化学与化学工程的区别范文
时间:2023-08-18 17:51:13
导语:如何才能写好一篇化学与化学工程的区别,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。
篇1
关键词:化学工程;工艺实验;数据处理;分析
MATLAB软件由美国公司开发研制,实现了科学数据、矩阵计算以及数值分析的可视化,为需要进行数据计算的诸多领域提供高效、全面的解决方法。化学工程及工艺实验往往产生较多数据,使用MATLAB软件能方便对数据进行处理,帮助人们掌握实验规律,为实际的正常提供准确的指导。
1化学工程与工艺实验数据处理
化学工程与工艺实验与一般的化学实验只重视验证某一原理不同,其主要作用在于解决工业生产中实际存在的问题,以给工业生产提供指导,无论实验时间还是实验规模,以及实验数据处理过程均较为复杂,由此可见化学工程及工艺实验在人们的生产生活发挥极其重要的作用。化学工程与工艺实验涉及较多环节,尤其实验数据的处理尤为关键。之前对化学工程及工艺实验数据的处理主要采用人工方法进行,耗费大量的时间及人力,无法满足当今工业生产的需要。计算机的出现使得化学工程与工艺实验数据处理效率的提高成为可能,尤其以计算机为基础,人们开发出了各种数据处理软件,使得化学工程与工艺实验数据处理更为简单、方便。其中MATLAB软件是诸多数据处理软件最为优秀的一款软件,通过在化学工程与工艺实验数据处理方面的应用,能化繁为简,极大提高数据处理效率,使得数据处理精度很好的满足实验需要,将数据处理误差控制在合理范围内。
2MATLAB在数据处理中的应用
为给化学工程与工艺实验数据处理提供参考,接下来对MATLAB软件在数据处理中的具体应用进行探讨。
2.1MATLAB的数据处理步骤
(1)数据处理整体框架众所周知,每个化学工程与工艺实验的目的存在较大区别,所以进行数据处理的步骤以及应用的公式存在较大差别,很难使用一个程序完成所有数据处理工作。不过通过对多数化学工程与工艺实验数据处理要求进行分析,可得出其相似之处,即,先进行数据输入,借助基本数据库进行数据的处理,最终完成处理数据的输出。针对这些相似之处进行程序设计,可简化数据处理过程,促进数据处理效率的提高。(2)编制数据处理程序数据处理程序是高效处理化学工程与工艺实验数据的基础,因此,使用MATLAB软件处理化学工程与工艺实验数据时,确保编制程序运行的高效性十分重要。数据程序编制包括数据输入、处理与作图、构建数据库等环节。其中数据输入的实现主要借助input函数加以实现。例如,需要输入实验环境中不同湿度参数时,可这样设置t=input(‘请输入实验中环境湿度数据’),输入函数多以矩阵方式形式呈现。处理与作图是化学工程和工艺实验数据处理中重要的一环,原因在于实验获得的数据一般为离散数据,需使用多种拟合方法对其进行拟合处理,其中最小二乘法是应用率较高的拟合方式,接下来的探讨主要基于最小二乘法拟合进行探讨。以化学工程与工艺实验产生的(x1,y2)离散数据为例,利用最小二乘法对其进行拟合处理,得到自变量、因变量x、y,并以y=f(x)为输入函数关系,其依据的思路为使得∑(f(x1)-y1)2以及离散数据中x1的残差平方取得最小值。原因在于实验期间难免受外界因素影响,导致一些实验误差的出现,而使用最小二乘法并不需要对输入函数y=f(x)进行全部的离散数据(x1,y1),不过需要∑(f(x1)-y1)2以及离散数据中x1的残差平方取得最小值。由最小二乘法拟合方法可知,化学工程与工艺实验中采用最小二乘法可满足数据处理要求。另外,化学工程和工艺实验中有时会对流体流动阻力状况的研究,即,对流体的流动阻力进行测试,而后进行针对性处理,获得雷诺准数(Re)以及摩擦系数λ的离散数据,同样适用最小二乘法拟合得到连续的曲线,以此为基础将对应的图形画出,考虑到雷诺准数(Re)与摩擦系数为成双对函数,所以可得λ=c+aReb,尤其当a、b、c均为常数时,此时令c=0,可得λ=aReb,又因Re和λ是成双对函数,因此,logλ=loga+blogRe,在此基础上可使用MATLAB中polyfit()函数进行线性拟合处理,实现对化工数据处理程序的基础。(3)数据库的构建采用以上思路对MATLAB数据处理程序进行设计,在实验过程中只是获得在特定湿度条件下的实验参数,而在实际生产中所受的影响因素多而复杂,不可能稳定在设计好的湿度条件下,这就考虑如何取得相近数据的问题。假设其符合线性关系,使用外推或内插方式计算得出实验物性数据参数。文中探讨的化工实验中,设计的程序已经考虑到实验湿度、粘度、密度等参数进行拟合,构建较为完整的数据库,因此,对化学工程与工艺实验数据处理操作,只需按照提示将湿度参数输入系统中,程序便自动运行,计算得出该湿度条件下相关数据,大大的提高数据处理效率。为确保设计数据处理程序的合理性,数据处理程序设计完成且对应的数据库构建完成后,需要输入相关数据对程序的运行状况进行验证,以及时分析出程序设计的不合理之处,并及时进行改进。通过对设计程序进行反复的优化,便可应用在化学工程与工艺实验的数据处理中。
2.2MATLAB的数据处理误差分析
经上文分析将MATLAB软件应用在化学工程和工艺实验数据处理中,可获得预期的数据处理效果,但MATLAB软件对数据的处理建立在对实验数据正确采集的基础上,因此,需要保证化工实验数据采集的准确性,将误差控制在合理水平。考虑到化工实验经过的步骤较多,使用较多的测量仪器,实验人员操作中难免出现误差,这就要求实验人员结合具体的实验内容,明确实验的具体步骤以及影响数据误差的因素,在实验中加以准确把握。首先,保证实验取样的合理性。化工实验取样的合理性包括很多内容,如使用专门的工具进行取样,保证取样位置的合理选取,即,取样应具有一定的代表性。同时,严格依据相关规范进行取样操作,保证每个取样环节操作的正确性。其次,注重对样品进行正确处理。取样操作完成后,对样品操作是否合理、规范,会给实验数据造成影响,因此,化工实验对样品进行破碎、混匀、缩小等操作时,应由经验丰富的实验人员严格按照规范进行操作。最后,校准所用的测量仪器。化学工程与工艺实验过程中使用的各种测量仪器,这些仪器测量精度,以及性能往往给实验数据产生较大影响,因此,化工实验前要求实验人员对使用的测量仪器进行认真的检查,部分对测量精度要求较高的实验,应对所用仪器进行校准,确保测量误差在允许的范围内。另外,为进一步提高实验的准确性可根据规范标准设计相关的对照实验,对实验结果进行校正,消除系统产生的误差。当然为减少偶然误差,化工实验中还进行多次实验,通过多次实验求取平均值,以达到降低实验误差的目的。
3结语
数据处理是化学工程与工艺实验的关键环节,采取正确的方法,使用专门的数据处理软件,在保证数据处理结果满足要求的基础上,可明显提高数据处理效率。本文通过研究得出以下结论:(1)数据处理在化学工程与工艺实验中的重要性不言而喻,当前常使用MATLAB软件对实验中产生的数据进行处理,简化数据处理流程的同时,促进数据处理效率的明显提升。使用MATLAB软件处理数据时,关键在于编写合理的数据处理程序,因此,应根据实验要求,进行全面的分析,确保编写程序的合理性,处理数据效率的高效性。(2)使用MATLAB软件对化学工程与工艺实验数据进行处理时,为保证处理结果的准确性,应严把数据采集环节,即,在取样以及样品处理过程中应严格依据规范进行,尤其应注重校准所用的测量仪器,确保所用仪器处于最佳状态。另外,根据实际情况还可采取设置对照实验,多次实验求平均值的方法降低实验数据的误差,为数据处理的正确性奠定坚实基础。
参考文献:
[1]化学工程技术的热点分析与发展趋势[J].丁权.化工管理.2016(30).
[2]MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用[J].朱涛,徐文艳.化工高等教育.2008(01).
[3]化学工程与工艺实验[M].南京大学出版社,张雅明,谷和平,丁健编著,2006.
篇2
摘要:优化化工类全日制硕士专业学位研究生的培养方案,设置化工设计和工艺研发两个培养模块,将研究生的专业课分为两个教学班授课,强调实践的重要性,设置实验性(实践性)课程,积极探讨和建立适合浙江地方经济社会发展的全日制硕士专业学位研究生的培养模式。
关键词:专业学位;硕士研究生;课程设置;实践性课程;化工类
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)49-0222-02
一、国内外同类研究工作现状
目前,国内在全日制硕士专业学位研究生培养方面存在较大差异。从检索到的公开资料来看,有些高校有相应培养方案,有些与传统全日制硕士学术学位型研究生的培养方案区别不大;也有的单位在培养方案中有明显变化,如对公共必修课、专业基础课和专业必修课都做了较大幅度缩减(小于23学分),增加了实践性弹性学分(7学分):科学社会主义和自然辩证法各缩减为1学分,英语缩减为2学分,数学基础包括两门课4学分。在实践性环节、毕业论文等方面虽有定性描述,但缺乏实质性的内容;更多的学校大都还没有配套的培养方案,基本沿用学术型研究生的培养套路。这些情况都充分说明,各高校对于全日制硕士专业学位研究生的认识还很模糊,管理上大多借用过去硕士研究生的一套操作办法,还没有形成独立的管理运作体系,尤其是涉及与企业的合作与实践基地的建立等方面,更觉得无从着手。在教学上确实已经与学术型研究生完全分离了,形成了自己的特色。但在实习实践环节还没有统一,表现在有的学生确实进入企业实习岗位,实习效果很好;有的还没有真正进入实习岗位,基本在校内导师实验室进行科研工作,与学术型雷同而学术要求却享受专业学位型,没有达到培养计划的要求。
二、课题指导思想
以教育部《关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》的文件精神为指导,结合我校的现状,以培养应用型人才为目标,开展全日制硕士专业学位研究生的联合培养工作,满足企业发展和地方经济发展对高层次应用型专业人才的迫切需求,发挥化工学院在浙江省的社会影响力。
专业学位是培养在专业领域具有坚实的基础理论和宽广的专业知识,具有较强的解决实际问题的能力,能够承担专业技术或管理工作,具有良好业素养的高层次应用型专门人才。学术性学位硕士研究生则主要培养学术研究人才。两者培养方式不同。专业学位课程设置以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用知识与能力的提高为核心。教学内容强调理论性与应用性课程的有机结合,突出案例分析和实践研究;教学过程重视运用团队学习、案例分析、现场研究、模拟训练等方法;注重培养学生研究实践问题的意识和能力。在具体的学习过程中,要求有为期至少半年(应届本科毕业生实践教学时间原则上不少于1年)的实践环节。而学术学位研究生的课程设置侧重于加强基础理论的学习,重点培养学生从事科学研究创新工作的能力和素质。
三、化工类全日制硕士专业学位研究生的培养
以强化实践环节为主线,区别全日制硕士专业学位研究生与全日制硕士学术型学位研究生的培养规格。首先设计由实践主导的全日制专业学位硕士研究生的培养方案,该方案应与传统学术学位型硕士研究生的培养方案有明显区别,强调应用型、实用性和适应性;其次,要建立稳定的全日制专业学位硕士研究生的实践基地,保证全日制专业学位硕士研究生能有充分的时间接触实际生产,加深感性认知。
(一)设计化工类全日制硕士专业学位研究生的培养方案
首先将走访企业了解对人才需求的信息,另一方面,对其他学校专业学位硕士研究生培养模式进行调研,广泛收集材料。我们认为,在专业基础课和专业选修课的设置上,应强调以实践为主导进行课程设置,提高实践性课程的比例。适当减少理论性课程教学,增加应用技术性课程,安排一定实践性课程,特别是与某种特定岗位相匹配的实践技术,强调工程工艺过程的学习和单元操作的学习;在公共基础课方面,引导公共英语教学向提高听、说、读、写应用能力转变;压缩政治理论课学时,增开专利法、民法等法律方面的通识类课程。
(二)优化课程设置方案
在课程设置上应适时减少纯理论型课程及其课时,如高等有机化学、现代色谱分析技术、有机结构分析、高等化工热力学、催化作用导论、杂环化学、农药化学、绿色化学等,精减学时,由48学时精简到32学时;精中取优,组成专业基础课。在上述课程中,可以借鉴我国多年实行且成熟的二级学科课程体系制度,把目前化学工程与技术一级学科的全日制硕士专业学位研究生的课程体系做一个超二级学科的课程体系调整,就是将蕴含量宽大的原化学工程与技术一级学科课程体系变更为两个超二级学科课程体系,形成两个专业模块,即化学工程模块和化学工艺模块,将学生分成两个教学班。依据专业模块的要求对各自课程设置进行调整,即工程设计型模块和工艺研究型模块,两个模块分别按照各自知识结构设置工程设计类课程或工艺研发类课程,同时允许学生跨模块选课。
化工类全日制专业学位型硕士研究生应该具备的最直接的实践技能就是实验操作技能。在本领域的实践体系设计中,增加一项实验技能训练,此项训练可以开放选修实验或创新实验的形式开课,内容不同于研究生的毕业论文,主要集中本专业方向的典型成熟实验,如化学工程模块的化工基本单元操作实验和化学工艺模块的热点产品合成及其三废控制处理实验等,通过这类课程可拓展学生的专业知识面,增加实验操作技能的培养。
(三)课程设置要与教学内容调整、教学方式改进等协调进行
全日制硕士专业学位研究生的培养目标是培养应用型人才,所以其课程设置应强调以应用和实践为导向的基础理论课程的学习,并由有丰富实践经验的教师主讲。现阶段开设的多数理论课程对专业学位研究生而言理论知识偏深,并且工程实用性不强。近二十年来化工科技发展的结果证明,传统教科书中的很多理论都存在缺陷,不够完善。这就要求授课教师既要掌握深厚的理论知识,又要有丰富的工程实践经验,能把课程有关理论与当前的最新研究进展结合起来,对课程内容进行补充,把最新的科研成果充实到课堂上。课程学习重在培养,分析问题中找到正确的方式方法,进行多角度、多层次的专业性互动交流,多举例分析从而加深研究生们对某一专业领域里的相关知识的认识。教师要增加生产实例讨论等实践性环节,这种实践型教学方式可以进一步提高课程的教学效果。
为了培养工程实践能力,全日制专业学位硕士生的课程体系还应增加实践教学、专业课程实习实践、专业实训等实践环节。通过实践,使学生把从书本上学到的知识与实际研发工作结合起来,将解决实际问题作为突破口,在实践过程中,强调了解其中的科学原理,摈弃其中的不科学的成分,为提升产品的软实力发挥作用。如:解决生产过程中的不合理过程、或减少能耗、或减少三废排放等。
全日制专业学位硕士研究生的企业实践环节学习时间要求半年至一年。时间培养年限占据了重要环节,深入实际生产把书本上的理论知识和产品研发活动有效连接,让专业实践能力的培养得到了更好的运用贯通,能提高学生工程实践水平奠定坚实的物质基础,为企业发现和解决生产中存在的问题创造条件。
四、结论
关于课程设置方面,在实际操作层面上已经逐步实施,经过几年来的实践检验,从学生和企业的反馈情况来看效果良好。我们强调以实践为主导进行课程设置,适当减少理论性课程教学,增加应用技术性课程,安排一定实践(实验)性课程,特别是与某种特定岗位相匹配的实践技术,强调工程工艺过程的学习和单元操作的学习。从实际情况看,这样的操作方法确实收到了很好的效果。限于资金、场地、设备等条件的制约,实验类课程还未实施,有待今后进一步发展完善。
篇3
关键词:范畴体系构建 DDC《中国图书馆分类法》 E1分类表 类目映射
分类号:G254.12
1、项目背景及《英文超级科技词表》逻辑结构
《英文超级科技词表》(以下简称《英表》)是“十二五”国家科技支撑计划项目“面向外文科技文献信息的知识组织体系建设与应用示范”的主要研制内容之一。目标是建设覆盖理、工、农、医四大领域的、面向英文科技文献信息组织与检索的一部大型综合词表。该项目由国家科技图书文献中心(NSTL)牵头,多家情报机构分工协作,计划三年内完成。
《英表》并非传统意义上的叙词表,从逻辑结构上看,它是一个包含4层结构的知识组织系统,自下而上依次为:词汇素材、基础词库、概念网络、范畴体系,如图1所示:
词汇素材层是按照素材采集标准筛选出的各类词汇集,包括相关专业的叙词表、专业词典、术语集、文献关键词等,叙词表是其核心构成部分。基础词库是将不同来源异构的词汇集按一定规范进行描述,并采用统一格式进行存储而形成的词汇元数据仓储。对基础词库中的词汇进行同义词归并,形成以概念为单位的同义词群,概念继承各同义词原有关系,由此形成相互关联的概念网络。《英表》对概念间关系不做梳理,因此形成的概念网络实际上是一个无序网络,没有清晰的等级结构。
为了能在一定程度上表现《英表》知识体系的等级结构,《英表》在概念网络层上设置了范畴体系。范畴体系为概念提供了分类框架,概念在统一的分类框架下归属到相关类目,按学科特征得以聚集,并借助范畴体系的等级结构由一般到具体层层展开。范畴体系是对《英表》主题概念进行组织的工具,可在一定程度上弥补概念网络在宏观知识结构表达上的不足。
2、《英表》范畴体系的功能定位及构建原则
范畴表是叙词表的基本构成部分之一,范畴体系的构建在叙词表编制工作中意义重大。在叙词表构建之初,范畴体系可起到控制词汇采集的学科范围和各学科词量基本均衡的作用;在叙词表构建过程中,范畴体系可将相关同汇聚集到一起,方便词间关系的发现和构建;叙词表构建完成后,范畴体系起到组织词表概念的作用,能反映叙词表知识体系的宏观结构,是词汇的主要索引方式之一。
一般情况下,构建范畴体系不是从零开始,可以根据拟构建叙词表的学科特征选择已有的分类体系,根据拟构建叙词表的功能定位以及词汇学科分布情况对分类体系进行调整。
《英表》范畴体系的构建需要考虑英语语言地区的政治、经济、文化背景,构建的分类体系要能匹配英语语言地区人们对学科知识结构的理解。同时NSTL的主要服务对象是国内用户,《英表》构建不可能完全脱离国内用户的文化背景和知识结构,因此也需要考虑国内用户对学科体系的理解,尽可能靠近国内用户熟悉的分类体系。
基于上述考虑,《英表》范畴体系的构建思路是:选择一部英语地区主流的分类表作为主干范畴表,主干范畴表要能覆盖理、工、农、医几大部类。以此为基础,根据《英表》学科规划和词汇分类的具体需求,参考其他分类体系对主干范畴表进行局部调整,形成指导《英表》词汇采集、类分与导航的范畴体系。由于《中国图书馆分类法》(以下简称《中图法》)是我国应用最广泛的综合分类法,而E1分类表是工程技术领域影响最大的词汇分类体系,因此在研究中将以这两部分类法作为主要的参考分类体系。
3、主干表选择及其结构特征
3.1 主干表选择
《杜威十进分类法》(Dewey Decimal Classification,以下简称DDC)、《美国国会图书馆分类法》(以下简称LCC)是英语地区影响很大的综合分类法,这两部分类法都有专设的维护机构持续进行维护和修订,是选择主干范畴表的主要考虑对象。
DDC和LCC在类目体系和类号体制上有着较大区别:①DDC是一部通用分类法,系统性较强。而LCC是为满足美国国会图书馆图书分类的要求而编撰的,并非通用分类法。LCC各分册由各学科专家分别进行编制和修订,没有统一的编制规则,缺乏明确的分类理论指导,系统性较差。②DDC是十进制分类体系,各级类目基本按层累制方式编号,类目体系等级分明,易于理解和使用。LCC是列举式分类体系,类目编号是一种完全的序数制,基本不能反映类目的从属关系。从类号体制看,《中图法》和DDC也更为接近。基于上述原因,本研究更倾向于采用DDC作为《英表》主干范畴表。
3.2 DDC的结构特征与局限
在DDC中,工程技术主要对应一级大类“6 Teeh-nology(技术)”(为了阐述方便,下文只列类名的中文译称),其二级类中除“62工程”外,工程技术相关学科类目还包括"64家政与家政管理”、“66化学工程”、“67制造”、“68特殊用途产品的制造”、“69建筑与施工”。62中的“621应用物理学”、“629其他各种工程”所界定的学科范围从类名难以作出准确判断,将这两个类目进一步展开,621下包含了电子、电工、通信、计算机、动力、机械等学科类目,629下包含了交通工具、铁路、公路、航空航天、自动控制等学科类目(见图2):
展开“66化学工程”(见图3),发现66中包含了饮料技术、食品技术、冶金、石油、天然气,与《中图法》和E1分类表对“化学工程”的界定有较大区别。“67制造”、“68特定用途产品的制造”中大部分类目和《中图法》“TS轻工业、手工业、生活服务业”下的相关类目对应关系较好(见图4、图5)。
通过对DDC“6技术”大类逐级展开,并与《中图法》(T、u、V、x)及E1分类表进行对比分析,能比较清晰地观察到DDC类目体系的结构特征。
《中图法》工程技术相关部分(T、u、V、x)和E1分类表在DDC中基本都有对应类目,d王就是说,DDC能基本覆盖《中图法》工程技术部分和E1分类表类目。
虽然DDC基本能覆盖《中图法》工程技术相关学科领域,但两个分类体系对类目的划分还是有较大不同。主要表现在:①DDC“624土木工程”在《中图法》中没有直接对应类目,在《中图法》中土木工程分散在建筑、交通、水利中。②《中图法》“TU建筑科学”在DDC中区分为工程和艺术两部分,建筑的结构、材料、施工等内容归人“69建筑与施工”,属工程范畴;区域
规划、建筑设计、建筑艺术、园林等归入“71城市及景观艺术”和“72建筑学”中,属艺术范畴。③交通运输的界定有较大区别。《中图法》“u交通运输”在DDC中被区分为若干部分。水陆空运输及车站、码头、机场的运营管理等内容主要分布在385-388,属社会科学范畴;机车、铁路、公路、船舶、汽车等属工程范畴,涉及类目625、623.8、629.2和629.3。
DDC类号体制限制了各级的类目总量,为容纳更多新兴学科,在前三级类目中出现了一些学科界定不清晰的类目,比如“621应用物理学”、“67制造”、“68特定用途产品的制造”,“629其他各种工程”等。这些类目下包含的内容非常丰富,一些工程技术基本学科门类也位列其中。类号体制的限制使得DDC学科层级较深,需要层层展开才能逐渐明了,类目导航效果不佳。图6对比了DDC和《中图法》中工程技术主要学科门类所处的层级。可看出DDC中大部分工程技术基本学科的层级都在三级以上,电子技术、电信、计算机、自动化、核技术这些学科在DDC中已经到了第5级。
4、基于DDC构建《英文超级科技词表》范畴体系
4.1 基于DDC进行类目体系重构的思路
为改善DDC导航效果,需要对DDC类目结构进行一些调整。DDC前三级类目一般不用于文献分类,仅用于类目导航,因此调整DDC上层类目的构成,重构DDC类目导航体系原则上是可行的。具体做法是:通过提升类级突出显示一批隐藏较深的基本学科门类;对类名界定不清的类目或包含学科门类过于庞杂的类目进行分拆和重组;删除或隐藏一些不必要的类目;根据需要新增类目以便归拢重组的各相关类目。
对分类法的改造须谨慎,分类法有其内在的分类思想,立类依据受主客观因素影响,经过多年发展已形成相对平衡的体系,过度改造可能破坏这种平衡,导致更多问题。因此,在DDC类目体系重构过程中,应尽量遵循以下原则:
・在不影响导航效果的前提下,对DDC中学科界定清晰的类目等同采用。对类名界定不清或学科构成过于庞杂的类目进行拆分时要尽量保证DDC三级以下类目的完整性,避免过度分拆。
・提升DDC学科门类的级位时需要参考《中图法》和E1分类表。对于在DDC中构成过于简单的类目不宜提升为工程基本大类。
・尽量集中DDC类目体系中类号靠近的相关类目,避免过度分拆。
・参考《中图法》与E1分类表对DDC相关类目进行归拢,但要避免归拢DDC中与《中图法》或E1分类表没有主要对应类目的过于分散的类目。
・归拢相关类目时尽量避免跨大类合并。考虑到《英表》范畴体系构建过程中理、工、农、医需要分工与协作,为保证几大部类相对完整,避免类目体系过多交叉,应尽量避免在理、工、农、医几大部类间跨部类归并。
DDC类目体系重构分两个阶段,首先是确定《英表》基本学科门类及其主要构成,然后对各学科细分类目进行梳理,完善类目参见体系。
4.2 工程技术基本学科门类的确定
4.2.1 从DDC前三级类目中直接提取工程技术基本学科从DDC前三级类目中提取学科界定相对清晰的类目作为首批工程技术基本学科门类,共9个,分别为:“622矿业工程”、“623军事工程及船舶工程”、“624土木工程”、“625铁路与道路工程”、“627水利工程”、“628卫生与市政工程环境保护工程”、“64家政与家政管理”、“66化学工业”、“69建筑与施32”。
“64家政与家政管理”在《中图法》中对应“TS97生活服务技术”。《中图法》第5版中将TS的类名由原来的“TS轻工业、手工业”更改为“TS轻工业、手工业、生活服务业”,并对“TS97生活服务技术”的类目作了较大改动,这一类目在《中图法》中的地位有所提升。按照不影响导航效果时尽量保持DDC原有结构体系的原则,将其入选为工程技术基本学科门类。“66化学工程”由于包含《中图法》和E1分类表中的多个学科门类,将对其进行分析,确定进一步的拆分方案(参见本文4.2.5)。
4.2.2 从三级以下的DDC类目中提取工程技术基本学科DDC部分工程技术学科隐藏在三级以下类目中,本研究将DDC分别与《中图法》和E1分类表进行映射,获取两部参考分类表的工程技术基本学科与DDC类目的对应关系,将一致性较好的学科提取出来作为第二批工程技术基本学科,学科下分类目的构成以两个参考分类体系共同对应的DDC类目为主,兼顾相邻相关类目尽量集中的原则,将邻近相关类目尽量归入同一个学科基本门类中。比如“621.37电量计算”在《中图法》“TM电工技术”中有对应类目,但在E1分类表“700电工技术”中没涉及,考虑到相邻相关类耳尽量归拢的原则,将“621.37电量计算”与621.31、621.32、621.33、621.34、621.37归入同一个基本大类――电工技术。
表1为第二批提取的工程技术基本学科门类,共11个。表中从左往右第一列为《英表》工程技术基本学科,第二列为《中图法》相应学科对应的DDC类目,第三列为E1分类表相应学科对应的DDC类目,第四列为通过分析对比确定的《英表》学科细分类目。
4.2.3 DDC 621的重组与“动力工程”的类目构成DDC“621应用物理学”中尚未处理的类目包括:621.1-621.2、621.4、621.5、621.6,这几个类目与两个参考分类体系的对应关系如下:
“621.1-621.2流体动力技术”:在《中图法》中主要入“TK能源与动力工程”;在E1分类表中主要入“610机械工程设备与动力”和“630流体、水力学、气动和真空”。
“621.4原动机和热力工程”:在《中图法》中主要入“TK能源与动力工程”;在E1分类表中主要入“610机械工程设备与动力”和“640热与热动力学”。
“621.5气动、真空、低温技术”:在《中图法》中拆分为“TP6射流技术(流控技术)”(气动技术入此),“TB7真空技术”和“TB6制冷工程”;在EI分类表中主要人“630流体、水力学、气动和真空”和“640热与热动力学”中。
“621.6鼓风机、送风机、泵”:在《中图法》中主要入“TH机械、仪表工业”;在E1分类表中主要人“610机械工程设备与动力”。
从以上分析可看出,DDC621中上述几个类目在E1分类表中主要归为动力工程,在《中图法》中则涉及到了动力工程、机械、自动化、通用技术多个大类。为保证DDC类目在重组中得以相对集中,本研究采纳了E1分类表的类目构成方案,将DDC的621.1-621.2、621.4、621.5、621.6几个类目归并为“动力工程”。4.2.4 DDC 629的重组与“汽车工程”类目的构成“629其他各种工程”因类名界定不清被分拆后尚未处理的类目包括“629.2陆用机动车和自行车”、“629.3
气垫交通工具(水陆两用气垫交通工具、气垫船)”。
在《中图法》中,DDC 629.2大致对应“U46汽车工程”,但“自行车”、“摩托车”等内容被归入“U48其他道路运输工具”;在口分类表中,DDC 629.2对应“660汽车工程”,“自行车”、“摩托车”等在E1分类表中靠类也归入660。为避免将629.2再次拆分,保证DDC三级以下类目的完整性,本研究采纳E1分类表的处理办法,将629 2独立为工程技术基本学科“汽车工程”。
在《中图法》中,DDC 629.3的“气垫车”部分被归入U46,“气垫船”部分被归入“U66船舶工程”;在E1分类表中,DDC 629.3,归人“670船舶工程”。为避免将629.3再次拆分,本研究仍采用E1分类表的处理方法,将629.3归入DDC“623军事工程与船舶工程”。4.2.5 DDC 66、67、68的重组与“化学工程”、“轻工业、手工业”类目的构成将DDC66、67、68分拆后来处理的类目分别与《中图法》、E1分类表进行比对分析,可看出这三大类日在《中图法》、E1分类表中相对集中。在E1分类表中主要对应“800化学工程总论”、“810化学工业”、“820农业工程和食品技术”。在《中图法》中,主要对应“TQ化学工业”、“TS轻工业、手工业、生活服务业”。
E1分类表对DDC 68覆盖较差,如图7所示:
相比之下《中图法》对DDC 66、67、68的覆盖更全面(见图8)。因此本研究主要参照《中图法》对66、67、68类目进行重组。将DDC的661、662、665(除“665.5石油”、“665.7天然气及工业煤气”)、666、668和678合并为“化学工业”。将DDC的663、664、667、674、675、676、677、679和DDC68大类下除“681精密仪器及其他装置”外的其他类目(682-688)合并为“轻工业、手工业”。DDC681归入“工程技术总论及工程通用技术”(参见本文4.2.6)。
4.2.6 “工程技术总论及通用技术”的类目构成DDC每级类目有O-9共10个号,“0”为总论或通用性类目,也包括那些不能归入其他各类的类目。由于《英表》“工程技术”范围已超出DDC“62工程”,仅用DDC620不能代表《英表》工程技术总论及通用技术的全部内容。另外,DDC为文献分类法,很多加“0”复分的类目只适合对文献进行形式细分,不适于词汇分类。因此,有必要对相关的“0”类目进行分析筛选,重组适用于《英表》词汇分类的“工程技术总论及通用技术”大类。
“工程技术总论及通用技术”构成类目主要来源于三个方面:①60、600、620,下属相关类目;②621、629、67、68,由于被完全拆分,这些类目在《英表》中不保留,需对其加“0”复分类目进行筛选,归入总论及通用技术;③681,之前的处理中没归人工程技术基本学科下的孤立类目。
DDC的6个复分表中除“Tablei Standard Subdivi-sions(标准复分表)”外,其余的复分表均为针对文献的形式复分表。“T1标准复分表”中除“01 Philosophyand theory(原理与理论)”和“04 Special topics(特殊主题)”外,其余均为文献的形式复分。因此,本研究对复分类目的筛选重点考虑“01”和“04”类目。
三种来源的类目汇总如表2所示:
从表2可看出《英表》“工程技术总论与通用技术”与《中图法》及E1分类表的总论性类目部分基本一致:原理(基础科学)――设计――材料――仪器与测量,但通用技术部分有较大差别。通用技术是集中还是分散,不同的分类法处理不完全一致,为了避免DDC类目体系过细的分拆与重组,尽量保持DDC原有类目构成,《英表》在通用技术部分不做大的调整。
4.3 工程技术基本学科细分类目的处理原则
DDC主要用于文献分类,有一些不适宜词汇分类的特征,为保证《英表》范畴体系相对简洁,在重组基本学科门类后,需要对各学科细分类目进行梳理。处理原则如下:①删除DDC弃用类目(在DDC中加方括号的类目)。②不再保留被完全分拆的类目,比如621、629、67、68。③增加类目用于聚拢相关各类。为保证《英表》范畴体系与DDC较好的对应关系,要控制新增类目数量,新增类目原则上不用于词汇分类,仅作类目导航之用。④如果所有子类被提升,则隐藏对应的父类。⑤隐藏部分用于文献分类的加“0”复分类目。比如“624.092土木工程师”。⑥列举子类不全、有明显遗漏的类目,隐藏其所有子类。如“622.188宝石勘探”下只列出“622.1887半宝石勘探”,则隐藏622.188下所有类目。⑦隐藏在同一大类中有明显重复的类目。比如DDC土木工程中“624.153基础工程材料”与“624.18材料”有明显重复,可考虑隐藏624.153及其下级各类。跨大类交叉的类目不隐藏,可作类目参照以反映概念的多学科属性。
5、结语与讨论
本文分析了基于DDC构建《英表》范畴体系的可行性及构建原则,通过DDC与《中图法》及E1分类表的对比分析,对DDC类目进行了类级提升、类目拆分和相关类归拢等处理,共提取了24个工程技术基本大类和一个总论及通用技术类目,并进一步提出了各学科细分类目的梳理原则。
篇4
细胞发生物理力学性能上的改变最终使得细胞分裂失控,结果便是这些分裂失控的细胞出现较低的死亡率,导致恶性肿瘤的增长。该研究发现是目前唯一一种从物理学的角度分析肿瘤的发病原因。该论文已经发表在最近出版的《物理评论快报》上,该期刊由美国物理协会创办。
博士后研究生保劳格帕尔克对该研究评论为:到目前为止,关于癌症的研究都集中在生化角度,为了寻找解决与生化致癌相关的各种相互依存的诱发因素,我们将焦点集中在较不“显眼”的细胞机械因素方向。这是一种新的针对癌症诱发因素研究方法。然而,研究人员在区别癌变细胞与正常细胞过程中发生了怪异的相似性,比如在细胞的机械强度和粘附性方面,癌变细胞之间表现出与正常细胞迥然不同的特点。
这些特点也是研究人员区别癌变细胞与正常细胞的方法,其同样也类似于以前观察癌变细胞时的分类法。根据研究人员介绍:癌变得细胞较健康的细胞显得更加柔软,这就意味着当这些柔软的癌变细胞被较硬的正常细胞所包围时,前者就会变得更紧实,不易扩散。但是,当相邻的癌变细胞数量增加时,来自正常细胞的较硬表面“对抗力”就出现了降低,这时候癌变细胞“趁机”松弛下来,扩大自己的表面积,以便覆盖更大的区域。拉伸的细胞可以提高自身的增值能力,并降低了细胞死亡的概率。
该研究小组的研究人员通过精确的计算模型复制了在一个组织内细胞的生命周期,便于观察细胞机械性能的改变如何对细胞的行为产生影响。在实验开始前,研究人员确定在这个健康的组织内有相同机械性能以及粘附性的细胞,然后在组织中心将一些细胞软化,结果显示只要软化的细胞低于临界值,这个组织仍然会保持健康、稳定。
如果超过了这个临界值,机械性能出现变化的柔软细胞就会出现倍数式增加,远远大于正常健康的细胞。除了这一点外,肿瘤的增长是依靠自身强大的繁殖能力替换到周围健康的细胞,临床观察也显示这也是恶性肿瘤的一个特征。研究人员还分析了如何使一个细胞增加粘附性,或者保持较硬的机械性能,以及影响其他细胞的转移性能和繁殖能力。他们观察到软化细胞之间的结合能力出现了改变,该变化是控制着更多肿瘤细胞形成的一个关键因素。
篇5
【文章编号】0450-9889(2017)06C-0078-02
高分子材料是化工产品的一个分支,是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品;高分子行业的迅猛发展,急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面,对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群,为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而,广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程,且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业,开设的专业课程很多,所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下,本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。
一、教材的选用
广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时,选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》,学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用,全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中,学生反映这本教材的难度太大,因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程,需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后,对学生进行综合训练。
“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课,此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课,然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课,高分子材料方面的基础较差,加上这本教材讲述的理论知识较少,所以学起来较吃力。根据学生的反映,学院及时更换了教材,采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材,该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识,对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍,全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺,也兼顾了新技术和新方法,难度适中,得到学生好评。
二、教学内容的改革
高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科,“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程,需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识,学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容,重点掌握三者的关系,强调成型加工对制品性能的重要性,这是本课程的主题思想,也是高分子材料的工程特征;选用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》,充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态,不断更新及补充教学内容,确保教学内容的先进性;在教学内容安排上,以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点,以宽专业为目标,概况高分子材料理论基础和概念(详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学),从高分子材料的加工原理出发,着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发,对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授,然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别,对于一些新的成型方法,以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺,教师建立了QQ群这样的交流平台,并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上,经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台,引导学生关注,激发学生的学习积极性,让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念,对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍,而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容,在有限的学时内,节选核心内容,把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结,而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲,但不同章节会选不同的材料体系来进行,比如讲橡胶的压延,那么注塑可能选塑料,而挤出可能选复合材料,这样来兼顾各类高分子材料的成型。
三、教学方法的改革
教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点:一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性;二是该课程的理论性和实践性都很强,如何在教学过程中实现理论与实际的结合,用理论来解释生产中的实际问题,或以具体实例来说明理论,促使学生真正掌握知识。针对这些问题,“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。
(一)现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性,同时,该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材,利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息,并根据需要设计各种演示效果,将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生,激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力,大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备,教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课,同时广泛收集案例、动画演示及成型录像,不断补充到授课内容中,让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识,对课件内容进行更新和完善,丰富课堂内容,加大课堂信息量,使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识,使教学达到事半功倍的效果。
同时,教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点,将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中,并用眼神、情感、心灵与学生沟通,必要时还要进行板书,让学生彻底把握一些关键问题。
(二)采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同,笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法,从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂,转变为组织和引导;从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时,并没有按照书本来进行,而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”,让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题,并在学生完成后让他们用PPT来展示成果,通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。
启发式互动式教学强调先让学生积极思考,再进行适时启发;教师不仅要加强自身专业素养和知识积累,而且更重要的是建立师生互动的教学过程,并营造良好的课堂教学氛围,实现教学相长;教师注意自己角色的转变,良好的学习情境可使学生了解学习任务的必要性和与学习任务相关的学习信息,从而激发学习意愿和浓厚的学习兴趣;在教学过程中,对于重要的知识点,通过案例教学,与学生共同分析和讨论,启发学生进行思考,培养学生的创新能力。
篇6
本文简单介绍了拉曼光谱的原理、拉曼光谱分析技术在纺织纤维定性方面的应用现状,结合目前纤维定性鉴别的方法,提出了将拉曼光谱用于纺织纤维定性的可行性,突破了现有检测方法存在的局限。
关键词:拉曼光谱;定性;纺织纤维;应用
随着新技术的不断更新,新的化学纤维层出不穷,为了充分利用各种化学纤维的优良性能以满足各种用途的需要,多种化学纤维与天然纤维混纺或交织的产品愈来愈多,给纤维检验工作带来了很大困难,因此开发新型检测技术,提高纤维定性水平,简化检验程序尤为重要。本文简单介绍了一种新型的检测技术“拉曼光谱”的原理以及其在纺织纤维定性工作中的发展应用。
1 纺织纤维定性检验方法现状
纺织纤维含量检测是纤检部门检测的重要项目之一。在纺织品纤维含量检测过程中,首先需要对纺织品中不同的纤维组分进行定性,来确定纺织品纤维组分。目前,纤检部门常用的鉴别方法包括显微镜观察法、燃烧法、化学溶解法、熔点试验法、红外光谱分析法等几种。最常用的是燃烧法、显微镜法和化学溶解法[1]。
燃烧法和显微镜观察法以及化学试剂法在定性检测中都有一定的局限性,例如粘胶纤维、莫代尔、莱赛尔3种再生纤维素纤维,它们在显微镜下的形态以及燃烧现象很相似,难以很好地区分。有的检验需要采用化学溶解的方法,常用几种有毒的化学试剂[2](如二甲基甲酰胺、甲酸/氯化锌等),不仅给检验人员身体健康带来危害,而且对大气造成污染。红外光谱定性分析方法虽然可以准确地鉴别纺织纤维,在纤维定性中得到了很多应用,但是它对测试环境温湿度要求较高、检测周期长,样品制作麻烦。
近来,环保、快速、准确的检验方法已成为纺织品检验人员的追求目标。拉曼光谱定性检测方法因具有需要样品量少、不需前处理、测试速度快、对样品无损害、测试结果准确、不产生污染物等诸多优点,可以有效地解决纺织行业现行方法存在的问题。
2 拉曼光谱测量原理
2.1 拉曼光谱原理
拉曼散射是光照射到物质上发生的非弹性散射所产生的。单色光束的入射光光子与分子相互作用时可发生弹性碰撞和非弹性碰撞,在弹性碰撞过程中,光子和分子间没有能量交换,光子只改变运动方向不改变频率,这种散射过程称为瑞利散射。而在非弹性碰撞过程中,光子与分子之间发生能量交换,光子不仅仅改变运动方向,同时光子的一部分能量传递给分子,或者分子的振动和转动能量传递给光子,从而改变了光子的频率,这种散射过程称为拉曼散射。拉曼散射分为斯托克斯散射和反斯托克斯散射[3]。
拉曼光谱具有以下特点:
(1)检测范围广,拉曼光谱可以检测所有的无机和有机化合物、高分子混合物。
(2)检测灵敏度非常高、速度快、无损、无污染。拉曼光谱方法是一种纯粹的化学检测方法,其检测过程不需制样、不损害样品、不产生污染物、分析周期短、重复性好。
(3)拉曼光谱检测所需试样不受水的影响,而且对样品的大小没有要求,可以检测微量样品。虽然近红外也可以适用于各种类型的试样,但实际操作仍然有许多困难。
2.2 拉曼光谱仪的测量原理
拉曼光谱仪的测量原理如图1所示,将一块样品放在仪器上,用激光束照射,仪器会自动产生拉曼光谱图,样品的组成不同,所测得的谱图不同,根据谱图的特征来辨别样品的组成。
3 拉曼光谱的发展和应用
拉曼光谱技术是定性分析的强有力的工具。拉曼光谱常包含有许多确定的能分辨的拉曼峰,所以,原则上应用拉曼光谱分析可以区分各种试样。不过,所有可能的纯净材料和它们的混合物的数量是无穷尽的,仅有少量的简单分子及其混合物的拉曼光谱,在与其他式样的光谱相比较时,能轻易地区别出来。所以,定性分析的一个必要工作是根据测得的拉曼光谱判定出可能的材料和混合物,限定这些可能物的数量。这一工作的完成需要应用试样的其他信息,例如试样的来源和经历,是否是混合物,它的物理性质和外貌以及其他技术得到的资料[4]。
拉曼光谱之所以一开始就受到重视,是因为它与红外光谱有相同的波长范围,但操作比红外光谱简单。目前,拉曼光谱已广泛应用于考古、医学、石油化工、林业和法庭科学等诸多领域。随着激光技术的发展和检测装置的改进,拉曼光谱技术在当代工业生产和科学研究中必将得到越来越广泛的应用。王文科用激光拉曼光谱对乙醇、甲醇的混合物进行了研究,结果表明用工业酒精甚至甲醇勾兑的假酒利用拉曼光谱法鉴别是可行的。
4 拉曼光谱在纤维定性方面的应用情况
在拉曼光谱分析纺织纤维结构方面,近几年的研究主要集中于以下几个方面:复合材料的界面和机体结构的测定,再生蚕丝制备过程中,分子链规整度和取向度变化的测定;丝素经酶处理后,高分子结构的变化研究以及羊绒和羊毛分子结构研究,而在纤维成分分析方面有如下研究:鉴别天然绿色棉和染色棉;研究聚丙烯、羊毛、聚酯和一些天然纤维的鉴别方法;对染色纤维中染料的分析以及比较红外光谱与拉曼光谱对染色纤维区分的效果。吴俭俭等用拉曼标准谱图试验区分了聚酯纤维PET和PTT,并提出了利用单组分样品的标准化谱图建立特征表数据库的建议。拉曼光谱特别适合于鉴别化学结构相近的同类纤维,如莱赛尔、莫代尔、铜氨等再生纤维素纤维以及聚酯纤维(PET、PBT、PTT)。
拉曼光谱主要用在针对混纺织物的纤维定性鉴别中,由于每种纤维的分子组成不一样,得出的光谱图也各有特征。首先采取各种不同的纤维的单组分织物在拉曼光谱仪上测出光谱图,采用提取特征值、特征表的方法记录每种纤维的特征峰个数、特征峰的值以及对应的X轴上的值建立数据库,再将待测样品进行测量得出的谱图与数据库中的值进行对比,即可得出织物的纤维组分。该方法能满足纤维检测的要求,并以快速、无损、环保的优点弥补了传统方法的不足,具有很高的应用价值。
虽然纺织纤维的拉曼光谱检测方法具有方便、快速、环保、稳定等优点,但受限于其测量原理,拉曼光谱在纤维鉴别中也存在一些局限性,比如荧光物质、纤维熔点、黑色染料、纤维含量等因素的影响。与红外光谱分析法比较,对检测环境的温湿度无特别要求,样品无需特殊处理,特别适合检测含水的样品。
5 结论
显微镜法、燃烧法、溶解法鉴别纺织纤维是目前定性行之有效的方法,但由于新的化学纤维不断出现,用以上方法就难以区分了。拉曼光谱技术是定性分析的强有力的工具,其快速、无损、环保的优点弥补了传统方法的不足,具有很高的应用价值,拉曼光谱技术现已广泛应用到了考古、医学、石油化工、林业和法庭科学等诸多领域。随着激光技术的发展和检测装置的改进,拉曼光谱技术在纺织纤维定性工作中必将得到越来越广泛的应用,当然, 目前依然面临着一些急待解决的问题,如建立一个所有纤维拉曼光谱特征峰的数据库、检测装置的改进等,这些都是目前有待于开发的课题。
参考文献:
[1] FZ/T 01057—2007 纺织纤维鉴别试验方法 [S].
[2] GB/T 2910—2009 纺织品定量化学分析 [S].
[3] 乔西娅,戴连奎,吴俭俭.拉曼光谱特征提取在化学纤维定性鉴别中的应用[J].光谱学与光谱分析,2010,30(4):975-978.
篇7
关键词:化工设备;保养;维修
中图分类号:TQ050文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(b)-0000-00
化工设备指的是在高温、高压、真空、超低压、易燃、易爆、易腐蚀等较为特殊的环境中仍然能够进行稳定高效工作的一种设备。这种较为贵重的设备仅需要人们对它进行定期的保养与维护,通常化工企业都会把对化工设备的检修作为一种重要的任务,只有将化工设备的维护检修技术牢牢掌握才能够使设备平稳运行保证生产秩序与生产质量,在降低企业成本的同时取得良好的效益。近些年随着我国化工业的不断发展壮大,化工设备检修技术也在进行着更新,这就意味着在进行维护检修时将会有更多的要求。希望通过下文的具体研究可以给提供有价值参考。
1 日常化工设备运行特点与维护保养要求
化工设备与普通生产设备具有较大区别,化工设备在进行生产时通常会在易燃、易爆、高温、高压、易腐蚀等情况下进行,为了保证日常生产中设备的稳定[1],这就需要将设备的日常维护与保养工作常态化,这样不仅可以使化工设备保持一定的可靠性,还能够将设备的连续生产时间增长;化工设备在日常使用环境中应当保持清洁,设备表面进行清洁是为了降低空气中的化学微粒侵蚀;化工设备的线路与管道的连接处应当进行实时查看,防止有毒有害或易燃易爆物质泄露、这样可以有效降低伤亡事故的发生;当化工设备在运行时,进行检修的工作人员应当注意自身安全,并要防止由于操作失误造成设备骤停等紧急事故的发生。
2 化工设备日常保养维护方法
化工设备的日常维护与保养是每个化工企业中必不可少的一个步骤,这种维护保养主要是为了预防日常生产中设备产生的磨损等情况,保证化工设备可以进行正常生产的同时提高设备的利用率。所以这就需要对化工设备的操作与维护检修拟定相应的计划,目的是为了可以随时了解设备的运行状况,在发生状况时可以在第一时间内进行调节与修缮,针对这种情况企业应当安排特定人员进行巡回检查,进行巡回检查的工作人员应当包括:技术、检修、操作[2]等相关专业的人员进行巡回检查。在进行巡回检查时主要针对化工设备的温度、压力、电路等进行检查,巡回检查的工作人员应当加强自身的多种感官功能,在必要时间内利用自身较为敏感的感官功能及时检测出问题所在。现代科学技术的不断发展更新,计算机已经不断应用在人们的生活当中,在化工设备中应用计算机进行信号检测和软件检测可以使检修时间大大缩短,既不影响企业正常生产又能保证安全[3]。
3化工设备常见故障维修
当化工设备在生产时出现故障后,应当在第一时间安排相关专业人员进行故障诊断,根据故障产生原因制定适用的维修方案,这样可以将企业的损失降到最低。如果仅仅依靠化工设备的操作与维修相关规定进行决策,不从整体情况出发、不对企业整体情况进行考虑进行维修这种做法是不科学的。通常情况下应当根据企业整体情况、设备自身状况与日常运行情况等进行考虑与实施。举例说明:在某企业中设备上同种零件在不同的位置发生缺损,这就应当采用不同的修理方法,只有将设备整体状况了解清楚后才能设计出具有针对性的维修计划。在维修完成后应当对设备再进行一次较为彻底的检查,如果未能达到预期维修效果应当进行重新维修,重新维修后应当再次进行重试,保证维修质量。
4 提高工作人员整体素质
4.1 增强工作人员安全意识
化工行业具有一定的特殊性,在日常生产、装置、维护检修、改造等都存在着一定的危险。对于这种情况的发生人们应当更加重视对工作人员的安全意识进行培养。一名专业的设备维修人员在化工企业中具有重要作用,这种较为危险的设备修理作业中既要保证工作人员的人身安全又要做到维修工作的正常进行,所以工作人员在进行作业的时候必须严格遵守相关操作规定进行作业。这种思想观念要深入人心,使每位工作人员都能在日常德工作中体现出来。
4.2 提高工作人员技术水准
在众多化工化工企业中对维修工人的技术要求相对更加严格,不仅要求维修人员了解设备的设计原理更要求维修工人积极掌握相关设备的构造、性能、操作等技术性较高的专业知识。企业之所以要求维修人员掌握多种技能主要目的是为了提高整体员工素质。从事化工维修的工作人员在企业内工作时,企业应当安排专业讲师、专家对企业中应用到的设备进行介绍与讲解,使员工对设备进行较为全面的了解。这样不仅使工作人员对设备原理有了一定的知晓同时更使工作人员针对设备的日常维护检修和保养给予充分了解。在企业中进行专业知识竞赛这就使知识变得更加多元化,这样可以大大增强工作人员学习的积极性。多数企业可以参照以上方法对员工进行培训不仅可以提高专业知识技能,还可以提高整体企业员工职业素质。
5 结语
现实情况已经表明,世界化工行业中的竞争日益激烈。为了使我国的化工行业在众多国际企业中脱颖而出这就需要增强化工企业的整体水平,化工企业中设备状况直接影响着能否进行大规模生产,所以化工设备的维修与保养是至关重要的。化工设备的日常维护与保养水平的高低决定着化工企业的发展前景,所以化工企业在进行运作时需要不断加强企业自身的内在本领。不断加强员工的总体素质,使员工的技术水平与实际操作能力提升将会使化工设备的维护与保养能力更加强大。只有这样才能够使化工设备稳定运行,创造更大效益,从而使我国化工行业跻身于世界前列。所以,希望通过本文的研究可以给相关技术人员提供有价值的参考,与此同时也希望我国化工事业发展的更快、更好。
参考文献
[1]李玉东.化工机械运转设备中常见故障及如何预防[J].化学工程与装备,2012,30(09):48-50.
篇8
关键词:化学反应工程;实践教学;改革
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)41-0136-02
化学反应过程是化工生产过程的核心,流程中反应器的投资不一定最大,但反应器的设计精度、操作控制精度均要高于其它设备,是决定最终产品产量和质量的关键部位。化学反应工程是一门研究工业反应过程的开发和反应器设计、优化、放大的工程学科。目标是通过学习培养学生分析、解决工业反应器设计、操作和控制中遇到的实际工程问题的能力。化学反应工程是人类从科学实验和生产实践中总结发展起来的,它离不开科学实验和生产实践。学生在学习时普遍感到理论抽象、数学推导繁琐、工程问题多,不少学生认为化学反应工程课程是大学中最难学习的课程之一。本科生的工程背景知识不足,仅靠理论教学难易将反应工程基本原理与工业反应过程有效结合,难易将知识内化为学生的能力。开好这样一门课程,改革实践教学是深化书本理论知识、强化工程应用能力的有效途径之一。为此,青海大学化工学院(以下简称“我院”)在加强实践性教学方面进行了一系列的探索,采取加大课程实验、开设课程设计、开展反应器操作仿真实训、鼓励学生参加科研活动等一系列改革措施,取得良好的教学效果,显著加深了学生对化学反应工程基本原理的理解,有效提高了学生在反应器设计、科学实验研究、反应器操作等方面的实践动手能力。
一、开设课程设计、培养学生应用知识和反应器优化设计的能力
我院开设了为期2周的化学反应工程课程设计,要求每个学生独立完成硫酸转化器设计,采用二转二吸中的“3+1”或“2+2”式工艺、四段间接换热绝热式固定床催化反应器。每个学生的设计规模、进一段的原料气组成、净化率、转化率、吸收率不相同,学生自己查阅文献资料、查找设计方法、搜集计算公式、选择工艺参数进行设计。完成后撰写设计说明书,内容包括设计任务书、目录、设计方案简介、工艺计算、设计结果汇总、设计评述与讨论、参考文献,等等。设计过程中学生之间广泛讨论,商讨设计方法,学习氛围浓厚。虽然过程相似,但设计条件不同,每个学生都要单独完成自己的设计任务。通过该课程设计,学生对固定床催化反应器的形式和特点,固体催化剂的性能、内扩散有效因子的概念和计算方法,平衡温度、平衡温度曲线的概念和绘图方法,最佳温度、最佳温度曲线的概念和绘图方法,各段进出口温度、进出口转化率的最佳分配方法,利用本征动力学方程,通过数值积分计算反应时间的方法,催化剂用量的计算及校正方法,反应器直径、高度及其它附件尺寸的计算方法等知识点,有了深刻的理解和较好的掌握。
二、逐步加大实验、巩固所学知识、培养实验动手能力
对于化学反应工程这种实践性很强的工程学科来说,实验是学生参加实践获取知识所必需的学习途径。而化学反应工程的主要研究方法也是应用理论推演和实验研究工业反应过程的规律而建立的数学模型方法。所以教会学生如何建立各类实验反应器,如何进行实验设计、反应条件选择和数据处理非常有用。为此在课程建设中,我院通过专业实验课、综合设计型实验课,逐步加大与化学反应工程有关的实验。目前开设多釜串联流动特性的测定、管式反应器流动特性测定两个验证型实验;开设乙酸乙脂水解反应动力学的测定、乙醇催化裂解制乙烯反应动力学测定、乙苯脱氢制苯乙烯、反应精馏制乙酸乙酯等四个综合设计型实验。通过实验,学生对返混、脉冲法、阶跃法的概念以及停留时间分布的测定方法,多釜串联模型、轴向混合模型的流动特性,理想流动反应器与实际反应器停留时间分布的区别,连续均相流动反应器的非理想流动情况及产生返混原因,全混釜中连续操作条件下反应器内测定均相反应动力学的原理和方法,反应精馏与常规精馏的区别,连续流动反应体系中气――固相催化反应动力学的实验研究方法,温度、浓度、进料流量对不同反应结果的影响,转化率、选择性及收率的概念及计算方法等知识点,有了透彻的理解。课堂上学习的理论知识,不但在实验中得到验证和巩固,而且得到了应用,掌握了反应动力学的实验测定和相关设备的使用方法。
三、开展仿真实训、培养实践操作能力
我院以前有四周生产实习,实习中遇到企业为了安全和效益等因素不允许学生亲自动手操作时,学生得不到实际操作设备的锻炼机会;一般实习一个化工产品的生产过程,学生掌握了工艺流程、生产原理之后,实习后期学习兴趣、主动性降低,影响实习效果等问题。而且目前大部分化工企业采用DCS控制,技术员主要在控制室通过电脑操作控制生产过程。随着信息时代的到来,计算机仿真技术的应用越来越广泛,采用仿真技术将复杂的工业反应过程虚拟化,从而在计算机上以“慢速”再现反应过程及变化特征,将“抽象”化为“形象”,动态演示工业生产过程。并且,仿真实训具有无消耗、无污染、可重复操作等优点。为此我院购买了北京东方仿真软件技术有限公司的化工培训软件,在校内建立仿真实验室,开展仿真实训教学。将以前四周全在企业的生产实习改为前两周在企业生产现场实习,后两周在校仿真实验室开展仿真实训。目前我院开设的与化学反应工程有关的仿真实习项目有固定床反应器单元、流化床反应器单元、间歇反应釜单元,以及30万吨合成氨生产工艺中的反应部分、甲醇生产工艺中的反应部分,等等。学生要进行冷态开车操作、正常生产操作、停车操作、故障处理操作,以及单人单工段、多人单工段、多人多工段等操作环节的实训。通过仿真操作训练对于学生了解化工反应过程、以及工艺和控制系统的动态特性、提高对化工生产过程的运行和控制能力具有特殊效果。这种运行、调整和控制能力,集中反映了学生运用理论知识解决实际问题的水平。所以,仿真训练是运用高科技手段强化学生掌握知识和理论联系实际的新型教学方法。
四、参与科研活动、培养创新能力
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[关键词]有机化学;教学团队;建设
高等教育的目的是培养富有创造精神和创新能力的高素质人才,进入新世纪以来,原有的教育模式已很难达到这一目标,因此必须进行相应的教学改革。高校教学团队是高校教学的一个新命题,出现在我国高校的教学工作中的时间并不长,关于其建设的研究也不多[1-3]。洛阳师范学院有机化学教学团队主要承担化学、应用化学、化学工程与工艺、生物科学、生物技术等专业的有机化学、有机化学实验、高等有机、有机波谱分析、有机合成等课程。该团队共有教师18人,其中教授5人,副教授13人,博士学位15人,硕士学位3人。团队教师职称、学历、年龄等结构合理,经过多年的磨练组合,是一支素质过硬、教学能力突出、梯队合理均衡、成绩优异的教学团队。我团队于2015年获批河南省高等学校优秀教学团队。本论文基于洛阳师范学院有机化学教学团队的建设,从教学团队的概念、发展目标、建设意义、人员组成、绩效和保障机制等方面对教学团队的建设进行理论思考和实践探索。
1教学团队的意义和我国高校教学团队建设现状
2007年教育部、财政部颁布的《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》(简称质量工程)明确指出要确保高等教育的教学质量,加强教学团队建设,推进教学改革和管理。这一举措对提高本科院校教学质量有着重要意义。教学团队建设是教育部质量工程建设的重要组成部分。教学团队是指为了达到提高教学质量的目标,教学个体之间相互协作形成的教学群体。在长期的高校教学实践中,只重视教师个体的作用而没有形成教学团队。随着科学技术的不断发展及学科门类的综合化,使得教学过程变得复杂,仅依靠某个人的力量往往不能够完成教学和培养人才的任务,而是要充分依靠群体的力量,形成教学团队,团结协作才能达到最终的目标。从2007年起,各国家级和省级教学团队相继建立,形成了许多优秀的教学团队。教学团队的建设越来越受到重视,在本科教学中也发挥了重要的作用。由于缺乏经验,我国高校教学团队的建设尚不成熟,在建设过程中还存在着许多问题。如对教学团队的功能认识模糊,有的高校认为教学团队就是把个体的教师集中起来,缺乏明确统一的目标管理措施;其它的如缺乏团队精神和带头人、重申报轻建设、缺乏绩效考核机制和制度保障机制等。这些缺陷导致了教学团队建设工作远远达不到预期目标,还需要进一步发展完善。
2教学团队建设的理论思考
优秀的教学团队对提高教师的整体教学水平并最终达到大大提高教育教学质量的目的具有重要意义。建设一支优秀的教学团队,首先需要明确“教学团队”的概念。20世纪80年代,团队理论最先在西方运用于教师工作领域。提倡教师共同工作,形成伙伴关系,通过共同研学、示范教学等提升教学质量[4,5]。其次是队伍建设,教学团队的主题是教师,教师之间分工合作,相互协作,实现1+1大于2,最终更好的完成团队共同的目标,即提高教学质量,培养高水平人才。团队的教师队伍要结构合理,包括年龄结构、职称结构等。团队成员间各司其职,更加强调协作性,这是团队区别于一般性群体的核心内容。团队要有一个教学经验丰富、学术水平较高的带头人,负责教学计划的制定、管理及统筹安排等工作。第三,教学团队的建设要有计划性,这是一个团队比个体更加要注意的地方。团队成员人数多,工作更需要有计划。包括教学任务的总体规划、具体实施方案、课程的开设计划、教师的安排等等。第四是教学团队的绩效考核机制建设,这是考察团队及团队成员工作业绩的制度办法,是一种标准,在团队中形成的规矩,也是一种激励。最后,一支优秀的教学团队需要各方面的制度保障。制度保障建设的完善可以为教学团队提供舒适的教学环境,获得有效运行所需要的各种人力和物质资源。
3有机化学教学团队建设的实践探索
建设一支优秀的教学团队,需要的工作很多。首先是人员的选择,确定团队的带头人,成员要择优录用,同时照顾团队的分工及构成的合理性。我们有机化学教学团队带头人吉保明教授,博士,河南省高校杰出科研人才,洛阳市优秀专家,河南省教育厅学术技术带头人,河南省优秀教师,河南省化学会理事,洛阳师范学院教学名师,郑州大学、河南师范大学、青岛科技大学兼职硕士生导师。曾获河南省优秀教学成果二等奖1项,河南省科技进步奖二等奖1项,天津市自然科学奖二等奖1项,河南省自然科学优秀学术论文一等奖5项、二等奖2项。出版教材和教学参考书3部。主持国家自然科学基金项目3项,河南省高校杰出科研人才创新工程项目、河南省高校科技创新团队项目、河南省高校省级重点实验室培育基地项目、河南省基础与前沿技术研究项目、河南省科技攻关项目等省级课题5项。吉保明老师在有机化学教学团队中具有很高的威望,具有团队带头人在团队建设中的号召力和凝聚力。第二是确定教学团队的目标和制度建设,教学团队的建设目标是形成新的工作机制,进一步提高团队成员的整体素质、积极性、凝聚力和向心力,实现良好的教学效果,发挥教学团队的示范作用,为教学改革作出贡献。制度建设包括成员绩效考核制度和团队工作的保障制度。这些我们通过向其它国家级或省级的优秀教学团队取经,并结合自己团队的特色来制定。目前已形成了一套较完善的奖惩保障机制。制度的制定要与时俱进,随着情况的变化而做出改变。第三是团队教学工作建设,这是教学团队的核心内容,也是贯彻团队建设的整个过程。教学工作的重点是课程教学,其它的有教材建设、教改项目等等。为提高整体教学质量,老教师充分发挥传帮带的作用,青年教师则多听老教师的课,多请教,多思考。团队中经常组织集中听课,针对某个成员的课程找问题、想办法。争取相同的课程能够集中备课,这样成员间能互相了解对方的上课情况,交流也更方便。教学内容上处理好经典与现代的关系,注意引入最新科技成果。针对化学、应用化学与化工不同专业的特点设计教学内容,同时也考虑到学生的需求来安排教学内容。教学方法上传统教学手段和现代教育技术相结合,充分利用网络资源和网络交流途径,实施多媒体教学条件下的师生互动交流措施,解决了学习内容多而学时少的矛盾,提高了教学质量,培养了学生能力。同时,我们的教学团队重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。采用多种层次的讨论和专题报告,并结合半微量实验、开放实验室和创新实验,倡导同学们提前介入科研,培养了学生的创新能力,受到广大同学的欢迎。另外,2007年起,有机化学在全院首次开设了双语教学,到目前已经有9届学生从中受益。通过在教学过程中的不断探索与实践,现已基本形成良好的教学模式和方法,教学效果较好,受到学生的肯定。
4结束语
高校的教学团队建设是一个新课题,需要长期的探索发展。创建一支优秀的教学团队,需要团队成员、学生及各相关部门人员的共同努力。我们的有机化学教学团队经过多年的建设,已取得了一定的成绩,积累了一些教学团队建设方面的经验,当然也存在着不足。总之,创建优秀的教学团队,我们要走的路还很长,我们将会在以后的工作中更加努力,完善我们的教学团队,发挥其在教学中的作用。
参考文献
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关键词 仪器分析 实验教学 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A
仪器分析是采用比较复杂和特殊的分析仪器来测量物质的物理及物理化学性质的参数及其变化,以确定物质的化学组成及含量的一类分析方法。随着科学技术的快速发展,仪器分析在工农业生产中的应用日趋广泛,在环境监测、药品检验、食品安全监测、生物监测等领域发挥的作用越来越重要。仪器分析是本院化学系工业分析与检验专业和化学教育专业的基础必修课,在整个课程体系中具有十分重要的地位。仪器分析课程与其他学科联系紧密,实用性强,且现代仪器分析技术更新较快,而各种分析方法之间无明显的相互联系,知识点多而且较为散乱,故属于较难掌握的一门学科。
仪器分析具有实践性较强的特点,仪器分析实验教学是理论教学的必要补充。它与理论教学相辅相成,构成了仪器分析教学的有机整体,是其它教育环节无法替代的。为加强学生实际创新能力的培养,适应当今时代复合型人才培养的现实需要,实验教学也应适应时展要求,加快自身的改革和完善。
1 目前仪器分析实验课程教学存在的问题
仪器分析实验课是仪器分析课程的一个重要组成部分,在教学中占很大的比重。通过实验教学,可使学生加深对理论知识的理解,并使学生能正确熟练地掌握各种分析方法的基本操作技能,为今后从事的工作打下坚实的基础。因此实验教学效果的好坏直接影响整个课程的教学质量和教学效果。目前,仪器分析实验教学中存在的问题主要有:
(1)仪器分析实验对分析仪器的依赖较强,而分析仪器大多价格昂贵,因各种原因导致很多院校配备数量有限,学生上机实践的机会少,对实验中所接触的仪器比较陌生,甚至会产生畏惧心理,教学效果不理想。
(2)仪器分析实验教材与各院校所开设课程不匹配,通用性不强。据调查,很多院校仪器分析实验课程采用自编讲义,学生可供借鉴、交流的资料匮乏。
(3)实验教学主要以验证性实验为主,缺少综合性和创新性实验。教师做保姆式的实验前安排,学生只需遵照要求进行操作即可,缺乏自由发挥、主动思考的空间,实验兴趣不浓、积极性不高。
(4)实验考核模式单一。在实际教学过程中,因时间紧、辅导任务重等原因造成教师过分关注实验结果的准确性,忽略了学生之间的个体差异,很难体现学生的实际水平。
2 仪器分析实验课程教学改革措施
针对目前仪器分析实验教学过程中存在的问题,本院分析教研室课题组一直致力于教学形式和内容方面的改革,试图解决教学内容多与仪器设备不足、学生实践机会少,教学内容抽象晦涩学生难于理解掌握等矛盾和问题,并积累了一些具有示范作用和借鉴价值的经验。
2.1 开放实验室,为学生实践创造便利条件
随着用人单位和社会对人才基本技能的日益重视和整个社会教育理念的更新,注重共性培养、忽视个体差异的传统培养模式已经不能适应实际需要。传统培养模式中,在实验教学上表现为整班集体教学和固定的教学内容,学生基本没有实验时间和实验内容的选择自由。为解决这些问题,本院在实验室开放上进行了有效探索和积极尝试。一是实验室专人管理,规定并公布每天开放时间。学生可以根据自己的专业和兴趣爱好选择适合的实验项目,通过学到的理论知识以及查阅到的课外资料,自行设计实验方案,教师审阅通过后可以根据自己的时间安排进行实验探索。二是吸纳有潜质的学生参与教师的科研项目,在老师的指导下开展科研活动,培养其严谨的科研态度和规范的操作技能,为其今后从事工作或进一步深造打下基础。
实验室的开放为学生进入实验室提供了时间上的便利,改善了学生进行实验活动的条件和环境,有利于加强学生独立思考、动手操作能力以及科学研究方法的培养和训练,培养学生的创新精神和实践能力,提高学生的实验技能和科学素养。
2.2 充分利用现代化教学手段,改进教学方式方法
在实验教学中,我们一直在探索如何将各类分析仪器的构造、原理及应用与实验教学内容实现有机结合,如何将分析仪器的基本操作技能及从事科研工作的方法和思路传授给学生,真正做到授人以渔。
我们主要采取如下措施:第一,理论课讲授分析仪器原理时,教学地点由教室转到实验室。教师根据现场实物讲授仪器的基本构造、原理和操作流程,并指出不同型号仪器之间的区别和联系,使学生加深对理论知识和实验原理的了解,消除恐惧心理,为实验课顺利进行奠定基础。第二,因为仪器设备少等原因,有时会出现理论课滞后实验课的情况。解决办法是灵活安排实验时间,采取分组循环的方式安排学生实验。实验前一周组织学生到实验室集中预习,对各种分析仪器有一定的感性认识;针对学生操作易出现问题的环节,教师进行示范并做重点强调;这样学生在做实验时可以做到心中有数,有的放矢,缩短实验时间。第三,对于不具备仪器条件而无法开设的实验,如质谱、核磁、毛细管电泳、荧光等, 可利用多媒体技术对实验仪器设备的操作进行演示。多媒体技术具有能够直观、全方位、多角度展现化学实验的特点,采用多媒体技术辅助教学可以将抽象、静态的仪器部件连接成为具体、动态的仪器整体,还可以将各个环节局部放大,反复练习仪器操作,使学生直观感受并理解仪器的工作原理和操作方法。采用多媒体技术辅助仪器分析实验教学,打破了时间和空间的限制,使实验教学更具趣味性、表现多样性,易于激发学生的学习兴趣和乐趣。
2.3 加强实验教材建设,精选实验内容
高质量的实验教材是提高教学质量和效果的重要保证。实验教材编写要具有科学性、系统性和实用性。由于分析仪器实验设备昂贵,各院校拥有的仪器设备数量、种类、型号参差不齐,在实际教学多采用自编讲义,缺乏通用性强的仪器分析实验教材。针对以上情况和特点,本院分析教研室课题组集中骨干力量编写了《定量化学与仪器分析实验》(郑州大学出版社)一书。本教材突出知识的应用性、实践性、创新性,注重对学生知识应用能力的培养;教材对原有实验进行了优化整合,补充增加了综合性、适用性和设计性实验内容。近年来,本院化学系仪器分析实验安排了下列实验项目(见表1),实验内容趣味性强,极大地激发了学生的求知欲望。
2.4 建立多元化的考核体系,科学评价学生掌握实验技能的程度
目前实验课考核多采用批改实验报告及单纯实验考核给出实验成绩的方式进行,不能正确衡量学生的实际操作能力、知识运用能力和综合解决问题能力,因此需要根据仪器分析实验特点建立合理的考核模式。本院系建立了多元考核体系,实验综合成绩由三部分组成:平时成绩占40%(实验态度、预习报告、实验报告),主要考核学生的学习态度及独立思考能力;实验考试成绩占30%(实验操作、实验结果准确性),主要考察学生的实际操作能力和综合解决问题的能力;理论考试成绩占30%,主要考察学生对理论知识的掌握程度。另外,鼓励学生创新,对在实验中有新发现,有创见的学生成绩从优。
3 结语
仪器分析实验课程改革任重而道远。如何提高仪器分析实验教学质量,培养学生的创新思维和科学素养,仍需我们在教学实践中不断积累经验,努力探索,积极创新。
参考文献
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