工程化学论文十篇

时间:2023-03-26 22:07:47

工程化学论文

工程化学论文篇1

石油加工工艺学课程是化学工程与工艺专业的重要专业课程之一。该课程的教学中应注重培养学生的工程概念,建立工程意识,提高综合运用知识和解决实际问题的能力。完善与优化石油加工工艺学课程体系与内容,进一步提高课程教学质量与人才培养水平,是各石油高校人才培养的重要任务与研究课题,需要同行进行长期不懈的探索和努力。我校在原有教学大纲基础上,增加工程实践内容,提高学生的工程意识和分析问题解决问题的能力;教学方式多种化,板书与多媒体结合,引入相关的声像资料、图片资料,帮助学生深入理解授课内容;成绩评定中增加文献撰写部分及讨论部分成绩,提高学生查阅、加工文献及表述能力。

2教材的选定

以林世雄主编的石油炼制工程(第四版)为主,参考侯祥麟主编的中国炼油技术,沈本贤主编的石油炼制工艺学,陈绍洲主编的石油加工工艺学等优秀教材,适当增加石油资源高效利用、清洁燃料生产和石油炼制工业关键技术的新发展等新内容,形成具有自己特色的课程内容,与时俱进,扩大知识范围,为学生提供更大的学习空间。

3每章增加课后习题

为了提高学生的学习效果及自我总结能力,每章增加不同类型的课后习题与思考题。包括石油产品有哪些分类及各自用途等基础性习题;冬天柴油车挂蜡如何处理等与实际生活相关的习题;如何根据油品的特性实现油品的安全管理等与实际生产相关的习题。学生即掌握了基础知识,又可以运用所学知识来分析和解决实际问题。另外每章结束后要求学生对本章重要知识点进行总结,再相互交流,把握主线,整体思路清晰。

4教学方法改革

4.1现代教育技术的应用多媒体教学课件以它图文并茂、动静结合的表现形式,达到增强了学生对抽象概念、图形性质和学科定理的理解与感受,从而极大地提高了课堂的教学效果。石油加工工艺学课程具有专业性强,需要良好的专业知识铺垫;知识综合性强,涉及内容广泛,内容复杂,新工艺技术、新标准繁多;应用性强,理论与实际密切结合等特点,决定了该课程的授课形式必须多样化,达到最好的教学效果。所以授课中把新工艺、新标准等以多媒体的形式讲授,既直观、形象、又便于学生了解掌握,节省教师画图、画表的时间,在有限的教学时间里实现了大容量、高效率的教学。运用视频将理论与专业实验、仿真素材等紧密联系起来,如对实沸点蒸馏先进行理论介绍,再播放视频,一动一静,将枯燥的理论以实际过程表现出来,提高学生的学习效果。课外学习平台也不断完善,包括授课视频、实验视频、课件、配套习题、实际问题解决方法等,用现代技术及丰富生动的内容吸引学生的学习兴趣,提高学生自主学习的能力。

4.2启发式与对比式教学相结合为了改变大学生在中学阶段养成的被动式、机械式的学习方式,变被动为主动,增加学习的积极性,提高对知识的渴望与兴趣,本课程的讲授过程中大量采用启发式教学。如在讲授清洁燃料生产时,先通过图片了解现在全球气候变化带来的影响,并给出具体数据,再讨论导致的原因。汽车尾气的排放就是源头之一,为了改善全球气候,减少汽车尾气排放的污染物是当务之急,这就要求提高燃料的质量,即生产清洁的汽油和柴油。应用启发式教学,从我们切实能体会到的事情出发,引导学生运用所学知识去解决实际问题,既可以把问题简单化,又增加了学生的学习积极性和兴趣。除了启发式教学外,还并用对比式教学方式,两者相互补充。如把汽油和柴油进行对比讲解,找出异同点,便于学生的理解与掌握。先指出汽油机与柴油机的虽然都是活塞式发动机,工作过程都是由进气、压缩、膨胀做功、排气4个过程构成,但两者的压缩比、进入气缸的气体、着火方式等不同,所以对燃料的要求不同。汽油和柴油在发动机中燃烧不正常时都会发生爆震,且爆震现象相同,但是产生爆震的原因及时期却完全不同,两者用不同的指标来表示其抗爆性,由此得出各自的理想组分。通过对比归纳,内容清晰,层次分明,相似的知识点不易混淆,便于理解与掌握,取得了良好的教学效果。

4.3小组讨论形式进入课堂为了提高学生的学习积极性,我们会不定期的提出一些与石油相关的问题,鼓励学生通过各种渠道(期刊、报刊、互联网、电视等)收集资料进行了解,之后在课堂上进行分组讨论,把枯燥乏味的理论知识结合到我们的生活中,学生积极性较高,课堂气氛高涨。比如绪论讲完之后提出问题:石油与你有多大关系,你一天消耗掉多少石油?在下次课中用部分时间进行分组讨论,在激烈的讨论中,同学们各抒己见,真正了解到了我们的衣食住行确实离不开石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我们想要的产品呢?有了疑问和好奇心,增强对本课程的兴趣。

4.4培养独立查阅并加工文献的能力在授课过程中提出几个比较热门的课题,如原油价格对国民经济的影响?炼化企业如何实现清洁燃料的生产?现代炼油工业发展趋势?中国的能源安全及战略问题等。学生根据个人兴趣,选取某一个课题,独立查阅文献并经过整理完成一份报告,提高学生查阅加工文献的能力,为以后毕业论文奠定良好的基础,又加深对某一方面的深刻理解。

4.5加强工程意识与理论的联系石油加工工艺学是一门专业课,除讲授理论内容,还引入大量工业生产和科学研究案例,提升学生工程意识与理论联系实际的能力,真正做到理论与工业生产紧密相连。如以辽阳石化加工原油-俄罗斯原油为例,根据原油性质、实沸点蒸馏数据及直馏产品性质,确定加工方案;以辽阳石化550万t/a常减压装置为例,讲授常减压装置工艺流程、主要设备、直馏产品性质等,运用实测数据进行产品实沸点切割计算,分离精确度计算等;增加解决实际问题的环节,如当某一侧线产品出现头重尾轻的时候应如何调节操作?本专业定期聘请工厂有经验的专业技术人员到学校进行讲课,介绍工厂相关装置概况、原料及产品、市场需求、主要设备及生产工艺流程、从事化工行业要注意的安全事项等事项,使学生不但有了安全意识,也对实际生产过程有所了解,有利于理论知识的理解,引起学生对自己未来工作的兴趣,提高学习动力。专业实验最能反映专业特色,是与本专业学科发展关系最密的实践性教学环节,因此我们不断对专业实验教学环节进行改善,除了开设传统的验证性实验外,又增加了设计型、研究型实验;建设炼油化工与自动化仿真培训中心,强化学生的工程实践与运行能力;鼓励学生参加“中国石化-三井化学杯”大学生化工设计竞赛,聘请设计院人员与教师共同指导,培养学生的创新思维和工程技能,培养团队协作精神,增强学生的工程设计与实践能力,实现“卓越工程师教育培养计划”。

5教师实践能力的提高

作为石油加工工艺学课程的老师,本人除了具有丰富的理论教学经验,也具有实际生产经历,曾在中石化沧州炼油厂催化裂化装置工作两年,每年参加知道学生下厂生产实习实践教学环节,并于2012年在辽阳石化炼油厂进行为期一个月的实践培训,因此对炼油加工工艺过程及主要生产设备的操作及工作原理颇为了解。在理论教学过程中,能够将实际生产与理论知识结合在一起,并对生产中遇到的问题作为实例进行分析、讲解,提高了学生的学习积极性及理论联系实际,分析问题和解决问题的能力。从事石油加工工艺学课程的教师除了担任理论教学外,还担任专业实验、毕业设计论文、生产实习及实践教学环节的指导工作。在学校、学院的推荐下,每年都有青年教师到中石油辽阳石化公司的生产一线进行实习,并派专业教师参加相应的技能培训,定期聘请工厂专业技术人员到学校进行讲座,以提高青年教师的工程实践能力。

6结束语

工程化学论文篇2

1.1关于绿色化学的反应技术

所谓的绿化化学主要指的就是能够对环境不会造成污染,同时也能够十分有利于保护环境的化学工程。简单的一点来说主要是采用化学的技术以及方法来有效的减少或者是消除一些对于人类有害以及防治社会安全发展的不利的因素。绿色化学主要就是将污染从源头进行有效的消除,其中也包括了含有原子经济性以及高选择性的一些反应,同时绿化化学能够生产出来对于环境有利的一些材料,并且也能够经过回收废物进行循环利用的科学。

1.2关于新的分离技术

从广义的角度来看,所谓的分离强化首先就是要对设备进行不断的强化,然而在对生产的工艺进行强化,进而从整体上来说就是只要能够将设备变小以及能量转化效率提高的技术变为化学的分离技术强化的结果。这样做不仅仅能够更好的有利于可持续发展的理念,同时也是化学分离技术的发展趋势之一。但是,传统的化工分离技术主要是根据沸点的不同,把一些不同组成成分的物质进行分析,然而随着科学技术的不断发展以及对于该项工作的不断研究,进而得出该项技术具有着十分广阔的发展前景,但是在应用的过程中还是存在着很多的问题,主要是这项技术的研究对分子蒸馏的基础理论研究相对来说还是比较少,并且在理论方面也没有能够得到充分的说明。但是随着科学技术的不断发展,分解技术也得到了不断深入的研究,并且也取得了不错的效果,并且也渐渐的把信息技术引入到了分离技术的研究以及开发当中,进而在对热力学以及传递的性质进行的研究,对于分子模拟大大的提高了预测热力学的平衡等,因此在进行研究以及开发的过程中对于分离技术具有着十分深远的意义。

2在热传导过程中的研究进展以及方向

2.1关于微细尺度传热的研究

所谓的微细尺度主要是从空间尺度以及时间尺度微细的研究以及对传热学规律的研究,目前在传热学当中已经是成立了一个分支,并且其发展的前景也是十分的广阔。在物体的特征尺寸要大于载体离子的平均尺寸的时候,就是连续的介质便依然是成立的,然而因为尺度是微细的,并且以前的假设影响因素也将会随着发生着改变,进而将会导致流动以及传热的规律出现一定程度的改变。当前随着纳米以及微米的技术得到了不断的发展,并且已经是受到了人们十分广泛的关注,在很多的领域当中也都在是围绕着微细尺度传热学进行不断的研究,并且已经是在不少的领域当中取得了不错的成果,比如在微型热管以及高集成的电子设备当中。

2.2关于强化传热过程中的研究

对于这项研究主要是从改进换热器的设备方面进行入手的,其研究开始的目的主要是为了能够更好的提高传热的效率,同时也是为了能够改进设备的持续对外放热,对于这项研究的改进主要是包括了传热材料以及生产工艺的改进,同时将传统的设计进度优化等内容。

2.3关于传热的理论研究

在最近的几年来,该项工作的研究人员主要是在滴状冷凝在生产中的应用进行研究,但是一直到目前也没有能够得到实现。其主要的问题便是怎样的获得实现的滴状冷凝,以及如何的是冷凝的表面寿命得到延长。目前其主要的问题就是如何改变冷凝界面的性质,以及怎样才能够将冷凝应用到工业当中进行传染改造。在沸腾传热的过程中,其传热的方式不仅仅在机械以及石油化工行业当中得到了十分广泛的应用,同时也在航天行业当中得到了十分广泛的应用。长期以来人们也一直对于液体出现核态沸腾的主要原因进行着不断的研究。

3结语

工程化学论文篇3

三峡大学水利工程施工课程教学团队经过长期的研究与实践,对课程教学内容和教学体系进行优化改革,丰富立体化教材建设的内涵,构建了以纸质教材为核心,现代信息技术为平台,以工程施工影像实录、基于虚拟现实技术的施工过程三维可视化仿真、Flas为载体,集课堂教学、学生自主学习、教师辅导答疑以及教学质量反馈和实时监控为一体的立体化网络教学系统。该教学系统的设计遵循了实用性、异步性、交互性、生动性、先进性、可扩展性等原则,实现了由传统的以单一教材为主的教学模式向利用现代多媒体信息技术整合学科课程的转变。

1.优化课程内容和结构。以水利水电工程各类水工建筑物的施工为对象,依其施工技术、组织特征,建立相应的科学体系,归纳了几个典型建筑物(如土石坝、混凝土坝和地下洞室),引入案例教学法,按这些建筑物的施工程序(施工过程),阐明它们的基本技术组织原理,构成课程结构体系的骨架。

2.构建分级课程导学体系。学生需要通过教师的导学安排来学习,教师导学的任务主要包括三个:一是为学生提供充足的学习资源,引导学生正确有效地学习;二是指导学生,解答其在学习过程中遇到的问题;三是监控学习过程,并对学习效果进行评估和考核。本教学团队按照“课程团队-课程辅导教师-教学班-学生”设置分级导学体系,导学方式包括课堂教学、分组讨论、在线辅导和讨论等。课程团队负责课程的整体设置,包括制定教学大纲、考试大纲,安排教学进度,分配教学资源,以及确定教学方案等。课程辅导教师负责按照课程团队的安排实施具体的教学活动,如引导学生学习,评价学生的学习效果等。教学班的设置是以班为单位组织教学,安排学习任务。学生按进度安排参加课堂教学,完成课外自主学习。

3.建立立体化教学资源库。教学资源库包括了优选的课程纸质教材、立体化的多媒体课件与辅助教学的案例库动画短片、习题库等教学资源。(1)多媒体课件。教学团队充分利用先进的现代教学手段,开发了多媒体教学软件和工程资料录像等教学课件,主要用于教师的课堂教学。课件的信息量与课程教学的学时相适应,用提纲式的幻灯,阐述课程的重点、难点。(2)辅助资源库。为了辅助教学,除了多媒体课件外,还需要大量脚本数据、图形、音频、视频、教学软件等元素释解教学难点,从而提高课堂教学效率。这些资源以施工对象为单元形成辅助资源库,用于教师备课和学生扩展知识。主要包括工程导航(已建工程施工技术影像实录)、视野拓展(新技术、新材料、新工艺)、仿真动画(对难以理解的复杂施工过程及其组织开发基于虚拟现实技术的三维可视化动态仿真模型,对复杂的工艺过程开发Flas等)等模块。教学团队自主开发制作和整理了三峡、水布垭、龙开口等工程施工过程的三维动态演示视频及部分施工机械和施工技术的视频,根据教材中的附图制作了flas,通过对施工技术的说明及工程实例的演示,将枯燥的文字表述和静态的黑白图片变成动态影像,直观形象地演示大坝的浇筑过程,进行施工方案优化分析等。(3)习题库。试题库,是以课程为单元的测试手段集合,用于检验教学效果。团队精选并编写习题,兼顾题目的难度和广度,注重解题思路和技巧的培养。其特点是可以通过计算机随即抽取、组合,以适应不同的测试对象,利于考教分离。主要用于教师对学生考核及学生自测。

4.开发网络互动平台。其主要功能:(1)系统导航与管理。本系统主要通过检索、导航条、图文链接等方式实现导航,提供对应课程标准、教材内容简介、教学大纲、任课教师情况、考核方法以及使用本系统的操作步骤和方法等。(2)基于网络的教育资源共享与互动学习。基于网络的虚拟教学环境,让远程共享与远程学习成为可能,为学生深入学习水利工程施工提供平台,学生可以利用网络方便快捷地获取自己所需要的资源,为师生之间提供即时的讨论、答疑平台。(3)实时反馈与评价。系统可以实时考查学生的学习效果,并将结果反馈给学生和教师。教学效果评价包括单元测试、课后作业、综合测试和教师课后评价等。学生针对学习内容进行自我测试,教师依据测试结果评价学生的学习情况,学生也可以根据自测结果了解自己目前的知识水平,选择相应的学习内容进行学习。

二、结论

工程化学论文篇4

语言问题一直是制约国际化教学的关键因素之一。高质量的英语授课体系将大大降低留学生的学习难度,吸引更多外国学生来校学习。出国培训是提高教师英语教学能力的有效途径之一。通过国际交流,可以全方位、深层次地了解国际化教育理念,培养英文授课、沟通等各方面能力,学习国内外高水平大学人才培养方案,考察国外优质教学资源,以及国外学生培养质量保障体制等。结合个人国外进修经验,提出如下建议和改进措施。

(一)延长出国进修时间

学校出国进修期限为三个月,由于时间较短,进修人员往往很难获得国外名校的邀请函,如不是与国外高校已有良好的合作关系,则需要花很大的精力才能找到接收的高校和合作导师,而有的教师因为没有获得邀请函而放弃进修资格。此外,除倒时差、熟悉环境、提高英文听说能力以及回国前期准备等因素,真正用于学习的时间仅两个月,进修者难以从头至尾地听完一门课程。因此,建议延长进修时间至六个月,以利于提高课程学习及综合培训效果。

(二)双语班及中文班的开设

目前,学校海外留学生课程基本为全英语授课。一方面考虑到留学生的语言障碍,难以听懂中文;另一方面考虑到留学生基础相对较弱,不宜与中国学生同堂授课。这种做法在国内外皆少见,譬如在美国的中国留学生,不会因为语言障碍或者基础差异而单独分班授课。今后学校在对留学生入学中文水平提出要求的同时,教学方式也应作出调整。可以在大一进行全英文授课,在大二、大三采用双语教学,而大四进行全中文授课。这样既可以降低非母语教学导致教学质量的下降,也有利于留学生提升汉语沟通能力。

(三)网络课程的建设

学校土木工程专业国际化教学基础较弱,多数教师没有经过培训就开始了留学生教学工作。虽然很多教师,尤其是博士毕业的青年教师,具有一定的英语表达能力,但由于缺乏英文课程背景认识,对留学生教学无所适从,课堂效果难以保证,甚至有些课程难以开课。美国很多著名的大学,如普渡大学(PurdueUniversity),学生可以通过选修网络课程获得学分。这些网络课程往往由名师授课,且在网站上提供了大量丰富的学习资源。笔者建议可以与此类大学开展合作,借助国外高校的师资力量,通过国际交流与合作,迅速提升学校英文教学水平。同时,学校也可以成立课程小组,群策群力,加强自身网络课程的建设,为课程建设提供持续、强有力的支撑。

二、课堂教学

IPFW课程安排比较灵活,课堂教学的时间除了上午、下午外,中午和晚上同样有课程安排,课时1小时15分钟,中间没有休息。这有利于兼职工作的学生选修适当的课程,提高学习效率。此外,教师教学方法,不受场所的局限。国外专业课也比较灵活,教师非常重视案例教学,每堂课基本在复习上次课的重点之后,都会介绍新的知识点,然后以例题为主进行讲解。这样可以使学生较好地理解和掌握所学内容并加以应用。国外高校非常重视实践性教学,每门课程都有实践环节。如测量学的教学与实践如影相随,混凝土基本原理的任课教师有自己的设计室,学生会用相关软件进行实际工程设计与分析。回国后笔者在建筑结构设计课程教学工作中尤其注意以下4方面的问题:(1)了解学生背景,来自哪个国家、知识体系等,在课堂中的一些相关的作业,如查找自己国家的相关规范标准;(2)教学内容要系统、条理清楚,且不宜过多;(3)教学方法要灵活,课堂气氛要活跃,重视交流、讨论等;(4)备课要充分,对于常用的专业词汇要牢记,课件最好自己动手做,采用启发式教学。经过一个学期的努力,取得了较好的课堂效果,期末考试的考题也同中国学生的考题难度相当,绝大多数留学生成绩优良,能够掌握所授主要内容。

三、教学组织及教学评估

美国很多高校教学系统直接为教师及学生服务,如IPFW使用的一种叫BlackBoardSystem系统,每个教师和学生都有自己的账号,教师会将课程的教学大纲、教学课件、作业、教学视频及其它资料在课程开课前传到系统,供学生参考查阅。IPFW的土木工程系日常管理相对高效,只有一个教学秘书,全面负责日常的教学安排、会议组织等。教师无论什么职称、职位都有一间独立的办公室,很人性化。教学秘书的办公桌位于办公区的中心,方便与所有教师交流沟通。另外每到学校节日或者教师生日的时候,教学秘书会发放祝福的卡片或者小礼物,让人感觉到集体的关怀,营造出一种温馨氛围,提升教学效果。教学评估方面,美国工程技术学术委员会负责对土木工程专业办学质量的考核,不同学科、专业首先根据ABET要求及自身发展情况,制定相关的评估标准和细则。每隔4年,该委员会直接派专家或委托专门机构对相关专业进行评价。而对教师的教学质量评价来自两个方面,一是学院及土木工程系基于ABET的要求,从多角度考核教师的教学效果;二是学期末发放教学评价表,由上课的学生对教师作出评价。教师对学生课程的考核也是多方面的,基本上教师每次课后都会留作业,期末考试之前会有3~4次小考,另外会安排学生分组进行实验,学生要进行成果汇报,学生的最终成绩由平时作业(20%),期末考试(20%),报告(45%),出勤情况(5%),小测验(10%)五个方面加权平均得出。

四、教材选编

实行国际化教学,必须选择配套的双语或全英语教材。最近几年虽然不少出版社都引进了一些原版英文教材,也有不少国内学者着手编写双语或全英语教材,但真正适应学院国际化办学特色的高质量课程教材却很少。在直接选用国外教材时,应基本符合中国最新的规范要求。很多国外的优秀教材,一般都带有PPT,方便教学使用。但国内外规范并不完全相同,因此要做必要甚至大量的修改才可以使用。由于规范及内容的差性,很多国外的教材不一定适合,有些课程如绿色建筑、建筑结构设计很难在国外找到对应的教材,这时需要组织力量,编写合适的双语或全英语教材。学校应该出台相关规定,提供相应的资金支持,促进留学生教材的编写。此外,由于国外英文教材比较昂贵,学校图书馆应及时扩充购买相关教材及图书,方便留学生和教师借阅。

五、结语

工程化学论文篇5

1课程教学的目标

根据《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高〔2006〕16号)和《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的若干意见》(教高〔2000〕2号)等文件精神,高职高专院校正积极进行课程建设和教学改革,践行工学结合的教育思想。高职高专工科课程大多数是理论与实践结合紧密的课程,采用使用模块化案例教学法,改进教学手段和方法,可以提高教学效果和质量[4]。1)促进教学方法的多样化,激发学生学习的主动性和积极性,提高教学质量和人才培养质量。模块化案例教学法,以生动形象的案例代替枯燥无味的理论,具有真实性。其教学内容是实例,给人以身临其境之感,可以激发学生的学习兴趣。通过案例中的实践教学环节培养学生解决实际问题的能力,并提高学生实际设计和应用开发能力。2)使学生牢固掌握课程知识。以“单片机原理与应用”为例,让学生掌握单片机各个功能模块的工作原理,学会绘制硬件原理图,掌握仿真单片机及其程序以及外部接口电路,掌握单片机仿真软件KeilC51,Wave6000,ProteusISIS的使用,真正做到学以致用,以适应社会的需求。3)进一步深化理论教学改革,使理论与实践更有效地结合。模块化案例教学法以案例为媒介,先把课程分成若干模块,在每个模块中加入若干生动案例,再通过仿真软件Proteus把运行结果直观地展示给学生。以理论为分析基础,模块化学习,项目化考核。通过案例的探讨和剖析,学习和应用理论知识。4)进一步深化教学改革,提高课堂教学质量。通过该方案可以有效提高学生的实践动手能力,让学生通过设计模块和案例,轻松掌握知识,具有一技之长。结合高职高专院校开展的“教学做”一体化教学改革,在工科课程教学上尤其是“学”和“做”环节,深入推进该方案,是非常有意义的。

2教学方案的实施

模块化案例教学法在高职高专工科类课程中的实施,需要结合学校的重点专业群和综合实训室建设,利用先进的实训室条件,制定详细的实施方案。重点环节包括如何进行课程体系的模块化,如何精心设计和选取案例,案例和模块相关知识点的吻合度,案例的实现等,具体细节如下:1)课程模块的划分。模块化的单片机案例教学,首先,把单片机系统分成若干个具有独立功能又可以互相衔接的简单模块,然后,将案例教学法融合其中,将复杂难懂的指令、语法、编程及其电路分解,使编程简单化、电路透明化。通过对各个模块案例的学习,使学生牢固掌握相关电路原理设计及编程方法,达到学以致用,举一反三的目的。2)模块案例的设计。从学生的具体情况和兴趣着手,每个模块中的案例难度适中,把相关的基本概念和基本知识联系到一起,用最短的时间和最有效的方法,使学生掌握抽象的理论知识,提高专业技能和综合素质。3)案例的实施和优化。教师根据模块知识点选取案例进行课程教学,同时,依据具体情况综合使用多种教学方法。在各个模块的案例安排及选择上,教师要引导学生由发现模式的研究性学习向探究模式的研究性学习过渡,采用自主探究模式的研究性学习。在每一模块的学习中,确定要解决的问题,并给出能实现某一目标的参考程序代码,让学生进行模仿和实际操作,同时不断对模块的案例进行扩充和优化。本教学方案的实施遵循循序渐进的原则,分为教师和学生2条主线,分层次、分阶段研究。教师主线是从模块划分、案例设计与实施到模块案例库的建立;学生主线是从产生兴趣、明确学习目的、自主学习到参与评价教学。本教学方案的实施过程如图1所示。以“单片机原理与应用”为例[5],首先,把该课程分成单片机入门、单片机硬件结构模块、软件模块、内部资源模块(含定时/计数器、串行通信、中断系统)、外部扩展模块(含存储器扩展、I/O,A/D,D/A,人机接口)、综合应用模块,如图2所示。每个模块根据内容设计若干个知识点的案例,并设计1个综合案例,或几个模块设计1个综合案例。这样就把一本书的重点、难点分解开了,使教学更具有针对性,便于学生掌握。同时,又可以融合形成一些综合案例,提高学生的对知识综合运用的理解。如在教授异步通信的类型时,针对学生不易掌握全双工方式通信,设计一个案例[6],如图3所示,1,2号机把P1口的开关状态通过TXD,RXD进行互传,把状态信息送到P2口,并经过2片7447驱动BCD码数码管显示,1号机显示信息反映的是2号机的开关状态,2号机显示的是1号机的开关状态,还可以通过示波器VT观察波形。有了例子,学生对全双工含义的理解更容易了,再通过自己动手设计、连线,加深对知识点的印象,学习兴趣更高了。

3教学方案的创新点

高职高专类工科课程大多数是应用性和实践性很强的课程,在教学过程中,穿插运用CBE(Compe-tency-BasedEducation)模式,即能力本位教育,它以掌握某一种职业的从业技能为教学目标,更有利于培养学生的综合能力。模块化案例教学以能力作为教学的基础,强调社会的择业需求和学生的主体作用,教学形式灵活多样,探究式学习,强调学生的自我学习和评价,充分发挥学生的主动性。1)融合模块化教学和案例教学,扩充了高职高专工科课程的教学体系,进一步深化了高职高专应用型课程的教学改革,符合相关文件所提的提高高职高专课堂教学质量的要求和“教学做”一体化的要求,创新了教师教育教学方法。2)把模块化教学和案例教学法有机融合,丰富了教学手段,提高了生动性,进而提高了教学效率。在教学过程中,利用直观的案例仿真,使教师在课堂上有东西可授,学生有知识可学,同时,可以让学生直接看到形象的运行结果,从而激发其学习兴趣。3)该方法重点培养学生运用知识的技能和技巧、自我管理和自我发展以及与他人合作共事的能力。每位学生均可参与实验操作和仿真案例,由被动学习变为主动学习,提高了协调能力、知识迁移能力、设计和创新能力。

4实践意义

随着高职高专教育教学改革的深入,尤其是工科类课程的教学改革,已经从单纯的“教和学”转变为“教学做”,提高实践动手能力势在必行,需注意理论教育和实践教育的双重把握。若采用理论课与实验课教学分开进行的传统教学模式,就会使该课程枯燥乏味,学生只是被动机械地去记忆基本原理。模块化案例教学,在项目的实践中完成课程知识的学习,利于学生对硬件结构和基本原理融会贯通。不断研究和探索,可进一步完善学校人才培养方案,使教学模式更加科学合理,为培养高质量的技能型人才奠定更加坚实的基础。1)对教学的意义。不仅对工科课程教学模式有重要的实际应用价值,而且对其他课程的教学模式改革起着重要的借鉴和指导作用。2)对教师的意义。教师在教学过程中起主导作用,必须熟练掌握教学内容,及时更新知识,善于反思,及时总结,用以指导自己的实践。案例教学在单片机教学中的运用研究有利于提高教师自身的素质和教学水平。3)对学生的意义。案例教学重视学生的参与性与主动性,结合能力本位教育和分模块教学,可以促进学生群体思考和主动学习,能把枯燥的学习变成生动的学习,提高教学效率。4)对培养目标的意义。强化学生职业技能培养,提高就业竞争能力,实现高职高专的人才培养目标。目前,技术日新月异,高校采用传统封闭型的课程教学培养的学生已难以满足社会对专业型人才的迫切需求。采用模块化案例教学是培养单片机技术人才的一条有效途径。

5结束语

工程化学论文篇6

关键词:课程设计;生物化学,启发

1教材分析

1.1教学内容在教材中的地位

生物化学教材内容多且学时少,学生普遍感到生物化学难学,但也有学好这门课程的愿望。本课程所用教材是杨丽萍主编的《生物化学》第四版,绪论是第一课,是对本课程的高度概括,是学习生物化学的前导。讲好绪论,对激发学生的学习兴趣起着非常重要的作用。

1.2学情分析

授课对象为生物技术专业本科的学生,之前已经学习过无机化学和有机化学,化学基础相对较好,学习主动性、积极性、理解分析能力较强。所以在教学过程中要将绪论讲的新鲜有趣,就可以激发学生对生物化学的学习兴趣,产生求知欲。有了这种求知欲,将为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础[1]。

1.3教学目标

知识目标:(1)掌握生物化学研究的内容与范围;(2)熟悉生物化学发展的历史;(3)掌握生物化学的知识框架,熟悉生物化学的学习方法。能力目标:培养学生掌握正确的学习方法和生物化学的知识框架。

2教法和学法指导

2.1教法

(1)层层递进提问法:提问贯穿于本次课程教学过程,其目的是学生可以带着疑问去思考。不仅激发学生的求知欲,还能课程内容逐步深入、前后贯通。(2)直观教学法:利用多媒体课件和合理的板书设计,加深学生了对绪论知识目标的理解掌握,从而为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础。(3)启发对比法:这种方法变学生被动性学习为主动学习,培养了学生分析、归纳总结问题的能力。(4)列举实例法:学生自己探究问题,分析问题,提高了运用所学生物化学知识点分析、解决实际问题的能力。上述的四种传统教学方法的综合运用,结合了教师的主导作用和学生的主体作用,培养了学生分析、归纳总结问题的能力,提高了学生的综合能力。

2.2学法

(1)学生应课前做好预习;(2)课上注意听讲、记好笔记;(3)课后做好复习。老师应介绍怎样预习、如何记笔记、及时复习和回顾已学的知识点等。把学生引导到生物化学知识的范围中来,同时教导学生学会用生物化学的理论去思考问题,提高学生分析、总结生物化学问题的能力[2]。

3教学程序设计

3.1引入课题(10min)

由生物界的各种现象引出生物化学的概念—是研究生物体的化学。在学生理解后设置问题:自然界中生物体的化学现象多种多样且复杂多变应如何分析?此处设此问题以调动学生的求知欲。如果学生回答不准确或不能回答,则继续问:怎样揭示生物化学现象的内在规律?启发学生回答:要研究生物界这个复杂结构体系的物质组成及其变化规律的基本原理,基于生物组成及变化规律的一致性建立生命现象基本原理整体框架。进一步设置问题:如何研究?再启发学生举例回答,从而进入下一环节--生物化学发展简史[3]。

3.2讲授生物化学发展简史(15min)

3.2.1生物化学研究的启蒙阶段在中华民族的历史中很早就出现了酿酒、制酱、做醋等应用;在唐代药王孙思邈的《千金翼方》中就有“治脚气常做谷白皮粥防之”,即使用含大量维生素B1的食物对脚气病进行治疗。同时还用猪肝治疗雀目(夜盲症)。讲到此处时用多媒体课件展示相关图片提高学生的学习兴趣;也可使老师的文字叙述变得更感性。3.2.2生物化学研究的初始阶段生物化学自18世纪中后期作为一个独立学科出现后,涌现出很多卓越的科学家。讲到此处,用多媒体课件详细解读相关研究。原因有三:(1)吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣;(2)为后续内容如糖酵解、三羧酸循环和脂质代谢等的生理现象的讲解做铺垫;(3)为之后知识拓展埋下伏笔。3.2.3生物化学研究的快速发展时期生物化学研究中诺贝尔奖获得者也不乏其人,对生物化学的发展起着深远的影响。讲到此处可与3.2.2的内容做对比,有利于学生对知识点的理解和记忆。然后设置过渡问题:从这些研究中可以总结出生物化学研究的什么规律?

3.3生物化学的知识框架和学习方法(20min)

首先设置问题如“生物体的化学组成是什么?”,引导学生思考。此处讲授人体每天都和环境进行物质的交换,即新陈代谢。新陈代谢中酶催化了绝大部分生化反应,与此同时生物体具有精密的自我调控方法。这点从几个层面为学生理清思路,进行下一步学习奠定基础。为了使学生能更深层次地理解和掌握这一知识重点,可适当举例说明。从“种瓜得瓜”推导出遗传的概念,结合本学科的最新研究进展介绍遗传的相关知识点[4]。授课过程中引导学生讨论能激发学生探究问题的活跃气氛,应提倡学生积极参与回答问题。用多媒体课件展示相关知识点,同时穿插知识点覆盖的实例。

4课堂小结

在绪论的教学过程中应不拘泥于教科书,不能生搬硬套、平铺直叙、枯燥乏味的讲解是扼杀积极性的。绪论课最重要的目的是让学生形成主动学习的意愿。因此可介绍一些目前在基因诊断及其基因治疗方面的成功事例,让学生明白生物化学是和我们生活健康密切相关的,从而激发学习的积极性和主动性。与此同时,绪论最有价值的知识是关于方法的知识。生物化学是一门记忆与理解并重的学科,在记忆的基础上理解并融会贯通才能牢固记忆[5]。

5课堂效果分析

通过四种教学方法的综合运用,激发了学生学习生物化学的兴趣,不仅让学生学习相关知识,同时学生也在分析、理解及融会贯通中建立了科学的思维方式[6]。

作者:朱会霞 孙金旭 单位:衡水学院

参考文献

[1]郑凯迪,王建光,毛孙忠,等.讲好绪论调动起学生学习生物化学的兴趣[J].大学教育,2013(13):118-119.

[2]张艳芳,张煜,单琳琳,等.医学生物化学绪论教学的探讨[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2010(6):582-584.

[3]张璟,尹战海,李霞,等.浅谈生物化学绪论课教学[J].西北医学教育,2008(3):608-609.

[4]冯晓帆,柳春,王艳杰,等.生物化学绪论教学中激发学生学习兴趣的实践[J].基础医学教育,2015(7):587-588.

工程化学论文篇7

1)了解发酵过程与双极膜电渗析集成的基本理论。2)熟悉发酵罐与双极膜电渗析的基本操作。3)研究发酵过程与双极膜电渗析集成操作的最佳条件。

2实验原理

在发酵生产乳酸的过程中,乳酸的不断产生会造成发酵液的pH不断下降。pH过低会影响发酵液中乳酸菌种的活性,甚至造成乳酸菌种死亡,直接影响发酵过程的效率。传统的乳酸提取工艺如图1左图所示,是在发酵液中投加生石灰或碳酸钙来中和产生的乳酸,以维持发酵液的pH在中性范围。由于发酵液中加入的生石灰或碳酸钙会产生大量难以有效处理的硫酸钙副产物,不符合现代化学工业绿色化和环境化的理念。乳酸发酵的现代生产工艺流程见图1右图,整个工艺流程包含了发酵、脱色、超滤、双极膜电渗析等过程。结合上述工艺流程,实验室相应开设出乳酸发酵实验、发酵液预处理———超滤和脱色实验、乳酸盐转化为乳酸———双极膜电渗析实验以及发酵过程与双极膜电渗析集成操作实验。本文重点介绍将发酵过程与双极膜电渗析进行集成操作的实验内容。对经过预处理的(脱色和超滤后的)发酵液进行双极膜电渗析,得到乳酸;同时将双极膜电渗析产生的碱用于发酵过程的pH调节。从而实现了在提取回收乳酸产品的同时,又能进行乳酸的发酵生产。实验中的乳酸发酵和双极膜电渗析是一个集成过程,而不是连续操作的过程。双极膜电渗析的原理如图2所示。图2中的双极膜电渗析是用双极膜代替普通电渗析的部分阴、阳膜或者在普通电渗析的阴、阳膜之间加上双极膜构成的。双极膜电渗析的最基本应用是在反向偏向电压下产生水解离生成H+和OH-,分别与盐阴离子(X-)、盐阳离子(M+)结合生产酸(HX)和碱(MOH)。从而在集成操作的过程中,实现了在将乳酸盐转化为乳酸的同时,可以生成碱液(乳酸盐为MX,可以产生碱液MOH)。在提取乳酸的同时,将副产物(碱液MOH)返回至发酵过程,对发酵液进行pH调节,使副产物得到再次利用,从而实现了新型化工生产追求的过程集成性和高效性,并减少了原料或产品的周转过程。

3实验材料、仪器和试剂

3.1实验试剂乳酸发酵菌种:植物乳杆菌;发酵液500mL;电极室用水:0.3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(阴极室和阳极室各500mL);酸室和碱室为蒸馏水。发酵培养基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸钠2g、柠檬酸二胺2g、吐温-801g、磷酸氢二钾2g、七水硫酸镁0.2g、一水硫酸锰0.05g。

3.2实验仪器恒温振荡器、高压蒸汽灭菌锅、发酵罐、干燥箱、电子天平、pH计、生物传感分析仪、分光光度计、冰柜。其他常规实验器皿:烧杯、量筒、玻璃棒、酒精灯、接种环、培养皿、移液管等。直流稳压电源;明道式电渗析膜堆一套,外配容量为1000mL的烧杯5只,硅胶管(约0.5m)10根;小型潜水泵5个。按照图3,通过发酵罐控制主机箱上的蠕动泵,将双极膜电渗析的碱液隔室与发酵罐进行连接。为了降低发酵罐中染杂菌的风险,必须对连接的管子进行灭菌操作。发酵罐内由pH计进行实时监测,当pH低于设定值时,由蠕动泵自动将双极膜电渗析的碱液隔室中的碱液泵入发酵罐进行调节。由于软管内是强碱环境,故碱液室与发酵罐之间的连接管不需要进行灭菌操作。

4实验步骤

4.1双极膜电渗析的准备(1)组装膜堆:按“阳极板—隔板—双极膜—隔板—阴膜—隔板—阳膜—隔板—双极膜—阴极板”顺序组装膜堆,用长螺杆钉压紧膜堆。为了确保装置的严密性,应使隔板之间的垫圈厚度不超过垫圈槽,并使双极膜的阳膜侧朝向阴极板。此外,在用螺钉压紧装置时,应注意均匀用力,以防止装置变形甚至断裂。(2)连接设备:在隔板出口分别连接出水管和进水管。将进水管与外置烧杯中的潜水泵出口连接,将出水管的出口端连接到烧杯中,以确保循环通路畅通。(3)注入料液和电极水:在盐室中注入料液,在极室中注入电极水,在酸室和碱室中注入蒸馏水,此过程应保证料液淹没潜水泵。对于双极膜电渗析,应在实验结束后将各个隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用,应将装置拆卸还原,并确保各组件干燥和清洁。

4.2发酵过程的准备(1)种子培养基的培养:配制一定量的种子培养基,并在高压蒸汽灭菌锅中灭菌。灭菌条件为:121℃,20min。待培养基冷却至室温后,取新鲜斜面菌种,接入种子培养基中,在转速为150r/min的摇床中培养24h,温度恒定在37℃。(2)发酵罐灭菌:将配制好的发酵培养基加入到发酵罐中,此处应注意体积不能超过发酵罐总体积的2/3。然后将发酵罐和培养基一起放入灭菌锅中进行灭菌。(3)火焰接种法:先用医用酒精擦拭接种口;在火圈中加入酒精,点燃后套在接种口上;关小空气进气阀,调节进风,降低罐压,打开接种口盖;在火焰范围内打开种子培养基的瓶塞,在火焰上烧灼几秒钟后,迅速将种子液倒入发酵罐中;在火焰上烧灼接种口盖子数秒后,迅速盖好接种口盖,关闭空气进气阀。(4)发酵培养:接种结束后,对发酵培养过程的各项参数进行设定,开始培养。发酵过程中要打开冷凝器水阀。具体操作参数:转速为150r/min;温度为37℃;pH为6.7。

4.3发酵罐与双极膜电渗析集成操作过程的监测在集成操作过程中,要对发酵罐和双极膜电渗析同时进行监测,防止任一方出现问题导致集成操作失败。发酵过程:①通过发酵罐的主机控制发酵的pH条件、溶氧浓度和实验温度。每1h记录pH、温度和溶氧浓度,通过数据判断发酵过程是否正常;②每4h测量残余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量,以判断细菌的生长情况和乳酸的生成情况。双极膜电渗析过程:①双极膜电渗析过程调整稳压电源的电压和电流值来控制实验条件,每1h记录电压、电流。②每4h测量酸室中的乳酸浓度、碱室浓度和碱室碱液体积。

5分析方法

5.1葡萄糖和乳酸的测量在发酵过程中,要间断地取样进行监测。发酵液中含有有机酸盐、无机盐、菌丝体、蛋白质、脂肪和糖类等。双极膜电渗析过程的料液是经过超滤和脱色之后的发酵液,主要成分为有机酸盐(主要为乳酸盐)和无机盐类物质。实验中使用生物传感分析仪获得葡萄糖和乳酸含量。

5.2生物量的测量在发酵过程中,要及时监测乳酸菌的生长情况。取样后,用0.3mol/L的稀盐酸溶液稀释,目的是消除一些沉淀性盐的影响。在波长为600nm处,测量吸光度。

6实验注意事项

工程化学论文篇8

1.1实验试剂

乳酸发酵菌种:植物乳杆菌;发酵液500mL;电极室用水:0.3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(阴极室和阳极室各500mL);酸室和碱室为蒸馏水。发酵培养基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸钠2g、柠檬酸二胺2g、吐温-801g、磷酸氢二钾2g、七水硫酸镁0.2g、一水硫酸锰0.05g。

1.2实验仪器

恒温振荡器、高压蒸汽灭菌锅、发酵罐、干燥箱、电子天平、pH计、生物传感分析仪、分光光度计、冰柜。其他常规实验器皿:烧杯、量筒、玻璃棒、酒精灯、接种环、培养皿、移液管等。直流稳压电源;明道式电渗析膜堆一套,外配容量为1000mL的烧杯5只,硅胶管(约0.5m)10根;小型潜水泵5个。通过发酵罐控制主机箱上的蠕动泵,将双极膜电渗析的碱液隔室与发酵罐进行连接。为了降低发酵罐中染杂菌的风险,必须对连接的管子进行灭菌操作。发酵罐内由pH计进行实时监测,当pH低于设定值时,由蠕动泵自动将双极膜电渗析的碱液隔室中的碱液泵入发酵罐进行调节。由于软管内是强碱环境,故碱液室与发酵罐之间的连接管不需要进行灭菌操作。

2实验步骤

2.1双极膜电渗析的准备

(1)组装膜堆:按“阳极板—隔板—双极膜—隔板—阴膜—隔板—阳膜—隔板—双极膜—阴极板”顺序组装膜堆,用长螺杆钉压紧膜堆。为了确保装置的严密性,应使隔板之间的垫圈厚度不超过垫圈槽,并使双极膜的阳膜侧朝向阴极板。此外,在用螺钉压紧装置时,应注意均匀用力,以防止装置变形甚至断裂。

(2)连接设备:在隔板出口分别连接出水管和进水管。将进水管与外置烧杯中的潜水泵出口连接,将出水管的出口端连接到烧杯中,以确保循环通路畅通。

(3)注入料液和电极水:在盐室中注入料液,在极室中注入电极水,在酸室和碱室中注入蒸馏水,此过程应保证料液淹没潜水泵。对于双极膜电渗析,应在实验结束后将各个隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用,应将装置拆卸还原,并确保各组件干燥和清洁。

2.2发酵过程的准备

(1)种子培养基的培养:配制一定量的种子培养基,并在高压蒸汽灭菌锅中灭菌。灭菌条件为:121℃,20min。待培养基冷却至室温后,取新鲜斜面菌种,接入种子培养基中,在转速为150r/min的摇床中培养24h,温度恒定在37℃。

(2)发酵罐灭菌:将配制好的发酵培养基加入到发酵罐中,此处应注意体积不能超过发酵罐总体积的2/3。然后将发酵罐和培养基一起放入灭菌锅中进行灭菌。

(3)火焰接种法:先用医用酒精擦拭接种口;在火圈中加入酒精,点燃后套在接种口上;关小空气进气阀,调节进风,降低罐压,打开接种口盖;在火焰范围内打开种子培养基的瓶塞,在火焰上烧灼几秒钟后,迅速将种子液倒入发酵罐中;在火焰上烧灼接种口盖子数秒后,迅速盖好接种口盖,关闭空气进气阀。

(4)发酵培养:接种结束后,对发酵培养过程的各项参数进行设定,开始培养。发酵过程中要打开冷凝器水阀。具体操作参数:转速为150r/min;温度为37℃;pH为6.7。

2.3发酵罐与双极膜电渗析集成操作过程的监测

在集成操作过程中,要对发酵罐和双极膜电渗析同时进行监测,防止任一方出现问题导致集成操作失败。发酵过程:

①通过发酵罐的主机控制发酵的pH条件、溶氧浓度和实验温度。每1h记录pH、温度和溶氧浓度,通过数据判断发酵过程是否正常;

②每4h测量残余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量,以判断细菌的生长情况和乳酸的生成情况。双极膜电渗析过程:

①双极膜电渗析过程调整稳压电源的电压和电流值来控制实验条件,每1h记录电压、电流。

②每4h测量酸室中的乳酸浓度、碱室浓度和碱室碱液体积。

3分析方法

3.1葡萄糖和乳酸的测量

在发酵过程中,要间断地取样进行监测。发酵液中含有有机酸盐、无机盐、菌丝体、蛋白质、脂肪和糖类等。双极膜电渗析过程的料液是经过超滤和脱色之后的发酵液,主要成分为有机酸盐(主要为乳酸盐)和无机盐类物质。实验中使用生物传感分析仪获得葡萄糖和乳酸含量。

3.2生物量的测量

在发酵过程中,要及时监测乳酸菌的生长情况。取样后,用0.3mol/L的稀盐酸溶液稀释,目的是消除一些沉淀性盐的影响。在波长为600nm处,测量吸光度。对于产酸量(Na)、产碱量(Nb)以及它们各自的电流效率(ηa和ηb),可根据下面的公式计算

4实验注意事项

(1)发酵实验结束后,需要完成乳酸发酵液的初步提取工作。应及时向发酵罐中加入NaHCO3,使pH升高到10左右。同时升高温度至90℃,使菌体和其他悬浮物下沉。发酵原液澄清后,将上清液收集到塑料桶中,放入冰柜中保存并用于下一步的提纯。对澄清后的沉淀物集中进行处理。

(2)在利用发酵罐控制主机进行发酵液pH调节时,要控制碱液的添加速度,以使碱液与发酵液充分混合反应,并确保发酵液的pH不被调节得过高而影响微生物生长。

工程化学论文篇9

化学工程技术支持着化工工业的前进与发展,化学工程技术从理论到实验,再到实践,最后投入生产成品,是必不可少的一个环节。然而,从实验室到工业生产,特别是大规模的生产,需要解决装置的放大问题,其直接影响企业工业生产规模的扩大及经济利益的增加,装置放大可以节省资金,减少不必要的消耗,节省劳动力。但是要考虑到,装置放大过程中,物流的一系列物理过程的相关条件很可能改变,达到的某些指标通常低于实验室的小型技术设备产生的结果。这种起源于放大过程的效应被笼统称为“放大效应”,包含很多已知及未知物理因素的影响。现代化工对于一套装置一年的产量,一般情况下按照目前的工业生产规模可以达到大于或者等于数十万吨,大规模的生产使其面临工程方面的问题,且在指标方面也有所降低,这对于工业而言会造成较大的资金损失。化学工程技术的进步,主要体现在新产品及工艺的不断创造,而这些都需要借助化工工业,除此之外,还需合理的经济和技术。就上述情况而言,凡是关于工业化的东西,一般情况下都归属于化学工程的研究范畴。在日常生活中,化学工程无处不在。如:烟筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物质,需要经过严格的处理,才能对外排放,以防污染生态环境。在实验室达到要求后,要在工业规模中实现大量烟气的净化,就必须考虑大规模净化的经济性和可行性,要考虑的问题与实验室研究不同。又如,化工工业生产中,要求以十分纯净的产品为原料,对实验室操作来说,这比较容易达到。对大型生产装置的要求是,消耗低而且经济方面可行,这表明课题存在很大的不同之处。

2化学工程技术的研究对象及复杂性

化学工程是以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化学工业中的物理变化和化学变化过程及其有关机理和设备的共性规律,并将之应用于化工装置的开发、设计、操作、控制、管理、强化以及自动化等过程中,在化工工艺与化工设备之间起着承上启下的桥梁和纽带作用的一门工程技术学科。一般情况下,化学工程的对象的情况较为复杂,具体如下:首先,该过程自身具有一定的复杂特点,包括化学与物理,而且两者经常发生,彼此影响。其次,物系方面较为复杂,流体与固体,或者兼而有之。流体特质变化较大,如有低粘度和高粘度、牛顿型和非牛顿型等。最后,物系流动时边界复杂,由于设备的形状较为多样,而且其在填充物方面的形状也不正常,如催化剂、填料等,使得设备在流动边界方面的设置较为复杂而且在确定方面不准确。

3化工工业的现状及发展

目前从形式上看,现代的化学工业经历了单元操作和传递原理与化学反应这两个发展阶段,正准备走向一个新的阶段。但种类多样、制造过程复杂以及生产产品款式较多,造成排放物复杂、量多及危害大,因此,目前化工工业应重点关注污染问题。与此同时,在加工、贮存、运用或者处理化工产品时应防止操作对环境生态以及人类健康造成危害。在化工生产中应遵循国家可持续发展战略,制定正确的方案。随着我们国家科学技术的快速发展,各行各业进行生产都要接触化学工艺,涉及制药、石油、材料、能源等行业的发展和污染问题,这都是现代化学工业需要面对的问题。目前,我国的化学工业经过了半个世纪的发展,已经形成了门类比较齐全,品种大体配套并基本可以满足国内需要的化学工业体系。2001年全国国有及规模以上非国有企业的石油加工工业和化学工业总产值达到10990.6亿元人民币,占全国工业总产值的9.8%,实现利税747.8亿元,石油和化学工业企业13765个,资产总额13344.2亿元。我国化学工业获得长足进步的同时,环境保护工作也不断得到加强。但是化学工业在实施可持续发展战略过程中,仍存在不少问题和障碍,严重制约着我国化学工业的发展。

4二者的发展探究

工程化学论文篇10

一、课例单元基本情况介绍

《环境工程学》课程是环境类本科院校环境科学专业的核心课程,通常开设在第六学年,授课对象是三年级环境科学专业的学生,此前学生学习了《环境学概论》等基础课程,具备了环境学的基础知识,对工程设计接触较少但却充满兴趣。本课例设计内容节选自高等教育出版社“十一五”部级规划教材,本节课程为环境工程学第二篇“大气污染控制工程”的核心教学内容,旋风除尘是主要的颗粒物控制工艺之一。教学目标包括知识目标:认识旋风除尘设计参数的含义和正确应用;能力目标:能正确计算、合理设计旋风除尘器;情感目标:培养严谨的学习态度、强化合作意识、提高学生的学习积极性。目标立足于学生对旋风除尘器设计各重要参数的认识和设计,培养其应用信息技术自主学习的能力和提高学习的积极性。教学重点是旋风除尘器各部分尺寸比例、压力降、捕集效率;难点是学生能熟练的完成旋风除尘器的设计及选型。为了达到教学目标,突破重点、难点,课题制作小组采用理实一体化的教学方法,基于创新意识与实践能力对课例单元进行信息化教学设计。

二、创作思路

除尘工艺设计课的教学内容枯燥、计算烦琐、讲述内容较多,学生的兴趣很难被调动,讲授法效果较差,因此本着“教师为主导,学生为主体,理论与实践相结合”的原则,对本节课采用任务驱动法、理论实践一体化教学、启发式教学法、发现法、讨论法、对照讲解法等教学方法相结合的方法,以启发式为主导,利用动画对照讲解,观看实物照片,检索工艺设计国家标准,学生采取自主学习、合作学习、探究学习的方式,完成简单旋风除尘器设计的任务,充分调动学生的认识趣味,丰富空间想象力,将复杂的问题清晰化。在教学中采取自主学习策略、运用专业技术指南等引导学生自主完成旋风除尘工艺的设计及计算过程,培养学生形成咨询计划实施检验的设计能力。

三、设计内容介绍

(一)布置任务

任务驱动法课堂教学的特点就是教师一上课就布置课堂任务,本课例任务为:设计简单旋风除尘器。根据已知参数,计算和选择相应尺寸、除尘效率等。用提问、设问、反问的形式进行师生互动,能为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境,围绕任务展开学习,以任务的完成检验和总结学习过程,改变学习状态,使学生主动探究、实践、思考。

(二)复习回顾知识点

要完成以上课堂任务,必须用到之前所学的基础理论知识,教师通过视频和图片,生动展现旋风除尘的原理,影响除尘效率的因素以及相应的设计参数,包括颗粒的分离直径、半分离直径dc、捕集效率等。生动逼真的网络动画资源应用到课堂教学,既能直观地回顾所学知识,更能加深学生的印象,提高学习兴趣。

(三)使用网络资源实例导入课程主题

教师继续播放信息化教学资源,利用视频短片“冲泡茶叶”、“神奇拖把”这些生活常见的现象来设问:视频中的现象源于什么原理?辅以大量图片资源,教师加以提示。通过生活中的实例引出旋风除尘如何达到除尘的目的。

(四)任务实施

分组教学,每5人为一组,组长负责,相互提问、讨论、分工计算和选型。教师负责解释疑难问题,掌握学生对本堂课的了解程度。学生讨论,寻找疑难确定绘图重点。教师根据学生实施过程分组解答遇见的困难和问题,达到学中做、做中学的教学目的。

(五)课程评价

针对重点和难点完成所布置的任务,学生自检:完成检验评分表的填写,学生各组内开展互评。评估本次教学的效果:教师对各个小组的作品进行归纳总结、评定,指出不足之处,对优秀小组进行表扬,对相应有进步的学生进行鼓励,肯定他们的劳动成果。

(六)布置作业

课后作业两道题,分别为一道简答和一道计算,从而巩固新知识。

(七)课后拓展

教师提供为学生收集罗列若干个环境类的相关网站,拓宽学生的知识面,鼓励学生课后查阅网络相关的知识和新闻。

(八)时间分配

课程复习5分钟,导入新课5分钟,布置任务5分钟,任务实施45分钟,学生自评5分钟,教师评价10分钟,布置作业5分钟。

四、特色介绍

本课例采用信息化教学设计,但又积极突破传统方法,延伸教学时间,这样不仅改善了枯燥的教学过程,又增长了学生的创新与实践能力,信息技术的有效运用贯穿教学始终,突破了教学中的重点及难点问题。采用“任务驱动策略”,能使能力与知识点学习相结合。鼓励学生对课后学习的延伸,充分利用网络资源,拓展课程教学的空间。《环境工程学》是高校环境科学与环境工程专业的核心课程之一,它主要研究运用工程技术和有关学科的原理和方法,研究环境污染综合防治的方法和措施,以及利用系统工程的方法。通过该门课程的教学,不仅要让学生在学习环境学基本知识和理论的基础上对环境科学领域有较全面的认识,还要培养学生对本专业的热爱,激发他们对后续专业课程的学习兴趣,坚定他们专业学习的信心。学生创新意识和实践能力的培养是在学生丰富多彩的自主活动中实现的,不是外界强加于学生的。从这个角度看,教学过程应该多利用任务驱动或理实一体化,设计课堂学生的活动,给学生提供适宜的活动目标和活动对象,以及为达到创新意识培养目标所需的课堂情境。通过以学生为主体、教师为主导的课堂实践活动,促进他们的参与精神、创新意识、实践能力及多方面素质的整体提高。课堂教学过程要以学生为主体,是以学生实践能力、自主学习为基础的互动和开放的课堂;以激发学生主动实践、主动思考、主动探索、主动创造为基本特征,在任务驱动过程中应注意对任务涉及问题和知识进行研究,有目的的设计提问方式,还可以让学生带着这些问题认真思考,给学生进一步探究创新留下拓展的空间,优化思维品质。然后,教师再在课堂上揭示解决技巧和思维方法,这样不仅能起到一题多练、一题多得的触类旁通的作用,还容易激活学生的思维,产生强烈的探究意识。只要学生深入研究问题,善于反思和总结,就会有所发现,而且经过自己独立探索得到的创新思维的结果,我们要予以鼓励和正确引导,并长期地、自觉地培养这种探究、创新的思维习惯。

五、结论