聚焦问题（通用12篇）
聚焦问题 篇1
一、古典概型
古典概型的两个特征:
(1) 它的基本事件只有有限个;⑵每个基本事件的发生都是等可能的.
注:若一次实验的等可能基本事件共有n个, 某个事件A包含了m个等可能基本事件, 则事件A发生的概率为P (A) =
例1一个均匀小正方体的六个面中, 三个面上标以数1, 两个面上标以数2, 一个面上标以数3, 将这个小正方体抛掷2次, 求:
(1) 向上的数之和为3的概率;
(2) 向上的数之积为4的概率.
解: (1) 记“向上的数之和为3”为事件A, 则由表1得
(2) 记“向上的数之积为4”这事件B, 则由表2得
二、几何概型
几何概型与古典概型的相同点是基本事件的等可能性, 不同点是基本事件的无限性与有限性的区别.
例2在纸上有一边长为6cm的正方形框, 现用直径为2cm的硬币投向此框, 硬币完全落在正方形外的不计, 求硬币完全落入正方形内的概率.
解:记“硬币完全落入正方形内”为事件G, 如图1, 设正方形ABCD为边长6cm的正方形框, AF=1cm, 而正中间的正方形A′B′C′D′的边长为4cm, 由题意知, 当硬币的圆心落入正方形A′B′C′D′内时, 硬币才完全落入正方形ABCD框内, 又不计硬币完全落入正方形ABCD外的情况,
故硬币完全落入正方形内的概率
三、互斥概型
当事件A、B不能同时发生时, 我们称两事件A、B互斥.
两互斥事件A、B恰有一个发生的概率为:P=P (A+B) =P (A) +P (B) .
推广:两两互斥的事件A1、A2、A3, …, An恰有一个发生的概率为:P=P (A1+A2+A3+…+An) =P (A1) +P (A2) +P (A3) +…+P (An) .
例3在一个口袋中装有5个白球和3个黑球, 这些球除了颜色外完全相同.从中摸出3个球, 求至少摸到2个黑球的概率.
解:记“至少摸到2个黑球”为事件A, “摸到2个黑球1个白球”为事件B, “摸到3个黑球”为事件C, 则事件B与C为互斥事件.B与C恰有一个发生, 则事件A发生,
故至少摸到2个黑球的概率为
四、独立概型
若事件A (或B) 是否发生对事件B (或A) 发生的概率大小没有影响, 则称事件A与B相互独立.
相互独立的两个事件A与B同时发生的概率为P=P (A·B) =P (A) ·P (B) .
推广:两两相互独立的事件A1、A2、A3, …, An同时发生的概率为:P=P (A1·A2·A3·…·An) =P (A1) P (A2) P (A3) …P (An) .
例4甲、乙两班组建新的班委, 甲班现从5名男生, 4名女生中选出5人组成新的班委, 乙班从3名男生, 2名女生中选出3名组成新班委.求甲班班长由男生担任, 乙班班长由女生担任的概率.
解:记“甲班班长由男生担任, 乙班班长由女生担任”为事件A, “甲班班长由男生担任”为事件B, “乙班班长由女生担任”为事件C, 则事件B与C相互独立.B、C同时发生时, 事件A发生, 故甲班班长由男生担任, 乙班班长由女生担任的概率为P (A) =P (B·C) =P (B) P (C) =
注: (1) 在实际解题时, 一定要搞清概型, 不能乱用公式.
例如:某县足球一队与足球二队参加全市足球冠军赛, 一队、二队夺冠的概率分别为0.6, 0.25, 求该县得冠军的概率.
错解:记“该县得冠军”为事件A, “一队得冠军”为事件B, “二队得冠军”为事件C,
则P (A) =P (B·C+B·C) =P (B·C) +P (B·C) =P (B) ·P (C) +P (B) ·P (C) =0.4×0.25+0.6×0.75=0.55.
剖析:此题中事件B与C是互斥事件, 而不是独立事件, 故事件B与C、B与C不是独立事件, 故P (B·C) ≠P (B) ·P (C) , P (B·C) ≠P (B) ·P (C) , 所以上述解法错误.
正解:记“该县得冠军”为事件A, “一队得冠军”为事件B, “二队得冠军”为事件C, 则该县得冠军的概率为P (A) =P (B+C) =P (B) +P (C) =0.6+0.25=0.85.
(2) 互斥与独立混合型
例如:猎人在距离100米射击一野兔, 其命中概率为0.6, 如果第一次没有命中, 则猎人进行第二次射击, 但距离变为150米, 其命中的概率为0.4, 如果又没有命中, 则还可进行第三次射击, 但距离变为200米, 其命中目标的概率为0.2, 求命中野兔的概率.
解:记“命中野兔”为事件A, “第一次命中野兔”为事件B, “第一次没有命中, 第二次才命中”为事件C, “第一、二次没有命中, 第三次才命中”为事件D, 则事件B、C、D为彼此互斥的三个事件.
其中“第一次没有命中”与“第二次命中”是两个相互独立的事件;“第一次没有命中”, “第二次没有命中”与“第三次命中”是彼此相互独立的三个事件.
事件B、C、D恰有一个发生时, 事件A发生, 故命中野兔的概率为
P (A) =P (B+C+D) =P (B) +P (C) +P (D) =0.6+0.4×0.4+0.4×0.6×0.2=0.808.
五、贝努里概型 (即n次独立重复试验)
若一个随机试验满足下述两个条件:
(1) 在一组固定不变的条件下重复地 (n次) 做一种试验, 每次试验的结果只有两个:即事件A发生或不发生;
(2) n次试验是独立的, 那么这种试验称为n次独立重复试验, 即贝努里概型.
n次独立重复试验中, 某事件A发生k次的概率公式为Pn (k) =Cnkpk (1-p) n-k.
注:贝努里概型其实属于独立与互斥混合型.
例5某射手射击一次, 击中目标的概率为0.5, 反复射击, 数列{an}定义如下:
Sn是此数列前n项和, 求S8=2的概率.
解:记“S8=2”为事件A.当S8=2时, 在8次重复射击中, 有5次击中目标, 3次未能击中目标, 可视为贝努里概型.
注:此题也可视为古典概型, 因在8次射击中, 基本事件总数为28, 事件A“S8=2”中所含基本事件个数为C 38, 由古典概型概率公式得
六、条件概型
一般地, 在事件A已经发生的条件下, 事件B发生的概率就叫条件概率, 记为P (B A) .读作“在A发生的条件下B发生的概率”.一般地,
特殊地, 当A与B互斥时, P (B A) =P (A B) =0;当A与B相互独立时, P (B A)
例6 (1) 在100件产品中有10件次品, 随机不放回取两次, 每次取一件, 求在第一次取得正品的条件下第二次取得正品的概率.
(2) 掷一枚硬币5次, 在已知至少出现了2次正面的情况下, 求正面数恰好是3次的概率.
解: (1) 记“第一次取得正品”为事件A, “第二次取得正品”为事件B,
(2) 记“至少出现2次正面”为事件A, “正数恰好为次为事件
所求概率为
由上可知, 解概率题, 搞清概型是关键.
聚焦问题 篇2
主要问题和事项:为百姓服务工作作风不实
1，整改措施和方法：
增强党性锻炼，改进工作作风，增强宗旨意识，深入实际，深入群众，改变受理工作态度。真诚服务基层，服务群众。2，整改取得的成效：
受理工作做到热情服务，微笑服务，主动服务，文明服务，做到马上办，办得好，办得实，得到群众的认可。二，问题2
1，2，主要问题和事项: 文化下乡工作不够实 整改措施和方法：
文广新站将图书室，电子阅览室免费对外开放，做好辖区内有线电视网络的维修维护工作，确保24小时信号畅通，已文件下发各村，将组织城郊社区“戏迷俱乐部”免费下乡活动，正筹划免费送电影活动。
3，整改取得的成效：
两室对外免费开放，为丰富群众精神文化生活提供平台，得到群攻的认可和好评。
三，问题3
1，2，新农合外省医院补偿比例偏低，起付线过高 整改措施和方法：
此问题是我办公室不能解决的，已将此问题向上级主管部门汇报。
3，整改期限：
聚焦核心问题感悟策略生成 篇3
一、从核心问题出发，让策略自然生成
学生的策略只能从自己的内部萌生，不能从外部输入。也就是说，“解决问题的策略”的学习，必须和解决问题的过程结合起来，在过程中获得。因此，吴老师通过四个核心问题，让学生在解决问题的过程中经历唤醒策略、发现策略、回顾策略、应用策略的全过程，让策略自然生成。课始从问题“曹冲聪明在哪里？”入手，将问题解决的目标自然转向问题解决策略的目标，巧妙地帮助学生从熟悉的生活经验体系中唤醒转化策略。然后通过“谁画的图形面积大？”和“谁画的图形周长长？”这两个核心问题的驱动，让学生通过分割、旋转、平移、拼合等活动，将不规则图形转化成规则图形，发现转化是解决问题的一种有效策略。因为形成策略必须以自己已有的知识经验为平台，接着用“我们曾经在学习哪些数学知识时，用到过转化的策略？”这一问题，让学生通过充分的回忆与交流，体会转化策略应用的广泛性，从而对转化产生积极的情感，进而愿意主动寻找转化的方向与方法，应用转化策略解决更多、更复杂的问题。吴老师摆脱了以碎小问题引领教学的框框，换以核心问题调动和组织学生学习的板块式教学方式，从而让数学课堂从“教为中心”转为“学为中心”，让学生的学习真正发生！
二、按系统视角架构，让体验丰富完整
人们认识事物总是先了解整体再逐渐了解部分，然后回到整体中来，以求对事物的深刻了解。转化在数学中有着极其广泛的运用。为了从更全面的视角让学生更完整地认识转化，吴老师对教材例1、例2和相关练习进行了整合加工并适度拓展延伸，不仅让学生在形体中直观地感受转化，还在计算中深入地体验转化，在生活中自觉地运用转化，并在数学活动过程中增强对数形结合、归纳等数学思想的体验，这不仅从数学思想层面提升了学生的素养，使学生的思维层次得到了提升，而且从解决问题的具体方法上给学生以丰富的经验积累，促进学生从“学会”到“会学”，最后再回到生活中的问题解决，使学生对转化策略有了更完整、更深刻的体验，这样形成的策略会深深扎根于学生的心田。
三、展“让学课堂”理念，让反思提升价值
策略的有效形成必然伴随着对自己行为的不断反思。在教学过程中，吴老师充分关注学生的自我评价与回顾反思等习惯的养成，通过探学、互学、展学等方式，及时引导他们对自己解决问题的过程进行反思，提高他们对自身策略形成过程的认识。例如：课中，吴老师提出问题：“请同学们回忆一下，我们曾经在学习哪些数学知识时，用到过转化的策略？”这是教师对学情的调查分析，更是让学生对问题的一次自我反思。课尾，当学生经历了一系列解决问题的过程之后，他又引导学生思考：“你能用一两句话总结一下你的学习收获或感受吗？”让学生对运用转化策略解决问题的价值进行再认识，也为他们日后知识的迁移奠定了坚实的基础。
吴老师这节课，值得我们欣赏和分享的不只是学生转化策略的自然生成，更重要的是他在教学过程中尊重学生的美好天性，以学生“学”的起点为起点，以学生“学”的状态为状态，以学生“学”的进度为进度，以学生“学”的发展为发展，培育学生互学、展学、辩学等合作学习和分享学习的文化，让“学”真正发生，使课堂自然生“动”。
聚焦高考生物中的“种子”问题 篇4
一、种子的结构
考试中常提到成分有较大差异的三类常见种子为:蛋白类种子(以大豆为例)、油料类种子(以花生为例)、淀粉类种子(以玉米为例)。在进行专题复习时,应充分利用实物并结合图一,引导学生复习下列知识:1.种子的主要结构是胚,胚包括胚根、胚轴、胚芽和子叶;2.蛋白类种子和油料类种子没有胚乳,营养物质储存在肥厚的子叶中,种子萌发形成幼苗后,子叶中的营养物质消耗完,子叶脱落;3.淀粉类种子有胚乳,营养物质储存在胚乳中,种子萌发形成幼苗后,胚乳中的营养物质消耗完,胚乳脱落。
二、种子的形成和成熟
利用图二和植物双受精过程的三维动画课件,复习从传粉受精到形成种子的过程。当花粉粒传到雌蕊的柱头上后,开始萌发,长成花粉管,从柱头钻进花柱,由珠孔穿过珠心层然后进入胚囊,这时花粉管的先端破裂,两个精子先后滑到胚囊中,其中一个精子与珠孔附近的卵细胞融合在一起,形成合子,然后发育成胚,另一个精子与胚囊中部的两个极核融合在一起形成原始胚乳细胞,发育成胚乳,这两个融合过程是被子植物特有的双受精现象。有些种子的胚乳在发育前期逐渐被胚吸收,营养物质向子叶转移,结果胚乳消失,而胚特别发达,形成无胚乳种子,如大豆及花生等。双受精作用结束后,以溶解状态流入胚珠的可溶性糖转化为不溶性糖和脂肪,非蛋白氮转变为蛋白质,营养物质不断变化和积累使胚不断地长大,含水量随着种子的成熟而逐渐减少,在此过程中胚珠的珠被逐渐形成种皮,以上就是种子的形成及成熟的整个过程。
三、种子萌发的条件
种子萌发是指种子吸水膨胀,体积变大,胚根突破种皮向地生长,胚轴伸长,胚芽突破种皮,背地生长的过程。教师在复习过程中要注意针对种子萌发条件的复习,复习时可结合图三,提出三个问题:1.哪一颗种子能够萌发?2.种子萌发时需要的自身条件是什么?3.种子萌发时需要的环境条件是什么?学生通过对图三的观察,依据初中知识很快就能得出:(1)第②粒种子能够萌发;(2)能够萌发的种子自身的胚必须是活的,完整的,而且是度过休眠期的成熟种子;(3)种子萌发需要满足三个环境条件:①适宜的温度:种子萌发的过程中,种子内部要进行一系列变化,这些变化必须在适合的温度范围内进行(多数种子萌发所需的最低温度为0℃~5℃,最高温度为35℃~40℃,最适温度为25℃~30℃);②足够的水分:水分使种皮变软,胚芽与胚根才能突破种皮,同时储存在子叶或胚乳中的营养物质必须在有水的条件下才能转化成小分子物质,才容易被胚吸收利用,但如果水分过多,会引起种子缺氧进行无氧呼吸,积累酒精,导致种子腐烂;③充足的空气:种子萌发时吸入氧气,把细胞内储存的大量营养物质逐渐氧化分解,同时释放出大量的能量和代谢中间产物,用于供应种子萌发时生理活动的需要。
四、种子萌发时的变化
对于无休眠期的种子或者已解除休眠的种子来说,在足够的水分、适宜的温度和充足的氧气等条件下,种子迅速吸水,呼吸作用逐渐加快,酶的活性逐渐加强,代谢活动逐渐旺盛,不断消耗胚乳(如玉米)或子叶(如大豆)中的有机物。胚乳(如玉米)或子叶(如大豆)以物质分解为主,其重量不断减少。而在胚中,种子不断利用胚乳或子叶中贮藏物质分解产生的物质和能量构建自己的组织器官,物质转化以合成为主,其重量不断增加,胚由小变大,从整个种子来看,分解作用大于合成作用。发芽的种子,虽然体积和鲜重都在增加,但干重却显著减轻,直到幼苗由异养(由胚乳或子叶提供养料)转为自养(子叶进行光合作用制造有机物)后,干重才会增加。
1. 吸水。
种子的吸水可分为三个阶段(图四):即急剧吸水、吸水的停止和胚根长出后重新迅速吸水。第Ⅰ阶段的吸水主要是物理吸水即吸胀作用,第Ⅱ阶段是吸水的暂停阶段,而第Ⅲ阶段重新大量的吸水是由于胚的迅速长大和细胞体积的增加,属于渗透吸水。
2. 呼吸的变化。
种子萌发时需要进行呼吸作用以提供能量。研究表明,在种子萌发的第二阶段,种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗;当胚根长出,鲜重又增加时,O2的消耗高于CO2的释放速率(图五)。这说明初期的呼吸主要是无氧呼吸,随后是有氧呼吸,细胞呼吸促进了物质的转化,为种子萌发长成幼苗提供了营养物质。
3. 酶活性的增强。
在种子萌发的开始阶段,只有少量的水解酶,这是因为在发芽的开始阶段,贮藏物质的分解十分缓慢。在氧气充足的条件下,大约一周后水解酶的含量明显升高,以促进种子萌发过程的物质转化。
4. 有机物的转化。
种子萌发过程中有机物的转化包括以下几方面:在胚乳中,复杂的贮藏物质分解为简单物质,例如淀粉分解为麦芽糖,再水解为单糖被利用,脂肪分解为甘油和脂肪酸,蛋白质分解为氨基酸。在胚中物质的转化刚好与胚乳相反,可溶解的小分子化合物转化为不溶的大分子化合物,简单的化合物转变成复杂的化合物,最后形成新的细胞结构。
五、经典高考真题
例1:(2013山东)25.(10分)大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图:
(1)阶段Ⅰ和Ⅲ中大豆种子的鲜重增加明显,阶段Ⅰ中,水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运输方式为____。阶段Ⅲ中,种子胚细胞内水的主要存在形式是____。
(2)阶段Ⅱ期间,大豆种子胚细胞合成的____解除种子休眠,促进种子萌发。阶段Ⅲ中根向地生长的原因是_____分布不均,使根的近地侧生长受到____。
(3)若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与释放CO2的体积比为1∶3,则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为____。
(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时,若突然停止CO2供应,短时间内叶绿体中C5和ATP含量的变化分别为____、____。种植大豆时,“正其行,通其风”的主要目的是通过____提高光合作用强度以增加产量。
例2:(2012新课标卷)将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如图所示,若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳,据图回答下列问题:
(1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成_______,通过______作用为种子萌发提供能量。
(2)萌发过程中在_____小时之间种子的呼吸速率最大,在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为_____mg。
(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质,其最大转化速率_____mg·粒-1·d-1。
(4)若保持实验条件不变,120小时后萌发种子的干重变化趋势是_________,原因是________。
聚焦“四风”问题工作情况报告 篇5
班子聚焦“四风”问题的工作情况报告
各位领导，各位同志：
为了认真贯彻落实夏教发【2013】12号《关于认真开好2013年度党员领导干部专题民主生活会的通知》的精神，体卫艺站党支部紧紧围绕“保持党的先进性和纯洁性”，按照习总书记，“照镜子、正衣冠、洗洗澡、治治病”的总要求，以为民务实清廉为主题，以反对“四风”服务群众为重点，坚持严肃认真，实事求是，民主团结的原则，认真组织开好体卫艺站党员领导干部专题民主生活会，使党员领导干部牢固树立宗旨意识，切实改进工作作风，提高群众工作本领，做好新形势下的各项工作，实现体卫艺站工作健康持续的发展。下面就体卫艺站党员干部民主生活会班子聚焦“四风”问题的工作情况报告如下：
一、会前的准备工作
一是思想重视。首先党支部起草了体卫艺站党员领导干部民主生活会工作方案，成立转班，明确责任。
二是组织学习。体卫艺站党支部组织全体党员干部认真学习总书记指导河北省委班子民主生活会时的重要讲话精神，书记代表领导小组对民主生活会进行了详细的布置和安排。
三是征求意见。对全体党员干部职工下发了征求意见表11张，收回9张。
四是交心谈心。从12月12日支部书记先后找了7人谈心。五是认真梳理。通过征求意见、交心谈心和班子成员提出的意见，收集了建议和意见共7条。领导小组逐条逐条进行梳理和查摆，做到一般问题向“四风”问题聚焦，工作上的问题向思想根源聚焦，班子问题向个人聚焦，梳理有共性的问题2条。二．查摆班子“四风”问题
对照有关规定，结合到征求和交心谈心的意见和建议，在“四风”方面的问题，主要有2个方面：
一是形式主义方面：学习少，学以致用的更少，流于形式，应付差事的多，无效果。
二是官僚主义方面：深入全体群众不够，不能了解全体群众的想法，对职工文体活动关注不够。三．产生问题的原因分析
经过深刻剖析，体卫艺站领导班子认为“四风”方面存在的问题，原因是多方面的，既有客观原因，更有主观原因。从客观上看，站面对繁重的体卫艺工作任务，造成对其他方面工作重视不够。从主观上看，主要是班子成员在宗旨意识、党性修养和世界观、人生观、价值观等方面还不同程度存在着差距和问题。
1.政治理论学习抓得不实。究其原因，首先，没有认识到学习政治理论知识的重要性，没有认识到学习是提高理论水平、提高工作水平、增强政治观念和大局意识的根本所在，所以造成学习之乎者也，马虎应付，缺乏学习的主动性。其次政治理论学习的方式、方法固化，理论学习与实际工作结合不紧，学习的效果不理想。第三，站尽管完 善了各项职责要求，但是监督落实的环节做的还不够好，执行力度不够；有些活动重形式、轻内容，忽视了实际的效果。
2.群众服务意识不强。全心全意为群众服务的宗旨意识树立得还不牢固，对群众负责的意识淡薄了一些，思想深处对“为了谁、依靠谁、我是谁”问题认识不是很清楚。没有真正和群众打成一片，对职工文化体育生活关心不够，全心全意为群众服务的宗旨意识欠缺。四．今后努力的方向和整改措施
1.进一步加强学习，始终保持思想上、政治上的清醒和坚定。不断用党的理论和政策武装头脑、指导工作、推动实践。完善个人自学和集体学习相结合的制度，党支部委员学习每月至少2次，职工学习每月至少1次，学习内容要结合中心任务和重点工作来确定，主要采取专题讲座、辅导报告、讨论交流等形式进行。坚持学用结合、学以致用，把学习成果转化为指导实践、推动工作的实际成效。2.进一步强化宗旨意识。牢固树立为人民服务的宗旨意识和“群众利益无小事”的理念。多开职工交流座谈会，多于职工交流，对职工提出的意见和建议，及时拿出整改措施，抓整改落实并反馈给提出意见的职工，把职工满意不满意，高兴不高兴，答应不答应，拥护不拥护作为工作的出发点和落脚点。
江夏区教育局体卫艺站 班子成员
以问题为引领 聚焦片段课堂 篇6
【关键词】高效率；课堂教学 ；新课改；和谐
【中图分类号】G622 【文献标识码】A
众所周知，在我们的整个教育、教学活动过程中，师生关系是社会群体关系中一个包含多元因素的一个关系体系，它既反映了社会政治、经济、文化、道德关系，又包含有为达到教育目标，完成教学任务的教与学的关系，也包含情感行为的心理关系等。因而建立和谐的师生关系是对教育者提出的最为基本的要求，同时也是教育改革发展的必然趋势。在教育改革的潮流中，每一位一线教育工作者，应该都想与学生构建一种民主的、平等的、轻松的、愉悦的、互尊互敬的和谐的师生关系。只有注入热爱学生之情的教育才是有效的教育，当然，要建立良好的师生关系，光靠教师的努力是不够的，除了学生之间的关系外，师生关系可说是构成了学生人际关系的重要方面。师生关系是教育过程中人与人之间最基本的、最重要的关系。在师生关系的相互作用中，作为老师应该是学生的良师益友，关心、尊重、爱护学生；作为学生也应该有积极的态度，只有这样才能建立起和谐良好的师生关系。如何构建这样的关系，也是见仁见智。那么作为我们老师本身，应当如何去做呢？作为一名小学语文老师，如何引导学生用善于洞察的眼光去观察现实生活身边的事物，又能让学生对语文的学习产生浓厚兴趣，自主学习呢？改变传统的语文课堂教学，使学生的学习具有多样、有趣和富有探索性，倡导现代信息技术走进我们的小学语文教学的课堂，合理整合语文学习资源等，在实施新课改的今天尤显重要。通过平时工作中的实践与体悟，本人就如何构建和谐的师生关系这一问题谈谈几点看法和体会。
一、学高为师，身正为范
“学高为师，身正为范”是陶行知先生的一句名言，意即身正才能师为人范。他道出了作为一名合格教师，除了要有扎实的专业知识，较高的文化水准外，更重要的是要求教师应有良好的道德素质。教师的道德品质，不仅是规范自己行为的需要，更重要的是用于教育学生的需要，教师职业的特殊在于育人，不仅用自己的学识育人，更重要的是以自己的品德育人；不仅通过自己的语言去传授知识，而且要用自己的灵魂去塑造学生的灵魂。
二、教师要主动大胆地更新教育观念
教师想要彻底转变自己的角色，首先要更新自己的教育理念：教师不再是高高在上、神圣不可侵犯的“教书先生”，而是一个能影响他人，能指导学生领悟并享受学习过程的引导者；一个能灵活运用教材与教法，与学生一起汲取并探究知识的合作者；一个善于聆听学生心声的听众；又是一个能适应社会发展的研究者…… 教师是建立和谐师生关系的核心，只有教师真心大胆切实有效地解放自己并付诸实践，才可将学生的主导地位体现出来，还学生以真正的主动权与更广阔的心理空间及活动舞台。
三、灵活多变的教学方式与手段
教师上课采用多样的教学方法和手段，能使师生在愉悦的氛围中配合默契，收到极佳的效果。灵活巧妙的教学方式是教育教学活动中的高效润滑剂，它可以使整堂课变得高效且精彩纷呈。可以借助电教媒体来展示某些场面及片断，这样便于将静止的文字动画为可感可听的视频，刺激学生的各种感官运动，便于开发思维。利用电教媒体能调动学生的激情，学生在大多数情况下犹如身临其境，便于挖掘文章的主题。掌握好的教学方法有利于学生快速吸收新的知识，教师应不断吸收新的教学理念，快乐课堂，让学生快乐学习！这样学生就会说“我爱我师”。
四、教师要适时适地与学生沟通
要充分理解、尊重、信任学生。俗语说：“牵一发而动全身”，要想让学生充分尊重教师并主动和教师沟通，要想和学生和谐相处，教师须走进学生的内心世界，洞悉他们的喜怒哀乐，要不忘送上你鼓励与赞扬的语言，让学生意识到师生是生活在同一“纬度”的“共体”，而且教师领先于学生，这样学生才愿意和教师称为 “朋友”。尊重与被尊重，信任与被信任是相辅相成的。给学生应有的尊重与信任，让他们在实践中体验成功与自信，更有利于师生关系的融洽与和谐。在轻松愉悦的环境中，学生都能找准自己的位置，各司其职，其乐融融。这样，在师生双向交流时，学生才能主动表达自己的主观意愿，这对师生和谐，生生互动，都是百利而无一害的，所以，何乐而不为呢？
总之，良好的教育离不开优秀的教师，真正优秀的教师定是学生心目中的“好老师”，要想成为这样的“好老师”定然离不开和谐的师生关系。“冰冻三尺，非一日之寒”，构建和谐的师生关系非朝夕之力，而是一门持久的教育艺术，需要且践行且领悟。
参考文献
[1] 贾艳玲.谈新课标下小学语文教学的变化[J].快乐阅读，2012（3）.
[2] 聂文英. 浅议新课改下的小学语文教学改革与指导思想[J].教育现代化，2012（5）.
[3] 傅道春.新课程中课堂行为的变化[M].北京：首都师范大学出版社，2004.
作者简介：王春秀，女，1979年生，汉族，甘肃省武威市民勤县红沙梁乡完全小学教师，主要从事小学语文教育教学研究工作。
聚焦高考数学中的导数问题 篇7
例1 (2011年高考数学山东文科) 曲线y=x3+11在点P (1, 12) 处的切线与y轴交点的纵坐标是 () .
分析这是一道利用导数解决曲线的切线的问题.可以先求函数y=x3+11在x=1处的导数, 得到切线的斜率, 然后求出切线的方程, 再求出切线与y轴交点的纵坐标.
解∵y'=3x2, k=3, ∴切线方程是y-12=3 (x-1) , 即y=3x+9, 令x=0得y=9, 即切线与y轴交点的纵坐标是9, ∴选择C.
说明根据导数的几何意义, 函数f (x) 在x=x0处的导数f' (x0) , 就是函数f (x) 在其曲线上点 (x0, f (x0) ) 处的切线的斜率, 根据这一几何意义就可以利用导数求出切线的斜率, 再利用直线方程的点斜式就可以得到所求切线的方程;利用导数解决曲线的切线问题, 可以是选择题、填空题, 也可以是解答题, 但题目一般都不难, 属中档题或偏容易题.
例2 (2012年北京高考数学理科第18题) 设函数f (x) =ax2+1 (a>0) , g (x) =x3+bx.
(1) 若曲线y=f (x) 与曲线y=g (x) 在它们的交点 (1, c) 处具有公共切线, 求a, b的值;
(2) 当a2=4b时, 求函数f (x) +g (x) 的单调区间, 并求其在区间 (-∞, -1]上的最大值.
分析这是一道利用导数研究函数的单调性与最值的试题.
解 (1) 由 (1, c) 为公共切点可得:
又f (1) =a+1, g (1) =1+b, ∴a+1=1+b, a=b.
单调递减, 在 单调递增.
(1) 若 , 即0
(2) 若 即2
(3) 若 , 即a≥6时, 最大值为
综上所述, 当a∈ (0, 2]时, 最大值为 当a∈ (2, +∞) 时, 最大值为
说明利用导数研究函数的单调性、极值及最值是每年高考必考内容, 在高考数学试卷中, 对于函数的解答题, 一般情况下都是利用导数来研究函数的单调性或最值, 这类题型一般都是中档题或偏难题.
例3 (2012年高考数学山东理科第12题) 设函数 若y=f (x) 的图像与y=g (x) 的图像有且仅有两个不同的公共点A (x1, y1) , B (x2, y2) , 则下列判断正确的是 () .
A.当a<0时, x1+x2<0, y1+y2>0
B.当a<0时, x1+x2>0, y1+y2<0
C.当a>0时, x1+x2<0, y1+y2<0
D.当a>0时, x1+x2>0, y1+y2>0
解析令 , 则1=ax3+bx2 (x≠0) , 设F (x) =ax3+bx2, F' (x) =3ax2+2bx.
令F' (x) =3ax2+2bx=0, 则 , 要使y=f (x) 的图像与y=g (x) 的图像有且仅有两个不同的公共点, 只需 整理得4b3=27a2, 于是可取a=±2, b=3来研究, 当a=2, b=3时, 2x3+3x2=1, 解得 , 此时y1=-1, y2=2, 此时x1+x2<0, y1+y2>0;当a=-2, b=3时, -2x3+3x2=1, 解得 此时y1=1, y2=-2, 此时x1+x2>0, y1+y2<0.答案应选B.
聚焦概率问题的几种常见类型 篇8
古典概型的两个特征:
(1)它的基本事件只有有限个;(2)每个基本事件的发生都是等可能的.
注:若一次实验的等可能基本事件共有n个,某个事件A包含了其中的m个等可能基本事件,则事件A发生的概率为.
例1一个均匀小正方体的六个面中,三个面上标以数1,两个面上标以数2,一个面上标以数3,将这个小正方体抛掷2次,求:
(1)向上的数之和为3的概率;
(2)向上的数之积为4的概率.
解:分别列出两个表格如下:
二、几何概型
几何概型与古典概型的相同点是基本事件的等可能性,不同点是基本事件的无限性与有限性的区别.
在几何概型中,事件A发生的概率为
例2在纸上有一边长为6 cm的正方形框,现用直径为2 cm的硬币投向此框,硬币完全落在正方形外的不计,求硬币完全落入正方形内的概率.
解:记“硬币完全落入正方形内”为事件G.
如图1,设正方形ABCD为边长6 cm的正方形框,AF=1 cm,而正中间的正方形A'B'C'D'的边长为4 cm.由题意知,当硬币的圆心落入正方形A'B'C'D'内时,硬币才完全落入正方形ABCD框内.又不计硬币完全落在正方形ABCD外的情况.
故硬币完全落入正方形内的概率
三、互斥概型
当事件A、B不能同时发生时,我们称两事件A、B互斥.
两个互斥事件A、B恰有一个发生的概率为P=P(A+B)=P(A)+P(B).
例3在一个口袋中装有5个白球和3个黑球,这些球除了颜色外完全相同.从中摸出3个球,求至少摸到2个黑球的概率.
解:记“至少摸到2个黑球”为事件A,“摸到2个黑球1个白球”为事件B,“摸到3个黑球”为事件C,则事件B与C为互斥事件.B与C恰有一个发生,则事件A发生.
故至少摸到2个黑球的概率为
四、独立概型
若事件A(或B)是否发生对事件B(或A)发生的概率大小没有影响,则称事件A与B相互独立.
相互独立的两个事件A与B同时发生的概率为P=P(A·B)=P(A)·P(B).
例4甲、乙两班组建新的班委:甲班现从5名男生,4名女生中选出5人组成新的班委;乙班从3名男生,2名女生中选出3人组成新班委.求甲班班长由男生担任,乙班班长由女生担任的概率.
解:记“甲班班长由男生担任,乙班班长由女生担任”为事件A,“甲班班长由男生担任”为事件B,“乙班班长由女生担任”为事件C,则事件B与C相互独立.B、C同时发生时,事件A发生.
故甲班班长由男生担任,乙班班长由女生担任的概率为
评注:(1)在实际解题时,一定要搞清概型,不能乱用公式.
例如:某县足球一队与足球二队参加全市足球冠军赛,一队、二队夺取冠军的概率分别为0.6,0.25,求该县得冠军的概率.
错解:记“该县得冠军”为事件A,“一队得冠军”为事件B,“二队得冠军”为事件C,则
剖析:此题中事件B与C是互斥事件,但不是独立事件,因此事件与C、B与不是独立事件,故,所以上述解法错误.
正解:记“该县得冠军”为事件A,“一队得冠军”为事件B,“二队得冠军”为事件C,则该县得冠军的概率为
(2)互斥与独立混合型
例如:猎人在距离100米射击一野兔,其命中概率为0.6;如果第一次没有命中,则猎人进行第二次射击,但距离变为150米,其命中的概率为0.4;如果又没有命中,则还可进行第三次射击,但距离变为200米,其命中目标的概率为0.2.求命中野兔的概率.
解:记“命中野兔”为事件A,“第一次命中野兔”为事件B,“第一次没有命中,第二次才命中”为事件C,“第一、二次没有命中,第三次才命中”为事件D,则事件B、C、D为彼此互斥的三个事件.
其中“第一次没有命中”与“第二次命中”是两个相互独立的事件;“第一次没有命中”,“第二次没有命中”与“第三次命中”是彼此相互独立的三个事件.
事件B、C、D恰有一个发生时,事件A发生,故命中野兔的概率为:
五、贝努里概型(即n次独立重复试验)一独立与互斥混合型
若一个随机试验满足下述两个条件:
(1)在一组固定不变的条件下重复地(n次)做一种试验,每次试验的结果只有两个:即事件A发生或不发生;
(2)n次试验是独立的,
那么这种试验称为n次独立重复试验,即贝努里概型.
n次独立重复试验中,某事件A发生k次的概率公式为.
例5某射手射击一次,击中目标的概率为0.5,反复射击,数列{an}定义如下:
Sn是此数列前n项和,求S8=2的概率.
解:记“S8=2”为事件A.当S8=2时,在8次重复射击中,有5次击中目标,3次未能击中目标,可视为贝努里概型.
则S8=2的概率为
注:此题也可视为古典概型,因在8次射击中,基本事件总数为28,事件A“S8=2”中所含基本事件个数为,由古典概型公式得.
六、条件概型
一般地,在事件A已经发生的条件下,事件B发生的概率就叫条件概率,记为P(B|A).读作“在A发生的条件下B发生的概率”.一般地,
特殊地,当A与B互斥时,P(B|A)=P(A|B)=0;当A与B相互独立时,P(B|A)=P(B),P(A|B)=P(A).
例6 (1)在100件产品中有10件次品,随机不放回取两次,每次取一件,求在第一次取得正品的条件下第二次取得正品的概率.
(2)掷一枚硬币5次,在已知至少出现了2次正面的情况下,求正面数恰好是3次的概率.
解:(1)记“第一次取得正品”为事件A,“第二次取得正品”为事件B,则
所求概率为.
(2)记“至少出现2次正面”为事件A,“正面数恰好为3次”为事件B,则
所求概率为.
七、综合型
例7从原点出发的某质点M,按向量a=(0,1)移动的概率为,按向量b=(0,2)移动的概率为,设点M到达点(0,n)的概率为Pn,求P3及P4.
解:由题意,点M到达点(0,n)有两种情况:
(1)从点(0,n-1)按向量a=(0,1)移动到达点(0,n),由独立事件同时发生的概率乘法公式得,此种情况发生的概率为;
(2)从点(0,n-2)按向量b=(0,2)移动到达点(0,n),由独立事件同时发生的概率乘法公式得,此种情况发生的概率为.
又上述两种情况对应的事件是互斥的,故有
由题意得.
所以,
等径双圆筒静电聚焦系统问题研究 篇9
1电子枪的设计方案
空间电子束焊枪和地面用电子束焊枪在原理上没有区别[2]。电子枪依靠阴极发射电子,电子在阳极与阴极之间的加速电压作用下被加速,同时在聚束极作用下被汇聚成束从阳极孔通过,穿过阳极孔的电子束又在电荷作用下发散,利用电(或磁)透镜将电子束汇聚到工件上撞击工件使金属熔化实现焊接。对电子束的聚焦采用静电聚焦方案。电子枪结构由两部分组成,部分是阴极和阳极之间的静电区,另一部分是阳极以外的透镜区。根据要求,静电区结构已知,需要设计的是将磁聚焦改为电聚焦后的静电透镜区相关参数。透镜区像距为a,物距为b,金属圆筒直径为D,两圆筒之间间隙为S。如图1所示。
2电子束静电聚焦原理
静电聚焦透镜由两个电极组成,两个电极的电压分别为V0、V1,单透镜的电极和等位面形状一般是左右对称的,其聚焦原理如图2所示。
在图2中,静电透镜中心面为N,N为两圆筒电极间隙的中心处,V0、Vi分别为两圆筒上加的电位。等位面形状位由中间缝隙处往两边伸展的曲面。设V0值低于Vi,从等位面的垂直线画出的电场方向可知,中心面N的左边,电场Er位正,它使电子向轴会聚,在中心面N的右边,Er为负,它使电子离轴发散。而在整个透镜区内,轴向电场Ez的方向是相同的,它使电子一直加速。由于轴向电场使电子加速行进,比起发散区域来,电子在会聚区域的速度较低,飞越时间长。使得总体上会聚作用占优势,因此整个透镜使会聚的。同理,如果V0大于Vi,由分析可知,整个透镜同样起会聚作用。本设计选用两个圆筒作电极,组成静电聚焦透镜。
目前对等径双圆筒单透镜的研究大都没有考虑空间电荷效应的影响。对于电子束焊枪,空间电荷效应是起主导作用的物理因素,设计电子枪的聚焦系统时,充分考虑了空间电荷效应的影响。
(1)电子之间的排斥力引起电子束扩张;
(2)由电子产生的负空间电荷引起电子束区域内电位跌落;
(3)电子束电流受空间电荷的限制。
3静电聚焦系统设计方法
文中已知的设计参数是:电子枪加速电压Va=15kv,束流Ia=200ma,功率W=2kw。需要计算机辅助计算的参数是:物距a,象距b,圆筒直径D,两圆筒之间间隙S,内圆筒上负电压V0,打到工件电子束斑直径dm。其中物距指电子束从阳极孔出来的最小束腰位置到透镜中心平面的距离,象距指透镜中心平面到工件的距离。结合上述的具体参数研究静电聚焦系统的光学性能和计算方法,确定满足空间焊接要求的最佳透镜结构、几何尺寸以及电参数,并通过实验验证理论计算的正确性。
运用计算机辅助设计方法,求解在考虑空间电荷效应情况下的运动方程和轨迹方程;计算电子束在电场中运动的轨迹包络;计算聚焦系统的光学参量;计算工件上的束斑半径;最后得到工件上有最小束斑半径时对应的电聚焦系统的几何参数和电参数。
根据电动力学方程,得到柱坐标系下的电子束在主透镜电场中运动的自洽性方程组:
其中,方程(1)和(2)是电位方程,方程(3)和(4)是电子束运动方程。由方程组可知,即使给定了边界条件,要想得到电位分布u需要已知空间电荷分布密度ρ,而ρ与电子束的几何形状有关,因此,必须事先解出运动方程(3)和(4),定出电子运动轨迹的包络;在求解运动方程(3)和(4)时,又必须已知电位及电位梯度和。总之,方程组中的电场方程和电子运动方程必须联立求解。
4计算机辅助设计程序流程
Passic语言计算机程序主要包括主程序、电位子程序、电子运动方程子程序、空间电荷密度子程序四个部分。用循环迭代法解电位方程(1)~(2),采用均匀网格有限差分方法,对主透镜电场部分进行网络剖分。采用流管法计算空间电荷量,采用欧拉法计算电子运动方程(3)~(4)。
5计算机辅助的设计实验
5.1参数选择
根据文中提出的静电聚焦系统设计原理和计算方法,用passic语言编制程序,反复输入多组不同相关参数值,找到一组合理数据,满足打到工件上电子束斑直径dm能达到0.58mm的水平,这个值是目前电磁聚焦系统可以达到的最小值。
5.2实验结果
由计算机辅助计算得到的一组能满足焊接要求的静电聚焦系统参数,详见表1。
6总结
通过计算机辅助设计,分析了电场方程和电子运动方程的数值解法,探讨了空间电荷效应和电子热初速度对聚焦系统设计的影响及处理办法并用passic语言编程计算,其结果表明:(1)聚焦电压V0较低,约为-2100V。
(2)从阳极孔出口到工件之间的电子轨迹先发散后会聚,具有良好的层流性。
(3)电子束最小束斑的位置不在透镜区内,而在透镜区以外的工件所在位置。电子束束斑半径较小,为0.58mm。
摘要：根据目前电子束焊接技术的研究状况,提出了电子束焊枪用等径双圆筒单透镜静电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法。利用passic语言计算机编程完成了聚焦系统的参数计算并取得了满意的结果。研究结果表明:电子束电流散焦小,束截面较小,在工件上的束斑半径最小可达0.58mm,可满足在空间焊接技术的需要。
关键词：静电聚焦,等径双圆筒单透镜,计算机辅助设计,电子束半径
参考文献
[1]G.A.纳吉,M.西拉支,空间电荷光学导论[M].莫元龙,刘世程,候文秀译.北京:科学出版社,1983.143.
聚焦翻转课堂本土化的问题与困惑 篇10
王竹立中山大学现代教育技术研究所副所长
郑小军广西师范学院教育技术系主任、教授
张福涛山东省昌乐一中副校长
郭刚重庆渝中区教师进修学院信息技术教研员
当前, 翻转课堂教学理念与微课、慕课相结合, 在国际上正形成一场自班级授课制度产生以来的教育大变革。翻转课堂引入国内后, 立刻在我国教育领域掀起了学习和实践的热潮。由于我国教育自身的特点, 以及人们对翻转课堂理念理解与实践运用的偏差, 翻转课堂在一些地区开花结果的同时, 也出现了一些误区和困惑, 遭遇了不少质疑。本期, 我们聚焦其中一些颇具争议性的问题, 对专家和一线实践者进行了访谈。
记者:据我们了解, 当前国内已经有不少中小学校开展了翻转课堂实验。可我们知道, 中小学生的年龄特点决定他们自控能力不够强, 自主学习的动机也不是特别强烈。调动学生课前自主学习的主动性将是一个很大的问题。对此, 您怎么看?
郭刚:在我看来, 翻转课堂要想真正实现, 最核心的问题就是学生的学习自主性。举个例子来说, 在信息技术课堂中, 如果有一堂课是自习课, 允许学生自由上网, 你会发现只有很少学生会主动上网去查找关于学习方面的问题。既然学生在课堂上都不会主动学习, 你能期望学生回到家后自主学习吗?不要说学生, 就是成年人, 又有多少人有学习的主动性呢?
郑小军:这的确是中小学校开展翻转课堂实验所面临的主要困难之一。但是, 实验者无需刻意放大这个困难。因为它实际上是所有教与学都无法回避的难题。比较而言, 当前的翻转课堂由于有了信息技术的强力支撑 (云计算、大数据) , 能够以设计精细的学习任务单为导向和驱动, 以短小精悍的微课 (微课程) 为重难点突破口, 发挥微课 (微课程) 的情景化、趣味性、可视化等优势, 将能够更充分地调动学生课前自主学习的主动性。
微课用在课前, 可以结合学习任务单实现导学功能, 即帮助学生预习重点、难点和需要事先学习的内容, 如回顾先前知识, 唤醒已有经验, 介绍背景知识, 激发学习兴趣等——相当于攻城攻坚战之前的扫清外围、构筑攻城阵地、做好攻坚准备。微课用在课中, 可以帮助学生解决重点、难点、疑点、易错点和易混淆点, 完成知识内化, 保持和强化学习兴趣——相当于攻城攻坚战中攻克顽固堡垒、体验作战胜利。微课应用于在课后, 可以帮助学生复习并巩固重点、难点、疑点、易错点、易混淆点, 扩展学习、迁移应用, 引出后续学习内容——相当于攻城攻坚战之后的肃清残敌、巩固胜利、准备下一仗。
张福涛:学生的确存在自控能力不够强、自主学习动机不强烈的现象。但对学生来说, 无论是进入大学后的学习, 还是工作后的学习, 自主学习将是最主要的学习方式。学生自控力不强、自主学习动机不强烈, 除了年龄特征外, 还与学生的学习兴趣、自主学习习惯、自主学习能力、学习成就感等因素有关。
实施翻转课堂后, 学生借助终端设备和学案、微课等资源, 按照自己的学习节奏自主学习教材;教师根据学生自学后提出的问题、平台提供的数据、学案批阅发现的问题, 有针对性地对学生进行一对一指导。学生在学习的过程中逐步养成良好的自学习惯, 不断提升自主学习能力, 在学会有关知识的同时不断增强学习的成就感, 提高学习兴趣。实际上, 我校翻转课堂实施一年以来, 学生最大的变化就是学习兴趣和学习动机的转变。根据今年6月对学生的调查问卷显示:在学习兴趣方面, 75.7%的学生认为翻转课堂能够激发自己的学习兴趣, 自己能够轻松自主学习。在学习动机方面, 22.8%的学生极大改变了学习动机, 55.9%的学生在一定程度上改变了学习动机, 只有6.8%的学生没有受影响。在学习习惯方面, 翻转课堂促进了56.6%的学生良好学习习惯的养成, 但是还有24.6%的学生目前还不能很好地适应现在的学习, 表示需要教师的帮助;5.0%的学生对此不太关心, 仍需要教师给予指导。
记者:学生学业负担过重一直是中国教育的顽疾。您认为实施翻转课堂会增加学生负担, 还是有助于为学生减负?
张福涛:我校之所以大面积整体推进翻转课堂, 正是为了解决学生负担过重问题。20世纪80年代, 就有“7+1>8”之说, 即7节正课加一节课外活动的效益大于8节正课。但目前部分学校 (特别是高中) 随意增加高考科目课时, 将课外活动安排成正课或学科自习, 大大增加了学生的学习负担。实际上, 这些学校把学校教育的主要目标定位为提高学生的学习成绩, 并且只是简单地把增加学习时间作为提高学生学习成绩的唯一手段, 没有关注学生的全面发展, 没有从课堂效率出发, 提高教学效益。
我校在实施翻转课堂过程中做过很多对比试验。其中, 从学生每周学习效率对比实验看, 数学学科非实验班级5节课完成的内容, 实验班级4节课就能够完成, 并且学生的成绩略好于非实验班级, 学生的学习习惯、表达能力有明显提高。问卷显示, 82.2%的学生认为翻转课堂的学习效率高于传统课堂。也正是因为翻转课堂提高了学习效率, 减轻了学生负担, 学生、老师、家长才大力支持学校的翻转课堂推进工作, 学校才在一年内将翻转课堂实验范围扩大到初中、高中所有年级。
王竹立:学生负担过重的根源是高考制度导致的应试教育, 以及教育资源分布不均衡产生的择校现象。翻转课堂只是具体教学模式的变革, 与上述导致学生负担过重的根源并无关系, 怎么可能有助于学生减负呢?我们先假设翻转课堂能够提高学生学习的效率, 提高考试成绩, 那么其他学校或班级也同样会采取这种模式, 竞争的结果只会使学校和教师对学生的要求层层加码, 所谓水涨船高, 何来减负之说?何况翻转课堂能否真正提高学习效率和考试成绩, 还取决于很多因素, 比如教师的高水平组织与引导、相关资源的配套与丰富、学生学习自律性的提高、家长的积极配合等, 效果极不确定。根据以往教改的经验, 这些因素更可能导致学校、老师、学生和家长的负担增加, 而不是减少。
郑小军:中小学校实施翻转课堂必须正视学生负担过重这一中国基础教育的顽疾。笔者的建议是, 第一, 学校层面要加强顶层设计, 从学校—年级—学科—班级—学生个人五个层次, 统筹安排翻转课堂的教改实践, 避免出现全校各年级、各学科、各班级“一窝蜂”、无序争夺学生的课前预习时间, 造成学生课前学习负担过重的现象。第二, 采取课前翻转与课内翻转相结合的方法。课内翻转是实施翻转课堂的一种折中方案, 这样可以适当减少学生课前预习所花费的时间。第三, 先在部分年级、部分班级、部分学科实施翻转课堂, 在师生适应后, 取得成熟经验后再铺开。第四, 提升微课 (微课程) 的设计和制作水平, 充分发挥学习任务单的导学、任务驱动的作用, 发挥微课 (微课程) 情景化、趣味性、可视化、短小精悍、简约高效、快速突破重难点等优势, 为学生减负。
记者:当前, 全国的微课大赛可谓风生水起, 老师们也是通过自己制作微课来开展翻转课堂的实验, 而且大部分是年轻教师在参与制作微课。对这一问题您怎么看?您认为微课应该由谁来制作?今后的趋势是会出现可汗一样的明星教师还是全民建设微课资源库?
王竹立:微课应该由优秀教师来制作, 选择合适的内容来制作, 才有价值和意义。无论好坏, 人人录制微课的结果只有一个, 就是产生海量的数字垃圾, 导致人力、物力、财力的巨大浪费, 反而可能将真正优秀的微课淹没在海量的垃圾中。
当前微课主要是一些年轻教师在制作, 尤其是信息技术老师在制作, 并不是一种好现象。因为年轻老师虽然技术能力较强、接受新事物较快、得奖和自我表现的欲望较高, 但教学能力、教学经验、教学水平不足, 因此制作出来的微课容易出现重技术轻教学、重形式轻内容的倾向。微课应该由一批有丰富教学经验和高超教学艺术的明星教师来制作, 学校和机构应该为这些明星教师创造条件、提供技术支持与各种帮助。当然, 选择谁来担任微课主讲教师, 并不能简单地以年龄、教龄、头衔、资历来判断, 而应该根据教师实际的教学水平来判断, 其中教学口碑应该作为最重要的标准。
郭刚:现在是全民微课化, 这其实是相当不正常的。以前也是全民做课件、全民做网站、全民建博客, 结果呢?前车之鉴, 后事之师。我认为微课一定要做精, 这种全民做微课, 后果是出现大量参差不齐的微课, 反过来把真正好的微课淹没在了浩瀚的网络世界里了!
我们现在是把微课的对象定位于学生, 其实如果我们把微课的对象定位于教师, 作为教研活动的一部分, 通过微课, 提高教师的教学水平。从这个层面来看, 也许微课更有价值了!
张福涛:从目前各种微课比赛来看, 存在的主要问题是大部分微课只考虑了内容的设计和呈现, 没有考虑学生如何使用、什么时间使用。我校目前的做法是“集体研究为主, 个人设计为辅”。即各学科首先将老教师与青年教师合理搭配, 分成几个制作小组, 老教师侧重于微课设计, 青年教师侧重于微课录制;然后通过集体研究, 将需要录制的微课分至各制作小组完成录制。在此基础上, 教师个人可以根据自己的需要开发具有个人特色的微课。这样做的优势:一是在保证共用微课的基础上, 体现个人教学特色, 二是发挥不同年龄段教师的业务特长, 减轻教师负担。
目前, 很多企业开始开发微课资源, 但这些微课能否适合不同层次的学校, 特别是能否适合常态化翻转课堂的实施, 还需要进一步探索。当然, 目前全部依靠学校教师自己开发微课, 对老师来说负担很重, 微课的呈现方式也有待提高。所以, 我校计划与一些技术企业合作, 联合开发各学科主要知识点的微课。
记者:在您看来, 翻转课堂是否只有“课前微课学习+课上师生互动”一种模式?实施翻转课堂, 是否必须使用微课, 是否必须借助平台来实现呢?
王竹立:教学是科学, 更是艺术, 任何固定的模式都会令人生厌, 课堂上还是应该充分发挥教师的主观能动性, 采取灵活多变的教学模式和教学策略为佳, 强调因时、因地制宜, 运用之妙存乎一心。对于翻转课堂, 主要是掌握它的精髓, 那就是利用现代信息技术手段, 将知识传递过程与知识内化 (巩固) 过程调转过来。微课的核心是微视频, 微视频当然是翻转课堂中知识传递的主要手段, 但也不一定都得是微视频, 其他资源也可作为课前自学的材料。网络平台是微视频运行的较好的场所, 如果条件不允许, 用光盘、U盘、录像带之类的手段, 也无不可。
记者:“翻转课堂热”会不会昙花一现?从长远角度看, 对于它的本土化, 您有哪些担忧和好的建议?
郑小军:翻转课堂的兴起, 有其深刻的时代背景、巨大的现实需求和充分的理论支撑, 体现了广大师生和教育工作者对传统教与学方式存在的种种弊端的不满, 以及对信息技术支持下的新型教与学方式变革的渴望和积极探索。和历史上任何一场“信息化热”一样, “翻转课堂热”或许过一阵子就会降温, 但它所倡导的教与学理念将会产生积极而久远的影响——翻转学习、混合学习、个性化学习、碎片化学习、主动学习 (自我教育) 、终身学习、掌握学习 (精熟学习) 、教师角色转换 (从讲台上的圣人转变为学生身边的导师) 等将越来越深入人心。
翻转课堂的真正魅力在于借助信息技术, 帮助教师回归到“学生最需要”的本原角色——学生学习方法的指导者、知识内化的帮助者、师生共同知识建构的引路人和合作者、师生隐性知识的挖掘者和转化者。
王竹立:网络时代, 由于网上的数字资源日益丰富, 为翻转课堂等新型教学模式的产生创造了条件, 也对传统的课堂教学模式提出了挑战。翻转课堂甚至更广义的翻转学习, 将具有长远的生命力。在中国的现实条件下, 我认为应该鼓励优秀教师制作一大批优秀的微课 (微视频) , 将它们放在网上, 供老师和学生们学习和参考。在适当的课程、适当的场所开展一些翻转课堂的实验也是非常必要的, 但不要“一窝蜂”上马, 更不要动用行政手段强制推行, 只要鼓励那些感兴趣的学校和教师开展实验就够了。开展实验的学校和教师, 一定要实事求是地介绍翻转课堂的效果、问题和适用范围, 为其他学校和老师提供参考。千万不要一味地说好, 报喜不报忧, 误导其他学校和老师。
聚焦智慧城市中的能源问题 篇11
以电力为例，几十年来，大多数人对电力并没有太多的想法。然而，由于气候变化、能源价格上涨和技术进步的综合作用，具有高度环保意识的消费者越来越多，他们想要了解能源这类公用事业的情况，并越来越希望参与其中，在电力使用中发挥自身的作用。比如他们想要知道自己使用了多少能量，哪些使用可以被优化，如何使用才能更环保等。可以说，能源产业最令人兴奋的方面之一就是消费者的作用日益增大。不仅在消费者层面如此，近年来，政府层面对气候变化的影响也日益关注，各国政府也纷纷出台相关措施。
目前，全球各地的公用事业部门都在面临着来自多方面的压力：比如要提高可靠性、效率、客户满意度和资产利用率，要减少停机，要避免新的基础设施建设，以及要解决环境保护问题等。同时，越来越多的替代品不断涌现（包括风电和太阳能发电等），电动汽车、能量存储和微电网也已经出现。另外，顾客也开始想要参与管理自身的能源事务。所有这些，都带来了额外的挑战。
但是，现在随着新技术的出现，智能电网已经成为可能，以上这些挑战几乎都可以迎刃而解。通过在智能电网中广泛使用传感器、测量仪表、数字控件和分析工具等，能源的双向流动能够被自动监测和控制。对于公用事业部门（比如电力公司）而言，可以近乎实时地了解消费者的需求，并更有效地管理供应和需求，同时也可以优化电网性能，防止发生断电，做到更快的断电恢复；而对于消费者而言，可以对家中各个网络家电分别进行电量的使用管理，减少电力使用和相关费用，甚至改变他们的行为模式。同时，智能电网也可以将新的可再生能源——如太阳能和风能——纳入其中，并且与本地的分布式电源或插电式电动汽车互动。
作为智慧城市发展中的重要组成部分，本文将阐述智能电网在能源使用中发挥的重要作用，并着重介绍国外智慧能源和智能电网解决方案及具体应用案例，以期为我国的智慧能源和智能电网发展提供借鉴作用。
智能电网概述
智能电网这一概念，实际上就是让信息技术与电网联姻。它能让公用事业具有前所未有的整合和分解新负载与资产的能力。在有智能电网之前，公用事业部门不知道谁家的屋顶使用了太阳能，更不知道这一太阳能被用来做什么。可以说，公用事业对此基本上是视而不见的。而现在随着智能电网的出现，这一切都发生了改变。
智能电网可能会，或者是正在经历三个循环演变阶段：首先，自动化将改造行业的后端，例如输电线路、发电站等；在第二个循环中，消费者与他们自身的能源使用之间、与公用事业之间的交互作用会发生改变；第三个循环可能带有一定的推测性，即将会向第三方供应商开放公用事业领域。作为消费者，人们会开始看到更多的、更好的与公用事业消费——不管是电、气还是水——相关的服务，虽然可能人们并没有意识到这一点。
为了能让消费者管理自己的消费，公用事业正在面临着越来越大的精简业务的压力。例如，各用户所使用的电表是能源使用信息的一个重要来源，但要收集其中的数据往往很困难，而且成本也比较高。不同于抄表员以月为周期查房抄表，智能电网中的智能电表系统使用仪表，将电表与网络基础设施相连，自动定期或按需求收集和传送电表读数。对企业而言，这就意味着大量节约；对消费者而言，就意味着更好的能源管理。使用智能电表系统，公用事业变得更加互联，它将企业内的数据集成起来，从而大幅提高生产效率，降低高峰用电需求；它让客户更加有权、有能力节约用电。在手机和其他一些行业的技术进步已经让设备尺寸缩减、成本降低。而有了智能电网，无疑也能让人们以一个相对较低的价格来实现家中所有能源使用的可视化。
总体而言，智能电网就是在整个电网中增加了一个智慧层，以提高系统的可靠性和效率，改善供给和需求管理，优化操作，精简成本。
智能电网在能源使用中的作用
智能电网对风能的作用
风力发电是最清洁、最丰富的可再生能源形式之一。全球风能理事会（Global Wind Energy Council，GWEC）发布的2013年市场统计数据显示，全球累积产能总量已经达到了31.8137万兆瓦，在过去五年的增值高达20万兆瓦。但是，目前全球的电力只有2.5%来自于风能。预计到2020年，这一比例将达到8-12%。
风力发电效率很高。数据显示，风力发电厂生成的电力是其消耗的能源的17到39倍，与之相比，核电厂大概是16倍，燃煤电厂大概是11倍。今天，在全球没有一个协调一致的努力来应对气候变化的情况下，风能的成本竞争力成为其在市场上立足的最大优势。在巴西、南非、土耳其、墨西哥和其他一些地方，风能成功地获得了政府的大力资助。
但是，风能是间歇性的，因此要使用风能，电网要面临的挑战是必须要可以不断地调整它所能够吸收的风能的数量，而其他能源，比如水电、天然气和火电就不存在这一问题。也就是说，电网需要有额外的灵活性。例如，如果电网被设定可以接受20%的风能，那么当风力发电的水平下降时，电网运营商就必须及时、准确地做出响应，比如增加另一种电力能源（比如水电）的供电量，从而保证平稳供电。要达到这种灵活性，电网就需要更智能，也就是要具备通过预测、建模和其他功能来识别发电损失的能力，具备在不影响用户的情况下，在正确的时间和地点减少负载的能力。电网的稳定性需要传输系统有即时精确的建模，需要电网元件有快速切换和操纵，从而来减少对系统整体的影响。虽然让电网适应新的可替代能源与适应分布式发电是两类不同的问题，但智能电网却是达到这两个目标的关键推动力。
在智能电网系统中，可以给风力发电厂的涡轮机安装能够传送现场数据的传感器，如涡轮输出和温度等，并将其传送到中央存储库。凭借先进的分析计算，现场数据可以用来产生主动预警和工作状况单等，并显示在仪表板上，从而让运营商对整个风力发电厂的运行状况一目了然。反过来，整个电网系统也变得更高效、更可靠和更自适应，换句话说，就是更智慧。
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由于缺乏全球性的气候政策，目前风能部署的主要驱动力还是国家和区域政策。比如，美国断断续续的政策驱动着风能繁荣与萧条的周期；中国支持将风能作为能源战略的一个重要支柱驱动着风能市场的持续的增长；而在欧盟，关于2030年气候和能源政策的争论主导着风能前进。但不管怎样，几乎可以肯定，在未来五年，市场的增长将集中在亚洲、拉丁美洲和非洲，因为这些地方的需求正在迅速增加，而且有强劲的经济增长，并且积极的智能电网建设。
智能电网对电动汽车的作用
一个世纪以前，以电力为动力的汽车多于以汽油为动力的汽车。但是，随着对更长的行驶里程、更实惠的燃料来源以及更可靠的电力基础设施的需求，使内燃机汽车很快主导了汽车运输。现在，随着能源价格的不断上涨，驾驶员正在考虑摆脱汽油而回归电力，并将它作为汽车动力的理想来源。这就是为什么世界各国都开始大力推广电动汽车。
但是，电动汽车的推广除了存在电池这一障碍之外，相关基础设施的不完备也一直是个问题，因为公用事业部门根本不知道车辆要在何时、何地进行充电。现在，智能电网可以帮助公用事业部门更好地平衡供给和需求。当越来越多的电动汽车进入市场之时，这将变得更加重要，它可以通过信息技术基础设施，实现电动汽车的无缝整合，让它们能够基于电网的实际运作情况来优化充电。例如，可以用晚上的风发的电来为电动汽车过夜充电；电网甚至可以被配置成利用充电的汽车来帮助其稳定频率。未来，还将可以使用智能手机预约充电地点。可以预测，随着电池技术和智能电网的发展，在未来五到十年，电动汽车市场将会有巨大的增长，并且或许让人们对交通运输的看法发生根本性转变。
美国伯灵顿市的智慧能源解决方案
在可持续发展方面，美国的伯灵顿市（Burlington）已经取得了长足的进步。但城市的一些努力，包括增加电动汽车的使用、更多地利用太阳能和风能来发电等，在发展的同时，也给城市带来的新的挑战。伯灵顿市希望通过充分利用城市已有的智能电网基础设施和其他投资的优势，实现广泛的温室气体减排，同时加强伯灵顿的经济及其金融地位。
虽然伯灵顿市一直在为减少温室气体排放做出努力，但这些努力是分开、孤岛式地解决各个排放来源，只有有限的整合，而且缺乏一致性。比如，温室气体数据是整合级的，也就是目前尚无可用的跨所有类别的可靠并翔实的数据。但是，要理解模式、趋势和影响，并优化能源结构以实现气候目标，拥有这一级别的数据是先决条件。
另外，自2012年4月以来，市长重点关注的是金融稳定和温室气体减排倡议的可行性。而目前伯灵顿需要的是有效地执行温室气体减排倡议，并通过协调投资为公民提供更广泛的环境效益。为此，就需要有一个集中的方法和计划，协调政府、企业、教育和社区的能力，考虑资金和承受能力，加强地方经济，并改善伯灵顿的财务状况。
令人振奋的是，伯灵顿市有强大的高等教育机构，并有大批学生资源，而且有许多年轻人才具有软件开发和绿色能源方面的技能。同时，在网络服务和可再生能源等方面，伯灵顿市具有较强的创业精神，并有一定数量的初创公司，这无疑为绿色发展提供了条件。
为使伯灵顿成为绿色技术的代名词，该市基于分布式温室气体减排技术，通过接受并传达要将伯灵顿市建设成为可持续发展的领导城市的愿景，以确保配合并加强该市的关键举措和创业精神。同时，城市为“伯灵顿——绿色科技城”创建了协调沟通计划，要通过有效一致的消息，传递“伯灵顿——绿色科技城”这一愿景，并且让伯灵顿社区参与到开放式的对话中来。为此，伯灵顿市决定在四个重点方面进行能源管理：
能源消费管理的总体方案（包括电、天然气和水）方面，要利用智能电网：目前的能源使用是孤岛式的，消费者缺乏相关的数据，对可再生能源的利用是间断式的，用户的取暖费相当高。为此，要充分利用城市的智能电网，例如通过提供统一的资源消费门户，并与事件信息传递系统相结合，可以了解公民的选择，并推动产生可付诸行动的见解，用于保护所有的重要资源。
交通方面，实现电动汽车（EV）共享：在2010年，该市51%的温室气体排放来自交通运输，并且市内一直存在着严重的交通和停车问题，而与此同时，单人使用车辆相当普遍。为此，要带头建立一个大型电动汽车共享计划，并将它集成到现有的公共交通运输系统中，与附近的城市相连，帮助解决交通、停车和温室气体排放方面的挑战，从而使伯灵顿市更具有吸引力。
生物能源方面，优化Joseph C. McNeil发电站：目前，Joseph C. McNeil发电站的效率只有25%，并且要优化的方案迟迟未决，而其对于生物能气化的试产并不成功。为此，要求McNeil业主成立项目团队，该团队被充分授权，并能访问所有需要的资源，从而能在12个月内向公司提出关于如何优化使用发电厂的建议。
能源效率方面，促进能源效率执行（energy efficiency execution，E3）：伯灵顿电力部的不动产房龄长，数量有限，空置率低（出租率高达57%）。为此，需要创造一个团队，其成员包括受过培训的社区和学生志愿者，他们积极鼓励业主采用更高效的解决方案，尤其是那些与解决结构性能量损失相关的方案。具体的能源管理路线图如下：
伯总之，就是要根据伯灵顿市的实际情况，发挥其优势，着眼于利用当地的人才储备和丰富的可再生资源，使伯灵顿市实现其温室气体减排目标。这不仅能增加伯灵顿市的经济实力，而且能通过展示绿色技术来用新的方法吸引游客，从而使城市更具吸引力。最终，伯灵顿市一定会成为绿色技术方面的领导者，成为一个集成、数据感知并且蓬勃发展的城市。
美国博尔德市的智能电网解决方案
美国的博尔德市（Boulder）一直致力于要成为绿色增长（对环境负责的增长）的领导者。在2007年，Xcel能源公司与博尔德市合作，启动了智能电网城市（SmartGridCity，SGC）项目。博尔德市希望能够利用SGC的能力来实现其积极的能源目标，并继续在能源和环境领域保持领先地位。为此，必须首先对城市及其选民的需求和优先事项有一个彻底的理解。
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博尔德市的气候行动计划描述了四个关键目标：提供稳定而有竞争力的价格，确保可靠性，增加可再生能源的贡献，以及提高能源效率。但是，来自城市中的各个不同团体的选民——城市和理事会代表、企业、社区和环保团体、各界学术代表等——对气候行动计划的优先排序是有差异的。此时，协调企业和消费者的不同意见特别重要，因为博尔德市大量的能源消耗来自于大型企业的消费者。
现有的SGC基础设施对博尔德市具有重要的价值：高带宽通信介质的部署、数以千计的传感器、智能变压器和智能电表改变了博尔德市的电网。SGC可以实现有效的双向沟通、传感和监控性能、远程控制、自动化以及近乎实时的报告。然而，虽然这些发展已经提高了传输的稳定性，并降低了经营成本，但SGC项目无法提供直接的、明显的客户价值。SGC被标榜为能向客户提供巨大的好处，包括家中实时的信息访问、近乎实时的使用情况信息、电网和家庭设备之间的互操作性等，但现在的系统中却并没有这种功能。这种期望与现实的差距便是公用事业、城市和公民之间摩擦的来源之一。鉴于这些差距在技术、社会和监管上的复杂性，若要同时解决很显然并不明智。为找出需要优先投资的领域，需要评估这些差距对城市能源目标的影响程度，同时也要评估实施和实现价值的难易程度及所需要的时间。
通过评估，城市确定先实施一些与其气候行动目标相一致，但只需要少量资金的试点项目。另外，在项目开展过程中，科研院所的作用不可忽视，该地区的重点机构，如国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）和国家技术标准研究所（National Institute for Standards in Technology，NIST）等，能够提供宝贵的专门知识和资源，以加快城市所选择的重点项目的进度。
同时，城市决定提高插电式混合动力车（plug-in hybrid electric vehicle，PHEV）的普及率，发展太阳能电池和插电式混合动力电动汽车（Solar and plug-in hybrid electric vehicle，SPHEV）。而为了提高能源效率，城市开始广泛地进行绿色基础设施管理，同时关注中小型企业的能源效率，并为此进行有针对性的努力。通过这些措施，博尔德市正在一步步实现其能源目标。
智能电网在其他各国的具体应用案例
爱尔兰
当爱尔兰政府制定可再生能源要占发电量的40%的目标时，爱尔兰的国家电力供应商ESB拟定了一份结合智能电表、先进的能源存储选项和夜间电动汽车充电的应对计划，以缓解高峰和低谷的用电需求。通过在电网管理中融入遥感、智能和自动化，ESB采取积极措施，防止或迅速解决网络中断，在欧洲赢得了最高的客户满意度。
ESB的观点是，要做智能电网，不仅是要关注监管机构和政府，也要关注普通消费者。如果不能让走在大街上的普通消费者理解智能电网的愿景，智能电网的推广就会有问题。事实上，ESB的智能电网解决方案不仅提高了电网的可靠性，缩短了停机恢复时间，而且确实给普通消费者带来了可见的好处：在使用智能电表的家庭中，平均高峰电力消费减少了将近9%，客户满意度提高了15%。
以色列
以色列电力公司（Israel Electric Corporation，IEC）是以色列的主要电力供应商，其生产的电力占该国总电力的95%。高峰需求迫使涡轮发电机组必须满负荷运行，所以意外停机时间就可能会造成灾难性的后果。因此，让机组保持在线并高效运行就变得至关重要。为此，以色列电力公司使用先进的软件建模，对来自于每个涡轮发电机的数据进行聚类分析，从而创建出它们在启动阶段、平稳运行阶段和关闭状态下的“正常”行为模型。根据为每个涡轮发电机建立的基线，公司可以比较它们的性能，并找出常见的问题。这种建模有助于有效地识别并减少每一台设备的燃料费用——据统计，每台涡轮发电机每年可节省7.5万美元的成本。同时，该方案能够改善设备维护效果，减少设备停机时间，从而大幅提高资源效率，获得更高的客户满意度。
英国
Infinis是英国利用可再生能源发电的领先者之一，其位于143个地点的发电机组总装机容量达到571兆瓦，包括123个沼气厂、10个陆上风力发电厂和10个水力发电厂。为在英国的可再生能源生产中占据相当大的比重，Infinis必须平稳经营分布在全国各地的这些发电厂，而要维护这一广泛的基础设施，是个非常复杂的问题。为此，Infinis将各站点的传感器和警报系统集成在其资产管理解决方案中，创建了一个单一的事故管理系统（Incident Management System，IMS），可以自动生成维护作业单、帮助工程师诊断问题并更快地做出反应。
这一系统对故障的根本原因有新的洞察，从而能用更具有预见性的方式进行维护规划。这不仅有助于减少故障发生的平均时间间隔，同时也有助于减少平均修复时间。而对于发电机可用性的总体提高，则有助于提供符合服务水平协议的更可靠的供给。这就意味着公司可以在确保安全、有效、可靠地为国家电网供应电力的同时，保持自身的成本尽可能的低。
用更智慧，或更智能的方法来运作公共事业部门意义重大。仅以美国为例，如果其电网的效率提高5%，就相当于永久消除了由5300万辆汽车所产生的燃料和温室气体排放。因此，世界各地的能源公司也都在努力推广更高效的智能电网，并积极寻找更具创造性的方法。相信，智能电网，或者是智慧能源解决方案，将会在未来智慧城市的建设中发挥着越来越重要的作用，而更神奇的是，人们甚至可能完全意识不到这些作用的发生，因为它们已经融入到了日常生活之中。
聚焦问题 篇12
分析近三年新课标全国高考和各省市高考化学试题不难发现, 综合实验试题中定量分析问题已成为高考命题的新热点, 主要涉及重量分析法、滴定分析法、气体体积法等, 尤其是重量分析法和滴定分析法出现的频率极高, 大多试题侧重考查考生对相关原理的理解及迁移应用能力。
一、重量分析法
在重量分析中, 一般首先采用适当的方法, 使被测组分以单质或化合物的形式从试样中与其他组分分离。重量分析的过程包括了分离和称量两个过程。根据分离的方法不同, 重量分析法又可分为沉淀法、挥发法、萃取法等。重量分析法不需要选择合适的指示剂, 实验的关键是准确判断反应是否发生完全, 以及反应前后固体 (或液体) 质量的变化。例如, 硫酸铜晶体中结晶水含 量的测定:, 测x的值。
测定气体的质量, 一般用吸收剂吸收后, 测量吸收前后固体 (或液体) 吸收剂的质量差, 即为气体的质量。例如, CO2、SO2等酸性气体可以用碱石灰或氢氧化钠溶液来吸收;NH3可用浓硫酸来吸收;SO3气体用NaOH溶液等进行吸收。注意防止空气中水蒸气或二氧化碳气体进入。
应用实例:
(1) 加热法:NaHCO3 (NaCl) /△→测定Na2CO3 (NaCl) 质量, 求NaHCO3的含量。
(2) 结晶法:NaHCO3 (NaCl) + HCl→测定NaCl质量, 求NaHCO3的含量。
(3) 气体吸收 法:NaHCO3 (NaCl) + HCl→测定CO2质量, 求NaHCO3的含量。
【例1】 (2013·海南化学) BaCl2·xH2O中结晶水数目可通过重量法来确定:
1称取1.222g样品, 置于小烧杯中, 加入适量稀盐酸, 加热溶解, 边搅拌边滴加稀硫酸至沉淀完全, 静置;
2过滤并洗涤沉淀;
3将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧, 转入高温炉中, 反复灼烧至恒重, 称得沉淀质量为1.165g。
回答下列问题:
(1) 在操作2中, 需要先后 用稀硫酸 和__________洗涤沉淀;检验沉淀中氯离子是否洗净的方法是__________。
(2) 计算BaCl2·xH2O中的x=__________ (要求写出计算过程) 。
(3) 操作3中, 如果空气不充足和温度过高, 可能会有 部分沉淀 被滤纸中 的碳还原 为BaS, 这使x的测定结果__________ (填“偏低”、“偏高”或“不变”) 。
解析: (1) 步骤1中发生反 应:, 过滤所得沉淀为BaSO4, 表面吸附溶液中的H+、Cl- 等, 若沉淀洗涤后洗涤液中不含Cl-, 则表明沉淀已经洗涤干净。
(3) 题中给出信息“空气不充足和温度过高, 可能会有 部分沉淀 被滤纸中 的碳还原 为BaS”, 则最后所得沉淀的质量将减小, 相当于结晶水的质量比提高, 则测得x的数值将偏高。
答案: (1) 蒸馏水取最后一次水洗液于试管中, 加入稀硝酸酸化, 滴加AgNO3溶液, 若无白色浑浊出现, 则表明Cl- 已经洗净
(3) 偏高
名师点评:本题采用重量分析法中的“沉淀法”测定BaCl2·xH2O中x值, 沉淀法是重量分析法中的主要方法, 这种方法是利用沉淀反应使待测组分以难溶化合物的形式沉淀出来, 再将沉淀过滤、洗涤、烘干或灼烧, 最后称量固体的质量并计算其含量。采用重量分析法进行定量计算时, 可根据实验中发生反应的化学方程式或元素守恒确定相关物质之间的定量关系, 再结合实验数据列出关系式, 并进行相关计算。
二、滴定分析法
滴定分析法是化学分析法的一种, 将已知准确浓度的标准溶液, 滴加到被测溶液中 (或者将被测溶液滴加到标准溶液中) , 直到所加的标准溶液与被测物质按化学计量关系定量反应为止, 然后测量标准溶液消耗的体积, 根据标准溶液的浓度和所消耗的体积, 算出待测物质的含量。
高中化学教材中滴定分析法的实验基础是选修4 (化学反应原理) 中的酸碱中和滴定 实验, 实验的关键是准确量取待测溶液, 根据指示剂的颜色变化确定滴定终点。根据标准溶液和待测组分间的反应类型的不同, 可将滴定分析法分为四大类:中和滴定、氧化还原滴定、络合滴定和沉淀滴定。
应用实例:
(1) 中和滴定:标准盐酸滴定NaOH溶液, 标准NaOH溶液滴定盐酸、稀硫酸等。
(2) 氧化还原滴定:酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4、H2O2、Fe2+离子, Na2S2O3溶液滴定I2, I2溶液滴定Na2SO3, K2Cr2O7溶液滴定Fe2+等。
(3) 络合滴定:EDTA (Na2H2Y) 标准溶液滴定Ni2+或Cu2+离子, KSCN溶液滴定Fe3+, KCN溶液滴定Ag+等。
(4) 沉淀滴定:BaCl2溶液滴定SO2-4或CO2-3离子, AgNO3溶液滴定Cl- 等。
【例2】 (2012·天津理综) 信息时代产生的大量电子垃圾对环境造成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后, 得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物, 并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
请回答下列问题:
(1) 第1步Cu与酸反应的离子方程式为__________;得到滤渣1的主要成分为__________。
(2) 第2步加H2O2的作用是__________ , 使用H2O2的优点是__________ ;调溶液pH的目的是使__________生成沉淀。
(3) 用第3步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是__________。
(4) 由滤渣2制取Al2 (SO4) 3·18H2O, 探究小组设计了三种方案:
上述三种方案中, __________方案不可行, 原因是__________ ; 从原子利 用率角度 考虑, 方案__________更合理。
(5) 探究小组 用滴定法 测定CuSO4·5H2O (Mr=250) 含量。取ag试样配成100mL溶液, 每次取20.00mL, 消除干扰离子后, 用cmol/LEDTA (H2Y2-) 标准溶液滴定至终点, 平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反应如下。
写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w = __________;
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是2。
a.未干燥锥形瓶
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c.未除净可与EDTA反应的干扰离子
(2) 第2步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+, 从而将Fe3+转化为沉淀除去, 防止对CuSO4·5H2O晶体的制备产生影响。该氧化剂的优点是不引入杂质, 产物对环境无污染。调溶液pH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀 (因为滤液2中只有Cu2+) , 所以滤渣2的成分为Fe (OH) 3和Al (OH) 3。
(3) 第3步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法是在坩埚中加热脱水。
(4) 制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中, 甲方案在滤渣中加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝, 冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质, 方法不可行。
乙方案先 在滤渣中 加H2SO4, 生成Fe2 (SO4) 3和Al2 (SO4) 3, 再加Al粉, 与Fe2 (SO4) 3生成Al2 (SO4) 3, 蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。
丙方案先在滤渣中加NaOH, 与Al (OH) 3反应生成NaAlO2, 再在滤液中加H2SO4生成Al2 (SO4) 3, 蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。但从原子利用角度考虑方案乙更合理, 因为丙加的NaOH与制备的Al2 (SO4) 3的原子组成没有关系, 原子利用率不高。
锥形瓶未干燥对实验结果无影响;滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡, 使读取的EDTA的体积偏小, 结果偏小;未除净可与EDTA反应的离子, 则使消耗的体积偏大, 结果偏高。
名师点评:本题以废弃的线路板处理后所得金属为原料, 制备硫酸铜和硫酸铝晶体, 综合考查了金属元素及其化合物的性质、物质的分离与提纯、实验方案的设计及评价和利用络合滴定原理分析各组分含量及误差的分析判断等问题, 题目的综合性较强, 侧重考查考生的综合分析能力和迁移应用能力。
对于广大考生来说, 第 (5) 问中“用EDTA标准溶液滴定溶液中的Cu2+”这一信息为陌生信息, 却为络合滴定中定量分析的关键信息, 很多考生将注意力集中在反应原理的理解上, 忽视了相关物质之间的定量关系, 导致解题出现错误, 实际上考 生只需要 抓住发生 反应时Cu2+、H2Y2-的关系即可列式求解, 完全没有必要将过多的精力和时间放在反应原理上, 这也为即将参加高考的广大学生指明了解答此类定量分析问题的方向:淡化反应原理, 注重定量关系。
三、气体体积法
气体体积法是指通过测量反应生成气体的体积进行定量分析的方法, 实验的关键是准确测量生成气体的体积。测气体体积的方法可分为直接测量法和间接测量法两种:
1.直接测量法
直接测量法就是将气体通入带有刻度的容器中, 直接读取气体的体积。根据所用测量仪器的不同, 直接测量法可分为倒置量筒法和滴定管法两种:
(1) 倒置量筒法 (如图1) 是将装满液体 (通常为水) 的量筒倒放在盛有液体的水槽中, 气体从下面通入, 实验结束, 即可读取气体的体积。
(2) 滴定管法 (如图2) 是将碱式滴定管的橡胶管及玻璃尖嘴去掉, 用橡胶管将它与另一玻璃管连接组成连通器, 向其中注入液体 (通常为水) , 用单孔橡皮塞把滴定管塞好, 将其与制气装置连接。记下反应前滴定管中液面的读数, 反应后再读取滴定管中液面的读数, 其差值就是气体体积。
2.间接测量法
间接测量法是指利用气体将液体 (通常为水) 排出, 通过测量所排出液体的体积从而得到气体体积的测量方法。常用的测量装置为:用导管连接的装满液体的广口瓶和空量筒 (如图3) 。
无论是直接测量法还是间接测量法, 准确读取液体的体积是关键。在读数之前, 必须保证气体的温度、压强均与外界相同。因此, 应待所制备气体的温度与环境一致后, 通过调节两端液面, 至两端高度相同时再读取体积, 目的是保证内外压强或前后压强相等。对于能溶于水的气体, 为减小误差, 可以采用排液体的方法来测量。例如:Cl2—饱和NaCl溶液;CO2—饱和NaHCO3溶液;SO2—饱和NaHSO3溶液。
应用实例:
(1) H2O2→测定O2的体积 (标准状况) , 求O2的摩尔体积或双氧水浓度。
(2) NaHCO3 (NaCl) →测定CO2的体积 (标准状况) , 求NaHCO3含量。
(3) Mg (Al) 合金→测定H2的体积 (标准状况) , 求合金成分。
(4) Na2O2 (Na2O) →测O2体积, 求Na2O2含量。
【例3】 (2012·四川理综) 甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比, 设计了如下实验流程:
实验中, 先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气, 再连接洗气瓶和气体收集装置, 立即加热氧化铜。反应完成后, 黑色的氧化铜转化为红色的铜。
下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置, D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
甲小组测得:反应前氧化铜的质量m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。
乙小组测得:洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4g、生成氮气在标准状况下的体积V2L。
请回答下列问题:
(1) 写出仪器a的名称: _________。
(2) 检查A装置气密 性的操作 是__________。
(3) 甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气, 请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。
(4) 甲小组用 所测数据 计算出氨 分子中氮、氢的原子个数之比为________。
(5) 乙小组用 所测数据 计算出氨 分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值, 其原因是_________。为此, 乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器, 重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积, 得出了合理的实验结果。该药品的名称是________。
解析: (1) 分析图中装置B可知, 仪器a为圆底烧瓶。
(2) 检查装置A的气密性可采用微热法, 即连接导管, 将导管插入水中;加热试管, 导管口有气泡产生;停止加热, 导管内有水回流并形成一段稳定的水柱。
(5) NH3与CuO的反应是气体与固体的反应, 气体不可能完全反应, 故浓硫酸除了吸收水外, 还吸收了氨气, 氨气的质量当作水的质量了, 故使H的量偏高。应在浓硫酸吸收水之前, 加一个盛有碱石灰的干燥管, 来除去没有反应的氨气。
答案: (1) 圆底烧瓶
(2) 连接导管, 将导管插 入水中;加热试管, 导管口有气泡产生;停止加热, 导管内有水回流并形成一段稳定的水柱
(4) 5V1∶7 (m1-m2)
(5) 浓硫酸吸收了未反应的氨气, 从而使计算的氢的量偏高碱石灰 (氢氧化钠、氧化钙等)
名师点评:本题利用干燥的氨气与CuO在加热条件下反应, 用浓硫酸吸收水, 并测定生成N2的体积, 据此确定氨分子中N、H原子的个数比。其中水的质量和N2的体积的测量是实验中定量分析的关键, 通过测量反应前后盛有浓硫酸的洗气瓶的质量确定生成水的质量, 通过排水法测定生成N2的体积。
用排水法测定生成气体的体积时, 要特别注意导气管的连接, 切勿与洗气装置中导气管的连接相混淆:排水法收集气体时, 要保证“短进长出”, 而利用洗气瓶进行洗气时, 则要保证“长进短出”。