化學反應工程筆記大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇化學反應工程筆記范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

1、雙語教學的意義

雙語教學是在非語言類學科中以兩種語言作為教學語言的教育[1]，其中一種是學生的母語，使學生掌握非語言類學科知識。研究者將雙語教學模式分成三類[2]，第一類，學校只使用一種非學生母語的語言進行教學，即浸入型雙語教學；第二類，學生進入學校后部分或者全部使用母語，然后逐步轉變成只使用第二種語言進行教學，這種模式稱為過渡型雙語教學；第三類，學生剛進入學校是使用母語，然后逐漸地使用第二種語言進行部分學科的教學，其他學科仍然使用母語教學，這種模式稱為保留型雙語教學。

采用雙語教學具有多方面的意義。首先，雙語課程多采用國外原版教材，通過課程的學習，學生在掌握該課程內容的同時，可自然習得外語的運用，提高外語的應用能力。其次，外語學習的目的在于應用，在高校中往往花費諸多的學時在外語課程上，而學生的外語運用能力往往不理想，在運用外語進行交流的場合，往往很難表述自己的想法，涉及到專業用語，更是不知如何表達，外語的學用脫節問題嚴重。雙語教學的開展無疑可以有效地解決這一問題。雙語教學把課程知識的學習和外語的學習有機結合在一起，使學生真正運用自己的外語技能實現課程知識的學習，切身感受到外語的重要性，實現學以致用。并且，國外原版優秀教材的采用，使得課程教學體系與國外一致，從而可以吸納國外同類課程的精華。再者，通過雙語教學，使更多的學生既具有較強的專業知識，又具有很好的外語運用能力，從而可以促進國際間的交流，推進對國際先進科技與創新理念的理解與接受。

2、《化學反應工程》課程的雙語教學實踐

我校《化學反應工程》課程選擇國外名校教材《chemical reaction engineering》（octave levenspiel 主編，3rd ed.，john wiley & son，inc.，該教材2002年由化學工業出版社作為國外名校名著引進出版）進行教學，該書文字流暢，內容簡明，條理清晰，較適合作為雙語教學的教材，但是內容上與我們的教學大綱不完全相符，我們在授課中根據需要對課程內容做適當取舍或調整。主講教師均具有較好的英語基礎，教師專業水平較高，均已取得博士學位或者正在攻讀博士學位。教師授課時，板書為英語，起始時以漢語講授為主，在學生能夠接受的前提下，采用部分英語授課，隨著時間的推移，逐漸加大英語授課的強度。按照教學模式分類，本課程屬于保留型雙語教學。

教師授課過程中，絕大部分時間講解課程知識，根據學生的英語掌握情況，提示部分專業詞匯或者講解部分英語段落、語句。授課過程中，具體采用多大份額的英語講授，每次課不同，根據學生掌握知識點的情況來調整，以大部分學生能夠掌握主要知識點為準。

課程作業為英文教材所配備的習題，對學生提交作業的語言不作硬性要求，英語表達能力強的學生可以采用英文，英語表達能力差的學生可以采用部分英文部分漢語的方式，鼓勵學生盡可能采用英語。考試采用英文試卷，答題語言也不作硬性規定。

教學方式上除了教師授課、學生聽課、記筆記的常規形式，還采用了很多靈活的形式。例如，在一次課結束時，對下一次課要講的內容提出一些問題，要求學生預習，再上課時，由學生就這些問題發表意見，甚至給同學講課，之后教師進行評價、討論。采用英文教材需要學生付出更多的精力來閱讀、理解，這種教學方式可以增加學生閱讀教材、分析問題的積極性。又如，為了增強學生對知識點的掌握，每次課前均對上一次課所講授的知識點進行回顧，講清各知識點之間的前后聯系。同時每個階段我們均進行小結，把該階段的內容前后聯系起來，每一階段均配合相應的綜合練習題，鞏固已學知識。

同時，我校《化學反應工程》教學網站已于2006年建成，上傳并了許多重要的教學資源，如課程信息、授課課件、教案、電子版參考資料（著作、論文）、拓展資源等，并經常更新，學生可以利用網絡，瀏覽教學資源及下載。該網站的建成，對《化學反應工程》雙語課程的日常教學起到了很好的輔助作用。

教學實踐的結果表明，大部分學生閱讀、理解教材的能力明顯提高，能夠基本上掌握課程的主要知識點。每次課程結束，均對學生進行調研，結果表明，學生認為該雙語課程講授的內容充實，信息量大，能及時反映學科前沿內容，對該雙語課程的教學方法基本滿意，該課程的學習，對英語應用能力的提高有很大幫助。校教學巡視員對《化學反應工程》雙語課程的教學也給予了高度評價，一致認為課程組教師講授知識準確，教學方法和手段先進、合理，理論聯系實際。

3、雙語教學中存在的問題

在《化學反應工程》課程教學實踐中，我們也逐步認識到了雙語教學中存在的一些問題。

首先，在本課程的教學中，常常不能完整地完成教學大綱規定的全部內容，這是由于雙語教學中需要花費一定的時間來幫助學生對語言的理解，以保證學生對知識的接受，所以會損失一部分教學內容。這一問題的存在也是必然的，因為我們的語言大環境是漢語環境，學生對于外語所表達知識的接受存在較大的障礙。要想完全解決這一問題，目前存在較大的困難，需要從我們的語言環境著手，增大外語的運用力度。我們考慮可以充分利用現代化的交流手段，例如通過網上質疑和答疑，增強學生課后復習和預習的強度；同時提供合適的中文參考書供學生參考，把教學內容的損失減到最低。

其次，教師本身的外語運用能力有待進一步提高。優秀的雙語教師應該不僅可以用外語進行流利的日常會話，而且精通專業內容、學科專業英語，能流暢自如地應用雙語進行教學。在教學中我們已經認識到教師本身存在的一些不足，盡管我們進行雙語教學的教師都是英語基礎較好的優秀教師，但是畢竟不是以英語為母語，要想實現流利的英語授課尚存在一定的困難，需要加強雙語教師的培養與培訓。目前我校也采取了一些措施，例如選送雙語課教師由外教進行強化訓練并短期出國培訓，已取得了一些成效，但仍需進一步加強這一方面的工作內容。

再者，部分學生不能認同雙語教學模式，認為雙語教學沒有必要，在學習中處于被動，直接影響到其對知識的接受。而且，我校《化學反應工程》課程的所有課堂均設置為雙語，該課程是化學工程與工藝專業學生的必修主干課，學生沒有選擇的余地，有些學生英語基礎較差，聽讀能力跟不上，課上講解的知識往往因為語言理解的問題而不能接受，隨著授課內容的深入，這一部分學生往往產生消極情緒，進一步影響對課程知識的接受。如前所述，課上我們已經采取了各種手段來加強學生對知識的理解，盡管如此，學生對雙語教學的態度積極與否仍然是雙語教學的關鍵一環。這就提示我們，進行雙語教學不可急于求成，需要根據學生的特點制定教學計劃，提高學生對雙語課程的積極性。

篇（2）

無機化學是研究無機物質組成、結構、性質和變化規律的科學，其研究對象包括了除有機化合物以外的所有元素及其化合物，是化學學科中發展最早的一個分支學科，因此各個方向的理工科專業領域均將無機化學作為基礎課程之一列入教學計劃和培養方案中［1］。隨著行業戰略方針的調整和學科發展的推進，無機化學教學也在面臨不斷的改革與新發展，尤其是現代物理方法和各種波譜技術在無機物結構研究中的廣泛應用，使無機化學的研究范圍打破了原有的界限，其研究內容和研究領域無論在深度還是在廣度上都發生了前所未有的變化。面向本科生一年級的無機化學是我校化學工程、礦物加工工程和環境工程專業的必修課和基礎課，也是學生從高中進入大學階段深入拓展化學知識的首要系列課程之一，對于環境工程專業來說，大氣、水、土壤等環境介質中物質的特性、存在狀態及其變化規律等等，均離不開無機化學的核心知識體系。與此同時，我國高等院校的無機化學教學也在不斷地發展與更新中，既要配合與時俱進的科技發展，又要滿足現代大學生對于創新能力培養的需求與任務，因此，這就對我們現在大學課堂的無機化學教學內容、教學方法等提出了更加明確更加高標準的要求。當然，鑒于現代大學生的特點與需求，在教學實踐中自然而然地出現一些新問題，比如，學生獲取信息、收獲知識及交流溝通的方式等都發生了翻天覆地的變化，不再單純地依靠教師的講解和課堂上手抄筆記，相反地，甚至很少有學生上課記筆記，這必然影響到現在大學生聽課的認真與投入程度［2］;再比如越來越多的學生因家庭條件的允許其目標是出國，這些學生則把更多的精力用于外語的學習，以及還有一部分學生急功近利的思想意識，總是想依賴于教師的課件及希望教師所劃出的考試重點，只求考試通過，而對于真正知識的渴求與自身知識水平的提高并不是特別地強烈，甚至對于課堂講授的基本原理不去理解透徹甚至不理解，等等這些系列問題值得深入研究探索與研究，并找出改革方法與措施并進行實踐。本文結合環境工程專業特點及對無機化學知識體系的要求，從教學目標、教學方法和教學內容等方面對無機化學教學進行了初步的改革、探索與實踐，建立了一套適合于工科特別是環境工程專業的無機化學教學模式，增強了學生對無機化學的學習興趣。

1對教學目標的定位與強化

大學古今中外的教育歷史中承擔著鏈接校園與社會的職能，而隨著現代社會突飛猛進的發展和異常激烈的競爭，社會對人才的需求越來越趨向于國際化、綜合型、創新型人才［3］，其中學生的創新能力培養與訓練已經作為基礎課程教學中最為突出的教學目標呈現出來。在大學教書育人“寬口徑、厚基礎、重能力、求創新”的大背景下，特別是結合我校建設研究型大學目標的確立，我們在無機化學的教學中將如何引導學生課本知識與實踐相結合、如何從基礎知識中尋求突破與科技創新相結合作為教學目標的重中之重。為此，我們在制定教學計劃和制作教案的過程中，特別強調理論教學內容與環境工程學科的相關聯課題或現象，以與學生切身緊密相關的生活問題或生產實際作為課堂教學的切入點和學生的興趣點，即將基礎知識、理論與原理，在教師的講解下與生產或生活實際相結合，才能引起學生的興趣，激發學生的好奇心與求知欲，并為學生創新能力培養提供素材與源泉，這是研究型大學發展的必然趨勢和要求，也是為培養多層次人才所必備的教書育人模式。如此，將環境工程專業無機化學的教學目標定位明確，學生能夠很清楚地理解和正確把握學習此課程的目的和意義所在，同時強化了無機化學在環境領域方面的教學目標，以本課程的第一部分“化學反應原理”篇為例，每一章節的教學內容均與環境工程學科中的某一方面或某個應用相聯系，并設立了明確的教學目標，如表1所示。因此，在現有的高等教育體制與教學模式下，學生的創新能力是在學習基礎知識的基礎上，通過教師在教學過程中進行理論結合實踐的引導與啟發而培養起來的。

2對教學內容的精選與擴展

無機化學是我校環境工程專業本科生的一門重要基礎課，雖然幾十年來其教學內容框架基本沒變，但由于學科間的相互滲透形成了許多跨學科的新研究領域，因此無機化學學科的面貌也發生了很大的改觀，出現了許多新概念、新理論、新反應、新方法和新型結構的化合物，同理要求我們的無機化學教學也要與時俱進，推陳出新［4］。目前，我校環境工程專業無機化學課程采用的是大連理工大學無機化學教研室主編、高等教育出版社的《無機化學》作為本科生教材，并且將前十一章即從第一章“氣體”到第十一章"配合物結構"作為第一期無機部分的教學內容。為滿足現代無機化學教學緊跟學科發展進度的要求，同時由于新教學大綱對于課時的壓縮，我們在實際教學過程中采取精簡教學內容、適當刪減部分過時內容和適量補充最新發展動態中無機化學相關知識的措施，既保障了教學基本思路和框架結構完整，又實現了對教學目標的定位與強化，同時達到了調動學生的學習興趣和積極性的目的，提高了教學質量。從我校研究型工科大學的本質要求出發，要做到“研究與教學相結合”，就要在基礎課程教學別強調“寬基礎”，尤其是針對剛剛進入大學校門的一年級學生，專業方向的概念尚未形成，所謂“萬丈高樓平地起”，對于大多數學生來說專業的培養才剛剛是打地基的階段，因此對于無機化學這種基礎課教學內容的精選與擴展方面，除了講授基本原理外，適當引入或擴展一些與專業方向相結合的實例與學科研究進展，將會讓提前對專業領域的研究范疇和學科動態有一定的認識與感悟，對于學生的學業發展來說將會是受益匪淺。為此，我們將無機化學教材課后化學視野的部分內容作為引例或本章內容的切入點，即是對教學重點內容的補充，又是基礎教學內容在應用方面的擴展。如第二篇“物質結構基礎”部分，目前世界范圍內對環保意識的增強和對環保材料需求的急速增長，而新型環保材料的開發、合成與結構鑒定分析等相關知識與理論均與本章內容息息相關，以新型環保材料有研究動態及最新研究成果為本章講解的切入點，對于學生理解和掌握較為抽象的化學鍵類型與價鍵理論將大有幫助和啟發;再如將前兩章“氣體”與“熱化學”串聯到一起，先提出當前的能源過剩、綠色能源市場不足與社會可持續發展相矛盾的現狀，從能源的合理利用、解決能源危機和快速發展綠色能源的必要性與緊迫性講起，以此來理解本章教學內容中的反應熱、焓變與熱力學第一定律等系列基礎理論，進一步深入把握不同形式能源之間熱值的對比問題，并讓學生從中思考能源發展的新動向與新思路。從學生的反饋來看，通過這些與基礎理論相結合的具體實例的引入，學生們對課堂上教師提出的精選與擴展內容相當感興趣，作為連接理論知識的橋梁，它使得理論知識變得通俗易懂而且生動，讓學生們覺得無機化學知識體系在未來學有所用，自己也具備廣闊的用武之地和發展空間，同時也為學生將來從事創新訓練活動提供了素材和思考空間，學生們表示非常歡迎，因此保證和提高了教學效果。

3對教學方法的轉變與探索

如前所述，無機化學是一門學科大類基礎課程，其在整個大學培養體系中的基礎性、銜接性與過渡性的地位，授課對象則是剛剛從高中畢業初入大學課堂的新生，這就決定了無機化學的教學模式中需要增加課堂教學的機動性、靈活性與趣味性，讓學生們有一個適應期和過渡期，教學內容的難點重點等方面也是循序漸進地展開，以幫助學生們完成從高中時期的偏固定化思維方式向大學時代開放型思維方式的轉變［5］。在此過程中，引導學生們從全方位、多視角去看待問題，而不再僅僅局限于課本上固有的知識點，并逐漸確立專業概念與對專業領域的感悟，讓學生意識到甚至是某些科學問題也還是有很多地方或存在諸多疑惑的，是需要探討和爭論的，并不完全是真理似的存在，還需要學生們用一點點積累的知識去解決和探索，比如無機化學便是其中之一。因此，我們在無機化學的教學中采用了問題探究式教學法，即:圍繞教學目標，對教學內容進行分類、歸類和總結之后，從每一章的切入點教學內容中提出一到兩個問題，當然問題是與本章內容相關且緊密聯系科學發展動態和生產生活實際的，讓學生頭腦中帶著這些極為實用和感興趣的問題，層層講解基礎理論，逐步提出解決這些問題的途徑、方法與相關理論。比如:講解第三章“化學動力學基礎”和第四章“化學平衡”時，兩章之間有相互關聯的基礎理論原理，即化學反應的兩方面穩定性問題，一個是熱力學穩定性理論，一個是動力學穩定性理論;如果單純枯燥地講解純理論內容，盡管教師講解得已經很透徹，但學生對此仍然是懵懵懂懂、模棱兩可的狀態，這說明對學生們來說理論知識的學習缺乏具體實例的輔助，缺乏將理論應用于實際中的理解。為此，我們改變了教學方法，從一開始便拋出問題，讓學生們在聽課過程中隨時從中找到答案，帶著問題去探究基礎理論原理。如以汽車尾氣無害化處理的化學反應2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)為例，分別用到化學反應熱力學穩定性原理與動力學穩定性原理，熱力學原理上這個反應是客觀存在、完全可行的，也就是說汽車尾氣是可以實現自然狀態下無害化轉化的，但現實卻為何并非如此呢?同時安排適當的課時供學生相互交流，帶著興趣性問題的分析與探究，逐層次展開課堂教學內容，也讓學生在聽課過程中參與和進行實際問題的討論、推論與拓展，加深對基礎知識的理解與應用推廣。通過這種帶著問題探究理論知識基本原理和機理的教學模式，使得教學目標更加明確，教學內容脈絡清晰、主次分明，能讓學生對每一部分知識點都一目了然，有助于學生快速地從切入點處入手逐級掌握各層次知識點，既提高了學生的學習效率，做到了課堂上有效學習，又培養了學生主動拓展知識的能力，完全有助于實現我校研究型大學培養創新型人才的教學目標。

4結語

科學技術特別是計算機技術和現代物理方法在無機化學領域的應用與擴展，使得無機化學教學在各個學科中的基礎性和重要性都不言而喻。通過多年的無機化學教學經驗體會，我們在教學目標方面進行專業方向定位與強化、在教學內容方面進行精選與適當擴展、在教學方法方面采用問題探究式方法的改革、探索與實踐中，很好地結合了我校研究型大學培養工科技術型、創新型人才的需求，優化了教學內容，改善了課堂教學效果，提高了無機化學的教學質量。

參考文獻

［1］喬正平，龔孟濂，巢暉．淺談基礎無機化學課程教學內容的選擇與講授［J］．大學化學，2017，32(5):7－10．

［2］王立艷，蔡衛濱，袁寧．礦物加工專業無機化學教學研究與探索［J］．廣州化工，2017，45(9):186－188．

［3］隋惠芳．無機化學研究的前沿領域在教學中的應用［J］．青海師范大學學報(自然科學版)，2017，20(1):76－78．

篇（3）

課本和教材是專家、學者們創造性的研究成果，經過長期、反復的實踐和修訂，現已相當成熟，書本里蘊含著眾多科學思想的精華。據初步統計，中學化學所涉及的概念及理論大大小小共有220多個，它們構建了中學化學的基礎，也就是說，基本概念及基本理論的復習在整個化學復習中起著奠基、支撐的重要作用，基本概念及基本理論不過關，后面的復習就會感到障礙重重。因此，必須切實注意這一環節的復習，講究方法，注重實效，努力把每一個概念及理論真正弄清楚。例如對催化劑的認識，教材這樣定義：“能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質都不改變的物質”。幾乎所有學生都能背誦，粗看往往不能理解其深層含義；假如我們對其細細品味一番，枯燥的概念就會變得生動有趣――我們可以思索一下“催化劑是否參與了化學反應？“對化學反應速率而言，‘改變’一詞指加快或是減慢？”“‘化學性質都不改變’，那物理性質會變嗎”等問題。經過一番折騰，對催化劑的認識就會達到相當高的層次。

再者，課本中的眾多知識點，需要仔細比較、認真琢磨的非常多。例如原子質量、同位素相對原子質量、同位素質量數、元素相對原子質量、元素近似相對原子質量；同位素與同分異構體、同系物、同素異形體、同一物質等等。對課本中許多相似、相關、相對、相依的概念、性質、實驗等內容，應采用比較復習的方法。通過多角度、多層次的比較，明確其共性，認清其差異，達到真正掌握實質之目的。

透析近幾年的高考化學實驗題，可以發現幾乎所有試題均來自課本上的學生演示實驗及課后學生實驗。因此，在老師指導下，將十幾個典型實驗弄清原理，反復拆開重組，相信你定會大有所獲。

二、經常聯想，善于總結，把握知識網絡

經過，高一高二階段化學的學習，有些同學覺得個別知識點已學會。其實，高考考場得分，學會僅是一方面，還應總結歸納、經常聯想，找出同類題解法的規律，才能更有把握不失分。也就是說，化學學習，重在掌握規律。有人說，化學難學，要記的東西太多了，這話不全對。實際上，關鍵在于怎樣記。例如對無機化學來說，我們學習元素及其化合物這部分內容時，可以以“元素單質氧化物(氫化物)存在”為線索；學習具體的單質、化合物時既可以“結構性質用途制法”為思路，又可從該單質到各類化合物之間的橫向聯系進行復習，同時結合元素周期律，將元素化合物知識形成一個完整的知識網絡。

有機化學的規律性更強，“乙烯輻射一大片，醇醛酸酯一條線”，熟悉了官能團的性質就把握了各類有機物間的衍變關系及相互轉化；理解了同分異構體，就會感覺到有機物的種類繁多實在是微不足道……這樣，通過多種途徑、循環往復的聯想，不僅可以加深對所學知識的記憶，而且有助于思維發散能力的培養。實踐證明，光有許多零碎的知識而沒有形成整體的知識結構，就猶如沒有組裝成整機的一堆零部件而難以發揮其各自功能。所以在高三復習階段的重要任務就是要在老師的指導下，把各部分相應的知識按其內在的聯系進行歸納整理，將散、亂的知識串成線，結成網，納入自己的知識結構之中，從而形成一個系統完整的知識體系。

三、講究方法，歸納技巧，勇于號脈高考

縱觀近幾年化學高考試題，一個明顯的特征是考題不偏、不怪、不超綱，命題風格基本保持穩定，沒有出現大起大落的變化。很明顯，命題者在向我們傳輸一個信號：要重視研究歷年高考題！高考試題有關基本概念的考查內容大致分為八個方面：物質的組成和變化；相對原子質量和相對分子質量；離子共存問題；氧化還原反應；離子方程式；物質的量；阿佛加德羅常數；化學反應中的能量變化等等。關于高考試題的研究，可以參考高考真題深度研究――《高考真題360°全解密》

基本技能的考查為元素化合物知識的的橫向聯系及與生產、生活實際相結合。因此，對高考試題“陳”題新做，將做過的試題進行創造性的重組，推陳出新，不失是一個好辦法。高考命題與新課程改革是相互促進、相輔相成的，復習時可將近幾年的高考試題科學歸類，聯系教材，通過梳理相關知識點，講究方法，歸納技巧，勇于號脈高考；因此在選做習題時，要聽從老師的安排，注重做后反思，如一題多解或多題一解；善于分析和仔細把握題中的隱含信息，靈活應用簡單方法，如氧化還原反應及電化學習題中的電子守恒等。再如已知有機物的分子式確定各種同分異構體的結構簡式，采用順口溜：“主鏈從長漸縮短，支鏈由整到分散，位置由中移到邊，寫畢命名來檢驗”，這樣就避免了遺漏或重復，十分快捷，非常實用。

四、把握重點，消除盲點，切實做好糾錯

分析近幾年的高考化學試題，重點其實就是可拉開距離的重要知識點，即疑點和盲點；要走出“越基礎的東西越易出差錯”的怪圈，除了思想上要予高度重視外，還要對作業、考試中出現的差錯，及時反思，及時糾正；對“事故易發地帶”有意識地加以強化訓練是一條有效的途徑。每一次練習或考試后，要對差錯做出詳盡的分析，找出錯誤根源，到底是概念不清原理不明造成的，還是非知識性的失誤。對出現的差錯要作記載，每隔一段時間都要進行一次成果總結，看看哪些毛病已“痊愈”，那些“頑癥”尚未根除，哪些是新犯的“毛病”，從而不斷消除化學復習中的疑點、盲點；然后因人而異的采取強化的糾錯方式加以解決。這里就扼要介紹幾種常見糾錯做法，以供參考。更多糾錯可以參考《狀元糾錯筆記》。

1、摘抄法：將糾錯內容分類摘抄，在其題下或旁邊加以注釋；

2、剪貼法：將糾錯題目從試卷上剪裁下來，按照時間、科目、類別分別貼在不同的糾錯本上，并在題目下部或旁邊加上注釋；

篇（4）

    2現代信息技術在教學中的應用

    2.1軟件模擬反應過程

    化學反應涉及到很對原子移動問題,在傳統教學過程中,這些問題只是由教師通過板書繪畫出來,缺乏生動性,若采用一些實體設計軟件如3DMAX將其模擬出來,通過多媒體演示,則會在多維度上展示其具體過程,增強學生對反應的印象。

    2.2電腦模擬化學實驗過程

    化學中經常會接觸有毒有害物品,比如有一項實驗是制備氯氣,總所周知,氯氣是一種劇毒氣體,稍有泄露就會產生嚴重的后果。對此,若是我們能將危險的、復雜的、周期長的實驗放至電腦上進行仿真模擬實驗,不僅可以加快效率,還可以大大提高安全性。電腦模擬實驗具有高效率、安全環保等優點,雖不如真正實驗動手操作令人印象深刻,但是絕對優于板書圖片教授的結果。但是值得注意的是,模擬實驗不是萬能的,一些必要的基礎實驗還是要學生們親自動手操作,這樣才最有意義。

    2.3電腦模擬事故現場

    教育安全一直是教學問題中的重點,每年都會有師生因操作不當而受傷,教師可通過仿真模擬,向學生展示由于錯誤操作而引起的不良后果,例如濃硫酸遇水飛濺引起灼傷等,強化學生們安全實驗的意識,避免出現以上錯誤。

    2.4模擬化工生產

    化工廠出于其機密性和安全性考慮,一般不會同意教師帶領學生們參觀工廠,見識生產工藝工程,教師可通過相關軟件自行設計模擬生產過程,增強學生對化學在實際生活中的應用的認識,使同學們充分認識到“三廢”等現象的產生機理。

    2.5網絡自主學習

    教師在學校將知識傳授給學生后,學生當堂不可能完全理解,需要其在課后進行琢磨自學,教師可以建立一個交流平臺,在上面上傳相關學習文件,學生可以自己查閱或是線上與老師交流,鞏固在課堂上所學內容。

    2.6網絡教育資源

篇（5）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2013）09-0049-01

隨著科學技術的發展，多媒體教學作為現代教育的一種教學模式，被廣泛運用于各類技術課程的教學過程中。多媒體教學充分發揮圖、文、聲、像并茂的優勢，可以實現傳統教學方法達不到的教學效果。下面我們比較分析傳統教學和多媒體教學在有機化學教學中的優點和不足之處以及教學效果上的差異，找出有機化學最佳的教學方法。

一、有機化學傳統教學方法的優點及缺點

傳統教學主要是粉筆在黑板上演示的形式（簡稱粉筆黑板），此外還有幻燈、投影、錄像及實驗或模型演示等輔助手段。粉筆黑板教學模式傳承悠久，其優勢在于，邊板書演示邊口述講解，配合以師生眼神、表情或語言的交流，使教學節奏調控靈活，可以帶動學生記錄與思考，可完全符合學生的認知活動規律，所營造的那種良好的交互融洽的教學氛圍，是至今乃至以后很長一段時間內其它教學媒體（或形式）難以比擬的。但是傳統教學也存在很多的缺點主要體現在以下兩個方面。第一，難以表達抽象內容。如有機化學課程內容相對其它課程而言，涉及到分子結構以及立體化學反應機理等多方面的知識，比較抽象和難以理解，受傳統教學授課條件的限制，對于有機化學中結構的內容，教師只能通過掛圖、模型等來給學生演示，表達力受到很大的限制，動態的東西表達起來就更加困難。第二，傳達的信息量有限。傳統教學，教師把大量時間花費在板書上，時間被大量浪費，在有限的時間內，就無法向學生們傳授更多的知識，而只能是通過增加學時量的方式來解決問題。這同高速發展的時代不相符。

二、有機化學多媒體教學方法的優點及缺點

多媒體教學主要是將文字、圖形、動畫、影像與聲音等組合并加工制作成教學課件，通過計算機和投影機來實現教學活動、達到教學目的的教學手段。它的主要優點是：①可以使得板書、繪圖、版面安排等美觀、清晰、條理、系統、適時適當，還可聲像并茂，形象直觀，活躍氣氛與美化視覺，便于理解抽象理論，加強記憶。如有機化學在講解分子立體結構的過程中，三位動畫就可以使學生更為直觀，更生動的感受到分子立體化學的變化。學生的空間感更清晰對知識的理解直接。②傳達的信息量大。比如在有機化學教學中，講解立體化學時，如果使用傳統的教學方法，則需要在黑板上畫多個示意圖，如果借助多媒體教學，對化學鍵的斷裂和結合進行多媒體演示講解，教師可以向學生傳達更多的信息，則會大大提高教學效率。③有利于解決重點和難點問題。在有機化學的教學中，既有理論知識的講授，又有實驗現象，多媒體教學可以在一定程度上突破時間和空間的限制，充實直觀內容，豐富感知材料，能夠分解知識技能信息的復雜度，充分傳達教學意圖，使要說明的問題一目了然。

三、有機化學多媒體教學方法與傳統教學方法教學效果比較

我們對有機化學教學中的多媒體教學與傳統教學的教學效果進行了比較。研究對象為我院生物食品學院2007級生物工程、食品工程兩個專業學生，兩個班級學生年齡、性別、文化背景等方面無統計學差異。每個專業含2個小班，生物班80人，食品班80人。研究方法為：兩班均采用相同教材， 相同教學大綱， 相同授課計劃， 相同教師進行授課。生物班采用多媒體授課形式，食品班采用傳統授課形式。期末由學院教務處統一命題，同一時間對2個班進行學習測驗，成績經統計學處理。同時由教師設計出教學效果調查問卷，由生物班、食品班兩班學生不記名填寫，共發出問卷160份，收回160份，回收率100%，收集后對其結果分別進行測試平均成績的t檢驗和優秀率的χ2檢驗，得出多媒體教學效果優于傳統教學，二者差異有顯著性。向學生發送教學效果調查問卷結果采用χ2檢驗進行分析，發現多媒體教學在提高學習效率、激發學習興趣、提高課堂注意力、增強記憶力、形象直觀、擴大信息量、與其他學科聯系、理論聯系實際聯系等方面優于傳統教學。理論推導傳統教學優于多媒體教學，過程互動性更強。總體來說問卷調查研究認為有機化學多媒體教學在講解分子結構，立體化學方面具有優勢，而在反應機理推導的教學環節傳統教學教學更容易被學生掌握。

四、有機化學傳統教學與多媒體教學相結合的新型教學模式

綜合來說，由于多媒體具有能夠展現有機化學分子的微觀世界，模擬化學反應過程分子中化學鍵的斷裂和生成過程的特點，使得多媒體具有使原本抽象枯燥的學習內容通過圖形，動畫等表現形式而變得直觀、增強了學生的學習興趣、能有效實施以教師為主導、學生為主體的教學模式、能促進向以素質教育為主的教學模式的轉變。但在有機化學多媒體教學中也存在許多不容忽視和有待解決的問題，比如：限制教師在課堂上的即興發揮，切換速度過快，學生跟不上，優勢得不到體現；造成課堂上師生交流困難；室內空氣質量差、光線太暗等各方面的問題。與此同時，我們也應該看到傳統教學的優點，比如：有利于學生課堂記筆記；重點突出，便于學生課后總結復習；有利于師生之間的感情交流等等。我們不可能說哪種教學方法優于另外一種，只能說在某一方面或某些方面占有優勢，所以單純地應用多媒體教學或傳統教學均不能實現其預期的教學效果。將多媒體教學和傳統教學方法有機結合起來，兩者取長補短，相互利用，適當使用多媒體教學，充分發揮其生動形象、再現迅速等優點，同時要放慢節奏，適當增加信息量，給學生留出足夠的時間來理解和記憶，充分發揮多媒體教學和傳統教學的優勢，取得預期的教學效果。

參考文獻

篇（6）

Abstract: through the analysis of the role of the surface pretreatment of the metal anti-corrosion coating adhesion, illustrates the metal surface pretreatment before painting work for the improvement of the importance of protective coating adhesion of metal structure, this paper expounds the different surface pretreatment methods on the effects of protective coating adhesion

Key words: metal anti-corrosion coating; Surface pretreatment; Adhesion; The importance of

中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A

防腐就是通過采取各種手段，保護容易銹蝕的金屬物品的，來達到延長其使用壽命的目的。采取有效的防腐措施，如在金屬表面涂刷防護涂層，是防止腐蝕的主要手段之一，而防護涂層與金屬表面間的良好附著力是保證防護涂層有效防護壽命的前提，金屬表面涂刷的防護涂層通常是靠涂料分子與金屬表面極性基團之間的范德華力相互吸引以及基料、顏料與金屬鐵之間的化學反應，使涂層緊密覆蓋在金屬表面，達到保護金屬的目的。因此，涂裝前金屬表面應盡可能除去非鐵物質，使金屬鐵在表面，才能保證涂層與金屬表面間具備足夠的結合力以達到好的防護效果。

一、金屬表面預處理重要性和原則

1．金屬表面預處理重要性

金屬表面預處理是一種為表面防護處理提供適當金屬表面狀態的加工技術，它不僅指除去金屬表面的鐵銹，還包括除去覆蓋在金屬表面的氧化皮、舊涂層、油脂、焊接殘留物、灰塵及鹽分等其他附著物，同時也包括對金屬不規則表面的處理。

在防腐中，表面預處理是一項基礎工作，對涂層性能的影響最為重要，僅僅只是選擇了恰當的涂層，如果表處理做得不好，涂層的性能就會很糟糕，但如若金屬的表面處理做得好，涂層的附著力就會得到有效的保證。

2．金屬表面預處理中要遵循以下幾個原則：

（1）克服光滑表面對涂層性能的不良影響

在鋼工件中，通常的做法是通過噴丸處理，把工件表面處理成砂紙那樣粗糙，即出現人們通常所說的機械齒。需要注意的是，表面粗糙度也不是越糙越好，這需要一個度，粗糙度大，涂層不能全部覆蓋，粗糙度小，涂層附著力就會降低。

（2）消除表面污物對涂層的有害影響

由于表面污物種類繁多，針對不同材質的金屬，其處理方式也會多樣化，這里以鋼為例，處理好的涂層，能有效隔絕水氣與鋼材接觸，從而避免水這種電解質對鋼材的腐蝕。

二、涂裝前金屬表面處理情況對防護涂層附著力的影響

建筑金屬表面處理方式主要有：噴砂清理、動力工具打磨處理、酸洗及磷化處理等。這些表面處理方式的原理是：應用機械或化學的方法，清除其表面的氧化皮、銹蝕及其他附著物；應用機械方法處理影響涂層壽命的不規則表面。

1．機械方式處理后的表面質量對涂層附著力的影響

噴砂清理與動力工具打磨處理均屬于機械處理方式。噴砂清理是將磨料(鋼丸、鋼絲段、棱角鋼砂等)以高速噴射至被處理的建筑金屬表面，產生打擊和磨削作用，除去金屬表面的氧化皮、銹蝕及舊涂層等附著物，讓金屬表面露出金屬本色，并獲得合適的粗糙度，以利于涂料的粘附；試驗證明，涂裝前金屬表面粗糙度直接影響涂層與底材之間的附著力和涂層厚度的分布，對涂層的保護性能有很大的影響。涂層附著于金屬表面主要靠涂料分子與金屬表面極性基團之間的范德華力相互吸引以及基料、顏料與被保護金屬之間的化學反應。金屬在噴丸除銹后，隨著表面粗糙度的增大，涂料與金屬接觸的表面積也增大了，涂層與建筑金屬表面之間的范德華力以及可發生化學反應的接觸面積也相應增大，這樣必然會提高涂層的附著力。噴砂清理，特別是噴射具有棱角的磨料，不僅會增加金屬表面積，而且還為涂層附著提供了合適的表面幾何形狀，使得涂層與金屬表面之間除了范德華力外，還有機械的齒合作用，對涂層的附著就更加有利。

但粗糙度要適當，如果太大，也會不利于涂層的保護性能。與光滑的表面比較，涂料用量一定，粗糙表面上涂層的有效厚度就要低得多，容易導致波峰處的涂層厚度不足，早期的銹蝕一般就會從這里開始。另外，粗糙度過大，在較深的凹坑內就可能截留氣泡，成為涂層起泡的根源。經驗表明，對于通常的防腐涂裝來說，金屬表面最大粗糙度的數值一般不應超過100μm，較合適的范圍是40～75μm。對于金屬的不規則表面，在噴砂清理前，所有切割產生的銳邊以及鋼板上燒焊留下的痕跡，要分別進行打圓或其他處理。要得到圓滑的邊緣，對鋼板邊緣可以采用動力工具打磨的方式進行處理，將90°或尖銳邊角變成兩個鈍角，而銳邊的圓角可指定一個最小半徑范圍，如R=2mm，這樣，噴砂處理之后，邊緣就會足夠圓滑以便涂裝。

2．化學方式處理后的表面質量對涂層附著力的影響

酸洗、磷化處理及溶劑擦洗均屬于化學處理方式。酸洗是應用無機酸或有機酸與金屬表面的氧化皮、鐵銹發生化學反應，生成可溶性鐵鹽，然后將其從建筑金屬表面清除的工藝手段；磷化是指在金屬表面通過化學方法處理，生成各種不溶于水的金屬磷酸鹽膜層的過程，這種方式可提高金屬表面的抗腐蝕能力，同時磷化膜作為涂料保護的底層，還可提高滑動面的耐磨耗性能。

3．表面預處理后清潔作業對涂層附著力的影響

通過一定的處理方式清除掉表面的氧化皮、銹蝕產物、舊涂層、油脂、焊接殘留物、灰塵及鹽分等各種附著物，并對建筑金屬的不規則表面處理圓滑后，會在金屬表面留下一些副產物，為確保涂料與被涂表面的附著力，在涂裝作業前，應對被涂表面進行清潔處理。各種表面處理作業在金屬表面留下的副產物有：廢磨料、灰塵、鹽分、污油、污水等，有時還會留下作業時的粉筆記號、標志涂料等，那么，涂裝前表面清理工作的主要內容就是對這些會對涂層附著力產生影響的副產物加以清理。這些需要除掉的副產物可通過清水沖洗、壓縮空氣吹干、擦除等方法清理，其中的標志涂料如果與待涂裝的涂層屬同一類型，可不必完全清除，只需做必要的表面清潔。上述這一系列的表面預處理工作，對保證涂層與金屬之間的附著力具有重要的影響，在工作中應給予足夠的重視。

綜上所述，金屬表面預處理對增強涂層與金屬之間附著力、提高涂層對金屬防腐作用十分重要，如果金屬表面不經處理就涂裝金屬防腐防護涂層，涂層與金屬表面之間無法獲得足夠的附著力，會大大降低防護涂層對金屬防腐作用，即使涂層采用高質量的材料，也很難保證防腐體系的有效期。涂裝前良好的表面處理，對提高金屬的使用壽命可以起到事半功倍的效果。采用好的涂層配套體系，就如同給金屬結構“穿”上了一件擋風御寒的外衣，這件外衣牢牢地附著在鋼結構表面，持久地擔當起保護金屬的重任。

參考文獻：

【1】劉小風， 曹曉燕， 滿瑞林等.鍍鋅鋼板稀土鑭鹽鈍化工藝[J];腐蝕與防護;2011.06

篇（7）

1實驗課程學時有限，基本操作掌握困難

“藥物合成反應”課程由于課時壓縮等原因，是只有3個學分的一門課程，其中，平均30%的學時用于實驗教學，因此只有16學時的實驗學時，使得任課教師在安排實驗時，為了盡可能的多給學生創造動手機會，讓學生接觸更多的操作，只能安排3個比較系統的實驗，盡量使這3個實驗能包涵盡可能多的對藥物合成來說是必須的單元操作，如：蒸餾、回流、萃取、過濾，結晶等等。但是由于實驗課時有限，這些單元操作的注意事項和細節，教師沒有時間一一講授，因此需要學生在實驗課前做好預習工作，并要求在課后能有機會進一步鞏固。

2多媒體教學，學生忽略記筆記

目前，高等教育的人才培養質量越來越受到社會的廣泛關注，高校教師們也在不斷學習先進的教學理念、教學思想，希望能在教學活動中，充分調動學生的學習積極性，活躍課堂氣氛，拓寬學生思維等。因此在當今高校課堂教學中，多媒體的應用越來越廣泛，教學講義采用ppt，實驗操作采用影音資料，另外，網絡資源、flas等等普遍被用于課堂教學，這些高科技產品使現今的課堂氣氛不一樣了，學生也能更直觀更輕松的了解相關的知識點。但是，這些新的教學手段也有其不足之處，就是上課很輕松，但復習很困難。因為這些多媒體手段的應用學生容易理解，但短時間內很難掌握并牢記，而當學生同時接受視覺上、聽覺上的沖擊時，往往忽略了做筆記，或是注解，課后復習時就缺乏有效的資源和依據。

3立體化學知識要求較強的空間想象能力，難以掌握

“藥物合成反應”課程詳細講解了各種藥物在合成時涉及的各類反應，其中相當一部分是手性藥物，另外，即使是沒有手性的原料在進行反應時也很有可能內涉及立體化學的知識，因此，這要求學生具有一定的空間想象能力。為了使學生更好的掌握這些立體化學反應，便于學生掌握，教師往往采用flas為手段，用于描述反應的整個過程。這些動畫學生咋一看固然有趣易懂，但離真正的掌握甚至要能舉一反三，這在有限的課堂教學靠放一兩遍動畫是做不到的。

4重視課程知識點講解，缺乏基本技能的傳授

作為工科學生，創新思維的培養和動手能力的提高至關重要，對于生物工程、制藥工程這兩個專業的學生，化學知識是這兩個專業的基礎課程，而“藥物合成反應”課程就是一門以有機化學為基礎的專業課，其中涉及了數百個化學方程式，而對于如今這個計算機已經相當普及的年代，無論是學生要撰寫畢業論文也好，還是畢業后從事相關的專業崗位，撰寫論文、報告等等都需要他們能掌握方程式、結構式繪畫的專業軟件。另外，學生要更全面地掌握本專業的知識，除了學好課本中的內容以外，還應多看國內外本專業的研究論文、參考文獻等，因此如何查閱文獻也是工科學生必須掌握的一門技術。

5大學教學的特殊模式，缺乏師生交流平臺

剛進大學校門的一年級學生，往往不適應大學的教學方式，因為在大學里，教室不固定了，一門課程一星期只上1～2次課，教師或是班主任更是很少有機會能見面。許多教師也反映，與學生接觸的機會很少，雖然教師們很希望能有機會與學生交流，也做了很多努力，比如上課早些去教室，留下辦公室地址、電話方便學生聯系，組織召開學生座談會……但是老師們卻發現效果不明星，學生很少來答疑，座談會上也不愿說心里話。而如今網絡這個虛擬的世界卻可以提供一個可以讓人放下戒備的絕佳場所，比如：QQ群，博客，論壇等等，學生可以根據自己的情況選擇實名或是匿名，可以敞開心扉大膽地向老師提出自己心里的想法、意見和建議，這對于提高教師教學水平，加強師生交流，提升師生之間的感情是十分有利的，甚至可以緩解師生矛盾，增進相互理解。

上述情況，導致兩個專業的學生紛紛反映“藥物合成反應”課程難學難掌握，許多學生知道這門課程的重要性，迫切希望能掌握它，卻苦于沒有好的學習方法。因此，授課教師對“藥物合成反應”網絡課程進行了設計和建設，搭建了一個虛擬平臺，使之作為“藥物合成反應”課堂教學的延伸，在時間上、空間上拓展學生的學習機會，達到“教與學”雙贏的目的。

二網絡課程欄目設計

根據“藥物合成反應”的教學要求，同時考慮到該課程教與學方面存在的問題，在設計其網絡課程時包含了以下欄目：歡迎頁面，通知，課程簡介，教學大綱，教師簡介，授課教案，教學講義，演示實驗，作業，參考書目，課程輔助工具，討論版。具體為：

歡迎頁面：包括課程首頁、課程導航和課程首語。

課程通知：用于本課程日常運行過程中的各項事務性工作的公告和通知，如：上課地點，實驗室地點，預習、復習范圍，作業上交時間，考試時間地點等。

課程簡介：總體介紹本課程的教學目標、講授范圍、課程對象、應用范圍、學習基礎與方法以及教學指導。

教學大綱：分層次介紹本課程中每一章節要求學生了解、熟悉、掌握的不同知識點。

教師隊伍：主要介紹教學團隊的整體情況，課程負責人、主講教師的基本情況、專業方向，提供教師的個人信息、聯系方式，以便學生遇到學習問題時能及時聯系。

授課教案：電子教案是按照教學大綱要求編寫的，包括本課程每一節課時教師講授的教學目的、要求、課堂教學內容、學時數分配和教學方法等，為學生提供了明確的學習目標和必要的自學建議與指導。

授課講義：包括本課程所有教師上課時采用的多媒體課件，該課件是采用Powerpoint軟件編寫的，內容緊扣教學大綱和教學教案要求，突出重點和難點，學生可以在線點擊閱讀，也提供下載復習。特別是針對“藥物合成反應”課程特點，將抽象和難以理解的反應機理等采用Flash軟件制作成動畫的形式，有利于加強學生對反應過程的理解和對立體化學的空間想象力，非常適合學生復習掌握。

演示實驗：將本課程涉及的但學生沒有機會操作的一些單元操作制作成視頻作為演示實驗，將藥物合成系統實驗或是工業大規模生產的情況以虛擬實驗的形式進行模擬，以便學生有直觀的印象更容易掌握有關實驗操作和注意事項。

課程作業：主要針對課程教學過程中存在的重點、難點及教學特點進行構建，布置在網絡上并支持學生在線上交和提問，內容包括預習、復習內容、練習題、模擬卷等。以上內容學生均可下載到個人電腦，隨時隨地進行學習。

參考書目：列出與本課程相關的書目，促使學生多多借閱以便更系統地掌握課程內容。

課程輔助工具：向學生提供課程學習過程中需要用到的一些學習工具，如：文獻閱讀、播放Flash、播放演示實驗、畫結構圖的軟件等等；

討論版：用于學生和教師之間、學生與學生之間的在線交流、溝通和對話，是實現師生互動的最重要的欄目。此欄目包括教學專題論壇、問題在線答疑、學習難點分析、學習方法交流等。學生在這里可以匿名或實名發帖，互相之間交流學習心得，也可以向任課老師提出問題、進行咨詢，更可以提出對教師在本課程講授方面的意見和建議等，要求任課老師定期上線回復學生問題。

除此之外，該平臺還可實現和學院生物與制藥工程實驗示范中心的實驗教學與實驗室管理信息平臺的超鏈接，通過此平臺，學生可申請參與教師科研，也可為自行設計的實驗尋求指導老師，有利于培養學生的科研思維和動手能力。

總之，網絡課程的建設，彌補了由于課堂教學學時有限等引起的種種問題，打破了時間和空間的限制，使學生能在更輕松、更自由的環境下學習，更能吸引他們的視線，極大地激發了學生學習的興趣。學生在主動參與網絡課程學習的同時，在網絡虛擬技術、人文熏陶和文化氛圍等方面的培養也得到了更好的提高。

參考文獻

[1]白靖文，徐雅琴，葉非，等.化學系列網絡課程設計與制作[J].大學化學，2011，26（1）：42-44.

[2]徐肖邢，翟春，尹凡，等.“儀器分析”網絡課程的建設及實踐應用[J].中國電力教育，2011，14：96-97.

[3]馬清，李麗蓉.基于BlackBoard平臺的高職網絡課程設計與實踐[J].科技信息，2011，9（1）：17-18.

[4]劉建軍，孔令艷.網絡課程建設是高職課程改革的重要環節[J].遼寧高職學報，2011，13（3）：65-66.

[5]李哲，白靜.網絡課程設計的組織模型與發展方向[J].北京廣播電視大學學報，2011，1：21-25.

篇（8）

根據物理化學課程強調課程系統性和應用性的要求，在教學過程中必須有選擇性地教學，精講課程的核心內容，選講部分前沿知識，突出應用，更好地引導學生把握物理化學課程的精髓，完成教學任務。

1.1 精選教學內容

在我院地下水科學與工程專業學生已修完的普通化學課程中，化學熱力學、化學動力學、化學平衡等內容與物理化學課程重復較多，因此，我們對教學內容進行了調整優化，不講或略講重復內容，注重基本原理的講解，抓住重點，突出難點，以點帶面，以便學生掌握各個知識點之間的內在聯系，學會物理化學的思維方式。例如：在化學熱力學部分，簡單介紹系統與環境、熱與功、熱力學能等基本概念以及利用標準摩爾生成焓和燃燒焓計算化學反應的焓變。在化學動力學部分，在闡述基本原理的基礎上，注意選取一些綜合實例，進行熱力學、動力學綜合分析。另外，弱化公式推導，根據專業需求強化應用。例如：在溫度對平衡常數的影響部分，我們沒有詳細推導吉布斯―亥姆霍茲方程及等壓方程，而是直接給出了這些方程，并結合例題讓學生掌握其具體應用。由于學時有限，我們刪除了理論性較強、應用性較差的知識，如真實氣體的節流膨脹、同時反應平衡組成的計算、真實氣體反應的化學平衡、極化作用、化學動力學中的鏈反應及反應速率理論等。

1.2 結合地下水科學與工程專業特點

根據我院地下水科學與工程專業培養高級應用型人才的辦學定位和學生需要掌握扎實理論化學知識的目標要求，我們在選取教學內容方面，重點講解了基本概念和基本內容，以期學生牢固掌握物理化學的原理以及相關的理論計算。我們充分考慮后續專業課對物理化學課程的需求，例如：若要研究地下水環境中礦物鹽的相互轉化或確定化學元素在地下水中的遷移形式[5]，均須應用化學熱力學中焓變、熵變、吉布斯函數變、平衡常數的相關計算，同時還會涉及活度、活度系數、離子強度的計算，因此，在授課過程中，適當引入地下水環境中的化學反應實例，引導學生綜合運用所學知識解決具體的應用問題。此外，這些知識點的掌握為后續水文地球化學課程的學習奠定了堅實的基礎。再如，在講授化學動力學時，可以引導學生利用反應速率與建立化學動力學方程計算地下水化學組分的演化機理等。另外，為了讓學生為今后的工作打下良好的基礎，在教學過程中，我們打破課本的局限，注重用物理化學原理解釋地下水中的有關現象及規律，結合廢水處理，講授水處理過程中的“絮凝過程”，由此引出表面現象，并擴展講解表面活性劑廢水的危害及處理技術，由此引入廢水處理過程中物理吸附和化學吸附的相關知識。

1.3 跟蹤課程前沿科技，拓展學生視野

為拓展學生視野，激發學生的學習興趣，大學教師需根據最新科研成果，及時更新原有知識體系，讓學生了解科技發展動態。例如：在物理化學教學中，可以融入超臨界萃取、界面自組裝、超分子、離子液體、環境敏感性水凝膠、LB膜、納米材料等新內容。此外，我們還注重培養學生將學到的物理化學基本理論與科學研究及生產實踐相聯系的能力。例如：學習臨界狀態理論時，補充講解超臨界CO2萃取技術在處理有機廢水方面的應用；學習稀溶液的滲透壓理論時，講解利用反滲透原理進行海水淡化；學習電化學原理時，講解氫電池、鋰電池及各種燃料電池等新能源電池在宇航、軍事、交通等領域的應用；學習表面現象和膠體知識時，鼓勵學生用這一章的理論解釋人工降雨、鹵水點豆腐、明礬凈水等在生活中常見的一些現象。通過基礎理論在科學研究以及生產實際中的應用，讓學生感悟物理化學的價值，并充分發揮學生的主觀能動性，培養他們將基礎理論用于生產實際的創新能力。

2 改進教學方法

教學方法包括教師教的方法和學生學的方法，以往的教學重在教師的“教”，而忽視學生的“學”，這與高校本科教學以學生為本的要求是矛盾的，因此，在實際教學過程中，我們十分注重以學生為中心組織教學活動，綜合運用“啟發式”“討論式”和“互動式”教學方法，培養學生的好奇心和獨立思考能力。另外，教師的主導作用還表現在指導學生養成自主學習的習慣，并發揮其創造性。這才是教學最本質的要求，也是教學的根本目的。

教學手段也是教學方法的重要組成部分。由于物理化學課程本身具有抽象性、概括性和邏輯性等特點，單一的教學手段很難滿足其要求。對較難理解的概念及結論，在推導過程中，宜采取傳統的板書教學方式，這樣有利于學生理解復雜公式的推導過程，培養學生的邏輯思維能力。

篇（9）

中圖分類號：G427文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2015）01-079-1

一、引導學生學會“聽”

1.培養學生在聽的過程中將課文中的文字變成形象具體的畫面或圖表。學生在聽的過程中，應該把要理解的文字跟具體的事物或結構結合起來，并對文字所描述的現象、結構、原理等進行形象化的理解。比如，生物與環境的關系、細胞膜的結構和功能、基因控制蛋白質的合成過程、酶與溫度的關系、細胞分裂過程中DNA或染色體的數目變化等都可以用動畫、圖表來進行描述。

2.教會學生在聽的過程中進行分析、綜合、判斷和評價，從而引導學生把從文字、畫面和圖表中得到的具體知識上升到知識本質的層面。比如，講到細胞核的作用時，教材中提到細胞核是遺傳物質的儲存和復制場所，是細胞遺傳特性和細胞代謝的控制中心。怎樣理解細胞核是細胞代謝的控制中心呢？我們通過分析和綜合得知，生物性狀的主要體現者是蛋白質，細胞內絕大多數化學反應都需要酶的催化，而酶的化學成分就是蛋白質，缺少相應的蛋白質（酶），細胞的代謝就難以實現，也就是說如果控制了蛋白質（酶）的合成，就可以控制細胞內的代謝，而控制蛋白質合成的就是細胞核內的遺傳物質（DNA），所以細胞核是細胞代謝的控制中心。

二、引導學生學會“說”

對于繁多而又有規律的知識，教師若能編出一兩句口訣來概括所學的知識，那么對某章節的內容進行總結，便能事半功倍了，這樣收尾既有新鮮感又會使學生很容易記清全課內容。例如，上完《有絲分裂》后，對有絲分裂的過程，筆者就編了一個口訣：“仁膜消失現兩體，赤道板上排整齊，一分為二向兩極，兩消兩現出新壁。”通過對每句口訣仔細說明之后，學生很快就會對有絲分裂全過程有了很清楚的認識，這個知識點就很快被消化了。又如，動物胚層分化可以用“外表感神經，內呼消肝胰”來概括等等。當然，先讓學生歸納去說，再去推廣，效果會更好。

三、引導學生學會“讀”

1.“讀”教材是夯實基礎知識的最直接的途徑。知識是能力的載體，能力離不開基礎知識，考試是對素質和能力的檢測，離開了知識的積累，能力很難形成，因此，要培養學生的能力，首先要依靠“讀”引導學生掌握好基礎知識。“讀”不是單純讓學生閱讀課本，而是在教師的精心指導下完成對知識的歸納、梳理，弄清知識點的內在聯系，找出被遺忘的、記憶模糊和理解不透徹的知識點，做好閱讀筆記，逐一攻破。

2.“讀”教材要注意三個相互聯系的階段。“讀”有三個相互聯系的階段，即對課本知識的初步感知、深入理解和消化吸收。在初步感知階段主要啟發學生去發現書本“描述的是什么”;在深入理解階段主要啟發學生去發現該內容“是什么意思”;在消化吸收階段主要啟發學生去發現該理論“有何作用，如何作用”。通過閱讀，學生對基本概念、原理和規律的記憶得到加強，對基本原理和規律的前因后果、適用條件的理解更加透徹，同時還充分調動學生學習的主觀能動性，發揮學生的主體作用，培養學生的閱讀能力。比如，基因概念的教學，初步感知階段就是讓學生想到基因能控制生物的性狀，是DNA的一個片段，但不是任意一段，這一段要具有遺傳效應，更不是染色體上的任意一段。深入理解階段就是啟發學生朝著基因與脫氧核苷酸、DNA、染色體、性狀各有何關系，以及原核細胞、真核細胞基因結構的異同等方面思考。消化吸收階段就是引導學生朝著基因是如何控制性狀，基因出現問題對生物體本身有何影響，在基因研究方面有何重大進展，如何利用基因工程為人類服務等方面做初步探討。

四、引導學生學會“寫”

篇（10）

國際能源界預測，本世紀氫能將得到廣泛的應用，而燃料電池將成為利用氫能的重要途徑。燃料電池是繼水力、火力、核能之后的第四電裝置，它是可以替代內燃機的動力裝置。燃料電池具有安全、高效、無污染、適用廣、無噪聲等特點，已成為當今世界能源領域的開發熱點。

1 基本原理

普通電池是將電池內部的化學能轉變成電能，而燃料電池是將電池外部的燃料（氫和氧）通過化學反應，將其釋放的能量轉變成電能輸出。燃料電池外部的燃料存儲系統是一個活動裝置，可以方便地更換和補充燃料。

燃料電池的基本原理是水的電解的逆反應。它由正極、負極和夾在正負極中間的電解質組成。工作時向負極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（空氣），在電極上常使用催化劑（例如白金）來加速電化學反應。氫在負極分解成正離子H＋和電子e。氫離子進入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。

2 燃料電池的種類及其特點

2.1 質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells—PEMFC)

該電池的電解質為離子交換膜，薄膜的表面涂有可以加速反應的催化劑（如白金），其兩側分別供應氫氣及氧氣。由于PEM燃料電池的唯一液體是水，因此腐蝕問題很小，且操作溫度介于80℃～100℃之間，安全上的顧慮較低；其缺點是，作為催化劑的白金價格昂貴。PEMFC是輕型汽車和家庭應用的理想電力能源，它可以替代充電電池。2?2堿性燃料電池(AlkalineFuelCells—AFC)

堿性燃料電池的設計與質子交換膜燃料電池的設計基本相似，但其電解質為穩定的氫氧化鉀基質。操作時所需溫度并不高，轉換效率好，可使用的催化劑種類多且價格便宜，例如銀、鎳等。但是，在最近各國燃料電池開發中，卻無法成為主要開發對象，其原因在于電解質必須是液態，燃料也必須是高純度的氫才可以。目前，這種電池對于商業化應用來說過于昂貴，其主要為空間研究服務，包括為航天飛機提供動力和飲用水。

2.3 磷酸型燃料電池(Phosphoric Acid Fuel Cells—PAFC)

因其使用的電解質為100％濃度的磷酸而得名。操作溫度大約在150℃～220℃之間，因溫度高所以廢熱可回收再利用。其催化劑為白金，因此，同樣面臨白金價格昂貴的問題。到目前為止，該燃料電池大都使用在大型發電機組上，而且已商業化生產，但是，成本偏高是其未能迅速普及的主要原因。

2.4 熔融碳酸鹽燃料電池((Molten Carbonate FuelCells—MCFC)

其電解質為碳酸鋰或碳酸鉀等堿性碳酸鹽。在電極方面，無論是燃料電極還是空氣電極，都使用具有透氣性的多孔質鎳。操作溫度約為600℃～700℃，因溫度相當高，致使在常溫下呈現白色固體狀的碳酸鹽熔解為透明液體。此型燃料電池，不需要貴金屬當催化劑。因為操作溫度高，廢熱可回收再利用，其發電效率高達75％～80％，適用于中央集中型發電廠，目前在日本和意大利已有應用。

2.5 固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cells—SOFC)

其電解質為氧化鋯，因含有少量的氧化鈣與氧化釔，穩定度較高，不需要催化劑。一般而言，此種燃料電池操作溫度約為1000℃，廢熱可回收再利用。固態氧化物燃料電池對目前所有燃料電池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于使用固態的電解質，這種電池比熔融碳酸鹽燃料電池更穩定。其效率約為60％左右，可供工業界用來發電和取暖，同時也具有為車輛提供備用動力的潛力。缺點是構建該型電池的耐高溫材料價格昂貴。

2.6 直接甲醇燃料電池（Direct Methanol FuelCells—DMFC）

直接甲醇燃料電池是質子交換膜燃料電池的一種變種，它直接使用甲醇在陽極轉換成二氧化碳和氫，然后如同標準的質子交換膜燃料電池一樣，氫再與氧反應。這種電池的工作溫度為120℃，比標準的質子交換膜燃料電池略高，其效率大約在40％左右。其使用的技術仍處于研發階段，但已成功地顯示出可以用作移動電話和筆記本電腦的電源。其缺點是當甲醇低溫轉換為氫和二氧化碳時要比常規的質子交換膜燃料電池需要更多的白金催化劑。

2.7 再生型燃料電池（Regenerative FuelCells—RFC）

再生型燃料電池的概念相對較新，但全球已有許多研究小組正在從事這方面的工作。這種電池構建了一個封閉的系統，不需要外部生成氫，而是將燃料電池中生成的水送回到以太陽能為動力的電解池中分解成氫和氧，然后將其送回到燃料電池。目前，這種電池的商業化開發仍有許多問題尚待解決，例如成本，太陽能利用的穩定性等。美國航空航天局（NASA）正在致力于這種電池的研究。

2.8 鋅空燃料電池(Zinc－air Fuel Cells—ZAFC)

利用鋅和空氣在電解質中的化學反應產生電。鋅空燃料電池的最大好處是能量高。與其他燃料電池相比，同樣的重量，鋅空電池可以運行更長的時間。另外，地球上豐富的鋅資源使鋅空電池的原材料很便宜。它可用于電動汽車、消費電子和軍事領域，前景廣闊。目前MetallicPower和PowerZinc公司正在致力于鋅空燃料電池的研究和商業化。

2.9 質子陶瓷燃料電池(Protonic Ceramic FuelCells—PCFC)

這種新型燃料電池的機理是：在高溫下陶瓷電解材料具有很高的質子導電率。Protonetics InternationalInc.正在致力于這種電池的研究。

3 燃料電池的研發和應用現狀

燃料電池技術在全球的開發極為活躍。全世界約有20多個國家的上千家公司和機構投入巨額資金從事燃料電池的研究和商業化工作。目前，已有2500多個燃料電池系統安裝在世界各地，為醫院、托兒所、賓館、辦公樓、學校、機場和電廠等提供基本的和備用的電力供應。

美國是研究燃料電池最早的國家，處于該領域的領先地位。早在上世紀60年代初，NASA為解決航天飛機中普通電池過重的問題而開始研究新的動力裝置。之后的幾十年中，能源部（DOE）、電力研究所（EPRI）和氣體研究協會（GRI）等部門都投入了大量的人力和財力進行研發。目前，堿性電池長期被NASA采用；磷酸型電池技術也相當成熟，已有廣泛的商業化應用。2MW的熔融碳酸鹽電池已投入運行，西屋（Westinghouse）公司100kW固體氧化物電池也已在荷蘭安裝。

日本在30多年前就開始燃料電池的研究，近年來成果尤為顯著。開發重點集中在磷酸型、熔融碳酸鹽型、固體氧化物型3大類。容量達11MW的磷酸鹽發電裝置也已在東京電力公司投運，效率達43.6％，熔融碳酸鹽型已經運轉的有2MW級裝置。另外還建立了許多賓館、醫院用的100kW級的磷酸型現場發電電池系統。

歐洲各國燃料電池開發較美國、日本為晚。早年主要興趣在堿性電池，隨著燃料電池技術的發展，其優越特性逐漸為人們所認識，歐洲各國也加快了燃料電池技術的引進開發。荷蘭、意大利、德國、西班牙等國分別完成10kW、100kW、280kW級碳酸鹽型電池的開發，德國和瑞士分別進行了7kW和10kW級固體氧化物電池的開發；意大利于1991年投運了美國造的1MW級磷酸型電池裝置。

由于石油短缺和汽車尾氣污染等環境問題日益嚴重，目前燃料電池研發生產的一個重要方向是能夠給汽車提供動力。幾乎所有大的汽車制造商都在研發使用燃料電池的電動汽車，并已有示范車型。目前，豐田和本田公司已經在日本和美國開展電動汽車的租車業務。現在已有一些使用充電電池的電動汽車，但使用燃料電池的電動汽車市場仍處于培育階段。專家們預測到2010年前后才能實現商業化。應用于便攜式設備（手機、筆記本電腦、掌上電腦等）的微型燃料電池的研發競爭也在激烈地進行。

我國燃料電池的研制開發起步并不晚，然而發展緩慢。上世紀70年代，為配合航天事業的發展我們在堿性燃料電池領域取得了一些進步，但到上世紀80年代由于資金原因研發放慢了，直至上世紀90年代末才又開始新一輪的研發及商業化嘗試。

在國內燃料電池研發工作中具有代表性的大連化學物理研究所，已經從事燃料電池的研究近50年，早年曾成功研制了500W的堿性型燃料電池，近年來致力于質子膜、熔融碳酸鹽和固體氧化物型電池的研究。該所在2001年至2003年間，將30kW的質子膜電池組用在小型汽車和大型公共汽車上示范成功，并成立了新源動力公司，開始了產品的商業化進程。2003年春，該所與清華大學合作將75kW的質子膜電堆應用在公共汽車上。在直接甲醇燃料電池方面，大連化物所、韓國三星公司、南孚電池公司建立了合作實驗室。目前，中國科技大學無機膜研究所已成功研制了新型中溫固體氧化物燃料電池。6種燃料電池的應用及技術狀態見表1。

表16 種燃料電池的應用及技術狀態

電池種類

可用燃料

應用

技術狀態

質子膜

氫氣、重整氣

電動車、潛艇電源

研發、改進、已有商業化產品

磷酸鹽

重整氣

現場集成能量系統

已有商業化產品

熔融碳酸鹽

凈化煤氣、天然氣、重整氣

電站、區域性供電

在日本和意大利有示范電站

固體氧化膜

凈化煤氣、天然氣

電站、聯合循環發電

示范、測試

堿性

純氫氣

航天、空間站

在航空航天領域長期應用

直接甲醇

甲醇、乙醇

移動電源

研發

4 結語

篇（11）

戴爾從8月14日開始在全球范圍內召回410萬筆記本電腦電池，并透露，從去年12月起，他們已經收到了6起電池過熱引發事故的報告，其中一些造成了家具及其他物品的損壞。隨后，蘋果公司宣布在美國已經接到9起因鋰離子電池過熱引發筆記本電腦起火的報告，決定召回180萬筆記本電腦電池。這兩家公司均使用了索尼集團的一個子公司――索尼能源設備公司制造的電池。

8月24日，索尼發言人Rick Clancy說，索尼相信電池問題僅僅局限于戴爾和蘋果。但是，此前他們也曾信誓旦旦地表示，其他廠商不會出現像戴爾這么嚴重的問題。索尼還和PC廠商向客戶保證，蘋果召回電池將是最后一次電池召回事件。

不到一周后，日本政府8月29日公布了一起蘋果電腦在日本著火燃燒的事件，命令蘋果電腦公司著手調查相關的索尼電池，并要求在一周內提交調查報告，陳述如何防止此類問題再次發生。

據悉，索尼在全球筆記本電腦鋰離子電池市場上占有25%的市場份額，幾乎所有的各大PC廠商都在部分筆記本電腦中使用索尼的電池。HP公司表示沒有使用索尼的電池，因此不受召回的影響；聯想表示在電池封裝和充電上依靠與戴爾和蘋果不同的技術，不打算進行召回。聯想發言人Bob Page說，聯想的機器具有其他特性，包括如果檢測到不安全情況就關閉機器的軟件。Gateway認為自己的系統不存在與戴爾同樣的故障風險。Acer公司表示，他們了解到，該公司使用的電池與受問題電池影響的電池組不同。

雖然還不清楚索尼知道電池存在問題已經有多長時間，但索尼公司曾表示，它在2005年10月首次與戴爾就這一問題進行了溝通，并在2006年2月進行了兩次溝通。而據2005年Forrester Research進行的一次調查顯示，戴爾和索尼當時雙雙進入最值得信賴的消費技術公司名單。

IDC一位分析師表示，其實，電池問題是一個全行業性的問題，尤其是在筆記本電腦的銷售推動著計算機產業發展的今天。鋰離子電池還用于很多其他產品，比如手機、數碼相機、數碼攝像機以及音樂播放器。索尼發言人Rick Clancy也表示:“目前為止，沒有哪種型號的電池或者制造商能夠100%保證電池沒有缺陷或者能夠避免過熱。”

ThinkEquity Partners安全分析師Jonathan Hoopes認為召回沒有給這兩家PC制造商造成很大傷害:“召回可能給戴爾品牌帶來一定影響，但這是索尼的問題。”市場研究機構Gartner公司管理副總裁兼PC行業分析師Charles Smulders說，蘋果的召回實際上可以幫助戴爾改善形象。他說:“對于戴爾來說，有另一家廠商召回是件好事，這將分擔人們的指責。”

雖然市場分析師說他們認為召回不會影響便攜計算機的銷售（今年便攜機銷售年增長率一直維持在約45%），但業界將承擔嚴重的著火風險。例如，計算機制造商擔心航空公司或政府可能對在飛機上使用便攜機加以限制。

索尼對手得實惠

戴爾和蘋果召回近600萬塊便攜機電池的事件對索尼的競爭者三洋公司和松下公司來說卻是好消息。東京標準普爾公司股票分析師John Yang說，這場電池災禍，盡管令索尼的形象受損，但在長期不會造成過度的負面影響。

他在談到電池時說：“如果我們看一看整體情況的話，它實際上不是索尼的核心業務。”召回事件雖然增加了人們對索尼質量控制的懷疑，但對于該公司來說，計劃于今年11月在全球銷售的游戲機升級產品PlayStation 3和其蒸蒸日上的平板電視業務才是公司最關心的兩大業務支柱。

日本主要電子制造商三洋公司從索尼的不幸中獲得了推動力。戴爾宣布召回筆記本電腦電池后，三洋的股票價格上漲了2.16%，而此前該公司最近幾個月的股價下跌了近40%。

另一家競爭對手松下公司的股票，在召回事件后上漲了兩個百分點左右。同其他遭受來自廉價的亞洲競爭對手打擊的日本電子產品制造商一樣，松下公司也在全面改造其業務，削減成本和關注贏利領域（如半導體、平板電視、汽車電子產品和家庭網絡產品）。松下發言人Akira Kadota說，鋰電池也是一塊潛在的增長領域，但他拒絕透露松下是否為戴爾供應電池。

富士通公司發言人Masao Sakamoto說，公司不生產鋰電池，并且仍在檢查它的計算機是否采用了被召回的索尼電池。

Macquarie Research Equities高級分析師David Gibson說，假設每塊電池的更換費用為50美元的話，這次召回可能讓索尼付出250億～350億日元的代價（約合2.15億～3億美元）。Gibson表示，這給索尼造成的傷害可能是有限的，因為電池只占其龐大業務的很小一部分。

Wachovia銀行的Chris Brown說：“這可真是件痛苦的事情!”在這家銀行中，IT部門要求用戶檢查自己的便攜機電池，如果有受到召回影響的電池，就給求助臺打電話。William & Mary學院IT小組網絡工程師Clarke Morledge估計，他的小組可能需要幾個月時間才能對這次召回所產生的影響做出準確評估。

禍起制造問題

戴爾公司創記錄地召回410萬塊筆記本電腦電池一事，引發了人們對這種被無數電子設備所采用的電源的安全擔心，但專家說，問題似乎源于便攜機電池生產過程中的缺陷而非基礎技術。

戴爾和索尼追根尋源，找到這個電池問題是由于索尼生產的某一批次的鋰電池中存在的缺陷造成的。據索尼表示，在日本工廠的制造過程中，因金屬卷邊而在電池里留下了可自由游動的微小金屬碎片，其中一些碎片造成了電池短路和過熱。索尼發言人Rick Clancy說，這些碎片可能在某些條件下從電池的一個區域移動到另一個區域，從而造成短路，在極少的情況下引起火災。

據Clancy說，戴爾品牌的電池配置，再加上其他因素（如靠近熱源以及電池充電電壓等），可能最終造成了戴爾已證實的幾次著火事件。據索尼表示，制造商之間的電池組配置不同，但構件――即類似的小型金屬片卷的電池――是一樣的。

Endpoint Technologies Associates公司分析師Roger Kay將這種情況稱為“索尼的一場噩夢”，不過他表示召回不會讓制造商放棄使用鋰電池。他說：“制作精良的鋰電池非常安全，這是個制造問題，不是鋰技術的過錯。”

蘋果公司雖然沒有提供何時開始收到問題報告或開始進行調查的詳細信息，但其企業交流副總裁Katie Cotton說，“我們發現以前基于PowerPC的iBooks和PowerBooks的機型中的一些索尼電池不符合蘋果的安全與性能標準。”

同戴爾的情況一樣，蘋果遇到的問題也是鋰電池內部的金屬微粒污染。這些微粒子能夠聯通分離電池正負極部分的微孔隔離物造成短路，這就引發了可能導致釋放熱氣體與液體、冒煙或著火的化學連鎖反應。

2004年，美國聯邦航空管理局曾因大批量運輸鋰電池存在著火的危險，而禁止客機貨倉運輸鋰電池，不過仍允許乘客攜帶筆記本電腦或手機乘飛機。Forrester分析師Ted Schadler說，如果火災隱患造成管理機構禁止在飛機上使用筆記本電腦的話，這次召回可能影響到企業的筆記本電腦銷售。

電池何以如此脆弱

戴爾和蘋果這次的召回事件并不是第一次出現電池過熱問題，也不是計算機廠商第一次召回電池。有理由提出這樣的問題:這是某種不尋常之事，還是將隨著更多的電池驅動設備進入市場而成為一種行業趨勢？

大多數現代電池驅動設備制造商面臨著兩難的選擇。一方面，用戶期望自己的筆記本電腦最少運行4～5個小時，遠遠高于兩年前的平均2～3小時。但是，電池技術的發展速度不能與“硬件發展曲線”保持同步。實際上，電池功率每年只增加5%到10%，遠遠低于處理器性能平均18到24個月增加數倍的速度。用戶需要更小、更輕的設備，而電池在幾乎所有便攜設備的總體積和重量中均占很大比例。

此外，越來越不耐煩的用戶需要使設備可以迅速運行起來的快速的充電時間，而這需要為電池輸入高功率電力的充電器，從而增加了熱度、限制了電池的壽命。一些新型電池技術（如燃料電池）可能改變這種情況，但是至少在3到5年內這類技術還不具有滿足大眾市場需求的可能。

便攜系統（不只是筆記本電腦，還包括手持機、手機和音樂播放器）的設計者必須在設備的尺寸和重量與電池壽命、充電時間、電源體積/重量、總功率密度/發熱、當然還有成本之間做出折衷，面臨過熱風險的不僅僅只有電池。人們已經知道小型“磚塊式”充電器也有起火的危險。

此外，銷售商并不總是充分測試以其品牌銷售的設備。對于針對消費者的較小的品牌和設備尤其如此。沒有幾家公司對便攜設備（不僅包括筆記本電腦而且還包括智能手機）采購進行充分的電源/溫度/生命周期測試。

戴爾和蘋果召回近600萬塊便攜機電池一事，讓高科技行業長期以來的骯臟秘密曝光――為我們的便攜機、無線電話、iPod和數碼相機提供電力的電池是潛在的縱火犯。

自上個世紀90年代初，鋰取代了鎳鎘和其他材料，被廣泛用于生產多種電子設備使用的電池。體積更小、重量更輕的鋰電池被用來驅動越來越多、日益苛求的電子設備，如配置高分辨率顯示屏的便攜機。廣泛使用的鋰電池引發了便攜電子產品的一場革命，它將大量的能源濃縮在非常小的空間中。但是，如果對它們過度充電，或者出現像短路這樣的故障，密封在電池中的化學物質會變成等待點燃的爆發性燃燒物。

鋰是一種暴露于空氣馬上燃燒，遇水發生爆炸的金屬。但是，令人吃驚的是，鋰與電池著火沒有什么關系，因為鋰通常并不以其不穩定的金屬形態出現，危險在于產生電流的化學反應釋放出的氫氣。如果電池過熱，氫氣就會在一場兇險的化學火災中與有機溶劑結合，這場化學火災可以被抑制但在氫氣和燃料耗盡前不會熄滅。

盡管存在固有的風險，但鋰電池不會很快銷聲匿跡，因為現在還沒有很好的替代技術。但是，著火的危險帶給涉及召回的公司造成除財務損失之外，其中之一的影響就是我們在提高電池效率上走到了絕路，因為如果沒有一些重大的化學突破，更大的功率密度會造成不可接受的危險。

在電池技術不會很快出現突破的情況下，東芝等公司領導下的研究人員正在研發燃料電池作為一項替代技術。由于運輸和貯存氫的困難，燃料電池由液態甲醇提供動力，而不是計劃用于汽車燃料電池的氣體。到目前為止，沒人能夠開發出可以滿足便攜機電源要求、能夠安裝在目前電池占用空間中的廉價燃料電池。

鏈接：幾大廠商力推行業標準

蘋果、戴爾和聯想將于本月在美國加州San Jose市召開一次高峰會議。據蘋果內部人士說，三家公司將討論生產便攜和手持電子設備的鋰電池標準。

這三家公司都是美國電子電路與電子互聯行業協會下屬OEM關鍵部件委員會成員，該協會擁有大約2400家代表著電子互聯行業各個領域公司的組織。IPC OEM關鍵部件委員會主席、戴爾公司供應商工程與質量主管John Grosso說，委員會將確定與鋰電池有關的標準，目的是實現設計、性能和安全要求的標準化。Grosso說：“盡管委員會早已將鋰電池確定為下一個進行標準化的產品，但我們現在將加快行動的速度。”