自动监测与简易监测技术教学课件

第十章自动监测与简易监测技术概述环境中污染物质的浓度和分布是随时间、字间、气象条件及污染源排放情况等因素的变化而不断交化的。由于定时、定点人工采样测定结果不能确切反映污染物质的动态变化规律,20世纪70年代初,一些国家或地区相继建立起了常年连续工作的大气污染自动监测系统和水质污染连续监测系统,使环境监测工作向连续自动化方向发展;同时出现了简易监测仪器和技术。自动监测与简易监测技术第十章自动监测与简易监测技术概述环境中污染物质的浓度和分布是随时间、字间、气象条件及污染源排放情况等因素的变化而不断交化的。由于定时、定点人工采样测定结果不能确切反映污染物质的动态变化规律,20世纪70年代初,一些国家或地区相继建立起了常年连续工作的大气污染自动监测系统和水质污染连续监测系统,使环境监测工作向连续自动化方向发展;同时出现了简易监测仪器和技术。第一节空气污染连续自动监测系统一、系统的组成及功能子站1中心站空气质量境打印机蓝测仪微广电合1电台机H绘图机于站2校准设备右磁带机磁盘机子站4子站3系统的组成及功能(1)监测中心站的主要功能:①向各个子站发出工作指令,管理子站的工作,如开机、停机、校对检测仪器等;②定时收集各子站的监测数据,并进行数据处理和统计检验③打印各种报表,绘制污染分布图;④将各种监测数据贮存到磁盘或光盘上,建立数据库,以便随时检索或调用;⑤当发现污染指数超标时,向有关污染源行政管理部门发出警报,以便采取相应的对策。当前，我国教学体系已经发生重大变革，应试教育逐渐朝着素质教育方向发生转变，教学方式与教学理念发生变革。初中化学是初中阶段极其重要的一门学科，对培养学生树立正确的化学思维与化学学习态度，提高学生的思维能力与逻辑能力具有十分重要的推动作用。尤其在新课改的深入推动下，教学观念、教学方法、教学手段等得到全面改革，按部就班的教学体系逐渐被打破，取而代之的是全新的教学形式。然而依据笔者的分析与探究，当前初中化学教学中仍存在非常多的缺陷，需加强分析与关注。一、现阶段初中化学教学中存在的问题1.教师思想落后。现阶段初中化学教学中存在最为明显的一个问题便是教师思想落后，未真正把握好新课改的要求，全新的教学思维与教学思想未发生重大变革，甚至部分年龄较大的化学教师不适应新的教学方法，在教学过程中仍残留着传统的教学模式，导致实际教学过程中无法真正满足素质教育的基本要求。2.课程与教材设置不合理。从当前初中化学教学现状分析可以清楚地了解到化学教师配备不够，化学教材设置不合理，基本上是一名化学教师需要带3―5个班级，如此一来则会导致化学教师的压力提升，即便是化学教师的素质再高，专业能力再强也无法做到面面俱到，长此久往，则无法对学生掌握化学知识有所了解，对化学教学质量产生较大的影响。另外，化学教材问题也比较严峻，现阶段初中化学在教材的知识体系与结构体系上变化比较快，导致化学教师对教材内容把握得不够充分。3.缺乏齐全的实验设施。众所周知，化学教学的好与坏不仅取决于教学方法，更重要的是化学实验教学，化学实验是化学课程的灵魂与精髓，是化学教学中必不或缺的组成因素，当前为遵循新课改的基本要求，在每一个年级、每一个学期都会设置实验课程，利用实验课程实现对理论知识的补充，加深学生的学习印象，但是当前化学实验教学中主要存在的问题便是实验设备欠缺，甚至出现实验设施破损与陈旧的现象，这样会增加化学实验课的难度，因此，需积极完善化学实验设施。二、初中化学教学的发展策略与措施1.积极提高初中化学教师的素质。因当前诸多化学教师仍存在“师本位”现象，导致化学教学面临阻碍与影响，要想真正改变这一发展局面，需提高初中化学教师的素质，让化学教师能够放下身段，积极融入到学生之中，能够在教学中获得主体地位。除此之外，因部分地区的化学教师未充分把握新课改的基本要求，对教学质量造成限制，所以面对这种情况需从实际角度出发，加强对化学教师的培训与教育，将化学教师的基本素养与专业技能与绩效考核关联，让化学教师能够树立“德高为师”的良好意识，提高化学教师的自律能力。2.积极改变传统的教学方法。现如今，传统的教学方法已经无法满足时代发展的需要，在进一步满足新课改的发展要求，需要求化学教师改变传统教学方式，应用全新的、先进的教学方式，比如探究式学习、自主学习模式、多媒体教学、情景融入教学。这样一来不仅可以提高学生的主动性，并且能够让学生参与到问题情景之中，在激发起学生学习积极性的同时也将学生从传统的被动学习转变为主动学习。3.加强师资力量的投入。在初中化学教学中师资力量占据了重要的地位，化学教师自身素质的高低对教学效果起到十分重要的推动作用，在当前新形势下学校需要加大师资力量的投入，并积极引进高素养、高水平的化学教师，避免“客串教师”占据大比例。另外因化学教学离不开实验教学，所以需要加大实验教材的投入，严格按照教学大纲与教材内容，为学生配备相应的实验教材，如此一来，便可以实现理论与实践的结合，从而提高化学教学质量。4.完善化学教学评价方式。如果仍旧采取传统的评价方式对学生进行评价是无法满足初中教育需求的，要想增强教学水平，需根据实际情况制定一套符合实际教学的评价体系，可以采取教师评价、学生评价或者两者相结合的评价模式，保证评价方式的多元化，避免评价方式的单一性，也不仅从学生的学习成绩出发，需要对学生掌握知识能力、化学实验课程表现、日常学习情况等角度出发，对学生的学习态度、学习能力以及学习效果进行评价。笔者相信，只要应用多角度且多层次的评价方式，才能真正提高初中生的化学成绩，提高学生对初中化学的学习兴趣。数学的创新能力是数学家的创造性设想和发现所表现出来的独特性，而主要是表现在学习数学过程中善于独立地思考与分析，提出设想或猜想，具有探索与创新的精神.数学的创新能力总是善于发现问题内在的新关系，能够敏锐地提出非同寻常的设想与解法，具有超常、超群、超前的特性.一、训练学生反应速度学生听课的反应速度是思维敏捷度和深刻性等思维能力的外在体现，而思维能力又是创新能力的基础.训练学生思维速度在高中数学教学实践中可以结合课堂提问艺术、兴趣教学法等多种方式，通过调动学生学习积极性来训练他们的反应速度.比如背诵公式，通过击鼓传花的方式，传到谁，谁必须在一分钟之内完整地背出两个公式；又比如提问，教师可以在课堂上随机点名提问，但问题需要设计得循序渐进.这种快速提问、快速回答的方式对学生的思维敏捷度也是非常有效的锻炼.另外，学生对课堂产生兴趣，也是激发学生思维能力的有效措施，正如托尔斯泰所说：“成功的教学所需要的不是强制，而是激发学生的学习兴趣.”例如：在教学“等比数列的通项公式”时，不妨以实例设疑导入，提出一个通俗而有趣的问题：用一张厚度为0.1毫米的报纸对折100次有多厚？学生们虽然不能具体说出多厚，但都会说，没多厚，几米吧！这时告诉他们这比珠穆朗玛峰还要高，他们就会很诧异，感觉不可思议，于是就聚精会神地去听下面的知识.这也是对思维敏锐度的一种训练，其原因是调动了学生的兴趣，进而激发了他们思维的潜力.二、树立创新的信心和勇气教学中我们要重视培养学生的自信心，保护学生的好奇心，对学生提出的一些独到的想法，不要轻易地否定.那些看起来似乎很离奇的，甚至出乎老师意料之外的想法，恰是学生在瞬间产生的创新思维的火花，这是学生为战胜困难而进行的思维上的创新.例如：在教学“圆锥曲线”中，当学完椭圆、双曲线与抛物线后，有学生会提出这样的疑难问题：在这三种曲线中，只有双曲线才有渐近线，我们可以利用渐近线画图，那么能否利用渐近线去解决问题呢？这时不妨借机来启发一下学生，渐近线是两条直线，它在直线中斜率是非常重要的，在画图的过程中，就会发现双曲线的开口大小是随着渐近线的斜率变化而变化的，因此，可以用渐近线的斜率来判断直线与双曲线的交点.这个问题就这样被轻松地解决了.我们在创新这个问题上应面向全体学生，体现学生的个体差异，不是只有成绩优秀的学生才有创新能力，应该给每一名学生创新的机会.特别是那些平时较少发言的同学，使他们也积极地参与到创新活动中来.在开展小组合作探究创新活动时，要注意观察他们的行为，防止部分优秀的学生控制和把持着局面，要注意引导让每一名学生都有参与探究活动的机会，让每一名学生都能分享与承担探究的权利与义务.三、注重探究知识的形成过程认知结构理论认为，学习不是由教师向学生传递知识，而是学生自己建构知识的过程.要培养学生的创新能力就必须发挥学生的“主体”作用.数学发展史也表明，数学知识的形成和发展这本身就是人们创新活动的结晶，所以，在教学中我们应当把这种创新过程艺术性地展现在学生面前，让学生亲身体验，把教学立足点放在使学生了解数学知识产生的背景、知识产生的缘由，以及知识之间的联系上，构建知识体系，实现认知结构的整体优化，为创新能力的形成打下基础.例如：在教学“正弦函数、余弦函数的性质”时，就先复习函数的基本性质，以及在学习指数函数和对数函数时，是如何讨论这两个特殊函数的，再引导学生对于正弦函数和余弦函数这两个特殊函数应该如何研究其性质.经过这样的引导，学生就能结合学过的正弦函数和余弦函数的图像，根据其图像得到定义域、值域、单调性、奇偶性等，再让学生认真观察图像，不难发现其图像很有规律，但是不能很准确地表达出来，这时再引入函数周期的概念以及对称性.这样学生就能很好地掌握了正弦函数和余弦函数的性质，再引导学生总结探讨的过程，得出研究任意函数性质的一般方法.四、帮助学生提高自学能力自学是重要的学习方式之一，教师应鼓励学生自学并给予必要的帮助与指导，使学生提高自学能力，同时也获得创新能力.例如：在进行研究性课题“欧拉公式的发现”学习中，提出这样的疑问：在当时很多数学家中，为什么只有欧拉能发现？他是否在观念与方法上进行了创新？对一个多面体，人们一直认为是由“面”组成的不变形“钢体”，但欧拉却跳出前人的窠臼，认为多面体的面是由弹性十分好的橡皮薄膜做成的，这样可充气使其连续变形.把多面体沿着一条棱撕开，这样多面体的顶、面、棱之间的关系就是：V+F-E=2.从这个过程发现，欧拉能发现这个公式，就是在观念上作了创新，认为多面体的面不是“钢体”不变，而是橡皮薄膜可以伸展.其次是进行了观念与方法的创新，他把多面体当作一种玩具，向其中充气，然后撕开.在观念与方法上都进行了创新，这是欧拉公式产生的主要原因.这个例子是开拓学生创新思维的最典型范例.教学中对学生创新思想和行为评价上要给予宽泛，让每一个合乎情理的新发现都得到认可，不在乎这个问题及其解决问题的办法是否被别人做过，关键在于解决问题的办法对于学生个人来说是否新颖，是否有观念与方法上的突破.【第一节空气污染连续自动监测系统一、系统的组成及功能子站1中心站空气质量境打印机蓝测仪微广电合1电台机H绘图机于站2校准设备右磁带机磁盘机子站4子站3系统的组成及功能(1)监测中心站的主要功能:①向各个子站发出工作指令,管理子站的工作,如开机、停机、校对检测仪器等;②定时收集各子站的监测数据,并进行数据处理和统计检验③打印各种报表,绘制污染分布图;④将各种监测数据贮存到磁盘或光盘上,建立数据库,以便随时检索或调用;⑤当发现污染指数超标时,向有关污染源行政管理部门发出警报,以便采取相应的对策。(2)监测子站(两类)的主要功能:①计算机按预定的监测项目进行监测;②按一定的时间间隔采集和处理监测数据;③将收集到的数据按不同的需要进行显示、打印和短期储存;④通过本站的无线电接受总站的工作并按总站的要求向总站传送检测数据。二、子站布设及监测项目)子站数目和站位选址监测子站的数目和地址的选择取决于监侧目的、监测范围和监测地区内的地形条件、气象条件和污染物分布情况。通常要求设在地理条件好、交通方便、水电设施齐备的地方。(二)监测项目监测空气污染的子站监测项目分为两类:一类是温度、湿度、大气压、风速、风向及日照量等气象参数;另一类是二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧、总碳氢化合物、甲烷烃、非甲烷烃等污染参数空气自动监测系统的监测站分为I类测点和Ⅱ类测点I类测点测定项目见下表;Ⅱ类测点的测定项目可根据具体情况确定。必测项目选测项目二氧化硫臭氧氮氧化物总碳氢化合物氧化碳可吸入颗粒物或总悬浮颗粒物三、子站内的仪器装备子站内装备有自动采样和预处理系统、污染物自动监测仪器及其校准设备、气象参数测量仪器、环境微机及其外围设备、信息收发及传输系统等。图10-2为某市地面空气连续自动监测系统子站仪器装备的框图。环境微机厂磁带机打印机象SP测仅监测仪No临测国监唧|}空气控制器「动态校准设备四、空气污染自动监测仪器)仪器选型干法仪器:结构简单,测定准确可靠,维护量小,一种仪器可以测定两种以上组分等特点湿法仪器:复杂·干洪位器取代混法仪器国别测定方法