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關(guān)鍵詞:信息加工理論;有機合成;信息加工;策略
文章編號:1008-0546(2015)10-0033-06 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.013
《普通高中化學課程標準(實驗)》、江蘇高考考試說明(化學),江蘇省普通高中學業(yè)水平測試(選測)都提到重點考查學生的信息獲取與加工能力,要求學生具備能夠敏捷、準確地獲取試題所給的相關(guān)信息,并與已有知識整合,在分析評價的基礎(chǔ)上應(yīng)用新信息。[1]高考中,有機合成題以新信息為背景,考查學生信息的獲取、加工、整合、遷移應(yīng)用的能力。題中信息新穎、陌生,是高中有機知識的拓展、延伸,是大學有機知識的下放、改動,是科技生產(chǎn)合成原理的回歸、利用,是“08高考方案”的考點、熱點。所以,在高三復習教學中,應(yīng)培養(yǎng)學生整合新信息與元認知結(jié)構(gòu)中經(jīng)驗知識,運用有用、有效信息和知識解決陌生問題的能力。
一、 信息加工(Information Processing簡稱IP)理論核心
國際化學奧林匹克(IchO)培訓大綱中將信息加工列為首項能力并定義信息為“對文字、圖形、直接和間接獲得的各種感性和理性認識”;加工是指對信息的尋找、選擇、整理、儲存、重組、應(yīng)用、預測、評價等。[2]信息加工即IP是認知過程的本質(zhì),包括對信息的接受、存儲、處理、傳遞、遷移運用等過程,是人腦加工外界刺激的過程,是指信息提取、轉(zhuǎn)換、重整、精細加工和組織,[3]是知覺、注意、表象、記憶、思維、言語、推理、問題解決等心理過程[4]。通過了解學生的信息加工心理過程,可以了解學生是怎樣學習、記憶和使用知識,了解學生是如何整合新舊知識、靈活遷移運用信息。
美國教育心理學家加涅(Rert Mills Gagne)是信息加工理論的代表人物,他根據(jù)信息加工過程及心理過程,研究人是如何學習的。他的觀點是“學習是學習者所面臨的刺激通過一系列內(nèi)部構(gòu)造被轉(zhuǎn)化、加工的過程”。要解決學習問題,需要清楚學生的信息加工方式即對信息的心智加工方式。信息加工將新知識與舊知識進行聯(lián)結(jié),以元認知結(jié)構(gòu)中的先行組織者為基礎(chǔ),進行同化,從而學習新知識,把新知識內(nèi)化到元認知結(jié)構(gòu)中,達到新舊知識的整合。
二、有機合成真題分析及信息
1. 有機合成真題分析
有機合成綜合性強,考查基礎(chǔ)知識面寬,重視考查學生的思維能力和整合新舊知識、靈活遷移運用的能力,要求學生要具備較高的信息加工能力。
例:(2015江蘇,17)化合物F是一種抗心肌缺血藥物的中間體,可以通過以下方法合成:
(1)~(3)略
(4)已知:[RCH2CN[] [H2][催化劑,]RCH2CH2NH2],寫出以[HO OH] 為原料制備 [O] [CH2NH2]的流程圖。
[分析]仔細審題,加工流程中信息及已知信息,剔除干擾、無用信息,發(fā)現(xiàn)解題的突破口是官能團的性質(zhì)、有機典型反應(yīng)類型、特定條件。
仔細觀察原料和產(chǎn)物的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)目標產(chǎn)物中環(huán)中碳原子數(shù)和原料中相同,在環(huán)外多了1個碳原子和1個氨基,產(chǎn)物中環(huán)上有1個氧原子而原料中有2個氧原子。通過逆向思維,利用[RCH2CN[] [H2][催化劑,]RCH2CH2NH2],推知產(chǎn)物的原料是 [O] [CN];根據(jù)題中流程發(fā)現(xiàn)C到D,氯原子在NaCN條件下被氰基取代,則 [O] [CN]的原料是 [O] [Cl];觀察 [O] [Cl]與原料關(guān)系, [O] [Cl]可通過[HO OH] [Cl]分子內(nèi)脫水制得,也可以通過 [O]與HCl加成制得;[HO OH] [Cl]由原料和HCl加成制得; [O]由原料在濃硫酸、加熱條件下分子內(nèi)脫水制得。逆向推斷完成后,再正向?qū)懗隽鞒?,各步驟標出準確的反應(yīng)條件。
有機合成不僅考查學生已有經(jīng)驗知識,更傾向于考查學生新舊知識的整合能力。題中提供的新信息幾乎都能用到,在合成過程中甚至需要到流程中挖掘有用、有效、陌生信息解題。該題型考查學生的基本知識和基本技能、官能團的性質(zhì)和反應(yīng)類型、信息加工敏銳性和靈活性、思維的有序性和整體性、綜合分析應(yīng)用能力。
2. 有機合成真題及信息
以2009~2014年有機合成真題為例,分析題中的信息并進行歸納,總結(jié)有機合成題考查的舊知識、新知識。
通過2015年有機真題分析、2009―2014年信息統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)有機合成重點考查烯烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸、酯之間的轉(zhuǎn)化及典型反應(yīng)(取代、加成、氧化、還原、消去反應(yīng)等),考查學生信息獲取、加工能力,元認知結(jié)構(gòu)知識與新知識的同化能力及遷移運用能力。有機合成重在于感知、編碼、輸出信息。學習者需要具有條理性、整體化的有機知識,能靈活、敏捷、準確地獲取試題所給相關(guān)信息,把已有經(jīng)驗知識和新信息進行整合,分析評價信息并應(yīng)用新信息解題。
三、 信息加工策略
流程中信息較多,需要進行簡約、轉(zhuǎn)換、類比、評價,去掉無關(guān)、干擾信息,采用有用、有效信息進行有機合成。面對熟悉的官能團陌生的有機物,通過信息加工,把陌生問題情境轉(zhuǎn)化為熟悉的問題情境,新舊對比,處理問題。處理問題過程中不但要建構(gòu)元認知結(jié)構(gòu),還要突破學生的認知沖突,即同化舊知與新知。
1.信息“序化、簡約”加工
任何體系都是由若干個相互聯(lián)系、相互作用的要素構(gòu)成,要素組合有序、恰當、嚴密。各有機物按照官能團轉(zhuǎn)化關(guān)系聯(lián)系起來,形成有序的知識體系。在有機合成中,觀察目標產(chǎn)物與原料的關(guān)系,尋找結(jié)構(gòu)和組成的相同點和不同點,根據(jù)結(jié)構(gòu)不同點、官能團變化特點、反應(yīng)條件及類型,采用逆向思維方法,依次有序的往前推原料,一直推到起始原料,在推斷過程中,使思維有序,簡約信息,刪除干擾信息,合理利用已知信息、流程中信息、元認知結(jié)構(gòu)中舊信息。
如:2015江蘇高考有機流程中醇羥基在SOCl2作用下被氯原子取代,引入氯原子;該有機合成中也需要引入氯原子,但不是醇羥基被氯原子取代,而是原碳碳雙鍵的碳原子上引入氯原子,即碳碳雙鍵與氯化氫加成引入一個氯原子,所以該題中醇羥基被氯原子取代是干擾信息。
信息“序化”加工,思維有序,使信息條理化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化,便于記憶、利用,達到不重、不漏。信息“簡約”加工,突出問題主干,使信息邏輯化、簡明化、清晰化,便于識別、提取、運用信息,達到快捷、有效。
2. 信息“編碼、轉(zhuǎn)換”加工
記憶分為短時記憶和長時記憶,在外界信息刺激下,信息進入短時記憶,若不及時思考和復述,信息很快從短時記憶中消失。通過編碼,信息進入長時記憶,保留較久。編碼包含維持性復述(一遍又一遍的背誦)和精致性復述(改變某種方式轉(zhuǎn)換信息)。編碼越清晰,分類越明確,記憶越牢固,信息提取越容易。如乙醇分子間脫水成醚的條件是濃硫酸、140℃,分子內(nèi)脫水成乙烯即消去反應(yīng)條件是濃硫酸、170℃;二元或多元醇分子內(nèi)脫水可以成烯烴也可以成醚,與反應(yīng)條件有關(guān)。通過編碼,分清條件,能準確判斷產(chǎn)物。
面對生疏信息,用熟悉方式描述,就是轉(zhuǎn)換信息。如[RCH2CN[] [H2][催化劑,]RCH2CH2NH2],仔細觀察該反應(yīng),從加氫去氧角度看,這是還原反應(yīng);從碳氮三鍵變成單鍵看,這是加成反應(yīng)。如面對[R-CHO[] [(1)HCN][(2)H3O+]R-CH-COOH] [OH]反應(yīng),學生茫然,不知所措。該反應(yīng)先是碳氧雙鍵與HCN親核加成(與碳碳雙鍵與HCl加成相似),-CN在酸性條件下轉(zhuǎn)化為羧基。通過轉(zhuǎn)換,問題由陌生到熟悉、復雜到簡化、未知到認識、高層到低層。在問題解決過程中,靈活利用轉(zhuǎn)換方式,便于快捷解決問題。
信息“編碼”加工,記憶牢固,使信息清晰化、明確化、準確化,便于尋找、選擇,達到不亂、不混。信息“轉(zhuǎn)換”加工,描述方式明了,使信息熟悉化、簡明化、容易化,便于處理、應(yīng)用,達到簡化、準確。
3. 信息“同化、類比”加工
美國著名的教育心理學家戴維?奧蘇貝爾(DavidP.Ausubel)認為有意義學習在于新舊知識的同化,新信息的習得取決于認知結(jié)構(gòu)中已有的相關(guān)概念。根據(jù)已有知識基礎(chǔ)和“最近發(fā)展區(qū)”,尋找新舊知識的聯(lián)結(jié)點,就能有效實現(xiàn)知識的遷移。
如(2012江蘇,17)以[ ]和 [O]為原料制備[ ] [N] [Cl][Cl] ,觀察原料和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、組成,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的苯環(huán)上連結(jié)氮原子,這與苯的硝化有聯(lián)系。苯的硝化轉(zhuǎn)化為硝基苯,利用新信息(新舊知識的聯(lián)結(jié)點),進一步進行合成直到最終目標產(chǎn)物。
類比是推出事物之間相似性或相同的一種思維方式。王祖浩教授提出“類比是化學問題解決的思維工具”。面對陌生物質(zhì),尋找官能團,與對應(yīng)熟悉的有機物性質(zhì)和反應(yīng)類型類比,深化舊知與新知的理解。
如(2011江蘇,17)以苯酚和乙醇為原料制備[OCH2COOCH2CH3] 。仔細觀察產(chǎn)物,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中含有酯基,類似于乙酸乙酯,從而推出[OCH2COOCH2CH3] 的原料是乙醇和[ ] [OCH2COOH],而[ ] [OCH2COOH]的性質(zhì)與乙酸相似,再結(jié)合題中信息就能很快進行合成。
信息“同化”加工,新舊聯(lián)結(jié),激活舊信息,融合新信息,使知識擴大化、網(wǎng)絡(luò)化。信息“類比”加工,分析比較,是“特殊到一般,一般到特殊”邏輯過程,是信息處理的快捷路徑。
4. 信息“遷移、評價”加工
遷移是信息靈活運用的一種能力。遷移的前提是元認知結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和清晰性。穩(wěn)定性為習得新信息提供固著點,清晰性為習得新信息提供方位點,穩(wěn)定和清晰的知識能實現(xiàn)信息的有效遷移。如各種有機物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系、反應(yīng)條件、反應(yīng)類型在頭腦中穩(wěn)定而清晰存在,通過同化、類比,實現(xiàn)信息的正遷移。
信息評價是對獲取信息的評定并決定是否利用的過程,是從多個信息中尋找出有價值、有效的信息的過程。信息評價綜合性強,包含信息的隱顯及因果關(guān)系的合理性、信息的可靠性、便捷性等。
如(2014江蘇,17)以[CH2CHO] 為原料制備[CHCOOH] [CH3]。從原料與產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)看,產(chǎn)物比原料多了一個碳原子,醛基變?yōu)轸然?。在學生已建立的認知結(jié)構(gòu)中:醛基能氧化為羧基,但是這與多一個碳原子沒有必然聯(lián)系。在閱讀流程時發(fā)現(xiàn)引入氰基能增加一個碳原子,且氰基在酸性下,轉(zhuǎn)化為羧基;氰基引入的方法是溴原子被氰基取代;溴原子引入的方式有烴的溴代、烯烴加成或流程中[ [③]信息;原料是苯乙醛,與氫氣加成后是苯乙醇,與C結(jié)構(gòu)不同;經(jīng)過評價,苯乙醇通過消去反應(yīng)轉(zhuǎn)化為苯乙烯,苯乙烯再與HBr加成,是該合成中有效引入溴原子的方法。
信息“遷移”加工,靈活運用,提高學生的靈活性、變通性、創(chuàng)新性,發(fā)展求異思維和發(fā)散思維水平。信息“評價”加工,認知清晰,使思路清晰、簡潔,信息合理、可靠。
有機合成特點是信息化,考查學生信息加工能力。在平時復習教學中,通過信息題練習,培養(yǎng)學生感知、獲取、加工信息的能力。新信息較多,整合新舊知識,教會學生尋找、選擇、重組、預測、評價并遷移運用。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】固態(tài)廢棄物;煤;混合燃燒;有機氯化物;形成機理
相關(guān)報道和資料表明,美國每年的城市固體廢棄物增加量達到了2億以上,對于這些固體廢棄物的處理,傳統(tǒng)的方法主要以地面堆積為主。然而隨著堆積面積的不斷減少以及環(huán)保條例的相繼出臺,傳統(tǒng)的垃圾處理方法逐漸被淘汰,焚燒處理開始漸漸取代了傳統(tǒng)的處理方法。然而,隨機有機氯化物的不斷產(chǎn)生,其毒性開始嚴重影響了人們的身體健康,固體廢棄物的焚燒技術(shù)的發(fā)展也因此受到了影響。
燃燒中產(chǎn)生的有機氯化物主要包括了多氯二苯并二惡英(PCDDs)以及多氯二苯并呋喃(PCDFs)。然而在煤以及廢棄固體物的混合燃燒中,卻沒能有效檢測出這兩種有機物。一些關(guān)于固體廢棄物的燃燒中有機氯化物形成的解釋開始相繼出現(xiàn),其中氯氣成為了主要的媒介,而燃料氣與飛灰中化合物的denovo合成則是造成PCDDs以及PCDFs的主要路徑,Deacon反應(yīng)則是其中一個過程。
結(jié)合研究可以得出,HCl的來源是含氯塑料的熱分解,而氯氣則可能與Deacon反應(yīng)有所關(guān)系。將煤與固體廢棄物進行混合燃燒,能夠有效防止有機氯化物的產(chǎn)生。相關(guān)結(jié)論還表明,二氧化硫濃度的增減能夠抑制有機氯化物的生成。硫化物之所以能夠抑制PCDDs以及PCDFs,有人認為煤在燃燒過程中,硫的摩爾數(shù)量在超過氯氣的基礎(chǔ)上,會保持正反應(yīng)為主,從而將氯氣轉(zhuǎn)化成HCl,從而使芳環(huán)取代反應(yīng)得到抑制,防止PCDDs以及PCDFs的出現(xiàn)。
在此次實驗研究中,項目主要采用TGA/FTIR/MS以及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對固體廢棄物以及煤的混合燃燒過程進行分析。
1、實驗
1.1TGA/FTIR/MS系統(tǒng)
將一定量的樣品防止在TGA中,在有空氣的情況下,在不同加熱速度的基礎(chǔ)上,將其加熱到1000攝氏度,利用FTIR/MS系統(tǒng)對逸出TGA的氣態(tài)物質(zhì)的波譜以及熱重特征圖進行分析。
三臺設(shè)備主要為951型熱重分析儀、熱氣體質(zhì)譜分析儀以及1650型傅立葉紅外光譜儀。
使用一根聚四氟乙烯管將TGA以及FTIR進行連接,并將其維持在150攝氏度的溫度下,F(xiàn)TIR的KBr窗氣室也需要使用恒溫控制儀進行加熱。管路以及氣室在加熱的情況下,能夠有效防止氣體出現(xiàn)冷凝。使用石英樣品進樣管將TGA以及MS進行連接,并將其加熱到170攝氏度。
1.2管式爐研究
在此次實驗研究中,在一水平安裝著電爐的石英管中進行。樣品在置入電爐之前,需要將電爐加熱到預定設(shè)置的溫度,從而滿足常壓流化床燃燒系統(tǒng)的工作條件以及物質(zhì)燃燒狀況。在反應(yīng)過程中,進樣氣體主要由標定過的聚四氟乙烯流量計調(diào)節(jié)。
反應(yīng)產(chǎn)物進入安置有冷阱的吸收液中。結(jié)束后,將溶液濃縮,并使用島津QP-5000GC/MS系統(tǒng)對濃縮液進行分析。使用具備化合物數(shù)據(jù)庫的計算機對化合物進行分析。另外,對于GC而言,純化合物的保留時間能夠使未知物更加容易確定,然后再使用標準物質(zhì)對實驗裝置的檢測結(jié)果進行確定。
1.3實驗室流化床燃燒試驗
此次項目使用的常壓流化床裝置,內(nèi)徑為30厘米,有效的床層面積為700平方厘米,自由空間的高度為3米,有效保障了可燃顆粒在離開床層提供更多的停留時間。使用螺旋給料機將燃料送入流化床之中,燃料的進料口主要設(shè)置在距離燃燒室空氣入口上方23厘米的位置,利用燃料的加入速度以及熱交換管對床層的溫度進行調(diào)節(jié)。
使用氣相色譜儀以及FTIR光譜儀對排出的氣體進行分析。使用Tenax吸收管對排除氣體進行吸收,然后使用抽提器對吸收管內(nèi)部的樣品進行抽提,并進行GC/MS分析,目的是為了對燃燒反應(yīng)中是否存在有機氯化物進行確定。
2、結(jié)果與討論
2.1原料以及混合物的特性
經(jīng)過FTIR以及MS分析結(jié)果顯示,報紙以及西恩味素的分解物主要糠醛。從PVC燃燒所得的MS波譜中,可以表明PVC在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的HCl以及氯氣。在PVC燃燒產(chǎn)物的MS圖中,分子量為36和38的物質(zhì),其比率對氯同位素的比率較為相似;另外,其他三個m/z峰同時出現(xiàn),分子量分別為70、72以及74,與35Cl2,35Cl37Cl以及37Cl2相對應(yīng),這也表明HCl中有一部分物質(zhì)在Deacon反應(yīng)中產(chǎn)生了Cl2,之后氯氣進行取代反應(yīng),從而使芳香族化合物形成有機氯化物。當使用氮氣經(jīng)空氣進行替換后,PVC熱分解不會產(chǎn)生氯氣,這是因為氧氣的缺少造成的,雖然產(chǎn)物中沒有出現(xiàn)氯氣,然而HCl依舊是PVC熱分解的主要產(chǎn)物。
在每分鐘100攝氏度的加熱速度下進行實驗,從而對相似于AFBC系統(tǒng)下的燃燒性能進行研究。加熱速度在提高的過程中,燃料分解將會在高溫度以及高速度下進行反應(yīng)。由TGA/FTIR顯示數(shù)據(jù)可以了解到,在高速度以及高溫度的基礎(chǔ)上,混合物的燃燒會產(chǎn)生氯氣以及碳水化合物,并且同時放出,而在慢速加溫的情況下,則不同時放出。另外,在快速加熱的情況下,反應(yīng)產(chǎn)生的碳水化合物更多。在實際情況中,AFBC的加熱速度一般處在每分鐘100攝氏度以上,這也會導致AFBC系統(tǒng)中固體廢棄物與煤的混合燃燒將會產(chǎn)生更多的有機氯化物。
2.2固態(tài)廢棄物燃燒過程中,有機氯化物的形成機理研究
此次的實驗研究主要是對固態(tài)廢棄物以及煤混合燃燒中有機氯化物的形成機理進行研究和嚴重。研究開始之前,需要獲得燃燒爐的最佳操作條件,并對GC/MS分析的檢測極限進行確定。
將4克不同的原料放入管式爐中,在空氣存在的環(huán)境下進行燃燒。樣品在置入之前,需要將電爐加熱至800攝氏度。CH2Cl2在被氣態(tài)產(chǎn)物吸收后,使用GC/MS進行分析。綜合一系列實驗結(jié)果可知,煤、纖維素以及紙在固態(tài)廢棄物的燃燒過程中的主要產(chǎn)物是酚。在PVC燃燒過程中,主要產(chǎn)物則為HCl。結(jié)果與TGA/MS的結(jié)果以及多氯酚形成機理符合??梢?,氯酚是混合物燃燒過程中的主要產(chǎn)物。
同時,還需要對溫度范圍處在400攝氏度以及800攝氏度的Deacon反應(yīng)進行檢驗,分析產(chǎn)生氯氣的可能性。將空氣與10%的HCl/N2氣體通入到不同溫度的石英管中,使用酚-CH2Cl2溶液對生成的氣體進行吸收,并進行氯酚的GC/MS分析,從而證實酚能夠吸收氯氣,因此可以通過Deacon反應(yīng)對吸收液中氯酚分析測出氯氣。結(jié)果顯示,氯酚的產(chǎn)生量會因為溫度的升高而加大,這也充分說明在高溫下,有利于Deacon反應(yīng)的進行。
將Cu催化劑引入Deacon反應(yīng)中,反應(yīng)在室溫下也能夠進行。而Cu一般是MSW中的物質(zhì),因此導致MSW燃燒情況下,更加容易引發(fā)Deacon反應(yīng)。
為了對氣相狀態(tài)下的苯酚的氯化進行檢測,將100毫克的苯酚放置在加熱的石英管中,通入存在0.5%氯氣的恒N2氣流,在燃燒管的出口使用液N2對氣體進行冷卻,并使用二氯甲烷進行清洗,并進行GC/MS分析。苯酚一般在250攝氏度下開始氯化,在更高溫度下,還會產(chǎn)生二苯并呋喃。
在空氣存在的基礎(chǔ)上,將100毫克的2,4二氯苯酚放入管式爐中進行加熱,會出現(xiàn)氯酚的燃燒縮聚反應(yīng)。經(jīng)過GC/MS分析可知,2,4二氯苯酚的縮聚反應(yīng)產(chǎn)物主要有2,4,6-三氯苯酚、2,3,7,8-四氯二苯并呋喃以及二氯二苯二惡英。其中后兩種物質(zhì)主要在400攝氏度左右開始形成。
綜上所述,可以得知PCDDs以及PCDFs的產(chǎn)生途徑可能是MSW的燃燒過程。
2.3硫?qū)eacon反應(yīng)的影響
相關(guān)研究表明,在800攝氏度以下,氯氣與二氧化硫無法的均相反應(yīng)無法生產(chǎn)HCl,在自由能變的熱力學計算的角度上看,其雖然不明顯,但是反應(yīng)動力學卻使得產(chǎn)物的生成以及觀察造成影響,這也需要反應(yīng)溫度達到更高。
因此在Deacon反應(yīng)中,SO2對Cl2產(chǎn)生的影響需要保證在800攝氏度下。氣體在通入之前,需要將石英管反應(yīng)器進行預熱。HCl、SO2以及空氣流速需要利用標定過的四氟乙烯流量計進行調(diào)整,使用吸收劑對逸出的氣體進行吸收,將吸收液中酚的含量進行有效控制,保持誤差在±0.1毫克。將吸收液進行濃縮,體積控制為1毫升,將其進行GC/MS分析。在此次研究中,氣相混合物中HCl以及O2的濃度保持不變,對SO2的量進行改變,得出結(jié)果顯示,SO2的引入,會導致氯酚的產(chǎn)生量不斷下降。
研究顯示,煤在和MSW進行混合燃燒的過程中,硫與氯的比值在大于10的情況下,不會生成二苯二惡英,含氯產(chǎn)品的產(chǎn)生量大大減少。因此為了減少二苯二惡英以及含氯物質(zhì)的產(chǎn)生,可以適當增加共燃燃料中硫的含量。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】廣東高考 理綜 有機合成
縱觀近幾年廣東高考理綜的有機合成題,考點上變化不大,難度適中,但穩(wěn)中有新,本文通過對命題考點的對比和分析,提出一些個人觀點。
一、試題(2013年廣東理綜第30題)
30.(16分)脫水偶聯(lián)反應(yīng)是一種新型的直接烷基化反應(yīng),如反應(yīng)①
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
(1)化合物Ⅰ分子式為Ⅲ,1mol該物質(zhì)完全燃燒最少需要消耗ⅢmolO2。
(2)化合物Ⅱ可使 溶液(限寫一種)褪色;化合物Ⅲ(分子式C10H11C1)與NaOH水溶液共熱生成化合物Ⅱ,相應(yīng)化學方程式為____。
(3)化合物Ⅲ與NaOH乙醇溶液共熱生成化合物Ⅳ,Ⅳ的核磁共振氫譜除苯環(huán)峰外還有四組峰,峰面積之比為1:1:1:2,Ⅳ結(jié)構(gòu)簡式為____。
(4)由CH3COOCH2CH3可合成化合物Ⅰ,化合物V是CH3COOCH2CH3的一種無支鏈同分異構(gòu)體,碳鏈兩端呈對稱結(jié)構(gòu),且在Cu催化下與過量O2反應(yīng)生成能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化合物Ⅵ。V結(jié)構(gòu)簡式為____,Ⅵ結(jié)構(gòu)簡式為____。
(5)一定條件下,■與■也可發(fā)生類似①的反應(yīng),有機產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為____。
二、試題分析
今年有機合成以研究熱點——烷基化反應(yīng)為背景,考查分子式和結(jié)構(gòu)簡式書寫、耗氧量計算、方程式和同分異構(gòu)體書寫等,不同的是在考查了核磁共振 ,這是前三年沒有涉及到的內(nèi)容,這也說明廣東高考穩(wěn)中有新。該題難度較簡單,但設(shè)置一定的易錯點,如第二問方程式會漏掉條件而失分;第三問結(jié)構(gòu)簡式會因?qū)ΣㄗV知識關(guān)注不夠而失分;第五問會對題目所給信息理解不透消去溴原子而失分。
三、廣東理綜有機合成題命題考點
廣東理綜卷有機合成題的特點是素材新穎,不以傳統(tǒng)框圖形式出現(xiàn),均以化工工藝為背景,以有機合成流程圖為主線??疾榻嵌认鄬潭ǎO(shè)問靈活新穎,近幾年考查的知識點如下:
縱觀上表,廣東有機合成題常見考點有:分子式的書寫、耗氧量計算、反應(yīng)類型的判斷、方程式的書寫(主要考查官能團的性質(zhì))、限制條件下同分異構(gòu)體的書寫、模仿已知信息的反應(yīng)原理寫出類似反應(yīng)方程式或產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式(注重有機物的斷鍵和成鍵和已知信息的重模仿、遷移或拼接)。
四、2013年廣東理綜有機合成題給我的啟示
1.重視基礎(chǔ),加強理解的深度。
高考從某種意義上講,主要考查對基礎(chǔ)知識理解的深度和廣度。因此在復習過程中,應(yīng)注重基礎(chǔ)(特別是第一輪復習)。首先要重視課本。課本是根本,不但涵蓋考試的全部內(nèi)容,也包涵知識的結(jié)構(gòu)關(guān)系,將書本知識研究透徹,靈活遷移,定能勝過各種教輔書。如今年涉及到:烯烴官能團的性質(zhì)、鹵代烴在氫氧化鈉水溶液的水解反應(yīng)和在氫氧化鈉醇溶液的消去反應(yīng)。所以在復習中要掌握并牢記各類官能團的性質(zhì)及反應(yīng)條件。如烷烴的取代反應(yīng)(光照)、鹵代烴的水解反應(yīng)(氫氧化鈉水溶液、加熱)和消去反應(yīng)(氫氧化鈉醇溶液、加熱)、醇的消去反應(yīng)(濃硫酸、170℃)和催化氧化反應(yīng)(Cu或Ag催化、加熱)、醛的銀鏡反應(yīng)(水浴加熱)、酯化反應(yīng)(濃硫酸、加熱)等。在平時訓練中,要以課本為主,緊緊圍繞主干知識,多練習多反思,通過橫向縱向整合,使零散知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,做到考試時得心應(yīng)手。
2.重視能力培養(yǎng),提高提取和應(yīng)用信息的能力。
有機合成題不僅考查課本上的主干知識,還注重考查對信息的加工、處理、遷移和應(yīng)用能力。要求學生能迅速接受新信息并提取實質(zhì)性內(nèi)容將其與已有知識整合,具有綜合性。廣東理綜有機合成題在考查信息提取和應(yīng)用方面越來越受到青睞,如模仿已知信息的反應(yīng)原理寫出類似方程式或產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式,就是注重信息的提取、遷移和應(yīng)用,要求考生當場自學,理解反應(yīng)原理,結(jié)合原有知識解決問題。如今年有機合成題的反應(yīng)①中化合物Ⅰ和Ⅱ的反應(yīng),該反應(yīng)課本上沒有,這就需要考生能夠快速吸收、整合所給信息,注意反應(yīng)的斷鍵和成鍵,將新知識和舊知識融會貫通,然后進行模仿、遷移。從近幾年大趨勢來看,題目的深度、廣度和難度將會越來越大,所以在復習時既要貼近課本回顧主干知識,打好基礎(chǔ),也要多做習題來提升自己的信息分析、提取和遷移能力,不斷拓展自身的題量,能應(yīng)付各種全新沒見過的題目,真正做到“百戰(zhàn)不殆”。
五、復習有機合成題的建議
1.回歸基礎(chǔ)抓教材,牢記特性?;仡櫧衲赀x擇題第7題考查的全是有機的記憶內(nèi)容;無論是方程式的書寫還是反應(yīng)機理,無論是核磁共振還是同分異構(gòu)體書寫,都離不開對有機物特性的熟記。
2.重視常規(guī)題型的訓練,提高解題能力。廣東高考理綜在試卷結(jié)構(gòu)、題型風格、試題難度等方面保持相對穩(wěn)定,雖然有一定的創(chuàng)新和突破,但主干考點還是萬變不離其宗的。所以在備考中要讓學生明確高考的考點,做到心中有數(shù),有的放矢。
關(guān)鍵詞:水利工程;施工;生態(tài)保護;環(huán)境保護
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
1.充分認識水利工程施工對環(huán)境產(chǎn)生的危害
1.1對生態(tài)環(huán)境的破壞。興修水電站,對于生態(tài)環(huán)境的破壞是周圍居民的普遍擔憂。由于河流的中上游是水電站建設(shè)的最佳選址。在工程施工的過程中,人為的改造河流走向,強制性截流,打破原有的泥沙流經(jīng)規(guī)律,使得下游的生態(tài)及周邊環(huán)境造成影響。另外,施工過程的挖掘會對周邊樹木進行過度采伐,也會使得周圍的礦產(chǎn)資源受到破壞。較長周期的挖掘?qū)е峦翆幼兊茫恋亟Y(jié)構(gòu)、植物分布失衡,這些都容易造成水土流失、泥石流、滑坡、地震等自然災(zāi)害,進而影響一個地區(qū)的整體生態(tài)平衡。
1.2對生物多樣性的破壞。水電站的建設(shè),或多或少會占用到某些生物的生活區(qū)域。對于植物,其生長環(huán)境受到影響,生長態(tài)勢也會改變,這將會波及到當?shù)貏游锏纳L狀況。對于動物,其生存環(huán)境的改變反過來也會在某種程度上影響河流里其他生物的生存狀態(tài)。因此,不科學的施工可能會對當?shù)氐纳锒鄻有栽斐上喈攪乐氐拇驌簟?/p>
1.3廢水廢棄物的污染。施工建設(shè)產(chǎn)生的廢水和廢氣物較多,有大量的設(shè)備,這些設(shè)備在使用和維修過程中,不可避免的產(chǎn)生大量含油廢水,這一部分含油廢水如果不經(jīng)處理直接排入江河,將對河流水質(zhì)產(chǎn)生質(zhì)的影響,并且要影響到下游的地區(qū),造成不必要的環(huán)境糾紛。施工現(xiàn)場開挖爆破、車輛交通運輸、機械運轉(zhuǎn)、煮瀝青、使用環(huán)氧樹脂等,都會產(chǎn)生不同程度的有毒有害氣體,如爆破煙塵中的二氧化氮。當人吸人一定濃度的這種氣體以后,20h一30h后會由于中毒引起肺積液而造成死亡;另外,二氧化硫?qū)ν寥?、湖泊、植物等都會產(chǎn)生不利影響。爆破煙霧中還有甲烷、氮、一氧化碳、二氧化碳、氧和水等,據(jù)有關(guān)資料,CO和NO或CO和H s等氣體同時存在時可出現(xiàn)毒性相乘的作用。
1.4水利工程施工對大氣的影響。施工現(xiàn)場的氣候主要受大氣候的控制,但在山區(qū),我們常??梢钥吹揭环N現(xiàn)象,當秋冬交替時節(jié),山坡的一側(cè)已是草木干枯,而在山坡的另一側(cè)卻是郁郁蔥蔥,究其原因,往往是由于該處陽光充足,不受風的影響,為局部地區(qū)小氣候條件所帶來的結(jié)果。同樣,在其他季節(jié),由于地勢不同也可出現(xiàn)溫差現(xiàn)象,這種現(xiàn)象在水電工地較為多見。由于施工現(xiàn)場各種設(shè)備的運轉(zhuǎn),人員操作、焊接、照明、加熱烘烤等不斷放出熱量,出現(xiàn)“熱島效應(yīng)”,造成局部地區(qū)氣溫升高。此外,施工煙塵,植被破壞等都會給當?shù)貧夂驇碛绊?。其次,有些水電工地采用冰樓制冷,如果使用氟里昂作為制冷劑,而這種物質(zhì)就可能進入大氣層參與對全球環(huán)境的影響作用。對臭氧層產(chǎn)生破壞。
1.5光污染與噪聲污染。在施工過程中,由于大量焊接產(chǎn)生的光污染、車輛運輸以及砂漿攪拌機產(chǎn)生的噪聲污染非常嚴重,如果不能及時采取措施進行控制,將會對當?shù)鼐用竦纳钤斐珊艽蟮挠绊憽?/p>
1.6水利工程的潛在問題。水電站的興修,很多時候需要對河流進行改道,這將會影響到河流的載流量。當雨季遭遇特大暴雨,洪水量超過河流載流量時,就必須將河水引向其他分支,否則將會使河流決堤,淹沒良田,從而破壞當?shù)氐霓r(nóng)作物產(chǎn)量,影響當?shù)厝嗣竦纳睢?/p>
2.水利工程施工保護環(huán)境應(yīng)遵循的原則
2.1工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護相結(jié)合的原則。水利工程施工要以科學發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng),按照生態(tài)環(huán)境效益與社會經(jīng)濟效益協(xié)同發(fā)展原則,堅持工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護的有機結(jié)合,在開發(fā)中保護,在保護中開發(fā),從過去單純的施工管理轉(zhuǎn)變?yōu)槭┕ぁ⑸鷳B(tài)環(huán)境、安全生產(chǎn)的全面管理,從過去單純考慮工程效益轉(zhuǎn)變?yōu)閷で蠊こ绦б媾c生態(tài)效益的最優(yōu)組合。堅持人與自然的和諧共處,正確處理工程與人類、自然和環(huán)境保護的關(guān)系,把對環(huán)境的不利影響減少到最小程度,保證生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)和良性循環(huán)。
2.2循環(huán)再生綜合利用的原則。在施工中要充分利用再生循環(huán)過程中產(chǎn)生的材料,運用循環(huán)再生的原則,處理施工垃圾,變廢為寶,保護生態(tài)環(huán)境,創(chuàng)造經(jīng)濟效益。如利用棄渣填溝平地,既可減少工程造價,又可以增加生態(tài)效益。
2.3合理利用主體空間的原則。主要是為了解決水利工程施工總體布置中施工區(qū)域的空間組織問題,同時統(tǒng)籌兼顧施工區(qū)域有關(guān)土地的合理利用、水流的有效控制、周圍的最小干擾等生態(tài)環(huán)境問題,實行全面規(guī)劃,科學安排,協(xié)調(diào)一致。
3.在解決水利工程施工與環(huán)保的有機結(jié)合采取的具體措施
要想實現(xiàn)水利建設(shè)與環(huán)境保護的互利雙贏,就必須從建設(shè)水電站的選址、規(guī)劃、施工、后處理等多個角度進行全面考慮,從而達到興修水電站與環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展。
3.1要在選址及規(guī)劃上把好關(guān)。施工過程的選址要充分考慮周邊的地形地貌及生態(tài)狀況,不同的選址方案會對環(huán)境造成不同的影響。因此,要在選址前設(shè)計多種方案,并將一切的潛在威脅考慮在內(nèi),從中選取最佳方案進行施工。方案中,一方面要注意到工程對動植物的棲息的影響、選址是否會占有其生存空間,一旦占有將會對此地的動植物及環(huán)境產(chǎn)生何種程度的影響等。另一方面要考慮到河流的走向,盡量將對生態(tài)的影響降到最低。
3.2要在環(huán)保措施上把好關(guān)。面對施工過程產(chǎn)生的空氣污染、廢水廢棄物污染、光污染和噪聲污染等,都必須采取相應(yīng)的針對性措施,才可盡量避免其對周圍環(huán)境產(chǎn)生危害。對于空氣塵土的污染,要盡量使道路硬化,或者對運輸車輛進行改造,如在車廂頂部安裝擋泥板,就可以有效防止粉塵揮灑到空氣中。另外,采用灑水車對路面進行加濕也在一定程度上改善了粉塵對空氣的污染。對于廢水廢棄物污染,要嚴格按照國家的標準執(zhí)行,能夠回收利用的盡量回收,不可回收的一定要按規(guī)定處理,如上文提到的重金屬材料,要申報后處理,絕對杜絕重金屬材料流失到河流及土壤中,造成不可逆的污染。同時,其他垃圾也要進行分類處理,生活、生產(chǎn)廢水需要進行專業(yè)處理后才可進行排放或用于草木的澆灌。由于焊接而產(chǎn)生的光污染,可以采用適當?shù)拇胧┻M行防御,因此要求施工現(xiàn)場配備一定的防護設(shè)備,必要時還需要對周邊環(huán)境進行阻擋,防止光污染向外泄露。施工過程的噪聲污染對周圍居民的日常生活影響較大,因此,要合理的調(diào)整施工時間,車輛進行途中無緊急情況盡量不鳴笛、將攪拌機安放在遠離居民去的地方等,從而減少對人們生活的影響。
3.3要在工程建設(shè)完成后的后處理上把好關(guān)。工程的前期規(guī)劃可以有效地預防施工過程所遇到的問題,但是在實際建設(shè)中,難免會對周邊環(huán)境造成影響。因此,工程建設(shè)完成后的后處理就顯得尤為重要。一旦環(huán)境遭到破壞,采取針對性的措施進行二次補救,也可使得已被破壞的生態(tài)環(huán)境得以恢復,達到環(huán)境保護的目的。
結(jié)語:綜上,本文從分析水利工程施工對環(huán)境產(chǎn)生的負面影響入手,對解決施工建設(shè)過程中環(huán)境污染問題提出了具體措施,對于搞好水利工程施工與環(huán)保的有機結(jié)合有一定的參考價值。
參考文獻:
[1]高峻嶺.水利項目施工安全管理理論的應(yīng)用.《城市建設(shè)理論研究(電子版)》.2013年31期
摘要:本文討論信息技術(shù)與物理課程整合的內(nèi)涵、目的、意義及具體應(yīng)用,強調(diào)整合的必要性,探討在實際應(yīng)用的有機整合,優(yōu)化整合,以更有效發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)設(shè)備的效益。
關(guān)鍵詞:信息技術(shù) 物理課程 優(yōu)化整合
信息技術(shù)的發(fā)展日新月異,它已經(jīng)滲透到政治、經(jīng)濟、文化以及我們的日常生活。它的發(fā)展給我們的教育也帶來了巨大的沖擊,新的教學媒體出現(xiàn)及應(yīng)用,引起了教育教學模式有了質(zhì)的飛躍。結(jié)合什邡市對各中小學?,F(xiàn)代教育技術(shù)裝備情況(附表),筆者僅想以信息技術(shù)與物理課程整合,談出自己對新教育理念的領(lǐng)會和看法,能給第一線廣大教師一個啟迪,以充分應(yīng)用我們學校的現(xiàn)代教育技術(shù)設(shè)備(特別是2005年度新裝備的現(xiàn)代遠程教育模式一、二、三設(shè)備)于各學科教學之中,發(fā)揮出設(shè)備的效益,提高教學質(zhì)量和教學效率。
學校類別
一、構(gòu)建新計價模式下的合同優(yōu)化管理模式
1.實行工程量清單計價的合同形式
(1)單價合同,可分為:固定單價合同和可調(diào)單價合同。
(2)總價合同,可分為:固定總價合同和可調(diào)總價合同。
2.工程量清單類別
(1)準確工程量的工程量清單。即工程量清單中給出的分部分項工程量和列項是相對準確和完整的。目前實行計價規(guī)范和在施工圖基礎(chǔ)上進行招標,招標人一般應(yīng)當提供相對準確的工程量清單。
(2)近似工程量的工程量清單。即工程量清單中給出的工程量為近似工程量,列項也可能并不完整。目前實行計價規(guī)范和在施工圖基礎(chǔ)上進行的招標,一般不應(yīng)是近似工程量的工程量清單。
3.工程量清單計價的工程款結(jié)算和支付
(1)一般結(jié)算和支付方式
A方式:結(jié)算當期實際完成的工程量*綜合單價+合同約定的其他應(yīng)付金額。合同中需要約定工程量的計算和確認的程序和有關(guān)要求,一般由承包人提出,發(fā)包人審核確認。
B方式:按付款計劃支付。即承包人按月進度或招標文件中約定的形象進度節(jié)點或階段(但相鄰付款最長不宜超過45天)制訂付款計劃,經(jīng)發(fā)包人認可后產(chǎn)生合同約束力,作為工程款結(jié)算和支付的依據(jù)之一。合同中約定的其他應(yīng)付金額納入最近的一期付款中支付。合同條款中應(yīng)當約定付款計劃編制的具體要求、審核和調(diào)整的程序等等。
(2)單價合同:實行單價合同時,一般采用A方式支付工程進度款。
(3)總價合同:實行總價合同時,一般可以采用B方式支付工程款,也可以采用A方式。
(4)國家有關(guān)管理部門對工程款結(jié)算和支付有規(guī)定的,應(yīng)當執(zhí)行其有關(guān)規(guī)定。
4.變更的計價方式
(1)可以精確計量的變更的計價方式。以獨立報價形式,由承包人提出,經(jīng)發(fā)包人確認后產(chǎn)生合同約束力;按計價規(guī)范的計量,按工程量清單已有單價計價,適用于同樣的或類似的工作;以工程量清單已有單價為基礎(chǔ)進行合理調(diào)整后的單價進行計價,適用于類似的性質(zhì)但施工條件不同的項目,單價調(diào)整應(yīng)合理地考慮差別因素,由承包人提出,經(jīng)發(fā)包人確認后產(chǎn)生合同約束力;按零星工程的計量和計價方式處理。
(2)不可精確計量的變更的計價方式。零星工程和不可精確計量的變更可以是獨立報價或根據(jù)實際成本加酬金的方式進行結(jié)算。
(3)在合同中無適用的變更計價方法,而雙方無法就變更的計價達成一致時,可以向建設(shè)工程造價管理部門申請調(diào)解,也可以根據(jù)合同中約定的解決爭議的條款提請仲裁或向人民法院。
(4)變更計價辦法的應(yīng)用。變更計價的辦法可以在合同中約定多種方式并存,同時約定一個優(yōu)先順序,當優(yōu)先的計價辦法不適用時或合同雙方達不成一致時,再依次采用其他約定的變更計價方法。
二、新計價模式下合同優(yōu)化管理的問題與對策
1.我國目前合同管理現(xiàn)狀
(1)評標方法不合理。我國目前工程招標評標基本上都采用綜合評分法。這種評標方法,不論企業(yè)的技術(shù)水平、管理水平有多高,其成本多低,并不能根據(jù)自己的實力來獲取報價的高分值,而是決定于標底和其它投標單位的報價,并不能實現(xiàn)企業(yè)的自主定價權(quán)。
(2)工程款支付方式和結(jié)算方式不合理。由于合同雙方對風險管理意識淡薄,合同管理水平低,施工中工程變更、簽證較多,以及我國一直使用預算定額等原因,在工程款結(jié)算方式中,雙方一般都約定竣工后按照預算定額據(jù)實結(jié)算。這樣,中標價與工程結(jié)算沒有關(guān)系,對承包商沒有約束力,不能真正實現(xiàn)公平競爭,從而導致招投標過程不斷發(fā)生各種腐敗問題。
(3)合同糾紛解決渠道不暢。按照合同糾紛的解決方式有和解、調(diào)解、仲裁和訴訟等方式。對于建筑工程施工合同糾紛而言,我國幾乎沒有經(jīng)營性調(diào)解機構(gòu),仲裁機構(gòu)屈指可數(shù),專門從事建筑工程合同糾紛的仲裁機構(gòu)更是少之又少,甚至有些地市根本就沒有,訴訟解決糾紛在時間上拖之又拖。因此,施工合同糾紛發(fā)生后,多以承包商讓步而和解,否則,承包商陷入工程款拖欠的泥潭。
2.優(yōu)化新計價模式下合同管理的有效措施
(1)規(guī)范評標方法。對于采用工程量清單計價的招標工程應(yīng)強制采用合理低報價的評標方法。在評標過程中,采用先評技術(shù)標,后評商務(wù)標的兩階段的評標方法,不論技術(shù)標還是商務(wù)標均采用“封閉判卷”的方式進行評標。另外,為了保證評標委員的公正性,加強評委的責任心,提高評委的職業(yè)道德水平以及評標能力,本人認為應(yīng)采用評標人員注冊職業(yè)化的方法,以解決評標過程“短、平、快”的不負責的態(tài)度。
【關(guān)鍵詞】城市垃圾處理;快速性;有效性
一、城市垃圾來源及分類
城市垃圾指城市居民日常生活或者城市日常服務(wù)過程中產(chǎn)生的廢物,主要包括生活垃圾和工業(yè)垃圾。垃圾來源主要有居民日常生活垃圾、保潔垃圾和集團(學校、機關(guān)、工廠和服務(wù)行業(yè)等)垃圾。城市垃圾種類頗多,分類方法也存在多種。根據(jù)垃圾的可燃性能可將城市垃圾分為可燃垃圾和不可燃垃圾;按照散發(fā)熱量值,可分為低熱值垃圾和高熱值垃圾;按照化學成分不同,可分為有機垃圾和無機垃圾。在國內(nèi),參考城市垃圾處理方式可將垃圾分為四大類:可回收廢物、易腐爛物、可燃物和其他無機廢物。
城市垃圾的存在雖然會影響人們的日常生活,但如果處理得當,不失為一種可利用的資源??焖佟⒂行У貙崿F(xiàn)城市垃圾的處理,對于保護城市環(huán)境、合理利用垃圾都有著十分重要的意義。
二、城市垃圾處理現(xiàn)狀
目前,我國對于城市垃圾的處理主要采取填埋、焚燒和堆肥三種方式,其中填埋方式處于首位,高溫堆肥方式次之,焚燒由于技術(shù)不全面、造成污染較大,使用比例最低。整體來說,由于城市垃圾無污染化處理方式和技術(shù)不完善,處理過程中管理不全面,在國內(nèi)適用范圍較小,而填埋處理費用低、操作便捷,容易受到采納。但填埋對于土地的破壞和環(huán)境的污染極大,填埋場的選址也極其困難。因此國內(nèi)對于城市垃圾的處理無論是管理還是技術(shù)方面都不成熟。
三、城市垃圾處理存在問題
(一)垃圾統(tǒng)一收集
對于城市垃圾的收集,我們一直采取統(tǒng)一收集的方式,并未對各種垃圾加以分類,分別處置。統(tǒng)一收集的缺點極大,首先統(tǒng)一收集的垃圾中會存在少量利用價值較高,可直接回收的物品,統(tǒng)一收集處理會導致資源的浪費,加大垃圾處理的工作量,大大降低處理效率、提升成本。而且統(tǒng)一收集會使垃圾中攜帶一些危險物品,增加處理難度的同時也會造成嚴重的環(huán)境損害。
(二)缺乏資金支持,處理設(shè)備建設(shè)脫節(jié)
近些年來,盡管國家方面對城市垃圾處理越來越重視,投入資金逐漸增加,但各個城市垃圾處理方面資金依然捉襟見肘。作為一項公用事業(yè),城市垃圾處理的資金支持主要來自于政府,幾乎占整個投資額的90%以上,政府財政壓力過大,已無法滿足垃圾處理需求。而資金的缺乏必將導致垃圾處理設(shè)備建設(shè)的脫節(jié),設(shè)備不僅難以完成更新?lián)Q代,甚至保證不了其正常運行維護。
(三)公眾環(huán)保意識薄弱
鑒于傳統(tǒng)生活方式和習慣等諸多方面的原因,我國公民尚未形成較為良好的環(huán)保意識,對生活垃圾隨處丟棄的行為屢見不鮮。調(diào)差結(jié)果表明:大部分居民雖意識到亂丟垃圾行為不好,但卻不能嚴于律己,仍亂丟濫倒。
四、提升城市垃圾處理效率措施
(一)垃圾分類收集
垃圾統(tǒng)一收集方式不僅浪費資源,還容易造成環(huán)境污染,所以要積極倡導實施垃圾分類收集措施,合理回收利用資源,實現(xiàn)垃圾處理的效益最大化,快速有效處理城市垃圾。當前我國存在一些公司和個人單位回收廢舊物品,但其通常僅僅局限于擴大經(jīng)濟效益方面,很少著眼于減少垃圾,保護環(huán)境方面,回收對象也過于單一,集中于金屬、紙張等物質(zhì)。國家方面應(yīng)實行鼓勵政策,扶持垃圾回收單位,實行分類收集措施,減輕城市垃圾處理壓力。
(二)健全垃圾收費制度
建立健全城市垃圾處理收費制度,對企事業(yè)單位以及個人生活垃圾處理收取一定的費用,既可以為垃圾處理工作提供一部分資金支持,緩解政府部門財政壓力,保證垃圾處理設(shè)備正常運行和更新,又可以進一步增強廣大群眾的環(huán)境保護意識,認識到垃圾處理關(guān)乎你我。健全垃圾收費制度并嚴格落實,提升制度本身的執(zhí)行力,對欠繳、拒繳垃圾處理費用的用戶進行相應(yīng)處罰,積極貫徹落實收費工作,并結(jié)合實際情況制定繳費標準,多個層面提升城市垃圾處理的快速性和有效性。
(三)廣泛宣傳,提高環(huán)保意識
提高公眾的環(huán)境保護意識是實現(xiàn)城市垃圾處理快速性和有效性最根本、最行之有效的途徑,但也是操作難度最大,實施見效最為緩慢的方法。宣傳方面,政府部門應(yīng)加大宣傳力度,充分利用公眾媒體途徑,通過電視、廣播、報刊和雜志等媒體進行垃圾處理和環(huán)保等多方面的宣傳,例如電視中放映公益廣告,廣播媒體中宣傳環(huán)保重要性,印發(fā)環(huán)保知識宣傳手冊等,并且長期堅持,爭取更好的宣傳效果,提升群眾的思想覺悟,形成更加良好的環(huán)保氛圍。同時政府部門應(yīng)從孩子入手,從長遠角度出發(fā),積極宣傳提升中小學生環(huán)境保護意識,從小形成良好的社會生活習慣,為今后的全社會環(huán)保意識提升打下堅實的基礎(chǔ)。
五、結(jié)束語
城市垃圾總量在10-20年間將隨著城市化腳步的加快而不斷增多,城市垃圾處理工作壓力會越來越大。因此,采用有效的垃圾收集方式、建立健全法律法規(guī)和垃圾處理收費制度、全面提升公眾環(huán)保意識將成為以后城市垃圾處理工作的重點,這些措施必將快速、有效地處理城市垃圾。
參考文獻
[1]張英民,尚曉博,李開明等.城市生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀與管理對策[J].生態(tài)環(huán)境學報,2011,20(2):389-396.
(淮安信息職業(yè)技術(shù)學院 江蘇 淮安 223003)
摘要:針對高職教育壓縮理論課時而教學內(nèi)容并未減少的實際情況,將“工程力學”和“機械設(shè)計基礎(chǔ)”兩門課程的教學內(nèi)容進行了優(yōu)化整合。通過采用“并行”和“串聯(lián)”方式進行授課,及時將“工程力學”課程知識應(yīng)用到后續(xù)“機械設(shè)計基礎(chǔ)”中,既節(jié)約了教學時數(shù),又提高了教學效果。
關(guān)鍵詞 :工程力學;機械設(shè)計基礎(chǔ);課程優(yōu)化整合;高職教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2014)07-0110-03
“工程力學”是機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,研究工程構(gòu)件最普通、最基本的受力、變形、破壞以及運動規(guī)律,為“機械原理”、“機械設(shè)計”等技術(shù)基礎(chǔ)課和一些專業(yè)后續(xù)課程的學習打下必要的基礎(chǔ)。原有“工程力學”課程內(nèi)容包括理論力學和材料力學兩大知識模塊,“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程內(nèi)容則包括機械原理和機械設(shè)計兩大知識模塊?,F(xiàn)在我們將“工程力學”和“機械設(shè)計基礎(chǔ)”合并為一門“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程,其中力學部分分配了約20學時,機械設(shè)計基礎(chǔ)部分分配了約70學時(含6學時的實驗)。這不僅考驗教師的教學組織能力、授課方式及技巧,還考驗學生的接受能力。如何在教學時數(shù)大幅減少,而教學目標和教學內(nèi)容幾乎沒有變化的情況下,把這門整合后的課程上好,對教育工作者帶來了很大挑戰(zhàn)。近十幾年來,筆者一直從事“工程力學”和“機械設(shè)計基礎(chǔ)”等課程的教學,熟悉相關(guān)知識點之間的銜接,針對學時減少等課程整合后的問題,試著對授課方法作了一些調(diào)整,對授課內(nèi)容順序進行了優(yōu)化整合,對相關(guān)知識點作并行講授,收到了理想的教學效果。
兩課程的教學內(nèi)容分析
(一)工程力學
機械類專業(yè)的“工程力學”課程教學主要是為后續(xù)課程“機械設(shè)計基礎(chǔ)”服務(wù)的,機械設(shè)計中用到的設(shè)計理論都是源于工程力學中材料力學部分,而材料力學的學習又必須以理論力學為基礎(chǔ),所以理論力學的靜力學概念和公理、受力分析、力系及平衡是機械設(shè)計的必備知識。材料力學中的材料力學基本概念、桿件變形基本形式、軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形及彎扭組合變形這些內(nèi)容,在機械設(shè)計中是必不可少的,所以這些內(nèi)容也是必要的教學內(nèi)容。
(二)機械設(shè)計基礎(chǔ)
“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程主要是培養(yǎng)學生學會機構(gòu)原理分析、傳動參數(shù)計算及典型零件的設(shè)計或選用,為學習后續(xù)機械制造技術(shù)和機械制造工藝等專業(yè)課程進行必要的知識儲備。機構(gòu)自由度、平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)、帶傳動、齒輪傳動、輪系、螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)軸、軸承等內(nèi)容都是必須學習的知識點。
兩課程知識點的關(guān)聯(lián)性分析
(一)工程力學各知識點之間的關(guān)聯(lián)分析
“工程力學”課程各知識點之間是密切關(guān)聯(lián)的:(1)靜力學概念,這部分內(nèi)容主要是對力學中相關(guān)名稱的規(guī)范性定義或描述,是力學工作的“語言”,它貫穿整個力學教學和學習過程,是后續(xù)力學課程各章節(jié)的基礎(chǔ)知識。(2)靜力學公理,揭示了作用在物體上各個力之間的內(nèi)在規(guī)律,是前人總結(jié)出來的規(guī)律,學習它后可以對物體進行正確的受力分析。(3)受力分析,主要介紹構(gòu)件的受力分析步驟及方法。受力分析貫穿工程力學的始終。教會學生進行正確受力分析技巧在工程力學教學中顯得尤為重要。(4)力系及平衡,這部分知識主要揭示在平衡狀態(tài)下,作用在物體上各作用力之間存在的內(nèi)在聯(lián)系,為建立各個作用力之間的關(guān)系提供理論支持,進而可以利用平衡來分析和求解作用在物體上未知的力。它是我們由已知世界探索未知世界的連桿。(5)材料力學基本概念、桿件變形基本形式,是材料力學基礎(chǔ)知識,為我們研究材料變形、受力分析提供了方法。(6)軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形及彎扭組合變形,揭示了工程中或機械中構(gòu)件最基本的變形規(guī)律、強度校核和尺寸設(shè)計方法,是后期機械零件設(shè)計的理論依托。由以上分析可見,工程力學各部分知識點之間的關(guān)系如圖1所示。
(二)機械設(shè)計基礎(chǔ)各知識點之間的關(guān)聯(lián)分析
“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程各知識點之間是密切關(guān)聯(lián)的,共同構(gòu)成一個有機的整體:(1)機構(gòu)自由度是分析機構(gòu)和機器運動情況的理論基礎(chǔ)。我們設(shè)計的機構(gòu)或機器一定要按照人為設(shè)定的軌跡運動,既然這樣,大多數(shù)運動裝置設(shè)計時就要先進行自由度計算。若自由度和機構(gòu)的主動件的數(shù)目相同,則該裝置就能按照設(shè)計的軌跡工作,否則該機構(gòu)根本就不能動或運動過自由。(2)平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)是機器中常見的基本機構(gòu),復雜的機構(gòu)和機器一般是由這些機構(gòu)組成的。(3)帶傳動、齒輪傳動、輪系是機器中常見的傳動系統(tǒng),設(shè)計機械時也要進行傳動系統(tǒng)的設(shè)計。(4)軸是機器中重要的零件。軸是用來支撐機器中回轉(zhuǎn)零件的,是整臺機器的核心。(5)軸承也是機器中重要的零件,它是用來支撐軸的,以保持軸的回轉(zhuǎn)精度。(6)聯(lián)接是介紹機器中零件之間最常見的聯(lián)接方法,在機器選用某一型號的此類聯(lián)接時要進行軸向拉伸、擠壓強度或扭轉(zhuǎn)強度計算。
所以,我們在教學過程中,通過設(shè)計一整臺機器將上述各知識點相互關(guān)聯(lián)起來,其相互關(guān)系如圖2所示。
(三)兩課程各部分知識點的關(guān)聯(lián)性分析
“工程力學”和“機械設(shè)計基礎(chǔ)”兩門課程之間,有許多知識點具有很強的關(guān)聯(lián)性:(1)“機械設(shè)計基礎(chǔ)”在進行機構(gòu)自由度分析時,運動副的類型和工程力學中約束類型及性質(zhì)有關(guān)聯(lián)。(2)平面連桿機構(gòu)的識圖、連桿機構(gòu)特性分析時壓力角和傳動角的確定和工程力學中的受力分析有關(guān)聯(lián)。(3)凸輪機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)特性分析和工程力學中受力分析有關(guān)聯(lián)。(4)帶傳動、齒輪傳動、輪系的設(shè)計所依據(jù)的是工程力學的受力分析、力系及平衡、強度計算。(5)螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)接和工程力學中的受力分析、軸向拉伸與壓縮和剪切與擠壓強度計算密切相關(guān)。(6)軸設(shè)計要進行受力分析、扭轉(zhuǎn)強度設(shè)計及彎扭組合強度校核無不與工程力學相關(guān)。(7)軸承的失效分析是利用工程力學中的受力分析來進行的。
兩課程教學內(nèi)容的優(yōu)化整合
基于以上對每門課程各個知識點及兩課程之間各知識點關(guān)聯(lián)性的分析,將各部分內(nèi)容按照圖3方式進行教學優(yōu)化整合。
首先,以靜力學概念和公理作為基礎(chǔ),將“工程力學”課程受力分析、力系及平衡兩部分知識點與“機械設(shè)計基礎(chǔ)”中機構(gòu)自由度、平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)及間歇運動機構(gòu)知識并行到一起。學生先學習受力分析和力學及平衡部分知識,再學習機構(gòu)自由度、平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)等知識。
其次,因“機械設(shè)計基礎(chǔ)”中的聯(lián)接部分需要進行擠壓強度、剪切強度、軸向拉伸與壓縮強度計算或考慮彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形部分的知識,所以需要“工程力學”的軸向拉伸、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形等知識作為鋪墊。
再次,齒輪傳動、輪系及帶傳動需要以受力分析、強度理論、機構(gòu)自由度、平面連桿機構(gòu)等知識為基礎(chǔ),所以應(yīng)將這部分知識放到后面講授。
最后,軸及軸承用到力系及平衡、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形、組合變形等知識,所以將這兩部分知識安排到組合變形后面學習比較合理。在講組合變形強度理論后就講授軸的知識會收到較好的應(yīng)用效果。
優(yōu)化整合教學與傳統(tǒng)教學效果比較(以我院機械制造與自動化專業(yè)為例)
機械設(shè)計基礎(chǔ)總教學時數(shù)90學時,其中力學部分占20學時,機械設(shè)計占70學時。傳統(tǒng)講授順序是先用20學時將力學內(nèi)容全部先講完,然后再花70學時從機械設(shè)計原理講到機械零件設(shè)計。傳統(tǒng)教學方式,在實施過程中經(jīng)常會出現(xiàn)以下情況,即講零件設(shè)計時用到的受力分析學生已經(jīng)感覺很陌生,老師不得不又花時間將前面的知識點再請出復習一下。本來在這種教學方式下,教學時數(shù)就相對緊張。再經(jīng)常花時間去溫故知識點,這就讓教學時數(shù)顯得更加吃緊。這種現(xiàn)象導致的結(jié)果就是老師不停的趕進度,學生來不及消化就匆匆學習新章節(jié)。
如講光滑接觸面約束時,大概10分鐘講授,20分鐘舉例,講這部分內(nèi)容學生很容易理解和接受。但到后續(xù)機械設(shè)計課程中學習平面連桿機構(gòu)傳力特性時,要用到這部分知識,這距離上次這部分內(nèi)容學習間隔至少一個月了。學生已經(jīng)對光滑接觸面約束力特點顯得很陌生了。那么老師就得先花大概5分鐘的時間去復習,然后用20分鐘左右去講壓力角和傳動角概念,接著再用30分鐘時間去舉例講授或練習各種平面連桿機構(gòu)壓力角和傳動角的分析。共用時85分鐘。
經(jīng)過優(yōu)化組合后,光滑接觸面約束剛講完,就講平面連桿機構(gòu)的壓力角和傳動角概念,大概需用時間25分鐘,然后就以平面連桿桿機構(gòu)為例,練習光滑接觸面約束力的方向分析、壓力角和傳動角分析,大概用時35分鐘。這種方式共用時60分鐘。
通過比較,優(yōu)化整合教學可節(jié)約25分鐘的教學時數(shù)。不僅如此,通過現(xiàn)學現(xiàn)用,學生做到了對知識點及時消化、吸收和應(yīng)用。
這種優(yōu)化整合式教學效果還可以從以下表格數(shù)據(jù)中得到啟發(fā)(以2011級制造專業(yè)1班和2班為例)。
由上表不難看出,優(yōu)化整合不僅在教學時間上顯得寬裕,而且學生在課程堂上就能將學習內(nèi)容消化吸收,及時應(yīng)用,學習效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學方式。
綜上所述,“工程力學”和“機械設(shè)計基礎(chǔ)”是緊密聯(lián)系的兩門課程,將各部分知識優(yōu)化整合,不僅能節(jié)約教學時數(shù),還能增強教學效果,為后續(xù)其他專業(yè)課程的教學奠定扎實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
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1、抽油機井桿管偏磨的主要危害
抽油機井桿管偏磨的主要危害有以下三方面:第一,偏磨會致使抽油桿接箍的磨損,嚴重時造成抽油桿斷脫。若偏磨部位在抽油桿本體上,嚴重時會造成桿斷。第二,偏磨會致使油管以及油管絲扣的磨損,嚴重時,造成油管的漏失。第三,偏磨會致使抽油桿斷脫以及油管漏失雙重因素導致的油井停產(chǎn)。
2、抽油機井桿管偏磨成因分析
(1)井斜引起偏磨??v向上看,井筒在一定深度會出現(xiàn)彎曲、旋扭現(xiàn)象。油管在自身重力的作用下自然下垂,但是受到井筒因素的干擾后,會產(chǎn)生彎曲以及旋扭。因此,抽油桿在自身重力的作用下,必然會與油管發(fā)生接觸。在油井的生產(chǎn)過程中,由于抽油桿與油管之間會發(fā)生相對的運動,因此,在抽油桿與油桿接觸的地方會出現(xiàn)摩擦。
引起井斜出現(xiàn)的主要原因分別為:自然井斜:在鉆井過程中,鉆頭與井口的同心度隨著鉆井深度而發(fā)生改變,在深度越深的地方,同心度越差,因而產(chǎn)生井斜角。人工井斜:受到油田開發(fā)技術(shù)的不斷進步以及實際生產(chǎn)的需要,出現(xiàn)了越來越多的人工定向斜井??陀^上為偏磨的產(chǎn)生創(chuàng)造了更多的客觀條件。地層蠕變:隨著油井生產(chǎn)時間延長,地層蠕變機地殼運動,使得井況進一步惡化,套管變形彎曲,形成“拐點”,引起偏磨現(xiàn)象的出現(xiàn)。
(2)桿管配合使用不當造成偏磨。抽油桿的尺寸如果與油管的尺寸配合過小,勢必會增大兩者之間發(fā)生相互摩擦的概率,從而導致桿管偏磨現(xiàn)象的出現(xiàn)。特別是在造斜點的附近,由于抽油桿的彎曲度相對較大,更加容易與油管發(fā)生接觸,產(chǎn)生偏磨。
(3)產(chǎn)出液的影響。隨著油田開發(fā)進入中后期,油井的產(chǎn)出液含水越來越高。產(chǎn)出液會由原來的油包水型逐步轉(zhuǎn)變成水包油型。隨著含水的上升,產(chǎn)出液中的原油含量下降,因此原油所能提供的作用也隨之下降,這就使得桿管表面之間的磨損加劇。同時,由于產(chǎn)出水礦化度、CL-、H2S等含量高,導致了抽油桿和油管等金屬物質(zhì)發(fā)生化學腐蝕的速度大大增加。在這樣一種偏磨與腐蝕相互作用、相互促進的環(huán)境中,造成了對管桿更大的破壞性[1]。
(4)油井生產(chǎn)參數(shù)管桿偏磨的影響。在抽油機井生產(chǎn)過程中,如果選擇最理想的沖程、沖次,同時配以最理想的桿柱組合以及其他相關(guān)的生產(chǎn)參數(shù),那么在最理想的生產(chǎn)狀態(tài)下,抽油桿所有的重量應(yīng)該完全加載至抽油機的驢頭上。在這種狀態(tài)下,抽油桿的運行速度與驢頭完全匹配,抽油桿會處在一直被拉伸的狀態(tài)之中。但是在實際生產(chǎn)中,由于受到井液阻力及各種摩擦力等眾多因素的影響,我們往往無法制定出完全合理的生產(chǎn)參數(shù),這就使得抽油桿在生產(chǎn)過程中無法與驢頭保持一致,無法一直處于理想的拉伸狀態(tài)。部分抽油桿的運行速度往往滯后于驢頭,尤其是在中和點以下的抽油桿,基本上處于受壓的狀態(tài)之中。這就極易導致彎曲變形現(xiàn)象的出現(xiàn)。特別是當采用了較高的沖次時,抽油桿彎曲變形的程度會更加嚴重,從而導致偏磨現(xiàn)象加劇。
(5)油管坐封造成偏磨。在油田開發(fā)進入中后期,同一油井會在不同層位進行開采。由于多層位開采,需要使用封隔器。而由此產(chǎn)生的坐封力,主要作用在油管上,使油管產(chǎn)生彎曲。
3、綜合治理措施
造成桿管偏磨的原因是多種多樣的的,因而偏磨的治理方法也不是唯一的。需要根據(jù)油井偏磨的成因及偏磨的程度采取多種技術(shù)進行配套綜合治理。
(1)使用抽油桿扶正器[2]。在偏磨井段的抽油桿本體上,安裝一定數(shù)量的特質(zhì)扶正器,使扶正器與油管內(nèi)壁優(yōu)先接觸,減少桿接箍與油管內(nèi)壁的接觸,從而減輕偏磨程度,延長使用壽命。(2)合理制定生產(chǎn)參數(shù)。在確保泵效、產(chǎn)液量不受影響的前提下,對抽油機井按長沖程、慢沖次、大泵徑的抽油參數(shù)進行匹配,并上提泵掛,減輕載荷。減少偏磨頻次,減弱偏磨程度。(3)改變油液化學屬性,延緩桿管腐蝕。通過在油液中加入緩蝕劑等手段,利用化學反應(yīng)改變油液的化學屬性,可以延緩桿管的腐蝕速度及程度。通過緩蝕劑的加入,可以在桿管表面產(chǎn)生致密的薄膜,從而將桿管與腐蝕物質(zhì)隔開,達到防止或減弱腐蝕的目的。(4)改善桿管材質(zhì)。利用強度高、耐腐蝕、耐磨損的優(yōu)質(zhì)鋼材,并對油管內(nèi)壁、抽油桿及接箍外壁表層處理,增加光滑度。(5)避免油管坐封彎曲。在坐封時應(yīng)用低坐封載荷封隔器,同時配套應(yīng)用坐封噸位控制器,使泵上油管處于受拉狀態(tài),這樣可防止泵上油管因受壓而彎曲,從而減輕桿管偏磨。也可以采取一些新型錨定裝置,替代坐封直接錨定油管,從而避免油管彎曲。(6)抽油桿管加重。利用加重抽油桿或增加泵下尾管,減少抽油桿失穩(wěn)及管蠕動產(chǎn)生的彎曲變形,減輕偏磨。(7)改變采油方式。偏磨的直接表現(xiàn)是桿管接觸,在某些具備一定條件的油田,采用例如電泵、水力活塞泵等無桿采油設(shè)備代替抽油機,可以從源頭上杜絕偏磨現(xiàn)象的出現(xiàn)。
4、結(jié)論
抽油機井桿管偏磨是多方面因素造成的,因此在偏磨治理上,應(yīng)該遵循綜合治理的原則。由于任何生產(chǎn)參數(shù)的改變都會引起偏磨狀況的變化,因此單一的偏磨防治很難奏效。偏磨問題的防治應(yīng)該在具體分析抽油機井偏磨原因、偏磨程度的基礎(chǔ)上,采取相應(yīng)的綜合治理措施,進行技術(shù)配套,才能達到減輕偏磨,延長桿管使用壽命的目的。采用綜合治理措施治理偏磨,是目前延長油井免修期,提高老油田開發(fā)效益的重要措施。具有較強的推廣應(yīng)用價值。
參考文獻
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