化学工程与工艺的理解

2024-10-04

化学工程与工艺的理解(共8篇)

化学工程与工艺的理解 篇1

对于生物工程的认识与理解

第一次接触生物工程这个词是在初中时,那时就听说过“21世纪是生物的世纪”,虽然当时只知道那是一种与科技前沿接轨的高超技术,还不知道它确切的定义,但这个词在我幼小的心灵里留下了一个深深的波痕。到了高中才粗粗的算是真正的接触过生物这门神秘,又新潮的学科,从此对它的兴趣才真正体现出来。

进入大学,不禁感到羞愧,原来以为自己已经懂了蛮多了,其实就只是夜空中的一只萤火虫一样,根本提不出口。经过一学期的学习,以及查阅了许多有关资料后,我了解到了很多相关的信息:

掌握生命科学和工程科学的复合型人才是未来高技术和人才市场的一个热点,生命科学的发展以及它和工程科学的结合带来了生物工程产业的蓬勃发展,生命科学和工程科学的渗透提供了人才的广阔发展前景,生物工程专业就是在这样一个背景下诞生了。

生物工程主要有以下几个研究方面:

1.发酵工程

发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产的一种新技术。其内容包括菌种的选育培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。发酵工程可以认为是生物工程产品化的桥梁。目前发酵工程的技术已经从微生物拓展至动、植物细胞的生产和产物表达,应用领域涉及医药、食品、农业等各个行业,为人类生产力发展做出巨大贡献,并提供巨大生产力。

2.基因工程基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现在方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程可应用于药物与疫苗的生产,如生产胰岛素、干扰素、生长激素等产品;基因工程可应用于遗传疾病的诊断和治疗,基因诊断是遗传病最准确的诊断手段,或是通过基因调控的手段,将正常基因转入疾病患者机体细胞内,表达缺乏产物;基因工程可应用于农牧业品种改良,通过其技术获得高产稳产的优良品种,和具有抗逆性的新品种;基

因工程可应用于环保和工业生产;应用于新能源与新材料开发。总的来说,基因工程的光明发展前途是无可非议的。

3.细胞工程

细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平活细胞器水平上,最讯细胞的遗传和生理活动规律,有目的的制造细胞产品的一门技术。细胞工程可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大类。以研究水平分,还可以分为基因水平、细胞器水平、细胞水平、组织水平等几个不同的研究层次。目前细胞工程渗透到了人类生活的许多部分,取得了一些开创性的成果,为经济发展做出了一定贡献。

4.酶工程

酶工程,是将酶或微生物细胞、动植物细胞,细胞器等在一定生物反应装置中,利用每所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。作为生物技术革命第三次浪潮的工业生物技术,关键核心就是利用酶进行生物催化和生物转化。各国都已加大了对此类的发展研究。然而我国的生物催化新产品和生物加工技术方面的科技开发投入少,技术相对薄弱。因此有必要加大研究发展力度。

5.生化工程

生化工程是一门以化学工程为知识为基础,研究和解决发酵过程实际问题的学科。随着现代生物技术的发展,把细胞作为反应器,对其代谢和调控进行系统,并采用基因重组技术有目的的改造其代谢,从而有效提高细胞的性能。这部分已经成为了生化工程 的热点。加强了细胞内部生物学的研究后有人认为生化工程逐渐变化成了生物工程。

生物工程专业属于工学,生物工程类,经过几十年的演变,已经进入到一个全新的阶段。在生命科学、生物技术的迅速发展下,生物工程正在成为应用最广,潜力最大,竞争最为激烈的领域之一。生物工程正在崛起,大大影响着经济、科技发展,逐渐显露的优势预示着它即将成为前途最光明的专业之一。生物工程受到广泛关注,是由于它的涵盖面广,影响大,但是我国目前的的技术水平,专业设备等和国际先进水平还有一定差距,这需要一代代研究者的工作热情和努力消除差距,是我国的生物工程走向世界领先地位。

我们的时代,是生物的时代。生物工程的发展刚刚起步,它需要我们这个时代的人。大学四年对于有些人来说,学到的东西很少、很杂乱,以至于学习会成为一件非常无趣的事情。但是对于有计划和目标的人,学习有条有理,学习的兴趣会随着知识的增长而增长。所以,在刚进入大学的我,应该为自己大学四年做一个规划。

首先,学习好基础课,为以后的专业课学习打好坚实的基础。在专业课的学习中,需要大量的基础课知识,学好每一门基础课是我们所必须做到的。对于生物工程专业,它属于工科性质。作为我们,就应该有扎实的数学基础。还有一个我认为非常重要的就是我们应该具备扎实的英语功底,这对于我们以后查阅外国文献和出国深造都是非常有好处的。

其次,认真钻研每一门专业课。专业课学习包括专业课知识和实验两方面。牢固的专业课知识是做好实验的前提条件。在学习专业知识时,对教材上的内容要熟悉、理解,在通过做实验来将理论知识实际的掌握。实验中我们应该注意每一个细节,使我们的实验结果尽可能的准确。同时,注意实验细节也是避免实验事故发生的一个必要条件。

最后,在大学四年结束后,我想我会进入更高的学府进行深造。也许有人认为这是一件很难完成的事情,但我相信努力就会有收获。

路是人走出来的,老天只会看看,不会给你掉馅饼,我想这个“21世纪的生物时代”我们都是其中的一颗新星。

生物工程132

刘豪彬

2013013808

化学工程与工艺的理解 篇2

1 植筋技术的理解

植筋:以专用的结构胶粘剂将带肋钢筋或全螺纹螺杆锚固于基材混凝土中[1]。

1.1 植筋技术的基本要求[1]

1.1.1 对原构件混凝土强度等级的要求

1)当新增构件为悬挑结构时,原构件混凝土强度等级不得低于C25;2)当新增构件为其他结构时,原构件混凝土强度等级不得低于C20;3)采用植筋锚固时,锚固部位的混凝土不得有局部缺陷。当有局部缺陷时,应进行补强或加固处理后再植筋。

1.1.2 对种植用的钢筋的要求

种植用的钢筋应使用热轧带肋钢筋,不得使用光圆钢筋,其质量应符合现行GB 1499钢筋混凝土用热轧带肋钢筋的规定。

1.1.3 对植筋用的胶粘剂的要求

植筋用的胶粘剂必须采用改性环氧类或改性乙烯基酯类(包括改性氨基甲酸酯)的胶粘剂。锚固用胶粘剂的质量和性能应符合现行《混凝土结构加固设计规范》的规定。

此外,对于纵向受力钢筋配筋率低于最小配筋率的构件及素混凝土构件不能应用植筋技术。

1.2 植筋的影响因素及破坏形式

根据目前国内外的研究成果,影响植筋承载力的因素主要有以下几点[2]:

1)基材混凝土强度;2)植筋的深度;3)植筋间距;4)基材配筋及保护层厚度;5)植筋的边距、植筋的植入角度、植筋的使用环境等因素。

由于各种因素的影响,致使混凝土植筋出现以下四种基本破坏形态[3]:1)钢筋屈服拉断;2)混凝土锥形破坏;3)粘结滑移破坏;4)锥体—粘结的复合破坏。

在上述各种影响因素及破坏形态当中,《混凝土结构加固设计规范》都有具体的构造要求,如植筋间距s1≥5d、植筋边距s2≥2.5d、基材混凝土强度及基材配筋等。只要在设计过程中对规范有较好的理解,这些影响因素往往比较容易解决;可受到原有混凝土结构构件尺寸的限制,植筋深度常常满足不了规范的要求。下面就实际工程,浅谈植筋深度不够的处理方法。

2 植筋技术的工程应用

2.1 工程概况

某商住楼建于1999年,抗震设防烈度为7度,场地类别为二类,为七层框架结构,底层为商铺,上部为住宅。基底面积923.8 m2,建筑面积为5 964 m2。当时建成后,一直没有投入使用,弃置至今。现业主要求对原结构进行改造,将原设计用途为住宅的上部结构改为办公楼,并在其内部增设两部电梯。原设计楼面活载为1.5 kN/m2,现设计楼面活载为2.0 kN/m2,电梯机房活载为7.0 kN/m2,加上混凝土强度有所降低,对原结构进行复核计算时,结果原结构有些构件承载力不满足要求,需要进行加固补强。

2.2 工程应用

在对原结构构件进行加固设计计算时,其中有一根采用增大截面加固受弯承载力不足的梁需植入两根Φ20的钢筋,该梁原截面为200 mm×450 mm,加大截面后变为200 mm×530 mm;还有一根采用增大截面加固受弯承载力不足的梁需植入两根Φ18的钢筋,该梁原截面为200 mm×450 mm,加大截面后变为200 mm×580 mm;根据规范要求,植筋的锚固深度计算公式[1]为:

ldψNψaels

其中,ls为基本锚固深度,ls=0.2αsptdfy/fbd

考虑各种因素对植筋受拉承载力影响而需加大锚固深度的修正系数ψN=ψbrψwψT

根据计算,在原构件混凝土强度等级为C25、非悬挑重要构件的锚固深度为30.9d,则植入直径为20,18的钢筋的锚固深度分别要618 mm,556 mm。可原柱的截面高度仅为450 mm,满足不了规范要求的最小厚度hmin≥ld+2D。为了解决构件截面尺寸较小无法按锚固深度设计值植筋的问题,植筋胶公司任意推荐使用10d~15d的锚固深度,并提供在进行抽检抗拔试验中一般不会产生拔出破坏的相关报告证明,但实际上现场抗拔试验与实际构件受力有较大的差别,现场抗拔试验时为单根植筋受力,而实际构件往往是多根植筋同时受力,使混凝土受力区处于弯、剪、扭等复杂受力状态,在较低荷载下便会发生脆性破坏,这是结构设计所不允许的[4],若贸然在植筋胶公司的误导下采用很浅的锚固深度会给工程留下隐患,且规范明确规定[1]:承重结构植筋的锚固深度必须经设计计算确定;严禁按短期拉拔试验值或厂商技术手册的推荐值采用。由于受到现场条件的限制,通过加高梁截面来减小植入钢筋的直径不可行。考虑到当纵向受拉钢筋末端采用机械锚固措施时,包括附加锚固端头在内的锚固长度可取计算的0.7倍[6]。现20,18钢筋的0.7倍锚固深度分别要433 mm,390 mm,本工程中的植入钢筋均可满足该条件下的锚固长度,并满足按构造要求植筋最小锚固长度lmin的要求。对于植入直径为20钢筋的情况,柱的背面有施工面,故将植入钢筋植穿过柱截面,并在其背后采用双螺帽与植入钢筋顶紧焊死在6×100×200的钢板上,如图1所示;对于植入直径为18钢筋的情况,此处为伸缩缝,柱的背面与另外一柱子相邻,没有足够的施工面,但该梁加高较大,可植入两排钢筋,故将主筋植入22d并附加植入直径为16短筋,在距基材混凝土表面40d处与植入主筋焊接,焊接长度为L(单面焊为10d,双面焊为5d),如图2所示。

为了检验该做法的可靠性,在其施工的同时,专门浇筑了与原基材同强度等级的混凝土块体为基材种植锚固件,并按规定的时间对其进行了破坏性检验及原位非破损检验。在对原位进行拉拔试验中,以1.15Nt作为非破损检验荷载,在该荷载持荷期间,锚固件并没有出现滑移、基材混凝土并没有出现裂纹或其他局部损坏迹象,施荷装置也没有下降,满足要求;破坏试验中的极限抗拔力也大于1.45Nt,锚固质量满足要求。

虽然现在国内外所做的试验主要集中在拉拔试验方面。即钢筋被植于大块的预制混凝土块中,然后施加单向拉拔力至破坏。在实际工程中,植筋技术应用于结构加固、结构改造、结构拓延等情况时,植筋可能在受弯构件或压弯构件中承受拉力,其所植钢筋的受力状态与单向拉拔的受力状态有所不同[7],但单向拉拔的植筋试验结果对受力钢筋的植筋锚固有指导性意义。现该建筑已投入使用,在其使用过程中,在对其两处进行的监控观察中,并没有发现异常现象,能安全使用。

3 结语

在本工程改造过程中,植筋技术的应用取得了成功,并带来了较好的经济效益。植筋技术作为一项比较成熟的技术,是当今建筑领域中对钢筋混凝土结构进行补强改造最有效、可靠的方法,若在设计过程中能充分地理解应用规范、合理地进行设计,植筋技术必能具有更加广阔的前景。

参考文献

[1]GB 50367-2006,混凝土结构加固设计规范[S].

[2]袁廷朋,陆洲导,邴涛.后锚固化学植筋受拉承载力计算及设计[J].结构工程师,2007,23(2):17-18.

[3]马晓董,陈天虹,叶建.混凝土化学植筋锚固强度的解析[J].浙江科技学院学报,2007,19(2):4-5.

[4]陈蔚程.植筋应用中应注意的问题[J].福建建设科技,2007(4):40-41.

[5]李昌伟.植筋技术在改建加固工程中的应用[J].山西建筑,2007,33(8):170-171.

[6]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].

对传统工艺美术的理解与思考 篇3

关键词:工艺美术;形态;神韵;理解与传承

我国传统图形艺术源远流长,发展到今天已有几千年的历史。早在文字诞生之前,先民就开始使用图形传达思想与沟通感情,新石器时代的彩陶纹与刻绘在崖壁上的岩石刻等这一些不仅记载下了先民对自然的理解与期盼,同时也成为了人类最早的图形艺术。中国的图形艺术不仅起源早,而且不断发展,虽然时快时慢,但从未中断,如商代青铜器上的饕餮图形;春秋战国时期的蝌蚪文、梅花篆;汉代漆器上的凤形、唐代的宝相花纹以及后来出现的金文形态等。中国传统图形资源是极为丰富的,它们在自己的发展和演变中,既有一以贯之的脉络,又有多姿多彩的风貌,它们以其多样而又统一的格调,显示出独特、深厚并富有魅力的民族传统和民族精神。中国古代文明中的四大发明,其实大多与中国传统工艺相关,或者说就是传统工艺文明的产物。久远的工艺美术历史留给今人的,既有无数令世人惊羡的产品,还有亟须传承的传统工艺文化及其精神。

一、我国传统工艺美术的代表性品类

首先,陶瓷是中国传统工艺美术中最具代表性的品类。当代考古资料表明,早在新石器时代晚期,在我国黄河流域的河南、河北,长江流域的江西、浙江,东南沿海的广东、广西等地都已有烧陶器的活动。元代,景德镇成为全国制瓷中心,青花釉里红成为瓷器生产的经典作品。明清时期,各色彩瓷展示着制瓷业的杰出贡献,各种制瓷技艺达到登峰造极的地步,如斗彩、珐琅彩、粉彩、五彩等,形成一个惊羡天下的彩瓷时代。

其次是青铜工艺。其从公元前两千年左右开始,至殷商、西周达到鼎盛,历经十五个世纪的辉煌。中国青铜工艺其冶铸技术之进步、生产和铸造规模之宏大、生产的品种和造型之多样、设计之匠心、装饰之精美、文化意义之丰富,都可以说举世无双。

第三,中国是最早发现漆树、种植漆树、使用天然漆髹涂器物、制造漆器的国家。目前,发现最早的漆碗是距今七千年左右的河姆渡文化漆碗,使用朱红色漆。三代时期,漆器是贵族用品,战国以后漆工艺进入了一个长达五百年的鼎盛时期,楚汉漆器是人类漆器史上难以比肩的经典之作。唐宋时代还创制出了各种雕漆,如剔红、剔彩、剔犀等。漆还作为造像的工艺,成为佛教艺术的重要工艺形式。

最后,中国人对玉石充满了敬意,在先秦时期人们已经“以玉比德”,对玉质之美的喜好,更是可以溯及新石器时代。有学者曾认为中国文化实可称作玉石文化,我们从新石器时代各种玉琮玉璧的盛行、先秦时代“君子玉不去身”到明清各种玉制品,大到高达两米多的“玉山子”,小到各种玉佩饰,可以说玉见于中国人物质和精神生活的各个层面。

二、理解与传承

传统工艺美术本质上说是旧时代的产物,也是旧文化的产物。在科技主导的现代社会中,作为传统手工业生产的工艺美术,不仅其生产具有一定的守旧性,而且在文化层面上也如此。有的产品在形式、风格、趣味诸方面已不能适应当代人的生活需求和审美需要;传承的目的是文化保持,同时它亦有为当代生活服务的要求,创新因此而具有必然性。但是创新是有限度的创新,是在传承与保持基础上的创新。因为传统工艺美术的产品、样式、质料、风格等,都已成为一种定势,有的已作为一种传统和规范而呈封闭状态。如传统玉雕、象牙雕刻,已形成那种较为工整、逼真、细致的雕琢样式和风格,如果采用现代抽象雕塑的创作方法,将玉石、象牙之类的材料作抽象造型,这将使人感到不伦不类,不仅因为传统的玉石工艺通过精雕细刻将玉石和象牙的材质之类充分表现出来,即一件作品展示了技艺和材质两方面,如若采用抽象雕塑方法处置玉石、象牙等传统工艺的材料,着力表现其艺术的观念,似乎离传统工艺美术太远;重要的是,在人们的认识和意识中,已经形成了一种定势和固有的认知结构。

通过上述分析,可以发现这里存在着两个问题,一是原有工艺与材料统合而形成的传统本身具有封闭的结构,所有创新都将面临一个“度”的规定;二是人们的认知结构决定了对其变化的接受程度和可能性。因此,传统工艺美术的创新,既有来自已有作品样式、风格、工艺材料甚至技术的限制,也有人们已有观念、意图、心理定势等方面的限制。

三、研究主题

我对化学工程与工艺的认识 篇4

化学工程与工艺的百度百科定义是:化学工程与工艺是培养从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才。对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。记得去年我对它其实也不太了解,只是因为喜欢化学,所以就报考了这个学校及这个专业。尽管如此,现在的我仍然不懂这个专业我们最终会从事什么职业。

关于它的就业前景,我刚来到学校听到更多的是它在学校的地位是老大,但是就业前景却不如高材,这使我很困惑。化学工程与工艺更注重的是工程方面的事,工程设计,技术开发,生产技术管理和科学研究。让我感到欣慰的是在这里面还有我喜欢的发展方向,工程设计和科学研究我都很喜欢。我对化学的喜欢也是因为希望可以通过自己的双手研制出一些东西,所以未来我有百分之八九十的可能性会选择从事科学研究工作。

而本专业对学生的要求的是:1.掌握化学工程、化学工艺、应用化学等学科的基本理论、基本知识;2.掌握化工装置工艺与设备设计方法,掌握化工过程模拟优化法;3.具有对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力;4.熟悉国家对于化工生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的方针、政策和法规;5.了解化学工程学的理论前沿,了解新工艺、新技术与新设备的发展动态;6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力;7.具有创新意识和独立获取新知识的能力。对于这些要求,我觉得作为一个化学人这也是对我们最基本的要求,也是理所当然应该具备这些素质的。

从老师的讲课内容中我了解到化学工程与工艺其实还算一门大学科,而比它更高一级的是化学工程与技术。而化学工程与工艺又可细分为两个小支---化学工程和化学工艺,从企业管理人来说,学好化学工程与化学工艺是必须的,尤其对一个场长来说。而且对于每个人来说,未来都是不确定的,各种可能都是有可能的,将来会有什么机会在等着我们,我们谁也不知道。而且学化工也不一定就一定要从事化工行业,总之抓住好机会就可以了。

化学工程与工艺 篇5

无机化学

1.物质及其变化

理想气体状态方程、分压定律、热化学定律。

2.化学反应定律和化学平衡

熟悉浓度、温度和催化剂对反应速率的影响:化学平衡移动规律;化学平衡表达式及计算。

3.电解质溶液和离子平衡

溶液中氢离子浓度和 强酸碱和一元弱酸碱PH值计算、缓冲溶液计算。盐的水解有关计算和同离子效应及盐效应对溶解度的影响。

4.氧化和还原

原电池的组成、原电池符号的书写、能斯特方程及电极电势的应用。

5.原子结构与元素周期律

四个量子数的取值意义和合理组合、核外电子排布、电子层结构与元素所在周期、族、区的关系和元素性质关系。

6.分子结构与晶体结构

价键理论要点、共价键的特征、类型、sp杂化轨道类型及其与分子的空间构型关系;分子间力的三种存在方法,分子间力与氢键对物质性质的影响、四大典型晶体特征、离子极化对化合物的影响。

7.配位化合物

配位化合物组成、命名

8.主族金属元素

(一)碱金属和碱土金属

碱金属碱土金属氧化物的碱性和溶解性、碱土金属盐类的通性。

9.主族金属元素

(二)铝 锡 铅 砷 锑 铋

铝的两性在氧化物和氢氧化物中的表现、锡 铅化合物氧化还原性的递变规律、Pb(Ⅳ)Bi(Ⅴ)的强氧化性。

10.非金属元素

(一)氢 稀有气体 卤素

卤素的通性、卤素单质在不同介质和不同温度下的歧化反应、卤化氢还原性和热稳定性的递变规律,卤化物键型和物理性质的递变情况;熟悉次氯酸及其盐的性质,了解氯的其他含氧酸及溴和碘的含氧酸盐性质的一般规律,各种卤素含氧酸的命名方法。

11.非金属元素

(二)氧 硫 氮 磷 碳 硅 硼

氧的成键特征;臭氧的氧化特征及不稳定性,知道臭氧的成键情况掌握过氧化氢得热稳定性、若碱性以及他在氧化还原反应中的优势;熟悉二氧化硫和三氧化硫的性质;亚硫酸和硫酸的性质,了解硫的其他含氧酸及其盐的性质和命名方法;熟悉单质氮的稳定性、氨水的若碱性,铵盐的热分解性质,NO 和NO2的性质,亚硝酸和硝酸的性质,重点掌握硝酸和金属的反应的复杂性,及硝酸盐的热分解性质:掌握正磷酸盐、一代磷酸盐、二代磷酸盐的水解性质、碳的多种同素异形体;熟悉CO2的结构和性质,熟悉碳酸的性质,碳酸盐和酸式碳酸盐的水解性和热稳定性硅酸的组成,硼酸缺电子特点。

12.过渡元素

(一)铜副族和锌副族

过渡元素原子电子层结构的特征,其原子半径,氧化值,金属活泼性,形成配合物的倾向;Cu(Ⅱ)、Cu(Ⅲ)相互转化的性质、铜和银的某些重要盐类和配合物的性质;了解重要盐的性质及其氢氧化物的两性性质、Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)

相互转化的性质。

13.过渡元素

(二)铬 锰 铁 钴 镍

Cr(Ⅲ)和 Cr(Ⅳ)相互转化的性质,铬酸盐和重铬酸盐的转化条件 熟悉Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)和Mn(Ⅶ)相互转化的性质,熟悉Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)和 Ni(Ⅲ)重要盐类和配合物的性质。

第二部分

有机化学

1.烷烃

饱和烃结构特点、机化学的碳架异构烷烃的普通命名法和系统命名法、烃基的命名烷烃

物理性质递变的一般规律、烷烃的卤代反应及其历程。

2.单烯烃

双键的结构、烯烃的顺反异构和烯烃的命名、烯烃的亲电加成反应、烯烃的聚合性质烯烃的亲电加成反应历程、熟练运用马氏规则、烯烃制法和来源。

3.炔烃

炔烃的结构及炔烃的命名炔烃的加成反应、C=C加成异同点、制备炔烃的方法。

4.二烯烃

了解共扼体系的形成条件、共扼类型(p-p、p-p、σ-p,σ-p)及共轭效应、共轭二烯烃的共轭加成反应。

5.脂环烃

单环脂环烃的命名及顺反异构现象脂环烃的性质、特别是小环烃的加成作用、解释环丙烷易发生亲电加成反应的原因、环已烷的构象及取代环已烷的优势现象。

6.对映异构

判断分子的对称因素,并能正确判断分子是否有手性;对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念手性碳原子概念;熟练地用R、S命名其构型,准确地用费歇尔投影式、纽曼式、楔透视式表达其构型。

7.芳 烃

芳烃的命名(单环、多环、稠环)、芳烃的重要亲电取代反应(卤化、硝化、磺化、傅克反应等包括反应条件、历程及应用)、芳烃侧链的氧化反应,苯环的氧化和加成反应、芳烃上的三类定位基;熟悉定位规律的理论解释和应用、熟练Huckel规则、熟练判断分子的芳香性,了解典型非苯芳烃。

8.卤代烃

卤代烃的命名掌握卤代烃的亲核取代反应,消除反应及与金属的反应及合成中的应用

卤代烃的各种制法、各种类型的卤代烃的活泼性及鉴定它们的方法、理解烃的衍生物中官能团的互相影响、理解SN1、SN2历程;了解烃基、亲核试剂、离去基团、溶剂对历程的影响。

9.醇 酚 醚

醇、酚、醚的命名、氢键对这三类化合物沸点影响、醇中C—O或C—H断裂的各种反应,了解醇中OH中H原子的活泼程度;熟练掌握醇的氧化反应及其应用、理解E1、E2历程,了解影响消去与取代竞争的因素酚的性质,醚的性质1°、2°、3°醇的各种制法。

10.醛与酮

醛酮的命名、>C=0的结构与极化亲核试剂对羰基的加成反应、羰基的各种还原方法、醛的易氧化性及其应用;醛的岐化反应、亲核加成反应历程,羰基化合物亲核加成反应活性的差别、活泼的α—H引起的反应:互变异构、卤代、羟醛缩合,卤仿反应、悉醛酮制法α、β—不饱和醛酮的重要反应(共轭加成)。

11.羧酸及衍生物

羧酸及衍生物定义、分类、羧酸及衍生物命名、结构、性质及羧酸的酸性变化的规律和原因、理解诱导效应、共轭效应、酸碱理论基本知识及其应用、从羧酸制备各类羧酸衍生物的方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的制备方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的性质及其反应、有机化合物合成原理、方法及其合成路线的选择、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用。

12.含氮化合物

硝基化合物、胺、重氮化合物和偶氮化合物及染料的基本概念(定义、分类、命名、结构特征)、相转移催化、烯胺基本概念及其在有机合成上应用、硝基化合物,胺、重氮、偶氮化合物的理化性质及其制备方法。

13.杂环化合物

杂环化合物及生物碱的结构特征、理化性质和基本概念(定义、分类、命名)、呋喃、噻吩、吡咯、糠醛、吡啶、吲哚和喹啉的结构特征。

第三部分

化工原理课程

1.流体流动

流体静力学方程及其应用。流量与流速、稳定流动与不稳定流动、连续性方程式、能量衡算式、柏努利方程式的应用,流体在直管中的流动阻力、摩擦系数、管路上的局部阻力、管路系统中的总能量损失。测速管、孔板流量计和转子流量计。

2.流体输送设备

离心泵的工作原理和主要部件、离心泵的基本方程式、离心泵的性能参数与特性曲线、离心泵的性能改变和换算、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度、安装高度,离心泵的工作点与调节、离心泵的类型与选型。化工生产中离心泵的应用.3.传热

传热的基本方式。傅立叶定律、导热系数、平壁热传导、圆筒壁热传导。能量衡算、总传热速率方程和总传热系数、平均温度差法。无相变时的对流传热系数。套管式、列管式换热器的基本型式和设计计算、传热的强化途径。

4.蒸馏

相律和拉乌尔定律、相对挥发度、两组分理想溶液的气液平衡相图。精馏原理和流程。理论板的概念及恒摩尔流假定、物料衡算和操作线方程、进料热状况的影响、理论板层数的计算、回流比的影响及其选择、图解法、简捷法求理论板层数。吸收

气体的溶解度、亨利定律、吸收剂的选择。分子扩散与菲克定律、气相中的稳定分子扩散、液相中的稳定分子扩散、扩散系数、对流传质、吸收过程的机理、吸收速率方程式。

吸收塔的物料衡算与操作线方程、吸收剂用量的决定、填料层高度的计算。

专升本《化学工程与工艺》专业升学考试

专业实践考核大纲(100分)

技能考试科目:无机化学技能操作、有机化学技能操作。

一、无机技能考核内容及要求

1.溶液配制:

(1)实验室常用酸碱溶液的配制(HCl、H2SO4、HNO3、Na0H、NH3·H2O、CuSO4)

(2)配制100m1 0.0100mol·l-1草酸钠标准溶液。

(3)用已知浓度2.00mol·l-1的醋酸溶液配制50ml 0.10mol·l-1的醋酸溶液。

要求:掌握一般溶液的配制方法和基本操作。学习吸管、容量瓶的使用方法。弄清楚质量分数和物质量浓度的关系。并能由固体试剂或者较浓准确浓度溶液配制准确浓度溶液。

2.食盐的提纯

要求:掌握提纯氯化钠的方法,会应用相关原理,依据所给定仪器解决提纯问题。

二、有机技能考核内容及要求

1.仪器组装:安装回流、分馏、常压蒸馏、水蒸气蒸馏等仪器装置组装。

2.熔点测定:进行用有机溶剂作溶剂的熔点操作。

化学工程与工艺专业 篇6

化学工程与工艺专业所依托的本校“化学工程与技术”是国家首批一级重点学科,在第四轮学科评估为A,是国家“211工程”和国家“优势学科创新平台”建设的重点学科,享誉国内外。

本专业不仅是国家特色专业建设点,也是北京市特色专业建设点,本专业于2010年首批入选教育部“卓越工程师教育培养计划”。

富有特色的工程教育使得本专业于2007年首批通过教育部工程教育认证,是全国第3个通过工程认证的化学工程与工艺专业,有效期3年。经过不断改进与完善,于2010年第二次通过认证,有效期3年;2013年6月我国加入《华盛顿协议》,同年第三次通过工程教育专业认证,有效期6年。本专业将于2019迎来第四次工程教育认证。

本专业学生通过物理化学、化工原理、化学反应工程、化工热力学、化工系统工程、化工设计等课程的学习,认识大型装置中物料的流动、传热、传质等物理过程及规律,掌握化工产品开发、设备与工艺设计、控制操作以及系统集成的相关理论和方法,储备解决化工生产过程中工程放大效应的知识。

本专业拥有严格的理论学习和工程实践双重能力培养的教学体系;以培养德、智、体、美全面发展,具有良好素质和科学与专业基础知识,能够从事化学工业领域的产品研制与开发、装置设计、生产过程的控制以及企业经营管理等方面工作、具有创新精神和较强实践工作能力的高等化学工程技术和管理人才为培养目标。拥有学术型、工程应用型、复合创新型等多模式人才培养方案。毕业生就业面宽阔,能适应日用化工、医药健康、食品加工、电子产品制造、能源行业以及传统化工等领域对创新人才的需求。

本专业属于通用的过程工程学科,也是高新科技和新兴产业的重要支撑学科,具有很好的发展基础,并在强势发展的国家“化学工程与技术”一级重点学科支撑下,正朝着国际上有影响、国内著名的示范专业方向快速发展。专业基础课程:

无机化学,分析化学,有机化学,物理化学,化工原理,化工机械基础,化工热力学,化学反应工程,化工过程分析与合成,化工工艺学,化工设计,过程测控技术,化工安全与环保。专业特色课程:

化工原理(国家级精品课程)、化工过程分析与合成(国家级精品课程)、化学反应工程(北京市精品课,采用中文及全英文两种授课形式)、现代化工技术选讲(采用企业专业和知名教授授课方式)、传递过程原理(采用中文和中英文双语授课方式)专业实践:

化工机械设计、化工原理课程设计、化工原理实验、化工专业实验、化工设计实践、认识实习、生产实习、毕业设计(论文)。综合素质能力提高的途径包括:

(1)以基础理论学习为基础,通过专业理论与专业实践课程相结合的学习方式,辅助多种科研实践活动实现知识、素质和能力的提高。

(2)通过其他基础理论课程和各类选修课及院校活动达到学生综合素质能力的进一步提高。

环境工程专业

随着环境污染日益严重,各国对环境污染问题日益重视。为了适应新时代生态文明建设和绿色发展需求,环境工程专业得到国家和社会的大力支持,成为国内和国际上的热门专业。我校环境工程专业是国家级综合试点改革专业和北京市特色专业,入选教育部卓越工程师培养计划,专业建设依托学院“环境科学与工程”一级学科博士点,涵盖水污染控制、大气污染控制、固体废物处理与处置、环境工程监测、环境工程微生物、环境影响评价与分析等。本专业旨在培养生态环境工程领域,特别是化工环境保护方面的高级工程技术人才,学生通过4年学习,将系统掌握环境工程的基本理论和技术方法,能够运用多学科交叉知识对复杂环境工程问题提供系统性的解决方案;具备系统思维、创新能力和有效利用资源的能力,能够运用现代工具从事工程研究和开发设计;具有良好的人文社科素养、正确的工程伦理观、高度的社会责任感和职业道德;具有较强的团队协作能力、有效的沟通表达能力和项目管理能力;具有全球视野、可持续发展理念、长效的持续进步意识和终身学习能力。该专业学生的知识面广、就业面宽、就业前景好。

专业基础课程和专业方向课程:

基础化学、无机及分析化学实验、物理化学、物理化学实验、有机化学、有机化学实验、化工原理、环境化学、环境工程微生物、环境质量评价与系统分析、环境工程监测、水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与资源化、环境物理性污染控制技术、土壤修复工程、环境规划与管理等。特色课程:

环境工程设计、环境工程制图、环保设备基础、工业生态学等。专业实践:

化工原理实验、环境工程专业实验(I)及(II)、认识实习、生产及仿真实习、环境工程设计(实践)、毕业实习、毕业论文等。课程学习与综合素质能力提高的途径:

课程学习配合实验、实习、课程设计、毕业专题等教学环节,多种形式的科研活动及学术报告。

能源化学工程专业

能源化学工程专业是国家战略性新兴产业首批本科专业之一,是为加速我国能源发展、解决能源问题和满足国家重大能源战略需求而设立的本科专业,涵盖发电、煤化工、石油炼制及石油化工、天然气化工、生物质转化和新能源,属于能源、化工、环境和材料的交叉学科。

我校能源化学工程专业依托学院“化学工程与技术”国家一级重点学科,着眼现代煤化工(煤制油、煤制气)、石油炼制及石油化工、生物质转化和新能源工程、能源转化中的节能减排等方面的专业基础知识和专业知识,是国家级特色专业建设点和学校重点建设专业。

专业基础课程:无机化学、物理化学、有机化学、分析化学、化工原理、化学反应工程、化工热力学、化工分离工程、能源化工安全与环保等。

专业特色课程:煤化学与化工、石油化学与炼制工艺、可再生能源化工基础、能源化工节能原理与技术、能源转化中污染物控制基础等。

专业实践:认识实习、生产实习、能源化工设计、能源化工专业实验、化工原理实验、毕业设计等。

综合素质能力提高的途径包括:

化学工程与工艺的理解 篇7

1 简述工程量清单计价以及特点

工程量清单主要讲的是按照工程设计图, 对工程量实行统一的计算标准, 工程项目的编码, 工程项目的名称与工程计算的单位都必须一致, 进而对该工程每个项目的费用进行计算, 得出总工程量。工程量清单计价主要讲的是工程项目的投标人按照招标人给出的工程量清单进行工程总成本的计算。

工程量清单计价方法有以下三个特点。

1.1 工程量清单的综合性

工程量清单的计价特点主要就是进行综合的单价计价, 建筑工程中的各种直接费用, 间接费用和利润都是综合电价里面的内容, 工程量清单的应用对施工单位进行定额编制非常方便, 对施工单位的内部管理非常有力, 加强了施工单位内部管理, 提高了施工单位定额编制的水平, 促进了建筑行业的发展。

1.2 工程量清单的合理性

工程量清单的计价标准是按照市场价格来确定的, 还要根据施工单位的自身的实力进行计算报价。工程量清单计价可以避免招标中的出现的不良竞争的情况出现, 在工程竣工结算的时候也不能够随便的更改投标时候的价格标准。工程量清单计算方法能够根据施工单位的实际情况来进行单价的编制, 以此来增加建筑工程的中标比例, 保证招投标工作的顺利进行。

1.3 工程量清单的法定性

工程量清单计价还有一个比较重要的特征就是法定性, 在招投标工作的进行中, 工程单价与计算方法是没有办法随便更改的, 因为这都是要写在合同里面的。这种方法方法方便了建筑工程每一个步走的预算编制。

2 建筑工程的工程量清单计价方式的作用

2.1 合同价的合理确定与实现工程合同价是招投标阶段工程造价控制的主要目标

在建筑工程招投标阶段, 施工单位的报价和建筑合同签订的预先控制造价变更是建筑工程造价控制的一般体现。建筑工程中的工程量的清单是施工单位取得投标报价的一项重要的保证。确定好合同价格, 那么就会使得建筑工程的造价与建筑工程的实际的价值比较接近。在建筑工程建设施工的阶段, 一定要对建筑工程项目的招投标文件与清单进行详细的编辑。这些文件与清单对建筑工程项目造价的确定是非常有用的, 是控制建筑工程每个环节质量的保证。因此, 建筑工程的工程量清单一定做到详细精准, 来保证建筑工程的质量。

2.2 工程量清单计价模式应遵循政府宏观调控、企业自主报价、市场竞争形成价格的原则

在全国范围内由政府相关部门进行工程量清单计价原则、方式等内容的统一确定, 如项目编号、项目名称等。并将自主报价与市场竞争等空间留给企业, 依据企业本身综合实力, 确定施工方式、人力、材料、机械等消耗量的水平等。这样可以给予企业充分选择的权力, 并对建筑工程成本控制十分有利, 进而推动建筑企业的发展。

2.3 工程量清单计价模式对合理分担建筑市场风险十分有利

建筑工程具有特殊性, 在建设过程中, 受多种因素的影响, 如人为因素、自然因素等。这种情况下将加大建筑工程施工的风险。选用工程量清单计价模式, 投标单位不需要负责变更工程量及工程量计算失误等方面带来的风险这种情况下, 对合理分担建筑工程建设中的风险十分有利。

3 对工程量清单计价方式的理解

建筑工程中的工程量清单计价方法作为建筑工程建设基本构成要素, 工程量清单计价模式中的每个环节将直接影响到造价控制, 因此, 必须合理利用工程量清单计价方式。有效的工程量清单计价方式能够确保单位资源配置的合理性, 并对劳动生产率进行有效提升, 降低管理风险。

(1) 作为市场经济体制下的产物, 工程量清单计价模式研究探讨中, 应做好建筑工程造价体系中的宣传工作与培训工作, 确保建筑单位能够对新计价模式快速适应, 为清单报价提供良好的舆论氛围。工程量清单计价一定要根据当时的市场价格与施工单位的自身实力对工程量清单内的项目逐个进行计算并且报价。这样的话能够预防招投标过程中的弄虚作假这些行为的出现, 在建筑工程竣工结算的时候不可以改变投标用的单价。建筑工程的工程量清单的计价方法, 能够保证建筑工程招投标工作的顺利完成, 用工程量清单的计价方法能够根据施工单位的实际情况用综合单价法进行编制, 来增加施工单位中标的可能性。

(2) 建筑工程招投标活动选用工程量清单计价模式, 可以有效提升招标评标工作的合理性与公正性。作为招标文件的主要构成成分, 工程量清单是投标单位投标报价与公平竞争的前提。与招标文件和工程量清单的要求相结合, 遵循相关法律及施工合同的同时, 加强工程量清单计价模式下的合同管理, 是建筑事业面对国际性竞争的要求。

建筑工程的工程量计价方法可以使得施工单位充分了解建筑工程中各个项目的具体内容, 加强了我国建筑企业的国际竞争能力。承包商与发包商对建筑工程的工程量清单的计价规则要及时的进行研究分析, 要具有国际化意识, 我们按照国际惯例并且还要顺应市场规律的同时, 一定要加强建筑工程建设施工合同规范话的管理, 建立健全完善合同管理制度。工程量计价是建筑工程计价改革的一项重要举措, 建筑工程的工程量清单方法的应用, 不仅仅加强了建筑施工单位计价方法的规范, 也对建筑工程承包方与发包方双方的合法权益进行了维护, 同时也加强了建筑工程造价的改革, 使得我国建筑行业的发展有了保障4结束语

总之, 工程量清单计价的应用可以提升单位管理能力, 降低经营风险以及提高收入、节约成本。工程量清单计价模式的应用应从单位的整体出发, 利用科学预测、决策, 贯穿单位发展战略和生产经营服务涉及的各个阶段, 这样才能充分发挥工程量清单计价模式的作用, 实现建筑单位的经济效益与社会效益。

参考文献

[1]夏文青.工程量清单计价模式下的建筑施工企业投标报价策略研究[J].技术经济与管理研究, 2013, 7 (12) :54-56.

[2]路之谦.工程量清单计价存在的问题及对策[J].施工企业管理, 2014, 12 (6) :32-34.

化学工程与工艺的理解 篇8

关键词:化学键;分子间作用力;学习评价;案例研究

文章编号:1005–6629(2014)1–0036–04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

化学键和分子间作用力是化学教学的核心概念,因而需要深刻而全面的理解。然而,与化学键和分子间作用力相关的概念,例如共价键、分子、离子、晶格能和氢键都比较抽象。为了理解这些概念,学生甚至需要熟悉与化学键和分子间作用力相关的数学和物理概念,例如轨道、电负性和极性等。根据相关研究,化学键和分子间作用力被师生公认为是比较抽象、复杂、难以理解的概念,学生对化学键和分子间作用力的核心概念缺乏深入的理解。

1 学生学习化学键和分子间作用力所面临的障碍

学生学习化学键和分子间作用力存在的问题主要有:(1)混淆分子内的作用和分子间的作用,例如不会区分分子内氢键和分子间氢键[1];(2)倾向于一般化的结论和死记硬背而不是科学的理解[2];(3)通常使用伪概念,学生能正确使用相关的术语和概念答题,但不理解其真正的含义[3];(4)倾向于绝对化的分类和不够全面的总结,例如涉及到微粒之间化学键的类型,习惯于要么纯粹是离子键,要么是纯粹的共价键或金属键[4];(5)除了几种常见的物质,学生不能真正辨别物质的构成微粒和相互作用;(6)学生在化学键和分子间作用力的学习上存在一些相异概念(alternative conceptions)和迷思概念(misconception)[5]。具体见表1所示。

有研究表明,学生在化学键和分子间作用力学习上存在的诸多障碍,并不都来源于学习者的非正式经验和化学键概念本身的复杂性,部分源自于目前教师的教学方式以及评价方式。目前的教学反馈或评价诊断有些本身不够科学或很难检测出学生是否真正理解相关的概念,如以下两道高考题(以色列教育部组织的入学考试)[6]。

(1)问题和答案都不符合当前的科学研究

哪种材料有更高的熔点——BaCl2还是C(金刚石)?并说明你判断的理由。

答案:金刚石的熔点高于BaCl2的熔点,因为金刚石中碳原子之间的共价键比BaCl2中的离子键更强。

一直以来,化学家们认为这类问题是不相关的,因为学生需要比较不同类型晶体的熔点,但学生不能应用定性的理解来回答[7]。因此这种问题的回答仅仅建立在对化学键强度未理解欠科学以及过分归纳、记忆的基础上。

(2)问题和相关的答案建立在死记硬背的基础上,不能培养学生的科学思维

Cl2O的沸点比H2O2的沸点低,请解释这一事实。

答案:Cl2O的沸点比H2O2的沸点低,是因为H2O2分子间的氢键比Cl2O分子间的范德华力更强。

对这类问题,学生能回答并能得到高分。但是,会使用正确的术语并不能表明他们理解相关的概念,有研究表明,学生似乎依靠死记硬背来判断哪些元素能形成氢键[8]。

国内在化学键和分子间作用力的考查上存在着类似的问题。因而,一般而言,普通的问题并不能作为评价学生是否理解的诊断工具。尽管有时能揭示学生是否持有迷思概念,但并不能表征学生对核心概念的理解水平,因为学生通过应用死记硬背的术语也能提供正确的答案。

2 测查学生对化学键和分子间作用力理解水平的研究案例

为了考查学生对传统问题和新评价问题的回答,并判断学生对核心概念的理解水平,以色列学者Tami等人通过测验法,选取77名11年级学习化学的学生作为被试,对学生关于化学键和分子间作用力的理解水平进行了实验研究[9]。

先结合研究参与者(化学权威专家)的观点,制定学习目标、学习行为,在此基础上确立新的评价任务,然后设计用于判断学生对化学键和分子间作用力理解水平的测试题。

2.1 新评价方式的确立

研究的参与者包括优秀化学教师、化学教学领域的研究者、化学课程的开发者以及资深的化学家,通过科学论坛、集中小组讨论、深入访谈来了解收集相关信息。在(信息)数据收集过程中,应用了三角互证法。具体而言,为了减少研究解释的不确定性以及使研究结论无效性最小化,采用了不同的数据来源和多种数据收集方法。其具体过程如表2所示。

将科学论坛、深入访谈、集中小组讨论中收集的数据进行定性整理和分析,具体程序包括下面几个阶段:

(1)把每一份记录(录音和笔记)划分成单元,根据内容,对每一单元进行分类,例如:主要原理、核心概念、评价方法等;

(2)提炼更一般的主题,例如涉及化学键、学习目标或教学策略;

(3)根据选择的主题,对所有相关记录做好标记;

(4)寻找焦距:根据选择的主题,重新组织(做好标记的)数据内容;

(5)在已收集数据的基础上,坚持自己的主张,将有望促成对研究议题更好的理解。

结合科学家、优秀化学教师以及研究者的观点,制定了具体的化学键和分子间作用力学习目标,主要内容如下所述。

(1)提高对化学键的理解,化学键不能通过严格的定义或一分为二的分类来描述;

(2)根据库仑定律,所有的化学键和分子间作用力都是静电作用(加减相互作用);

(3)化学键和分子间作用力存在一系列的范围,根据静电作用的强度,存在连续性;

(4)对于所有的化学键都是主要的原则与核心概念,例如引力和斥力、平衡点、键能、键长和电负性;

(5)培养科学地解释一些化学现象的能力,意识到定性模型可能解释一些现象,但并不能解释所有现象;

(6)知道如果要计算化学键相关的问题,量子力学是公认的科学使用的定量理论。

在集中小组讨论中,优秀化学教师根据学习目标开发了一套学习行为(表现)(learning performances),下面例举其中的一部分。

(1)用自己的语言解释化学键概念;

(2)指出给定的模型中化学键的类型并解释相应的特征;

(3)指出给定模型中最强或最弱的化学键并解释;

(4)例举与给定模型性质或现象相似的其他例子;

(5)画出与给定模型化学键相似的其他分子或晶体;

(6)知道化学键存在于不同的情境中;

(7)识别给定分子中包含最强或最弱电子密度的原子或原子团,然后解释;

(8)说出与给定结构相关的一类物质的特征,并解释相应的特征。

根据这些学习行为,确立新的评价方式。下面例举一个新评价问题。

a.在上面烧杯中分别画出在三种状态下的溴分子;

b.溴分子在液态和固态通过范德华力结合在一起,请用自己的语言解释这种相互作用;

c.溴分子中每两个溴原子通过共价键结合,解释分子内共价键与分子间相互作用的差异;

d.例举与溴分子存在相似的分子间相互作用的其他物质。

2.2 学生对化学键和分子间作用力理解水平的测试及结果分析

在新评价方式确立的基础上,设计用于测查学生对化学键和分子间作用力理解水平的测试题。总的包括7个开放性问题:4个传统问题,3个新评价问题。

将学生对传统问题(1-4)与相关的新评价问题(5-7)的测试结果通过卡方检验进行交叉检测,具体如下:

问题1和2与问题5(主题:氢键);

问题2和3与问题6(主题:范德华力)

问题4和7(主题:晶体及其性质)

下面例举某个学生对问题1和5的回答:

问题1(传统问题):哪种物质具有更高的沸点——LiF还是HF?说明理由。

学生回答:HF的沸点比LiF低,因为HF分子间的氢键比LiF离子晶体中阳离子和阴离子之间的静电作用要弱。

尽管这是正确答案,但不知道学生是否理解了什么是氢键,根据学生对问题5(新评价任务)的回答可以检测学生是否理解氢键。

任务5(a):液态水和固态水,存在分子间的氢键,请用自己的语言解释什么是氢键。

学生回答:氢键就是N、O、F原子与H原子之间形成的分子间作用力,当H原子把电子给N、O、F原子时,氢键就形成了。

任务5(b):例举存在氢键的其他分子化合物,解释氢键为什么存在以及怎样形成。

学生回答:我的例子是H2O2——在这个化合物中氢键存在于O2分子和H2分子之间。

从这个例子可看出,对于传统问题,学生能作出正确回答,也能说出氢键的概念,但并不理解氢键的真正含义。因为,H2O2分子中,没有O2分子和H2分子,更不可能氢键存在于O2分子和H2分子之间。其氢键在于一个H2O2分子中的氢原子与另一个H2O2分子中氧原子间所形成的分子间作用力。

将学生对化学键和分子间作用力理解水平的测试数据进行统计,其结果如表4所示。

从表4可知学生对传统问题与新评价问题的回答存在显著性差异。40%~70%的学生能成功回答传统问题,但在新评价问题中回答错误。相反,只有0~8%的学生在新评价任务中理解较好但不能成功回答传统问题。这些说明,在许多情况下,传统问题中尽管学生不理解潜在的核心概念,但能获得较好的成绩。同时也说明,新评价任务能检测学生更深水平的理解,学生需要在理解的基础上应用相关知识来回答问题。因而,新评价问题比传统问题更能诊断学生的理解水平。

3 研究启示

3.1 对教学的启示

3.2 对评价设计的启示

为促进和鼓励课堂教学采取有意义、促进学生概念理解的方式完成,评价就应考查学生对核心概念的理解。概念的理解主要表现在两方面[13]:一是概念之间的关联;二是新的情境下对概念的应用。若完全使用封闭式客观题,如判断、选择、填空等,无论学生的回答如何,都很难测查出学生的理解水平。对于教师来说,不了解学生的真实情况,就很难在教学过程中基于学生已有知识帮助学生建构新的知识框架,更谈不上帮助学生去修正、改变和完善学生头脑中已有的迷思概念。因此要考查学生对核心概念的理解,应当采用含有一定情境的开放式评价方式,如访谈、简答、任务报告、绘制概念图、真实情境下的问题解决等,这将有助于对学生关于核心概念理解水平的考查。

3.3 对教育研究的启示

由于研究发现传统的评价方式不能测查学生对核心概念的理解水平,因而需要一种新的评价方式。而上述案例中新评价方式的建构不是主观臆断,而是采用了定性研究。而定性研究所搜集的资料是描述性的资料,被称为“软资料”,是在自然场合下得来的资料,带有很大程度的模糊性和不确定性。为了减少研究的不确定性以及研究结论的无效性,研究者选取了多种数据收集来源(如科学论坛、集中小组讨论、深入访谈等)以及较多的不同类型的研究参与者(如优秀化学教师、化学教学领域的研究者、资深的化学家等)。此外,对研究收集的资料进行定性分析和整理的缜密程序,尤其是分析所得材料(一些化学专家的观点)的过程中,坚持自己的主张,否则很容易出现人云亦云或是迷信权威等不科学的做法。简而言之,在整个定性研究的过程中,研究者所采用的科学的分析方法值得我们借鉴。

综上所述,提高学生的科学素养是当前我国科学教育的一个基本目标,对科学概念的理解是科学素养的重要组成之一。学生科学思维能力的发展也需要以理解重要科学概念作为基础,因此以核心概念为代表的化学知识的教学与研究应该更多地关注学生对科学概念的构建和深层次的理解与迁移应用。

参考文献:

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[2]张琦等.化学键概念的学生调研及教学策略[J].化学教育,2012,(2):12~13.

[3] Glazer, N., Ben-Zvi, R., & Hofstein, A.(1999, March).The Gap Between Pactual Knowledge and Conceptual Understanding in Learning the Concept “Chemical Bonding.”[C]. Paper presented at the annual meeting of the National Association for Research in Science Teaching, Boston, MA.

[4] Taber, K.S.(1998). An Alternative Conceptual Framework from Chemistry Education [J]. International Journal of Science Education,20,597~608.

[5] Haluk O¨zmen. The influence of Computer-assisted Instruction on Students Conceptual Understanding of Chemical Bonding and Attitude toward chemistry: A case for Turkey [J]. Computers& Education 51,2008:423~438.

[6][9] Tami Levy, Nahum Rachel, Joseph Krajcik.. Developing a New Teaching Approach for the Chemical Bonding Concept Aligned With Current Scientific and Pedagogical Knowledge [J]. Science Education DOI, 10.1002,1~26.

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[8] Henderleiter,J., Smart, R., Anderson, J., &Elian,O.(2001). How do Organic Chemistry Students Understand and Apply Hydrogen Bonding [J]. Journal of Chemical Education, 78(8):1126~1130.

[10]艾里克森.兰英译.概念为本的课程与教学[M].北京:中国轻工业出版社,2003.

[11]莫里斯·L·比格.张敷荣等译.学习的基本理论与教学实践[M].北京:文化教育出版社,1984.

[12] Perkins, D. (1998). What is Understanding? In M. S. Wiske(Ed.), Teaching for Understanding: Linking Research with Practice. San Francisco,CA: Jossey-Bass.

[13]张颖之,刘恩山.核心概念在理科教学中的地位和作用[J].教育学报,2010,(6):59.

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