地壳物质循环教学设计（共5篇）
地壳物质循环教学设计 篇1
第一节地壳的物质组成和物质循环
师 地球内部人致可分为三个圈层，从地心到地表依次是哪些？ 师 地核、地幔、地壳。
师 很好。你知道吗？地壳是不断变化的，祖困的宝岛台湾在恐龙称霸地球的侏罗纪、白垩纪（1亿年前），与祖国人陆是连为一体的。当今地球上最雄伟高人的喜马拉雅山脉和有“世界屋脊”之称的青藏高原，在几千万年前还是一片汪洋人海。地球上沧海桑田的变化，形态各异的地表形态，都是地壳变动的结果。在地壳运动过程中，物质运动与能景循环，贯穿大自然运动和演化的全过程。本节课老师将和同学们一起探讨自然环境中的物质运动和能量交换。
板书 2.1 地壳的物质组成和物质循环
（过渡）地壳是自然地理环境中众多要素的基本载体，自然界中的一切物质都是由化学 元素组成的。
板书：一 地壳的物质组成 板书：1 矿物
师 什么是矿物？矿物就是矿产吗？
师 矿物是有确定的化学成分、物质属性的单质或化合物，是化学元素在岩石圈中存在的基本单元。矿物不是矿产，有用的矿物在自然界富集到有开采价值时，才称矿产。
师 矿产是人类生产、生活资料的重要来源，目前约有150种，而矿物超过3000种，矿物在地球上分布十分广泛，到处可以看到，你能举些例子吗？ 师（列举问答）我们吃的盐，用的石油、天然气、黄金等．
师 矿物有气态、液态、固态三种基本的存在形式，大多数矿物以什么形式存在？石油、天然汞呢？自然界中最多的矿物是什么？
师 绝大多数矿物是以固态的形式存在。石油、天然汞是液态矿物，自然界中最多的矿物是石英（二氧化硅）。
师 矿物的种类很多，常见的有几十种，请阅读教材的小栏目“矿物的分类和常见的矿物”。师 常见的金属矿物有哪些？
师 常见的金属矿物有赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和方铅矿等。金属矿可进一步划分为黑色金属、有色金属、贵金属、稀有金属等。
师 常见的非金属矿物有石英、长石、云母（这三种常见于花岗岩中）、方解石（主要在石灰石和大理岩中）、滑石、石膏、磷石等。关于花岗岩、石灰岩、大理岩三类岩石，我们将在下面重点学习。
（承转）地壳中的矿物很少单独存在，它们常常按一定的规律聚集在一起，形成岩石。板书：2 岩石
师：自然界的岩石种类繁多，形态各异。根据成因可以分为三大类，岩浆岩、沉积岩、变质岩。那么三类岩石到底是怎样形成的呢？
师 岩浆岩是岩浆活动形成的。岩浆侵入地壳内部冷却凝固形成花岗岩，其晶体颗粒比较明显，质地坚硬，是一种非常重要的建筑材料。我国许多著名山岭，如华山、黄山、北京八达岭等多由花岗岩组成；岩浆喷出地表（火山活动）冷却凝固形成喷出岩。常见的有流纹岩、玄武岩、安山岩等。流纹岩在我囤国福建、浙江沿海一带分布很广。玄武岩多气孔，这是识别玄武岩的重要标志，玄武岩分布广泛，海洋几乎全部为它所盖。
师 沉积岩是在外力作用下形成的，具有层理构造，并常含有化石。根据岩层和化石可以判定地质年龄和研究古地理环境，如：有丰富的植物化石的含煤岩层，表示当时是森林茂密的湿热环境。因此，沉积岩能很好地反映地球的历史。不同时期、不同环境条件下，沉积物的特点不同，因而形成的沉积岩也不同。常见的沉积岩有哪些？ 师 砾岩、砂岩、页岩、石灰岩
师 地壳中的岩石在高温、高压条件下，原先的结构成分、矿物成分发生变化，形成变质岩。师 常见的变质岩是有哪些岩石变质而成的？
师 石灰岩一大理岩、页岩一板岩、石英砂岩一石英岩、花岗岩一片麻岩。
（承转）研究表明，我们生活的地球已走过了她45亿年的漫长历史。在这45亿年中，她经历了沧海桑田的变化，其中规律最大、历时最长、影响最为深远的是地质循环。板书 二 地壳的物质循环 板书 1 地质循环
师 什么是地质循环？推动地质循环的能量来自哪里？
师 岩石圈和其下的软流层之间存在着大规模的物质循环，即地质循环；推动地质循环的能量，土要来自地球内部放射性物质的衰变，放射能转化为热能，热能再转化为推动岩石圈和软流层物质运动的机械能。师 地质循环有哪些影响？
师 在地质循环中，在一些地方岩石圈不断地诞生，在另一些地方岩石圈则逐渐消亡，地质循环不断改变着地球的表面形态，使地表形态变得丰富多彩。
师 在漫长的地质时期，有些高山被夷为平地，有些地方则隆起成为高山。如：雄伟高人的喜马拉雅山，几千万年前是一片汪洋人海。地质循环使得地壳表面形态不断变化，那么组成地壳的岩石也会相互转化吗？
师 通过刚才的学习，我们已经知道，石灰岩、页岩、砂岩都是沉积岩，花岗岩是岩浆岩，它们在一定温度和压力作用下可以形成变质岩，这说明岩石是可以转化的。师 那么三大岩石是怎样转化的昵？ 板书 2 岩石的转化 师：看课本图2-7.师 同学们说出岩浆岩的形成过程。
师 岩浆岩主要是地球内部的岩浆在岩浆活动中上升，侵入或喷出地表，冷却凝固而成。师 因地壳上升和剥蚀作用而裸露在地表的岩石，在太阳能、重力能等外力作用下，而风化、侵蚀、搬运、堆积，并经固结成岩作用形成沉积岩。师 已经生成的岩石，又是如何形成变质岩的呢？
师 已经生成的岩石，在高温、高压条件下发生成分和性质的改变，形成变质岩。
师 各类岩石在地下深处发生重熔，又形成新的岩浆。如此周而复始，地壳中的岩石就这样处于永不停止的循环转化中。
地壳物质循环教学设计 篇2
随着节能减排工作的广泛开展,使用农作物秸秆、稻壳等生物质能源作为主要燃料的供热设备日益增多。国家陆续出台了相应的激励政策,鼓励燃用相对清洁的可再生生物质能源。国家发改委2007年8月公布的《可再生能源中长期发展规划》中指出:全国农作物秸秆年产生量约6亿吨,除部分作为造纸原料和畜牧饲料外,大约3亿吨可作为燃料使用,折合约1.5亿吨标准煤。秸秆燃烧利用前景广阔。
目前生物质能的燃烧利用有气化、层燃、流化床燃烧等方式。一般的生物质气化过程中产生大量的水汽、焦油,清理困难,且整个气化系统能耗较高、效率较低,而且生物质气化产物主要为CO,使用过程中易造成事故;目前应用较多的层燃生物质锅炉主要存在炉渣含碳量高、结渣、腐蚀等问题;循环流化床(CFB)锅炉燃烧生物质时由于生物质燃料的灰分普遍较低,如果运行过程中辅助床料补充不及时会骤然降低炉膛内部物料浓度,使炉膛高度方向的温差加大,灰循环被切断,流化床将无法运行,所以在流化床中燃烧生物质时以适当掺加其他高灰分燃料混烧为宜。
链条炉排是工业锅炉最常用的燃烧设备,国内已有相当丰富的制造和运行经验,这种燃烧设备对负荷变化和间歇运行的适应性强,符合小型锅炉房负荷多变的特点。但是链条炉排的着火条件不好和区段性燃烧,限制了它的煤种适应性和燃烧效率,当燃用难着火、难燃尽的燃料时,链条炉排上的燃烧工况就会恶化,造成炉渣含碳量高,炉渣含碳量高已成为制约层燃炉效率提高的瓶颈,一般层燃炉炉渣含碳量为20%～30%,甚至能达到30%以上。
本文提出一种新的构思,将层燃炉的炉渣和生物质燃料在同一循环流化床内燃烧。用层燃炉的炉渣帮助生物质燃料建立良好的循环,保证锅炉的正常运行,同时又使层燃炉的炉渣进一步燃烧,降低炉渣含碳量。
1 燃料特性
1.1 生物质燃料特性
以北方地区常用的玉米秸秆成型燃料和稻壳为例,给出生物质燃料的特性,见表1。
1.2 层燃锅炉炉渣特性
1.2.1 炉渣量计算
每消耗1 kg燃煤所产生的炉渣的含碳量可按下式估算。
式中Chz——每消耗1 kg燃料所产生炉渣的含碳量,kg/kg;
αhz——炉渣份额,一般取0.8;
Qnet.ar——燃料低位发热量,kJ/kg;
q4——固体未完全燃烧热损失,%。
层燃炉每消耗1 kg燃料所产生的炉渣量Ghz可按下式计算。
Ghz=αhzAar+Chz (2)
式中Ghz——1 kg燃料燃烧所产生的炉渣量,kg/kg;
Aar——燃料收到基灰分,%。
由式(1)、式(2)可得到层燃炉炉渣收到基含碳量
对层燃炉常用的Ⅱ类烟煤,炉渣含碳量一般为17%左右,若考虑日常运行过程中燃烧工况差、燃烧劣质煤和漏煤偏多等因素,实际运行炉渣含碳量可超过20%,甚至达到30%以上。
1.2.2 炉渣热值计算
由炉渣的元素分析,可根据下式估算炉渣热值[1]。
炉渣热值的主要影响因素是炉渣含碳量,当忽略H、O、S等元素对热值的影响时,可得炉渣热值与炉渣收到基含碳量的关系,见图1。
1.3 炉渣和生物质配比
当采用生物质与层燃炉炉渣混燃时,应根据生物质和炉渣的燃料特性选择合适配比,混合燃料与其它燃料的差异最主要体现在灰分上,应从改善灰分配比提高生物质灰熔点、稳定循环流化床物料循环以及减少受热面积灰腐蚀等角度综合考虑。可根据生物质燃料特性和炉渣实测含碳量Chz,ar,参照下式估算配比范围。
式中b——炉渣与生物质燃料的质量比;
Asw,ar——生物质燃料收到基灰含量,%;
Ahh,ar——生物质与炉渣混合燃料的灰分,%,取30%～35%时灰循环比较稳定。
2 锅炉结构
锅炉主要由流化装置、炉膛水冷壁、高温旋风分离器、U型返料器、对流管束、省煤器等部件组成。锅炉采用双级配风,一次风从炉膛底部布风板风帽进入炉膛,二次风从卫燃带下部进入炉膛,一、二次风配比为1∶1。炉膛下部卫燃带以及密相区覆盖有耐火防磨材料,密相区无受热面,稀相区除卫燃带外的四周布置光管水冷壁,经旋风分离器的烟气进入对流受热面,锅炉尾部竖井烟道布置铸铁省煤器。
3 设计需要考虑的特殊问题
3.1 防止结渣
流化床可控制在800～850℃的较低温度范围高效燃烧,且炉膛内温度场分布较均匀,大大减少了熔渣生成量,从而避免生物质由于燃烧温度高而烧结。另外,层燃炉渣中有大量Al2O3、MgO等高熔点物质,生物质与炉渣按一定配比混燃可以改善混合燃料中的Si、Al配比,可以在一定程度上提高生物质燃料灰熔点,有利于控制床内聚团、结渣。
3.2 组织燃烧
由表1可知秸秆类生物质燃料普遍的特点是挥发分很高,一般情况下植物秸秆、木材干燥无灰基挥发分(Vdaf)可达70%～80%,所以生物质秸秆燃料比较容易着火,一般情况下在250～350℃温度下挥发分就大量析出并开始剧烈燃烧[4],此时若空气供应量不足或不能与空气充分混合,将会增大不完全燃烧损失,并且缺氧条件下容易产生大量不易燃尽并且分离器很难有效分离的炭黑,造成锅炉冒黑烟的现象。所以应适当加高密相区直段,使分别进入流化床的炉渣和秸秆成型颗粒充分混合,并提高二次风速,保证二次风穿透力,强化烟气扰动。
混合燃料燃烧过程中容易产生大量CO,而实验证明当烟气温度较低(≤700℃时)即便CO与空气充分混合也很难充分燃尽[1],为保证大量挥发分和焦炭在有限的炉膛高度范围内充分燃尽,避免在高温旋风分离器、返料器出现再燃,造成灰循环回路局部结焦,炉膛稀相区空截面风速可控制在3～4 m/s左右的较低范围内,延长碳粒在炉膛停留时间,并减轻分离器负荷。所以燃用生物质、炉渣混合燃料的循环流化床宜选取较低的炉膛截面热负荷(1.5～2 MW/m2)。
3.3 分离器效率的选择
生物质燃料析出挥发分同时产生的固定碳由于灰烬包裹、空气渗透困难、炉膛温度较低等因素的影响,燃烧速度比较缓慢,而且混合燃料中的层燃炉渣大部分是燃烧缓慢的焦炭,为提高燃烧效率,并减少对流受热面的积灰,因此应达到一定的灰循环倍率,使焦炭充分燃尽。
当混合燃料折算灰分为30%时,一般分离器效率达到98%以上(灰循环倍率可达20以上)即可获得较高的燃烧效率,分离器效率对灰循环倍率的影响趋势如图3所示。
为了保证流化床在较低温度下稳定运行,并减少低温床料入炉份额,也要求分离器有较高的分离效率。一般情况下临界分离粒径越小,分离效率越高,目前高温旋风分离器在工业锅炉应用时其临界分离粒径一般为70～80 μm,设计时可以通过提高分离器入口烟气速度(20～25 m/s)、减小分离器喉管直径等多种方法进一步提高分离效果[3],把包裹灰壳未燃尽的碳、含有碱金属的灰粒捕集下来,降低尾部受热面的积灰和腐蚀。
3.4 防止积灰、腐蚀
生物质炉渣化学成分、灰粒特性等方面均与燃煤炉渣不同。由于生物质燃料灰分中K、Na等碱性金属含量大大高于燃煤灰分碱金属的含量,在锅炉对流管束烟气温度高于500℃区域容易形成高温粘结灰[2]。层燃方式的生物质锅炉面临的对流受热面积灰、腐蚀等问题不易解决。而燃生物质流化床由于床温较低,升华碱金属的量比层燃方式少,采用与燃煤炉渣混烧的方式还可以改变生物质灰分配比,减少粘结灰的形成,并且高温旋风分离器可以将一部分升华碱金属随灰粒捕集下来以炉渣形式排出。另外,通过控制炉膛出口烟温在850℃左右、采用适当拉大管束横向节距、结合冲刷方式合理设计的受热面结构,并选择10 m/s左右较高的烟气速度等措施,流化床燃烧生物质比层燃方式更容易有效减轻高温粘结灰的形成。
生物质燃料干燥程度较好的情况下,可不用布置空气预热器,为节省对流受热面钢耗而布置省煤器。只要设计时合理选择排烟温度,避免尾部受热面结露形成硫酸液,一般不会出现堵灰、腐蚀。生物质燃料中S的含量较少,循环流化床燃烧方式可实现燃烧过程中高效脱硫,并且一部分S与碱金属生成化合物被飞灰捕集,可以减少尾部受热面的低温腐蚀。
生物质燃料中普遍含有一定量的Cl,容易在金属管壁温度较高的部位造成严重的高温腐蚀,经验证明在受热面管壁温度低于400℃时高温腐蚀并不明显[4]。而Cl燃烧过程中生成的 HCl容易沉积在低温受热面,所以即便选择较高的排烟温度,也有可能出现尾部受热面腐蚀的情况,为此选用耐腐蚀的铸铁省煤器。
3.5 燃料粒径
本锅炉适合燃用成型生物质燃料或稻壳等粒径比较均匀的生物质燃料。由于成型生物质燃料挥发分很高,并且含一定水分,其在炉膛燃烧时,水分、挥发分的大量析出会使秸秆成型颗粒不断爆裂,所以成型颗粒的粒径要求可放宽到0～25 mm左右,由螺旋给煤机送入流化床燃烧。灰渣的粒度应控制在10 mm以下。采用层燃炉渣生物质分级入炉方式,由不同的给煤机送入流化床,炉渣燃料给料口靠近布风板,生物质在炉渣给料口和二次风之间送入。
4 节能环保效果预测
以7MW热水锅炉为例进行比较。如SHL7.0-1.0/95/70-AⅡ热水锅炉,设计燃烧效率84%(q4为15%,q3为1%),满负荷运行4 000小时消耗Ⅱ类烟煤8 552吨(按600元/吨)。由式1、式2估算,最少可产生3 933吨含碳量20%的炉渣,并向环境排放约12 261吨CO2温室气体。如果使用SHX7.0-1.0/95/70-T循环流化床热水锅炉,玉米秸秆成型燃料与层燃炉渣(含碳量20%)混合燃料的配比为5∶3,由式4估算混合燃料折算热值可达到12 510 kJ/kg,设计燃烧效率95%(q4为4%,q3为1%),满负荷运行4 000小时消耗玉米秸秆成型燃料6 561吨(按350元/吨),燃烧层燃炉渣3 937吨(按100元/吨),向环境排放约2 740吨CO2温室气体。对比计算表明,燃用生物质与炉渣混合燃料可比普通层燃炉节省购置燃料资金40%以上,另外可以减少温室气体CO2排放约9 500吨以上,节能减排效益可观。
5 结 论
(1)燃用生物质的循环流化床设计运行时尽量采用较低床温,并合理设计炉膛结构,选用多级送风,采用较低的炉膛截面热负荷,进而控制燃烧温度,均匀分布温度场防止结渣,并使燃料充分燃尽。
(2)采用与层燃煤炉炉渣混烧方式不但可以稳定灰循环,而且可以提高灰熔点,改善灰分配比,减轻碱金属对较高烟温区受热面的高温粘结积灰,并减少能源浪费。
(3)设计时适当提高旋风分离器的分离效率,合理布置管束,减轻对流受热面积灰、腐蚀。
(4)从燃料收集存放、以及运行过程中结渣、积灰、腐蚀等方面综合考虑,燃烧生物质燃料锅炉采用低倍率小型循环流化床,与层燃煤炉炉渣混烧整体经济效益较好,减少温室气体排放优势明显。
参考文献
[1]徐旭常,毛健雄,曾瑞良,等.燃烧理论与燃烧设备[M].北京:机械工业出版社,1988.
[2]车得福,庄正宁,李军,等.锅炉(第2版)[M].西安:西安交通大学出版社,2008.
[3]孙献斌,黄中.大型循环流化床锅炉技术与工程应用[M].北京:中国电力出版社,2009.
地壳物质循环教学设计 篇3
地壳物质循环的内容是高中地理必修内容中一个重要的地理循环规律，在教学中也是一个重要的内容。在高三年级的第一轮复习中是基础知识，要求学生掌握“所有岩石能沉积，所有岩石能变质，所有岩石成岩浆，岩浆成为岩浆岩”的重要知识点。即各类岩石都能露出地表，接受外力作用成为沉积岩；各类岩石都能下沉地壳深处，接受高温高压的变质作用成为变质岩；各类岩石都能够接受重熔作用成为岩浆；但是，只有岩浆才可以经岩浆活动成为岩浆岩。最简单的过程是“岩浆一岩浆岩一沉积岩一变质岩一岩浆”。在第二轮复习中地壳物质循环是作为几个重要地理规律进行专题教学的。
在一次高三地理第二轮复习的讲评课中，讲评2007年南通市高三第二次调研卷，所有的选择题已经讲评完毕，我问“选择题还有没有疑问?”一个同学问，试卷的第24至25题，为什么不能判读“甲：岩浆，乙：岩浆岩，丙：变质岩，丁：沉积岩”。具体题目如下：
(2007年南通市高三第二次调研)图9为地壳物质循环简图。读图完成24-25题。
24．内力作用形成的岩石有
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
25．形成煤层和大理岩的地质作用分别是
A．①
B．②
c．③
D．④
答案：24．B、D 25．B、c
分析：示意图中分别有两个箭头指向丙、丁，因此丙、丁肯定一个是沉积岩，一个是变质岩；因为“所有岩石能沉积，所有岩石能变质”；按照地壳物质循环的一般过程，推断甲：岩浆，乙：岩浆岩，丙：沉积岩，丁：变质岩，①是岩浆活动，②是外力作用，③是变质作用，④是重熔再生作用。所以，内力作用形成的岩石有乙岩浆岩，丁变质岩；形成煤层沉积岩)的是②，大理岩(变质岩)的是③。
她的疑问：为什么不能判读“甲：岩浆，乙：岩浆岩，丙：变质岩，丁：沉积岩”?
我说：“这怎么可能呢，因为一般的规律是‘岩浆一岩浆岩一沉积岩一变质岩—岩浆’。”
她立刻反驳说“既然所有‘岩石成岩浆’，为什么不可以推断出是沉积岩直接转化为岩浆，非要中间加一个变质岩呢?”我从没有想过怎样解答这类题目，一时不知道如何在课堂中立刻解答她的疑问；同时也为了避免，课堂成为我和一个同学的学术交流，我提议“课后我们可以再讨论讨论，你的这个问题很好，我们大家都可以来思考。请坐。”
但是，在高考复习的各地调研卷的联系中，就有班级中地理学得最好的一位同学给我提出这样的疑问：为什么一般情况下都是经过“岩浆一岩浆岩—沉积岩—变质岩一岩浆”的过程，为什么不是“岩浆一岩浆岩—变质岩一沉积岩一岩浆”的过程?因为，这一段时间以来，只要做到关于地壳物质循环的题目，她肯定是错的。
当天中午，她就来找我了。显然，她是有备而来的，手中整理了好几道相关的题目，要我解释为什么就一定是这样的一般过程，而我们在第一轮复习却是那样的几句重要的话。几道题目及分析如下：
I(2007年南通市高三第二次调研)图9为地壳物质循环简图。读图完成24-25题。
(见上图)
II(2008年3月泰州市期初联考)图11表示地理环境的物质循环示意图，读图完成19-20题。
20．若此图表示地壳物质循环(提示：c表示外力作用)，下列叙述正确的是
A．桂林地区的喀斯特地貌属于③类岩石
B．石油和天然气多储藏在④类岩石之中
c．②类岩石的形成与生物活动有密切关系
D．火山喷发现象是a过程的表现形式之一
答案：A、D
分析：该题的题干中有“c表示外力作用”这句提示，因此③肯定是沉积岩；按照一般地壳物质循环的一般过程，推断②是岩浆岩，①是岩浆，④是变质岩，a是岩浆活动．b变质作用，d也是变质作用，e是重熔再生。
她的疑问：为什么不能判断“①是岩浆岩，②是变质岩，③是沉积岩，④是岩浆”?
Ⅲ(2008届苏州五市三区高三调研)自然地理环境各要素通过水循环、大气循环、生物循环和岩石圈物质循环等过程，进行着物质迁移和能量交换，形成了一个相互渗透、相互制约和相互联系的整体。读图2回答5—9题。
9．若此图为岩石圈物质循环示意图，d为沉积岩，则
A．a代表岩浆
B．b代表岩浆岩
c．②代表外力作用
D．③代表重熔再生作用
答案：D
分析：该题的题干中有“d为沉积岩”，因此，按照地壳物质循环的一般过程，推断a是变质岩’b是岩浆，c是岩浆岩，①是外力作用，②是变质作用，③是重熔再生作用，④是岩浆活动。她的疑问：为什么不能判断“a是岩浆，b岩浆岩，c是变质岩，d是沉积岩”?
我刚开始听到她的一连串的问题，我觉得非常奇怪，这样的题目如果是高一刚学习的时候出现还可以理解，因为不能够很好的掌握地壳物质循环的规律，第一轮复习的时候出现这个问题，也可以理解为高一时候学得不扎实；但是，这个同学是地理综合素质良好的一位同学，她怎么会问到普通同学都会做的题目呢，而且，她的三次做题，每次都是按照自己的惯性思维在做，根本没有想到之前的练习讲评。
我思考虑她的提问，问题的关键在于这类题目中“为什么沉积岩不能直接指向岩浆?”
其他都能理解，就是这点无法理解，只因为我们以前学过“所有岩石能沉积，所有岩石能变质，所有岩石成岩浆，岩浆成为岩浆岩”的重要知识点。
对于这位同学的提问，我告诉她，沉积岩要成为岩浆，也必须经过下沉到岩石圈中的深处，在下沉到地壳内部的过程中会遇到高温高压的环境，沉积岩变质成为变质岩，如果温度、压力足够高，就重熔再生为岩浆。虽然我们在必修一的学习中说过“所有岩石成岩浆”，必须是在岩石圈的深处完成，沉积岩是不可能在地壳外部重熔再生为岩浆。因此，我们讲地壳物质循环的一般过程是“岩浆一岩浆岩—沉积岩一变质岩一岩浆”。通过我的这番解释，她突然领悟了，很高兴的回教室了。
[教学反思]
这是一次成功为第二轮复习中的高三学生答疑解惑的教学事件，却是我在课上和课下两个时间完成的。问我这个问题的学生不是平时学习能力弱的同学，恰恰相反是一个地理学习很不错的同学。课上我没有足够的理由解释，只能告诉学生一般的解题规律，好在没有与学生在课堂中对这个问题纠缠不清，没有耽误正常的课堂教学。虽然我在课后的回答中，让她高高兴兴的获得满意的答案，但是实际上，这也反映出我的课堂教学中．在“地壳物质循环”的教学中，是存在不足的。
如果不是这个同学的追根问底，我在教学中所关注的是告诉学生一般的解题规律，遇到“地壳物质循环”就按照一般的规律“岩浆—岩浆岩—沉积岩—变质岩—岩浆”来思考问题。现在这个爱思考的学生来问我，既然“所有岩石能沉积，所有岩石能变质，所有岩石成岩浆。岩浆成为岩浆岩”，那么为什么不可以是“岩浆一岩浆岩—变质岩一沉积岩一岩浆”?此时我明白了，我在处理这个知识点上教给学生的是“经验”，而不是正确的“方法”。因为我忽略了引导学生思考“为什么所有岩石能够变质，能够成为岩浆”?因为所有岩石在回到地壳内部的过程中，都是受到高温高压的作用，最后重熔再生为岩浆。我想，在今后的教学中，我肯定是会引导学生共同来思考这位同学的问题，并得出正确的结果。
因此，通过这次教学事件的反思，我懂得了，在平时的教学中，尤其是高三的复习，在引导学生解题、掌握解题方法的同时，最关键的应该是“以学生为本”，不是“以经验为本”、“以本为本”，把知识点分析到位，理解到位，真正做到基础过关。教学中引导学生不能仅仅停留在对知识会背的这个层面上，需要提升到理解的层面上。只有这样，才能够从容面对高考。
地壳物质循环教学设计 篇4
关键词：物质流,家庭农场,循环经营,会计核算
一、引言
“循环经济”最早由美国经济学家K.波尔丁于20世纪60年代提出,由此促进了70年代资源与环境关系的研究。20世纪90年代末循环经济理念引入中国后并得到政府大力支持。2008年8月第十一届全国人民代表大会常务委员会第四次会议通过主席令第四号《中华人民共和国循环经济促进法》。2015年4月国家发改委印发《2015年循环经济推进计划》及《关于加强农业循环经济的意见》等,从制度政策上保障循环经济的健康发展。
在鼓励发展循环经济的同时,国家也积极支持家庭农场的发展。以“3R”即减量化、 再循环和再利用原则组织家庭农场的生产经营可以提高农场资源利用率和生产效率, 缓解农业生产与环境资源日趋紧张的矛盾, 有利于农业经营活动外部性的内部化。农场生产经营和环境可被看作两个子系统,而这两个子系统中又各自含有多个子系统。各系统之间不停地进行物质流、信息流和能量流的交换,由此各子系统相互联系相互作用构成一个大的生产环境系统。在该系统内资源流向及价值的体现可以通过特质流分析法反映出来。物质流分析法可对农场生产活动中各能量中心的输入和输出资源进行量化并确定资源损失,进而估算生产活动对外部环境的影响,也能为家庭农场生产经营管理的改善、资源的充分利用提供有效依据。本文以物质流为视角,探讨家庭农场循环经营的会计核算方法及其内容的披露,以期能更加客观地反映家庭农场生产经营活动成果及资产状况,为家庭农场可持续发展决策的制定提供有益参考。
二、物质流分析
本文以养殖生猪的家庭农场为例,假定该类农场主要饲养育肥猪,仔畜通过对外购买获得。采取种养结合模式发展循环经济,其资源价值流程如下图所示:
农场在生产准备阶段修建厂房,安装并购买设备、仔猪、饲料、医疗药品等生产资料。购进的仔猪全部用于生产环节,并投入人工、饲料及药品等生产资料,同时发生水电动力、折旧等费用。根据物质流理论分析,育肥期满会形成正产品(出栏肥猪)和负产品(包括粪尿等废弃物及病死猪)。正产品可通过一定渠道销售到市场。而负产品则被循环利用或直接排放。负产品中可循环部分本是一种被错放的资源,能利用一定的技术手段被加工成其他产品,不可循环部分直接排放到资源环境系统中进行大的循环处理,而这一部分对于农场而言就是资源损失。 资源损失的大小在一定程度上也反映了生产经营活动对生态资源环境的影响。
从图中可以得出,负产品分为粪尿等废弃物和病死猪两部分。粪尿等废弃物通常被进行堆肥、厌氧发酵等处理,得到沼液和沼气。沼气可用于生猪养殖的供热、照明等。沼液可作为有机肥料进入种植环节,在种植青饲料或者蔬菜等环节会发生种子、人工、水电及运输等费用,植物生长期满形成植物型农产品。这些产品可作为青饲料用于生猪饲养过程。对种植业农田施肥过后超过环境承载能力并被排放到资源环境中的剩余物则为资源损失。
病死猪是负产品的另一部分。对于病死猪的处理,国家规定“四不准,一处理”原则,即不准宰杀,不准食用,不准出售,不准转运,进行无害化处理。所以本文中考虑病死猪的处理有两种情况,一种是深埋或者焚烧,一种是化制处理。深埋就是寻找合适的地点,将病死猪埋于地下, 避免污染水源和周围土壤环境。在掩埋病死猪时发生的人工、运输及病死猪成本等可被确认为资源损失。化制处理分为干化和湿化,利用化制设备对病死猪进行干热、压力或者湿化处理,在得到化制产品的同时也对病死猪进行无害化处理。化制流程结束后所得的产品有油脂、有机肥和燃料等,这些物质又可被循环利用到生猪养殖环节和种植环节。
三、科目设置及账务处理
为体现家庭农场循环经济收益成本情况,在传统科目设置基础上,增加“养猪业生产成本”、“养殖业生产成本”、“循环经济生产成本”、“循环经济产成品”科目,在 “其他业务收入”下设“循环经济收入”。同时设置“资源损失”科目,反映农场生产经营活动所造成的资源损失,可作为损益类科目,期末转入“本年利润”中,在经营结果中体现资源利用失效及循环技术水平。根据上图,可以将账务处理流程分为生产准备、生产产品、产品销售、负产品循环处理和资源损失确定等五个阶段。为清晰反映生猪饲养循环经营信息,建议在每月编制报表的基础上,按生猪饲养周期来提供中期财务信息资料。由于废弃物资源循环利用,销售成本及生产成本可能会涉及多次结转,为简化核算流程,本文负产品为生猪排放的粪尿及病死猪, 对两者的循环利用假定流转两次,销售成本和相关产业的生产成本分别结转两次。以下案例说明家庭农场循环经营账务处理。
某农场在生产准备期间,修建厂房耗费120万元,使用年限20年。购买生产相关设备30万元,使用年限为10年;修建厌氧处理池和沼气池耗费12万元,可使用年限10年;运行两个月后购买动物无害化处理设备24万元,使用年限为10年,并购买化制原材料2 000元。假定所购建的厂房设备使用期满无残值。农场内职工10人(包含家庭用工3人);购买仔猪2 000头,价款81万元,运杂费、保险费和装卸费等2 200元;购买饲料A价款为100万元;医疗药品2万元,都通过银行转账支付。购买种植用的蔬菜和青饲料种子及幼苗500元。
将购进仔猪全部用于育肥,假定4个月出栏,饲养期120天;在育肥周期内发生人工工资每人每月2 000元,水电动力费8 000元,医疗防疫药品3 200元,每头每天生猪消费的饲料平均量为2公斤,每公斤1.5元,假定饲料吸收率为80%,饲料中未被吸收的能转化成氨、氮的物质含量为5%,氮、氨在生猪体内沉积率为20%。生猪每日需水量为15m3× 10- 3/(头.d),饮用水在生猪体内转化率为46.83%,冲洗废水排量0.01m3×10-3/(头.d);病死猪平均数量为期初仔猪投入数量的5%。生猪销售价格为13元/ 公斤,假定出栏生猪平均体重为120公斤,销售费用31 000元。
在废弃物循环阶段,将育肥阶段产生粪便全部进入厌氧处理流程,其间发生人工工资16 000元,水电动力费300元,产生沼气每天为400m3,沼液沼渣2 000吨,根据两者影子价格进行分摊成本。所产生的沼气40 000m3用于农场,其中猪舍供热供电等32 000m3,炊事用8 000m3。 根据每亩菜地可施沼液沼渣肥料5吨,该农场菜地100亩,且每亩菜地租金为600斤稻谷,若出栏时稻谷市价为1元/斤,则租金为600元/亩,剩余沼液排放到环境中进入自然环境大循环。将沼液和沼渣用于蔬菜和青饲料的种植,产生种子和幼苗成本300元,人工工资2 000元,分摊的水电费为200元。产出的蔬菜和青饲料80%用于生猪饲养,20%用于对外出售,且蔬菜与青饲料的比例都为1∶4。
对于病死猪肉的处理,在运行的前两个月病死猪采用填埋方式,后两个月进行化制处理。化制过程中发生领用化制材料1 000元,人工4 000元,水电动力费1 000元。 经过化制处理后,会产生8.7%的油脂、29.04%的有机肥、 59.36%的水分蒸发及2.9%的燃料。动物无害化处理政府补贴为80元/头。所生产的油脂全部出售,有机肥全部用于蔬菜和青饲料种植环节,燃料循环用于化制处理环节。
(一)生产准备阶段
1.购买生产资料。
(1)购买仔猪。按照买价、税费、运杂费、保险费及装卸费等可以直接归入购买仔猪成本的金额入账。借:消耗性生物资产——幼猪群812 200;贷:银行存款810 000,库存现金2 200。
(2)购买饲料、防疫药品及化制材料等。借:原材料 ——饲料1 000 000、——药品20 000、——化制材料2 000; 贷:银行存款1 022 000。
2. 修建厂房,购买设备。借:在建工程1 200 000;贷: 银行存款1 200 000。借:固定资产——厂房1 200 000; 贷:在建工程1 200 000。借:固定资产——厌氧沼气池120 000、——饲养投料机等300 000;贷:银行存款420 000。
(二)生产阶段(生猪育肥阶段)
1. 发生仔畜、人工、饲料、医疗防疫等费用。所耗费的饲料费用C1=规模×每天每头生猪消耗饲料量×饲料单位成本=120×2×1.5×2 000,应付职工薪酬=职工人数×工作时间×每人每月薪酬。借:养猪业生产成本——育肥猪1 615 400;贷:原材料——饲料720 000、——药品3 200, 应付职工薪酬80 000,消耗性生物资产——育肥猪812 200。
2. 发生的水电动力费及其他间接费用。借:养殖业生产成本——育肥猪8 000;贷:银行存款8 000。
3. 生产设备折旧。借:养猪业生产成本——折旧30 000;贷:累计折旧30 000。
4. 期末将生产成本费用汇总并根据一定标准分配到正产品和负产品中。根据物质输入输出平衡定理,原材料+新投入材料=输出端正产品+输出端负产品。负产品中的废弃物(粪尿)价值可根据生猪能吸收饲料和药物的比率及生猪对每日饮水量的吸收率而确定。
P1=每头生猪每天饲料量×饲养规模×饲养天数×(1- 饲料吸收率)×未吸收部分中含氮磷物质比重×氮磷在体内沉积率×饲料价格
P2=每头生猪每日饮用水量×头数×水尿转化率×单位饮用水价格×天数
P3=每头生猪冲洗废水排量×饲养天数×饲养规模
P0=P1+P2+P3
可知,市场饮用水价格3元/立方米,则废弃物(粪尿) 价值为:5 760+12 258.6=18 018.6(元)。
病死猪的价值初次分配:耗费饲料总成本=每头每日消耗饲料×头数×饲料价格×天数×饲料吸收率×病死猪数=120×2×1.5×80%×2 000×5%=28 800(元)
人工成本=(总人工成本/总饲养量)×病死猪头数= 4 000(元);水电等费用=(总费用/总饲养量)×病死猪头数=400(元);折旧费用=总折旧费×病死猪率=1 500(元)。
病死猪初次分配成本=28 800+4 000+1 500+400= 34 700(元)
账务处理如下:借:产成品——正产品——生猪1 600 681.4、——负产品——废弃物18 018.6、——病死猪34 700;贷:养猪业生产成本1 653 400。
5. 生猪出售。暂不考虑税收因素,货款已经收到。借: 银行存款2 964 000;贷:主营业务收入——生猪2 964 000。
第一次结转生猪出售成本:借:主营业务成本——生猪1 600 681.4;贷:养猪业产成品——育肥猪1 600 681.4。
(三)负产品循环处理阶段
1.废弃物(粪尿)的处理。
(1)发生的料工费。借:循环经济生产成本——粪尿厌氧处理38 318.6;贷:产成品——负产品——废弃物(粪尿)18 018.6,应付职工薪酬16 000,累计折旧4 000,银行存款300。
(2)生产形成沼液和沼气。其中沼液沼气的循环经济成本按照沼气和沼液功能价值来分摊。沼气具有48 000元的市场价值,沼液沼渣具有25 000元经济价值。借:循环经济产成品——沼液13 122.81、——沼气25 195.79; 贷:循环经济生产成本——粪尿厌氧处理38 318.6。
(3)沼气用于生产环节供热和照明等。借:养猪业生产成本16 797.19,管理费用——沼气4 199.30;贷:循环经济产品——沼气20 996.48。借:养猪业产成品——正产品——育肥猪15 957.33、——负产品——病死猪839.86; 贷:养猪业生产成本16 797.19。
沼气利用引起销售成本再次结转。借:主营业务成本15 957.33;贷:养猪业产成品——正产品15 957.33。
假定该项病死猪费用计入填埋成本,则:借:资源损失839.86;贷:养猪业产成品 —— 负产品 —— 病死猪839.86。
未被利用的沼气的成本作为资源损失4 199.3元,账务处理为:借:资源损失4 199.3;贷:循环经济产品——沼气4 199.3。
(4)500吨沼液用于种植业施肥。借:种植业生产成本——蔬菜656.14、——青饲料2 624.56;贷:循环经济产品————沼液3 280.70。
(5)沼液用于种植业发生的材料、人工及水电等。借: 种植业生产成本2 500;贷:原材料——种子和幼苗300, 应付职工薪酬2 000,银行存款200。
菜地租金的计算,一年租金=(600×1×100)/12×4= 20 000(元)。借:种植业生产成本20 000;贷:银行存款20 000。
(6)期末形成产成品的成本结转。借:种植业产成品 ——蔬菜5 156.14、——青饲料20 624.56;贷:种植业生产成本25 780.7。
(7)将种植出的青饲料全部用于生猪育肥环节,30% 蔬菜用于农场内部消费。由于蔬菜和青饲料转化成粪尿后所含化学物质对环境影响较小,则可把循环用于生猪育肥环节的青饲料成本全部计入生猪成本中,在健康生猪与病死猪之间进行分摊。借:养猪业生产成本20 624.56, 管理费用1 546.84;贷:种植业产成品——蔬菜1 546.84、 ——青饲料20 624.56。
将青饲料循环进入养殖环节引起的成本二次分配。 借:养猪业产成品——正产品19 593.332、——负产品 ——病死猪1 031.228;贷:养猪业生产成本——养殖业20 624.56。
因为正产品用于销售,该产成品销售成本进入二次结转。借:主营业务成本19 593.332;贷:养猪业产成品 ——正产品19 593.332。
(8)将种植出未被消耗的蔬菜用于销售,所得价款5 621元。借:银行存款5 621;贷:其他业务收入——循环经济收入5 621。
结转销售成本。借:其他业务成本3 609.56;贷:种植业产成品——蔬菜3 609.56。
(9)还剩下1 500吨沼液沼渣未被利用,可将其成本确认为资源损失。借:资源损失9 842.11;贷:循环经济产品——沼液9 842.11。
2. 病死猪循环处理。
(1)将病死猪进行化制处理。借:循环经济生产成本 ——化制处理18 381.228;贷:养猪业产成品——负产品 ——病死猪18 381.228。
(2)化制过程中发生的材料、人工工资、水电动力费和折旧费等。借:循环经济生产成本——化制14 000;贷: 应付职工薪酬——化制4 000,原材料——化制材料1 000,银行存款1 000,累计折旧8 000。
(3)化制产品的形成。借:循环经济产成品——油脂2 821.5、——有机肥9 405、——燃料940.5;贷:循环经济生产成本——化制13 167。
通过化制处理蒸发掉的作为资源损失。借:资源损失19 214.228;贷:循环经济生产成本——化制19 214.228。
(4)因无害化处理得到政府补贴8 000元。借:银行存款8 000;贷:营业外收入8 000。
(5)将化制品出售,假设不考虑税收。借:银行存款5 000;贷:其他业务收入——循环经济收入——油脂5 000。 借:其他业务成本2 821.5;贷:循环经济产成品——油脂2 821.5。
(6)将化制品用于施肥种植,蔬菜和青饲料成本增加9 405,假定增加的部分全部用于农场。借:种植业生产成本9 405;贷:循环经济产成品——有机肥9 405。借:种植业产成品——蔬菜1 881、——青饲料7 524;贷:种植业生产成本9 405。
进行病死猪无害化处理后产品第二次循环,蔬菜和青饲料假定全部用于农场。借:养猪业生产成本——育肥猪9 405;贷:种植业产成品——蔬菜1 881、——青饲料7 524。借:养猪业产成品——正产品8 934.75、——负产品——病死猪470.25;贷:养猪业生产成本9 405。
病死猪循环利用引起生猪销售成本二次结转。借:主营业务成本——育肥猪8 934.75;贷:产成品——正产品 ——生猪8 934.75。
病死猪进入三次、四次循环,直到将其价值循环到零为止。为简化核算流程,本文假定病死猪的循环只进行到第二次。将三次循环的病死猪化制产品成本全部计入资源损失中。借:资源损失470.25;贷:产成品——负产品 ——病死猪470.25。
(7)化制产品用于病死猪化制处理。借:循环经济成本——化制940.5;贷:循环经济产品——燃料940.5。
将化制产品中的燃料部分用于病死猪的高温过程, 可将燃料成本计入病死猪油脂的提炼中。借:循环经济产品——油脂940.5;贷:循环经济成本——化制940.5。
油脂用于出售,该项成本也需要结转。借:其他业务成本——油脂940.5;贷:循环经济产品——油脂940.5。
(8)前两个月采用深埋方式处理病死猪,发生病死猪成本、运输费、人工费等计入资源损失。借:资源损失17 850; 贷:养猪业产成品——负产品——病死猪17 350,应付职工薪酬200,银行存款300。销售生猪发生销售费用31 000元时,账务处理为:借:销售费用31 000;贷:银行存款31 000。
期末将收入、成本费用和损失等结转计入本年利润。 借:本年利润1 741 699.988;贷:主营业务成本——正产品1 645 166.81,其他业务成本7 371.29,管理费用5 746.14, 资源损失52 415.748,销售费用31 000。借:主营业务收入2 964 000,其他业务收入10 621,营业外收入8 000;贷: 本年利润2 973 062.1。借:利润分配——未分配利润1 231 362.112;贷:本年利润1 231 362.112。
四、财务信息披露
为更加清晰地反映家庭农场的收益、成本费用及采用循环经济模式产生的绩效,在资产负债表中可以将循环经济产成品单独列示;在损益表收入栏目下列示循环经济收入,即销售循环经济产品所取得的收入。在其他业务成本中反映销售循环经济产成品结转的成本。
财务分析中使用循环经济收益率等指标反映循环经济效益状况,并计算废弃物循环利用的收益,即未使用循环产品所耗费的成本与使用循环产品所耗费的成本相比较,以两者之差反映废物利用的经济效益。根据实际情况和排放到环境系统中废弃物的数量大小来估算可能带来的环境成本,在可能性较大的情况下应予以披露。
参考文献
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地壳物质循环教学设计 篇5
我国是一个地震频发的国家,地震和地壳形变及板块运动有密切的关系,GPS技术的发展,使得监测地壳形变和板块运动提供了有效的手段[1]。我国利用GPS技术对地壳监测起步比较早,自20世纪80年代中期开始至“中国地震运动观测网络”建成,取得了中国地壳大尺度运动的初步结果。其中中国地壳运动以中部的南北地震带为界,西部地壳形变量大、复杂,东部形变量小,相对平稳。单一GPS测量数据不足以进行高精度位置坐标计算,求解高精度的位置坐标需要使用全球分布的多个IGS站的GPS测量数据[2]。全球导航卫星系统国际服务International GNSS Service(IGS)是一个国际GNSS联盟,成员包括200多个固定的连续GPS观测站,精确提供了GNSS数据,包括IGS站的精确坐标及移动速率[3]。本文采用了香港地政总署分布全香港的12个的CORS站。
1 软件介绍
1.1 BERNESE简介
Bernese软件是瑞士伯尔尼大学人文研究所研究开发的高精度GPS数据处理软件,该软件同时还能处理GLONASS,SLR数据,现在它的最新版本是5.2。该软件一直有人开发和维护,整体来说,它的数学处理模型以及处理方法都是同行中领先的。
1.2 数据准备
在数据处理之前,先对一些基本文件进行准备、下载或更新。首先准备待处理的观测文件,本文共选取了18个测站,其中香港CORS站12个,IGS站6个,下载这十天的观测数据。
1.3 处理流程
对数据后处理我们采用瑞士BERNESE软件进行分析,以24小时观测数据为一个时段,采用IGS精密星历(SP3格式,后缀改成bernese可识别的PRE)和地球自转参数文件(ERP格式,后缀改成bernese可识别IEP),首先利用双差数据进行最小二乘参数估计,解算出各时段的基线和模糊度,对同步测区各时段的观测进行整体平差。其次,利用法方程堆积方法对非同步观测结果进行整体的序贯平差,得到最终各点的坐标,以及过渡的法方程RED*.NQ0文件。具体步骤如下:(1)卫星轨道标准化;(2)计算接收机时钟改正量;(3)形成基线文件;(4)相位观测值预处理;(5)参数估计;(6)多时段综合解。
2 计算结果
选取2008年至2012年中每年两天的数据进行计算分析(包括08年第4、10天,09年第4、10天,10年第10、20天,11年第10、20天,12年第4、10天的数据)。根据解算结果发现CORS站在东向速度(mm/y)存在20-30mm不等,北向速度(mm/y)5-15mm不等。通过以上解算结果表明在上海站、武汉站、西安站、台湾站的水平移动速度与香港CORS站的数据极为接近。其中武汉(WUHN)、西安(XIAN)、上海(SHAO)、昆明(KUNM)和台湾(TWTF)平均在每年向东移动平均在31.5mm,向北移动速度平均在-10.9mm。结果显示香港、武汉、上海、昆明、西安、台湾可能处于同一板块,彼此之间没有明显的相对位置变化。
3 结论
本文选取2008年1月至2012年1月香港12个连续观测站和6个IGS站,共10天的数据进行分析,得出香港CORS站与中国内地的IGS之间没有显著的水平位移,个别测站的垂直方向位移也相当小。上海(SHAO)、西安(XIAN)、昆明(KUNM)、台湾(TWTF)和武汉(WUHN)在国际地球参考框架ITRF08中以每年33毫米的速度向东南偏东方向移动,而所解算的香港CORS站也和这些IGS站移动速度相当接近,表明香港与内地可能处于同一板块,彼此之间没有明显的相对地壳运动。而高程方向的位移并不很精确,这可能受采取的数据量小有关,对于这方面的研究需要长期测量。通过本文表明位于中国东南部的地壳基本处于同一地块内,这与中国东南部地震活动相当吻合。
摘要：随着GPS观测及数据处理技术的发展,GPS定位技术在地球动力学方面应用越来越广泛。本文采用2008年1月至2012年1月香港CORS站的观测数据,同时采用了国际服务International GNSS Service的数据,在ITRF08的参考框架下,采用BERNESE软件对其数据进行处理并对其每站的水平与垂直速度场进行分析。
关键词：CORS,香港地壳移动,BERNESE
参考文献
[1]程佳.川西地区现今地壳运动的大地测量观测研究[D].中国地震局地质研究所,2008.
[2]孟国杰.基于全球定位系统的现今地壳运动与形变研究[D].中国地震局地球物理研究所,2001.
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