无机化学成分分析十篇

发布时间:2024-04-26 02:47:01

无机化学成分分析篇1

[关键词]网络课程;无机及分析化学;立体课程建设;实践

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]a [文章编号]1005-4634(2012)02-0100-03

山东科技大学的《无机及分析化学》不仅是应用化学和化学工程与工艺专业最核心的专业基础课,也是矿物加工、生物工程、环境科学与环境工程、无机非金属材料工程和高分子材料与工程等近化学专业的核心基础课程,主要为学生进一步学习《有机化学》、《环境监测》、《食品理化检验》、《高分子化学》、《生物化学》、《生化实验技术》、《仪器分析》等核心专业基础课打以及做毕业论文打基础。

《无机及分析化学》课程是一门理论与实验相结合的课程,针对不同专业的需要,山东科技大学有两种方式进行教学:一种是将无机化学与分析化学整合成一门课程的短学时教学(近化学专业),一种是将无机化学与分析化学分开授课的长学时教学(化学专业)。

《无机及分析化学》网络立体课程主要包括理论教学和实验教学两部分,经过十多年的教学改革和课程建设,形成了一套以培养应用型人才为特色的教学内容体系:在理论教学方面,本着应用为目的,够用为度、适量超前的原则,以定量分析为主线,设置化学基础原理和化学分析原理与技术两大块教学内容,准确、简明的阐述最基本的无机及分析化学原理和规律,并使“分析与应用”贯穿于整个课程教学内容之中,体了重基础、强应用、为专业服务的特色。在实验教学方面,按照“基础一综合一应用”的思路设计的实验教学内容,突出基础技能为专业技能服务的特点,强化综合技能的训练。

1 《无机及分析化学》课程系列教材的建设实践

教材的建设体了教学思想、培养目标、教学内容和课程体系的改革,是网络立体课程建设的重要组成部分,是有效解决教学内容和教学方法存在问题的关键。

根据山东科技大学近化学、化工类专业本科生对化学基础知识的要求,以少而精、精而新的原则,将传统教学内容与代新知识相结合,对无机化学、分析化学、普通化学内容进行整合、革新和优化,注重对学生进行素质教育,编写出版了21世纪高等院校教材《无机及分析化学》、《无机及分析化学实验》和《分析化学实验》。这些教材注重处理传统学科与新兴交叉学科知识的关系,在阐述基本原理和知识的基础上注重内容的更新,体了材料、环境及生物类学科与化学学科的交叉与融合。将化学热力学知识融入全书有关章节,并将四大平衡和四大滴定分析法有机结合。理论教学以化学热力学基础、物质结构、四大平衡为重点,适当简化四大滴定分析法,而使其在实验教学中加强简化分子轨道理论、晶体场理论等难度较大的内容。编写了绿色化学概论、材料与化学、生命与化学、环境与化学等作为培养学生兴趣和扩大知识面的阅读材料。通过阅读材料部分的学习,既可使学生了解本专业的发展动态,扩大知识面,又能使学生了解化学基础理论在相关学科中的重要地位,激发他们学习化学知识的兴趣和热情。编写中力求使教材简明扼要、概念准确、重点鲜明、深入浅出、通俗易懂、理论联系实际,适用于矿物加工、材料、环境、生物工程等主要专业大类。

2 《无机及分析化学》课程立体化网站的建设实践

按照国家、学校新修改的教学大纲的要求,对《无机及分析化学》课程进行了网络立体化的全面建设,建立了《无机及分析化学》课程网络平台。将课程简介、师资队伍、理论教学、实验教学、教学互动、教学视频和化学资源等栏目的内容公布在山东科技大学的网站上。目前无机及分析化学理论教材、实验教材、学习指导书、电子教案、课程网站等学习资源已经形成了全方位、立体化的课程教学体系。学生可不受时间和空间的限制,掌控自己的学习过程。

在教学理念方面,把培养学生的科学素质和创新精神放在第一位,把无机及分析化学课建设成为既是学生学习科技知识的基础课,又是培养学生科学素质的基础课。理论课教学以无机化学基本原理为主,以物质结构基础为依据,以四大平衡原理为重点,以重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定为目标,以指导学生自我学习为方法。实验教学以化学分析技术和技能训练为核心和重点,强化基本技能训练,强调系统分析问题和解决问题,重视系统性、综合性、设计性实验。矿物加工、材料科学、生命科学、环境科学等诸学科的研究和发展都离不开无机化学、分析化学原理和技术的进步与发展,要不断建立矿物加工类、材料类、环境类、生物类几个模块相关专业的课程体系和教学内容。

3 在教学实践中改革教学方法,增强师生互动

网络立体化教学的多样性,给不同层次的学生提供了适合自己的教学平台。学分制的改革,作为基础课的《无机及分析化学》的学时数也在减少,这对教学内容和教师的教学水平提出了更高的要求,必须不断进行教学内容更新,教学方法、教学手段及考试方法的改革。无机及分析化学内容广泛,涉及物质结构理论基础、化学反应基本原理、溶液平衡、化学分析、元素化学、部分仪器分析等内容。课程讲授不可能面面俱到,要在吃透教材的基础上分层次合理安排讲课内容,注重难点和重点引导,精讲与对比分析讨论,如四大平衡与四大滴定,同时注意引入学科前沿知识。在教学方法上,主要是讲重点、讲难点、讲思路、讲方法、讲应用,形成了“课内讲授一课外讲座一辅导答疑一考核评估”教与学一体化的互动教学模式,既注重培养学生的逻辑思维能力,又注重培养学生的创新精神和自主学习的能力。

《无机及分析化学》的教学课程在大学一年级进行,该课程的学习不仅使学生在知识上有所积累,而且在学习能力上也应得到较大提高,要求学生做到课前预习、课中互动、课后小结,学会学习的方法。在教学中针对部分内容,要求学生自学,有些延伸内容,要求学生查阅有关学术期刊,并撰写小论文、课堂讨论,最后教师总结。同时充分运用代教育技术,将传统的教学方式与代化教学手段相结合,大大提高课堂效率。此外,也在网络课程中制作了大量的图片、图表、动画、录像等素材和资料,用以表课程教学内容。

不断进行考试方法的改革。鼓励学生撰写读书报告和科技“小论文”,培养学生科学研究的意识、习惯和能力,有助于学生对化学知识的深入理解及综合运用。期末成绩由考勤、平时作业、课堂提问、单元测验、期末考试等成绩综合评定,撰写的读书报告和科技小论文实行额外加分,根据撰写的质量在总成绩中加0~10分,若能达到公开

发表的水平最多可加10分,但课程总成绩最多为100分。

4 《无机及分析化学》实验课的改革实践

实验改革的目标是通过系统的实验教学,加强基本训练,着重能力培养,强化创新意识。创造性教育要求对学生既要有基础知识和新的专业知识的传授,又要有自学能力、独立思考能力、动手能力的培养,尤其是代意识、竞争意识的培养。自2004年起,根据山东科技大学实际情况和学生不同层次、不同专业的培养要求,对原实验课程体系、教学内容和方法进行改革,建立和完善了无机及分析化学实验课的教学内容,按照基础实验一综合实验一设计实验3个层次推进教学进程。建立了以实验技术要素为主线的实验教学体系,设计了适合山东科技大学不同学科学生的多层次实验教学内容,为学生个性发展、潜能开发以及优秀学生脱颖而出创造条件。开放实验室,使一些不能在课堂上完成的实验得到补充,同时学生也可以自己设计一些感兴趣的实验,在教师的指导下进行,从而使学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。无机及分析化学实验形成了多层次的实验教学体系,多模块的实验教学内容,预约开放式教学模式。为此,无机及分析化学实验课程教学采取了以下改革措施。

1)对无机及分析化学实验教学内容进行了重组,并进行绿色化改造。本实验课注重在继承传统内容的基础上创新,增加设计性实验,加强综合性实验,减少验证性实验。根据无机及分析化学实验的特点,用绿色化学的观念对传统化学实验进行了改造,实了“性质实验点滴化、制备实验小量化、分析实验减量化”,这样在常规仪器中完成无机及分析化学的实验教学,不仅大量减少了化学试剂和药品的消耗,节约了实验消耗费用,而且也加强了学生的环保意识,收到了良好的效果。

2)正确认识理论课教学与实验课教学的关系。在无机及分析化学实验教学中,学生应始终处于主置,教师则处于为实验教学服务的主导位置。作为实验教学主体的学生,在继承传统知识和技术的基础上,重点进行知识和技术的应用和创新;作为主导教师,在搞好实验教学引导工作的同时,加强自身知识和技能的扩展和更新,达到知识丰富、技术熟练和教学方法科学而实用的要求。

3)多媒体辅助教学和开放实验室缓解实验课时少、内容多的矛盾。随着单一、验证性实验向综合性、设计性实验的转化,实验教学内容不断丰富,往往一个连续的系统的试验中涉及好几个相关的实验技术,由学生自己动手设计并完成整个实验,由此开设综合实验面临着如何在有限时间内让学生掌握更多实验技术的难题。对于无机及分析化学实验课,使用多媒体技术辅助教学,利用录像演示实验技术的操作要点,再实验进程和结果,增强学习效果。建立了仿真实验室,学生可以在计算机上进行无机及分析化学实验等课程的仿真实验,同时可进行相应的预习。

4)形成了基础-提高-突优-参与科研4层次的开放实验教学模式和管理方法,完善了对不同层次学生因材施教的实验教学方法。在生产实践中发、研究、分析和解决问题,这对于培养学生分析问题和解决问题的能力,培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。无机及分析化学实验室成为大学生科技创新创业的基地,几年来山东科技大学启动“挑战者杯”、“大学生实验技能大赛”、“大学生创新基金项目”等多项大学生科技创新资助计划,开放无机及分析化学实验室,为其高质量完成项目提供条件保证。

无机化学成分分析篇2

[关键词]教学体系教学改革教学效果

“无机及分析化学”是高校近化学专业学生必修的重要基础课程。针对学校的定位、教学计划的调整及逐年扩招的形势,为培养“宽基础、强能力、高素质”、满足社会发展需要的创新型人才、应用型人才,我们从构建新的课程体系及编写无机及分析化学教材、改变传统的教学模式及方式、改革实验教学内容与方法等方面进行了改革尝试,取得了一定的效果。

一、构建新的课程体系

无机及分析化学作为由无机化学和分析化学重组而成的一门基础课程,根据两门课程的内在联系,突破了将无机化学、分析化学理论分段编排的体系,融会贯通地将内容联系最紧密的“四大平衡”和“四大滴定分析”有机地结合起来,建立了新的课程新体系和教学内容。将四大滴定分析及其应用穿插在四大化学平衡之中,讨论相应的平衡后,介绍其对应的化学分析内容。这种将原理和应用揉为一体的教学改革,避免了内容的不必要重复,减少了授课的学时,使教学内容更为简练、完整,紧凑合理,前后连贯,系统性强,教学思路更加清晰、明确,重点更加突出;使学生的学习能够深入浅出、容易接受、有重点地掌握无机化学与分析化学的实质。另外还要考虑仪器分析的内容及仪器分析在相应专业中的应用和当前仪器分析发展的动向等内容,使课程教学体系能较全面、系统得反映无机及分析化学教学内容。

二、编写适用的无机及分析化学教材

根据无机及分析化学课程新体系,我们制定新的教学大纲,转变重视理论讲授为理论知识和实践能力并举协调发展的综合素质教育理念,编写了适合相关专业教学需要的《无机及分析化学>和《大学化学实验》教材各一部,由化学工业出版社出版。教材内容以必需、够用为度,删除了与中学化学内容重复的部分,同时注意中学化学与大学化学中相关内容的衔接,注重学科内容的系统性、完整性,使学生的学习由浅入深,循序渐进;并注重有关内容与物理、生物、农药、环境等学科的联系与交叉,扩大学生知识面和视野,引导学生注意“边缘学科”的研究和发展;注重内容与农、林、生物、食品等学科紧密结合,体现了学以致用的基础特色,为后续专业课的学习和科研奠定基础。

三、更新教学方法以提升教学效果

如何解决课时紧张、教学要求与教学时数之间的矛盾突出是我们必须面对的问题。为此,我们通过课程整合,避免内容的重复,精炼教学内容,充分利用网络资源等方法,有效地提高了授课效率,减缓了课时减少与内容之间的矛盾。另外,在有限的课时内完成系统的教学,同时还要达到宽基础的目的,教学方法必须与时俱进,实施多媒体教学、利用网络是势在必行的选择,我们制作了与教材配套的多媒体课件,开展网络教学与管理,把教学大纲、电子教案、学习指导、习题解答、相关知识链接、教学录相等上网开放,学生能够方便的利用自己空闲的时间,自主地进行学习,有效地增加了教学容量。在课堂教学中要充分考虑学生的基础知识、教学内容的特点,采用启发提问式、讲授为主式、课堂讨论式等多种教学方法,充分调动学生学习的能动性,使教和学真正的互动起来。通过以上措施,有效地提高了教学的效率和质量。

四、重视实验教学,创新实验教学体系

无机及分析化学课程组建以后,原先的无机化学实验、分析化学实验合为一门课程,称为“大学化学实验”。组合后的实验课程在教学内容上并没有将原有内容简单地组合,而是根据人才培养的需要,进行了较大的调整。增加学生自行设计性实验,减少基础的验证性实验,把部分容量分析的实验,改变为与实际密切联系的分析实验,同时,增加一些综合性实验和设计性实验。这样,益于开发学生的创新能力,启发学生发散性思维,调动学生的主观能动性,利于培养“强能力、高素质”的现代人才。

经过几年的教学改革与实践,使我们的教学质量得到进一步提高,取得了较好的教学效果。

[参考文献]

[1]王运,董元彦,张方钰,等.面向新世纪无机及分析化学课程体系的构建[J].高等农业教育,2005,(4):60—62.

[2]陈勇智,廖建良,宋冠华.生物科学专业《无机及分析化学》课程的改革与探索[J].惠州学院学报:自然科学版,2005,25(3):117—119.

无机化学成分分析篇3

【关键词】林学;化学;教学内容;改革

化学是林业院校最重要的基础课程,大学一年级常开设无机化学、分析化学。在1999年以前的教学中,无机化学和分析化学分为两期授课,各门课程自身的系统性和规律性也得到了充分重视,但课程之间相互协调不够,两门课程之间有重复的内容。

在面向21世纪教学改革中,提出了在林业院校建立多层次化学课程体系的设想。第一层次是基础化学,包括无机及分析化学、有机化学、无机及分析化学实验和有机化学实验等四门课程。理论课教学以讲授基本理论和基本知识为主线,适当拓宽知识面,简要介绍化学科学的新进展,特别是林业科学、生命科学中与化学相关的新进展;实验课以操作训练为主,以定量内容为主,加强对学生素质和能力的培养。第二层次是中级化学,包括物理化学、仪器分析,中级化学实验、现代化学进展等若干门必修课和选修课。学生在完成基础化学层次的学业之后,再继续学习中级化学课程,较深入地学习化学理论,并受到较严格的综合实验训练,培养分析问题和解决问题的能力,掌握多种仪器的使用。第三层次是有关学科的一些专业课程和某些研究生的课程。

这种改革的思路已经纳入教育部面向21世纪教学改革项目,即“高等农林院校化学系列课程教学内容和课程体系改革(04-8)”课题[1-3]。开设无机及分析化学课程就是这项改革中的一个重大步骤,对原有的无机化学和分析化学两门课程的体系进行了较大的调整,对教学内容作了较多的增删和重新组合,最终由北京林业大学拟定了教学大纲,由中南林业科技大学主编了无机及分析化学教材。最近两年,我们在林学专业无机及分析化学课程内容的改革方面,主要做了以下几个方面的工作。

1将无机及分析化学的教学内容分为三个部分

第一部分是化学的基本知识和基本理论,包括溶液、胶体、化学热力学、化学平衡、化学反应速率、物质结构等内容。第二部分是溶液中的平衡及应用,重点是在化学分析中的应用。第三部分是现代测试方法,只讲授电势分析和吸光光度分析,对仪器分析进行简单介绍。与原有的无机化学、分析化学两门课程相比较,理论课讲授减少了约20学时,删除了晶体场理论、电子互斥理论等过于难深的内容。根据林业院校的特点,增加了生物无机化学简介、稀土元素在农业上的应用、纳米材料等内容。

2讲课中注意前后呼应,让学生举一反三

例如讲化学平衡时讲清多重平衡的条件及影响因素,则学生可以自己解决溶液中几种平衡相互影响的问题。又如对滴定曲线,重点讲清酸碱滴定曲线,而配位滴定曲线和氧化还原滴定曲线就不再详细讲授,让学生自己分析计算,自己绘制。在教材中,将酸碱平衡与酸碱滴定,配位平衡与配位滴定,氧化还原平衡与氧化还原滴定的内容安排在前后章,教学时结合在一起讲授。一方面将化学平衡的原理直接用于分析测定,另一方面也让学生了解在遇到实际问

题时,如何综合运用化学知识来分析问题和解决问题。

3提高教学的层次与视点

例如讲授胶体时,提及宇航保温用品“轻如烟”的固体。讲Gibbs公式时,让学生自己判断Gibbs函数变与焓、熵和温度的关系,并判断化学反应的自发性,加深对Gibbs函数变判据化学反应自发性的理解,使学生在一定程度上避免了死记硬背。又如过去无机化学中讲杂化轨道理论,讲分子间作用力等时,基本上局限于无机化合物,现在则提及有机物的杂化现象,在讲分子间力时,把有机同系物熔沸点的变化规律也涵盖进来,使学生了解到化学科学的完整性,了解到这些规律无论对无机化合物或是有机化合物都同样适用。又如关于酸碱平衡,过去重点讲授电离理论,介绍质子理论,现在将改为重点讲授质子理论,并用质子理论函盖电离理论,提高了学生的视点。

4无机及分析化学理论教学内容的确定

与北京林业大学、南京林业大学、福建农林大学、西南林学院和浙江林学院相关教师共同商讨,经过对以往教学内容的总结,新的教学内容和新教材的章节顺序确定为:

第一章溶液和胶体:溶液浓度,稀溶液的依数性,胶体溶液,表面现象

第二章化学反应的基础理论:焓、熵、自由能,化学反应速率,化学平衡

第三章分析化学概论:定量分析的一般程序,有效数字,误差,有限数据的统计处理,滴定分析计算,仪器分析简介

第四章溶液中的离子平衡:酸碱质子理论,酸碱溶液pH值计算,缓冲溶液,难溶电解质的沉淀溶解平衡,沉淀的生成与溶解

第五章酸碱滴定法:酸碱滴定曲线,酸碱指示剂,酸碱标准溶液的配制,酸碱滴定法的应用

第六章沉淀滴定法和重量分析法:

第七章配位化合物:配位化合物组成与命名,配位平衡,螯合物,配合物的应用

第八章配位滴定法:eDta的性质,配位滴定曲线,金属指示剂,配位滴定法的应用

第九章氧化还原反应与电化学:氧化还原反应,原电池与电极电势,元素电势图

第十章氧化还原滴定与电势分析法:条件电势,氧化还原滴定曲线,氧化还原滴定指示剂,常用的氧化还原滴定方法,电势分析法的基本原理,膜电势,电势分析的定量方法

第十一章物质结构简介:原子结构,分子结构,晶体结构,分子间力与氢键

第十二章生命元素选述

第十三章分光光度分析法:物质与光的作用,光吸收定律,偏离光吸收定律的原因,分光光度法的应用第十四章化学与社会:化学和环境,化学和生命体,稀土与农林业,化学与纳米材料

与上一届高等林业院校合编的《无机化学》和《分析化学》(16开,约600页)比较,按以上内容新编了《无机及分析化学》教材,其篇幅减少了约二分之一[4]。

5改革实验课的教学

化学是实验科学。在教学改革的方案中,独立设置无机及分析化学实验课程,实验不再是理论课的附属和验证。实验课以训练基本操作、基本技能为主,增加操作实验和综合实验。实验内容较密切地联系生产和科研实际,依照化学课程改革的要求,突出了基本操作的规范,适当增加了有利于培养实验基本操作技能、提高综合能力的制备实验、常数测定实验和设计实验,压缩了部分验证性的试管实验。在设计实验中要求学生从查阅资料开始,自己拟定实验方案,并提交完整的报告,这种训练方法,学生不再是按照实验教材“照方抓药”,而是有相当大的独立性和自主性,学生都非常感兴趣,都投入很大的精力来完成设计实验。

无机及分析化学课程的教学内容经过多年来的教学内容改革实践,不断修改完善,学生的知识更宽,实验室动手能力得到了较大的提高,取得令人满意的教学效果。

参考文献

[1]黄蔷蕾.编写“面向21世纪教材——《无机及分析化学》”的思考和体会[J].河北农业大学学报(农林教育版),2001.6:29,55

[2]陈勇智,廖建良,宋冠华.生物科学专业《无机及分析化学》课程的改革与探索[J].惠州学院学报(自然科学版),2005.6:117~120

无机化学成分分析篇4

1.1实验结构的改革

无机化学实验与化学分析实验内容有较大程度的重复,如果将定性分析实验融入到无机实验中,将滴定分析实验与无机实验综合,实验结构重叠问题就能得到较好的解决。还可根据无机、分析化学教学内容的特点,保留一些经典的实验内容。如“反应速率与活化能的测定”、“无机盐的制备”、“酸碱溶液浓度的标定”和容量分析中具代表性的测定等。强化各个实验的基本原理和操作,在原有基础上,深化教学内容,增设一些具有先进性、典型化的实验,例如酸碱反应实验。原无机化学实验设有“醋酸电离常数的测定”,而在分析化学实验中有“混合碱的测定”和“铵盐中含氮量的测定”,根据学生反映,酸碱滴定操作重复过多,感到枯燥,为此我们可以将“混合碱的测定”和“铵盐中含氮量的测定”这两个实验删除,而在“醋酸电离常数的测定”实验中增加了醋酸溶液浓度的标定,这样不仅充实了实验内容,而且实验内容选择上具有典型性,酸碱滴定既有强酸、强碱之间的滴定,也有强碱滴定弱酸,以拓宽学生的眼界,同时根据醋酸电离常数测定值的准确度直接检验学生标定酸碱浓度的准确性。实验课程的整合给实验课的教学提出了新的要求,原有的教材已不能满足实验的要求,特别需要与之相配套的符合学生实际情况的实验教材。为此首先在保持无机化学实验与分析化学实验教材自身的独立性和系统性的基础上,尽可能覆盖无机及分析化学实验基本操作技能,把那些对学生基本技能训练有重大作用的典型实验作为必做实验。精简两门实验中重复的部分,使其简而不漏。

1.2综合性实验的设立

无机及分析化学实验结构的改革使得综合性实验的设立成为必然。综合设计性实验的开设可有效提高学生综合设计能力和分析测试能力,培养学生解决实际问题的能力和综合实践能力。综合设计性实验需要综合各门学科的基础知识,必须具备各门实验课程的基础操作能力。如果整合两个实验课程,则可以设立无机与分析综合实验,提高学生的综合素质和能力。例如:在开设的综合实验中,可以同时包含有无机化合物制备、原料与产品定量分析等多项内容。教师可提出项目,指导学生查阅相关资料,由学生自己设计实验方案并完成实验,最后要求学生以小论文形式写出实验报告。这类实验不仅能提高学生的逻辑思维能力,自学能力和综合能力,而且也增强了学生的学习主动性。如可将无机化学实验中“由铜为原料制备硫酸铜”与分析化学实验中采用碘量法测定铜盐中的铜含量有机地结合成为设计性综合实验,由铜和工业硫酸为原料制备硫酸铜,再将粗产品重结晶制得纯品硫酸铜CuSo4•5H2o,然后进行铜含量测定。本实验要求学生独立设计合理的实验方案,选择实验仪器并计算主原料用量及确定最佳的实验条件,通过该过程不仅消除了学生以往为追求产品数量而忽视产品质量问题,而且使学生巩固了基本操作,学会解决实际问题的方法。

1.3教学方法的调整

无机与分析实验操作及其教材整合后,其教学方法也应作相应调整。根据综合性大学教学对象的差异性和教学组织的灵活多样性等特点,针对不同教学阶段、不同教学对象采用不同教学方法。如:第一周,在进行基本技能训练时,为保证学生操作的规范性,采用教师示范———学生实践———教师指导的教学方法;第二周进行定量分析实验时,为了培养学生思考问题、解决问题的能力,采用学生预习———教师讲解———学生实践———教师指导的教学方法,为下一步综合实验打下基础;第三、四周综合实验、设计实验时,采用教师命题———学生设计———师生讨论———学生实践———教师讲评的教学方法,以更好的培养学生的综合能力和创新能力。在教学方式上,采用多媒体教学为补充。根据综合性大学教育必须够用性原则,实验课时不能一味增加,无机元素性质、重量分析法等实验可以考虑在理论教学时一并完成。具体实施办法是:有任课教师在实验室录制相关实验教学录像,授课时采用多媒体教学。这样可以节省实验室资源,为学生自主实验提供条件。

1.4开放式实验室的设立

无机及分析化学实验的实验结构和教材的整合有助于我们设立综合性实验,从而培养学生勤动手勤动脑的习惯,培养学生学习兴趣,激发学生创新思维。对学生进行化学实验设计培养及实验技术和知识的综合应用能力训练,已成为学生创新能力培养过程中必不可少的重要环节,因此必须对化学实验、实训教学模式进行改革,挖掘实验教学与工作过程的结合点。所以建立开放式实验室无疑是解决这一问题的较好方法。开放式实验室的设立将以学生为中学,注重从验证式教学模式向研究式教学模式过渡,由灌输式教学法向诱导式再到自主式教学法转变,从学生被动的被灌输到诱导学生学习,再到学生能自主学习相关知识和技能。通过各种形式和层次的实验教学,以及实验室的开放,极大地调动广大学生对实验课的学习积极性,体现因材施教的教学理念。在开放式实验室里,学生可以一改过去“照方抓药”的实验工作方式,在教师及时、正确的引导下根据自己的实际情况选择实验内容,将实验主体从教师转变为学生,使学生的主动性和创造性得到充分发挥,并逐步培养学生完成既定工作的能力和毅力。开放式实验室是培养综合性大学学生工作能力和素质的有效手段。但值得注意的是,由于教学对象存在较大差异性,实验的难度和要求应遵循梯度原则,学生可以根据自己的实际情况选择教学题目。

2无机及分析化学改革与整合的特点

2.1增进学科间的融合,提高学习的时效性

随着化学学科在现代化工农业生产中应用的不断提高,化学各科之间的融合与渗透不断增强,工业分析中往往要综合运用无机化学、分析化学等领域的知识。将无机与分析化学实验内容整合,恰能避免学校知识与实践需要脱节的弊端。另外,大学的实验操作课程一般在新生入学第二学期开始,而此时大学的理论课程繁重,学生可能不能投入百分之百的精力与时间于实验中,所以课程的优化可以较好的解决这一问题。改革原有教学内容划分过细、各门课程过分强调各自的系统性完整性的状况,推进教学改革,为学生节省因重复操作而浪费的宝贵时间,提高学生学习的效率,从而达到增强学生获取和综合知识的能力,培养运用化学知识进行科学研究和解决工程问题的创新能力的目的。具体做法如:在实验内容的安排中,把化学常数测定的实验与仪器分析实验相结合,如,用pH法测定醋酸电离度、电离常数,由已知醋酸浓度改为学生自己配置标准醋酸溶液,从而激发学生的学习热情,同时又学习了pH计的运用,提高了实验效果;在水中铁含量的测定实验中,运用分光光度法,既可以使学生学会分光光度计的使用,又复习了分光光度计的原理及计算知识。这样做可使基本操作更加规范化,建立正确的概念,实验效果更好。

2.2减少重复性,突出整体性

传统的无机化学实验和分析化学实验是彼此独立的,两门实验课程各自安排实验,在一定程度上会造成内容上的重复。如,传统的实验安排中,在分析化学试验中会做酸碱滴定分析实验,在无机化学实验中同样会做这项实验;又如,在无机化学实验中称量微量试剂时要用到分析天平,而在分析化学实验中分析天平的使用率更高,两门实验课程中都要讲解分析天平的使用方法未免太过重复。当实验中出现重复时,回使学生对实验的兴趣降低,影响教学效果,而且用两次实验课的时间做同一个实验,在一定程度上也浪费了学生的学习时间。当把两门实验课程整合成一门课程后,这类实验内容重复的问题就会避免。将两门课程联系在一起,可以发展学生的思维,拓宽学生的眼界,促进学科间的融合,使学生自主学会联系各学科之间的关系,学会多方面对待生活中的化学问题。因此,避免实验内容的重复在安排实验项目工作中非常重要。

2.3符合够用性原则

现在的教育体制,不善于培养学生独立思考的意识。在当今的高考体制下,学生很难有时间去积极的投入到自身的兴趣爱好当中。在学校里只是一味的去接受知识,不是通过自己的思考来获得。这样的一些死知识使得学生没有了学习的热情,同时也失去了自己探索知识的兴趣。进入大学以后高校的教育体制又过度放任,这样的一上一下使学生的思维转变过大,学生很难适应,独立思考与创新意识更难以激发出来。并且重复的实验使得实验仪器使用率增大,学校很难安排出空余的仪器供学生自主学习与创新。学生自制力不强,加之实验室资源的短缺,学生很难全面而精准的学习课业内容。将两门实验课程整合起来,可以空余出实验室资源,供学生操作兴趣实验。解决了当今高校实验室资源短缺的难题,让学生在有限的时间内学到更多的实验技能。针对教学对象的差异性,让领悟稍慢的学生有更多的机会操作实验内容,让兴趣浓厚的学生在教师的帮助下完成各项探索及创新实验,做到因材施教。

3结语

无机化学成分分析篇5

摘要:本文简单介绍了分析化学的方法和种类,阐述了分析化学在陶瓷原材料检测中的作用。以氧化锆材料为实例,从其定性分析、定量分析和结构分析出发,重点介绍了XRD、化学滴定和激光粒度三种分析方法在氧化锆陶瓷原料检测方面的应用。并对比了这三种方法在材料检测上的各自特征。指出了分析化学在陶瓷原材料检测中的重要性。

关健词:分析化学;陶瓷;氧化锆;检测

研究物质化学组成的分析方法及有关理论的科学称为分析化学(analyticalchemistry)。分析化学是化学的一个重要分支,它的任务主要有三方面:鉴定物质的化学组成(或成分)、测定各组分的含量、确定物质的化学结构。它们分别属于分析化学的定性分析(qualitafiveanalysis)、定量分析(quantitafiveanalysis)和结构分析(structuralanalvsis)的内容。分析化学不仅对于化学本身的发展起着重大的作用,而且在国民经济、科学研究、医药卫生、学校教育等方面都起着重要的作用。如在国民经济中对资源勘探、油田、煤矿、钢铁基地选定中的矿石及油气等的分析;在工业生产中对原料、中间体、成品的分析;在农业生产中对土壤、肥料、粮食、农药的分析;在原子能材料、半导体材料、超纯物质中对微量杂质的分析等,都需要应用分析化学。有关生产过程的控制和管理、生产技术的改进与革新,也需要依靠分析结果进行操作。

随着科技的发展,陶瓷材料已超越传统上的意义,对人类生产生活有着极其广泛的影响。从工业产品到日常生活,人类已经离不开陶瓷材料产品。因此,对陶瓷材料的检测也随之发展起来。如目前国内较先进的陶瓷产品性能的无损伤探测仪器,能在陶瓷产品无损伤的条件下进行诸如产品强度、抗热震性、外观有无裂纹、内部形貌、吸水率等指标的测试,有着广泛的应用前景。陶瓷材料分为原材料和成品材料。原料检测的方法有成分分析、形貌分析、晶相分析及粒度分析等。成品分析的方法有成分分析、晶相分析及性能分析等。

2 分析化学的分类

2.1 按检测原理分类

分析化学按检测原理可分为化学分析和仪器分析。

2.1.1 化学分析

化学分析法是主要利用化学原理进行分析的方法,它是绝对定量的。根据样品、反应产物,或所消耗试剂的量,以及反应的化学计量关系,来计算出待测组分的量。化学分析是建立在对分析物质成分确定的基础上,若分析物质成分不确定,则无法进行下一步的定量分析。

2.1.2 仪器分析

仪器分析是化学学科的一个重要分支,是目前的发展方向。它是以物质的物理和化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器,对物质进行定性分析、定量分析、形态分析。仪器分析的方法很多,每一种分析方法所依据的原理不同,所测量的物理量、操作过程,以及应用情况都不同。仪器分析虽然能够准确、高效地分析出材料的成分、含量等。但它的固定投资高,仪器维护使用费也高。而化学分析使用成本低,且还具有灵活性好、精度高等特点。仪器分析用来对物质进行定性分析,而化学分析则进行定量分析,目前它们被检测中心和科研所广泛采用。

2.2 按样品性质分类

分析化学按检测样品性质分类可粗分为无机分析和有机分析两大类。

2.2.1 无机分析

无机分析顾名思义就是对无机材料样品的分析,无机材料又可分为无机非金属材料和金属材料。无机非金属材料包括玻璃、水泥、陶瓷等。金属材料包括铝及其合金、铜、钢铁等。

2.2.2 有机分析

有机分析是指对有机材料样品进行的定量分析。有机材料包括石油、染料、塑料、食品、合成药物、中草药等。

3 分析化学在陶瓷材料检验中的应用

分析化学种类繁多,门类复杂,但归根结底都是对材料理化性能的分析,所以一般进行定性分析、定量分析和结构分析。下面以氧化锆粉体为例,分别对其进行XRD晶相、化学滴定和激光粒度三个方面的检测分析。

3.1 XRD晶相分析

XRD(X-raydiffraction)即x射线衍射分析方法。在众多的分析测试方法中,XRD是最基础和最常用的方法。其原理是利用x射线在晶体或非晶体中的衍射与散射效应,进行物相的定性和定量分析、结构类型和不完整性分析。当X射线穿过陶瓷材料单晶相或多晶相时,就会形成特定唯一的衍射图谱。通过衍射图谱的分析,查阅pDF卡片就可以确定其材料的晶相组成。特别是对于未知组份的陶瓷材料,XRD具有分析精确、判断效率高等特点。图1为氧化锆粉料的XRD图谱。

由图1可知,通过28.2°、31.4°、50.2°所对应的d值,查pDF卡片,通过卡片,可判断为氧化锆材质。通过2e角度对应的峰值强度可判断氧化锆粉料主晶相为单斜相。

3.2 化学滴定分析及举例

化学滴定分析是较为传统和适用的成分分析方法,该方法具有成本低、精度高等特点。化学滴定法一般分为酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法及沉淀滴定法等。这些方法都被普遍使用在生产检测当中。氧化锆的滴定方法有多种,下面介绍一种常用的滴定法――硫酸铵法。

准确称量1.0000g氧化锆,于150mL烧杯中;加3g硫酸铵、5mL硫酸。用表面皿盖上烧杯;在调压电炉上加热溶解样品,直至试样完全溶解到透明;冷却后用水溶解稀释,转入250mL容量瓶里,冷却至常温;加水稀释至刻度、摇匀、待测,记作溶液a。取a溶液25mL于250mL容量瓶中;然后加入lmL浓硫酸,加热;再加入eDta标准溶液至近终点,加热至煮沸;然后再加入100mL水和两滴二甲酚橙指示剂,加热至煮沸,用eDta标准溶液滴定至橙黄色,再加热煮沸。继续用eDta标准溶液滴定至橙黄色不变为终点,记录消耗的eDta标准溶液的体积。其计算公式为:

Zr02%=1/10(t・V)/G×100% (1)

其中:t-eDta对Zro2的滴定度(g/mL);

V-消耗eDta的毫升数(mL):

G-所用二氧化锆的质量(g)。

此方法采用eDta络合滴定法。可准确测出原料中99%以上的氧化锆含量。经计算,测得上述氧化锆粉Zro2含量为99.59%。

3.3 激光粒度分析

我国的粒度测试技术比以前的筛分法和显微镜法已有较大的改进。目前大多数检测机构、科研中心、企业都已采用激光粒度仪测试粉体粒度分布。虽然国家标准中仍将筛分法作为多种工业产品的粒度测定方法,但这些传统的方法有操作烦琐、耗时长以及重复性不好等缺点,已越来越不适应当前工业生产和科研快速反应的要求。而激光散射法是一种有效快速的测定粒度的方法,它可以较好地检测出颗粒粒径级配是否合理。图2为12μm氧化锆粉体的激光粒度测试结果。

4 XRD、激光粒度和化学滴定分析方法特征的比较

单一的分析方法很难将陶瓷原材料性能完全表征。因此,一种陶瓷材料需要几种分析方法相结合,才能全面地了解材料的性能,从而正确地指导生产。表1为XRD晶相、化学滴定和激光粒度三种分析方法的特征对比。

由表1可知,采用XRD晶相定性分析,可以很好地测试出晶相组成及含量;化学滴定定量分析,可以很好地测试出化学组成及杂质含量;采用激光粒度结构分析,可以很好地测试出粒径大小及分布情况。如果把XRD、化学滴定、激光粒度三种方法相结合,就能测定出陶瓷原料的基本性能。

无机化学成分分析篇6

关键词:结构力学;平面体系;自由度;机动分析模式

中图分类号:G642.0;tU311文献标志码:a文章编号:1005-2909(2017)03-0062-04

平面体系的机动分析主要是确定结构体系的几何组成性质,判断体系是否几何不变及其约束情况。体系只有在几何不变的情况下,才能作为结构使用[1]。平面体系的机动分析是结构力学课程后续计算结构内力的基础和前提,也是学习结构力学课程的重点和难点之一。判断几何不变体系只有两刚片规则和三刚片规则,这两个规则比较容易理解。但是,平面体系千变万化,机动分析中概念多,技巧性强[2-3],对于刚接触结构力学课程学习的学生来说,往往觉得规则简单,但分析时却又感到无从下手。本文针对平面体系机动分析的特点,以及学生解题遇到的困难,经过分析、归纳和总结,提出平面体系“2+2+3+4”机动分析模式,使平面体系机动分析过程可以按照一定的模式和步骤进行,使看似无从下手的机动分析能够有章可循。

一、“2+2+3+4”机动分析模式

“2+2+3+4”机动分析模式,包括:两个机动分析判断准则、两种体系类型、三种机动分析方法、四种结构简化方法。“2+2+3+4”机动分析模式将平面结构体系的简化、机动分析和判断准则结合起来,相互联系,前后呼应,共同组成了平面体系的机动分析模式。

(一)两个机动分析判断准则

1.两刚片规则

两个刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆连接,为几何不变体系,且无多余约束;若链杆延长线通过此铰,组成的体系则是瞬变体系。

2.三刚片规则

三个刚片用三个不共线的铰两两相连,为几何不变体系,且无多余约束;若三个单铰在同一直线上,组成的体系则为瞬变体系。

两个判断规则中连接的铰,可以是实铰,也可以为虚铰。[4-5]

(二)两种体系类型

根据体系与基础连接链杆的个数,把体系分析为两种类型。

第一种体系类型:体系与基础连接大于三根链杆(r>3);第二种体系类型:体系与基础连接等于三根链杆(r=3)。如果体系与基础连接小于三根链杆(r

(三)三种机动分析方法

针对平面体系两种类型,主要有三种机动分析方法。

对于第一种体系类型,即体系与基础连接大于三根链杆(r>3),机动分析时,首先把基础作为一个基本刚片,然后根据具体情况,又分为两种分析方法。一是该结构体系局部可以和基础构成几何不变体系,基本刚片可以扩大至局部几何不变部分,然后依次将基本刚片由小到大、由下到上、由里向外一层层进行分析,可以通过扩大基本刚片到整体。二是该结构体系局部不能和基础构成几何不变体系,或者可以构成几何不变,但不能通过扩大刚片至整体。这种情况为,基本刚片如果能扩大应先扩大基本刚片,然后简化其余结构为最多两个刚片(或一个刚片),加上基础刚片,应用三刚片规则(或两刚片规则)进行分析判断。这种情况关键在于简化体系。

对于第二种体系类型,即体系与基础连接等于三根链杆(r=3),且满足两刚片规则(不满足两刚片规则时,为几何常变体系,无需机动分析),只需分析体系内部几何不变性即可。将体系内部简化为最多三个刚片(或两个刚片、一个刚片),然后根据三刚片(或两刚片)规则分析几何组成,判断是否为几何不变体系。

(四)四种简化方法

(1)结构体系内部几何不变部分可以简化为一个刚片。常见的如铰结三角形可简化为一个刚片,在此基础上,看能否增加二元体等,将刚片扩大,直至该刚片不能再扩大为止。

(2)只有两端是铰的折杆、曲杆等其它形状的杆可以简化为一根链杆。

(3)连接两个刚片的两根链杆可以简化为一个虚铰。

(4)可以拆除二元体,简化体系。

二、机动分析步骤

平面体系机动分析的步骤及流程,如图1所示。

(一)计算自由度

用以判断体系儆诟掌体系还是链杆体系。刚片体系的自由度计算公式:w=3m-2h-r;链杆体系的自由度计算公式为:w=2j-b-r。采用自由度公式计算w,若w>0,体系一定几何可变;若w≤0,满足几何不变的必要条件,则需要进行机动分析。

(二)几何组成分析

(1)简化体系。判断体系是否有二元体,若有先拆除二元体;两端是铰的折杆、曲杆等,杆简化为一根链杆。

(2)判断体系所属类型。根据体系划分标准,判断该体系属于第一还是第二种类型。

(3)选择机动分析方法。根据体系所属的类型和三种分析方法的要求,选择该体系的机动分析方法。

(4)几何组成分析过程。平面体系为第一种类型第一种分析方法的具体分析过程,见算例1。第二种分析方法的具体过程,见算例2。平面体系为第二种类型,应采用第三种分析方法,具体分析过程见算例3。

(5)判断体系是否几何不变。根据两刚片规则或者三刚片规则判断该体系的几何不变性。

三、算例分析

(一)算例1

对图2所示体系进行机动分析。

解:(1)计算自由度

该体系属于刚片体系,计算自由度:w=3m-2h-r=3×3-2×2-5=0。

(2)几何组成分析

该体系用五根链杆与基础连接,属于第一种类型。首先把基础作为刚片Ⅰ,从刚片Ⅰ开始,增加二元体1-2,扩大刚片Ⅰ,刚片Ⅰ与刚片Ⅱ之间用一个单铰和一个不通过此铰的链杆3相连(图3)。根据两刚片规则,刚片Ⅰ与刚片Ⅱ组成几何不变部分,即体系局部可以与基础构成几何不变,应采用第一种分析方法,分析过程如图3所示。由地基(刚片Ⅰ)开始,它与刚片Ⅱ看作一个刚片,即将刚片Ⅰ扩大至刚片Ⅱ;该刚片与刚片Ⅲ之间又由不交于一点的链杆4、5、6相连,组成几何不变的部分,继续扩大刚片Ⅰ至刚片Ⅲ;它与刚片Ⅳ之间由铰a和不通过铰a的链杆7相连,组成几何不变部分;最终,刚片Ⅰ扩大至整个体系。所以,该体系为几何不变,且无多余约束。

(二)算例2

对图4所示体系进行机动分析。

解:(1)计算自由度

该体系属于链杆体系,计算自由度:w=2j-b-r=2×8-12-4=0。

(2)几何组成分析

该体系用四根链杆与基础连接,属于第一种类型。首先把基础作为刚片Ⅰ,简化体系,并拆除二元体11-12。从刚片Ⅰ开始,先扩大刚片Ⅰ,依次增加二元体7-8、9-10、5-6,至此刚片Ⅰ不能再扩大,也无法扩大至整体。因此,该体系机动分析应采用第二种分析方法。然后,将其余结构简化为一个或两个刚片。将铰接三角形作为刚片Ⅱ,刚片Ⅱ也无法再扩大,此时由分析可知,不满足两刚片规则要求,且有多余的链杆。因此,需要再选择链杆13为刚片Ⅲ。此时,刚片Ⅱ、Ⅲ之间由链杆1、2组成的虚铰o1相连。刚片Ⅰ、Ⅱ之间由铰o3相连,刚片Ⅰ、Ⅲ之间由链杆3、4组成的虚铰o2相连,o1、o2、o3三铰不在一直线上。所以,该体系几何不变,且无多余约束(图5)。

(三)算例3

对图6所示体系进行机动分析。

解:(1)计算自由度

该体系属于刚片体系,计算自由度:w=3m-2h-r=3×5-2×6-3=0。

(2)几何组成分析

该体系与基础用三根链杆连接,且满足两刚片规则,属于第二种类型。因此,应采用第三种分析方法,只需要分析体系内部(图7)几何不变性,即把体系内部简化为最多三个刚片。首先选择3、4、5、6作为一个刚片,且该刚片可以扩大,依次增加二元体14-13、21-23,最后体系内部扩大为一个刚片。所以,该体系几何不变,无多余约束。

四、结语

根据学生在学习平面体系机动分析中遇到的问题,归纳和总结教学方法和技巧,提出平面体系“2+2+3+4”机动分析模式,较好地解决了学生初学时感到无从下手的难题,使平面体系机动分析过程可以按照一定的模式和步骤进行。按照“2+2+3+4”机动分析模式,通过教师的课堂讲解和课后一些题目的练习,学生反映该模式解题和分析效果较好。

参考文献:

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[2]张琳楠,徐春晖,秦太验.平面体系机动分析的一般方法[J].力学与实践,2014,36(6):738-741.

[3]鲁彩凤,鲁凤弟.募负巫槌煞治鲋姓业浇峁鼓诹Ψ治龅姆椒[J].高等建筑教育,2012,21(5):101-104.

无机化学成分分析篇7

关键词:分组式教学;无机与分析化学;教学无机与分析

化学是是研究化学基本原理、无机化合物的性质及其规律和化学分析、简单的仪器分析的方法及其应用的课程,该课程是深入学习其它大学化学课程的基础。目前该门课程是我校化工、轻化、环工、生工、制药等专业的本科一年级学生专业基础课,共80学时,开课时间为第一、二学期,基本操作与化学基础实验24学时,第一学期开设,化学与仪器分析实验36学时,第二学期开设。使用的教材是浙江大学主编的“十一五”国家规划教材。课程组根据学生学习情况和教材的内容将无机化学和分析化学涉及的四大反应和化学反应平衡的内容整合在一起讲授,元素及其化合物性质与分析化学中沉淀滴定原理、氧化还原滴定方法和试样分解结合在一起讲授[1]。无机与分析化学理论课课堂教学中,主要以教师讲、学生听为主,在课堂上学生提出疑问的机会少、相互交流的机会少。在讲到一些理论性较强、较抽象的章节如物质结构基础这一章时,往往有大部分同学觉得很难理解继而丧失学习的兴趣。为了提高课堂学习效果,有必要认清单纯运用讲授法的缺点,改革教学方式,将分组式教学引入到无机与分析化学教学中。

一、无机与分析化学教学中单纯运用讲授法的弊端

(一)不利于学生主体性发挥

在无机与分析化学的理论课上教师往往采用讲授法将知识灌输给学生,学生被动地接受知识,虽然在传授知识方面是高效的,但如果教师讲解知识的过程中忽视学生的体验,往往会使讲授内容枯燥乏味。如果教师在讲授过程中不注重与学生互动,引导学生积极思考,那么这样的课堂对于培养学生的思维能力起不到应有的作用。学生在无机与分析化学课堂上相互交流的机会少,他们作为一个完整的人的广阔发展空间被限制在狭窄的认知领域,他们的情感体验被忽视,他们的个性得不到发挥。容易产生“身在曹营心在汉”的学习状态和厌学情绪。

(二)不能因材施教

学生个体的智力发展水平有很大的差别,不同地区高中化学学习程度也有很大的差异,有的学生没有系统学习过化学,有的学生参加过化学竞赛并获奖,这就需要针对学生学习化学的基础因材施教。而在大班授课时很难做到因材施教,基础差的学生跟不上老师的思路,基础好的学生容易“吃不饱”。往往在讲授无机与分析化学课程时,学习基础好、肯在课后用功的学生和学习基础不好而又不肯在课后用功的学生在几节课讲完之后就会有很大的差别。学习用功的学生能够独立完成作业,课堂上能跟住老师讲课的思路,学习不用功的学生抄袭作业,课堂上不注意听讲。长此以往,会出现学生的两极分化现象,最终影响考试成绩,不利于提高学生学习化学的能力和让每个学生的才能都得到提高和自由发展。

(三)不能有效地激发学生学习兴趣

长期以来,学生习惯于从教师那被动地“听”来知识,依赖于教师帮助分析问题和解决问题,逐渐形成学习上的惰性,不利于学生学习主动性和积极性的培养,沉闷的课堂氛围也不利于激发学生的学习兴趣。教学中往往会形成教师讲课讲得很清楚,学生听起课来很明白,做起题来很迷糊的状况。如果教师“满堂灌”,学生被动听,教师不注重学法指导和启发学生积极思考,就更不能有效地激发学生学习动机。

(四)不利于学生能力的培养

在无机与分析化学课程教学中,传统的教学方式往往是教师一言堂,课堂气氛沉闷,对于上课不提问学生的教师来说无机与分析化学教学的课堂就是满堂灌。这不仅不利于培养学生的独立学习、独立思考的能力,也不利于学生分析问题、解决问题的培养,更不利于培养学生沟通能力、语言表达能力。课堂上既没有学生的合作交流与讨论,也没有深度的思考和判断,以学代思、重学轻思的现象十分普遍,忽视学生在学习过程中的学思结合。实验作为无机与分析化学课程的重要部分对于培养学生的实际操作能力,巩固所学的基础理论知识具有重要的作用,但在基础化学实验教学中学生往往只是照方抓药,虽然基本操作能力得到一定的锻炼,但创新思维并没有得到锻炼、创新能力并没有得到提高。鉴于单纯运用讲授法存在以上缺点,教师探索了分组式教学在无机与分析化学课程教学中的应用,在激发学生主动性和学习兴趣方面取得了显著成效。

二、采用以学生为中心的分组式教学

根据马斯洛的需求层次理论,人除了有低层次的需求如生理需求、安全需要外,还有高层次的需求如尊重需要、自我实现的需要等[2]采用分组教学能够有利于教学中以学生为中心,满足学生更高层次的需求。分组教学是教师将学生分成若干小组,使学生在组内有明确的分工,学生完成自身所分担的任务,通过互相合作共同完成小组学习任务的一种教学方式。在无机与分析化学教学中运用分组式教学能够调动每一名学生参与课堂教学,培养学生的学习积极性,调动学生积极思考问题、充分展示自我,使学生语言表达能力、组织能力、合作能力等都得到提高。在实施分组教学的过程中要注意将学生科学分组、合理分工,对小组内部学习活动严格监督、建立合理的考评机制,同时教师要加强与学生的沟通,注重课堂教学过程中的总结与指导。

三、应用分组式教学的注意事项

(一)科学分组、合理分工

由于是大班授课,因此如何科学地分组、合理分工是教师首先要解决的问题。将学生按寝室分组可以方便学生课后的交流学习,是一种可取的分组方式,经过教学实践证明,采用按学生学号分组、按学生自愿分组、和按寝室分组三种分组方式中,按寝室分组的学生期末考试平均成绩高于其他两种方式分组的考试平均成绩。按寝室分组后,每个行政班有4~5个小组。每小组6名学生。分组后要明确各组员在小组的任务,设立组长1名,负责组织组内的成员学习与讨论等;记录员1名,负责记录小组内各位同学的学习表现;材料员1名,负责收集学生讲课所需的资料;汇报员1名,负责向教师反映组内学生学习情况;检查员1名,负责检查组内学生作业情况;监督员1名,负责监督各组员是否履行自身的职责。组长可以根据组内同学的情况调整各组员的负责事项,教师可以根据情况调整组长。

(二)严格监督、合理考核

学生在小组内的学习及课堂表现,与其平时成绩挂钩,并由组内的记录员协助教师完成平时成绩的记录工作。如主动回答问题的学生平时成绩按回答问题的情况加0~2分。主动讲课的学生按讲解内容和讲课情况在平时成绩中加2~4分。如果学生无故旷课或不能及时交作业等,则该组的每个成员的平时成绩都要扣分[3]。如果在期末考试中某小组学生的成绩没有不及格的,则该组平时成绩每人加1分。

(三)加强指导、注重沟通

分组式教学将一些难度不大的教学内容分成若干部分让不同小组学生自己讲解,一方面加深了学生对所讲内容简介的理解,另一方面使学生的表达能力得到充分地锻炼和提高。这种方式打破了理工科课堂沉闷的气氛,充分锻炼了学生的语言表达能力、团队合作能力,提高了学生的综合素质,增强了学生间的互帮互助、团结共进。将学生分组并布置适当的任务后,教师要加强对学生的指导,告诉学生收集资料的方法,一方面在课前给学生提供必要的讲课资料,如讲课用的讲稿等,指导学生制作ppt,在学生上讲台之前进行必要的试讲把关;另一方面,在学生讲完之后师生进行必要的总结和点评,让学生知道学习的重点,掌握学习的难点,了解讲解过程中哪些是值得肯定的,哪些是存在问题的。

(四)注重总结、及时反馈

无机与分析化学课程总结分为每节课的课堂小结和每章讲完后的章节小结。课堂小结要针对学生课堂讲课情况及时纠正讲解内容及方法上不恰当之处,鼓励和表扬学生讲解独到的地方。章节小结要提纲挈领,以图示的方式(如图1)帮助学生记住学习重点,对教材的内容进行高度概括。要求学生在每学完一章内容后自己将本章内容总结到一张纸上,使学生掌握原子结构、元素与化合物基本性质、酸碱反应、氧化还原反应、沉淀反应和络合反应有关理论及计算,了解紫外—可见分光光度法的原理和方法。对于学生的作业普遍存在的问题及小组内批改作业发现的问题要及时讲解,以免影响后继学习。

四、分组式教学在无机与分析化学教学中的应用效果

(一)增强了学生自主学习兴趣

分组式教学实现了在课堂上从以教师为中心向以学生为中心的转变,从以知识传授为中心向以能力培养为中心的转变,提高了学生的自主学习意识,增强了学生自主学习兴趣。教师在讲前言课时将本课程的学习方法、教学方法讲清楚,做好分组和任务布置。学生在小组学习中互相合作、共同学习,学生间的合作与交流机会增多,提高了学生的学习效率和学习热情。教师提前布置的教课任务增强了学生的主动学习的意识,学生的学习与交流由课堂到课外,让学生提前学习、做“小先生”的方式增强了学生的学习兴趣,提高了学生学好无机与分析化学的自信。

(二)活跃了课堂气氛

让学生分组学习、讨论,讲授部分内容,对活跃课堂气氛起到了显著的效果[4]。课堂上经常爆发出学生们对同学鼓舞的掌声。教师在讲课时经常提问调动学生积极思考,把重点内容转化为问题提问学生。如在学习物质结构基础时四个量子数是一个重点的内容,在学习这部分知识后提问学生四个量子数的取值和意义。教师告诉学生每一组量子数都是薛定谔方程的合理解,一组量子数确定后就能够描述特定的电子运动状态。要求学生将宏观物质和微观粒子运动状态区别开。同时,在讲这部分内容时通过讲一些科学历史故事如密利根油滴实验、光电效应的发现实验等提高学生的听课兴趣。

(三)实现了因材施教

在无机与分析化学课程教学中,为了避免好的学生“吃不饱”,后进生跟不上,教师将搜集到的多个学校的教学课件分享给学生,让学生在业余时间学习。利用分组学习充分发挥不同学生的才智,在小组内学生可以取长补短,化学基础好的学生教基础差的学生,学生间互相学习,利用学生的集体荣誉感激发他们的学习动机,使学生在小组内合作学习与小组间竞争环境中充分发挥自身的潜能,更有利于因材施教。

(四)提高了学生能力

通过分组学习,让学生在组内担任不同角色,讲解部分内容,既培养了学生查阅文献的能力,提高了组织能力和沟通能力,又培养了学生自主学习能力和制作课件的能力,还锻炼了学生的语言表达能力。通过小组内合作培养了学生的团队意识、互助精神,增强了大学生的集体主义荣誉感,增进了同学间的友谊。学生通过承担组内责任、在学习过程中团结协作,学会学习、学会做事、学会做人、学会合作、实现共同进步[5]。

(五)促进了教学相长

让学生走上讲台自己讲授部分教学内容有助于教师熟悉学生的理解方式,更有利于教学相长,进一步提高教师的教学水平。教师作为指导者要尽可能多地为学生学习提供各种信息,因此需要查阅更多的资料并引导学生利用各种教学资源,让学生了解查阅文献的基本方法。教师在课后加强了与学生的沟通和交流,对学生在课堂上讲解的内容给予及时点评并让学生做出评价有利于培养学生的反思习惯。在无机与分析教学中应用分组式教学法并不是完全抛弃讲授法,对于一些难点的内容还是应该以教师讲授为主,小组讨论为辅,否则完全让学生代替教师讲授不容易把难点讲透,学生们听不明白就容易引起畏难和厌学情绪。分组式教学法实现了因材施教,提高了学生各方面的能力,是对传统的讲授法的有益补充。

参考文献:

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[3]张华山,郭小峰.“无机及分析化学”课程教学与体会[J].中国大学教学,2013(10):49-51.

[4]何春元,余维虹.高等数学大班课实施“分组讨论式”教学的实践与思考[J].大学数学,2010(5):15-17.

无机化学成分分析篇8

关键字:地质分析;测试技术;发展

随着科学研究领域的发展,地质分析工作应该顺应时代需求,适应科学研究进程,发展地质分析测试技术。作为地质研究的重要手段,地质分析测试技术是发展地质勘察事业的主要技术支撑,也是测试工作项目开发时的必需工作。现代地质分析测试技术不断发展过程中,实现了由无机到有机,由宏观到微观,由手动到自动的发展。科学技术大步进步的时代,地质分析测试技术也逐渐受到重视。

1国内外地质分析测试技术的发展现状

1.1无机元素分析技术

现代大型元素分析仪器的普及是无机元素分析技术发展的主要体现,例如等离子体质谱、X射线荧光光谱等。这些仪器的引进及普及促进了痕量及超痕量技术的发展。而且,通过对不同地质情况进行的元素分析,使得与无机元素分析技术相匹配的配套技术得到了广泛应用。随着科研项目的增加,科学家测定的元素范围也逐渐宽泛。通过无机元素分析技术的应用,实现测试流程简化的同时能保证分析结果的准确性,并且大大的提高了地质分析工作的效率。我国紧跟步伐在多地开展地质分析测试工作,并将无机元素分析技术用于地质分析工作中。在工作中不断研究地质分析方法,使得无机元素分析技术在地质样品痕量分析应用中得到推广。

1.2元素形态分析测试技术

元素形态分析属于现代化学分析范畴,近年来对其进行扩展应用到地质分析领域。在地质分析测试工作中,地质工作者提取土壤中的化学元素并对其分析,这是我国地质实验元素化学形态的主要研究方式。另一研究方式是研究分析土壤中的金属与非金属,了解其形态分布及转化过程等信息。通过元素形态分析测试技术的提高,丰富了对土壤中元素的信息,有利于土壤污染的控制,为人类生存环境的改善及生活质量的提高做出贡献。

1.3有机地球化学实验测试技术

近年来地质分析测试技术较突出的发展特点就是从无机分析向着无机与有机并重的方向发展,这为多个领域的研究提供了基础数据,如矿产资源、生态环境等。并在环境及能源等多方面取得显著成果。如环境有机地球化学实验测试技术是建立在实验数据基础上的有机地球化学研究手段,主要对油、天然气等化学特征进行研究。基础工作离不开样品选取及实验测试,通过运用高效液相色谱-荧光-紫外串联法、固相萃取技术、微波萃取等技术,对样品元素进行技术分析,将抽提的元素进行试验检测及定量分析,从而得到可靠数据。有机地球化学实验技术的发展可以为地质资源的测量提供更准确的分析数据。

1.4同位素分析测试技术

同位素分析测试技术的研究主要是同位素测年技术和稳定同位素地球化学在地质调查中的应用。这些测试技术的研究包括微区原位同位素、高灵敏度同位素、复杂样品同位素等。如引进二次离子探针质谱推动了微区同位素测年的发展,多接收器等离子体质谱的发展提高了非传统稳定同位素的分析水平。同位素分析测试技术具有传统测试技术没有的优势,该技术的应用不仅提高了我国同位素测试水平,更为生态环境地球化学交叉学科的研究提供了实验平台。

1.5绿色分析技术和样品制备技术方法

随着环保意识的增强,国内地质分析测试技术的发展趋势发生转变,开始向无污染或低污染的分析技术及样品制备技术方向发展。通过开展样品粒度与分析测试中最低样品消耗量间关系的研究,使得应用基础理论突破。这项研究实现了分析成本的降低及分析效率的提高,并减少了试剂对环境的污染。

1.6实验室基础性工作和科研条件平台建设

现代分析测试技术会产生大量数据,如何高效的进行数据处理对于实验室信息管理系统是一种考验。通过合理利用计算机和信息技术进行大量实验数据的处理,同时将数据进行储存和管理。如基于软件测控的大型离子探针质谱仪远程共享系统的运用,实现了大型仪器的远程共享。为适应地质科研工作的进行,国内地质实验室开始修订地质实验测试方法标准,并制定了一系列标准化的地质实验室测试技术规范。

2我国地质分析测试技术的不足

2.1体制与机制问题

我国地质部门存在的管理体制及运行机制方面的问题主要有地质部门的管理体制不够完善,没有根据需求进行合理的人员分配及整体布局;对于地质实验测试工作缺乏发展目标,未作出整体规划;科技创新能力不强,实验测试技术服务于地质科研的意识较弱;研究模式封闭,未建立科技资源共享的研究机制;科技人员缺乏积极性,科研团队没能有效调动积极性;与国际技术研究的交流或合作欠缺等。

2.2地质测试技术方法研究存在的问题

我国地质实验测试技术研究方面存在的问题主要有实验测试新技术的创新性不高;对于研究结果没有进行深入推广;地质实验室资源共享程度小;难以改变被任务牵着走的局面;地质实验测试技术的标准化程度不够等。

3地质分析测试技术的发展趋势

地质分析测试技术的研究为地质领域的发展提供了发展机遇,接下来我国地质分析测试技术领域的研究主要从以下两方面展开。首先优先支持重大领域或课题,如完善土地及生态环境地球化学调查实验测试体系、建立能源地质与非能源矿产资源调查实验测试体系、完善地下水污染调查实验测试体系等。其次加强研究同位素分析技术、有机地球化学分析测试技术、生态环境地球化学调查评价样品中元素形态分析测试技术等实验测试技术与方法。

总结

随着科学技术进步,国家对于地质工作逐渐重视起来。通过科技改革政策的实施及大量人力物力的投入,地质实验测试工作得到了进步与发展,改变了地质科研工作只求生存的局面。同时这种地质工作的转变要求地质部门加强地质分析测试技术的研究,为地质事业的发展做技术支持。为了满足未来对于测试技术更高的要求,我国地质部门应合理利用新科技提供的硬件软件,不断更新分析测试技术,为我国地质事业的发展提供更多的机遇与挑战。

参考文献:

[1]陈道华,刁少波,张欣等.我国海洋地质分析测试技术[J].岩矿测试,2013,32(6):850-859.

无机化学成分分析篇9

〔关键词〕大数据;情报学;研究方法;非结构化数据

〔中图分类号〕g250.2〔文献标识码〕a〔文章编号〕1008-0821(2013)08-0058-03

大数据(bigdata),或称巨量资料,指的是所涉及的资料量规模巨大到无法透过目前主流软件工具,在合理时间内达到撷取、管理、处理,并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。

随着云时代的来临,大数据(bigdata)也吸引了越来越多的关注。《著云台》的分析师团队认为,大数据(bigdata)通常用来形容一个公司创造的大量非结构化和半结构化数据,这些数据在下载到关系型数据库用于分析时会花费过多时间和金钱。大数据分析常和云计算联系到一起,因为实时的大型数据集分析需要像mapreduce一样的框架来向数十、数百甚至数千的电脑分配工作[1]。所以大数据时代对于各个学科的要求都提高了很多,对于情报学专业而言,大数据时代同样带来了很多挑战和机遇。

1大数据时代情报学面临的挑战

进入2012年之后,“大数据”一词被越来越多的人所提及,它用来描述信息大爆炸时代产生的海量数据,时至今日“大数据”的研究价值已经可以和黄金相媲美。所谓“大数据”顾名思义,首先是数据量要大,但是并不是数据量大的数据都可以称之为大数据,ibm公司大数据的特点是4个v:volume(大量)、velocity(高速)、variety(多样)及veracity(真实),它提供了在新的和正在出现的数据和内容中洞悉事物的机会,使业务更加灵活,并回答以往没有考虑到的问题[2]。gartner公司的报告也提出,大数据是大容量、高速和多样化的信息资产,它们需要新的处理方式,以提高决策能力、洞察力和流程优化[3]。

在笔者看来,“大数据”还应该加入一个特点就是海量资料之间的关联程度。如果有一批更新速度极快的多样真实的大量数据,将这批数据看作一个整体,每个单独的数据看作是整体的一个组成部分,这些组成部分之间毫不相关,数据彼此很孤立,数据间的关系不清晰很难捉摸,看上去并不像一个整体,相反地更像是一盘散沙。这种零散的海量数据之间的关系断裂,其关联程度很低,也就导致其含金量减少,不能形成所谓的“大数据”。

由此可见,大数据时代的背后其实有更加深刻的理念,同时这些理念也为情报工作者带来了新的挑战。

(1)大数据时代从字面上理解只是进入了一个海量数据时代,而实际上大数据时代更深刻的理念在于它带领我们进入了数据分析时代,数据的分析随着大数据时代进入了一个前所未有的黄金时期,如何从海量数据中获取有用的信息成为情报工作者面临的新挑战。

(2)大数据时代的另一个特点就是其多样性。进入大数据时代之后,数据的种类除了包括一部分结构化的数据以外,还包括很多非结构化的数据,例如文本、音频、视频等很多形式的数据。情报工作者要挖掘的某些规律可能隐含在各种形式的数据中,而同一种形式的数据又有可能含有很多规律,如此一来,大数据时代就要求情报工作人员的统筹兼顾,不能漏过任何一种类型的数据。

(3)大数据时代不仅仅是数据量的巨大,其最主要的特点还有velocity(高速),这一特点就迫使情报工作人员必须打破以往的人工分析的工作模式,计算机智能分析将成为未来大数据时代数据分析的主流技术。

在大数据时代中,要求将情报学和其他各个学科相结合,在其他学科的各个领域内应用情报学的知识对海量的数据进行分析研究,并将各个学科领域内的研究都归为情报学的一个组成部分加以建设,情报学自身的优势何在,劣势何在,如何把握大数据时代这一机会进一步进行学科的完善,是我们应该思考的问题。

2情报学在大数据时代的发展趋势

大数据时代的变革将会引领情报学进入一个崭新的发展阶段,英国莱斯特大学的markphythian教授在2008年发表了题为“intelligenceanalysistodayandtomorrow”的报告中指出[4]:①获知情境是非常重要的。忽略战略环境、领导作风和心

因素等更广泛的问题,都会引起情报研究的失误;②加强信息之间的关联。美国政府内部信息共享的障碍,分析人员无法获得足够的信息,以支持分析活动,导致情报研究预测失败;③要学习更多外部的专业知识。这一举措虽然不能保证分析的成功性,但将是竞争分析的重要信息来源。

在大数据时代背景下,通过对国内外学者和专家的研究成果的研究,笔者认为情报学未来发展的三方面趋势:①情报学将会从原来的单一学科的研究转变为多学科交叉结合研究;②情报学研究中数据的采集和获取范围将会从单一的结构化数据转变为加入更多的非结构化数据;③情报学的分析方法将会从原来的人工分析为主体转变为计算机智能化为主体的智能分析。

2.1单一学科的研究转变为多学科交叉结合研究

情报学是信息大爆炸时代的新兴学科,而面对大数据时代,信息量不但巨大而且更新速度极快,传统的情报学研究方法已经不能满足大数据时代人们对于信息处理的需求,传统的情报学更多的是处理结构化的数据,而大数据时代给我们带来更多非结构化的数据,非结构化数据的处理不是基于数学和逻辑运算,而主要是基于对内容含义的理解和语义分析,包括各种形式的分类、检索、信息抽取和内容匹配等方法。传统数据库技术,例如sql语言在设计之初仅考虑了结构化数据,在海量非结构化数据中已然无用武之地。

未来情报学在发展中应该汲取各个领域的不同学科的方法和优势,开创更多新型的研究方法来应对“大数据”的处理问题,而在非结构化数据的包装下其数据的本源是什么,数据的含义何在,这些问题在以后的情报学研究中就需要涉及到本体论的相关应用来解决。为了顺应大数据时代的需要,面对高速产生的繁杂的海量数据,本体思想无疑是解决内容含义和语义分析最有力的武器。 此外,对于很多企业的数据资源,情报学这一学科需要研究的除了用户的行为挖掘之外,还要运用很多其他学科的知识进行辅助分析,例如心理学的相关理论已经逐步被引用到情报学领域,并起到辅助数据分析的作用,而情报学反过来在应用其他专业知识的同时也可以为其他专业提供新的思维和引导。如此一来,多学科交叉将会增多,多学科交叉研究将会成为未来情报学以及其他学科为顺应大数据时代的一个发展方向。

2.2情报学研究中数据的采集和获取范围将会从单一的结构化数据转变为加入更多的非结构化数据不同信息源可以从不同角度揭示问题,如专利、研究出版物、技术报告等,可以较为直观地反映研究者对某科技问题的理解与描述,而评论文章、科技新闻、市场调查等,可以反映出社会对该科技的观点、认知情况[5]。

在大数据时代,情报学这一学科需要研究的数据量更大,数据类型更多,很多在别人看来是无用的数据,在情报学看来它们可能是最有价值的资源,情报学在大数据时代更多的要学会“捡垃圾”,在海量资源中获取数据的同时不能忽略任何一个可以找到信息情报的数据,可能某一数据表面看来毫无用处,但是当这个数据和其他数据整合在一起后就有可能是打开整个数据挖掘大门的金钥匙。

虽然情报学的很多研究方法在处理非结构化数据方面不是强项,比如情报学的一些分析方法,在处理图像信息和影音信息方面显得后劲不足,但是在研究中同样不能忽略这些资源,这也对情报工作者技术方面提出了更高的要求,开发新技术,更好的对数据进行分析将是情报学未来面对的难题。而为了得到更优质的研究结果,从单一结构化数据的采集和获取转变为加入更多的非结构化数据将会是情报学研究的必然趋势。

2.3情报学的分析方法将会从原来的人工分析为主体转变为计算机智能化为主体的智能分析正如美国国家科学基金会(nsf)的报告[6]所说,美国在科学和工程领域的领先地位将越来越取决于利用数字化科学数据以及借助复杂的数据挖掘、集成、分析与可视化工具将其转换为信息和知识的能力。

由于非结构化的数据的大量引入,情报学不可避免的将面对一场技术上的革命,而传统的人工分析不仅浪费人力资源,而且根本无法适应高速产生的数据群。开发计算机智能分析技术势在必行,在技术上,计算机智能化分析将会以更快的速度解决不断增长的海量数据,达到节约时间提高效率的作用。从数据类型方面,很多数据并不是传统人工方法可以完成的,例如分析视频和音频,这就需要新技术的支持,未来如果不开发计算

机智能化新技术,将会导致很多视频和音频数据不得不被放弃掉。

计算机智能化新技术可以解放更多的人力去做更有价值的研究,同时也是大数据时代进行高速数据处理,高速数据挖掘的需要。未来情报学中计算机智能分析模型的建立将会对情报工作者提出更多的要求,情报工作者除了有数据分析和挖掘的能力之外,还应该具有数学逻辑思维来辅助计算机智能化模型的建立,传统的人工分析为主体的分析方法,必然会被计算机智能化分析方法所取代,这不仅是大数据时代的要求,也是当今社会发展的必然趋势。

3大数据时代情报学的机遇

狄更斯曾经说过“机会不会上门来找,只有人去找机会。”而大数据时代的来临,无疑是为情报学的学科发展创造了契机。情报学还是一个比较年轻的学科,大数据时代的到来也显示出情报学的“年轻”之处,如何将情报学进行完善,如何让情报学走向成熟,这都将会在大数据时代中找到解决的机遇。

3.1完善学科技术和方法

美国mckinseyglobalinstitute在2011年5月了研究报告“大数据:创新、竞争和生产力的下一个前沿领域”[7]。报告分6个部分,其中第二部分讨论了大数据技术,并围绕大数据分析技术、大数据技术和可视化三方面进行了阐述。在大数据分析技术中,列举了26项适用于众多行业的分析技术,包括a/b测试、关联规则学习、分类、聚类分析、众包、数据融合和数据集成、数据挖掘、集成学习、遗传算法、机器学习、自然语言处理、神经网络、网络分析、优化、模式识别、预测建模、回归、情感分析、信号处理、空间分析、统计、监督学习、模拟、时间序列分析、无监督学习和可视化[8]。

大数据时代,无论是数据量还是数据类型,都要求情报学这一学科对于自身的技术和研究方法进行一次变革和完善,以往的技术不能解决的问题,在大数据时代的今天将会得到解决;以往的方法不能研究的问题,在大数据时代也将得到研究,这也是技术和方法的升华。大数据时代的到来,可以为情报学这一学科提供更强有力的数据处理分析工具和方法。

数据分析虽然是情报学的研究内容,但是大数据时代的契机下更多的人才进入这个领域,这样就使数据分析方法汲取百家之长,从各个方面得到了完善和发展。同时情报学在完善技术和方法的同时也将会开创更多的新技术,为将来更多的研究做铺垫,情报学专业将会在大数据时代逐步走向成熟。

3.2情报学将会更加受到重视

很多人曾经认为没有必要设置情报学专业,甚至网络中有人将情报学列入20个无用的专业之一。但是在大数据时代,任何一个行业想在海量数据中进行“淘金”,都需要情报工作人员的介入,事实验证情报学的一些比较成熟的研究方法是其他专业不能比拟的,在情报学对数据挖掘的能力面前,曾经看着无用的垃圾信息将会是揭示某种规律的关键性信息。

情报学专业在大数据时代应该抓住机遇展现自身的优势,顺应潮流发展,让更多的人看到情报学专业的闪光点,进一步对学科建设进行完善,使情报学充分的与数学、经济学、心理学等其他学科结合起来,从而使情报学更为成熟,成为数据挖掘和数据分析中的领头羊。

3.3情报学人才的培养

情报学未来开发新技术,研究新方法无疑是需要更多的人才培养,这就需要更多跨专业人才进入情报学,在招收情报学方面人才时应该更加注重人才在学科中的交叉,不同学科人才的思维方式不同,不同学科人才的专长不同,不同学科人才所了解的研究方法也是多种多样。未来情报学要抓住大数据时代的契机,对各类人才进行吸收,从而使情报技术更为完善,使研究方法更为广泛。同时现有的情报工作者也要注重自身的培养,与时俱进,多涉及一些其他领域的知识,使自身的研究领域得到更好的完善。 4结论

综上所述,大数据时代为情报学带来了很多难题,也带来了很多技术和方法上的困难,但与此同时,大数据时代也为情报学带来了更多的发展,机遇。本文从大数据时代背景下情报学发展趋势和面对机遇方面出发,为情报学未来发展提出了建议,希望可以为以后的研究者提供些帮助。

参考文献

[1]http:∥baike.baidu.com/view/6954399.htm[eb].2013,(1).

[2]whatisbigdata[eb/ol].http:∥www-01.ibm.com/software/data/bigdata/,2013-01-16.

[3]bigdatainlittlenewzealand[

eb/ol].http:∥techday.co.nz/itbrief/news/big-data-in-little-new-zealand/24518/,2013-01-16.

[4]intelligenceanalysistodayandtomorrow[j].securitychallenges,2009,5(1):67-83.

[5]alanl.porter,scottw.cunninghan.techminingexploitingnewtechnologiesforcompetitiveadvantage[m].johnwiley&sons,2005.

[6]nsfscyberinfrastructurevisionfor21stcenturydiscovery[eb/ol].http:∥nsf.gov/od/oci/civ5.pdf,2013-01-16.

无机化学成分分析篇10

abstract:Basedonanalyzingthestressofscissorsliftingmechanism,thispaperdividesthescissorselevatingplatformsintoactiveshearsetandpassiveshearsetbyitsstructure,respectively,establishesthecorrespondingmechanicalmodel,derivatesthetheoryexpressionofestablishingtheshearmechanicscalculation,revealstheregularityofeachshearsetandshearstemandprovidestheoreticalbasisforthemechanicsanalysisanddesignofscissorsliftingmechanism.inthispaper,theestablishmentandanalysismethodofthemechanicalmodelofplanescissorsliftingmechanismhasmanyfeatures:cleartheory,easyuseandstronguniverality.allofthesemakethewholecalculationofstructuresimpler,andprovideconvenienceforthefurthertheoreticalresearchofthescissorsmechanism.

关键词:剪叉式升降台;力学模型;有源剪组;无源剪组

Keywords:scissorselevatingplatform;mechanicalmodel;activeshearset;passiveshearset

中图分类号:U455.3文献标识码:a文章编号:1006-4311(2015)12-0120-04

0引言

剪叉式液压升降平台在现代物流、航空装卸、大型设备的制造与维护等场合中得到广泛应用。剪叉式起升机构作为升降平台钢结构的关键组成部分,其力学特性会对平台性能产生直接影响。

目前,国内外专家和学者对剪叉式液压升降平台的运动学、动力学及其力学性能进行了较为深入的研究。文献[1~2]分析了剪叉式升降台的结构特点,以升降台运动速度或液压缸油压均匀为优化目标,对其关键参数及驱动油缸的安装角度进行了优化研究。文献[3]则对剪叉式升降台虚拟机模型和液压系统模型进行了联合仿真分析。一些学者通过建立基本构件组力学模型,求解剪叉机构运动参数和进行受力分析,利用虚功原理分析平台载重与举升油缸所需输出力的关系[4~7]。

但目前国内外对剪叉式机构的研究,多为针对工程中某一特定项目进行的承载能力分析,或介绍某一种新型剪叉式机构的应用案例,理论研究不深入,缺乏一套系统、通用的运动学分析与机构设计理论[8]。

有学者认为多级剪叉式机构结构复杂,各杆有三个运动副连接,难以直接逐步求解,对其受力进行理论分析较为困难[6,7]。

本文将建立有源剪组和无源剪组的力学模型,用解析法探讨各层剪叉机构受力变化规律;掌握这些关系和规律,不仅有助于指导人们科学合理的设计工作,也有助于进行优化和有限元分析。

1剪叉式升降平台简化模型

图1为n层剪叉式升降平台简化模型,起升机构最高一组剪叉杆的一端与平台以固定铰支座相连接,另一端则与滑靴铰接,平台起升或下降时,滑靴可在平台的内嵌滑道里滑动,实现剪叉机构变幅;起升机构与底座采用同样方式连接。

图中a0和an分别为剪叉杆与平台和底座的铰点,B0和Bn则分别为与平台和底座的滑靴铰点。升降台是由两个对称的两幅剪式铰架板组构成,理论上两幅剪式铰架板受力相同。为分析方便起见,对其中一个铰架板组进行受力分析。

5结束语

本文建立了剪叉起升机构的力学模型,把机构拆成有源剪组和无源剪组,按照拆组的次序,逐步建立有源剪组和无源剪组的力学模型,通过用解析法即可求得到杆系的约束反力、各层剪叉机构受力变化规律和液压缸推力与平台负载荷的简洁关系式。

探讨掌握这些关系和规律,不仅有助于指导人们科学合理的设计工作,也有助于进行优化和有限元分析;使看似复杂的剪叉式液压升降台结构设计、刚度和强度计算大为简化。

参考文献:

[1]郑玉巧,张堆学,毛建军.剪叉式升降台液压缸位置参数优化设计[J].机床与液压,2010,38(20):39-41.

[2]黄建龙,李兴慧,毛建军.固定液压剪叉升降台关键参数的研究[J].科学技术与工程,2010,10(2):528-530,554.

[3]孙光旭,袁端才.液压剪叉式升降台的动力学仿真[J].系统仿真学报,2010,22(11):2650-2653.

[4]剡昌锋,易程,高崇仁.基于mathcad剪叉式液压升降平台的参数化设计[J].中国工程机械学报,2013,12(6):506-511.

[5]刘俊谊,杨刚,张万军,陈徐均,沈海鹏.剪叉式提升机构受力特性分析[J].理工大学学报(自然科学版),2014,5(2):133-138.

[6]于永江,郭云绯,高畅.虚功原理法进行多层剪叉机构受力分析[J].机械设计与制造,2008,(3):84-86.

[7]曾午平,卫良保.剪叉式液压升降台的设计计算[J].起重运输机械,2010(1):20-22.