时间:2023-09-07 17:39:51
导语:在化学工程的含义的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
关键词: 化工分离工程课程 教学模式 探索与研究
高校化学工程与工艺专业培养的学生应具备扎实的理论知识和实验技能,且能分析和解决生产实际中出现的一些问题,有较强的化工生产、科研、设计的管理能力。在具体的生产岗位上,他们必须熟悉整个生产和操作过程,能够解决生产中出现的各种问题,同时还要能对原技术进行改进,具有创新能力,以促进生产、提高经济效益。为此,化工分离工程在专业课程中就显得比较重要。
根据化学工程与工艺专业人才“厚基础、宽专业、强能力、高素质”的培养目标,以不断提高专业人才的培养质量为教学目的,更好地培养学生的综合思维和分析解决实际问题的能力,在就业形势日益严峻的今天,确保本专业学生具有更强的竞争力,我院化工分离工程课程教学组成员在教育教学方法与教学手段上进行了不断的探索与研究。
经过多年的教学实践和课程建设及教学手段的不断完善,本课程的教学方法由单纯课堂讲授加卷面考试的传统教学模式逐渐改革提高,形成了多种教学手段、实践方法、考核方式相结合的新的教学模式。
一、改革教学方式,变被动听讲为主动思考
1.更新教学内容,采用灵活多样的教学方法。
在教学方面,课堂教学中我们不追求讲授内容多、面面俱到,而是追求内容精炼、重点难点突出,部分内容在课堂上和学生共同讨论,气氛自由、活跃,注意内容深浅,解决不同成绩层次学生的学习疑问与难点。同时还留给学生自学研讨,学生可根据个人兴趣选题,查阅文献,学习相关知识,也可结合课外科技活动。根据教学内容的特点,我们灵活运用探究式、启发式、对比式、归纳式、互动式、提问式等多种教学方法,改变过去单向传输的教学方法和模式,有效地调动了学生的兴趣,促使学生积极思考与实践,激发其潜能,体现了教师的主导作用与学生的主体地位。
在具体教学内容上,我们把传统分离方法和新分离技术的相结合。在重点学习重要的传统分离单元操作原理的同时,结合现代分离技术研究和应用的新发展,讲授近年来发展迅速、应用日趋广泛的新分离技术的基本原理。教学内容源于教材,又随着学科的发展和教学的需要逐年充实提高。
2.适当使用多媒体教学手段,提高教学效率。
化工分离工程课程是化学工程与工艺专业的主干课程,是本专业中比较抽象和难懂的一门工程性很强的专业课。结合本门课程特点,我们采用现代多媒体教学手段进行课内外交叉教学。现代多媒体教学能够使学生对理论学习、工程应用和许多前沿的了解融为一体,能够将课程中抽象的概念、难以理解的内容或较难叙述清楚的内容制作成形象生动逼真的图片、动画,从而有效地帮助学生理解概念,掌握基本原理,拓展课堂教学的信息量,使学生深化对基础理论的理解,能够提高教学效果。为此,我们设计制作了与教材内容相配套的多媒体教学课件,并逐年完善,其内容涵盖了本门课程教学大纲所要求的所有知识点,且根据我校教学大纲的要求作了部分内容调整,适当增加了适合化工专业的教学内容。
将现代教育技术引入到教学中,改平面、单一的教学方式为立体、丰富的形式,通过多媒体与学生之间的交互作用,大大提高了教学质量和教学效率,能够启发学生思维,提高教学质量,进一步培养学生综合能力。
3.逐步推行双语教学。
在教学中我们通过信息刺激,引导学生积极思维,以实现教学双方的思维共振。我们认识到双语教学要从听、说、读、写各方面培养学生的外语综合能力,培养学生用外语思考和解决问题的能力。在双语教学过程中,我们分为三个层次:一是简单渗透层次,即以中文为主,课程上穿插英语教学。在上课时用英语讲述重要的原理和关键词等,学生可以多一些机会接触外语。二是整合层次,在讲课时交替使用中英文,让学生学会如何用外语表达中文内容。三是双语思维层次,让学生学会用中文和英文来思考解答问题。从实际教学效果来看,推广第一层次,对大部分学生来说不是难题,但要进一步提高到第二、第三层次,还需要较长的时间和不断的努力,这是一个循序渐进的过程。
二、加强实践与理论教学相结合
1.建立化工分离工程网站。
在课程教学过程中,为方便学生自学,我们充分利用了学校提供的网络环境,将课件、教材、习题集、参考文献等资料全部上网,以适时地指导学生预习、复习课堂所学知识,随时进行测试,同时还缩短了师生之间的距离,帮助教师及时发现教学中存在的问题,促进了教学相长。
2.在传质分离过程基本理论的讲授上,实现数学模型和实验教学相结合。
在对传质分离过程的理论及其数学模型进行课堂讲授的同时,通过专业实验和软件模拟等实践性教学手段的应用,更直观地理解数学模型的物理含义,并基本掌握现代化学工程师必须具备的实验研究能力、数学计算能力和数学模拟软件应用能力。
3.课堂教学和开放式学习环节相结合。
分离工程是一门内容极其丰富的工程学科,也是发展十分迅速的工程学科之一。为了能较全面地学习本专业所包含的丰富内容,学生需具有较强的自主学习能力;为了能及时了解本学科发展的动态,学生应具有相当的专业文献调研的能力;为了更好地开发研究可能面临的许多新的分离过程课题,学生要培养创新思维能力。为此,我们通过作业和考试方式的引导,要求学生在课外查文献、读文献,就部分课堂教学以外的内容写文献调研报告,强化学生阅读专业文献的能力。
三、改革课程考核方法
1.实现卷面考试和实践性环节结合的方式。
考试是重要的教学环节,是考核教师教学效果、学生学习成果的手段,也是引导学生如何学好本课程的“指挥棒”。通过对多年的教学经验的总结和课程建设,本课程的考试方式从原来单一的卷试变成现行的卷面考试和实践性环节考核的综合考核方式。卷面考试是主要的考试内容,用于考核分离工程基本原理的学习效果;实践环节考核包括数学模拟和文献调研,结合在平时的学习环节中完成。这样的考核方法与本课程的教学内容和教学方式相匹配,更好地促进了学生较全面地学好本课程,达到了本课程的教学要求,提高了教与学的效果。
2.双语教学过程中灵活运用多样化的考核形式。
为适应高校素质教育的发展,我们改革百分制闭卷考试一统天下的局面,灵活运用笔试、口试、闭卷、开卷、半开卷等考核方式。为考查学生的综合能力,我们适当增加双语教学课程考试中的口试比重,采用笔试与口试相结合的方式。学生平时在课堂上发言次数、质量和水平都被计入考试成绩,以此来鼓励学生的学习积极性,提高他们的语言表达能力、思维水平及知识掌握程度。对于学生成绩的评定,我们结合课程总结性考试与平时考核进行综合评价,并逐步加大平时考核成绩在总成绩中所占比例。
3.规范考试内容和科学的成绩评定办法。
一般采取从题库抽取试题、统一考试、统一阅卷的办法,促使教师规范讲课内容,并在教学效果上进行竞争。另外,该课程还逐渐实行教考分离。教考分离一方面能有效地克服过去教师自己教、自己出试题及评分导致的试卷及评分的主观性、随意性,另一方面通过引进公平、合理的评价和竞争机制,从而能很好地调动教师的教学和学生的学习两个积极性。同时还能提高学校所获取的教学反馈信息的可信度,促进课程教学管理工作的改善和教学质量的提高。
[关键词]化学医药工程项目立项决策阶段工作分析
中图分类号:O644.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)03-0351-01
每个项目都有自己的时间限制,项目工程从开始到结束,要经历筹划、实施、收尾等阶段。所以在进行工程项目设计的时候,要做好分工工作,每个阶段都要做好分析工作,以便于项目经理有效的对整个工程项目进行管理和控制,保证整个项目的安全有效的进行。化学医药工程项目的立项决策工作也需要好好地把握,进行透彻的分析,是决策能够更好地运营下去。
1 工程项目周期的含义和阶段划分
1.1 工程项目周期的含义
项目生命期是有连续的、互不重叠的各个项目阶段组成,项目阶段数量和名称由项目的性质不同而有所区别,项目的性质在每个阶段都会发生变化。由于项目的本质是在规定期限内完成特定的、不可重复的客观目标,因此,所有项目都有开始与结束,都有自己的生命期,但项目生命期的确定没有统一的模式,依据项目组织不同、行业不同而有所区别。不过在看到这个关于项目“出生、成熟、死亡”的生物学比喻以后,不要受到误导而得出这样的结论:“即项目在本质上是单一方向发展的。”许多项目,由于意料之外的环境变化,即使在接近原先规划的最后阶段时,也可能重新开始。项目的生命周期可以分为四个阶段:项目立项期、项目启动期、项目发展成熟期以及项目完成期。
1.2 化工医药工程项目阶段划分
项目生命期确定了项目的开始和结束连接起来的所有阶段,大多数项目从开始到结束都要经历启动、规划、执行、监控和结束五个生命阶段项目经理为了便于有效的管理和控制,往往把项目依据特征及复杂程度划分成若干阶段,并组织实施日常运作。化学医药工程项目一般可划分为四个阶段: 立项决策阶段,规划设计阶段,实施阶段,竣工验收阶段,四个阶段在时间上是按先后顺序的,每个阶段都有特定的交付成果,诸如立项阶段有可行性研究报告、环境影响报告等。而立项决策阶段作为项目管理首个阶段,对项目整个过程及最终成功至关重要[1]。因此,必须做好化学医药工程项目的立项决策工作。
2.立项决策阶段的工作目标
项目立项决策是指按照一定的程序、方法和标准,对项目的投资规模、投资方向、投资结构以及投资项目的选择和布局所做的判断,即投资是否必要和可行性做出的一种选择。在确定一个项目的初期,项目管理层通常热情高涨,但目标却不清晰,因此,在项目生命周期的初始阶段,最关键的工作是明确项目的概念和制定计划,并使之与未来的活动场所相适应,通过相应行政主管部门对项目的核准和备案。
3.化学医药工程项目立项决策阶段工作浅析
3.1 化学医药工程项目的可行性分析
可行性研究,就是针对项目的内容和条件,从产品的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、投融资等方面的进行技术的、经济的、环境的、社会的调查研究和分析比较,对项目实施后的效果进行预测,论证项目的可行和必要。可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。对于一个项目启动,也就是项目前期阶段,特别是对化学医药工程项目来说,必须进行大量的前期可行性研究工作,这些研究工作主要包括: 市场需求研究,项目方案及目标研究,工艺技术研究,建厂选址研究,组织实施方案,环境影响预测及风险评价,财务经济分析等; 通过大量的可行性研究提出多个可供筛选的方案,选出最优方案经专家组讨论通过后,确定项目方案及目标; 对相关立项文件审核报批; 资金筹措; 项目组筹建等。
3.2 组建化学医药工程项目立项阶段的工作小组
对于成功的项目管理者而言,在这个时期他们会组建并整合管理团队的关键成员。另外,他们会用大量时间与精力确定项目所需要的专业技术与行为,并且找到拥有这些技能的合适人员。一切工作以人员为中心展开,这表明项目组织中不仅需要优秀的管理,而且需要人才,特别是在大型项目中位于项目管理梯队上层、具有领导才能的人士。以项目经理为例:项目经理受企业法人代表委托对工程项目施工过程全面负责,是项目组织的领导者,是内部、外部各方的组织和协调者,应具备一定的能力和赋予一定的权限。作为一个项目经理需要具备领导能力、沟通能力、组织能力、激励能力、决策能力、综合能力等素质。化学医药工程项目牵涉的专业较多,并且复杂,这要求在进行化学医药工程项目立项决策的时候,项目小组的成员要具有较高的专业水平和综合能力,熟悉各专业间的衔接,能够很好的进行合作和良好的工作交接,另外,项目组织还需要随着化学医药工程项目的进展速度逐步地完善和细化。使之能够更好的做好化学医药工程项目立项的决策工作[2]。
3.3 立项决策文件审批
投资建设属于《政府核准的投资项目目录》范围内的项目,根据国务院关于投资体制改革决定的要求,向投资行政主管部门项目核准申请报告,重点阐述外部的、公共性的事项,包括维护经济安全、合理开发利用资源、保护生态环境、保障公众利用等。化学医药工程项目属于《政府核准的投资项目目录》范围的,应向投资行政主管部门报送项目核准申请报告并通过审批; 《政府核准的投资项目目录》范围外的项目实行备案制。相关部门对项目立项上报文件进行审核批复,作为项目立项决策的首要依据。
4.结论
化学医药工程项目立项决策阶段作为项目管理首个阶段,对项目整个过程及最终成功至关重要,因此,必须做好化学医药工程项目的立项决策的分析工作,做到科学决策、理性决策、精确决策,保证决策的安全性、可靠性、适用性以及精确性。为化学医药工程项目的后续各个阶段做好准备工作、打下坚实的基础。从而保证整个化学医药工程项目能够得到很好的实施和成功的运营。
参考文献
关键词:综合性;设计性;实验;教学研究
我国正处于工业化进程中期,培养造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术人才,是必然的选择。教育部开始实施“卓越工程师培养计划”,应用型本科院校黑龙江工程学院是全国首批61所“卓越工程师培养计划”试点高校之一。在“卓越工程师培养计划”试点高院校中开设综合性、设计性实验,营造培养学生创造性思维能力的环境是尤其重要。
1.综合性、设计性实验的含义
综合性实验是指学生在具有一定实验基础知识和基本操作技能的基础上,运用某一课程或多门课程的综合知识,对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。设计性实验是指给定实验目的、要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。其目的在于培养学生掌握设计实验的一般方法,激发学生学习的主动性、创造性,提高学生组织能力、认识能力和开拓创新的意识。
2.综合性、设计性实验的教学过程
考虑到材料、化学类专业人才培养方案及课程特点,将综合性、设计性实验分为两个阶段,实验集中在2-3周时间内完成。第一阶段安排在第4学期,在学习无机化学、有机化学的专业基础课之后,2周内进行,目的是进一步巩固专业基础知识;第二阶段安排在第6学期,很多专业课都已结束, 开始准备毕业论文之前,3周进行。
(1)选题实验题目主要来源:指导教师根据专业和课程特点,自我研究设计的;围绕课程培养目标,选用国内优秀教材并根据学生具体情况完善而成的;来自于教师科研课题内容等。此项工作以教师为主,师生共同讨论而确定。
(2)文献查阅,实验方案设计教师指导学生查阅相应的文献资料,并根据资料设计实验方案。学生在查阅资料的基础上,应用所学知识拟定和完善实验方案,论证方案的可行性,分析实验中可能出现的各种问题。此项工作以学生为主体,教师参与,共同确定最合理的可行方案。
(3)实验操作过程学生根据自己提出的实验方案,到实验室准备仪器和试剂,独立进行实验操作。在实验中遇到的意外现象和问题时,由学生自己思考,整个过程学生是主体,教师起指导、辅助的作用。
(4)总结实验结果,书写实验报告通过整理原始数据、分析实验结果、总结实验过程、讨论影响实验的关键因素等,进一步加强学生对实验内容的理解。同时要求学生按照科研论文格式书写完整的实验报告,并将报告制成PowerPoint的格式,准备答辩。
(5)进行实验报告、答辩实验结束后安排2-3个课时的报告会, 让学生讲解自己的实验内容及体会,解答学生和教师的提问,使每个学生对不同题目的实验都有一定的了解,相互交流和沟通,开拓视野。
(6)成绩评定考核方式为考查,总成绩为优秀、良好、中等、及格和不及格五级制。教师对学生的文献查阅、实验方案设计、实际操作、实验报告等多方面综合评定,给出成绩。
3. 综合性、设计性实验实施过程中常见问题及解决方法
(1)教师指导与学生实践的关系。应以学生为主体,教师的任务是对学生在查阅资料、方案设计等各环节给予方法上的指导,放手让学生实践的辅导方式,切勿对学生指导过细。
(2)严格要求与活跃思维的关系。进行综合性、设计性实验时,学生思维常处于非常活跃状态,同一个实验题目,可设计出不同的方案。指导教师要鼓励学生的积极性,但不能个个认同,对完成设计质量不高或有困难的学生也要提出要求,积极引导。
(3) 学习知识与培养能力的关系。实验的条件和方法是学生根据理论知识自己拟定的,实验过程中还会出现各种问题或异常现象,需要对相关理论知识反复研究、深刻理解。所以在综合性设计性实验中既能培养能力,也能加深理论知识的学习。
(4)实验室资源的充分利用。实验的开出需要有充足的试剂、仪器设备和实验场地。在购置仪器设备的基础上,需充分挖掘实验资源的利用效能,采取一系列措施保证实验中心在综合实验阶段的全面开放。
总之,开设符合工程实际的综合性、设计性实验适应当前教学改革的要求,适应学生的求知愿望, 有利于培养学生科研创新意识、严谨务实作风,提高学生的综合素质,最大限度地使学生的所学知识与社会接轨。
参考文献
[1]辛颖.材料科学与工程专业综合实验的教学改革与实践[J].实验室科学, 2009(1):38-42.
[2]徐军,刘瑞斌.高校化工专业综合性实验教改探索[J].实验室科学,2008(5):63-64.
[3]张起祥.综合性、设计性实验研究[J].黑龙江高教研究,2008,166(2):165-166.
[4]张小林, 周美华, 李茂康.综合性、设计性实验教学改革探索与实践[J]. 实验技术与管理, 2007, 24(7):94-96.
关键词:DCS技术;化工过程控制;应用
引言:在过去很长的一段时间内,由于网络技术的不成熟,我国企业对化工过程进行控制时普遍借助于仪器、仪表和人力,近几年,随着科技的发展,通过人力方式对化工过程进行控制的传统系统逐渐被社会所淘汰,面对越来越大的生产压力,各企业内部相关人员,均结合实际情况对DCS技术进行了引入,并在实践过程中对其加以优化和完善,保证化工过程控制所具有自动化程度的不断提升。由此可以看出,以化工控制过程为背景,对DCS技术的应用进行分析是非常有必要的。
1DSC技术的概述
1.1含义
DCS指的是分散控制系统,通俗来讲,就是将计算机作为基础,将数据传输等技术作为手段,用以保证自动化控制高效实现的计算机控制系统[1]。对化工企业而言,在对化工过程进行控制的过程中,合理应用DCS技术,最主要的优势在于保证化工过程操作的集中性,以及管理的分散性。近几年,随着科技的不断发展,DCS技术与之前相比也有了较为明显的进步,相关人员对DCS技术的掌握和应用变得愈发成熟,正是因为如此,DCS技术才逐渐被社会各界所认可,并且成为化工过程控制的核心手段。
1.2特点
1.2.1扩展灵活
DCS系统所包含的内容通常情况下采用的结构为积木式结构,该结构所具有最明显的优点在于兼容性较好,同时还可以根据实际情况完成不同系统的配置工作,为未来系统的扩展提供便捷。另外,DCS系统所包含的控制、运算、输入和输出功能块,都可以根据化工工程不同的流程加以改变,通过组合的方式,构成简单或复杂的控制系统,便于对控制方案的修改。
1.2.2具有继承性
随着科技的进步,DCS系统的更新速度也变得越来越快,相应的,新硬件与新程序不断涌现,因此,DCS系统如果想要降低相关设备的淘汰率,避免企业遭受不必要的经济损失,必然需要具有继承性。DCS系统所具有的继承性,主要体现在软件和硬件方面,例如所采用操作系统、网络管理和数据库等软件的先进性等,以及所采用计算机、人机接口和通信网络等硬件的先进性[2]。一般来说,想要判断某一系统是否具有继承性,最直观的体现在与其所对应新、老系统之间能否兼容,只有保证针系统所开展一系列更新换代的工作,均可以将原有系统作为基础,才能保证用户所获利益的增加。
2在化工过程控制中DCS技术的应用
2.1液位串级控制系统的构建
塔液位的稳定程度与塔底的出料量之间,存在着非常直接的联系,可以说塔液位稳定与否是由其塔底出料量所决定的,而决定塔底出料量的核心因素为其进料量,也就是说,如果某塔的前塔具有相对稳定的液位,那么其出料量必然可以保证相对稳定,某塔在进料量稳定的情况下,想要保证其液位稳定,便需要对液位串级控制系统加以应用,就是将液位控制器所输出的数值,与流量控制器所输出的数值相关联,使前者成为后者的操作执行器。需要相关人员注意,液位串级控制系统之中均存在可以对塔内所具有压力进行排除的回路,该回路的存在不会对物料流量引起变化。通过上文的分析可以看出,在化工过程控制中对DCS技术加以应用,可以在保证系统稳定运行的基础上,避免不必要的物质与人力资源的浪费。
2.2控制反应器的反应温度
作为化工工程的核心所在,对反应器的温度进行控制,对产品质量产生的影响是非常直观的,另外,控制反应器还代表着控制化工工程生产过程的安全。通过大量的实践可以发现,如果无法在化工生产的过程中,及时将反应器内部由于化学反应而出现的热量进行排出,就会导致反应器内部所具有的热量越来越多,最终达到相关人员难以对其进行控制的地步。对导致热量产生的关键因素进行分析和归纳不难看出,反应器中所流入化工材料的流量是需要相关人员重点关注的部分,也就是说,想要最大限度保证对反应器内部反应温度的增加进行控制,首先需要保证材料流入比例的稳定性,只有这样才能保证温度的稳定[3]。对反应器温度进行控制的过程,共分为以下几个阶段:第一阶段,升温升旱慕锥危坏诙阶段,过渡的阶段;第三阶段,恒温恒压的阶段。上文所提及的三个阶段之中,最重要同时也是最难控制的阶段为第三阶段――恒温恒压的阶段。
通过调查可以发现,应用于化工工程之中的反应器,普遍具有体积较大的特点,这也在一定程度上导致了该类反应器的传热效果相对较差,因此,在对其进行温度测量的过程中,想要保证所获得温度与反应器内部温度的完全吻合,是较为困难的。针对这一现象,相关人们常用的解决方法为对DCS技术加以应用,通过DCS技术对温度测量所应用仪器进行控制,这样做能够最大限度上对反应器所具有的传热效果较差这一不足加以弥补,保证所测量温度的精确程度。如果反应器内部正处于升温的状态下,那么DCS技术可以通过对分散系统进行控制的方式,保证温度上升速率的稳定性。如果反应器内部温度的上升速率过慢或过快,那么分散系统可以对控制反应温度的程序进行切除,此时,相关人员就可以对温度上升速率进行人工调节,保证其科学性。
2.3实现联锁控制
在化工过程控制中对DCS技术进行应用,可以实现对化工工程的联锁控制。作为具有代表性的计算机自我保护方式,联锁控制主要是通过对计算机网络所具有自主计算的功能加以利用的方式,完成对化工工程高度保护的方式之一。如果可以对联锁控制进行科学利用,那么,一旦系统与联锁控制所需装置的条件相满足,化工工程系统就可以自动做出相应的行为,例如,对阀门开放的程度或阀门的开关进行调节等,这一系列行为的实施,均是以保护化工工程为目的[4]。当然,上文所提及的种种行为,都需要计算机通过智能计算的方式加以决定,这也在一定程度上说明了其所具有的实时性和科学性,联锁控制可以在相关人员对保护措施进行采取前,自行完成对化工工程系统的保护工作,从而实现对物质和劳动力的节约。
结论:综上所述,上文主要从两个方面对DCS技术进行了叙述,其一是DCS技术的含义和特点,其二是在化工过程控制中DCS技术的实际应用,而文章叙述的重点落在第二个方面。希望可以通过本文对控制反应器温度、实现联锁控制等DCS技术所具有作用的阐述,为相关工作的开展提供可供参考的依据。
参考文献:
[1]武庆,柳勇. DCS技术在化工行业中的应用[J]. 科技风,2012,19:74.
[2]王莉,李积洲,耿国良. 浅谈DCS技术在化工过程控制的有效运用[J]. 科技风,2012,19:116.
关键词:专业实验;开放办学;教学改革
作者简介:张庆乐(1979-),男,河北宁晋人,泰山医学院化工学院,讲师;张丽青(1975-),女,河北玉田人,泰山医学院化工学院,副教授。(山东泰安271016)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)16-0093-02
环境工程专业的实验教学与理论教学相辅相成,构成高等教育教学过程的重要组成部分,不仅能使学生加深对基础理论的理解和掌握必要的实验技能,更重要的在于培养学生的提出和分析问题、逻辑思维和创新思维能力,为将来从事科学研究和提高就业竞争力打下良好的基础。[1-6]目前,大多数高校的环境工程实验教学工作仍采用与理论相配套的教学模式,这种传统的实验教学模式虽有一定的优势,但容易造成学生重理论、轻实验的现象,致使培养的大学生眼高手低、缺乏实践技能和创新精神,失去了在考研和就业市场的竞争力。[7-9]如何改革环境工程专业的实验教学,努力培养高素质复合型人才成为当前高等学校面临的一个重要课题。
泰山医学院是一所地方性医学院校,其环境工程专业属于环境科学、生物学、化学工程、预防医学、管理学等多学科交叉专业。针对以往环境工程专业实验教学中存在的种种弊端,我们确立了“三层次三模块”专业实验教学体系,采取开放式办学、自编实验教材和多媒体课件、实验课单独考核等措施,努力使专业实验教学体现“医工结合”的办学特色,不断为社会输送高素质的复合型工程技术人才。
一、传统专业实验教学模式存在的主要问题
自2002年设置本科环境工程专业以来,环境工程专业的实验教学一直采取与理论相配套的教学模式,虽然使学生的实验技能得到了一定程度的锻炼,但存在很多问题需要改进,主要表现在三个方面。
1.实验项目以基础型和验证型实验为主,难以激发学生的实验兴趣和创新能力
由于实验项目的开设是从单独某门课程角度出发,每门课程安排的实验学时数有限,使得基本实验技能的锻炼和综合分析、创新能力的锻炼难以兼顾,造成了专业实验项目以基础型和验证型实验为主。这种实验教学模式虽然能够锻炼学生的基本实验技能,但从试剂配制、仪器组装与调节到实验步骤的讲解等整个实验过程过程由教师控制,学生只是被动地参与实验,机械地操作仪器设备,很多学生根本不动脑筋思考,即使数据不好,也不会分析和查找原因。[10-11]长此以往,学生缺乏对专业实验的兴趣,更不能充分调动其自身的想象力和创新能力,造成学生实验技能和综合素质下降,失去了在考研和就业市场的竞争力。
2.实验室设备利用效率不高,个别设备出现老化或损坏
过去的专业实验教学是与理论课相配套的,而且一般是先讲理论后做实验。这种教学模式使得实验室的仪器设备从开学到期中很长一段时间处于空闲状态,快到期末时许多理论课都要安排专业实验,由于仪器设备数量有限而学生人数较多,使得很多仪器设备处于超负荷运转状态,经过几届学生的使用后个别设备出现老化或损坏,严重影响教学效果。
3.缺乏与开设实验项目相配套的实验指导教材,学生实验技能不过关
一直以来,专业实验教学并没有专门的实验指导教材,大多数以课程附录中的实验项目和内容为主要参考依据。这些实验项目由于编写较早,又没有及时进行内容上的更新,因此一些实验内容过于简单,而且所用的仪器设备多数已经落后,不能满足目前实验教学培养学生实践能力的需要。个别课程附录中没有的实验项目由指导教师事先编好实验讲义打印后分发给学生。由于课程附录或教师自编实验讲义中的实验步骤几乎全是文字描述,虽然实验步骤描述得比较清晰,但对于某些实验现象或仪器的基本操作往往使学生把握不准或理解模糊,加上教师在实验课上语言讲解或现场演示不清楚,使得很多学生基本操作不规范,专业仪器设备错误操作,导致仪器设备损坏率较高。
二、环境工程专业实验教学模式的改革探索
以培养“医工结合”特色的复合型工程技术人才为改革目标,自2008年以来我们组织承担实验教学任务的全体教师对实验项目进行删减、整合和更新,参考国内外著名高校关于专业实验教学的先进改革经验,确立了“三层次三模块”专业实验教学模式,并对专业实验的管理模式和考核方法进行了改革,具体总结如下:
1.确立“三层次三模块”专业实验教学体系
把所有专业课程的实验教学与课程分离,整合为一门实验课——环境工程专业实验,并将其分成三个层次:环境工程基础实验、环境工程专业实验、环境工程创新型综合实验。
环境工程基础实验包括了环境监测、环境化学、环境生态学和环境工程微生物学的实验内容。
环境工程专业实验包括了水污染控制工程、大气污染控制工程、噪声污染控制工程、环境毒理学的实验内容。环境工程创新型综合实验依据实验室现有条件,从教师的科研课题和学科研究热点中确定项目题目和研究内容,由学生设计实验路线和方案,自主实施实验方案,撰写专业报告。在环境工程基础实验和环境工程专业实验分别设定三个实验模块(基础性实验、设计性实验、综合性实验),并适当提高设计性和综合性实验的学时比重。这种“三层次三模块”专业实验教学体系避免了不同课程设置的实验项目出现雷同现象,如环境监测实验中的“空气中氮氧化物的测定”与环境化学实验中的“大气氮氧化物的日变化曲线”内容非常类似,将前者删掉保留后者。在环境工程创新型综合实验项目的设计中,从学科研究热点和教师的科研课题中进行筛选,选择实验条件能够满足的项目进行开设,尽可能使项目内容能锻炼学生多方面的能力。如设计的“羟基氧化铁的制备和吸附性能评价”创新型综合实验项目内容包括羟基氧化铁的制备条件的确定、吸附-解吸实验、吸附动力学和热力学评价等,既能锻炼学生对文献资料的查阅和综合分析能力,又能强化学生的基本实验技能,并且通过对实验数据的处理和原理分析,培养学生的科学思维和创新能力,为将来的考研和就业打下良好的基础。
2.编制与开设的实验项目相配套的实验指导教材和多媒体课件
当环境工程专业实验的教学体系确定之后,接下来就是实验项目的选择与安排,包括实验名称、实验内容、考核方法等。由于在本次专业实验教学改革中不仅对原有的实验项目进行整合,而且增加了很多新的实验项目,目前市场上没有现有的实验教材可以直接应用。因此,我们组织人员自编实验指导教材,方便学生课前预习和课后巩固提高。
目前,在专业实验的教学中主要由指导教师利用板书为学生讲解实验原理和实验现象,讲解完了再利用实验仪器进行现场演示。有的实验现象单纯用文字或口头语言难以描述清楚,学生听了之后仍感觉比较模糊,如滴定实验中到底溶液呈现哪种颜色指示到达滴定终点。
由于学生人数较多,教师在进行实验仪器现场演示时只有少数距离近的学生看得清楚,造成很多学生仪器操作不规范。针对这种情况,我们利用专业摄像机拍摄了很多仪器操作和实验现象的照片、视频资料,利用Flash软件制作了图文并茂的专业实验多媒体课件,学生可以很直观地看到主要实验现象,掌握仪器基本操作,有助于实验效果的提高。
3.进行开放式的专业实验教学
环境工程专业实验室全天候对学生开放,学生主要利用业余时间完成设计性实验、综合性实验和创新型实验项目。首先,学生需要按照项目要求先把实验方案设计好,经老师审核合格后才可到到实验室作实验。其次,学生需要自己完成配制试剂、仪器组装与调试、实验操作、数据处理等主要实验环节,有了问题之后可向值班教师请教。如通过“曝气条件下校园生活污水和医药废水中COD和BOD5比值的测定”综合性实验项目的实施,一方面使学生进一步理解了COD和BOD5的含义和反映水体有机物含量上的区别;另一方面,锻炼了学生的逻辑思维能力和基本实验技能,提高了综合素质。
另外,把环境工程专业实验的教学大纲、实验讲义和多媒体课件等资料上传到网络教学平台上。一方面,学生可以利用网络教学平台上相互交流实验体会或实验过程中遇到的具体问题,并可以展示自己的创新实验成果。另一方面,社会各界人士通过网络教学平台了解专业实验教学内容和学生的实验技能情况,为用人单位提供参考。
4.增加实验理论和操作考核
将专业实验单独设课后,除了将正常的学生实验操作、平时成绩和实验报告进行打分外,还增加了实验理论和操作考核。实验理论重在环境样品的采样方法、样品预处理和监测方法原理,其中有些内容是实验课上讲授过但是课本上没有提到过的,考查学生课上是否认真听讲。操作考核重在学生的基本操作是否规范、仪器是否会正常使用等,现场打分。在结果评定过程中,操作考核占30%,理论考核占30%,实验报告占20%,现场操作和平时成绩占20%。
三、结束语
自从将环境工程专业实验单独设课以来,经过几年的教学实践,学生的实验素养和操作技能有了较大提高。今后应进一步优化实验项目安排,增加创新型实验的比例、加强开放式办学力度、设计更加科学的考核方式,培养学生具备较高的实验素养和操作技能,为将来的考验和就业打下良好的基础。
参考文献:
[1]柴立元,王云燕.环境工程专业实验教学的创新与改革[J].实验室研究与探索,2005,24(5):60-62,65.
[2]曾令初,孙连鹏,张再利.环境工程专业实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2008,27(3):89-92.
[3]马飞,蒋莉,孔峰.强化环境工程专业实验教学的专业方向性[J].江苏技术师范学院学报(自然科学版),2008,14(4):85-87.
[4]鲁逸人,等.环境学科的生物化学实验教学改革探索[J].实验室研究与探索,2009,28(12):155-156,170.
[5]梁国斌,等.《环境微生物学》教学方法改革初探[J].江西技术师范学院学报(自然科学版),2009,15(3):72-75.
[6]嵇雅颖,等.环境工程专业实验改革与实践[J].化工高等教育,2009,
(6):53-56.
[7]陈胜,张立秋.提高北京林业大学环境工程专业教学质量的思考与实践[J].中国林业教育,2010,28(1):21-23.
[8]伍斌,郑毅,邹敏,等.环境工程专业实验“层次”教学体系的改革探讨[J].攀枝花学院学报,2011,28(3):126-128.
[9]王向东,金燕,曾抗美,等.环境工程专业实验教学改革与实践[J].实验技术与管理,2005,22(8):103-105.
【关键词】加油机;流量误差;日常检定
1、引言
流量测量变换器是使用最为广泛的油品流量计量仪器,因此变换器是否也有足够的计量性能以及计量精度,是加油机计量准确度指标的关键[1]。流量计量的国家标准规定:所有以加油机流量测量的设备,一方面应该满足行业规范中提及的所有计量规则和技术参数,另一方面也应控制其流量极大值与极小值的比值大于等于10:1,此外也应超过±0.3%的计量精度。我国国内当前所广泛使用的流量变换器均为容积式流量变换器,少数地区也在使用涡轮流量计等,JJG443-2006行业标准中规定:应在流量极大值和流量极小值之间各测量3次,但是在实际的操作过程中,不少人忽视了对于最小流量状态之下的流量检定,从而对加油机的测量精度带来不利影响。由于流量而导致的计量误差主要来自加油机流量计漏流量的值,而随着设备使用年限逐步上升,加油机的器件不可避免地被逐渐磨损,导致流量计出现逐步增多的漏流量,导致加油机在以小流量模式加油时出现误差。本文结合以上的情况,根据笔者的实践经验,分析探讨流量对加油机误差的影响。
2、加油机工作原理概述
加油机的主要组成部件包括电机、油泵、流量计等,是一个相对独立的体积测量系统。加油机进行加油的原理为:以自带的电机对油泵进行驱动,把贮藏在储油罐里的油首先进行油气分离处理,再经过流量计输送到加油车辆。油的测算是按照体积进行的,来自流量计的角位移量经过模数转换之后,与应付金额一起显示在屏幕上。
3、流量对加油机误差的影响
首先给出加油机流量计的误差表达式:
在表达式中,I的含义是加油机流量计当前测量值;V的含义是经过加油机流量计的实际值。因为。因此误差表达式可以简化成:。
在简化后的表达式中,Vc的含义是加油机流量计测算出的体积;a的含义是加油机流量计齿轮比的实际值;N的含义是加油机流量计运动单元循环次数[2]。
从上面的表达式可以看出,对于容积式的加油机流量计来说,其可能出现的测量误差主要来自一个因素:即几何结构,油本身的性质以及加油量的多少对于测量误差是没有影响的。以上便是加油机流量计在理想状态之下的误差性质及特点[3]。
在日常的使用中,必须考虑到加油机流量计的其他因素,最常见的便是难以有效避免的漏流现象。可以将加油机流量计的漏流理解为:当油作为一种典型的流体,穿过转动件的缝隙结构流向目标出口的时候,未能被有效计量到的流量值。本文着重探讨由于加油机的漏流而导致的测量误差。
此处假设经过加油机流量计的液体体积以qv表示,漏流量以qs表示。如果加油计的输出油体积是V,则由于漏流而导致的漏流量可以表示成:。
因此实际通过加油机流量计的液体为:,将其代入误差表达式,最后可得到加油机流量计的实际误差表达式:。
由以上的表达式可知:加油机流量计的误差来自诸多因素,分别是计量室空间的大小、齿轮比的值以及漏流量、流量等。通常情况之下,计量室空间的大小的一个定值、齿轮比也不会发生明显变化,因此可以确定加油机流量计的误差来自流量及漏流量。假设加油机流量计的漏流量降低至零,这个表达式便转换成了理想表达式;而实际情况之下,漏流量往往在相当一段时期之内均可视为恒定不变,这种情况之下,通过加油机液体流量越高,则qs与qv的比值就越低,因此加油机的正误差就越大[4]。通常在流量达到极大值的状态中,qv的值远多于qs,因此二者的比值可以视为零,这种情况下可将括号内的值视为1,加油机流量计的误差值便趋向于理想表达式;但当加油机流量计的流量较低的情况下,qs与qv的比值便不能忽略,加油机流量计的负误差会逐步增高,在流量达到极小值的状态中,qv的值远小于qs,因此二者的比值可以视为无穷大,负误差迅速升高。
此时为了分析方便,忽略其他误差因素,将加油机流量计的齿轮比视为计量室的体积,因此流量计的一个循环过程的指示值恰好等于计量室体积,即a的值与Vc的值相等,仅需分析加油机流量计的误差与流量和漏流量之间的关系,把公式进一步简化:。
由这个表达式可得出:加油机流量计的漏流量导致的误差总是负值,而qs与qv的比值越大,误差值就越小;qs与qv的比值越小,误差值就越大;而qs与qv的值相等的时候,误差为-100%。从以上的分析可知,为了保证加油机流量计的准确率,应该着重对其漏流量进行必要的检查。由于系统的构造原理等原因,所有的容积式加油机流量计均会有一定的漏流量,并且流量与漏流量间也存在着彼此影响的关系,研究表明,加油机流量计的漏流量值与间隙的立方之间是正比关系,与压差之间是正比关系。此外,流量与压差之间也成正比关系。
加油机在日常的使用期间,因为使用次数过多很容易导致一部分机械发生磨损,导致器件之间的间隙变宽,发生漏流现象,导致发生负误差,这就需要在日常的加油机检定中,以调节调量螺杆的方式严格控制系统误差。还应关注的是因为漏流量的存在,以上的调节方式能够保证在大流量之下的合格,却无法使小流量情况中的误差向负误差方向发展。只有及时更换合适的流量计设备,才能最终满足对于误差的要求。
4、结束语
根据本文的分析,在加油机设备的计量中,应该严格遵循行业相关规程,分别在大流量及小流量的情况之下进行检定。当前我国不少的加油机均采用了预置加油的模式,在这种模式之下,处于控制加油机过冲的目的,会在0.3升油量的时候通过电磁阀来设置加油机改为小流量,而小流量通常比检定中0.2Qmax的值小很多,假若发生了较为明显的漏流量,使qs与qv的比值升高,甚至使qs与qv的值趋于相等,便会为加油机计量带来较大的误差。尤其是在小预置量的状态之下,因为提前量与预置量的比值提升,导致相对误差迅速提升。所以在检定中必须引起足够的重视。
参考文献
[1]郑衍焕.浅谈流量对加油机付油量的影响及对流量体积修正的一种设计[J].计量与测试技术,2011(9):37-39.
[2]刘雪刚.浅谈流量对燃油加油机检定的影响[J].科技资讯,2011(24):40.
[关键词]制造业;增长方式;发展战略;思路
一、转变制造业增长方式的紧迫性
目前,我国制造业已有较好基础,并已成为世界制造大国,工业增加值居世界第四位,约为美国的1/4、日本的1/2,与德国接近。产量居世界第—的有80多种产品。然而,我国制造的多是高消耗、低附加值产品,大量产品处于技术链和价值链的低端。在代表制造业发展方向和技术水平的装备制造业,我国的落后状况尤其明显,大多数装备生产企业没有核心技术和自主知识产权。同时,我国制造业劳动生产率水平偏低,许多部门的劳动生产率仅及美国、日本和德国的1/10,甚至低于马来西亚和印度尼西亚。这一差距,尤其明显地表现在资本密集型和知识密集型产业上。在此条件—卜,我国制造业不能继续在技术链低端延伸,不能依靠高消耗获得更多低附加值产品,必须用科学发展观指导制造业运行,转变制造业增长方式。
二、转变制造业增长方式必须发展现代制造技术
产品技术链,没有一个固化的定式,但总是由低端向高端发展。近年,它正伴随着现代制造技术的进步不断向高端延伸。目前,制造业技术链高端几乎被现代技术垄断,处于技术链高端的产品几乎都是由现代技术制造出来的。所以,要转变我国制造业增长方式,必须抓紧发展现代制造技术,通过现代技术促使制造业及其产品向技术链高端延伸,以便降低技术链低端产品的比重,相应提高技术链高端产品的比重。
在知识经济时代到来之际,微电子技术、光电子技术、生物技术、高分子化学工程技术、新型材料技术、原子能利用技术、航空航天技术和海洋开发工程技术等高新技术迅猛发展。以计算机广泛应用为基础的自动化技术和信息技术,与高新技术及传统制造方法结合起来,便产生了现代制造技术。
现代制造技术,保留和继承了传统制造技术的产品创新要求,如增加现有产品的功能,扩大现行产品的效用:增多现有产品的品种、款式和规格:缩小原产品的体积,减轻原产品的重量:简化产品结构,使产品零部件标准化、系列化、通用化:提高现有产品的功效,使之节能省耗等。但是,现代制造技术,在制造范畴的内涵与外延、制造工艺、制造系统和制造模式等方面,与传统制造技术均有重人差别。
在现代制造技术视野中,制造不是单纯把原料加工为成品的生产过程,它包括产品从构思设计到最终退出市场的整个生命周期,涉及产品的构思、构思方案筛选、确定产品概念、效益分析、设计制造和鉴定样品、市场试销、正式投产,以及产品的售前和售后服务等环节。
在现代制造技术视野中,制造不是单纯使用机械加工方法的生产过程,它除了机械加工方法外,还运用光电子加工方法、电子束加工方法、离子束加I:方法、硅微加工方法、电化学加工方法等,往往形成光、机、电一体化的工艺流程和加工系统。
三、发展现代制造技术的重点方向
现代制造技术正在朝着自动化、智能化、柔性化、集成化、精密化、微型化、清洁化、艺术化、个性化、高效化方向发展。为了转变制造业增长方式,促使制造业向技术链高端延伸,我国宜着重发展以下现代制造技术。
(一)以纳米技术为基础的微型系统制造技术
“纳米”是英文nan。meter的译名,是一种度量单位,是十亿分之一米,约相当于45个原子串起来那么长。纳米技术,表现为在纳米尺度(0.1nm到100nm之间)内研究物质的相互作用和运动规律,以及把它应用于实际的技术。其基本含义是在纳米尺寸范围认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创造新的物质。纳米技术以混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学等现代科学为理论基础,以计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术等现代技术为操作手段,是现代科学与现代技术相结合的产物。
纳米技术主要包括:纳米材料学(nanomaterials)、纳米动力学(nanodynamics)、纳内米电子学(nanoclectronics)、纳米生物学(nanobi010gy)和纳米药物学(nan。pharmics)。就制造技术角度来说,它主要含有纳米设计技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术、纳米材料技术、纳米机械技术等。以纳米技术为基础,在纳米尺度上把机械技术与电子技术有机融合起来,便产生了微型系统制造技术。
自从硅微型压力传感器,作为第一个微型系统制造产品问世以来,相继研制成功微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计等一系列这方面的产品。美国航空航天局运用微型系统制造技术,推出的一款微型卫星,其体积只相当于一枚25美分的硬币。
微型系统制造技术,对制造业的发展产生了巨大影响,已在航天航空、国防安全、医疗、生物等领域崭露头角,并在不断扩大应用范围。
(二)以电子束和离子束等加工为特色的超精密加工技术
超精密加工技术,一般表现为被加工对象的尺寸和形位精度达到零点几微米,表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术。
这项技术包括超精密切削、超精密磨削、研磨和抛光、超精密微细加工等内容,主要用于超精密光学零件、超精密异形零件、超精密偶件和微机电产品等加工。
电广束、离子束、激光束等加工技术,通常出现在超精密微细加上领域,用来制造为集成电路配套的微小型传感器、执行器等新兴微机电产品,以及硅光刻技术和其他微细加工技术的生产设备、检测设备等。20世纪80年代以来,超精密加工技术,在超精密加工机床等设备、超精密加工刀具与加工工艺、超精密加工测量和控制,以及超精密加工所需要的恒温、隔热、洁净之类环境控制等方面,取得了一系列突破性进展。超精密加工技术投资大、风险高,但增值额和回报率也高得惊人。近来,发达国家把它作为提升国力的尖端技术竞相发展,前景非常好。
(三)以节约资源和保护环境为前提的省耗绿色制造技术
关键词:语言;思维;语言关联理论;认知假设;种系;个体
中图分类号:H0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)16-0153-02
一、语言和思维的含义
从现代唯物主义和进化论的观点来看,语言和思维的含义如下:语言是人类特有的,表观念的符号系统。思维,即人脑对观现实的反应过程。具体地说,它是在表象、概念基础上进行分析、综合、判断、推理等认识活动的程。它是人类特有的一种精神活动,是从社会实践产生的。一方面,语言是人类思维依存及其交流的工具。这个观点可以溯到柏拉图时代,众所周知,通过语言可以了解思维。另一方面,思维还支配着语言。没有思维就没有交际,语言就是失去了意义。两者相互作用,相互发展,关系密切。
二、传统观点的合理性和局限性
1.语言决定思维的观点。持这种观点的语言学家以洪堡特、萨皮尔和沃尔夫为代表。他们三人中后者对前者都有继承的关系,其中沃尔夫大大发展了这一派的观点,将其两者的关系绝对化了。沃尔夫本是一名化学工程师。由于工作中的仔细观察,他开始有了语言影响人们世界观的想法,并在这时对语言学产生兴趣。在萨皮尔的指导下,他主要研究了霍皮语,进一步论证了萨皮尔的对语言和思维关系的观点,提出了著名的语言关联理论――萨皮尔―沃尔夫假说。沃尔夫认为,思想的形成不是独立的过程,而是某种特殊语法的一部分;语言是思想的塑造者,决定了一个民族的世界观:持不同语言的人们对世界有着不同的看法。沃尔夫假说有一定道理,但是过于绝对化。在词汇和语义平面上,此假说是有道理的,但又应该指出,对于自己语言中没有的观念,人们总可以设法加以解释。要证实沃尔夫假说必须证明:(1)各民族的思维方式毫无共通之处,可是哲学、逻辑学、心理学的建立提出了反证,说明人类的思维有许多共通的东西;(2)各民族用以表达思想的语言系统毫无共通之处,这样的证明也是很难做到的。沃尔夫假设有着致命的弱点――语言决定论:语言可以决定人们的思维,决定人们的世界观。那么,不同语言的民族和种族之间就无法沟通;语言之间也就无法互译。先进的民族就永远先进,落后的民族就永远落后。社会学家菲什曼曾经指出,如果此假设得到证明,便会出现两种恐惧:一是被动状态的恐惧,因为我们不能不说话,我们就无法逃脱语言的摆布;二是绝望情绪的恐惧,因为人类没有希望能够相互了解和交际。
2.思维决定语言的观点。然而,瑞士心理学家皮亚杰和前苏联心理学者维果茨基持有不同的观点。他们认为,在语言使用过程中,认识先于语言,思维决定语言;在使用语言的过程中,语言和思维的关系越来越密切,但是仍存在无语言的思维。(1)从种系发展看语言和思维。在《思维和有声语言的遗传根源》一文中,维果茨基指出,从种系发展的角度来看,思维与有声语言具有不同的遗传根源,它们的发展不是平行的,其发展曲线常常会交叉。首先,可以看看黑猩猩的思维。黑猩猩有原始的智力,例如会运用工具,能够把小树枝结成长枝打果子。维果茨基认为,黑猩猩这种原始的智力和有声语言毫无联系,它无需借助语言来思维。其次,黑猩猩也有自己的“语言”。例如它们能够使用面部表情、手势、声音交际。它们能够表达和了解彼此的表情和手势;问题是这些表情和手势是和动作直接相联系的,而声音则是表达欲望、感情、主观状态的一种方式,始终不是“客观的”事物的符号。黑猩猩能发出声音,但是这些声音和思维没有联系。因此,语言和思维并不是同时产生的,思维先于有声语言。(2)从个体发展看思维和语言。维果茨基认为,婴孩在出生后的头几个月里就会咿呀学语和叫喊,这些声音主要是表达感情的,和思维的发展没有什么关系。到了两岁左右,原来分别发展的思维和语言才汇合,并形成新的行为模式。于是语言才能成为思维的工具,思维才能用声音表达。他认为语言和思维好比两个圆圈,它们有一部分是重叠的,那是语言和思维一致的地方,这可以称为有言语的思维。皮亚杰持另一种不同的观点。他认为儿童的智力活动并不来自语言,而是来自动作;智力活动发自于感觉―肌动阶段,是动作的内在化;思维的形成与语言的获得同时产生,两者都依赖于智力,都与象征功能的构成分不开。
3.从现实角度看语言和思维。达尔文的进化论的提出,给语言学家们探索语言的起源、第一语言习得和思维、语言的关系方面以新的希望。在从猿到人的转变中,劳动使得直立行走成为可能,从而解放了肺和喉头,为人类产生语言奠定了生理基础。语言的发展经历了一个漫长的过程,它的产生不仅是一个生物进化的问题,而且是一个社会进化的问题。然而,思维和语言哪个先产生呢?它们的关系又如何呢?思维先于并促使语言的产生。在人类社会初期,人们制造和利用工具的能力还比较低,为了生存,他们必须联合协作。为了能在协作中达到互相理解,以达到目标的一致,他们迫切需要一种交流思想的工具。这时,他们首先发展的是手势语,然后,由于声音传播的种种优越性,再逐步发展了有声语言。那么,语言和思维究竟如何相互影响呢?(1)语言对思维的依赖性。语言只是一种信号,作为信号的事物和被信号所指明的事物之间要有一种指明和被指明的关系,否则信号就不能存在。语言是拿生理器官所发出的声音指明精神活动中的思维的,只有在这种情况下,生理器官所发出的声音才成为信号,才成为语言;离开了这种关系,生理器官所发出的声音就只是声波,只是物理现象,不是信号,不是语言。(2)思维对语言的依赖性。语言是表达思维的工具。人类的抽象思维是反映客观世界规律的认识活动,它是以认识客观规律,使人利用这规律改造世界的资格为社会服务的。但是要发挥抽象思维的作用,就必须使人们有思想上和经验上的交流;而要交流思想和经验,首先要把他们表达出来,使它们成为可“捉摸”的、“物质化”的、可了解的东西,而语言正是表达它们的工具。与其说语言决定人们的思维,还不如说语言帮助人们思维。
参考文献:
[1]费尔迪南・索绪尔.普通语言学教程[M].高名凯,译.北京:商务印书馆,2003:20-23.
[2]桂诗春.心理语言学[M].上海:上海外语教育出版社,1985:80-86.
[3]赫尔德.论语言的起源[M].北京:商务印书馆,1999:112-120.
[4]胡明扬.西方语言学名著选读[M].北京:中国人民大学出版社,1988:63-67.
[5]刘润清.西方语言学流派[M].北京:外语教学与研究出版社,2002:137-142.
[6]萨丕尔.语言论[M].北京:商务印书馆,2003:78-92.
关键词:化工机械 化学反应 腐蚀原因 设计
1、 设备发生腐蚀的原因及分类
1.1 发生腐蚀的原因
众所周知,化工机械设备本身是金属构成的,只要是金属它就会因为温度、湿度等外界条件的影响,从而导致金属发生锈蚀。在当下环境中的工业企业,特别是各个化工企业内,其环境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物等一些有害物质,再加上不同的企业不同的厂房在不同环境下的温度和湿度都较高、较大,因此在这些环境因素的综合作用和影响之下,金属就可能会与这些有害的物质发生强烈的化学反应,进而形成了腐蚀。
1.2 腐蚀的分类
(1)首先,按照腐蚀所产生的原因以及表象进行分类。可以将腐蚀分为:疲劳服役,剥层腐蚀,工业大气腐蚀,高温氧化腐蚀以及酸性大气腐蚀,等等。
(2)另外,按照腐蚀所产生的机理进行分类,化工机械中的腐蚀主要可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
电化学腐蚀,则主要是指金属材料在与电解质溶液进行接触以后,发生了电极反应而发生腐蚀,这种反应是一种氧化还原反应,主要因为环境的潮湿所致。
化学腐蚀的含义主要是指金属的表面与周围的介质发生了化学反应,进而使金属遭受了破坏,主要是因为环境温度过高、较为干燥所致。
2 、腐蚀产生的化学机理
2.1 电化学腐蚀机理
金属发生的电化学腐蚀,主要就是因为金属的表面层与离子导电介质所发生的电化学作用,从而遭到了破坏。任何按照电化学机理所产生的腐蚀,都会包含至少一个的阳极反应和阴极反应,同时还会通过金属内部的电子流,以及在介质中的离子流进行联系。
阳极所发生的是氧化过程,主要就是金属离子从金属中转移出来,转移至介质中,同时放出电子流,然后与介质中所存在的离子流进行联系,结合到一起。
而阴极反应则相对的是介质中的氧化剂组成成分,通过吸收来自于阳极的电子进行还原的过程。电化学腐蚀因为电流不会对外进行做工,都会在腐蚀电池的内阴极发生自耗反应,这样的反应,无疑就会加快金属被腐蚀的速度。
2.2 工业大气的腐蚀机理
在工业污染较为严重的地区中,空气中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物以及盐等挥发物,还包括一些工业粉尘,这些都是一些腐蚀性的介质。在以上介质物中,在潮湿的条件情况下,酸性气体就会与水结合生成无机酸,而这些酸就具有极强的腐蚀作用。例如一些铁制的合金,在这样的介质中,就会发生一连串的化学反映,致使钢材被严重的破坏。
在工业大气的环境下,机械腐蚀是由电化学腐蚀和直接化学腐蚀综合作用的。从电化学腐蚀以及化学腐蚀的本质来看,都是因为金属原子在失去电子以后变成离子的一个氧化过程。其主要的区别就是发生的环境背景不同而已,化学腐蚀是金属与周围介质在高温、干燥的环境中所发生的化学反应,而电化学腐蚀则是发生在潮湿的环境下,发生的氧化过程。
3、 化工机械设备的防腐蚀设计
金属材料极容易遭到腐蚀破坏,所以在机械设备的采购过程中,应该要对机械设备的采购选用、安装使用等环节进行综合的考虑,并且要选择合适的配套附件,对设备的附件功能以及防腐蚀设计,具有相同的重要作用。
3.1 材料的选择
被用在制造业中的机械设备材料,大多都是碳素钢。这种钢价格较低,同时采购较为方便,而且便于对其进行加工。这样的钢在普通的工作环境中使用,不会发生较大的腐蚀,对机械设备的使用,也不会造成较大的危害。但是如果是在化工行业中使用,其工作环境就可能会对其造成较为严重侵蚀。
例如常用的 Q235 钢,在浓度较高的腐蚀性介质中,其腐蚀速度十分的高,即使对设备进行防腐涂漆,但是很容易造成漆膜出现局部脱落或是划伤,也可能会致使其腐蚀面积不断扩展,大大降低了机械设备的使用寿命。因此,化工企业通常都不会选择使用这样的材料,而选择一些具有耐腐蚀性能的普通低合金钢,作为机械设备的制造基材。低合金钢的价格虽然稍高,但是其所能够取得的总体经济效益,要比碳钢好很多。
3.2 结构与工艺
如果机械构件的集合形状设计,过于复杂或是不合理,就可能会引起热应力、积尘、机械应力以及积液等缺陷,进而导致接卸的局部发生腐蚀情况,因此应该从防腐蚀的角度对结构的设计进行综合性的考虑,通常情况下,要符合以下要求:
(1)机械构件的形状易简单;
(2)防止机械构件表面有伤痕或是遭到损坏;
(3)机械构件应该尽量选择使用同一种金属材料;
(4)尽量减少机械构件中存在的缝隙;
(5)选择较为优质的防锈漆以及结构形式,以便于保证腐蚀介质与机械构件能够完全隔离,尤其是要注意对焊缝进行涂漆,较为合理的涂漆结构,能够保证构件的任何一面或部位,都能够进行涂漆;
(6)防止残余水分在机械设备上有滞留情况,在设计的时候要尽量避免具有向上的容器状凹处,如果不能够尽量避免,应该要设置排水孔;
(7)在对机械设备进行焊接时,要尽量防止出现应力集中或者是内应力的现象,要尽量采取连续的焊接工艺,间断的焊接就容易产生内应力;
(8)要尽量避免出现焊接缺陷,例如咬边、焊瘤、未焊透等现象,这些都可能会导致其形成新的腐蚀点。例如咬边就可能会导致出现应力集中,其凹陷边也可能会形成夹缝,而焊瘤不仅仅会造成应力集中,还会致使焊瘤与母材之间形成一定的夹缝。以上这两种焊接缺陷,都会造成较为严重的腐蚀现象;
(9)为了能够进一步防止发生缝隙腐蚀现象,对于构件的连接处的夹缝,要进行科学合理的设计。对于常见的构件连接形式,主要包括对接以及搭接两种,这样的连接中应该采用焊接的连接,同时还应该采取双面连续的填角焊接,同时对于对接的接头,还应该采用双面连续的对接焊接,进而避免出现缝隙腐蚀的情况发生。
4 、设备的防腐蚀方法
对机械设备进行防腐蚀的方法有很多,主要就是为了能够改善金属本身的特质,将腐蚀介质能够与被保护的金属进行隔开,或者是对金属表面进行合理的处理,以改善电化学保护以及腐蚀环境等等。电化学保护法,主要就是依据电化学的相关原理,进而在金属设备上采用一定的措施,进而使之能够成为腐蚀电池中的阴极,从而减轻甚至是防止金属腐蚀的方法,主要包括外加电流法以及牺牲阳极保护法。
外加电流法,主要是指将保护金属与另一个附加电极作为电池的两极,同时将被保护的金属作为电池的印记,然后在外加直流电的作用之下,对阴极进行保护;
而牺牲阳极保护法,是采用电极电势将被保护的金属或是合金,作为电池的阳极,将其固定在被保护的金属表面上,从而形成了腐蚀电池,而被保护金属作为阴极,从而得到保护。
根据电化学的相关腐蚀原理,采取牺牲阳极保护法对机械设备进行保护是一种较为科学、合理且有效的方法。而目前,各个国家也广泛的采用此方法,将其应用在各种较容易发生腐蚀的机械设备上,对其进行保护,并取得了较好的效果。
5 、结束语
腐蚀介质广泛地存在于化工企业的日常生产工作环境中,在这样的环境中,机械设备的腐蚀程度通常会更加严重也更快,所造成的损失也较大。因此要加强化工行业机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。
参考文献: