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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇大學生化學論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：網絡教學；衛生化學實驗；預防醫學
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）20-0085-03
引言
衛生化學是高等醫學院校預防醫學專業本科生的一門必修專業基礎課程，其主要任務是為學生講授公共衛生實踐中所必需的分析科學基礎理論、基本知識及基本技能，是一門講授公共衛生與預防醫學領域中與健康相關化學物質的質、量及其變化規律的課程。作為一門實踐科學，衛生化學實驗是該課程的核心內容。隨著我國食品安全、環境污染等公共衛生問題的不斷凸顯，衛生化學實驗課程的實際運用功能與作用日益突出。然而，隨著預防醫學專業課程的改革，該專業各門必修課均減少了課時數（本校衛生化學實驗課學時數僅有32學時），可衛生化學實驗具有實驗數量多、大型分析儀器多等特點，現有學時數無法滿足教學的要求。此外，目前常用的“教師講授―演示―學生模仿”的實驗模式存在諸多不足，如注重知識灌輸，強調實驗結果，但忽略培養自主學習能力和實踐能力等。因此，筆者所在團隊從人才培養的需要出發，將提高學生自主學習能力作為教學改革的首要目標。
網絡教學平臺的應用價值
網絡教學這一創新型教學模式能有效彌補傳統的“教師講授―學生學習”這一課堂教學模式交流不足的缺點，既能為學生提供個性化的學習環境，又能為學生自主學習提供強有力的支持，它已成為現代信息化教育的重要組成部分。在以往教學中，由于大型儀器設備受到實驗室空間的限制，實驗課在有限的學時內很難做到讓每位學生親自動手操作儀器，如在“氣相色譜法測定血清中典型環境污染物”這一實驗中，由于本校衛生化學實驗室里僅有兩臺氣相色譜儀，而每屆預防專業學生有40人，即使分組也難以做到讓每位學生都能自主上機操作，實驗課幾乎成了實驗觀摩課。不少學生反映因為缺乏動手機會，所以難以將書本上抽象的理論知識與公共衛生實踐緊密聯系起來，在學習衛生化學時感覺吃力，甚至失去學習興趣。
而網絡教學平臺的建設，能有效幫助學生在課前、課外完成大部分書本知識的學習，節省了寶貴的課堂時間，大大增加了課堂上學生自主操作時間。此外，采用網絡多媒體技術能實現用傳統教學方法效果不理想或難以達到的教學目的，將衛生化學實驗中的抽象問題形象化、動態化，充分提高自學效果。例如，在“氣相色譜法測定血清中典型環境污染物”這一實驗中，學生顯然無法僅從實驗講義就掌握儀器的操作方法，因此，教師不得不占用大量課堂時間用于儀器操作演示。但網絡教學平臺建成后，上傳至平臺上的儀器操作視頻及動畫可以有效幫助學生在自習階段掌握儀器操作方法，再輔以課堂實際操作，這樣能明顯提高教學效率。總之，網絡教學平臺的建立，可作為課堂教學的有益補充，為師生提供在線教學與學習平臺。由于該平臺擁有大量視頻、圖片、動畫、例題等資源，再加上與課堂教學的緊密配合，所以它能有效激發學生的學習興趣，使學生從過去的“被動學習”轉變為“主動學習”，同時，還能在一定程度上解決實驗課學時、設備和空間的局限給實驗教學所帶來的實際問題。
為了充分發揮網絡教學平臺的作用，筆者在首都醫科大學衛生化學精品課程的基礎上，構建了首都醫科大學衛生化學實驗網絡教學平臺，它利用網絡教學跨時空、共享性、交互性、大容量等特征，集網絡化教學、多媒體教學、信息化教學于一體，為預防醫學專業學生創建了一個自主學習和師生互動交流平臺，推動了“以教師為中心向以學生為中心轉變”的教學模式的改革。
衛生化學實驗網絡教學平臺的設計與建設
我們參照兄弟高校網絡課程建設經驗，結合本校實驗教學特點，在本校Blackboard網絡教學平臺上建設了衛生化學實驗網絡教學平臺。該平臺主要包括信息、學習導航、課程內容、實驗教學、實驗報告及作業、在線測試、師生互動和資源共享8個模塊。現一一介紹如下：①信息：該模塊用于與課程相關的通知。②學習導航：包括教師信息、課程簡介、教學大綱、課程表、考核方式說明等。學生可以通過該模塊在開課之前對衛生化學實驗課程有初步的了解。③課程內容：該模塊用于理論課教學，理論課教案、課件以及理論課全程授課視頻均上傳至該模塊，用于學生課前預習以及課后復習。④實驗教學：該模塊是該教學平臺的重點建設模塊，主要內容包括實驗室安全須知、電子教案與網絡課件、實驗視頻、網絡虛擬實驗室、綜合性設計實驗等，衛生化學實驗課所有實驗的電子教案、網絡課件及實驗課視頻均上傳至該模塊，供學生自主學習。衛生化學實驗課的難點，即大型現代分析儀器的原理、結構以及操作方法也以視頻及多媒體動畫的方式上傳至該模塊，以便學生課前、課后自習。該模塊的設立，有效地幫助了學生開展課前預習。由于學生在課前便可以通過觀摩視頻的方式熟悉大型儀器操作，所以教師在課堂上進行儀器操作演示的時間就大大縮短，這樣學生自主操作儀器的時間明顯增加，有效地提高了實驗課教學效率。⑤實驗報告及作業：該模塊主要用于學生提交實驗報告和課后作業。每次實驗課后，學生都需要及時完成實驗報告并在此模塊中提交，然后教師在線批改并打分。此外，在實驗課后，教師會通過該模塊向學生與實驗相關的一些案例分析討論題，要求學生選擇其中一兩個命題，利用課余時間自主查閱文獻，設計實驗，并以小論文形式在線提交作業。實驗報告和作業成績計入期末考核成績。⑥在線測試：該模塊主要用于課后自測。筆者利用該模塊創建了衛生化學實驗習題庫，包括原題及答案，供學生自我測試，以便及時了解自己的學習情況。⑦師生互動：該模塊更像一個小型論壇，具備在線答疑、留言板、論壇等功能。教師會事先在信息欄公布在線答疑時間，在此時間內學生可以通過在線答疑板塊與教師互動答疑。教師不在線時，學生若在自學時有疑問，可以在留言板中留言，教師上線后便可答復。論壇板塊用于師生互動、生生互動，教師通過該板塊可以一些與公共衛生與預防醫學相關的熱點問題，如三聚氰胺事件、瘦肉精事件等供學生討論，學生可以結合課堂所學知識暢所欲言，也可與教師或其他同學互相交流。⑧資源共享：該模塊用于擴展學生知識面，包括衛生化學研究進展、研究熱點、參考書目、參考文獻、素材庫（圖片、影像、動畫等）、相關網站等。供對衛生化學實驗有濃厚興趣，并有志于在衛生化學專業繼續深造的部分學生深入學習。
衛生化學實驗網絡教學平臺的實踐效果
筆者所在團隊建立的衛生化學實驗網絡教學平臺于2012年開始運行。經過幾年的實踐，該平臺較好地調動了教師和學生兩方的主動性和積極性，無論是對提高衛生化學實驗課程的教學效果，還是對提高學生自主學習的興趣均起到了重大作用。對某年級40名預防醫學本科生的問卷調查顯示，該平臺是課堂教學的良好補充。尤其是之前由于實驗課儀器設備及空間有限，在某些實驗課上只能采用“教師演示―學生觀摩”的方式授課，學生對此頗有意見，而網絡教學平臺的建立，讓學生可以在課前通過在線視頻及電子課件學習儀器操作，避免了教師課堂上占用寶貴時間用來演示實驗，大大增加了學生自主動手操作儀器的時間，實現了類似翻轉課堂的教學效果，因而受到了學生的普遍歡迎。
在衛生化學實驗網絡教學平臺的使用過程中，我們也在不斷征求教師與學生的使用意見，如：部分學生反映網絡教學平臺的內容未能及時更新以反映公共衛生與預防醫學專業的發展趨勢；部分學生習慣了傳統教學模式，對自主學習具有抵觸心理；等等。根據師生們反映的問題，我們還在不斷改進并完善。經過幾年的實踐，師生們普遍認為，衛生化學實驗網絡教學平臺能有效地促進學生自主學習，促進師生角色轉變，讓學生從被動接受者變為主動探究者，教師從知識傳授者轉變為學習促進者和指導者。衛生化學實驗網絡教學平臺作為課堂教學的延伸與補充，克服了傳統課堂教學的時空局限性，并且在一定程度上解決了教學資源（設備和實驗室）有限的現實問題，真正起到了輔助教學和拓展知識途徑的作用。衛生化學實驗網絡教學平臺的建設與實踐，為信息化條件下探索新型的衛生化學實驗教學模式開辟了一條新的道路。
參考文獻：
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【關鍵詞】 地方高校；化學化工類專業；產學研協同育人；育人模式
【基金項目】 廣西教育科學“十二五”規劃課題（課題批準文號：桂教科學[2015]11號），廣西高等教育本科教學改革工程立項項目（課題編號2015JGB2014）
2006 年 2 月，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006―2020 年）》中明確要求，“建立起以企業為主體、產學研三方結合的技術創新體系”. 2006年12月，科技部、財政部、教育部、國資委、全國總工會、國家開發行聯合成立了推進產學研結合工作協調指導小組，致力于推動產學研結合的發展. 目前產學研協同育人能夠極大提高高等學校教學質量已經得到教育界廣泛的共識. 化學工程與工藝專業與其他專業相比較，專業口徑寬、覆蓋面廣，培養的學生要具備從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面的能力. 桂林理工大學化學工程與工藝專業始于1986年，在長期的辦學實踐中，將產學研協同育人理念融入辦學思想和人才培養中，逐步形成了產學研緊密結合、協同育人的辦學模式，在2008年獲得國家級特色專業稱號，2012年入選教育部卓越工程師教育培養計劃，2016年獲得廣西區創新創業教育改革示范專業，辦學質量得到社會的廣泛認可.
一、地方院高校化學化工類專業產學研協同育人的必要性
（一）協同育人是培養適應市場經濟的化學化工人才的需要
在過去計劃經濟體制下，化學化工專業技術人才的培養是由高校培養期與企業實習期兩個階段共同完成的. 通常化工專業本科生在校4年完成基礎課與專業課及部分實踐教學內容并考核合格獲得畢業證書，到分配工作的企業專業實習一年.
（二）協同育人是培養“雙師型”師資隊伍的需要
目前剛畢業的青年博士是國內高校工科師資隊伍的主要來源，從學校到學校，決定了他們的知識背景是學術型的，擅長理論講授，實踐能力相對不足，這導致了目前高校工科師資隊伍非工化趨勢日益嚴重，直接導致了教師在教學內容和教學方法上缺乏工科教育的特點. 一支高素質“雙師型”的工程教育師資隊伍是確保工科學生實踐創新能力的重要保障，而協同育人是提高高校教師工程教育能力的重要渠道.
二、地方院高校化學化工類專業產學研協同育人模式的構建
自2010年以來，在廣西高等教育教改工程項目、化學工程與工藝專業國家教育部卓越工程師培養教育計劃、廣西高校協同創新中心支持下，以專業人才培養方案改革為抓手，針對地方院校面向區域經濟社會發展培養人才的特點，專業開展了“產學研”全方位的深度合作，探索了一條“三個結合”（專業辦學結合行業需求、校內培養結合校外培養、教學內容理論結合實際）、“三個共建”（共建實驗室、共建實習基地、共建教研隊伍）、“三個共同”（共同制定人才培養方案、共同完成教學任務、共同申報與完成科研或教改項目）的“三三三” 產學研協同育人新模式，構建了產學研三方資源共享、優勢互補，共同發展的“雙贏”協同育人機制，取得了豐富的成果.
（一）產學研協同，共建化學化工教學團隊
本校化學化工教學團隊早在2008年就成為廣西區教學團隊. 長期以來，團隊注重與地方企業、科研院所合作，打造雙師型師資隊伍. 通過鼓勵團隊教師到地方企業掛職、與企業或科研院所合作申報課題和合作科研等形式，不斷提升自己的創新實踐能力，同時還在企業或研究所聘請工程師、科研人員近20人作為兼職教師充實到團隊中，使化學化工教學團隊在學生創新創業教育的能力和水平，有了極大的提升. （二）產學研協同，共建化學化工實習實訓教學平臺
本校化學化工類專業重視“協同育人”平臺在學生實習實訓教學中的作用. 在“中國石化北京燕山石油化工有限公司”“廣西欽州泰興石油化工有限公司”“廣東猛獅電源科技股份有限公司”“蘇州普瑞訊金屬表面處理有限公司”等企業建有校外實習實訓基地11個，這些基地為學生的實踐教學提供了良好的條件. 同時本專業也高度重視校內實習實訓平臺的建設，通過與企業合作，共同打造具有“校中廠”特色的校內實習實訓平臺，縮小校內實習實訓與實際生產的距離，提高學生實習實訓教學質量.
三、產學研協同育人模式實踐成效
近年來本專業產學研協同育人實踐取得了良好的效果，學生在科技活動、學科競賽、發表學術論文、申請專利等方面成果豐富. 本專業的學生近年來承擔了挑戰杯、各級大學生創新創業項目共計80余項，其中2015年承擔國家級創新創業項目6項、廣西創新創業項目22項、校級創新創業項目11項，專業有近三分之二的學生參加了各級創新創業項目；自2010年以來，專業學生在全國化工設計競賽中獲獎30余項（如2013年組織化學工程與工藝專業2010級17支隊伍參加了第七屆全國大學生化工設計競賽，取得參賽歷史的最好成績，共獲得全國總決賽一等獎1項、二等獎1項、三等獎4項；在全國“挑戰杯”、廣西區“挑戰杯”、廣西區高校化學實驗技能競賽、廣西區高校大學生化學化工類優秀論文及設計競賽、廣西區“互聯網+”大學生創新創業大賽獲獎32項；2012年以來，本科生與導師合作發表中文核心期刊以上的學術論文近30篇；有的本科生還與導師共同申請國家發明專利，共獲得7項國家發明專利.
【參考文獻】
1教學方式多樣化
對于實驗預習和儀器的使用，學生可以利用手機或自帶電腦上網搜索學習。課上可以讓學生講解或演示操作，其他同學進行糾正、提問，變被動學習為主動學習。既可以提高學生的自學能力、分析能力，又可以節省實驗時間，避免實驗事故，優化實驗效果。實驗室配備投影儀和網絡接口，老師可以錄制實驗視頻便于講解，也可實現同步實驗錄像、同步實驗過程拍攝。比如實驗中的突發事件、實驗現象、不規范的操作或違規的現象(如廢液的處理)，使有機實驗課程生動、形象，使實驗講評更具有針對性。利用多媒體技術，通過圖像、聲音、文字等，讓學生對書本上的知識立體化，比單純的書面預習效果更好。進行實際操作時，避免了盲目性，提高了實驗的成功率，減少了實驗危害和對環境的污染。
2實驗內容特色化
在達到教學目的、完成教學任務的前提下，改變原料、溶劑、試劑、催化劑等，盡量采用綠色溶劑和低毒、無味綠色試劑[3]，采用小量[4]或微量實驗，這是有機化學實驗的發展趨勢。我們在保留個別傳統的無害實驗外，增加地方特色實驗項目，大大激發了學生興趣，提高了實驗積極性，培養了學生的探索精神和科研能力。如利用當地特色蔬菜水果開設天然化合物提取實驗，從百香果中提取色素和果膠、水蒸氣蒸餾法從橘子皮中提取橘子油、用水做溶劑從茶葉中提取咖啡因等，實驗內容貼近生活，即達到了有機實驗的教學要求，又增加實驗的趣味性、增強了創新意識和環保意識。
3教師指導與小組自主探究相結合
開放式實驗教學模式[5]的探索與推行已成為高校課程模式改革的主要內容，實驗室的開放程度也已成為衡量高校教學、科研水平的重要標志之一。該模式對高校的實驗條件、師資力量、管理水平及學生素質等都提出了更高的要求。結合我校的實際情況，為避免學生選題的隨意性和盲目性，減少不必要的浪費，采用“教師指導與小組自主探究相結合”的方法。(1)利用現代網絡教育技術手段，建立實驗中心管理系統。將實驗中心擁有的儀器設備(儀器的使用說明、注意事項)、指導教師的個人信息及研究方向等信息公布于網上，以方便學生隨時查閱和選擇。(2)學生自由結合(2~3人)。根據現有的儀器設備，通過查閱文獻、討論后確定課題，設計實驗方案，經教師和學生共同修訂后，學生即可向實驗中心提交申請書。(3)實驗中心對課題進行匯總、評議。申請通過后，實驗中心統籌安排開放地點、時間，學生按照實驗方案自主進行。(4)實驗過程中，學生分階段向指導教師匯報實驗的進程，并提出自己的設想和問題，指導教師要起到啟發、引導、答疑的作用，鼓勵學生自行解決實驗過程中遇到的困難。實驗結束，上交實驗報告或論文，指導教師寫出綜合評價，作為創新實踐考核成績的一部分。“教師指導與小組自主探究相結合”實驗模式，充分利用了我院現有的辦學資源和學生的課外時間，使學生掌握了實驗及科學研究的基本思路，加深了學生對科研的認識，強化學生的實驗技能，培養了科研能力以及團隊協作精神等多方面的綜合素質，為學生將來的就業、創業打下堅實的基礎。
4以賽促學、以競強技
課外實踐活動是大學生活的調節劑，而與專業相關的競賽活動不僅可以豐富學習生活，還可以起到“以賽促學、以競強技”的作用。競賽內容可以是基本的操作技能，如基本技能大比武，也可與企業、學院教師的科研項目對接，設立創新設計大賽、項目挑戰賽等。課外科研競賽的開展，培養了學生的學習興趣，調動了學習的自覺性和主動性，變要我學為我要學；可以讓學生認清自己的實力，明確自己的優劣，確定自己的提升目標；可以讓優秀的學生有充分展示自己的舞臺，增強自信心和競爭實力；營造“比、學、趕、幫、超”的濃厚學習氛圍，強化基本技能，增強創新能力，達到共同進步的目的。競賽活動與企業實踐及科研的對接，還有利于調動企業助學的積極性和深化校企合作，學生真正學有所用、學有所得。在廣西高校大學生化學實驗操作技能競賽中，我院學生榮獲二等獎5人次、三等獎8人次，不但學生的技能得到鍛煉，教師通過技能競賽，也能找到自己教學中的不足，有利于教學質量的提高。
5教師隊伍的雙能化
法國教育家埃米爾•涂爾干說：“教育的成功取決于教師，教育的不成功也取決于教師。”一所學校的辦學水平、育人的質量如何，在相當程度上取決于教師的質量。而部分地方院校存在學科帶頭人缺乏、教師隊伍不穩定性、學術科研水平不高、實踐能力薄弱、為地方經濟建設服務力度不夠等問題[6]。應用型本科院校必須要建設一支理論知識豐富、實驗技能熟練，又具有豐富的實踐經驗的“雙能型”師資隊伍。近幾年來，我院加大人才引進、培養和柔性聘用的力度，有計劃地選送中青年教師到企業、工程院所等接受培訓、掛職工作和實踐鍛煉，促進現任教師的“轉型”。只有深入企業工作或調研，才能熟悉實際的生產流程和企業的需求，及時調整教學計劃、更新教學內容，避免理論與實踐的脫節；積極引進多名在有機合成研發和企業生產方面有豐富經驗的雙能型教師，發揮其知識和實踐技能的引領作用；有選擇的在企業、科研院所建立專業教師掛職或頂崗鍛煉基地，形成一套優勢互補、合作共贏的機制。化學與生物工程學院現有教師50人，其中教授6人，研究員1人，副教授16人，具有博士學位的教師14人，雙師型教師12人。預計2017年前，“雙師雙能型”教師占專任教師的比例達到50%以上，基本滿足教學需求。科學研究領域，我們也逐漸形成了自己的特色，尤其是在有機復合材料和多功能有機改性劑研究上取得了重要科研成果。
6結束語
有機化學實驗教學中引入了“多樣化的教學方式、特色的實驗課題、指導與自主探究相結合的實驗模式”，激發了學生的學習興趣，優化了實驗效果；通過“以賽促學、以競強技”活動，培養了學生的綜合應用和創新能力；通過人才引進、培訓和共享等方式組建“雙能型”師資隊伍，為應用型人才的培養提供了保障。從實習反饋及就業情況來看，我院學生受到了用人單位的歡迎與好評。我院參加廣西高校大學生化學化工類論文設計和“挑戰杯”課外學術科技競賽的學生人數逐年增加，獲獎人數也不斷增多。近年來，我院學生獲得各類科研項目立項13項，合作發表科研論文16篇。隨著社會的發展、科技的進步，社會對人才的要求越來越強調綜合素質和實踐經驗。今后我院將繼續推進有機化學實驗教學改革的深入研究，搭建多種平臺，立足當前放眼未來，從培養專業技術型向培養復合型人才的目標邁進。
作者:萬茂生 畫莉 謝登禹 弄慶安 單位:賀州學院 廣西壯族自治區工程技術研究院
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教學和科研是衡量一所學校，一個專業發展水平的重要指標體系。教學和科研可以相互促進，提高學校的辦學水平。科學研究為學生提供接觸本專業最新專業知識理論和方法的機會，鍛煉學生的動手能力和創新思維能力，有效推動專業人才培養質量的提升，為地方及區域經濟的發展輸送高素質的工程技術人才。結合專業建設的機遇，鼓勵教師強化科學研究，努力提高科研水平，以科學研究成果促進教學水平的提高，具有重要的現實意義。
武漢工程大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業教師科研成果促進本科教學工作在實踐探索中取得了初步成效。筆者將以此為例，就這方面的工作進行一些探討。
二、教師科研成果促進本科教學工作的思路與實踐
（一）實施的背景
1.是當今社會發展對人才培養質量的要求。隨著人類社會的進步和科技的迅猛發展，材料、能源和信息已被公認為科學技術的三大支柱。將教師的研究成果融入本科教學內容，擴大學生知識面，了解和掌握學科前沿的最新動態，是培養技術開發和應用的創新科技人才，為地方及區域經濟的發展輸送高質量的工程技術的重要舉措。
2.是學校建設規劃實施的需要。
武漢工程大學是一所化工特色鮮明的多科性教學研究型大學，人才培養目標定位于高素質應用型人才的培養。學校明確提出，要以素質教育、工程實踐能力和創新意識培養為教學工作出發點，培養一批適應社會發展需求的“基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、具有創新精神的應用型人才”。為進一步貫徹落實學校關于本科教學質量與教學改革工程的精神，我校高分子材料與工程專業幾年來的教學改革與實踐都是圍繞推進素質教育和質量工程建設，培養符合知識、能力、素質三方面要求的創新型人才進行的。讓學生參與到教師的科研工作中，是實施人才培養計劃的有效途徑之一。
3.高分子材料與工程專業具備科研促進教學工作的優勢。
（1）專業優勢。該專業成立于1994年，是我校的優勢特色專業，是學校博士點的兩個一級學科之一。2007年獲得“2007-2010中央地方省部共建材料科學與工程特色專業實驗室”立項建設，“2007-2010中央地方省部共建高分子化學與高分子物理特色專業實驗室”2008年獲準通過。本專業的橡膠加工和塑料加工設備齊全、先進，專業實驗教學條件領先，為本業專和相近專業提供起點高、裝備齊全、適用性強的高分子材料與工程專業實驗示范基地。
（2）專業師資優勢。突出表現在：擁有楚天學者崗、教師的博士比例高、SCI和EI收錄數量多。所屬學科“材料科學與工程”一級學科是湖北省重點學科，設有碩士學位授予點（含材料學、材料加工工程和材料化學與物理三個二級學科碩士點）。“高分子化學與物理”二級學科也是湖北省重點學科，設有碩士點，同時，“材料科學與工程”一級學科已通過博士點立項建設驗收，現有兼職博導3名。另外，所屬專業主干課“高分子化學與物理”等課程為省級精品課程，為本科生、碩士和博士研究生的培養提供良好的理論教學和科研條件。專業教師搞好教學的同時，還積極開展科學研究，通過承擔科研課題，撰寫高水平論文，發明專利，舉辦、參加學術活動等方式，極大地提高了本學科教師的理論水平。
（二）科研促進教學工作的思路及措施
幾年來，本專業教師在積極開展科研工作的同時，特別注重科研成果在教學活動中的應用，努力豐富教學內容，提高教學效果。除了一般性的結合自身的科研經歷于理論教學中外，許多老師將科研課題直接用于教學實踐活動中，開設創新性實驗項目，提高了學生的學習興趣，加強了學生工程實踐能力的培養。
1.科研成果促進教學的平臺構建
本專業多年的辦學經驗顯示，教學與科研訓練是不可分離的，二者的有機結合為培養研究創新型人才，提高學生對新產品、新工藝、新材料的研究、開發能力大有裨益。通過實踐，我們總結了如下的科研促進教學體系：
2.科研成果促進教學的方式方法
科研成果促進教學的方式方法可歸納為以下幾種：
（1）作為理論教學的補充內容
高分子材料與工程專業的理論基礎課，如高分子物理、高分子化學，高分子的專業主干課如聚合物加工原理，都是與實際緊密相連的課程。例如，高分子化學課程中講授的許多原理都將直接運用于工業生產的控制中。因此，將科研成果融合在理論課的教學中，對學生加強理論的理解，提高學習理論課的興趣，是十分有用的。比如老師在講解《聚合物加工原理》課程時，將自己的科研成果，如聚丙烯的改性、加工融入講課內容，豐富了課堂教學的內容和層次。
（2）作為實驗教學的內容
高分子材料與工程專業教師充分利用科研的優勢，將研究成果應用于實驗教學中。高分子材料與工程《專業實驗》課的基本實驗項目中的科學研究實驗如下表（部分）：
科研成果轉化為實驗教學內容清單（部分）
（3）作為學生畢業設計（論文）的課題
近年來，該專業本科學生的畢業論文題目均出自指導教師的科研課題，獲得很好的效果，學生的本科畢業論文多人次獲湖北省優秀本科畢業論文獎勵。
（4）作為大學生課外科技創新活動的內容
本專業的教師積極吸納學生參與在研科研項目的研究，指導學生獨立完成大學生課外科技創新活動，培養了學生獨立分析問題、解決問題的能力，激發了學生的創新意識，為今后的考研、讀研打下了良好的基礎。比如學生在教師科研項目的基礎上提出了新的子課題，并積極申報了“武漢工程大學校長基金”，使高分子材料與工程專業連續成為獲得資助項目最多的專業。在大學生化學實驗技能競賽中該專業學生也獲得很好成績。
（5）作為本院教授（博士）論壇的講座內容
武漢工程大學的教授（博士）論壇是由材料科學與工程學院創辦并推廣的。高分子材料與工程專業的教授（博士）將科研成果通過講座的形式傳授給低年級學生，拓寬了本專業學生的知識面，使他們了解了本學科的前沿科學研究，促進了本專業學生參與科研的熱情，成為科研成果促進教學的新方式。
三、 科研促進教學工作的實踐意義
本文作者：王智秋工作單位：北京師范大學
能力培養是小學教師教育的重點
（一）基本理念“全過程教育教學能力培養體系”是指學生在校學習四年不間斷的教育教學能力培養過程，以培養學生的教師專業精神、教師專業知識和教師專業能力為指向，通過課上課下相結合，校內校外相結合，學生個體、團隊和學校組織相結合，大學與小學合作等多種形式，展開系列化的能力培養過程。當今，能力這一概念無論在其深度還是廣度上都遠遠超越了傳統意義上人們對它的理解。就廣度而言，能力已并非簡單地指“教學技能”環節，而是指在大學人才培養的全部過程中貫穿能力形成的理念，通過課內外各個環節，全面構建完整的能力培養體系；就深度而言，能力也不能狹義地理解為具體操作層面的職業技能傳授過程或課堂教學理論的形象解說與應用，而是既強調人在實踐過程中的自主性和能動性，強調個體的獨有才能和心理差異，也強調情感體驗乃至無意識潛能對于理智認識的啟發和引導作用，以形成學生終身學習與發展的能力。教師要能像醫生一樣思考，在教學實踐中，不斷地批判和決策，使自己獲得專業成長與能力的提升，從而能夠在今后漫長的職業生涯中應對復雜多變的教學情境。因此，能力的培養必須貫穿于教師人才培養的全過程。（二）在真實的教育情境中，培養學生的教育教學能力，形成教育智慧教育實踐是養成師范生教育教學能力的關鍵環節，開展教育實踐要體現廣泛性、多樣性和層次性。一是廣泛性。為踐行公平教育的理念，首都師范大學將原來在城區優質校六周的實習調整為4+6模式，即4周在遠郊區縣農村校實習（大學三年級下學期），6周在城區優質校實習（大學四年級上學期）。4+6模式的實習能使學生對城鄉基礎教育有更全面的了解，獲得更多的教育體驗，從而提升學生的社會責任感和就業能力，在未來的工作崗位上有能力面對城鄉不同的學生群體，施教自如。二是多樣性。在教育實踐進程中，首師大初教院堅持課內課外相結合，學院組織的實踐與學生個體（社團）相結合，教育教學實踐與社會實踐、科研實踐相結合等。此外，首師大初教院還開展音樂舞蹈藝術實踐、美術野外寫生、野外科學考察等活動。三是層次性。教育見習、教育實習、教育研習，每個層次的要求不同、目標不同。2011年，首師大初教院在原有城區74所基地校的基礎上又建設了54所遠郊區縣小學基地校并正式掛牌。另設有23個社會實踐基地、藝術實踐基地和野外科學考察基地。目前，學院各類實踐基地已達151個，覆蓋北京城鄉各區縣。（三）開放教學實驗室，培養學生創新精神與動手能力小學教育專業是一個實踐性、應用性很強的專業，其人才培養要面向教育實際。為此，首師大初教院先后建成物理、化學、生物探究活動實驗室，小學科技制作車模、船模、航模實驗室，機器人設計制作實驗室，電腦美術制作工作室，工藝、美術制作室，小學電教攝像、電視編導實驗室，小學生心理咨詢與輔導研究實驗室，英語語言學習實驗室等25個實驗室。在這些實驗室工作的經歷，讓學生獲得較強的實際操作能力，畢業生工作后受到一線小學的高度認可。2010年，學院學生代表隊在北京市大學生物理實驗競賽中榮獲一等獎。與此同時，在2010年北京市大學生藝術展演中獲篆刻一等獎、書法一等獎5項。2011年，在北京市大學生物理實驗競賽中榮獲二等獎1項，三等獎1項；在北京市大學生化學競賽中榮獲三等獎。2012年，還有學生獲北京市大學生英語競賽一等獎。（四）設立導師制，培養學生的教育研究能力具有教育研究能力是時展對小學教師的要求，教育研究能力也是小學教師實現自我專業發展的內在動力，是他們成長為研究型、專家型教師不可或缺的能力之一。為此，首師大初教院在北京市教改項目《小學教育專業本科生教育研究能力的培養模式探索》研究的基礎上，系統構建了本科生教育研究能力培養模式，取得了良好效果。在培養內容上，學院確立如下培養重點，即培養學生關注小學教育現象、研究小學教育問題的意識；幫助學生掌握一些實用的小學教育研究的基本方法；促進學生形成用教育研究態度與方法解決小學教育問題的思維方式；通過課程教學、科研活動以及畢業論文等系列活動，使學生體驗教育研究的全過程，在做中學，使其不斷加深和修正對教育研究的理解和掌握。在培養途徑上，學院主要從以下幾方面著手。第一，調整課程設置，采取“123”的課程模塊；整體設計，形成適合小學教育研究能力培養的課程內容；改革教學方法與教學手段，形成探究式教學模式；加強教師隊伍建設，確保教學質量。第二，在一系列專業基礎課與專業核心課中不同程度地開展培養大學生教育研究意識與研究能力的活動，形成在教師教育類課程與教學中培養大學生教育研究意識與能力的模式。第三，在教育實習中關注學生教育研究能力的培養：一是將學生教育研究能力的培養列為教育實習的內容之一；二是將畢業論文寫作與教育實習結合。第四，將學生教育研究能力的訓練與校園文化活動相結合，提高畢業論文與科研課題研究的質量，完善培養大學生教育研究能力的管理制度。第五，成立由教授領銜的“大學生科研實踐活動學術指導委員會”，由其負責對學生科研項目的評審和全過程指導。為保障學生科研活動的科學有序展開，學院建立相關制度：從二年級開始，學生可以申報院級學生科研課題，經過專家評審批準立項，提供經費資助；三年級申報校級課題，從院級課題中選拔，給予經費資助；要求四年級每位學生有課題研究的經歷，在課題研究的基礎上撰寫畢業論文。學院“大學生科研實踐活動學術指導委員會”根據學生項目研究的內容配備一位導師，導師負責對該項目的全程指導。（五）建立“小學教師教育教學能力實訓基地”能力的培養只靠學院的積極性是不夠的，必須調動起學生參與的主動性。為此，學生自發組織“音韻朗誦社”“墨池書社”“合唱團”“舞蹈隊”“《凱風》雜志社”等各類社團，實施“早讀我上講臺”工程、學生小教員輔導等。2012年成立的“小學教師教育教學能力實訓基地”為學生能力培養搭建新平臺，調動學生廣泛參與的熱情，整個校園一年四季充滿著濃厚的教師文化氛圍。
“發展性”是小學教師教育的生命力
面對科學文化知識的不斷發展和兒童世界的不斷變化，小學教師更應該把終身學習放在重要位置。小學教師的終身學習主要體現在主動發展的意識和不斷反思、制訂發展規劃的能力。小學教師既是小學教育工作者，又是與小學生、與教育改革以及社會共同成長的學習者。小學教師要了解社會的變革、教育改革與發展，了解不同年代兒童的變化，同時還要把握國內外教育發展的動向，跟上教育理論和知識學習的發展步伐，不斷充實和完善自己，使學習成為自身生活中的一種習慣，不斷追求新知和吸納新的研究成果，不斷提高師德修養和提升教育智慧。在培養小學教師的實踐中，小學教師的綜合性知識結構特征使得小學教育專業學生要學的課程太多，遠遠超出了1~2個學科領域，除此以外還有諸多教育學、心理學、藝術類和通識類課程，使學生不堪重負。事實上，“綜合性”不等于“大拼盤”，“所學之多”并不等于“所獲之多”。為此，首師大初教院在學生培養過程中，把關注學生未來職業生涯的可持續發展放在重中之重的位置上，通過理論與實踐相結合的課題研究、案例分析培養學生發現問題、研究問題、解決問題的能力，即強調“真情境、小問題、高觀點”。
基于《標準》的小學教師職前培養要
有一支好的教師團隊“好的教師團隊”要適合基于《標準》的小學教育專業人才培養的實際需要，并能可持續發展。小學教育是培養小學教師的專業，在我國高等教育體系中是一個比較特殊的專業，它不同于傳統的按學科體系建立的專業，具有明確的職業指向和學科綜合性特征，并且實踐性強，人文素質要求高。因此，打造一支好的教師團隊尤為重要。（一）構建一支多學科相互包容、和諧共生的教師團隊為適應小學教師綜合性的需要，從事小學教師培養的教師團隊必須由多學科教師構成。首師大初教院目前有專任教師108位，這支隊伍中既有中師留下來的優秀教師，也有建院以來引進的青年博士，目前擁有博士學位教師占專任教師總數的36%。教師隊伍涉及教育學、心理學、文學、歷史、哲學、數學、物理、化學、生物、地理及音樂、美術、體育等20多個學科領域，理論型、技法型教師兼有，適應了小學教育專業人才綜合性培養的需要。（二）開展多學科交叉領域的合作研究小學教育專業多學科支撐的綜合性特點決定了它從一誕生就沒有現成的學科給予支撐，這是一大缺憾。為此，首師大初教院在專業建設的同時，積極探索新的學科開創，先后在教育學一級學科下自主設立“初等教育學”二級學科、“教師教育研究”二級學科和“少年兒童組織與思想意識教育”二級學科；還建設了“小學教育”專業學位點和“科學與技術教育”專業學位點，在“課程與教學論”7個方向招收碩士研究生。學院還先后成立“初等教育研究所”“科技教育中心”“兒童生命與道德教育研究中心”“兒童文學與語文教育研究中心”“中小學書法教育研究中心”“全國中小學綜合實踐活動師資研究與培訓基地”“初等美術教育研究中心”等11個研究機構，為專業建設提供了強有力的學科支撐。青年教師也分別在不同的學位機構下實現專業發展。應當說，將小學教師培養納入高等教育體系在我國還沒有積累十分成熟的經驗，《標準》的頒布為培養小學教師的院校提供了一個指導性的國家標準。在《標準》指導下，我國高等教育一定會不負眾望，培養出更多更好的小學教師。
關鍵詞 醫藥人才 創新 培養模式
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.06.025
Training Mode of Medical Innovative Talents with the Three
Integration of "Teaching-Scientific Research-Competition"
LI Qiaoling， LIN Mengyao， PAN Qiaodan， HUANG Suoyi
（Youjiang Medical University for Nationalities， Baise， Guangxi 533000）
Abstract Colleges and universities should strive to build diversified training mode， in the continuous innovation at the same time，establish the student-centered teaching concept， use inquiry， discussion and participation type teaching more widely， and based on the trend of full respect for the students’ interest and ability， create more suitable for the free development of personality space for them. Implementing an empirical study of "teaching -scientific research- competition" three integration of the "highly integrated practice， exploring the theory of medical personnel training， to our region and our country in medicine personnel training and enhance the creative ability of science doctor plays a great guide.
Key words medical talents; innovation; training mode
新的醫患關系對我國的醫學、高等教育事業提出了新挑戰，這為我國的醫學高等教育事業指明了發展方向。大學生是一個接受高等教育的高端人才，不僅要在筆試上取得成效，更應在各個方面，實現全面而深層的發展。①實施“教學―科研―競賽”三位一體化的高度融合實踐的實證研究，探索醫藥人才培養理論，是提升大學生的核心競爭力的途徑之一。
1 醫藥人才培養現狀及分析
目前我國現代醫學教學模式及方法沒有形成一定的標準體系，這在一定程度上使得醫學創新人才的培養受到阻滯。②長期以來，教育部門管轄的高校教育和衛生部門管轄的畢業后教育，兩者兼容困難，導致醫學生培養模式混亂。我國醫學高等教育改革中存在的問題有：（1）大學教育是對高中“灌輸式”或者稱為“填鴨式”教育模式的延續，所教授的許多理論知識或是醫學技能大多是應付考試，考完試之后也就隨即拋之腦后。③（2）課堂教學過于乏味，老師與教師課堂互動少，這將造成教學力度不強，達不到質的標準，既浪費了教師的精力、學生的時間，又使得所教的知識難以被學生消化、領悟。（3）傳統的偏重于醫學理論教學的模式導致醫學生的科研能力略有欠缺， 科研表達能力欠佳，科研思維薄弱，獨立科研能力缺乏和創新能力不強。④⑤（4）醫學生課程繁忙，競賽意識不強，不了解競賽對于創新能力培養形成的重要性。
廣西在醫學教育、醫藥人才培養方面相對于其他省市來說是比較落后的，雖然各個醫學院校一直致力于教學改革，但是在整個教學過程中，或多或少也沒有能夠客觀精確地去評估教師的教學效果、學生的學習質量及收集分析學生向老師或者學校所反饋的相關信息，也沒有將這些寶貴的信息加以匯總并制定相應的解決措施予以改進，以至于我區醫學教育仍停滯在相對較低的水平。無可避免地，右江民族醫學院也存在這種情況。它位于滇、黔、桂三省（區）交界的大西南出海通道樞紐、風景秀麗的百色市 ，自然而然承擔著培養教育具備充足的醫學基礎知識并能運用自如的醫藥人才的重要任務。⑥⑦作為民族醫學院校，盡管在“十一五”期間取得了相當優異的成就，但是學科方向特色不鮮明，學科建設缺乏科學、長遠、可行的發展規劃，學科建設目標不明確。例如藥理學的課堂教學對于其它非藥學和臨床醫學專業的學生來講有些過于理論化，而對于那些課程較緊張的專業學生來說，過于理論化的教學反而讓他們更加難以消化老師所教授的知識，難以讓他們能夠將所學的藥理知識很好地應用到日常生活中。
在醫學教育改革的路上，我國仍然要堅持開創一種富有中國特色的，符合中國醫學教育實際情況的國際化教學模式。我們的高等醫學院校應著眼于培養醫學生的綜合能力，特別是在科研能力和競賽能力方面。對于教學改革，教師應適時改變教學方法。醫藥人才的培養主要是應對醫院、社會的需求變化的，近年來國家醫學事業的改革就迫切需求具備一定科研與競賽基礎及能力的本科醫學畢業生，因此實施“教學―科研―競賽”三位一體化的高度融合實踐的實證研究具有很好的前景。
2 醫藥人才培養的策略
2.1 教學為醫藥創新人才培養認清目標
蘇格拉底曾經說過，“教育不是灌輸，而是點燃火焰。”這和中國所說的“授之以魚，不如授之以漁”是一樣的。教學環節對學生們理解和接受理論知識起著很重要的作用，在此基礎上進行教學改革將會認清醫藥創新人才的培養目標。
首先，教師應當發揮其主導作用，在課堂上可以講述一些相關的醫藥科學歷史，根據專業知識的結構給學生提供內容提綱，引導學生查閱相關教材、資料，并適當給學生推薦課外書籍，多鼓勵學生主動提出問題，在小組的集思廣益中獲得答案，并在實踐中不斷驗證答案。使學生帶著興趣和問題回到課堂上與老師交流，讓老師指出其中的不足以及點撥學生，以此來加深學生對所獲取到的知識的印象， 同時也調動學生的積極性，培養他們的邏輯思維能力，提高醫學生對思考問題、探索答案的熱情。
其次，對于己經進入專業課程學習階段的高年級學生，老師通過TBL教學法、PBL教學法，參與式教學法、案例教學法等，經常性地列舉一些簡單的醫藥案例、簡單模型，組織學生討論案例，給學生充分展現創造性思維的空間，培養學生的創新思維模式。
最后，在實驗教學中，實施本科生導師制教學、開放性實驗教學、設計性實驗教學、綜合性實驗教學及常規基本實驗教學等不同層面實驗的協同教學。把學生參與教師科研項目及校外實習企業的科研項目，分解其中具有實用性的課題作為綜合設計型實驗項目，通過完成課題實施教學，以本科生導師制方式進行小班教學，來鍛煉他們進行科學研究以及撰寫論文的能力，以此為憑借讓他們創造出屬于自己的價值。
2.2 科研為醫藥創新人才培養鋪好前行之路
醫學科研是醫學科學發展的主動力，也是醫藥人才必備的基本能力。營造科研氛圍，可以促進醫學人才的創新能力培養，為醫藥創新人才培養鋪好前行之路。創建多樣化科研平臺，培養學生的科技創新能力，有賴于科研設施的齊全。利用百色市右江民族醫學院的地理位置，依托廣西中草藥之鄉的區域優勢草藥資源、我校國家中醫藥科研三級、二級實驗室，廣西高校重點實驗室以及科學實驗中心等，圍繞百色、廣西地方經濟社會發展需要，不斷豐富服務百色、廣西等地方經濟社會發展的創新平臺，搭建與政府、產業、企業良好互動的橋梁和紐帶，充分利用我校與百色食品藥品檢驗所、廣西桂西制藥責任有限公司、百色市凌云縣長生仙草生物科技開發有限公司、廣西凌云浪伏茶業有限公司等共建的實踐教學基地，為學生創建以上多樣化科研平臺，指導學生申報科研課題、開展課題研究，學生參與教師和校外實習企業的科研項目研究，撰寫和發表科研論文或作為畢業論文，培養學生的科技創新能力。
實驗室開放對于醫藥人才科研能力的培養至關重要，但是合理的實驗室管理以及配置也起到一定的作用。⑧同時，在開放性實驗中，學生可能提出具有深刻實踐性的問題，操作儀器時會出現問題。為此，在實驗室儀器設備管理規章制度方面，為儀器設備建立信息檔案和儀器維修保養制度 ;在學生管理方面，建立重要實驗儀器的使用（操作）培訓制度，在不影響專業課程基礎上，定時進行實驗儀器操作考核，以便于實驗的順利開展;在老師方面， 著重培養學生的科研能力為目的，加強大型儀器設備實驗技術人員隊伍建設，讓學生能夠在老師的指導下，開展課題研究。
2.3 競賽為醫藥創新人才培養提供平臺
競賽的結果可以評價醫學生自主學習、科研創新能力。醫學院校可以通過引領學生廣泛參與各種競賽，來提高醫學生的創新能力和水平。結合臨床醫學和現代醫學藥學，帶領學生廣泛參與“挑戰杯”廣西大學生課外學術科技作品競賽、廣西高校大學生化學化工類論文及設計競賽以及校級的大學生科技論文大賽、藥學知識技能競賽等等多種多樣的競賽，提升素質教育、培育科學精神、塑造創新理念，培養大學生創新精神及團隊合作意識，全面提升大學生的創新能力和水平。
3 “教學―科研―競賽”三位一體的發展展望
高等醫學教育擔負著加快知識創新和醫學人才培養的重大歷史責任，培養醫學生的綜合素質、創新意識與能力是高等醫學教育迎接新世紀挑戰的必然選擇。 緊緊圍繞培養高素質、高技能醫學高級應用性人才為核心的目標，注重培養為人誠實、作風務實、工作扎實”“下得去，留得住，用得上”的醫學高級應用型人才。科研與競賽能力的形成，有賴于教學制度及管理的規范、合理，同時教學的目的不僅是傳授理論知識，而是在教授知識的同時加強科研與競賽意識。
醫學科研是運用科學的方法進行醫學科學研究的活動，它與教育是密不可分的。⑨中國醫學教育改革最緊要的是改進教學方法，讓教學以學生為主體，充分發揮和發掘學生的潛能，培養學生的創新意識和創造能力。以科研為導向，教學為基礎，競賽為平臺，加強培養具有特色的醫藥創新人才應是醫學院校改革的理念。
4 結束語
醫學院校在培養醫藥創新人才時，除了注重科研和競賽能力的培養之外，更要培養其道德人文素養和理性批判精神。作為醫學生，在接受知識、進行科研活動和參加競賽的時候也要以高度的理性來對待，從而保持一種嚴謹的態度。
*通訊作者：黃鎖義
本課題為廣西高等教育教學改革工程項目（2014JGB 198）;右江民族醫學院課程教學方法改革專項課題立項項目（JGZZ2013-03）;右江民族醫學院2014年度校級優秀教學團隊建設項目（右醫教字[2014]39號）課題全體成員為：黎巧玲、林夢瑤、潘喬丹、黃鎖義、朱曉瑩、李津、林瑤、陸海峰
注釋
① 陳金飛，羅小平.大學生科研能力培養途徑的實踐探索[J].現代城市，2013.8（2）：57-58.
（下轉第162頁）（上接第52頁）
② 亓來華，王成，楊光耀，等.“5+3”臨床醫學人才培養模式下五年制教學改革的 思路[J].醫學與社會，2013.26（12）：91-93.
③ 陸群，張艷，白慶霞，等.針對當前醫學教育改革形勢，重視口腔研究生能力培養臨床動手力、科研創新力、社會實踐力[J].醫學理論與實踐，2012，25（7）：860-861.
④ 黃蕊，張永利.醫學生的科研能力培養[J].牡丹江醫學院院報，2012.33（1）：74-76.
⑤ 劉真.醫學研究生大規模擴招引發的思考[J].基礎醫學教育，2011.13（1）：106-108.
⑥ 黃岑漢，韋星，趙駿耀，等.新時期民族地區“教學型”醫學院校教育質量與人才培養的探討――以右江民族醫學院為例[J].右江民族醫學院學報，2012.34（1）：66-68.
⑦ 林艷明，馬卓飛，龐廣福.民族醫學院校民族醫藥學科建設存在的問題與對策――以右江民族醫學院為例[J].右江民族醫學院學報，2012（3）：398-399.
［關鍵詞］3+1培養模式 探討輕化工程
［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）02-0121-02
湖北工業大學具有60余年的辦學歷史，是一所以工學為主的地方多科性大學，1984年由原湖北輕工業學院和原湖北農業機械專科學校合并組建成湖北工學院，2004年更名為湖北工業大學。學校是湖北省重點建設高校，被湖北省委省政府定位為“在湖北省高教體系中起龍頭示范作用的、水平較高的骨干大學”。本校對學生教學的改革一直處在不斷完善中。作為以工為主的地方多科性大學，如何培養出動手能力強，能將理論與實際生產緊密結合的優秀人才是各屆領導和教師一直研究的課題，通過長時間的調研，并結合本校的實際，3+1培養模式在近幾年不斷受到重視并實際應用到本科生的培養中。
一、什么是3+1培養模式
“3十1”專向應用型人才培養模式將本科4年分成兩個階段：第一階段是前三年的6個學期，為學習理論知識階段；第二階段是最后一年的2個學期，為實踐就業階段。
第一階段，在大學一、二及三年級時間里，首先，學生主要集中精力學習本專業的理論基礎課和專業基礎課程。在專業基礎課程中，以四大化學（有機化學、無機化學、物理化學和化工原理）理論基礎為主線，貫穿一些初級的機械及物理學知識，為將來進入工廠進行設備操作和維護打下基礎；在專業基礎課中，開設植物纖維化學、制漿原理與工程、造紙原理與工程、制漿造紙機械與設備等，培養學生職業目標所需的各種理論知識和實踐操作能力。
第二階段，最后一年的第七個學期開始，以學校名義聯系實習單位，讓學生到學校聯系實習單位進行實踐學習。第八個學期開始，針對學生就業情況舉辦專題講座，講座的老師主要從從事相關專業實際生產的單位聘請理論基礎扎實、實際生產經驗豐富的人員擔任；同時邀請國際、國內有關專家、學者到校進行學術講座。同時，也鼓勵學生多利用寒暑假進行社會實踐，加強實踐教學環節。
二、3+1課程設置的改革
課程體系的建設是保證學生在四年的大學學習中盡可能接受到一個系統化的培養過程。為了配合本專業的3+1培養計劃，我們在本科教學計劃的修訂中，從學科專業核心課的設置、專業選修課中的設置、方向特色課的增減、授課時間等方面進行了全面的修訂。
在近幾年的計劃運行實踐中，我們發現不少課程設置不合理或課程內容不適合3+1培養計劃的要求，因此對這些課程的設置與否、設置學期、設置順序、課程性質等進行了修改，其中停開課程2門，增開課程6門，并將所有專業課向前調整一個學期，并針對一些專業核心課程提出了新的要求，最終達到了整合課程設置與內容適應3+1課程體系結構的要求。
經過課程體系的調整，本學科基本上形成了以下三個大的課程組：
1.學科基礎課：機械設計基礎、電子電工學、工程制圖、無機及分析化學、有機化學、物理化學、化工原理、基礎化學實驗、植物纖維化學、過程控制系統。
2.專業核心課：制漿原理與工程、造紙原理與工程、加工紙工藝、輕工自動化儀表、制漿造紙機械與設備。
3.專業選修課：輕化工環保、造紙廠設計概論、紙和紙板結構與性能、專業儀器分析、輕工產品設計、專業英語、造紙化學品、造紙濕部化學、廢紙再生利用技術、現代制漿技術、高得率制漿、紙張品種及生產技術、造紙設備與設計選型、水處理技術原理、生物質能源工程。
三、3+1實踐教學的改革
在實踐教學中實施難度最大的是第四學年的企業實踐教學。對于像湖北工業大學這樣以工為主的地方高校而言，企業實踐教學實施過程中最困難的是長期對口合作企業的選擇和學生在企業實踐教學過程中的質量監控。經過一段時間的摸索和與對口專業數家企業的交流合作，在今后的實踐教學中，第四學年的實踐教學主要通過以下3種方式實現：
第一種方式，主要針對畢業后有意向進入與本專業相關企業進行工作的學生，主要由學校或本專業負責人精心選擇有長期合作歷史、以往接收本校學生較多的企業，讓學生真正進入企業中進行學習，熟悉每一個工段，將以往所學的理論知識與實際工業生產進行聯系。近年來，經過我校輕化工程專業的領導和各位老師的努力，已與湖北中煙工業有限責任公司、湖北華海紙業以及金紅葉紙業（湖北）有限公司簽訂的《校企戰略合作協議》，其中就明確提出：企業根據需要接受我校研究生、本科生從事科學研究；為我校學生實習就業基地，在條件許可的前提下，為各類學生提供專業參觀、見習、實習等實踐教學活動的條件。
第二種方式，主要針對畢業后有意向進入研究生階段進行繼續深造的學生，由每個老師根據自己的研究方向提出他們需要研究的課題題目，再由學生根據自己的興趣及以后研究的方向進行選擇，讓學生提前感受研究生的學習生活。近年來，我校教師積極組織學生參與科研課題并使得畢業論文題目與提前進入實驗室的科研工作基本一致，取得了一系列的成績：2012年，輕化工程08-3班的蔡攀鑫同學在大二時就跟隨王磊老師進行煙草廢水的處理研究，在畢業時其畢業論文《Fe-CA仿生物酶體系深度處理煙草廢水的研究與應用》獲得2012年湖北省優秀學士學位論文；組織學生參加湖北省第五屆大學生化學（化工）學術創新成果大賽，并取得了一等獎的好成績。
第三種方式，學生進人已有就業意向的企業進行實習實訓。
為了強化實踐教學，還可以定期邀請相關課程的國內外專家和相關專業生產的一線技術人員開展專題講座，使學生有機會了解本專業前沿知識及實際應用情況，將所學知識與實際生產相結合。真正實現學生的“課堂學習”與“企業學習”的優勢互補，發揮教師的“課堂教學”與“企業教學”有機結合的優勢。
四、3+1培養模式下對教師提出的要求
由于我校輕化工程專業師資主要以年輕人為主，這些教師在大學和研究生階段主要是進行理論知識的學習和實驗機理的探討，很少有機會進入工廠進行實習鍛煉，缺乏實踐經驗。這一現象的出現有很多原因：第一，由于近年來各大高校在職稱評定過程中，主要追求科研硬指標而忽視教學軟指標，這就使得中青年將其大部分的精力放在發文章、申請科研項目上；第二，由于絕大部分工科專業教師均不是師范類畢業生，畢業之后直接進入教師崗位進行授課，雖然在上崗前有短暫的崗前培訓，但其考核方法也是以理論知識考查為主，這就使得大部分中青年教師的教學方法掌握不夠，教學經驗也相對缺乏；第三，師資主要以年輕人為主，這些教師在大學和研究生階段接受的是以理論知識的學習為主，也沒有機會進入社會鍛煉，很少有工廠生產的實踐經驗。
為了更好地實踐本專業的3+1培養模式，需要加強這部分年輕教師的實踐知識和經驗，就我院而言，企業作為我校職工的定點培養和培訓基地，為我校職工提供基礎理論、應用研究培訓，同時我們鼓勵專業教師利用“湖北省博士服務團”的機會進入相關企業進行掛職鍛煉，提高自身的水平，加強與企業間的合作交流。2012年，我院青年教師楊海濤作為“湖北省首批博士服務團”進入金紅葉紙業（湖北）有限公司進行掛職鍛煉，作為工學博士畢業的他非常缺乏實際生產經驗，在企業掛職的一年間，他不僅提高了個人的水平，同時積極促成我校與該企業簽訂《校企人才培養與就業合作協議書》。鼓勵年輕教師成為具有較高的理論水平，而且有較強的實踐能力，精通實踐操作技能的“雙師型”教師。
［參考文獻］
［1］莊立輝,于貞杰,黃冬梅,等.醫學院校公共事業管理專業3+1人才培養模式探討［J］.中國教育技術裝備,2013，（9）.
［2］李勇,尚會超,王潔.實用創新型人才培養模式的研究與實踐―以中原學院機械電子工程專業為例［J］.大學教育,2013，（3）:38-40.
【關鍵詞】初中化學,化學教學,科學素養,培養策略
科學素養是以人的先天稟賦為基礎，在環境和教育的影響下形成并發展起來的、內在的、相對穩定的生理、心理及文化的整體養量水平。《全日制義務教育化學課程標準（實驗稿）》明確指出：“化學課程通過化學知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等三個方面體現未來社會公民科學素養的培養”，化學教育的核心是培養學生的科學素養，對學生進行科學素養教育是以培養學生形成科學的觀念、知識、方法和態度，從而形成科學能力為根本目的，以培養學生具有基本科學素養為目標。化學是一門實驗科學，同時又有較強的理論性，在化學教學過程中更應該承擔培養學生科學素養的任務。
1.化學科學素養的涵義
化學科學素養屬于科學素養范疇，并具有化學學科的具體內涵。化學科學素養主要是指必要的化學知識、化學科學的思維方式、對化學科學的理解、科學態度和價值觀，以及運用化學知識和方法解決問題的意識和能力。化學科學素養是一個由低到高的持續過程，它隨著學生的年齡的增長、教育的增強，學生的化學科學素養的水平也就會不斷的提升。
2.培養學生科學素養的意義
2.1 社會發展的需要。21世紀是知識經濟的時代，科學技術正日益廣泛滲透到人類物質生活和精神生活的各個領域，成了提高勞動生產率的源泉，成了綜合國力的一個決定性因素。科學研究的主體及成果都是生產力中最活躍的因素。一句話，知識就是力量，科學技術是第一生產力，誰能掌握和運用高新科技，誰就能占領科學的制高點和國際市場，誰就能成為時代的強者。面對這樣的勢態，強化全民族的科學素養，提高公眾的科學文化素質，發展科學技術已經成為世界各國發展的重要主題。科技在發展，教育必須改革。教育具有前瞻性，強化公民的科技意識應從娃娃抓起，從學校抓起。
2.2 教育改革目的需要。教育改革的根本目的是提高全民族的科學素養，多出人才，出好人才。提高全民族的科學素養，學校是陣地，為此必須改革重知識輕能力，重理論輕實踐的傳統教學模式，教育是發展科學技術的基礎工程，強化全民族的科學素養，是深化教學改革，提高學生科學素質的有效途徑。只有當學生有了濃厚的科技意識，才能從小愛科學、學科學、用科學，才能具有創新精神和進取精神，成為未來科技隊伍的生力軍，這是具有戰略意義的大事。
2.3 化學學科特點的需要。化學是一門重要的自然科學，它的歷史悠久，同時現在仍然具有非常活力的學科。它以大量的實驗為基礎，形成了堅實的理論體系，然后應用于廣闊的科技空間。當今社會，科學技術突飛猛進，化學領域的高科技信息、新的科技成果、新的材料和化合物、新的化學反應等等可說是日新月異。化學是未來世紀的中心學科，化學有力地推動了人類社會物質文明的發展，沒有化學，就沒有生命的產生和進化，就沒有現代的人類社會物質文明。化學的發展史滲透著科學方法和科學精神等許多的科學素養內容，所以化學在培養學生科學素養中占有得天獨厚的優勢。
3.培養學生科學素養的途徑和方法
3.1 教師要轉變教育觀念。
一直以來，課堂教學評價的關注點都是以教師為主，表現出“以教為主，學為教服務”的傳統教學模式。新課程倡導的“以學生為主體”的教學模式是當今社會教育的基本思想。教師要努力創設機會，使學生成為學習的主體，讓學生的學習由被動變為主動。教師角色由原來單一的知識傳授者到變為組織者、引導者、參與者等；學生的學習方式由原來單純的接受式到變為自主學習、探究學習和合作學習。教師的教學方式和學生的學習方式的改變，學生的主體地位的凸現，都應在課堂教學的具體環節中體現。化學課堂教學中，問題的設置、探究的過程、討論的組織，練習訓練的難度和量等等都應圍繞兩個方式的改變進行。
3.2 改革化學課堂教學。
課堂教學在教育中處于中心地位，應成為培養學生科學素養的主戰場，為此應從下列幾個方面多作努力。
3.2.1 創設教學情境，營造好課堂教學氛圍。
化學課堂教學中教學情境的創設，不僅可以激發學生的學習興趣，促進學生的認知活動和實踐活動，還能提供豐富的學習素材，有效得改善教與學。化學與生產、生活和科技緊密相聯，生活中處處涉及化學，從已有的生活經驗出發和在熟悉的生活情境中感受化學，聯系身邊的化學以及與化學相關的社會問題創設的情境，更讓學生喜歡化學。如利用問題探究來設置情境，可以展開科學探究、討論、理解以及問題解決等的活動也是化學教學設置情境的有效方法之一。由化學課堂教學知識而巧妙的情境設置，也有利于營造民主、寬松與和諧的課堂教學氛圍，一定會產生很好的教學效果。
3.2.2 通過拓寬學生的知識面提高科學素養。
閱讀是人類社會生活的一項重要活動,是人類汲取知識的主要手段和認識世界的重要途徑。在初中學生的化學學習過程中,由于長期養成的接受型學習,很少學生會自覺主動地學習,學生上學完全成為為家長或者說是老師而學習,因而要培養學生的化學科學素養首先要讓學生動起來。為此,在化學教學中我們應盡力為學生識記、記熟和在記憶里保持教學課程標準而創造一個智力背景,把現在學習和將要學習的化學知識,變成學生樂于思考、分析和觀察的對象。此外,我還根據圖書館藏書情況向學生推薦適合閱讀的相關科普讀物,以豐富學生的課余生活。如我向學生推薦閱讀的《科學素養讀本》《化學趣味實驗》等,學生閱讀后就收獲很大。
3.2.3 結合教材，激發學生的科學興趣。
要重視三維目標的整合和落實。新課改的亮點之一，就是教學目標的變化。初中化學教學中知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的三維目標涵蓋了初中學生化學科學素養的基本要求，應落實于初中化學教學，并依據初中化學教學的具體內容，“三足鼎立”，力戒形式化、表面化，應有機地整合于化學教學中。不重視三維目標或三維目標在教學中被機械的割裂開來，將無法實現學生化學科學素養在日常的化學教學中潛意默化的養成。
要培養學生樹立“知識就是力量”的觀念，形成良好的科學道德。引導學生正確認識科學價值的雙重性，它既可以造福人類，也可以危及人類。例如，在學習《空氣》這一課題時，除了讓學生認識“空氣是一種寶貴的資源”廣泛應用于生產化肥、化工產品、煉鋼、石油加工、運輸、電光源等領域，是人類生產活動的重要資源；但是，隨著工業的發展，排放到空氣中的有害氣體和煙塵對空氣造成了污染讓學生上網收集有關大氣污染的資料，什么是了解大氣污染？大氣污染造成的危害？身邊的大氣污染事件？如何減少大氣污染？建議寫成小論文進行交流。還可以介紹德國化學家哈伯首先研究合成氨對社會發展所起的作用，也是他第一個制備了氯氣，將之應用于納粹德國發動的第一次世界大戰。等等通過這樣的介紹不但使學生認識到科學與現代文明的密切關系，還使學生認識到科學僅僅是一種工具，一種改造世界的手段，從而培養學生具有良好的科學道德。
3.2.4 結合教學的各個環節提高學生的科學素養。
興趣是最好的老師。從心理學來看，學生對某種事物的認識與實踐的傾向性就表現為興趣。它是學習和探索動機中最現實、最活躍的部分，興趣不僅能引發學生的好奇心，激發學生的求知欲，促使他們獲得進行創新所需要的大量的知識，而且可以豐富他們的想象力。
在化學教學中，把握其“以實驗為基礎”，“密切聯系實際”等特點，去激發學生興趣，增強創新意識。例如，初中緒言課中，我做了這樣一個小實驗：“第一個燒杯中倒入一定量的稀堿液；第二個燒杯中加入幾滴酚酞；第三個燒杯中加入幾滴濃酸，將第一個燒杯的液體依次轉移到后面的燒杯中。”學生觀察到了有趣的顏色變化，進一步強調；“其中的道理將在化學課中找到答案。”只是通過一個“酸堿中和”的小實驗，不覺中卻激發了學生的學習興趣。再如，講述“分子”性質之前，先讓學生體會一下分子的存在。在一杯水中放入糖塊，一會兒糖塊溶解，而喝水會感到甜；打開香水的瓶塞會聞到香味。進而提問“你能解釋其中的道理嗎?”在提問中，不但激發了興趣，而且學生也會提出各種類似的實例，增強了創新意識。
教學中還可選擇化學史上著名的實驗或著名的發現事例，經教師簡化、設計、編制后，形成富有啟發性的材料，讓學生追蹤當年科學家發現的思路，模擬一遍科學家發現的過程體驗，給學生創造性地解決問題提供有用的思維方式，激發學生的創新欲望。
3.3 通過提高學生的實驗能力提高科學素養。
化學是一門實驗科學，而化學實驗是洞察化學世界的窗口。從這里學生才能真正懂得科學技術延長了人類的雙手，拓寬了人類的視野。通過化學實驗，激發求知欲，培養創造性思維，樹立學生熱愛科學的理想，對科學事業充滿熱情。教學實踐及許多調查表明，化學反應過程中的艷麗的色彩、奇特的氣味及其它奇特現象，能激發學生強烈的興趣和探求欲望，一旦保持下來，就會產生巨大的學習動力，進而達到培養學生創造能力的目的。因而，在初中化學教學中應高度重視。
在實驗教學中，通過將具體化學課題和解決此課題的科學認識過程和方法有機結合起來，可以使學生充分體會到學習化學的方法，領會科學研究的一般過程（提出問題――收集與問題有關的資料和數據――提出假說和驗證假說――發現規律性，得出結論――應用規律和結論）及上述過程中所涉及到的一些具體方法。如觀察的方法（包括測量和記錄），實驗方法，資料和事實的處理方法，科學抽象方法，假說方法等等。從而培養學生科學分析與解決問題的能力。
為了搞好化學探究,可讓學生收集到一些常見的物品和用具以便開展家庭小實驗,如玻璃杯,小藥瓶、蠟燭、白醋、雞蛋、貝殼等。然后精心地設計、布置家庭小實驗,如制取無殼雞蛋,探究蠟燭的燃燒、自制凈水器、探究滅火的方法等。這樣通過制作出無殼雞蛋這樣的家庭小實驗方式,普及了化學知識,提高了學生化學素養。又如，在酸堿中和滴定的化學實驗教學中，學生在教師的指導下，首先要熟悉酸式滴定管、堿式滴定管的洗滌使用方法，觀察刻度的方法以及及時處理減少因操作不當引起誤差的方法等等；同時可以通過熟練操作、仔細觀察、認真記錄、準確計算、對比實驗、分析結果等等具體過程培養學生的觀察力、注意力、判斷力。
此外通過實驗教學，可培養學生尊重實驗事實和觀察到的現象，實事求是的科學態度；嚴肅認真、一絲不茍的科學作風；克服困難、堅韌不拔的科學品質；勤學好問、勇于探索的科學精神。如：在實驗中，有時產生的氣體或沉淀量很少，現象不明顯，粗心就看不到，這就要求學生細致地觀察；有的實驗進行緩慢，性急不行，要有耐心；有的實驗一次不成功，需要幾次，這就要有毅力，不怕困難，實驗的每一步操作和觀察都要求有嚴肅認真的科學態度。
3.4 利用多媒體等豐富學生的科學素養。
利用多媒體激發學生的學習興趣。多媒體計算機提供的外部刺激不是單一的刺激,而是多種感官的綜合刺激。這對于知識的獲取和保持,都是非常重要的。多媒體技術既能看得見,又能聽得見,還能用手操作。這樣通過多種感官的刺激獲取的信息量,比單一地聽老師講課強得多,獲取的信息量就大得多。
通過錄像的播放激發學生的學習興趣,使學生產生強烈的學習欲望,從而形成學習動機,也能使學生相信科學、應用科學,不會把科學看成課本以外的深奧的東西,從而形成熱愛科學、崇尚科學的觀念。如在講解《燃燒和滅火》這一課題中,我給學生以兩類媒體。一種是以Flas,向學生介紹滅火的方法,以各種不同類型的燃燒,采用不同的滅火方法,在火場逃生的原理以及方法選擇。這是一種集音像和夸張、搞笑的方式,向學生展示出了科學知識和科學方法的同時,使學生樂于接受并在頭腦中保持很長的時間。另一種是以小電影的形式向學生介紹、展示火的產生和危害以及防治措施。使學生更加生動形象全面地了解到燃燒。如果只是動畫形式,有的學生認為這只是電腦制作的,有摻假的嫌疑,而真實的小電影使學生進入深層的思考,真正地相信科學、尊重科學、掌握科學、利用科學為人類服務。這樣,在各次的測試中有關燃燒的滅火的考試題,學生在解答時都感覺較容易,而且準確率都很高。
3.5 通過拓展學生視野提高科學素養。
化學是真實的、有用的和發展的。現代化學的飛速發展需要社會的每一份子具有良好的化學科學素養與之適應。初中化學教學中，教師可讓學生通過調查；上網查資料；辦化學小報；組織辯論會和化學興趣小組活動等形式，發展其學習化學的意識和能力，為其終身學習和終身發展打下堅實的基礎。
另外，還要介紹一些史實、某些理論在建立時，對科技的發展具有巨大的推動作用，但隨著科技的進一步發展，它們就會顯現出一定的局限性，甚至被證明是錯誤的，就會被新的理論學說所取代。比如在講到氧氣的性質和實驗室制法時，可向學生介紹法國化學家拉瓦錫不畏權威，發現氧氣，盛行已久的燃素學說的艱難曲折歷史：做質量守恒定律實驗時，向學生介紹化學家羅蒙諾索夫發現質量守恒定律的過程，以激勵學生敢于懷疑，勇于探求真理、獻身科學的精神。這樣也可以教育學生，權威不是絕對的，不能對前人的所有結論都全盤接受，要敢于懷疑。這同樣可以增強學生的創新意識。
同時還要重視課堂教學內容的時代性，適時引入與化學教學內容有關的最新化學成就，介紹學科新動向。讓學生接受更多的科學技術信息，增加有關社會進步和科技發展的信息，對學生的創新意識十分有益，增強學生創新的使命感，也有利于學生建立一個發展變化的而不是孤立的客觀物質世界的基本觀點，引導他們去探索更新的知識、培養創新意識，使他們意識到創新永無止境。
另外，現代的中學生他們更關心諾貝爾獎、更關心我國科學技術在目前世界的位置。這就要求教師經常閱讀文獻，捕捉最新信息，掌握第一手資料，不失時機地進行科技宣傳。如介紹我國科學家合成結晶牛胰島素的卓越工作、在生物固氮方面的領先地位，以及唐敖慶教授的配位場理論，借此來增強學生的民族自豪感和信心。現在學生中獨生子女多，缺乏團結合作精神，針對這一點，我們也不妨介紹一下維生素B12的合成，就是這么一種大家常常聽說的物質，它的合成竟凝聚著數百位化學學的心血。通過類似的事例，要使學生明白現代科學的任何重大突破，都不可能是單槍匹馬、個人奮爭的結果，現代科學技術更需要團結，更需要協作。
3.6 通過社會實踐活動培養學生科學素養。
要有效地培養學生科學素養，彌補課堂教學的不足，所以，開展廣泛的社會實踐活動是一條有效的途徑。
(1)舉辦各種講座。介紹科學家創造發明的經過，介紹科學家生平事跡，介紹當代新科技、新成果、新動向，從而深化對科學意義的認識，進一步激發科學興趣。
(2)帶領學生走出校門，了解化學知識和科學技術在工農業生產和生活中的應用加強對科學、技術和社會發展三者之間的聯系的認識。
(3)廣泛開展小發明、小制作活動。引導學生結合教材內容與生產和生活實際，自己設計，自找材料，自己動手進行小發明、小制作活動，如溶解時的熱效應自制熱盒，自制防毒面具，自制消毒裝置等，通過活動使學生感到化學知識是那樣的豐富多彩，使他們真正認識并自覺運用理論與實踐相結合的科學原則，提高自身的科學素養。
(4)舉行科技作品展覽和評選科技作品，組織學生參加學科競賽，以增加學生的科技競爭意識和擴大學生知識視野，還可以組織寫小論文，總結知識，訓練學生的科學表達能力。
總之，在初中化學教學中，善于把化學教學與學生的思想政治教育相結合，與生產生活相結合，弘揚學生個體的創造性，注重培養學生個體的創新意識，發展學生個體的創新能力，變應試教育為素質教育，切實培養學生的科學素養，中華全民族素質將得到提升。
參考文獻
高中化學新課程已經在廣東、山東、海南、寧夏、江蘇五省(自治區)全面推廣,新課程提出了“知識與技能,過程與方法、情感態度與價值觀”的三維課程目標,就是要求學生初步掌握化學基礎知識和基本原理;獲得化學基本操作技能,發展化學思維能力,初步掌握學習和探究化學問題的基本方法和技術手段;增強愛國主義情感,樹立科學的人生觀、資源觀、環境觀和可持續發展觀念。廣大教育工作者深刻領會課改精神,認真學習新課標,刻苦鉆研新教材,全身心投入課程教學改革。應該說,他們積累了許多寶貴的經驗,但也有很多的困惑。許多教師對學生化學學習能力、思維過程、創新精神、情感態度價值觀等的訓練和評價等感到很難操作,也很難把握。
筆者認為,開放性習題是一類很好的訓練和考查學生的化學學習能力、分析化學問題和解決化學問題的題目類型,開放性習題又是一類兼顧各種版本教材的好題,它也將會是化學高考中的一大特色題。
1 開放性習題的概念
化學開放性習題是與封閉性習題相對應的,是指條件確定,而結論不唯一的習題。這類習題要求解答者充分利用題設條件進行大膽思考,由過去解唯一答案的定向思維,拓展轉變為多方位的發散思維。它能夠培養學生的發散性思維、創新思維能力和運用所學知識解決化學問題的能力,在很大程度上彌補了封閉性化學習題的不足,在考查學生的情感態度價值觀方面也有著封閉性習題無法取代的優點。
2 開放性習題的特點
學生的智力層次是不同的,學生的學習水平也有多種層次,從低級的記憶與復現、再認,到高級的分析與綜合,應用與評價,創造性思維等等。設計恰當的化學開放性習題,可以盡可能地提供機會讓學生運用所學的化學知識解決生產、生活和科學實驗中的實際問題,也能夠客觀地檢測出學生的各種水平等次。化學開放性習題一般具有以下特點:
2.1 習題的開放性
化學開放性習題首先在選題和立意上具有開放性,考生站在不同的角度對同一材料可以形成不同的觀點,也可以采用不同的方法來分析和解決同一問題。其次,在問題的設計上也具有開放性,不再單一指向某一知識點,而是要求學生靈活地運用某一類知識作答,給考生留有多角度答題和思考的可能性,能綜合訓練和考查學生對知識的掌握狀況及解決問題的能力。當然,化學開放性習題是有條件的,條件隱含于習題材料或設問中,并不是越開放越好,教師應該根據知識的構成、學生的認知水平而對習題的開放程度加以把握。
2.2答案的不確定性
化學開放性習題的答案具有不確定性,學生可以運用自己所學到的化學知識,根據自己對問題的理解,對同一問題有自己不同的認識,有時甚至可以出現一些相反的觀點。此類開放性習題給教師的批改和評分或評價帶來一定的難度,但是給學生以更大的思維空間,為學生提供了展示自己能力的機會和平臺,可以讓不同層次的學生感受到成功的喜悅,更有利于學生思維空間的拓展和學生創新精神的萌發。
2.3問題背景的實踐性
化學是一門自然科學,也是一門實驗學科。一方面,眾多化學概念、理論的確立,均出自于化學事實的支撐,化學的產生和發展,以至被確定為一門真正的科學,不僅與人類的生產活動密切相關,而且始終與化學事實緊密聯系著,化學科學和技術上的重大發現和突破,一般都來源于化學生產實踐和科學研究實踐。另一方面,廣大學生學習化學,就是為了掌握化學知識,理解化學規律,應用于生產、生活和科學研究。化學開放性習題就是要注重對學生訓練和考查解決實際問題的能力,以化學知識為載體,在生產和生活的背景材料中尋求問題的答案,這也是現今高考內容改革的核心。只有加強實踐性和應用性,做到理論聯系實際,化學學科的價值才能得到體現。
2.4 評價的靈活性
化學開放性習題的評價比較靈活,不像封閉性習題一樣有統一、刻板的答案。開放性習題只要學生回答得符合實際,符合化學原理,符合所假設的情況就可以認為是正確的,就可以給分。靈活的評價方法,就對化學老師提出了更高的要求,對化學知識要理解得更深刻,知識面要更廣。
3 開放性習題的編制方法
化學開放性習題以習題的開放性、答案的不確定性、問題背景的實踐性和評價的靈活性為基本特征,按照化學新課程的基本要求,培養學生的能力和素養為化學教學的根本宗旨,在以后的高考中會逐漸加大化學開放性試題的比例。應該說,廣大教師化學開放性習題編制的經驗還缺乏,方法體系還不夠成熟,筆者對化學開放性習題的編制方法作了一些研究,現介紹如下:
3.1 利用假設情景設置開放性習題
科學研究的一種重要方法是:發現問題——提出假設——收集事實——科學抽象——得出結論——應用推廣。所以,很多科學研究是從假設開始的。利用假設的情景來設置化學開放性習題,也理應成為化學開放性習題編制的一種重要方法。
例題1)假設水分子之間不存在氫鍵,則地球上的環境會怎么樣?(說出一種或幾種可能的現象)
例題2)由金屬鋁制取氫氧化鋁時,可以用不同的途徑來實現,如利用鹽酸,氫氧化鈉溶液,蒸餾水等。請假設幾種有效的方法,寫出反應的離子方程式,并比較得出其最佳制取方法。(此題是訓練或考查學生對金屬鋁的兩性,鋁鹽性質,鋁鹽與偏鋁酸鹽的水解等知識的理解、應用能力,解該題時,一方面,要求學生有較扎實的基礎知識,把握全局的能力及比較抽象的水平。不同層次的學生,回答的程度會有差距,但每個學生都會有成功感覺。)運用假設情景編制開放性習題時,需要把假設的情景跟學生掌握的知識緊密結合起來,這種假設是在學生的知識范圍之內的,學生通過思考是可以解決的。習題的假設,可以是教師設計題目時提供,也可以讓學生自己提出,當然,后者對學生作出的要求更高,學生思維的開放程度更大。這類題對于培養學生的形象思維和邏輯思維能力都是非常有益的,學生通過訓練這種類型的習題,也更深刻理解化學學科的一些思維法則。
3.2利用實驗、觀測等設置開放性習題
高中化學新課程標準要求學生學會獨立或小組合作進行實驗操作、觀察、分析推理。隨著新課程的推開,利用實驗設置開放性習題將作為訓練、考察學生的重要手段。在與新課程相配套的各種化學教材中,也都設有化學實驗的開放性問題。
例題3)通過多種途徑可以制得氨氣,現提供一些常見的藥品(Zn、稀硫酸、空氣、氯化銨固體、熟石灰、生石灰、氫氧化鈉固體、濃氨水等)和一般的實驗儀器(燒瓶、錐形瓶、試管、酒精燈、硬質玻璃管、橡皮塞、導管、集氣瓶、水槽、石棉網、鐵架臺、鐵圈、鐵夾等)制取氨氣,請設計一些合理、可行的方法,寫出反應方程式,裝配出氣體發生裝置并收集一瓶氨氣。
依據反應生成氨氣的化學原理以及所提供的儀器、藥品,可以反應產生氨氣的方法很多,例如:氯化銨固體與熟石灰加熱;濃氨水中加入生石灰或固體氫氧化鈉;加熱濃氨水;加熱氯化銨固體;鋅和稀硫酸反應產生的氫氣再與空氣中的氮氣催化制取氨氣等等。學生可以從化學原理和操作嘗試的結果,進行分析,不同基礎的同學會得到一個或多個簡便可行的制取氨氣的實驗方法。
利用實驗設計開放性習題,可以是書面作業或測試,也可以讓學生設計實驗方案,教師批閱后以小組形式進實驗室實驗,實驗結束后交上實驗報告。此類習題能夠有效地培養學生的實驗動手能力、觀察能力、分析綜合能力;確立理論聯系實際解決問題的觀念;倡導學生獨立學習和小組學習相結合,學會學習,學會應用。
3.3 利用生產、生活和科學實驗設置開放性習題
高中化學新課程標準要求學生“從生產和生活中發現化學問題,獨立地或以小組合作的方式進行探究,尋找解決問題的對策”。這種類型的開放性試題能較好地體現新課標的要求,也符合化學學科的認知目標要求。作為一個化學教師,應該經常關心生產和生活實際,利用已知的背景材料編制出開放性習題。
例題4)工業和交通的發展,大大提高了人民的生活水平,給人們的出行帶來了很大的方便,但是也給環境帶來了不利的影響,酸雨就是一種重要的污染物,它能使土壤酸化、農作物減產、樹木大片死亡、腐蝕設備、損壞雕塑等等。請你結合本地區的實際情況回答:(1)引起本地區酸雨的因素有哪些?(2)有針對性地談談防治酸雨產生的方法。
這是一道考查學生認識化學與生產相結合的開放性習題。對于不同地區的學生,該問題回答的結果會不同,但是,只要學生回答切合本地的實際,就說明學生能把學到的化學知識與生產實際結合,學以致用,能恰當解決實際問題,就應該加以肯定,給予高分。
3.4 利用化學小論文設置開放性習題
[關鍵詞]地方本科高校；環境工程；有機化學；教學體會
1講好緒論，讓學生體會到學習有機化學的有用性。
思維活躍是九零后大學生的重要特點，感興趣與否經常成為他們學習動力的出發點，尤其是環境工程專業學生較多是由其它專業調劑而來，他們對環境工程專業不了解，可能更不感興趣，如果一開始就從專業學習需要的角度引導可能會事倍功半了，起不到激發他們學習興趣的效果。因此，在緒論開始講解部分，我們通常以糕點和餅干中常見的氫化植物油例子，通過讓學生了解其特點和危害讓他們明白本專業的有機化學這門課程可以直接指導他們的日常生活。接著再以阿司匹林的開發，蘇丹紅事件等事例[3-4]，讓學生明白有機化學的知識非常重要，既可以來造福人類也可能會危害社會，所以對于知識應當樹立正確的態度，同時結合有機化合物分析檢測儀器的性能不斷發展讓他們明白他們所要學習的內容不僅是人們對過去認識總結的書本知識，更會帶來新的問題和要求亟待他們去解決和實現。在有機化學發展情況簡介方面，以井岡霉素，青蒿素的開發研究，以及有機化學家黃鳴龍的人名反應和屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫學獎的故事，讓學生明白我們國家在有機化學研究方面的成績和差距，從而逐漸克服畏難情緒，激發學習熱情。而在有機化學理論知識學習方面，適當引入理論研究者的一些故事，比如在雜化軌道理論學習中，加入其創始人鮑林整個人生的一段爭議。讓學生能夠多角度了解有機化學理論和知識產生的過程，化枯燥的機理知識為生動具體的事例。
2幫助學生認識到有機化學在環境工程專業培養體系中的重要性和價值
正是由于有機化學在日常生活中的廣泛應用，有機化合物也成為重要的污染物之一，人們追求有機化學產品的穩定性與耐用性與其廢棄物的處理難度之間存在必然的正相關關系，環境工程專業有機化學的學習目的就是幫助學生認識和掌握有機污染物的性質，來源，轉化規律等內容。由于有機化學多在大一的課程中開設，學生還沒有相應的環境工作知識背景，因而在章節學習過程中應當有必要通過多種方式和手段從環境工程專業素養提升角度展開有機化學知識體系的學習。讓他們提前認識到有機化學的知識在環境工程專業學習中的重要性。例如，在醛酮章節部分，通過對甲醛小專題研究，讓學生明白為什么甲醛會成為日常生活中常見的有機污染物，如何利用甲醛等室內氣體污染物易被臭氧或者催化氧化的特點開發室內空氣凈化器。
3多種引導形式構建學生學習和應用有機化學知識的平臺
3.1幫助學生熟悉有機化學學習基本規律
初學者大多都會感覺有機化學的知識內容繁多，機理深奧難于理解，對于地方本科高校的學生來說，在記憶力和抽象思維能力都是重要考驗。因此在實際教學中結合學生以及環境工程專業的學習特點對內容進行了取舍和梳理，著重講解烴類和有機含氧化合物，有機含氮化合物簡要介紹，天然化合物作為自主學習內容。在知識體系上面分為縱橫兩方面，橫向體系從甲烷，乙烯，丙炔，苯開始循序漸進地延伸到飽和烴，不飽和烴以及芳香烴，烴加氧之后有了醇酚醚，醇酚醚，醇初步氧化得到醛酮，再進一步氧化形成羧酸及其衍生物。它們也可以在適當條件下被還原為醛酮，醛酮又可以被還原為羧酸。縱向方面，以命名，典型化合物特點，化學反應規律以及涉及機理為重點進行介紹，最后還要進行相應的專題總結[4]。例如各種機理的歸納匯總，鑒別方法的對比應用，讓學生形成一個全局觀的知識體系，并在記憶中去不斷加深理解。
3.2理論課內容講授體現環境工程特點
在學生有機化學知識體系形成的同時，還要幫助學生建立有機化學與其它專業之間的關聯體系。例如，我們在學習完自由基反應機理之后，引入世界上環境公害之一的洛杉磯光化學煙霧事件。讓學生用所學的知識解釋環境化學中光化學煙霧的產生原因。在羧酸及其衍生物一章，向學生介紹檸檬酸的發酵制備與環境工程微生物知識中重要的三羧酸循環機理之間的關系，還有環境監測分析中的有機顯色反應，快速檢測有機試劑的開發等等。
3.3增強有機化學實驗的趣味性，提高知識應用能力
針對于地方本科高校學生的特點，以及實驗課時現狀，有機化學實驗更多是操作能力的訓練，我們考慮的是將更多的操作糅合在有限的實驗課時中，同時多方面增強實驗的趣味性和動手能力的培養[5]。例如，我們開設了兩個學時的玻璃工操作，通過該課程學習制作出膠頭滴管，毛細管，彎管，三通，微生物實驗中用到的涂布棒等工具。還開設了香味皂的制作，在基本肥皂制備的基礎上，發揮個人想象力改進成各種類型的香味皂[6,7]。在授課過程中加強實驗預習的要求，重視操作過程的規范化，減少隨意性。在設計性實驗教學過程中引入PBL教學法，注重提高學生思考解決問題的主動性和創造性。考核方面結合預習，出勤，實際操作表現以及期末的實驗問答多方面綜合評判學生的知識掌握情況。
3.4利用新的工具和形式進行知識的傳播，兼顧不同化學基礎的學生
有機化學的理論知識和反應機理相對抽象和枯燥，尤其是對于地方本科高校學生化學基礎參差不齊的現狀，經過前期的誘導和激發，大多數學生已經有了比較強烈的學習意愿，接下來則是對授課方式的細致考量。借助于各種形式的視頻和動畫演示讓學生對于所學知識形成具體和形象的認知。同時可以建立課程郵箱，提供上課的各種材料和練習題目供學生自由下載學習，對于學習能力較強的學生還可以在其中提供更多的選學部分的相關資料，并借助該郵箱對學生進行答疑解惑，從而讓不同基礎的學生都能從中獲取自己需要的學習內容。
3.5保障有機化學知識的延續性學習
有機化學課程的結束并非意味著有機化學知識學習的結束，作為一名有機化學教師，還應該采取各種方式為學生后期從事的業余科研，大學生創新創業訓練，畢業論文等提供有機化學相關內容的支持和幫助。保持他們對有機化學學習的持久性動力[8]。
4結語
【關鍵詞】高中階段歷史學習理科生情感教育人文精神
【中圖分類號】G633.51 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）05-0039-02
近年來，在校大學生惡性犯罪的案例時有發生，2002年2月清華大學機電系學生劉海洋用硫酸傷熊事件，2003年3月29日，蘭州理工大學土木工程系學生張君慧，與男友李小勇在蘭州理工大學3號教工樓西側小樹林發生口角，張拿出隨身攜帶水果刀朝男友胸部直捅一刀，李經醫院搶救無效死亡。2004年2 月，云南大學生化學院生物技術專業學生馬加爵，疑室友打牌作弊，“氣憤，想不開”，竟然在三天之內連殺四位同窗。2005年6月，北京大學醫學部公共衛生系學生安然殘忍地將同窗好友殺死，2013年4月份復旦大學醫學院研究生投毒案……
本是同根生，相煎何太急？同室操戈的悲劇，一再上演。作為一直在歷史教學中探索培養學生人文精神的一線老師，敏感的發現作案者是清一色的理科生。這些所謂的“天之驕子”對生命是如此漠視，映射出理科生人文精神的缺乏，而歷史學科是培養學生人文精神的前沿陣地，但是對于理科生來講學習歷史到底受益多少呢？
在此觸動下，我在高二年級兩個理科班做了一次關于學習歷史的問卷調查。主要從發展心理學的角度出發,重點從學生的學習心理、學習歷史的興趣以及學習歷史的影響等方面進行問卷設計。這兩個班共參與答卷93名同學， 調查結果分析：只有27%的學生對歷史課 “感興趣”。亦有30％以上的學生對歷史學習持“無興趣、勉強接受”甚至是厭惡的態度。約有43%的學生持“可以接受”的心態。學生對歷史的學習態度不容樂觀。基本上是為了應付“會考”而學，會考一完也就忘光了。對于學習歷史對他們有何影響這一問，居然有51名同學選擇不清楚，約占55%,有18名學生選擇沒有影響，約占20%，只有24名學生選擇有影響，約占25%。這樣的調查結果，作為最基層的中學歷史老師，多少有點尷尬。尷尬之余，更需要的是反思。
在現行教育制度下，高中階段廣西包括很多省市理科生只需要學習中國近現代史，會考完了也就基本忘了，初中開卷考試，歷史知識幾乎為零。歷史教育，是中學生思想成熟過程中不可或缺的部分。但在就業觀的支配下，重理輕文是一個不爭的事實，歷史教學也就順理成章的變得非常被動，在這順理成章的背后，映射的是現行教育制度和社會觀念問題。
學習歷史對于理科生來講真的是多余的嗎？非也，筆者認為歷史雖然不能像自然科學那樣帶來直接的“功利”，但學習歷史卻是一個人成人、成才的必備條件。
一、學習歷史有益于人格塑造。
先民很早就認識到“君子以多識前言往行，以畜其德”的哲理，說明歷史知識在人生修養方面起著重要的作用。英國思想家培根說：“讀史使人明智。”這是因為歷史不僅凝聚了史學家對歷史的深刻理解和智慧，而且一幅幅歷史畫卷揭示了歷史的規律、社會的法則和為人處世的道理。因此，在學習歷史中能獲得一份助他走向成功的人文涵養。
盡管理科生不用直面歷史高考，但不是因為“應試”而學習歷史。學習歷史最終的目的是確立歷史的人生觀，要有益于人類。學生在與歷史的對話中感悟歷史的內涵，汲取歷史的睿智，沐浴人文精神的陽光，塑造完美的人格，為學生的終身發展打下基礎。中學教育是國民文化教育的重要階段，一個公民接受歷史教育、了解祖國以及世界的歷史主要在中學階段，其人格的塑造也主要在這個階段。
二、學習歷史有助于培養創新思維。
著名的反傳統哲學家尼采曾憤世嫉俗地描述道：“我漫步在人中間，如同漫步在人的碎片和斷肢中間！……我的目光從今天望到過去，發現比比皆是：碎片、斷肢和可怕的偶然――可是沒有人！”尼采的話真可謂振聾發聵，我們的教育應培養完整的、具有活力和創造力的人，而不是人的“碎片”。歷史第一課堂是傳承歷史知識，而歷史第二課堂內容豐富、形式多樣，可以是開歷史故事會、編歷史小報、排演歷史劇，也可以進行歷史考察活動、開展歷史研究性學習、撰寫歷史小論文等；她充滿生機和活力的，在這里，學生不僅能增長知識、開闊視野和陶冶情操，而且還能學會合作、學會研究、學會創新。人類歷史就是一部不斷創新的歷史，從某種意義上說，歷史課就是教學生如何進行創新的課。學生從人類的創新史中汲取創新的精神、創新的方法和創新的“靈氣”，成為具有創造性的學生。
如今許多理工院校的學生在人文科學知識上根底欠缺，很難在創意領域發揮才能。而近年異軍突起的廣告、影視、商務策劃、軟件開發、藝術設計等產業，恰恰需要上知天文、下知地理的人文科學和自然科學兼備的創意型人才。
三、學習歷史引發對人生的思考。
學習歷史對人生影響有兩種境界：一是增加生活的情趣，培育人生的情懷。臺灣歷史學家張玉法先生說過，學習歷史的人，其歷史空間大，“歷史空間大的人，人生的情懷就不一樣。”因為“歷史的經驗，絕不是讓人看破紅塵。但有時對某些事，你必須淡然處之的時候，歷史中便會有千百案例，支持你這樣做。”二是確立人生的理想。歷史的人生觀是積極向上的，因為它是以“對現世的貢獻換取永恒的不朽”。 學習歷史使人具備開闊的胸襟和多元文化觀,從而能夠從更寬廣的角度,感悟人生，尊重生命，在生活的坐標中找到自己的位子，努力對人類文明有所貢獻，實現自己的人生價值。
四、學習歷史歸宿在于經世致用。
英國詩人雪萊曾這樣寫道：“歷史，是刻在時間記憶上的一首回旋詩。”歷史，它往往會以驚人的相似度再次出現，如何從過往相似的歷史事件中吸取經驗教訓？如何利用古人的智慧應對今天的現實生活？答案是，學習研究歷史。也因此，歷史學就有了它最重要的功用――經世致用。何謂經世？致力于國家，致力于社會謂之經世；何謂致用，以我之所學，化我之所用謂之致用。歷史學習中的引導和提問，能促進學生關注社會、關注身邊發生的生活事件，促進歷史問題的生活化，引發學生的學習興趣，引導學生正確對待社會問題。歷史學習中的移情，烘托出強烈的歷史情境，讓學生在體驗歷史的基礎上，既要深入歷史，與歷史人物同呼吸，共命運，進行心靈的碰撞，情感的交流；又要站在理智的更高層面，對歷史事物做出價值評判。最大限度地給他們以表現的機會，感受成功的喜悅，培養具有自信心、事業心，開拓型的人才，才能面對挫折、困難、挑戰而從容自如。
當然，學習歷史不僅僅對個人有益。對一個民族而言，學習歷史可以增強民族意識，進行愛國主義教育，服務于社會和國家。臺灣當局推行漸進路線,就從歷史學和歷史教育入手。他們鼓吹“認同臺灣”,主張各級學校國史教育只講授臺灣史,而廢除中國史,甚至主張把中國史當做外國史。從臺灣同胞對祖國、對中華民族的強烈的民族認同感,以及臺灣當局對中小學中國歷史教育的排拒,從分子對中小學講授中國史的恐懼,我們不難感受到歷史和歷史教育在培養和強化中華民族文化心理和民族價值觀的過程中所涵攝的獨特功能和價值。
對人類文明而言，傳承歷史，延續文明；培養擁有全球意識的“地球公民”；汲取前人的智慧與教訓，造福人類等等。
筆者作為執教一線的歷史老師，面對歷史教學低迷局面，很是無奈。當然這不僅僅是國家教育制度的問題，也是社會觀念的問題，教育制度以及社會觀念或許在短時期很難扭轉過來，那么作為一線的老師，我們應該為理科生人文素養的提高做些什么呢？筆者認為有如下幾點：
一、以培養興趣為前提，激發學習的主動性。
例如在教學手段上運用多媒體，出示原始資料、圖片、漫畫等多種方式加強直觀性教學，給學生以充滿活力和豐富多彩的歷史情景，提高學生的興趣，使學生在一種輕松愉快的氣氛中理解和感悟歷史，培養學生的民族意識和愛國主義精神。
二、利用理科生思維活躍的特點，設計課堂教學。
課堂教學既是科學，又是藝術。高超的課堂教育藝術來源于教師的知識水平、自身修養和教學機智，它要求教師有駕馭和統攝整個課堂教學的時間和空間的意識和技巧。例如充分給予學生在課堂上參與機會，穿越時空隧道串演歷史人物，引領他們回歸歷史超越歷史，運用歷史經驗解決身邊類似的問題以達到學有所用。
三、端正教育思想，關注每一個學生。
羅森塔爾效應告訴我們：教師對學生的期望影響著教師對學生的態度，而教師對學生的態度又影響著學生的發展，在課堂教學中每個學生都希望得到老師的注意，尊重和賞識，如果教師能把握每個學生的個性，形成恰如其分的期望，對學生保持積極的態度，就可能產生良好的自我實現和預言效應，從而培養造就個性豐富，人格完整的高素質人才。
四、充分利用歷史素材，進行“煽情”。
教學中教師要運用生動形象的講述，巧妙迂回的提問，富有心機的點撥，形式多樣的教學，把無窮的人類歷史的演進沉鉤，民族文化的深厚底蘊展現在學生面前。善于選擇教學內容的“啟情點”，激發學生靈魂深處的感動。
總之，高中階段理科歷史教學不容忽視，歷史教師的使命不僅僅是傳授知識，更要為塑造青少年美好的心靈，引導、熏陶和提升青少年高尚情操做出不懈努力。社會需要良性循環，人們呼喚青少年情感的回歸，歷史教師責無旁貸。
參考文獻：
[1]王家余主編《高中新課程歷史教學案例與評析》2007年修訂版。
[2]朱永新《我的教育理想》南京師范大學出版社，2003，05。
本 科 畢 業 設 計（論 文）
(2009屆)
題 目 ClO2染料脫色研究
學 院 生物與化學工程學院
專 業 化學工程與工藝
班 級 051
學 號 105042022
學生姓名 徐旭旦
指導教師 諸愛士
完成日期 2009年6月 11日
學院畢業設計（論文）、學位論文
版權使用授權書
本人 徐旭旦 學號 105042022 聲明所呈交的畢業設計（論文）、學位論文《 ClO2染料脫色研究 》，是在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發表或撰寫過的研究成果，與我一同工作的人員對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。
本畢業設計（論文）、學位論文作者愿意遵守浙江科技學院 關于保留、使用學位論文的管理辦法及規定，允許畢業設計（論文）、學位論文被查閱。本人授權 浙江科技學院 可以將畢業設計（論文）、學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫在校園網內傳播，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編畢業設計（論文）、學位論文。（保密的學位論文在解密后適用本授權書）
論文作者簽名： 導師簽名：
簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日
ClO2染料脫色研究
學生姓名：徐旭旦 指導教師：諸愛士
（浙江科技學院生物與化學工程學院）
摘 要：二氧化氯具有強氧化性、不穩定性和消毒性。本文在制備二氧化氯的基礎上，用分光光度法測定反應后酸性紅染料廢水的含量，從而計算二氧化氯對酸性紅染料廢水的脫色率。研究攪拌速度、二氧化氯用量、pH值、反應溫度、反應時間、廢水初始濃度等對廢水的脫色效果。實驗結果表明：攪拌速率、廢水起始濃度以及反應溫度對脫色率影響不大，反應速度很快，10分鐘基本上完全反應。在堿性條件下脫色率較低，但在酸堿度達到一定值后對脫色率影響很小。二氧化氯對廢水脫色的較佳條件：反應溫度30℃，反應時間10min，轉速250r/min，pH=6，酸性紅染料與二氧化氯反應的摩爾比為1:3.17。通過對實驗數據的處理得到二氧化氯與酸性紅的反應為一級反應，并得到以下的阿倫尼烏斯方程:k=0.12e-231.11/RT以及動力學方程: r=kcA0.5cB0.5。
關鍵詞：酸性紅染料廢水；二氧化氯； 脫色率；動力學
Study on Dye’s Decolorization by ClO2
Student’ s name: XU Xu-dan Advisor: ZHU Ai-shi
（School of Biological and Chemical Engineering Zhejiang University of Science and Technology）
Abstract: Chlorine dioxide has strong property of oxidation, the instability and the disinfection. This article is based on the preparation of chlorine dioxide, the content of the acid red dye wastewater was after reaction determined by spectrophotometric methods, and thus decolourization rate of acid red dye wastewater was calculated with chlorine dioxide. Then the decolourization effect of the dye wastewater by reaction mixing speed, the amount of chlorine dioxide, pH, reaction temperature, initial concentration of dye wastewater, reaction time were studied. The experimental result indicated that, the mixing speed, initial concentration of the dye wastewater and reaction temperature are little influence to the decolourization rate. The reaction is very quick,The reaction would be completed within 10 minutes. Under the alkalinity condition, the larger pH is , the lower decolourization rate is,and the pH is out of scope is little influence to the decolourization rate. So the best condition are the followings: reaction temperature is 30℃, reaction time is 10min, rotational speed is 250r/min, pH is 6, the ratio of the acid red dye wastewater and a chlorine dioxide response is 3.17.To deal with the data of the experiment we get the result: the reaction is first order, and Arrhenius Equation is k=0.12e-231.11/RT, dynamic equation is r=kcA0.5cB0.5.
Keywords: Acid red dye wastewater; Chlorine dioxide; Decolourization rate;
Kinetics
目 錄
中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ
英文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅱ
目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅲ
1． 緒論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.1 印染廢水的特點．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.2 印染廢水的處理方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.3 ClO2在印染廢水中的應用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.4 ClO2的性質．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.5 ClO2的制備方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.6 ClO2的脫色機理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.7 應用概況．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
2. 實驗試劑與玻璃儀器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.1 主要原料和試劑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.2 主要儀器．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.3 實驗步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.3.1 用亞氯酸鈉自氧化法制備二氧化氯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.3.2 用丙二酸法測定二氧化氯總含量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.3.3 模擬廢水．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
3. 實驗結果與討論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
3.1 標準曲線的繪制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
3.1.1 波長掃描選定最大波峰．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
3.1.2 濃度與吸光度曲線．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
3.2 單因素考察．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
3.2.1 反應溫度對染料脫色效果的影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
3.2.2 轉速對染料脫色效果的影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.2.3 ClO2投加量對染料脫色率的影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
3.2.4 pH值對染料脫色率的影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
3.2.5 染料初始濃度對脫色率的影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.2.6 反應時間對染料脫色效果的影．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3.3 染料與二氧化氯反應的摩爾比推算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
3.4 動力學計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
4. 結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
致謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
1 緒論
1.1 印染廢水的特點
據數據顯示：目前我國紡織印染行業共有平洗機或溢流染色機10萬臺左右，每年排放的高溫污染廢水近10億噸，是一種較難處理的工業廢水之一。每排放一噸印染廢水，就能污染20噸水體，由此可見染色廢水對水體的污染是非常大的。加入WTO后，紡織印染近幾年均以兩位數增長，但污染物處理設施難以同步，污染物排放總量有增加趨勢。而且染色廢水因所用的染料的不同，廢水的水質變化很大，染色廢水一般色度很高，含有染料、助劑、表面活性劑、纖維雜質、油劑、酸堿以及無機鹽等，一般呈強堿性，COD/BOD比較高，可生化性較差。其中，助劑和染料COD的 70%以上，而染料只占廢水COD的10%左右。但是，染料形成了印染廢水的主要特征之一—高色度。
1.2 印染廢水的處理方法
印染廢水的處理方法大致可分為物理法、化學法、生化法、電化學法。
物理法又分為吸附法和膜分離法。
吸附法是利用多孔性固體(如活性炭、吸附樹脂等)與染料廢水接觸，利用吸附劑表面活性，將染料廢水中的有機物和金屬離子吸附并濃集于其表面，達到凈化水的目的。
活性炭具有較強的吸附能力，對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附功能，但活性炭價格昂貴，不易再生［1］。
膜分離技術應用于染料廢水處理方面主要是超濾和反滲透。據報道，用管式和中空纖維式聚砜超濾膜處理還原染料廢水脫色率在95%～98%之間，CODCr去除率60%～90%，染料回收率大于95%[2,3]。有一些納濾膜表面帶有電荷,它們的分離機理比較復雜,一般用電荷模型和空間位阻模型來闡明分離過程。利用活性泥法或生物膜法均可有效地去除其中的COD，但一般對色度去除的效果并不明顯[4]。
化學法又分為化學混凝法、化學氧化法、濕式空氣氧化法、光催化氧化法。
化學混凝法主要有沉淀法和氣浮法，此法經濟有效，但產生化學的污泥需進一步處理。常用的有無機鐵復合鹽類。近年來國內外采用高分子混凝劑日益增多。天然高分子絮凝劑主要有淀粉及淀粉衍生物、甲殼質衍生物和木質素衍生物3大類。曾淑蘭等[5]用NaOH作催化劑將玉米淀粉和醚化劑M反應制得的陽離子淀粉CST，用量為7～15 mg/L時，對酸性染料、活性染料的脫色率達90%以上。吳冰艷等[6]用接枝聚合制得的木質素季胺鹽絮凝劑處理J酸染料廢水，絮凝劑中的季胺離子與廢水中的磺酸基團生成不溶于水的物質，投量20 mg/L，色度去除率達90%。方忻蘭[7]利用海蝦、蟹殼為原料制得的殼聚糖用來處理印染廢水，CODCr去除率達85%以上。天然高分子絮凝劑電荷密度小，分子量低，易發生生物降解而失去絮凝活性。人工合成的有機高分子絮凝劑分子量大，分子鏈中所帶的官能團多，絮凝性能好，用量少，pH范圍廣。
化學氧化是利用臭氧、氯、及其含氧化物將染料的發色基團破壞而脫色。臭氧氧化法對多數染料能獲得良好的脫色效果。但對硫化、還原等不溶于水的染料效果較差。Fenton試劑氧化法，其脫色的實質是H2O2 與Fe2+ 反應所產生的羥基自由基使染料有機物斷鏈[8]。
濕式空氣氧化法(WAO)是在高溫（125～320℃）、高壓(0.5～20 MPa)條件下通入空氣，使廢水中的有機物直接氧化[9]。超臨界水氧化（SCWO）是指當溫度、壓力高于水的臨界溫度（374℃）和臨界壓力（22.05 MPa）條件下的水中有機物的氧化。它實質上是濕式氧化法的強化和改進。超臨界態水的物理化學性質發生較大的變化，水汽相界面消失，形成均相氧化體系，有機物的氧化反應速度極快。超臨界水氧化法與傳統的方法相比，效率高，反應速度快，適用范圍廣，可用于各種難降解有機物；在有機物的含量低于2%時；可通過自身熱交換，無須外界供熱 ，反應器結構簡單，處理量大。
光催化氧化法常用H2O2或光敏化半導體（如TiO2、CdS 、Fe2O3 、WO3 作催化劑），在紫外線高能輻射下，電子從價帶躍遷進入導帶，在價帶產生空穴，從而引發氧化反應。此法對染料廢水的脫色效率高，缺點是投資和能耗高。
生化法具有運行成本低，對環境污染少的特點。但染料廢水水質波動大，種類多，毒性高，對溫度和pH條件要求較苛刻的微生物很難適應。好氧處理法運行簡單，對CODCr、BOD5的去除率較高，對色度的去除率卻不太理想。而厭氧處理法對染料廢水的色度去除率較高。厭氧處理法污泥生成量少，產生的氣體是甲烷，可利用作為能源。但單獨使用，效果不理想。高效菌群（High Solution Bacteria）是利用復合的微生物群來處理染料廢水的方法，菌種現已發展到100多種，如反硝化產堿菌、脫氮硫桿菌、氧化硫硫桿菌等。它可以針對不同的廢水配成不同的菌群去分解不同的污染物，具有較高的針對性。運用H.S.B技術處理無錫某染料廠生產的分散染料、酸性染料（CODCr濃度達2000～2500mg/L）的廢水，出水CODCr小于100mg/L，平均去除率為92.68%[10]。
電化學法治理廢水，實質是間接或直接利用電解作用，把染料廢水中的有毒物質轉化為無毒物質。近年來由于電力工業的發展，電力供應充足并使處理成本大幅降低，電化學法已逐漸成為一種非常有競爭力的廢水處理方法。染料廢水的電化學凈化根據電極反應發生的方式不同，可分為內電解法、電凝聚電氣浮、電催化氧化等。
應用最廣泛的內電解法是鐵屑炭法。內電解法的優點是利用廢物在不消耗能源的前提下去除多種污染成分和色度，缺點是反應速度慢、反應柱易堵塞、對高濃度廢水處理效果差。
在外電壓作用下，利用可溶性陽極（鐵或鋁）產生大量陽離子，對膠體廢水進行凝聚，同時在陰極上析出大量氫氣微氣泡，與絮粒粘附一起上浮。這種方法稱為電凝聚電氣浮。與化學凝聚法相比，其材料損耗少一半左右，污泥量較少，且無笨重的加藥措施。其缺點是電能消耗和材料消耗過大[11]。
電催化氧化是通過陽極反應直接降解有機物，或通過陽極反應產生的羥基自由基、臭氧等氧化劑降解有機物。電催化氧化法的優點是有機物氧化完全，無二次污染。但該法真正應用于廢水工業化處理則取決于具有高析氧電位的廉價高效催化電極。同時電極與電解槽的結構對降低能耗也起重要的作用。賈金平等[12]研究了活性炭纖維電極與鐵的復合電極降解多種模擬印染廢水，有較好的效果。
1.3 二氧化氯在印染廢水處理中的應用
蘇玫舒等[13]采用混凝—二氧化氯法處理印染廢水，可有效去除廢水的色度，使廢水達標排放。在實驗條件下，先加入100mg/L PAC，攪拌并靜置60min，然后加入60mg/L ClO2，反應4h后，色度、COD、BOD平均去除率分別達到94.5%、88.3%、91.8%，實際應用中處理后色度、COD、BOD平均去除率分別達到93.7%、85.2%、92.7%，符合國家GB8978-1988《污水綜合排放標準》。
王福祥等人[14]曾在南京市大廠區麒麟華洋印染公司進行試驗，通過用二氧化氯處理印染廢水，脫色率和COD去除率分別達到97.5％和80.3％，處理后的廢水指標完全符合國家排放標準。
林大建[15]利用二氧化氯作為強氧化劑對漂染廢水中的有機物進行氧化分解，試驗結果表明:對COD的去除率>78％，對色度的去除率>95％，水的循環利用率可達72％。
賀啟環等[16] 研究了二氧化氯催化氧化處理酸性大紅染料廢水。當廢水COD=3400mg/L左右，pH=4，氧化反應時間為45分鐘, ClO2投加量為750mg/L，在催化劑作用下，COD平均去除率達到88%左右，而單一的ClO2氧化，其COD平均去除率僅為28%左右。
1.4 二氧化氯的性質
ClO2在常溫下為黃綠色或橘黃色氣體，當溶液中濃度為14～17mg/L時氣味明顯[17]，具有氯和臭氧的特殊刺激臭味，毒性與氯氣相似。在20℃，大氣壓下，水中二氧化氯的質量濃度為70mg/L。二氧化氯氣體在室溫條件下可壓縮為液態，密度為2.4g/L，沸點10.9℃，熔點-59℃。在水中的溶解度很大，約為Cl2的5倍，ClO2分子結構外層存在一個未成對電子—活潑自由基，具有很強的氧化作用，二氧化氯的還原能力（0.95V）比氯氣（1.95V）低的多，但它的氧化能力卻比氯氣高的多[18]，其氧化能力約為Cl2的2.63倍。其氣體在高于-40℃時不穩定、易爆炸,所以需要在使用現場生產。二氧化氯暴露于光線下或接觸有機物時，溫度上升就會爆炸。二氧化氯壓縮為液態，輕微的環境變化就會導致爆炸。工業上，二氧化氯運輸通過混合空氣以保持二氧化氯濃度在8%～12%。在黑暗中，二氧化氯溶液可保存幾個月。二氧化氯化合物是中性的四氧化狀態，它很小、易變的和高度充滿活力的分子在稀釋水溶液中以自由基存在。濃度高時會與還原劑發生強烈反應；然而在無光密閉容器下能形成穩定的二氧化氯水溶液。由于獨特的、單電子轉移的機制,它作為一個高選擇性的氧化劑 [19]。
1.5 二氧化氯的制備方法
ClO2的制備方法主要有化學法和電解法兩種。其中化學法又分為還原法和氧化法。還原法[19]根據還原劑的不同，可分為二氧化硫法、鹽酸法、硫酸法、甲醇法和雙氧水法。目前，氧化法主要集中在以NaClO2為原料發生ClO2。其方法主要有酸化法、Cl2氧化法、過硫酸根離子（S2O82—）氧化法、電化學法和有機物或過渡金屬（如Fe3+）氧化法等，其中大多數發生技術使用的是氧化過程。
本實驗采用亞氯酸鈉自氧化法：在酸性介質中，亞氯酸鈉發生自氧化還原反應生成二氧化氯。反應式為:
5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
該方法的特點是一次性投資少，操作工藝簡便，易于控制。不足之處是反應速度慢，酸量大，產生的廢酸多。在實驗室制備時二氧化氯容易逸出，有一股刺激性氣味，所以在實驗時要特別注意密封盡量減少氣體逸出。如果是在鹽酸介質中反應,產品混合物中會有一定量的鹽酸。
1.6 二氧化氯的脫色機理
ClO2處理印染廢水主要是氧化破壞染料的發色基團和助色基團，達到顯著的脫色效果。在一定條件下，二氧化氯可與DPD(N，N-二乙基對苯二胺)、甲酚紅(鄰甲酚磺酞)、氯酚紅(二氯磺酞)、酸性靛藍(5，5-靛藍二磺酸鹽或靛藍三磺鹽)、麗絲胺綠B(芳甲烷染料)、羅丹明B(四乙基羅丹明)和亞甲藍等顯色劑發生脫色反應。酸性靛藍在pH<4時，可以與氧化劑二氧化氯發生斷鍵反應，而生成穩定化合物靛紅C8H5NO2。二氧化氯除與酸性靛藍等染 料發生反應外，還與許多直接染料和活性染料反應，而使染料褪色。利用二氧化氯的這一性質，可將二氧化氯用于處理印染廢水。目前，利用二氧化氯來處理印染廢水已得到一定的進展，尤其在脫色方面去除率高，因而是具有廣闊的推廣應用前景的[20]。
1.7 應用概況
制成的穩定性二氧化氯作為一種多功能化工產品，自上個世紀和年代就逐步在紙漿和紡織品漂白、消毒及自來水凈化、工業廢物處理等行業得到應用，尤其是經ClO2消毒后反應物基本無毒。二氧化氯作為一種強氧化劑，由于其在消毒殺菌、防腐除臭、保鮮及環境污染處理等方面的獨特功能已受到國內外有關專家的廣泛關注。80年代中期，美國農業部(USDA)和美國環保局(USEDA)確認ClO2可作為食品消毒劑和飲水殺菌劑[21]。最近世界衛生組織(WHO)認為該物質完全無致癌，而推薦為安全消毒物質中的A1級產品。目前，越來越多的國家已把ClO2用作飲用水的消毒劑，并對ClO2在醫療衛生、水產品加工、果蔬保鮮及環境污水處理等方面進行廣泛的應用研究。
ClO2的研究和應用在我國始于20世紀80年代，生產規模上與國外相比都有一定差距，但是目前發展迅速，已有多家廠家生產，應用領域也很廣泛，主要有飲用水處理、廢水處理、殺菌滅藻、醫療衛生、造紙工業、油田解堵等幾個方面。ClO2作為滅菌消毒氧化劑，具有很好的效果，明顯優于常用的Cl2，且具安全可靠、無環保問題等優點，因此，它的應用勢必愈來愈廣，在我國的應用亦有廣闊的前景。
2 實驗試劑與玻璃儀器
2.1 主要原料和試劑
(1)亞氯酸鈉
AR
(6)硫代硫酸鈉
AR
(2)淀粉
AR
(7)丙二酸 AR
(3)鹽酸
AR
(8)重鉻酸鉀
AR
(4)硫酸
AR
(9)酸性紅
工業品
(5)碘化鉀
AR
2.2 主要儀器
(1)可見分光光度計(上海光譜儀器有限公司722E型)
(2)恒溫水浴缸（上海精密實驗設備有限公司DK-S24型）
(3)恒速攪拌器（上海申勝生物技術有限公司S212-40型）
(4)二氧化氯發生裝置(實驗室自搭)
(5)電子天平（北京塞多利斯儀器系統有限公司BS124S型）
2.3 實驗步驟
2.3.1 用亞氯酸鈉自氧化法制備二氧化氯
(1)打開恒溫水浴調至250C；
(2)搭好反應裝置和接收裝置，檢查裝置氣密性；
(3)待水溫穩定后，將反應液裝入浸入水浴鍋中的三口燒瓶中，同時打開空氣
壓縮機控制0.14m3/h的氣體流量，反應開始；
(4)觀察反應過程中接收瓶中的顏色的變化，反應25分鐘，結束反應；
(5)關閉水浴鍋和壓縮機，整理實驗臺面，將設備等恢復原狀。
2.3.2 用丙二酸法測定二氧化氯總含量
2.3.2.1 試劑配制
(1)2mol/L硫酸 取11mL98%濃硫酸加入到89mL水中置于試劑瓶中。
(2)10%碘化鉀 10g碘化鉀加入100mL水中置于棕色瓶中避光保存于冰箱中，
若顔色變黃需重新配制。
(3)0.5%淀粉 取0.5g淀粉置于100mL水中煮沸，冷卻后置于棕色瓶中避光保
存。
(4)10% 丙二酸 10g丙二酸加無離子水溶解成100mL。
(5)0.1mol/L硫代硫酸鈉溶液 取1000mL蒸餾水加入0.1g碳酸鈉，煮沸，稱
取24.80g硫代硫酸鈉置于該沸水中，冷卻放置于棕色瓶中，避光保存1-2周。
2.3.2.2 測定
取二氧化氯液10.0mL，置于含100mL無離子水的碘量瓶中，加10% 丙二酸溶液2mL，搖勻。靜置反應2min后，加2mol/L硫酸10mL，10%碘化鉀溶液10mL后加蒸餾水數滴于碘量瓶蓋緣，置暗處5min。打開蓋，讓蓋緣蒸餾水流入瓶內。用硫代硫酸鈉標準溶液（裝入滴定管中）滴定游離碘，邊滴邊搖勻。待溶液呈淡黃色時加入0.5%淀粉溶液10滴，溶液立即變藍色。繼續滴定至藍色消失，記錄用去的硫代硫酸鈉溶液總量。重復測3次，取3次平均值進行以下計算 。
由于1mol/L硫代硫酸鈉標準溶液1mL相當于13.49mg二氧化氯，故可按下式計算二氧化氯含量：二氧化氯含量(mg/l)=(M×V×13.49/W)×1000[22]
其中：M-------硫代硫酸鈉標準溶液的濃度，mg/L；
V-------硫代硫酸鈉標準溶液在滴定中用去的毫升數，mL；
W-------碘量瓶中所含二氧化氯樣液毫升數，mL。
2.3.3 模擬廢水
印染車間排出的廢水通常濃度在100 mg/L左右，現在用酸性紅染料配置模擬廢水，用電子天平稱取1.000g酸性紅染料，加水溶解稀釋到2L。做實驗時取樣體積為20.00mL的配制好的溶液，投加一定量的二氧化氯溶液，保持二氧化氯溶液的過量，使二氧化氯和酸性紅染料摩爾比為4:1，再加水稀釋到100mL，使酸性紅染料濃度為100.0 mg/L（模擬廢水）。
3 實驗結果與討論
3.1 標準曲線的繪制
3.1.1 波長掃描選定最大波峰
取配制好的500.0mg/L酸性紅染料的溶液取出20mL，加去離子水配成100mL，配制成100mg/L(模擬廢水)，用分光光度計在不同波長下進行測量，得到以下的波長與吸光度曲線，見圖1：
圖1 最佳波長曲線
從圖1可以看出，波長在500nm時，吸光度達到最大值，即最大吸收峰，
以此作為測定波長。
3.1.2 濃度與吸光度曲線
取配制好的500mg/L酸性紅染料的溶液，然后分別取出20、15、12、10、8、6、5、2 mL，各加去離子水用100mL容量瓶標定，分別用分光光度計在500nm進行測量，得到以下的濃度標準曲線，見圖2：
圖2 酸性紅染料的標準曲線
在以下單因素考察實驗中，將吸光度代入上面方程y = 0.0093x + 0.0239中，算出反應后酸性紅的濃度y，再根據y1=y總-y算出反應的酸性紅的量y1，最后根據脫色率= y1/ y總×100%，從而計算出脫色率。
3.2 單因素考察
3.2.1 反應溫度對染料脫色效果的影響
溫度是影響反應效果的因素之一，從印染車間排出的廢水通常具有較高的溫度。酸性紅染料的模擬廢水的濃度為100mg/L ,取樣體積為10mL的配制好的溶液，投加一定量的二氧化氯溶液，保持二氧化氯溶液的過量，使二氧化氯和酸性紅染料摩爾比為4:1，但要讓總溶液的量保持在100mL以內，然后加水讓溶液的體積保持在100mL，這樣就保持了染料和二氧化氯的濃度的一致性。在相同的因素前提下，考察不同的溫度二氧化氯對酸性紅溶液的脫色效果的差異。因此，考察以下幾個溫度點，確定溫度是否對二氧化氯脫色效果有影響。以下是考察15、20、25、30、35℃五個溫度點時，反應結束后馬上取樣，然后用分光光度計測定吸光度，最后通 過酸性紅染料的標準曲線計算脫色率。
在20℃時，沒有經過鼓泡除去剩余的二氧化氯，用分光光度計測定吸光度，其吸光度為0.054，而經過經過鼓泡后其吸光度為0.045，所以每次反應結束后先進行鼓泡，再用分光光度計測定其吸光度。二氧化氯對酸性紅染料在不同的溫度條件下的脫色能力的大小差異。見圖3：
圖3溫度對染料脫色率的影響
從圖3可以看出，二氧化氯對酸性紅溶液進行脫色時，溫度對其脫色能力的影響并不是非常大，脫色的能力都在98-99%左右。但是30℃時的溫度效果較其它四個來說要略好一些，因此，從圖表來看，溫度升高時脫色率略有升高，但是以30℃時的溫度為分界線，大于30℃時脫色率反而下降。可能的原因是由于溫度升高，二氧化氯的活性升高，使轉化率提高，但是溫度過高，又使二氧化氯有些揮發出來，造成了二氧化氯溶液濃度的下降，這樣使得脫色率又有點下降。因此，選取30℃的溫度為最佳的單因素之一。
3.2.2 轉速對染料脫色效果的影響
在二氧化氯與酸性紅染料溶液反應時，由于存在一個混合接觸的過程，它們的溶液濃度雖然不變，但是，理論上來說，在混合反應時，加快混合時的速率，可以提高反應的速率。因此，對于攪拌速率來說，應該是越快越好。在保持溫度、pH、起始料液等各因素不變的前提下，來考察不同的攪拌速率是否對二氧化氯的脫色效果有影響，使轉速分別控制在50、100、150、250、300r/min，考察攪拌速度對染料脫色效果的影響。反應結束后馬上取樣，鼓泡除去剩余沒有反應的二氧化氯，然后用分光光度計測定吸光度，最后通過酸性紅染料的標準曲線計算脫色率。見圖4：
圖4 攪拌速度對染料脫色率的影響
從圖4可以看出，二氧化氯對酸性紅溶液進行脫色時，攪拌速率對其脫色能力基本上沒有影響，在不同的攪拌速率下，脫色率變化很小。可能是因為二氧化氯參與的脫色反應不需要這樣大的攪拌速率，可能是靜止的溶液下，就能快速地反應完全，但不排除由于10min的反應時間已經大大超過了二氧化氯對酸性紅溶液脫色所需要的時間，使得所有的反應液都能夠完全的反應，因而轉化率差不多一樣。因此，取這個反應的攪拌速率為250r/min，作為最佳的反應攪拌速率。
3.2.3 ClO2投加量對染料脫色率的影響
在反應溫度20℃，不加酸堿和反應時間10min，轉速250r/min不變的情況下，移取20ml配制好的500mg/L酸性紅染料的溶液，加二氧化氯溶液，使加二氧化氯和酸性紅染料摩爾分別為5:1、4:1、3:1、2:1、1:1，但要讓總溶液的量保持在100mL以內，然后加水讓溶液的體積保持在100mL，這樣就保持了染料和濃度的一致性。在相同的因素前提下，考察ClO2投加量對染料脫色效果的差異。反應結束后馬上取樣，鼓泡除去剩余沒有反應的二氧化氯，然后用分光光度計測定吸光度，最后通過酸性紅染料的標準曲線計算脫色率。見圖5：
圖5 ClO2投料量對染料脫色率的影響
由圖5可以看出，酸性紅染料（模擬廢水）脫色率隨二氧化氯的量的增加而逐漸升高。較低投量時，脫色率的升高幅度較大，當投量增加到一定程度后（3:1）脫色率變化趨于平緩，基本上脫色率保持不變。由上圖可知二氧化氯作為氧化劑染料是有很強的脫色能力的,并且脫色能力也都隨著二氧化氯的投加量增加而增強。以下確定二氧化氯和酸性紅染料摩爾為4:1。
3.2.4 pH值對染料脫色率的影響
移取20mL配置好的500mg/L酸性紅染料的溶液，加二氧化氯溶液，使二氧化氯和酸性紅染料的摩爾比為4:1，加水稀釋保持溶液總體積100mL，酸性紅染料的pH值為6，在反應溫度20℃，轉速250r/min，反應時間10min的條件下，加鹽酸或氫氧化鈉使pH值分別為4、6、7、8、10、12，考察pH值對染料脫色率的影響，反應結束后馬上取樣，鼓泡除去剩余沒有反應的二氧化氯，然后用分光光度計測定吸光度，最后通過酸性紅染料的標準曲線計算脫色率，得以下曲線，見圖6：
圖6 pH值對染料脫色率的影響
由圖6可見，酸性紅染料模擬廢水用ClO2氧化，脫色率在酸性條件下,pH值對染料脫色率影響不大，都在98%左右。隨著pH值的逐漸增大，脫色率逐漸減小，pH值在6-10的時候脫色率變化最明顯，所以pH值對染料脫色率有影響，特別是在堿性條件下。可能是二氧化氯和氫氧化鈉反應轉化為次氯酸根離子，氧化能力減弱，從而使脫色率降低。
3.2.5 染料初始濃度對脫色率的影響
在反應溫度20℃、不加酸堿和反應時間10min，轉速250r/min，加二氧化氯溶液不變的情況下，分別移取50、30、20、15、10mL配置好的500mg/L酸性紅染料的溶液，加水稀釋保持溶液總體積100mL，使酸性紅染料濃度分別為250、150、100、75、50mg/L。在相同的因素前提下，考察染料起始濃度對脫色率的影響。反應結束后馬上取樣，鼓泡除去剩余沒有反應的二氧化氯，然后用分光光度計測定吸光度，最后通過酸性紅染料的標準曲線計算脫色率。見圖7：
圖7染料初始濃度對脫色率的影響
從圖7可以看出，在起始料液濃度發生改變時，二氧化氯對染料溶液的脫色率影響很小。總的來說，脫色率的波動很小，可見，二氧化氯的脫色能力還是很強的。
3.2.6 反應時間對染料脫色效果的影響
移取20mL配置好的500mg/L酸性紅染料的溶液,加二氧化氯溶液，使二氧化氯和酸性紅染料的摩爾比為4:1，加水稀釋保持溶液總體積100mL，在反應溫度20℃，轉速250r/min, 反應時間分別為1、2、4、6、8、10、15min，考察反應時間對脫色率的影響，反應結束后馬上取樣，鼓泡除去剩余沒有反應的二氧化氯，然后用分光光度計測定吸光度，最后通過酸性紅染料的標準曲線計算脫色率，結果如圖8：
圖8反應時間對染料脫色率的影響
從圖8可以看出，酸性紅染料（模擬廢水）隨反應時間的增加，脫色率迅速增加，說明反應速度很快，反應10min左右，脫色率幾乎不再隨時間的增加而增加，這說明反應已接近反應完全。
3.3 染料與二氧化氯反應的摩爾比推算
移取20mL配置好的500mg/L酸性紅染料的溶液，加二氧化氯溶液，使二氧化氯和酸性紅染料的摩爾比為4:1，加水稀釋保持溶液總體積100mL，保持反應溫度20℃，轉速250r/min，反應時間10min，反應結束后馬上取樣，然后用分光光度計測定吸光度，其吸光度為0.042，最后通過酸性紅染料的標準曲線計算脫色率，其脫色率為98.05%，反應掉酸性紅染料的質量 M=500mg/L×20mL×98.05%=9.805mg，酸性紅染料的分子式為C17H10ClF3N3NaO4S，分子量468，反應掉酸性紅染料0.0209mmol。用丙二酸法測定剩余二氧化氯的含量，用去硫代硫酸鈉0.25mL，二氧化氯含量(mg/L)=(0.25×0.0165×13.49×158×0.0165/10) ×1000=14.5mg/L，剩余二氧化氯質量=14.5mg/L×100/1000=1.45mg，反應掉二氧化氯的質量=5.92－1.45=4.47mg=0.0662mmol。空白實驗證明酸性紅染料對丙二酸法測定剩余二氧化氯的含量沒有影響，酸性紅染料與二氧化氯反應的摩爾比為0.0209:0.0662=1:3.17。
3.4 動力學計算
設二氧化氯與酸性紅的反應的動力學方程為r=kcAmcBn [23]， m=n，m+n=x，x=1、0.5、0.45，測定cA，按反應摩爾比與初始濃度進行計算得到cB，將t-cA數據作圖見圖9：
20℃
圖9 時間－濃度關系圖
35℃
圖10 時間－濃度關系圖
得到時間與濃度的關系式如下：20℃ y = -3E-05x3 + 0.0015x2 - 0.0226x + 0.1147和35℃ y = -2E-05x3 + 0.001x2 - 0.0143x + 0.0686
對方程進行微分求得不同時間下的rA，再對rA與f(cAcB)做圖，有如下關系:
20℃
圖11 速度－濃度關系圖
圖12 速度－濃度關系圖
分別計算了20℃時m+n=1、0.5、0.45的數據，發現m=n=0.5是可以認為接近直線了，故二氧化氯與酸性紅的反應近似為一級反應；按此計算35℃的數據見圖，并求得k1=0.1048/min，k2=0.1089/min．
活化能計算：用阿倫尼烏斯方程[23]k=k0e-E/RT求得E=231.11J/mol，k0=0.12/min，從以上計算也證實了反應溫度對脫色率影響很小。
4 結論與展望
通過上述的實驗，我們以多組實驗數據為依據，確定了二氧化氯對酸性紅染料脫色的最佳條件:反應溫度30℃，反應時間10min，轉速250r/min，pH=6，酸性紅染料與二氧化氯反應的摩爾比為1:3.17。在實際生產過程中考慮到節能降低成本可以適當的降低轉速如150r/min，再可以根據當時天氣的溫度調節生產的溫度，因為上面兩項因素對脫色率的影響很小。通過對上述實驗數據的處理得到二氧化氯與酸性紅的反應為一級反應，并得到以下的阿倫尼烏斯方程:k=0.12e-231.11/RT；以及動力學方程:r=kcA0.5cB0.5。
二氧化氯產業已是國際公認的綠色朝陽產業，應用領域和消費量還將大規模拓展，其技術的發展趨勢是低耗節能、高效高純、低副產物的系列生產工藝和針對各個行業而開發的使用便捷、應用成熟的下游產品的應用。就目前而言，穩定性二氧化氯和二氧化氯發生器等系列產品，投資少、見效快，不僅能有效地發揮其本身的特性，還可推動相關產業的繁榮和發展。
致 謝
四年的大學生活就這樣隨著畢業論文的完成而結束了，感謝浙江科技學院所有教過我的和我所熟悉的老師的教誨，特別是生化學院的老師們的教導使我時刻銘記在心。
衷心感謝諸愛士老師，在他的孜孜不倦的指導之下完成了我的畢業課題。諸老師嚴謹的科學態度使我終生受益。
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