纳米技术创新范例

摘要：随着社会的发展，我国在工业方面的发展很是迅速，传统的机械制造技术已经不能顺应时展的要求。现如今，我国的机械制造水平逐渐提高，先进的制造技术起到了中流砥柱的作用，其中机械制造精密的加工技术尤为重要。科技的进步，使我们的生活水平有所提升，随之人们对机械设备的要求也越来越高，不仅限于能够使用这么简单，要求机械具备的功能也多种多样。因此对于机械制造业而言，实现零件的精细化，是制造技术进步的体现。

关键词：现代；机械制造工艺；精密加工技术

0引言

近些年，我国的科学技术水平不断提高，现代机械制造及精密加工技术在工业领域的应用越来越广泛，推动我国工业向现代化方向发展。同时，传统的机械制造技术存在许多弊端，不再适用于飞速发展的今天。因此，企业应重视机械制造工艺，特别是精密的加工技术，将现代机械制造工艺与精密的加工技术融合在一起，在原有的基础上进行升级改造，为顺应时展的要求而努力。基于以上分析，我国应该将研究精密的加工技术作为核心目标，大力发展技术创新，充分发挥机械制造精密加工方法的优势。

1现代机械制造工艺与特种机械制造技术的概述

1.1现代机械制造。①气体保护工艺应用。气体保护是现代机械制造工艺中比较常见的焊接技术，通过电弧加热的方式为该技术提供热量，气体充当介质，具有保护作用，将电弧与熔池隔离开。此操作在传统制造工艺基础上有了很大的创新，不仅可以减少外界有毒气体对机械的损害，同时还稳定了电弧，源源不断地为焊接提供热量，大大提升了焊接效率。除此以外，增强了焊接金属的韧性，是气体保护工艺的一大优势。②电阻焊接工艺应用。电阻焊接技术被广泛应用于现代机械制造行业，将需要被焊接的物体在正负电极之间固定，其原理是利用电流产生热量，促使金属融化，使被焊接物体与焊接处紧密连接在一起。电阻焊接技术有许多优点，物体加热时间短，产生的气体无污染，且最终的热效应效果强烈，有利于提高焊接效率；同时，电阻焊接工艺简单易操作，这在一定程度上降低了工作人员的专业技术要求。当然，凡事都有两面性，电阻焊接也有它的缺点，那就是原设备较为贵重，维护工作产生的费用较大，因此该技术一般应用于航天、军用等重大领域。③埋弧焊接工艺应用。埋弧焊接工艺的原理是在焊接层下通过燃烧电弧达到焊接的目的，此项工艺使用的原材料较为简单，焊丝、焊剂以及接头等，其中机械制造对焊剂材料的选择有着严格的要求。为保证良好的焊接效果，在焊接过程中，需要控制好焊丝与焊剂的比例。焊接效率高是该技术的优点之一，除此以外，还包括焊接过程较稳定、无污染等优点，是现代机械制造中常用的焊接工艺。④螺柱焊工艺应用。螺柱焊工艺把需要焊接的物体与螺柱面接触，然后将电弧加热使接触面熔化，最终通过对螺柱施加压力完成焊接工作。螺柱焊的焊接方式多种多样，包括单面焊接的拉弧式、储能式等，这些焊接工艺操作较为简单，结合实际情况应用在现代机械制造中。

1.2特种机械制造加工技术。①精密切削技术。在机械制造精密加工技术中，精密切削是应用最为广泛的一种技术，顾名思义，该技术的突出优势是精密性，因此常被用于加工那些要求极高的产品。实际操作过程中，容易受到其他因素的影响，因此企业应加强生产过程的管理，尽量减少外界因素对机械制造的不良影响，不断提高加工技术，使其具有抗拉强度大、受温度影响小、抗震性强等优点。不仅如此，工作人员要重视创新，针对材料不同、生产产品功能不同等差异，灵活地对该技术进行调整，以达到用户的使用需求。②纳米加工技术。纳米技术是目前的热门技术，被广泛应用于各行各业，当然在机械制造中，也是一项必不可少的重要技术。纳米技术较为复杂，融合了物理学、分子学和工程学等学科，对硅片的加工有很大贡献。纳米技术是一个统称，其中包括很多细小分支，在实际操作过程中，应结合具体发展情况，根据机械制造的不同要求，选择合适的纳米技术进行加工，保证产品的整体质量。纳米加工技术之所以在现代机械制造中应用广泛，是因为其有众多优势。首先是机械微型化，纳米技术最显著的特点是尺寸微小，这是科技发展的一大进步。在传统的机械制造中融入纳米技术，很大程度上缩小了机械的体积，符合现代社会的发展趋势。其次是材料多元化，纳米技术所使用的原料尺寸微小，既方便形成多种多样的新型材料，也可以将其融入传统材料中进行改良。由此一来，材料的功能逐渐多样化，应用也更加广泛，更好地满足用户的不同需求。再次是摩擦性能好，机械在使用时，轴承之间存在摩擦，若摩擦力过大，会严重损害机械零件的寿命。纳米技术所用材料由于尺寸微小，有效改善了机械零件摩擦力大的缺点，几乎可以达到无摩擦的状态。最后是节约资源，纳米技术的应用，使得许多新型材料层出不穷，“废物利用”的材料更是不在少数。传统的机械制造技术会浪费大量的材料资源，由于纳米技术的精密性，很好地改善了这一劣势，大大减少了材料浪费的现象。③微细加工技术。该技术生产的产品体积微小，在减少能量消耗方面有显著作用。微细加工技术在半导体制造方面应用较早，如今在机械制造行业的应用也甚是广泛。在机械制造过程中，对于体积较小的产品，要求生产的精度高，同时对操作人员的专业技术要求高，企业应该多加重视，采用精密的加工方式，以保证产品的质量。

[摘要]为发展中国家和发达国家提供安全饮用水是一个巨大的挑战。日益增长的需求和水源水质恶化导致探索新的技术创新，以更好地管理水。纳米技术通过设计创新的集中和分散(家庭一级)水处理系统，在确保安全饮用水方面有着巨大的前景。本文概述了(家庭一级)水处理工艺的纳米技术的最新进展，其工作原理为，纳米吸附剂、光催化剂、微生物消毒剂和膜。广泛实施纳米技术用于水处理将需要克服纳米材料的高成本，使其能够再利用和再生。这也将确保尽量减少潜在的环境暴露。纳米技术的潜在进步必须与环境健康齐头并进，以减轻对人类的任何不良后果。

[关键词]纳米粒子；吸附；膜处理

安全饮用水被认为是一个国家发展的重要指标，根据最近的报告，世界各地约有6.63亿人无法获得安全饮用水[1]。多年来，污染和滥用地表水导致全球50%以上人口依赖地下水作为饮用水。然而，地下水是氟化物、砷、铅、铬、硝酸盐、硒、氯化物、重金属以及放射性物质的避风港，这些离子极大地损害了地下水的质量，导致了健康问题[2]。此外，腺病毒、甲型肝炎、轮状病毒等病原体通常存在于地表水和地下水中，必须有效地灭活才能提供安全的水。饮用水安全是根据国家标准或国际准则来判断的，卫生组织的饮用水质量准则是最重要的准则之一，并由许多发展中国家实施。报告表明，在依赖改良水源的估计62亿人中，超过10亿人继续使用不安全的水。联合国可持续发展目标(SDG6)之一是到2030年实现人人享有安全和负担得起的饮用水水处理技术的进步可以在实现这一目标方面发挥作用。在传统上用于饮用水处理的各种技术中，砂(颗粒介质)过滤是最古老的处理技术之一。砂过滤最初被认为是通过粒子间间隙的尺寸排除工作的。然而，后来的研究表明，慢沙过滤器(SSF)在富含细菌种群的沙粒周围形成一种活性生物膜(称为Schmutzdecke)，从而提高了介质的过滤能力。颗粒介质过滤的应用面临的挑战之一是，除了易受事故和流量变化的影响外，它无法有效地去除化学污染物。其他一些常规使用的技术包括化学氧化、吸附、化学沉淀/凝固、离子交换等等。最常见的化学氧化剂是氯，它为去除病原体提供了有效和坚固的屏障。另一方面，化学沉淀通过添加反离子来降低离子污染物的溶解度。这通常是絮凝和沉淀或过滤。近年来，人们对纳米粒子作为吸附剂在水处理中的应用越来越感兴趣。纳米技术显示出巨大的前景，作为处理持久性和新兴污染物的最佳可行方法[3]。纳米材料吸附与传统吸附剂相比，具有吸引力的替代品，因为它们具有较高的长径比，增强了反应活性，进而转化为较高的吸附容量。此外，纳米吸附剂还提供了额外的可能性，如在家庭一级以不同形式使用的可能性，例如，以粉末形式使用，涂覆在衬底上或在过滤器中使用等。颗粒的较小尺寸也提供了构建紧凑处理系统的可能性。最近的研究还表明，纳米粒子可以被工程化，同时针对多种污染物，从而可能降低处理成本。然而，人们对纳米材料的安全处置及其对公共健康和生态系统的潜在风险还表示担忧。因此，本综述详细介绍了在水处理中使用纳米粒子的现有技术。虽然对纳米粒子在水处理中的应用进行了大量的研究，但几乎没有任何全面的评论对这一主题进行批判性分析，本文试图填补这一空白。

1纳米粒子在水处理中的应用

用于环境保护和水处理的新型纳米材料的开发和使用近年来受到了广泛的关注，因为它们的表面积与体积比更大，粒径更小[4]。纳米材料在水处理中的四个主要应用领域是(A)吸附去除，(B)催化降解，(C)消毒和(D)膜过滤。其中，吸附去除污染物和使用纳米材料消毒是主要内容。纳米技术使水处理做法有望克服现有技术目前面临的主要挑战，并为水的经济利用提供新的处理方法。

2吸附去除

不同种类的纳米粒子被用于吸附去除研究，即用于去除砷的铁基纳米粒子、用于去除氟化物的碳和铝基纳米材料等[2]。本文综述了在各种使用点(POU)饮用水处理系统中常用的纳米吸附剂。

【摘要】现阶段，我国医学水平发达，纳米药物的载体在立场医学上已经有了较为广泛的应用，在医药领域，纳米级粒子可以是要物在人体内的传输变得更加方便，当纳米粒子包裹的药物进入到人体之后，可以自行搜索人体内的手大红组织以及器官，然后对其急性针对性的修复。本文对于纳米药物载体在临床医学中的应用进行了简要的分析以及研究。

【关键词】纳米药物；载体；临床医学；应用

在现阶段，临床医学当中，纳米药物载体以及有了较为广泛的应用。在人工器官移植的领域，当人工器官的外面涂上纳米粒子，可以有效的防治人工移植器官出现排异的反应。在医学检验的领域，使用纳米技术也有较为理想的效果，只需要检验了少量的血液，就可以通过其中的蛋白质结构以及DNA结构来诊断出其是否患有疾病。在抗癌治疗的过程当中，此项技术也有着不俗的表现，德国的一家公立医院研发出了一些非常细小的氧化铁纳米颗粒，当其注入患者肿瘤中的时候，可以使患者置身与可以变化的磁场当中，当温度升到一定高度的时候，对肿瘤细胞会造成破坏的效果，并且不会影响到正常的组织健康。本文主要对纳米药物载体以及其应用进行了详细的介绍。

1纳米药物的载体系统

对于现阶段的纳米药物来说，药物制剂的给药途径以及方法是非常重要的。一般情况下，对于空腹的要物来说，主要会受到两种效应的影响，即肠胃上皮细胞中的酶系的生物代谢以及肝中酶系的生物代谢，这些都会对口服药的效果造成一定程度的影响，很多的口服药物都是由于代谢消耗了大部分的药效，在实际到达患处之后的其效能已经非常低了，并不能起到较为理想的治疗效果，因此，在很多时候，都要将口服的药物改成静脉注射的药物，这样在治疗效果上会有一定的增强。由于通过静脉注射之后，非靶向性药物可以在血液当中自由循环，在到达病灶之前那会经历多个过程，最后到达患处的药效也只有很小的一部分，这也导致其治疗的效果并不理想。靶向给药的目的就是提高靶区药物的浓度，并且在一定程度上降低要物自身的副作用，这一研究课题在我国已经有多年的历史，随着我国医学的不断进步，纳米药物的出现是实现这一目的的关键转折[1]。根据我国医学专家的发现，一种较为理想的药物已经改具备以下的特性：第一，颗粒要小；第二，能够携带不同种类的化学药品；第三，载体要能够携带数量较多的药品，从而使靶向区域的药物浓度达到治疗的浓度在，这样才能取得较好的治疗效果；第四，当载体到达靶向细胞之后，其药物的释放量必须使其可以控制，并且能够对其进行精准的预测；第五，经体外包装过的药物在靶向细胞进行释放的时候，循环半衰期进行支持。现阶段，我国医学领域最具有代表性的纳米载体有以下几个：第一，纳米磁性颗粒。纳米磁性颗粒在实际应用的过程中有较为理想的效果，这与其自身的效能与特点有很大的关系，当前药物研究的主要热点方向之一就是对于磁性纳米颗粒的研究，特别是对于顺磁性或者是超磁性的研究，其在铁氧体纳米颗粒外加磁场的作用之下，温度在不断的升高，当温度达到40度左右的时候，并可以达到杀灭肿瘤细胞的目的，这种纳米粒子还在研发当中，技术尚且不成熟；第二，高分子纳米药物载体。现阶段我国对于纳米高分子药物载体的研究已经进入了一个全新的阶段，这也是现阶段我国业内研究的有一个热点方向，高分子纳米药物降解载体或是基因载体，通常会通过降解来进入定向的靶细胞，从而对其进行治疗，表层的药物被将结合之后，还可以通过其它的组织进行释放，这是一项新的技术创新，在此之前并没有哪一种要物载体可以做到，在很大程度上避免了药物的浪费，使其药效可以得到较为充分的发挥；第三，纳米脂质体。纳米脂质体在我国的研发也已经有很长一段时间了，其微囊主要是作为药物载体的研究，在很早的时候就已经在药物试剂上进行了应用，直至今日，纳米脂质体还处于研发的过程当中，纳米脂质体是人们设计出较为理想的纳米药物等载体模式。

2对于癌症的治疗

人们通常所说的癌症，指的就是恶性肿瘤，这也是危害人们生命健康的最大元凶之一，也以这是医学界重点关注的焦点。现阶段，很多的癌症药物并不能够起到较为理想的治疗效果，更多的药物只是起到调养的作用，根本不能根治病症。癌症的治疗关键是要把药物定向传送到癌症细胞同时有不会伤害到正常的细胞，这是其运行的根本前提。许多的药物已经应用到了这个系统，在实际应用的时候取得了一定的成果，例如脂质体、微胶囊等这些药物载体的而应用都取得了较为理想的效果。而对于纳米粒子来说，由于其体积微小，也开始受到人们的关注，纳米粒子抗肿瘤要物在患者的体内存留的时候，在一定程度上减缓了肿瘤的生长速度，与其它游离性质的药物进行比较之后，不难发现，在很大程度上延长了患有肿瘤动物的存活时间。由于其自身具有较强的吞噬能力，对于肿瘤细胞的生长以及繁衍也会有一定程度的阻碍，所以，静脉途径纳米细胞的纳米粒子可以在肿瘤的内部进行传送，并且其传送的效果较为理想，这也在一定程度上减少了药剂使用之后的副作用。通过对粒子的修饰，可以在很大程度上增加其对肿瘤细胞的靶向特异性[2]。

摘要：5G技术一方面可以弥补4G技术的缺陷与不足，另一方面还可以加快数据传输的速度，进一步扩大信息的容纳量与整体的规模，是目前十分具有应用价值与应用前景的一门技术。因此，结合多年的工作经验，对5G无线通信技术具备的优势进行了详细的阐述，然后对其核心技术进行了研究分析，同时也对5G技术的实际应用问题进行了深入的探究，以供参考。

关键词：5G；无线通信；通信

0引言

5G技术具体指的是第5代的移动网络通信技术，该项技术最基本的内容就是云计算、NFV这类的技术，它丰富的内涵也就决定了其具备其他网络技术无法企及的优势。目前，我国与移动通信有关的部门与单位正密切地关注着5G发展的进程，并在5G技术的研发之中投入了非常大的人力、物力与其他的研究力量，极大程度上提升了我国第五代无线通信技术的研发速度与质量，本文将对5G网络最为主要的四个技术进行深入的探究和详细的阐述。

15G无线通信技术概述

1.15G无线通信技术的概念

5G技术是在先前移动通信技术的基础之上建设革新得到的，它真正意义上实现了传统技术的改造与更新换代。跟传统的通信技术如3G、4G对比，我们可以发现，5G技术会给人们带来更加优异的表现。5G技术一方面能够优化当前网络之中信息资源的配置与高效的利用，从而全方位地提升信息的利用率，另一方面能够给网络用户带来更加优质的网络体验、更多样化的网络服务。在这个时代，要想满足用户在网络通信方面日益增长的需求，就必须集以往技术的优点为一体。这样才能够保证该项技术在进入市场之后，能够有所作为、深受欢迎。在实际的5G规划之中，最为核心的就是巧妙利用IP扁平化这一概念，并且实现信息在不同的数据接口之间高效地传输交换[1]。

摘要：介绍了目前我国在石油开采过程中存在的问题以及我国新型采油技术的发展状况，针对这些问题提出了强化石油工程中新型采油技术应用的具体措施，为我国新型采油技术的开发应用提供了一定的参考。

关键词：石油工程；新型采油技术；应用探究

1目前我国石油开采过程中存在的问题

1.1没有完善的石油开采技术创新制度。现阶段我国石油企业开采缺乏完善的采油技术创新制度，对于采油技术的研究与创新仍然处在一个起步阶段，缺乏完善的管理创新。由于缺乏完善的管理制度导致各种新型的采油技术没有被全面应用于采油工作中，而且相应的采用工作也缺乏专门的管理人员来进行监督管理，这样导致新型的采油技术开发不完善。部分石油开采企业对于新型采油技术重视程度不高，一些石油开采的操作员工由于缺乏较强的专业素养，对于新型采油技术掌握程度不高而导致新型的采油技术无法顺利推广。对于石油企业来说，如果缺乏完善的技术创新制度，就无法为新型采油技术的应用与开发提供保障，因此相应的石油开采企业需要建立一套完善的采油技术创新管理制度，来推广新型的采油技术。

1.2基层领导和员工对于新型采油技术应用不重视。部分石油企业的基层领导与员工对于新型的石油开采技术的开发与应用重视程度不高，他们认为目前企业所有的石油开采技术可以满足日常生产需求。如果要开发应用新的采油技术石油企业带来较多的技术成本开支，进而导致石油企业的经济效益下降，影响企业的发展。另一方面部分的基层员工由于专业素养不高或者是没有接受较为系统的技能培训，导致他们不能够快速的掌握新型的石油开采技术，这也会为新型石油开采技术的推广带来一定的影响。因此相应的管理人员要针对这些问题加强对于基层员工以及相应的基层领导新型石油开采技术的培训工作，全面推动新型石油开采技术的开发与应用。

1.3对于质量重视程度不高。目前我国部分的石油企业对于所开采的石油质量不够重视，反而是过于注重石油企业的经济效益，其中特别是对于部分的石油开采企业来说，他们对于新型石油开采技术的投入力度较低，相应的石油开采技术过于成就，导致后续石油开采质量管理工作受到影响。另一方面由于新型石油开采技术需要一步一步地实验，导致了石油企业开采效率不高，无法满足越来越高的石油需求量，影响石油资源的利用效率。最后一方面由于我国对于石油的开采工作已经进行了较长的时间，一些开采条件较好的地区基本已经被开采完，剩下的地区都是一些开采环境较为恶劣或者是石油含量较低的地方，因此需要加强对于石油开采技术的创新与开发，通过新型的石油开采技术来提升对于石油资源的开发利用效率。

2我国石油工程中新型采油技术的发展

[摘要]本文以长江大学石油工程专业大二某班为试点，以胶体系统为例针对应用导向的石油工程物理化学课程改革进行了初步探索与实践。笔者通过启发式教学方法引导学生思考、探索和自主学的方式开展了“教师引导，学生主体”的教学模式，努力做到让学生想“动”、会“动”，能“动”，培养学生自主发现规律，自主寻找方法，自主探索思路、自主解决问题的能力。同时基于此次实践存在的问题提出了优化时间安排、优化督促机制和及时更新教学理论等改进方法。

[关键词]胶体化学；物理化学；课程改革；启发式方法；自主学习

社会工业化及信息化的不断发展使对应用型人才的需求不断增加，应用型人才培养模式逐渐成为了大众化高等教育的重点发展方向。工科类高校以解决生产和工程需求为本，以应用和实践为重，承载着为社会主义建设培养和输送应用型工程技术人才的重要职责，在社会发展及经济建设中发挥着关键的作用，是“工程师的摇篮”。人才的培养离不开专业的教育。2020年9月，总书记在科学家座谈会上提到：“要坚持把创新作为引领发展的第一动力，加强创新人才教育培养。要加强数学、物理、化学、生物等基础学科建设……”。物理化学是四大基础化学之一，涉及热力学、电化学、胶体化学和动力学四大方面，主要是以物理学的理论成就为基础、实验技术为手段探索和归纳化学的一般规律及理论并应用于求解复杂工程问题，属于数学、物理和化学相交叉的边缘学科。该课程具有系统理论性强、逻辑变换复杂、抽象严谨、公式繁多等特点，但兼具启发后续课程学和培养化学理论素养两大功能[1]，在促进产教融合中发挥着举足轻重的作用。

1物理化学课程定位

工科类专业以工程需求为本，以应用和实践为重。工科物理化学课程的层次介于基础课程和专业课程之间，在多数工科类高校属于专业基础课程，主要起服务专业的作用。物理化学课程具有完整的体系化特点，包含知识源头的基本问题、概念、定律以及实际应用，主要是用数学和物理学的相关方法探究化学中最具有普遍性的一般规律的学科，涉及宏观、微观不同尺度，动、静不同状态，固、液、气不同相态，要求学生具备必要的高等数学、大学物理、普通化学等方面的基础知识。该课程的教学目标主要是让学生建立完整系统的物理化学基本理论和方法的框架，使其掌握热力学、动力学、电化学及胶体化学中涉及的实验及普遍规律，并养成求真、求实的优良品德，培养工程意识、科学思维和创新能力，为从事与化学有关的工作打下坚实的理论基础[2]。对于此类“绿叶型”课程，教学重点应放在基础知识学和基础技能培养等方面。实际课程内容的取舍不应以是否新颖前沿为依据作取舍，当以在工程实践中是否实际可用为标准进行优化和筛选。工科类物理化学课程教学现状主要呈现出以下几个问题：(1)教学模式单一：教学以基础知识灌输为主，多采用教师为主体、学科知识为导向、灌输式的程序化教学模式。讲课ppt以文字居多，以理论居上，课堂氛围过于死板，师生互动少；(2)学生重视程度不够：由于缺乏理论与生活化物理化学案例的结合，无法有效体现物理化学的重要性和实用价值，吸引力不够，易给学生造成“用处不大、多学无益”的错觉；(3)授课周期短：授课周期受限，课程连贯性变差，课上思考、消化时间严重受限，学难度增大；(4)考核方式有待创新：学生自我约束力不够，教师对学生又缺乏监督，课后作业存在明显抄袭、雷同和“作业帮”现象，不能做到举一反三，导致了“课后都会，考试都不会”的巨大落差。美国能源情报署(EIA))最新报告显示，2015年至2040年，石油和天然气等化石能源继续主导的全球能源消费预计将持续增长28%。石油工程是根据油气和储层特性建立适宜的流动通道并优选举升方法，经济有效地将深埋于地下油气从油气藏中开采到地面所实施的一系列工程和工艺技术的总称，其直接目标是以最小代价最大限度地开采地下油气资源，服务于国民经济。我国是油气进口第一大国，2020年对外依存度分别为73%和43%，而且一些关键核心技术和装备仍存在“卡脖子”的风险。国内高校石油工程专业的开设主要是为了培养能适应石油战略快速发展需要，专业理论基础扎实，实践能力强，能在石油工程领域从事工程设计、生产施工、技术创新与应用研究等方面的高级应用型技术人才。油气采收率是衡量油气开采技术高低的重要指标，提高采收率技术的发展与创新也是石油与天然气领域永不褪色的话题。以长江大学石油工程专业为例，作为该校的老牌专业，物理化学课程的开设主要是为了服务于等油田化学原理、提高采收率原理等专业核心课程，不仅为体系和技术的创新提供了重要的基础理论支持，也为油田化学用剂的研发和优化指明了方向。然而受传统教学模式及教学方法的限制，使物理化学这类“绿叶型”课程的教学目的无法很好达成，其服务性的作用无法得到充分体现，因此推行物理化学教学改革具有现实必要性。本文结合长江大学石油工程专业的专业目标、学生素质和教师水平，以胶体化学部分为例，“因地制宜”、“因材施教”地开展了物理化学改革探索与实践，取得了一定的效果也发现了一些问题。

2教学设计(90分钟)

2.1基本概念引入

[摘要]本文以长江大学石油工程专业大二某班为试点，以胶体系统为例针对应用导向的石油工程物理化学课程改革进行了初步探索与实践。笔者通过启发式教学方法引导学生思考、探索和自主学习的方式开展了“教师引导，学生主体”的教学模式，努力做到让学生想“动”、会“动”，能“动”，培养学生自主发现规律，自主寻找方法，自主探索思路、自主解决问题的能力。同时基于此次实践存在的问题提出了优化时间安排、优化督促机制和及时更新教学理论等改进方法。

[关键词]胶体化学；物理化学；课程改革；启发式方法；自主学习

社会工业化及信息化的不断发展使对应用型人才的需求不断增加，应用型人才培养模式逐渐成为了大众化高等教育的重点发展方向。工科类高校以解决生产和工程需求为本，以应用和实践为重，承载着为社会主义建设培养和输送应用型工程技术人才的重要职责，在社会发展及经济建设中发挥着关键的作用，是“工程师的摇篮”。人才的培养离不开专业的教育。2020年9月，习总书记在科学家座谈会上提到：“要坚持把创新作为引领发展的第一动力，加强创新人才教育培养。要加强数学、物理、化学、生物等基础学科建设……”。物理化学是四大基础化学之一，涉及热力学、电化学、胶体化学和动力学四大方面，主要是以物理学的理论成就为基础、实验技术为手段探索和归纳化学的一般规律及理论并应用于求解复杂工程问题，属于数学、物理和化学相交叉的边缘学科。该课程具有系统理论性强、逻辑变换复杂、抽象严谨、公式繁多等特点，但兼具启发后续课程学习和培养化学理论素养两大功能[1]，在促进产教融合中发挥着举足轻重的作用。

1物理化学课程定位

工科类专业以工程需求为本，以应用和实践为重。工科物理化学课程的层次介于基础课程和专业课程之间，在多数工科类高校属于专业基础课程，主要起服务专业的作用。物理化学课程具有完整的体系化特点，包含知识源头的基本问题、概念、定律以及实际应用，主要是用数学和物理学的相关方法探究化学中最具有普遍性的一般规律的学科，涉及宏观、微观不同尺度，动、静不同状态，固、液、气不同相态，要求学生具备必要的高等数学、大学物理、普通化学等方面的基础知识。该课程的教学目标主要是让学生建立完整系统的物理化学基本理论和方法的框架，使其掌握热力学、动力学、电化学及胶体化学中涉及的实验及普遍规律，并养成求真、求实的优良品德，培养工程意识、科学思维和创新能力，为从事与化学有关的工作打下坚实的理论基础[2]。对于此类“绿叶型”课程，教学重点应放在基础知识学习和基础技能培养等方面。实际课程内容的取舍不应以是否新颖前沿为依据作取舍，当以在工程实践中是否实际可用为标准进行优化和筛选。工科类物理化学课程教学现状主要呈现出以下几个问题：(1)教学模式单一：教学以基础知识灌输为主，多采用教师为主体、学科知识为导向、灌输式的程序化教学模式。讲课ppt以文字居多，以理论居上，课堂氛围过于死板，师生互动少；(2)学生重视程度不够：由于缺乏理论与生活化物理化学案例的结合，无法有效体现物理化学的重要性和实用价值，吸引力不够，易给学生造成“用处不大、多学无益”的错觉；(3)授课周期短：授课周期受限，课程连贯性变差，课上思考、消化时间严重受限，学习难度增大；(4)考核方式有待创新：学生自我约束力不够，教师对学生又缺乏监督，课后作业存在明显抄袭、雷同和“作业帮”现象，不能做到举一反三，导致了“课后都会，考试都不会”的巨大落差。美国能源情报署(EIA))最新报告显示，2015年至2040年，石油和天然气等化石能源继续主导的全球能源消费预计将持续增长28%。石油工程是根据油气和储层特性建立适宜的流动通道并优选举升方法，经济有效地将深埋于地下油气从油气藏中开采到地面所实施的一系列工程和工艺技术的总称，其直接目标是以最小代价最大限度地开采地下油气资源，服务于国民经济。我国是油气进口第一大国，2020年对外依存度分别为73%和43%，而且一些关键核心技术和装备仍存在“卡脖子”的风险。国内高校石油工程专业的开设主要是为了培养能适应石油战略快速发展需要，专业理论基础扎实，实践能力强，能在石油工程领域从事工程设计、生产施工、技术创新与应用研究等方面的高级应用型技术人才。油气采收率是衡量油气开采技术高低的重要指标，提高采收率技术的发展与创新也是石油与天然气领域永不褪色的话题。以长江大学石油工程专业为例，作为该校的老牌专业，物理化学课程的开设主要是为了服务于等油田化学原理、提高采收率原理等专业核心课程，不仅为体系和技术的创新提供了重要的基础理论支持，也为油田化学用剂的研发和优化指明了方向。然而受传统教学模式及教学方法的限制，使物理化学这类“绿叶型”课程的教学目的无法很好达成，其服务性的作用无法得到充分体现，因此推行物理化学教学改革具有现实必要性。本文结合长江大学石油工程专业的专业目标、学生素质和教师水平，以胶体化学部分为例，“因地制宜”、“因材施教”地开展了物理化学改革探索与实践，取得了一定的效果也发现了一些问题。

2教学设计(90分钟)

2.1基本概念引入

1改性沥青的主要种类

（1）SBR类。添加合成胶、天然胶的改性沥青。如天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、异戊二烯、乙丙橡胶等，还有硅橡胶、氟橡胶（I限），以及废旧的汽车轮胎等。

（2）SBS类。各种类型的嵌段共聚物。

（3）热塑性树脂类。包括热塑性类树脂。

（4）物理法改性沥青。掺加各种纤维、格栅、土工布等改性沥青。

2改性沥青材料的特点

2．1抗水损害能力以及粘结力