浅谈化学与生活的联系 关键词:化学课程 社会生活摘要:化学与生活互动能激发学习兴趣,激发求知欲,使化学教育富有生命力。基础教育要由“应试教育”转向素质教育,这是我国教育的重大改革,它为中小学教育指明了正确的方向。而素质教育旨在把学生培养成有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义公民,使学生在德、智、体、美、劳诸方面得到全面发展。在化学课堂教学中,教师在坚持教好化学知识的同时,应不断地把已有的或新接受的化学知识与日常社会实际相联系,给学生以“学习是为了更好地认识与改造社会”的认识,从而进一步激发他们的学习热情,调动他们的学习情趣,最终达到他们主动、深入地学习,提高自身综合素质。中学化学课本中包含着丰富的社会生活常识的教育内容,对这些内容加入挖掘、整理、补充、丰富,然后生动地介绍给学生,不失时机地把社会生活研究与化学课堂教学融为一体。在课堂教学中充分地把基础理论、基本知识的教学与社会生活研究之间的关系处理好,对提高课堂效率,优化学生综合素质有着广泛而深远的意义。在教学实践中应从以下五个方面入手。一、以化学史内容的教学,培养学生的综合素质在课堂讲授中增加一些化学史的内容,不仅仅使教师讲来娓娓动听和学生听宋津津有味,而且使学生对化学概念理论的来龙去脉更加清楚,易于理解,加强记忆。同时有利于培养他们的综合素质。如:逻辑思维和科学研究的热情,包括:求实、批判、创新等内涵。如:化学的发展史,尤其是我国的化学发展史,从拉瓦锡的燃烧学说到道尔顿的原子学说,从门捷列夫的元素周期表到我国的杰出制碱科学家候德榜,到诺贝尔化学奖的科学家李远哲。以伟人的事迹感染学生,培养他们的意志品质,鼓励他们求实创新。二、以化学工业内容教学为基础,引导学生走出课本,接触社会现行中学化学教材中有许多与化学工业有关系的内容,这些内容若不能很好地加以处理,而是简单地照本宣科,学生的学习就会很枯燥、乏味,也不能很好地把学生的学习引入广阔的社会生活实践中来,更不能由此激发他们的求知欲。高中课本中的工业问题主要有:硫酸工业、硝酸工业、炼铁工业、炼钢工业、水泥工业、铝的冶炼、氯碱工业、石油产品概述、煤的综合利用等等。在课堂教学中应当尽可能地引导学生自己深入地去思考一些问题,尤其是偏远地区的学生,因为他们对工业生产了解很少(尤其对大型企业知之更少)。在进入工业内容学习时,先让学生在已有的对工厂的认识的基础上去预测所学内容中可能遇到的问题。如:生产规模、经济效益、原料及其处理、运输、厂址选择、副产品及其应用、环境污染及其应对措施等问题。这些问题虽然大而庞杂,但若能全面(即使是粗略的)考虑也能很好地培养他们的思维方式,从而激发他们的学习热情,鼓励他们更多地接触生活,了解社会。当然,教师还要给予适当的帮助,安排一些当地的化学工业考察或观看录像等手段。三、把化学教学与社会生活常识相联系,着力提高学生化学兴趣化学的实用性表现在它与人们的生活紧密联系。教学过程中应充分重视这一特点,使学生觉得学有所得、学有所用,从而引导学生学化学,用化学。如中学教材中《卤素》一章中讲到由氯气可以制漂白自来水的漂白粉、碘的酒精溶液可以用以消毒、氢氟酸可用于雕刻玻璃、氟化钠可以用来杀灭地下害虫、溴化银可应用行照相技术、碘化笋可用于人工降雨等,这些内容在课堂教学过程中还可以展开来,介绍它们的其他用途。在介绍与社会生活内容相关联的化学知识时,还应适当地去启发学生,诱导学生用化学科学的眼光去观察生活,甚至结合其他学科知识来思考现实中的问题,如中学课本中讲到硫酸钡可用于钡餐,可以问学生钡餐喝卞去在医院里是如何检查的,为什么可以在X光下检查胃及消化道是否发生病变,硫酸钡对人体是否有毒,硫酸钡最后怎样排出体外的等,从而激发他们去观察去思想去调查。四、以环境保护知识教育为契机,使学生逐步养成关注生活、关注社会意识,增强他们的社会责任感环境保护作为一个严重社会问题,已迫切地摆在了我们每一个人的面前,也成了“十五”国家发展计划讨论中极为重视的一个话题。虽然中学生尚不能去全面理解臭苎空洞的变大会有什么危害,长江三峡建设会有什么负面影响,内陆学生也无法真正懂得赤潮的形成及其后果。但是我们通过可以接触到的一些化学知识来丰富他们的思路,增强他们的意识,引导学生善于发现,善于利用。如在讲到化肥知识时可以从已有的知识设问他们;为什么农田不能多依赖无机肥、土壤改良的措施,在硫酸及硝酸工业教学中可以问他们何为酸雨,酸雨的危害有哪些,从而进一步阐述人为什么要进行尾气吸收,为什么尾气处理在解决了环境问题的同时可以提高原料的利用率等。在有机化学教学中此类问题更丰富,与生活更贴近,如白色污染问题、毒品问题、无铅汽油问题,以及近年来发现的英国的疯牛病问题,比利时的二恶英问题等。这些问题教师可以适时地与课本知识相联系,引导学生关注社会、社会生活,增强他们的社会贡任感。五、结合课本,介绍高新科技的发展,激励学生为社会发展人类进步作贡献化学与其他理工科一样,作为自然科学,教学内容具有较大的稳定性。但社会却又是瞬息万变的。这就要求我们教师有具有时代气息,能结合时代要求。在生活中我们常可以接触到一些新产品和新材料,我们可以适时地鼓励学生去了解这些产品或材料的组成部分、合成、制造方法、主要用途以及它们的副作用。比如日常生活中塑料包装代最初生产出来时,以它方便、快捷的作用深得人们的青睐,而目前其降解难的问题却深深困扰着人们,多鼓励学生去作一些深层次的探讨。结合社会生活的化学教学,才不致于脱离生活,不致于培养出只会读书的“人才”。我们在教学中应适时地适当地启发学生去关心身边的事,关心他们生活生存的空间,提高综合素质,使其成长为真正有益于社会的入。
化 学 发 展 史( 化工学院 x x x)摘要:从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。关键词:燃素化学;量子论;晶体化学自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。正是这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢?远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。一、化学的来由化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。二、化学的几个发展阶段远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。三、化学学科在探索中成长化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程:可燃物==灰烬+燃素金属==锻灰+燃素如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气:2KNO3==2KNO2+O2↑2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑2HgO==2Hg+O2↑第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气:2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末(P2O5,应该是盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。四、化学学科的发展前沿中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......
分析化学发展史摘要]分析化学始于一些分析检验的实践活动。商品生产和交换的发展,促进了分析检验工作。16世纪,化学反应广泛地应用于湿法分析。18世纪中叶,重量分析法使分析化学由单纯的定性分析迈入了定量分析的时代。到了19世纪,定性分析趋于完善,定量分析的各种方法也相继出现并不断发展。分析化学真正成为一门独立的学科是在20世纪初,被称之为经典分析化学。20世纪以来,在经典化学不断充实、完善的同时,仪器分析也迅猛发展,并且在分析化学中占据越来越重要的地位。[关键词]化学分析;仪器分析在化学还没有成为一门独立学科的中世纪,甚至古代,人们已开始从事分析检验的实践活动。这一实践活动来源于生产和生活的需要。如为了冶炼各种金属,需要鉴别有关的矿石;采取天然矿物做药物治病,需要识别它们。这些鉴别是一个由表及里的过程,古人首先注意和掌握的当然是它们的外部特征。如水银又名“流珠”,“其状如水似银”,硫化汞名为“朱砂”、“丹砂”等都是抓住它们的外部特征。人们初步对不同物质进行概念上的区别,用感官对各种客观实体的现象和本质加以鉴别,就是原始的分析化学。在制陶、冶炼和制药、炼丹的实践活动中,人们对矿物的认识便逐步深化,于是便能进一步通过它们的一些其他物理特性和化学变化作为鉴别的依据。如中国曾利用“丹砂烧之成水银”来鉴定硫汞矿石。随着商品生产和交换的发展,很自然地就会产生控制、检验产品的质量和纯度的需求,于是产生了早期的商品检验工作。在古代主要是用简单的比重法来确定一些溶液的浓度,可用比重法衡量酒、醋、牛奶、蜂蜜和食油的质量。到了6世纪已经有了和我们现在所用的基本相同的比重计了。商品交换的发展又促进了货币的流通,高值的货币是贵金属的制品,于是出现了货币的检验,也就是金属的检验。古代的金属检验,最重要的是试金技术。在我国古代,关于金的成色就有“七青八黄九紫十赤”的谚语。在古罗马帝国则利用试金石,根据黄金在其上划痕颜色和深度来判断金的成色。16世纪初,在欧洲又有检验黄金的所谓“金针系列试验法”,这是简易的划痕试验法的进一步发展。16世纪,化学的发展进入所谓的“医药化学时期”。关于各地各类矿泉水药理性能的研究是当时医药化学的一项重要任务,这种研究促进了水溶液分析的兴起和发展。1685年,英国著名物理学家兼化学家R·波义耳(Boyle,1627-1691)编写了一本关于矿泉水的专著《矿泉的博物学考察》,相当全面地概括总结了当时已知的关于水溶液的各种检验方法和检定反应。波义耳在定性分析中的一项重要贡献是用多种动、植物浸液来检验水的酸碱性。波义耳还提出了“定性检出极限”这一重要概念。这一时期的湿法分析从过去利用物质的一些物理性质为主,发展到广泛应用化学反应为主,提高了分析检验法的多样性、可靠性和灵敏性,并为近代分析化学的产生做了准备。18世纪以后,由于冶金、机械工业的巨大发展,要求提供数量更大、品种更多的矿石,促进了分析化学的发展。这一时期,分析化学的研究对象主要以矿物、岩石和金属为主,而且这种研究从定性检验逐步发展到较高级的定量分析。其中干法的吹管分析法曾起过重要作用。此法是把要化验的金属矿样放在一块木炭的小孔中,然后以吹管将火焰吹到它上面,一些金属氧化物便熔化并会被还原为金属单质。但这种方法能够还原出的金属种类并不多。到了18世纪中叶,重量分析法使分析化学迈入了定量分析的时代。当时著名的瑞典化学家和矿物学家贝格曼(Torbern Bergman,1735-1784)在《实用化学》一书中指出:“为了测定金属的含量,并不需要把这些金属转变为它们的单质状态,只要把他们以沉淀化合物的形式分离出来,如果我们事先测定沉淀的组成,就可以进行换算了。”到了19世纪,新元素如雨后春笋般出现,加之矿物组成复杂,湿法检验若没有丰富的经验和周密的检验方案,想得到确切的检验结果显然是非常困难的。德国化学家汉立希(PfaffChristian Heinrich,1773-1852)在他1821出版的一书中指出:为了使湿法定性检验的问题简单化和减少盲目性,应进行初步试验。1829年,德国化学家罗塞(Hoinrich Rose ,1795-1864)首次明确地提出并制定了系统定性分析法。1841年德国化学家伏累森纽斯(Carl Remegius Frese-nius,1818-1897)改进了系统定性分析法,较之罗塞的方案使用的试剂较少。后来又得到美国化学家诺伊斯(Arthur )的进一步精细研究和改进,使定性分析趋于完善。同一期间,定量分析也迅猛发展。由伏累森纽斯对各种沉淀组成的测定结果和今天的数据加以对比,可以看出重量分析法到了伏累森纽斯时期已经非常准确。他当年研究的某些测定方法至今仍在沿用,其精确度也很可靠。他还对一系列复杂的分离问题如钙与镁、铜和汞、锡和锑等的分离都提出了创造性的见解。他还将缓冲溶液、金属置换、络合掩蔽等手段用于解决这些问题。随着过滤技术的改进,有机沉淀剂的应用,加热、净化、重结晶、高精度分析天平等方面研究工作的进展,使重量分析的精确度得到更进一步的提高。但这种方法操作手续繁琐,耗时长,这就使得容量分析迅速发展。根据沉淀反应、酸碱反应、氧化-还原反应及络合反应的特点,相应出现了沉淀滴定、酸碱滴定、氧化-还原滴定及络合滴定的容量分析法。法国物理学家兼化学家盖吕萨克(Gay-Lussac,1778-1850)应该算是滴定分析的创始人,他继承前人的分析成果对滴定分析进行深入研究,对滴定法的进一步发展,特别是对提高准确度方面做出了贡献,他所提出的银量法至今仍在应用。在各种滴定法中,氧化-还原滴定法占有最重要的地位。碘量法在该世纪中叶已经具有了今天我们沿用的各种形式。1853年赫培尔(Hempel)应用高锰酸钾标准溶液滴定草酸,这一方法的建立为以后一些重要的间接法和回滴法打下了基础。沉淀滴定法则在盖吕萨克银量法的启发下,继续有了较大发展,其中最重要的是1856年莫尔提出的以铬酸钾为指示剂的银量法,这便是广泛应用于测定氯化物的“莫尔法”。1874年伏尔哈特()提出了间接沉淀滴定的方法,使沉淀滴定法的应用范围得以扩大。络合滴定法在该世纪的中叶,借助于有机试剂而得以形成,且有较大进展。酸碱滴定法由于找不到合适的指示剂进展不大,直到19世纪70年代,酸碱滴定的状况仍没有重大改变。只是当人工合成指示剂问世并开始应用后,由于它们可在一个很宽的pH范围内变色,这才使酸碱滴定的应用范围显著地扩大。滴定分析发展中的另一个方面是仪器的设计和改进,使分析仪器已基本上具备了现有的各种形式。因而,这一时期堪称为滴定分析的极盛时期。直到19世纪末,分析化学基本上仍然是许多定性和定量的检测物质组成的技术汇集。分析化学作为一门科学,很多分析家认为是以著名的德国物理化学家奥斯特瓦尔德(WilholnOstwald,1853-1932)出版《分析化学的科学基础》的1894年为新纪元的。20世纪初,关于沉淀反应、酸碱反应、氧化-还原反应及络合物形成反应的四个平衡理论的建立,使分析化学家的检测技术一跃成为分析化学学科,称之为经典分析化学。因此,20世纪初这一时期是分析化学发展史上的第一次革命。20世纪以来,原有的各种经典方法不断充实、完善。直到目前,分析试样中的常量元素或常量组分的测定,基本上仍普遍采用经典的化学分析方法。20世纪中叶,由于生产和科研的发展,分析的样品越来越复杂,要求对试样中的微量及痕量组分进行测定,对分析的灵敏度、准确度、速度的要求不断提高,一些以化学反应和物理特性为基础的仪器分析方法逐步创立和发展起来。这些新的分析方法都是采用了电学、电子学和光学等仪器设备,因而称为“仪器分析”。仪器分析所牵涉到的学科领域远较19世纪时的经典分析化学宽阔得多。光度分析法、电化学分析法、色层法相继产生并迅速发展。这一时期的分析化学的发展要受到物理、数学等学科的广泛影响,同时也开始对其它学科作出显著贡献,这是分析化学史上的第二次革命。70年代以后,分析化学已不仅仅局限于测定样品的成分及含量,而是着眼于降低测定下限、提高分析准确度上。并且打破化学与其它学科的界限,利用化学、物理、生物、数学等其它学科一切可以利用的理论、方法、技术对待测物质的组成、组分、状态、结构、形态、分布等性质进行全面的分析。由于这些非化学方法的建立和发展,有人认为分析化学已不只是化学的一部分,而是正逐步转化成为一门边缘学科———分析科学,并认为这是分析发展史上的第三次革命。目前,分析化学处于日新月异的变化之中,它的发展同现代科学技术的总发展是分不开的。一方面,现代科学技术对分析化学的要求越来越高。另一方面,又不断地向分析化学输送新的理论、方法和手段,使分析化学迅速发展。特别是近年来电子计算机与各类化学分析仪器的结合,更使分析化学的发展如虎添翼,不仅使仪器的自动控制和操作实现了高速、准确、自动化,而且在数据处理的软件系统和计算机终端设备方面也大大前进了一步。作为分析化学两大支柱之一的仪器分析发挥着越来越重要的作用,但对于常量组分的精确分析仍然主要依靠化学分析,即经典分析。化学分析和仪器分析两部分内容互相补充,化学分析仍是分析化学的一大支柱。美国Analytical Chemistry杂志1991年和1994年两次刊登同一作者的长文“经典分析的过去、现在和未来”,强调重视经典分析的重要性。1] 余新武,张志钢,罗玉梅. 化学的发展史与环境的关系[J]. 湖北师范学院学报(自然科学版) , 2003,(04) . [2] 张秉孝. 现代分析化学与发展动向[J]. 内蒙古石油化工 , 2001,(04) . [3] 王睿. 现代科技革命与分析化学[J]. 安徽化工 , 2004,(04) . [4] 王翔. 有机化学发展史概述[J]. 黔东南民族师范高等专科学校学报 , 2003,(06) . [5] 孙玉彬,耿玉宏. 分析化学的发展与展望[J]. 滨州师专学报 , 2001,(02) . [6] 金钦汉. 试谈分析化学的明天[J]. 大学化学 , 2000,(05) . [7] 高鸿. 分析化学已发展到分析科学阶段[J]. 大学化学 , 1999,(04) . [8] 周南. 现代分析化学的内涵和新定义[J]. 理化检验.化学分册 , 2001,(01) . [9] 邓星亮. 化学发展史与自然辩证法[J]. 邵阳学院学报(社会科学版) , 1994,(06) . [10] 钟桐生. 分析化学进展[J]. 益阳师专学报 , 2002,(06) .
化学发展史论文一、化学的前奏1.人类文明的起点——火的利用在几百万年以前,人类过着极其简单的原始生活,靠狩猎为生,吃的是生肉和野果。根据考古学家的考证,至少在距今50 万年以前,可以找到人类用火的证据,即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。有了火,原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进了健康,智力也有所发展,提高了生存能力。后来,人们又学会了摩擦生火和钻木取火,这样,火就可以随身携带了。于是,人们不再是火种的看管者,而成了能够驾驭火的造火者。火是人类用来发明工具和创造财富的武器,利用火能够产生各种各样化学反应这个特点,人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺,进入了广阔的生产、生活天地。2.历史悠久的工艺——制陶陶器是什么时候产生的,已很难考证。对陶器的由来,说法不一,有人推测:人类最原始的生活用容器是用树枝编成的,为了使它耐火和致密无缝,往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中,偶尔会被火烧着,其中的树枝都被烧掉了,但粘土不会着火,不但仍旧保留下来,而且变得更坚硬,比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。后来,人们干脆不再用树枝做骨架,开始有意识地将粘土捣碎,用水调和,揉捏到很软的程度,再塑造成各种形状,放在太阳光底下晒干,最后架在篝火上烧制成最初的陶器。大约距今1 万年以前,中国开始出现烧制陶器的窑,成为最早生产陶器的国家。陶器的发明,在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程改变了粘土的性质,使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化,使陶器具备了防水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义,而且有新的经济意又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法,陶制的纺轮、陶刀、陶挫等工具也在生产中发挥了重要的作用,同时陶制储存器可以使谷物和水便于存放。因此,陶器很快成为人类生活和生产的必需品,特别是定居下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。3.冶金化学的兴起在新石器时代后期,人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限,于是,产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿,约公元前3800 年,伊朗就开始将铜矿石(孔雀石)和木炭混合在一起加热,得到了金属铜。纯铜的质地比较软,用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后,便出现了青铜器。到了公元前3000~前2500 年,除了冶炼铜以外,又炼出了锡(xī) 和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡,可使铜的熔点降低到800℃左右,这样一来,铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也含有铅),它的硬度高,适合制造生产工具。青铜做的兵器,硬而锋利,青铜做的生产工具也远比红铜好,还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器上有过很大的成就,如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼器,是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟,称得上古代在音乐上的伟大创造。因此,青铜器的出现,推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一步。世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度,中国在春秋时代晚期(公元前6 世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁,木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁鼎等器物,当然也用于制造兵器。到了公元前8~前7 世纪,欧洲等才相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬,炼铁的原料也远比铜矿丰富,在绝大部分地方,铁器代替了青铜器。4.中国的重大贡献——火药和造纸黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢?这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木炭。木炭是黑色的,因此,制成的火药也是黑色的,叫黑火药。火药的性质是容易着火,因此可以和火联系起来,但是这个“药”字又怎样理解呢?原来,硫磺和硝石在古代都是治病用的药,因此,黑火药便可理解为黑色的会着火的药。火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关,炼丹的目的是寻求长生不老的药,在炼丹的原料中,就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和硝石放在炼丹炉中,长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中,曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象,经过这样多次试验终于找到了配制火药的方法。黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系,一直被用在军事上。古代人打仗,近距离时用刀枪,远距离时用弓箭。有了黑火药以后,从宋朝开始,便出现了各种新式武器,例如用弓发射的火药包。火药包有火球和火蒺藜两种,用火将药线点着,把火药包抛出去,利用燃烧和爆炸杀伤对方。大约在公元8 世纪,中国的炼丹术传到了阿拉伯,火药的配制方法也传了过去,后来又传到了欧洲。这样,中国的火药成了现代炸药的“老祖宗”。这是中国的伟大发明之一。纸是人类保存知识和传播文化的工具,是中华民族对人类文明的重大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前,中国古代传播文字的方法主要有:在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字,即所谓的甲骨文;甲骨数量有限,后来改在竹简或木简上刻字。可是,孔子写的《论语》所用的竹简之多,份量之重是可想而知的;另外,用丝织成帛(bó),也可以用来写字,但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸,一直流传到今天。1957 年5 月,中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代墓葬中发现一些米黄色的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造,其年代不会晚于汉武帝(公元前156~公元前87 年),这是现存的世界上最早的植物纤维纸。提起纸的发明,人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看到当时写字用的竹简太笨重,便总结了前人造纸的经验,带领工匠用树皮、麻头、破布、破鱼网等做原料,先把它们剪碎或切断,放在水里长时间浸泡,再捣烂成为浆状物,然后在席子上摊成薄片,放在太阳底下晒干,便制成了纸。它质薄体轻,适合写字,很受欢迎。造纸是一个极其复杂的化学工艺,它是广大劳动人民智慧的产物。实际上,蔡伦之前已经有纸了,因此,蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。5.炼丹术与炼金术当封建社会发展到一定的阶段,生产力有了较大提高的时候,统治阶级对物质享受的要求也越来越高,皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望:第一是希望掌握更多的财富,供他们享乐;第二,当他们有了巨大的财富以后,总希望永远享用下去。于是,便有了长生不老的愿望。例如,秦始皇统一中国以后,便迫不及待地寻求长生不老药,不但让徐福等人出海寻找,还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂——长生不老药。炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为,可以通过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金,然后把它放入多硫化钙溶液中浸泡。于是,在合金表面便形成了一层硫化锡,它的颜色酷似黄金(现在,金黄色的硫化锡被称为金粉,可用作古建筑等的金色涂料)。这祥,炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上,这种仅从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法,是自欺欺人。他们从未达到过“点石成金”的目的。虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到,但是他们辛勤的劳动并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化学实验室”中,应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训,甚至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出:“丹砂(硫化汞)烧之成水银,积变(把硫和水银二者放在一起)又还成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结,即“物质之间可以用人工的方法互相转变”。炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验,必定需要大批实验器具,于是,他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过滤装置等。他们还根据当时的需要,制造出很多化学药剂、有用的合金或治病的药,其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法和经过记录下来,他们还创造了许多技术名词,写下了许多著作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作,开挖了化学这门科学的先河。从这些史实可见,炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩的,后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们,应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此,在英语中化学家(chemist)与炼金家(alchemist)两个名词极为相近,其真正的含义是“化学源于炼金术”。二、创建近代化学理论——探索物质结构世界是由物质构成的,但是,物质又是由什么组成的呢?最早尝试解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140 年),他认为:“易有太极,易生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”以阴阳八卦来解释物质的组成。约公元前1400 年,西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的泰立斯认为水是万物之母;黑拉克里特斯认为,万物是由火生成的;亚里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时,以四种“原性”作为自然界最原始的性质,它们是热、冷、干、湿,把它们成对地组合起来,便形成了四种“元素”,即火、气、水、土,然后构成了各种物质。上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上,是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出:“元素是构成物质的基本,它可以与其他元素相结合,形成化合物。但是,如果把元素从化合物中分离出来以后,它便不能再被分解为任何比它更简单的东西了。”波义耳还主张,不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从事工艺的经验性技艺,而应把它看成一门科学。因此,波义耳被认为是将化学确立为科学的人。人类对物质结构的认识是永无止境的,物质是由元素构成的,那么,元素又是由什么构成的呢?1803 年,英国化学家道尔顿创立的原子学说进一步解答了这个问题。原子学说的主要内容有三点:1.一切元素都是由不能再分割和不能毁灭的微粒所组成,这种微粒称为原子;2.同一种元素的原子的性质和质量都相同,不同元素的原子的性质和质量不同;3.一定数目的两种不同元素化合以后,便形成化合物。原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德罗又于1811 年提出了分子学说,进一步补充和发展了道尔顿的原子学说。他认为,许多物质往往不是以原子的形式存在,而是以分子的形式存在,例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子,而化合物实际上都是分子。从此以后,化学由宏观进入到微观的层次,使化学研究建立在原子和分子水平的基础上。三、现代化学的兴起19 世纪末,物理学上出现了三大发现,即X 射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了原子和原子核内部结构的大门,揭露了微观世界中更深层次的奥秘。热力学等物理学理论引入化学以后,利用化学平衡和反应速度的概念,可以判断化学反应中物质转化的方向和条件,从而开始建立了物理化学,把化学从理论上提高到了一个新的水平。在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结合力)理论,使人类进一步了解了分子结构与性能的关系,大大地促进了化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源危机、粮食问题、环境污染等。化学与其他学科的相互交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证,在改善人民生活,提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上,发展成为多分支学科的科学,开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”将运用善变之手,为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。2.元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究陕西省渭南师范专科学校化学系张文根化学发展史上,从个人发现新元素的数量方面讲,出现过两次奇迹。值得研究的是,两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。1.戴维与新元素的发现英国化学家戴维(H·Davy,1778~1829)出生于木刻匠家庭,从小就喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性,发现其麻醉性,使医学外科手术发生了重大改途;他还发明了安全矿灯,解决了因火焰引起的瓦斯爆炸,对19 世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有益的贡献。但是,他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。1799 年,意大利物理学家伏特(A·Volta)发现了金属活动顺序,并应用其发明了伏特电池。次年,英国化学家尼科尔森(W.Nicholson)和卡里斯尔(A·Carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此,电在化学研究中的应用引起了科学家的广泛关注。1806 年,戴维对前人有关电的研究进行了总结,预言这种手段除可以把水分解为氢气和氧气外,还可能分解其他物质,这一科学思想使他把电与物质组成联系起来,从而导致了一系列新元素的发现。1777 年之前,对于碱类和碱土类物质的化学成分,人们普遍认为具有元素性质,是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(A·L·Lavoisier)创立氧化理论之后,则认为这两类物质都可能是氧化物。1807 年,戴维决心用实验来证实拉瓦锡的见解,同时也想验证一下自己预言的正确性。最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验,发现碱没有变化,只和水电解结果一样。通过分析,他认为应该排除水这个干扰因素。于是改用熔融苛性钾,结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰,说明由于加热温度过高,分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾并通以强电流,但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后,他总结教训,在密闭坩埚内电解熔融苛性钾,终于拿到了一种银白色金属,并进行性质实验,发现在水中能剧烈反应,出现淡紫色火焰,显然是该金属与水作用放出氢气的结果。山此,戴维判断这是一种新金属,取名为钾。不久,他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年,用同样方法,他从苦土(MgO)、石灰、菱锶矿(SrCO3)和重晶石(BaCO3)中分别又发现了新元素镁、钙、锶和钡。1807 年12 月,尽管当时英法两国正进行着战争,法国皇帝拿破仑仍然颁发勋章,以嘉奖戴维的卓越成就。但是,戴维并没有因此骄傲起来。金属钾被发现以后,他由该金属可从水中分解出氢气受到后发,认为钾也应该能够分解其他物质。于是在1808 年,他将钾与无水硼酸混合,在铜管中加热,得到了青灰色的非金属硼。这样,不到两年,戴维就发现了7 种新元素。如果加上他1810 年和1813 年确定的氯元素和碘元素,戴维一生发现和确认的元素就有9 种。这一成就在他去逝之前的52 个元素发现史上,无人能与其媲美。2.西博格与新元素的合成美国化学家西博格(G.T.Seeborg,1912~)的家庭境况和戴维差不多。依靠打工,他读完了高中和大学,并以出色的学习成绩,获得了著名科学家路易斯的赏识,随后便成为路易斯的得力助手和合作者,完成了许多重要研究。他热爱化学和物理学,决心在核化学领域做出非凡成绩。本世纪初,电子、X 射线和放射性的发现,打开了原子不可分的大门。1929 年,美国物理学家劳伦斯(E.O.Lawrence)在加利福尼亚大学发明■计出了回旋粒子加速器,从而取得了大大提高轰击粒子动能的手段,使新元素不断被发现和合成,仅1934 年至1937 年就有二百多种人工放射性同位素出现。到1939 年,在92 号铀元素之前,只剩下61 号和85号两个空位了。所以,人们已不在关心元素周期表中的空格补缺,而将精力转移到铀后面元素的发现和合成上。3.金刚石的老知识和新知识吴国庆(北京师范大学化学系100875)早在1879 年,SmithsonTennant 已经发现,金刚石燃烧的产物是碳的氧化物,故金刚石是碳的单质。1913 年,Bragg 父子用X-衍射实验测定了金刚石的晶体结构。证实通常的天然金刚石属于立方晶系,其晶胞为面心立方,一个晶胞里有8 个碳原子(一个点阵点为两个碳原子)。每个碳原子周围有四十呈四面体排列的碳原子,健长为154pm。然而应当指出,在殒石里发现的金刚石却是六方晶系的。两种晶体的差别不在于碳原子的杂化类型(sp3),而在于排列方式不同引起晶体的对称性不同。金刚石被人类当作宝石而珍藏,据说已有3000 年的历史。经过琢磨的金刚石称为钻石,它密度大(·cm-3),是已知物质中最坚硬的(莫氏硬度10);它对光的透明度好,折射率高,琢磨适当的钻石能反射出更多的光而显得格外耀眼;高色散性还使钻石有‘光彩’,这是白光被钻石色散成单色光所致。金刚石的色散值是天然宝石里最高的。利用色散值的差别可以把金刚石跟很象它的锆石(ZrsiO4)区分开来。天然金刚石有的无色,有的则呈美而的蓝、黄、棕、绿等色,还有的呈黑色。理论研究证实,纯净的金刚石应当是无色的。它可以透过各种不同波长的光(包括红外和紫外)。这是因为把金刚石晶体里的电子从基恣激发到最低能量的激发恣需要电子伏特的能量,远大于可见光的能量(—电子伏特)。当金刚石里掺杂氮,能量从原来的 降到 左右,随氮原子的含量的增高,由于热运动引起的氮能级的宽度的差别,吸收不同波长的可见光,呈现黄(C/N=105:1)、绿(C/N=103:1)色,氮原子继续增多,所有可见光都会被吸收掉,便得到黑色的金刚石。在好长一个时期里,人们认为蓝色的金刚石是由于其中掺杂铝引起的。后来经美国通用电气公司的实验室证实,金刚石的蓝色是由其中不到百万分之一的硼引起的。他们发现,蓝色的金刚石是有导电性的。这可以解释为:硼原子的存在可以使碳的价带电子进入硼(受主)能级而在价帝里留下空穴,引起空穴导电。而铝的掺杂不可能有这种性质。金刚石的颜色还可因掺杂原子引起所谓的“色心”(又称F 心)而引起。这类金刚石的颜色会因加热、辐照而改交,有的还有荧光。习惯上钻石的质量按克拉(1 克拉等于200 毫克)计算。一颗钻石,超过10 克拉,就已很稀罕很珍贵了。至今最大的一颗金刚石是1906 年开采出来的‘非洲之星’,3025 克拉。世界上最大的一颗钻石则是称为‘蒙兀儿大帝’的,加工前重780 克拉。人们梦想合成金刚石已经有很长的历史了。这种梦想的推动力一开始就是为了人工造出珍贵的钻石。因为天然的金刚石太少了。地球化学研究证实,自然界里的碳只有当熔化的岩百在3 万个大气压的高压下,才能以金刚石的方式结晶出来,有时生成金刚石的压力竟高到60000 个大气压。这样大的压力只有在地面下60—100 公里的深外才存在,从这样深的地方翻到地秃表层来的岩石太少了。开采金刚石需要很大的投资。那种从地表找到一颗金刚石的机会是极其稀少的。而开采出来的天然金刚12 石,只有很少就其质量而言可以加工成钻石,多数是灰色或黑色的。并不透明,有的内部夹杂有石墨,无法琢磨出钻石。最早尝试人工合成金刚石的报导在1880 年。而第一个宣称合成金刚石的是著名的法国实验化学家莫瓦桑(H·Moissan)。他以当时已有的化学知识预计,尚未制得的单质氟的化学性质极其活泼,若用它来及其迅猛地夺取碳氢化台物里的氢,就有可能把余留下的碳转变成金刚石。结果,他费了数年的光阴,克服了重重困难,真的制出了活泼的氟,取得了同的代人不可多得的巨大成就(他因此以及由此开拓的氟化学而得到诺贝尔奖金)。然而,当他实施氟和烃类的反应时,既使是在超低温下,也以猛烈的爆炸告终,一无所得。惨重的失败并未动摇过莫瓦桑人工制造金刚石的信念。后来,他从地球化学家那里得知了自然界石墨转化成金刚石的高温高压的条件,便设计了一种模拟天然过程的用石墨造金刚石的实验。他把石墨溶进熔融的铁,然后令铁急速地冷却。企图通过液恣的铁转化成固态的铁时产生的巨大内压,把石墨转化成金刚石。这种想法,粗想起来是蛮有道理的。因而莫瓦桑叫他的学生们,一次又一次地把这种实验得到的产品用无机酸把铁溶解掉,从黑乎乎的固恣残渣里寻找金刚石。后来,‘真的’从中发现了透明的“金刚石”。其中一颗被命名为法国卢浮宫里的著名钻石——摄政王同名的金刚石至今仍然在莫瓦桑的实验室里展览。莫瓦桑曾经两度在报上发表他已成功地制得金刚石。鉴于莫瓦桑的崇高威信,一时间引起了全球的轰动,穷人为之欢呼雀跃,富人为之垂头丧气。后来虽有著名氟化学家O·Ruff 在1915 年以及Parsons 在1920年宣称重复了莫瓦桑的实验制得了金刚石,却始终不能拿出足以令人信服的证据。到本世纪50 年代,有人从理论上论证了金刚石在高温高压下生成的临界条件,根本地否定了莫瓦桑设计的实验取得成功的可能性。据说,莫瓦桑的人造金刚石是他的学生被逼得无奈,投进酸洗后的黑色残渣里的天然金刚石。也有人报导,莫瓦桑得到的只是碳化硅或尖晶石(MgAl2O4)。首先在理论上计算合成金刚石的热力学条件的是R·Berman。简单地说,他的计算就是建立石墨转化为金刚石相图。计算的结果是:如果以温度为横坐标,压力为纵坐标,可以在图上划出一条由左下方向右上方延伸的近似的直线,在直线的下方是石墨的稳定区(对金刚石则是热力学的介稳区),在直线的上方则是金刚石的稔定区(对石墨则力介稳区)。若温度和压力正好外于直线上则是金刚石和石墨的平衡转化点。这张图表明,例如在1200—1500K 的温度范围内,要使石墨转化为金刚石的压力需要达到××109Pa(4—5 万大气压)。值得指出的是,在教学讨论中,我们常常发现有人误解高温对合成金刚石的作用。应当注意,根据上述的石墨转化为金刚石的相图,如前所述,相平衡线的斜率是正值。这就是说,反应温度越高,需要的压力也就越高。若单考虑温度,结论应当是:(就热力学而言)温度越高,石墨越不容易转化为金刚石。这也可以从只考虑温度不考虑压力的Gibbs—Helmholtz 方程(△G=△H-T△S)看出。标恣下石黑转化为金刚石是吸热反应(△H>0),熵变△S<0(∴-T△S>0),因此温度越高,石墨转化为金刚石的自由能越大,即自发趋势越小。加压有利于转化是不难理解的。这是由于石墨的密度比金刚石的小,转化是体积减小的过程。因此,转化反应所需的高温只是为了提高速度。事实上,在高温高压下合成金刚石也是需要催化剂的。无催化剂时,石墨直接转化为金刚石的实验条件是2700℃,13GPa;利用Ni—Co—Fe 合金加入少量的硫、钛、铝等,可使转化温度降到950℃,压力降到4GPa。金属为什么能够催化石墨转化为金刚石的反应?这是一个引人入胜的问题。在已经提出的理论中有两种十分形象。一种是金属的表面作用的理论:金属镍属于面心立方晶体。镍原子的二维密置层的法线方向是立方晶胞的对角13 线方向,在晶体学上称为(111)方向,而每个镍原子周围有6 个镍原子的二维密置层则称为(111)面。面上的镍原子形成的正三角形的边长为249pm,跟石墨的二维面上的碳原子形成的三角形的边长(246pm)十分接近。当金属镍的表面正好是(111)面而又正好对着石墨的二维平面肘,镍原子便和碳原子之间一对一地形成化学键(石墨的碳原子的与二维平面垂直的2pz 轨道里的单电子进入镍原子的只有单电子的3d轨道),结果把石墨的二维平面上的半数碳原子拉向镍的表面,在高压下,石墨的层间距从335pm 被压缩,从而使碳原子的杂化类型由sp2 转化为sp3(见图1)。铁、钴、镍及其合金的晶体结构相似,因此都是石墨转化为金刚石的催化剂。另一种理论认为石墨中的碳原子可以单个地进入金属原子之间的四面体空隙,并在金属原子的作用下使其原子轨道杂化成sp3,碳原子通过扩散遇到另一碳原子形成金刚石。图1 石墨在金属表面原子的作用下转化为金刚石50 年代初,在美国和瑞典成立了两个人造金刚石的研究小组,分别在1954 和1953 年合成了金 回答者
毕 业 论 文 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶. (二)机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”,而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 二、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 三、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 (一)我国“机电一体化”工作面临的形势 1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。 3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。 另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二) 我国“机电一体化”工作的任务 我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。 四、我国发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,我国“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 结束语:本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间,也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀,我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里,本设计能够顺利的完成,也归功于各位任课老师的认真负责,使我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料,才使我的毕业论文工作顺利完成。在此向学院工程系的全体老师表示由衷的谢意。 希望我的答案可以帮得上楼主!
机电一体化论文范文
在学习、工作中,大家总少不了接触论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。相信很多朋友都对写论文感到非常苦恼吧,以下是我为大家整理的机电一体化论文范文,仅供参考,大家一起来看看吧!
论文题目:
机电一体化专业教学模式研究
摘要:
本文主要研究的是职业院校机电一体化技术专业人才培养,通过探索一体化教学模式,研究了课程体系、教学设计、师资队伍、教学场地、教学评价等的一体化内容,形成了较为成熟的具有机电专业特色的教学模式。
关键词:
机电一体化;职业院校;教学模式
研究机电一体化专业的一体化教学模式,有很强的现实意义。因为,从目前来看,国内研究一体化教学,普遍关注某门具体课程的一体化教学实施,对专业定位模糊和对新技术发展跟踪不够的机电一体化专业而言,课程之间相互割裂,该专业的教学模式、人才培养方案、课程体系等滞后于社会对人才的实际需求,严重削弱了一体化教学模式的整体效益。
1、一体化教学模式
我国职业教育在现代教学模式的研究中借鉴了国外先进的教学模式,引进了现代科学技术的新理论、新成果,逐步形成了例如产教结合模式、产学研结合模式等教学模式。对一体化教学模式而言,教学信息的传递是将知识传授、技能训练和能力培养融于一体,并进行了有机组合,同步进行;同时避免学生在认识和实践环节的不一致。采用一体化教学模式可以将理论与实践融于一体进行教学,形象、直观,使学生由被动接受变为主动认知。这种方式打破了普通教育的传统教学模式即“以教师为中心,以教室为阵地”,强化实训实习的教学功能,并与企业、行业紧密结合,走产学结合的道路。
2、一体化教学模式实施
在专业建设各环节中,教学实施过程承载着专业建设的思想与目标,最能体现人的能动性,也是保障教学质量的最关键的环节。为此,我课题组以机电一体化专业人才培养为载体,探索课程体系一体化、教学场地一体化、教学设计一体化、师资队伍一体化、教学评价一体化等内容。通过探索与实践,形成了成熟的融知识传授和能力培养于一体的教学模式。
一体化课程体系
(1)基本结构。构建一体化课程体系的灵魂是科学地序化与整合。课程体系充分考虑培养学生的可持续发展能力,依据机电一体化专业定位,将理论与实践进行优化整合,分析确定了典型工作任务、专业行动领域及学习领域,对学习领域科学整合,让学生在完成具体工作项目的过程中构建相关理论知识,并发展相关职业能力,形成了机电一体化专业一体化课程体系。
(2)工学交替人才培养模式。根据机电一体化技术的专业定位,实施校企合作,构建符合职业能力形成规律的职业教育模式,建立了工学交替人才培养模式。
(3)校企合作,突出岗位工作的针对性和职业发展的适应性。课程内容要充分体现专业特色和职业性,行业、企业专家或技术人员必须共同参与课程体系的构建。尤其是在行动领域确定、课程内容设置、岗位工作调研、工作任务归纳等方面,必须广泛征求行业、企业专家的'意见,并进行论证。
一体化教学设计
一体化教学设计是教学三要素为一体的教学方案设计。即基于学生主动行动的“学”、教师支持和咨询意义的“教”、为完成工作任务而设定的“学习情境”等。基本流程为:根据选定的学习领域课程,通过教学过程分析,将其分解为融“教、学、做”于一体的学习情境;根据不同的项目和任务,结合学生特点,选用适当的教学方法,将理论与实作合为整体;采取分层次教学,在每个项目中分不同的阶段,逐段升级,并针对不同学生的理解能力,对每一个项目进行分层次考核。
一体化师资队伍
建立一支把专业理论与生产实际有机地结合起来的高素质的“双师型”师资队伍,能够高效实施教学。实施一体化教学模式,要求教师不但教学行家,也是生产好手,要有扎实的理论知识,还必须要有丰富的实践经验,具有解决生产实际问题的能力。能将各种知识、技能相互渗透和融合,更好地达到教学目标。我院机电一体化专业的师资队伍建设,组成了15人教学团队,具有专业带头人1人、骨干教师4人,聘请校外兼任教师10人。专业理论课教师到实习教学队伍中去,课程教材从静态向动态转变,了解实习教学的各个环节、手段和特点,参与学生的实习指导,提高了教师的动手能力和指导学生训练的教学能力。先后派4名骨干教师到企业锻炼,增加了教师的实践经验,与行业企业需求协调发展,有利于“双师”素质的提升。
一体化教学场地
一体化教学要有硬件设备和学习环境与之相适应。按照一体化设计原则,必须融教室、车间、实训、鉴定于一体,将教学环境工厂化,使专业教室具有多种功能,例如多媒体教学、实物展示、演练实训、技能鉴定等,营造良好的职业氛围。我院机电一体化专业依托校企合作,具有鲜明特色的机电一体化实训基地。根据实践能力培养要求,在现有条件的基础上,将实训基地内所有的实训室进行优化整合,成为机电工程基础实训中心、综合能力实训中心和创新能力培养中心;引进企业生产设备以及车间布局,引入企业管理模式,在一体化教室中设置理论教学区、资料查询区、小组工作讨论区、实验实训区等,建成生产性实训基地,实现实训设备与生产设备一致,教室与企业现场合一。
一体化教学评价
为了达到一体化教学的理想效果,我院机电教研室坚持知识考核与能力考核并重的原则,采用形式多样化的考核方式,学生成绩评定以职业岗位能力为重点,将课程学习与职业资格认证相结合,建立了一套科学、可行的教学检查、评价制度,充分体现了以实训为中心的考核体系,全面考查学生的综合职业能力。要求学生通过学习专业核心课程,参加“机电一体化职业技能高级认证”等考试,并取得职业资格证书,掌握本专业所要求的核心专业知识和专业技能。
3、结语
我院机电一体化专业通过一体化教学设计的实施,将理论与实作合为整体。充分发挥了专业一体化整体设计的优势,形成了较为成熟的具有机电专业特色的教学模式,增强了一体化教学改革的整体效益。
参考文献:
[1]李茹,张容.高职机电一体化专业教学模式研究与实践[J].天津职业大学学报,2006,04.
[2]张庆臣.高职机电一体化技术专业人才培养方案制定中的几个问题及其思考[J].教育教学研究,2011,51.
[3]汪卫星,叶刘琴.高职院校的教学模式改革与实践[J].广西科学院学报,2011,08.
论文题目:
专科机电一体化专业课程设置
高等职业教育可分为研究生、本科、专科教育,其中最多的是专科教育。机电一体化技术专业培养德、智、体、美全面发展,具有创业、创新精神和良好职业道德的高等专门人才,掌握机械技术和电气技术的基础理论和专业知识;具备相应实践技能以及较强的实际工作能力,熟练进行机电一体化产品和设备的应用、维护、安装、调试、销售及管理的第一线高等技术应用型人才。
高等职业教育以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线来设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案。强调理论教学和实践训练并重,毕业生具有直接上岗工作的能力。同时,许多学校按劳动和社会保障部门有关职业技能考核标准,对学生实施职业技能考核鉴定,使学生毕业时能同时获得相应的学历证书和职业资格证书。因此此类专业学生有很好的就业前景。为了机电专业学生能更好的吸取专业知识,提高学生们的动手能力,更好适应与满足市场需要,对在校时的课程设置应该逐步改革。
一、教学计划的改革
以往的教学计划没有针对性,千篇一律都是运用本科生教育的教学计划。使高职专科的课程偏向于普通高校,理论偏多一些,操作性偏少一些。高职专科的培养目标应该更多是动手能力,所以教学计划应该与普通高校区分开,要设定毕业时要达到的学生目标、三年的总计划、学年的总计划、学期的计划,使学生毕业时能独立完成关于机电产品和设备的一些操作。使教学计划更具体化、人性化,改掉以往的以课程为主的教学计划,改为以培养目标为主的教学计划。
二、培养目标的设定
1、按机电产品的分类确定培养目标
机电一体化产品种类繁多,目前还在不断扩展,但仍可以按产品的功能划分为以下几类。数控机械类——数控机械类主要产品为数控机床、工业机器人、发动机控制系统和自动洗衣机等。其特点为执行机构是机械装置。电子设备类——电子设备类主要产品为电火花加工机床、线切割加工机床、超声波缝纫机和激光测量仪等。其特点为执行机构是电子装置。机电结合类——机电结合类主要产品为自动探伤机、形状识别装置和扫描仪、自动售货机等。其特点为执行机构是机械和电子装置的有机结合。电液伺服类——电液伺服类主要产品为机电一体化的伺服装置。其特点为执行机构是液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。信息控制类——信息控制类主要产品为电报机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机以及复印机、传真机等办公自动化设备。在这些分类中,拿出几个市场需求大的方向,平均分配学生来学习自己的目标。这些培养目标的设定必须包含所用到的基础课程的知识,从而学生在完成目标的过程中学会基础知识,提高动手能力与完成任务的能力。
2、按就业岗位的定位培养目标
高职院校学生的就业方向很明确,并且校企合作是必然趋势。在校期间直接定岗定位培养学生,会更鲜明化培养目标,既提高了设定培养目标的针对性,企业也减少了培养毕业生的时间与精力。企业定岗、学校设定培养目标必须合理化、人性化、专业化,使学生在学习过程中,学到各基础知识,不要片面化。
三、课程讲授的范围
以往讲课不是针对于总教学计划,而是针对每个课程。每个课程的教学计划与总培养目标没有协调性与连贯性。导致学生学完之后无法运用到实际,缺乏动手能力与创新能力。所以确定总教学计划与培养目标之后,每个老师应该是负责培养毕业时所要达到的目标,而不是每一个片面的课程。所以学校应该改革授课的片面性,教学任务不是学时,应该是负责的学生质量,把自己负责的学生毕业时能达到我们的培养目标才是完成任务。
总而言之,课程设置应该适合高职专科培养人才的需要,把学生培养成应用性、技术性。德智体全面发展的社会所需要的人才。所以高职专科的课程设置的改革指日可待。
随着科学技术向生产力逐步转化,机电一体化产品的设计已经涉及到机械、电气和控制等众多领域。单领域、分散建模的设计方法已经很难满足产品综合设计的要求。通过对机电一体化技术与虚拟原型技术的深入研究并且将虚拟原型技术引入到机电一体化产品设计,得到基于虚拟原型的机电一体化设计技术,以满足机电产品多领域交互设计的需求。本文基于SolidWorks和LabVIEW软件研究了虚拟原型机电一体化设计技术,以LabVIEW集成的相关模块为纽带将SolidWorks和LabVIEW紧密联系,构建基于SolidWorks-LabVIEW的机电一体化产品的综合设计环境。其次,以直线一级倒立摆为例研究了机电一体化虚拟原型的数学建模、机械建模、电气建模、控制建模以及基于LabVIEW的控制算法的设计与仿真。最后,研究了基于虚拟原型机电一体化的仿真设计方法,包括机械、电气和控制等领域的仿真设计以及在基础上的综合仿真设计。将原来以LabVIEW集成的NISoftMotionforSolidWorks模块为桥梁的SolidWorks-LabVIEW联合设计方法进一步改进,使虚拟原型能够完成复杂系统的控制设计并且显著提高实时性和可视性。实例仿真实验表明,基于虚拟原型机电一体化产品设计方法能够有效解决传统设计方法遇到复杂控制算法、实时性以及可视性等瓶颈问题,缩短研制周期,节约开发成本,为机电一体化产品设计提供了全新的技术。[1]刘凯.一级倒立摆系统设计与LQR最优控制仿真[J].工业仪表与自动化装置.2012(03)[2]韩亚军.基于线性二次最优LQR的直线倒立摆控制系统研究分析[J].电气传动自动化.2012(03)[3]陈海霞,刘霞.虚拟样机技术在数控机床设计中的应用[J].机械制造与自动化.2011(03)[4]叶立永,卢方.机电一体化技术的应用[J].中国新技术新产品.2010(16)[5]易杰,俞斌.倒立摆系统的状态空间极点配置控制设计[J].电子测试.2008(08)[6]张浩,冯长建.基于Solidworks软件的虚拟样机技术及其应用[J].煤矿机械.2004(09)[7]姜士湖,闫相桢.虚拟样机技术及其在国内的应用前景[J].机械.2003(02)[8]李瑞涛,方湄,张文明.虚拟样机技术的概念及应用[J].机电一体化.2000(05)
通俗上说,所谓的机电一体化即为把电子技术合理地应用在信息的生成与流通、传播控制以及能源组织等方面的一项技术。下面是我为大家整理的机电一体化方面论文,供大家参考。
摘要:综上所述,可知现代生活中对工程机械的生产与制造有着非常高的要求,传统的技术不仅生产、制造效率低,产品性能也不能保证,因此需要应用先进的技术来提高生产效率以及产品的性能。
关键词:机电一体化;工程机械
工程机械操作者需要掌握最先进的机电一体化技术,并且将其能够应用到实际工作中,这样才能够发挥机电一体化技术的优势,当然这也需要工程机械企业为操作者提供这样的机会。现代工程机械行业已经进入到了机电一体化时代,该技术的应用,使得工程机械制操作更加的便利,产品性能更佳。目前我国绝大多数企业都已经应用了机电一体化技术,随着该技术功能越加齐全,机电一体化技术会应用在更多的领域。
1机电一体化技术的优势
首先,安全性能高。工程机械中应用机电一体化技术之后,其所生产的产品通常都具有高的性能,同时功能齐全,既具备监视、报警功能,同时还具备自动保护功能。设备运行过程中如果出现了异常情况,机电一体化产品可能进行自动保护,以此确保操作人员与设备不会受到严重的损伤,以此保证设备安全性。其次,生产能力强。工程机械中机电一体化设备,能够进行信息的自动处理,同时也能够进行自动控制,能够进行高精度的控制与高灵敏度的检测。机电一体化设备具有控制系统,设备运行过程中,操作人员只要启动该系统,设备能够根据设计要求完成所有的规定性动作,这样不仅能够保证产品生产的效率,同时也能够保证产品的性能达到要求。再加之,自动化技术的应用,使得机电一体化技术的应用价值更大。再次,使用性能强。机电一体化设备能够进行数字显示,同时还具有程序控制功能,这样就并不必设计过多的手柄以及按钮,操作起来十分方便。另外,机电一体化技术能够进行重复动作,如果设备非常先进,还能够自动选择程序,大大减少了操作人员的工作量。最后,应用范围广。机电一体化设备融合了复合技术,也具有一定的复合功能,与其他技术相比,能够应用在更多的领域。传统的技术通常是单技术、单功能,应用范围有限,机电一体化技术则完全与之相反,复合技术与复合功能,使得设备整体功能更加强大,能够完全满足用户的需求。
2机电一体化在工程机械中的应用
工程机械中,机电一体化技术与其他先进技术的应用,使得工程机械性能更加的强大,同时也能够保证生产过程更加的经济、安全。
工程机械作业精度控制
工程机械中,成品精度至关重要,如果主要参数精度出现了明显的误差,产品性能将大受影响,但是机电一体化技术的应用,则能够确保工程机械生产中各种主要参数数据进行控制。例如,搅拌混凝土时,各个原材料的重量如果依靠传统的计量工具势必会产生误差,但是微机控制电子称量系统,则能够对各种原材料进行精确的称量,误差非常低,混凝土的性能也会因此而有所不保障。此外,路面工程修建中,自动找平系统的应用,能够使路面更加的平整。另外,自动供料系统中由于融合了超声波技术,因此能够自动供料,使得摊铺质量完全能够达到保证。
工程机械自动化以及半自动化作业的应用
自动化以及半自动化作业的实现,让操作人员的工作强度大大降低,工程生产效率得到提高。自动化技术的引进还可以避免一些经验不足人员的失误,保证作业的精度。例如日本的三菱公司,将挖掘轨迹控制系统引进挖掘机中,通过对耗铲斗的运动轨迹进行设定,并通过微机控制系统对动臂杆以及铲刀的运动进行自动化控制,从而使挖掘作业更为精确。
在工程机械中监控功能的应用
机电一体化技术的引进能够使工程机械过程进行实时监控,包括传动系统、执行装置、制动系统以及液压系统等,存在异常情况时会自动报警,并准确找出故障的位置。
在工程机械中节约能耗的应用
对于传统的工程机械而言,在能源利用上,效率较低,液压挖掘机在燃料能量的利用上有效利用率只有20%,这样让工程机械迫切要求节能。日本小松公司挖掘机在节能上采用了新型节能控制器,即OLLS系统,其在节能效果上能够节约25%的燃料。
在其他方面应用
国外在推土机、铲运机以及装载机等生产过程中增加了自动变速器,从而传动系的传动比能够结合外负荷的情况进行调整,从而使发动机的功率得到充分利用,能源的经济性也得到提高,操作更为便捷,使得操作人员的工作强度降低。
3工程机械中机电一体化技术的发展趋势
机电一体化技术在现代工程机械中的发展趋势主要以高性能化、微型化以及智能化为方向。在高性能化上,主要目标为应用模式的四高,即应用模式的高精度、高效率、高可靠性和高速性。例如,新一代的CNC系统中,其主要以多CPU结构和多总线连接,在应用模式上符合四高的要求,这种系统的应用,能够对多任务操作系统进行同时处理,实现高性能产品的生产。微型化是机电一体化技术一个新的发展目标和方向,也是电子技术以及机械技术实现纳米级结合的基础。微型机电一体化产品,主要是指尺寸为纳米级以及微米级的产品,体积一般在1立方厘米以下。这种微型机电一体化技术产品具有小巧性、耗能性以及运动灵活性等特点。机电一体化技术在发展过程中,智能化也是其发展的一个趋势。对于现代的机电一体化技术而言,其发展离不开控制理论,这也是机电一体化技术与传统机电一体化技术的区别,也是智能化的体现。智能化在实际生产过程中主要体现在产品的使用以及功能上。智能化主要结合了人工智能、生理学以及计算机科学等思想和方法对人类智能进行仿效,从而使机电一体化技术的适用范围以及性能功能更具现代化。
结束语
综上所述,可知现代生活中对工程机械的生产与制造有着非常高的要求,传统的技术不仅生产、制造效率低,产品性能也不能保证,因此需要应用先进的技术来提高生产效率以及产品的性能。机电一体化技术是工程机械应用最为先进的技术,该技术能够满足目前工程机械生产与制造的基本要求。未来该技术将会向着更加高性能化、微型化方向发展,另外,智能化程度会更高,尽管要实现这一目标,还需要一段时间,但是随着科技的进步,实现这一目标的时间将会越来越近。
参考文献
1、机电一体化技术的发展与思考石美峰山西焦煤科技2007-03-30
2、机电一体化的创新及发展方向王宣银; 陶国良; 陈鹰机电一体化2000-11-20
摘要:在工程机械中利用机电一体化技术,可提高工程机械的效率与安全性,降低工作人员的劳动强度。本文从机电一体化技术及其应用现状、在工程机械中的应用及发展前景等三个方面进行了分析,以期为该技术在生产中的应用提供参考与借鉴。
关键词:工程机械;机电一体化
随着我国经济社会的进步,工程机械也得到了快速发展,机电一体化技术得到了广泛的应用。在工程机械运行中应用机电一体化技术,可大大提高工程机械运行效率,为经济效益提升提供保障。因此,探讨机电一体化技术在工程机械中的应用具有重要意义。而且,机电一体化技术属独立学科,涉及信息技术、电子计算机技术、微电子技术及自动控制技术等,探讨机电一体化技术在工程机械中的应用,有助于促进工程机械的发展。
1机电一体化技术及其应用现状
机电一体化即机械电子学,属于新兴边缘综合学科,涉及微电子技术、计算机技术、机械技术及信息技术,等等。在工程机械中利用机电一体化技术,将微电子技术应用到工程机械中,可将微电子技术中的动力、控制与机械主功能等加以充分发挥,从而提高工程机械的利用技术。而且,在工程机械中利用机电一体化技术,也可大幅改善工程机械面貌,促进工程机械的智能化、自动化。随着施工的变化,工程机械性能的要求也在不断发生改变,需要逐步提高工程机械的性能。在使用性能上,工程机械应做到以下几点:第一,提高生产效率,降低能耗;第二,提高工程机械的自动化水平,严格控制施工质量与精度;第三,实现工程机械设备操作简单化和稳定性,降低工作人员的劳动强度,提高作业安全性;第四,延长工程机械使用的寿命。在工程机械中利用机电一体化技术,有助于实现上述几个目标。
2工程机械机电一体化技术的应用分析
工程机械与机电一体化的关系
与传统工程机械相比,目前的工程机械中应用机电一体化技术,可改善工程机械各方面性能,比如操作舒适性的提高,且机械功效增加;工程机械的耗能大幅下降,且安全性与可靠性不断提升;工程机械的作业效率与精度也有所增加。
机电一体化技术对工程机械的改进
现代工程机械对性能要求比较高,主要表现在以下几个方面:工程机械的功效高,且能耗下降;系统具备监测运行状态的功能,可自动诊断与报警,提高运行的安全性;实现工程机械的自动化与精度的提升。在现代工程机械中,与电子控制相关的内容包括以下几个方面:
控制柴油机促进柴油机技术的发展,必须解决最低耗油量与发动机排放量之间的关系。在工程机械中利用电子节能液压泵系统,可降低系统能耗。在这种情况下,电子控制自动变速,可根据负荷条件,实现柴油机油门的自动调节,同时满足经济指标、排放量指标,对于节约能源、提高效率及实现净化排气等均有重要意义。
提高生产效率,降低能耗现代工程机械的发展,对高能量利用效率有了更高的要求。传统工程机械的燃料利用率较低,仅仅有20%左右。如果在新型挖掘机上利用日本小松生产公司生产的新型节能系统(OLLS系统),可提高节能效果,与传统工程机械相比,节约能源约为。这一OLLS系统可利用发动机功率,满足发动机转矩与泵吸收转矩最佳性能的要求,提高工程机械的生产效率。
提高成品的作业精度在某些工程机械设备中,引入电子控制系统,可满足系统对于称量精度的要求。同时,在工程机械中引入电子控制系统,可降低工作人员劳动强度,并提高工作效率,从而减少人工称量的误差。比如在混凝土拌合机械设备、沥青拌和机械设备中,引入电子控制系统基本实现计量功能的自动化。在电子计量系统中,微机控制技术也得到了良好的应用。
电子监控、自动报警与故障自诊工程机械的发动机、液压系统与传统系统等运行状态,经常发生机件或设备损坏事故,在系统运行中,利用电子监控与故障诊断专业系统设置各种类型传感器,可进一步保证作业人员与机械设备的安全性,并在故障发生之前自动报警,可提醒工作人员及时解决故障。
作业过程的半自动化与自动化为了提高工程机械运行的水平与效率,在工程机械中利用半自动化或自动化方式,可降低操作者的工作强度,并保证作业精度不受操作人员技术、生产经验的影响。
3工程机械一体化技术的前景
电子控制理论
利用以电子为核心的高新技术,是工程机械现代化的重要标志之一,通过应用与推广高新技术,在参考相关控制理论的基础上,可满足系统智能化设计要求,实现设计后的系统仿真,等等。
传感器技术的应用
在现代工程机械中,传感器技术的应用比较广泛,在发动机上利用机油压力传感器、冷却水温度传感器,等等,可检测并控制发动机运行状态;在沥青摊铺机上利用传感器技术,可提高作业精度,满足平整度、厚度与坡度要求。随着传感器技术的不断发展,在未来的工程机械上,高性能与稳定性的传感器将越来越多地得到应用。
4结语
在工程机械中利用机电一体化技术,可提高工程机械的效率与安全性,降低工作人员的劳动强度。本文从机电一体化技术及其应用现状、在工程机械中的应用及发展前景等三个方面进行了分析,以期为该技术在生产中的应用提供参考与借鉴。
参考文献
1、高职机电一体化专业项目驱动课程体系研究郑永锋浙江师范大学2014-05-12
学习法医学的学后感以及对课程的建议 在我看来学习应是广义的,而早在正式上法医学这门课程之前,我就已经初步接触(当然不能算是系统地)过这门课的知识。恰巧的是,我的毕业论文有大量关于巴塔耶之神圣世界的论述,其中关于“尸体”的另类观察视角是其理论的主要基点。所以我并不想只是写学习这门课程的感受,而是从知识的积累和相关思考的深入来写。当然,这也主要是因为随着大四毕业急促“丧钟”的响起,自己也没有非常“系统”地按时听讲这门课程和阅读自己买下的相关教材资料。老师在这个系列的题目下,有这样一句话,即写写“从法医学课程学到的知识”,确实如此,法医知识对于我们法学学生而言,只是一种职业必需了解的知识,是为了更好的达触职业要求。但对我而言,或者对大多数法学同门而言,从这门法医学课程学习了解到了哪些知识呢?在我看来,这恐怕主要是人体中出现的和法律事实有关的现象吧,也就主要是关于死亡与受伤,或者各种死亡和受伤的种类和程度。
还要的可以找我,下面提供一些论文的结构。优秀论文的要素正确的选题、合适的切入点、简洁明了、说清自己的贡献、可靠的/可重现的结果、可重复的过程、好的文章结构和逻辑流程、精选的参考文献。误区Idea越多越好、一味追求革命性的、突破性的成果、数学、理论和公式越复杂越好、显示自己的聪明、追求最好,史无前例显示权威性、引文中大量引用自己的论文。优秀论文结构范例一、Abstract – 对自己工作及其贡献的总结1、阐述问题。2、说明自己的解决方案和结果。二、Introduction – 背景,以及文章的大纲1、题X是重要的。2、前人的工作A、B曾经研究过这个问题。3、A、B有一些缺陷。4、我们提出了方法D。5、D的基本特征,和A、B进行比较。6、实验证明D比A、B优越。7、文章的基本结构,大纲。三、Previous Work – 说明自己与前人的不同1、将历史上前人的工作分成类别。2、对每项重要的历史工作进行简短的回顾(一到几句),注意要回顾正确,抓住要点,避免歧义。3、和自己提出的工作进行比较。4、不要忽略前人的重要工作,要公正评价前人的工作,不要过于苛刻。5、强调自己的工作和前人工作的不同,最好举出各自适用例子。四、Our Work – 描述自己的工作,可以分成多个部分1、从读者的角度,阐明定义和表示法。2、提供算法的伪码,图解和相应解释。3、用设问的方式回答读者可能提出的潜在问题。4、复杂的冗长的证明和细节可以放在附录中,这里关键是把问题阐述清楚。5、特例和例外应该在脚注中给予说明。五、Experiments – 验证提出的方法和思路1、合理地设计实验(简洁的实验和详尽的实验步骤)。2、必要的比较,突出科学性。3、讨论,说明结果的意义。4、给出结论。六、Conclusion – 总结和前景展望,结文1、快速简短的总结。2、未来工作的展望。3、结束全文。七、References – 对相关重要背景文献的全面应用1、选择引文(众所周知的结论不必引用,其他人的工作要引用)。2、与前文保持一致。八、Others – 致谢、附录、脚注技巧有了,范例也有了,那还在等什么,赶快行动起来吧。如果你在写作过程中还有其它的问题,随时联系
基本内容结构论文一般由 题名、 作者、 摘要、 关键词、 正文、 参考文献和附录等部分组成,其中部分组成(例如 附录)可有可无。论文题目要求准确、简练、醒目、新颖。目录目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)内容提要是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。定义论文关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作计算机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题分析,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。(参见《汉语主题词表》和《世界汉语主题词表》)。论文正文(1) 引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。(2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、 论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容:a.提出问题-论点;b.分析问题-论据和论证;c.解决问题-论证方法与步骤;d.结论。参考文献一篇论文的 参考文献是将论文在研究和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。论文装订论文的有关部分全部抄清完了,经过检查,再没有什么问题,把它装成册,再加上封面。论文的封面要朴素大方,要写出论文的题目、学校、科系、指导教师姓名、作者姓名、完成年月日。论文的题目的作者姓名一定要写在表皮上,不要写里面的补页上
18世纪末至19世纪初,现代临床医学在西欧诞生,这在医学史上是具有划时代意义的重大进步。下文是我为大家搜集整理的关于临床医学论文3000字的内容,欢迎大家阅读参考!临床医学论文3000字篇1 论医学院校临床医学研究能力评估体系构建 1、引言 医科院校临床医学实力的高低关系到人民群众的身体健康,关系到每个家庭的和谐幸福,更关系到民族的兴旺发达。自改革开放以来,我国经济实力不断增强,加大投资力度建设了一批医科院校,引进及培养了大批高精尖的医学人才,增强了我国医科院校的实力。 科研能力是衡量医学院校综合实力的重要指标。面对发展,医科院校的科研能力评估问题日益引起重视,能否满足广大人民群众对卫生医疗行业的要求,以及能否得到专业人士的正确评价,事关这所院校在以后的生存和发展中能否争取到比较有利的条件。可见,客观而全面地评价一所医科院校的科研实力,是一个严肃的科学问题。 2、评价指标体系设计 查阅相关资料,参考相似类型的指标体系 在构建评估指标体系前,首先查阅了大量的国内外文献,了解了国内外科研实力评估的发展与现状及科研实力评估的深刻涵义。借鉴国外评估系统指标,并结合我国实际情况,取其精华,作为参考资料。 指标的初步设定 借鉴国内外的临床医学研究能力指标体系,并根据平时的科研工作管理经验,设计出每层指标,指标主要是根据医学院校临床医学研究能力评估目标进行分解。构成医学院校临床医学研究实力的因素有很多,但作为科研教学型的医学院校,从管理角度而言,其要素有:科研投入、科研活动、科研条件、科研产出、人才情况等。再将这些一级指标分解为二级指标、三级指标,逐级分解,建立各级要素的目标群。 指标的定性分析 对指标进行定性分析,主要是把握以下几个原则:1)指标体系在同一层次要互相独立,互相不包含,不重叠;2)指标体系要正确反映目标的要求,指标与指标设计之间没有矛盾;3)指标内容可以直接观察而获得结论;4)指标体系的采集要简单可行、层次和数量尽可能少而具有代表性,采集方法为大家所接受。 3、确定指标体系草案 德尔菲法(DELPHI)法 DELPHI法,就是采取背靠背的通讯方式征求专家小组的意见,即专家之间不得互相讨论,以填写调查问卷的方式进行函询。每次函询后将专家小组的意见进行归纳整理,再反馈给每个专家,供他们分析,提出新的论证。经过几轮函询,使专家的意见趋于集中,得到一个比较实际、可靠的结论。 成立专家函询筹备小组 专家函询筹备小组由6人组成,其中正高职称2人,副高职称3人,硕士研究生1人。筹备小组的任务:拟定评估目标,编制专家调查表,选择相关专家和进行数据统计分析。 确定专家 由专家函询筹备小组集体评议,选取具有高级技术职称以上的从事医学科学研究、医疗、管理专家50名,包括卫生事业管理系统12人,基础研究25人,临床医学研究人员13人,其中博士生导师43人。 拟订专家调查表 收集国内外相关的指标体系,并结合我国实际情况拟定专家咨询表,进行专家评议和咨询(表1)。对第一轮专家意见数据进行统计分析,修改相应指标,制定第二轮专家咨询表,然后把修改结果反馈给咨询专家后,再对第二轮专家意见进行汇总分析,确定了重点医科大学评价指标体系(表1)。 4、综合评价办法 我们采用两次相对比较归一化法对医学院校临床医学研究能力进行评价,基本计算方法如下: 1.每项三级指标以统计最高分数计为100分,其他各校的该项三级指标分数与最高统计分数相比,其百分比数则作为该校的此项三级指标分值。各项三级指标的分值加权求和即为二级指标分值。 2.二级指标最高分值同三级指标统计一样计为100分,其他各校的相应分值与最高分相比,其百分数作为二级指标分值。各项二级指标值加权求和作为一级指标分值。 3.一级指标加权求和作为各校的最终评估分值。 本研究侧重于医科院校临床医学研究能力,该评估对医学院校的自身发展有着非常重要的意义,对高校的资源优化和提高科研效率有很好的指导作用。指标体系的内容及权重的确定最容易引起不同的意见,但科研能力评价中二级指标和一级指标都是被评价的核心内容,有些第三方评价单位只采用原始数据进行比较,权重并不起作用。但实际证明权重的适度变化对评价结果的影响不大。 五项一级指标反映了医学院校临床医学研究能力的共性内容,我们也可以结合不同的评估目的对评估项目区别对待,可以根据不同的评估目的对评估指标体系的权重进行重新赋值,例如,我们要评价一个单位的科研总体水平,我们可以将科研投入、科研活动、科研产出的权重提高,如果我们要预测一个学校的未来的科研成就,我们可以将科研条件和环境及科研活动的权重提高,这样可以看出哪些学校在哪个方面强一些。权重赋值的变化对学校管理者具有一定的参考价值,可以发现不足而加以改进。原始数据的比较评估可以从时间上进行纵向比较,学校实力是否增强,拿历年数据进行比较,从而知道进步的大小。对于采用归一化法可能造成单纯追求数字问题,在这个评估方案中,都有评估要素对其约束,因而单纯某项数字高并不会导致评估结果不实。实际验证分析表明了用此归一化法基本消除了评价内容和标准界定的难点,其结果基本反映了真实情况。 临床医学论文3000字篇2 论临床医学生后期医学教育中的职业道德培养 【摘 要】医学后期教育是指医学生4年级进行临床课程学习和实习的阶段,是学校教育的延续,是学生将理论知识应用于临床的过程,是由医学生到医生的过渡,随着社会医疗卫生服务需求的日趋多元化,职业道德素质已成为医疗机构核心竞争力的构成要素之一,在医学教育的过程中,尤其是在高校医学教育的后期应始终做到医德教育与专业教育并重,培养具有良好医德的学生,以适应社会需求的变化。 【关键词】医学生 医德教育 医学后期教育 职业道德教育是促进社会主义精神文明建设的需要:以预防为主,救死扶伤,实行革命的人道主义,全心全意为人民服务为原则是我国医务人员的职业道德,既是社会主义精神文明建设的重要组成部分,又是提高医疗行业社会风尚的关键一环。而临床实习生的思想道德品质和业务素质如何,将直接关系到我国未来医学事业的状况和发展。因而在见习、实习阶段就注重培养他们高尚、严谨的医德医风,是社会主义精神文明建设的需要。本文就临床医学生后期学习开展职业道德教育的必要性、内涵、途径和方法进行论述。 一、对医学高等学校学生进行职业道德教育的必要性 1.现代医学发展的需要 为了社会发展的需求,在学校教育中既要注重对学生的技能培训,又要加强学生的职业道德教育,这样才能培养出社会需要的高素质人才。医学模式已经从传统的生物医学模式向“生物-心理-社会”医学模式转变。这就要求医学生将自身的道德素质和人文素质提高到新的高度。此外,在医学教育上,临床医学生的后期教育主要以临床见习和实习为主,这就要求学生,要尽快适应新的人文科学与医学交叉的开放式医学教育体系,成为以人为本,基础、临床、预防医学知识贯通的全面型综合人才。因此,医学生后期学习的职业道德教育必须立足于脱离单纯的生物医学的思维模式,培养观察社会待人接物的人文素质,提高对患者心理、社会因素作用的分析能力,学会从患者的社会背景及心理变化出发,对疾病进行全方位的诊断分析。 2.高等教育的需要 在医学各专业的人才培养方案中,都明确把培养“德、智、体、美、劳”全面发展的医学高级人才作为各个专业的培养目标。广义的讲,高校(包括高职)阶段,是人一生道德品质形成的关键时期,道德教育是青少年教育的重要组成部分,加强青少年道德教育,不仅是健康成长的需要,也是符合时代要求的社会主义事业建设者和接班人的需要。改革开放以来,特别是加入世贸组织后,西方的文化产品大量涌入,学生很容易感受到各类意识形态,广泛接触世界多元文化。各种文化之间的混合与碰撞将加剧学生成长过程中选择与确立价值观的困难。在新的历史条件下,学校道德教育也必须不断深化和拓展。[1]另一方面,当前激烈的社会竞争中,许多家长把培养子女成才片面地理解为掌握文化知识,而对道德品质方面的教育则不闻不问,这一切都要求高校对学生进行道德教育,特别是职业道德教育有着非常重要的意义。 3.加强职业道德教育能够缓解医患矛盾 目前造成医患关系紧张的主要因素之一是医务人员的服务态度。部分医生的服务理念与思维方式仍停留在“以医为尊”、“重病轻人”等水平上,服务言行就表现出不愿向患者多解释,交往中对患者不够尊重,缺乏人文交流与情感交流。而现代医学要求一名合格的医生,不仅要有高超的技术,还要有社会良知、社会责任感。对患者多一份关爱、理解、策略和技巧,是自己素质完善的展示,也是建立协调融洽的新型医患关系的基石。因此,从实习阶段就开始注重培养医学生全心全意为患者服务的理念,对端正行业作风、构建和谐医患关系起到积极作用。 二、医学职业道德教育的内涵 我国传统的医古文在医德教育方面从4个方面对医德教育内涵进行了总结:①对健康和生命的终极关爱;②去功利的人生价值观;③不拘成规、勇于探索的精神品格;④审慎严谨、时时自省的行医作风。[2]现阶段,我国虽然对于医德没有具体的固定模式要求,但按照社会主义道德建设的总体目标和总体要求;结合卫生部和教育部联合印发的《医学教育临床实践管理暂行规定》和医学类职业要求以及医学生思想道德现状,在总结多年医德教育实践经验的基础上,我们探讨医德教育应具有的内涵。 首先,社会主义核心价值体系教育:用“三义”教育统领学生医德教育:把爱国主义、集体主义、社会主义教育贯穿医德教育的全过程,并置于指导地位,培养有中国特色社会主义事业可靠接班人。 其次,通过世界观、人生观和价值观教育,使学生基本掌握辨证唯物主义和历史唯物主义的基本观点、基本原理和基本方法,能正确看待世界、看待社会和人生。并具有敬业精神,能较深刻地理解医学的人文内涵,确立正确的医学价值观,提高其对医学社会价值、道德价值的判断能力以及医学行为抉择能力。 第三,进行人道主义和社会公德教育,使医学生形成热爱人、尊重人、相信人、平等待人等品质,遵守社会公德,正直坦率、助人为乐,能正确处理个人与集体、医患、医护、同事间的关系。 第四,医学人文精神教育。引导学生了解学医的目的是对人的爱和关怀。使医学生热爱生命、尊重病人、讲求公正、追求和谐、力行善美,具有救死扶伤、实行人道主义精神和全心全意为人民服务的职业操守。[3] 原卫生部部长高强在“2006年全国医院管理年工作会上的讲话”中指出:“对医疗人才的培养,不仅要注重专业技术水平,更要注重思想、道德、作风教育和法律、纪律培训……使年轻医务人员既掌握扎实的医疗技术,又树立高尚的职业道德”,“在和谐社会中,实现医者尽其能、患者医其患,医患共相依、雨水一家亲,是我们努力奋斗的基本目标”。 三、医学生后期教育中医德培养的途径和方法 1.提高医学生自身素质,培养人文品质。 提高医学生自身素质,加强人文修养,引入“精神助产”法,将道德认知内化为道德观念,外化为道德行为医学在具有显著的自然科学属性的同时,还具有显著的人文科学性质,[4]社会呼唤人文精神,提倡以人为本,珍视和关注生命。对医生来说,人文关怀是其最基本的服务态度。医学生个人的思想道德素质存在一定的差异,这些差异是由后天修养的程度决定的。少数学生沉醉于当代社会的斑斓色彩之中,疏忽了自身思想道德素质的提高。他们或者尚未完全树立起正确的人生观,或者社会公德的自我培养留下了缺陷。“精神助产”的要义在于:真理以潜在的形式存在于人的内心,教师的主要任务不是传授现成的知识,而在于通过交谈和讨论,消除错误和模糊的认识,唤醒学生的意识,从而发现真理,[5]使学生做到知行统一。所以作为未来社会的人道主义者,在校期间必须加强自身的人文修养,不断培养自己的“尊重生命、崇尚正义、爱岗敬业、心胸宽广”等人文品质。只有这样,患者在就诊时才不会感到治疗仪器的冰冷和自己的孤独无助。 2.提高带教教师的职业道德修养,完善榜样示范作用。 由于当今医学生价值观念冲突加剧,价值取向多元化,传统的“高”、“大”、“全”式的榜样示范法效果弱化,甚至引起一些学生反感,[6]学生都具有向师性和模仿性的特点,教师的态度、立场观点、言行举止成为教学过程中重要的教育因素。因此,临床教学中,教师首先应具有良好的敬业精神,带教过程中率先垂范,做到为人正派,光明磊落,坚持实事求是的科学态度。在临床上对每个患者都要做到认真、体贴、和蔼;对患者一视同仁,对尊者不卑,对贫者不傲,不以职业之便拉关系、办私事,严于律己,洁身自爱。作为一名临床医学教师,治好患者和教育好学生是同样艰巨而重要的,但后者对社会的影响更深远。如果我们培养出一个良医,则可能造福一方;如果我们培养出一个庸医或贪医,则可能祸害一方。 3.加强学校、临床医院的合作 学校方面。在学生进入临床之前,学校应帮助他们树立新的“生物-心理-社会”医学模式观和医德观,增强医学生的职业责任感,为他们的临床医德实践打下坚实的基础。在课程学习中可以通过入学教育、思想品德修养课、法律基础课对学生进行系统的思想品德、行为规范、法制与纪律教育,树立社会主义道德观、法制观。通过医学伦理学对学生进行系统的社会主义医德原则、规范、范畴的教育,阐明医德与医术关系。同时通过“早期接触临床”,在参观医院、见习、卫生调查等活动中多渠道、多角度、多层次地接触社会、医院和服务对象,接受医德熏陶和感染,逐步懂得一名合格的医生,不仅要医术精湛,还要有高尚的医德情操。 医院方面。医院作为医学生后期教学的执行者和管理者,对他们医德的培养起到了至关重要的作用。在临床中进行医德教育,更能引起学生的共鸣,例如开展床边教学,结合患者实际问题帮助学生总结自身医疗服务中的经验教训;组织学生共同讨论分析违反医德规范、丧失医疗道德造成的事故和案例,从而促使学生在比较思考中定位,自觉提高医德修养,养成良好的医德行为和习惯,最终促使学生把外在的医德原则、规范转化为内在的医德信念和品质,牢牢确立“健康所系、性命相托”的价值取向。在具体工作中,首先要加强医院文化建设,形成良好的医德育人环境,要健全医德教育的规章制度,严格管理、奖惩结合,保证医德教育的顺利进行。 总之,临床实习生后期教学的医德培养教育不能拘泥于一种形式,应该结合卫生行业的特点,采用“立体、多面教育与集体影响相结合”、“理论与实践相结合”的方法,在进行专业技能实习的同时,狠抓医德医风教育,培养医学生职业精神和职业意识,坚守医学人文信仰,成为“懿德善能”、“德艺双馨”的医学人才。 参考文献 1 朱 静.论高校学生职业道德教育[J].职教论坛,2004(26) 2 季春元、邹 丽.医古文中的医德教育内涵[J].卫生职业教育,2007(12):28~29 3 吴海峰、张明勇.对医学生医德教育几个问题的分析与探讨[J].医学教育探索,2009(8):1013~1014 4 李凤英.融医德教育于校园文化建设之中[J].中国医学伦理学,2008(4):106、108 5 北京大学哲学系.西方哲学原著选读(上卷)[M].北京:商务印书馆,1981 6 董晓星、陈家麟.论榜样示范法在心理健康教育中的应用[J].现代中小学教育,2005(9):58 猜你喜欢: 1. 关于医学的论文3000字 2. 5000字临床医学论文 3. 临床医学论文范文 4. 临床医学论文 5. 临床医学毕业论文5000字
浅谈我国宏观经济发展情况的计量经济学分析一、我国经济发展的两个特征目前,我国经济发展主要呈两个趋势特征:第一,我国经济的外部环境正处于危机后持久的全球结构调整阶段。随着经济全球化、信息化进程的快速发展,新一轮产业结构调整正在全球如火如荼地展开。这是各国为了适应数字经济,迎接信息时代到来从而进行的一个战略性选择。整个全球调整重点是加快以信息技术为核心的高新技术的发展,推进产业结构的高级化,重心由第二产业慢慢的向第三产业转移,着力发展技术密集型和信息密集型服务业,从而来适应“新经济”时代的人们对知识型服务业的需要。从目前的现状来看信息技术的广泛应用带动了一批相关产业,催生了一系列的边缘产业,改造了传统产业,促进了“新”“旧”产业的融合。信息产业将继续成为全球产业结构调整中起到关键作用,然而目前生命科学和生物技术来全球产业结构调整将有不可低估的影响。从现阶段各国的发展现状来看,美国在发展信息产业等高科技产业中遥遥领先,北欧、加拿大、澳大利亚等国和东亚地区紧随其后,另外欧盟与日本正从落后状态中奋起直追。21世纪初全球产业结构调整步伐将持续加快,竞争将越来越激烈。在目前全球经济结构处于调整期内,经济的增长肯定会放缓甚至出现严重的经济危机(例如之前的欧债危机)。在全球一体化的背景下,中国经济的发展也必然会受到全球经济形势的影响。第二,我国经济发展的内在因素决定了未来的经济增速将逐渐趋缓。我国在之前长期的发展过程中所建立起来的经济体系,是以政府主导型和出口导向型的经济体制。在这个经济体制中,一方面政府通过投资大量的资金来建设基础设施以此拉动经济增长,这就可能造成大量的产能过剩,浪费当前有限的社会资源。另一方面由于目前我国资源价改革、工资成本上升等原因,使得我国的出口产业在竞争优势上已经明显减弱,再加上一直作为拉动我国经济的支柱之一的房地产也有走向泡沫化的趋势。所以从目前的现状来看,我国经济正处于一个从过去高增长平台,逐步迈向相对趋缓增长的平台。于此同时,我国现实的经济运行中又是货币多、物价上涨等大量周期性矛盾和结构不顺的矛盾交错、重叠,是大量历史遗留问题积累的时期。例如在当前物价压力中,结构转型中存在贸易部门向非贸易部门转移,工资上升、资源价格等改革措施,价格目前又处于温和上涨的大环境万外又口道夫国网人觉么政束的影啊,以父别两牛技国自身货币过多投放的影响。因此,政府落实调控物价、货币稍紧,这样经济增速就会出现下滑的状态。二、GDP的历史回顾研究从我国目前GDP的季度同比增长率来看,2013年我国 GDP增长率第一季度回落到了81%,之前社会上对我国 GDP增长率第一季度的普遍预期值为或者。从球一体化的背景下,中国经济的发展也必然会受到全球经济形势的影响。第二,我国经济发展的内在因素决定了未来的经济增速将逐渐趋缓。我国在之前长期的发展过程中所建立起来的经济体系,是以政府主导型和出口导向型的经济体制。在这个经济体制中,一方面政府通过投资大量的资金来建设基础设施以此拉动经济增长,这就可能造成大量的产能过剩,浪费当前有限的社会资源。另一方面由于目前我国资源价改革、工资成本上升等原因,使得我国的出口产业在竞争优势上已经明显减弱,再加上一直作为拉动我国经济的支柱之一的房地产也有走向泡沫化的趋势。所以从目前的现状来看,我国经济正处于一个从过去高增长平台,逐步迈向相对趋缓增长的平台。于此同时,我国现实的经济运行中又是货币多、物价上涨等大量周期性矛盾和结构不顺的矛盾交错、重叠,是大量历史遗留问题积累的时期。例如在当前物价压力中,结构转型中存在贸易部门向非贸易部门转移,工资上升、资源价格等改革措施,价格目前又处于温和上涨的大环境万外又口道夫国网人觉么政束的影啊,以父别两牛技国自身货币过多投放的影响。因此,政府落实调控物价、货币稍紧,这样经济增速就会出现下滑的状态。二、GDP的历史回顾研究从我国目前GDP的季度同比增长率来看,2013年我国 GDP增长率第一季度回落到了81%,之前社会上对我国 GDP增长率第一季度的普遍预期值为或者。从由图2可知,潜在GDP增长率经历了稳定增长、趋于平稳再到现阶段的略有下降的过程。自我国2000年以来,滤波后的趋势增长率大致处于8%~10%区间,属于一个稳定高速的增长状态。就目前而言,我国的经济发展阶段最合适的经济增长率底线应当为8%。如果经济增长率低于8%,企业生产问题和就业问题将会凸显出来,尤其是就业问题。由于经济增速放慢,导致企业生产受制约,社会的整体的就业需求就会降低,就业岗位减少,这样就会造成严重的就业问题。换句话说,就业问题如果被凸显出来,部分失业人员无法保证基本的饮食起居,就会激化社会矛盾,影响社会和谐。同时由于目前我国属于产能过剩的情况,经济增长率的降低将会影响整个生产,最严重的可能出现全国财政收入呈现负增长。此外,我国作为一个新兴经济体,潜在GDP增长率曲线上端的波动会显著大于下端的变化。总体来看,经济受曾策影响向上波动冲出稳定范围的可能性更大。应更加注意宏观经济运行出现偏快或过热的状况而难以为继的可能,如表1所示。目前,在潜在经济增长率缓慢下移的过程中,有条件实现潜在经济增长率的平滑下移。自2008年美国爆发次贷危机以来,我国的宏观调控侧重点先后经历了四次调整。目前为了扭转经济下滑的趋势以及促进经济形势回升,其侧重点是以“保增长”为主。在全球金融危机的大环境下,我国采取积极的财政政策和宽松的货币政策,并且实施一系列的刺激经济回升的计划,直到2011年7月物价涨幅攀升到的峰值。这个期间,我国经济走势以一个“V”形回归正常良好的经济态在此背景下,经过一系列稳定物价措施出台后,CPI指数逐月回落,到2011年12月回落至。与物价涨幅的回落相伴随,2011年经济增长率回落至,比上年低12个百分点。进入2012年,物价涨幅继续回落,5月份回落至3%,这就为防止经济增速过度下滑、宏观调控实施适度宽松的微调留出了一定的空间。到2012年5月,当工业生产和固定资产投资的增幅,以及进出口增长等经济指标出现明显下降之时,又提出宏观调控要“把稳增长放在更加重要的位置”。由此,一系列相关措施出台,扩大内需,促进消费,鼓励投资,推进“十二五”规划项目的实施,结构性减税,降低存款准备金率,下调存贷款利率等。与2008-2010年的“一揽子”刺激计划相比,这次的刺激力度没有那么大。下半年经济增速进入小幅回升通道。从年度经济增长率的波动看,2010年开始进入新一轮经济周期(第11轮周期)。到2013年年底,本轮周期已进行3年。2010年、2011年经济增长率分别为和,2012年预计为。本轮周期不会像第9轮周期那样走出一个“2+7”周期,即2年上升期加上7年平稳回落期也不会像第10轮周期那样走出一个“8+2”周期。本轮周期有可能走出一个新的轨迹,即锯齿形的缓升缓降轨迹。四、PMI分析目前,全球范围内已经有20多个国家建立了PMI的综合性经济指标检测体系,另外世界制造业PMI体系和服务业PMI体系也已经建立完成。PMI体系目前分为服务业PMI、建筑业PMI、制造业PMI,他是一套按月发布的综合性经济指标检测体系。势。
中国知网也好!万方数据也好都有例子!甚至百度文库都有!==================论文写作方法===========================论文网上没有免费的,与其花人民币,还不如自己写,万一碰到人的,就不上算了。写作论文的简单方法,首先大概确定自己的选题,然后在网上查找几份类似的文章,通读一遍,对这方面的内容有个大概的了解!参照论文的格式,列出提纲,补充内容,实在不会,把这几份论文综合一下,从每篇论文上复制一部分,组成一篇新的文章!然后把按自己的语言把每一部分换下句式或词,经过换词不换意的办法处理后,网上就查不到了,祝你顺利完成论文!打字不易,如满意,望采纳。
3000字论文,不是那么好对付的。估计你连题材都没想好。可以以下题材:
经济学本科论文
经济学是研究人类经济活动的规律即价值的创造、转化、实现的规律——经济发展规律的理论,分为政治经济学与科学经济学两大类型。下面是经济学本科论文,请参考!
【 摘要 】
本文以重庆人文科技学院为例,研究探讨“西方经济学”这一经济管理类专业基础课的教学改革问题。从教材建设、教学方法和考试形式三方面分析独立学院的教学现状,并得出相应的改革对策。
【 关键词 】
西方经济学;重庆人文科技学院;教改
一、引言
西方经济学是对市场经济运行规律的一般抽象和概括,是经济管理类相关专业基础课程。西方经济学依研究对象,可分为微观经济学和宏观经济学。重庆人文科技学院工商学院开设这一课程侧重于培养应用型人才。例如:“边际效用递减理论”、“谷贱伤农”、“通货膨胀”、“充分就业”等经济学理论都是和人们的生活息息相关的。因此学好西方经济学这门学科对于市场上的经济现象、国家的宏观调整政策都会有深刻的理解。国内一些学者有关西方经济学的教研教改也做很多的研究。卫华(2010)认为在教学改革中,关键要处理好夯实基础与提高学生能力的关系,基础理论教学与案例教学的关系等。申益美(2011)认为《经济学基础》课程的教学改革要以“任务驱动、项目导向”为指导,在教材编写、教法创新等方面进行改革。徐瑛楠(2012)从课程设置、教学方法和考试形式三方面分析独立学院的教学现状,并得出相应的改革对策。汤向俊(2013)针对课程街接、教材建设、教学方法等方面的问题,指出应从分层次教学、强化案例教学、改进考核方式等方面,增加学生创新能力和实践能力。
二、西方经济学的学科特点
(一)教学内容庞杂、理论性强。西方经济学包括微观经济学和宏观经济学两部分,是一整套庞杂的理论体系,涉及到整个经济运行过程中的各个领域。其次,西方经济学是由众多经济学派的经济理论构成的,理论观点各不相同,庞杂的理论体系,给学生增加很多学习困难。
(二)教学过程中大量使用抽象的数学工具。在西方经济学教学过程中,首先要设立抽象的模型,建立假设前提,将现实生活中的各种影响因素剔除,然后运用数学符号去代替现实经济主体复杂的行为活动进行分析。例如用微积分求极值,极限的知识,而函数和图形在西方经济学中应用更加普遍高职学生一般数学基础都比较差,再加上是低年级学生,造成学习时很难理解的现状。此外,很多经济学名词和公式是其英文的缩写,这就给很多英语基础差的学生造成困难。
(三)理论来源于实践,与经济实际密切联系。西方经济学是一个不断发展的理论,其立足的根本是欧美国家经济发展现状。而我国对西方经济学课程研究时间较短,教材中的大部分内容,是直接翻译国外教材而来。一方面,翻译过来的语言晦涩难懂;另一方面由于所面临的政治经济环境不同,造成理解上的偏颇,例如对“理性人”假设的理解。因此,要学好西方经济学,就要利用西方经济学理论与我国经济实际密切结合。
三、我院西方经济学教学过程中主要问题分析
(一)西方经济学教材建设问题。目前国内西方经济学教材层出不穷,选择一本适合我院的《西方经济学》教材尤为重要。大部分教材将原版的西方经济学翻译过来,原封不动的拿过来用,西方的经济学理论是在西方国家的背景下产生的,适不适合我们国家,哪些适合,哪些不适合是有待确认的。有的教材重理论,轻应用。理论介绍、相关定理证明特别多,但缺乏利用经济理论结合市场中经济现象进行解读与分析。我院现在使用的教材是西方经济学编写组编写的西方经济学教材,老师们对这本教材褒贬不一,关键看这本教材是否与学院培养人才的目标相一致。
(二)教学手段、方法落后。目前,教师们普遍采用传统板书教学与多媒体授课相结合的方式,但多数教师仅把多媒体当做教材文字的呈现工具,课件制作粗糙,内容简单,多以文字为主,并没有真正发挥多媒体教学手段的作用。由于“西方经济学”课程内容有其特殊性,即既有文字性的理论知识,又有数字、模型、图表等分析方法,所以,目前采用的教学方法还不足以将本课程内容很好地呈现在学生面前,学生学起来普遍觉得比较难。
(三)考试形式单一,内容枯燥,不能真实检验学生的学习成效。作为专业基础课,“西方经济学”一直以考试课的面目出现,但目前学院对本课程的考试形式仍然是以闭卷考试为主,考试内容也多是书本知识的简单再现,缺乏应用性强的、具有现实意义的题目,使学生们陷入死记硬背之中,不利于知识的活学活用,学生们甚至在考完试就将本学科大部分的知识点忘光,这样非常不利于应用型人才的培养。
四、“西方经济学”教学改革的对策
(一)鼓励教师自编教材。教材是教师教学及学生学习的载体,教材质量的'高低直接影响教学效果。国内西方经济学教材体系建设层出不穷,西方经济学作为我院基础性学科,是每个专业的专业必修课,但是每年西方经济学的挂科率都比较高,学生反映比较难,重难点不突出,本人认为结合我院培养人才要求,教师在上课时理论部分,比如供求理论一定要讲透,将理论和案例结合起来分析一些简单的经济问题。所以,在进行教材编写时要根据需要进行调整,比如微观经济学中的供求原理、均衡理论、生产理论、分配理论和宏观经济学中的国民收入理论、通货膨胀理论、宏观财政政策以及货币政策等要重点讲解,应排在教材的前面,相对不太重要的内容简化或者直接删掉。编一本重点突出,有理论有案例有习题的教材。
(二)强化案例教学提高创新能力。生动有趣的案例可以有调动学生的学习积极性,升学习效果。例如用简单的需求弹性理论就可以解释“薄利多销”的经济现象。边际效用递减理论就可以解释“第二杯半价的现象。这样的例子还有很多,西方经济学理论就是在市场生活中总结出来的,所以既可以加深对经济学理论的理解,又可以帮助学生们理解生活中的经济现象。
(三)改进考核方式。恰当的考核方式对引导学生的学习方向,调动学生的学习积极性是很重要的。以我院为例,西方经济学考核方式大多以闭卷的形式,期末卷面成绩占70%,平时成绩占30%,其中平时成绩中包括出勤、课程回答问题、平时作业情况等。转变为结合实践教学过程,期末考试占50%,平时成绩占20%,实践成绩占30%。通过这种转变,学生的总成绩由完全依靠老师划重点背课本,变成靠自己在一学期中的不断积累的成绩。但考核方式仍需要不断完善,例如增加案例搜集、小论文等考核方式,在以后的教学中需要继续探索。
五、总结
西方经济学的课程建设是个长期的过程,需要长期的努力与外界支持才能做好课程的教学。总之,针对西方经济学课程的教学改革有着利于教师也利于学生,既能够促进教师的教学氛围形成,也能够提升学生的学习乐趣,使学生主动去学习,认真去学习,并且乐于去学习。作为对西方经济学有多年教学经验的本人来说,培育课程教学的优势,探求最佳的教育模式是我一直不懈努力的,所以为将使广大师生受益,在今后的建设过程中还得继续努力。
参考文献:
[1]卫华.《西方经济学》教改需要处理好几个关系[J].北方经贸,2010,(06):136-138.
[2]益美.基于“任务驱动、项目导向”的高职《经济学基础》课程教学改革设计[J].当代职业教育,2011,(07):42-44.
[3]瑛楠.独立学院“西方经济学”课程教改探讨[J].长春理工大学学报,2012,(11):176-177.
[4]向俊.基于创新能力培养的西方经济学教改分析[J].经济研究导刊,2013,(22):57-58.
【摘 要】
文章认为,好的经济新闻不仅仅可读,而且要耐看。要做到这一点,一是站在读者的角度选择运用材料。二是在报道取向上更平民化,学会视角下移。三是在写作策略上要转变话语方式,文笔不僵硬,要生动、简洁。
【关键词】
经济新闻;写作;材料运用;报道平民化
随着社会经济的发展,经济新闻越来越受到社会各界的关注,尤其是直接影响人民群众生活的经济新闻报道,不仅吸引人们的关注,还起着引导人们生活的重要作用。但一提起经济新闻,人们往往会想到的或是一堆数字,或是艰涩的政策表述,常常是外行看不懂、内行不屑看。写好经济新闻不简单,要想写好经济新闻,吸引读者就得在选材、语言等多方面下功夫。
一、站在读者的角度选择运用材料,从关注数字向关注故事、矛盾冲突和细节转变
有调查表明,相当一部分读者关心经济报道,特别是和自己生活紧密联系到一起的,影响自身利益的经济新闻报道最受读者欢迎。因此,在写作经济新闻时要多站在读者的角度考虑理由,想清楚读者想要从一篇新闻中了解什么,或者作者能为读者的生活做出哪些引导,这样写出的新闻报道,才能与读者有更多的切合点,受读者欢迎。
本人曾写过一篇《“摸黑种植”菜农“受伤” “抬头看路”产销两旺》的经济报道。开始时,只是获得一条信息,阳高县夏家场村的菜农正处于苦不堪言的境地,因种植过剩,菜农辛辛苦苦种植的圆白菜卖不上价钱,都烂在了地里。
当初若只是简单地写一条消息也可,了解事实后,告诉读者多少种植户种植多少菜,因销路不畅惨赔多少。但反复考虑之后觉得,单写一条消息只是让读者知道有这么一件事发生,却对他们起不到任何影响,与种植户也没什么关系,这样的报道只会淹没在一堆新闻报道中。之后经过多方调查采访,得知当时“菜贱伤农”之事只是个别情况,本市其他县区农村的种植户凭借着订单农业、农超对接、深加工、转型种植等各种“神通”多数收益都不错。
如何在报道新闻事实的同时,能站在读者角度,尤其是受损种植户的角度去写作,让读者了解事实,让种植户有所收益,成了本人写作此文时的着力点。最后,通过把“蔬菜滞销 种菜如 ”与“订单农业 成制胜法宝” “弃菜种花 走特色种植路”“政府引导 拓展销售渠道”等作对比,既让新闻报道更充实,更具有矛盾冲突性,又吸引了读者,并给种植户以引导,为他们走出“价格走高,种植面积增加,价格降低,种植面积萎缩”的市场怪圈起到引路石的作用。
二、强调平民化的报道取向,学会视角下移,让普通读者能看懂、理解
平民化就是大众化。经济新闻很多时候比较专业,大的方针政策、国际经济、金融市场变化、产业发展等,一些记者会认为这是给部分有“需求”的读者看的,写得比较“高端、大气、上档次”,这似乎在显示作者有“深度”的做法“有意”地放弃了为数众多的普通读者。事实上,经济报道更应该做到平民化,为普通读者服务,因为整个经济社会是由普通大众的大大小小的经济活动组成的,不仅仅是个别人或小众人群的事情。因此,经济报道要从百姓视角来透视经济事件,以此来反映、服务普通大众。
怎样让经济报道平民化?作者要做到的就是“向下看”,从普通大众的角度看待经济现象和动态。例如,对于国家出台的经济政策,不要只是当“搬运工”,照搬到报纸上,而是要想一想这样的政策对老百姓的生活会否有影响,老百姓又会怎样看待出台的新政策。又如,对于某地方的某项产业的发展情况报道,既要做出客观、整体、全面的报道,又要让这种报道不只是浮在面上,要挖掘出其深层次的与大众有关联的事实,或者在角度的选择上要站在更大众的面上,贴近百姓,贴近日常的生活。有时在新闻稿的开头直接写一段由于这项产业带给百姓生活的具体变化,这样会更吸引读者。
三、转变话语方式,摒弃过于学术化、理论化的写作方式,做到不打“官腔”
现在的经济报道,很多都过于“正式化”,写作方式一本正经,语言表述中规中矩,有关部门怎样发文,新闻作者就照搬下来,没有起到很好的“翻译”作用。其实,新闻报道是要给读者看的,要站在读者的角度,让读者理解,让读者获悉。为了让读者看得懂,作者就得用读者易于理解的语言写作,更或者用些“土话”,还可以用举例子、打比方的方式讲解清楚报道中涉及的专业术语,这也能让文章不显得枯燥呆板。
老一辈新闻人范敬宜于1991年3月19日在《经济日报》刊出的《真正的“秘密武器”》一文堪称新闻工作者学写经济新闻的典范。这篇通讯虽然写的是有关山东省在改革开放中悄然崛起中领导班子是如何做的。领导班子建设是经济建设中很重要的一环,但如何写领导班子建设却是很多新闻工作者最感棘手的,写不好就会让读者感到枯燥、乏味、没有人情味儿,写得太过了有夸张不实之感。而范敬宜所写之《真正的“秘密武器”》却让读者犹如在欣赏一篇优美的散文,文中没有大量领导功绩的数字堆砌,没有艰涩的政治术语,没有枯燥的政策引用。
文章开篇便用“披襟当风”“碧树红瓦”“心旷神怡”,以及杜甫的诗句“江流大自在,坐稳兴悠哉!”引出全篇点睛之笔“一个‘稳’字,惹出无数联想。”接下来作者用政策的稳定引出班子的团结稳定,全篇叙述充满朴实写意,把重要的新闻事实展现在抒情的氛围中。在叙述山东省领导班子时,范敬宜也没有如我们平常的对领导人的报道那样呆板、空洞、僵硬,而是特别“接地气儿”,“我们工作有一种安全感,像走路一样,不用绕弯子,不用侧身子,尽走直线,速度就快了。”文中类似这样通俗、充满人情味和亲切感的话语随处可见,人物表达有血有肉,让普通读者对领导的形象不再感到是高高在上,而是能够“摸”得着、“看”得见、“听”得到的一心只想为百姓做实事的领导干部形象。文章最后用“第一场好雪,正纷纷扬扬地洒向那一片新绿,但亟待灌返青水的麦田……”作结。“瑞雪兆丰年”,作者透过纷纷扬扬的瑞雪让读者看到,稳定的政策才能让百姓富足,才能让改革开放更具活力,才能让经济建设更上层楼。这样的结尾富有诗意,充满深意,真正做到“凤头尾”。整篇文章读下来轻松、愉悦,在感受诗意美的同时而又发人深省。
经济报道不是千篇一律的,而是多种多样的,要想写出好的经济新闻报道,写作者其实只要抓住一条即可,那就是你要写的报道要给谁看,要对他们起到什么样的作用,心怀读者才能写出好的报道。
【参考文献】
[1] 徐人仲.经济新闻学初探.新华出版社,.
[2] 彭朝承.怎样写好经济新闻..
[3] 李洪波,张泽萱,刘先凡.优秀经济新闻赏析.湖北科学技术出版社,1999.
[4] 张颂甲.经济新闻写作浅说.经济日报出版社,.
随着我国国民经济的不断发展,企业之间的交易活动更加频繁、同地区、不同地区、甚至跨国的交易活动也不断发生,交通运输则成为交易的活动重点了。 交通运输作为国民经济的一个重要部门,作为人类进步、社会发展的一个重要推动力,其发展模式正在对环境产生越来越重要的影响。传统的运输方式已 经不能满足环境保护、经济发展以及交通运输本身发展的需求,探寻与环境、资源条件相适应的运输是非常重要的一个问题。人们在交通运输方面趋利避害建立更好的运输方法,让交通运输的方法达到一个更高的水平。
给你个网站,希望能帮到你
论文摘要:文章针对侦察无人机航路规划这一问题,分析了影响航路规划的因素,构建了航路规划的模型。结合侦察无人机航路规划的特点与模型,论证了基于蚁群算法求解的理由与优点,并对蚁群算法的初始信息素强度与启发因子进行了改进。最后以岛屿进攻战役这一特定作战任务为例。利用MATLAB实现了侦察多目标时的航路规划问题。 引言 航路规划是指在目标点与起始点之间,为运动物体寻找满足某种性能指标和某些约束的线路、路径。目前对于航路规划的研究主要用于导弹、鱼雷、飞机等飞行器的飞行线路选择上,对于无人机的侦察航路的系统研究还不多见。在文献[3]中虽然也应用蚁群算法进行了航路规划,但没有充分考虑到威胁点存在和目标点价值对航路的影响,且对蚁群算法没有进行启发因子和信息素初始强度方面的创新。在相关外文文献中,由于美军无人机航程较大,其航路规划的约束条件就相对较少,可供借鉴的内容也很有限。而针对岛屿进攻战役这一特殊作战样式的研究更是尚属空白。本文正是基于这一背景下对该问题进行研究,以实现在充分发挥无人机最大作战效能的同时,又尽可能地降低无人机被毁伤概率。 1、影响航路规划的因素分析 影响侦察无人机航路规划的主要因素有如下四个方面。 目标价值 目标价值是衡量某一时刻对某一目标实施火力突击必要程度的综合指标(用Vm表示)。可采用层次分析法获得各个目标的价值Vm,也可以再进行归一化处理,得到各目标的相对价值系数Ku,以此来衡量目标的重要程度。 对不同的目标实施侦察时,对于价值较高的目标可安排更长的有效侦察时间,而对于价值相对较低的目标,则应适当压缩有效侦察时间。 有效飞行时间(距离) 侦察的主要目的是发现对己方有价值目标并及时描述目标的状态,因此发现目标的概率是航路是否合理的一个重要指标。距离目标越近,飞机上侦察设备能够搜索目标区的时间也就越长,发现目标的概率也就越大。 在执行侦察任务时,为了获得某一目标的有效信息,无人机必需接近目标并使目标处于其机载电子、光学侦察设备的作用距离内。如果为了实时监控某一目标,侦察无人机还必需在此目标的上空盘旋、停留,以使目标长时间地处于机载设备的监控之下。因此对目标的发现概率可以用有效飞行时间来表征。它表示侦察无人机对目标总的侦察、监控时间,为处理方便,若侦察无人机以等速率飞行,则其有效侦察飞行时间也可转变为有效飞行距离表征。 生存能力 侦察无人机要完成侦察任务就必须具备一定的生存能力。而其生存能力主要与侦察无人机的隐形规避性能、敌方雷达、防空武器的性能等相关。即侦察无人机的生存能力既受本身的易感性、易损性、可靠性影响,也受敌方的侦察探测和打击能力影响。 从侦察无人机完成飞行任务过程来看,包括发射、正常飞行和突破拦截三个过程,若用概率Pf、Pl、Ps表示三个过程的完成情况。 航程(油量)限制 航程是指侦察无人机起飞后,中途不经加油所能飞越的最大水平距离,即飞行距离。是表征侦察无人机远航和持久飞行能力的指标。由于其在地面一次所加的油量是有限的,因此它的航路必然受到航程的限制,且由于无线电的作用距离受限,飞机执行任务的位置不能超过其作战半径。 2、航路规划构模 侦察无人机多数情况下执行特定的侦察监视飞行任务,指挥员期望的目标是在有限的飞行时间与航程内发现尽可能多的目标,同时付出的代价最小。 就航路规划的约束条件而言,首先是威胁量不能超过指挥员的许可范围,其二,是侦察无人机总的飞行距离不能超过侦察无人机的航程。一旦两者之一不能成立,表明要求的任务是无法完成的,即 3、蚁群算法及其改进 蚁群算法作为一种新的计算模式引入人工智能领域,被称为蚂蚁系统,该系统基于以下假设: (1)蚂蚁之间通过环境进行通信。每只蚂蚁仅根据其周围的局部环境做出反应,也仅对其周围的局部环境产生影响; (2)蚂蚁对环境的反应由其内部模式决定; (3)在个体水平上,每只蚂蚁仅根据环境做出独立选择。在群体水平上,单只蚂蚁的行为是随机的,但蚁群通过自组织过程形成高度有序的群体行为。 基于蚁群算法进行航路规划的特点 基于蚁群算法的侦察无人机航路规划方法,能够保证在航路制订时得到一条具有较小可被探测概率及可接受航程的飞行航路,这种航路规划方法还具有以下特点:(1)在蚂蚁不断散布生物信息激素的加强作用下,新的信息会很快被加入到环境中,而由于生物信息激素的蒸发更新,旧的信息会不断被丢失,体现出一种动态特性; (2)最优路线是通过众多蚂蚁的合作被搜索得到的,并成为大多数蚂蚁所选择的路线,这一过程具有协同性; (3)由于许多蚂蚁在环境中感受散布的生物信息激素同时自身也散发生物信息激素,这使得不同的蚂蚁会有不同的选择策略,具有分布性。这些特点与未来战场的许多要求是相符的,因而采用蚁群算法对侦察无人机的航路进行规划具有可行性与前瞻性。 蚁群算法的改进 (1)ij(t)的初值 为了更好的考虑威胁,在定义在初始条件下定义轨迹强度不同,根据蚂蚁选择路线最优选择轨迹强度高的路线,而无人机的航路规划中则应该更优的选择距离威胁点较远的航路。那么可以定义轨迹的初始强度与距离成反比。即与威胁点越近的路线,信息素强度越小。对于两目标点间的每条路径,其信息素轨迹初始强度。 4、基于改进蚁群算法的侦察无人机航路规划的实现 航路规划的初始条件 蚁群算法用于航路规划主要运用在对多目标实施搜索侦察的航路规划问题,即航路规划需要得出的是飞行经过各个目标的数量和次序,以使侦察无人机经过尽可能多的目标点。 在进行初始规划的过程中,为更方便蚁群算法的实现,首先确定坐标系,将上述各目标点及威胁点用坐标系来表示,这样可以便于实际的运算。 假设在岛屿进攻战役中以某市为坐标点(100,100)的位置,以3公里为1个坐标系单位长度建立平面直角坐标系(这是在充分考虑了将主要有价值点都包括在一个(120×120)的范围内而合理构建的)。则可以确定上述各点的坐标系位置,得到各点坐标。同时各个目标点的价值系数通过层次分析法可求得到结果(具体过程略)。 蚁群算法模型的实现 蚁周系统的各初始参量的确定 为计算和表示方便,将目标点定义为向量Mi(其中i=1,2,3,…,12),威胁点定义为向量Ti(其中i=1,2,3)。采用蚁群算法实现目标点的类旅行商(TSP,Traveling Salesman Problem)问题,目前已经开发的蚁群算法包括蚁密系统、蚁量系统和蚁周系统,而实际应用多数应用后者。为模拟系统中蚂蚁行为的方便,定义标记。 蚁群算法模型分析 通过比较的方法,定性分析各个情况下的目标函数值和航路规划图。不难发现在考虑了目标点价值和威胁点威胁的情况下,航路尽可能地避开了威胁并优先选择通过目标价值较大的点。这样无人机的被毁伤概率较低,且如果发生被毁伤事件时,已经发现的总体目标价值最大。 针对四种情况进行定量分析,假设指挥员的倾向性为,即略侧重于考虑威胁代价。2000表示对每个目标的有效侦察距离均为2000m,计算目标函数的值,可见考虑完备时虽然航路总长最大但总体的目标函数值也最大,航程最优,即侦察无人机应按照依次通过这些目标点。 5、结束语 通过上述分析,在给定侦察无人机的侦察任务情况下经运算可求得最优的初始航路,它可以有效地提高无人机的侦察效能,降低无人机的被毁伤概率,它对于目前军事斗争准备中如何使用侦察无人机具有一定的指导意义。随着我军侦察无人机性能的提高及型号的不断丰富,在对未来岛屿进攻战役中如何对这些机型进行航路规划尚有待于进一步探讨。
这个应用这个案例分析题,写成这种形式的话,你可以发挥自己想象力,然后通过这一个案例来引出其他的案例,然后导火索平均一下。