分子化学与工程十篇

分子化学与工程篇1

关键词:高分子材料;高分子化学;实验教学

高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。

一、高分子化学实验教学现状剖析

1.实验教学体系和内容欠争理

多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。

2.实验教学方法单一

学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。

3.实验嫩学手段落后

在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。

二、新教学模块的实践性探索与成效

针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。

1.基础技能实验教学模块

基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。

基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%～50%为宜,课时数约30学时,开设8～10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。

2.综合设计实验教学模块

综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。

教学内容设计在课时总量的20%～25%为宜,课时数约15学时,开设2～3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%～200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%～1.0%、反应温度设定在75℃～85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。

3.研究创新实验教学模块

设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。

本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%～25%为宜,课时数约15学时,开设2～3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。

三、结论

基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。

参考文献:

[1]李晓,等_高分子化工方向专业的课程体系设计[j].化工高等教育,200i,(1):50-52.

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[5]王雅珍,等,微型高分子化学实验研究[j]化学教育,2001,22(1):47-48.

分子化学与工程篇2

关键词：化学产品工程 分子产品 配方产品

所谓化学工业，主要是通过化学反应或物理操作将自然资源转变为人类所需要的产品的工业类型，在上世纪迅速发展，至今为人类提供了丰富的产品。随着人类对自然资源的逐渐深入利用，化学工业也发生了巨大的变化，个性化、多品种、小批量的专用化学品成为发展的主要方向。随着传统化学工业的饱和，化学工程转向产品，研究向微观层次深入，也专注于专用化学品的研究。

一、化学产品工程的理论体系

1.化学产品工程

随着市场的发展，专用化学品也面临着新的挑战，如产品的设计、功能、投入市场时间、通用设备选择等等。传统的单元操作也转向配方产品生产相关的操作。也足以看出化学产品工程的理论正在朝着以产品导向为开发的方向，寻找适合的方法继续拧产品设计及生产，为其提供理论与技术支持。化学产品工程主要回答的是生产何种产品，或者是该产品如何满足市场、环境及性能等方面内的要求。化学产品工程研究的核心内容是产品的性质与结构之间的关系，要从微观上定量和模拟分析。对产品的质量要进行设计与控制，化学工程师所面临的问题已经远远超出了化学工程领域的挑战。

2.产品设计特征

传统的过程设计主要是根据产品的数量、开发成本、利润及效率等方面进行考虑，实现经济效益这一基本目标，同时兼顾环境、安全等因素。在设计过程中，对分离与反映过程的不同方案进行对比，最终通过对公用工程、设备、材料及产品进行评估，进行经济性评价，过程设计综合了传递过程、热力学及单元操作等技术。与之不同的是，产品工程不但注重过程与单元的效率，更以用户需求作为产品功能的实现目标，注重小规模生产，新产品要快速进入市场，对市场的反应也比较敏捷。引起规模比较小，消耗的资源也比较少。

二、化学产品工程中的关键技术

1.分子产品工程

根据产品的分子机构、性能及加工行为间的规律，设计出市场需要的化学品，是现代化学产品工程的发展趋势。试验固然重要，但是作为产品工程人员要具备分子结构对产品性能产生何种影响的预测能力，从而设计出满足其性质需求的化学产品。在分子产品工程中，对分子结构与性能的关系研究非常重要，分析其关系主要通过计算化学领域的理论与方法以及半经验的分析方法来完成。采用计算机辅助分子设计方法，能够有效的降低产品的开发周期以及能源的消耗，计算机辅助分子设计的目的是为了满足特殊性质要求的分子及分子混合物，是基于大量候选分子中，通过合理的时间筛选出最符合要求的产品，通常通过正反两个方面来完成，首先，建立关系模型，反映出分子节后及分子交互作用和性质间的关系；其次，在关系模型建立的基础上，对分子结构进行优化，使之满足性质要求，这是一个数学规划寻优的问题。在分子产品工程中，分子模拟技术是一项关键的技术，产生于上世纪八十年代，是将模拟计算工具与计算机图形处理技术相结合，对现实世界的化学与物理过程进行分子模拟进行描述，目前该技术已经成为产品设计中的主要方法。该技术通过对分子力学、量子力学、数据库技术、分子动力学、数值算法及三维结构匹配等领域内的研究成果进行综合运用，实现对化合物宏观性能的解释。采用该技术能够直观的了解分子静态结构，还能给出分子宏观性能与结构间的定量结果。尤其是对试验手段很难观察到的物理过程及现象，能够通过分子模拟进行再现。目前，分子模拟研究的领域主要涉及到传递性质、流体流动、化学反应机理、高分子结构、复杂流体、相平衡、临界现象、晶体构造、膜及界面现象等。

2.配方产品工程

目前，化学产品工程更倾向于消费者所需求的产品性能的开发，如颜色、光泽、悬浮液的稳定性、催化剂的性能等方面，化学品市场对具有特殊工艺性质的复合配方的需求越来越多。如化妆品、表面活性剂、药物、洗涤剂、农用化学品等等。为满足其性能，这些产品被设计成结构颗粒固液分散体系、结构化固体、凝胶、溶胶、水溶性聚合体、泡沫纸品等，和基础化学品对比，此类产品的结构非常复杂，性质与质量与分离操作中的纯度和浓度有直接的关系。在配方产品中，分子聚集成的微相区介于宏观和微观之间，称为介观体系。该体系将宏观与微观联系起来，在合成与加工中，介观分离的时间非常短，如果仅仅从试验上进行把握，几乎是不可能的。因此介观模拟技术出现，该技术能够对真实的试验条件进行模拟胶体溶液及聚合物的微观形貌、化学形态、流动性等，对于高分子科学、化学工程及配方化学中涉及到的复杂问题能够很好的进行解决。基于介观尺度，计算机模拟有了飞快的发展，成为现阶段计算化学研究的前沿，目前，相对成熟的模拟方法主要有耗散颗粒动力学及介观动力学，这两种方法都是基于平均场密度泛函理论而存在。在实际应用中，已经成功的用于共聚物相分离、高分子混合增溶剂、逆变胶束、油-水-表面活性剂体系及乳胶种子形成等领域。

化学工业是国民经济重要的支柱产业和基础产业，资源、资金、技术密集，产业关联度高，经济总量大，产品应用范围广，在国民经济中占有十分重要的地位。“十二五”是国民经济发展的重要战略机遇期，也是化学工业发展的关键时期。为适应国内外形势新变化，深入贯彻落实科学发展观，加快转变发展方式，促进石化和化学工业转型升级，提高行业整体质量和效益，增强国际竞争力和可持续发展能力，特编制本规划。规划期为2011-2015年。本规划内容包括石油化工、天然气化工、煤化工、盐化工和生物化工等。

三、结束语

化学产品工程所研究的方向来源于化学工业的新挑战与需求，通过新的理论体系的构建，强力的推动化学工程的发展。其研究主要是以产品为导向来发展的，包含产品的设计、专业技术及知识等，其目的是为了降低产品的开发周期，提高设计水平，提升产品的质量。在研究中，化学产品工程需要解决两个实际问题：产品的物理参数与期望性能指标间的关系；如何将该关系转化为生产技术。也因此，对于优秀的化学工程师来说，化学界的需求非常大，与以往的过程工程师不同，化学工程师需要具备更为丰富的知识背景，此外，市场人员、科学院及工程师之间的配合也非常重要。由此可见，化学产品工程结合了不同领域的研究成果，并以产品为导向发展的知识体系，必然成为化学工程的重要研究方向。

参考文献

[1]李伯耿，罗英武.产品工程学--化学反应工程的新拓展[J].化工进展，2009（4）.

[2]付启敏，刘伟，姚亚萍.化工企业平台化学品的选择[J].统计与决策，2008（4）.

分子化学与工程篇3

矿产资源开发利用中,矿物分离与富集的依据是有用矿物与脉石矿物之间的物理化学性质差异。这种物理化学性质指的是矿物比重、磁性、电性、表面化学性质等,与这些性质对应的矿物分离与富集方法分别是重力选矿、磁电选矿、浮选等。利用重力选矿和磁电选矿分离与富集矿物的方法受到矿物比重、磁性和电性难以改变的限制,应用范围相对较窄,而矿物表面性质可以通过人为改变,对应的浮选在矿物加工工程得到广泛的应用。可以说,所有的矿物都可以通过浮选方法进行分离与富集。正是由于浮选成为矿物分离与富集应用最为广泛的方法,而浮选的理论基础又是化学,所以化学是矿物加工工程学科的重要基础成为公认的事实,浮选作为矿物加工的主要方法,本身就是化学在矿物加工工程学科中的一种应用,因此,化学教育在矿物加工工程学科的基础理论教育中占有非常重要的地位。矿物和岩石是自然界中天然形成的,具有固定组成的固体化合物,由于成分不同、成矿条件不同,不同的矿物表面性质是不同的,即使相同组成的矿物,由于成矿地点和成矿条件不同也会具有不同的表面性质。对于浮选分离矿物而言,不同的矿物表面性质又有相似之处,矿物与岩石之间、矿物与矿物之间、岩石与岩石之间的表面性质异同,成为浮选分离与富集这些矿物的根本依据。浮选工程中,矿物与岩石的表面性质可以根据需要人为调节和改变,从而扩大需要分离的矿物之间的表面性质差异,实现矿物之间的有效分离。化学是学生需要学习的基础课程,从初中开始,就涉及到化学的学习,直到博士研究生,化学仍然是矿物加工工程学科学生需要继续学习的课程。甚至作为高层次的矿物加工工程学科的教授专家,仍在不间断的学习化学。化学与浮选是不可分的,可以说,无论多么深厚的化学知识,都不能说对于浮选已经足够了。化学有多深奥,浮选就有多深奥。矿物加工工程学科人才培养过程中,化学教育是根本之一,不同层次的人才对应不同程度的化学教育。只有重视化学教育,才能做好矿物加工学科的人才培养。

1浮选是化学在矿物加工工程中的应用

无机化学研究元素、单质和无机化合物的来源、制备、结构、性质、变化和应用的一门化学,是化学中最古老的化学分支学科。浮选的对象为矿物岩石,本身就是无机物,矿物的表面性质决定于矿物本身的结构和性质,矿物表面性质的研究离不开矿物内部组成、结构及性质的研究。矿物与岩石的研究将涉及无机化学的所有领域与内容,无机化学成为矿物加工工程学科学生的必修课程。有机化学又称为碳化合物的化学,是研究有机化合物的结构、性质、制备的学科,是化学中极重要的一个分支。含碳化合物被称为有机化合物是因为以往的化学家们认为含碳物质一定要由生物(有机体)才能制造;然而在1828年的时候,德国化学家弗里德里希•维勒,在实验室中成功合成尿素(一种生物分子),自此以后有机化学便脱离传统所定义的范围,扩大为含碳物质的化学。矿物浮选是通过改变矿物表面的疏水性来实现的,而增加矿物表面疏水性的方法是采用含烃基的异极性分子在矿物表面吸附,含烃基的异极性分子就是典型的有机物质分子,研究捕收剂、起泡剂等浮选药剂,将涉及广泛的有机化学。有机化学也是矿物加工工程学科学生的必修课程。物理化学的内容大致可以概括为三个方面:化学体系的宏观平衡性质,以热力学的三个基本定律为理论基础,研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学。溶液、胶体和表面化学。化学体系的微观结构和性质以量子理论为理论基础,研究原子和分子的结构,物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构,以及结构与物性的规律性。属于这方面的物理化学分支学科有结构化学和量子化学。化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。属于这方面的物理化学分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化学。物理化学是一门内容丰富,外延广阔的化学,浮选涉及的矿物岩石、矿浆溶液、有机分子以及泡沫浮选气体介质与矿物之间的相互作用等等,都涉及到物理化学。物理化学在矿物加工工程本科课程设置,占有最多的学时数,分两学期学习,是矿物加工工程学科至关重要的一门化学课程。物理化学学习好坏直接关系到浮选学习。物理化学也是矿物加工工程学科研究生入学考试的必考课程。分析化学的内容主要是:物质中元素、基团的定性分析;每种成分的数量或物质纯度的定量分析;物质中原子彼此联结而成分子和在空间排列的结构和立体分析。研究对象从单质到复杂的混合物和大分子化合物,从无机物到有机物,从低分子量到高分子量。样品可以是气态、液态和固态。称样重量可由100克以上以至毫克以下。1931年E.威森伯格提出的残渣测定,只取10微克样品,便属于超微量分析。所用仪器从试管直到附自动化设备并用电子计算机程序控制、记录和储存等的高级仪器。分析化学以化学基本理论和实验技术为基础,并吸收物理、生物、统计、电子计算机、自动化等方面的知识以充实本身的内容,从而解决科学、技术所提出的各种分析问题。矿物加工工程学科涉及的矿物岩石、溶液、有机和无机药剂、矿物加工原料及产品都需要通过分析检测得以定性或定量的描述,理论研究过程中的仪器分析检测,对矿物加工过程中的行为机理也才能进行研究和了解,所以矿物加工也与分析化学密切相关。矿物加工工程学科课程设置中,在本科阶段或者在研究生阶段需要对分析化学进行系统学习。结构化学、高分子化学、络合物化学、电化学、量子化学等是比以上四大化学更加细化的化学分支方向,在进行矿物浮选研究中,针对具体的研究内容和目的,不同程度地将涉及到这些更加深入和细化的内容。为了使化学与矿物加工工程学科结合的更加紧密,在研究生阶段还开设了浮选表面化学、浮选药剂化学、浮选电化学、浮选溶液化学等。尽管在矿物加工工程学科不同阶段开设了大量的化学课程，涉及的化学内容几乎涵盖了化学领域的所有内容，但对浮选的深入研究和理解仍然不够。矿物浮选发展至今，还有大量的浮选理论问题没有解决，浮选工艺的水平还有待提升，进一步强化化学教育和矿物浮选化学研究对矿物浮选的发展具有重要的基础作用。

2各层次人才培养中的化学教育

以技术工人为培养目标的中专和职业教育,由于生源大多是初中和高中毕业生,化学知识非常有限,仅对一些化学基础知识有所了解,特别是初中文化水平的学生,只能了解一些初步的化学现象,因此,在进行矿物加工专业知识教学的过程中,必须补充一些学习浮选技术必要的化学知识。这种化学知识的补充,可以贯穿在专业知识的学习过程中,也可以单独开设简单的化学课程。只有在学生初步了解和掌握了浮选技术必备的基本化学知识以后,浮选技术专业课程的教学才能有效开展,学生也才能真正理解矿物浮选的技术知识。对于以生产技术管理和技术应为目标的专科和本科教育,系统的课程设置已经考虑了化学对矿物加工工程的重要性,无机化学、有机化学、物理化学都是必修课程,学时数占到专业基础课程学时数很大的比例,经过系统的化学知识的学习,学生在学习浮选专业课程时,已经能够较深入理解矿物浮选中的化学问题,也能较好掌握浮选理论和浮选工艺专业知识。在生产技术管理和技术应用过程中,也基本能根据矿石性质的变化,应用所学到的化学知识和浮选理论,分析解决生产过程中出现的一般性的技术问题。以科学研究为目标的研究生教育,为了使学生能够从生产中发现和解决生产技术问题,具备独立从事矿物加工工程领域科学研究的能力,在大学期间学习无机化学、有机化学、物理化学的基础上,还需要进一步学习分析化学。通过分析化学的学习,可以让研究生掌握常规的分析检测技术,了解和掌握科学研究过程中所要使用的现代检测手段,发现、分析和研究试验过程中获得的数据、结果,从而解决科学技术问题。对于博士研究生,是要让他们更深层次理解矿物浮选的机理,培养其创新精神和意识,为此,从电子、原子、分子层面上理解矿物浮选理论是必要的,所以,在已经较好掌握了无机化学、有机化学、物理化学、分析化学的基础上,量子化学的学习和了解对于博士研究生来说是需要的。从以上的分析可知,浮选跟化学是不可分的,浮选实际上就是应用化学的一部分。无论是技术操作工人,还是从而浮选理论研究的博士研究生,不同程度都必须将化学作为基础,没有相应的化学基础,从事浮选技术应用、技术开发及浮选理论研究都是难以想象的。化学是浮选的基础,浮选是矿物加工工程最重要的方法,因而矿物加工工程学科的化学教育是极端重要的。

3重视矿物加工工程学科的化学教育

矿产资源是不可再生的,随着矿产资源的不断开发利用,资源枯竭已经成为制约社会和经济发展的重要问题之一,资源高效利用成为矿产资源开发与利用必须坚持的原则。如何实现资源的高效利用,显然矿物加工先进技术的开发与利用是实现资源高效的重要支撑。矿物加工工程中,浮选是最为主要的方法,而化学优势浮选的基础,通过浮选回收和利用矿产资源,实际上就是利用化学或者表面化学方法回收和利用矿产资源。重视矿物加工工程学科的化学教育问题,才可能从根本上提高人才质量,才能从源头上解决矿产资源高效利用的根本问题。矿产资源开采出来以后,多种资源共伴生,性质复杂,给资源中各种矿物的分离与富集带来了很多困难,为了实现资源的综合利用,只要有价值的矿物,都要进行回收,此时,这种矿物的物理化学性质研究,通过化学的方式改变各种矿物的性质,扩大彼此间性质的差异就成为矿物加工工程学科的重要课题,而所使用的方法基本上都是化学的方法,所以,矿物加工工程学科中的化学,决定着矿产资源的综合利用,也只有重视矿物加工工程学科的化学教育问题,才可能从根本上提高人才质量,才能从源头上解决矿产资源综合利用的根本问题。矿产资源天然形成的,其中的组分有的是对人类社会有益的,但同样存在对人类社会有害的组分,在矿产资源回收利用过程中,高效、综合回收有益组分的同时,处理好有害成分也是矿物加工工程学科的任务。只有解决了有害组分的处理,使得矿物加工过程中和矿物加工以后剩下来无用组分无害于人类和社会,矿产资源才能实现清洁利用。矿产资源中有害组分的处理,首先也必须掌握这些组分的性质,然后通过化学的、物理的方法对其进行分离、无害化处理等,而这些过程也与化学密切相关,所以,矿产资源的清洁利用也离不开化学。矿物加工工程学科的化学教育也是矿产资源清洁利用所要求的。矿物加工过程大都需要将矿石磨细,使矿石中的有用矿物与脉石矿物解离,而有用矿物与脉石矿物的分离大多是在水中进行的,矿物加工工程废水排放成为影响环境的重要问题。当今的矿物加工工程领域,要求选矿废水零排放,确保废水对环境不造成影响。废水零排放意味着废水必须回用,而废水回用将带来对选矿技术指标产生影响的问题,为了尽可能不是回水影响选矿技术指标,必须对回水进行性质研究,有的还要进行适当的化学处理,无论是回水性质的研究和回水的化学处理,都需要涉及化学知识,所以,矿物加工过程中废水对环境的影响、废水回用的处理等都直接与化学相关。矿物加工的环境问题也要求矿物加工工程学科重视化学教育。矿物加工过程中,做好了资源高效、综合、清洁利用,做好了废水的循环利用和实现了废水的零排放,就能实现矿产资源开发利用的可持续发展,而矿产资源高效、综合、清洁利用与废水处理均与化学密切相关,由此看出化学在矿物加工工程领域的重要性,重视化学教育是矿物加工工程学科的必然要求。

分子化学与工程篇4

关键词：工程型 培养模式 创新与实践

中图分类号：G40-01 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（b）-0173-02b

电子信息工程型人才培养模式由一个核心、三个层次、三条主线、六个方向构成：

一个核心就是以培养掌握“工程控制论”的具有系统思维方式、工程实现方法的人才为核心。

三个层次是：（1）以专业基础课教学为前导、专业课教学为重点的工程知识基础构建层面，奠定工程实践的理论基础；（2）以课程设计为兴趣引导、实习环节为能力强化的工程应用基础提升层面，积累工程实践的经验方法；（3）以大学生创新性试验计划项目、专业技能大赛为契机、毕业设计为过程的工程问题分析解决凝练层面，形成工程型人才的创新能力。

三条主线是：（1）以电子电路为脉络的传感器适配与功能驱动分析设计的教学实践主线；（2）以信号处理为脉络的微控制器与可编程器件分析设计的教学实践主线；（3）以网络通信为脉络的嵌入式系统与数字通信分析设计的教学实践主线。

六个方向包含三个应用基础研究方向和三个产品应用研发方向：（1）光电传感检测机理研究方向；（2）全数字电视架构研究方向；（3）在系统可编程芯片研究方向；（4）汽车电子应用研发方向；（5）网络终端应用研发方向；（6）智能家居应用研发方向。

电子信息工程型人才培养模式的实践遵循目标明确、脉络清晰、标准科学、约束合理、方法优化、过程完整、途径有效的原则来进行，通过各环节之间的关联，及时反馈调整，达到成效显著的目的。

1 工程型人才培养模式

电子信息工程型人才培养模式的创新与实践，本着培养高素质工程型人才的目标，按照下列流程进行实施。

1.1 理清人才培养标准与实际教学操作的关系

电子信息工程型人才的培养标准：

（1）具备工程背景――了解工程问题的特征：可实现性、可操作性、高可靠性、高稳定性、高性价比。

（2）具备工程基础――掌握扎实的工程问题解析理论与技术。

（3）具备系统思维方式――形成系统的工程问题分析与解决思路。

（4）具备工程实现方法――强化工程实现能力与构建工程实现的科学方法。

实际教学操作的任务：

（1）传道――讲解工程问题分析机理。

（2）授业――教授工程问题解决方法。

（3）解惑――解释工程问题的相互关联与系统解决途径。

（4）答疑――提升独立思考与解决问题的能力。

培养标准与教学操作的关系：

培养标准是数学期望，教学实践是逼近过程，学生是教学对象主体，教师是教学控制算法，培养模式是过程优化的约束，教学效果是算法实现的性能指标。

形象的说：工程型人才培养过程就是一个自适应滤波器的工作过程。

1.2 确定学生学习能力与教师教学过程的约束

本着事实求是的原则，认清学生学习能力具有较大的差异性，分布呈现由正态分布向均匀分布发展的趋势，但均值较高；教师教学过程普遍呈现程式化的态势，高学历高智商，缺少工程背景与意识；针对这一状况，提出对二者的关联约束是模式创新的关键。

1.3 提出学生的普适学习方法与教学方法的一致性准则

对于学生在基础课和专业基础课的学习上，学习方法采用课上听讲与课后研习强化的方法比较适宜，在专业课的学习上采用课堂引导与课后思考强化的方法获得认同。对于教学来说，前期以基础知识和专业背景的强化为主，后期以知识融合和工程意识的方法构建为目标的教学方法是普适的，据此，构成了教与学的一致性准则。

1.4 调整教学与实践方式并引导学生建立系统思维方式

在教与学的一致性准则衡量下，在课程教学的过程中和配套的课程设计、实验、实习、毕业设计等实践环节上，建立课程信息关联与反馈机制，通过三个层面与三条主线的认知与实践，做到解决问题时“瞻前顾后”、“统一协调”，逐步使学生建立并形成工程问题解决的系统思维方式方法。（表1）

1.5 强化工程控制论对学生工程意识与创新理念的影响

理论问题的研究方法往往可以根据选择或改变研究途径、设定假设或约束来绕开难点往前走，寻求解决方法，得出指导性原理与方案；

而工程问题的解决由于受到可实现性、可操作性、高可靠性、高稳定性、高性价比的硬性约束，必须做到模块化与系统化的统一，即模块要做的精细，系统要做到优化，模块解决不了的问题，可以通过系统中各模块的相互协调来解决。

这一思想在钱学森的“工程控制论”中得以阐述并成为中外系统工程界的思想基石。这一工程理念在教学实践中潜移默化的对学生工程创新理念产生影响，通过专业教学与实践不断深化工程问题的整体解决方法的理解，形成系统工程意识。

1.6 形成电子信息工程型人才培养有效途径与创新模式

电子信息工程型人才的培养途径从以下三点上体现有效性：

（1）从课程教学体系、内容、方法与实践环节的建立与完善上，根据学生的能力与特点，不断调整与更新，达到针对核心培养目标下的有效。

（2）从教师教学工作与实践指导能力与水平的提升上，根据专业培养主线与方向的归结凝练，不断强化与更新，达到适应三个层面教学实践的有效。

（3）从提高学生工程知识学习能力与工程问题系统解决方法的实践上，根据依托背景来学习与带着问题找答案的思路，不断优化与更新，达到构建工程型人才培养模式下的有效。

电子信息工程型人才培养模式的创新实践，经过近五年的不断探索和反馈调整，形成了较为成熟的、面向电子信息学科的、工程型培养方向的、具有系统思维方式与工程实现方法的人才培育方式方法，培养出大量适应电子信息工程需求的高素质人才，印证了模式的创新性与有效性。

2 工程型人才培养模式的创新点

电子信息工程型人才培养模式的创新与实践的创新点主要体现在以下三个方面：

提出了掌握“工程控制论”、具备系统思维方式、工程实现方法的电子信息工程型人才培养的理念。

做为支撑在年轻教师队伍中倡导踏实进取、勇于奉献、团队互助、乐观向上的精神，合理安排教学与实践工作任务，创造了宽松施展空间与创新氛围。

构建了由一个核心、三个层次、三条主线、六个方向组成的全新的电子信息工程型人才培养的架构；

做为支撑先后公开出版了四本针对电子信息工程型人才培养的专业教材，凸显了专业培养层面、主线与方向，形成了电子信息工程型人才培养模式。

形成了提高学生工程实践能力、强化教师系统工程教学水平的电子信息工程型人才培养的方式方法；

做为支撑在“电子技术课程设计”内容、认识实习、电子工艺实习、业务实习、生产实习内容、毕业设计内容上，针对能力培养和水平提升逐年进行了调整与优化，编写了系列实践教材。

3 工程型人才培养模式的实践

3.1 实践成效

数字验证了电子信息工程三个应用基础研究方向（光电传感检测机理研究方向、数字电视架构研究方向、在系统可编程芯片研究方向）和三个应用产品研发方向（汽车电子应用研发方向、网络终端应用研发方向、智能家居应用研发方向）的合理性与有效性。

在专业基础研究与应用研发上崭露头角的杰出电子信息工程型人才数已达到专业人数的15%以上，成为学术骨干和项目负责人、业务经理和部门负责人。

毕业生信息反馈显示，一个核心、三个层面、三条主线、六个方向的电子信息工程型人才培养模式具有较强的市场适应性和技术上的前瞻性，在人才素质与能力提升上的潜在作用显著，工程意识与系统工程理念的潜移默化，起到了润物无声的效果，在参与的大型工程项目实施过程中发挥了作用（表2）。

3.2 建设成果

（1）形成了针对性强的专业培养方向：网络终端、汽车电子、智能家居。

（2）编写并出版了系列工程型人才培养的教材：《电子工程师―制图与制版技术》、《电子系统―仿真分析教程》、《ALTERA可编程逻辑器件应用技术》科学出版社，《实用电子电路教程》吉林大学出版社，《电视原理》、《微型计算机原理与接口》西安电子科技大学出版社。

（3）构建了工程型人才培养的有效途径：工程背景建立――理论教学知识传授――课程实验验证强化――实习环节能力培养――设计环节建立工程意识。

（4）高素质教学与实践团队的形成与凝聚，电子信息工程专业经过多年的充实，已形成一支由年轻博士组成的工程型人才培养教学与科研团队，并经历多年繁重的教学与实践环节锻炼，凝聚成为踏实进取的团队作风。

（5）构建了高效的电子信息工程型人才培养模式，多年的创新与实践，凝练出工程型电子信息人才培养的方式方法，并经受了人才市场变化的检验。

（6）杰出人才层出不穷，电子信息工程专业毕业生有香江学者1人，青年基金获得者2人，科研精英12人，科研骨干16人，教学骨干4人。

4 结语

电子信息工程型人才培养模式是电子信息工程专业多年来教学改革成果的总结与凝炼，反映了电子信息工程型人才培养的理念与模式的创新。

近五年来，按照该人才培养模式进行的教学改革实践成效显著，得到用人单位的普遍认可，杰出人才不断涌现，这一点印证了“具有系统思维方式、工程实现方法”的培养核心以及从三个教学层面、三条专业主线、六个专业方向的工程型培养模式的有效性与创新性。

坚持工程型人才培养理念，不断强化教学与实践过程，使培养模式更具针对性和前瞻性，争取各级建设资源，将高素质人才培养目标发扬光大。

参考文献

[1] 钱学森，宋健.工程控制论[M].北京：科学出版社，2011.

[2] 王效华.电子信息工程专业应用型本科培养模式探讨[J].武夷学院学报，2011，30（2）：85-89.

[3] 李学农.关于电子信息工程专业实践教学的探讨[J].中国科教创新导刊， 2008（34）：188.

[4] 万丹梅.电子技术课程的教学改革探索[J].中国科教创新导刊，2010（7）：174.

[5] 李松松，郭显久，曹立杰，等.电子信息工程专业人才培养模式的探索与实践[J].中国电力教育，2011（22）：51-52.

[6] 沈献博，姚文华.新建本科院校电子信息工程专业见习模式的创新与实践[J].南阳师范学院学报，2011，10（9）：91-93.

[7] 潘君.浅谈电子信息工程技术专业实践教学改革[J].巴音郭楞职业技术学院学报，2010（2）：44-46.

[8] 覃焕昌，潘大胜，颜锦.新建本科院校电子信息工程专业课程群化建设研究与实践[J].教育与职业，2009（11）：131-133.

分子化学与工程篇5

关键词：高分子材料学 表面工程 教学模式

中图分类号：G642 文献标识码： A 文章编号：1672-1578（2012)04-0055-02

“高分子材料学”是我校材料科学与工程专业（表面工程方向）的一门专业课程。表面工程学生的就业领域主要为材料涂装、防腐等，学生需要熟悉各种工程材料（金属材料、无机非金属材料、高分子材料等）的基本性质、制备工艺以及表面处理方面的知识。“高分子材料学”主要介绍高分子材料的制备、性能、成型、改性及应用等方面的知识。

“高分子材料学”这门课共32学时，所选教材为化学工业出版社出版的《高分子材料基础》。主要内容包括四部分：高分子材料的合成及制备、高分子材料的结构与性能、常见的高分子材料及其成型加工方法、高分子材料的改性及应用。该教材[1]浓缩了高分子材料与工程专业的四门专业主干课共192学时的内容，即高分子化学（48学时）、高分子物理（64学时）、高分子材料成型工艺（48学时）、聚合物改性原理及方法（32学时）。

1 “高分子材料学”讲授过程中面临的问题

“高分子材料学”课程的讲授具有较大难度，主要表现在以下方面：

该课程涵盖了高分子材料与工程专业学生的专业主干课内容，要深入讲解这些内容，需要近200学时，而针对表面工程学生开设的“高分子材料学”仅仅只有32学时，时间紧，内容多，如何合理安排各部分内容占的比重是授课教师面临的首要问题。

“高分子材料学”相关内容的学习，需要学生具备一定的化学基础及力学基础，而对表面工程的学生而言，因专业侧重不同，化学课程及机械基础课开设门类不如高分子材料与工程专业齐全，导致表面工程的学生在学习“高分子材料学”时，对教材内容的理解及掌握有一定难度。这对授课教师备课也提出了更高的要求，如何在有限的学时中适时补充相关背景知识帮助学生理解，是授课教师需要思考的另一问题。

“高分子材料学”虽为表面工程学生的专业课之一，但从历年就业情况看，表面工程学生就业以金属材料加工行业居多，而从事高分子材料加工行业的很少。故必然存在学生对该课程重视程度不够，学习积极性不高的问题，因此授课教师也需要在教学模式上进行探索创新，充分调动学生学习的积极性，引导学生主动参与到教学过程中来。

2 “高分子材料学”课程教学模式探索

2.1梳理重点，侧重剖析基本概念

“高分子材料学”学时有限，内容繁多，因此需要授课教师在备课时梳理出各章节的重要知识点和基本概念, 注意各部分内容的衔接,并找出线索将各章散落的知识点贯穿起来。

比如，在介绍高分子材料合成及制备时，着重讲授加聚反应及缩聚反应的基本步骤，对比这两种聚合反应的特点及反应产物特性，便于学生掌握常见高分子材料的合成反应类型，了解制备方法对材料性能的影响。考虑到表面工程学生的学科基础及专业侧重，对反应速率的计算等知识点不做要求。

再如，课程内容第二部分介绍高分子材料的结构与性能，这部分内容为承上启下的重点章节，高分子材料的结构及性能特点在其合成过程中奠定基础，并将在成型过程及改性中得以体现和完善。这部分内容体现了高分子材料与其他材料的本质区别，涉及的基本知识点很多，而且多为表面工程学生不熟悉的内容。因此，同样需要通过对比，突出高分子与低分子的结构与性能差异，侧重高分子温度——形变关系，结晶过程及晶体结构等重要知识点的讲解。

2.2因材施教，适时补充背景知识

“高分子材料学”中很多知识点的理解离不开有机化学、物理化学等基础课程的支撑，而表面工程方向的学生并未开设相关课程。为此，需要教师在讲授过程中适时补充背景知识。

例如，在讲授高分子合成反应类型对材料性能的影响时，可简要介绍常见化学基团的特点并联想对应的高分子材料的性能特点及成型要点。以聚碳酸酯（PC）为例，这种材料采用缩聚反应制备，分子结构中含有酯基，酯基在一定条件下容易水解，因此可联想到PC材料在成型时的高温条件下应避免水分的存在，防止水解反应发生导致材料性能劣化。

此外，为弥补学生基础知识的不足，讲授时还可结合日常生活中的实例进行对照说明。在讲授高分子结晶时，可联想泡面模型以及珍珠形成等实例；讲授高分子材料降解及添加剂功效时，可结合塑料制品长期暴晒变色发脆、塑料拖鞋逐渐由软变硬等学生熟知的生活常识进行分析。

2.3结合专业，调动学生学习积极性

“高分子材料学”为考查科目，且表面工程的学生就业以金属材料加工行业居多，学生误认为这门课程与自己的专业及将来就业衔接不紧，从而对“高分子材料学”课程重视不够，故学习积极性也不高。为此，授课教师应有意识的引导学生思考，并采用灵活的考核方式调动学生的积极性。

笔者在讲授此门课程时，并未采用课堂考试的形式进行考核，而是给学生布置了“高分子材料与表面工程”为主题的课程论文撰写任务，并让学生制作出相关的PPT将自己的论文进行口头陈述，最后根据其论文撰写情况、PPT制作情况及陈述情况给出该门课程的成绩[2]。课程论文的完成情况直接跟成绩挂钩，能有效调动学生的积极性及对课程的重视；课程论文的撰写需要大量专业文献为基础，学生在撰写论文的过程中能自觉关注及阅读相关专业文献，有利于拓宽其专业视野；制作PPT的过程是对课程论文内容的凝练，有利于学生理清思路掌握重点；口头陈述环节能有效杜绝学生互相抄袭论文，教师也能通过学生的口头陈述情况，观察学生对该门课程基础知识的掌握程度。

学生通过独立搜集资料撰写论文制作PPT并口头陈述等环节的训练，既能让他们发现“高分子材料学”这门课程与所学专业的紧密联系，也锻炼了他们的资料搜集能力及口头表达能力，为将来毕业答辩及就业面试打下基础。

3 结语

高分子材料是非常重要的工程材料，对于表面工程的学生而言，应该熟悉并掌握这类工程材料的特性。“高分子材料学”虽然不是表面工程方向的专业主干课，但涵盖了高分子材料相关的大量专业基础知识，也是面向表面工程学生开设的唯一一门有关高分子材料的课程。授课教师应该积极进行教学模式的探索，激发学生的学习兴趣，让学生在有限的学时中掌握相关基础知识。

参考文献：

[1]张留成，瞿雄伟，丁会利编.高分子材料基础[M].北京：中国轻工业出版社，2004.

分子化学与工程篇6

国内设有电子类专业的大学非常多，一般的理工类院校和综合性大学几乎都有，甚至一些文科类大学也开始尝试开设该类专业。而今电子相关专业有上百个，且各个学校的电子类专业名称都不一样，为了让大家更系统地了解电子类专业，下面以电子科技大学的院系分类为例，从学科名称、学科内容、毕业走向几个方面分类介绍一下电子类相关的专业。

第一类：通信与信息工程类

通信和信息类专业的方向通常有三个：通信工程、网络工程、信息工程，主要学习内容为电路系统、数字逻辑、通信原理、信号与系统等相关的专业理论知识。专业方向也有所不同，通信工程专业更偏重于与通信技术相接轨的一些专业课程，如卫星通信、移动通信原理等；网络工程更偏重于与整个通信网络相关的组网原理、组网技术的学习，如网络体系结构、网络设备原理等；而信息工程则偏重于学习对各种媒体信息的获取和分析，主要学习信息分析、智能计算等偏数学分析方面的专业课程，如果你想进入电子信息行业，又对数学有兴趣，这个专业的学习会让你得心应手。

这三个专业都是面向现在很热门的IT行业，毕业生主要就业方向有以下几类：一是科研、事业单位，如研究所、高校等；二是通信运营商，如各地方移动公司、电信等；三是各类通信与IT企业，如华为、中兴、IBM、腾讯、百度、长虹等优秀的企业。

第二类：电子工程类

电子工程类专业有电子信息工程、信息对抗技术、电磁场与无线技术几个方向，主要学习内容有电路系统、数字逻辑、集成电路、微波与天线等相关专业理论知识。电子信息工程偏重于学习测控技术、集成电路设计方面的内容；电磁场与微波技术偏重于微波、电磁、电路方面的理论；信息对抗技术偏重于学习对信息的处理，如信息加密、编码等专业理论，相对于前两个专业而言，比较偏软件类的研究。

本类专业的学习内容偏硬件，也比较宽泛，毕业生的主要流向为电子信息领域的研究所、高校、企业以及交通、国防、雷达、航空航天等相关部门。

第三类：微电子、固体电子类

这一大类的方向有电子科学与技术（固体电子工程）、电子科学与技术（微电子技术）、集成电路设计与集成系统、微电子学、应用化学等。主要学习内容有集成电路、材料物理、材料化学等相关专业理论知识。

在这几个专业中，集成电路是人们最熟悉的，也在我们的生活中比较常见，如手机、电脑、电视等的核心就是一块集成电路。集成电路设计与集成系统专业主要就是对数字、模拟集成电路原理、测试封装技术等做系统学习，而微电子与固体电子则偏重于对集成电路的组成原件——主要是半导体，进行宏观和微观上的学习。

这个学院的毕业生多从事电子信息材料、元器件、集成电子器件与系统等领域的单位、研究所工作，比较知名的单位如威盛微电子、英特尔、炬力集成电路等公司，还包括一些中电集团的研究所。

第四类：电子自动化类

电子自动化类专业下设的方向主要有自动化、测控技术与仪器、环境工程、自动化（电力系统自动化），学习内容为电路、信号、电力电子技术、微机接口技术等理论知识。自动化专业除掌握自动控制相关专业知识外，还兼顾计算机控制方面的技术，注重实际应用；测控专业主要学习信号的采集、处理、控制显示等技术，适应目前智能化仪器的硬件与软件设计的发展方向；电力系统自动化专业性更强一些，学习课程多与电力系统、电机学相关。

自动化类专业毕业生可到企业、研究所、高等学校、部队等部门工作，也可在航空、航天、通信、广播电视、雷达、汽车、电子对抗、工业自动化等各种军用、民用领域开展测控技术应用研究。

第五类：机械电子类

机械电子类专业更偏重工科，旨在采用当前先进的电子技术提高电力工业、机械工业的自动化程度。工业工程专业除学习相关的工程技术类专业理论外，更偏重对运筹学、统计质量学、物流生产等知识的学习，需要学生从宏观上掌握现代生产管理中的关键技术。国家一直在高喊振兴老工业基地的口号，很多同学都希望能为振兴祖国重工业计划作份贡献，如果你也有这个理想，机械电子类专业将是你成就理想的不错选择。

该学院的毕业生大都到机械、电子及其交叉领域中的相关研究所、企业、相关政府部门从事研究开发、生产管理等工作。

第六类：交叉类学科

由于电子行业的发展飞速，其与社会各领域的交叉综合学科将日益增多，不断地有新生的电子类交叉学科出现。电子类的交叉学科包括物理电子类、应用化学、生物医学类、环境工程等。物理电子类包括应用物理、真空电子、核技术、新能源技术及光电技术、光电通信等。应用化学类专业主要学习电子化学、电子工艺等与电子精细化工材料相关的基本理论。生物医学属于电子科技与生物医学紧密结合的理工交叉学科，理、工、医相结合，涉及生物医学、电子与信息工程、计算机科学与技术等领域，其知识结构表现出较强的交叉性和综合性。环境工程属于电子技术与环境科学相结合的学科，旨在适应现代化的未来环境保护和环境监测的人才需要。

这一类专业的毕业生在就业方面比较有的放矢，针对性很强，专业的对口比较重要，就业面显得不是特别宽泛，对口的单位如应用化学研究所（长春）、GE（医疗器械生产厂家）等，但如果你是一个喜欢在科研领域奋斗的人，可以选择这些专业，这些新兴的交叉学科，对于研究人员是个沃土。

选择心仪高校：电子类专业实力较强的高校

分子化学与工程篇7

改革开放以来，我国共进行了4次大规模的学科目录和专业设置调整工作。第四次修订目录于2012年颁布实施。因2012年颁布实施的普通高等学校本科专业目录中未设军事学学科门类，所以，小编主要针对除军事学之外的12大学科进行介绍。

1、哲学

哲学门类下设1个专业类，4种专业，分别为：

哲学类：哲学、逻辑学、宗教学、*学

2、经济学

经济学门类下设专业类4个，17种专业，分别为：

经济学类：经济学、经济统计学、国民经济管理、资源与环境经济学、商务经济学、能源经济

财政学类：财政学、税收学

金融学类：金融学、金融工程、保险学、投资学、金融数学、信用管理、经济与金融

经济与贸易类：经济与贸易类国际经济与贸易、贸易经济

3、法学

法学门类下设专业类6个，32种专业，分别为：

法学类：法学、知识产权、监狱学

政治学类：政治学与行政学、国际政治、外交学、国际事务与国际关系、政治学&经济学与哲学

社会学类：社会学、社会工作、人类学、女性学、家政学

民族学类：民族学

马克思主义理 论类：科学社会主义、中国共产党历史、思想政治教育

公安学类：治安学、侦查学、边防管理、禁毒学、警犬技术、经济犯罪侦查、边防指挥、消防指挥、警卫学、公安情报学、犯罪学、公安管理学、涉外警务、国内安全保卫、警务指挥与战术

4、教育学

教育学门类下设专业类2个，16种专业，分别为：

教育学类：教育学、科学教育、人文教育、教育技术学、艺术教育、学前教育、小学教育、特殊教育、华文教育

体育学类：体育教育、运动训练、社会体育指导与管理、武术与民族传统体育、运动人体科学、运动康复、休闲体育

5、文学

文学门类下设专业类3个，76种专业，分别为：

中国语言文学类：汉语言文学、汉语言、汉语国际教育、中国少数民族语言文学、古典文献学、应用语言学、秘书学

外国语言文学类：英语、俄语、德语、法语、西班牙语、阿拉伯语、日语、波斯语、朝鲜语、菲律宾语、梵语巴利语、印度尼西亚语、印地语、柬埔寨语、老挝语、缅甸语、马来语、蒙古语、僧加罗语、泰语、乌尔都语、希伯莱语、越南语、豪萨语、斯瓦希里语、阿尔巴尼亚语、保加利亚语、波兰语、捷克语、斯洛伐克语、罗马尼亚语、葡萄牙语、瑞典语、塞尔维亚语、土耳其语、希腊语、匈牙利语、意大利语、泰米尔语、普什图语、世界语、孟加拉语、尼泊尔语、克罗地亚语、荷兰语、芬兰语、乌克兰语、挪威语、丹麦语、冰岛语、爱尔兰语、拉脱维亚语、立陶宛语、斯洛文尼亚语、爱沙尼亚语、马耳他语、哈萨克语、乌兹别克语、祖鲁语、拉丁语、翻译、商务英语

新闻传播学类：新闻学、广播电视学、广告学、传播学、编辑出版学、网络与新媒体、数字出版

6、历史学

历史学门类下设专业类1个，6种专业，分别为：

历史学类：历史学、世界史、考古学、文物与博物馆学、文物保护技术、外国语言与外国历史

7、理学

理学门类下设专业类12个，36种专业，分别为：

数学类：数学与应用数学、信息与计算科学、数理基础科学

物理学类：物理学、应用物理学、核物理、声学

化学类：化学、应用化学、化学生物学、分子科学与工程

天文学类：天文学

地理科学类：地理科学、自然地理与资源环境、人文地理与城乡规划、地理信息科学

大气科学类：大气科学、应用气象学

海洋科学类：海洋科学、海洋技术、海洋资源与环境、军事海洋学

地球物理学类：地球物理学、空间科学与技术

地质学类：地质学、地球化学、地球信息科学与技术、古生物学

生物科学类：生物科学、生物技术、生物信息学、生态学

心理学类：心理学、应用心理学

统计学类：统计学、应用统计学

8、工学

工学门类下设专业类31个，169种专业，分别为：

力学类：理 论与应用力学、工程力学

机械类：机械工程、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、机械电子工程、工业设计、过程装备与控制工程、车辆工程、汽车服务工程、机械工艺技术、微机电系统工程、机电技术教育、汽车维修工程教育

仪器类：测控技术与仪器

材料类：材料科学与工程、材料物理、材料化学、冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、复合材料与工程、粉体材料科学与工程、宝石及材料工艺学、焊接技术与工程、功能材料、纳米材料与技术、新能源材料与器件

能源动力类：能源与动力工程、能源与环境系统工程、新能源科学与工程

电气类：电气工程及其自动化、智能电网信息工程、光源与照明、电气工程与智能控制

电子信息类：电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、微电子科学与工程、光电信息科学与工程、信息工程、广播电视工程、水声工程、电子封装技术、集成电路设计与集成系统、医学信息工程、电磁场与无线技术、电波传播与天线、电子信息科学与技术、电信工程及管理、应用电子技术教育

自动化类：自动化、轨道交通信号与控制

计算机类：计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、数字媒体技术、智能科学与技术、空间信息与数字技术、电子与计算机工程

土木类：土木工程、建筑环境与能源应用工程、给排水科学与工程、建筑电气与智能化、城市地下空间工程、道路桥梁与渡河工程

水利类：水利水电工程、水文与水资源工程、港口航道与海岸工程、水务工程

测绘类：测绘工程、遥感科学与技术、导航工程、地理国情监测

化工与制药类：化学工程与工艺、制药工程、资源循环科学与工程、能源化学工程、化学工程与工业生物工程

地质类：地质工程、勘查技术与工程、资源勘查工程、地下水科学与工程

矿业类：采矿工程、石油工程、矿物加工工程、油气储运工程、矿物资源工程、海洋油气工程

纺织类：纺织工程、服装设计与工程、非织造材料与工程、服装设计与工艺教育

轻工类：轻化工程、包装工程、印刷工程

交通运输类：交通运输、交通工程、航海技术、轮机工程、飞行技术、交通设备与控制工程、救助与打捞工程、船舶电子电气工程

海洋工程类：船舶与海洋工程、海洋工程与技术、海洋资源开发技术

航空航天类：航空航天工程、飞行器设计与工程、飞行器制造工程、飞行器动力工程、飞行器环境与生命保障工程、飞行器质量与可靠性、飞行器适航技术

兵器类：武器系统与工程、武器发射工程、探测制导与控制技术、弹药工程与爆炸技术、特种能源技术与工程、装甲车辆工程、信息对抗技术

核工程类：核工程与核技术、辐射防护与核安全、工程物理、核化工与核燃料工程

农业工程类：农业工程、农业机械化及其自动化、农业电气化、农业建筑环境与能源工程、农业水利工程

林业工程类：森林工程、木材科学与工程、林产化工

环境科学与工程类：环境科学与工程、环境工程、环境科学、环境生态工程、环保设备工程、资源环境科学、水质科学与技术

生物医学工程类：生物医学工程、假肢矫形工程

食品科学与工程类：食品科学与工程、食品质量与安全、粮食工程、乳品工程、酿酒工程、葡萄与葡萄酒工程、食品营养与检验教育、烹饪与营养教育

建筑类：建筑学、城乡规划、风景园林、历史建筑保护工程

安全科学与工程类：安全工程

生物工程类：生物工程、生物制药

公安技术类：刑事科学技术、消防工程、交通管理工程、安全防范工程、公安视听技术、抢险救援指挥与技术、火灾勘查、网络安全与执法、核生化消防

9、农学

农学门类下设专业类7个，27种专业，分别为：

植物生产类：农学、园艺、植物保护、植物科学与技术、种子科学与工程、设施农业科学与工程、茶学、烟草、应用生物科学、农艺教育、园艺教育

自然保护与环境生态类：农业资源与环境、野生动物与自然保护区管理、水土保持与荒漠化防治

动物生产类：动物科学、蚕学、蜂学

动物医学类：动物医学、动物药学、动植物检疫

林学类：林学、园林、森林保护

水产类：水产养殖学、海洋渔业科学与技术、水族科学与技术

草学类：草业科学

10、医学

医学门类下设专业类11个，44种专业，分别为：

基础医学类：基础医学

临床医学类：临床医学、麻醉学、医学影像学、眼视光医学、精神医学、放射医学

口腔医学类：口腔医学

公共卫生与预防医学类：预防医学、食品卫生与营养学、妇幼保健医学、卫生监督、全球健康学

中医学类：中医学、针灸推拿学、藏医学、蒙医学、维医学、壮医学、哈医学

中西医结合类：中西医临床医学

药学类：药学、药物制剂、临床药学、药事管理、药物分析、药物化学、海洋药学

中药学类：中药学、中药资源与开发、藏药学、蒙药学、中药制药、中草药栽培与鉴定

法医学类：法医学

医学技术类：医学检验技术、医学实验技术、医学影像技术、眼视光学、康复治疗学、口腔医学技术、卫生检验与检疫、听力与言语康复学

护理学类：护理学

12、管理学

管理学门类下设专业类9个，46种专业，分别为：

管理科学与工程类：管理科学、信息管理与信息系统、工程管理、房地产开发与管理、工程造价、保密管理

工商管理类：工商管理、市场营销、会计学、财务管理、国际商务、人力资源管理、审计学、资产评估、物业管理、文化产业管理、劳动关系、体育经济与管理、财务会计教育、市场营销教育

农业经济管理类：农林经济管理、农村区域发展

公共管理类：公共事业管理、行政管理、劳动与社会保障、土地资源管理、城市管理、海关管理、交通管理、海事管理、公共关系学

图书情报与档案管理类：图书馆学、档案学、信息资源管理

物流管理与工程类：物流管理、物流工程、采购管理

工业工程类：工业工程、标准化工程、质量管理工程

电子商务类：电子商务、电子商务及法律

旅游管理类：旅游管理、酒店管理、会展经济与管理、旅游管理与服务教育

13、艺术学

艺术学门类下设专业类5个，33种专业，分别为：

艺术学理 论类：艺术史论

音乐与舞蹈学类：音乐表演、音乐学、作曲与作曲技术理 论、舞蹈表演、舞蹈学、舞蹈编导

戏剧与影视学类：表演、戏剧学、电影学、戏剧影视文学、广播电视编导、戏剧影视导演、戏剧影视美术设计、录音艺术、播音与主持艺术、动画、影视摄影与制作

分子化学与工程篇8

化学工程学是直接服务于化工生产及化工技术进步的一门近代工程科学。它诞生于20世纪初，已历经近一百年的发展演变。从诞生至今，化学工程学一直与社会经济中最活跃的泛化学工业密切联系，极大推进了人类社会的工业化进程。自20世纪第二次世界大战后，铜、铁、水泥、石油化工和高分子工业推动了世界经济的振兴，其后多晶硅、有机硅产业、生物化工产业和纳米材料合成技术持续支撑着世界科技和经济的发展。即使是在后工业化社会的美国，泛化学工业仍是国民经济的支柱产业。21世纪世界进入资源稀缺时代，经济可持续发展的核心问题是资源高效利用、循环利用，能源优化利用和可再生能源开发，环境和生态污染的源头防治，这些过程产业化都是以化学工程学为中心学科才有可能发展起来。

化学与化学工程学虽然分属于理科与工科，但却是紧密相关的两个学科。当代化学家研究原子或单个分子在反应中的细节，可以在化学键断裂或成键的飞秒(10-15秒)量级内，对化学反应选择性进行解释和控制，研究分子间作用力，解释物质的相态、性能变化和相互作用，可为化学工程师提供有关化学反应的机理性解释。不仅如此，化学家已突破分子层次藩篱，向高分子、大分子组装迈进，对信息化学的探究也正向产业化延伸。化学工程学家研发大规模合成新物质的过程，对非线性、强耦合的多变量巨系统进行解析和优化设计与控制。当代化学工程学家需要了解物质微观结构和合成反应的瞬态过程，从市场需求出发，设定即将开发产品的特性，根据物质结构与性能的关系，寻找合成的目标产物，使化工研究向更为机理与实用的双方向延伸，将化学家的重要研究成果转化为生产力。化学与化学工程学的贯通和相互作用是新时代的需要。化学与化工学科领域的交叉要求学生必须具有融合从分子水平的化学到大规模制备工程科学的宽阔视野和能力。

二、化学工程学的学科范式

对学科范式(Paradigm)的讨论十分重要，它决定着学科的价值观和内涵，关系到学科创新方向、新的生长点和交叉扩张，影响到学科的吸引力和生命力，关系到核心课程、辅助课程和延伸课程之间的配置，其内容深度、广度以及它们的内在联系等，还会影响教学手段的组织和运用。

1．1915年，美国学者Little提出“单元操作”概念。1921年美国麻省理工学院(MIT)组建世界第一个化工系，决定把机械系的流体力学、传热学和化学系的热力学、动力学、扩散、混合等核心内容加合，确立了“化工单元操作”课程的理论体系。从此化学知识向工程延伸得以完成，标志着化学工程学科的诞生。这是化学工程学范式的第一阶段，可称为单元操作阶段。

2．1957年欧洲第一届化学反应工程学会议界定了化学反应工程学的学科范畴、研究方法等，完成了化学工程科学向动量传递、热量传递、质量传递和反应工程即“三传一反”的新范式演变，为20世纪60—70年代石油化学工业的蓬勃发展奠定了基础。可称为化学工程学范式的第二阶段。

3．自20世纪中叶以来，化学工业规模迅速扩大，计算机技术的融入使多变量、强耦合的大系统分析在化工中大量使用，生物化工等学科边界不断扩展，孕育出多种具有突破意义的化学工程学新范式。第三阶段范式有如下几种不同表达方式：

(1)“产品工程”范式：美国韦潜光教授提出第三阶段范式应跳出原有“过程工程”的藩篱，定义为“产品工程”，以产品性能和物质结构的关系及其产品设计和制造作为主要特征。把“过程工程”与“产品工程”相结合，作为范式似乎是更为全面的创新思路，但从形式上比较，与第一、第二阶段范式的延续性较差。

(2)“三传一反+X”范式：中国科学院院士郭慕孙教授建议保留新范式与第一阶段、第二阶段范式概念的延续性，提出第三阶段范式应是“三传一反+X”，其中X是待定的、可变的和形成中的要素。

(3)“三传三转”范式：清华大学根据化工的研究对象已涉及“物质－能量－信息”三要素的相互作用，提出以“物质传递与转化”，“能量传递与转化”和“信息传递与转化”的“三传三转”为新范式。物质传递包括分子扩散、湍流扩散及流体流动等过程，物质转化包括分子水平的化学反应、超分子间结构的构造与转化、生物分子的代谢与融合等过程。能量传递包括动能传递、热能传递及各种形式能量(如光能、微波、超声、等离子化等)的引入与输出，能量转化包括不同能量形式之间的转化。信息传递包括化工操作中多变量的信息收集、筛选和剔除，信息转化包括各种物流参数的处理、优化、信息反馈等。信息传递与转化同物质和能量传递与转化的优化过程密切关联。以“物质－能量－信息”三要素相互作用为化学工程科学的基础，是化学工程学区别于其他工程科学的本质特征。

三、化学工程教育现状

在明确了化学工程学的范式以后，可以看出，化学工程教育能够激励学生们的事业心，因为化工是人们衣、食、住、行、视、听、享受生活的各方面须臾不可离开的，是可以成就大事业、创造巨大财富的宽阔领域。化学工程教育也可满足学生们的好奇心，对有志于学问的年轻人，可以介入最前沿学科，在生物化工、纳米化工技术、再生能源技术、新一代信息材料、非平衡非线性巨系统的数学应用等科技领域有所作为。

德国化学工业协会(DECHEMA)对几十个国家的大量化工专业人员调查统计显示，美国认为学习化工有很高愉悦度的人占95％，而在中国认为学习化工不愉悦的人却高达33％。这一调查结果不能不引起我们的关注。由于多方面的原因，造成了不少中国家长和学生对化学工业等实体经济领域认知的妖魔化和对虚体经济的盲目追求，严重妨碍了最优素质的中学生进入这些领域。这种错误认识必须澄清，才能防止长此以往对我国经济发展造成的负面影响。

同时，我们也注意到当前我国的化学工程教育呈现出与工程渐行渐远的态势。其根本原因有两点：其一，教师工程背景削弱。大量青年博士和硕士进入教师队伍，对提高教师队伍的学术水平起了很好的作用。但是许多青年工科教师缺乏必要的工程实践经验，在SCI论文、引用因子等适用于理科的评价指标的指挥下，大量工科教师的科研选题容易偏向于基础理论、偏向于软课题，实践性、工程性研究课题数量显著下降，而他们的基础性研究成果又难于找到工程应用转化的机会。其二，工程教育体系弱化。由于实习经费、安全等原因，化工学科学生的工厂认识实习和生产实习越来越流于表面形式，有的甚至被大幅度压缩或砍掉，促使“工程教育”与“工程实践”渐行渐远。急需建立一种机制，使这一现象得到实质改变。

四、以跨学科教育思维构建化学工程学科的教育体系

著名的哈佛大学一贯的教学理念是着力于培养引领世界、具有国际视野的各界领袖人物。但是在哈佛大学越来越有名气的同时，校方却感到他们的学生越来越失去灵魂作用。其自省的结果是哈佛大学自从20世纪70年代起执行的核心课程制过于集中于学术专论，忽视现实问题，致使专业设置内容越来越趋向专门化，而大学毕业生面对的却是要应对越来越宽泛、综合、涉及多种领域的复杂的命题。前车之鉴，后车之缘。为了彻底扭转我国当前化学工程教育远离工程、化工专业学生学习兴趣低的现状，我们主张在对人的培养理念上坚持“综合性、选择性、基础性、灵活性”原则，在广泛普及化学工程学科内涵及作用正确认识的基础上，以跨学科教育思维构建新的化学工程学科教育体系，并给予足够的政策保障。

当前振兴化学工程教育的根本是扭转中国社会对化工的不正确认识，说明它的学科基础是根植于化学、物理、生物的交叉部，研究涉及“物质一能量一信息”这三个重要元素，它是在人类社会进入自然资源稀缺时代、面临严重的可持续发展问题时，对解决资源、能源、环境问题有不可替代的作用，并为之可作出最大贡献的学科之一。

爱因斯坦曾经说过：交叉组合作用似乎是创造性思维的本质特征。通过跨学科的教学和科研模式，可打破学科间隔绝和壁垒，从不同学科视角，研究阐明某一课题的全貌，才能克服基础知识与实践脱节的问题。特别是对于化学工程学科辐射到炼油、化工、冶金、建材、制药、生物化工等许许多多工业领域，跨学科教育更有着关键的作用。

关于跨学科课程设置，密歇根大学曾提出以下形式：(1)合作课程：不同学科领域的教师共同选题、组织和讲授同一命题的不同侧面；(2)整合讲授：通过顶层策划、协调不同的课程以相互贯通的思路分工讲授；(3)协同式课程：两门或以上的独立但相关课程同步讲授，不同视角，定期共同研讨、整合、交流；(4)阶梯式课程：深度不同，可能是相互为先导课程，可以分时段讲授，达到整体跃升；(5)综合式课程：设计可供有共同兴趣的不同系、不同专业采用的选修课，也可通过研讨式授课。使学生关注社会、国家和国际面临的迫切课题，具有社会责任感，提高学生分析和论证实际问题及解决这些问题的能力。

分子化学与工程篇9

Practice and exploration on the course-teaching mode for cultivating the outstanding engineers

Zhao Fuchun Liao Shuangquan Zhao Yanfang Liao Xiaoxue Wang Zhifen Yu Rentong Xu Nai

Abstract：In this paper， as for present teaching situation of the polymer material and engineering specialized courses in colleges and universities，the course teaching modes of polymer material and engineering were explored based on the background of outstanding engineers’ plan. The experienced teach mode included some of the new education concept and teaching methods in the current higher education. In addition， they are expected to promote effectively teaching quality and students’ social competitiveness of the polymer material and engineering excellence engineers’ class in our school and to provide the reference for other universities’ cultivation of the high polymer material and engineering excellence engineers at the same time.

Key words：Outstanding engineers；Specialty curriculum teaching models；Educational idea；Educational reform

为适应新时期我国社会和经济发展的需要，于2010年6月23日，教育部正式启动了新的人才培养质量工程――“卓越计划”（全称“卓越工程师教育培养计划”）。卓越计划是高校工程教育改革的一项重大举措，旨在培养出具有优秀创新能力的工程技术类人才，为提升国家整体核心竞争力，建设成为创新型国家提供充足的才智保障。2013年海南大学高分子材料与工程专业荣幸获批为教育部卓越计划培养试点专业。而专业课程的教学是卓越工程师人才培养中的关键环节，专业课程教学模式优化和有效运用直接决定着专业课程的教学效果。该文基于卓越计划和新的教育理念，进行课程教学模式的改革和探索，以提升该校高分子材料与工程卓越工程师班的教学质量和学生的社会竞争力。

1建立科学的理论和实践教学课程体系

科学的理论和实践教学课程体系是先进教育理念付诸实施和人才培养目标得以实现的重要载体。面向卓越工程师培养的课程体系的设置需要与我国企业发展现状和当前工程技术领域前沿紧密结合。目前，海南大学高分子材料工程专业是海南省的特色优势专业和高分子材料加工海南省教学示范中心，在国内本科专业教育中具有较高的知名度。近年来，本专业依据对毕业生就业状况调查和任课老师与企业合作与交流过程中的反馈情况，进一步明确了本专业领域人才需求结构倾向，结合本科阶段学生知识结构，围绕着高分子材料加工特色，建立了比较科学的理论和实践教学课程体系。针对卓越人才培养所注重的工程应用性和实践性，已在江浙、山东、广东、广西、云南、海南等多地建立了固定的教学实习基地，依据本校高分子材料与工程专业的特色和优势，开设了门类比较齐全、特色突出的专业课程体系。该课程体系主要有公共课程、学科基础课程、专业课程、实践教学环节、个性课程、创新创业课程和文化素质教育课程七大模块组成。公共课程模块主要是通过独立开设《Listening and Presentation》、《英语口语》、《实用公文写作》、《计算机公共基础》等提高学生英语、计算机应用能力和书面、口头表达能力。学科基础课程模块则注重强化数理化、工程力学、工程制图、化工等方面工程基础原理知识。专业课模块则主要课程有《材料科学与工程基础》、《高分子物理》、《高分子化学》、《化工原理》、《高分子材料共混原理（双语） 》、《聚合物合成原理及工艺学》、《高分子材料成型加工基础》、《天然橡胶加工学》、《胶乳制品工艺学》、《塑料制品工艺学》、《橡胶工艺原理》、《塑料模具设计与制造》、《高分子材料与工程专业英语》、《现代测试及表征技术》、《工程训练》等，其中《高分子材料共混原理（双语） 》为海南省精品课程，《高分子物理》、《橡胶工艺原理 》、《天然橡胶加工学 》为校级精品课程，《高分子化学》为校级重点课程，《高分子材料与工程专业英语》为校级高标准网络辅助教学课程。此外，在实践教学环节模块除了《认知实习》、《专业课程生产实习》、《毕业实习》、《毕业论文》等传统实践课程，还单独开设了《工程实践》和《工程训练》以培养和锻炼学生的思维创新能力、动手能力和团体协作能力，强化适应社会和企业素养。在个性化课程模块中除了开设《胶乳制品工艺学》等众多该校特色课程，还开设《企业工程管理》、《环保与安全》《技术经济》等课程增强学生的工程应用与经济管理能力。创新创业课程和文化素质教育课程模块主要是培养学生的创新精神和人文素养，使学生成为兼具创新精神和人文素养的卓越工程师。

2课程教学模式改革与实践

课程教学模式是课程体系实现知识传播和转化的重要途径，直接影响着教学的效果。近年该校卓越班课程教学主要是适应课程体系模块化要求，着力改变传统的“满堂灌”，构建以学生为中心，以老师为主导的教学模式，激发学生学习兴趣、创新精神和动手能力。同时，通过教学与科研相结合、教学与科技竞赛相结合，提升教师执教水平，完善辅助教学与管理，在工程实践中培育学生创新精神和实践能力，确保卓越人才培养的良好教学效果。

2.1 校内课堂教学模式

校内课堂教学需要采用灵活多样化的组织形式和教学方法才能达到课程体系构建期望。在以往的校内课堂教学中，往往常采用“填鸭式”式教学，学生与教师缺乏交流互动和质疑精神，创造性培养成为一种奢求。而国外著名大学多以学生为主体设计教学活动，融合讲授、研讨、辩论、案例分析、项目研究的授课形式很值得在卓越人才培养中大力借鉴。下面就笔者运用教学中的几种教学模式实践与体验加以列举。

2.1.1研究性教学模式

对工科专业，研究性教学就是任课教师把最新的科研实践设计理念、科研方法和新的研究结果引入到教学活动，指导学生选定与专业相关的专题进行主动探索、思考和实践，并从中获取知识和经验、解决问题的方法。研究性教学是一种具有个性差异性的教学实践。在卓越工程师教育的教学模式中，研究性教学被认为是提?{学生动手能力和创新精神的重要途径。研究性教学（对学生而言，应该称之为“研究性学习”）是一种符合工程能力培养规律、符合综合素质形成逻辑的教学组织形式和教学方法。研究性教学模式不仅适用于探索性实验、课程设计、毕业论文、创新型设计竞赛等教学，也适用于高分子的特色专业课程教学。笔者曾将一些知识点设计成研究性的问题，让学生主动探索思考，获取知识和锻炼分析解决问题的能力，如笔者在《现代测试与表征技术》课堂教学中，将自己科研工作中的电子扫描电镜测试结果设计成知识点问题：对于这种材料采用什么样的制样方法？制样时该注意哪些事项能得到更加高的图像衬度以及避免假象？得到的测试结果如何分析？经过设问，学生主动学习思考，查阅相关研究文献，进行实证结果解释，解决问题，取得了良好的教学效果，实际解析能力得到切实的提高。

2.1.2微课教学模式

近年来，随着信息化技术的发展与普及，“微课”作为一种课堂教学的重要手段逐渐受到重视。教育部教育信息管理中心曾对“微课”做了如下的定义：微课是基于一门学科/课程的某个重要专题（或某个单元、主题等）而设计开发的一种微型化的在线视频网络课程。微课程的开发有利于高分子材料科学与工程专业教师基础理论知识的讲授，便于在一个学生轻松的环境下提高了对专业课程的学习兴趣以及对理论知识的掌握，具有事半功倍的效果。作为新型教学模式，“微课”充分利用现代信息技术、媒体传播技术，提高了专业课程教学活动中的灵活性。笔者在高分子材料与工程专业英语授课时，利于现在丰富的网络英语资源素材，结合专业知识点，制作了一些“微课”视频，例如“Chain Polymerization”、“Polymer Solution”等“微课”生动形象地展示了知识点，对学生印象深刻。

2.1.3外延式教学模式

目前， 尽管课堂教学中已广泛采用的多媒体教学，但仍然还是教师的演示工具， 信息传递是单方向的，在有限授课时间内能够传授的内容非常有限。此外，一般课堂教学中由于时间的限制，缺乏交互性、时空延续性，学生学习缺乏自主性、选择性。本专业利用清华大学教育技术研究所为该校开发的网络教学综合平台开展网络辅助教学， 将课堂教学和网络辅助教学有机地结合起来。课堂教学中教师的发挥主导作用， 课外学生则发挥自主作用，借助于网络平台将课堂教学延伸到了课外。教学播客、教学邮箱、网上论坛、问卷调查这些平台栏目充分显示了网络教学的强大交互性，弥补了传统教学方式存在的不足，给教学和学习带来了新鲜感和乐趣，培养了学生的自主学习、协作学习和探究、创新的能力。

2.1.4前沿技术融合式教学模式

随着科学前沿知识的进步，工程技术的也涌现出大量的新趋势。如果将它们与现有教学模式进行融合，能进一步激发学生的学习热情，增强学生自主学习和创新能力。塑料加工及模具设计课程群教师在塑料设计与制造、塑料模具CAD课程教学中，引入3D打印技术，让学生熟悉熔融层积型3D打印机的使用方法，制备个性化的造型塑件，极大地激发了学生的学习兴趣，提高课程教学效果。

3校企合作实践教学模式

通过校企联合实践教学，高校可以充分利用企业的资源和优势，给学生提供紧密联系社会生产实际的实习实践及工程训练机会，提高办学效益和教育质量；而企业则能通过校企合作教学机制宣传自身形象，并依靠高校的人才、技术优势，提升企业的市场竞争力。因此，高校与企业联合实践教学显得格外重要。近年来，该校与海南天然橡胶集团股份有限公司紧密合作，经常与所属企业沟通，将天然橡胶生产加工实际中的需求和问题，设定专项课题，然后教师指导学生成立针对性的技术攻关小组，让学生带着问题、有目的地进入企业生产车间和研发中心实习，既锻炼了学生的工程应用能力，而且为企业做出一定贡献，受到企业的好评。从校企合作教学现状来说，还需从教师工程实践能力和企业工程技术授课水平两个方面努力提升，才能使校企合作实践教学模式发挥日益重要的作用。高校可定期派工程能力较强的教师到国内外知名企业进行工程实训交流，锻炼任课教师的工程实践能力，学习企业的先进工程管理模式；而企业工程技术人员只有理论上和授课水平上大幅提升，才能在教学过程中展现和应用好自己丰富的工程实践经验和卓越的工程创新能力。

4辅助教学及管理

卓越人才的创新和实践能力培养及其宽广的学术视野的拓展也离不开课堂辅助教学及管理。课外科技活动和学科竞赛可激发学生对专业的浓厚兴趣，培养其科学思维、创新意识、团队精神、组织协调能力、工程能力。因此，该校高分子材料与工程专业通过建立起全方位开放现有专业实验室制度，基于实践课程（如创新创业课）、系列学科竞赛（如高校环保创意大赛、大学生节能减排大赛、全国大学生挑战杯大赛等）、课外科技活动（如本专业提供一定额度经费为本科生专门设立的自主科研课题）等培养学生的创新能力和实践能力，学生的素质相比以前提升明显。同时，作为一种大学本科生非普及的管理制度――导师制对提高他们的创新能力也大有裨益。该校高分子材料与工程卓越工程师班学生在第一学期末，通过双向选择，确定富有工程经验的教师作为自己的导师。在其以后的学习生涯中，通过经常性的师生互动，有效地开启了学生的创新能力。

分子化学与工程篇10

关键词： 工作过程课程；学习情境；学习情境设计；学习情境实施

中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0142-02

0引言

基于工作过程课程即行动体系课程，又称为学习领域课程，属于工学结合课程，是与传统的学科体系课程相对应的一种课程类型，是国内外高职教育界所公认的培养学生实践能力的一种较好的课程类型。所谓工作过程教学，就是参照企业生产环境和生产过程，在教学实施过程中采用“资讯－计划－决策－实施－检查－评价”六步骤教学，同时以项目导向、任务驱动的教学模式，以学生为中心，小组合作为基础，真实产品为载体，完成课程的学习性工作任务。

1基于工作过程的《电子电路安装与调试》课程设计理念

《电子电路安装与调试》课程设计时，合作企业（金山电子有限公司）全程参与本课程开发，以电子企业生产一线操作和技术岗位（包括电子产品装接工、调试工、检验员、维修工等）的知识和技能为目标，以电子产品生产过程为主线，针对典型作业流程和作业项目，根据技能类型的层次，构建岗位技能链。采用工作过程导向的课程教学理念，合作企业提供电子产品套件和典型案例作为载体引入到教学过程中，基于工作过程构建教学过程（学习情景），进行系统化的课程设计，形成“教、学、做”一体化的特色课程。

2基于工作过程的学习情境设计

2.1 课程开发流程企业调研确定就业岗位群职业分析，典型任务分析确定专业课程体系、《电子电路安装与调试》课程标准教材编写、开发项目专家论证课程实施反馈、修改完善。

2.2 《电子电路安装与调试》学习情境设计《电子电路安装与调试》学习情境设计时，尽可能选择完整的电子产品为学习载体，这个载体本身应能够尽可能多地包含课程目标要求的学习性和实践性工作任务，按照电子产品工作流程分解成若干单元工作任务，按照由简单到复杂，从单一到综合的逻辑关系排序，学生每学完一个单元就将该单元电路板与前面所学过的单元电路板拼装在一起，当各个单元工作任务完成后，一个完整的整机项目（即综合性学习任务）也就制作完成，从第一堂课起，学生自始至终都投入到对这个载体（实例产品）的学习、安装、调试和不断改进的实践中，学生的知识和能力也随着产品成果的形成而形成。

合作企业（金山电子有限公司）全程参与本课程开发，提供行业标准、企业规范与大量工程案例、作业指导书、检验规范，管理规范，企业培训资料，设备操作手册、设备维护手册等技术工艺文件，构建组编教学资料。合作企业提品套件，直接作为教学项目载体。

本课程内容分为三个部分：模拟电子技术部分，数字电子技术部分，电子工艺部分。①《电子电路安装与调试》——模拟电路部分的情境设计。模拟电子技术部分设计的情境以音频放大器为主分解了四个学习情境，如图1所示。②《电子电路安装与调试》——数字电路部分的学习情境设计。数字电子技术部分设计的学习情境以频率计为主分解了四个情境，如图2所示。③《电子电路安装与调试》——电子工艺实习部分构建情境9，数字调谐收音机安装与调试。

3教学内容的组织与安排

3.1 教学环节设计教学环节包括企业岗位认知实习、“理实一体化”情境教学、校内工艺实训和校外企业顶岗实习。两头在外，中间在内的模式。①企业岗位认知实习：依据课程学习需要到合作企业咸阳金山电子有限公司见习，感知各种电子产品生产系统环境、岗位工作内容和企业管理文化特点等。②理实一体化教学：以学习性工作任务为载体，通过八个学习情境，重点培养学生在电子电路安装调试等方面的专业能力。③校内综合工艺实训：重点培养学生独立工作能力。通过综合性学习情境，在校内电子工艺实训基地，学生分组轮岗，自主完成实际电子产品加工的全过程。

3.2 教学情境设计构建集实训设备、理论教学设施、多媒体设备于一体的“教学做一体化”的职业情境教学场所，共构建九个学习情境，即九个完整的工作过程，完成知识传授、小组工作、实训操作等教学、实训与实习功能，使教学模式中的“学生、教师、教学情境、教学内容、教学手段”等几大要素融为一体，实现职业环境中的教、学、做一体化。

3.3 学习情境实施以“任务驱动”形式，在教学实施过程中采用“资讯－计划－决策－实施－检查－评价”六步骤教学（情境六步法实施流程如图3），以学生自主学习为主，使学生有计划的学习，有目的的学习，有评价过程的学习，由简单到复杂的完成工作任务，逐步形成职业能力。

资讯环节：首先由教师布置情境任务，下发任务书，在任务书中提出情境的各项技术指标，教师组织学生分组，推举组长，明确职责；同时教师描述工作场景，布置工作任务，分析工作任务；下发任务单等学习资料，提供参考学习资料和引导文。学生分析工作任务，收集整理资料。

计划环节和决策环节：每组组长组织学生讨论；每个学生交流对工作任务的认识及相关知识的分析；分解学习任务难点；制定学习计划和组员分工。各组成员按照计划完成各个学习任务后，组织学习交流讨论；确定解决方案；编写具体实施计划；编制检查单。教师负责组织、答疑。

实施环节：学生决策后，确定试验方案，并提交试验具体实施计划，经过老师审核后，分组进行实施。

检查环节和评价环节：学生组织讨论实施的完成情况和完成质量；总结工作任务相关的知识、技能点；制作汇报文件。学生自评；小组互评；教师对小组、对学生评价。学生整理资料。

4课程考核评价的设计

《电子电路安装与调试》课程教学考核评价注重职业能力考核，根据任务完成、项目实施情况等综合评定。主要包含以下几方面：①学生学习积极性和阶段学习效果评价（考勤、课堂表现、单元考核成绩）；②自主学习能力评价（独立完成作品）；③表述能力评价（课堂发言、讨论）；④团队合作及协作学习能力评价（项目合作）；⑤综合能力评价（操作考试）。

5总结

采用工作过程教学，在传承传统教学模式优点的基础上，同时对传统教学模式进行改革、创新，设计出基于电子产品生产过程的情境教学模式，通过情境设置、行为活动，引导学生在认知中去体验，去实践，使学生经历完整的工作过程，从“学会”到“会学”，培养他们的专业能力、方法能力和社会能力。基于工作过程经过在我院三届应用电子技术专业试点，学生的电子技能普遍较好。

参考文献：

[1]姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践—国家示范性高等职业院校课程开发案例汇编[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]卢庆林.模拟电子技术[M].重庆大学出版社，2008，3.