[摘要]為發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家提供安全飲用水是一個巨大的挑戰(zhàn)。日益增長的需求和水源水質(zhì)惡化導(dǎo)致探索新的技術(shù)創(chuàng)新，以更好地管理水。納米技術(shù)通過設(shè)計創(chuàng)新的集中和分散(家庭一級)水處理系統(tǒng)，在確保安全飲用水方面有著巨大的前景。本文概述了(家庭一級)水處理工藝的納米技術(shù)的最新進(jìn)展，其工作原理為，納米吸附劑、光催化劑、微生物消毒劑和膜。廣泛實施納米技術(shù)用于水處理將需要克服納米材料的高成本，使其能夠再利用和再生。這也將確保盡量減少潛在的環(huán)境暴露。納米技術(shù)的潛在進(jìn)步必須與環(huán)境健康齊頭并進(jìn)，以減輕對人類的任何不良后果。

[關(guān)鍵詞]納米粒子；吸附；膜處理

安全飲用水被認(rèn)為是一個國家發(fā)展的重要指標(biāo)，根據(jù)最近的報告，世界各地約有6.63億人無法獲得安全飲用水[1]。多年來，污染和濫用地表水導(dǎo)致全球50%以上人口依賴地下水作為飲用水。然而，地下水是氟化物、砷、鉛、鉻、硝酸鹽、硒、氯化物、重金屬以及放射性物質(zhì)的避風(fēng)港，這些離子極大地?fù)p害了地下水的質(zhì)量，導(dǎo)致了健康問題[2]。此外，腺病毒、甲型肝炎、輪狀病毒等病原體通常存在于地表水和地下水中，必須有效地滅活才能提供安全的水。飲用水安全是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)或國際準(zhǔn)則來判斷的，衛(wèi)生組織的飲用水質(zhì)量準(zhǔn)則是最重要的準(zhǔn)則之一，并由許多發(fā)展中國家實施。報告表明，在依賴改良水源的估計62億人中，超過10億人繼續(xù)使用不安全的水。聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDG6)之一是到2030年實現(xiàn)人人享有安全和負(fù)擔(dān)得起的飲用水水處理技術(shù)的進(jìn)步可以在實現(xiàn)這一目標(biāo)方面發(fā)揮作用。在傳統(tǒng)上用于飲用水處理的各種技術(shù)中，砂(顆粒介質(zhì))過濾是最古老的處理技術(shù)之一。砂過濾最初被認(rèn)為是通過粒子間間隙的尺寸排除工作的。然而，后來的研究表明，慢沙過濾器(SSF)在富含細(xì)菌種群的沙粒周圍形成一種活性生物膜(稱為Schmutzdecke)，從而提高了介質(zhì)的過濾能力。顆粒介質(zhì)過濾的應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)之一是，除了易受事故和流量變化的影響外，它無法有效地去除化學(xué)污染物。其他一些常規(guī)使用的技術(shù)包括化學(xué)氧化、吸附、化學(xué)沉淀/凝固、離子交換等等。最常見的化學(xué)氧化劑是氯，它為去除病原體提供了有效和堅固的屏障。另一方面，化學(xué)沉淀通過添加反離子來降低離子污染物的溶解度。這通常是絮凝和沉淀或過濾。近年來，人們對納米粒子作為吸附劑在水處理中的應(yīng)用越來越感興趣。納米技術(shù)顯示出巨大的前景，作為處理持久性和新興污染物的最佳可行方法[3]。納米材料吸附與傳統(tǒng)吸附劑相比，具有吸引力的替代品，因為它們具有較高的長徑比，增強(qiáng)了反應(yīng)活性，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為較高的吸附容量。此外，納米吸附劑還提供了額外的可能性，如在家庭一級以不同形式使用的可能性，例如，以粉末形式使用，涂覆在襯底上或在過濾器中使用等。顆粒的較小尺寸也提供了構(gòu)建緊湊處理系統(tǒng)的可能性。最近的研究還表明，納米粒子可以被工程化，同時針對多種污染物，從而可能降低處理成本。然而，人們對納米材料的安全處置及其對公共健康和生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險還表示擔(dān)憂。因此，本綜述詳細(xì)介紹了在水處理中使用納米粒子的現(xiàn)有技術(shù)。雖然對納米粒子在水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究，但幾乎沒有任何全面的評論對這一主題進(jìn)行批判性分析，本文試圖填補(bǔ)這一空白。

1納米粒子在水處理中的應(yīng)用

用于環(huán)境保護(hù)和水處理的新型納米材料的開發(fā)和使用近年來受到了廣泛的關(guān)注，因為它們的表面積與體積比更大，粒徑更小[4]。納米材料在水處理中的四個主要應(yīng)用領(lǐng)域是(A)吸附去除，(B)催化降解，(C)消毒和(D)膜過濾。其中，吸附去除污染物和使用納米材料消毒是主要內(nèi)容。納米技術(shù)使水處理做法有望克服現(xiàn)有技術(shù)目前面臨的主要挑戰(zhàn)，并為水的經(jīng)濟(jì)利用提供新的處理方法。

2吸附去除

不同種類的納米粒子被用于吸附去除研究，即用于去除砷的鐵基納米粒子、用于去除氟化物的碳和鋁基納米材料等[2]。本文綜述了在各種使用點(diǎn)(POU)飲用水處理系統(tǒng)中常用的納米吸附劑。

一、建立創(chuàng)新中心

2012年8月，美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展局獎給布法羅大學(xué)349，565美元（約2，171，672元），用于在紐約西部10個縣扶植培養(yǎng)創(chuàng)新精神，創(chuàng)造工作崗位和鼓勵私人投資。聯(lián)邦基金將用于創(chuàng)造一個創(chuàng)新中心，這是一個為期兩年的項目，推動從紐約大學(xué)各個分校產(chǎn)生的發(fā)明和創(chuàng)新。目的是加速創(chuàng)新和發(fā)明商業(yè)化的渠道，把企業(yè)家和大學(xué)及社區(qū)的資源緊密聯(lián)系起來。這一創(chuàng)新中心將會為企業(yè)家、商業(yè)和經(jīng)濟(jì)開發(fā)商提供一個合作和信息交流的平臺，為企業(yè)提供新的商業(yè)信息，提供開發(fā)技術(shù)公司在早期階段的領(lǐng)導(dǎo)能力訓(xùn)練，提供新產(chǎn)品開發(fā)的工藝流程，幫助解決中小企業(yè)的技術(shù)難題。

二、建立大量的多學(xué)科研究中心

UB建立有大量的研究中心和研究所，共有158個。這些研究中心主要側(cè)重于協(xié)作、多學(xué)科的工作，覆蓋了從建筑和新生媒介到國家安全和婦女的健康等廣泛的研究領(lǐng)域。例如布法羅大學(xué)的多學(xué)科地震工程研究中心（MCEER）是由來自整個美國許多學(xué)科和研究機(jī)構(gòu)的多名研究人員和工業(yè)界的合作伙伴組成的科研團(tuán)隊。MCEER最初由美國自然科學(xué)基金委于1986年建立，作為第一個國家地震工程研究中心。1998年，更名為多學(xué)科地震工程研究中心。MCEER的使命已經(jīng)從最初側(cè)重于研究地震工程到研究各種各樣的自然或人為的災(zāi)害對于關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施、結(jié)構(gòu)和社會的技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)等方面的影響。MCEER通過一個多學(xué)科的、多種自然災(zāi)害研究，同教育和外界緊密聯(lián)系的系統(tǒng)來完成研究工作。

三、制訂長遠(yuǎn)和前瞻性的學(xué)校發(fā)展計劃，強(qiáng)化優(yōu)勢學(xué)科

為了確保布法羅大學(xué)持續(xù)的繁榮和發(fā)展，保持長期的創(chuàng)新活力和世界一流研究型大學(xué)的地位，學(xué)校董事會制訂了UB2020計劃。UB2020計劃旨在提供學(xué)生最好的大學(xué)教育，提供社會（社區(qū)）最前沿的科研和醫(yī)療。其中計劃的主要內(nèi)容之一是培養(yǎng)戰(zhàn)略優(yōu)勢學(xué)科。其戰(zhàn)略優(yōu)勢主要分布在如下的八個方面：（1）藝術(shù)和表演藝術(shù)；（2）公民參與公共政策；（3）文化和文本；（4）極端事件的減緩和應(yīng)對；（5）整個生命周期的健康問題；（6）信息與計算技術(shù)；（7）集成納米結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（INS）；（8）生物系統(tǒng)和生物分子識別。每一個方面都設(shè)定達(dá)到世界一流的目標(biāo)。如在集成納米結(jié)構(gòu)系統(tǒng)方面，倡導(dǎo)納米科學(xué)和納米技術(shù)的合作研究，做出能改變世界的發(fā)明和創(chuàng)新成果。集成納米結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究人員們主要集中在下面六個主要的研究區(qū)域：（1）自旋電子學(xué)。用電子的自旋來儲存、處理和傳播信息，從而開發(fā)出一些以前不可能實現(xiàn)的電子儀器設(shè)備，使未來計算機(jī)的體積更小效率更高。（2）納米電子技術(shù)。納米電子技術(shù)側(cè)重在創(chuàng)造納米尺度的儀器和電路元件，克服現(xiàn)在微電子電路的不足，并實現(xiàn)這些儀器的包裝。UB的研究人員正在設(shè)計和制造納米尺度的電路、芯片和包裝技術(shù)，未來的電器元件能夠承受很高的電流密度和溫度梯度，從而能夠提供更快、更小、功能更加強(qiáng)大的計算機(jī)。（3）納米醫(yī)學(xué)。納米醫(yī)學(xué)的進(jìn)展在UB包括新的微創(chuàng)診斷方法，藥物和基因的目標(biāo)（靶向）遞送系統(tǒng)，促進(jìn)光動力癌癥治療的方法，新的醫(yī)學(xué)成像模式和實時藥物療效監(jiān)測方法。這些研究向著臨床實踐的方向發(fā)展，最終能夠提高病人的生命周期和生活質(zhì)量。（4）傳感器和納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。UB在傳感器領(lǐng)域的工作包括神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、模式分析、低功率光探測器和光源、新的分析物的識別技術(shù)。確定復(fù)雜化學(xué)模式作為各種疾病的標(biāo)志，例如糖尿病和各種不同類型的癌癥，最終能夠?qū)崿F(xiàn)這些疾病的早期診斷和治療。（5）太陽能。UB研究人員正在開發(fā)一種新的科技用于制造和組裝無機(jī)納米材料，用于創(chuàng)造造價低、更加經(jīng)濟(jì)有效的太能電池。研究活動包括在一個導(dǎo)電聚合物母體上基于無機(jī)納米晶體組裝納米材料用于制造和測試完全混合無機(jī)/有機(jī)太陽能電池的工藝過程中所發(fā)生的光誘導(dǎo)表面電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的基本表征。（6）能量儲存和轉(zhuǎn)換。改進(jìn)的能量儲存對于許多新興的技術(shù)從電動和混合動力汽車到植入式醫(yī)療設(shè)備是非常關(guān)鍵的。UB的研究人員正在開發(fā)（研發(fā)）納米材料并將它們應(yīng)用到電池中，與現(xiàn)在的技術(shù)相比，新材料的應(yīng)用能產(chǎn)生更高的功率體積比、更高的電流密度和更長的工作時間。這些微型電源對于許多傳感器技術(shù)來說是必不可少的。

INS的研究人員來自整個的UB校園，并且和許多系（共約18個系）和研究中心（4個研究中心）一起工作，INS是納米科學(xué)的焦點(diǎn)。并且INS擁有一套集中調(diào)配的儀器支持（支撐）納米科學(xué)和相關(guān)的物理、工程和材料的研究工作，所有的儀器對于UB的工作人員和外部的用戶是開放的，收取適度的成本回收費(fèi)用。其中的設(shè)備有高分辨率投射電子顯微鏡裝置、聚焦離子束掃描電鏡設(shè)施、潔凈室設(shè)施、電子束普光設(shè)備和原子力顯微鏡設(shè)備等。這些高精的尖端科研設(shè)備有力地推動了研究工作的進(jìn)展。通過合作基金、研討會和學(xué)術(shù)會議，INS形成了一個良好的研究環(huán)境，已經(jīng)獲得了很多突破性的研究成果。比如化學(xué)系教授SarbajitBanerjee被麻省理工技術(shù)評論（MITTechnologyRe-view）評為世界上35歲以下最優(yōu)秀的發(fā)明家之一。他最有名的發(fā)明之一即是“智能玻璃”。這種玻璃具有夏天隔熱，冬天透熱的溫度調(diào)節(jié)功能。

摘要：翻閱世界頂級科學(xué)期刊，每本期刊的封面都如同“工藝品”一般，頂級科學(xué)期刊很好地在藝術(shù)與科學(xué)之間尋到了一個完美的契合點(diǎn)，解析世界科技期刊封面內(nèi)容與藝術(shù)畫作之間的內(nèi)在聯(lián)系，挖掘科技與藝術(shù)間的交融互通，促進(jìn)藝術(shù)于科技發(fā)展，推動國內(nèi)雜志風(fēng)向。從圖像學(xué)、符號學(xué)出發(fā)，對科技研究成果即引用名畫間內(nèi)涵進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：國際科學(xué)期刊；期刊封面；經(jīng)典藝術(shù)；圖像學(xué)；符號學(xué)

如今，國際科學(xué)期刊雜志不僅對科學(xué)知識有所研究，而且對大眾所理解的具有嚴(yán)肅性、認(rèn)真性、一絲不茍性的“科學(xué)”名詞給予了另一種解釋，科學(xué)也可以富有藝術(shù)氣息。翻閱世界頂級科學(xué)期刊，每本期刊的封面都如同“工藝品”一般。赫伯特•斯賓塞曾指出：國際平面有時會被界定為一門研究符號學(xué)的學(xué)科，所以在理論層面，國際平面也是與符號學(xué)相關(guān)的一類。符號學(xué)當(dāng)中的“能指”“所指”、信息交流方式及字面、語言和圖像，在同樣語言和圖像的呈現(xiàn)當(dāng)中不僅僅只代表了一種物體或觀念，而是可以有著多種表達(dá)方式，此類表達(dá)并非消極，更多帶有積極意義[1]。頂級科學(xué)期刊也以此為基礎(chǔ)，通常只有專業(yè)人士才能解讀的論文，通過圖片或圖片變形來呈現(xiàn)科學(xué)研究成果、傳遞科學(xué)知識使它們變得易于理解。現(xiàn)代圖像藝術(shù)作為現(xiàn)代科技和藝術(shù)的完美結(jié)合，分享和傳播必將帶來更多的趣味性。頂級科學(xué)期刊很好地運(yùn)用了這兩大特性，在藝術(shù)與科學(xué)之間尋到了一個完美的契合點(diǎn)，從圖像上的運(yùn)用延伸至內(nèi)涵之間的相互影響、借鑒。在探究世界科學(xué)期刊封面內(nèi)容與藝術(shù)畫作的內(nèi)在聯(lián)系時，筆者以封面期刊上所展示的圖片、論文及所對比的藝術(shù)作品間存在的聯(lián)系進(jìn)行分析，品讀圖像與論文間的相互聯(lián)系與互通內(nèi)涵。錢學(xué)森先生曾在幾十年前便強(qiáng)調(diào)過，國民不僅需要科學(xué)技術(shù)知識，更需要文化藝術(shù)修養(yǎng)[2]。回頭看國內(nèi)期刊，生硬的字體、簡單的幾何圖形就是一期科學(xué)期刊的封面。

一、科學(xué)期刊封面圖像示例

（一）悄然融入的浮世繪

1.凱風(fēng)快晴

《GenestoCells》是一本由日本分子生物學(xué)會發(fā)行的細(xì)胞生物學(xué)學(xué)術(shù)期刊。此期刊是一本獨(dú)具風(fēng)格的雜志，能將浮世繪作品與生物學(xué)不露聲色地融合其中。2014年2月期刊上的畫作源自“三十六景”之一的《凱風(fēng)快晴》。被稱為“浮世繪之王”的《凱風(fēng)快晴》，描繪的是“赤富士”時的景象。在夏日晴朗之時，太陽初升。此期刊封面中的細(xì)胞質(zhì)所含有的器官都包含于改寫版的《凱風(fēng)快晴》之中。期刊中富士山被紅日映照，山體通紅。“凱風(fēng)”則是指從南方吹來的風(fēng)，將云朵的形狀自上而下呈現(xiàn)出不同的紋理，鱗片狀的云有的似光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、有的似糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、有的似運(yùn)輸囊泡。由于《凱風(fēng)快晴》的作者葛飾北齋受印象派影響較大，而細(xì)胞器研究出現(xiàn)重大突破也是出現(xiàn)在這個時期。不論從科學(xué)或是藝術(shù)的領(lǐng)域都是中西方交流與互通的最好代表。

摘要：

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新能源的開發(fā)與利用也得到了快速的發(fā)展，但由于受到各種條件的限制，現(xiàn)階段新能源仍無法完全取代石油、天然氣的作用，因此，采油行業(yè)在我國仍有著非常大的發(fā)展前景。本篇論文主要分析并探討了采油工程技術(shù)的發(fā)展及其展望。

關(guān)鍵詞：

采油；工程技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；展望

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平、生活質(zhì)量的不斷提高，對石油能源的需求量正在不斷上升，我國石油行業(yè)得到了不斷的發(fā)展。采油技術(shù)經(jīng)過近幾年的不斷發(fā)展，化學(xué)驅(qū)油、注水開發(fā)技術(shù)得到了開發(fā)與應(yīng)用，從而在一定程度上使原油采收率、油井產(chǎn)量得到了提升，但是現(xiàn)階段還是比較低。因此，在油田的開發(fā)過程中，采油工程技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用非常重要。

1采油工程技術(shù)的發(fā)展

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)得到了不斷的發(fā)展與進(jìn)步，我國石油行業(yè)的采油工程技術(shù)經(jīng)過不斷研究與實驗實踐，也得到了不斷發(fā)展。在進(jìn)行發(fā)展的過程中，采油工程技術(shù)主要包括三個發(fā)展階段，即分層采油技術(shù)的發(fā)展、采油工程技術(shù)的突破性發(fā)展以及采油工程體制的完善。

[摘要]本文以長江大學(xué)石油工程專業(yè)大二某班為試點(diǎn)，以膠體系統(tǒng)為例針對應(yīng)用導(dǎo)向的石油工程物理化學(xué)課程改革進(jìn)行了初步探索與實踐。筆者通過啟發(fā)式教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生思考、探索和自主學(xué)的方式開展了“教師引導(dǎo)，學(xué)生主體”的教學(xué)模式，努力做到讓學(xué)生想“動”、會“動”，能“動”，培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)規(guī)律，自主尋找方法，自主探索思路、自主解決問題的能力。同時基于此次實踐存在的問題提出了優(yōu)化時間安排、優(yōu)化督促機(jī)制和及時更新教學(xué)理論等改進(jìn)方法。

[關(guān)鍵詞]膠體化學(xué)；物理化學(xué)；課程改革；啟發(fā)式方法；自主學(xué)習(xí)

社會工業(yè)化及信息化的不斷發(fā)展使對應(yīng)用型人才的需求不斷增加，應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式逐漸成為了大眾化高等教育的重點(diǎn)發(fā)展方向。工科類高校以解決生產(chǎn)和工程需求為本，以應(yīng)用和實踐為重，承載著為社會主義建設(shè)培養(yǎng)和輸送應(yīng)用型工程技術(shù)人才的重要職責(zé)，在社會發(fā)展及經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，是“工程師的搖籃”。人才的培養(yǎng)離不開專業(yè)的教育。2020年9月，總書記在科學(xué)家座談會上提到：“要堅持把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，加強(qiáng)創(chuàng)新人才教育培養(yǎng)。要加強(qiáng)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)……”。物理化學(xué)是四大基礎(chǔ)化學(xué)之一，涉及熱力學(xué)、電化學(xué)、膠體化學(xué)和動力學(xué)四大方面，主要是以物理學(xué)的理論成就為基礎(chǔ)、實驗技術(shù)為手段探索和歸納化學(xué)的一般規(guī)律及理論并應(yīng)用于求解復(fù)雜工程問題，屬于數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)相交叉的邊緣學(xué)科。該課程具有系統(tǒng)理論性強(qiáng)、邏輯變換復(fù)雜、抽象嚴(yán)謹(jǐn)、公式繁多等特點(diǎn)，但兼具啟發(fā)后續(xù)課程學(xué)和培養(yǎng)化學(xué)理論素養(yǎng)兩大功能[1]，在促進(jìn)產(chǎn)教融合中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

1物理化學(xué)課程定位

工科類專業(yè)以工程需求為本，以應(yīng)用和實踐為重。工科物理化學(xué)課程的層次介于基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間，在多數(shù)工科類高校屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要起服務(wù)專業(yè)的作用。物理化學(xué)課程具有完整的體系化特點(diǎn)，包含知識源頭的基本問題、概念、定律以及實際應(yīng)用，主要是用數(shù)學(xué)和物理學(xué)的相關(guān)方法探究化學(xué)中最具有普遍性的一般規(guī)律的學(xué)科，涉及宏觀、微觀不同尺度，動、靜不同狀態(tài)，固、液、氣不同相態(tài)，要求學(xué)生具備必要的高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、普通化學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識。該課程的教學(xué)目標(biāo)主要是讓學(xué)生建立完整系統(tǒng)的物理化學(xué)基本理論和方法的框架，使其掌握熱力學(xué)、動力學(xué)、電化學(xué)及膠體化學(xué)中涉及的實驗及普遍規(guī)律，并養(yǎng)成求真、求實的優(yōu)良品德，培養(yǎng)工程意識、科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，為從事與化學(xué)有關(guān)的工作打下堅實的理論基礎(chǔ)[2]。對于此類“綠葉型”課程，教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在基礎(chǔ)知識學(xué)和基礎(chǔ)技能培養(yǎng)等方面。實際課程內(nèi)容的取舍不應(yīng)以是否新穎前沿為依據(jù)作取舍，當(dāng)以在工程實踐中是否實際可用為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化和篩選。工科類物理化學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀主要呈現(xiàn)出以下幾個問題：(1)教學(xué)模式單一：教學(xué)以基礎(chǔ)知識灌輸為主，多采用教師為主體、學(xué)科知識為導(dǎo)向、灌輸式的程序化教學(xué)模式。講課ppt以文字居多，以理論居上，課堂氛圍過于死板，師生互動少；(2)學(xué)生重視程度不夠：由于缺乏理論與生活化物理化學(xué)案例的結(jié)合，無法有效體現(xiàn)物理化學(xué)的重要性和實用價值，吸引力不夠，易給學(xué)生造成“用處不大、多學(xué)無益”的錯覺；(3)授課周期短：授課周期受限，課程連貫性變差，課上思考、消化時間嚴(yán)重受限，學(xué)難度增大；(4)考核方式有待創(chuàng)新：學(xué)生自我約束力不夠，教師對學(xué)生又缺乏監(jiān)督，課后作業(yè)存在明顯抄襲、雷同和“作業(yè)幫”現(xiàn)象，不能做到舉一反三，導(dǎo)致了“課后都會，考試都不會”的巨大落差。美國能源情報署(EIA))最新報告顯示，2015年至2040年，石油和天然氣等化石能源繼續(xù)主導(dǎo)的全球能源消費(fèi)預(yù)計將持續(xù)增長28%。石油工程是根據(jù)油氣和儲層特性建立適宜的流動通道并優(yōu)選舉升方法，經(jīng)濟(jì)有效地將深埋于地下油氣從油氣藏中開采到地面所實施的一系列工程和工藝技術(shù)的總稱，其直接目標(biāo)是以最小代價最大限度地開采地下油氣資源，服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)。我國是油氣進(jìn)口第一大國，2020年對外依存度分別為73%和43%，而且一些關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備仍存在“卡脖子”的風(fēng)險。國內(nèi)高校石油工程專業(yè)的開設(shè)主要是為了培養(yǎng)能適應(yīng)石油戰(zhàn)略快速發(fā)展需要，專業(yè)理論基礎(chǔ)扎實，實踐能力強(qiáng)，能在石油工程領(lǐng)域從事工程設(shè)計、生產(chǎn)施工、技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研究等方面的高級應(yīng)用型技術(shù)人才。油氣采收率是衡量油氣開采技術(shù)高低的重要指標(biāo)，提高采收率技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新也是石油與天然氣領(lǐng)域永不褪色的話題。以長江大學(xué)石油工程專業(yè)為例，作為該校的老牌專業(yè)，物理化學(xué)課程的開設(shè)主要是為了服務(wù)于等油田化學(xué)原理、提高采收率原理等專業(yè)核心課程，不僅為體系和技術(shù)的創(chuàng)新提供了重要的基礎(chǔ)理論支持，也為油田化學(xué)用劑的研發(fā)和優(yōu)化指明了方向。然而受傳統(tǒng)教學(xué)模式及教學(xué)方法的限制，使物理化學(xué)這類“綠葉型”課程的教學(xué)目的無法很好達(dá)成，其服務(wù)性的作用無法得到充分體現(xiàn)，因此推行物理化學(xué)教學(xué)改革具有現(xiàn)實必要性。本文結(jié)合長江大學(xué)石油工程專業(yè)的專業(yè)目標(biāo)、學(xué)生素質(zhì)和教師水平，以膠體化學(xué)部分為例，“因地制宜”、“因材施教”地開展了物理化學(xué)改革探索與實踐，取得了一定的效果也發(fā)現(xiàn)了一些問題。

2教學(xué)設(shè)計(90分鐘)

2.1基本概念引入

[摘要]本文以長江大學(xué)石油工程專業(yè)大二某班為試點(diǎn)，以膠體系統(tǒng)為例針對應(yīng)用導(dǎo)向的石油工程物理化學(xué)課程改革進(jìn)行了初步探索與實踐。筆者通過啟發(fā)式教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生思考、探索和自主學(xué)習(xí)的方式開展了“教師引導(dǎo)，學(xué)生主體”的教學(xué)模式，努力做到讓學(xué)生想“動”、會“動”，能“動”，培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)規(guī)律，自主尋找方法，自主探索思路、自主解決問題的能力。同時基于此次實踐存在的問題提出了優(yōu)化時間安排、優(yōu)化督促機(jī)制和及時更新教學(xué)理論等改進(jìn)方法。

[關(guān)鍵詞]膠體化學(xué)；物理化學(xué)；課程改革；啟發(fā)式方法；自主學(xué)習(xí)

社會工業(yè)化及信息化的不斷發(fā)展使對應(yīng)用型人才的需求不斷增加，應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式逐漸成為了大眾化高等教育的重點(diǎn)發(fā)展方向。工科類高校以解決生產(chǎn)和工程需求為本，以應(yīng)用和實踐為重，承載著為社會主義建設(shè)培養(yǎng)和輸送應(yīng)用型工程技術(shù)人才的重要職責(zé)，在社會發(fā)展及經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，是“工程師的搖籃”。人才的培養(yǎng)離不開專業(yè)的教育。2020年9月，習(xí)總書記在科學(xué)家座談會上提到：“要堅持把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，加強(qiáng)創(chuàng)新人才教育培養(yǎng)。要加強(qiáng)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)……”。物理化學(xué)是四大基礎(chǔ)化學(xué)之一，涉及熱力學(xué)、電化學(xué)、膠體化學(xué)和動力學(xué)四大方面，主要是以物理學(xué)的理論成就為基礎(chǔ)、實驗技術(shù)為手段探索和歸納化學(xué)的一般規(guī)律及理論并應(yīng)用于求解復(fù)雜工程問題，屬于數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)相交叉的邊緣學(xué)科。該課程具有系統(tǒng)理論性強(qiáng)、邏輯變換復(fù)雜、抽象嚴(yán)謹(jǐn)、公式繁多等特點(diǎn)，但兼具啟發(fā)后續(xù)課程學(xué)習(xí)和培養(yǎng)化學(xué)理論素養(yǎng)兩大功能[1]，在促進(jìn)產(chǎn)教融合中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

1物理化學(xué)課程定位

工科類專業(yè)以工程需求為本，以應(yīng)用和實踐為重。工科物理化學(xué)課程的層次介于基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間，在多數(shù)工科類高校屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要起服務(wù)專業(yè)的作用。物理化學(xué)課程具有完整的體系化特點(diǎn)，包含知識源頭的基本問題、概念、定律以及實際應(yīng)用，主要是用數(shù)學(xué)和物理學(xué)的相關(guān)方法探究化學(xué)中最具有普遍性的一般規(guī)律的學(xué)科，涉及宏觀、微觀不同尺度，動、靜不同狀態(tài)，固、液、氣不同相態(tài)，要求學(xué)生具備必要的高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、普通化學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識。該課程的教學(xué)目標(biāo)主要是讓學(xué)生建立完整系統(tǒng)的物理化學(xué)基本理論和方法的框架，使其掌握熱力學(xué)、動力學(xué)、電化學(xué)及膠體化學(xué)中涉及的實驗及普遍規(guī)律，并養(yǎng)成求真、求實的優(yōu)良品德，培養(yǎng)工程意識、科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，為從事與化學(xué)有關(guān)的工作打下堅實的理論基礎(chǔ)[2]。對于此類“綠葉型”課程，教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和基礎(chǔ)技能培養(yǎng)等方面。實際課程內(nèi)容的取舍不應(yīng)以是否新穎前沿為依據(jù)作取舍，當(dāng)以在工程實踐中是否實際可用為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化和篩選。工科類物理化學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀主要呈現(xiàn)出以下幾個問題：(1)教學(xué)模式單一：教學(xué)以基礎(chǔ)知識灌輸為主，多采用教師為主體、學(xué)科知識為導(dǎo)向、灌輸式的程序化教學(xué)模式。講課ppt以文字居多，以理論居上，課堂氛圍過于死板，師生互動少；(2)學(xué)生重視程度不夠：由于缺乏理論與生活化物理化學(xué)案例的結(jié)合，無法有效體現(xiàn)物理化學(xué)的重要性和實用價值，吸引力不夠，易給學(xué)生造成“用處不大、多學(xué)無益”的錯覺；(3)授課周期短：授課周期受限，課程連貫性變差，課上思考、消化時間嚴(yán)重受限，學(xué)習(xí)難度增大；(4)考核方式有待創(chuàng)新：學(xué)生自我約束力不夠，教師對學(xué)生又缺乏監(jiān)督，課后作業(yè)存在明顯抄襲、雷同和“作業(yè)幫”現(xiàn)象，不能做到舉一反三，導(dǎo)致了“課后都會，考試都不會”的巨大落差。美國能源情報署(EIA))最新報告顯示，2015年至2040年，石油和天然氣等化石能源繼續(xù)主導(dǎo)的全球能源消費(fèi)預(yù)計將持續(xù)增長28%。石油工程是根據(jù)油氣和儲層特性建立適宜的流動通道并優(yōu)選舉升方法，經(jīng)濟(jì)有效地將深埋于地下油氣從油氣藏中開采到地面所實施的一系列工程和工藝技術(shù)的總稱，其直接目標(biāo)是以最小代價最大限度地開采地下油氣資源，服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)。我國是油氣進(jìn)口第一大國，2020年對外依存度分別為73%和43%，而且一些關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備仍存在“卡脖子”的風(fēng)險。國內(nèi)高校石油工程專業(yè)的開設(shè)主要是為了培養(yǎng)能適應(yīng)石油戰(zhàn)略快速發(fā)展需要，專業(yè)理論基礎(chǔ)扎實，實踐能力強(qiáng)，能在石油工程領(lǐng)域從事工程設(shè)計、生產(chǎn)施工、技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研究等方面的高級應(yīng)用型技術(shù)人才。油氣采收率是衡量油氣開采技術(shù)高低的重要指標(biāo)，提高采收率技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新也是石油與天然氣領(lǐng)域永不褪色的話題。以長江大學(xué)石油工程專業(yè)為例，作為該校的老牌專業(yè)，物理化學(xué)課程的開設(shè)主要是為了服務(wù)于等油田化學(xué)原理、提高采收率原理等專業(yè)核心課程，不僅為體系和技術(shù)的創(chuàng)新提供了重要的基礎(chǔ)理論支持，也為油田化學(xué)用劑的研發(fā)和優(yōu)化指明了方向。然而受傳統(tǒng)教學(xué)模式及教學(xué)方法的限制，使物理化學(xué)這類“綠葉型”課程的教學(xué)目的無法很好達(dá)成，其服務(wù)性的作用無法得到充分體現(xiàn)，因此推行物理化學(xué)教學(xué)改革具有現(xiàn)實必要性。本文結(jié)合長江大學(xué)石油工程專業(yè)的專業(yè)目標(biāo)、學(xué)生素質(zhì)和教師水平，以膠體化學(xué)部分為例，“因地制宜”、“因材施教”地開展了物理化學(xué)改革探索與實踐，取得了一定的效果也發(fā)現(xiàn)了一些問題。

2教學(xué)設(shè)計(90分鐘)

2.1基本概念引入

摘要：本文結(jié)合多年來在地方院校大學(xué)物理教學(xué)的實際，針對大學(xué)物理課程教學(xué)在人才培養(yǎng)中出現(xiàn)的種種問題，介紹了《大學(xué)物理》課程教學(xué)過程中逐漸形成的改革新思維，即通過大學(xué)物理教學(xué)的“四個結(jié)合”為突破口，探討如何發(fā)揮大學(xué)物理基礎(chǔ)課在高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的積極作用和課程改革的落腳點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：落腳點(diǎn)；課程教學(xué)改革；地方院校

一、引言

長期以來，不少高校對于《大學(xué)物理》課程及教學(xué)在高素質(zhì)理工科人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)地位及重要性認(rèn)識不足，甚至不少高校理工科專業(yè)在課程體系建設(shè)中，為了進(jìn)行所謂的人才培養(yǎng)方案的改革，壓縮學(xué)分，取消了大學(xué)物理的課程，或?qū)⒄n程的學(xué)分降到讓人啼笑皆非的地步。究其原因，有以下幾個方面的因素：

1.作為主管教學(xué)的院校負(fù)責(zé)人對于《大學(xué)物理》課程在人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)地位認(rèn)識不足，甚至是誤解，主要是由于他們對于人才培養(yǎng)目標(biāo)的認(rèn)識和理解都不夠。

2.作為《大學(xué)物理》課程教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)目標(biāo)的自身改革做得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，教師“固步自封”，缺少對于人才培養(yǎng)深層次的理解和認(rèn)識，缺少課程教學(xué)改革目標(biāo)的引導(dǎo)和支持。

3.《大學(xué)物理》課程對于專業(yè)人才培養(yǎng)所起到的作用由于短時間無法觀測到，結(jié)果就使得一些人形成此專業(yè)不需要學(xué)學(xué)物理的錯誤和膚淺的認(rèn)識。從大的方面說，可能會影響到幾屆甚至十幾屆畢業(yè)生在專業(yè)技術(shù)能力和創(chuàng)新能力上的嚴(yán)重缺失。

摘要：培育發(fā)展團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是我國深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革的重大舉措，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已蓬勃發(fā)展。介紹了我國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展情況和CSTM石油石化工程及裝備材料領(lǐng)域團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作情況，并借鑒國外著名團(tuán)體先進(jìn)做法，給出了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的幾點(diǎn)思考和建議，以期促進(jìn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作健康快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：石油石化行業(yè)；工程及裝備材料；團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)；良好行為

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化不斷深入發(fā)展和我國供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的不斷推進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)化在國家治理中的關(guān)鍵作用越來越凸顯，黨中央、國務(wù)院積極推動實施標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略，深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革，以標(biāo)準(zhǔn)助力我國各行業(yè)提質(zhì)增效，努力實現(xiàn)總書記描繪的創(chuàng)新發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、綠色發(fā)展、開放發(fā)展和共享發(fā)展的美好目標(biāo)[1-3]。培育發(fā)展團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是此次標(biāo)準(zhǔn)化改革的關(guān)鍵一環(huán)[1]，有助于推動行業(yè)科技進(jìn)步和高質(zhì)量發(fā)展[4-5]。2017年新修訂的《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》（2018年1月1日起施行）正式賦予團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)法律地位[6]，促進(jìn)了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的迅猛發(fā)展。截至2021年11月30日，通過全國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺開展團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作的社會團(tuán)體有5658家，公布的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)有31063項，每月新增的團(tuán)體和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量也很可觀。石油工業(yè)領(lǐng)域，中國石油集團(tuán)工程材料研究院有限公司承擔(dān)了中關(guān)村材料試驗技術(shù)聯(lián)盟石油石化工程及裝備材料領(lǐng)域委員會（CSTM/FC58）的工作，負(fù)責(zé)石油石化工程及裝備材料性能指標(biāo)及相關(guān)試驗方法的標(biāo)準(zhǔn)化工作及歸口管理。涉及材料主要包括：石油專用管材、油氣輸送管材、石油鉆采設(shè)備與工具材料、煉化設(shè)備材料、閥門材料、防腐材料、海洋工程及裝備材料等。我國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作起步晚，要趕超國外著名團(tuán)體還需繼續(xù)深化改革，轉(zhuǎn)變觀念，加強(qiáng)自身能力建設(shè)。CSTM對標(biāo)的是美國材料和試驗協(xié)會（ASTM），通過對其進(jìn)行簡介，并對我國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展提出思考和建議，希望對國內(nèi)石油石化工程及裝備材料團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展有所借鑒。

1國外著名團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展情況

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)憑借自身優(yōu)勢，可以充分調(diào)動企業(yè)主體參與標(biāo)準(zhǔn)化活動的積極性，快速反映市場需求，在美國、英國和德國等發(fā)達(dá)國家已成功應(yīng)用上百年，培育出像美國試驗與材料協(xié)會（ASTM）、美國石油學(xué)會（API）、英國石油學(xué)會（IP）、德國工程師協(xié)會（VDI）和挪威船級社（DNV）等諸多具有國際影響力的團(tuán)體組織。各團(tuán)體組織和工作程序大同小異，選取CSTM的對標(biāo)對象進(jìn)行簡單介紹。ASTM成立于1898年，是全球公認(rèn)的制定和實施自愿性共識標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)導(dǎo)者。ASTM擁有來自140多個國家的3萬多名會員，代表了制造商、用戶、試驗和檢測機(jī)構(gòu)、政府和科研院所等各相關(guān)方利益[7]。不同于API的單位會員，ASTM主要為專家會員，值得注意的是有超過一半的會員來自雇員不超250人的企業(yè)和單位。1901年，ASTM發(fā)布了第一個標(biāo)準(zhǔn)《鋼軌》，截至目前發(fā)布了超過1.25萬個標(biāo)準(zhǔn)。ASTM標(biāo)準(zhǔn)幾乎涵蓋材料試驗的各個領(lǐng)域，涉及金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料等，標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用在建筑、石油、消費(fèi)品等行業(yè)，并及時響應(yīng)納米技術(shù)、添加劑制造和工業(yè)生物技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)需求。ASTM建立了先進(jìn)的基于互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具，圍繞標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)了眾多的周邊服務(wù)。ASTM的數(shù)字圖書館（ASTMCompass®）包括海量的標(biāo)準(zhǔn)、期刊、技術(shù)論文、研究報告等數(shù)據(jù)，可方便查閱新舊版本標(biāo)準(zhǔn)的變化。圍繞石油產(chǎn)品、金屬、水泥等產(chǎn)品開發(fā)了50余項實驗室能力驗證項目，全球超過4000多家的實驗室參加了比對試驗，一半以上來自美國以外的國家和地區(qū)。圍繞石油、建筑和機(jī)械性能測試等開發(fā)了230余項培訓(xùn)課程，每年舉辦的培訓(xùn)超過100場，每年培訓(xùn)的人員超過1000人次。ASTM舉辦的國際會議和開展的認(rèn)證項目也非常有影響力。

2我國CSTM團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作思考和建議