序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的新型化學材料論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。

第1篇

學生也可通過課外時間自選課題、自行設計，將試驗過的實驗內容帶入選修課堂進行演示，供大家討論，一起分享。從被動到主動，充分發揮學生的主體作用，提高實踐能力和創新意識。對學生科學方法的形成和實驗技能與科學素養的提高是一種很好的鍛煉。抓住時機，在不同學習環節設置不同學習內容，逐步培養探究性教學能力(1)大一新生在完成高中到大學的銜接與過渡中適時增加探究性實驗教學。大學化學實驗教學與中學化學實驗教學相比，無論是教學目標、知識難度、學習方式，還是實驗操作技能、思維能力、創新意識、科學品質等方面都有了質的飛躍。大學教師要了解學生在中學階段的學習過程，增加與中學聯系緊密的探究性實驗(高校稱之為設計性實驗)，幫助大一新生順利完成高中與大學的銜接和過渡。例如:針對課本內容“CuO是堿性氧化物，加熱時易被H2、C、CO、NH3等還原為銅:3CuO+2NH3==3Cu+3H2O+N2”，即可要求設計成探究性實驗并驗證。在此基礎上，再設計探究復雜實驗，如堿式碳酸銅的制備，需要學生自行列出儀器、藥品、材料清單，配制反應物溶液，探究反應物的合理比例并確定制備反應的濃度和溫度條件，分析生成物顏色、狀態等，強調實驗過程中的變量控制，除了定性實驗外還要求定量實驗———計算產率。整個實驗過程上升到新的高度，培養了學生獨立設計實驗、科學研究能力，順利完成過渡，有質的飛躍。(2)教學實習理論結合實際、學以致用。在大學期間，師范生的學習與實習應有更緊密的結合，讓學生在學習理論的同時，隨時聯系實際教學，不斷練兵，學以致用。要熟悉《普通高等學校招生全國統一考試大綱》對化學實驗與探究能力的要求，熟悉中學化學教材，熟練掌握教科書中的探究性實驗，并反復訓練實驗教學能力。在教育實習期間，教學法實驗室全天開放，有針對性地指導實習生提升探究性實驗教學的能力。(3)畢業設計全面提升科研創新能力。畢業設計對于大學生科研創新能力的提高，不可小覷。論文寫作是訓練學生獨立進行科學研究的過程，論文選題、查閱文獻、收集資料、整理資料、利用資料;設計實驗，獨立思考分析問題、解決問題;驗證實驗;得出結論;論文匯報等環節，是訓練學生進行科學研究的基本程序和方法。通過幾個月時間，成百上千次實驗，不斷發現問題與解決問題。實驗能力得到提高，創新能力得到加強，綜合素質得到提升。在畢業設計中，也可以讓學生盡早介入教師的相關科研課題組，延長畢業設計時間，增強科研創新的可能性，也可以注重引導學生關注中學化學探究性實驗教學，對此進行全面深入地研究，深化對中學化學探究性實驗教學的理解與認識。(4)教學做合一實現本科生的卓越成長。陶行知認為教學做是一件事，不是三件事。我們要在做上教，在做上學。為了加強探究性實驗教學能力，高師院校可以按照“精英化”和“個性化”模式，吸引優秀學生積極參與社會服務，承擔中學生奧賽的實驗培訓工作，指導中學生科技創新活動。這些實踐活動，既可以提升學生“我為人人”的社會服務意識，又能讓他們享受到“人人為我”的社會回報，切實提高探究性實驗教學能力。多途徑進行探究性實驗，練好扎實基本功(1)開放性實驗積極開展實驗室開放工作，根據實驗室自身條件設計一定數量、切實可行、具有創新意義的命題實驗項目供學生選擇;學生也可自帶實驗課題，并提出申請，由實驗室安排指導教師，設計好具體的實驗方案，經批準立項后開展實驗。開放實驗納入學生實踐教學環節，鼓勵學生利用課余時間參加實驗室開放活動。甚至可以選拔一些思想覺悟高、能力強的本科生參與開放性實驗室的管理。在開放性實驗過程中學生居于主體地位，教師起輔助作用，指導學生自主學習，全方位進行探究性實驗訓練。我校化學基礎實驗室開放“二氧化碳相對分子質量的測定”、“茶葉中一些元素的分離與鑒定”等實驗讓學生體驗科學研究的過程，了解科學研究的方法;“納米氧化鋅的制備與研究”讓學生體會典型綠色化工工藝;“淮北地區生活用水水質分析”讓學生從化學的角度，就生活飲用水與健康方面開展一些基礎性研究。(2)開展項目研究鼓勵學生通過探究性實驗開展項目研究，培養創新意識和實踐能力。我校化學材料與科學學院開展“不同環境室內空氣中甲醛的測定”項目研究，提高人們環境保護和自身健康保護的意識。(3)開設課外實驗學生通過課外時間自選探究性實驗課題、自行設計與試驗，其課外實驗內容可以在討論課上演示。(4)開展創新實驗競賽通過豐富多彩的創新實驗競賽、科技活動實驗和科技創新展示會等形式，充分調動學生進行探究性實驗教學的積極性，提高學生的創新力和創造力。我國是果蔬生產大國，我校化學與材料科學學院學生針對我國果蔬每年腐爛損失率高達25%～30%的現狀，開展“殼聚糖及其衍生物涂膜對果蔬的保鮮性能研究”，通過制備不同的殼聚糖生物保鮮膜，并將其應用于果蔬的保鮮中，達到創新訓練的目的。

加強化學教育專業學生探究性實驗教學能力培養的意義與作用

培養優秀的中學化學教師高等師范院校是培養高素質中學教師的主渠道。而依據新課改，有針對性地加強高師院校化學教育專業學生的探究性實驗教學能力的培養，必然有助于他們掌握新的教育理念，形成新的人才觀、質量觀、課程觀，處理好傳授知識與培養能力的關系，積極有效地引導學生獨立自主地質疑、調查、探究，主動而富有個性地學習。而在教學過程中，他們也能夠更好地與學生積極互動、共同發展，真正成長為優秀的中學化學教師。促成高師學生創新精神、實踐能力的提升教育部“新世紀教改工程”明確指出，教育要注重學生綜合素質提高，培養學生的創新意識和實踐能力。在高師化學教育專業中，實驗課占有非常重要的地位，有的課程實驗學時占總學時的60%～70%［5］。探究性實驗把教師的講授轉化成了精心引導，把學生的被動接受轉化成主動地探究，把學生的學習過程轉化成發現認識過程，促進了學生的動腦思維、動口表達、動手實驗、動眼觀察［6］，達到對理論知識的深入理解、認識和融會貫通。促成高師學生創新精神、實踐能力的提升。有效解決中學化學探究性實驗教學的問題創新型人才的培養，依賴于高質量的基礎教育;高質量的基礎教育重點在素質教育的實施;實施素質教育，關鍵在于教師的素質。“師范院校和其他承擔基礎教育師資培養和培訓任務的高等學校和培訓機構應根據基礎教育課程改革的目標與內容，調整培養目標、專業設置、課程結構，改革教學方法”［7］。現在的大學生是新課程標準的受益者，他們在實踐中學習，在學習中實踐。他們作為學生改變了學習方式，將來作為教師也會改變教學方式，并在教與學的過程中不斷進步。重視對高師院校化學教育專業學生的探究性實驗教學能力的培養，必然重視技能與能力的培養、方法的訓練、情感與態度的養成教育等。擁有新的教學理念和教學能力的創新型化學教師隊伍的建立，正有賴于此。也只有加強創新型教師的培養，才能有效解決中學化學探究性實驗教學中面臨的諸多問題。

結束語

第2篇

關鍵詞 集水技術；農林業；現狀；問題；應用前景；干旱半干旱地區

中圖分類號 S725 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）01-0196-02

集水技術是指通過整地措施或雨水徑流調控，截留聚集地表徑流或匯集有效降水入滲到植物根部，把雨水徑流轉化為土壤水，改善土壤的水分狀況，使局部地面土壤水分富集，供植物生長利用[1]。在干旱半干旱地區，地表水主要來源于外來河流、干旱土地的徑流溪和偶然的降雨。其中只有1/3的干旱地區會出現徑流和渠流[2]，由于區域缺水，嚴重影響當地農作物的正常生長，因此提高雨水與地表徑流的利用率才能有效解決干旱地區缺水問題。

集水技術具有3個共同的特征：一是由于干旱半干旱地區缺少地表水，集水技術的水資源主要來源于雨水[2]；二是集水技術主要用于農業與林業，以提高糧食產量與樹木成活率為主[3]；三是由于蓄水容積、集水區面積和投資上的規模都比較小，集水技術特別適合一些貧困地區使用[4]。

1 集水技術的發展歷程和國內外應用現狀

4 000多年之前，以色列的納巴特人對崗坡上的雜物進行清理，增加了徑流，同時用石頭筑成了石壩，使徑流匯集到了地勢較低的地塊，使原本降雨量少的地區的農作物也能像其他正常地區的一樣生長，創造了集水措施的歷史[5-7]。

隨著社會的不斷進步和科學技術的不斷發展，如今的很多處于干旱或半干旱地區的國家都在實行集水技術，建立了微型和較大規模的集水蓄水系統，為人類、牲畜的生活及農作物的生產提供便利。例如在非洲撒哈拉沙漠東南部的一些城市，他們使用蓄水池集聚收集徑流，并對其進行有效利用[6]。科學家發明了“沙溝集雨法”，即在栽植農作物的地塊，每間隔一段距離開挖一個長、寬、深分別為5、1、0.8 m的深溝，再將具有很強滲透力的沙子和礫石填滿深溝或略低于四周，如此便可以有效對雨水進行蓄積，農作物也可以很好地利用，使土壤中的水分含量增大，同時也增加了水分到達土壤的深度[8]。例如，在巴基斯坦，人們利用兩邊各1 m的斜坡進行微白金合歡的種植，利用的就是斜坡集流原理[9]。在庫布齊沙漠人們分別采用生物、物理技術提高霧水、露水利用效率，來提高土壤含水率[10]。國外學者除了研究自然坡面的集水技術之外，還利用各種化學措施來減少坡面的水分滲入，如在伊朗，人們利用瀝青的防水作用，減少坡面水分的滲入，使大量的水分集中流入栽有刺槐和圓葉白蠟的梯田中，對樹木的生長具有極大的促進作用[11]。用鈉鹽噴涂土壤表面匯集降水并結合滴管種植農作物，效果良好[12]。

在我國，集水技術在黃土高原應用最為廣泛，其中比較成熟的集水技術主要有2種，一種是在田間建造微型的集水面或者是對耕作的措施進行改進，使大量的降水和徑流能夠有效儲存在土壤中，使雨水一到達地面就能被攔截并入滲到土壤中去；另一種就是利用人工修建的集水面或是自然的集水面，將雨水或地表徑流收集起來，并將收集起來的雨水和徑流貯存起來以供需要時進行灌溉和飲用。在我國云南干熱河谷地區利用“截流竹節滲溝”技術來提高土壤濕潤期[13]。同時，通過整地技術來提高雨水的利用率，在國內也得到了廣泛的應用，其中包括反坡梯田、隔坡梯田、魚鱗坑、水平溝、帶子田、V型集水坑等整地技術[14]。我國北方通過采用“地膜集水技術”提高旱生玉米的產量[15]。同時，我國學者在集水技術方面做了大量的研究，同樣也取得了大量的顯著的效果，例如新疆林業科學院利用集水技術，使降水量嚴重不足的準噶爾盆地莫索灣有降雨或是有積雪融化的水僅在3 mm時都能夠形成微域徑流。王斌瑞在年降水量不足400 mm的半干旱地區，通過采用徑流集水措施，改善樹木土壤水分，使當地每年的土壤含水量大于1 000 mm，有效促進了當地林木的生長，在抗旱造林方面有了突破性的進展。

2 集水技術主要的研究內容

2.1 集水區

集水區是整個集水技術中的最重要的區域，是直接收集徑流和雨水的區域，集水技術的好壞直接由集水區來體現。集雨面一般設置在坡面上，但是由于技術的創新，現在的集水區可以設置在屋頂、硬化路面、塑料大棚等處[16]。

2.1.1 集水區尺寸的確定。設計中首先要考慮的因素就是尺寸的選擇，此方面的研究比較廣泛，大致可以分為3種方法，一是根據集水區和蓄水池的比例，該比例一般在1∶（1～6），比例過小將導致土壤深層滲漏，造成水資源浪費；比例過大雨水會溢出蓄水池，致使植物滯留在水中的時間太長而出現缺氧等問題[17]。二是根據作物的需水量，在氣候因素相對穩定的特定地區，在同一坡面上，一般集水面積越大，集水量也越多，例如對于樹木來說，在不同的生長階段需水量不同，要保持在一定的范圍之內，這就要求集水區的面積不能過大也不能過小，應該有一個適宜的值[18]。三是根據當地的降雨量，降雨量較小的地區，就要加大集水面的規格，其規格越大，形成的徑流在地面上的流動距離越長，越容易入滲到集水面土壤中。因此，在選擇集水面尺寸時，必須根據地理情況、降雨量、供給的植物等綜合考慮，選擇適中的值[19]。

2.1.2 防滲措施的選擇。集水區表層一般可分為不透水的天然地表層和容易透水的土壤表層。如果存在不容易透水的地表層，如巖石露頭表層，一般在露頭的下坡處直接設立蓄水池，并在一些大的裂縫上澆筑水泥、瀝青即可[20]。防滲措施的研究主要集中在以一般土壤表層為集水區的情形。目前進行的處理措施包括以下方面：一是地表物理處理。對集水區表面進行壓實、平整直至光滑是最常見、最簡單的方法，尤其是在壤土或黏壤土上。此種方法在澳大利亞已有實際的應用[21]。而在我國黃土高原試驗點上也證明了此種方法有一定效果[9]，但是集水效率不高，耐久性比較差。同時，需要大量時間和勞力來整平地表，使此種方法不能廣泛應用。用覆蓋的方法來處理集水區地表的研究也很多，例如塑料薄膜、防腐金屬板、異丁橡膠或玻璃纖維、用草纖維或聚丙烯編制草席[22]、礫石蓋塑料襯板、水泥或混凝土等均已被研究用于集水區覆蓋物。雖然這些材料能夠防止一定的水分蒸發，但是受到成本和生物的干擾。而且塑料薄膜等一些軟質材料壽命比較短，風化后容易對環境造成污染[23]。二是地表化學處理。地表化學處理就是利用化學材料來處理地表使土壤對水具有排斥作用，加大集水區收集的徑流量。目前很多國家都在使用此種方法。現在常用的化學材料主要有瀝青、石蠟、鈉鹽、硅酮、有機硅、土壤穩定劑和防蝕劑等。其中，應用最多的主要是鈉鹽，由于其具有可以使土壤中的黏粒分散、減少空隙、降低滲漏、有效抑制雜草生長等特點而備受關注。石蠟、瀝青以及硅酮等可直接阻塞土壤孔隙，降低入滲，目前在澳大利亞等國均已被應用[24]。瀝青中加入土壤穩定劑和防蝕劑可以減輕瀝青對土壤水分的剝蝕作用，可加強土壤的穩定性，防止土壤侵蝕。同時一些高效、無污染、價格低廉的高分子化合物，例如有機硅，在我國黃土高原地區應用比較廣泛，適合在全國推廣使用[12]。吳普特在對人工匯集雨水利用技術研究時，對幾種新型集水材料進行了試驗，發現集水效果較好的是HRC土壤固化劑和瀝青玻璃絲油氈[25]。使用化學藥品作為防滲材料是一種很有前途的措施，現在黏土、水泥混合防滲也一直是廣大學者關注的熱點。

2.2 輸水方式

集水區和蓄水設備之間要進行很好地連接，以便對其進行利用。輸水管道的材料選擇一般需要考慮永久性，鋼管、塑料管、鋼筋混凝土管等都是常用的材料。渠道由于自身條件一般設置在地面上，因此防止滲漏、防止蒸發、防止雜物堵塞為主要的考慮對象[26]。

2.3 蓄水設施

2.3.1 蓄水設施的分類。根據國外學者對于蓄水設施的研究，可以將蓄水設施分為兩大類：一是入滲池。從集水區收集徑流匯集到入滲池貯存于根系區土壤中供植物吸收利用。在入滲池中可以栽植1株樹或一年生作物。此種技術在非洲撒哈拉沙漠得以廣泛的應用，有較高的利用率，單位面積的作物產量較高，但單位總面積的產量比較低。二是蓄水池，從集水區收集的雨水，一部分用于灌溉，剩余的雨水引入地面蓄水池，等到缺水時期使用或用于家畜飲用等，此種方式十分普遍。但是無論采用哪種蓄水設備，防滲密封都是必不可少的，一般用于集水區防滲的方法都適用蓄水設施[27]。

2.3.2 抑制水分蒸發。蓄水設備的蒸發問題是很嚴重的，抑制蒸發就等于增加供水量，此問題受到廣大學者的重視。抑制蒸發一般包括2種：水面蒸發與土面蒸發。抑制水面蒸發常用的方法是在水面添加覆蓋物，對于蒸發量小的地區可簡單覆蓋秸稈等覆蓋物，對于蒸發量大的地區，可直接覆蓋或采用自動擴散在水面上以形成密封層的化學制劑，減少發生氣化現象的固態板等。目前使用化學制劑和石蠟、聚苯乙烯、輕質水泥；制成的板或連在一起的漂浮筏已開始使用，在減少蒸發方面逐漸取得了很好的效果。在西南非洲采用填沙和礫石的辦法用于減少蒸發也取得了良好的效果[6]。在干旱半干旱地區，1/4～1/2的水分是在土壤表面蒸發掉的[8]。在土壤表面布設不透水的擋水布或抑制蒸發的覆蓋物是常用方法。一般用于此方面的材料是由少孔物質構成，如石油、瀝青、膠乳、塑料薄膜等。或者1層5～25 mm厚的多孔物質，如植物殘體（秸稈、樹皮、鋸末等）以及煤渣、砂或礫石組成的覆蓋層，都不同程度地起到控制土面蒸發的作用。

3 集水技術的問題

盡管集水技術經過多年的研究有了一定的發展，也取得了一些效果，基本趨于成熟，但在實際應用中仍存在較多局限，主要表現在：一是集水技術關鍵在于有效攔截雨水。集水技術的水資源主要來源于雨水，其受當地年降雨量和旱季持續時間的制約，在遇到年降雨量很低的干旱地區，此種措施就難以取得成效，因此對旱、濕季雨量鮮明的干旱地區，有效攔截雨水就成為關鍵措施。二是防滲材料及其造制著集水技術的廣泛應用。由于大部分防滲材料的耐久性都很差，除了需要按時保養，還需經常更新。材料價格越低的，壽命越短。另外，某些防滲材料尤其是化學制劑，還會對環境產生不同程度的污染，因而在使用時同樣受到限制。三是年降雨量不均勻地區雨水的分配處理問題。對于樹木等需水量比較大的植物，需要防止其長時間處于積水和缺水的狀態，合理灌溉或防止水分深層滲漏，就需要有與之配套的雨水調配工程。因此，在很多經濟比較落后的國家和地區，部分季節性干旱地區集水技術都被限制使用。四是先進的集水技術未能得到廣泛推廣和應用。部分科學技術含量高的集水技術由于投入資本較大、結構復雜、不易被廣大人民接受等，尚未得到大面積推廣和應用。

4 集水技術的研究方向與應用前景

從目前的應用情況來看，雖然集水技術的研究發展接近成熟，但是仍然需要繼續完善，一是對集水技術方法進行長期的實踐和研究，要針對不同類型區域進行較大面積的農田試驗，以了解各種集水措施在不同經濟條件下的效率與生命力，尤其是要針對經濟不發達國家和地區的自然條件進行深入的可行性評價，才能對其潛力做出評價。二是當每年的雨季收集大量的雨水入滲到土壤層內，并進行一年生的淺根性植物與多年生的深根性植物混植，既可大幅度增加糧食產量，又可有效地利用土壤水分。三是研究造價低廉且技術完善的集水系統，即建造與集水區配套的蓄水設施，再利用各種管渠將水引入用水點的工程，建立一個集水+蓄水+灌溉三位一體化的集水系統是今后的又一主要研究方向之一，尤其是干旱比較嚴重、經濟比較落后的地區。

盡管集水技術在各個組成部分還存在一些需要進一步改進的問題，但是集水技術在干旱半干旱地區已經取得了顯著的成效。隨著世界科學的發展，此種集水技術會有更廣闊的應用前景，值得一提的是我國已經成功地將集水技術應用到林業的生產中去，并獲得了良好的收益，為我國干旱半干旱地區農業和林業的生產提供了一條新的路徑。

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