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【关键词】化学发光免疫;应用;发展
中图分类号:C911文献标识码: A
一、前言
化学发光免疫分析方法灵敏度高、适用范围广泛受到了人们的认可,在医学、食品、药品等众多领域广泛使用。传统的免疫分析需要的培育时间长,因此,提高分析的时间和效率是当前研究人员重点解决的问题。
二、化学发光免疫分析法
化学发光分析是根据化学反应产生的辐射光的强度来确定物质含量的分析方法。化学发光免疫分析是将化学发光系统与免疫反应相结合,用化学发光相关的物质标记抗体或抗原,与待测的抗原或抗体反应后,经过分离游离态的化学发光标记物,加入化学发光系统的其它相关物产生化学发光,进行抗原或抗体的定量或定性检测。化学发光免疫分析中使用最多的4类标记物为鲁米诺、异鲁米诺及其衍生物,吖啶酯衍生物,过氧化物酶和碱性磷酸酶。
以酶为标记物的化学发光仍然是化学发光免疫分析的主流,辣根过氧化物酶(HRP)与碱性磷酸酶(ALP)是两种常见的标记酶,均有其相应的化学发光底物,在临床检验中有广泛应用,开发催化活性更高、稳定性更好、发光动力学曲线更符合免疫分析的酶和底物是化学发光免疫分析的研究热点之一。
三、PEC免疫分析的基本装置
PEC分析需要在光电检测系统中实现.该系统主要包括激发光源、吸收池以及三电极体系的电化学装置.在光激发条件下,电解质溶液中光电活性材料的表面将发生电荷的分离与跃迁,电极表面发生一定的氧化还原反应从而在外电路产生电流,这一过程由电化学装置所记录并用于特定检测对象的测定.
PEC免疫分析的基本原理是基于免疫反应前后光电流信号的变化。在一个简单典型的PEC免疫系统中,免疫探针分子(通常是特异性的抗体或抗原)首先被固定在光电换能器(transducer)表面作为识别元件(recognitionelement),抗原(或抗体)作为待测物与探针分子在电极表面形成免疫复合物,导致光电流信号的增强或降低.本节将介绍PEC免疫传感界面的基本构建过程,主要包括光电极的选择与制备、免疫探针分子的固定等重要步骤。
1、电极材料的选择与制备
PEC检测的基本模式决定了其在免疫传感中必须使用特定的光电活性电极.而免疫探针分子则在这种电极表面固定,随后的免疫识别反应也在该表面发生,所以光电活性材料的选择和制备与免疫传感的检测性能密切相关.理想的光电活性电极应该具有较低的电子空穴复合率,以便获得稳定的光电流密度.一般而言,在PEC免疫传感中,光电活性电极的选择主要取决于所设计的检测路径与传感过程.常用的电极有整体电极和氧化铟锡(ITO)修饰电极.整体电极如二氧化钛纳米管阵列电极(TiO2NTs),ITO修饰电极则由ITO基底和光电修饰材料两部分构成.
2、免疫探针分子的固定
电极制备好后,免疫探针分子的固定是传感器制备中重要的一步,直接决定着传感器性能的优劣.原则上,电化学免疫传感器中可以使用的固定方法都可以用于PEC传感.但因后者使用的电极材料有所不同,所以具体采用的固定方法往往和电极材料的种类以及实验的设计有关.另外,为了保证探针分子的准确定位与吸附以使探针分子在固定后保持较高的活性和稳定性并形成具有适宜厚度、密度、多孔性的敏感膜,同时为了避免非特异性吸附和结合的干扰,在固定这一步骤中需对电极的表面化学性质进行严格控制,因此需要对实验条件进行多重优化以便确定最佳条件.具体来讲,考虑到免疫探针生物分子具有不稳定性,其固定需要满足以下两个条件:
(1)固定过程条件温和,防止生物分子变性,而且固定在电极表面后也能保持良好的活性;
(2)固定后,敏感层与电极表面接触紧密,同时具有良好的稳定性和耐用性。
四、光电免疫检测的分类与传感机理
和其他的免疫分析方法一样,PEC免疫分析也可以简单地分为非标记型和标记型两大类.结合不同的实验设计,相应的传感机理也有所区别.
1、非标记型光电免疫传感器
非标记型光电免疫传感器通过直接测定抗原抗体免疫复合物形成时的光电流信号的变化来确定待测物的浓度.在非标记型光电免疫传感中,由于省去了对待测物的标记过程,且样品前处理过程简单,极大地简化了制备和操作步骤,因此该类型的相关研究工作在免疫传感器领域一直具有不可取代的优势.但是,由于其检测原理大多基于免疫复合物形成前后所产生的位阻效应变化,因此检测信号的变化幅度往往非常有限,在检测灵敏度方面尚有待提高.目前对非标记型光电免疫传感器的研究工作主要侧重在对新型光电基底的利用和目检测物的多样化.Cosnier的非标记型PEC免疫工作中,钌联吡啶配合物上被衍生连接了吡咯和生物素,然后利用吡咯的电聚合作用实现了光电物质在电极表面的固定.然后通过生物素-亲和素的连接作用,将标记有生物素的霍乱毒素固定到光电物质表面.当向溶液中加入待测的霍乱毒素抗体(anti-choleratoxinantibody)时,形成的免疫复合物在光电物质表面产生更强的位阻效应,阻碍电子受体向电极扩散,从而导致光电流降低.该方法很好地实现了霍乱毒素抗体的免疫测定,检测限可以达到0.5μg/mL。
2、标记型光电免疫传感器
非标记型免疫分析法虽然有着很好的简易性,但是由于其负载量低以及无法实现信号放大,它在检测灵敏度方面仍然需要改进.在此情况下,标记型免疫传感分析应运而生.在不同的检测系统中,可以通过标记引入信号分子或实现信号放大.具有催化活性的酶分子因为易于与抗体或抗原结合,且可在短时间内将大量底物分子转化为具有电化学活性的产物,因此常被用做标记物.常用的标记酶有葡萄糖氧化酶(GOx)、辣根过氧化物酶(HRP)与碱性磷酸酶(ALP)。
最近,基于光电化学、酶联免疫方法和生物催化沉积的协同作用,本课题组报道了用HRP标记的放大型PEC免疫分析方法.在CdSQDs修饰的ITO电极表面,通过免疫反应形成夹心结构Ab1-Ag-Ab2-HRP免疫复合物,然后利用BCP反应在电极表面形成不溶物覆盖层.此外,因为HRP在410nm的实验条件下有很强的光吸收性质,所以在该体系中HRP除了引发BCP反应,还能够竞争性的吸收入射光,协同提高了检测灵敏度.该工作以小鼠IgG为模型分子,实验结果表明可以实现对待测物的高灵敏检测.因为很多种酶都可以被引入该系统并且引发相关BCP反应,所以本工作为发展高灵敏性的PEC免疫分析方法提供了一种新思路.基于该工作结合纳米金标记放大技术,我们进而实现了对前列腺肿瘤标记物(prostate-specificantigen)的高灵敏检测。
五、发展与展望
化学发光免疫分析法具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、设备简单等优点,近年来在环境、临床、食品、药物检测中得到了广泛运用。实际检测常常需要对大量、复杂、低丰度的样品进行测定,因而化学发光免疫分析法逐渐向快速、高通量、高灵敏检测的方向发展。本文总结了近几年化学发光免疫分析法的应用进展,涉及到降低温育时间,多组分检测,以及信号放大技术。这些例子都证明了化学发光免疫分析法具有广泛的应用前景和可操作性。为了更好地适应临床、环境等领域的实际应用,需要大力发展微型化、集成化和自动化的化学发光免疫分析仪器。随着分子生物学及纳米与传感技术的进步,新的化学发光免疫分析原理与高灵敏的免疫分析方法将得到不断发展,开发催化活性更高、稳定性更好、发光动力学曲线更符合免疫分析的酶和底物并推广到临床检测,发展新型标记技术用于信号放大,建立化学发光免疫分析新方法,都将是未来的发展方向及研究重点。
六、结束语
随着科技水平的发展和进步,化学光电免疫分析方法也将进一步完善,并发挥更大作用,推动相关行业的快速发展和进步。
参考文献
[1]彭芳,荣,司士辉,等.光电化学型半导体生物传感器.化学进展,2008,20:586593
关键词:初中英语;学生;主体;差异化
《义务教育英语课程标准》指出:尊重学生的英语学习的个体差异,注重策略指导,让学生在不同教学方法和过程中能够差异化学习发展。由此可见,学生英语差异化的存在,要求教师能够运用符合其认知和思维的方法,以满足学生的自由发展。这样的分层教学模式的运用,不仅体现了生本主义教学理念,更凸显了课程教学中“为了学生全面发展”的人文化教学理念和价值目标。
一、突出尊重发展,满足差异化学习心理需求
以学生学习需要为基础,营造自由化的学习情境,在更好地体现人文化教学理念的基础上,激发他们的学习激情和兴趣。
通过营造互相尊重和信任的教学氛围,激发学生的兴趣。首先,应该营造自由和谐的学习氛围,鼓励学生积极主动参与学习,以增强认知感悟。其次,教师应该发挥自身的主导、引导作用,走近学生,深入学生的学习活动中,引导学生主动参与课程教学。再者,尊重弱势群体,尤其是学习困难的学生,帮助他们参与课程学习,以增强其理解力和实践能力。
这样的差异化发展教学,能够更好体现学生的课程学习主体地位和作用,彰显生本主义教学理念。例如,在英语教学中,可要求学生根据自身情况来合理选择学习方式。要求学习困难的学生自愿组团,围绕着一个知识点来进行探究学习。在学生了解文章表达主旨的基础上,教师可运用创设情境的教学方式,要求学生能够以文中人物的身份进行对话交流,以增强学习的认知体验。
二、注重畅所欲言,增强差异化学习心理体验
学生只有在互相交流中增强认知体验,才能够更好地学习课程内容。学生在彼此交流、互动的过程中,不仅能够对课程学习内容有深刻的认识,还能够有效地增强理解记忆的能力。
在畅所欲言的环境中优化教学过程和方法,更能够激活学生的英语情感体验,让学生的英语学习更为深入。对此,教师应该根据学生的学习需要来调整教学策略。首先,合理分组,让学生的不同学习要求都能得到满足。其次,注重给学生平等的交流机会,让学生能够针对自身的学习需要来优化表达,以强化认知。再者,要求学生能够运用多元化的语言进行表达交流,以提高其语言表达综合运用能力。
学生在畅所欲言的过程中,也能够有效地发现问题。例如,在
《牛津初中英语》8B Unit4 A charity show的“Reading Hosting a
charity show”,可要求学生以模仿时装走秀的形式来学习表达自
己的感受,在表演过程中围绕What do I get from the charity show?和Why do the author have the charity show?等来进行畅所欲言的表达,以此强化课程学习的认知感悟。
三、关注策略运用,提高差异化学习运用能力
以策略指导为教学目标,能够更好地激活学生的英语学习潜能。在教学中注重对学生认知策略、调控策略、交际策略、资源策略等要素的指导和培养,不仅能够帮助学生获取丰富的语言知识和技能,还能满足不同层次学生的学习需要。通过这些学习策略的指导,一方面,能够培养学生多样化的学习思维方式;另一方面,能够提高学生的差异化学习能力。
这些学习策略的运用,能够使得学生的语言学习认知过程更为深刻和丰富。首先,培养学生的认知能力,鼓励他们运用自己最喜欢的学习方式参与课堂学习。其次,注重对学生调控策略的指导,要求学生能够针对自己的理解感悟进行优化调控。再者,要求学生能够根据学习策略指导来形成适合自己的语言学习认知思维模式,提高运用能力。
总而言之,差异化教学模式的运用,是在激活学生学习潜能和兴趣的基础上,注重其主观能动性的发挥,从而优化教学过程和方法的教学行为。差异化发展需要也是教师在课程教学中应该研究的课题。
参考文献:
[1]孙大萌.面向全体学生发展差异化教学[J].新课程研究:上旬刊,2011.
[2]陈琳.初中英语分层教学之我见[J].中学课程辅导:教学研究,2011.
化学电源俗称电池,是将化学能直接转变为电能的装置。世界上第一个电池(伏打电池)是在1800年由意大利人亚历山大发明的。这个电池由铜片和锌片交叠而成,中间隔以浸透盐水的毛呢。
1859年,普朗特发明了铅酸电池。1881年,富蒙、布鲁希制成的涂膏式极板为铅酸电池奠定了基础。
1865年,勒克朗谢发明了锌一二氧化锰湿电池。该电池用MnO:作正极,锌片作负极,20%氛化钱水溶液作电解液。1886年,勒克朗谢用氛化锌、石膏粉和
水混合而成的糊状物代替氛化按水溶液,用炭棒代替炭片,将锌片制作成兼作容器的筒形,锌筒上部用石膏封口,这就是锌~锰干电池的最初形式。后人为纪念
勒克朗谢的功绩,把锌一锰电池称为勒克朗谢电池。
1890年,锌一锰电池投入生产。1910年,将石膏糊状物致进为淀粉凝胶体,一直沿用至今。1901年,美国著名科学家爱迪生发明了碱性蓄电池,至此,世界上最重要的三大类电池均相继诞生,并逐步得到应用和投入生产。在二战期间,由于军事应用迅猛增加和新材料的产生,并随着锌一锰干电池以乙炔黑代替石墨,以电解锰粉代替天然锰粉,使性能大大提高。由于科研、军用、民用、航天、环保等部门不断提出新的要求,一系列现代新化学电源相继诞生,如高性能理离子电池、燃料电池、热电池、固体电解质电池以及无汞锰干电池、镍电池等。
二、化学电源的应用
化学电源由于具有以上优点,在以下各种领域获得了极其广泛的应用:―民用方面如生活照明、家用电器、声象设备、电子钟表、电子玩具、电动工具、医疗电子等。―工业方面如无线通讯、邮政电信、便携电脑、仪器仪表、机电设备、矿山机械、应急照明、备用电源等。交通方面如火车、汽车、吊车、拖拉机、飞机、船舶等的启动电源和照明电源,电瓶车、电动汽车等的动力电源。军用方面如坦克、战车、舰船、潜艇、飞机、导弹。宇航方面如人造卫星、航天飞机、飞船轨道站等。
三、化学电源的发展热点
随着以信息、通讯、视听为主导的电子产品设备的便携化、无绳化、多功能化,以及对电池提出的电流大、重量轻、体积小、无污染、使用寿命长等要求,各国都在致力发展新一代电池。其发展热点有以下一些方面:
(1)一次电池朝高容量、无水银、碱性化方向发展,锰干电池渐趋萎缩,碱锰电池比例逐渐增大。
(2)二次电池中,镍氢和锉离子电池将逐渐挤占镍福电池原有的市场份额,从而打破镍锡电池一统天下的格局。1992年,索尼公司率先解决锉金属电镀安全间题,开始批量生产锉离子电池。可以预见,在不久的将来,理离子电池将会找到大幅度降低成本的措施,届时,镍锅电沦、镍氢电池和铿离子电池将形成三足鼎立的大好局面。
(3)新一代智能电池成为电池产业当前研究发展的方向。智能电池最重要的特征是通过与充电器或与使用电池设备的接口获得电池运行的信息,使用户能合理地管理充电和用电时间。为此,必须在电池或电他组内安装特种功能的IC,或者通过充电器、使用电他的设备来实现这种智能。
性能优越的锂离子电池(现如今已经广泛用于手机移动电源)、金属氮化物一镍电池、可充无汞碱性锌一锰电池、燃料电池将是21世纪最受欢迎的绿色电池并挤占电池市场。随着人们生活水平的提高和电池技术的发展,以电池为能源的电动汽车将逐步取代部分燃油汽车。新型化学电源的时代已经到来。
(4)电动汽车召唤新的化学电源。当今汽车工业高速发展所引发的石油能源枯竭和环境污染是探深困扰人类的两大优患。即使在每辆汽车上装上尾气催化处理装置,将有害气体排放量降低到1/10,全球每日汽车排放的有害气体仍高达数百万吨。国际公认,解决汽车污染和牙发汽车用新能源的最佳方案是电动汽车。电动汽车可在夜间用电低峰时充电,使电力负荷日夜得到均衡,因此在相当一段时间内,电动汽车的增加,无需发电厂和变电设备扩容。美国加利福尼亚州已立法:从1996年开始,汽车产量中的2肠应是电动汽车,以后每年增长一个百分点,并且免除电动汽车的一切税收,以鼓励电动汽车的发展。尽管电动机、控制系统、微处理器和轻型材料等都是电动汽车研究开发中必须解决的间题,但决定电动汽车性能和价格的关键却是化学电池。电动汽车对充电电池的基本要求是高的比能量、比功率,长寿命和合理的价格。
关键词:课堂教学;化学实验教学;公平性;个体差异;均衡发展
一、课堂教学的公平性
教育公平是人类几千年来共同追求的教育理念,是广大民众倾心追求的价值目标,历来受到人们的广泛关注。课堂教学公平是教育公平的重要组成部分,因为课堂教学是教育的实践领域,其公平与否直接影响到个体的发展,进而影响整个教育领域内公平的实现。因此,真正实现教育公平,就不得不关注课堂教学公平。什么是课堂教学的公平性?仁者见仁,智者见智。我认为课堂教学公平性应包含以下几方面的内容:
(一)课堂教学要体现教育民主,让全体学生都得到发展。
课堂教学是一个过程,简而明之,就是师生个体、师生群体、生生互动的交流过程。没有这种多主体、多层次的交流,就没有真正有效的课堂教学。每一位学生都有独特的个性和能力,每一位学生都有权利要求接受适合其个性特点的教育,实现个人的价值。这就要求我们的教育尊重每一位学生,尊重每一个学生的个性特点,为每一个学生提供平等的机会和资源。师生个体交流是课堂教学互动的一种最常见、最直接、最广泛的方式。从选择交流对象这个角度来看,教师作为主导者在师生交往中具有绝对的选择权力。为了使课堂教学能够如愿以偿地循着教者的思路进行下去,完成预设的教学任务,教师在选择交往对象时,按照上文提到的期待选择和心理偏见的因素,总是喜欢选择那些成绩优异的学生或是表现突出积极的学生,于是这部分学生就得到了更多的课堂时间,更多的参与机会。这就是教师选择意向的不公平。
(二)课堂教学公平要相信每一位学生都有发展潜力。
美国著名心理学家霍华德・加德纳提出的多元智力理论认为:智力是一种多元的能力,言语-语言智力、逻辑-数理智力、视觉-空间智力、音乐-节奏智力、身体-运动智力、人际交往智力、自我反省智力,每个人都同时拥有这七种相对独立的智力,而这七种智力在每个人身上又以不同的方式不同程度的组合,使得每个人的智力各具特点。:因此,学生的智力没有优劣之分,每一个学生都有发展的潜力。
(三)课堂教学公平要尊重学生的个体差异。
丰富课程内容,促进课程资源的公平分配。通过采用多样化的材料与方法,鼓励个体学生自主学习,布置更加个人化的作业、实行多种分组模式,从而缩小了学生个体之间的能力差距。创建平等的教室需要在不忽视基本技能的前提下扩展课程,发展学生广泛的技能和能力。在我们的课堂教学中要正视学生的个体差异,对于不同的学生有不一样的学习要求,采用不同的教育方法,使每一个学生都能在自己原有的水平上得到最大的发展。
二、化学实验教学的特点
新课标改革的核心是培养具有创新能力和实践能力的劳动人士和专业人才。因此做好化学实验教学是十分重要,也是十分必要的。化学实验教学具有以下特点:
(一)化学实验的生活化。
将“面向全体学生的化学”“面向公民的化学”这一新课程理念落实到化学教科书中,就要求化学教科书的内容要贴近生活、贴近社会,使学生学习“有用的化学”。作为化学教科书内容重要组成部分的化学实验,尤其要注意联系学生的生活实际和社会实际。这一方面可以提高学生的科学兴趣,使学生感到化学就在自己的身边,身边无处无化学;另一方面也可使学生在知道和理解化学知识的基础上,能够清楚所学的知识能用于做什么和怎么做;同时对化学的本质和价值,尤其是化学科学的“两重性”,有一个正确的认识。因此,通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题,对于拓展化学实验的功能,提高学生的科学素养,具有十分重要的意义和价值。
1.选取学生身边的化学物质作为实验药品。
以学生身边常见的化学物质作为实验药品,可以使学生有一种亲切感,感到化学并不神秘,就在我们身边,这有利于调动学生的学习积极性和激发他们进行实验探究的兴趣。例如,“灼烧葡萄糖、砂糖和面粉”、“蛋壳的性质实验”、“食用油和洗洁精在水中的分散情况实验”、“纯碱、肥皂水、石灰水、食盐水、蔗糖水的酸碱性实验”、“蔗糖溶液的配制实验”等。这些实验所涉及的实验药品,都是学生身边常见的化学物质。
2.选取生活和社会中的化学现象作为实验内容。
日常生活和社会生活中的很多化学现象都可以作为选取化学实验内容的素材,这些素材学生熟悉,内容丰富,易于选取。以这些素材为实验内容,对于学生注意身边的化学现象、解释身边的化学现象,利用身边的化学现象,更好地学以致用,具有重要作用。例如,“吸入与呼出气体的比较实验”、“铁钉锈蚀实验”、“食盐溶液、蔗糖溶液及水的凝固点的测量实验”、“氢气流吹肥皂泡实验”、“鸡蛋白性质实验”等。
3.选取与化学有关的社会问题作为实验内容。
化学在给人类带来巨大福祉的同时,也出现了很多与化学有关的社会问题。这些问题关乎每一个社会成员,当然也应当是作为未来社会公民的学生所关注的内容。因此,选取这些问题为实验内容,对于学生形成从化学的视角来解释和解决现实中的与化学有关的生活和社会问题,具有重要作用。例如,“硫在空气中和氧气中燃烧及形成酸雨的实验”、“污水净化实验”、“小组协作完成当地土壤酸碱性测定的实验,提出土壤改良的建议或适宜的种植方案”、“设计实验,探究农药、化肥对农作物或水生生物生长的影响”等。
(二)化学实验方式的探究性。
新课程倡导化学实验教学应该以探究式为主,老师不再把实验步骤、方法、注意事项等周密地告诉学生,而是让学生通过已有的知识自由探究,让他们自己去发现,然后将自己的研究成果加以展示交流。这样不仅可以激发学生的兴趣,而且还能培养学生主动探究的精神。在化学实验的设计上,以往的化学教科书过于强调实验对所认识的化学基本概念、基本规律和基本原理的验证,即使是“探索性实验”或“启发性实验”,也是照方抓药式的设计。这样的实验设计学生几乎不需要进行什么“探索”,只要按照实验步骤做下去,就可以得出结论,别说发挥实验的功能、促进科学素养的发展,就连学生最初的实验操作兴趣,也可能因为这样的设计而丧失殆尽。改变化学实验“照方抓药”式现状的关键,是加强化学实验的探究化设计。这对于更好地发挥化学实验的功能,发展学生的科学探究能力,促进学生科学素养主动、全面的发展,具有重要意义。
实验的探究化设计离不开实验方法论的指导。实验方法论是关于科学实验的一般过程和方法的理论,对所有的实验活动都具有指导作用。活动是运用方法的活动,方法是指导活动的方法,两者的关系如下页图所示。因此,化学实验的探究化设计,不仅要有利于学生通过实验来学习化学科学知识与技能,而且还要有利于学生体验科学过程和学习科学方法。
在实验方法论中,实验条件的控制方法是设计和实施探究性实验的最常用的一种方法。“实验,实际上是条件控制下的观察”“所有的实验,都是在条件控制下进行的”。控制实验条件是实验这种探究活动最突出的一个特点。因此,要想对化学实验进行探究化设计,就必须运用“实验条件的控制”方法。所谓实验条件是指同特定实验对象相联系,并对其状态、性质和变化发生影响的诸因素的总和。中学化学实验所涉及的实验条件主要有化学药品,包括化学试剂的规格,化学药品的种类、状态(固态、液态或气态)、形状(块状、颗粒状或粉末状)、质量、体积和浓度等;化学实验仪器和装置,主要包括不同规格的化学实验仪器及其不同的安装方法;化学实验操作,主要包括点燃、加热、冷却、振荡、溶解、洗涤、过滤等化学实验操作,以及对电流、电压、时间和压强的控制等。所谓实验条件的控制,就是将影响实验对象的诸条件中的一个条件作为可变,其他条件保持不变,探究此条件的变化对实验结果的影响,以便找出最佳实验条件的一种科学方法。正因为实验条件的控制对于探究性实验设计具有重要意义,因而在义务教育化学课程标准“发展科学探究能力”的“制定计划”要素中,明确要求学生要具有“控制实验条件的意识”。为了反映和落实“课标”的思想,“课标”实验教科书中,运用实验条件的控制方法设计了大量富有创意的探究性实验。
(三)实验对象的主体性。
新课标强调对学生收集处理信息、分析归纳总结、动手观察创新能力的培养,通过学生的主动探究、讨论、自主思考来达到不断自我完善的过程,使学生时终处于的实验全过程的积极状态,以发挥学生的主体性和全体参与性。
(四)实验过程的协作性。
新课标倡导小组合作的学习方式,这对于实验教学尤为重要。由于学生之间存在着知识、心理、习惯、能力等方面的差异,所以老师在分组时应该合理搭配,既能让能力强的学生得到发挥,又能让动手弱的同学得到帮助和锻炼,使全体学生得到提高。
三、在化学实验教学中如何体现课堂教学的公平性
新课标要求每位学生都得到公平合理的教育和学习机会,这就要求我们在化学实验教学中体现课堂教学的公平性。如何在化学实验教学中体现课堂教学的公平性?我认为要从以下几方面入手:
(一)实验分组的公平。
实验分组要做到公平合理,做到组内异质组间同质。即充许每个小组个体之间存在差异,动手能力强的和动手能力稍差的、表达能力强的和表达能力稍差的、男生和女生要均匀搭配,小组与小组之间做到绝对一致是不可能的,但其码要做到大致一样。这样不仅有利于小组的合作学习,既能让能力强的学生得到发挥,又能让动手弱的同学得到帮助和锻炼,使全体学生得到提高,也有利于小组与小组之间公平竞争,有利于教师对各小组的评价。
(二)实验资源的公平。
实验资源也就是实验所需要的各种仪器以及多媒体硬件设施等。每个小组都应该享有相同实验资源,这样才有利于组间竞争的公平性,才能保教师评价的公平性。
(三)实验机会的平等。
实验机会的平等主要是针对组内个体之间存在差异,有些同学动手能力强一点,就一直由他动手实验,从而使其他同学失去动手的机会,甚至会培养学生的依赖性和惰性。我以为教师针对这种情况应给予适当的指导,应该让每个同学都有同样的实验机会。比如可以让动手能力强的同学打打下手,提醒或帮助动手能力弱的同学完成实验,教师在评价方式上要注重小组全体成员的参与性,而不仅仅是实验结果的准确性。
(四)实验表达的平等。
关键词:电厂化学;水处理;发展与应用
引言
电厂用水和正常运行离不开电厂化学水处理技术,尤其是在水资源水硬度、杂质多的地方,电厂化学水处理技术所表现出来的价值更大,这就需要对电厂化学水处理技术进行更加深入的研究。
1 电厂化学水处理的重要意义
众所周知,水资源是人类赖以生存的要素,没有了水资源,人类的一切活动都无从谈起。工业用水在水资源的利用中算是重要的方面,而工业用水所排出的废水会直接会环境造成污染,而随着环保意识日渐深入人心,人们会更多的考虑废水的处理问题,而不像以前直接将其排放到大自然中。工业废水处理是全世界研究的重点。
而我国经济进入了快速发展阶段,工业获得了极大的发展,与此同时也带来诸多问题,电厂问题是比较突出的。电力设备的正常运行才能保障电厂的发电、供电,但如果电厂的水达不到相关的标准,就会出现很多问题,其中设施问题比较多,如积盐、结垢、腐蚀等,它们除了会造成设施的毁损外,还会阻碍电厂的日常工作。仅就现阶段的发展来看,我国电厂所用的化学水处理工艺基本都是通过采集工艺系统的pH值、温度、磷酸根含量等参数来检测电厂的循环水需不需要进行处理。
2 电厂化学水处理工艺
传统的电厂化学水处理通常是按照需要的功能进行处理,不同的化学水处理过程所运用的处理工艺也不尽相同。先进行电厂用水的原水测试,然后进行预处理,进入锅炉后进行锅炉补给水的预处理,从锅炉中出来后又要进行一系列不同的处理。传统的电厂化学水处理有很多弊端,技术上不成熟是一个方面,管理上也有很多的不便条件,占地面积广大,岗位较为分散。现阶段电厂使用的水处理系统主要是电厂汽机循环冷却水系统和化学水处理系统,发展得也比较成熟。另外,膜分离技术也会应用到,主要是通过膜分离来处理电厂的化学用水。
3 电厂化学水绿色处理措施
3.1 化学清洗钝化
电厂化学处理中,清洗锅炉是基本工作之一,主要为了提高锅炉的工作效率,降低锅炉中的结垢程度。钝化是化学清洗中的最后一步,使用的是亚硝酸钠。但亚硝酸钠是一种致癌物质,可对人体造成很大的伤害。各国纷纷加大研发的力度来寻找可以替代亚硝酸钠的物质,大量的实验得出过氧化氢也能进行锅炉的钝化处理,并且环保没有毒性,达到了零排污的绿色化学目标。
3.2 发电机内冷水处理
发电机是电厂生产运行中重要的设备。运行中,发电机内部会产生大量的摩擦热,如果热量没有能够及时排出,就会直接作用在电机上,使发电机无法正常工作。所以通常情况下电厂会以内冷水的方式来进行循环水降温,但循环水会腐蚀发电机的铜导线。很多电厂以添加缓蚀剂的方法避免内冷水对发电机铜线产生太大干扰。但缓蚀剂自身会带有一定的毒性,有的会带有刺鼻的味道,这显然不利于工作人员的身体健康。有的会对环境造成极大的影响,处理不当就会造成人或动物中毒事故。所以需要研究出绿色化的方法来处理发电机的内冷水。有的专家提出采用凝结水调节内冷水水质,除去氧气和二氧化碳使水质保持良好来实现防腐,这是一个很好的发展方向。
3.3 循环冷却水处理
现阶段电厂采用缓蚀阻垢的方法处理循环冷却水,会用到铬系、锌系、磷系、全有机系等处理药剂,使用比较多的当属磷系和全有机系。铬和锌本身就是有害元素,所以用其进行水处理必然会造成环境污染。而磷是水中微生物营养物质的直接提供者,使用磷系和全有机系作为水处理药剂也会存在一定的问题,如会使菌藻类物质大量生长。另外,经过处理的废水也会因为含有磷而使自身的排放受到一定的限制。综上所述,这些利用缓蚀阻垢等水处理药剂来进行循环冷却水的处理存在的弊端还是比较大的。从发展前景来看,利用不酸化的pH调节处理水循环还是比较可取的。
3.4 炉水排放的绿色化学处理
我国的电厂锅炉运行中多采用磷酸盐来处理水,然后再进行排放。这就会在一定程度上形成污水排放,使本地的水资源受到破坏。特别是有的电厂在污水还处于高温的情况下就进行排放,不仅造成了污染,还使很多的热能浪费。如果在炉水处理时采用绿色化学法,除了能够有效减少水资源污染外,还是提升锅炉运行效率和资源利用率的有效途径。从实际情况出发,进行锅炉和相关设备的管理工作,还要分析炉水处理所用添加剂的化学成分,找出能综合其所得反应物的中和剂,对炉水进行处理,达到零排放的目标。另外,改变处理炉水的方式,达到锅炉零排污的目标,即使锅炉要排污,也不会产生环境污染等问题,这是从源头上解决问题,进而实现锅炉的节水和节能,这是基于绿色化学处理的观点。
3.5 锅炉给水的绿色化学处理
现阶段电厂处理锅炉的给水通常情况都是除氧器进行热力除氧后,再进行化学除氧操作。发电厂多采用亚硫酸钠和联胺进行锅炉给水的化学除氧。采用联胺具有的优势是很多的,除了能够较好地去除氧外,并且联胺和氧气反应后不会产生固态物质,锅炉给水中的含盐量也不会因为二者的反应而增加。但采用联胺也会有一些问题,那就是低温状态下,联胺与氧气的反应速度较慢。除此以外,联胺可能存在潜在的致癌性。采用亚硫酸钠也有很多优点,操作简单并且成本低廉,操作安全。但采用亚硫酸钠也存在一定的缺点,那就是亚硫酸钠的量不好掌握。
4 结束语
通过文章的分析使我们深刻地感受到电厂化学水处理技术是一项系统化的工程,内部较为复杂。关于电厂化学水处理技术有很多种类,也各有优缺点。经过多年的努力,我国的电厂化学水处理技术取得了很大的发展,但和发达国家相比,我们的差距还是很大的,无论是在科学研究水平上,还是从发展的速度上,这一点应该得到相关部门的清醒认识。这就需要相关的工作人员注意积累工作中的经验教训,加大科学研究的投入力度,借鉴发达国家的先进技术,使电厂使用的水质量得到更大的提高,进而为电厂电能生产的稳定提供更多的可能。
参考文献
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