人工降雨基本原理范文
時間:2023-12-27 17:54:00
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篇1
【關鍵詞】水土保持;人工模擬降雨裝置
1、引言
早在1920 年美國就已開始應用人工模擬降雨方式對坡面產流和土壤侵蝕過程進行試驗研究。從50 年代開始, 我國首先應用人工模擬降雨進行入滲試驗,最早的國內降雨模擬裝置是淮委水文測驗室的蘇制人工模擬降雨裝置,此后,1959年華東水利學院的10m^2放瓦爾達依式降雨裝置,1963年黃委會水科所的側噴式降雨模擬裝置依次出現(xiàn)。近年來, 引進和研制了各種類型的人工降雨器并應用于室內與野外試驗。人工模擬降雨試驗是在徑流小區(qū)試驗的基礎上發(fā)展起來的。固定小區(qū)觀測雖是土壤侵蝕定量測定最準確的方法, 但有難以克服的弊病, 徑流小區(qū)試驗依賴于天然降雨。天然降雨是復雜多變的, 尤其在年平均降雨量少且分布不均勻的干旱、半干旱地區(qū), 更易受到氣候的影響。因而在短期內不可能進行多項多次觀測試驗, 積累更多所需資料?;趯嶒炇页叨鹊难芯勘绕旅娉叨鹊难芯烤哂薪洕?、便捷、可控等優(yōu)點。因此, 利用模擬降雨裝置進行試驗已成為水土保持領域不可或缺的一個重要研究手段。模擬降雨裝置的應用主要涉及水土保持業(yè)、農業(yè)及林業(yè)等領域的研究。人工模擬降雨裝置的主要特點在于:
2.2.2國內降雨模擬裝置的發(fā)展
我國相關領域的科研人員已經研制出了適于室內與野外各種試驗要求和研究目的的人工模擬降雨裝置。其中主要有以下幾種:
(1)最早應用降雨模擬裝置:淮委水文測驗室,蘇制的人工模擬降雨裝置。
(2)1959年,華東水利學院,10m2仿瓦爾達依式降雨裝置。
(3)1963年,黃委會水科所,側噴式降雨模擬裝置。
(4)1983年,黃委會西峰水土保持學試驗站與陜西機械學院合作研制,活動輕便式降雨模擬裝置。
(5)1984年,黑龍江省水土保持科學研究所,PS3—15型移動式人工模擬降雨裝置。
最近幾年,國內降雨模擬裝置的研究不斷發(fā)展,又先后出現(xiàn)了多種新型的,應用更加廣泛的降雨模擬器。比較有代表性的有以下幾種:
(1)中科院地理所針頭式降雨模擬器
(2)清華大學水利系管網式降雨模擬器
(3)清華大學水利系組合噴頭式降雨模擬器
(4)大連理工大學組合噴頭式與管網式降雨模擬器
(5)西北水保所及河海大學的降雨模擬大廳
2.3模擬降雨裝置的發(fā)展趨
(1)根據雨滴發(fā)生基本原理搭建的手控、簡易的降雨模擬裝置仍有其強大的生命力。
(2)智能化、自動化、大型化的降雨模擬大廳很有發(fā)展?jié)摿Α?/p>
3小結
模擬降雨是水土保持試驗的重要手段;通過降雨模擬試驗,可以縮短試驗周期、嚴格控制試驗條件。人工模擬降雨裝置主要有噴嘴式、噴灑式(又稱管網式) 、懸線式和針頭式四種?,F(xiàn)代化、自動化的大型人工模擬降雨大廳和手控、簡易的降雨模擬裝置都在積極地發(fā)展。
參考文獻:
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作者簡介:
朱嘉嘉,男,大連理工大學 化工與環(huán)境生命學部2010級 化學工程與工藝專業(yè)。
篇2
知識的趣味性是主動學習的推動力。物理化學課程具有較強的理論性,因此在課堂教學過程中適時地理論聯(lián)系實際,把理論性強、抽象而枯燥的內容變得生動有趣,使學生明確所學的知識并不是空洞的理論,是可以為解決實際問題而服務的,從而調動他們進一步學習的積極性[3]。例如,在學習熱力學第二定律時舉例制冷機,從而說明熱不可能從低溫物體傳遞給高溫物體不留下任何變化;在講化學熱力學時,可以解釋人穿冰刀滑冰非常順暢的原因;講不揮發(fā)性溶質稀溶液的依數性時,結合三鹿嬰幼兒奶粉添加的三聚氰胺事件;在講滲透壓時可以解釋口渴時為什么不能喝海水?另外夏天食物容易變質、玻璃管中水呈凹面、小液滴呈球形、人工降雨、農民鋤地既能鋤草又能防止水分蒸發(fā)、冬天在路面上撒鹽可以防凍、做燉菜時加鹽可以快熟、城市晚上美麗的霓虹燈等現(xiàn)象都可以從物理化學原理中找到相應的答案。通過結合日常生活現(xiàn)象講解物理化學的基本原理,不僅可以幫助學生對原理的理解與記憶,而且可以讓學生覺得物理化學的原理與我們的生活息息相關,并非遙不可及,從而極大地激發(fā)學生的學習興趣,使教與學產生共鳴。
2.引導學生合理運用學習方法
物理化學概念抽象,知識點多,看似凌亂,但是它們之間存在內在的邏輯關系。學生作為初學者,暫且還不能夠掌握這個教材的全局,還不能理清章節(jié)之間的內在聯(lián)系。教師作為引導者,應有意識地幫助學生構建合理的學習方法。(1)正確對待數學推導。由于物理化學概念抽象,公式繁多,使用條件苛刻,因而在學習中應當讓學生一定要深入了解公式、概念之間的聯(lián)系,學會自己推導公式,掌握其來龍去脈,在理解的基礎上加以記憶,同時在此過程中要求學生始終明白,數學推導在這里僅僅是一種工具,不是目的,最終所得公式的使用范圍和應用條件才是最重要的。(2)認真進行習題演算。對于習題要引導學生在學習過程中獨立完成,同時注意總結方法,尋找規(guī)律,不要單純地為做習題而做習題。對于比較靈活的習題,要求嘗試一題多解,不僅要分析所得結果的合理性,還要比較各種解法的利弊。(3)類比方法的應用:類比法是根據兩個對象之間在某些方面的相同或相似,推出它們在其他方面也可能相同或相似的邏輯推理方法[4]。在物理化學教學過程中,經常會發(fā)現(xiàn)諸如數學表達式、物理模型和處理問題方法等方面的相似性。再如,理想氣體和理想液態(tài)混合物都是理想模型的表現(xiàn)形式,這兩個模型的特征及化學勢類似,性質相同。在課堂講授中,可引導學生對所學內容前后貫通,類比記憶,指出它們的相似性、區(qū)分物理意義和使用上的差別,找出規(guī)律,從而加深對物理化學知識點的理解。
篇3
關鍵詞 二氧化碳;教學實踐;啟示
樂學――引導學生求知欲望
二氧化碳是初中階段教學的重要氣體之一,形態(tài)多樣,用途廣泛。我開始教學時,如何讓學生快樂學習,首先將一
個有趣的問題給學生:“人吸進氧氣,吐出的是什么呢?”頓時,學生像炸開了鍋一樣,紛紛舉手搶答:“我知道,我知道,吐出的是二氧化碳!”。接下來,我又問了個問題:“人吸進氧氣,吐出的是二氧化碳,但為什么人能保證不會吸進二氧化碳呢?”這下學生安靜多了,吸引他們去考慮問題?!捌鋵嵢说暮粑彩切枰趸驾o助的,沒有也是不行的。就像氮氣(占空氣的78%),吸進去了。氮氣既沒營養(yǎng),也沒害處。當然會原封不動地呼出來!不過如果氧氣濃度下降到一定水平時,人就會發(fā)生呼吸困難?!睂W生一聽這樣解釋后,若有所思,哈哈笑開了。我又設計了一個問題:“有沒有剛好與人相反的東西呢?吸進的是二氧化碳,吐出的是氧氣?”這時,很多學生舉手回答:“有的,有的,是樹!”我回答說:“樹木有光合作用,樹木在光合作用下會釋放氧氣,就像‘綠色工廠’。我們吸進氧氣之后又吐出二氧化碳時,樹木會把我們吐出的氧氣吸進去,然后釋放出清新的氧氣,讓我們健康、幸福地成長。因此, 植樹造林可為人類提供氧氣,凈化空氣,美化環(huán)境,有利于生態(tài)環(huán)境的保護。那么二氧化碳究竟有幾種形態(tài)呢?究竟有什么性質呢?究竟有哪些用途呢?”這樣設問引起學生濃厚的興趣,讓學生快樂學習,在學習中獲得快樂,在快樂中獲得知識。
精煉――倡導學生精益求精
精煉,顧名思義,就是將物質進行提純的過程,主要是指對自然資源中可用的部分進行純化,使其能更好地被利用。在精煉過程中經常利用化學反應去除雜質。因此,用在教學過程中,就是要倡導學生精益求精,敢于打破砂鍋問到底,精心掌握基本知識和運用技能。如講解二氧化碳用途時,當處于氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)情況下二氧化碳的真正用途。
氣態(tài)情況。二氧化碳化學式為CO2,碳氧化物之一,是一種無機物,常溫下是一種無色無味氣體,密度比空氣略大,能溶于水,并生成碳酸。(碳酸飲料基本原理)可以使澄清的石灰水變渾濁,做關于呼吸作用的產物等產生二氧化碳的試驗都可以用到。氣體二氧化碳用于制堿工業(yè)、制糖工業(yè),并用于鋼鑄件的淬火和鉛白的制造等。二氧化碳在焊接領域應用廣泛。二氧化碳氣體保護焊,二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒,常溫下密度比空氣略大,受熱膨脹后則會聚集于上方.也常被用作滅火劑,是目前生產中應用最多的滅火方法,但Mg燃燒時不能用CO2來滅火,因為:2Mg+CO2=2MgO+C(點燃)。二氧化碳是綠色植物光合作用不可缺少的原料,溫室中常用二氧化碳作肥料。能使綠色植物進行光合作用產生氧氣等用途。
液態(tài)情況。氣態(tài)二氧化碳能被液化成液體二氧化碳,相對密度1.101(-37℃),沸點-78.5℃(升華)。有利于減低日益嚴重的環(huán)境污染問題,尤其是在能源、工業(yè)及運輸業(yè)領域所造成的溫室廢氣排放。
固態(tài)情況。液態(tài)二氧化碳蒸發(fā)時吸收大量的熱而凝成固體二氧化碳,俗稱干冰,升華時可吸收大量熱,因而用作制冷劑,如人工降雨,也常在舞美中用于制造煙霧、二氧化碳球棍模型等。
眾議――督導學生參與互動
二氧化碳用途廣泛,益處頗多。那么究竟該怎樣制取二氧化碳?二氧化碳產品主要是從合成氨制氫氣過程氣、發(fā)酵氣、石灰窯氣、酸中和氣、乙烯氧化副反應氣和煙道氣等氣體中提取和回收??捎商荚谶^量的空氣中燃燒或使大理石(CaCO3)、石灰石、白云石煅燒或與酸作用而得。是石灰、發(fā)酵等工業(yè)的副產品。實驗室制取二氧化碳的反應原理。實驗室常用大理石或石灰石與稀鹽酸反應制取二氧化碳:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
我教學如何提取二氧化碳時,我把學生分成二個小組,設計了二個問題讓學生共同探討。一是為什么不能用碳燃燒的方法制取二氧化碳?二是為什么不用碳酸鈉代替大理石或石灰石?
經過討論,讓學生對二氧化碳的性質有了更深層的了解:雖然碳燃燒產生二氧化碳比較方便,但是生成的二氧化碳與反應物氧氣混合在一起,導致很難分離出純凈的二氧化碳。碳酸鈉跟稀鹽酸反應十分劇烈,迅速產生大量氣體。碳酸鈉跟鹽酸反應速率太快,生成的二氧化碳不容易收集。
篇4
關鍵詞 多媒體;初中化學;課件
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)23-0134-02
隨著網絡信息化的快速發(fā)展,多媒體教學已然在當代教育中占據主導性地位。通過多媒體教學直觀的演示,多種形式內容的播放,有助于激發(fā)學生的學習興趣,并在良好的學習氛圍中提高初中化學課堂教學質量。
1 多媒體在初中化學教學課堂中優(yōu)勢
有助于提高課堂的容量 在傳統(tǒng)的初中化學課堂教學中,一般都是由教師主講,并借助于黑板來實現(xiàn)課堂教學內容的講解。一方面,傳統(tǒng)的教學方式比較單一化;另一方面,對課堂內容具有一定的限制。而多媒體教學在化學課堂上則可以有效利用現(xiàn)有的資源,對課堂內容進行有效的補充與講解,除此之外,還可以通過多媒體對相關資源進行查閱。在化學課堂中融入多媒體,有助于提高學生的學習興趣,擴大課堂的教學內容量,從而更好地提高化學課堂質量。
在教學過程中能夠隨時改寫 在傳統(tǒng)的化學課堂教學過程中,教師在講課之前都會花費很多的時間與精力來進行備課。隨著多媒體的出現(xiàn),教師可以有效利用多媒體,利用電腦中的PPT來進行備課,與傳統(tǒng)的教學相比,實現(xiàn)了隨時修改的目的。這樣一來,教師可以在備課過程中根據學生的具體實際情況進行教學內容的增加與刪減,與此同時,有效地提高了備課效率。
在課堂上實現(xiàn)知識共享 以往的化學教學課件都是教師在紙上總結好之后,通過在課堂上的講述來實現(xiàn)化學知識的講解。一方面,這樣的教學方式很難吸引學生的注意力;另一方面,教學方式比較單一,不利于提高初中化學課堂的教學質量。通過在化學課堂教學中引入多媒體,利用互聯(lián)網信息技術,可以實現(xiàn)知識的共享,有助于提高教師的教學水平。同時,播放形式多樣化的多媒體教學,還能夠通過吸引學生的注意力,提高他們對化學的學習興趣,從而提升初中化學的課堂質量。
有助于學生對知識的鞏固 在多媒體教學中播放的圖片、文字以及視頻等方式的教學內容,使得學生在教學中能夠通過視覺、聽覺加深對所學知識的印象,同時實現(xiàn)對化學知識的鞏固。
2 多媒體初中化學教學中存在的問題
過多注重化學課堂上的課件 化學課堂教學中運用多媒體時,有的教師在講課過程中往往會讓整節(jié)課都被多媒體牽著走,幾乎很少有師生之間的交流與互動。教師對知識的講解,通常會按照自己的課件進行,由于對課件過多的關注,反而忽略了學生的反應,由于課件內容在講解過程中被不停地來回切換,導致學生對內容主次難以明白,影響到了課堂筆記的整理。同時,由于缺乏師生之間的互動,使得課堂氛圍比較沉悶,嚴重影響到化學課堂質量。
講課速度快,信息量大 多媒體教學在化學課堂中以直觀的圖片、文字等方式展示教學內容,與傳統(tǒng)的化學教學相比,在節(jié)省了板書時間的同時,呈現(xiàn)出節(jié)奏快、信息量大的特點,導致很多學生在化學課堂上跟不上教師的講課節(jié)奏,出現(xiàn)學生對化學知識的難以接受與理解,漸漸地失去對化學的學習興趣。
多媒體課件制作水平參差不齊 由于教師能力與思維的差異化,在制作多媒體課件時也呈現(xiàn)出不同層次的水平。而課件作為初中化學課堂教學的重要載體,課件質量的好壞,直接影響到化學課堂教學質量。在制作化學課件時比較容易出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)在以下兩個方面。
一是把課件的內容局限于課本,教師只是把一些板書、投影內容拷貝到課件上,并沒有對課本中的知識內容進行理解、消化與重新整理。這樣制作出來的課件往往文字多,內容單一,盡管運用了多媒體教學手段,但實際上是一種照本宣科的教學方法。
二是過分注重于多媒體教學形式的多樣化,為了突出視聽效果,制作出來的課件形式多樣,而且色彩華麗,一個課件中包括了動畫、視頻、圖片等多形式的內容,很容易導致學生在課堂教學過程中注意力分散,引起學生聽覺、視覺的疲勞,在一定程度上降低了化學課堂質量。
在多媒體教學中缺乏師生之g的交流互動 隨著多媒體在化學課堂教學中出現(xiàn)次數的增多,教師在講課過程中使用黑板的次數隨之減少。據相關調查得出,在講課過程,教師通過黑板的板書,也可以清晰地演示各種化學的實驗過程,并能夠保留很長時間的板書內容,非常有助于學生對知識的理解與記憶。清晰、主次分明的板書,還有助于學生對所學化學知識的復習鞏固。而多媒體教學的出現(xiàn),教學的靈活性與互動性則有所減少,教師在講課過程中進行多媒體操作的同時,無法對學生的實際情況進行掌握,從而影響到化學課堂內容的針對性教學。
3 通過多媒體教學提升化學課堂質量的具體對策
做好多媒體在化學教學中的正確定位 盡管多媒體教學有眾多的優(yōu)點,但在具體的化學教學過程中,仍然要堅持“以學生為主體、以教師為主導”的教學原則,多媒體不過是化學教學中的輔助工具,教師的講解才是化學課堂教學的核心。因此,在化學課堂教學中,教師要根據學生對所學知識的反饋情況,靈活而有針對性地進行講解,并把握好課堂教學進度。
利用多媒體營造輕松的學習環(huán)境,激發(fā)學生學習興趣 在初中化學課堂教學過程中,利用多媒體技術為學生營造出輕松、愉快的學習環(huán)境,有助于提高學生對化學學習的興趣。通過多媒體教學,有效地改變了傳統(tǒng)的單一化教學模式,通過視、聽、思的有機結合,以及多層次、多角度、直觀形象的知識展現(xiàn),有效地活躍了課堂的學習氛圍,同時也提高了課堂的教學效率。
如在教學“單質碳的性質”時,通過多媒體教學,展示出美妙的音樂、鄭板橋的字畫,同時設計一個簡單的問題:這幅字畫為什么沒有隨著時間而褪色呢?通過音樂、圖片、問題,讓學生耳聞其聲、眼觀其畫、心有所思,有效地激發(fā)起學生的學習興趣。與此同時,播放幾幅堆積著好多煤炭的煤礦、腐爛的木樁等圖片,通過舉例而引入新的課題。利用問題激發(fā)了學生的學習興趣與思考,有效地提高了化學的課堂教學效率。
通過在多媒體教學中創(chuàng)設情境,加深學生對知識的理解 在化學課堂教學過程中,往往會涉及比較抽象的化學概念或原理,教師難以用語言來表達清楚。運用多媒體技術則可以使得抽象的化學內容更加形象化,有助于學生對化學知識的理解與掌握。通過多媒體創(chuàng)設的生動活潑的學習情境,有助于學生積極主動地參與化學課堂教學。
如在講解有關“二氧化碳的化學性質”時,為了能夠讓學生理解二氧化碳不能夠供給呼吸的原理,教師利用多媒體技術,對二氧化碳在自然界中的氣、液、固三種狀態(tài)的循環(huán)進行了展示,并對其他的內容進行了拓展。如固態(tài)化的二氧化碳在汽化時會吸收大量的熱,可用于冷藏食品與人工降雨,并展示相應的圖片與生動有趣的動畫進行闡釋,有效地調動了學生對化學的學習興趣,有助于學生對化學知識難點、重點的理解與掌握。
通過多媒體提高化學理論與實踐的結合,提升課堂質量 初中化學教學主要是加強學生對化學基本原理的理解與掌握。由于化學原理中有很多內容是比較抽象的,如分子、原子的基礎理論,以及粒子的運動變化,可以有效利用多媒體技術,對氧化汞在受熱時進行分解的實驗進行模擬,由原來的氧化汞分解成氧原子與汞原子,兩個氧原子構成一個氧分子。通過對實驗的模擬,有助于學生對知識點的理解。同時,通過直觀的實驗演示,有助于加深學生對化學知識點的記憶。
在初中化學課堂教學中融入多媒體技術是目前教育教學的重要發(fā)展趨勢。把多媒體教學廣泛地運用于課堂教學中,對于培養(yǎng)學生全方位的綜合素質有著積極的促進作用。因此,在具體的初中化學課堂教學過程中,要合理、科學地利用多媒體技術,有效地結合學生的實際情況,增強化學教學內容的形象性與直觀性,最終提升初中化學課堂教學的質量。
參考文獻
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