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光譜學分析8篇

時間:2023-05-24 08:52:11

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光譜學分析

篇1

0引言

化學耗氧量(ChemicalOxygenDemand,COD)是指在一定條件下用強氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量,以氧含量(mg•L-1)來表示.它可以反映水體受有機物的污染程度,是衡量水質的重要指標之一.水體中COD的測定方法有化學法、紫外吸收法、熒光法以及臭氧氧化法等[1-4].目前環保領域COD的測量主要是采用化學法中的高錳酸鹽指數法和重鉻酸鉀回流法.水體中COD的測定受諸多因素的影響,如加入的氧化劑種類、濃度、反應液的pH值、反應溫度、時間以及催化劑的種類和用量等[5].目前采用的高錳酸鹽指數法和重鉻酸鉀回流法,分析周期長,能源浪費大,受回流設備的限制不能進行大批量分析,且會產生嚴重的貴金屬銀鹽及汞鹽污染.近年來利用光學法進行水質監測已成為國際的研究熱點[6-10].與傳統方法相比,光學監測技術具有操作簡便、不需要消耗試劑、重復性好、測量準確度高和檢測快速的優點[11-15],非常適合對環境水樣的快速在線監測.本文基于紫外光譜法的COD測量技術,設計了一種全光譜分析的水質COD在線監測系統,利用最小二乘法建立了計算模型,并進行模型參量反演.針對現實水樣的復雜性,在實驗室內配制模擬水樣進行測量,并與相關儀器測量結果進行了對比.實驗結果表明.該方法無需消耗任何試劑,測量準確度高、重復性好,可以應用于復雜水質的COD在線監測.

1測量原理與實驗系統

從20世紀60年代起,國外就開始了紫外吸收光譜法測量COD的研究,其發展經歷了單波長法、雙波長法、多波長法、全光譜法的發展歷程.單/雙波長光度計的結構簡單,只適用于成分單一的水質COD的測定.而實際水樣COD的測定會受到多種因素的干擾,且水體中有機物組分不同,最大吸收峰也并非都在254nm處(如圖1,圖中1~6分別表示苯胺、苯酚、丙酮、腐植酸、鄰苯二甲酸莖鉀和水楊酸).因此,只用254nm來捕捉全部有機物是非常困難的.全光譜法COD測量的理論基礎:大多數有機物在200~400nm紫外波段都有吸收,通過測定水中有機物在紫外波段的吸光度值,可以間接反應出水體中有機物的含量,從而廣泛應用于水中有機物的定性、定量測定.整個測量系統的結構如圖2.系統采用流通式進水方式,進水口通過進水泵控制水流速度,排水口通過電磁閥控制排水;光源采用光纖燈(賀利士氘-鎢燈,型號:DTM6-10),波長范圍覆蓋200~1100nm波段;光源通過光纖耦合到樣品池,樣品池兩端設計為標準的SMA905接口,為了保證入射光、透射光的傳輸效率,在樣品池兩端增加透鏡組;光譜檢測設備采用微型光譜儀作為檢測終端(OceanOpticsUSB4000),負責光譜信號的采集;控制單元是測量系統的核心,負責光源控制、進水泵控制、電磁閥排水、光譜信號采集與處理.

2基于全光譜分析的COD計算方法

2.1實驗數據選擇配制了5種不同COD的鄰苯二甲酸氫鉀溶液.圖3為其吸光度光譜圖,測量波長范圍為200~750nm.從圖中可以看出,5種濃度的溶液在400750nm的波段內基本沒有吸收,結合圖1中6種有機物在此波段內也基本不產生吸收,所以本文選取了200~400nm波段范圍內的數據用來進行系統模型的建立.

2.2系統模型建立數據的處理流程如圖4,其中計算模型的流程如圖4(a).光譜值通過實驗獲取.采集的原始光譜一般會有噪音,通過小波濾波的方法對光譜進行預處理,濾除環境雜散光帶來的擾動.光譜經過濾波預處理后,進行吸光度計算,計算公式依據朗伯-比爾定律A=-lg(I/Io)(1)式中,A表示吸光度,I表示透射光強度,Io表示入射光強度.根據吸光度的計算結果,選取特征波長處吸光度用于模型計算.參量反演數學模型:將200~400nm波長段的吸收光譜分成n個區間,建立吸光度系數a與濃度c的方程.取n個區間的中心波長作為特征波長,n即為特征波長的個數.將特征光譜映射為COD值的特征向量,可以建立如下方程那么式(3)可以記為ax=c.其中,a為吸光度,x為傳遞系數,c為COD值.吸光度a可以通過實驗的方法計算得到,COD為待測量.這樣對傳遞系數x的求解可以轉換為通過m個方程解n個未知數的問題.利用最小二乘法對方程組進行多元線性回歸,就可以得到相應傳遞系數.在本文的實際應用中,n取值20,m取值30.

3結果與討論

3.1精密度及檢出限實驗精密度的測定:取20mg•L-1的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液連續測定11次,相對標準偏差為2.93%,精密度良好.檢出限的測定:平行測定質量濃度為1.0mg•L-1的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液7次,據式(4)計算最小檢出限ρMDL=S*t(n-1,0.90)(4)式中S為標準偏差,t(n-1,0.90)表示置信度為90%、自由度為n-1時的統計量t值,本實驗中t(6,0.90)=1.94.計算得本法的檢出限為0.0985mg•L-1.

3.2模擬水樣的測定人工配制21種模擬水樣,利用本文所建立的監測系統進行COD的測定,并與實驗室測量數據進行了對比,實驗室方法采用S::CAN(lyserII)測量儀進行COD的測定.圖5為本文建立的最小二乘法擬合模型計算得到數據與實驗室測量數據的對比.其中,點線表示實驗室實測數據,實線表示利用模型擬合得到的數據.為了驗證兩者的線性關系,對模型計算結果與實驗室測量結果進行了線性擬合(見圖6),滿足線性關系:y=-0.32005+1.00046x,r2=0.99818.從擬合結果來看,本文所建立的模型計算結果與實驗室測量結果存在良好的相關性,可以滿足測量的實際需求.為了進一步分析本系統計算結果的準確度,表1給出了本測量系統測得的20個模擬水樣的COD與實驗室測量值的誤差比較.結果表明,本測量系統的最大誤差在2%左右,其測量結果能夠較好地與實驗室測量數據吻合,可以滿足現場監測的需求.

篇2

關鍵詞:光譜匹配系數,四值編碼算法,光譜角度匹配

一、引言

就人造環境的概念提出來看,我們可以大致引出兩種源頭。

其一,我們今天所常見的幾種因為人類活動而導致的自然環境問題十分重大且對人類的生活有著重要的影響,例如挖空煤礦導致的山體崩塌以及地震,再比如,大量的砍伐樹木,不僅造成沙漠化嚴重,還導致大量的水土流失。這些問題都隨時影響到人類的生活甚至生命,在這種前提之下,人造環境被提上了命題。在重大的災難來臨之時,人們所創造的避難所均設在地下,例如核輻射,而在這種條件之下通過分析光譜與類生物機械進行結合制造的人造環境,在視覺上做到與真實自然環境別無二致便為重點。

其二,人類對于太空的探索不斷的進步。人們對于太空星球的探索以及資源的爭奪都是愈演愈烈,所提出來的論點之中有兩個極為重要,一是太空移民,一是太空資源開采。適宜人類居住的星球最重要的是哪些呢?大氣,水,除此之外的一部分環境問題我們均可以用人造環境結合類生物機械來進行處理,利用分析光譜制造應急人造環境,對于剛剛登陸開發移居星球的前幾批工作者來說是不可缺少的重點,在剛開始的惡劣環境之中可以用人造環境來改善進行星球開發的工作人員的生活環境。

二、可行性分析

1、光譜匹配系數

根據光電陰極的光譜響應特性曲線,我們可以計算出光譜響應率Sλ,將Sλ對其最大化Smax歸一化,可得相對光譜響應率為

S(λ)=Sλ/Smax――(1)

此時,光電陰極面接受的夜天光經過景物反射后的輻射,即

ωλ= ρλPλ――(2)

其中(2)式中的ωλ為景物反射輻射光譜分布;ρλ為景物的光譜反射系數,他隨波長λ而變化;Pλ為夜天光輻射光譜分布,將景物的反射輻射光譜分布ωλ對其最大值ωmax歸一化,得到其相光譜分布為

ω(λ)=ωλ/ωmax――(3)

由此,我們可以從關系式定義光電陰極于景物反射輻射的光譜匹配系數為

α(S,ω(λ))=∫S(λ)ω(λ)dλ/∫ω(λ))dλ――(4)

那么我們分析式(4)可以知道,光譜匹配系數其實反映的是各種光譜響應的光電陰極對不同的輻射源的光譜利用率的高低,也就是說,這個利用率越高,越能夠得到與實際物體所產生的光譜一樣的光譜。分析可知當α越大時,匹配越好,從而微光夜視系統的觀測效果也就越好,反之越差時匹配越差觀測效果也就越差,根據式子我們可以知道α的值域在(0,1),越靠近1,越與實物反射產生的光譜相近,即越能體現出輻射源與實物之間的差別之小。達到以假亂真的效果。

2、光譜匹配基本模型算法

使用計算機軟件通過算法制作光譜比較模型,通過所測物體的光譜度和已知的物體世紀光譜互相對比,來判別被測物體的種類,那么同樣,我們可以通過對比從模擬人眼的光學儀器中的兩條光譜曲線來使得目標物體在視覺上與實際地物一模一樣。

2.1四值編碼算法

首先對已知地物類別的光譜輻射至取平均值,得到閾值A,然后將光譜輻射值已A為邊界分為[Xmin,A][A,Xmax]兩個區間,在重復上步再劃分得到總共四個區間。用同樣的方法對待目標光譜曲線進行四值編碼。使用異或方法,進行目標光譜和已知光譜匹配(即有區別為1,沒區別為0),最后比較相等的個數,將目標分到波段數目相似最多的類別。

2.2光譜角度匹配

光譜角度定義為兩地物光譜矢量之間的廣義夾角余弦為相似函數,將像元N個波段的光譜響應作為N維空間中的矢量,通過計算他與最終光譜單元之間的廣義夾角來表示它的匹配程度,夾角越小匹配程度越高,二者越相似。

日本kansai電力公司研制成功了一種新型太陽能輻射模擬系統,它不僅能模擬太陽光,還能模擬太陽熱。這套系統用計算機控制等和加熱器,一邊產生接近自然的太陽輻射。它還配有人工的自然環境分系統,可模擬不同的氣象條件。系統由氙燈,鹵素燈和加熱器組成,模擬陽光的波長范圍從可見光(0.38到0.78微米)到紅外線(0.78到20微米),而且光譜分布和自然陽光基本一樣。

三、人造環境光學

就目前形似來看,高光譜圖像在空間以及電磁譜維度中所利用較為廣泛,尤其在遙控領域。

基于成像光譜儀在眾多窄波段獲取數據的特點,可以用已知地物類型的反射光譜,通過光譜頻率曲線或特征匹配比較以達到識別地物類型的目的。長期的高光譜實驗也收集了大量的實驗室標準數據,建立了許多地物標準光譜數據庫;那么從另一方面來說,人們可以用已知的數據偽造出與真實光譜無二的光譜已達到以假亂真的目的。

四、結束語

光譜識別技術是以物質構成的光譜唯一性為基礎, 將目標的識別以光譜信息為第一特征,利用光譜的分析來得到現實生活中的自然物體在不同環境時所發射的光譜,對比獲得正確的光譜,利用光電器件發射出對應的光譜。光譜識別技術的發展,包括計算機算法的發展,使得利用光譜制作更加逼真的人造環境得到可能。

參考文獻:

[1] 蔡燕.光譜匹配算法的實現與比較.中國礦業大學環境與測繪學院.江蘇徐州(221008)

篇3

關鍵詞:光學多道分析器;氫原子光譜;巴耳末系;里德伯常量

中圖分類號:G307 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2012)15-0262-01

1 引言:

電子從高能級躍遷到低能級時,發射的光子能量hv為兩能級間的能量差,

hv=E(m)-E(n) (m > n)

以波數?啄=1/?姿表示, 則上式為 ?啄=■=T(n)-T(m)=R■(■-■)

式中RH為氫原子的里德伯常數。

從圖1中可知,從m≥3至n =2躍遷,光子波長位于可見光區,其光譜符合規律?啄=R■(■-■) (m=3,4,5…)

這就是1885年巴耳末發現并總結的經驗規律,稱為巴耳末系。

2.實驗原理:

OMA光路見圖2。光源S經透鏡L成像與多色儀的入射狹縫S1,入射光經平面反射鏡M1轉向90°,經球面反射鏡M2反射后成為平行光射向光柵G。衍射光經球面反射鏡M3和平面鏡M4成像于觀察屏P。由于各波長光的衍射角不同,P處形成以一波長λ0為中心的一條光譜帶,使用者可在P上直觀地觀察到光譜特征。轉動光柵G可改變中心波長,整條譜帶也隨之移動。多色儀上有顯示中心波長的波長計。轉開平面鏡M4,可使M3直接成像于光電探測器CCD上,它測量的譜段與觀察屏P上看到的完全一致。

由于Hα線波長為656.28nm,Hδ波長為410.17nm,波長間隔246nm超過CCD一幀159nm范圍,無法在同屏中觀察到,故需分兩次觀察測量。第一次測量Hβ、Hγ、Hδ三條線,第二次單獨測量Hα線。第一次測量使用汞燈的546.07nm(綠光)、435.84nm(藍光)、404.66nm(紫光)三條譜線作為標準譜線手動定標;第二次用汞燈的546.07nm(綠光)、576.96nm(黃光)、579.07nm(黃光)及三條紫外光的二級光譜線312.567×2=625.13nm、313.17×2=626.34nm、334.17×2=668.34nm來定標。

3 實驗步驟:

1)將多色儀起始波長調到390 nm、入射狹縫S1的寬度為0.1mm。

2)用筆形汞燈作光源,調節L·S與多色儀共軸,并令光源S成像于入射狹縫處,這時在多色儀的觀察屏P上觀察到清晰、明亮的水銀譜線。

3)轉動M4使光譜照到CCD上,調節入射狹縫,使譜線變銳。選擇適當的曝光時間以獲得清晰、尖銳的譜線。由于譜線強度不同,對不同的譜線可選用不同的曝光時間。

4)用水銀的幾條標準譜線定標,使橫坐標表示波長(nm)。

5)改用氫燈,轉動M4,使譜線成像于觀察屏P上,調節氫燈的位置,使譜線強度為最強。

6)轉動M4,測量Hβ、Hγ、Hδ線的波長。

7)將多色儀的起始波長調至540nm,用汞燈定標后,測出Hα線的波長。

4 實驗數據及處理: 圖3(a)中1、2、3號譜線對應氫光燈Hβ、Hγ、Hδ三條線;(b)中1號譜線對應Hα線

實驗數據記錄如下表 以δ為縱坐標■-■為橫坐標經過Origin擬合后,可見斜率即為里德伯常量RH=1.10215×107 ,與標準值的相對誤差僅為0.435%。

參考文獻:

篇4

在化學元素周期表的第三、四、五行中間的一些元素通常稱為過渡金屬,其別是由第三行的鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Gr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Gu)、鎳(Ni)、銅(Cu)等的3d離子摻雜的晶體中發現了激光振蕩現象。這些離子有著極優越的特性,由于其電子能級與環繞它們的晶體結構產生的場之間的強烈耦合,造成了它們具有很寬的能帶發射。因此,這些過渡金屬離子的激光波長通常可以在幾個納米到幾百個納米的很寬的范圍內調控。上世紀80年代初實現了利用鉻和鈦3d離子的摻雜晶體,得到了可調室溫激光,從而極大地推動了將過渡金屬離子作為晶體的激活介質的研究,從而使過渡金屬離子激光在通過鎖模產生超短脈沖以及必須精確調節波長的激光的應用領域受到了人們的普遍重視,而在科學研究、醫學、測量和檢驗技術、通訊以及激光光度學等方面得到了廣泛的應用。

本書詳細地討論了用作可調固體激光的活性介質或其它晶體的3d離子光譜學、電振動和磁性質等一般性質,系統地闡述了晶體場計算(包括能級和吸收譜的第一原理計算)涉及的方方面面,包括微擾計算與完整的哈密頓量的對角化,并給出了理論結果與實驗光譜細致的比較、研究了動力學JohnTeller效應對于晶體中3d雜質光譜的影響、電振動譜的分析以及過渡金屬離子摻雜材料的應用等。

本書內容共分7章:1.具有3d離子的激光晶體最新發展(S.Kück); 2.3d離子晶體場的交換電荷模型(M.G.Brik等);3.疊加模型及其應用(Y.Y.Yeung);4.自旋哈密頓量和3dn雜質附近晶格的畸變(W.C.Zheng);5.3d離子摻雜晶體中的動力學JohnTeller效應(L.Martinelli);6.晶體場效應的第一原理計算與在激光晶體中3d離子吸收譜(M.G.Brik);7.在硒化鋅(ZnSe)晶體內作為非線性光學設備新吸收器的鈷絡合物(I.V.Kityk)。

本書是由羅馬尼亞和愛沙尼亞大學的兩位著名教授編著的一部研究摻雜3d離子的固體激光的研制、一般性質、計算方法以及理論與實驗比較的專著。其內容非常豐富,特別注重實際的理論計算方法以及與各種實驗數據的詳細比較。本書的讀者對象是晶體光譜學、材料科學及其光學應用的研究人員和研究生。研習本書需要讀者熟悉原子能級和電子組態的光譜學符號,掌握晶體點群的基礎知識。

(中國科學院大學)

篇5

[關鍵詞] 拉曼光譜;定量分析;實驗教學

[中圖分類號] G642

[文獻標識碼] A

[文章編號] 2095-3712(2014)22-0058-03[ZW(N]

[作者簡介]張煥君(1982―),女,河南許昌人,碩士,鄭州輕工業學院教師;程學瑞(1982―),男,河南安陽人,博士,鄭州輕工業學院副教授,研究方向:材料物理。

拉曼光譜的強度、頻移、線寬、特征峰數目以及退偏度與分子的振動能態、轉動能態、對稱性等特性有緊密的聯系,即與分子的結構緊密相關。而且拉曼光譜具有制樣簡單,分析快速、無損,所檢測的樣品僅需微量即可滿足測量要求等諸多優點,因而成為研究分子結構的強有力工具,廣泛地應用于分子的鑒別、分子結構的研究、分析化學、石油化工催化和環境科學等各個領域[1-2]。然而,相對于氣相、液相色譜法的較高精度而言,較大的分析誤差率限制了拉曼光譜定量分析的應用。在實際應用中,拉曼光譜分析技術多用于樣品的定性分析,尤其是在實驗教學當中,更多的是強調其定性分析的作用,而忽略其定量分析的功能[3-4]。尤其是對具有強熒光背景物質,如乙醇及其混合溶液的定量分析,更是拉曼光譜定量分析中的難點問題。

為幫助學生克服這樣單一的認識,我們在教學實驗環節增加了相關實驗內容,采用拉曼光譜對乙醇溶液的濃度進行定量分析。在教學過程中,我們向學生介紹了拉曼光譜定量分析的理論依據、分析過程,并著重分析了誤差來源,以加深學生對拉曼光譜的認識,尤其是讓學生對其定量分析功能有了進一步的了解。

一、理論依據

拉曼光譜定量分析的理論依據為:

I=KΦC∫b[]0e([WTBZ]ln[WTBX]10)(k+k)zh(z)dz

在上式中,I為光學系統所收集到的樣品表面拉曼信號強度;K為分子的拉曼散射截面積;Φ為樣品表面的激光入射功率;k、k′分別是入射光和散射光的吸收系數;Z為入射光和散射光通過的距離;h(z)為光學系統的傳輸函數;b為樣品池的厚度。由上式可以看出,在一定條件下,拉曼信號強度與產生拉曼散射的待測物濃度成正比,即I∝C。

二、實驗過程

實驗樣品材料為國藥集團化學試劑有限公司生產的濃度不低于99.7%的分析純乙醇、四氯化碳和去離子水。把不同體積的去離子水加入乙醇樣品中,配制成不同濃度的乙醇-水二元體系溶液;用激光功率為50mW(100%)的拉曼光譜儀采集純乙醇溶液、水、四氯化碳溶液的拉曼光譜圖;用拉曼光譜儀采集不同濃度的乙醇溶液的拉曼光譜圖,對每種濃度的樣品重復掃描3次,試驗結果取三次掃描的平均值。

三、結果討論

把配制好的不同濃度的乙醇溶液加入未受污染的樣品池,把不同濃度的樣品分別放在拉曼光譜儀上測出其拉曼光譜。熒光背底扣除后不同濃度的乙醇-水溶液的拉曼光譜圖如圖1所示。

圖1熒光背底扣除后不同濃度的乙醇-水溶液的拉曼光譜圖

表1中的數據進一步顯示出,隨著乙醇濃度的增加,特征峰強度的比值在不斷增加。純水的3200cm-1峰的強度I2與不同濃度乙醇的884cm-1峰的強度I1之比R1和面積比R2與乙醇濃度的關系見表1。擬合圖如圖2所示,R1和R2與乙醇濃度有較好的線性關系,其線性相關系數分別為0.98554和0.97558。

四、誤差分析

激光功率、樣品池、聚焦位置等因素會對定量分析結構有重要影響。

(一)激光功率的影響

不改變聚焦樣品的位置,激光功率分別選取100%、50%、10%、5%、1%和0.5%(100%為50mW),對50%的乙醇-四氯化碳溶液進行測試,結果如表2所示。

由表2可以看出,隨著激光功率的改變,兩個特征峰(峰459cm-1和884cm-1)的強度比值基本上在2.3左右,面積比值基本上在3.0左右。然而可以看出,當激光功率很小時(1%或0.5%),由于激發光源本身很弱,導致散射的拉曼信號強度本身也非常弱,而且信噪比很大,所以相對誤差比較大。而且當激光功率很強(100%功率)時,兩個特征峰的強度比值和面積比值都稍微偏離2.3和3.0,其原因可能是,激光功率很強時,其信號強度和熒光信號也比較強,而熒光對拉曼散射的干擾非常大,導致在扣除熒光背底過程中出現較大的偏差。

(二)樣品池的影響

如圖4是毛細管樣品池的拉曼光譜圖,實驗過程中用毛細管吸取待測溶液。毛細管作為樣品容器,在激光激發下也存在拉曼光譜和熒光背底,在基線處理和背底扣除過程中難以完全消除其影響,進而產生誤差。

圖4毛細管樣品池的拉曼光譜圖

(三)聚焦位置的影響

在同一樣品不同點進行多次測量,分析結果發現,混合溶液的特征峰強度的比值存在較大的偏差,主要原因可能是本次試驗使用的是顯微共聚焦激光拉曼光譜儀,3次測量的聚焦位置不同,以及數據處理過程當中熒光背底的扣除都會引起較大的誤差。對同一濃度的溶液測量3次,所得強度之比的不確定度為0.117,相對強度之比與乙醇濃度擬合直線的不確定度為0.024,相對面積比與乙醇濃度擬合直線的不確定度為0.858。

綜上所述,激光功率、樣品池、聚焦位置等因素會對拉曼光譜定量分析結構產生一定的影響。另外,乙醇的揮發、激光功率的穩定性、實驗儀器的固有誤差等因素也會對測試結果帶來影響。然而,拉曼光譜定量分析的結果仍然有較大的可信度,可以作為一種有效的定量分析方法。

參考文獻:

[1]譚紅琳,李智東,張鵬翔,等.乙醇、甲醇、食用酒及工業酒精的拉曼光譜測定[J].云南工業大學學報,1999(2).

[2]楊丹,徐文藝.CuCl2-H2O體系和FeCl3-H2O體系絡合物拉曼光譜研究與溶液拉曼定量分析探索[J].光譜學與光譜分析,2011(10).

篇6

關鍵詞:自編課間操;普通中學;推廣;調查分析;建議

1.研究對象及研究方法

綿陽市各中學共7所,其中縣城中學3所,市級中學2所,鄉鎮中學2所。查閱各種文獻資料,借助網絡搜集自編課間操推廣的相關資料,整理分析。通過專家對編寫的問卷進行信度效度檢驗后,對綿陽市7所中學進行自編課間操推廣狀況進行問卷調查,共發放問卷400份,收回300份,回收率為75%,有效問卷280份,有效率為70%。對問卷調查的結果進行數據的綜合分析處理。通過訪問體育老師、教練以及各學校校長,了解推廣自編課間操存在的原因以及推廣措施。

2.結果與分析

2.1綿陽市自編課間操的特點

2.1.1自編課間操的適應性

自編課間操主要以健美操、啦啦操和太極拳為主,在近幾年隨著各式各樣的健美操,啦啦操比賽、健美操節目在中小學中的舉行,受到了中小學生的強烈歡迎,有些學校將其作為學校的特色項目。

2.1.2自編課間操的趣味性

自編課間操是在音樂的伴奏下跟著音樂的節奏而跳動的新型課間操,它區別于傳統廣播體操的口令,這樣的課間操能激發學生的興趣,在不知不覺中也培養了學生的音樂的節奏感和學生做事集中精神的穩定性,同時動作的豐富多樣性彌補了傳統廣播體操的單一性,大大的鍛煉了學生的協調性,靈敏性。

2.2綿陽市中學自編課間操的普及現狀

通過上表我們可以看出在綿陽市7所中學里,對健美操進行了教學推廣的中學有2所,占了總數里的29%,對啦啦進行教學推廣的中學有0所,占總數的0%,對太極拳進行教學推廣的中學有0所,占總數的0%,對傳統廣播體操進行教學推廣的中學有5所,占總數的71%。由此可見綿陽市還沒有對啦啦操和太極拳在校園里進行普及,傳統廣播體操的普及率稍高于健美操。在調查中我們發現這7所中學中專業的健美操老師只有一名,啦啦操和太極拳的專業老師沒有,還有就是學校的領導和教育有關部門不重視課間操,教師師資配備不合理,因此自編課間操的推廣受到阻礙,更談不上普及,所以只能采用傳統的廣播體操。

2.3綿陽市中學自編課間操的開展現狀

在調查中看到,綿陽市中學普遍缺乏體育教師,農村中學的情況更為嚴重。在7所中學中發現只有一所中學有一位專業的健美操教師,其他中學的體育教師基本上是以田徑和籃球老師為主,在有些農村中學的體育課是由其他科任老師代替的。針對農村地區和那些邊遠地區缺乏體育教師的現狀,多層次、多渠道、有針對性地實行定向培養,解決分配不合理的問題,從實質上解決中學體育師資的問題。在很多普通中學里場地是一個比較嚴重的問題,很多學校場地都不符合規范,大多數的體育場地只有兩個籃球場地大小,廣播體操做起來連人都沒法散開,所以只能分幾批做,或是不做,其他體育活動也只能在這個狹小的場地上進行了。在一些農村和邊遠地區連音響設備都沒有,更別說做廣播體操了。

2.4自編課間操在綿陽市普通中學推廣的建議

2.4.1學校要積極采取措施

要全面貫徹德智體全面發展的方針,結合中學的教育方針,減輕學生的學業負擔,重視體育教育,將課間操作為評估學校的教育工作的一個重要內容,將班主任的工作成績和體育掛鉤,關新學生的身體健康,培養四有人才,提高全民素質,推動全民健身熱潮。

2.4.2學校配套設備的投入

要推廣自編課間操最重要的就是場地和音響設備,現在很多場地都被侵占,尤其在城市里的學校尤為嚴重,而在農村一般場地的容納量都無法將學校所有的學生包含在其中,建議有計劃的對侵占學校場地的單位或個人進行查處,對農村場地不夠的情況進行擴建,為學生提供一個良好的鍛煉環境。

2.4.3在學校開展自編課間操社團

為提高自編課間操的質量,在學校組建社團,培養一批自編課間操的骨干,可以充分利用課余時間進行自編課間操的學習,不僅豐富了課余生活還學習了知識,有利于自編課間操的推廣,提高學校的體育水平。還可以開展一些以班級為單位自編課間操的比賽,比賽成績好的可以代表班級在學校進行匯報演出,這樣不斷的提高自編課間操的水平,同時也為班級的自編課間操的學習推廣起到了指導作用。

3.結論與建議

3.1結論

自編課間操反應了中學生的積極要求,可以提高課間操的質量,以便達到鍛煉的效果,同時可以有效的克服學生的消極心理,可以豐富課堂的體育教學內容,使學生認識到體育的重要性,因此自編課間操的推廣迫在眉睫。自編課間操是各種體育運動和體育舞蹈融合而成的,其普及性很強,隨著社會的發展,學校領導逐漸認識到自編課間操對學生具有很大的鍛煉價值,因此在學校里將自編課間操代替傳統廣播體操的普及和發展是很有必要的。3.1.3從調查結果來看,學生在自編課間操和傳統廣播體操中,更加喜歡自編課間操,這就很好的說明了自編課間操的鍛煉價值,在對比中發現,自編課間操的多樣性和時效性等都比傳統廣播體操更有價值些,要不然也不會有那么多學生選擇用自編課間操代替廣播體操,也說明自編課間操具有很高的推廣價值。

3.2建議

在各個學校適當的增加自編課間操學習的內容,隨著在各中學的廣泛推廣,自編課間操代替傳統廣播體操是一個很明智的舉動,在推廣形式和內容是哪個還在不斷的充實和完善,為全民健身起到推進作用。運用自編課間操的多樣性,對廣播體操進行改進,將其注入新的元素,拋開陳舊古板的模式,讓自編課間操在推廣中帶著這種時代感走向全民健身的行業。(作者單位:綿陽師范學院體育與健康教育學院)

參考文獻

篇7

關鍵詞:廣州市;普通高校;網球教學

中圖分類號:G40-013.9 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2012)41-0118-02

隨著社會進步,網球運動從簡單游戲發展演變成為一種精彩紛呈、對抗激烈的現代體育運動項目,在世界廣泛而又蓬勃地發展,其意義已不再局限于體育和游戲的范疇,越來越多地被賦予了社會因素。本文對廣州市26所普通高校網球教學的現狀進行調查與研究,據此對廣州市普通高校網球教學的現狀進行客觀的評價與分析,找出影響該市普通高校網球教學可持續發展的因素,并提出相應的發展對策和建議。

一、廣州市普通高校網球教學的現狀分析

1.網球課教學內容的現狀分析

廣州市普通高校網球課教學內容主要包括兩方面:實踐和理論。

(1)網球課實踐教學內容的現狀分析。廣州市普通高校網球課實踐部分內容基本類似,只不過是各個高校的課時安排不一,側重點不同,其主要以正手擊球、反手擊球、發球與接發球、正手截擊、反手截擊等技術動作內容和一定量的身體素質練習等輔助教學內容。其中只有6所高校網球實踐教學內容全部是網球技、戰術練習,其它高校都還包含一些輔助教學內容。另外,廣州市普通高校網球實踐教學內容的主要形式是在室外集中授課學習。

通過對大學生的問卷調查可以看出,大學生對實踐教學內容滿意的占30.3%;較滿意的占29.4%;不滿意的占40.3%,說明目前廣州市高校網球實踐教學內容存在較多的問題。大學生普遍認為:網球課實踐教學內容的技術動作的重復性練習過多、單調,網球實踐課變成了網球運動競技目的的訓練課,長此以往,會使學生產生厭煩心理,不利于激發學習激情。

(2)網球課理論內容與形式的現狀分析。通過調查統計看出,廣州市26所普通高校都有各自的網球理論教學內容,只是各校的側重點不同。廣州市普通高校網球理論教學內容大體包含以下內容:網球運動概述、網球比賽規則和裁判法以及競賽的組織、網球運動的發展趨勢、價值、意義,等等。各個高校的理論教學形式存在一定的差異,有的高校在室內集中講解,有的室內外相結合講解,有的采用視頻與講解相結合的形式。從走訪調研看,各個高校都有相應的理論體系。但是,進一步了解發現,有些高校網球理論太陳舊,流于形式,往往應付上級領導的檢查,實效性內容太少,與終身體育發展的內容不多。因此,各個高校要加強網球理論的建設,使當代大學生能真正了解網球運動的價值,能掌握科學地進行網球鍛煉的原理和方法。

2.網球課形式、教學時數的現狀分析

通過對廣州市普通高校網球課開課形式的調查結果可知,作為選修課形式授課的有3所學校,作為選項課形式授課的有6所學校,二種形式都有的有17所學校,其所占百分比分別為11.5%、23.0%、65.5%。通過訪談得知,大學一年級開設網球課的有14所高校,在大學二年級開始開設網球課的有10所,在大三、大四開設網球課的一共才2所,可看出,廣州市網球課在大學一二年級開課率較高,而三四年級開課率相對較低。從以上數據說明,廣州市普通高校網球課開展較好,同時也說明網球課的開設率不均衡,主觀原因是學校相關體育教學的領導對網球課的目的、價值等方面缺乏應有的認識,客觀原因是高校網球教學師資、場館設施等方面存在不足。

其次,廣州市普通高校網球課的課時偏少。每個學期在完成網球實踐內容與理論內容教學外,網球教師很難有時間再進行輔助內容的教學。被調查的廣州市普通高校中,網球課教學時數總體偏少,表面看有18所高校每學期教學進度中安排達到了32學時,但是由于受陰雨天氣的影響,大部分高校網球課教學時數還是不足,與教育部規定每學期教學時數一共不得少于32學時相比偏少。

3.教學方法和手段的現狀分析

教學過程離不開教學方法和手段,不同的教學方法或手段都會產生不同的教學效果。被調查的教師中,大部分教師喜歡用傳統教學方法,有32.5%的教師喜歡用錄像多媒體教學法,還有17.6%的教師采用網絡教學法等其它方法。顯然,傳統教學方法仍然是廣州市普通高校網球教師首選的教學方法,而一些現代化教學方法和手段使用率相對較低。分析這種現象的原因:網球教師長期使用傳統教學方法和手段已養成了習慣,他們對傳統的教學方法具有一定經驗,認為傳統的教學方法和手段操作簡單、方便、實用。現代網球運動與比賽并不是單單體力與技術的對抗,而是運動者智力和意識的較量,需要從事網球教學與訓練的教師提高自身的專業水平和能力,不斷學習國內外先進技術及教學與訓練方法,使高校的網球教學水平跟上時代的步伐,以滿足廣大學生對網球運動的需要。

4.教學場館與器材設施現狀分析

硬件設施是高校體育教學和群體工作開展的基礎,硬件設施否完備直接影響到高校網球運動的普及與發展。調查得知,目前廣州市普通高校網球場地主要有塑膠、硬地(鋪水泥或瀝青)和沙土地這三種類型,其中塑膠場地最多,沙土地最少。這可能和各高校本科的教學評估有關,大多數網球場地是新建場地,要求的標準相對較高。調查得知:24.7%的高校擁有6塊場地以上,57.7%的高校擁有2~6塊場地,19.2%的高校擁有場地低于2塊。從各個高校擁有場地數量與學生人數的比例來看,與教育部的要求(場地數與學生數之比是1:1000)相差較大。在調查中,有84.5%的學生對場地表示不滿意。這些數據可以看出,廣州市普通高校網球場地的配備存在嚴重的不足現象。

在器材方面:好的球拍對掌握技術會有很大的幫助,但各高校對此提供的支持和幫助明顯不足。在被調查的26所高校中,近9成的學校網球課沒有給學生提供球拍和球,由學生自己負擔,勢必影響學生對網球的興趣。學生購置的球拍,一般是價位在100K左右,多數是較差的鋁合金材料,只有極少數的學生使用較為高檔的球拍。球也是多種多樣,有的彈性很低,有的彈性很高,平均每個學生才擁有2個球,平均有3%左右的學生沒有網球。這些充分說明,廣州市普通高校網球課的器材配備非常缺乏,遠遠滿足不了大學生的體育鍛煉需求。

二、發展對策

1.深化網球課的教學改革

建議對高校一二年級學生開設網球選項課,主要以網球運動技能為教學內容。對三四年級學生開設網球選修課,主要是網球競賽法、規則裁判法、網球技戰術欣賞等教學內容。這樣才能使大學生較系統地掌握網球的技戰術和理論水平,對興趣的培養起到促進作用。第二要合理安排教學時數(每學期要大于32學時)。應轉變“傳統型”的教學方法,加強教學方法鉆研和利用,掌握各種現代化教學方法和手段。對于初級班的學生可以采用“軟式網球”,以降低初學者的難度,使之較易掌握技術動作,對網球動作定型非常有益。

2.加快網球教師教育一體化進程

教師水平的高低是影響網球教學效果的一個重要因素。因此,要加快廣州市網球教師教育一體化進程,從而提高教師的業務水平和專業素質。相關職能部門應重視并加大對在職網球教師的培訓力度,多方位、多渠道籌集資金,做到師資培訓有計劃、有步驟地有序進行,整體提升廣州市普通高校網球教師的教學、科研、學歷、裁判水平。

篇8

【關鍵詞】 幼兒血清; 血清苯丙氨酸; 血清酪氨酸; 苯丙酮尿癥

血清苯丙氨酸(Phe)和血清酪氨酸(Tye)均參與蛋白質的合成,也是哺乳動物必需的氨基酸和生酮生糖氨基酸,科學測定兩種物質在苯丙酮尿癥(PKU)的診斷、治療和預后方面具有非常重要的參考價值[1]。本研究采用高效液相色譜-熒光檢測法測定確診PKU和健康新生兒Phe濃度、Tye濃度及Phe/Tye比值,現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究所有資料來源于鄭州市婦幼保健院2010年1月-2012年7月期間檢驗科,空腹靜脈采血時間均在上午7∶30-10∶00,按照實驗室操作規范待血清自然析出后行離心分離,然后在-30 ℃冰箱中保存待測。將21例經實驗室確診的PKU新生兒作為觀察組,其中男12例,女9例;出生3~28 d,平均(16.4±4.5)d。選擇同期22例健康新生兒作為對照組,其中男12例,女10例;出生3~28 d,平均(16.5±4.5)d。組間性別和出生時間比較差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。

1.2 測定設備、試劑和方法 所有新生兒均采用高效液相色譜-熒光檢測法測定Phe和Tye濃度,并計算Phe/Tye比值。高效液相色譜儀及其附件由安捷倫公司提供;實驗用水為超純水,經美國Millipore公司Milli-Q純水器處理;苯丙氨酸和酪氨酸標準品由美國Sigma公司提供;其他試劑為常規實驗室優級純或分析純。測定方法參考蔣姣伏等[2]研究,按照實驗室規范進行操作,色譜柱為Hypersil C8注,流動相為100:900體積比的乙腈-水,流速1 ml/min,熒光波長303 nm,激發波長210 nm。苯丙氨酸批內CV為4.08%,批間CV為7.11%,線性范圍12.21~1220.03 μmol/L,最低檢測限3.00 μmol/L,平均回收率102.52%;酪氨酸批內CV為2.98%,批間CV為5.24%,線性范圍5.52~550.11 μmol/L,平均回收率102.19%,最低檢測限0.82 μmol/L。

1.3 計算方法 血清苯丙氨酸(酪氨酸)=苯丙氨酸(酪氨酸)峰面積×標準液中苯丙氨酸(酪氨酸)濃度÷標準液中苯丙氨酸(酪氨酸)峰面積。

1.4 統計學處理 所有數據采用SPSS 19.0統計軟件包進行分析,計量資料以(x±s)表示,采取t檢驗,P

2 結果

3 討論

作為人體不能自身合成的必須氨基酸和芳香族氨基酸之一,苯丙氨酸具有非常顯著的生理活性,在機體內可被輔酶四氫生物蝶呤不可逆地轉化為酪氨酸,再經酪氨酸途徑代謝為腎上腺素和黑色素,最終經轉氨基生成少量苯丙氨酸。當機體內輔酶四氫生物蝶呤合成缺陷或編碼聚羥基脂肪酸酯途徑的基因發生改變時,酪氨酸羥化生成系統被破壞,降低或消失了聚羥基脂肪酸酯活性,腎上腺素和黑色素未能正常代謝而大量蓄積,從而增多了苯丙酮酸的生成,如果經實驗室檢測發現血和尿中出血高濃度苯丙酮酸,則嚴重影響嬰兒的智力發育,表現為PKU。現代研究證實,大量苯丙氨酸能夠抑制神經元突觸的形成和其他氨基酸進入大腦,從而影響大腦的發育,同時苯丙氨酸循旁路途徑代謝為苯丙酮酸隨尿液排出,表現為苯丙酮酸尿癥[3]。因此,科學測定正常幼兒血清苯丙氨酸、酪氨酸水平及比值對診斷和鑒別PKU尤為重要。

目前實驗室檢測的方法較多,主要有細菌抑制法、高效液相色譜法或熒光法等,其中細菌抑制法由于操作簡便和成本低等因素適用于大規模檢測Phe濃度,但半定量的檢測耗時較長,檢測結果容易受血清標本中抗生素影響較大;單純熒光法測定血清Phe濃度定量優勢明顯,在自動化處理系統下靈敏度和精確度等方面優于細菌抑制法,但檢測時間在4 h左右,同時熒光試紙空白校正非特異熒光能夠提高精確度,當不同廠家試劑盒和儀器檢測值差距較大,參考價值有效;高效液相色譜法對儀器和檢驗人員要求較高,不僅可以同時定量檢測Phe濃度和Tye濃度,而且具有快速、高效和靈敏度高等特點,是早期診斷和預防PKU的有效方法之一。高效液相色譜-熒光檢測法能夠同時檢測Phe濃度和Tye濃度,在短時間內經色譜柱分離后用熒光檢測器在選定激發和發射波長完成檢測,臨床檢測和診斷更加簡便、快捷和準確。本研究觀察組Phe濃度、Phe/Tye比值明顯低于對照組(P

參考文獻

[1] 李影林.中華醫學檢驗全書(上卷)[M].北京:人民衛生出版社,1996:672.

[2] 蔣姣伏,唐愛國,洪敏.正常幼兒血清苯丙氨酸、酪氨酸水平及比值測定[J].中國現代醫學雜志,2004,14(12):95-96.

[3] 楊志峰.苯丙酮尿癥的臨床研究進展[J].中國現代醫藥雜志,2012,14(2):131-132.

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