化学工程与化学工艺的关系十篇

化学工程与化学工艺的关系篇1

［关键词］化学工程与工艺；人才培养模式；研究与实践

作为支撑“化学工程与技术”一级学科的本科专业，化学工程与工艺专业涵盖了化学、化工相关的诸多领域。进入21世纪，国际经济、社会和科技的发展对化学工程与工艺专业人才培养提出了新的要求，化学工程与工艺专业教育面临新的挑战。因而，在新形势下，以就业为导向构建化学工程与工艺专业人才培养模式，赋予化学工程与工艺专业教育新的内涵，培养创新能力和实践能力突出的综合型高素质人才成为化学工程与工艺专业教育新的课题。“人才培养模式”是指在一定的现代教育理论、教育思想指导下，按照特定的培养目标和人才规格，以相对稳定的课程体系和教学内容，管理制度和评估方式，实施人才教育的过程的总和。[1-4]本文将围绕“人才培养模式”的内涵，对新形势下高校化学工程与工艺专业人才培养模式的研究与实践进行分析和论述。

一、化学工程与工艺专业培养目标和人才规格的确定

人才培养目标和人才规格是构建人才培养模式的核心依据，是高等院校人才培养质量的关键，也是办学定位的基础。人才培养目标是指高等院校通过人才培养活动，使受教育者达到的知识、能力和素质结构的预期设定，它界定了人才培养的方向问题，综合反映了学校对培养人才的总期望和要求，是高等教育质的规定性。人才培养规格是培养目标的具体化，界定了高等院校人才培养的质量问题。[5-7]进入21世纪，化学工程与工艺专业教育面临新的挑战。一方面，化学、化工技术的发展层次更为深入，化学工程与工艺专业内涵更为丰富，化学工程与工艺专业高等教育必须注重培养适应社会需求的创新能力和实践能力突出的精英人才。另一方面，化学工程与工艺专业与其他学科交叉更为深入，其作为通用工程基础专业的特征愈发突出。专业外延的扩大导致专业界线更加淡化，进一步引起就业形势和就业观念的深刻变化，化学工程与工艺专业毕业生越来越广泛地参与各类技术工作。这就对专业人才培养的多层次和多样化提出了高要求。同时，经济全球化趋势日益明显，世界经济飞速发展，化学工程与工艺专业高等教育必须主动适应国际经济、社会的发展，培养既懂技术、管理又了解国际市场运转规律的复合型国际化人才。因而，化学工程与工艺专业培养目标和人才规格应该定位于，掌握化学工程与工艺专业基础知识及相关交叉学科知识；掌握扎实的工程技术基础知识；掌握宽厚的数学与自然科学基础知识；掌握至少一门外语知识；掌握国际行业规则；掌握必备的科学思维方法与工具性知识；掌握较丰富的经济、管理、营销、社会、法律、环境、人文等社会科学知识。具备综合运用知识分析问题、解决问题的能力；具备运用科研创新思维进行技术创新和产品开发的能力；具备有效的进行沟通和社会交往的能力；具备进行组织、管理、营销的能力；具备运用外语进行跨国交流与服务的能力；具备运用化工商贸知识进行谈判的能力；具备终身学习与提高的能力；具备运用计算机及信息技术的能力。具有良好的思想道德素质、健全的人格品质和优良的心理素质；具有良好的文化素养和文化艺术修养；具有良好的社会责任意识、团队协作意识；具有广阔国际视野和全球意识。培养能够在化工、轻工、医药、炼油、冶金、能源、环保等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理、科学研究和产品销售等方面工作的复合型高素质人才。

二、化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建

（一）课程体系和教学内容构建的指导原则

课程体系是课程目标在课程内容上的要求和反映，它属于课程结构中以内容为维度的结构，是构建人才培养模式的核心，是实现人才培养目标和人才规格的总纲领，是组织教学过程、安排教学任务的主要依据。[8-9]为了满足国内国际经济、社会发展对人才的需要，化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建应该围绕如下原则进行。

1.厚基础、宽口径构建“平台教育”课程体系

随着世界科技的发展，化学工程与工艺学科领域与其他学科的交叉、渗透、融合进一步深入，其所涉及的领域不断扩大，专业人才需求市场也发生了较大变化，专业人才需要适应较宽的知识领域的要求。因而，化学工程与工艺专业人才培养必须以化学、化工技术学科以及现代高新技术产业相关交叉学科的需求为前提，本着加强化学工程与工艺专业基础教育，完善自然科学基础、人文社会科学基础，构建化学工程与工艺专业平台教育体系，采取厚基础、宽口径方式开展学科交叉与综合背景下的平台专业教育和个性化人才培养。[10]化学工程与工艺专业在构建课程体系和教学内容时，应该以基础化学、化工为支撑，把新技术、新学科融入专业学科教育范畴，按照课程内容的内在联系，从“科学意识、科学知识、学科前沿与交叉”三个层次设立高度融合的具有基础平台教育性质的核心课程。[10]坚持厚基础、宽口径专业教育思想，设置具有科学知识特性的多门类“模块化”选修课程和培养道德素质、政治素质和人文素质的素质教育课程，根据学生的兴趣和发展潜能来培养人才，为学生个性化自主学习提供多项选择，拓展和完善学生的智能结构，以满足“厚基础、宽口径平台教育”与“个性发展”要求。

2.坚持用工程教育理念构建课程体系，培养学生工程意识和工程实践能力

高等教育的根本任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。化学工程与工艺专业作为工科基础性专业，需着力培养应用型工程技术人才，而工程实践能力培养是专业教育的重要内容。化学工程与工艺专业教育应该结合经济社会发展对高级工程技术人才的需求，以工程教育理念为核心，整合优化课程体系和教学内容，加强学生工程意识与实践能力培养。为了加强学生工程实践能力的培养，在化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建中，应该改变过去强调工程科学理论知识，弱化工程实践能力训练，强调专业知识的传授，弱化综合素质与能力培养的普遍问题，本着理论与实践相结合的原则，密切教学与科学研究、社会实践的关系，加强实验课、课程设计、各类实习、毕业论文（设计）、社会实践等实践技能训练，增强学生分析和解决实际问题的能力。此外，实践教育课程是工程意识和工程实践能力培养的综合性教学环节，是学生工程素质教育课程体系中重要的组成部分。在化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建中，在加强基础理论教育，拓宽专业内涵，突出综合能力和创新能力，面向应用，体现素质培养和个性化教育理念的基础上，结合工程实际，强化实践能力培养，构建和完善“以实验及工艺基本操作技能训练为基础，以设计为主线，以提高学生的工程实践能力和学习能力为目标的递进式实践教学体系”。

3.以国际化视野构建课程体系，培养外向型、复合型国际化人才

随着世界经济全球化、一体化，知识信息化，必然要求高校人才培养国际化。化学工程与工艺专业也必须要培养掌握化学工程与工艺专业基础知识，具备一定外语水平，熟悉国际行业规则，能够进行跨国交流与服务，具有广阔国际视野和全球意识的外向型、复合型专业人才。教学内容的国际化是高校人才培养国际化的关键。教学内容要国际化就必须将国内外先进的知识体系融入教学内容，以外语或双语进行教学，构建双语课程群，将外语教学与应用贯穿于整个教学过程当中。另外，在教学中以实用性和国际化为标准，以课程为单位引进经典原版外文教材及相应资料开展教学也是专业人才培养国际化的有效途径。此外，专业人才培养国际化还必须要求在基础外语教学中注重培养学生跨文化交流沟通能力，以及在传统课程设置中增加国际知识、跨文化交流课程，让学生熟悉多元文化，通晓国际规则，培养学生的国际修养与国际思维能力。

（二）化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建

1.通用课程模块

通用课程模块是学生进一步学习专门知识的基础，是保障厚基础、宽口径构建平台教育的关键。该模块包括人文社科基础、政治理论基础、身体素质课程基础、自然科学基础、化工基础、计算机基础、经济管理基础等课程门类。在构建通用模块时必须按照模块化思维，对各门类课程内容进行统筹整合。比如，无机化学、有机化学、分析化学和结构化学中重复的内容就必须进行删减，物理化学中与化工热力学及化学反应工程相关的内容要进行整合，重新调整各门课程内容，科学合理分配学时、学分，以构建新的基础课程体系。

2.专业课程模块

专业课程模块是根据化学工程与工艺专业培养目标而开设的专业知识和专门技能课程模块，主要训练学生的工程思维，培养学生探索工程知识、解决工程问题的能力。专业课程模块构建时，要注重设置跨学科门类的多学科交叉融合的课程。如化工专业课程与专业外语融合，化工设计与计算机程序设计、软件运用融合，化工过程分析与开发和化工技术经济学融合，化工产品开发与环境保护融合，文献检索、科技写作与科训、毕业论文融合等。学生通过跨学科门类的多学科交叉融合的课程的学习，提高全面素质，实现从专业型人才向复合型人才转变。

3.综合能力模块

综合能力模块主要为多门类选修课程。该模块为学生个性化自主学习提供选择空间，通过对该模块课程的学习，学生获得跨学科的综合知识背景，培养了学生的创造性思维、批判性思维、自学能力和人际交往技能、技术交流能力等，满足了“平台教育”基础上的“个性化发展”要求。该模块课程设置中，应该根据学生个性发展及市场需求尽可能多的设置课程门类。除了设置专业相关边缘课程、外延课程、文化素质拓展课程、涉及综合道德伦理法律常识的社会课程外，尤其还要增设化工管理、化工经济、化工商贸等课程及诸如商务英语、科技英语、学术交流英语、外国企业文化等外语或双语课程。

4.实践环节模块

实践环节模块是教学内容和课程体系的重要组成部分，是培养学生工程意识与实践能力的核心环节。该模块包括实验课、课程设计、各类实习、毕业论文（设计）、社会实践等实践训练内容。在实践环节模块构建中，为了满足学生工程意识和实践能力培养要求，实验课程应该从验证性实验到设计性实验转变，从单科性实验向综合性实验转变，从认识性、继承性实验到研究性、创新性实验转变。课程设计教学中，整合化工原理课程设计、化学反应工程课程设计、化工设备机械基础课程设计、化工工艺课程设计等课程内容，构架综合性大设计课程，并要求设计过程中充分运用计算机软件进行设计。设计选题应紧扣学科前沿和工程实际，并鼓励学生采用不同工艺进行设计。实习教学是化学工程与工艺专业最为重要的实践教学内容之一，是培养学生工程实践能力的重要环节。实习教学应该和工业实际紧密结合，并采取多样化的实习教学方式。毕业论文（设计）是对学生基础理论知识的掌握及运用其发现问题、分析问题和解决问题能力的综合检验，是培养学生创新能力的重要环节。毕业论文（设计）选题应该具备前沿性和创新性，面向工程实际，和教师科研或学术课题相结合，采取项目式教学进行毕业论文设计。

三、化学工程与工艺专业管理制度和评估方式的构建

构建一套与化学工程与工艺专业人才培养模式相适应的教学管理制度是化学工程与工艺专业人才培养模式构建的重要环节之一。教学管理制度的构建中，必须要保证课程体系中每门课程都按照制订的教学大纲规范授课，并定期不定期对教师教学质量进行监督，构建由多种评价方式、评价主体和评价内容相互结合的多元化的评价体系，针对不同课程、不同教学环节，采取课堂教学质量评价、考试评价、实践教学评价、毕业论文质量评价等方式对教学效果进行评价。另外，教学运行管理中要特别注重丰富和发展学分制，为个性化教育提供更为广阔的空间。此外，教学管理制度构建时，还必须创新学习指导制度，建立学业导师制，全方位多角度地为学生整个学业生涯提供指导。同时，还要完善专业培养目标与学生就业及工作能力跟踪管理，既重视学生在学校期间的考核评估，也重视其在社会实践过程中的考核评估，并根据社会对专业人才培养质量的反馈，指导并不断完善教学计划制订、教学活动实施、教学运行管理、教学质量监控保障等各个环节的管理，建立和完善化学工程与工艺专业管理制度和评估方式。

四、结语及展望

人才培养模式的构建是高校培养高素质人才的关键，随着国内、国际人才需求的不断变化，高校化学工程与工艺专业也必须不断探索、完善人才培养模式，使之更好的满足新形势下人才培养的需要。

［注释］

［1］翟安英，石防震，成建平.对高等教育创新型人才培养及模式的再思考［J］.盐城工学院学报（社会科学版），2008（2）：64－68.

［2］董泽芳.高校人才培养模式的概念界定与要素解析［J］.大学教育科学，2012（3）：30－36.

［3］刘忠喜.人才培养模式概念、层次及构成要素［J］.海南广播电视大学学报，2014（3）：107－110.

［4］魏所康.培养模式论［M］.南京：东南大学出版社，2004：1－5.

［5］蔡志奇，沈志滨.应用型本科人才培养规格的定位与实现［J］.药学教育，2014（4）：1－4.

［6］王进鑫.适应知识经济挑战变革高校人才培养规格［J］．中国高教研究，2001（3）：71－72.

［7］于珍彦，于少珍，韩如成.应用型人才培养规格和培养模式探索［J］．山西高等学校社会科学学报，2009（6）：106－108.

［8］周立山，魏抗美.创新教育与素质教育［M］.武汉：华中师范大学出版社，2002：151．

［9］陆勇，崔刚.卓越计划背景下的地方工科院校通识教育课程体系构建［J］.扬州大学学报（高教研究版），2012（4）：78－81.

化学工程与化学工艺的关系篇2

关键词：工程认证；精细化工；教学改革；实践能力；教学理念

一、我国工程教育认证的发展历程

为了提高我国高等工程教育质量，构建我国高等工程教育质量保障体系，进一步深化高等工程教育改革，建立高校工程专业与社会企业所需人才培养的双赢机制，规范与注册工程师制度相衔接的高等工程教育专业认证体系，促进工程教育国际化，实现国际互认，提升我国高等工程教育国际竞争力，教育部于2006年正式启动高等工程教育专业认证试点工作。10年来，我国工程教育专业认证工作逐渐在全国相关高校中得到了重视和积极开展。2013年6月，国际工程联盟大会在韩国召开，大会表决通过中国为《华盛顿协议》预备会员，成为该协议组织第21个成员。《华盛顿协议》是世界上最具影响力的国际本科工程学位互认协议，1989年由美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰6个国家的工程专业团体发起成立，旨在建立共同认可的工程教育认证体系。该协议提出的工程专业教育标准和工程师职业能力标准，是国际工程界对工科毕业生和工程师职业能力公认的权威要求。截至2013年8月，中国工程教育专业认证协会已对我国高校的373个专业点开展了认证工作，之后经过3年的不懈努力，我国工程教育专业认证协会分别受理了137个专业的2014年认证申请（其中105个专业通过认证）、156个专业的2015年认证申请和200个专业的2016年认证申请，我国工程教育水平得到了长足而显著的提高，其质量获得国际社会的一致认可。可喜的是，2016年6月，《华盛顿协议》全票通过中国科协代表我国由《华盛顿协议》预备会员转正，成为该协议第18个正式成员，表明我国工程教育专业认证与国际实质等效，标志着我国工程教育质量实现了国际化互认。

二、工程教育认证背景下我校精细化工工艺课程教学改革的必要性

华侨大学地处海峡西岸经济区的心脏地带，为了更好地服务于地方区域经济的发展，为企业人才市场输送合格的工程类专业人才，工程教育专业认证已列为我校提高办学质量的主要举措之一，校领导高度重视。与此同时，随着福建省沿海四大石化基地和重大项目的加速推进，带动了合成材料、有机化工和精细化工等配套开发，石化产业集群效应显现，化工类专业人才需求增大[1]。为了培养合格的化工工程师，我校化工学院积极申请化学工程与工艺专业的工程教育专业认证。2016年2月，中国工程教育认证协会正式受理了我校化工学院化学工程与工艺专业工程教育认证的申请，这是我校第一个被受理的工科专业，得到了校、院两级领导的高度重视和全系教师及其他相关院系的大力支持和配合。中国工程教育认证标准是基于产出的教育评价，满足华盛顿协议互认要求。基于学习产出的教育模式（OBE）最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革，是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式[2，3]。国内部分高校实施基于OBE教育理念的人才培养模式的综合改革，规范教学活动，树立教学标准意识，建立教学质量标准，最终取得了显著的效果，并顺利通过我国工程教育认证。众所周知，《精细化工工艺》是化学工程与工艺（精细化工方向）专业的主干专业课之一，该课程具有工程性、应用性和综合性等特点。在我校化学工程与工艺专业开展工程教育认证的背景下，基于“以学生为本，以学生学习产出为导向”的教育理念和思路开展精细化工工艺课程教学改革势在必行。

三、工程教育认证背景下精细化工工艺课程教学改革的几点思考

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工科专业毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、认识团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[4，5]。为了使学生在学习精细化工工艺课程过程中达成这个目标，必须同时从教学的两个主体———学生和教师入手，转变教育理念，改革教学方式方法，以符合我国工程教育认证标准。

（一）学生工程实践能力的培养

精细化工工艺是一门实践和理论并重的课程，在培养高素质的精细化工工程技术人才过程中，精细化学品开发、设计及合成的实验与实践起着重要作用。对于学生而言，借鉴CDIO成功的教育经验，在工程教育认证背景下精细化工工艺课程教学改革过程，一定要特别注重和加强学生工程实践能力的培养。

1.加强校企合作。根据《中国工程教育质量报告》的调查，工业界认为高校培养工程专业人才过程中存在通用能力评价高，工程能力培养不足；传统优势明显，紧跟时代需求不足；工业界参与深度和规范化不足等问题。因此，在精细化工工艺课堂教学过程中积极邀请精细化工相关企业高级工程师走入课堂参与教学，有利于学生深入了解所学知识在将来所要从事的精细化工行业中的实践应用。

2.搭建校内精细化工实践平台。实践平台是大学生进行实践活动的阵地，校内可以通过设立实验示范中心、学科重点实验室、科研成果转化平台以及本科生课外科创活动平台等举措，不断提高学生的精细化学工程实践能力和创造力。

3.设立精细化学品制作工坊。根据精细化工工艺课程需求开设特色实验室，对课程中所学主要精细化学品种类及其典型产品的制备工艺开展实验，比如手工肥皂、洗涤剂和胶黏剂等常规精细化学品的制作。与此同时，增加综合型、设计型实验的比例和深度，充分调动学生对精细化工工艺的学习积极性。比如在手工肥皂制作过程中设计透明多彩的新型多功能肥皂，培养学生的创新意识、动手操作能力和团队合作精神，提高学生的工程实践能力和创造力，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习精细化工工艺这门专业主干课程。另外，精细化工工艺特色实验室在全校范围内也可以共享实验资源和设备，这不仅可以增加学校对实验室的经费投入，而且可以显著提高精细化工专业的知名度，大大增加学生对本专业的认可度和归属感。

4.建立多元化考核标准。传统工科教学的突出问题是理论知识学习比重远大于工程能力培养比重，这是单一笔试考核模式导致的必然结果。基于工程教育认证中所要求的学习产出的教育模式，将学生在精细化工工艺课程学习过程中参加课外精细化工实践平台和精细化学品制作工坊等活动的表现形成可量化的考核标准，与传统考核标准进行有机结合，建立以加强学生工程实践能力培养为目标的多元化课程考核标准。

（二）教师课程教学理念的转变

基于OBE工程教育模式，工程教育认证将推动工科教学由“经验型”转向“科学型”、由“内容为本型”转向“学生为本型”。这就要求高校教师彻底摈弃传统的“教无定法”的教学理念，而是基于学习结果的教育模式，形成一种规范、团队、持续改进的教学方式，实现教学行为及活动的标准化与规范化，从而达到工程教育认证标准，持续为工业界输送合格的化工工程师人才。

1.建立课程目标与毕业要求的对应关系，规范和细化教学大纲及内容。《精细化工工艺》是一门介绍精细化工产品生产原理与工艺的专业课程，其课程知识体系非常零散且庞大，规范地组织教学内容和选择教学方法对于有效实现预期学习结果至关重要。精细化工工艺课程的教学目标：一是让学生能够根据市场需求的不断变化，设计新型精细化工产品；二是让学生运用精细有机合成化学及工艺学理论，根据精细化学品的功能特点及研究目的，选择适宜的研究路线，设计可行的有机合成单元反应实验方案；三是让学生熟悉与精细化工行业相关的产品技术标准、知识产权、法律法规、产业政策及发展现状和趋势，能识别、分析精细化工新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响，深刻理解精细化工在国民经济中的重要地位和作用。以上课程目标分别对应于我国工程教育认证标准中化学工程与工艺专业学生应达到的十二条毕业要求中“设计/开发解决方案”、“研究”和“工程与社会”等方面的能力要求。在对学生学习结果有了清晰的认识后，教师通过细化教学大纲来规范教学内容和控制教学进度，从而保证课程目标的达成。

2.整合教学资源，避免课程间教学内容的低水平重复。对于化学工程与工艺专业（精细化工方向）的学生而言，在开设《精细化工工艺》课程的同时，还开设了《精细化学品》和《高分子化工工艺》等相关课程。过去，这些课程在教学内容上存在部分重复，比如有机合成反应基础知识的介绍，学生对此也提出了意见和看法。OBE工程教育模式客观上要求整合各类教学资源，明确不同课程对达成毕业要求指标点（预期学习结果）的贡献及程度。这就需要各专业教师之间进行有效地交流与合作，协调相关课程的教学大纲及内容，避免教学资源的浪费。

3.建立课程教学质量跟踪调查及反馈机制，形成持续改进的教学理念。工程教育认证要求建立毕业生质量跟踪调查机制，形成科学有效的毕业生评价体系，为学校更好地培养工程人才提供重要依据。显而易见，毕业生质量与课程教学质量紧密相关，只有建立后者的跟踪调查及反馈机制，才能保障前者的水平。除了校院两级对精细化工工艺课程教学主要环节进行质量监控外，教师一方面于课程教学结束后在所授班级召开座谈会，听取学生对所学课程内容及授课方式、进度等方面的看法和意见，教师对所提问题与学生进行交流并提供合理化建议；另一方面，针对从事精细化工行业的毕业生进行跟踪调查，灵活运用现代通讯及联络工具、调查问卷等多种形式，开展关于学生在校期间所学精细化工工艺课程对其职业发展的影响以及其对该门课程设置、教学内容及方法等方面的建议和意见的调查，另外还可以展开毕业生所在单位对所需精细化工工程人才知识架构要求的调研。授课教师对以上信息收集整理后进行归纳总结，形成反馈整改意见，并在下一次的课程教学过程中有效体现，形成良性互动循环，促进精细化工工艺课程教学质量的持续改进。

作者:甘林火 单位:华侨大学

参考文献：

[1]甘林火.精细化工工艺课程教学的探索[J].广州化工,2015,43(5):220-221.

[2]顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2015,(1):27-37.

[3]赵卫红,王彦斌.基于“OBE”理念的精细化工专业实验课程建设[J].亚太教育,2015,(7):85.

化学工程与化学工艺的关系篇3

关键字：化学工艺与工程；安全性；风险评估

中图分类号 ：G633.8文献标识码：A

前言：随着我国的国民经济的不断地发展，化学工业在这个发展的过程中起着越来越重要的作用。这几年来，我国的经济不断地快速发展，工业化的进程也不断地加快，随着生产规模跟生产设备的不断地扩大化，一些化学工艺跟工程的流程也在不断的变得复杂化，如果对某一项工艺监管的力度不够，很有可能造成事故的发生。

随着社会的进步，人们对安全越来越重视，逐渐意识到人的安全性是十分重要的，所以在化学工艺与工程项目开始进行之前，需要相关的部门给予一定的可行性研究，进而把风险控制在可以接受的范围内，保证化学工艺与工程项目安全可靠地进行。

1化学工艺与工程可行性研究时存在的问题

我国的化学工艺与工程在进行可行性研究的时候，往往采取一些比较传统有关事故的预防措施跟事故发生以后相应的应对措施，而没有从事故的根本上出发，所以，在化学工艺跟工程进行可行性研究的时候，需要从安全的本质出发。但是现在的化学工艺跟工程的科研并没有从本质安全出发，指标不治本，在进行风险评估的时候，也仅仅是对于出现的某些暂时可以预见性的风险进行评估，或者对于一些已经出现了的风险进行规避。实际上，应该从安全的本质上出发，这样就可以彻底地从根源上减少风险，从源头上消除风险。在化学工艺与工程研究的过程中可以考虑从本质上进行安全的评估，这样就可以有效的在工程设计实施的初期减少跟消除危险，避免进一步造成更大的损失[1]。然而有些时候，这一观点往往被大家所忽略，人们总是在风险发生以后才想办法去规避，而不去从一开始就把危害扼杀在摇篮之中。

2可行性研究在化学工艺与工程中的重要性

可行性研究就是在一个工程还没有开始之前，就把这个工程可能出现的问题进行全方位的预测，来观测投资效果。可以从技术上经济上管理上综合考虑，可行性研究的基本任务就是，在考虑了所有的可能性之后，如何把风险降到最低，并且还需要达到追求的经济利益，以最少的投入获得最大的产出，并且把工程中可能出现的风险降到可以规避的范围中。而且合理的利用资源，选择最优的方案，达到预期的社会效益跟经济效益。

可行性研究对于化学工艺跟工程的重要性从本质安全上可以体现出来，，[]首先需要知道什么是本质安全，本质安全需要从根本上考虑施工工艺跟设备可能出现的潜在的危险，这也是做可行性研究的时候事先需要注意的问题。对于本质安全来说，需要通过工艺跟设备的本身的设计来减少系统中出现的危险。通过研究具体的施工工艺的过程，对于在工艺的过程可能出现的风险进行防范[2]。基于本质安全，对化学工艺跟工程进行可行性研究有着非常重要的作用，可以从本质上有效的遏制了风险的发生。

在化学工艺与工程还没有开始之前，对将要进行的项目进行可行性研究，提前对这个项目有一个宏观上的把握，指出其中出现的问题，以及可能发生的问题，及时地给予相关的解决办法，列出相应的解决方案。通过可行性研究给了化学工程与工艺一个具体的研究方向，通过对成本跟受益的确定，能够明确这个项目的风险多大是否可以投资，这样就给相应的管理者提供了一个投资的参考，确定可研几率的高低，也就是确定了投资回报率的高低跟项目的风险收益的高低。可行性研究也给相关的监督部门一个依据，更好的对化学工程与工艺项目进行监管和控制。

3如何提高化学工艺与工程可行性

在本质安全的前提条件下，想要提高化学工艺与工程项目进行可行性可以细化为几个基本的策略。首先在对化学工程与工艺项目进行可行性研究的时候，可以考虑把影响系统安全性的一些危险物质减少到最低，在系统中危险物质的数量越少那么事故发生的可能性就越小，影响事故的严重程度就越小。在可行性研究的过程中，也可以考虑用一些危险性较小或者最好没有危险的工艺过程来替代有危险或者是危险性较高的工艺，通过替代使化学工程与工艺的可行性大大的提高了。在可行性研究的过程中，为了提高化学工程与工艺的可操作性，也可以在选择工艺条件的时候，考虑一些危险物质最小或者是危害形态最小的条件。这样在进行具体施工的过程中，提供相对安全的工艺条件，可以提高系统的可行性，减少对于系统造成的危害。在化学工艺与工程具体实施的过程中，可以把危险控制在一个能够接受的范围内。在具体实施的过程中，也可以通过简化操作来进行可行性研究的控制，俗话说，做得越少错得越少，在实际操作的过程中可以减少操作，减少使用的安全防护装置，这样就减少了人为的失误。在化学工艺与工程的过程中，越是简单的设备跟系统就越能增加安全，简单的工艺相对来说，包含的部件都比较少，这样就可以减少一些不必要的失误[3]。

以上的一些安全性的原理，都是提高系统的可行性的具体办法，在具体实施的过程中需要按照一定的先后顺序，依次进行选择，在前者达不到的情况下，再采取后者。通过这些有效的措施，可以大大的提高系统的可行性，有效合理的把系统风险降到最低，增加了投资商对项目投资的可能性。

4化学工艺与工程的风险评价

要想对化学工艺与工程进行可行性研究，还需要对化学工艺与工程进行风险评价。由于化学工艺经常涉及一些危险易燃易爆的物品，而且在生产的 也会发生一些物理的或者是化学的反应。在化学工艺跟工程的具体实施的过程中，一些化学工艺一旦选用在以后的操作过程中就很难进行更改，所以需要对工艺的过程进行可靠性跟风险性的评估，进而为科学的决策做一个有效的依据。评估的过程如下，首先进行一系列的前期的准备，然后进行化学工艺的设计，对设计的工艺进行分析，通过本质安全的定量评价的模型或者是本质安全的指标体系，建立具体的数学模型进行风险评估。对于得出的评估结果在经济或者技术的限制条件下，进行分析，看是否符合风险的接受的准则，如果符合的话就可以确定设计方案了，如果不符合的话则需要重新对工艺进行分析。

通过对化学工艺与工程项目的风险进行相关的评价，确定项目是否可靠进而确定是否进行可行性研究也是十分有必要的。为后期的可研提供了一个有效的评价标准，也为相关的管理部门跟人员提供了一个可靠的投资依据。所以说在化学工艺与工程开始实施之前，进行风险评估也是确定可研性的一个有效的措施。

5、结语

通过对化学工艺与工程的可行性研究，可以确定具体的实施方案，在本质安全的前提条件下，降低事故发生的概率以及影响人员的风险。

化学工艺与工程是一个比较具有危险性的工作，需要在实施的过程中给予足够的重视，事先考虑到所能考虑的各种情况，把危险扼杀在摇篮之中。对化学工艺与工程项目进行可行性研究也是十分有必要的，需要统筹兼顾。先做好可研报告，再具体实施，从而给了监管部门一个有效的依据，也可以确定风险投资的大小，进而确定项目是否可行。

参考文献：

[1]谢若曦,赵阳.化学工程与工艺[J].民营科技,2012,(8):22-22.

化学工程与化学工艺的关系篇4

关键词：化工工艺；安全设计；危险因素；解决对策

在现阶段的化工工艺设计过程中，对于化工工艺设计过程中的安全性越来越重视，在实践中要对相关工艺安全设计存在的危险因素进行系统的分析，对其存在的问题进行探究，进而提出具有一定实践意义的解决对策。

1化工工艺设计的主要类别

1.1概念设计

所谓的概念设计就是通过模拟具体的工业生产设备状况开展实施的一种技术手段。概念设计一般会在设计过程中开展并实施，其主要目的就是要提升整体的工艺条件以及相关生产路线的合理性。

1.2中试设计

中试内容与相关任务主要就是对小试中已经确立的相关条件以及工艺路线进行系统的检查，对于具体的产品进行系统的考核，了解其主要性能，对于具体的工艺系统的持续性以及可靠性进行探究，进而收集到相关工艺需求的数据，这些内容与系列内容可以作为整个检验部分，也可以对其进行部分的检验，具体操作要根据实际情况开展。

1.3初步设计

初步设计就是基于相关化工项目设计中的初始阶段进行优化，其主要成果为总概算书以及初步设计的说明书。主要是对相关化工工艺的设计的技术与经济进行计算。

1.4施工图设计

主要就是根据相关审批意见，将初步设计过程的具体设计计划与原则进行确定，在实践中要基具体的操作要求，明确具体的布置以及施工方式，明确具体的方法，解决各种初步设计问题。

2化工工艺设计中的安全问题与对策

化工工艺设计中主要存在的安全问题就是在生产过程中存在的各种安全隐患以及一些可以造成安全损失的不稳定要素。对此要提升对整个化工工艺设计的重视，加强对其危险意识的重视，通过科学的方式与手段，对其进行系统的控制，避免各种安全隐患问题的出现，在操作过程中，要尽可能的应用一些具有一定安全性的工艺技术与手段，要避免危险产品的应用，同时，在化工工艺设计中要采取与其相匹配的安全措施。

2.1化工工艺相关物料中存在的安全问题与控制对策

化工工艺在生产过程中要使用不同的原材料与半成品，这些物料应用中都是通过各种不同状态存在的，主要可以分为气态、液态以及固态三种形式。在相关物质具备特定的物质与化学性质与特定的状态之下，才可以判定其是否具有危害。因此，要对一些具有一定危害特征的物质进行详细的分析，对其具体状态进行了解与掌握，进而了解此种物质的稳定性与化学反应，对其毒性进行识别，通过科学的分析与评价，在一定程度上降低各种危险问题发生。

2.2化工工艺设计路线存在的安全问题与控制对策

化工工艺设计中的一种反应会对多种不同的工艺路线产生影响，对此在相关设计过程中，要对其进行综合考量，选择较为合适的生产路线，要尽可能的将各种危害降低到最小。工艺设计要对相关物料以及生产条件与设施等因素进行综合考量，要尽可能的使用一些危害相对较低的物料。同时要通过各种全新的设施与技术手段，降低废气、废水以及废渣的总排放量，要在合理范围之内对其进行回收时候，提升资源的最大利用率，进而避免对环境造成过度的污染。

2.3化工工艺设计中反应设备存在的安全问题与控制对策

化工反应是产品生产过程中最为关键的内容，在实践中主要就是通过各种化学反应获得一定的产物，整个过程在操作过程中存在着诸多的安全性问题，如果不足够的重视，会导致各种安全事物问题的产生，对此在进行相关反应设备的设计与选择过中要进行科学的设计与分析，避免各种问题的出现。在相关化工设计中存在着各种不同种类的化学反应，这也就直接给安全控制与管理问题带来了一定的挑战。同时，在化工反应过程中也存在一定的反应失控危机，也就是说提升对相关反应物的整体反应速度与热效应的控制，是十分重要的。

3结束语

在化工工艺设计过程中，要严格执行相关法律政策，保障操作的标准性，提升整个工艺设计的安全性，加强重视，对设计方案中的漏洞与缺点进行完善，在根本上避免各种事故与问题的产生。熟练掌握相关设计与生产过程中存在的各种安全隐患，保障化工工艺的整体安全性。

作者:孟佳 单位:众一阿美科福斯特惠勒工程有限公司宁夏分公司

参考文献

化学工程与化学工艺的关系篇5

1.1核心课程体系构建的原则

钦州学院开设化学工程与工艺专业有良好的机遇，同时也有多方面的挑战。要办好钦州学院化学工程与工艺专业，贯彻学院打造五大品牌专业的精神，需要从紧密联系北部湾区域经济建设方面着眼，努力办出具有石化特色的化学工程与工艺专业，重点建立一套紧密结合石化下游产业链、注重过程开发和工程实践能力培养的核心课程体系。在核心课程设置方面，确立夯实专业基础、强化工程意识、注重实验技能、拓宽专业口径，注重石化特色的原则。

1.2核心课程体系的内容与相互关系

所谓化工过程，主要包含分离过程和反应过程两种过程。与这两种过程紧密相关的一系列化工类课程共同构成了化工类课程的核心。按照“门数适宜，重点突出，相互支撑，形成一体”的要求，选择化工热力学、分离工程、传递原理、反应工程和化工工艺学等五门理论课以及与这五门理论课相关的化工专业实验课作为核心课程,建设具有石化特色化学工程与工艺专业的核心课程体系，全力打造化学工程与工艺这一品牌专业。在这五门理论课程中，分离工程和反应工程分别研究各类分离过程和反应过程，它们构成了化工过程课程最核心的部分。化工热力学是化工过程研究、开发和设计的理论基础，是化学工程的重要分支之一，与化学反应工程、分离工程关系密切。化工热力学的核心价值在于研究过程进行的方向和限度，为分离过程和反应过程提供相平衡、反应平衡数据，并对化工过程进行热力学分析[1]。反应工程是与工程实际紧密联系的课程之一，它广泛地将化工热力学、化学动力学、流体力学、传热、传质以及生产工艺、环境保护、经济学等反面的理论知识和经验综合于工业反应器的结构和操作参数的设计和优化中[2]。

分离工程是化工专业基础课程，讲述的是如何将混合物进行分离与提纯的学科。作为专门研究分离方法的分离工程课程对学生工程素养的培养有很重要的作用。该课程阐明了化工分离过程的本质规律，重点研究分离方法的工业化途径，设备设计放大效应，最优分离路线的工业化，及最优操作条件。在选择具体分离方法时，不仅要考虑技术上的可行性、经济上的合理性，而且要考虑能耗、环保、设备放大和开发成本等诸多问题[3]。传递原理旨在研究化工动量、热量及质量(俗称三传)的传递现象，用一种统一的观点来处理三种传递现象，并研究动量、热量和质量传递之间的类似性，是研究分离机理、分离效率和宏观反应动力学的基础理论，同时也是反应器放大研究的基础理论之一。与化工热力学不同，传递原理是一门探讨传递速率的课程，它对过程开发、过程设计、生产操作、优化控制及过程机理研究都有重要的使用意义[4]。化工工艺学重在工艺过程的分析，即在特定条件下，进行分离过程、反应过程的比较选择、整合优化。化工工艺学是大学基础化学、化工热力学、化工动力学、反应工程、分离工程等专业基础可和专业课的综合运用。化工热力学和传递原理旨在加强专业基础，化工专业实验、反应工程和分离工程重在强化工程意识，化工工艺学拓展了专业适应面，可以突出石化特色。

2核心课程体系的优化

为了保障以上核心课程体系的顺利实施，建议结合钦州学院化学工程与工艺现有的教学计划，从下面几个方面作出适当的调整。

2.1加强数理基础教学力度，适度拓展

新世纪的工程人才必须有熟练应用数学、科学与工程等知识的能力，有进行设计、实验分析与数据处理的能力。在两年的教学实践中，学生普遍反映数理基础不够扎实，一些数学问题不知所云，比如热力学计算中要应用迭代法求解状态方程、精馏过程计算、反映工程中的偏微分方程求解等等，问题大都源于数学基础较薄弱。因此建议加开线性代数、运筹学、概率论与数理统计、数值计算、C程序语言、数学物理方法，流体力学等数理和计算机基础课程。多所兄弟院校也早就开设了这些基础课程。线性代数和运筹学的开设可以解决反应器设计过程的优化问题；概率论与数理统计是实验数据处理和理解反应工程中一些基本概念的基础；数值计算和C程序语言两门课程是工科学生重要的基础课程，加开这两门课程也是落实我校化学工程与工艺专业培养计划中对学生计算机水平的要求，对学生的就业能力的提高有好处；数学物理方法和流体力学是传递工程等课程的基础，加开这两门课程可以大大的提高学生工程数学能力，为就业和进一步深造打下更坚实的数理基础。考虑到Matlab在科学和工程计算领域的突出作用，建议开设Matlab在化工中的应用的相关课程[5]。化工热力学和化工原理是反应工程的基础，故将化工热力学和从第四、五学期调整至第三、四学期；化工原理和反应工程两门课程共同构成了化学工程最核心的部分课程，将化工原理从第四、五学期调整至第二、三学期，反应工程从第三学期调整至第五学期，也是考虑到化工原理是反应工程的基础。同时，将计算机模拟与仿真删去，将其中的知识分散到加开的MATLAB在化工中的应用和数值计算这两门课程中。从上表2中还可以看出，加开的课程中，突出了数理课程的基础，同时，适度的拓展经济和计算机相关的课程，也增加化工制图和电工学等实践性较强的课程，这对培养学生的工程实践能力是必不可少的。

2.2整合化工专业实验

为了整合学院教学资源，最大限度地利用现有的一切教学设备，建议从各门化学工程与工艺核心课程的专业实验中选出一些经典的、与石化行业紧密相关的进行重新编排，单独设置一门大学化工基础实验课程，分成三个学期展开教学。另外，考虑到传统的化工专业实验教材以单一验证实验为主，无法满足新世纪综合素质人才培养的要求，可将化工实验按由浅入深的原则划分成验证型实验、设计型实验和综合型实验三个层次。尽量精简验证型实验，增加设计型实验和综合型实验。可以从教师的一些科研项目中选出一部分让学生参与，将这些项目设计成设计型或综合型实验，这样，通过学生的亲身体验科研过程，培养了正确的科研习惯，为学生的就业和进一步的深造打下好的基础。

化学工程与化学工艺的关系篇6

高中化学课程改革的一个显著特点是,非常重视教材内容与工农业生产和日常生活的紧密联系。因此,反映化工生产技术的工艺流程题,便成为新课改后的高中化学练习题的新增点和主流题型之一,不少省区,还将化学工艺流程题,作为一年一度的化学高考试题。为此,本文建议化学教学要充分利用生产、生活中的鲜活实例,激发学生学习化学的兴趣,“活化”学生的知识。本文将重点谈化学工艺流程题的结构、特点与解法技巧。

1 工艺流程题的结构、特点和作用

化学工艺流程题,顾名思议,就是将化工生产过程中的主要生产阶段用框图流程形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括附产品);题干部分主要用框图形式表示从原料到产品的主要生产工艺流程;题尾则是根据生产过程中涉及到的化学知识设计成系列问题,构成一道完整的化学试题。

其特点与作用有三:一是试题源于生产实际,以解决化学实际问题作思路进行设问,使问题情境真实,以培养学生理论联系实际,学以致用的学习观;二是试题内容丰富,涉及多方面的化学基础,能考查学生化学双基知识的掌握情况和应用双基解决化工生产中有关问题的迁移推理能力;三是试题新颖,一般较长,阅读量大,能考查学生的阅读能力和资料的收集处理能力。

2 化学工艺流程题的分类

就目前已有试题来看,从化工工艺来分可分为基础化工和精细化工题;以生产过程中主要工序可分为除杂提纯工艺流程题(如海水纯化工艺流程题)、原材料转化流程题、电解流程题、有机合成题和资源能源综合利用生产流程题等;按资源的不同,可将工艺流程分为利用空气资源(如合成氨工艺流程)、利用水资源生产的(如海水制盐、氯碱工业、海水提溴碘、海水提镁等)、利用矿产资源生产的(工业制硫酸、交通法规铁炼钢等)、利用化石燃料生产的工艺流程题(如有机合成工艺题)等。本文偏重于以原料转化为依据的分类方法,这样,更方便于学生联系已学化学知识并进行归类、分析,有利于掌握解题技巧。

3 解题方法

化学工艺生产主要解决的矛盾,归纳起来主要有六个方面:一是解决将原料转化为产品的生产原理;二是除去所有杂质并分离提纯产品;三是提高产量与产率;四是减少污染,实施“绿色化学”生产;五是原料的来源既要丰富,还要考虑成本问题;六是生产设备简单,生产工艺简便可行等工艺生产问题。化工流程题,一般也就围绕这六个方面设问求解。为要准确、顺利解题,学生除了必须掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外,最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。为此,特提出下列四种解题基本方法供参考。

3.1首尾分析法

对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图(见图1)中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。

例1(广州2008 年高考一模23题)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。该实验采用铝盐溶液水解絮凝法制碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为:Al2O3(25 %～34 %)、SiO2(40 %～50 %)、 Fe2O3(0.5 %～3.0 %)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:

根据流程图回答下列问题:

(1)“燃烧”的目的是________________。

(2)配制质量分数15 %的盐酸需要200 mL 30 %的浓盐酸(密度约为1.15 g/cm3)和____g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______。

(3)“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_____________。

(4)加少量铝粉的主要作用是_________。

(5)“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中,除添加必要时试剂,还需借助的实验用品是_________;“蒸发浓缩”需保持温度在90～100 ℃,控制温度的实验方法是______。

解析:对比原料与产品可知,该生产的主要工序:一是除去原料高岭土中的杂质,二是将Al2O3难溶于酸,必须经过煅烧以改变其结构。该题经这样分析,题设的所有问题的答案便在分析之中。

参考答案:(1)改变高岭土的结构,使其能溶于酸。(2)230;量筒。

(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(4)除去溶液中的铁离子;

(5)pH计(或精密pH试纸);水浴加热

[点评]首尾分析法是一种解读工艺流程题的常见方法,该法特点:简单、直观,容易抓住解题的关键,用起来方便有效。使用这一方法解题,关键在于认真对比分析原材料与产品的组成,从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所含杂质的基本原理和所用工艺的生产措施。当把生产的主线弄清楚了,围绕这条主线所设计的系列问题,也就可解答了。

3.2截段分析法

对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工艺流程题,用截段分析法更容易找到解题的切入点。

例2(广东2007 年高考第21题)以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:

氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如图1所示。回答下列问题:

(1)欲制备10.7 g NH4Cl,理论上需NaCl____g。

(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有_____、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。

(3)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为_____。

(4)不用其他试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是_______。

(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是_____________。

解析:该生产流程的特点:用同样原材料既生产主要产品氯化铵,同时又要生产副产品硫酸钠。因此,为了弄清整个生产流程工艺,只能分段分析,即先分析流程线路中如何将原料转化为硫酸钠的,然后再分析如何从生产硫酸钠的母液中生产氯化铵。如此,将题供的流程路线截成两段分析,这样,便可以降低解题的难度。

结合溶解度曲线和流程示意图分析,生产硫酸钠用的是热结晶法,而生产氯化铵必须用冷结晶法,因为温度降到35 ℃以下,结晶得到的产品为Na2SO4・10H2O。

参考答案:(1)11.7 g;(2)蒸发皿;(3)35 ℃(或33℃～40 ℃之间);(4)加热法。取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净。(5)重结晶。

[简评]用截断分析法解工艺流程题是一种主流解题方法。因为当前化工生产,为了降低成本,减少污染,增加效益,都设计成综合利用原材料,生产多种产品的工艺生产线。用截断分析法解工艺流程题关键在于看清主副产品是如何分开的,以此确定如何截段,截几段更合理。一般截段以生产的产品为准点。但也不一定,必须对情况作具体分析。学生必须好好总结一下物质的分离、提纯的各种方法及其所依托的化学原理。

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3.3交叉分析法

有些化工生产选用多组原材料,率先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品。为了便于分析以这种生产方式设计的工艺流程题,掌握生产流程的原理,最简单的方法,就是将提供的工艺流程示意图结合常见化合物的制取原理画分成几条生产流水线,然后上下交叉分析。

例3.某一化工厂的生产流程如下(图2)

(1)L、M的名称分别是______、________。

(2)GH过程中为什么通入过量空气:____。

(3)用电子式表示J:___________________。

(4)写出饱和食盐水、E、F生成J和K(此条件下K为沉淀)的化学方程式:__________,要实现该反应,你认为应该如何操作:______________。

解析:根据流程示意图,若用空气、焦炭和水为原材料,最终生产L和J、M产品,首先,必须生产中间产物E。这样,主要生产流水线至少有两条(液态空气―E―L;焦炭―E―F―JM)。为了弄清该化工生产的工艺,须将这两条生产流水线,进行交叉综合分析,最终解答题设的有关问题。

参考答案:(1)硝酸铵;碳酸钠;(2)提高NO的转化率

(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl

向饱和的食盐水中先通入足量的NH3,再通入足的CO2。

[简评]从本题构成交叉分析的题形,从提供的工艺流程看至少有三个因素(多组原材料;有中间产品;多种产品)和两条或多条生产流水线的生产工艺。利用交叉分析法解工艺流程题的关键,在于找准中间产品(因为有时会出现多种中间产品)和生产流程中的几条分线,在分析过程中,需抓住中间物质的关联作用,结合已学化学物质的制取方法逐一破解。

3.4“瞻前顾后”分析法

有些化工生产,为了充分利用原料,变废为宝,设计的生产流水线除了主要考虑将原料转化为产品外,还要考虑将生产过程的副产品转化为原料的循环生产工艺。解答这类题型,可用“瞻前顾后”分析法。瞻前顾后,指分析流程时,不仅要考虑原料转化的产品(瞻前),同时也要考虑原料的充分利用和再生产问题(顾后)。

例4.(上海2001 年高考第21题)利用天然气合成氨的工艺流程示意如下:

依据上述流程,完成下列填空:

(1)天然气脱流时的化学方程式是________。

(2)n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9 n mol,产生H2_______mol(用含n的代数式表示)。

(3)K2CO3(aq)和CO2反应在加压下进行,加压的理论依据是_______

A. 相似相容原理B. 勒沙特列原理

C. 酸碱中和原理

(4)分析流程示意图回答,该合成氨工艺主要原料是_____辅助原料有______。

(5)请写出由CH4为基本原料经四次转化得到N2、H2的方程式_____________。

(6)整个流程有三处循环,一是Fe(OH)3 循环, 二是K2CO3(aq)循环,请在上述流程图上标出第三处循环(循环方向和循环物质)。

解析:本题对原高考题稍作了改编。该生产工艺属于循环生产工艺,因此分析工艺流程示意图时,分析的主线是弄清基本原料CH4转化为合成氨的原料气N2和H2的生产工艺原理。但还要回头分析循环生产的理由和工艺。通过这样的考虑,试题的问题也就可以解答了。

参考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O; (2)2.7 n; (3)B; (4)CH4、H2O、空气; K2CO3; Fe(OH)3;(5)CH4+H2O=CO+3H2; 2CH4+3O2=2CO+4H2OCO2+H2O+K2CO3=2KHCO3

(6)

[点评]用“瞻前顾后”分析循环工艺生产流程题,关键是找到循环生产点,即在什么情况下,什么生产阶段实施循环生产。判断循环生产点的方法:一是看反应是否为可逆反应,如果是可逆反应,要考虑原料的循环利用。如本题合成氨反应是可逆反应,分离氨后的中尾气中还含有大量原料气N2和H2,千万不能随便放掉,必须送入合成塔,实施循环生产。二是看副产品的分子组成与某种原料的组成中有无相同的元素,如果有,而且该副产品又容易转化为这种原料,就可以考虑循环生产工艺。

化学工程与化学工艺的关系篇7

《营养制品工艺学》是一门实践性、应用性很强的课程。本文根据地方本科院校《营养制品工艺学》课程的教学内容、教学方法、课程考核等方面进行深入分析和探讨。高校要通过改革课程内容，转化教学模式，创新教学方法，强化实践教学，建立适合应用型本科定位的营养制品工艺学精品课程体系。

关键词：

营养制品工艺学;教学;改革与探索

《营养制品工艺学》是笔者所在学校针对生物工程专业大三年级学生的开设一门专业主干课。在选修本门课程之前，学生已经系统学习《化工原理》《生物化学》《微生物学》等课程，后续学习课程包括《功能食品学》《食品及饲料添加剂学》《营养制品安全与质量控制》。通过对本课程的学习，学生掌握营养制品工艺的基本概念和相关原理，获得食品和饲料加工及其检测等核心知识，熟悉食品和饲料加工生产、技术管理、质量与安全控制及检验技术，形成运用营养制品工艺技术进行产品和生产线设计的基本思维方式，从而培养学生综合专业素养和产业实践能力，为其在食品和饲料生产企业及相关行业部门就业打下基础。当前，随着我国现代食品和饲料工业技术的飞速发展，培养和造就具有创新性和竞争性的专业人才显得尤为重要。本文针对当前《营养制品工艺学》课程教学的现状和不足，拟从教学内容、教学方法和课程考核等方面进行探索，为提高教学质量和培养创新型人才提供参考。

一、明确教学目标，整合教学内容

为了构建面向学生和面向就业的精品课程体系，本课程将以培养学生专业素养和创新实践能力作为教学目标。《营养制品工艺学》具体的教学内容包括食品工艺学和饲料工艺学两个部分。其中，食品工艺学部分包括：食品工艺学相关概念；食品的脱水、食品的热处理和杀菌、食品冷冻保藏、食品的腌渍发酵和烟熏处理、食品的化学保藏和食品的辐射保藏等食品保藏方法；各类食品（肉类制品、水产制品、乳制品、果蔬制品、软饮料、糖果巧克力制品和谷物制品）的加工工艺。饲料工艺学涵盖原料的接收与清理、饲料的粉碎、饲料的配料计量、饲料混合、制粒设备与工艺、饲料的挤压膨化等一套完整的饲料加工工艺流程。这些教学内容的设置将是提升学生开发新产品、改进食品和饲料加工工艺等的重要手段。此外，该课程可以培养和提高学生的创新能力、分析和解决问题的能力。

二、更新教学理念，优化教学方法

本课程树立以学生为中心的教学理念，注重培养学生的学习能力、动手能力、团队合作精神。针对营养制品工艺基础知识，本课程采用以课堂讲授为主，辅以自制的多媒体教学软件，结合板书引导学生学习，充分利用网络教学辅助平台，提供丰富的课外学习资料、习题及练习，拓展学生的学习空间。为了提高教学效果，本课程改变传统的灌输式教学，采用案例式、讨论式和启发式等教学方法。在教学的过程中，教师增加和学生的互动性，提高学生的参与性。例如，讲解发酵食品加工工艺的时候，我们选取最常见的甜酒加工作为案例。在课堂上，我们将甜酒制作的基本原理和实验方法向学生做一个简单的介绍，要求学生课后完成甜酒的制作。通过这样一个过程，我们将枯抽象、燥的理论知识转移到生动而又有趣的案例中来。不仅如此，我们还利用课堂讨论的方式对学生制作的甜酒进行品尝和评价，通过引导和调动学生的自主思维，总结影响甜酒酿造成功的关键因素。例如，糯米饭一定要熟透，要控制浇水量，糯米饭一定要均匀凉透后接种，否则将杀死酒曲中的微生物，酒曲接种一定要均匀，要严格控制发酵时间。实践表明，通过各种教学方法的有机结合，课堂教学效果有了显著的提高，学生对本门课程有了更高的学习热情和动力。《营养制品工艺学》是一门与生产实践密切相关的课程。针对与相关产业生产联系紧密的知识，我们除了采用课堂讲授的方法之外，还增加实践教学环节。实践教学将通过校内综合大实验和校外实践两个方面来强化学生技能训练，培养学生专业技能和创新精神，达到理论知识和实践能力的完美结合。本课程开设的综合性大实验采用“以学生为主、教师为辅”的教学模式，发挥学生学习的主观能动性。实验中要求每位学生自主设计实验内容，合理制定实验方案，认真记录实验数据和结果。教师根据实验要求评估学生实验方案的合理性和可行性，同时在实验过程中督促学生把握实验进度和做好实验记录。实验结束后，教师总结实验过程中出现的问题，引导学生对实验结果展开分析与讨论，从而培养学生综合应用课程理论和技术的能力，提高学生解决实际问题的能力。校外实践主要指通过让学生走进企业，将实际生产与课堂学习有机结合，使学生能够更好地理解和巩固课本知识，增强学生的实践动手能力，以此培养实用型人才，更好地服务地方经济。例如，为了使学生对食品或饲料加工生产过程及生产设备有所了解，我们可以选择在营养制品生产的车间进行现场教学，使学生对生产工艺和设备有更直观、更切实的感受。

三、改革考核方式，提高学生的综合素质

《营养制品工艺学》是生物工程专业的一门重要的专业核心课程，学生应掌握营养制品工艺所涉及的生物化学、微生物学、食品科学、饲料学的基础理论知识和生物技术产业化过程涉及的工程知识，具备营养制品工艺相关的研究方法与技能，对营养制品工艺研究领域的发展和前沿有一定的了解。此外，学生应掌握营养制品工艺的基本原理，具备一定的融会贯通、独立思考的综合分析能力，具有分析和解决生物技术产业化中关键问题的能力。以往的专业课考核中，期末考试成绩在课程总评中所占的比例过大，导致学生不重视平时学习。因此，学校需要改革以往的考核方法。本门课程考核拟降低期末考试成绩所占比例，增加平时成绩比重。平时成绩除了考查常见的课堂到课率和作业之外，还包括课堂提问、实验技能和课程论文等。此外，本课程对期末考试试卷构成方面进行改革，主要采用综合性大题，增加主观题量，避免了学生仅依靠死记硬背获得高分。这种考核办法有利于调动学生学习的积极性和主动性，培养学生灵活运用专业知识的能力。

四、小结

为了提高《营养制品工艺学》教学质量和教学效果，实现生物工程专业人才培养目标，本文针对营养制品工艺学教学的现状及存在的问题，从教学目标、教学内容、教学方法、课程考核等方面进行了深入的分析和探讨。学校必须以培养学生专业素养和产业实践能力为导向，确立以学生为中心的教学理念，运用多样化的教学手段和教学方法，改革现有的课程考核评价体系，建立适合应用型本科定位的课程体系。

参考文献：

[1]胡盛安，单秀峰.《饲料加工工艺学》课程的实践教学环节改革[J].当代教育实践与教学研究，2015.11

[2]丁小玲.饲料加工工艺学课程教学改革措施[J].现代农业科技，2012

[3]刘丽莉，朱文学，康怀彬，等.浅谈食品工艺学课程教学改革与探索[J].农产品加工•学刊，2011.04

[4]刘进杰，冯志彬，宋建强，等.生物工程专业《食品工艺学》教学情况调查分析[J].轻工科技，2016.10

[5]张慧芸，朱文学，康怀彬，等.食品工艺学教学改革探索[J].农产品加工•学刊，2010.07

化学工程与化学工艺的关系篇8

1核心课程体系的构建

1.1核心课程体系构建的原则

钦州学院开设化学工程与工艺专业有良好的机遇,同时也有多方面的挑战。要办好钦州学院化学工程与工艺专业,贯彻学院打造五大品牌专业的精神,需要从紧密联系北部湾区域经济建设方面着眼,努力办出具有石化特色的化学工程与工艺专业,重点建立一套紧密结合石化下游产业链、注重过程开发和工程实践能力培养的核心课程体系。在核心课程设置方面,确立夯实专业基础、强化工程意识、注重实验技能、拓宽专业口径,注重石化特色的原则。 所谓化工过程,主要包含分离过程和反应过程两种过程。与这两种过程紧密相关的一系列化工类课程共同构成了化工类课程的核心。按照“门数适宜,重点突出,相互支撑,形成一体”的要求,选择化工热力学、分离工程、传递原理、反应工程和化工工艺学等五门理论课以及与这五门理论课相关的化工专业实验课作为核心课程,建设具有石化特色化学工程与工艺专业的核心课程体系,全力打造化学工程与工艺这一品牌专业。在这五门理论课程中,分离工程和反应工程分别研究各类分离过程和反应过程,它们构成了化工过程课程最核心的部分。化工热力学是化工过程研究、开发和设计的理论基础,是化学工程的重要分支之一,与化学反应工程、分离工程关系密切。化工热力学的核心价值在于研究过程进行的方向和限度,为分离过程和反应过程提供相平衡、反应平衡数据,并对化工过程进行热力学分析[1]。反应工程是与工程实际紧密联系的课程之一,它广泛地将化工热力学、化学动力学、流体力学、传热、传质以及生产工艺、环境保护、经济学等反面的理论知识和经验综合于工业反应器的结构和操作参数的设计和优化中[2]。

分离工程是化工专业基础课程,讲述的是如何将混合物进行分离与提纯的学科。作为专门研究分离方法的分离工程课程对学生工程素养的培养有很重要的作用。该课程阐明了化工分离过程的本质规律,重点研究分离方法的工业化途径,设备设计放大效应,最优分离路线的工业化,及最优操作条件。在选择具体分离方法时,不仅要考虑技术上的可行性、经济上的合理性,而且要考虑能耗、环保、设备放大和开发成本等诸多问题[3]。传递原理旨在研究化工动量、热量及质量(俗称三传)的传递现象,用一种统一的观点来处理三种传递现象,并研究动量、热量和质量传递之间的类似性,是研究分离机理、分离效率和宏观反应动力学的基础理论,同时也是反应器放大研究的基础理论之一。与化工热力学不同,传递原理是一门探讨传递速率的课程,它对过程开发、过程设计、生产操作、优化控制及过程机理研究都有重要的使用意义[4]。化工工艺学重在工艺过程的分析,即在特定条件下,进行分离过程、反应过程的比较选择、整合优化。化工工艺学是大学基础化学、化工热力学、化工动力学、反应工程、分离工程等专业基础可和专业课的综合运用。化工热力学和传递原理旨在加强专业基础,化工专业实验、反应工程和分离工程重在强化工程意识,化工工艺学拓展了专业适应面,可以突出石化特色。

2核心课程体系的优化

为了保障以上核心课程体系的顺利实施,建议结合钦州学院化学工程与工艺现有的教学计划,从下面几个方面作出适当的调整。

2.1加强数理基础教学力度,适度拓展

新世纪的工程人才必须有熟练应用数学、科学与工程等知识的能力,有进行设计、实验分析与数据处理的能力。在两年的教学实践中,学生普遍反映数理基础不够扎实,一些数学问题不知所云,比如热力学计算中要应用迭代法求解状态方程、精馏过程计算、反映工程中的偏微分方程求解等等,问题大都源于数学基础较薄弱。因此建议加开线性代数、运筹学、概率论与数理统计、数值计算、C程序语言、数学物理方法,流体力学等数理和计算机基础课程。多所兄弟院校也早就开设了这些基础课程。线性代数和运筹学的开设可以解决反应器设计过程的优化问题;概率论与数理统计是实验数据处理和理解反应工程中一些基本概念的基础;数值计算和C程序语言两门课程是工科学生重要的基础课程,加开这两门课程也是落实我校化学工程与工艺专业培养计划中对学生计算机水平的要求,对学生的就业能力的提高有好处;数学物理方法和流体力学是传递工程等课程的基础,加开这两门课程可以大大的提高学生工程数学能力,为就业和进一步深造打下更坚实的数理基础。考虑到Matlab在科学和工程计算领域的突出作用,建议开设Matlab在化工中的应用的相关课程[5]。化工热力学和化工原理是反应工程的基础,故将化工热力学和从第四、五学期调整至第三、四学期;化工原理和反应工程两门课程共同构成了化学工程最核心的部分课程,将化工原理从第四、五学期调整至第二、三学期,反应工程从第三学期调整至第五学期,也是考虑到化工原理是反应工程的基础。同时,将计算机模拟与仿真删去,将其中的知识分散到加开的MATLAB在化工中的应用和数值计算这两门课程中。从上表2中还可以看出,加开的课程中,突出了数理课程的基础,同时,适度的拓展经济和计算机相关的课程,也增加化工制图和电工学等实践性较强的课程,这对培养学生的工程实践能力是必不可少的。

2.2整合化工专业实验

为了整合学院教学资源,最大限度地利用现有的一切教学设备,建议从各门化学工程与工艺核心课程的专业实验中选出一些经典的、与石化行业紧密相关的进行重新编排,单独设置一门大学化工基础实验课程,分成三个学期展开教学。另外,考虑到传统的化工专业实验教材以单一验证实验为主,无法满足新世纪综合素质人才培养的要求,可将化工实验按由浅入深的原则划分成验证型实验、设计型实验和综合型实验三个层次。尽量精简验证型实验,增加设计型实验和综合型实验。可以从教师的一些科研项目中选出一部分让学生参与,将这些项目设计成设计型或综合型实验,这样,通过学生的亲身体验科研过程,培养了正确的科研习惯,为学生的就业和进一步的深造打下好的基础。

化学工程与化学工艺的关系篇9

关键词：集成电路工艺原理；教学内容；教学方法

作者简介：汤乃云（1976-），女，江苏盐城人，上海电力学院电子科学与技术系，副教授。（上海?200090）

基金项目：本文系上海自然科学基金（B10ZR1412400）、上海市科技创新行动计划地方院校能力建设项目（10110502200）资助的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）29-0046-01

微电子产业的快速发展急需大量的高质量集成电路人才。优秀的集成电路设计工程师需要具备一定工艺基础，集成电路工艺设计和操作人员更需要熟悉工艺原理及技术，以便获得性能优越、良率高的集成电路芯片。因此“集成电路工艺原理”是微电子专业、电子科学与技术专业和其他相关专业一门重要的专业课程，其主要内容是介绍VLSI制造的主要工艺方法与原理，培养学生掌握半导体关键工艺方法及其原理，熟悉集成电路芯片制作的工艺流程，并具有一定工艺设计及分析、解决工艺问题的能力。课程的实践性、技术性很强，需要大量的实践课程作为补充。但是超大规模集成电路的制造设备价格昂贵，环境条件要求苛刻，运转与维护费用很大，国内仅有几所大学拥有供科研、教学用的集成电路工艺线或工艺试验线，很多高校开设的实验课程仅为最基本的半导体平面工艺实验，仅可以实现氧化、扩散、光刻和淀积等单步工艺，而部分学校仅能开设工艺原理理论课程。所以，如何在理论教学的模式下，理论联系实践、提高教学质量，通过课程建设和教学改革，改善集成电路工艺原理课程的教学效果是必要的。如何利用多种可能的方法开展工艺实验的教学、加强对本专业学生科学实验能力和实际工作能力以及专业素质的培养、提高微电子工艺课程的教学质量，是教师所面临的紧迫问题。

一、循序渐进，有增有减，科学安排教学内容

1.选择优秀教材

集成电路的复杂性一直以指数增长的速度不断增加，同时国内的集成电路工艺技术与发达国家和地区差距较大，故首先考虑选用引进的优秀国外教材。本课程首选教材是国外电子与通信教材系列中美国James D.Plummer著的《硅超大规模集成电路工艺技术—理论、实践与模型》中文翻译本。这本教材的内容丰富、全面介绍了集成电路制造过程中的各工艺步骤；同时技术先进，该书包含了集成电路工艺中一些前沿技术，如用于亚0.125μm工艺的最新技术、浅槽隔离以及双大马士革等工艺。另外，该书与其他硅集成电路工艺技术的教科书相比，具有显著的两个优点：其一是在书中第一章就介绍了一个完整的工艺过程。在教学过程中，一开始就对整个芯片的全部制造过程进行全面的介绍，有且与学生正确建立有关后续章节中将要讨论的各个不同的特定工艺步骤之间的相互联系；其二是贯穿全书的从实际工艺中提取的“活性”成分及工艺设计模拟实例。这些模拟实例有助于清楚地显示如氧化层的生长过程、掺杂剂的浓度分布情况或薄膜淀积的厚度等工艺参数随着时间推进的发展变化，有助于学生真正认识和理解各种不同工艺步骤之间极其复杂的相互作用和影响。同时通过对这些模拟工具的学习和使用，有助于理论联系实际，提高实践教学效果。因而本教材是一本全面、先进和可读性强的专业书籍。

2.科学安排教学内容

如前所述，本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力。本课程仅32学时，而教材分11章，共602页，所以课堂授课内容需要精心选择。一方面，选择性地使用教材内容。对非关键工艺，如第1章的半导体器件，如PN二极管、双极型晶体管等知识已经在前续基础课程“半导体物理2”和“半导体器件3”中详细介绍，所以在课堂上不进行讲授。另一方面，合理安排教材内容的讲授次序。教材在讲授晶片清洗后即进入光刻内容，考虑工艺流程的顺序进行教学更有利于学生理解，没有按照教条的章节顺序，教学内容改变为按照清洗、氧化、扩散、离子注入、光刻、薄膜淀积、刻蚀、后端工艺、工艺集成等顺序进行。

另一方面，关注集成电路工艺的最新进展，及时将目前先进、主流的工艺技术融入课程教学中，如在课堂教学中介绍INTEL公司即将投产的采用了22nm工艺的代号为“Ivy Bridge”的处理器等。同时，积极邀请企业工程师或专家开展专题报告，将课程教学和行业工艺技术紧密结合，提高学生的积极性及主动性，提高教学效果。

3.引导自主学习

半导体产业正飞速发展，需要随时跟踪集成电路制造工艺的发展动态、技术前沿以及遇到的挑战，给学生布置若干集成电路工艺发展前沿与技术动态相关的专题，让学生自行查阅、整理资料，每一专题选派同学在课堂上给大家讲解。例如，在第一章讲解集成电路工艺发展历史时，要求同学前往国际半导体产业规划网站，阅读最新年份的国际半导体技术发展路线图，完成如最小特征指标、工作电压等相关技术指数的整理并作图说明发展趋势等。这样一方面激发了学生的求知欲，另一方面培养学生自我学习提高专业知识的能力。

二、丰富教学手段，进行多样化、形象化教学

化学工程与化学工艺的关系篇10

关键词: 工业设计; 艺术; 科学

0　引言

作为物资生产第一步的设计，从古代的兵器、乐器、食具到现代的家具、电器、文具、火车、飞机、太空船等等，无不在满足实用功能设计的基础上追求其外形尽可能完美的艺术形式，从而形成了人类今天灿烂的物质文明。随着社会的进步、科学技术的发展、人类认识空间的扩大及审美领域的延伸，给传统的设计理念注入新的内涵。以现代大工业化为生产方式的“现代设计艺术”———工业设计，在艺术与技术的双重变奏和融合中，怎样体现自身的时代性质与特征，是值得思考的问题。将艺术于科学技术相结合作为现代设计的基石，对当今艺术设计定位及未来设计领域的拓展有着十分重要的意义。

1　关于工业设计

1. 1　设计定义

工业设计( IndustrialDesign)是近百年来在国际上广泛兴起的一门学科，工业设计这一名词最早是由美国人提出的，不同的国家对此称呼不一，英国称之为设计(Design) 。19 世纪初欧洲工业革命的爆发成为现代设计诞生的最重要原因之一，农业文明时期的设计是以手工业设计为主的个性化设计，称之为“手工艺”、“工艺美术”，设计、生产和消费往往是融为一体的。工业革命之后，设计不仅获得了技术方面的支持，更重要的是获得了适合的社会文化和经济环境。蒸汽机、火车等一系列工业机械化成果的引入，使社会由封闭的小生产方式走向社会化大生产，系列化、批量化、标准化、机械化的工业生产特征由此显现，设计与工业化生产紧密相联。随着科学的进步、社会经济的发展、物品需求量的日益增大，促使工业设计迅速在世界各地发展起来。到“包豪斯”时期，工业设计已发展成具有完整的科学体系、教育体系的学科，并明确地将艺术与技术相结合作为现代设计的发展方向[ 1 ] 。

围绕工业设计的概念及定义，国际上各专业机构和学者一直争论不休。1959 年6 月在英国伦敦成立了国际性工业设计机构———国际工业设计联合会( ICSID) 。1980年联合会在法国巴黎举行的第十一次联会，对工业设计概念作了修改，定义如下“就批量生产的工业产品而言，凭籍训练、技术知识、经验及视觉感受而赋予材料、结构、形态、色彩、表面加指的是与人们衣、食、住、行密切相关的工业化产品设计，以及为这些产品而进行的辅助性设计———视觉传达广告、包装、装饰等设计。国际现代工业设计运动的短短的一百多年里，世界发生了翻天覆地的变化，工业设计的含义及范围也在不断的补充和延伸，事实证明工业设计已成为带动各国经济、文化发展、改善国民生活质量必不可少的内容，它的出现彻底改变了人们的生活方式。

1. 2　艺术与设计

人类最初的设计只是一种对物象的摆弄和布局，其目的是满足人们本能的心理和生理需要。随着社会文明进步，生产资料的增多，设计成为对事物和物象有条理、有计划的安排和设想，达到人们对事物实用和审美的双重要求。条理、计划是人类对事物审美的一次飞跃，也是艺术形式美的最基本法则，设计从其开始就与美的活动紧密相联，每一次艺术的变革都会对当代设计产生影响。现代设计的美学原理，正是以19世纪初艺术运动思想为基础的，充分体现人与物、人与环境的关系。将设计称之一门艺术，设计的过程自始至终都渗透着艺术的存在，而设计是用艺术的眼光去设计，因此“艺术设计”、“设计艺术”的词语广泛出现在现代生活之中，艺术推动设计、设计演绎艺术[ 2 ] 。

设计的形态能给予人的五感极大的影响，但其中视觉和触觉影响最大，这是直观感受的反映，这个感受的结果应该是美好的、促进身心健康的。设计的最终目的是，达到结构与外形、美观与实用的统一。现代科学介入物质，转为某种技术和材质形态、一定的材质与技术的同构，为设计艺术意境创造提供了有利的物化条件。无论从设计或艺术发展的轨迹来看，设计与艺术始终是相互影响、相互渗透并相互作用的。

1. 3　科学与设计

了解到设计与艺术难以割舍互相渗透，再注意推动设计发展的另一重要因素，即设计与科学之间深刻的关系。18世纪蒸汽机的发明彻底改变了人类技术世界，机器时代的到来促使设计最终与制造业分离，成为真正独立的专业， 19世纪印刷术进一步发展，这对于印刷业、设计业、尤其是平面设计、字体设计发展有很大促进作用。1839 年达盖尔发明了摄影，使视觉表现迅速扩大和普及，此外新的能源和动力不断被开发和利用，带来新材料、新工艺的不断涌现。如:与人们生活密切相关的照明、通信、交通等工具的不断革新换代，都与时代科技发展相伴相随。事实总是这样，科学技术每一进步就创造出与其相应的日常生活的各种工艺设备，接着凭借这些工具和机械设备不断改变人们的生活质量和方式。设计从初始的简单粗糙发展至今天的实用精美，从蒸汽机火车到当今悬磁高速列车、从人工发报机和电话到现代互联网，每一个时代的设计作品，不仅是那个时代设计师的才智体现，同时是那个时代科技文化创新的标志。

在今天，现代设计具有科技含量很高的现代艺术特性，如全新的材料美、精密的技术美、极限的体量美、新奇的造型美、科幻的意味美等。特别是由于当代多媒体及数码技术迅猛介入现实生活，极大地拓展了未来设计空间，丰富了设计师的艺术灵感与设计元素，深化了设计环境的意蕴显示及空间的表现，为设计提供了强劲的技术支持。

2　艺术与科学融合是工业设计发展的趋势

由于设计与艺术、设计与科学相辅相存的关系，艺术与科学的结合是社会进步的必然，并为人类的未来带来无尽的福音，产品设计成功与否的审美标准、人体工程学程度的体现均在于艺术化的水平。

2. 1　艺术与科学融合的意义

古希腊人把能够凭专门知识学会的技能都叫“艺术”，音乐、雕刻、绘画、诗歌是艺术，手工业、农业、医药、骑射、烹调也叫艺术。这种艺术与科学技术相统一的“艺术”观念到欧洲文艺复兴时期达到了顶峰，而文艺复兴时期的科学、文化、艺术的发展也是人类文明史上最辉煌的时期。达·芬奇、米开朗基罗、丢勒等不但是艺术具匠，也是科学家、工程设计师，他们创造了卓越的艺术作品，同时在科学发展、技术发明上也取得了巨大成就。无论是中国古代“六艺”之内涵，还是古希腊的“艺术”概念，都深刻体现出艺术与科学技术之间曾经非常密切关系。

文艺复兴时期的科学文化成就，就是艺术与科学相互融合共同发展的最佳体现。正如法国19世纪文学家福楼拜所说:“艺术越来越科学化，科学越来越艺术化，两者在山麓分手，有朝一日在山顶重逢”。

随着网络科学、信息科学的发展，艺术与科学之间的关系则更加密切。当今许多科学家认识到，科学的创造发明，离不开艺术的情感和艺术的思维，离不开人文关怀的精神，所以又回过头来呼唤艺术与科学的互动和融合。1999年1月8日美国《纽约时报》曾发表过《网络艺术流派方兴未艾》一文，提出“缪斯也需要科学的翅膀”，揭示艺术与科学融合将带来各种艺术流派和手法的百花齐放，对艺术和科学的发展和完善将起推动作用，对促进人类物质文明和精神文明有着重要的意义[ 3 ] 。

2. 2　艺术与科学结合构筑现代设计学科

艺术与科学融合不仅给社会生活带来变化，而且对艺术人才的培养及艺术教育体系带来深刻影响。现代设计艺术教育也正是在这种社会背景下产生的，其代表是1919年在德国成立的包豪斯设计学院，以及战后在德国成立的乌尔姆设计学院。包豪斯和乌尔姆设计学院在设计艺术教育上的出发点是共同的，目的是寻求在设计艺术中实现“艺术与科学的统一”，以创造出合乎人的物质和精神需要的产品。实践证明只有突破单纯侧重艺术，以及侧重技术的设计艺术教育模式，走艺术与科学结合之路，才能适应时展的需求。在许多院校，设计艺术专业和理工科设计专业，培养出来的学生往往是设计艺术专业重形象思维，学生不懂技术，不了解新工艺、新材料。如设计一辆汽车只停留在外观模型阶段，至于这种造型是否合乎技术要求、空气动力学原理、材料学知识等则一无所知，或根本不去考虑;而工科学生重数字逻辑思维，只懂技术，较少考虑消费者的文化背景、审美需求，这些单一的学科体系制约了学生的动手能力，不利于现代设计人才的培养。

美国宾州大学在有关平面设计教育中明确提出:“鉴于为设计师所熟悉的传统技艺正在被当代的科学手段毫不留情地所取代，设计课程设置的重点需要重新聚焦在每个学生的意念创造能力培养上。所以应该强调能力和技能训练，与此同时注重于知觉( intuition)的培养。过去属于其它不同领域里的专业知识现在就同传统设计课程中的描绘和字体一样至关重要，诸如心理学、社会学、文案写作、经济学、商业学以及生物学等课程”。

构筑适应时展的设计学科体系，应立足艺术与科学的契合点，培养学生全面的科学艺术观和人文素养，在学好艺术设计专业知识的同时，了解一些交叉学科的知识，包括自然科学、社会科学和人文科学。中央工艺美术学院合并到以理工为主的清华大学就是一个走艺术与科学融合之路的成功例子。

设计艺术学科与理工科各自有着不同的教学体系和专业特点，两门学科交叉和融合、优势互补，就象给天使插上翅膀一样，为培养未来设计顶尖人才及科学技术的发展铺平了道路[ 3 ] 。

3　未来设计方向

21世纪是设计的世纪，艺术与科学融合使设计将面临技术化、多元化和个性化等多个层面的挑战，工业化社会将转化为以信息为主导的情报化社会，可以预料新的设计艺术的发展主要在以下几个方面。

3. 1　传播设计

未来社会市场竞争更加激烈，产品信誉及企业形象因素决定市场份额，提升产品信誉、树立企业形象的视觉识别和传达方面的设计仍占设计领域的重要位置。以顾客满意为目的的人性化现代广告及传播设计(CS战略)理念将日趋形成。信息化社会的到来，使以信息技术、传播技术为基础的传媒形式，更加的多样和密集，为设计带来更多的伸展空间。