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化学元素的作用范文1
1 高职院校宿舍文化的特点
根据高职教育的办学理念和办学特色，以及高职院校学生这一特殊的群体，决定了高职院校宿舍文化有其自身的特殊性。主要体现在以下四个方面：
（1）时代性。任何一种文化模式或文化形态、文化内容，都存在于具体的时代之中。[1]随着经济社会的发展和信息技术的现代化，增进了高职学生与社会的沟通和交往，使他们在宿舍就能通过互联网随时了解到世界各地的新闻，获取来自国内外的各种信息。正是由于物质条件的不断变化，使高职学生通过网络获取更多更新的信息，紧跟时代的潮流。因此，高职院校宿舍文化的特点之一就是具有时代性。
（2）感染性。马克思曾说过，人创造了环境的同时，环境也在潜移默化的创造了人。[2]在宿舍这个特殊的环境里，宿舍成员就形成了一个群体，在这个群体中形成的宿舍文化必然会影响到其成员。在这个环境中形成的宿舍文化氛围很容易使宿舍成员在情感及情绪的相互交流与感染中形成心理上的认同，并影响着其成员的思想和行为。如果宿舍中多数成员学习积极主动，那么就会带动其他成员一同努力，形成积极向上的学习氛围。相反，如果宿舍中大部分成员不思进取， 对学习没有兴趣，厌学逃课，那其他成员也会受到影响不求上进。
（3）多样性。由于高职院校宿舍中各成员来自祖国各地，他们有着不同的性格、生活习惯、作息时间以及不同的价值观念、成长背景、兴趣爱好等，但由于他们长期共同生活在一起，在学习和生活中，各种价值观念和生活习惯的相互影响和渗透，潜移默化的形成了多样性的宿舍氛围。比如有的宿舍的学习氛围非常浓厚，宿舍各成员都有共同的学习目标和规划。有的宿舍对参与学生会及社团活动积极性很高，他们将主要的精力都放在了锻炼自己能力方面。有的宿舍风气比较差，宿舍成员整天呆在宿舍里，集体沉迷于网络。
2 高职院校宿舍文化对学生成长的积极作用
2.1 有助于高职学生适应社会能力的培养
一方面，现在的高职学生中绝大多数都是独生子女，而且是第一次离开家，开始新的集体生活。其中，有些学生独立生活能力很差，适应新环境的能力较弱。甚至有的学生面对新环境表现出焦虑紧张，感到孤独和无助，对新的生活无法适从，这严重影响了高职学生的身心健康。积极向上的宿舍文化，首先可以培养和锻炼高职学生的生活自理能力，帮助他们尽快适应新的学习和生活，培养其健康的心理。宿舍成员之间的相互安慰和鼓励，能够迅速营造一个和谐温暖的宿舍环境和氛围。另一方面，高职阶段的学习生活不同于高中，高职阶段的学习生活给学生提供了许多发展和锻炼自己的平台和机会。高职学生应该通过积极参与各种形式的社团活动，充分把握住每一个机会， 不断地开阔自己的视野，磨练自己，增强自信心，锻炼培养良好的组织协调能力和处理人际关系的能力。这样的锻练使得高职学生在今后迈入社??时，能够具有很强的适应能力。
2.2 有助于高职学生人际交往能力的培养
高职学生在校学习期间，正是其价值观和人格形成的过程， 也是其人际关系走向社会化的重要转折期。良好的宿舍氛围不仅有利于培养高职学生的人际交往能力，正确处理好和他人之间的关系，还有利于高职学生个体的全面发展，为今后走入社会奠定良好的基础。高职学习阶段的校园生活就是社会的缩影，人际交往是高职学生今后走向社会的必修课，宿舍为培养和提高高职学生的人际交往能力提供了实践的场所。宿舍里的同学来自不同的家庭，他们性格各异，有着各自不同的思想观念、生活方式和行为习惯。在朝夕相处的过程中，难免会产生分歧和矛盾，这就需要每个成员学会换位思考，彼此之间要沟通交流，学会容忍，学会宽容，正确处理好与他人之间的关系。
2.3 有助于高职学生心理健康的培养
宿舍作为高职学生学习、生活、情感交流以及人际沟通的一个重要场所，对培养高职学生健康的心理素质有着重要的作用。和谐健康的宿舍有如家一样温暖，宿舍成员之间关系融洽，相互之间能够真诚地交流，自然心情就会愉快。当遇到挫折或困难时，良好的宿舍文化会在很大程度上起到鼓励，支持和帮助的作用。宿舍成员之间的相互关心和帮助，彼此之间真诚的倾诉，能在心理上给宿舍成员支持，很多问题都能得到很好的解决。由此可见，和谐健康的宿舍文化对高职学生心理健康与身心健康发展，有积极地促进作用。
3 高职院校宿舍文化对学生成长的消极作用
3.1 对个体学习的影响
高职院校宿舍学习氛围不够浓厚。一部分学生由于学习主动性差，不适应高职阶段的自主学习；一部分同学因为学习基础差，专业课程跟不上，导致对学习失去兴趣，厌学情绪严重；还有一些同学，进入高职阶段学习没有明确的目标，不思进取，就是为了混张文凭，上课迟到早退、睡觉、玩手机甚至旷课。试想一下，如果一个宿舍的宿舍文化处于这种不健康的状态，那么受到这种环境的影响，学生的学习成绩自然不会理想。因此，宿舍学习氛围的好坏直接影响个体的学习成绩。
3.2 网络行为对宿舍文化的冲击
化学元素的作用范文2
关键词：信息化；教学；教员素质
目前，随着计算机技术的不断发展，在教学过程中，信息化教学手段在地方和军事院校都得到了大范围的普及，应用领域不断扩大。信息化教学手段和传统教学手段相对比而言，从教学方法、教学资源、教学工具和教学模式等方面都有了很大的不同，同时，也对教员有了更高的要求，促使教员素质从多个方面都要有不断的提高，以适应信息化教学的发展。
一、信息素养
应用信息化教学手段要求教员必须掌握一定的信息化教学工具，比较常用的主要有：
（一）信息搜索工具
通过信息搜素引擎去检索信息资源，是目前人们获取信息资源的一种常见方式。世界上最大的搜索引擎Google(谷歌)和最大的中文搜索引擎Baidu(百度)是目前最为著名的搜索引擎。越来越多的教员经常使用Google或Baidu来收集教学中所需的各种资料。教员在网络上搜索自己需要的信息资源时，掌握信息的查询方法和技巧，掌握使用搜索引擎来获得自己在教学中需要的资源，成为教员必备的一项基本功。
（二）课件制作工具
现在的教学过程当中，使用多媒体课件已经成为一种基本的教学方式，熟练使用各种软件制作精美的课件也成为教员必须掌握的能力之一。要想制作出一套精美的多媒体课件，除了要掌握常用的PowerPoint、Flash、Authorware或Director此类软件以外，还要掌握Photoshop一类的图像处理软件以及其他包括图像视频处理软件，这样就对教员提出了更高的要求。
（三）教学交流工具
无论在教学过程当中，还是在教学后，教员都需要与学员有一定的交流。比如在计算机教学中，教员可以通过某些软件，比如极域电子教室，实时掌握学员在下面操作的情况，可以通过屏幕监功能看实时查看，可以通过学员演示功能在大屏幕上显示学员的操作情况等等。在课后，教员可以通过QQ、E-mail、BBS、博客等方式与学员进行交流。
二、角色定位
（一）学习环境的构建者。教员的作用不仅仅是把现有的教学内容讲解给学员，而应该构建一个良好的学习环境，帮助学员学会如何获取资源以及如何有效地利用这些资源。
（二）学员学习的引导者。在教学的过程中，灵活利用各种信息化教学手段，创造出形式多样的教学方式，辅助学员进行学习。这样，教员在教学的过程中起到一个帮助学员、促进学员进行学习的角色。
（三）学习过程的组织者。教员可以根据学习的内容和目标，按照一定的策略将学员分成若干不同的小组，通过小组之间的讨论，开展协作学习。比如可以按照班级、学习成绩、兴趣爱好等方式进行分组，使不同类型的学员相互搭配，有利于发挥学员自身的优势。教员制定适合的小组学习目标，让学员在学习中分工合作，相互交流，共同实现目标。
三、教学方法和手段的丰富
传统的教学方式一般以板书为主，这样就造成了教学方法和手段的单一，而且书写板书的内容也不够形象，需要一定的时间，书写板书过多，教员也比较容易劳累。新型的以多媒体技术和网络技术为特点的信息化教学手段，以先进、快速、方便、广泛的方式更加直观和更加形象地表达和描述一些不便于用语言描述的现象和规律，与“满堂灌”的传统教学方式形成了强烈反差。将原来以书本形式存在的各种文字、图像、数据、表格转化为数字化的电子形式。而且还能够锦上添花，配上多媒体的形式，也能够快速方便的在网络上传递，提高了教学效率，更新了传统教学多年来的教学手段。
教学方法和手段丰富的同时，也对教员提出了更高的要求。面对种类多样的表现形式，就需要掌握多种多样的网络展示、软件使用和设备使用的方法。而且，如何合理的在不同的教学过程中通过多种途径插入信息化教学手段，也对教员提出了更大的挑战。因此，信息化资源的合理利用，就需要在教学之前进行一定的设计，如果设计出现纰漏，就会难以实现预定教学目标，与正在进行的教学活动之间出现矛盾。这样对教员的要求也就比较高，既要有丰富的实际教学经验又要有相当高超的信息技术素养和操控能力。
四、教学理念的更新
传统的教学以教员为中心，以课堂为中心，以教材为中心，也就是以“教”为主。学员的学习往往局限于课堂里和教材中，学员是知识的被动接受者。而信息化手段的形式多样和丰富，为教员提供了更多的教学手段的选择，计算机教学作为一门专业性很强的课程，更是可以应用更多的信息化教学手段。这样就使教学空间无形中进行了扩展延伸，通过网络，将其他的课堂以外的内容带入教学过程当中，教员只需要设计出合理的教学设计，通过引导学员，让学员进行主动的学习，而不必全部教学过程由教员独立完成，也就是将教学模式变为学员的“学”为主，让学员成为整个教学过程中的主体地位。使学员的学习变得更加轻松愉快。
教学理念的改进，必将促进教员能够更加合理利用信息化手段进行教学设计。由于信息化手段的多样性，使得计算机教学的课程设计没有固定的模式，教员可以充分发挥自己的创造力。但是，教员进行教学设计的同时，除了了解教学过程所应用的信息化手段有关的基本原理和方法外，还要通过不断实践、创新、总结，逐步掌握利用信息化手段进行教学设计的技能，提高教学质量和教学效果。
总之，现代教学更是要充分利用各种信息化手段，以提高教学效果。有效利用各种信息技术，提高教学质量，必然就会全面促进教员的各方面素质，以此带动整个课程教学的进步。
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互联网诞生并发展至今，人类社会已进入信息大爆炸的时代，网络已成为人类生活不可或缺的一部分。大学生已成为网络中当之无愧的活跃群体，在信息化深度发展的今天，大学生的信息素养水平显得尤为重要，笔者就职于卫生高职院，对医学高职生的信息素养水平发展尤为关注。
1 医学高职院校园网络文化发展现状
医学高职院校园网络文化集校园文化与网络文化为一体，体现了学校的信息化发展水平。校园网络文化环境是医学高职生直接身处的实际环境，对他们信息素养的形成及发展起着正面的促进作用。作为高职院校的教育者，我们要充分认识到这一点，并能正确引导校园网络文化朝着健康积极的方向发展，以便更好地推动大学生信息素养水平的提高。
校园网络文化是大学生群体在网络中的普遍活动而培育起来的一种校园文化。[1]校园网络文化基于学生的网络行为，将校园文化内涵进行大幅扩展，融网络文化的特殊性于普遍的校园文化之中。这种融入，带来了一种精神、观念乃至行为上的变革。[2]
以盐城卫生职业技术学院为例，具体描述医学高职院校园网络文化建设的几大主流阵地：学院的门户网站及学工、教务、图书馆等若干子网站；各部门的微信公众号及社团公众号；不计其数的师生及时通信群；爱课程网及智慧职教云等SPOC平台；专业数据库资源平台；移动图书馆及学习通APP；信息技术及医学文献检索课程；外请专家的讲座视频、专业资料包及推荐公众号等。
医学高职生基于以上校园网络环境学习生活，形成了以网络行为为核心的校园文化，这种文化对医学高职生态度、行为、能力、道德等方面进行重构。校园网络文化与传统文化相比，具有自由性、开放性、交互性、实用性和平等性等特点。
2 信息素養构成要素及医学高职生需达成的具体指标
医学高职生的信息素养主要包含四个层面：信息知识、信息意识、信息能力和信息道德。其中知识和意识是基础，能力是保证、道德是准则。医学高职生需达成以下具体指标，如表1所示。
3 校园网络文化对医学高职生信息素养水平的实际效用
①信息素养涉及的信息知识是指与信息技术有关的知识，包括信息技术基本常识、信息系统的工作原理及信息技术发展新问题等内容。医学生可以通过图书馆网站的网络与服务、电子资源等栏目获取，最主要的信息知识来源是信息技术课堂。近几年，该校购置了智慧职教云、爱课程等MOOC平台，结合卫生高职类学生的学习特点，大批学院教师自行建课，录制教学视频，辅以名校名师的教学视频上传至平台，并设置在线讨论、测验和考试等环节，大大拓展了课堂教学，为医学生信息知识获取提供了充足的保证。《医学文献检索》课程得到教务部门的重视，现针对不同专业，逐步开设，越来越多的医学高职生享受到了医学专业教师文献检索课程的授课，这有助于他们在专业领域里一展宏图。
笔者通过问卷星网站设置了一份医学高职生信息素养情况调查问卷，通过即时通讯软件广泛推送，最后成功收回466份答卷，结果显示，35.54%的高职生能主动完成校内SPOC课程的线上学习。
②信息意识是人类特有的一种意识，是指人对信息敏锐的感受力、判断力和洞察力。面对困惑时，需要个体有意识地运用身边的信息技术手段与资源去寻求答案。基于校园网络文化环境培养医学生的信息意识已然实现，医学生身处开放的校园网络环境中，学工、教务、团委、图书馆、社团等微信公众号不断推送各种生活、学习及就业资讯，加之超星移动图书馆、学习通公司专业人员的公开讲座，外请知名专家学者对学生开设的专题讲座、推送的资料包等等，本校教师不定期开设信息素养类讲座，医学高职生既已自觉适应了这种网络环境，同时，他们的网络行为又成了校园网络文化的一部分，医学生的信息意识在这样的双向作用下得到了长足的发展。
③信息能力是大学生信息素养中的核心能力，主要指高职医学生需具备信息技术的使用能力、信息获取能力、信息分析能力及信息综合表达能力。通过信息技术课程、医学文献检索课程、系统维护等课程的线上线下的学习模式的推广、各种专业讲座的举办、IT精英联盟社团的宣传与培训，该院医学高职生的信息能力得到了大幅提升。问卷调查显示，参与的医学高职生具备的信息能力情况比例如表2所示。
④医学高职生信息道德的健康发展，需要依赖一个健康、成熟、有序的校园网络环境。该校主要采用上网行为管理系统进行实名认证，通过对医学高职生日常网络行为的规范，逐步提升大学生的信息道德。通过校园网络环境弘扬正面主流的价值观，帮助医学高职生构建正确的价值观，使其能够自主约束自己的网络言论，控制自己的网络行为。
问卷调查结果显示，94.58%的学生表示在网络中信息或观点之前，会考虑别人的感受；97.59%的学生表示不会利用网络肆意传播未经证实的消息。
化学元素的作用范文4
关键词 水的组成 化学元素观 观念建构教学
“化学元素观”是中学化学的核心观念之一，通过初中化学的学习，学生首先应当建立起“化学元素观”。然而，学生对“化学元素观”的认识是伴随相关具体知识的学习而逐渐发展的。要在相关具体知识的教学中发展学生对“化学元素观”的认识，需要立足学科整体的高度，以“化学元素观”为统领来组织教学，思考具体知识的教学对物质及其化学变化等学科基本问题的渗透、落实和具体化。为此，笔者以初中化学“水的组成”教学为例展开讨论。
1 对初中阶段“化学元素观”的理解
化学是研究物质及其变化的科学，“化学元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解。作为化学核心观念之一的“化学元素观”具有统摄性和持久的迁移价值，不仅能促进学生把握最有价值的化学知识，而且能为学生形成相应的认识思路提供思考框架，为学生形成化学认识指明思维方向。具体来说，物质的元素组成是化学观念的基础，依据物质的元素组成对纯净物进行分类，以元素为核心认识物质及其变化，能够为研究物质的性质和化学反应建立认识框架。因此，化学元素观包括3方面的含义：一是对元素本身的认识，包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等；二是从元素角度看物质，即元素与物质有什么关系，具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等；三是从元素角度看化学反应，即元素与化学反应有什么关系，在化学反应中元素种类是否发生变化等。借鉴梁永平先生关于“化学元素观的基本内涵”的阐述，笔者认为，初中阶段“化学元素观”的基本理解如下，见表1。
学生“化学元素观”的形成和发展是一个循序渐进过程，在不同阶段，基于不同学习内容，学生需要发展的化学元素观不同，其认识层次也不同。如以电解水实验及生成物的检验等事实为支撑，“水的组成”的教学可以发展学生从元素的角度认识物质及其化学变化。从物质的元素组成来认识纯净物并将其分类、归纳，是“化学元素观”的主要内容之一，为此在“水的组成”教学中，可结合水电解前后各物质的元素组成特点，学习纯净物的分类，认识单质和化合物的概念、从水的元素组成特点认识氧化物概念，由此从物质分类的角度依次实现对水是纯净物、化合物、氧化物的认识。不仅如此，从物质的元素组成来认识物质的性质，也是初中阶段“化学元素观”的主要内容，在“水的组成”教学中还可以结合水电解前后各物质的元素组成与性质的差异，引导学生认识纯净物的性质要受到组成元素的影响，对于简单的化合物或单质，元素组成甚至起着决定性的作用。当然，物质的元素组成相同，其性质未必相同，这与物质的结构有关。因此，化学上还要依据物质的性质、结构对纯净物进行进一步的研究，这将是学生后续要学习的内容。
2 从化学元素观看“水的组成”及其教学价值
“水的组成”属于人教版教科书（2012版）第四单元课题3的内容。从“化学元素观”的角度看“水的组成”，就是把该部分内容放在物质及其化学变化等学科基本问题中去考量，思考“水的组成”与“化学元素观”的关系、“水的组成”处于什么位置，能起到什么作用，这样可以从对具体知识的理解上升到对学科基本问题的理解。
“水的组成”涉及较为丰富的事实性知识和概念性知识，这些知识与“化学元素观”之间存在的实质性联系可以用“水的组成”知识层级图来体现（见图1）。
“水的组成”这部分内容，借助电解水的实验及生成物的检验等知识，重在认识电解水实验的实质和水的组成，感悟通过化学实验研究物质元素组成的科学过程与方法，并从物质元素组成角度认识纯净物的分类。显然，这部分内容不仅能发展学生从化学的视角来认识水及其变化，而且能为学生“化学元素观”的认识发展提供有力的支撑：第一，根据电解水实验以及对生成的2种气体进行检验，证明水在通电后生成了氢气和氧气，可以揭示水在通电条件下发生了化学变化；第二，根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气燃烧生成水的实验事实，依据化学反应中元素不变，认识水是由氢、氧2种元素组成的；第三，根据电解水实验，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的元素组成特点，认识纯净物可依据元素组成分为单质和化合物，依据水的元素组成特点认识氧化物，发展学生对物质分类的认识；第四，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的性质差异，认识物质的性质与其元素组成有关，组成元素不同，物质性质不同。第五，结合之前学生学习的分子和原子的知识，启发学生初步从微观角度认识化学反应的实质，即水在通电情况下发生化学反应，组成水的氢、氧元素的原子重新组合生成了新物质，加深对化学反应中原子种类不变、元素不变的认识；第六，利用电解水实验来研究水的组成，可以启发学生认识不断分解物质直至不能分解为更简单的成分为止，于是就得到了元素的游离态，即“单质”，这是人类研究和认识物质组成的经验方法，通过此实验人们进一步认识了水：水还可再分，即水不是元素；第七，通过对电解水实验中生成氢气和氧气的体积比为2：1的分析，为水的化学式——H2O提供了事实依据，这为学生后续学习本单元课题4化学式与化合价打下了铺垫。可见，“水的组成”是发展学生“化学元素观”认识的重要载体。
3 如何围绕“化学元素观”展开深入学习
“化学元素观”是学生需要形成的体现学科本质的深层次理解，围绕“化学元素观”来展开“水的组成”的学习，需要对学生知识学习与化学观念认识发展等有整体考虑，让具体知识的学习为学生化学观念的认识发展提供支撑，使学生化学观念的认识伴随具体知识的学习而逐渐发展。
3.1以“化学元素观”为统领构建教学内容主线
化学观念是指居于化学学科的核心，体现化学学科本质，对学科的性质、研究对象、研究方法和学科的价值等学科基本问题的深层次理解。要从知识教学转向化学观念教学，就需要站在学科整体的高度，思考具体知识的教学对学科基本问题的渗透与落实，将化学观念的教学具体化，与此同时，需要兼顾课程的要求和学生的实际发展需要。为此，在“水的组成”课堂教学内容主线的设计方面，根据学生的实际和发展需要，以“化学元素观”为统领来搭建学生知识学习和观念认识发展的整体框架，把指向主要教学目标和教学重点的、能体现“化学元素观”的关键性内容具体化为教学任务，以此构建课堂教学内容的主线索，明确教学的核心所在。
基于上述考虑，“水的组成”一课的教学整体思路设计见表2。
3.2围绕“化学元素观”的关键性内容设计引导性问题
教学的目的在于促进学生对知识的深层理解，发展对化学观念的认识。把教学任务转化为问题，用问题驱动学生思维，是通向理解、发展化学观念认识的重要途径之一。为此，有必要思考应该提出怎样的引导性问题。笔者认为，在化学观念教学中，引导性问题是能激发学生思维，对达成教学目标起决定作用的、能体现化学观念的关键性问题，是统领课堂、推进教学的主线索。为此，在“水的组成”教学中，针对学生学习的实际，把指向主要教学目标和教学重点、能体现“化学元素观”关键内容的教学任务转化为统领课堂教学的引导性问题（见表2），为学生的思维过程指引方向。在“水的组成”教学中，要利用引导性问题调动学生参与学习过程，激发学生通过问题的思考去理解所学知识，在问题分析和解决的过程中去反复认识、体验和感悟“元素与物质的分类”、“元素与物质的性质”、“元素与化学反应”等学科基本问题，从而为从元素视角认识物质及其化学变化奠定知识和方法基础。
3.3将学习任务和引导性问题转化为“手脑并重”的学习活动
学生的学习需要通过活动体验来完成。活动设计需要注意活动的内容、方式要与教学目标、教学任务、以及引导性问题相一致，要针对教学任务和引导性问题，设计相应的手、脑并重的多样化活动。围绕“化学元素观”展开深入学习的活动设计，有以下几点考虑：
一是关注新旧知识的联系，注意调用学生的已有知识经验来学习新知识。如任务1中的问题1的设计，学生已经学过利用过氧化氢分解制取氧气，利用学生已知的这个反应可以搭建学习新知识的桥梁，启发学生思考水是由什么元素组成的，以及如何推测水的元素组成等问题。还可以借助这个反应，引导学生思考可以由水分解的产物来推测水是由什么元素组成，这样把学生的思维引向深入。
二是充分发挥实验的作用，为学生的学习和理解提供事实证据。电解水实验是学生学习“水的组成”、理解“化学元素观”的重要手段和方式。在活动设计方面，一方面通过电解水实验、电解水生成的2种气体的检验等，为学生提供丰富的感性认识，另一方面以实验事实为证据，根据实验的观察，引导学生思考：你认为水电解发生了什么变化？根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气在空气中燃烧生成水的实验事实，由反应前后各物质的元素组成，说明水是由什么元素组成的？为什么？由此引导学生基于实验事实进行分析、推理并获得相应的结论，使学生的认识从感性走向理性。
三是注重在知识学习的同时，运用分析、比较、总结与概括等方法，提升学生的观念性认识。如问题4和活动4的设计，你知道为什么要对物质进行分类吗？根据电解水实验及生成物的检验，水分解前后各物质的性质有什么不同？从中你能获得哪些认识？这样的设计，改变了以往关注具体事实的识记，重在引导学生思考物质的元素组成与物质性质关系的问题，能够促进学生把握具体知识的本质所在，为学生今后进一步从元素角度认识物质的分类与物质性质的关系打下一定的基础。
化学元素的作用范文5
关键词：52种元素；地球化学背景；地球化学基准；城市土壤；中国；
作者简介：成杭新(1964—)，男，博士，研究员，主要从事勘查地球化学与生态地球化学研究。
地球化学背景(GeochemicalBackground)的概念最早源于勘查地球化学，经典的勘查地球化学教科书定义的地球化学背景是指无矿地质体中元素的正常丰度[1]或者一个地区元素含量的正常变化[2]。地球化学背景概念的引入是为了区分元素的正常含量和异常含量，超出正常丰度或正常变化范围的数据。对勘查地球化学而言，通常是指所研究的元素具有异常(正或负)含量，可能是矿床存在的一种指示或蚀变过程导致的元素迁出；对环境地球化学而言，可能是污染存在的一种指示或生态系统中该元素的严重缺乏等。因此环境地球化学中的背景通常是指在未受污染影响的情况下，环境要素中化学元素的含量。反映了环境要素在自然界存在和发展过程中，本身原有的化学组成特征。
工业化革命以来，人类活动释放的污染物已在地球表层土壤中得到大量累积，污染物的持续累积不但显著改变了地球表层土壤中化学元素的自然背景水平和分布模式，也导致一系列生态危害事件的频现，美国Adirondack山脉中的BigMoose湖，因长期接受上游工业排放的SO2，使湖泊水体和沉积物pH值陡然下降，导致鲈鱼、白鱼、鲤鱼等水生动物大量死亡[3]，而欧洲200余年的工业化历史，使中欧地区土壤显著酸化和土壤中的铝大量活化，导致大片森林中毒死亡[4]。为科学认识土壤环境质量现状、并通过环境立法保护土壤环境质量不再进一步恶化及预测未来环境变化趋势，最近20年文献中对地球化学基准(GeochemicalBaseline)的概念和应用途径进行了广泛讨论[5-6]。虽然不同作者对地球化学基准科学含义的表述还不完全一致，但一般是指地球表层环境介质定时间点某个元素或化合物的实际含量。它既包括自然背景浓度，也包括人类活动成因导致的扩散浓度的贡献[7-11]。
1978年至今，中国的工业化和城镇化进程取得了未曾预料到的重大进展，城市数量已从1978年的122个增加到2011年的655个，城镇人口数量也从1978年占中国总人口的17.9%增加到51.3%[12]。由于城市人口众多、工业密集，是人类活动及化学元素污染释放的主要场所，大规模城镇化进程已使中国大气、水及土壤环境质量全面恶化[13-19]。中国曾于20世纪80年代开展过中国土壤背景值研究[20]，但因受采样密度及样品布局的制约，未能颁布城市土壤化学元素的背景值数据，严重制约了对中国城市土壤环境质量现状的认识和评价。
本文利用中国地质调查局组织实施的多目标区域地球化学调查与评价项目及中国土壤现状调查及污染防治专项的数据资料，通过对中国31个省会城市土壤化学元素组成特征的统计分析及城市土壤化学元素背景值和基准值计算方法的讨论，确定中国城市土壤化学元素的背景值及基准值，其主要目的是为科学认识城市土壤化学元素的环境质量现状及政府部门制定有效监管措施提供依据。
1数据来源
1.1城市选择
研究对象包括除香港、澳门和台北以外的中国31个省会城市，也即北京、成都、福州、广州、贵阳、哈尔滨、海口、杭州、合肥、呼和浩特、济南、昆明、拉萨、兰州、南昌、南京、南宁、银川、上海、沈阳、石家庄、太原、天津、乌鲁木齐、武汉、西安、西宁、长春、长沙、郑州、重庆。
各城市的边界以建成区范围为主，同时兼顾各城市未来的城区扩展态势，一般以各城市的绕(环)城高速范围作为各城市的研究区，31个省会城市累计城区面积达15196km2。
1.2样品采集和分析测试方法
中国从1999年至今实施的多目标区域地球化学调查与评价项目是一项以土壤地球化学测量为主，兼顾湖积物与近岸海域沉积物测量的国家地球化学填图项目。该项目采用1样/km2、1个组合样/4km2的密度采集0~20cm的地表土壤样品，1样/4km2、1个组合样/16km2的密度采集150~180cm的深部土壤样品[21]。城市地区采样密度一般为1~2点/km2，样品采集一般选择在公园、寺庙、绿化带及其他较为稳定的、相对扰动较小的部位，采样时尽量避开新近堆积土。采用统一的分析测试技术要求和相同的质量监控措施分析测试每个样品中的52种元素(Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、C、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O)及pH和有机碳(Corg)[22-23]。截止到2012年底，该项目调查面积达170万km2，覆盖中国31个省会城市[24]。
1.3数据来源
根据各城市的选定范围，从中国多目标区域地球化学调查与评价数据库中提取相应范围内表层和深层土壤样品中的52种元素及pH和Corg数据。分别涉及表层和深层土壤样品3799件和1011件，累计数据259740个。
2数据处理方法
2.1不同深度土壤样品的科学含义
中国多目标区域地球化学调查在每个采样点上分别采集了0~20cm和150~180cm两个深度的土壤样品，也即表层和深层土壤样品。前者不但包括了成土母质中化学元素的自然地质背景含量，同时还叠加有人类活动带来的外源化学物质；后者因受到较少的人类活动影响，其化学元素组成更接近成土母质。因此表层土壤中化学元素的含量水平代表的是土壤地球化学基准，深层土壤化学元素的含量水平则反映的是土壤地球化学背景。
2.2中国城市土壤地球化学背景和基准的计算方法
自从Ahrens(1953)在花岗岩中发现元素的分布服从对数正态分布以来[25-26]，勘查地球化学家通过对地球化学数据分布形式(正态或对数正态)的检验，来计算地球化学背景值。当数据既不服从正态也不服从对数正态分布时，通常通过剔除算术平均值加减2或3倍标准离差的离群值后，再次进行分布形式的检验，以使数据服从正态或对数正态分布[27]。但剔除出的数据在找矿地球化学研究中往往是包含重要找矿信息的异常值，而在环境地球化学评价中则是包含污染信息的数据。因此采用剔除异常数据的方法不能客观刻画实际数据所隐含的真实状况。
成土母质是地球化学基准和背景浓度的重要控制因素，不同的成土母质或地质背景应具有不同的地球化学基准和背景浓度。中国地域辽阔，不同城市所处的气候条件不同，所在的地质背景也差异极大，如横卧在北京城西边和北边的太行山和燕山山脉的岩石风化产物是北京市土壤的成土母质，古都西安的土壤主要以风成黄土为主，而西江水系河流冲击物的长期堆积则是广州市土壤成土母质的主要来源。因此中国城市土壤化学元素数据集即使以正态或对数正态分布，但也不具有同一成土母质或同一自然成土过程的含义，对表层土壤样本(n=3799)和深层土壤样品(n=1010)的正态和对数正态分布检验也证实除深层样本中的SiO2服从正态分布外(图1)，其他元素均不服从正态或对数正态分布。因此不能采用剔除平均值±2或3倍标准离差的方法来获取中国城市土壤的地球化学背景和地球化学基准值。
针对城市土壤地球化学数据的上述特点，文献中提出用中位值(XMe)与绝对中位值差(medianab-solutedeviation，MAD)的稳健统计方法来描述地球化学背景值和基准值的变化范围，以消除一些与均值相差较远的离群数据在求均值和方差时，尤其是求方差时对结果产生较大的影响[28-29]。其中XMe和MAD可分别用下列公式计算：
对中国城市土壤而言，城市表、深土壤数据集的中位值(XMe)分别代表中国城市土壤的地球化学基准值和背景值，以Me±2MAD表示基准值和背景值的变化范围。
2.3单个城市土壤地球化学背景和基准的计算方法
单个城市由于它的地理位置和气候条件明确，城市空间范围内的土壤基本为同一成土母质，其形成过程也是同一气候条件作用下的产物，因此在估算单个城市的化学元素背景或基准值时，先对原始数据进行正态检验，并用算术平均值()代表背景值或基准值，用(±2S)代表变化范围，其中S为标准离差。对不服从正态分布的化学元素进行对数正态检验，当数据服从对数正态分布时，将几何平均值(g)和几何标准离差(S)还原为实数后，用(÷2S)和(×2S)代表背景值或基准值的变化范围。对既不服从正态也不服从对数正态分布的元素，则采用中位值和绝对中位值差的稳健统计方法来估算该元素的背景或基准值。
2.4化学元素背景的变化率
城市土壤化学元素的背景值受成土母质控制，反映的是一种自然地质背景。随着人类活动的广度和深度的不断加强，人类活动可显著改变土壤化学元素的自然背景。为了客观评价自然背景的变化程度，这里用化学元素自然背景的变化率(ΔRCi)来度量元素自然背景的变化状况，其计算公式为
式中：ΔRCi是指元素i自然背景的变化率；GBLi是指i元素的地球化学基准值；GBGi是指i元素的地球化学背景值。当ΔRCi>0是指i元素的地球化学背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化学背景下降，ΔRCi=0则指i元素的地球化学背景未发生变化。
当ΔRCi>0是指i元素的地球化学背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化学背景下降，ΔRCi=0则指i元素的地球化学背景未发生变化。当|ΔRCi|≥100时，表示i元素为极显著增加或减少状态；当50≤|ΔRCi|<100时，表示i元素处于显著增加或较少状态；当0<|ΔRCi|<50时，表示i元素处于增加或减少状态。
3结果与讨论
3.1中国城市土壤地球化学基准值/背景值特征
中国城市土壤52种化学元素及pH和Corg统计显示(表1)，Al2O3、Ba、CaO、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、F、Hg、K2O、MgO、Mn、Ni、pH、Sc、Sn、Sr、Ti、V、Y和Zr等23种元素或化合物的背景值高于中国土壤背景值，而Ag、As、B、Be、Bi、Br、Fe2O3、Ge、La、Li、Mo、Na2O、Corg、Pb、Rb、Sb、Se、Th、Tl、U、W和Zn等22种元素或化合物的背景值低于中国土壤背景值。Au、Cl、Ga、N、Nb、P、S、SiO2和TC等9种元素或化合物因缺中国土壤背景值数据情况不明。
城市土壤Ag、Au、Ba、Bi、Br、CaO、Cd、Ce、Cl、Cu、Ge、Hg、Mo、N、Nb、Corg、P、Pb、S、Sb、Se、Sn、Sr、TC、U、W、Zn、Zr等28种元素的基准值明显高于背景值。其中Corg、Hg、Se、S、TC、N的基准值分别较它们的背景值增加了331%、220%、146%、142%、130%、125%，表明上述6个元素的地球化学背景发生了极显著的增加，致使地表地球化学基准值显著高于各自的地球化学背景值；而Br、Cd、P的地球化学背景的变化率ΔRCi为50%~100%，呈现显著增加的特征；Ag、Au、Bi、CaO、Cl、Cu、Mo、Pb、Sb、Sn、W和Zn的ΔRCi为10%~50%，指示这些元素的地球化学背景呈增加的变化趋势；其他31个元素的地球化学背景基本未发生变化。
元素地球化学背景变化率清晰地指示中国大规模工业化进程所带来的重大生态环境问题。文献资料显示化石燃料燃烧是黑碳颗粒、Hg、Se释放及酸雨形成的主要原因[30-34]。最近30年，中国化石燃料燃烧释放的碳已从1980年的4亿t增加到2010年的22亿t[35]，Hg、Se释放量也由1980年的73.59t、639.7t，增加到2007年的305.9t和2353t[33]，上述释放物在大气干湿沉降的作用下，最终沉降到地表，显著改变了地表土壤有机碳及总碳、Hg和Se的分布模式，可能是城市地表土壤Corg、Hg、Se、S、TC、N背景值发生极显著/显著变化的主要原因。而大规模的有色金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Ag等)开采和冶炼活动及中国Sb、Sn、W等特有矿产的矿业活动使土壤中重金属元素的地球化学背景发生了显著变化。
3.2各城市土壤地球化学基准值/背景值特征
中国31个省会城市土壤化学元素的背景值示于表2~32，各个不同城市因其所处地理位置及地质背景的差异。各元素的具体含量特征在此不予描述。但Cl、CaO、Hg、Na2O和S的背景变化特征明显区别于其他元素。
不同城市土壤的Cl元素背景值差异巨大，中国城市土壤Cl元素的背景值为70mg/kg，背景变化区间介于24~116mg/kg。几个北方城市，如兰州(613mg/kg)、乌鲁木齐(469mg/kg)、西宁(432mg/kg)、天津(296mg/kg)、呼和浩特(236mg/kg)、拉萨(149mg/kg)、济南(126mg/kg)的背景值均超出中国城市土壤Cl地球化学背景变化的上限，表明在长期的自然演化过程中，上述几个城市的土壤具有较高的Cl地球化学背景。
中国城市土壤CaO的背景值为1.65%，华北和西北的城市土壤CaO背景值(3.23%~9.64%)普遍高于南方和东北近1个数量级，中国城市中CaO背景值最高的是西宁市(9.64%)，最低的为海口(0.16%)，显示出成土母质及不同的气候带对CaO地球化学背景的控制作用。
中国城市土壤Na2O的背景值为1.41%，背景变化区间介于0.52~2.31%。虽然各城市的Na2O背景值均在背景变化区间之间，但不同城市的Na2O背景值存在数量级之间的差异，其中乌鲁木齐Na2O背景值为2.22%，是南宁(0.10%)的22倍之多。总体规律表现为北方城市Na2O的背景值高于南方城市，也充分显现出成土母质及不同气候条件对Na2O地球化学背景的控制作用。
中国城市土壤Hg的背景值为0.042mg/kg，背景变化上限为0.088mg/kg。其中贵阳(0.202mg/kg)、广州(0.147mg/kg)、昆明(0.132mg/kg)、南宁(0.112mg/kg)、福州(0.111mg/kg)和拉萨(0.092mg/kg)城市土壤的Hg背景值高于中国背景变化的上限，属于高背景地区。沈阳、太原、北京、合肥、天津、南京、哈尔滨、西宁、乌鲁木齐、郑州、济南、长春、石家庄、呼和浩特、兰州、银川16个城市土壤Hg的背景值介于0.017~0.040mg/kg，低于中国城市土壤Hg的背景值。
中国城市土壤S的背景值为146mg/kg，背景变化区间介于22~270mg/kg。中国有18个城市的土壤S背景值高于中国背景值，其中西宁(1886mg/kg)、乌鲁木齐(1083mg/kg)、兰州(950mg/kg)、福州(641mg/kg)、海口(428mg/kg)、广州(356mg/kg)、上海(327mg/kg)、太原(317mg/kg)和天津(273mg/kg)的背景值大于中国城市土壤S背景变化的上限值。
由此可以看出，在开展城市土壤环境质量评价时，分别采用各个城市的背景值较采用中国土壤背景值，能更客观地度量人类活动对自然背景的影响程度。
3.3地球化学背景变化特征
中国31个省会城市土壤化学元素ΔRCi的计算结果示于图2~4，图中显示Corg和N的ΔRCi值均大于0，指示土壤有机碳和氮的自然背景均被显著改变。对福州、广州而言，因土壤有机碳含量呈显著增加状态，拉萨和呼和浩特则为增加状态，其他21个城市因ΔRCSOC>100，指示土壤Corg属极显著增加状态。除呼和浩特ΔRCTC<0外，其他所有城市土壤TC均呈增加趋势。其中武汉、成都、长春、长沙、合肥、南昌、南宁、贵阳、哈尔滨、沈阳、石家庄、昆明、南京、海口、北京、济南、福州、郑州、广州和上海ΔRCTC>100，乌鲁木齐、重庆、天津、太原、杭州50<ΔRCTC≤100，银川、西安、兰州、西宁和拉萨10≤ΔRCTC<50。
除呼和浩特外，中国30个城市土壤P的ΔRCP均大于0。中国有22个城市土壤N的自然背景呈极显著增加；海口、昆明、福州、重庆、沈阳、银川和西宁7个城市表现为显著增加，拉萨和呼和浩特则为增加状态。已有的文献资料已证实农田施肥是地表土壤N、P增加的主要原因，但过量的N、P肥可通过大气循环沉降到地球表面，使城市地表土壤也出现N、P的显著累积。
除南宁、拉萨、呼和浩特外，其他城市土壤均表现为ΔRCHg>100，并按北京(819)、成都(602)、天津(597)、石家庄(440)、沈阳(413)、济南(400)、长春(340)、西安(312)、南京(293)、杭州(264)、兰州(244)、哈尔滨(237)、合肥(223)、上海(220)、乌鲁木齐(183)、广州(175)、太原(172)、长沙(165)、福州(161)、武汉(159)、银川(135)、郑州(130)、南昌(119)、西宁(104)、昆明(92)、重庆(63)、海口(53)和贵阳(29)顺序递减，指示中国城市土壤Hg的自然背景普遍发生改变，地表土壤Hg已显著累积。Ag、Au、Bi、Cd、Cu、Mo、Pb、S、Sb、Se、Sn、Zn等元素表现出与Hg类似的变化特点。
各元素ΔRCi最大值分布的城市也不尽相同，Ag(150)、Au(400)、Bi(147)、Cd(538)、Cu(77)、Hg(819)、Mo(100)、Pb(156)、S(418)、Sb(200)、Se(650)、Sn(263)和Zn(80)的ΔRCi最大值分别分布在天津、上海、沈阳、长沙、广州、北京、上海、沈阳、成都、上海、石家庄、杭州和广州。Au、Mo和Sb的最大值同时出现在上海，Bi和Pb的最大值同时出现沈阳，Cu和Zn同时出现在广州，充分显示大型综合性城市工业结构或悠久的工业发展历史与重金属累积复杂组合之间的因果关联。
城市土壤CaO自然背景含量也呈显著增加的特点，这可能与中国城市发展过程中的大规模建设活动有关。
出乎意料的是，除金属元素及N、P、TC和Corg外，城市土壤中Cl和Br的自然背景也普遍发生变化，需引起关注。
4结论
通过对中国31个省会城市表层土壤和深层土壤中52种化学元素及pH和Corg实测数据的计算获得中国城市土壤及各个省会城市土壤化学元素的背景值和基准值，为定量研究中国城市土壤的环境质量状况及演变趋势提供了参考标准。
中国及各个城市土壤中Corg、Hg、Se、S、TC、N的基准值显著高于其对应的背景值，与文献中报道的中国大规模工业进程中煤燃烧及矿业活动释放的主要污染物相互佐证，表明了本文所获得的背景值和基准值的可靠性。
化学元素的作用范文6
Abstract： In view of that the chemical elements content of HRB400 deformed steel bars will impact on its performance， its performance index change is analyzed by data analysis. Principal component analysis using SPSS on various chemical elements can obtain primary and secondary factors affecting properties of deformed steel bar. Multiple linear regression analysis based on Matlab is used for analyzing the relations between all elements and performance （yield strength， tensile strength， fractured elongation）， which derives formula about how each element impacts on the performance of deformed steel bars. It provides a reference for HRB400 deformed steel bars to adjust the ingredient proportions， improve structural performance， keep down costs and reduce the use of alloy materials.
关键词：螺纹钢；元素含量；大数据分析；多元回归分析
Key words： deformed steel bars；element content；data analysis；multiple regression analysis
中图分类号：TB114.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）15-0136-02
0 引言
热轧带肋钢筋（即螺纹钢）主要用于钢筋混凝土骨架组件，需要螺纹钢具有一定的机械强度、可弯曲、可变形特性和工艺焊接性。组成钢的化学元素直接影响着热轧钢的性能，大多数异形钢筋采用合金化方法，通过添加昂贵的微量元素（如锰合金材料、合金材料等）到钢铁中用以调整成分比例和改善钢结构性能[1]。
根据抗震等级、使用年限和工程标注等需求，目前我国大量生产性能比HRB335更加优异的HRB400级螺纹钢。在HRB400级螺纹钢的生产过程中适量的钒元素对其性能有强化作用[2]。其它化学元素含量对螺纹钢的性能也有影响。研究化学元素含量对螺纹钢性能的影响可以采用了主成分分析法。
1 数据分析
通过项目获取的32045份HRB400级螺纹钢的元素含量检测数据符合大数据中的模态多、体量大、难辨识、价值大、密度低的五个特点[3]。采用基于大数据挖掘的方法分析这批螺纹钢总体性能指标，对样本数据的抗屈强度、抗拉强度、断后伸展率的中位数值、最小值、平均值、方差等数值进行分析。对每种化学元素的含量取均值进行分析，之后利用spss对各种化学元素进行主成分分析。
1.1 均匀抽样理论
对大量数据的处理最直接的方法是对其进行均匀抽样，这样在简化计算量的同时可以发现数据内在的规律。同时在对大量数据的参数进行统计和相关参数的估计中，均匀抽样可以有效减少样本的数量，降低计算的成本，是一种很好的对数据进行前期处理方法[4]。因此对32045份原始螺纹钢数据进行研究时首先使用均匀抽样的方法对数据进行挖掘，以得到有效简化数据后再其进行主成分分析。
1.2 数据的统计分析
对均匀抽样后的HRB400螺纹钢的数据进行统计分析，得到相应的三个性能指标：中位数、最小值、平均值。计算出方差，并与GB/T228-2002的标准的数据进行比较（数据见表1），由表1可知这批螺纹钢的抗屈强度、抗拉强度、断后伸展率都符合标准。
1.3 各元素的主成分分析
利用spss软件以螺纹钢的抗屈强度为约束条件，选取其特征值大于0.8，对各种影响螺纹钢性能的元素进行主成分分析。
按照螺y钢抗屈强度的大小对进行数据排序，再利用spss软件对其进行主成分分析。分析结果中各元素的相关矩阵如表2所示，各个元素的解释的总方差如图1所示。从表2中可以的到各个元素基于抗屈强度的相互之间的相关性，以此作为之后的多元线性回归分析的基础。
从图1中的数值可以看出，相对于螺纹钢的抗屈强度，碳（C）、锰（Mn）、硫（S）、磷（P）、硅（Si）、钒（V）、铬（Cr）数值都>0.8为主要影响因素。镍（Ni）、铜（Cu）、钼（Mo）元素在的初始特征值都
2 多元线性回归
为了进一步分析各元素对HRB400螺纹钢的抗拉强度、抗屈强度、断后伸展率的影响，建立多元线性回归模型对样本数据进行再处理。通过Matlab编程对HRB400螺纹钢数据进行运算后建立多元线性回归模型，对各化学元素的影响进行具体分析。
2.1 多元线性回归模型
多元线性回归是一元线性回归的发展，可用来研究因变量取值与自变量取值的关系。设抗拉强度、抗屈强度、断后伸展率，分别为三个可预测变量Y1，Y2，Y3，这三个变量受到各元素含量t1，t2…tn的影响，建立HRB400螺纹钢结构性能与元素含量间的多元线性回归模型。
各种元素与抗屈强度影响的多元线性回归模型1：
Y1=β10+β11t+β12t+…+β1n+ε1ε1∝N（0，σ2）模型1
各种元素与抗拉强度度影响的多元线性回归模型2：
Y2=β20+β21t+β22t+…+β2n+ε2ε2∝N（0，σ2）模型2
各N元素与抗拉强度度影响的多元线回归模型3：
Y3=β30+β31t+β32t+…+β3n+ε3ε3∝N（0，σ2）模型3
模型中εi表示的是计算过程中可能出现的偏差，将上述三个模型转的数据化为数组的形式，再导入MATLAB程序中的多元线性回归函数中，计算出各个模型的常数项βi0，以及各个元素含量对螺纹钢性能影响的回归系数βin。
2.2 模型求解
利用MATLAB程序对模型1-3进行求解，分别以抗屈强度、抗拉强度、断后伸展率为因变量，以十种元素的含量为自变量对模型进行计算，得到各元素的回归系数见表3。
根据回归系数可得到三个模型的解分别为公式（1）-（3）：
①螺纹钢抗屈强度与各元素含量之间的关系：
Y1=-232+3403tC-610tMn+3306tS+799tP+890tSi+13206tV+265tCr-2353tNi-5188tCu+5846tMo（1）
②螺纹钢抗拉强度与各元素含量之间的关系：
Y2=-507.4+4754.1tC-592.6tMn-4453.9tS+1378.9tP+1519.5tSi+9798.5tV+1269tCr-2425.9tNi-504.7tCu-338.4tMo（2）
③螺纹钢的断后伸展率与各元素含量之间的关系：
Y3=71.9+166tC-65.5tMn-244.7tS-129tP+53.3tSi-495.6tV+49.8tCr+161.1tNi+176.9tCu+1320.6tMo（3）
2.3 多元线性回归结果分析
观察回归模型公式（1）-（3）中，从不同元素含量的回归系数的大小和正负进行分析后，可知各元素含量对螺纹钢性能的影响如下：①由公式（1）可知，影响螺纹钢抗屈强度的主要化学元素含量是钒（V）元素，其次是铜（Cu）元素和钼（Mo）元素。回归系数为正是正相关，为负是负相关。②由公式（2）可知，影响螺纹钢抗拉强度的主要的化学元素含量是钒（V）元素，其次是碳（C）元素和硫（S）元素。③由公式（3）可知，影响螺纹钢断后伸展率的主要的化学元素含量是钼（Mo）元素，其次是钒（V）元素和硫（S）元素。
3 结束语
通过对32045份HRB400级螺纹钢进行大数据挖掘和多元线性回归建模的分析，得到螺纹钢的各化学元素与螺纹钢的抗屈强度、抗拉强度和断后伸展率的公式（1）-（3）。
根据多元线性回归结果分析，影响螺纹钢结构和性能的主要化学元素有钒（V）、铜（Cu）、镍（Ni）、碳（C）、硫（S）、钼（Mo）等元素，增加碳（C）、硫（S）、磷（P）、硅（Si）、钒（V）、铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）等元素含量可增强螺纹钢的结构性能。炼钢时可忽略上述价格较低且比较难控制含量的非金属元素成分对钢结构的影响，只需调整其中的镍（Ni）、钼（Mo）、钒（V）元素的含量即可提高RHB400级螺纹钢结构性能。同时可提高价格较低铬（Cr）元素的含量而适量降低贵金属钒（V）的含量以达到节约炼钢成本的目的。
参考文献：
[1]杨昌乐.低成本生产热轧螺纹钢工艺的组织及性能影响规律研究[D].昆明：昆明理工大学，2011.
[2]刘强，张炯明，王博，等.钒在HRB400级螺纹钢中强化作用的研究[J].工程科学学报，2016，z1（38）：56-60.
