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化學元素的作用范文1
1 高職院校宿舍文化的特點
根據高職教育的辦學理念和辦學特色，以及高職院校學生這一特殊的群體，決定了高職院校宿舍文化有其自身的特殊性。主要體現在以下四個方面：
（1）時代性。任何一種文化模式或文化形態、文化內容，都存在于具體的時代之中。[1]隨著經濟社會的發展和信息技術的現代化，增進了高職學生與社會的溝通和交往，使他們在宿舍就能通過互聯網隨時了解到世界各地的新聞，獲取來自國內外的各種信息。正是由于物質條件的不斷變化，使高職學生通過網絡獲取更多更新的信息，緊跟時代的潮流。因此，高職院校宿舍文化的特點之一就是具有時代性。
（2）感染性。馬克思曾說過，人創造了環境的同時，環境也在潛移默化的創造了人。[2]在宿舍這個特殊的環境里，宿舍成員就形成了一個群體，在這個群體中形成的宿舍文化必然會影響到其成員。在這個環境中形成的宿舍文化氛圍很容易使宿舍成員在情感及情緒的相互交流與感染中形成心理上的認同，并影響著其成員的思想和行為。如果宿舍中多數成員學習積極主動，那么就會帶動其他成員一同努力，形成積極向上的學習氛圍。相反，如果宿舍中大部分成員不思進取， 對學習沒有興趣，厭學逃課，那其他成員也會受到影響不求上進。
（3）多樣性。由于高職院校宿舍中各成員來自祖國各地，他們有著不同的性格、生活習慣、作息時間以及不同的價值觀念、成長背景、興趣愛好等，但由于他們長期共同生活在一起，在學習和生活中，各種價值觀念和生活習慣的相互影響和滲透，潛移默化的形成了多樣性的宿舍氛圍。比如有的宿舍的學習氛圍非常濃厚，宿舍各成員都有共同的學習目標和規劃。有的宿舍對參與學生會及社團活動積極性很高，他們將主要的精力都放在了鍛煉自己能力方面。有的宿舍風氣比較差，宿舍成員整天呆在宿舍里，集體沉迷于網絡。
2 高職院校宿舍文化對學生成長的積極作用
2.1 有助于高職學生適應社會能力的培養
一方面，現在的高職學生中絕大多數都是獨生子女，而且是第一次離開家，開始新的集體生活。其中，有些學生獨立生活能力很差，適應新環境的能力較弱。甚至有的學生面對新環境表現出焦慮緊張，感到孤獨和無助，對新的生活無法適從，這嚴重影響了高職學生的身心健康。積極向上的宿舍文化，首先可以培養和鍛煉高職學生的生活自理能力，幫助他們盡快適應新的學習和生活，培養其健康的心理。宿舍成員之間的相互安慰和鼓勵，能夠迅速營造一個和諧溫暖的宿舍環境和氛圍。另一方面，高職階段的學習生活不同于高中，高職階段的學習生活給學生提供了許多發展和鍛煉自己的平臺和機會。高職學生應該通過積極參與各種形式的社團活動，充分把握住每一個機會， 不斷地開闊自己的視野，磨練自己，增強自信心，鍛煉培養良好的組織協調能力和處理人際關系的能力。這樣的鍛練使得高職學生在今后邁入社??時，能夠具有很強的適應能力。
2.2 有助于高職學生人際交往能力的培養
高職學生在校學習期間，正是其價值觀和人格形成的過程， 也是其人際關系走向社會化的重要轉折期。良好的宿舍氛圍不僅有利于培養高職學生的人際交往能力，正確處理好和他人之間的關系，還有利于高職學生個體的全面發展，為今后走入社會奠定良好的基礎。高職學習階段的校園生活就是社會的縮影，人際交往是高職學生今后走向社會的必修課，宿舍為培養和提高高職學生的人際交往能力提供了實踐的場所。宿舍里的同學來自不同的家庭，他們性格各異，有著各自不同的思想觀念、生活方式和行為習慣。在朝夕相處的過程中，難免會產生分歧和矛盾，這就需要每個成員學會換位思考，彼此之間要溝通交流，學會容忍，學會寬容，正確處理好與他人之間的關系。
2.3 有助于高職學生心理健康的培養
宿舍作為高職學生學習、生活、情感交流以及人際溝通的一個重要場所，對培養高職學生健康的心理素質有著重要的作用。和諧健康的宿舍有如家一樣溫暖，宿舍成員之間關系融洽，相互之間能夠真誠地交流，自然心情就會愉快。當遇到挫折或困難時，良好的宿舍文化會在很大程度上起到鼓勵，支持和幫助的作用。宿舍成員之間的相互關心和幫助，彼此之間真誠的傾訴，能在心理上給宿舍成員支持，很多問題都能得到很好的解決。由此可見，和諧健康的宿舍文化對高職學生心理健康與身心健康發展，有積極地促進作用。
3 高職院校宿舍文化對學生成長的消極作用
3.1 對個體學習的影響
高職院校宿舍學習氛圍不夠濃厚。一部分學生由于學習主動性差，不適應高職階段的自主學習；一部分同學因為學習基礎差，專業課程跟不上，導致對學習失去興趣，厭學情緒嚴重；還有一些同學，進入高職階段學習沒有明確的目標，不思進取，就是為了混張文憑，上課遲到早退、睡覺、玩手機甚至曠課。試想一下，如果一個宿舍的宿舍文化處于這種不健康的狀態，那么受到這種環境的影響，學生的學習成績自然不會理想。因此，宿舍學習氛圍的好壞直接影響個體的學習成績。
3.2 網絡行為對宿舍文化的沖擊
化學元素的作用范文2
關鍵詞：信息化；教學；教員素質
目前，隨著計算機技術的不斷發展，在教學過程中，信息化教學手段在地方和軍事院校都得到了大范圍的普及，應用領域不斷擴大。信息化教學手段和傳統教學手段相對比而言，從教學方法、教學資源、教學工具和教學模式等方面都有了很大的不同，同時，也對教員有了更高的要求，促使教員素質從多個方面都要有不斷的提高，以適應信息化教學的發展。
一、信息素養
應用信息化教學手段要求教員必須掌握一定的信息化教學工具，比較常用的主要有：
（一）信息搜索工具
通過信息搜素引擎去檢索信息資源，是目前人們獲取信息資源的一種常見方式。世界上最大的搜索引擎Google(谷歌)和最大的中文搜索引擎Baidu(百度)是目前最為著名的搜索引擎。越來越多的教員經常使用Google或Baidu來收集教學中所需的各種資料。教員在網絡上搜索自己需要的信息資源時，掌握信息的查詢方法和技巧，掌握使用搜索引擎來獲得自己在教學中需要的資源，成為教員必備的一項基本功。
（二）課件制作工具
現在的教學過程當中，使用多媒體課件已經成為一種基本的教學方式，熟練使用各種軟件制作精美的課件也成為教員必須掌握的能力之一。要想制作出一套精美的多媒體課件，除了要掌握常用的PowerPoint、Flash、Authorware或Director此類軟件以外，還要掌握Photoshop一類的圖像處理軟件以及其他包括圖像視頻處理軟件，這樣就對教員提出了更高的要求。
（三）教學交流工具
無論在教學過程當中，還是在教學后，教員都需要與學員有一定的交流。比如在計算機教學中，教員可以通過某些軟件，比如極域電子教室，實時掌握學員在下面操作的情況，可以通過屏幕監功能看實時查看，可以通過學員演示功能在大屏幕上顯示學員的操作情況等等。在課后，教員可以通過QQ、E-mail、BBS、博客等方式與學員進行交流。
二、角色定位
（一）學習環境的構建者。教員的作用不僅僅是把現有的教學內容講解給學員，而應該構建一個良好的學習環境，幫助學員學會如何獲取資源以及如何有效地利用這些資源。
（二）學員學習的引導者。在教學的過程中，靈活利用各種信息化教學手段，創造出形式多樣的教學方式，輔助學員進行學習。這樣，教員在教學的過程中起到一個幫助學員、促進學員進行學習的角色。
（三）學習過程的組織者。教員可以根據學習的內容和目標，按照一定的策略將學員分成若干不同的小組，通過小組之間的討論，開展協作學習。比如可以按照班級、學習成績、興趣愛好等方式進行分組，使不同類型的學員相互搭配，有利于發揮學員自身的優勢。教員制定適合的小組學習目標，讓學員在學習中分工合作，相互交流，共同實現目標。
三、教學方法和手段的豐富
傳統的教學方式一般以板書為主，這樣就造成了教學方法和手段的單一，而且書寫板書的內容也不夠形象，需要一定的時間，書寫板書過多，教員也比較容易勞累。新型的以多媒體技術和網絡技術為特點的信息化教學手段，以先進、快速、方便、廣泛的方式更加直觀和更加形象地表達和描述一些不便于用語言描述的現象和規律，與“滿堂灌”的傳統教學方式形成了強烈反差。將原來以書本形式存在的各種文字、圖像、數據、表格轉化為數字化的電子形式。而且還能夠錦上添花，配上多媒體的形式，也能夠快速方便的在網絡上傳遞，提高了教學效率，更新了傳統教學多年來的教學手段。
教學方法和手段豐富的同時，也對教員提出了更高的要求。面對種類多樣的表現形式，就需要掌握多種多樣的網絡展示、軟件使用和設備使用的方法。而且，如何合理的在不同的教學過程中通過多種途徑插入信息化教學手段，也對教員提出了更大的挑戰。因此，信息化資源的合理利用，就需要在教學之前進行一定的設計，如果設計出現紕漏，就會難以實現預定教學目標，與正在進行的教學活動之間出現矛盾。這樣對教員的要求也就比較高，既要有豐富的實際教學經驗又要有相當高超的信息技術素養和操控能力。
四、教學理念的更新
傳統的教學以教員為中心，以課堂為中心，以教材為中心，也就是以“教”為主。學員的學習往往局限于課堂里和教材中，學員是知識的被動接受者。而信息化手段的形式多樣和豐富，為教員提供了更多的教學手段的選擇，計算機教學作為一門專業性很強的課程，更是可以應用更多的信息化教學手段。這樣就使教學空間無形中進行了擴展延伸，通過網絡，將其他的課堂以外的內容帶入教學過程當中，教員只需要設計出合理的教學設計，通過引導學員，讓學員進行主動的學習，而不必全部教學過程由教員獨立完成，也就是將教學模式變為學員的“學”為主，讓學員成為整個教學過程中的主體地位。使學員的學習變得更加輕松愉快。
教學理念的改進，必將促進教員能夠更加合理利用信息化手段進行教學設計。由于信息化手段的多樣性，使得計算機教學的課程設計沒有固定的模式，教員可以充分發揮自己的創造力。但是，教員進行教學設計的同時，除了了解教學過程所應用的信息化手段有關的基本原理和方法外，還要通過不斷實踐、創新、總結，逐步掌握利用信息化手段進行教學設計的技能，提高教學質量和教學效果。
總之，現代教學更是要充分利用各種信息化手段，以提高教學效果。有效利用各種信息技術，提高教學質量，必然就會全面促進教員的各方面素質，以此帶動整個課程教學的進步。
化學元素的作用范文3
互聯網誕生并發展至今，人類社會已進入信息大爆炸的時代，網絡已成為人類生活不可或缺的一部分。大學生已成為網絡中當之無愧的活躍群體，在信息化深度發展的今天，大學生的信息素養水平顯得尤為重要，筆者就職于衛生高職院，對醫學高職生的信息素養水平發展尤為關注。
1 醫學高職院校園網絡文化發展現狀
醫學高職院校園網絡文化集校園文化與網絡文化為一體，體現了學校的信息化發展水平。校園網絡文化環境是醫學高職生直接身處的實際環境，對他們信息素養的形成及發展起著正面的促進作用。作為高職院校的教育者，我們要充分認識到這一點，并能正確引導校園網絡文化朝著健康積極的方向發展，以便更好地推動大學生信息素養水平的提高。
校園網絡文化是大學生群體在網絡中的普遍活動而培育起來的一種校園文化。[1]校園網絡文化基于學生的網絡行為，將校園文化內涵進行大幅擴展，融網絡文化的特殊性于普遍的校園文化之中。這種融入，帶來了一種精神、觀念乃至行為上的變革。[2]
以鹽城衛生職業技術學院為例，具體描述醫學高職院校園網絡文化建設的幾大主流陣地：學院的門戶網站及學工、教務、圖書館等若干子網站；各部門的微信公眾號及社團公眾號；不計其數的師生及時通信群；愛課程網及智慧職教云等SPOC平臺；專業數據庫資源平臺；移動圖書館及學習通APP；信息技術及醫學文獻檢索課程；外請專家的講座視頻、專業資料包及推薦公眾號等。
醫學高職生基于以上校園網絡環境學習生活，形成了以網絡行為為核心的校園文化，這種文化對醫學高職生態度、行為、能力、道德等方面進行重構。校園網絡文化與傳統文化相比，具有自由性、開放性、交互性、實用性和平等性等特點。
2 信息素養構成要素及醫學高職生需達成的具體指標
醫學高職生的信息素養主要包含四個層面：信息知識、信息意識、信息能力和信息道德。其中知識和意識是基礎，能力是保證、道德是準則。醫學高職生需達成以下具體指標，如表1所示。
3 校園網絡文化對醫學高職生信息素養水平的實際效用
①信息素養涉及的信息知識是指與信息技術有關的知識，包括信息技術基本常識、信息系統的工作原理及信息技術發展新問題等內容。醫學生可以通過圖書館網站的網絡與服務、電子資源等欄目獲取，最主要的信息知識來源是信息技術課堂。近幾年，該校購置了智慧職教云、愛課程等MOOC平臺，結合衛生高職類學生的學習特點，大批學院教師自行建課，錄制教學視頻，輔以名校名師的教學視頻上傳至平臺，并設置在線討論、測驗和考試等環節，大大拓展了課堂教學，為醫學生信息知識獲取提供了充足的保證?！夺t學文獻檢索》課程得到教務部門的重視，現針對不同專業，逐步開設，越來越多的醫學高職生享受到了醫學專業教師文獻檢索課程的授課，這有助于他們在專業領域里一展宏圖。
筆者通過問卷星網站設置了一份醫學高職生信息素養情況調查問卷，通過即時通訊軟件廣泛推送，最后成功收回466份答卷，結果顯示，35.54%的高職生能主動完成校內SPOC課程的線上學習。
②信息意識是人類特有的一種意識，是指人對信息敏銳的感受力、判斷力和洞察力。面對困惑時，需要個體有意識地運用身邊的信息技術手段與資源去尋求答案?；谛@網絡文化環境培養醫學生的信息意識已然實現，醫學生身處開放的校園網絡環境中，學工、教務、團委、圖書館、社團等微信公眾號不斷推送各種生活、學習及就業資訊，加之超星移動圖書館、學習通公司專業人員的公開講座，外請知名專家學者對學生開設的專題講座、推送的資料包等等，本校教師不定期開設信息素養類講座，醫學高職生既已自覺適應了這種網絡環境，同時，他們的網絡行為又成了校園網絡文化的一部分，醫學生的信息意識在這樣的雙向作用下得到了長足的發展。
③信息能力是大學生信息素養中的核心能力，主要指高職醫學生需具備信息技術的使用能力、信息獲取能力、信息分析能力及信息綜合表達能力。通過信息技術課程、醫學文獻檢索課程、系統維護等課程的線上線下的學習模式的推廣、各種專業講座的舉辦、IT精英聯盟社團的宣傳與培訓，該院醫學高職生的信息能力得到了大幅提升。問卷調查顯示，參與的醫學高職生具備的信息能力情況比例如表2所示。
④醫學高職生信息道德的健康發展，需要依賴一個健康、成熟、有序的校園網絡環境。該校主要采用上網行為管理系統進行實名認證，通過對醫學高職生日常網絡行為的規范，逐步提升大學生的信息道德。通過校園網絡環境弘揚正面主流的價值觀，幫助醫學高職生構建正確的價值觀，使其能夠自主約束自己的網絡言論，控制自己的網絡行為。
問卷調查結果顯示，94.58%的學生表示在網絡中信息或觀點之前，會考慮別人的感受；97.59%的學生表示不會利用網絡肆意傳播未經證實的消息。
化學元素的作用范文4
關鍵詞 水的組成 化學元素觀 觀念建構教學
“化學元素觀”是中學化學的核心觀念之一，通過初中化學的學習，學生首先應當建立起“化學元素觀”。然而，學生對“化學元素觀”的認識是伴隨相關具體知識的學習而逐漸發展的。要在相關具體知識的教學中發展學生對“化學元素觀”的認識，需要立足學科整體的高度，以“化學元素觀”為統領來組織教學，思考具體知識的教學對物質及其化學變化等學科基本問題的滲透、落實和具體化。為此，筆者以初中化學“水的組成”教學為例展開討論。
1 對初中階段“化學元素觀”的理解
化學是研究物質及其變化的科學，“化學元素觀”是從元素視角對物質及其化學變化本質的深層次理解。作為化學核心觀念之一的“化學元素觀”具有統攝性和持久的遷移價值，不僅能促進學生把握最有價值的化學知識，而且能為學生形成相應的認識思路提供思考框架，為學生形成化學認識指明思維方向。具體來說，物質的元素組成是化學觀念的基礎，依據物質的元素組成對純凈物進行分類，以元素為核心認識物質及其變化，能夠為研究物質的性質和化學反應建立認識框架。因此，化學元素觀包括3方面的含義：一是對元素本身的認識，包括什么是元素、元素的種類、元素的性質等；二是從元素角度看物質，即元素與物質有什么關系，具體包括元素組成與物質的分類、性質有什么關系等；三是從元素角度看化學反應，即元素與化學反應有什么關系，在化學反應中元素種類是否發生變化等。借鑒梁永平先生關于“化學元素觀的基本內涵”的闡述，筆者認為，初中階段“化學元素觀”的基本理解如下，見表1。
學生“化學元素觀”的形成和發展是一個循序漸進過程，在不同階段，基于不同學習內容，學生需要發展的化學元素觀不同，其認識層次也不同。如以電解水實驗及生成物的檢驗等事實為支撐，“水的組成”的教學可以發展學生從元素的角度認識物質及其化學變化。從物質的元素組成來認識純凈物并將其分類、歸納，是“化學元素觀”的主要內容之一，為此在“水的組成”教學中，可結合水電解前后各物質的元素組成特點，學習純凈物的分類，認識單質和化合物的概念、從水的元素組成特點認識氧化物概念，由此從物質分類的角度依次實現對水是純凈物、化合物、氧化物的認識。不僅如此，從物質的元素組成來認識物質的性質，也是初中階段“化學元素觀”的主要內容，在“水的組成”教學中還可以結合水電解前后各物質的元素組成與性質的差異，引導學生認識純凈物的性質要受到組成元素的影響，對于簡單的化合物或單質，元素組成甚至起著決定性的作用。當然，物質的元素組成相同，其性質未必相同，這與物質的結構有關。因此，化學上還要依據物質的性質、結構對純凈物進行進一步的研究，這將是學生后續要學習的內容。
2 從化學元素觀看“水的組成”及其教學價值
“水的組成”屬于人教版教科書（2012版）第四單元課題3的內容。從“化學元素觀”的角度看“水的組成”，就是把該部分內容放在物質及其化學變化等學科基本問題中去考量，思考“水的組成”與“化學元素觀”的關系、“水的組成”處于什么位置，能起到什么作用，這樣可以從對具體知識的理解上升到對學科基本問題的理解。
“水的組成”涉及較為豐富的事實性知識和概念性知識，這些知識與“化學元素觀”之間存在的實質性聯系可以用“水的組成”知識層級圖來體現（見圖1）。
“水的組成”這部分內容，借助電解水的實驗及生成物的檢驗等知識，重在認識電解水實驗的實質和水的組成，感悟通過化學實驗研究物質元素組成的科學過程與方法，并從物質元素組成角度認識純凈物的分類。顯然，這部分內容不僅能發展學生從化學的視角來認識水及其變化，而且能為學生“化學元素觀”的認識發展提供有力的支撐：第一，根據電解水實驗以及對生成的2種氣體進行檢驗，證明水在通電后生成了氫氣和氧氣，可以揭示水在通電條件下發生了化學變化；第二，根據水在通電條件下生成氫氣和氧氣、氫氣燃燒生成水的實驗事實，依據化學反應中元素不變，認識水是由氫、氧2種元素組成的；第三，根據電解水實驗，比較反應物（水）和生成物（氫氣、氧氣）的元素組成特點，認識純凈物可依據元素組成分為單質和化合物，依據水的元素組成特點認識氧化物，發展學生對物質分類的認識；第四，比較反應物（水）和生成物（氫氣、氧氣）的性質差異，認識物質的性質與其元素組成有關，組成元素不同，物質性質不同。第五，結合之前學生學習的分子和原子的知識，啟發學生初步從微觀角度認識化學反應的實質，即水在通電情況下發生化學反應，組成水的氫、氧元素的原子重新組合生成了新物質，加深對化學反應中原子種類不變、元素不變的認識；第六，利用電解水實驗來研究水的組成，可以啟發學生認識不斷分解物質直至不能分解為更簡單的成分為止，于是就得到了元素的游離態，即“單質”，這是人類研究和認識物質組成的經驗方法，通過此實驗人們進一步認識了水：水還可再分，即水不是元素；第七，通過對電解水實驗中生成氫氣和氧氣的體積比為2：1的分析，為水的化學式——H2O提供了事實依據，這為學生后續學習本單元課題4化學式與化合價打下了鋪墊?？梢姡八慕M成”是發展學生“化學元素觀”認識的重要載體。
3 如何圍繞“化學元素觀”展開深入學習
“化學元素觀”是學生需要形成的體現學科本質的深層次理解，圍繞“化學元素觀”來展開“水的組成”的學習，需要對學生知識學習與化學觀念認識發展等有整體考慮，讓具體知識的學習為學生化學觀念的認識發展提供支撐，使學生化學觀念的認識伴隨具體知識的學習而逐漸發展。
3.1以“化學元素觀”為統領構建教學內容主線
化學觀念是指居于化學學科的核心，體現化學學科本質，對學科的性質、研究對象、研究方法和學科的價值等學科基本問題的深層次理解。要從知識教學轉向化學觀念教學，就需要站在學科整體的高度，思考具體知識的教學對學科基本問題的滲透與落實，將化學觀念的教學具體化，與此同時，需要兼顧課程的要求和學生的實際發展需要。為此，在“水的組成”課堂教學內容主線的設計方面，根據學生的實際和發展需要，以“化學元素觀”為統領來搭建學生知識學習和觀念認識發展的整體框架，把指向主要教學目標和教學重點的、能體現“化學元素觀”的關鍵性內容具體化為教學任務，以此構建課堂教學內容的主線索，明確教學的核心所在。
基于上述考慮，“水的組成”一課的教學整體思路設計見表2。
3.2圍繞“化學元素觀”的關鍵性內容設計引導性問題
教學的目的在于促進學生對知識的深層理解，發展對化學觀念的認識。把教學任務轉化為問題，用問題驅動學生思維，是通向理解、發展化學觀念認識的重要途徑之一。為此，有必要思考應該提出怎樣的引導性問題。筆者認為，在化學觀念教學中，引導性問題是能激發學生思維，對達成教學目標起決定作用的、能體現化學觀念的關鍵性問題，是統領課堂、推進教學的主線索。為此，在“水的組成”教學中，針對學生學習的實際，把指向主要教學目標和教學重點、能體現“化學元素觀”關鍵內容的教學任務轉化為統領課堂教學的引導性問題（見表2），為學生的思維過程指引方向。在“水的組成”教學中，要利用引導性問題調動學生參與學習過程，激發學生通過問題的思考去理解所學知識，在問題分析和解決的過程中去反復認識、體驗和感悟“元素與物質的分類”、“元素與物質的性質”、“元素與化學反應”等學科基本問題，從而為從元素視角認識物質及其化學變化奠定知識和方法基礎。
3.3將學習任務和引導性問題轉化為“手腦并重”的學習活動
學生的學習需要通過活動體驗來完成。活動設計需要注意活動的內容、方式要與教學目標、教學任務、以及引導性問題相一致，要針對教學任務和引導性問題，設計相應的手、腦并重的多樣化活動。圍繞“化學元素觀”展開深入學習的活動設計，有以下幾點考慮：
一是關注新舊知識的聯系，注意調用學生的已有知識經驗來學習新知識。如任務1中的問題1的設計，學生已經學過利用過氧化氫分解制取氧氣，利用學生已知的這個反應可以搭建學習新知識的橋梁，啟發學生思考水是由什么元素組成的，以及如何推測水的元素組成等問題。還可以借助這個反應，引導學生思考可以由水分解的產物來推測水是由什么元素組成，這樣把學生的思維引向深入。
二是充分發揮實驗的作用，為學生的學習和理解提供事實證據。電解水實驗是學生學習“水的組成”、理解“化學元素觀”的重要手段和方式。在活動設計方面，一方面通過電解水實驗、電解水生成的2種氣體的檢驗等，為學生提供豐富的感性認識，另一方面以實驗事實為證據，根據實驗的觀察，引導學生思考：你認為水電解發生了什么變化？根據水在通電條件下生成氫氣和氧氣、氫氣在空氣中燃燒生成水的實驗事實，由反應前后各物質的元素組成，說明水是由什么元素組成的？為什么？由此引導學生基于實驗事實進行分析、推理并獲得相應的結論，使學生的認識從感性走向理性。
三是注重在知識學習的同時，運用分析、比較、總結與概括等方法，提升學生的觀念性認識。如問題4和活動4的設計，你知道為什么要對物質進行分類嗎？根據電解水實驗及生成物的檢驗，水分解前后各物質的性質有什么不同？從中你能獲得哪些認識？這樣的設計，改變了以往關注具體事實的識記，重在引導學生思考物質的元素組成與物質性質關系的問題，能夠促進學生把握具體知識的本質所在，為學生今后進一步從元素角度認識物質的分類與物質性質的關系打下一定的基礎。
化學元素的作用范文5
關鍵詞：52種元素；地球化學背景；地球化學基準；城市土壤；中國；
作者簡介：成杭新(1964—)，男，博士，研究員，主要從事勘查地球化學與生態地球化學研究。
地球化學背景(GeochemicalBackground)的概念最早源于勘查地球化學，經典的勘查地球化學教科書定義的地球化學背景是指無礦地質體中元素的正常豐度[1]或者一個地區元素含量的正常變化[2]。地球化學背景概念的引入是為了區分元素的正常含量和異常含量，超出正常豐度或正常變化范圍的數據。對勘查地球化學而言，通常是指所研究的元素具有異常(正或負)含量，可能是礦床存在的一種指示或蝕變過程導致的元素遷出；對環境地球化學而言，可能是污染存在的一種指示或生態系統中該元素的嚴重缺乏等。因此環境地球化學中的背景通常是指在未受污染影響的情況下，環境要素中化學元素的含量。反映了環境要素在自然界存在和發展過程中，本身原有的化學組成特征。
工業化革命以來，人類活動釋放的污染物已在地球表層土壤中得到大量累積，污染物的持續累積不但顯著改變了地球表層土壤中化學元素的自然背景水平和分布模式，也導致一系列生態危害事件的頻現，美國Adirondack山脈中的BigMoose湖，因長期接受上游工業排放的SO2，使湖泊水體和沉積物pH值陡然下降，導致鱸魚、白魚、鯉魚等水生動物大量死亡[3]，而歐洲200余年的工業化歷史，使中歐地區土壤顯著酸化和土壤中的鋁大量活化，導致大片森林中毒死亡[4]。為科學認識土壤環境質量現狀、并通過環境立法保護土壤環境質量不再進一步惡化及預測未來環境變化趨勢，最近20年文獻中對地球化學基準(GeochemicalBaseline)的概念和應用途徑進行了廣泛討論[5-6]。雖然不同作者對地球化學基準科學含義的表述還不完全一致，但一般是指地球表層環境介質定時間點某個元素或化合物的實際含量。它既包括自然背景濃度，也包括人類活動成因導致的擴散濃度的貢獻[7-11]。
1978年至今，中國的工業化和城鎮化進程取得了未曾預料到的重大進展，城市數量已從1978年的122個增加到2011年的655個，城鎮人口數量也從1978年占中國總人口的17.9%增加到51.3%[12]。由于城市人口眾多、工業密集，是人類活動及化學元素污染釋放的主要場所，大規模城鎮化進程已使中國大氣、水及土壤環境質量全面惡化[13-19]。中國曾于20世紀80年代開展過中國土壤背景值研究[20]，但因受采樣密度及樣品布局的制約，未能頒布城市土壤化學元素的背景值數據，嚴重制約了對中國城市土壤環境質量現狀的認識和評價。
本文利用中國地質調查局組織實施的多目標區域地球化學調查與評價項目及中國土壤現狀調查及污染防治專項的數據資料，通過對中國31個省會城市土壤化學元素組成特征的統計分析及城市土壤化學元素背景值和基準值計算方法的討論，確定中國城市土壤化學元素的背景值及基準值，其主要目的是為科學認識城市土壤化學元素的環境質量現狀及政府部門制定有效監管措施提供依據。
1數據來源
1.1城市選擇
研究對象包括除香港、澳門和臺北以外的中國31個省會城市，也即北京、成都、福州、廣州、貴陽、哈爾濱、海口、杭州、合肥、呼和浩特、濟南、昆明、拉薩、蘭州、南昌、南京、南寧、銀川、上海、沈陽、石家莊、太原、天津、烏魯木齊、武漢、西安、西寧、長春、長沙、鄭州、重慶。
各城市的邊界以建成區范圍為主，同時兼顧各城市未來的城區擴展態勢，一般以各城市的繞(環)城高速范圍作為各城市的研究區，31個省會城市累計城區面積達15196km2。
1.2樣品采集和分析測試方法
中國從1999年至今實施的多目標區域地球化學調查與評價項目是一項以土壤地球化學測量為主，兼顧湖積物與近岸海域沉積物測量的國家地球化學填圖項目。該項目采用1樣/km2、1個組合樣/4km2的密度采集0~20cm的地表土壤樣品，1樣/4km2、1個組合樣/16km2的密度采集150~180cm的深部土壤樣品[21]。城市地區采樣密度一般為1~2點/km2，樣品采集一般選擇在公園、寺廟、綠化帶及其他較為穩定的、相對擾動較小的部位，采樣時盡量避開新近堆積土。采用統一的分析測試技術要求和相同的質量監控措施分析測試每個樣品中的52種元素(Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、C、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O)及pH和有機碳(Corg)[22-23]。截止到2012年底，該項目調查面積達170萬km2，覆蓋中國31個省會城市[24]。
1.3數據來源
根據各城市的選定范圍，從中國多目標區域地球化學調查與評價數據庫中提取相應范圍內表層和深層土壤樣品中的52種元素及pH和Corg數據。分別涉及表層和深層土壤樣品3799件和1011件，累計數據259740個。
2數據處理方法
2.1不同深度土壤樣品的科學含義
中國多目標區域地球化學調查在每個采樣點上分別采集了0~20cm和150~180cm兩個深度的土壤樣品，也即表層和深層土壤樣品。前者不但包括了成土母質中化學元素的自然地質背景含量，同時還疊加有人類活動帶來的外源化學物質；后者因受到較少的人類活動影響，其化學元素組成更接近成土母質。因此表層土壤中化學元素的含量水平代表的是土壤地球化學基準，深層土壤化學元素的含量水平則反映的是土壤地球化學背景。
2.2中國城市土壤地球化學背景和基準的計算方法
自從Ahrens(1953)在花崗巖中發現元素的分布服從對數正態分布以來[25-26]，勘查地球化學家通過對地球化學數據分布形式(正態或對數正態)的檢驗，來計算地球化學背景值。當數據既不服從正態也不服從對數正態分布時，通常通過剔除算術平均值加減2或3倍標準離差的離群值后，再次進行分布形式的檢驗，以使數據服從正態或對數正態分布[27]。但剔除出的數據在找礦地球化學研究中往往是包含重要找礦信息的異常值，而在環境地球化學評價中則是包含污染信息的數據。因此采用剔除異常數據的方法不能客觀刻畫實際數據所隱含的真實狀況。
成土母質是地球化學基準和背景濃度的重要控制因素，不同的成土母質或地質背景應具有不同的地球化學基準和背景濃度。中國地域遼闊，不同城市所處的氣候條件不同，所在的地質背景也差異極大，如橫臥在北京城西邊和北邊的太行山和燕山山脈的巖石風化產物是北京市土壤的成土母質，古都西安的土壤主要以風成黃土為主，而西江水系河流沖擊物的長期堆積則是廣州市土壤成土母質的主要來源。因此中國城市土壤化學元素數據集即使以正態或對數正態分布，但也不具有同一成土母質或同一自然成土過程的含義，對表層土壤樣本(n=3799)和深層土壤樣品(n=1010)的正態和對數正態分布檢驗也證實除深層樣本中的SiO2服從正態分布外(圖1)，其他元素均不服從正態或對數正態分布。因此不能采用剔除平均值±2或3倍標準離差的方法來獲取中國城市土壤的地球化學背景和地球化學基準值。
針對城市土壤地球化學數據的上述特點，文獻中提出用中位值(XMe)與絕對中位值差(medianab-solutedeviation，MAD)的穩健統計方法來描述地球化學背景值和基準值的變化范圍，以消除一些與均值相差較遠的離群數據在求均值和方差時，尤其是求方差時對結果產生較大的影響[28-29]。其中XMe和MAD可分別用下列公式計算：
對中國城市土壤而言，城市表、深土壤數據集的中位值(XMe)分別代表中國城市土壤的地球化學基準值和背景值，以Me±2MAD表示基準值和背景值的變化范圍。
2.3單個城市土壤地球化學背景和基準的計算方法
單個城市由于它的地理位置和氣候條件明確，城市空間范圍內的土壤基本為同一成土母質，其形成過程也是同一氣候條件作用下的產物，因此在估算單個城市的化學元素背景或基準值時，先對原始數據進行正態檢驗，并用算術平均值()代表背景值或基準值，用(±2S)代表變化范圍，其中S為標準離差。對不服從正態分布的化學元素進行對數正態檢驗，當數據服從對數正態分布時，將幾何平均值(g)和幾何標準離差(S)還原為實數后，用(÷2S)和(×2S)代表背景值或基準值的變化范圍。對既不服從正態也不服從對數正態分布的元素，則采用中位值和絕對中位值差的穩健統計方法來估算該元素的背景或基準值。
2.4化學元素背景的變化率
城市土壤化學元素的背景值受成土母質控制，反映的是一種自然地質背景。隨著人類活動的廣度和深度的不斷加強，人類活動可顯著改變土壤化學元素的自然背景。為了客觀評價自然背景的變化程度，這里用化學元素自然背景的變化率(ΔRCi)來度量元素自然背景的變化狀況，其計算公式為
式中：ΔRCi是指元素i自然背景的變化率；GBLi是指i元素的地球化學基準值；GBGi是指i元素的地球化學背景值。當ΔRCi>0是指i元素的地球化學背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化學背景下降，ΔRCi=0則指i元素的地球化學背景未發生變化。
當ΔRCi>0是指i元素的地球化學背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化學背景下降，ΔRCi=0則指i元素的地球化學背景未發生變化。當|ΔRCi|≥100時，表示i元素為極顯著增加或減少狀態；當50≤|ΔRCi|<100時，表示i元素處于顯著增加或較少狀態；當0<|ΔRCi|<50時，表示i元素處于增加或減少狀態。
3結果與討論
3.1中國城市土壤地球化學基準值/背景值特征
中國城市土壤52種化學元素及pH和Corg統計顯示(表1)，Al2O3、Ba、CaO、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、F、Hg、K2O、MgO、Mn、Ni、pH、Sc、Sn、Sr、Ti、V、Y和Zr等23種元素或化合物的背景值高于中國土壤背景值，而Ag、As、B、Be、Bi、Br、Fe2O3、Ge、La、Li、Mo、Na2O、Corg、Pb、Rb、Sb、Se、Th、Tl、U、W和Zn等22種元素或化合物的背景值低于中國土壤背景值。Au、Cl、Ga、N、Nb、P、S、SiO2和TC等9種元素或化合物因缺中國土壤背景值數據情況不明。
城市土壤Ag、Au、Ba、Bi、Br、CaO、Cd、Ce、Cl、Cu、Ge、Hg、Mo、N、Nb、Corg、P、Pb、S、Sb、Se、Sn、Sr、TC、U、W、Zn、Zr等28種元素的基準值明顯高于背景值。其中Corg、Hg、Se、S、TC、N的基準值分別較它們的背景值增加了331%、220%、146%、142%、130%、125%，表明上述6個元素的地球化學背景發生了極顯著的增加，致使地表地球化學基準值顯著高于各自的地球化學背景值；而Br、Cd、P的地球化學背景的變化率ΔRCi為50%~100%，呈現顯著增加的特征；Ag、Au、Bi、CaO、Cl、Cu、Mo、Pb、Sb、Sn、W和Zn的ΔRCi為10%~50%，指示這些元素的地球化學背景呈增加的變化趨勢；其他31個元素的地球化學背景基本未發生變化。
元素地球化學背景變化率清晰地指示中國大規模工業化進程所帶來的重大生態環境問題。文獻資料顯示化石燃料燃燒是黑碳顆粒、Hg、Se釋放及酸雨形成的主要原因[30-34]。最近30年，中國化石燃料燃燒釋放的碳已從1980年的4億t增加到2010年的22億t[35]，Hg、Se釋放量也由1980年的73.59t、639.7t，增加到2007年的305.9t和2353t[33]，上述釋放物在大氣干濕沉降的作用下，最終沉降到地表，顯著改變了地表土壤有機碳及總碳、Hg和Se的分布模式，可能是城市地表土壤Corg、Hg、Se、S、TC、N背景值發生極顯著/顯著變化的主要原因。而大規模的有色金屬(Cu、Pb、Zn、Cd、Ag等)開采和冶煉活動及中國Sb、Sn、W等特有礦產的礦業活動使土壤中重金屬元素的地球化學背景發生了顯著變化。
3.2各城市土壤地球化學基準值/背景值特征
中國31個省會城市土壤化學元素的背景值示于表2~32，各個不同城市因其所處地理位置及地質背景的差異。各元素的具體含量特征在此不予描述。但Cl、CaO、Hg、Na2O和S的背景變化特征明顯區別于其他元素。
不同城市土壤的Cl元素背景值差異巨大，中國城市土壤Cl元素的背景值為70mg/kg，背景變化區間介于24~116mg/kg。幾個北方城市，如蘭州(613mg/kg)、烏魯木齊(469mg/kg)、西寧(432mg/kg)、天津(296mg/kg)、呼和浩特(236mg/kg)、拉薩(149mg/kg)、濟南(126mg/kg)的背景值均超出中國城市土壤Cl地球化學背景變化的上限，表明在長期的自然演化過程中，上述幾個城市的土壤具有較高的Cl地球化學背景。
中國城市土壤CaO的背景值為1.65%，華北和西北的城市土壤CaO背景值(3.23%~9.64%)普遍高于南方和東北近1個數量級，中國城市中CaO背景值最高的是西寧市(9.64%)，最低的為?？?0.16%)，顯示出成土母質及不同的氣候帶對CaO地球化學背景的控制作用。
中國城市土壤Na2O的背景值為1.41%，背景變化區間介于0.52~2.31%。雖然各城市的Na2O背景值均在背景變化區間之間，但不同城市的Na2O背景值存在數量級之間的差異，其中烏魯木齊Na2O背景值為2.22%，是南寧(0.10%)的22倍之多。總體規律表現為北方城市Na2O的背景值高于南方城市，也充分顯現出成土母質及不同氣候條件對Na2O地球化學背景的控制作用。
中國城市土壤Hg的背景值為0.042mg/kg，背景變化上限為0.088mg/kg。其中貴陽(0.202mg/kg)、廣州(0.147mg/kg)、昆明(0.132mg/kg)、南寧(0.112mg/kg)、福州(0.111mg/kg)和拉薩(0.092mg/kg)城市土壤的Hg背景值高于中國背景變化的上限，屬于高背景地區。沈陽、太原、北京、合肥、天津、南京、哈爾濱、西寧、烏魯木齊、鄭州、濟南、長春、石家莊、呼和浩特、蘭州、銀川16個城市土壤Hg的背景值介于0.017~0.040mg/kg，低于中國城市土壤Hg的背景值。
中國城市土壤S的背景值為146mg/kg，背景變化區間介于22~270mg/kg。中國有18個城市的土壤S背景值高于中國背景值，其中西寧(1886mg/kg)、烏魯木齊(1083mg/kg)、蘭州(950mg/kg)、福州(641mg/kg)、?？?428mg/kg)、廣州(356mg/kg)、上海(327mg/kg)、太原(317mg/kg)和天津(273mg/kg)的背景值大于中國城市土壤S背景變化的上限值。
由此可以看出，在開展城市土壤環境質量評價時，分別采用各個城市的背景值較采用中國土壤背景值，能更客觀地度量人類活動對自然背景的影響程度。
3.3地球化學背景變化特征
中國31個省會城市土壤化學元素ΔRCi的計算結果示于圖2~4，圖中顯示Corg和N的ΔRCi值均大于0，指示土壤有機碳和氮的自然背景均被顯著改變。對福州、廣州而言，因土壤有機碳含量呈顯著增加狀態，拉薩和呼和浩特則為增加狀態，其他21個城市因ΔRCSOC>100，指示土壤Corg屬極顯著增加狀態。除呼和浩特ΔRCTC<0外，其他所有城市土壤TC均呈增加趨勢。其中武漢、成都、長春、長沙、合肥、南昌、南寧、貴陽、哈爾濱、沈陽、石家莊、昆明、南京、?？?、北京、濟南、福州、鄭州、廣州和上海ΔRCTC>100，烏魯木齊、重慶、天津、太原、杭州50<ΔRCTC≤100，銀川、西安、蘭州、西寧和拉薩10≤ΔRCTC<50。
除呼和浩特外，中國30個城市土壤P的ΔRCP均大于0。中國有22個城市土壤N的自然背景呈極顯著增加；?？?、昆明、福州、重慶、沈陽、銀川和西寧7個城市表現為顯著增加，拉薩和呼和浩特則為增加狀態。已有的文獻資料已證實農田施肥是地表土壤N、P增加的主要原因，但過量的N、P肥可通過大氣循環沉降到地球表面，使城市地表土壤也出現N、P的顯著累積。
除南寧、拉薩、呼和浩特外，其他城市土壤均表現為ΔRCHg>100，并按北京(819)、成都(602)、天津(597)、石家莊(440)、沈陽(413)、濟南(400)、長春(340)、西安(312)、南京(293)、杭州(264)、蘭州(244)、哈爾濱(237)、合肥(223)、上海(220)、烏魯木齊(183)、廣州(175)、太原(172)、長沙(165)、福州(161)、武漢(159)、銀川(135)、鄭州(130)、南昌(119)、西寧(104)、昆明(92)、重慶(63)、?？?53)和貴陽(29)順序遞減，指示中國城市土壤Hg的自然背景普遍發生改變，地表土壤Hg已顯著累積。Ag、Au、Bi、Cd、Cu、Mo、Pb、S、Sb、Se、Sn、Zn等元素表現出與Hg類似的變化特點。
各元素ΔRCi最大值分布的城市也不盡相同，Ag(150)、Au(400)、Bi(147)、Cd(538)、Cu(77)、Hg(819)、Mo(100)、Pb(156)、S(418)、Sb(200)、Se(650)、Sn(263)和Zn(80)的ΔRCi最大值分別分布在天津、上海、沈陽、長沙、廣州、北京、上海、沈陽、成都、上海、石家莊、杭州和廣州。Au、Mo和Sb的最大值同時出現在上海，Bi和Pb的最大值同時出現沈陽，Cu和Zn同時出現在廣州，充分顯示大型綜合性城市工業結構或悠久的工業發展歷史與重金屬累積復雜組合之間的因果關聯。
城市土壤CaO自然背景含量也呈顯著增加的特點，這可能與中國城市發展過程中的大規模建設活動有關。
出乎意料的是，除金屬元素及N、P、TC和Corg外，城市土壤中Cl和Br的自然背景也普遍發生變化，需引起關注。
4結論
通過對中國31個省會城市表層土壤和深層土壤中52種化學元素及pH和Corg實測數據的計算獲得中國城市土壤及各個省會城市土壤化學元素的背景值和基準值，為定量研究中國城市土壤的環境質量狀況及演變趨勢提供了參考標準。
中國及各個城市土壤中Corg、Hg、Se、S、TC、N的基準值顯著高于其對應的背景值，與文獻中報道的中國大規模工業進程中煤燃燒及礦業活動釋放的主要污染物相互佐證，表明了本文所獲得的背景值和基準值的可靠性。
化學元素的作用范文6
Abstract： In view of that the chemical elements content of HRB400 deformed steel bars will impact on its performance， its performance index change is analyzed by data analysis. Principal component analysis using SPSS on various chemical elements can obtain primary and secondary factors affecting properties of deformed steel bar. Multiple linear regression analysis based on Matlab is used for analyzing the relations between all elements and performance （yield strength， tensile strength， fractured elongation）， which derives formula about how each element impacts on the performance of deformed steel bars. It provides a reference for HRB400 deformed steel bars to adjust the ingredient proportions， improve structural performance， keep down costs and reduce the use of alloy materials.
關鍵詞：螺紋鋼；元素含量；大數據分析；多元回歸分析
Key words： deformed steel bars；element content；data analysis；multiple regression analysis
中圖分類號：TB114.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）15-0136-02
0 引言
熱軋帶肋鋼筋（即螺紋鋼）主要用于鋼筋混凝土骨架組件，需要螺紋鋼具有一定的機械強度、可彎曲、可變形特性和工藝焊接性。組成鋼的化學元素直接影響著熱軋鋼的性能，大多數異形鋼筋采用合金化方法，通過添加昂貴的微量元素（如錳合金材料、合金材料等）到鋼鐵中用以調整成分比例和改善鋼結構性能[1]。
根據抗震等級、使用年限和工程標注等需求，目前我國大量生產性能比HRB335更加優異的HRB400級螺紋鋼。在HRB400級螺紋鋼的生產過程中適量的釩元素對其性能有強化作用[2]。其它化學元素含量對螺紋鋼的性能也有影響。研究化學元素含量對螺紋鋼性能的影響可以采用了主成分分析法。
1 數據分析
通過項目獲取的32045份HRB400級螺紋鋼的元素含量檢測數據符合大數據中的模態多、體量大、難辨識、價值大、密度低的五個特點[3]。采用基于大數據挖掘的方法分析這批螺紋鋼總體性能指標，對樣本數據的抗屈強度、抗拉強度、斷后伸展率的中位數值、最小值、平均值、方差等數值進行分析。對每種化學元素的含量取均值進行分析，之后利用spss對各種化學元素進行主成分分析。
1.1 均勻抽樣理論
對大量數據的處理最直接的方法是對其進行均勻抽樣，這樣在簡化計算量的同時可以發現數據內在的規律。同時在對大量數據的參數進行統計和相關參數的估計中，均勻抽樣可以有效減少樣本的數量，降低計算的成本，是一種很好的對數據進行前期處理方法[4]。因此對32045份原始螺紋鋼數據進行研究時首先使用均勻抽樣的方法對數據進行挖掘，以得到有效簡化數據后再其進行主成分分析。
1.2 數據的統計分析
對均勻抽樣后的HRB400螺紋鋼的數據進行統計分析，得到相應的三個性能指標：中位數、最小值、平均值。計算出方差，并與GB/T228-2002的標準的數據進行比較（數據見表1），由表1可知這批螺紋鋼的抗屈強度、抗拉強度、斷后伸展率都符合標準。
1.3 各元素的主成分分析
利用spss軟件以螺紋鋼的抗屈強度為約束條件，選取其特征值大于0.8，對各種影響螺紋鋼性能的元素進行主成分分析。
按照螺y鋼抗屈強度的大小對進行數據排序，再利用spss軟件對其進行主成分分析。分析結果中各元素的相關矩陣如表2所示，各個元素的解釋的總方差如圖1所示。從表2中可以的到各個元素基于抗屈強度的相互之間的相關性，以此作為之后的多元線性回歸分析的基礎。
從圖1中的數值可以看出，相對于螺紋鋼的抗屈強度，碳（C）、錳（Mn）、硫（S）、磷（P）、硅（Si）、釩（V）、鉻（Cr）數值都>0.8為主要影響因素。鎳（Ni）、銅（Cu）、鉬（Mo）元素在的初始特征值都
2 多元線性回歸
為了進一步分析各元素對HRB400螺紋鋼的抗拉強度、抗屈強度、斷后伸展率的影響，建立多元線性回歸模型對樣本數據進行再處理。通過Matlab編程對HRB400螺紋鋼數據進行運算后建立多元線性回歸模型，對各化學元素的影響進行具體分析。
2.1 多元線性回歸模型
多元線性回歸是一元線性回歸的發展，可用來研究因變量取值與自變量取值的關系。設抗拉強度、抗屈強度、斷后伸展率，分別為三個可預測變量Y1，Y2，Y3，這三個變量受到各元素含量t1，t2…tn的影響，建立HRB400螺紋鋼結構性能與元素含量間的多元線性回歸模型。
各種元素與抗屈強度影響的多元線性回歸模型1：
Y1=β10+β11t+β12t+…+β1n+ε1ε1∝N（0，σ2）模型1
各種元素與抗拉強度度影響的多元線性回歸模型2：
Y2=β20+β21t+β22t+…+β2n+ε2ε2∝N（0，σ2）模型2
各N元素與抗拉強度度影響的多元線回歸模型3：
Y3=β30+β31t+β32t+…+β3n+ε3ε3∝N（0，σ2）模型3
模型中εi表示的是計算過程中可能出現的偏差，將上述三個模型轉的數據化為數組的形式，再導入MATLAB程序中的多元線性回歸函數中，計算出各個模型的常數項βi0，以及各個元素含量對螺紋鋼性能影響的回歸系數βin。
2.2 模型求解
利用MATLAB程序對模型1-3進行求解，分別以抗屈強度、抗拉強度、斷后伸展率為因變量，以十種元素的含量為自變量對模型進行計算，得到各元素的回歸系數見表3。
根據回歸系數可得到三個模型的解分別為公式（1）-（3）：
①螺紋鋼抗屈強度與各元素含量之間的關系：
Y1=-232+3403tC-610tMn+3306tS+799tP+890tSi+13206tV+265tCr-2353tNi-5188tCu+5846tMo（1）
②螺紋鋼抗拉強度與各元素含量之間的關系：
Y2=-507.4+4754.1tC-592.6tMn-4453.9tS+1378.9tP+1519.5tSi+9798.5tV+1269tCr-2425.9tNi-504.7tCu-338.4tMo（2）
③螺紋鋼的斷后伸展率與各元素含量之間的關系：
Y3=71.9+166tC-65.5tMn-244.7tS-129tP+53.3tSi-495.6tV+49.8tCr+161.1tNi+176.9tCu+1320.6tMo（3）
2.3 多元線性回歸結果分析
觀察回歸模型公式（1）-（3）中，從不同元素含量的回歸系數的大小和正負進行分析后，可知各元素含量對螺紋鋼性能的影響如下：①由公式（1）可知，影響螺紋鋼抗屈強度的主要化學元素含量是釩（V）元素，其次是銅（Cu）元素和鉬（Mo）元素?；貧w系數為正是正相關，為負是負相關。②由公式（2）可知，影響螺紋鋼抗拉強度的主要的化學元素含量是釩（V）元素，其次是碳（C）元素和硫（S）元素。③由公式（3）可知，影響螺紋鋼斷后伸展率的主要的化學元素含量是鉬（Mo）元素，其次是釩（V）元素和硫（S）元素。
3 結束語
通過對32045份HRB400級螺紋鋼進行大數據挖掘和多元線性回歸建模的分析，得到螺紋鋼的各化學元素與螺紋鋼的抗屈強度、抗拉強度和斷后伸展率的公式（1）-（3）。
根據多元線性回歸結果分析，影響螺紋鋼結構和性能的主要化學元素有釩（V）、銅（Cu）、鎳（Ni）、碳（C）、硫（S）、鉬（Mo）等元素，增加碳（C）、硫（S）、磷（P）、硅（Si）、釩（V）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）等元素含量可增強螺紋鋼的結構性能。煉鋼時可忽略上述價格較低且比較難控制含量的非金屬元素成分對鋼結構的影響，只需調整其中的鎳（Ni）、鉬（Mo）、釩（V）元素的含量即可提高RHB400級螺紋鋼結構性能。同時可提高價格較低鉻（Cr）元素的含量而適量降低貴金屬釩（V）的含量以達到節約煉鋼成本的目的。
參考文獻：
[1]楊昌樂.低成本生產熱軋螺紋鋼工藝的組織及性能影響規律研究[D].昆明：昆明理工大學，2011.
[2]劉強，張炯明，王博，等.釩在HRB400級螺紋鋼中強化作用的研究[J].工程科學學報，2016，z1（38）：56-60.
