緒論:寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇化學(xué)元素的分類范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
1 遵循化學(xué)元素建構(gòu)的三大原則,建立完善的教學(xué)策略
(1)元素觀構(gòu)建以理解性原則為首要。教師引導(dǎo)學(xué)生建立化學(xué)元素觀的建立,要以遷移性學(xué)習(xí)方面的學(xué)習(xí)為指導(dǎo),以理解為基礎(chǔ)讓學(xué)生初步形成牢固的化學(xué)元素觀。化學(xué)元素觀的理解中心為:宏觀的物質(zhì)世界是由百種左右的元素組成,元素是固定不可改變的,但是不同元素的結(jié)合可以形成不同的物質(zhì),這也關(guān)系到了微粒觀,化學(xué)反應(yīng)與能量觀,任何物質(zhì)的形成都離不開微粒的概念與理解,化學(xué)反應(yīng)過程的認(rèn)識(shí)和理解。原子之間存在很強(qiáng)的結(jié)合力,將元素和原子結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系,即建立良好的微粒觀有助于更好地建構(gòu)元素觀,理解元素性質(zhì)的周期。從另一個(gè)層面上講,化學(xué)教學(xué)上,借用元素觀解釋物質(zhì)的有序性,指導(dǎo)物質(zhì)變化方面的研究,要避免硬性記憶和被動(dòng)輸入,要遵循理解的原則,只有學(xué)生理解了,才能形成理解性學(xué)習(xí),才能形成化學(xué)的科學(xué)觀念,體現(xiàn)出元素觀念建立的指導(dǎo)價(jià)值。從多年的化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)得出,建構(gòu)化學(xué)元素觀應(yīng)注重理解。
(2)元素觀構(gòu)建觀念形成與學(xué)習(xí)的實(shí)際情況結(jié)合。化學(xué)元素觀念不是單一的知識(shí)點(diǎn),它包含了千絲萬(wàn)縷的元素內(nèi)容,涉及到眾多的化學(xué)知識(shí)。對(duì)此,要構(gòu)建學(xué)生完善的化學(xué)觀念,首先要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積累一定的化學(xué)事實(shí),而學(xué)習(xí)中的具體實(shí)例是化學(xué)元素觀念形成、發(fā)展的根本,缺乏了具體事實(shí)作鋪墊,學(xué)習(xí)抽象的元素觀就如無(wú)源之水,籠統(tǒng)而難以把握。元素觀念的建立和形成,需要有一定的積累和循序漸進(jìn)的過程,它需要一定的時(shí)間和沉淀。
(3)元素觀構(gòu)建以結(jié)構(gòu)化意識(shí)為根基。化學(xué)元素觀構(gòu)建過程是一個(gè)“搭建筑”的過程,它的構(gòu)建需要有結(jié)構(gòu)化的整體意識(shí),這樣才能牢靠地把握好化學(xué)元素的內(nèi)涵。學(xué)生的化學(xué)元素的建立要注重理解認(rèn)識(shí)的完整性,它是一種比較相對(duì)的狀態(tài),結(jié)構(gòu)化意識(shí)不僅在掌握整個(gè)元素觀知識(shí)體系中要發(fā)揮作用,而且在各個(gè)階段的元素觀觀念構(gòu)建中都要注重結(jié)構(gòu)化的思維模式。
2 重視學(xué)生構(gòu)建化學(xué)元素觀的課堂指導(dǎo)
2.1 以問題為導(dǎo)向構(gòu)建化學(xué)元素觀
教師首先要清楚化學(xué)元素觀的內(nèi)涵,涉及到大量的化學(xué)概念、化學(xué)事實(shí)的深入學(xué)習(xí),這個(gè)過程中,教師要明白這些概念、化學(xué)事實(shí)的積累,不一定能夠轉(zhuǎn)化為化學(xué)元素。這種概念、事實(shí)轉(zhuǎn)化為元素觀并不是一個(gè)自動(dòng)化過程,它需要老師的啟發(fā)和引導(dǎo),才能順利構(gòu)建化學(xué)元素觀,根據(jù)國(guó)外一位著名學(xué)者以觀念教學(xué)為本的“設(shè)計(jì)方法”:一是將籠統(tǒng)的核心概念轉(zhuǎn)化成更容易讓學(xué)生理解和掌握的基本常識(shí);二是掌握基本問題的表達(dá)形式,讓問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)學(xué)習(xí),提高學(xué)生的理解程度;三是以基本問題為中心,設(shè)置教學(xué)課堂活動(dòng)、學(xué)習(xí)活動(dòng)、評(píng)價(jià)活動(dòng)。創(chuàng)造一個(gè)學(xué)生積極主動(dòng)參與討論學(xué)習(xí)的平臺(tái),不斷增強(qiáng)理解和認(rèn)識(shí),逐步形成元素觀。
以問題為導(dǎo)向是為了更有把握地創(chuàng)造良好的構(gòu)建環(huán)境,我們認(rèn)識(shí)到一個(gè)事實(shí)就是“化學(xué)元素觀”,物質(zhì)是由化學(xué)元素組成,日常生活中接觸到的不同物質(zhì),都是通過化學(xué)元素的重新組合,通過化學(xué)反應(yīng)而形成的。教學(xué)中我們要抓住一點(diǎn),物質(zhì)的性質(zhì)可以在化學(xué)反應(yīng)中改變,卻不能改變?cè)氐男再|(zhì),它是所有反應(yīng)和變化中不變的元素。對(duì)此,教師引導(dǎo)學(xué)生用聯(lián)系的眼光看待物質(zhì)如何組成,對(duì)物質(zhì)進(jìn)行科學(xué)分類,從宏觀角度上把握物質(zhì)的本質(zhì)屬性和內(nèi)在聯(lián)系,尋找相關(guān)規(guī)律,分類別地深入研究,將學(xué)習(xí)帶到結(jié)構(gòu)體系中進(jìn)行。教師在課堂上,可以深入淺出,首先根據(jù)元素觀的基本理解總結(jié)出幾個(gè)問題,讓學(xué)生思考和探討,提問。在交流和思考中,不斷加深認(rèn)識(shí)和逐步構(gòu)建新的元素知識(shí)體系。匯集的問題如:元素與物質(zhì)存在什么關(guān)系?了解元素與物質(zhì)之間的關(guān)系有什么好處?有限的元素如何構(gòu)成龐大豐富的物質(zhì)世界?要如何對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類?物質(zhì)與物質(zhì)之間存在什么樣的關(guān)系?學(xué)生們可以在這些啟發(fā)性的問題中找到答案,并逐步搭建元素觀,同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)會(huì)在專題性研究中探討和發(fā)出疑問。初中部和高中部的化學(xué)科目都包含了化學(xué)元素的進(jìn)一步豐富和深化部分,對(duì)此要讓學(xué)生在專題性研究學(xué)習(xí)當(dāng)中養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣,形成完整的核心觀念。
2.2 以直觀的概念圖作為協(xié)助構(gòu)建化學(xué)元素觀的工具
概念圖比較直觀,對(duì)各個(gè)元素知識(shí)點(diǎn)能夠比較明顯地體現(xiàn)出來(lái),是不可多得的教學(xué)工具。概念圖技術(shù)作為協(xié)助構(gòu)建化學(xué)觀念的有效技術(shù),教師在不同學(xué)習(xí)階段,都可以使用概念圖深化學(xué)生化學(xué)元素觀,從而使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加立體和完整,有助于學(xué)生建立思考的結(jié)構(gòu)性。下面展示完整的化學(xué)元素概念圖(見圖1)。
3 幫助學(xué)生建立良好的化學(xué)觀念,促進(jìn)化學(xué)元素觀的建構(gòu)
3.1 建立良好的微粒觀
元素是由微粒構(gòu)成的,既要讓學(xué)生站在宏觀角度學(xué)習(xí)元素,也要讓學(xué)生回歸到微觀角度,正確看待元素的構(gòu)成。元素是由原子構(gòu)成,原子由原子核和核外電子構(gòu)成,而更微觀的是,原子核又由質(zhì)子、中子構(gòu)成。具有相同核電荷數(shù)的原子被稱為元素。而具有同一類數(shù)目的質(zhì)子和中子又稱為核素。同一種元素但是核素不同被稱為同位素。微粒觀中,中子與質(zhì)子質(zhì)量相同,但區(qū)別在于中子不帶電荷。中子雖然對(duì)原子的運(yùn)轉(zhuǎn)影響很小,但是卻影響著電子核的穩(wěn)定和質(zhì)量。而通過微觀角度引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)元素觀,形成一個(gè)流程圖,世界物質(zhì)由各種元素組成,各種元素由原子構(gòu)成,但元素可能由兩種或兩種以上的原子構(gòu)成,它們質(zhì)量不同,化學(xué)性質(zhì)相同。
例如在《元素》這個(gè)課題中,筆者就嘗試讓學(xué)生在下列的微粒(如表1)中進(jìn)行分類,進(jìn)而歸納出“元素”的概念,整個(gè)過程既順暢又易懂,效果很好;要不然在初中讓學(xué)生理解“元素”的概念,那是非常困難的。所以,化學(xué)元素觀的建構(gòu)離不開微粒觀的建立。
Exploration on Elements Content of Inorganic Chemistry Teaching Reform
in Higher Vocational College
Jingjing Yang,Yingying Wei,Jing Zhang
【Abstract】The elements content is the core of inorganic chemistry course. In order to improve the teaching effect, we analyze the present teaching situation of the content and put forward several teaching reform ways.
【Key words】Higher Vocational College; Inorganic Chemistry; Element
【中圖分類號(hào)】G 642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2015)09-0042-01
無(wú)機(jī)化學(xué)是所有化學(xué)化工相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,也是這些專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)第一個(gè)學(xué)期就接觸到的專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課,是后續(xù)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)。無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果對(duì)后續(xù)課程的教學(xué)和學(xué)習(xí)都產(chǎn)生直接影響。無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容分為理論基礎(chǔ)和元素部分,元素部分是無(wú)機(jī)化學(xué)的核心部分,而這部分內(nèi)容繁雜瑣碎,需要記憶的內(nèi)容較多,而高職學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)較弱,對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)信心不足。因此通過教學(xué)改革,提高學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)元素部分學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)他們對(duì)化學(xué)的興趣尤為重要。
一、無(wú)機(jī)化學(xué)元素部分教學(xué)現(xiàn)狀
無(wú)機(jī)化學(xué)元素部分是無(wú)機(jī)化學(xué)的核心內(nèi)容,通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生系統(tǒng)的掌握各類元素的單質(zhì)及其化合物的制備、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律。因?yàn)樯婕皟?nèi)容較多,很多老師在講解的時(shí)候采用滿堂灌的方法,學(xué)生會(huì)感覺非常枯燥,失去對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
二、無(wú)機(jī)化學(xué)元素部分教學(xué)改革途徑
① 把講臺(tái)交給學(xué)生,討論法教學(xué)發(fā)散思維
高職學(xué)生的生源特點(diǎn)是文理科兼收,學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)不同。在無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)中,可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組,文理生混合編組[1],引導(dǎo)各組學(xué)生自主選擇感興趣的某一或某一族元素,通過查閱資料,做成PPT課件,在課堂上輪流給大家介紹,學(xué)生之間相互討論交流,在這種氣氛下達(dá)到學(xué)習(xí)記憶的目的。教師可在學(xué)生的課前準(zhǔn)備中給予幫助和指導(dǎo),在課堂交流討論中把握內(nèi)容的方向性和準(zhǔn)確性。
②理論基礎(chǔ)串聯(lián)元素部分知識(shí)點(diǎn)
教師在元素部分的教學(xué)中必須善于整合資源,將基礎(chǔ)理論知識(shí)融入到元素化學(xué)的內(nèi)容討論與講授中。比如說(shuō)在鹵族元素的學(xué)習(xí)中,氫鹵酸的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)镠I>HBr>HCl,而HF是弱酸,引導(dǎo)學(xué)生分析出現(xiàn)以上規(guī)律現(xiàn)象的原因。將元素周期律和氫鍵的內(nèi)容融入到元素化合物的性質(zhì)規(guī)律中。再比如學(xué)習(xí)硫化物溶解性時(shí),引導(dǎo)學(xué)生分析為什么有的硫化物能溶于稀鹽酸,而有的需要濃鹽酸才能溶解,而有的則需要濃硝酸甚至王水才能將其溶解。將沉淀溶解平衡的溶度積規(guī)則引入到這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)中。
③多媒體視頻激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
目前互聯(lián)網(wǎng)非常發(fā)達(dá),很多教學(xué)資源可以從網(wǎng)站上下載。為了提高元素教學(xué)的趣味性,教師可以從網(wǎng)上下載反映一些元素化合物的性質(zhì)或反應(yīng)現(xiàn)象的視頻。比如說(shuō)堿金屬與水的反應(yīng)現(xiàn)象,就有國(guó)外做的非常壯觀的視頻,很能抓住學(xué)生的興趣。比如說(shuō)在進(jìn)行銅族元素學(xué)習(xí)過程中,就可以找到很多唯美的銅礦的圖片,學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時(shí)也能開闊視野,增加課外知識(shí)。再比如:在講氮的氧化物這一部分內(nèi)容時(shí),可以向?qū)W生講述關(guān)于N2O的歷史趣聞[2]。教師也可以穿插一些生動(dòng)有趣的化學(xué)史知識(shí),增加學(xué)生的興趣。
④科學(xué)前沿開闊視野
教師可以結(jié)合自己的科研經(jīng)歷,向同學(xué)介紹目前一些元素的最新科研動(dòng)態(tài)。教師也可以將諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)中與無(wú)機(jī)元素相關(guān)的內(nèi)容引入到課堂,進(jìn)行深入淺出的講解。比如在碳族元素的學(xué)習(xí)時(shí),可以介紹最新獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的石墨烯的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用進(jìn)展,開闊學(xué)生的科學(xué)視野,培養(yǎng)對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
三、結(jié)語(yǔ)
無(wú)機(jī)化學(xué)元素部分的內(nèi)容在無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中具有非常重要的意義,需要教師不斷改進(jìn)教學(xué)方法,通過各種手段培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣,提高教學(xué)效果。
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011)》(以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)(2011)》)指出:“化學(xué)元素論是化學(xué)學(xué)科的核心概念。化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)是化學(xué)元素,這是和其他自然學(xué)科最大的不同之點(diǎn),也是化學(xué)啟蒙和化學(xué)前沿研究的核心內(nèi)容。在化學(xué)啟蒙階段,化學(xué)元素觀是應(yīng)當(dāng)始終給予關(guān)注的核心概念。初中階段要求認(rèn)識(shí)氫、碳、氧、氮等與人類關(guān)系密切的常見元素,記住一些常見元素的名稱與符號(hào),知道元素的簡(jiǎn)單分類。”由此可見,化學(xué)元素及化合物知識(shí)的教學(xué)在整個(gè)初中化學(xué)教學(xué)中具有重要地位。基于上述認(rèn)識(shí),筆者在初中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心,不斷優(yōu)化課堂教學(xué)過程,提高了化學(xué)元素化合物課堂教學(xué)的有效性。
一、創(chuàng)設(shè)真實(shí)而有意義的學(xué)習(xí)情景
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011)》指出:“真實(shí)、生動(dòng)、直觀而又富于啟迪性的學(xué)習(xí)情景,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生更好地理解和運(yùn)用化學(xué)知識(shí)。”因此,筆者在每一節(jié)課的教學(xué)中都根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn),以及學(xué)校的實(shí)際條件,有針對(duì)性地選擇《標(biāo)準(zhǔn)(2011)》中建議的學(xué)習(xí)情景素材,引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)的學(xué)習(xí)情景中發(fā)現(xiàn)問題,展開討論,提出解決問題的思路。同時(shí)也在教學(xué)中采用化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)問題、小故事、科學(xué)史實(shí)、新聞報(bào)道、實(shí)物、圖片、模型和影像資料等多種形式創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景。例如,在有關(guān)“元素”教學(xué)中展示地殼、海水和人體中的化學(xué)元素含量表等。
二、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和直觀教學(xué)
《標(biāo)準(zhǔn)(2011)》指出:“化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式,學(xué)生具備基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能是學(xué)習(xí)化學(xué)和進(jìn)行探究活動(dòng)的基礎(chǔ)和保證。”初中化學(xué)教學(xué)是化學(xué)學(xué)科的啟蒙教學(xué),學(xué)生有好奇心理,但對(duì)化學(xué)知識(shí)和原理知之甚少,只知道一些生活知識(shí)和自然現(xiàn)象,需要通過初三年級(jí)一學(xué)年的教學(xué)走入化學(xué)知識(shí)的世界中,不斷去認(rèn)識(shí)和掌握更多的化學(xué)知識(shí)和原理。因此初中化學(xué)教學(xué)的成敗對(duì)學(xué)生的影響尤為重要。筆者在元素及化合物知識(shí)教學(xué)中充分利用學(xué)生的好奇心理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的直觀性、趣味性引導(dǎo)學(xué)生愛好化學(xué)、想學(xué)化學(xué)的心理,盡可能進(jìn)行展示實(shí)物、掛圖、模型、列表歸納和列舉生活中常見的事物和事,使學(xué)生獲得直觀的感性認(rèn)識(shí),對(duì)學(xué)生接受、理解、記憶和掌握知識(shí)有重要的作用。如教學(xué)Q2、H2、CO2、酸、堿和鹽等物質(zhì)的物理性質(zhì)時(shí),先讓學(xué)生觀察物質(zhì),再指導(dǎo)學(xué)生分別探究,并對(duì)相類似的物質(zhì)進(jìn)行異同對(duì)比。這樣學(xué)生就容易接受、理解和記憶,掌握知識(shí)就比較牢固。
三、注重元素及化合物知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系
元素及化合物的知識(shí)點(diǎn)雖然“多而雜”,而且分散在不同的章節(jié)中,但它們并不是彼此孤立的,而是存在著某些規(guī)律性的聯(lián)系,教學(xué)中必須注重元素及化合物知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系。元素及化合物知識(shí)主要包括性質(zhì)、存在、用途和制備等方面,這些知識(shí)中性質(zhì)是主線,從性質(zhì)可以判斷物質(zhì)存在的狀態(tài),決定制取、鑒別和用途。因此教學(xué)中要緊緊抓住物質(zhì)這條線,講清各種物質(zhì)的性質(zhì),并且有目的、有意識(shí)的使學(xué)生理解這些知識(shí)間的有機(jī)聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生按內(nèi)在聯(lián)系考慮問題的習(xí)慣。例如教學(xué)Q2、H2、CO2等物質(zhì)時(shí),就著重講清這些物質(zhì)的性質(zhì),再引導(dǎo)學(xué)生思考和分析這些物質(zhì)該如何制取、怎樣收集,如何鑒別和具有什么用途等,這樣學(xué)生的思維就會(huì)不斷的開闊,以后只要知道物質(zhì)的性質(zhì),就可以分析得出該物質(zhì)的制法、鑒別和作用。
元素及化合物知識(shí)的教學(xué),還要充分注重各章節(jié)知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,抓住各物質(zhì)性質(zhì)等方面的相似、相反的因素,進(jìn)行比較、推理、判斷和歸納,使前后知識(shí)貫通,新舊知識(shí)呼應(yīng),隨著教學(xué)的進(jìn)行,元素及化合物知識(shí)就聯(lián)成“網(wǎng)”,而不再是一些孤立的“點(diǎn)”。這樣學(xué)生不僅可以比較全面地理解知識(shí),聯(lián)系起來(lái)記住知識(shí)、記憶也更為方便,而且知識(shí)也變得系統(tǒng)化、條理化,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生分析比較的思維方法。例如在教學(xué)氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí),是用金屬單質(zhì)鋅與稀硫酸反應(yīng)制取的,同時(shí)金屬單質(zhì)可用鎂、鋁和鐵代替鋅,可用稀鹽酸代替稀硫酸進(jìn)行制取,那么是否還有其他代替物呢?酸是否可以用濃酸呢?這些問題由于學(xué)生所學(xué)知識(shí)的局限性,現(xiàn)在可不向?qū)W生解釋,只有把問題留下等學(xué)到酸的性質(zhì)和金屬活動(dòng)順序表后,再來(lái)向?qū)W生進(jìn)行解釋,這樣學(xué)生對(duì)這些問題就容易理解和掌握了。
四、重視歸納復(fù)習(xí)和教學(xué)
元素及化合物的知識(shí)在初中教學(xué)材料中多而且分散,教學(xué)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí),學(xué)生是容易聽懂和接受的,但卻容易遺忘和難以記住,甚至是相互產(chǎn)生混淆。特別是有部分學(xué)生的學(xué)習(xí),主要以課堂上學(xué)習(xí)為主,課后對(duì)所學(xué)知識(shí)不去歸納小結(jié)和進(jìn)行記憶,這樣分散的知識(shí)點(diǎn)就更容易遺忘。因此,教學(xué)中必須采用必要的措施和方法,使分散的知識(shí)點(diǎn)集中、歸類和分流化,使學(xué)生 方便記憶掌握和產(chǎn)生聯(lián)想,歸納小結(jié)和總結(jié)復(fù)習(xí)是通常采用的復(fù)習(xí)方法,也是學(xué)生能夠接受的方法―當(dāng)學(xué)完某個(gè)章節(jié)的內(nèi)容后,對(duì)照章節(jié)內(nèi)容涉及到的知識(shí)采用列表和圖標(biāo)等形式進(jìn)行歸類、對(duì)比小結(jié),學(xué)生通過這個(gè)小結(jié)就可以了解和掌握這章節(jié)所講的知識(shí)內(nèi)容;當(dāng)學(xué)完幾個(gè)章節(jié)或所有章節(jié)內(nèi)容后,把所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行歸類、分塊串聯(lián)起來(lái)復(fù)習(xí),使知識(shí)形成網(wǎng)絡(luò),這樣各知識(shí)點(diǎn)就不再孤立和難以記憶了,而是系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化的,學(xué)生記憶起來(lái)就更方便了,而且有目的的精選一些題型配套進(jìn)行綜合訓(xùn)練,學(xué)生就能更牢固地掌握知識(shí)。
化學(xué),是初中生接觸到的較為新穎的一門課程,很多學(xué)生在面對(duì)這門課程時(shí),會(huì)顯得手足無(wú)措。方程式,是化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分,幾乎每一個(gè)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)都和一個(gè)方程式相互對(duì)應(yīng),這就決定了在初中化學(xué)課本中,會(huì)出現(xiàn)大量的方程式,這給學(xué)生的記憶增加了負(fù)擔(dān)。在實(shí)際教學(xué)中,很多學(xué)生在面對(duì)這些方程式時(shí),都采取了死記硬背的方式,記憶時(shí)間和應(yīng)用范圍都受到了很大的影響。其實(shí),這些方程式就是有規(guī)律可循的,它們是對(duì)物質(zhì)間反應(yīng)過程的紙質(zhì)書寫。針對(duì)這種情況,教師如果可以采用正確的方法對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo),必然會(huì)在很大程度上幫助學(xué)生加深對(duì)方程式的理解和記憶。
一、熟練掌握化學(xué)元素符號(hào)是基礎(chǔ)
化學(xué)方程式的書寫,是用化學(xué)元素符號(hào)進(jìn)行標(biāo)示的,對(duì)元素符號(hào)的記憶是書寫化學(xué)方程式的基礎(chǔ)。書本中很明確地羅列了各種化學(xué)元素以及相應(yīng)的符號(hào),學(xué)生必須熟練地掌握。
二、教師可以采取的積極的教學(xué)手段
1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果
在初中生以往所接受到的教育中,化學(xué),是一門嶄新的學(xué)科。學(xué)生帶著好奇和激動(dòng)的心情開始接觸這門課程。在初中化學(xué)的教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必不可少的一部分,初中生年齡較小,對(duì)新鮮事物有著強(qiáng)烈的好奇心。教師要緊緊把握學(xué)生的這一心理特征,以此來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué),把學(xué)生的注意力集中到課堂教學(xué)中來(lái),讓學(xué)生在好奇心的支配下,輕松愉悅地進(jìn)行學(xué)習(xí),從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
其次,很多學(xué)生會(huì)抱怨記憶化學(xué)元素符號(hào),是一個(gè)枯燥的過程,難以堅(jiān)持,針對(duì)這一情況,教師可以通過把化學(xué)元素符號(hào)和化合價(jià)編成順口溜的方式,讓學(xué)生記憶,這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,同時(shí)還可以提高學(xué)生的記憶效率,為以后化學(xué)式的書寫奠定基礎(chǔ)。
2.教給學(xué)生正確的書寫方法以及配平方法
守恒定律是化學(xué)方程式書寫的首要原則。化學(xué)方程式書寫中,不能隨意地添加元素,也不可以編造不存在的元素,反應(yīng)前后,方程式的元素是不可以改變的,更不可以把生產(chǎn)物和反應(yīng)物顛倒著寫,這些都是不遵循守恒定律的表現(xiàn)。在對(duì)方程式進(jìn)行配平時(shí),只是在元素符號(hào)的前面添加或是改變相應(yīng)的阿拉伯?dāng)?shù)字,方程式是不可以隨意改變的。方程式的配平是書寫化學(xué)方程式的一個(gè)重要內(nèi)容,是不可以忽視的,教師在教學(xué)時(shí),有必要花費(fèi)一定的時(shí)間對(duì)配平方法進(jìn)行專門的講解,并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行及時(shí)的測(cè)試。
3.找出方程式的書寫規(guī)律,讓學(xué)生進(jìn)行分類記憶
化學(xué)方程式種類繁多,記憶不便,但并不是無(wú)規(guī)律可循的。對(duì)學(xué)過的化學(xué)方程式進(jìn)行整合,不難發(fā)現(xiàn)其中的書寫規(guī)律。總體來(lái)說(shuō),初中化學(xué)方程式具體可以分為化學(xué)分解反應(yīng)類、置換反應(yīng)類、復(fù)分解反應(yīng)類、還原反應(yīng)類、堿與非金屬氧化物反應(yīng)類以及其他的一些反應(yīng)類型。我們以置換反應(yīng)的方程式為例,這類反應(yīng)的規(guī)律就是反應(yīng)元素之間的位置互換,方程式的書寫就是化合物組合后的生產(chǎn)物。只要找到了各種反應(yīng)類型的規(guī)律,書寫化學(xué)方程式就成為一件容易的事情。
4.加強(qiáng)訓(xùn)練,強(qiáng)化記憶
化學(xué)方程式的書寫,不是一朝一夕的事情,需要學(xué)生長(zhǎng)久地堅(jiān)持。學(xué)習(xí)過的知識(shí),很多都只是一種淺層記憶,學(xué)生需要一定的訓(xùn)練和檢測(cè),來(lái)對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化記憶。課堂教學(xué)之后,教師要鼓勵(lì)學(xué)生把學(xué)過的方程式在理解的基礎(chǔ)上熟練記憶,并對(duì)此及時(shí)地檢測(cè),從而使學(xué)生較好地掌握化學(xué)方程式的書寫。
總之,化學(xué)方程式的書寫是一個(gè)較為復(fù)雜的過程,教師在教學(xué)過程中,對(duì)學(xué)生要有足夠的耐心,切記急于求成。教師要采用積極有效的教學(xué)方式,對(duì)學(xué)生進(jìn)行積極的引導(dǎo),力求讓學(xué)生在輕松的學(xué)習(xí)氛圍中,熟練掌握方程式的書寫技巧。
關(guān)鍵詞:螺紋鋼;元素含量;大數(shù)據(jù)分析;多元回歸分析
Key words: deformed steel bars;element content;data analysis;multiple regression analysis
中圖分類號(hào):TB114.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2017)15-0136-02
0 引言
熱軋帶肋鋼筋(即螺紋鋼)主要用于鋼筋混凝土骨架組件,需要螺紋鋼具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、可彎曲、可變形特性和工藝焊接性。組成鋼的化學(xué)元素直接影響著熱軋鋼的性能,大多數(shù)異形鋼筋采用合金化方法,通過添加昂貴的微量元素(如錳合金材料、合金材料等)到鋼鐵中用以調(diào)整成分比例和改善鋼結(jié)構(gòu)性能[1]。
根據(jù)抗震等級(jí)、使用年限和工程標(biāo)注等需求,目前我國(guó)大量生產(chǎn)性能比HRB335更加優(yōu)異的HRB400級(jí)螺紋鋼。在HRB400級(jí)螺紋鋼的生產(chǎn)過程中適量的釩元素對(duì)其性能有強(qiáng)化作用[2]。其它化學(xué)元素含量對(duì)螺紋鋼的性能也有影響。研究化學(xué)元素含量對(duì)螺紋鋼性能的影響可以采用了主成分分析法。
1 數(shù)據(jù)分析
通過項(xiàng)目獲取的32045份HRB400級(jí)螺紋鋼的元素含量檢測(cè)數(shù)據(jù)符合大數(shù)據(jù)中的模態(tài)多、體量大、難辨識(shí)、價(jià)值大、密度低的五個(gè)特點(diǎn)[3]。采用基于大數(shù)據(jù)挖掘的方法分析這批螺紋鋼總體性能指標(biāo),對(duì)樣本數(shù)據(jù)的抗屈強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸展率的中位數(shù)值、最小值、平均值、方差等數(shù)值進(jìn)行分析。對(duì)每種化學(xué)元素的含量取均值進(jìn)行分析,之后利用spss對(duì)各種化學(xué)元素進(jìn)行主成分分析。
1.1 均勻抽樣理論
對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理最直接的方法是對(duì)其進(jìn)行均勻抽樣,這樣在簡(jiǎn)化計(jì)算量的同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)在的規(guī)律。同時(shí)在對(duì)大量數(shù)據(jù)的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和相關(guān)參數(shù)的估計(jì)中,均勻抽樣可以有效減少樣本的數(shù)量,降低計(jì)算的成本,是一種很好的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行前期處理方法[4]。因此對(duì)32045份原始螺紋鋼數(shù)據(jù)進(jìn)行研究時(shí)首先使用均勻抽樣的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,以得到有效簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)后再其進(jìn)行主成分分析。
1.2 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析
對(duì)均勻抽樣后的HRB400螺紋鋼的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到相應(yīng)的三個(gè)性能指標(biāo):中位數(shù)、最小值、平均值。計(jì)算出方差,并與GB/T228-2002的標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較(數(shù)據(jù)見表1),由表1可知這批螺紋鋼的抗屈強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸展率都符合標(biāo)準(zhǔn)。
1.3 各元素的主成分分析
利用spss軟件以螺紋鋼的抗屈強(qiáng)度為約束條件,選取其特征值大于0.8,對(duì)各種影響螺紋鋼性能的元素進(jìn)行主成分分析。
按照螺y鋼抗屈強(qiáng)度的大小對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)排序,再利用spss軟件對(duì)其進(jìn)行主成分分析。分析結(jié)果中各元素的相關(guān)矩陣如表2所示,各個(gè)元素的解釋的總方差如圖1所示。從表2中可以的到各個(gè)元素基于抗屈強(qiáng)度的相互之間的相關(guān)性,以此作為之后的多元線性回歸分析的基礎(chǔ)。
從圖1中的數(shù)值可以看出,相對(duì)于螺紋鋼的抗屈強(qiáng)度,碳(C)、錳(Mn)、硫(S)、磷(P)、硅(Si)、釩(V)、鉻(Cr)數(shù)值都>0.8為主要影響因素。鎳(Ni)、銅(Cu)、鉬(Mo)元素在的初始特征值都
2 多元線性回歸
為了進(jìn)一步分析各元素對(duì)HRB400螺紋鋼的抗拉強(qiáng)度、抗屈強(qiáng)度、斷后伸展率的影響,建立多元線性回歸模型對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理。通過Matlab編程對(duì)HRB400螺紋鋼數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算后建立多元線性回歸模型,對(duì)各化學(xué)元素的影響進(jìn)行具體分析。
2.1 多元線性回歸模型
多元線性回歸是一元線性回歸的發(fā)展,可用來(lái)研究因變量取值與自變量取值的關(guān)系。設(shè)抗拉強(qiáng)度、抗屈強(qiáng)度、斷后伸展率,分別為三個(gè)可預(yù)測(cè)變量Y1,Y2,Y3,這三個(gè)變量受到各元素含量t1,t2…tn的影響,建立HRB400螺紋鋼結(jié)構(gòu)性能與元素含量間的多元線性回歸模型。
各種元素與抗屈強(qiáng)度影響的多元線性回歸模型1:
Y1=β10+β11t+β12t+…+β1n+ε1ε1∝N(0,σ2)模型1
各種元素與抗拉強(qiáng)度度影響的多元線性回歸模型2:
Y2=β20+β21t+β22t+…+β2n+ε2ε2∝N(0,σ2)模型2
各N元素與抗拉強(qiáng)度度影響的多元線回歸模型3:
Y3=β30+β31t+β32t+…+β3n+ε3ε3∝N(0,σ2)模型3
模型中εi表示的是計(jì)算過程中可能出現(xiàn)的偏差,將上述三個(gè)模型轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)化為數(shù)組的形式,再導(dǎo)入MATLAB程序中的多元線性回歸函數(shù)中,計(jì)算出各個(gè)模型的常數(shù)項(xiàng)βi0,以及各個(gè)元素含量對(duì)螺紋鋼性能影響的回歸系數(shù)βin。
2.2 模型求解
利用MATLAB程序?qū)δP?-3進(jìn)行求解,分別以抗屈強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸展率為因變量,以十種元素的含量為自變量對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算,得到各元素的回歸系數(shù)見表3。
根據(jù)回歸系數(shù)可得到三個(gè)模型的解分別為公式(1)-(3):
①螺紋鋼抗屈強(qiáng)度與各元素含量之間的關(guān)系:
Y1=-232+3403tC-610tMn+3306tS+799tP+890tSi+13206tV+265tCr-2353tNi-5188tCu+5846tMo(1)
②螺紋鋼抗拉強(qiáng)度與各元素含量之間的關(guān)系:
Y2=-507.4+4754.1tC-592.6tMn-4453.9tS+1378.9tP+1519.5tSi+9798.5tV+1269tCr-2425.9tNi-504.7tCu-338.4tMo(2)
③螺紋鋼的斷后伸展率與各元素含量之間的關(guān)系:
Y3=71.9+166tC-65.5tMn-244.7tS-129tP+53.3tSi-495.6tV+49.8tCr+161.1tNi+176.9tCu+1320.6tMo(3)
2.3 多元線性回歸結(jié)果分析
觀察回歸模型公式(1)-(3)中,從不同元素含量的回歸系數(shù)的大小和正負(fù)進(jìn)行分析后,可知各元素含量對(duì)螺紋鋼性能的影響如下:①由公式(1)可知,影響螺紋鋼抗屈強(qiáng)度的主要化學(xué)元素含量是釩(V)元素,其次是銅(Cu)元素和鉬(Mo)元素。回歸系數(shù)為正是正相關(guān),為負(fù)是負(fù)相關(guān)。②由公式(2)可知,影響螺紋鋼抗拉強(qiáng)度的主要的化學(xué)元素含量是釩(V)元素,其次是碳(C)元素和硫(S)元素。③由公式(3)可知,影響螺紋鋼斷后伸展率的主要的化學(xué)元素含量是鉬(Mo)元素,其次是釩(V)元素和硫(S)元素。
3 結(jié)束語(yǔ)
通過對(duì)32045份HRB400級(jí)螺紋鋼進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘和多元線性回歸建模的分析,得到螺紋鋼的各化學(xué)元素與螺紋鋼的抗屈強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和斷后伸展率的公式(1)-(3)。
根據(jù)多元線性回歸結(jié)果分析,影響螺紋鋼結(jié)構(gòu)和性能的主要化學(xué)元素有釩(V)、銅(Cu)、鎳(Ni)、碳(C)、硫(S)、鉬(Mo)等元素,增加碳(C)、硫(S)、磷(P)、硅(Si)、釩(V)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)等元素含量可增強(qiáng)螺紋鋼的結(jié)構(gòu)性能。煉鋼時(shí)可忽略上述價(jià)格較低且比較難控制含量的非金屬元素成分對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的影響,只需調(diào)整其中的鎳(Ni)、鉬(Mo)、釩(V)元素的含量即可提高RHB400級(jí)螺紋鋼結(jié)構(gòu)性能。同時(shí)可提高價(jià)格較低鉻(Cr)元素的含量而適量降低貴金屬釩(V)的含量以達(dá)到節(jié)約煉鋼成本的目的。
參考文獻(xiàn):
[1]楊昌樂.低成本生產(chǎn)熱軋螺紋鋼工藝的組織及性能影響規(guī)律研究[D].昆明:昆明理工大學(xué),2011.
中圖分類號(hào):G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)01-0121-02
一、引言
通識(shí)教育是教育的一種,這種教育的目標(biāo)是:在現(xiàn)代多元化的社會(huì)中,為受教育者提供通行于不同人群之間的知識(shí)和價(jià)值觀[1]。通識(shí)教育本身源于19世紀(jì),當(dāng)時(shí)有不少歐美學(xué)者有感于現(xiàn)代大學(xué)的學(xué)術(shù)分科太過專門、知識(shí)被嚴(yán)重割裂,于是創(chuàng)造出通識(shí)教育,目的是培養(yǎng)學(xué)生能獨(dú)立思考、且對(duì)不同的學(xué)科有所認(rèn)識(shí),以至能將不同的知識(shí)融會(huì)貫通,最終目的是培養(yǎng)出完全、完整的人。20世紀(jì)以后,通識(shí)教育已廣泛成為歐美大學(xué)的必修科目。通識(shí)教育實(shí)際上是素質(zhì)教育最有效的實(shí)現(xiàn)方式,鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自己實(shí)際跨學(xué)科、跨專業(yè)自由選課,充分發(fā)展個(gè)性,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,全面提高素質(zhì)。通識(shí)教育的性質(zhì)決定了通識(shí)教育存在的合理性,我國(guó)高校長(zhǎng)期實(shí)行的專業(yè)化教育模式迫切呼喚大學(xué)通識(shí)教育的出現(xiàn)。專業(yè)化教育模式是我國(guó)高等教育在特定時(shí)期、特定社會(huì)背景中的選擇。過分強(qiáng)調(diào)專業(yè)劃分,把學(xué)生的學(xué)習(xí)限制在一個(gè)狹窄知識(shí)領(lǐng)域,不利于學(xué)生全面發(fā)展[2]。推行大學(xué)通識(shí)教育,不僅是我國(guó)高等教育與世界先進(jìn)教育理念接軌的要求,也是我國(guó)教育改革與發(fā)展的需要。通識(shí)教育作為大學(xué)教育的重要一部分,是對(duì)高等教育專門化、功利化導(dǎo)致的人的片面發(fā)展的一種矯正和超越,是高等教育本質(zhì)和大學(xué)使命的回歸。如何教好通識(shí)課程,培養(yǎng)高素質(zhì)人才是教育工作者應(yīng)當(dāng)認(rèn)真思考的問題。筆者在為大學(xué)文科學(xué)生講授自然科學(xué)通識(shí)課“元素的故事”時(shí),積累了一定的經(jīng)驗(yàn),下面談?wù)剮c(diǎn)教學(xué)體會(huì)。
二、教學(xué)內(nèi)容的思考
文科學(xué)生大多具有初中和高中的物理、化學(xué)基礎(chǔ),對(duì)大學(xué)的物理和化學(xué)了解不多,在基本概念和基本術(shù)語(yǔ)的理解上可能存在困難。因此,在教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)考慮到他們的知識(shí)特點(diǎn),選取合適的參考書籍和參考資料,力求盡可能少的專業(yè)知識(shí),增強(qiáng)趣味性、易懂性,貼近現(xiàn)實(shí)生活和學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。筆者選取了蘇聯(lián)的科普讀物《元素的故事》[3]一書作為參考書籍,向?qū)W生們介紹了自18世紀(jì)中期到近年有關(guān)化學(xué)元素的重大發(fā)明和發(fā)展,如:18世紀(jì)中期瑞典化學(xué)家舍勒怎樣發(fā)現(xiàn)了空氣不是單一的物質(zhì)而是氧、氮兩種氣體的混合物;接著法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫怎樣否定了燃素說(shuō),把氧、氮以及磷、碳、氫等列為世界上第一張?jiān)孛麊危?9世紀(jì)初期,英國(guó)化學(xué)家戴維利用電流怎樣分解了當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)作是元素的兩種苛性堿和八種堿土金屬,而發(fā)現(xiàn)了鉀、鈉兩種堿金屬和八種堿土金屬;19世紀(jì)中期,在元素名單上已經(jīng)有了57種,當(dāng)時(shí)認(rèn)為再難找到新元素的時(shí)候,德國(guó)科學(xué)家本生和基爾霍夫怎樣利用光的性質(zhì),造成了分光鏡,發(fā)明了化學(xué)元素的光譜分析術(shù),使元素名單再行擴(kuò)大;19世紀(jì)下半期俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫怎樣總結(jié)了數(shù)百年來(lái)化學(xué)家們研究的成果,創(chuàng)造了元素周期表;19世紀(jì)末期英國(guó)的科學(xué)家怎樣發(fā)現(xiàn)了惰性氣體,充實(shí)了元素周期表。最后,20世紀(jì)初期,居里夫婦怎樣發(fā)現(xiàn)了釙和鐳,了元素永恒不變,原子不可再分的舊觀念,掀起了一場(chǎng)化學(xué)上的大革命。通過這門課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生對(duì)元素發(fā)現(xiàn)的方法和歷史有了大致的了解。
三、教學(xué)方法的思考
如何提高教學(xué)效果是教師們經(jīng)常討論的問題。在課堂上,好的教學(xué)思路能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心,激起學(xué)生進(jìn)行思考的欲望,能夠極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,從而提升教學(xué)效果。筆者在一節(jié)“光譜學(xué)與元素的發(fā)現(xiàn)”課堂中,首先拋出了這樣一個(gè)問題:科學(xué)家們是怎樣知道太陽(yáng)的化學(xué)元素組成的?這一問題立刻引起了學(xué)生們的興趣。太陽(yáng)距離我們非常遙遠(yuǎn)而且溫度極高,無(wú)法直接檢測(cè)太陽(yáng)的化學(xué)組成。科學(xué)家們用了什么方法呢?答案是光譜分析法。說(shuō)起光譜,學(xué)生可能覺得陌生。其實(shí)在中學(xué)物理里面大家就已經(jīng)知道了牛頓的著名的三棱鏡色散實(shí)驗(yàn),將一束太陽(yáng)光經(jīng)一塊三角形的玻璃棱鏡折射后,形成了紅p橙p黃p綠p藍(lán)p靛p紫等七色的彩色光帶,牛頓將這種彩虹色帶命名為光譜,現(xiàn)在我們知道不同顏色的光具有不同的波長(zhǎng)。接下來(lái)學(xué)生會(huì)問光譜與化學(xué)元素分析有什么關(guān)系呢?那么首先回顧一下初中化學(xué)學(xué)習(xí)過的焰色反應(yīng):許多金屬鹽類在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊的焰色,如鉀鹽的焰色是紫色的,鈉鹽的焰色是黃色的,銅鹽的焰色是翠綠色的,鋇鹽的焰色是草綠色的,鈣鹽的焰色是橘紅色的,而鍶鹽和鋰鹽一樣都是鮮紅色的。在衍射光柵的分光術(shù)發(fā)明以后,英國(guó)的物理學(xué)家泰爾包特于1825年制造了一種可以研究焰色光譜的儀器,然后將燈蕊浸在各種不同鹽類的溶液中,曬干后點(diǎn)燃,觀察其光譜,發(fā)現(xiàn)各種金屬鹽類的火焰分光后所得的光譜,都是不連續(xù)的幾條亮線,各出現(xiàn)在其對(duì)應(yīng)的顏色光區(qū)內(nèi),其中他注意到,鍶鹽和鋰鹽盡管焰色幾乎完全相同,但呈現(xiàn)的光譜卻迥然不同。他是意識(shí)到每種元素都有自己的一組特征光譜的第一位科學(xué)家。到1852年,瑞典的物理學(xué)家Angstrom指出每一種特征光譜就是某一種元素的特定標(biāo)志,光譜正像人類的指紋一樣,各種金屬元素所發(fā)射的光譜線的數(shù)目p強(qiáng)度和位置都不一樣,因此可以由光譜的分析來(lái)檢驗(yàn)金屬元素的種類,更可由各元素譜線的相對(duì)強(qiáng)度來(lái)判斷混合物中各種元素的相對(duì)含量。至此,光譜學(xué)的應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代,成為化學(xué)元素分析的一項(xiàng)利器。知道了光譜法可以分析元素之后,我們來(lái)回答最初提出的問題:太陽(yáng)上有哪些化學(xué)元素?早在1802年,英國(guó)的化學(xué)家伍拉斯頓就用分光棱鏡仔細(xì)觀察了太陽(yáng)光譜。他注意到表面看來(lái)是連續(xù)的彩色光帶中,夾雜著不少的垂直暗線,在不明原因的情況下,只好把這些暗線的出現(xiàn)歸咎于棱鏡的缺陷。1814年,德國(guó)的物理學(xué)家弗朗和斐用他的衍射光柵試驗(yàn)太陽(yáng)光譜時(shí),也發(fā)現(xiàn)了伍拉斯頓所看見的暗線。他仔細(xì)地?cái)?shù)一數(shù)所能辨識(shí)的暗線,竟有576條,把它們一一標(biāo)記下來(lái),其中最主要的幾條,根據(jù)明顯程度,依次標(biāo)以英文字母ApBpCp...G的代號(hào),當(dāng)做描述用的固定點(diǎn)或參考點(diǎn)。后世即把這些暗線稱為“弗朗和斐線”。有一天,弗朗和斐把他的分光儀一器二用,將光線入口處分成兩半,上半以陽(yáng)光入射,下半以燃燒的鈉焰入射,于是得到了上下兩幅平行的光譜。他發(fā)現(xiàn)發(fā)出強(qiáng)烈黃光的鈉焰在光譜中有兩條很接近的明亮黃線,恰巧與太陽(yáng)光譜中他標(biāo)示為D的兩條暗線在同一位置上(此即今日我們所稱的著名的“鈉-D雙線”),這意味著什么?他知道其中一定蘊(yùn)藏有重大的玄機(jī),只是不知道答案在哪里!到了基爾霍夫和本生手里,這個(gè)秘密才被徹底揭穿。他們重做了四十年前弗朗和斐所做的鈉焰實(shí)驗(yàn)。這次他倆讓連續(xù)光譜透過鈉焰的上方,那里有未燃燒的鈉蒸氣,結(jié)果在一片連續(xù)的彩色光帶中竟然就出現(xiàn)了兩條明顯的D暗線。顯然,是鈉蒸氣將連續(xù)光譜中屬于D線波長(zhǎng)的輻射給吸收掉了!于是他們?cè)?859年發(fā)表了兩條有名的“基爾霍夫輻射定律”。第一定律是每種化學(xué)元素都各有其特殊的光譜,第二是每種元素所吸收的電磁輻射波長(zhǎng)與所發(fā)出的波長(zhǎng)相等,即當(dāng)某元素在高熱燃燒時(shí)若能發(fā)射某種波長(zhǎng)的光,則在較低溫時(shí)其蒸氣就會(huì)吸收相同波長(zhǎng)的光。第二條輻射定律就解釋了四十多年來(lái)一直不知其所以然的“弗朗和斐暗線”問題。本生與基爾霍夫認(rèn)為高溫的太陽(yáng)表面原來(lái)會(huì)發(fā)出含有各種頻率的連續(xù)光譜,然而緊貼著太陽(yáng)表面的大氣層,因?yàn)闇囟缺忍?yáng)光球的溫度低,其中所含的蒸氣成分,會(huì)依其化學(xué)元素特性而選擇吸收其特征波長(zhǎng)的輻射,所以太陽(yáng)光譜中的各條弗朗和斐暗線都是其大氣成分元素吸收部分陽(yáng)光波長(zhǎng)所造成的。像暗線中的D線為什么恰與鈉焰的雙黃線位置p波長(zhǎng)一樣,就是因?yàn)樘?yáng)大氣中含有鈉成分,吸收了陽(yáng)光中的這種波長(zhǎng)之故,也就是說(shuō)D暗線的存在正是太陽(yáng)大氣中含有鈉成分的明證!他們就用這種方法比較太陽(yáng)光譜中的弗朗和斐暗線與各元素的特性光譜,而后在1859年宣布,太陽(yáng)大氣層中含有鈉p鐵p鈣和鎳而沒有鋰,但其中含量最多的則是氫。他們的發(fā)現(xiàn)立刻轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界,光憑一臺(tái)簡(jiǎn)單的分光鏡居然能在地球上檢定出一億五千萬(wàn)公里外的太陽(yáng)的化學(xué)元素組成,真是太神奇了!從此,太陽(yáng)在人類的心目中,就失去了它的大部分神秘性。跟著,星球的神秘性也大部分消失了。通過這樣一節(jié)課,筆者講述了光譜、光譜分析法和用光譜分析法發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)上化學(xué)元素的故事,循序漸進(jìn)地誘導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考,收到了良好的效果。
四、結(jié)論
在大學(xué)自然科學(xué)通識(shí)教育中,針對(duì)文科學(xué)生的知識(shí)特點(diǎn),精心選擇教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計(jì)教學(xué)方法,努力做到趣味性、易懂性、啟發(fā)性和循序漸進(jìn)性,提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力,取得了顯著的教學(xué)成效。
參考文獻(xiàn):
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[2]赫欽斯的高等教育思想對(duì)大學(xué)通識(shí)教育的啟示[Z].中國(guó)信息大學(xué),2016-06-25.
[3]依.尼查葉夫.元素的故事[M].滕砥平,譯.上海:少年兒童出版社,1978.
Thoughts on Teaching of Natural Science of General Education in University
ZHOU Jian
化學(xué)用語(yǔ)在初中學(xué)校的教學(xué)存在很大問題,也是國(guó)際性的化學(xué)科技語(yǔ)言,是對(duì)化學(xué)研究的重要手段。化學(xué)教學(xué)貫穿了整個(gè)初中的教材,如果不能合理的找到教學(xué)的方法就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中大大的降低學(xué)習(xí)的興趣。化學(xué)用語(yǔ)在教材中占有很大一部分與基本概念、基本理論、元素化合物知識(shí)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算有著密切的聯(lián)系,也是化學(xué)的重要技能和基礎(chǔ)的知識(shí),在學(xué)習(xí)中很多的同學(xué)感到十分的困難,對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)也沒有興趣,導(dǎo)致化學(xué)教學(xué)也非常的吃力。在實(shí)踐中同學(xué)們也很難過關(guān),對(duì)學(xué)習(xí)的探索精神也的下降了,主要是同學(xué)們不能很好地理解化學(xué)用語(yǔ),從而失去學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)力,我應(yīng)該更具化學(xué)的特殊性制定學(xué)習(xí)方法,并對(duì)老師的教學(xué)模式加以革新,主要方法有:
一、將難點(diǎn)和重點(diǎn)分散,增進(jìn)學(xué)生理解
初中的教學(xué)中,很多學(xué)生學(xué)不好化學(xué),對(duì)化學(xué)不感興趣都是對(duì)化學(xué)用語(yǔ)不夠了解,也就是從我們學(xué)習(xí)元素符號(hào)的時(shí)候,很多的學(xué)生記不住元素符號(hào),然而元素符號(hào)是化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),如果不能很好的掌握對(duì)以后的學(xué)習(xí)也就跟不上,在化學(xué)中的化學(xué)式和化學(xué)方程都是元素符號(hào)為基礎(chǔ)。所以要學(xué)好化學(xué)首先就要記住化學(xué)符號(hào),并深入學(xué)生們的心中,這是我們應(yīng)該在教學(xué)中采取難點(diǎn)和重點(diǎn)分散,增進(jìn)學(xué)生理解。
在化學(xué)教學(xué)中,我最重要的就是要激起學(xué)生們的好奇心理,讓學(xué)生有主動(dòng)探索的精神,這也就是在我們學(xué)習(xí)化學(xué)的第一節(jié)課的時(shí)候就給學(xué)生留下懸念,有目的的講一些生活中常見的物體的化學(xué)式,告訴學(xué)生一些常見元素的名稱、符號(hào),引導(dǎo)學(xué)生提前記憶元素符號(hào),讓學(xué)生了解元素符號(hào)所代表的元素名稱,讓學(xué)生們初步認(rèn)識(shí)一下化學(xué)元素,并對(duì)這些化學(xué)元素要會(huì)讀會(huì)寫。到我們學(xué)習(xí)化學(xué)元素符號(hào)的時(shí)候也就會(huì)減少學(xué)生們的陌生感,學(xué)生們也就不會(huì)對(duì)這些化學(xué)元素感到排斥,反而會(huì)更加有學(xué)習(xí)的精神,而學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有種“溫故而知新”的感覺,對(duì)元素理解起來(lái)也就更加的勁松。我把化學(xué)符號(hào)在學(xué)生學(xué)習(xí)中反復(fù)的學(xué)習(xí),學(xué)生看多了也就會(huì)形成自然記憶,到學(xué)習(xí)化學(xué)用語(yǔ)是學(xué)生們也就會(huì)更加的容易接受,掌握起來(lái)也就比較的容易。
二、教學(xué)時(shí)要落實(shí)的學(xué)生書寫,加強(qiáng)師生互動(dòng)
我們學(xué)習(xí)了化學(xué)元素,也掌握了這些化學(xué)元素。但是最重要的是我們能夠運(yùn)用到實(shí)際的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中,所以化學(xué)式的書寫也就是老師們重要的教學(xué)問題,在書寫化學(xué)式的時(shí)候怎樣學(xué)會(huì)化學(xué)式的組合,這也是書寫化學(xué)式的關(guān)鍵。在實(shí)際的學(xué)習(xí)中,很多的同學(xué)就是化學(xué)式的角碼是最容易出錯(cuò)的,對(duì)于這些應(yīng)該采取關(guān)聯(lián)的方法,理解他的含義,理解學(xué)習(xí)化學(xué)式落實(shí)到書寫。
在學(xué)習(xí)化學(xué)原子結(jié)構(gòu)意識(shí)圖的時(shí)候,我要求每位學(xué)生都能夠獨(dú)立的畫出結(jié)構(gòu)意識(shí)圖,并引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)最外層的電子數(shù),互相對(duì)比做出總結(jié),總結(jié)出了金屬、非金屬、稀有氣體原子的最外層電子數(shù)的特點(diǎn)。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析得出原子最外層的電子數(shù)與該元素的化合價(jià)之間的內(nèi)在聯(lián)系。在接下來(lái)學(xué)習(xí)物質(zhì)的化學(xué)式時(shí),可讓學(xué)生分類進(jìn)行理解和學(xué)習(xí)。為了幫助學(xué)生在記住化合價(jià)的基礎(chǔ)上能熟練地書寫常見物質(zhì)的化學(xué)式,以金屬活動(dòng)性順序表為依據(jù),依據(jù)如下口訣進(jìn)行書寫:一排順序二標(biāo)價(jià),絕對(duì)價(jià)數(shù)來(lái)交叉,偶數(shù)角碼要約簡(jiǎn),寫好式子再檢查。
三、對(duì)學(xué)生加強(qiáng)培訓(xùn),使用優(yōu)化配平方法
在化學(xué)的學(xué)習(xí)中,有很多的化學(xué)方程式,在學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的書寫也就成了教學(xué)中的難點(diǎn),在什么反應(yīng)中化學(xué)方程式是相互平等,很多學(xué)生在化學(xué)配平中很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤,因此方法是我們教學(xué)的關(guān)鍵,平時(shí)使用的方法有。
在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程,首先要熟練的掌握化學(xué)式的書寫,在熟練掌握了化學(xué)是的書寫時(shí),我們應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)書寫的方法,找到最優(yōu)化的配平方法,平時(shí)我們可以采用最小公倍數(shù)法配平,這也是對(duì)于一些簡(jiǎn)單的化學(xué)方程式。對(duì)于一些較復(fù)雜的化學(xué)方程式的配平,可引導(dǎo)學(xué)生用設(shè)“1”配平法進(jìn)行配平,所謂設(shè)“1”配平法中的“1”是指先讓反應(yīng)物或生成物中組成最復(fù)雜的化學(xué)式前的計(jì)量數(shù)為1,(所謂組成最復(fù)雜是指該化學(xué)式中包含的元素種類最多,原子個(gè)數(shù)最多),通過在其它化學(xué)式前添加適當(dāng)?shù)臄?shù)字來(lái)配平化學(xué)方程式。化學(xué)方程式配平之后要引導(dǎo)學(xué)生特別注意畫等號(hào),并注明相應(yīng)的反應(yīng)條件,要求學(xué)生能從宏觀、微觀兩個(gè)方面說(shuō)出化學(xué)方程式表示的意義,并在教學(xué)過程中作階段性的歸納小結(jié)。
四、加強(qiáng)學(xué)生的發(fā)散練習(xí)
化學(xué)教學(xué)中,化學(xué)用語(yǔ)貫穿了化學(xué)的整個(gè)教材,和化學(xué)教材的各個(gè)部分緊密結(jié)合,我們學(xué)習(xí)化學(xué)用語(yǔ)主要是應(yīng)為化學(xué)用語(yǔ)學(xué)生不容易忘記,也方便學(xué)生們理解,所以化學(xué)用語(yǔ)貫穿了化學(xué)教材的各個(gè)環(huán)節(jié),學(xué)習(xí)好化學(xué)用語(yǔ)是相當(dāng)?shù)闹匾?yīng)當(dāng)要求學(xué)生養(yǎng)成使用化學(xué)用語(yǔ)解答化學(xué)問題的良好習(xí)慣,能夠使用化學(xué)用語(yǔ)解答問題,能夠解答物質(zhì)及其性質(zhì)、用途,制取現(xiàn)象的解釋,實(shí)驗(yàn)結(jié)論等,必須用化學(xué)用語(yǔ)來(lái)解答,經(jīng)常練習(xí),達(dá)到會(huì)讀、會(huì)寫、會(huì)用,逐步熟練。加強(qiáng)學(xué)生的發(fā)散思維的培訓(xùn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,要求學(xué)生有主動(dòng)性、求異性、獨(dú)立性、發(fā)散性;這樣才能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,以問題為中心,從不同的角度不同層面去分析問題,最終找到問題的解答方法。
五、加強(qiáng)監(jiān)督,提高學(xué)生書寫與記憶效果
在我們學(xué)習(xí)化學(xué)用語(yǔ)時(shí),老師要不定期的進(jìn)行檢查學(xué)生們的學(xué)習(xí)成果,進(jìn)行對(duì)元素符號(hào)、化學(xué)式的讀寫加強(qiáng)鞏固,化學(xué)方程式的配平及其它條件,符號(hào)的表示等;強(qiáng)調(diào)規(guī)范化,及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正錯(cuò)誤,使學(xué)生養(yǎng)成良好的習(xí)慣,也減少了學(xué)生們犯錯(cuò),這些責(zé)任主要在于老師們的監(jiān)督和管理,只有老師敬職敬責(zé),才能營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。
六、結(jié)束語(yǔ)
中圖分類號(hào):TS 201.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-979X(2007)07-0033-02
Determination of Nutritional Ingredients of Potentilla anserine
WANG Feng1, LU Jian-xiong2 ,SHEN Xiao-rong 2
(1. Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China; 2. Northwest University for Nationalities, Lanzhou 730030, China)
Abstract:Objective To determine the nutritional ingredients of Potentilla anserine. Methods The ingredients in Potentilla anserine, including calcium, iron, magnesium, fosforus, zinc, iodine, potassium, water, ash, total reducing sugars, protein, crude fat ,vitamin A, vitamin B1, vitamin B2 and vitamin C, were determined by EDTA(Ethylenediamine tetraacetic acid)titration method, Kjeldah method, Soxhlet extraction method and other national standard methods.Results The contents of potassium, magnesium, protein, total reducing sugars, vitamin C, vitamin B1 were655μg/g, 9.16μg/g, 10.06 g/100 g, 9.78 g/100 g, 3.88 g/100 g and 1.45 g/100 g , respectively. The contents of nutritional ingredients were also high. Conclusion Potentilla anserine possesses higher nutritional value, edible value and healthcare function, so it can be used as a food resource and a Chinese herbal medicine.
Key words:Potentilla anserine; nutritional ingredient; determination
蕨麻又名“人參果”,為高原薔薇科植物鵝絨萎陵菜(Potentilla anserina I.)的多年生野生草本植物,主要產(chǎn)于青海、甘肅、等地。蕨麻含有大量淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、無(wú)機(jī)鹽、維生素等,具有較高的醫(yī)療和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,有健胃補(bǔ)脾、生津解渴、益氣補(bǔ)血的功能,藏醫(yī)稱它為卓老沙僧,深受國(guó)內(nèi)外人民的喜愛,也是饋贈(zèng)親友之佳品[1]。作為一種藥食兩用品,對(duì)其灰分、蛋白質(zhì)、糖分含量等營(yíng)養(yǎng)成分的報(bào)道較少。我們測(cè)定分析了其營(yíng)養(yǎng)成分,現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。
1材料與方法
1.1材料
蕨麻,由蘭州金力食品廠提供。
1.2儀器
FZ102粉碎機(jī)(河北黃華京振光機(jī)廠);SRJX4-9高溫爐(長(zhǎng)沙華光電機(jī)廠);索氏脂肪抽提器(北京中興偉業(yè)儀器有限公司);HH-6單列6孔水浴鍋 (北京永光儀器廠);凱氏燒瓶、凱氏半微量定氮儀(北京中興偉業(yè)儀器有限公司);721分光光度計(jì)(上海第三儀器廠)。
1.3試劑
鹽酸(化學(xué)純,甘肅白銀市化學(xué)試劑廠);濃硫酸(天津化學(xué)試劑六廠);硫酸銅(西安化學(xué)試劑廠);氫氧化鈉溶液(上海化學(xué)試劑站);無(wú)水乙醇(廣東石歧化工廠);
實(shí)驗(yàn)過程中同時(shí)配制并標(biāo)定了標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液、0.1 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、1 mol/L高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液。
1.4實(shí)驗(yàn)方法
將干蕨麻100 g粉碎,過篩,備用。依次測(cè)定蕨麻中鈣、鐵、鎂、磷、鋅、碘、鉀等7種化學(xué)元素,及水分、灰分、蛋白質(zhì)、總還原糖、粗脂肪、維生素A、B1、B2、C等營(yíng)養(yǎng)成分[2]。
2結(jié)果與討論
2.1蕨麻中營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定結(jié)果
化學(xué)元素含量測(cè)定結(jié)果見表1,維生素及其他營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果見表2。結(jié)果顯示,蕨麻中鈣、鐵、鎂、鎂、鋅、鉀等元素含量相當(dāng)豐富,蛋白質(zhì)、維生素、總還原糖、粗脂肪等含量較高。
表1化學(xué)元素含量測(cè)定結(jié)果(μg/g)
表2維生素及其他營(yíng)養(yǎng)成分含量測(cè)定結(jié)果
注:維生素含量為mg /100 g ,其他為g/100 g
2.2討論
由表1可見,蕨麻中鉀含量較高。鉀攝入有調(diào)節(jié)普通人群和高血壓患者血壓的作用。高鉀飲食還能減少中風(fēng)危險(xiǎn),阻止腎血管、腎小球和腎小管病變的發(fā)展,降低尿鈣排泄,減少腎結(jié)石形成及減少骨骼去礦質(zhì) (骨質(zhì)疏松) 等作用[3]。人每天必須攝入足夠的鈣,才能保證血液中鈣濃度穩(wěn)定,維持神經(jīng)細(xì)胞的正常生理功能,多次全國(guó)調(diào)查顯示國(guó)人膳食中鈣不足需要補(bǔ)充[4]。鐵是人體必需的微量營(yíng)養(yǎng)素,機(jī)體缺鐵是全世界特別是發(fā)展中國(guó)家最主要的營(yíng)養(yǎng)問題之一[5]。鐵能運(yùn)輸氧與電子轉(zhuǎn)移,促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育,防治缺鐵性貧血,增加對(duì)疾病的抵抗力。蕨麻中鈣、鐵含量相對(duì)較高,可用以輔助治療因鈣、鐵缺乏所導(dǎo)致的相關(guān)疾病。
由表2可見,蕨麻中蛋白質(zhì)含量約為10%,比甘薯、芋頭及山藥等根莖類高5~7倍;比竹筍粗蛋白含量高4倍[6]。總糖含量約為9%,可起到降低血漿膽固醇水平,改善大腸功能、改善血糖生成等作用[7]。脂肪營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高,如機(jī)體攝入不足,會(huì)使組織細(xì)胞發(fā)生異常變化,還可促進(jìn)體內(nèi)脂溶性維生素A,D,E,K等的吸收。
3結(jié)論
蕨麻是我國(guó)特有的野生植物,含豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和化學(xué)元素,是營(yíng)養(yǎng)豐富、食用安全的食品。本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)表明,蕨麻中蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高,還含有大量的維生素、有機(jī)酸等,是一種理想的藥食兩用植物。
參考文獻(xiàn)
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【分類號(hào)】G633.8
正常的初中化學(xué)教學(xué)中化學(xué)家是在放在化學(xué)史這一節(jié)中的,一般的化學(xué)老師并不把這節(jié)作為重點(diǎn)的內(nèi)容,多數(shù)是讓學(xué)生自己學(xué)習(xí)。這實(shí)際上是一種誤導(dǎo)。在日常的教學(xué)中我們可以利用化學(xué)家的故事調(diào)節(jié)課堂氣氛,可以利用化學(xué)家的真、善 、美進(jìn)行德育教育,這樣既可以擺脫學(xué)生對(duì)化學(xué)枯燥、乏味的認(rèn)識(shí),還可以教育學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中求真、務(wù)實(shí)、創(chuàng)美。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情,對(duì)化學(xué)的熱愛。其實(shí)最為重要的是化學(xué)家艱苦卓絕的探索精神,一大批優(yōu)秀的化學(xué)家,他們留下的除了物質(zhì)財(cái)富,還留下了對(duì)科學(xué)的獻(xiàn)身精神,對(duì)國(guó)家、民族的忠貞不屈,追求美好事物的崇高理想,這些都會(huì)給學(xué)生們留下深刻的印象。
因此化學(xué)家在初中化學(xué)教學(xué)中占有極為重要的作用,本文由于篇幅的限制,主要分為兩點(diǎn)做具體的闡述。
一、化學(xué)家的求真精神對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的促進(jìn)作用
什么求真精神?這里的“真”實(shí)際上就是客觀真理,也就是人們對(duì)自然規(guī)律正確的認(rèn)識(shí)。化學(xué)這門學(xué)科就是一門研究自然物質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu) 、化學(xué)性質(zhì)、變化合成的自然科學(xué) 。化學(xué)這門學(xué)科誕生比較晚,“化學(xué)”一詞,若單是從字面解釋就是“變化的科學(xué)”。化學(xué)如同物理一樣皆為自然科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)。化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。門捷列夫提出的化學(xué)元素周期表大大促進(jìn)了化學(xué)的發(fā)展。現(xiàn)在很多人稱化學(xué)為“中心科學(xué)”,因?yàn)榛瘜W(xué)為部分科學(xué)學(xué)門的核心,如材料科學(xué)、納米科技、生物化學(xué)等。化學(xué)是在原子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、及變化規(guī)律的自然科學(xué) ,這也是化學(xué)變化的核心基礎(chǔ)。現(xiàn)代化學(xué)下有五門二級(jí)學(xué)科:無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)與高分子化學(xué)。在此期間誕生了大量的化學(xué)家,他們追求真理、發(fā)現(xiàn)真理,在科學(xué)的道路上勤勤懇懇、任勞任怨。用自己的青春和熱血告訴我們什么叫做科學(xué)探索。
科學(xué)求真務(wù)實(shí)的精神可不是嘴上說(shuō)說(shuō),歷史這樣的化學(xué)家太多太多。例如元素周期表中鹵族元素的氟 、氯 、溴 、碘。這四種元素的發(fā)現(xiàn)史就是一部化學(xué)家求真求實(shí)的歷史。在這四種元素中氯是最早被發(fā)現(xiàn)的,舍勒是個(gè)“燃素說(shuō)”理論的信奉者,在1774 年他用軟錳礦(MnO2)與濃鹽酸在一起做實(shí)驗(yàn),加熱后得到新的氣體, 這種新的氣體就是氯氣,但是他不知道這就是氯氣。著名的化學(xué)家拉瓦錫經(jīng)過多年的研究終于確定了“燃燒理論” 就是有氧燃燒,當(dāng)時(shí)人們確定有氧氣的存在。但是到了1810 年,另一位化學(xué)家戴維做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),把磷放到其中燃燒,結(jié)果只得到一種氯化物,沒有氧化物 ,同樣的實(shí)驗(yàn),把他放在氫氣中沒有得到理想中的水,只有鹽酸氣。這次化學(xué)家可以肯定這是一種單質(zhì),這種氣體是綠色所以把他命名為氯。一開始之所以沒有發(fā)現(xiàn)氯氣,就是因?yàn)橐恍┗瘜W(xué)家堅(jiān)持傳統(tǒng)的觀念,主觀意念,沒有實(shí)事求是。但是后來(lái)的化學(xué)家一直孜孜不倦的追求,精心的做各種實(shí)驗(yàn),最后終于發(fā)現(xiàn)了氯氣。科學(xué)的發(fā)現(xiàn)不是一帆風(fēng)順的,化學(xué)的道路往往都不是很平坦。
還有兩種元素就是溴和碘,這兩種的元素的的發(fā)現(xiàn)可以稱得上是一種傳奇,一位 17歲的法國(guó)在校專科生巴拉德于 1824 年發(fā)現(xiàn)了溴這種氣體 ,巴拉德在做他的課后作業(yè),也就是研究他老家蒙培埃鹽的湖水,他在分析結(jié)晶鹽后,并沒有什么新奇的發(fā)現(xiàn),但是在實(shí)驗(yàn)剩余液體中他偶爾發(fā)現(xiàn)了溴。碘的發(fā)現(xiàn)同樣充滿傳奇色彩,一位法國(guó)的藥劑師庫(kù)爾特瓦斯做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),就是用海藻灰來(lái)制作硝酸鉀 ,突然一只貓把海藻灰和桌子上的濃硫酸瓶撞倒。但是奇跡發(fā)生了,一股藍(lán)紫煙慢慢升起,這是庫(kù)爾特瓦斯從未見過的氣體,引起了他的高度重視。也許有人會(huì)說(shuō)這種發(fā)現(xiàn)就是偶然結(jié)果,但是大家都忽略了一些必然的因素,如果是你發(fā)現(xiàn)了紫煙,你會(huì)引起注意嗎?你的大腦有必要的化學(xué)知識(shí)的儲(chǔ)備嗎? 科學(xué)的發(fā)現(xiàn)需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神,堅(jiān)持不懈的科學(xué)追求!
二、化學(xué)家創(chuàng)新探索的示范作用
在初中化學(xué)教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的化學(xué)教學(xué)傾向于灌輸式教學(xué),不注重化學(xué)的創(chuàng)新探索。這是很大的誤區(qū),長(zhǎng)期知識(shí)的灌輸,往往會(huì)枯燥乏味,而且很重要的一點(diǎn)就是消滅學(xué)生的科學(xué)的創(chuàng)新探索的精神。
就拿化學(xué)中最重要的知識(shí)點(diǎn)元素周期表來(lái)說(shuō),青年醫(yī)生普勞特在1815年就提出一種重要的觀點(diǎn)就是“氫原子構(gòu)成論”。他的觀點(diǎn)相對(duì)偏激,就是認(rèn)為這個(gè)世界是由氫原子構(gòu)成的。
到了1829年一共發(fā)現(xiàn)了54種化學(xué)元素。著名的化學(xué)家段柏萊納把54種的15個(gè)分成5組:
鋰 鈣 磷 硫 氯
鈉 鍶 砷 硒 溴
鉀 鋇 銻 碲 碘
經(jīng)過堅(jiān)持不懈的研究后他發(fā)現(xiàn),每3種元素的化學(xué)性質(zhì)都很相似,他命名為“3素組”。
1826年,法國(guó)地質(zhì)學(xué)家尚古都畫了一種圖形紙,他把各種化學(xué)元素重新排列,做了一個(gè)圓柱體,這個(gè)圓柱體像一根螺紋似地螺旋線, 這樣的形狀非常的形象直觀。
在1868年,俄羅斯著名的化學(xué)家門捷列夫畫了一張表格――《根據(jù)元素的原子量及其相似的化學(xué)性質(zhì)所制定的元素系統(tǒng)表》,現(xiàn)在咱們叫化學(xué)元素周期表。1869年2月17日,門捷列夫經(jīng)過日夜的研究正式寫出第一張化學(xué)元素周期表,發(fā)表在1869年的《俄羅斯化學(xué)學(xué)會(huì)志》門捷列夫的這篇論文,這篇論文門捷列夫提出來(lái)兩條著名的觀點(diǎn):“1.按照原子量大小排列起來(lái)的元素,在性質(zhì)上呈現(xiàn)出明顯的周期性。2.原子量的大小決定元素的特征。”
就是這篇論文被后人贊為“化學(xué)史上劃時(shí)代的文獻(xiàn)”。然而這并沒有引起化學(xué)學(xué)會(huì)的注意和重視。相反,門捷列夫創(chuàng)新探索受到大家的一致的嘲笑,甚至有人說(shuō)門捷列夫是“不務(wù)正業(yè)”。面對(duì)這樣的冷嘲熱諷,門捷列夫堅(jiān)持自己的觀點(diǎn),慢慢他的觀點(diǎn)被世人接受。
創(chuàng)新探索是一種可貴精神,可能在當(dāng)時(shí)很難被接受,但是這就是創(chuàng)新。在實(shí)際的教學(xué)中這些化學(xué)家的故事都可以激勵(lì)學(xué)生積極探索,在解化學(xué)題時(shí)對(duì)化學(xué)產(chǎn)生興趣,甚至將來(lái)有志于投身到化學(xué)事業(yè)中去。
參考文獻(xiàn):
1 江得興 . 哲學(xué)原理 .蘇州 : 蘇州大學(xué)出版社,1999.
中圖分類號(hào):P185.15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)30-0382-01
在吉林省白山地區(qū)存在很多大型的金礦,它們有不同的地質(zhì)條件,礦體的產(chǎn)生地帶也各不相同。在金礦探測(cè)開發(fā)的過程中,對(duì)每一個(gè)金礦所處的區(qū)域地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查研究,分析地層、構(gòu)造等特點(diǎn),準(zhǔn)確掌握所開發(fā)金礦具體的地質(zhì)特征,研究探索其準(zhǔn)確的找礦方向,對(duì)金礦開發(fā)事業(yè)的發(fā)展具有極大的促進(jìn)作用。
一、白山地區(qū)金礦概述
白山地區(qū)是吉林省東南部的一個(gè)金礦聚集地,眾多金礦分布在白山地區(qū)的各個(gè)角落,形成了一個(gè)系統(tǒng)性的白山金礦。隨著礦產(chǎn)事業(yè)的不斷發(fā)展,近年來(lái),許多專家對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)條件及礦產(chǎn)資源進(jìn)行了較為深入的研究。
白山金礦區(qū)的區(qū)內(nèi)發(fā)育層以遠(yuǎn)古宇為主,金礦的區(qū)位在華北板塊北緣東段。它們的演變主要有三個(gè)階段,以斷裂構(gòu)造為主,區(qū)內(nèi)的侵入巖巖性各不相同,主要有基性-超基性巖、酸性巖和中性巖類[1]。侵入時(shí)期有太古宙、遠(yuǎn)古宙等四個(gè)時(shí)期。
在白山金礦的研究中,通過對(duì)不同金礦礦床的研究,得知白山地區(qū)金礦產(chǎn)出的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境相同,控制金礦產(chǎn)出的條件基本相似,但是具體的礦化類型卻各不相同。
白山金礦的成因與地層、斷裂交匯及巖漿活動(dòng)有密切的關(guān)系,金礦的形成在時(shí)間等因素上與控礦條件存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
二、白山地區(qū)金英金礦的礦區(qū)地質(zhì)特征
白山地區(qū)的各個(gè)金礦具有不同的礦區(qū)地質(zhì)特征,每一個(gè)礦區(qū)的地質(zhì)特征能有效指導(dǎo)金礦礦產(chǎn)資源的開發(fā)工作,促進(jìn)金礦資源的開發(fā)。
(一)金英金礦的基本情況概述
金英金礦是白山金礦區(qū)的一個(gè)重要礦區(qū),它由一個(gè)大型金礦床和部分金礦點(diǎn)組成。
礦區(qū)的金英金礦的面積有55km2,礦區(qū)西邊的黑溝子,東邊的里岔溝,形成礦區(qū)的東西走向范圍。北邊的龍崗山附近,南邊的渾江構(gòu)成礦區(qū)的南北走向范圍。金英金礦內(nèi)的礦產(chǎn)主要有銅礦、金礦、多金屬礦等四種類型。
整體范圍西從黑溝子開始,東到里岔溝,北邊到龍崗山的石碑嶺,南邊到渾江,區(qū)內(nèi)的礦產(chǎn)主要有六道江銅礦、六道江狼洞溝金多金屬礦點(diǎn)等四種。
(二)金英金礦的礦區(qū)地質(zhì)特征
1、基本的地質(zhì)特征
遼東臺(tái)隆中段、中朝準(zhǔn)地臺(tái)、太子河渾江陷褶斷束與鐵嶺靖宇臺(tái)拱量大地質(zhì)構(gòu)造單元轉(zhuǎn)換帶的一側(cè)是金英金礦的具置。其成礦地區(qū)的構(gòu)造帶在華北東邊一帶,受到太平洋板塊的俯沖,常年受巖漿活動(dòng)的控制[2]。
此金礦帶是白山地區(qū)成礦帶上的一處,赤砂與下元古界不平整合面的硅化構(gòu)造角礫巖帶及構(gòu)造破碎角礫巖帶是其金礦的賦存層。古生界中的次火山巖內(nèi)外的侵蝕變化構(gòu)造帶是金銀多金屬礦的產(chǎn)生地。
金英金礦區(qū)的巖漿侵入活動(dòng)及其頻繁,太子河渾江陷褶斷束向斜軸北東,南西相伴的構(gòu)造,韌性剪切帶和組間層的斷裂,導(dǎo)致種類繁多的巖漿侵入,使其活動(dòng)頻繁。
巖漿巖主要有小型巖體、流紋斑巖、石英斑巖等,能形成較大規(guī)模的自由上青溝、里岔溝巖體等。
2、金英金礦的物理及化學(xué)場(chǎng)特征
在金英金礦的區(qū)域內(nèi),全面的地質(zhì)特征不僅包括其區(qū)域地質(zhì)特征,還包含其物理、化學(xué)場(chǎng)的具體特征。
在金英金礦區(qū),礦區(qū)的磁場(chǎng)方向與地層的展布方向是空前一致的。金英礦區(qū)的區(qū)域北邊是屬于深變質(zhì)巖石的太古宙體,只有較弱的磁性。能形成數(shù)值固定的平穩(wěn)磁場(chǎng),但是其部分地方的磁鐵石英巖較多[3]。相反的情況是,在早元古宙的老嶺群、震旦系等地層則表現(xiàn)出弱磁性甚至無(wú)磁性,也能形成平穩(wěn)的磁場(chǎng),但是磁場(chǎng)的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于之前的平穩(wěn)磁場(chǎng)。
白山區(qū)的金英金礦在不同的重力梯度帶上,因此具有兩種不同的重力場(chǎng)分界帶,并且兩個(gè)分解帶的特征也存在很大的差異。
在化學(xué)場(chǎng)中,金英金礦的特征表現(xiàn)在不同化學(xué)元素的構(gòu)成。白山金礦區(qū)的金英金礦區(qū)的北部屬于典型的太古宙,部分巖類的鐵族元素與Cu、Au等元素組合形成了多種元素的富集場(chǎng),另外,Zn、Cu、As等元素是元古宙地層中元素富集場(chǎng)內(nèi)的主要元素。
不同的金礦區(qū)域內(nèi)化學(xué)元素的組合方式大不相同。在不同的構(gòu)造帶其化學(xué)組合元素會(huì)發(fā)生異常,單一化學(xué)元素的異常會(huì)使礦區(qū)的礦體產(chǎn)生形狀的巨大變化。
3、金英金礦內(nèi)的區(qū)域礦產(chǎn)
白山金礦區(qū)的區(qū)域礦產(chǎn)資源也是其地質(zhì)特征的重要組成部分。全面了解白山金礦的地質(zhì)特征必須弄清其區(qū)域內(nèi)的金礦礦產(chǎn)資源,為礦產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
金英金礦內(nèi)的區(qū)域礦產(chǎn)資源極其豐富,這是其地質(zhì)特征的一大亮點(diǎn)。金英金礦豐富的礦產(chǎn)資源主要有金礦及多金屬礦,板石鐵礦。其中主要的是金礦及多金屬礦,由眾多的金礦點(diǎn)組成,基本分布在二道江板石溝三岔子成礦帶上。
三、白山地區(qū)金礦的具體找礦方向
在全面了解白山金礦的地質(zhì)特征基礎(chǔ)上,分析該地區(qū)的不同金礦的特點(diǎn),為吉林省白山地區(qū)金礦開采和發(fā)展開辟新的途徑。筆者基于對(duì)金英金礦的地質(zhì)特征的全面分析,努力發(fā)展白山地區(qū)的礦產(chǎn)資源,尋找其找礦的正確方向。
(一)對(duì)礦點(diǎn)特征進(jìn)行有效的對(duì)比,獲得準(zhǔn)確找礦方向
在白山金礦區(qū)域地質(zhì)特征較為相似的屬于狼洞溝金礦點(diǎn)和小板石東大坡礦床。因此,東大坡礦體群和石英砂巖一帶的方向是礦產(chǎn)資源集聚的地方,需要礦產(chǎn)開發(fā)的相關(guān)人員仔細(xì)去尋找。
此外,金英金礦區(qū)的狼洞溝金礦點(diǎn)內(nèi)的礦體形態(tài)構(gòu)成不穩(wěn)定,但其深層的地層會(huì)有一定的礦體存在,是一個(gè)不容忽略的找礦方向,礦體的的走向呈北東向[4]。在具體的找礦工作中,要積極探索每一個(gè)可能的空間,能準(zhǔn)確把握找礦的方向。
(二)利用斷裂構(gòu)造,定位找礦方向
白山礦區(qū)的南東部是黑溝子、大頂子分散異常的礦區(qū)區(qū)域,而且這部分區(qū)域有較大的斷裂構(gòu)造,基本呈北東向形成斷裂,但這些都是找礦的有利位置,需要每一個(gè)礦區(qū)工作人員的細(xì)心觀察和找尋。
(三)運(yùn)用化學(xué)場(chǎng)特征,確定找礦方向
白山金礦區(qū)的里岔溝,火山巖的發(fā)育較好,巖層內(nèi)的化學(xué)元素非常發(fā)達(dá),一部分的火山巖中的變蝕性較強(qiáng),大量的化學(xué)元素發(fā)育成熟,形成優(yōu)質(zhì)的礦產(chǎn)資源。因此,在這樣的地段種田找尋金礦資源具有較大的可能性。
結(jié)語(yǔ)
在礦產(chǎn)資源的研究和開發(fā)中,積極了解礦區(qū)的地質(zhì)特征,從不同的方面具體
分析吉林省白山金礦區(qū)的區(qū)域地質(zhì)特征、物理及化學(xué)場(chǎng)的具體特征及礦產(chǎn)資源的分布特征,利用這些有效的特征能準(zhǔn)確定位找礦方向,明確每一種礦產(chǎn)資源的存在空間,不遺漏任何一個(gè)可能存在礦產(chǎn)的區(qū)域。為礦區(qū)的礦產(chǎn)開發(fā)提供了強(qiáng)有力的條件,能推動(dòng)礦產(chǎn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
1化工建設(shè)工程中的金屬材料分類
1.1黑色金屬
能夠被利用到現(xiàn)代化工建設(shè)工程當(dāng)中的黑色金屬的數(shù)量是非常多的,這其中主要包含壓力容器鋼、高速工具鋼、合金工具鋼、耐候鋼、軸承鋼、碳素鋼、低合金鋼和不銹鋼等。現(xiàn)代主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)材料包含碳素鋼,用于普通流體鋼管和常壓容器鋼板等方面;低合金鋼則主要被應(yīng)用在受壓緊固件方面;而耐熱鋼則主要會(huì)被應(yīng)用在高溫環(huán)境下的各種設(shè)備連接當(dāng)中[1]。
1.2有色金屬
有色金屬主要包含鈦合金、鑄造鋁、鑄造鋅合金、純鋁、鋅白銅、青銅、純銅以及黃銅等,應(yīng)用比較普遍的是各種合金,主要被應(yīng)用在現(xiàn)代腐蝕性管道的建設(shè)當(dāng)中;而鋁合金則具備良好的抗污染能力,通常會(huì)被應(yīng)用在各種耐酸罐的制作過程中;鈦合金則通常會(huì)被制造管道以及各種反應(yīng)容器。
2常見化學(xué)元素對(duì)金屬材料性能的影響
2.1碳元素
碳是金屬材料中的主要成分之一,它直接影響材料強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性及淬透性、耐磨性和焊接性,是區(qū)別鐵與鋼,決定鋼號(hào)、品級(jí)的主要標(biāo)志。隨著含碳量的增加,鋼材的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高,但塑性、冷彎性能和沖擊韌性,特別是低溫沖擊韌性降低。當(dāng)含碳量超過0.23%時(shí),鋼的焊接性能變差,因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼含碳量一般不超過0.22%。含碳量過高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場(chǎng)的高碳鋼極易銹蝕。在現(xiàn)代化工建設(shè)工程中,鑄鋼作為不可或缺的步驟,對(duì)于碳元素的需要也是極高的,雖然使用到的比例相對(duì)較少,僅僅只有2%左右,但是這比例微小的碳元素卻使得鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)[2]。
2.2硅元素
硅元素是金屬材料中常見的化學(xué)元素,硅在鋼中不形成碳化物,而是以固溶體的形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中。適量的硅能提高鋼材的強(qiáng)度和硬度,且對(duì)其塑性、冷彎性能、沖擊韌性和焊接性能無(wú)明顯的不良影響。硅也能提高鋼的退火、正火和淬火溫度,降低碳在鐵素體中的擴(kuò)散速度,從而增加鋼的回火穩(wěn)定性。硅與鋼液中的氧有較強(qiáng)的化合作用,能細(xì)化鋼中的純鐵晶粒并使其散布均勻。與此同時(shí),通過將硅元素、鉻元素和鎢元素等的有效熔合,也能夠極為有效地提升鋼結(jié)構(gòu)的抗高溫抗氧化能力。但需要重點(diǎn)關(guān)注的是,伴隨硅元素含量的增加,鋼結(jié)構(gòu)的焊接性能將會(huì)隨之降低,因此這就要求相關(guān)工作者能夠科學(xué)合理地調(diào)整硅元素的比例[3]。
2.3錳元素
錳元素可以說(shuō)是煉鋼過程中性能最為優(yōu)秀的脫氧劑和脫硫劑。碳素鋼中的錳元素多為冶煉鋼鐵過程中作為脫氧劑和脫硫劑而有意加入,含量通常在0.30%~0.50%的范圍之內(nèi)。錳元素能與鋼中的硫元素在高溫下化合成熔點(diǎn)很高的Mns可消減硫在鋼中的不良影響,減少鋼材熱加工時(shí)因硫而產(chǎn)生裂紋的“熱脆”現(xiàn)象。在碳素鋼中加入0.70%以上的錳元素時(shí)則算作錳鋼,較一般錳量的鋼不但有較高的韌性,且有更高的強(qiáng)度和硬度,提高鋼的淬透性,切實(shí)有效地改善并優(yōu)化鋼的熱加工性能。所以在常見的化工建設(shè)工程中,技術(shù)人員通常會(huì)應(yīng)用大量含有錳元素的鋼材,用于優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)性能。當(dāng)然需要明確的是,錳元素和硅元素相同,過量的錳會(huì)使鋼材變脆并降低其塑性,減弱其抗腐蝕能力,也會(huì)給焊接工作帶來(lái)一定程度的負(fù)面影響。
2.4硫元素
在固態(tài)下,硫在鋼鐵中的溶解度極小,而是以FeS的形態(tài)存在。由于FeS的塑性較差,使得含硫較多的鋼材脆性較大,而且FeS與Fe會(huì)形成低熔點(diǎn)的共晶體分布在奧氏體的晶界上。當(dāng)鋼材在約1150~1200℃進(jìn)行熱壓力加工時(shí),晶界上的共晶體溶化,晶粒間的結(jié)合被破壞,使鋼材在加工過程中沿晶界開裂,降低鋼材的延展性和韌性,在鍛造和軋制時(shí)產(chǎn)生裂紋,這種現(xiàn)象稱為熱脆性。另一方面,硫?qū)饘俨牧系暮附有阅芤膊焕坏珜?dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋,還會(huì)在焊接過程中產(chǎn)生SO2氣體,使焊縫產(chǎn)生氣孔。硫還會(huì)降低鋼材的耐腐蝕性,所以硫元素通常被認(rèn)為是鋼材中的有害物質(zhì)。一般來(lái)講,如果是在質(zhì)量?jī)?yōu)異的冶鋼過程中,硫元素的含量應(yīng)該被控制在0.045%以下,優(yōu)質(zhì)鋼要求小于0.040%。
2.5磷元素
磷是非碳化物形成元素,磷可全部溶于鐵素體,具有強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化作用,使鋼的強(qiáng)度和硬度增加,但塑性及韌性顯著下降,特別是這種脆化現(xiàn)象在低溫下更為嚴(yán)重,故稱為冷脆。磷在結(jié)晶過程中容易產(chǎn)生晶內(nèi)偏析,使局部含磷量偏高,從而在局部發(fā)生冷脆。冷脆對(duì)在高寒地帶和其它低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)件具有嚴(yán)重的危害性。因此,磷通常也被認(rèn)為是有害元素,其含量必須嚴(yán)格控制在0.045%以下,優(yōu)質(zhì)鋼要求更低一些。
2.6鉻元素
鉻是耐磨材料的基本元素之一,是不銹鋼和耐熱鋼的重要合金元素。鉻元素的主要作用是提高鋼材的強(qiáng)度、硬度和耐磨性,同時(shí)固溶強(qiáng)化基體,細(xì)化組織,顯著改善鋼材的抗氧化作用,增加其抗腐蝕能力。鉻和鐵能夠形成連續(xù)固溶體,與碳形成多種化合物,鉻的復(fù)雜碳化物對(duì)于鋼材的性能有著顯著的影響,特別是提高鋼的耐磨性。通過對(duì)鉻元素的應(yīng)用,可以極為有效地促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的耐磨性能以及強(qiáng)度的提升,同時(shí)也能夠增強(qiáng)其抗氧化能力以及抗腐蝕能力,其效果非常顯著。
3金屬成分分析方法和儀器設(shè)備
3.1針對(duì)于金屬成分的物理分析方法
現(xiàn)在應(yīng)用比較普遍的光譜分析儀主要包含X射線熒光光譜儀及直讀光譜儀兩種。其中直讀光譜儀是一類原子發(fā)射光譜,可以在試驗(yàn)室當(dāng)中檢測(cè)各種不同種類的合金元素,同時(shí)針對(duì)性地進(jìn)行定性分析。在現(xiàn)場(chǎng)分析的過程中可以將其視作半定量分析法。X射線熒光光譜儀同樣也是一類原子發(fā)射光譜儀,其與直讀光譜儀的發(fā)射方式是存在本質(zhì)上的差異的,直讀光譜儀需要通過高壓放電的方式激發(fā)出來(lái),而X射線則主要通過X光管來(lái)進(jìn)行激發(fā),同時(shí)二者的接收元件也存在差異。X射線的檢測(cè)元素范圍和精準(zhǔn)度都要比直讀光譜儀更小,但是從使用角度來(lái)講,X射線設(shè)備更為小巧,通常能夠被設(shè)計(jì)為便于攜帶的手持式,以滿足不同檢測(cè)環(huán)境的需求。
3.2金屬成分的化學(xué)分析法
結(jié)合抽樣標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際要求來(lái)看,如果利用的分析方法是化學(xué)元素分析法,那么對(duì)于金屬屑的重量的要求是較多的,為更為精準(zhǔn)有效地判定金屬材料的實(shí)際化學(xué)成分,試驗(yàn)室通常會(huì)通過容量法、重量法和滴定法等方法進(jìn)行分析,常規(guī)的分析方法雖然可以應(yīng)用,但實(shí)際的開展流程是較為復(fù)雜的,并且往往需要經(jīng)歷較長(zhǎng)的試驗(yàn)周期,所以在實(shí)際開展分析工作的過程中有必要針對(duì)性地應(yīng)用高速分析儀器,以此來(lái)提升工作質(zhì)量和工作效率。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在金屬材料成分分析的實(shí)際過程中,有必要選擇能夠滿足試驗(yàn)需求的設(shè)備和方法,科學(xué)合理地調(diào)控元素結(jié)構(gòu),以此來(lái)滿足實(shí)際化工建設(shè)需求。
參考文獻(xiàn):
[1]張?zhí)m芳,李力,黃維蓉.材料與化工碩士專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)探討[J].化工時(shí)刊,2020,34(09):44-45.