化学工程与工艺知识点
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化学工程与工艺知识点范文第1篇
【关键词】华峰班CDIO工程教育
20世纪的工程教育课程主要是提高学生的动手实践，使学生掌握相关的专业知识和解决工程实际问题的能力。然而，随着世界经济全球化以及科学知识的发展，工程教育课程的教育偏向了“厚基础、宽专业”的工程科学的培养模式，从而削弱了对学生解决工程实际问题的能力培养。这种培养方式导致了学生缺乏对现实工程情况应有的认知程度。为了解决这个难题，2000年由麻省理工学院Crawley等人通过4年的探索创立了CDIO工程教育理念。CDIO作为一种新的工程教育理念，主张以产品研发的CDIO全过程，即构思（ConcEive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）为载体，以工程项目生命周期全过程为载体培养学生的工程能力、学生的职业道德、学术知识和运用知识解决实际问题的能力，以及具备终生学习和团队交流能力。
化学工程与技术作为化学工业的主要学科领域，担负着促进化学工业及相关行业发展与进步的重要使命，因此培养出具有解决实际化工过程问题能力和创新能力的人才是非常重要的。本文以温州大学化学工程与工艺专业的学生作为教学改革培养对象，将CDIO工程教育理念与化学工程与工艺的专业教育有机地结合，探索适合于以服务浙江及周边地区经济为导向的化学工程与工艺专业教学模式的改革与实践。
一工科人才教育培养现状
我国传统的教学模式是以教师为中心、以课堂讲授为主，以理论考试成绩来评价学生的模式。当前，我国工程教育是通识教育模式和苏联教育模式的结合体。解放前，我国的先进高等工科教育主要是来自西方一些教会式的大学教育。建国后，由于化学工业发展的需要，我国效仿苏联搞起了专业教育。这种专业教育培养模式为我国的现代化建设作出了较大的贡献。其缺点是过于强调教材和教学大纲的统一，影响了教育工作者的思维活跃性，也阻碍了对工科学生创新能力的培养。因此，教育家们对苏联教育模式进行了回顾和反思，制定了通识教育和专业教育相结合的工科通识教育模式。然而，随着我国产业的进一步升级以及高校的持续扩招，导致了大量的工科毕业生找不到适合自己的工作，这可能是因为通识教育过于强调基础科学理论，而弱化了专业内容和工程实践，导致了工科毕业生只了解一些表面的理论，缺乏工程应具备的实践创新能力。
在办学机制上，一方面，高校过于强调科研业绩考核，许多具备丰富工程经验的老师很少参与到实际的教学过程中，而参与教学的教师又与企业的联系不紧密。负责教学的教师缺乏产业经验，工程教学过程又缺乏与企业的有效沟通，造成了工程教育和社会需求的严重脱节。另一方面，虽然在教学上安排了生产见习、毕业实习等环节，但是不少学校在实践教学环节上是比较薄弱的，这是因为见习、实习的时间一般比较短，相应的考核制度也不健全。
综上所述，我国工科教育从教学模式、办学机制等众多方面都存在着与产业发展脱节的问题，严重影响了人才培养的质量。尤其是理论脱离实际、实践环节薄弱、产学脱节的问题直接导致了学生找不到适合自己的工作岗位以及企业有岗位找不到合适的人才。由此可见，我国的工科人才培养模式已经不能满足产业升级的需求。为了更好地培养适合产业升级所需的人才，我们从培养模式上进行了改革探索。
二化学工程与工艺专业CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培养学生系统工程技术能力，尤其是项目的构思、设整理计、开发和实施能力，以及较强的自学、组织沟通和协调能力。CDIO模式以工程项目全生命周期的要求来组织教、学、做，学生需要掌握各门课程知识之间的联系，并用于解决综合问题。因此，课程体系的建设要突出课程之间的关联性，这就必须打破教师单打独斗的传统教学方法，而围绕CDIO工程项目的实施进行教学计划和课程关联工作。
1．化工核心课程群的组织与教师队伍建设
核心课程群由化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、分离工程、化学工艺学、化工设计6门课程组成，构成了化学工程与工艺核心专业课的主体。化工设计以其他五门课程为基础，对提高学生分析问题、解决问题的综合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是讲述单元操作的基本原理，是学好其他专业课程的基础；化工热力学则建立在分离工程的基础之上，阐述工业条件下各种流体热力学性质的计算；化学反应工程以传递过程为基础，传递现象和化学反应工程利用数学的方法，从微观角度阐述化学反应过程、设备设计的共性科学问题；化工工艺是关于化学品生产方法的技术科学，它以自然科学和工程科学规律为基础，使化学反应达到工业化应用水平。由此可见，核心课程群的各门专业课是相辅相成的。
在课程群建设中，涉及专业课教学的老师主要通过进修、企业实践、参加会议三种方式提高业务水平，对化工专业工程教育模式做到整体的认识，同时要求参与指导学生的化工设计。利用校企合作的机会，与企业方面的人才进行专业知识和其他方面的交流与沟通。其具体的组织与实施过程如下：
第一，教学方法改革的探索。首先，按照CDIO的教育理念，要逐步形成教师引导和以学生为主体的思想，使教师从教育者转变为引导者，教师不再是简单地卖知识，而是引导学生学习知识，把主要任务放到教会学生学习方法上来。在教学方面的改革要得到全校上下的支持才可能顺利进行。温州大学为课程体系建设和师资建设提供了很好的平台，在化工核心课程群教改的过程中提供了强有力的物质基础和政策鼓励。在这种良好的环境下，教师也愿意投入更多的时间去听课评课，吸纳好的教学手段和方法。由于化工班都属于小班上课（30人左右），对部分课程如化工专业英语、精细化工工艺学实施角色互换教学模式，让学生参与到化工教学的过程中。这些课程的效果反映较好，对化工原理等课程中的部分章节，我们也将逐步展开开放式的教学方法。
为了达到各门课程的知识体系能够很好地衔接，通过教研室教师集体备课，相互切磋，讨论每门课程讲授的重点，个别章节内容的舍弃和补充，做到教学的知识体系完整、重点难点突出、学时合理分配，真正做到精选、精讲教学内容。摒弃了过去教学活动中的单打独斗，改为教学团队授课，使各门课程有机地衔接起来。通过相互听课并课后集体讨论，指出教师课堂教学中存在的问题与不足，相互交流教学经验，讨论改进的方法与策略，使教师的整体教学水平迅速得到提升。
第二，教师工程素质的培养。不少高校在引进人才方面主要考虑的是教师科研水平，其次关注人才的企业实践经验。鉴于科研压力，假期教师也不能到企业去参与实践或者工作。此外，许多教师只对与自己科研相关的专业课非常熟悉，对其他的专业课则非常生疏。因此，利用现有的教学资源，培养教学团队的建设是很重要的一环。温州大学化学工程与工艺教研所以化工设计为主线，基于地方化工企事业单位为依托，派遣年轻教师每年到相关的化工企业实践两个月，逐步培养教师的专业水平。近几年，利用学习、调研以及下派科技特派员的方式，到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安华峰等不同类型的企业参观学习，不断地提高老师的业务水平。同时，为了让教师能够很好地参与到企业生产实践中，温州大学对担任科技特派员的教师提出教学科研任务减半、考核优先等政策鼓励。仅2010年，我们派年轻老师带队到衢州巨化学习15天，杭州化工研究院学习3天，华峰学习7天，温州本地化工企业实践1个月左右，有效地提高了教师的工程素质。教师工程素质的增强也使学生收益颇丰，在2010年省化工设计大赛和全国“三井杯”化工设计大赛中多次获奖。
2．学生工程能力和团队合作的培养
作为地方院校，温州大学化学工程与工艺专业的办学宗旨是以培养创新应用型人才为主，服务地方经济和社会的发展。经过对近两年该专业的毕业生调查的情况来看，目前该专业存在以下问题：（1）毕业生虽然掌握较多的书本知识，但实践能力不强，导致他们从学校到公司需要较长的“岗位过渡时间”；（2）毕业生普遍缺乏对现代企业工作流程和文化的了解，缺乏团队工作经验、沟通能力和创新能力；（3）工程职业道德、敬业精神等人文素质薄弱，责任感不强。具体体现在：工作不踏实、心浮气躁、做工程不细心、不愿承担责任，客观上他们的实践能力与企业要求存在较大差距，而主观上又不能沉下心来虚心向前辈学习。
从以上的调查结果来看，以目前的培养方案和评价标准来指导学生的专业教育经不起企业用人单位的考验。为了更好地培养适应地方经济社会发展的人才，实现对学生创新思维、创新方法和创新能力的培养，我们与温州地区最大的化工企业华峰集团实行校企联合培养本科生，实施“华峰特色班”战略。目前，“华峰班”的学生采用“3＋1”模式培养方案（即学生前三年在学校集中学习理论知识并完成实践教学，最后一年到企业，接受企业的培训，并在企业盯班盯岗接受生产实践活动）。同时在工程专家的指导下，根据企业的需要对培养方案进行部分修改，增设华峰提出的部分课程，使得学生在校期间所学的基本知识和专业理论更贴近于华峰实际的应用。在这种战略方针下，学生在企业的环境中真正做到知识和能力之间的无缝连接，缩短了“岗位过渡时间”，增加了学生的工程实践能力，有效地推进了CDIO教学改革。在2010届的化工专业毕业生中，华峰集团招聘了7名华峰班学生。提升了学生的工程能力、团队合作精神以及专业素养。
3．逐步建立适合CDIO工程理念的考核制度
正确、公平、合理且科学有效的考核制度对本专业的健康发展起着至关重要的作用，它应当是对教学效果做出真实和客观的评价，同时有利于提高学生学习的积极性和主动性。现行的课程考核方法主要是通过期中和期末考试成绩来评定，它能在一定程度上反映学生掌握知识的程度以及教师上课的教学效果，但不能很好地促进学生学习的主动性。部分学生比较反感现行的考核制度，这是因为现行的考核方法存在比较单一、部分学生在学习上投机取巧也能获得高分而影响其他学生学习的积极性、不能全面反应学生的综合应用能力等问题。
CDIO教学模式以能力培养为目标，其主要培养的是学生的理论知识、职业技能、人际交流以及产品研发的CDIO全过程。采用CDIO教学模式，评价方法则应侧重能力的考核，能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程。我们进行教改，其目的是提高学生的工程实际能力，因此我们的考核将使用过程能力评测替代以往单一的成绩评定。
我们现阶段的具体做法是：（1）选题：在学生进入大三学习开始，从企业选出一些与本专业相关的课题以及近两年化工设计大赛的课题，让学生自动组成4～5人的小团队；（2）专业学习：上专业课的老师或工程师把握好主要的授课内容，然后将大部分时间留给学生，让他们针对自己的课题与本课程相关的知识点进行思考、提整理问、讨论；（3）阶段性测试：上完某些知识点后，老师或者企业工程师根据学生所做的课题和所学的专业知识进行评价，其中主要包括面试、答辩、自我评价、团队合作能力等方面；（4）中期成绩总结：这次总结是比较重要的，一般在大三上学期结束后，包括阶段性测试的成绩、平时的表现、专家化工设计大赛作品的评价、企业对学生课题的反馈等进行中期总结，由学校老师和企业专家对学生现阶段的学习进行方法论指导，提出下学期的目标；（5）最后专业课成绩评定：最后专业课成绩进行A、B、C、D四个等级进行划分，其中阶段性测试占40%、中期成绩总结10%、企业专家评价10%、课题完成情况10%、专业综合能力20%、化工设计大赛10%。目前，整个评价体系尚在完善中。
化学工程与工艺知识点范文第2篇
化工原理系列课程包括：理论课、实验课、生产或仿真实习和课程设计四个环节。其中化工单元操作过程设计方法、操作原理及其计算是理论课程教学的重要内容，而迅速准确地进行工程计算是课程设计的基础，所以组织好化工原理理论课程教学是落实化工原理整体教学的关键。目前，化工原理主要授课内容：流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、传热、精馏、吸收、萃取、干燥等单元的基本概念、原理和工程计算方法，而通用过程模拟软件中几乎包括所有常见的化工单元基本模块，在讲课过程中，教师可以在讲授基本原理后，使用软件中的相关计算模块对其工作特性进行模拟展示。东南大学化学化工学院肖国民、李浩扬等，利用Fluent、Aspenplus软件应用于讲授和解决“三传”问题。其中利用Fluent软件，对固定床反应器进行动量模拟，结合反应动力学模型和对流传热模型等，研究反应器内一氧化碳与硝酸二乙酯偶联反应，从而获得反应器内速度、温度和各物质浓度的分布情况，模拟结果与实验数据吻合良好。这一过程给学生清晰的展示了：不仅固定床反应器内部的“三传”均和反应的进行程度相辅相成，而且若想准确计算、设计或优化一个单元操作过程，实验情况与计算模拟必须相互反馈，相得益彰。利用Aspenplus软件对二苯基甲烷二异氰酸酯换热器进行设计和工程开发，与传统的换热器设计计算方法相比，结果具有可靠性高、计算用时少、绘图快、和各专业集成效应强等优势。通过对甲醇—水精馏过程模拟，说明该软件可用于质量传递方面的计算。教学实践证明，该方法不仅可以全面反映塔内物料组成、质量分布状况等工艺计算结果，而且还可通过系统内置板式塔或填料塔的各种塔内件参数，得到塔结构详细设计，另外学生还可以通过改变模拟计算条件，综合考察各因素对分离效果的影响，便于教学。中国石油大学（华东）化学工程学院刘相、王兰娟利用软件：Mathcad、Aspenplus和AutoCAD与传统的课程设计相结合的教学方式，简化繁琐的计算过程，强化学生的工程意识和制图规范，使化工原理课程设计逐步走入规范化轨道。中国石油大学（华东）化学工程学院孙兰义，张月明等，选择烯烃分离装置作为研究对象应用于化工原理课程设计教学之中，利用Aspenplus、ProII获得了最佳回流比、理论板数等重要数据，计算机教学的引入为化工原理课程设计教学注入了新的活力。江苏技术师范学院化学与环境工程学院张春勇，郑纯智等利用Aspenplus软件在流体流动和输送机械、传热、精馏、吸收与脱吸中应用，在教学过程中使学生看到的都是工程实例，充分践行了理论联系实际这一教学原则。嘉兴学院生物与化学工程学院韦晓燕，谭军等，山东科技大学化学与环境工程学院张治山、高军[21]等将Aspenplus过程模拟系统有目、有步骤地应用于化工原理系列课程教学，通过单元模型操作型问题、实际案例分析和课程设计三个阶段的训练，使学生加深对化工单元设计的理解，达到培养“知识”+“能力”型人才的目的。另外，北京石油化工学院化学工程系葛明兰，李翠清等和安阳大学化工系李安林，张换平等将ChemCAD软件应用与化工课程设计和简捷精馏模型，青海大学化工学院李晓昆，张宏等将ECSS软件应用在板式精馏塔工艺计算中。华南理工大学化学与化工学院郑秀玉，李琼还将过程模拟系统应用于化工仿真实习教学的改革与实践当中，取得了宝贵的教学经验。实际工程问题的解决方案通常是多方面因素综合，且呈非线性关系作用的结果，解答需要经过多次运算与讨论分析。如操作型计算，尽管与设计型应用的原理是一样的，但是因为思考问题的角度不同，使得此类问题复杂、灵活，综合条件的选择计算不是一次完成，而是需要多次试算，反复迭代，加之公式复杂，计算步骤繁多，计算量很大。模拟软件的应用是解决这类问题行之有效的捷径，既帮助学生加深了对各化工单元的认识与理解，又培养了他们解决实际工程问题的能力。
2在化学反应工程、分离工程教学中的应用
化学反应工程和化工分离工程皆为化学工程与工艺专业本科生必修的专业基础课程。其主要研究内容的共性为过程开发、工艺设计以及实际生产操作过程中遇到的工程问题。在化工生产过程中，化学反应是生产的核心，而分离过程则是其前的原料净化和其后的产品精制，一般来说分离装置的费用占总投资的70%以上。过程模拟系统中，基本上包含了教学过程中所包含的各式反应器模型，另外系统还集成了用户自定义模块，用户可根据实际需求二次开发反应器模块子程序。而对于化工分离过程的模拟无论是从可模拟介质的种类和塔器的形式上，还是从模拟结果的精度上，都堪称化工模拟技术发展的代表。如：在AspenPlus中用于模拟所有类型的多级汽-液、液-液平衡为例，其计算分为简捷、严格法两种。简捷法计算单元模块库有三类：简捷法精馏设计、简捷法精馏核算和石油简捷蒸馏。严格法计算单元模块库有六类：严格精馏、复杂塔严格精馏、石油严格蒸馏、基于质量传递速率蒸馏、严格间歇蒸馏和严格液-液萃取，每一类单元模块库中又有多个以进料、加热器（冷凝器）和侧线物流等不同组合形式，如：严格精馏不仅可用于两相(汽-液)计算，还可用于三相(汽-液-液)计算，即可模拟：普通蒸馏、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精馏、平衡和反应比例控制蒸馏等工艺过程，而石油严格蒸馏库中就有近50种形式可选，所以过程模拟系统不仅可以满足化工分离工程课程主要内容的需要，而且对其后继石化、炼化等工艺课程，也有较大的帮助。天津科技大学王彦飞，朱亮等采用教学内容与AspenPlus软件相结合以提高教学质量，讨论环氧丙烷水解绝热连续搅拌釜式反应器模型的多解性，在课堂上非常快速直观的让学生清楚了解多定态现象以及产生的原因，有助于学生对反应过程的理解，并通过软件使用可以回答，“如果改变某些条件，那么对于结果有哪些影响？”这样的问题。南京化工职业技术学院化工系戴斌，徐宏利用化工过程模拟系统ChemCAD二次开发工具，在SO2转化反应器的工艺设计上，通过使用VBA语言编程，实现有复杂反应动力学方程的反应器工艺设计。变换不同的SO2转化工艺条件，计算得到与之对应的反应器体积，从而为装置技改、去瓶颈和优化提供依据。上海应用技术学院吴锡慧，郁平等对化学反应工程教学改革和实践，在实验中引入AspenPlus软件强化计算机应用，提高了学生们的设计和综合分析能力。该软件也正被学生用在大学生化工设计竞赛、毕业设计和科技创新等环节。天津大学化工学院李士雨，齐向娟给出了应用ChemCAD模拟软件更新分离过程教学内容的初步方案包括：分离过程热力学、自由度分析的原理和方法、单级平衡和多级平衡模拟计算等。得出：无论从国内外化工分离过程教学内容的更新趋势上看，还是从工业界对分离过程教学内容需求的变化上看，在分离过程教学内容中增加计算机模拟分析方法是大势所趋。华东理工大学化工学院李伟，朱家文等采用模拟软件ProII在化工分离习题课上，同时改变热力学方法、闪蒸条件、压力等，完成不同条件下的多种闪蒸计算。进行丙烯精制塔精确计算可对塔操作参数进行多方案计算和比较，实现整体优化；通过调节操作参数实现产品的纯度和塔的能耗比较，在其之间建立量化概念，这对于思考许多分离基本问题是十分有益的。江苏石油化工学院朱建军、林西平等利用AspenPlus软件对醋酸与乙醇催化反应精馏塔进行模拟，回流比、进料组成、进料位置等对醋酸与乙醇收率的影响进行了分析，结果表明：运用AspenPlus软件可以有效、快捷、方便地模拟脂化反应精馏过程，结果可靠,精度高。江汉大学化学与环境工程学院吴宇琼将AspenPlus软件引入分离工程课程及实验教学中。通过演示软件操作录像、学习模拟经典实例等方法，使学生迅速掌握并使用软件，借此求解泡、露点及塔板数等。广西大学化学化工学院秦祖赠，葛利等利用ProII对膨胀器的气体加工装置进行模拟，福建农林大学材料工程学院卢泽湘，范立维等利用AspenPlus对甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反应精馏工艺进行模拟，并进行教学演示和讲解。着重在混合物热力学性质的计算、多组分平衡分离过程计算上，真正做到了“严格计算”。同时指出软件对化工热力学、化工设计等课程的学习也会有较大的帮助，连续三年化工专业本科生对过程模拟系统的学习兴趣调查中“，学习兴趣强烈”的分别占到总人数：72.8%、83.2%、86.8%。将过程模拟系统应用于化学反应工程教学，避免了大量计算公式推导、复杂数值计算等问题，可以在少用课时的情况下，尽量全面地展示化学反应工程的核心内容。多组分多平衡级分离的严格计算，是设计分离设备和优化操作过程的必要计算手段，也是化工分离工程教学的主要内容。使用过程模拟系统，在进行MESH方程推导及基本算法介绍的同时，使得塔的精确计算和将热力学中相对独立的知识运用到具体的分离过程中，解决其工程实际问题成为可能，并且可以对塔的操作参数、分离要求和设备投资、运行费用等问题进行分析计算，极大地提高了学习的深度与广度，使学生更加主动积极，综合分析和解决实际工程问题的能力明显提高。
3结语
化学工程与工艺知识点范文第3篇
1双语教学对象、课程和师资
双语教学的教学对象必须根据学生的英语水平来确定，这样教与学的效果才会比较好。若将双语教学全面铺开，英语差的一部分学生可能会有厌学情绪，上课不认真听甚至逃课。考虑到学生整体英语水平的不均衡，双语课开设初期不可能面对化学工程与工艺专业所有班级的学生。结合专业实际，拟定以化学工程与工艺“卓越工程师教育培养计划”实验班(以下简称“卓越班”)的学生为教学对象。因为桂林理工大学采取自愿报名、课程考试、面试三者结合的办法来遴选“卓越班”学生。新生入学后，学校组织对自愿报名参加“卓越班”的学生进行英语和数学考试，入选“卓越班”的学生其英语成绩必须达到A班标准。达到A班标准的学生可以在大一参加大学英语四六级考试。大学二年级，“卓越班”学生的四级通过率可达到70%以上。“卓越班”的学生经过了选拔，具有比较扎实的英语基础，是开展双语教学的理想对象。这样在授课过程中学生基本上可以适应双语教学，课堂上亦可以配合教师教学，预期教学效果较好。以“卓越班”为双语教学的试点，总结教学经验，由点及面逐步扩大。双语教学的课程的选择上，必须考虑师资力量和教学资源的配置以及该课程进行双语教学的适宜性。因此，双语课开设初期不可能涉及多门化学工程与工艺的专业基础课程及专业课程。《化工原理》是化学工程与工艺专业学生的一门必修专业基础课，在培养化学工程师中起着举足轻重的作用。化工原理课程实施双语教学有其自身的优势［6］。化工原理课程属于自然科学学科具有较强的国际共通性，其专业术语、基本词汇、句型结构、表述方法等相当比较固定。在实施上，应考虑采用先易后难，逐步扩展范围的原则。双语教学需要精通英语的学科教师，对师资队伍的要求比较高。目前桂林理工大学化工原理课程的任课教师多为青年教师，部分教师具有海外留学经历，能够熟练应用英语和汉语进行教学工作，双语教学具有一定的师资基础。此外，建议学校通过多种途径培养能胜任双语教学的教师。例如:聘请在国外讲授化工原理的资深教师或国内化工原理双语教学的资深教师来校进行教学示范或教学培训，提高双语教学主讲教师的英语授课水平。鼓励和支持双语教学主讲教师到国外进行定期或不定期的教学培训和学术交流，让其有机会深入国外课堂进行听课和教学观摹，以提高双语教学主讲教师英语水平，建立一支有国际化视野的教师队伍。
2化工原理双语教学的目标、教材和教学模式
众所周知，双语教学具有双重目标，一是让学生获取学科知识，二是培养和提高学生运用英语的能力。因此，在化工原理双语教学初期就必须明确两者的关系。化工原理课程实施双语教学目的是教学生以英语为工具掌握化工专业基础知识，其重点还是掌握相关的专业知识［5］。在教学过程中，应把汉语和英语科学合理地穿插在整个教学活动中。按照英语与汉语(即外语/母语)的使用比例，双语教学过程通常分为三种类型:第一，渗透型，即汉语为主，英语为次;第二，混合型，即汉语与英语互为主体;第三，全英型，即英语为主，汉语为次，或全部采用英语授课。在双语教学过程中，英语与汉语比例的高低并不完全取决于双语教师的英语水平，而更多地取决于学生的实际英语水平和理解能力。因此，开展双语教学不能操之过急，应逐步提高英语的比例。授课时注意采用简单的英语句式，语速稍慢、吐词清楚、讲解到位，对较难理解的重要概念和定义，辅以中文解释，使大部分学生能够跟上教师的讲课思路，保证学习效果。教材的好坏直接影响到双语教学的成败。华南理工大学钟理等人，通过不断的教学实践，发现虽然原版英文版教材有其突出的优点和特色，但其在内容编排、知识点衔接、教学要求、讲述方式及总体架构上与我国化工原理教学大纲有明显的区别。采用原版英文教材进行化工原理双语教学具有许多局限性。有幸的是2008年由化学工业出版社出版出版了由华南理工大学、天津大学和华东理工大学合作改编的美国WarrenL.McCabe等编著的著名化工原理教材《UnitOperationsofChemicalEngineering》第7版。该改编教材以我国教学大纲为基本框架，按中文教材的编排顺序，并从原版教材的动量传递、热量传递、质量传递等章节中选择出120学时的内容题材进行重新编译和补充，具有较强的适合高校教学及学生使用书的特点。目前该教材被天津大学、华东理工大学、南京工业大学、北京化工大学、广西大学、福州大学、青岛化工大学等30多所高校采用。因此可以考虑采用该教材作为化工原理双语教学的主要教材。化工原理双语教学应坚持先易后难原则。在实施双语教学的初期阶段，可采用“英文教材、英文板书、中文授课”模式，即渗透型教学模式，保证教学内容和深度不低于中文授课，然后再向混合型和全英型教学模式过渡。或者选择部分内容相对简单的章节进行双语授课，其他章节仍采用汉语授课。从简单到复杂，循序渐进，化解学生的畏难情绪。同时注意发挥学生的主观能动性，为他们创设尽可能多的语言实践机会，不断提高学生综合应用语言的能力和勇气。使学生在学到专业基础知识的同时提高了专业英语水平，从而实现化工原理实施双语教学的双重目标。
3结语
化学工程与工艺知识点范文第4篇
关键词：研究生课程；化工分离过程；教学方式改革与实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0151-02
一、引言
《化工分离过程》是武汉大学能源动力学科化学工程与工艺专业开设的研究生专业课程。该课程特点是综合性强、内容广泛，包括化工实际生产中多组分物系分离过程的原理、流程、计算、应用以及相关领域的前沿研究。要求学生掌握各主要分离过程的基本原理、特性分析、操作特点、简捷和严格计算法、应用以及研究进展等。虽然学生在本科阶段已经学习了《物理化学》、《化工原理》等基础课程，但由于分离过程所涉及到的化学工程基础知识点较多，经验性知识内容较多，而新的分离技术与分离装置又不断出现[1]，学生学习有一定难度，因此，如何组织好这门课的教学至关重要[2，3]。本文根据研究生课程《化工分离过程》教学的特点，对该课程教学存在的问题进行了总结，结合研究生课程教学实践，深入研究教学方法，并提出了课程教学的改革方案。
二、课程现状及存在的问题
1.课程概况。本课程第一章为单级平衡过程，主要讲述相平衡，多组分物系的泡点和露点计算，闪蒸过程的计算。第二章为多组分多级分离过程分析与简捷计算，涉及设计变量，多组分精馏过程，萃取精馏和共沸精馏，吸收和蒸出过程流程，萃取过程。第三章为多组分多级分离的严格计算，包括平衡级的理论模型、逐级计算法、三对角线矩阵法。第四章为分离设备的处理能力和效率，主要为气液传质设备的处理能力和效率、萃取设备的处理能力和效率、传质设备的选择。第五章为分离过程的节能，分离的最小功和热力学效率，精馏的节能技术，分离顺序的选择。第六章为其他分离技术和分离过程的选择，主要为膜分离技术、吸附分离、反应精馏、分离过程的选择。教材选择为陈洪钫、刘家祺编《化工分离过程》（化学工业出版社，2006年），参考教材选择勒海波等编著《化工分离过程》（中国石化出版社，2008年），贾绍义、柴诚敬主编《化工传质与分离过程》（化学工业出版社，2001年），以及蒋维钧编著《新型传质分离技术》（化学工业出版社，2006年）。
2.教学面临的主要问题。（1）内容多，学时少。“化工分离过程”具有知识点多、复杂例题多、图表公式多等特点，传统的教学以板书为主，重要内容、公式推导以及例题讲解都不便，教学效果不理想。同时随着化工分离过程新技术的出现，要求研究生更加重视新知识、新理论，这些要求与较少的课程学时形成冲突[4]。（2）教学内容落后。随着学科和新技术的发展，化工分离过程理论也应不断完善。当前课程教学内容很多都已落后，而且对于本学科的前沿思想、理念、方法未得到重视。早期的教学大纲和教材不能满足学生目前所学所用[3]。（3）教学评价机制不完善。考核评价单一且不完善，传统的考核方式通常以单一的期末闭卷考试为主，教学效果和学生对课程的掌握程度主要通过期末理论考试成绩来评价。这种单一评价学生成绩的考核方式不适应《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的要求，也不利于学生的全面综合发展。（4）教学方法单一。化工分离过程的原理和结构复杂，依靠传统教学方式获得的信息很抽象，学生难以理解，而且教学方式过于单一，学生较难理解工作原理。当前已经跨入网络时代，但专业课的教学远远没有利用先进网络技术，仍然停留在教师讲授、学生习题的状态。学生的创造性和积极性难以被激发出来，导致教学效果欠缺。
三、教学方法改革与实践
1.优化并整合教学内容。合理安排教学内容，在有限的学时数下，尽量保持教学内容的系统性和完整性。化工分离过程仅有36个学时，如何选择教学重点以及教学方法，对提高本课程的教学效果十分重要。目前现有课程内容设置与化工原理、物理化学、化工热力学等课程具有一定的重复性。通过认真比较，教师对教材内容进行了优化与整合。
我们采用的主教材为陈洪钫、刘家祺编《化工分离过程》，由于本专业研究生本科期间未修《化工热力学》，故将第二章作为讲述重点。此外，增加新型化工分离技术，将超离子液体、膜分离、双水相技术等典型工程案例引入教学中，使课堂教学更具有现实性和新意。减少与化工原理内容的重复，对化工原理教材中已涉及到的内容如双组分精馏、吸附和结晶等安排自学，重点讲解多组分体系的工程计算，将有关基础及计算机应用在藕合与集成过程设计中体现出来，培养学生利用化工单元操作的基本原理解决实际复杂体系分离问题的能力。由于每章授课时间只有3～4学时，我们将课程重点放在分离技术合理选择、分离过程优化设计上；且根据具体产品的生产方法，结合化工原理、反应工程、化工热力学，从工程、经济、环保等角度出发，讲授专业知识。
2.多元化教学方式相结合。化工分离过程涉及大量单元过程及分离设备，需要较多的图表表述，传统的教学方法中，图形的表述形式和内容受到局限。因此通过多媒体课件、板书及视频相结合改进教学效果。
一方面，采用多媒体教学可充分利用电子课件、动画、视频等将其知识直观表述，为学生提供真实的情景教学环境，把化工分离过程中复杂内容简单化，抽象内容具体化，枯燥内容形象化，不仅激发了学生的学习兴趣，同时也丰富了课堂教学内容，提高了教学效率和效果[2]。充分利用网络资源如动画和录像，改善了教学媒体的表现力和交互性，促进了课堂教学内容、教学方法、教学过程的全面优化，从而提高了教学效果[1]。例如讲解甲醇生产装置工艺设计等。另一方面，传统板书在教学中也起着至关重要的作用。公式推导、逻辑计算与微观原理的分析，需要板书与PPT结合，引导学生的思维。此外，在教学过程中还采用了对比式教学方法，例如，双组分精馏和多组分精馏，简捷计算法和严格计算法，共沸精馏和萃取精馏，操作型计算和设计型计算等。
3.课堂讨论教学。研究生课程的教学应更加深入地采用师生互动的方式而非传统的本科生课程教学方式。讨论课的一种方式是当讲授到课程的重难点时，加入讨论环节，把重要问题提出来，先让学生分组讨论，然后教师再针对重点和难点进行细致讲解。这样可充分调动学生的积极性，加深了学生对知识的理解，也加强了学生知识体系的完整性。例如在讲多组分精馏时，教师在介绍完两个极限条件及进料位置的选取后，让学生讨论简捷计算方法的步骤和应用，并与二组分精馏进行对比分析。另一种方式是教师根据每章主要内容，列出讨论选题提前发给学生。本课程的讨论课设置了不同专题，例如超临界流体萃取、反胶团萃取及双水相萃取，液膜分离技术，特殊精馏过程分析，新型吸附技术、新型膜分离等。每人自选一题，要求学生查阅国内外最新文献并制作PPT。每人陈述20分钟，其他同学和教师对其论题进行提问，由该同学负责回答。讨论结束后，教师评价该同学的陈述情况，并提出建议。教师从学生的讲述中可基本了解其掌握知识的程度，查阅资料的多少，其他学生通过该生的陈述，也扩展了知识面。通过开展讨论式课堂教学，极大调动了学生的主观能动性，取得了很好的效果。
4.课堂教学与课题研究相结合。如何提高研究生的学术研究能力是研究生培养的关键。武汉大学能源动力学科化学工程与技术专业是由电厂化学专业发展而来的，主要培养面向电力能源行业尤其在电力生产用水处理方面的从业人员，因此在教学过程中如何提高研究生解决问题的能力显得尤为重要。在加强学习理论知识的基础上，教学中要求研究生对学科前沿加以关注，根据导师的研究方向，了解化工分离过程在该研究方向上的发展及应用近况，撰写文献综述，同时通过查阅大量文献资料，获取化工分离过程最前沿的知识，不断提高理论水平。
5.改革考核评价方法。建立多元化、规范化的研究生专业课程评价体系。本课程有针对性地改革了考核方式，重点考察研究生掌握知识的能力，如：采用开卷考试、专题研讨和课程论文相结合等方式，注重考核研究生将所学知识融会贯通，应用于解决实际问题的能力；指导研究生撰写课程论文，促使其查阅大量文献资料，了解学科发展前沿，拓宽知识面。通过考核力求提高研究生分析问题和解决问题的能力，激励学生重视和积极参与学习的全过程，把能力培养、知识传授和素质教育融为一体。本课程将考核进行细化，分成以下四部分：期末开卷笔试成绩占40%，专题汇报占25%，课程论文占25%，平时表现10%。
四、结语
工科研究生专业课程的教学目的在于学以致用，需要通过有效的教学环节保证学生掌握必要的课程知识要点，并学会将之运用于分析解决实际问题。本文作者经过近几年对研究生课程《化工分离过程》教学方式的探索与实践，通过优化整合课程内容，采取多元化教学方式，能够有效改善传统教学方法上存在的诸多问题，调动学生的学习兴趣和主动性，从而提高课程的教学效果，并且能使学生在其他方面得到提高，全面提升专业素养。
参考文献：
[1]曾涛.《化工分离过程》教学中提高学生工程能力的探索研究[J].广州化工，2014，13（42）：216-217.
[2]孙晨.化工分离过程教学方法探讨[J].广东化工，2014，41（16）：192-193.
化学工程与工艺知识点范文第5篇
一、生物化工工程的教学现状分析
传统的生物化工工程教学模式以《生化工程》课本为基础，仿照生物工艺流程的线性关系，主要描述从培养基灭菌到生物反应器及生物反应动力学直至发酵工程下游技术。从生物工程专业整个专业人才培养计划的学科教学大纲来看，其中的许多基础理论和《微生物工程工艺原理》、《酶工程》以及《生物工程设备》等课程都有不同程度的重复。这种重复知识点的讲授很容易让学生产生轻视情绪，降低学习热情。另外，生化工程涉及许多枯燥的公式推导，有时整堂课都是“公式复公式，公式何其多”，导致课堂氛围枯燥，学生思想疲惫，注意力涣散，经常无法达到预期的教学效果。
二、生物化工工程在生物工程专业课程体系中的位置
在整个专业课程体系中，生化工程的主要前修课程有微生物学、生物化学、物理化学、化工原理以及微生物工程工艺原理，生化工程本身又对后面的酶工程、生物工厂设计等专业课的学习起到铺垫的作用，可谓承上启下，至关重要。
三、生物化工工程课程教学改革
根据上述的分析，笔者对生物化工工程课程改革提出了以下见解：
1．教学内容的承流与革新
在实际教学过程中应时刻把握好教学核心问题：注重对工程意识的强化，并适当对教学内容做些调整，如弱化培养基灭菌的基础理论讲解，强化其中的动力学衡算过程，将细胞反应动力学中的基础原理并于《酶工程》与《微生物工程工艺原理》课程讲解，但对几种动力学模型的建立与应用则应当结合具体实例，加强学生对实际应用的兴趣和工程意识。另外，设立单独的生物化工工程综合实验l，让学生利用所学知识，切实感受到生物化工工程从物料准备中间发酵控制到下游处理获得发酵产品的完整过程，感受生物工程生产线的真实过程，使学生们能够巩固理论知识，增强理论联系实际的能力，并增强团队合作能力，提高专业实验设计与分析水平，并能够激发学生们的科研兴趣，增强专业信心。
2．教学方法的突破与创新
随着计算机及电子技术的进步，多媒体教学已经成为高校教育的主要方式之一，在与形形生物产品生物工艺联系紧密的生物工程类课程的授课过程中，多媒体教学更是能够发挥特长，灵活的展现生物工程高科技产品的生产过程，为学生们的视听带来新体验，激发学习积极陛。充分利用多媒体的信息再现、信息集成、交互、虚拟等多种功能，可以在授课过程中，穿插为学生播放一些生物工艺流程以及工厂的车间场景的图片；并可利用虚拟功能，虚拟工程场景，让学生自主的依据工程基本原理设计布置工厂；还可以播放一些工厂运转的视频，强化学生对工程化形成产品生产的认识。课堂教学应以学生为本，不要单一的仅仅采取讲授的填鸭式教学，可采用问题探究式教学，从Et常生活中的小问题引出专业问题，如由高压锅煲汤引出培养基灭菌，由豆豉的食用引出发酵的能量换算，努力引导学生进行探究发现的良好习惯，培养学生自发自觉的科研精神，有秩序有目的的组织教学内容，形成问题、选择问题、讨论问题、形成新的假设、实践与论证、如何获得结论，一步步启发引导学生的思维流动，带着自我探究来获得知识。
3．完善教学评价方法，改变考核方式
