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化学元素的作用赏析八篇

发布时间:2023-09-03 14:56:43

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的化学元素的作用样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

化学元素的作用

第1篇

[关 键 词] 学习型组织;校园文化;文化平台

[作者简介] 周举坤,首都师范大学化学学院党委副书记,讲师;王建跃,首都师范大学研究生部办公室主任,助理研究员

高校校园文化是推动高校发展的无形力量,它决定着高校培养对象的内在特质,在学生成长成才的过程中具有重要作用。一所优质学校必然拥有其特有的文化,并且不断地将这种文化内化于每个成员,最终使得这所学校所培养的人才具有该学校的某种特质,并将这种特质变成一种无形的推动力量。作为一种全新的管理理论,学习型组织理念将会在促进校园文化持续发展以及内化每个个体的过程中发挥特有作用。

一、高校校园文化的特征

同其他工作场所一样,各个大学都有其显著的组织文化特征。校园文化可以被认为是组织文化内涵的一种外在表现形式。它告知教师和学生什么是可以接受、什么是不可以接受的规范,这种文化主导着人们的价值观念和成员认同的基本假设,最终指导成员与学校同步发展。

1.有效学校发展的目标及与其相适应的校园文化特征

有效学校是高等学校发展的最终目标。有效学校具有如下五个基本假定:第一,不论学校能够做什么,应该做什么,其中心任务就是教学,衡量成功的标准是学生在知识、技能和观念等方面所取得的进步。第二,学校应负责提供教学和学习的一切环境。第三,学校必须被作为整体来看待,为满足某些学生的需要付出的部分努力、破坏教学计划统一性的做法都可能遭遇失败。第四,学校最重要的特点是教师和其他员工的态度和行为,而不是诸如图书馆规模、学校的历史等物质条件。第五,学校要为学生成绩的好坏承担责任。人们坚持认为,不论种族地位、性别、家庭和文化背景、家庭收入有如何不同,学生都能够学习。

与有效学校相适应的现代高校在校园文化上也表现出独有的特征。第一,一切以教学为主的有效性,要求校园文化组织必须从学习的角度出发,一切组织文化是否合理必须以是否有利于学生学习,是否有利于教学为出发点,这就要求现代校园文化必须具备适应学习发展的文化特征。第二,检验有效与否的关键还在于教师和其他员工的态度和行为如何,因此促成教师和员工具备积极合作的意识成为现代高校组织文化的又一特征要求。第三,学校发展必须形成共同的向上的规范和发展一致的成员和学校目标。这也是现代校园文化中的两个中心议题即规范和假定。学校组织文化发展是否具备以上三个特征成为其能否发展成为有效性学校的关键。

2.高等学校有效能的特点及与其相应的校园文化特征

已有的研究从以下八个方面探讨有效能学校的特点:第一,机构组织。校长与教师分享管理权力。教师们常透过正式或非正式小组工作,共同协作。机构文化是重视解决“问题”而非作人事斗争。第二,政策确定。教师常坦诚商讨问题,提出意见,达致共识。在制定决策过程中,教师们得到满足感和自,解决问题能力亦有所提升,而他们的决定一般都会得到校长和校董事会的支持。第三,协作精神。教师们态度开放,愿意学习和改进。校内团队精神强,教师透过互助互谅、支持和合作去解决问题和计划工作。第四,远见和使命感。校内的教职员有共同的理想,有清晰的目标和崇高的使命感,在共同目标下去解决问题。第五,学习组织。校长教师间互相信任,思想开放,愿意学习,愿意改善,敢于尝试创新,互动过程明显。第六,社区领导。学校与外界机构接触多,工作得到社区支持和认同。校方愿意透过不同渠道与家长和社区建立良好关系。第七,校长领导。校长态度开放,愿意接纳他人,因而得到各人的信任。他愿意与任何人和社区沟通,在校内能提供专业意见以支持各小组工作发展。第八,信任。校内各工作人员互相信任,不会各自为政或互相猜忌。显然,在上述特点中“学习”成为直接或间接的核心词汇。这反映出学习对于成功学校效能起着重要作用。

二、构建学习型校园文化体系平台

学习型组织强调的关键就是让每个成员具备共同的愿景目标,使得每个成员在原有的心智模式下都有能够获取最大发展的空间。在高校校园文化建设中,我们可以从如下步骤入手。

(一)制定校园发展手册构建学校共同愿景

制定学校发展手册,目的在于使得每个成员深入到学校发展之中,明确学校发展目标以及个人在其中的位置、作用。手册具体包括学校精神的内涵,使得每一个成员都能积极在此精神中获取发展的力量;学校远景规划,使得每个成员都能清楚明了的知道该校的具体发展方向,使得成员对未来充满希望。手册还应包含有学校发展史,尤其不同时期的一些关键决策,应给予客观的事实,让所有成员对过去发展的真实情况有一个清晰的认识,以达到成员对学校的信任。

(二)改变心智加强创设矩阵式管理模式

1.在管理层面构建网状交流小组

(1)建立学习型领导小组。所谓校领导学习型小组是指在包括校长、副校长一级,校各部处领导组成的互动式小组。该小组打破以往以某一领导为核心的等级式会议,也不同于以往的汇报式的会议。此种小组完全是在平等交流基础上的研究式交流会。第一,确立小组成员;第二,大家必须形成一个共同的愿望,即通过合作促进学校发展,形成学校发展即为每一位小组成员成就的观念。第三,小组每次要有中心议题,与会人员每人要发言,提供解决问题的方案,对方案进行评估,对可行性方案给予肯定,在适当时候可以协助管理实现此方案,并给予物质和精神奖励。第四,每次讨论结果要形成文字,适当时候给予全校公布。(2)建立跨院系领导交流小组。多年来形成的高校院系之间独立工作的模式,使得各院系很少有深入交流,不同院系管理者之间只是竞争的对手,很少是合作的伙伴,使得管理经验无法得以二次应用。建立跨院系领导交流小组,正是学习型组织对资源整合的一种体现。第一,通过行政组织以及自由组合形成小组。第二,每个小组共同确立成立小组的目的。第三,每个小组自行确立活动时间、地点、内容。第四,小组活动中应建立发展研究项目,形成文字,应用实际。第五,每隔一段时间对各小组进行检查评估奖励。第六,对形成文字的材料不同小组传阅讨论研究。(3)成立校领导和院系老师学习型小组。由于多年形成的科层管理模式,使得上级领导很难跨级了解基层情况,往往导致领导决策不适应下层需要,下层需要得不到回应,导致管理中矛盾的激化。为此成立校领导和院系老师互动小组。以私交的方式进行定期论坛,使决策权下移,通过全员讨论形成决策,必然会凝聚员工,促进学校管理效能的提升。第一,员工以自愿报名的方式和领导形成小组。第二,建立互信。通过聊天,彼此介绍以及各种有意活动等。第三,领导和老师以学校工作者的身份谈彼此工作中的困难和不足,以达成谅解。第四,提出工作中的难题,从中重点选取题目形成专题,采用讨论等方式,集思广益,寻求问题解决方案。第五,教师和领导者同等地进行调查分析形成文字报告。第六,对可行性方案给予表彰。

2.学术方面的横向交叉学习型小组

(1)成立跨系论坛会。(2)在同样一个空间成立互助小组,应帮助每一位积极上进的成员,尤其形成互助向前的合作机制。(3)成立外联机构。学习型组织是具有开放性特征的组织,因此注重外联成为学习型小组又一特征。为此,成立信息空间合作站成为学校建立学习型小组的关键一步。(4)成立心得交流小组以德育中心和心理辅导中心为基础建立各系互动的心理体验交流中心。在这里形成情感多元交流互动小组,促使每一位员工感受到学校的温暖,寻找到自身发展的优势。

3.建立电子会议室

通过局域网络建设,可以实现超级头脑风暴等创造流平台,参与者可以自由的参与讨论发表意见,通过电脑的转化,可以直接传给各层面的与会人员,且丝毫不会被发觉提出意见人的真实身份,为真实的交流创造更为可靠的信息平台。

学习型组织文化的创设和发展有赖于校园文化以及校园氛围的形成,故此在创设学习型组织时,氛围建设成为形成学习型组织文化建设的首要一步。

参考材料:

[1][美]圣吉.第五项修炼――学习型组织的艺术与务实[M].东方编译所编译.上海:上海三联书店出版,1994.

[2]郁义鸿.组织修炼[M].上海:上海译文出版社,1997.

第2篇

关键词:校园文化;医学生;人文素质;培养

一、校园文化与人文素质

1.校园文化

(1)校园文化的重要性。对一所学校而言,没有文化的存在,便没有学校的存在,没有优秀文化,就没有卓越的学校。学校里可以没有漂亮的建筑、先进的设备,但是不可以没有良好的校园文化。学校本身就是文化的产物,学校通过其特有的文化来影响学生,一所好的学校是可以让学生拥有精神归宿的地方。

(2)校园文化的功能。 第一,导向功能。良好的校园文化,会于潜移默化中影响每个人的思想态度和行为方式,促进校园优秀和谐风气的形成。

第二,规范约束功能。每所学校都有独特的校训、校风以及校规,规范着每个人的道德追求与行为方式, 使校园里每个人必须遵守规范,努力学习。

第三,激励功能。每所学校的校园文化都是经过传承学校优良文化传统和创新文化新内容所形成的。良好的校园文化可以提高师生对学校的归属感、荣誉感和责任感,从而形成众志成城、齐心协力的工作和学习的氛围。

2.人文素质

人文素质教育的目的是培养人的人文精神,包括家庭、社会、学校教育,其中学校教育是重要的一个环节。人文素质强调关注人的生命价值和意义,人文教育的实质是人性的教育,最终目标是教会学生如何做人。

二、医学生人文素质培养

1.医学生人文素质的内涵

第一,医学生应具有以人为本的高尚医德观念,正确处理医患关系,不仅为患者提供治疗和照顾,帮助和安慰患者,而且还尊重和理解患者。

第二,医学生应具备强烈的社会责任感,正确处理人与人、人与社会的关系。医学生不仅要对患者负责,更要对自己、对社会负责。

2.医学生人文素质的内容

(1)文化知识素质的教育包括众多具体学科知识的教育,是人文素质培养的基础,有助于医学生本身综合素质的提高。

(2)职业道德素质的教育是人文素质培养的关键,作为合格的医学生,应以严谨的职业作风为患者提供服务。

(3)沟通教育。语言是人类最重要的交际工具,沟通教育能使医学生更好地提高语言沟通技巧,加强语言修养。使学生面对患者时,能精确地、清晰地、生动地表述自己的观点,掌握与患者交谈的技巧,与患者之间建立良好的医患关系。

3.校园文化在医学生人文素质培养中的作用

(1)促进医学生职业道德观形成,提高其社会责任感。医学院校发展历程中所积淀的校园文化,不仅可丰富医学生的人文知识,还能培养了医学生的人文情感,为医学生提供了学习的素材,从而培养医学生的高尚情操,使其形成良好的职业道德与崇高的社会责任感。

(2)榜样引导作用。具有深厚文化底蕴的医学院校,常常把能力及资历高的老师们和已经毕业的优秀学生的思想品质、道德标准、职业道德以及人生价值观等在学校内以各种形式进行介绍,对学生产生潜移默化的影响,从而可引导学生以先进人物为榜样,努力学习。

(3)规范约束医学生的行为。校园文化以校训、校风以及校规校制等形式存在,渗透在学校内每个人的日常生活及学习中,对学生形成特有的约束和规范作用。

(4)适应作用。丰富的校园文化活动,可以充实学生思想,使学生清楚自己的定位。而对于医学生来说,优秀的校园文化可以使医学生提前适应自己的角色,从而提高职业道德修养。

医学为保护人类生命健康而生,充满着仁爱的光芒,培养具有高度社会责任感、优良的医德、精湛的技术和渊博的人文知识的专业医学生,对医学事业有着重要意义。

参考文献:

第3篇

关键词:武术文化;大学生;心理健康

中图分类号:G807.4文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)04(c)-0000-00

武术是中华民族耀眼的文化宝库,有着悠久的历史。武术功能的全面化、内容的价值化、形式的多样化促使全国各族人民、甚至全世界人们的喜爱,同时也推动武术在世界范围内广泛的传播。目前,通过对甘肃省高职院校大学生的心理健康问题的调查研究发现,我省大部分高职院校的学生在人际关系敏感、强迫症状、敌对、焦虑等方面存在比较突出的心理问题。这一问题的出现可能会影响到学生正常的生活方式、正常的生活学、正常交往,对学生未来的发展起到了阻碍作用。因此,希望本文通过武术文化的功能来促进当前甘肃省高职院校学生的心理健康。

1研究对象与方法

1.1研究对象

甘肃省8所高职院校。

1.2研究方法

问卷调查法;数理统计法。

2 研究结果分析

2.1 各因子分析

本次测试的有效数据输入微机, 采用 spss13.0进行统计分析,见表1。

通过表1对甘肃省高职院校学生与全国大学生常模因子的比较中,明显发现甘肃省高职院学生高于全国常模因子有:人际关系敏感、强迫症状、敌对和焦虑。

2.2各因子检出率

各因子得分高于2分的为阳性项目, 表示被测者在该项中呈现 有症状,其百分率称为阳性检出率 根据国内外有人使用的标准, SCL―90 高于3 分者被认为可能有比较明显的心理问题, 我们把各因子3的检出率称为心理问题检出率,其情况见表2

从表2可以看出阳性检出率从高到低因子的排列次序为:人际关系敏感、强迫症状、敌对、焦虑、恐怖、偏执、抑郁、精神病性和躯体化。

通过问卷反应,甘肃省高职院校学生在人际关系敏感、强迫症状、敌对和焦虑等方面存在着比较突出的心理问题。那么这些问题产生的原因是来自于家庭教育、社会教育、学校教育和自身四个方面。

3 武术文化对心理健康的促进作用

3.1 传统文化的影响下―武术的修身功能

武术的修身是在传统文化的影响下应该将一个人培养成具有什么样规格和质量的人,使其不断提高自身内涵、不断的完善自我。几千年来武术的发展吸取了我国传统文化中精髓。首先,道家思想对传统武术的形成打下了坚实的基础,并深深影响着武术文化发展的核心思想,可以体现在崇尚自然、无为而治的生态理念。这一理念成为武术文化学习和借鉴的榜样。其次,其他任何体育项目无法替代武术是因为武术独有的特点,其特点主要表现在可以提高和培养人的内涵和修为。武术在练习过程中追求人与自然的合一,与社会的和谐共生,人与人的平等相处,形成内外兼修的身体修炼方式。[1]第三,如儒家讲究入世,是一种积极的人生观,而道家讲究出世,是一种超越的人生观,体现在武术中后天的人文教育尤为重要,是让一个武者成为完整人的关键所在[2]。

3.2武术运动可以调节和改善情绪

高职院校学生在校期间,由于较多的专业理论与实践课,学习任务比较繁重,再加对未来工作的担忧产生不良的情绪反应。通过对武术的学习可以改善学生忧愁、紧张、压抑等不良的情绪,长期习练太极拳,会使人目明神清,心胸宽广,性格活静、温和,不与人计较得失,从而净化了灵魂,陶冶了情操。[3]

3.3 武术文化可以培养和锻炼意志品质

常言道:“冬练三九、下练三伏”。 武术训练是一个长期的过程,培养的是人坚强的意志和吃苦耐劳的精神。冰冻三尺非一日之寒,武术训练也是如此,需要练习者拥有坚持不懈与持之以恒的精神。然而,作为武术项目组成部分的散打来说,散打通过对抗性的练习,锻炼学生勇于面对困难和挑战,敢于面对失败与挫折。通过锻炼可以战胜自我内心的恐惧,临不惧,临战不退。因此,我们可以认为武术运动对于培养大学生的意志品质具有很好的促进作用。[4]

3.4 武术文化可以改善人际关系

由于学校环境、家庭环境和独生子女各方面的原因,很多学生之间交流比较少,在人际关系方面得不到有效的改善。大学期间武术训练一般都是由不同的院系、不同的班级、不同的年龄、不同的性别组成的。在集体习练中,通过肢体语言,使他们在习练与比赛中增进了感情,促进了友谊。同学们之间相互学习、相互帮助、相互爱护从而改善大学生之间的人际关系,培养集体主义观念,使大学生更好的适应社会。[5]

4 结论与建议

通过对本文的研究发现,甘肃省高职院校学生出现了不同程度的心理健康问题,这个问题将严重影响学生在大学期间的健康快乐成长、影响学生正常的学习和生活、影响学生对未来职业的规划和发展。因此,针对这一问题,学校应该鼓励学生参加武术运动项目,充分利用体育课、课余体育、校外体育的锻炼时间,认真的投入到运动中去。通过参与武术运动来提高学生的自身修养,改善学生的人际关系、不良情绪、提高学生自信心、提高学生的心理承受能力、培养良好的意志品质,从而提高我省高职院校学生心理健康水平。

参考文献

[1]闫民.武术“走出去”的形象定位及哲学反思[J].上海体育学院学报,2015(1):62.

[2]雷军蓉,巩子天胤.中国武术本体走向的迷失与价值变迁[J].北京体育大学学报,2014(6):30.

[3]高雪梅.武术文化对大学生心理健康正面影响的分析与研究[J].搏击・武术科学,2009(4):19.

第4篇

二、教学目的

1.组成生物体的化学元素主要有20多种,包括大量元素和微量元素(B:识记)。

2.组成生物体化学元素的重要作用(B:识记)。

3.生物界与非生物界的统一性和差异性(B:识记)。

三、重点和难点

1.教学重点

(1)组成生物体的化学元素,大量元素和微量元素。

(2)组成生物体的化学元素的重要作用。

2.教学难点,全国公务员共同天地

生物界与非生物界的统一性和差异性。

四、教学建议

本章内容的教学时间是4课时,其中讲课可安排3课时,实验安排1课时。教学内容的前后顺序可依教材进行,也可以重新组织。例如,先通过学生实验,使学生对生物组织中糖类、脂质、蛋白质等化合物有一个感性认识。然后,在此基础上,再学习组成生物体的各类化合物。最后,归纳总结组成生物体化学元素的特点。

本节教学安排1课时。教师在教学中可以多运用对比的方法,使学生通过对比,发现并且概括出组成生物体的化学元素的特点:①从无机的非生命环境中元素的组成与生物体元素组成的对比中,发现它们的统一性,了解生物体的元素组成特点;②从动物体与植物体组成元素的对比中,发现不同类型的生物体,元素的组成有区别;③从生物体内不同元素的含量对比中,发现生物体元素组成的特点,以及这些特点与构成生物体的化合物、生物体特性的联系。

在教学中,应注意学生的知识背景。如果按照教材顺序安排教学,可以联系初中生物课中有关的知识,联系本地学生的生活常识。如果本节内容安排在第二节之后学习,则应该充分联系各种化合物的元素组成、含量以及生理作用。

为了提高本节的教学效率,教师在课前应做好必要的准备。例如,无机的非生命环境中的元素与生物体的元素对比表,动物(人)体与植物体组成元素的对比表等。把这些对比表制成投影片或幻灯片等,以便及时呈现给学生,使学生有较充裕的时间进行观察、对比和思考,也便于教师归纳总结。

本节教学应该渗透以下几点:①从元素水平就可以看出生物的物质性(世界上没有生命体特有的元素),以及组成生物体物质的特殊性;②组成生物体的元素的作用,只有在生活的机体中,在生物体特定的结构基础上,在与其他物质的相互作用中才能体现出来;③生物体的大量元素和微量元素是依据含量划分的,不可轻视微量元素的作用。另外,生物体中不都是必需元素,环境中有些非必需元素也会进入到生物体中。

五、参考答案

复习题一、1.(D);2.(C);3.(D)。

二、2.组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到,这个事实说明:生物界和非生物界具有统一性。

旁栏思考题仙人掌和鲸的化学元素组成大体相同。但是,这些化学元素在这两种生物体内的含量相差较大。

铁在人体内主要功能是合成血红蛋白,构成一些酶的辅基,合成肌红蛋白。因此,铁缺乏时易患缺铁性贫血,症状是面色苍白、头昏、乏力、心悸、气急等。

锌在人体内参与多种酶的组成,也是酶的活性所必需的,并且是蛋白质合成的必要元素。因此,锌缺乏时的主要症状是少年生长迟缓、性器官发育受影响。

六、参考资料

玉米与人体的化学元素组成(质量分数/%)

元素

玉米

人体

O

C

H

N

Si

K

Ca

P

Mg

S

Cl

Al

Fe

Mn

Na

Zn

Rb

44.43

43.57

6.24

1.46

1.17

0.92

0.23

0.20

0.18

0.17

0.14

0.11

0.08

0.04

_

_

_

14.62

55.99

7.46

9.33

0.005

1.09

4.67

3.11

0.16

0.78

0.47

0.012

0.47

0.01

0.005

细胞的元素组成在细胞内可以找到至少62种元素,常见的约有29种,其中重要的有24种。这些常见的元素绝大部分属于元素周期表上原子序数较低的元素。

按其在生物体内的含量不同,可以分为大量元素和微量元素。

按元素的生物学功能,大致可以分为下列类型。

1.构成细胞的基本元素:如C、H、O、N、P是构成核酸的主要元素;C、H、O、N、S是构成蛋白质的主要元素等。,全国公务员共同天地

2.调节机体生命活动的元素:如离子态的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、H+及OH-、HCO3-、SO42-、HPO42-等其他离子。

第5篇

【摘要】 目的:探讨心肺复苏后大鼠血清神经元特异性烯醇化酶(NSE)的变化、大脑皮层病理改变及乌司他丁的干预作用。方法:成年雄性SD大鼠120只,随机分为假手术对照组、复苏组、乌司他丁组(药物组),每组按气管切开后(对照组)或自主循环恢复(ROSC)后(复苏组、药物组)0.5、3、6、12 h和24 h分为5个亚组(n=8)。复苏组和药物组采用窒息致大鼠心脏骤停和心肺复苏模型,药物组于ROSC后2 min内经颈动脉推注乌司他丁(100 000 U/kg)。对照组仅行麻醉、气管切开和血管穿刺。各组分别于各时间点取血和组织标本,以ELISA法检测血清NSE浓度,光镜下观察大脑皮层的病理改变。结果:与对照组比较,复苏组和药物组ROSC后各亚组各时间点血清NSE含量明显升高(P

【关键词】 心肺复苏;神经元特异性烯醇化酶;乌司他丁;脑损伤

Abstract: Objective: To investigate the serum concentration of neuron-specific enolase (NSE) and the histopathological changes of cerebral cortex in asphyxia rats with bolus ulinastatin for injection after cardiopulmonary resuscitation (CPR). Methods :One hundred and twenty male adult SD rats were randomly pided into 3 groups: sham-operation control group, CPR group and Ulinastatin group. Each group was pided into 5 subgroups (n =8) by various intervals (at 0.5,3,6,12,24 h after tracheotomy in control group or after ROSC in CPR group and ulinastatin group). Asphyxiation cardiac arrest and CPR model was used in CPR group and Ulinastatin group,with bolus ulinastatin for Injection 100 000 U/kg via arteria carotis within 2 min after ROSC. Anaesthesia,tracheotomy and vascular centesis were performed in rats without asphyxiation in sham-operation group. Samples were taken at each intervals of subgroups. Serum levels of NSE were measured with enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The pathological changes of cortex were observed under light microscope. Results :The serum levels of NSE elevated significantly after ROSC in CPR group and ulinastatin group than those in control group (P

Key words: cardiopulmonary resuscitation;neuron-specific enolase;ulinastatin;cerebral injury

神经元特异性烯醇酶(neuron specific enolase,NSE)是神经元损伤的敏感性指标,具有高度特异性。有研究表明血清NSE水平与心脏骤停后脑损伤程度密切相关,可作为评价脑损伤程度及预后的早期敏感指标[1-3]。乌司他丁(ulinastatin,UTI)能减轻炎症反应,清除氧自由基,对脑损伤具有保护作用[4]。本实验采用窒息型大鼠心肺复苏(CPR)模型,观察了大鼠CPR后血清NSE蛋白及脑组织病理改变及乌司他丁的干预作用,以进一步明确乌司他丁对CPR后脑损伤的保护作用及其机制。

1 材料和方法

1.1 实验动物及分组 成年雄性SD大鼠120只(由温州医学院实验动物中心提供),体重300~400 g,平均(355.3±23.1)g,随机分为假手术对照组、复苏组、药物组,再分别按气管切开后(对照组)或自主循环恢复(ROSC)后(复苏组、药物组)0.5、3、6、12、24 h分为5个亚组,每个亚组8只。术前禁食12 h,自由饮水。

1.2 大鼠心肺复苏模型制作及处理 采用窒息法并加以改进建立大鼠心肺复苏模型[5]。以5%水合氯醛0.35 g/kg腹腔注射诱导麻醉继以0.1 g·kg-1·h-1补充麻醉。实验参数设计和记录均参照复苏实验研究的Utstein模式[6]。复苏组和药物组于呼气末夹闭气管插管,待大鼠心跳停止(心电图呈室颤、停搏或电机械分离,颈动脉平均动脉压60 mmHg并持续10 min以上判断为ROSC。药物组在ROSC后2 min 内经颈动脉推注乌司他丁(广东天普生化医药股份有限公司,国药准字H19990134)100 000 U/kg,复苏组推注等量生理盐水。对照组动物仅行麻醉和气管插管、血管穿刺,不进行夹管窒息及CPR。空调控制室温23~26 ℃。各组大鼠体重、水合氯醛麻醉用量、基线血压、肾上腺素用量等参数比较,差异均无显著性(均P >0.05)。

1.3 血清NSE蛋白含量测定 按各分组时间点取大鼠颈动脉血2 mL,静置后离心(4 000 r/min,10 min),取上清液于EP管,置于-70 ℃冰箱保存,待测。采用ELISA法测定血清NSE蛋白浓度,试剂盒购自美国USCNLIFE公司,测定步骤严格按试剂盒操作说明进行。

1.4 大脑枕叶皮层组织病理观察 各时间点取血后大鼠活去脑,取左侧枕叶皮层约5 mm×5 mm大小组织块,置于10%福尔马林中固定24 h后,脱水、包埋,常规石蜡切片,片厚4μm,HE染色,脱水,封片后光镜观察并照相。

1.5 统计学处理方法 采用单因素方差分析,方差齐性用Levene检验。

2 结果

2.1 各组血清NSE蛋白含量变化 与对照组比较,复苏组和药物组ROSC后0.5 h起血清NSE蛋白含量即开始升高,至24 h各时间点一直呈持续上升趋势,差异均有显著性(P

2.2 大脑枕叶皮层组织病理改变 光镜下,对照组神经元及胶质细胞大小正常,形态结构清晰,锥体细胞突起明显,细胞内结构清晰(见图1a);复苏组ROSC后12 h神经元固缩、深染,细胞内结构不清,细胞周围空隙明显增大,胶质细胞周围间隙扩大,空泡样改变,血管周围间隙扩大(见图1b);药物组ROSC后12 h脑组织病理改变要轻于复苏组,神经元大小基本正常,形态及细胞内结构模糊,胶质细胞轻度水肿,细胞和血管周围空隙有增大(见图1c)。

3 讨论

近年来,随着心肺复苏技术的进步和药物的不断更新,心肺复苏的成功率有所提高,但最终的出院生存率仍然为2%~14%,主要原因是心肺骤停后所引起的脑损害。心肺复苏的本质就是全身组织器官的缺血再灌注损伤,而脑组织对缺血低氧最敏感。心肺骤停后血流中断启动了脑损害,循环恢复后脑组织又经历了无复流期、反应性充血期、延迟性低灌注期,这是脑缺血低氧损害的最重要阶段,此期可持续2~12 h[7]。本实验见光镜下ROSC 12 h后皮层神经元固缩、深染,细胞内结构不清,细胞周围空隙明显增大,胶质细胞周围间隙扩大,空泡样改变,血管周围间隙扩大,提示ROSC 12 h脑组织损伤达到一高峰。

NSE是糖酵解过程中烯醇化酶的同工酶,特异性分布于神经元及神经内分泌细胞中,是神经元的特异性标志物。正常情况下,脑脊液和血清中有少量的NSE存在。当脑缺血、低氧、中毒或创伤时,神经细胞膜的完整性受到破坏,且血脑屏障的通透性增加,NSE蛋白会泄漏到血清或脑脊液中,含量出现明显变化。研究表明,血清NSE水平同脑脊液NSE水平存在高度相关性,故检测血清NSE可确切反映脑组织的损伤程度[8],且可用作评价CPR后脑损伤的早期诊断指标[9],并可预测心肺复苏患者脑损伤程度[10]以及出院生存率和神经功能恢复情况[11-12]。本实验观察到ROSC 0.5 h后血清NSE浓度明显升高,3、6、12、24 h持续升高,提示ROSC 0.5 h后神经元细胞已有破坏,随着再灌注时间的推移,神经元损伤增多,释放NSE进入外周血亦随之增多。此外,从变化趋势看,ROSC后0.5 h,NSE蛋白在血清中的含量随时间的推移而逐渐增高,病理切片上神经细胞损伤的情况也逐渐加重,但血清学的变化更为敏感。因此,血清NSE蛋白的动态变化可以较好地反映出神经细胞损伤情况。

乌司他丁是一种广谱的水解酶抑制剂,能抑制炎症递质的过度释放,清除氧自由基,减轻再灌注损伤,半衰期为40 min,给药后6 h给药量的24%从尿中排泄。我们已研究证明,乌司他丁可以通过调节肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素(IL-6、IL-10)等炎性细胞因子的水平对大鼠心肺脑复苏后脑损伤起到一定的保护作用[13]。本实验研究显示,药物组血清NSE ROSC后6、12、24 h较复苏组显著减低,光镜示,与复苏组比较,药物组ROSC后12 h皮层神经元及神经胶质细胞,细胞及血管间隙变窄,提示乌司他丁可能通过稳定细胞及微粒体膜,清除氧自由基,减轻血脑屏障通透性,降低血清NSE水平,减轻缺血低氧对脑组织的损害。ROSC后24 h复苏组与药物组大脑枕叶皮层组织病理改变差别不明显,考虑与乌司他丁半衰期有关,但最适宜的给药时间有待进一步研究。

参考文献

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第6篇

迄今为止人类已经发现了元素周期表上110种元素中的90种元素在自然界存在,正是这90种元素构成了地球上的一切生命与非生命,包括动物、植物和矿物。因此,对地壳中所有元素精确含量和分布的探测,对于了解地球演化、生命起源、解决人类所面临的资源和环境问题具有重大意义。

要实现对地壳物质成分的探测,首先需要解决探测技术问题:高精度地壳化学成分分析技术地壳深部物质成分的地球化学示踪技术盆地穿透性地球化学探测技术海量地球化学数据库管理与图形显示技术。其次,对地壳化学元素的精确探测,需要一套基准参考数据作为探测数据可靠性的标尺,这就要求我们必须建立一个覆盖全国的地球化学基准网,按照地球化学基准网格,建立中国各主要大地构造单元不同时代地层、侵入岩和疏松物的76种元素基准值,制作元素含量基准地球化学图,为全面地壳物质成分精确探测提供基准参考数据和图件。在上述技术研制和基准参考值建立基础上,通过选择穿越不同大地构造单元和重要成矿区带的3个走廊带的试验与示范,精确探测走廊带内地壳的元素含量和时空变化,构建走廊带上不同大地构造单元的地壳地球化学模型,揭示不同大地构造单元物质成分演化历史和大型矿集区的成矿物质背景。最终成果表达需要一套搜索和检索软件,能对地球上化学成分信息(海量数据、图像、空间坐标等)在全球不同尺度的分布进行快速检索和图形化显示。类似于GoogleEarth软件。我们暂且称其为“化学地球”(GeochemicalEarth)。

1地壳全元素探测的国内外研究现状

1.地壳化学元素组成、丰度、分布和基准值研究现状

科学家经历了一个多世纪的努力,对地壳物质成分的研究已取得很大进展。迄今为止人类已经发现了元素周期表上110种元素中的90种元素在地壳中的存在(其他为人工合成的)尽管地球化学家对地壳元素的丰度的研究已取得很大进展(Clarke18891908;Clarke&Washington,1924;Goldschmidt1933;Taylor,1964;黎彤和倪守斌,1990;Taylor&McLennan,1995;Rudnick&Fountain,1995;WedepohL1995;Gaoetal.,1998;鄢明才和迟清华1997)但人类至今对这90种元素在地球的分布知之甚少(王学求等,2006)。这里所说的分布包括在地壳表层的分布和地壳不同层圈的分布。

地球化学家一直在探索使用具有均一化的代表性样品来研究元素在地壳表层的分布,并用地球化学图来刻画元素的空间分布。这种刻画化学元素在空间上分布的地球化学图为资源和环境问题的解决发挥了巨大作用(谢学锦,2008a2008b;Garretetal.,2008)。全球地球化学基准计划(GlobalGeochemicalBaselineIGCP360)(Darnleyetal.,1995)目的就是为了尽快获得化学元素在全球尺度的分布,并为研究全球变化提供参考基准。在全球部署5000个基准网格覆盖整个地球陆地面积,每个格子大小为160kmX160km,落在中国的网格约500个(包括边界不完整网格)。具有均一化特点的泛滥平原沉积物或河漫滩沉积物被广泛接受作为全球基准值计划采样介质(Bolviken,1986;Darnleyetal.,1995;Xieetal.,1997;Salminen,2005)。这种次生均一化介质可以反映化学元素的空间变化特征,但它的缺陷是无法反映具有时间特性的地质演化特征。因此,要满足对化学元素在全球时空分布和演化的了解,就需要能反映时间尺度的原生介质一岩石。

从平面上研究化学元素的空间分布在技术层面比较容易实现,而对于垂向上的分布就要构建地壳参考模型才能实现。Staudigel等(1998)提出了地球的地球化学参考模型GERM(GeochemicalEarthReferenceModel)这一模型为我们研究包括大陆地壳在内的地球不同圈层及地球化学储库的化学性质提供有力的参考依据。张本仁等(19942003)构筑了东秦岭地区华北陆块南缘、北秦岭、南秦岭和扬子陆块北缘4个构造单元的地壳结构一岩石组成一地球化学模型,RudnickandGao

    2总结了大陆地壳物质组成和演化方面的研究成果。

地壳化学成分和分布的探测存在的问题主要有:①对元素周期表上所有元素含量的精确测定还存在困难;②对化学元素的含量的了解较多,但对其分布了解非常有限,如中国区域化探扫面计划,只分析了39种元素,覆盖的面积也只有6X106km2(Xieetal.,1997);③对元素分布的了解还仅限于使用次生的水系沉积物介质,这种介质是表生均一化以后的分布情况,还缺少对化学元素在各个时代地层和侵入岩中时空分布的了解,迫切需要能反映时间属性的原生介质来研究化学成分在中国大陆的演化历史和成矿的物质背景;④地球化学基准参考值还没有建立起来,也就缺少衡量元素分布和研究未来变化的标尺;⑤对中下地壳化学成分的认识还缺少有针对性的地壳地球化学模型和实测数据。

1,大规模成矿物质背景一元素的巨量聚集研究现状

大规模成矿作用的必要和充分条件是必须有巨量成矿元素的聚集。地球化学省或地球化学块体就是巨量兀素聚集的体现。Hawkes和Webb(1962)将地球化学省定义为:较大的地壳单元,其化学组分与平均值有很大差异。地球化学省是进行矿产资源的区域评价的有效方法。人们对地球化学省的认识大多是从矿床分布的密集程度以及有限的岩石和矿物分析数据而提出来的,如Peru和Chile的铜省、加拿大Abitibi带的金省、东南亚的锡省、东格陵兰的锶省等。20世纪70年代以后,许多国家范围的大规模的地球化学勘查计划覆盖了越来越大的地区,特别是中国区域化探全国扫面的全面开展,覆盖面积的不断扩大,从而使许多地球化学省,甚至更大的地球化学模式被发现(Xie&Yin1993)。

Doe(1991)提出地球化学块体(geochemicalblock)的概念,将其解释为“具有某种或某些元素高含量的大岩块,能够为矿床的形成提供物质源'但他并没有说明如何圈定这种块体。谢学锦院士提出利用区域化探扫面数据圈定地球化学块体,并将地球化学块体定义为面积大于1000km2以上的地球化学异常(Xie,1995;谢学锦和向运川,1999)。地球化学块体实际上是大规模立体地球化学异常,即在平面上具有一系列套合的地球化学异常结构,在垂向上具有一定的深度,也就是说具有较大规模立体异常的地壳物质体(王学求和谢学锦,2000)。

地球化学省与成矿省是密不可分的,地球化学省或地球化学块体在资源评价中能较早的圈定出 来,而成矿省或矿集区直到发现大量矿床才能确定,二者的关系更像是因果关系,地球化学省可以作为确定成矿省的地球化学依据,地球化学块体可以作为确定矿集区的依据(王学求等,2007)。过去在使用水系沉积物圈定地球化学省,进而发现矿床起了巨大作用,但水系沉积物这种表生均一化介质,无法确定矿源层,也无法给出地球化学块体的厚度,因此使用原生介质圈定地球化学省或地球化学块体,追踪矿源层和进行资源量预测将更为科学。这就给我们提出了一个问题:如何去圈定这种立体的地球化学块体,更为科学地预测资源量?对全国元素分布的了解还仅限于使用水系沉积物或泛滥平原沉积物做为采样介质,这种介质是表生均一化以后的分布情况。尽管对找矿发挥了巨大作用,但对深入研究中国大陆元素的时间演化历史就无能为力。也无法知道地球化学异常源是来自于那个时代,那个地层。对地球化学省、地球化学块体的圈定用于资源评价都是使用的表生介质,要真正圈定立体的地球化学块体,追索矿源层还需要利用原生介质,目前利用原生介质圈定地球化学省或地球化学块体还是空白。1.3千米深度穿透性地球化学研究现状

人类所赖以生存的地球资源都集中在地表及不超过几千米深度之内,因此对地壳千米深度的物质组成和时空分布的探测具有重要的现实意义。澳大利亚的“玻璃地球计划(GlassEarth)”主要目的是查明1km以内的金属矿产资源。对金属矿而言,中国约占1/2的陆地已被盆地和各种覆盖层所掩盖,成为找矿的“处女地”或“甚低工作区”。据统计我国500m深覆盖区面积约50X104~80X104km2,相当于我国已调查、勘探的陆地面积的1/5,是一片极具潜力的金属矿产的新区或“找矿新空间”。因此对能探测这一深度的矿产资源直接信息的地球化学勘查技术的要求已迫在眉睫。

自上个世纪70年代开始,国际找矿界都在致力于研究能探测更大深度的地球化学找矿方法,统称为‘深穿透地球化学”(王学求,1998;谢学锦和王学求,2003)。这些深穿透地球化学方法包括电地球化学方法(CHIM)(Ryss&Goldberg1973),地气法(GEOGAS)(Kristiansson&Malmqvist,1982);酶提取法(ENZYMELEACH)(Clark,1993),活动态金属离子法(MMI)(Mannetal.,1995)金属元素活动态提取方法(MOMEO)(Wang,1998)和动态地球气纳微金属测量法(NAMEG)(Wangetal.,

地下水化学测量和活动金属离子测量列入探测技术研究内容。

目前国内外深穿透地球化学技术的发展趋势是:①建立覆盖区元素从深层向表层传输和分散的三维地球化学模型,为覆盖区地球化学勘查提供理论支撑;②将探测技术扩展到盆地地球化学调查和几百米覆盖区;③发展专用提取试剂和技术的标准化与可操作化;④建立能适应各种复杂景观、各种比例尺和各种矿种的技术系列。

2地壳全元素探测的关键技术

要实现对地壳物质成分的探测,必须重点突破地壳物质成分探测的4项关键技术,包括①地壳全元素精确分析技术;②深部物质成分识别技术;③盆地穿透性地球化学探测技术;④多层次海量地球化学数据管理与图形显示技术。

2.1地壳全元素精确分析技术

要实现对地壳成分的精确了解,发展能分析地壳中所有元素(约80个)的分析技术是关键。建立81个指标(含78种元素)配套分析方案和难分析样品的精确分析技术重点是突破含碳质岩石和有机物土壤的贵金属(金、铂族)元素精确分析技术。配套分析方案是以现代先进的大型分析仪器等离子体质谱仪(ICP-MS),等离子体光学发射光谱仪(ICP-OES)和X射线荧光光谱仪(XRF)为主,配合其他多种专用分析仪器及技术而组成的方法体系(表1),所有元素的检出限、报出率、准确度、精密度等指标均已达到国际领先水平。

2.2中下地壳物质成分识别技术

深部地壳物质组成研究的现有方法主要包括:①根据因构造运动抬升出露到地表的深部物质(如麻粒岩、榴辉岩、角闪岩等)②根据产于火山岩中的深部地壳包体如麻粒岩包体;③根据地球物理测深与深部岩石物理性质的高温高压实验测定结果之间的拟合;④壳源岩浆岩源区地球化学示踪法。由于以上4种深部地壳物质成分组成研究方法均存在不确定性,因此对深部地壳研究最好是各种方法相互结合,互为补充。

根据中国大陆地壳特点,不同构造单元出露的岩石类型,初步构建地学断面的岩石组成模型;不同构造单元内各类岩石的地震波速高温高压实验室测试;将实验获得的岩石地震波速数据与实测地震波速数据进行拟合,完善地学断面的地壳结构一岩石

球化学示踪研究成果,综合限定和进一步约束区域地壳结构一岩石组成模型;根据获得的不同岩石单点样的地球化学数据,计算每类岩石单位的平均成分;在所建立的地壳结构一岩石组成模型基础上,按照有关的每类岩石单位在地壳每个结构层中所占的比例,进行面积加权平均计算地壳每个结构层的元素丰度;按照每个有关结构层在整个地壳中所占体积比例,通过体积加权平均计算出地壳总体的元素丰度;根据其他学科研究的最新成果,检验深部地壳物质成分计算结果的合理性。

图1是Wedepohl所构建的大陆地壳岩石组成模型(Wedepohl,1995),根据其代表性岩石组成,就可以获得元素的含量,构建地球化学模型。张本仁等(2003)、路风香等(2006)以东秦岭造山带各类岩石实验测定的v,,值与地震测深获得的秦岭地壳v,,观察值的相互拟合为主,配合岩石变质相、深部岩石包体、壳源岩浆源区等研究,构筑了东秦岭地区华北陆块南缘、北秦岭、南秦岭和扬子陆块北缘4个构造单元的地壳结构一岩石组成一地球化学模型。

1.盆地穿透性地球化学探测技术

盆地及其周边蕴涵着重要的战略性资源,如盆地中的地浸型砂岩型铀矿、石油等,盆地边缘的大型金属矿。但盆地及周边被认为区域化探扫面禁区,覆盖物的影响、技术条件不具备和获取指标的单一,难以满足对盆地及周边资源潜力的全面了解。发展能探测盆地矿产资源直接信息的穿透性地球化学技术,将地表采样与钻探取样相结合,建立立体地球化学分散模式,为盆地及周边覆盖区深部矿产资源调查提供有效方法。

对盆地千米深度探测有两种途径:一是利用深穿透地球化学技术,在地表快速获取深部信息;二是利用钻探手段,直接获取深部样品。

深穿透地球化学(Deejrpenetrationgeochemistry)是探测深部隐伏矿或地质体发出的直接信息的勘查地球化学理论与方法(王学求,1998)。矿床本身及其围岩中的成矿元素或伴生元素,可以在某种或某几种营力作用下(地下水、地球流、离子扩散、蒸发作用、电化学剃度),被迁移至地表,在地下水和地表土壤介质中形成异常含量,使用水化学测量技术、地球气测量技术、元素活动态提取技术和电化学测量技术可有效发现深部隐伏矿信息。

深穿透地球化学方法有以下几类:①物理分离提取技术;②电化学测量技术;③活动态提取技术(MOMEO);④气体和地气测量技术;⑤水化学测量技术;⑥生物测量技术。澳大利亚的“玻璃地球计划(GlassEarth)”在地球化学技术上使用地下水化学测

即使少部分地区进行了区域化探扫面工作,但由于量和活动金属离子测量技术中国的盆地深穿透地

球化学探测拟使用4种技术:①细粒级采样与分离技术;②金属活动态测量技术;③ICP-MS地下水化学测量技术等;④空气动力返循环钻探粉末取样技术。图2是使用穿透性地球化学技术在吐哈盆地对砂岩型铀矿的探测试验,可以有效探测300m埋深的砂岩型铀矿(王学求等,2002;Wangetd.,2007)。

3全国地球化学基准网的建立

对地壳化学元素的精确探测,需要一套基准参考数据作为探测数据可靠性的标尺,这就要求我们必须建立一个覆盖全国的地球化学基准网,按照地球化学基准网格,建立中国各主要大地构造单元不同时代地层、侵入岩和疏松物沉积物的76种元素基准值,制作元素含量基准地球化学图,为全面地壳物质成分精确探测提供基准参考数据和图件。地球化学基准值的建立,对我国基础地质、理论地球化学、勘查地球化学、矿产资源潜力预测、大地构造划分、地球动力学、生态与环境、农业、卫生与健康等研究领域提供准确可靠的基础地球化学数据,对中国大陆化学元素的时学基准值研究体系,对全球地球化学基准值的建立和最终建立‘化学地球”具有重要奠基性意义。

地球化学基准值(GeochemicalBaselines)的概念来源于全球地球化学基准值计划(GlobalGeochemicalBaselinesProjectIGCP360)它的原意是用系统的全球网格化采样,获得全球地球化学基线图,作为未来衡量全球化学元素含量变化的参照标尺。从它的原创性含义不难看出:地球化学基准值不仅以数据的形式表述含量特征(abundance),而且还以图件的形式表述空间分布特征(distribution),它是用一组数据来刻画元素含量的总体变化水平。这种刻画比采用单一的丰度值能更为客观地反映地质体或某一区域元素的含量值分布。可以是系统采集均一化介质的土壤、水系沉积物、泛滥平原沉积物等来刻画元素的总体分布,也可以是采集不同时代的典型岩石来刻画元素在某一特定地质体中的分布值。基准值既可以作为“点”上某种物质成分含量的基准参考值,又可以作为“面”上元素含量变化的基准地球化学图,用于衡量元素在空分布和演化历史的研宄’对创建全新的中国地球化自然界含量和分布的标尺。克拉克值和元素丰度不

考虑空间分布,只用数值来表达,而地球化学基准值要考虑空间分布,可以制作出基准地球化学图,因此它既可以以数值来表达,也可以以图件的形式来表达。克拉克值和元素丰度表述的是含量特征,而地球化学基准值不仅表述含量特征,而且还表述空间样品地质年代表述时间属性,因此地球化学基准值具有时空分布特征。

根据上述特点,笔者将地球化学基准值定义为:按照统一的基准网系统采集有代表性的样品,在严格标准监控下实测元素含量,以一组数据和图件形尺,即它不仅表示元素含量,还表示元素分布。

“全球地球化学基准计划”(GlobalGeochemicalBaselines)部署5000个基准网格覆盖整个地球陆地面积(Darnleyetal.,1995)。全球基准参考网网格(GlobalReferenceNetworkGrid,GRN)大小为160kmX160km,全球共有约5000个网格。落在中国的网格约500个,完整格子300个左右(图3)。此次全国地球化学基准值的建立将遵循国家基准值数据密度应高于全球数据密度的原则,将每个全球地球化学基准网格划分成4个子网格作为中国基准网格,每个网格大小相当于1个1:20万图幅,因此根据中国的实际和便于岩石样品的采集以及地质解释需要,将采用1:20万图幅作为中国的地球化学基准网格。中国大约有1500个1:20万图幅,也就是布设1500个基准网格。在每个1:20万基准网格内系统采集有代表性的不同时代沉积岩、火成岩、变质岩和疏松沉积物组合样品,总样品量约18000件,精确分析元素的含量,建立中国大陆地球化学基准值,制作化学元素时空分布基准地球化学图。为下一步地壳物质探测提供基础参考数据,并为研究元素在中国大陆的时空分布奠定基础。

4地球化学走廊带试验与示范

地球化学走廊带是指沿着穿越不同大地构造单元和重要成矿区带的地质剖面,并跨越一定的宽度,构建一条化学元素的含量和时空变化走廊。国内外尚无可借鉴的现成技术和经验。将“地壳全元素探测技术与实验示范”项目的其他3个课题所发展的技术(全元素分析技术、深穿透地球化学技术、地壳地球化学模型构建技术和图形显示技术)进行地球化学走廊带探测试验,为下一步地壳探测奠定技术基础,并起到示范作用。

选择穿越不同大地构造单元和重要成矿区带的3条地球化学走廊带进行试验与示范(图4)。3条

走廊带总长度3300km,每条走廊带宽度100km,

预计样品数约14000件。通过常量元素分析、微量元素分析和同位素分析,精确探测走廊带内沉积盖层与结晶基底,不同时代岩浆岩、沉积岩和变质岩76种元素的含量和变化,构建地球化学模型,揭示大型矿集区形成的物质背景和地球化学标志。编制3条走廊带元素时空分布地球化学图,提供给社会使用。

4.1华北陆块一兴冡造山带走廊带

华北陆块一兴蒙造山带地球化学走廊带(约1500km)精确探测地球化学走廊带内76种元素含量和变化,构建走廊带地壳地球化学模型,研究华北陆块北缘和大兴安岭大型矿集区地球化学特征和找矿标志。东海县大陆科学钻为起点,穿过郯庐断裂、胜利油田、燕山造山带、兴蒙造山带。该走廊带具有重要科学意义和找矿意义。如跨越两大地质单家16个油田中金含量最高的油田,石油中金含量可达0.132~1.06g/1(林清等,1993)。Wang(1998)发现沿郯庐断裂存在巨大金异常带,同时在胜利油田上方和胶东金矿上方出现Au高含量浓集中心。胜利油田金来源与胶东金矿金来源有什么关系?是因为胶东隆起剥蚀的物源沉积到渤海湾盆地带来的高含量金,还是金是来自于深部(油金同源)?

4.2华南造山带一扬子陆块东南缘走廊带

华南造山带一扬子陆块东南缘(武夷山一南岭一扬子陆块东南缘)走廊带(约1000km)穿过武夷山成矿带和南岭成矿带,精确探测地球化学走廊带内76种元素含量和变化,构建走廊带地壳地球化学模型,提供大型矿集区成矿的地球化学背景和找矿标志。

4.3西秦岭一阿拉善走廊带

第7篇

关键词:通识教育;自然科学;科学素养

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)01-0121-02

一、引言

通识教育是教育的一种,这种教育的目标是:在现代多元化的社会中,为受教育者提供通行于不同人群之间的知识和价值观[1]。通识教育本身源于19世纪,当时有不少欧美学者有感于现代大学的学术分科太过专门、知识被严重割裂,于是创造出通识教育,目的是培养学生能独立思考、且对不同的学科有所认识,以至能将不同的知识融会贯通,最终目的是培养出完全、完整的人。20世纪以后,通识教育已广泛成为欧美大学的必修科目。通识教育实际上是素质教育最有效的实现方式,鼓励学生结合自己实际跨学科、跨专业自由选课,充分发展个性,增强学生学习主动性,全面提高素质。通识教育的性质决定了通识教育存在的合理性,我国高校长期实行的专业化教育模式迫切呼唤大学通识教育的出现。专业化教育模式是我国高等教育在特定时期、特定社会背景中的选择。过分强调专业划分,把学生的学习限制在一个狭窄知识领域,不利于学生全面发展[2]。推行大学通识教育,不仅是我国高等教育与世界先进教育理念接轨的要求,也是我国教育改革与发展的需要。通识教育作为大学教育的重要一部分,是对高等教育专门化、功利化导致的人的片面发展的一种矫正和超越,是高等教育本质和大学使命的回归。如何教好通识课程,培养高素质人才是教育工作者应当认真思考的问题。笔者在为大学文科学生讲授自然科学通识课“元素的故事”时,积累了一定的经验,下面谈谈几点教学体会。

二、教学内容的思考

文科学生大多具有初中和高中的物理、化学基础,对大学的物理和化学了解不多,在基本概念和基本术语的理解上可能存在困难。因此,在教学内容方面应考虑到他们的知识特点,选取合适的参考书籍和参考资料,力求尽可能少的专业知识,增强趣味性、易懂性,贴近现实生活和学生的感性认识。笔者选取了苏联的科普读物《元素的故事》[3]一书作为参考书籍,向学生们介绍了自18世纪中期到近年有关化学元素的重大发明和发展,如:18世纪中期瑞典化学家舍勒怎样发现了空气不是单一的物质而是氧、氮两种气体的混合物;接着法国化学家拉瓦锡怎样否定了燃素说,把氧、氮以及磷、碳、氢等列为世界上第一张元素名单;19世纪初期,英国化学家戴维利用电流怎样分解了当时普遍认作是元素的两种苛性碱和八种碱土金属,而发现了钾、钠两种碱金属和八种碱土金属;19世纪中期,在元素名单上已经有了57种,当时认为再难找到新元素的时候,德国科学家本生和基尔霍夫怎样利用光的性质,造成了分光镜,发明了化学元素的光谱分析术,使元素名单再行扩大;19世纪下半期俄国化学家门捷列夫怎样总结了数百年来化学家们研究的成果,创造了元素周期表;19世纪末期英国的科学家怎样发现了惰性气体,充实了元素周期表。最后,20世纪初期,居里夫妇怎样发现了钋和镭,了元素永恒不变,原子不可再分的旧观念,掀起了一场化学上的大革命。通过这门课程的学习,使学生对元素发现的方法和历史有了大致的了解。

三、教学方法的思考

如何提高教学效果是教师们经常讨论的问题。在课堂上,好的教学思路能够激发学生的好奇心,激起学生进行思考的欲望,能够极大地调动学生学习的积极性和主动性,从而提升教学效果。笔者在一节“光谱学与元素的发现”课堂中,首先抛出了这样一个问题:科学家们是怎样知道太阳的化学元素组成的?这一问题立刻引起了学生们的兴趣。太阳距离我们非常遥远而且温度极高,无法直接检测太阳的化学组成。科学家们用了什么方法呢?答案是光谱分析法。说起光谱,学生可能觉得陌生。其实在中学物理里面大家就已经知道了牛顿的著名的三棱镜色散实验,将一束太阳光经一块三角形的玻璃棱镜折射后,形成了红p橙p黄p绿p蓝p靛p紫等七色的彩色光带,牛顿将这种彩虹色带命名为光谱,现在我们知道不同颜色的光具有不同的波长。接下来学生会问光谱与化学元素分析有什么关系呢?那么首先回顾一下初中化学学习过的焰色反应:许多金属盐类在燃烧时会产生特殊的焰色,如钾盐的焰色是紫色的,钠盐的焰色是黄色的,铜盐的焰色是翠绿色的,钡盐的焰色是草绿色的,钙盐的焰色是橘红色的,而锶盐和锂盐一样都是鲜红色的。在衍射光栅的分光术发明以后,英国的物理学家泰尔包特于1825年制造了一种可以研究焰色光谱的仪器,然后将灯蕊浸在各种不同盐类的溶液中,晒干后点燃,观察其光谱,发现各种金属盐类的火焰分光后所得的光谱,都是不连续的几条亮线,各出现在其对应的颜色光区内,其中他注意到,锶盐和锂盐尽管焰色几乎完全相同,但呈现的光谱却迥然不同。他是意识到每种元素都有自己的一组特征光谱的第一位科学家。到1852年,瑞典的物理学家Angstrom指出每一种特征光谱就是某一种元素的特定标志,光谱正像人类的指纹一样,各种金属元素所发射的光谱线的数目p强度和位置都不一样,因此可以由光谱的分析来检验金属元素的种类,更可由各元素谱线的相对强度来判断混合物中各种元素的相对含量。至此,光谱学的应用进入了一个崭新的时代,成为化学元素分析的一项利器。知道了光谱法可以分析元素之后,我们来回答最初提出的问题:太阳上有哪些化学元素?早在1802年,英国的化学家伍拉斯顿就用分光棱镜仔细观察了太阳光谱。他注意到表面看来是连续的彩色光带中,夹杂着不少的垂直暗线,在不明原因的情况下,只好把这些暗线的出现归咎于棱镜的缺陷。1814年,德国的物理学家弗朗和斐用他的衍射光栅试验太阳光谱时,也发现了伍拉斯顿所看见的暗线。他仔细地数一数所能辨识的暗线,竟有576条,把它们一一标记下来,其中最主要的几条,根据明显程度,依次标以英文字母ApBpCp...G的代号,当做描述用的固定点或参考点。后世即把这些暗线称为“弗朗和斐线”。有一天,弗朗和斐把他的分光仪一器二用,将光线入口处分成两半,上半以阳光入射,下半以燃烧的钠焰入射,于是得到了上下两幅平行的光谱。他发现发出强烈黄光的钠焰在光谱中有两条很接近的明亮黄线,恰巧与太阳光谱中他标示为D的两条暗线在同一位置上(此即今日我们所称的著名的“钠-D双线”),这意味着什么?他知道其中一定蕴藏有重大的玄机,只是不知道答案在哪里!到了基尔霍夫和本生手里,这个秘密才被彻底揭穿。他们重做了四十年前弗朗和斐所做的钠焰实验。这次他俩让连续光谱透过钠焰的上方,那里有未燃烧的钠蒸气,结果在一片连续的彩色光带中竟然就出现了两条明显的D暗线。显然,是钠蒸气将连续光谱中属于D线波长的辐射给吸收掉了!于是他们在1859年发表了两条有名的“基尔霍夫辐射定律”。第一定律是每种化学元素都各有其特殊的光谱,第二是每种元素所吸收的电磁辐射波长与所发出的波长相等,即当某元素在高热燃烧时若能发射某种波长的光,则在较低温时其蒸气就会吸收相同波长的光。第二条辐射定律就解释了四十多年来一直不知其所以然的“弗朗和斐暗线”问题。本生与基尔霍夫认为高温的太阳表面原来会发出含有各种频率的连续光谱,然而紧贴着太阳表面的大气层,因为温度比太阳光球的温度低,其中所含的蒸气成分,会依其化学元素特性而选择吸收其特征波长的辐射,所以太阳光谱中的各条弗朗和斐暗线都是其大气成分元素吸收部分阳光波长所造成的。像暗线中的D线为什么恰与钠焰的双黄线位置p波长一样,就是因为太阳大气中含有钠成分,吸收了阳光中的这种波长之故,也就是说D暗线的存在正是太阳大气中含有钠成分的明证!他们就用这种方法比较太阳光谱中的弗朗和斐暗线与各元素的特性光谱,而后在1859年宣布,太阳大气层中含有钠p铁p钙和镍而没有锂,但其中含量最多的则是氢。他们的发现立刻轰动了整个科学界,光凭一台简单的分光镜居然能在地球上检定出一亿五千万公里外的太阳的化学元素组成,真是太神奇了!从此,太阳在人类的心目中,就失去了它的大部分神秘性。跟着,星球的神秘性也大部分消失了。通过这样一节课,笔者讲述了光谱、光谱分析法和用光谱分析法发现太阳上化学元素的故事,循序渐进地诱导学生进行思考,收到了良好的效果。

四、结论

在大学自然科学通识教育中,针对文科学生的知识特点,精心选择教学内容和设计教学方法,努力做到趣味性、易懂性、启发性和循序渐进性,提高了学生的科学素养,培养了学生的独立思考能力,取得了显著的教学成效。

参考文献:

[1]哈佛委员会.哈佛通识教育红皮书(2010年12月版中译本)[M].李曼丽,译.北京大学,2010:45.

[2]赫钦斯的高等教育思想对大学通识教育的启示[Z].中国信息大学,2016-06-25.

[3]依.尼查叶夫.元素的故事[M].滕砥平,译.上海:少年儿童出版社,1978.

Thoughts on Teaching of Natural Science of General Education in University

ZHOU Jian

(College of Materials Sciences and Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China)

第8篇

关键词:化学元素;不锈钢;合金元素;钢工艺

中图分类号:tj430.3 文献标识码:a

不锈钢是合金钢的典型代表,其在大气、酸碱等腐蚀性介质中呈现出钝态、耐腐蚀性强,不易生锈的特征,受到生产行业的认可。下面就来分析化学元素对不锈钢的影响。

1 不锈钢生产中常用元素及其影响

铬(cr),锰(mn),镍(ni),硅(si),硼(b),钨(w),钼(mo),钒(v),钛(ti)和稀土元素(re)等都是不锈钢的主要生产元素,在不锈钢的生产中具有不同的作用。

铬可以提高金属的抗腐蚀性能,改善抗氧化性,同时可以增加钢的热强性,提高钢的淬透性,使钢的强度、硬度与耐磨性得到改善。锰可以增加钢的强度,也是良好的脱氧剂与脱硫剂,但是其含量过高的话会降低钢的抗腐蚀性。镍能提高淬透性,保证了钢的塑形及韧性。除了这几种主要的材料之外,还包括许多其他的元素,例如碳,是钢的主要元素,其可以增加屈服点及抗拉强度,但是会使塑形与冲击性降低,如果碳的含量超过0.23%的话,钢的焊接性能会被破坏,所以合金钢中的碳含量一般不会超过0.2%。硅是炼钢中主要的还原剂和脱氧剂,硅可以提高钢的弹性,因此其是弹簧钢的主要材料。磷是钢中的有害因素,其会降低焊接性与塑形,但是同时也是合成钢必不可少的元素,但是含量要控制在0.045%之内,优质钢要更低。与磷相同,硫也属于有害元素,使钢产生脆性,降低其韧性与延展性,在生产中可能会产生裂纹,因此在生产中要在0.055%之内,优质钢要更小,硫可以改善切削加工型。钼可以细化钢的晶粒,提高淬透性与热强性,在高温环境中保证足够的强度与抗蠕变能力,提高结构钢的机械性,抑制合金钢由于火引起的脆性。钛是钢的强脱氧剂,使钢的内部组织致密,细化晶粒力,降低冷脆性,改善焊接性。钒是钢的优质脱氧剂,改善其强度与韧性,钒与碳形成碳化物,提高在高温高压环境中的抗氢腐蚀能力。钨的熔点较高,属于价格昂贵的合金元素,与碳形成的碳化钨具有较高的硬度与耐磨性,在工具钢中加入钨,可以很高的改善红硬性与热强度,作切削工具及锻模具用。铌可以降低钢的过热敏感性及火脆性,改善强度,但是塑形与韧性会降低,在普通的合金钢中加入铌,可以提高抗腐蚀性能,改善焊接性。铜可以提高强度与韧性,尤其是可以很好的抵抗大气腐蚀,但是其在热加工中非常容易出现热脆,但铜含量小于0.50%对焊接性无影响。铝的应用频率也较高,属于常用脱氧剂,提高钢的冲击韧性,同时铝还具有抗氧化性与抗腐蚀性,与铬、硅同用,可以改善高温下的耐腐蚀能力,但是会对钢的热加工性能产生银锭影响,因此要控制好加入量。氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。除了这些常见元素,在合金钢中还会加入钴、硼等稀有金属,主要被应用于特殊钢的合成中。还有一些合成钢种会加入稀土元素,改善钢的形态、分布等进而达到改善钢的性能目的,提高耐磨性。

2 合金元素对钢力学性能的影响

2.1 可溶铁,起到固溶强化作用。在当前的技术手段下,所有的合金元素在一定程度上几乎都可以溶于铁素体、奥氏体中形成固溶体,使钢的强度与硬度增加,但是塑形与韧性降低,使钢具有强韧性的良好配合。

2.2 形成碳化物,具有强化与硬化的作用。不同的元素与碳的作用不同,目前常用的合金元素分为非碳化物与碳化物形成元素两类。碳化物形成元素包括ti、nb、v、w、mo、cr、mn等,在钢中可以与碳结合形成碳化物,如:tic、vc、wc等,这些碳化物的硬度、熔点高,更加稳定,如果它们颗粒细小并在钢中均匀分布时,则显著提高钢的强度、硬度和耐磨性。

2.3 结构钢种珠光体增加,具有强化功能。在钢中加入合金元素,使fe-fe3c相图中的共析点左移,所以与碳含量相同的碳钢相比,亚共析成分的结构钢含碳量更接近于共析成分,组织中珠光体的数量,增加了合金钢的强度。

3 合金元素对钢工艺性能的影响

3.1 合金元素对热处理的影响

首先,对奥氏体化的影响。在加热过程中,在进行合金钢的处理

过程中,合金元素可以适当的增加温度与延长保温时间。合金钢种的合金渗碳体,合金碳化物稳定性高,于奥氏体不易融合。即使融入,扩散也相当的缓慢,所以合金钢的奥氏体花速度要慢于碳钢,为加速奥氏体化,要求将合金钢(锰钢除外)加热到较高的温度和保温较长的时间。除了mn外,所有的合金元素都具有阻碍奥氏体晶粒长大的效果,尤其是ti、v等强碳化物形成的合金碳化物稳定性高,残存在奥氏体晶界上,显著地阻碍奥氏体晶粒长大。因此奥氏体化的晶粒一般比碳钢细。

其次,影响奥氏体转变。合金钢的淬透性更佳,降低淬火冷速,减小淬火变形,但是残余奥氏体增多。除co外,所有溶于奥氏体中的合金元素,都会增加过冷奥氏体的稳定性,使c曲线右移,马氏体临界冷却速度减小,淬透性提高。这使合金钢运用较小的冷却速度就可以淬成马氏体组织,减小淬火变形。所以在制作大尺寸、形状复杂或者精度较高的零件多采用合金钢来制作。除co、al外,大多数合金元素都使m点降低,使合金钢淬火后的残余奥氏体量比碳钢多,这将对零件的淬火质量会产生不利影响。

最后,影响回火转变合金钢具有较好的耐火性,回火后强韧性配合较好,一些钢可以产生“二次硬化”。在进行回火的时候马氏体不容易被分解,抗软化能力较好,增加了钢的耐回火性,回火后有较好的强韧性配合。合金严肃可以提高马氏体分解温度,对于含有较多cr、mo、w、v等强碳化物形成元素的钢,当加热到500~600℃回火时,直接由马氏体中析出合金碳化物,这些碳化物颗粒细小,分布弥散,使钢的硬度不仅不降低,反而升高这种现象称为“二次硬化”。但是有部分合金钢要避免“回火脆性”的出现。

3.2 影响焊接的性能。在焊接淬透性较好的合金钢过程中,在接头的位置常常会出现淬硬组织,使该处的脆性加大,导致焊接裂纹的出现;焊接时合金元素容易被形成的氧化物夹杂,使焊接的质量下降。例如在不锈钢焊接的过程中,非常容易夹杂cr2o3,会影响焊缝的质量,同时铬的损失,不锈钢的耐腐蚀性也会降低,因此高合金钢最好采用保护作用好的氩弧焊。

3.3 影响锻造性能。在合金元素溶入奥氏体后,变形抗力增加,塑形变形的难度增加,合金钢锻造需要施加更大压力的吨位。同时,合金元素使钢的导热性降低,脆性增加,加大了合金钢锻造时遇锻后冷却中出现的变形、开裂倾向,所以在合金钢锻后要控制锻温度与冷却速度。

结语

从上文的分析中我们看到,作为现代生产的主要原料,不锈钢是不可替代的,在合成不锈钢的过程中,化学元素重要性无可取代,作为生产部门,要善于利用不同的化学元素作用,提高合金钢的质量,促进我国不锈钢产业的发展。

参考文献

[1]吕丽平,刘伟,韩军雷,王润娇,赵会美.化学成分对亚稳态奥氏体不锈钢车体板材均匀变形及加工硬化行为的影响[j].铁道学报.2009(06).