ),女,陕西西安人。西安科技大学地质与环境学院,助理工程师,硕士,研究方向:环境微生物学实验教学。

聂文杰(1981— ),男,河南项城人。西安科技大学地质与环境学院,工程师,在读博士,研究方向:环境科学与工程专业教学与管理。

刘晓玲(1989— ),女,陕西汉中人。陕西能源职业技术学院,助教,硕士,研究方向:岩土体稳定及环境地质灾害评价。

21世纪,全球性环境恶化带来的极端天气、环境污染等一系列问题迫使各国政府和民众在环境领域投入大量的精力和资金来应对。为解决这一系列环境问题,社会急需培养一批高质量的环保领域的优秀人才,因而将理论知识、应用技术及工程实践紧密结合的环境工程专业应运而生。[1]西安科技大学作为一所以理工科为主的地方骨干高校,旨在成为特色鲜明的高水平教学研究型大学,培养具备扎实的理论基础、宽广的知识面、较高的素质、较强的创新意识与独立的工作能力的应用型工程领域人才。专业实验教学以专业理论知识为基础,通过让学生动手实践来加深其对理论知识的理解和应用,在此过程中培养学生的创新意识及专业操作技能,因而是人才培养过程中不可或缺的一环。但现行的实验教学体系并不能很好地发挥其作用,[2]因此,改革现有的教学方法、更加注重教学的创新性变得尤为重要。本文在综合考虑我校环境实验教学现状和其他高校相关教学实践及理论创新经验的同时,总结性地提出了一些建议和方法。

一、实验教学体系现状分析

(一)实验师资队伍建设缺乏重视及有效管理

首先,对实验师资队伍的梯队建设重视程度不足。长期以来,实验人员在教学中一直被视作教辅人员,严重缺编,很少或根本无法直接参与到教学和科研工作中,自身的发展受到很大的制约,晋升、成长慢,享受的待遇差,队伍难以稳定。以我院实验示范中心为例,共有八名专职实验人员,仅占学院教职工总数(78人)的10.3%,八人中高级工程师一人,具有中级职称的有三人,其余四人均为初级职称。没有形成一支具有充分凝聚力、层次衔接紧密的梯队,实验人员应有的价值便无法得到充分体现。

其次,对实验人员专业水平的培养力度低。在高校人才培养方面,要求实验人员应为学生提供最贴近现代科技的平台,科学合理地开展教学,不断地学习和进步,充分发挥其在实践教学中的主体作用,成为“三师型”(技师型、讲师型和工程师型)实验师。[2]但仅靠实验室人员自身的不断学习是不够的,还需学校、学院提高对实验室人员的培训力度,着力于提高每一位实验人员的业务水平、实践能力和教学素养。

(二)实验室信息化水平低

在高校管理改革日益推进的新形势下,现行的实验室管理模式主要存在以下弊端:1.管理体制落后,多头管理,分工不明确,信息反馈、信息共享不及时,工作效率低下;[3]2.实验经费投入失衡,资源配置不合理,低水平重复建设现象严重,实验设备老化与闲置;3.药品、仪器的管理方法落后,未能实现数字化和自动化,这使得管理工作繁琐、效率低;4.教学系统未实现网络化、数字化,不利于学生更直观、快速地理解课程内容,导致教学效果受到影响。

(三)实验安排开放性、整体性和系统性欠缺,与实际生产环节脱节

传统的环境工程实验教学内容和实验方法陈旧,创新不足,实验安排缺乏组织性、系统性,过分强调理论教学;实验项目单一,以验证性实验为主,受到教学模式和条件限制,创新性、设计性、开放性和综合性强的实验较少;贴近实际生产的“中试”实验没有开设,学生很难真正了解实验所涉及的工艺或技术在实际中的应用。以上问题使得学生消极地对待实验课程,导致其对实验现象的观察能力、对实验项目的操作能力以及在实验设计方面的发散思维能力都无法得到充分的培养和锻炼。

(四)各门专业实验课独立开设,缺少综合性实验

实验教学安排在每门课程的教学过程中,仅仅为本课程的某一个知识点服务,有时存在与其他专业课实验重复的现象。例如:分析化学中铜离子的测定与环境监测中铜离子的测定实验仅仅存在样品预处理的差异,大部分为重复实验。但是,传统的教学模式没有将这些实验课程相互联系,未能形成一个有很强综合性的整体。此外,多门专业课之间的知识点可以相互联系,形成1+1>2 的结果,例如:利用环境微生物实验中讲到的菌藻培养,结合水污染控制工程实验中水质检测的内容开设微生物对某种废水的处理效果研究的综合性实验。

二、创新方法探讨

(一)加强具有工程背景的校内外实验教师梯队建设

为了更好地培养环境工程专业人才,建立一支高素质、有阶梯层次的师资队伍是尤为重要的。引进高水平人才,建立一支分别由学术带头人、中坚骨干教师、有培养潜质的青年教师组成的实验教师梯队是必不可少的。[4]实验室教师除了需要掌握专业理论基础知识外,更重要的是,要具有较强的实践能力及创新意识。因此,实验师资队伍建设应重视以下两个方面:第一,加大对具有深厚工程教育背景和丰富实践经验的人才的引进,以壮大实验师资队伍,并努力增进企业和教师间的交流与合作,组织实验人员去企业参观、培训,聘请专家对其进行实验技能培训,使其掌握与本专业实验发展相关的前沿动态。第二,创新用人机制,拓宽进人渠道。在人才培养工作中,可聘请专业背景深厚、学术水平高、实践经验足的工程技术人员,定期为专业的培养方案把关,完善培养环节,并将其供职单位发展成为长期稳定的实习实训平台,为学生和实验师提供提升自身的平台,实现产学研一体化。

(二)提高实验室信息化程度

可以通过加强实验室信息化建设力度的举措,提升实验室的教学质量、管理水平和服务水平。[5]实验室信息化建设的重点是要将各种资料、教学软件、药品、设备与先进的多媒体技术、网络技术结合,实现实验室工作的现代化、开放化和高效化。

提高实验室信息化程度主要从以下四个方面着手:1.构建实验室信息化管理平台。降低实验人员重复工作的强度,从而提高其工作效率,充分利用实验资源,增加信息交流途径,建立起便捷、高效的信息交流平台,从而规范实验室管理工作,实现实验室的标准化管理。[6]2.优化仪器设备配置。学校有限的教育资源投入到了环境工程实验室,必然要求实验室对仪器设备实现合理配置,提高其使用率和投入产出比。大型仪器设备要分类、分人管理,根据实验需要,在不同功能的实验室中建立固定资产档案并确定管理人,将基本信息(如产地、价格、设备生产厂商、型号、规格、存放地点、性能、保管人、维护状况、开放时间和可预约时间等)进行登记,教师和学生可根据需要,按时段预约,经管理员批准和确认后,按时使用。3.危化品管理科学化。环境工程专业实验室危化品数量较大,品种较杂,难以管理,对此应采取实验中心、实验室、实验员三级管理模式,将安全管理工作分解落实到个人。由实验中心统一购买后,在化学药品档案库系统中入库,登记化学试剂的信息(如库存化学试剂名称、生产厂家、存放位置、注意事项、性能、规格、数量、产地等),各实验室、实验员需要使用时,必须按照规定流程申请、领用,并将领用品种、数量及使用情况、退还情况录入系统,做好记录与跟踪工作。4.开展网络教学系统。学生通过实验教学管理系统可以浏览实验教学大纲、讲义、课件等;此外,还可以将实验步骤录制成相应的视频,放在互联网上,供学生随时观看。同时,开设网络课堂,设置网络作业,让学生的学习更方便,提高学生学习的自主性。

(三)增加“中试”实验,整合专业课实验

传统实验课主要以演示型实验、验证型实验为主,忽视了对学生实践能力、创新能力及理论联系实际能力的培养。要改变这一状况,在实验教学中增加“中试”实验将是一项重要的举措。将实验课程中涉及到的知识点及时进行扩充、整合和更新,建立知识点之间的有机联系,[7]设计具有开放性、综合性的“中试”实验,由学生完成。在此过程中,可以培养学生的工程设计思想,使学生在掌握专业理论、验证理论正确性的同时,对工程应用中的设计方法有充分的认识和了解。

一方面,可将实验室拓展为生产模拟现场,在课程中增加“中试”实验。实践能力的培养是环境工程专业学生培养的重中之重,实践环节是每一个工科学生必不可少的学习阶段。例如:在水污染控制工程的实验教学中,为了再现工业生产过程,除了絮凝沉降池、生物膜转盘、普通快滤池等传统的水处理设备模型外,可增加一些“中试”实验设备,如成套的反渗透过滤系统装置,让学生针对不同的废水水源,自行设计运行参数,并对水质进行监测,验证设备运行结果。学生在此过程中能够更清晰、直观地认识装置的内部构造、功能和运行原理,这是参观生产场地无法做到的。在实验教学过程中,指导学生进行“中试”实验,模拟污水处理等实际生产过程,这能够让每一位学生深刻理解生产中各个环节的重要作用,在充分认识专业理论的基础上体会实践的重要性,加深与实际生产的亲近感,有效地提高学生的专业实际操作技能。

另一方面,打破传统的按理论课划分实验的方式,将各科目实验整合,增加专业综合实验教学环节,尝试让学生独立完成“小科研”。综合实验的题目可在教师的指导下自行选择,以“大学生创新实验大赛”、“挑战杯”等学生竞赛为契机,申请部分实验经费。在此过程中,以学生为主体,在实验开始前,首先要求学生查阅相关的资料、文献,确定选题,提出立项依据,完成项目报告书,教师协助审查;在操作过程中,重视学生独立思考、发现问题、解决问题、与教师和同学交流合作的能力。课题涉及到的实验综合性较强,知识点较多,实验操作较复杂,有利于培养学生独立思考、查阅文献、设计安排实验、实际动手操作、观察实验现象、处理实验数据、总结实验结果等多方面的能力,训练学生整理、分析、处理实验数据的能力,可以保证学生及时了解国际前沿研究动态,激发学生对学科的兴趣及创新意识。同时,通过训练,学生可以了解科研项目书的编写思路及过程,为日后参与教师实际科研项目及企业工程项目打下基础。

(四)学生毕业论文(设计)与教师实验课题结合

本科生毕业论文多以综述性研究为主,这类论文的撰写多以堆积文献为主,[8]学生总结知识、大胆创新、小心求证的科研思维无法得到培养。教师应积极倡导学生撰写以工程研究为背景,通过工程实验或综合性实验得出相关结果或结论的毕业论文(设计)。此前,经过多门综合性实验的实习训练,学生已经具备了较强的独立科研能力,可将毕业论文(设计)的题目与教师主持或参与的工程项目和科研项目相结合,完成项目的一部分工作,或基于自己之前完成的某个综合性实验再进行进一步探究。在此过程中,如有需要,可聘请校外工程技术人员进行指导,将学生的实验研究与工程项目巧妙结合,从而使学生毕业论文(设计)的目的性更强,研究意义更大。如我院2014届毕业生以教师现有的国家自然科学基金课题“煤/聚乙烯亚胺交联复合螯合吸附剂制备及其对重金属离子的协同作用机制研究”作为毕业论文实验研究素材,撰写本科论文《不同变质程度煤对重金属的吸附性能研究》,该项目涉及学科广泛,如材料学、化学等,因此,不但要求环境工程专业学生具备充足的与环境相关的知识,还要求其了解其他相关学科的知识,并能够将二者有机结合。在实验具体操作前,学生首先要明确自己的研究目的,根据目的查阅和总结大量国内外文献,提出实验设计方案,并准备实验所需的仪器、材料,学习实验方法,测定、分析、处理实验数据,总结实验结果,得出研究结论,最终完成毕业论文(设计)的撰写。要求学生在此过程中积极思考、充分交流,主动发现问题、解决问题、总结问题。学生在实验过程中遇到的实际问题及所得到的实验结果有利于丰富教师的科研数据,补充科研成果。

参考文献]

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[3]穆松梅.对高校实验师资队伍建设的思考[J].考试周刊,2012(58).

[4]李玉刚.关于实验室队伍建设的思考[J].技术与创新管理,2006(5).

[5]刘锡建,徐菁利,唐博合金等.化学实验室信息化管理系统的探索[J].计算机与应用化学,2009(5).

[6]曹威,姚湘娥.高校实验室设备管理系统设计与开发[J].技术与创新管理,2008(3).

篇10

关键词:绿色化学 医用基础化学 多媒体教学 教学改革

绿色化学又称环境无害化学。它的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生对人类健康、社区安全、生态环境有害的物质。

化学教育尤其大学化学教育是为经济建设服务的。医学类职业是与人类生死、健康休戚相关的事业,保障人类健康离不开药物,药物合成又离不开化学,而化学工业的发展又在很大程度上直接影响了人类的健康。如何在这三者之间构建和谐,绿色化学是唯一出路。绿色化学不应是一门独立学科,而应是一种指导思想,是人们应该倾力追求的目标[1]。作为大学化学教师,我们首先应该结合实际情况,将绿色化学教育渗透到教学工作中去,通过广泛的宣传教育,让学生树立起绿色化学意识,培养出具有绿色化学意识的一代新人[2]。绿色化学成为医用基础化学教育的一个重要组成部分,给改革课堂教学、培养学生的创新精神和创新能力提供了良好的契机。

1.提高自身实施绿色化学教育的能力和专业水平。

绿色化学是化学科学与物理、生物、材料及信息等科学结合的产物,是化学科学的发展与进步。因此教学人员不但需要具备化学基础知识、理论和技能,还要系统地学习关于绿色化学的理论知识,了解有关绿色化学技术的最新研究成果和发展方向,掌握相关学科的知识。

2.改革实验方式,避免实验污染物产生。

化学实验中总有气体、液体或固体产物的生成,或多或少地会产生有害或有毒的实验废弃物。笔者所在的安徽三联学院医用基础化学课程针对的是文理兼收的医药营销专业学生,他们毕业后从事药物开发、合成的可能性很小,进行化学实验实际意义不大,因此在实际教学中取消了实验操作环节。对于个别必要的实验,借助网络,利用录像、多媒体课件、Flas、计算机虚拟实验等现代教育技术手段进行演示,避免了化学污染物的产生。

3.针对职业需要,整合医用基础化学知识结构,添加绿色化学教学内容,激发学生的学习兴趣。

笔者选用了张法浩主编的《医用基础化学》,该教材包含了无机、分析及有机化学的内容。随着教学改革的深入,根据专业的特点及教育部对高职学生理论知识“够用为度”的原则,我院该课程总学时只有72节,比过去减少了二分之一,这就要求教师在教学思想、教学内容以及教学方法等方面做出调整,以适应新世纪人才培养目标的需要[3]。要更多地将医药营销工作中实际需要的知识融入教学过程,摒弃那些不重要又晦涩难懂的知识,使医用基础化学真正成为理论的基石。现行教材内容与职业缺乏紧密联系,忽视了与实际的联系,学生学习缺乏主动性和积极性。因此,笔者对课程进行了重新整合,删减和压缩了教材中电解质溶液、酸碱滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子轨道理论等章节内容。将压缩的理论和实验课时用以补充绿色化学内容[4][5],多元化、多层次、多角度地向学生揭示、展现绿色化学与基础化学的紧密联系。对晦涩难懂的内容以教师精讲为主;常识性的内容由学生讲解;与生活息息相关相关的内容设计题目,让学生发表见解、分组讨论或辩论,然后由教师进行总结。这样既突出了重点、难点,又培养了学生自学的能力,提高了学习兴趣。

4.学生应用化学知识、原理,结合绿色化学,撰写科技小论文。

作业是课程教学的一个重要环节,是课堂教学的继续和延伸。除了布置教材习题外,为让学生更深入更主动地将绿色化学的理念渗透到传统化学学习中,在课程结束前,笔者布置学生选择与“可持续发展”有关的选题,通过探究和调查,查找相关文献、资料,并对其进行分析、解释、评价、调查、讨论、研究,写出科技小论文。从对连续三届学生提交的论文情况看,由于平时的教学中始终贯穿了“绿色”这个与人类健康密切相关的主题,学生兴趣浓厚、选题广泛、立意明确,从问题的提出到问题的解决,学生始终是决策者、行动者。学生从可持续发展的高度去关心环境及环境问题,更深刻地理解了人与自然、人与社会、人与人之间的相互依存关系,认识到他们的态度、行为和决定将对现在和未来的全球环境、整个社会产生影响,激发了学生的忧患意识和社会责任感。

5.改革教学方式及成绩评定方式。

随着现代教育技术的普及,多媒体教学也得到了越来越广泛的应用。五年的教学中,笔者经历了传统教学――传统教学+多媒体教学――多媒体教学这一教学手段改革过程。实践证明,利用多媒体教学,无论信息量还是教学效果都得到了极大的提升。

完整的教学过程应该包括成绩的评定,考试方法的创新是教学改革不可缺少的环节。从2005级开始,课程成绩的评定项目包括:平时成绩20分,科技论文40分,理论考试40分。前两项是基本体现学生综合素质的考核,占总分60%,比重超过了理论知识的考核,既有利于调动学生提高自身素质的积极性,又促进了教改的不断推进和完善。

笔者经过几年尝试性地将绿色化学融入到医用基础化学的教学探索,逐渐实现了“教师为主导,学生为主体”的教学理念,激发了学生学习的主动性。教学中及时渗透绿色化学方面的知识,适当地加深和思维拓展,使学生在潜移默化中受到绿色化学教育,成为有绿色化学理念的新一代高职大学生,是时代的要求,是素质教育的要求。

参考文献:

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