化學(xué)與化學(xué)工程的區(qū)別范文
時間:2023-08-18 17:51:13
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篇1
關(guān)鍵詞:化學(xué)工程;工藝實驗;數(shù)據(jù)處理;分析
MATLAB軟件由美國公司開發(fā)研制,實現(xiàn)了科學(xué)數(shù)據(jù)、矩陣計算以及數(shù)值分析的可視化,為需要進行數(shù)據(jù)計算的諸多領(lǐng)域提供高效、全面的解決方法。化學(xué)工程及工藝實驗往往產(chǎn)生較多數(shù)據(jù),使用MATLAB軟件能方便對數(shù)據(jù)進行處理,幫助人們掌握實驗規(guī)律,為實際的正常提供準(zhǔn)確的指導(dǎo)。
1化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理
化學(xué)工程與工藝實驗與一般的化學(xué)實驗只重視驗證某一原理不同,其主要作用在于解決工業(yè)生產(chǎn)中實際存在的問題,以給工業(yè)生產(chǎn)提供指導(dǎo),無論實驗時間還是實驗規(guī)模,以及實驗數(shù)據(jù)處理過程均較為復(fù)雜,由此可見化學(xué)工程及工藝實驗在人們的生產(chǎn)生活發(fā)揮極其重要的作用。化學(xué)工程與工藝實驗涉及較多環(huán)節(jié),尤其實驗數(shù)據(jù)的處理尤為關(guān)鍵。之前對化學(xué)工程及工藝實驗數(shù)據(jù)的處理主要采用人工方法進行,耗費大量的時間及人力,無法滿足當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)的需要。計算機的出現(xiàn)使得化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理效率的提高成為可能,尤其以計算機為基礎(chǔ),人們開發(fā)出了各種數(shù)據(jù)處理軟件,使得化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理更為簡單、方便。其中MATLAB軟件是諸多數(shù)據(jù)處理軟件最為優(yōu)秀的一款軟件,通過在化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用,能化繁為簡,極大提高數(shù)據(jù)處理效率,使得數(shù)據(jù)處理精度很好的滿足實驗需要,將數(shù)據(jù)處理誤差控制在合理范圍內(nèi)。
2MATLAB在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用
為給化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理提供參考,接下來對MATLAB軟件在數(shù)據(jù)處理中的具體應(yīng)用進行探討。
2.1MATLAB的數(shù)據(jù)處理步驟
(1)數(shù)據(jù)處理整體框架眾所周知,每個化學(xué)工程與工藝實驗的目的存在較大區(qū)別,所以進行數(shù)據(jù)處理的步驟以及應(yīng)用的公式存在較大差別,很難使用一個程序完成所有數(shù)據(jù)處理工作。不過通過對多數(shù)化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理要求進行分析,可得出其相似之處,即,先進行數(shù)據(jù)輸入,借助基本數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的處理,最終完成處理數(shù)據(jù)的輸出。針對這些相似之處進行程序設(shè)計,可簡化數(shù)據(jù)處理過程,促進數(shù)據(jù)處理效率的提高。(2)編制數(shù)據(jù)處理程序數(shù)據(jù)處理程序是高效處理化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),因此,使用MATLAB軟件處理化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)時,確保編制程序運行的高效性十分重要。數(shù)據(jù)程序編制包括數(shù)據(jù)輸入、處理與作圖、構(gòu)建數(shù)據(jù)庫等環(huán)節(jié)。其中數(shù)據(jù)輸入的實現(xiàn)主要借助input函數(shù)加以實現(xiàn)。例如,需要輸入實驗環(huán)境中不同濕度參數(shù)時,可這樣設(shè)置t=input(‘請輸入實驗中環(huán)境濕度數(shù)據(jù)’),輸入函數(shù)多以矩陣方式形式呈現(xiàn)。處理與作圖是化學(xué)工程和工藝實驗數(shù)據(jù)處理中重要的一環(huán),原因在于實驗獲得的數(shù)據(jù)一般為離散數(shù)據(jù),需使用多種擬合方法對其進行擬合處理,其中最小二乘法是應(yīng)用率較高的擬合方式,接下來的探討主要基于最小二乘法擬合進行探討。以化學(xué)工程與工藝實驗產(chǎn)生的(x1,y2)離散數(shù)據(jù)為例,利用最小二乘法對其進行擬合處理,得到自變量、因變量x、y,并以y=f(x)為輸入函數(shù)關(guān)系,其依據(jù)的思路為使得∑(f(x1)-y1)2以及離散數(shù)據(jù)中x1的殘差平方取得最小值。原因在于實驗期間難免受外界因素影響,導(dǎo)致一些實驗誤差的出現(xiàn),而使用最小二乘法并不需要對輸入函數(shù)y=f(x)進行全部的離散數(shù)據(jù)(x1,y1),不過需要∑(f(x1)-y1)2以及離散數(shù)據(jù)中x1的殘差平方取得最小值。由最小二乘法擬合方法可知,化學(xué)工程與工藝實驗中采用最小二乘法可滿足數(shù)據(jù)處理要求。另外,化學(xué)工程和工藝實驗中有時會對流體流動阻力狀況的研究,即,對流體的流動阻力進行測試,而后進行針對性處理,獲得雷諾準(zhǔn)數(shù)(Re)以及摩擦系數(shù)λ的離散數(shù)據(jù),同樣適用最小二乘法擬合得到連續(xù)的曲線,以此為基礎(chǔ)將對應(yīng)的圖形畫出,考慮到雷諾準(zhǔn)數(shù)(Re)與摩擦系數(shù)為成雙對函數(shù),所以可得λ=c+aReb,尤其當(dāng)a、b、c均為常數(shù)時,此時令c=0,可得λ=aReb,又因Re和λ是成雙對函數(shù),因此,logλ=loga+blogRe,在此基礎(chǔ)上可使用MATLAB中polyfit()函數(shù)進行線性擬合處理,實現(xiàn)對化工數(shù)據(jù)處理程序的基礎(chǔ)。(3)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建采用以上思路對MATLAB數(shù)據(jù)處理程序進行設(shè)計,在實驗過程中只是獲得在特定濕度條件下的實驗參數(shù),而在實際生產(chǎn)中所受的影響因素多而復(fù)雜,不可能穩(wěn)定在設(shè)計好的濕度條件下,這就考慮如何取得相近數(shù)據(jù)的問題。假設(shè)其符合線性關(guān)系,使用外推或內(nèi)插方式計算得出實驗物性數(shù)據(jù)參數(shù)。文中探討的化工實驗中,設(shè)計的程序已經(jīng)考慮到實驗濕度、粘度、密度等參數(shù)進行擬合,構(gòu)建較為完整的數(shù)據(jù)庫,因此,對化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理操作,只需按照提示將濕度參數(shù)輸入系統(tǒng)中,程序便自動運行,計算得出該濕度條件下相關(guān)數(shù)據(jù),大大的提高數(shù)據(jù)處理效率。為確保設(shè)計數(shù)據(jù)處理程序的合理性,數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計完成且對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建完成后,需要輸入相關(guān)數(shù)據(jù)對程序的運行狀況進行驗證,以及時分析出程序設(shè)計的不合理之處,并及時進行改進。通過對設(shè)計程序進行反復(fù)的優(yōu)化,便可應(yīng)用在化學(xué)工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中。
2.2MATLAB的數(shù)據(jù)處理誤差分析
經(jīng)上文分析將MATLAB軟件應(yīng)用在化學(xué)工程和工藝實驗數(shù)據(jù)處理中,可獲得預(yù)期的數(shù)據(jù)處理效果,但MATLAB軟件對數(shù)據(jù)的處理建立在對實驗數(shù)據(jù)正確采集的基礎(chǔ)上,因此,需要保證化工實驗數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性,將誤差控制在合理水平??紤]到化工實驗經(jīng)過的步驟較多,使用較多的測量儀器,實驗人員操作中難免出現(xiàn)誤差,這就要求實驗人員結(jié)合具體的實驗內(nèi)容,明確實驗的具體步驟以及影響數(shù)據(jù)誤差的因素,在實驗中加以準(zhǔn)確把握。首先,保證實驗取樣的合理性。化工實驗取樣的合理性包括很多內(nèi)容,如使用專門的工具進行取樣,保證取樣位置的合理選取,即,取樣應(yīng)具有一定的代表性。同時,嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)范進行取樣操作,保證每個取樣環(huán)節(jié)操作的正確性。其次,注重對樣品進行正確處理。取樣操作完成后,對樣品操作是否合理、規(guī)范,會給實驗數(shù)據(jù)造成影響,因此,化工實驗對樣品進行破碎、混勻、縮小等操作時,應(yīng)由經(jīng)驗豐富的實驗人員嚴(yán)格按照規(guī)范進行操作。最后,校準(zhǔn)所用的測量儀器。化學(xué)工程與工藝實驗過程中使用的各種測量儀器,這些儀器測量精度,以及性能往往給實驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大影響,因此,化工實驗前要求實驗人員對使用的測量儀器進行認(rèn)真的檢查,部分對測量精度要求較高的實驗,應(yīng)對所用儀器進行校準(zhǔn),確保測量誤差在允許的范圍內(nèi)。另外,為進一步提高實驗的準(zhǔn)確性可根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計相關(guān)的對照實驗,對實驗結(jié)果進行校正,消除系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差。當(dāng)然為減少偶然誤差,化工實驗中還進行多次實驗,通過多次實驗求取平均值,以達(dá)到降低實驗誤差的目的。
3結(jié)語
數(shù)據(jù)處理是化學(xué)工程與工藝實驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),采取正確的方法,使用專門的數(shù)據(jù)處理軟件,在保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果滿足要求的基礎(chǔ)上,可明顯提高數(shù)據(jù)處理效率。本文通過研究得出以下結(jié)論:(1)數(shù)據(jù)處理在化學(xué)工程與工藝實驗中的重要性不言而喻,當(dāng)前常使用MATLAB軟件對實驗中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行處理,簡化數(shù)據(jù)處理流程的同時,促進數(shù)據(jù)處理效率的明顯提升。使用MATLAB軟件處理數(shù)據(jù)時,關(guān)鍵在于編寫合理的數(shù)據(jù)處理程序,因此,應(yīng)根據(jù)實驗要求,進行全面的分析,確保編寫程序的合理性,處理數(shù)據(jù)效率的高效性。(2)使用MATLAB軟件對化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)進行處理時,為保證處理結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)嚴(yán)把數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié),即,在取樣以及樣品處理過程中應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范進行,尤其應(yīng)注重校準(zhǔn)所用的測量儀器,確保所用儀器處于最佳狀態(tài)。另外,根據(jù)實際情況還可采取設(shè)置對照實驗,多次實驗求平均值的方法降低實驗數(shù)據(jù)的誤差,為數(shù)據(jù)處理的正確性奠定堅實基礎(chǔ)。
參考文獻:
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[3]化學(xué)工程與工藝實驗[M].南京大學(xué)出版社,張雅明,谷和平,丁健編著,2006.
篇2
摘要:優(yōu)化化工類全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)方案,設(shè)置化工設(shè)計和工藝研發(fā)兩個培養(yǎng)模塊,將研究生的專業(yè)課分為兩個教學(xué)班授課,強調(diào)實踐的重要性,設(shè)置實驗性(實踐性)課程,積極探討和建立適合浙江地方經(jīng)濟社會發(fā)展的全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)模式。
關(guān)鍵詞:專業(yè)學(xué)位;碩士研究生;課程設(shè)置;實踐性課程;化工類
中圖分類號:G642.3 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)49-0222-02
一、國內(nèi)外同類研究工作現(xiàn)狀
目前,國內(nèi)在全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)方面存在較大差異。從檢索到的公開資料來看,有些高校有相應(yīng)培養(yǎng)方案,有些與傳統(tǒng)全日制碩士學(xué)術(shù)學(xué)位型研究生的培養(yǎng)方案區(qū)別不大;也有的單位在培養(yǎng)方案中有明顯變化,如對公共必修課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)必修課都做了較大幅度縮減(小于23學(xué)分),增加了實踐性彈性學(xué)分(7學(xué)分):科學(xué)社會主義和自然辯證法各縮減為1學(xué)分,英語縮減為2學(xué)分,數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括兩門課4學(xué)分。在實踐性環(huán)節(jié)、畢業(yè)論文等方面雖有定性描述,但缺乏實質(zhì)性的內(nèi)容;更多的學(xué)校大都還沒有配套的培養(yǎng)方案,基本沿用學(xué)術(shù)型研究生的培養(yǎng)套路。這些情況都充分說明,各高校對于全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生的認(rèn)識還很模糊,管理上大多借用過去碩士研究生的一套操作辦法,還沒有形成獨立的管理運作體系,尤其是涉及與企業(yè)的合作與實踐基地的建立等方面,更覺得無從著手。在教學(xué)上確實已經(jīng)與學(xué)術(shù)型研究生完全分離了,形成了自己的特色。但在實習(xí)實踐環(huán)節(jié)還沒有統(tǒng)一,表現(xiàn)在有的學(xué)生確實進入企業(yè)實習(xí)崗位,實習(xí)效果很好;有的還沒有真正進入實習(xí)崗位,基本在校內(nèi)導(dǎo)師實驗室進行科研工作,與學(xué)術(shù)型雷同而學(xué)術(shù)要求卻享受專業(yè)學(xué)位型,沒有達(dá)到培養(yǎng)計劃的要求。
二、課題指導(dǎo)思想
以教育部《關(guān)于做好全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作的若干意見》的文件精神為指導(dǎo),結(jié)合我校的現(xiàn)狀,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),開展全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生的聯(lián)合培養(yǎng)工作,滿足企業(yè)發(fā)展和地方經(jīng)濟發(fā)展對高層次應(yīng)用型專業(yè)人才的迫切需求,發(fā)揮化工學(xué)院在浙江省的社會影響力。
專業(yè)學(xué)位是培養(yǎng)在專業(yè)領(lǐng)域具有堅實的基礎(chǔ)理論和寬廣的專業(yè)知識,具有較強的解決實際問題的能力,能夠承擔(dān)專業(yè)技術(shù)或管理工作,具有良好業(yè)素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型專門人才。學(xué)術(shù)性學(xué)位碩士研究生則主要培養(yǎng)學(xué)術(shù)研究人才。兩者培養(yǎng)方式不同。專業(yè)學(xué)位課程設(shè)置以實際應(yīng)用為導(dǎo)向,以職業(yè)需求為目標(biāo),以綜合素養(yǎng)和應(yīng)用知識與能力的提高為核心。教學(xué)內(nèi)容強調(diào)理論性與應(yīng)用性課程的有機結(jié)合,突出案例分析和實踐研究;教學(xué)過程重視運用團隊學(xué)習(xí)、案例分析、現(xiàn)場研究、模擬訓(xùn)練等方法;注重培養(yǎng)學(xué)生研究實踐問題的意識和能力。在具體的學(xué)習(xí)過程中,要求有為期至少半年(應(yīng)屆本科畢業(yè)生實踐教學(xué)時間原則上不少于1年)的實踐環(huán)節(jié)。而學(xué)術(shù)學(xué)位研究生的課程設(shè)置側(cè)重于加強基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí),重點培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究創(chuàng)新工作的能力和素質(zhì)。
三、化工類全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)
以強化實踐環(huán)節(jié)為主線,區(qū)別全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生與全日制碩士學(xué)術(shù)型學(xué)位研究生的培養(yǎng)規(guī)格。首先設(shè)計由實踐主導(dǎo)的全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生的培養(yǎng)方案,該方案應(yīng)與傳統(tǒng)學(xué)術(shù)學(xué)位型碩士研究生的培養(yǎng)方案有明顯區(qū)別,強調(diào)應(yīng)用型、實用性和適應(yīng)性;其次,要建立穩(wěn)定的全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生的實踐基地,保證全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生能有充分的時間接觸實際生產(chǎn),加深感性認(rèn)知。
(一)設(shè)計化工類全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)方案
首先將走訪企業(yè)了解對人才需求的信息,另一方面,對其他學(xué)校專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)模式進行調(diào)研,廣泛收集材料。我們認(rèn)為,在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)選修課的設(shè)置上,應(yīng)強調(diào)以實踐為主導(dǎo)進行課程設(shè)置,提高實踐性課程的比例。適當(dāng)減少理論性課程教學(xué),增加應(yīng)用技術(shù)性課程,安排一定實踐性課程,特別是與某種特定崗位相匹配的實踐技術(shù),強調(diào)工程工藝過程的學(xué)習(xí)和單元操作的學(xué)習(xí);在公共基礎(chǔ)課方面,引導(dǎo)公共英語教學(xué)向提高聽、說、讀、寫應(yīng)用能力轉(zhuǎn)變;壓縮政治理論課學(xué)時,增開專利法、民法等法律方面的通識類課程。
(二)優(yōu)化課程設(shè)置方案
在課程設(shè)置上應(yīng)適時減少純理論型課程及其課時,如高等有機化學(xué)、現(xiàn)代色譜分析技術(shù)、有機結(jié)構(gòu)分析、高等化工熱力學(xué)、催化作用導(dǎo)論、雜環(huán)化學(xué)、農(nóng)藥化學(xué)、綠色化學(xué)等,精減學(xué)時,由48學(xué)時精簡到32學(xué)時;精中取優(yōu),組成專業(yè)基礎(chǔ)課。在上述課程中,可以借鑒我國多年實行且成熟的二級學(xué)科課程體系制度,把目前化學(xué)工程與技術(shù)一級學(xué)科的全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生的課程體系做一個超二級學(xué)科的課程體系調(diào)整,就是將蘊含量寬大的原化學(xué)工程與技術(shù)一級學(xué)科課程體系變更為兩個超二級學(xué)科課程體系,形成兩個專業(yè)模塊,即化學(xué)工程模塊和化學(xué)工藝模塊,將學(xué)生分成兩個教學(xué)班。依據(jù)專業(yè)模塊的要求對各自課程設(shè)置進行調(diào)整,即工程設(shè)計型模塊和工藝研究型模塊,兩個模塊分別按照各自知識結(jié)構(gòu)設(shè)置工程設(shè)計類課程或工藝研發(fā)類課程,同時允許學(xué)生跨模塊選課。
化工類全日制專業(yè)學(xué)位型碩士研究生應(yīng)該具備的最直接的實踐技能就是實驗操作技能。在本領(lǐng)域的實踐體系設(shè)計中,增加一項實驗技能訓(xùn)練,此項訓(xùn)練可以開放選修實驗或創(chuàng)新實驗的形式開課,內(nèi)容不同于研究生的畢業(yè)論文,主要集中本專業(yè)方向的典型成熟實驗,如化學(xué)工程模塊的化工基本單元操作實驗和化學(xué)工藝模塊的熱點產(chǎn)品合成及其三廢控制處理實驗等,通過這類課程可拓展學(xué)生的專業(yè)知識面,增加實驗操作技能的培養(yǎng)。
(三)課程設(shè)置要與教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)方式改進等協(xié)調(diào)進行
全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才,所以其課程設(shè)置應(yīng)強調(diào)以應(yīng)用和實踐為導(dǎo)向的基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí),并由有豐富實踐經(jīng)驗的教師主講?,F(xiàn)階段開設(shè)的多數(shù)理論課程對專業(yè)學(xué)位研究生而言理論知識偏深,并且工程實用性不強。近二十年來化工科技發(fā)展的結(jié)果證明,傳統(tǒng)教科書中的很多理論都存在缺陷,不夠完善。這就要求授課教師既要掌握深厚的理論知識,又要有豐富的工程實踐經(jīng)驗,能把課程有關(guān)理論與當(dāng)前的最新研究進展結(jié)合起來,對課程內(nèi)容進行補充,把最新的科研成果充實到課堂上。課程學(xué)習(xí)重在培養(yǎng),分析問題中找到正確的方式方法,進行多角度、多層次的專業(yè)性互動交流,多舉例分析從而加深研究生們對某一專業(yè)領(lǐng)域里的相關(guān)知識的認(rèn)識。教師要增加生產(chǎn)實例討論等實踐性環(huán)節(jié),這種實踐型教學(xué)方式可以進一步提高課程的教學(xué)效果。
為了培養(yǎng)工程實踐能力,全日制專業(yè)學(xué)位碩士生的課程體系還應(yīng)增加實踐教學(xué)、專業(yè)課程實習(xí)實踐、專業(yè)實訓(xùn)等實踐環(huán)節(jié)。通過實踐,使學(xué)生把從書本上學(xué)到的知識與實際研發(fā)工作結(jié)合起來,將解決實際問題作為突破口,在實踐過程中,強調(diào)了解其中的科學(xué)原理,擯棄其中的不科學(xué)的成分,為提升產(chǎn)品的軟實力發(fā)揮作用。如:解決生產(chǎn)過程中的不合理過程、或減少能耗、或減少三廢排放等。
全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生的企業(yè)實踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)時間要求半年至一年。時間培養(yǎng)年限占據(jù)了重要環(huán)節(jié),深入實際生產(chǎn)把書本上的理論知識和產(chǎn)品研發(fā)活動有效連接,讓專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)得到了更好的運用貫通,能提高學(xué)生工程實踐水平奠定堅實的物質(zhì)基礎(chǔ),為企業(yè)發(fā)現(xiàn)和解決生產(chǎn)中存在的問題創(chuàng)造條件。
四、結(jié)論
關(guān)于課程設(shè)置方面,在實際操作層面上已經(jīng)逐步實施,經(jīng)過幾年來的實踐檢驗,從學(xué)生和企業(yè)的反饋情況來看效果良好。我們強調(diào)以實踐為主導(dǎo)進行課程設(shè)置,適當(dāng)減少理論性課程教學(xué),增加應(yīng)用技術(shù)性課程,安排一定實踐(實驗)性課程,特別是與某種特定崗位相匹配的實踐技術(shù),強調(diào)工程工藝過程的學(xué)習(xí)和單元操作的學(xué)習(xí)。從實際情況看,這樣的操作方法確實收到了很好的效果。限于資金、場地、設(shè)備等條件的制約,實驗類課程還未實施,有待今后進一步發(fā)展完善。
篇3
關(guān)鍵詞:范疇體系構(gòu)建 DDC《中國圖書館分類法》 E1分類表 類目映射
分類號:G254.12
1、項目背景及《英文超級科技詞表》邏輯結(jié)構(gòu)
《英文超級科技詞表》(以下簡稱《英表》)是“十二五”國家科技支撐計劃項目“面向外文科技文獻信息的知識組織體系建設(shè)與應(yīng)用示范”的主要研制內(nèi)容之一。目標(biāo)是建設(shè)覆蓋理、工、農(nóng)、醫(yī)四大領(lǐng)域的、面向英文科技文獻信息組織與檢索的一部大型綜合詞表。該項目由國家科技圖書文獻中心(NSTL)牽頭,多家情報機構(gòu)分工協(xié)作,計劃三年內(nèi)完成。
《英表》并非傳統(tǒng)意義上的敘詞表,從邏輯結(jié)構(gòu)上看,它是一個包含4層結(jié)構(gòu)的知識組織系統(tǒng),自下而上依次為:詞匯素材、基礎(chǔ)詞庫、概念網(wǎng)絡(luò)、范疇體系,如圖1所示:
詞匯素材層是按照素材采集標(biāo)準(zhǔn)篩選出的各類詞匯集,包括相關(guān)專業(yè)的敘詞表、專業(yè)詞典、術(shù)語集、文獻關(guān)鍵詞等,敘詞表是其核心構(gòu)成部分?;A(chǔ)詞庫是將不同來源異構(gòu)的詞匯集按一定規(guī)范進行描述,并采用統(tǒng)一格式進行存儲而形成的詞匯元數(shù)據(jù)倉儲。對基礎(chǔ)詞庫中的詞匯進行同義詞歸并,形成以概念為單位的同義詞群,概念繼承各同義詞原有關(guān)系,由此形成相互關(guān)聯(lián)的概念網(wǎng)絡(luò)?!队⒈怼穼Ω拍铋g關(guān)系不做梳理,因此形成的概念網(wǎng)絡(luò)實際上是一個無序網(wǎng)絡(luò),沒有清晰的等級結(jié)構(gòu)。
為了能在一定程度上表現(xiàn)《英表》知識體系的等級結(jié)構(gòu),《英表》在概念網(wǎng)絡(luò)層上設(shè)置了范疇體系。范疇體系為概念提供了分類框架,概念在統(tǒng)一的分類框架下歸屬到相關(guān)類目,按學(xué)科特征得以聚集,并借助范疇體系的等級結(jié)構(gòu)由一般到具體層層展開。范疇體系是對《英表》主題概念進行組織的工具,可在一定程度上彌補概念網(wǎng)絡(luò)在宏觀知識結(jié)構(gòu)表達(dá)上的不足。
2、《英表》范疇體系的功能定位及構(gòu)建原則
范疇表是敘詞表的基本構(gòu)成部分之一,范疇體系的構(gòu)建在敘詞表編制工作中意義重大。在敘詞表構(gòu)建之初,范疇體系可起到控制詞匯采集的學(xué)科范圍和各學(xué)科詞量基本均衡的作用;在敘詞表構(gòu)建過程中,范疇體系可將相關(guān)同匯聚集到一起,方便詞間關(guān)系的發(fā)現(xiàn)和構(gòu)建;敘詞表構(gòu)建完成后,范疇體系起到組織詞表概念的作用,能反映敘詞表知識體系的宏觀結(jié)構(gòu),是詞匯的主要索引方式之一。
一般情況下,構(gòu)建范疇體系不是從零開始,可以根據(jù)擬構(gòu)建敘詞表的學(xué)科特征選擇已有的分類體系,根據(jù)擬構(gòu)建敘詞表的功能定位以及詞匯學(xué)科分布情況對分類體系進行調(diào)整。
《英表》范疇體系的構(gòu)建需要考慮英語語言地區(qū)的政治、經(jīng)濟、文化背景,構(gòu)建的分類體系要能匹配英語語言地區(qū)人們對學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的理解。同時NSTL的主要服務(wù)對象是國內(nèi)用戶,《英表》構(gòu)建不可能完全脫離國內(nèi)用戶的文化背景和知識結(jié)構(gòu),因此也需要考慮國內(nèi)用戶對學(xué)科體系的理解,盡可能靠近國內(nèi)用戶熟悉的分類體系。
基于上述考慮,《英表》范疇體系的構(gòu)建思路是:選擇一部英語地區(qū)主流的分類表作為主干范疇表,主干范疇表要能覆蓋理、工、農(nóng)、醫(yī)幾大部類。以此為基礎(chǔ),根據(jù)《英表》學(xué)科規(guī)劃和詞匯分類的具體需求,參考其他分類體系對主干范疇表進行局部調(diào)整,形成指導(dǎo)《英表》詞匯采集、類分與導(dǎo)航的范疇體系。由于《中國圖書館分類法》(以下簡稱《中圖法》)是我國應(yīng)用最廣泛的綜合分類法,而E1分類表是工程技術(shù)領(lǐng)域影響最大的詞匯分類體系,因此在研究中將以這兩部分類法作為主要的參考分類體系。
3、主干表選擇及其結(jié)構(gòu)特征
3.1 主干表選擇
《杜威十進分類法》(Dewey Decimal Classification,以下簡稱DDC)、《美國國會圖書館分類法》(以下簡稱LCC)是英語地區(qū)影響很大的綜合分類法,這兩部分類法都有專設(shè)的維護機構(gòu)持續(xù)進行維護和修訂,是選擇主干范疇表的主要考慮對象。
DDC和LCC在類目體系和類號體制上有著較大區(qū)別:①DDC是一部通用分類法,系統(tǒng)性較強。而LCC是為滿足美國國會圖書館圖書分類的要求而編撰的,并非通用分類法。LCC各分冊由各學(xué)科專家分別進行編制和修訂,沒有統(tǒng)一的編制規(guī)則,缺乏明確的分類理論指導(dǎo),系統(tǒng)性較差。②DDC是十進制分類體系,各級類目基本按層累制方式編號,類目體系等級分明,易于理解和使用。LCC是列舉式分類體系,類目編號是一種完全的序數(shù)制,基本不能反映類目的從屬關(guān)系。從類號體制看,《中圖法》和DDC也更為接近?;谏鲜鲈?,本研究更傾向于采用DDC作為《英表》主干范疇表。
3.2 DDC的結(jié)構(gòu)特征與局限
在DDC中,工程技術(shù)主要對應(yīng)一級大類“6 Teeh-nology(技術(shù))”(為了闡述方便,下文只列類名的中文譯稱),其二級類中除“62工程”外,工程技術(shù)相關(guān)學(xué)科類目還包括"64家政與家政管理”、“66化學(xué)工程”、“67制造”、“68特殊用途產(chǎn)品的制造”、“69建筑與施工”。62中的“621應(yīng)用物理學(xué)”、“629其他各種工程”所界定的學(xué)科范圍從類名難以作出準(zhǔn)確判斷,將這兩個類目進一步展開,621下包含了電子、電工、通信、計算機、動力、機械等學(xué)科類目,629下包含了交通工具、鐵路、公路、航空航天、自動控制等學(xué)科類目(見圖2):
展開“66化學(xué)工程”(見圖3),發(fā)現(xiàn)66中包含了飲料技術(shù)、食品技術(shù)、冶金、石油、天然氣,與《中圖法》和E1分類表對“化學(xué)工程”的界定有較大區(qū)別。“67制造”、“68特定用途產(chǎn)品的制造”中大部分類目和《中圖法》“TS輕工業(yè)、手工業(yè)、生活服務(wù)業(yè)”下的相關(guān)類目對應(yīng)關(guān)系較好(見圖4、圖5)。
通過對DDC“6技術(shù)”大類逐級展開,并與《中圖法》(T、u、V、x)及E1分類表進行對比分析,能比較清晰地觀察到DDC類目體系的結(jié)構(gòu)特征。
《中圖法》工程技術(shù)相關(guān)部分(T、u、V、x)和E1分類表在DDC中基本都有對應(yīng)類目,d王就是說,DDC能基本覆蓋《中圖法》工程技術(shù)部分和E1分類表類目。
雖然DDC基本能覆蓋《中圖法》工程技術(shù)相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域,但兩個分類體系對類目的劃分還是有較大不同。主要表現(xiàn)在:①DDC“624土木工程”在《中圖法》中沒有直接對應(yīng)類目,在《中圖法》中土木工程分散在建筑、交通、水利中。②《中圖法》“TU建筑科學(xué)”在DDC中區(qū)分為工程和藝術(shù)兩部分,建筑的結(jié)構(gòu)、材料、施工等內(nèi)容歸人“69建筑與施工”,屬工程范疇;區(qū)域
規(guī)劃、建筑設(shè)計、建筑藝術(shù)、園林等歸入“71城市及景觀藝術(shù)”和“72建筑學(xué)”中,屬藝術(shù)范疇。③交通運輸?shù)慕缍ㄓ休^大區(qū)別。《中圖法》“u交通運輸”在DDC中被區(qū)分為若干部分。水陸空運輸及車站、碼頭、機場的運營管理等內(nèi)容主要分布在385-388,屬社會科學(xué)范疇;機車、鐵路、公路、船舶、汽車等屬工程范疇,涉及類目625、623.8、629.2和629.3。
DDC類號體制限制了各級的類目總量,為容納更多新興學(xué)科,在前三級類目中出現(xiàn)了一些學(xué)科界定不清晰的類目,比如“621應(yīng)用物理學(xué)”、“67制造”、“68特定用途產(chǎn)品的制造”,“629其他各種工程”等。這些類目下包含的內(nèi)容非常豐富,一些工程技術(shù)基本學(xué)科門類也位列其中。類號體制的限制使得DDC學(xué)科層級較深,需要層層展開才能逐漸明了,類目導(dǎo)航效果不佳。圖6對比了DDC和《中圖法》中工程技術(shù)主要學(xué)科門類所處的層級??煽闯鯠DC中大部分工程技術(shù)基本學(xué)科的層級都在三級以上,電子技術(shù)、電信、計算機、自動化、核技術(shù)這些學(xué)科在DDC中已經(jīng)到了第5級。
4、基于DDC構(gòu)建《英文超級科技詞表》范疇體系
4.1 基于DDC進行類目體系重構(gòu)的思路
為改善DDC導(dǎo)航效果,需要對DDC類目結(jié)構(gòu)進行一些調(diào)整。DDC前三級類目一般不用于文獻分類,僅用于類目導(dǎo)航,因此調(diào)整DDC上層類目的構(gòu)成,重構(gòu)DDC類目導(dǎo)航體系原則上是可行的。具體做法是:通過提升類級突出顯示一批隱藏較深的基本學(xué)科門類;對類名界定不清的類目或包含學(xué)科門類過于龐雜的類目進行分拆和重組;刪除或隱藏一些不必要的類目;根據(jù)需要新增類目以便歸攏重組的各相關(guān)類目。
對分類法的改造須謹(jǐn)慎,分類法有其內(nèi)在的分類思想,立類依據(jù)受主客觀因素影響,經(jīng)過多年發(fā)展已形成相對平衡的體系,過度改造可能破壞這種平衡,導(dǎo)致更多問題。因此,在DDC類目體系重構(gòu)過程中,應(yīng)盡量遵循以下原則:
?在不影響導(dǎo)航效果的前提下,對DDC中學(xué)科界定清晰的類目等同采用。對類名界定不清或?qū)W科構(gòu)成過于龐雜的類目進行拆分時要盡量保證DDC三級以下類目的完整性,避免過度分拆。
?提升DDC學(xué)科門類的級位時需要參考《中圖法》和E1分類表。對于在DDC中構(gòu)成過于簡單的類目不宜提升為工程基本大類。
?盡量集中DDC類目體系中類號靠近的相關(guān)類目,避免過度分拆。
?參考《中圖法》與E1分類表對DDC相關(guān)類目進行歸攏,但要避免歸攏DDC中與《中圖法》或E1分類表沒有主要對應(yīng)類目的過于分散的類目。
?歸攏相關(guān)類目時盡量避免跨大類合并。考慮到《英表》范疇體系構(gòu)建過程中理、工、農(nóng)、醫(yī)需要分工與協(xié)作,為保證幾大部類相對完整,避免類目體系過多交叉,應(yīng)盡量避免在理、工、農(nóng)、醫(yī)幾大部類間跨部類歸并。
DDC類目體系重構(gòu)分兩個階段,首先是確定《英表》基本學(xué)科門類及其主要構(gòu)成,然后對各學(xué)科細(xì)分類目進行梳理,完善類目參見體系。
4.2 工程技術(shù)基本學(xué)科門類的確定
4.2.1 從DDC前三級類目中直接提取工程技術(shù)基本學(xué)科從DDC前三級類目中提取學(xué)科界定相對清晰的類目作為首批工程技術(shù)基本學(xué)科門類,共9個,分別為:“622礦業(yè)工程”、“623軍事工程及船舶工程”、“624土木工程”、“625鐵路與道路工程”、“627水利工程”、“628衛(wèi)生與市政工程環(huán)境保護工程”、“64家政與家政管理”、“66化學(xué)工業(yè)”、“69建筑與施32”。
“64家政與家政管理”在《中圖法》中對應(yīng)“TS97生活服務(wù)技術(shù)”?!吨袌D法》第5版中將TS的類名由原來的“TS輕工業(yè)、手工業(yè)”更改為“TS輕工業(yè)、手工業(yè)、生活服務(wù)業(yè)”,并對“TS97生活服務(wù)技術(shù)”的類目作了較大改動,這一類目在《中圖法》中的地位有所提升。按照不影響導(dǎo)航效果時盡量保持DDC原有結(jié)構(gòu)體系的原則,將其入選為工程技術(shù)基本學(xué)科門類?!?6化學(xué)工程”由于包含《中圖法》和E1分類表中的多個學(xué)科門類,將對其進行分析,確定進一步的拆分方案(參見本文4.2.5)。
4.2.2 從三級以下的DDC類目中提取工程技術(shù)基本學(xué)科DDC部分工程技術(shù)學(xué)科隱藏在三級以下類目中,本研究將DDC分別與《中圖法》和E1分類表進行映射,獲取兩部參考分類表的工程技術(shù)基本學(xué)科與DDC類目的對應(yīng)關(guān)系,將一致性較好的學(xué)科提取出來作為第二批工程技術(shù)基本學(xué)科,學(xué)科下分類目的構(gòu)成以兩個參考分類體系共同對應(yīng)的DDC類目為主,兼顧相鄰相關(guān)類目盡量集中的原則,將鄰近相關(guān)類目盡量歸入同一個學(xué)科基本門類中。比如“621.37電量計算”在《中圖法》“TM電工技術(shù)”中有對應(yīng)類目,但在E1分類表“700電工技術(shù)”中沒涉及,考慮到相鄰相關(guān)類耳盡量歸攏的原則,將“621.37電量計算”與621.31、621.32、621.33、621.34、621.37歸入同一個基本大類――電工技術(shù)。
表1為第二批提取的工程技術(shù)基本學(xué)科門類,共11個。表中從左往右第一列為《英表》工程技術(shù)基本學(xué)科,第二列為《中圖法》相應(yīng)學(xué)科對應(yīng)的DDC類目,第三列為E1分類表相應(yīng)學(xué)科對應(yīng)的DDC類目,第四列為通過分析對比確定的《英表》學(xué)科細(xì)分類目。
4.2.3 DDC 621的重組與“動力工程”的類目構(gòu)成DDC“621應(yīng)用物理學(xué)”中尚未處理的類目包括:621.1-621.2、621.4、621.5、621.6,這幾個類目與兩個參考分類體系的對應(yīng)關(guān)系如下:
“621.1-621.2流體動力技術(shù)”:在《中圖法》中主要入“TK能源與動力工程”;在E1分類表中主要入“610機械工程設(shè)備與動力”和“630流體、水力學(xué)、氣動和真空”。
“621.4原動機和熱力工程”:在《中圖法》中主要入“TK能源與動力工程”;在E1分類表中主要入“610機械工程設(shè)備與動力”和“640熱與熱動力學(xué)”。
“621.5氣動、真空、低溫技術(shù)”:在《中圖法》中拆分為“TP6射流技術(shù)(流控技術(shù))”(氣動技術(shù)入此),“TB7真空技術(shù)”和“TB6制冷工程”;在EI分類表中主要人“630流體、水力學(xué)、氣動和真空”和“640熱與熱動力學(xué)”中。
“621.6鼓風(fēng)機、送風(fēng)機、泵”:在《中圖法》中主要入“TH機械、儀表工業(yè)”;在E1分類表中主要人“610機械工程設(shè)備與動力”。
從以上分析可看出,DDC621中上述幾個類目在E1分類表中主要歸為動力工程,在《中圖法》中則涉及到了動力工程、機械、自動化、通用技術(shù)多個大類。為保證DDC類目在重組中得以相對集中,本研究采納了E1分類表的類目構(gòu)成方案,將DDC的621.1-621.2、621.4、621.5、621.6幾個類目歸并為“動力工程”。4.2.4 DDC 629的重組與“汽車工程”類目的構(gòu)成“629其他各種工程”因類名界定不清被分拆后尚未處理的類目包括“629.2陸用機動車和自行車”、“629.3
氣墊交通工具(水陸兩用氣墊交通工具、氣墊船)”。
在《中圖法》中,DDC 629.2大致對應(yīng)“U46汽車工程”,但“自行車”、“摩托車”等內(nèi)容被歸入“U48其他道路運輸工具”;在口分類表中,DDC 629.2對應(yīng)“660汽車工程”,“自行車”、“摩托車”等在E1分類表中靠類也歸入660。為避免將629.2再次拆分,保證DDC三級以下類目的完整性,本研究采納E1分類表的處理辦法,將629 2獨立為工程技術(shù)基本學(xué)科“汽車工程”。
在《中圖法》中,DDC 629.3的“氣墊車”部分被歸入U46,“氣墊船”部分被歸入“U66船舶工程”;在E1分類表中,DDC 629.3,歸人“670船舶工程”。為避免將629.3再次拆分,本研究仍采用E1分類表的處理方法,將629.3歸入DDC“623軍事工程與船舶工程”。4.2.5 DDC 66、67、68的重組與“化學(xué)工程”、“輕工業(yè)、手工業(yè)”類目的構(gòu)成將DDC66、67、68分拆后來處理的類目分別與《中圖法》、E1分類表進行比對分析,可看出這三大類日在《中圖法》、E1分類表中相對集中。在E1分類表中主要對應(yīng)“800化學(xué)工程總論”、“810化學(xué)工業(yè)”、“820農(nóng)業(yè)工程和食品技術(shù)”。在《中圖法》中,主要對應(yīng)“TQ化學(xué)工業(yè)”、“TS輕工業(yè)、手工業(yè)、生活服務(wù)業(yè)”。
E1分類表對DDC 68覆蓋較差,如圖7所示:
相比之下《中圖法》對DDC 66、67、68的覆蓋更全面(見圖8)。因此本研究主要參照《中圖法》對66、67、68類目進行重組。將DDC的661、662、665(除“665.5石油”、“665.7天然氣及工業(yè)煤氣”)、666、668和678合并為“化學(xué)工業(yè)”。將DDC的663、664、667、674、675、676、677、679和DDC68大類下除“681精密儀器及其他裝置”外的其他類目(682-688)合并為“輕工業(yè)、手工業(yè)”。DDC681歸入“工程技術(shù)總論及工程通用技術(shù)”(參見本文4.2.6)。
4.2.6 “工程技術(shù)總論及通用技術(shù)”的類目構(gòu)成DDC每級類目有O-9共10個號,“0”為總論或通用性類目,也包括那些不能歸入其他各類的類目。由于《英表》“工程技術(shù)”范圍已超出DDC“62工程”,僅用DDC620不能代表《英表》工程技術(shù)總論及通用技術(shù)的全部內(nèi)容。另外,DDC為文獻分類法,很多加“0”復(fù)分的類目只適合對文獻進行形式細(xì)分,不適于詞匯分類。因此,有必要對相關(guān)的“0”類目進行分析篩選,重組適用于《英表》詞匯分類的“工程技術(shù)總論及通用技術(shù)”大類。
“工程技術(shù)總論及通用技術(shù)”構(gòu)成類目主要來源于三個方面:①60、600、620,下屬相關(guān)類目;②621、629、67、68,由于被完全拆分,這些類目在《英表》中不保留,需對其加“0”復(fù)分類目進行篩選,歸入總論及通用技術(shù);③681,之前的處理中沒歸人工程技術(shù)基本學(xué)科下的孤立類目。
DDC的6個復(fù)分表中除“Tablei Standard Subdivi-sions(標(biāo)準(zhǔn)復(fù)分表)”外,其余的復(fù)分表均為針對文獻的形式復(fù)分表?!癟1標(biāo)準(zhǔn)復(fù)分表”中除“01 Philosophyand theory(原理與理論)”和“04 Special topics(特殊主題)”外,其余均為文獻的形式復(fù)分。因此,本研究對復(fù)分類目的篩選重點考慮“01”和“04”類目。
三種來源的類目匯總?cè)绫?所示:
從表2可看出《英表》“工程技術(shù)總論與通用技術(shù)”與《中圖法》及E1分類表的總論性類目部分基本一致:原理(基礎(chǔ)科學(xué))――設(shè)計――材料――儀器與測量,但通用技術(shù)部分有較大差別。通用技術(shù)是集中還是分散,不同的分類法處理不完全一致,為了避免DDC類目體系過細(xì)的分拆與重組,盡量保持DDC原有類目構(gòu)成,《英表》在通用技術(shù)部分不做大的調(diào)整。
4.3 工程技術(shù)基本學(xué)科細(xì)分類目的處理原則
DDC主要用于文獻分類,有一些不適宜詞匯分類的特征,為保證《英表》范疇體系相對簡潔,在重組基本學(xué)科門類后,需要對各學(xué)科細(xì)分類目進行梳理。處理原則如下:①刪除DDC棄用類目(在DDC中加方括號的類目)。②不再保留被完全分拆的類目,比如621、629、67、68。③增加類目用于聚攏相關(guān)各類。為保證《英表》范疇體系與DDC較好的對應(yīng)關(guān)系,要控制新增類目數(shù)量,新增類目原則上不用于詞匯分類,僅作類目導(dǎo)航之用。④如果所有子類被提升,則隱藏對應(yīng)的父類。⑤隱藏部分用于文獻分類的加“0”復(fù)分類目。比如“624.092土木工程師”。⑥列舉子類不全、有明顯遺漏的類目,隱藏其所有子類。如“622.188寶石勘探”下只列出“622.1887半寶石勘探”,則隱藏622.188下所有類目。⑦隱藏在同一大類中有明顯重復(fù)的類目。比如DDC土木工程中“624.153基礎(chǔ)工程材料”與“624.18材料”有明顯重復(fù),可考慮隱藏624.153及其下級各類??绱箢惤徊娴念惸坎浑[藏,可作類目參照以反映概念的多學(xué)科屬性。
5、結(jié)語與討論
本文分析了基于DDC構(gòu)建《英表》范疇體系的可行性及構(gòu)建原則,通過DDC與《中圖法》及E1分類表的對比分析,對DDC類目進行了類級提升、類目拆分和相關(guān)類歸攏等處理,共提取了24個工程技術(shù)基本大類和一個總論及通用技術(shù)類目,并進一步提出了各學(xué)科細(xì)分類目的梳理原則。
篇4
細(xì)胞發(fā)生物理力學(xué)性能上的改變最終使得細(xì)胞分裂失控,結(jié)果便是這些分裂失控的細(xì)胞出現(xiàn)較低的死亡率,導(dǎo)致惡性腫瘤的增長。該研究發(fā)現(xiàn)是目前唯一一種從物理學(xué)的角度分析腫瘤的發(fā)病原因。該論文已經(jīng)發(fā)表在最近出版的《物理評論快報》上,該期刊由美國物理協(xié)會創(chuàng)辦。
博士后研究生保勞格帕爾克對該研究評論為:到目前為止,關(guān)于癌癥的研究都集中在生化角度,為了尋找解決與生化致癌相關(guān)的各種相互依存的誘發(fā)因素,我們將焦點集中在較不“顯眼”的細(xì)胞機械因素方向。這是一種新的針對癌癥誘發(fā)因素研究方法。然而,研究人員在區(qū)別癌變細(xì)胞與正常細(xì)胞過程中發(fā)生了怪異的相似性,比如在細(xì)胞的機械強度和粘附性方面,癌變細(xì)胞之間表現(xiàn)出與正常細(xì)胞迥然不同的特點。
這些特點也是研究人員區(qū)別癌變細(xì)胞與正常細(xì)胞的方法,其同樣也類似于以前觀察癌變細(xì)胞時的分類法。根據(jù)研究人員介紹:癌變得細(xì)胞較健康的細(xì)胞顯得更加柔軟,這就意味著當(dāng)這些柔軟的癌變細(xì)胞被較硬的正常細(xì)胞所包圍時,前者就會變得更緊實,不易擴散。但是,當(dāng)相鄰的癌變細(xì)胞數(shù)量增加時,來自正常細(xì)胞的較硬表面“對抗力”就出現(xiàn)了降低,這時候癌變細(xì)胞“趁機”松弛下來,擴大自己的表面積,以便覆蓋更大的區(qū)域。拉伸的細(xì)胞可以提高自身的增值能力,并降低了細(xì)胞死亡的概率。
該研究小組的研究人員通過精確的計算模型復(fù)制了在一個組織內(nèi)細(xì)胞的生命周期,便于觀察細(xì)胞機械性能的改變?nèi)绾螌?xì)胞的行為產(chǎn)生影響。在實驗開始前,研究人員確定在這個健康的組織內(nèi)有相同機械性能以及粘附性的細(xì)胞,然后在組織中心將一些細(xì)胞軟化,結(jié)果顯示只要軟化的細(xì)胞低于臨界值,這個組織仍然會保持健康、穩(wěn)定。
如果超過了這個臨界值,機械性能出現(xiàn)變化的柔軟細(xì)胞就會出現(xiàn)倍數(shù)式增加,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常健康的細(xì)胞。除了這一點外,腫瘤的增長是依靠自身強大的繁殖能力替換到周圍健康的細(xì)胞,臨床觀察也顯示這也是惡性腫瘤的一個特征。研究人員還分析了如何使一個細(xì)胞增加粘附性,或者保持較硬的機械性能,以及影響其他細(xì)胞的轉(zhuǎn)移性能和繁殖能力。他們觀察到軟化細(xì)胞之間的結(jié)合能力出現(xiàn)了改變,該變化是控制著更多腫瘤細(xì)胞形成的一個關(guān)鍵因素。
篇5
【文章編號】0450-9889(2017)06C-0078-02
高分子材料是化工產(chǎn)品的一個分支,是目前發(fā)展最快、應(yīng)用前景最廣且最具生命力的一類化工產(chǎn)品;高分子行業(yè)的迅猛發(fā)展,急需大量復(fù)合型人才。而大多數(shù)高校高分子材料專業(yè)的人才培養(yǎng)側(cè)重在材料的合成等偏理論方面,對高分子材料加工成型為終極產(chǎn)品的工藝環(huán)節(jié)關(guān)注的程度不高。廣西大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)在化工材料加工工藝方面開設(shè)了系統(tǒng)的專業(yè)課程群,為“高分子材料成型與工藝”課程的設(shè)置打下了堅實的理論基礎(chǔ)。然而,廣西大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)沒有開設(shè)過高分子物理、高分子化學(xué)、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等高分子基礎(chǔ)或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程,且該專業(yè)作為一個覆蓋范圍廣泛的交叉的專業(yè),開設(shè)的專業(yè)課程很多,所有的專業(yè)課程學(xué)時都高度壓縮。在高分子材料理論知識缺乏、課程學(xué)時數(shù)少、無配套實驗的背景下,本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面對“高分子材料成型與工藝”課程教學(xué)改革進行探索。
一、教材的選用
廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院“高分子材料成型與工藝”課程剛開設(shè)時,選用的教材是史玉升等編著的《高分子材料成型工藝》,學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以掌握高分子材料的制備、性能、成型、評價及應(yīng)用,全面系統(tǒng)地了解高分子材料成型技術(shù)的最新知識。教學(xué)過程中,學(xué)生反映這本教材的難度太大,因為“高分子材料成型與工藝”是一門專業(yè)技術(shù)課程,需在完成化工熱力學(xué)、化工原理、物理化學(xué)、有機化學(xué)、無機化學(xué)、分析化學(xué)、高分子物理和化學(xué)、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等基礎(chǔ)理論課和專業(yè)基礎(chǔ)課程后,對學(xué)生進行綜合訓(xùn)練。
“高分子材料成型與工藝”課程是在大三第一學(xué)期開設(shè)的專業(yè)課,此時學(xué)生已經(jīng)修完化工熱力學(xué)、化工原理、物理化學(xué)、有機化學(xué)、無機化學(xué)、分析化學(xué)等基礎(chǔ)理論課,然而基本沒有學(xué)過高分子物理、高分子化學(xué)、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等專業(yè)基礎(chǔ)課,高分子材料方面的基礎(chǔ)較差,加上這本教材講述的理論知識較少,所以學(xué)起來較吃力。根據(jù)學(xué)生的反映,學(xué)院及時更換了教材,采用周達(dá)飛等主編的《高分子材料成型加工》“九五”重點教材,該教材高度概括了高分子材料的最基礎(chǔ)的知識,對加工成型影響很大的高分子流變學(xué)基礎(chǔ)知識進行較全面深入的介紹,全面介紹了高分子材料成型加工最常用的基本工藝,也兼顧了新技術(shù)和新方法,難度適中,得到學(xué)生好評。
二、教學(xué)內(nèi)容的改革
高分子材料成型技術(shù)涉及化學(xué)、材料、材料加工、機械等多種學(xué)科,“高分子材料成型與工藝”課程是一門專業(yè)技術(shù)課程,需要廣泛的理論知識基礎(chǔ)。化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生基本無高分子材料理論基礎(chǔ)知識,學(xué)習(xí)起來的確難度很大。非高分子材料專業(yè)的“高分子材料成型與工藝”課程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”這條主線展開教學(xué)內(nèi)容,重點掌握三者的關(guān)系,強調(diào)成型加工對制品性能的重要性,這是本課程的主題思想,也是高分子材料的工程特征;選用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》,充分利用國內(nèi)外重要專業(yè)期刊了解行業(yè)最新動態(tài),不斷更新及補充教學(xué)內(nèi)容,確保教學(xué)內(nèi)容的先進性;在教學(xué)內(nèi)容安排上,以高分子材料成型加工的大工程觀點為著眼點,以寬專業(yè)為目標(biāo),概況高分子材料理論基礎(chǔ)和概念(詳細(xì)的內(nèi)容指定參考范圍讓學(xué)生利用課外時間自學(xué)),從高分子材料的加工原理出發(fā),著重對成型加工工藝進行討論。從高分子材料的成型加工的共性出發(fā),對模壓、擠出、注塑及壓延四大成型技術(shù)及工藝進行重點講授,然后講授塑料、橡膠及復(fù)合材料的成型特點和區(qū)別,對于一些新的成型方法,以及教材中未涉及而在一些科技文獻中見報道的新的成型方法及工藝,教師建立了QQ群這樣的交流平臺,并將高分子領(lǐng)域權(quán)威的一些微信公眾號分享到平臺上,經(jīng)常轉(zhuǎn)發(fā)高分子材料國際國內(nèi)的重要進展到平臺,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生以興趣為導(dǎo)向自動組成興趣學(xué)習(xí)小組的方式進行自學(xué)。筆者首先通過課內(nèi)課外結(jié)合強化高分子理論基礎(chǔ)與概念,對成型加工影響最大的流變性在課堂上進行詳細(xì)介紹,而其他性能如穩(wěn)定性、電性能、光性能等材料性能則作為課外學(xué)習(xí)內(nèi)容,在有限的學(xué)時內(nèi),節(jié)選核心內(nèi)容,把高分子材料合成、性能、加工及相互間的影響規(guī)律簡要完整地介紹。比如教材中同一種成型方法按不同的應(yīng)用體系分成很多小結(jié),而教學(xué)過程中每種成型工藝僅以一種材料為代表來講,但不同章節(jié)會選不同的材料體系來進行,比如講橡膠的壓延,那么注塑可能選塑料,而擠出可能選復(fù)合材料,這樣來兼顧各類高分子材料的成型。
三、教學(xué)方法的改革
教學(xué)方法是影響教學(xué)目標(biāo)是否能夠?qū)崿F(xiàn)、實現(xiàn)的程度和效率的關(guān)鍵。非高分子材料專業(yè)的“高分子材料成型與工藝”課程教學(xué)存在兩個難點:一是許多內(nèi)容涉及高分子加工機械、設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作過程,這要求有實際感性認(rèn)識和直觀性;二是該課程的理論性和實踐性都很強,如何在教學(xué)過程中實現(xiàn)理論與實際的結(jié)合,用理論來解釋生產(chǎn)中的實際問題,或以具體實例來說明理論,促使學(xué)生真正掌握知識。針對這些問題,“高分子材料成型與工藝”課程在教學(xué)過程中對教學(xué)方法、教學(xué)手段進行了改革。
(一)現(xiàn)代化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合?!案叻肿硬牧铣尚团c工藝”課程中許多內(nèi)容涉及高分子加工機械、設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作過程,這要求有實際感性認(rèn)識和直觀性,同時,該課程的理論性和實踐性都很強。筆者根據(jù)所選用教材,利用PowerPoint加入聲音、圖像、動畫、視頻等各種多媒體信息,并根據(jù)需要設(shè)計各種演示效果,將抽象、生澀難懂的知識形象生動地展示給學(xué)生,激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、吸引他們的注意力,大大加深學(xué)生對知識的理解和印象。由于化學(xué)化工學(xué)院缺乏相應(yīng)的高分子材料成型教學(xué)設(shè)備,教學(xué)小組聯(lián)系外界資源制作了幾個基本成型工藝的微課,同時廣泛收集案例、動畫演示及成型錄像,不斷補充到授課內(nèi)容中,讓學(xué)生對高分子成型工藝及設(shè)備等有更直觀的認(rèn)識,對課件內(nèi)容進行更新和完善,豐富課堂內(nèi)容,加大課堂信息量,使學(xué)生獲得對高分子材料成型加工的理性和感性雙重認(rèn)識,使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。
同時,教師也要注意吸取傳統(tǒng)教學(xué)中講解的優(yōu)點,將教師的語言、激情和應(yīng)變能力體現(xiàn)在多媒體教學(xué)中,并用眼神、情感、心靈與學(xué)生溝通,必要時還要進行板書,讓學(xué)生徹底把握一些關(guān)鍵問題。
(二)采用“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法和啟發(fā)式互動式教學(xué)。與傳統(tǒng)的以教師為主體的“填鴨式”“灌輸式”教學(xué)方式不同,筆者在部分知識點的授課中嘗試采用“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法,從傳統(tǒng)教學(xué)的講授、灌輸和教師主宰課堂,轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織和引導(dǎo);從單純講解轉(zhuǎn)變?yōu)榕c學(xué)生進行適當(dāng)?shù)慕涣骱吞接?。筆者在講述“高分子材料配方設(shè)計”這一章內(nèi)容時,并沒有按照書本來進行,而是布置了一道思考題“設(shè)計食品袋的配方”,讓學(xué)生通過自學(xué)課本內(nèi)容與上網(wǎng)查找相關(guān)知識等來完成這一思考題,并在學(xué)生完成后讓他們用PPT來展示成果,通過討論的形式與學(xué)生探討了配方設(shè)計中的一些原則與內(nèi)容。
啟發(fā)式互動式教學(xué)強調(diào)先讓學(xué)生積極思考,再進行適時啟發(fā);教師不僅要加強自身專業(yè)素養(yǎng)和知識積累,而且更重要的是建立師生互動的教學(xué)過程,并營造良好的課堂教學(xué)氛圍,實現(xiàn)教學(xué)相長;教師注意自己角色的轉(zhuǎn)變,良好的學(xué)習(xí)情境可使學(xué)生了解學(xué)習(xí)任務(wù)的必要性和與學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)的學(xué)習(xí)信息,從而激發(fā)學(xué)習(xí)意愿和濃厚的學(xué)習(xí)興趣;在教學(xué)過程中,對于重要的知識點,通過案例教學(xué),與學(xué)生共同分析和討論,啟發(fā)學(xué)生進行思考,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
篇6
本文簡單介紹了拉曼光譜的原理、拉曼光譜分析技術(shù)在紡織纖維定性方面的應(yīng)用現(xiàn)狀,結(jié)合目前纖維定性鑒別的方法,提出了將拉曼光譜用于紡織纖維定性的可行性,突破了現(xiàn)有檢測方法存在的局限。
關(guān)鍵詞:拉曼光譜;定性;紡織纖維;應(yīng)用
隨著新技術(shù)的不斷更新,新的化學(xué)纖維層出不窮,為了充分利用各種化學(xué)纖維的優(yōu)良性能以滿足各種用途的需要,多種化學(xué)纖維與天然纖維混紡或交織的產(chǎn)品愈來愈多,給纖維檢驗工作帶來了很大困難,因此開發(fā)新型檢測技術(shù),提高纖維定性水平,簡化檢驗程序尤為重要。本文簡單介紹了一種新型的檢測技術(shù)“拉曼光譜”的原理以及其在紡織纖維定性工作中的發(fā)展應(yīng)用。
1 紡織纖維定性檢驗方法現(xiàn)狀
紡織纖維含量檢測是纖檢部門檢測的重要項目之一。在紡織品纖維含量檢測過程中,首先需要對紡織品中不同的纖維組分進行定性,來確定紡織品纖維組分。目前,纖檢部門常用的鑒別方法包括顯微鏡觀察法、燃燒法、化學(xué)溶解法、熔點試驗法、紅外光譜分析法等幾種。最常用的是燃燒法、顯微鏡法和化學(xué)溶解法[1]。
燃燒法和顯微鏡觀察法以及化學(xué)試劑法在定性檢測中都有一定的局限性,例如粘膠纖維、莫代爾、萊賽爾3種再生纖維素纖維,它們在顯微鏡下的形態(tài)以及燃燒現(xiàn)象很相似,難以很好地區(qū)分。有的檢驗需要采用化學(xué)溶解的方法,常用幾種有毒的化學(xué)試劑[2](如二甲基甲酰胺、甲酸/氯化鋅等),不僅給檢驗人員身體健康帶來危害,而且對大氣造成污染。紅外光譜定性分析方法雖然可以準(zhǔn)確地鑒別紡織纖維,在纖維定性中得到了很多應(yīng)用,但是它對測試環(huán)境溫濕度要求較高、檢測周期長,樣品制作麻煩。
近來,環(huán)保、快速、準(zhǔn)確的檢驗方法已成為紡織品檢驗人員的追求目標(biāo)。拉曼光譜定性檢測方法因具有需要樣品量少、不需前處理、測試速度快、對樣品無損害、測試結(jié)果準(zhǔn)確、不產(chǎn)生污染物等諸多優(yōu)點,可以有效地解決紡織行業(yè)現(xiàn)行方法存在的問題。
2 拉曼光譜測量原理
2.1 拉曼光譜原理
拉曼散射是光照射到物質(zhì)上發(fā)生的非彈性散射所產(chǎn)生的。單色光束的入射光光子與分子相互作用時可發(fā)生彈性碰撞和非彈性碰撞,在彈性碰撞過程中,光子和分子間沒有能量交換,光子只改變運動方向不改變頻率,這種散射過程稱為瑞利散射。而在非彈性碰撞過程中,光子與分子之間發(fā)生能量交換,光子不僅僅改變運動方向,同時光子的一部分能量傳遞給分子,或者分子的振動和轉(zhuǎn)動能量傳遞給光子,從而改變了光子的頻率,這種散射過程稱為拉曼散射。拉曼散射分為斯托克斯散射和反斯托克斯散射[3]。
拉曼光譜具有以下特點:
(1)檢測范圍廣,拉曼光譜可以檢測所有的無機和有機化合物、高分子混合物。
(2)檢測靈敏度非常高、速度快、無損、無污染。拉曼光譜方法是一種純粹的化學(xué)檢測方法,其檢測過程不需制樣、不損害樣品、不產(chǎn)生污染物、分析周期短、重復(fù)性好。
(3)拉曼光譜檢測所需試樣不受水的影響,而且對樣品的大小沒有要求,可以檢測微量樣品。雖然近紅外也可以適用于各種類型的試樣,但實際操作仍然有許多困難。
2.2 拉曼光譜儀的測量原理
拉曼光譜儀的測量原理如圖1所示,將一塊樣品放在儀器上,用激光束照射,儀器會自動產(chǎn)生拉曼光譜圖,樣品的組成不同,所測得的譜圖不同,根據(jù)譜圖的特征來辨別樣品的組成。
3 拉曼光譜的發(fā)展和應(yīng)用
拉曼光譜技術(shù)是定性分析的強有力的工具。拉曼光譜常包含有許多確定的能分辨的拉曼峰,所以,原則上應(yīng)用拉曼光譜分析可以區(qū)分各種試樣。不過,所有可能的純凈材料和它們的混合物的數(shù)量是無窮盡的,僅有少量的簡單分子及其混合物的拉曼光譜,在與其他式樣的光譜相比較時,能輕易地區(qū)別出來。所以,定性分析的一個必要工作是根據(jù)測得的拉曼光譜判定出可能的材料和混合物,限定這些可能物的數(shù)量。這一工作的完成需要應(yīng)用試樣的其他信息,例如試樣的來源和經(jīng)歷,是否是混合物,它的物理性質(zhì)和外貌以及其他技術(shù)得到的資料[4]。
拉曼光譜之所以一開始就受到重視,是因為它與紅外光譜有相同的波長范圍,但操作比紅外光譜簡單。目前,拉曼光譜已廣泛應(yīng)用于考古、醫(yī)學(xué)、石油化工、林業(yè)和法庭科學(xué)等諸多領(lǐng)域。隨著激光技術(shù)的發(fā)展和檢測裝置的改進,拉曼光譜技術(shù)在當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。王文科用激光拉曼光譜對乙醇、甲醇的混合物進行了研究,結(jié)果表明用工業(yè)酒精甚至甲醇勾兌的假酒利用拉曼光譜法鑒別是可行的。
4 拉曼光譜在纖維定性方面的應(yīng)用情況
在拉曼光譜分析紡織纖維結(jié)構(gòu)方面,近幾年的研究主要集中于以下幾個方面:復(fù)合材料的界面和機體結(jié)構(gòu)的測定,再生蠶絲制備過程中,分子鏈規(guī)整度和取向度變化的測定;絲素經(jīng)酶處理后,高分子結(jié)構(gòu)的變化研究以及羊絨和羊毛分子結(jié)構(gòu)研究,而在纖維成分分析方面有如下研究:鑒別天然綠色棉和染色棉;研究聚丙烯、羊毛、聚酯和一些天然纖維的鑒別方法;對染色纖維中染料的分析以及比較紅外光譜與拉曼光譜對染色纖維區(qū)分的效果。吳儉儉等用拉曼標(biāo)準(zhǔn)譜圖試驗區(qū)分了聚酯纖維PET和PTT,并提出了利用單組分樣品的標(biāo)準(zhǔn)化譜圖建立特征表數(shù)據(jù)庫的建議。拉曼光譜特別適合于鑒別化學(xué)結(jié)構(gòu)相近的同類纖維,如萊賽爾、莫代爾、銅氨等再生纖維素纖維以及聚酯纖維(PET、PBT、PTT)。
拉曼光譜主要用在針對混紡織物的纖維定性鑒別中,由于每種纖維的分子組成不一樣,得出的光譜圖也各有特征。首先采取各種不同的纖維的單組分織物在拉曼光譜儀上測出光譜圖,采用提取特征值、特征表的方法記錄每種纖維的特征峰個數(shù)、特征峰的值以及對應(yīng)的X軸上的值建立數(shù)據(jù)庫,再將待測樣品進行測量得出的譜圖與數(shù)據(jù)庫中的值進行對比,即可得出織物的纖維組分。該方法能滿足纖維檢測的要求,并以快速、無損、環(huán)保的優(yōu)點彌補了傳統(tǒng)方法的不足,具有很高的應(yīng)用價值。
雖然紡織纖維的拉曼光譜檢測方法具有方便、快速、環(huán)保、穩(wěn)定等優(yōu)點,但受限于其測量原理,拉曼光譜在纖維鑒別中也存在一些局限性,比如熒光物質(zhì)、纖維熔點、黑色染料、纖維含量等因素的影響。與紅外光譜分析法比較,對檢測環(huán)境的溫濕度無特別要求,樣品無需特殊處理,特別適合檢測含水的樣品。
5 結(jié)論
顯微鏡法、燃燒法、溶解法鑒別紡織纖維是目前定性行之有效的方法,但由于新的化學(xué)纖維不斷出現(xiàn),用以上方法就難以區(qū)分了。拉曼光譜技術(shù)是定性分析的強有力的工具,其快速、無損、環(huán)保的優(yōu)點彌補了傳統(tǒng)方法的不足,具有很高的應(yīng)用價值,拉曼光譜技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到了考古、醫(yī)學(xué)、石油化工、林業(yè)和法庭科學(xué)等諸多領(lǐng)域。隨著激光技術(shù)的發(fā)展和檢測裝置的改進,拉曼光譜技術(shù)在紡織纖維定性工作中必將得到越來越廣泛的應(yīng)用,當(dāng)然, 目前依然面臨著一些急待解決的問題,如建立一個所有纖維拉曼光譜特征峰的數(shù)據(jù)庫、檢測裝置的改進等,這些都是目前有待于開發(fā)的課題。
參考文獻:
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篇7
關(guān)鍵詞:化工設(shè)備;保養(yǎng);維修
中圖分類號:TQ050文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)01(b)-0000-00
化工設(shè)備指的是在高溫、高壓、真空、超低壓、易燃、易爆、易腐蝕等較為特殊的環(huán)境中仍然能夠進行穩(wěn)定高效工作的一種設(shè)備。這種較為貴重的設(shè)備僅需要人們對它進行定期的保養(yǎng)與維護,通?;て髽I(yè)都會把對化工設(shè)備的檢修作為一種重要的任務(wù),只有將化工設(shè)備的維護檢修技術(shù)牢牢掌握才能夠使設(shè)備平穩(wěn)運行保證生產(chǎn)秩序與生產(chǎn)質(zhì)量,在降低企業(yè)成本的同時取得良好的效益。近些年隨著我國化工業(yè)的不斷發(fā)展壯大,化工設(shè)備檢修技術(shù)也在進行著更新,這就意味著在進行維護檢修時將會有更多的要求。希望通過下文的具體研究可以給提供有價值參考。
1 日常化工設(shè)備運行特點與維護保養(yǎng)要求
化工設(shè)備與普通生產(chǎn)設(shè)備具有較大區(qū)別,化工設(shè)備在進行生產(chǎn)時通常會在易燃、易爆、高溫、高壓、易腐蝕等情況下進行,為了保證日常生產(chǎn)中設(shè)備的穩(wěn)定[1],這就需要將設(shè)備的日常維護與保養(yǎng)工作常態(tài)化,這樣不僅可以使化工設(shè)備保持一定的可靠性,還能夠?qū)⒃O(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)時間增長;化工設(shè)備在日常使用環(huán)境中應(yīng)當(dāng)保持清潔,設(shè)備表面進行清潔是為了降低空氣中的化學(xué)微粒侵蝕;化工設(shè)備的線路與管道的連接處應(yīng)當(dāng)進行實時查看,防止有毒有害或易燃易爆物質(zhì)泄露、這樣可以有效降低傷亡事故的發(fā)生;當(dāng)化工設(shè)備在運行時,進行檢修的工作人員應(yīng)當(dāng)注意自身安全,并要防止由于操作失誤造成設(shè)備驟停等緊急事故的發(fā)生。
2 化工設(shè)備日常保養(yǎng)維護方法
化工設(shè)備的日常維護與保養(yǎng)是每個化工企業(yè)中必不可少的一個步驟,這種維護保養(yǎng)主要是為了預(yù)防日常生產(chǎn)中設(shè)備產(chǎn)生的磨損等情況,保證化工設(shè)備可以進行正常生產(chǎn)的同時提高設(shè)備的利用率。所以這就需要對化工設(shè)備的操作與維護檢修擬定相應(yīng)的計劃,目的是為了可以隨時了解設(shè)備的運行狀況,在發(fā)生狀況時可以在第一時間內(nèi)進行調(diào)節(jié)與修繕,針對這種情況企業(yè)應(yīng)當(dāng)安排特定人員進行巡回檢查,進行巡回檢查的工作人員應(yīng)當(dāng)包括:技術(shù)、檢修、操作[2]等相關(guān)專業(yè)的人員進行巡回檢查。在進行巡回檢查時主要針對化工設(shè)備的溫度、壓力、電路等進行檢查,巡回檢查的工作人員應(yīng)當(dāng)加強自身的多種感官功能,在必要時間內(nèi)利用自身較為敏感的感官功能及時檢測出問題所在?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展更新,計算機已經(jīng)不斷應(yīng)用在人們的生活當(dāng)中,在化工設(shè)備中應(yīng)用計算機進行信號檢測和軟件檢測可以使檢修時間大大縮短,既不影響企業(yè)正常生產(chǎn)又能保證安全[3]。
3化工設(shè)備常見故障維修
當(dāng)化工設(shè)備在生產(chǎn)時出現(xiàn)故障后,應(yīng)當(dāng)在第一時間安排相關(guān)專業(yè)人員進行故障診斷,根據(jù)故障產(chǎn)生原因制定適用的維修方案,這樣可以將企業(yè)的損失降到最低。如果僅僅依靠化工設(shè)備的操作與維修相關(guān)規(guī)定進行決策,不從整體情況出發(fā)、不對企業(yè)整體情況進行考慮進行維修這種做法是不科學(xué)的。通常情況下應(yīng)當(dāng)根據(jù)企業(yè)整體情況、設(shè)備自身狀況與日常運行情況等進行考慮與實施。舉例說明:在某企業(yè)中設(shè)備上同種零件在不同的位置發(fā)生缺損,這就應(yīng)當(dāng)采用不同的修理方法,只有將設(shè)備整體狀況了解清楚后才能設(shè)計出具有針對性的維修計劃。在維修完成后應(yīng)當(dāng)對設(shè)備再進行一次較為徹底的檢查,如果未能達(dá)到預(yù)期維修效果應(yīng)當(dāng)進行重新維修,重新維修后應(yīng)當(dāng)再次進行重試,保證維修質(zhì)量。
4 提高工作人員整體素質(zhì)
4.1 增強工作人員安全意識
化工行業(yè)具有一定的特殊性,在日常生產(chǎn)、裝置、維護檢修、改造等都存在著一定的危險。對于這種情況的發(fā)生人們應(yīng)當(dāng)更加重視對工作人員的安全意識進行培養(yǎng)。一名專業(yè)的設(shè)備維修人員在化工企業(yè)中具有重要作用,這種較為危險的設(shè)備修理作業(yè)中既要保證工作人員的人身安全又要做到維修工作的正常進行,所以工作人員在進行作業(yè)的時候必須嚴(yán)格遵守相關(guān)操作規(guī)定進行作業(yè)。這種思想觀念要深入人心,使每位工作人員都能在日常德工作中體現(xiàn)出來。
4.2 提高工作人員技術(shù)水準(zhǔn)
在眾多化工化工企業(yè)中對維修工人的技術(shù)要求相對更加嚴(yán)格,不僅要求維修人員了解設(shè)備的設(shè)計原理更要求維修工人積極掌握相關(guān)設(shè)備的構(gòu)造、性能、操作等技術(shù)性較高的專業(yè)知識。企業(yè)之所以要求維修人員掌握多種技能主要目的是為了提高整體員工素質(zhì)。從事化工維修的工作人員在企業(yè)內(nèi)工作時,企業(yè)應(yīng)當(dāng)安排專業(yè)講師、專家對企業(yè)中應(yīng)用到的設(shè)備進行介紹與講解,使員工對設(shè)備進行較為全面的了解。這樣不僅使工作人員對設(shè)備原理有了一定的知曉同時更使工作人員針對設(shè)備的日常維護檢修和保養(yǎng)給予充分了解。在企業(yè)中進行專業(yè)知識競賽這就使知識變得更加多元化,這樣可以大大增強工作人員學(xué)習(xí)的積極性。多數(shù)企業(yè)可以參照以上方法對員工進行培訓(xùn)不僅可以提高專業(yè)知識技能,還可以提高整體企業(yè)員工職業(yè)素質(zhì)。
5 結(jié)語
現(xiàn)實情況已經(jīng)表明,世界化工行業(yè)中的競爭日益激烈。為了使我國的化工行業(yè)在眾多國際企業(yè)中脫穎而出這就需要增強化工企業(yè)的整體水平,化工企業(yè)中設(shè)備狀況直接影響著能否進行大規(guī)模生產(chǎn),所以化工設(shè)備的維修與保養(yǎng)是至關(guān)重要的。化工設(shè)備的日常維護與保養(yǎng)水平的高低決定著化工企業(yè)的發(fā)展前景,所以化工企業(yè)在進行運作時需要不斷加強企業(yè)自身的內(nèi)在本領(lǐng)。不斷加強員工的總體素質(zhì),使員工的技術(shù)水平與實際操作能力提升將會使化工設(shè)備的維護與保養(yǎng)能力更加強大。只有這樣才能夠使化工設(shè)備穩(wěn)定運行,創(chuàng)造更大效益,從而使我國化工行業(yè)躋身于世界前列。所以,希望通過本文的研究可以給相關(guān)技術(shù)人員提供有價值的參考,與此同時也希望我國化工事業(yè)發(fā)展的更快、更好。
參考文獻
[1]李玉東.化工機械運轉(zhuǎn)設(shè)備中常見故障及如何預(yù)防[J].化學(xué)工程與裝備,2012,30(09):48-50.
篇8
關(guān)鍵詞:化學(xué)反應(yīng)工程;實踐教學(xué);改革
中圖分類號:G642.423 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-0568(2012)41-0136-02
化學(xué)反應(yīng)過程是化工生產(chǎn)過程的核心,流程中反應(yīng)器的投資不一定最大,但反應(yīng)器的設(shè)計精度、操作控制精度均要高于其它設(shè)備,是決定最終產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵部位?;瘜W(xué)反應(yīng)工程是一門研究工業(yè)反應(yīng)過程的開發(fā)和反應(yīng)器設(shè)計、優(yōu)化、放大的工程學(xué)科。目標(biāo)是通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工業(yè)反應(yīng)器設(shè)計、操作和控制中遇到的實際工程問題的能力。化學(xué)反應(yīng)工程是人類從科學(xué)實驗和生產(chǎn)實踐中總結(jié)發(fā)展起來的,它離不開科學(xué)實驗和生產(chǎn)實踐。學(xué)生在學(xué)習(xí)時普遍感到理論抽象、數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁瑣、工程問題多,不少學(xué)生認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)工程課程是大學(xué)中最難學(xué)習(xí)的課程之一。本科生的工程背景知識不足,僅靠理論教學(xué)難易將反應(yīng)工程基本原理與工業(yè)反應(yīng)過程有效結(jié)合,難易將知識內(nèi)化為學(xué)生的能力。開好這樣一門課程,改革實踐教學(xué)是深化書本理論知識、強化工程應(yīng)用能力的有效途徑之一。為此,青海大學(xué)化工學(xué)院(以下簡稱“我院”)在加強實踐性教學(xué)方面進行了一系列的探索,采取加大課程實驗、開設(shè)課程設(shè)計、開展反應(yīng)器操作仿真實訓(xùn)、鼓勵學(xué)生參加科研活動等一系列改革措施,取得良好的教學(xué)效果,顯著加深了學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)工程基本原理的理解,有效提高了學(xué)生在反應(yīng)器設(shè)計、科學(xué)實驗研究、反應(yīng)器操作等方面的實踐動手能力。
一、開設(shè)課程設(shè)計、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識和反應(yīng)器優(yōu)化設(shè)計的能力
我院開設(shè)了為期2周的化學(xué)反應(yīng)工程課程設(shè)計,要求每個學(xué)生獨立完成硫酸轉(zhuǎn)化器設(shè)計,采用二轉(zhuǎn)二吸中的“3+1”或“2+2”式工藝、四段間接換熱絕熱式固定床催化反應(yīng)器。每個學(xué)生的設(shè)計規(guī)模、進一段的原料氣組成、凈化率、轉(zhuǎn)化率、吸收率不相同,學(xué)生自己查閱文獻資料、查找設(shè)計方法、搜集計算公式、選擇工藝參數(shù)進行設(shè)計。完成后撰寫設(shè)計說明書,內(nèi)容包括設(shè)計任務(wù)書、目錄、設(shè)計方案簡介、工藝計算、設(shè)計結(jié)果匯總、設(shè)計評述與討論、參考文獻,等等。設(shè)計過程中學(xué)生之間廣泛討論,商討設(shè)計方法,學(xué)習(xí)氛圍濃厚。雖然過程相似,但設(shè)計條件不同,每個學(xué)生都要單獨完成自己的設(shè)計任務(wù)。通過該課程設(shè)計,學(xué)生對固定床催化反應(yīng)器的形式和特點,固體催化劑的性能、內(nèi)擴散有效因子的概念和計算方法,平衡溫度、平衡溫度曲線的概念和繪圖方法,最佳溫度、最佳溫度曲線的概念和繪圖方法,各段進出口溫度、進出口轉(zhuǎn)化率的最佳分配方法,利用本征動力學(xué)方程,通過數(shù)值積分計算反應(yīng)時間的方法,催化劑用量的計算及校正方法,反應(yīng)器直徑、高度及其它附件尺寸的計算方法等知識點,有了深刻的理解和較好的掌握。
二、逐步加大實驗、鞏固所學(xué)知識、培養(yǎng)實驗動手能力
對于化學(xué)反應(yīng)工程這種實踐性很強的工程學(xué)科來說,實驗是學(xué)生參加實踐獲取知識所必需的學(xué)習(xí)途徑。而化學(xué)反應(yīng)工程的主要研究方法也是應(yīng)用理論推演和實驗研究工業(yè)反應(yīng)過程的規(guī)律而建立的數(shù)學(xué)模型方法。所以教會學(xué)生如何建立各類實驗反應(yīng)器,如何進行實驗設(shè)計、反應(yīng)條件選擇和數(shù)據(jù)處理非常有用。為此在課程建設(shè)中,我院通過專業(yè)實驗課、綜合設(shè)計型實驗課,逐步加大與化學(xué)反應(yīng)工程有關(guān)的實驗。目前開設(shè)多釜串聯(lián)流動特性的測定、管式反應(yīng)器流動特性測定兩個驗證型實驗;開設(shè)乙酸乙脂水解反應(yīng)動力學(xué)的測定、乙醇催化裂解制乙烯反應(yīng)動力學(xué)測定、乙苯脫氫制苯乙烯、反應(yīng)精餾制乙酸乙酯等四個綜合設(shè)計型實驗。通過實驗,學(xué)生對返混、脈沖法、階躍法的概念以及停留時間分布的測定方法,多釜串聯(lián)模型、軸向混合模型的流動特性,理想流動反應(yīng)器與實際反應(yīng)器停留時間分布的區(qū)別,連續(xù)均相流動反應(yīng)器的非理想流動情況及產(chǎn)生返混原因,全混釜中連續(xù)操作條件下反應(yīng)器內(nèi)測定均相反應(yīng)動力學(xué)的原理和方法,反應(yīng)精餾與常規(guī)精餾的區(qū)別,連續(xù)流動反應(yīng)體系中氣――固相催化反應(yīng)動力學(xué)的實驗研究方法,溫度、濃度、進料流量對不同反應(yīng)結(jié)果的影響,轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率的概念及計算方法等知識點,有了透徹的理解。課堂上學(xué)習(xí)的理論知識,不但在實驗中得到驗證和鞏固,而且得到了應(yīng)用,掌握了反應(yīng)動力學(xué)的實驗測定和相關(guān)設(shè)備的使用方法。
三、開展仿真實訓(xùn)、培養(yǎng)實踐操作能力
我院以前有四周生產(chǎn)實習(xí),實習(xí)中遇到企業(yè)為了安全和效益等因素不允許學(xué)生親自動手操作時,學(xué)生得不到實際操作設(shè)備的鍛煉機會;一般實習(xí)一個化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,學(xué)生掌握了工藝流程、生產(chǎn)原理之后,實習(xí)后期學(xué)習(xí)興趣、主動性降低,影響實習(xí)效果等問題。而且目前大部分化工企業(yè)采用DCS控制,技術(shù)員主要在控制室通過電腦操作控制生產(chǎn)過程。隨著信息時代的到來,計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,采用仿真技術(shù)將復(fù)雜的工業(yè)反應(yīng)過程虛擬化,從而在計算機上以“慢速”再現(xiàn)反應(yīng)過程及變化特征,將“抽象”化為“形象”,動態(tài)演示工業(yè)生產(chǎn)過程。并且,仿真實訓(xùn)具有無消耗、無污染、可重復(fù)操作等優(yōu)點。為此我院購買了北京東方仿真軟件技術(shù)有限公司的化工培訓(xùn)軟件,在校內(nèi)建立仿真實驗室,開展仿真實訓(xùn)教學(xué)。將以前四周全在企業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)改為前兩周在企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實習(xí),后兩周在校仿真實驗室開展仿真實訓(xùn)。目前我院開設(shè)的與化學(xué)反應(yīng)工程有關(guān)的仿真實習(xí)項目有固定床反應(yīng)器單元、流化床反應(yīng)器單元、間歇反應(yīng)釜單元,以及30萬噸合成氨生產(chǎn)工藝中的反應(yīng)部分、甲醇生產(chǎn)工藝中的反應(yīng)部分,等等。學(xué)生要進行冷態(tài)開車操作、正常生產(chǎn)操作、停車操作、故障處理操作,以及單人單工段、多人單工段、多人多工段等操作環(huán)節(jié)的實訓(xùn)。通過仿真操作訓(xùn)練對于學(xué)生了解化工反應(yīng)過程、以及工藝和控制系統(tǒng)的動態(tài)特性、提高對化工生產(chǎn)過程的運行和控制能力具有特殊效果。這種運行、調(diào)整和控制能力,集中反映了學(xué)生運用理論知識解決實際問題的水平。所以,仿真訓(xùn)練是運用高科技手段強化學(xué)生掌握知識和理論聯(lián)系實際的新型教學(xué)方法。
四、參與科研活動、培養(yǎng)創(chuàng)新能力
篇9
[關(guān)鍵詞]有機化學(xué);教學(xué)團隊;建設(shè)
高等教育的目的是培養(yǎng)富有創(chuàng)造精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才,進入新世紀(jì)以來,原有的教育模式已很難達(dá)到這一目標(biāo),因此必須進行相應(yīng)的教學(xué)改革。高校教學(xué)團隊是高校教學(xué)的一個新命題,出現(xiàn)在我國高校的教學(xué)工作中的時間并不長,關(guān)于其建設(shè)的研究也不多[1-3]。洛陽師范學(xué)院有機化學(xué)教學(xué)團隊主要承擔(dān)化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、生物科學(xué)、生物技術(shù)等專業(yè)的有機化學(xué)、有機化學(xué)實驗、高等有機、有機波譜分析、有機合成等課程。該團隊共有教師18人,其中教授5人,副教授13人,博士學(xué)位15人,碩士學(xué)位3人。團隊教師職稱、學(xué)歷、年齡等結(jié)構(gòu)合理,經(jīng)過多年的磨練組合,是一支素質(zhì)過硬、教學(xué)能力突出、梯隊合理均衡、成績優(yōu)異的教學(xué)團隊。我團隊于2015年獲批河南省高等學(xué)校優(yōu)秀教學(xué)團隊。本論文基于洛陽師范學(xué)院有機化學(xué)教學(xué)團隊的建設(shè),從教學(xué)團隊的概念、發(fā)展目標(biāo)、建設(shè)意義、人員組成、績效和保障機制等方面對教學(xué)團隊的建設(shè)進行理論思考和實踐探索。
1教學(xué)團隊的意義和我國高校教學(xué)團隊建設(shè)現(xiàn)狀
2007年教育部、財政部頒布的《關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見》(簡稱質(zhì)量工程)明確指出要確保高等教育的教學(xué)質(zhì)量,加強教學(xué)團隊建設(shè),推進教學(xué)改革和管理。這一舉措對提高本科院校教學(xué)質(zhì)量有著重要意義。教學(xué)團隊建設(shè)是教育部質(zhì)量工程建設(shè)的重要組成部分。教學(xué)團隊是指為了達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo),教學(xué)個體之間相互協(xié)作形成的教學(xué)群體。在長期的高校教學(xué)實踐中,只重視教師個體的作用而沒有形成教學(xué)團隊。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及學(xué)科門類的綜合化,使得教學(xué)過程變得復(fù)雜,僅依靠某個人的力量往往不能夠完成教學(xué)和培養(yǎng)人才的任務(wù),而是要充分依靠群體的力量,形成教學(xué)團隊,團結(jié)協(xié)作才能達(dá)到最終的目標(biāo)。從2007年起,各國家級和省級教學(xué)團隊相繼建立,形成了許多優(yōu)秀的教學(xué)團隊。教學(xué)團隊的建設(shè)越來越受到重視,在本科教學(xué)中也發(fā)揮了重要的作用。由于缺乏經(jīng)驗,我國高校教學(xué)團隊的建設(shè)尚不成熟,在建設(shè)過程中還存在著許多問題。如對教學(xué)團隊的功能認(rèn)識模糊,有的高校認(rèn)為教學(xué)團隊就是把個體的教師集中起來,缺乏明確統(tǒng)一的目標(biāo)管理措施;其它的如缺乏團隊精神和帶頭人、重申報輕建設(shè)、缺乏績效考核機制和制度保障機制等。這些缺陷導(dǎo)致了教學(xué)團隊建設(shè)工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期目標(biāo),還需要進一步發(fā)展完善。
2教學(xué)團隊建設(shè)的理論思考
優(yōu)秀的教學(xué)團隊對提高教師的整體教學(xué)水平并最終達(dá)到大大提高教育教學(xué)質(zhì)量的目的具有重要意義。建設(shè)一支優(yōu)秀的教學(xué)團隊,首先需要明確“教學(xué)團隊”的概念。20世紀(jì)80年代,團隊理論最先在西方運用于教師工作領(lǐng)域。提倡教師共同工作,形成伙伴關(guān)系,通過共同研學(xué)、示范教學(xué)等提升教學(xué)質(zhì)量[4,5]。其次是隊伍建設(shè),教學(xué)團隊的主題是教師,教師之間分工合作,相互協(xié)作,實現(xiàn)1+1大于2,最終更好的完成團隊共同的目標(biāo),即提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)高水平人才。團隊的教師隊伍要結(jié)構(gòu)合理,包括年齡結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)等。團隊成員間各司其職,更加強調(diào)協(xié)作性,這是團隊區(qū)別于一般性群體的核心內(nèi)容。團隊要有一個教學(xué)經(jīng)驗豐富、學(xué)術(shù)水平較高的帶頭人,負(fù)責(zé)教學(xué)計劃的制定、管理及統(tǒng)籌安排等工作。第三,教學(xué)團隊的建設(shè)要有計劃性,這是一個團隊比個體更加要注意的地方。團隊成員人數(shù)多,工作更需要有計劃。包括教學(xué)任務(wù)的總體規(guī)劃、具體實施方案、課程的開設(shè)計劃、教師的安排等等。第四是教學(xué)團隊的績效考核機制建設(shè),這是考察團隊及團隊成員工作業(yè)績的制度辦法,是一種標(biāo)準(zhǔn),在團隊中形成的規(guī)矩,也是一種激勵。最后,一支優(yōu)秀的教學(xué)團隊需要各方面的制度保障。制度保障建設(shè)的完善可以為教學(xué)團隊提供舒適的教學(xué)環(huán)境,獲得有效運行所需要的各種人力和物質(zhì)資源。
3有機化學(xué)教學(xué)團隊建設(shè)的實踐探索
建設(shè)一支優(yōu)秀的教學(xué)團隊,需要的工作很多。首先是人員的選擇,確定團隊的帶頭人,成員要擇優(yōu)錄用,同時照顧團隊的分工及構(gòu)成的合理性。我們有機化學(xué)教學(xué)團隊帶頭人吉保明教授,博士,河南省高校杰出科研人才,洛陽市優(yōu)秀專家,河南省教育廳學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人,河南省優(yōu)秀教師,河南省化學(xué)會理事,洛陽師范學(xué)院教學(xué)名師,鄭州大學(xué)、河南師范大學(xué)、青島科技大學(xué)兼職碩士生導(dǎo)師。曾獲河南省優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎1項,河南省科技進步獎二等獎1項,天津市自然科學(xué)獎二等獎1項,河南省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文一等獎5項、二等獎2項。出版教材和教學(xué)參考書3部。主持國家自然科學(xué)基金項目3項,河南省高校杰出科研人才創(chuàng)新工程項目、河南省高校科技創(chuàng)新團隊項目、河南省高校省級重點實驗室培育基地項目、河南省基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究項目、河南省科技攻關(guān)項目等省級課題5項。吉保明老師在有機化學(xué)教學(xué)團隊中具有很高的威望,具有團隊帶頭人在團隊建設(shè)中的號召力和凝聚力。第二是確定教學(xué)團隊的目標(biāo)和制度建設(shè),教學(xué)團隊的建設(shè)目標(biāo)是形成新的工作機制,進一步提高團隊成員的整體素質(zhì)、積極性、凝聚力和向心力,實現(xiàn)良好的教學(xué)效果,發(fā)揮教學(xué)團隊的示范作用,為教學(xué)改革作出貢獻。制度建設(shè)包括成員績效考核制度和團隊工作的保障制度。這些我們通過向其它國家級或省級的優(yōu)秀教學(xué)團隊取經(jīng),并結(jié)合自己團隊的特色來制定。目前已形成了一套較完善的獎懲保障機制。制度的制定要與時俱進,隨著情況的變化而做出改變。第三是團隊教學(xué)工作建設(shè),這是教學(xué)團隊的核心內(nèi)容,也是貫徹團隊建設(shè)的整個過程。教學(xué)工作的重點是課程教學(xué),其它的有教材建設(shè)、教改項目等等。為提高整體教學(xué)質(zhì)量,老教師充分發(fā)揮傳幫帶的作用,青年教師則多聽老教師的課,多請教,多思考。團隊中經(jīng)常組織集中聽課,針對某個成員的課程找問題、想辦法。爭取相同的課程能夠集中備課,這樣成員間能互相了解對方的上課情況,交流也更方便。教學(xué)內(nèi)容上處理好經(jīng)典與現(xiàn)代的關(guān)系,注意引入最新科技成果。針對化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)與化工不同專業(yè)的特點設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,同時也考慮到學(xué)生的需求來安排教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)方法上傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)交流途徑,實施多媒體教學(xué)條件下的師生互動交流措施,解決了學(xué)習(xí)內(nèi)容多而學(xué)時少的矛盾,提高了教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)了學(xué)生能力。同時,我們的教學(xué)團隊重視在實踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。采用多種層次的討論和專題報告,并結(jié)合半微量實驗、開放實驗室和創(chuàng)新實驗,倡導(dǎo)同學(xué)們提前介入科研,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力,受到廣大同學(xué)的歡迎。另外,2007年起,有機化學(xué)在全院首次開設(shè)了雙語教學(xué),到目前已經(jīng)有9屆學(xué)生從中受益。通過在教學(xué)過程中的不斷探索與實踐,現(xiàn)已基本形成良好的教學(xué)模式和方法,教學(xué)效果較好,受到學(xué)生的肯定。
4結(jié)束語
高校的教學(xué)團隊建設(shè)是一個新課題,需要長期的探索發(fā)展。創(chuàng)建一支優(yōu)秀的教學(xué)團隊,需要團隊成員、學(xué)生及各相關(guān)部門人員的共同努力。我們的有機化學(xué)教學(xué)團隊經(jīng)過多年的建設(shè),已取得了一定的成績,積累了一些教學(xué)團隊建設(shè)方面的經(jīng)驗,當(dāng)然也存在著不足??傊瑒?chuàng)建優(yōu)秀的教學(xué)團隊,我們要走的路還很長,我們將會在以后的工作中更加努力,完善我們的教學(xué)團隊,發(fā)揮其在教學(xué)中的作用。
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篇10
關(guān)鍵詞 儀器分析 實驗教學(xué) 教學(xué)改革
中圖分類號:G424 文獻標(biāo)識碼:A
儀器分析是采用比較復(fù)雜和特殊的分析儀器來測量物質(zhì)的物理及物理化學(xué)性質(zhì)的參數(shù)及其變化,以確定物質(zhì)的化學(xué)組成及含量的一類分析方法。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,儀器分析在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨廣泛,在環(huán)境監(jiān)測、藥品檢驗、食品安全監(jiān)測、生物監(jiān)測等領(lǐng)域發(fā)揮的作用越來越重要。儀器分析是本院化學(xué)系工業(yè)分析與檢驗專業(yè)和化學(xué)教育專業(yè)的基礎(chǔ)必修課,在整個課程體系中具有十分重要的地位。儀器分析課程與其他學(xué)科聯(lián)系緊密,實用性強,且現(xiàn)代儀器分析技術(shù)更新較快,而各種分析方法之間無明顯的相互聯(lián)系,知識點多而且較為散亂,故屬于較難掌握的一門學(xué)科。
儀器分析具有實踐性較強的特點,儀器分析實驗教學(xué)是理論教學(xué)的必要補充。它與理論教學(xué)相輔相成,構(gòu)成了儀器分析教學(xué)的有機整體,是其它教育環(huán)節(jié)無法替代的。為加強學(xué)生實際創(chuàng)新能力的培養(yǎng),適應(yīng)當(dāng)今時代復(fù)合型人才培養(yǎng)的現(xiàn)實需要,實驗教學(xué)也應(yīng)適應(yīng)時展要求,加快自身的改革和完善。
1 目前儀器分析實驗課程教學(xué)存在的問題
儀器分析實驗課是儀器分析課程的一個重要組成部分,在教學(xué)中占很大的比重。通過實驗教學(xué),可使學(xué)生加深對理論知識的理解,并使學(xué)生能正確熟練地掌握各種分析方法的基本操作技能,為今后從事的工作打下堅實的基礎(chǔ)。因此實驗教學(xué)效果的好壞直接影響整個課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。目前,儀器分析實驗教學(xué)中存在的問題主要有:
(1)儀器分析實驗對分析儀器的依賴較強,而分析儀器大多價格昂貴,因各種原因?qū)е潞芏嘣盒E鋫鋽?shù)量有限,學(xué)生上機實踐的機會少,對實驗中所接觸的儀器比較陌生,甚至?xí)a(chǎn)生畏懼心理,教學(xué)效果不理想。
(2)儀器分析實驗教材與各院校所開設(shè)課程不匹配,通用性不強。據(jù)調(diào)查,很多院校儀器分析實驗課程采用自編講義,學(xué)生可供借鑒、交流的資料匱乏。
(3)實驗教學(xué)主要以驗證性實驗為主,缺少綜合性和創(chuàng)新性實驗。教師做保姆式的實驗前安排,學(xué)生只需遵照要求進行操作即可,缺乏自由發(fā)揮、主動思考的空間,實驗興趣不濃、積極性不高。
(4)實驗考核模式單一。在實際教學(xué)過程中,因時間緊、輔導(dǎo)任務(wù)重等原因造成教師過分關(guān)注實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,忽略了學(xué)生之間的個體差異,很難體現(xiàn)學(xué)生的實際水平。
2 儀器分析實驗課程教學(xué)改革措施
針對目前儀器分析實驗教學(xué)過程中存在的問題,本院分析教研室課題組一直致力于教學(xué)形式和內(nèi)容方面的改革,試圖解決教學(xué)內(nèi)容多與儀器設(shè)備不足、學(xué)生實踐機會少,教學(xué)內(nèi)容抽象晦澀學(xué)生難于理解掌握等矛盾和問題,并積累了一些具有示范作用和借鑒價值的經(jīng)驗。
2.1 開放實驗室,為學(xué)生實踐創(chuàng)造便利條件
隨著用人單位和社會對人才基本技能的日益重視和整個社會教育理念的更新,注重共性培養(yǎng)、忽視個體差異的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式已經(jīng)不能適應(yīng)實際需要。傳統(tǒng)培養(yǎng)模式中,在實驗教學(xué)上表現(xiàn)為整班集體教學(xué)和固定的教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生基本沒有實驗時間和實驗內(nèi)容的選擇自由。為解決這些問題,本院在實驗室開放上進行了有效探索和積極嘗試。一是實驗室專人管理,規(guī)定并公布每天開放時間。學(xué)生可以根據(jù)自己的專業(yè)和興趣愛好選擇適合的實驗項目,通過學(xué)到的理論知識以及查閱到的課外資料,自行設(shè)計實驗方案,教師審閱通過后可以根據(jù)自己的時間安排進行實驗探索。二是吸納有潛質(zhì)的學(xué)生參與教師的科研項目,在老師的指導(dǎo)下開展科研活動,培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和規(guī)范的操作技能,為其今后從事工作或進一步深造打下基礎(chǔ)。
實驗室的開放為學(xué)生進入實驗室提供了時間上的便利,改善了學(xué)生進行實驗活動的條件和環(huán)境,有利于加強學(xué)生獨立思考、動手操作能力以及科學(xué)研究方法的培養(yǎng)和訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力,提高學(xué)生的實驗技能和科學(xué)素養(yǎng)。
2.2 充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段,改進教學(xué)方式方法
在實驗教學(xué)中,我們一直在探索如何將各類分析儀器的構(gòu)造、原理及應(yīng)用與實驗教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)有機結(jié)合,如何將分析儀器的基本操作技能及從事科研工作的方法和思路傳授給學(xué)生,真正做到授人以漁。
我們主要采取如下措施:第一,理論課講授分析儀器原理時,教學(xué)地點由教室轉(zhuǎn)到實驗室。教師根據(jù)現(xiàn)場實物講授儀器的基本構(gòu)造、原理和操作流程,并指出不同型號儀器之間的區(qū)別和聯(lián)系,使學(xué)生加深對理論知識和實驗原理的了解,消除恐懼心理,為實驗課順利進行奠定基礎(chǔ)。第二,因為儀器設(shè)備少等原因,有時會出現(xiàn)理論課滯后實驗課的情況。解決辦法是靈活安排實驗時間,采取分組循環(huán)的方式安排學(xué)生實驗。實驗前一周組織學(xué)生到實驗室集中預(yù)習(xí),對各種分析儀器有一定的感性認(rèn)識;針對學(xué)生操作易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié),教師進行示范并做重點強調(diào);這樣學(xué)生在做實驗時可以做到心中有數(shù),有的放矢,縮短實驗時間。第三,對于不具備儀器條件而無法開設(shè)的實驗,如質(zhì)譜、核磁、毛細(xì)管電泳、熒光等, 可利用多媒體技術(shù)對實驗儀器設(shè)備的操作進行演示。多媒體技術(shù)具有能夠直觀、全方位、多角度展現(xiàn)化學(xué)實驗的特點,采用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)可以將抽象、靜態(tài)的儀器部件連接成為具體、動態(tài)的儀器整體,還可以將各個環(huán)節(jié)局部放大,反復(fù)練習(xí)儀器操作,使學(xué)生直觀感受并理解儀器的工作原理和操作方法。采用多媒體技術(shù)輔助儀器分析實驗教學(xué),打破了時間和空間的限制,使實驗教學(xué)更具趣味性、表現(xiàn)多樣性,易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和樂趣。
2.3 加強實驗教材建設(shè),精選實驗內(nèi)容
高質(zhì)量的實驗教材是提高教學(xué)質(zhì)量和效果的重要保證。實驗教材編寫要具有科學(xué)性、系統(tǒng)性和實用性。由于分析儀器實驗設(shè)備昂貴,各院校擁有的儀器設(shè)備數(shù)量、種類、型號參差不齊,在實際教學(xué)多采用自編講義,缺乏通用性強的儀器分析實驗教材。針對以上情況和特點,本院分析教研室課題組集中骨干力量編寫了《定量化學(xué)與儀器分析實驗》(鄭州大學(xué)出版社)一書。本教材突出知識的應(yīng)用性、實踐性、創(chuàng)新性,注重對學(xué)生知識應(yīng)用能力的培養(yǎng);教材對原有實驗進行了優(yōu)化整合,補充增加了綜合性、適用性和設(shè)計性實驗內(nèi)容。近年來,本院化學(xué)系儀器分析實驗安排了下列實驗項目(見表1),實驗內(nèi)容趣味性強,極大地激發(fā)了學(xué)生的求知欲望。
2.4 建立多元化的考核體系,科學(xué)評價學(xué)生掌握實驗技能的程度
目前實驗課考核多采用批改實驗報告及單純實驗考核給出實驗成績的方式進行,不能正確衡量學(xué)生的實際操作能力、知識運用能力和綜合解決問題能力,因此需要根據(jù)儀器分析實驗特點建立合理的考核模式。本院系建立了多元考核體系,實驗綜合成績由三部分組成:平時成績占40%(實驗態(tài)度、預(yù)習(xí)報告、實驗報告),主要考核學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度及獨立思考能力;實驗考試成績占30%(實驗操作、實驗結(jié)果準(zhǔn)確性),主要考察學(xué)生的實際操作能力和綜合解決問題的能力;理論考試成績占30%,主要考察學(xué)生對理論知識的掌握程度。另外,鼓勵學(xué)生創(chuàng)新,對在實驗中有新發(fā)現(xiàn),有創(chuàng)見的學(xué)生成績從優(yōu)。
3 結(jié)語
儀器分析實驗課程改革任重而道遠(yuǎn)。如何提高儀器分析實驗教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科學(xué)素養(yǎng),仍需我們在教學(xué)實踐中不斷積累經(jīng)驗,努力探索,積極創(chuàng)新。
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