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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學反應工程發展史，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：金屬有機化合物 有機鋰化合物 化學合成
一、引言
金屬有機化合物是指分子中至少含有一個金屬—碳鍵的化合物，可以看作是一類特殊的混合物。大體上，金屬有機化合物可以分為烷基金屬化合物和芳香基金屬化合物兩種，而烷氧基與金屬的化合物以及碳酸鹽等不屬于金屬有機化合物的范疇，這些化合物雖然含有金屬-碳鍵，但是仍然屬于典型的無機物。金屬化合物的發展歷史比較久遠，1827年至1950年是金屬有機化學的萌芽期，在這期間丹麥化學家第一次制出了金屬有機化合物Zeise鹽，但是由于當時條件限制以及相關認識的匱乏，人們還沒能發現Zeise鹽所具有的不同尋常的性能。而后，Frankland也成功研制出了乙基和鋅相結合的金屬有機化合物。到二十世紀中葉，化學家相繼發現了二茂鐵，并成功測定了二茂鐵的結構，這在很大程度上成為了金屬有機化學發展史上的里程碑。而后隨著人們環境保護意識的增強，從側面催生了有機合成化學中對于催化不對稱合成反應的研究。1966年，日本化學家研制出了以希夫堿和銅合成的催化劑，并進行了首例不對稱催化反應。上個世紀七十年代，人們開始將研究指向金屬有機化合物的潛在應用價值，如研究配位分子，將金屬有機化合物當做試劑來合成其他有機化合物，Grignard制成的親核性有機鎂化合物就是一個典型的例子，這也就是人們熟知的格氏試劑。
二、有機鋰化合物的制備方法
1.鹵代烷和金屬鋰反應
金屬鋰元素和鹵代烷在無水乙醚、苯等非極性溶劑中進行化學反應可生成有機鋰化合物。反應過程如式（1）所示：
RX + 2Li——RLi + LiX （1）
在實際應用中，常用溴代烷或是氯代烷來制取RLi。由于鋰的化學活性要高于鎂，而烷基鋰的活性也要高于烷基鹵化鎂，這就在一定程度上造成了有機鋰在有機合成中所具有的非常重要的地位。由于有機鋰中的碳—鋰鍵離子性過強，很容易被氧化或者是和氫相結合，所以在制備有機鋰時，要特別注意氣體保護作用以及無水環境的設置。下面以丁基鋰的制備為例，來說明有機鋰化合物的制備方法和過程：首先是準備好1/3無水乙醚和2/3溴代正丁烷，將溫度設置成10攝氏度；然后將上述原料放入反應容器中，在氮氣的保護下加入鋰絲，并攪拌滴入少量溴代正丁烷乙醚溶液。注意觀察液體是否變渾濁，鋰絲出現金屬光澤后，繼續添加溴代正丁烷溶液并持續攪拌將近兩個小時；最后濾去固體LiBr（也需在氮氣的保護下操作），得到正丁基鋰乙醚溶液，并進行及時有效地封存。
2.金屬和鹵素交換制備
金屬與鹵素交換配備也是制作有機鋰的重要方法之一，鋰—鹵交換反應的過程如式所示：
RLi + R’X——R’Li + RX （2）
鋰—鹵素交換制備方法目前主要是用于芳基鋰或是1—烯基鋰的制備，其反應過程實際上就是將金屬連接到負性更強的碳鍵上從而生成更加穩定的有機鋰化合物。其中有一些活性很低的鹵苯和化學活性非常高的烯丙基鹵不適合直接與鋰進行化學反應生成有機鋰化合物，這時也可采用活潑的有機鋰和相應的鹵苯進行置換反應來制取。
三、有機鋰化合物在合成中的應用
1.有機鋰化合物是重要的有機合成試劑
我們通常所說的格利雅試劑（有機鎂化合物）是不能與擁有很大空間位阻的化合物發生親核反應的，而大體積的烷基鋰卻能夠和擁有很大空間位阻的羰基化合物發生親核加成反應。這主要是由于有機鋰化合物的親核性和堿性都要比有機鎂化合物強。其中有機鋰與羰基化合物的反應過程如式（3）所示：
（3）
格利雅試劑主要發生1、4加成反應，而有機鋰化合物則主要發生1、2加成反應。反應過程及對比如式（4）所示：
2.有機鋰與碳—碳雙鍵的加成反應
烴基鋰與簡單的烯烴在高壓下反應可以生成鏈長不定的混合化合物，烯烴中含有碳—碳鍵。反應過程如式（5）所示：
3.有機鋰與羰酸脂的反應
有機鋰與羰酸脂的反應目前主要是應用在格利雅試劑沒法進行正常工作的場合，這種化學反應的中間產物為酮，且不容易被分離出來，而反應的最終產物為叔醇。有機鋰與羰酸脂的化學反應過程如式（6）所示：
四、結論
本文以有機鋰化合物為例，從有機鋰化合物的制備方法、與碳—碳鍵的反應、與羰酸脂的反應和作為有機合成試劑等方面，詳細說明了金屬有機化合物在合成中的應用。應該說，當前金屬有機化合物是化學科學方面的熱門研究領域，具有很多傳統化合物無法比擬的特點和優勢，尤其是作為試劑和催化劑在有機合成化學方面所發揮的重要作用。需要注意的是，由于金屬有機化合物一般比較活躍、性質不穩定，在制備金屬有機化合物過程中，要根據實際情況采用氮氣等氣體進行保護。
參考文獻
[1]梁強，王倩，王璟琳. 有機鋰化合物及其在有機合成中的應用[J]. 晉東南師范專科學校學報，2003（05）.
Abstract： "Foundation of Industrial Catalysis" course is based on one of the directions of material chemistry major， industrial catalytic direction to set a professional basic course. This paper briefly describes the teaching goal of the course， the emphases and difficulties and the teaching material， and the course contents have been refined. Based on the circs of the students， the teaching methods have been discussed， in order to provide some ideas for enhancing students' autonomous learning awareness and ability.
關鍵詞： 工業催化；課程內容；教學方法
Key words： industrial catalysis；course contents；teaching methods
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0243-02
材料化學是近年來隨著材料科學的快速發展與社會需求的日益增加而形成的一門新興的交叉學科，是工程、信息、新能源等高科技產業和技術發展的重要基礎。結合內蒙古科技大學學科建設的需要以及人才培養和地方經濟發展的需求，林冶學院于2009年申報了材料化學專業，由于各方面的迫切需求當年就被獲批，并于2010年9月招收了第一批新生[1]。材料化學專業依據專業特色設置了兩個專業方向，一是能源材料，二是工業催化，而《工業催化基礎》課程是基于工業催化方向設置的一門專業基礎課程[2]。
《工業催化基礎》課程的總體教學目標是讓學生了解工業催化發展史及催化劑的實際應用以激發學生對該課程的興趣；掌握催化作用的基本理論、各類催化劑的定義、特點、作用機制，并依據此理論進行催化劑的初步設計；掌握催化劑的各種制備方法的原理及過程，并能運用常用方法制備實際的催化劑；系統掌握工業催化的基本概念、基本原理、基本方法及技巧，為后續專業課的學習、畢業論文以及畢業后從事催化研究和生產開發打下基礎，通過該課程的學習不僅獲得催化類相關專業知識，更重要的是增強學生自主學習、積極思考問題的意識，提高學生的綜合素質和創新能力。
本課程的教學重點包括催化原理及各類催化劑的特征、制備催化劑的方法、催化劑的設計思路。教學難點主要為各類催化劑的作用機制。基于上述課程的定位、教學目標、教學難點及重點的考慮，我們選擇化學工業出版社出版的由黃仲濤、耿建銘主編的《工業催化》第二版作為本課程的教材。本教材為“十一五”、“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。全書大體可分為六部分，第一部分介紹工業催化的發展史，第二部分介紹催化原理及各類催化劑的特征，第三部分介紹催化劑的制備與使用，第四部分介紹催化劑的設計，第五部分介紹催化劑的最新實際應用，第六部分介紹催化劑的表征技術[3]。
本書的編排及脈絡非常適合本課程的設計思路，基于本課程學時（48）限制，只講述前四部分，即基礎內容，包括催化發展史――催化原理――催化劑的制備――催化劑的設計，提煉為《工業催化基礎》課程的基本教學內容。第五部分可讓學生自學，增加學生對已學習的催化基礎理論進行深入理解和領會。第六部分內容結合別的表征方法在后續專業選修課中開設。
本課程設置在第四學期，為材料化學專業本科二年級學生開設。開課之前，通過學生檔案了解該年級學生的生源狀況、高考成績，以及本課程前導相關課程，如：稀土元素分析化學、物理化學、無機化學、有機化學、結構化學等的結課成績，從而確定該課程需要拓展的內容及其難易程度。雖然該年級的學生有一定的理論基礎，接受知識的能力較強，但大部分學生自主學習能力不高。
針對上述學情及教學目標，我們主要采用的教法，包括講授法、關聯法、探究討論法、啟發引導法、演示法、實驗法和練習法。對于易理解的內容常采用講授法；每次課或每章結束后，采用關聯法進行貫穿所講述的內容，以提高學生對所學知識的宏觀把握能力；針對實際的抽象操作，采用實際的實驗方法進行聯系（實驗法）；對每章節講述的內容布置相應的作業題及練習題（練習法），并對學生的任何問題可進行解答。
針對課程的重點及難點，常以問題驅動，讓學生進行討論（即討論法），以激發學生思維的主動性，促進相關知識的回顧，有的通過生活實例、現象及常見的實驗現象進行聯系、啟發（啟發引導法），將難理解的問題簡單化，結合直觀形象的多媒體動畫、圖片（演示法），采用循序漸進的方式加以解釋，使學生對重點、難點達到理解掌握的程度。比如，在催化領域中一類重要的催化劑，即“分子篩”催化劑，我們預先會設置一個問題，即“什么是篩子”，依據生活常識，學生肯定知道其是具有尺寸不同的孔結構用于分離顆粒大小不同物質的生活用具。
依次類推出“分子篩”即為具有不同的孔隙結構用于分離分子大小的工具，這就基本給出了其特征，再結合實例，比如通過甲醇與苯合成二甲基苯，其兩個甲基的相對位置可能有三種，即鄰位、間位及對位，而對位產物往往是設計者需要得到的目標產物，仔細分析對比這三種產物，其分子的大小不同，即對位產物相比其他兩種產物的尺寸要小，那么這樣的一個要求就需要借助于分子篩催化劑來完成，可以設計該催化劑的孔只允許對位產物出去，而鄰位、間位產物留在孔隙中，從而可有效提高目標產物的產率，這即為一類重要的催化“擇形催化”催化反應的選擇性取決于分子孔徑的相對大小，上述過程結合多媒體講解會更容易理解。
類似的問題比如催化作用的本質為不改變反應的Gibbs自由能，只改變化學反應的速率，將其類比為“從大山一邊到達大山的另一邊”，沒有催化劑的情況相當于是“山路”，加入催化劑的情況相當于是“隧道”，因此加入催化劑后從相同的地點出發到達相同的目的地，穿越“隧道”要比越過“高山”的速率明顯加快，即“改變了行車路徑，降低了位能”。在化學里，其實就是“改變了反應路徑，降低了活化能”，這也就道出了催化作用的本質。將催化劑比作婚姻的“月老”來解釋“催化劑只參與反應的過程而不參與反應的結果”。
以“多相催化的反應步驟”為例闡述講課的思路及教法的聯系，首先通過“均相催化”的缺點，如反應物、產物及催化劑難易分離，引入多相催化的概念，并進行對比解釋，多相催化克服了均相催化的缺點，因此90%以上的催化反應均是多相催化，那么多相催化是怎么進行的呢？從而自然過渡到應講述的內容。隨后可以設置幾個相關問題讓學生討論，如：“活性炭是如何去除家裝材料中的有毒氣體的？”、“硅藻泥是如何凈化空氣的？”。經討論之后，我們會讓學生進行回答，學生聯系物理化學的知識回答一些關鍵詞，如：“吸附”、“反應”、“作用”等等。這些詞也正是“多相催化反應的關鍵步驟”，繼而我們可以加以引導，大家說的這些過程前提條件就是這些物種（反應物與催化劑）必須接觸，那對于氣體（反應物）與固體（催化劑）怎么才能接觸呢？人和人怎么才能接觸呢？那就必須兩個人“走”到一定的距離。
對于人的“走”就相當于物種的“擴散”，從較遠處到較近處，即為外擴散、內擴散，擴散地接觸了才能發生作用，即“吸附”，吸附的疏松即為“物理吸附”，吸附的緊密即為“化學吸附”，進一步作用即可發生反應形成別的物種，即產物，產物要脫離催化劑，即與剛才的反應物吸附進行相反的過程，即“脫附”“擴散”。
通過上述提問闡述即可得出多相催化的反應步驟包括：“擴散――吸附――反應――脫附――擴散”。反過來，我們可以再重新系統地解釋一下最開始提出的兩個問題，并將新學的知識貫穿進去，這樣即可讓學生進一步深化理解所學的知識。
上述教法可以將難解問題簡單化，專業問題生活化，抽象問題形象化，進而可激發學生的學習興趣，提高學生主動聯系思考的意識，促進學生認真聽課、主動討論問題，另外針對講述的內容布置相關的作業、練習，查閱催化類的文獻及相關書籍，針對催化劑的制備設置相關實驗，以進一步達到對本課程內容的掌握、理解與升華。
通過課前課后交流、答疑、課堂小測驗、提問討論、作業批改、督導聽課收集教學效果的反饋及評價，并結合每學期學生的結課成績、學生答卷的情況調整教法及教學過程的設計與講述。
參考文獻：
[1]宋金玲，蔡穎，王瑞芬，張國芳，周玉杰，樊文軍.材料化學專業人才培養模式的研究與實踐[J].價值工程，2011（5）：273-274.
中國的生命科學史中含有豐富的愛國主義內容，我國古代在醫藥、農業、生物學領域的偉大成就，我國科學工作者在生物學及相關領域中取得的突出成績，都可以增強學生的民族自信心，點燃他們的愛國情懷。生命科學史中諸多科學家的模范行為和高尚人格也是感召、引領和培養學生敬業精神的典型范例。例如，在酶本質的探索中可以向學生講述美國康奈爾大學獨臂青年化學家薩姆納不顧體殘病弱，在簡陋的地下室中歷經9年，終于從刀豆種子中提取出脲酶的故事;在教授雜交育種知識時，可以穿插介紹袁隆平熱愛農學、多年潛心鉆研水稻雜交的事跡。依托生命科學史，還可以培養學生的誠信品質，例如在講述孟德爾的遺傳規律時，可以向學生講述實驗背后的誠信故事:孟德爾發現了遺傳規律，他的論文刊登在奧地利一家地方性刊物上，當時并未受到重視。一個世紀后，有3位科學家(荷蘭的德弗里斯、德國的科倫斯和奧地利的丘歇馬克)在互不知曉也不知道孟德爾論文的情況下，各自做了類似于孟德爾的實驗，并且都寫了相應的論文，然而在他們查閱過去這方面的文章時，都意外地看到了孟德爾的論文。3人在以后發表的文章中并沒有將榮譽留給自己，而是告訴讀者開創性的結論來自孟德爾，他們自己的工作只是證實而已［3］。這3位科學家不計個人名利，為人坦誠的態度實為當今學生學習的榜樣。“友善”是中華民族的傳統美德之一。能否以友善的態度為人處世，不但體現著一個人的道德水平，同時也體現了一個民族其素質的高低。生命科學史中一些偉大的發現、著名原理的創見往往都是科學家友善待人、精誠合作的結晶。向學生介紹這些事例，將有助于他們形成友善互助的處世態度。例如，DNA雙螺旋結構模型的發現者沃森和克里克的團結和合作在科學史上堪稱典范。沃森和克里克雖然國籍不同，性格各異，但是他們之間卻是互相欣賞、心心相印……諸如此類的例子還有許多，如果能適時引用一些這樣的事例，就能使學生在潛移默化中形成生生之間友善的態度和合作的精神。
2彰顯科學理性精神
科學理性是科學主體特有的一種精神或認識能力，它促使科學主體從一定的本體觀和理由出發去探索科學客體，并按一定的規則進行推理，得出合乎邏輯的結論［1］。教學中合理引入一些經典實驗、科學史實和科學家逸事等，能夠讓學生領悟科學理性對科學發展的巨大作用，感悟科學態度與精神，提升生物科學素養。
2．1樹立求真務實的精神，奠定科學理性的基石求真務實的精神是科學理性的基石。只有在尊重事實、尊重客觀規律的基礎上，才能實現對世界能動性、創造性的改造。在生物科學史教學中，介紹科學家注重通過觀察和實驗獲取科學事實和檢驗理論等研究經歷，能有效培養學生的求真務實精神。巴斯德曾說:“當你相信自己已經發現了一種重要的科學事實并熱切的希望將它發表時，要將你自己克制幾天、幾周、幾年，要與自己斗爭，想方設法自己的實驗，只有在一切相反的假說統統排除以后，才能將你的發現宣布”。可見，巴斯德的偉大成就與他求真務實的科學精神是分不開的。孟德爾歷時8年用豌豆做實驗材料，反反復復、不厭其煩地進行了大量的雜交實驗，仔細觀察，如實記錄了數以萬計的實驗數據，正如他自己所說“從春到秋，天天都要全神貫注、小心翼翼的監視著實驗”。又如，在講述“遺傳的基本規律”前可向學生介紹薩頓假說的提出與證實過程:1903年，薩頓根據基因和染色體行為之間明顯的平行關系，提出假說“基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的”，也就是說，基因位于染色體上。遺傳學家摩爾根卻對此表示懷疑，后來他做了大量的果蠅雜交實驗，用實驗把一個特定的基因和一條特定的染色體(X染色體)聯系起來，從而消除了疑慮，證實了薩頓的假說［2］……此類案例有很多，通過講解不僅有助于學生理解相關的科學概念、原理，更能夠感悟求真務實的理性精神在科學理論建立中的基礎性作用。
2．2認同開放、競爭與批判精神，形成科學理性的動力生命科學史展示了生命科學各學科形成的歷史，能從整體上說明各個學科是在解決什么問題的過程中發展起來的，以及各個學科之間的聯系，有助于學生認同自由和開放精神是科學發展的保證。如果孟德爾不運用數學知識對數據進行統計分析，就不能夠發現遺傳規律;如果沒有細胞學的發展，薩頓和鮑維里就不能認識遺傳因子與染色體之間的聯系;如果塔特姆不精通微生物知識，基因與酶之間的關系就不能建立起來……生命科學的發展需要各種觀點之間的碰撞和爭論，在碰撞與爭論中，知識得到不斷的澄清和完善。光合作用的發現、酶的本質研究等探究歷史中這樣的例子很多［3］，教學中適當穿插這些素材，可以讓學生直接體驗競爭精神對于發現真理形成正確結論的重要作用，從而認同競爭精神是科學發展的動力。生命科學的發展也是在科學家對前任的結論不斷質疑、不斷批判、不斷求證的基礎上進行自我更新的過程中積累起來的，開展生命科學史的學習能夠培養學生勇于質疑和批判的科學精神。例如，在細胞學說的創立過程中，魏爾肖并沒有盲從施萊登和施旺提出的“新細胞從老細胞中產生”的觀點，而是敢于質疑和實踐，提出“所有的細胞都來源于先前存在的細胞”，這個斷言至今仍未被。
2．3養成開拓創新的精神，指向科學理性的核心創新精神是科學精神的核心，注重對新方法和新實驗的探求和運用，強調突破現有理論的界限和束縛獲取新現象、新事實，揭示新規律。在生物科學史教學過程中，要選用科學家富有創造力的精彩史例啟迪學生的心智，促進創造性思維的發展，培養開拓創新精神。例如，在講述酶與性狀的關系時，可以介紹黑尿癥的研究過程:伽羅德在臨床工作中，發現黑尿癥患者不能完成酪氨酸的正常代謝，因為缺少尿黑酸氧化酶，其中的一個環節被阻斷。于是，他提出了“什么原因造成了這種阻斷”一個根本性的問題。他在研究黑尿癥患者的家族史后發現，這種疾病不是由微生物感染引起的，也不是因為某些一般的功能失調引起的，這種失調是遺傳的，而且似乎按照孟德爾式隱性性狀的模式遺傳。這個發現指明了孟德爾遺傳學可以應用于人類，暗示了基因和酶之間存有某種關系。這段歷史的呈現可以幫助學生體悟伽羅德善于抓住問題本質、擅長聯想分析的創新思維品質。介紹比德爾和塔特姆的相關研究，同樣可以促進創新精神的形成:比德爾曾試圖通過研究果蠅眼睛色素的遺傳控制來分析遺傳的生物化學基礎，后來他和塔特姆發現，用果蠅作為研究材料，對于基因和基因產物關系的生物化學研究是不能令人滿意的。為此，他們逆向思考“是否可以把通常的過程顛倒一下，用特有的化學反應來鑒定特異基因呢?”于是他們決定不再以突變體作為研究的起點，而是從已知的化學反應開始再回溯去尋找控制著這些反應的基因，選擇了紅色面包霉作為實驗材料，終于獲得成功。該研究歷史表現出比德爾和塔特姆敢于否定，善于逆向思維的創新品質，體現了思維的敏捷性和深刻性。有助于學生開拓視野，培養創新精神。
3塑造人文關懷品質
人文關懷是立足于人的尊嚴、獨立、自由的個性，給人的生存和發展以關注，旨在提高人的生活質量，提升人生的意義和價值。它既是學校教育工作的重要目的，又是對學生進行感化和教化的有效形式。依托生命科學史可以創設人文化的問題情境，優化教學內容與方式，構建充滿人文關懷的生物課堂。例如，人教版必修2第一章扉頁上印有孟德爾本人和他使用過的手稿的照片，并配有精煉的文字說明，特別是那首詩“八年耕耘源于對科學的癡迷……”，這本身就營造了一種人文關懷的問題情境，很容易激發學生迫切想知道孟德爾用豌豆作了什么實驗?有什么樣的結果?為什么還要用8年的時間?為什么還要用數學統計的方法?……不僅如此，依托生命科學史中科學家們的典型事例，還可以樹立人生發展的榜樣，激發學生探尋生命的價值，比如，按照“人類貢獻———感悟生命價值”的指導策略，可以向學生介紹酶的研究史上畢希納、薩姆納、科恩伯格等諸多諾貝爾獎得主的偉大貢獻，讓他們在體驗科學精神和科學方法的同時，引發對人生價值的思考，進而體驗生命存在的意義。也可以組織學生針對科學家和他的事業進行思考、討論，通過搜集資料、觀看紀錄片、讀名人傳記，甚至寫小論文等一系列活動，使學生在精神層面上與科學前輩進行心靈對話，感悟生命的崇高。又如，在教授胚胎工程這部分內容時，可以穿插講述試管嬰兒的發展史，讓學生逐漸形成敬畏生命、珍視生命的意識。當然，作為生物學教師首先自身要有生命覺醒的意識，用生命去溫暖生命、用生命去激活生命、用生命去滋潤生命;要通過傳授生命知識、優化生命關系、提升生命價值等途徑促使學生實現和提高自我價值，塑造人文關懷的品質。
4滲透STS教育理念
滲透STS教育理念，目的在于使學生理解科學的本質、理解技術的本質和特征，認識科學、技術、社會之間的關系，進而參與生物科學技術有關的社會問題的討論與決策。生命科學史揭示了人們思考和解決生物學問題的思想歷程，這些歷程都是受當時的文化背景和科學技術水平限制的，有利于學生理解科學、技術、社會三者之間的關系，培養其社會責任感和歷史使命感。例如，通過呈現1665年英國科學家發現并命名細胞依賴于顯微鏡的發明，1945年魯賓和卡門證明光合作用產生的氧氣來自于水依賴于同位素標記法的發明，以及1959年羅伯特森提出的生物膜‘三明治模型’依賴于電子顯微鏡的誕生”這些史例，讓學生體會生物學的發展離不開技術的進步。而“科學和技術的發展會影響社會的進步，社會的需求也會影響科學研究的方向”這一思想在酶的發現史教學中也能得到很好的滲透:19世紀中葉，地處法國北部的里爾地區釀酒業發達，但長期以來當地的釀酒商一直在為放置時間久了的葡萄酒和啤酒會變酸而煩惱，于是幾位釀酒商就向巴斯德求教，巴斯德在研究釀酒機理的過程中，發明了巴氏消毒法，并提出酒精發酵是酵母菌代謝活動的結果，這一過程必須有“活體”存在才能實現［4］。這個史例就很好地體現了科學、技術和社會之間的關系，科學的進步能解決社會的問題，能造福人類，科學知識的發展還能帶動技術的更新。“科學技術是一把雙刃劍，可以改善人們的生活，也可以產生出新的社會問題，同時社會思想也會影響科學技術的發展”這樣一個命題本身是抽象的，但是通過基因工程、細胞工程的發展史的學習和討論，可以使其變得更加具象和容易理解。
5確立生態文明意識
素質教育是一種著眼于發展，著力于基礎的教育，其根本出發點是提高全民族的整體素質。因此，素質教育必須面向全體學生，培養德、智、體、美、勞全面發展的人才。化學是中學教學中的一門重要的基礎學科，掌握一定的化學知識是每個現代公民必須具備的科學素質之一。這就要求我們決不能把化學教學搞成僅為少數學生的升學服務，而大搞“題海戰術”，走“應試教育”的老路，使學生負擔過重，妨礙學生全面發展。然而，強調面向全體學生，也并不是“齊步走”、“一刀切”或“扯平拉齊”，要承認學生的客觀差異，根據不同學生的學習水平作出不同的目標要求。
二、強化德育功能，培養現代意識是貫徹素質教育的標志
進行素質教育，思想道德素質起著導向、動力和保證的作用，是衡量素質教育能否得到強化的重要標志。德育工作并不僅只是校長、班主任和政治課教師的事，而應滲透到各個學科中去。“教書育人”是每個教師的責任，化學課也不例外。
1、依靠化學學科的特點進行辯證唯物主義教育。化學學科本身充滿著辯證唯物主義思想方法，我們可以在化學教學中通過質量守恒定律、分子、原子、離子、質子、中子、電子等建立學生的辯證唯物主義物質觀；通過氧化與還原、化合與分解、溶解與結晶等內容樹立學生的對立統一的觀點；通過元素周期律等內容幫助學生理解量變到質變的規律；通過酸、堿、鹽、氧化物間的相互關系以及烴和烴的衍生物之間的衍變關系培養學生的聯系轉化的觀點；……總之，在化學教學中主觀能動地進行辯證唯物主義教育，有利于學生樹立正確的世界觀，用辯證唯物主義的思想方法來分析問題、解決問題。
2、在化學教學中，應結合教學內容不失時機地向學生進行愛國主義教育。化學發展史是對學生進行愛國主義教育的好素材。教學時，應確定好知識傳授與德育的最佳結合點，潛移默化地自然滲透，達到“潤物細無聲”的境界。
3、在化學教學中，要加強化學與社會、化學與人的關系的教學，使學生了解化學與現代社會的關系和影響。教學中，結合教學內容適時穿插和滲透一些現代社會面臨的、急需解決的重大問題，如淡水資源的危機、主要能源（煤和石油）的危機、環境污染（臭氧層破壞、溫室效應、酸雨等）。如在教學“NO和NO2是污染大氣的重要污染物”時，可介紹這些氮氧化合物受日光紫外線的照射后，發生一系列光化學反應，形成光化學煙霧污染事件。
三、養成思維習慣，學會思維方法是落實素質教育的核心
21世紀更需要能力型人才。民族的進步，國家的富強是同整個國民的素質是密切相關的，因而我們應重視學生能力的培養。化學教學中能力的培養主要包括觀察能力、實驗能力、思維能力、自學能力等的培養，而發展思維能力是能力培養的核心。在教學中，我們應使學生養成良好的思維習慣，學會科學的思維方法，諸如求同思維、求異思維、逆向思維和聯想思維等。
求同思維是教學中常用的思維方式。求異思維是一種創造性思維，要求學生對同一材料從不同角度、不同形式、不同耦聯關系去探索結論。因此，在化學教學中應注重加強這方面的訓練。逆向思維是從順向思維的反方向去思考問題，也就是通常所說的“反過來想一想”。在化學知識中，有大量的可逆思維的素材。如元素的“構、位、性”互推，有機物官能團與化學性質的互推，各種不同濃度的互算，根據化學方程式的計算，有機化合物合成路線的選擇等逆向思維訓練的教學內容，以此促進學生逆向思維能力的形成和發展。聯想思維是指對有相似特點的事物通過對比聯想，推測其它方面相似性的一種邏輯思維方法。化學教學中，有許多物質之間存在著相似的結構特點，因而具有相似的化學特性。
四、增強應用化學知識解決實際問題的能力是提高學科素質教育的重要手段
知識的積累，智力的發展，能力的提高，重在于應用。學生的化學素質不僅在于其掌握化學知識的多少，也不僅僅在于其能解多少化學難題，更重要的是看他能否運用化學知識去理解、解決生活中的化學問題，去學習新知識以適應社會發展的需要。因此，在化學教學中應緊密聯系生活、生產、科技等方面的知識，訓練學生應用化學知識解決實際問題的能力。
摘要摘要:1．機立窯水泥存在和發展的依據2．機立窯水泥發展的目標3．機立窯水泥的發展策略
1．機立窯水泥存在和發展的依據
1．1機立窯水泥在我國水泥工業發展中的重要地位
機立窯水泥在我國水泥工業發展史上做出了重要貢獻。它有力地支撐了我國國民經濟的持續高速發展，緩解了長期以來水泥短缺狀態。自1985年機立窯水泥躍居全國水泥總量的80％以來，一直居高不下，占據我國水泥數量的主體地位。“八五”以來，水泥工業加大了結構調整的力度。新型干法生產工藝得到了快速發展，全國已形成了7000萬噸的生產能力。但和此同時，機立窯水泥仍保持了較高的增長速度，2001年全國6億噸水泥中有4.5億噸是立窯水泥，仍占水泥總量的75％以上。可以預見在今后相當長的歷史時期，機立窯將和新型干法窯有一個共存時期。在社會經濟活動中仍將發揮重要功能，在交通不便，市場容量不大的地區，立窯水泥仍將有很大的存在空間，非凡是西部大開發，機立窯水泥仍將以其獨特的優勢發揮著積極的功能。
1.2機立窯水泥存在和發展的必然性
1.2.1機立窯實質能生產出高標號的水泥
自80年代以來，由于立窯水泥新技術(如原燃材料預均化技術、預加水成球技術、預粉磨技術、窯體綜合改造技術、小料球煅燒技術、生料速燒技術、水泥添加劑技術等)的應用和科學的企業管理，在全國涌現出一大批優秀的現代化立窯企業。它們的產品質量和各項技術經濟指標完全可以和代表國內水泥發展科技水平的新型干法回轉窯相媲美。如山東沂州水泥集團、山東慶云山水泥廠、山東齊銀水泥有限公司、山東叢林集團水泥廠、廣東梅塔水泥公司等廠，它們的熟料強度均大于52MPa，能穩定生產32.5、42.5級的水泥，其中山東慶云山水泥廠可生產52.5級普硅水泥，山東齊銀水泥有限公司能生產油井水泥。長期以來，以窯型來判定水泥質量優劣的標準對我國水泥的發展是一種誤導，影響了我國水泥結構的調整，既不科學，也不符合我國水泥工業的實際情況。有些地方出臺了立窯水泥一律不能用于重要建設工程的規定，是不切合實際的。為此，原國家建材局于1996年向建材探究院下達了“立窯和旋窯熟料、水泥、砼性能特征及機理的探究”任務，再次以大量的試驗數據證實了好的立窯水泥和好的回轉窯水泥其質量基本相同。探究報告提供的大量科學數據和論據，為正確評價和使用立窯水泥提供了科學的依據，為正確熟悉和處理立窯和回轉窯的發展產生了積極的影響。由于立窯水泥的發展基礎差，發展不平衡，眾多的立窯水泥企業發展參差不齊，確實存在著有些企業水泥質量差、不均勻、形象不好的現實。但是占立窯水泥總量20％的現代化優秀立窯企業的事實證實，立窯水泥存在著水泥質量差的原因不是窯型決定的，而是其他工藝條件決定的，通過加強技術進步和科學的企業管理，完全可以達到優秀的現代化立窯企業的水平。就是回轉窯水泥中也不是全好。除新型干法回轉窯外，小型中空回轉窯、濕法回轉窯、立波爾窯、亦存在提高和淘汰的新問題。
1.2.2機立窯水泥適合中國國情
改革開放以來，國民經濟的持續高速發展，拉動了對水泥總量的需求，這為投資省、建設周期短、可以滾動發展的立窯水泥提供了發展的機遇。
立窯水泥大量新技術的應用，奠定了立窯水泥發展的基礎，尤其是“八五”期間推廣的14項新技術，使立窯水泥的生產技術水平遠遠超過國外立窯技術的頂峰時期水平，出現了一大批不僅在產品質量上可以穩定生產32.5、42.5級水泥，而且綜合能耗優于日產1000噸水泥的新型干法窯，在我國水泥工業中具有較強競爭力的現代化立窯企業。如表1所示。
日產1000噸新型干法和現代化立窯技術經濟指標對比（見下表）。
窯型熟料28天ISO強度熟料熱耗綜合電耗全員勞動生產率
新型干法55-60(MPa)≤850(千卡/千克)110(度/噸水泥)≥1000噸/人.年
現代立窯55-60(MPa)≤850(千卡/千克)70(度/噸水泥)≥1000噸/人.年
由上表可可以看出，現代化立窯熟料質量、熱耗和勞動生產率都和日產1000噸新型干法窯相當，但綜合能耗明顯優于新型干法窯。由此可見，現代立窯不應視為淘汰對象，現階段也很難被淘汰。但我國立窯水泥企業起點低、發展很不平衡，先進的和落后的差距很大，工藝不完善，管理混亂，粉塵污染嚴重，產品質量不穩定的立窯數量還很多，不僅明令淘汰的4226家屬此類，而未列入淘汰之列的也有相當數量落后企業。因此對我國的立窯水泥企業既要承認“立窯技術進步”的現實，又要承認“落后立窯”的存在，對先進的和比較先進的機立窯企業要充分肯定他們的進步，支持他們進一步發展提高。對于經過認證，產品質量完全達到國家標準的立窯水泥企業要取消其使用限制的有關規定。對有條件的要加速升級改造，使其達到現代化立窯水平，沒有條件的要通過“行政”干予和市場競爭加速淘汰。行政干予主要是加大質量法和環保法的執行力度，凡是質量不穩定的劣質產品不能讓其進入市場，凡是環保不達標的不答應生產，市場競爭要靠具有有序競爭，使優勢的大型回轉窯企業和現代化立窯企業擴大市場占有量，使落后企業失去市場而淘汰出局。目前凡處在優勢明顯的大型回轉窯和具備經濟規模的現代化立窯企業四周的落后企業，無論立窯和回轉窯都沒有生存空間。但目前具有明顯競爭優勢的大型回轉窯企業數量不多，市場占有量和覆蓋面還不夠大，其全國性的淘汰力度還有限。因此現階段淘汰落后，還要充分發揮現代化立窯的功能，要鼓勵現代化立窯通過技術改造和資產重組發展經濟規模，形成地域性優勢企業，以加大對落后企業的淘汰力度。由此可見，現代立窯的歷史使命還沒完成。它在今后相當長的歷史時期，還是我國水泥工業的重要組成和依靠力量，和大型干法企業一起肩負著優化我國水泥工業結構的功能，在淘汰落后的過程中，不斷壯大和完成資金積累的現代化立窯企業將向更高層次的大型化和現代化發展。
1.2.3從我國水泥的消費結構看摘要：基建、生產和農用比例約為25摘要:30摘要:45左右，中低檔水泥占大多數，現代立窯水泥完全能滿足要求。從我國水泥發展不平衡看，現代立窯在西部大開發和偏遠地區仍有其存在和發展的基礎，有人算過用旋窯代替立窯，目前4億多噸的裝備能力，至少需4000億的投資、有條件的立窯完全可以改造成現代化立窯，滿足生產建設的需要。國家沒有必要投巨資在水泥方面。另外立窯水泥對原料適應性強，適于利廢、對實施水泥可持續發展戰略具有重要意義。
2．機立窯水泥發展的目標
新型干法回轉窯水泥是我國水泥工業技術進步的方向，現代化立窯是我國水泥工業的重要組成部分，大型新型干法水泥集團的崛起和現代化立窯企業經濟規模化、是中國水泥工業發展的方向，它對調整我國水泥結構，淘汰落后具有重要意義，可以予見，先進的機立窯向現代化立窯發展，落后的機立窯加快淘汰步伐是必然趨向。
現代化立窯的基本特征摘要：(1)生產規模摘要：達到年產能力三十萬噸，西部地區二十萬噸；(2)產品質量摘要：能穩定生產32.5、42.5等級的水泥，富裕標號達到5MPa以上，并通過產品質量認證，熟料28天抗壓強度達到52MPa以上；(3)環境保護摘要：粉塵排放濃度達到國家標準；(4)其他技術經濟指標摘要：①熟料強度3天抗壓≥30MPa；28天抗壓≥52MPa②機立窯熟料單位截面積產量≥1800kg/m2.h；③熟料中F-CaO≤2.5％；④出磨水泥安寧性合格率≥90％；⑤機立窯系統和磨機的有效運轉率≥95％；⑥全員勞動生產率≥800噸/人%26#8226;年。
3．機立窯水泥的發展策略
機立窯水泥的發展不是量的擴張，主要是質的提高，走內涵擴大再生產的路子，通過技術改造、新技術應用和科學的管理，使有條件的立窯逐步邁向現代化立窯，乃至更高的現代化集團。
3.1機立窯水泥發展的技術策略
3.1.1原燃材料預均化技術摘要：原燃材料的均質穩定，并有足夠的干燥物料儲量，是保證生料質量的前提，生料質量直接影響立窯的產、質量，水泥均化決定出廠水泥的均勻性。和回轉窯比較立窯水泥工藝缺乏的就是原燃材料預均化設施，這也是立窯水泥質量均勻性差的重要原因，因為目前的計量配料，僅僅是稱稱的重量，量量的體積而言，還達不到成份配料，既使達到成份配料，沒有規律的原料波動，亦難以調整達到配料方案要求，目前采用的均化技術有摘要：
(1)原燃材料均化技術摘要：A、按質量要求，原燃材料定點采購，分堆存放，搭配使用。B.原燃材料預均化堆場，C.原燃材料預均化庫。
(2)半成品、成品、預均化技術
A.多庫搭配，機械倒庫，氣力均化等；
B.園庫改造摘要：在園庫中設無動力均化裝置，投資僅3萬元左右，提高均化效果2.5倍以上。
原燃材料半成品、成品、預均化技術，可以參照回轉窯使用情況比較選用，目的是投資少，效果好，達到均化之目的。
3.1.2采用磨前預破碎技術
在水泥生產中,粉磨電耗占水泥生產電耗的60-70％。磨機電耗有效利用率僅為5-7％,而破碎機的有效利用率可達30-70％；可見多破少磨是一項提高磨機產量，節約電耗的重要辦法。
(1)生料系統預破碎技術
常規的工藝設計，生料破碎系統大多為二級或三級破碎，工藝復雜，設備多，電耗高，山東臨沂金湖水泥廠生產的超細破碎機僅用一級破碎即可解決二級、三級的破碎任務，該破碎機入料度不大于500mm，出料粒度50-60％為面狀，最大粒度≤8mm，和10萬噸/年生產線配套破碎機電機僅75KW，臺時產量50-70噸/時，僅用一班生產即可滿足生產要求。生料系統Φ2.2×7m閉路磨機產量全年平均30噸/小時以上。
(2)水泥系統預粉碎技術
水泥系統預粉碎目前多采用在磨頭加一細破碎機方案，但大多數因錘頭、襯板材質新問題而受影響。由破碎粉磨專家楊連國高級工程師發明的三合一高效沖擊(磨)細碎機，解決了錘頭壽命短，出料粒度不均勻、粒度不穩定，電耗高的缺點。一臺破碎機有兩個傳動系統，外傳動系統帶動篩板對物料起篩分、反擊和提升功能；內傳動系統帶動錘頭實現對物料的高效沖擊粉碎，內外回轉體組合共同起破碎功能，底部排料，連續作業。該機和立破相比，裝機容量低60％以上(同樣50T/H產量，立破裝機容量90KW，而本機僅為37.5KW，實際消耗僅15-17KW)，壽命長，無強制銑削和磨擦粉碎，材料消耗小，錘頭無須頻繁調整。(一般破3--5萬噸水泥熟料調整一次)一付錘頭可破碎水泥熟料5-10萬噸以上)。入料粒度≤150mm，出料粒度≤3-5mm，該機運轉性能好，對縮小入磨物料粒度是一項重要辦法。
3.1.3優化粉磨系統技術
(1)縮小入磨物料粒度≤10mm。
(2)縮小入磨物料水份，(入磨物料綜合水份≤1.5％)
(3)調整磨機配球方案，縮小平均球徑，提高磨機填充率
(4)加強磨機通風。
(5)對選粉機進行改造。
(5)調整磨機和選粉機處于最佳匹配狀態。
3.1.4優化機立窯系統技術
①對窯體本身進行綜合技術改造，使窯體本身參數如摘要：喇叭口角度、深度、倒喇叭口等處于最佳狀態，煙囪、風機等要和之配套。
②加強立窯的保溫。
③采用節能塔式篦子。
④對預加水成球系統進行改造，實施小料球煅燒技術。
⑤加強立窯燒成*作，確保立窯均勻、穩定地加料、卸料。做到大風大料，速燒快冷。
⑥提高立窯有效運轉率。
3.1.5水泥工藝外加劑技術
3.1.5.1應用高效復合生料催化劑技術，提高水泥熟料強度，提高熟料產量，降低燒成煤耗。高效復合生料催化劑，是根據化學反應的催化動力學原理和結晶化學原理研制的一種大幅度提高水泥熟料產量、質量、降低燒成能耗的優于復合礦化劑技術和晶種煅燒技術的高新技術產品，該技術在不改變生產工藝、不增加設備投資的情況下，即可實現提高產、質量、降低成本、增加效益的目的。
(1)功能原理
高效復合生料催化劑中含有的高效礦化物質和多種微量元素(高效硅酸鹽催化元素)，在生料中可大大地提高生料的易燒性。
①降低反應物質點間鍵能，提高化學反應活性，強化SiO2和CaO的反應能力。
②促使液相提前出現，增加液相量，降低液相粘度，降低燒成溫度，加速硅酸鹽礦物的形成。
③促使早強礦物及C3S微晶的形成，從而加速了硅酸鹽礦物的形成過程。
④對C3S、C2S起穩定和促進形成的功能。
⑤造成硅酸鹽礦物晶體缺陷，晶體發育不完全，從而起到活化功能。
⑥加入催化劑后，由于熟料在較低溫度下(1200-1300度)快速燒成，因而窯內上火速度明顯加快，底火上移而變薄，底火變淺，窯內通風阻力減少，有利于窯內通風均勻和熟料冷卻，使整個熟料煅燒時間縮短，非凡是減少了窯內還原氣氛，使水泥熟料在煅燒時形成良性循環，故能提高熟料產量、質量，降低燒成熱耗。
(2)摻加方式及摻量
本產品為粒狀(或粉狀)物料，在生料粉磨時均勻摻入；摻加量0.5-0.8％；使用高效復合生料催化劑后不再使用礦化劑和晶種。
(3)使用效果
①熟料臺時產量提高15％以上。
②標準煤耗降低15％以上。
③熟料質量摘要：三天抗壓強度大于28MPa，28天抗壓強度大于50MPa，f-CaO≤3.0％。
④噸熟料成本降低10元/T以上。
3.1.5.2應用高效復合水泥添加劑技術，提高水泥強度，降低水泥生產成本
該項技術是科技部、財政部創新基金支持的唯一的一項高新技術產品。中國水泥協會重點推薦產品，國家權威檢測達標產品，國家發明專利。該技術對提升我國水泥工業技術水平，促進水泥工業綠化進程，改進水泥生產模式，具有重大意義。
在混凝土中我國水泥約有20-40％沒有發揮水化功能。水泥的活性和水泥熟料的礦物組成，礦相結構有關，和水泥磨細程度、顆粒級配、顆粒形貌有關。如何使水泥(含混合材)更好地發揮活性。一是物理激發----高細粉磨；二是化學激發----采用對混凝土無害的化學物質激發水泥的活性。
(1)、功能機理摘要：高效復合水泥添加劑通過助磨功能提高磨機產量，提高比表面積，從而提高水泥強度。其增強功能主要是添加劑中的化學物質和水泥中的硅、鋁等進行化學反應形成有助水泥增強的中間物質，同時造成水泥氧化物的晶格缺陷，提高其反應活性。
(2)、使用效果
①提高水泥強度，改善水泥性能。
大量生產實踐證實，利用該產品，可大幅度提高水泥強度，三天、七天強度(ISO)可提高20％以上，二十八天強度(ISO)可提高10％以上，凝聚時間可縮短1-2小時，有效消除熟料中的游離氧化鈣。使水泥的干縮性、抗凍融性、耐磨性、抗滲性、抗碳化能力、抗侵蝕能力、水泥顏色等得到有效改善。
②可大幅度增加混合材摻加量，提高水泥產量，降低水泥生產成本。
在熟料強度達50MPa(ISO)的情況下，礦渣摻加量可達50-70％，爐渣、煤矸石、粉煤灰、火成巖單獨摻加時摻加量可達25-40％，混摻時可達30-50％，穩定生產32.5R級水泥，可提高水泥產量20％以上，消化掉本添加劑帶入的成本后，可降低水泥生產成本10元/T以上。
③加快庫位周轉，保證水泥安寧性出磨合格
④加速使生產線超過設計規模。若投資原生產線投資的八分之一，即可使水泥產量提高一倍。
⑤在同等情況下，可提高一個標號生產水泥，是生產高標號水泥的捷徑，為實施ISO標準奠定了基礎。
⑥各項經濟技術指標保證符合國標要求，可獲得凝聚快、早強高、顏色好等水泥用戶所需要的理想結果。
⑦大量使用工業廢渣(30％以上)，可獲得減免產品增值稅和所得稅的優惠政策。
(3)、產品使用方法。
在水泥粉磨前，由計量設施按0.6-0.8％的比例在磨頭或選粉機回粉螺旋均勻加入，具體*作由技術人員現場指導。
(4)、注重事項
①混合材盡量干燥，入磨物料綜合水分≤1.5％；
②粉磨細度≤4％，比表面積≥320m2/kg；
③盡量提高水泥中的Al2O3含量；
④找出石膏最佳摻入量；
⑤混合材混摻時，礦渣摻入量占50％以上。
(5)、經濟效益分析
使用該技術，年產10萬噸水泥廠，每年可凈增利潤百萬元以上，若能爭取免稅優惠政策，效益更加可觀。
3.1.5.3應用高效復合水泥助磨增強劑技術提高磨機產、質量
(1)高效復合水泥助磨增強劑的物質組成及性能。
高效復合水泥助磨增強劑是由石油精煉所得的磺化芳烴的醇胺鹽、植物油和對水泥礦物具有獨特化學激發功能的幾十種原材料經非凡工藝加工而成，是一種新型的液體界面活化劑和激發劑。為有機物和無機物的復合產品，呈棕色，阻燃防腐，對人體、設備無害，物體穩定，不變質，可長久使用和保存。
(2)高效復合水泥助磨增強劑的功能機理
在水泥粉磨中，入磨物料和研磨體，襯板發生碰撞粉碎，使礦物的內部化學鍵斷裂，形成帶電荷的結構單元，吸附在研磨體和襯板表面，產生包球糊磨現象，水泥流動性降低，制約了粉磨效率。強力牌高效復合水泥助磨增強劑具有表面活性，它能平衡顆粒表面靜電，降低物料表面張力和表面能，顆粒間的靜電凝聚力得到屏蔽，清除了包球糊磨現象，使水泥粉體流動性提高，避免水泥細顆粒的過粉磨。提高水泥的比表面積，使水泥顆粒級配更趨合理，大幅度提高磨機臺時產量，高效復合水泥助磨增強劑中的化學物質和水泥中的鋁、硅等發生化學反應產生具有增強功能的中間物質，同時造成水泥中氧化物的晶體缺陷，從而提高水泥的化學反應活性，使水泥的強度大大提高。
(3)使用效果
在水泥粉磨中，根據水泥的配料組成及產品品種不同，噸水泥均勻加入200-400g水泥助磨增強劑，可取得以下效果
①可提高磨機臺時產量20-40％。
②提高水泥的比表面積(30-50m2/kg)，同時增加水泥的流動性，防止過粉磨現象，使水泥顆粒級配更趨合理，有利于水泥強度的發揮，有利于選粉效率的提高。
③可大幅度提高水泥強度。三天、七天抗壓強度提高10-20％；二十八天抗壓強度提高10-15％。④節約能源，噸水泥可降低電耗8-12kwh。
⑤經濟效益顯著。由于磨機產量的提高和強度的大幅度提高，降低了電耗，可大大地提高混合材的摻入量，從而使生產成本大幅度地下降，噸水泥可降低生產成本5-12元，企業經濟效益顯著。由于混合材的大量摻入，可降低固體廢棄物對環境的污染，社會效益顯著。
⑥水泥安寧性得到有效改善。
3.1.6環境保護技術
環境保護和可持續發展戰略對機立窯水泥的防塵治理提出了更高的要求，目前立窯廠粉塵大、環保差、污染重，其根源不是立窯本身，而是對環保不重視。全國花園式廠很多，如北京平谷水泥二廠，山東博山水泥廠，都是學習的榜樣。目前防塵設備技術比較過關，關鍵是使用。環保不達標，企業再好也將被淘汰，所以加強環境保護勢在必行。
3.2機立窯水泥發展的管理策略
俗話講“三分技術、七分管理”，在機立窯向現代化立窯邁進的過程中，管理顯的尤為重要。
(1)要建立一套適合本企業發展需要，切實可行，便于量化考核的管理制度。其中包括摘要：定額管理、成本目標控制、勞動管理、資金管理、激勵機制等在內的管理制度。
(2)要加大執行制度的力度，在執行中不斷提高和完善制度。
(3)對比先進的現代化立窯企業，做好技術經濟分析，找出本企業和先進的現代化立窯企業的差距。制訂辦法，努力達到先進目標。
(4)企業要注重技術進步和管理創新，要使企業立于不敗之地，企業必須時時創新。
(5)要形成一套適應市場經濟發展的管理機制。
關鍵詞：化學教學 新課程改革 模塊銜接 校本課程
一、前言
本輪新課程從課程理念和目標、課程結構、課程內容、課程實施和課程評價五個方面進行了重大的改革，本次高中化學課程改革的重點體現在基礎性、時代性、選擇性三個方面，新課程要求“每個學生都要學習化學，不同的學生學習不同的化學”。必修模塊《化學1》和《化學2》就是每位學生都要學習的化學基本知識，也是化學課程改革中基礎性的體現，希望通過必修模塊的學習可以幫助學生了解化學科學研究的基本方法和思維方式，并能為他們今后的專業發展提供有效的幫助。另有6個選修模塊即《化學與生活》、《化學與技術》、《物質結構與性質》、《化學反應原理》、《有機化學基礎》、《實驗化學》。
新教材內容的多元化和層次性確立了適應不同學生發展需要的高中課程結構：不再分律前元素和律后元素；從生活走進化學，從化學走向社會；從自然走進化學，從化學走向應用；從單一的物質中心模式到多樣化的學習模式；強調元素觀、分類觀、轉化觀。為學生提供多樣化的選擇是高中化學課程的明顯標志，它為志趣和潛能不同的學生的進一步發展奠定了良好的基礎。化學課程由若干模塊組成，模塊之間既相互獨立，又反映學科內容的邏輯聯系。
但是課程模塊設置是一種人為化的課程結構，需要進一步研究與優化，課程試驗和實踐是課程模塊優化的基本途徑。新化學課程打破了傳統化學課程的系統性，如何在模塊學習中較好地進行化學知識和技能的銜接，是我們迫切要研究的問題。
校本課程學習以其內容的豐富性、綜合性，學習方法的多樣性、靈活性，能夠發揮學生的個性特長和想像力。校本課程學習的時間和空間跨度不是僅局限于課堂，而是讓學生聯系課堂的知識去拓展，又可以應用于課堂，打破了傳統課堂教學模式，給學生們以探究過程的體驗，激發起學生對科學研究的意識和興趣。例如我在校本課程中將《有機化學基礎》模塊《生命中的基礎有機化學物質》的教學過程中與《化學與生活》模塊的《關注營養平衡》相銜接，通過簡單的介紹和資料，既加深學生對油脂、糖類、蛋白質在人生命中重要作用的認識，并且大大激發了學生的學習興趣。在學習《富集在海水中的元素――氯》時，校本課程課上作了《實驗化學》模塊的《從海帶中提取碘》的實驗。在學習《硫和氮的氧化物》時，與《化學與技術》模塊中的《化工生產中的基本問題》相銜接，在校本課程課上介紹了硫酸的工業制法。在學習《金屬及其化合物》時，又銜接了《純堿的生產》，等等。我充分利用校本課程開展了一系列的實踐初步研究，反思了各教學模塊之間的銜接滲透問題。
二、案例
1．課程設計目標
本課程內容《甲烷》內容將《化學2》第三章第1節《最簡單的有機化合物――甲烷》和初中化學相應模塊以及《有機化學基礎》模塊中相銜接，由選修課活動小組的同學進行，包括調查研究、收集資料、口頭討論、制作課件、撰寫論文、課內演講等內容。鍛煉學生面對實際，動手動腦、查找資料、收集素材、分析整理和語言文字表達能力；使學生在已有的知識基礎上主動建構化學知識體系，將所學各模塊知識相銜接，使相關知識網絡化、系統化；著重培養學生自主探索的學習方法，提高學生化學學習興趣，使學生了解化學在實際生產生活中的運用。
2．課程實施過程
校本課程《甲烷》的教學前，我根據課程的特點，將學生分為若干個任務組（按學生個人興趣自由組合），如材料發展史組、實驗探究組、環境保護組等。
教學過程中，學生小組首先介紹“對有機物的印象”并播放一段有關有機物種類和用途的影片及家庭廚房圖片，使學生感受身邊的有機物的普遍性、多樣性。
再由問題“哪些熱點事件與甲烷有關”，學生小組展示一系列圖片：“西氣東輸”工程示意圖、“礦難”之瓦斯爆炸事故照片、可燃冰的在手中燃燒的照片、甲烷與溫室效應的圖片，給學生以強烈的視覺沖擊。從而營造問題的情境，激發學習的熱情。
再回顧甲烷的分子結構和碳原子的成鍵特點，提出問題“甲烷中的氫原子是以平面正方形分布的嗎”，通過學生分組模型操作，學生仔細觀察比較甲烷分子結構的球棍模型、比例模型和正四面體模型，得出甲烷分子是一種對稱的正四面體結構的結論。并探究制作乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）的球棍模型，并寫出結構式。通過模型操作：CH4C2H6C3H8C4H10。學生歸納烷烴的結構特征，并鞏固烷烴、同系物、同分異構體知識。通過在選修課上小組模型操作來鞏固教學的重點和難點知識，并銜接《有機化學基礎》模塊相關內容。
三、結論
通過《甲烷》等校本銜接課的教學實施及初步分析結果使我們認為，化學教學各模塊的銜接應該建立在豐富的教和學的資源基礎上，而銜接教學的設計也要更貼近實際生產生活，而不能給學生增加額外的學習負擔，這樣學習活動環節才能順利地進行，學生才會對探究問題更感興趣。
第一，明確高中化學各模塊的功能、區別和聯系，全面了解高中必修、選修課程內容的知識編排順序，清楚各模塊的知識結構以及知識間的相互聯系，清楚各部分教學內容及教學要求。模塊銜接的教學中，要學生都能達到新課標教學內容的基本要求，不要隨意對所教內容進行拓寬和加深。
第二，遵循學生的認知發展規律，精心選擇和組織模塊銜接學習內容，注意學習需要（指學習者當前的發展水平與預期的發展水平之間的差距）。在教學決策時除了要考慮教學目標外，更重要的是要考慮學習者的特征。
第三，模塊銜接教學需緊密聯系社會生活實際，選擇具體的教學內容，突出化學、技術和社會的相互聯系，關注人類面臨的與化學相關的社會熱點問題，體現化學的新觀念、新思想、新應用。
參考文獻：
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【關鍵詞】水泥攪拌樁 基礎圍護 應用
由于城市高層建筑的迅速發展，地下停車場、高層建筑基礎埋深、人防等各種需要，基坑深度越來越大。此外，基坑周圍通常存在建筑物、道路或地下室管線等各種構筑物，這就要求既要保護基坑自身安全，又要保護基坑周邊構筑物的安全。隨著大型深埋基礎施工也在不斷增多，同時基礎施工的維護問題也日益增多，而水泥攪拌樁技術在一定程度上可以解決基礎維護問題。
一、水泥攪拌樁技術簡介
水泥攪拌樁是以水泥材料作為固化劑， 通過攪拌機械在地基深處將固化劑和地基土攪拌在一起， 這時土體和固化劑之間就會發生一些物理和化學反應， 通過這些反應可以使得地基土成為一種具有一定強度、水穩定性和整體性的加固體，將地基的強度和變形模量提高到所需的程度， 進而將加固地基的目標實現。 水泥攪拌樁技術是在上個世紀五十年代后期，日本引進并得到了一定的發展之后， 在七十年代末， 我國又從日本引進了該項技術， 該項技術在我國已經有了三十多年的發展史。 水泥攪拌樁技術具有很多優點， 這些優點包括設備簡單、 施工簡單方便、不會產生環境污染、無噪音、無振動、對土體不會產生側向擠壓、工程造價低以及施工周期短等優點， 所以有著良好經濟效益和社會效益， 得到了廣泛的應用和發展。
二、在水泥攪拌樁施工過程中的注意事項
（1）派專人負責水泥攪拌樁的施工，對水泥攪拌樁實施全程監控。
（2）相關負責人重點檢查水泥用量、水泥攪拌機壓漿過程中是否有斷漿現象，注意
噴漿攪拌時間以及復攪次數是否正常。
（3）施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間，每根樁開鉆后應連續作業，不得中斷噴漿，嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業。
（4）施工過程中如果發現噴漿量不足，應按照監理工程師要求整樁復攪。復噴的漿量不小于設計用量。
（5）現場施工處應配備施工記錄人員，對施工樁日期，天氣、噴漿深度、停漿標高、鉆機轉速，漿液流量、復攪深度等進行詳細記錄。
三、水泥攪拌維護方案選擇
主要分為五個步驟，第一，施工機械簡單而且施工效率高，采用一臺深層攪拌機，兩條灰漿泵以及兩臺制漿機。在完成測量放線工作、 機械設備就位之后就施工就可以開始進行。通過這種技術， 四十分鐘的時間就可以完成兩根樁的施工，將機械移位算在內也不到一個小時。在施工之后的一個月左右，待強度符合要求時就可以開始下部的施工；第二，地基沉降均勻，通過水泥攪拌樁技術對地基進行處理之后，復合地基的受力狀態基本相似，因此產生的沉降較為均勻，這樣可以有效的對油罐的使用狀態加以改善；第三，施工過程中不會產生振動，而且圍護具有較好的止水性能，結合工程所在區域的地質情況，采用水泥攪拌圍護方案，在施工過程中沒有振動產生，能有機械垂直進行開挖，不需要放坡，而且具有較好的止水性能，給施工帶來了很多方便；第四，可以節省費用，使用水泥攪拌圍護不用放置鋼筋，這樣可以節省很多費用，而且可以減少開挖和回填量，將費用減少了；第五，具有永久圍護功能，在完成之后，可以將水泥攪拌圍護進行保留，最終決定使用水泥攪拌樁圍護方案。
四、支承圍護結構的主要因素
1、場地條件
如果基坑周圍場地比較開闊，則可采用上段放坡，下段重力式擋墻支護，或懸臂式、樁錨式、錨拉式支護結構；如果場地狹窄且周圍有重要設施，則必須采用能夠相應控制地面位移與沉降的支護結構，并且做好防水處理。
2、基坑的開挖深度及范圍
開挖深度不大時，可采用懸臂式支護結構，并考慮防水；開挖深度較大時，可對具體情況采用單支點、多支點的地下連續墻或其它支護結構加防水帷幕；開挖范圍較小時，可采用錨撐結構加止水措施；開挖范圍較大時，采用“二墻合一”地下連續墻附加鋼筋混凝土桁架支撐方案，或單層、多層錨桿支護結構加止水帷幕。
3、從地質條件考慮
土質較好的情況下可考慮土層錨桿或排樁等類型；土質較差時，則要采用重力式樁墻，以及地下連續墻支護方案。如在粉土和粉砂的土質情況下，即便是深達10米的基坑，也可采用上部土釘，下部樁加錨桿的支護結構，這種支護結構用預應力錨桿代替鋼筋混凝土內支撐，基坑穩定性好，實際位移小，造價可比鉆孔灌注樁支護結構省50%。
五、水泥攪拌圍護施工質量控制
1、選擇原材料
選擇最佳的原材料，經過分析研究，確定這和水泥的品種有一定的關系，選擇水泥強度等級高，氧化鎂和二氧化硫等含量少的原材料，這樣才能取得良好的加固效果。
2、要嚴格控制樁搭接的長度
必須將樁搭接的長度控制在二十厘米以上才能保證圍護的整體性， 攪拌機的鉆頭容易被磨損， 所以要經常對鉆頭的直徑進行檢測， 這樣可以保證搭接的長度，如果比相關設計中規定的值小時，要及時加焊或者是更換。
3、要加強攪拌，保證水泥拌和均勻
在水泥攪拌樁中， 想要保證水泥的均勻性， 就要嚴格按照攪拌工藝的要求進行， 因為它們之間有著極為密切的關系， 對一些薄弱環節要加強攪拌， 使得水泥和土更好的進行反應，實現提高承載力的目的。
4、 要對水灰比進行嚴格控制
水灰比對樁的質量有很大的影響， 如果水灰比偏高的話， 樁的強度就會偏低；如果水灰比偏低的話， 可能會出現拌和不均勻現象， 增加施工難度， 所以要根據施工現場的具體情況，合理的確定水灰比。
總之，在選擇基礎施工方案時，要根據具體的工程情況需要，以及地質狀況， 如果在地質軟弱， 沒有采取任何加固措施的地基上使用， 可以采取水泥攪拌樁圍護技術， 該種技術是一種經濟、 高效而且快速的方法， 所以有著廣闊的應用和發展前景。 在施工開始之前， 要采取有效的措施來降低地下水水位，提高土體固結的速度， 進而將圍護的強度提高， 在最大程度生減小變形產生保證土體穩定，從根本上保證基礎施工的順利進行。
參考文獻
1、王輝，水泥攪拌樁技術運用于地基處理，城市建設理論研究（電子版），2012（3）
20世紀50年代，美國哈佛大學 J• B•Conant倡導把科學史引入科學教育以來，物理學史研究無論是在研究領域還是在教學領域，都日益引起人們的重視.郭奕玲和沈慧君兩位先生編著了《物理學史》，著名物理學家錢三強先生為其作序，序言開宗指出：“物理學發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地，這塊寶地很值得我們去開墾，這些精神財富很值得我們去發掘.”物理學史集中體現了人類探索和逐步認識物理世界的現象、特性、規律和本質的歷程，它包含了認識論和方法論的因素.物理學的發展史，實際上也是一部科學方法的發展史.在物理教學中把科學理論的建立，科學發現的過程以及科技發明對人類社會發展的貢獻用生動事例展示給學生，了解物理學家的生平，各學派間的爭端以及尚未解開的物理課題來激發學生學習物理的興趣，使學生從中學習到嚴謹的科學態度，科學的思維方法，養成良好的學習習慣，變被動學習為主動獲取知識.
1物理學史的引入可激發學生嘗試科學探究與實踐的興趣
新課程重視科學探究對激發學生的求知欲，使學生受到科學方法的訓練，培養學生良好的科學素質、創新意識和創造能力方面的重要意義.科學探究的要素包括：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作.物理學史中這方面的例子很多，如在講到法拉第電磁感應定律時，通過相關物理學史的介紹，使問題的引入自然.科學來源于實踐，科學的動力在于人類的求知本性和在大自然中生存和發展的需要.教師可介紹富蘭克林在用萊頓瓶進行放電實驗的過程中，面對著電火花的閃光和劈啪聲，總是禁不住聯想到天空的雷電.他意識到萊頓瓶的電火花可能就是一種小型雷電.為了驗證這個想法，必須將天空中的雷電引到地面上來.1752年7月的一個雷雨天，富蘭克林用綢子做了一個大風箏.風箏頂上安上一根尖細的鐵絲，絲線將鐵絲聯起來通向地面，絲線的末端拴一把銅鑰匙，鑰匙則一個萊頓瓶中.富蘭克林將風箏放上天空等待打雷.突然，一陣雷電打下來，只見絲線上的毛毛頭全都豎立起來，用手靠近銅鑰匙，即發出電火花，天電終于被捉下來了.富蘭克林發現，儲存了天電的萊頓瓶可以產生一切地電所能產生的現象，這就證明了天電和地電是一樣的.
2物理教學中穿插物理學史有助于學生全面理解物理規律
物理規律(包括物理定律、定理、原理、法則、公式等)反映了物理現象、物理過程在一定條件下發生、發展和變化的規律.在進行物理教學時，為了讓學生最有效地掌握好物理規律，應使其對物理規律的建立過程有一定的了解，這就需要教師經常把物理學史知識滲透到物理教學之中.這是由于物理學的創立和發展是具有連續性的，后人的研究工作總是以前人的研究成果為基礎，重要的物理規律都是經歷了艱難和曲折的歷史發展過程的.讓學生了解這些規律的發現過程，會對學生學習物理規律、形成嚴謹的工作態度和作風產生重大的影響.例如在講述萬有引力定律和牛頓運動三定律時，可以給學生介紹當時的社會背景：l6世紀以后的歐洲，由于航海、戰爭和工業的需要，大大地促進了力學的發展，推動了對天體的觀測和研究.波蘭天文學家哥白尼對天象進行了長期的觀測，獲得了大量的觀測資料，在對這些觀測資料進行了整理和分析后，提出了“日心說”的理論體系，了統治天文學領域一千多年的托勒密“地心說”體系，打開了自然科學的大門.繼哥白尼之后，丹麥天文學家第谷以他驚人的毅力和畢生的精力對行星的運動進行了精確的觀測，并采集到大量的觀測數據，這為他的學生開普勒的進一步研究打下了良好的基礎.開普勒有著豐富的想象力和杰出的數學才能，在整理和研究第谷所觀測到的數據中總結出了開普勒三定律.
3物理學史加強科學研究方法教育，可培養學生的辯證唯物主義世界觀
物理學是一門實驗科學.1901年～1992年，共有142位物理學者榮獲諾貝爾物理學獎，其中因實驗而獲獎的有103位.正如丁肇中教授所說：“物理學是從物理實驗中產生的.”在實驗課中引入物理學史，一方面是提高實驗效果；另一方面是從歷史上闡述相關理論的產生、發展、驗證和形成的過程，通過史料知識把相關的理論知識連成網絡，形成知識面，從而可以使學生更好地理解物理學中理論和實驗的辯證關系，物理學發展與社會生產和科學技術發展的辯證關系，使學生不僅理解物理概念、定律和原理這樣一些科學成果，而且理解獲得這些科學成果的基本過程.另外，每位科學家又有其研究問題的獨特的科學方法.結合物理學史加強科學研究方法教育，有利于培養學生的辯證唯物主義世界觀.
4運用物理學史可幫助學生澄清一些歷史事實
萬有引力定律的發現，并不是從蘋果落地的“頓悟”中產生的.早在17世紀初，吉爾伯特、開普勒、伽利略等人就提出過天體間存在萬有引力的思想.1654年，法國天文學家布里阿爾德奧已提出太陽對行星的引力和二者的距離的平方成正比的假說.在牛頓正式提出萬有引力定律之前，1616年英國皇家學會已成立一個專門委員會研究重力問題.胡克、哈雷、雷恩在萬有引力定律問題的研究上都作出了重大貢獻.胡克已覺察到引力和地球上物體的重力有相同的本質；哈雷和惠恩也在1679年按照圓形軌跡，由開普勒第三定律和惠更斯的向心力公式證明了作用于行星的引力與它們到太陽距離的平方成反比.由于無法找到能證明吸引力與距離的平方成反比的普遍規律，哈雷于1684年8月還曾到劍橋大學向牛頓請教.牛頓在研究和概括前人的成果，并用數學方法對月球與地球間引力及運動規律作了大量的驗證工作之后，于1685年提出了萬有引力定律的表達式.結合這段歷史不但澄清了歷史事實，而且消除了學生頭腦中關于“萬有引力定律”是牛頓的偶然性創造的錯誤認識.
5物理教學中穿插物理學史教育能使學生感到物理知識是特別有用的
很多物理規律的建立不是孤立的和偶然的，而是社會發展到一定階段的必然產物.萬有引力定律和牛頓運動三定律的建立已說明了這一點.熱力學第一定律、第二定律的建立，是在18世紀初期，在歐洲產業革命的推動下，出現了蒸汽機，引起了第一次工業革命，大大促進了工業的迅速發展.在蒸汽機的發明和使用過程中，人們迫切需要研究熱和功的關系，所以熱和機械功的相互轉化就得到了廣泛的研究，并使人們對于水和蒸汽，以及其他物質的熱性質作了深人的研究，這就有力地促進了熱力學理論的建立和發展，并在此基礎上建立了熱力學第一定律.在蒸汽機的應用得到很大發展的情況下，如何進一步提高機器的效率就成了當時工程師和科學家共同關心的問題，克勞修斯和開爾文各自獨立地發現了熱力學第二定律.熱力學第二定律基本說明了熱傳遞的過程是不可逆的.它在實用上的重要性是尋求熱機效率的最大可能性和預測化學反應進行的可能性.由此可見，熱力學第一和第二定律的發現與當時社會生產需求有很密切的關系.
關鍵詞：食品科學與工程專業；食品生物化學；教學效果；教學體系
引言
食品生物化學是利用生物學、化學等基礎學科知識，對組分在分子水平上發生的代謝反應與規律進行研究的一門學科[1-2]。教學內容涵蓋理化性質、生理功能、儲運變化規律及其對食品品質的影響規律與趨勢等諸多教學內容。“食品生物化學”是我國高等教育體系中食品類院校相關學科不同層次學生的專業基礎必修課[3-6]，在教學實踐過程中發現，“食品生物化學”課程教學具有以下特征：第一，教學內容抽象，直接結果是學生理解有困難，難以理解記憶；第二，知識點多，直接結果是記憶不扎實；第三，開課學期早，學生剛開始接觸專業課就開設該課程，在尚未形成專業認知前理解專業知識有困難。故此，該課程的教學過程中需成型的教學體系對學生進行有效指導，否則學生就很容易出現學習困難，教學效果不理想，繼而失去學習該課程的興趣。根據多年的教學實踐，針對前述的問題提出相應解決對策，目的在于提高“食品生物化學”的教學質量，改善學生學習的效果。
1突出學科專業特點合理設置教學內容
在我國高等院校現行專業設置中，食品專業含食品科學與工程、食品質量與安全2個專業，二者在課程設置構成中，“食品生物化學”是食品專業學生最早接觸的專業課程之一，是核心專業基礎課[7-9]。“食品生物化學”課程學習過程中要求學生掌握一定的多門學科理論知識，學生需具備一定的無機化學、有機化學、生物學等知識基礎[10]。“食品生物化學”課程是工程認證10門專業課之一，其教學質量將事實上反映專業教學水平，同時由于生物化學領域的發展十分迅猛，這給課程教學帶來了較大的難度[11-12]。吉林大學食品科學與工程學院2015年成立，有著悠久的辦學歷史，是食品科學與工程學院的優勢學科，擁有完善的本科、碩士、博士研究生教育體系和教學條件支撐，現有功能食品工程研究中心、食品安全檢測中心，以及食品基礎、食品工程等多個專業實驗室。作為食品類專業核心基礎課程的“食品生物化學”，教學內容根據教育部設定的專業培養目標和以此為中心構建的專業課程設置情況，結合吉林大學食品專業學生的實際情況，在展開教師和學生雙向調查的基礎上進行。特別是當面對大量的高素質本科生生源，如何進一步提高學生出口質量，“食品生物化學”這一重要基礎課程的教學體系探索與實踐更顯得刻不容緩。通過大量查閱課程改革相關資料及走訪國內、省內兄弟院校相同和相近專業課程的教學實際情況，結合學校食品專業的特點，對該門課程教學體系進行了有針對性的持續調整與改進。
1.1教學課時
“食品生物化學”課程現階段使用教材由食品基本組成成分的性質、化學結構、生物學功能及組分在體內的分解合成（即物質代謝和能量代謝）等傳統課程內容構成全部教學內容[13-14]。此教學內容，首先結構基本滿足學校專業要求，對后續培養專業核心技能具有良好的理論指導作用，但是同時與教育部在專業教育中強調的強化基礎教育、適當縮減專業教學課時的要求存在一定沖突。綜合以上因素，在連續多個版本的本科生培養方案（2013，2015，2017版）中持續對“食品生物化學”理論課的總學時設置進行調整，從總學時80學時，首先縮減為60學時，然后進一步縮減為48學時，指導最新版培養方案中該課程實驗部分獨立設課。通過對教學學時和教學內容的合理安排，達到了知識系統、特色突出要求。
1.2教學內容的組成與調節
1.2.1教學內容的組成“食品生物化學”課程的教學內容中有大量不可調節的基本組成內容。如食品的基本組成方面，對糖類、蛋白質、脂類、水分等要保證其基本學時。同時，在講授這部分內容時應注意緊貼后續眾多的專業課程，突出“食品生物化學”理論知識在食品行業中的大量應用，從而凸顯其重要性。這樣的教學內容組成既有助于學生對基礎知識的掌握，也有助于學生對未來知識的掌握。如水分教學中就存在著大量抽象的內容，學生不好理解也不好記憶，但是借助“食品機械與設備”的干燥與升華教學內容就有效地提高了該部分教學內容的易學性與易記性，從而極大地鼓動起學生學習的主動性和目的性。1.2.2教學內容的調節“食品生物化學”課程的教學內容中除了有大量不可調節的基本組成內容以外，還含有大量的可調節內容，這部分主要包含食品在加工、貯藏中的品質變化等內容。根據專業的教學實際及時增減調節這部分教學內容，使其不僅與其他專業課緊密銜接，同時使其與生產生活實踐緊密結合，在保證教學效果的同時，還可以很好地提升學生的專業認同感，激發他們更好地學習以后的專業課。
2教學模式調整
“食品生物化學”的教學無論是理論授課還是實驗授課過程，需要解決的關鍵問題包括理解抽象的理論概念和各類化學反應，更包含理論知識與生產實踐相關聯、相結合，只有做到這一點，學生才能真正掌握本課程的內容。針對這一問題，在實踐教學過程中對以教師為中心的傳統教學模式進行調整，采用能激發學生學習該課程的興趣并能引導學生主動學習的教學方法和手段，以學生為主體的教學模式。通過13年的不斷嘗試與調整，多種教學手段應用于教學中，對教學效果有明顯提高。
2.1科學規劃，興趣引導
“食品生物化學”是食品科學相關專業課程體系中最為重要的專業基礎課，同時也是一門難懂的專業基礎課。因此，如何在第1堂課調動學生的學習興趣，讓學生意識到學好該門課的重要性和實用性，就成為課程教學方式改革與探索的第1步。要上好第1堂課，首先需要做好充分的準備，注意課堂講授每一個細節的把握，做到細節不放過，由小及大，細節處體現該課程的重要性。其次，改革傳統第1堂課講授生化發展史的教學模式，更多的在第1堂課介紹這一學科的最新進展，實際教學效果表明這對激發學生的學習興趣、提高教學效果更為有效，如連續在2014—2015第2學期（春季），2015—2016第2學期（春季），2016—2017第2學期（春季）3個教學學期介紹了2015年度諾貝爾醫學獎獲得者屠呦呦研究員的研究成果，事實證明這一教學內容的及時調整，不僅僅提高了課程的教學效果，而且極大地提高了學生的民族自豪感。第三，運用一切可能的教學手段，激發學生的學習興趣。從生活中無處不在的生化反應入手，告訴學生在生活中生化知識無處不在，如早餐吃的米粥在制作過程中發生了哪些生化變化？午餐吃的雞蛋在制作過程中發生了哪些生化變化？晚餐吃的紅燒肉在制作過程中發生了哪些生化變化？正是這些不斷加入和不斷調整中的新鮮內容，確保學生對該課始終保持高度的學習熱情。讓學生在第1堂課結束時帶著問題離開，激發學生的學習興趣，鼓勵、幫助他們自主學習，互助討論，同時鼓勵當他們帶著問題的解決辦法回到課堂，帶著新的問題回到課堂，從而為取得更好的教學效果打下基礎。
2.2講授為主，一法為主，多法互進
目前，講授法由于其通俗化和直接化的特點，仍是應用十分普遍的教學模式。但是，正是講授法本身所具有的特點也決定了其存在著很大弊端，那就是容易使學生產生依賴和期待心理，這將抑制學生學習的獨立性、主動性和創造性。針對這一問題，在教學過程中改變一講到底的教學方式，適時加入案例教學、討論教學、啟發教學、目標教學等多種教學方法，一法為主，多法互進，集中每種教學方法優點，充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性，有效提高教學效果。在教學過程中積極采取研討、啟發教學方法，引導學生主動參與教學活動。
2.3興趣引導，實際切入，理論深化
“食品生物化學”教學內容中有大量的概念、原理、反應式等，整個教學過程中如果僅僅采用講授教學將使得整個課程干癟、枯燥、不生動，在長達一個學期的教學過程中將很難使得學生保持始終如一的高度專注力。為解決這一問題，在教學過程中，特別是重點教學內容部分，十分注重理論與現實生活的聯系，將學生的注意力時時刻刻緊緊的抓在自己手中。例如，在講授DNA結構時，以不同物種間的差異與聯系為切入點，具體以鳥類、魚類、人類為例介紹他們DNA之間的差別與聯系，從而引出教學內容。通過學生的興趣引導，以實際切入，理論深化，在活躍課堂氣氛、緩解學生情緒的同時，極大地提高了教學效果。
2.4以具象解釋抽象，強化實驗教學，與開展課外學生科技研究項目結合
在實驗教學方面，突出與食品科學學科相關的蛋白質分子量測定、糖酵解過程中間產物鑒定等實驗，為了彌補由于課時或教學條件限制而不能開設部分實驗的不足。另外，借力吉林大學的各項本科生課外科研活動項目，如大學生創新性實驗、生物技能大賽等載體，鼓勵并積極參與學生開展課外學生科技研究項目，從而加強課程的教學效果。從2012教學年度開始，帶領本科生團隊參加以上2項大學生課外科研活動，所帶團隊獲得多項校級科研立項與獎勵，學生的學習積極性得到了有效調動，事實證明抽象理論教學與具象科研活動的有效結合是提高教學效果的有效手段。
3綜合考查學習情況建立科學的復合型考核體系
針對“食品生物化學”教學過程特點，對考核體系進行了認真的思考，基于如下幾個方面的考慮。采用復合型的考核模式對教學效果進行評估和持續改進：首先是理論知識的掌握，主要考核內容是知識點的識記，考核方式以考試為主；第二是理論知識的實際運用能力，主要考核內容是基礎知識靈活運用于實際問題分析和解決的能力，考核方式有小組討論和小組答辯；第三是實際動手能力，主要考核內容是實驗的實際操作，考核方式為實驗評分。同時在以上考核體系之外，鼓勵學生參加各項大學生課外科研活動，如吉林大學大學生創新項目、吉林大學生物技能大賽、“挑戰杯”吉林大學大學生課外學術科技作品競賽等，參加此類賽事將有助于學生對本課程理論知識的更深一步認識。根據這個標準并結合學校相關要求，確定課程最終成績的計算方法：總成績=平時成績（A%）+筆試成績（B%）。其中，平時成績的計分項包括實驗操作、實驗報告、小組討論、小組報告、課堂測驗、出勤情況、課堂答問情況等，筆試成績的計分項包括結課后學生上交的學結、小組討論報告和期末試卷。同時，雖然二者在成績中的占比在多版本教學大綱中始終不變，但是在實際運行過程中并不是一成不變的。也就是說，在每學年開學的執行教學大綱編寫中，及時與教學班承擔課程的教師溝通，了解學生的學習狀態、參與科研活動的熱情等因素進行適時調整，從而做到成績考核系統穩定同時動態可調整。這種考核方式以考核學生對知識的實際掌握為基礎，綜合學生多個方面的能力和表現，因而相對公平和公正，能夠較為客觀地反映學生對課程內容的掌握情況。
4教師的自我提升學教互進
在課程的教學過程中，提升自我素質主要進行了以下幾個方面的工作。第一，不斷提高自己的學歷水平，從而在不斷的學習過程中提升自己；第二，積極進行國內外的學術交流活動。積極參加學院、學部的學術交流活動，連續參加多年的學術年會，積極與組內組間的教學科研團隊進行交流，在交流中進行腦力碰撞，激發自我，不斷學習。作為訪問學者，于2014年5月—2015年5月前往美國俄克拉荷馬州立大學生命科學院進行交流學習，與該領域國外專家就教學科研問題進行了廣泛細致的交流活動。通過以上的工作，不斷自我提升，真正做到了學教互進，有效保證了課程教學效果的穩定提升。
參考文獻：
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【關鍵詞】初中化學,化學教學,科學素養,培養策略
科學素養是以人的先天稟賦為基礎，在環境和教育的影響下形成并發展起來的、內在的、相對穩定的生理、心理及文化的整體養量水平。《全日制義務教育化學課程標準（實驗稿）》明確指出：“化學課程通過化學知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等三個方面體現未來社會公民科學素養的培養”，化學教育的核心是培養學生的科學素養，對學生進行科學素養教育是以培養學生形成科學的觀念、知識、方法和態度，從而形成科學能力為根本目的，以培養學生具有基本科學素養為目標。化學是一門實驗科學，同時又有較強的理論性，在化學教學過程中更應該承擔培養學生科學素養的任務。
1.化學科學素養的涵義
化學科學素養屬于科學素養范疇，并具有化學學科的具體內涵。化學科學素養主要是指必要的化學知識、化學科學的思維方式、對化學科學的理解、科學態度和價值觀，以及運用化學知識和方法解決問題的意識和能力。化學科學素養是一個由低到高的持續過程，它隨著學生的年齡的增長、教育的增強，學生的化學科學素養的水平也就會不斷的提升。
2.培養學生科學素養的意義
2.1 社會發展的需要。21世紀是知識經濟的時代，科學技術正日益廣泛滲透到人類物質生活和精神生活的各個領域，成了提高勞動生產率的源泉，成了綜合國力的一個決定性因素。科學研究的主體及成果都是生產力中最活躍的因素。一句話，知識就是力量，科學技術是第一生產力，誰能掌握和運用高新科技，誰就能占領科學的制高點和國際市場，誰就能成為時代的強者。面對這樣的勢態，強化全民族的科學素養，提高公眾的科學文化素質，發展科學技術已經成為世界各國發展的重要主題。科技在發展，教育必須改革。教育具有前瞻性，強化公民的科技意識應從娃娃抓起，從學校抓起。
2.2 教育改革目的需要。教育改革的根本目的是提高全民族的科學素養，多出人才，出好人才。提高全民族的科學素養，學校是陣地，為此必須改革重知識輕能力，重理論輕實踐的傳統教學模式，教育是發展科學技術的基礎工程，強化全民族的科學素養，是深化教學改革，提高學生科學素質的有效途徑。只有當學生有了濃厚的科技意識，才能從小愛科學、學科學、用科學，才能具有創新精神和進取精神，成為未來科技隊伍的生力軍，這是具有戰略意義的大事。
2.3 化學學科特點的需要。化學是一門重要的自然科學，它的歷史悠久，同時現在仍然具有非常活力的學科。它以大量的實驗為基礎，形成了堅實的理論體系，然后應用于廣闊的科技空間。當今社會，科學技術突飛猛進，化學領域的高科技信息、新的科技成果、新的材料和化合物、新的化學反應等等可說是日新月異。化學是未來世紀的中心學科，化學有力地推動了人類社會物質文明的發展，沒有化學，就沒有生命的產生和進化，就沒有現代的人類社會物質文明。化學的發展史滲透著科學方法和科學精神等許多的科學素養內容，所以化學在培養學生科學素養中占有得天獨厚的優勢。
3.培養學生科學素養的途徑和方法
3.1 教師要轉變教育觀念。
一直以來，課堂教學評價的關注點都是以教師為主，表現出“以教為主，學為教服務”的傳統教學模式。新課程倡導的“以學生為主體”的教學模式是當今社會教育的基本思想。教師要努力創設機會，使學生成為學習的主體，讓學生的學習由被動變為主動。教師角色由原來單一的知識傳授者到變為組織者、引導者、參與者等；學生的學習方式由原來單純的接受式到變為自主學習、探究學習和合作學習。教師的教學方式和學生的學習方式的改變，學生的主體地位的凸現，都應在課堂教學的具體環節中體現。化學課堂教學中，問題的設置、探究的過程、討論的組織，練習訓練的難度和量等等都應圍繞兩個方式的改變進行。
3.2 改革化學課堂教學。
課堂教學在教育中處于中心地位，應成為培養學生科學素養的主戰場，為此應從下列幾個方面多作努力。
3.2.1 創設教學情境，營造好課堂教學氛圍。
化學課堂教學中教學情境的創設，不僅可以激發學生的學習興趣，促進學生的認知活動和實踐活動，還能提供豐富的學習素材，有效得改善教與學。化學與生產、生活和科技緊密相聯，生活中處處涉及化學，從已有的生活經驗出發和在熟悉的生活情境中感受化學，聯系身邊的化學以及與化學相關的社會問題創設的情境，更讓學生喜歡化學。如利用問題探究來設置情境，可以展開科學探究、討論、理解以及問題解決等的活動也是化學教學設置情境的有效方法之一。由化學課堂教學知識而巧妙的情境設置，也有利于營造民主、寬松與和諧的課堂教學氛圍，一定會產生很好的教學效果。
3.2.2 通過拓寬學生的知識面提高科學素養。
閱讀是人類社會生活的一項重要活動,是人類汲取知識的主要手段和認識世界的重要途徑。在初中學生的化學學習過程中,由于長期養成的接受型學習,很少學生會自覺主動地學習,學生上學完全成為為家長或者說是老師而學習,因而要培養學生的化學科學素養首先要讓學生動起來。為此,在化學教學中我們應盡力為學生識記、記熟和在記憶里保持教學課程標準而創造一個智力背景,把現在學習和將要學習的化學知識,變成學生樂于思考、分析和觀察的對象。此外,我還根據圖書館藏書情況向學生推薦適合閱讀的相關科普讀物,以豐富學生的課余生活。如我向學生推薦閱讀的《科學素養讀本》《化學趣味實驗》等,學生閱讀后就收獲很大。
3.2.3 結合教材，激發學生的科學興趣。
要重視三維目標的整合和落實。新課改的亮點之一，就是教學目標的變化。初中化學教學中知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的三維目標涵蓋了初中學生化學科學素養的基本要求，應落實于初中化學教學，并依據初中化學教學的具體內容，“三足鼎立”，力戒形式化、表面化，應有機地整合于化學教學中。不重視三維目標或三維目標在教學中被機械的割裂開來，將無法實現學生化學科學素養在日常的化學教學中潛意默化的養成。
要培養學生樹立“知識就是力量”的觀念，形成良好的科學道德。引導學生正確認識科學價值的雙重性，它既可以造福人類，也可以危及人類。例如，在學習《空氣》這一課題時，除了讓學生認識“空氣是一種寶貴的資源”廣泛應用于生產化肥、化工產品、煉鋼、石油加工、運輸、電光源等領域，是人類生產活動的重要資源；但是，隨著工業的發展，排放到空氣中的有害氣體和煙塵對空氣造成了污染讓學生上網收集有關大氣污染的資料，什么是了解大氣污染？大氣污染造成的危害？身邊的大氣污染事件？如何減少大氣污染？建議寫成小論文進行交流。還可以介紹德國化學家哈伯首先研究合成氨對社會發展所起的作用，也是他第一個制備了氯氣，將之應用于納粹德國發動的第一次世界大戰。等等通過這樣的介紹不但使學生認識到科學與現代文明的密切關系，還使學生認識到科學僅僅是一種工具，一種改造世界的手段，從而培養學生具有良好的科學道德。
3.2.4 結合教學的各個環節提高學生的科學素養。
興趣是最好的老師。從心理學來看，學生對某種事物的認識與實踐的傾向性就表現為興趣。它是學習和探索動機中最現實、最活躍的部分，興趣不僅能引發學生的好奇心，激發學生的求知欲，促使他們獲得進行創新所需要的大量的知識，而且可以豐富他們的想象力。
在化學教學中，把握其“以實驗為基礎”，“密切聯系實際”等特點，去激發學生興趣，增強創新意識。例如，初中緒言課中，我做了這樣一個小實驗：“第一個燒杯中倒入一定量的稀堿液；第二個燒杯中加入幾滴酚酞；第三個燒杯中加入幾滴濃酸，將第一個燒杯的液體依次轉移到后面的燒杯中。”學生觀察到了有趣的顏色變化，進一步強調；“其中的道理將在化學課中找到答案。”只是通過一個“酸堿中和”的小實驗，不覺中卻激發了學生的學習興趣。再如，講述“分子”性質之前，先讓學生體會一下分子的存在。在一杯水中放入糖塊，一會兒糖塊溶解，而喝水會感到甜；打開香水的瓶塞會聞到香味。進而提問“你能解釋其中的道理嗎?”在提問中，不但激發了興趣，而且學生也會提出各種類似的實例，增強了創新意識。
教學中還可選擇化學史上著名的實驗或著名的發現事例，經教師簡化、設計、編制后，形成富有啟發性的材料，讓學生追蹤當年科學家發現的思路，模擬一遍科學家發現的過程體驗，給學生創造性地解決問題提供有用的思維方式，激發學生的創新欲望。
3.3 通過提高學生的實驗能力提高科學素養。
化學是一門實驗科學，而化學實驗是洞察化學世界的窗口。從這里學生才能真正懂得科學技術延長了人類的雙手，拓寬了人類的視野。通過化學實驗，激發求知欲，培養創造性思維，樹立學生熱愛科學的理想，對科學事業充滿熱情。教學實踐及許多調查表明，化學反應過程中的艷麗的色彩、奇特的氣味及其它奇特現象，能激發學生強烈的興趣和探求欲望，一旦保持下來，就會產生巨大的學習動力，進而達到培養學生創造能力的目的。因而，在初中化學教學中應高度重視。
在實驗教學中，通過將具體化學課題和解決此課題的科學認識過程和方法有機結合起來，可以使學生充分體會到學習化學的方法，領會科學研究的一般過程（提出問題――收集與問題有關的資料和數據――提出假說和驗證假說――發現規律性，得出結論――應用規律和結論）及上述過程中所涉及到的一些具體方法。如觀察的方法（包括測量和記錄），實驗方法，資料和事實的處理方法，科學抽象方法，假說方法等等。從而培養學生科學分析與解決問題的能力。
為了搞好化學探究,可讓學生收集到一些常見的物品和用具以便開展家庭小實驗,如玻璃杯,小藥瓶、蠟燭、白醋、雞蛋、貝殼等。然后精心地設計、布置家庭小實驗,如制取無殼雞蛋,探究蠟燭的燃燒、自制凈水器、探究滅火的方法等。這樣通過制作出無殼雞蛋這樣的家庭小實驗方式,普及了化學知識,提高了學生化學素養。又如，在酸堿中和滴定的化學實驗教學中，學生在教師的指導下，首先要熟悉酸式滴定管、堿式滴定管的洗滌使用方法，觀察刻度的方法以及及時處理減少因操作不當引起誤差的方法等等；同時可以通過熟練操作、仔細觀察、認真記錄、準確計算、對比實驗、分析結果等等具體過程培養學生的觀察力、注意力、判斷力。
此外通過實驗教學，可培養學生尊重實驗事實和觀察到的現象，實事求是的科學態度；嚴肅認真、一絲不茍的科學作風；克服困難、堅韌不拔的科學品質；勤學好問、勇于探索的科學精神。如：在實驗中，有時產生的氣體或沉淀量很少，現象不明顯，粗心就看不到，這就要求學生細致地觀察；有的實驗進行緩慢，性急不行，要有耐心；有的實驗一次不成功，需要幾次，這就要有毅力，不怕困難，實驗的每一步操作和觀察都要求有嚴肅認真的科學態度。
3.4 利用多媒體等豐富學生的科學素養。
利用多媒體激發學生的學習興趣。多媒體計算機提供的外部刺激不是單一的刺激,而是多種感官的綜合刺激。這對于知識的獲取和保持,都是非常重要的。多媒體技術既能看得見,又能聽得見,還能用手操作。這樣通過多種感官的刺激獲取的信息量,比單一地聽老師講課強得多,獲取的信息量就大得多。
通過錄像的播放激發學生的學習興趣,使學生產生強烈的學習欲望,從而形成學習動機,也能使學生相信科學、應用科學,不會把科學看成課本以外的深奧的東西,從而形成熱愛科學、崇尚科學的觀念。如在講解《燃燒和滅火》這一課題中,我給學生以兩類媒體。一種是以Flas,向學生介紹滅火的方法,以各種不同類型的燃燒,采用不同的滅火方法,在火場逃生的原理以及方法選擇。這是一種集音像和夸張、搞笑的方式,向學生展示出了科學知識和科學方法的同時,使學生樂于接受并在頭腦中保持很長的時間。另一種是以小電影的形式向學生介紹、展示火的產生和危害以及防治措施。使學生更加生動形象全面地了解到燃燒。如果只是動畫形式,有的學生認為這只是電腦制作的,有摻假的嫌疑,而真實的小電影使學生進入深層的思考,真正地相信科學、尊重科學、掌握科學、利用科學為人類服務。這樣,在各次的測試中有關燃燒的滅火的考試題,學生在解答時都感覺較容易,而且準確率都很高。
3.5 通過拓展學生視野提高科學素養。
化學是真實的、有用的和發展的。現代化學的飛速發展需要社會的每一份子具有良好的化學科學素養與之適應。初中化學教學中，教師可讓學生通過調查；上網查資料；辦化學小報；組織辯論會和化學興趣小組活動等形式，發展其學習化學的意識和能力，為其終身學習和終身發展打下堅實的基礎。
另外，還要介紹一些史實、某些理論在建立時，對科技的發展具有巨大的推動作用，但隨著科技的進一步發展，它們就會顯現出一定的局限性，甚至被證明是錯誤的，就會被新的理論學說所取代。比如在講到氧氣的性質和實驗室制法時，可向學生介紹法國化學家拉瓦錫不畏權威，發現氧氣，盛行已久的燃素學說的艱難曲折歷史：做質量守恒定律實驗時，向學生介紹化學家羅蒙諾索夫發現質量守恒定律的過程，以激勵學生敢于懷疑，勇于探求真理、獻身科學的精神。這樣也可以教育學生，權威不是絕對的，不能對前人的所有結論都全盤接受，要敢于懷疑。這同樣可以增強學生的創新意識。
同時還要重視課堂教學內容的時代性，適時引入與化學教學內容有關的最新化學成就，介紹學科新動向。讓學生接受更多的科學技術信息，增加有關社會進步和科技發展的信息，對學生的創新意識十分有益，增強學生創新的使命感，也有利于學生建立一個發展變化的而不是孤立的客觀物質世界的基本觀點，引導他們去探索更新的知識、培養創新意識，使他們意識到創新永無止境。
另外，現代的中學生他們更關心諾貝爾獎、更關心我國科學技術在目前世界的位置。這就要求教師經常閱讀文獻，捕捉最新信息，掌握第一手資料，不失時機地進行科技宣傳。如介紹我國科學家合成結晶牛胰島素的卓越工作、在生物固氮方面的領先地位，以及唐敖慶教授的配位場理論，借此來增強學生的民族自豪感和信心。現在學生中獨生子女多，缺乏團結合作精神，針對這一點，我們也不妨介紹一下維生素B12的合成，就是這么一種大家常常聽說的物質，它的合成竟凝聚著數百位化學學的心血。通過類似的事例，要使學生明白現代科學的任何重大突破，都不可能是單槍匹馬、個人奮爭的結果，現代科學技術更需要團結，更需要協作。
3.6 通過社會實踐活動培養學生科學素養。
要有效地培養學生科學素養，彌補課堂教學的不足，所以，開展廣泛的社會實踐活動是一條有效的途徑。
(1)舉辦各種講座。介紹科學家創造發明的經過，介紹科學家生平事跡，介紹當代新科技、新成果、新動向，從而深化對科學意義的認識，進一步激發科學興趣。
(2)帶領學生走出校門，了解化學知識和科學技術在工農業生產和生活中的應用加強對科學、技術和社會發展三者之間的聯系的認識。
(3)廣泛開展小發明、小制作活動。引導學生結合教材內容與生產和生活實際，自己設計，自找材料，自己動手進行小發明、小制作活動，如溶解時的熱效應自制熱盒，自制防毒面具，自制消毒裝置等，通過活動使學生感到化學知識是那樣的豐富多彩，使他們真正認識并自覺運用理論與實踐相結合的科學原則，提高自身的科學素養。
(4)舉行科技作品展覽和評選科技作品，組織學生參加學科競賽，以增加學生的科技競爭意識和擴大學生知識視野，還可以組織寫小論文，總結知識，訓練學生的科學表達能力。
總之，在初中化學教學中，善于把化學教學與學生的思想政治教育相結合，與生產生活相結合，弘揚學生個體的創造性，注重培養學生個體的創新意識，發展學生個體的創新能力，變應試教育為素質教育，切實培養學生的科學素養，中華全民族素質將得到提升。
參考文獻
【關鏈詞】計算機發展趨勢 新型計算機
一、 前言
計算機的發展將趨向超高速、超小型、并行處理和智能化。自從1944年世界上第一臺電子計算機誕生以來，計算機技術迅猛發展，傳統計算機的性能受到挑戰，開始從基本原理上尋找計算機發展的突破口，新型計算機的研發應運而生。未來量子、光子和分子計算機將具有感知、思考、判斷、學習以及一定的自然語言能力，使計算機進人人工智能時代。這種新型計算機將推動新一輪計算技術革命，對人類社會的發展產生深遠的影響。
二、智能化的超級計算機
超高速計算機采用平行處理技術改進計算機結構，使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理，進一步提高計算機運行速度。超級計算機通常是由數百數千甚至更多的處理器(機)組成，能完成普通計算機和服務器不能計算的大型復雜任務。從超級計算機獲得數據分析和模擬成果，能推動各個領域高精尖項目的研究與開發，為我們的日常生活帶來各種各樣的好處。最大的超級計算機接近于復制人類大腦的能力，具備更多的智能成份.方便人們的生活、學習和工作。世界上最受歡迎的動畫片、很多耗巨資拍攝的電影中，使用的特技效果都是在超級計算機上完成的。日本、美國、以色列、中國和印度首先成為世界上擁有每秒運算1萬億次的超級計算機的國家，超級計算機已在科技界內引起開發與創新狂潮。
三、新型高性能計算機問世
硅芯片技術高速發展的同時，也意味看硅技術越來越接近其物理極限。為此，世界各國的研究人員正在加緊研究開發新型計算機，計算機的體系結構與技術都將產生一次量與質的飛躍。新型的量子計算機、光子計算機、分子計算機、納米計算機等，將會在二十一世紀走進我們的生活，遍布各個領域。
1.量子計算機
量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究，量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。量子計算機是基于量子效應基礎上開發的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關的狀態，利用激光脈沖來改變分子的狀態.使信息沿著聚合物移動.從而進行運算。量子計算機中的數據用量子位存儲。由于量子疊加效應，一個量子位可以是0或1，也可以既存儲0又存儲1。因此，一個量子位可以存儲2個數據，同樣數量的存儲位，量子計算機的存儲量比通常計算機大許多。同時量子計算機能夠實行量子并行計算，其運算速度可能比目前計算機的Pentium DI晶片快10億倍。除具有高速并行處理數據的能力外，量子計算機還將對現有的保密體系、國家安全意識產生重大的沖擊。
無論是量子并行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相干性。世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。目前已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等。量子編碼采用糾錯、避錯和防錯等。量子計算機使計算的概念煥然一新。
2.光子計算機
光子計算機是利用光子取代電子進行數據運算、傳翰和存儲。光子計算機即全光數字計算機，以光子代替電子，光互連代替導線互連，光硬件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數據，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速地并行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。
3.分子計算機
分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進行組織排列。分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。轉換開關為酶，而程序則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機具備能在生化環境下，甚至在生物有機體中運行，并能以其它分子形式與外部環境交換。因此它將在醫療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發揮無法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自動機模型、仿生算法、分子化學反應算法等幾種類型。分子芯片體積可比現在的芯片大大減小，而效率大大提高，分子計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。分子計算機具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液可存儲1萬億億的二進制數據。分子計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白質分子，所以分子計算機既有自我修復的功能，又可直接與分子活體相聯。美國已研制出分子計算機分子電路的基礎元器件，可在光照幾萬分之一秒的時間內產生感應電流。以色列科學家已經研制出一種由DNA分子和酶分子構成的微型分子計算機。預計20年后，分子計算機將進人實用階段。
4.納米計算機
納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍，質地堅固，有著極強的導電性，能代替硅芯片制造計算機。“納米”是一個計量單位，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從20世紀80年代初迅速發展起來的新的前沿科研領域，最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，制造出具有特定功能的產品。現在納米技術正從微電子機械系統起步，把傳感器、電動機和各種處理器都放在一個硅芯片上而構成一個系統。應用納米技術研制的計算機內存芯片，其體積只有數百個原子大小，相當于人的頭發絲直徑的千分之一。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源，而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。美國正在研制一種連接納米管的方法，用這種方法連接的納米管可用作芯片元件，發揮電子開關、放大和晶體管的功能。專家預測，10年后納米技術將會走出實驗室，成為科技應用的一部分。納米計算機體積小、造價低、存量大、性能好，將逐漸取代芯片計算機，推動計算機行業的快速發展。
我們相信，新型計算機與相關技術的研發和應用，是二十一世紀科技領域的重大創新，必將推進全球經濟社會高速發展，實現人類發展史上的重大突破。科學在發展，人類在進步，歷史上的新生事物都要經過一個從無到有的艱難歷程，隨著一代又一代科學家們的不斷努力，未來的計算機一定會是更加方便人們的工作、學習、生活的好伴侶。
參考文獻：
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在開學初向同學們灌輸生物課程的重要性，要關心每一位學生的學習狀況，努力激發學生學習生物的興趣，多做實驗或觀看實驗視頻，充分發揮學生在學習過程中的自主探究。以下是為大家整理的生物教師工作計劃資料，提供參考，歡迎你的閱讀。
生物教師工作計劃一
一、教材分析
高中生物新課程分為必修和選修，共六大模塊，高一上學期學習必修1：分子與細胞模塊。參照生物課程標準，共需36課時，共六章，本學期的教學資料有：走進細胞、組成細胞的分子、細胞的基本結構、物質的輸入和輸出、細胞的能量供應和利用和細胞的生命歷程。本模塊選取了細胞生物學的最基本知識，以及細胞研究的新進展和實際應用，這些知識資料也是學習其他模塊必備的基礎。
二、學情分析
由于深圳學生在初中階段開設的是科學課，一般科學課的教師專業是物理專業，所以學生在初中階段的生物學基礎打的并不是太扎實，所以給教學帶來很大困難。這就要求我們在開學初向同學們灌輸生物課程的重要性，要關心每一位學生的學習狀況，努力激發學生學習生物的興趣，多做實驗或觀看實驗視頻，充分發揮學生在學習過程中的自主探究。
三、學期教學目標
經過本模塊的學習，學生將在微觀層面上了解生命的物質性和生物界的物質統一性，活細胞中物質、能量和信息變化的統一，細胞結構與功能的統一，生物體部分和整體的統一等，有助于辯證唯物主義自然觀的構成。經過自主學習，培養學生的自學本事、歸納、總結分析本事;經過合作探究培養學生對信息的獲取、確定和利用本事;經過評價，培養學生的語言表述本事和評價本事;經過課堂練習，培養學生對于知識的應用本事、發散本事和遷移本事;經過對知識的學習，調動學生學習生物的主動性，增強學生對于自身的了解和對社會問題的關注。
四、具體措施
1、在教學處領導的指導下完成各項教研、教學工作。
2、全面貫徹執行教育部《普通高中課程方案(實驗)》，結合本組實際，進行教學改革。學習生物課程標準，明確新課程的具體要求，利用備課組活動時間，認真學習新課程教學理念，深入研究教學方法。
3、組織好每周年級組團體備課，定時間定資料定主備人(具體分工見教學進度表)，主講教師簡要介紹講課資料的整體構想、教學目標、重點和難點的確定和解決策略、教材處理方式和講授順序、訓練習題選擇和知識的檢查及落實等，然后由大家團體討論研究，共同分析教材、研究教法、探討疑難問題、提出改善意見、完善講授、訓練資料及評價標準、對下一階段教學做到有的放矢，把握重點突破難點，以及做好教后反思。
4、完成作業批閱和評價工作以及教案、聽課筆記的檢查。
5、認真做好新的教師傳幫帶工作，新教師要經常聽老教師的課，備課組長也要跟蹤聽新教師的課，使他們迅速成長，盡快到達學校的標準和要求，以適應教學發展的需要。
6、進一步加強現代教育技術的應用，切實提高現代化設備的利用效率。每位教師認真鉆研網絡環境下的課堂教學模式，進取制作課件，改善教學手段和方法，提高課堂教學效率，真正發揮現代化設備的作用。
7、加強網絡教研，組織本組教師進取參加互聯網互動平臺，進取參加網絡問題的研討，取人之長，補己之短。
8、配合生物學科組搞好本學科團體教研工作，切實為提高學校生物整體教學水平和高考備考工作而努力，興教研之風，樹教研氛圍。
9、完成本學期新課程學生研究性學習和評價工作。
10、規范實驗室使用制度、做好各項文檔工作。
新學期我們將繼續本著團結一致，勤溝通，勤研究，重探索，重實效的原則，在總結上一學年經驗教訓的前提下，認真地完成各項教研任務。
生物教師工作計劃二
一、指導思想
本學期，我校教學以深化課堂教學改革為工作核心，以規范常規教學為基點，以信息技術與學科教學的有機整合的研究、實踐為重點，以以校為本的教師培訓為切入點，以特色發展為突破點，力爭使學校教學工作得到進一步的提升，特提出以下工作計劃：
二、教學重點工作
(一)提高教師合作意識和團隊意識。
提高教學質量，需要全體教師上上下下以主人翁的精神，對自我提出更高的要求，領導做表率、骨干帶好頭、全員來參與，使各項工作井然有序地高效運作，全體教師要團結協作，拼搏進取、視團結為生命，互幫互助講奉獻，力求在合作提高自我的整體素質，凝聚團隊智慧，讓學生的成績得到切實提高
(二)繼續加強教師的教育理論學習，教師們繼續學習《基礎教育課程改革綱要》，學習本學科新《課標》。備課和教學面向全體學生，切實做到“為了每一個學生的發展”而施教;加強教學研究，狠抓過程落實。備課、講課、聽課和評課都以新課程為標準，教師們利用教研活動時間切磋教學技術，改革舊的教育教學理念。讓此刻新的教學理念深入人心，使教學工作扎實穩步的向前推進。
(三)調整教育常規要求，突出實效性。
教師教學常規本學期，將本著抓過程管理、突出實效的原則，對教學常規重點做如下要求：
1、備課：備課要完成的主要任務是制定學期教學計劃、單元教學計劃和課時教學計劃(編寫教案)。備課至少要做到通讀全冊教材，熟讀單元教材，精讀課時教材。備課的基本要求是：在鉆研課標和教材，研究學生的基礎上，撰寫教案。做到：資料科學、準確、全面，結構完整;形式規范、合理、清楚;詳略得當，切實可用。教案應具有創新意識，不生搬硬套公共教案，不照搬教參代替教案，不用往年教案代替現行教案;教案在上課前編寫好。具體要求：具體要求要根據學生的情景，合理使用教案
(1)各種課型(包括新授課、復習課、實驗課、講評課、作文課)都要有書面的教案。電子教案除了要有教材分析、教學重點、難點、教學過程、板書設計等傳統教案應有的環節外，還應根據需要增加具有課件、資料庫、友情鏈接等能夠充分發揮現代信息技術優勢的新環節。
(2)要求重教法、學法指導的設計。針對本班學生具體情景，教案要有自我個性化的改善或創新。
(3)備課要有個人教學工作計劃、單元計劃和課時計劃。
(4)每節課要有知識、本事、德育目標、重點、難點、學具等，教學過程(導入、教學方法、學法指導、例題、練習、歸納、板書設計等)、小結、作業分類設計等。
(5)要有單元教學后記或反思。
2、聽課：
(1)聽課記錄重在體現評課意見，包括他人評價和自我的評價;
(2)每學期聽課節數不少于12節。
3、作業：日常作業要求教師本著分類(根據實際情景能夠分成2—3類)、適量、有布置就要有批改的原則，批改要規范，要求有等級、鼓勵性評價、日期，等等
具體安排：
第一周遺傳因子的發現
第二、三周基因和染色體的關系
第四周復習檢測、
第五、六周基因的本質
第七、八周基因的表達
第九周基因的本質、表達復習、期中復習備考
第十、十一、十三周基因突變及其他變異
第十三、十四、十五周從雜交育種到基因工程復習檢測
第十六、十七、十八周現代生物進化理論
第十九、二十周期末復習備考
生物教師工作計劃三
一、本學期教材資料分析
生物是農業科學、醫學科學、環境科學及其他有關科學和技術的基礎。高中生物必修部分包括三個模塊，分別為分子與細胞、遺傳與進化、穩態與環境。而必修1《分子與細胞》模塊是以細胞是基本的生命系統構建知識體系，包括科學家訪談，走近細胞;組成細胞的分子;細胞的基本結構;細胞的物質輸入和輸出;細胞的能量供應和利用;細胞的生命歷程等部分。具體資料分析如下：
1、走近細胞主要是讓同學們明白生命活動是建立在細胞的基礎之上，了解生命系統的結構層次，了解原核細胞和真核細胞的區別和聯系，了解細胞學說建立的過程。
2、組成細胞的分子，介紹組成細胞的化學元素和化合物。水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質、核酸、等有機物的結構和功能，這些是后續學習的基礎。在本部分資料中，糖類、蛋白質和核酸是重點資料，教學中要重點突出。由于學生缺乏有機化學的知識，這將給學生的學習帶來很大的困難，所以，教學中應給予足夠的重視。
同時，要重視實驗教學，讓學生學會規范化的實驗操作。
3、細胞的基本結構要求學生掌握細胞膜的成分和功能，細胞膜系統的結構和功能，幾種細胞器的結構和功能。教師充分利用直觀教具、多媒體等手段，提高學生的學習興趣和效率。
4、細胞的物質輸入和輸出要求學生掌握細胞膜是選擇透過性膜，生物膜的結構，了解物質進出細胞的方式。
5、細胞的能量供應和利用主要介紹降低化學反應的酶，酶的作用和本質，酶的特性;細胞的能量ATP;ATP的主要來源(ATP)，能量之源(光與光合作用)。
6、細胞的生命歷程，主要介紹細胞的增殖，細胞的分化，細胞的衰老和凋亡，細胞的癌變。細胞的增殖部分主要講述細胞增殖的方式和過程。這部分資料能夠使學生在了解細胞生命系統的物質組成、結構功能之后，進一步認識細胞這一生命系統的產生、發展過程。細胞有絲分裂的過程及特征是這部分資料的重點。因為本部分資料大都微觀而抽象，教學設計應注重訓練和學法指導。
同時，要切實把握好教學資料的深度和廣度。細胞的分化、癌變和衰老部分。是生物個體發育重要的生理過程和生理現象。其中細胞分化，高度分化的細胞仍具有全能性，細胞凋亡的含義，癌細胞的特征及細胞癌變的原因等資料是教學重點。教學中應加強學科內知識的聯系。細胞的分裂、分化、衰老和凋亡，既是前面所學細胞資料的延伸，也是理解生物體生長發育、遺傳變異的基礎和前提。所以，要加強基本概念的理解。
二、教學目標
學生經過高中生物課程的學習，將在以下幾個方面得到發展：獲得生物科學和技術的基礎知識，了解并關注這些知識在生活、生產和社會發展中的應用;提高對科學和探索未知的興趣;養成科學態度和科學精神，樹立創新意識，增強愛國主義情感和社會職責感;認識科學的本質，理解科學、技術、社會的相互關系，以及人與自然的相互關系。逐步構成科學的世界觀和價值觀;初步學會生物科學探究的一般方法。
具有較強的生物學實驗的基本操作技能、搜集技能、搜集和處理信息的本事，以及交流與合作的本事;初步了解與生物科學相關的應用領域，為繼續學習和走向社會做好必要的準備。具體目標如下：
1、知識目標
(1)獲得生物學基本事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識，明白生物科學和技術的主要發展方向和成就，明白生物科學發展史上的重要事件。
(2)了解生物科學知識在生活、生產、科學技術發展和環境保護等方面的應用。
(3)進取參與生物科學知識的傳播，促進生物科學知識進入個人和社會生活。
2、情感態度與價值觀目標
(1)初步構成生物體的結構和功能、局部與整體、多樣性與共同性相統一的觀點，樹立辯證唯物主義自然觀，逐步構成科學的世界觀。
(2)認識生物科學的價值，樂于學習生物科學，養成質疑、求實、創新及勇于實踐的科學精神和科學態度。
(3)認識生物科學和技術的性質，能準確理解科學、技術、社會之間的關系。能夠運用生物科學知識和觀念參與社會事務的討論。
3、本事目標
(1)能夠正確使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、進行生物學的操作、生物繪圖等技能。
(2)發展科學探究本事。課程具體目標中的知識、情感態度與價值觀、本事三個維度在課程實施過程中是一個有機的整體。
三、學情分析、教學對策
由于眾所周知的原因，初中生物課程的學習沒有得到應有的重視，剛從初中進入高中的高一學生，生物基礎知識和基本技能都十分差;與初中的生物教材相比較，高中生物教材的知識涉及更廣泛，資料更豐富也更抽象，知識的層次更深，知識點與知識點之間的聯系更加密切，對于學生的學習要求更高。造成學生感覺高一生物難學，教師感覺高一生物難教，針對以上具體問題，教學過程宜適當放慢教學進度，以便于使學生更好地理解初中所學知識與高中生物知識相關的資料，以便于使學生更好地理解所學知識。計劃采取的主要措施有：
1、首先，深入學習新課標的有關理論，領會新課標的精髓實質，明確新課標的.目的要求，把握新課標的教學方向，使得學科教學有的放矢，做到事半功倍。從宏觀上把握生物教學資料，了解章節資料的地位，使自我的教學思路更加清晰明了。從微觀上細心揣摩章節資料。將章節資料放在整個教材體系的大背景下研究，使教學資料具有全面性和完整性，也使章節資料具有整體性和層次性。
2、嚴格執行“教學五認真”的要求，做到充分備課，認真上課，精心布置作業和批改作業，耐心輔導，準確地考查評定。生物科學是十分人文的一門學科，自我要認真研究高一學生的心理狀況，僅有全方位地把握學生的情景，才能真正做到因材施教，取得教學上真正的主動。
3、充分利用教材的特點，發揮學生學習的主觀能動性，變學生為學習的真正主人，多用研究性學習、探討性學習的方法，同時也要使教學更富有人文色彩。
4、加強直觀教學法的應用，充分利用各種多媒體手段，提高課堂教學的效果。
