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【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);環(huán)境污染;環(huán)境保護(hù)
1 綠色化學(xué)的概述
1.1 綠色化學(xué)的概念
所謂綠色化學(xué),其主要是通過(guò)采取化學(xué)方法將一些對(duì)于生態(tài)環(huán)境和人類健康有害物質(zhì),在其生產(chǎn)或使用的過(guò)程中消除掉。同時(shí)通過(guò)對(duì)能源進(jìn)行充分合理的利用,達(dá)到以最小的成本代價(jià)換取治理環(huán)境污染的目的。綠色化學(xué)的整個(gè)過(guò)程都必須符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
1.2 綠色化學(xué)的主要特點(diǎn)
綠色化學(xué)最主要的特點(diǎn)就是原子經(jīng)濟(jì)性,原子經(jīng)濟(jì)性主要是利用化學(xué)原理,在化學(xué)物質(zhì)使用的過(guò)程中或其實(shí)施的過(guò)程中充分的利用每一個(gè)原料,或者是將一些廢棄的原料原子通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)換的方法轉(zhuǎn)化為一些新的化學(xué)物質(zhì),再進(jìn)行充分地利用,從而可以實(shí)現(xiàn)“零排放”,不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成污染。另外,也可以將綠色化學(xué)看作是傳統(tǒng)化學(xué)工程的一種可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,將傳統(tǒng)的粗放型化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程,轉(zhuǎn)變成為現(xiàn)代綠色集約型的化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程。
1.3 綠色化學(xué)的重要性
雖然我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),工業(yè)化進(jìn)展也日益加快,但由于前期我國(guó)粗放式的發(fā)展模式,以至于對(duì)原有的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染,甚至影響到人們的身體健康。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,各種有害氣體、水以及固態(tài)廢雜污染都呈現(xiàn)出日益增長(zhǎng)的趨勢(shì),例如在農(nóng)村耕地中大量使用一些化肥、農(nóng)藥以至于出現(xiàn)土地日益貧瘠的現(xiàn)象;在人們的日常生活中使用的塑料袋,導(dǎo)致白色污染日益加重。
當(dāng)人們意識(shí)到這些環(huán)境污染的嚴(yán)重性時(shí),也開(kāi)始了加大了污染治理的力度,然而也付出了較高的代價(jià)。因?yàn)橛行┉h(huán)境污染是不可能在短時(shí)間可以解決的,例如全球變暖、霧霾天氣、臭氧層破壞以及農(nóng)田重金屬污染等。所以,如果想要解決環(huán)境污染問(wèn)題,同時(shí)促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,那么就必須嚴(yán)格使用綠色化學(xué)的方法和技術(shù),以此來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展策略。
2 綠色化學(xué)與環(huán)境污染
2.1 環(huán)境污染與綠色化學(xué)的相關(guān)問(wèn)題
目前,由于化學(xué)物質(zhì)所帶來(lái)的環(huán)境污染有水、空氣污染,尤其是空氣污染問(wèn)題尤為嚴(yán)重。主要是由于空氣中含有大量的含氮氧化物和二氧化碳所造成空氣污染,它們主要是在能源的消耗過(guò)程中所產(chǎn)生的,例如石油、煤炭等燃料在燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的,另外就是來(lái)源于一些化學(xué)工廠生產(chǎn)硝酸的過(guò)程,排向空氣的廢氣中還有大量的含氮物質(zhì)。當(dāng)這些廢氣中的含氮物質(zhì)和空氣中的二氧化碳相遇后,再經(jīng)過(guò)紫外線的照射,就會(huì)產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生很多大城市所存在的光化學(xué)煙霧,在陽(yáng)光特別強(qiáng)烈的夏季表現(xiàn)的尤為突出,繼而對(duì)地球的臭氧層造成嚴(yán)重的破壞。所以,如何更好地從根本上解決環(huán)境污染所帶來(lái)的問(wèn)題,已經(jīng)成為人們亟待解決的問(wèn)題。
綠色化學(xué)就是對(duì)那些影響人們身體健康和生態(tài)環(huán)境的化學(xué)物質(zhì),對(duì)其生產(chǎn)的源頭進(jìn)行消除,杜絕出現(xiàn)有害有毒的物質(zhì)。因此,綠色化學(xué)已經(jīng)成為人們追求綠色環(huán)境的最佳方法。
2.2 綠色化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的研究成果
目前,對(duì)于綠色化學(xué)的研究也日益受到人們的重視,綠色化學(xué)在環(huán)境保護(hù)的很多方面也取得了較好的研究成果,主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
第一,能源清潔。至今為止,煤炭一直是我國(guó)非常重要的能源來(lái)源。綠色化學(xué)技術(shù)在我國(guó)得到推廣以來(lái),相關(guān)部門和企業(yè)也開(kāi)始著重處理煤炭燃燒所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題,而且大力推廣煤炭液化以及洗煤技術(shù)。另外,我國(guó)的一些清潔能源技術(shù)也得到了快速地推廣使用,例如核能、水能、風(fēng)能以及太陽(yáng)能等,在很大程度上也避免了由于能源制造過(guò)程所產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題。
第二,二氧化碳也得到了較為有效地吸收。二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)祝夷壳叭虻臏厥倚?yīng)問(wèn)題也日益嚴(yán)重,而二氧化碳的主要來(lái)源就是燃料燃燒所帶來(lái)的。然而二氧化碳過(guò)量問(wèn)題在短時(shí)間是不能解決的,如何更好地處理和吸收二氧化碳也開(kāi)始引起了人們的關(guān)注。隨著綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展,目前也研制處理了很多吸收二氧化碳的方法和技術(shù),例如膜分離技術(shù)、碳酸鉀加熱化學(xué)吸附法等。
第三,越來(lái)越多的環(huán)境友好的產(chǎn)品得到了開(kāi)發(fā)。正是由于人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)問(wèn)題開(kāi)始了日益關(guān)注,而且對(duì)于環(huán)境保護(hù)也提出了更高的要求,不但要對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的環(huán)境污染源進(jìn)行控制和治理之外,還要求更多地開(kāi)發(fā)出新的、綠色的能源,以便于建造更加適合人類居住的自然生態(tài)環(huán)境。在一些傳統(tǒng)的化學(xué)工藝中,很多化學(xué)原料都是有害物質(zhì),會(huì)對(duì)人們的身體健康和生態(tài)環(huán)境造成一定的威脅。而隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,人們開(kāi)始采用生物作為原材料,然后使用酶作為催化劑,這樣就可以從根本上消除一些污染源。
3 綠色化學(xué)的發(fā)展方向
3.1 開(kāi)發(fā)利用一切的綠色能源
在傳統(tǒng)的能源獲取方面,燃料燃燒的過(guò)程中有大約60%的能量都會(huì)由于不同的原因被消耗掉,這樣的能源有效利用率實(shí)在是太低了。目前,雖然水利發(fā)電已經(jīng)開(kāi)始作為商業(yè)運(yùn)用的可再生資源,但是其電量也僅占所有發(fā)電量的18%左右。所以需要大力發(fā)展一切可再生資源作為能源的來(lái)源,例如風(fēng)能、太陽(yáng)能等,從最根本上解決能源制造過(guò)程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題。
3.2 大量可再生材料的重復(fù)使用
對(duì)于一些難以降解的材料進(jìn)行二次利用,或者一些可再生材料進(jìn)行多次重復(fù)使用。借助綠色化學(xué)技術(shù)將原有的化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變,以此衍生出具有其他功能的精細(xì)化學(xué)品。就目前我國(guó)環(huán)境保護(hù)情況而言,使用綠色化學(xué)技術(shù)對(duì)可再生材料進(jìn)行使用,正逐步成為引領(lǐng)和開(kāi)展綠色革命的重要課題,而且也將促進(jìn)環(huán)境保護(hù)技術(shù)的大力發(fā)展。
3.3 實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥化學(xué)的綠色化
農(nóng)藥化學(xué)已經(jīng)成為了一門單獨(dú)學(xué)科,其是由生物學(xué)與有機(jī)化學(xué)交叉而形成的。在農(nóng)村,與生態(tài)環(huán)境接觸較多的化學(xué)污染主要來(lái)源于農(nóng)藥、化肥等,而且農(nóng)藥、化肥污染已經(jīng)成為全球化環(huán)境污染的重要影響因素之一。然而,在對(duì)植物的保護(hù)過(guò)程中,農(nóng)藥以及化肥依舊是起著非常關(guān)鍵的作用。如何更好地促使農(nóng)藥和環(huán)境得到友好相處是目前化學(xué)農(nóng)藥的主要發(fā)展方向,那么大力發(fā)展農(nóng)藥化學(xué)的綠色化也已經(jīng)成為迫在眉睫的問(wèn)題。
4 綠色化學(xué)的可持續(xù)性發(fā)展
如何更好地解決環(huán)境污染問(wèn)題,保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為現(xiàn)代人們研究的重要課題之一。那么就需要采用綠色化學(xué)的方法和途徑,對(duì)綠色化學(xué)技術(shù)和方法進(jìn)行更加深入的科學(xué)性研究,以此發(fā)展綠色化學(xué)技術(shù)。與此同時(shí),也要改變?nèi)藗儗?duì)環(huán)境保護(hù)傳統(tǒng)觀念,將可持續(xù)發(fā)展作為環(huán)境保護(hù)的基本理念樹立于人們心中。只有在整個(gè)過(guò)程中對(duì)資源進(jìn)行充分、全面地利用,才能夠更好地推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,構(gòu)造出一個(gè)人和自然和諧相處的生活居住環(huán)境。
5 結(jié)論
綠色化學(xué)不但是要利用化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)“零排放”,而且也是化學(xué)發(fā)展的新目標(biāo)。綠色化學(xué)的應(yīng)用能夠真正地實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
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【關(guān)鍵詞】聯(lián)想法 高中化學(xué)復(fù)習(xí) 應(yīng)用策略
知識(shí)點(diǎn)多,與其他學(xué)科的交叉點(diǎn)多,包括數(shù)學(xué)、物理、生物等學(xué)科,而且化學(xué)知識(shí)理解容易但應(yīng)用起來(lái)就比較難,這些方面是高中化學(xué)的主要特點(diǎn)。由此可以看出,學(xué)生在復(fù)習(xí)化學(xué)的時(shí)候需要記憶的知識(shí)點(diǎn)很多,在加上高考考試要求的知識(shí)點(diǎn)范圍比較廣,增加了學(xué)生復(fù)習(xí)的難度,若是單純地做練習(xí)題與講解練習(xí)題,顯然達(dá)不到很好效果,還會(huì)增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。高中化學(xué)必修1和必修2的教學(xué)內(nèi)容常識(shí)性的知識(shí)較多,包括化學(xué)方程式、電子式等方面。學(xué)生忘記這些知識(shí)的概率極高。筆者也經(jīng)歷過(guò)高考前的化學(xué)復(fù)習(xí)階段,在這個(gè)階段如果教師沒(méi)有采用有效的復(fù)習(xí)措施,僅靠學(xué)生自覺(jué)或海量的習(xí)題訓(xùn)練,將會(huì)使得復(fù)習(xí)階段十分枯燥,降低復(fù)習(xí)效率。如何提高高中化學(xué)的復(fù)習(xí)效率,幫助學(xué)生在高考中發(fā)揮正常水平,是一個(gè)值得研究的重要課題。
一、聯(lián)想復(fù)習(xí)
聯(lián)想復(fù)習(xí)就是在上述狀況下提出的一種有效的復(fù)習(xí)方式。聯(lián)想是打開(kāi)記憶之門的鑰匙,而高中化學(xué)需要記憶的理論知識(shí)點(diǎn)又很多。通過(guò)所觀察或思考的概念、事物的刺激而想到其他相關(guān)的概念和事物,也就是說(shuō)在化學(xué)復(fù)習(xí)記憶一個(gè)化學(xué)概念時(shí),發(fā)散自身的思維,盡可能地延伸出其他相關(guān)的化學(xué)知識(shí)點(diǎn),進(jìn)行大范圍的知識(shí)點(diǎn)記憶。要注意的是,這種聯(lián)想復(fù)習(xí)并不是孤立的,而是要綜合多種思維過(guò)程與思維方法進(jìn)行聯(lián)系。主要有以下幾種思維過(guò)程與方法:其一,比較思維法,在腦海中對(duì)比各種事物或現(xiàn)象的異同點(diǎn)與關(guān)系。其二,類比思維法,要在兩個(gè)或兩類知識(shí)點(diǎn)中,分析其中已知的一類知識(shí)點(diǎn)的屬性,從而猜想另一類的相似屬性。其三,歸納思維法,就是將一系列的內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)的思維方法,可分為圖表歸納法、分類歸納法、題型歸納法、知識(shí)樹歸納法等。比如題型歸納法就是要將一些相似的題型進(jìn)行歸納總結(jié),得出其中的內(nèi)在聯(lián)系,從而在整體上把握知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。其四,發(fā)散思維法,就是將思維擴(kuò)散開(kāi)來(lái),以多角度的視野分析研究問(wèn)題。
二、聯(lián)想法在高中化學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用研究
上文提到,在化學(xué)復(fù)習(xí)中,采用聯(lián)想法進(jìn)行復(fù)習(xí)是一種有效的方式,可以很好地提高復(fù)習(xí)效果,具體實(shí)施步驟可以參考如下幾個(gè)方面。其一,在知識(shí)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行聯(lián)想。其二,從事物的屬性上進(jìn)行聯(lián)想。其三,在知識(shí)點(diǎn)歸納上進(jìn)行聯(lián)想。其四,在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行聯(lián)系。案例如下:
例題1:H2和CO的混合氣體,其密度是相同條件下,氧氣密度的1/2,將3.2克該混合氣體通入裝有足量Na2O2的密閉容器中,再加入過(guò)量的O2,進(jìn)行反應(yīng)。求增加的質(zhì)量。
例題2:FeS2與硝酸反應(yīng)產(chǎn)物有Fe3+和H2SO4,若在反應(yīng)中FeS2和HNO3的量之比是1比8,那么HNO3的唯一還原物是。
上述兩道例題看似沒(méi)有關(guān)系,進(jìn)行的分析不難發(fā)現(xiàn)其中還是有關(guān)聯(lián)的,都可以利用關(guān)系式法進(jìn)行解題。因此解答這兩道題目的關(guān)鍵就是找出題中各物質(zhì)反應(yīng)的關(guān)系。分析例題1時(shí),分析H2O與過(guò)氧化鈉生產(chǎn)固體質(zhì)量的變化規(guī)律是解題的關(guān)鍵,步驟如下:CO與氧氣反應(yīng)方程式為2CO+O2=2CO2,二氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)方程式為2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,總方程式為2CO+2Na2O2=2Na2CO3,固體增加的質(zhì)量為CO的質(zhì)量,氫氣與氧氣反應(yīng)方程式為2H2+O2=2H2O,Na2O2與H2O反應(yīng)方程式為2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,總方程式為2H2+2Na2O2=4NaOH,固體增加質(zhì)量為氫氣的質(zhì)量,題目中混合氣體的質(zhì)量是3.2克,在充分反應(yīng)后,增加的固體質(zhì)量應(yīng)該是3.2克。
題目2的解析步驟如下:FeS2變到 Fe3+ 和 SO42-失去 1+7*2=15個(gè)電子除掉Fe(NO3)3 中的3個(gè)NO3-被還原的NO3- 有 8-3=5個(gè)則5個(gè)NO3-得到15個(gè)電子則NO3- 化合價(jià)降低 3 即氣體為NO。該題中,分析其中的變化規(guī)律是解題的關(guān)鍵。
因此,從上述兩道題目中,可以發(fā)現(xiàn),其采用的方法都是關(guān)系式法,在復(fù)習(xí)時(shí),就需要將這類型的題目進(jìn)行歸納總結(jié),也就是題型歸納思維法,充分聯(lián)想其中涉及到的知識(shí)點(diǎn)。這是其中的一種聯(lián)想復(fù)習(xí)法。還有可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)聯(lián)想,由于化學(xué)課程強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn),在有條件的情況下可以進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中,親身感受這些化合物的反應(yīng)過(guò)程,從中總結(jié)出經(jīng)驗(yàn),并回憶所學(xué)的知識(shí)點(diǎn),達(dá)到復(fù)習(xí)的效果。在化學(xué)學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容中有許多可以進(jìn)行聯(lián)想復(fù)習(xí)的知識(shí),比如對(duì)比實(shí)驗(yàn)CL2與C2H2的制取、收集方法,從中掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)材料等,并以此歸納出氣體制備的相似模型。
結(jié)束語(yǔ):
聯(lián)想法在高中化學(xué)復(fù)習(xí)中,可以幫助學(xué)生加強(qiáng)想象力、綜合分析與整體記憶能力,在聯(lián)想中發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系,從而幫助學(xué)生可以更好地復(fù)習(xí)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)。但聯(lián)想法的應(yīng)用并不是簡(jiǎn)單的工作,這受制于學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)積累以及教師的執(zhí)教水平。因此,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)要強(qiáng)調(diào)教師的示范作用,幫助學(xué)生學(xué)會(huì)使用聯(lián)想法中的對(duì)比思維法、發(fā)散思維法等方式總結(jié)化學(xué)知識(shí)點(diǎn),并進(jìn)行分類歸納,從而提高復(fù)習(xí)效率。同時(shí)要將聯(lián)想法的應(yīng)用課題,當(dāng)做一個(gè)重點(diǎn)研究方向,為提高化學(xué)教學(xué)效率提供有利的幫助。
【參考文獻(xiàn)】
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生物化學(xué)作為一門廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、等各大科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科,與其他學(xué)科相比,其內(nèi)容豐富、重難點(diǎn)零散、涉及概念較為復(fù)雜,想要把生物化學(xué)知識(shí)傳遞給學(xué)生絕非易事,生物化學(xué)教學(xué)一直難以解決的重大問(wèn)題就是怎樣提高受教育者學(xué)習(xí)的興趣和如何提高課堂質(zhì)量這兩大問(wèn)題。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和個(gè)人小型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的普及,“微課”和“翻轉(zhuǎn)課堂”這兩種教育模式應(yīng)運(yùn)而生,而且漸漸吸引了教育工作者的注意。微課作為一種新式的教育方式,可以應(yīng)用于生物化學(xué)教育,用以解決傳統(tǒng)生物化學(xué)教育中學(xué)生積極性不高、重難點(diǎn)不好抓、困難問(wèn)題不好理解等問(wèn)題,從而很好的激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。提高生物化學(xué)知識(shí)傳遞的效率。
關(guān)鍵詞:
微課;生物化學(xué);知識(shí)傳遞渠道;調(diào)動(dòng)積極性;提高學(xué)習(xí)效率
0引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是信息技術(shù)的發(fā)展和在全球范圍內(nèi)的普及與應(yīng)用,當(dāng)今世界已然成為了一個(gè)一體化的信息社會(huì),網(wǎng)絡(luò)改變了人們的交流模式,同時(shí)也改變了商業(yè)、工業(yè)等各行各業(yè)的發(fā)展模式,其中,作為發(fā)展的根基的教育事業(yè)也同樣得到了改變,利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行教育改革,成為了時(shí)展的需要,微課這種依賴互聯(lián)網(wǎng)的新型教育模式也就應(yīng)運(yùn)而生了,作為一名教育工作者,我在考察了多例利用微課進(jìn)行教學(xué)改革的實(shí)例,并且結(jié)合自身使用微課進(jìn)行教學(xué)改良的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)之后,來(lái)談一談微課應(yīng)用于生物化學(xué)教育事業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與建議。
1生物化學(xué)與微課概況
1.1生物化學(xué)教育概況
生物化學(xué)這一重要的學(xué)科出現(xiàn)在大約在19世紀(jì)末,脫胎于生理學(xué)與化學(xué),是化學(xué)與生物學(xué)的分支學(xué)科。它是研究靜態(tài)的生命物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)以及動(dòng)態(tài)的新陳代謝活動(dòng)過(guò)程中各種化學(xué)變化的基礎(chǔ)生命科學(xué),作為一門新興學(xué)科,生物化學(xué)問(wèn)世的短短百年以來(lái),已經(jīng)成為了一門在醫(yī)學(xué),生物學(xué),化學(xué)等各大科研領(lǐng)域不可或缺的一大組成部分。
1.2微課模式概況
伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲取信息變的越來(lái)越方便,可獲取的信息量也越來(lái)越多,而“微課”就是一種依靠互聯(lián)網(wǎng)而漸漸發(fā)展起來(lái)的新型教學(xué)方法。所謂“微課”其主要特點(diǎn)是“微”即微課視頻的長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng),方便學(xué)習(xí)者在很短的時(shí)間里就能完成某一知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí),其核心組成內(nèi)容包括課堂教學(xué)視頻,與該教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材課件、教學(xué)反思、練習(xí)測(cè)試及學(xué)生反饋、教師點(diǎn)評(píng)等教學(xué)資源,它們以相互配合的關(guān)系共同組成了一個(gè)主講知識(shí)重難點(diǎn)的教學(xué)體系。
1.3微課應(yīng)用于生物化學(xué)的狀況
目前我國(guó)的微課已經(jīng)在很多地域被用于生物化學(xué)教學(xué)。雖然還沒(méi)有完全推廣,但是各地均有類似的教育模式出現(xiàn)。比如依賴于網(wǎng)絡(luò)交流工具如微信、QQ等的生化教育公眾號(hào),這其實(shí)也是微課的一種表現(xiàn)形式,雖然這種方式不夠系統(tǒng)也不夠?qū)I(yè),但是這種便捷的傳播途徑卻明顯的提高了生物化學(xué)教學(xué)的廣泛程度。畢竟,新事物的發(fā)展是循序漸進(jìn)的,雖然目前微課在生物化學(xué)教學(xué)方面尚且缺乏全面系統(tǒng)的授課方式,但是總的來(lái)講,生物化學(xué)微課正處于快速發(fā)展階段。
2利用微課進(jìn)行生物化學(xué)教育的優(yōu)點(diǎn)
2.1傳統(tǒng)生物化學(xué)教育的部分問(wèn)題
利用傳統(tǒng)的課堂式授業(yè)模式來(lái)教授生物化學(xué)這門學(xué)科時(shí),迫于生物化學(xué)這門學(xué)科本身晦澀難懂且知識(shí)量巨大的特性,學(xué)生在學(xué)習(xí)生物化學(xué)的過(guò)程中總是會(huì)遇到三個(gè)問(wèn)題,一是學(xué)生在理解過(guò)程中總是會(huì)遇到一定的困難,二是學(xué)生很難提起學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣,最后就是生物化學(xué)這門課程的知識(shí)點(diǎn)太多,重點(diǎn)不好抓。
2.2利用微課解決問(wèn)題的方法
在把微課這一教學(xué)新模式加入到生物化學(xué)的教育過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)利用微課模式可以很好的解決這三大問(wèn)題,首先微課中的微視頻與教學(xué)課件中可以加入很多形象化的結(jié)構(gòu)模型,比如在蛋白質(zhì)合成一章中,教師可以利用電腦做出氨基酸由tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)到蛋白質(zhì)剪切加工的圖示全過(guò)程。用來(lái)解決學(xué)生的理解問(wèn)題。其次,如果在微課中加入例如短動(dòng)畫的知識(shí)講解,學(xué)生的積極性也就會(huì)自然的提高上來(lái)。最后,在錄制微課視頻或制作微課課件時(shí),可以先列出知識(shí)綱要然后對(duì)教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解,或使用特殊標(biāo)記,標(biāo)記重點(diǎn)。這樣一來(lái),生物化學(xué)課程重點(diǎn)不好抓的問(wèn)題也就得到解決。
3將微課應(yīng)用于生物化學(xué)教學(xué)的具體方法
將微課應(yīng)用于生物化學(xué)教育的過(guò)程,主要包含建立生物化學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、錄制微課視頻和制作其他教學(xué)材料、制作微課學(xué)習(xí)方案這三部分。
3.1建立網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)
建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),可以給學(xué)生提供一個(gè)進(jìn)行微課資源下載、和老師同學(xué)進(jìn)行問(wèn)題探討的平臺(tái),這樣就便于解決微課資源的更新、教學(xué)問(wèn)題的修改等問(wèn)題。當(dāng)然,如果是利用微課進(jìn)行教育的探索者,想要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性的教學(xué),但是迫于資源環(huán)境的限制,無(wú)法獨(dú)立的建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),可以依附于學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)甚至是利用百度云等資源存儲(chǔ)器作為資源的儲(chǔ)存平臺(tái)。
3.2錄制微課視頻和制作課件等材料
這一步是將微課應(yīng)用于生物化學(xué)教育的重點(diǎn),微課的制作成功與否,決定了將微課用于生物化學(xué)的成敗。首先,在制作微課視頻時(shí),要抓住教學(xué)的重點(diǎn),把本節(jié)或者專對(duì)于某一知識(shí)點(diǎn)想要傳授的內(nèi)容講清楚,微課視頻一定要簡(jiǎn)短,便于學(xué)生短時(shí)學(xué)習(xí)。其次,微課課件等資源一定要全面,可以讓學(xué)生在課前充分預(yù)習(xí),在課后充分復(fù)習(xí)。
3.3制作微課學(xué)習(xí)方案
鑒于我國(guó)目前的總體教育狀況,微課尚且是傳統(tǒng)教育的輔助部分,所以在學(xué)生學(xué)習(xí)微課的過(guò)程中,可以利用微課進(jìn)行預(yù)習(xí)、練習(xí)與復(fù)習(xí),因此,教師可以根據(jù)教學(xué)大綱制作學(xué)習(xí)任務(wù)單,然后向?qū)W生發(fā)放任務(wù),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
3.4將微課應(yīng)用于生物化學(xué)教育的具體實(shí)例
在進(jìn)行生物化學(xué)教學(xué)中,有關(guān)糖代謝中的三羧酸循環(huán)代謝途徑,一直是重點(diǎn)、難點(diǎn)。學(xué)生理解記憶起來(lái)總有一些難度,為了方便學(xué)生理解,我們制作了講解三羧酸循環(huán)的微課。
3.4.1利用微課的具體步驟如下
①制作微課視頻,在視頻中以圖示方式逐步講解由乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸,使乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)參與代謝反應(yīng)最后再次生成草酰乙酸的全過(guò)程。②制作配套學(xué)習(xí)資料,學(xué)習(xí)資料里包含三羧酸循環(huán)記憶口訣,可以提高學(xué)生興趣的小故事,簡(jiǎn)單的預(yù)習(xí)題,較復(fù)雜的課后練習(xí)題。口訣:乙酰草酰成檸檬,異檸檬又成α酮,琥酰琥酸延胡索,蘋果落在草叢中。故事:從前有一個(gè)檸檬(檸檬酸)去海邊,她遇到了一只烏賊(順烏頭酸),檸檬與烏賊一見(jiàn)鐘情,于是檸檬追隨烏賊住在了海里,變異成了異檸檬(異檸檬酸)。時(shí)光飛逝,異檸檬漸漸褪去青澀(異檸檬酸脫氫酶),有一天,在一叢水草之間,她發(fā)現(xiàn)了隱居在其中的一顆琥珀(草酰琥珀酸),她們發(fā)現(xiàn)彼此竟然如此相像!于是她們?cè)趦煽梦嗤洌é?酮戊二酸)下鄭重地結(jié)拜成了姐妹,從此大家就叫檸檬“琥珀腐妹”(琥珀酰輔酶A)。后來(lái)大家認(rèn)為此名過(guò)長(zhǎng),于是乎她有有了第二個(gè)名字———“酸琥珀”(琥珀酸)。檸檬有一個(gè)表弟住在鹽湖城(延胡索酸),名叫蘋果(蘋果酸)。一年夏天檸檬去看她的表弟,中途不幸遭遇車禍身亡。人們追究這個(gè)傳奇檸檬的身世,發(fā)現(xiàn)她是草酰乙酸和乙酸腐妹A的女兒,她的外公叫丙酮酸,外婆叫腐妹A(一家子都是腐女)。其實(shí),在檸檬去看蘋果的時(shí)候,蘋果并不在家,他正巧去探望檸檬的老爸———草酰乙酸了。③通過(guò)校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)將微課傳遞給學(xué)生,并布置預(yù)習(xí)任務(wù)。④檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)狀況,首先是觀察學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)后對(duì)三羧酸循環(huán)過(guò)程的知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,然后是課程作業(yè)的完成順利程度,最后是相關(guān)問(wèn)題的測(cè)試正確率。檢驗(yàn)的過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)課堂上學(xué)生的活躍程度明顯提高,課后作業(yè)的正確率較傳統(tǒng)方式也有所提高。
3.4.2微課的效果分析
事實(shí)證明,使用微課進(jìn)行三羧酸循環(huán)有關(guān)的教學(xué)之后,學(xué)生在課堂上的響應(yīng)程度會(huì)變的明顯高昂,在講授到相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí),部分學(xué)生會(huì)馬上響應(yīng)相關(guān)的問(wèn)題,課堂活躍程度也較傳統(tǒng)式教學(xué)的課堂有明顯提高,很顯然,微課顯著的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,所以將微課應(yīng)用于三羧酸循環(huán)這一知識(shí)點(diǎn)的講授很有意義。
4將微課應(yīng)用于生物化學(xué)教育的思考
微課作為一種嶄新的教育模式,打破了教育的時(shí)空限制,讓受教育者可以不分年齡,不分地域的進(jìn)行學(xué)習(xí)。然而,目前還不能用微課來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生物化學(xué)教育,畢竟,想要只通過(guò)微課就完成教育的所有過(guò)程,對(duì)學(xué)生的自主性、老師的能力都有極大的要求。而且,由于微課制作者本身具有的自由性,所以有些微課可能會(huì)伴隨著出現(xiàn)一些錯(cuò)誤。另一方面,微課大部分是由在生物化學(xué)方面具有經(jīng)驗(yàn)和興趣的愛(ài)好者所做,這也就造就了生物化學(xué)微課具有散亂、不系統(tǒng)的特點(diǎn),所以想要找到一套有始有終而且系統(tǒng)全面的微課材料反而不易。因此,微課應(yīng)用于生物化學(xué)領(lǐng)域,尚且還在實(shí)驗(yàn)階段。
5結(jié)語(yǔ)
利用微課進(jìn)行生化教學(xué)是培養(yǎng)生物化學(xué)人才的嶄新模式,如何利用微課改進(jìn)傳統(tǒng)生物化學(xué)教學(xué)?如何針對(duì)不同章節(jié)內(nèi)容的不同特點(diǎn)設(shè)計(jì)出更多有特色的微課資源,建立嶄新的教育模式,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)整體教學(xué)水平的提升,這些問(wèn)題的解決仍有待于所有從事生物化學(xué)教學(xué)工作者們的共同努力。
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關(guān)鍵詞:大學(xué)自主招生;化學(xué)試題;試題特點(diǎn)
作者簡(jiǎn)介:韓勇鋼(1982-),男,浙江紹興,大學(xué)本科,中學(xué)一級(jí)教師,主要研究自主招生及競(jìng)賽輔導(dǎo).
自主招生是中國(guó)高等教育招生改革擴(kuò)大高校自的重要措施.2003年始教育部推出22所高校進(jìn)行自主招生改革試點(diǎn),截止到2016年,全國(guó)擁有自主招生權(quán)利的高校共有95所.近幾年來(lái),自主招生考試越來(lái)越受到學(xué)生及家長(zhǎng)的關(guān)注.自主招生實(shí)施主體是大學(xué),選拔理念與高考有所不同,其命題風(fēng)格及試題特點(diǎn)與高考也差異較大.高校的化學(xué)自主招生試題相對(duì)于高考試題而言,更加關(guān)注化學(xué)思維品質(zhì)、化學(xué)學(xué)科思維方法和化學(xué)問(wèn)題解決能力等的考查.
一、自主招生化學(xué)試題特點(diǎn)
縱觀近幾年各高校自主招生化學(xué)試題,其主要特點(diǎn)有以下5個(gè)方面:
1.重視知識(shí)與技能 強(qiáng)調(diào)知識(shí)的綜合運(yùn)用
化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是高中生必備的知識(shí),是開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究的前提.縱觀幾年來(lái)高校自主招生化學(xué)試題,對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本觀念和基本方法的考查一直作為重點(diǎn).很多試題都是從知識(shí)應(yīng)用的角度考查考生對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的綜合運(yùn)用.近幾年來(lái)自主招生試題涉及的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)主要有:物質(zhì)的組成;結(jié)構(gòu)和性質(zhì);物質(zhì)的量;元素周期律;化學(xué)平衡的移動(dòng);化學(xué)反應(yīng)方程式的配平;離子共存問(wèn)題;pH的計(jì)算;鹽類的水解;原電池,電解池;元素化合物;有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其推斷和化學(xué)實(shí)驗(yàn)等.試題中,測(cè)試了考生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況,同時(shí)也考查了考生的思維能力、理解能力、推斷能力和綜合應(yīng)用能力.
例如:2010年北京大學(xué)的自主招生化學(xué)試題中考查了Ca在空氣中燃燒的固體產(chǎn)物溶于水,放熱,放出有臭味的氣體,寫出方程式;2009年清華大學(xué)自主招生化學(xué)試題考查了“夏天多雨,秋天豐收”,解釋其科學(xué)原理;2011年“華約” (以清華大學(xué)領(lǐng)銜,包括中國(guó)科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國(guó)人民大學(xué)、西安交通大學(xué)、南京大學(xué)和浙江大學(xué)共7所高校)化學(xué)試題中出現(xiàn)了最新獲諾貝爾獎(jiǎng)的課題石墨烯,用石墨烯的多元環(huán)來(lái)考查結(jié)構(gòu)化學(xué)的基本知識(shí),要求計(jì)算題目所劃出形狀的面積,由原子所在位置的貢獻(xiàn)度,來(lái)計(jì)算每個(gè)單元的原子個(gè)數(shù).
2.重視過(guò)程與方法貼近社會(huì)生活實(shí)際
我國(guó)新世紀(jì)化學(xué)課程倡導(dǎo)從學(xué)生和社會(huì)發(fā)展的需要出發(fā),幫助學(xué)生理解化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用,使學(xué)生面臨與化學(xué)有P的社會(huì)問(wèn)題挑戰(zhàn)時(shí),能做出更理智、更科學(xué)的決策[2].高校自主招生化學(xué)試題
立足社會(huì)生活實(shí)際,突出地強(qiáng)調(diào)了“過(guò)程與方法、學(xué)以致用” 這一點(diǎn).
例如:2007年北京大學(xué)自主招生化學(xué)試題結(jié)合全球變暖這一國(guó)際關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題,讓學(xué)生分析有關(guān)能源利用的問(wèn)題: “試分析:用釀造的C2H5OH作燃料,為何不會(huì)增加大氣中CO2的含量?”.這道試題考查了與生活有關(guān)的C2H5OH的燃燒過(guò)程、植物的光合作用和葡萄糖發(fā)酵過(guò)程等相關(guān)知識(shí).學(xué)生必須綜合運(yùn)用平時(shí)習(xí)得的知識(shí)和方法,從整體上分析整個(gè)過(guò)程,才能得到完整的答案;2007年上海交通大學(xué)自主招生化學(xué)試題讓學(xué)生運(yùn)用勒夏特列原理舉2個(gè)例子解釋生活或工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的化學(xué)現(xiàn)象.這道試題與生產(chǎn)生活過(guò)程密切相關(guān),考生只有在平時(shí)生活中積極體驗(yàn)相關(guān)過(guò)程,才能有的放矢,舉出合適的例子,給予合理的解釋.學(xué)生的生活體驗(yàn)不同,感受不同,舉例也會(huì)不同.
3.重視學(xué)科交叉考查學(xué)生的綜合素養(yǎng)
學(xué)生的綜合素養(yǎng)是自主招生院校考查的重要指標(biāo)之一.在自主招生化學(xué)學(xué)科的命題過(guò)程中,為了考查學(xué)生的綜合素養(yǎng),命題者往往涉及化學(xué)與物理、數(shù)學(xué)、生物等其他學(xué)科的交叉點(diǎn).近幾年命題中考查到的化學(xué)知識(shí)與物理知識(shí)的交叉點(diǎn)主要有:溶液的依數(shù)性(包括難揮發(fā)的非電解質(zhì)溶液的飽和蒸氣壓降低、沸點(diǎn)升高、非電解質(zhì)溶液凝固點(diǎn)降低、滲透壓等);電學(xué)與電化學(xué);動(dòng)力學(xué)與化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡;力的合成與分解和極性分子與非極性分子判斷等.數(shù)學(xué)知識(shí)與化學(xué)知識(shí)的交叉點(diǎn)有:數(shù)據(jù)處理與作圖等.化學(xué)與生物學(xué)科的滲透也在加強(qiáng).
例如:2005年上海交通大學(xué)自主招生化學(xué)試題中就出現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科和物理學(xué)科知識(shí)的交叉.題目讓學(xué)生回答:“分別用普通水和海水洗衣服,在相同條件下,哪一種衣服干得快?為什么?”本題考查了化學(xué)中的稀溶液的依數(shù)性和物理中的蒸氣壓等問(wèn)題.由于海水中有NaC1、MgC12等電解質(zhì),造成海水的飽和蒸氣壓下降,使水分子運(yùn)動(dòng)減緩(與純水相比較),使海水沸點(diǎn)升高.因此,海水洗衣服干得慢,普通水洗衣服干得快.化學(xué)和數(shù)學(xué)的交叉在很多圖像題中都有體現(xiàn).2008年武漢大學(xué)的自主招生化學(xué)試題中對(duì)化學(xué)和生物知識(shí)進(jìn)行了交叉考查:結(jié)合人體新陳代謝機(jī)理,讓考生計(jì)算血液中HCO-3/H2CO3的比值.
4.重視思維發(fā)散多角度設(shè)計(jì)開(kāi)放性試題
所謂開(kāi)放性試題,是指以素質(zhì)考查為目標(biāo),以能力考查為重點(diǎn),在試題的情境、立意、設(shè)問(wèn)、作答和評(píng)分等諸多方面全方位開(kāi)放的試題形式 .開(kāi)放性試題具有條件的不完備性、結(jié)論的不確定性、內(nèi)涵的可發(fā)展性和思維的不確定性等特點(diǎn).縱觀近幾年大學(xué)自主招生化學(xué)題目,很多高校喜歡采用一些開(kāi)放性試題,來(lái)考查學(xué)生的發(fā)散思維能力.
例如:2008年上海交通大學(xué)自主招生化學(xué)試題就設(shè)計(jì)了一道開(kāi)放性試題.題目在介紹了有關(guān)海底可燃冰的背景和形成方式后,請(qǐng)考生根據(jù)相關(guān)材料和自己所學(xué)知識(shí)談一談可燃冰未來(lái)作為新能源的發(fā)展前景,可燃冰本身的結(jié)構(gòu)和形成過(guò)程對(duì)你有什么啟發(fā).這樣設(shè)計(jì)的開(kāi)放式問(wèn)題,沒(méi)有固定的答案,很能考查學(xué)生的發(fā)散思維能力.解答這類題目時(shí),考生要仔細(xì)閱讀題面的相關(guān)內(nèi)容,快速地從廣泛的化學(xué)信息中抓出一些本質(zhì)的知識(shí),然后以此為核心,結(jié)合所學(xué)化學(xué)知識(shí),進(jìn)行深挖,發(fā)散思維,就可得到符合題意的答案.
5.重視能力拓展命題源于課標(biāo)而不拘于課標(biāo)
高校自主招生的選拔不是以中學(xué)教學(xué)為中心,而是以大學(xué)各自的要求為標(biāo)準(zhǔn),命題時(shí)原則上以依據(jù)化學(xué)新課標(biāo)的要求為主,但不完全拘泥于課標(biāo),不同程度上進(jìn)行了延伸.相對(duì)與高考試題, 自主招生化學(xué)試題設(shè)計(jì)更加靈活,很多高校的化學(xué)試題題面信息拓展了高中化學(xué)知識(shí)“生長(zhǎng)點(diǎn)”上的一些內(nèi)容,如:路易斯電子式、緩沖溶液、溶解沉淀平衡、陰陽(yáng)離子分析、雙指示劑法滴定、配位化合物、熱化學(xué)反應(yīng)中的焓變、具有不飽和鍵有機(jī)物的氧化或還原等反應(yīng)、碳正離子和碳負(fù)離子穩(wěn)定性和環(huán)境化學(xué)等.這些延展性知識(shí)已經(jīng)部分屬于大學(xué)化學(xué)知識(shí)的范疇,經(jīng)常在很多化學(xué)競(jìng)賽試題中出現(xiàn).
例如:2012年“華約”自主招生試題.大氣中的臭氧層可以吸收太陽(yáng)的紫外線輻射,保護(hù)臭氧層是環(huán)境保護(hù)工作的焦點(diǎn)之一,下列關(guān)于臭氧的描述不正確的是( ).
A 臭氧的結(jié)構(gòu)和SO2相似,為V形結(jié)構(gòu),2個(gè)O―O的鍵長(zhǎng)相等
B 臭氧是3個(gè)相同的氧原子形成的非極性分子
C 臭氧分子的中心原子采用sp 雜化
D 氟氯烴(如CF2C12等)在紫外線光照射下產(chǎn)生Cl原子自由基,破壞臭氧層
2011年清華大學(xué)自主招生化學(xué)試題選擇題9,B選項(xiàng):AgF和LiF都是離子化合物,前者溶解度大.也同樣考查到了新課標(biāo)未涉及的有關(guān)鹵化銀的結(jié)構(gòu)差異和性質(zhì)比較.做這樣的試題,考生必須領(lǐng)會(huì)試題所給的信息,并通過(guò)信息抓住知識(shí)的本質(zhì),抓住延展性知識(shí)的要點(diǎn),就可迎刃而解.不行的話,使用排除法對(duì)這樣的題也行之有效.由于高中教學(xué)與大學(xué)要求之間在客觀上存在距離,對(duì)這樣的題目,相當(dāng)一部分考生感到試題太難或太偏,這也應(yīng)該屬于正常現(xiàn)象.
二、備考建議
大學(xué)自主招生考試命題不脫離中學(xué)化學(xué)教育,而又不拘泥于中學(xué)化學(xué)教育,具有教育改革的方向與前瞻.綜觀近幾年的大學(xué)自主招生化學(xué)試題,基本知識(shí)和技能均為中學(xué)所學(xué)內(nèi)容,有些試題與中學(xué)化學(xué)高考題型相近,有些試題與中學(xué)試題表面不同.例如關(guān)于熒光棒、發(fā)煙硫酸、硅烷和硼烷、鋅鋇白等,這些內(nèi)容中學(xué)教材未涉及,但通過(guò)題面所提供的信息,利用中學(xué)已學(xué)知識(shí)即可解答.當(dāng)然也有些科技前沿、經(jīng)濟(jì)、軍事、環(huán)境等方面的新問(wèn)題、新成果被應(yīng)用于命題,高中學(xué)生需要準(zhǔn)備解決問(wèn)題的知識(shí)來(lái)應(yīng)對(duì)自主招生的考試.考生僅依賴于正常的高考復(fù)習(xí),就直接參加自主招生考試,是很難取得較好的成績(jī).只有在考前有針對(duì)性復(fù)習(xí)和備考,才能避免因某些知識(shí)點(diǎn)薄弱而丟分.
1.切實(shí)落實(shí)好化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是我們進(jìn)行綜合運(yùn)用的基石.自主招生考試的對(duì)象決定著我們對(duì)于化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的重視應(yīng)該放在第一位.要求考生對(duì)高中所學(xué)的化學(xué)知識(shí)要把握得很準(zhǔn)確,能夠靈活運(yùn)用.
2.P注“活”的化學(xué)知識(shí)
化學(xué)是為人類生產(chǎn)生活服務(wù)的,人類生產(chǎn)生活中常見(jiàn)的化學(xué)問(wèn)題必須予以關(guān)注:
①工業(yè)上的“三酸一堿”的生產(chǎn)工藝(包括原理、工藝流程、環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題).
② 環(huán)境保護(hù)問(wèn)題.如南極臭氧空洞問(wèn)題、光化學(xué)煙霧問(wèn)題、酸雨問(wèn)題.
③人體相關(guān)問(wèn)題.如:血液pH值為何恒定在735~742之間?何謂酸中毒?何謂堿中毒?如何治療酸中毒和堿中毒.
④ 生活中的塑料、化纖等問(wèn)題.如白色污染問(wèn)題、高分子材料的熱固性和熱塑性問(wèn)題.
⑤ 生產(chǎn)生活中的廢棄物問(wèn)題.如生活垃圾的組成、處理方式問(wèn)題、產(chǎn)生沼氣的原因等問(wèn)題.
⑥安全生產(chǎn)問(wèn)題.如煤礦發(fā)生瓦斯爆炸的成因、如何預(yù)防瓦斯爆炸等.
⑦能源問(wèn)題.如海底可燃冰的成因、如何開(kāi)采等問(wèn)題、生產(chǎn)玉米燃料問(wèn)題、乙醇汽油問(wèn)題等.
⑧化學(xué)工廠的選址問(wèn)題.這類問(wèn)題要結(jié)合化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),還要考慮交通運(yùn)輸、水源、污染及其防治等問(wèn)題,要求考生全面考慮問(wèn)題.如全球最大的MDI項(xiàng)目通過(guò)環(huán)評(píng)落戶重慶,專家擔(dān)心三峽污染.
⑨礦物的開(kāi)采問(wèn)題.如怎樣開(kāi)采才能避免環(huán)境污染.
3.要能靈活運(yùn)用化學(xué)知識(shí)
靈活運(yùn)用化學(xué)知識(shí)對(duì)參加自主招生考試的學(xué)生而言是基本要求.對(duì)于考生來(lái)講,有些化學(xué)知識(shí)是有規(guī)律性的.如自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)一般是放熱的,其本質(zhì)就是結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的高內(nèi)能物質(zhì)要盡可能轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)對(duì)稱的低內(nèi)能物質(zhì).化學(xué)反應(yīng)按其本質(zhì)一般可以分成三類:
取代反應(yīng)、加成反應(yīng)和縮合反應(yīng).這三類反應(yīng)對(duì)于無(wú)機(jī)和有機(jī)反應(yīng)均適用.由此我們可以考查諸如此類問(wèn)題:“夏日炎炎,馬路灑水車?yán)镅b的水中常常添加CaCl2 請(qǐng)問(wèn)這是為什么?長(zhǎng)時(shí)間噴灑含有CaCl2的水對(duì)馬路有何影響?”這類試題初看起來(lái)無(wú)從下手.但仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)實(shí)際上就是考查結(jié)晶水合物問(wèn)題.若考生具備了解答這類試題的能力,也就具備了解答試題中涉及的開(kāi)放式問(wèn)題的能力,其成功的可能性最大,因?yàn)檫@類試題最難得分.
4.關(guān)注好學(xué)科交叉部分
物理學(xué)的電學(xué)與化學(xué)的電解、電池,物理學(xué)的熱學(xué)與化學(xué)的氣體實(shí)驗(yàn),物理學(xué)的原子核物理學(xué)與化學(xué)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)間有著密切的聯(lián)系,化學(xué)是生物學(xué)的理論基礎(chǔ).生物中的各種變化多為有機(jī)化學(xué)的反應(yīng).化學(xué)與環(huán)境、能源、醫(yī)學(xué)、生命醫(yī)學(xué)均有密切聯(lián)系.在自主招生備考中應(yīng)給予高度關(guān)注.因?yàn)檫@些問(wèn)題很能考查考生的綜合素質(zhì).
5.要注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作
要注意化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、理解實(shí)驗(yàn)原理.能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).把動(dòng)手操作與動(dòng)腦思考結(jié)合起來(lái),把實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái).要會(huì)處理實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題,會(huì)觀察、分析和解釋實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象.得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.從而揭示事物的本質(zhì).要能發(fā)揮刨造性思維、能根據(jù)試題要求,靈活運(yùn)用學(xué)科理論知識(shí).設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案.
總之,自主招生選拔考試是對(duì)智優(yōu)思辨型學(xué)生的選拔,它要求學(xué)生的能力很高,在備考復(fù)習(xí)過(guò)程中需要付出的很多 ,希望自己的一點(diǎn)粗淺看法能對(duì)考生有些許幫助!
參考文獻(xiàn):
[ 1 ]董金水.大學(xué)自主招生化學(xué)命題特點(diǎn)及備考知識(shí)點(diǎn)[J].化學(xué)教學(xué).2011(10):54-55.
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);環(huán)境保護(hù);生物技術(shù)
人類正面臨有史以來(lái)最嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī),由于人口急劇的增加,資源的消耗日益擴(kuò)大,人均耕地、淡水和礦產(chǎn)等資源占有量逐漸減少,人口與資源的矛盾越來(lái)越尖銳;環(huán)保問(wèn)題就成為經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要問(wèn)題之一。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的化學(xué)工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè),在為創(chuàng)造人類的物質(zhì)文明作出重要貢獻(xiàn)的同時(shí),在生產(chǎn)活動(dòng)中不斷排放出大量有毒物質(zhì),化學(xué)工業(yè)也為環(huán)境和人類的健康帶來(lái)一定的危害。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)環(huán)境的治理,已開(kāi)始從治標(biāo),即從末端治理污染轉(zhuǎn)向治本,即開(kāi)發(fā)清潔工業(yè)技術(shù),消減污染源頭,生產(chǎn)環(huán)境友好產(chǎn)品。“綠色技術(shù)”已成為21世紀(jì)化工技術(shù)與化學(xué)研究的熱點(diǎn)和重要科技前沿。
綠色化學(xué)又稱綠色技術(shù)、環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。綠色化學(xué)即是用化學(xué)及其它技術(shù)和方法去減少或消除那些對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。
化學(xué)可以粗略地看作是研究從一種物質(zhì)向另一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化的科學(xué)。傳統(tǒng)的化學(xué)雖然可以得到人類需要的新物質(zhì),但是在許多場(chǎng)合中卻既未有效地利用資源,又產(chǎn)生大量排放物,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。綠色化學(xué)則是更高層次的化學(xué),它的主要特點(diǎn)是“原子經(jīng)濟(jì)性”,即在獲得物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程中充分利用每個(gè)原料原子,實(shí)現(xiàn)“零排放”,因此既可以充分利用資源,又不產(chǎn)生污染。傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變可以看作是化學(xué)從“粗放型”向“集約型”的轉(zhuǎn)變。綠色化學(xué)可以變廢為寶,可使經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。綠色化學(xué)已在全世界興起,它對(duì)我國(guó)這樣新興的發(fā)展中國(guó)家更是一個(gè)難得的機(jī)遇。
1采用無(wú)毒、無(wú)害并可循環(huán)使用的新物料
1.1原料選擇
工業(yè)化的發(fā)展為人類提供了許多新物料,它們?cè)诓粩喔纳迫祟愇镔|(zhì)生活的同時(shí),也帶來(lái)大量生活廢物,使人類的生活環(huán)境迅速惡化。為了既不降低人類的生活水平,又不破壞環(huán)境,我們必須研制并采用對(duì)環(huán)境無(wú)毒無(wú)害又可循環(huán)使用的新物料。
以塑料為例,據(jù)統(tǒng)計(jì),到1989年美國(guó)在包裝上使用的塑料就超過(guò)55.43億kg(20世紀(jì)90年代數(shù)量進(jìn)一步上升),打開(kāi)包裝后即被拋棄,這些塑料廢物破壞環(huán)境是我們面臨的一大問(wèn)題:掩埋它們將永久留在土地里中;焚燒它們會(huì)放出劇毒。
我國(guó)也大量使用塑料包裝,而且在農(nóng)村還廣泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越來(lái)越嚴(yán)重。解決這個(gè)問(wèn)題的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前國(guó)際上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已經(jīng)投入生產(chǎn)。光生物雙降解塑料研究是我國(guó)“八五”科技攻關(guān)的一個(gè)重大項(xiàng)目,已取得一些進(jìn)展。
1.2溶劑的選擇
大量的與化學(xué)制造相關(guān)的污染問(wèn)題不僅來(lái)源于原料和產(chǎn)品,而且源自在其制造過(guò)程中使用的物質(zhì)。最常見(jiàn)的是在反應(yīng)介質(zhì),分離和配方中所用的溶劑。在傳統(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)中,有機(jī)溶劑是最常用的反應(yīng)介質(zhì),這主要是因?yàn)樗鼈兡茌^好地溶解有機(jī)化合物。但有機(jī)溶劑的毒性和難以回收又使之成為對(duì)環(huán)境有害的因素。因此,在無(wú)溶劑存在下進(jìn)行的有機(jī)反應(yīng),用水作反應(yīng)介質(zhì),以及超臨界流體作反應(yīng)介質(zhì)或萃取溶劑將成為發(fā)展?jié)崈艉铣傻闹匾緩健?/p>
1.2.1固相反應(yīng)
固相化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上是在無(wú)溶劑化作用的新穎化學(xué)環(huán)境下進(jìn)行的反應(yīng),有時(shí)可比溶液反應(yīng)更為有效并達(dá)到更好的選擇性。它是避免使用揮發(fā)性溶劑的一個(gè)研究動(dòng)向。
1.2.2以水為溶劑的反應(yīng)
由于大多數(shù)有機(jī)化合物在水中的溶解性差,而且許多試劑在水中會(huì)分解,因此一般避免用水作反應(yīng)介質(zhì)。但水作為反應(yīng)溶劑有其獨(dú)特的優(yōu)越性,因?yàn)樗堑厍蛏献匀回S度最高的“溶劑”,價(jià)廉、無(wú)毒、不危害環(huán)境。此外水溶劑特有的疏水效用對(duì)一些重要有機(jī)轉(zhuǎn)化是十分有益的,有時(shí)可提高反應(yīng)速率和選擇性,更何況生命體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)大多是在水中進(jìn)行的。
水相有機(jī)合成在有機(jī)金屬類反應(yīng),水相Lewis酸催化的反應(yīng)現(xiàn)都已取得較大進(jìn)展。因此在某些有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中,開(kāi)發(fā)利用以水作溶劑是大有可為的。
1.2.3超臨界流體作為有機(jī)溶劑
超臨界流體是指超臨界溫度及超臨界壓力下的流體,是一種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的流體。在無(wú)毒無(wú)害溶劑的研究中,最活躍的研究項(xiàng)目是開(kāi)發(fā)超臨界流體(SCF),特別是超臨界CO2作溶劑。超臨界CO2是指溫度和壓力在其臨界點(diǎn)(31.10℃,7477.79KPa)以上的CO2流體。它通常具有流體的密度,因而有常規(guī)常態(tài)溶劑的溶解度;在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質(zhì)速度。而且,由于具有很大的可壓縮性,流體的密度,溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來(lái)調(diào)節(jié)。其最大優(yōu)點(diǎn)是無(wú)毒、不可燃、價(jià)廉等。
1.3催化劑的選擇
許多傳統(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)用到酸、堿液體催化劑。如烴類的烷基化反應(yīng)一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸做催化劑,這些液體酸催化劑的共同缺點(diǎn)是:對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,對(duì)人身危害和產(chǎn)生廢渣污染環(huán)境。為了保護(hù)環(huán)境,多年來(lái)人們從分子篩、雜多酸、超強(qiáng)酸等新催化材料入手,大力開(kāi)發(fā)固體酸做為烷基催化劑。其中采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術(shù)較為成熟,這種催化劑選擇性高,乙苯收率超過(guò)99.6%,而且催化劑壽命長(zhǎng)。
2化學(xué)反應(yīng)的綠色化
為了節(jié)約資源和減少污染,合成效率成了當(dāng)今合成方法學(xué)研究中關(guān)注的焦點(diǎn)。合成效率包括兩方面,一是選擇性(化學(xué)、區(qū)域、非對(duì)映體和對(duì)映體選擇性),另一個(gè)就是原子經(jīng)濟(jì)性,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百的轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢棄物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。為此,化學(xué)化工工作者在設(shè)計(jì)合成路線時(shí),要減少“中轉(zhuǎn)”、增加“直快”、“特快”,更加經(jīng)濟(jì)合理地利用原料分子中的每一個(gè)原子,減少中間產(chǎn)物的形成,少用或不用保護(hù)基或離去基,避免副產(chǎn)物或廢棄物的產(chǎn)生。實(shí)現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)的有效手段很多,在些不作贅述。超級(jí)秘書網(wǎng)
3生物技術(shù)的應(yīng)用
生物科學(xué)是當(dāng)代科學(xué)的前沿。生物技術(shù)是世界范圍內(nèi)新技術(shù)革命的重要組成部分,生物化工是21世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一,它將成為創(chuàng)造巨大社會(huì)財(cái)富的重要產(chǎn)業(yè)體系。采用生物技術(shù)已在能源、采油、采礦、肥料、農(nóng)藥、蛋白質(zhì)、聚合物、表面活性劑、催化劑、基本有機(jī)化工原料、精細(xì)化學(xué)品的制造等方面得到廣泛應(yīng)用。從發(fā)展綠色化學(xué)的角度出發(fā),它最大的特點(diǎn)和魅力就在節(jié)約能源和易于實(shí)現(xiàn)無(wú)污染生產(chǎn)而且可以實(shí)現(xiàn)用一般化工技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的化工過(guò)程,其產(chǎn)品常常又具有特殊性能。因此,生物技術(shù)的研究和應(yīng)用倍受青睞。
綠色化學(xué)是人類的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略任務(wù)。綠色化學(xué)的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點(diǎn)來(lái)重新審視和改革傳統(tǒng)化學(xué),從而使我們對(duì)環(huán)境的治理可以從治標(biāo)中轉(zhuǎn)向治本。綠色化學(xué)的發(fā)展不僅將對(duì)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生重大影響,而且將為我國(guó)的企業(yè)與國(guó)際接軌創(chuàng)造條件。
參考文獻(xiàn)
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2閔思澤.環(huán)境友好石油煉制技術(shù)的發(fā)展[J].化學(xué)進(jìn)展,1998(1)
關(guān)鍵詞:有效性 高中化學(xué) 教 學(xué)
一、發(fā)揮教師"教"的有效性
1、提高教師課前備課的有效性
有效的課前備課,是實(shí)現(xiàn)有效課堂教學(xué)的前提和關(guān)鍵。新課改下的化學(xué)課堂教學(xué)要求結(jié)合實(shí)際,改革備課形式,豐富備課內(nèi)容,進(jìn)行有效備課。其中備課包括備教材、備學(xué)生、備板書、備教具等。教師在備課時(shí),在確定課堂教學(xué)目的和要求的基礎(chǔ)上,首先要備教材,即要從整體上認(rèn)識(shí)教材,并用聯(lián)系的觀點(diǎn)分析教材,在理解的基礎(chǔ)上讀懂教材,通過(guò)反復(fù)閱讀教材并查閱有關(guān)資料,了解教材編寫的指導(dǎo)思想,主要特點(diǎn),結(jié)構(gòu)體例,了解教材的每個(gè)單元和每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo),重點(diǎn)、難點(diǎn)。其次要備學(xué)生,從學(xué)生角度來(lái)設(shè)計(jì)課程,要考慮學(xué)生的年齡特點(diǎn)、個(gè)性特點(diǎn)和已有知識(shí)水平,考慮到學(xué)生的接受能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后教師備課時(shí)要特別注意板書及教具的提前構(gòu)思和準(zhǔn)備,確定板書及教具的書寫和使用,有效提高課堂效果。
2、課堂有效教學(xué)要注重多環(huán)節(jié)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
①教師教學(xué)課題導(dǎo)入要注重有效性
"良好的開(kāi)端是成功的一半",好的教學(xué)課題導(dǎo)入方法,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,凝聚學(xué)生的注意力,發(fā)揮較強(qiáng)的思維啟發(fā)性作用。例如,高二化學(xué)課程中"原電池原理及其應(yīng)用"教學(xué)課題的導(dǎo)入,可從伏特發(fā)明電池的經(jīng)過(guò)開(kāi)始,從伏特用青蛙做實(shí)驗(yàn),找到"動(dòng)物肌肉里貯存著電"的秘密所在,再以伏特用兩片不同的金屬在自己的舌頭上做實(shí)驗(yàn)、體味口中的滋味的事例為例證,以講故事的方法引入課題,可以比較有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲,使學(xué)生對(duì)后面的演示實(shí)驗(yàn)格外有興趣,同時(shí)也真正理解了原電池產(chǎn)生電流的原理,這樣使教學(xué)充滿趣味性,在生動(dòng)的演示與講解中進(jìn)行教學(xué),就能引起學(xué)生的求知欲,以便提高課堂教學(xué)有效性。
②教師要充分利用現(xiàn)代化教學(xué)工具,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)
現(xiàn)代教育注重以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心的素質(zhì)教育。因此,課堂教學(xué)要根據(jù)由具體到抽象的認(rèn)知規(guī)律和中學(xué)生的心理特點(diǎn),充分利用投影儀、錄像、計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備以圖像、動(dòng)畫、影像、聲音等多種媒體來(lái)輔助教學(xué),逼真地表現(xiàn)事物的存在和動(dòng)態(tài)變化,以吸引學(xué)生的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué),幫助學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)過(guò)渡,達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的目的。例如,在學(xué)習(xí)"原子結(jié)構(gòu)"時(shí),可以先播放一段原子彈爆炸的錄相,然后引導(dǎo)學(xué)生:原子核能威力強(qiáng)大,要了解原子核能首先得知道原子及原子核的結(jié)構(gòu),之后用多媒體模擬原子及原子核的結(jié)構(gòu),再用動(dòng)畫模擬原子核外電子的運(yùn)動(dòng),最后用動(dòng)畫方式模擬氫核聚變和重核裂變的過(guò)程。
(3)高中化學(xué)課堂有效教學(xué)要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的有效性
演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課堂教學(xué)的重要組成部分,化學(xué)課堂講授的有效性主要依賴實(shí)驗(yàn)功能的發(fā)揮;是學(xué)生獲取知識(shí)、活躍思維、激發(fā)興趣、培養(yǎng)能力的重要手段。因此,教師要充分重視實(shí)驗(yàn)功能的有效發(fā)揮,充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)以發(fā)揮課堂教學(xué)的有效性。例如,在學(xué)習(xí)"鹽的水解"時(shí),首先安排學(xué)生做了在醋酸鈉、氯化銨、氯化鈉三種鹽的水溶液中分別滴入石蕊試液的分組實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生仔細(xì)觀察顏色的變化。酸和堿能使指示劑變色,有些鹽為何也能使指示劑變色?實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生情緒高漲、興趣油然而生,教師便可以因勢(shì)利導(dǎo),讓學(xué)生繼續(xù)探索新問(wèn)題。
二、發(fā)揮學(xué)生"學(xué)"的有效性
有效教學(xué)理念下學(xué)生的"學(xué)"當(dāng)然不能一成不變。在對(duì)教師"教"的有效性認(rèn)識(shí)和策略有所理解的同時(shí),更要發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用,探索學(xué)生"學(xué)"的有效途徑,發(fā)展多樣化的學(xué)習(xí)方式,本文將總結(jié)兩種有效"學(xué)"的方式,以供參考。
1、學(xué)生要學(xué)會(huì)在研究中學(xué)習(xí) ―― 研究性學(xué)習(xí)方式的探索
研究型學(xué)習(xí)方式主要是學(xué)生通過(guò)聯(lián)系社會(huì)實(shí)際,通過(guò)親身體驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí),以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。高中新教材第一冊(cè)、第二冊(cè)附加了5-6個(gè)選做實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)的共同特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)用品都來(lái)源于生活中常見(jiàn)的物質(zhì),比如天然水的凈化、海帶成分的檢驗(yàn)、化學(xué)肥料的鑒別等。從實(shí)際生活出發(fā),從身邊熟悉的物質(zhì)入手,激發(fā)學(xué)生濃厚的興趣,提出問(wèn)題,親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,再通過(guò)自己多種多樣解決問(wèn)題的方法展開(kāi)研究性學(xué)習(xí),獲得直接知識(shí)和情感經(jīng)驗(yàn)。相信在這個(gè)過(guò)程中,不僅僅是讓學(xué)生學(xué)會(huì)了知識(shí),更多的是培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力、與人交流和合作的能力、總結(jié)歸納能力、養(yǎng)成科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度和研究態(tài)度,因此研究性學(xué)習(xí)應(yīng)該是值得我們探討的一種學(xué)習(xí)方式。
關(guān)鍵詞:科學(xué)素養(yǎng);活動(dòng)?探究;滲透;創(chuàng)新;拓展
【中圖分類號(hào)】G633.8
以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為主旨的高中化學(xué)新課程改革,其突出特征就是強(qiáng)調(diào)活動(dòng)?探究。活動(dòng)?探究既是課程目標(biāo)的重要組成部分,又是一種重要的學(xué)習(xí)方式。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))以“活動(dòng)與探究建議”的形式將活動(dòng)?探究列入了所有課程模塊的內(nèi)容主題中,新課標(biāo)魯科版的化學(xué)教材中,設(shè)置了“活動(dòng)?探究”欄目,來(lái)突出強(qiáng)化活動(dòng)?探究在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要地位。怎樣合理有效地利用好教材中的這些欄目,對(duì)于深入貫徹新課程理念,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,有著十分重要的意義。而在實(shí)際教學(xué)中卻出現(xiàn)了如“照方抓藥”式的實(shí)驗(yàn)背離探究活動(dòng)的主旨、“就題論題”式的推理忽視科學(xué)方法的滲透等對(duì)“探究”欄目的理解和把握上存在偏差的問(wèn)題,因此筆者以魯科版化學(xué)必修1教材為例,淺析“活動(dòng)?探究”的特點(diǎn)及使用策略的點(diǎn)滴想法,以求同仁商榷。
一、魯科版必修化學(xué)教材“活動(dòng)?探究”欄目的主要特點(diǎn)
1.突出實(shí)驗(yàn)操作,培養(yǎng)在探究活動(dòng)中規(guī)范的動(dòng)手能力
魯科版必修教材中的“活動(dòng)?探究”欄目明確了以實(shí)驗(yàn)探究為其探究的基本方式。教材的這種安排既突出了實(shí)驗(yàn)作為主要探究方式的基礎(chǔ)地位,又體現(xiàn)了新課程“在做中學(xué)”的基本理念,對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、啟迪科學(xué)思維、訓(xùn)練科學(xué)方法、提高科學(xué)素養(yǎng)具有十分重要的意義。
2.多種活動(dòng)并舉,強(qiáng)化在探究活動(dòng)中靈活的思維形式
在教材安排的“活動(dòng)?探究”欄目中,設(shè)置多種活動(dòng)形式讓學(xué)生參與,并在課后習(xí)題中給予有效補(bǔ)充,如實(shí)驗(yàn)操作、方案設(shè)計(jì)、方案評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)分析、科學(xué)推理等,意在給學(xué)生提供足夠的機(jī)會(huì)親自動(dòng)手搜集有關(guān)材料,尋求解決問(wèn)題的策略,讓學(xué)生全身心參與到探究中,從多方位、多角度經(jīng)歷和體驗(yàn)探究活動(dòng)的全過(guò)程,從而培養(yǎng)其多方面的能力。
3.滲透思想和方法,養(yǎng)成在探究活動(dòng)中嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)
教材“活動(dòng)?探究”欄目的設(shè)置還有一個(gè)非常鮮明的特點(diǎn),就是在活動(dòng)中滲透科學(xué)研究中常用的思想和方法。真實(shí)地“再現(xiàn)”科學(xué)家的科學(xué)探索歷程,讓學(xué)生了解進(jìn)行活動(dòng)?探究活動(dòng)的一般思路和方法,充分感受比較、分類、歸納、概括等思想方法在科學(xué)研究中的應(yīng)用,這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變和科學(xué)世界觀的形成都具有非常積極的意義。
二、魯科版化學(xué)必修1教材“活動(dòng)?探究”欄目的教學(xué)策略
1.靈活安排教學(xué)時(shí)間,適度整合探究?jī)?nèi)容
新課標(biāo)是以知識(shí)的螺旋式上升為特點(diǎn),不同于原有教材的知識(shí)的系統(tǒng)性,因此整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)要做到科學(xué)安排,合理預(yù)留探究時(shí)間,為學(xué)生的探索發(fā)現(xiàn)提供足夠的空間;同時(shí)對(duì)于教材中的探究欄目也不能盲目套用,而要根據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)對(duì)相關(guān)欄目進(jìn)行適度的整合或改造,更好地踐行“用教材教”的理念。
例如,在進(jìn)行必修1第3章第3節(jié)的“活動(dòng)?探究”不同價(jià)態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化,需要引導(dǎo)學(xué)生與氧化還原反應(yīng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整合,把學(xué)生在已知基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)計(jì)變成在未知狀態(tài)下探索發(fā)現(xiàn)的過(guò)程,更加契合探究的涵義,同時(shí)適度的整合也會(huì)大大提高課堂教學(xué)效率。
2.預(yù)先設(shè)計(jì)探究方案,提高科學(xué)規(guī)劃能力
科學(xué)有效的探究方案是成功進(jìn)行探究活動(dòng)的必要前提或基礎(chǔ)。因此在探究之前,一定要引導(dǎo)學(xué)生明確探究目的,預(yù)先設(shè)計(jì)可行的探究方案,這樣有助于提高學(xué)生的思維能力和規(guī)劃能力。科學(xué)的探究方案應(yīng)包括探究目的、科學(xué)假設(shè)、實(shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)裝置、操作步驟等幾個(gè)重要組成部分。在具體的教學(xué)過(guò)程中探究方案的幾個(gè)環(huán)節(jié)缺一不可,使學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范的探究習(xí)慣,提高科學(xué)的規(guī)劃能力。
例如,教材必修1第2章第3節(jié)的“活動(dòng)?探究”要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵及其化合物的氧化性和還原性。在教學(xué)過(guò)程中,教師可引導(dǎo)學(xué)生在獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上通過(guò)小組討論確定理想的探究方案:明確探究目的,做出科學(xué)假設(shè),設(shè)計(jì)合理裝置和操作步驟進(jìn)行探究,從而強(qiáng)化學(xué)生的活動(dòng)?探究意識(shí),提高活動(dòng)?探究能力。
3.理論實(shí)驗(yàn)相互結(jié)合,突出實(shí)驗(yàn)探究方式
以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的基本特征。開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的教學(xué)情境、啟迪學(xué)生的思維,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)起著舉足輕重的作用。雖然,在探究活動(dòng)中離不開(kāi)必要的理論假設(shè)與邏輯推理,但實(shí)驗(yàn)探究仍是科學(xué)研究的必由途徑之一。因此,在利用“活動(dòng)?探究”欄目進(jìn)行教學(xué)時(shí),必須凸顯實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)地位,讓學(xué)生盡可能通過(guò)動(dòng)手操作積極尋求解決問(wèn)題的出路,切忌將探究活動(dòng)搞成純理論推導(dǎo)的過(guò)程。
4.關(guān)注過(guò)程中生成的問(wèn)題,激發(fā)繼續(xù)探究興趣
在探究活動(dòng)中,教師是激發(fā)、鼓勵(lì)、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的引導(dǎo)者、促進(jìn)者和支持者。教學(xué)實(shí)踐中,教師要積極關(guān)注學(xué)生在探究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題或異常現(xiàn)象,并激勵(lì)其進(jìn)行積極思考或進(jìn)一步的探究,必要時(shí)可提供一定的指導(dǎo),以保持或進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)的熱情,充分發(fā)揮教學(xué)生成資源對(duì)開(kāi)發(fā)學(xué)生思維、拓展學(xué)生視野的獨(dú)特作用。
例如,在教材必修1第1章第2節(jié)課后“練習(xí)與活動(dòng)”中的第3題,教材中并未設(shè)置“活動(dòng)?探究”欄目,但是根據(jù)習(xí)題內(nèi)容的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成過(guò)氧化鈉性質(zhì)的探究活動(dòng),進(jìn)一步驗(yàn)證過(guò)氧化鈉具有氧化性和漂白性,鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè),努力探索,尋求合理的現(xiàn)象解釋,使其在后續(xù)的活動(dòng)中得到極大的鍛煉,獲得巨大的成就感。
5.重視思想方法滲透,提高學(xué)生科學(xué)品質(zhì)
探究學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要方式,也是引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)方法、培養(yǎng)科學(xué)品質(zhì)的重要途徑。因此,在“活動(dòng)?探究”欄目的使用過(guò)程中,教師要注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)、觀察、資料收集、數(shù)據(jù)處理、類比、對(duì)比等科學(xué)思想方法的理解與體會(huì),增進(jìn)對(duì)探究活動(dòng)實(shí)質(zhì)的深層把握,并且在探究活動(dòng)完成后還要督促學(xué)生及時(shí)對(duì)探究過(guò)程進(jìn)行總結(jié)反思,完成探究實(shí)驗(yàn)報(bào)告,從而培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)的探究精神,全面提高其科學(xué)素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:特殊土地基;工程特性;地基處理
一、幾類特色土的相關(guān)簡(jiǎn)介
特殊土顧名思義就是區(qū)別于普通性質(zhì)的土,主要是在特殊的地理外部環(huán)境下所形成的,有著特殊性質(zhì)的土。一般包括四大類型,即雜填土、膨脹土、鹽漬土、濕陷性黃土。這幾大類型的特點(diǎn)均不一樣。
1.雜填土
雜填土主要是由垃圾所造成的,一般現(xiàn)出在老的居民區(qū)及工礦區(qū)內(nèi),是人們生活垃圾堆放所產(chǎn)生的垃圾土,包括建筑垃圾、生活垃圾和工業(yè)垃圾。其主要特點(diǎn)是成分復(fù)雜多樣、性質(zhì)各不相同、不具有規(guī)律性、堆積不規(guī)則等。
2.膨脹土
膨脹土是指中黏粒成份由親水性礦物組成的,有著吸水膨脹、失水收縮兩種特性。一般承載能力比較高,其特點(diǎn)在于浸水承載力減少、干縮裂隙發(fā)育、反復(fù)脹縮變形等,性質(zhì)不穩(wěn)定。
3.鹽漬土
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),鹽漬土就是地表面下土層含鹽量高的土種,鹽分的含量指標(biāo)因不同的鹽分而不同。其對(duì)基礎(chǔ)或是地下設(shè)施會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶性腐蝕的作用。在地下水位或是水位變化幅度大的地方是以物理侵蝕為主,鹽分在毛細(xì)管作用下對(duì)基礎(chǔ)或是墻體進(jìn)行侵入,水分蒸發(fā)鹽類析出,讓建筑物的表面松動(dòng)、脫落。同時(shí),在地下水位淺和變化幅度小的地方,鹽漬土還會(huì)產(chǎn)生化學(xué)的腐蝕作用,不單對(duì)混凝土有腐蝕的作用,也會(huì)對(duì)鋼筋產(chǎn)生一定的銹蝕。
4.濕陷性黃土
濕陷性黃土指的是被水浸漬之后,會(huì)容易深陷的一種黃色土種。在上覆土層自重應(yīng)力的作用下,又或是在自重力以及附加應(yīng)力的一起作用下,因?yàn)榻蠼Y(jié)構(gòu)發(fā)生破壞而發(fā)生明確的附加變形土,是特殊土的一種。一般廣泛分布在東北和西北,在華中以及華東各部分地區(qū)也多見(jiàn)濕陷性黃土。本甚微的土質(zhì)比較均勻、結(jié)構(gòu)松散。在未受到水浸時(shí)強(qiáng)度比較高,壓縮性比較小。但是一旦受到一定壓力的水浸后土結(jié)構(gòu)會(huì)快速破壞,產(chǎn)生大附加的下沉,強(qiáng)度也會(huì)快速降低,因此對(duì)基地基的處理非常重要。
二、特殊土地基加固的處理方法
一般來(lái)說(shuō),人工地基處理方法有振沖、強(qiáng)夯、夯實(shí)、化學(xué)加固等等,以下就簡(jiǎn)單介紹幾種常用的處理方法:
1.換填法
當(dāng)建筑物的基礎(chǔ)下的持力層過(guò)于軟弱或是無(wú)法滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)于土耳其的要求時(shí),需要用換土墊層的方法來(lái)對(duì)軟弱的地基進(jìn)行處理。一般是把基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)土層除去,之后回填一些強(qiáng)度比較大的砂、灰土、碎石等等,同時(shí)夯實(shí)、緊密。主要處理方法如下:先把基礎(chǔ)底層以下,一定范圍內(nèi)軟弱土層去除,之后進(jìn)行回填的工作,同時(shí)要注意回填的材料應(yīng)該是強(qiáng)度高、壓縮性低,沒(méi)有侵蝕性的材料,例如灰土、粗砂、素土、礦渣等,最后再分層進(jìn)行夯實(shí)處理,將其作成地基的持力層。
第一,砂及砂石墊層。這兩種墊層是把基礎(chǔ)下面一定厚度軟弱土層進(jìn)行去除,之后用強(qiáng)度較大的碎石等進(jìn)行回填,同時(shí)分層進(jìn)行夯實(shí)處理再加以緊密的工作,以此作為地基的持力層。此處理方法工藝非常簡(jiǎn)單,而且工期比較短,再加上造價(jià)低等特點(diǎn),特別合適用來(lái)處理透水性強(qiáng)的軟弱黏性土的地基,但要注意對(duì)于不透水的熟性土地基、濕陷性黃土地基等加固是不合適的,以此來(lái)避免引起地基的大量下沉,減少承載能力。
第二,灰土墊層。灰土墊層是把基礎(chǔ)底面下的一定范圍內(nèi)的軟弱土層除去,根。據(jù)一定體積比例,配合好石灰以及黏性土拌以及均勻后在最佳含水量情況的下,分層進(jìn)行回填夯實(shí)、壓實(shí)的處理。灰土墊層適合于地下水位低,其基層經(jīng)常處在比較干燥狀態(tài)下一般黏性土地基加固。此墊層有著一定的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性以有抗?jié)B性,施工的工藝比較簡(jiǎn)單,取材也比較容易,而且費(fèi)且合適,適用于處理1-4m厚的軟弱土層、雜填土、濕陷性黃土等等,同時(shí)也可用于結(jié)構(gòu)輔助防滲層。
2.強(qiáng)夯法
這種方法是用起重設(shè)備,如起重的機(jī)械手抬起,約8到30噸的重量,從6到30m的高處做自由下落的工作,對(duì)地基進(jìn)行反映打擊,以此來(lái)進(jìn)行強(qiáng)和夯實(shí)的處理。強(qiáng)夯法屬于高能量的夯基,沖擊的能量非常大,使土地出現(xiàn)沖擊波以及非常大的沖擊應(yīng)力,由地面夯點(diǎn)發(fā)生的縱、橫兩波可以傳達(dá)到土地的深層處,讓土體中的孔裂受到強(qiáng)迫的壓縮,讓土體可以產(chǎn)生局部的液化,從而讓土體可以得到固定與結(jié)合,讓淺層與深層的土體都可以不同程度的加固,大大提升了地基的承載能力,同時(shí)還可以減少其壓縮性。
3.振沖法
振沖法的全稱為振動(dòng)水沖擊法,主要是用起重機(jī)抬起振沖器,同時(shí)啟動(dòng)潛水電機(jī)帶動(dòng)偏心塊,讓振沖器可以產(chǎn)生高頻率的振動(dòng),并且在同一時(shí)刻開(kāi)動(dòng)水泵,通過(guò)噴射高壓水流,在土中形成振沖孔,同時(shí)在振動(dòng)沖水的過(guò)程中,分批次填料(材料主要是以砂石骨料為主),借用振沖器的垂直、水平振動(dòng)對(duì)填料進(jìn)行密實(shí)的處理,形成砂石樁體和原地基所構(gòu)成的復(fù)合地基,以此來(lái)提升地基的承載能力以及優(yōu)化土體的排水、降壓的通道,同時(shí)對(duì)可能發(fā)生液體砂土產(chǎn)生一定的預(yù)振效應(yīng),防止其液化,并且減少地基的沉降。
一般來(lái)說(shuō),根據(jù)土的性質(zhì)不同,振沖法有兩種不同的形式,分別是振沖置換法、振沖密實(shí)法。例如,在粘性土中,其振沖法所起的作用是置換,通過(guò)置換之后填料形成樁體及土組成復(fù)合的地基;在砂土中主要是起到密實(shí)、液化的作用,其所處理的深度一般可以達(dá)到10m左右。
通過(guò)這種方法來(lái)對(duì)地基進(jìn)行加固,具有以下優(yōu)點(diǎn):大量節(jié)省了水泥、鋼材,施工方便、加固周期時(shí)間不長(zhǎng),材料獲得容易,費(fèi)用低,可以說(shuō)一種非常經(jīng)常、有效的加固方法。通常此方法比較合適用在松散的砂土土耳其,對(duì)于黏性土以及人工填土的地基很有效。
4.預(yù)壓法
預(yù)壓法一般適用于淤泥或是淤泥質(zhì)土中,還有沖填土、飽和粘性土的地基。根據(jù)預(yù)壓法的不同,一般可以分成堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓分成塑料排水帶、砂井地基堆載預(yù)壓、天然地基堆載預(yù)壓。
5.灰土擠壓樁法
這種方法是利用沖擊沉管等方法在地基中將土擠壓成孔,之后向孔內(nèi)夯填素土或是灰土進(jìn)行成樁的處理。在成孔的時(shí)候,樁孔的部位的土被往著側(cè)向擠出,從而加密周圍的土。一般來(lái)說(shuō),這種方法合適用來(lái)處理地下水位這上的,天然含水量在百分之十二到二十五之間、厚度在5-15m左右的雜填土、素填土、含水度大軟弱地基、濕陷土等,把土擠密或是消除濕隱性的效果非常明顯,在處理之后,其地基的承載能力可以提升至少一倍,而且還可以節(jié)省大量的土方,讓造價(jià)減少至少百分之七十左右。
三、結(jié)語(yǔ)
伴隨著地基處理工程的發(fā)展、實(shí)踐,在施工過(guò)程中所面對(duì)的地基處理情況會(huì)越來(lái)越多,而地基的處理方法也非常多,所以一定要針對(duì)不同的地質(zhì)條件,結(jié)合多方面的情況進(jìn)行綜合考慮,選擇最合適、正確的地基處理方法。
參考文獻(xiàn):
[1]施應(yīng)泉;特殊土種地基工程特性及地基處理研究[J];工程技術(shù),2013(06):68.
[2]肖堯;幾種特殊土地基的工程特性及地基處理分析[J];管理科學(xué),2012(29):121.
【關(guān)鍵詞】帷幕注漿 注漿材料選擇
中圖分類號(hào): U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、前言
現(xiàn)在注漿工藝越來(lái)越收到人們的重視,但是目前的注漿材料有很多種,需要我們?nèi)シ直孀{材料的適用性在隧道工程的施工中帷幕注漿是施工的一個(gè)重要因素,而材料的選擇對(duì)施工質(zhì)量有著決定性作用。由于本身的地形因素和特點(diǎn),我們應(yīng)具體問(wèn)題具體分析。
二、帷幕注漿技術(shù)簡(jiǎn)介
注漿技術(shù)是以堵水和加固巖土為目的的,實(shí)用性強(qiáng),應(yīng)用范圍廣,在隧道及地下工程中,注漿技術(shù)主要用于軟土地層的加固、富水?dāng)鄬悠扑閹У亩滤庸痰?由于圍巖軟弱破碎,穩(wěn)定性差,加之水的影響,采用一般的方法,施工極其困難,掘進(jìn)速度慢,施工安全難以保證。在這種不良地質(zhì)地段施工,采用深孔超前帷幕注漿全封閉固結(jié)止水技術(shù),是一種安全可靠的有效方法。
帷幕注漿技術(shù)是超前預(yù)注漿的一種,主要內(nèi)容包括注漿工藝、注漿材料和注漿設(shè)備等幾個(gè)方面。
1、工藝特點(diǎn)
1.1、工作面和周邊圍巖均布孔,進(jìn)行全斷面全封閉深孔注漿固結(jié)止水,在隧道開(kāi)挖斷面周邊能形成一定厚度的堵水帷幕,對(duì)于水源保護(hù)要求高、以堵為主的隧道和地下工程尤為合適。
1.2、注漿孔深度大,注漿段長(zhǎng)度20m以上,可減少注漿與開(kāi)挖工序的頻繁倒換和作業(yè)循環(huán)次數(shù),故能加快進(jìn)度。
1.3、主要用于鐵路、公路、水工隧道及其他地下工程的富水?dāng)鄬訋Ш蛙浫鯂鷰r施工。
2、基本原理
隧道帷幕注漿就是沿開(kāi)挖輪廓線(含底部)按軸向輻射狀布孔,按一定的間距,鉆一些直徑70~160mm的孔(孔深為20~50m),為了防止開(kāi)挖面涌水,在開(kāi)挖面中心也布孔。然后注入按一定比例配制而成的漿液,漿液滲透擴(kuò)散到破碎帶的孔隙中并快速凝固,與周圍破碎巖塊固結(jié)成具有一定強(qiáng)度的結(jié)石體,在隧道周邊及開(kāi)挖面形成一個(gè)堵水帷幕,切斷地下水流通路,并和周圍的巖體固結(jié)成一體,從而達(dá)到固結(jié)圍巖和止水,保持圍巖穩(wěn)定、增強(qiáng)施工安全的目的。
三、巖溶隧道帷幕注漿的技術(shù)要點(diǎn)
1、巖溶隧道帷幕注漿加固地基作用提高地基的承載能力,提高土體的強(qiáng)度和土體的側(cè)向抗壓力,滿足設(shè)計(jì)要求。
2、巖溶隧道帷幕注漿加固路基原理利用液壓、氣壓或電化學(xué)的原理,通過(guò)注漿管把漿液均勻地注入地層中。漿液以填充、滲透和擠密的方式,趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置。經(jīng)人工控制一段時(shí)間后,漿液將原來(lái)松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個(gè)路基整體,形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好、化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。
3、注漿溶液一般采用水泥漿液,用于控制漿液的凝膠時(shí)間多采用兩種溶液混合方式,如水泥漿和水玻璃。水泥漿適用于巖土加固,路基加固多采用的是水泥漿液
四、巖溶隧道帷幕注漿材料分類
1、注漿材料的定義及分類
定義:在壓力作用下注入地層、巖石或構(gòu)筑物的縫隙、孔洞中,達(dá)到增加承載能力、防止?jié)B漏及提高構(gòu)筑物整體性能等效果的流體材料。
分類:總體可以分為固體注漿材料和化學(xué)注漿材料兩大類。固體注漿材料是由固體顆粒和水組成的懸浮液,有水泥漿、水泥黏土漿、黏土漿、水泥水玻璃等4種。化學(xué)注漿材料是由化學(xué)藥劑制成的流動(dòng)性好的液體。用它能灌入比較細(xì)微的縫隙,還能根據(jù)需要調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間,有水玻璃類灌漿材料、環(huán)氧樹脂灌漿材料、甲凝等。
2、常用注漿材料在工程中的應(yīng)用及特點(diǎn)
首先先介紹一下固體注漿材料:
2.1、單液水泥漿類漿液:
單液水泥漿類漿液是以水泥為主,添加一定量的速凝劑,用水調(diào)劑成的漿液。它具有以下特點(diǎn):
凝結(jié)時(shí)間可根據(jù)實(shí)際需要隨意調(diào)節(jié),其變化范圍為幾十分鐘至幾小時(shí);漿液結(jié)石率較高,抗壓強(qiáng)度可達(dá)5~10Mpa,對(duì)于基巖裂隙中堵水和加固是完全能滿足要求的;抗?jié)B性能好; 工藝設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,較之雙液漿有更大的優(yōu)越性;難以注入0.2mm以下巖溶裂隙;漿液無(wú)毒性,對(duì)地下水和環(huán)境無(wú)污染,較之使用化學(xué)藥劑為添加劑的漿液更安全;來(lái)源豐富,價(jià)格便宜;凝結(jié)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。
根據(jù)注漿對(duì)漿液凝膠時(shí)間的要求,施工中試驗(yàn)人員在隧道內(nèi)對(duì)不同漿液配比進(jìn)行分組試驗(yàn),取得不同凝膠時(shí)間下的配比,供注漿選用。
2.2、水泥―水玻璃類漿液:
水泥―水玻璃類漿液是以水泥和水玻璃為主劑,兩者按一定的比例采用雙液方式注入,必要時(shí)加入緩凝劑(磷酸氫二鈉)所形成的注漿材料,是一種用途及其廣泛,使用效果良好的注漿材料。它具有以下特點(diǎn):
來(lái)源豐富,價(jià)格便宜;結(jié)石體抗壓強(qiáng)度高,可達(dá)5~20Mpa,但后期強(qiáng)度由于水玻璃的作用易降低;漿液結(jié)石率為100%,結(jié)石體滲透系數(shù)10~3cm/s,抗?jié)B性能好;難以注入0.2mm以下巖溶裂隙;采用雙液方式注入,施工工藝較單液復(fù)雜。
2.3、TGRM水泥基特種灌漿材料:
TGRM水泥基特種灌漿材料:是以特制的高性能水泥,配以適當(dāng)種類和數(shù)量的外加劑,共同混合均勻,制成具有早強(qiáng)、高性能的水硬性膠凝材料。它具有以下特點(diǎn):
比表面積大,可注入0.2mm以下巖溶裂隙中,彌補(bǔ)了普通水泥漿液在巖溶小裂隙中不易擴(kuò)散的不足;漿液結(jié)石率可達(dá)100%,抗壓強(qiáng)度可達(dá)50MPa以上;操作技術(shù)要求高;漿液無(wú)毒性,對(duì)地下水和環(huán)境無(wú)污染,較之使用化學(xué)藥劑為添加劑的漿液更安全;價(jià)格昂貴。
2.4、粘土漿。黏土漿使用中混散物的聚合體系,有水和固體顆粒粘土組成,故粘土懸浮液的性質(zhì)隨固相的數(shù)量及其水相互作用的情況,固相中所含混散性顆粒的數(shù)量以及粘土微粒中交替離子團(tuán)的成分而變化。就注漿技術(shù)而言,粘土漿比水泥漿的優(yōu)勢(shì)就是其可注性優(yōu)于水泥漿,因?yàn)檎惩恋姆稚⑿员容^高,所以在注漿過(guò)程中更容易被用來(lái)填充那些對(duì)顆粒細(xì)度要求比較高的工程。
2.5水玻璃類灌漿材料。水玻璃(硅酸鈉)是化學(xué)灌漿中最早使用的一種材料,水玻璃類漿液是由水玻璃溶液和相應(yīng)的膠凝劑組成。水玻璃類化學(xué)注漿材料分為堿性水玻璃和酸性水玻璃. 堿性水玻璃漿材的主要缺點(diǎn)是凝膠體有脫水收縮和腐蝕現(xiàn)象,耐久性較差及對(duì)環(huán)境有污染。酸性水玻璃可在中性區(qū)域內(nèi)凝膠,凝膠體沒(méi)有堿溶出,不存在堿性水玻璃的腐蝕現(xiàn)象和環(huán)境污染問(wèn)題,耐久性較好。這種材料的可注性比較好,漿液凝結(jié)后的強(qiáng)度和粘結(jié)度也比較高,耐久性也比較好,有的甚至可以達(dá)到10年以上,但到時(shí)候可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境和地下水有一定的影響。
2.6環(huán)氧樹脂類漿液。環(huán)氧樹脂具有強(qiáng)度高,粘結(jié)力強(qiáng),收縮小,化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。其粘結(jié)力和內(nèi)聚力均大于混凝土,因此對(duì)于恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性,能起很好的作用。但其漿液黏度大、可注性小、憎水性強(qiáng)、與潮濕裂縫黏結(jié)力差。
2.7甲凝漿液。甲基丙烯酸酯類漿液(甲凝漿液)是一種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)灌漿材料。其漿液和凝膠體主要特點(diǎn)是黏度低,因?yàn)槭腔瘜W(xué)類材料這些材料所以和前面幾種材料一樣可注性比較好,而且其漿液的強(qiáng)度和粘結(jié)力都比較高,不足之處是甲凝為憎水材料,液態(tài)時(shí)怕水,在注漿前,必須用風(fēng)吹干裂縫和在漿液內(nèi)加入一定的阻聚劑等。
綜上所述,隨著注漿技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域中的逐年擴(kuò)展,漿材也從早期的粘土、石灰和水泥發(fā)展到現(xiàn)在的水泥-水玻璃漿液與各種化學(xué)漿液共存的快速發(fā)展時(shí)期。注漿材料通常指漿液中的主劑,為化學(xué)材料和粒狀材料;漿液是同主劑、溶劑、固化劑等經(jīng)混合后所配成的液體,可分為溶液型和懸濁型兩大類。另外,確定注漿材料的選擇影響到注漿工程的進(jìn)度、質(zhì)量、造價(jià)以及建(構(gòu))筑物的安全。原始階段的注漿目的相對(duì)單一,現(xiàn)代注漿需同時(shí)滿足多個(gè)目標(biāo),注漿標(biāo)準(zhǔn)也變得復(fù)雜化和多樣化,這無(wú)疑會(huì)給注漿材料選取增加更大的難度。還必須要考慮到注漿對(duì)周邊環(huán)境的影響,也就是環(huán)保控制要求,這個(gè)問(wèn)題也越來(lái)越受到關(guān)注,甚至成為注漿方案選擇或放棄的重要原則,其對(duì)注漿方式,注漿材料要求都提出嚴(yán)格的限制。
總之,注漿設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)多模糊性,多影響因素的復(fù)雜動(dòng)態(tài)隨機(jī)過(guò)程,且因設(shè)計(jì)多采用半經(jīng)驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)公式,所以導(dǎo)致實(shí)際值與計(jì)算值差別很大。
五、巖溶隧道帷幕注漿的選擇
1、帷幕注漿選擇要結(jié)合的實(shí)際情況
1.1、根據(jù)隧道水文地質(zhì),說(shuō)明該段多處淺埋、巖體松散、透水性強(qiáng),防水的原則主要就是采用“以堵為主”,或是“排堵結(jié)合”的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),通過(guò)隧道襯砌的受力分析,確定合理的防水原則,從而保證施工安全、隧道結(jié)構(gòu)永久安全。
1.2、根據(jù)對(duì)應(yīng)隧道支護(hù)與襯砌結(jié)構(gòu)的位移量測(cè)、應(yīng)力量測(cè)及結(jié)構(gòu)計(jì)算分析,并考慮施工安全和結(jié)構(gòu)安全要求,確定二次襯砌的施作時(shí)機(jī)。
1.3、通過(guò)在復(fù)雜地質(zhì)地層內(nèi)采用大管棚超前注漿加固、超前小導(dǎo)管注漿加固、超前錨桿方式,結(jié)合圍巖情況、隧道防水要求、支護(hù)襯砌受力、施工進(jìn)度及可操作性情況,確定該段的超前支護(hù)方式。
2、漿液的選用
根據(jù)實(shí)際情況中顯示地質(zhì)情況和漏滲水的狀況,應(yīng)該選用水玻璃漿液,這是一種價(jià)格較為便宜,且選用面廣的水泥材料。
影響漿液凝固時(shí)間和凝固效果的因素包括,水玻璃泥漿的濃度和水灰的比例,其中水玻璃泥漿的濃度越小需要的凝結(jié)時(shí)間就越短,水玻璃泥漿的濃度越大需要的凝結(jié)時(shí)間就越長(zhǎng)。泥漿中的水灰的比例越大,凝固需要的時(shí)間就越長(zhǎng),水灰的比例越小需要的凝固時(shí)間就越短。
灌注材料的性能要求與配比
目前注漿漿液的品種繁多,種類各異,其中主要有兩大類:水泥漿液和化學(xué)漿液。水泥漿液中主要有單液水泥漿、水泥一水玻璃漿、粘土水泥漿等。
一般說(shuō)來(lái),要取得良好的注漿效果,漿液應(yīng)同時(shí)具有兩種性能:可灌性――漿液在可泵期內(nèi)保持很好的流動(dòng)性,粘度增長(zhǎng)不大;可控性――漿液在可泵期后粘度迅速升高,從可泵期到初終凝的時(shí)間間隔較短。
巖體中節(jié)理裂隙與土體空隙的不同,地下水的滲流規(guī)律也不同。對(duì)水泥漿液性能的基本要求,應(yīng)該滿足如下幾點(diǎn):①顆粒應(yīng)有一定的細(xì)度,便于充填含水層微細(xì)裂隙。②應(yīng)具有較好的穩(wěn)定性,析水率低。③具有良好的流動(dòng)性、粘度不宜過(guò)大。④形成結(jié)石后應(yīng)致密、均一,并具有良好的防滲作用和必要的強(qiáng)度。
3.新型材料的應(yīng)用以及應(yīng)用前景
由于傳統(tǒng)固體注漿材料顆粒較大,以至于可灌性較低,不能滿足各種地層的不同要求;化學(xué)注漿材料雖黏度低、可灌性好、凝結(jié)時(shí)間易控制,但較固體注漿材料膠凝后抗壓強(qiáng)度明顯低很多;注漿材料的腐蝕性、毒性、環(huán)保性對(duì)實(shí)際工程中注漿材料的選擇產(chǎn)生了很大的局限性;很多注漿材料(如:高分子注漿材料)因自身成本及施工成本較高而不能得到廣泛的應(yīng)用。因此在應(yīng)用中應(yīng)注意一下事項(xiàng):
3.1、巖體裂隙是天然條件下形成的不規(guī)則的破裂面 ,其不規(guī)則特征強(qiáng)烈地影響漿液的滲流過(guò)程,而裂隙的分布、表面特征具有隨機(jī)性,服從一定的隨機(jī)分布規(guī)律。
3.2、影響帷幕注漿效果的因素很多 ,受實(shí)際工程的影響較大,不能簡(jiǎn)單地以堵水提高多少來(lái)衡量 ,而應(yīng)建立巖體結(jié)構(gòu)、注漿材料和注漿帷幕體之問(wèn)的相關(guān)關(guān)系。
綜合上述原因現(xiàn)階段注漿材料的環(huán)保性、耐久性、能適應(yīng)不同環(huán)境的性能成為人們主要研究的方向。因此尋求滲透性強(qiáng)、可灌性好、無(wú)污染、固結(jié)體強(qiáng)度較高、凝膠時(shí)間易于控制、價(jià)格便宜和施工方便等綜合性能指標(biāo)高及成本較低的綠色新型注漿材料,成為當(dāng)今注漿材料的發(fā)展方向。新型材料的應(yīng)用符合世界發(fā)展趨勢(shì)和人類發(fā)展的需要,展望未來(lái),注漿新型建材及制品既面臨機(jī)遇,也面臨挑戰(zhàn)。未來(lái)新型注漿材料將全面普及到建筑業(yè)的方方面面,成為時(shí)代的需求,是未來(lái)行業(yè)發(fā)展的新的技術(shù)風(fēng)向標(biāo)。其光輝的前景已經(jīng)展現(xiàn)在我們的面前。只要加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo),堅(jiān)定信心,增添措施,我國(guó)新型建材及制品工業(yè)一定會(huì)快速發(fā)展,真正成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高作出更大貢獻(xiàn)。
結(jié)束語(yǔ)
帷幕注漿環(huán)節(jié)的好壞決定著工程的質(zhì)量。注漿材料的選擇對(duì)施工的重要性不可言喻。怎樣區(qū)分各種注漿材料,選擇合適的注漿材料進(jìn)行注漿,是巖溶隧道帷幕注漿技術(shù)成功的關(guān)鍵。在實(shí)際施工中,我們一定要做好試驗(yàn),將外界因素考慮全面,合理選擇材料,確保工程的順利完工。
參考文獻(xiàn):
[1]崔玖江,水下隧道注漿堵水[M].人民鐵道出版社,2011,3(2)