数字化微混合反应器的研究

数字化微混合反应器的研究（10篇）

1.数字化微混合反应器的研究 篇一

铸铁/焦炭反应器处理电镀混合废水工程

采用铸铁/焦炭反应器成功处理了广东省东莞市某电镀厂规模为800m3/d的.电镀混合废水.在设计工艺条件下,总氰化物、Cr6+、总铜和总镍等主要污染物去除率分别达99.7%、85.0%、98.8%和99.6%,出水水质稳定达到当地环保一级排放标准.与传统的电镀废水分开作预处理工艺相比,该工程具有流程简单、投资及运行费用低、占地少、操作管理简便等优点.

作 者：孙萍 冷成保 柳小荣 作者单位：孙萍(武汉凯迪电力股份有限公司,湖北,武汉,430223)

冷成保,柳小荣(广东华地环保科技有限公司,广东,广州,510630)

刊 名：工业水处理 ISTIC PKU英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT年，卷(期)：25(2)分类号：X703 X781.1关键词：铸铁/焦炭反应器 电镀混合废水 原电池

2.数字化微混合反应器的研究 篇二

传统的微通道反应器是一种借助特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构单元[1],具有体积小,精密度高,传热、传质和反应速率快,安全可靠[2]等特点,目前主要用于汽车、移动电源以及有机、无机和生物等领域的研究。用于制作微通道反应器的微加工技术包括硅体微加工、超精密加工和LIGA工艺[3,4,5]。这些技术的研究已经比较成熟,采用新方法、新工艺、新材料制备微通道反应器已成为必然的发展趋势。

玻璃陶瓷材料集中了玻璃材料和陶瓷材料的优点,化学性能稳定、抗腐蚀能力强、熔点高,在高温下仍能保持尺寸的稳定,在微反应器中常用于高温和强腐蚀的场合,且具有良好的生物兼容性,因此用玻璃陶瓷材料作微反应器基片材料非常有应用前景[6];其缺点是制造困难,价格昂贵。文献[7]提出了一种通过快速成型(Fast prototyping) 和注射模(Injection molding) 工艺来实现陶瓷微反应器快速精确的制作,并成功制备了内部特征尺寸为亚毫米级的陶瓷微反应器,但制备工艺仍非常复杂。

本实验提供了一种制备玻璃陶瓷微反应器的简单工艺,原理是利用乳胶体系水基流延工艺的压敏胶粘特性,将玻璃陶瓷流延生带经过切割、叠层后,在室温下叠层制备了通道为微米级的T型微通道反应器,经过排胶和烧结,获得了强度较好、结构完整规则的玻璃陶瓷微通道反应器原型器件。

1 实验

1.1 试样制备

结合Na2O-B2O3-SiO2三元相图和低温共烧陶瓷材料的基本要求,确定了合理的硅硼玻璃配方,然后与40%(质量分数)Al2O3混合,添加各种添加剂(粘结剂、增塑剂、消泡剂、脱模剂、分散剂等)。根据分散剂、乳胶和固相含量对粘度的影响确定最佳的流延配方(体积分数):固相36%,粘结剂45%,分散剂4%,去离子水14%,增塑剂、消泡剂、脱模剂共1%。按配方配制流延浆料,经滚磨和真空除泡后,在LYJ-160膜带式流延机上进行流延和干燥,制备出具有良好稳定性、表面光滑、结构均匀、固含量且柔韧性较高的流延片。最后利用乳胶体系水基流延片的压敏胶粘特性进行室温叠层,获得了微通道反应器原型器件。

1.2 试验方法

采用阿基米德排水法测定烧结后器件的气孔率和体积密度,通过扫描电镜(S-3400,日本日立)观察孔道结构,并对流延片以及烧结体进行微观形貌分析。

2 结果与分析

2.1 流延生带材料的性能

图1为流延生带材料干燥后表面的微观结构,图1(a)为放大200倍的照片,可以看出流延片的微观结构较均匀,没有太大的缺陷。图1(b)为放大2000倍的照片,玻璃和陶瓷颗粒被乳胶包裹,分布均匀、致密,但流延片的表面仍存在少数较大的针孔,这是由于在干燥过程中浆料中产生的大气泡向外表面扩散造成的。流延生带的表面光滑、均匀、致密度高,为后面的叠层和烧结提供了条件。

2.2 烧成温度对叠层坯体烧结性能的影响

由于采用的硼硅玻璃在850℃时开始出现液相,因此本实验选定850℃、860℃、870℃、880℃、890℃进行烧结实验,实验结果如图2所示。叠层坯体的体积密度随温度的升高而增加,这是由于烧结温度升高,烧结体发生一系列物理化学变化(脱水、排胶等),玻璃在熔融后填充于Al2O3颗粒之间,晶粒排列逐渐紧密,因而收缩率逐渐增大,体积密度增大,860℃时体积密度达到最大。随着温度的继续升高,体积密度反而减小,分析认为,当烧结温度达到860℃时,硼硅玻璃熔融体均匀地填满Al2O3颗粒中的空隙,温度继续升高,Al2O3颗粒与玻璃开始部分熔融,从而造成坯体变形,体积密度下降。

图3为不同烧结温度下叠层坯体的开孔气孔率。从图3可知,坯体的开孔气孔率随温度的升高逐渐减小,860℃时达到最小,正好与860℃时体积密度最大一致。坯体的开孔气孔率并不大,而烧结后的坯体中还有部分闭气孔,因此,继续提高烧结体的致密度非常困难。

2.3 T型微通道反应器的制备工艺

T 型微通道反应器的制备工艺流程图如图4所示。

乳胶体系流延片的制备:按照上述配方制备出性能较好、结构均匀、致密度高、无毒环保的玻璃陶瓷流延片。

流延片的切割:根据设计的要求将流延片切割成各种规格和形状的小片,切割方式根据需要可采用机械切割或者激光切割。

室温叠层:将切好的流延片按照预先设计的层数和顺序依次叠放成T型微通道反应器的坯体。

传统叠层主要采用热压法,而本实验采用室温叠层,这主要是因为乳胶体系流延片在干燥到具有可剥离强度时,涂膜内部仍存在较多增塑剂和成膜助剂,此时的乳胶颗粒仍然会运动,特别是在有外部压力作用情况下,乳胶颗粒之间仍然会相互粘结。这也是乳胶体系流延片具有压敏胶粘特性的主要原因。 图5为室温叠层成型的原理[8]。流延片在适当叠层压力作用下,导致乳胶颗粒变形重排,陶瓷颗粒之间相互穿插,叠层界面消失。因此,乳胶的压敏胶粘特性是流延片可在室温叠层的必要条件。

2.4 烧结后微通道反应器的效果

T型微通道是反应器中最简单的一种构造,因为本课题只是探索水基流延工艺叠层制备微通道反应器的可行性,故选择了最简单的T型微通道。烧结体T型微通道断面的SEM照片如图6所示。从图6可知,叠层坯体的烧结程度好,断口中有少量闭气孔均匀分布,这可能是在排胶阶段中残余气体未被排除所致。烧结前后T型微通道的形状保持较好,烧结后叠层坯体之间的层状结构完全消失不见,整个断面形成一个较致密的整体。

从宏观上看,经过860℃烧结的微通道反应器原件形状保持完好,基本未变形,如图7所示。图7(a)为器件的正面图,能看到其中的T型微通道,图7(b)为器件的侧面图,可以看出通道的形状保持完好,尺寸只有几百微米,符合微通道的定义。这说明无论从宏观还是微观,乳胶体系水基流延片进行室温叠层获得微通道反应器原型器件完全可行。如果有更精密的激光切割加工设备,更精细、复杂的结构也是可以实现的。

3 结论

通过乳胶体系水基流延法制备了表面光滑、均匀、致密度高、无毒环保的玻璃陶瓷流延,并在室温下进行叠层制备了微通道反应器原型器件,经860℃烧结后,体积密度达到2.48g/cm3,器件外形和通道结构变形小,满足微通道反应器的性能要求,为微通道反应器的应用研究提供了一种新的工艺方法,具有很好的应用前景。

摘要：以60%(质量分数)的硼硅酸盐玻璃粉体与40%(质量分数)的Al2O3复合后获得的玻璃陶瓷粉体为固相,利用水性苯丙乳胶作为粘结剂得到了性能较好、结构均匀、高致密度、无毒环保的玻璃陶瓷流延片。通过室温直接叠层获得了微通道反应器原型器件。在860℃烧结后,微通道反应器原型器件的相对密度最大可达93.38%,体积密度达2.48g/cm3。所制备原型器件的T型通道在烧结后形状规则、无变形,说明利用水基流延叠层工艺制备微通道反应器是可行的。

关键词：乳胶,水基流延,微通道反应器,叠层

参考文献

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[2] Joseph Lik Hang Chau,Yu Shan SuSanna Wan,AsteriosGavriilidis,et al.Incorporating zeolites in microchemicalsystems[J].Chem Eng J,2002,88(1-3):187

[3] Liu Gang(刘刚),Tian Yangchao(田扬超),Zhang Xinyi(张新夷).Study on fabrication of microreactor by LIGAtechnique(LIGA技术制作微反应器的研究)[J].Micro-fabrication Techn(微细加工技术),2002(2):68

[4] Yao Huatang(姚华堂),Yu Xinhai(于新海),WangZhengdong(王正东),et al.Microfabrication technologiesfor microreactors(微反应器中的微制作技术)[J].Micro-fabrication Techn(微细加工技术),2006,24(2):54

[5] Gongora-Rubio M R,Espinoza-Vallejos P,Sola-Laguna L,et al.Overview of low temperature co-fired ceramics tapetechnology for meso-system technology(MsST)[J].Sen-sors Actuators A,2001,89(3):222

[6] Robins I,Shaw J,Miller B,et al,Solute transfer by liquid/liquid exchanger without mixing in micro-contactor devices[C]//Micro-reactor Technology:1rd International Confe-rence on Microreaction Technology,IMRET 1.Berlin:Springer Verlag,1997:135

[7] Knitter R,Cobring D,Risthaus P,et al.Micro-fabricationof ceramic micro-reactiors[J].Micro-system Techn,2001(7):85

3.数字化环境下混合式学习模式研究 篇三

【关键词】数字化校园 混合式学习 网络学习 教学模式

1引言（数字化环境下课堂教学模式构建研究的重要性）

我们目前所处的时代叫信息化时代，也叫数字化时代。数字化学习（E-learning）就是这个时代的产物。E-learning是指一种受教育的方式，包括新的沟通机制和人与人之间的交互作用。这些新的沟通机制是指：计算机网络、多媒体、专业内容网站、信息搜索、电子图书馆、远程学习与网上课堂等。它克服了传统课堂学习方式教师为主体，满堂灌，教师掌握全部教学资源，学生过分依赖老师，只能定点定时学习等固有弊端，受到教育界的肯定及欢迎。但是，一种事物的发展常常会出现物极必反的现象， E-learning也是如此。由于学习过程过度地依赖网络，人和人之间缺乏直接面对面的接触，人和人心灵的距离被拉大了（这些问题在传统课程上却能轻而易举地避免）。另外，由于学习资源获得的便捷，而使得教师在学习中的地位受到质疑，教学中的盲目低效、难以持久以及教师富有经验的指导作用如何体现，都成为现代教学过程面临的新问题。混合式学习（Blended Learning）就是在这样的情况下应运而生的。Blended Learning是E-learning与传统的课堂学习由对立走向融合的产物[1]。

2混合式学习的含义

混合式学习作为教育界的热点研究问题之一，其内涵至今没有确切的界定。由于混合学习具有面授教学与网络教学相结合的特点，使学生的学习时间和进度更加灵活。同传统教学相比，混合学习更具优势，发挥的作用更大，主要体现在：混合学习能够扩大教学规模，提高学习效率，降低学习难度以及降低学习成本。

3进行混合式学习的基本条件

（1）各高校的网络覆盖率及带宽。随着高校教育信息化进程的推进，高校数字化校园建设的不断发展，校园网的基础设施也在不断提高，能满足信息化教学对数字、图像、视频等大流量数据交换的需要。

（2）师生的信息化素养。 随着计算机的普及和《信息技术》课程在中学的开设，教师和学生的信息素养水平逐年提高，教师和学生参与混合学习的门槛越来越低。

4《计算机基础》课程混合学习模式构建

本文以西安外事学院的校考课程《计算机基础》为例，来研究如何有效利用网络学习环境和教学平台，结合混合学习理论、建构主义理论、人本主义理论、协作学习理论等教育教学理论，开展高校混合学习实践，培养学生进行自主学习的习惯，促进教师教学管理水平，提高学校教学质量。

4.1《计算机基础》课程开展混合式学习需求分析

首先，《计算机基础》课程是普通高校学生的公共必修课，是一门理论与应用、技术与实践结合紧密的课程，内容涉及计算机基本理论、计算机基本操作、Office办公软件、Internet技术、信息及安全技术等，课程学习内容非常繁杂，技术部分的学习内容更新较快，但课时一般只有48学时，且还在逐年减少，课时相对不足。

其次，《计算机基础》课程是普通高校学生的公共必修课，参加本课程学习的学生人数众多，如西安外事学院每年6000多名学生要参加该课程学习，而教师人数少，每个教师平均要带5个班，班上同学的信息化能力基础不一致，教师也不可能照顾学生专业和个体差异，师生、生生之间的课堂交互难于开展，课下交互渠道不便。

而数字化校园中的在线学习，具有多媒体教学资源丰富、教学资源利用最大化、学习方式灵活、教学形式个性化、教学管理自动化、师生交流渠道多样化等优势，可见，可以充分利用高校网络教学环境，将课堂教学与在线学习无缝对接，围绕网络课程开展课程自主学习和协作学习，以改善课程教学课时不足、教学手段与现实脱节、师生课上课下交流不充分等问题。

4.2《计算机基础》课程混合式学习模式构建

混合式学习教学过程是由四个不同的关键教学环节所组成。包括课程导入、活动组织、学习支持和教学评价这四个阶段。“计算机基础”公共课主要以教师主导和学生主体、课堂教学和在线学习、学生自主学习和协作学习、课内教学和课外实践活动相混合的方式展开，将该课程的知识体系分为三大部分“理论与意识+技术与应用+综合与创新”。理论知识部分的学习安排在课堂进行，技能和应用创新部分的内容通过网络学习和技能训练完成，学生通过网络课程平台进行自主与合作探究学习，加深对理论知识的理解。目的是通过混合式学习，使师生利用网络技术手段进行教与学，学生在学习过程中获得相应的网络学习的体验，并增加学生应用网络技术进行学习的意识和自觉性。 基于这种思想，我们构建了基于数字化校园学习平台的《计算机基础》课程混合学习模式。

5总结

通过公共课《计算机基础》的混合式学习实践，切实感受到了混合式学习的优点。它将传统课堂和网络课堂整合在一起，既强调传统课堂教学的特点， 又重视网络教学的特点；既重视学生主体地位的体现，又强调教师的主导作用的发挥，提倡把教师的主导作用和学生的主体作用统一起来[3]；既有一定的灵活性，又具有一定的指导性，在一定程度上能基本解决高校公共课程传统大班教学的弊端，能充分利用信息技术给师生提供更多教与学的自由，并提升网络时代教师的教学能力和学生的学习能力。

【参考文献】

[1]田世生，付钢善. Blendede learning初步研究[J].电化教育研究，2004（7）.

[2]何克抗.E-learning与高校教学的深化改革[J].中国电化教育，2002（2）：8-12.

4.数字化微混合反应器的研究 篇四

微表处混合料作为一种重要的养护材料的缺点: (1) 使用玄武岩为主骨料。玄武岩这种优质石料在我国大多数地区储量不多, 价格较高, 导致微表处混合料的成本居高不下; (2) 传统的微表处混合料的强度不够, 铺制成稀浆封层后, 容易出现车辙、散粒、与沥青底层错位等状况。将钢渣应用于微表处混合料中能充分发挥钢渣高硬度、高耐磨性, 以及钢渣粉与乳化沥青的高黏附性, 可以实现变废为宝, 提高路面养护材料性能的作用。

1 材料及性质

1.1 改性乳化沥青

使用的SBR改性乳化沥青是由重交通AH-70基质沥青、阳离子慢裂快凝乳化剂和阳离子SBR胶乳制成。其主要性能见表1。

1.2 矿料性质

将钢渣细颗粒应用于微表处混合料的主骨料中, 部分替代以往作为主骨料的优质玄武岩。钢渣细颗粒的公称最大粒径为9.5 mm, 表观密度为3.300 g/cm3;在60℃。水里浸泡120 h体积稳定;玄武岩细颗粒的公称最大粒径为4.75 mm, 表观密度为3.146 g/cm3。

1.3 填料性质

1.3.1 钢渣粉

钢渣粉为武钢废弃钢渣破碎后的粉末, 其粒度为0.6 mm通过率为100%, 0.15 mm通过率为90%~100%, 0.075mm通过率为90%~100%;在60℃热水里浸泡120 h体积稳定;钢渣的化学成分为:Si O2含量<20%, Fe2O3含量>20%, Ca O含量>40%, Mg O含量>6%;Mn O、Al2O3、SO3以及R2O的含量均小于1%;

1.3.2 废旧橡胶粉

废旧橡胶粉来自废旧的车轮胎磨细而成的粉末。其粒度为0.6 mm通过率为100%, 0.15 mm通过率为90%以上, 0.075mm通过率为90%以上。

2 钢渣微表处混合料设计

2.1 级配设计

我国微表处混合料按矿料公称最大粒径的不同, 可分为MS-2型和MS-3型。MS-3型微表处, 公称最大粒径为9.5mm, 适用于高速公路、一级公路的罩面和车辙填充;MS-2型微表处, 公称最大粒径为4.75mm, 适用于中等交通量高速公路, 一、二级公路的罩面。其各自的级配范围见表2。

通过对钢渣微表处混合料各组成成分进行筛分以及粒度分布分析, 确定了以MS-3型连续性级配为设计标准的混合料级配, 见表3。此级配设计合理, 完全满足《公路沥青施工技术规范》JTG F40-2004[3]中微表处的级配设计要求。

2.2 组成设计

由于沥青微表处混合料由多种成分构成, 各组分的不同可能会影响混合料的整体性能。为了研究钢渣细颗粒成分 (1.18~4.75 mm) 对微表处混合料的影响, 以及混合料中各组分之间的配伍性, 特设计了五种微表处混合料组成成分设计方案, 见表4。

3 混合料制备及测试

3.1 钢渣微表处混合料的制备

钢渣微表处混合料的制备方法:在室温下, 按配合比称取钢渣细颗粒、玄武岩细颗粒、钢渣粉及废旧橡胶粉后倒入拌和锅中以79RPM的转速搅拌90s后, 倒入称取好的水及SBR乳化沥青再以79RPM的转速搅拌10s。

3.2 测试方案

3.2.1 拌和试验[4]

拌和试验主要确定沥青混合料的可拌和时间 (Mixing Time) 和初凝时间 (Set Time) , 从而为确定较佳的沥青用量和水泥用量提供依据。按照规范要求依次加入原材料拌和并开始计时, 注意观察混合料的拌和状态:当稀浆混合料变稠, 手感到有力时, 表明混合料开始有破乳的迹象, 此刻的时间即为可拌和时间;继续拌和, 当混合料完全抱团, 无法拌和时, 此刻的时间为不可施工时间。

3.2.2 湿轮磨耗试验[5]

湿轮磨耗试验 (Wet Track Abrasion Test, 简称WTAT) 是模拟汽车轮胎在湿润状态下与路面的磨耗作用, 检验改性乳化沥青的性能及用量、与骨料的粘附性及设计的混合料配合比是否合理, 能否满足行车磨耗的需要, 重点验证微表处中沥青含量是否充足。WTAT是微表处试验中很重要的一环, 它不仅确定沥青用量的下限, 也可评估稀浆混合料成型后的抗磨耗性能。此外, 还可以评价混合料各个组分的配伍性, 若配伍性不好, 即使各个组分材料质量优良, 也无法得到高性能的混合料, 此时混合料的湿轮磨值往往无法满足要求, 仅仅靠增大沥青用量也无法提高耐磨耗能力。

按规定制作试件, 烘干保温, 置于湿轮磨耗仪上, 在 (25±1) ℃的水浴中转动磨耗头磨耗 (300±2) s后停止, 冲洗烘干, 计算试件磨耗前后的质量损失。磨耗值按照公式 (1) 计算:

式中:WTAT———微表处混合料的磨耗值, g/m2;

ma———磨耗前的试件重, g;

mb———磨耗后的试件重, g;

A———磨耗头胶管的磨耗面积 (由仪器说明书提供) , m2。

我国规范要求微表处浸水1h的WTAT值不大于540 g/m2, 浸水6d的WTAT值不大于800 g/m2。

3.2.3 粘聚力试验[3]

粘聚力 (Cohesion Torque) 试验是在0.193 MPa压力下不同时段的最大扭矩, 以此来确定稀浆混合料的固化时间和开放交通时间 (Traffic Time) 。按照规定方法制作试样, 将成型30min后的试件置于粘聚力试验仪上进行试验, 每30 min测定一次其最大扭矩, 试件最大扭矩达到2.0N·m的时间即为固化时间。固化时间加上初凝时间就是稀浆封层早期开放交通的时间。规范要求微表处30min粘聚力不小于1.2N·m, 60 min粘聚力不小于2.0N·m。粘聚力试验的结果受温度的影响很大, 技术规范要求试验在温度 (25±2) ℃的环境下进行。

4 试验结果及分析

按照表4设计的五种配比要求, 进行了相应的试验, 其试验结果见图1~3。

由图1~3可知, 各试验方案的钢渣微表处混合料的拌和时间较长, 均超过了规定的120s的最低限度, 证明钢渣微表处混合料适宜生产;1h湿轮磨耗值较小, 均小于规定的540g/cm2;60min粘聚力的值均大于规定值2N·m。这些都反映出钢渣微表处混合料的优秀路用性能, 并在实验室中证明是一种可靠的沥青路面养护材料。

5 结论

(1) 钢渣微表处混合料的可拌和时间较长, 均超过了规定的120s的最低限度, 证明钢渣微表处混合料适宜生产;1h湿轮磨耗值较小, 均小于规定的540 g/cm2;60min粘聚力的值均大于规定值2N·m。这些都反映出钢渣微表处混合料的优秀路用性能, 并在实验室中证明是一种可靠的沥青路面养护材料。

(2) 钢渣微表处混合料能有效解决钢渣应用不充分、微表处混合料路用性能不够好等问题。而且它具有高耐磨性、高粘附性等特点, 是一种廉价优质的路用养护材料。

摘要：将钢渣细颗粒应用于微表处混合料的主骨料中, 部分替代优质玄武岩, 将钢渣粉作为活性填料替代水泥、消石灰等传统的填料, 配以玄武岩细颗粒、废旧橡胶粉和SBR改性乳化沥青配制成了MS-3型钢渣微表处混合料。对所成型的钢渣微表处混合料, 采用拌和时间、1h湿轮磨耗以及粘聚力等指标来评价其综合路用性能, 试验结果表明:钢渣微表处混合料的可拌和时间较长, 均超过了规定的120s的最低限度, 证明钢渣微表处混合料适宜生产;1h湿轮磨耗值较小, 均小于规定的540 g/cm2;60min粘聚力的值均大于规定值2 N·m, 这些都反映出钢渣微表处混合料的优秀路用性能, 并在实验室中证明是一种可靠的沥青路面养护材料。钢渣微表处混合料能有效解决钢渣应用不充分、微表处混合料路用性能不够好等问题。

关键词：钢渣,微表处混合料,改性乳化沥青,性能研究

参考文献

[1]短讯.石油沥青, 2012, 26:8.

[2]前瞻网.http://www.qianzhan.com/qzdata/detail/149/20120302-9faa9da567a4cc81.html.

[3]JTG F40-2004, 公路沥青施工技术规范[S].

[4]徐剑, 秦永春.微表处混合料可拌和时间的影响因素[J].公路交通科技, 2002, 19 (1) :4-7.

5.数字化微混合反应器的研究 篇五

关键词：微媒体；外语；数字化教材；编写

社会发展到今天，以微媒体为代表的新媒体渗透到生活的方方面面，微媒体时代无线通信技术的迅猛发展深刻地影响着传统的思维方式和行为方式，从微博、微信到微视频，微媒体时代是无“微”不至的时代，对教育领域来说，它标志着微学习时代的到来。

一、微媒体时代的外语教学观

微媒体语境下的外语教学是基于微内容和微媒体的新型学习方式，是一种利用移动通信技术实现的双向互动交流学习方式，可以使学习者实现在任何时间、任何地点的微学习。微学习具有学习内容模块化、学习设备移动化、学习时间高效化以及学习形式个性化等显著特征。与传统的学习方式相比，由于微学习方式及学习终端的特殊性，决定其对学习内容也有特殊的要求，从而在内容的选取、资源的呈现等方面都与传统学习有较大差异。从实践层面来讲，微学习所处理的是规模较小的学习单元和时间较短的学习活动。并且微媒体以其丰富的承载能力、自如的沟通互动与协作分享功能、高效的信息传播与反馈速度、适度的交互距离，成为极佳的外语教学及师生互动平台。因此以微媒体为载体的微学习由于其具有的移动性、碎片性的特点，能够帮助外语学习者达到短平快的学习目的。微媒体语境下的外语教学模式没有成熟的经验可遵循，且社会的超速前进更加剧了教学的不确定性。但有一点是可以肯定的，它拥有多媒体化的语言材料、全球化的语言资源，它是以学生为中心的、开放的、灵活的、即时的、泛在的、个体化特征明显的学习。

二、微媒体语境下的外语数字化教材编写策略

教材作为教与学的载体，是教学过程的特定环节，必须和当下的教学实际相契合。基于以上对微学习的讨论，有必要厘清以下问题：在当今的语境下，教材的设计如何应对媒体技术的发展和学习终端的变迁？学习资源的呈现如何适应读者的数字化阅读习惯和学习习惯？教学内容的开发如何适应微学习的特点？一句话，什么样的数字外语教材设计有助于实现泛在的、个性化学习？种种迹象表明，教材的数字化转型似乎势在必行，正如宋城杰（2013）所说，仅对纸质教材做粗浅的电子化加工是幼稚的，生硬地链接一些外语音频视频的教学资源而进行的改版也不能称之为数字教材，类似的产品既不能满足人们对泛在的和个性化教学的渴望，更不能实现教学信息的跨时空共享和实时互动。数字化教材的研发应充分依托传统教材出版的丰富经验和资源，在对教学内容充分结构化的前提下，通过技术手段实现对教学过程环节的“细粒化”分解、管理和控制，达到通过数字化手段重构教材和教学过程的真正革命。鉴于此，微媒体语境下的外语数字化教材的编写应做出以下的策略调整。

1. 教材内容的碎片化选择

在海量的信息轰炸下，鸿篇巨制不再受到人们的青睐，以短小精悍、言简意赅、单刀直入为特点的微阅读大行其道，以快餐性为特征的碎片阅读开始成为大多数阅读者的第一选择，并正在成为社会的主流阅读趋势。碎片阅读虽然不是完成阅读的最佳方式，但却符合当下社会中人们活动的常态与实际。快节奏的生活中，读者大都期望在单位时间内获得更高的阅读回报，体现更多的阅读价值，同时迫切需要把那些经典的高价值的阅读套餐拆分成更容易被快节奏生活接受的碎片单品，在微媒体语境下，碎片阅读不但现实而且关键。阅读习惯的改变要求外语教材数字化出版应突出碎片化特点：要以实用短小的内容组块来呈现外语学习内容。

开发适合微学习的碎片化外语教学内容，首先需要对学习内容进行分析与选择，需明确何种类型的学习内容适合微学习。在庞大的语言文化知识体系里，应合理有效地划分出具有教学意义和应用价值的语言知识点或文化主题，并就每一个选定的知识点做出学生易于理解和掌握的教学方案。要设计如何选取小的切入点，把问题聚焦，并在有限的时间内讲解透彻。同时还要注意知识粒度适中，以符合学生利用碎片时间进行移动学习的学习方式。在微学习内容的编辑上，最好以问题的提出与问题解决的探究模式出现，突出语言或文化教学的针对性。

2. 教学资源的视觉化呈现

在文化消费主义与视觉传播盛行的背景之下，传统纸媒逐渐向新媒体发展，从20世纪90年代进入读图时代开始，文字阅读逐渐弱化萎缩，视觉元素开始逐渐成为当代文化的主流形态，大众开始不自觉地从视觉的角度去阅读，其阅读行为也正在从基于印刷文本的阅读逐渐转向基于视觉图像的解读贾举（2009）。身处以微媒体为代表的新媒体时代，人们希望随时随地借助视频化传播达到短平快的阅读效果，受众注意力持续时间短、喜爱视频画面这一阅读习惯导致了视觉化阅读材料的盛行。据此，以视频为主要形式的数字化教材应是微媒体语境下外语教材的主流产品。通常来讲，数字化教材可以包括视频、音频、图片、PPT等各种音频和视频格式，其中视频为最佳，其他形式均可以通过相关软件转化为流媒体文件。对外语教材来说，既可以包括文字版的语言教学重点，也包括对现有网络视频资源的编辑后使之更有教学针对性的教学视频。更重要的是，要编写制作一系列微型教学课件作为教学资源，这些微课件以静态图片或动态图片的形式呈现，方便通过手机等移动终端实时浏览。

教学资源视觉化的另一个层面也不容忽视。在现代信息快速消费语境下，多数受众逐渐远离甚至会放弃纸张阅读时代的深度阅读，转而通过快速浏览式的视觉阅读来获得更多的信息，这是一个以简单轻松为最高追求的读屏年代。与以往相比，人们对信息的摄取、占有和传播拥有更多的快感，使受众对阅读更抱有娱乐化的心态。因此在教材视频的选择上，要思想性和娱乐性兼顾，既要弘扬主旋律的教育思想，又要适当满足学生颇有时代特征的消遣式阅读需求。endprint

3. 外语教材的便携性

微媒体时代是移动通讯技术和电子设备广泛运用的时代，边走边读成为随处可见的现象，并已从一种时尚逐步转变为一种常态。微媒体的广泛应用使得阅读环境具有很大的随意性，如影随形的五寸屏幕占据了青年人的大部分时间，成为他们获取资讯的第一入口。对于感兴趣的内容，他们愿意抓住一切时间和地点的缝隙进行浏览。数字化外语教材的便携性是指其适合于移动阅读的程度。前文提到的微课件在某种程度上讲就是微型的数字教材，其理想容量应能够轻松存储于多数手机的内存。微媒体传播的包容性可以将各种媒体形式整合至一个交互平台上，基于微媒体的数字化教材因此具有便捷性。对于已经习惯了移动阅读的学生群体来说，纸质书因其便携性差而受到学生冷落。此外，动辄几十上百兆的外语单元电子课件，也因占用空间大且占用时间长，与当下快节奏的生活方式和移动式的阅读习惯不甚契合，易用性较差。简而言之，便携性、易用性是微媒体时代外语教材编写的重要考虑因素，只有外语教材的数字化版本才能真正成为学生喜爱且实用度高的口袋书。

4. 外语教材的交互化

以微媒体为代表的新媒体使“点对点”、“一对一”的传播成为可能，这种渗透式传播突破了时空界限，使受众通过无处不在的手机和网络，随时参与到传播的过程中。在此过程中，受众主体意识增强，人们不再只是被动的信息接受者，可以同时成为媒介信息的参与者和制造者，并通过信息的知晓和传递获得自己的存在感。微媒体时代是人人都有话语权的时代，传播者和受众之间的界限日渐模糊，受众的主动性及互动性是微媒体环境下的鲜明特点。微博、微信等社交平台以其丰富的媒体承载能力、自如的沟通互动与协作分享功能、高效的信息传播与反馈速度、适度的好友关系与交互距离，成为极佳的语言教学及师生互动平台。正因为如此，基于社交平台的微媒体实时交互的特性成为其魅力所在之一。从教育学的角度看，微媒体的渗透式和交互化有其实用性，对教材的编写同样具有现实指导意义，即交互式课件是微媒体时代数字化教材的编写的又一个重要考量原则。

简而言之，微媒体语境下的外语数字化教材应包含以下元素：它是一系列主题聚焦的微课件的集合，每个微课件建议时长5到15分钟，且小而全，力争在有限的时间内学习相对短小、有针对性的内容或模块。应呈现整个学习过程，包括学习导入、学习目标、教学内容、在线测验、学习总结等环节，使学生在短暂的学习中得到最有效的提高。此外操作界面应导航清晰、交互灵活、突出重点、言简意赅、音画品质好，以增强学习内容的表现力。换言之，微型数字化教材应体现微阅读时代对精品碎片的渴求，它更像是一种基于微媒体的教学模式，能够在此语境下，为微学习提供数字化的内容资源支持，以符合当代青年的阅读习惯，从而实现当今时代呼唤的个性化学习和泛在学习。

参考文献：

[1] 贾举. 数字传媒语境下的大众阅读形态及衍生趋向猜想[J]. 东南传播，2009（2）.

[2] 宋城杰. 我们需要出版怎样的数字化教材[N]. 中国新闻出版报，2013-08-12.

6.数字化微混合反应器的研究 篇六

关键词：新媒体；高校图书馆；数字阅读；微媒体；阅读推广

中图分类号： G252 文献标识码： A DOI： 10.11968/tsygb.1003-6938.2015038

Research on Micro Media Promotion in University Library Digital Reading

Abstract The article described the meaning ofmicro media promotion and proposed model and methods for micro media reading promotion.

Key words new media； university library； digital reading； micro media； reading promotion1 引言

2014年第十一次全民阅读调查显示数字阅读首次突破半数超越传统的纸制媒体阅读[1]。数字阅读是指阅读的数字化，一是阅读的内容数字化，如网络小说、博客、网页等；二是阅读的载体、终端是电子屏幕显示的，如kindle阅读，手机阅读等。数字阅读让读书变得轻松、随意，万卷书可以全部储存进手机或电子阅读器里，放进口袋，成为名副其实的“移动图书馆”[2]。数字阅读因新媒体环境的繁荣而发展迅速。

“新媒体”被定义为新的技术支撑体系下出现的媒体形态，如数字杂志、数字报纸、数字广播、手机短信、移动电视、网络、桌面视窗、数字电视、数字电影、触摸媒体等。相对于报刊、户外、广播、电视四大传统意义上的媒体，新媒体被形象地称为“第五媒体”[3]。随着新媒体技术日益融入数字阅读和信息技术突飞猛进的发展，新媒体平台和数字技术不可避免地对数字阅读产生了重大影响，作为图书馆理所当然应注重数字阅读的引领工作。

新媒体时代，微博、微信、微电台、微书评、微小说、微电影等“微” 服务越来越被人们所关注，微媒体几乎无处不在，有人称，人类社会已经步入微时代。 “微媒体”在Web2.0时代产生，被互联网定义为由许多独立的发布点构成的网络传播结构。本文对微媒体的界定是指以微博、微信为代表的信息发布与共享的新型网络传播方式。充分利用微博、微信等微媒体，为用户提供无微不至的个性化、碎片化、多元化的信息服务，是新媒体时代图书馆数字阅读推广的新趋势。

2 研究意义与现状

新媒体时代背景下全面加强和改进高校图书馆的数字阅读微媒体推广，是构建书香社会的一项重大而极具现实意义的举措。高校图书馆通过数字阅读微媒体推广提高数字资源的利用率，与用户建立互动机制，吸纳用户的智慧创新高校图书馆服务内涵。依靠新媒体做支撑，有利于实现高校图书馆数字阅读微媒体推广的创新发展。

目前国外高校图书馆数字阅读微媒体推广程度较高，正朝着细化的方向发展。国内部分高校图书馆已经开始尝试数字阅读微媒体推广服务。但是学界对于新媒体时代高校图书馆数字阅读微媒体推广的话题探讨较少。截止收稿，笔者在中国知网用“微媒体”和“高校图书馆”作为检索词进行篇名检索，相关论文仅有8篇，其中专论数字阅读的几乎没有。从国内高校图书馆官方微博、图书馆员微博、高校图书馆主页调查问卷、人人网、微信等渠道也可看出数字阅读的社会普及度还不高。国内高校图书馆新媒体时代数字阅读微媒体推广服务还任重道远。

3 高校图书馆数字阅读微媒体推广路径分析

3.1 打造微媒体推广的数字阅读新范式

高校图书馆应适应新媒体的发展，树立充分运用微信、微博、微电台微书评、微阅读等微媒介新范式理念，提供人性化、个性化数字阅读微媒体推广服务，使数字阅读的内容和体验更贴近读者需求。

数字阅读推广可以通过微媒体传递来实现。微阅读是短消息、网文和短文体阅读方式，阅读内容是文字、文本、图片、声频、视频等。微阅读可使读者随时随地进行看、听、写，并与他人讨论，不受地域限制。高校图书馆可以建立微博阅读群，将具有相同阅读需求的用户聚集起来，围绕某个主题交流讨论，每个微阅读群由一位专业服务馆员负责，加强互动，了解用户需求。专业服务馆员把优秀数字阅读文献通过微媒介及时传递给师生用户，通过用户交流互动形成图书馆新的文化生态语境。

图书馆还可以建立微信好友圈，通过专业、班级和教研室，获取学生与老师的微信号码，推送各种数字阅读服务信息。例如建立新生用户微信好友圈、毕业生用户微信好友圈、校友用户微信好友圈、教师用户微信好友圈等，为用户提供各种图书馆数字资源推送服务。用户可以加入图书馆的微信群，随时随地了解图书馆的数字阅读的资源与服务动态，还可登录“我的图书馆”，查阅馆藏目录和本人的借阅历史，享受数字资源文献传递服务、科技查新服务、代查代检和定题服务等。

微书评被誉为书山学海的导航者， 以其鲜明的草根性和鲜活的生命力受到大学生用户的青睐。微书评拓展了数字阅读推广服务的新范式，使数字阅读推广服务手段更加多元化。高校图书馆利用微书评引领数字阅读推广不仅能提升大学生阅读鉴赏能力和阅读效率，还能提升数字资源利用率。通过微书评大赛活动促进数字阅读微媒体推广服务的蓬勃发展。

3.2 开展丰富多彩的数字阅读微媒体推广活动

充分利用微信、微博等微媒体途径向用户传递数字资源利用培训，掌握移动数据检索和使用技能，掌握知识挖掘、信息推送、个性化定制技能，随时关注用户的意见和建议。周期性地举行数字阅读推广服务讲座，通过讲座入馆的形式进行优秀数字资源推荐活动，并通过微信、微博发布这些数字资源讲座信息，引导用户充分利用馆藏数字文献，拓展数字资源利用的广度和深度。

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高校图书馆可以以校园文化节为契机，通过微信、微博面向全校用户举办别开生面的数据库宣传推广活动，就馆藏数字资源的知识内容和应用技能进行演示和解读，提供网上实时咨询功能，与用户互动交流；在新学期初，可通过微信、微博对不同读者群体推送针对性入馆教育，寒暑假前推送假期阅读类目等。总之，利用微媒体平台的友好互动性，开展丰富多彩的数字阅读推广活动，能最快捷实现目标任务，同时促进高校图书馆数字阅读微媒体推广的可持续发展。

3.3 促进数字阅读微媒体个性化服务

如果说将电子书等数字阅读资源通过网络载入手机、PSP、平板电脑、电子书阅读器等移动终端设备[4]，实现了随时随地的移动图书馆数字阅读新媒体服务，使用户可以跨越时空进行数字阅读的话，微媒体服务则是优化新媒体服务朝着精细化发展的产物，也为数字阅读个性化服务提供了崭新的平台。当读者不再被手机功能、wifi、流量等移动上网功能所束缚时，微媒体平台的个性化服务功能就会突出。高校图书馆数字阅读微媒体的个性化服务并不单纯是传统服务内容嫁接在微媒体平台上进行的，它不仅可以在任何时间、任何地点，快速、便捷、主动开展数字阅读新媒体服务，还能基于大数据分析提供读者个性化服务。高校图书馆读者可以利用微媒体进行问题咨询，获得自助或人工解答，高校图书馆馆员也可通过微媒体平台向用户推送数字阅读内容、回答咨询问题。

将用户的兴趣爱好、专业特点、研究方向等进行分析研究是为用户提供优质个性化数字阅读新媒体服务的必要途径，为用户建立个人图书馆主页，开发用户个性化数字阅读系统，设立“我的数字图书馆”服务[5]，为用户提供专门的系统界面和超级链接，提供个性化数字阅读微媒体服务平台，用户可以查询馆藏目录和各种信息、读取数据库等所需数字阅读微媒体服务的全部信息，通过E-mail、微信、微博、QQ实现与图书馆互动。

对网上数字资源进行筛选、分类、标引、评注，建立统一的检索平台。对来源于不同媒体的数字资源进行整合，建立统一的界面，进行跨库检索，实现数字阅读资源展示、搜索、导航、咨询、推荐等个性化服务。开展个性化数字阅读全天候自助服务。用户根据自己的需要，利用数字阅读新媒体服务提供的设备和资源，自行查询、检索、浏览和利用的自助服务。用户可以通过电脑操作台、网络查询台，完成图书信息浏览，实现用户自助阅读、自助借还书、申办新证、网络续借、自助扫描、自助打印、自助缴纳超期罚款等。高校图书馆通过自助数字资源数字阅读新媒体服务，拓展数字阅读新媒体服务空间和服务内涵。

3.4 拓展数字阅读微媒体服务功能

对读者来说，数字阅读微媒体推广服务最大的功能是便捷，对图书馆来说，是缩短了图书馆与读者间的距离。有效利用微媒体平台，拓展微媒体服务功能和服务水平是高校图书馆进行数字资源微媒体推广可持续发展的法宝。

比如，开辟真人图书馆空间。真人图书馆涵义是图书馆将真人丰富的生活经验和隐性资源与用户分享。传统真人图书馆通常把拥有不寻常人生的真人邀请到图书馆与用户面对面沟通来完成“图书”的阅读，这种实体真人书常常会引起用户心底深处的共鸣，让用户对真人书的独到魅力感同身受。利用微媒体，真人图书馆可以改变为线下实体真人图书馆与线上移动真人图书馆共存的模式[6]。将某受媒体关注的人在微博上所发表人生经历、经验和感悟链接在图书馆微信好友圈里，或通过微信招聘特定内容或特定用户群体受用的实体真人图书，并将真人图书内容发布于微信好友圈里，某群用户参与评论，互相间的思想交流与碰撞及其理念共享，此时线上移动真人图书馆就实现了。通过微信组织实体受众用户群体交流，从而实现实体真人图书的数字阅读与共享。

3.5 优化数字阅读微媒体推广管理模式

高校图书馆应统筹规划数字阅读微媒体推广活动方案，可设高校图书馆数字阅读推广委员会、用户代表数字阅读推广团队。确定每场重大的数字阅读推广活动主管部门、参与部门、责任部门等，努力使数字阅读推广活动取得最佳的效果。高校图书馆携手各方力量共同举办数字阅读推广活动，科学合理地推出内容丰富的数字阅读推广活动。通过高校图书馆数字阅读推广微信好友圈、微博群、QQ群相互交流、探讨、研究，制定一个数字阅读推广方案。高校图书馆举行数字阅读推广筹划会议，用户代表数字阅读推广团队和各相关部门分别持数字阅读推广方案参会，会间共同探讨交流数字阅读推广方案，高校图书馆通过群策群力确定最终数字阅读推广执行方案（见图1）。

3.6 构建图书情报联盟实现数字阅读资源共享

携手高校图书馆、公共图书馆、科研院所资料室、文化馆、博物馆等，构建区域性图书情报联盟，加强区域数字资源保障体系建设，借助微媒体进行数字资源文献传递共享，做大做强数字阅读微媒体推广功能。

通过构建网络社区办起“网络图书馆”，开设网络聊天室、网络白板、网络视频会议、网络寻呼中心等，在网络上通过文字、图像，语音和视频与图书馆互动。通过微信、微博将具有相似需求的阅读群体用户创建微信好友圈、微博群，通过对用户知识交流分享，实现知识资源整合与增值。通过各种群体的网络互动，形成一个围绕网络信息集聚的良性生态网络[6]，有利于提升数字阅读微媒体推广的社会效益。图书情报机构联盟可以通过共享课题咨询及专题报道等形式实现数字阅读微媒体推广，拓展数字阅读微媒体推广领域，还可以根据用户的需要，开展数字阅读微媒体推广。

4 新媒体时代高校图书馆数字阅读微媒体推广应注意的问题

4.1 提升馆员数字阅读微媒体推广服务能力

改变传统的封闭式服务模式，结合实际，充分激发全体馆员数字阅读微媒体推广工作的积极性与创造性。可以通过高校图书馆网站、微信、微博等途径向广大馆员传递业界数字阅读微媒体推广的最新理念，教育馆员利用新媒体创新数字阅读微媒体推广途径更好地服务用户。引领全体馆员学以致用，将数字阅读微媒体推广创新理论应用在实践领域。高校图书馆需加强馆员运用新媒体创新数字阅读微媒体推广工作学习，将微媒体推广观念内化进服务意识，外化为具体服务行动，比如使用网络语言宣传高校图书馆数字阅读推广工作等。创新数字阅读微媒体推广服务的有效评价机制，合理运用竞争机制和激励机制，逐步建立健全数字阅读微媒体推广各方面的具体制度，实行柔性管理、自我管理和内在管理，规范全体馆员数字阅读微媒体推广服务工作的管理，使高校图书馆数字阅读微媒体推广管理工作规范高效运行。

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高校图书馆应努力构建打造新媒体时代创新数字阅读微媒体推广学习的长效机制，树立“学用结合”的理念，把学习的知识引入数字阅读微媒体推广工作实践 ，通过微信、微博的使用培训不断激发每个馆员的数字阅读微媒体推广热情，推动新媒体时代数字阅读微媒体推广的发展。

4.2 加强数字阅读引导工作

数字阅读成为大学生的时尚新宠，中国阅读研究会会长徐雁教授曾声称：大学生阅读中缺失纸质文本阅读，在网络所营造的“大视界”中奔跑游走[7]，存在阅读内容零碎化和阅读目标盲目化、功利化的现象。新媒体时代数字阅读率攀升，各种文化思潮传播，手机阅读、网络文学良莠不齐，容易使大学生对纷繁复杂的传播内容难辩真伪。高校图书馆需要开设网络媒介素养教育课程，加强数字阅读引导工作，通过自觉学习促使大学生掌握媒介知识，提升大学生的辨别真假信息的能力，培养大学生的批判性思维。不断提高个人媒介鉴赏能力，提高对媒介传播的价值判断能力，客观看待种类繁多的数字阅读内容，做一个正能量的传播者。

高校图书馆需要对数字化阅读两手抓。一手抓监管，通过“净网”行动建设绿色网站推广绿色阅读；一手抓经典推介，使更多经典作品走进用户视野。紧跟数字趋势，建立微博、微信圈，善用标签，通过用户喜闻乐见的渠道传递经典。

5 结语

图书馆对网络系统的依赖与日俱增[8]，新媒体语境下各种新事物应时而生，推动阅读形态的变革和服务范式的创新。新媒体时代高校图书馆的数字阅读微媒体推广服务为用户提供优质便捷的人性化服务，应用前景广阔。新媒体时代高校图书馆领导要高屋建瓴地对高校图书馆数字阅读微媒体推广服务理念及特色、馆员队伍建设、发展策略等进行设计，对高校图书馆数字阅读微媒体推广的管理文化和制度文化等进行整合，并对发展前景思路进行规划。依托数字化信息网络平台，发挥高校图书馆数字资源优势，有效地开展数字阅读微媒体推广服务，提升高校图书馆在社会上的知名度和竞争力[9]。新媒体时代高校图书馆依托于网络技术、电子技术、数字技术，充分发挥图书馆特色数字资源优势，为用户提供的细微化、个体化、差异化的微服务，更适合网络化生存的大学生用户。为此，高校图书馆要身先力行，充分利用新媒体进行数字阅读微媒体推广服务，打造用户求知的天堂，吸引用户充分享受、交流与分享图书馆的数字阅读微媒体推广服务，使图书馆成为学术馆、文化馆，通过这个媒介建立起人与人之间新的文化关系[10]。

参考文献：

[1]第十一次全国国民阅读调查：数字化阅读首次超半数[EB/OL].[2015-01-10].http：//news.xinhuanet.com/local/2014-04/21/c_1110340010.htm.

[2]王家莲.图书馆微书评应用前景探析[J]. 图书馆建设，2013（1）：46-48.

[3]新媒体[EB/OL].[2015-01-10].http：//baike.so.com/doc/5389242-5625822.html.

[4]王家莲.微服务视阈下高职图书馆数字资源共享探讨[J].哈尔滨职业技术学院学报，2015（1）：7-9.

[5]徐国良.微媒体语境下高职图书馆特色资源共享的困境与路径[J].哈尔滨职业技术学院学报，2015（1）：4-6.

[6]宋海沂.区域图书情报机构联盟嵌入人际网络的信息服务模式研究[J].图书情报知识，2011（3）：90-95.

[7]徐雁.纸老，书未黄[M].深圳： 海天出版社，2012：99.

[8]王传清. 数字时代图书馆网络系统危机分析及应对策略[J].图书馆，2012（2）：39-43.

[9]范晓谚.信息时代地方高校图书馆开展社会服务浅探[J].长春教育学院学报，2014（2）： 126-127.

[10]王家莲.优化国家示范性高职图书馆特色资源共享模式探析[J].河南图书馆学刊，2013（12） ：34-36.

作者简介：成爱萍（1965-），女，渤海船舶职业学院图书馆副研究馆员。

7.数字化微混合反应器的研究 篇七

近年来，越来越多的可再生能源通过接入微电网得到了极大的利用。微电网从网架结构和供电方式上可分为交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网[1,2]。随着数字社会的发展，直流用电设备越来越多，如电动汽车、新型家用电器、电脑通信设备等，未来将会出现直流设备与交流设备共享市场的格局。为了降低单纯的交流/直流微电网在应用中因多重AC/DC或DC/AC变换带来的功率损耗、谐波电流及控制难度，提高系统的可靠性和经济性，也为了各式各样的可再生能源和用电设备更好地接入微电网，交直流混合微电网得到了国内外的重视与研究[3,4,5,6,7]。交直流混合微电网具有非常明显的特点：(1)交直流混合微电网系统包括交流子系统(交流母线)、直流子系统(直流母线)、交直流母线间双向AC/DC变换器；(2)既可以直接向交流负载供电，又可以直接向直流负载供电，降低因多重变换器带来的损耗；(3)交、直流子系统间功率可双向流动，各子系统可独立控制也可协调控制，混合微电网可以在并网模式与孤岛模式之间切换运行[1,2,3,4,8,9]。

光伏发电容易受到环境温度和光照的影响，其发电功率具有不稳定性，本文在直流侧配置蓄电池储能，通过双向DC/DC变换器控制蓄电池的充放电来平抑光伏发电及负荷的功率波动。在交直流混合微电网并网运行时，交流母线电压和频率由大电网支撑，直流母线电压可以通过交直流母线间双向AC/DC变换器控制，也可以通过储能系统来控制[9]。针对目前因直流负荷较小而直流侧光伏发电容量较大(安装时考虑到未来直流负荷增长)导致的直流侧源荷比较大的问题，本文采用储能系统来控制直流母线电压，而双向AC/DC变换器采用P/Q控制，在满足直流侧负荷的情况下，将直流侧光伏发电功率定额并入大电网，提高直流侧光伏利用率。在交直流混合微电网孤岛运行时，双向AC/DC变换器则切换到V/f控制，以蓄电池为平衡节点来支撑系统母线电压、频率稳定，实现交直流系统之间的功率平衡。在交直流混合微电网切换运行时，交直流系统之间的功率通过双向AC/DC进行平衡，切换前后缺额功率由蓄电池平抑，保证切换前后系统稳定运行。

1 系统结构及仿真模型

1.1 交直流混合微电网系统结构

如图1所示，交直流混合微电网系统由交流子系统、直流子系统、功率交换系统、微电网控制器组成。交流子系统中，光伏发电单元通过DC/AC逆变器连接至交流母线，实现MPPT及单位功率因数控制，交流负荷直接接至交流母线。直流子系统中，光伏发电单元通过Boost变换器实现最大功率跟踪，蓄电池储能通过双向DC/DC变换器实现充放电控制，直流负荷直接接至直流母线。功率交换单元由隔离变压器及双向AC/DC变换器构成。整个系统通过交流侧的并网接口可以在并网和孤岛模式间切换运行。微电网控制器除了要完成孤岛检测、自动并网功能外，还需要通过通信系统、储能变流器、负荷控制器和光伏控制器等，实现微电网不同工况的稳定运行和顺利切换。

1.2 光伏电池仿真模型

根据图2所示的光伏电池等效电路，可以得到光伏电池的函数方程为[10]

其中：Iph为光电流(A);Io为反向饱和电流(A);Rp为光伏电池并联电阻(Ω)；Rs为光伏电池串联电阻(Ω)；q为电子电荷(1.6×1019 C);A为二极管因子；K为玻尔兹曼常数(1.38×10-23 J/K);T为绝对温度(K)。

根据式(1)在PSCAD/EMTDC搭建光伏电池模型，其参数为Umax=1 200 V,Uoc=1 280 V,Im=10.25A,Isc=10.65 A，标准温度为28℃，标准光照为1 000kW/m2。在温度不变、改变光照的情况下I-V、P-V曲线如图3(a)、图3(b)所示。

在光伏发电中，常采用最大功率跟踪控制，即MPPT控制，常用的最大功率计算方法有电导增量法、扰动观测法，牛顿拉夫逊法等，其中牛顿拉夫逊法计算速度快，精度高，得到了广泛应用。本文在求解最大功率点电流和电压时采用了牛顿拉夫逊迭代算法[11]，基本原理是应用牛顿拉夫逊迭代法对式(2)进行迭代求解，经过k次迭代，当时，Umax=Uk+1，对应的电流为Imax，此时，

式中：Uk+1和Uk分别为U的第k+1次和第k次迭代值；P'(U k)和P'(U k)分别是第k次迭代下P对U的一阶和二阶导数；ε为迭代精度。

1.3 蓄电池仿真模型

蓄电池作为分布式发电中的储能设备，其作用不言而喻，但是蓄电池内部参数之间的关系较为复杂，而且相互之间呈高度非线性关系，这成为蓄电池建模的难点。常用的蓄电池模型有谢菲尔德模型[12]、戴维南模型[13]以及通用模型[14]。本文所采用的蓄电池模型为通用模型，其物理模型如图4所示，由受控电压源和一个定值电阻串联组成，其中Ebat由式(3)确定。

其中：Ebat为蓄电池空载时的电压(V);E0为蓄电池额定电压(V);K为极化电压(V);Q为蓄电池容量(Ah)；为实际充放电电量(Ah);A为指数域电压降落值(V);B为指数域时间常数倒数(Ah-1);Ebattery为蓄电池实际端电压(V);Rbattery为终端电阻(Ω)；Ibattery为蓄电池充放电电流(A)。

根据式(3)在PSCAD/EMTDC中搭建通用蓄电池模型进行充放电仿真，参数为：蓄电池容量Q=600Ah，蓄电池额定电压E0=150 V，初始SOC=80%，充放电电流40 A，为了保护蓄电池，设置了SOCmax=95%和SOCmin=35%以限制过充过放，该蓄电池充放电结果如图5所示。

2 交直流混合微电网控制策略

2.1 直流侧光伏发电控制策略

直流侧光伏发电单元通过Boost变换器连接至直流母线，其拓扑结构如图6所示，所采用的控制策略为电压环控制模式，控制策略如图7所示。光伏电池输出电压Upv经过牛顿拉夫逊迭代计算后得到最大功率点对应的电压Um，将Um作为光伏电池出口电压Upv的参考值，经过PI调节后做为调制波与载波比较后，输出来信号驱动开关管K0，以实现最大功率跟踪。

2.2 交流侧光伏发电控制策略

交流侧光伏发电单元通过DC/AC变换器连接至交流母线，其拓扑结构如图8所示，所采用的控制策略为电压-无功(UQ)控制，即以直流电压、无功功率为外环控制，电流为内环控制，通常将无功设置为0，可实现单位功率因数控制，控制策略如图9所示。Um与光伏电池出口电压Upv的差值经过P调节后输出为直轴电流参考值，无功参考值与实测值的差值经过PI调节后输出为交轴电流参考值，然后与交、直轴电流实测值的差经过PI控制器调节，再经过解耦，输出值经过dq反变换输入到PWM发生器来驱动开关管。该控制策略不但可以实现最大功率跟踪，也可以实现单位功率因数控制。

2.3 蓄电池充放电控制策略

蓄电池通过双向DC/DC变换器来控制充放电，其拓扑结构如图10所示，其为Buck/Boost变换器，K1开通，K2关断，为Boost变换器，蓄电池放电，K1关断，K2开通，为Buck变换器，蓄电池充电。所采用的控制策略为电压外环电流内环控制，电压外环控制直流母线电压稳定，电流内环控制蓄电池充放电电流，控制策略如图11所示。Udc与直流母线电压参考值的差值经过PI调节后输出为蓄电池充放电电流参考，与充放电电流实测值的差值经过PI调节，输入到PWM发生器来驱动开关管K1和K2。

2.4 AC/DC变换器控制策略

连接交、直流子系统，实现系统功率平衡的是交直流母线间AC/DC变换器，其拓扑结构同图8虚线框内所示。AC/DC变换器在交直流混合微电网稳定运行中的作用主要有三方面：一是孤岛运行时，采用V/f控制，支撑交流母线电压、频率稳定，实现交、直流系统之间的功率平衡；二是并网运行时，采用P/Q控制，将直流侧盈余光伏发电功率定额通过交流侧并入大电网，提高直流侧光伏利用率；三是并网运行与孤岛运行切换时，使交、直流侧功率进行平衡，保证切换前后系统稳定运行。P/Q控制采用功率外环电流内环控制方式，V/f控制采用电压外环电流内环控制方式。两种控制可共用一个电流内环，切换运行时，只需切换外环控制，其控制策略如图12所示。模式1表示V/f控制，模式2表示P/Q控制，V/f控制时，dq变换的相位角由一个设定的标准50 Hz正弦电压提供，电压外环经PI调节后做为电流内环参考；P/Q控制时。dq变换的相位角为网侧相位角，功率外环经PI调节后做为电流内环参考。两种控制共用一个电流内环，控制模式之间的切换由并网点PCC发出信号。

3 算例仿真分析

3.1 仿真参数

在PSCAD/EMTDC中搭建如图1所示的交直流混合微电网，系统参数如表1所示。

光伏发电假设温度一直为20℃，光照为1 000kW/m2,4 s光照开始减弱，到6 s时降为700 kW/m2,9 s光照又开始增强，到12 s时变为1 100 kW/m2。则交直流两侧光伏发电功率Ppvac、Ppvdc和交流侧输出电压跟踪如图13所示，光伏输出功率随着光照的变化而波动，Upv能够很好地跟踪Um。

蓄电池容量设计对于系统稳定运行至关重要，本文采用工程上的经验公式确定蓄电池容量。

式中：A为安全系数，取1.1～1.4之间；QL为负载日平均耗电量；NL为最长连续阴雨天数；To为温度修正系数，一般0℃以上取1,-10℃以上取1.1,-10℃以下取1.2;CC为蓄电池放电深度，浅循环型蓄电池取50%，深循环型蓄电池取75%。

本文中，交流侧重要负荷10 k W，主要为空调用电，日平均供电4 h，负载同时率0.8；次要负荷2kW，为白天照明用电，日平均供电8 h，负载同时率0.8。直流侧主要负荷3 kW，其中2 kW为机房通信用电，日平均供电24 h，负载同时率1;1 kW为直流展厅白天照明用电，日平均供电4 h，负载同时率0.8；次要负荷2 kW，供直流展厅电子产品充电，日平均供电4 h，负载同时率0.8。由此计算得负载日平均耗电量QL=102.4 kWh。

其中：安全系数取1.1；根据本地气象信息，最长连阴雨天数取4天；温度修正系数取1；根据蓄电池类型，放电深度取75%。

蓄电池的额定电压150 V，蓄电池SOC在35%～95%范围内，其端电压范围为155～255 V，直流母线电压为380 V，考虑到不同工况切换时的电压波动并留一定裕度，取储能逆变器的最高工作电压1 000 V。

交直流混合微电网系统直流侧最大负荷5 kW，直流侧光伏最大输出功率10 k W，交流侧最大负载12 kW，交流侧光伏最大输出功率12 kW。储能逆变器的功率选择要考虑如下要素：一能完全吸收新能源功率，此时储能逆变器的最大输入功率为22 kW；二能在孤岛运行且阴雨时满足全部负荷，此时储能逆变器的最大输出功率为17 kW；考虑一定的裕度，取储能逆变器最大输入/输出功率均为50 kW。

3.2 运行仿真分析

将交直流两侧光伏发电功率、负荷功率，直流侧输入到交流侧的平衡功率分别表示为：Ppvac,Ppvdc,PLac,PLdc,Pexch。

3.2.1 并网运行(t=0～8 s,18.5～20 s)

a)t=0～2 s:PLdc为5 kW,PLdc<Ppvdc-Pexch，蓄电池充电；

b)t=2～4 s:2 s时PLdc突增到6 kW,PLdc<PpvdcPexch，蓄电池充电，4 s时Ppvdc因光照减弱开始减小；

c)t=4～4.8 s:4 s时PLdc恢复到5 kW,PLdc<Ppvdc-Pexch，蓄电池充电；

d)t=4.8～8 s:PLdc保持为5 kW,4.8 s时因Ppvdc降低，PLdc>Ppvdc-Pexch，蓄电池放电。

e)t=18.5～20 s:PLdc>Ppvdc-Pexch，蓄电池充电。

3.2.2 孤岛运行(t=8～18.5 s)

a)t=8～9.6 s:PLdc+PLac>Ppvdc+Ppvac，蓄电池放电，9 s时Ppvdc、Ppvac因光照增强开始变大，随着Ppvac的增大，直流侧输入到的交流侧的平衡功率Pexch开始减小；

b)t=9.6～18.5 s:PLdc+PLac<Ppvdc+Ppvac，蓄电池充电，11.5 s时Ppvac=PLac，交流侧光伏功率开始盈余，交流侧向直流侧输入光伏功率，Pexch<0，为了延长孤岛模式下蓄电池的使用时间，12 s时直流侧次要负荷切除，15 s时交流侧次要负荷切除。

仿真结果如图14(a)～图14(e)所示，由图14可知，并网运行时，交流母线电压、频率由大电网支撑，直流侧光伏功率波动及负荷突变能够被蓄电池平抑，维持直流母线电压稳定，且定额向交流侧输入光伏功率。孤岛运行时，蓄电池平抑了光伏、负荷功率波动，维持了直流系统电压稳定，双向AC/DC变换器维持了交流系统电压、频率稳定，并作为桥梁实现了两侧的功率平衡。

3.2.3 切换运行

8 s时，大电网故障，PPC发出信号，交直流混合微电网由并网运行向非计划孤岛切换。切换前后，因蓄电池和双向AC/DC变换器在实时维持系统稳定、功率平衡，因此在切换瞬间，蓄电池能够快速将切换功率缺额平抑，保证切换前后系统稳定运行。

由图14(a)可知，切换前，微电网与大电网之间有功率交换Ppcc=Ppvac+Pexch-PLac。此系统切换前Ppcc=1 kW，即微电网向大电网输送功率1 kW，切换时蓄电池减小放电电流以平抑此输送功率，记为工况1，如图15(a)所示。将交流侧次要功率从2 kW增加为3 kW，可以使得切换前Ppcc=0 kW，即微电网与大电网无功率交换，记为工况2，如图15(b)所示，切换时蓄电池放电电流不变。将交流侧次要功率从2 kW增加为4 kW，可以使得切换前Ppcc=-1 kW，即微电网从大电网吸收功率1 kW，记为工况3，如图15(c)所示，切换时蓄电池增大放电电流以平抑此吸收功率。切换瞬间因蓄电池平抑切换功率缺额，直流母线电压会有短暂的波动，如图14(c)所示，切换瞬间三相交流电压暂态波形如图16所示。综上，不论切换前后微电网与大电网是否有功率交换，交直流混合微电网均可实现从并网运行顺利切换到非计划孤岛运行。

18.5 s时，大电网供电恢复，PCC发出信号，交直流混合微电网由孤岛运行向并网运行切换，切换前交流母线电压幅值、频率、相角与大电网保持一致，顺利切换，如图14(d)、图14(e)所示。由图17可知此时Pexch由-3 kW变5 kW，蓄电池将增加充电电流以平抑，因此直流母线电压会有一个波动，但很快就稳定，如图14(c)所示，切换瞬间三相交流电压暂态波形如图18所示。综上，交直流混合微电网能够从孤岛运行顺利切换到并网运行。

4 结论

(1)建立了光伏发电、蓄电池储能模型并进行了光伏电池MPPT控制、蓄电池充放电仿真，验证了所建模型的正确性。

(2)交直流混合微电网并网运行时，针对目前直流侧源荷比较大，在蓄电池的平抑作用下，直流侧光伏发电以恒定的功率通过交流侧并入大电网，提高直流侧光伏利用率。

(3)交直流混合微电网孤岛运行时，蓄电池作为平衡节点，和双向AC/DC变换器一起维持系统的稳定运行，并实现交直流两侧的功率平衡。

(4)交直流混合微电网由并网运行向非计划孤岛运行切换、孤岛运行向并网运行切换时，蓄电池都能够平抑切换功率缺额，实现顺利切换。

摘要：为解决交直流混合微电网中功率波动、交直流系统之间功率平衡、直流侧源荷比相对较大光伏利用率不高的问题,研究了交直流混合微电网并网运行时,在蓄电池的平抑作用下,直流侧光伏发电以恒定的功率通过交流侧并入大电网,提高直流侧光伏利用率。孤岛运行时,蓄电池作为平衡节点,和双向AC/DC变换器一起维持整个系统的电压、频率稳定,并实现交、直流系统之间功率平衡的控制方案。最后利用PSCAD/EMTDC软件对系统功率波动、并网运行向非计划孤岛运行切换、孤岛运行向并网运行切换进行了仿真验证,运行结果表明该控制方案能有效平抑系统功率波动,维持交直流混合微电网稳定运行。

8.数字化微混合反应器的研究 篇八

(一) 微视频相关概念

关于微视频的定义, 业内及学术界至今没有统一说法, 甚至其名称可谓五花八门。 优酷网总裁古永锵对微视频给出过这样的解释:微视频在时间上是指短到30秒, 最长不会多过20 分钟, 并且所要呈现的内容丰富, 形态多样, 例如微型电影、小型纪录片、自作DV片及广告等, 能够借助于多渠道视频终端录制与播放的视频总称。 短小、快捷、精致、互动及随时随地的播放性是微视频的显著特点。 微视频有别于文字、图片等单媒体, 它是由图形、图像、声音、文本等多种要素构成的综合性媒体, 因此视频给人的视觉冲击力强, 具有图、文、声、相并茂的特点。 随着互联网的普及、信息技术不断发展, 移动互联时代已全面袭来。 而对于视频而言, 更是在逐步融入人们的日常生活与学习, 使得学习与生活变得更便捷, 更彰显个性。 微视频的迅猛发展意味着如今已经步入“超视像”的新媒体时代。

(二) 混合式教学的界定

混合式教学来源于国外的一些培训机构, 指网络线上与线下的混合, 通过引进面对面教学改进E-Learning的不足。 在国内, 倡导混合式教学概念是北京师范大学的何教授, 是将传统教学中教师引控教学过程的主导作用的优势与网络化教学中学生在学习过程中主动性、 积极性和创造性的优势结合起来, 以便达到最佳教学效果。 混合式教学模式的出现, 可以说是教育教学改革新的发展方向, 这为我们教育工作者提供了新思路。

本文对混合式教学的内涵理解为: 教学形式采用传统教学的面对面教学;教师为学生提供相关教学资源, 主要提供录制的教学内容相关的微视频、学生学习单;学生课堂观看微视频、交流讨论、完成学习单等学习活动。

二、搭建微视频新型的混合式教学模式

在混合式教学模式中, 教师和学生都有不同的活动, 可分为课前、课中两大模块。

(一) 课前准备阶段。

1.教师活动。 第一, 分析单元的教学目标。 根据单元总的目标, 分析学生需求, 通过怎样的教学活动, 达到期望的结果再把单元目标细化, 形成每节课的教学目标。 根据教学目标, 分析什么内容适合通过微视频的方式展现给学生, 哪些内容适合课堂交流, 通过师生合作探究获得最佳的教学效果。 这样的好处在于避免教学的盲目性和无目的性。

第二, 撰写教案、制作教学课件。 在混合式教学模式中, 面对面的课堂教学环节不可少。 因此教师课前还是要撰写教案的, 精心设计课堂的教学环节, 制作相关教学课件。 如果纯粹将教学内容用微视频给学生观看, 那么变成被动式的教学, 学生学习缺乏主动性与积极性, 师生间缺乏交流与互动, 违背了教学的规律。

第三, 制作与发布微视频。 通过前两个过程, 教师能够根据课的设计, 准确把握适合的教学内容制作成微视频, 微视频可以是知识的传递, 也可以是教学某个难点的突破, 还可以是技术的操作方法, 教学视频可以由教师自己录制也可使用其他教师制作的教学视频或者网络上优秀的视频资源。 时间一般掌控在三五分钟, 重点部分可以有标注, 同时也要注重后期编辑, 将可能出现的错误改正过来, 避免重新再次制作。 发布视频是为了让学生选择自由的时间地点观看, 那么放在什么平台让学生观看是根据具体情况具体分析的。 比如: 放在Moodle平台、You To be; 也可放在校园的多媒体视频点播平台, 在学校里学生可以使用属于自己的账户登录观看。 总之, 学校可以选择一两种方法满足学生的需要。

第四, 设计学习单。 学习单主要是引导学生解决课堂的关键问题而设计的, 因此教师要动脑筋, 根据学情, 想方法为学生的知识渗入与能力的发展提供的是内容短小精悍, 保证学生在课堂35分钟内能借助多种学习方法顺利完成, 还要有充分的时间思考, 产生内化的知识的学习单。 本例中设计有两个学习单, 课前学习单 (图1) , 这个学习单只针对微视频中涵盖的知识问题。 另外, 设计了课堂学习单 (图2) , 是本课例的核心内容, 要求在课堂中完成。

2.学生活动。 有别于翻转课堂模式, 混合式教学模式中课前的学生并不是全部要求观看微视频。 从我国的教育形式看, 中小学主要采用的还是传统的面对面的教学。 学生在学校完成主要的教学活动, 回到家里主要进行学习的巩固。 课前预习主要是书本的资料, 采用观看媒体视频学习还是少数。 如果课前让所有的学生都观看视频教学, 在课堂上进行交流讨论的翻转课堂模式就比较困难。 因此, 在混合式教学模式里, 是学生根据自身的情况进行课前的视频学习, 学习速度快的学生可以快速进行知识的学习。 而课堂上要观看视频, 对于学习进度慢的学生, 他们不用担心传统课堂上跟不上教师节奏的问题。 他们可以根据自己的实际学习情况对教师讲授的内容做适时停顿。 这样学生不会产生过多的负担。

在观看微视频的后, 学习需要完成教师针对性的学习单, 学生课前对学习单有所了解, 在一定程度上明确自己的学习内容, 帮助学生完成新旧知识的交替, 这样学生可以完全掌控自己学习的步调。

(二) 课中教学活动设计阶段。

1.创设情境, 引出课题。 新型的混合式教学模式中借用传统的课堂面对面的方式教学, 教师与学生共同组成课堂的主体, 教师创设一定的情境, 适时地引出课题, 这是师生交流的保障。

学生在观看本课微视频 (图3) 的过程中, 由于本身的知识结构、看问题的角度也不一样, 因此对事物的理解也会不同, 这样学生之间会产生一种认知的不平衡, 学生之间认知的不平衡会导致学生新的认知结构的产生。 在课中活动的开始阶段的交流中, 教师需要针对学生所观看视频的情况和通过网络交流平台所反映出的问题进行解疑。 学生也可以提出自己在观看教学视频中所存在的疑惑点, 与教师和同学共同探讨, 这样学生本身就是一种交往的学习资源。

2.合作交流, 尝试探索。 合作交流是学生应该必备的学习能力。 一个没有合作学习能力的人, 必然无法在社会中生存。在新型混合教学模式中, 为学生提供了个性化的学习环境, 课堂教学的学生学习并不是孤立的, 课堂本身就给学生提供了空间, 能够进行合作交流。 遇到问题尝试自我解决, 也可求助于他人, 同时能请教老师, 这是其他教学模式所不能替代的。交往学习是学生在与他人的对话、交流、讨论等学习活动中所开展的学习过程, 学生在此过程中实现自身发展。 爱德加戴尔通过实验证明, 团队学习、合作学习和参与式学习的效果可以达到50%以上。 教师也不是无目的性地放开学生, 而是用课中学习单 (图2) 的方式引导学生不断探索问题。 本课例是学生观看微视频后, 设计一张表格, 完成涂鸦题。 学生知识结构的内化需要经过学生交流与思考, 而教师只能从方法上引导学生, 而不能代替学生完成学习。 学生在课堂中完成教师设计的学习单的过程中, 学生审视自己理解知识的角度, 建构知识的结构, 完成知识的进一步学习。 教师要在刚始时给予学生一定指导, 帮助学生完成任务。 待学生有一定的解决问题能力的时候, 教师要“放手”, 逐渐让学生在合作交流、不断探索中构建自己的知识体系。 本课例中经过学生初步展示自己设计的表格后, 进行学习讨论, 然后再次完善表格, 将表格设计出来后再上传自己的作品。

3.梳理过程, 深度内化。 学生在合作探索学习阶段, 已建立自己的知识体系。 但是要完成知识的深度内化, 需要在交流梳理内容中完成。 人是社会中的人, 交往是人与人之间直接的相互作用的过程。 哈贝马斯把交往行为定义为:一种主体之间通过符号相互协调的相互作用, 它以语言为媒介, 通过对话, 达到人与人之间的相互理解和一致。 因此, 在新型混合式教学模式中, 梳理知识内容是必不可少的环节。 本课例中, 通过交流体会与收获, 让学生对整节课学习的重点有所梳理。 依据思维具有启发性、批判性、创造性。 将步骤打乱, 鼓励和引导学生从多个角度审视现象和问题, 从而“发现”新规律, 整理出制作表格的流程。

三、基于微视频新型混合式教学模式的关注点

本文只是做了一点尝试, 还不能完全形成真正意义上的模式, 所以还要不断思考与关注。

(一) 关注国内外有关 “ 微视频” 的相关研究, 不断梳理出研究思路。

(二) 关注如何提炼出 “微视频”的教学模式, 教学框架, 以及涉及的教学方法改革, 教学模式改革方案。 形成细化的、具有可操作性的“微视频”教学实施计划和详细方案。

(三) 关注设计 “微视频”资源。 “微视频”教学模式及教学资源投入教学实践的应用。

四、结语

信息时代的今天对不同学科课堂教学都提出了更高的要求。 微视频程以视听呈现方式与翻转课堂以学生为主的教学方式, 是近几年全球广泛推崇的新的教学方式, 它给当下的教育带来了曙光。 在此, 本文主要在传统教学模式中利用微视频资源进行混合式教学模式的探讨分析, 旨在通过不同的教学模式不断提高课堂教学效率。

摘要：信息技术的不断发展给教育变革提供了更多的视角, 颠覆了传统教学模式, 出现了翻转课堂、慕课等新事物, 为微视频教学模式提供了可供发展的机会。在美国, 学校根据自身地区特点实施翻转课堂的教学模式, 满足学生的不同个性需求, 在这种课堂教学模式下产生了巨大成效。翻转课堂中微视频作为一种新型教学资源提供给学习者, 它以“主题突出、短小精悍、交互性好、应用面广”等特点被广泛认可。在国内, 微视频概念在教育领域迅速传播开来, 各地教育都有“微视频大赛”开展。虽然微视频教学有比传统教学模式更为快捷、方便的教学方法, 但并不能完全取而代之, 鉴于此, 本文主要在传统教学模式中利用微视频资源进行混合式教学模式的探讨。

关键词：微视频,混合式教学,教学模式

参考文献

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[2]张跃国, 张渝江.透视“翻转课堂”[J].中小学信息技术教育, 2012 (3) .

[3]熊炯.“翻转”语文课堂之教师手记[J].中小学信息技术教育, 2012 (3) .

[4]张其亮.基于“翻转课堂”的新型[J].中国电化教育, 2012 (7) :114-117.

[5]顾柳敏.基于“微课程”理论的地理合作课堂初探[J].地理教学, 2013 (5) :29-31.

[6]钟晓流, 宋述强, 焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究, 2013 (1) :58-64.

[7] (英) 戴维·伯姆著.王松涛, 译.论对话[M].北京:教育科学出版社, 2004:6.

[8]邵明杰.情景化任务驱动的微视频应用策略研究——以现代教育技术公共实验课为例[J].中国教育技术装备, 8, 2013, 13-21.

[9]邢立双.中国网络视频发展态势及前景展望[J].中国网络电视台, 3, 2012, 12-21.

9.数字化微混合反应器的研究 篇九

关键词：高中化学；数字化实验；外界条件；化学反应速率

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）22-351-01

高中化学的教学在高中各科目的教学中有其固有的特点，新课程改革强调学生的素质性教育，更是充分展现了高中化学的特点，非是进行简单的知识默背和题目解答，是要学生了解化学的本质，真真正正的掌握化学原理。全新的数字化实验系统很好的弥补了传统教学实验模式存在的不足，摆脱了传统实验教学之前的困境，在本文所述课节中，让学生能够直观的感受到外界条件对化学反应速率的影响，方便于学生对化学反应本质规律的学习、认知和掌握。本文详尽论述了运用数字化实验进行化学反应速率的外界条件影响的分析、探求。

一、数字化实验的性质和化学反应速率教学的应用意义

数字化实验指的是，由数据采集器、传感器、计算机相关数据处理软件等组成的采集、测量、处理设备以及与之相对应的实验设备、仪器系统。数字化实验是信息技术与传统实验课程的良性整合。运用传感器的计算机实时数据采集和使用计算机数据处理软件的计算机图象分析等是科学、良好的进行高中化学教学的强大技术支撑。运用数字化实验将传统化学实验从定性上升至定量，突破原有的教学难点，有利于学生接收，培养学生的自我发现、归纳、总结能力，降低试验中错误和事故的发生几率，并且从技术上对研究性学习进行支持。

在进行“化学反应速率”的教学时，利用数字化实验向学生直观展现外界条件对化学反应速率的影响，引导学生对化学反应速率进行分析、归纳、总结。通过对整个数字化试验过程的操作、观察：反应过程放热，反应体系温度升高，从而反应速率加快；反应物盐酸的浓度逐渐减小，从而反应速率减小，以及固体颗粒物的大小在不断地发生变化。指导学生分析外界条件的诸般变化，分析从不同程度上对化学反应速率影响的综合结果。通过实验过程，加强了学生综合知识技能的应用，提高学生的操作、实践、交流、沟通、分析，培养学生的全面素质。

二、探究外界条件对化学反应速率影响的数字化实验运用

人教版的高中化学教材注重扎实的理论基础和实验技术，在 “化学反应速率”的教学内容中，重点强化了知识的基础性、完整性和系统性。人教版必修二在 “化学反应速率”教学时，通过思考与交流栏目以问题引入化学反应速率，通过实验探究温度和催化剂对反应速率的影响；在选修四中安排了四个实验，让学生探究温度、催化剂等外界因素对化学反应速率的影响，操作难度适中，方便学生的掌握；在“科学探究栏目”编排了三个催化剂对反应速率影响的实验，扩展学生视野，给学生提供了知识的提升空间，满足不同知识水准的学生需要。

传统的实验形式在进行教学时存在种种不足，不能科学的实现实验教学目的，可运用多媒体，图片和动画等形式加深学生的理论知识和实践操作能力，利用色度计、数字化传感器等数字化实验手段进行实践操作实验，学生直观感觉温度、催化剂等外界因素对化学反应速率的影响，确保实验教学的良好效果。具体的教学数字化实验运用举例如下。

一例为利用数字化实验的色度计、照度计等，选取Na2S2O3+H2SO4= Na2S2O4+H2O+SO2↑+S↓反应，依据以下原理，“反应过程生成的颗粒极小悬浮物状单质硫，均匀分布溶液中，生成数量增加，透射光强度减少，吸光度与生成单质硫的量成正比，确定化学反应速率，探究温度对反应速率的影响。首先分别以0.01mol/L的Na2S2O3以及0. 1mol/L的H2SO4进行实验（实验过程不予赘述），以传感器连接计算机准备，分别以色度计和比色管做比对，采集数据进行分析，结果清晰显示，一结果为：从开始到透光率降至70%二者耗用的时间，19℃下相比较45℃下所耗用时间超过6.4倍，随之沉淀量逐渐增加，溶液逐渐浑浊，透光率逐步减小直至降至30%状态时，19℃下相比较45℃下所耗用时间超过6倍；另一实验结果为：处于照度4000lux时，18℃下相比较45℃下所耗用时间超过4.7倍，随之沉淀量逐渐增加，溶液逐渐浑浊，光强度逐步减弱，处于照度2000lux时，18℃下相比较45℃下所耗用时间超过5.1倍，根据两组实验结果顺利得出结论，在具有其他等同外界条件下，温度升高则化学反应速率增大，温度减低则化学反应速率减小，同时可得出温度与化学反应速率的规律～温度每提升10℃，则化学反应相应加快两倍到四倍。

学生可以在此次实验操作中，通过数字化实验系统，清楚的看到两种温度下化学反应速率的曲线变化图例，对本节课程“外界条件对化学反应速率的影响”教学内容，学生会有一个直观的感受，不再是存于脑海中的文字理论，二十实实在在的观想。并且通过数字化实验的操作，增加学生的实际动手能力，刺激学生的学习积极性，全面、广泛的提高教学效果。

当前属于一个大数据时代，数字化实验能够在具体的情境中辅助学生理解并掌握知识，对理论知识进行实际运用，间接的加强了知识的掌握情况，形成良性的循环。在探究外界条件对化学反应速率的影响，这种具体化学试验中，利用数字化实验能够更加方便、快捷、准确的获取结果，验证化学原理，获取科学结论。

参考文献：

[1] 谢晓青.数字化传感实验与中学化学探究学习的整合[D].苏州大学，2014.

[2] 宗国平.小组合作式探究实验的整合与改进——以“化学反应速率”教学为例[J]. 实验教学与仪器，2014，Z1：32-33.

[3] 沈霖霖.《影响化学反应速率的因素》教学设计[J]. 理科考试研究，2014，19：85.

10.数字化微混合反应器的研究 篇十

关键词：微化工系统,微分散,传递性能,反应调控

1 微化工系统内多相流动和分散规律

根据传递的基本原理, 我们可以知道对于多相混合和反应过程, 尤其是以液相为连续相的过程来说, 体系的分散尺度在其中具有十分重要的地位与作用。通过对微结构进行有效的利用, 微化工系统可以对流体的分散尺度进行一定程度上的降级, 具体是将其从毫米量级降低到微米量级, 这样一来, 能够对多相混合和反应过程的强化起到有效的促进作用。目前状况下, 国内外的诸多学者都已经对微化工系统内流动规律进行了研究, 而研究的内容大多集中于对微设备中分散规律的探讨, 并对新高效的分散方法进行发展。而从研究体系的角度而言, 关于液/液和气/液两相流体系的研究较为充分。

从微结构的设计角度来看, 目前状况下主要存在着如下集中微化工系统设备得到较为广泛的应用, 主要有:T型错流剪切设备、水力学聚焦设备、同轴环管设备以及分枝破碎设备。而对于众多的微化工系统来说, 尽管它们外形多样, 但如果从分散方法的角度来看, 基本可以讲其归纳为上述的四种微化工系统。T型错流剪切是一种十分重要的流体分散方法, 连续相流体通过剪切垂直进入设备的分散相流体, 从而对分散相的破碎进行有效的实现。一般情况下, 这种方法在分散结构后续的主通道内得到液柱 (气柱) 流和液滴 (气泡) 流两种分散流型。水力学聚焦是一种将两相流体快速通过狭缝结构, 通过流体急剧的速度变化产生界面不稳定性, 实现流体分散的方法。这是一种较为容易获得小尺寸的液滴和气泡的分散方法, 一般可以实现小于通道尺寸一个数量级的分散流体制备, 而通过在该设备内引入静电场等更强的外场作用, 还能够实现小于通道尺寸两个数量级液滴的制备。同轴环管是一种在微小的同心圆管结构中分散液滴的方法, 这是一种轴对称的分散方式。这种方法的特点是分散相流体可以不接触通道壁面, 从而没有壁面浸润效应。通过这种设备可以较为容易地实现对分散相流体的控制, 在其内部不仅可以形成稳定的分散结构, 也可以形成稳定的层流结构。分枝破碎是一种利用分叉通道结构实现液滴再破碎的方法, 通过控制出口通道的阻力还可以获得丰富的破碎流型, 但由于设备结构复杂, 目前该方法的应用还较为少见。

2 微化工系统内的多相传递规律

相对于传统化工系统, 微化工系统内流体的流动和分散尺度要小1~2个数量级, 这使得微化工系统内的传递过程可以得到有效的强化。通过在反应体系中加入指示剂和荧光探针, 可以对微化工系统中单一液滴的传递行为进行有效的表征。研究结果表明, 在微化工系统内微米尺度的液滴具有传质系数高、比表面积大的特点, 传质过程可以在几秒钟甚至更短的时间内完成。更为重要的是在微化工系统内, 液滴的形成阶段对传质过程起到重要的贡献, 在一定条件下50%的传质量可以在液滴生成的瞬间完成。此外, 由于微化工系统内空间尺寸小, 因此容易形成较高的浓度梯度, 在大传质量的情况下还会发生Marangoni效应等界面不稳定现象。

3 微化工系统内多相反应强化和过程调控

多相反应是化工领域的难题之一, 尤其是快速的带有强放热的反应过程。因为反应体系内流动复杂, 反应器内温度场和浓度场容易出现局部不均匀的现象, 从而影响反应效果, 并且使反应器的放大十分困难。微化工系统的出现为解决多相反应过程中高能耗、高物耗、低效率、低选择性的问题提供了新的思路和方法。在微反应设备内可以获得微分散的多相流体系, 借助微分散体系良好的传热、传质性能, 就可以对反应器内的混合过程进行强化。利用微分散体系能够快速传热的特点, 能够使反应热得到有效控制。此外, 由于微反应器设备体积小, 因而能够减少物料的滞存, 提高反应器的安全性, 减少设备的固定投资。借助微化工系统内良好的传递性能, 还可以有效地提高带有串联或并联副反应的快速反应体系的选择性。对于带有串联副反应的体系, 控制反应完成的时间是关键性问题, 利用微反应器强化主反应的表观动力学, 缩短反应时间, 就可以有效地减少副产物的生成。对于带有并联副反应的体系, 强化反应物的混合, 快速消耗反应物, 减少反应物与反应产物进一步发生反应的概率是获得高反应选择性的关键。微反应器良好的混合和传热性恰恰适应了这一点。

结束语

本文主要针对微化工系统内多相流动及其传递反应性能研究进展进行研究与分析。主要从微化工系统内多相流动和分散规律、微化工系统内的多相传递规律以及微化工系统内多相反应强化和过程调控三个角度进行阐述与分析。希望我们的研究能够给读者提供参考并带来帮助。

参考文献

[1]陈桂光, 骆广生, 杨雪瑞, 等.微混合沉淀技术制备纳米TiO2颗粒[J].无机材料学报, 2004 (5) .[1]陈桂光, 骆广生, 杨雪瑞, 等.微混合沉淀技术制备纳米TiO2颗粒[J].无机材料学报, 2004 (5) .

[2]J.H.Xu, S.W.Li, C.Tostado, W.J.Lan, G.S.Luo.Preparationof monodispersed chitosan microspheres and in situ encapsulationof BSA in a co-axial microfluidic device[J], 2009.[2]J.H.Xu, S.W.Li, C.Tostado, W.J.Lan, G.S.Luo.Preparationof monodispersed chitosan microspheres and in situ encapsulationof BSA in a co-axial microfluidic device[J], 2009.