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衛(wèi)校學習計劃

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衛(wèi)校學習計劃范文第1篇

關鍵詞:微課程;信息技術;個性化學習

中圖分類號:G427 文獻標識碼:A 論文編號:1674-2117(2015)01-0126-02

《Scratch音樂制作》一課結合音樂創(chuàng)編和鼓點設計任務,滲透了Scratch循環(huán)結構的程序設計學習。為了讓每位學生能根據(jù)自己的現(xiàn)有水平及接受能力,更有效地學習這部分內(nèi)容,我嘗試制作微課程,以便幫助學生進行個性化學習。

注重設計――科學選擇

微課程作為一種新的教學資源,因其具有微化知識內(nèi)容、利用碎片化時間、實現(xiàn)個性化需求三大優(yōu)勢,成為新時代教育的“新寵”。微課雖然時間短,但也有較完整的課程結構,如開始、授課、互動、結束等,在設計時如何力求創(chuàng)新非常關鍵。

1.精選知識點

眾所周知,信息技術課中不是所有的知識點都適合通過微課的形式來表現(xiàn),這就需要教師在吃透教材的基礎上,確定課的重難點、關鍵點,確定微課的基本內(nèi)容。

經(jīng)過教材分析和學情分析后,我選擇了《Scratch音樂制作》中以微課呈現(xiàn)的知識點:認識音符與節(jié)拍、玩轉音符與節(jié)拍、神奇的鏈表、樂器隨心換,這4個微課組成這一單元的微課程。

2.確定微課類型

傳統(tǒng)的微課有許多種類型,本課中所有微課均采用操作演示型。

精心制作――注重分層

信息技術課的微課大多以操作演示為主,因此可以通過錄屏軟件進行錄制,常用的錄屏軟件有屏幕錄像專家、錄屏大師、Camstasia Studio等。

現(xiàn)以Camstasia Studio 8為例,我制作的第一個微課的內(nèi)容是“認識音符和節(jié)拍”。先將視頻、錄音設置為使用默認設置,然后打開“Scratch”軟件后按F9開始全屏錄制,利用錄屏軟件,我一邊通過鼠標移動的方式把中音和高音各七個與Scratch中的數(shù)字及鋼琴鍵盤一一對應在Scratch,并用腳本排列起來,然后點擊,可以聽到不同音符。與此同時,用麥克風實現(xiàn)操作解說,完成后按F10停止錄制,并保存為.camrec文件。接下來,對講解和操作利用添加標注、字幕、音樂等方式使試聽效果變得更為出彩,便于學生更好地理解音符和節(jié)拍以及鋼琴鍵盤與Scratch中數(shù)字的關系。剪輯完成后,選擇合適的分辨率,保存為視頻文件。

第二個微課的內(nèi)容是“音符與節(jié)拍”。我通過錄屏軟件錄制修改腳本中兩個參數(shù)的值將簡譜“編碼”,點擊就能彈奏出曲子。以上兩個視頻為基礎層次的微課。

第三個微課的內(nèi)容是“鏈表”。我同樣用錄屏軟件錄制通過“鏈表”制作音樂作品的過程,讓學生通過具體范例更好地理解鏈表的功能。學生若掌握了此微課涉及的內(nèi)容,就說明已經(jīng)輕松認識了鏈表,理解了變量和循環(huán)、許多重要的程序設計的概念,變量,循環(huán)語句,以及如何用變量控制循環(huán)次數(shù),同時也理解了語句在循環(huán)里和循環(huán)外的區(qū)別。這一視頻為提高層次的微課。

第四個微課則在前面微課的基礎上,通過隨機數(shù)的使用或設定變量進行賦值來變換不同的樂器。當然還可以講解其他更多的設計方式。這一視頻是拓展層次的微課。

靈活運用――個性化學習

在本課的實際教學過程中,根據(jù)微課的設計意圖與學生的特點,我將教學分為五個階段進行。

1.樂曲欣賞,激發(fā)興趣

在教學開始時,先播放用Scratch軟件制作的樂曲──江東外國語實驗小學校歌I Believe I Can Fly。通過美妙、熟悉的音樂吸引學生的注意力,激發(fā)他們的興趣與好奇心,并為學生編程提供條件。

2.統(tǒng)一觀看,引導觀察

這部分的教學以激發(fā)學生興趣為目的,讓他們識記編程的具體方法。先由教師通過大屏幕播放微課視頻,來認識音符和節(jié)拍??赐晡⒄n后,讓學生說一說感受,談談收獲,以激發(fā)他們學習的欲望。在教學中,教師也可根據(jù)學生的具體情況,暫停微課的播放,通過討論,引導學生發(fā)現(xiàn)、探索、學習。此時,學生已對音樂編程非常感興趣,并躍躍欲試。

3.靈活選擇,模仿編程

此時,我引導學生先自主探究,即按自己的的理解嘗試操作,遇到困難時,再用微課進行“音符和節(jié)拍、鏈表、賦值”這幾個知識點的學習,看完后,再次編程實踐。通過微課,學生可根據(jù)自己的興趣點以及實際操作水平開展個性化的學習。教師則一方面引導并督促學生展開微課學習,另一方面對部分學生在編程過程中出現(xiàn)的問題進行答疑解惑。這部分的微課視頻學生可通過網(wǎng)絡在線觀看,這么做的好處是:如果學生遇到問題,可反復觀看微課中的操作,并通過模仿進行編程與調試。如此安排,學生在信息技術課上的學習,就不再是機械的操作與模仿了。

4.自主創(chuàng)作,提升問題解決能力

在大多數(shù)學生通過微課程學習并編寫好程序后,教師應鼓勵大家發(fā)揮想象力,創(chuàng)作表達自己情感的樂曲,讓大家提出修改意見和想法。例如,有的學生認為可以對校歌原曲做修改,編寫成其他曲風;有的學生認為可以把自己喜歡的樂曲通過Scratch來演繹;有的則提出將幾首相同風格名曲的樂句湊在一起,變成一首新曲……在創(chuàng)作中,學生的想象力完全跳出了原有的思維框架,此時,教師可鼓勵他們創(chuàng)作屬于自己的樂曲并到網(wǎng)上和大家一起分享,并最終全面提高他們的課堂積極性。

5.引入平臺,展示交流

引導學生將完成的作品到浙江省中小學信息技術課程配套網(wǎng)絡學習平臺,和全省的同學進行分享和交流。

有效延伸――互動解惑

微課程的學習,不僅可以在課內(nèi)實現(xiàn),更可以通過網(wǎng)絡平臺在課后進行延伸,真正實現(xiàn)隨時隨地的個性化學習。

借助寧波智慧教育“你問我答”平臺,我讓學生將課堂上還沒有解決的疑問,或者在課后編程中遇到的問題通過“你問我答”平臺進行提問,同班或者同年級的同學可以借助手機、iPad、筆記本電腦等移動終端,隨時隨地進行解答和互動,教師全程關注并進行必要的指點。

可見,“微課程”體系化后,學生就可以沿著“切碎連通整合聚焦”的知識創(chuàng)建順序進行課程學習,從而達到“約取博觀約取”的目的,最終實現(xiàn)知識的連通和融合創(chuàng)新??茖W合理地使用微課程進行教學,能使學生在信息技術課堂有限的學習時間內(nèi)得到更多的收獲。從這個意義上看,“微課程”比基于單個知識點的“微課”更有價值和用途。

經(jīng)過一個階段的教學嘗試,我發(fā)現(xiàn)學生的學習積極性有所提高,識記模仿能力得到了加強,創(chuàng)新能力有了顯著提升。期待微課程能真正做到以學生為中心,滿足學生的個性化學習需求,轉變學生的學習方式。為學生適應信息社會的學習、工作和生活打下必要的基礎。

參考文獻:

[1]吳曉茜.利用微課促進信息技術教學的有效途徑[J].課程教學研究,2013(7).

[2]梁樂明.微課程設計模式研究[J].開放式教育,2013.

衛(wèi)校學習計劃范文第2篇

關鍵詞:分組學習;思維;對話式;小學數(shù)學

對話式教學不僅僅是一種科學的教學方法,更是將知識觀以及教學方法理論融入課堂教學過程中的一種教學藝術,大大提高了小學數(shù)學課堂教學的有效性。本文主要圍繞基于分組學習的思維對話式小學數(shù)學教學這一重要課題進行研究和探討,整篇文章分為兩個部分,第一個部分是分組學習的思維對話式教學概述,第二個部分闡述小學數(shù)學教學中分組學習的思維對話式教學的操作過程。

一、分組學習的思維對話式教學概述

1.對話式教學概述

對話式教學由教師、學生、課本三者之間進行對話交流以及探索的教學過程,教師引導學生對課文中的內(nèi)容進行研究和探討,不斷地發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,教師和學生通過對話交流不斷學習新的知識,提高課堂教學效率。對話式教學分為三個階段,即課前的積蓄準備階段、課中的能量轉換階段以及課后的應用拓展階段。這三個階段都是非常重要的,都要高度重視。

2.小學數(shù)學教學中分組學習的思維對話式教學的意義

首先,小學數(shù)學教學中分組學習的思維對話式教學能夠充分展示學生的個性。近些年,我國大力倡導素質教育,新課標也更加注重小學數(shù)學教學的方法,其中加強學生的動手實踐能力以及培養(yǎng)學生的自主學習和自主思考能力成了重中之重。其次,小學數(shù)學教學中分組學習的思維對話式教學能夠充分體現(xiàn)平等和諧的原則。采用開放的對話式教學能夠為學生營造一個活躍有趣的學習環(huán)境,激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的學習效率。教師在小學數(shù)學課堂教學過程中要充分發(fā)揮學生的學習主體性,引導學生交流互動,讓學生在平等和諧的環(huán)境中學習更多知識。

二、小學數(shù)學教學中分組學習的思維對話式教學操作過程

1.創(chuàng)設情境,提出問題

在小學數(shù)學教學過程中開展分組學習的思維對話式教學,首先教師必須精心創(chuàng)設情境,提出有價值的數(shù)學問題。教師與學生之間的對話是小學數(shù)學課堂教學的重點,有價值的數(shù)學問題能夠啟發(fā)學生進行思考,活躍學生的思維,提高學生學習數(shù)學的積極性和主動性。小學數(shù)學課堂教學的實質就是教師和學生一起提出問題以及解決問題的研究探討過程。

例如,在學習《角的初步認識》時,教師創(chuàng)設以下問題情境:有一個粗心的三角形,在早晨上學的時候把一條邊忘在家里了,(教師在黑板上三角形的一條邊擦掉)“你們看這還是不是一個三角形?”“這不是三角形,那是什么?”教師可以根據(jù)學生熟悉的生活情境創(chuàng)設非常有趣的問題情境,提高學生的學習趣味性,并且讓學生學會積極主動地思考。

2.自主探究,解決問題

小學數(shù)學教學活動是教師和學生共同參與并互動的過程,要充分發(fā)揮學生的主觀能動性,引導學生主動探究新的知識,并且主動思考,弄清楚知識的由來,并且注重聯(lián)系已經(jīng)學習過的舊知識,學生之間進行相互交流和學習。在小學數(shù)學教學的過程中,教師起著非常重要的引導作用,引導學生自主探究,發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,為后面的對話以及互動環(huán)節(jié)做準備。

例如,在學習《長方體、正方體體積和表面積》時,教師把學生帶到學校體育場的跳遠沙坑旁,將學生分為幾個小組,讓他們自己動手測量、計算,然后將他們的問題進行匯總,學生提出了很多數(shù)學問題,比如:這個沙坑的占地面積是多少?這個沙坑里的沙有多少?等問題。在教師的引導下,學生將這些問題一一解決了。這樣的教學活動不僅能夠提高學生的積極性和趣味性,還能讓學生有更加深刻的體驗,更加牢固地掌握所學知識,提高實踐學習的能力。

3.合作交流,小組展示

在小學數(shù)學教學過程中,完成了創(chuàng)設情境、提出問題以及自主探究、解決問題這兩個重要環(huán)節(jié)后,就要開始進行合作交流與小組展示了。教師與學生之間對話以及學生與學生之間對話是學習新的知識并且形成能力的關鍵所在。小組內(nèi)的對話和互動完成之后,就開始小組與小組之間進行交流和互動。最后在教師的引導下,全班學生一起進行交流和對話,讓每一個學生都有機會在課堂上提出自己的疑問和發(fā)表自己的見解,并且相互之間交流自己的看法和學習心得,充分發(fā)揮自己的主觀能動性,張揚個性。

4.總結提升,學以致用

在進行班級合作交流與小組展示后,教師要引導學生對所學習的新知識產(chǎn)生的方式方法以及結論進行總結和提升。在合作交流對話式的學習過程中,學生雖然主動提出問題并積極思考解決問題,但在這一過程中他們所學習到的知識是零散以及感性的。這個時候教師要充分發(fā)揮自己的引導作用,引導學生將零散的感性知識進行梳理和歸納。通過積極思考,將其上升為規(guī)律性的系統(tǒng)理性知識,從而能夠實現(xiàn)舉一反三的學習效果。

教師引導學生對所學知識進行總結與提升之后,還要引導學生學以致用,必須要進行一定的鞏固訓練以及拓展訓練。練習題的設計必須要有可操作性,體現(xiàn)思維的開放性,并且形式多樣,能夠達到鞏固和拓展的目的。

綜上所述,對話式教學在實際的應用過程中體現(xiàn)出很多特性,如平等性、參與性和傾聽性以及差異性等。采用開放的對話式教學能夠更好地實現(xiàn)素質教育的目的,讓學生充分展示自己的個性特征,激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的學習效率。

參考文獻:

[1]蓋維秀.基于分組學習的思維對話式小學數(shù)學教學[J].當代教育科學,2013,18(17):156-157.

衛(wèi)校學習計劃范文第3篇

基于Hyper-V的服務器虛擬化,搭建私有云基礎架構

針對服務器數(shù)量需求大,單臺服務器利用率低的情況,學校首先引入基于Virtual Server的服務器虛擬化平臺,實現(xiàn)服務器的合并和加固,優(yōu)化資源分配。

我們通過高度可用的設置向導,部署了兩臺E7級別的服務器,每臺配有八核心Intel Xeon(2.00 GHz)處理器、32G內(nèi)存。Windows Server 2008標準版R2被安裝作為主要的操作系統(tǒng),Hyper-V被用做虛擬化的基礎技術。兩臺物理服務器以虛擬機的方式整合了以往二十多臺物理服務器。通過使用系統(tǒng)中心虛擬機管理器進行服務器性能監(jiān)控,物理服務器的利用率被提高到80%以上。

云計算的基礎是虛擬化技術,在學校的私有云解決方案中,數(shù)據(jù)庫服務平臺SQL Server 2008以及Windows Server 2008 R2/Hyper-V(虛擬化技術)/IIS組有機地融合在一起,成功構建出云計算服務平臺。以Hyper-V服務器虛擬化技術構建底層虛擬化平臺,結合System Center Virtual Machine Manager(簡稱SCVMM)虛擬機管理套件將學校內(nèi)部現(xiàn)有的硬件服務器資源統(tǒng)一整合成為資源池,進行集中管理與調配。通過System Center實現(xiàn)了對整個私有云平臺和動態(tài)數(shù)據(jù)中心的基礎架構、應用的管理。

在該管理架構下的各類計算資源得到了充分的整合與利用,各類計算資源根據(jù)需求,被動態(tài)地、智能地、自動化地分配到各個應用中,保證了各個應用的順暢運行,使得整個監(jiān)管系統(tǒng)在任何時間都可以提供給用戶一個切實可查的信息。具有穩(wěn)定性、安全性、易用性與高度擴展性的微軟私有云架構,也為未來的進一步發(fā)展壯大奠定了良好的基礎。

完善學校私有云解決方案,優(yōu)化資源配置

在云計算的基礎架構中,所有的計算任務都在云端完成,用戶無需關注計算資源所處的位置,所有的資源分配是動態(tài)的、靈活的,這對于那些對計算資源要求實時性較高的產(chǎn)品組而言,是極為關鍵的因素。而在原有的模式下,計算資源是獨立的。受限于成本、計算性能、可用性以及安全管理、賬戶控制等問題,想要添加新的硬件異常困難。

為解決這一難題,在完成前期測試和評估之后,為了充分利用現(xiàn)有的硬件資源,在完成大量服務器的虛擬化的基礎上,充分應用多余的硬件,投入到基礎架構上,實現(xiàn)資源池的概念,在投資相同或少于往年的情況下,實現(xiàn)了硬件資源利用的最大化,解決資源分配難的問題。同時,針對服務器分散且缺乏統(tǒng)一有效的管理這一現(xiàn)狀,引入系統(tǒng)中心虛擬機管理器作為云端服務配置工具,來提高用戶體驗,縮短服務時間。

利用自助服務門戶 (Portal),縮短服務時間

自助服務門戶為網(wǎng)絡中心各應用管理教師提供了一個管理服務器需求的方式,使其能夠集中管理物理資源,包括CPU數(shù)量、內(nèi)存、硬盤空間、網(wǎng)絡VLAN等。這大大簡化了資源的管理流程。

自助服務門戶提供了一個基于Web的用戶接口來管理虛擬機。通過使用這一內(nèi)部網(wǎng)站,每個應用的管理教師能夠根據(jù)自己的需求申請?zhí)摂M機,配置虛擬機的相關參數(shù),平均在15分鐘左右即可完成測試環(huán)境的準備,大大縮短了過去搭建環(huán)境所花費的時間(平均2.5小時)。

學校私有云服務器架構

在私有云環(huán)境中,服務器端承擔了更多的工作負載,并可以根據(jù)資源占用情況動態(tài)調配,從而實現(xiàn)資源的合理使用。這種模式降低了對于客戶端的軟硬件需求。另外,學校開始考慮在客戶端實現(xiàn)進一步虛擬化,最終實現(xiàn)以瘦客戶機為基礎的終端虛擬化。我們希望將用戶的桌面環(huán)境放在數(shù)據(jù)中心的服務器上運行,在用戶端的瘦客戶機上僅僅顯示一個用戶界面,而這種用戶界面與典型的Windows桌面體驗完全一致。對于用戶來說,這種本地桌面到云端桌面的遷移是完全透明的。

在整個解決方案中,對于私有云的監(jiān)控是保障學校數(shù)據(jù)中心正常運作的必要環(huán)節(jié)。微軟的System Center Operating Manager提供了端到端的監(jiān)控支持,不但可以監(jiān)控物理服務器的運行,還可以對云環(huán)境中的虛擬服務器以及數(shù)據(jù)中心服務器上的虛擬桌面終端提供全面的監(jiān)控,讓管理員實時了解IT運維情況,并在出現(xiàn)問題時及時響應。除此之外,數(shù)據(jù)的安全與保護也是學校管理層和信息組最為關心的問題,System Center Data Protection Manager(簡稱SCDPM)提供了針對Windows平臺及應用的數(shù)據(jù)備份和恢復解決方案。

整體解決方案的應用與效益

通過云計算基礎架構,開發(fā)測試、安裝和新服務器的添加都能夠以自動化的流程來實現(xiàn),在收到教師請求之后,可以立即自動地提供解決方案,這樣為師生提供了最大程度的便利,也將管理教師的參與要求降到最低。云解決方案服務平臺可以為教師提供高效的工具用來簡化管理。

通過云計算平臺進行資源整合,大大提升了學校的服務器、網(wǎng)絡、存儲資源利用率,提高了管理流程的自動化程度,變被動式服務為主動式服務,使得整個基礎架構處于一個全面的、高度整合的平臺之上,在提供高效、快捷服務的同時,降低了整體的系統(tǒng)維護復雜度和運營成本。

通過使用服務器虛擬化技術,可以使用冗余的虛擬服務器代替外部的物理硬件,因此,不需要部署昂貴的物理服務器即可獲得冗余。 學校以私有云平臺為依托,采用全面虛擬化技術,搭建起功能完善的私有云基礎環(huán)境。同時,在服務器與終端實現(xiàn)了完全的虛擬化之后,學校IT所耗費的能源更少,真正實現(xiàn)了綠色節(jié)能。

通過動態(tài)數(shù)據(jù)中心工具包,使得應用能夠在不超過15分鐘的時間內(nèi),通過自助服務門戶網(wǎng)站添加新服務器,幾乎可以獲得實時的水平縮放。另外,還可以為現(xiàn)有服務器添加處理器、內(nèi)存以及存儲資源,從而進行垂直縮放。從實際效果來說,云計算避免了容量規(guī)劃可能帶來的風險。

使用微軟私有云解決方案,整個學校內(nèi)無論是應用服務器還是師生所使用的客戶端,大部分運行在動態(tài)數(shù)據(jù)中心的虛擬化的資源池中,各部門所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存儲在統(tǒng)一的位置,讓學校可以更好地控制敏感數(shù)據(jù),保護學校數(shù)字資產(chǎn),并提升學校安全性。

衛(wèi)校學習計劃范文第4篇

我們陽原縣要家莊中心小學,試用以多媒體為主的信息網(wǎng)絡化教學,是從2003年下學期開始的。經(jīng)過幾年的實踐,已從不定期的選用到經(jīng)常采用,從操作不熟練到比較熟練,取得了較好的效果。下面我結合幾年來的教學實踐談一談信息網(wǎng)絡化教學的好處:

1.信息網(wǎng)絡化教學開拓了新的教學模式,對傳統(tǒng)教學進行了較大的改革。傳統(tǒng)的教學方法一般是教師講,學生聽,外加課堂討論、課堂練習等形式。我們現(xiàn)在在這個基礎上配以直觀、形象的畫面,精心制作的綜合歸納圖表,有時還加上悅耳動聽的解說詞和音樂,課堂上自然就豐富多彩了。它能使抽象、枯燥的東西變得形象、生動;它能激發(fā)學生的想象,啟迪他們的思維,提高學生分析問題和解決問題的能力;它能使學生聽起來更有味,討論起來更活躍,做起練習來思路更暢通。所以我們說,采用信息網(wǎng)絡化教學手段是對傳統(tǒng)的教學方法的改革。

2.信息網(wǎng)絡化教學符合直觀性原則,有利于幫助學生理解教材,加強記憶。小學生由于知識經(jīng)驗缺乏,對于抽象的概念和原理不易理解。使用信息網(wǎng)絡化教學,學生就容易理解,而且記得牢?!氨砀裰谱鳌笔恰禬ORD2000》教學中的一個難點,原來自己講授這一節(jié)課時,雖然花了不少的時間,但不少的學生印象模糊,理解不透,后來自己改進了教學方法,運用多媒體課件作輔助手段,取得了較好的效果。

3.信息網(wǎng)絡化教學,節(jié)省時間,有利于提高教學質量。我們采用任何一種教學手段的目的都是為了提高教學質量,前面幾條都說明信息網(wǎng)絡化教學在提高教學質量方面有明顯的效果。此外,信息網(wǎng)絡化教學由于在課前做了平日課堂上所做的一些工作,就能節(jié)省課內(nèi)的時間,有利于提高教學質量。例如課堂提問,將題目打在屏幕上,集中了學生的注意力,提高了學習效率,節(jié)省了時間。在課文分析時,我們把學生存在的問題制成圖片,讓學生去分析、辨別,有利于糾正錯誤,加深對問題的理解。在進行課程練習時,信息網(wǎng)絡化教學能發(fā)揮更大的作用。我們根椐練習的內(nèi)容,制成各種形式的圖片,如綜合歸納圖表,區(qū)別比較圖表,各種題型練習,配合講授,更好地發(fā)揮歸納法、練習法、比較法等在教學中的作用,幫助學生鞏固已學的基本知識。

總之,在信息網(wǎng)絡化教學方面,我們經(jīng)歷了一個由不熟悉到比較熟悉的過程,現(xiàn)在信息網(wǎng)絡化教學已成為我們教學中不可缺少的組成部分,成為我們提高教學效果的手段.

衛(wèi)校學習計劃范文第5篇

【關鍵詞】微波消化技術;化學分析前處理;應用研究

20世紀70年代,Harwell實驗室使用微波爐裝置成功的處理了核材料,從這之后,微波輻射技術的發(fā)展逐漸擴展到了化學領域,并形成了一門新的交叉學科即微波化學。微波化學學科的形成,無論是在化學領域的基礎理論方面,還是技術應用方面,都是化學領域中的一個新進展。如日常生活中的礦工、化工以及金屬材料和食品成分的檢測中,都需要應用微波消化技術,應用微波消化技術進行化學分析前處理工作,可以精確的檢測出分解成溶液狀態(tài)的樣品成分,對保證樣品分析過程的高效性和精準性具有重要意義。

一、傳統(tǒng)的化學分析前處理方法

我國化學領域常用的化學分析前處理方法大致可分為溶解和熔融兩種。溶解化學分析方法主要是將樣品試樣水溶于酸、堿以及其它種類的化學溶劑中,對樣品的成分進行檢測分析。熔融化學分析方法主要是將檢測樣品的試樣與固體的化學溶劑混合,在高溫加熱的條件下,使分析檢測樣品的成分轉化為可溶于水、酸和堿等化學溶劑的物質。另外在檢測分析有機物,如生物制品、食品等中含有的無機物時,首先要去除檢測樣品中的有機物質。我國早期最常用的方法就是干法灰化和濕法消解,干法灰化主要是將檢測樣品試樣用電爐進行碳化,然后在將碳化后的樣品移至高溫爐進行灰化,灰化后在測定該樣品中的無機元素。濕法消解是在容器中按要求加入適當比例硝酸、硫酸混合酸進行消解檢測。這些化學分析前處理方法普遍存在著化學試劑用量大、操作過程復雜、需要時間長、容易產(chǎn)生大量的有毒有害氣體等問題,并且容易造成某些珍貴化學元素的揮費以及對人類的生存環(huán)境造成污染。由此可見傳統(tǒng)的化學分析前處理方法在應用過程中存在很多問題,也帶來了很多危害,同時還在一定程度上制約了化學分析儀器的先進性。

二、微波消化技術的應用原理及優(yōu)勢

目前我國化學領域在化學分析前處理中應用最廣泛的化學分析技術就是微波消化技術,其主要應用原理是密閉微波溶樣技術。微博消化技術的應用最早起源于上個世紀30年代,并且最初被應用于通訊領域,而應用于化學領域則是從20世紀80年代開始的。其實際工作原理是在250Hz的微波電磁場的作用下,使檢測分析過程中添加的化學溶劑分子和水分子每秒產(chǎn)生24.5億次的超高頻率震蕩,并與檢測分析樣品進行碰撞、摩擦和擠壓,使溫度升高,加快檢測樣品表層的破裂速度,形成新的樣品表面與化學溶劑發(fā)生反應,使檢測樣品在短時間內(nèi)完全分解。微波消化技術在化學分析前處理中的應用,是近年來化學分析領域的一項重要進展,在應用中,主要具備以下幾點優(yōu)點:

(1)檢測分析樣品溶解快,所需化學試劑少,樣品溶解時間短,花費成本少;

(2)檢驗樣品試樣分解完全,有效減少了稀少元素的揮發(fā)率,回收率較高;

(3)檢測分析過程中,引入的雜質和干擾物質少,降低檢測分析失誤率;

(4)采用密閉微波溶樣技術,可有效防止檢測分析過程中有害氣體的泄漏,減少環(huán)境污染;

(5)能分解許多常規(guī)檢測分析方法不能分解的樣品試樣,適合各種樣品試樣的化學分析前處理,尤其適合痕量分析和超純分析。

由于微波消化技術在應用中具有以上優(yōu)點,所以其在世界各國的化學分析前處理實驗室中得到了廣泛的應用。[1]目前我國海關部門和質檢部門以及一些教育機構和研究所也逐漸開始應用微波消化技術,但由于設備價格昂貴,使得該技術還沒有得到很大范圍的應用。

三、化學分析前處理應用微波消化技術應注意的事項

在應用微波消化技術進行化學分析前處理時,檢測樣品試樣的分解通常會用到無機酸?;瘜W領域中,大多數(shù)的無機酸都具有良好的微波吸收能力,單一酸和混合酸在進行微波消化的過程中都會產(chǎn)生不同的性質變化和熱分解效果,本文以密閉微波溶樣為例,列出了部分單一酸和混合酸的基本性質以及適用檢測樣品的種類。

(一)鹽酸

鹽酸屬于還原性較強的酸,不具有氧化性,不適合用于消解有機物質,在高溫條件可與硅鹽酸和難溶氧化物形成可溶性鹽。而鹽酸和硝酸進行混合后就會具有很強的氧化性,可以快速分解金、合金、硫化物以及礦砂等較難分解的物質,同時鹽酸和過氧化氫混合使用,是分解效果良好的金屬溶劑。

(二)硫酸

硫酸相對于其它酸性物質來說,具有較高的沸點,幾乎可以破壞所有有機物的內(nèi)部分子結構。但由于硫酸在高溫條件下容易融化為聚四氟乙烯溶樣杯,通常情況下不能單獨使用。硫酸和硝酸混合后,可以使有機物氧化和碳化,同時還可以水解脂類。[2]比較適用于有機物、聚合物和脂肪類物質的分解,分解后可得到無色透明液體,如果所得溶液呈淡黃色,可加入適量過氧化氫進行消解。

(三)硝酸

目前我國化學分析前處理中,比較常用的酸溶劑就是硝酸和過氧化氫混合溶劑。硝酸具有氧化性強和沸點低的特點,在高溫和高壓的條件下,可以和檢測分析樣品迅速發(fā)生反應,化學分解產(chǎn)生的高能態(tài)活性氧是破壞檢測樣品有機物質的重要工具,化學分析前處理在使用微波消化技術時,往往會先加入硝酸,待檢測分析樣品初步分解后,在滴加過氧化氫,加強溶劑酸性,加快檢測樣品的分解速度。適合用硝酸和過氧化氫進行微波消化的樣品包括蛋白質、脂肪、化妝品以及食品等。

(四)磷酸

磷酸具有揮發(fā)困難的特點,比較適用于分解氧化物,通常情況下,在應用過程中都需要與其它化學物質混合使用。[3]如磷和硫酸混合后使用可在低壓條件下產(chǎn)生高溫,比較適用于陶瓷制品和鋁制品的消化分解。

(五)高氯酸

高氯酸屬于典型的強氧化劑,加熱后可分解出大量氣體,產(chǎn)生高壓。濃度和溫度較高的高氯酸會與有機物質發(fā)生劇烈的反應,甚至引起爆炸,因此不適合應用于微波消化技術中。

四、結論

樣品的化學分析前處理是一個復雜的化學反應過程,通常情況下,對于未知的樣品試樣,在進行微波消化之前一定要明確該樣品的特征和屬性,根據(jù)檢測分析樣品的不同屬性和特征以及樣品試樣的待測元素含量,稱量檢測樣品加入溶樣酸的量,根據(jù)檢測分析樣品是否含有易揮發(fā)性有機溶劑以及和溶樣酸的反應程度,來決定該樣品是否要進行預處理,降低樣品在微波消化的過程中所帶來的高溫和高壓等危險性,確保微波消化技術應用過程中的安全性,使其能夠被廣泛應用。

參考文獻:

[1]楊建民. 微波消解技術在煤及煤灰處理中的應用研究[J]. 中州煤炭,2012,(11)07:17-19.