膜分离法及其在生物工程中的应用课件2

膜分离法及其在生物工程中的应用膜分离法及其在生物工程中的应用膜分离法及其在生物工程中的应用第五章膜分离法及其在生物工程中的应用MembraneSeparation)本章主要内容概述膜分离过程类型及膜材料膜组件四、浓差极化与膜污染及清洗方法五、膜分离法的应用探究学习是一种多层面的活动，它涉及到提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素，是以人为本，培养能力，提高素质，重视过程和方法的发展性学习。义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨，把科学探究作为课堂教学的主旋律贯穿在化学学习的全过程。因此，在化学教学中应通过各种途径，注重对学生探究能力的培养。1.激发兴趣，诱发探究动机1.1教学过程中，努力激发学生学习兴趣，让学生有一个轻松愉快的心情进入多采多姿的与人类息息相关的化学世界，对自己感兴趣的化学知识积极地去认识、探究，从而诱发学生的探究动机。1.2学习中努力挖掘教材、注重收集生产、生活中的化学素材，创设故事情景、问题情景、魔术小实验等，造成悬念，以引起学生的注意。如学习"二氧化碳"时，创设问题：你知道自然界中二氧化碳是怎样产生和消耗的吗？你知道舞台云雾、人工降雨是怎么回事呢？你知道打开汽水瓶时冒出的气体是什么吗？人们经常用二氧化碳灭火，你知道二氧化碳为什么能用来灭火？这些问题情景有效地激发了学生的探究欲望，使之主动对学习积极地探究，在探究中培养了能力。2.通过化学实验发展探究能力化学实验是进行科学探究的重要方式，通过实验不仅可以增进学生对科学探究的理解，且能够发展学生对科学探究的能力。2.1将演示实验变为教师引导学生实验。学生亲自参与实验比直接由教师简单的演示给他们观察更清晰直观，留下的印象更深刻，更能引发学生的思考，激发学生的探究热情，同时避免了教师机械的讲实验，学生死记实验，纸上考实验，使学生完全处于被动的"学习"状态。教师引导学生实验，使学生由被动的旁观者变为主动的实践者，保障了学生学习的主动性和自主性，学生的实验技能，观察现象、分析及解决问题的能力得到充分训练和提升。一般地说，对于那些操作比较简单、耗时短、安全可靠且无污染的演示实验，只要让学生参与实验，都能达到预期的效果。例如"硫的燃烧"等许多在试管中进行的实验，在课堂上教师引导学生实验，学生会在实验过程中认真观察，实验结束后认真思考，同学之间也会积极讨论与交流。教师只需要在最后做简要小结，就能实现教学目标。通过这样社会化的交往，促成个体发展，真正实现"以生为本"教学思想。2.2注意改进验证性实验为探究性实验。在初中化学教学中引入验证性实验，可使学生了解科学研究外的一些方法，但是由于学生掌握化学知识和技能的限制，通过简单现象中验证结果，对于过程和方法的验证性实验过多，没有真正发挥验证性实验的作用，容易造成学生不能正确认识科学的研究方法。所以教学中改进验证性实验为探究性实验，让学生先做实验，观察实验现象，在老师引导下，积极思考，分析讨论作出合理的解释和结论，这样有利于培养学生的探究能力。如《二氧化碳的实验制法》的教学中，首先让学生回顾学过的知识中能生成二氧化碳的化学反气：加热碱或碳酸铜生成二氧化碳。这些化学反应在老师分析中一一排除。而用石灰石与稀盐酸反应，不需加热，室温反应，反应前没有气体，产生的气体只有二氧化碳，容易净化。那么能用碳酸钙粉末，碳酸钠代替石灰石，用稀硫酸代表稀盐酸来完成这个实验吗？下面对此问题进行了探究。把班级学生分为A、B两大组，每大组中四个人为一小组，分别协作完成下列实验。A组：每小组中每人各一只试笔，分别放入等量的下列药品：块状石灰石、碳酸钙粉末、碳酸钠固体、碳酸钠粉末、再同时滴入稀盐酸，观察现象；B组：每小组中每人一支试笔，分别放入等量的下列药品：块状石灰石，碳酸钙粉末、碳酸钠固体、碳酸钠粉末、再同时滴入稀硫酸，观察现象。各组回答现象，根据现象交流讨论得出结论：最适合于实验抽取CO2的是药品块状石灰石和稀盐酸产生的反应。2.3变课本上的实验为个性化、开放性实验，增加实验的设计性。设计性或探索性实验不仅要求学生掌握一定的化学基础知识和实验基本技能，还要求学生有创新的思维和意识，同时要求学生敢于实践。设计性和探索性实验需要学生亲自动手，近距离的观察和思考，从失败中吸取教训，从实验中获取宝贵经验，勇于面对困难，最终战胜困难。设计性和探索性实验能促进学生自主构建新知识，从而学会学习，使学生终生受益。教师准备相关的药品和仪器，开放实验室让学生进行独立实验，教师巡回指导。学生做完实验后，如实记录实验现象，统计分析数据，得出结论，写出实验心得。这样虽然要多花费时间和精力，但增强了实验的开放性，实验更具有个性化的特点，促进学生探究兴趣的发展。在初中化学教学中，合理科学地选择媒体辅助教学，可以帮助学生形成化学知识，理解化学原理，培养了学生自主、合作、探究的科学品质在众多的教学设备中，投影机有其独特的优点，因此，备受教师青睐，也是各校及教师使用频率较高的电教设备。在化学课堂教学中投影机的应用主要有两方面：即投影片和投影实验。但在课堂中如何科学、合理地使用投影，让学生更容易地掌握教材内容，首先应认真写好教案，将投影次序，提什么问题，讲解分析的内容都编定。还必须把握投影时机，以吸引学生的注意力，激发学生的求知欲，从而突破教学难点。这样才能恰当地指导学生观察、分析、解决问题。投影片的制作应抓住教材的重难点，以帮助学生理解学习内容。使用各种媒体的目的，都是为了突出重点、突破难点。因此，投影片的制作要立足于科学、准确地解决教材中的重点、难点，以助于改进教学方法和提高教学质量。在具体设计每一张投影片时，要明确投影片要解决的问题。合理科学地选择媒体辅助教学，可以帮助学生形成化学知识，理解化学原理，培养了学生自主、合作、探究的科学品质。总之，在化学教学中，不仅要让学生获得化学知识，更重要是使学生掌握获取知识的方法，培养学生的科学探究能力，让科学知识真正融入心里，为可持续学习和终生学习打下基础。随着时代的发展，鲁教版地理教材备受关注，专家认为这一教材真实地还原了社会的现实生活与实践，对区域内外的发展有着不同的发展举措，整体以地球与人类和谐为主。很多内容更是真实生活的写照，通过各种事例学习地理知识，这个过程对于学生而言更容易接受，也更容易进行概念性的分析。毕竟地理所涉及的概念性问题是很多的。仅从生硬的解释中进行理解，学生很难深入了解，学习的过程往往是肤浅的，一旦遇到类似的题目，由于对概念理解不清，就会出现无法判断的局面，而鲁教版教材着重实践性教学，这样更能让学生去了解地理的奥秘。一、地理教学资源范围研究鲁教版教材的地理教学资源可以分为以下步骤，首先了解教材内容。与教材相关的资源包括图片、视频、仪器、多媒体等，这些教材资源在很大程度上帮助学生更高效地了解地理知识。文字教材是最常见的课本教材。鲁教版教材对于文字教材的整体布局还是十分合理的。而视频教材包含的内容十分丰富，学生通过真实的图像去认识世界地理的奥妙，这个过程有着很多优势。为此，多媒体教室逐步取代了普通的黑板。二、多方位开发高中地理教学资源鲁教版教材更加注重学生的接受程度，怎样教才能让学生更好地学，这是鲁教版教材一直都在思考的问题。课本知识是不能丢掉的，学习地理课本是首要，教师应该引导学生通过各种学习技巧更深入地学习课本知识，这样才能便于其他教学资源的使用。当然，在学习地理课本的过程中，如何正确地使用教学资源也成为重要问题。1.借助教学模型帮助学生进行学习学生的资质不同，学习地理的效果各有不同。很多头脑灵活的学生，很容易就能理解课本里的东西，那么这个时候可以借助模型进行抽象化的类比方式让学生更深入地去学习地理。而资质较为平庸的学生则需要通过大量的图片进行分析对比，如天气温差的对比，可以通过实际的不同国家进行时差以及温差的对比，这样会更直观一些，学生不会感觉到特别的枯燥乏味。当然，这种教学方式也有一些不足的地方，接受程度不同的学生，存在接受能力的差别，那么这个时候死记硬背的方式还是很不错的。例如通过特别有趣的口诀去背诵一些理论知识，久而久之，这种知识自然就会留在大脑中。2.发挥多媒体教学的作用随着科技的发展，计算机早已进入到校园当中，特别是高中教学过程是离不开计算机的，多媒体课件也需要通过计算机去处理。在地理课堂教学中，可以通过多媒体课件呈现知识。首先教师要做好课件，把图片、音乐、视频、内容等各个方面准备好，学生就可以通过多媒体课件对课本内容进行全面的了解，这样的教学效果非常理想。鲁教版教材对于多媒体课件的设计十分讲究，必须要有实物图像或者视频，让学生更为直观地进行了解。例如台风现象，这个时候教师需要收集一些台风产生的相关视频，各个不同台风来临时的模样，以及造成的危害，从而让学生更直观地感受台风的力量。又或者是讲述地壳运动变化时，教师需要查找一些专题类纪实类节目的视频，让学生更加直观地了解地壳运动的变化，地块运动过激，一旦两大地块相撞，就会产生地震，或者火山爆发，这些都是可以直接通过视频去理解学习的，这样的学习效果更好。3.有效利用图表图表对于直观性学习特别有帮助，鲁教版教材对于图表的布局也十分合理到位。鲁教版教材注重在地理课堂之中，教师要通过各类图表进行知识展示，这样有助于学生的学习。例如，海底地形图对于学生进行海洋地理的学习更为直观，怎样的表象是怎样的地形地貌，都会很直观地展示出来。或者是对经纬度的学习，可以通过几张不同的地球局部图展示出来，从而使学生很直观地看到海洋的分布局域是处于北纬多少度。随着我国教学改革的不断深入，地理课程受到越来越多的重视，如何对地理课程进行改革，也是鲁教版教材所需要深思的，特别是教学资源不断丰富多样起来，如何正确使用这些资源进行教学成为一个难题。学生在接受新知识的时候，需要借助课本对知识有一个基本了解，还需要借助大量的教学资源。在这个教学过程中，想要学生进行高效的学习，那么教师一定要善于利用这些教学资源，这样才能让学生更容易接受知识。[第五章膜分离法及其在生物工程中的应用MembraneSeparation)本章主要内容概述膜分离过程类型及膜材料膜组件四、浓差极化与膜污染及清洗方法五、膜分离法的应用膜分离法及其在生物工程中的应用概述近20年发展起来的膜分离技术,已广泛用于生物工程、食品、医药、化工等工业生产及水处理等各个领域;膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中其它组分,从而达到分离目的的技术。膜分离法及其在生物工程中的应用概述★膜分离的特点①操作在常温下进行,设备简单、操作方便;②是物理过程,不需加入化学试剂;③不发生相变化(因而能耗较低);④在很多情况下选择性较高;⑤浓缩和纯化可在一个步骤内完成⑥设备易放大,可以分批或连续操作因而在生物产品的处理中占有重要地位膜分离法及其在生物工程中的应用概述膜的定义:膜可定义为两相之间的不连续区间。可以是气相、液相和固相。注意与相“界面”区别。广义指的“膜”是指分隔两相界面,并以特定的形式限制和传递各种化学物质。膜的厚度应在0.5mm少,否则不能称其为膜。可以是:均相的或非均相的;对称的或非对称的;中性的或荷电的;固体的或液体的。膜的分类对称膜结构与方向无关的膜非对称膜致密的分离层和多孔支撑层复合膜选择性膜层沉积于具有微孔的底膜(支撑层)表面上荷电膜即离子交换膜,是一种对称膜微孔膜孔径为0.05-20um的膜动态膜在多孔介质(如陶瓷管)上沉积一层颗粒物(氧化锆)作为有选择作用的膜,此沉积层与溶液处于动态平衡。0.2对称膜不对称膜图1对称膜图2非对称膜膜分离法及其在生物工程中的应用膜分离过程类型及膜材料膜分离过程的类型常见膜分离过程①微滤(Microfiltration,MF)②超滤(Ultrafiltration,UF)③反渗透(Reverseosmosis,RO)④透析(Dialysis,DS)⑤电渗析(Electrodialysis,ED)⑥渗透气化(Pervaporation,PV)膜分离法及其在生物工程中的应用膜分离过程类型及膜材料膜分离过程的类型膜分离法与物质大小(直径)的关系0.11nm101001um101001mm小分子蛋白质乳胶细菌细胞超细胶体微粒微粒般过滤膜分离法及其在生物工程中的应用膜分离过程类型及膜材料表61液体中可能存在的主要成分分心只十太小组分分種尺大103~1041092~10酵母和真菌抗体300~1030.6~1.2胶体100-103单糖200~400