时间：2023-08-16 17:29:47
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学反应工程发展史，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：金属有机化合物 有机锂化合物 化学合成
一、引言
金属有机化合物是指分子中至少含有一个金属—碳键的化合物，可以看作是一类特殊的混合物。大体上，金属有机化合物可以分为烷基金属化合物和芳香基金属化合物两种，而烷氧基与金属的化合物以及碳酸盐等不属于金属有机化合物的范畴，这些化合物虽然含有金属-碳键，但是仍然属于典型的无机物。金属化合物的发展历史比较久远，1827年至1950年是金属有机化学的萌芽期，在这期间丹麦化学家第一次制出了金属有机化合物Zeise盐，但是由于当时条件限制以及相关认识的匮乏，人们还没能发现Zeise盐所具有的不同寻常的性能。而后，Frankland也成功研制出了乙基和锌相结合的金属有机化合物。到二十世纪中叶，化学家相继发现了二茂铁，并成功测定了二茂铁的结构，这在很大程度上成为了金属有机化学发展史上的里程碑。而后随着人们环境保护意识的增强，从侧面催生了有机合成化学中对于催化不对称合成反应的研究。1966年，日本化学家研制出了以希夫碱和铜合成的催化剂，并进行了首例不对称催化反应。上个世纪七十年代，人们开始将研究指向金属有机化合物的潜在应用价值，如研究配位分子，将金属有机化合物当做试剂来合成其他有机化合物，Grignard制成的亲核性有机镁化合物就是一个典型的例子，这也就是人们熟知的格氏试剂。
二、有机锂化合物的制备方法
1.卤代烷和金属锂反应
金属锂元素和卤代烷在无水乙醚、苯等非极性溶剂中进行化学反应可生成有机锂化合物。反应过程如式（1）所示：
RX + 2Li——RLi + LiX （1）
在实际应用中，常用溴代烷或是氯代烷来制取RLi。由于锂的化学活性要高于镁，而烷基锂的活性也要高于烷基卤化镁，这就在一定程度上造成了有机锂在有机合成中所具有的非常重要的地位。由于有机锂中的碳—锂键离子性过强，很容易被氧化或者是和氢相结合，所以在制备有机锂时，要特别注意气体保护作用以及无水环境的设置。下面以丁基锂的制备为例，来说明有机锂化合物的制备方法和过程：首先是准备好1/3无水乙醚和2/3溴代正丁烷，将温度设置成10摄氏度；然后将上述原料放入反应容器中，在氮气的保护下加入锂丝，并搅拌滴入少量溴代正丁烷乙醚溶液。注意观察液体是否变浑浊，锂丝出现金属光泽后，继续添加溴代正丁烷溶液并持续搅拌将近两个小时；最后滤去固体LiBr（也需在氮气的保护下操作），得到正丁基锂乙醚溶液，并进行及时有效地封存。
2.金属和卤素交换制备
金属与卤素交换配备也是制作有机锂的重要方法之一，锂—卤交换反应的过程如式所示：
RLi + R’X——R’Li + RX （2）
锂—卤素交换制备方法目前主要是用于芳基锂或是1—烯基锂的制备，其反应过程实际上就是将金属连接到负性更强的碳键上从而生成更加稳定的有机锂化合物。其中有一些活性很低的卤苯和化学活性非常高的烯丙基卤不适合直接与锂进行化学反应生成有机锂化合物，这时也可采用活泼的有机锂和相应的卤苯进行置换反应来制取。
三、有机锂化合物在合成中的应用
1.有机锂化合物是重要的有机合成试剂
我们通常所说的格利雅试剂（有机镁化合物）是不能与拥有很大空间位阻的化合物发生亲核反应的，而大体积的烷基锂却能够和拥有很大空间位阻的羰基化合物发生亲核加成反应。这主要是由于有机锂化合物的亲核性和碱性都要比有机镁化合物强。其中有机锂与羰基化合物的反应过程如式（3）所示：
（3）
格利雅试剂主要发生1、4加成反应，而有机锂化合物则主要发生1、2加成反应。反应过程及对比如式（4）所示：
2.有机锂与碳—碳双键的加成反应
烃基锂与简单的烯烃在高压下反应可以生成链长不定的混合化合物，烯烃中含有碳—碳键。反应过程如式（5）所示：
3.有机锂与羰酸脂的反应
有机锂与羰酸脂的反应目前主要是应用在格利雅试剂没法进行正常工作的场合，这种化学反应的中间产物为酮，且不容易被分离出来，而反应的最终产物为叔醇。有机锂与羰酸脂的化学反应过程如式（6）所示：
四、结论
本文以有机锂化合物为例，从有机锂化合物的制备方法、与碳—碳键的反应、与羰酸脂的反应和作为有机合成试剂等方面，详细说明了金属有机化合物在合成中的应用。应该说，当前金属有机化合物是化学科学方面的热门研究领域，具有很多传统化合物无法比拟的特点和优势，尤其是作为试剂和催化剂在有机合成化学方面所发挥的重要作用。需要注意的是，由于金属有机化合物一般比较活跃、性质不稳定，在制备金属有机化合物过程中，要根据实际情况采用氮气等气体进行保护。
参考文献
[1]梁强，王倩，王璟琳. 有机锂化合物及其在有机合成中的应用[J]. 晋东南师范专科学校学报，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.
关键词： 工业催化；课程内容；教学方法
Key words： industrial catalysis；course contents；teaching methods
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0243-02
材料化学是近年来随着材料科学的快速发展与社会需求的日益增加而形成的一门新兴的交叉学科，是工程、信息、新能源等高科技产业和技术发展的重要基础。结合内蒙古科技大学学科建设的需要以及人才培养和地方经济发展的需求，林冶学院于2009年申报了材料化学专业，由于各方面的迫切需求当年就被获批，并于2010年9月招收了第一批新生[1]。材料化学专业依据专业特色设置了两个专业方向，一是能源材料，二是工业催化，而《工业催化基础》课程是基于工业催化方向设置的一门专业基础课程[2]。
《工业催化基础》课程的总体教学目标是让学生了解工业催化发展史及催化剂的实际应用以激发学生对该课程的兴趣；掌握催化作用的基本理论、各类催化剂的定义、特点、作用机制，并依据此理论进行催化剂的初步设计；掌握催化剂的各种制备方法的原理及过程，并能运用常用方法制备实际的催化剂；系统掌握工业催化的基本概念、基本原理、基本方法及技巧，为后续专业课的学习、毕业论文以及毕业后从事催化研究和生产开发打下基础，通过该课程的学习不仅获得催化类相关专业知识，更重要的是增强学生自主学习、积极思考问题的意识，提高学生的综合素质和创新能力。
本课程的教学重点包括催化原理及各类催化剂的特征、制备催化剂的方法、催化剂的设计思路。教学难点主要为各类催化剂的作用机制。基于上述课程的定位、教学目标、教学难点及重点的考虑，我们选择化学工业出版社出版的由黄仲涛、耿建铭主编的《工业催化》第二版作为本课程的教材。本教材为“十一五”、“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。全书大体可分为六部分，第一部分介绍工业催化的发展史，第二部分介绍催化原理及各类催化剂的特征，第三部分介绍催化剂的制备与使用，第四部分介绍催化剂的设计，第五部分介绍催化剂的最新实际应用，第六部分介绍催化剂的表征技术[3]。
本书的编排及脉络非常适合本课程的设计思路，基于本课程学时（48）限制，只讲述前四部分，即基础内容，包括催化发展史――催化原理――催化剂的制备――催化剂的设计，提炼为《工业催化基础》课程的基本教学内容。第五部分可让学生自学，增加学生对已学习的催化基础理论进行深入理解和领会。第六部分内容结合别的表征方法在后续专业选修课中开设。
本课程设置在第四学期，为材料化学专业本科二年级学生开设。开课之前，通过学生档案了解该年级学生的生源状况、高考成绩，以及本课程前导相关课程，如：稀土元素分析化学、物理化学、无机化学、有机化学、结构化学等的结课成绩，从而确定该课程需要拓展的内容及其难易程度。虽然该年级的学生有一定的理论基础，接受知识的能力较强，但大部分学生自主学习能力不高。
针对上述学情及教学目标，我们主要采用的教法，包括讲授法、关联法、探究讨论法、启发引导法、演示法、实验法和练习法。对于易理解的内容常采用讲授法；每次课或每章结束后，采用关联法进行贯穿所讲述的内容，以提高学生对所学知识的宏观把握能力；针对实际的抽象操作，采用实际的实验方法进行联系（实验法）；对每章节讲述的内容布置相应的作业题及练习题（练习法），并对学生的任何问题可进行解答。
针对课程的重点及难点，常以问题驱动，让学生进行讨论（即讨论法），以激发学生思维的主动性，促进相关知识的回顾，有的通过生活实例、现象及常见的实验现象进行联系、启发（启发引导法），将难理解的问题简单化，结合直观形象的多媒体动画、图片（演示法），采用循序渐进的方式加以解释，使学生对重点、难点达到理解掌握的程度。比如，在催化领域中一类重要的催化剂，即“分子筛”催化剂，我们预先会设置一个问题，即“什么是筛子”，依据生活常识，学生肯定知道其是具有尺寸不同的孔结构用于分离颗粒大小不同物质的生活用具。
依次类推出“分子筛”即为具有不同的孔隙结构用于分离分子大小的工具，这就基本给出了其特征，再结合实例，比如通过甲醇与苯合成二甲基苯，其两个甲基的相对位置可能有三种，即邻位、间位及对位，而对位产物往往是设计者需要得到的目标产物，仔细分析对比这三种产物，其分子的大小不同，即对位产物相比其他两种产物的尺寸要小，那么这样的一个要求就需要借助于分子筛催化剂来完成，可以设计该催化剂的孔只允许对位产物出去，而邻位、间位产物留在孔隙中，从而可有效提高目标产物的产率，这即为一类重要的催化“择形催化”催化反应的选择性取决于分子孔径的相对大小，上述过程结合多媒体讲解会更容易理解。
类似的问题比如催化作用的本质为不改变反应的Gibbs自由能，只改变化学反应的速率，将其类比为“从大山一边到达大山的另一边”，没有催化剂的情况相当于是“山路”，加入催化剂的情况相当于是“隧道”，因此加入催化剂后从相同的地点出发到达相同的目的地，穿越“隧道”要比越过“高山”的速率明显加快，即“改变了行车路径，降低了位能”。在化学里，其实就是“改变了反应路径，降低了活化能”，这也就道出了催化作用的本质。将催化剂比作婚姻的“月老”来解释“催化剂只参与反应的过程而不参与反应的结果”。
以“多相催化的反应步骤”为例阐述讲课的思路及教法的联系，首先通过“均相催化”的缺点，如反应物、产物及催化剂难易分离，引入多相催化的概念，并进行对比解释，多相催化克服了均相催化的缺点，因此90%以上的催化反应均是多相催化，那么多相催化是怎么进行的呢？从而自然过渡到应讲述的内容。随后可以设置几个相关问题让学生讨论，如：“活性炭是如何去除家装材料中的有毒气体的？”、“硅藻泥是如何净化空气的？”。经讨论之后，我们会让学生进行回答，学生联系物理化学的知识回答一些关键词，如：“吸附”、“反应”、“作用”等等。这些词也正是“多相催化反应的关键步骤”，继而我们可以加以引导，大家说的这些过程前提条件就是这些物种（反应物与催化剂）必须接触，那对于气体（反应物）与固体（催化剂）怎么才能接触呢？人和人怎么才能接触呢？那就必须两个人“走”到一定的距离。
对于人的“走”就相当于物种的“扩散”，从较远处到较近处，即为外扩散、内扩散，扩散地接触了才能发生作用，即“吸附”，吸附的疏松即为“物理吸附”，吸附的紧密即为“化学吸附”，进一步作用即可发生反应形成别的物种，即产物，产物要脱离催化剂，即与刚才的反应物吸附进行相反的过程，即“脱附”“扩散”。
通过上述提问阐述即可得出多相催化的反应步骤包括：“扩散――吸附――反应――脱附――扩散”。反过来，我们可以再重新系统地解释一下最开始提出的两个问题，并将新学的知识贯穿进去，这样即可让学生进一步深化理解所学的知识。
上述教法可以将难解问题简单化，专业问题生活化，抽象问题形象化，进而可激发学生的学习兴趣，提高学生主动联系思考的意识，促进学生认真听课、主动讨论问题，另外针对讲述的内容布置相关的作业、练习，查阅催化类的文献及相关书籍，针对催化剂的制备设置相关实验，以进一步达到对本课程内容的掌握、理解与升华。
通过课前课后交流、答疑、课堂小测验、提问讨论、作业批改、督导听课收集教学效果的反馈及评价，并结合每学期学生的结课成绩、学生答卷的情况调整教法及教学过程的设计与讲述。
参考文献：
[1]宋金玲，蔡颖，王瑞芬，张国芳，周玉杰，樊文军.材料化学专业人才培养模式的研究与实践[J].价值工程，2011（5）：273-274.
中国的生命科学史中含有丰富的爱国主义内容，我国古代在医药、农业、生物学领域的伟大成就，我国科学工作者在生物学及相关领域中取得的突出成绩，都可以增强学生的民族自信心，点燃他们的爱国情怀。生命科学史中诸多科学家的模范行为和高尚人格也是感召、引领和培养学生敬业精神的典型范例。例如，在酶本质的探索中可以向学生讲述美国康奈尔大学独臂青年化学家萨姆纳不顾体残病弱，在简陋的地下室中历经9年，终于从刀豆种子中提取出脲酶的故事;在教授杂交育种知识时，可以穿插介绍袁隆平热爱农学、多年潜心钻研水稻杂交的事迹。依托生命科学史，还可以培养学生的诚信品质，例如在讲述孟德尔的遗传规律时，可以向学生讲述实验背后的诚信故事:孟德尔发现了遗传规律，他的论文刊登在奥地利一家地方性刊物上，当时并未受到重视。一个世纪后，有3位科学家(荷兰的德弗里斯、德国的科伦斯和奥地利的丘歇马克)在互不知晓也不知道孟德尔论文的情况下，各自做了类似于孟德尔的实验，并且都写了相应的论文，然而在他们查阅过去这方面的文章时，都意外地看到了孟德尔的论文。3人在以后发表的文章中并没有将荣誉留给自己，而是告诉读者开创性的结论来自孟德尔，他们自己的工作只是证实而已［3］。这3位科学家不计个人名利，为人坦诚的态度实为当今学生学习的榜样。“友善”是中华民族的传统美德之一。能否以友善的态度为人处世，不但体现着一个人的道德水平，同时也体现了一个民族其素质的高低。生命科学史中一些伟大的发现、著名原理的创见往往都是科学家友善待人、精诚合作的结晶。向学生介绍这些事例，将有助于他们形成友善互助的处世态度。例如，DNA双螺旋结构模型的发现者沃森和克里克的团结和合作在科学史上堪称典范。沃森和克里克虽然国籍不同，性格各异，但是他们之间却是互相欣赏、心心相印……诸如此类的例子还有许多，如果能适时引用一些这样的事例，就能使学生在潜移默化中形成生生之间友善的态度和合作的精神。
2彰显科学理性精神
科学理性是科学主体特有的一种精神或认识能力，它促使科学主体从一定的本体观和理由出发去探索科学客体，并按一定的规则进行推理，得出合乎逻辑的结论［1］。教学中合理引入一些经典实验、科学史实和科学家逸事等，能够让学生领悟科学理性对科学发展的巨大作用，感悟科学态度与精神，提升生物科学素养。
2．1树立求真务实的精神，奠定科学理性的基石求真务实的精神是科学理性的基石。只有在尊重事实、尊重客观规律的基础上，才能实现对世界能动性、创造性的改造。在生物科学史教学中，介绍科学家注重通过观察和实验获取科学事实和检验理论等研究经历，能有效培养学生的求真务实精神。巴斯德曾说:“当你相信自己已经发现了一种重要的科学事实并热切的希望将它发表时，要将你自己克制几天、几周、几年，要与自己斗争，想方设法自己的实验，只有在一切相反的假说统统排除以后，才能将你的发现宣布”。可见，巴斯德的伟大成就与他求真务实的科学精神是分不开的。孟德尔历时8年用豌豆做实验材料，反反复复、不厌其烦地进行了大量的杂交实验，仔细观察，如实记录了数以万计的实验数据，正如他自己所说“从春到秋，天天都要全神贯注、小心翼翼的监视着实验”。又如，在讲述“遗传的基本规律”前可向学生介绍萨顿假说的提出与证实过程:1903年，萨顿根据基因和染色体行为之间明显的平行关系，提出假说“基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的”，也就是说，基因位于染色体上。遗传学家摩尔根却对此表示怀疑，后来他做了大量的果蝇杂交实验，用实验把一个特定的基因和一条特定的染色体(X染色体)联系起来，从而消除了疑虑，证实了萨顿的假说［2］……此类案例有很多，通过讲解不仅有助于学生理解相关的科学概念、原理，更能够感悟求真务实的理性精神在科学理论建立中的基础性作用。
2．2认同开放、竞争与批判精神，形成科学理性的动力生命科学史展示了生命科学各学科形成的历史，能从整体上说明各个学科是在解决什么问题的过程中发展起来的，以及各个学科之间的联系，有助于学生认同自由和开放精神是科学发展的保证。如果孟德尔不运用数学知识对数据进行统计分析，就不能够发现遗传规律;如果没有细胞学的发展，萨顿和鲍维里就不能认识遗传因子与染色体之间的联系;如果塔特姆不精通微生物知识，基因与酶之间的关系就不能建立起来……生命科学的发展需要各种观点之间的碰撞和争论，在碰撞与争论中，知识得到不断的澄清和完善。光合作用的发现、酶的本质研究等探究历史中这样的例子很多［3］，教学中适当穿插这些素材，可以让学生直接体验竞争精神对于发现真理形成正确结论的重要作用，从而认同竞争精神是科学发展的动力。生命科学的发展也是在科学家对前任的结论不断质疑、不断批判、不断求证的基础上进行自我更新的过程中积累起来的，开展生命科学史的学习能够培养学生勇于质疑和批判的科学精神。例如，在细胞学说的创立过程中，魏尔肖并没有盲从施莱登和施旺提出的“新细胞从老细胞中产生”的观点，而是敢于质疑和实践，提出“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”，这个断言至今仍未被。
2．3养成开拓创新的精神，指向科学理性的核心创新精神是科学精神的核心，注重对新方法和新实验的探求和运用，强调突破现有理论的界限和束缚获取新现象、新事实，揭示新规律。在生物科学史教学过程中，要选用科学家富有创造力的精彩史例启迪学生的心智，促进创造性思维的发展，培养开拓创新精神。例如，在讲述酶与性状的关系时，可以介绍黑尿症的研究过程:伽罗德在临床工作中，发现黑尿症患者不能完成酪氨酸的正常代谢，因为缺少尿黑酸氧化酶，其中的一个环节被阻断。于是，他提出了“什么原因造成了这种阻断”一个根本性的问题。他在研究黑尿症患者的家族史后发现，这种疾病不是由微生物感染引起的，也不是因为某些一般的功能失调引起的，这种失调是遗传的，而且似乎按照孟德尔式隐性性状的模式遗传。这个发现指明了孟德尔遗传学可以应用于人类，暗示了基因和酶之间存有某种关系。这段历史的呈现可以帮助学生体悟伽罗德善于抓住问题本质、擅长联想分析的创新思维品质。介绍比德尔和塔特姆的相关研究，同样可以促进创新精神的形成:比德尔曾试图通过研究果蝇眼睛色素的遗传控制来分析遗传的生物化学基础，后来他和塔特姆发现，用果蝇作为研究材料，对于基因和基因产物关系的生物化学研究是不能令人满意的。为此，他们逆向思考“是否可以把通常的过程颠倒一下，用特有的化学反应来鉴定特异基因呢?”于是他们决定不再以突变体作为研究的起点，而是从已知的化学反应开始再回溯去寻找控制着这些反应的基因，选择了红色面包霉作为实验材料，终于获得成功。该研究历史表现出比德尔和塔特姆敢于否定，善于逆向思维的创新品质，体现了思维的敏捷性和深刻性。有助于学生开拓视野，培养创新精神。
3塑造人文关怀品质
人文关怀是立足于人的尊严、独立、自由的个性，给人的生存和发展以关注，旨在提高人的生活质量，提升人生的意义和价值。它既是学校教育工作的重要目的，又是对学生进行感化和教化的有效形式。依托生命科学史可以创设人文化的问题情境，优化教学内容与方式，构建充满人文关怀的生物课堂。例如，人教版必修2第一章扉页上印有孟德尔本人和他使用过的手稿的照片，并配有精炼的文字说明，特别是那首诗“八年耕耘源于对科学的痴迷……”，这本身就营造了一种人文关怀的问题情境，很容易激发学生迫切想知道孟德尔用豌豆作了什么实验?有什么样的结果?为什么还要用8年的时间?为什么还要用数学统计的方法?……不仅如此，依托生命科学史中科学家们的典型事例，还可以树立人生发展的榜样，激发学生探寻生命的价值，比如，按照“人类贡献———感悟生命价值”的指导策略，可以向学生介绍酶的研究史上毕希纳、萨姆纳、科恩伯格等诸多诺贝尔奖得主的伟大贡献，让他们在体验科学精神和科学方法的同时，引发对人生价值的思考，进而体验生命存在的意义。也可以组织学生针对科学家和他的事业进行思考、讨论，通过搜集资料、观看纪录片、读名人传记，甚至写小论文等一系列活动，使学生在精神层面上与科学前辈进行心灵对话，感悟生命的崇高。又如，在教授胚胎工程这部分内容时，可以穿插讲述试管婴儿的发展史，让学生逐渐形成敬畏生命、珍视生命的意识。当然，作为生物学教师首先自身要有生命觉醒的意识，用生命去温暖生命、用生命去激活生命、用生命去滋润生命;要通过传授生命知识、优化生命关系、提升生命价值等途径促使学生实现和提高自我价值，塑造人文关怀的品质。
4渗透STS教育理念
渗透STS教育理念，目的在于使学生理解科学的本质、理解技术的本质和特征，认识科学、技术、社会之间的关系，进而参与生物科学技术有关的社会问题的讨论与决策。生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程，这些历程都是受当时的文化背景和科学技术水平限制的，有利于学生理解科学、技术、社会三者之间的关系，培养其社会责任感和历史使命感。例如，通过呈现1665年英国科学家发现并命名细胞依赖于显微镜的发明，1945年鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水依赖于同位素标记法的发明，以及1959年罗伯特森提出的生物膜‘三明治模型’依赖于电子显微镜的诞生”这些史例，让学生体会生物学的发展离不开技术的进步。而“科学和技术的发展会影响社会的进步，社会的需求也会影响科学研究的方向”这一思想在酶的发现史教学中也能得到很好的渗透:19世纪中叶，地处法国北部的里尔地区酿酒业发达，但长期以来当地的酿酒商一直在为放置时间久了的葡萄酒和啤酒会变酸而烦恼，于是几位酿酒商就向巴斯德求教，巴斯德在研究酿酒机理的过程中，发明了巴氏消毒法，并提出酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果，这一过程必须有“活体”存在才能实现［4］。这个史例就很好地体现了科学、技术和社会之间的关系，科学的进步能解决社会的问题，能造福人类，科学知识的发展还能带动技术的更新。“科学技术是一把双刃剑，可以改善人们的生活，也可以产生出新的社会问题，同时社会思想也会影响科学技术的发展”这样一个命题本身是抽象的，但是通过基因工程、细胞工程的发展史的学习和讨论，可以使其变得更加具象和容易理解。
5确立生态文明意识
素质教育是一种着眼于发展，着力于基础的教育，其根本出发点是提高全民族的整体素质。因此，素质教育必须面向全体学生，培养德、智、体、美、劳全面发展的人才。化学是中学教学中的一门重要的基础学科，掌握一定的化学知识是每个现代公民必须具备的科学素质之一。这就要求我们决不能把化学教学搞成仅为少数学生的升学服务，而大搞“题海战术”，走“应试教育”的老路，使学生负担过重，妨碍学生全面发展。然而，强调面向全体学生，也并不是“齐步走”、“一刀切”或“扯平拉齐”，要承认学生的客观差异，根据不同学生的学习水平作出不同的目标要求。
二、强化德育功能，培养现代意识是贯彻素质教育的标志
进行素质教育，思想道德素质起着导向、动力和保证的作用，是衡量素质教育能否得到强化的重要标志。德育工作并不仅只是校长、班主任和政治课教师的事，而应渗透到各个学科中去。“教书育人”是每个教师的责任，化学课也不例外。
1、依靠化学学科的特点进行辩证唯物主义教育。化学学科本身充满着辩证唯物主义思想方法，我们可以在化学教学中通过质量守恒定律、分子、原子、离子、质子、中子、电子等建立学生的辩证唯物主义物质观；通过氧化与还原、化合与分解、溶解与结晶等内容树立学生的对立统一的观点；通过元素周期律等内容帮助学生理解量变到质变的规律；通过酸、碱、盐、氧化物间的相互关系以及烃和烃的衍生物之间的衍变关系培养学生的联系转化的观点；……总之，在化学教学中主观能动地进行辩证唯物主义教育，有利于学生树立正确的世界观，用辩证唯物主义的思想方法来分析问题、解决问题。
2、在化学教学中，应结合教学内容不失时机地向学生进行爱国主义教育。化学发展史是对学生进行爱国主义教育的好素材。教学时，应确定好知识传授与德育的最佳结合点，潜移默化地自然渗透，达到“润物细无声”的境界。
3、在化学教学中，要加强化学与社会、化学与人的关系的教学，使学生了解化学与现代社会的关系和影响。教学中，结合教学内容适时穿插和渗透一些现代社会面临的、急需解决的重大问题，如淡水资源的危机、主要能源（煤和石油）的危机、环境污染（臭氧层破坏、温室效应、酸雨等）。如在教学“NO和NO2是污染大气的重要污染物”时，可介绍这些氮氧化合物受日光紫外线的照射后，发生一系列光化学反应，形成光化学烟雾污染事件。
三、养成思维习惯，学会思维方法是落实素质教育的核心
21世纪更需要能力型人才。民族的进步，国家的富强是同整个国民的素质是密切相关的，因而我们应重视学生能力的培养。化学教学中能力的培养主要包括观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等的培养，而发展思维能力是能力培养的核心。在教学中，我们应使学生养成良好的思维习惯，学会科学的思维方法，诸如求同思维、求异思维、逆向思维和联想思维等。
求同思维是教学中常用的思维方式。求异思维是一种创造性思维，要求学生对同一材料从不同角度、不同形式、不同耦联关系去探索结论。因此，在化学教学中应注重加强这方面的训练。逆向思维是从顺向思维的反方向去思考问题，也就是通常所说的“反过来想一想”。在化学知识中，有大量的可逆思维的素材。如元素的“构、位、性”互推，有机物官能团与化学性质的互推，各种不同浓度的互算，根据化学方程式的计算，有机化合物合成路线的选择等逆向思维训练的教学内容，以此促进学生逆向思维能力的形成和发展。联想思维是指对有相似特点的事物通过对比联想，推测其它方面相似性的一种逻辑思维方法。化学教学中，有许多物质之间存在着相似的结构特点，因而具有相似的化学特性。
四、增强应用化学知识解决实际问题的能力是提高学科素质教育的重要手段
知识的积累，智力的发展，能力的提高，重在于应用。学生的化学素质不仅在于其掌握化学知识的多少，也不仅仅在于其能解多少化学难题，更重要的是看他能否运用化学知识去理解、解决生活中的化学问题，去学习新知识以适应社会发展的需要。因此，在化学教学中应紧密联系生活、生产、科技等方面的知识，训练学生应用化学知识解决实际问题的能力。
摘要摘要:1．机立窑水泥存在和发展的依据2．机立窑水泥发展的目标3．机立窑水泥的发展策略
1．机立窑水泥存在和发展的依据
1．1机立窑水泥在我国水泥工业发展中的重要地位
机立窑水泥在我国水泥工业发展史上做出了重要贡献。它有力地支撑了我国国民经济的持续高速发展，缓解了长期以来水泥短缺状态。自1985年机立窑水泥跃居全国水泥总量的80％以来，一直居高不下，占据我国水泥数量的主体地位。“八五”以来，水泥工业加大了结构调整的力度。新型干法生产工艺得到了快速发展，全国已形成了7000万吨的生产能力。但和此同时，机立窑水泥仍保持了较高的增长速度，2001年全国6亿吨水泥中有4.5亿吨是立窑水泥，仍占水泥总量的75％以上。可以预见在今后相当长的历史时期，机立窑将和新型干法窑有一个共存时期。在社会经济活动中仍将发挥重要功能，在交通不便，市场容量不大的地区，立窑水泥仍将有很大的存在空间，非凡是西部大开发，机立窑水泥仍将以其独特的优势发挥着积极的功能。
1.2机立窑水泥存在和发展的必然性
1.2.1机立窑实质能生产出高标号的水泥
自80年代以来，由于立窑水泥新技术(如原燃材料预均化技术、预加水成球技术、预粉磨技术、窑体综合改造技术、小料球煅烧技术、生料速烧技术、水泥添加剂技术等)的应用和科学的企业管理，在全国涌现出一大批优秀的现代化立窑企业。它们的产品质量和各项技术经济指标完全可以和代表国内水泥发展科技水平的新型干法回转窑相媲美。如山东沂州水泥集团、山东庆云山水泥厂、山东齐银水泥有限公司、山东丛林集团水泥厂、广东梅塔水泥公司等厂，它们的熟料强度均大于52MPa，能稳定生产32.5、42.5级的水泥，其中山东庆云山水泥厂可生产52.5级普硅水泥，山东齐银水泥有限公司能生产油井水泥。长期以来，以窑型来判定水泥质量优劣的标准对我国水泥的发展是一种误导，影响了我国水泥结构的调整，既不科学，也不符合我国水泥工业的实际情况。有些地方出台了立窑水泥一律不能用于重要建设工程的规定，是不切合实际的。为此，原国家建材局于1996年向建材探究院下达了“立窑和旋窑熟料、水泥、砼性能特征及机理的探究”任务，再次以大量的试验数据证实了好的立窑水泥和好的回转窑水泥其质量基本相同。探究报告提供的大量科学数据和论据，为正确评价和使用立窑水泥提供了科学的依据，为正确熟悉和处理立窑和回转窑的发展产生了积极的影响。由于立窑水泥的发展基础差，发展不平衡，众多的立窑水泥企业发展参差不齐，确实存在着有些企业水泥质量差、不均匀、形象不好的现实。但是占立窑水泥总量20％的现代化优秀立窑企业的事实证实，立窑水泥存在着水泥质量差的原因不是窑型决定的，而是其他工艺条件决定的，通过加强技术进步和科学的企业管理，完全可以达到优秀的现代化立窑企业的水平。就是回转窑水泥中也不是全好。除新型干法回转窑外，小型中空回转窑、湿法回转窑、立波尔窑、亦存在提高和淘汰的新问题。
1.2.2机立窑水泥适合中国国情
改革开放以来，国民经济的持续高速发展，拉动了对水泥总量的需求，这为投资省、建设周期短、可以滚动发展的立窑水泥提供了发展的机遇。
立窑水泥大量新技术的应用，奠定了立窑水泥发展的基础，尤其是“八五”期间推广的14项新技术，使立窑水泥的生产技术水平远远超过国外立窑技术的顶峰时期水平，出现了一大批不仅在产品质量上可以稳定生产32.5、42.5级水泥，而且综合能耗优于日产1000吨水泥的新型干法窑，在我国水泥工业中具有较强竞争力的现代化立窑企业。如表1所示。
日产1000吨新型干法和现代化立窑技术经济指标对比（见下表）。
窑型熟料28天ISO强度熟料热耗综合电耗全员劳动生产率
新型干法55-60(MPa)≤850(千卡/千克)110(度/吨水泥)≥1000吨/人.年
现代立窑55-60(MPa)≤850(千卡/千克)70(度/吨水泥)≥1000吨/人.年
由上表可可以看出，现代化立窑熟料质量、热耗和劳动生产率都和日产1000吨新型干法窑相当，但综合能耗明显优于新型干法窑。由此可见，现代立窑不应视为淘汰对象，现阶段也很难被淘汰。但我国立窑水泥企业起点低、发展很不平衡，先进的和落后的差距很大，工艺不完善，管理混乱，粉尘污染严重，产品质量不稳定的立窑数量还很多，不仅明令淘汰的4226家属此类，而未列入淘汰之列的也有相当数量落后企业。因此对我国的立窑水泥企业既要承认“立窑技术进步”的现实，又要承认“落后立窑”的存在，对先进的和比较先进的机立窑企业要充分肯定他们的进步，支持他们进一步发展提高。对于经过认证，产品质量完全达到国家标准的立窑水泥企业要取消其使用限制的有关规定。对有条件的要加速升级改造，使其达到现代化立窑水平，没有条件的要通过“行政”干予和市场竞争加速淘汰。行政干予主要是加大质量法和环保法的执行力度，凡是质量不稳定的劣质产品不能让其进入市场，凡是环保不达标的不答应生产，市场竞争要靠具有有序竞争，使优势的大型回转窑企业和现代化立窑企业扩大市场占有量，使落后企业失去市场而淘汰出局。目前凡处在优势明显的大型回转窑和具备经济规模的现代化立窑企业四周的落后企业，无论立窑和回转窑都没有生存空间。但目前具有明显竞争优势的大型回转窑企业数量不多，市场占有量和覆盖面还不够大，其全国性的淘汰力度还有限。因此现阶段淘汰落后，还要充分发挥现代化立窑的功能，要鼓励现代化立窑通过技术改造和资产重组发展经济规模，形成地域性优势企业，以加大对落后企业的淘汰力度。由此可见，现代立窑的历史使命还没完成。它在今后相当长的历史时期，还是我国水泥工业的重要组成和依靠力量，和大型干法企业一起肩负着优化我国水泥工业结构的功能，在淘汰落后的过程中，不断壮大和完成资金积累的现代化立窑企业将向更高层次的大型化和现代化发展。
1.2.3从我国水泥的消费结构看摘要：基建、生产和农用比例约为25摘要:30摘要:45左右，中低档水泥占大多数，现代立窑水泥完全能满足要求。从我国水泥发展不平衡看，现代立窑在西部大开发和偏远地区仍有其存在和发展的基础，有人算过用旋窑代替立窑，目前4亿多吨的装备能力，至少需4000亿的投资、有条件的立窑完全可以改造成现代化立窑，满足生产建设的需要。国家没有必要投巨资在水泥方面。另外立窑水泥对原料适应性强，适于利废、对实施水泥可持续发展战略具有重要意义。
2．机立窑水泥发展的目标
新型干法回转窑水泥是我国水泥工业技术进步的方向，现代化立窑是我国水泥工业的重要组成部分，大型新型干法水泥集团的崛起和现代化立窑企业经济规模化、是中国水泥工业发展的方向，它对调整我国水泥结构，淘汰落后具有重要意义，可以予见，先进的机立窑向现代化立窑发展，落后的机立窑加快淘汰步伐是必然趋向。
现代化立窑的基本特征摘要：(1)生产规模摘要：达到年产能力三十万吨，西部地区二十万吨；(2)产品质量摘要：能稳定生产32.5、42.5等级的水泥，富裕标号达到5MPa以上，并通过产品质量认证，熟料28天抗压强度达到52MPa以上；(3)环境保护摘要：粉尘排放浓度达到国家标准；(4)其他技术经济指标摘要：①熟料强度3天抗压≥30MPa；28天抗压≥52MPa②机立窑熟料单位截面积产量≥1800kg/m2.h；③熟料中F-CaO≤2.5％；④出磨水泥安宁性合格率≥90％；⑤机立窑系统和磨机的有效运转率≥95％；⑥全员劳动生产率≥800吨/人%26#8226;年。
3．机立窑水泥的发展策略
机立窑水泥的发展不是量的扩张，主要是质的提高，走内涵扩大再生产的路子，通过技术改造、新技术应用和科学的管理，使有条件的立窑逐步迈向现代化立窑，乃至更高的现代化集团。
3.1机立窑水泥发展的技术策略
3.1.1原燃材料预均化技术摘要：原燃材料的均质稳定，并有足够的干燥物料储量，是保证生料质量的前提，生料质量直接影响立窑的产、质量，水泥均化决定出厂水泥的均匀性。和回转窑比较立窑水泥工艺缺乏的就是原燃材料预均化设施，这也是立窑水泥质量均匀性差的重要原因，因为目前的计量配料，仅仅是称称的重量，量量的体积而言，还达不到成份配料，既使达到成份配料，没有规律的原料波动，亦难以调整达到配料方案要求，目前采用的均化技术有摘要：
(1)原燃材料均化技术摘要：A、按质量要求，原燃材料定点采购，分堆存放，搭配使用。B.原燃材料预均化堆场，C.原燃材料预均化库。
(2)半成品、成品、预均化技术
A.多库搭配，机械倒库，气力均化等；
B.园库改造摘要：在园库中设无动力均化装置，投资仅3万元左右，提高均化效果2.5倍以上。
原燃材料半成品、成品、预均化技术，可以参照回转窑使用情况比较选用，目的是投资少，效果好，达到均化之目的。
3.1.2采用磨前预破碎技术
在水泥生产中,粉磨电耗占水泥生产电耗的60-70％。磨机电耗有效利用率仅为5-7％,而破碎机的有效利用率可达30-70％；可见多破少磨是一项提高磨机产量，节约电耗的重要办法。
(1)生料系统预破碎技术
常规的工艺设计，生料破碎系统大多为二级或三级破碎，工艺复杂，设备多，电耗高，山东临沂金湖水泥厂生产的超细破碎机仅用一级破碎即可解决二级、三级的破碎任务，该破碎机入料度不大于500mm，出料粒度50-60％为面状，最大粒度≤8mm，和10万吨/年生产线配套破碎机电机仅75KW，台时产量50-70吨/时，仅用一班生产即可满足生产要求。生料系统Φ2.2×7m闭路磨机产量全年平均30吨/小时以上。
(2)水泥系统预粉碎技术
水泥系统预粉碎目前多采用在磨头加一细破碎机方案，但大多数因锤头、衬板材质新问题而受影响。由破碎粉磨专家杨连国高级工程师发明的三合一高效冲击(磨)细碎机，解决了锤头寿命短，出料粒度不均匀、粒度不稳定，电耗高的缺点。一台破碎机有两个传动系统，外传动系统带动筛板对物料起筛分、反击和提升功能；内传动系统带动锤头实现对物料的高效冲击粉碎，内外回转体组合共同起破碎功能，底部排料，连续作业。该机和立破相比，装机容量低60％以上(同样50T/H产量，立破装机容量90KW，而本机仅为37.5KW，实际消耗仅15-17KW)，寿命长，无强制铣削和磨擦粉碎，材料消耗小，锤头无须频繁调整。(一般破3--5万吨水泥熟料调整一次)一付锤头可破碎水泥熟料5-10万吨以上)。入料粒度≤150mm，出料粒度≤3-5mm，该机运转性能好，对缩小入磨物料粒度是一项重要办法。
3.1.3优化粉磨系统技术
(1)缩小入磨物料粒度≤10mm。
(2)缩小入磨物料水份，(入磨物料综合水份≤1.5％)
(3)调整磨机配球方案，缩小平均球径，提高磨机填充率
(4)加强磨机通风。
(5)对选粉机进行改造。
(5)调整磨机和选粉机处于最佳匹配状态。
3.1.4优化机立窑系统技术
①对窑体本身进行综合技术改造，使窑体本身参数如摘要：喇叭口角度、深度、倒喇叭口等处于最佳状态，烟囱、风机等要和之配套。
②加强立窑的保温。
③采用节能塔式篦子。
④对预加水成球系统进行改造，实施小料球煅烧技术。
⑤加强立窑烧成*作，确保立窑均匀、稳定地加料、卸料。做到大风大料，速烧快冷。
⑥提高立窑有效运转率。
3.1.5水泥工艺外加剂技术
3.1.5.1应用高效复合生料催化剂技术，提高水泥熟料强度，提高熟料产量，降低烧成煤耗。高效复合生料催化剂，是根据化学反应的催化动力学原理和结晶化学原理研制的一种大幅度提高水泥熟料产量、质量、降低烧成能耗的优于复合矿化剂技术和晶种煅烧技术的高新技术产品，该技术在不改变生产工艺、不增加设备投资的情况下，即可实现提高产、质量、降低成本、增加效益的目的。
(1)功能原理
高效复合生料催化剂中含有的高效矿化物质和多种微量元素(高效硅酸盐催化元素)，在生料中可大大地提高生料的易烧性。
①降低反应物质点间键能，提高化学反应活性，强化SiO2和CaO的反应能力。
②促使液相提前出现，增加液相量，降低液相粘度，降低烧成温度，加速硅酸盐矿物的形成。
③促使早强矿物及C3S微晶的形成，从而加速了硅酸盐矿物的形成过程。
④对C3S、C2S起稳定和促进形成的功能。
⑤造成硅酸盐矿物晶体缺陷，晶体发育不完全，从而起到活化功能。
⑥加入催化剂后，由于熟料在较低温度下(1200-1300度)快速烧成，因而窑内上火速度明显加快，底火上移而变薄，底火变浅，窑内通风阻力减少，有利于窑内通风均匀和熟料冷却，使整个熟料煅烧时间缩短，非凡是减少了窑内还原气氛，使水泥熟料在煅烧时形成良性循环，故能提高熟料产量、质量，降低烧成热耗。
(2)掺加方式及掺量
本产品为粒状(或粉状)物料，在生料粉磨时均匀掺入；掺加量0.5-0.8％；使用高效复合生料催化剂后不再使用矿化剂和晶种。
(3)使用效果
①熟料台时产量提高15％以上。
②标准煤耗降低15％以上。
③熟料质量摘要：三天抗压强度大于28MPa，28天抗压强度大于50MPa，f-CaO≤3.0％。
④吨熟料成本降低10元/T以上。
3.1.5.2应用高效复合水泥添加剂技术，提高水泥强度，降低水泥生产成本
该项技术是科技部、财政部创新基金支持的唯一的一项高新技术产品。中国水泥协会重点推荐产品，国家权威检测达标产品，国家发明专利。该技术对提升我国水泥工业技术水平，促进水泥工业绿化进程，改进水泥生产模式，具有重大意义。
在混凝土中我国水泥约有20-40％没有发挥水化功能。水泥的活性和水泥熟料的矿物组成，矿相结构有关，和水泥磨细程度、颗粒级配、颗粒形貌有关。如何使水泥(含混合材)更好地发挥活性。一是物理激发----高细粉磨；二是化学激发----采用对混凝土无害的化学物质激发水泥的活性。
(1)、功能机理摘要：高效复合水泥添加剂通过助磨功能提高磨机产量，提高比表面积，从而提高水泥强度。其增强功能主要是添加剂中的化学物质和水泥中的硅、铝等进行化学反应形成有助水泥增强的中间物质，同时造成水泥氧化物的晶格缺陷，提高其反应活性。
(2)、使用效果
①提高水泥强度，改善水泥性能。
大量生产实践证实，利用该产品，可大幅度提高水泥强度，三天、七天强度(ISO)可提高20％以上，二十八天强度(ISO)可提高10％以上，凝聚时间可缩短1-2小时，有效消除熟料中的游离氧化钙。使水泥的干缩性、抗冻融性、耐磨性、抗渗性、抗碳化能力、抗侵蚀能力、水泥颜色等得到有效改善。
②可大幅度增加混合材掺加量，提高水泥产量，降低水泥生产成本。
在熟料强度达50MPa(ISO)的情况下，矿渣掺加量可达50-70％，炉渣、煤矸石、粉煤灰、火成岩单独掺加时掺加量可达25-40％，混掺时可达30-50％，稳定生产32.5R级水泥，可提高水泥产量20％以上，消化掉本添加剂带入的成本后，可降低水泥生产成本10元/T以上。
③加快库位周转，保证水泥安宁性出磨合格
④加速使生产线超过设计规模。若投资原生产线投资的八分之一，即可使水泥产量提高一倍。
⑤在同等情况下，可提高一个标号生产水泥，是生产高标号水泥的捷径，为实施ISO标准奠定了基础。
⑥各项经济技术指标保证符合国标要求，可获得凝聚快、早强高、颜色好等水泥用户所需要的理想结果。
⑦大量使用工业废渣(30％以上)，可获得减免产品增值税和所得税的优惠政策。
(3)、产品使用方法。
在水泥粉磨前，由计量设施按0.6-0.8％的比例在磨头或选粉机回粉螺旋均匀加入，具体*作由技术人员现场指导。
(4)、注重事项
①混合材尽量干燥，入磨物料综合水分≤1.5％；
②粉磨细度≤4％，比表面积≥320m2/kg；
③尽量提高水泥中的Al2O3含量；
④找出石膏最佳掺入量；
⑤混合材混掺时，矿渣掺入量占50％以上。
(5)、经济效益分析
使用该技术，年产10万吨水泥厂，每年可净增利润百万元以上，若能争取免税优惠政策，效益更加可观。
3.1.5.3应用高效复合水泥助磨增强剂技术提高磨机产、质量
(1)高效复合水泥助磨增强剂的物质组成及性能。
高效复合水泥助磨增强剂是由石油精炼所得的磺化芳烃的醇胺盐、植物油和对水泥矿物具有独特化学激发功能的几十种原材料经非凡工艺加工而成，是一种新型的液体界面活化剂和激发剂。为有机物和无机物的复合产品，呈棕色，阻燃防腐，对人体、设备无害，物体稳定，不变质，可长久使用和保存。
(2)高效复合水泥助磨增强剂的功能机理
在水泥粉磨中，入磨物料和研磨体，衬板发生碰撞粉碎，使矿物的内部化学键断裂，形成带电荷的结构单元，吸附在研磨体和衬板表面，产生包球糊磨现象，水泥流动性降低，制约了粉磨效率。强力牌高效复合水泥助磨增强剂具有表面活性，它能平衡颗粒表面静电，降低物料表面张力和表面能，颗粒间的静电凝聚力得到屏蔽，清除了包球糊磨现象，使水泥粉体流动性提高，避免水泥细颗粒的过粉磨。提高水泥的比表面积，使水泥颗粒级配更趋合理，大幅度提高磨机台时产量，高效复合水泥助磨增强剂中的化学物质和水泥中的铝、硅等发生化学反应产生具有增强功能的中间物质，同时造成水泥中氧化物的晶体缺陷，从而提高水泥的化学反应活性，使水泥的强度大大提高。
(3)使用效果
在水泥粉磨中，根据水泥的配料组成及产品品种不同，吨水泥均匀加入200-400g水泥助磨增强剂，可取得以下效果
①可提高磨机台时产量20-40％。
②提高水泥的比表面积(30-50m2/kg)，同时增加水泥的流动性，防止过粉磨现象，使水泥颗粒级配更趋合理，有利于水泥强度的发挥，有利于选粉效率的提高。
③可大幅度提高水泥强度。三天、七天抗压强度提高10-20％；二十八天抗压强度提高10-15％。④节约能源，吨水泥可降低电耗8-12kwh。
⑤经济效益显著。由于磨机产量的提高和强度的大幅度提高，降低了电耗，可大大地提高混合材的掺入量，从而使生产成本大幅度地下降，吨水泥可降低生产成本5-12元，企业经济效益显著。由于混合材的大量掺入，可降低固体废弃物对环境的污染，社会效益显著。
⑥水泥安宁性得到有效改善。
3.1.6环境保护技术
环境保护和可持续发展战略对机立窑水泥的防尘治理提出了更高的要求，目前立窑厂粉尘大、环保差、污染重，其根源不是立窑本身，而是对环保不重视。全国花园式厂很多，如北京平谷水泥二厂，山东博山水泥厂，都是学习的榜样。目前防尘设备技术比较过关，关键是使用。环保不达标，企业再好也将被淘汰，所以加强环境保护势在必行。
3.2机立窑水泥发展的管理策略
俗话讲“三分技术、七分管理”，在机立窑向现代化立窑迈进的过程中，管理显的尤为重要。
(1)要建立一套适合本企业发展需要，切实可行，便于量化考核的管理制度。其中包括摘要：定额管理、成本目标控制、劳动管理、资金管理、激励机制等在内的管理制度。
(2)要加大执行制度的力度，在执行中不断提高和完善制度。
(3)对比先进的现代化立窑企业，做好技术经济分析，找出本企业和先进的现代化立窑企业的差距。制订办法，努力达到先进目标。
(4)企业要注重技术进步和管理创新，要使企业立于不败之地，企业必须时时创新。
(5)要形成一套适应市场经济发展的管理机制。
关键词：化学教学 新课程改革 模块衔接 校本课程
一、前言
本轮新课程从课程理念和目标、课程结构、课程内容、课程实施和课程评价五个方面进行了重大的改革，本次高中化学课程改革的重点体现在基础性、时代性、选择性三个方面，新课程要求“每个学生都要学习化学，不同的学生学习不同的化学”。必修模块《化学1》和《化学2》就是每位学生都要学习的化学基本知识，也是化学课程改革中基础性的体现，希望通过必修模块的学习可以帮助学生了解化学科学研究的基本方法和思维方式，并能为他们今后的专业发展提供有效的帮助。另有6个选修模块即《化学与生活》、《化学与技术》、《物质结构与性质》、《化学反应原理》、《有机化学基础》、《实验化学》。
新教材内容的多元化和层次性确立了适应不同学生发展需要的高中课程结构：不再分律前元素和律后元素；从生活走进化学，从化学走向社会；从自然走进化学，从化学走向应用；从单一的物质中心模式到多样化的学习模式；强调元素观、分类观、转化观。为学生提供多样化的选择是高中化学课程的明显标志，它为志趣和潜能不同的学生的进一步发展奠定了良好的基础。化学课程由若干模块组成，模块之间既相互独立，又反映学科内容的逻辑联系。
但是课程模块设置是一种人为化的课程结构，需要进一步研究与优化，课程试验和实践是课程模块优化的基本途径。新化学课程打破了传统化学课程的系统性，如何在模块学习中较好地进行化学知识和技能的衔接，是我们迫切要研究的问题。
校本课程学习以其内容的丰富性、综合性，学习方法的多样性、灵活性，能够发挥学生的个性特长和想像力。校本课程学习的时间和空间跨度不是仅局限于课堂，而是让学生联系课堂的知识去拓展，又可以应用于课堂，打破了传统课堂教学模式，给学生们以探究过程的体验，激发起学生对科学研究的意识和兴趣。例如我在校本课程中将《有机化学基础》模块《生命中的基础有机化学物质》的教学过程中与《化学与生活》模块的《关注营养平衡》相衔接，通过简单的介绍和资料，既加深学生对油脂、糖类、蛋白质在人生命中重要作用的认识，并且大大激发了学生的学习兴趣。在学习《富集在海水中的元素――氯》时，校本课程课上作了《实验化学》模块的《从海带中提取碘》的实验。在学习《硫和氮的氧化物》时，与《化学与技术》模块中的《化工生产中的基本问题》相衔接，在校本课程课上介绍了硫酸的工业制法。在学习《金属及其化合物》时，又衔接了《纯碱的生产》，等等。我充分利用校本课程开展了一系列的实践初步研究，反思了各教学模块之间的衔接渗透问题。
二、案例
1．课程设计目标
本课程内容《甲烷》内容将《化学2》第三章第1节《最简单的有机化合物――甲烷》和初中化学相应模块以及《有机化学基础》模块中相衔接，由选修课活动小组的同学进行，包括调查研究、收集资料、口头讨论、制作课件、撰写论文、课内演讲等内容。锻炼学生面对实际，动手动脑、查找资料、收集素材、分析整理和语言文字表达能力；使学生在已有的知识基础上主动建构化学知识体系，将所学各模块知识相衔接，使相关知识网络化、系统化；着重培养学生自主探索的学习方法，提高学生化学学习兴趣，使学生了解化学在实际生产生活中的运用。
2．课程实施过程
校本课程《甲烷》的教学前，我根据课程的特点，将学生分为若干个任务组（按学生个人兴趣自由组合），如材料发展史组、实验探究组、环境保护组等。
教学过程中，学生小组首先介绍“对有机物的印象”并播放一段有关有机物种类和用途的影片及家庭厨房图片，使学生感受身边的有机物的普遍性、多样性。
再由问题“哪些热点事件与甲烷有关”，学生小组展示一系列图片：“西气东输”工程示意图、“矿难”之瓦斯爆炸事故照片、可燃冰的在手中燃烧的照片、甲烷与温室效应的图片，给学生以强烈的视觉冲击。从而营造问题的情境，激发学习的热情。
再回顾甲烷的分子结构和碳原子的成键特点，提出问题“甲烷中的氢原子是以平面正方形分布的吗”，通过学生分组模型操作，学生仔细观察比较甲烷分子结构的球棍模型、比例模型和正四面体模型，得出甲烷分子是一种对称的正四面体结构的结论。并探究制作乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）的球棍模型，并写出结构式。通过模型操作：CH4C2H6C3H8C4H10。学生归纳烷烃的结构特征，并巩固烷烃、同系物、同分异构体知识。通过在选修课上小组模型操作来巩固教学的重点和难点知识，并衔接《有机化学基础》模块相关内容。
三、结论
通过《甲烷》等校本衔接课的教学实施及初步分析结果使我们认为，化学教学各模块的衔接应该建立在丰富的教和学的资源基础上，而衔接教学的设计也要更贴近实际生产生活，而不能给学生增加额外的学习负担，这样学习活动环节才能顺利地进行，学生才会对探究问题更感兴趣。
第一，明确高中化学各模块的功能、区别和联系，全面了解高中必修、选修课程内容的知识编排顺序，清楚各模块的知识结构以及知识间的相互联系，清楚各部分教学内容及教学要求。模块衔接的教学中，要学生都能达到新课标教学内容的基本要求，不要随意对所教内容进行拓宽和加深。
第二，遵循学生的认知发展规律，精心选择和组织模块衔接学习内容，注意学习需要（指学习者当前的发展水平与预期的发展水平之间的差距）。在教学决策时除了要考虑教学目标外，更重要的是要考虑学习者的特征。
第三，模块衔接教学需紧密联系社会生活实际，选择具体的教学内容，突出化学、技术和社会的相互联系，关注人类面临的与化学相关的社会热点问题，体现化学的新观念、新思想、新应用。
参考文献：
[1]教育部．普通高中化学课程标准（实验）．北京：人民教育出版社，2003．
[2]何克抗等．教学系统设计[M]．北京：北京师范大学出版社，2002．
【关键词】水泥搅拌桩 基础围护 应用
由于城市高层建筑的迅速发展，地下停车场、高层建筑基础埋深、人防等各种需要，基坑深度越来越大。此外，基坑周围通常存在建筑物、道路或地下室管线等各种构筑物，这就要求既要保护基坑自身安全，又要保护基坑周边构筑物的安全。随着大型深埋基础施工也在不断增多，同时基础施工的维护问题也日益增多，而水泥搅拌桩技术在一定程度上可以解决基础维护问题。
一、水泥搅拌桩技术简介
水泥搅拌桩是以水泥材料作为固化剂， 通过搅拌机械在地基深处将固化剂和地基土搅拌在一起， 这时土体和固化剂之间就会发生一些物理和化学反应， 通过这些反应可以使得地基土成为一种具有一定强度、水稳定性和整体性的加固体，将地基的强度和变形模量提高到所需的程度， 进而将加固地基的目标实现。 水泥搅拌桩技术是在上个世纪五十年代后期，日本引进并得到了一定的发展之后， 在七十年代末， 我国又从日本引进了该项技术， 该项技术在我国已经有了三十多年的发展史。 水泥搅拌桩技术具有很多优点， 这些优点包括设备简单、 施工简单方便、不会产生环境污染、无噪音、无振动、对土体不会产生侧向挤压、工程造价低以及施工周期短等优点， 所以有着良好经济效益和社会效益， 得到了广泛的应用和发展。
二、在水泥搅拌桩施工过程中的注意事项
（1）派专人负责水泥搅拌桩的施工，对水泥搅拌桩实施全程监控。
（2）相关负责人重点检查水泥用量、水泥搅拌机压浆过程中是否有断浆现象，注意
喷浆搅拌时间以及复搅次数是否正常。
（3）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间，每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆，严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
（4）施工过程中如果发现喷浆量不足，应按照监理工程师要求整桩复搅。复喷的浆量不小于设计用量。
（5）现场施工处应配备施工记录人员，对施工桩日期，天气、喷浆深度、停浆标高、钻机转速，浆液流量、复搅深度等进行详细记录。
三、水泥搅拌维护方案选择
主要分为五个步骤，第一，施工机械简单而且施工效率高，采用一台深层搅拌机，两条灰浆泵以及两台制浆机。在完成测量放线工作、 机械设备就位之后就施工就可以开始进行。通过这种技术， 四十分钟的时间就可以完成两根桩的施工，将机械移位算在内也不到一个小时。在施工之后的一个月左右，待强度符合要求时就可以开始下部的施工；第二，地基沉降均匀，通过水泥搅拌桩技术对地基进行处理之后，复合地基的受力状态基本相似，因此产生的沉降较为均匀，这样可以有效的对油罐的使用状态加以改善；第三，施工过程中不会产生振动，而且围护具有较好的止水性能，结合工程所在区域的地质情况，采用水泥搅拌围护方案，在施工过程中没有振动产生，能有机械垂直进行开挖，不需要放坡，而且具有较好的止水性能，给施工带来了很多方便；第四，可以节省费用，使用水泥搅拌围护不用放置钢筋，这样可以节省很多费用，而且可以减少开挖和回填量，将费用减少了；第五，具有永久围护功能，在完成之后，可以将水泥搅拌围护进行保留，最终决定使用水泥搅拌桩围护方案。
四、支承围护结构的主要因素
1、场地条件
如果基坑周围场地比较开阔，则可采用上段放坡，下段重力式挡墙支护，或悬臂式、桩锚式、锚拉式支护结构；如果场地狭窄且周围有重要设施，则必须采用能够相应控制地面位移与沉降的支护结构，并且做好防水处理。
2、基坑的开挖深度及范围
开挖深度不大时，可采用悬臂式支护结构，并考虑防水；开挖深度较大时，可对具体情况采用单支点、多支点的地下连续墙或其它支护结构加防水帷幕；开挖范围较小时，可采用锚撑结构加止水措施；开挖范围较大时，采用“二墙合一”地下连续墙附加钢筋混凝土桁架支撑方案，或单层、多层锚杆支护结构加止水帷幕。
3、从地质条件考虑
土质较好的情况下可考虑土层锚杆或排桩等类型；土质较差时，则要采用重力式桩墙，以及地下连续墙支护方案。如在粉土和粉砂的土质情况下，即便是深达10米的基坑，也可采用上部土钉，下部桩加锚杆的支护结构，这种支护结构用预应力锚杆代替钢筋混凝土内支撑，基坑稳定性好，实际位移小，造价可比钻孔灌注桩支护结构省50%。
五、水泥搅拌围护施工质量控制
1、选择原材料
选择最佳的原材料，经过分析研究，确定这和水泥的品种有一定的关系，选择水泥强度等级高，氧化镁和二氧化硫等含量少的原材料，这样才能取得良好的加固效果。
2、要严格控制桩搭接的长度
必须将桩搭接的长度控制在二十厘米以上才能保证围护的整体性， 搅拌机的钻头容易被磨损， 所以要经常对钻头的直径进行检测， 这样可以保证搭接的长度，如果比相关设计中规定的值小时，要及时加焊或者是更换。
3、要加强搅拌，保证水泥拌和均匀
在水泥搅拌桩中， 想要保证水泥的均匀性， 就要严格按照搅拌工艺的要求进行， 因为它们之间有着极为密切的关系， 对一些薄弱环节要加强搅拌， 使得水泥和土更好的进行反应，实现提高承载力的目的。
4、 要对水灰比进行严格控制
水灰比对桩的质量有很大的影响， 如果水灰比偏高的话， 桩的强度就会偏低；如果水灰比偏低的话， 可能会出现拌和不均匀现象， 增加施工难度， 所以要根据施工现场的具体情况，合理的确定水灰比。
总之，在选择基础施工方案时，要根据具体的工程情况需要，以及地质状况， 如果在地质软弱， 没有采取任何加固措施的地基上使用， 可以采取水泥搅拌桩围护技术， 该种技术是一种经济、 高效而且快速的方法， 所以有着广阔的应用和发展前景。 在施工开始之前， 要采取有效的措施来降低地下水水位，提高土体固结的速度， 进而将围护的强度提高， 在最大程度生减小变形产生保证土体稳定，从根本上保证基础施工的顺利进行。
参考文献
1、王辉，水泥搅拌桩技术运用于地基处理，城市建设理论研究（电子版），2012（3）
20世纪50年代，美国哈佛大学 J• B•Conant倡导把科学史引入科学教育以来，物理学史研究无论是在研究领域还是在教学领域，都日益引起人们的重视.郭奕玲和沈慧君两位先生编著了《物理学史》，著名物理学家钱三强先生为其作序，序言开宗指出：“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地，这块宝地很值得我们去开垦，这些精神财富很值得我们去发掘.”物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程，它包含了认识论和方法论的因素.物理学的发展史，实际上也是一部科学方法的发展史.在物理教学中把科学理论的建立，科学发现的过程以及科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生，了解物理学家的生平，各学派间的争端以及尚未解开的物理课题来激发学生学习物理的兴趣，使学生从中学习到严谨的科学态度，科学的思维方法，养成良好的学习习惯，变被动学习为主动获取知识.
1物理学史的引入可激发学生尝试科学探究与实践的兴趣
新课程重视科学探究对激发学生的求知欲，使学生受到科学方法的训练，培养学生良好的科学素质、创新意识和创造能力方面的重要意义.科学探究的要素包括：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作.物理学史中这方面的例子很多，如在讲到法拉第电磁感应定律时，通过相关物理学史的介绍，使问题的引入自然.科学来源于实践，科学的动力在于人类的求知本性和在大自然中生存和发展的需要.教师可介绍富兰克林在用莱顿瓶进行放电实验的过程中，面对着电火花的闪光和劈啪声，总是禁不住联想到天空的雷电.他意识到莱顿瓶的电火花可能就是一种小型雷电.为了验证这个想法，必须将天空中的雷电引到地面上来.1752年7月的一个雷雨天，富兰克林用绸子做了一个大风筝.风筝顶上安上一根尖细的铁丝，丝线将铁丝联起来通向地面，丝线的末端拴一把铜钥匙，钥匙则一个莱顿瓶中.富兰克林将风筝放上天空等待打雷.突然，一阵雷电打下来，只见丝线上的毛毛头全都竖立起来，用手靠近铜钥匙，即发出电火花，天电终于被捉下来了.富兰克林发现，储存了天电的莱顿瓶可以产生一切地电所能产生的现象，这就证明了天电和地电是一样的.
2物理教学中穿插物理学史有助于学生全面理解物理规律
物理规律(包括物理定律、定理、原理、法则、公式等)反映了物理现象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的规律.在进行物理教学时，为了让学生最有效地掌握好物理规律，应使其对物理规律的建立过程有一定的了解，这就需要教师经常把物理学史知识渗透到物理教学之中.这是由于物理学的创立和发展是具有连续性的，后人的研究工作总是以前人的研究成果为基础，重要的物理规律都是经历了艰难和曲折的历史发展过程的.让学生了解这些规律的发现过程，会对学生学习物理规律、形成严谨的工作态度和作风产生重大的影响.例如在讲述万有引力定律和牛顿运动三定律时，可以给学生介绍当时的社会背景：l6世纪以后的欧洲，由于航海、战争和工业的需要，大大地促进了力学的发展，推动了对天体的观测和研究.波兰天文学家哥白尼对天象进行了长期的观测，获得了大量的观测资料，在对这些观测资料进行了整理和分析后，提出了“日心说”的理论体系，了统治天文学领域一千多年的托勒密“地心说”体系，打开了自然科学的大门.继哥白尼之后，丹麦天文学家第谷以他惊人的毅力和毕生的精力对行星的运动进行了精确的观测，并采集到大量的观测数据，这为他的学生开普勒的进一步研究打下了良好的基础.开普勒有着丰富的想象力和杰出的数学才能，在整理和研究第谷所观测到的数据中总结出了开普勒三定律.
3物理学史加强科学研究方法教育，可培养学生的辩证唯物主义世界观
物理学是一门实验科学.1901年～1992年，共有142位物理学者荣获诺贝尔物理学奖，其中因实验而获奖的有103位.正如丁肇中教授所说：“物理学是从物理实验中产生的.”在实验课中引入物理学史，一方面是提高实验效果；另一方面是从历史上阐述相关理论的产生、发展、验证和形成的过程，通过史料知识把相关的理论知识连成网络，形成知识面，从而可以使学生更好地理解物理学中理论和实验的辩证关系，物理学发展与社会生产和科学技术发展的辩证关系，使学生不仅理解物理概念、定律和原理这样一些科学成果，而且理解获得这些科学成果的基本过程.另外，每位科学家又有其研究问题的独特的科学方法.结合物理学史加强科学研究方法教育，有利于培养学生的辩证唯物主义世界观.
4运用物理学史可帮助学生澄清一些历史事实
万有引力定律的发现，并不是从苹果落地的“顿悟”中产生的.早在17世纪初，吉尔伯特、开普勒、伽利略等人就提出过天体间存在万有引力的思想.1654年，法国天文学家布里阿尔德奥已提出太阳对行星的引力和二者的距离的平方成正比的假说.在牛顿正式提出万有引力定律之前，1616年英国皇家学会已成立一个专门委员会研究重力问题.胡克、哈雷、雷恩在万有引力定律问题的研究上都作出了重大贡献.胡克已觉察到引力和地球上物体的重力有相同的本质；哈雷和惠恩也在1679年按照圆形轨迹，由开普勒第三定律和惠更斯的向心力公式证明了作用于行星的引力与它们到太阳距离的平方成反比.由于无法找到能证明吸引力与距离的平方成反比的普遍规律，哈雷于1684年8月还曾到剑桥大学向牛顿请教.牛顿在研究和概括前人的成果，并用数学方法对月球与地球间引力及运动规律作了大量的验证工作之后，于1685年提出了万有引力定律的表达式.结合这段历史不但澄清了历史事实，而且消除了学生头脑中关于“万有引力定律”是牛顿的偶然性创造的错误认识.
5物理教学中穿插物理学史教育能使学生感到物理知识是特别有用的
很多物理规律的建立不是孤立的和偶然的，而是社会发展到一定阶段的必然产物.万有引力定律和牛顿运动三定律的建立已说明了这一点.热力学第一定律、第二定律的建立，是在18世纪初期，在欧洲产业革命的推动下，出现了蒸汽机，引起了第一次工业革命，大大促进了工业的迅速发展.在蒸汽机的发明和使用过程中，人们迫切需要研究热和功的关系，所以热和机械功的相互转化就得到了广泛的研究，并使人们对于水和蒸汽，以及其他物质的热性质作了深人的研究，这就有力地促进了热力学理论的建立和发展，并在此基础上建立了热力学第一定律.在蒸汽机的应用得到很大发展的情况下，如何进一步提高机器的效率就成了当时工程师和科学家共同关心的问题，克劳修斯和开尔文各自独立地发现了热力学第二定律.热力学第二定律基本说明了热传递的过程是不可逆的.它在实用上的重要性是寻求热机效率的最大可能性和预测化学反应进行的可能性.由此可见，热力学第一和第二定律的发现与当时社会生产需求有很密切的关系.
关键词：食品科学与工程专业；食品生物化学；教学效果；教学体系
引言
食品生物化学是利用生物学、化学等基础学科知识，对组分在分子水平上发生的代谢反应与规律进行研究的一门学科[1-2]。教学内容涵盖理化性质、生理功能、储运变化规律及其对食品品质的影响规律与趋势等诸多教学内容。“食品生物化学”是我国高等教育体系中食品类院校相关学科不同层次学生的专业基础必修课[3-6]，在教学实践过程中发现，“食品生物化学”课程教学具有以下特征：第一，教学内容抽象，直接结果是学生理解有困难，难以理解记忆；第二，知识点多，直接结果是记忆不扎实；第三，开课学期早，学生刚开始接触专业课就开设该课程，在尚未形成专业认知前理解专业知识有困难。故此，该课程的教学过程中需成型的教学体系对学生进行有效指导，否则学生就很容易出现学习困难，教学效果不理想，继而失去学习该课程的兴趣。根据多年的教学实践，针对前述的问题提出相应解决对策，目的在于提高“食品生物化学”的教学质量，改善学生学习的效果。
1突出学科专业特点合理设置教学内容
在我国高等院校现行专业设置中，食品专业含食品科学与工程、食品质量与安全2个专业，二者在课程设置构成中，“食品生物化学”是食品专业学生最早接触的专业课程之一，是核心专业基础课[7-9]。“食品生物化学”课程学习过程中要求学生掌握一定的多门学科理论知识，学生需具备一定的无机化学、有机化学、生物学等知识基础[10]。“食品生物化学”课程是工程认证10门专业课之一，其教学质量将事实上反映专业教学水平，同时由于生物化学领域的发展十分迅猛，这给课程教学带来了较大的难度[11-12]。吉林大学食品科学与工程学院2015年成立，有着悠久的办学历史，是食品科学与工程学院的优势学科，拥有完善的本科、硕士、博士研究生教育体系和教学条件支撑，现有功能食品工程研究中心、食品安全检测中心，以及食品基础、食品工程等多个专业实验室。作为食品类专业核心基础课程的“食品生物化学”，教学内容根据教育部设定的专业培养目标和以此为中心构建的专业课程设置情况，结合吉林大学食品专业学生的实际情况，在展开教师和学生双向调查的基础上进行。特别是当面对大量的高素质本科生生源，如何进一步提高学生出口质量，“食品生物化学”这一重要基础课程的教学体系探索与实践更显得刻不容缓。通过大量查阅课程改革相关资料及走访国内、省内兄弟院校相同和相近专业课程的教学实际情况，结合学校食品专业的特点，对该门课程教学体系进行了有针对性的持续调整与改进。
1.1教学课时
“食品生物化学”课程现阶段使用教材由食品基本组成成分的性质、化学结构、生物学功能及组分在体内的分解合成（即物质代谢和能量代谢）等传统课程内容构成全部教学内容[13-14]。此教学内容，首先结构基本满足学校专业要求，对后续培养专业核心技能具有良好的理论指导作用，但是同时与教育部在专业教育中强调的强化基础教育、适当缩减专业教学课时的要求存在一定冲突。综合以上因素，在连续多个版本的本科生培养方案（2013，2015，2017版）中持续对“食品生物化学”理论课的总学时设置进行调整，从总学时80学时，首先缩减为60学时，然后进一步缩减为48学时，指导最新版培养方案中该课程实验部分独立设课。通过对教学学时和教学内容的合理安排，达到了知识系统、特色突出要求。
1.2教学内容的组成与调节
1.2.1教学内容的组成“食品生物化学”课程的教学内容中有大量不可调节的基本组成内容。如食品的基本组成方面，对糖类、蛋白质、脂类、水分等要保证其基本学时。同时，在讲授这部分内容时应注意紧贴后续众多的专业课程，突出“食品生物化学”理论知识在食品行业中的大量应用，从而凸显其重要性。这样的教学内容组成既有助于学生对基础知识的掌握，也有助于学生对未来知识的掌握。如水分教学中就存在着大量抽象的内容，学生不好理解也不好记忆，但是借助“食品机械与设备”的干燥与升华教学内容就有效地提高了该部分教学内容的易学性与易记性，从而极大地鼓动起学生学习的主动性和目的性。1.2.2教学内容的调节“食品生物化学”课程的教学内容中除了有大量不可调节的基本组成内容以外，还含有大量的可调节内容，这部分主要包含食品在加工、贮藏中的品质变化等内容。根据专业的教学实际及时增减调节这部分教学内容，使其不仅与其他专业课紧密衔接，同时使其与生产生活实践紧密结合，在保证教学效果的同时，还可以很好地提升学生的专业认同感，激发他们更好地学习以后的专业课。
2教学模式调整
“食品生物化学”的教学无论是理论授课还是实验授课过程，需要解决的关键问题包括理解抽象的理论概念和各类化学反应，更包含理论知识与生产实践相关联、相结合，只有做到这一点，学生才能真正掌握本课程的内容。针对这一问题，在实践教学过程中对以教师为中心的传统教学模式进行调整，采用能激发学生学习该课程的兴趣并能引导学生主动学习的教学方法和手段，以学生为主体的教学模式。通过13年的不断尝试与调整，多种教学手段应用于教学中，对教学效果有明显提高。
2.1科学规划，兴趣引导
“食品生物化学”是食品科学相关专业课程体系中最为重要的专业基础课，同时也是一门难懂的专业基础课。因此，如何在第1堂课调动学生的学习兴趣，让学生意识到学好该门课的重要性和实用性，就成为课程教学方式改革与探索的第1步。要上好第1堂课，首先需要做好充分的准备，注意课堂讲授每一个细节的把握，做到细节不放过，由小及大，细节处体现该课程的重要性。其次，改革传统第1堂课讲授生化发展史的教学模式，更多的在第1堂课介绍这一学科的最新进展，实际教学效果表明这对激发学生的学习兴趣、提高教学效果更为有效，如连续在2014—2015第2学期（春季），2015—2016第2学期（春季），2016—2017第2学期（春季）3个教学学期介绍了2015年度诺贝尔医学奖获得者屠呦呦研究员的研究成果，事实证明这一教学内容的及时调整，不仅仅提高了课程的教学效果，而且极大地提高了学生的民族自豪感。第三，运用一切可能的教学手段，激发学生的学习兴趣。从生活中无处不在的生化反应入手，告诉学生在生活中生化知识无处不在，如早餐吃的米粥在制作过程中发生了哪些生化变化？午餐吃的鸡蛋在制作过程中发生了哪些生化变化？晚餐吃的红烧肉在制作过程中发生了哪些生化变化？正是这些不断加入和不断调整中的新鲜内容，确保学生对该课始终保持高度的学习热情。让学生在第1堂课结束时带着问题离开，激发学生的学习兴趣，鼓励、帮助他们自主学习，互助讨论，同时鼓励当他们带着问题的解决办法回到课堂，带着新的问题回到课堂，从而为取得更好的教学效果打下基础。
2.2讲授为主，一法为主，多法互进
目前，讲授法由于其通俗化和直接化的特点，仍是应用十分普遍的教学模式。但是，正是讲授法本身所具有的特点也决定了其存在着很大弊端，那就是容易使学生产生依赖和期待心理，这将抑制学生学习的独立性、主动性和创造性。针对这一问题，在教学过程中改变一讲到底的教学方式，适时加入案例教学、讨论教学、启发教学、目标教学等多种教学方法，一法为主，多法互进，集中每种教学方法优点，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性，有效提高教学效果。在教学过程中积极采取研讨、启发教学方法，引导学生主动参与教学活动。
2.3兴趣引导，实际切入，理论深化
“食品生物化学”教学内容中有大量的概念、原理、反应式等，整个教学过程中如果仅仅采用讲授教学将使得整个课程干瘪、枯燥、不生动，在长达一个学期的教学过程中将很难使得学生保持始终如一的高度专注力。为解决这一问题，在教学过程中，特别是重点教学内容部分，十分注重理论与现实生活的联系，将学生的注意力时时刻刻紧紧的抓在自己手中。例如，在讲授DNA结构时，以不同物种间的差异与联系为切入点，具体以鸟类、鱼类、人类为例介绍他们DNA之间的差别与联系，从而引出教学内容。通过学生的兴趣引导，以实际切入，理论深化，在活跃课堂气氛、缓解学生情绪的同时，极大地提高了教学效果。
2.4以具象解释抽象，强化实验教学，与开展课外学生科技研究项目结合
在实验教学方面，突出与食品科学学科相关的蛋白质分子量测定、糖酵解过程中间产物鉴定等实验，为了弥补由于课时或教学条件限制而不能开设部分实验的不足。另外，借力吉林大学的各项本科生课外科研活动项目，如大学生创新性实验、生物技能大赛等载体，鼓励并积极参与学生开展课外学生科技研究项目，从而加强课程的教学效果。从2012教学年度开始，带领本科生团队参加以上2项大学生课外科研活动，所带团队获得多项校级科研立项与奖励，学生的学习积极性得到了有效调动，事实证明抽象理论教学与具象科研活动的有效结合是提高教学效果的有效手段。
3综合考查学习情况建立科学的复合型考核体系
针对“食品生物化学”教学过程特点，对考核体系进行了认真的思考，基于如下几个方面的考虑。采用复合型的考核模式对教学效果进行评估和持续改进：首先是理论知识的掌握，主要考核内容是知识点的识记，考核方式以考试为主；第二是理论知识的实际运用能力，主要考核内容是基础知识灵活运用于实际问题分析和解决的能力，考核方式有小组讨论和小组答辩；第三是实际动手能力，主要考核内容是实验的实际操作，考核方式为实验评分。同时在以上考核体系之外，鼓励学生参加各项大学生课外科研活动，如吉林大学大学生创新项目、吉林大学生物技能大赛、“挑战杯”吉林大学大学生课外学术科技作品竞赛等，参加此类赛事将有助于学生对本课程理论知识的更深一步认识。根据这个标准并结合学校相关要求，确定课程最终成绩的计算方法：总成绩=平时成绩（A%）+笔试成绩（B%）。其中，平时成绩的计分项包括实验操作、实验报告、小组讨论、小组报告、课堂测验、出勤情况、课堂答问情况等，笔试成绩的计分项包括结课后学生上交的学结、小组讨论报告和期末试卷。同时，虽然二者在成绩中的占比在多版本教学大纲中始终不变，但是在实际运行过程中并不是一成不变的。也就是说，在每学年开学的执行教学大纲编写中，及时与教学班承担课程的教师沟通，了解学生的学习状态、参与科研活动的热情等因素进行适时调整，从而做到成绩考核系统稳定同时动态可调整。这种考核方式以考核学生对知识的实际掌握为基础，综合学生多个方面的能力和表现，因而相对公平和公正，能够较为客观地反映学生对课程内容的掌握情况。
4教师的自我提升学教互进
在课程的教学过程中，提升自我素质主要进行了以下几个方面的工作。第一，不断提高自己的学历水平，从而在不断的学习过程中提升自己；第二，积极进行国内外的学术交流活动。积极参加学院、学部的学术交流活动，连续参加多年的学术年会，积极与组内组间的教学科研团队进行交流，在交流中进行脑力碰撞，激发自我，不断学习。作为访问学者，于2014年5月—2015年5月前往美国俄克拉荷马州立大学生命科学院进行交流学习，与该领域国外专家就教学科研问题进行了广泛细致的交流活动。通过以上的工作，不断自我提升，真正做到了学教互进，有效保证了课程教学效果的稳定提升。
参考文献：
张华.PBL教学法在高职院校教学中的应用研究[D].石家庄：河北师范大学，2010.
张平平.PBL教学模式及在食品生物化学中的应用[J].中国科学教育，2007（4）：22-23.
【关键词】初中化学,化学教学,科学素养,培养策略
科学素养是以人的先天禀赋为基础，在环境和教育的影响下形成并发展起来的、内在的、相对稳定的生理、心理及文化的整体养量水平。《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》明确指出：“化学课程通过化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面体现未来社会公民科学素养的培养”，化学教育的核心是培养学生的科学素养，对学生进行科学素养教育是以培养学生形成科学的观念、知识、方法和态度，从而形成科学能力为根本目的，以培养学生具有基本科学素养为目标。化学是一门实验科学，同时又有较强的理论性，在化学教学过程中更应该承担培养学生科学素养的任务。
1.化学科学素养的涵义
化学科学素养属于科学素养范畴，并具有化学学科的具体内涵。化学科学素养主要是指必要的化学知识、化学科学的思维方式、对化学科学的理解、科学态度和价值观，以及运用化学知识和方法解决问题的意识和能力。化学科学素养是一个由低到高的持续过程，它随着学生的年龄的增长、教育的增强，学生的化学科学素养的水平也就会不断的提升。
2.培养学生科学素养的意义
2.1 社会发展的需要。21世纪是知识经济的时代，科学技术正日益广泛渗透到人类物质生活和精神生活的各个领域，成了提高劳动生产率的源泉，成了综合国力的一个决定性因素。科学研究的主体及成果都是生产力中最活跃的因素。一句话，知识就是力量，科学技术是第一生产力，谁能掌握和运用高新科技，谁就能占领科学的制高点和国际市场，谁就能成为时代的强者。面对这样的势态，强化全民族的科学素养，提高公众的科学文化素质，发展科学技术已经成为世界各国发展的重要主题。科技在发展，教育必须改革。教育具有前瞻性，强化公民的科技意识应从娃娃抓起，从学校抓起。
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学素养，多出人才，出好人才。提高全民族的科学素养，学校是阵地，为此必须改革重知识轻能力，重理论轻实践的传统教学模式，教育是发展科学技术的基础工程，强化全民族的科学素养，是深化教学改革，提高学生科学素质的有效途径。只有当学生有了浓厚的科技意识，才能从小爱科学、学科学、用科学，才能具有创新精神和进取精神，成为未来科技队伍的生力军，这是具有战略意义的大事。
2.3 化学学科特点的需要。化学是一门重要的自然科学，它的历史悠久，同时现在仍然具有非常活力的学科。它以大量的实验为基础，形成了坚实的理论体系，然后应用于广阔的科技空间。当今社会，科学技术突飞猛进，化学领域的高科技信息、新的科技成果、新的材料和化合物、新的化学反应等等可说是日新月异。化学是未来世纪的中心学科，化学有力地推动了人类社会物质文明的发展，没有化学，就没有生命的产生和进化，就没有现代的人类社会物质文明。化学的发展史渗透着科学方法和科学精神等许多的科学素养内容，所以化学在培养学生科学素养中占有得天独厚的优势。
3.培养学生科学素养的途径和方法
3.1 教师要转变教育观念。
一直以来，课堂教学评价的关注点都是以教师为主，表现出“以教为主，学为教服务”的传统教学模式。新课程倡导的“以学生为主体”的教学模式是当今社会教育的基本思想。教师要努力创设机会，使学生成为学习的主体，让学生的学习由被动变为主动。教师角色由原来单一的知识传授者到变为组织者、引导者、参与者等；学生的学习方式由原来单纯的接受式到变为自主学习、探究学习和合作学习。教师的教学方式和学生的学习方式的改变，学生的主体地位的凸现，都应在课堂教学的具体环节中体现。化学课堂教学中，问题的设置、探究的过程、讨论的组织，练习训练的难度和量等等都应围绕两个方式的改变进行。
3.2 改革化学课堂教学。
课堂教学在教育中处于中心地位，应成为培养学生科学素养的主战场，为此应从下列几个方面多作努力。
3.2.1 创设教学情境，营造好课堂教学氛围。
化学课堂教学中教学情境的创设，不仅可以激发学生的学习兴趣，促进学生的认知活动和实践活动，还能提供丰富的学习素材，有效得改善教与学。化学与生产、生活和科技紧密相联，生活中处处涉及化学，从已有的生活经验出发和在熟悉的生活情境中感受化学，联系身边的化学以及与化学相关的社会问题创设的情境，更让学生喜欢化学。如利用问题探究来设置情境，可以展开科学探究、讨论、理解以及问题解决等的活动也是化学教学设置情境的有效方法之一。由化学课堂教学知识而巧妙的情境设置，也有利于营造民主、宽松与和谐的课堂教学氛围，一定会产生很好的教学效果。
3.2.2 通过拓宽学生的知识面提高科学素养。
阅读是人类社会生活的一项重要活动,是人类汲取知识的主要手段和认识世界的重要途径。在初中学生的化学学习过程中,由于长期养成的接受型学习,很少学生会自觉主动地学习,学生上学完全成为为家长或者说是老师而学习,因而要培养学生的化学科学素养首先要让学生动起来。为此,在化学教学中我们应尽力为学生识记、记熟和在记忆里保持教学课程标准而创造一个智力背景,把现在学习和将要学习的化学知识,变成学生乐于思考、分析和观察的对象。此外,我还根据图书馆藏书情况向学生推荐适合阅读的相关科普读物,以丰富学生的课余生活。如我向学生推荐阅读的《科学素养读本》《化学趣味实验》等,学生阅读后就收获很大。
3.2.3 结合教材，激发学生的科学兴趣。
要重视三维目标的整合和落实。新课改的亮点之一，就是教学目标的变化。初中化学教学中知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标涵盖了初中学生化学科学素养的基本要求，应落实于初中化学教学，并依据初中化学教学的具体内容，“三足鼎立”，力戒形式化、表面化，应有机地整合于化学教学中。不重视三维目标或三维目标在教学中被机械的割裂开来，将无法实现学生化学科学素养在日常的化学教学中潜意默化的养成。
要培养学生树立“知识就是力量”的观念，形成良好的科学道德。引导学生正确认识科学价值的双重性，它既可以造福人类，也可以危及人类。例如，在学习《空气》这一课题时，除了让学生认识“空气是一种宝贵的资源”广泛应用于生产化肥、化工产品、炼钢、石油加工、运输、电光源等领域，是人类生产活动的重要资源；但是，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染让学生上网收集有关大气污染的资料，什么是了解大气污染？大气污染造成的危害？身边的大气污染事件？如何减少大气污染？建议写成小论文进行交流。还可以介绍德国化学家哈伯首先研究合成氨对社会发展所起的作用，也是他第一个制备了氯气，将之应用于纳粹德国发动的第一次世界大战。等等通过这样的介绍不但使学生认识到科学与现代文明的密切关系，还使学生认识到科学仅仅是一种工具，一种改造世界的手段，从而培养学生具有良好的科学道德。
3.2.4 结合教学的各个环节提高学生的科学素养。
兴趣是最好的老师。从心理学来看，学生对某种事物的认识与实践的倾向性就表现为兴趣。它是学习和探索动机中最现实、最活跃的部分，兴趣不仅能引发学生的好奇心，激发学生的求知欲，促使他们获得进行创新所需要的大量的知识，而且可以丰富他们的想象力。
在化学教学中，把握其“以实验为基础”，“密切联系实际”等特点，去激发学生兴趣，增强创新意识。例如，初中绪言课中，我做了这样一个小实验：“第一个烧杯中倒入一定量的稀碱液；第二个烧杯中加入几滴酚酞；第三个烧杯中加入几滴浓酸，将第一个烧杯的液体依次转移到后面的烧杯中。”学生观察到了有趣的颜色变化，进一步强调；“其中的道理将在化学课中找到答案。”只是通过一个“酸碱中和”的小实验，不觉中却激发了学生的学习兴趣。再如，讲述“分子”性质之前，先让学生体会一下分子的存在。在一杯水中放入糖块，一会儿糖块溶解，而喝水会感到甜；打开香水的瓶塞会闻到香味。进而提问“你能解释其中的道理吗?”在提问中，不但激发了兴趣，而且学生也会提出各种类似的实例，增强了创新意识。
教学中还可选择化学史上著名的实验或著名的发现事例，经教师简化、设计、编制后，形成富有启发性的材料，让学生追踪当年科学家发现的思路，模拟一遍科学家发现的过程体验，给学生创造性地解决问题提供有用的思维方式，激发学生的创新欲望。
3.3 通过提高学生的实验能力提高科学素养。
化学是一门实验科学，而化学实验是洞察化学世界的窗口。从这里学生才能真正懂得科学技术延长了人类的双手，拓宽了人类的视野。通过化学实验，激发求知欲，培养创造性思维，树立学生热爱科学的理想，对科学事业充满热情。教学实践及许多调查表明，化学反应过程中的艳丽的色彩、奇特的气味及其它奇特现象，能激发学生强烈的兴趣和探求欲望，一旦保持下来，就会产生巨大的学习动力，进而达到培养学生创造能力的目的。因而，在初中化学教学中应高度重视。
在实验教学中，通过将具体化学课题和解决此课题的科学认识过程和方法有机结合起来，可以使学生充分体会到学习化学的方法，领会科学研究的一般过程（提出问题――收集与问题有关的资料和数据――提出假说和验证假说――发现规律性，得出结论――应用规律和结论）及上述过程中所涉及到的一些具体方法。如观察的方法（包括测量和记录），实验方法，资料和事实的处理方法，科学抽象方法，假说方法等等。从而培养学生科学分析与解决问题的能力。
为了搞好化学探究,可让学生收集到一些常见的物品和用具以便开展家庭小实验,如玻璃杯,小药瓶、蜡烛、白醋、鸡蛋、贝壳等。然后精心地设计、布置家庭小实验,如制取无壳鸡蛋,探究蜡烛的燃烧、自制净水器、探究灭火的方法等。这样通过制作出无壳鸡蛋这样的家庭小实验方式,普及了化学知识,提高了学生化学素养。又如，在酸碱中和滴定的化学实验教学中，学生在教师的指导下，首先要熟悉酸式滴定管、碱式滴定管的洗涤使用方法，观察刻度的方法以及及时处理减少因操作不当引起误差的方法等等；同时可以通过熟练操作、仔细观察、认真记录、准确计算、对比实验、分析结果等等具体过程培养学生的观察力、注意力、判断力。
此外通过实验教学，可培养学生尊重实验事实和观察到的现象，实事求是的科学态度；严肃认真、一丝不苟的科学作风；克服困难、坚韧不拔的科学品质；勤学好问、勇于探索的科学精神。如：在实验中，有时产生的气体或沉淀量很少，现象不明显，粗心就看不到，这就要求学生细致地观察；有的实验进行缓慢，性急不行，要有耐心；有的实验一次不成功，需要几次，这就要有毅力，不怕困难，实验的每一步操作和观察都要求有严肃认真的科学态度。
3.4 利用多媒体等丰富学生的科学素养。
利用多媒体激发学生的学习兴趣。多媒体计算机提供的外部刺激不是单一的刺激,而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持,都是非常重要的。多媒体技术既能看得见,又能听得见,还能用手操作。这样通过多种感官的刺激获取的信息量,比单一地听老师讲课强得多,获取的信息量就大得多。
通过录像的播放激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望,从而形成学习动机,也能使学生相信科学、应用科学,不会把科学看成课本以外的深奥的东西,从而形成热爱科学、崇尚科学的观念。如在讲解《燃烧和灭火》这一课题中,我给学生以两类媒体。一种是以Flas,向学生介绍灭火的方法,以各种不同类型的燃烧,采用不同的灭火方法,在火场逃生的原理以及方法选择。这是一种集音像和夸张、搞笑的方式,向学生展示出了科学知识和科学方法的同时,使学生乐于接受并在头脑中保持很长的时间。另一种是以小电影的形式向学生介绍、展示火的产生和危害以及防治措施。使学生更加生动形象全面地了解到燃烧。如果只是动画形式,有的学生认为这只是电脑制作的,有掺假的嫌疑,而真实的小电影使学生进入深层的思考,真正地相信科学、尊重科学、掌握科学、利用科学为人类服务。这样,在各次的测试中有关燃烧的灭火的考试题,学生在解答时都感觉较容易,而且准确率都很高。
3.5 通过拓展学生视野提高科学素养。
化学是真实的、有用的和发展的。现代化学的飞速发展需要社会的每一份子具有良好的化学科学素养与之适应。初中化学教学中，教师可让学生通过调查；上网查资料；办化学小报；组织辩论会和化学兴趣小组活动等形式，发展其学习化学的意识和能力，为其终身学习和终身发展打下坚实的基础。
另外，还要介绍一些史实、某些理论在建立时，对科技的发展具有巨大的推动作用，但随着科技的进一步发展，它们就会显现出一定的局限性，甚至被证明是错误的，就会被新的理论学说所取代。比如在讲到氧气的性质和实验室制法时，可向学生介绍法国化学家拉瓦锡不畏权威，发现氧气，盛行已久的燃素学说的艰难曲折历史：做质量守恒定律实验时，向学生介绍化学家罗蒙诺索夫发现质量守恒定律的过程，以激励学生敢于怀疑，勇于探求真理、献身科学的精神。这样也可以教育学生，权威不是绝对的，不能对前人的所有结论都全盘接受，要敢于怀疑。这同样可以增强学生的创新意识。
同时还要重视课堂教学内容的时代性，适时引入与化学教学内容有关的最新化学成就，介绍学科新动向。让学生接受更多的科学技术信息，增加有关社会进步和科技发展的信息，对学生的创新意识十分有益，增强学生创新的使命感，也有利于学生建立一个发展变化的而不是孤立的客观物质世界的基本观点，引导他们去探索更新的知识、培养创新意识，使他们意识到创新永无止境。
另外，现代的中学生他们更关心诺贝尔奖、更关心我国科学技术在目前世界的位置。这就要求教师经常阅读文献，捕捉最新信息，掌握第一手资料，不失时机地进行科技宣传。如介绍我国科学家合成结晶牛胰岛素的卓越工作、在生物固氮方面的领先地位，以及唐敖庆教授的配位场理论，借此来增强学生的民族自豪感和信心。现在学生中独生子女多，缺乏团结合作精神，针对这一点，我们也不妨介绍一下维生素B12的合成，就是这么一种大家常常听说的物质，它的合成竟凝聚着数百位化学学的心血。通过类似的事例，要使学生明白现代科学的任何重大突破，都不可能是单枪匹马、个人奋争的结果，现代科学技术更需要团结，更需要协作。
3.6 通过社会实践活动培养学生科学素养。
要有效地培养学生科学素养，弥补课堂教学的不足，所以，开展广泛的社会实践活动是一条有效的途径。
(1)举办各种讲座。介绍科学家创造发明的经过，介绍科学家生平事迹，介绍当代新科技、新成果、新动向，从而深化对科学意义的认识，进一步激发科学兴趣。
(2)带领学生走出校门，了解化学知识和科学技术在工农业生产和生活中的应用加强对科学、技术和社会发展三者之间的联系的认识。
(3)广泛开展小发明、小制作活动。引导学生结合教材内容与生产和生活实际，自己设计，自找材料，自己动手进行小发明、小制作活动，如溶解时的热效应自制热盒，自制防毒面具，自制消毒装置等，通过活动使学生感到化学知识是那样的丰富多彩，使他们真正认识并自觉运用理论与实践相结合的科学原则，提高自身的科学素养。
(4)举行科技作品展览和评选科技作品，组织学生参加学科竞赛，以增加学生的科技竞争意识和扩大学生知识视野，还可以组织写小论文，总结知识，训练学生的科学表达能力。
总之，在初中化学教学中，善于把化学教学与学生的思想政治教育相结合，与生产生活相结合，弘扬学生个体的创造性，注重培养学生个体的创新意识，发展学生个体的创新能力，变应试教育为素质教育，切实培养学生的科学素养，中华全民族素质将得到提升。
参考文献
【关链词】计算机发展趋势 新型计算机
一、 前言
计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。
二、智能化的超级计算机
超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由数百数千甚至更多的处理器(机)组成，能完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。从超级计算机获得数据分析和模拟成果，能推动各个领域高精尖项目的研究与开发，为我们的日常生活带来各种各样的好处。最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力，具备更多的智能成份.方便人们的生活、学习和工作。世界上最受欢迎的动画片、很多耗巨资拍摄的电影中，使用的特技效果都是在超级计算机上完成的。日本、美国、以色列、中国和印度首先成为世界上拥有每秒运算1万亿次的超级计算机的国家，超级计算机已在科技界内引起开发与创新狂潮。
三、新型高性能计算机问世
硅芯片技术高速发展的同时，也意味看硅技术越来越接近其物理极限。为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等，将会在二十一世纪走进我们的生活，遍布各个领域。
1.量子计算机
量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究，量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态.使信息沿着聚合物移动.从而进行运算。量子计算机中的数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此，一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前计算机的Pentium DI晶片快10亿倍。除具有高速并行处理数据的能力外，量子计算机还将对现有的保密体系、国家安全意识产生重大的冲击。
无论是量子并行计算还是量子模拟计算，本质上都是利用了量子相干性。世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。目前已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。量子编码采用纠错、避错和防错等。量子计算机使计算的概念焕然一新。
2.光子计算机
光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传翰和存储。光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。
3.分子计算机
分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自动机模型、仿生算法、分子化学反应算法等几种类型。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高，分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液可存储1万亿亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。美国已研制出分子计算机分子电路的基础元器件，可在光照几万分之一秒的时间内产生感应电流。以色列科学家已经研制出一种由DNA分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计20年后，分子计算机将进人实用阶段。
4.纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围，质地坚固，有着极强的导电性，能代替硅芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位，大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。美国正在研制一种连接纳米管的方法，用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件，发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。
我们相信，新型计算机与相关技术的研发和应用，是二十一世纪科技领域的重大创新，必将推进全球经济社会高速发展，实现人类发展史上的重大突破。科学在发展，人类在进步，历史上的新生事物都要经过一个从无到有的艰难历程，随着一代又一代科学家们的不断努力，未来的计算机一定会是更加方便人们的工作、学习、生活的好伴侣。
参考文献：
[1]刘科伟，黄建国.量子计算与量子计算机.计算机工程与应用，2002，(38).
[2]王延汀.谈谈光子计算机.现代物理知识，2004，(16).
[3]陈连水，袁凤辉，邓放.分子计算机.分子信息学，2005，(3).
[4]官自强.纳米科技与计算机技术.现代物理知识，2003，(15).
在开学初向同学们灌输生物课程的重要性，要关心每一位学生的学习状况，努力激发学生学习生物的兴趣，多做实验或观看实验视频，充分发挥学生在学习过程中的自主探究。以下是为大家整理的生物教师工作计划资料，提供参考，欢迎你的阅读。
生物教师工作计划一
一、教材分析
高中生物新课程分为必修和选修，共六大模块，高一上学期学习必修1：分子与细胞模块。参照生物课程标准，共需36课时，共六章，本学期的教学资料有：走进细胞、组成细胞的分子、细胞的基本结构、物质的输入和输出、细胞的能量供应和利用和细胞的生命历程。本模块选取了细胞生物学的最基本知识，以及细胞研究的新进展和实际应用，这些知识资料也是学习其他模块必备的基础。
二、学情分析
由于深圳学生在初中阶段开设的是科学课，一般科学课的教师专业是物理专业，所以学生在初中阶段的生物学基础打的并不是太扎实，所以给教学带来很大困难。这就要求我们在开学初向同学们灌输生物课程的重要性，要关心每一位学生的学习状况，努力激发学生学习生物的兴趣，多做实验或观看实验视频，充分发挥学生在学习过程中的自主探究。
三、学期教学目标
经过本模块的学习，学生将在微观层面上了解生命的物质性和生物界的物质统一性，活细胞中物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体部分和整体的统一等，有助于辩证唯物主义自然观的构成。经过自主学习，培养学生的自学本事、归纳、总结分析本事;经过合作探究培养学生对信息的获取、确定和利用本事;经过评价，培养学生的语言表述本事和评价本事;经过课堂练习，培养学生对于知识的应用本事、发散本事和迁移本事;经过对知识的学习，调动学生学习生物的主动性，增强学生对于自身的了解和对社会问题的关注。
四、具体措施
1、在教学处领导的指导下完成各项教研、教学工作。
2、全面贯彻执行教育部《普通高中课程方案(实验)》，结合本组实际，进行教学改革。学习生物课程标准，明确新课程的具体要求，利用备课组活动时间，认真学习新课程教学理念，深入研究教学方法。
3、组织好每周年级组团体备课，定时间定资料定主备人(具体分工见教学进度表)，主讲教师简要介绍讲课资料的整体构想、教学目标、重点和难点的确定和解决策略、教材处理方式和讲授顺序、训练习题选择和知识的检查及落实等，然后由大家团体讨论研究，共同分析教材、研究教法、探讨疑难问题、提出改善意见、完善讲授、训练资料及评价标准、对下一阶段教学做到有的放矢，把握重点突破难点，以及做好教后反思。
4、完成作业批阅和评价工作以及教案、听课笔记的检查。
5、认真做好新的教师传帮带工作，新教师要经常听老教师的课，备课组长也要跟踪听新教师的课，使他们迅速成长，尽快到达学校的标准和要求，以适应教学发展的需要。
6、进一步加强现代教育技术的应用，切实提高现代化设备的利用效率。每位教师认真钻研网络环境下的课堂教学模式，进取制作课件，改善教学手段和方法，提高课堂教学效率，真正发挥现代化设备的作用。
7、加强网络教研，组织本组教师进取参加互联网互动平台，进取参加网络问题的研讨，取人之长，补己之短。
8、配合生物学科组搞好本学科团体教研工作，切实为提高学校生物整体教学水平和高考备考工作而努力，兴教研之风，树教研氛围。
9、完成本学期新课程学生研究性学习和评价工作。
10、规范实验室使用制度、做好各项文档工作。
新学期我们将继续本着团结一致，勤沟通，勤研究，重探索，重实效的原则，在总结上一学年经验教训的前提下，认真地完成各项教研任务。
生物教师工作计划二
一、指导思想
本学期，我校教学以深化课堂教学改革为工作核心，以规范常规教学为基点，以信息技术与学科教学的有机整合的研究、实践为重点，以以校为本的教师培训为切入点，以特色发展为突破点，力争使学校教学工作得到进一步的提升，特提出以下工作计划：
二、教学重点工作
(一)提高教师合作意识和团队意识。
提高教学质量，需要全体教师上上下下以主人翁的精神，对自我提出更高的要求，领导做表率、骨干带好头、全员来参与，使各项工作井然有序地高效运作，全体教师要团结协作，拼搏进取、视团结为生命，互帮互助讲奉献，力求在合作提高自我的整体素质，凝聚团队智慧，让学生的成绩得到切实提高
(二)继续加强教师的教育理论学习，教师们继续学习《基础教育课程改革纲要》，学习本学科新《课标》。备课和教学面向全体学生，切实做到“为了每一个学生的发展”而施教;加强教学研究，狠抓过程落实。备课、讲课、听课和评课都以新课程为标准，教师们利用教研活动时间切磋教学技术，改革旧的教育教学理念。让此刻新的教学理念深入人心，使教学工作扎实稳步的向前推进。
(三)调整教育常规要求，突出实效性。
教师教学常规本学期，将本着抓过程管理、突出实效的原则，对教学常规重点做如下要求：
1、备课：备课要完成的主要任务是制定学期教学计划、单元教学计划和课时教学计划(编写教案)。备课至少要做到通读全册教材，熟读单元教材，精读课时教材。备课的基本要求是：在钻研课标和教材，研究学生的基础上，撰写教案。做到：资料科学、准确、全面，结构完整;形式规范、合理、清楚;详略得当，切实可用。教案应具有创新意识，不生搬硬套公共教案，不照搬教参代替教案，不用往年教案代替现行教案;教案在上课前编写好。具体要求：具体要求要根据学生的情景，合理使用教案
(1)各种课型(包括新授课、复习课、实验课、讲评课、作文课)都要有书面的教案。电子教案除了要有教材分析、教学重点、难点、教学过程、板书设计等传统教案应有的环节外，还应根据需要增加具有课件、资料库、友情链接等能够充分发挥现代信息技术优势的新环节。
(2)要求重教法、学法指导的设计。针对本班学生具体情景，教案要有自我个性化的改善或创新。
(3)备课要有个人教学工作计划、单元计划和课时计划。
(4)每节课要有知识、本事、德育目标、重点、难点、学具等，教学过程(导入、教学方法、学法指导、例题、练习、归纳、板书设计等)、小结、作业分类设计等。
(5)要有单元教学后记或反思。
2、听课：
(1)听课记录重在体现评课意见，包括他人评价和自我的评价;
(2)每学期听课节数不少于12节。
3、作业：日常作业要求教师本着分类(根据实际情景能够分成2—3类)、适量、有布置就要有批改的原则，批改要规范，要求有等级、鼓励性评价、日期，等等
具体安排：
第一周遗传因子的发现
第二、三周基因和染色体的关系
第四周复习检测、
第五、六周基因的本质
第七、八周基因的表达
第九周基因的本质、表达复习、期中复习备考
第十、十一、十三周基因突变及其他变异
第十三、十四、十五周从杂交育种到基因工程复习检测
第十六、十七、十八周现代生物进化理论
第十九、二十周期末复习备考
生物教师工作计划三
一、本学期教材资料分析
生物是农业科学、医学科学、环境科学及其他有关科学和技术的基础。高中生物必修部分包括三个模块，分别为分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境。而必修1《分子与细胞》模块是以细胞是基本的生命系统构建知识体系，包括科学家访谈，走近细胞;组成细胞的分子;细胞的基本结构;细胞的物质输入和输出;细胞的能量供应和利用;细胞的生命历程等部分。具体资料分析如下：
1、走近细胞主要是让同学们明白生命活动是建立在细胞的基础之上，了解生命系统的结构层次，了解原核细胞和真核细胞的区别和联系，了解细胞学说建立的过程。
2、组成细胞的分子，介绍组成细胞的化学元素和化合物。水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸、等有机物的结构和功能，这些是后续学习的基础。在本部分资料中，糖类、蛋白质和核酸是重点资料，教学中要重点突出。由于学生缺乏有机化学的知识，这将给学生的学习带来很大的困难，所以，教学中应给予足够的重视。
同时，要重视实验教学，让学生学会规范化的实验操作。
3、细胞的基本结构要求学生掌握细胞膜的成分和功能，细胞膜系统的结构和功能，几种细胞器的结构和功能。教师充分利用直观教具、多媒体等手段，提高学生的学习兴趣和效率。
4、细胞的物质输入和输出要求学生掌握细胞膜是选择透过性膜，生物膜的结构，了解物质进出细胞的方式。
5、细胞的能量供应和利用主要介绍降低化学反应的酶，酶的作用和本质，酶的特性;细胞的能量ATP;ATP的主要来源(ATP)，能量之源(光与光合作用)。
6、细胞的生命历程，主要介绍细胞的增殖，细胞的分化，细胞的衰老和凋亡，细胞的癌变。细胞的增殖部分主要讲述细胞增殖的方式和过程。这部分资料能够使学生在了解细胞生命系统的物质组成、结构功能之后，进一步认识细胞这一生命系统的产生、发展过程。细胞有丝分裂的过程及特征是这部分资料的重点。因为本部分资料大都微观而抽象，教学设计应注重训练和学法指导。
同时，要切实把握好教学资料的深度和广度。细胞的分化、癌变和衰老部分。是生物个体发育重要的生理过程和生理现象。其中细胞分化，高度分化的细胞仍具有全能性，细胞凋亡的含义，癌细胞的特征及细胞癌变的原因等资料是教学重点。教学中应加强学科内知识的联系。细胞的分裂、分化、衰老和凋亡，既是前面所学细胞资料的延伸，也是理解生物体生长发育、遗传变异的基础和前提。所以，要加强基本概念的理解。
二、教学目标
学生经过高中生物课程的学习，将在以下几个方面得到发展：获得生物科学和技术的基础知识，了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用;提高对科学和探索未知的兴趣;养成科学态度和科学精神，树立创新意识，增强爱国主义情感和社会职责感;认识科学的本质，理解科学、技术、社会的相互关系，以及人与自然的相互关系。逐步构成科学的世界观和价值观;初步学会生物科学探究的一般方法。
具有较强的生物学实验的基本操作技能、搜集技能、搜集和处理信息的本事，以及交流与合作的本事;初步了解与生物科学相关的应用领域，为继续学习和走向社会做好必要的准备。具体目标如下：
1、知识目标
(1)获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，明白生物科学和技术的主要发展方向和成就，明白生物科学发展史上的重要事件。
(2)了解生物科学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用。
(3)进取参与生物科学知识的传播，促进生物科学知识进入个人和社会生活。
2、情感态度与价值观目标
(1)初步构成生物体的结构和功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点，树立辩证唯物主义自然观，逐步构成科学的世界观。
(2)认识生物科学的价值，乐于学习生物科学，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
(3)认识生物科学和技术的性质，能准确理解科学、技术、社会之间的关系。能够运用生物科学知识和观念参与社会事务的讨论。
3、本事目标
(1)能够正确使用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料、进行生物学的操作、生物绘图等技能。
(2)发展科学探究本事。课程具体目标中的知识、情感态度与价值观、本事三个维度在课程实施过程中是一个有机的整体。
三、学情分析、教学对策
由于众所周知的原因，初中生物课程的学习没有得到应有的重视，刚从初中进入高中的高一学生，生物基础知识和基本技能都十分差;与初中的生物教材相比较，高中生物教材的知识涉及更广泛，资料更丰富也更抽象，知识的层次更深，知识点与知识点之间的联系更加密切，对于学生的学习要求更高。造成学生感觉高一生物难学，教师感觉高一生物难教，针对以上具体问题，教学过程宜适当放慢教学进度，以便于使学生更好地理解初中所学知识与高中生物知识相关的资料，以便于使学生更好地理解所学知识。计划采取的主要措施有：
1、首先，深入学习新课标的有关理论，领会新课标的精髓实质，明确新课标的.目的要求，把握新课标的教学方向，使得学科教学有的放矢，做到事半功倍。从宏观上把握生物教学资料，了解章节资料的地位，使自我的教学思路更加清晰明了。从微观上细心揣摩章节资料。将章节资料放在整个教材体系的大背景下研究，使教学资料具有全面性和完整性，也使章节资料具有整体性和层次性。
2、严格执行“教学五认真”的要求，做到充分备课，认真上课，精心布置作业和批改作业，耐心辅导，准确地考查评定。生物科学是十分人文的一门学科，自我要认真研究高一学生的心理状况，仅有全方位地把握学生的情景，才能真正做到因材施教，取得教学上真正的主动。
3、充分利用教材的特点，发挥学生学习的主观能动性，变学生为学习的真正主人，多用研究性学习、探讨性学习的方法，同时也要使教学更富有人文色彩。
4、加强直观教学法的应用，充分利用各种多媒体手段，提高课堂教学的效果。
