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关键词:水库;温室气体;进展
水电作为可再生能源在带来巨大的经济效益同时,对水生态产生了巨大的改变,比如温室气体的排放问题。水库温室气体通量具有极强的时空不确定定性,涉及整个流域的碳循环。水库温室气体从水体传输到大气一般有三种途径,溶解性气体的扩散;气体浓度过饱和产生的气泡释放以及以植物作为媒介的传输。
1 国内外进展
水库温室气体的研究始于1993年,DucheminE和Lucotte M则首次对水库水-气界面上的温室气体通量进行了测定和计算[1]。Rudd等[2]最早报道了南美热带雨林地区水库CH4、CO2释放通量的观测数据,Fearnside[3]甚至认为某些热带雨林地区的水库的碳排放当量可与同等发电量的使用化石燃料电厂相,进而对水电的清洁属性提出质疑。1993年到2003年,加拿大魁北克水电管理局组织科学家在加拿大寒带地区的205个水生生态系统开展了气-水界面温室气体的总通量的测量工作,通过长期开展的水库温室气体原位监测及不同类型水生态系统的对比研究,对水库温室气体产生机制、影响因素、监测方法、实验手段等方面做出了较全面的深入分析、并得出了丰富研究成果[4]。Soumis[5]观测了美国六个水库温室气体源汇变化基本情况,包括水气界面的扩散通量和泄洪道的消气作用甲烷和二氧化碳变化,同时发现扩散通量和水体pH值具有很高的相关性。Roehm[6]测试了加拿大魁北克La Grande 2和La Grande 3两个北方水库水轮机对二氧化碳源汇变化的影响,水体溶解二氧化碳以每月一次的频率进行了为期一年的采样,二氧化碳扩散通量是采用薄边界层法进行计算的,研究结果表明消气作用在冬季和春季变化最为剧烈。FrédéricGuérin[7]在法属Guiana和巴西两个水库研究了大坝以下河流对于热带水库温室气体的的影响及所占比例,研究结果发现大坝以下河流温室气体排放在整个水库温室气体源汇变化中占据很大的比例。
国内对水库温室气体排放的研究尚处于学习和摸索阶段。国内最早从事水域温室气体研究是从湖泊、湿地、海洋开始的。针对水库水域的温室效应研究也逐渐开始开展,汪福顺等[8]从2007年7月到2008年7月在中国四个典型亚热带水库进行了温室气体监测,观测指标包括水体CO2分压及水-气界面CO2交换通量,研究结果表明在四个水库二氧化碳的源与汇随站季节而变化。喻元秀等[9]对乌江流域洪家渡、红枫湖等水库的溶解二氧化碳进行了研究,估算出了这些水库水体的二氧化碳分压的分层分布特征及其排放通量。李红丽等[10]在具有十年库龄的典型温带水库北京玉渡山水库开展了二氧化碳和甲烷的原位监测,分析了其时空变化规律。赵登忠等[11]在三峡水库附近清江流域水布垭水库开展了水库二氧化碳和甲烷的原位监测,分析了水库上空温室气体大气浓度的时空分布特征。李干蓉等[12]在猫跳河流域梯级水库开展了水库水体溶解无机碳含量及其同位素的分析研究,其研究成果表明夏季水库溶解无机碳随深度增加而增大,表层水体受藻类生物作用的影响较大,而下层水体受到有机质降解作用的影响较大,同时溶解无机碳含量从上游到下游呈现逐渐降低的变化趋势,表明河流受到大坝拦截后水化学性质产生了显著的变化,大坝建设蓄水对于河流生源碳具有一定的拦截作用。2009年,重庆大学陈槐等[13]研究了三峡水库消落带的温室气体排放问题,认为三峡水库消落带新生湿地能够释放大量的CH4气体,由此推断三峡水库可能是一个重要的CH4排放源。
2 结束语
目前国内外针对水库温室气体的大部分研究主要还是基于某些点位的研究,主要围绕水库水气界面的温室气体净通量开展。但是各个研究团体并未在研究方法上形成一致性的标准。如中科院地化所刘丛强团队在乌江流域进行的水库温室气体研究基本上是利用水化学平衡模型结合薄边界层模型来计算出该区域水库水体在水气界面的温室气体交换通量[14]。该方法所测得的值均小于国外在热带与寒带区域所测得的值,且其值相差了一个数量级。郭劲松[15]在三峡库区及其部分支流采用通量箱法进行的实地测量所得值与刘丛强研究员团队的研究结果之间也存在明显的差距,这表明不同研究方法之间所得的计算结果也存在较大的差异性。但是,针对这一现象,由于缺乏测量的方法与技术应用标准,目前尚不能确定谁的研究结果更具有说服力。这也是目前国内外在该方面的研究存在的一个急需解决的问题。
参考文献
[1]Duchemin E, Lucotte M, Canuel R, et al. Production of the greenhouse gases CH4 and CO2 by hydroelectric reservoirs of the boreal region[J].Global Biogeochemical Cycles,1995,9(4):529-540.
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[3]Fearnside P M. Hydroelectric dams in the Brazilian Amazon as sources of 'greenhouse'gases. Environmental conservation,1995,22(01):7-19.
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[9]喻元秀,刘丛强,汪福顺,等.洪家渡水库溶解二氧化碳分压的时空分布特征及其U散通量[J].生态学杂志,2008,27(7):1193-1199.
[10]李红丽,杨萌,张明祥,等.玉渡山水库生长季温室气体排放特征及其影响因素[J].生态学杂志,2012,31(2):406-412.
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[12]李干蓉,刘丛强,陈椽,等.猫跳河流域梯级水库夏-秋季节溶解无机碳(DIC)含量及其同位素组成的分布特征[J].环境科学,2009,30(10):2891-2897.
[13]Chen H, Wu Y, Yuan X, et al. Methane emissions from newly created marshes in the drawdown area of the Three Gorges Reservoir[J].Journal of Geophysical Research: Atmospheres(1984-2012),2009,114(D18).
[14]刘丛强,汪福顺,王雨春,等.河流筑坝拦截的水环境响应――来自地球化学的视角[J].长江流域资源与环境,2009,18(4):384-396.
现阶段,我国在供电行业中运用无人值班变电站的数量越来越多。随着这种技术的深入发展,带电进行监测作业技术和在线监测变压器技术,得到了不同程度的推广和运用。对变压器运行状态判断的核心目的是记录、分类和评价变压器的信息。当变压器出现故障时,可以及时根据记录信息进行修理,在笔者看来,运行状态的分析是进行检测修理的基础。利用变压器运行状态分析技术,可以实时掌握变压设备的运行,为供电系统提供早期故障的报告。
1 使用油色谱分析技术进行变压器分析的必要性
在运用油色谱分析技术进行变压器故障判断时,需要先从处于运行状态的变压器本体中抽取油样,然后对油样中所包含的气体进行分离分类,最后根据分析出来的结果报告来进行变压器运行状态的判断。一般情况下,可以得出变压器故障的原因以及故障类别。当变压器处于正常运行状态时,其中的油样应当只含有较少的一氧化碳、二氧化碳、氧气和氮气等空气常见物质。当变压器处于故障状态时,油样中的物质会发生分解反应,产生氢气和烃类气体,这种故障一般是由变压器内部温度过高、受潮和放电反应导致的。
在进行故障判断时,通常是将产生的烃类气体提取出来,进行油样色谱分析。这种分析方式能为供电系统提供早期的变压器故障报告,是保障变压器正常运行的重要方式。当变压器内部的油样出现上述问题时,此时的机械故障还属于初级阶段,不会对供电质量产生较大影响,所以不能用电气试验进行检测。与电气试验相比,油色谱分析法就更为实用,它能准确、灵敏地发现变压器的运行故障问题。这种速度是电气试验不能达到的,正因为它的诸多优势,能迅速、准确的找到问题,才能在电器行业大面积推广使用起来。
2 运用油色谱分析技术进行变压器故障分析
根据笔者的调查,一般情况下,变压器内部的故障原因可以分为两类,一种是放电反应,另一种是过热反应。在过热反应中,可以按照温度的大小,分为高温过热、中文过热和低温过热三种。在放电反应中,可以按照性质的不同,分为火花放电、电弧放电荷局部放电三种。
2.1 过热反应
产生过热反应故障的原因有三种,分别是导体故障、电磁路故障和触点接触不良故障。如果过热故障没有涉及到固体绝缘的状况时,油样中产生的气体分子主要是相对质量较小的烃类气体。以甲烷这种物质为代表,参杂有,这两种物质相加之和通常情况下是整个烃类气体的80%作用。当故障点的温度比较高,一般情况下高于500 ℃时,氢气和的含量会急剧增加。当严重过热时,一般情况下温度高于800 ℃。油样中的含量会下降。当故障点的温度较低时,甲烷的含量最多。如果涉及到固体绝缘,产生过热现象时,油样中产生的气体除了上述说的之外,还有一氧化碳和二氧化碳。
2.2 放电故障
对于放点故障来说,可以分为火花放电、电弧放电和局部放电三种。
①火花放电。这种放电现象主要是由一种间歇性的放电故障引起的。按放电能量来划分,属于低能放电的范畴,油样中产生的气体总烃量较低。气体的主要成分是和氢气,紧随其后的是甲烷和。间歇性放电故障包括几种,按照性质来划分,大致可以分成开关拨叉悬浮电位放电、铁芯接地不良引发的悬浮电位放电等。
②电弧放电。这种放电现象主要是由于层间和现匝之间绝缘被击穿、过电压引发变压器内部闪络、分接开关飞弧、电容屏被击穿等原因。在这种故障现象中,油样的主要成分是氢气,紧随其后的是甲烷。
③局部放电。这种放电现象主要是由于绝缘材料内部被电流击穿,造成局部短路的放电现象,按照性质来划分,可以分为油中气泡放电和气息放电两种。产生这种放电现象的主要原因是外界环境过于潮湿,使变压器设备受潮,或者是变压器在生产过程中,工艺不精和维护工作错误引起的。在这种故障现象中,油样的主要成分是氢气,紧随其后的是甲烷。
3 产生故障的原因
3.1 故障分析
基于上述所说的相关规定,油色谱分析技术的数据主要有两类,第一类是特征气体的产生速度,产生气体的速度可以分为相对产气体速率和产气体速率。另一种是特征气体在油样中的含量,接下来以笔者调查的某单位为例来分析故障原因。笔者将两种数据特征气体含量总结归纳见表1。
特征气体的产生速率的单位是ml/d,通过这个计量单位我们可以知道,产生速率就是某个特征气体一天之内的平均值。这种计算公式如下:
?酌?驻=■
公式中,C2-C1是两次抽取油样中气体的含量,cm3;
?驻L是两次抽取油样的时间间隔,d;
M代表变压器中设备的总体油量,ml;
?籽代表油的密度,是一个固定常数。
此单位产生特征气体的绝对速率注意值总结见表2。
产生气体的速率,也就是每个月内油量中某个特征气体的含量增加的值,与原来的含量值报分数的平均值,计算公式如下:
?酌?驻=■×■×100%
其中,C2和C1是两次取样的气体含量,cm3;?驻L是两次取样的时间间隔,d。
3.2 故障判断
根据上述所说的特征性气体含量的分析,我们可以进行故障性质判断。
①这个电厂车间如果变压器内部的油样中氢气的含量较高,根据上述所说的判断方法,可以得出,变压器主要是受外部潮湿的影响。
②这个变压器油样中如果总体烃类含量中,甲烷占据的比重较大。除此之外,还掺杂有氢气的产生,根据上述所说的判断方法,我们可以得出,这种故障原因属于低能量、低密度的放电故障。站在放电类别的角度来论述,属于局部放电范畴。
③这个变压器油样中如果产生的气体中存在乙烷,根据上述所说的判断方法,可以得出这种故障现象属于火花放电和电弧放电故障。
④这个变压器油样中如果产生的气体中乙烷的含量较高,根据上述所说的判断方法,可以得出这种故障现象属于过热性故障的范畴。
⑤这个变压器油样中如果产生的气体中一氧化碳和二氧化碳的含量较高,那么基于故障分类来说,有以下几种原因:
第一种可能属于电故障和热故障部位中绝缘介质参杂了进去。这样就会使油样中出现一氧化碳和二氧化碳。
第二种可能是变压器处于运行过程中,油样吸收了空气中的二氧化碳。
第三种可能是绝缘物质发生老化现象,或者是油样中发生了氧化反应,促使油样中一氧化碳和二氧化碳的含量处于较高的状态。
应当注意的是,上述笔者对于一氧化碳和二氧化碳的含量没有进行严格的规定,注意值也没有同意,这只是一种粗略的规定方式。对于开放式的变压器来说,油样中二氧化碳的含量不超过300 ml/l时,就证明变压器处于正常运行的状态。对于使用时间较长的变压器来说,在较为恶劣的环境下,变压器油样中一氧化碳和二氧化碳值稍稍高出标准值,这属于正常现象。
4 结 语
变压器运用了油色谱分析技术,对监测处于运行状态中变压器内部是否处存在潜在的运营故障因素来说,具有很重要的作用。在笔者看来,油色谱分析技术是保障变压器运营安全的重要途径,但是油色谱分析技术同样具有不全面型,所以不能单凭这种分析技术来判断变压器故障类型。在判断时,我们应当考虑检修状态和电气试验结果的因素,将三者综合起来利用,才能对变压器故障类型做出较为完善的分析结果。
参考文献:
【关键词】变压器故障;色谱分析;在线监测;绝缘油
1.研究背景
电力变压器不仅属于电力系统中最重要和最昂贵的设备之列,而且也是导致电力系统事故最多的设备之一。因此,国内外相继都在研究以在线监测为基础的预知性维护策略,以便实时或定时在线监测与诊断潜伏性故障或缺陷。变压器在发生突发性事故之前,绝缘的劣化及潜伏性故障在运行电压下将产生光、电、声、热、化学变化等一系列效应及信息。
2.油色谱分析法的优势
油色谱分析法的最大优势就是预测故障和检测故障均不要求变压器停电,只将变压器油取回到实验中用色谱仪进行分析,不仅不受现场复杂电磁场的干扰,而且可以发现油设备中局部性过热等缺陷,即可进行分析和检测变压器内部是否存在故障及故障的性质、严重程度等。因此,维护、运行部门普遍认为用色谱法分析变压器故障是一种重要的有实际意义的方法,从预防性检修制形成以来,得到了广泛的应用。
3.变压器故障的类型及判断原理
变压器绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸,变压器在故障下产生的气体主要是来源于油和纸的热裂分解,气相色谱分析就是根据故障时产生的气体在绝缘油中含量的多少,判断其故障类型。
3.1过热性故障
3.1.1裸金属过热
如果设备内的热量只引起绝缘油的分解时,一般称为裸金属过热。它包括分接开关接触不良、引线和分接开关的连接处焊接不牢,铁心多点接地或局部短路等。油中气体的特征是烃类相应增多,其中甲烷和乙烯是特征气体,二者之和一般为总烃的80%以上,当故障点的温度较低时,甲烷所占比例大;随着温度升高,乙烯比例有所增加。此外,氢气也急剧增高,但没有烃类气体增长速度快。当严重过热时也会产生少量乙炔气体,但不超过总烃的 6%。
3.1.2固体绝缘过热
当较高温度的过热涉及固体绝缘材料时,除产生较多的低分子烃类气体外,还产生一氧化碳和二氧化碳。
3.1.3低温度过热
变压器长期过负荷或其他原因使绕组的固体绝缘长期承受低温度的大面积过热,在该温度下,油不甚分解,而只出现由于长时间低温度过热加速绝缘纸的碳化而产生一氧化碳和二氧化碳,其中一氧化碳反映故障涉及固体绝缘的特性强些。
3.2放电性故障
3.2.1高能量放电(电弧放电)
是指线圈匝间、层间绝缘击穿,过电压引起内部闪络,引线断裂引起的闪络,分接开关飞弧和电容屏击穿等引起电弧放电故障。这类故障产气急剧,产气量大。其故障特征气体主要是乙炔(占总烃20%-70%)和氢气,其次是乙烯和甲烷。由于故障能量较大,所以总烃很高。如果涉及固体绝缘一氧化碳也相对较高。
3.2.2低能量放电(火花放电)
这是一种间歇性的放电故障。如铁芯片之间、铁芯接地不良、铁芯与穿芯螺丝接触不良等造成的电位悬浮放电。其主要气体成份也是乙炔和氢气,其次是乙烯和甲烷气体。但由于故障能量较小,一般总烃不太高。
3.2.3局部放电故障
常发生在油浸纸绝缘中的气体空穴内或悬浮带电体的空间内,该类放电产生的特征气体是氢气,其次是甲烷,当放电能量密度高时,也会产生少量的乙炔气体)一般不超过 2%。无论是哪一种放电,只要有固体绝缘介入时,都会产生一氧化碳和二氧化碳气体。
3.3受潮
变压器内部进水受潮时,除油中水分和固体绝缘中存在气隙而发生局部放电,从而产生氢气外,还因水分在电场作用下的电解作用和水与铁的化学反应,也均可产生大量的氢气。因此,变压器内部进水时氢气的含量较高。
3.4内部故障
在判定变压器内有无故障时,首先将气体分析结果中的几项主要指标 (氢气、乙炔、烃) 与《变压器油中溶解气体分析与判断导则》推荐的注意值进行比较。当油中气体含量任一项超过注意值时,都应引起注意。但是《导则》所推荐的注意值不是划分设备有无故障的唯一指标,而应与历次数据比较。如没有历次数据,则需确定一个适当的检测周期进行跟踪分析。而最终判断有无故障时,主要应在气体含量绝对值的基础上追踪分析考察特征气体的增长速率。
4.常见问题及解决方法
以相对产气速率(即每月某种特征气体的含量增加原有值的百分数的平均值)用来判断充油电气设备内部状态时,总烃的相对产气速率大于 10%时应引起注意。如油的色谱分析中,各成分气体的含量有增加趋势或已超过注意值就应观察产气率,根据《导则》中三比值法,初步判断可能存在过热或放电性故障。
在采用特征气体法的同时,结合三比值法进行判断比较可靠;当变压器内部存在过热性故障时,可以采取跟踪分析的方法,考察过热特征气体的比率及烃类气体的相互关系,考察相对产气速率,并根据一氧化碳与二氧化碳的比值判断过热是否涉及固体绝缘材料,是能够准确判断变压器故障性质的。
5.结束语
利用气相色谱分析变压器油的气体成分及其含量,能够使技术人员充分掌握并监测变压器的运行状态,能够提前知道变压器内部是否存在潜伏性故障,即在变压器运行中(不停电、不吊芯的情况下),通过常规检测及色谱分析就可以把变压器内有无故障、有什么样性质的故障诊断出来,这对于变压器的维护保养起到关键性的指导作用,从而更好地保证电力系统的安全运行。
【参考文献】
[1]张利刚.变压器油中溶解气体的成分和含量与充油电力设备绝缘故障诊断的关系[J].变压器,2000,37,(3):39-42.
[2]岳章华,钟建灵,江健武.变压器油中溶解气体在线监测系统的应用.广东电力,2000,21,(1):32-34.
关键词:变压器油中溶解气体故障判断
随着变压器运行时间的延长,变压器可能产生初期故障,油中某些可燃性气体则是内部故障的先兆,这些可燃气体可降低变压器油的闪点,从而引起早期故障。
变压器油和纤维绝缘材料在运行中受到水分、氧气、热量以及铜和铁等材料催化作用的影响而老化和分解,产生的气体大部分溶于油中,但产生气体的速率是相当缓慢的。当变压器内部存在初期故障或形成新的故障条件时,其产气速率和产气量则十分明显,绝大多数的初期缺陷都会出现早期迹象,因此,对变压器产生气体进行适当分析即能检测出故障。
1、变压器油中的气体类别
气相色谱法正是对变压器油中可燃性气体进行分析的最切实可行的方法,该方法包括从油中脱气和测量两个过程。矿物油是由大约2871种液态碳氢化合物组成的,通常只鉴别绝缘油中的氢气(H2)、氧气(O2)、氮气(N2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、乙烷(C2H6)、二氧化碳(CO2)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)9种气体,将这些气体从油中脱出并经分析,证明它们的存在及含量,即可反映出产生这些气体的故障类型和严重程度。油在正常老化过程产生的气体主要是一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2),油绝缘中存在局部放电时(如油中气泡击穿),油裂解产生的气体主要是氢气(H2)和甲烷(CH4)。在故障温度高于正常运行温度不多时,产生的气体主要是甲烷(CH4),随故障温度的升高,乙烯(C2H2)和乙烷(C2H6)逐渐成为主要物征气体;当温度高于1000℃时(如在电弧弧道温度300℃以上),油裂解产生的气体中含有较多的乙炔(C2H2),如果故障涉及到固体绝缘材料时,会产生较多的一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。
2、如何判断电气设备的故障性质
运用五种特征气体的三对比值判断电气设备的故障性质:
(1)C2H2/C2H4≤0.10.1<CH4/H2<1
C2H4/C2H6<1时,属变压器已正常老化。
(2)C2H2/C2H4≤0.1CH4/H2<0.1
0.1<C2H4/C2H6<1时,属低能量密度的局部放电,是含气空腔中的放电,这种空腔是由于不完全浸渍、气体饱和或高湿度等原因造成的。
(3)0.1<C2H2/C2H4<1CH4/H2<0.1
0.1<C2H4/C2H6<1时,属高能量密度的局部放电(除含气空腔的放电),导致固体绝缘的放电痕迹。
(4)1<C2H2/C2H4<30.1<CH4/H2<1
C2H4/C2H6>3时,有工频续流的放电、线圈、线饼、线匝之间或线圈对地之间油的电弧击穿。
(5)C2H2/C2H4≈30.1<CH4/H2<1
C2H4/C2H6≈3时,属低能量的放电,随着火花放电强度的增长,特征气体的比值逐渐增加到3,故障可能是悬浮电位体的连续火花放电或固体材料之间油的击穿。
(6)C2H2/C2H4≤0.10.1<CH4/H2<1
1<C2H4/C2H6<3时,属低于150℃的热故障,气体主要来自固体绝缘材料的分解,通常是包有绝缘层的导线过热。
(7)C2H2/C2H4≤0.11<CH4/H2<3
C2H4/C2H6<1时,属300℃以下的低温热故障。
(8)C2H2/C2H4≤0.11<CH4/H2<3
1<C2H4/C2H6<3时,属300~700℃的中温热故障。
(9)C2H2/C2H4≤0.11<CH4/H2<3
C2H4/C2H6>3时,属高于700℃的高温热故障。
造成(7)、(8)、(9)的主要原因是由于磁通集中引起的铁芯局部过热,在实际中出现没有包括的比值组合,可能是过热和放电同时存在或有载调压变压器的切换开关油室渗漏。
3、发生内部故障时的处理
(1)取油样观察,有无悬浮颗粒,有无芳香气味等外观检查和油中溶解气体的色谱分析。
(2)考察故障的发展趋势,也就是故障点(如果存在的话)的产气速率是与故障消耗能量大小,故障部位,故障点的温度等情况有关。
【关键词】化学 导入 实验 学法 生活
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)08-0125-01
新课程对教师提出了严峻挑战,要求教师不能照本宣科,应根据学生的学情与时俱进。教师要运用新课程改革的理念指导教学活动,让课堂充满激情和活力,让课堂教学更精彩。
一 先声夺人,注重课堂导入
导入是课堂教学的起始环节,是教师引导学生迅速进入课堂学习状态的活动方式。目的是尽快消除课间学生心理杂念的干扰、集中学生注意力、激发学生的学习兴趣、刺激学生的学习欲望。教师在导入情境时要结合内容,把深奥的理论知识用通俗易懂的形式呈现给学生,让学生在导入的情境中树立信心,使学生产生一种非弄清不可的探究心理。无论是新授课,还是复习课、实验课,每一节课都要讲究课堂导入艺术,注意调动学生学习的积极性,传导师生间的情感,为课堂教学创造和谐的气氛。课堂教学情境的创设可以利用化学实验、多媒体、生活体验、知识竞赛、化学故事等。例如在燃烧与灭火的教学中,我是这样导入的:20世纪初,人们死后葬于山坡,地下尸体腐烂后分解出一些物质如PH3等,能在空气中自发地燃烧形成蓝色的火焰,自燃产生的火焰随风飘动,这种现象发生在坟地中,便被传为“鬼火”。实际上鬼火是PH3等物质的自燃,是一种由缓慢氧化引起的自发燃烧。然后我趁热打铁问学生:“燃烧有几种情况?需要什么条件呢?”这样激发了学生的学习欲望。现代心理学的研究表明,恰当的教学情境能使学生产生愉快的学习情绪,注意力很快集中,提高大脑的活动效率,起到事半功倍作用。
二 重视实验教学,激发学生学习兴趣
著名化学家戴安邦先生说过:“加强实验,无论如何都不过分。”化学作为一门自然科学,实验是化学学科的首要特征。化学实验既是化学课程的重要学习内容,又是进行科学探究的重要途径,也是设置、呈现教学情境的基本素材和方法。化学实验对学生有很强的吸引力,学生的心灵就像一颗需要点燃的火种,一旦产生了兴趣,再困难,再繁重的学习任务对他们来说都不再是负担,而是一种享受,他们就会产生自主的求知欲望。因此,充分利用化学实验的内容创设问题情景,引导学生通过实验观察、记录、分析及数据的处理获得感性信息,去思考、讨论、探索问题,并由此引发连贯性的问题意识,激发学生积极的学习动机,不断培养其学习化学的兴趣和良好的观察、思维能力。例如在探究二氧化碳的化学性质时,为了探究二氧化碳能与水反应生成具有酸性的物质,我设计两个方案:A方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中,观察溶液的颜色变化;B方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥的小花,分别喷稀醋酸、喷水、直接放入二氧化碳中、喷水后放入二氧化碳中,观察对比得出结论。学生通过动手实验、验证后就会理解有关的知识。
三 加强对学生的学习方法的指导
教学是教与学的双边活动,教师的教,只有通过学生的学,才能起作用见效率。“授人以鱼,不如授人以渔”,指导学生学习方法,使学生成为学习的主人,对于提高课堂实效性是十分重要的。只有加强对学生学习方法的指导,才能让学生有持续性学习的能力,才能成为终身“捕鱼”的人,而不是被动地接受“鱼”。在化学课堂前,我让学生先预习,列出提纲,发现问题,带着问题听课。学生听课时,要让学生做到“眼到、耳到、手到、心到”。动耳听清知识的来龙去脉;动脑加以分析、归纳,将知识加以整理以便加强记忆。例如在二氧化碳和氧气的实验室制取的分组实验后,我和学生共同总结实验室制取气体的一般思路和方法:(1)确定制取气体的化学反应原理,既在实验室的条件下(常温、加热、高温、加催化剂等)选择药品,注意是固体还是液体,通过什么反应制取这种气体。(2)确定制取气体时应采用的实验仪器,若是固体与固体需要加热的与实验室用高锰酸钾制取氧气是一样的发生装置;若是固体与液体不需加热的与实验室制取二氧化碳是一样的发生装置。收集装置根据气体的密度和溶解性确定。(3)确定如何验证制取气体就是所要制取的气体。
四 开展丰富多彩的课外活动