化学洗涤的具体操作方法范例(3篇)
化学洗涤的具体操作方法范文
通过优化洗碗机的洗涤水循环系统,不管使用什么类型的电机,都可从根本上减少能量消耗,降低噪音。因此,不升级电机,通过改进水力效率就能实现节能,同时还能提高洗涤效果等。
【关键词】洗碗机;水流系统;效率
引言
随着国家经济快速发展,人民生活水平的不断提高和消费观念的改变,将会有越来越多洗碗机的进入百姓家,也终究成为家用电器时代新宠。如何能做少耗水、少耗电,又能得到很好的洗净,是消费者一直关注的。也是我们设计工作者所面临的问题。
1洗碗机的原理
一个洗涤循环中,清洁餐具分几个不同阶段:预洗、主洗、漂洗等。在这些过程中都可能包括进水、洗涤、加热、排水等二到三个或全部步骤。随着溶有洗涤剂的热水逐渐将餐具浸泡变湿,餐具、食物残渣的温度逐渐升高为与热水的温度一样高,食物油污吸水变饱和,膨胀,最终变松,在喷臂上喷出的高压水很容易将这些变松的食物油污残渣冲洗干净。
图1
在洗涤循环的阶段,餐具上的食物油垢从餐具上冲洗掉溶入或悬浮在水中。水经过多次循环之后,这些溶有油污的水在水循环的后面阶段通过过滤系统过滤后再排出。几次洗涤循环后,达到洗净餐具的目的。
但是从过滤洗涤水到排水这个过程中,有二个技术问题存在:
(1)过滤洗涤水从技术的角度来看,它能在洗涤循环的前期阶段排出溶解或悬浮在水中的更多的食物油污。过滤洗涤水是一种不用增加更多的水并能提高洗涤效果的有效并且节能的方法。缺点就是过滤系统可能会被堵塞,尤其是在洗涤循环的早期阶段,这时油污是最多的。水的流量越大,越难保证过滤系统不被堵塞。为了保持过滤系统干净,转移一些水用于清洗过滤器。然而,转移过去的用于清洗过滤器的水不能用来清洗餐具,这样增加了通过过滤系统的总的水流量。
(2)残留水在排水的最后阶段,。排水泵无法将其里面的水全部排掉,总剩有一些水停留在水杯的底部和在内胆、餐具的表面。这些未排干净的停留在水杯底部和洗碗机内胆表面的残留水可能再洗涤过程中对餐具造成二次污染、虽然可以增加进水次数和每次进水量抵抗残留水造成的二次污染,但是这种方法大大地增加了水和电的消耗。
图2交替洗喷臂系统曲线图(修改前)
图3交替洗喷臂系统曲线图(修改后)
2洗碗机洗涤系统的不同种类介绍
从1929年米勒(Miele)公司制造出了欧洲第一台电动家用洗碗机以来,洗碗机曾经开发出各种各样的洗涤系统,但是从目前看来,以下2种类型的洗涤系统是最成功的:(1)上下喷臂同时洗的洗涤系统;(2)上下喷臂交替洗的洗涤系统。
2.1上下喷臂同时洗洗涤系统
这种类型的洗涤系统在洗涤循环时,两个喷臂同时运行。这种系统是二种洗涤系统中最费水和最费电的。通常,洗涤泵安装在洗碗机内胆的下面(参看图1),它的出水口垂直地沿着洗碗机内胆的中心线(洗碗机内胆和碗篮没有画出来)。下喷臂位于下碗篮的下方,用一个短而直的水管连接水泵出水口和下喷臂的进水口。这样的下喷臂能最大幅度地喷射到下碗篮,同时从水泵出来的水进入下喷臂只有最小的水能损失。从水泵出水口处分出一条水管,用于供应上喷臂的用水。
这种系统相对来讲是比较简单的,因为不需要控制系统用于转换上喷臂和下喷臂的用水。但是,这种系统是三个水循环系统中消耗水能最多的,同时也是要求电机功率最大的,这样在水循环过程中消耗最多的能量。同时,因为该系统的流量相对也是很高的,所以在水循环的早期保持过滤器不堵塞也是比较困难的。乍一看,该洗涤循环系统相比交替洗循环系统用的时间更短,然而实际上,这些减少的时间远不足以抵消增加的能耗。
2.2交替洗循环系统
这种交替洗循环系统与同时洗循环系统非常相似。不同的是在水泵的出水口处有一个电动装置将水流方向在上喷臂和下喷臂之间转换。
该系统有几个优点,它在二个洗涤循环系统中耗能是最少的。此外,过滤系统只需要处理相比同时洗循环系统或塔式循环系统一半的水流量,所以比较容易保持过滤器不被堵塞。最后,同时洗和交替洗循环系统喷孔喷出的水都能很好地辐射到上下碗篮,。这样就减少了噪音,更好的洗涤效果。
有一点值得注意,在将餐碟、食物油污浸泡变湿和将这些餐碟,食物油污温度升高的过程中,喷孔喷出的高压水所起的作用并不大。随着洗涤的继续,从其他餐具或洗碗机内胆上反溅回来的水与直接从喷臂喷出的高压水在浸泡餐具和将餐具温度升高方面所起的作用几乎是一样的。高速高压水的主要好处在于冲洗掉最后的那点残渣。正因为如此,一次运行一个喷臂基本上不会影响整体的洗涤效果。事实上,交替洗喷臂系统的洗涤效果跟同时洗喷臂系统的洗涤效果很快就一样了。因此,一个设计优良的交替洗喷臂系统的洗涤时间不会比两个喷臂同时洗的系统长很多。
3交替洗洗涤系统效率提升
3.1重要的水力特性分析
为了理解一个洗涤系统消耗的总的水能___用于洗涤餐具的总的水能,洗涤系统操作点与泵最节能的点的接近程度,找出减少能量浪费的一些因素,需要研究一下系统扬程,系统功率和泵的扬程曲线。
3.1.1系统扬程
得到洗涤系统扬程曲线,与泵的扬程曲线和效率曲线相交,就可以了解很多洗涤系统的工作情况。
对于交替洗洗涤系统,处理两个喷臂洗涤方式的方法—上下喷臂独立地工作。在检测上喷臂的洗涤方式之前(参看图1),先做一些简单的假设,这样能使等式更简单好处理。上喷臂系统的进水管,水管的弯曲部分,上喷臂紧固件,三者的内径D2都是一样的。正常工作时不同流速的摩擦系数为一个常数。同样地,为了能大概地分析,将喷臂上所有的小孔看成大小为喷臂上所有小孔加起来的一个大孔。
尽管一个真正的有很多小孔的喷臂比简化了的只有一个大孔的喷臂水能损失更多,但是这点误差相对来讲是比较小的,这样的假设有助于让公式变得不那么复杂。
上喷臂系统扬程的一般公式为:
式中:hSU—上喷臂系统扬;γ—水的密度
因为水杯表面的压力和上喷臂喷水口(3U的位置)的压力都是大气压,所以P3U–P1=0,同样可以假设水杯表面的水的速度为足够地小,从而可以忽略不计。因此,V1=0。将这些因素考虑进去,上喷臂系统扬程公式如下:
式中:hLU—上喷臂系统的扬程损失
分析一下影响上喷臂系统的扬程损失,hLU的因素:
因为上喷臂水管的内径D2U,紧固件的内径都是一样的,平均速度V2U每处都是一样的。此外,沿着内表面的每处的摩擦系数f,都是一样的。将这些因素考虑在内,公式3可以简化为:
将公式4代入公式2,结果如下:
注意到,对于一个圆形的水管,Q为流量,有如下的公式
将公式6代入公式3,在简化一下系统扬程公式3,得到如下的上喷臂系统扬程公式:
如预期的,从公式7中可以看出,系统的扬程与流量的平方成正比,与相应喷孔直径的4次方成反比D3U4。公式7同样显示出选择水管的直径D2U的重要性,因为所有的局部损失系数都要除以内径的四次方,Zu为上喷臂系统的高度差z3U–z1。
推算下喷臂系统的扬程公式的方法与推算上喷臂系统的扬程公式的方法是一样的,所以下喷臂系统扬程公式如下:
上喷臂系统的扬程与下喷臂系统的扬程的差别仅仅在于喷孔的直径,水管的内径,局部损失系数的总和与水管总长度的差别。
3.1.2洗涤功率
洗涤功率定义为从喷臂喷出的水的水能。洗涤力与水流量和喷孔的内径有关。如果没有局部损失的话——摩擦系数为零,系统的高度差也为零。则洗涤功率与输入功率相同。
喷嘴处的水功率就是喷嘴喷水处的水压hdis,乘以水流量,因此上喷臂系统的洗涤功率公式(9):
(9)
注意,对于经过压力容器内圆形孔的水流量为:
(10)
等式(10)可以化为等式(11):
(11)
将等式(11)代入等式(9)得到上喷臂系统的变量为流量和孔内径的洗涤功率公式;
(12)
下喷臂系统的洗涤功率公式同理如下:
(13)
3.1.3输入水能
泵给洗涤系统的输入功率为PI,与洗涤功率的公式一样,为水流量乘以水压再乘以水的密度,其中水压为系统扬程,所以上喷臂系统的输入功率如下:
(14)
将hsu的公式(7)和公式(a)代入公式(14)即得到如下的上喷臂系统的输入功率公式(15),
(15)
下喷臂系统的输入功率公式同理如下:
(16)
3.1.4洗涤系统的效率
洗涤系统的效率定义为洗涤系统的洗涤功率PW除以系统的输入功率PI.洗涤系统的效率表示泵传递给系统的水能转化为喷嘴处水的功率的情况。它与泵或电机的效率无关。任何电机或泵都将因为洗涤系统效率的提高而减少泵需要的轴功率和电机的电功率。因此,上喷臂洗涤系统的效率为:
(17)
下喷臂洗涤系统的效率为:
(18)
3.2简化了的洗涤系统分析举例
为了显示水能特征值的变化对降低能耗和提升洗涤效果的影响,分析一下一个简化了的交替洗洗涤系统水能特征值改变前后的情况。
看图1的简化了的洗涤系统,下面数值为选的假设系统的数值。
表1修改前上喷臂特征参数
D2UD3UL1U损失系数
(mm)(mm)(mm)K1UK2UK3UK4UK5U
16.5117.09939.80.50.50.50.50.8
表2修改前下喷臂特征参数
D2LD3LL1L损失系数
(mm)(mm)(mm)K1LK2L
15.2417.09152.40.10.8
系统的特征值作一些改变,再评估特征值改变前后洗涤性能的变化情况,改变了的数字为表3中D2U、D3U项和表4中D3L项对应的数字。
表3修改后上喷臂特征参数
D2UD3UL1U损失系数
(mm)(mm)(mm)K1UK2UK3UK4UK5U
18.2913.71939.80.50.50.50.50.8
表4修改后下喷臂特征参数
D2LD3LL1L损失系数
(mm)(mm)(mm)K1LK2L
15.2412.93152.40.10.8
数值改变前后的上下喷臂系统扬程曲线与洗涤泵的扬程曲线/泵流量曲线和效率曲线相交叉,从曲线图可以看出上下喷臂系统的操作点和在这些操作点时泵的效率。有了这些信息,洗涤功率,消耗功率和洗涤效率就可以确定下来。
在计算系统的性能之前,需要定义一下总的效率。总的效率ηOA等于洗涤系统的效率ηW乘以泵的效率ηp,再乘以电机的效率ηm。
ηOA=ηW×ηp×ηm
为了简化分析,所有情况下电机的效率视为一个常数70%
表5修改前系统性能参数
QhPINPWhWhPhMhOAPT
(GPM)(in.H2O)(W)(W)%%%%(W)
修改前上喷臂系统15208.8249.38.05816.347.070.05.4149.86
修改前下喷臂系统20.6183.7659.5820.87235.032.070.07.8266
平均耗电207.93
表6修改后系统性能参数
QhPINPWhWhPhMhOAPT
(GPM)(in.H2O)(W)(W)%%%%(W)
修改后上喷臂系统15203.2647.99119.49840.647.070.013.4145.87
修改后下喷臂系统16.3201.1651.61225.0248.545.270.015.3163.12
平均耗电154.5
系统曲线和性能数据显示出通过小小的改变就能提高洗碗机的性能和提高能效。通过减小的下喷臂喷嘴相应的直径,就能使操作点更接近泵的效率最高点,是泵的效率从32%上升到45.2%,同时洗涤功率也从20.9W上升到25W,下喷臂系统总耗电PT也从266W下降到163W。
数据改变之前,上喷臂系统的洗涤功率仅为8W,同时上喷臂洗涤系统的效率仅为16.3%。这就意味着输入上喷臂的83.7%的水能在抵达上喷臂喷嘴之前就已经浪费了。通过改变上喷臂系统的水管和喷嘴的内径(水管内径变大,喷嘴内径变小),不使用任何额外的电能,就能将上喷臂系统的洗涤功率和能效增加一倍多。
假设上喷臂系统和下喷臂系统的运行时间是一样的,系统平均能耗从原来的208W下降到改进后的155W,同时还能提高洗碗机的洗涤效果。所有的改进都不需要增加任何成本或复杂性。
4结语
本文对洗碗机洗涤原理进行了介绍,并且对交替洗喷臂系统的效率提升进行了深入探讨,希望能为洗碗机的结构设计人员提供一些有益的参考,以促进洗碗机事业在我国的发展。
注:本文字母符号术语如下:γ:水的密度;g:重力加速度;V:平均水流速度;D2U:上喷臂系统的水管内径;D3U:上喷臂系统相应的喷嘴内径;LTU:上喷臂系统水管的总长度;K1U:泵出水口上喷臂分支处的局部损失系数;K2U:上喷臂系统进水管第一个弯管处的局部损失系数;K3U:上喷臂系统进水管第二个弯管处的局部损失系数;K4U:上喷臂系统进水管第三个弯管处的局部损失系数;K5U:上喷臂进水口处的局部损失系数;D2L:下喷臂水管的内径;D3L:下喷臂喷孔直径的总和;LTL:下喷臂水管总的长度;K1L:上下喷臂水管分叉处下喷臂系统的局部损失系数;K2L:下喷臂进水口处下喷臂系统的局部损失系数;QU:上喷臂系统的水流量;QL:下喷臂系统的水流量;hSU:上喷臂系统的扬程;hSL:下喷臂系统的扬程;hS:同时洗系统的扬程;PIU:上喷臂系统的输入功率;PWU:上喷臂系统的洗涤功率;PWL:下喷臂系统的洗涤功率;ηWU:上喷臂系统的洗涤效率;ηPU:上喷臂系统操作点时的泵的效率;ηM:电机效率;PTU:上喷臂系统消耗的总的电功率;PTL:下喷臂系统消耗的总电功率;PIL:上喷臂系统的输入功率;ηWL:下喷臂系统的洗涤效率;ηPL:上喷臂系统操作点时泵的效率;ηOA:总的效率;FU:上喷臂系统的损失系数;FL:下喷臂系统的损失系数;hdis:喷臂喷水处的水压。
参考文献:
[1]普朗特,奥斯瓦提奇,欧特尔,等.普朗特流体力学基础[M].北京:科学出版社,2008.
化学洗涤的具体操作方法范文
一、溶解
对于溶解,可以让学生先回顾基本的问题,如溶解所需的仪器,玻璃棒的作用.然后追问加快溶解的方法有哪些?经过学生讨论容易得出其中的方法:把固体研碎、玻璃棒搅拌或加热.教师进一步补充:有些物质的溶解不能用此法,如FeCl3、CuSO4等,因为它们的溶液受热时会促进溶质的水解从而产生沉淀.接着引导学生思考:工业上有时向溶液中通入压缩空气或高温水蒸气有什么作用.
例题最近有科学家提出“绿色化工”构想:把空气吹入碳酸氢钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇.“绿色化工”构想技术流程如下图1:
图1问题:通高温水蒸气的作用是什么?
参考答案:提供高温使KHCO3分解.
二、过滤
对于过滤,先问一些基础的问题,如:过滤时需要哪些仪器?(烧杯、玻璃棒、带铁圈的铁架台、漏斗)用到的玻璃仪器有哪些?(烧杯、玻璃棒、漏斗)其中玻璃棒的作用是什么?(引流)过滤操作的注意点有哪些?(一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;二低:滤液低于滤纸边缘,滤纸边缘低于漏斗口;三靠:烧杯嘴紧靠玻璃棒,玻璃棒轻轻地靠在三层滤纸处,漏斗下端管口紧靠烧杯内壁).接着可以让学生思考:如何加快过滤速率?(可引导学生思考把沉淀和液体一起倒入过滤器中,还是把上层液体先过滤再把下层有沉淀的混合物加入进行过滤,哪种方法过滤的速率快?经过教师点拨可以得出后者速率快)引导学生思考能否用玻璃棒搅拌以达到加快过滤速率?接着可引导学生深入思考:为什么有时候需要趁热过滤?(防止降温时溶液中的溶质析出)怎样趁热过滤?(①漏斗预热,即把漏斗在热水中浸一会儿;②用少量热水冲洗过滤器;③带加热装置的漏斗;④减压过滤即抽滤,抽滤的优点:加快过滤速度;得到较干燥晶体).
例题(2010江苏高考选择第7题部分选项改编)判断正误:洗涤沉淀时,向漏斗中加适量水,搅拌并滤干.
解析过滤或洗涤沉淀时不能用玻璃棒搅拌,因为此时滤纸很湿润容易被搅破,沉淀或晶体会通过破的滤纸进入滤液中,不仅起不到过滤或造成晶体损失,还会使过滤速率变慢,所以该操作是错误的.
三、蒸发
引导学生思考:要从NaCl溶液中得到NaCl晶体应采取什么方法,为什么?(蒸发结晶,因为其溶解度随温度变化不大)接着让学生思考:蒸发需要哪些仪器?(酒精灯、带铁圈的铁架台、蒸发皿、玻璃棒)玻璃棒的作用是什么?(搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅)什么时候停止加热?(当出现较多量固体时停止加热,利用余热使剩余水分蒸发)接着引导学生深入思考:为什么不能蒸干?(蒸干会造成晶体迸溅)一般来说从溶液中析出晶体的方法有哪些?(蒸发结晶、冷却热的饱和溶液、加入有机溶剂降低水的极性以及利用Qc>Ksp使晶体析出,等等)对于含结晶水的晶体如FeSO4・7H2O如何让其从溶液中析出?(加热浓缩出现晶膜时,然后降温结晶)对于易水解的盐怎样通过蒸发结晶得到晶体?(需要加相应的酸以抑制水解)如果要从溶液中得到比较纯净的溶质,一般采取怎样的步骤?(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥)蒸发液体用蒸发皿,如果灼烧固体用什么仪器呢?很少有学生想到用坩埚.因为很多学生以前没有看过坩埚.此时可以展示坩埚给学生看,并让学生思考坩埚放在什么仪器上,能否直接放在铁架台的铁圈上?通过演示后学生很容易得到答案:应该在铁圈上放一个泥三角,或在三脚架上放一个泥三角.还需要哪些仪器呢?经过讨论容易得出:酒精灯、坩埚钳、石棉网.如果灼烧碱性的NaOH固体,能用一般的坩埚吗?提醒学生一般的坩埚里面含二氧化硅,这样学生能得出答案:不能用一般的坩埚.用什么坩埚呢?教师此时可以展示铁坩埚.
四、洗涤
为了让蒸发结晶得到的NaCl晶体更纯净,往往还要对该NaCl晶体洗涤.关于晶体洗涤,经常从以下四个角度设计问题.
1.为什么要洗涤
为什么要洗涤?常见的洗涤目的有:①除去杂质:除去晶体表面的可溶性杂质;②提高产率:洗涤过滤所得到的残渣,可以把有用的物质(如目标产物)尽可能洗出来;③防止污染环境:如果滤渣表面有一些对环境有害的物质,如重金属盐或CN-,要经过洗涤之后才能排放.
例题(2010江苏第16题部分问题):钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2]等.某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如图2:
图2问题:上述流程中洗涤的目的是.
解析钡泥加入稀硝酸后BaCO3、BaSiO3变为Ba2+、CO2气体、H4SiO4(或H2SiO3)沉淀,BaSO3转化为BaSO4,Ba(FeO2)2转化为Ba2+和Fe3+,加入沉淀如BaCO3,可控制溶液的pH=4~5,把Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,接着加入Ba(OH)2可把少量的HNO3转化为Ba(NO3)2,这里洗涤的目的是把滤渣表面的硝酸钡除去,防止污染环境,这是试题提供的参考答案.笔者认为把洗涤液又加入到初始的溶液中,相当于残液又被利用,提高了原料钡泥的利用率.所以,最佳答案为:减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染;提高原料钡泥的利用率.
2.用什么洗涤
关于用什么洗涤晶体,经常使用的洗涤剂有①蒸馏水;②冷水;③有机溶剂,如酒精、丙酮等;④该物质的饱和溶液,等等.用冷水洗涤可适当降低晶体因为溶解而造成损失.用酒精洗涤的好处概括起来主要有:可以降低晶体因溶解而造成损失;可以除去表面的水分;酒精易挥发,晶体易干燥.但有时也需要用热水洗涤,特别是晶体难溶于水,而表面的杂质是可溶性的物质,且该杂质溶解度随温度升高而增大,此时可利用热水洗涤,这样使杂质更好的溶解而洗涤除去.
例题(2012上海高考试题第37题部分问题)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料,实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下:
步骤一:废铜屑制硝酸铜
用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量),充分反应后过滤,得到硝酸铜溶液.
步骤二:碱式碳酸铜的制备
向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液,水浴加热至70℃左右,用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡,静置,过滤,用热水洗涤,烘干,得到碱式碳酸铜产品.
问题:用热水洗涤的目的.
解析碱式碳酸铜表面的可溶性杂质主要是NaNO3,它是可溶的,而目标产物碱式碳酸铜是难溶的,利用热水洗涤可以使NaNO3更好地溶解而被除去.一般来说,如果目标产品是可溶的物质应该用冷水洗涤除去其表面的可溶性杂质,这样可以避免产品因溶解而造成损失.所以答案为:除去产品表面吸附的NaNO3.
3.怎么洗涤
洗涤的正确方法是:让过滤后的晶体留在过滤器中,加洗涤剂浸没过晶体,让洗涤剂自然流下,重复2~3次即可.注意点:在洗涤过程中不能搅拌,因为滤纸已经很湿润,如果搅拌就很容易搅破滤纸,这样晶体会淋失,从而造成晶体损失.
4.怎样证明已洗干净
对于洗涤干净的标志,可以采用物理方法,也可用化学方法.如果可溶性杂质的水溶液有颜色,可以直接通过观察最后一次洗涤液是否有颜色,如果显无色,说明已洗涤干净,反之,没有洗涤干净;对于含Na+、K+的可溶性杂质可以通过焰色反应来鉴别,从而判断有没有洗涤干净;对于用物理方法无法判断的,可以通过化学方法来判断.方法是:取最后一次洗涤液来做实验,具体试剂就要看可能的杂质是什么.
化学洗涤的具体操作方法范文篇3
关键词:项目教学法;中职;化工分析
一、项目教学法的制定
由化学工业出版社出版,张振宇主编的中等职业学校规划教材《化工分析》是中等职业学校化工专业学生学习的一门核心课程。学生主要通过对本课程的学习,掌握现代基本常用的分析方法、以及分析仪器的使用,能对工业产品进行基本的定性或定量的分析检测。使学生能够具备从事分析职业的基本素质,包括分析的基本原理、基本知识和基本操作技能。培养严谨的科学态度,并使他们具有初步分析问题解决问题的能力,为后续的学习及就业打下坚实的基础。
利用项目教学法,培养学生的辩证思维,创新思维和创新能力。原有教学模式大多是按照书本的章节顺序进行授课,学生在这种教学模式下,只能作为知识的被动接受者,这与学生作为学习的主体地位理念相背而驰。采用项目教学法,由教师安排学生的任务,学生在各个任务的解决中,慢慢探索出解决的方案从而达到获得知识的目的。在这一过程中,教师扮演主导者的角色,学生则在学习中真正的成为学习的主人。不但提高了学生学习的积极主动性,也培养了学生的自主学习的能力。让学生享受到完成任务的成功愉悦和满足感。
二、项目教学的实施
下面就以《工业醋酸含量的测定》一课为例,谈谈项目教学法的实施过程。
1、精心设计,提出任务
在项目教学法中,提出任务是展开教学的前提条件。任务的好坏,直接影响着教学效果。因此,教师要根据学生的实际情况,围绕教学大纲紧密结合教材中的前后内容,配合学校现有的实际教学资源,精心设计任务。任务应结合企业实际生产,具有可操作性,贴近学生的实际生活等。
现将本次实验细分为以下几个项目进行实施。
(1)测量方案的确定
通过对《普通化学》的学习,学生已经具有了相应的理论基础。通过对本课程前两章的学习,学生已经掌握了分析天平使用、数据处理、误差概念、滴定分析基本概念、滴定分析等物质的量反应规则、滴定分析仪器特性和操作技术等内容。学生碰到本次醋酸含量的测定,一般会想到使用酸碱滴定的方法来进行测量。据此,由教师首先引导学生通过对教材,互联网等资料的查询初步确定本实验的测定方案为:利用酸碱滴定的方法测定工业醋酸的含量,并同时制定具体的实施步骤。
(2)实验记录表的制定
良好的检查和评估方案具有诊断、导向、激励、促进教学功能,是师生共同发展的基础,不断提高教学质量的保证[1]。
在确定了具体方案的前提下,由学生自主制定实验原始了记录表与实验评价表。
由教师举例,提出制定表格的基本格式要求,在结合实际操作步骤以及美观程度的基础上,学生自行设计记录表格。
(3)项目任务的提出
任务一:仪器的洗涤
在化工分析中所使用到的玻璃仪器主要分为两类:普通玻璃仪器、精密玻璃仪器衫唷T诓舛开始前,均要对这两类仪器进行洗涤操作。对待普通玻璃仪器,我们一般使用洗涤剂洗涤。对待精密玻璃仪器,须使用铬酸溶液洗涤。在本实验中使用到的容量瓶、碱式滴定管、移液管均要使用铬酸溶液洗涤。在本项任务提出后,引导学生复习已学的洗涤方法,完成玻璃仪器的洗涤任务。
任务二:容量瓶、移液管的配溶液操作训练
在玻璃仪器已洗涤完毕的前提下,带领学生完成配溶液的基本操作。由教师首先示范操作移液管的使用方法及容量瓶的操作方法,给学生留下直观的印象。在此基础上,教师提出相关任务:将工业醋酸稀释25倍于250mL的容量瓶中。学生根据已有的操作知识,自主完成本项任务。
任务三:碱式滴定管的滴定操作训练
根据已定的实验步骤,首先移取25mL已稀释的醋酸溶液于50mL锥形瓶中,本实验使用0.2mol/LNaOH作为标准溶液进行滴定。
滴定管的基本操作在本书第一章中已有见简单的介绍,但在实际教学中一直未有实际的应用。学生对于本部分的内容有较深的印象,但实际操作能力较为薄弱。因此,教师首先对于碱式滴定管的使用包括赶气泡、调零等操作方法做出直观示范,并演示一般的滴定操作过程。重点强调细节内容,如:滴定操作的速度控制、半滴操作及滴定终点的判断等等。
学生的滴定操作练习后,教师提出任务:用0.2mol/LNaOH标准溶液滴定醋酸溶液。
2、项目的实施
(1)确定分组
学生在自愿的前提下全班进行分组,教师按照组内学生的动手能力,理论水平,口头表达能力等进行综合分配。
(2)项目实施
在以上任务完成的前提下,学生自行完成本实验。在以上的问题完成过程中,学生必定会遇到许多难题。此时教师可以引导学生进行小组讨论,并与教师及时沟通交换意见,对方案进行优化。对于个别有困难的同学和小组,教师可以进行个别辅导,以加强学习效果。
(3)项目评价
学生在完成本项目后,各小组进行根据评价表进行评价。针对各自的实验结果进行课后反思,特别对于实验失败及精密度较低的同学,在小组内做出集体讨论,明确失败原因。
三、项目教学法的反馈
本学期通过项目教学法的实施,在期末的化工分析中级工考试中,本班级合格率为100%,远超其他未实施项目教学法的班级。进步效果显著,再一次证明了学生在学习中主体地位的重要性。
四、项目教学法实施的几点建议
1、精选项目,提出合适任务[2]
首先,要有目的的去选择项目,所选项目应包含教学计划内要教的各学科的内容,这样才能在完成项目的同时,保证学生掌握应学习的内容。其次项目的实施是以学生为中心的,因此一定要调动学生参与项目教学的积极性。项目教学的实施,不可能靠老师或个别的学生,相反,如果全班学生一起完成一个项目如果项目容量不大,往往也会失去其本身的意义。分组教学是项目教学法常用的模式。
2、注重评价,让学生体会成功[3]
心理学家威廉-詹姆斯说:“人性最深切的渴望就是获得他人的赞赏,这也是人类之所以有别于动物的地方。”学生在克服和处理问题的过程中,不仅是对已有知识和技能的应用,也有利于学生运用新知识、新技能,去解决未曾遇到过的实际问题。通过这种方法来激发学生全身心投入到新知识的学习中,促使他们能够活学活用,来完成自已的目标任务。
教师对结果的评价作为小组互评和学生自评的补充,对于在完成项目过程中体现出来的学生的创新精神、小组合作精神及实践能力的形成和提高给予充分的肯定和提高。不仅有利于解决实施过程中出现的问题,还有利于学生自主总结复习运用到的知识。教师在讲授新的知识同时,也能鼓励学生积极参与到学习中,激发学习兴趣,在失败中不断地去进行总结、改进,直到成功地完成项目,使学生在自己的成果中体验学习和成功的快乐。
参考文献:
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