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關(guān)鍵詞:化學(xué)實驗室廢液;處理方法;研究
1 引言
高?;瘜W(xué)實驗室是重要的科研和教學(xué)場所。在日常的教學(xué)實踐和科研中,實驗室會產(chǎn)生大量的廢液,它們成分復(fù)雜,毒性大、腐蝕性強(qiáng),有些甚至是劇毒或致癌物。有害廢液不經(jīng)處理而直接排入城市污水管網(wǎng),不僅會污染江河,破壞水資源,損害人類健康,還會腐蝕管道,造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此,借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的實驗室廢液處理技術(shù),對高校化學(xué)實驗室廢液處理方法進(jìn)行研究,采取有效措施,最大限度地減少化學(xué)實驗室廢液污染,保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境,具有重大的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。
2 實驗室廢液分類及危害
按污染程度,可將化學(xué)實驗室廢液分為高濃度廢液和低濃度廢液。高濃度廢液包括實驗室廢洗液、失效試劑及實驗中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品等;低濃度廢液則為實驗過程洗滌器皿所排放的廢水、加熱或冷卻用水等相對污染程度較低的廢液。若按有機(jī)、無機(jī)等對實驗室廢液進(jìn)行分類,則無機(jī)廢液有含稀酸、稀堿廢液,含氰化物廢液,含鉛、鎘、汞等重金屬離子廢液,含Cr(Ⅵ)廢液等;有機(jī)廢液則有化學(xué)實驗室常用芳香烴類、脂環(huán)烴類等有機(jī)溶劑,甲酸、乙酸等有機(jī)酸,醚類、酚類、石油類等。
化學(xué)實驗室廢液,毒性巨大,有些可直接引起細(xì)胞變異產(chǎn)生癌變;有機(jī)溶劑如二甲苯,會破壞人體中樞神經(jīng),導(dǎo)致抽搐或者昏迷。目前,國內(nèi)很多高?;瘜W(xué)實驗室不對廢棄液做任何處理而直接排放,日積月累,水體遭受嚴(yán)重破壞,其潛在的巨大威脅,體現(xiàn)在用以灌溉,植物成為有毒有害廢液攜帶者;用以養(yǎng)殖,會危及水生生物的生長和繁殖,甚至導(dǎo)致物種滅絕。
3 高?;瘜W(xué)實驗室廢液處理方法研究
3.1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
國外重視綠色化學(xué),如美國、加拿大很早就致力于化學(xué)實驗室廢液處理的研究;日本化學(xué)實驗室廢液排放管理極其嚴(yán)格,規(guī)定如果檢測出實驗室所排放的廢液高于最低標(biāo)準(zhǔn),則不僅需要接受二十萬日元的罰款,還必須全面禁止6個月的化學(xué)實驗。
我國化學(xué)實驗室廢液處理研究起步較晚,2004年,國家環(huán)??偩帧蛾P(guān)于加強(qiáng)實驗室類污染環(huán)境監(jiān)管的通知》等一系列法律法規(guī)的出臺,標(biāo)明了我國加強(qiáng)實驗室類污染的環(huán)境監(jiān)管工作已進(jìn)入嶄新的歷史時期。
3.2 常見實驗室廢液處理方法研究
無機(jī)廢液??蓪⒑∷崤c稀堿的廢液中和,測定溶液PH值,PH=6~8時,即可排放。
含氰化物的廢液。氰化物及其衍生物都有劇毒,中毒途徑很多,處理時必須在通風(fēng)環(huán)境下謹(jǐn)慎進(jìn)行。首先在廢液中加入混合堿液,調(diào)節(jié)PH值到6~8后,加入10%的FeSO4溶液,充分?jǐn)嚢瑁钡角杌锿耆D(zhuǎn)化為無毒的鐵氰絡(luò)合物沉淀,用氰離子試紙檢測廢液,確定沒有CN-即消除了氰化物廢液的劇毒性,方可分離沉淀和排放廢液。此法所用試劑均為化學(xué)實驗室常用試劑,價格相對較低,操作簡單。具體反應(yīng)式如下:
Fe2++6CN-=[Fe(CN)6]4-.....................(1)
[Fe(CN)6]4-+2Fe2+=Fe2[Fe(CN)6]...........(2)
[Fe(CN)6]4-+2Ca2+=Ca2[Fe(CN)6]...........(3)
含鉛、鎘、汞等重金屬離子的廢液??刹捎脷溲趸锕渤恋矸?、碳酸鹽沉淀法、硫化物共沉淀法等,使重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸锘蛱妓猁}沉淀物,分離后排放。如:含鉛廢液,先用消石灰使Pb2+生成Pb(OH)2,再加入凝聚劑Al2(SO4)3,與Pb(OH)2共沉淀;含鎘廢液則采取氫氧化物沉淀法處理。
Cd2++2OH-=Cd(OH)2.....................(4)
含汞廢液則先用Na2S或NaHS將Hg2+轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶于水的HgS,再加入一定濃度、對水質(zhì)影響不大的FeSO4生成FeS,F(xiàn)eS可與懸浮HgS共沉淀。分離沉淀,達(dá)到廢液排放標(biāo)準(zhǔn)時可排放。
Hg2++S2-=HgS............................(5)
Fe2++S2-=FeS............................(6)
含Cr(Ⅵ)的廢液。Cr(Ⅵ)化合物毒性大并致癌,國家對此化合物的排放制定了嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定實驗室含鉻廢液排放濃度不得大于0.5mg/L。Cr(Ⅵ)以鉻酸根離子狀態(tài)存在,處理時,首先在廢液中加入10%FeSO4溶液,將Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ),再加入消石灰,調(diào)節(jié)廢液PH=8~9,生成Cr(OH)3,最后分離沉淀,排放廢液。此法為實驗室常用方法,處理Cr(VI)廢液時,需戴防護(hù)手套,并在通風(fēng)處進(jìn)行。
有機(jī)廢液。大部分有機(jī)試劑劇毒、易燃,有些可以回收。如高濃度含酚廢液,可用萃取法、吸附法等進(jìn)行酚回收;低濃度含酚廢液,可采用化學(xué)氧化法,生物化學(xué)法以及活性炭吸附法進(jìn)行無害化處理后直接排放。
關(guān)鍵詞:初中化學(xué);實驗教學(xué);策略和方法
長期以來,迫于升學(xué)、就業(yè)的壓力,初中化學(xué)實驗教學(xué)未能擺脫應(yīng)試教育的束縛,使得化學(xué)實驗教學(xué)一直存在輕過程、重結(jié)論的問題。故驗證性實驗居多,費時費力的探究性實驗少,形式化、低效化的現(xiàn)象嚴(yán)重。如何克服無效和低效的化學(xué)實驗教學(xué),從而創(chuàng)造有效的化學(xué)實驗教學(xué)等策略和方法呢?本文結(jié)合個人教學(xué)實踐,談幾點認(rèn)識,以供參考。
一、充分利用趣味實驗,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
我們創(chuàng)設(shè)實驗時,要適當(dāng)結(jié)合生活實際創(chuàng)設(shè)趣味實驗。如:我在講完堿溶液能使酚酞試液變紅后,有同學(xué)想到在圣誕節(jié)表演魔術(shù),即用酚酞在白紙上寫字,晾干后再在上面噴上氫氧化鈉溶液從而出現(xiàn)紅色的字,來烘托節(jié)日氣氛。又如:在講到金屬和酸的反應(yīng)時,有的同學(xué)想到從鋁制的易拉罐上剪下一小塊,向老師要了一點稀鹽酸回家自己做起實驗來。后來有同學(xué)問我:鋁反應(yīng)后變成了黑色的原因是什么,能不能用家里的醋酸來代替稀鹽酸?我不失時機(jī)地進(jìn)行闡釋,并有意識地讓學(xué)生知道,生活當(dāng)中處處存在化學(xué),化學(xué)就存在于我們身邊。
通過這樣的實驗教學(xué),調(diào)動了學(xué)生的熱情、激發(fā)了學(xué)生的興趣和創(chuàng)造力,有利于培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科乃至對整個科學(xué)的熱愛。
二、利用多媒體輔助實驗教學(xué)的手段
有些化學(xué)反應(yīng)實驗,由于受到各方面條件的限制,按常規(guī)演示難以完成或?qū)崿F(xiàn),但借助多媒體教學(xué)技術(shù)進(jìn)行模擬演示,就能取得良好的效果。
(1)模擬有毒、有害物質(zhì)的實驗,減少污染。如:一氧化碳還原氧化銅試驗,在用一氧化碳還原氧化銅試驗時易造成一氧化碳泄露而發(fā)生中毒,為保證實驗現(xiàn)象逼真和安全,利用可見模擬演示也能達(dá)到較好的實驗效果。
(2)模擬化學(xué)反應(yīng)過程。模擬化學(xué)反應(yīng)過程,使學(xué)生看到分子被分成原子、原子再重新組合成新的分子的過程。例如,水通電電解水試驗,從分子和原子角度上去分析這一化學(xué)變化的實質(zhì),與其讓老師大講特講,還不如利用多媒體課件動畫給學(xué)生演示水通電發(fā)生化學(xué)變化的實質(zhì),學(xué)生通過觀看動畫演示,直觀地通過直觀感覺得知:水分子先分成氧原子和氫原子,每兩個氧原子重新結(jié)合構(gòu)成一個氧分子、每兩個氫原子重新結(jié)合構(gòu)成一個氫分子。學(xué)生通過觀看不僅知道了化學(xué)變化的實質(zhì),也懂得化學(xué)變化過程中分子種類一定變而原子的種類和數(shù)目一定不變。
多媒體在教學(xué)中的作用是不容置疑的,但它是為教學(xué)服務(wù)的,是輔助教學(xué)。在現(xiàn)代教學(xué)中,多媒體教學(xué)仍是從屬地位,所以不能用多媒體完全代替化學(xué)實驗操作,只能作為化學(xué)實驗的補充和延伸。
三、以驗證實驗為基礎(chǔ),開展探究實驗
教師要研究和挖掘教材,盡可能地在驗證實驗基礎(chǔ)上,進(jìn)一步地提升為探究實驗,讓學(xué)生發(fā)揮主動性探究,獲取知識。這樣學(xué)生不僅提高了實驗的興趣和能力,也會加深對理論知識的理解。例如,在介紹質(zhì)量守恒定律時,先讓學(xué)生按照課本的實驗要求和步驟進(jìn)行實驗,進(jìn)行實驗。在此基礎(chǔ)上我開展了對學(xué)生探究實驗:①設(shè)置問題情境:化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量是否守恒?②學(xué)生提出猜想:反應(yīng)前后的質(zhì)量守恒或不守恒;③學(xué)生分小組討論設(shè)計實驗方案;④按照本組的實驗方案進(jìn)行實驗;⑤各小組交流,匯報實驗結(jié)果,老師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗反思與評價。
通過探究活動,培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度,讓實驗成功的學(xué)生體驗到成功的喜悅,學(xué)會了科學(xué)探究的方法,體現(xiàn)了“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)理念。
四、把教師的演示實驗變?yōu)閷W(xué)生們參與的實驗
著名教育家蘇霍姆林斯基f過:在人的心靈深處,都有一種根深蒂固的需要,就是希望自己是一個探索者、發(fā)現(xiàn)者、研究者。把我們的感受告訴學(xué)生,不如讓他們親自實踐?;谶@種思考,在實驗條件允許的情況下,我把教材中的演示實驗在很大程度上轉(zhuǎn)化為學(xué)生分組進(jìn)行實驗。例如,在二氧化碳制取的實驗教學(xué)中:①課前布置學(xué)生去收集資料(提示學(xué)生:可咨詢老師和同學(xué)、上網(wǎng)查閱資料等):哪些化學(xué)反應(yīng)能產(chǎn)生二氧化碳?要求組內(nèi)各同學(xué)明確分工,相互幫助,各負(fù)其責(zé);②上課時,學(xué)生按本組的實驗方案自主設(shè)計并動手裝配一套裝置來做實驗:實驗過程中組內(nèi)同學(xué)相互合作,共同解決實驗中所面臨的問題;③各小組同學(xué)匯報實驗結(jié)果:由全班同學(xué)評價設(shè)計裝置的優(yōu)缺點,選擇最佳實驗裝置進(jìn)行全班展示操作過程。由于自己的勞動成果得到老師和同學(xué)的認(rèn)可,同學(xué)們心里由衷感到自豪,既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心,又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。
五、引導(dǎo)學(xué)生反思實驗,培養(yǎng)正確的科學(xué)實驗態(tài)度
引導(dǎo)學(xué)生正確面對實驗中的困難,不是所有的實驗都能獲得成功,所有實驗現(xiàn)象都會明顯。因而引導(dǎo)學(xué)生反思實驗,尋找實驗失敗的原因,比實驗本身更重要。這樣會使實驗教學(xué)效果最大化。如在“測定空氣里氧氣含量測定”在實際操作中,常常由于裝置的氣密性和溫度差等問題使紅磷燃燒停止后需較長的時間冷卻,或是冷卻后,打開彈簧夾,只有極少量的水進(jìn)入集氣瓶,甚至根本就不會出現(xiàn)水沿著導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶的情況,造成實驗現(xiàn)象不準(zhǔn)確甚至實驗失敗。如果學(xué)生實驗失敗,我們應(yīng)該與學(xué)生一起分析失敗原因并通過示范幫助學(xué)生掌握操作技能,取得實驗成功。不能聽之任之,否則,就達(dá)不到實驗課的預(yù)期目的,更別談實驗的有效性了。
總之,作為化學(xué)老師,我們要把課堂知識和化學(xué)實驗結(jié)合起來,把實驗與實際生活相聯(lián)系在一起,提高學(xué)生的動手能力和思考能力,體驗知識形成和發(fā)展的過程中,全面認(rèn)識事物,學(xué)會科學(xué)探究,提升化學(xué)素養(yǎng),從而提高化學(xué)課堂教學(xué)效率。
參考文獻(xiàn):
[1]俞遠(yuǎn)光.中學(xué)化學(xué)演示實驗教學(xué)研究[D].華中師范大學(xué),2000.
1 引言
目前,因為社會對應(yīng)用型及復(fù)合型人才的高需求,使得實踐教學(xué)改革成為當(dāng)前高等教育教學(xué)改革的一大熱點。熱工實驗課程作為熱能與動力工程專業(yè)學(xué)生專業(yè)課程的重要組成部分,其教學(xué)質(zhì)量的好壞將直接影響到學(xué)生專業(yè)技能的全面提高與就業(yè),而傳統(tǒng)的熱工實驗課程得教學(xué)內(nèi)容、方法及手段已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會發(fā)展對實驗教學(xué)及人才培養(yǎng)的要求[1],因此,探討對傳統(tǒng)熱工實驗教學(xué)內(nèi)容與方法進(jìn)行改革,并創(chuàng)新思維,提高熱工實驗教學(xué)質(zhì)量就勢在必行。筆者在分析傳統(tǒng)教學(xué)模式弊端的基礎(chǔ)上,以及在的實踐教學(xué)過程中不斷創(chuàng)新、實踐、總結(jié)經(jīng)驗、分析改進(jìn),得到了在熱工實驗教學(xué)過程中提高教學(xué)質(zhì)量的四個主要方法。
2 現(xiàn)有教學(xué)實驗課存在的弊端
(1)教與學(xué)過程脫節(jié),學(xué)生缺乏主觀能動性。傳統(tǒng)的教育思想觀念使得各級、各類學(xué)校均形成了以教育者為中心的課程體系,這一教學(xué)方式一方面有利于教師發(fā)揮主導(dǎo)作用,在教學(xué)的組織、管理與控制方面具有一定優(yōu)勢,但另一方面則因為學(xué)生始終處于被動接收的狀態(tài),業(yè)因此扼殺了其主體作用和創(chuàng)新思維[2-3]。
(2)教學(xué)方式單一。在傳統(tǒng)的實驗課上,學(xué)生只是照著書本上所羅列的實驗步驟和現(xiàn)象進(jìn)行操作,生搬硬套,并將其作為經(jīng)典來處理,因怕出錯而亦步亦趨,依次而行,這在一定程度上抑制了學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)揮[4]。
(3)教學(xué)過程分散,不成系統(tǒng),邏輯性差。熱工實驗課程的原有安排較分散,課程的進(jìn)度相關(guān)性差,講課時總是碰到什么講什么,沒有一個良好的邏輯體系和一個講解的邏輯路線。
(4)缺乏足夠的實踐性。先進(jìn)的模塊化實驗教學(xué)設(shè)備提高了實驗效率,減小了實驗誤差、縮短了實驗時間,但同時也使得學(xué)生在做實驗的時候無法觀察到實驗器件,導(dǎo)致實踐性缺乏[5]。
因此,針對現(xiàn)有熱工實驗課在教學(xué)中存在的諸多弊端,必須對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法進(jìn)行改革,改變傳統(tǒng)以實驗教師為主導(dǎo)的實驗教學(xué)方式,而充分引導(dǎo)學(xué)生參與的積極性與主動性,在實驗教學(xué)中達(dá)到既能體現(xiàn)學(xué)生的主體作用,同時又能充分體現(xiàn)其實踐能力與創(chuàng)新能力。
3 教學(xué)過程一體化
在熱工實驗的教學(xué)過程中將傳統(tǒng)以教師為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主的模式,達(dá)到“教”和“學(xué)”的一體化。在熱工實驗教學(xué)過程的安排上,要注重給學(xué)生充分的主動參與和自我表現(xiàn)的機(jī)會。主要通過課前提問的方式,激發(fā)學(xué)生參與教學(xué)的興趣。在實驗課程的前期準(zhǔn)備階段,針對所有將要提出的問題先形成一個問題系統(tǒng)[6], 教師要把對實驗過程中所涉及到的課程基礎(chǔ)知識進(jìn)行綜合的學(xué)習(xí)、分析,并最終將所有的知識系統(tǒng)轉(zhuǎn)化表現(xiàn)為一個問題系統(tǒng)。問題系統(tǒng)分為若干個部分,每一部分都有各自的主要知識點,針對這個知識點設(shè)計出多個大問題,并在大問題下面分解出一系列的子問題。這些子問題不是孤立的,而是圍繞著大問題展開,將大問題的各個細(xì)節(jié)部分全面細(xì)致的展現(xiàn)開來。問題的設(shè)計以與實驗課相關(guān)的課程內(nèi)容為主,并結(jié)合實際實驗內(nèi)容,圍繞主干,同時結(jié)合學(xué)生課程課堂上的表現(xiàn)不斷的進(jìn)行調(diào)整,從而從實驗課程預(yù)習(xí)階段就在引導(dǎo)學(xué)生朝著正確的方向去思考和分析問題。
而教學(xué)一體化的實現(xiàn),也改變了傳統(tǒng)實驗教學(xué)中教師只是指導(dǎo)實驗過程,學(xué)生只是在指導(dǎo)下機(jī)械的完成實驗操作,而對實驗課內(nèi)容以及實驗課與課堂教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系糊里糊涂,不明不白的現(xiàn)狀,讓學(xué)生在上實驗課程之前就對實驗課與課堂內(nèi)容的關(guān)聯(lián)了如指掌,為學(xué)生能夠更好的理解課程內(nèi)容打下鋪墊。而在實驗課程的完成過程中,教師的關(guān)注點也發(fā)生了變化,在以“指導(dǎo)”為主要形式的課堂,教師關(guān)注的是自己的指導(dǎo)方向、指導(dǎo)操作的精準(zhǔn)度,教師往往會因為擔(dān)心自己講得不到位、不全面、不細(xì)致而滔滔不絕。而使用“教學(xué)一體化”方案,教師關(guān)注的主要是學(xué)生的自我學(xué)習(xí)、自作、自我設(shè)計、自我解決,注意力指向了學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),因此也就有更充裕的時間去觀察和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)活動,并不時的給與一定的指導(dǎo),保證學(xué)生的學(xué)習(xí)方向性正確即可。在這個過程中,教師講得少了,指導(dǎo)的少了,學(xué)生自己琢磨的時間多了,自行嘗試的機(jī)會多了,自我發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的實踐多了,學(xué)生的課堂行為因此發(fā)生了巨大的變化。傳統(tǒng)實驗課堂上學(xué)生的行為方式可概括為以聽為主,以操作為輔;而“教學(xué)一體化”方案則更多地是要求學(xué)生具有以分析、思考為主,以聽、操作為輔的行為方式?!敖虒W(xué)一體化”方案將更多的時間留給學(xué)生閱讀教材、思考問題、解決問題,使得學(xué)生作為課堂“主體”的地位能夠得到更好的體現(xiàn),可充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的主觀能動性。
4 教學(xué)形式多樣化
隨著計算機(jī)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,各種計算機(jī)多媒體輔助教學(xué)技術(shù)開始進(jìn)入大學(xué)課堂,這一技術(shù)的應(yīng)用使得大學(xué)課堂授課的方式,從傳統(tǒng)的教師以粉筆加黑板的講授形式,向利用投影儀、語音、網(wǎng)絡(luò)等多種媒體綜合應(yīng)用的教學(xué)形式開始發(fā)展。教學(xué)形式的多樣化為我們提供了豐富的選擇,但是如何有效的利用這些多媒體技術(shù)來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,是值得教師進(jìn)行深入探討的問題[7]。熱工實驗課程結(jié)合實驗課程本身的特點,將多媒體技術(shù)、虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)與實物系統(tǒng)相結(jié)合,從而達(dá)到最好的教學(xué)效果。傳統(tǒng)的實驗過程的教學(xué)形式中,教師所講解的實驗過程往往循序漸進(jìn),學(xué)生可清楚地看到教師對實驗過程的分步介紹,明白實驗是如何一步步完成的,教師講解的速度也比較適中,能使學(xué)生跟上教師的思路與講解路線,有充分的記錄,從而易于保證實驗的安全、準(zhǔn)確進(jìn)行。但是傳統(tǒng)的實驗教學(xué),教師往往注重實驗操作的教學(xué),不注重學(xué)生自我思考與分析,無法完成啟發(fā)想象、創(chuàng)造性思維的培養(yǎng),學(xué)生的注意力持久性和穩(wěn)定性較弱[8],傳統(tǒng)實驗教學(xué)課程只是針對現(xiàn)有的實驗設(shè)備開設(shè)、講解,信息量不夠大,很多設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部原理等知識很難形象地表示出來,學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)效果較差。
而多媒體教學(xué)包含的信息量大,視覺感強(qiáng),能夠把復(fù)雜的實驗設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部原理及內(nèi)部形式等形象地表示出來,可以使學(xué)生更好地理解和學(xué)習(xí)專業(yè)知識。而針對現(xiàn)實存在的基礎(chǔ)實驗與綜合實驗課程,開發(fā)出相應(yīng)的虛擬實驗系統(tǒng),則是用多媒體手段對真實的實驗進(jìn)行再現(xiàn)和模擬,由學(xué)生進(jìn)行觀看或參與操作[9-10],這樣可以為學(xué)生提供逼真的實驗環(huán)境。借助虛擬實驗的交互性,學(xué)生可以對實驗儀器進(jìn)行操作,觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗數(shù)據(jù),使得學(xué)生的主觀能動性得到了大大的發(fā)揮,突破實驗場地與時間限制的實驗方式,便于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與進(jìn)一步的創(chuàng)新。
在學(xué)生完成虛擬實驗之后,讓其及時進(jìn)入真實的實驗室來完成現(xiàn)實實驗課程,這樣可以使學(xué)生帶著經(jīng)過虛擬實驗得出的實驗方案與實驗數(shù)據(jù),對其進(jìn)行真實驗證,通過理論聯(lián)系實際,提高他們的實際動手能力與發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實問題的能力。同時學(xué)生可對實驗結(jié)果與實驗問題進(jìn)行記錄與對比,開展集中討論,進(jìn)一步對實驗中存在的問題逐一進(jìn)行解決,最終得到優(yōu)秀的實驗方案與實驗驗證,這樣可以使學(xué)生系統(tǒng)的完成實驗的基礎(chǔ)理論分析與具體的過程實踐。
5 教學(xué)推進(jìn)邏輯化
實驗課程的主要目的是為了課程內(nèi)容服務(wù),為了更好的組織、傳輸課程教學(xué)信息,加深學(xué)習(xí)者對教學(xué)信息的理解、記憶以及分析歸納總結(jié)。而要使傳輸有效,除教學(xué)內(nèi)容本身的科學(xué)、系統(tǒng)性外,還需使教學(xué)內(nèi)容在操作上具有邏輯性。為使學(xué)習(xí)者對信息的接受落到實處,則需要在實驗課堂教學(xué)的環(huán)境中有科學(xué)的課堂教學(xué)管理操作,用以激發(fā)和調(diào)控學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)心理與行為。實驗課堂教學(xué)的核心任務(wù),是講概念、原理、方程、公式等基礎(chǔ)理念落到實處,以具體實物運動的方式展示出來,實驗內(nèi)容所展示的知識是以課程內(nèi)容為基礎(chǔ)的,實驗課程使所展示的概念、原理、方程、公式等在課程本身就具有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),因此未來便于學(xué)生掌握記憶,在實驗課程的進(jìn)行中要結(jié)合課程邏輯確定實驗內(nèi)容的邏輯順序,由淺入深、循序漸進(jìn),有條理的用實際設(shè)備進(jìn)一步具體說明、體現(xiàn)各概念的內(nèi)涵、外延,原理和方程、公式的結(jié)構(gòu)、用途、運用條件。因此,在實驗課程內(nèi)容講解時,要首先給學(xué)生講解實驗課程的內(nèi)容分布,實驗內(nèi)容對應(yīng)的基礎(chǔ)知識的整理,實驗過程對應(yīng)的邏輯步驟,然后把具體的課程概念、原理、方程、公式分別一一對應(yīng)的在每個實驗中提出,讓學(xué)生具體理解這些基礎(chǔ)知識,最后在綜合實驗臺上,將各種基礎(chǔ)知識綜合體現(xiàn),由學(xué)生自行分析實驗臺操作所涉及的各種概念、原理、方程、公式,通過自行設(shè)計實驗原理、設(shè)計實驗步驟、進(jìn)行實驗操作、分析推理、數(shù)據(jù)處理、綜合論證,優(yōu)化設(shè)計等過程,把涉及的課程基礎(chǔ)知識整理成一個屬于自己的新的知識體系,從而最后把各種基礎(chǔ)知識綜合運用到實際應(yīng)用上。通過將教學(xué)內(nèi)容按照邏輯性有計劃的呈現(xiàn)在學(xué)生面前,調(diào)動了學(xué)生的積極性,同時也培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力,提高了學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自我思考、動手解決實際問題的能力,有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。
6 教學(xué)過程實踐化
實驗課程對學(xué)生的培養(yǎng)和考察,不僅注重學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握,而且注重對學(xué)生運用知識和實踐能力的培養(yǎng)。在整體實驗課程中,筆者整合利用本專業(yè)教學(xué)和科研實驗室、綜合性工程訓(xùn)練中心等實驗教學(xué)資源,同時也利用平時在科研過程中和企業(yè)建立起來的合作關(guān)系,努力吸納一些企業(yè)的贊助,讓不同的企業(yè)贊助不同的熱工材料、熱工設(shè)備和設(shè)備模型。通過利用這種方式,我們在近幾年的努力下,目前已擁有一套典型的熱工加熱爐設(shè)備模型、各種熱工設(shè)備的部件以及多種典型的耐火材料樣品,同時還制作了一些典型熱工設(shè)備及材料的掛圖,我們已經(jīng)成功搭建了一個開放性的、綜合性的熱工過程與設(shè)備演示實驗平臺,為學(xué)生展示和演示有關(guān)的熱工材料、熱工設(shè)備部件,及典型熱工設(shè)備工作原理和工作過程。并與國內(nèi)相關(guān)企業(yè)共建學(xué)生校外實習(xí)基地、學(xué)生創(chuàng)新性社會實踐的基地,強(qiáng)化流程工業(yè)節(jié)能減排工程師的實踐培養(yǎng)環(huán)節(jié),為本專業(yè)學(xué)生提供很多參觀和實習(xí)的機(jī)會,讓學(xué)生從實際工業(yè)生產(chǎn)中體驗和認(rèn)識各種熱工設(shè)備,從根本上把握專業(yè)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。同時熱工實驗課程還通過建設(shè)實驗室平臺、實習(xí)平臺、網(wǎng)絡(luò)平臺等綜合應(yīng)用教學(xué),給學(xué)生提供自己動手及發(fā)揮自主創(chuàng)新能力的機(jī)會讓學(xué)生合作完成加熱爐設(shè)計、加熱爐模型搭建等題目,達(dá)到鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力,提高學(xué)生的創(chuàng)新意識及動手能力的目的。
【關(guān)鍵詞】 突發(fā)事件 三級聯(lián)動 防范機(jī)制 處理機(jī)制
【基金項目】 本文系2011年陜西省教育廳專項科研計劃項目“我國高校突發(fā)事件的成因及應(yīng)急防范機(jī)制研究”(項目編號:11JK0015)的研究成果。
【作者簡介】 呂達(dá),延安大學(xué)公共管理研究所副教授,延安大學(xué)對外聯(lián)絡(luò)處處長,研究方向為危機(jī)管理;毛鋮,延安大學(xué)公共管理研究所碩士研究生,研究方向為行政管理學(xué)的理論與實踐。
我國目前正處于社會轉(zhuǎn)型期,社會的加速變革,競爭的日益加劇引發(fā)了諸多的社會問題,如貧富差距拉大,人民的幸福感降低等等。面對復(fù)雜多變的社會,一些人出現(xiàn)心理扭曲,最終失去理智甚至走向極端。作為社會精英的大學(xué)生,對社會變革的感受能力則更加敏銳。在這種背景下,我國高校的突發(fā)事件發(fā)生率近年來逐年升高。2002年發(fā)生27起大學(xué)生自殺事件,有19人死亡;2004年為68起,有48人死亡;2005年,據(jù)有關(guān)媒體報道達(dá)到116起;2006年則進(jìn)入自殺“高發(fā)年”,增加到130起之多。2011年,問題則更加突出,截至10月份,已有近百起校園自殺事件發(fā)生。
課題組對湖北、山東、山西、陜西四省數(shù)十所高校進(jìn)行了抽樣調(diào)查。調(diào)查顯示,所有高校都有突發(fā)事件發(fā)生,其中,治安安全類突發(fā)事件、自然災(zāi)害類突發(fā)事件、師生非正常死亡類突發(fā)事件的發(fā)生率較高。
高校突發(fā)事件發(fā)生率居高不下,且有不斷上升的趨勢,引發(fā)了極大的社會反響,使民眾深感不安。那么,引起高校突發(fā)事件的主要原因有哪些呢?
一、高校突發(fā)事件發(fā)生的原因分析
(一)客觀因素的影響和誘導(dǎo)
1. 高等教育大眾化的負(fù)面影響。上世紀(jì)90年代,我國高等教育從精英教育向大眾教育轉(zhuǎn)型,招生規(guī)模逐年擴(kuò)大,國民的受教育水平大幅提高。高等教育改革無疑取得了驕人的成績,但成績的背后,其負(fù)面影響也日益凸顯,最嚴(yán)峻的就是大學(xué)生就業(yè)問題。世紀(jì)之交,大學(xué)生就業(yè)儼然成為社會各界熱議的焦點和政府工作的重點,時至今日,問題不斷加重。與此同時,高校的教學(xué)管理與后勤保障工作也問題重重。高校擴(kuò)招加之近年來通貨膨脹的影響,導(dǎo)致許多家庭無力承擔(dān)巨額的教育支出,“貧困生”增多,這一特殊群體的心理問題尤為突出。
2. 高?!伴_放辦學(xué)理念”的負(fù)面影響。伴隨著高等教育體制改革的深入,開放辦學(xué)理念應(yīng)運而生,大學(xué)校園不再是一個單純的學(xué)習(xí)深造園地,儼然成了一個小社會。新鮮事物在大學(xué)校園層出不窮,令人眼花繚亂。由于在校大學(xué)生思想還不成熟,自控能力和辨別能力較弱,極易成為不法份子、邪惡勢力誘導(dǎo)、利用的對象,本該安靜的校園也潛藏著許多“不安”:社會閑雜人員自由出入校園,校園內(nèi)偷竊、打架斗毆等犯罪問題頻發(fā)。在課題組的實地調(diào)查中,當(dāng)問及導(dǎo)致高校突發(fā)事件發(fā)生的主要原因時,有49.56%的人認(rèn)為是社會人員出入校園過多所致。
3. 高校合并熱潮的負(fù)面影響。據(jù)有關(guān)資料顯示,截至2010年底,我國至少有超過400所大學(xué)有過合并。合并后的巨型大學(xué)需要巨大的校園來承載,一個個位于城郊的大學(xué)城也因此誕生。大學(xué)城的學(xué)生生活極不便利,周邊的治安保護(hù)也得不到保障。調(diào)查結(jié)果顯示,地處城郊的大學(xué)其突發(fā)事件發(fā)生率是最高的,當(dāng)問及導(dǎo)致高校突發(fā)事件發(fā)生的主要原因時,有36.4%的人認(rèn)為是因為校園周邊環(huán)境差;大學(xué)城的學(xué)生怨言和心理問題也是最多最嚴(yán)重的。
4. 國家政策法規(guī)的滯后。沒有健全的法制,難以有效約束社會成員。我國的校園安全立法工作嚴(yán)重滯后,法律體系不健全,相關(guān)政策法規(guī)滯后,立法層次不高,校園安全權(quán)利和義務(wù)不對等是高校突發(fā)事件高發(fā)的又一重要客觀原因。
(二)大學(xué)生心理素質(zhì)有待提高
1. 大學(xué)生心理素質(zhì)較差。在課題組的調(diào)查中,當(dāng)問及導(dǎo)致高校突發(fā)事件發(fā)生的原因時,有53.60%的人認(rèn)為是因為學(xué)生的心理素質(zhì)差和心理問題嚴(yán)重。另據(jù)北京高校大學(xué)生心理素質(zhì)研究課題組的報告顯示,有超過60%的大學(xué)生存在中度以上的心理問題,并且這一比例還在繼續(xù)上升。2004年,華中科技大學(xué)社會學(xué)系陳志霞等人運用“自殺態(tài)度調(diào)查問卷”,采取分層抽樣方式,對1010名大學(xué)生的自殺意念與自殺態(tài)度進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有過輕生念頭的學(xué)生占10.7%。
2. 大學(xué)生自我保護(hù)與自我防范的意識和能力較低。近年來發(fā)生的高校突發(fā)事件,有不少在校學(xué)生意外身亡,究其原因,則在于大學(xué)生自我保護(hù)和自我防范的意識和能力較差。在調(diào)查中,有52.80%的人認(rèn)為學(xué)生自我保護(hù)意識差是導(dǎo)致相關(guān)的高校突發(fā)事件發(fā)生的主要原因。當(dāng)問及對高校的應(yīng)急措施是否了解的時候,有66.60%的在校學(xué)生選擇不了解;只有32.54%的人選擇基本了解;而比較了解和很了解的分別只占0.21%和0.64%。
【關(guān)鍵詞】出入庫策略;成品庫;流程;散盤
福建龍巖煙草工業(yè)有限責(zé)任公司(以下簡稱龍煙,下同)創(chuàng)建于1951年,是全國36家重點卷煙企業(yè)之一。公司經(jīng)過2000年和2008年兩次技改,現(xiàn)擁有兩個成品立體高架庫,其中一區(qū)成品庫共有3個巷道6排貨架(單伸位),每排8層68列,共3264個貨位,二區(qū)成品庫共有3個巷道6排貨架(雙伸位),每排9層47列,共5076個貨位。
這兩個高架庫承擔(dān)著龍煙所有的發(fā)貨業(yè)務(wù),由于卷煙工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)銷售季節(jié)性強(qiáng),在銷售旺季到來時,生產(chǎn)設(shè)備24小時處于滿負(fù)荷運轉(zhuǎn),此時一旦出入庫效率太低將給成品發(fā)貨、入庫、卷包生產(chǎn)等帶來嚴(yán)重影響,甚至停產(chǎn),因此對成品高架庫的出人庫效率提出更高的要求。龍煙公司經(jīng)過兩次技改之后,在自動化物流軟件系統(tǒng)方面取得了豐富的改造經(jīng)驗,在保證不對任務(wù)物流設(shè)備、流程任何變動,改造成本最低化的情況下,自主在軟件上大膽對物流成品出入庫策略進(jìn)行改造,提高成品的出人庫效率。
1.入庫流程優(yōu)化
優(yōu)化前的入庫流程如下:
該流程存在以下問題:
(1)當(dāng)巷道入庫均分率不均衡時,系統(tǒng)只考慮低均分率的巷道,造成托盤往某一巷道不斷存放而其它堆垛機(jī)總處于空閑狀態(tài)的現(xiàn)象。
(2)在堆垛機(jī)故障情況下,系統(tǒng)還會自動往該堆垛機(jī)分配任務(wù),這樣容易堵塞物流通道,常常導(dǎo)致其它正常任務(wù)也無法入庫。
優(yōu)化后的策略是,采用品牌巷道均分原則,保證每個巷道存放每個品牌的數(shù)量基本一致,同時兼顧堆垛機(jī)實時狀態(tài),避免堆垛機(jī)故障時還分配入庫任務(wù),新流程任務(wù)申請如下圖:
新流程帶來的優(yōu)點有:
(1)不往故障堆垛機(jī)分配任務(wù),盡可能保證每一托盤成品都能順利入庫。
(2)保證當(dāng)前每次都往數(shù)量最少的巷道入庫,為品牌巷道均分出庫提供基礎(chǔ)。
2.出庫流程優(yōu)化
優(yōu)化前的出庫流程如下:
該流程存在以下問題:
(1)“先進(jìn)先出”的原則不合理。由于成品入庫時造成的巷道品牌數(shù)量不均,在出庫時,該原則會導(dǎo)致堆垛機(jī)單一巷道不停出庫,另外,出庫時系統(tǒng)也沒有判斷堆垛機(jī)運行狀態(tài),造成的任務(wù)分配但又執(zhí)行不了的情況。
(2)成品下架分揀算法不合理。對多個散盤(一個托盤標(biāo)準(zhǔn)存放24件,小于24件稱為散盤)沒有采取組合匹配的方法進(jìn)行擇優(yōu)出庫,使得原本不需要分揀的任務(wù)卻要分揀,造成堆垛機(jī)、電機(jī)設(shè)備很多空跑狀態(tài)以及庫存貨位利用率不高等現(xiàn)象。
采用的優(yōu)化方法有:
(1)出庫先考慮總能力均分原則,在盡量保證三個巷道的出入庫任務(wù)總數(shù)相等的基礎(chǔ)上,再保證先進(jìn)先出原則,同時也滿足不往故障堆垛機(jī)分配任務(wù)。如下圖:
(2)成品出庫散盤匹配原則優(yōu)化。當(dāng)下架總數(shù)能被24整除時,下架24件整盤;若下架總數(shù)不是24的整數(shù)倍時,取其尾數(shù)作為散盤匹配下架。通過散盤匹配策略之后,減少散盤成品的出入庫頻率,大大減少了下架分揀次數(shù),減少堆垛機(jī)和物流設(shè)備的運行次數(shù),提高設(shè)備的運行效率,減少出庫時間。
3.影響成品出入庫效率的其它因素
3.1貨架布局
二區(qū)成品高架庫貨架采用雙伸位形式,比一區(qū)單伸位在出入庫策略上存在很大的區(qū)別。由于雙伸貨位在入庫時每次總是先入庫深度為2的貨位,但在出庫時如果要遵循先進(jìn)先出的原則,務(wù)必導(dǎo)致在出庫目標(biāo)貨位時,如果深度1的貨位處于載貨裝貨狀態(tài),堆垛機(jī)必須先執(zhí)行強(qiáng)制移庫任務(wù),把深度1的貨位移動到其它空閑貨位上,這樣將導(dǎo)致出庫效率大大降低。
目前二區(qū)成品高架庫針對這一情況采用了折中處理,即,如果深度1的貨位物料也符合出庫需求,就直接出庫,否則就先強(qiáng)制移庫深度1貨位再出庫深度2。但這種處理方式會導(dǎo)致一些極端情況,比如某些貨位的物料長時間無法自動出庫,導(dǎo)致質(zhì)量事故。
3.2檢驗放行
由于成品出庫之前必須先檢驗放行,只有合格的物料才能銷售出庫。但質(zhì)檢人員在檢驗時如果只是局部放行貨位,如單一巷道貨位,就會造成在出庫時各巷道任務(wù)分配不均現(xiàn)象,影響出庫效率。
3.3任務(wù)處理機(jī)制
出庫訂單一旦確認(rèn)出庫,高架庫貨位就會被鎖定,WMS就會產(chǎn)生所有的出庫任務(wù),WCS逐一下發(fā)任務(wù)給堆垛機(jī)執(zhí)行,但在執(zhí)行過程中,堆垛機(jī)設(shè)備發(fā)生故障時,就會導(dǎo)致大批量成品無法出庫。此時,通過任務(wù)回收、任務(wù)重新生成等功能可以將故障任務(wù)重新分配到其它正常的堆垛機(jī)上,確保正常出庫。
同理,托盤在入庫時,WMS第一次先預(yù)分配一個目標(biāo)貨位,當(dāng)托盤運送到堆垛機(jī)接貨站臺之前,WCS再次判斷此時堆垛機(jī)的狀態(tài),當(dāng)堆垛機(jī)故障時,WMS第二次分配一個新的目標(biāo)地址,該托盤重新往新的目的地堆垛機(jī)接貨站臺前運送,直至成功入庫到高架庫上。
3.4揀選區(qū)
通過在成品暫存區(qū)設(shè)置揀選區(qū)區(qū)域,用來堆放訂單出庫分揀托盤剩余的成品,當(dāng)下個訂單出庫揀選區(qū)已含有所需出庫的成品時,可直接從揀選區(qū)直接發(fā)貨,高架庫只需補充不足的數(shù)量,這樣可以避免分揀托盤重新入庫又出庫的過程,提高發(fā)貨效率。