導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇表面化學論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1993年中國政府頒布的《中國教育改革和發展綱要》對人才素質給予高度重視，并在大學生本科教育中開始提倡素質教育和創新人才培養。國內現行本科培養方案中教學計劃里多數學分都是大學生通過課程教學修得的，這意味著應該充分發揮課程教學的主渠道作用，在課程教學中實現知識傳授、能力培養和素質教育的統一。筆者在“應用表面化學”課程教學過程中，確立學生為教學主體的課堂教學觀念和教學與科研相結合服務于創新人才培養的理念，同時還要注重課內外結合，開闊學生視野，提高學生綜合創新能力，進而實現創新人才的培養。

一、形成課程教學服務于創新人才培養的教育觀念

1.確定學生為教學主體的課堂教學觀念

就課堂而言，學生是學習的主體與主人，是主動的求知者。大學生的學習最終是要由他們自己去踐行而完成的。要構建主體性發展課堂教學模式，力圖使學生主體處于激活狀態，能主動參與教學全過程，積極動腦、動眼、動口、動手。教師在課堂教學中自覺做到尊重學生的主體地位，給予學生自主學習的機會、合作學習的空間和創設探究的情境。要體現課堂教學中學生的主體地位，教師會導、善導，創設民主教學氛圍，誘發學生學習的主動性和能動性，發展學生的創造性，學生就會樂學、會學、善學，學生就始終主動參與教學過程，做學習的主人。

2.確立教學與科研相結合的教學理念

作為專業課的教師，要考慮如何把素質教育滲透到日常教學中，教學內容要及時更新，要反映學科的新發展，要有前瞻性。要讓學生了解學科的發展和存在的問題，用發展的觀點來學習專業知識，注意學生的個性發展，特別注重學生創新能力的培養。為更好地達到上述教學要求，主講專業課的教師其科研方向要與授課內容相關，以教研深化教學，以科研豐富教學。為此，我們吸納了從事表面化學科研方向的教師，組建了“應用表面化學”課程組，其成員均有與表面科學相關的研究課題，教師科研成果向專業直接轉化，既突出了專業方向，又保證了教學內容與時俱進。

二、課內外有機結合，提高學生綜合創新能力

授課教師除了轉變教育觀念外，還要注重課內外有機結合，充分利用課外的資源和條件為教學服務，使知識傳授與提高綜合創新能力培養融于一體。在課內外結合方面，我們的具體做法包括以下四個方面。

1.教學與生活實際相結合，激發學生興趣

我們從表面現象存在的普遍性（固固界面――摩擦、液液界面――牛奶、氣液界面――雨滴、氣固界面――雪花、固液界面――鋰離子電池，等等）和學科發展（多尺度非均相體系中界面是基本科學問題之一）對以線性尺寸在1～100nm范圍為研究對象更加重視，讓學生對開設本課程的意義、目的及建立界面觀點是化學、化工專業學生知識結構中的知識點內容。如人們常用“一盤散沙”一詞，干沙子是散的，若有適量的水就會成型。為什么要水“適量”？從而引出表面張力的問題或將表面張力應用于生活實際。洗滌劑為什么能洗凈衣服上的油污？從而引出潤濕、乳化和洗滌等問題。還有當前的研究熱點仿生微納結構具有超疏水性等。這些實用和趣味性強的例子讓學生對課程產生興趣，正如孔子所說“知之者不如好知者，好知者不如樂知者”，通過激發興趣，使部分學生對這些問題在正式學習課程內容之前就通過各種途徑進行查尋和進一步了解這些表面現象和問題。

2．課程教學與科研工作相結合

哈爾濱工業大學的“化學工程與工藝”工科專業和“應用化學”理科專業都開設應用表面化學類課程。根據本課程的已有基礎，按學科、課程內容的有機聯系，并吸納了負責專業綜合實驗的教師形成理工結合的大課程教學組，并把課程組老師的科研成果進行比較分析和選擇，將其中與表面化學相關的研究成果吸收進教學內容。這些科研項目的實施有利地保證了科研成果及時向教學內容的轉化，既突出了專業方向，又保證了教學內容與時俱進。例如，在對表面科學前沿和研究進行介紹時，我們選擇二氧化光催化材料和低維納米材料，這樣使學生不僅掌握了表面化學的基本知識和基本原理，還能夠對表面科學的前沿和研究現狀有所了解。

3．學生科技創新實驗與課程教學相結合

引導學生進行科技創新實驗是本課程實施素質教育的重要手段之一。在教學過程中通過啟發科研思路，增強學生的科研興趣和科研意識，啟發學術思維。針對學生的科研熱情和新的想法，向學生提供相關資料，并鼓勵和引導學生申請學校的大學生科技創新項目。目前本課程組教師指導的大學生科技創新項目，從08年起已申請國家級立項目1項，學生參加近二十余人次。校級立項7項，獲二等獎1項，三等獎3項，目前還有部分項目正實施之中。除了參加科技創新外，還有部分同學直接進入老師的實驗室進行相關科研實驗工作。從已畢業的同學反饋發現，參加學校科研創新的同學進行畢業實驗的全過程都比較順利，并且畢業論文都取得較好的成績。有的同學還在畢業過程中發表了相關科研論文。

4.學科綜合性實驗與課程教學相互配套

依據課程建設需要，我們內容在學科綜合實驗中加入與課程相關的實驗，培養和鍛煉學生的動手能力、設計能力以及研究能力。通過實驗環節，使學生加深了對課堂內容的理解，提高了學習本課程的興趣。如洗發香波配方設計及配制的實驗，學生自己做出樣品并使用，感到本課內容與日常生活貼近，使學生加深了對表面科學前沿內容的印象，激發了繼續探索的興趣。如溶膠-凝膠法制備鈦酸鋇納米粉的實驗，同學掌握了該技術后制備其他納米粉，并獲得了學生創新實驗立項資助。鍛煉學生動手能力，同時在對實驗現象的解釋過程中，調動了學生進一步查閱文獻的積極性，實現知識的融會貫通。讓學生既要掌握好理論知識，又要運用知識來解決實際問題，要從反常現象中產生新思維，開創新領域，注重培養學生的創新精神。

篇2

與樹脂、硅膠等吸附材料相比，活性炭因其孔隙結構發達、表面積大的特點，受到了更多人的青睞。由此，活性炭的應用領域也就隨即擴大。在科技、經濟、社會不斷快速向前發展的今天，對于活性炭的要求也相應的有所提高。在“高吸附、多功能、高強度”的基本要求下，出現了專用炭質吸附材料，而且它的需求市場也在不斷的增大。在目前的情況下，傳統工藝生產出來的活性炭一般滿足一般需求，對于有特殊需求的訂單，傳統工藝無從下手。針對這種現象，對活性炭表面進行表面改性，成為了解決活性炭應用的有效手段。

一、活性炭的結構與特性

第一、活性炭的孔隙結構

活性炭的孔隙結構指的就是孔容、孔徑分布以及孔的形狀。因為活性炭的孔隙結構非常復雜，孔徑分布范圍廣，形狀也是多種多樣的，所以，活性炭的吸附能力要強大許多。活性炭本身具有吸附性和催化性，這二者之間的轉化也全依賴于它自身的多孔隙結構。活性炭的孔隙眾多，而且每一種空隙都以各自獨特的功能：在活性炭中，微孔（直徑小于2nm）數量很大，且比表面積巨大，活性炭將會呈現它強大的吸附性；中孔（又被稱之為介孔，直徑在2～50nm之間）可用于負載觸媒及化學藥劑的脫味劑；活性炭的大孔（直徑大于50nm），通過在其中繁殖微生物，可以做到無機碳材料發揮出生物質的功效。這三種空隙都具有吸附的特性，但是起主要作用的是微孔，所以說，活性炭的吸附容量的大小，主要取決于微孔的數量有多少。

第二、活性炭的表面化學性質

影響活性炭吸附性的不只是活性炭本身的孔隙結構，其表面的化學性質在一定程度上也決定了活性炭本身的吸附能力大小。活性炭表面的化學性質主要是由活性炭表面官能團的種類與數量、表面雜原子和化合物來確定的。不同的官能團、雜原子、及化合物，他們的吸附系也有著很大的區別。活性炭的表面化學性質差異，活性炭的酸堿性、潤濕性、吸附選擇性、催化性等也會產生相應的變化。在制備活性炭的過程中，灰分與其他原子共同存在，導致其自身出現基本結構缺陷，氧分子和雜原子在高溫碳化時附著在這些缺陷之上，形成了氧化官能團、中性官能團及堿性官能團，在這些官能團的互相作用下，活性炭給人們展現了了不同的吸附性能。

二、活性炭表面改性

活性炭通過表面的化學性質，也就是改變表面的官能團及周邊氛圍從而使活性炭本身的吸附性質也發生改變。活性炭的表面化學性質的改變，可以通過表面氧化改性、還原改性，還有負載雜原子和化合物等進行。

第一、活性炭表面氧化改性

活性炭的表面氧化改性，主要工作原理就是使用合適的氧化劑，在溫度適當的情況下對活性炭表面的官能團進行氧化處理，以此來提高活性炭表面官能團的含氧酸基團的數量。這種技術現今為止，氧化劑多采用HNO3、H2O2、H2SO4和HCIO。

在目前，國內外對于活性炭表面氧化性改造的研究表明，經過HNO3等氧化劑進行氧化改性后，活性炭表面的含氧官能團的數量明顯增加，在進行凈化時，對于亞硝酸鹽的吸附性明顯增強。

第二、活性炭表面還原改性

表面還原改性是通過還原劑（一般選擇氫氣或氮氣等惰性氣體）在適當溫度下對活性炭進行表面還原處理，以提高活性炭表面的堿基官能團的數量，增強對非極性物質的吸附能力。

活性炭表面的還原改性，主要是針對含有SO2、CO2、CO以及AU3+這些非極性物質，這些物質具有一定的疏水性，通過還原改性增加活性炭表面的堿基官能團，提高對他們的吸附能力。

第三、活性炭表面負載雜原子和化合物的改性

負載雜原子和化合物的化學改性，是通過液相沉積的方法，在活性炭表面引入特定的雜原子和化合物，利用這些物質與吸附質之間的結合作用，提高活性炭的吸附性能。

工業電鍍廢水中，含有銅、鉻、鋅以及氰化物等，這些物質對人體機能有著極大的傷害。在過濾這些物質時，首選是活性炭。但是傳統工藝生產出來的活性炭對這些物質的吸附性不是很強，所以通過對活性炭表面負載雜原子和化合物的改性，有效地提高了對重金屬及氰化物的過濾吸附能力，不僅降低了對人體的損害，也保護了生態環境。

結束語

活性炭的傳統生產工藝技術含量低、且生產的品種少、功能化品質也不高，這些對于我國的活性炭市場有著極大的制約性。在當前，活性炭卓越的性能已經被社會廣泛的認可。為了能使得這種清潔、綠色的環保吸附材料能得到廣泛應用，應該加大對它的研究力度，給予大力支持，使得活性炭能應用到各行各業。對活性炭表面改性處理，使得活性炭能夠適應更多更復雜的工作環境。

隨著人們對環境保護的重視和改性技術的不斷發展，相信改性活性炭在環境保護領域會得到更廣泛的應用。

參考文獻

[1]解強.炭化過程控制及煤基活性炭制備的研究[D].徐州：中同礦業大學博士學位論文，1996.

[2]孟慶函，李開喜，凌立成.碳基雙電層電容器的結構機理及研究進展[J].化學通報，201l（11）.

[3]朱瑤，趙振國.界面化學基礎[M].北京：化學工業出版，1996.

[4]黃彪，吳新華，卓方銀，周茂福，王正旺.粒狀活性炭表面涂層技術的研究[J].林業科學，1997，33（6）.

[5]周建斌，高尚愚，胡成文，左宋林，劉啟明.氣相吸附用活性炭成型物的研究[J].南京林業大學學報，1999，23（6）.

[6]張意穎，張文輝，張學軍.活性炭研究與新產品開發現狀[J].潔凈煤技術，1999，5（3）.

[7]（日）炭素材料學會.高尚愚，陳維譯.活性炭基礎與應用[M].北京：中國林業出版社，1984.

[8]李昌賢，秦廷武.煤質活性炭[M].北京：煤炭工業出版豐十，1993

[9]范延臻，王寶貞，王琳，余敏.改性活性炭對有機物的吸附性能[J].環境化學，2001，20（5）.

[10]范延臻，王寶貞.活性炭表面化學[J].煤炭轉化，2000，23（4）：26—3O.

[11]鄭傳寧，賓淮湘.活性炭一生物處理法機理的探討[J].合肥工業大學學報（自然科學版），1998，21（6）.

篇3

1、前言

自20世紀90中期以來，隨著能源價格的不斷上漲以及可持續發展要求的提高，資源和環境已成為人類可持續發展的首要問題，新型輕型合金材料的研究越來越受到重視，鎂合金憑借其優良的性能受到許多國內外專家的關注，但是，鎂合金同時也存在耐腐蝕性及附著強度差、易燃、室溫塑性變形困難等缺點，使得鎂合金的應用受到了很大的限制，因此，需進行有效的防護處理才能發揮其優良性能。目前，為了提高鎂合金的耐腐蝕性，通常需對其進行表面改性處理，主要有陽極氧化、微弧氧化、化學鍍、化學轉化、有機涂層等；其中化學轉化處理以其工藝簡單、成本低廉被廣泛采用。

我公司鎂合金零件產品因技術要求，需將鎂合金零件表面處理成黑色膜層，該膜層被廣泛用于光學儀器消光、涂裝底層及保護鎂合金之用，這就要求膜層具有極好的附著強度和在大氣中的耐腐蝕性，根據公司軍民品生產的產品品種、規格、零件大小、數量、技術要求等情況，結合公司現有設備及生產條件，在眾多的鎂合金表面處理方法中，我們采用化學轉化膜處理。通過一段時間的現行生產，鎂合金黑色化學轉化膜處理存在的主要問題有（1）膜層外觀、附著強度差；用脫脂棉可輕松擦去膜層，（2）膜層抗腐蝕性能差。這些問題已經成了鎂合金表面處理瓶頸問題，必需盡快加以解決。特別對于我們這樣的公司，光學結構件、軍品結構件近年來大量使用到了鎂合金材料，表面處理質量的好壞直接決定了產品質量的優劣，并且決定了產品投入成本的大小，做好鎂合金表面處理生產，是降低軍民品生產成本，避免損失，挽救制品的最有效途徑，意義相當重大。

2、試驗條件

2、1試驗所用化學試劑和鎂合金試樣

試驗所用鎂合金試樣為：50X30X10mm牌號為MB15(ZK61H18)；各合金元素的質量分數分別為：w（Al）0.05%

w（Mn）0.10%w（Zn）5.0~6.0%w（Zr）0.3~0.9%w（Cu）0.05%w（Ni）0.005%w（Si）0.05%w（Fe）0.05%w（Be）0.01%其它0.30%。

所用化學試劑為：NaCr2O2HO；MgSO7HO；MnSO5HO；添加劑（由中原電鍍技術實業公司生產）。

2、2工藝流程

上掛—脫脂—水洗—酸洗—水洗—化學轉化膜—水洗—填充—熱水洗—熱風干燥—下掛—檢驗，結合有關文獻資料。確定了鎂合金黑色化學轉化膜的基礎工藝配方為：

NaCr2O2HO120—150g/l；MgSO7HO40—75g/l；MnSO5HO40—75g/l；添加劑10—30g/l，操作條件：溫度85—100℃時間10—20min。

2、3檢測方法

2、3、1、根據WJ2607-2003《兵器產品表面化學處理與電化學氧化處理膜層通用規范》標準中的擦拭法檢測附著強度。

2、3、2、根據HB5061-77《鎂合金化學氧化膜層質量檢驗》標準中的滴定法檢測膜層耐腐蝕性。

3、正交試驗設計

試驗采用4因素3水平L（3）正交試驗方法，經分析確定

NaCr2O2HO；MgSO7HO；MnSO5HOl；添加劑，的含量為正交試驗的4個影響因素，分別用A、B、C、D表示，對于每個因素取3個水平試驗，試驗溫度85—100℃時間10—20min。正交試驗因素水平選擇如表1

表1g/l

水

平

A

B

C

D

Na Cr2O 2H O

MgSO 7H O

MnSO 5H O

添加劑

1

2

3

120

150

170

40

60

75

40

50

75

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中圖分類號：TF704.2 文獻標識碼：A 文章編號：

作者簡介：陸穎，女，1985 - ，山東省冶金設計院股份有限公司，助理工程師，從事冶金應用設計研究。

概述

鎂及其合金：是工程應用中最輕的結構金屬材料；比強度和比剛度高，優于鋁合金和一些高強鋼；良好的切削加工性和熱成型性能，產品具有良好的外觀和強烈的金屬質感；優良的導熱性能，作為電子設備的外殼使用時可較好的解決電子元件散熱的問題；具有優良的吸振性能和阻尼性能，能承受較大的沖擊，且無毒無污染，符合現階段的環保要求，是開發新一代高科技材料的理想基體。

實驗原料及工藝

2.1 實驗原料

本文采用自制的鎂鋰合金為基體材料, 此合金化學組成為：Li 10%，Zn 1%，余量為Mg。

在實驗過程中，為了保證實驗的準確性和實驗的可重復性，實驗過程中所用的化學藥品有硫酸鎳、次磷酸鈉、檸檬酸鈉、乳酸、氟化氫氨、氟化氫、磷酸、硝酸、氟化鈉、磷酸鈉、氨水、Al2O3粉, 其等級均為分析純。

2.2實驗工藝

2.2.1 復合鍍工藝參數的確定

（1）溶液的組成及其作用

化學鍍鎳液的主要成分是主鹽（可溶性鎳鹽）、還原劑、緩沖劑、絡合劑、穩定劑等。

綜合考慮鎳鹽的沉積速率和工件成本，本實驗采用硫酸鎳作為主鹽。鎳離子與次磷酸鹽濃度的最佳摩爾比約在0.4左右；還原劑是化學鍍鎳的主要成分，它能提供還原鎳離子所需要的電子，在酸性鍍液中采用的還原劑主要是次磷酸鹽。在一定范圍內鎳沉積的反應速度與次磷酸鹽的濃度成正比，綜合考慮次磷酸鹽濃度、反應沉積速率和鍍層質量，本實驗采用次磷酸鈉作為還原劑，濃度為30g/L；隨著反應的進行，氫離子逐漸產生，溶液的PH值不斷降低，沉積速率也隨之降低，所以應加入緩沖劑以維持鍍液PH值。

（2）工藝條件的影響

1）PH值的影響：在酸性化學復合鍍的過程中，隨著PH值的上升，鎳的沉積速度加快，鍍層含磷量下降。因此，在生產過程中必須及時調整，維持鍍液的PH值。本實驗初定的PH值為6；2）溫度的影響：溫度是影響化學鍍鎳反應活化能的主要參數。溫度過高鍍液不穩定，容易分解；溫度過低，反應不進行。本實驗初定的溫度為80±1℃。

實驗分析

3.1 Al2O3裝載量的影響

3.1.1 Al2O3裝載量對鍍層成分形貌的影響

在化學復合鍍中，第二相顆粒在鍍層中的實際復合量將直接影響鍍層的性能。試驗中選定1g/L、3g/L、5g/L、7g/L、10g/L Al2O3裝載量的鍍液進行施鍍。當裝載量為1g/L時 ,鍍層中Al2O3含量很低。而當裝載量增加至3g/L時，鍍層中的復合量迅速升高，至5g/L時達到最大，此后，繼續增加鍍液裝載量，鍍層中Al2O3含量反而出現了降低。

3.1.2 Al2O3裝載量對鍍層硬度的影響

為了研究鍍液裝載量對鍍層的性能的影響，首先對制備好的不同粉含量樣品進行了顯微硬度測試，相比于沒有添加Al2O3粉的單純鍍鎳而言，所有不同Al2O3裝載量的復合鍍層硬度均有不同程度的提高。而且，復合鍍層的硬度隨鍍液裝載量的增加也是先升高后平緩降低，在5g/L時達到最高值730HV。這個變化趨勢與鍍層復合量的情形一致，說明鍍層的硬度主要受Al2O3粉末復合量的影響，鍍液裝載量決定著鍍層中實際Al2O3粉復合量從而間接導致鍍層硬度的變化。

3.2 性能檢測

由以上的研究我們可以知道，鎂鋰合金化學復合鍍Ni-P-Al2O3的最佳粉含量是5g/L。在5g/L時，鍍層的耐蝕性耐磨性和各方面性能均達到最優。現我們就對最佳粉含量的鍍層進行結構和性能的研究。

3.2.1 Ni-P-Al2O3復合鍍層的沉積過程

圖3.5為復合鍍Ni-P-Al2O3過程中樣品增重隨時間變化曲線。可以看出，復合鍍的動力學曲線分為兩個明顯不同的階段。在施鍍20min前，樣品幾乎未發生明顯增重，沉積速率很小。說明此時處于孕育期階段。此后樣品增重隨時間延長逐漸增大，沉積速率遠高于孕育期，動力學遵從直線規律，說明此時處于自催化反應階段，樣品表面發生了快速沉積。

圖3.5沉積速率曲線

3.2.2 Ni-P-Al2O3復合鍍層的硬度研究

對鎂鋰合金基體、化學鍍Ni-P和復合鍍Ni-P- Al2O3試樣分別采用410MVDTM數顯顯微維氏硬度計測試鍍層的顯微硬度，施加載荷為5g，加載時間為10s。每個樣品至少測量5個點，取其平均值為最終結果。實驗證明，基體的硬度為68HV,而化學鍍鎳的硬度達到了531HV，復合鍍的硬度更是高達730HV。復合鍍Ni-P-Al2O3的硬度值遠遠高于基體合金和化學鍍Ni-P的硬度。綜上分析，隨著鍍層中Al2O3粉含量的增加，彌散強化作用和結晶細化作用增強，兩者綜合作用，使復合鍍層的顯微硬度也隨之增加。

5.結論

本論文在鎂鋰合金表面成功制備了高硬度、高耐磨性、且具有良好耐蝕性的Ni-P-Al2O3復合鍍層，得出以下結論：

（1）Al2O3粉裝載量影響鍍層復合量及鍍層的顯微硬度。隨著Al2O3裝載量的增加，鍍層復合量和顯微硬度值均出現先增加而后緩慢降低的變化規律。而且，分別在裝載量為5g/L時，達到最大值。Al2O3粉裝載量對所制備復合鍍層的耐蝕性能無明顯影響。

（2）最佳Al2O3粉裝載量所制備的復合鍍層的沉積過程分為孕育期和自催化反應兩個階段。此Ni-P-Al2O3復合鍍層呈現典型的非晶結構。涂層結構致密、Al2O3粉分布均勻，與基體結合力良好。其顯微硬度和耐磨性能均優于單獨化學鍍Ni-P涂層。復合鍍Ni-P-Al2O3涂層和單獨化學鍍Ni-P涂層均能明顯改善鎂鋰合金的抗腐蝕能力，而且不和督促較單獨化學鍍層有更優異的耐蝕性。

參考文獻

篇5

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2012）27-0166-02

學情分析是了解學生發展的起點狀態，預測學生發展可能的基本手段。能否正確把握學生發展的起點狀態，決定了一節課的教學是否有針對性與適切性。因此，了解學生的起點狀態，如同一位優秀的歌手在歌唱前確定好音調，具有重要意義。

一、實際生物學教學中教師學情分析不足

在實際的生物學教學中，許多生物學教師對于學情分析仍然存在著很多不足的方面：

1.在教學設計時不進行學情分析。在實際教學中，許多教師在教學設計時甚至都沒有學情分析的部分。筆者對與中學生物學教學相關的兩本期刊——《中學生物學》和《生物學教學》進行了統計：分別將兩本期刊從2006年第一期開始到2011年第八期和從2006年第一期到2011年第十期的有關教學設計的論文進行了下載。下載到了173篇相關的教學設計，可是在這173篇教學設計中，只有24篇教學設計明確做了學情分析，其余的149篇均沒有學情分析部分，做了學情分析的只占了約13.9%。

2.在做學情分析時籠統化、表面化。很大一部分教師在教學設計時雖然做了學情分析，但是分析籠統化、表面化，對于學情只分析了其所有學生共有的部分，對于學生的一些個性化學情沒有進行很好的分析。如：高二的學生已經具備了一定的形象思維及觀察能力，但是他們的抽象思維及推理能力仍然不夠，等等。

3.學情分析的重點只放在學生的知識基礎上。在對收集到的一線生物學教師所做的教學設計進行分析后發現，教師在進行學情分析時習慣將分析的重點放在學生的知識基礎上，而對自己所教學生的學習特點等一些個性化因素沒有進行很好的分析。

二、合理的學情分析應有的分析層面

在進行生物教學設計時，應從學生的實際出發，分層次地分析學生的情況，既要分析出學生的一些共性特點，更重要的是要分析其獨特的個性特征，要針對性地選擇教學策略，設計有效的教學程序。

1.分析學生的共同特征。

（1）分析學生的年齡特征。根據皮亞杰的認知理論和埃里克森的社會化發展理論，相同年齡段的學生會有大致相同的認知方式、思維方式以及情感體驗、情感需求和學習動機等，所以教師在進行教學設計時必須根據自己所教學生的年齡特征，選擇合適的教學方式。

（2）分析學生的知識基礎。學習過程是一個累積的過程，是建立在已有的知識基礎上的。對于相同年級的學生而言，他們的教學進度大致是一致的，因此，在一定程度上他們有著相同的知識基礎。教師在進行學情分析時需要很好地把握學生大致的知識儲備，這樣才能采取適當的策略促使學生知識的遷移，從而提高教學的有效性。

2.針對性地分析學生的個性化學情。每個學生都有自己的個性特點，甚至每一個學生集體之間也會存在差異。要想實現真正的有效教學，教師就必須要下苦功夫仔細研究自己所要實施教學的學生集體的特征。

（1）分析本班學生的認知及思維方式。雖然一個年齡段的學生會有大致相同的的認知及思維特點，但是不同的學生群體由于生活經驗，他們所接受的教育的一些不同會導致他們有不同的思維方式。比如，文科班的學生和理科班的學生在認知及思維方式上就存在著極大的不同。教師要在分析學生籠統的年齡特點之后，根據以往的教學經驗，剖析本班學生的認知特點，挖掘學生的認知及思維方式優勢，以揚長避短，實現更好地教學。

（2）分析學生的學習能力及水平。不同的學生有不同的學習能力，也會有不同的學習水平，學生的學習能力及水平對于學習難點的確定以及難點的突破方式的選擇有著極大的影響。教師要把握學生的學習能力，合理地確定教學的難點，合理地分配教學時間，將主要的教學精力集中在學生不好理解同時又是教學重點的內容上，做到讓學生最好、最快地獲得新知。

（3）分析學生真正的知識儲備。雖然在一定范圍內所有學生都有大致相同的教學進度，但由于學生學習能力及水平的不同，他們真正掌握的知識是不同的。有些知識對于一些學生而言已經很好地理解了，可以用于為學習下一個知識點服務了，但對于另外一些學習水平較差的學生，他們對于那個知識點也許只到了識記的水平，甚至是錯誤理解的。在這種情況下，如果誤認為他們之前的學習可以為下面知識點的學習服務的話，就可能導致錯誤的知識遷移，甚至會影響下一知識點的學習。

（4）分析學生的生活經驗。很多時候教學內容是和生活內容相關的，這時候學生的一些生活經驗能很好地為教學服務。但是不同地區的學生在生活環境上存在著極大的不同，這也導致了學生的生活經驗會有很大的不同。教師在進行學情分析的時候，就應該清楚對于本次教學的內容而言，學生有哪些生活經驗是有助于教學的，比如，在學習生態系統的時候，鄉鎮學校的學生對于生活周邊的一些自然環境比較熟悉，所以教師在講解時可以例舉田園、山坡等一些利于學生理解的例子。而對于城市學校的學生，他們對鄉下的田園、山坡等不熟悉，所以就不能很好地為學生理解生態系統服務。

（5）分析學生的學習興趣及學習動機。在教學中，如果學生沒有一定的動機，再好的教學設計也無法取得良好的效果。只有當學生對所學的內容產生了興趣，形成了內在的需要和動機，才能具有達成目標的主動性，教學目標的實現才有保證。因此，在教學設計中，教師要充分分析、了解學生的心理需求，以調動學生的學習積極性，激發他們的內在學習動機。

學生是教學活動的主體，是教學活動變化的內因。教師的“教”是建立在學生的“學”的基礎上的。學情分析是了解學生發展的起點狀態，預測學生發展可能的基本手段，要有效地進行生物學教學設計就需要進行有效的學情分析。在學情分析時一定要克服籠統化、表面化這些現象，真正認真研究自己所教學生的特點才能選擇合適的教學策略，從而提高教學效率。

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[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）05-0021-02

物理化學是大化工類各專業本科教學計劃中的一門專業基礎課程，是理論性、系統性、邏輯性都很強的一門課程。由于學科本身公式繁多、概念嚴格、推導復雜，容易導致學生學習困難，知識掌握不牢、理論與實際脫節等問題，對大化工類相關專業的后續課程的學習帶來不利影響。[1]長期以來，物理化學的學習一直是學生的難點。近年來，小班研討這種創新性的教學模式由于在激發學生的學習興趣和熱情、引導學生養成自主學習的習慣、培養學生的創新思維能力和知識交流的能力等方面具有優勢，逐漸被應用于許多學科的課堂教學。[2]

通過近幾年的教學實踐，我們認為，將小班研討應用于工科物理化學課堂教學時，教師要充分發揮在教學過程中的主導地位[3]，合理地選擇研討內容，這樣才能發揮小班研討的上述優勢，達到既定的教學目標。結合本校工科物理化學教學的實際情況，我們對工科物理化學小班研討的研討內容，提出下列的思考并進行了實際的探索。

本校使用的教材是科學出版社出版的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《物理化學教程》。在該教材的框架體系下，我們認為工科物理化學課程除了培養學生具有扎實的基礎知識、良好的邏輯思維能力，建立科學的思維方法外，還應當突出基礎理論與實際應用并重、注重聯系實際的工科特色；并能夠關注學科發展前沿，理解新興領域的研究思路。因此，在小班研討的研討內容選擇上，就要兼顧上述三個方面。

此外，本校本科學生在二年級上學期和下學期學習物理化學課程，這時學生正處在由基礎課程到專業課程學習的過渡期，學生的理論聯系實際的能力和創新意識都較薄弱；同時，多數學生的口頭表達能力尚需鼓勵和培養。在研討內容的選擇上也需要考慮這個問題。

一、基礎核心內容的研討

對于熱力學、動力學、化學平衡和相平衡這部分基礎核心內容，在教學過程中，為了讓學生形成完整的知識系統，教師要站在整個學科的高度向學生講述物理化學的主要框架和思想方法。

首先，研討內容中學生的陳述內容可選擇對每章的重點進行歸納總結，討論內容可以選擇學生易于混淆的概念、定理和基本原理進行辨析。對基礎核心內容的難點問題，教師可通過擬定思考題的形式由學生進行討論。這樣做一方面可以夯實基礎，強化學生的自主學習能力，為理論應用于實際打下基礎；另一方面，可以逐漸培養學生的口頭表達能力和學術交流能力，使研討能夠循序漸進地越做越好。

其次，在基礎理論建立的過程中，通過分析科學家的研究過程、研究方法，可以學習科學家的邏輯思維方法。因此，從物理化學發展的歷史中，選取某些知識的起源、發展和完善的歷史作為研討內容，通過學科發展和背景的討論能促進學生對理論和公式的深刻理解，讓學生掌握系統的學科思想方法。此外，科學家的生平介紹，研究方向的確立與變化，也可作為研討內容，這樣可以激發學生的學習興趣和熱情。

此外，融合章節間的研討內容可以讓學生對所學知識融會貫通，培養學生綜合分析問題的能力。例如：以某一具體實例，將熱力學和動力學結合起來，研究化工生產的反應條件。首先采用熱力學中化學反應的等溫方程判定反應的自發性，再采用等壓方程優化反應溫度，結合動力學中溫度對反應速率的影響，在綜合考慮平衡轉化率和反應速度的基礎上，確定最佳反應溫度，反應時間等參數。這類的研討內容可以提高學生分析問題的能力。物理化學課程中有許多相似的邏輯關系，這種相似的邏輯關系背后隱藏著更深刻的內在聯系。例如，基于熱力學的狀態函數方法獲得的相變焓與溫度的關系，與化學反應焓變與溫度的關系極其相似；在相變熱力學中純物質氣液或氣固兩相平衡中，飽和蒸氣壓與溫度的關系，在化學反應熱力學中，標準平衡常數與溫度的關系，在化學反應動力學中，速率常數與溫度的關系，三者極其相似。這些沒有現成答案的研討可以活躍學生的思維，培養學生探索未知領域的意識和勇氣。

二、擴展內容的研討

工科物理化學的擴展內容為電化學、膠體化學和表面化學，這部分內容與科學研究和生產實踐聯系緊密，學生既可以用基本原理來解釋自然現象，又可以用基本原理來解決實際問題。這部分的研討內容相當豐富，也是探討的重點。

例如：在電化學領域內，研討腐蝕產生的原因以及應對策略，如陽極保護、陰極保護、鈍化等措施的應用；研討玻璃電極、離子選擇性電極、化學電源、電化學合成的原理、裝置和應用。在表面化學的學習中，研討表面活性劑，從表面活性劑的結構到表面活性劑的性質，再到用途，如作為劑、去污劑、增溶劑和乳化劑等；研討膜分離技術，基于膜具有較大比表面的特殊的表面性質，被應用于化工、食品、醫療、衛生等領域；研討具有巨大比表面的吸附劑和納米材料，它們的結構、性質和在工業生產和人民生活中的用途；可研討毛細現象，解釋“鋤下有水”，“棉布吸水”等自然現象；研討潤濕現象，解釋眼鏡起霧的原理，并采取有效措施預防。學習膠體化學時，研討解釋膠體穩定性的DLVO理論，找到膠體穩定存在的原因，從而制定出破壞膠體的措施或者穩定膠體的對策；研討電泳的原理，在分析化學、生物化學、臨床化學、毒劑學、藥理學、免疫學、微生物學、食品化學等各個領域的應用。

這部分的研討著重從基本原理的應用，到實驗裝置或生產設備的建立，再到工藝條件的選擇，能訓練學生將基本原理用于解決問題的習慣和能力，有助于學生形成系統發現問題、分析問題和解決問題的能力。

三、與專業相結合的學科前沿的研討

本校每年學習物理化學的本科生有1000多名，專業涵蓋大化工的許多專業，如冶金、材料、化工、環境、輕工等專業。大化工的不同專業的后續課程對物理化學知識的延伸和應用存在差異。比如，冶金和材料類的專業對相平衡知識應用較多，制藥和紡織等專業對膠體化學的知識應用較多。針對這一特點，小班研討的內容可視學生的專業特點而定，由學生自主選題，著重于工程應用和學科前沿。

在小班研討的實踐過程中，這部分的研討尤其讓教師深刻地體會到學生自身的巨大潛力和可塑性。例如：學習了相圖中的臨界狀態，引出新興的超臨界流體萃取技術，食品專業的學生主要研討用于萃取啤酒花、香辛料、植物色素和動物油脂等超臨界流體萃取的原理、裝備和工藝條件等；制藥專業的學生主要研討將之應用于中藥有效成分的提取和中藥的現代化；化工專業的學生主要研討天然香精香料和天然色素等的提取；環境專業的學生研討萃取污水中的有毒物質，如有機氯、有機硫等。關于電化學的應用，對環境科學和工程專業的學生，研討將電化學氧化、電化學還原、電凝聚和電滲析等方法用于廢水處理；對化工專業的學生，討論燃料電池、新型海洋電池的設計原理、工作方式等；對生物化工專業的學生，研討生物電催化、微電極傳感器的原理及應用。當學習表面張力的時候，研討內容對冶金專業可選擇表面活性劑用于礦石的浮選原理與應用；對紡織專業，可選擇荷葉效應對材料制作的啟迪；對于生物化工專業，新型的生物表面活性劑又是研究的熱點，由于它與環境具有兼容性，既無毒又可被生物降解，隨著人們環保意識的不斷增強，生物表面活性劑越來越受到人們的關注，需要研討生物表面活性劑的結構、制備、應用以及與傳統表面活性劑的優缺點比較等。在膠體化學中，微乳狀液的制備和應用，雙向凝膠電泳的技術及應用也是目前研究的新方向，可以提供給高分子材料專業的學生作為研討內容。

四、結論

在知識更新迅速和信息爆炸的時代，迫切需要掌握扎實的基礎知識，具備將基礎知識應用于實際的能力，能夠客觀分析各行業的實際需求，創新性地解決問題的人才。在近幾年小班研討的實踐中，我們逐漸發現，只有通過多層次、全方位、針對專業特色地精選研討內容，才能循序漸進地培養人才的綜合素質。在夯實學科基礎知識的基礎上，培養學生理論聯系實際的能力，能進一步提升學生的創新性思維能力，最大限度地發揮小班研討的作用。

[ 參 考 文 獻 ]

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中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）09-0090-02

《表面處理技術》課程是機械類專業的一門專業拓展課，簡要介紹有關材料表面的基本概念和某些重要理論，闡述現代表面技術的形成、分類、涵義和內容，然后通過一些典型的表面技術來說明主要設備、技術路線、工藝路線、分析檢驗和具體應用等，從而使學生對表面技術的形成、現狀和發展有一些基本了解。該門課程是跨學科、跨行業的綜合課程，包括表面物理、表面化學、有機化學、無機化學、電化學、冶金學和材料學科等學科技術。由于在高職院校對于這門課程的各方面投入相對較少，學生難免感到枯燥、乏味，所以有效的教學設計就顯得尤為重要。所謂“有效”，主要是指通過教師在一段時間的教學后，學生所獲得的具體進步或發展。也就是說，學生有無進步是檢驗教學是否有效益的標準。教學有沒有效益，并不是指教師是否完成教學內容或教得認真與否，而是指學生學習內容是否有效。如果學生沒有學習興趣或者學習沒有收獲，即使教師教得再辛苦也是無效教學。凡是能有效促進學生發展、有效實現預期教學效果的教學活動，都可以稱之為有效教學。下面以“緒論”部分為例談談該門課程的教學設計。

課前系統

課前準備包括教材、學生、目標、教法、教具等內容，這些都是上好每一節課不可或缺的必要條件。《表面處理技術》在我院是焊接、質檢和機制三個專業的專業拓展課，學生總體學習比較認真，但是對該門課程缺乏學習興趣。該課程內容簡單、知識面廣、工藝繁瑣、應用廣泛，尤其在高、精、尖領域應用率較高。針對這些特點，教師在第一節課就應用一些前沿的成果及與生活息息相關的案例來吸引學生。“緒論”從總體上給學生講述這門課程的學習內容、學習方法、相關領域的發展概況等。該課程內容包括：表面處理技術的涵義；表面處理技術的目的和意義；表面處理技術的分類；表面處理技術的應用；表面處理技術的現狀和發展。學好該課程可以拓寬學生的專業知識面，并且培養學生撰寫技術論文的方法。第一節課重點需展現自己較有特色的教學風格，教學方法選擇的恰當與否也直接影響后續課程的教學效果。經過大量搜集資料，采用案例教學方法、分組討論法等教學方法，利用多媒體教學手段，在制作多媒體課件時盡量減少文字描述，大量采用生動的畫面、視頻等來展現課程的信息。由于關于表面處理相關的工藝較多，同樣為了增加基體表面的耐蝕性，可以通過電鍍、化學鍍、熱噴涂、堆焊等工藝來實現，具體使用什么工藝，要結合實際條件恰當選擇，但在學習過程中，可以把不同的工藝做比較，了解各種工藝的優缺點、在實際工作中才能正確選擇，所以建議學生多看資料、做讀書筆記，采用橫向比較的方法來學習。

課堂系統

《表面處理技術》課程緒論教學過程包括導入、講授、總結、作業等四部分。導入部分筆者借助兩個問題：（1）磨損、腐蝕和斷裂是機件的三種主要失效形式，每年鋼材因腐蝕和磨損而造成的損失約占鋼材總產量的10%，損失金額占國民經濟總產值的2%～4%。如果將因金屬腐蝕和磨損而造成的停工、停車和相應引起的各種事故等損失統計在內的話，其數值則更加驚人。（2）隨著現代工業的迅猛發展，對機械工業產品質量的要求更高，這就必然對材料表面的耐磨、耐蝕等性能以及表面裝飾提出了更高的要求。因此，發展金屬表面防護和強化技術，是各國普遍關心的重大課題（具體講授過程如圖1所示）。教學過程中采用的教學方法是案例教學法和分組討論法（各教學環節的時間分配見下頁表1）。

課后系統

這門課程采用過程考核的方法全方位地考查學生（課程總評成績構成見下頁表2）。課后要及時輔導，了解學生對所講內容的理解、掌握程度。和同事進行交流，請專家進行評課，分析教學目標的實現情況，看有沒有創造性地挖掘和利用教學資源，教育、教學理念是否轉化為具體的教學行為，教學設計最突出的亮點是什么，存在的問題和癥結在哪里，針對存在的問題提出改進的策略。

總之，通過以上的教學設計真正使教師從講解員轉變為教練員，最終才能實現教師會教與學生會學兩者的統一。

參考文獻：

[1]錢苗根.現代表面技術[M].北京：機械工業出版社，2008.

[2]陸群.表面處理技術教程[M].北京：高等教育出版社，2011.

[3]王學武.金屬表面處理技術[M].北京：機械工業出版社，2008.

[4]萬福，曾國英.國外高校課堂教學對大學生創新能力培養的啟示[J].高教研究（西南科技大學），2012（2）.

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物理化學是高職化工工藝類專業的一門非常重要的核心專業課程，其學習效果直接影響到學生對后續專業課程（如化工原理、畢業論文與設計）的學習，更間接地影響到學生畢業以后的崗位適應能力和發展能力。從總體上講，高職學生數理邏輯能力是明顯的弱項，大部分學生對本課程存在不同程度的學習障礙。如何推動物理化學課程教學改變，一直是基礎化學課程授課教師面臨的一個懸而未決的老大難問題。

一、刪繁就簡

從教材與教學內容改革入手調動學生積極性。從內容上看，若干教材版本基本上由緒論、氣體、熱力學第一定律、熱力學第二定律、化學平衡、相平衡、膠體與表面化學、電化學、動力學基礎構成。教材理論色彩濃厚，缺少鮮活的行業實踐案例，對其進行增刪取舍是非常必要的。筆者的主要做法可概括為單元化、模塊化改革，突出實踐性教學內容。首先將教學內容劃分為五個單元：熱力學基礎單元、化學平衡單元、物質分離提純單元、電化學單元、動力學單元。五個單元按照由簡單到復雜的邏輯方式遞進，既遵循專業知識學習的內在邏輯規律，又考慮到刪繁就簡，以適應高職學生的偏好。每個學習單元設置數量多少不一的學習模塊或任務，這些學習模塊之間既有相互之間的內在聯系，又各具獨立性特點。對高職化工工藝類學生而言，重在如何應用所學到和掌握的專業知識、技能解決現實化工生產問題，而不應過于強調課程知識的系統性。因此，筆者對本課程內容刪減最多的要數熱力學基本定律。教學實踐表明，熱力學基本定律能解決兩個問題：能量衡算和方向判斷，而這一直是一個幾乎令所有課程師生傷腦筋的問題。解決的辦法是大幅刪減具有相當難度、師生都厭煩的理論內容，突出具有實用性、行業實戰性的內容。

二、高度重視案例教學和情境教學的巨大作用

物理化學是一門理論性很強的、比較枯燥乏味的專業基礎課程，教學過程與方法策劃不當，教學雙方的主體性均不可能得到充分發揮，效果不言自喻。通過案例的引入，開展研討式教學，充分調動學習的主動性，學生顯然能提高學習興趣。例如，在化學平衡單元教學中，筆者引入我院生產實訓裝置――乙苯脫氫反應案例，學生現場學習，迅速理解了溫度、壓力、催化劑、惰性氣體-水等工藝參數的重要性及原則性的操作步驟與方法，活躍了課堂氣氛，發展了發散思維能力和綜合能力。此外，從教學過程來看，企業鮮活現實再現于課堂，企業生產經營中現實的策劃、規劃、設計、作業管理決策的再現，能使學生掌握發現問題、診斷問題成因、解決現實問題的思路、方法技能，持之以恒，逐步養成創造性思維和靈活運用理論知識的習慣，提高分析、綜合能力和創造性，從根本上內化理論知識，鞏固學習效果。

三、注重引導好學生的研究性學習

所謂研究性學習，從廣義上理解，泛指學生主動探究的學習活動，是一種學習的理念、策略、方法，適用于學生對所有學科的學習。從狹義看，是指教學以問題為載體，創設類似科學研究的情境和途徑，讓學生通過自己收集、分析和處理信息實際感受和體驗知識的生產過程，進而學會學習，培養分析問題、解決問題的能力和創造能力。毫無疑問，研究性學習給老師留下了很大的創造空間，但也增加了課程實施中的大量的不確定因素：課程的實施模式、價值判斷、切入口、推行步驟、資料來源、研究結果及呈現方式，等等，幾乎每一個環節都需要因地制宜、因人而異、因現存條件而決定。針對物理化學課程，研究性學習中“問題”的呈現可以是多種多樣的。筆者主張這些問題來源于化工生產實際過程比較妥當，也可以與問題情境教學配合進行。在老師的引導下，學生通過課程知識整合，合作研究，逐步明晰了解決這一問題的邏輯思路，最終內化專業知識與技能。

四、充實反映科學前沿的內容，拓寬學生的知識面

例如：光化反應在動力學內容占很小比例，常被忽略，但光化反應與環境科學、生命科學、材料科學反應及信息科學緊密相關，在講課時結合科研內容介紹光催化在環境凈化的應用，開闊學生的視野，引起學生的興趣，同時鼓勵學生參與到部分科研工作中，調動學生學習積極性，爭取近年內開設若干高層次應用物理化學基礎理論的選修課程，如界面與膠體化學，表面活性劑物理化學、生物物理化學。這些課程不僅可以彌補課內學時的不足，加深學生應用與掌握物理化學的基本理論，而且與前沿科技均有密切關系，可以擴大學生的知識面。

五、提高實驗課起點，組織綜合型的實驗

第一，刪減部分和整合陳舊簡單的實驗，提高實驗課的起點。如恒溫槽與其性能測定這一實驗內容過于單一，應與以后涉及使用恒溫槽實驗整合，“化學平衡常數及分配系數測定”和“中和熱-電離熱測定”兩個實驗所用儀器設備和操作過于簡易，顯得落后陳舊，應當刪減，或與無機分析實驗整合，動力學章節涉及速率常數測定的實驗有3個，顯得重復，應刪減或增加新的內容，如增加流體黏度及表面張力的測定等內容。第二，擴充和加深實驗內容，組織開發性、綜合型的實驗。例如電化學實驗中“電動勢的測定和應用”實驗可與綠色化學結合，對含Cr+6廢水進行處理，不僅拓寬了基礎知識面，還讓同學們了解了學科間知識交叉與滲透，又如二元氣-液相圖實驗中可增加高難度非均相氣液平衡內容。同時準備開設綜合性實驗光催化氧化處理高濃度有機廢水，這一實驗不僅涉及物理化學中的光化反應，速率常數的測定，反應級數的求法，還涉及反應器的設計，催化劑的篩選和工藝改造，以及計算機對實驗數據的處理等多方面知識，可以充分發揮學生的創造能力，自行改造與設計。

教學改革是擺在我們面前的新問題，對許多問題的認識還很膚淺，有待進一步認真地研究和探討。

參考文獻：

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二、物理化學實驗分層次教學模式的實施

廣西大學化學化工學院物理化學課程組承擔著全校理、工、生、農等專業物理化學課程的理論教學和實驗指導工作，根據專業教學大綱的不同，化學和應用化學這兩門理科專業的物理化學實驗獨立設課，計108學時；而工、生、農專業的物理化學實驗與基礎理論課相結合，實驗部分計33學時。課程組根據教學班級編制實驗班并開展工作：實驗教學分層次培養，分為基礎層次、提高性層次和科研性層次三類，它是在提高實驗課教學效率的同時，把大綱要求的教學與開放性實驗教學結合起來，在規定的實驗時間內，既完成教學大綱要求，又能使能力強、興趣濃的學生在創新精神、動手能力方面得到進一步加強[3]。從表1中可以看出，實驗教學改革不僅注重縱向分層次，使實驗教學循序漸進，在夯實基礎的同時構筑高地；也注重了橫向的分層次，將實驗等級不斷提高，依據學生的專業及他們的意愿和能力，選擇不同層次的實驗，給予學生更大的積極性和創造性的發展空間。

（一）基礎層次

基礎層次主要包括工、生、農等相關專業的學生，占開展物理化學實驗學生的80%以上，該層次強調實驗與理論教學統籌協調，旨在讓學生更深入地理解和掌握物理化學的一些基本原理、基礎技術與實驗方法。目前開設實驗8個，涵蓋了化學熱力學、相平衡、化學動力學、電化學和表面化學的內容。其中電化學部分開設實驗1個：波根多夫對消法測定原電池電動勢。該實驗為驗證性實驗，可使學生對銅、鋅等電極有初步的感性認識，學習電極制備與處理的基本技能以及電化學測量體系的組建、電解池與電解質溶液的選擇等基本操作；通過原電池電動勢的測定實驗，訓練基本物理量電勢的測定以及電位差計的測量原理和正確使用方法。在教學上，由教師嚴格把關，把實驗要求、原理、步驟等較完整地提供給學生，使學生通過實驗，達到感性認識的訓練目的。

（二）提高層次

提高層次實驗開放的對象為本學院化學和應用化學這兩門理科專業的學生，每年向約80名學生開放。旨在使學生在教師的啟發和指導下，通過認真思考和研究完成實驗，達到更高層次上對電化學的全面掌握，除了基礎層次的實驗內容，引入一些實驗技能要求較高，知識點覆蓋更廣泛的實驗，同時開設設計性實驗。該層次開放必修實驗13個，此外還有3～5個設計性實驗。目前的電化學設計性實驗《金屬-空氣電極的制備及性能檢測》是物理化學教學改革過程中將原有實驗《鉛蓄電池及其充放電曲線的測定》改進后開設的，克服了原有使用成品密封鉛蓄電池，學生無法觀察電池的正負極、電解液和隔膜等結構，只能簡單操作測試儀器，實驗內容單一的缺點。并且金屬-空氣電池是目前化學電源的研究熱點之一，改進后的實驗內容不僅涵蓋了原實驗內容的設計要點，更是結合了實驗設備等硬件設施建設情況，貼近社會需求和科學技術發展水平。在教學上，結合理科專業的培養目標，要求提高層次的學生能在預習過程中就能夠結合所學的物理化學知識基本掌握實驗內容。實驗過程中是由學生進行實驗目的、原理和實驗步驟的講解，實驗指導教師做補充并指出實驗要點和注意事項，同時引入討論課或小論文等環節。提高層次學生的教學目標是：掌握實驗原理，實驗操作規范，實驗報告正確，實驗討論合理。上述措施旨在端正理科專業學生的科研態度和提高學以致用的能力，為將來的科研實踐工作打基礎。

（三）科研層次

科研層次的教學是結合我校“大學生實驗技能和科技創新能力訓練基金項目”進行的，該項目于2012年7月開始啟動，旨在鼓勵和支持本科生早進課題、早進實驗室、早進團隊，在導師指導下強化實驗技能，參與科學研究或工程設計，增強本科生創新、實踐、創業、就業等四種能力，提高人才培養質量。因此，參與項目的本科生需要開展的是某一科研課題的研究，以有關物理化學實驗技能為基礎，充分利用物理化學基礎實驗室的現有條件，在教師的指導下開展科研活動。項目開展兩年多來，第一批項目已經結題，學生均反映基礎層次和提高層次學到的一些實驗技能，如電池測試、粘度測定，比表面測定等測試技術都能用在科研實踐中，相關理論知識也得到了進一步鞏固。

三、分層次實驗教學模式對實驗室建設的作用

實現分層次實驗教學后，實驗室的建設也可以分層次進行。2014年，課程組出版了新的《物理化學實驗》教材，使大學物理化學實驗適應新的發展形勢：針對更新后的設備，對基礎層次的實驗內容進行了調整，如《乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定》。同時，結合本次課程組教師的科研成果增加了一些提高層次的綜合性、設計性實驗，如《藥物有效期的測定》、《TiO2納米材料的制備與表征》等。對科研層次主要是引進先進的精密儀器，提高測定準確率，目前物理化學基礎實驗室已更換了比表面測試儀，不僅能在實驗教學中起作用，更能為學生開展科研項目提供分析測試平臺，利用測試數據發表的科研成果也能夠激勵教師和學生及時地改進實驗方法，不斷更新實驗題目，充分鍛煉教師和學生的實踐能力和創新精神，促進實驗室的建設。

篇10

 

0. 前言

隨著建筑技術的不斷進步，對水泥混凝土的要求已經越來越高，不僅要求混凝土可調凝、早強、高強、大流動度、高密實性、高耐久性、低水化熱，而且要求制備成本低、成型容易、養護簡單……。為達到這些目的，混凝土外加劑起著重要的作用，并已經成為混凝土中必不可少的組份。

混凝土外加劑是一種在混凝土攪拌之前或攪拌過程中加入的、用以改善新攪拌混凝土和硬化混凝土性能的材料。它的特點是品種多、摻量少，能有效的控制混凝土的凝結時間與塌落度損失；后期強度有較大的增長；增加混凝土的密實性，對混凝土的抗滲、抗凍、抗碳化等耐久性指標有較大程度的提高，硬化混凝土有較好的體積穩定性等。自水泥新標準實施之后，外加劑與水泥的適應性及對混凝土性能的影響出現了不少問題。科技論文。因此了解混凝土外加劑與水泥的適應性，外加劑對混凝土性能的主要影響，對更好的使用外加劑，充分發揮混凝土在建筑工程上的作用是十分重要的。

1. 混凝土外加劑與水泥的適應性

水泥新標準自2008年6月1日正式施行后，各水泥廠已經采取了一系列重大技術措施，主要是提高水泥早期強度、細度、混合料的質量等，但對外加劑的適應性卻增加了不少問題。

雖然外加劑廠為達到與新水泥指標的兼容性，對外加劑性能的調整作了不少的努力，但從工程實踐的情況來看，問題仍然很多，比如同品種同摻量的外加劑，對不同品種的水泥，效果差異很大。甚至同一種水泥，不同時期效果也有差別，使用同一批外加劑的水泥凈漿流動度時大時小，其混凝土的塌落損失也忽大忽小，甚至有時泌水、有時不泌水、凝結時間差異大，時而還會出現促凝現象等，這些都是外加劑與水泥的適應性問題。

1.1 外加劑與水泥不相適應

主要表現在減水劑效果低下或增加流動度的效果不好、凝結速度太快或緩凝、塌落度損失快，甚至降低混凝土強度等，這種不適應的問題與外加劑的品種、作用機理、原材料的選用與制造工藝、膠凝材料的成份、細度、水泥磨細階段工藝的差異有關，其他如環境溫度、加料方式和外加劑用量也會產生影響。

1.2 外加劑品種與性能的影響

外加劑特別是化學合成的高效減水劑性能對水泥凈漿流動度的影響。如萘系高效減水劑的性能涉及磺化程度與磺化產物，縮合工藝與程度，分子量大小，平衡離子，分子結構等各種因素，水泥等無機礦物顆粒由于范德華力、不同電荷的靜電互相作用、水化顆粒的表面化學作用，導致粒子形成聚集結構，束縛一部分水，不能用于滑潤水泥粒子，也不能立即用于水化。加入高效減水劑等外加劑后，由于吸附作用和電荷斥力，使水泥粒子分散，絮凝結構解體，釋放束縛水并阻止粒子的表面相互作用，使水泥漿體的流動性增大，其增加的大小與其技術性能及摻量有關。

1.3 水泥礦物組份與化學成份的影響

水泥膠結料的礦物成份和化學成份對外加劑吸附量的多少，對于流動性及強度增長有很大的影響。科技論文。外加劑吸附量越少的水泥漿體的流動度值越大。

1.4 水泥細度與顆粒形狀的影響

為滿足水泥新標準的強度要求，提高水泥細度是最有效的辦法，但水泥過細，表面積增加，需水量大，更加降低了液相中殘留外加劑的濃度，增加了液體粘度，塑化效果變差，混凝土塌落度損失更快；水泥過細水化速度快，水化熱高，容易產生裂縫。

1.5 摻合料的影響

根據國家標準，允許在水泥中摻入一定量的摻合料，常用的摻合料有水淬高爐礦渣、粉煤灰、沸石粉、火山灰、煤堿石等，由于摻合料的性能不同，也會影響外加劑對水泥的適應性，火山灰、煤堿石最差。

1.6 堿含量的影響

水泥中的堿主要來源于所用的原材料，特別是石灰和粘土。含堿量越低，相容性越好，高含堿量則會加速水泥的早期水化速率，導致需水量增大并且加快工作度損失，塑性效果變差。

1.7 新鮮水泥存放時間與溫度的影響

由于新鮮水泥干燥度高，而且溫度相當高（80℃~90℃），早期水化快、水化時發熱量大，所以需水量大，而且對外加劑的吸附量也大。在外加劑已供施工現場的情況下，可通過調整摻量來解決新鮮水泥與外加劑不兼容的問題，其調整幅度視水泥新鮮的程度和對外加劑的適應性而定。

2. 混凝土外加劑對混凝土性能的影響

2.1 選擇與水泥相適應，并能滿足設計與施工要求的外加劑

不同生產工藝、種類或配方與摻量的外加劑對水泥適應性有差別，應通過試驗確定，選用質量穩定、適應性好的外加劑；同時根據不同設計與施工要求，選擇相應的各類外加劑，如高效減水劑、泵送劑、防水劑、防凍劑等；根據設計與施工要求，結合現場實際材料，進行試配，確定合理的施工配合比與外加劑的適宜摻量。

2.2 大劑量高效減水劑對新拌混凝土穩定性的影響

隨著高強混凝土和泵送工藝日益廣泛的應用，原來摻量不僅減水率達不到要求，而且由于水灰比減小、澆筑時工作度要求增大，新拌混凝土的工作度損失加劇，不能滿足較長距離運輸的施工要求，因此高效減水劑的摻量逐漸增大。研究與應用的實踐表明：大摻量高效減水劑使混凝土在水膠比很低的條件下，仍能具有較大的流動性，可以成型密實，生產強度與耐久性良好的高強和高性能混凝土。

每一種高效減水劑與水泥之間的搭配，都有一相應的飽和濃度。對于大多數高效減水劑，其飽和濃度約為0.8%~1.2%。在配制高強與高性能混凝土時，要特別注意高效減水劑的適宜摻量，需要與其外加劑和礦物摻和料使用，才能獲得預期的效果。

2.3 其他因素對混凝土性能的影響

2.3.1 水泥的礦物組份和化學成份以及物理技術指標

選擇滿足設計與施工技術要求的水泥品種。

2.3.2 保證砂、石質量，原材料用量準確

砂的含泥量與細度模數必須符合要求，碎石的含泥量與針片狀含量不超標，最好選用連續級配的石子；原材料質量保證，用量準確。

2.3.3 通過設計與試配，確定合理的配合比，必要時需進行適當調整

施工配合比是影響混凝土性能的關鍵因素，如泵送混凝土適當提高砂率可提高混凝土的可泵送性。降低水灰比可以提高混凝土強度，而在降低水灰比條件下配制外加劑混凝土應有一最低用水量，這不但是保證混凝土有一定工作性，更重要的是保證水泥在水化時，石膏有足夠的溶解用水，石膏在缺水時會大大影響溶解度，影響外加劑對水泥的適應性。

高效減水劑摻量過多時，水泥漿的流動度大，漿體稀薄，不足以維持與集料的粘聚，往往會引起混凝土離析、泌水，此時可以適量增加用砂量，增加膠凝材料用量或是適量減少高效減水劑用量或用水量，產生離析的混凝土拌合物有害于工程質量。

2.3.4 注意水泥出廠及進貨時間

砂、石、水泥及外界的溫度對水泥與外加劑適應性都有著不同程度的影響。科技論文。特別是剛出廠的水泥溫度有時高達80℃~90℃，在高溫情況下，需水量與外加劑吸附量增大，塌落度減少，適當增加外加劑的摻量也有比較明顯的效果。

2.3.5 摻入部分活性摻合料

試驗證明具有一定活性的水硬性材料或自硬性材料，如磨細礦渣粉、粉煤灰等在滿足一定的技術要求條件下與外加劑同摻，不但節約水泥，改善混凝土工作性，提高混凝土強度，還能改善外加劑對水泥的適應性。

2.3.6 保證施工質量

保證制模質量、防止漏漿與支架變形；施工中混凝土要振搗密實，防止漏振或振搗過度；及時利用原漿收光面層，在初凝前再進行二次壓實收面，可減少塑性裂縫；混凝土澆筑后表面泛白或8小時內及時澆水養護或噴養護劑，最好加薄膜密封或覆蓋濕麻袋養護，養護日期不少于14天，以免因施工質量不佳而引起與外加劑無關的異常現象。

3. 結束語