时间：2023-08-15 17:24:02
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篇化学反应工程笔记，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。
社会与科学的进步促使国际间的交流与合作不断地扩展，对人才的要求也渐为提高，专业人才不仅要具有扎实的专业水平，还要具有较强的外语功底。为了适应科学与社会发展对人才培养的需要，教育部在2001年印发了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》，提出“积极推动使用英语等外语进行教学”，“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”。根据这一形式，我校在2000年也对化工类主干课程《化学反应工程》课程教学进行了改革，采用了双语教学的模式。历经几年的实践，我们对双语教学取得了一些认识。
1、双语教学的意义
双语教学是在非语言类学科中以两种语言作为教学语言的教育[1]，其中一种是学生的母语，使学生掌握非语言类学科知识。研究者将双语教学模式分成三类[2]，第一类，学校只使用一种非学生母语的语言进行教学，即浸入型双语教学；第二类，学生进入学校后部分或者全部使用母语，然后逐步转变成只使用第二种语言进行教学，这种模式称为过渡型双语教学；第三类，学生刚进入学校是使用母语，然后逐渐地使用第二种语言进行部分学科的教学，其他学科仍然使用母语教学，这种模式称为保留型双语教学。
采用双语教学具有多方面的意义。首先，双语课程多采用国外原版教材，通过课程的学习，学生在掌握该课程内容的同时，可自然习得外语的运用，提高外语的应用能力。其次，外语学习的目的在于应用，在高校中往往花费诸多的学时在外语课程上，而学生的外语运用能力往往不理想，在运用外语进行交流的场合，往往很难表述自己的想法，涉及到专业用语，更是不知如何表达，外语的学用脱节问题严重。双语教学的开展无疑可以有效地解决这一问题。双语教学把课程知识的学习和外语的学习有机结合在一起，使学生真正运用自己的外语技能实现课程知识的学习，切身感受到外语的重要性，实现学以致用。并且，国外原版优秀教材的采用，使得课程教学体系与国外一致，从而可以吸纳国外同类课程的精华。再者，通过双语教学，使更多的学生既具有较强的专业知识，又具有很好的外语运用能力，从而可以促进国际间的交流，推进对国际先进科技与创新理念的理解与接受。
2、《化学反应工程》课程的双语教学实践
我校《化学反应工程》课程选择国外名校教材《chemical reaction engineering》（octave levenspiel 主编，3rd ed.，john wiley & son，inc.，该教材2002年由化学工业出版社作为国外名校名著引进出版）进行教学，该书文字流畅，内容简明，条理清晰，较适合作为双语教学的教材，但是内容上与我们的教学大纲不完全相符，我们在授课中根据需要对课程内容做适当取舍或调整。主讲教师均具有较好的英语基础，教师专业水平较高，均已取得博士学位或者正在攻读博士学位。教师授课时，板书为英语，起始时以汉语讲授为主，在学生能够接受的前提下，采用部分英语授课，随着时间的推移，逐渐加大英语授课的强度。按照教学模式分类，本课程属于保留型双语教学。
教师授课过程中，绝大部分时间讲解课程知识，根据学生的英语掌握情况，提示部分专业词汇或者讲解部分英语段落、语句。授课过程中，具体采用多大份额的英语讲授，每次课不同，根据学生掌握知识点的情况来调整，以大部分学生能够掌握主要知识点为准。
课程作业为英文教材所配备的习题，对学生提交作业的语言不作硬性要求，英语表达能力强的学生可以采用英文，英语表达能力差的学生可以采用部分英文部分汉语的方式，鼓励学生尽可能采用英语。考试采用英文试卷，答题语言也不作硬性规定。
教学方式上除了教师授课、学生听课、记笔记的常规形式，还采用了很多灵活的形式。例如，在一次课结束时，对下一次课要讲的内容提出一些问题，要求学生预习，再上课时，由学生就这些问题发表意见，甚至给同学讲课，之后教师进行评价、讨论。采用英文教材需要学生付出更多的精力来阅读、理解，这种教学方式可以增加学生阅读教材、分析问题的积极性。又如，为了增强学生对知识点的掌握，每次课前均对上一次课所讲授的知识点进行回顾，讲清各知识点之间的前后联系。同时每个阶段我们均进行小结，把该阶段的内容前后联系起来，每一阶段均配合相应的综合练习题，巩固已学知识。
同时，我校《化学反应工程》教学网站已于2006年建成，上传并了许多重要的教学资源，如课程信息、授课课件、教案、电子版参考资料（著作、论文）、拓展资源等，并经常更新，学生可以利用网络，浏览教学资源及下载。该网站的建成，对《化学反应工程》双语课程的日常教学起到了很好的辅助作用。
教学实践的结果表明，大部分学生阅读、理解教材的能力明显提高，能够基本上掌握课程的主要知识点。每次课程结束，均对学生进行调研，结果表明，学生认为该双语课程讲授的内容充实，信息量大，能及时反映学科前沿内容，对该双语课程的教学方法基本满意，该课程的学习，对英语应用能力的提高有很大帮助。校教学巡视员对《化学反应工程》双语课程的教学也给予了高度评价，一致认为课程组教师讲授知识准确，教学方法和手段先进、合理，理论联系实际。
3、双语教学中存在的问题
在《化学反应工程》课程教学实践中，我们也逐步认识到了双语教学中存在的一些问题。
首先，在本课程的教学中，常常不能完整地完成教学大纲规定的全部内容，这是由于双语教学中需要花费一定的时间来帮助学生对语言的理解，以保证学生对知识的接受，所以会损失一部分教学内容。这一问题的存在也是必然的，因为我们的语言大环境是汉语环境，学生对于外语所表达知识的接受存在较大的障碍。要想完全解决这一问题，目前存在较大的困难，需要从我们的语言环境着手，增大外语的运用力度。我们考虑可以充分利用现代化的交流手段，例如通过网上质疑和答疑，增强学生课后复习和预习的强度；同时提供合适的中文参考书供学生参考，把教学内容的损失减到最低。
其次，教师本身的外语运用能力有待进一步提高。优秀的双语教师应该不仅可以用外语进行流利的日常会话，而且精通专业内容、学科专业英语，能流畅自如地应用双语进行教学。在教学中我们已经认识到教师本身存在的一些不足，尽管我们进行双语教学的教师都是英语基础较好的优秀教师，但是毕竟不是以英语为母语，要想实现流利的英语授课尚存在一定的困难，需要加强双语教师的培养与培训。目前我校也采取了一些措施，例如选送双语课教师由外教进行强化训练并短期出国培训，已取得了一些成效，但仍需进一步加强这一方面的工作内容。
再者，部分学生不能认同双语教学模式，认为双语教学没有必要，在学习中处于被动，直接影响到其对知识的接受。而且，我校《化学反应工程》课程的所有课堂均设置为双语，该课程是化学工程与工艺专业学生的必修主干课，学生没有选择的余地，有些学生英语基础较差，听读能力跟不上，课上讲解的知识往往因为语言理解的问题而不能接受，随着授课内容的深入，这一部分学生往往产生消极情绪，进一步影响对课程知识的接受。如前所述，课上我们已经采取了各种手段来加强学生对知识的理解，尽管如此，学生对双语教学的态度积极与否仍然是双语教学的关键一环。这就提示我们，进行双语教学不可急于求成，需要根据学生的特点制定教学计划，提高学生对双语课程的积极性。
4、结束语
在我国,化学从初中开始学习,高中达到难度的巅峰,在大学还要作为学科基础课来教学,在教学过程中,主要还是以板书及幻灯片为教学媒介,虽然这样教师与学生之间有一定的互动,但是学生只注意听讲做笔记,而由于化学学科的特殊性,文字无法将化学的过程展示出来,学生会感到枯燥,难以调动学习积极性,使得学习效率低下,不利于教学的继续开展。化学能做到时刻实验,有些实验甚至根本无法开展。因此,国内院校对于化学教学模式的整改势需要以实验为基础,实验在学习中占有不可磨灭的地位,然而由于经费、安全性等限制,不可在必行。
2现代信息技术在教学中的应用
2.1软件模拟反应过程
化学反应涉及到很对原子移动问题,在传统教学过程中,这些问题只是由教师通过板书绘画出来,缺乏生动性,若采用一些实体设计软件如3DMAX将其模拟出来,通过多媒体演示,则会在多维度上展示其具体过程,增强学生对反应的印象。
2.2电脑模拟化学实验过程
化学中经常会接触有毒有害物品,比如有一项实验是制备氯气,总所周知,氯气是一种剧毒气体,稍有泄露就会产生严重的后果。对此,若是我们能将危险的、复杂的、周期长的实验放至电脑上进行仿真模拟实验,不仅可以加快效率,还可以大大提高安全性。电脑模拟实验具有高效率、安全环保等优点,虽不如真正实验动手操作令人印象深刻,但是绝对优于板书图片教授的结果。但是值得注意的是,模拟实验不是万能的,一些必要的基础实验还是要学生们亲自动手操作,这样才最有意义。
2.3电脑模拟事故现场
教育安全一直是教学问题中的重点,每年都会有师生因操作不当而受伤,教师可通过仿真模拟,向学生展示由于错误操作而引起的不良后果,例如浓硫酸遇水飞溅引起灼伤等,强化学生们安全实验的意识,避免出现以上错误。
2.4模拟化工生产
化工厂出于其机密性和安全性考虑,一般不会同意教师带领学生们参观工厂,见识生产工艺工程,教师可通过相关软件自行设计模拟生产过程,增强学生对化学在实际生活中的应用的认识,使同学们充分认识到“三废”等现象的产生机理。
2.5网络自主学习
教师在学校将知识传授给学生后,学生当堂不可能完全理解,需要其在课后进行琢磨自学,教师可以建立一个交流平台,在上面上传相关学习文件,学生可以自己查阅或是线上与老师交流,巩固在课堂上所学内容。
2.6网络教育资源
现代化教育倡导多元化,学生不仅要学习教师在课上讲授的知识,还要自己搜索资料,补充学习。合理的利用网络资源,浏览相关专业网站、网络数据库,可以在更广的范围内进行学习并与他人交流,强化学习效果。
一课堂教学学时有限，不利于知识的拓展与掌握
1实验课程学时有限，基本操作掌握困难
“药物合成反应”课程由于课时压缩等原因，是只有3个学分的一门课程，其中，平均30%的学时用于实验教学，因此只有16学时的实验学时，使得任课教师在安排实验时，为了尽可能的多给学生创造动手机会，让学生接触更多的操作，只能安排3个比较系统的实验，尽量使这3个实验能包涵尽可能多的对药物合成来说是必须的单元操作，如：蒸馏、回流、萃取、过滤，结晶等等。但是由于实验课时有限，这些单元操作的注意事项和细节，教师没有时间一一讲授，因此需要学生在实验课前做好预习工作，并要求在课后能有机会进一步巩固。
2多媒体教学，学生忽略记笔记
目前，高等教育的人才培养质量越来越受到社会的广泛关注，高校教师们也在不断学习先进的教学理念、教学思想，希望能在教学活动中，充分调动学生的学习积极性，活跃课堂气氛，拓宽学生思维等。因此在当今高校课堂教学中，多媒体的应用越来越广泛，教学讲义采用ppt，实验操作采用影音资料，另外，网络资源、flas等等普遍被用于课堂教学，这些高科技产品使现今的课堂气氛不一样了，学生也能更直观更轻松的了解相关的知识点。但是，这些新的教学手段也有其不足之处，就是上课很轻松，但复习很困难。因为这些多媒体手段的应用学生容易理解，但短时间内很难掌握并牢记，而当学生同时接受视觉上、听觉上的冲击时，往往忽略了做笔记，或是注解，课后复习时就缺乏有效的资源和依据。
3立体化学知识要求较强的空间想象能力，难以掌握
“药物合成反应”课程详细讲解了各种药物在合成时涉及的各类反应，其中相当一部分是手性药物，另外，即使是没有手性的原料在进行反应时也很有可能内涉及立体化学的知识，因此，这要求学生具有一定的空间想象能力。为了使学生更好的掌握这些立体化学反应，便于学生掌握，教师往往采用flas为手段，用于描述反应的整个过程。这些动画学生咋一看固然有趣易懂，但离真正的掌握甚至要能举一反三，这在有限的课堂教学靠放一两遍动画是做不到的。
4重视课程知识点讲解，缺乏基本技能的传授
作为工科学生，创新思维的培养和动手能力的提高至关重要，对于生物工程、制药工程这两个专业的学生，化学知识是这两个专业的基础课程，而“药物合成反应”课程就是一门以有机化学为基础的专业课，其中涉及了数百个化学方程式，而对于如今这个计算机已经相当普及的年代，无论是学生要撰写毕业论文也好，还是毕业后从事相关的专业岗位，撰写论文、报告等等都需要他们能掌握方程式、结构式绘画的专业软件。另外，学生要更全面地掌握本专业的知识，除了学好课本中的内容以外，还应多看国内外本专业的研究论文、参考文献等，因此如何查阅文献也是工科学生必须掌握的一门技术。
5大学教学的特殊模式，缺乏师生交流平台
刚进大学校门的一年级学生，往往不适应大学的教学方式，因为在大学里，教室不固定了，一门课程一星期只上1～2次课，教师或是班主任更是很少有机会能见面。许多教师也反映，与学生接触的机会很少，虽然教师们很希望能有机会与学生交流，也做了很多努力，比如上课早些去教室，留下办公室地址、电话方便学生联系，组织召开学生座谈会……但是老师们却发现效果不明星，学生很少来答疑，座谈会上也不愿说心里话。而如今网络这个虚拟的世界却可以提供一个可以让人放下戒备的绝佳场所，比如：QQ群，博客，论坛等等，学生可以根据自己的情况选择实名或是匿名，可以敞开心扉大胆地向老师提出自己心里的想法、意见和建议，这对于提高教师教学水平，加强师生交流，提升师生之间的感情是十分有利的，甚至可以缓解师生矛盾，增进相互理解。
上述情况，导致两个专业的学生纷纷反映“药物合成反应”课程难学难掌握，许多学生知道这门课程的重要性，迫切希望能掌握它，却苦于没有好的学习方法。因此，授课教师对“药物合成反应”网络课程进行了设计和建设，搭建了一个虚拟平台，使之作为“药物合成反应”课堂教学的延伸，在时间上、空间上拓展学生的学习机会，达到“教与学”双赢的目的。
二网络课程栏目设计
根据“药物合成反应”的教学要求，同时考虑到该课程教与学方面存在的问题，在设计其网络课程时包含了以下栏目：欢迎页面，通知，课程简介，教学大纲，教师简介，授课教案，教学讲义，演示实验，作业，参考书目，课程辅助工具，讨论版。具体为：
欢迎页面：包括课程首页、课程导航和课程首语。
课程通知：用于本课程日常运行过程中的各项事务性工作的公告和通知，如：上课地点，实验室地点，预习、复习范围，作业上交时间，考试时间地点等。
课程简介：总体介绍本课程的教学目标、讲授范围、课程对象、应用范围、学习基础与方法以及教学指导。
教学大纲：分层次介绍本课程中每一章节要求学生了解、熟悉、掌握的不同知识点。
教师队伍：主要介绍教学团队的整体情况，课程负责人、主讲教师的基本情况、专业方向，提供教师的个人信息、联系方式，以便学生遇到学习问题时能及时联系。
授课教案：电子教案是按照教学大纲要求编写的，包括本课程每一节课时教师讲授的教学目的、要求、课堂教学内容、学时数分配和教学方法等，为学生提供了明确的学习目标和必要的自学建议与指导。
授课讲义：包括本课程所有教师上课时采用的多媒体课件，该课件是采用Powerpoint软件编写的，内容紧扣教学大纲和教学教案要求，突出重点和难点，学生可以在线点击阅读，也提供下载复习。特别是针对“药物合成反应”课程特点，将抽象和难以理解的反应机理等采用Flash软件制作成动画的形式，有利于加强学生对反应过程的理解和对立体化学的空间想象力，非常适合学生复习掌握。
演示实验：将本课程涉及的但学生没有机会操作的一些单元操作制作成视频作为演示实验，将药物合成系统实验或是工业大规模生产的情况以虚拟实验的形式进行模拟，以便学生有直观的印象更容易掌握有关实验操作和注意事项。
课程作业：主要针对课程教学过程中存在的重点、难点及教学特点进行构建，布置在网络上并支持学生在线上交和提问，内容包括预习、复习内容、练习题、模拟卷等。以上内容学生均可下载到个人电脑，随时随地进行学习。
参考书目：列出与本课程相关的书目，促使学生多多借阅以便更系统地掌握课程内容。
课程辅助工具：向学生提供课程学习过程中需要用到的一些学习工具，如：文献阅读、播放Flash、播放演示实验、画结构图的软件等等；
讨论版：用于学生和教师之间、学生与学生之间的在线交流、沟通和对话，是实现师生互动的最重要的栏目。此栏目包括教学专题论坛、问题在线答疑、学习难点分析、学习方法交流等。学生在这里可以匿名或实名发帖，互相之间交流学习心得，也可以向任课老师提出问题、进行咨询，更可以提出对教师在本课程讲授方面的意见和建议等，要求任课老师定期上线回复学生问题。
除此之外，该平台还可实现和学院生物与制药工程实验示范中心的实验教学与实验室管理信息平台的超链接，通过此平台，学生可申请参与教师科研，也可为自行设计的实验寻求指导老师，有利于培养学生的科研思维和动手能力。
总之，网络课程的建设，弥补了由于课堂教学学时有限等引起的种种问题，打破了时间和空间的限制，使学生能在更轻松、更自由的环境下学习，更能吸引他们的视线，极大地激发了学生学习的兴趣。学生在主动参与网络课程学习的同时，在网络虚拟技术、人文熏陶和文化氛围等方面的培养也得到了更好的提高。
参考文献
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引言
国际能源界预测，本世纪氢能将得到广泛的应用，而燃料电池将成为利用氢能的重要途径。燃料电池是继水力、火力、核能之后的第四电装置，它是可以替代内燃机的动力装置。燃料电池具有安全、高效、无污染、适用广、无噪声等特点，已成为当今世界能源领域的开发热点。
1 基本原理
普通电池是将电池内部的化学能转变成电能，而燃料电池是将电池外部的燃料（氢和氧）通过化学反应，将其释放的能量转变成电能输出。燃料电池外部的燃料存储系统是一个活动装置，可以方便地更换和补充燃料。
燃料电池的基本原理是水的电解的逆反应。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质组成。工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气），在电极上常使用催化剂（例如白金）来加速电化学反应。氢在负极分解成正离子H＋和电子e。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。
2 燃料电池的种类及其特点
2.1 质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells—PEMFC)
该电池的电解质为离子交换膜，薄膜的表面涂有可以加速反应的催化剂（如白金），其两侧分别供应氢气及氧气。由于PEM燃料电池的唯一液体是水，因此腐蚀问题很小，且操作温度介于80℃～100℃之间，安全上的顾虑较低；其缺点是，作为催化剂的白金价格昂贵。PEMFC是轻型汽车和家庭应用的理想电力能源，它可以替代充电电池。2?2碱性燃料电池(AlkalineFuelCells—AFC)
碱性燃料电池的设计与质子交换膜燃料电池的设计基本相似，但其电解质为稳定的氢氧化钾基质。操作时所需温度并不高，转换效率好，可使用的催化剂种类多且价格便宜，例如银、镍等。但是，在最近各国燃料电池开发中，却无法成为主要开发对象，其原因在于电解质必须是液态，燃料也必须是高纯度的氢才可以。目前，这种电池对于商业化应用来说过于昂贵，其主要为空间研究服务，包括为航天飞机提供动力和饮用水。
2.3 磷酸型燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cells—PAFC)
因其使用的电解质为100％浓度的磷酸而得名。操作温度大约在150℃～220℃之间，因温度高所以废热可回收再利用。其催化剂为白金，因此，同样面临白金价格昂贵的问题。到目前为止，该燃料电池大都使用在大型发电机组上，而且已商业化生产，但是，成本偏高是其未能迅速普及的主要原因。
2.4 熔融碳酸盐燃料电池((Molten Carbonate FuelCells—MCFC)
其电解质为碳酸锂或碳酸钾等碱性碳酸盐。在电极方面，无论是燃料电极还是空气电极，都使用具有透气性的多孔质镍。操作温度约为600℃～700℃，因温度相当高，致使在常温下呈现白色固体状的碳酸盐熔解为透明液体。此型燃料电池，不需要贵金属当催化剂。因为操作温度高，废热可回收再利用，其发电效率高达75％～80％，适用于中央集中型发电厂，目前在日本和意大利已有应用。
2.5 固态氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells—SOFC)
其电解质为氧化锆，因含有少量的氧化钙与氧化钇，稳定度较高，不需要催化剂。一般而言，此种燃料电池操作温度约为1000℃，废热可回收再利用。固态氧化物燃料电池对目前所有燃料电池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于使用固态的电解质，这种电池比熔融碳酸盐燃料电池更稳定。其效率约为60％左右，可供工业界用来发电和取暖，同时也具有为车辆提供备用动力的潜力。缺点是构建该型电池的耐高温材料价格昂贵。
2.6 直接甲醇燃料电池（Direct Methanol FuelCells—DMFC）
直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢，然后如同标准的质子交换膜燃料电池一样，氢再与氧反应。这种电池的工作温度为120℃，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约在40％左右。其使用的技术仍处于研发阶段，但已成功地显示出可以用作移动电话和笔记本电脑的电源。其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。
2.7 再生型燃料电池（Regenerative FuelCells—RFC）
再生型燃料电池的概念相对较新，但全球已有许多研究小组正在从事这方面的工作。这种电池构建了一个封闭的系统，不需要外部生成氢，而是将燃料电池中生成的水送回到以太阳能为动力的电解池中分解成氢和氧，然后将其送回到燃料电池。目前，这种电池的商业化开发仍有许多问题尚待解决，例如成本，太阳能利用的稳定性等。美国航空航天局（NASA）正在致力于这种电池的研究。
2.8 锌空燃料电池(Zinc－air Fuel Cells—ZAFC)
利用锌和空气在电解质中的化学反应产生电。锌空燃料电池的最大好处是能量高。与其他燃料电池相比，同样的重量，锌空电池可以运行更长的时间。另外，地球上丰富的锌资源使锌空电池的原材料很便宜。它可用于电动汽车、消费电子和军事领域，前景广阔。目前MetallicPower和PowerZinc公司正在致力于锌空燃料电池的研究和商业化。
2.9 质子陶瓷燃料电池(Protonic Ceramic FuelCells—PCFC)
这种新型燃料电池的机理是：在高温下陶瓷电解材料具有很高的质子导电率。Protonetics InternationalInc.正在致力于这种电池的研究。
3 燃料电池的研发和应用现状
燃料电池技术在全球的开发极为活跃。全世界约有20多个国家的上千家公司和机构投入巨额资金从事燃料电池的研究和商业化工作。目前，已有2500多个燃料电池系统安装在世界各地，为医院、托儿所、宾馆、办公楼、学校、机场和电厂等提供基本的和备用的电力供应。
美国是研究燃料电池最早的国家，处于该领域的领先地位。早在上世纪60年代初，NASA为解决航天飞机中普通电池过重的问题而开始研究新的动力装置。之后的几十年中，能源部（DOE）、电力研究所（EPRI）和气体研究协会（GRI）等部门都投入了大量的人力和财力进行研发。目前，碱性电池长期被NASA采用；磷酸型电池技术也相当成熟，已有广泛的商业化应用。2MW的熔融碳酸盐电池已投入运行，西屋（Westinghouse）公司100kW固体氧化物电池也已在荷兰安装。
日本在30多年前就开始燃料电池的研究，近年来成果尤为显著。开发重点集中在磷酸型、熔融碳酸盐型、固体氧化物型3大类。容量达11MW的磷酸盐发电装置也已在东京电力公司投运，效率达43.6％，熔融碳酸盐型已经运转的有2MW级装置。另外还建立了许多宾馆、医院用的100kW级的磷酸型现场发电电池系统。
欧洲各国燃料电池开发较美国、日本为晚。早年主要兴趣在碱性电池，随着燃料电池技术的发展，其优越特性逐渐为人们所认识，欧洲各国也加快了燃料电池技术的引进开发。荷兰、意大利、德国、西班牙等国分别完成10kW、100kW、280kW级碳酸盐型电池的开发，德国和瑞士分别进行了7kW和10kW级固体氧化物电池的开发；意大利于1991年投运了美国造的1MW级磷酸型电池装置。
由于石油短缺和汽车尾气污染等环境问题日益严重，目前燃料电池研发生产的一个重要方向是能够给汽车提供动力。几乎所有大的汽车制造商都在研发使用燃料电池的电动汽车，并已有示范车型。目前，丰田和本田公司已经在日本和美国开展电动汽车的租车业务。现在已有一些使用充电电池的电动汽车，但使用燃料电池的电动汽车市场仍处于培育阶段。专家们预测到2010年前后才能实现商业化。应用于便携式设备（手机、笔记本电脑、掌上电脑等）的微型燃料电池的研发竞争也在激烈地进行。
我国燃料电池的研制开发起步并不晚，然而发展缓慢。上世纪70年代，为配合航天事业的发展我们在碱性燃料电池领域取得了一些进步，但到上世纪80年代由于资金原因研发放慢了，直至上世纪90年代末才又开始新一轮的研发及商业化尝试。
在国内燃料电池研发工作中具有代表性的大连化学物理研究所，已经从事燃料电池的研究近50年，早年曾成功研制了500W的碱性型燃料电池，近年来致力于质子膜、熔融碳酸盐和固体氧化物型电池的研究。该所在2001年至2003年间，将30kW的质子膜电池组用在小型汽车和大型公共汽车上示范成功，并成立了新源动力公司，开始了产品的商业化进程。2003年春，该所与清华大学合作将75kW的质子膜电堆应用在公共汽车上。在直接甲醇燃料电池方面，大连化物所、韩国三星公司、南孚电池公司建立了合作实验室。目前，中国科技大学无机膜研究所已成功研制了新型中温固体氧化物燃料电池。6种燃料电池的应用及技术状态见表1。
表16 种燃料电池的应用及技术状态
电池种类
可用燃料
应用
技术状态
质子膜
氢气、重整气
电动车、潜艇电源
研发、改进、已有商业化产品
磷酸盐
重整气
现场集成能量系统
已有商业化产品
熔融碳酸盐
净化煤气、天然气、重整气
电站、区域性供电
在日本和意大利有示范电站
固体氧化膜
净化煤气、天然气
电站、联合循环发电
示范、测试
碱性
纯氢气
航天、空间站
在航空航天领域长期应用
直接甲醇
甲醇、乙醇
移动电源
研发
4 结语
由于燃料电池的成本居高不下，目前仍处于研发和示范应用阶段，但它在能源贮备、供应方面的安全、可靠、高效率、无污染等特性和广阔的应用前景，使得全世界都在这个领域进行着研发竞赛。
1．化学教学的方法不合理、目的不明确。
俗话说，分数是学生的命根子，把学生的学习成绩作为衡量学生的唯一标准是我国传统的教育理念。中考给学生带来了特别大的压力。很多的学校目前仍采用传统的“灌输式”教学方法，老师在课堂上不停的讲学生在不停地做笔记下课后还要让学生完成很繁重的家庭作业。这种不注重质量的化学教学不仅降低了学习效率而且影响了学习氛围。现代的初中化学教学把学生升高中作为教学目的忽视了对学生兴趣和创新的培养。综合素质全面发展是新课标初中化学培养的目的。兴趣是学生最好的老师，创新是一个民族的灵魂。教学的意义在于提高学生的主动性和积极性和培养学生的兴趣和创新意识。
2．化学教学对实验不够重视。
化学实验对初中化学的学习起到了辅助的作用。学生往往可以通过做实验更简单的理解化学现象和化学原理。比如，Hcl和Fe的化学反应、Mg条的燃烧反应，等等。通过实验，很容易让学生记住化学反映的现象。化学实验可以很好地锻炼学生的动手能力和创新意识，在不断的探索中对化学有新的认识，大大提高了学生学习的积极性。然而现在，实验教学被忽视学生学到的一些知识和实验设备，只能通过自己的理解想象死记硬背来记忆。现在，很多高校的毕业生在工作中往往表现动出动手能力差、缺乏想象力和创造力，不能担负起社会责任。
3．初中化学教学内容单一，师资力量比较薄弱。
很多学校初中化学的教学内容仅仅局限于教科书，使学生在学习过程中思维受到限制。有可能受学科特点的影响，关于化学方面的活动开展的比较少，同时老师和学生之间敞开心扉交流沟通的机会也很少。这样很容易造成学生和老师之间的距离，导致学生在学习过程的积极性调动不起来。教师的教学水平直接影响到学生的化学学习，部分学校的教师队伍水平较低，在教学工作中缺乏教学的热情和对学术的追求。尤其是在一些偏远地区，师资力量比较薄弱，一个教师担任很多学科的教学，不利于学生的学习。
二、新课标背景下初中化学教学有效方法
1．教师要加强与学生的互动
这样可以很好地活跃课堂气氛，使同学在学习过程中感到轻松并且提高了学习效率。初中化学教学要结合学生自身的特点，因材施教激发每位同学的学习热情。教师在教学中可将化学知识与身边生活联系起来加强学生的理解，摆脱传统的“揠苗助长”式的教学方法。学生的培养，其实是综合素质的培养一个没有素质的学生，即使学习成绩再好也无济于事。在教学过程中要摒弃以学习成绩评定学生的传统观念，做到以学生的全面发展为目的。
2．化学实验要把现实与理论相结合。
化学知识可以通过实验直观地得到结论。学生通过做实验，可以认识实验仪器、学习试验方法、观察实验现象、掌握实验原理;可以很好地激发学生的创造力和学习兴趣。传统的实验一般情况下都是老师一个人做，很多的同学看着。新课标背景下，老师要最大化地调动学生的动手、动脑能力。在确保学生安全的前提下，化学实验可以交给学生自己来设计完成，教师知识起到引导保护的作用比如说NaoH与Hcl的滴定实验。这样可以加深学生对知识的理解和应用，培养学生的动手动脑能力。学校可以联系有关部门为学校教学提供必要的实验仪器和设备，加大对实验教学的力度，切实将化学实验与课堂教学结合起来。通过学校、教师教学的共同努力，把实验教学用于初中化学教学中，加强学生的综合素质培养。
3．丰富教学内容拓宽学生的视野，丰富教学内容，并不代表要要增加学生的学习压力。
化学是一门枯燥的学科，学生学起来自身又可能存在抵触心理。教师在教学过程中可以增加教材以外的知识点，做以补充这不仅有助于学生对知识的理解而且可以开阔学生的眼界。通过进行化学知识竞赛、化学讲座等活动来和利用多媒体设备增加学生对化学的了解促进师生之间的沟通。教师是人类灵魂的工程师。教师是学生的成长的引导着和栽培者。初中生正处于青春叛逆期，这也是塑造学生的分水岭，老师的思想、行为直接影响到学生的成长尤其是心理上的成长。化学教师作为学生的主要老师在教学中起到了举足轻重的作用。加强初中化学教师队伍的建设，建立起一支有文化、有水平、有责任的教师队伍。
4．众所周知，外国的教育更加注重素质教育并且获得了很大的成功。
研究学习外国的初中化学教学方法和理念为我国素质教育起到了很好借鉴作用。将外国教学的优点结合我国的国情来弥补我国教学上的不足。
三、结语
飒 飒
“趁热吃”一向是咱中国人待客的一句客套话，不过，这种礼节似乎应该改改了。吃得过冷或过热，都会有损肠道和身体机能。
平时多吃和体温相近的食物，可以延缓肠胃老化，助人延年益寿。饮食过热和食道癌等多种消化道疾病息息相关。人的食道壁是由黏膜组成的，非常娇嫩，只能耐受50―60℃的食物，超过这个温度，食道的黏膜就会被烫伤。像刚沏好的茶水，温度可达80―90℃。很容易烫伤食道壁。如果经常吃烫的食物，黏膜损伤尚未修复又受到烫伤，可形成浅表溃疡。反复地烫伤、修复，就会引起黏膜质的变化，进一步发展变成肿瘤。
笔记本，让你更易得电脑病
南 京
很多时尚MM都喜欢用笔记本电脑，觉得小巧轻便。但是笔记本电脑的大量使用，使得电脑病出现了新的变异，鼠标手等疾病逐步被触摸指、键盘腕、电脑脖等新的病种替代。键盘和屏幕距离太近，触摸板让手指更劳累，以及平坦键盘的使用，时间长了都会对身体造成不良影响。
电脑脖
症状：许多白领颈椎特别不好，与长期使用笔记本电脑有关系。“电脑脖”常常会让人觉得脖子抬不起来，有酸胀感，严重的还会引起放射状疼痛和头晕、呕吐等症状。
病因：事实上，笔记本电脑在人体工程学方面存在严重缺陷，屏幕与键盘之间距离太近，并不能像台式机电脑一样，屏幕与眼睛基本保持在同一水平线上。
因为笔记本电脑是键盘与屏幕一体的，所以在打字的同时，必须要一直低着头看屏幕。僵着脖子低头看屏幕，更容易造成颈肌损伤。然而，若将机器抬到眼睛适合的位置，又可能造成肩膀和手臂肌肉劳损。因此，多数人还是习惯让脖子承受一定的压力。脖子处于一种前倾姿势，会导致软组织劳损和椎间盘损伤。
处方：使用笔记本工作时，尽量想办法维持头颈中立位，腰要挺直，桌面高度适宜；工作一小时要休息片刻，活动和放松一下颈腰部；尽量避免长时间使用笔记本电脑。
越鲜艳的食物越抗衰老
Q Q
人是怕老的，尤其是女性，这就要从食物说起了。颜色越深、越鲜艳的食物，越抗衰老。
人体之所以会慢慢衰老，罪魁祸首当属随着年龄的增长以及外界各种不良环境和不健康的生活方式，导致体内逐渐堆积起来自由基。为了对抗自由基对人体各器官的氧化作用，我们平时应该尽量多摄取富含维生素C、E、类胡萝卜素、多酚类、青花素，以及硒、锌、铜、锰等微量元素的抗氧化食物。
在选择食物时，“以色取物”是一种很简单的判断标准。一般来说，颜色越深、越鲜艳的食物中所含的抗氧化成分越高。不仅是蔬菜水果，主食也是一样的道理。比如同样是花菜，西兰花就比白菜花中富含维生素C、胡萝卜素及叶酸等，鲜红的西红柿也比淡红的富含番茄红素。此外，黑豆胜过黄豆，黑米、红米胜过白米，黑芝麻营养远超白芝麻等，都是因为前者含有更多的花青素、多酚等抗氧化成分。
女人，一天的科学生活
乐小小
你知道吗，什么时间参加考试、试衣服、看牙医、玩乐器最好?为什么11点前吃奶油蛋糕不会发胖?从6点到24点该干什么，你应该清楚。
6点：你还在睡觉，但你的机体已经醒来，内分泌功能活跃。如果这时起床，不要匆忙，动作舒缓为好。
8点：心脑血管病易发作时段，练瑜伽功最好推迟到11点前。此时可以吃早餐。新陈代谢非常顺利，但不适合顺势疗法药物。
9点：后2个小时期间疼痛和恐怖感最小，是看牙医的最好时间。
10点：适合参加公务谈判，完成各种教学任务和通过考试。
11点：如果极想吃奶油蛋糕，最好在这时而不是在午饭后，脂肪会转化为能量，而不会贮存在腹部和大腿。
13点：在办公室里，工作人员打哈欠；在学校里，孩子们脑子不好使。这是午休的最佳时间。
14点：身体的静电荷最小，适宜梳理头发。
16点：身体需要运动：跑、跳、游泳等。如果不得不坐着工作，也要站起来走一走，做做下蹲，这样有利于保持工作精力。
17点：放松的时间，可以玩玩乐器，这时你的双手最灵活。同时，你能说善辩，可以利用此时说服你的亲属、朋友和同事。
18点：晚饭的最佳时间，但要适量。这时，多余的热量会转化为脂肪，而不是能量。
19点：护理皮肤，营养面膜会带来最大好处，服用各种药物吸收也最好。
20点：对美的追求最强烈，内心世界最丰富。看看画册，读读书，也可以试试新衣服。
21点：体温下降，新陈代谢减慢，这时不要吃东西。此时，特别难忍孤独。
22点：你的肝脏不希望你喝酒。酒还影响睡眠，乃至次日的心情。这时候，吸烟也最有害健康。
23点：展开幻想――美好的前景、远大的理想和崭新的观念。
24点：一直到早晨，这时反应缓慢，没有坚定的目的性。如果还不睡觉，最易感到恐惧和抑郁，所以最好睡觉。
清晨第一杯不该喝的水
那 木
很多人都知道，起床后空腹喝下第一杯水有益健康。但是，你是否审视过，这一杯水到底该怎么喝才正确?
鲜榨果汁――加重肠胃负担
不少人误认为，早上起来喝一杯鲜果汁既解渴又有营养，其实这是错误的。早晨第一杯水喝果汁，并不能提供此时身体最需要的水分，反而是在缺水的状态下就让胃肠进行工作，不利于身体健康。
淡盐水――并非有益健康
有人觉得喝淡盐水有利于身体健康，这种认识是不科学的。人在整夜睡眠中滴水未饮，但呼吸、排汗、泌尿仍在进行中，这些生理活动要消耗许多水分，喝盐水会加重高渗性脱水，令人更加口干。早晨是人体血压升高的第一个高峰，喝盐水会使血压更高。
可乐等饮料――加速钙和水分流失
汽水和可乐等碳酸饮料中大多含有柠檬酸，在代谢中会加速钙的排泄，降低血液中钙的含量，长期饮用会导致缺钙。一些饮料有利尿作用，清晨饮用非但不能有效补充机体缺少的水分，还会增加身体对水分的要求，反而造成体内缺水。
牛奶――营养白白流失
空腹喝牛奶不过是“穿肠而过”。胃来不及消化，小肠来不及吸收，牛奶的营养价值也就无从体现，有的人还会出现肠胃胀气等过敏反应。因此，早上的牛奶不要作为“第一杯”，以利于充分发挥蛋白质的营养价值。
喝牛奶的错误
MILK
很多人都喝牛奶，但是你知道吗，或许你平时喝牛奶的方法并不对。看看下面，赶快改正吧。
牛奶越浓越好：错
所谓过浓牛奶，是指在牛奶中多加奶粉少加水，使牛奶的浓度超出正常的比例标准。有人惟恐新鲜牛奶太淡，便在其中加奶粉。如果是婴幼儿常吃过浓牛奶。会引起腹泻、便秘、食欲不振，甚至拒食。还会引起急性出血性小肠炎。这是因为婴幼儿脏器娇嫩，受不起过重的负担与压力。
加糖越多越好：错
牛奶里加什么糖好呢?最好是蔗糖。蔗糖进入消化道被消化液分解后，变成葡萄糖被人体吸收。葡萄糖甜度低，用多了又容易超过规定范围。
何时加糖呢?把糖与牛奶一起加热，牛奶中的赖氨酸就会与糖在高温下(80℃～100℃)产生反应，生成有害物质糖基赖氨酸。这种物质不仅不会被人体吸收，还会危害健康。因此，应先把煮开的牛奶晾到温热(40℃～50℃)时，再将糖放入溶解。
牛奶加巧克力：错
有人以为，既然牛奶属高蛋白食品，巧克力又是能源食品，二者同时吃一定大有益处。事实并非如此。液体的牛奶加上巧克力，会使牛奶中的钙与巧克力中的草酸产生化学反应，生成“草酸钙”。于是，本来具有营养价值的钙，变成了对人体有害的物质。从而导致缺钙、腹泻、少年儿童发育推迟、毛发干枯、易骨折以及增加尿路结石的发病率等。
牛奶必须煮沸：错
通常，牛奶消毒的温度要求并不高，70℃时用3分钟，60℃时用6分钟即可。如果煮沸，温度达到100℃，牛奶中的乳糖就会出现焦化现象，而焦糖可诱发癌症。其次，煮沸后牛奶中的钙会出现磷酸沉淀现象，从而降低牛奶的营养价值。
添加橘汁或柠檬汁以增加风味：错
在牛奶中加点橘汁或柠檬汁，看上去是个好办法。实际上，橘汁和柠檬均属于高果酸果品，而果酸遇到牛奶中的蛋白质会使蛋白质变性，从而降低蛋白质的营养价值。
专家提示
长期使用葛根异黄酮的女性，在生理年龄上比不使用葛根异黄酮的女性要年轻十岁。
――《柳叶刀》德国埃朗根大学维尔德教授
葛根总异黄酮对雌激素缺乏引起的骨质疏松有增强骨矿质密度和骨强度的作用。
――《中草药》浙江医科院药物所
葛根异黄酮在冠心病人的治疗中，可对患者的高粘高凝血症有明显改善，血脂下降、病人的胸闷、心前区疼痛、早搏及心电图均有明显改善。
――《山东医药》山东省千佛山医院王丽华等
金雀异黄素是豆科植物中的一种异黄酮，具有抑制肿瘤、雌激素样作用、影响骨代谢和心血管系统及抗氧化等广泛药理活性。
――中国人民第二军医大学药学院金永生刘超美
“女人味”是是由什么物质炼成的
李 蕾 张树旗
偶尔在某种场合会碰到一些很有“女人味”的女人。细嫩的肌肤、惹火的身材、从骨子里散发出的阴柔，举手投足间投射出的媚。不仅男人看了怦然心动，就是其他女人也艳羡不已，那么这种“女人味”是如何炼成的呢，听我细说其中的秘密。
雌激素是女性体内调控发育的特殊物质，负责女性特征的方方面面。沁人心脾的“女人味”就是拜它所赐。
促进皮脂腺的分泌，抑制痤疮、粉刺的形成，柔嫩光滑肌肤。
刺激乳腺基质发育，腺导管生长，脂肪沉积，塑形傲人双峰。
负责躯体皮下脂肪均匀分布，打造独有双S曲线。
培养自信自立、善解人意、温柔、包容的女人心。
是阴道、子宫、输卵管及卵巢发育的基础物质，生活源动力。
调控骨质代谢，防止骨钙流失，保持骨形挺拔健美，惊现骨感美。
减少生殖系统肿瘤，养巢护宫，温柔保护女人。
然而进入更年期，随着卵巢功能下降，体内雌激素分泌迅速减少。导致身体和心理出现相应的变化，表现为潮热、多汗、失眠、头痛、心悸、胸闷、急躁易怒、皮肤容颜身形改变、性生活质量下降等等，即出现更年期综合症，原有的“女人味”消失怠尽，成了人人想躲的“八婆”。
关键词：环境化学；教学
随着技术和经济的发展，人类利用和改造自然的能力大大加强，同时也使资源的使用和废弃物排放量显著增多，这使自然环境的组成和结构受到了大规模的影响，从而破坏了人与自然的和谐关系，造成了全球性的环境污染和和生态破坏，对人类自身赖以生存的环境产生了很大影响。对自然环境产生破坏的结果称之为环境效应，根据环境效应的不同，可分为环境物理效应、环境化学效应和环境生物效应，其中环境化学效应在环境效应中影响量最大。环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制原理和方法的科学，因此环境化学是环境科学的核心组成部分，也是化学科学一个新的重要分支，目前该课程已成为高等学校化学化工、环境工程等专业的一门重要专业课。
一、列举典型案例
采用典型案例，充实教材教学内容，也是改进专业教学的有效方法之一。环境化学教材和一般教材一样，围绕本学科运用系统的理论知识进行分述。构成环境的三大要素―――大气、水、土壤三方面分别讲述化学污染物在这三种环境中形成、迁移、转化和归趋过程中的化学行为和生态效应，专业理论内容较多，实际事例比较少。为了丰富教学内容，增强教学效果，在教学过程中，笔者根据教学内容，把世界上发生的重大环境污染事件作为案例进行详细剖析，使学生对这些事件从感性认识上升到理性认识，对所学的专业知识有更深刻的理解。如学气中污染物的迁移部分时，要求学生掌握大气温度层结、辐射逆温、大气稳定度、气象条件和地理地势对大气中污染物迁移的影响。笔者用1930年比利时马斯河谷工业区马斯河谷烟雾事件、1984年12月3日美国联合碳化公司在印度博帕尔市发生的印度博帕尔事件、1986年4月26日发生在乌克兰切尔诺贝利的核泄漏事件、1948年10月26日发生在美国宾夕法尼亚州多诺拉城的烟雾事件等案例结合专业理论进行详细分析，使学生能够把大气条件对大气中污染物扩散及对环境造成影响的知识有机地联系起来，充分理解影响大气污染物扩散的因素。又如在学气中污染物的转化部分时，要求学生掌握大气中污染物产生的原因、发生光化学反应的机理及对环境造成的影响，笔者用1943年夏季发生在美国西海岸洛杉矶市的光化学烟雾事件、1952年以来发生的伦敦烟雾事件对光化学烟雾、硫酸型烟雾产生的机理及对环境造成污染的后果进行详细分析，使学生对大气中污染物的产生、转化及对环境的影响有更深刻的理解。再如在学习水环境中污染物存在形态和分布对环境的影响时，用1968年发生在日本的米糠油事件分析了有机污染物对水环境造成的影响和1953―1956年在日本熊本县水俣镇发生的水俣病事件，分析了无机重金属元素对水环境造成的影响和对人类造成的严重伤害，使学生进一步加深了对水体中有机污染物、无机污染物对对于人类生存具有极其重要意义的水资源造成的影响的认识。通过把这些世界上著名的污染事件与本课程中的相关专业理论联系起来，大大提高了学生对学习本课程意义的认识和他们的学习兴趣。
二、灵活选用教学方式
（一）多媒体教学
在不增加课时的前提下，使用多媒体教学比传统的板书教学效率能有较大提高，环境污染的实景图片引入课堂，能带来更大的震撼。污染传输动画能生动再现沙尘暴的起源、迁移和衰弱，生动而直观。然而，单纯的多媒体教学不利于剖析化学变化机理和探索生物转化路径，常常是ppt放完后，学生依然一知半解。为此，在教学中应选择板书+电子教案的模式，通过多媒体放映环境污染的景象，通过粉笔细说污染的成因和形成机制，这样的教学模式能达到充分调动学生的感性认识和理性认识的目的，突出了重点，深化了难点。
（二）教学组织形式
一般的教学模式都是教师讲授，学生记笔记、做作业，但这种方式已经不适于现代教育对培养学生创新能力和实践能力的要求，因此，在环境化学的教学中，应改变传统讲授式的模式，探索有效的教学方法与技巧，提高学生的学习能力。
1.采用教学案例法
采用典型案例，充实教材教学内容。在教学过程中，根据教学内容，把世界上发生的一些重大环境污染事件作为案例进行详细剖析，比如在讲授大气污染化学时，首先介绍洛杉矶光化学烟雾、中国酸雨分布等背景材料，然后布置学生在学习结束后思考和讨论如何从环境化学的角度解决相关污染问题，通过这种方式，可以让学生对环境问题有深入、透彻的认识。
2.采用专题讲座和专家讲学的形式
目前的教学形式主要讲授环境污染化学的基础理论知识，较少涉及到环境化学的研究前沿内容和实际的应用研究，因此，毕业生在应用环境化学基本知识分析解决实际环境问题的能力较弱。为此，在环境化学课堂安排有关环境化学应用的专题讲座十分必要，特别是邀请该领域的专家进行讲学，能让学生及时了解国内外环境化学及相关领域研究的最新动态，激发学生学习、探索环境问题的兴趣。
3.学生主讲，课堂讨论
在课堂教学过程中，增设学生主讲，课堂讨论的形式，提供一些难度较小的主题，要求学生查阅文献，制作PPT或撰写读书报告，并在课堂上进行交流讨论，学生科分组进行，各自分工。这样的形式能充分调动学生的积极性，锻炼学生分析问题和表述问题的能力，并且提高了学生查阅和综合文献的能力，一举多得。
三、时刻不忘素质教育
在我们的实验教学中，绝大多数情况下都会产生一些有毒有害的气体或污染物，学生在做实验过程中时刻要意识到这一点。在做实验过程中应将常规实验改为微型实验，提醒学生不要浪费化学药剂，不要随意在实验室倾倒有毒物质，以免做环保实验的同时又对环境造成危害。让学生把所做实验产生的污水收集起来，根据废水的性质进行处理后再送污水处理站。如“活性炭对苯酚吸附性能的测试”，要求学生尽可能准确量取废水，否则多取的废水就会对环境造成一定的危害，吸附完苯酚的活性炭要用专用仪器盛装，残留的苯酚溶液要排入学校专用的化学废物收集桶。尽可能将废弃物回收、利用、化害为利、变废为宝，也包括对暂时不能利用的废弃物进行无害化处理，使学生养成保护环境的良好习惯。
参考文献：
关键词：高中生物 学习习惯 养成教育
生物总分值在理科综合里所占的比例为24%，相比于物理、化学，这个比例是最小的，所以许多高中生对生物并不那么重视。受各方面因素的影响，在新课改的要求下，高中生必须培养自己良好的学习习惯，提升自己的物理成绩，实现提升自己综合素质的目标。
一、高中生生物学习现状总结
高中生在生物学习中存在许多问题，尤其是在学习习惯上还有待改善，所以我们首先应该正视这些问题，然后对症下药，找到应对措施。
（一）学习习惯不好
许多学生在学习中过于自信，认为自己的知识接收能力很强，思维也很活跃，能够跟上教师上课的节奏，所以不愿意预习功课。以为课堂上能够听懂老师所讲的内容，课堂上的知识点都已经深深刻在了自己的脑海里，因此不愿意动手动笔，一堂课下来，笔记本上还是空白。课后也不加强复习，不做习题巩固知识，等到考试检验学习成果时，才发现自己知之甚少，落下的知识太多。
（二）没有好的学习计划
学习计划能够帮助学生合理安排学习时间，让我们对学习进度做到心中有数，并且按部就班的完成学习任务还能够减小我们的学习压力。但是，据了解，大部分的学生都没有制定过学习计划，或者制定了计划却没按照计划去执行，做不到持之以恒。有的学生想制定学习计划，由于不清楚自己的学习目标，没进行过自我分析，更不懂得如何去安排学习时间，所以不知道如何去制定学习计划。
（三）对生物没有兴趣
高中生物知识比较复杂，许多知识又比较抽象，与其他科目之间还存在紧密的联系，这导致许多学生认为生物太难，学不懂，所以对生物没有学习的兴趣。比如，在DNA的学习中，涉及到DNA的结构、DNA的复制，基因工程，DNA变异造成的人类疾病等等知识，其内容不仅多，而且复杂，令许多学生望而生畏，难以提起学生的学习兴趣。
二、高中生物学习习惯的养成教育策略
（一）养成制定学习计划的习惯
比如，学习高等动物的个体发育，早上我们的头脑最清醒，适合记忆，我们可以对爬行动物的胚胎结构、原肠胚的结构进行记忆，掌握胚胎发育和胚后发育的过程和细胞的变化；下午可以对胚胎发育和胚后发育的过程做一个对比分析，帮助我们理解两种发育过程的相同和不同之处；晚上的学习状态好，则可以做一些练习题来巩固我们所学的知识，并对知识总结分析。另外，课前预习-课堂上记笔记-课后复习，其也是一个基本的学习计划。如果对每一个大的知识点，我们都能制定一个学习计划，那么，学习中遇到的困难就不会累计起来，我们的学习压力也会小很多，学习成绩还能得到显著的提升。
（二）要养成多练题的习惯
理科讲究题海战术，多做练习题，一是能够检验我们对知识的掌握程度，二是能够帮助我们巩固所学知识。并且，练题应该注重质量，而不是只求数量，要选择性的练。比如，在减数分裂中，对于减数分裂的定义、类型、过程、细胞变化、染色体的变化等都应该做一部分练习题，而不能只重视一部分内容，忽略其他内容。对于做错的练习题，可以准备一个错题集，整理出来进行分析、总结，找到出错的原因，加深对掌握得不是很牢固的知识点的巩固。练题可以训练学生的生物思维，提高学生对知识的运用能力，在做题的过程中查漏补缺，真正的掌握知识，提升学生的生物成绩。
（三）养成多思考，勤总结的习惯
在学习中，要保持自己的大脑处于活动状态，多思考、多提问，在思考中找到问题，在提问中找到答案。尤其是在生物实验中，对于实验中的每一个生物现象，我们都应该带着怀疑的态度去寻找答案。例如，在生物实验还原糖的鉴定中，我们应该思考其中的一些问题，如为什么要选用斐林试剂来作为实验的检测物质，通过学习我们应该总结出，还原性糖与斐林试剂在隔水加热的情况下，能够发生化学反应，产生砖红色沉淀，这就是选取实验材料的依据。那么，斐林试剂是如何制出来的，应该按照什么样的比例来配制呢？在试验中斐林试剂的用量对实验结果会有影响吗？这些都是我们在实验前应该思考的问题，只有这些问题都弄明白了，才能正确的操作实验。实验后，我们应该对实验的每个环节进行总结，找出其中的不足之处和改进的办法。总之，多思考、多总结，对生物学习是有利无害的，我们要充分利用自己的大脑，有效的提升生物成绩。
三、结语
综上所述，高中学生的学习习惯对生物成绩的影响是很大的，要养成好的学习习惯，才能够帮助学生减轻学习压力。制定合理的学习计划、多做练习题、勤于思考、善于总结，这些都是好的学习习惯，将这些习惯带到生物学习中，一定能够提升高中生的生物成绩。
参考文献：
[1]张艳.高中生物学习习惯的养成教育论述[J].中国校外教育，2014，（32）.
[2]李韧.高中生物学习习惯的养成教育探讨[J].考试周刊，2015，（30）.
【关键词】高职 应用化学 网络教学资源库 自主学习
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2013）09C-
0053-02
1981年，Helen·Holec在《自主性与外语学习》中提出自主学习的概念，指出自主学习是“一种对自己学习负责的能力”，阐述了学习者应根据自己的实际情况确立学习目标，制定合理的学习计划，选择合适的学习地点和方式，有效地监控学习过程，能够有意识地进行自我检查评估并且主动地调整学习策略。随着自主学习模式的发展，课程网络教学资源库的建设日趋重要，网络教学资源库存储和提供了本课程学习所需的主要学习资源，相当于该门课程的数字化图书馆，但现阶段很多课程的网络教学资源库并不能满足自主学习模式的要求。
一、应用化学网络教学资源库建设的必要性
应用化学课程是农类高职院校中种植、养殖、食品等农类专业的重要基础课，属于职业核心课程。应用化学是一门以实训为基础的学科，学生在学习过程中涉及大量的仪器操作和检测方法，这些知识点和技能要求均细碎、繁琐，学生容易遗忘；且相关知识与现实生活息息相关，如三鹿毒奶粉事件、苏丹红辣椒事件、食品添加硼砂事件等食品安全事件均与化学分析有关系。开发建设具有丰富教学资源的网络教学资源库，实现“一站式”服务，既可以满足教师备课教学的需要，又可以拓宽学生的视野，增加学生学习的兴趣，满足学生自我学习和复习的需要。因此，开发建设应用化学网络教学资源库对提高该课程的教学质量，满足学生自主学习的要求具有重要意义。
二、应用化学网络教学资源库建设的开发与设计
（一）资源库的组织结构
（二）资源库的模块组成和功能
根据课程的教学内容和学习者自主学习的需要，应用化学网络教学资源库由12个模块组成。
1.学习指南。本模块另设主页，子项目包括课程设置、课程标准、授课教案、授课详案、实训指导、现用教材和参考材料等栏目。阐述各教学项目的教学要求、教学内容和重点难点，使学习者在学习前纵观本课程的知识内容，学习时心中有数。
2.教学项目。本模块另设主页，子项目包括项目描述、教学教案、教学详案、教学课件、图片助学、录像助学、拓展知识和项目测试，方便学生用于课前预习、课后复习及检测学习效果。
3.教学课件。教学课件主要供教师授课时使用。教学课件包括理论教学课件和实践教学课件，内容丰富、形式多样，各知识点以文字、图片、动画、视频等形式表现，完全可以满足老师授课使用的需要。
4.虚拟空间。虚拟空间提供了仪器使用、溶液配制、分析手段、化学反应、实验原理及其它等六类动画素材，这些动画均采用仿真的手段，指导学生熟练掌握相关仪器的使用方法和检测手段，方便学生自学和复习。
5.图片资源。本模块另设主页，子项目包括烧器类、皿管类、瓶斗类、量器类、标准磨口类、温度计浮计、配套仪器、成套仪器、分馏类、棒塞类、砂芯滤器类、真空仪器类、大型仪器及操作图片，所有图片均可放大、下载，既方便学生认识各类仪器，又方便教师备课需要。
6.录像资源。录像资源模块包括成分测定、溶液的配制、仪器使用和教学录像，方便学生自学时查询调用。
7.实训基地。应用化学是一门以实践为基础的课程，实训在课程教学中占有很重要的地位。本模块另设主页，子项目包括实训室管理、实训室安全、中毒与急救、实训指导、基础实训、拓展实训、实训录像、检测标准、常见仪器图片、常见仪器使用说明书等栏目，学生可利用其中的实训录像，在实训课前进行观摩，在进入实训室前就了解整个实验的过程和步骤，在实训操作过程中胸有成竹、事半功倍；也方便学生在实验后复习，总结自己在实验中的得失，培养学生观察与思考的能力。
8.自主学习。本模块另设主页，子项目包括学习指南、学习指导、理论PPT学习、实训PPT学习、电子书、巩固习题及答案、授课录像、专业书籍和学习案例等栏目，学习项目齐全，可以满足学生课余自学使用。
9.拓展资源。拓展资源模块包括化学园地、常用软件工具、化学与健康、化学史重要人物、案例事件、食品安全快速测定汇总等栏目，将应用化学知识与学生身边的现实生活相联系，既拓宽了学生的知识面，增加学生的学习兴趣，又方便了学生获取学习工具。还可以为教师备课和授课提供教学资源。
10.测试中心。本模块包括综合习题、模拟试题、自测习题和在线测试，综合习题可供学生在总复习时巩固知识使用，模拟试题、自测习题和在线测试可供学生自我检测学习效果。
11.互动平台。本模块为教师与学生、学生与学生之间进行互动，加强沟通而搭建的交流平台。师生都可以在本模块中提出问题和解答问题。
12.作业管理。作业管理模块包括作业上传和接收功能，学生完成作业后在网上递交给相关教师，教师在平台上下载批阅后返回给学生，可以使学生较快速地了解作业情况。
三、应用化学网络教学资源库的特点
（一）根据专业岗位设置教学情景、组织教学资源
本教学资源库采用理论任务和操作任务相结合的一体化项目教学模式，对教学内容进行了解构和重构，共设计了9个教学项目，结合每个教学项目来组织多媒体教学素材，包括项目描述等8项内容。充分实现课件的助教促学功能。
（二）课程资源丰富多样，总容量超过5G
本教学资源库提供了教学课件、动画、图片、录像、实训基地、拓展资源、测试中心等各类教学资源，表现形式多样。
制作了100多个PPT教学课件和助学课件，共计1800多张幻灯片，并采用Ispring软件转成SWF格式，便于网上浏览。而且教学课件均采用“无缝链接”方式，教师上课时可以进行知识点间的轻松切换，轻松实现知识的横纵向联系讲解。
虚拟空间中制作了100多个Flas，以生动、直观的方式展示抽象的知识，把看不到的过程和操作细节通过Flas清晰地显示在学习者面前。如分光光度法在应用化学教学中仅安排了一次实验，但学生在后续专业课的实验实训过程还需多次使用该仪器，学生往往已忘记该仪器的结构原理和使用方法，我们在资源库的虚拟空间中自主开发了分光光度计的使用及分光光度计使用练习模拟仿真动画，指导学生使用和练习。
图片资源多达800多张，基本涵盖课程的技术点和相关仪器。
提供了丰富的课堂教学录像和拓展资源录像，包括课程的教学录像，仪器使用录像、溶液配制录像等，方便学生进行复习和自学。
（三）提供丰富的测试题，方便学习者自我检测学习效果
本资源库设置了丰富的、形式多样的测试环节，相应的测试题均由统一的后台组题功能模块进行管理，方便更新和管理。
在自主学习模块提供了各学习任务的巩固习题和答案，供学生自主学习时进行自我检测学习效果。
每个教学项目均提供形式多样的项目测试题，包括填空题、单选题、多选题、判断题等，并按知识的难易程度设置相应分数，方便教师和学习者进行课堂测试。
测试中心模块可供学生在学习了整门课程后进行练习和自我检测学习效果。
（四）具有功能强大的网站群管理平台
本教学资源库基于自主开发的管理平台，可以统一管理不受数量限制的课程网站，通过设置网站菜单功能，可以自主生成菜单及各项菜单对应的不同功能页面，非常方便构建课程资源信息。
（五）具有功能强大的网络教学管理平台
本教学资源库基于自主开发的网络教学平台开展日常教学活动，主要有：作业管理、在线测试、读书笔记、学习论坛、站内邮件、通知公告等功能模块。
除此之外，学生还可以通过网络教学点评台的学习论坛、站内邮件等进行教师与学生、学生与学生之间互动，同时在线测试、读书笔记等为学生的个性化学习提供了良好的平台。
总体而言，网络教学资源库具有相关管理系统功能强大、多媒体课程资源丰富、表现形式多样化等特点，既方便教师开展教学又利于学生自主地进行个性化学习。应用化学资源库自2008年应用于教学以来在相关专业推广使用，取得较好效果，深受教师和学生的欢迎，提高了该门课程的教学效率和教学质量，取得了良好的教学效果。
【参考文献】
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[4]方东傅.高职共享型专业教学资源库建设策略的研究[J].实验室研究与探索，2007（6）
【基金项目】广西新世纪教改工程课题（2009C144）
通过把这些大型组件连接起来，Ambri公司计划制造相当于40英尺海运集装箱式的巨型电池。不止尺寸惊人，Ambri公司所用技术让这一电池的化学反应也与所以目前的电池不一样。当组件被加热到500℃时，内部的圆盘和粉末，也就是电池的电极和电解液将会分别熔化。这就产生了一个所有部件都是液体的电池。传统充电电池的固态电极会产生损耗，但是液态电池可以在不怎么损失储能能力的情况下持续使用很多年。相对固体材料，熔化的材料可以在高得多的电流密度下工作，并且持续更长时间。
麻省理工学院材料化学教授，Ambri公司的联合创始人，唐纳德・沙德维设想使用液态一金属电池构建电网储能电池，从而以很低的成本，多小时地存储太阳能和风力发电产生的能量。由于电网储能的固定电池不用像笔记本电脑、汽车或手电筒中使用的电池那样轻便，因此他可以选择与这些电池完全不同的化学成分。其结果就是这样的电池可以使用充足且廉价的材料和简单的生产工艺进行制造。这种电池可以安全地控制大电流，在短时间或更长的周期内提供能量。
如果Ambri公司或其他人可以使电网储能变得廉价而且可靠，就将改变我们获得电力的方式。由于风力发电和太阳能发电的间歇性，这些可再生能源不能可靠地为整个甚至大部分电网供电。电网调度要保证用电量和发电量之间的稳定平衡。电力系统必须满足最大用电量需求，比如人们在夏季打开空调的情况。这意味着风电场和太阳能电站通常需要可快速供应电力的天然气发电站做支持。
在需要的时候能释放存储的电能意味着可以关闭或少建一些化石燃料电厂。但是目前为止我们还没有为电网储能的万全之策。现在，99%的电网储能方式是“抽水蓄能”――用水泵把水送到高处的水库，在需要发电时释放，推动发电机发电。这种低技术含量的方法是有效的，并且从长期来看是廉价的，但是这只限于山区和水资源丰富的地区才能实现。美国能源先进研究项目局（ARPA-E）能源部主管电网储能项目的马克约翰逊（Mark Johnson）表示：抽水蓄能提供的电量还不到美国一天功率电容（power capaclty）的1%。
许多公司正在开发新型储能设备，包括各种类型的巨型电池，大型旋转圆筒装置（飞轮储能），甚至还有压缩空气存贮罐。但是目前为止没有一种方法具有价格竞争力。根据规模，一个抽水蓄能电站可以以每千瓦时100美元的成本价提供数十小时电力。电网级储能电池的成本是它的10倍，这就是为什么现在电网只有寥寥几百个兆瓦级的储能电池，比一个通常电站的装机还要小。
Ambri公司认为通过使用廉价的材料和简单的电池设计（无可移动部件），他们完全可以提供成本低于每千瓦时500美元且可靠的能量储存。虽然这仍高于抽水蓄能技术，但是由于电池可以被放置在任何地方，Ambri公司认为他们的技术在许多应用条件下是最经济的选择。
约翰逊说：“对于电网而言，只有一个衡量指标比其他所有指标更重要，那就是成本，除了成本还是成本。”
酒杯
当沙德维在2005年第一次考虑电网储能问题的时候，他希望从铝精炼熔炉中获得灵感。这些巨大的机器可以扩展到20万平方英尺，通过电解的方式使用大量电能从熔融状态的氧化铝中提取铝。接受过冶金学训练的沙德维认识到熔炼过程可以为充电电池提供参考模板，使电池输出的电流水平达到电网应用的要求。他说：“我看着整个过程不禁说道，哇，这就像半个电池一样！而且它很大，可扩展并且廉价”。
想到到液态-金属电池的主意以后，沙德维开始寻找合适的电极：他最终选择了镁和锑，因为他们廉价并且在液态时可以自然分开，较轻的镁上升到顶部。含盐电解液停留在镁电极和锑电极之间，形成一个三层的电池。
当电池应开始向电网提供电能的时候，上层的镁原子（阳极）放出电子。这就使得镁离子穿过电解液与锑发生反应，生成一种合金并且扩展到单元的底层（阴极）。当电池充电的时候，其原理类似精炼炉，合金中放出的镁穿过电解液重新加入镁电极。强电流产生的热量可以保持金属的熔融状态。（Ambri公司已经改用更便宜的合金和盐的混合物，化学反应过程不变。）
2007年，布拉德韦尔还是沙德维实验室的一名学生，他用镁-锑技术制造了酒杯直径大小的试验级电池。到了2009年，他们已经从美国能源先进研究项目局和法国石油公司道达尔（Total）获得了将近1100万美元的研究资金。第二年，沙德维和布拉德韦尔创立了一家名为液态金属电池公司（Liquid Metal Battery Corporation）。此后他们得到了比尔・盖茨（Bill Gates）和道达尔的种子资金支持。
两位创始人预计技术工作将持续超过5到7年，而这正是风投资本家通常愿意等待投资兑现的时间。所以Ambri公司并没有像其他清洁技术的创业公司那样一开始就接受投资。不过，2011年夏天，在生产产品的时候。沙德维还是招聘了一名新CEO菲利普・朱迪切（Philip Giudice），协助从科斯拉风险投资（Khosla Ventures）获得了1500万资金。公司改名为Ambri，名字来源于这项技术的发源地剑桥。
“至少在一开始，Ambri公司希望避免与电力公司合作，”前马赛诸塞州能源官员朱迪切说道：电力公司很保守，他们没有经济刺激和管理压力来尝试新技术。意愿。Ambri公司最先看准一些军事基地或类似数据中心的，愿意购买备用电源的其他单位。这个市场并不大，但可以用来对电池进行检验。
公司预计在今年晚些时候完成冰箱大小的电池模块，这个模块由上百个像曲棍球用球大小的电池单元堆积而成，内部由电线串联。到2014年，研究者们希望实现商业意义上的全尺寸样机原型，这个全尺寸样机将会有80个上述电池模块构成。样机可以发出500千瓦时的电能，并存储2兆瓦一小时的电能，这将足以为70个美国家庭提供一整天的电。
朱迪切表示，即使样机原型制作并运行成功，Ambri公司仍会避免与复杂，规矩众多的电力公司合作，而去支持独立发电商和发展并独自拥有能源项目的公司。例如，在西德克萨斯州，风能在夜晚经常出现发电过剩，而这时的用电需求和电价都很低。电池储能可以使风电场主在用电高峰时释放电能，获得更高的收益。另一个吸引人的早期市场是城市，可以满足高峰时期的电力需求，比起新增电力传输线路来说，电池的性价比更高。
朱迪切表示，如果一切都在意料之中，Ambri公司将会展示多种电池安装方式，并向电力公司证明这种技术的低风险。到那个时候，Ambri公司就可以与电力公司及批准电网设备中投资的国家管理者展开合作。在未来的5到10年里，一个被充分认可的电力存储设备有数十亿美元的市场潜力。
资金
布拉德韦尔展示了他的团队的进展状况，他举起了最原始的那个酒杯大小的电池单元，旁边是慢慢变大的电池，4英寸，6英寸和最终的16英寸电池单元。但是，Ambri公司的研究人员现在面对着如何把液态一金属电池提升到工业化规模的挑战。解决其他任务的同时，他们必须为电池设计出不透气的密封装置并且建立起热量管理系统，从而保证充放电所释放的热量足以让金属保持液态。研究团队仍在研究寻找最小化生产成本的单个电池体积大小，但是电池单元将会是正方形的，边长在4英寸到16英寸之间，高度大约为2英寸。
Ambri公司有足够的资金完成它的第一个样机原型。但是扩大生产规模将需要更多的资金，而现在清洁技术的金融环境相当恶劣。由于地下的投资回报率，一系列广为人知的公司倒闭事件，以及建造制造能力的昂贵费用，很多风险投资家已经放弃了清洁技术，让融资选择变得寥寥无几。
融资方面的障碍尤其突出，这是因为电网储能的创业公司正在一个还几乎不存在的行业里面临着技术上的巨大挑战，在这个行业里，几乎从没使用过电池。来自通用催化风险投资公司（General Catalyst Partners[直接使用英文]）的投资家比拉尔・祖贝里（BilalZuberi）曾经投资过一个创业公司，开发基于压缩空气的电网储能技术，他表示：“风投资金喜欢承担技术或者商业上的风险，一些人可以承担两者，但是大部分人都做不到。”在下一个阶段里，Ambri公司试图追随电力行业的投资者们，希望诸如GE，ABB和西门子这样的公司不仅可以提供资金支持，还能提供制造和市场方面的信用及专家意见。然而，就算Ambri公司的工程技术完美无缺，同时公司获得了发展所需的全部资金，它也将和其他可替代能源的公司一样，面临相同的阻碍：廉价的天然气。因为天然气在美国已经变成电力生产优先考虑的燃料，电网储能技术保有竞争力的价格门槛降低了很多。
【关键词】煤矿 多参数 测定器 Zigee技术
1 引言
煤炭是我国最重要的能源，我国也是世界上最大的煤炭生产和消费国家。煤矿井下开采中，煤层中往往有CH4， CO， SO2， NH3等多种有害气体。通过喷水方式可以溶解SO2， NH3等气体，但是前两种CH4和CO气体，属于易燃易爆气体，并且在煤层中含量多，难溶于水，容易引起爆炸，给煤矿安全生产和矿工的生命安全带来隐患。矿井下气体检测设备重点检测的气体包括：可燃性气体、有毒气体和氧气。其中，瓦斯属于易燃易爆气体，并且在煤层中含量多，难溶于水，容易引起瓦斯爆炸，其危害性也最大。如果矿工在瓦斯浓度过高的矿井工作，会引起缺氧、呼吸困难等症状，严重的还会导致窒息。瓦斯煤层引起爆炸的话，则会引起巨大冲击波和高温火焰，对矿井带来严重损失。瓦斯中甲烷约占90%，有毒气体以一氧化碳和二氧化碳为主，井下氧气含量过低也会导致人体的呼吸混乱，失去知觉等不良反应。因此，气体检测以甲烷、一氧化碳、二氧化碳和氧气等气体为主。
目前，用于气体检测通常采用催化元件为传感器的载体，其工作稳定性较差，而且需要频繁调校，对气体检测带来不便。为了解决目前多参数气体检测中存在的问题，本文采用ARM微处理器，基于Zigbee短距离无线通讯技术，实现一种准确、快速检测煤矿井下环境气体，并存储检测数据的多参数气体便携设备。
2 多参数气体测定器设计原理
ZigBee 技术采用IEEE 802. 15. 4技术标准，是双向无线网络通信技术。ZigBee 技术的网络特征与无线传感器网络存在很多相似之处，因此采用ZigBee 技术作为无线传感器网络的开发平台。Zigbee技术具有功耗低、成本低、网络节点灵活设置且时延短等的优点，适用于要求通讯速率低、响应速度快、交互数据量小的无线通信控制应用场合。如在煤矿井下通信领域的人员定位、瓦斯巡检系统，可用于传输识别卡的电子标签信息、电池电量信息、便携传感器检测数据信息、报警控制指令等低速数据。
在本文设计中Zigbee模块采用了CC2530芯片。CC2530是一款低功耗，高性能，面向无线传感器网络的ZigBee片上系统芯片。该芯片优化的高性能RF收发器和增强型8051，使ZigBee芯片在无线网络系统的实际开发应用中功耗更小，成本更低，发射有效距离更远（最远可达400m），适合本项目产品在煤矿井下的应用环境。
微处理模块以STM32F103VET6为核心，STM32F103VET6是基于 CortexTM-M3 32位的RISC内核，工作频率高达72MHz，含有丰富的增强I/O端口和一个CAN总线接口。具有睡眠、停机和待机3种低功耗模式，其中RTC和后备寄存器由VBAT来供电，处理器内置有完整的上电复位（POR）和掉电复位（PDR）电路，即使仅有2V的供电电压时，处理器系统也能正常工作。
多参数气体测定器的电路主要由甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳和温度等传感探头，无线数据传输模块，显示模块，声光报警模块，电源模块和电池保护电路等模块组成。如图1所示。
3 硬件电路设计
3.1 传感器电路设计
3.1.1 甲烷/二氧化碳传感器电路设计
甲烷/二氧化碳传感器选用英国DYNAMENT公司生产Premier系列MSH-DP-HC/CO2型号的红外传感器。该传感器实现甲烷和二氧化碳两种气体的二合一检测，有良好的线性输出，具有0.4～2.0V的线性电压信号，分辨率高、-20℃～50℃范围内的温度补偿、传感器故障提示等特点。
红外甲烷/二氧化碳传感器有4个引脚：Vcc，GND，Tx，Rx；其中Vcc，GND为传感器的供电端，Tx，Rx为RS232数据信号输出端口，可将这两端与单片机上的USART2串行接口，如图2所示。在检测气体时，甲烷或二氧化碳传感器吸收一定波长的红外线光谱，从而使接收装置的接收信号减小，其信号幅度与气体浓度成反比，通过特定的检测电路，经过AD转换信号处理，得出信号与气体实际浓度的关系式。并由单片机采集、计算及显示。
3.1.2 一氧化碳传感器电路设计
一氧化碳传感器选用英国城市技术4CM CiTiceL的电化学一氧化碳传感器。当一氧化碳气体附着在传感器表面，发生电化学反应后而产生了55～85nA电流，该电流与一氧化碳浓度成正比例变化。通过设计电路采集输出的电流，经过放大、计算后得出一氧化碳的浓度值。由于传感器输出的电流信号很微弱，采集时需对其进行多级放大处理，电路原理图设计如图3所示。
4CM一氧化碳传感器具有很高的灵敏度，容易受电磁干扰，因此对其前期信号调理电路设计要求较高。本设计中对4CM一氧化碳传感器信号调理采用OP177作为传感器信号放大器作为第一级放大，采用INA122作为第二级信号放大电路，设置基准参考电压电路、滤波电路等。采用3.3V供电为放大器电路供电，以3.3V为基准电压，一级放大为负极放大电路，将输入电流信号转换为电压信号，二级放大为正极放大，将电压信号放大，经两级放大后电压可升到2.4V，通过分压、限流后，将电压信号传送给ARM处理器。此放大电路设计可以将电化学式传感器微弱电流转化为0～2.5V的电压输出信号，送至微处理器的ADC单元进行模数转换处理。
3.1.3 氧气传感器电路设计
氧气传感器选用英国城市技术4OX（2） CiTiceL的电化学氧气传感器，采用高精密仪表运算放大器INA122对信号进行放大处理，反馈电阻R2的作用为提供电流至电压的换算中对放大倍数的功能。当氧气传感器测量氧气时输出80～120uA电流信号，通过INA122仪表放大器放大、转换后，将输出电压信号送入微处理器的A/D端口，由ARM处理器处理运算并传送到LCD显示。4OX（2）型号传感器输出信号处理电路如图4所示。
3.2 LCD电路显示
由于多参数测定器的设置功能较多，采集显示数据项目多，因而设计上采用LCD屏显示方式，可以实现一屏多显功能，将所有测参数、及其它信息全部显示在屏上，一目了然。设计中使用160×160点阵LCD显示，带白色背光，工作电压为3.3 V，位数据线DB0～DB7，直接由单片机I/O口驱动数据控制端口。
3.3 Zigbee无线模块电路设计
无线通讯电路采用模块化设计，采用CC2530芯片设计硬件电路，根据芯片手册其电路少，设计变得简单容易，很大程度上缩短了开发的周期。CC2530模块的原理图如图5所示。如图中所示，引脚连接方法均按照CC2530芯片手册的规则来进行设计，其中P0_0至P2_2引脚全部引出作为I/0接口，XOSC_Q1、XOSC_Q2、P2_3和P2_4引脚为外接晶振接口，对于相关的偏置电容值和匹配电阻值均参照TI公司CC2530数据手册及TI公司的应用笔记来设置。
4 多参数气体测定器工作过程
多参数气体测定器通过甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳和温度等传感器元件检测相应气体、环境温度后，传感元件产生的电流、电压信号在经过运算放大电路转换盒放大信号后，送入ARM微处理器的AD转换器，由AD转换器将模拟信号转换为数字信号，并在微处理器STM32F103VET6内进行计算、补偿处理后，得到了检测气体、温度的环境实际数据，之后由处理器送入存储电路单元存储数据，并驱动LCD显示屏显示检测数值，同时将数据发送至Zigbee无线模块，当多参数气体测定器靠近最近的无线基站（读卡器）时，由无线模块将数据采集信息发送到读卡器，最后由读卡器将采集数据发送到相对应的通讯系统中，可以将数据发送到地面中心工作站。
5 结束语
本文提出了一种基于ZigBee 技术的多参数便携设定器的设计，通过ARM微处理器技术、无线通讯技术和传感器技术相结合，开发了一种高性能、快反应、高稳定性、便携式、智能化的气体检测仪，能够满足当前煤矿井下对气体检测的要求。该多参数气体便携仪测定器可有效提高气体检测的可靠性和实时性。
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作者简介
陈伟（1983-），男，广西壮族自治区贵港市人。硕士学位。现供职于煤炭科学技术研究院有限公司。研究方向为人员定位技术、电源技术的维护和开发。
作者单位
关键词：电子元件；计算机行业产品；绿色化；应用
中途分类号：TP391.72
计算机行业产品的绿色化是电子信息产业结构调整，带动产业升级的重要方面。也是保护环境和人体健康，推动国内电子信息产业持续、健康发展的客观需要。随着人口的增长和经济的发展，对资源的需要与日俱增，人类正面临某些资源短缺或耗竭的严重挑战。因而计算机行业产品设计由传统设计向绿色设计发展，强调在产品及其生命周期全过程中，充分考虑对资源和环境的影响，使产品及其制造过程对环境的总体影响减到最小，资源利用率最高。这是计算机行业产品绿色化发展的一个重要特征。正是计算机行业产品绿色化的这一要求，引起了科学家对可再生能源发电技术产品的重视，有力地促进电子元器件的发展，提高了电子元器件在计算机行业产品绿色化发展中的地位。
就目前而言，在计算机行业产品的绿色化中，利用电子元件与电子组件一起结合，减少电子信息产品中铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质使用，控制和减少电子信息产品废弃后对环境造成的污染。本文将从电子元器件中选取LED、超级电容器两类器件，通过分析其节能特性、在计算机行业产品绿色化应用的作用及前景等，重新认识、思考电子元器件在计算机行业产品的绿色化发展中的作用。
1 LED、超级电容器在计算机行业产品绿色化中的应用
1.1 LED在计算机行业产品绿色化中的应用
1.1.1 功能特性及概况
LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，它利用固体半导体芯片作为发光材料，当其两端加上正向电压时，半导体中的载流子复合，放出过剩的能量，引起光子反射，产生可见光。
LED主要的特点表现为：（1）节能；（2）结构牢固；（3）寿命长；（4）环保：现在广泛使用的荧光灯、汞灯等光源中都含有危害人体健康的汞，这些光源的生产过程和废弃的灯管都会对环境造成污染。LED则没有这些问题，其发光颜色纯正，不含有紫外和红外的辐射，它是一种“清洁”的光源。
1.1.2 应用现状
首先LED可用做电脑显示器的背光源，LED背光技术相对CCFL（冷阴极荧光灯）来说，有亮度高、工作电压低，功耗小、颜色鲜艳、使用寿命长等诸多优点，而且没有了冷阴极荧光灯管中成本高且对环境危害很大的汞。欧盟环保标准陆续出台实施，冷阴极荧光灯作为传统液晶面板背光源的地位岌岌可危，而LED凭借其绿色环保的特点赢得了厂商的青睐。LED背光技术的成熟发展逐渐开始影响显示器行业的发展，早在1992年惠普提出为环境而设计绿色产品的理念，从研发阶段就开始考虑环保因素，包括如何使用环保材料，如何通过设计减少对能源的耗费，如何通过设计降低包装对环境的影响等。各种惠普Illumi-Lite显示器均采用不含汞的LED背光板，在生产中减少了有害物质的使用量。我国一线显示器品牌华硕，在其MS系列显示器中所使用的无汞LED背光源，能在保证绿色环保的基础上再次加大节能的比率，可谓是真正的绿色环保显示器。使用LCD作为显示器的设备都需要背光源，笔记本电脑的LCD显示器也是用SMD封装的LED做背光源。
其次LED还可以用于和计算机连用的投影机。投影机灯泡是一样较为昂贵的消耗品，其具有一定的使用寿命，当使用时间长了灯泡就会老化，需要更换。相比传统投影机，采用LED光源的LED投影机最大的优势就是不需要频繁更换灯泡，其灯泡寿命在10000-20000小时甚至更长，用户完全无需担心投影机灯泡损耗的问题。LED光源衰减慢，1万小时只衰减5%，科学合理的使用情况下，寿命可达到5万个小时。整机功率不超过38瓦，相当节能。传统投影机一般都200W以上，甚至更高。LED称为冷光源，光线中不含红外线和紫外线，画面无闪烁，润眼护眼。而且一般投影灯为气体放电灯，均含有有害环境及人体的汞，而LED光源不包含汞等。由于LED是冷光源，工作中不会像金属卤素灯产生大量热量，并且减化了原有光源要求的复杂的光路结构，这样就可以降低对投影机散热系统的要求，体积就可以做到比原来小得多，并且噪音也小的多了。
再次LED可用于电源的制造，LED电源是向电子设备提供功率的装置，可以提供计算机中所有部件所需要的电能。高效率的电源可以提高电能的使用效率，在一定程度上可以降低电源的自身功耗和发热量。
1.1.3 应用前景
随着LED芯片制造技术的发展和封装技术的提高，LED的发光亮度还会不断提高，发光效率达到200lm也不成问题，其价格也会不断下降，使用寿命将延长到10万小时以上。几年前3G市场的启动，成为LED在小尺寸背光源市场中增长的动力。同时，中大尺寸背光源市场成为厂商新宠。LED正在从小尺寸LCD背光源向大尺寸LCD背光源应用迈进。
但目前的一个主要问题是，LED背光计算机的成本比CCFL高。随着LED技术的不断发展，以及应用于计算机背光的技术不断深入，这二者成本不出三五年就会拉平。目前，虽然相对成本高出30%，但LED背光源用起来省电，符合节能减排的要求。随着LED背光源计算机的大量应用，成本也会降低。
1.2 超级电容器在计算机行业产品的绿色化中的应用
1.2.1 功能特性及概况
超级电容器（Supercapacitor）通常为电化学电容，也即它不仅具有电容器的性质，还具有蓄电池的性质。电容器充电时，和蓄电池一样，电荷以离子的形式存储，因此单个电容器电压只有几伏。超级电容器根据电化学双电层理论研制而成，储能的过程不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，超级电容器可以反复充放电数十万次。充电时处于理想极化状态的电极表面将吸引周围电解质溶液中的异性离子使其附于电极表面，形成双电荷层，构成双电层电容。和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响。超级电容器可焊接，因而不存在像电池接触不牢固等问题。
1.2.2 应用现状
超级电容器用作计算机存储器小型装置的电源是常见的，而其在计算机行业产品绿色化中的应用突出表现为间歇性用电的辅助设施。UPS往往是在断电或电压瞬时跌落最初的几秒、几分钟起决定作用，蓄电池在这段时间提供电能。由于蓄电池自身的缺点使UPS在运行中需时刻注意蓄电池的状态。在数据保护的备份系统中，需UPS提供的时间相对很短，而蓄电池的大部分能量没有被应用，如果选择低容量的蓄电池则不具备强大的放电能力。从短时期作用角度考虑，超级电容的优势尤为明显，其输出电流几乎没有延迟地上升到高达数百安培甚至上千安培，而且可以快速地充电，超级电容在很短的时间内就可以实现能量存储，所以在下次电源故障时又可以起作用，尽管超级电容器的储能明显低于蓄电池，仅能维持很短的时间，但是当储能释放时间在1min左右时有无可比拟的优势--具有500000次循环和十年不需要护理，使UPS真正实现免维护。随着风能、太阳能等可再生能源发电的发展，现代电力系统中将拥有越来越多的间歇性和不稳定电源，导致对储能技术的需求越来越强烈，储能技术在电力系统中逐渐成为一种必需。太阳能、风能和燃料电池等无污染能源将储存在超级电容中，不断提供电能，不需要投资大的发电站，也不需要复杂的输送电网，是一种应用再生能源和投资少的节能措施。
虽然超级电容器的应用形式同电池不同，但在实际应用上却总被电池取代。美国、日本、俄罗斯等国对超级电容器的应用进行了卓有成效的研究，目前，超级电容器的一些储能应用已经实现了商业化，另一些应用正处于研究或试用阶段。
1.2.3 应用前景
超级电容器是计算机行业产品的绿色化中不可缺少的重要组成部分，起到了无污染，低功耗的环保效果，超级电容器概括起来以下几个优点：（1）充电速度快；（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1～50万次；（3）能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；（4）功率密度高；（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；（6）安全系数高，长期使用免维护；（7）环境温度时，正常使用影响不大。超级电容器正常工作温度范围在-35～74；（8）可以任意并联使用，增加电容量；若采取均压后，还可串联使用，提高电压等级。
超级电容器作为产品已趋于成熟，其应用范围也不断地拓展，从小容量到较大规模的电力储能，从单独储能到蓄电池或燃料电池组成的混合储能，超级电容器都展示出特有的优越性。随着电极材料的改进和电解质的合理选用，超级电容器的功率密度和能量密度逐步提高，其应用前景更为广阔。
2 结束语
通过对LED、超级电容器在计算机行业产品绿色化中的应用分析，我们可以看出电子元器件在计算机行业产品绿色化中得到了有效的应用，如LED背光源、LED投影机、LED电源、超级电容器电源、超级电容器储能装置等。通过对这些电子元器件产品的应用，不仅使电子元器件的资源利用率提高，丰富了硬件种类，给人们提供高效的工作、学习环境，而且在推动有害物质替代与减量化，减少环境相关性疾病发生，维护公众健康等方面发挥了环保效益。
因本次论文是建立在以往前人研究的基础上，所以还需要在以后继续这方面的研究，拓宽研究内容，具体为光电器件等电子元器件在计算机行业产品绿化中的特点和新的发展方向，利用其特点更好的为计算机行业产品绿化服务，通过详细调查与比较，得出更为全面、深入的结论。
参考文献：
[1]陈宇.LED制造技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2013.
[2]程明，张建忠，王念春.可再生能源发电技术[M].北京：机械工业出版社，2012.
