化學分子工程大全11篇

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篇（1）

高分子化學實驗是高分子化學課程教學的一種最有效的實踐教學形式,它可以幫助和促進學生課堂理論知識的學習與消化,建立和鞏固高分子化學基本概念和理論,獲取高分子化學知識,培養科學素質和操作技能。我國著名化學家戴安邦指出:“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的,全面的化學教育要求既傳授化學知識和技巧,又訓練科學方法與思維,還培養科學精神和品德,學生在化學實驗中是學習的主體,在教師指導下進行實驗,訓練用實驗解決化學問題,使各項智力皆得到發展”。這番話指出了開設化學實驗課的深刻內涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》在評估指標的二級指標“實踐教學”中,從“實踐教學內容與體系,綜合性、設計性實驗課的比例及效果,實驗室開放”三個方面明確了實踐教學改革和發展的方向。近幾年高校的化學類實驗教學改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學與工程專業是很多高校在近年來新開設的專業,在實驗教學與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學實驗教學采用陳舊的教學內容和教學方法依然居多。通過調研發現,目前國內高校高分子材料科學與工程專業的高分子化學實驗教學依然不同程度地存在一些問題。

一、高分子化學實驗教學現狀剖析

1.實驗教學體系和內容欠爭理

多數的實驗教學附屬于理論教學,沒有單獨設課和單獨考核,實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學實驗已經獨立設課,但僅作為考查課。實驗教學內容中傳統的、陳舊的實驗較多,而體現現代科學技術發展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高,培養學生創新能力的綜合性、設計性、應用性和創新性的實驗偏少,而且實驗環節偏重于理論,突出高分子材料應用性特點的實驗太少,不利于培養學生的工程觀念。

2.實驗教學方法單一

學生按照實驗講義預習,然后進實驗室。實驗前教師把實驗目的、實驗原理、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數據記錄表格及數據處理方法等進行詳細的集中講解。學生只需按教師指導的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個實驗。一部分學生糊里糊涂地來到實驗室,只動手不動腦地完成實驗,然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現象和結果沒有給他們留下太深的印象,對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養都很不夠。這種統一模式、統一要求、齊步走的教學方法,一方面造成了學生對教師的過分依賴,另一方面抑制了學生個性思維的發展和創新能力的培養。

3.實驗嫩學手段落后

在現代信息技術迅速發展的今天,雖然網絡技術、多媒體技術等現代教學技術在理論教學中得到了普遍應用,但虛擬、仿真等實驗技術手段未能在實驗教學中推廣應用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗,只能最低限度地開設,且開設過程中費用大和危險性高,導致學生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。

二、新教學模塊的實踐性探索與成效

針對目前國內高校高分子材料科學與工程專業高分子化學實驗教學中存在的一些問題,借鑒其他化學實驗教學改革的優秀成果,提出了基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新型實驗的三個高分子化學實驗教學模塊體系,并在每個模塊中結合常熟理工學院教師的科研成果引入_些新的實驗教學內容,采用開放式實驗教學方法。通過實驗教學實踐發現新的體系和教學方法在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。

1.基礎技能實驗教學模塊

基礎技能實驗模塊構建的目的著重建立高分子化學實驗與相關基礎理論知識之間的有機聯系。培養學生的實驗安全意識、清潔衛生習慣和嚴謹的實驗態度。訓練學生掌握熟練規范的實驗操作技能和技巧,為后續的實驗教學模塊的實施打下良好的基礎。

基礎技能實驗模塊的教學內容設計在課時總量的40%～50%為宜,課時數約30學時,開設8～10個實驗。教學內容設計涉及到高分子化學反應機理,如自由基、陰離子,陽離子等連鎖反應機理,縮聚、基團轉移聚合等逐步反應機理,開環聚合反應機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設計膨脹計發測定苯乙烯本體聚合動力學實驗,讓學生直觀感受到了誘導期概念、聚合過程體積減小的現象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學理論知識。設計過硫酸鉀引發甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗,除讓學生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗,讓學生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應機理的實驗,使學生進一步掌握了活性中心的概念,同時在實驗過程中認知了這些引發劑的活性、安全使用和貯存事項。

2.綜合設計實驗教學模塊

綜合設計實驗教學模塊旨在培養學生較強的實際動手能力,自主設計和分析解決問題的能力。本實驗模塊是實驗教學的較高層次,注重學生實驗的自主設計性和綜合性。

教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本教學模塊的特點之一是實驗內容的綜合性,可以將同一門課的幾個實驗,或者是幾門課的實驗組合在一起,形成一個大實驗。本教學模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設計性,側重培養學生的自主實驗和學習的意識和良好習慣。例如關于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法,在原材料配方組成、引發劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架,然后讓學生在所給的框架內進行自行設計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗,水的用量范圍為苯乙烯質量的100%～200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質量的0.2%～1.0%、反應溫度設定在75℃～85℃范圍等。學生通過自行設計的方案實施實驗獲得了不同的實驗結果,通過對不同組之間實驗結果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發了學生動手實驗的興趣,發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。

3.研究創新實驗教學模塊

設置研究創新實驗教學模塊培養學生的科研和創新意識、提高學生的綜合素質和應用開發能力,為實現培養高質量的應用型人才的教育目標提供重要的教學內容實體支撐。

  本實驗模塊是實驗教學的最高層次,注重學生實驗的獨立自主陛、綜合性、應用性和創新性,教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本實驗教學模塊的特點之一是實驗項目的獨立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后,讓學生在實驗教師指導下獨立自主地進行實驗項目方案的調研、設計、實施和結果分析。本實驗教學模塊的特點之二是實驗項目的應用性和創新性,所擬定實驗項目必須關聯生產實踐中的聚合物產品,充分體現實驗項目的應用性。實驗項目設計主要針對這些高分子產品生產實踐中存在的共性問題和關鍵問題的解決來進行設計。通過研究創新實驗的實施,發現學生學習積極性很高,樂此不疲,為培養學生創新意識和展示高分子化學實驗的應用性特征提供了最佳學習平臺,尤其是開發一些聯系生活實際的應用型實驗,可使學生親身感受到高分子化學實驗的實用價值,能強烈激發學生的創造動機。此外,研究創新實驗往往需要多名學生共同完成,有利于培養學生的團隊合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗,每個學生做一個實驗配方,每5名學生一組,5名學生的實驗結果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關系曲線。在實驗過程中,5名學生要共同安排實驗方案,盡量保持操作的一致性,最后得出的結果要呈規律性變化。如果有一名學生操作有誤,這個實驗點就會落在規律性以外,影響其他學生對實驗現象的觀察。因此,實施研究創新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前,教師要指導學生擬定方案,并對可能出現的實驗現象和各種影響因素進行分析,實驗過程中,又有多種意外的實驗現象出現,這勢必要求師生共同分析和討論造成這些現象的原因,幫助學生透過現象深刻理解事物的本質。這樣做需要教師有相當的知識儲備量,并且要求教師也不斷進取,充分體現了教學相長的教育理念。

三、結論

基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新實驗+教學模塊教學的實踐證明教學效果顯著,特別對提高學生綜合實踐能力、激發學生理論課學習興趣、培養學生創新意識和應用開發技能取得了預期效果。基礎技能實驗模塊的教學效果主要體現在實驗現象與相關基礎理論知識之間的有機聯系,高分子化學實驗操作技能和技巧的掌握和規范。綜合設計實驗的教學效果主要體現在學生自主設計和分析解決問題的能力培養。研究創新實驗的教學效果主要體現在學生科研和創新意識的建立,以及學生團隊意識和應用開發能力的培養。

參考文獻:

[1]李曉,等_高分子化工方向專業的課程體系設計[j].化工高等教育,200i,(1):50-52.

[2]謝安邦高等教育學[m].北京:高等教育出版社,1999.3

[3]楊通,范新會.王正品材料類專業實驗課程體系的改革[j],實驗室研究與探索,2004,23(10):71-80.

[4]虞立宏,王靜愛,葛岳靜,本科生科學研究項目實施特色[j]中國大學教學,2004,(8):20-21.

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近年來，工程中心與大同機械以市場需求為導向，以解決產業發展現實問題為宗旨，在多項成果產業化項目上開展了深層次合作，有力地促進了一批擁有自主知識產權科研成果的產業化。

我國從事高分子加工領域的科研機構和企業研發部門常用的高分子及其復合材料加工過程特性測量分析儀器多是依靠進口，此類設備的引進費用占科研經費投入的很大比例，而且近年來引進這些儀器的單位和資金數額呈明顯的增長趨勢。然而由于該類型儀器設備產品研發的技術和資金門檻較高，國內同類產品鮮有出現。2004年，工程中心與大同機械子公司東華機械有限公司聯合承擔粵港關鍵領域重點突破項目“面向高分子及其復合材料開發的測試關鍵技術平臺”，合作開發具有自主知識產權、功能齊全、質量可靠、價格適中的“聚合物動態流變工作站”。聚合物動態流變工作站在設計中凝結了華南理工大學四項世界首創技術和十余項專利技術，功能涵蓋了最重要的聚合物加工工藝和方法，是一套功能齊全、面向橡塑材料加工行業的精密測試儀器，可廣泛用于材料流變性能測試、材料配方設計、成型工藝優化以及產品質量控制等，能夠滿足我國眾多單位在科研、產品研發方面的急迫需要。2007年6月8日，聚合物動態流變工作站通過了廣東省經貿委組織的技術鑒定，包括三名中國科學院、工程院院士在內的鑒定委員會一致認為該項成果“技術創新性顯著，達到國際先進水平，對提高我國塑料制品生產和塑料加工設備的技術含量，提高我國塑料加工工業整體科學技術水平具有重要意義”。

廣東省是全國最大的改性塑料生產基地之一，對改性塑料改性生產設備市場需求大，但相關高性能混煉設備卻一直長期依賴進口，省內的塑料機械企業缺乏能與國際先進產品相競爭的自主開發產品。2005年，工程中心與大同機械子公司東莞華大機械有限公司聯合投標，共同承擔廣東省經貿委粵港關鍵領域重點突破項目“高效、高性能螺桿式混煉擠出設備”，目標是采用華南理工大學發明的“聚合物及其復合材料多螺桿塑化混煉擠出方法及設備”的專利技術成果，研制開發出我國具有自主知識產權高效、高性能聚合物三螺桿動態混煉擠出設備，并力爭在二年內形成規模化生產，滿足我國改性塑料產業領域技術發展日益提高的要求，同時改變廣東省甚至我國相關設備長期依賴進口的狀況。在工程中心和華大公司雙方的努力下。項目成果――聚合物三螺桿動態混煉擠出機迅速推向市場，該產品具有獨特的高填充、高分散、高產量、低能耗優勢，可廣泛用于塑膠的共混改性、填充改性、助劑分散、纖維增強、共混反應、聚合反應、排氣脫揮等加工領域。2006年第二十屆中國國際塑料橡膠工業展覽會上，聚合物三螺桿動態混煉擠出設備第一次亮相就吸引了大量的國內外購買商。展會首日，該設備即獲得來自保加利亞客戶的訂單，設備投入運行后，與國內外多家同類產品比較，三螺桿動態混煉擠出機的綜合性能最佳，該客戶在次年的國際橡望展上再次定購了兩套三螺桿動態混煉擠出生產線。經過兩年的市場推廣，已有一百多臺／套聚合物三螺桿動態混煉擠出設備銷往國內外改性塑料生產企業。

2006年，工程中心又與東華機械有限公司合作，在廣東省教育部產學研結合項目的支持下，開展“物理場強化在線配混注射成型裝備產業化”的研究工作。項目成果――直壓兩板式動態在線配混注射成型機融合了工程中心的動態三螺桿配混技術和動態注射成型技術兩項發明專利以及大同機械有限公司擁有的國內最成熟的直壓兩板技術，是雙方先進核心技術完美結合的又一力作。該設備適用于大部分塑料加填充物的物料體系成型，尤其適合成型加工用于結構或半結構件的長纖維(玻纖、天然纖維)增強塑料制品。國內在線配混注射成型技術裝備，目前只有德國的Krauss-Maffei公司和Huskv公司推出這項技術。物理場強化在線配混注射成型裝備最主要的目標市場是汽車零部件生產。目前用于轎車零配件生產的大型精密注塑機主要還是依賴進口，如長春的蘭寶股份有限公司控股的奧奇汽車飾件公司，江蘇的江南模塑科技股份有限公司等均是引進德國Krauss―Maffei的設備。物理場強化在線配混注射成型裝備的產業化和推廣應用，一方面是工程中心的核心技術――動態成型技術應用領域的進一步拓展，另一方面填補了國內在在線配混注射成型技術領域的空白，可以替代昂貴的進口設備，降低汽車零部件行業的資金和技術壁壘，促進我國尤其是廣東省的汽車零部件工業發展。新裝備除了在汽配工業中應用，還可以在家電、電子、造船等行業中使用，應用前景十分廣闊。

建立戰略聯盟關系，深入推進產學研合作

為了謀求雙方的更大發展，華南理工大學于2006年12月與大同機械有限公司合作簽訂了戰略聯盟，進一步凝練和確定將來在技術、產品、人才培養等方面進行的深入而長期的戰略合作方向。出席簽約儀式的廣東省科技廳副廳長雷朝滋表示，雙方合作的成果將促進廣東省甚至是我國相關設備的技術和產品向高端發展，推動我國塑料加工行業及其相關行業的發展。2007年以東華機械有限公司為依托、以華南理工大學為合作單位的“塑料成型新技術新裝備產學研結合研發基地”被廣東省科技廳認定為首批廣東省教育部產學研結合示范基地之一，為雙方今后在塑料成型加工技術研發及產業化領域的進一步合作提供了發展的平臺。

篇（3）

二、課程教學準備結合現代辦公要求

教師教學準備行為是課堂教學的基礎。教師在高職辦公自動化課程上基本上要三項準備:一是教師自身的教學理論與原理知識準備;二是教師針對學生學習情況與學習目標做的教學對象準備;三是教師應該做好相應的教學事項準備。在教學準備的三個評價指標中，應該有一個中心的主題就是圍繞現代辦公要求。在教學準備的理論原理知識指標中，又分為三個二級指標:一是結合現代辦公要求，熟悉授課要求，具體涵蓋教學步驟設計、突發問題準備、教學目標準備、板書設計準備、課程作業準備;二是按照現代辦公要求，對相關教學內容的準備，具體涵蓋課程節次之間的銜接準備、知識內容之間的銜接準備和教學內容與辦公要求銜接準備、可以拓展的信息內容準備;三是授課知識的準備，具體涵蓋在知識體系與能力體系框架下，重點的突出，難點的分散;課程教學標準與教學大綱對當次課程教學的要求;課程教學過程中教學使用教材教參的內容熟悉。在教學準備的學生情況準備方面，相應的子指標包括:對學生動手能力的了解、對學生文秘辦公方面創造性思維拓展的設計、對學生個性的預知甚至包括對學生近期情緒了解與把控。在教學事項準備方面，又包括教學方法的準備、教學實踐的掌握、教學媒介的運用與教學方式的采用等四個子內容。在教學方法上，要按照現代辦公要求決定教學方法的使用，一般建議采用案例教學、實踐教學，盡量少用理論講授，即使采用理論講授，也要通過案例牽引，運用啟發式教學法，提高學生興趣。在教學時間上，主要是根據課程時限，安排好階段性教學內容;在教學媒介上，一般采用多媒體方式，還可以通過“職教新干線”，以網絡在線視頻的方式，與行業企業專業人士進行辦公自動化崗位能力知識要點交流;在教學方式上，盡量少用課堂教學方式，傾向于采用模擬環境下的實習實訓。

三、課程學習目標為培養現代辦公能力

根據文秘行業協會的調研分析，結合相關院校的文秘專業人才培養方案，可以提煉出文秘專業職業能力框架，主要包括語言表達能力、設備使用能力、信息分析能力、綜合管理能力、組織公關能力、協調溝通能力等六個方面。高職辦公自動化課程之所以成為文秘專業的核心課程，就在于此項課程主要培養學生現代化辦公設備使用能力，培養學生掌握OA辦公自動化系統、文字處理軟件使用、數據分析處理軟件使用、演示文案軟件使用等，從辦公自動化浪潮來看，這些軟件的使用，是現代辦公必不可少的技術支撐，在某種程度上，一旦這些信息自動化系統癱瘓或者由于操作者不會使用等問題，將可能導致整個現代辦公自動化系統不能運轉，從而降低辦公效率。同時我們也應該看到現代化辦公設備的使用能力，其實可以理解為文秘專業其他能力要求的一種拓展與延伸。比如語言表達能力，既可以指一般的口語表達能力，更可以指通過現代辦公自動化系統體現出來的文字表達能力;又如信息分析能力，此項能力只有在熟悉熟練使用現代化辦公設備的基礎上，才能夠得到顯現;再如綜合管理能力，現代化辦公設備依托下的綜合管理，不再是依托人際之間的交流與傳播實現，而是通過網絡辦公軟件甚至手機辦公軟件等實現，不僅提高效率，也方便相關信息的反饋與集中。因此，綜合來看，高職辦公自動化課程在目標上既要針對現代辦公設備的使用能力培養，更要注重現代辦公設備與其他能力之間的聯系，拓展學生各方面的能力素質，形成一種綜合素養。

四、課程任務實施重現現代辦公過程

在分析課程任務描述中，簡要介紹了高職辦公自動化課程任務的實施。具體在課程任務實施中重現現代辦公過程，需要注意的問題有:任務實施的環境、任務實施的主體、任務實施的過程、任務實施的評價等方面。就任務實施的環境而言，高職辦公自動化課程教學在安排一定的時間進行課堂理論教學與分析后，應該注意在實訓室或者某些單位的辦公室中，讓學生真實體驗辦公自動化環境。筆者所在的湖南大眾傳媒學院每學期都會安排文秘專業的學生，分散到學院各個院系與處室，進行實訓，從而讓學生在真實環境中體驗課程任務。任務實施的主體肯定是學生，而任務實施的主導應該是教師，任務實施過程中主要的參與者應該是真實環境中的文秘人員或者辦公人員，教師主導任務主要是聯系、協調、溝通，并就學生實訓中出現的問題，提供參考意見與建議，學生在任務實施中頂崗充當文秘人員，解決一些力所能及的問題，主要參與者負責分配任務，并在適當的時機提出要求與建議。任務實施的過程嚴格按照上文闡述的咨詢、計劃、決策、開展、檢驗、反饋等文秘辦公自動化六個工作步驟，在上一步驟沒有完成之前，告誡學生不要輕易進入下一個環節。對于任務實施的評價，主要采用教師、學生及參與者三方評價，三方評價時的比例建議采用3:3:4，以突顯文秘職場的真實性與實踐性。

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高分子化學實驗是高分子化學課程教學的一種最有效的實踐教學形式，它可以幫助和促進學生課堂理論知識的學習與消化，建立和鞏固高分子化學基本概念和理論，獲取高分子化學知識，培養科學素質和操作技能。我國著名化學家戴安邦指出:“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的，全面的化學教育要求既傳授化學知識和技巧，又訓練科學方法與思維，還培養科學精神和品德，學生在化學實驗中是學習的主體，在教師指導下進行實驗，訓練用實驗解決化學問題，使各項智力皆得到發展”。這番話指出了開設化學實驗課的深刻內涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》在評估指標的二級指標“實踐教學”中，從“實踐教學內容與體系，綜合性、設計性實驗課的比例及效果，實驗室開放”三個方面明確了實踐教學改革和發展的方向。近幾年高校的化學類實驗教學改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學與工程專業是很多高校在近年來新開設的專業，在實驗教學與改革方面的成果積累較少，尤其高分子化學實驗教學采用陳舊的教學內容和教學方法依然居多。通過調研發現，目前國內高校高分子材料科學與工程專業的高分子化學實驗教學依然不同程度地存在一些問題。

一、高分子化學實驗教學現狀剖析

1.實驗教學體系和內容欠爭理

多數的實驗教學附屬于理論教學，沒有單獨設課和單獨考核，實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學實驗已經獨立設課，但僅作為考查課。實驗教學內容中傳統的、陳舊的實驗較多，而體現現代科學技術發展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高，培養學生創新能力的綜合性、設計性、應用性和創新性的實驗偏少，而且實驗環節偏重于理論，突出高分子材料應用性特點的實驗太少，不利于培養學生的工程觀念。

2.實驗教學方法單一

學生按照實驗講義預習，然后進實驗室。實驗前教師把實驗目的、實驗原理、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數據記錄表格及數據處理方法等進行詳細的集中講解。學生只需按教師指導的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”，就可以完成一個實驗。一部分學生糊里糊涂地來到實驗室，只動手不動腦地完成實驗，然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現象和結果沒有給他們留下太深的印象，對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養都很不夠。這種統一模式、統一要求、齊步走的教學方法，一方面造成了學生對教師的過分依賴，另一方面抑制了學生個性思維的發展和創新能力的培養。

3.實驗嫩學手段落后

在現代信息技術迅速發展的今天，雖然網絡技術、多媒體技術等現代教學技術在理論教學中得到了普遍應用，但虛擬、仿真等實驗技術手段未能在實驗教學中推廣應用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗，只能最低限度地開設，且開設過程中費用大和危險性高，導致學生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。

二、新教學模塊的實踐性探索與成效

針對目前國內高校高分子材料科學與工程專業高分子化學實驗教學中存在的一些問題，借鑒其他化學實驗教學改革的優秀成果，提出了基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新型實驗的三個高分子化學實驗教學模塊體系，并在每個模塊中結合常熟理工學院教師的科研成果引入_些新的實驗教學內容，采用開放式實驗教學方法。通過實驗教學實踐發現新的體系和教學方法在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。

1.基礎技能實驗教學模塊

基礎技能實驗模塊構建的目的著重建立高分子化學實驗與相關基礎理論知識之間的有機聯系。培養學生的實驗安全意識、清潔衛生習慣和嚴謹的實驗態度。訓練學生掌握熟練規范的實驗操作技能和技巧，為后續的實驗教學模塊的實施打下良好的基礎。

基礎技能實驗模塊的教學內容設計在課時總量的40%～50%為宜，課時數約30學時，開設8～10個實驗。教學內容設計涉及到高分子化學反應機理，如自由基、陰離子，陽離子等連鎖反應機理，縮聚、基團轉移聚合等逐步反應機理，開環聚合反應機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設計膨脹計發測定苯乙烯本體聚合動力學實驗，讓學生直觀感受到了誘導期概念、聚合過程體積減小的現象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學理論知識。設計過硫酸鉀引發甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗，除讓學生明確了乳液聚合的基本原理外，還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗，讓學生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應機理的實驗，使學生進一步掌握了活性中心的概念，同時在實驗過程中認知了這些引發劑的活性、安全使用和貯存事項。

2.綜合設計實驗教學模塊

綜合設計實驗教學模塊旨在培養學生較強的實際動手能力，自主設計和分析解決問題的能力。本實驗模塊是實驗教學的較高層次，注重學生實驗的自主設計性和綜合性。

教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜，課時數約15學時，開設2～3個實驗。本教學模塊的特點之一是實驗內容的綜合性，可以將同一門課的幾個實驗，或者是幾門課的實驗組合在一起，形成一個大實驗。本教學模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設計性，側重培養學生的自主實驗和學習的意識和良好習慣。例如關于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法，在原材料配方組成、引發劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架，然后讓學生在所給的框架內進行自行設計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗，水的用量范圍為苯乙烯質量的100%～200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質量的0.2%～1.0%、反應溫度設定在75℃～85℃范圍等。學生通過自行設計的方案實施實驗獲得了不同的實驗結果，通過對不同組之間實驗結果的綜合分析，找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素，激發了學生動手實驗的興趣，發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。

3.研究創新實驗教學模塊

設置研究創新實驗教學模塊培養學生的科研和創新意識、提高學生的綜合素質和應用開發能力，為實現培養高質量的應用型人才的教育目標提供重要的教學內容實體支撐。 　 本實驗模塊是實驗教學的最高層次，注重學生實驗的獨立自主陛、綜合性、應用性和創新性，教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜，課時數約15學時，開設2～3個實驗。本實驗教學模塊的特點之一是實驗項目的獨立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后，讓學生在實驗教師指導下獨立自主地進行實驗項目方案的調研、設計、實施和結果分析。本實驗教學模塊的特點之二是實驗項目的應用性和創新性，所擬定實驗項目必須關聯生產實踐中的聚合物產品，充分體現實驗項目的應用性。實驗項目設計主要針對這些高分子產品生產實踐中存在的共性問題和關鍵問題的解決來進行設計。通過研究創新實驗的實施，發現學生學習積極性很高，樂此不疲，為培養學生創新意識和展示高分子化學實驗的應用性特征提供了最佳學習平臺，尤其是開發一些聯系生活實際的應用型實驗，可使學生親身感受到高分子化學實驗的實用價值，能強烈激發學生的創造動機。此外，研究創新實驗往往需要多名學生共同完成，有利于培養學生的團隊合作精神。例如，聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗，每個學生做一個實驗配方，每5名學生一組，5名學生的實驗結果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關系曲線，以及固化條件與漆膜性能之間的關系曲線。在實驗過程中，5名學生要共同安排實驗方案，盡量保持操作的一致性，最后得出的結果要呈規律性變化。如果有一名學生操作有誤，這個實驗點就會落在規律性以外，影響其他學生對實驗現象的觀察。因此，實施研究創新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前，教師要指導學生擬定方案，并對可能出現的實驗現象和各種影響因素進行分析，實驗過程中，又有多種意外的實驗現象出現，這勢必要求師生共同分析和討論造成這些現象的原因，幫助學生透過現象深刻理解事物的本質。這樣做需要教師有相當的知識儲備量，并且要求教師也不斷進取，充分體現了教學相長的教育理念。

三、結論

基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新實驗+教學模塊教學的實踐證明教學效果顯著，特別對提高學生綜合實踐能力、激發學生理論課學習興趣、培養學生創新意識和應用開發技能取得了預期效果。基礎技能實驗模塊的教學效果主要體現在實驗現象與相關基礎理論知識之間的有機聯系，高分子化學實驗操作技能和技巧的掌握和規范。綜合設計實驗的教學效果主要體現在學生自主設計和分析解決問題的能力培養。研究創新實驗的教學效果主要體現在學生科研和創新意識的建立，以及學生團隊意識和應用開發能力的培養。

參考文獻

[1]李曉，等_高分子化工方向專業的課程體系設計[J].化工高等教育，200I，(1):50-52.

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篇（5）

這個過程主要是利用自選圖形和宏錄制來完成圖形的自動生成。現在，我們以化學試驗中的“平底燒瓶”為例來說明圖形的生成。

首先，我們打開Word 2003建立一個空白文檔，選擇“工具宏錄制新宏”菜單，在彈出的“錄制宏”窗口中輸入宏的名字，選擇將宏保存在“所有文檔（Normal.dot）”，確定。然后，利用自選圖形“線條”工具中的“直線”、“曲線”等工具來繪制“平底燒瓶”，繪制完成后進行線條粗細、顏色等的設置，并利用繪圖工具欄中的“選擇對象”按鈕將這些線條全部選中，選擇“繪圖組合”菜單將這些線條組合成一個整體，并利用控制柄調整圖形的大小。最后，點擊宏錄制的“停止”按鈕，停止宏的錄制（圖1）。

錄制新宏的目的是把你的繪制過程用代碼的形式記錄下來，即VBA代碼。也許你認為代碼不太好懂，其實這些VBA代碼都是Word自動生成的，你只需要稍做修改即可。錄制停止后，選擇“工具宏宏”菜單，在彈出的窗口中就顯示我們剛才錄制的宏，選定它，選擇“編輯”按鈕，就會出現代碼編輯窗口，里面有Word自動錄制的繪制過程代碼。

在繪制圖形時不可能一次就非常順利地完成，免不了要進行修改、刪減，這些操作都會被宏記錄而生成相應的代碼，這些代碼對我們來說都是沒用的，我們可以把這些代碼刪除掉。為了能重復使用這段代碼，我們還需要對這段代碼進行少許。

在它的最前面添加“Documents.Add DocumentType：=wdNewBlankDocument”表示新建一個空白文檔，目的是在新文檔中進行畫圖。把代碼中的“ActiveDocument.Shapes.Range（Array（…）.Select”這句話替換為“ActiveDocument.Shapes.SelectAll”，意思是選中文檔中的所有圖形。在代碼最后再增加“Selection.Copy”、“ActiveWindow.Close （False）”，分別表示復制所選圖形、關閉并且不保存當前文檔（即新建立的空白文檔）、在文檔中粘貼圖形。如果以后想畫“平底燒瓶”，直接運行這段代碼就行了。經常用的圖形都可以以這種形式生成相應的代碼進行保存，以后用的時候直接調用（圖2）。

常用化學分子式的建立

這個過程主要是如何把輸入常用化學分子式的過程轉化為VBA代碼。用同樣的方法，在開啟“錄制新宏”的同時，輸入你經常使的化學分子式，它也會生成VBA代碼（圖3）。

生成自定義工具欄

這個過程主要是生成自定義工具欄，將以按鈕的形式調用VBA代碼。試想一下，我們想調用這些VBA代碼，還要選擇“工具宏宏”菜單，調出有宏列表的窗口選擇相應的宏才能運行，很是麻煩。如果我們利用常用的工具欄按鈕形式，相應的按鈕對應相應的宏名稱，豈不是方便快捷嗎？

首先，我們選擇“工具自定義”菜單，在彈出的窗口中選擇“工具欄”標簽，點擊“確定”按鈕，在新彈出的窗口中輸入工具欄的名稱，比如“化學工具箱”，這樣就建立了一個工具欄。由于化學圖形或分子式有很多，我們需要對它們進行分類，所以需要選擇“命令”標簽，在類別處選擇“新菜單”，在命令處選擇“新菜單”，將它拖動到新建立的“化學工具箱”這個工具欄上，并右擊更改標簽名。

用同樣的方法，你想分幾類，就需要拖幾次“新菜單”，更改相應的標簽內容就可以了。

接下來，我們需要把相應的宏放入各個分類菜單中。這時，我們選擇“命令”標簽，在類別處選擇“宏”，將相應的宏拖到對應的類別菜單中，右擊這個子菜單，更改它的標簽名；還可以選擇“編輯按鈕圖像”來為按鈕設計一個圖標。

用同樣的方法，我們可以建立若干個工具欄，將錄制好的宏拖放到相應的類別中。

工具欄的顯現與隱藏

這個過程主要是自定義一個菜單用來顯示或隱藏你所建立的若干工具欄。工具欄多了，如果都一起在Word窗口中顯現，那會顯得窗口特別繁亂。這時，我們可以自定義一個菜單來控制工具欄的顯現。

首先，為了打開Word時不顯示我們新建的工具欄，我們需要縮寫一小段代碼。選擇“工具宏Visual Basic編輯器”，比如筆者建立了“常用符號”、“化學工具箱”、“物理工具箱”這3個工具欄，在左面窗口中展開“Normal”工程下的“Microsoft Word對象”，并雙擊“ThisDocument”對象，在右面窗口中輸入圖中的代碼，這段代碼的意思是把這3個工具欄隱藏起來。然后，我們選擇“工具宏宏”菜單，在彈出的窗口中，輸入一個宏名字如“打開化學工具箱”，點擊“創建”按鈕，在窗口中輸入圖中代碼，這3段代碼的意思是顯示相應的工具欄（圖4）。

篇（6）

1、生物技術專業培養具備生命科學的基本理論和較系統的生物技術的基本理論、基本知識、基本技能，能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作，能在工業、醫藥、食品、農、林、牧、漁、環保、園林等行業的企業、事業和行政管理部門從事與生物技術有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。

2、無機化學、有機化學、分析化學、植物學、動物學、生物化學、微生物學、藥理學、藥物分析學、遺傳學、分子生物學、細胞生物學、免疫學、植物組織培養、生化分離技術、基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程等。

3、主干學科：生物學、醫學、農學。

4、核心知識領域：生命的化學分子基礎，細胞的結構、功能與重大生命活動，生物體的結構與功 能及生物多樣性，微生物的特征與代謝，生物的遺傳與進化，生物與環境，生物技術的原理與應用。

（來源：文章屋網 ）

篇（7）

中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）15-0008-02

一、引言

高校本科實驗教學是鞏固理論知識、培養創新意識和高素質工程技術人員的重要環節，然而傳統實驗項目多以基礎教學為主，即使是和專業知識最為緊密相關的專業綜合實驗等實踐內容也僅涉及到基礎的實驗操作、簡單合成方法和成形工藝實驗，學生完全不能觸及本專業發展的各個領域，更無法拓展對本專業深層次、系統地了解。實驗教學缺乏引導性，無法激發學生自主探索和創新意識。為了改變實驗教學現狀，各個高校開展了對實驗室教學模式的改革和探索，并取得了一定的成效[1-4]。

本校高分子材料與工程專業經過幾十年地發展，已形成了相對穩定的科研團隊，如生物醫用高分子材料、光電高分子材料、3D打印材料、凝膠高分子材料等，引領著本專業的不同發展領域。如何在公共實驗室資源有限的條件下，按照學校發展和人才培養的總體需求，將科研項目和科研室納入本科實驗教學環節中，建立教學―科研一體化的綜合實驗室教學管理體系，以科研帶動教學，使大學生都能涉及本專業發展的各個領域，了解本專業最新發展動態，從而激發潛能和創新精神的培養，是解決實驗教學最積極有效的途徑。

二、存在的問題分析

1.教學內容設置缺乏引導性、自主性和創新性。由于實驗室建設的滯后性，高校本科教學中設置的實驗多以基礎性和驗證性為主。傳統實驗項目的設置總是選取固定的幾個實踐操作項目讓學生進行實際操作，實驗內容局限且簡單[5-7]。傳統實驗教學內容缺乏引導性、自主性和創新性的培養，因此將本專業各科研實驗室研究項目納入到本科實驗教學，是目前迫在眉睫的事情。

2.實驗室設置缺乏系統規劃。由于缺乏統一規劃，目前大部分高校的公共實驗室和專業教師的科研室相對分散，科研室相對獨立，大部分本科生很少接觸到教師的科研項目和科研實驗室，無法觸及專業精密儀器和設備及專業發展的前沿領域。將科研實驗室納入到本科教學中，依據科研項目設計綜合性、設計性、探索性等可行的教學實驗項目，提高科研實驗室專業精密儀器和設備利用率，提高學生對本專業研究領域的認識，從而引導學生的創新意識。因此，系統規劃基礎教學實驗室和科研室的布局，起到了優勢互補和綜合利用的最佳效果[8]。

3.實驗教學缺乏有效的管理和考查機制。目前，實驗實踐教學以學分制作為對學生的考查機制，學生按照規定時間參加安排的實驗教學環節，并完成實驗指定的內容即可獲得學分。實驗教師往往在實驗前安排好所有的實驗細節，學生被動的按要求做完實驗，既沒有對實驗內容做相關了解，也沒有進行前期的查閱資料等準備工作，更無法談及探索和創新精神。無需思考和挑戰的實驗考查機制無法達到自主性和創新性的培養。

三、解決措施

1.建立教學―科研一體化的綜合實驗室。本著以科研帶動教學、教學和科研相互促進的理念，并結合本專業的研究領域采用統籌的思想規劃教學和科研實驗室的安排，形成教學和科研室的有利結合。學校正在籌劃整體搬遷事宜，新的實驗大樓已準備就緒，借搬遷的好時機系統籌建和規劃的教學―科研一體化的綜合實驗室如圖1所示。公共實驗室和科研室設置在同一區域，既方便教師科研實驗時高效利用公共實驗室資源，又利于學生對專業研究領域的認識和了解，也解決了科研室科研項目轉化為實驗教學項目提供的容納空間。

2.建立教學―科研一體化實踐項目計劃。科研項目納入本科實踐環節，應制訂完善的科研教學實踐項目計劃：（1）對科研項目納入教學環節的實踐教學內容要進行科學的論證和認定，重點考察實驗目的的明確性、實驗裝備的利用性、實驗效果的顯著性、能力培養的遞進性和激發創新意識的能動性，尤其要考察是否代表本領域最精簡、核心和是否具有完整系統性的引導項目。（2）科研教學實踐項目申請，鼓勵專業教師及其研究生對研究領域的科研項目進行提煉，制訂適合本科教學的實驗項目，對實驗目的、方案、可行性和創新性等進行充分論證，由院學術委員會審核通過后進行實施。（3）根據科研項目的變化積極更新實驗項目。國家級、省級等縱向和校企聯合的橫向科研項目代表當前該學科發展的最新方向和社會的最新需求，應根據在研的科研項目及時更新科研教學實驗項目。

3.完善實驗室實踐教學監督、管理和考核評價體系。一方面，對納入到教學實踐中的高校科研室進行考核和績效評估，促進實驗室管理體制及運行機制改革；另一方面，強化對學生能力的培養，必須整改對學生實驗環節的考查機制。完善教學―科研綜合實驗室實踐教學監督、管理和考核評價體系，應從以下三方面入手。（1）實驗室實踐教學監督、管理和考核體系的設計。①學校應建立合理、高效的激勵機制，鼓勵科研實力強的專業教師將科研項目成果濃縮為實驗項目，應用于本科教學；②教務管理人員制訂教學監督、管理措施，切實落實科研項目在實驗教學中的實施和運行；③制訂出合理的考核體系和獎勵措施，實施平時常規檢查與年終考核相結合的績效評估機制。（2）科研教師的考核與績效評估。①為了激勵科研教師向本科教學的傾斜力度，把實驗室建設與教師的科研方向結合起來，與實驗室績效評估結果結合起來，績效高的研究室加大投入力度；②為了鼓勵專業教師科研成果為本科實踐教學服務，學校除了在工作量上考慮專業教師本科實踐教學方面付出的詼外，把此項工作作為職稱評審的重要方面。（3）學生實驗環節的考查機制。科研實驗項目對學生的綜合素質要求較高，需制訂合理的考查機制才能夠充分調動學生的積極性。學生實驗環節的考查包括前期準備、實驗進展和實驗完成情況三個部分。前期準備方面的考核包括對實驗目的的認知、實驗方案設計、實驗準備等；實驗進展情況方面的考核包括分析問題和解決問題的能力；實驗完成方面的考查包括對實驗結果的分析和處理、實驗報告的撰寫等。分別從實驗前期準備報告、實驗進展報告、實驗結果報告和實驗室制定的成績考核辦法四個方面進行成績考核。

四、結語

高校科研項目和科研實驗室納入本科實踐教學環節，在提升大學生實踐創新能力素質培養的同時，也給實驗室科學規劃和實驗室教學管理帶來了新的問題。專業教師、教務管理人員和實驗管理部門必須對教學―科研一體化綜合實驗室教學管理體系進行積極探索，充分整合教學、科研資源，加強科研成果向日常教學的滲透，實現實踐教學質量的提高。

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篇（8）

根據相關調查，在淡水湖泊和河流中，SO42-離子的含量通常不超過60mg/L，而達到100mg/L的情況極為罕見。然而在地下礦化水中，SO42-離子的含量相當高，如在湖濱干濕交替帶地下水SO42-達到1400mg/L，鐵路隧洞穿過侏羅紀、白堊紀含鹽紅層，地下水中SO42-含量甚至達到2815mg/L[2]。地下襯砌混凝土受到硫酸鹽侵蝕后，會發生一系列的物理化學反應，生成的鈣礬石和石膏等產物會在混凝土內部積聚膨脹，導致混凝土內部結構發生變化、裂隙擴展、力學性能劣化，甚至結構破壞[3]。因此，研究硫酸鹽對混凝土的腐蝕機理具有非常重要的意義。

硫酸鹽對混凝土的腐蝕是一個非常復雜的物理化學過程。由于混凝土本身是一種由石子、砂、水和粉煤灰等外摻料組合而成的非均勻多孔介質，在澆筑過程中會不可避免地存在一些微裂縫或氣泡等初始缺陷，當外界SO42-侵入到混凝土的內部，與混凝土中的某些成分發生一系列的反應生成難溶的礦物。這些礦物一方面由于體積膨脹導致混凝土破壞，另一方面也可使水泥的水化產物氫氧化鈣和C-S-H凝膠等分解或溶出，從而導致混凝土的強度和粘結性能降低[4]。從研究角度上，可以分為物理作用和化學作用。

硫酸鹽腐蝕混凝土的物理作用是指硫酸鹽侵入到混凝土內部后，在混凝土內結晶膨脹，從而導致混凝土表面剝落破壞[5]。

硫酸鹽腐蝕混凝土中的化學作用主要是指水泥水化產物氫氧化鈣（CH）、水化硅酸鈣（C-S-H）、水化鋁酸鈣（C-A-H）、鈣礬石（AFT）和單硫型水化硫鋁酸鈣（AFM）和硫酸鹽發生化學反應生成鈣礬石、石膏、碳硫硅酸鈣和氫氧化鎂等[6]。不同腐蝕產物在混凝土中所起的作用不同，由此引起的破壞機理和破壞形式也各不相同，根據目前研究，主要有鈣礬石型、石膏型、硅灰石膏型和混合型[7]。

1、鈣礬石型

鈣礬石型是指硫酸鹽進入混凝土后發生一系列的化學反應后，生成產物主要為鈣礬石。鈣礬

石的結構式Ca6[Al(OH)6]2?24H2O?[(SO4)3?2H2O]，化學分子式為3CaO?Al2O3?3CaSO4?32H2O。原來的水化鋁酸鈣發生反應生成鈣礬石后，體積發生膨脹，約為原來的2.5倍，由于體積膨脹，混凝土內部將會產生應力，這種膨脹內應力的大小與鈣礬石結晶生成的晶體大小和形貌有很大的關系[8]。當膨脹應力超過混凝土的強度時，混凝土就會破壞。文獻[9]利用X射線和電鏡掃描手段對硫酸鹽腐蝕下混凝土微觀結構進行分析，得到混凝土中硅酸三鈣的含量越多，混凝土中鈣礬石膨脹越嚴重。文獻[10]對處于硫酸鹽環境45年的地下襯砌混凝土豎井進行取樣，測試其抗壓強度和孔隙率，并結合光學電子顯微鏡進行細觀結構觀察。結果表明腐蝕損傷出現在面向硫酸鹽環境和混凝土質量比較暴露部位，并且混凝土剝落損壞大都是由于鈣礬石導致。因此，鈣礬石型是硫酸鹽腐蝕混凝土的重要形式。

2、石膏型

石膏型是指硫酸鹽進入混凝土后發生一系列的化學反應后，生成產物主要為二水石膏，水泥內部形成二水石膏后，體積增大，混凝土內部由于體積膨脹產生膨脹應力，當這一應力超過混凝土的強度時，混凝土發生破壞[11]。根據濃度積規則，只有當侵蝕溶液中的SO42-和毛細孔中的Ca2+濃度積大于或等于CaSO4的濃度積時才能有石膏結晶析出。因此，只有當溶液中的SO42-濃度非常高時，石膏結晶侵蝕才起主導作用[12]。不同的材料和環境條件，混凝土抵抗石膏侵蝕的能力不同。文獻[13]研究得到水膠比和腐蝕溶液濃度的大小對混凝土中石膏和鈣礬石的形成具有非常重要的意義。文獻[14]認為水泥中的硅酸三鈣含量越多，混凝土由石膏導致破壞的時間越短。另外，溶液PH值對混凝土中石膏生成也有影響，PH值越高，進行反應所需要的SO42-濃度也增加，當PH值大于12.9時，很難產生石膏[15]。

3、硅灰石膏型

硅灰石膏型是硫酸鹽進入混凝土后發生一系列的化學反應后，生成產物主要為硅灰石膏(Thaumasite)。Thaumasite的結構式為Ca6[Si(OH)6]2?24H2O?[(SO4)2?(CO3) 2]，化學分子式為CaCO3?CaSiO3?CaSO4?15H2O，它與鈣礬石雖然不屬于一個晶系，但晶體形態非常相似，都為針狀晶體，但是比鈣礬石的針狀晶體更加纖細[16]。Thaumasite的形成可能有兩種途徑，第一種由SO42-、CO32-與C-S-H、Ca2+在足量的水溶液中直接反應生成。上述生成的CaCO3會進一步反應生成Thaumasite，也就是說氫氧化鈣在反應過程中不斷循環地被消耗。

結論

（1）硫酸鹽對混凝土的腐蝕包括物理和化學作用兩個方面。化學作用主要有鈣礬石侵蝕、石膏侵蝕和硅灰石膏侵蝕。

（2）影響硫酸鹽腐蝕混凝土的因素主要包括混凝土自身材料因素和外界環境因素兩個方面。自身材料因素包括混凝土水灰比、水泥用量、水泥品種和外摻料等；環境因素包括環境溫度、濕度等。

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中圖分類號：P642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-0-02

1 生產生石灰的歷史

生石灰原料分布廣，生產工藝簡單，是人類使用較早的無機膠凝材料之一。我國最早的石灰窯，發現于廣東省英德市，經中科院廣州地球化學研究所對該窯址窯壁所進行的熱釋光測試，推斷距今1580±100年，南朝末期，大約公元6世紀，我國就開始生產、使用石灰了。

2 生產生石灰的原料

石灰巖、白堊、白云質石灰巖、貝殼等都可作為生產生石灰的原料。石灰巖是生產生石灰的主要原料，用于燒制生石灰的石灰巖在地質行業稱為制灰灰巖。石灰巖的主要礦物由方解石、白云石組成，根據二者在巖石中含量的多少，巖石名稱有所變化，見表1。

石灰巖中含有微量的菱鎂礦及其他碳酸鹽礦物，還有其他一些雜質，主要為：氧化硅；磁鐵礦、赤鐵礦；硅酸鋁（粘土、長石、云母）。

2.1 方解石礦物特征

化學組成：分子式CaCO3，CaO 55.96%，CO2 43.97%。Ca常被Mg、Fe、Mn所置換，有時還含有少量的Pb、Zn、Sr、Ba等。遇冷稀HCl劇烈起泡。

結晶形態：三方晶系，晶體常呈柱狀、板狀、菱面體、復三方偏三角面體等；集合體常呈晶簇狀、粒狀、塊狀、土狀、多孔狀、鐘乳狀、鮞狀、葡萄狀等。

物理性質：無色或白色，有時被Fe、Mn、Cu等元素染成淺黃、淺紅、紫、褐黑色；玻璃光澤；透明；解理平行菱面體{10，1}完全；斷口參差狀；硬度3（摩氏硬度）；比重2.6～2.8。

2.2 白云石礦物特征

化學組成：分子式CaMg（CO3）2 ，CaO 30.41%，MgO 21.86%，CO2 47.73%。經常有Fe2+、Mn2+類質同象混入物。遇冷HCl緩慢起泡。

結晶形態：三方晶系，晶體常呈菱面體，晶面常彎曲成馬鞍狀；有時發育成柱狀或板狀。集合體常呈粒狀。

物理性質：無色，白色或灰色，含鐵者為黃褐或褐色，含錳者可顯淺紅色；玻璃光澤；解理平行菱面體{10，1}完全，解理面常彎曲；硬度3.5～4（摩氏硬度）；性脆；比重2.85。

3 生石灰的生產

原始的石灰生產工藝是將石灰石與燃料（木材）分層鋪放，引火煅燒一周即得。現代則采用機械化、半機械化立窯以及回轉窯、沸騰爐等設備進行生產。煅燒時間也相應地縮短，用回轉窯生產石灰僅需2～4 h，比用立窯生產可提高生產效率5倍以上。近年來，又出現了橫流式、雙斜坡式及燒油環行立窯和帶預熱器的短回轉窯等節能效果顯著的工藝和設備，燃料也擴大為煤、焦炭、重油或液化氣等。

將主要成分為碳酸鈣的天然巖石，在適當溫度下煅燒，排除分解出的二氧化碳后，所得的以氧化鈣（CaO）為主要成分的產品即為石灰，又稱生石灰。在煅燒過程中，碳酸鈣、碳酸鎂與硅酸鹽礦物被熱分解為氧化鈣（CaO）、氧化鎂（MgO）與二氧化碳（CO2）氣體和二氧化硅（SiO2）晶渣。

4 生石灰

是一種氣硬性無機膠凝材料，主要成分氧化鈣（CaO），次要成分氧化鎂（MgO）。

4.1 氧化鈣

化學分子式：CaO；分子量：56.077。白色（或灰色、棕白），無定形。不透明。比重：3.32～3.35。耐火難熔，熔點：2572 ℃，沸點：2850 ℃。有腐蝕性。與水反應生成氫氧化鈣并產生大量熱，溶于酸類、甘油和蔗糖溶液，幾乎不溶于乙醇。

4.2 氧化鎂

化學分子式：MgO；分子量：40.304。白色或淡黃色粉末，無臭、無味，比重3.58。熔點2852 ℃。沸點3600 ℃。有腐蝕性。與水結合生成氫氧化鎂，但極易溶于稀酸，不溶于乙醇。

5 制灰灰巖質量指標的探討

石灰中產生膠結性的成分是有效氧化鈣和氧化鎂，其含量是評價石灰質量的主要指標，此外，還有未消化殘渣、二氧化碳含量的要求。

在煅燒過程中，形成的二氧化硅（SiO2）晶渣、未分解的碳酸鈣以及原料中游離的二氧化硅（SiO2）是未消化殘渣的主要成分；如果生產工藝科學，未消化殘渣的主要成分是二氧化硅（SiO2）。

5.1 建筑生石灰的質量指標

石灰的生產、使用歷史悠久，但是在地質礦產勘探行業卻沒有統一的質量要求，河北省保定地質工程勘查院最早在2004年對河北省易縣的一些制灰灰巖礦區進行了勘探，當時依據國家標準《建筑石灰》（GB1594-79）三等鈣質生石灰的品質指標有效鈣+氧化鎂含量不小于70%，以及石灰廠家生產實踐經驗，計算出制灰用石灰巖礦石質量要求CaO+MgO≥47%。

目前，建材行業使用的標準是1993年02月01日實施的《建筑生石灰》（JC/T479-92），該標準實施之日起，原國家標準《建筑石灰》（GB1594-79）作廢。

在《建筑生石灰》（JC/T479-92）中，規定：

（1）分類：按化學成分鈣質生石灰MgO≤5%，鎂質生石灰MgO>5%。

（2）等級：建筑生石灰分為優等品、一等品、合格品。

（3）技術要求，見表2。

云質石灰巖中白云石最高含量是50%，那么方解石含量也是50%。根據以上2個化學反應式，可推算出1 t云質石灰巖可燒制出0.541 t生石灰（CaO+MgO），MgO占20.1%。從而可知燒制1噸生石灰的需要云質石灰巖1.848 t（1/0.541=1.848）。

依據生石灰礦山生產實踐，燒制1噸生石灰需要石灰巖約1.95 t。

5.2.2 灰灰巖的質量指標的確定

由《建筑生石灰》（JC/T479-92）規定的建筑生石灰技術指標可知：鎂質生石灰合格品對CaO+MgO要求最低，CaO+MgO的含量不小于75%。

CaO+MgO的量在制灰灰巖燒制成生石灰的過程中不變，設CaO+MgO在制灰灰巖中含量為x，1噸合格品的鎂質生石灰CaO+MgO不小于75%。則利用代數式1.9x=1×75%求出的x值，是制灰灰巖中CaO+MgO的最小值。同理，可計算出制灰灰巖燒制鈣質生石灰、鎂質生石灰不同等級的生石灰的質量指標；鈣質生石灰MgO≤5%，可計算出制灰灰巖燒制鈣質生石灰MgO含量限值。

在理想的生產生石灰的過程中，未消化殘渣的主要成分是SiO2，利用上述原理可計算出制灰灰巖SiO2含量限值。

制灰灰巖質量指標見表3。

6 結語

制灰灰巖質量指標主要是根據《建筑生石灰》（JC/T479-92）規定的建筑生石灰技術指標及化學反應式進行推算，參考了生石灰礦山生產實踐的數據，沒有進行實驗室實驗，不當之處在所難免，希望廣大的業內人士批評指正。

參考文獻

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化學分析（chemical analysis）是對物質進行化學分子或化學反應進行分析的一門科學。由于材料的性能是有化學成分決定的，因此化學分析在材料的研究和應用中具有重要意義，通過化學分析，能對材料價值、材料的合格程度進行科學合理的判定。因此化學分析質量直接影響到化學分析結果，而在對材料進行評估時需要可靠性強的化學分析結果，這就要求加強對化學分析質量的控制，從而為材料評估提供可靠依據[1]。本文對化學分析中的質量控制進行了淺顯的探析。

一、化學分析質量的影響因素

化學分析質量受到多種因素的影響，為了提高化學分析測定質量，提高化學分析結果的可靠性，消除客戶對化學分析結果的疑慮，則需要對化學分析中的各個環節進行嚴格的質量控制，包括對分人員技術、儀器性能、試劑質量、分析方法以及分析環境等環節的有效控制，從而避免任何環節出現的問題，減少對分析結果的影響，避免化學分析結果誤差的出現，提高化學分析結果的可靠性。通過一系列的質量控制措施，嚴格把握好各個環節的質量，從而使化學檢驗結果更加準確、可靠[2]。

二、化學分析中的質量控制

1.加強分析人員的管理

在進行化學分析時，分析人員作為化學分析的主體，其能力、經驗和責任心對化學分析質量有著至關重要的影響，分析人員通過對發揮主觀能動性，借助于化學分析設備，使材料成分能夠準確地展現與化學分析結果之中，在此過程中，化學分析人員的專業技術素質顯得尤為重要。因此，要使化學分析結果最大限度地趨近材料物質成分的本真，則需要加強對化學分析人員專業素質的提升。首先，要加強化學分析人員的培訓。化學分析作為一項人們認識材料成分的工具，要駕馭好此項工具，則需要駕馭者具備一定的條件，通過加強對化學分析人員的培訓教育，能使分析人員能夠很好地掌握化學分析這項認識材料成分的工具，能獨立地對化學分析過程中所需的設備進行操作并建立起系統的分析方法。其次，為了使化學分析質量得到保證，作為化學分析主體，要建立嚴格上崗制度，通過相應的考核，對分析人員的所具備的素質檢驗，如果分析人員通過了相關考核，則給予上崗證，準許其上崗進行化學分析，如果分析人員未能通過相關考核，則需要進一步加強其培訓教育，直到通過考核，取得上崗資格證，方可允許其上崗。通過這種方式，能有效控制化學分析操作人員的專業素質，從而提高化學分析質量。再次，分析人員在對材料進行分析的過程中，由于受到多種客觀因素的影響，往往會產生各種誤差，此時可以通過實行“一人多能，一崗多人”的制度，通過多人共同監督操作，則可降低分析人員的誤操作發生幾率，提高化學分析質量[3]。

2.分析儀器使用與管理

在化學分析過程中，化學分析主體通過操作對象作用的發揮進而達到對認知對象的精確認知，在此過程中，化學分析儀器作為化學分析主體操作對象，對認知對象的精確度有著重要的影響。為了使化學分析質量得到有效提高，則需要加強對分析儀器設備使用與管理。首先，在分析儀器日常的管理過程中，應選擇合格的設備，不符合相關生產標準的設備應杜絕使用。其次，在分析儀器日常維護中，由于分析儀器在客觀環境中受到多種因素的影響，往往使其自身完整有效的性能受到不同程度的破壞，從而使分析質量受到影響，因此，要加強對分析儀器的日常維護與管理，對分析儀器進行定維護與檢修，加強對儀器的清洗、儀器狀態調整、更換老化儀器等工作，從而使儀器的性能得到保證。此外，要加強分析異地的校驗與檢定，儀器的校驗和檢定對儀器性能的發揮具有重要作用，完善的校驗和檢定制度能使儀器設備在化學分析中的功能得到良好發揮。要加強對儀器是否合格的檢定，所有儀器包括器皿類計量器具，都要經過合格檢定后，方可投入使用，校驗人員要具備相應的資格，對于檢修維護的儀器設備應重新對其校驗[4]。

3.實驗室環節和測量過程的質量控制

實驗室為化學分析提供環境支持，在實驗室的管理中，應加強對實驗室的管理制度的落實，用過各項有效的管理制度的落實，能為化學分析質量的提高提供基本的保障。首先，要加強實驗室日常管理，嚴格落實崗位責任制、樣品流轉制、原始檢驗數據復核制度、檢驗報告的編審批制度、盲樣考核制度、不確定度的評價制度等。其次，要建立起科學的分析方法，選擇符合相關標準的合理的分析方法，通過充分的調研、實驗研究和專家評審等來建立科學合理的分析方法[5]。測量過程是化學分析主體對操作對象進行操作進而達到對認知對象認知的過程。這一過程包括了空白試驗、校驗曲線的繪制、方法精密度的評價、方法準確度評價、利用質量控制圖進行控制等方面。尤其要重視質量控制圖的控制，包括對精密度控制圖的控制和準確度控制圖的控制。

三、結語

化學分析環節眾多，各個環節稍有不慎則會影響化學分析結果，影響化學分析質量。加強化學分析各環節的有效控制，能有效提高化學分析質量，為用戶提供高精確度和可靠性強的化學分析結果。

參考文獻

[1]戈早川. 標準化殘差法對分析檢驗校準曲線中異常點的判別[J]. 中國公共衛生. 2012（04）：177-181.

[2]吳巖青.化學分析方法選擇與分析過程質量控制的探討[J]. 兵器材料科學與工程. 2012（05）；205-206.

[3]曹宏燕.分析測試中測量不確定度及評定“第三部分”分析測試中主要不確定度分量的評定[J]. 冶金分析. 2012（03）：110-113.

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中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）14-0093-02

實施素質教育要求我們必須在教育觀念、教育思想、教育制度、教育內容、教育方法上進行創新，創新教育的過程，要充分發揮受教育者的主體性、主動性，使受教育者在教學過程中不斷認識、追求探索和完善自身。在我們的教學過程中，教學方法是其中重要的一個環節，不斷探索和改進教學方法是提高教育質量的重要措施。

教學方法對教學質量有著重要的影響作用，大學教師在教學方法上的探索是無止境的，如何形象、生動地教學是大學教師在實踐教學中努力的方向。大學教師面臨的是一群已經成年的大學生，有著自己獨立的思想和見解，在很多方面思想已趨于成熟，這對大學教師的教學方法的改進提出了挑戰和要求。本研究針對礦業工程本科有機化學課程，采用軟件模擬的方法，構建立體的化學分子結構并計算性質，向學生立體、直觀地展示分子結構和性質。通過這種教學方法提高學生的學習興趣，提高教學質量。

一、模擬軟件介紹

量子理論是研究微觀領域最有效的工具，基于密度泛函理論的第一性原理是近年來最主要的量子理論，近十年來密度泛函理論在物理和化學上獲得了廣泛的應用，特別是用來研究分子和凝聚態的性質，是凝聚態物理和計算化學領域最常用且成功的方法之一。Materials Studio（MS）軟件是美國Accelrys公司開發的可以幫助研究者構建、顯示和分析分子、固體及表面的結構模型，并研究、預測材料的相關性質，使化學及材料科學的研究者們能更方便地建立三維結構模型，對各種晶體、無定型以及高分子材料的性質及相關過程進行深入的研究。

本論文采用MS軟件中的DMol3模塊[1-2]，基于密度泛函理論（DFT），是可以模擬氣相、溶液、表面及固體等過程及性質的商業化量子力學程序，應用于化學、材料、化工、固體物理等許多領域，可用于研究均相催化、多相催化、分子反應、分子結構等，也可預測溶解度、蒸氣壓、配分函數、熔解熱、混合熱等性質。

二、應用實踐

（一）教學目的和內容

雖然授課對象專業為礦物加工專業學生，但化學對他們接受專業知識非常重要，因為在礦物加工的方法中，浮選是非常重要且應用廣泛的一種方法，浮選過程中，要利用很多無機及有機藥劑使礦物浮選和分離。同為工科學生，然而與化學專業的學生相比，他們雖然有一定的化學理論基礎，但對化學知識的了解遠不及化學專業的學生，理論基礎知識和實踐薄弱。采用MS軟件進行模擬的方法，可以直觀地觀察到分子間的結構，如鍵長、鍵角等，還可以通過性質計算，獲得軌道電子布居、前線軌道、原子電子態密度等。通過研究，幫助學生理解和接受化學知識，提高學習興趣和教學質量。

（二）應用實例

為了讓學生易于了解和接受DMol3模塊模擬的結果，首先展示了最簡單的分子和水分子、氫分子的結構，如圖1所示的分子球棒模型。圖1（a）為氫分子結構，（b）為水分子結構，元素符號標在原子上，虛線為鍵長，單位為■，弧線為夾角，這些結果是在一定的計算參數設置下獲得的。通過三維模型展示，可以讓學生直觀地了解這兩個分子的結構，獲得初步的感官認識，為后面的深入學習打下基礎。

接下來進行有機分子結構和性質教學。選擇具有代表性的分子進行講解，包括甲烷、丁烷、乙烯、乙炔、二烯烴、苯。首先介紹各種分子結構，如圖2所示。由圖可以清楚地看到各種分子結構中C-H和C-C鍵長、夾角信息，并可以觀察到它們之間的差異。在這些分子中，C-C鍵長有如下順序：烷烴>苯>烯烴>炔烴，C-H鍵長相近，其中苯中的C-H鍵長比其他有機物分子略短。甲烷的C-H鍵之間的夾角為109度左右（這與實際非常接近）；苯環中所有的鍵角為120度左右；而丁烷和丁二烯碳原子之間所形成的夾角是有差異的。

接下來講解前線軌道。在前線軌道理論中，能量最高的分子軌道（即最高占據軌道HOMO）和沒有被電子占據的，能量最低的分子軌道（即最低未占軌道LUMO）是決定一個體系發生化學反應的關鍵，其他能量的分子軌道對于化學反應雖然有影響但是影響很小，可以暫時忽略，HOMO和LUMO便前線軌道。以丁烷和丁二烯作為例子，如圖3所示。雖然丁烷和丁二烯有相同的碳原子數，但一是飽和烴一個是不飽和烴，它們的HOMO和LUMO差別非常大。丁烷的HOMO主要集中的碳原子上，而丁二烯主要集中在碳-碳雙鍵上；丁烷的LUMO主要集中在鍵上，而丁二烯主要集中在碳原子上。

分析原子的電子態密度可以獲得原子內部或原子之間軌道的相互作用。這里講解烷烴、烯烴和炔烴中碳原子的電子態密度。圖4中的黑線和紅線分別表示碳原子的s和p電子態。可以看到，烷烴、烯烴和炔烴中碳原子的s和p態很不一樣，電子離域性以下列順序增長：烷烴

三、結束語

以上只是介紹了軟件模擬的部分內容和結果，其他大量的有機分子結構等信息都可以通過計算模擬的方式獲得。通過軟件模擬的方式，可以生動、形象地向學生展示分子的結構和性質，使學生的學習興趣增強。作為一名大學教師，如何提高教學質量任重而道遠，很多方面都值得探討和研究。

參考文獻：

[1]Delley B. An all-electron numerical method for solving the local density functional for polyatomic molecules [J].Journal of Chemical Physics，1990，92（1）：508-517.