微生物矿化的工程应用基础(钱春香,王瑞兴,詹其伟)思维导图

思维导图在化学反应工程教学的运用摘要：以Xmind软件绘制的“均相单一反应动力学”和“间歇操作的搅拌槽式反应器”知识点的思维导图为例，展示思维导图在“化学反应工程”教学中构建知识体系、拓展思维、提高学习效率的作用。

关键词：思维导图；化学反应工程；Xmind；教学“化学反应工程”是化工类专业开设的一门综合性、工程性和理论性很强的课程。

课程以工业反应过程为研究对象，研究反应过程的技术优化、反应器设计和一般性规律。

《高等数学》《物理化学》和《化工原理》等课程是这门课程的先修课程。

学习该门课程的主要目的是为设计、开发工业反应装置、掌握反应技术及优化工业反应器操作奠定理论基础。

数学模型法是“化学反应工程”的主要研究方法。

利用数学模型解决工程问题是这门课程最鲜明的特点。

课程综合性强、专业术语多、数学公式繁杂、知识领域广泛，使这门课程公认为难教、难学。

在实际教学中，导致学生学习兴趣不大，学习动力不足。

加之老师在授课时重理论轻实践，教与学的效果大打折扣。

在传统黑板+多媒体教学手段下，如何提高学生学习兴趣和学生参与意识，把学生从被动接受变为主动获取学习状态，是摆在教师面前亟待解决的现实问题。

实践证明，思维导图的应用，可有效提高教学质量，帮助学生掌握“化学反应工程”的理论，提高学生的学习能力。

本文以“均相单一反应动力学和理想反应器”为例，介绍思维导图在课程的具体应用。

一、“化学反应工程”教改现状化学反应工程问题的研究方法主要是数学模型法，研究思路可以概括为：小试研究反应规律；中试研究传递过程规律；利用计算机或其他手段综合反应规律和传递规律，建立数学模型；热模试验检验模型的等效性。

数学模型常常涉及复杂的微积分公式，课程难度大，教学效果不佳。

追其问题根源，课程难度大，课堂授课方法陈旧乏味，学生在教学环节主动参与度不够，自主学习能力欠缺。

教学效果的考核形式单一、教学评价不够全面。

针对化学反应工程传统教学方法中存在的不足，教育工作者也做了很多探索，提出来一些解决办法。

关键词:思维导图;化学工程基础化学工程基础是高校化学专业的一门专业核心课程，该课程具有较强的理论实践性，与生产生活实践紧密联系，是在学习了无机化学、有机化学、物理化学、高等数学等课程的基础知识以后，进一步深入学习化学与生产生活实践相联系的一门课程。

相比于无机化学和分析化学这些基础专业课程，化学工程基础课程的知识点难度大、计算公式繁多、计算量大并且不易理解。

同时随着化学工艺的不断改进和优化，理论知识点也在不断增加，因此在化学工程基础的学习中引入思维导图，会极大地降低对该课程理论知识的理解记忆，使学生的学习过程更为高效。

1思维导图概述思维导图(TheMindMap)又称为脑图、心智地图，是一种表达人类发散性思维的有效性和图形化的思维表达工具［1］。

思维导图主要是将枯燥、单调的知识变成彩色的、一目了然的知识图，以直观而又形象的表达方式对每个知识点进行分析、总结、概括，是一种有效的思维工具，可以充分发挥人的左右脑，培养学生的创新思维和逻辑思维。

2思维导图的特征随着教学手段的不断发展，思维导图在高校教学过程中被广泛应用，也越来越受到老师和学生的喜爱。

利用思维导图可以有效帮助学生更高效的整理学习笔记、帮助学生听课和复习，将繁多的知识点和计算公式分门别类地放在一个图表中，学生可以根据自己的发散性思维将图表按照不同的标准进行整理归纳。

例如:在化学工程基础单元操作的学习中，可以将流体流动、传热、吸收以及精馏等单元操作总结形成四个思维导图;也可以将吸收和精馏这两个质量传递的单元操作一起整理形成一个思维导图。

同时在整理思维导图时可以用不同颜色对不同的内容进行标记，突出课程的重难点。

思维导图具有以下几点特征:①思维导图的中心是一章节的名称或者这章节的有关图片，比如化学工程基础中传热这单元操作的中心可以为“传热”或者热交换器的图片。

②分支则从这一中心向四周发散，首先是各大主题，然后各大主题再次进行分支，次主题则在分支上表现出来，附在上一个的分支上。

预祝2017级高考学子梦想实现。

高中生物知识结构网络图第一单元 生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1化学元素与生物体的关系1.2生物体中化学元素的组成特点1.3生物界与非生物界的统一性和差异性1.4细胞中的化合物一览表1.5蛋白质的相关计算设 构成蛋白质的氨基酸个数m ，构成蛋白质的肽链条数为n ，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a ， 蛋白质中的肽键个数为x ， 蛋白质的相对分子质量为y ，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r ，则 肽键数＝脱去的水分子数，为 n m x -= …………………………………①蛋白质的相对分子质量 x ma y 18-= ………………………………………②或者 x a ry 183-=………………………………………③ 1.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定1.10选择透过性膜的特点1.11水被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子亲脂小分子高浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP）离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP）1.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、内含核糖体6、有相对独立的转录翻译系统7、能自我分裂增殖1.13真核生物细胞器的比较1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律1.15理化因素对细胞周期的影响注：＋ 表示有影响1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果1.18已分化细胞的特点 1.19分化后形成的不同种类细胞的特点G 21.20分化与细胞全能性的关系1.211.22癌细胞的特点分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低分化程度高，全能性也高分化程度最低（尚未分化），全能性最高扁平梭形 球形成纤维细胞癌变如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。

277CPCI中国石油和化工石油工程技术思维导图在轻化工程生物化学教学中的应用葛雅琨　张元新（吉林化工学院 生物与食品工程学院　吉林吉林　132022）摘 要：生物化学，是一门知识点繁多，涉及知识面较广的课程，对非生物类专业的学生是比较难于掌握的。

将思维导图引入轻化工程专业生物化学课程的教学，提高学生学习兴趣和效率，取得了优良的教学效果。

关键词：思维导图　生物化学　轻化工程　教学中图分类号：G642 中文标识码：A生物化学，顾名思义是研究生物体中化学进程的一门学科。

近年来，生物化学在发酵、食品、纺织、制药、皮革等工业领域也显示了威力。

例如皮革的鞣制、脱毛，蚕丝的脱胶，棉布的浆纱都用酶法代替了老工艺。

因此，吉林化工学院轻化工程专业本科生课程体系中，生物化学作为一门必修课开设。

生物化学是一门知识点繁多，涉及知识面较广的课程，对非生物类专业的学生是比较难于掌握的。

在教学过程中，教师不断探索，寻找适合非生物类专业生物化学课程学习的有效方法。

思维导图，是由英国人Tony Buzan 于20世纪60年代提出[1]。

它从一个主题开始，对彼此间有关联的信息进行分层、分类管理，逐步建立一个有序的发散思维图，对思维过程进行导向和记录[2]。

教师通过思维导图可以清晰明了的将知识点呈现出来，学生则可以通过思维导图迅速掌握整个知识架构，有助于学生对各知识点的理解和相互之间的融会贯通，全面理解和掌握所学知识。

将思维导图引入轻化工程专业学生的生物化学课程，探索如何运用思维导图，使学生全面理解和掌握生物化学的知识体系。

1 轻化工程专业生物化学课程教与学的问题生物化学的知识体系非常广泛，涉及范围包括理、工、农、医等各个领域。

针对轻化工程专业的培养方案和培养目标，我们对生物化学内容进行筛选和重组，制定出了适合轻化工程专业学生的生物化学知识体系。

与轻化工程密切相关的酶学部分是学生需要重点学习和掌握的内容，在全部32学时的教学中，安排酶学10个学时；另外对于生物质材料的了解对轻化工程学生来讲非常重要，所以我们将生物化学中糖类、脂类和蛋白质类等生物大分子的结构、性质和功能列为轻化工程学生的学习重点，大约占到16学时左右。

高中生物学科思维导图(人教版必修一可编辑)细胞中的元素含量与分类细胞中的元素可以分为大量元素和微量元素。

大量元素包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙和镁，其中碳是最基本的元素。

微量元素包括铁、锰、硼、锌、钼和铜，可以用“铁猛碰新木桶”这个口诀记忆。

细胞中的主要元素含量比较与无机自然界相似，这些元素在无机自然界中也都能找到。

没有一种化学元素是细胞所特有的，这表现了细胞和非生物的统一性。

组成细胞的元素的差异性虽然细胞和非生物有统一性，但是它们各种元素的相对含量却大不相同。

细胞中各种元素的存在形式主要是离子形式，少数与化合物结合。

这些元素一般是通过主动运输进入细胞的，例如Mg2+是叶绿素的成分，Fe2+是血红蛋白的成分，而哺乳动物体内的血钙过高会导致肌无力，过低则会导致抽搐。

细胞中的无机物细胞中的无机物包括无机盐和其他无机分子。

无机盐的存在形式是离子形式，包括Na+、Cl-、HCO3-和HPO42-等，它们可以维持细胞和生物体的生命活动以及正常的渗透压和酸碱平衡。

其他无机分子的存在形式则是组成复杂化合物，例如水分子。

水分子是细胞结构的重要组成成分，它是细胞内的良好溶剂，为细胞提供液体环境，参与许多生物化学反应并运输营养物质和废物。

自由水和结合水的比值可以反映细胞的新陈代谢旺盛程度和抗逆性。

细胞中的糖类细胞中的糖类包括单糖、二糖和多糖。

单糖包括核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖等，是构成糖类的基本单位。

二糖包括蔗糖（1分子葡萄糖和1分子果糖）和麦芽糖（2分子葡萄糖），而乳糖则是由1分子葡萄糖和1分子半乳糖组成。

多糖包括淀粉（植物体内的储能物质）、纤维素（植物细胞壁的成分）和糖原（分为肝糖原和肌糖原，是人和动物细胞的储能物质）。

糖类的功能主要是作为能源物质，但也可以构成细胞壁的重要成分和与细胞膜上的蛋白质形成糖蛋白。

细胞间的信息交流细胞间的信息交流主要通过糖蛋白实现，糖蛋白是由糖类和蛋白质组成的复合物。

糖类通过合成场所叶绿体、内质网和高尔基体等进行合成，并通过试剂斐林试剂进行还原糖鉴定。

2020年江苏省科学技术奖提名项目公示内容-、项目名称：微生物矿化技术及在上木与环境工程中应用二、提名单位/专家：江苏省教冇厅三、完成人排序及其贡献：1.钱春香：主持项目整体技术创新，对创新点1、2、3均有主要贡献，创建了微生物矿化的工程应用基础，研发了环境治理和建设工程自防护微生物矿化技术，获得与该项目相关的授权发明专利23项，制泄产品标准6项，协助成果产业化和应用。

投入的工作量占本人工作总量的70%以上。

2•詹其伟：参与项目技术研发与成果推广应用，对创新点1、2、3有重要贡献。

研发了微生物功能组分生产方法及自修复混凝上和微生物矿化沙上的规模化应用技术，协助开展项目成果提炼。

获授权发明专利4项，制左产品标准1项，发表学术论文15篇，获成果鉴左。

投入的工作量占本人工作总量的100%。

3.荣辉：参与项目技术研发，对创新点1、2、3有重要贡献。

揭示了微生物矿化机理、影响因素及规律，参与研发了沙上固化技术和裂缝自修复技术。

获得与该项目相关的授权发明专利10项，发表学术论文14篇，获成果鉴泄。

投入的工作量占本人工作总量的100%。

4.熊吉如：与东南大学共同开展结构性能与装饰功能一体化装配式建筑部品研发，开发了大型3D 打印制模技术，获授权发明专利1项，将项目成果推向工业化生产与推广应用，对创新点3有重要贡献，获教育部科技成果鉴泄。

投入的工作量占本人工作总量的50%以上。

5.郑春扬：与东南大学共同立项开展抗泛碱淸水混凝土制备技术、功能组分、淸水混凝上脱模剂、抗泥型聚竣酸减水剂等研究，对创新点3有贡献，获授权发明专利5项，编制了产品标准1项。

将成果推向工业化生产与工程应用。

投入的工作量占本人工作总疑的50%以上。

6.巫.亚明：与东南大学长期合作并共同立项研究预制装饰水泥基材料和现浇淸水混凝上制备技术及相应化学外加剂，开展微生物功能组分与外加剂的相容性研究，并推进抗泛碱水泥基材料的生产和应用，对创新点3有贡献。