生物燃料论文范文1
【关键词】固体废物；一般废物；危险废物；环境工程；治理措施
1引言
在现代化的进程中，人民注重经济的同时更注重生活环境的品质，因此，环保成为新时代的新主题。固体废物污染作为普遍存在于人类日常生活中的环境污染问题也是环境工程建设应关注的重点问题之一。
2固体废物的定义和特点
2.1固体废物的定义和分类
固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃的固态、半固态废弃物质，通俗地说就是“垃圾”。固体废弃物可分为工业固体废物、农业固体废物和生活垃圾，而工业固体废物按特性又分为一般固体废物和危险废物。由于危险废物具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、传染性和放射性等特性，因此，危险废物对环境和人体健康造成的危害更大[1]。了解固体废物的定义，有利于对它进行全方位的理解和分析，进而明确它在生活中的危害性。
2.2固体废物特点
2.2.1污染性
固体废物污染分2种：（1）它本身具有污染性；（2）对固体废物处理可能会造成二次污染。固体废弃物在整个产生、排放、后期处理过程都会造成污染，控制不好将会对人们健康和生态环境造成影响[2]。
2.2.2资源性
固体废物可通过再开发，再处理，挖掘出在一定条件下可具有的使用价值，进而成为有经济价值的资源，比如，生产产品的原材料、燃料等。
2.2.3社会性
固体废弃物的前期产生、中间排放及后期处理整个过程都离不开社会的作用。固体废弃物的存在是由社会每个成员在生活工作等过程中产生的，对社会经济都有影响，其排放和处理过程中的经济投入都会再影响到社会成员的基本利益。
3固体废物污染对环境的危害
固体废物污染的危害是多方面的，主要有以下几方面。
3.1对土壤的污染
固体废物中存在很多有害物质如毒性物质、放射性物质等，这些有害物质进入土壤后，会对土壤结构造成改变，同时也会杀死土壤中的微生物，改变土壤性质，导致土壤健康状况恶化。对于生长在农田的农作物来说，有害成分会直接被农作物吸收，对人体健康造成威胁。
3.2对水体的污染
固体废物造成水体污染的原因有很多，最直接的一种污染方式就是将固体废物直接倾倒在海洋或者河流中，破坏了水质，同时它会直接对海洋生物和河流的动植物等造成伤害；另一种污染方式就是随着天然降水或者随风飘移进入地表径流，进而流入江河湖泊，造成地表水的污染。
3.3对大气的污染
固体废物对大气的污染随处可见，比如，生活垃圾任意堆放散发的恶臭，直接影响了空气质量。有的固体废物的细小颗粒在一定条件下还会被微生物分解，有害气体进入空气，也会影响居民的生活。
3.4对市容环境卫生及美观的影响
城市角落中存在垃圾堆、粪便等，会影响到环境卫生，还会降低城市居民生活的舒适度，也破坏了城市的美观性和好感度。
4固体废物处理处置方式
固体废物种类繁多，不同的废物应采用不同的处理方式，常用的处置方式包括预处理、一般物化处理、生物处理、卫生填埋、安全填埋、焚烧处理及热解法。预处理是采用压实、破碎和分选技术将复杂的固体废物进行预处理，然后再送去填埋、焚烧和堆肥或进行资源回收利用。一般物化处理是对工业生产过程中产生的某些含油、含酸、含碱或含重金属的废液进行物理化学处理，这种方法也属于预处理方法。生物处理是通过微生物作用，使固体废物中有机物转化为稳定产物，这种方法适用于有机固体废物，如动物粪便、污泥等。卫生填埋是利用地形或人工构造，将固体废物填充、压实再覆盖，主要处理生活垃圾，不能处理未经预处理的危险废物和医疗废物。安全填埋是针对危险废物的一种处理方法，通过把危险废物与环境隔绝，以达到不对环境和人体健康产生危害的方法。焚烧处理是通过高温热处理技术，使固体废物氧化分解，这种方式可用于处置城市生活垃圾、一般固体废物，甚至危险废物也是可以处理的。热解法区别于焚烧法，是利用热能将有机物裂解为小分子量的化合物或燃料等有机物质，适用于具有一定热值的有机废物。无论是危险废物还是一般废物的处理，其防治原则都是减量化、资源化和无害化。在处置这些废物时首先要进行预处理，结合多种处理技术，从而达到最终的处理目的。
5环境工程建设中固体废物的治理措施
在人类生产、生活中产生的固体废物包括生活垃圾、厨余垃圾、污泥、机械加工过程中产生的下脚料、物质提取及表面处理过程中产生的残余物质、煤炭开采中产生的尾矿和煤矸石等、石油天然气开采中产生的泥浆、锅炉产生的炉渣、工业加工过程中回收粉尘、建筑施工过程中产生的废料、畜禽和水产养殖过程中产生的动物粪便和动物尸体等、农业生产过程中产生的作物秸秆、科研和医疗等实验过程中产生的动物尸体和化学药品以及其他生产过程中产生的副产物。根据不同固体废物的特点和危险特性，应分别采取不同的治理措施，如生活垃圾和一般工业固体废物可由环卫部门收集后送至垃圾填埋场或垃圾焚烧厂进行处置；厨余垃圾应由获得餐饮废弃物处置特许经营权的单位进行处理；凡是经鉴别属于危险废物的固体废物，应交由具有危险废物经营许可证的单位进行焚烧或填埋处置；医疗废物应由具有医疗废物处置资质的单位进行处理。另外，为了进一步减轻固体废物对环境和人们生产生活的影响还应采取如下治理措施：1）加强管理宣传，增强环保意识。加强管理宣传工作，就是要向全民倡导环保，引导全民学习环保知识，提升爱护环境资源的意识。2）完善法律法规。关于固体废物处理方面的法规在施行过程中，会随着经济社会的快速发展产生许多新的问题，需要对法律法规进一步改进和完善，逐步解决各种矛盾。3）积极鼓励绿色消费行为。鼓励全民进行绿色消费，树立科学的消费观，注重对垃圾的分类处置，实现低能耗、低污染和低排放，达到安全消费、经济消费和可持续消费的目标。
6结语
当前，人们的生态环境保护意识增强，以往通过牺牲环境来获取经济增长的发展模式已经不再适应当前的社会发展。为了实现人类、社会、经济和环境的可持续发展，必须高度重视环境保护工作。
【参考文献】
【1】张金利,姚伟龙.基于循环经济理论的北京市建筑固体废物再利用模式研究[J].中国软科学,2010(4):34-35.
生物燃料论文范文2
在中学，学生已学习过一些基础化学知识，但对化学学科缺乏整体了解，对化学理论体系缺乏全面认识，因此，大学化学教学要给学生补上这一课，否则其对与物质科学有关的学科交叉的认识将会受到很大局限。要让学生知道“化学是一门中心学科”，化学在发展过程中使相关学科有了新的发现，化学学科对自然科学最具深远意义的贡献是促进了分子生物学和材料科学的诞生与成长。当代化学已经发展到从宏观到微观，从静态到动态，从定性到定量，从体相到表相，从描述到理论的学科发展阶段。如基础医学研究已从细胞水平发展到分子水平，从微观入手逐渐揭露生命现象的本质和发病原因等。2002年，诺贝尔化学奖授予3位在生物大分子研究领域做出突出贡献的科学家，他们“发明了确认生物大分子的结构分析方法，可以迅速、可靠地确认蛋白质，更好地了解蛋白质在细胞中的作用”。给新药的开发带来革命性的变化，也为更好地诊断出癌症带来了希望。显然，得奖的研究对象和重大意义在生命科学领域，应用于医学，造福于人类。之所以获得诺贝尔化学奖，是因为要确认的是分子，发明的是结构分析方法，实际上是在质谱分析法、核磁共振法上的创新，而这些恰好属于化学的核心内容。由此可见化学融合到生命科学领域表现出的基础性和创造性。让学生从整体上对化学的研究对象、研究方法、理论体系有所了解，有助于引起学生兴趣。
2结合化学史，唤起兴趣
化学史教育的作用之一是使学生了解化学学科在人类文明进步及社会发展进程中建立的丰功伟绩，认识化学学科的重要性。例如绪论课中讲到1965年9月，我国在世界上第一个用化学方法合成了具有生命活力的蛋白质———结晶牛胰岛素。牛胰岛素和人胰岛素的分子结构极其相似，皆由51个氨基酸组成。牛胰岛素的分子是由两条分子链（A链21肽和B链30肽）组成的。人工合成胰岛素的科学意义是，它标志着人类在揭开“生命之谜”的历程中迈出了关键的一步。1981年11月，我国又人工合成了与天然分子相同结构和生物活性的酵母丙氨酸转移核糖核酸。它再次显示出我国在人工合成大分子方面居于世界先进水平。学习原子结构时，介绍20世纪人类经典发明之一———原子弹。哈思，1938年发现能释放出巨大能量的核裂变反应，并获得1944年诺贝尔化学奖。美国利用这一科研成果于1945年7月16日生产出第一枚原子弹，从此人类进入了一个新时代———原子能时代，找到了能代替资源有限、造成严重污染的煤和石油的一种能源。结合教材，介绍鲍林、吉布斯、齐格勒、纳塔等，介绍钛、塑料、橡胶等化学成就对人类社会发展的贡献。通过化学史教育唤起学生学习化学的兴趣。
3联系专业及生活实际，增添兴趣
大学化学是后续课程的基础，对学生今后工作也很有帮助；同时也是知识结构以及能力结构的重要组成部分。因此，化学教师要保持高度的职业敏感，及时捕捉专业上的化学问题，充实到教学中去，增添学生学习化学的兴趣，调动学生学习积极性。例如在给医学院校学生讲课时利用药物处方诱导出维生素C注射液为什么要加入碳酸氢钠、焦亚硫酸钠。讲乙酰水杨酸时介绍阿司匹林是历史悠久的解热镇痛药，而近年来的研究表明它在防治心血管疾病和治疗直肠癌方面也有良好的效果。但目前其作用机制还不十分清楚，借此鼓励学生勇攀科学高峰。介绍聚乳酸虽然不耐酸解、水解，但在医学上却能发挥其长处，即用作外科缝合线，伤口愈合后不必拆线。讲乙醇时，介绍酒在体内的分解机理；讲血液代用品———氟碳化合物化学修饰血红蛋白及基因重组血红蛋白，用于临床具有无抗原性、无毒等优点。教学中联系生活实际，在学习了醇的性质后向学生介绍真假葡萄酒的鉴别、解酒妙方，米酒的酿造；根据葡萄糖的还原性，设计尿糖检测实验；根据蛋白质受热凝固的性质，设计尿蛋白的检测实验；介绍化肥、农药、植物生长调节剂、再生纤维布料、光纤维、五光十色的化学涂料、艳丽的化妆用品、逼真的彩照等让学生感受到化学就在我们身边，现代生活中充满化学，化学很有实用价值，充满着人类的希望。
4引向化学前沿，促进兴趣
化学教学若仅仅是概念、原理的阐述，资料的罗列，学生一定不感兴趣。教师应将化学前沿知识和公众关心的化学问题，以及与化学密切相关学科的热点问题渗透进去，使课程显示其“活力”。因此，要常讲常新，特别注意沿着学科相互交叉、渗透、融合的思路去扩展新内容。将化学与环境、化学与生命、化学与材料、化学与能源紧密联系，把化学与环境扩展为绿色教育，使环境保护、可持续发展内容成为学生的必修课、基础课。例如在介绍原子和电子层结构、化学键、分子间作用力、聚合作用之前，导入聚合物、太空复合材料、高技术陶瓷、超导材料等内容。讲化学热力学时让学生计算火箭燃料偏二甲肼[(CH3)2NNH2]的燃烧反应热；讲醚时介绍汽油无铅化添加剂的研究成果；讲纳米时介绍氧化铝陶瓷可作为人工骨骼、人工牙根的材料；介绍用于航空事业的燃料电池，用于埋藏心脏起搏器及助听器等小型装置的电池，属碱性电池，改变了以前仅有的酸性电池的概念；介绍用光导纤维做手术，不用开刀。学生知识面拓宽了，自然会改变对化学的印象，愿意更多地认识化学，欣然接受化学。
5结合科研，发展兴趣
生物燃料论文范文3
关键词：“三三制”人才培养模式；化学实验课程；教学改革
1引言
为了培养符合时代以及国家发展战略要求的创新型化学人才，南京大学化学化工学院依托部级化学实验教学中心[1]，对化学实验教学进行了不断的改革和探索。
2改革的整体设计
南京大学化学化工学院首批进入国家“基础科学研究和教学人才培养基地”，首批入选“国家基础学科拔尖学生培养试验计划”，是国内外具有重要影响的人才培养和科学研究基地。中心秉承戴安邦院士“全面化学教育思想”[2]，形成了一整套较为完善的实验教学课程体系，以及“提高–扬优–早期介入科研”三层次开放式实验教学模式[3,4]。但是，在新的形势下，针对“专业学术类、学术交叉类以及就业创业类”三类人才的培养，我们的实验教学尚存在一些不足：(1)三基训练、验证性的实验内容较多，创新性、研究性实验较少[5]；(2)对学生研究能力的培养手段和方式单一，学生对化学的前沿研究领域的知识与技术掌握不够，学生的创新意识还不够强；(3)学科交叉实验内容及其相应的实验教学条件配备不足，培养能力薄弱；(4)就业创业课程及相应的实践手段较少，实训平台缺乏。针对以上问题，为满足不同类型学生个性化培养的需要，基于南京大学化学学科的优势和特色，结合南京大学推行的教学改革方向，确立了实验教学课程改革总体思路是：完善和提升“专业学术类”实验课程，加强“学术交叉类”实验课程建设，探索“就业创业类”实验课程。我们构建了多元的实验课程体系[6,7]，丰富实验课程内容，加强了实验条件建设。
2.1完善“专业学术类”实验课程
针对“专业学术类”人才的培养，以“重视基础、加强综合、突出设计和科研训练”为建设思路，减少了验证性、单元性实验，增加综合性、研究型和自主式实验，按照“激发学生兴趣、启迪学生探索、训练学生科学思维和方法、引导学生创新”四个方面建设新实验项目，着重培养学生创新意识与初步的科研创新能力。在大学化学实验、有机化学实验、仪器分析实验以及物理化学实验等传统四大基础实验教学中引入反映学科前沿(新技术+新理论)的新实验，使学生尽早接触和熟悉学科前沿知识和技术。主要做法包括：(1)改进实验手段和方法，引入先进的实验技术。将传统的煤气灯加热方式改为电加热，既安全也更加可控；将在科研和实际工作中广泛运用的移液枪代替移液管，操作更为便捷、精准；物理化学实验“离子迁移数的测定”，通过引入分光光度法检测手段取代了原来陈旧的碘量法。(2)增加与学科前沿发展相关的新内容。有机化学新增“4,4,5-三甲氧基-[1,1’-联苯]-2-甲醛的制备”实验，该实验以2010年诺贝尔奖获得者铃木(Suzuki)命名的交叉偶联反应为基础，引入无氧反应和快速柱层析等在科研实验中常用的技术和手段。物理化学“流动法测定γ-Al2O3小球催化剂乙醇脱水的催化性能实验”使用了气相色谱分析技术替代原来陈旧的量气法，大大改善了对催化反应实验产物的检测；对反应装置和气相色谱仪进行进一步升级，构建了先进的微型反应评价装置替代了原来的设备，实现了与学科前沿技术的接轨。(3)有计划开放创新性实验，对学有余力的学生开设开放性实验，将科研课题内容引入，启发学生自主探索、单独设计实验。改变教学的方式，将验证性和探索性相结合，采用验证/探索两段式教学模式，培养学生的研究性思维、自主学习能力和创新精神。(4)增加“计算机与化学”课程及实验。近年来，计算机模拟研究已经成为与理论研究和实验研究同样重要的基本途径，我们开设了“计算机与化学”“计算量子化学”“统计热力学”等课程，增加计算化学方面的实验内容，提升学生的模型思考与创新思维能力及动手实践能力，促进他们将实验和理论计算的结合。例如在物理化学基础实验中开设了两个计算化学实验：甲烷生成热和燃烧热的理论计算，以及H·+CH4=H2+CH3·和D·+CH4=HD+CH3·反应动力学参数的计算。前者是热力学相关的计算化学实验，让学生初步掌握计算物质热力学性质的理论方法；后者是与动力学相关的计算化学实验，帮助学生加强对统计热力学、过渡态理论等知识的理解和具体应用。此外，在物理化学的设计实验中，部分学生运用Gaussian软件等设计出一系列与学科前沿密切相关的计算化学实验。通过此类实验的开设，培养了学生从原子、分子层次思考问题的能力，培养学生采用计算软件对各种化学材料、生物医药进行计算模拟，促进了他们对理论计算这种学科前沿技术的掌握。(5)为了提高学生自主学习和自主实验的能力，我们还加强实验教学课程建设，在网络精品课程的基础上，利用电化教学手段和数字模拟技术，拍摄实验基本操作以及大型仪器原理和操作的教学视频，规范实验操作，方便学生学习；开发课程预习软件，通过预习平台提交研究性实验方案，训练学生的科学思维和方法。
2.2加强“交叉复合类”实验课程
新知识和新学科的产生常常源于学科的交叉和融合。学科交叉融合发展的趋势，要求本科生实验教学必须注重学科交叉以及多学科复合。我们依托部级精品课程“综合化学实验”，围绕着化学与生命、化学与材料等交叉领域进行课程设计和条件建设[8]。将教师科研中的成果转化为综合化学实验的教学内容，学生可以接触到更多学科的前沿和热点，综合实践能力和分析解决问题的能力得到提升，学生的科研素质和创新能力得到了提高[9]。首先，化学与生命交叉是目前蓬勃发展的研究领域。为了让本科生尽早参与并切实接触到交叉学科内各领域的前沿科学问题，对于跨学科知识和技术有更加深刻的领悟，我们在精品课程“综合化学实验中”增加化学与生物学科交叉融合的实验项目，并加大建设经费的投入，使之很快具备实验教学开展的条件，开设了“真核细胞的传代培养及转染实验”“生物大分子固相合成与质谱分析”等实验，让学生了解细胞培养和传代的过程，了解细胞转染的过程，使学生掌握基因工程、细胞工程等领域的实验技术和方法。其次，材料科学在社会发展、国防事业等方面起着非常重要的作用，我们以高分子材料为切入点，依托高分化学重点实验室，让本科生进入化学与材料科学交叉研究平台进行科研训练，开设了“高分子纳米复合先进材料制备与微加工成型及性能研究”“高分子柔性储能与应力传感器件制备及性能测试”“天然高分子改性絮凝剂研究”等实验，让化学专业的学生掌握器件制作、材料加工，以及光、电、磁等材料性能测定的实验技能。
2.3探索“就业创业类”实验建设
化学化工及相关产业是国民经济的支柱产业，其产值占国民经济生产总值的16.5%，人才需求广泛。教学实践及生产实习是培养“就业创业类”学生实践能力和创新意识必不可少的重要环节，是培养应用型人才的重要途径[10]，我们在建设校外实践实训基地的同时，依托“中级应用化学”实验和“化工原理实验”课程，加强对“就业创业类”人才培养的实验课程建设及实践平台建设。首先，将“化工原理实验”结合化学工业生产过程综合化、装置规模大型化等特点，将化工操作培训安排在一定的工艺流程装置上进行，以锻炼学生的操作能力，培养工作操作中的分析和解决问题的能力(见图1)；在大工程观的背景下，拓展化工基础实验内容，引入精馏实训装置及吸收与解吸实训装置，拉近课程教学与工程实践之间的距离，使学生了解工程的本质和特征(见图2)；现代化工实训装置采用化工技术、自动化控制技术和网络技术的最新成果、实现工厂情景化、故障模拟化、操作实际化和控制网络化设计目标，体现健康、安全和环保的理念，实训装置流程、设备配置和操作方式与工厂基本一致。其次，“中级应用化学实验”引入化学、化工前沿的最新产品和工艺作为特色实验，开设的实验涵盖目前国内外市场上畅销的重要化工产品和过程，如特殊化学品、能源类化工产品、医药及医药中间体、胶黏剂、燃料、日化、香料、食品添加剂、催化剂等。例如：特殊化学品制备——室温离子液体的合成及物性研究；环境及能源类实验——垃圾无害处理及能源综合利用。通过以上实验的开设，让学生掌握市场常见化学品的合成方法，了解最新的科技发展动态，在就业创业时占领先机。第三，拓宽实践平台和基地。在扬子石化、梅兰化工等大型化工企业建立学生实践实习基地，充分利用虚拟仿真中心等优质资源，增加学生对于化工生产过程的了解，拓宽学生实践渠道和机会；利用校友资源和暑期社会实践，为学生提供更多的实习实践平台和机会，为学生的就业创业助力。
3结语
近几年，中心围绕实验教学内容和教学方式改革，利用教育部改善基本办学条件建设项目、拔尖计划、985建设项目、江苏省品牌专业等项目，投入经费近千万元，极大地改善了实验教学条件，提升了实验中心的硬件环境，为实验教学改革提供保障和支撑。教师更新了教学观念，提升了教学水平，“大学化学实验”和“综合化学实验”入选部级精品资源共享课。教师先后编写实验类教材6本，近五年发表教改论文22篇。学生参与科研的热情高涨，积极申请大学生创新训练项目，提前进入实验室以及参与发表学术论文的人数不断增加。2016届学生在本科期间在生科院老师指导下首次提出了自供氧光动力疗法，有望用于癌症治疗，并在Nat.Commun.上发表第一作者论文。学生在学科实验竞赛中成绩斐然。在近五届全国大学生化学实验邀请赛中获得一等奖8项、特别奖3项，居全国高校前列。自2010年设立江苏省大学生化学化工实验竞赛以来，获得一等奖11项；2017年参加首届全国大学生化工实验大赛全国总决赛获得团队二等奖。本科毕业生读研比例持续提升，境外知名高校读研学生超过1/3。本科毕业受到用人单位的欢迎，就业率达99%。毕业学生进入包括世界500强企业等一批国内外大型企事业单位，得到用人单位的一致好评。
参考文献
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生物燃料论文范文4
煤炭是地球上蕴藏量最丰富、分布地域最广的化石燃料。中国是世界上发现、开采和利用煤炭最早的国家之一。煤炭的开采和利用为人类带来了光和热，提供了新的能源，对于中国的社会进步和经济发展产生过重要的作用。截止目前，国内学术界对中国古代煤炭的开发和利用及相关研究已取得一定的成果。著作主要有夏湘蓉等编著的《中国古代矿业开发史》（地质出版社1980年版）、《中国古代煤炭开发史》编写组著的《中国古代煤炭开发史》（煤炭工业出版社1986年版）、李进尧等著：《中国古代金属矿和煤矿开采工程技术史》（山西教育出版社2007年版）；资料汇编主要有章鸿钊遗著：《古矿录》（地质出版社1954年版）、祁守华等编的《中国地方志煤炭史料选辑》（煤炭工业出版社1990年版）、吴晓煜编著的《中国煤炭碑刻》（煤炭工业出版社2010年版）等。论文主要有周蓝田：《中国古代人民使用煤炭历史的研究》（《北京矿业学院学报》1956年2期）；赵承泽等：《关于西周的一批煤玉雕刻》（《文物》1978年5期）；许惠民：《北宋时期煤炭的开发利用》（《中国史研究》1987年2期）；李仲均等：《中国古代用煤的历史》（《文史知识》1987年3期）；黄启臣：《万历年间矿业政策的论争》（《史学集刊》1988年3期）；杨涛：《矿税大兴与明政权的解体》（《云南师范大学学报》1988年3期）；官美堞：《古代工矿市镇———颜神镇的形成和发展》（《文史哲》1988年6期）；李进尧：《中国采煤技术的形成和发展》（《自然辩证法通讯》1988年1期）；许惠民等：《北宋时期开封的燃料问题———宋人能源问题研究之二》（《云南社会科学》1988年6期）；华觉明：《煤、制团和烧结在中国古代冶金中的应用》（《中国科技史料》1989年第4期）；王开玺：《清前期矿务政策述评》（《安徽史学》1992年2期）；元廷植：《清中期的北京煤炭不足和清朝的对策》（《中国社会经济史研究》1998年3期）；吴晓煜：《中国古代煤矿史的基本脉络和煤炭开发利用的主要特征》（《中国矿业大学学报》社会科学版2010年3期）等。由此可见，学术界对于中国古代煤炭的开发利用研究已经取得了有目共睹，十分可喜的成绩。在已有的研究成果中，既有从纵向研究古代中国煤炭开采和利用的发展历程，也有侧重研究某一朝代对煤炭的开采政策。有的专注于某一个案的考证，有的就古代煤炭开采科学技术发展进行论述等。根据以往研究中国古代煤炭开发利用存在的问题和不足，结合最近的研究成果，本文拟就煤炭的形成、中国古代煤炭名称的演进、煤窑与煤矿的考辨、古代对煤炭的发现和利用等几个基本问题进行探讨，以就教于各位专家学者。
一、关于煤炭的形成
在中国，关于煤炭是怎样形成的？人们的认识经历了一个漫长的过程。“汉代有人说煤是‘天火劫烧之灰’。唐代有人认为煤是‘天火烧石而成’，是由石头变来的。还有人则求助于神，认为煤是太上老君‘炼海烧山’的结果，甚至编造出‘神仙种煤’、‘老君爷撒籽种煤’、‘黑龙入地变化成煤’的种种神话传说。”［1］80就目前而言，绝大多数相关专著和教科书认为：煤炭是一种化石燃料，它是植物遗体在覆盖地层下，压实、转化而成的固体有机可燃沉积岩，蕴藏于地层之间。煤炭是由数亿年前植物大量繁殖生长之后形成的。从植物死亡、堆积到转化成煤炭，经过了漫长的极其复杂的生物化学、物理化学作用演变过程。这个过程包括泥炭化作用、腐泥化作用，最终形成为煤炭。“随着近代地质学及生物地质学的发展，人们可以在煤层及其附近岩层中发现大量保存完好、可以鉴定属种的古代植物化石；在煤层中可以发现碳化了的树干；在煤层顶底板的粘土类岩石中可以发现植物根、茎、叶部的印痕和遗迹；如果把煤磨成薄片置于显微镜下观察，还可以看到植物细胞组织的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残留物。所有这一切，都无可辩驳地证实了腐殖煤是由高等植物变来的。”［2］2除了植物条件，煤炭的形成还需要具备气候、地壳运动和地理条件，四者缺一不可。关于气候条件，潮湿是沼泽最主要的特征；只有温暖的气候才有利于泥炭的大量堆积；泥炭的保存需要适当的覆水条件，而覆水程度与湿度有关。关于地质条件，形成煤田最主要的地质条件是地壳上升或下沉的垂直运动，正是由于这种垂直运动，在地球上才出现了高山和海洋、陆地和湖泊。当地壳下降得不太深时，就形成了沼泽。在沼泽中生长的水生植物死亡后就堆积在沼泽中，这种沼泽就逐步变成了泥炭沼。泥炭化作用是在泥炭沼中进行的，在自然界中进行着植物的生长和死亡，死亡植物堆积起来，其残骸与空气隔离，加上有足够的水分注入，久而久之就形成了泥炭。泥炭在地下热力和压力的作用下逐步形成褐煤和烟煤。地理条件是指成煤场所。
地史上有相当多的植物死亡后，因没有有利的堆积场所而被氧化分解。所以，要形成分布面较广的煤层，还必须有适宜于发生大面积沼泽化的自然地理场所，如滨海平原、内陆盆地、山间盆地等。同时具备植物、气候、地质、地理四个条件的时间越长，形成的煤层就越厚。“其中地壳运动为主导因素，对植物的生长及其遗体的保存、气候的形成、成煤场所、煤层厚度等都有控制作用。”［3］116关于植物演变成煤炭的时间，古代学者多语焉不详，多以“洪荒以来”、“古之山林洪荒之世”、“太初之世”、“无算年代”等一笔代过。清代学者檀萃在分析云南煤炭生成原因时认为：“滇多地震，地裂尽开，两旁之木，震而倒下，旋即复合如平地，林木人居皆不见，阅千年化为煤”。［1］81关于植物演变成煤炭的时间，美国学者约翰•R•麦克尼尔认为：“在合适的条件下，埋在地下的植物经过数百万年的压力就会形成煤炭。”他还认为：“如果时间不够，就是泥炭。大部分的泥炭都是在过去6000年形成的，湿冷的气候是泥炭形成和保存的必要条件。因此，世界上绝大部分的泥炭都蕴藏在高纬度和高海拔的地区，如加拿大、斯堪的纳维亚和西伯利亚。”［4］中国学者向英温和杨先林认为：“煤是古代植物埋藏在地下，在缺氧和某些细菌的作用下，经过几千年的漫长时间，在温度、压力及地质化学作用条件下而变成的。”［5］1#p#分页标题#e#
总之，煤炭起源于植物是学术界普遍认为并根深蒂固的观点，这方面最有代表性的是《现代汉语辞典》（第5版）对煤炭的解释：“一种可以燃烧的黑色固体，主要成分是碳、氢、氧和氮。是古代植物埋在地下，经历复杂的化学变化和高温高压而形成的。按形成阶段和煤化程度的不同，可分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。主要用做燃料和化工原料。”［6］928这个解释可以视为目前国内学术界对煤炭的基本认识。近年来，国内一些学者和长期从事煤矿工程技术的人员对煤炭的成因提出了新的观点，质疑并挑战传统的观点。王成学先生认为：“如果煤炭真由树木堆积而成，那他的顶底板就不会那么平，光滑的如镜子一般……树木的根部约占整个树木体积的1／4～1／5左右，这不是个小数字，如果有当地树木参与形成煤炭，那它根部所形成的煤炭则应在地板内，而且地板就不可能那么平，更不用说平滑如镜的顶板了。”他还认为：“有的煤层特别厚，而有的煤层又特别薄，薄的地方厚度仅几厘米甚至几毫米，想想看，如果是1cm厚的煤层那是怎么形成的？难道是由6cm厚的树木形成的吗？难道当时茂密的森林仅有6cm？有人说是草或灌木形成的，如果真是那样，草和灌木又是那里来的？如果是本地生长的，那土又在那里？因为很多极薄煤层下面仅是一层薄薄的夹矸，夹矸下面又是煤炭，如果草真的长在这薄薄的土地上，而且一般不是一年二年，那它下面形成煤炭的树木既不处于高温高压和隔氧的情况下，那为什么不会腐烂呢？有人讲那是在水下形成的。那更不可能，夹矸下面的煤层有时很厚，需要很多树木来形成，它怎么不被水漂浮起来而甘愿被薄薄一层泥沙压住而形成夹矸呢？另外在顶板内和岩层中，经常有和纸一样薄的煤层而常被称作煤线的，它们又是怎样形成的？”王成学先生在文章中进一步质疑，如果说煤炭来源于植物，那么“金、银、铜、铁、锡等各式各样的矿物又是怎样形成的？”他的结论是：“煤炭不可能是由植物或树木形成的。”［7］34、427年后，王成学先生又发表了《再论“煤的形成质疑”》一文。作者在文章中自称曾长年在井下与煤打交道，非常熟悉煤层赋存状态。在文章中，作者分别以新疆特厚煤层和山西沁水煤田特薄煤层为例证提出：“最近有报道说，新疆发现有50m、150m、甚至750m的特厚煤层，按照6m实木形成1m煤的理论，那得需要750m×6m＝4500m厚的实木才能形成，大家认为可能吗？……最薄的夹矸仅有3cm，却没有一根木头将其穿透，这能让人相信吗？”关于形成煤炭的原因，作者认为：“在宇宙大爆炸后，宇宙物质急速向四周扩散，在不同的区域，由于万有引力的作用，物质逐步聚拢，就形成了各个星球，其中也包括地球。地球由多种物质构成，其中也包括形成煤的物质，于是与形成其它岩层一样形成了煤层。”［8］28刊登这两篇文章的是由山西潞安矿业（集团）公司主办的《煤》杂志。该刊之所以两次发表王成学先生质疑煤炭形成原因的文章，是因为该刊发表了王成学先生第一篇质疑文章后，“许多读者纷纷来电发表了自己的看法，一致认为煤确实不是由木头形成的，但是如何形成的却提出了各自不同的观点。”［8］29其中荀洪菲等人认为：“距今66亿年前，在银河系的一场大爆炸之后，地球形成的过程当中形成了煤。煤是包含各种碳氢化合物、硫化物和碳等元素的尘埃星云气体被地球吸引并随球体的形成埋藏于地下沉积而成。”［9］91由此可见，关于煤炭形成的原因尚无定论，各家的观点似乎都有一定的道理。而最终形成具有充分说服力的共识不仅对于研究中国煤炭史至关重要，而且对世界煤炭史研究也是一大贡献。
二、关于煤炭名称的演进
在漫长的历史长河中，历史文献中对煤有过不同的称谓。有学者提出：“煤是从火某声的形声字，本义指烟气凝积而形成的黑灰，即烟尘，故字从火。”［10］95关于史料中对煤炭的记载，目前看到最早的应是先秦时期的著作《山海经•五藏山经》。该书把煤炭称为石涅。书中记载：“女床之山，……其阴多石涅”，“女几之山，其上多石涅”，“风雨之山，其下多石涅”。据考证，“女床之山、女几之山、风雨之山，分别在今之陕西凤翔、四川双流、什邡和四川通江、南江、巴中一带。”［11］这说明早在2000多年前就已在上述地方发现煤炭，而且对煤田地质有了最初的认识。从《山海经》中对煤炭产地的记载还可以看出，当时不仅明确煤炭的产地，而且了解煤炭在某山“其上”或“其下”、“其阴”的赋存方位。
《山海经》中还有“栌丹”和“糜石”的记载。近代地质学家章鸿钊认为“栌丹疑指黑丹，栌卢通也。”［12］战国时称煤为“每”；魏晋时期称石墨和石炭；宋代开始称“煤”。例如南宋周密的《志雅堂杂钞》卷下的注中就有“石炭即煤”这句话。宋代的诗词中有把煤称为“兽”的。例如刘克庄在《卖炭图》中写道：“衣襟成墨色，面目带煤尘。尽爱炉中兽，谁怜窑下人。”把炉中兽和窑下人联系起来，在炉中燃烧的应该是煤炭。明代的崔铣在编著的《彰德府志》中把煤称为“火每”。明代景泰著的《寰宇通志》第1卷《顺天府•土产》中记载有：石炭，煤，出宛平、房山县。
清代康熙安徽《太平府志•物产》记载：“土石品有白土、石炭、石墨、膏风……”，并且注明膏风是掘地而出的“黑土”，出自繁昌，“燥之可以炊，焰盛而色绿。”清代乾隆《日下旧闻考》第149卷《物产》中记载有：“房山土产：……煤石。”清代光绪年间贵州《威宁县志•物产志》煤的名称介绍中有“石炭、柴炭、油炭、糠炭数种”的记载。民国《顺义县志》第9卷《物产志》中则载有：“草煤。箭杆河两岸稻田中发现草煤，俗称泥炭，可燃烧，但火焰不甚旺，荒年缺柴，多有挖取者。”同样称为草煤的在民国时期出版的辽宁《安东县志》中也有记载：“土煤，即草煤。草埋土中，年久如土，色黑质软，割方取出，干之可以代薪，惟火力较弱”。［13］综合元明清时期全国各级地方志及地方历史文献中的记载，煤炭的称谓主要有：炭炸或肥炭（指有烟煤）、炸子（指原煤）、焦子（烘去浊烟的煤炭）、煤炸、赉煤（指无烟煤）、夯炭（有微烟）、煤土、煤土海子、泥炭、煨炭、窑矾、石煤、乌石、火石、石墨、麸炭、膏风、柴炭、柴灰、乌金、乌金石、黑土、鲊炭、墨岩、糠煤、油煤、?炭、木煤、煤根石、燃石、石窠炭、干炭、岚炭等。至于煤炭，一般把碎屑煤末称为煤，成块的称为炭，合起来称煤炭。或者把硬度较软的称为煤，硬度较大的称炭。明代李时珍在《本草纲目》中把煤分为大块、细末两类。宋应星在《天工开物•燔石》中则认为：煤有三种，有明煤、碎煤、末煤。明煤大块如斗许，燕、齐、秦、晋生之，不用风箱鼓扇，以木炭少许引燃，炽达昼夜。其傍夹带碎屑，则用洁净黄土，调水作饼而烧之。碎煤有两种，多生吴楚。炎高者曰饭炭，用以炊烹。炎平者曰铁炭，用以冶锻。入炉，先用水沃湿，必用鼓鞲后红，以次增添而用。末炭如面者，名曰自来风，泥水调成饼，入于火卢内。既灼之后，与明煤相同，经昼夜不灭，半供炊爨，半供溶铜、化石、升朱。至于燔石为灰与矾硫，则三煤皆可用也。#p#分页标题#e#
也有的根据煤炭的颜色将煤分为黑煤、白煤、红煤、兰炭、黄煤、紫煤、绿火煤、褐煤、灰煤、青煤等；例如，在（元）大德《元一统志》第1卷《大都路•土产》中就有对不同颜色煤炭的记载：出宛平县西四十五里的大谷山，有黑煤三十余洞，又西南五十里桃花沟，有白煤十余洞。也有的把煤称为梅。《京都琐记———北京风物志》第1集《闲话北京城门》中就记载有：“阜城门洞内刻有梅花，因为该门走煤车，煤与梅同音，所以刻梅花。”［14］14有的根据煤的气味将煤分为香煤、臭煤、臭炭等；有的根据煤的硬度将煤分为硬煤、软煤等；有的根据煤的外形将煤分为兽炭、块煤、末煤、粉煤等。
三、关于煤窑与煤矿的考辨
关于煤窑，《现代汉语辞典》（第5版）中的解释是：“用手工开采的小型煤矿。”［15］928笔者认为，《现代汉语辞典》的解释不够准确。笔者认为，煤窑和煤矿最重要的区别在于开采方式。煤窑是用手工开采煤炭的场所，而煤矿是近代出现的产物，其开采方式是在煤炭生产的主要环节采用了机器。近代煤矿的标志主要有两个：一是在提升、排水、通风等煤炭生产的主要环节采用了以蒸汽机为动力的机械设备；二是有了专门从事煤炭生产的人员，在生产和管理等方面或多或少的采用了资本主义的经营管理方式。煤窑主要是古代开采煤炭的场所，根据地质条件，煤窑的形态有直井、斜井、平峒之分。民国时期出版的四川《涪陵县续修涪州志》第7卷《物产》中就记载有：“煤峒曰窑。”从开采的程序来看，煤窑大体有凿井、开拓、采煤、掘进、支护、运输、通风、排水、提升等工序。应该说明的是，中国古代也有一些文献和遗存中出现过“煤矿”的名词。例如，在明朝嘉靖年间出版的《马湖府志》中收录有晁必登大约作于1526年的一篇文章———《新开煤矿记》。这篇文章的内容主要记载山东东平人完素担任马湖府郡守时，积极组织人力勘察煤炭，并在当地新滩溪、老鸦山、黄皮溪等地方发现并开采、使用煤炭的经过。在这篇文章的标题中就有“煤矿”的字样。笔者认为，这里所说的“煤矿”仅是说明有煤炭储藏的煤田或当地有煤炭资源赋存，而非在开采过程中使用了机器，或指生产煤炭的组织机构。明代的《定陵注略》第4卷名称为《矿税诸使》。在其它一些历史文献中也曾出现过“矿税”的名称。笔者认为，这里的“矿税”是指官府对当地煤窑征收的一种开采税赋，而不是针对采煤的生产组织征收的税赋。例如：（明万历）内官监监官王朝奏开西山煤窑，每年变价五千两，年终解进。有旨：准开采，以济工用。
如有附近势豪侵霸违抗的，着指名参处究问。［16］17煤矿顾名思义可定义为生产煤炭的矿山，是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等。马克思曾经指出：在世界近代史上，“英国由于蒸汽使它的煤铁矿有了价值，站到现代资产阶级发展的最前列”。［17］35英国的工业革命，最先发生在棉纺织业部门。从1733年飞梭的发明，到18世纪和19世纪之交蒸汽动力的普遍使用，中间经历了一系列的生产工具和技术的改进，其中蒸汽动力的原料主要是煤炭。在工业社会，煤炭作为动力之源进入社会化生产过程，成为工业文明的核心资源。这一时期，煤炭的大规模开发和使用成为工业化起步、发展的重要推动力量。19世纪末期，煤炭代替木材既作为蒸汽机动力燃料，又作为炼铁、炼钢的原料和重要的化工原料，在能源结构中占据主导地位。工业革命不仅是一次技术革命，也是一场深刻的社会变革，对人类社会各个方面都产生了极其深刻和广泛的影响。由此可见，中国古代开采煤炭的场所统称为煤窑为宜，煤矿则是进入近代采用机器生产煤炭的产物。
四、古代对煤炭的发现和利用
中国是世界上发现、开采和利用煤炭最早的国家之一。在古代，最初对煤炭的发现多是劳动人民在种地、打井、挖窖、狩猎等活动中发现地表的煤炭或埋藏较浅的煤层。例如陕西铜川，是石炭二叠纪煤层和侏罗纪煤层交错的地方，“因埋藏较浅，洪水冲刷，煤层在山沟坡底常有露头。先民们在寻找适合做工具的石料时，发现了这些露头煤层，其中质硬的特殊部分，也被当作石头制成各式各样的美玉器物。”［18］51我们的先人在从事煤炭开采的过程中，经过长期的观察和实践，逐步积累出一套寻找煤炭的经验。先人们发现煤炭主要依靠下列方法：一为视石，即观察石层。据清代乾隆年间的山西《平定州志》记载，在平定州（今阳泉、平定一带），“土人每视山上石脉，即知炭之有无。穿地至三、四十丈者，其坚者槌之难碎，燃之耐久”。人们将煤层视为脉，故称煤层为脉炭。明末清初学者孙廷铨（1613—1674）在他所著的《颜山杂记》一书第四卷中提出：“凡脉炭者，视其山石，数十则行，青石、砂石则否”。这里提到的“数石”为页岩，“青石”为石灰岩，“砂石”为砂岩。由此可以看出人们在找煤实践中，对煤层的围岩性质和煤的沉积规律，已经有了初步认识。二为查矿苗、辨土色，寻找煤层露头。宋应星在《天工开物•燔石》中记载：“凡取煤经历久者，从土面能辨有无之色，然后掘挖，深至五丈许，方始得煤。”另有歌谣为证：“龙王看雨云，煤师看煤苗。打窑碰上黑线，早晚得把煤见。打窑遇见青石青，四六隔下透煤层。一座煤为王，地上煤蒿是煤苗苗，看了煤蒿知煤多少。来到煤头先别忙，敲帮问顶看看梁。坑下水鸡叫，谨防大水冒，煤窑一座路千条。”［19］3－4歌谣中的“四六”是指四尺六寸的地方就要露出煤层了；“一座煤为王”是指人座着的高度的煤层煤质最好。
三为视草木，从煤炭与地表的植被关系来发现煤。明代宋应星在他所著的《天工开物》中认为：“凡煤炭不生茂草盛木之乡”，“南方秃山无草木者，下即有煤”；“煤有三种：明煤、碎煤、末煤。明煤……燕、齐、秦、晋生之。……碎煤有两种，多生吴楚。”由此可见，当时不仅在勘探煤炭资源方面有比较成熟的经验，而且对煤炭的种类及分布也有了比较明确的认识。在河南焦作流传的歌谣中也有通过辨识地上植物颜色来认识地下煤炭赋存的，例如：“地上圪针黑，地下煤层厚。”［19］9在中国古代，人们利用煤炭大体经历了用做装饰品、工艺品、殉葬品、生活和手工业燃料几个大的阶段。1973年，考古工作者在辽宁沈阳新石器时代的新乐遗址出土了煤精雕刻的圆泡形饰、耳珰形饰等造型的装饰品44件，这是中国在六、七千年前加工利用煤炭的证据。［20］煤雕是指用一些特殊品种的煤作原材料，将其琢磨、雕刻成各种工艺品和生活用品。这种特殊的品种俗称煤精，又称煤玉，是一种质地细密、富有韧性的烛煤。20世纪50年代中期，“在陕西的西周墓葬和四川的战国墓葬中也大量出土了用煤精雕刻的工艺品。”［12］从新石器时代晚期到唐朝和宋朝，中国的煤雕工艺延绵不绝，出土的煤雕制品遍及全国广大地区。“据已经发表和见到的调查、发掘资料初步统计，从辽宁、陕西、山西、四川、河南、新疆、甘肃、广东、江苏、黑龙江等10个省区30多个县市数10处古墓、遗址中出土的煤精制品和坯料、煤块等，共计已有550多件。”［21］2从战国开始，煤雕的用途不再仅仅局限于装饰，逐渐扩展到实用的生活用品，比如发簪、印章、物托等。物托即用煤玉制成的圆环，彩陶文化时期的容器大都是圆底或锥形，有了物托就可以固定这些器物。从西汉到魏晋南北朝，是古代先人对煤炭的开发利用进一步发展的时期。河南洛阳西汉墓葬和巩县铁生沟汉代冶铁遗址中，发掘出了以煤炭作为冶炼燃料的遗迹。北魏地理学家郦道元在《水经》中曾转引《西域记》中的记载：“屈茨北二百里有山，夜则火光，昼日但烟，人取此山石炭，冶此山铁，恒充三十六国用”。屈茨是一地名，即今新疆库车县一带。由此可见，早在1500多年前，中国的新疆地区用煤炼铁已有相当的规模。#p#分页标题#e#
隋文帝初年，煤炭开始成为皇宫中的重要燃料。到了北宋，煤炭已进入千家万户，“汴都数百万家，尽仰石炭，无一家然（燃）薪者。”［22］这是说北宋首都开封家家都用煤炭来做饭等。清康熙《畿辅通志》卷13《物产附》中记载：煤，穴山以出，初出如泥，见风即硬，和黄土燃之，炊爨甚便。除了日常生活用来炊爨、取暖之外，煤炭在古代主要还有以下用途：制造陶瓷 陶瓷是古代的重要用品，其用途十分广泛。制造陶瓷一方面要解决自身的原材料问题，一方面要解决烧制的燃料问题。在陶瓷业不断发展的形势下，煤炭逐渐成为制造陶瓷的主要燃料。治病 “自神农本草以至三国时吴普本草，李尚之本草，晋陶弘景本草集注、唐李勣的卷子本草都有关于石炭、石涅的记载。在唐代，一些炼制“金丹仙药”的方士曾对煤炭进行过各种化学试验，并将其与其它植物燃料进行对比，进一步深化对煤炭功用效能的认识。一些郎中自觉不自觉地用煤来医治某种疾病。唐代文学家柳宗元曾在一封信中称：“吾见病腹人有啖土炭者……，不得则大戚”。［23］李时珍在《本草纲目》金石部中记载：“石炭———别名石墨、铁炭、乌金石、焦石。性质甘辛有毒。主治妇人气痛及诸疮、金疮出血、小儿癫痫……以酒喷之，可以入药。”炼焦 从唐代开始，有人尝试把煤炭提炼成焦炭。据宋代欧阳修、宋祁等撰《新唐书》本传载：“计各道铜、铁，燃之以煤”。到了宋代，煤炼焦技术日臻成熟。焦炭的出现，意味着人类对煤炭的利用进入到更高的层次。
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针对土木工程材料专业的特点，立足于实验教学的基础性、系统性和层次性，强调综合性和创新性，创新性的构建了土木工程材料专业的独立实验教学体系，单独设立材料科学基础、材料制备、性能测试、材料分析技术、专业方向综合实验、毕业论文设计等实验课程，并在教学中逐次推进，实现了实验教学的独立性和系统性。
关键词:
土木工程;材料专业;实验课程;教学体系
创新源于问题，始于实践［1］。实验是理论课程抽象知识的具体化，是理论的延伸，是理论再实践的深化。实验是所有工学和理学科技工作者必须掌握的基本手段。实验不同于理论，往往理论是美好的，实践时却经常因某个细节而造成实验结果与理论预期不相符，而某些细节经过研究探索，可能会促进理论的发展。因此，对以实验为基础的学科，实验和理论显得更相辅相成。土木工程材料属于传统材料，属于典型的应用型科学，更是以实验为基础的学科的典型代表，其大量的科学理论首先来源于实际经验的总结，来源于实验规律的总结和提升。
1实验教学的分析
良好的实验教学是促进并实现“工学并举”的重要手段。实验教学不同于理论教学，更注重于培养学生理论联系实际、综合运用知识、观察与思考的能力，即培养学生动手，用所学知识解决实际问题的能力;通过观察实验现象、分析实验问题和结果，培养学生在实践中的探索和创新意识。我校郑家茂校长指出:相对于理论教学，实验教学更有利于促进学生主动构建科学的知识体系、促进理论与实践结合;更有利于突出研究探索，培养学生创新意识和能力;更有利于提高学生综合科学素质、突出知、情、意、能的高级复合作用，帮助学生取得创新成果并得到全面综合发展［1］。如何通过实验有效地培养学生的动手能力呢？以往的实验教学一般均作为理论教学的一部分，采用非单独设课方式，以平时成绩计入课程总分，一般占10～30%，但多为论证性实验，仅针对某单一目标，对课程整体理论的连贯性理解不足，对知识的综合运用能力不足。事实上，培养一个学生动手能力和实践能力，应在满足若干学时的基础上，通过一个与课程紧密相关但又相对独立的完整实践体系的实施，才能实现［3］。同时，高水平的实验教师队伍也是提高实验教学、提高单独设课效果的基本保障。我校材料专业实验室拥有多位博士和全校仅有的两位教授级高工，在院系的支持下，构建了独立实验教学体系，建立了实验课程间、不同实验间的紧密联系，并从2011级学生开始实践。采用单独设课，实验教师具有较大的自主权，但同时对实验教师和学生的要求更高［2］，要求实验教师兼具扎实的理论知识、丰富的实践经验、足够的科研经历。
2实验教学体系的设置原则
为培养创新型人才，大学实验教学应在立足基础性、系统性和层次性的基础上，强调综合性和创新性。基础实验是扎实掌握相关专业知识点的重要手段，不能忽视基础实验的作用。虽然综合设计性实验项目对于培养学生创新意识、全面提升学生的知识应用能力和解决问题能力方面发挥着不可替代的作用。但基础不够，过多的强调综合性、设计性实验，很难达到预期的效果。二者应相得益彰，不可偏废［4］。综合性、设计性实验更不能片面强调实验教学的探索功能，甚至过高要求产生创新成果，应强调培养学生掌握如何综合设计的基本思路、基本流程和基本方法，强调方案设计的重要性，强调与理论知识的结合，强调合作与团队意识等［5］。事实上，综合性实验往往也是由一系列简单的基础实验组成，只是更强调各种结果之间的相关性。如某个简单实验的结果，能用来表征该材料的某些关键性能，无疑该简单实验本身就是一个完美实验设计的诠释。一个完整的综合性实验教学，应包含与该实验相关的知识体系，包含文献综述，熟悉和了解与实验内容相关的知识背景、材料性能、整个实验设计原理和方法、实验过程的影响因素、实验可能的结果，实验过程的操作，结果计算，对实验过程出现的现象进行分析总结等。实验前，应了解实验背景知识、基本理论和实验过程，了解实验设计方法，了解实验过程可能出现的偏差和现象，并初步预期实验结果;实验过程中，要认真观察实验现象，思考问题所在，对比实验结果与预期结果等;实验结束后，认真总结实验结论，分析实验过程中的现象和实验结果的偏离等。通过完成从了解实验、设计到结论分析的整个实验过程，通过有趣的实验现象和有效的实验结论，调动学生的求知欲，启发学生的创新性思维，使学生由被动接受转变为主动求知，从而达到提高实践能力的目的。
3全新实验教学体系的构建
从培养“创新研究型人才”和高素质人才的角度出发，我校土木工程材料专业基于实践教学体系全局化、整体构建的思路，制定了相对独立而又完整的实验课程体系。课程体系的设计以材料科学基础、材料制备、性能测试和分析为主线，以材料的组成、结构、性能、工艺的相关性为牵引，突出系统性和学科交叉性，同时设置专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计，以强调综合性和创新性。实验课程具体设置了材料科学基础实验、材料制备技术实验、材料性能测试技术实验、材料分析技术实验、专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计等独立课程。每门课程中，又同时包含基础性实验和综合型实验，充分体现了基础性和层次性。材料科学基础实验结合硅酸盐材料方向的材料科学基础理论课程，通过丰富多彩的显微世界和材料的鉴别技术，引导学生对材料的兴趣。而材料制备、性能测试与分析技术三门课程均偏重于方法的学习，同时注意学科交叉，制备技术偏重于材料的各种制备工艺与方法，性能测试则在充分考虑材料的物理、力学、声学、热学、电学等方面的基础上，对实验课程所制备的具体材料进行系列性能的测试，分析技术则偏重于所制备样品的微观分析，三者之间借助制备的材料相互联系，相互穿插，但同时又各有侧重;实验内容囊括了土木工程材料的各种典型实验，及相关性较强的部分金属材料性能试验，提升了实验内容的深度，突出“理论够用，实验为主”，基础性实验项目教学中，更强调理解实验原理、步骤的流程，重点讲解其中易引起实验结果产生偏离的步骤、原因及注意事项等;而综合性实验项目或课程注重学生对实验方案的设计，注重科研思维、科研方法等的教学，以实际工程应用问题和指标要求为目标，综合应用各种基础实验，分析材料组成、结构、工艺与性能之间的相关关系，通过对实验的理解、动手操作、对现象和结果的分析、总结和评估，培养学生独立解决问题及创新的能力。
4实验教学体系的构建说明
材料制备实验教学内容的设计，在考虑了专业特点的同时，又充分考虑了材料或产品在生产工艺上的延伸。大多数材料的更新发展和进步，主要通过配方的改进和工艺的更新来实现。配合比设计即材料的配方设计。混凝土的配合比设计为通过计算配方，实验验证性能，得到合理配方;各种泡沫轻质材料的制备原理基本相近，均为在基体中加入各种气体形成气孔，以金属为基体，加入气体即成为泡沫金属，以陶瓷为基体引入气孔，即成为泡沫陶瓷，以混凝土为基体引入气孔，即成为泡沫混凝土。而不同基体，因其特性不同，引入气孔的方式和方法也有所不同。模压法是采用预先制备好的模型，将所需制备的材料加入模具中，采用浇注或者加压的方法制备出与模型相同的产品，除广泛用于混凝土模型、构件或试件的浇筑、墙体材料的压制成型外，同时也是模具设计和工艺制品常用的方法。水热法广泛应用于各种材料领域，如用于生产纳米材料、陶瓷材料、生物材料、使合金变成超细粉末或结晶粉末等，是指温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa条件下利用水溶液中物质，进行化学反应，从而制备出一种新材料的方法，其关键是根据所需制备的产品选择合适的原材料、合适的反应温度及反应时长等。高温烧结法是把各种原料粉末或粉末压坯，配入适量的燃料和熔剂，在高温炉或窑中加热到低于其中基本成分的熔点的温度，经过一系列的物理化学反应，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程，采用不同原材料，在不同的烧结工艺制度下，可制得不同的产品。高温烧结是陶瓷材料制备的常用方法，也是合金等材料改性的主要方法，该制备方法的关键主要是选择合适的原材料，然后根据原材料的特性进行工艺的合理优化。性能测试实验课程的设置，注重实验间的对比与分析。如不同材料的力学性能有何异同?如同样是力学性能，木材、钢筋、高分子材料各有何特性，实际使用中如何考虑?另外，同样的检测方法，如超声无损检测，测试不同材料如金属和混凝土时，方法有何异同，是否可相互借鉴?通过课程中的综合实验，分析性能间的相互关系，如力学性能与渗透性的关系;同样是混凝土渗透性的表征，RCM法、电通量法、气渗法等，有何异同，结果之间的关联性如何?总之，就是培养学生分析材料组成、性能、结构与工艺等之间的相关性、对比材料性能之间或方法之间的异同、并分析异同产生之根本缘由等。综合实验中，还包含制备实验所制备材料的部分性能，从而进一步了解制备方法的合理性和有效性，最终形成对材料制备、性能的综合评估与分析。专业方向大型实验则在补充了前述缺乏的少量专业实验的基础上，设置以解决实际工程应用问题为目标的小型课题，其包含技术较成熟、目标相对简单且较易实现，结合学生理论课程试验设计与数据处理进行实验方案的设计，实验内容包含从原材料、性能指标、测试、分析技术的测试应用和综合分析，必须覆盖原材料的关键性能(含物理性能和形貌)、工作性、重要的力学性能和易于实现的耐久性或功能性(如吸声/导热/无损等特性)测试等，适当微观分析。且尽量控制工作量和学生的实验时间，工作量不宜太大，需轻重、难易结合，注重于前述知识的综合运用，注重于整个科研方法和思维的培养，注重于解决实际问题。作为毕业论文设计，结合科研项目，学生必须独立完成一个相对系统的微型课题。需要学习者较为全面地熟悉掌握专业和课程的基本原理，才能综合运用各种方法进行设计。如果学生不具备相应的理论基础和实践基础，难以达到预期的效果，所以，设计性实验的安排应与本专业的基础理论教学进程紧密结合。
5结语
以材料科学基础实验引导学生了解材料，以材料制备－性能测试－分析为主线，分析材料组成、性能、结构与工艺之间的相关性，对比材料性能之间或方法之间的异同，并分析异同产生之根本缘由，结合专业综合性实验和毕业设计，进一步掌握各种实验技能的综合应用，结合理论教学体系，培养学生实验或科研设计的思路和方法，从而培养学生的分析问题和解决问题的能力。
作者：庞超明 张亚梅 梅建平 张萍 韩雪芹 单位：东南大学材料科学与工程学院 江苏省土木工程材料重点实验室
参考文献:
［1］郑家茂．对大学实验教学若干问题的厘析［J］．实验室研究与探索，2007，26(10):1－3．
［2］金南国，钱匡亮，孟涛．高校土木工程材料实验教学单独设课的探讨［J］．实验室研究与探索，2009，29(9):111－112．
［3］庞超明，秦鸿根，张亚梅，等．材料专业本科实验教学课程设置的思考［J］．实验技术与管理，2011，28(6):271－275．
生物燃料论文范文6
关键词：有机化学；第二课堂；教学改革；应用型人才
高等教育是在完成了中等教育之后进行的专业教育和职业教育，是我国教育系统中整体关联的重要组成部分。高等院校作为高等教育实施的主要场所，其目的从来都不仅仅是人员习得某一专业技能，尤其是近年来，党和国家高度重视高校人才培养模式、学生的综合素质教育和全面成长成才，因此，高校承担着为祖国培养社会主义事业的合格建设者和可靠接班人的重任。对于学生而言，大学时期培养的创新思维、创新能力和创新素质至关重要。尤其是新工科院校，采取新型的教学手段提升大学生实践能力和创新能力势在必行，而教学过程的创新则是最根本、最直接的方法和手段[1]。
1第二课堂在“有机化学”课程中实施的必要性
经查阅，第二课堂最早出现在《高等学校管理》一书中，是我国著名教育家朱九思提出的。第一课堂是目前高校人才培养的主要途径，是建立在人才培养方案之上的课程设置、安排、教学实施过程，是教师在规定的时间段内依据教学大纲和教材而进行的课堂教学活动[2-3]；第二课堂，是较第一课堂而言，是指在第一课堂之外开展的各种教学活动，其泛指在正常教学任务以外，组织和引导学生开展的课外教学活动，其形式更加活泼，内容更加丰富，学生的参与度也更高[4-5]。作为推行素质教育不可缺少的一部分，在教学内容方面，第二课堂源于教材又不限于教材；在教学地点上，既可以在学校的实验室或者教室，也可以在学校以外的工厂或者企业；就教学组织而言，是学生根据自己的特长、兴趣和爱好，有选择性地自愿参与，没有强制要求学生必须参加，因此，第二课堂具有不可代替的地位，并与第一课堂相辅相成。“有机化学”是化学学科的一个重要分支，是研究有机化合物的组成、结构、性质、相互转化、合成以及与此相关的理论问题的学科。作为高等学校食品、化学、生物、农林等专业的一门必修基础课程，“有机化学”课程要求学生通过理论学习和实验掌握并运用一些常见有机化合物的化学性质，掌握有机化学的基本理论、基本知识和基本技能。笔者所在有机化学教研组以第二课堂的形式对“有机化学”课程的教学内容及教学方式进行了改革。本文就实施过程中，第二课堂活动对学生创新精神培养、应用能力强化、科技素养形成的创新能力进行总结和思考。
2传统“有机化学”教学模式
“有机化学”作为笔者所在学院食品科学与工程、食品质量与安全、化学工程与工艺、高分子材料与工程等专业的一门专业基础课程，具有教学内容丰富、知识点零碎复杂、理论抽象等特点，在学生心目中，“理解难、记忆难、考试难”是“有机化学”的标签。这是因为“教师在课堂上讲，学生被动地接受”的传统教学模式导致在“有机化学”理论课的教学过程中，课程内容枯燥，不易激发学生的学习兴趣，很难提升学生的创新和探究意识[6]。为了改变该课程理论教学中出现的学生被动学习现状，进一步调动学生的学习兴趣，提高教学质量，尤其是提高一些高中阶段没有选修过“有机化学”课程的学生的学习效果。本研究通过引入第二课堂活动形式，旨在对“有机化学”理论教学形式及效果进行改革，更加注重培养学生的学习习惯，激励学生的学习兴趣，由被动学习转变为主动学习，从而提升学生创新和解决问题的能力，以期提高“有机化学”教学质量。根据我校人才培养方案的要求，“有机化学”在食品科学与工程和食品质量与安全专业的课时量为48学时，理论教学是采用龙跃、杨贯羽主编，高等教育出版社出版的《有机化学》，全书共16章，包括绪论，烷烃和环烷烃，对映异构，不饱和烃，芳香烃，卤代烃，醇酚醚，醛酮醌，羧酸和取代羧酸，羧酸衍生物，杂环化合物，糖类，氨基酸、多肽、蛋白质和核酸，脂类和甾族化合物，有机波谱学等教学内容；化学工程与工艺和高分子材料与工程专业的课时量为64学时，理论教学采用华东理工大学有机化学教研组主编，高等教育出版社出版的《有机化学》，全书共16章，包括绪论，烷烃和环烷烃，立体化学，烯烃，炔烃二烯烃，有机化合物的结构鉴定，芳烃及非苯芳烃，卤代烃，醇、酚和醚，醛和酮，羧酸及其衍生物，含氮有机化合物，糖类，氨基酸、多肽和蛋白质，核酸，有机合成等教学内容。尽管为保证学习内容的完整性，我们对不同专业的学生使用的教材进行了区分，但课时量的限制导致“有机化学”的教学内容对于准备考研的学生来说是远远不够的，尤其是对于把“有机化学”作为专业课程的学生。“有机化学”教学过程中，学生缺少独立思考的时间和空间，学起来就会觉得枯燥乏味，缺少兴趣和热情。在这种模式下，教师需要在有限的时间内传授给学生教学大纲上规定的教学内容，大部分学生只能使用所谓的套路去解题，很难做到基本技能的掌握，对灵活运用所学的化学知识去解决实际问题的能力的培养更是难以实现。即使开设了“有机化学实验”课，受到课时的限制，也只能做一些验证性的实验，而对于综合性和创新性的实验做得很少，因此，创新能力的培养对于“有机化学”学科一直都是一个大缺口。
3第二课堂在“有机化学”教学中的应用
“有机化学”教研组经过长期的研究发现，第二课堂只有和第一课堂切实结合起来，才能在培养学生的创新精神、创新能力、综合素质等方面发挥最大效能。因此，“有机化学”第二课堂是在按照教学大纲实施课堂学习的基础上进行的校园和社会实践活动，主要从学生参与教师科研、大学生创新创业项目和“挑战杯”项目、开放实验室项目以及假期“三下乡”和科普宣传活动等方面实施。在整个过程中除给学生教授课本内容外，更加着重对学生进行实践能力锻炼，优良科学素养、创新能力和协作精神的培养。
3.1学生参与教师科研
高校教师不仅承担着教书育人的责任，科研同样必不可少。在新晋本科院校中，以笔者所在学校郑州工程技术学院为例，由于学校目前没有硕士学位授予点，教师进行科研的力量主要是教师个人和本科生，有机化学教研组利用学校目前的现状，在第二课堂教育中与自身科研相结合，坚持“教学促进科研、科研反哺教学”的原则，成立了一个由资深教授带领，以多名年轻博士教师为核心的有机化学教研团队。学生参与教师的研究课题时，我们采取“双选”制度，老师们会把自己的研究方向发给学生，学生根据自身的兴趣和特长选择老师，老师们也会对学生进行谈话以确定该学生是否可以参与自己的课题研究。经过近四年的研究，团队共吸收了50余名本科生参与了教师科研项目。在进行科学研究的过程中，学生兴趣和用心程度远远大于理论课堂。在实验中遇到的问题，促使他们主动进行文献查阅和相关软件的学习应用，并且与老师心理上的代沟也在与老师更加频繁的交流中逐渐消除。通过近两年的学习研究，学生的科研能力和创新能力都得到了很大的提高。据统计，这部分学生共发表科研论文10余篇，并有20余名学生通过了研究生考试。结果表明，学生参与教师科研的第二课堂不仅提高了学生的研究水平，为其以后深造打下了基础，同时对学生理论课的学习有很大的促进作用。
3.2参与大学生创新创业训练计划项目、“挑战杯”项目
大学生创新创业训练计划项目和“挑战杯”项目都是为了培养创新型人才而设立的具有竞赛性质的部级项目，一直以来都受到有机化学教研组的重视。当代大学生有很强的挑战欲，因此对参与上述两个项目有很强的积极性。自从我校第一届本科生入学以来，有机化学教研组就鼓励学生参加此类具有竞赛性质的科研项目，并且形成了由优秀老师指导，学生自主开展学术研究的合作模式。经过通力合作，有机教研组一共指导了30余名学生参与了此类竞赛，并且先后斩获了部级和省级多个奖项。通过具有竞赛性质的第二课堂，不仅锻炼学生的创新能力、团结协作能力和心理素质，更能在学院内形成一种学术研究氛围，为学习后续课程和培养造就应用型人才打下了一定的基础。
3.3开放实验室项目
开放实验室项目是学校用来开发学生创造性思维，鼓励学生动手做实验而开展的开放性实验项目，该项目由老师和学生共同参与申请，课题内容可以是学生自身发掘的趣味性实验，也可以是老师关注的热点问题，老师和学生通过共同探讨来确定研究项目，完全以学生为主体，老师负责指导和答疑。比如：在对2018级高分子材料与工程专业的学生授课时，在讲授“醛酮的氧化和还原”一节时，学生对各种氧化剂和还原剂的性能比较感兴趣，在开放实验室项目申请时，在“给-受体结构的小分子用于光致发光材料”的项目中，老师设计了二苯甲醇单体，在其制备的过程中，我们特地对基础反应“二苯甲酮的还原反应”进行了重复，并且要求学生尝试用不同的还原剂（四氢化铝锂、硼氢化钠、氰基硼氢化钠）进行反应。在告知实验试剂的危险性和注意事项后，学生通过自主查阅文献，单独完成了上述反应，经过处理分别得到了65%、93%和42%的反应产率，这样的结果既训练了学生查阅文献、实际操作的能力，又对课堂中学习的内容进行了复习和巩固。
3.4假期“三下乡”活动以及科普宣传活动
2021年是中国共产党成立100周年，也是打赢脱贫攻坚战，全面建成小康社会的胜利之年。我校积极响应国家政策，深入推行精准扶贫，扎实推进科技扶贫工作，并组成了科普小队赴河南省扶沟县进行“推进精准扶贫、校地结对帮扶、共建科普家园”的科普宣传活动；赴河南省鹿邑县开展“传承百年党史，助力乡村振兴”暑期社会实践活动，以上活动都是很好的第二课堂，有机化学教研组也都有老师参与其中的指导工作，学生负责查找资料，整理素材。在科普宣传活动和暑期社会实践活动中，学生以“生活中的化学”为主题，进行科普宣传，如食品的七大要素：碳水化合物（淀粉、糖等）、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质、纤维素和食品添加剂（防腐剂、调味剂、乳化剂、稳定剂、甜味剂、色素等等），这些无一不与有机化学有关；然后，从衣、食、住、行各方面常见的有机化学元素为切入点，如人体中分布最广的有机物——糖；人体内的燃料——脂肪；人生命的存在形式——蛋白质；生命的根源物质——核酸；生命反应中的催化剂——酶（具有生物活性的蛋白质）；维持生命的营养素——维生素等。随着有机化学、高分子化学的发展，人类生活产生了巨大的变化，有机高分子材料逐步渗透到人类生活的各个领域，人类将从现在的钢铁时代进入到全盛的高分子时代，从第一个高分子材料酚醛树脂问世以来，纤维、粘合剂、人造医药、人造心脏等相继出现。可以毫不夸张地讲，人类的衣、食、住、行都离不开有机化学，从而让人们对化学有了全新的认识。学生通过对这些知识的梳理和科普宣传，自身的知识储备和科普能力也得到了很大的提高。
4在有机化学中开展第二课堂的效果和意义
拓宽学习视角，学生参与第二课堂，需要比较成熟的理论体系和基础，在此过程中，随着研究的深入，学生的自主学习能力不断增强，研究内容会变得更加全面和具体，并对理论学习有了更大的兴趣；学生的潜力是无限的，随着研究的进行，学生甚至可以开拓出新的研究领域，完善研究体系，教学相长大抵就是这样。很多学生进入大学校园以后，思想放松，行为怠慢，时间分配不合理，学习成绩下降。在第二课堂，经过老师的引导，学生很快适应了大学生活，合理分配自己的课余时间，学生的学习负担和压力反而逐渐减轻，学习积极性大幅提高。增加学生和老师的联系，让老师有机会与学生有更多的接触，笔者认为这一点非常重要，随着老师和学生年龄的差距越来越大，代沟在所难免，再加上学生课余活动较多，让他们放下戒备与老师进行心与心的交流就显得弥足珍贵。通过第二课堂让老师实时了解学生的心理和行为，对老师们的教学起到了很大的促进作用。
5结束语
生物燃料论文范文7
关键词：绿色设计理念；室内设计；应用研究
一、绿色设计简述
所谓绿色设计，就从设计开始到结束，整个设计过程，在材料的选择、使用、处理中，都要与绿色相联系，都要考虑对环境的污染，是不是对环境有很大的负面作用。这样的设计才符合绿色标准，才是绿色设计。绿色设计要考虑每个环节，对每个环节进行评估，使设计对环境产生最小维护。在设计中，每个环节都要做到节能、环保，这样的设计才是绿色的设计。在室内设计中，对于每个环节也要考虑是不是绿色设计，要使室内的每个元素做到绿色，把对环境的污染降到最低。第一，健康需要。当前，人们对健康更加注重。在健康的呼唤之下，室内设计就应该向环保倾斜，就应该实现绿色设计，使绿色设计融入到室内中。只有这样，室内才能更加环保，才能让人们住着更加舒服，才能真正提高人们的健康指数。因此，绿色室内设计是健康的要求，是人们提升健康知识的需求。第二，融入整个室内设计过程。在设计前、设计中、设计后都要进行绿色设计，都要采用先进的科技实现绿色室内设计。绿色室内设计不应该只在施工中，在施工前和施工后都倡导绿色室内设计，要使室内设计从始至终都融入绿色理念。第三，室内与自然相互协调。绿色室内设计要求室内环境和自然相互协调。在室内设计中，不应该去破坏自然，而去搞室内设计。要利用自然，把室内设计融入到自然中，从而实现自然与室内环境的和谐、统一。
二、绿色设计理念如何运用到室内设计中
现在人们对周围环境非常重视，尤其是居住环境。在室内设计中，要融入绿色设计理念，使室内设计和自然环境相融合，实现和谐统一。
（一）在室内光环境的应用
在人们的居住环境中，照明是非常重要的一部分。在自然界中，所有的生物都需要光的照射，植物通过阳光，进行光合作用。人们如果没有光，就不能正常生活。光照会影响人们的生活质量，会对人的心理和生理健康有重要影响。当今，社会不断进步，科技也在不断发展，工业水平也有了很大提升，在市场中，有了各种各样的灯饰。人们可以自由的选择灯饰，对室内进行装饰。虽然灯饰能够提升人们的生活品质，但是各种各样的灯饰也使人们对自然光使用降低。因此，无形之中就浪费了许多的自然资源，并且，长期使用灯饰照明，就会给人们的身体造成很大危害，危及人的健康。因此，就需要对室内光环境进行绿色设计。在绿色设计中，昼光是非常重要元素，在室内设计昼光的时候，要考虑三个方面的因素，第一，地理位置；第二，一天光照时段；第三，一年中气候状况。昼光的主要优点是可以使石化燃料降低，减少电力能源的消耗，实现节能和环保。在墙体中，采用淡蓝色的表面，可以避免昼光所引起的炫目，不至于伤害人的眼睛。在灯具的选择上，要选择LED节能灯，使能源得到有效节约。在光的设计上，要尽量使用自然光，使自然光占据整个室内，这样，就会给人的心理、生理带来极大健康，给人一种自然感觉，也更加节能、环保。
（二）在室内热环境中的应用
在室内，热环境是非常重要一个部分。室内的热环境，对人的生活、工作、学习都会产生很大影响。在室内热环境中，主要通过两种手段进行调控。第一种，利用建筑物本身，比如运用隔热、保温、通风等，来条件室内温度，做到冬暖夏凉，使室内空气流动畅通；第二种，被动措施。比如，可以运用空调、加湿器、电扇、电暖气等进行室内热环境调控。在传统中，室内的热环境一般都是被动调控的，这不仅对人身体有害，而且还会消耗很多的能源。比如，夏天室内温度高，就通过空调进行降温，冬天室内温度低，就通过电暖气进行调控。被动的进行调控，对自然环境也是一种危害，更是对人身体的危害。因此，在绿色设计理念之下，设计者要从建筑物自身入手，加强隔热、保温和通风的设计。最为有效的解决措施，就是在建筑物表面设置一层保温材料，在屋顶可以设置一块绿地，进行隔热、保温，调节室内温度平衡。现在，保温材料种类繁多。保温材料各有各的特征。比如，塑料泡沫保温材料虽然成本低，但是，它含有甲醛，并且不能被生物所分解，所以一般不用这种保温材料。一般，可以使用保温珍珠岩。因为这种材料重量轻，不容易燃烧，而且还很难与其他物体发生化学反应，对周围环境没有污染。这种材料，在安装的过程中，对呼吸刺激很小，因此，这种材料是目前理想的保温材料。设计绿色屋顶，一方面，可以使雨水保留下来，另一方面，使热容和热阻有效提高，使城市的热岛效应大大减小。绿色面积也大大增加，空气得到净化。因此，在材料的选择上，要选择环保材料，从建筑物自身着手，使室内热环境得到有效改善。通过这种措施，就能对热环境进行自动调节，而不是被动去调节，这样，就更加环保、节能，符合绿色设计理念，对人的危害也非常小，使人与自然融为一体。
（三）在室内声环境中的应用
当今，城市建筑和交通运输都得到很大发展，道路很多的车辆，人来人往，非常拥挤。一到节假日，堵得寸步难行。车辆的喇叭声、鸣笛声、轰隆隆声非常刺耳，简直就是震耳欲聋。这些噪声日益增多，成为环境污染的重大杀手。人们在这样的环境之下，不仅对人的耳朵造成很大危害，使听力下降，而且还会给身心带来巨大伤害，造成工作效率降低，各种疾病也会纷纷而来。因此，绿色设计理念融入到室内设计中非常必要。绿色设计就是给人们创造一个舒适的生活环境，让人们在非常安静、和谐的环境中生活、工作、学习，让人们的身心得到极大发展。通过绿色设计，可以让人们环境更加幽静，也可以提高工作效率，使人们的生活品质有极大提高。在设计的时候，在对外窗、外门的设计中，要做到整体隔声，对外墙材料、构造也要进行隔声设计。在室内，有卧室、书房、客厅，这些功能区对声音的要求各不相同。卧室要求隔声效果非常好，因为卧室是人们休息的地方，需要保持特别的安静，这样，才能容易睡眠。书房是人们学习的地方，要求隔声效果也要很好，这样，才能不被外界打扰，才能专心看书、学习。客厅对隔声效果不高，因为在客厅是和客人相互交流的地方。因此，在每个功能区，要根据需要进行不同的隔声设计，保证每个功能区都不受噪声干扰。在选择空调的时候，要尽量选择低噪声的空调。冰箱和洗衣机也要选择低噪声的。在电气选择的中，要尽量选择节能环保的电器，这样一方面可以减少对环境的污染，而且还减少对能源的消耗。洗手间的马桶，可以选择虹吸式冲水方式，这样，可以在冲水中，减少噪声。因此，在设计的时候，要是噪声降到最低，尽量使用隔声材料，让人们生活的环境更加安静，让人们的生活质量有很大提升。总之，在现代社会中，大自然的和谐、宁静已经被侵蚀的寥寥无几。快节奏的生活虽然使人的物质上有了很大满足，但是，人的生活环境却受到很大的污染。因此，室内环境对于人们来说，就显得非常重要，也是成为人们最后的一块净土。在室内设计中，要融入绿色设计理念，给人们创造出一片绿色的环境，生活的更加舒适。
参考文献：
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生物燃料论文范文8
关键词：低碳经济；国际贸易；贸易规则
低碳经济的发展直接影响着各个国家经济决策的制定。作为全球低碳经济发展的倡导者，欧盟将低碳经济作为自身21世纪主要竞争优势之一；美国将生物燃料等新能源作为增长经济的重要途径；中国等发展中国家希望通过低碳经济实现弯道超车，增强自身经济实力。在全球经济发展中，国际规则的竞争是起决定性作用的部分。国际规则的内容直接决定各国家的经济效益，而国际规则由谁主导就决定谁在经济竞争中获得最大优势。环保、低碳已然成为各种国际经济大会的重要主题，可持续发展思想也获得国际社会一致认可。我国需要及早重视低碳经济在国际贸易规则中的重要性，积极实现从规则接受者向规则参与者、规则制定者的转变，以实现我国国际贸易竞争力的提升。
一、WTO对气候变化和发展低碳经济的态度
全球气候大会的争论、观点都影响着WTO对低碳经济的态度。自由贸易无形中会对温室气体的排放产生影响，反之，气候的变化也会对国际贸易产生影响，甚至有可能直接改变一些国家的贸易地位，改变世界贸易格局。因此，气候变化与国际贸易互相影响，WTO也表示气候变化是世界经济可持续发展面临的重大挑战，而国际贸易领域要制定应对气候变化的合理措施，在实现环境保护的同时发展世界经济贸易。贸易的开放合作使得世界资源能得到有效配置，可以帮助国际社会更好地应对气候变化。各个国家分别应对气候变化采取新的措施就会影响国际贸易，WTO需要对各个国家变化的规则进行检验，监督成员国在WTO规则下的权利和义务。WTO针对应对气候变化措施提出了一些规则：禁止成员国征收高于WTO规定的关税；非歧视原则；与贸易有关的知识产权相关的规则等。
二、低碳经济对双边和区域贸易协定谈判的影响
低碳经济对双边和区域贸易协定谈判的影响不容小觑。多哈回合谈判后，有些WTO成员国由贸易自由化转向双边和区域性贸易协定，还将WTO没有涉及的一些新的经济问题纳入进来。例如韩国和东盟在2005年签订的自贸协定中提出“在双方同意的条件上，寻求环境技术和政策的合作”；2004年，墨西哥与日本在签署的加强经济伙伴关系的协议中提到“促进能力建设和机构建设来繁荣《联合国气候变化框架》的《京都议定书》下的清洁发展机制”；这些都是在贸易协定中充分考虑气候变化的具体例子。发展低碳经济的主要目标是实现经济可持续发展，这也是欧盟的核心利益，是国际经济社会中的主题。欧盟还在TTIP谈判中将环境问题作为底线问题，也就是说环境问题是欧盟各部门及非政府组织的看重点。但是美国对于环境变化的问题参与积极性并不是很高，欧盟对此很有看法。欧美之间关于低碳经济的协定签署对国际贸易有着重大影响。
三、低碳经济对国际自愿性贸易规则的影响
气候问题是全人类共同面临的挑战，不能仅仅依靠某个国家就能解决，这就要求国家之间展开合作，要求私营部门和公共部门展开合作。目前，已经有许多非官方组织自愿参加到气候变化的应对中来。为了促进低碳经济发展，各行各业，各组织制定了自己的标准规范，以实现减少温室气体排放，提高能源利用效率。
1.非政府组织制定温室气体核算方面的自愿性工具
目前的温室气体核算标准多是由非官方机构制定的，而温室气体核算体系是目前影响最大的，在全球温室气体核算方面该种核算体系被广泛使用，并得到国际社会的认可。温室气体核算体系在检测企业的碳排放量时，主要是测算以下三个方面的碳排放：企业直接控制或拥有的排放源所产生的排放，即企业的直接排放；企业自用的外购电力供暖和供冷等产生的排放，即企业的间接排放；还有价值链上游和下游排放。价值链上下游的排放不是强制性要求，但企业要想减少整体碳排放，就要同时降低直接排放、间接排放和包括购买的产品和服务的价值链上游排放。为了实现这一目的，企业大概率会对价值链上游的供应商提出低碳要求，要求他们核算其温室气体排放情况，而当供应链属于国际供应链时，就会直接影响国际贸易。
2.国际标准化组织制定气候变化和能源相关标准
国际标准化组织负责制定了关于气候变化和能源效率的一系列标准，并且还有大量相关标准正在制定中，其中包括涉及低碳、太阳能、风能的标准。作为重要的国际标准制定机构，国际标准化组织不是政府组织，但却具有国际性的影响力。WTO也支持各国参照国际标准化组织来制定自己国家的标准规范。将国际标准化组织的国际标准和基于自己国家的实际情况制定的标准结合起来，可以更好地发展低碳经济，促进国际贸易发展。3.企业的低碳供应链要求企业在低碳规则制定过程中发挥着重要作用，主要通过价值链和供应链来实现参与意义。很多大型的零售企业会通过制定企业发展战略，要求供应商在产品上贴碳标签等做法来凸显自己的低碳发展理念。这样价值链上游的低碳要求就会成为实际有效的国际规则，影响出口企业的发展。
四、中国的对策
低碳经济的发展使得传统国际规则不再能很好地适应新的经济发展，作为二氧化碳排放大国，如何制定新的国际规则将对我国外贸发展产生直接且重要的影响。所以，我国要积极参与并影响国际规则的制定，争取有利于我国的规则，为我国外贸发展创造良好的环境。
1.积极参与WTO多边贸易规则的制定
多哈回合谈判里有许多议题都涉及到低碳经济贸易，这些议题达成协议都会对贸易产生重大影响。我国积极参加了环境产品清单谈判，环境产品的关税减让会直接影响清单产品的国际贸易。欧盟将环境服务纳入环境产品谈判范围，还着重探讨非关税壁垒问题，对WTO多边贸易规则产生重要影响。基于这种情况，我国要结合国内低碳行业发展现状，考虑国情，仔细研究，争取利于我国的规则。我们要认真对待贸易产品和服务清单，尽全力将我国有竞争力的环境产品和服务，以及有潜力的环境产品和服务全面地纳入清单之中，另外我们要防止环境多功能产品以低碳产品名义自由进入我国市场，影响我国经济效益。除此之外，我们还要重视农业谈判、非农谈判中涉及低碳的贸易规则，及时了解WTO对非关税壁垒的可能调整，明确我国在环境服务方面的利益，保障我国的竞争优势。除了以上内容，我国还要关注新能源行业的贸易壁垒规则，从WTO规则出发，研究可再生能源行业的补贴政策。我们可以多多学习借鉴农业补贴中的绿箱政策，制定合理的补贴规则，方便我国新能源产品贸易争端的解决。
2.关注区域性贸易协定中低碳相关规则的发展
在区域性和双边自贸协定快速发展的背景里，环境问题越来越成为区域性贸易协定中的重要考虑因素。我们要仔细研究欧美国家在参与的区域性贸易协定中对环境问题的考虑，关注低碳相关规则的发展趋势。另一方面，我国要善于利用双边和区域性贸易协定，在区域性贸易协定中融入低碳发展，提高我国低碳经济竞争力。于此，我国可以根据区域性贸易协定，统一和协议成员国关于低碳行业的标准，稳定和扩大市场，但我们不能忽视且要着重考虑签约合作国的特点，具体结合实际采取对应措施，减少关于低碳经济合作的差异。我们还可以借助区域性贸易协定推广我国低碳标准，推动我国低碳经济市场的扩大，也为世界环境保护做出贡献。
3.积极参与低碳领域国际标准的制定
低碳领域的国际标准通常会对企业或产品产生直接影响，影响着世界贸易的发展。为了增强我国产业和出口竞争力，我国需要积极参与ISO、IEC等机构国际标准的制定。要想参与国际标准的制定，还需要我们培养标准制定的人才，并积极支持国际标准制定的开展，争取国际社会的认可。国际标准的制定涉及多国的利益，因此需要制定人员具备较强的专业能力和协商能力。但在实际需求中，我国对标准制定人才需求远远得不到满足，针对这个问题，我国可以先慢慢放开国内标准制定，鼓励专业队伍参与到国家标准和国际标准的制定中来，为培养标准制定人才提供平台。国家还可以设置相关基金来支持标准制定人才的培养，为国家储备专业人才。影响我国参加国际标准制定的因素还有，我国目前多是专门的标准机构人员接受国家经费出国参与标准制定会议，如果会议次数多了，参与人员安排不过来，其次外部专家又得不到经费支持，经济压力大，就导致有些会议中没有中国代表参与，使得中国声音无法传达，影响我国在国际标准中的利益。因此，我国需要放开对外部专家参与国际标准制定的经费支持，保障我国意见的表达传递。
4.重视国际范围内的私营标准及供应链中的低碳规则
即使非官方的私营标准和低碳规则在法律层面上没有效力，但在用于企业的供应链管理中仍会影响到企业的实际运营。这些规则、标准没有被WTO明确涉及，但的确发挥着不可忽视的作用。我国要高度重视这些标准，并为企业提供信息支持和培训管理。激励国内民间机构积极参与到非官方的私营标准和低碳规则制定过程，发出自己的声音。联合国国际贸易中心就列举了国际上已经存在的多个非官方标准，其中就包括非官方的低碳标准。为了方便标准后续的推广，指定机构会向公众征求意见。因此我们鼓励各企业、组织紧跟国外标准制定情况，积极参加到标准的制定过程之中，为我国贸易发展争取更多有利的条件。
五、结语
低碳经济是顺应时展要求的，有广大的发展前景。低碳经济的快速发展给国际贸易规则带来了冲击，要求我们必须应对实际情况制定新的、符合时代要求的贸易规则。我国要抓住低碳经济发展契机，积极参与国际贸易标准的制定，实现经济可持续发展。
参考文献：
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