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关键词:信息技术;语言文字;学科教育
中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2013)29-0226-02
信息技术,是指实现信息的获取、传递、处理、再生和利用的技术,一般主要包括计算机技术、通信技术、多媒体技术和网络技术,四者相互渗透、相互作用、相互融合,功能巨大。在枯燥的语言文字教学中适时地引进信息技术,发挥其优势,可以有效地优化课堂教学,促进学生正确地理解和运用祖国的语言文字。
一、信息技术在语言文字学习中的优势
(一)提供丰富的语言教学信息
计算机惊人的存储能力使它在教学中能轻松地提供课堂教学所需要的各类型的教学资料,这是传统的教学手段不易解决的问题,也是投影、录像等传统电教媒体无法轻易实现的。比如像歇后语、成语类的语言综合实践活动课,要准备的材料量是比较大的,但是多媒体和网络却能完全能满足课堂学习的需要。
(二)实现方便的语言教学操作
信息技术智能化程度高,教学操作非常方便,所有的操作都集中于一个鼠标和一个键盘上,教师只要轻点鼠标,或者敲敲键既可实现各种操作。如果是引入了交互式白版,操作更简单,靠手指触摸或一支神奇的电子笔就行。如教学综合实践活动课《汉字真奇妙》,我试着建立了一个以“神奇的汉字”为专题的网站,将有关的汉字知识和各类趣味练习题做成网页,学生可以方便地点击阅读或做题。
(三)集成多样化的语言教学资源
计算机的处理能力是其他媒体所无法比拟的。首先,计算机可以利用各种设备将传统资源进行数字化转化,如采集的录像、录制的音频、课文的插图、等等。其次,在各种软件的支持下,教师可以自由地对影像、音频、照片、图片、文字等信息进行处理。最后,教师可以根据课程设计的要求,利用多媒体软件对所需要的各种资源进行整合,制作成课件。
(四)开展交互式的语言教学
幻灯片、投影仪、录像机等电教媒体只能进行单向交流,即从发送者到接受者的单方面流动。计算机的交互功能实现了人机对话、双向交流,且突破了一般媒体的限制,使学习者和计算机之间能进行积极而频繁的信息交换,为教师和学生提供了新颖、高效、便利的教学和交流方式。如教师制作的交互性作业,在学生完成后立刻告知是对还是错;在阅读电子文章后,学生马上可以发表评论;在完成电子作业后,可以通过局域网和课堂上任何一个同学进行实时地交流和信息交换。
二、运用信息技术教学语言文字的基本策略
(一)信息技术可以提供感性材料,化抽象为具体
捷克教育家夸美纽斯说:“一切知识都是从感官知觉开始的”。心理学研究也表明,小学生的思维特点是以形象思维为主。在教学中应根据运用信息技术再现学生从未见过的物体,再现学生从未听过的声音,再现学生未曾见过的场景,让抽象的符号直观化,陌生的语言形象化,在学生的头脑中建立起鲜明可感的表象,可有效加速对语言文字的理解,加快对语言文字的熟悉度,同时降低学习难度。这种基于直观的学习会让学生觉得比较轻松、愉快,甚至对学习新知识充满期待。以低年级的识字教学为例,在指导学生学习 “张灯结彩、欢聚一堂、普天同庆、喜气洋洋”一组词语时,我在教会学生读的基础上,让他们说说看到这些词语想到了怎样的情景,接着播放有关录像和图片,呈现一些典型的场面,再出示相关的填空题,让学生用上其中的成语描述看到的场景。学生在多媒体营造的欢乐气氛中,在人们喜悦的笑脸、奔放的舞蹈、愉悦的动作上,较好地理解了四个词语的意义,感觉到了词语的情感色彩,也弥补了因年龄小,阅历浅而造成的认识上的不足或缺失,增长了见识,开阔了视野,认识着世界。
(二)创设生动情景,化枯燥为有趣
教育家赞可夫说:“教学法一旦触及学生的情绪和意志领域,触及学生的精神需要,便能发挥其高度有效的作用。”信息技术与语言文字整合,正是为了创设适宜的情景,激活儿童的学习动机,使他们在情感的驱动下积极地投入到学习中来。信息技术创设的情景方式是多种多样的,“用画面再现情景、用音乐渲染情景”,声、画、语言、文字等相互结合构建的立体情景,用动画软件制作的游戏性情景等,使单调、枯燥的语言学习成为富有吸引力的审美活动。如《瀑布》一课教学,首先让学生观看录象,明白“瀑布就是湍急的水流从陡峭的山崖上落下来所形成的水流。”学生初步感知了瀑布的雄伟壮丽,情绪高涨,课堂气氛活跃起来。再播放瀑布声音的录象,配以生动的朗读,学生理解了“浪涌岸滩,风吹松林”的意境。诗句最后说“如烟、如雾、如尘”,学生很难把瀑布眼“烟”、“雾”、“尘”联系起来,再看录象,一下子便感受到水珠被风吹散开来时,像烟那样的轻柔、像雾那样的朦胧、像尘那样的飘渺!这样在课堂教学中,让声、光、色、同时并举,刺激感官、诱发思维、丰富想象,最后让学生用已学过的比喻句知识,用最美的语言描绘诗的意境。这样,既进行了思维能力的训练,又加强了语言能力培养。
(三)突破教学难点,化复杂为简单
在语言文字教学中,教师不时遭遇到无法讲解清楚,又苦于找不到合适媒体解决的尴尬情形。如今,教师依靠信息技术的支撑,突破了诸多语言文字教学的难点。举例来说,汉字的构造方式共六种,象形字是其中一种。学习这类字,比如“日”、“火”、“安”等字,要求学生能大体了解演变过程,了解祖国汉字的演变知识,感受象形字的韵味美。通常的教学是教师作一个静态的展示,而我在教学中则引入了信息技术,用Flash制作了一个动画短片,生动形象地展示了象形字的演变全过程,给学生留下了深刻的印象。再如“破壳而出”等动态词语,由于学生在认知上的限制,教师用语言解释往往显得苍白无力。在教学时,我试着播放一段小鸡顶裂蛋壳,探出脑袋的动画,在学生开心欣赏后要求用文中一个词语来描述,由此使学生轻松愉快地理解了该词语。
(四)构建自主学习环境,化被动为主动
“学生是语文学习的主人。”语文教学要“注重培养学生自主学习的意识和习惯,为学生创设良好的自主学习情境。”信息技术,特别是网络技术功能特殊,突破了空间上的限制,为个性化的自我学习提供了优良的平台。教师应根据其技术优势,结合语言学习内容的特点,灵活地构建新型的自主活动环境,解放自己,尽可能地把学习的时间、空间给予学生,培养学生的自学能力。如教学谚语,我在课前制作一个简单的专题网,围绕谚语主题,分成“谚语的概念、谚语的种类、谚语小练习”等几个版块,让学生自主学习,读一读谚语的定义,说一说谚语的种类,做一做谚语的练习。而我则充当了引导者、组织者、点拨者的角色,引导学生掌握自学的方法,组织学生开展合作、交流、讨论活动,点拨不明白之处,理解偏差之处、疑惑之处等,让学生在充分的自主性学习中认识谚语的特点,积累尽量多的谚语,并能学会在具体的语言环境中熟练运用。
三、在语言文字教学中运用信息技术的注意点
(一)体现信息技术运用的灵活性
用“活”信息技术技术至少包含两层意思:一是每门学科都具有自身的特点,各门学科运用信息技术既有共性的地方,也独具个性之处。教师要根据语言文字的特点、规律,创造性地迁移各种信息技术,用好、用巧。二是信息技术纷繁复杂,且在不断发展,推陈出新,让我们不免产生“乱花渐欲迷人眼”的感觉。而信息技术在教育领域里的应用较之其他领域总是相对滞后。教师应具备敏锐的视觉,密切关注新技术的出现,以及还未被引进教育领域的信息技术,积极尝试,大胆研究,探索出信息技术和语言文字教学整合的新方式。
(二)把握信息技术运用的适切性
信息技术调动了学生的多种感觉参与到信息的接收中,有助于提高新知识的接受率和理解度,有助于学生自主性的学习,有助于课堂教学信息的有效调控和快速反馈。以上优势要得以充分体现,在运用过程中就必须关注适切性问题,包括整合的方式、选择的技术、运用的时机、把握用的“度”,等等。其中要注意的是不要滥用,良好语感的形成还有赖于比较、涵咏、想象等方法,过分依赖图片和影像,只会使得学生的语感停留在浅层。
(三)正确看待信息技术的优越性
信息技术不是一种单纯的教学媒体,它还是师生的交流工具、协作工具、学习的平台等,被人们视为教育领域的革命。扬其长,避其短,和传统的教学手段有机结合,共同服务于语言文字的教学,达到“1+1>2”的效果,是信息技术与语言文字教学整合的追求,也是需要我们长期深入实践去探索和研究的重要课题。我们既不要随意地夸大其功能,也不要漠视其作用,而是应科学地对待,积极地应用,在扎扎实实地实践中总结经验教训,在严谨细致地理性分析中提高信息技术运用的实效性。
参考文献:
[1]李允.信息技术与课程整合的课堂教学问题析解.中国教育学刊,2009(09).
[2]李艺,殷雅竹.中小学信息技术教育的文化内化问题.教育研究, 2001(10).
[3]张雷龙.信息技术与学科课程整合对促进课堂有效教学的思考.教育理论与实践,2008(S2).
一、教学内容选择
(一)教材的选择
关于石油加工的特色高职教材较少,而且实践性教学内容篇幅较少,不能满足高职教学中对实践教学课时的要求。本课程选择陈长生主编的全国高职高专教育“十一五”规划教材《石油加工生产技术》教材。课程组教师为了更好地进行实践教学,随着石油化工生产技术专业提升专业服务能力建设正在编写石油化工实训指导书。理论教学与各种实习及综合训练环节相结合,完成培养石油化工操作工的基本训练,为毕业后从事石油化工操作与技术工作打下基础。
(二)教学内容的精选
所选教材主要内容包括:石油及其产品的组成和性质、石油产品的使用性能和规格指标、原油评价方法及加工方案确定、原油加工典型工艺和主要生产操作技术以及介绍国内外石油化学加工技术状况及发展动向。在石油化工行业就业岗位群中该课程主要对应工艺操作岗位、工艺控制岗位、管理调度岗位等。讲授各岗位所应掌握的职业技能和应遵守的岗位职责,对学生职业能力的培养和职业素养养成起着主要支撑作用。
因此 ,我们在课程教学中坚持理论知识与实验实践操作同等的原则 ,在实践教学中补充了与炼厂实际生产相关的实践知识。一方面 ,我们把石油炼制技术分为石油及其石油产品的组成与性质、原油加工方法的确定、石油加工方法三个部分。在教学中注重介绍与实际工程相关的方法、过程、装备和系统 ,以及介绍实际生产中存在问题的解决方法 ,为学生提供一个从基础理论到工程实际应用的阶梯。另一方面,我们将基本理论与实践操作相结合 ,对每个部分设计了实践操作,提高学生动手能力,促使学生运用基本理论分析和解决工程问题。例如 ,在催化裂化部分 ,设计了催化裂化装置的开停车实践操作,培养学生的操作技能,并在实践操作中分析问题、解决问题。
二、教学方法的讨论
随着石化行业的不断发展对技能型人才的多样性要求,使职业院校现行的课堂教学模式面临严重的挑战。主要有两个方面,一是学生生源素质较差,表现为:学生知识基础差,厌学、不自信、没有良好的学习习惯;二是职业院校教模式、教学方法陈旧,缺乏职教特色,导致学生的学习能力、心理素质与教学之间存在一定的差距,教学质量不高。
(一)教学资源库的运用
在传统的教学中主要通过图片和讲解来完成对设备、生产的认识,因此出现了教师难讲、学生难学,导致学生感觉课程枯燥,学习兴致不高。为此课程组教师们通过《石油炼制技术》院级精品课的建设,搜集了大量的视频、动漫、图片、录像等教学资料,通过多媒体的展示将工厂一些实例和生产设备运行搬到课堂,大大提高了学生的学习兴趣。例如:介绍车用汽油的性能要求时首先通过动漫展示汽油发动机的工作过程,使学生对发动机工作时汽油的运行情况有所了解,从而掌握汽油的性能要求。增强了学生感性认识以及对抽象事物的了解,提高了课堂效率。
(二)任务驱动式教学方式
“任务驱动”就是在学习过程中,以学生为中心,在任务问题动机的驱动下,引导学生学习的实践教学法。它有为目标性和教学情境而创建的“任务”,使学生根据真实的任务独立思考、积极探索、讨论并逐步通过操作、演练充 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务,欢迎光临DyLW.neT分发挥学生在学习中的主导作用,使他们主动地获取知识和发展智能。例如:教师介绍粘度概念,提出“测定90号汽油的粘度”,由学生分组讨论,查找测定方案,再由教师指导确定测定方案后按组实施测定,最后通过报告方式完成任务。
(三)“教、学、做”一体化的教学方式
“教、学、做”一体化教学法适合本课程学生理论与实践一体的学习特点。传统教学模式通常是“三步曲”,即:老师提出概念——解释概念——举例说明,学生听、练习、作业。而教学做一体化教学法则采用“四重奏”,即:提出任务——分析任务——完成任务——总结评价。在“石油炼制技术”课程授课中,授课教师将授课内容变为任务,下达给学生,学生通过小组共同查阅资料、整理资料、自学讨论、完成任务、汇报任务、互评交流等方式在完成任务中学习知识,培养能力。
教师首先将一个班级学生进行角色定位,然后分成由6~8人组成的小组,所下达的任务要求每小组共同完成。学生在查阅资料、研究讨论、方案汇报等过程中不仅学习了知识,还锻炼了学生发现问题、分析问题、解决问题等能力,并使学生的综合素质得到了提高。
实践教学与课堂理论教学相结合,实验内容与课堂教学进度的配合使实践丰富了理论,增加了学生对实际问题的认识。除了教学实验装置为基础外,课题组教师还应积极开展不同种类石油产品的实验教学研究,进一步完善石油炼制技术课程的教学内容体系。教学过程当中坚持预习、提问、实验、报告等环节的工作,以提高实践课程的质量。
三、考核方式与成绩评定的调整
传统的课程成绩考核方式是以期末书面考试为主(占据了总分的60%),强调了对书本知识的记忆和理解 ,很难全面考查学生的综合素质。炼油企业往往要求从业人员拥有较强的操作技能以及分析解决问题等综合能力。因此,本课程采用了多种考核方式相结合的形式,扩展了培养学生综合素质的有效途径。期末考试分=平时成绩+实践成绩+材料整理及书写报告成绩+课堂讨论成绩+期末考试成绩,每项各占20%。平时成绩主要考察学生的出勤率、上课态度、作业完成情况;实践成绩主要考核学生实验操作规范程度及 完成情况;材料整理及书写报告成绩则考核文献查阅、报告书写规范情况,注重考察学生的分析、总结和写作能力;课堂讨论成绩考核针对于实践操作过程的问题、课堂设问中学生的能力,反映学生的快速反应、归纳总 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务,欢迎光临DyLW.neT结和口头表达能力;期末考试成绩则以学生对理论知识的掌握为主。灵活多样的考核方式,从根本上避免了“一张试卷定成绩”的传统模式,促进了学生综合素质的提高,强有力地达到了提升学生职业能力的目的。
四、结束语
总之,对石油炼制技术这样一门最能体现生产与操作特点的学科,让学生掌握并运用它是很不容易的。在教学中,从实际情况出发注重因地制宜、因材施教,引导学生主动进行学习,培养和锻炼学生动口、动手和动脑的习惯。只有紧跟时展的步伐,改革创新,才能使石油化工教学适应时代变化,培养出适应社会发展的创新型人才。
参考文献:
关键词:原油;质量检验;测定法;方式方法
中图分类号:TE62 文献标识码:A
原油质量的好坏决定着所分离出来的油制品的好坏,石油质量的好坏直接影响着我们的日常生活和经济生产。石油是危险品,如果质量不合格,将不仅会给我们的生产造成损坏,更会威胁着我们的生命安全,造成不可挽救的损失。因此原油开采中加强对原油质量进行检验具有一定的必然性。随着科学技术的逐步深入,我们对原油认识的加深,对原油质量检验的技术也在逐步的增加和完善。目前我国对于原油质量检验技术的方式方法有大约二十多种,下面我就其中部分的检验方法进行简单的叙述。
一、原油质量检验的重要性
我们日常生活中使用的天然气、石油,以及工业中使用的石油、燃料,都是经过原油分离出来的。石油与人们的生活息息相关,原油质量检验也就显得尤为重要。原油的形成是经历了大自然几百万年的沉积、加压、加热形成的。由于原油的并非一朝一夕,而且是依靠大自然的力量,因此,我们并不能保证原油的质量,原油的质量也就参差不齐。那么,对原油质量的检验也就成为我们开采原油后所必不可少的步骤之一。
原油具有本身的特殊性,它所具有的危险性是我们所不能忽视的。因此,原油是否能够安全的被利用、被分离成石油等油制品都离不开质量的检验。一旦我们使用质量不合格的原油进行分离,所造成的灾难是难以想象的,不仅会污染环境,更为重要的是危害人们的生命健康和财产安全。所以,原油的质量检验是非常重要的。
二、目前原油质量检验技术的方式方法
质量检验,就是对某种产品的一项或者多项质量的特殊性进行观察,测量、实验并将结果与规定的质量要求进行比较,以判断每项质量特性合格与否的一种活动。
随着石油在我们生活生产中越来越普遍的使用,对石油的质量也越来越重视,原油质量检验也备受注视。目前,原油质量检验技术的方式方法主要有:
(一)原油取样法
原油取样法是原油检验技术中最为普遍、最为常见的方法之一。我们现在所采用的方法是手工取样法,从油罐车或者管线输送的液体原油中取样,获得液态烃、油罐残渣和沉淀物样品。但是本方法有一定的局限性,对于气压高于180kPade的不稳定原油的取样有特殊的要求,并且本方法取样只适用于以确定油品质量、确定油品中水含量以及确定所转移的液体中的其它污染物为目的的抽样。
(二)原油密度测定法
原油常规的分析检验中,密度测定法是比较主要的方法之一。原油密度测定的方法目前最为常见的主要有两种:1、密度计法,即原油及原油产品密度测定的方法;2、比重瓶法,原油产品密度测定的方法。
(三)原油粘度测定法
原油质量检验技术中较为普遍的方式方法包括原油粘度的测定。原油粘度的测定方法主要有运动粘度测定法和粘度指数计算法两种。其中我国常见的测定原油粘度的方法为运动粘度测量法。
(四)原油凝点及倾点测定法
原油的凝点和倾点的物理原理基本是相同,都具有低温流动性和决定贮运的有力条件。不同点在于凝点是在规定的条件下冷却至停止流动的最高温度,而在规定的条件下冷却至停止流动的最低温度。测定原油凝点和倾点的主要方法是《石油产品凝点测定法》、《原油凝点测定法以及石油凝点测定法》。
(五)原油沥青质含量测定法
原油中含有许多的中型的非烃化合物-沥青质。这些沥青质是不溶于低沸点的饱和烃和乙醇中的,它可以溶于芳香烃中。因此目前有许多的原油沥青质含量的测定方法都是以正庚烷沉淀测定法为基础的,主要有《沥青质含量测定法》、《石油沥青质含量测定法》。
(六)原油蜡含量测定法
原油中蜡含量是指原油中蜡存在的总量。一般蜡是溶于苯-丙酮二元混合溶液,因此将试样用氧化铁吸附,并溶于此溶液,将蜡脱掉,然而测定出原油中蜡的总含量。目前原油蜡含量的测定方法主要就是《原油中蜡含量测定法》。
(七)原油胶质含量测定法
原油中胶质含量的测定法是我们现在所重点研究的问题之一,目前在并没有极为标准的测定方法和参照标准,现在只是暂时采用氧化铝吸附法来解决这一问题。关于如何测定原油中胶质含量的方式方法,相关的工作人员和科技人员正在努力的研究和实验中。
(八)原油水含量测定法
原油中水的含量的测定在原油检验中占有重要的地位。原油中水含量的测定主要方法就是蒸馏法。取出一定的原油试样,加入水和不混溶的溶液并进行蒸馏加热,等冷却下来后在接受器中进行分离,水会降到接受器中,突出接收器的刻度,计算出原油中水的含量。这是原油质量检验中最为简单的方式方法之一。
三、原油质量检验技术的发展趋势
原油质量检验现在已经成为我们进行的常规性检验了,是我们所不能避免的,其检验技术在不断的发展更新中,方式方法也在不断的增多。虽然目前我们已经具有多种形式的检验原油质量的方式方法,但是仍旧有许多的弊端我们是无法避免的。随着科学技术的进步,科研人员的深入研究,我们要坚决把那些难以拿下的检验漏洞拿下;把那些难以攻克的检验困难攻下;研制新的检验设备、检验技术、方式方法,确保原油质量检验技术的快速、稳定的发展。这样也就保障使用原油的安全系数再次提高,使我们用的安心、用的放心。
结语
原油的质量是我们国家所要关注的重要事件,因此要时刻加强对原油质量的检验、抽查,不断加强质量检验技术。本文只是简单的介绍了现在几种我们最常见的,也是较为简单的原油质量检验技术的方式方法,随着社会的不断进步带领着我们进入科技的时代、知识的时代,对于原油质量检验技术还会不断的提高,检验的方式方法也会不断的增多,也会更加的完善。
参考文献
[1]原油、轻烃、液化石油气质量[M].检验石油工业出版社.
[2]关于油田井下作业工具质量检验技术探讨[C].
摘 要 为了更好的了解和掌握抓台式出发技术和蹲踞式出发技术的特点与利弊,本文就针对抓台式出发技术和蹲踞式出发技术这两种竞技游泳出发技术进行了比较研究。文章首先从预备阶段、离台阶段、入水时间和入水距离、水下滑行速度以及技术动作的稳定性等几个方面入手对两种出发技术进行了对比和分析,然后又进一步研究了两种这两种出发技术在未来的应用趋势,希望能够为竞技游泳训练工作的开展提供有益的参考。
关键词 竞技游泳 抓台式出发技术 蹲踞式出发技术
一、抓台式出发技术与蹲踞式出发技术的技术动作比较
首先是,预备阶段。在预备阶段,抓台式出发技术,要求运动员的两脚要平行开立,脚距与髋轴距相近,且膝关节的弯曲度要保持在120°左右,与此同时,两脚的脚趾要紧扣台的边缘,身体弯曲成折叠状,两臂则要放松稍屈,另外,两手要保持正抓台或者是侧抓台的状态,手指要紧扣出发台的边缘。而蹲踞式出发技术在预备阶段的动作则与抓台式出发技术有着明显的不同。蹲踞式出发技术在预备阶段,要求运动员的两脚要前后开立,通常来说,是左脚在前,右脚在后的。与此同时,运动员的身体弯曲,前腿的膝关节弯曲度保持在129°-151°之间,后腿膝关节的弯曲度保持在87°-128°之间,两臂放松稍屈,两手则保持在正抓台的状态,手指紧扣出发台的边缘。
其次是,离台阶段。竞技游泳运动中出发技术的离台阶段,指的是发令声响到运动员脚掌离开出发台面这段时间。在离台阶段,采用抓台式出发技术的运动员,虽然预备姿势的重心靠前,但是由于在离台时,双腿的蹬离角大于起跳角,因此,运动员必须采用身体屈膝团身前倒的方式来使得重心前移,此时,就需要迫使下肢肌群做退让性的动作,缩小膝关节的角度,以方便运动员的双腿发力,再加上很多运动员在离台时会出现身体后座的现象,因此,常常会造成延误启动的时间的问题;而采用蹲踞式出发技术的运动员,由于在预备阶段的前后腿位置,使得后腿先蹬,然后再蹬前腿,身体不需要前倾,因此,更有利于快速的发力,在同样的情况下离台所用的时间也会更短。
再次是,入水时间和入水距离。入水时间指的是运动员脚掌离开出发台到手指入水这个过程所用的时间。入水距离指的则是运动员的入水点到出发台岸边的垂直距离。由于采用蹲踞式出发技术的运动员,在离台时,身体重心的垂直速度是向下的,因此,腾空的时间较短,身体落入水中的时间也比较早。而采用抓台式出发技术的运动员,由于在出发离台时,身体重心的垂直速度是向上的,形成的是类似斜上抛的运动轨迹,因此,其在空中滞留的时间就相对来说要稍长,身体落入水中的时间也较晚。所以,抓台式出发技术与蹲踞式出发技术两者相比较而言,蹲踞式出发技术的入水时间和入水距离都要小于抓台式出发技术。
四是,水下的滑行速度。两种出发技术相比较来说,由于采用蹲踞式出发技术的运动员,身体弧形腾空前移的弧度比较平,以至于身体要形成“洞式”是比较困难的,再加上入水的角度比较小,所以,水下滑行的速度比较慢。而抓台式出发技术的预备姿势接洞式入水的出发腾空角度比较大,入水较深,因此,运动员在入水以后,水下滑行的速度也比较快。也正是因为这一原因,抓台式出发技术一直被很多蛙泳运动员所青睐。
最后是,技术动作的稳定性。由于采用蹲踞式出发技术的运动员相对于采用抓台式出发技术的运动员来说,其在出发台上时,身体的支撑面更大,因此,相对来说,出发的稳定性也要更好,也很少会出现抢码犯规的问题。
综上所述,蹲踞式出发技术的入水时间和入水距离都要小于抓台式出发技术,且抓台式出发技术的水下滑行速度更快,蹲踞式出发技术的离台速度和技术动作的稳定性则更为理想。
二、抓台式出发技术与蹲踞式出发技术的应用趋势分析
由上文的分析可知,抓台式出发技术与蹲踞式出发技术各有利弊、各有优劣,在这样的情况下,为了明确两种出发技术在未来的应用和发展趋势,就对近些年两种出发技术在国际游泳赛事中的应用情况进行了对比,希望借此对两种技术的未来应用和发展有一个大体的了解。
在2000年悉尼奥运会游泳的半决赛和决赛中,分别有37%的男运动员和40%的女运动员采用了蹲踞式出发技术。但是在2008年北京奥运会上,参与200米以下的男子游泳决赛项目的共有80中,有86.25%的人采用的是蹲踞式出发技术,另外有13.75%的人采用抓台式出发技术;在参与200米以下的女子游泳决赛项目的80人中,有60%的人采用了蹲踞式出发技术,40%的人采用了抓台式出发技术;在2011年上海世锦赛决赛中,采用抓台式出发技术的男运动员仅有1人,采用抓台式出发技术的女运动员也仅有4人。截止到此时,就可以发现,蹲踞式出发技术已经逐渐成为了出发技术的应用中占据了主导地位。因此,在未来开展竞技游泳运动训练的过程中,一定要重视蹲踞式出发技术的训练工作,重视运动员,尤其是青少年竞技游泳运动员对蹲踞式出发技术的掌握。
参考文献:
[1] 赵红娟,仲宇,姜健.两种蹲踞式游泳出发技术的运动学比较分析[J].西安体育学院学报.2009(05).
Abstract: In the large-scale amusement facilities, the pin parts and the weld as the core metal connector, carry a large load, and play a key role in connection, so they are directly related to personal and equipment safety. In the annual periodic inspection process, the required requirements of the amusement facilities axis, pin requirements are not less than 20% of the nondestructive testing, and conventional non-destructive testing methods can only detect the existing macroscopic defects. In this paper, the application of conventional nondestructive testing technology in recreational facilities is discussed. It is proposed that magnetic memory detection technology can play an early warning role in the defects of metal parts of recreational facilities. The magnetic memory signal gradient K can characterize the defects of 45 steel defects, which, to a certain extent, make up for the conventional non-destructive testing methods can not detect the shaft of the internal stress concentration area defects such as the early form of deficiencies.
关键词:游乐设施;无损检测;磁记忆;应力集中;预报
Key words: recreational facilities;nondestructive testing;magnetic memory;stress concentration;prediction
中图分类号:X941 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)11-0131-03
1 研究背景
社会经济的快速发展使人们对生活品质的追求也越来越高,由于大型游乐设施能够满足人们的感官刺激和冒险心理,相应的主题公园正在蓬勃发展,并呈现出高空、高速、高刺激的发展趋势。大型游乐设施在给人们提供精神和身体上享受的同时,也存在一定的风险,在其运行过程中摆动幅度大、速度快、惯性大、涉及范围广,一旦设备失控或者安全防护措施不到位,将会造成严重的人员伤亡和财产损失。大量事故案例表明,由于大型游乐设施公共性强的特点,极易造成社会恐慌并引起广泛关注。
由于游乐设施自身运行特点,部分可能产生相对运动的金属部件,其应力集中区在交变载荷的作用下最容易发生断裂。根据经验,金属部件在承受交变载荷时,即使载荷的大小处于弹性范围之内也会产生疲劳断裂。疲劳断裂是一种突况,带来的危险不言而喻。在工程际中,我们更希望对游乐设施重要的金属部件将要发生疲劳破坏的位置进行提前预判,而并非是发生破坏后再进行分析。
2 游乐设施无损检测技术要求
GB8408-2008中给出了游乐设施制造和安装过程中无损检测的具体要求。
①涉及到人身安全的重要的轴、销轴,应进行100%的超声波与磁粉或渗透探伤。涉及到人身安全的重要焊缝,应进行100%的磁粉或渗透探伤。超声波探伤方法和质量评定按GB/T4162有关规定执行,检验质量等级不低于A级。厚度大于250mm的零件超声波检验方法和质量评定按GB/T6402有关规定执行,检验质量等级不低于2级。②磁粉探伤方法与质量评定按NB/T47013.4有关规定执行,检验质量等级不低于III级。渗透探伤方法与质量评定按NB/T47013.5有关规定执行,检验质量等级不低于III级。③有必要进行焊缝射线探伤的,其探伤方法与质量评定按JB/T4730有关规定执行,检验质量等级不低于II级[1]。
按照游乐设施监督检验规程(试行)和通用技术条件的相关要求,滑行车的车轮轴、立轴、水平轴、车辆连接器的销轴、陀螺转盘油缸、吊厢等处的销轴、飞行塔吊舱吊挂轴、赛车车轮轴、自控飞机大臂、油缸、座舱处的销轴、观览车吊舱吊挂轴、单轨列车联接器销轴等每年应进行不低于20%的超声波与磁粉(或渗透)探伤。转马中心支撑轴、旋转座舱立轴和曲柄轴、陀螺转盘主轴及大臂、飞行塔主轴、自控飞机主轴、规矩不小于600mm的小火车车轮、连接器等重要轴、销轴及水上游乐设施的重要零部件至少在大修时应探伤[2]。
3 无损检测技术在游乐设施中的应用
射线检测在游乐设施定期检验中不作要求。只有对滑行车类游艺机,当滑行车类游艺机的车速不小于50km/h时,必要时需对轨道对接焊缝进行射线探伤。滑行车类游艺机的轨道一般采用钢管或者工字钢,壁厚较小,常规的射线探伤即可满足要求[3],得到合格的底片就可以对缺陷进行定性和定量。
超声检测主要是应用于游乐设施中直径大于Φ12的重要轴和销轴,在制造或安装过程中要进行100%的超声探伤,定期检验要求进行不低于20%抽检,超声波探伤方法和质量评定按GB/T4162有关规定执行,检验质量等级不低于A级。脉冲反射波形中包含着缺陷位置和大小等信息,该方法对裂纹缺陷较为敏感。
磁粉检测首先要对被检部件表面进行预处理,通过一个外加磁场将工件磁化,然后观察磁粉在外加磁场作用下的磁痕,缺陷的信息通过磁痕可以直观的显示出来,易于辨认。但磁粉检测方法容易受工件结构形状、材质等方面的制约[4]。游乐设施的焊缝以及金属零部件不允许出现超标裂纹,在检验过程中应对被检部件进行90°方向的交叉磁化检测,以降低漏检率。
渗透检测前一般必须对被检部件进行清洁和干燥处理,表面不得有影响渗透效果的铁锈及各种防护层等。检验程序一般分为清洗、渗透、去除、干燥、显像。从某种程度上说,渗透检测是作为磁粉检测的辅助检测手段,即在某些情况下,由于材料或其结构形状等原因,有些部位不利于磁粉检测和其他检测方法有效进行,那么渗透检测法便派上用场。
上述四大类常规无损检测方法是目前游乐设施检验检测中最常用的检测方法,其技术成熟,操作较为简单方便快捷。但是,它们却有共同的不足点,即只能检测出已经存在的宏观缺陷,对检测出部件的应力集中区――缺陷成型的早期形态显得无能为力。
4 磁记忆检测技术在游乐设施检验中的应用
20世纪末,俄罗斯学者杜波夫提出了一种新的无损检测方法――金属磁记忆检测法。金属磁记忆检测法的原理是在地磁场环境下,当外载荷作用于构件上时,构件内部的应力集中区会在磁机械效应的作用下使磁畴结构产生定向移动和不可逆的重新取向,表现为在构件表面形成漏磁场,载荷卸去后漏磁场不会消失,且这种溢出工件表面的漏磁场强度与内部应力有关,且大于地磁场,因此可以通过分析构件表面的漏磁场得到构件内部的应力和变形情况。对于应力集中区域往往是缺陷产生前的征兆,当可以对应力集中区或者缺陷的发展进行准确判定时,便可以认为该检测方法具有A报作用。金属磁记忆检测恰恰具有这种预报作用,这也是它的突出优点。
试验采用应用广泛的游乐设施销轴用45钢,作为一种经济、安全、实用的游乐设施轴、销轴用钢,目前在我国大型游乐设施制造领域里用途较广,用量较大。45钢其屈服强度为355MPa,抗拉强度为600MPa。试验采用45钢标准试件,扫描长度200mm,在中心部位提前预制了裂纹缺陷,模拟应力集中区。在WI-60万能材料试验机上加载载荷从0kN到15kN,以5kN的幅度递增,当加载到指定载荷后保持载荷不变持续3分钟。为了减少夹头磁性对试验结果的影响,本试验检测时取下试件进行离线测量,即拉伸到预定载荷并保持到预定时间,然后卸载,记录各级载荷下试件表面垂直焊缝方向的磁记忆信号。每次测量试件磁信号的位置和检测方向保持一致,一次测量完毕之后,把试件重新安装到拉伸机上进行下一次加载,为了保证试验结果的准确性,试件在拉伸机上应重复上一次的摆放位置。
试件表面磁记忆信号梯度值K为相邻两测点间的Hp(y)之差与两测点间距离Δx的比值,其计算公式可表示为:45钢在拉伸试验过程中,试件表面磁记忆信号的梯度值分布如图1所示。由图1可以看出,在试件预制缺陷处,即扫描线的中心部位,梯度曲线出现了大幅度凸起,达到了极大值,由此可见,磁记忆信号梯度值这一特征量可以用来表明45钢缺陷的位置。在拉伸试验前,试件的梯度值在缺陷位置出现了突变现象,极大值大约为8。不难发现,随着拉伸载荷的增大,Kmax整体上是呈上升趋势。在45钢的弹性阶段,即0-10kN期间,Kmax变化范围为8-25左右,Kmax是随着拉伸载荷的增大而提高,但提高的幅度不是很大。当进入屈服阶段,即拉伸载荷有10kN渐变为15kN,梯度极大值Kmax激增到60左右。因而,根据梯度极大值Kmax的变化情况我们可以判断试件内部的一个应力水平。
金属磁记忆检测技术具有较强的灵敏度,其结果方便检测人员观察,所以在平时的游乐设施检验过程中确定部件表面甚至是内部的应力集中区是方便快捷的。更重要的是,磁记忆检测技术作为一种全新的无损探伤方法,它直接向着实现准确判定金属部件的早期缺陷的方向发展,与其他无损检测方法比较,总结出了磁记忆检测技术的四个特点:①地球所产生的天然地磁场就能够满足金属磁记忆检测所需的磁场条件,这就省去了游乐设施检验过程中磁化部件这一道工序;②磁记忆检测可以适应各种条件下的工件,工件表面状态对检测结果影响不大,因此我们就可以在游乐设施原有状态下直接检测,不需要过多的预处理,这就方便了对再役游乐设施的检验检测;③检测结果直观,方便观察定性;④检测设备便于携带,检测速度较快。设备操作简便,显示直观[5]。
5 结论
①大型游乐设施公共性强,出现任何性质的事故都会造成社会恐慌并引起广泛关注。因此迫切需要找到一种可以提前预判游乐设施金属构件缺陷部位的检验方法。②无损检测技术在确保游乐设施制造安装质量和使用过程中的安全运行扮演着重要角色,然而常规的无损检测只能检测出已经存在的宏观缺陷。金属磁记忆检测技术作为一种新兴的无损检测方法,可以对游乐设施金属部件缺陷起到早期预报和在线监测的作用,弥补了常规无损检测方法无法探伤轴的内部应力集中区等缺陷早期形态的不足。③利用磁记忆信号梯度值这一特征量可以表征45钢缺陷的部位,通过分析梯度极大值Kmax的变化情况可以初步判断出45钢试件内部的应力集中程度。
参考文献:
[1]GB8408-2008,游乐设施安全规范[S].2008.
[2]国质检锅[2002]24号,游乐设施监督检验规程(试行)[Z].2002.
[3]沈功田,姚泽华,吴彦.游乐设施的无损检测技术[J].无损检测,2006,28(12):652-654.
关键词:海洋 石油 钻井 特点 发展研究
一、我国海洋石油钻井装备产业状况
近年来,我国油气开发装备技术在引进、消化、吸收、再创新以及国产化方面获得了长足发展。
1.建造技术比较成熟
海洋石油钻井平台是钻井设备立足海上的基础。从1970年至今,国内共建造移动式钻采平台53座,已经退役7座,在用46座。目前我国在海洋石油装备建造方面技术已经日趋成熟,有国内外多个平台、船体的建造经验,已成为浮式生产储油装置(FPSO)的设计、制造和实际应用大国,在此领域,我国总体技术水平已达到世界先进水平。
2.部分配套设备性能稳定
海洋钻井平台配套设备设计制造技术与陆上钻井装备类似,但在配置、可靠性及自动化程度等方面都比陆上钻井装备要求更苛刻。国内在电驱动钻机、钻井泵及井控设备等研制方面技术比较成熟,可以满足7000m以内海洋石油钻井开发生产需求。宝石机械、南阳二机厂等设备配套厂有着丰富的海洋石油钻井设备制造经验,其产品完全可以满足海洋石油钻井工况的需要。
3.深海油气开发装备研制进入新阶段
目前,我国海洋油气资源的开发仍主要集中在200m水深以内的近海海域,尚不具备超过500m深水作业的能力。随着海洋石油开发技术的进步,深海油气开发已成为海洋石油工业的重要部分。向深水区域推进的主要原因是由于浅水区域能源有限,满足不了能源需求的快速增长需求,另外,随着钻井技术的创新和发展,已经能够在许多恶劣条件下开展深水钻井。虽然我国在深海油气开发方面距世界先进水平还存在较大差距,但我国的深水油气开发技术已经迈出了可喜的一步,为今后走向深海奠定了基础。
二、海洋石油钻井平台技术特点
1.作业范围广且质量要求高
移动式钻井平台(船)不是在固定海域作业,应适应移位、不同海域、不同水深、不同方位的作业。移位、就位、生产作业、风暴自存等复杂作业工况对钻井平台(船)提出很高的质量要求。如半潜式钻井平台工作水深达1 500~3 500 m,而且要适应高海况持续作业、13级风浪时不解脱等高标准要求。
2.使用寿命长,可靠性指标高
高可靠性主要体现在:①强度要求高。永久系泊在海上,除了要经受风、浪、流的作用外,还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力的作用;②疲劳寿命要求高。一般要求25~40 a不进坞维修,因此对结构防腐、高应力区结构型式以及焊接工艺等提出了更高要求;③建造工艺要求高。为了保证海洋工程的质量,采用了高强度或特殊钢材(包括Z向钢材、大厚度板材和管材);④生产管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上运输、海上安装甚为复杂,生产管理明显地高于常规船舶。
3.安全要求高
由于海洋石油工程装置所产生的海损事故十分严重,随着海洋油气开发向深海区域发展、海上安全与技术规范条款的变化、海上生产和生活水准的提高等因素变化,对海洋油气开发装备的安全性能要求大大提高,特别是对包括设计与要求、火灾与消防及环保设计等HSE的贯彻执行更加严格。
4.学科多,技术复杂
海洋石油钻井平台的结构设计与分析涉及了海洋环境、流体动力学、结构力学、土力学、钢结构、船舶技术等多门学科。因此,只有运用当代造船技术、卫星定位与电子计算机技术、现代机电与液压技术、现代环保与防腐蚀技术等先进的综合性科学技术,方能有效解决海洋石油开发在海洋中定位、建立海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、浮动状态的海上钻井、完井、油气水分离处理、废水排放和海上油气的储存、输送等一系列难题。
三、海洋石油钻井平台技术发展
世界范围内的海洋石油钻井平台发展已有上百年的历史,深海石油钻井平台研发热潮兴起于20世纪80年代末,虽然至今仅有20多年历史,但技术创新层出不穷,海洋油气开发的水深得到突飞猛进的发展。
1.自升式平台载荷不断增大
自升式平台发展特点和趋势是:采用高强度钢以提高平台可变载荷与平台自重比,提高平台排水量与平台自重比和提高平台工作水深与平台自重比率;增大甲板的可变载荷,甲板空间和作业的安全可靠性,全天候工作能力和较长的自持能力;采用悬臂式钻井和先进的桩腿升降设备、钻井设备和发电设备。
2.多功能半潜式平台集成能力增强
具有钻井、修井能力和适应多海底井和卫星井的采油需要,具有宽阔的甲板空间,平台上具有油、气、水生产处理装置以及相应的立管系统、动力系统、辅助生产系统及生产控制中心等。
3.新型技术FPSO成为开发商的首选
海上油田的开发愈来愈多地采用FPSO装置,该装置主要面向大型化、深水及极区发展。FPSO在甲板上密布了各种生产设备和管路,并与井口平台的管线连接,设有特殊的系泊系统、火炬塔等复杂设备,整船技术复杂,价格远远高出同吨位油船。它除了具有很强的抗风浪能力、投资低、见效快、可以转移重复使用等优点外,还具有储油能力大,并可以将采集的油气进行油水气分离,处理含油污水、发电、供热、原油产品的储存和外输等功能,被誉为“海上加工厂”,已成为当今海上石油开发的主流方式。
4.更大提升能力和钻深能力的钻机将得到研发和使用
由于钻井工作向深水推移,有的需在海底以下5000~6000m或更深的地层打钻,有的为了节约钻采平台的建造安装费用,需以平台为中心进行钻采,将其半径从通常的3000m扩大至4000~5000m,乃至更远,还有的需提升大直径钻杆(168?3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等,因此发展更大提升能力的海洋石油钻机将成为发展趋势。
四、结束语
我国海洋石油钻采装备己进入飞速发展的新时期,尤其在海洋钻采平台、海洋钻修井模块、水下生产装备等多个方面均已有了新的发展目标,这对促进我国海洋装备早日实现国产化,缩小与发达国家之间的差距,保证国家的海洋油气资源不受侵犯等具有非常重要的现实意义。相信通过未来几年、十几年的努力,我国必将在海洋石油装备方面步入世界强国行列,国内海洋茹由钻采装备产业必将展现光明的前景。
参考文献
[关键词]小学;信息技术;尝试教学法
[中图分类号]G623.58[文献标识码]A[文章编号]2095-3712(2015)12-0093-02[作者简介]吕建锋(1981―),男,江苏如皋人,本科,江苏省南通市如皋市东陈小学教师,小学一级。
在小学中开展信息技术教育是信息社会发展的必然结果。当前,小学信息技术教学遇到的最大矛盾在于:一部分学生对计算机操作已经相当熟悉,甚至精通,而另一部分学生则是连基本的计算机操作都不懂。这对教师的教学提出了很大挑战,如何让前者不在信息技术课堂上浪费时间,如何让后者能够跟上教师的步伐,这是小学信息技术教师必须认真研讨的问题。笔者针对这一问题以课题的形式展开了研究,试图通过尝试教学法解决这一问题。
一、小学信息技术教学中实施尝试教学法的途径方法
尝试教学法最早是由著名特级教师邱学华提出的,其核心思想在于“学生能尝试,尝试能成功,成功能创新”。基于对这一理念的认同,笔者将尝试教学法引入小学信息技术教学,并努力在实践中形成自己的思路与理解。
笔者是这样理解的:首先,小学生的心理特点决定了其在信息技术的学习中会有很好的表现,事实也证明了这一点。无论是在信息技术课堂上,还是在课后的计算机软件应用与网络游戏中,小学生都能以超于成人的速度接受新信息,完成新操作。其次,既然小学生的信息技术基础存在差异,那通过尝试教学法,让学生在尝试中习得新知识就是可能的。当然,作为一项课题研究,更主要的是在学生的尝试中梳理出规律、途径与方法。下面就通过研究中的例子来说明这一点。
江苏科技出版社出版的四年级《小学信息技术》第20课是《移动与旋转》,其主要内容是Scratch中角色的移动与旋转,该内容上承前一课《角色和背景》的知识,后启《快乐的小猫》中有关对象运动设置的知识。从内容上来看,本课有实施尝试教学法的较大空间:其一,在“角色的移动”内容中,角色的导入、重命名、新角色的绘制等都不是问题,而控件的选择则可由教师在学生自主学习、尝试、讨论的基础上进行适当点拨;其二,“角色的旋转”的内容关键在于编写小猫不停走动的程序,而活动方式的选择则是Scratch按钮的理解与运用;其三,“角色的运动”的内容关键在于模块和控件的应用,这是本内容的核心部分,难度较大,学生的学习可能会存在困难,教师应提前做好点拨预案。
在实际教学中,笔者结合教材提出“今天我们要让小鸟飞起来、让小猫走起来”的学习目标,告诉学生:“今天请大家继续进行自己的尝试学习(延续前面的学习方法),但今天的挑战会更多、更大,因此,同学们在学习过程中要把握好尝试的分寸,不轻易求教别人,但也要注意学习的效率。”在学生尝试的过程中笔者发现,学生学习的难点在“角色的运动”中模块和控件的选择与应用上,好在学生可以按照教材的描述去一步一步操作,大部分学生都能够通过尝试达到目标。由上,我们可以总结出尝试教学的途径与方法,简言之就是:根据学生的能力基础与学习内容的特点,以类似教材上的学习步骤引导学生逐步尝试。
二、基于尝试教学法提高学生的自主协作能力
事实上,在包括上述研究案例在内的几乎所有尝试教学中,都会遇到如何提高学生自主协作能力的问题。自主意味着学生个体认知的付出与能力的体现,协作意味着不同学生个体之间交流学习所得。下面仍然以《移动和旋转》一课的教学为例,谈谈如何提高学生的自主协作能力。
在“角色的运动”这部分内容的学习中,将控件拖到脚本区,然后将相应的控制模块拖到上一控件的下面,再点击动作模块并将其中的又一控件拖到脚本区,这是一系列的操作动作。让学生完成这些动作并不复杂,难的是化解学生在操作过程中生成的困惑。
首先,这里要关注的是动作背后的逻辑思维问题,小学生还是以形象思维为主,对于计算机操作背后的逻辑关系,学生常常会问“为什么会这样”。这个时候就必须发挥学生的自主协作能力,即让学生先通过自主理解去认识脚本区中已经出现的各个命令之间的关系,然后结合最后生成的动作去理解每一个动作是通过哪个命令实现的。其次,在如此自主学习的基础上,让学生通过小组内的协作互通有无,从而深化其各自的理解。最后,教师再进行适当的点拨,这样基本上就可以化解学生的疑问。
应当认识到,自主协作是在学生尝试学习的基础之上的,没有尝试学习的基础而直接让学生去自主协作,是不会取得预期效果的。
三、关于研究的一点思考
结合新课改的要求和当前主流的学习方式,笔者在研究的基础上认为,在小学信息技术教学中进行尝试教学是可行的:一是因为其实施的空间比较大,不受传统教学评价的约束;二是因为学生有一定的基础,生活中所积累的关于信息技术的知识是尝试教学的重要支撑。摸索尝试教学的规律与途径,并寻找到有效指引学生自主协作的机制,就可以进一步完善尝试教学,将学生的信息技术学习推向一个更高的高度。
应当说,邱学华老师的尝试教学法给小学信息技术教学带来的更多的是一种思想,这种思想可以让信息技术教师在不同基础的学生的学习中播下适切的种子,让每个学生都可以在尝试中获得信息技术素养。需要注意的是,尝试教学更多的是锻炼学生自主学习的能力,因此需要自始至终、一以贯之地坚持,试图通过一两节课就让学生在尝试中有所收获是不可能的。
参考文献:
[1]邱学华.尝试教学研究50年[J].课程・教材・教法,2013(4).
目的优选出地黄中梓醇的最佳提取工艺。方法以梓醇含量为指标,利用 l9(34)正交实验法,以乙醇浓度、提取次数、加醇倍数、提取时间为因素,每个因素取3个水平,进行实验,来确定最佳制备工艺。结果最佳工艺为12倍量95%乙醇提取2次,1 h/次。结论经优化后工艺条件可靠,适合地黄中梓醇的提取工艺的参考。
【关键词】 地黄; 梓醇; 正交实验
optimization of the extraction technology of catalpol from rehmannia glutinosa libosch by orthogonal design
liu ying, yang jing ,huang lei, xu yan, yue chunli,wei zhongmin*
(the key laboratory of molecular biology and new drug r&d, liaoning medical university, jinzhou 121001, china; jinzhou institute of drug control, jinzhou 121001, china; dalian merro pharmaceutical co., ltd., dalian 116000, china)
abstract:objectiveto explore an optimum extraction technology of catalpol from rehmannia glutinosa libosch. methodsusing catalpol as the index, the effects of alcohol concentration, extraction time, solvent amount and extraction degree on extraction technology were evaluated by orthogonal design.resultsthe superior technology of catalpol was as follows: 95% alcohol, 1 hour, 12 fold solvent and extracted 2 times.conclusionthe optimum extraction process is stable and accurate, and it is suitable for extraction of catalpol from rehmannia glutinosa libosch.
key words:rehmannia glutinosa libosch; catalpol; orthogonal design
生地黄为玄参科植物地黄rehmannia glutinosa libosch的干燥块根,系常用的补药,临床应用十分广泛。传统医学认为地黄具有滋阴补血、生津的功效。生地黄的主要活性部分是环烯醚萜苷类,而环烯醚萜苷类中含量最高的是梓醇。现代研究证明梓醇具有降血糖[1],预防治疗哮喘病,治疗乙型肝炎病毒感染,对缺血再灌注受损神经元有保护作用[2],抗癌[3]等药理作用。目前梓醇的开发是一个热点,但由于梓醇化学性质不稳定,易受酸碱[4]等条件影响,这为梓醇的提取增加了难度,本实验对回流提取、超声提取、40℃温浸3种提取方式及甲醇、乙醇和水的提取溶媒进行了筛选,在此基础上,利用正交实验,以梓醇含量和干浸膏的重量为指标优选出最佳工艺。
1 仪器与试药
lc-10vp高效液相色谱仪,日本岛津公司生产;kq-250b型超声波清洗器,昆山市超声波仪器公司生产;a240型电子天平,美国梅特勒公司生产;恒温水浴箱 ,北京市永光医疗仪器厂。生地黄,产自河南省武涉县西陶镇,由锦州奥鸿药业有限责任公司质量部照2005年版《中国药典》ⅰ部地黄质量标准检验,符合规定。梓醇对照品,批号110808-200407,购于中国药品生物制品检定所;乙腈,美国fish公司生产;其余试剂为国产分析纯。
2 方法
2.1 梓醇的含量测定
2.1.1 色谱条件 色谱柱:日本岛津 vp-ods柱,4.6 mm ×150 mm;流动相为乙腈∶0.1%磷酸(1∶99);流速:0.9 ml·min-1;柱温:36℃ ;检测波长:214 nm。
2.1.2 对照品溶液的制备 精密称取干燥至恒重的梓醇对照品5.0 mg,置1ml容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇匀,作为对照品溶液备用。
2.1.3 供试品溶液的制备 取地黄样品适量,粉碎,过2号筛,精密称定100 g,加入95%乙醇1 000 ml,回流提取2 h,滤过,将滤液减压浓缩至干加100 ml水溶解,用0.45 μm滤膜滤过,取续滤液即得。
2.1.4 梓醇标准曲线绘制 分别精密称取梓醇对照品加水配制浓度分别为3.0,4.0,5.0,6.0,7.0 mg·ml-1,按色谱条件,分别进样10 μl对照品溶液,测得峰面积,以对照品重量为横坐标,以峰面积为纵坐标,得线性回归方程为:y=806 095x+106,r=0.999 6。结果表明梓醇在3.0~7.0 mg·ml-1时进样量与峰面积呈良好线性关系。
2.1.5 精密度实验取同一对照品溶液,按上述色谱条件,重复进样6次,每次10 μl,测定梓醇峰面积,其rsd为0.66%,表明该法的精密度良好。
2.1.6 稳定性实验取同一供试品溶液,分别于0,3,6,9,12,24 h,按上述色谱条件,进样10 μl,测定梓醇峰面积,rsd为0.44% ,表明梓醇在24 h内稳定。
2.1.7 重复性实验取同一批地黄样品6份,按“2.1.3”项下方法制样后,以上述色谱条件,进样,测定梓醇的峰面积,按外标法计算含量,rsd为2.7%,表明分析方法重复性良好。
2.1.8 加样回收率实验精密称取已知含量的生地黄提取液10 ml,分别定量加入梓醇对照品,计算回收率(见表1)。平均回收率为99.3%,rsd为1.39%。
结果表明本方法具有良好的回收率。以上实验表明该方法测定梓醇准确可靠。
2.2 提取工艺的优化
2.2.1 优选实验方法和溶剂 文献报道梓醇的提取方法有回流提取、超声提取、冷浸法等,本实验分别考察3种方法和3种溶剂在提取过程中对梓醇提取率的影响。
表1 回收率实验结果(略)
实验方法:取生地黄样品粉碎,过2号筛,称取9份样品,每份10g,将9份样品分成3组,每组分别加入100 ml水、100 ml95%乙醇、100 ml甲醇,将第1组分别超声提取70 hz,20 min,第2组回流提取2 h,第3组40℃温浸6 h,分别过滤取滤液减压浓缩至干,分别加入10 ml水溶解,滤过,取滤液液相检测梓醇含量,并计算干浸膏的重量。结果见表2。
表2 不同提取方法不同溶剂提取后测得干浸膏重量和梓醇含量(略)
由表2可见回流提取方法优于其他两种方法,在溶剂方面虽然甲醇的提取率高,但是干浸膏重量大,即杂质含量高,对下一步的纯化带来一定的难度,并且甲醇毒性大,所以最佳的提取方法为乙醇回流提取。
2.2.2 正交实验设计 由上述实验选择乙醇回流提取,且对乙醇浓度(a)、乙醇倍数(b)、提取次数(c) 、提取时间(d)4个因素进行考察,每个因素设计3个水平,设计l9(34)正交实验。因素水平表见表3。
表3 因素水平(略)
2.2.3 实验方法及结果 称取粉碎后的生地黄药材9份,每份100 g,按表4的设计进行回流提取,每次提取1 h,合并滤液,放凉后滤过,减压浓缩至干,称量干浸膏的重量,向干膏中加100 ml水溶解,用0.45 μm滤膜滤过,取滤液按梓醇含量测定项下测定。
2.2.4 正交实验结果分析 结果见表5。直观分析表明,干浸膏得率极差大小为a>c>b>d,较好工艺组合为a3b2c1d3。梓醇含量极差大小为a>c>b>d,较好工艺组合为a3b3c2d1。方差分析的结果表明,因素a对整个实验验结果影响最大,以后依次为c、b、d。因素a对试验结果具有显著意义,a3提取效果最好,提取率高,宜选择a3;因素b、c、d对干浸膏重量和梓醇含量无显著性影响。故从干浸膏重量最小梓醇含量高两方面考虑,确定生地黄提取工艺条件为a3b3c2d1,即12倍量95%乙醇提取两次,1 h/次。
2.2.5 验证实验 根据上述结果筛选的工艺重新进行实验,进一步验证前面工艺的正确性。提取率在80%以上。
表4 正交实验设计及实验结果(略)
表5 方差分析(略)
3 讨论
通过对超声提取、室温浸出提取、回流提取3个提取方法的考察得出了回流提取梓醇含量高。在溶剂选择方面分别对水、甲醇、95%乙醇3种溶剂进行了考察,在干浸膏重量上95%乙醇低于其他两个溶剂,分析可能由于大量的糖类、氨基酸等水溶性杂质不能被乙醇提出来的缘故[5]。这样对后期梓醇的纯化带来很大的方便。在此基础上我们采用了正交实验对不同的乙醇浓度、提取时间、提取次数、提取溶剂倍数。分别选择了3个水平分别进行考察。得出了乙醇浓度对干浸膏和梓醇含量影响较显著。有文献对地黄中梓醇变化的条件进行研究,结果表明,梓醇溶于水中加热100℃10 h后,其含量未见明显变化;但在酸、碱条件下极不稳定。因此实验所确定回流提取工艺对梓醇含量不会有影响,而且较适合工业生产,对梓醇提取的工业化提供了一定的技术参数。
【参考文献】
[1] 万昌武,张雅丽,桂华珍,等.地黄不同方法提取物制剂降糖作用的实验研究[j].贵州医药,2003,27(12):1112.
[2] 李 杨,李丹清,包永明,等.梓醇对缺血再灌注受损伤神经元保护作用的研究[j] .中国现代医学杂志,2005, 15(10):1454.
[3] pungitore c r, ayubm j, borkowski e j, et al.inhibition of taq dna polymerase by catalpol[j]. cell mol biol,2004,50(6):767.
【关键词】地理;中学;信息技术;教学;方法
许多学生都反映对于地理有着知识记不清、记不牢、张冠李戴的问题,为什么会产生这种共性的问题呢?其根本的原因在哪里?地理教学中学生的认知难点在什么地方?这一切都要从传统地理教学中的地图开始说起。
原本地理知识十分的分散零乱混杂,学生在学习中十分不好把握,地图教学为地理知识的分类和归属找到了一个很好的方法。但作为一种传统教学手段,面临的最重要的一个问题就是,学生对地图的认识和空间想象能力太弱,这个问题一直困绕着地理教学中的教学双方。在进行地理地图教学中,传统的地图展示法主要应用的是课本插图、地图册和挂图,其表现形式较单一、无法充分体现动态进程,难以做到把地图叠加或拆分,难以达到地理空间分析的要求,更难将具体风土人情和物产与地图有机结合起来,并形象地展示给学生。最为重要的一点莫过于对地图的抽象性难于理解,不能形象地将所学知识与实际地理有效结合在一起形成自已的长久记忆。这一点成为了大多数学生学习地理知识的梦魇。
信息技术正是这一梦魇的克星。实验心理学家赤瑞特拉曾经作过一个关于人类获取信息的感觉器官的著名心理实验,他通过大量的实验证实:人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,这两个加起来就有94%,还有3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。而信息技术与生俱来的特点正是能充分利用人类的视听感观,让人更加直观地掌握提供者所提供的信息,而最新的三维虚拟现实技术更是利用了人们了解信息的各种感观,从视、听、嗅、触等方面进行展示,让人真正身临其境。
信息技术在教学中的应用,其实质就是用计算机及音箱、投影仪等外设搭建一个多媒体教学平台,对学生进行辅助教学的手段,即计算机辅助教学(CAI),它以其声像结合、动态展示、色彩丰富、表现强烈、效果明显等优点成为新时代教学方式的首选,弥补了传统地图教学中的诸多不足。
在板块漂移教学中可以利用信息技术手段,真实地再现板块漂移的场境,用短短的几分中就可以展示出地球几亿年来的板块漂移过程及珠穆朗玛峰的形成,再现沧海桑田的景象。让学生在为大自然的神奇唏嘘中学习知晓。
在讲解《地球的运动》一节中,通过CAI系统可以充分的展示地球的自转、公转形成的原因,以及由此带来的昼夜交替和四季变化现象。分秒之间直观立体地呈现太阳直射点移动、昼夜变化和四季更替的复杂过程,使学生直观的看到昼夜交替、昼夜长短的变化以及四季是如何变化产生的。
将书本中的插图和文字变为声音和动画,把长时间、大空间的变化浓缩于咫尺方寸之间,对各种自然现象进行形象、准确的动态模拟。这样一来老师可以将精力放在引导学生学习上,一改以往的“教学式”为“引导式”,这样可以提高学生的动手能力,实现与学生互动,让学生参与到教学中,让学生成为学习的主人。利用多媒体在教学中的优势,转换教学方式和角色,真正实现“传道、授业、解惑”,学习效果自然不言而喻。
须要指出的是,CAI“弥补”了传统教学模式的“不足”,但不能完全取而代之,以我们现有的教育水平和教学条件,无论在课堂上还是考查中均还不允许淡化教材,而是需要充分现代教育技术来强化教材。我们探索利用计算机“辅助”手段来促进地理教学的教改模式,而不是寻求一种替代教材的全新“模式”。现代信息技术提供的学习方式,有利于因材施教,有利于激发学生的学习兴趣,体现学生的认知主体作用,有利于多种教学策略的实现,深化学科教学,提高教学效益。充分利用信息技术的优势,对地理教学进行充分的挖掘,必然能有效解决学生在地理教学中因空间、抽象、不直观而带来的知识记不清、记不牢、张冠李戴的问题,从而打破这一长久以来困挠地理教学中的梦魇。