序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇實驗設(shè)計方案范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1、生物呼吸作用消耗氧氣：有機物＋氧氣二氧化碳＋水＋能量。

2、氧氣有助燃的特性。

創(chuàng)新點介紹：

1、原實驗材料為黃豆，本實驗中改為蘆葦葉。

2、原實驗用的廣口瓶，本實驗改為廢棄的礦泉水瓶。

3、原實驗用的燃燒匙和蠟燭，本實驗改為衛(wèi)生香和火柴。

4、原實驗為演示實驗，由教師自己來完成,可以改為學生完成或教師和學生共同完成演示過程。

實驗過程：

1、準備實驗材料和用具：（教師準備）

蘆葦葉（新鮮和干枯）、廢棄的礦泉水瓶、衛(wèi)生香、火柴。

2、處理實驗材料：（教師準備）

設(shè)置對照實驗：將礦泉水瓶標記為A和B；A中放入兩片新鮮的蘆葦葉（活的），B中放入兩片干枯的蘆葦葉（死的），擰緊瓶蓋；實驗前暗處理一晝夜。

3、演示過程：（師生共同完成：教師解說，學生操作）

方法一：（一人完成：一名學生）點燃一根衛(wèi)生香，先打開B瓶蓋，將燃燒的衛(wèi)生香伸入B中，正常燃燒；再打開A瓶蓋，將燃燒的衛(wèi)生香伸入A中，火焰熄滅。由現(xiàn)象得出結(jié)論：呼吸作用需要消耗氧氣。

篇（2）

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，實驗是化學的重要組成部分和教學實現(xiàn)途徑，化學實驗中蘊含著化學原理、化學反應(yīng)現(xiàn)象和化學探索思考基本點。高中化學新課程標準要求教師優(yōu)化實驗教學方式，使學生在實驗的基礎(chǔ)上主動完成化學知識體系建構(gòu)。在當前的教學實踐中，化學教學多注重教師講授，實驗僅作為教師講授的輔助活動，而非學生化學學習的主要途徑。高中化學實驗教學要進行不斷的優(yōu)化設(shè)計，努力打造高效率、高收獲的化學課堂。本文將針對高中化學學習的初步、中級、高等及提升整合階段的不同特征，探索高中化學實驗教學的優(yōu)化設(shè)計方案。

一、培養(yǎng)良好習慣，鞏固實驗基礎(chǔ)

化學實驗是激發(fā)學生學習興趣的源泉，具有培養(yǎng)學生觀察能力、創(chuàng)新能力和實踐動手能力的重要作用。在高中化學學習的初步階段，學生剛進入高中化學的情境，對于高中化學深奧知識感覺陌生，高中化學實驗更是云里霧里。而高中化學實驗只有在嚴密的實驗過程和明確的實驗目標指導下才能發(fā)揮出其對于化學知識學習的重要意義。在初步階段，教師必須重視培養(yǎng)學生的良好實驗習慣、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的精神，促使學生養(yǎng)成愛護實驗器材、整潔有序的實驗美德，為實驗的順利開展打下堅實基礎(chǔ)。

例如化學必修一第一章“從實驗中學化學”就特別注重培養(yǎng)學生掌握化學實驗的基本方法，使學生對實驗流程有清晰明確的理解。教師在此章的教學過程中，帶領(lǐng)學生走進實驗室，使學生認知試管、燒杯、燒瓶、各種試劑瓶、量筒、酒精燈等基本常用實驗器材的使用方法和注意事項。而后教師組織學生進行簡單的制取蒸餾水實驗。在實驗過程中，教師要注重培養(yǎng)學生有條理地進行，實驗的先后順序要清晰、步驟不能缺失，實驗后要整理好實驗器材和實驗平臺。只有實驗的步驟正確、條理清晰，才能為更深入的觀察實驗、探究實驗準備條件。

二、注重動手操作，提升實驗能力

經(jīng)過初步階段的培養(yǎng)訓練，學生已經(jīng)具備了良好的實驗素質(zhì)和基礎(chǔ)實驗知識，觀察能力、創(chuàng)新能力和實踐動手能力都有一定的發(fā)展。在隨后的中級階段，教師首先要清楚認識學生的化學實驗能力狀態(tài)后進行實驗教學優(yōu)化設(shè)計。從以前的演示實驗為主，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生親自動手實驗為主。在此過程中，教師要成為學生實驗的引導者和指點者，將化學實驗的主動權(quán)交還給學生，使學生在實踐中提升實驗能力。

例如在“鐵離子、亞鐵離子氫氧化物的制取”實驗中，教師將Fe（OH）2的制備實驗設(shè)計為小組實驗，合理安排實驗小組成員和分工，每組配備好實驗用品。實驗中，學生清楚地觀察到最初生成的白色絮狀沉淀，但白色絮狀物氧化太快，沒有觀察到其變?yōu)榛揖G色、最終變成紅褐色的過程。于是學生們動手進行實驗改進，經(jīng)過大量的實驗后，將實驗過程改進如下：首先把氫氧化鈉溶液和硫酸溶液進行加熱煮沸后分別裝在兩只試管中進行保存，用一較長的膠頭滴管吸滿一滴管的煮沸過的NaOH溶液；完成后把還原鐵粉加入到另一只試管之中，再迅速加入稀H2SO4，同時在溶液中滴入部分植物油將其封存好，然后把準備好的膠頭滴管伸入試管底部，再擠出氫氧化鈉溶液。在這種情況下，進行油封能使反應(yīng)在相對密閉的體系中進行，白色沉淀現(xiàn)象比較難以消失。學生在實際動手實驗中不僅彰顯了細微的現(xiàn)象使得學生印象深刻，而且培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力和實驗技能，真正實現(xiàn)了實驗能力的提升。

三、增加設(shè)計實驗，實現(xiàn)能力飛躍

教師在優(yōu)化設(shè)計高中化學實驗教學的過程中，學生經(jīng)過初步和中級階段的嚴格訓練，實驗能力得到了切實提升。基于學生的能力發(fā)展階段，進入高等階段后教師要不斷改善化學實驗，促進學生的創(chuàng)新精神的提升和創(chuàng)新能力的提高，并且通過實驗教學，鞏固深化基礎(chǔ)理論知識。高中學生在具備了一定的化學素養(yǎng)之后，已經(jīng)有了一定的創(chuàng)新能力，通過高中化學實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，可以說是一種捷徑。例如“銅與濃稀硝酸”的實驗，銅與濃硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物NO2可直接被NaOH溶液吸收，即2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O，從而避免了室內(nèi)空氣的污染，而銅與稀硝酸反應(yīng)所產(chǎn)生的NO，不是成鹽氧化物，是不可以直接被NaOH溶液吸收，必將逸出造成室內(nèi)環(huán)境污染，且無法避免裝置中的殘留空氣對反應(yīng)生成NO的干擾，于是教師要求學生自主設(shè)計改進實驗。學生們通過激烈的討論，提出了許多設(shè)計方案，大部分學生從生成物的性質(zhì)入手：既然NO為非成鹽氧化物，NaOH溶液不能直接吸收，不過可以按照NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O和2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O實現(xiàn)綠色化設(shè)計。學生通過提出假設(shè)、設(shè)計實驗、檢驗假設(shè)的過程真正實現(xiàn)了知識的活學活用，實現(xiàn)了能力的飛躍式發(fā)展。

四、全開放實驗室，助力主動學習

經(jīng)過初步、中等、高級三個階段的化學實驗教學優(yōu)化后，學生的化學實驗能力已經(jīng)進入質(zhì)的飛躍階段。但在傳統(tǒng)的高中化學實驗教學中，學生只能在課堂上進行實驗，課下實驗室的封閉性使得學生無法在課下進行自主學習。為了貫徹因材施教和循序漸進的教學原則，教師可以全面開放學生實驗室，為學生創(chuàng)造良好的課余實驗條件，增加學生動手、動腦，獨立完成實驗的機會。開放實驗室，讓實驗室成為一個學生驗證問題的場所，學生對于課堂上的困惑，可以在實驗室里得到驗證，并且學生自己去探尋答案要比在教師的引導下亦步亦趨的學習效果還要好。

例如在學習鹽類水解時，很多學生誤以為像Na2CO3溶液中的CO2-3都發(fā)生水解。部分學生在課下進入實驗室進行自主實驗學習時，自主探究增加了以下實驗：用試管盛取2到3毫升的 Na2CO3溶液，滴入1、2滴酚酞試液，觀察記錄現(xiàn)象并進行解釋；然后再往試管中滴入1、2滴BaCl2溶液，觀察記錄現(xiàn)象并進行解釋。學生在隨后的課堂上提出了自己的想法，Na2CO3溶于水只有少量的CO2-3發(fā)生水解，大多數(shù)CO2-3仍存在于溶液中，該想法獲得了其他學生的高度認同。

參考文獻：

[1]劉成坤.高中新課程化學實驗教學的變革[J].化學教育，2005.1

[2]王延芳、石輝.淺談新課程理念下的高中化學實驗教學[J].第20卷第二期，2006.4

[3]施廣琰.合作學習在化學實驗教學中的嘗試[J].新課程（教師版），2007. 5

篇（3）

摘要：本文針對我校《網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)》課程的實踐環(huán)節(jié)，分析其具體實施中存在的主要問題，闡述本科生《網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)》課程在實踐

>> 面向海洋技術(shù)專業(yè)本科生培養(yǎng)的海洋遙感課程教改初探 《中藥生物技術(shù)》本科生課程教學研究初探 本科生“計算機網(wǎng)絡(luò)管理”課程的雙語教學改革 對教育技術(shù)學本科生現(xiàn)行培養(yǎng)方案的分析 關(guān)于信息技術(shù)環(huán)境下本科生教學活動設(shè)計的思考 本科生沉迷網(wǎng)絡(luò)游戲的案例分析及預防干預對策 以協(xié)議分析為導向的本科生網(wǎng)絡(luò)管理能力培養(yǎng)模式 藝術(shù)類高校本科生網(wǎng)絡(luò)行為的實證研究（上） 藝術(shù)類高校本科生網(wǎng)絡(luò)行為的實證研究（下） 核工程與核技術(shù)專業(yè)本科生開展創(chuàng)新性實驗培養(yǎng)模式 高職本科生網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè) 基于信息技術(shù)的本科生研究性創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 醫(yī)學本科生進行醫(yī)學影像技術(shù)實習的意義 教育技術(shù)學本科生專業(yè)能力發(fā)展的創(chuàng)新思考 淺析信息技術(shù)對本科生教學活動的影響 教育技術(shù)本科生多媒體課件的ARCS評價研究 提高材料成型專業(yè)本科生CAE技術(shù)應(yīng)用能力的措施 生物技術(shù)專業(yè)本科生導師制模式的探索 CFD技術(shù)應(yīng)用于本科生“氣體動力學”的探討 淺談培養(yǎng)本科生實驗技能 常見問題解答 當前所在位置：l，2013.

基金項目：湖北省高等學校省級教學改革研究項目“面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群建設(shè)”（編號：省2012273）；湖北省自然科學基金面上項目“基于P2P技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)同管理機制研究”（編號：2012FFB00601）；湖北工業(yè)大學教學研究項目“RESTFUL Web服務(wù)環(huán)境下自主學習云系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)”（編號：校2012015）

第一作者簡介：徐慧，女，湖北工業(yè)大學計算機學院講師，研究方向為網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)管理。

篇（4）

首先，原方案是基于首先把Al用稀H2SO4和濃NaOH溶液轉(zhuǎn)化成Al3+和AlO2-

2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

然后設(shè)計出了三種制備Al(OH)3的方案：

第一種， Al3++3OH-=Al(OH)3

第二種， AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-

第三種， Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3

筆者認為，教材提供的三種設(shè)計方案并不完美，實驗過程的許多細微與末節(jié)，很值得進一步討論。

1 Al和稀H2SO4反應(yīng)制Al2(SO4)3(提供Al3+)的方法很不可取

5個試管中都注入5mL水，如下表所示實驗、觀察Al跟稀H2SO4反應(yīng)的現(xiàn)象。

實驗者注意，以下幾種情況嚴重影響實現(xiàn)方案的可行性。

①無論是用小刀刮去了鋁屑銹跡的光亮鋁條，或是用熱堿液去銹的鋁條，抑或是用CuSO4溶液浸泡過的Al條，Al在常溫下和不同濃度的稀H2SO4的反應(yīng)都非常緩慢(準確地說反應(yīng)是處于停滯狀態(tài)的)。

②在加熱條件下，盡管Al跟H2SO4的反應(yīng)會明顯加快，但溫度降低到室溫，反應(yīng)又趨于停滯狀態(tài)。

③即使把Al條，用汞鹽溶液處理后放入稀H2SO4中，反應(yīng)倒是明顯加快了，但是待一會反應(yīng)又會變得異常緩慢，甚至趨于停滯。一句話，Al跟稀H2SO4不能穩(wěn)定持續(xù)反應(yīng)。

根據(jù)Al跟H2SO4的反應(yīng)關(guān)系，不難算出1g Al需要5.44g H2SO4(即3mL, ρ=1.84, 98% H2SO4)。實驗表明，按教材72頁實驗步驟2：“在燒杯2中放入1份鋁，再加入適量稀硫酸，要使鋁屑完全反應(yīng)”是不可能的(即使是持續(xù)加熱煮沸也不可能使Al完全溶解)。 基于用Al跟稀H2SO4不能及時， 定量， 有效地提供Al3+， 所以用實驗設(shè)計方案一， 設(shè)計方案三制Al(OH)3都是不現(xiàn)實的。

2 Al跟H2SO4的反應(yīng)何以如此遲鈍

大家知道，Al(E=-1.66V)有比Zn(E=-0.763V)更強的還原性。Al跟稀H2SO4反應(yīng)何以如此遲鈍？一種極普遍的解釋認為是表面有一層結(jié)構(gòu)特殊的氧化膜起了保護作用。如果事實果真如此，那為什么用多種去膜方法――砂光的Al條，熱堿液洗過的Al條，汞鹽處理過的Al條與稀H2SO4作用，反應(yīng)一會也都會處于一種停滯狀態(tài)呢。再有，Al跟熱的稀H2SO4有明顯的反應(yīng)(當然Al表面的氧化膜已被洗去)，一旦冷卻，反應(yīng)速度迅速變慢，到了室溫，反應(yīng)也會處于停狀態(tài)。

同樣，一個有趣的事實引起筆者注意：用滴管向三個試管中分注1、2、3滴管的水，再分注1滴管濃H2SO4，配成體積比為1∶1、1∶2和1∶3的熱的稀H2SO4。當加入適量的Al粉，反應(yīng)就會激烈發(fā)生，特別是Al在體積比為1∶1的稀H2SO4中的反應(yīng)特別激烈，很像處于劇烈的沸騰狀態(tài)；但是，當把熱的試管放入流動的水中冷卻時，反應(yīng)速度瞬時變慢，很快就會處于停滯狀態(tài)。

所有這些事實都不能用金屬鈍化膜的理論(學說)來解釋的。值得注意的是，我們不能因為在別處用金屬鈍化膜理論解釋了某些事實是成功的，而在這里也一定適合用鈍化膜理論來解釋。清華大學宋心琦教授曾經(jīng)指出：“在研究物質(zhì)世界時，更著重于物質(zhì)Al的個性”。或者說物質(zhì)的個性比物質(zhì)的共性更有價值。筆者認為，Al跟稀H2SO4反應(yīng)的這種特殊性，正是這種金屬的個性使然，而不是什么Al表面的氧化膜(鈍化)所致。也正因為如此，所以教材72頁實驗步驟1是不妥的。

3 Al與鹽酸反應(yīng)是提供Al3+的最佳方案

如果是以鋁屑為起始原料，提供Al3+的最佳方案莫過于是用Al跟鹽酸反應(yīng)。

稱取4g從鋁導線中剝?nèi)∠碌腁l條，按其長度均分成4段(每段1g)。將其中一段放入31mL體積比為1∶2的稀鹽酸中。

根據(jù)2Al+6HCl=2AlCl3+3H2

不難算出1g Al需HCl的質(zhì)量是36.5×6÷54=4.1g

再根據(jù)試劑濃鹽酸的ρ=1.18/cm3，HCl的質(zhì)量分數(shù)是36%，所以溶解1g Al所需要濃鹽酸的體積約是10mL。這樣, 1g Al跟31mL過量體積比為1∶2的稀鹽酸作用，能迅速將Al屑反應(yīng)完全成無色澄清的AlCl3溶液。

另外三段(3g)Al跟計算量含有4.4g NaOH的濃溶液反應(yīng)制NaAlO2。

實驗者注意，Al跟1∶2的稀鹽酸反應(yīng)和Al跟NaOH濃溶液反應(yīng)都非常激烈和迅速，顯著放熱，并不需要外部加熱。特別是Al跟試劑濃鹽酸，或者是1∶1的稀鹽酸反應(yīng)非常激烈，搞得不好很容易失控！

4設(shè)計方案二值得一議

教材設(shè)計方案二指出：“將鋁屑跟濃NaOH溶液反應(yīng)，再用稀硫酸中和過量的堿液”，這沒有異議，緊接著說這酸是“促進AlO2-水解，以得到Al(OH)3”。筆者認為這種說法欠妥。

Al跟適量(實際是過量)濃NaOH溶液反應(yīng)的實際結(jié)果是相當于得到了NaAlO2和NaOH(過量)的混合物。當NaOH被H2SO4中和完之后，溶液中實際是c(AlO2-)>c(OH-)，所以之后加入的酸的作用，就像在Na2CO3、NaHCO3溶液中加酸一樣，反映這種實際過程的具體表達似應(yīng)下式才近乎邏輯和常理。

CO32-+H+=HCO3-

HCO3-+H++=H2O+CO2

AlO2-+H++H2O=Al(OH)3

而AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH-， 僅表示NaAlO2與水的反應(yīng)性(水解)， 而不是表示稀硫酸在本實驗過程中的作用。

5關(guān)于方案的選擇

任何實驗方案的設(shè)計，有三點是必須把握的：一是理論上要站得住腳，二是原料試劑用量上要力求經(jīng)濟，三是操作方法上要簡便，要符合實際。

據(jù)此，我們認為只要有方便可行提供Al3+(Al跟鹽酸)和AlO2-的方法，設(shè)計方案一，設(shè)計方案二也是可供選擇的。比如用酚酞試液作指示劑，把設(shè)計方案一用NaOH溶液(或氨水)滴定；設(shè)計方案二用稀H2SO4溶液(或稀HCl)滴定， 前者當?shù)味ǖ椒犹獎偤蔑@粉紅色，后者當?shù)问堑椒犹t色剛好消失即為反應(yīng)終點， 這時就會析出大量白色Al(OH)3沉淀，然后再進行后續(xù)實驗。

相比較而言，設(shè)計方案一，設(shè)計方案二會多消耗些堿和酸，但反應(yīng)終點易于把握；設(shè)計方案三所用的酸堿相對要少，但是當把“燒杯2(1份鋁，再加入適量稀H2SO4)和燒杯3(3份鋁，再加入適量濃NaOH溶液)中的溶液混合”時，能確保溶液呈中性嗎？那過量的酸堿對目標產(chǎn)物Al(OH)3能不產(chǎn)生影響嗎？如果有影響，這種設(shè)計方案的負面影響最終也得靠用酚酞，酸、堿來滴定(或反滴定)才能確定反應(yīng)終點。這能說設(shè)計方案三是十全十美的嗎？

綜上所見，教材對Al(OH)3制備實驗方案的設(shè)計，不難看出以下三個問題：

第一，用Al跟H2SO4反應(yīng)提供Al3+，是設(shè)計這個實驗的硬傷；

第二，刻意推薦的設(shè)計方案三從原理上又無法確定反應(yīng)的終點；

第三，教育思想和教學方法上的僵化和刻板是顯而易見的。

筆者認為，化學教學上像物質(zhì)的檢驗、鑒別、鑒定，以及實驗方案的設(shè)計，建議教師有必要向?qū)W生提供一種多元化的思想方法和思維方式。以本實驗為例，應(yīng)該更開放、靈活一些，比如在原教材上將稀硫酸改成鹽酸，再添一種酚酞指示劑。這樣，三種實驗設(shè)計方案可以做到基本不變，只須稍加改造就會變得既在理論上站得住腳，又符合實際。

6教育教學思考

通過“化學實驗方案設(shè)計”的案例探究，筆者想說：

篇（5）

（1）學生找不到解決實驗中出現(xiàn)的問題的有效方法.

例如，筆者在教學人教版五單元課題一“質(zhì)量守恒定律”.

【實驗5-1】用碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)驗證質(zhì)量守恒定律，實驗結(jié)果天平指針最終不在標尺中央，問學生是什么原因，學生都能找出是因為反應(yīng)過程中有氣體逸出，那么應(yīng)如何設(shè)計實驗方案使得天平平衡來驗證質(zhì)量守恒定律呢，結(jié)果同學們有的答在燒杯口蓋上玻璃片、有的答用塑料包住燒杯口…在經(jīng)過小組討論發(fā)現(xiàn)這些方案行不通.如，不用溫度計，如何設(shè)計實驗驗證氫氧化鈉、氯化鈉、硝酸銨溶于水時是放熱還是吸熱？學生陷入一片茫然之中.

（2）學生不會利用相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)分析實驗中的干擾因素，需要控制哪些變量.

例如，在中考復習課中要求學生設(shè)計用不同的方法驗證鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生

了中和反應(yīng)，學生除了會用酸堿指示劑來驗證，其他方法也就難以找出.當提示如用碳酸鈉溶液作指示劑來驗證鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生了中和反應(yīng)，該如何來設(shè)計方案呢？結(jié)果學生也難以下手.

具體指導方法和策略

一、遵循學生的認知規(guī)律，觸類旁通，循序漸進地實施

例如，上述按照【實驗5-1】用碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)驗證質(zhì)量守恒定律時，天平最終不平衡是因為反應(yīng)過程中有氣體逸出，那么如何不讓氣體逸出成了本實驗的關(guān)鍵.而在燒杯口該玻璃片又漏氣，可以引導學生在驗證質(zhì)量守恒定律時還有什么實驗中也遇到了氣體，同學們很快就想到用白磷燃燒驗證質(zhì)量守恒定律中有氣體參加和逸出.然后再問該實驗是怎樣解決的呢？同學們就找出原來利用氣球來解決問題的.這樣學生就設(shè)計如圖1所示的裝置來驗證.結(jié)果有同學提出新問題，那就是加入試劑后才塞緊瓶塞，在塞緊瓶塞前會有部分氣體逸出.然后同學們再改進方法，即如何在加入試劑反應(yīng)時不需打開瓶塞，同學們最終想到了解決問題的方案即用圖2（注射器中放稀鹽酸、瓶中放碳酸鈉）及圖3（瓶中放稀鹽酸，氣球中放碳酸鈉粉末）的設(shè)計方案.接下來筆者又提出一個問題，當氣球脹大后，會不會受到空氣的浮力而影響實驗結(jié)果呢？學生紛紛討論，最終得出結(jié)論：當產(chǎn)生的二氧化碳量少時，對實驗沒影響，反之當產(chǎn)生的二氧化碳的量較多時會有影響，最后筆者要求分別用質(zhì)量不同的兩組物質(zhì)（事先準備好了）做對比試驗加以驗證.

指導學生設(shè)計實驗的思維方法，排除其思維障礙，培養(yǎng)學生加強設(shè)計實驗方案的能力.

讓學生感悟設(shè)計實驗的基本方法，從解答實驗過程分析試題人手，透析其各環(huán)節(jié)的優(yōu)缺點，實現(xiàn)學生從感性上了解實驗方案的形式，體會設(shè)計實驗需要注意的問題.

從上可知，不僅要指導學生如何設(shè)計實驗方案，還要比較不同方案的優(yōu)缺點，以及注意在實驗中的用量、安全等問題.

二、指導學生分析相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，利用性質(zhì)利用實驗現(xiàn)象解決問題

例如，在新課或中考復習課中要求學生不用酸堿指示劑而用其他方案來驗證.

鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng).首先幫助學生分析指示劑為什么由紅色褪成無色，（其實利用了鹽酸把堿反應(yīng)完，使得酚酞變成無色），接下來可以引導學生思考鹽酸還有那些化學性質(zhì)呢？學生答出鹽酸能跟排在氫前面的金屬反應(yīng)，產(chǎn)生氣體.這時，就可以問學生能否把鋅粒當成“指示劑”來驗證鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng).小組討論后得出可以用鋅粒當成“指示劑”來驗證鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng).方案如下：在試管中加入2 mL稀鹽酸，逐滴加入過量的氫氧化鈉溶液，振蕩后再加入鋅粒，實驗過程中無氣泡逸出可以驗證鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng).但是有學生提出問題，鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)無現(xiàn)象，不知加多少氫氧化鈉才過量呀？一旦有鹽酸剩余當再加入鋅粒就會有氣體產(chǎn)生，接下來筆者就引導學生分析，等量的同種鹽酸不加入氫氧化鈉與加入了一定量的氫氧化鈉后再與鋅粒反應(yīng)，兩種情況產(chǎn)生的氫氣量一樣嗎？同學們答出當然不一樣，然后同學們就恍

然大悟，方案找到了：取兩分等量的同種鹽酸，一份直接加入鋅粒，另一份加入一定量氫氧化鈉后，再加入鋅，測定產(chǎn)生的體積，比較兩者體積，發(fā)現(xiàn)后者體積比前者少.

三、指導學生歸納設(shè)計的實驗方案的一般思路和方法及注意事項

篇（6）

分類號：B841

1、引言

計算機作為實驗平臺廣泛應(yīng)用于心理學實驗中，其主要途徑有：（1）使用現(xiàn)成的實驗生成系統(tǒng)編制生成控制文件進行實驗，如E-Prime、DMDX等。（2）與專用的硬件設(shè)備聯(lián)機實驗，如眼動儀、fMRI等（魯學明，張學民，2010）。（3）直接運行的心理學實驗教學演示軟件，也包括編程者用某種編程語言編制的心理學實驗程序。計算機功能強大，高效靈活，使用方便，而且有較強的多媒體處理能力，文字、圖片、音視頻等都可作為實驗素材。利用計算機作為實驗過程的控制及運行載體，能夠?qū)崿F(xiàn)實驗過程的自動化，提高實驗效率（盧伊穎，2011）。

但是通用計算機并非為心理學實驗所專門設(shè)計，在應(yīng)用于心理學實驗時存在較大的計時誤差。當前，除了E-Prime等標準化的心理實驗系統(tǒng)，大多數(shù)心理實驗軟件都未給出詳細、可行的方法來改善計算機的計時問題。而對于一般以反應(yīng)時為測試指標的實驗，要求實驗儀器必須具有準確性和恒常性，所獲得的數(shù)據(jù)精度必須達到一定的閾值才有參考價值。如果計算機的計時不經(jīng)修正和優(yōu)化，那么所測得的數(shù)據(jù)不能保證是可信的。本文首先分析了計算機控制心理學實驗的計時誤差產(chǎn)生的原因及特點，然后提出了一種新的心理實驗系統(tǒng)設(shè)計方案。

2、計算機控制的心理學實驗計時問題

常見的計算機操作系統(tǒng)，如Windows、Linux等是都是復雜的多任務(wù)操作系統(tǒng)，其核心功能之一便是對并發(fā)執(zhí)行的任務(wù)進程按一定的策略進行調(diào)度。作為應(yīng)用軟件的心理實驗程序在運行時即使被賦予最高的任務(wù)優(yōu)先級，仍然不能獨占CPU的運行時間和其他資源，而是可被隨時中斷的，且中斷的次數(shù)、時刻、時間都是不可預知的。有研究者認為Windows作為一種多任務(wù)操作系統(tǒng)因為不能提供精確的計時，所以不適合用作心理學實驗（My，ors，1999）。雖然一些研究者提出了一些提高計時精度的方法和技術(shù)（De Clercq，Cormbze，&Buvsse，2003；陳素華。謝水清。楊仲樂。2006；Eugene&Dianne，2007；Athanassios，Protopapas，&CheckVo-cal，2007），但是在使用過程中，也必須針對具體的計算機內(nèi)核和外設(shè)進行必要的測試和探討，魯學明和張學民（2010）經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)常用編程環(huán)境下只有少數(shù)計時函數(shù)能達到或高于1毫秒精度。但是這種測試只是研究了計時函數(shù)本身的誤差，不能保證這些函數(shù)寫進復雜的程序后，和其他進程并行運行時可達到預定的定時精度。

心理實驗軟件是通過顯示器來呈現(xiàn)刺激信息的，但早已有研究者指出顯示器因刷新率的限制在時間控制方面有難以逾越的障礙（馮玲，1995）：在計算機顯示器上呈現(xiàn)刺激時，無論所設(shè)計的呈現(xiàn)時間是多少，實際呈現(xiàn)時間只可能是刷新周期的整數(shù)倍。例如，刷新率為70Hz顯示器刷新周期約為14.3ms，如果要一個刺激呈現(xiàn)20ms，那么呈現(xiàn)時間可能為14.3ms或28.6ms，實驗程序是不能控制其確切顯示時間的。E-Prime對刺激呈現(xiàn)的精度是毫秒級。但毫秒級是相對的，其所能控制的顯示時間也都是刷新周期的整數(shù)倍（陳文鋒，崔耀，張建新，2005）。

心理實驗程序從硬盤讀取多媒體數(shù)據(jù)時會有幾毫秒到幾十毫秒的等待和尋道時間，多媒體材料從硬盤讀出到寫入顯示緩存所耗費的時間又與硬盤的性能及新舊、文件的大小及存儲位置密切相關(guān)。

計算機的輸入設(shè)備通常是鼠標、鍵盤或者專用反應(yīng)盒。這些設(shè)備將被試反應(yīng)傳輸?shù)叫睦韺W軟件的過程中都有一定延遲。存在系統(tǒng)誤差，誤差大小是與具體設(shè)備相關(guān)的，設(shè)備型號不同，接口不同，那么數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r就不同。心理學程序不能控制其大小。另外不論是從硬盤讀取數(shù)據(jù)的過程還是鍵盤值反饋到心理學軟件的過程，都要受到多任務(wù)操作系統(tǒng)的影響，其延時具有隨機性。

綜上所述，以計算機作為控制設(shè)備，其計時誤差較大，而且具有隨機性、不可控性和不可預知性。

3、新設(shè)計方案的提出

E-Prime作為標準化心理實驗系統(tǒng)，采用了多種復雜的技術(shù)手段（宮大志，李壽欣，2008），優(yōu)化了計時精度、系統(tǒng)隨機誤差等重要問題，并詳細的說明了減小誤差的方法。如顯卡測試、異常數(shù)據(jù)濾除等。目前國內(nèi)心理學軟件逐漸增多，但普遍沒有提供詳細、可行的方法來改善計算機的計時問題。研究者（魯學明，張學民，2010）對國內(nèi)心理學的主流期刊近10年的反應(yīng)時實驗的文獻分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)有50%左右的反應(yīng)時標準差在100ms以上，高于國外文獻20-30ms～50-60ms范圍。因此，希望實現(xiàn)一種新的心理實驗系統(tǒng)的設(shè)計方案。既能實現(xiàn)較為精確的計時，又能保留對多媒體信息的處理能力。

隨著嵌入式設(shè)備在精密儀器中的大量應(yīng)用，可利用嵌入式技術(shù)設(shè)計一種新的心理實驗系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分布式任務(wù)處理技術(shù)和LED背光控制技術(shù)，其架構(gòu)框圖如圖1所示。

從圖1中可以看到，系統(tǒng)采用分布式任務(wù)處理技術(shù)，除了MCU（主控微處理器）外，還有一個多媒體處理器。MCU負責控制整個實驗流程，而多媒體文件數(shù)據(jù)量大，處理費時，因此多媒體處理器只負責接收MCU的指令，按指令要求來讀取固態(tài)存儲器中的圖片并發(fā)送到液晶屏上。或者清除液晶屏的刺激信息，并將當前刺激已呈現(xiàn)或已經(jīng)清除的命令立即反饋給MCU。MCU根據(jù)返回的刺激呈現(xiàn)狀態(tài)可以決定內(nèi)部定時器的開啟和停止，保證定時精確。

該系統(tǒng)基于以下原因保證了較高的計時精度：

（1）沒有使用多任務(wù)操作系統(tǒng)，不會出現(xiàn)任務(wù)調(diào)度導致的隨機誤差。程序使用C語言編寫，直接控制MCU的內(nèi)部定時器等設(shè)備，內(nèi)部定時器的定時分辨率小于0.1us，可以實現(xiàn)毫秒級的精確定時。多媒體數(shù)據(jù)按統(tǒng)一格式排放，并按地址順序存儲在固態(tài)存儲器中，刺激信息從讀取呈現(xiàn)的時間是一個常數(shù)。

（2）采用LED背光技術(shù)，可以突破因顯示器刷新率而導致的時間控制瓶頸。不同于CRT顯示器的射線循環(huán)掃描方式，TFT液晶是一種保持型顯示器件，通過透光的方式來顯示信息，所以如果LED背光關(guān)閉，人眼將無法看到在液晶屏上顯示的圖像。TFT液晶的上述特性為LED背光控制技術(shù)的應(yīng)用提供了可能。為了準確控制刺激的呈現(xiàn)時間，從圖l可以看到MCU直接控制LED背光的電路，而且在刺激呈現(xiàn)流程上可以如下安排：①關(guān)閉液晶的LED背光。②將要呈現(xiàn)的刺激顯示到液晶上（LED背光關(guān)閉，所以被試看不到刺激）。③打開LED背光（被試看到刺激），定時器開始計時。④計時結(jié)束，關(guān)閉LED背光。根據(jù)以上流程，刺激呈現(xiàn)的誤差只有定時器的定時誤差和LED背光的開關(guān)延遲，由于定時器的分辨率小于0.1us，LED的開關(guān)延遲只有20微秒，所以LED背光控制技術(shù)可以實現(xiàn)刺激呈現(xiàn)時間的真正的毫秒級精度。

（3）輸入設(shè)備選用微動按鍵，并連接到MCU的中斷功能管腳。按鍵采用分離設(shè)計，避免掃描、去抖導致的延時，當按鍵按下后可立即觸發(fā)中斷，并控制定時器的開啟或停止。而從中斷觸發(fā)到定時器開關(guān)只有幾個指令周期的時間，其數(shù)量級為微秒級。

該系統(tǒng)還有用于主試操控該系統(tǒng)的顯示屏模塊和PSI2鍵盤，實現(xiàn)良好的人機交互界面的同時，也保證主試與被試之間的隔離。此外系統(tǒng)還有USB接口，可以將實驗數(shù)據(jù)以存儲到U盤等存儲介質(zhì)上，便于后期處理。

4、實驗過程及分析

4.1 實驗設(shè)計

本實驗的目的在于測試新心理實驗系統(tǒng)呈現(xiàn)刺激的計時誤差和反應(yīng)鍵的計時誤差。

刺激呈現(xiàn)的計時誤差測量：（1）不使用LED背光，連續(xù)呈現(xiàn)多張不同顏色的純色圖片，設(shè)定每張圖片呈現(xiàn)時間為200ms。用AL250型邏輯分析儀連接到液晶驅(qū)動端口的數(shù)據(jù)管腳。當不同顏色圖片切換時液晶驅(qū)動管腳的數(shù)據(jù)會發(fā)生有規(guī)律的改變，由此可計算出刺激的呈現(xiàn)時間。（2）使用LED背光呈現(xiàn)刺激，用示波器測量LED背光開關(guān)控制信號波形。

被試反應(yīng)鍵的計時誤差測量：使用LED背光呈現(xiàn)刺激，屏幕前端放置高速光耦。光耦輸出端接反應(yīng)鍵的所連接的中斷引腳。這樣相當于刺激一旦呈現(xiàn)反應(yīng)鍵被立刻按下，理想反應(yīng)時間應(yīng)該接近于0。測試時使用微控制器內(nèi)部定時器。共測量100次。

4.2 結(jié)果與分析

4.2.1 刺激呈現(xiàn)計時誤差對比

PST公司曾經(jīng)在一臺PC上做過測試：在顯示器上連續(xù)呈現(xiàn)多張圖片（不采用E-Prime優(yōu)化計時誤差的技術(shù)），每張圖片呈現(xiàn)200ms（Schneider。Eschman，&Zuccolotto，2002）。測試結(jié)果如圖2所示：在兩次測試中都出現(xiàn)了峰值。最高達934ms。且峰值出現(xiàn)的時間是隨機的，另外每張圖片的呈現(xiàn)時間都高于設(shè)定值105ms以上，這是圖片從讀取到顯示所花費的準備時間。

該新系統(tǒng)測試結(jié)果（不用LED背光呈現(xiàn)刺激）如圖3所示，當程序設(shè)計呈現(xiàn)時間為200ms時，測試的結(jié)果為190ms～205ms。誤差產(chǎn)生的原因正是顯示器的刷新率導致的。測試所用顯示器刷新率為70Hz。刷新周期約為14.3ms。14個和15個刷新周期的時間分別約是191.3ms和205.0ms，測試結(jié)果也驗證了上文分析。

使用LED背光控制刺激呈現(xiàn)時間時，測試數(shù)據(jù)顯示誤差在微秒級別。圖像不再畫出。雖然刺激呈現(xiàn)時間精度很高，但LED背光開啟關(guān)斷會引起顯示器亮度的較大變化和刺激的不連續(xù)，可能不符合某些心理學實驗要求，可以采用多視場速視器的設(shè)計方法解決。

4.2.2 反應(yīng)鍵的計時誤差對比

經(jīng)測試。被試反應(yīng)鍵的計時誤差在41～47us之間，平均值是43.6us。而計算機系統(tǒng)由于硬件設(shè)備的多樣性，不同設(shè)備輸入延時不盡相同。E-Prime對特定型號的鍵盤鼠標和專用SRBox做了測試，平均延時鍵盤約是7ms，鼠標約是92ms。SRBox約為1.25ms。而SRBox反應(yīng)時間經(jīng)E-Prime優(yōu)化后減去了平均延時，最小誤差值甚至會出現(xiàn)負值（Schnei-der，Eschman，&Zuccolotto A，2002）。測試結(jié)果表明該系統(tǒng)反應(yīng)鍵延時遠低于計算機系統(tǒng)鼠標鍵盤的延時，且沒有多任務(wù)系統(tǒng)導致的隨機誤差。

篇（7）

考查的重點在于對化學實驗中一般事故的預防和處理、實驗原理的掌握、過程與設(shè)計能力。實驗細節(jié)和中間環(huán)節(jié)，命題的趨勢由設(shè)計實驗向評價實驗優(yōu)化實驗方向轉(zhuǎn)變，而一個完美的實驗必須保證實驗原理、操作程序和方法正確，也就是實驗方案的科學性。用藥及操作要注意安全，注意環(huán)境保護等問題，也就是實驗方案的安全性，更要滿足中學現(xiàn)有的實驗條件，也就是實驗方案的可行性，還要使裝置簡單、步驟少、藥品用量少、時間短，即實驗方案的簡約性。

高考中運用已有的化學實驗基礎(chǔ)知識和基本操作技能去設(shè)計實驗方案，是對知識的綜合運用能力和對知識遷移能力的很好的考查，并能實現(xiàn)對實驗題多方位多層面多角度的考核。結(jié)合多年教學經(jīng)驗，化學實驗設(shè)計題的解答應(yīng)從以下幾個方面入手：

一、明確目的

也就是審題要細，這是一切學習解題的關(guān)鍵步驟，明確命題的實驗目的要求，新命題中往往是沒有直接系統(tǒng)實踐過的，必須弄清題目有哪些新信息，從信息加工角度分析解答時，還要能夠敏捷地從題目中獲取信息，分析評價信息選擇調(diào)用已儲存的相關(guān)知識，通過類比，遷移分析從而明確實驗目的。

二、設(shè)計原理

通過對新信息的加工及知識的遷移明確指定的設(shè)計要求，從設(shè)計的要求選定實驗方法，這是從宏觀上對實驗的要求，因為實驗方法主要受制于實驗原理，并受實驗條件的制約，再就是實驗裝置和實驗操作設(shè)計，裝置和操作屬于實驗方案細節(jié)的設(shè)計，其重點在考查實驗技能。這就要求學生在日常學習過程中積累扎實的實驗知識、經(jīng)驗。

三、儀器、藥品的選擇

了解以上實驗要求后，根據(jù)實驗目的中設(shè)計的裝置和操作選擇合適的儀器和藥品，注意反應(yīng)物和生成物狀態(tài)以及能否腐蝕儀器，反應(yīng)是否需要加熱及溫度是否可控制等。

四、實驗步驟

實驗步驟的設(shè)計，力求合理、最簡，但細節(jié)不能忽略，通常要考慮以下細節(jié)：（1）氣體參與反應(yīng)的裝置氣密性的檢驗；（2）加熱操作先后順序的選擇；（3）有沒有必要設(shè)計冷凝回流裝置；（4）冷卻裝置的選擇；（5）實驗中有加熱操作的要防止倒吸，如氣體易溶于水的要防倒吸；（6）還有一些改進裝置作用的分析；（7）拆卸裝置時的順序要注意科學性和安全性。

五、現(xiàn)象及結(jié)論

篇（8）

中圖分類號：TF08 文獻標識碼：A

1 化驗室分類

現(xiàn)在的化驗室分類方法比較多，筆者將按照使用分析檢驗的方法闡述如下。第一類是化學分析檢驗室，第二類是儀器分析檢驗室。前者的特點是儀器設(shè)備簡單投資少，檢驗成本低，一般應(yīng)用在常量組分的分析實驗上，但是不能忽視的是容易造成環(huán)境污染。后者的特點是使用的分析儀器設(shè)備必須是大型的和復雜的，但是這種分析檢驗結(jié)果還是比價簡單的，而且靈敏度高。但是這個一般使用在資金雄厚的大中型礦業(yè)企業(yè)。

2 化驗室組織機構(gòu)

化驗室組織機構(gòu)的設(shè)置對于化驗室工作來說是很重要的。它在具體工作中享有獨立開展業(yè)務(wù)的權(quán)利，并且在組織機構(gòu)管理方面相對獨立性，堅持科學公正公平的態(tài)度完成每一項工作。具體架構(gòu)圖如圖1所示。這其中化驗室各個工作人員目標分工明確，并用科學化實現(xiàn)高效地工作任務(wù)。

3 化驗室設(shè)計方案

目前的化驗室設(shè)計一般地是有建筑本身設(shè)計，化驗室及設(shè)備設(shè)計兩大部分組成。這兩部分的組成是相輔相成的，它是集中了建筑功能和工程技術(shù)和建筑藝術(shù)的結(jié)合體。建筑設(shè)計的主要依據(jù)是有關(guān)部門對建筑任務(wù)的要求，包括了建筑面積，工程造價等。還要有城建部門同意的設(shè)計批文以及建筑單位根據(jù)有關(guān)批文向設(shè)計單位辦理的手續(xù)。設(shè)計人員要根據(jù)以上設(shè)計文件，進行必要的調(diào)查研究，分析處理材料進行綜合設(shè)計建筑圖紙等。化驗室及設(shè)備設(shè)計是要滿足操作人員即化驗員的實際方便操作，舒適度，面積等，還有化驗用的儀器等。下面筆者以某化驗室為例分別闡述這兩部分的設(shè)計工作。

3.1建筑本身設(shè)計。化驗室建筑本身是要滿足對建筑的實際要求，一般來說要單獨的建筑并采用東西側(cè)為走廊，不同功能的房間分布在南北兩側(cè)。主要包括取樣室，天平室，藥品儲備室，儀器室等。最主要的是對走廊的要求，單面走廊寬是1.5m，如果是雙面走廊凈寬就要到1.82m，走廊上面有通風管道的話應(yīng)保持在2.4-3.0m。而化驗室最好選在靠近煉鐵車間，分布如下：在一樓設(shè)取樣室，預處理室，天平室等，在二樓設(shè)更衣室，會議室，藥品儲備室等。

化驗樓選址應(yīng)該滿足建筑用地，實驗用地等的環(huán)境要求，其中基地要與那些易燃易爆的生產(chǎn)車間有段距離，保障安全性。還要遠離噪聲震動源，確保試驗的科學性。

另外對化驗室建筑模數(shù)的要求是4m，4.5m，7.2m等，化驗室的進度模數(shù)取決于實驗臺長度和布置形式。目前通用的進深模數(shù)有6m，6.7m等。

3.2化驗室及設(shè)備設(shè)計

首先是化驗室內(nèi)的最基本布置，包括洗滌池，通風處，帶試劑架的工作臺，存放儀器的櫥柜燈。化驗室尺寸設(shè)計。尺寸的大小主要取決于化驗工作的要求，并要考慮安全性和發(fā)展的整體需要。一般來說，化驗室的高度尺寸操作空間的高度不應(yīng)該小于2.5m，而專用工作空間應(yīng)該說在2.6-3m。

化驗室必備硬件要求要有電力采用三相電。通風設(shè)施也必不可少，尤其是操作間中的加熱酸溶過程必須在通風櫥中進行。另外，化驗室還要有下水設(shè)施。

化驗室的主要設(shè)備一般分為以下幾方面（表1）。

而試驗臺的設(shè)計布置一般有周邊式，兩邊式等，主要有臺面和臺下支座構(gòu)成。它的寬度為1.2-1.8m為宜，靠墻的試驗臺寬度0.75-0.9m，靠墻的儲物架寬度0.3-0.5m。而試驗臺的長度一般是寬度的1.5-3倍的樣子。在通道設(shè)置方面一般為1.5-2.1m。

在管線通道管線架方面要引出臺面供方面使用；藥品架的設(shè)置不宜很寬，要保持在能存放2個中型試劑瓶為準，寬度就是在200-300mm。另外在實驗臺下空間通常設(shè)有器皿柜，方便實驗用品的存放。

綜上所述，鋼鐵廠化驗室的建設(shè)和設(shè)計基本要求要準確，數(shù)據(jù)一定要可靠。化驗室的設(shè)計和建設(shè)筆者認為最好是有經(jīng)驗的公司進行前期設(shè)計策劃，還要在建設(shè)之前建立一套嚴格地管理制度。還要做好對化驗人員進行化驗知識的培訓，要求化驗人員嚴格按要求操作，同時做好抽檢檢查制度。總之在進入科技發(fā)展的今天，一些實驗室也要像安全、節(jié)能、環(huán)保、智能化方向發(fā)展，不斷順應(yīng)時代需求，滿足生產(chǎn)需要。

篇（9）

1 引言

為減少煙氣排放對大氣環(huán)境的污染，國家環(huán)保總局規(guī)定燃煤火力發(fā)電廠煙氣排放需配套建設(shè)脫硫設(shè)施，煙氣脫硫后的溫度，成分，運行工況均與脫硫前有很大區(qū)別。這種減排前提下，煙囪的設(shè)計選型和防腐處理也將有很大的變化。

脫硫后煙氣的腐蝕特點及機理

2.1煙氣溫度特點

目前國家煙氣脫硫工藝有濕法脫硫、干法脫硫、半干濕法脫硫、循環(huán)硫化床脫硫等多種脫硫工藝。其中石膏-石灰石濕法脫硫工藝因為技術(shù)成熟，脫硫效率高而被廣泛采用[1]。火電廠鍋爐直接排放到煙囪的高溫煙氣溫度一般為130oC~160oC，稱為“干煙囪”，煙氣經(jīng)過濕法脫硫吸收塔洗滌后一般溫度為40oC~50oC；而經(jīng)過煙氣加熱裝置（GGH）增溫后，煙氣可達70oC~80oC，稱為“濕煙囪”[2]。

2.2煙氣腐蝕特點及機理

對于“干煙囪”，由于內(nèi)壁處于干燥狀態(tài)，煙氣對煙囪內(nèi)壁材料不產(chǎn)生直接腐蝕。

對于“濕煙囪”，脫硫后的煙氣通常在50oC~80oC，煙氣在煙囪口排放時，易凝結(jié)在內(nèi)壁上，形成酸液，沿內(nèi)壁下流過，部分又被蒸發(fā)，造成內(nèi)壁凝結(jié)液中酸濃度逐漸增大，由于煙氣流動，腐蝕環(huán)境呈現(xiàn)為動態(tài)，腐蝕介質(zhì)隨時更新，對鋼，水泥等材料產(chǎn)生極為迅速的腐蝕破壞[1]。以鋼材為例，濕煙氣在40oC~80oC的溫度環(huán)境下其腐蝕速度比其它溫度下高出3~8倍[3]。

3 煙囪設(shè)計選型

3.1煙囪的結(jié)構(gòu)選型

由于傳統(tǒng)的單筒式煙囪不能確保內(nèi)襯和保溫層的致密，易產(chǎn)生裂縫和縫隙，脫硫后的煙氣在內(nèi)壁形成酸結(jié)露，沿著縫隙向鋼筋混凝土筒壁進行滲透，這種腐蝕很難被發(fā)現(xiàn)和檢測，對煙囪的安全運行是潛在的危險隱患。故脫硫后的煙氣，應(yīng)該按強腐蝕煙氣來考慮，“濕煙囪”宜選用多管式或套筒式[3]，即承重外筒與排煙筒分開，使外筒受力結(jié)構(gòu)不與強腐蝕性煙氣相接觸，排煙內(nèi)筒采用耐酸防腐措施，如圖1所示。

3.2內(nèi)筒防腐材料的選擇

煙囪通常設(shè)置脫硫旁路系統(tǒng)，存在脫硫系統(tǒng)運行，脫硫系統(tǒng)停運，短時鍋爐事故等幾種狀況，筒內(nèi)環(huán)境在干燥-潮濕-干燥狀況下交替變化，這與不設(shè)脫硫旁路系統(tǒng)，煙囪單工況運行有很大區(qū)別[3]。故煙囪防腐材料的選擇除考慮煙囪的主要運行工況外，還須考慮適應(yīng)其它運行工況，以及工況變化時溫度交替變化對防腐材料性能的影響。國內(nèi)電力行業(yè)常采用以下幾種防腐材料：

1.內(nèi)襯金屬合金薄板（鈦板）

合金薄板的厚度一般為1~1.2mm。采用爆炸復合、爆炸-軋制復合、直接軋制等工藝加工，將耐腐蝕效果極好的鈦、鎳金屬與鋼板結(jié)合成鈦、鎳-鋼復合板，該材料防腐效果及耐久性好，但焊接技術(shù)要求高，工程造價高。目前，國內(nèi)排放低溫脫硫煙氣（40oC~50oC）的鋼排煙筒采用金屬復合鈦板的工程實例有，華能玉環(huán)電廠4x1000MW煙囪、山西王曲2x600MW煙囪等。

2.VEGE鱗片復合材料（玻璃鱗片）

該復合材料在耐腐蝕性，抗?jié)B透性，耐溫（熱沖擊）性均有良好表現(xiàn)，且耐磨[4]。使用壽命一般在15年左右[5]，適用在煙氣溫度不大于200 oC的工作環(huán)境。多用于脫硫吸收塔，水平煙道，對于垂直排煙筒的工程實例僅限于鋼結(jié)構(gòu)排煙筒。

3.發(fā)泡玻璃磚

由無機材料硼硅玻璃經(jīng)發(fā)泡后形成，采用專用粘接劑粘貼在鋼質(zhì)排煙筒內(nèi)側(cè)。該材料具有輕質(zhì)，耐高溫，耐腐蝕，低導熱性等特點，形成隔離層密閉性能好，結(jié)構(gòu)安全性高，運行期間維護費用低。Henkel防腐玻璃磚，品質(zhì)好，造價高[3]，國內(nèi)也有多個發(fā)泡玻璃磚和粘接劑的品種。山西霍州電廠，江蘇利港電廠的煙囪均采用了此類防腐措施。

4.玻化陶瓷磚

長期抗酸，耐各種濃縮酸，包括氯化物在內(nèi)的各種廢氣冷凝液，對煙氣溫度變化適應(yīng)能力強，可適用于200oC~450oC溫度，以及干濕交替變化環(huán)境[3]。

該防腐材料可作為內(nèi)襯，粘貼于鋼排煙筒內(nèi)壁，也可直接作為煙囪內(nèi)套筒-排煙筒的砌筑主材，無需設(shè)置鋼筒，以降低煙囪造價。北侖電廠三期選用了此項防腐材料的措施。

5.BSJ-Y型整體耐酸澆注料

該澆注料耐酸、耐熱、重量輕、強度高，整體澆注可消除形成煙氣腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)、有效地提高防腐隔熱性能、抑制裂縫及其擴展。但該材料固化過程中存在很大的收縮，應(yīng)采用合理的施工方案，并設(shè)置防開裂的施工切縫及相應(yīng)的密封措施[2]。

4注意事項

煙囪的防腐材料多種多樣，但各有適用范圍，應(yīng)根據(jù)煙囪可能存在的運行工況，來選擇適用的防腐材料，并采用合理的施工方案。

例如，當介質(zhì)溫度高于100 oC時，不應(yīng)選用密實型水玻璃類防腐材料，其中耐酸膠泥就屬于這一類材料。電廠實際運行中，由于脫硫系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性等原因，會在脫硫和旁路系統(tǒng)兩種工況下切換，使得煙囪的使用環(huán)境在50oC 飽和稀硫酸環(huán)境和超過130 oC 旁路干燥煙氣環(huán)境之間變換，這就決定了：在目前國內(nèi)的脫硫裝置運行現(xiàn)狀下，煙囪并非單工況運行，煙囪內(nèi)防腐材料不能選用耐酸膠泥類材料[2]。

不僅如此，防腐材料市場魚龍混雜，以次充好的實例屢見不鮮，除選擇適用的產(chǎn)品同時，還需對產(chǎn)品質(zhì)量嚴格把關(guān)。

例如，美國Henkel防腐玻璃磚，造價高，考慮經(jīng)濟因素，電廠業(yè)主通常選用國產(chǎn)玻璃磚產(chǎn)品，但很多國產(chǎn)發(fā)泡玻璃磚的材質(zhì)和粘接劑不過關(guān)，貼牌生產(chǎn)情況很多，產(chǎn)品質(zhì)量難有保證，防腐的隱患不言而喻[2]。

因此，選擇防腐材料時，應(yīng)對產(chǎn)品做綜合全面的考察，不應(yīng)一味追求經(jīng)濟因素而忽視了產(chǎn)品質(zhì)量問題。

5工程實例

以某電廠2x600MW燃煤機組一座鋼內(nèi)筒直徑6m，高240m的套筒式煙囪為例，就筒內(nèi)襯采用復合鈦板，Henkel玻璃磚，玻化陶瓷磚，玻璃鱗片等4種防腐方案分別進行了技術(shù)性能和經(jīng)濟性的比較，如表1及圖2所示。

通過圖2可以看出，在其它構(gòu)件造價一定的情況下（如混凝土外筒，鋼內(nèi)筒，鋼梯平臺等），防腐方案的費用直接影響到煙囪的造價。鋼筒內(nèi)襯復合鈦板投資較高，其煙囪造價也明顯偏高，而筒內(nèi)襯玻化陶瓷磚費用最低，故煙囪造價也最低。結(jié)合表1和圖2，從安全可靠，經(jīng)濟適用的角度進行比較分析，可知：內(nèi)襯防腐采用玻化陶瓷磚的方案值得推薦，采用Henkel玻璃磚或玻璃鱗片，也是不錯的選擇；至于復合鈦板，盡管耐腐蝕效果好，但價格昂貴，投入成本較高。

值得一提的是，玻化陶瓷磚除可做鋼排煙筒內(nèi)襯之外，單獨砌筑形成內(nèi)筒，省去鋼排煙筒費用，降低煙囪造價。

篇（10）

金融工程專業(yè)學生主要學習經(jīng)濟學、金融學、金融工程和金融管理方面的基本理論和基礎(chǔ)知識，接受理財、投融資、以及風險管理方法與技能的基本訓練，具有設(shè)計、開發(fā)綜合運用各種金融工具創(chuàng)造性解決金融實務(wù)問題的基本能力，開展金融風險管理、公司理財、投資戰(zhàn)略策劃以及金融產(chǎn)品定價研究，能在跨國公司和金融機構(gòu)從事金融財務(wù)管理、金融分析和策劃。

一、金融工程專業(yè)實驗室建設(shè)背景

金融工程專業(yè)實驗室建設(shè)是保證實驗實習教學的最基本條件，實驗室建設(shè)跟不上去，加強實驗實習教學就無從談起。國務(wù)院《關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)技術(shù)教育的決定》明確指出：“高等學校要突出實踐性教學環(huán)節(jié)，加強技能訓練”。學校的實驗室工作必須以此為導向，大膽探索，努力實踐，創(chuàng)造性地走出一條結(jié)合自己學校實際、適應(yīng)新世紀要求、具有特色的實驗室建設(shè)之路。學校實驗室的建設(shè)與發(fā)展，反映了人們認識的發(fā)展。實驗室的建設(shè)既以學校總體發(fā)展規(guī)模為依據(jù)，又適應(yīng)培養(yǎng)當前經(jīng)濟社會發(fā)展需要的實用型人才的目標。不斷探索實驗室的建設(shè)，更好地服務(wù)于實驗實習教學，為社會培養(yǎng)輸送更多的復合型技能人才，是高等學校發(fā)展的重要職責。

二、金融工程專業(yè)實驗室建設(shè)方案設(shè)計基本思想

實驗室方案的設(shè)計，主要是為了高等學校金融工程的教學需求，并在一定的數(shù)據(jù)支持的基礎(chǔ)上，滿足金融工程、高級計量經(jīng)濟學、數(shù)學建模、金融衍生品定價與分析、外匯市場分析與檢驗、金融工程模型策略的構(gòu)建等實驗課程的教學需要。

在實驗室的軟件資源配置上，以數(shù)理金融和計量經(jīng)濟學分析等高端課程的教學開展為主要目標，用高度仿真模擬的撮合機制檢驗模型構(gòu)建的準確性并進行回驗修正，以股指期貨套利分析模型的分析和理論課程的分享，把學生的理論教學與實戰(zhàn)演練想結(jié)合，充分滿足教學、科研和培訓拓展的要求

三、金融工程專業(yè)實驗室建設(shè)方案設(shè)計

創(chuàng)新金融綜合實驗室的建設(shè)以與證券交易所的真實對接為主要的方式，連接貨幣市場、外匯市場、資本市場、商品市場和衍生品市場的實時信息，在資訊信息上，滿足全球市場的實時行情展示，提供全球的對比分析及數(shù)據(jù)處理；同時，利用國際知名的全球行情資訊展示及金融分析平臺，為金融創(chuàng)新產(chǎn)品的分析提供基本的支持。

（一）金融基礎(chǔ)實訓

基礎(chǔ)實訓作為實驗教學的主要任務(wù)和要求，以證券投資分析演練、業(yè)務(wù)實訓模擬、證券投資分析等模擬為基礎(chǔ)，通過與MINI 交易所的結(jié)合，嵌入高度仿真的撮合交易機制，滿足債券模擬投資實驗、股票模擬投資實驗、基金模擬投資實驗、權(quán)證模擬投資實驗、股指期貨模擬投資實驗、證券投資組合實驗、股指期貨套利分析實驗、《證券投資分析》、《證券投資理論與實務(wù)》、《風險管理》等多項實驗課程的開展。

（1）智能實驗室管理平臺。 配合中心實驗室的規(guī)模建設(shè)和實施，為實現(xiàn)專業(yè)實驗室的科學化、系統(tǒng)化管理和運作，提高實驗資源的有序管理和高效應(yīng)用，通過配置開放式、門戶式實驗管理平臺，有助于中心實現(xiàn)統(tǒng)一化的實驗軟件管理、硬件配置、課程安排、實驗監(jiān)控，是為實驗室量身定制的資源整合共享、實驗系統(tǒng)管理和風采特色展示的智能化管理系統(tǒng)。

（2）金融實時資訊和分析平臺。充分運用了全球領(lǐng)先的國際化投資分析理念和金融工程分析技術(shù)，為金融市場基金管理者、機構(gòu)投資者及研究者提供覆蓋全球六十多個國家的股票、債券、期貨、外匯、金融衍生品等上萬種金融產(chǎn)品行情、資訊、數(shù)據(jù)，全面掌握國內(nèi)外市場動態(tài)，培養(yǎng)學生金融投資嗅覺和資產(chǎn)系統(tǒng)化管理意識。同時，可根據(jù)證券行業(yè)投資重點關(guān)注資訊，結(jié)合智能多屏幕/大屏幕管理技術(shù)，實現(xiàn)特色化的金融信息創(chuàng)新集成展示，全面提升了專業(yè)實驗室建設(shè)的整體水平與現(xiàn)代科技性。

（3）金融商品投資模擬交易平臺。虛擬交易系統(tǒng)采取與證券行業(yè)真實交易規(guī)則一致的模塊設(shè)計，從下單的流程到交易的撮合機制，以及現(xiàn)金比例和持倉明細的限制，每一步都以真實的證券規(guī)則來要求和限制學生，使學生在實驗時能真正感受到與證券機構(gòu)相同的競爭和操作機制，從實驗過程的每個步驟都規(guī)范學生的操作，目的是為了培養(yǎng)基金經(jīng)理，而不是小的機構(gòu)投資者。

（二）銀行業(yè)務(wù)模擬模塊

根據(jù)傳統(tǒng)商業(yè)銀行各項業(yè)務(wù)系統(tǒng)，由整合的實訓系統(tǒng)平臺內(nèi)嵌：商業(yè)銀行綜合柜臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)、商業(yè)銀行國際結(jié)算業(yè)務(wù)系統(tǒng)、商業(yè)銀行經(jīng)營管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)、商業(yè)銀行信貸管理系統(tǒng)四大模擬實訓資源工具，全面模擬仿真了商業(yè)銀行所有傳統(tǒng)業(yè)務(wù)類型與流程，實現(xiàn)了實驗教學與真實工作內(nèi)容的無縫銜接。

（1）商業(yè)銀行綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)。為學習提供一個身臨其境的實際操作環(huán)境。系統(tǒng)充分考慮銀行業(yè)務(wù)操作的特點，貫徹銀行“以客戶為中心”的管理、賬戶管理的相關(guān)理念。通過系統(tǒng)操作，直接體驗如何掌握客戶的信息、如何實現(xiàn)客戶理財?shù)葮I(yè)務(wù)。

（2）經(jīng)營管理業(yè)務(wù)模擬教學系統(tǒng)。通過實際分析商業(yè)銀行的相關(guān)指標，配合相關(guān)數(shù)據(jù)，讓新員工了解到銀行的財務(wù)管理、資金管理和內(nèi)部管理等多方面的管理指標，以及這些指標在銀行是如何應(yīng)用，并可體驗銀行是如何從宏觀上了解市場以及如何分析內(nèi)部經(jīng)營。

（3）信貸管理業(yè)務(wù)模擬教學系統(tǒng)。系統(tǒng)是建立在銀行會計核算處理系統(tǒng)和柜員交易系統(tǒng)之上的后臺業(yè)務(wù)處理和管理系統(tǒng)。功能主要涉及四個方面：客戶信息管理、貸款全過程管理、貸款風險管理、報表查詢。系統(tǒng)不僅全面包括銀行現(xiàn)有的信貸業(yè)務(wù)，還可根據(jù)需求靈活增加信貸品種，同時對某些業(yè)務(wù)的處理能提供多種靈活的方式和個性化的服務(wù)。

對于專業(yè)的院校來說，金融基礎(chǔ)實訓只是實驗教學的簡單基本要求，從學科的建設(shè)和長期規(guī)劃來看，實驗室的建設(shè)必須把高端的數(shù)據(jù)分析、金融工程、量化投資等與真實的金融業(yè)界機構(gòu)相結(jié)合的案例包含進來，便于實驗室的拓展和層次的提高，為學院的研究生和老師的課題研究和學術(shù)成果的研究提供了基礎(chǔ)。