化學工程與工藝知識點
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化學工程與工藝知識點范文第1篇
【關鍵詞】華峰班CDIO工程教育
20世紀的工程教育課程主要是提高學生的動手實踐，使學生掌握相關的專業知識和解決工程實際問題的能力。然而，隨著世界經濟全球化以及科學知識的發展，工程教育課程的教育偏向了“厚基礎、寬專業”的工程科學的培養模式，從而削弱了對學生解決工程實際問題的能力培養。這種培養方式導致了學生缺乏對現實工程情況應有的認知程度。為了解決這個難題，2000年由麻省理工學院Crawley等人通過4年的探索創立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念，主張以產品研發的CDIO全過程，即構思（ConcEive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）為載體，以工程項目生命周期全過程為載體培養學生的工程能力、學生的職業道德、學術知識和運用知識解決實際問題的能力，以及具備終生學習和團隊交流能力。
化學工程與技術作為化學工業的主要學科領域，擔負著促進化學工業及相關行業發展與進步的重要使命，因此培養出具有解決實際化工過程問題能力和創新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學化學工程與工藝專業的學生作為教學改革培養對象，將CDIO工程教育理念與化學工程與工藝的專業教育有機地結合，探索適合于以服務浙江及周邊地區經濟為導向的化學工程與工藝專業教學模式的改革與實踐。
一工科人才教育培養現狀
我國傳統的教學模式是以教師為中心、以課堂講授為主，以理論考試成績來評價學生的模式。當前，我國工程教育是通識教育模式和蘇聯教育模式的結合體。解放前，我國的先進高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學教育。建國后，由于化學工業發展的需要，我國效仿蘇聯搞起了專業教育。這種專業教育培養模式為我國的現代化建設作出了較大的貢獻。其缺點是過于強調教材和教學大綱的統一，影響了教育工作者的思維活躍性，也阻礙了對工科學生創新能力的培養。因此，教育家們對蘇聯教育模式進行了回顧和反思，制定了通識教育和專業教育相結合的工科通識教育模式。然而，隨著我國產業的進一步升級以及高校的持續擴招，導致了大量的工科畢業生找不到適合自己的工作，這可能是因為通識教育過于強調基礎科學理論，而弱化了專業內容和工程實踐，導致了工科畢業生只了解一些表面的理論，缺乏工程應具備的實踐創新能力。
在辦學機制上，一方面，高校過于強調科研業績考核，許多具備豐富工程經驗的老師很少參與到實際的教學過程中，而參與教學的教師又與企業的聯系不緊密。負責教學的教師缺乏產業經驗，工程教學過程又缺乏與企業的有效溝通，造成了工程教育和社會需求的嚴重脫節。另一方面，雖然在教學上安排了生產見習、畢業實習等環節，但是不少學校在實踐教學環節上是比較薄弱的，這是因為見習、實習的時間一般比較短，相應的考核制度也不健全。
綜上所述，我國工科教育從教學模式、辦學機制等眾多方面都存在著與產業發展脫節的問題，嚴重影響了人才培養的質量。尤其是理論脫離實際、實踐環節薄弱、產學脫節的問題直接導致了學生找不到適合自己的工作崗位以及企業有崗位找不到合適的人才。由此可見，我國的工科人才培養模式已經不能滿足產業升級的需求。為了更好地培養適合產業升級所需的人才，我們從培養模式上進行了改革探索。
二化學工程與工藝專業CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培養學生系統工程技術能力，尤其是項目的構思、設整理計、開發和實施能力，以及較強的自學、組織溝通和協調能力。CDIO模式以工程項目全生命周期的要求來組織教、學、做，學生需要掌握各門課程知識之間的聯系，并用于解決綜合問題。因此，課程體系的建設要突出課程之間的關聯性，這就必須打破教師單打獨斗的傳統教學方法，而圍繞CDIO工程項目的實施進行教學計劃和課程關聯工作。
1．化工核心課程群的組織與教師隊伍建設
核心課程群由化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程、化學工藝學、化工設計6門課程組成，構成了化學工程與工藝核心專業課的主體。化工設計以其他五門課程為基礎，對提高學生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是講述單元操作的基本原理，是學好其他專業課程的基礎；化工熱力學則建立在分離工程的基礎之上，闡述工業條件下各種流體熱力學性質的計算；化學反應工程以傳遞過程為基礎，傳遞現象和化學反應工程利用數學的方法，從微觀角度闡述化學反應過程、設備設計的共性科學問題；化工工藝是關于化學品生產方法的技術科學，它以自然科學和工程科學規律為基礎，使化學反應達到工業化應用水平。由此可見，核心課程群的各門專業課是相輔相成的。
在課程群建設中，涉及專業課教學的老師主要通過進修、企業實踐、參加會議三種方式提高業務水平，對化工專業工程教育模式做到整體的認識，同時要求參與指導學生的化工設計。利用校企合作的機會，與企業方面的人才進行專業知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下：
第一，教學方法改革的探索。首先，按照CDIO的教育理念，要逐步形成教師引導和以學生為主體的思想，使教師從教育者轉變為引導者，教師不再是簡單地賣知識，而是引導學生學習知識，把主要任務放到教會學生學習方法上來。在教學方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進行。溫州大學為課程體系建設和師資建設提供了很好的平臺，在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質基礎和政策鼓勵。在這種良好的環境下，教師也愿意投入更多的時間去聽課評課，吸納好的教學手段和方法。由于化工班都屬于小班上課（30人左右），對部分課程如化工專業英語、精細化工工藝學實施角色互換教學模式，讓學生參與到化工教學的過程中。這些課程的效果反映較好，對化工原理等課程中的部分章節，我們也將逐步展開開放式的教學方法。
為了達到各門課程的知識體系能夠很好地銜接，通過教研室教師集體備課，相互切磋，討論每門課程講授的重點，個別章節內容的舍棄和補充，做到教學的知識體系完整、重點難點突出、學時合理分配，真正做到精選、精講教學內容。摒棄了過去教學活動中的單打獨斗，改為教學團隊授課，使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課并課后集體討論，指出教師課堂教學中存在的問題與不足，相互交流教學經驗，討論改進的方法與策略，使教師的整體教學水平迅速得到提升。
第二，教師工程素質的培養。不少高校在引進人才方面主要考慮的是教師科研水平，其次關注人才的企業實踐經驗。鑒于科研壓力，假期教師也不能到企業去參與實踐或者工作。此外，許多教師只對與自己科研相關的專業課非常熟悉，對其他的專業課則非常生疏。因此，利用現有的教學資源，培養教學團隊的建設是很重要的一環。溫州大學化學工程與工藝教研所以化工設計為主線，基于地方化工企事業單位為依托，派遣年輕教師每年到相關的化工企業實踐兩個月，逐步培養教師的專業水平。近幾年，利用學習、調研以及下派科技特派員的方式，到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業參觀學習，不斷地提高老師的業務水平。同時，為了讓教師能夠很好地參與到企業生產實踐中，溫州大學對擔任科技特派員的教師提出教學科研任務減半、考核優先等政策鼓勵。僅2010年，我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學習15天，杭州化工研究院學習3天，華峰學習7天，溫州本地化工企業實踐1個月左右，有效地提高了教師的工程素質。教師工程素質的增強也使學生收益頗豐，在2010年省化工設計大賽和全國“三井杯”化工設計大賽中多次獲獎。
2．學生工程能力和團隊合作的培養
作為地方院校，溫州大學化學工程與工藝專業的辦學宗旨是以培養創新應用型人才為主，服務地方經濟和社會的發展。經過對近兩年該專業的畢業生調查的情況來看，目前該專業存在以下問題：（1）畢業生雖然掌握較多的書本知識，但實踐能力不強，導致他們從學校到公司需要較長的“崗位過渡時間”；（2）畢業生普遍缺乏對現代企業工作流程和文化的了解，缺乏團隊工作經驗、溝通能力和創新能力；（3）工程職業道德、敬業精神等人文素質薄弱，責任感不強。具體體現在：工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細心、不愿承擔責任，客觀上他們的實踐能力與企業要求存在較大差距，而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學習。
從以上的調查結果來看，以目前的培養方案和評價標準來指導學生的專業教育經不起企業用人單位的考驗。為了更好地培養適應地方經濟社會發展的人才，實現對學生創新思維、創新方法和創新能力的培養，我們與溫州地區最大的化工企業華峰集團實行校企聯合培養本科生，實施“華峰特色班”戰略。目前，“華峰班”的學生采用“3＋1”模式培養方案（即學生前三年在學校集中學習理論知識并完成實踐教學，最后一年到企業，接受企業的培訓，并在企業盯班盯崗接受生產實踐活動）。同時在工程專家的指導下，根據企業的需要對培養方案進行部分修改，增設華峰提出的部分課程，使得學生在校期間所學的基本知識和專業理論更貼近于華峰實際的應用。在這種戰略方針下，學生在企業的環境中真正做到知識和能力之間的無縫連接，縮短了“崗位過渡時間”，增加了學生的工程實踐能力，有效地推進了CDIO教學改革。在2010屆的化工專業畢業生中，華峰集團招聘了7名華峰班學生。提升了學生的工程能力、團隊合作精神以及專業素養。
3．逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學有效的考核制度對本專業的健康發展起著至關重要的作用，它應當是對教學效果做出真實和客觀的評價，同時有利于提高學生學習的積極性和主動性。現行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定，它能在一定程度上反映學生掌握知識的程度以及教師上課的教學效果，但不能很好地促進學生學習的主動性。部分學生比較反感現行的考核制度，這是因為現行的考核方法存在比較單一、部分學生在學習上投機取巧也能獲得高分而影響其他學生學習的積極性、不能全面反應學生的綜合應用能力等問題。
CDIO教學模式以能力培養為目標，其主要培養的是學生的理論知識、職業技能、人際交流以及產品研發的CDIO全過程。采用CDIO教學模式，評價方法則應側重能力的考核，能力本位的教學觀貫穿課程設置和教學實踐的全過程。我們進行教改，其目的是提高學生的工程實際能力，因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現階段的具體做法是：（1）選題：在學生進入大三學習開始，從企業選出一些與本專業相關的課題以及近兩年化工設計大賽的課題，讓學生自動組成4～5人的小團隊；（2）專業學習：上專業課的老師或工程師把握好主要的授課內容，然后將大部分時間留給學生，讓他們針對自己的課題與本課程相關的知識點進行思考、提整理問、討論；（3）階段性測試：上完某些知識點后，老師或者企業工程師根據學生所做的課題和所學的專業知識進行評價，其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面；（4）中期成績總結：這次總結是比較重要的，一般在大三上學期結束后，包括階段性測試的成績、平時的表現、專家化工設計大賽作品的評價、企業對學生課題的反饋等進行中期總結，由學校老師和企業專家對學生現階段的學習進行方法論指導，提出下學期的目標；（5）最后專業課成績評定：最后專業課成績進行A、B、C、D四個等級進行劃分，其中階段性測試占40%、中期成績總結10%、企業專家評價10%、課題完成情況10%、專業綜合能力20%、化工設計大賽10%。目前，整個評價體系尚在完善中。
化學工程與工藝知識點范文第2篇
化工原理系列課程包括：理論課、實驗課、生產或仿真實習和課程設計四個環節。其中化工單元操作過程設計方法、操作原理及其計算是理論課程教學的重要內容，而迅速準確地進行工程計算是課程設計的基礎，所以組織好化工原理理論課程教學是落實化工原理整體教學的關鍵。目前，化工原理主要授課內容：流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態化、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥等單元的基本概念、原理和工程計算方法，而通用過程模擬軟件中幾乎包括所有常見的化工單元基本模塊，在講課過程中，教師可以在講授基本原理后，使用軟件中的相關計算模塊對其工作特性進行模擬展示。東南大學化學化工學院肖國民、李浩揚等，利用Fluent、Aspenplus軟件應用于講授和解決“三傳”問題。其中利用Fluent軟件，對固定床反應器進行動量模擬，結合反應動力學模型和對流傳熱模型等，研究反應器內一氧化碳與硝酸二乙酯偶聯反應，從而獲得反應器內速度、溫度和各物質濃度的分布情況，模擬結果與實驗數據吻合良好。這一過程給學生清晰的展示了：不僅固定床反應器內部的“三傳”均和反應的進行程度相輔相成，而且若想準確計算、設計或優化一個單元操作過程，實驗情況與計算模擬必須相互反饋，相得益彰。利用Aspenplus軟件對二苯基甲烷二異氰酸酯換熱器進行設計和工程開發，與傳統的換熱器設計計算方法相比，結果具有可靠性高、計算用時少、繪圖快、和各專業集成效應強等優勢。通過對甲醇—水精餾過程模擬，說明該軟件可用于質量傳遞方面的計算。教學實踐證明，該方法不僅可以全面反映塔內物料組成、質量分布狀況等工藝計算結果，而且還可通過系統內置板式塔或填料塔的各種塔內件參數，得到塔結構詳細設計，另外學生還可以通過改變模擬計算條件，綜合考察各因素對分離效果的影響，便于教學。中國石油大學（華東）化學工程學院劉相、王蘭娟利用軟件：Mathcad、Aspenplus和AutoCAD與傳統的課程設計相結合的教學方式，簡化繁瑣的計算過程，強化學生的工程意識和制圖規范，使化工原理課程設計逐步走入規范化軌道。中國石油大學（華東）化學工程學院孫蘭義，張月明等，選擇烯烴分離裝置作為研究對象應用于化工原理課程設計教學之中，利用Aspenplus、ProII獲得了最佳回流比、理論板數等重要數據，計算機教學的引入為化工原理課程設計教學注入了新的活力。江蘇技術師范學院化學與環境工程學院張春勇，鄭純智等利用Aspenplus軟件在流體流動和輸送機械、傳熱、精餾、吸收與脫吸中應用，在教學過程中使學生看到的都是工程實例，充分踐行了理論聯系實際這一教學原則。嘉興學院生物與化學工程學院韋曉燕，譚軍等，山東科技大學化學與環境工程學院張治山、高軍[21]等將Aspenplus過程模擬系統有目、有步驟地應用于化工原理系列課程教學，通過單元模型操作型問題、實際案例分析和課程設計三個階段的訓練，使學生加深對化工單元設計的理解，達到培養“知識”+“能力”型人才的目的。另外，北京石油化工學院化學工程系葛明蘭，李翠清等和安陽大學化工系李安林，張換平等將ChemCAD軟件應用與化工課程設計和簡捷精餾模型，青海大學化工學院李曉昆，張宏等將ECSS軟件應用在板式精餾塔工藝計算中。華南理工大學化學與化工學院鄭秀玉，李瓊還將過程模擬系統應用于化工仿真實習教學的改革與實踐當中，取得了寶貴的教學經驗。實際工程問題的解決方案通常是多方面因素綜合，且呈非線性關系作用的結果，解答需要經過多次運算與討論分析。如操作型計算，盡管與設計型應用的原理是一樣的，但是因為思考問題的角度不同，使得此類問題復雜、靈活，綜合條件的選擇計算不是一次完成，而是需要多次試算，反復迭代，加之公式復雜，計算步驟繁多，計算量很大。模擬軟件的應用是解決這類問題行之有效的捷徑，既幫助學生加深了對各化工單元的認識與理解，又培養了他們解決實際工程問題的能力。
2在化學反應工程、分離工程教學中的應用
化學反應工程和化工分離工程皆為化學工程與工藝專業本科生必修的專業基礎課程。其主要研究內容的共性為過程開發、工藝設計以及實際生產操作過程中遇到的工程問題。在化工生產過程中，化學反應是生產的核心，而分離過程則是其前的原料凈化和其后的產品精制，一般來說分離裝置的費用占總投資的70%以上。過程模擬系統中，基本上包含了教學過程中所包含的各式反應器模型，另外系統還集成了用戶自定義模塊，用戶可根據實際需求二次開發反應器模塊子程序。而對于化工分離過程的模擬無論是從可模擬介質的種類和塔器的形式上，還是從模擬結果的精度上，都堪稱化工模擬技術發展的代表。如：在AspenPlus中用于模擬所有類型的多級汽-液、液-液平衡為例，其計算分為簡捷、嚴格法兩種。簡捷法計算單元模塊庫有三類：簡捷法精餾設計、簡捷法精餾核算和石油簡捷蒸餾。嚴格法計算單元模塊庫有六類：嚴格精餾、復雜塔嚴格精餾、石油嚴格蒸餾、基于質量傳遞速率蒸餾、嚴格間歇蒸餾和嚴格液-液萃取，每一類單元模塊庫中又有多個以進料、加熱器（冷凝器）和側線物流等不同組合形式，如：嚴格精餾不僅可用于兩相(汽-液)計算，還可用于三相(汽-液-液)計算，即可模擬：普通蒸餾、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精餾、平衡和反應比例控制蒸餾等工藝過程，而石油嚴格蒸餾庫中就有近50種形式可選，所以過程模擬系統不僅可以滿足化工分離工程課程主要內容的需要，而且對其后繼石化、煉化等工藝課程，也有較大的幫助。天津科技大學王彥飛，朱亮等采用教學內容與AspenPlus軟件相結合以提高教學質量，討論環氧丙烷水解絕熱連續攪拌釜式反應器模型的多解性，在課堂上非常快速直觀的讓學生清楚了解多定態現象以及產生的原因，有助于學生對反應過程的理解，并通過軟件使用可以回答，“如果改變某些條件，那么對于結果有哪些影響？”這樣的問題。南京化工職業技術學院化工系戴斌，徐宏利用化工過程模擬系統ChemCAD二次開發工具，在SO2轉化反應器的工藝設計上，通過使用VBA語言編程，實現有復雜反應動力學方程的反應器工藝設計。變換不同的SO2轉化工藝條件，計算得到與之對應的反應器體積，從而為裝置技改、去瓶頸和優化提供依據。上海應用技術學院吳錫慧，郁平等對化學反應工程教學改革和實踐，在實驗中引入AspenPlus軟件強化計算機應用，提高了學生們的設計和綜合分析能力。該軟件也正被學生用在大學生化工設計競賽、畢業設計和科技創新等環節。天津大學化工學院李士雨，齊向娟給出了應用ChemCAD模擬軟件更新分離過程教學內容的初步方案包括：分離過程熱力學、自由度分析的原理和方法、單級平衡和多級平衡模擬計算等。得出：無論從國內外化工分離過程教學內容的更新趨勢上看，還是從工業界對分離過程教學內容需求的變化上看，在分離過程教學內容中增加計算機模擬分析方法是大勢所趨。華東理工大學化工學院李偉，朱家文等采用模擬軟件ProII在化工分離習題課上，同時改變熱力學方法、閃蒸條件、壓力等，完成不同條件下的多種閃蒸計算。進行丙烯精制塔精確計算可對塔操作參數進行多方案計算和比較，實現整體優化；通過調節操作參數實現產品的純度和塔的能耗比較，在其之間建立量化概念，這對于思考許多分離基本問題是十分有益的。江蘇石油化工學院朱建軍、林西平等利用AspenPlus軟件對醋酸與乙醇催化反應精餾塔進行模擬，回流比、進料組成、進料位置等對醋酸與乙醇收率的影響進行了分析，結果表明：運用AspenPlus軟件可以有效、快捷、方便地模擬脂化反應精餾過程，結果可靠,精度高。江漢大學化學與環境工程學院吳宇瓊將AspenPlus軟件引入分離工程課程及實驗教學中。通過演示軟件操作錄像、學習模擬經典實例等方法，使學生迅速掌握并使用軟件，借此求解泡、露點及塔板數等。廣西大學化學化工學院秦祖贈，葛利等利用ProII對膨脹器的氣體加工裝置進行模擬，福建農林大學材料工程學院盧澤湘，范立維等利用AspenPlus對甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反應精餾工藝進行模擬，并進行教學演示和講解。著重在混合物熱力學性質的計算、多組分平衡分離過程計算上，真正做到了“嚴格計算”。同時指出軟件對化工熱力學、化工設計等課程的學習也會有較大的幫助，連續三年化工專業本科生對過程模擬系統的學習興趣調查中“，學習興趣強烈”的分別占到總人數：72.8%、83.2%、86.8%。將過程模擬系統應用于化學反應工程教學，避免了大量計算公式推導、復雜數值計算等問題，可以在少用課時的情況下，盡量全面地展示化學反應工程的核心內容。多組分多平衡級分離的嚴格計算，是設計分離設備和優化操作過程的必要計算手段，也是化工分離工程教學的主要內容。使用過程模擬系統，在進行MESH方程推導及基本算法介紹的同時，使得塔的精確計算和將熱力學中相對獨立的知識運用到具體的分離過程中，解決其工程實際問題成為可能，并且可以對塔的操作參數、分離要求和設備投資、運行費用等問題進行分析計算，極大地提高了學習的深度與廣度，使學生更加主動積極，綜合分析和解決實際工程問題的能力明顯提高。
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化學工程與工藝知識點范文第3篇
1雙語教學對象、課程和師資
雙語教學的教學對象必須根據學生的英語水平來確定，這樣教與學的效果才會比較好。若將雙語教學全面鋪開，英語差的一部分學生可能會有厭學情緒，上課不認真聽甚至逃課。考慮到學生整體英語水平的不均衡，雙語課開設初期不可能面對化學工程與工藝專業所有班級的學生。結合專業實際，擬定以化學工程與工藝“卓越工程師教育培養計劃”實驗班(以下簡稱“卓越班”)的學生為教學對象。因為桂林理工大學采取自愿報名、課程考試、面試三者結合的辦法來遴選“卓越班”學生。新生入學后，學校組織對自愿報名參加“卓越班”的學生進行英語和數學考試，入選“卓越班”的學生其英語成績必須達到A班標準。達到A班標準的學生可以在大一參加大學英語四六級考試。大學二年級，“卓越班”學生的四級通過率可達到70%以上。“卓越班”的學生經過了選拔，具有比較扎實的英語基礎，是開展雙語教學的理想對象。這樣在授課過程中學生基本上可以適應雙語教學，課堂上亦可以配合教師教學，預期教學效果較好。以“卓越班”為雙語教學的試點，總結教學經驗，由點及面逐步擴大。雙語教學的課程的選擇上，必須考慮師資力量和教學資源的配置以及該課程進行雙語教學的適宜性。因此，雙語課開設初期不可能涉及多門化學工程與工藝的專業基礎課程及專業課程。《化工原理》是化學工程與工藝專業學生的一門必修專業基礎課，在培養化學工程師中起著舉足輕重的作用。化工原理課程實施雙語教學有其自身的優勢［6］。化工原理課程屬于自然科學學科具有較強的國際共通性，其專業術語、基本詞匯、句型結構、表述方法等相當比較固定。在實施上，應考慮采用先易后難，逐步擴展范圍的原則。雙語教學需要精通英語的學科教師，對師資隊伍的要求比較高。目前桂林理工大學化工原理課程的任課教師多為青年教師，部分教師具有海外留學經歷，能夠熟練應用英語和漢語進行教學工作，雙語教學具有一定的師資基礎。此外，建議學校通過多種途徑培養能勝任雙語教學的教師。例如:聘請在國外講授化工原理的資深教師或國內化工原理雙語教學的資深教師來校進行教學示范或教學培訓，提高雙語教學主講教師的英語授課水平。鼓勵和支持雙語教學主講教師到國外進行定期或不定期的教學培訓和學術交流，讓其有機會深入國外課堂進行聽課和教學觀摹，以提高雙語教學主講教師英語水平，建立一支有國際化視野的教師隊伍。
2化工原理雙語教學的目標、教材和教學模式
眾所周知，雙語教學具有雙重目標，一是讓學生獲取學科知識，二是培養和提高學生運用英語的能力。因此，在化工原理雙語教學初期就必須明確兩者的關系。化工原理課程實施雙語教學目的是教學生以英語為工具掌握化工專業基礎知識，其重點還是掌握相關的專業知識［5］。在教學過程中，應把漢語和英語科學合理地穿插在整個教學活動中。按照英語與漢語(即外語/母語)的使用比例，雙語教學過程通常分為三種類型:第一，滲透型，即漢語為主，英語為次;第二，混合型，即漢語與英語互為主體;第三，全英型，即英語為主，漢語為次，或全部采用英語授課。在雙語教學過程中，英語與漢語比例的高低并不完全取決于雙語教師的英語水平，而更多地取決于學生的實際英語水平和理解能力。因此，開展雙語教學不能操之過急，應逐步提高英語的比例。授課時注意采用簡單的英語句式，語速稍慢、吐詞清楚、講解到位，對較難理解的重要概念和定義，輔以中文解釋，使大部分學生能夠跟上教師的講課思路，保證學習效果。教材的好壞直接影響到雙語教學的成敗。華南理工大學鐘理等人，通過不斷的教學實踐，發現雖然原版英文版教材有其突出的優點和特色，但其在內容編排、知識點銜接、教學要求、講述方式及總體架構上與我國化工原理教學大綱有明顯的區別。采用原版英文教材進行化工原理雙語教學具有許多局限性。有幸的是2008年由化學工業出版社出版出版了由華南理工大學、天津大學和華東理工大學合作改編的美國WarrenL.McCabe等編著的著名化工原理教材《UnitOperationsofChemicalEngineering》第7版。該改編教材以我國教學大綱為基本框架，按中文教材的編排順序，并從原版教材的動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞等章節中選擇出120學時的內容題材進行重新編譯和補充，具有較強的適合高校教學及學生使用書的特點。目前該教材被天津大學、華東理工大學、南京工業大學、北京化工大學、廣西大學、福州大學、青島化工大學等30多所高校采用。因此可以考慮采用該教材作為化工原理雙語教學的主要教材。化工原理雙語教學應堅持先易后難原則。在實施雙語教學的初期階段，可采用“英文教材、英文板書、中文授課”模式，即滲透型教學模式，保證教學內容和深度不低于中文授課，然后再向混合型和全英型教學模式過渡。或者選擇部分內容相對簡單的章節進行雙語授課，其他章節仍采用漢語授課。從簡單到復雜，循序漸進，化解學生的畏難情緒。同時注意發揮學生的主觀能動性，為他們創設盡可能多的語言實踐機會，不斷提高學生綜合應用語言的能力和勇氣。使學生在學到專業基礎知識的同時提高了專業英語水平，從而實現化工原理實施雙語教學的雙重目標。
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化學工程與工藝知識點范文第4篇
關鍵詞：研究生課程；化工分離過程；教學方式改革與實踐
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）20-0151-02
一、引言
《化工分離過程》是武漢大學能源動力學科化學工程與工藝專業開設的研究生專業課程。該課程特點是綜合性強、內容廣泛，包括化工實際生產中多組分物系分離過程的原理、流程、計算、應用以及相關領域的前沿研究。要求學生掌握各主要分離過程的基本原理、特性分析、操作特點、簡捷和嚴格計算法、應用以及研究進展等。雖然學生在本科階段已經學習了《物理化學》、《化工原理》等基礎課程，但由于分離過程所涉及到的化學工程基礎知識點較多，經驗性知識內容較多，而新的分離技術與分離裝置又不斷出現[1]，學生學習有一定難度，因此，如何組織好這門課的教學至關重要[2，3]。本文根據研究生課程《化工分離過程》教學的特點，對該課程教學存在的問題進行了總結，結合研究生課程教學實踐，深入研究教學方法，并提出了課程教學的改革方案。
二、課程現狀及存在的問題
1.課程概況。本課程第一章為單級平衡過程，主要講述相平衡，多組分物系的泡點和露點計算，閃蒸過程的計算。第二章為多組分多級分離過程分析與簡捷計算，涉及設計變量，多組分精餾過程，萃取精餾和共沸精餾，吸收和蒸出過程流程，萃取過程。第三章為多組分多級分離的嚴格計算，包括平衡級的理論模型、逐級計算法、三對角線矩陣法。第四章為分離設備的處理能力和效率，主要為氣液傳質設備的處理能力和效率、萃取設備的處理能力和效率、傳質設備的選擇。第五章為分離過程的節能，分離的最小功和熱力學效率，精餾的節能技術，分離順序的選擇。第六章為其他分離技術和分離過程的選擇，主要為膜分離技術、吸附分離、反應精餾、分離過程的選擇。教材選擇為陳洪鈁、劉家祺編《化工分離過程》（化學工業出版社，2006年），參考教材選擇勒海波等編著《化工分離過程》（中國石化出版社，2008年），賈紹義、柴誠敬主編《化工傳質與分離過程》（化學工業出版社，2001年），以及蔣維鈞編著《新型傳質分離技術》（化學工業出版社，2006年）。
2.教學面臨的主要問題。（1）內容多，學時少。“化工分離過程”具有知識點多、復雜例題多、圖表公式多等特點，傳統的教學以板書為主，重要內容、公式推導以及例題講解都不便，教學效果不理想。同時隨著化工分離過程新技術的出現，要求研究生更加重視新知識、新理論，這些要求與較少的課程學時形成沖突[4]。（2）教學內容落后。隨著學科和新技術的發展，化工分離過程理論也應不斷完善。當前課程教學內容很多都已落后，而且對于本學科的前沿思想、理念、方法未得到重視。早期的教學大綱和教材不能滿足學生目前所學所用[3]。（3）教學評價機制不完善。考核評價單一且不完善，傳統的考核方式通常以單一的期末閉卷考試為主，教學效果和學生對課程的掌握程度主要通過期末理論考試成績來評價。這種單一評價學生成績的考核方式不適應《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》的要求，也不利于學生的全面綜合發展。（4）教學方法單一。化工分離過程的原理和結構復雜，依靠傳統教學方式獲得的信息很抽象，學生難以理解，而且教學方式過于單一，學生較難理解工作原理。當前已經跨入網絡時代，但專業課的教學遠遠沒有利用先進網絡技術，仍然停留在教師講授、學生習題的狀態。學生的創造性和積極性難以被激發出來，導致教學效果欠缺。
三、教學方法改革與實踐
1.優化并整合教學內容。合理安排教學內容，在有限的學時數下，盡量保持教學內容的系統性和完整性。化工分離過程僅有36個學時，如何選擇教學重點以及教學方法，對提高本課程的教學效果十分重要。目前現有課程內容設置與化工原理、物理化學、化工熱力學等課程具有一定的重復性。通過認真比較，教師對教材內容進行了優化與整合。
我們采用的主教材為陳洪鈁、劉家祺編《化工分離過程》，由于本專業研究生本科期間未修《化工熱力學》，故將第二章作為講述重點。此外，增加新型化工分離技術，將超離子液體、膜分離、雙水相技術等典型工程案例引入教學中，使課堂教學更具有現實性和新意。減少與化工原理內容的重復，對化工原理教材中已涉及到的內容如雙組分精餾、吸附和結晶等安排自學，重點講解多組分體系的工程計算，將有關基礎及計算機應用在藕合與集成過程設計中體現出來，培養學生利用化工單元操作的基本原理解決實際復雜體系分離問題的能力。由于每章授課時間只有3～4學時，我們將課程重點放在分離技術合理選擇、分離過程優化設計上；且根據具體產品的生產方法，結合化工原理、反應工程、化工熱力學，從工程、經濟、環保等角度出發，講授專業知識。
2.多元化教學方式相結合。化工分離過程涉及大量單元過程及分離設備，需要較多的圖表表述，傳統的教學方法中，圖形的表述形式和內容受到局限。因此通過多媒體課件、板書及視頻相結合改進教學效果。
一方面，采用多媒體教學可充分利用電子課件、動畫、視頻等將其知識直觀表述，為學生提供真實的情景教學環境，把化工分離過程中復雜內容簡單化，抽象內容具體化，枯燥內容形象化，不僅激發了學生的學習興趣，同時也豐富了課堂教學內容，提高了教學效率和效果[2]。充分利用網絡資源如動畫和錄像，改善了教學媒體的表現力和交互性，促進了課堂教學內容、教學方法、教學過程的全面優化，從而提高了教學效果[1]。例如講解甲醇生產裝置工藝設計等。另一方面，傳統板書在教學中也起著至關重要的作用。公式推導、邏輯計算與微觀原理的分析，需要板書與PPT結合，引導學生的思維。此外，在教學過程中還采用了對比式教學方法，例如，雙組分精餾和多組分精餾，簡捷計算法和嚴格計算法，共沸精餾和萃取精餾，操作型計算和設計型計算等。
3.課堂討論教學。研究生課程的教學應更加深入地采用師生互動的方式而非傳統的本科生課程教學方式。討論課的一種方式是當講授到課程的重難點時，加入討論環節，把重要問題提出來，先讓學生分組討論，然后教師再針對重點和難點進行細致講解。這樣可充分調動學生的積極性，加深了學生對知識的理解，也加強了學生知識體系的完整性。例如在講多組分精餾時，教師在介紹完兩個極限條件及進料位置的選取后，讓學生討論簡捷計算方法的步驟和應用，并與二組分精餾進行對比分析。另一種方式是教師根據每章主要內容，列出討論選題提前發給學生。本課程的討論課設置了不同專題，例如超臨界流體萃取、反膠團萃取及雙水相萃取，液膜分離技術，特殊精餾過程分析，新型吸附技術、新型膜分離等。每人自選一題，要求學生查閱國內外最新文獻并制作PPT。每人陳述20分鐘，其他同學和教師對其論題進行提問，由該同學負責回答。討論結束后，教師評價該同學的陳述情況，并提出建議。教師從學生的講述中可基本了解其掌握知識的程度，查閱資料的多少，其他學生通過該生的陳述，也擴展了知識面。通過開展討論式課堂教學，極大調動了學生的主觀能動性，取得了很好的效果。
4.課堂教學與課題研究相結合。如何提高研究生的學術研究能力是研究生培養的關鍵。武漢大學能源動力學科化學工程與技術專業是由電廠化學專業發展而來的，主要培養面向電力能源行業尤其在電力生產用水處理方面的從業人員，因此在教學過程中如何提高研究生解決問題的能力顯得尤為重要。在加強學習理論知識的基礎上，教學中要求研究生對學科前沿加以關注，根據導師的研究方向，了解化工分離過程在該研究方向上的發展及應用近況，撰寫文獻綜述，同時通過查閱大量文獻資料，獲取化工分離過程最前沿的知識，不斷提高理論水平。
5.改革考核評價方法。建立多元化、規范化的研究生專業課程評價體系。本課程有針對性地改革了考核方式，重點考察研究生掌握知識的能力，如：采用開卷考試、專題研討和課程論文相結合等方式，注重考核研究生將所學知識融會貫通，應用于解決實際問題的能力；指導研究生撰寫課程論文，促使其查閱大量文獻資料，了解學科發展前沿，拓寬知識面。通過考核力求提高研究生分析問題和解決問題的能力，激勵學生重視和積極參與學習的全過程，把能力培養、知識傳授和素質教育融為一體。本課程將考核進行細化，分成以下四部分：期末開卷筆試成績占40%，專題匯報占25%，課程論文占25%，平時表現10%。
四、結語
工科研究生專業課程的教學目的在于學以致用，需要通過有效的教學環節保證學生掌握必要的課程知識要點，并學會將之運用于分析解決實際問題。本文作者經過近幾年對研究生課程《化工分離過程》教學方式的探索與實踐，通過優化整合課程內容，采取多元化教學方式，能夠有效改善傳統教學方法上存在的諸多問題，調動學生的學習興趣和主動性，從而提高課程的教學效果，并且能使學生在其他方面得到提高，全面提升專業素養。
參考文獻：
[1]曾濤.《化工分離過程》教學中提高學生工程能力的探索研究[J].廣州化工，2014，13（42）：216-217.
[2]孫晨.化工分離過程教學方法探討[J].廣東化工，2014，41（16）：192-193.
化學工程與工藝知識點范文第5篇
一、生物化工工程的教學現狀分析
傳統的生物化工工程教學模式以《生化工程》課本為基礎，仿照生物工藝流程的線性關系，主要描述從培養基滅菌到生物反應器及生物反應動力學直至發酵工程下游技術。從生物工程專業整個專業人才培養計劃的學科教學大綱來看，其中的許多基礎理論和《微生物工程工藝原理》、《酶工程》以及《生物工程設備》等課程都有不同程度的重復。這種重復知識點的講授很容易讓學生產生輕視情緒，降低學習熱情。另外，生化工程涉及許多枯燥的公式推導，有時整堂課都是“公式復公式，公式何其多”，導致課堂氛圍枯燥，學生思想疲憊，注意力渙散，經常無法達到預期的教學效果。
二、生物化工工程在生物工程專業課程體系中的位置
在整個專業課程體系中，生化工程的主要前修課程有微生物學、生物化學、物理化學、化工原理以及微生物工程工藝原理，生化工程本身又對后面的酶工程、生物工廠設計等專業課的學習起到鋪墊的作用，可謂承上啟下，至關重要。
三、生物化工工程課程教學改革
根據上述的分析，筆者對生物化工工程課程改革提出了以下見解：
1．教學內容的承流與革新
在實際教學過程中應時刻把握好教學核心問題：注重對工程意識的強化，并適當對教學內容做些調整，如弱化培養基滅菌的基礎理論講解，強化其中的動力學衡算過程，將細胞反應動力學中的基礎原理并于《酶工程》與《微生物工程工藝原理》課程講解，但對幾種動力學模型的建立與應用則應當結合具體實例，加強學生對實際應用的興趣和工程意識。另外，設立單獨的生物化工工程綜合實驗l，讓學生利用所學知識，切實感受到生物化工工程從物料準備中間發酵控制到下游處理獲得發酵產品的完整過程，感受生物工程生產線的真實過程，使學生們能夠鞏固理論知識，增強理論聯系實際的能力，并增強團隊合作能力，提高專業實驗設計與分析水平，并能夠激發學生們的科研興趣，增強專業信心。
2．教學方法的突破與創新
隨著計算機及電子技術的進步，多媒體教學已經成為高校教育的主要方式之一，在與形形生物產品生物工藝聯系緊密的生物工程類課程的授課過程中，多媒體教學更是能夠發揮特長，靈活的展現生物工程高科技產品的生產過程，為學生們的視聽帶來新體驗，激發學習積極陛。充分利用多媒體的信息再現、信息集成、交互、虛擬等多種功能，可以在授課過程中，穿插為學生播放一些生物工藝流程以及工廠的車間場景的圖片；并可利用虛擬功能，虛擬工程場景，讓學生自主的依據工程基本原理設計布置工廠；還可以播放一些工廠運轉的視頻，強化學生對工程化形成產品生產的認識。課堂教學應以學生為本，不要單一的僅僅采取講授的填鴨式教學，可采用問題探究式教學，從Et常生活中的小問題引出專業問題，如由高壓鍋煲湯引出培養基滅菌，由豆豉的食用引出發酵的能量換算，努力引導學生進行探究發現的良好習慣，培養學生自發自覺的科研精神，有秩序有目的的組織教學內容，形成問題、選擇問題、討論問題、形成新的假設、實踐與論證、如何獲得結論，一步步啟發引導學生的思維流動，帶著自我探究來獲得知識。
3．完善教學評價方法，改變考核方式
