發布時間:2023-07-21 17:13:27
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在倡導“項目導向任務驅動”教學法的高職院校中,高職文秘專業辦公自動化課程在教學改革中也開始在嘗試使用“任務驅動教學法”來提升課堂教學的針對性與有效性,提高人才培養的質量。改革的方向雖然有了,但是改革的方法一直還處于探索階段,怎樣對高職辦公自動化課程任務進行描述,怎樣的描述才能實現模擬現代辦公環境,這樣的問題一直困擾著高職辦公自動化課程的教學設計,影響著課程的教學水平和人才的培養質量。2014年4月,人力資源和社會保障部頒布了《國家技能人才培養標準編制指南》和《一體化課程規范開發技術規程》的試行版,雖然這兩個文件是針對高等技師學院的人才培養,但是文件中有關典型工作任務描述表的介紹,卻值得所有職業教育機構借鑒。參與兩個文件制定的專家朱永亮認為典型工作任務描述包含“四要素”:工作內容、工作主體、工作過程和工作標準。[2]按照四要素劃分方法,高職辦公自動化課程在采用“任務驅動”教學法時,首先,要結合現代辦公環境,確定工作內容,比如“OA辦公系統文件”;其次,要針對現代辦公環境中人員的關系,分析工作主體,比如“會議信息”任務,要解釋和描述在何種情況下會出現此種任務,由誰來安排這一任務,由誰完成這一任務;再者對于現代辦公環境中工作過程的要求,要按照咨詢、計劃、決策、開展、檢驗、反饋等六個工作步驟,將工作任務的工作過程做出具體化解釋和描述;至于工作標準,應該是在課程整體標準下,某一任務的具體標準解釋和描述,以讓學習者明白任務的標準所在以及驗收的標準規定。
二、課程教學準備結合現代辦公要求
教師教學準備行為是課堂教學的基礎。教師在高職辦公自動化課程上基本上要三項準備:一是教師自身的教學理論與原理知識準備;二是教師針對學生學習情況與學習目標做的教學對象準備;三是教師應該做好相應的教學事項準備。在教學準備的三個評價指標中,應該有一個中心的主題就是圍繞現代辦公要求。在教學準備的理論原理知識指標中,又分為三個二級指標:一是結合現代辦公要求,熟悉授課要求,具體涵蓋教學步驟設計、突發問題準備、教學目標準備、板書設計準備、課程作業準備;二是按照現代辦公要求,對相關教學內容的準備,具體涵蓋課程節次之間的銜接準備、知識內容之間的銜接準備和教學內容與辦公要求銜接準備、可以拓展的信息內容準備;三是授課知識的準備,具體涵蓋在知識體系與能力體系框架下,重點的突出,難點的分散;課程教學標準與教學大綱對當次課程教學的要求;課程教學過程中教學使用教材教參的內容熟悉。在教學準備的學生情況準備方面,相應的子指標包括:對學生動手能力的了解、對學生文秘辦公方面創造性思維拓展的設計、對學生個性的預知甚至包括對學生近期情緒了解與把控。在教學事項準備方面,又包括教學方法的準備、教學實踐的掌握、教學媒介的運用與教學方式的采用等四個子內容。在教學方法上,要按照現代辦公要求決定教學方法的使用,一般建議采用案例教學、實踐教學,盡量少用理論講授,即使采用理論講授,也要通過案例牽引,運用啟發式教學法,提高學生興趣。在教學時間上,主要是根據課程時限,安排好階段性教學內容;在教學媒介上,一般采用多媒體方式,還可以通過“職教新干線”,以網絡在線視頻的方式,與行業企業專業人士進行辦公自動化崗位能力知識要點交流;在教學方式上,盡量少用課堂教學方式,傾向于采用模擬環境下的實習實訓。
三、課程學習目標為培養現代辦公能力
根據文秘行業協會的調研分析,結合相關院校的文秘專業人才培養方案,可以提煉出文秘專業職業能力框架,主要包括語言表達能力、設備使用能力、信息分析能力、綜合管理能力、組織公關能力、協調溝通能力等六個方面。高職辦公自動化課程之所以成為文秘專業的核心課程,就在于此項課程主要培養學生現代化辦公設備使用能力,培養學生掌握OA辦公自動化系統、文字處理軟件使用、數據分析處理軟件使用、演示文案軟件使用等,從辦公自動化浪潮來看,這些軟件的使用,是現代辦公必不可少的技術支撐,在某種程度上,一旦這些信息自動化系統癱瘓或者由于操作者不會使用等問題,將可能導致整個現代辦公自動化系統不能運轉,從而降低辦公效率。同時我們也應該看到現代化辦公設備的使用能力,其實可以理解為文秘專業其他能力要求的一種拓展與延伸。比如語言表達能力,既可以指一般的口語表達能力,更可以指通過現代辦公自動化系統體現出來的文字表達能力;又如信息分析能力,此項能力只有在熟悉熟練使用現代化辦公設備的基礎上,才能夠得到顯現;再如綜合管理能力,現代化辦公設備依托下的綜合管理,不再是依托人際之間的交流與傳播實現,而是通過網絡辦公軟件甚至手機辦公軟件等實現,不僅提高效率,也方便相關信息的反饋與集中。因此,綜合來看,高職辦公自動化課程在目標上既要針對現代辦公設備的使用能力培養,更要注重現代辦公設備與其他能力之間的聯系,拓展學生各方面的能力素質,形成一種綜合素養。
四、課程任務實施重現現代辦公過程
在分析課程任務描述中,簡要介紹了高職辦公自動化課程任務的實施。具體在課程任務實施中重現現代辦公過程,需要注意的問題有:任務實施的環境、任務實施的主體、任務實施的過程、任務實施的評價等方面。就任務實施的環境而言,高職辦公自動化課程教學在安排一定的時間進行課堂理論教學與分析后,應該注意在實訓室或者某些單位的辦公室中,讓學生真實體驗辦公自動化環境。筆者所在的湖南大眾傳媒學院每學期都會安排文秘專業的學生,分散到學院各個院系與處室,進行實訓,從而讓學生在真實環境中體驗課程任務。任務實施的主體肯定是學生,而任務實施的主導應該是教師,任務實施過程中主要的參與者應該是真實環境中的文秘人員或者辦公人員,教師主導任務主要是聯系、協調、溝通,并就學生實訓中出現的問題,提供參考意見與建議,學生在任務實施中頂崗充當文秘人員,解決一些力所能及的問題,主要參與者負責分配任務,并在適當的時機提出要求與建議。任務實施的過程嚴格按照上文闡述的咨詢、計劃、決策、開展、檢驗、反饋等文秘辦公自動化六個工作步驟,在上一步驟沒有完成之前,告誡學生不要輕易進入下一個環節。對于任務實施的評價,主要采用教師、學生及參與者三方評價,三方評價時的比例建議采用3:3:4,以突顯文秘職場的真實性與實踐性。
五、任課教師要求具備雙師教師素養
1、生物技術專業培養具備生命科學的基本理論和較系統的生物技術的基本理論、基本知識、基本技能,能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作,能在工業、醫藥、食品、農、林、牧、漁、環保、園林等行業的企業、事業和行政管理部門從事與生物技術有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。
2、無機化學、有機化學、分析化學、植物學、動物學、生物化學、微生物學、藥理學、藥物分析學、遺傳學、分子生物學、細胞生物學、免疫學、植物組織培養、生化分離技術、基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程等。
3、主干學科:生物學、醫學、農學。
4、核心知識領域:生命的化學分子基礎,細胞的結構、功能與重大生命活動,生物體的結構與功 能及生物多樣性,微生物的特征與代謝,生物的遺傳與進化,生物與環境,生物技術的原理與應用。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:生石灰的歷史 生石灰的用途 質量指標
中圖分類號:P642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)01(b)-0-02
1 生產生石灰的歷史
生石灰原料分布廣,生產工藝簡單,是人類使用較早的無機膠凝材料之一。我國最早的石灰窯,發現于廣東省英德市,經中科院廣州地球化學研究所對該窯址窯壁所進行的熱釋光測試,推斷距今1580±100年,南朝末期,大約公元6世紀,我國就開始生產、使用石灰了。
2 生產生石灰的原料
石灰巖、白堊、白云質石灰巖、貝殼等都可作為生產生石灰的原料。石灰巖是生產生石灰的主要原料,用于燒制生石灰的石灰巖在地質行業稱為制灰灰巖。石灰巖的主要礦物由方解石、白云石組成,根據二者在巖石中含量的多少,巖石名稱有所變化,見表1。
石灰巖中含有微量的菱鎂礦及其他碳酸鹽礦物,還有其他一些雜質,主要為:氧化硅;磁鐵礦、赤鐵礦;硅酸鋁(粘土、長石、云母)。
2.1 方解石礦物特征
化學組成:分子式CaCO3,CaO 55.96%,CO2 43.97%。Ca常被Mg、Fe、Mn所置換,有時還含有少量的Pb、Zn、Sr、Ba等。遇冷稀HCl劇烈起泡。
結晶形態:三方晶系,晶體常呈柱狀、板狀、菱面體、復三方偏三角面體等;集合體常呈晶簇狀、粒狀、塊狀、土狀、多孔狀、鐘乳狀、鮞狀、葡萄狀等。
物理性質:無色或白色,有時被Fe、Mn、Cu等元素染成淺黃、淺紅、紫、褐黑色;玻璃光澤;透明;解理平行菱面體{10,1}完全;斷口參差狀;硬度3(摩氏硬度);比重2.6~2.8。
2.2 白云石礦物特征
化學組成:分子式CaMg(CO3)2 ,CaO 30.41%,MgO 21.86%,CO2 47.73%。經常有Fe2+、Mn2+類質同象混入物。遇冷HCl緩慢起泡。
結晶形態:三方晶系,晶體常呈菱面體,晶面常彎曲成馬鞍狀;有時發育成柱狀或板狀。集合體常呈粒狀。
物理性質:無色,白色或灰色,含鐵者為黃褐或褐色,含錳者可顯淺紅色;玻璃光澤;解理平行菱面體{10,1}完全,解理面常彎曲;硬度3.5~4(摩氏硬度);性脆;比重2.85。
3 生石灰的生產
原始的石灰生產工藝是將石灰石與燃料(木材)分層鋪放,引火煅燒一周即得?,F代則采用機械化、半機械化立窯以及回轉窯、沸騰爐等設備進行生產。煅燒時間也相應地縮短,用回轉窯生產石灰僅需2~4 h,比用立窯生產可提高生產效率5倍以上。近年來,又出現了橫流式、雙斜坡式及燒油環行立窯和帶預熱器的短回轉窯等節能效果顯著的工藝和設備,燃料也擴大為煤、焦炭、重油或液化氣等。
將主要成分為碳酸鈣的天然巖石,在適當溫度下煅燒,排除分解出的二氧化碳后,所得的以氧化鈣(CaO)為主要成分的產品即為石灰,又稱生石灰。在煅燒過程中,碳酸鈣、碳酸鎂與硅酸鹽礦物被熱分解為氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)與二氧化碳(CO2)氣體和二氧化硅(SiO2)晶渣。
4 生石灰
是一種氣硬性無機膠凝材料,主要成分氧化鈣(CaO),次要成分氧化鎂(MgO)。
4.1 氧化鈣
化學分子式:CaO;分子量:56.077。白色(或灰色、棕白),無定形。不透明。比重:3.32~3.35。耐火難熔,熔點:2572 ℃,沸點:2850 ℃。有腐蝕性。與水反應生成氫氧化鈣并產生大量熱,溶于酸類、甘油和蔗糖溶液,幾乎不溶于乙醇。
4.2 氧化鎂
化學分子式:MgO;分子量:40.304。白色或淡黃色粉末,無臭、無味,比重3.58。熔點2852 ℃。沸點3600 ℃。有腐蝕性。與水結合生成氫氧化鎂,但極易溶于稀酸,不溶于乙醇。
5 制灰灰巖質量指標的探討
石灰中產生膠結性的成分是有效氧化鈣和氧化鎂,其含量是評價石灰質量的主要指標,此外,還有未消化殘渣、二氧化碳含量的要求。
在煅燒過程中,形成的二氧化硅(SiO2)晶渣、未分解的碳酸鈣以及原料中游離的二氧化硅(SiO2)是未消化殘渣的主要成分;如果生產工藝科學,未消化殘渣的主要成分是二氧化硅(SiO2)。
5.1 建筑生石灰的質量指標
石灰的生產、使用歷史悠久,但是在地質礦產勘探行業卻沒有統一的質量要求,河北省保定地質工程勘查院最早在2004年對河北省易縣的一些制灰灰巖礦區進行了勘探,當時依據國家標準《建筑石灰》(GB1594-79)三等鈣質生石灰的品質指標有效鈣+氧化鎂含量不小于70%,以及石灰廠家生產實踐經驗,計算出制灰用石灰巖礦石質量要求CaO+MgO≥47%。
目前,建材行業使用的標準是1993年02月01日實施的《建筑生石灰》(JC/T479-92),該標準實施之日起,原國家標準《建筑石灰》(GB1594-79)作廢。
在《建筑生石灰》(JC/T479-92)中,規定:
(1)分類:按化學成分鈣質生石灰MgO≤5%,鎂質生石灰MgO>5%。
(2)等級:建筑生石灰分為優等品、一等品、合格品。
(3)技術要求,見表2。
云質石灰巖中白云石最高含量是50%,那么方解石含量也是50%。根據以上2個化學反應式,可推算出1 t云質石灰巖可燒制出0.541 t生石灰(CaO+MgO),MgO占20.1%。從而可知燒制1噸生石灰的需要云質石灰巖1.848 t(1/0.541=1.848)。
依據生石灰礦山生產實踐,燒制1噸生石灰需要石灰巖約1.95 t。
5.2.2 灰灰巖的質量指標的確定
由《建筑生石灰》(JC/T479-92)規定的建筑生石灰技術指標可知:鎂質生石灰合格品對CaO+MgO要求最低,CaO+MgO的含量不小于75%。
CaO+MgO的量在制灰灰巖燒制成生石灰的過程中不變,設CaO+MgO在制灰灰巖中含量為x,1噸合格品的鎂質生石灰CaO+MgO不小于75%。則利用代數式1.9x=1×75%求出的x值,是制灰灰巖中CaO+MgO的最小值。同理,可計算出制灰灰巖燒制鈣質生石灰、鎂質生石灰不同等級的生石灰的質量指標;鈣質生石灰MgO≤5%,可計算出制灰灰巖燒制鈣質生石灰MgO含量限值。
在理想的生產生石灰的過程中,未消化殘渣的主要成分是SiO2,利用上述原理可計算出制灰灰巖SiO2含量限值。
制灰灰巖質量指標見表3。
6 結語
制灰灰巖質量指標主要是根據《建筑生石灰》(JC/T479-92)規定的建筑生石灰技術指標及化學反應式進行推算,參考了生石灰礦山生產實踐的數據,沒有進行實驗室實驗,不當之處在所難免,希望廣大的業內人士批評指正。
參考文獻
[1] 中華人們共和國建材行業標準.建筑生石灰(JC/T479-92).本標準由湖北省黃石市建材化工總廠負責起草.
如何讓學生們關注《有機化學》這門學科的重要性,我認為應從以下幾個方面開始著手。
1.1從意識形態注重有機化學的重要性為了讓學生從一開始就意識到《有機化學》的重要性,針對醫學專業的學生,我覺得第一堂課不是講授專業知識,而是強調有機化學和醫學專業的密切關系,但只是一味強調其重要性不會讓大多數學生信服和重視。應該通過一系列理論知識和真實事例來論證有機化學甚至化學對醫學發展的關鍵作用。首先從生命科學的起源講起,化學是從分子水平研究物質世界的科學。所有生物都是由分子構成的,生命運動的基礎是生物體內各色各樣的化學反應。一直以來,生命科學一直在以化學的視角和方法來進行研究。直到20世紀50年代,才真正誕生了第一門用化學理論和方法研究生命活動的交叉科學——生物化學。當以化學方法研究生命活動發展到化學分子層次時,又產生一門前沿學科——分子生物學。20世紀80年代末,有機化學家把研究重點轉向生物生理機能方面,這意味著有機化學和生命科學的交叉融合又產生了一個新的領域——化學生物學?;瘜W可使生命科學能夠在分子層次上進行定量分析的科學,使得很多生命過程和現象可以用生物體內的化學反應來很好的進行闡述?;瘜W在生命科學中的作用和所扮演的角色越來越重要,生命科學之所以與化學密不可分,是因為它為生命科學提供了一種能夠精確描述及闡明其生命過程和現象的語言——“化學語言”。諾貝爾生理或醫學獎獲得者科恩貝格曾經這樣形象的描述化學和生命科學的關系——“如果用化學語言來表達,大多數生命現象都可以合理解釋?;瘜W語言能夠說明我們是從哪里來的,我們是什么,以及我們將要到哪里去。”目前,生命科學已經發展到一定的高度,已經從化學領域完全獨立成一門完整學科,包括生物化學、細胞生物學、分子生物學、酶工程、基因工程等研究中,無論哪門學科中化學理論和方法的使用無處不在,化學正在成為生命科學各學科的共同語言已成為無可爭議的事實。
1.2注重有機化學和醫學交叉教學在《有機化學》講授過程中,除了要把有機化學的概念、原理和反應機理闡述明白外,還要在每一章節的講授過程中介紹一下化學對醫學發展的重要性,用實例來證明化學是醫學發展必不可少的工具。例如:旋光異構這一章,對于有機化學背景相對比較薄弱的醫學專業學生來說,理解起來比較吃力,關鍵是有些學生認為這一章并不是特別重要,為了防止這一現象發生,可以通過一個鎮靜藥—沙利度胺,這一實例來證明這一章的重要性。沙利度胺又名反應停,其成分是兩個對映異構體的混合物,可緩解孕婦的妊娠反應。但是歐洲很多服用此藥的孕婦產下了海豚狀畸形兒,成為震驚國際醫學界的悲劇??茖W家后來研究發現,沙利度胺的兩個對映異構體中只有R型對映體具有緩解妊娠反應,然而S型對映體是一種導致嬰兒畸形作用。同這一實例的介紹,學生會認識到旋光異構的重要性,可以激發學生學習的興趣和動力。
1.3激發學生對有機化學的興趣單純的課堂教學還不足以激發學生對有機化學的學習興趣。通過與學生的交流。在課堂教學中,我發現很多醫學專業的學生對有機化學實驗過程充滿了濃厚的興趣,利用這一點可以定期安排醫學院學生到我們化工學院實驗室進行參觀,讓學生了解真實化學實驗情況,對有機化學從感官上有一個直觀的印象,從而有可能對有機化學產生一定興趣。對于對化學實驗確實感興趣的,可以對這樣學生量身定造一些與醫藥相關的實驗,讓其體驗一下一個藥物從不起眼的原料制成價格昂貴藥物的真實過程。通過上述實驗操作的訓練,如果一部分學生會逐步掌握有機化學實驗的基本技能,并且自身對有機化學產生濃厚的興趣。這時可根據學生自身的興趣愛好,制定導師一對一指導制度。即一個或幾個學生配備一個導師,從實驗題目的擬定到實驗具體執行,進行親自指導。確實在化學領域顯示出卓越才能的學生,可以推薦考取有機化學專業的研究生,這樣具有醫學背景,對化學興趣濃厚的學生,更可能在醫學和化學交叉學科產生意想不到的科研成果。
2結論
他是魯先平,深圳微芯生物科技有限責任公司總裁,他溫文爾雅、彬彬有禮的外表下,有一顆滾燙的心,執著于斯,雖九死其尤未悔。
20世紀90年代,魯先平在美國學業有成,事業順利:在一家藥物公司北美研發中心研究部擔任負責人,領導和組織新穎化學分子的設計和合成、新藥篩選、臨床前研究以及臨床I期的研發。
原本可以在美國過著非常舒心的生活,但他卻把視線投向了祖國?!爱敃r,中國在20年的改革開放后,許多產業都得到了迅速的發展,唯獨在醫藥領域,幾乎停滯不前。”魯先平回憶,國內有非常優秀的科學家,有巨大無比的市場和良好的制藥基礎結構,醫藥產業不應處在生態鏈的最底層。
1999年,在美國的一次留學生聚會上,他與朋友談起中國醫藥行業現狀時,第一次萌發了“要為國家醫藥產業發展做點什么”的想法。
2000年,魯先平家中,5位來自不同領域的年輕中國學者將手握在一起,決定回國“用自己的知識改變中國原創藥產業的現狀”。
回國創業最大的困難并不是技術,而是資金捉襟見肘。2001年,微芯生物拿到了第一筆5000萬元的風險投資,但對于原創新藥研發而言,無疑是杯水車薪。
在全球制藥行業中,原創新藥研發是一個高投入、長周期的產業。一個新藥研發周期可能長達10~15年。這期間還伴隨著研發失敗的高風險。
“新藥研發周期長、投入大,加上早期沒有漂亮的財務數據,公司融資遇到很大困難。”魯先平回憶,2005年,由于融資困難,包括魯先平在內的所有人工資都減少了一半。當初共同創業的5個人中,有兩位因經濟壓力,不得不選擇了離開。
為了給自己造血,2006年,微芯生物決定將其正在研發中的西達本胺在國外進行專利授權。由于研發并未進入臨床階段,授權太早,微芯的授權收益有限。不過這卻讓企業得以生存。
渡過難關的微芯生物,在產品開發進入風險可測階段后,投資價值逐漸得到認可,至今已經歷6輪融資。
2015年1月,微芯生物在深圳召開新聞會,對外宣布:中國自主知識產權的原創抗癌新藥西達本胺獲準全球上市。這意味著中國有了自己原創的抗癌新藥,中國藥物研發已從仿制、高仿,逐步走入與發達國家同水平甚至超前的獨立創新階段。
――引自郭海清《化學詠?化學總論》前半段
博雅塔下,未名湖畔,有這么一首有關于化學的詩在燕園深處回蕩。詩的作者是北大化學與分子工程學院副教授郭海清。
仰望北大百余年歷史星空,名師薈萃,星光燦爛,包羅萬象。而作為我國化學研究的重地,100多年來,北大化學學科在教學與科研上取得了輝煌成就,先后吸納和涌現出許多在學界領銜的著名學者。
與這些著名的學者相比,郭海清更愿意將自己稱為科海中的一“粟”,普通化學科技工作者中的一員。雖然渺小,但一直努力以科研先輩為榜樣,在專業科教領域發揮著自己的一份光,一份熱?!罢驹诰奕说募绨蛏稀?,他一直踐行北大“勤奮、嚴謹、求實、創新”的學風,快樂埋首于奇妙的化學分子研究世界之中,立志創新,力戒浮躁,一步一步走出了特色,展現了一名身在燕園的普通化學教研工作者應有的風采。
扎實創新演繹化學之美
人類識吾路漫漫,前仆后繼恒向前。金石三黃仙丹煉,未成神仙壽命完。原子分子本質現,嶄新世界換人間。能源材料環生命,我為基礎競爭妍。
――引自郭海清《化學詠?化學總論》后半段
一首詩,一生情。對于自己將從事一生的化學事業,郭海清總是投以極大的熱情。在他看來,這一學科正如詩中所詮釋的,雖“歷盡滄?!?,但其地位和作用終會顯現:“自從人類認識了化學的本質即原子分子論建立以來,人類避害興利,合成得到了原來世界上沒有的很多新物質,改變了世界的面貌,真像是‘換了人間’”。
那么,化學的奇妙作用在哪里?從古時候的煉丹爐,到四大發明之一的火藥;從蒸餾水的應用到香水的制作……在中華民族五千年的歷史里,化學就像是一劑“催化劑”,催化著人類社會文明的不斷進步。當歷史的車輪駛向現代文明社會,如今的化學學科已經建立起日益精細而齊備的研究體系。
在郭海清的高分子及復合材料化學研究世界里,即包含有用來作生物醫學熒光標記,用于腫瘤等疾病和食品農藥殘留等檢測、開發平板顯示技術、制作太陽能電池等應用的發光半導體納米材料研究;也可以包含有用作表面修飾劑和香料原料等應用的新型巰基酸有機分子研究……隨著研究日益深入,新型顯示和照明技術――有機電致發光器件(OLED)用發光材料、新型高分子材料及其合成技術等研究逐漸成為相關領域的研究熱點,而郭海清置身于學科發展的“風口浪尖”,帶領著他的團隊實實在在地“翱翔”、探索其中,收獲了陶醉科研帶來的成就感,多年致力創新,換來了碩果滿園。
在水溶性發光量子點的研究中,他和他的團隊水相直接合成的CdTe等水溶性量子點,其發光量子效率達80%以上,在同類方法產品中處于世界領先水平。目前相關產品正在進行市場化推廣中,具有良好的市場前景。單從各種現有試劑盒來說,如果能用量子點代替現有的有機染料技術,市值在億元以上。值得一提的是,在合成CdTe等水溶性量子點的關鍵試劑研究中,郭海清及其團隊的新型巰基酸有機分子研究技術也走在了世界前列;
在OLED用發光材料研究中,郭海清及其團隊設計合成的二嗪類(6元芳環中含有兩個N原子)配體Ir(III)配合物,突破了現有國內外此類材料的專利限制,其發光性質優異,可望用于OLED市場;
在高分子合成方面,他們探索了新的高分子合成方法,提出了用超分子組裝體為結構單元的“高分子板塊構筑法”,合成了“分子型”可溶無機/有機復合發光材料;另一方面,發展了“自由基/正離子轉化聚合”方法,用該方法合成了一系列新型嵌段、接枝和星型共聚物……
就這樣,靠著扎實從研,創新以求突破的精神,郭海清及其團隊攻克了一座又一座“高山”,為推動我國高分子及復合材料化學研究走在國際前沿貢獻了一己之力。其中,他們歷盡10余年潛心研究發展的高分子可控合成方法-自由基/正離子轉化法在科學和應用方面均具有重要意義。上述結果發表在國內外核心期刊上的論文有48篇,取得中國發明專利(授權)3項。
科學探索永無止境。雖然在創新方面有所收獲,但郭海清和他的研究同伴們心里很清楚,這是一條漫長的科研道路,中國要想在這條道路上不至落于人后,就必須時刻保持追趕的姿態。以半導體芯片集成電路用光刻膠研究為例,目前我國在光刻膠生產方面較國際上落后很多,北京大學北京分子科學國家實驗室(籌)高分子及復合材料化學研究團隊近來發展了一種高分子合成的新方法-CTCR聚合,采用CTCR聚合合成了新型的248nm光刻膠中的成膜樹脂。這一自主創新的突破為打開我國光刻膠市場奠定了堅實基礎。在此基礎上,郭海清及其團隊意圖尋求更大的突破,他有一個并不遙遠的“夢”:欲尋高分子樹脂合成企業或光刻膠生產企業,進一步研發、中試、直至生產。
“能源材料環生命,我為基礎競爭妍?!闭绻G逶娭兴f,化學作為一門中心學科在醫學、生命科學、材料、能源與環境等諸多領域綻放了絢麗的風采。為將化學之魅力發揮得更加淋漓盡致,郭海清和他的科研同伴還將會繼續追索。
薪火相承期盼桃李芬芳
桃隨綠葉風中舞,李伴青枝雨里吟。芬自心間襲肺腑,芳飄萬里醉鬼神。
――郭海清《化學詠?總結――愿》
一首“桃李芬芳”的藏頭詩,將郭海清對于“園丁育人”這份職業的深厚感情展露無疑。他用這首詩鼓勵學生要能歷盡風雨,做到真誠豁達,期待他們有朝一日能成為對社會有用之材。
薪火相承是北大歷來重視的傳統,而郭海清正是這一傳承的受益者。三十多年前,他突破千軍萬馬,成為北大燕園化學系莘莘學子中的一員,沐浴在濃厚的學術氛圍中,聆聽恩師教誨,吸取深厚積韻精華;三十多年后,昔日學子搖身一變成為反哺學校的“園丁”,力求以恩師為榜樣,同樣以嚴謹從研,平和做人的態度“撒播陽光”“孕育桃李”。
“讀萬卷書行萬里路”,郭海清的經歷證明了這一點。從最初置身北大綠蔭先后獲得學士和碩士學位;到在河北化工學院(現合并為:河北科技大學)從事長達7年的基礎教研工作;再到跨出國門,遠赴日本大阪大學理學研究科攻讀博士,并擔任理學部教員。在外輾轉數年,郭海清為自己累積了豐富的人生經驗和堅實的專業理論及實踐基礎。正因如此,他更明白“寓教于樂”的道理,自從1997年回到北大從教以來,他一直努力踐行這一任教方式,逐漸形成了自己作為一名教師固有的特色。
【關鍵詞】光伏材料;有機聚合物;器件
在當今全球能源高度緊張的背景下,由于高科技的快速發展,對太陽能發電領域的科技開發已經成為一個標志性起點,對光伏效應的太陽能電池的充分利用是當今高科技發展背景下清潔能源利用的根本目的,同時也是現代較熱門的研究對象,原因在于傳統無機材料的太陽能電池生產工序較為復雜,生產成本較高,設備較為昂貴,材料的選擇不夠便利,并且能量轉換效率不理想等一系列原因,導致其發展受到了阻礙。
目前,光伏電池的發展方向主要有:進一步使太陽能電池性能得到改善、降低太陽能電池的制造成本,同時還要重視減少因大規模大批量的生產給環境帶來的不利影響。近幾年,由于導電聚合物的研究與開發,大大提高了開發低成本的有機聚合物光伏電池的可能性,有機光伏電池的主要具備有機化合物種類多樣化,有機分子的化學結構較容易修飾,化合物的提純與制備的加工工序較簡便等主要優點,同時還較容易制造柔性器件、特別形狀的期間以及大面積器件等,然而當前有機光伏太陽能電池與傳統的無機太陽能電池相比,其光能與電能之間的轉化能力還處于劣勢,所以,其研究的重點是在于如何提升有機光伏電池的光電轉換率。有機光伏太陽能電池與傳統的無機碳楊能電池的工作原理較為相近,二者都是以半導體界面的光能福特效應為基礎進行發電工作。
在當前的太陽能電池中,傳統的無機太陽能電池在理論及研究方面發展較為成熟,然而有機半導體光伏太陽能電池依然處在理論構思和研究過程當中。
一、有機光伏材料的介紹
有機光伏材料與無機材料的基本區別在于有機光伏材料中的光生激子之間具有強烈的束縛作用,一般都是緊密的束縛在一起,通常不會出現自動分離而形成單獨的電荷;其電荷是通過跳躍的方式在規定區域內進行分子傳輸工作,并非帶內傳輸,因而其遷移率較低;相對于太陽光光譜來說,對于光的波長吸收范圍較為狹窄,但其吸收系數很高,100納米的薄膜就可以收集到較強的光密度;有機材料一般在有水條件下與有氧條件下處于不穩定狀態;對于其本身是一維半導體的情況來說,其本身的電能與光性都各自具有較高的各向區別,這種特性可以為器件的研究設計帶來很大的利用價值。
分子鏈中能夠通過部分離域的不同軌道來完成光能吸收和電荷傳輸等過程,同時分子鏈中還存在共軛體系是有機光伏材料器件的激活材料所必須具有的功能。有機光伏材料還可以按照相應的機械性能與加工性能分為可溶材料、不溶材料、為榮材料以及液晶材料。其中一般包括小分子、低聚物分子、高聚物分子、液晶分子等。能夠吸收可見光線的低聚物或者單體物質,稱之為發色團,在此基礎上,根據其本身的可溶性分為染料和顏料,一般可溶性較強或具備一定溶解性的被稱為染料,沒有溶解性或具備較弱溶解性的稱為顏料。在通常情況下,激活層材料所具備的溶解性能決定著有機光伏材料電池的制作工藝。在制作過程中,對于可溶性較強的染料以及可溶聚合物應采用溶液旋轉涂抹的方法或刮涂成膜等方法,對于不溶或難溶的顏料分子主要采用真空積沉法成膜,晶體顏料分子則應使用物理蒸發成膜的方式來對其進行加工,本文重點概述有機光伏材料中的高分子材料與低分子材料。當今主要用于有機光伏器件研究的材料有噻吩(PTH)衍生物、聚對苯(PPP)衍生物、聚苯乙炔(PPV)衍生物、聚苯胺(PANI)等一系列高分子材料,這些聚合物基本具有較大的共軛系統,可以利用相應的摻雜或者化學分子修飾來使材料的導電性能得到調節。
由于液晶分子具備很高的電子荷載遷移率同時具有較長的激子擴散長度,因而在近幾年的有機光伏材料太陽能電池研究中得到重視,液晶分子材料會在一定的溫度范圍內介于固態與液態之間,在這種狀態之下,其分子更加便于重新排列或自行組合,同時還能夠充分發揮自身的機械性能,所以晶體分子對光伏電池的研究與應用方面發揮了更加有利的作用。
二、有機光伏電池的基本工作原理
有機光伏電池的基本工作原理相近于無機太陽能電池原理,其基本原理如下:
1、有機光伏器件在經過一定的光照后,會將具有能量的光子吸收到半導體層內,從而激發電子從價帶到導帶之間的移動,同時在價帶區域留出空隙,這種空隙通常被稱為“空穴”,這樣的空穴中帶有正電荷。
2、傳統半導體內的被激發電子和通過上述過程所形成的空穴之間會出現自由的反電極方向運動,同時在導電聚合物體中所受入的射光子激發而形成的電子與空穴之間會產生相互束縛作用,從而形成激子。
3、通常情況下,這些電子與空穴的形成都是有光子的激發作用來完成的,如若在電場之內或在電場的界面位置上,這些電子與空穴所形成的組合將會產生分離活動,形成單獨的電子與空穴,這也就是人們所說的帶電荷載流子,它們的互相遷移運動就形成了光能電流,如圖1所示。
然而有機材料的機子奮力活動與移動現象并不是全都有效的,因此,為了時光能更加有效地向電能轉變,務必要具備以下幾個具體條件:首先,在有機光伏材料太陽能電池中的激活區域內的采光條件必須要好,光能吸收量一定要大;其次,在對光子進行吸收后所產生的自由何在電流子必須要有足夠的數目,從而使內部電場的存在表現得更加清晰;最后,在其中所產生的荷載電流子要盡可能的降低自身損耗量來向外部電路進行電能輸送工作,從而使光能與電能的轉換率有所提高。
然而在效果上并沒有達到預定要求,事實上的光能向電能轉換過程中依然有大量損耗現象的存在,是有機光伏材料太陽能電池的實際使用效率變得很低。在光能向電能轉換的過程中會受到不同因素的影響,從而大量損耗,在光吸收的過程中,光能的折射與反射作用會使光能有大量的損耗,從而影響了光電轉換效率,在激子產生的過程當中,激子復合也會導致能量流失,另外在光轉換過程中的激子擴散、電荷分離、電荷傳輸、電荷收集等各個環節中也存在不同的能量流失,直接導致了有機光伏材料太陽能電池使用率降低。
三、有機光伏材料的未來發展趨勢與研究方向
通過人們近幾年對有機光伏材料進行研究與開發,并對其技術不斷深入創新后,在有機光伏材料太陽能電池的研究方面取得了相當豐碩的成果,并獲得了開路高電壓的發電方法,短路電流的發生幾率以及填充因子影響率也比傳統的無機太陽能電池低很多,較低光電流的形成原因是由于光能吸收率不夠所造成的,除此之外,光電流較低的形成原因還由于電流在產生的過程中電阻對其本身的影響所造成的額外損耗,然而填充因子的形成是由于地點和在傳輸過程中出現的高復合影響所造成的。因此,應重點研究一下幾個關鍵點:
1、提高光能吸收率,并相應的改善光能吸收環境。在此過程中一般采取具有紅外光能吸收的聚合材料以及共軛結晶染料,同時還要改善設備的受光條件,要保證設備安置在陽光充足的地點,使其光能接受率有所提高。
2、充分利用高有序的液晶材料和具備較高流動性能的聚合材料,從而使光電流產生條件得到改善,從而有利于降低光電能的損耗量。
3、加強器件設備的優化性能與穩定性能,器件性能的提高無非是降低電能損耗量的有效途徑之一。
4、加強對有機光伏材料性能的了解,同時了解相關器件的使用性能,只有掌握了有機光伏材料的性能才會使該材料能夠更好地發揮其應有的作用。
與此同時,高效有機光伏材料器件還應該具備光誘導的電荷產生與分離或產生的電荷及時傳輸到電極等因素,并需要在同一種材料中同時完成這兩個不同的過程,決定郵局光伏器件效率的基本因素在于怎樣才能有效的完成這一過程。
多功能的有機光伏材料在未來發展中應通過分子設計朝著電光特性的可調節性、加工簡單并能支撐較大面積的薄膜可控制度的方向發展,同時還要求有機光伏材料能夠與其他材料進行良好的融合,并保證材料成本與技術成本較低。
在器件方面應采取以下措施來進行期間優化階段:首先,要加強金屬電極的優化,使其達到“歐姆接觸”,從而能夠更有效的收集光能,其次,在對D/A對匹配進行優化的同時還要加強對共軛聚合物帶隙的調整,以便于更好的接收光能,最后,還要注重優化相分離復合材料的網絡微結構,以便于其載流子的產生效率與傳送效率的提高,與此同時還需要求點和載流子在復合體中的不同分組吸收與移動達到最大數值,經過上述對器件方面的優化措施,使有機光伏材料的光電轉換率得到有效提升。
四、結束語
由于有機光伏材料在近幾年內的研究與應用得到快速發展,并取得了良好的成果,經有關數據統計,目前有機光伏材料的光電轉換率已經達到了新高,這一成果主要歸功于該領域中廣大的研究人員的不懈努力,相信通過不懈的努力會使有機光伏材料在未來的清潔能源發展中發揮更好的作用。
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關鍵詞:加固;出現;應用;研究
中圖分類號:TV42 文獻標識碼:A
1 土石壩的滑坡現象對加固效果的影響
土石壩具有一定的重力,在其他外力的作用下會出現一個想象或向外的一種移動趨勢。對于這種現象的控制是對壩體、壩坡穩定性的保證,若是壩坡內部的巖土能夠抵抗該種作用具有較高的抗剪力,避免壩坡由于失穩而出現滑坡。土石壩的實際工程中滑坡現象會因為壩坡失穩而發生。從本質上講滑坡的主要因素就只有一個,便是失穩現象破壞了原有的平衡。
水庫中的數量以及遇水都會對壩坡的抗滑力造成影響,除此之外,施工方法、速度以及地震等外界因素都會對壩基以及壩體的滑動力、抗滑力造成影響,筑壩土料的性質以及孔隙水壓都會產生相關抗剪強度,因此觀測滑坡以及土工試驗都是十分必要的,通過檢測確定滑坡產生的主要原因,并針對性的制定加固計劃,保證加固工作的有效性以及質量。
土壩的壩基以及壩坡屬于隱蔽工程,而壩體則是通過人工填筑建成。滑坡的加工標準有著相關的技術規范,其主要方法有:對岸坡以及壩基進行清理,清楚會造成滑坡隱患的滑坡體、風化巖石以及洞穴、泉眼和樹根。并對滑坡體進行加固,穩住滑坡體之后在此基礎上對滑坡裂縫進行處理,將坡體角度放緩,全面培厚,并對下游的壩坡進行反濾層的加裝。
2 灌漿加固技術
劈裂式灌漿以及充填式灌漿是目前壩體灌漿中常用的兩種灌漿方式,充填式灌漿主要利用漿液自重進行灌注,而劈裂式灌漿則是需要對漿液進行加壓,從而使得壩體被劈裂,在灌漿處形成垂直且連續的帷幕,達到加固壩體的目的。從本質上講兩種方式都利用了壓力,只是后者較之前者壓力較大。
這兩種方式在實際的應用中都取得了較為良好的效果,在我國的水利工程建設中充分發揮了其對壩體的加固作用。
3 密實加固
對于土石壩最常見的問題是填筑質量不達標,其次則是軟基的處理不當,因此對于壩體病害的消除可以從提高壩體密度以及壩基密度著手。以上兩方面是提高土石壩質量的技術關鍵點。
新建土石壩一定要對壩基以及壩體的密度進行嚴格的論證,通過精心設計選擇最優方案進行加固,并保證加固施工質量。壩體的密度控制主要由填筑質量決定,包括碾壓實驗、填筑料的選擇以及施工方法以及各項參數的控制等,為確保填筑質量,各項施工均應嚴格按照相關規范進行。
碾壓法對于新建壩體密度的提高有著顯著的效果,除此之外,重振壓密也是施工中常采用的方式。而對于軟基的加固方式使用較多有:排水沙井填筑、深層攪拌、振沖壓密以及換填、化學灌漿等方式。
針對已建成的土石壩,由于壩基同壩體已連為一提,因此在對其進行加固時要選用同種方式進行處理。上述加固方式中使用最為廣泛的為振沖加密法,該方式適用性較強。并且能夠對砂性、粘土性軟基以及砂石、土料壩體進行加固處理。因而,以此對于已建成的大壩,振沖法加固較為適用。但是若壩基為粘土性壩基時,加固方案選擇深層攪拌法效果要更好。
4 合成料加固
新時代的科技發展迅速,化學分子技術的發展使得各種合成纖維材料層出不窮,自上世紀以來,聚乙烯纖維、聚肽胺纖維以及聚乙烯醉等人工合成纖維在各行各業中發揮了重要的作用,由于合成纖維性能上要高于其他人造纖維,因此越來越為人們認可,并且隨著其不斷被應用于土工建設中,更是展現出了其優良的工程性能。
作為嶄新的土工建筑材料,土工合成材料歷時甚短,但發展頗快。目前,已出現若干系列產品。其中主要產品及其主要應用功能為:①土工織物為應用于巖土和土木工程所有合成纖維或天然纖維制成的透水的織物,主要作用為排水、過濾、隔離、加筋、侵蝕控制和防護等;②土工格柵為受張力元件連接成規則網狀結構,其開孔面積遠大于張力元件,應用于加筋;③土工網為重疊肋所連結成規則致密的網狀結構,應用于液體和氣體的輸送;④土工膜為相對不透水的聚合物薄片,在巖土和土木工程中作隔截液體和氣體的輸送;⑤土工席墊為單纖維粘合成三維透水的聚合物墊,用于侵蝕控制中保護土粒、底腳和微小織物;⑥土工格室為用織物、格柵或薄膜條交叉連結成蜂窩或蜘蛛網狀的三維結構,應用于侵蝕控制和保土;⑦土工復合材料為用兩種以上土工合成材料經人工組合的復合體,用于排水、截水及加筋等。
總之,土工膜具有十分突出的防滲性能,其在水利防滲工程中可應用于以下幾個方面:①堤壩的防滲斜墻或垂直防滲心墻;②透水地基上堤壩的水平防滲鋪蓋和垂直防滲墻;③混凝土壩、污工壩及碾壓混凝土壩的防滲體;④渠道的襯砌防滲;⑤涵閘水平鋪蓋防滲;⑥隧道和堤壩內埋管的防滲;⑦施工圍堰的防滲;許多工程實錄都表明它的防滲效果良好、經濟、施工方便,有推廣使用價值。目前SL/T225-98和GB50290-98《土工合成材料應用技術規范》中所列入的土工膜在堤壩中的防滲使用規定,都表明土工膜防滲技術在我國堤壩中的應用已經日臻成熟,這將為這項新技術和新材料在堤壩中的推廣應用提供良好的范例。
近年來,土工膜在應用于防滲方面最廣泛的是垂直鋪塑防滲。該技術已日趨成熟并廣泛應用于水庫大壩和江河、湖泊大堤的防滲加固工程。其基本原理是:首先用水沖、鏈斗或往復式鋸槽機在需要防滲的土體中垂直開出槽孔,并以泥漿護壁,然后將與槽深相當的整卷土工膜下入槽內,倒轉軸卷,使土工膜展開,相鄰兩幅之間用搭接的方式連接,最后進行膜兩側的填土,即形成防滲帷幕。
結語
作為小型水庫的管理工作中的中心內容,壩體加固對水庫除險工作有著重要的意義。通過對土石壩的結構以及出險因素分析,在今后的管理工作中應當加強后期加固工作,在提高技術的基礎上,結合新型材料,保證土石壩防滲性能的提高。
參考文獻
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