化学工艺学教学

2024-11-04

化学工艺学教学（通用11篇）

化学工艺学教学篇1

摘要：化学制药工艺学是研究化学药物的制备工艺、工艺原理和生产过程的—门学科。根据化学制药工艺学课程专业性强、与生产实际联系密切的特点,结合作者的教学情况,探讨了制药工艺学的教学内容、教学方法和培养学生综合能力的方法。

关键词：制药工艺学,课程教学,教学方法

化学制药工艺学是制药工程(化学制药方向)专业本科生的专业必修课程,在专业素质与能力培养中具有重要作用[1]。化学制药工艺学综合应用基础化学、药物化学、制药化工过程及设备等专业基础知识,研究和设计经济、安全、高效的工艺原理、工艺合成路线和工业生产过程,实现制药生产过程最优化的一门学科。制药工艺学的覆盖内容较广,知识结构复杂,是专业性和实践性都很强的课程,在制药工程专业课程体系中占有重要地位[2,3]。随着我国高校教学改革的不断深入,化学制药工艺学课程的教学改革也在不断深化,本文在教学实践的基础上,对如何做好该课程的教学工作、提高教学质量作了探讨,期望对制药工艺学的教育教学工作有一定的帮助。

1 合理组织教学内容,形成完整的知识体系

化学制药工艺学课程的教学,旨在培养从事化学合成药物研制、工艺研究及工业生产的专门人才,要求学生掌握药物制造的基本理论、基本知识及其相应的基本技能,具备综合运用所学知识进行已投产药物制备工艺的改革、创新及开展新药的研制与开发的能力。因此,我们参考赵临襄主编的国家级规划教材《化学制药工艺学》,精选了以下教学内容:

1.1 合成工艺路线的设计与选择

化学合成药物一般以化学结构简单的化工产品为起始原料,经过化学反应和物理处理过程制得,或由具有一定基本结构的天然产物经化学结构改造和物理处理制得,而且一个化学合成药物往往有多种合成途径,因此,化学合成药物工艺路线设计和选择是重点内容。从剖析药物的化学结构入手,分清主环和侧链、基本骨架与官能团;研究分子的化学键、找出易拆键部位;根据有机合成原理,采取相应的方法进行合成工艺路线设计。以合成途径的简洁性、工艺条件实现的难易、设备条件要求、成本与产效及“三废”的治理等标准,对合成工艺路线进行评价和选择。药物生产工艺路线是药物生产技术的基础和依据,工艺路线的技术先进性和经济合理性,是衡量生产技术水平高低的尺度。

1.2 手性药物的合成及分离技术

随着科学技术的发展和对药物药效作用机理认识不断深入,手性药物的制备合成已成为新药研发领域的热点。手性药物的制备技术是由化学和生物两种制备技术组成的。不对称合成、手性源合成和外消旋体的拆分技术是学习的主要内容。不对称合成是将潜手性单元转化为手性单元,并产生不等量的立体异构体。过渡金属催化剂的应用带来了不对称催化合成的突破性进展。羰基化合物的α-烷基化、不对称催化氢化、不对称氧化、醛醇缩合和不对称Diels-Alder反应是不对称合成常用的反应类型[4]。以价廉易得的天然或合成的手性源化合物通过化学修饰方法转化为手性产物是手性源合成方法的主要特征。糖类、氨基酸类、生物碱类等天然化物可提供结构相近的手性原料。化学合成所得的外消旋体必须经过光学拆分才能得到光学纯异构体。结晶法拆分是目前在手性药物生产中应用仍为广泛的、传统的拆分方法。对对映异构体与非对映异构体性质的深入、全面的认识,是提高结晶法拆分的合理性与有效性的基础。结晶法还应用于立体异构体的纯化、结晶诱导的不对称转化等方面。超临界流体色谱、模拟移动床色谱和包结拆分等新技术是拆分技术更有效的补充。

1.3 实验室合成工艺研究与中试放大研究

药物的合成工艺路线是由包含着化学反应单元的若干个合成工序组成。研究反应物分子到产物分子的反应过程,探索化学反应条件对反应产物所起作用规律。在深入了解反应过程的内因(反应物的性质)和外因(反应条件)及它们之间的相互关系的基础上,将两者正确的统一起来,从而获得最佳工艺条件。配料比、反应时间、反应温度与压力、溶剂、催化剂、反应物浓度与设备条件等因素影响着化学反应的过程及结果。工艺研究通常采用正交设计来安排实验、处理实验数据,对这些因素进行区分,找出主要因素,确定合适的工艺条件。中试放大不仅验证和完善实验室工艺所确定的反应条件,而且还研究确定工业化生产所需设备的结构、材质、安装及车间布局等,是从实验室工艺到工业生产必不可少的过程。为了实现实验室工艺到工业化生产,不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系,即反应动力学,而且,着重研究传递过程对化学反应速率的影响;研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。

2 利用多媒体及仿真软件技术,提高课堂教学质量

课堂理论教学是课程教学中重要环节,是其它教学环节的基础。学生只有掌握了必要的理论知识后才能顺利进行以后的实践,所以提高课堂理论教学质量是化学制药工艺学教学的关键之所在。

化学制药工艺学课程涉及的内容具有较强的专业性、实践性及工程性工程问题。基础理论分析和实践经验总结相互交织是课程的特点[5]。课堂教学中,由于学生缺乏工程的概念和感性认识,若直接书面讲授,采用平铺直叙的方法,教、学双方都感到枯燥乏味,很难达现代教学的要求。为此,在教学过程中应充分利用电化教学、仿真软件和计算机等辅助教学手段,把教学信息转化为使学生的感官作最为刺激的信号,既可培养学生的学习兴趣,又能加深学生的理解和记忆,从而提高课堂教学质量。如结晶拆分方法的教学中,我们用Flash动画制作了DL-苏型-1-对硝基苯基-2-氨基-1,3-丙二醇的拆分流程,形象的体现了拆分罐的结构及运转、氨基醇的溶液的输送和分配、加热与冷却等工艺过程的顺序,提高了教学的趣味性,更容易抓住学生的注意力,使他们加深了解并掌握制药工艺过程的设计和运行特点。又如在糖皮质激类的典型代表药物“氢化可的松”生产工艺教学中,我们在引进的制药工程教学仿真软件基础上,结合自制的多媒体教学课件,分别把以可的松乙酸酯和化合物S(17α,21-二羟基孕甾-4-烯-3,20-酮-21-乙酸酯)为起点的合成路线的选择、生产原理及工艺过程、产物的分离和设备结构特点等生产过程动态展现出来,形成理沦知识与形象感受的交叉互动,活跃了课堂气氛,达到了非常满意的教学效果。

3 以项目设计课题为导向,培养学生的独立解决问题的能力

制药工艺贯穿于药物研发、生产的整个制药链中,具有较强的工程性和实用性。传统的、以教师一言堂式的课堂教学模式,使学生失去了独立思考的机会和空间,忽略了学生能力和素质的培养。这一授课形式不能满足培养从事药物生产、新产品研发人才目标的需要。

针对这一问题,我们以项目设计课题为课堂教学的延伸和拓展,激发学生学习的积极性,受到了良好的教学效果。设计的课题内容是根据授课内容,结合科研项目提出,具有一定的研究价值。学生自主形成项目攻关团队,从文献资料的收集、研读,到实验方案的设定、实验研究,项目总结及答辩,由团队成员分工、协作完成。教师对项目的实施进行跟踪管理、评议和方法指导。项目设计课题的教学方式,使学生学生处于主动学习地位,思维活跃,突出对知识的理解、掌握及应用,既培养锻炼学生分析问题和解决问题的能力,也培养学生团队协作能力、创新能力和实践能力。

在化学制药工艺学课程教学中,我们围绕抓好课堂教学、项目设计和实践教学三个环节,做到各有侧重且紧密结合,收到了较好的教学效果。在经济、科技高速发展的今天,化学制药工艺学作为制药工程专业的必修课程之一,其教学有必要进一步进行探讨和改革。作为肩负高等教育重任的教师,应勇于改革、探索和建设更有利于培养学生综合能力、创新能力的课程教学体系和方法。

参考文献

[1]赵广荣,元英进,蒋建兰,等.国家精品课程制药工艺学的建设[J].化工高等教育,2010(1):17-20.

[2]王亚楼.化学制药工艺学的教学改革[J].药学教育,2003,19(4):23-25.

[3]霍清.制药工艺学课程教学研究[J].北京联合大学学报:自然科学版,2008,22(1):91-92.

[4]赵临襄.化学制药工艺学[M].北京:中国医药科技出版,2003:127-132.

[5]王益玲.药学本科教学改革的设想[J].医学教育探索,2006,5(10):902-904.

化学工艺学教学篇2

一、该课程的基本内容

该课程复试内容包括焊接化学冶金、焊接材料、熔池凝固和焊缝固态相变、焊接热影响区的组织和性能、焊接裂纹等基本知识。

二、课程内容的基本要求 1.绪论

掌握焊接过程的物理本质，了解焊接热源类型及其特点，了解焊接接头形成过程，熟悉焊接温度场特点及其影响因素。2.焊接化学冶金

熟悉熔滴、熔池及化学冶金反应区的特点，明确焊接区气体的来源，掌握气相对金属的作用规律，特别是氢对金属的作用以及控制焊缝中含氢量的措施；掌握焊接熔渣的结构理论，熟悉熔渣的性质与结构的关系，特别是熔渣碱度、粘度的相关知识；掌握熔渣对焊缝金属的氧化及焊缝脱氧方式；了解焊缝中硫和磷的危害及控制措施；掌握合金过渡系数概念及其影响因素。3.焊接材料

了解焊接材料（焊条、焊剂、焊丝）的类型及基本作用，掌握焊条型号和牌号的的编制方法；熟悉焊条工艺性能的主要指标及典型焊条的冶金性能，了解焊条配方设计方法及制造过程。了解焊剂的分类方法、焊剂及焊丝的型号编制方法，熟悉典型焊剂、焊丝的性能及用途。4.熔池凝固和焊缝固态相变

熟悉熔池结晶的一般规律、结晶形态、焊缝化学成分不均匀性，掌握低合金钢焊缝的固态相变组织类型及特点，了解气孔类型及其特征，掌握气孔形成机理，及其影响因素，了解夹杂产生机理及防治措施，熟悉焊缝性能控制方法。5.焊接热影响区的组织和性能

了解焊接热循环主要参数及其数值模拟方法，熟悉多层热循环的特点，了解焊接热循环条件下金属组织转变特点、焊接CCT图，掌握热影响区组织分布规律，掌握焊接热影响区性能，特别是硬化、脆化、软化的机理及防治措施。6.焊接裂纹

了解焊接裂纹的类型，掌握各种裂纹的基本特点、产生机理及防治措施，特别是结晶裂纹、冷裂纹相关内容熟练掌握。了解焊接裂纹综合分析基本方法。

三、主要参考书

化学工艺学教学篇3

关键词：化学；工程；绿色实验

一、化学实验室三废问题的现状

大家都知道，做实验的过程中肯定会有有毒的、有害的物质产生，这些物质会污染环境。就目前来看，大部分的化学实验室都是污染源，很多没有被处理过的废水、废气会被排到地下和空气中，这会使学校和附近的学生和居民受到很大的影响。

高校实验室排污管理要规范和加强，将高校实验室纳入环境监管范围，在《天津市高校实验室评估标准（试行）》中，也对高校实验室的环境安全、废弃物的处理做了明确规定。高校培养的化学化工类人才，今后都将是我国化学化工行业的顶梁柱，将直接影响我国化学化工行业的发展。作为高等院校化学化工专业的学生，若不具备绿色化学意识，对实验过程中产生的各种残渣、废液任意处理，将既污染环境，又造成资源浪费，不符合可持续发展的社会意识。

二、绿色化学实验室

绿色化学是指从污染预防的基本思想出发，在化工生产、化学实验始端就采用预防的科学手段，使整个过程和终端达到零排放或零污染。绿色化学是研究如何从化学反应的设计、反应的进行、产物的使用及废弃过程中使污染减少到最小的新兴科学，是一门从源头上阻止污染的化学，被认为是未来化学发展的方向。

建立绿色化学与化工实验室被认为是解决实验室三废问题的主要途径，已成为一种必然的趋势。进入21世纪，国内外建立绿色化学实验室的呼声逐年提高，国内有多所大学都先后建立或提出建立绿色化学实验室，甚至一些中学也都提出建立绿色化学实验室的概念。

建立绿色化学实验室，其根本目的是从节约资源和防治污染的观点来重新审视和改革传统化学与化工实验，采用“3R”（减量化Reduce、再利用Reuse、再循环Recycle）原则解决化学与化工实验中出现的污染问题，目的是减少和消除对环境的污染，培养学生的绿色环保意识。

建立绿色化学实验室，将减少化学实验污染，与绿色化学零距离接触，将绿色化学融合于化学课程教材改革和课堂教学改革中，使绿色化学成为化学教育的一个重要的组成部分，这是当前化学教育面临的一项崭新课题。

三、化学实验教学改革措施探讨

如何改革化学实验室，使其成为绿色化学实验室，是目前的首要任务，我们可以从以下三个方面改革：

1.演示实验

演示实验是化学教学中广为应用和最为有效的一种教学形式，它可用于许多场合，用于化学概念、化学基本理论的教学，能为学生提供感性认识材料。用在课的开始，可起到激发学生兴趣，调动求知欲望的积极作用；用于验证假说，有助于培养学生进行推断、作出结论、解决问题的能力；用于学生提出问题，可以考核学生观察、记忆和运用知识的能力；用于解答化学问题，能启发学生解题的思路。演示实验可以使学生学到正确、规范的实验操作方法和技能，受到教师良好实验习惯和严谨认真的科学态度的熏陶和感染。

教师可运用录像、VCD和多媒体课件等手段优化实验教学，调动学生的积极性，突出重点，突破教学难点。演示实验应使每位学生都能看清楚，对于一些细微或瞬间完成的实验，教师应借助实物投影仪把实验放大，使学生看得真切。传统的实验教学中遇到一些要求高、设备贵重的实验往往难以开展，多媒体正好可弥补这一缺陷。例如：（1）物质条件受限制的化学实验；（2）爆炸、毒性较大且不易控制的一些危险实验；（3）易出错误的实验，多媒体模拟一些错误的实验，可使学生亲眼感受错误操作的危险性，从而避免错误的发生；（4）微观物质结构及其运动的实验。这些实验有时通过语言描述比较困难，结构模型的使用又不方便，而借助多媒体三维图功能则有利于学生对微观世界的理解，有利于学生空间想象能力的培养。

2.微型实验

微型化学实验是20世纪80年代崛起、国际公认能体现绿色化学理念的一种化学实验的新技术和新方法，其基本特征是仪器微型化和试剂用量少，具有污染少、现象明显、快速、节约、安全等优点。微型实验的开设对毒性大、药品贵、耗量大、易燃、易爆、污染严重、操作复杂的化学实验尤为重要，它能杜绝或明显减少实验过程中给环境带来的污染，体现了绿色化学的原则。化学实验微型化是微型化学实验的重要组成部分，更是当前化学实验教学改革的重点，对不断增强学生的动手、创新能力，具有重要的意义。

微型化学实验相对于大多数常规实验是有优势的，但是，微型化学实验也不可避免地存在着一些不足。微型实验由于仪器、装置都小，实验的可见度低，如果不采用投影放大实验现象的补救方法，或边讲边实验的方法就不宜用于演示实验。另外，微型化学实验在搅拌、抽滤、分液、控温实验操作上难度较高。

因此，在大学应推广微型化学实验，但这么做并不意味着要用微型化学实验取代所有的常规实验，而是要使两者取长补短。

3.循环实验

“发展循环经济，实施清洁生产”是国内外很多化学化工企业近年来的发展口号，其实在大学化学化工实验室也应提出“发展循环经济，实现清洁实验”的口号。

参考文献：

[1]郭翠梨，张金利，程景耀，胡瑞杰.化工基础实验教学改革的实践[J].化工高等教育，2010（3）.

化学工艺学教学篇4

一、目前专业实验教学中存在的问题

通过几年的观察分析, 我们发现我校化学工程与工艺 (电化学) 专业实验教学中主要存在以下几方面的问题。

1. 实验内容设置不合理。

原有的实验体系已沿用了近十年, 有些实验内容如铅酸电池、镉镍电池方面的内容明显落后于现在电化学学科的发展, 原有的实验内容已无法满足现在的人才培养需要。近些年, 随着电化学领域的不断发展, 一些新的实验方法、实验技术及新的电化学体系不断涌现, 这些内容代表了电化学学科的发展趋势和发展方向, 急需补充到现有实验教学内容中, 从而提高实验教学的质量。

2. 实验教学方法不利于发挥学生的主观能动性。

传统实验教学往往以指导教师的讲授为主, 讲授的要点主要根据实验讲义的内容而定。实验讲义上每个实验基本都有完整的实验目的、实验原理、操作步骤和数据分析处理等内容。教师主要讲解实验原理和操作步骤及数据的分析处理, 学生根据实验讲义上给出的实验步骤和数据分析方法去完成实验。在整个实验过程中, 学生很少有独立思考的空间, 他们只能按照实验讲义中给出的实验方案进行实验, 也就是说学生变成了实验方案的执行者, 而不是实验方案的制订者或参与者, 这不利于发挥学生的主观能动性和积极性。

3. 实验考核方式不够科学。

以往学生实验成绩主要根据实验报告的情况来决定, 具体包括两部分:一是实验报告内容的完整性, 包括实验目的、实验原理、实验步骤和数据处理等项目是否完整, 实验参数是否准确;另一方面是实验的数据是否准确可靠, 数据处理方法是否正确。这种考核方式只是根据实验报告提供的信息进行成绩的评定, 而对实验过程中学生分析解决问题的能力、实验操作的能力没有进行考虑。这使得成绩的评定缺乏全面性和科学性。

二、专业实验教学过程中的一些改革与探索

针对上述实验教学中存在的问题, 我们做了以下几方面的改革与探索。

1. 实验内容的改革。

实验内容是影响实验教学效果的决定性因素。专业实验教学必须结合专业发展现状, 将学科的研究热点和教师的科研成果引入实验教学, 这一方面体现在实验技术、实验方法的改进方面, 另一方面体现在实验教学内容的更新方面。这样才能使学生在本科实验教学阶段接触到专业前沿领域, 了解专业研究热点, 掌握专业最新的研究方法和研究成果。将先进的实验内容引入实验教学有利于学生综合素质的提高, 为其在今后的工作、学习和深造过程中尽快进入角色奠定坚实的专业基础。实验内容的设立应考虑以下几方面的因素。基本的实验知识和技能的培养, 专业发展现状、发展趋势的了解, 实验室软硬件的状况, 经费情况等。实验内容的设立还应体现我校化学工程与工艺 (电化学) 专业的特色, 即化学电源和表面处理领域的工程化。基于以上几方面的考虑, 我校化学工程与工艺 (电化学) 专业实验包括以下几方面的内容:方波电流法、方波电位法、循环伏安法、线性电位扫描法、电化学阻抗谱等实验内容主要是让学生掌握电化学中的一些基本测试方法;电镀液的赫尔槽实验、电镀液分散能力实验、电镀液电流效率实验是为了让学生掌握电镀中常用的研究方法;旋转圆盘电极实验、微电极实验、电化学石英晶体微天平等实验的目的是让学生掌握电化学领域较先进的一些实验方法;化学电源设计和电镀车间设计方面开设了4个实验, 主要目的是让学生接触专业领域的工程化问题, 帮助其毕业后能尽快适应企业的生产环境。

2. 教学方式的改革。

实验教学方式直接影响实验教学的效果。科学的教学方式应能充分激发学生的学习自主性, 由被动学习变为主动学习。同时应着重培养学生实际操作能力、协作能力、团队合作精神, 提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。为此, 我们改变以往以教师为主体, 主导整个实验教学的模式, 而采用学生为主体、教师为主导的教学模式。每位指导教师负责2个实验项目, 教师只把实验的总体要求和基本思路介绍给学生, 由学生根据相关知识去设计实验方案, 完成实验, 并对数据进行分析处理。学生在实验过程若遇到问题, 可以与指导教师讨论, 指导教师提出解决问题的思路, 由学生改进实验方案。在整个实验过程中, 学生的实验积极性和主动性得到了充分发挥, 创新能力和合作精神得到培养。实验成绩考核注重实验方案的设计能力、实验过程的操作能力。成绩评定中, 实验方案设计和操作能力占50%, 实验报告的质量占50%, 其中实验报告的内容包括实验名称、实验目的、实验原理、实验步骤、数据处理及分析、结论及讨论等。为进一步保证实验教学的质量, 我们对实验课的课程安排还进行了调整。把学生分成两个班, 分别在上午和下午进行实验。每个班的学生又分成8组, 每组2~3人。每次实验课同时开出8个不同实验, 每组同学分别进行其中1个实验项目, 8组之间依次轮换, 8天完成8个实验。而后的实验依上述安排进行, 直至完成全部实验。

3. 实验指导教师队伍的建设。

首先安排一名教师全职负责学生的实验教学工作, 包括实验讲义的编写、修订;实验设备的保养、维护;实验试剂、药品和材料的采购和保管;实验室规章制度的编写、制订;以及日常实验室管理工作。开设实验课程时, 抽调若干名专业骨干教师参与实验的准备和教学工作。所有抽调的教师必须有两年以上专业教学经历, 至少具有硕士学位, 博士学位率达到90%以上。新留校的教师或新调入的教师需经两年以上的辅助实验教学工作后, 方可单独指导本科生的实验。

实验室还有计划安排实验指导教师到国外和国内高校进修学习, 及时了解国内外相关院校的实验开设情况, 并依此对本校的专业实验教学进行调整。

通过以上几方面的工作, 本科生专业实验教学效果明显改善, 一方面体现在毕业论文设计与撰写阶段实验能力的提高, 另一方面体现在就业后在企业的工程化能力的提高。

参考文献

[1]臧红霞.高校应用化学专业综合性实验教学改革初探[J].教育教学论坛, 2011, (3) :27-28.

[2]刘昭明, 黄翠姬, 郑燕升, 等.化学化工类专业开放式实验教学的探索[J].实验科学与技术, 2008, 6 (2) :83-85.

化学工艺专业课程标准解读篇5

【关键词】化学工艺专业；职业能力；课标解读

【中图分类号】G714 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2016）34-0047-02

【作者简介】沈新安，江苏省徐州医药高等职业学校（江苏徐州，221116）教师，副教授，主要研究方向为化学制药技术专业教学和有机化工研究。

课程标准是对学生经过中职教育之后的预期结果所做的一种基本规范与质量要求，是中职教育质量应达到的基本指标，是管理与评价中职教育课程的基础，同时也是指导教学的纲领性文件。2015年，省教育厅职教处、省教科院职教所组织相关专家开发了中职化学工艺专业“化学基础”“化工单元操作”“化工电气及仪表”三门专业平台课程的课程标准，对中职化学工艺专业规范教学管理、教材编写及课程资源开发发挥了积极的作用。

一、课程标准主要核心内容的解读

课标开发团队首先在全省27家化工企业进行调查，确定用人单位对中职化学工艺专业学生知识、技能和素质的实际需求，邀请行业和企业专家、教育专家和课程骨干教师多方参与，共同论证，形成三门平台课程的课程标准（试行）。化学工艺专业核心课程标准基本框架主要由课程性质、学时与学分、课程设计思路、课程目标、课程内容与要求、实施建议及编制说明组成。

（一）课程性质

依据“指导性人才培养方案”课程结构表确定课程地位，尽量明确前导、后续课程，明确课程任务和作用，“化学基础”等三门课程均是理论和实践相结合的专业基础平台课程，强调“基本知识、基本技术技能的学习及基本职业素养的养成”。如“化工单元操作”的课程性质是江苏省中等职业教育化学工艺专业必修的一门专业基础平台课程，是在“化学基础”“化工制图”等课程基础上开设的理论和实践相结合的专业核心课程。其任务是让学生掌握常见化工单元操作的基本知识和基本技能，具备运用工程观点解决化工生产实际问题的基本能力，养成规范操作、安全生产、环境保护的职业素养，为学习“化工工艺”“化工生产DCS仿真实训”等其他专业课程及获得化工总控工等职业资格奠定基础。

（二）课程设计思路

首先，依据《江苏省中等职业教育化学工艺专业指导性人才培养方案》中确定的培养目标及综合素质、职业能力要求，结合课程的性质和职业教育课程教学的最新理念和规律，确定课程目标。其次，依据课程目标，结合“江苏省中等职业教育化学工艺专业岗位职业能力分析表”，依据课程目标和岗位需求，对接职业标准，确定课程内容。最后，课程内容以模块为基础设计学习单元，结合职业岗位能力需求，融合相应的理论知识、职业技能和综合素质，根据学生认知水平和职业成长规律，以化工总控工等岗位工作流程为依据，序化学习任务。如“化学基础”课程精选学生发展和专业学习所必备的化学基础知识、基本技能，确定课程内容，组成化学原理、元素化合物知识、有机化合物、基础实验技术四大模块，下设11个知识学习单元和10个实验技术学习单元。加强课程内容与生活经验及岗位工作的联系，反映化学与社会、生活、生产、科学技术的相互联系；注重理论与实践相结合，结合化学工艺专业职业能力分析，合理设置教师演示实验和学生实验。

（三）课程目标

在确定课程总目标后，结合课程特点，明确学生的核心素养与关键能力目标要求，包括知识素养、能力素养、实践素养、发展素养、安全素养、职业素养等。

以“化学基础”课程为例，其核心素养与关键能力的目标要求如下：第一，要掌握常见元素的单质及其化合物的性质和鉴别方法、重要有机物的官能团特性和官能团间相互转化的规律；第二，能进行基本化学计算，能正确理解基础化学涉及的相关概念、方法原理及实验现象的特征、形成原因；第三，能借助工具书及有关文献资料获取相关化学数据；第四，掌握化学实验的一般知识和基本操作技能；第五，能综合应用化学原理解决一些日常生活、职业工作中的实际问题；第六，养成勤奋、坚毅、合作、崇尚科学等优良品德，形成安全、环保的职业意识。

（四）课程内容与要求

课程内容与要求主要来源于《江苏省中等职业教育化学工艺专业指导性人才培养方案》中核心专业课程教学的要求，结合行业企业的需求变化情况，及时更新并进一步调整、序化教学内容，体现对不同阶段的学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的基本要求。如“化学基础”实验教学的安排，企业对本专业学生实验基本操作技能要求较多，在课程标准中以项目教学的方式呈现，放弃纯理论性质的验证实验，集中有限的实践教学课时培养学生的基本实验操作技能。同时对传统“化学基础”教材内容大胆改革，降低部分纯理论知识要求，强化学生职业能力培养，满足学生发展需求。

“化学基础”“化工电气及仪表”课程具有理论性、综合性强的特点，课程标准的课程内容和要求采用模块化课程的格式。“化工单元操作”课程是以化工单元操作为主线，根据典型工作设计学习任务，将相应的专业理论知识、专业技能和职业素养有机融入。根据学生认知水平和职业成长规律，以典型产品的生产流程为参考，序化学习任务。课程标准的课程内容和要求采用项目课程的格式。

二、实施建议

化学工艺专业课程标准规定的是国家对学生在从事化工总控工方面的基本素质要求，是课程教学、教材编写和教学评价的出发点与归宿。与传统教学大纲相比，课程标准强调的是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的课程目标。课程目标着眼于学生素质的全面提高，从只关注教师教学转向关注课程实施过程。本次开发的化学工艺专业课程标准在课程性质、教学目标、教学内容与要求、实施建议等方面都有较大的调整，对教师教学、教材编写和教学评价提出了更新、更高的要求。

在教学过程中，教师要坚持贯彻生本教育理念，突出能力本位的教学观。站在专业需要的角度，把握达到课程标准要求的核心素养和关键能力所需要经历的过程，灵活设计教学过程。联系学生生活实际和工作实际，将国家标准、行业规范引入教学，激发学生的学习兴趣，培养学生运用知识的能力和实际操作的能力。这对职教教师提出了更高的要求，教师要了解行业企业的实际需求，了解专业、通晓专业，这样才能在日常教学中运用自如，在不经意间渗透职业精神，培养学生的职业能力。

建立多元评价体系，突出评价的教育功能和导向功能，关注综合职业素养、关注学习过程、关注学生的个体差异。采用过程性评价与结果性评价、定性评价与定量评价、教师评价与学生互评相结合的评价方式，科学组织课程评价。注重学习过程的评价，按学习项目组织综合评价。综合评价的内容应包括任务的结果质量（如数据质量、规范程度、速度等）、知识点掌握情况以及过程的行为表现（如遵守规范、团队合作、安全、环保等）。知识点掌握情况可通过口试、笔试等方式组织评价。

化学工艺学教学篇6

1.知识与技能

(1)了解工艺流程题的考点及其呈现形式。

(2)掌握工艺流程题的知识落点。

(3)掌握工艺流程题的解题方法和解题技巧。

2.过程与方法

引导学生做好知识储备,分析归纳近年工艺流程题,使学生掌握该题的解题方法。

3.情感、态度和价值观

通过该题目的讲解激发学生发展潜能,关注学科知识与社会生产、生活的联系。培养学生理论联系实际、学以致用的学习观。

二、教学策略

本节课通过两个真题、四个活动引领学生思考,帮助学生在理解知识的同时,掌握科学研究的方法。首先通过2015年的高考真题引入课题,激发学生探究工艺流程题解题的求知欲望。启发学生通过观察、思考,探索工艺流程题的命题立意和知识储备特点,为解题做好知识储备。

三、教学过程

活动一:讲解2015年全国卷理综化学第27题。

【教学过程】

(一)真题分析

分析2015年理综卷第27题试题。

(1)仿照碱式碳酸盐与酸反应,分析化合价并联系流程图最终产物推导产物;根据反应速率相关知识解答速率题。

(2)考查元素化学常识,根据流程图得出结论。

(3)考查元素化学常识和分离提纯的方法。

(4)考查对流程图的解析。

(5)考查物质结构的知识。

(6)考查化学反应的基本原理及氧化还原反应的方程式配平。

(二)工艺流程题知识储备

1. 分析工艺流程题的特点

活动二:分析总结特点。

(1)呈现形式:流程图、表格、图像。

(2)知识落点:化学反应原理、元素化合物、实验。

(3)能力考查:获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力。

2. 分析题目的出题意图

流程题只有两个目的:①如何利用某些物质制备另一物质;②如何从混合物中分离、提纯某一物质。

3. 总结题目的考查知识落点

(1)物质的分离提纯方法。

(2)元素化合物知识:融入其他过渡金属元素的单质及化合物:Ti、Cr、Mn、Zn、Ni等。

(3)化学反应原理。

(三)实战演练

活动三:解答2013年全国理综卷第27题;讲解课堂练习题目,分析解题步骤。应用理解知识,有助于达成三维目标。

(四)解题方法及技巧

活动四:根据高考原题分析工艺流程题考点,总结解题方法和解题技巧。

【解题方法】

1. 明确工艺流程的框架

(1)规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。

(2)核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择,以及生产条件的控制。

2. 掌握解题思路

(1)从题干中获取有用信息,了解生产的产品。

(2)整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。

(3)分析流程中的每一步骤。①反应物是什么?②发生了什么反应?③得到了哪些产物?对产品有什么影响?

【解题技巧】

(1)简答题。要利用化学原理解答,通过化学反应速率、平衡移动原理、控制反应条件等,目的是加快反应速率或增大反应程度,提高产品的产率。

(2)绿色化学、原子利用率。

(3)前后对比,找变化;回味其中,想反应;各个击破,得分数。

(4)调节p H的方法。①为什么要调?往调大还是往调小?②怎么调?(通过改变H+或OH-)③注意:不带入新的杂质。

(5)有关Ksp。①利用溶度积常数判断沉淀的生成。②利用溶度常数判断沉淀的转化。③利用溶度积进行计算。

四、教学反思

(1)应以考试说明和考纲为依托,从宏观上把握复习的方向。

(2)夯实基础,把握主干知识。

(3)从方法上注重学生知识的迁移能力。

(4)从效果上达到“一题多解,一题多变,多题同解”的效果。

(5)强调严格按照题目要求作答以及书写化学用语的规范性,避免不必要的失分。

化学工艺学教学篇7

工程教育专业认证是我校面向经济社会发展新形势、应对科技发展新需求的紧迫任务,也对未来的学科布局与整体发展具有重要意义。工程教育认证通用标准的核心是以 “培养学生工程设计能力及解决实际问题”为导向,促进工程教育从 “知识导向型”转变为 “能力导向型”[1,2,3,4,5]。这与我校培养较强工程实践能力的应用型工程技术人才以适应地方经济发展需要的培养目标是一致的。我校一直重视实践教学环节对学生实践能力的培养,已构建了化工实验平台[6],建设了专业实验模块, 设置了体现 “大化工”专业共性的公共专业实验以及反映与化工相关专业个性的特色专业实验,如图1所示。专业实验课程的开设,重在培养学生产品研发能力和工程实践能力,启发学生创新意识,促进学科、专业交叉,以达成工程教育专业认证通用标准的毕业要求。

关于我校材料与化学工程学院的化工专业实验体系,从实施多年后倒过来看,其构建是有新意和科学的 ( 平台 + 模块) 。但目前专业实验教学实施过程中仍存在一些问题,主要体现在:

( 1) 专业实验各实验项目的知识链不够长,实验内容仅仅是针对于每一门专业课程,各实验项目间相对独立,使得专业实验缺乏系统性;

( 2) 专业实验由于设备及教师素质等问题,教学实施过程又多以教师为中心,重视学生参与实验过程而忽视了学生实验效果,这种实验教学过程虽能让学生短时、优效地完成实验教学环节,但不能有效培养学生主动、积极发现问题、解决问题的能力,制约了实践创新意识,使得原本开设的综合型专业实验实质变成了验证型实验,失去了专业实验教学的意义。

基于工程教育专业认证的化学工程与工艺专业实验改革是根据我校的实际情况,设置综合性强的专业实验内容并探索出科学合理的实验教学方法,将其落实在专业实验的各个实践教学环节,做到真正以学生为中心,启发学生实践创新意识、培养学生灵活运用所学理论知识独立设计和实施工程实验和分析实验结果的能力。

2 化工专业实验教学改革

改革原有的专业实验内容,打破了原有每一实验项目仅针对某一门专业课内容专业实验模式,将多门专业课的内容有机地融入到专业实验项目中,使专业实验具有系统性和综合性, 让学生领会本专业的精髓; 改革原有的实验教学过程,将原有的以教师讲授实验目的、原理以及实验方法后,学生再操作的实验教学环节,改变为实验前教师给出某一实验目的及要求, 学生通过文献、资料的查阅和收集消化实验原理并拟定实验方案及实验数据的分析方法,与授课教师讨论后实施实验教学环节。

公共专业实验部分改变原有实验项目单一现状,让学生根据各自专业方向有更多的自主选择。如化工热力学实验,开设了三元盐水系溶解度的测定、二元组分气液平衡热力学数据测定 ( 二选一) ; 分离工程实验,开设了膜分离、共沸精馏、反应精馏 ( 三选一) 。公共专业实验部分的各实验项目内容方面: 化工热力学实验,将原有的直接测试改为要求学生先采用计算机模拟,再实验测定,比较实验及模拟结果,进行综合分析; 化学反应工程实验,改变了原有的采用某一固定的实验方法 ( 如脉冲法) 测量反应器流动参数的实验内容,直接给出测量反应器流动参数的实验目的,要求学生自主选择实验方法进行实验,并根据所测量的流动参数结合某一典型的化学反应估算反应物的转换率,对结果进行综合分析; 分离工程实验,引入了让学生选择不同的热力学模型获得热力学参数,对流程方案进行计算机模拟,拟定实验方案,再进行实验,比较理论与实际分离效果,分析问题。

特色专业实验部分,通过各实验项目教学内容的调整,使之更具特色。如化工工艺实验中开设的复混肥的制备及指标分析,在原有仅涉及复混肥制备工艺的内容的基础上,引入了学生查阅国家标准,应用适当的分析检测方法,测评基础原料中有效成分的含量和所制备的复混肥质量这一教学内容; 又如化工工艺实验中开设的CO中低变反应,在原实验内容上引入采用计算机模拟,通过比较实验及模拟结果,进行综合分析; 再如精细化工实验中开设的乙酰水杨酸的合成与测试,在保持原有实验内容不变的情况下,将实验从综合性进一步扩展为设计型实验,学生可选择不同工艺线路,或在合成线路不变,采用不同催化剂方法合成乙酰水杨酸,并比较分析其收率、平均选择性等参数。

新的专业实验教学考核方式也由原有仅凭实验报告评定学生实验成绩的单一考核方式改革为从实验预习、实验方案拟定、实验操作技能、实验数据处理、实验报告撰写等方面综合考核学生是否掌握了基本的专业知识、专业实验技能和分析解决问题的初步能力。部分实验项目还要求学生撰写小论文替代定式的实验报告,以训练学生的书面表达能力及科技论文的撰写能力。

专业实验教学内容及教学过程的改革,使学生的 “被动式”接受学习变成了 “主动式”自主学习,同时将化学工程与工艺专业的核心专业课与适用性专业选修课结合起来,如公共专业实验各项目将化工热力学、反应工程、分离工程与计算机在化学化工中应用、实验设计与数据处理等课程相结合; 特色专业实验各项目将化工工艺学、有机化学与分析化学、实验设计与数据处理等课程相结合,通过不同专业课在实践教学过程中的综合应用,强化了学生发现问题,分析问题,解决实际问题的能力,真正做到培养学生专业知识及专业技能的综合应用能力。

3 化工专业实验教学改革效果

专业实验教学改革是在原有的专业实验模块基础上对专业实验教学内容和教学过程进行系统、全面的改革,将以学生为中心、教师为主体的实验教学过程落实到实处,重点培养学生工程实践创新能力。通过教学改革最大程度上实现各专业课间的融合,在重基础理论和基本实验技能的同时更注重学生独立自主学习的能力。参与了现有专业实验教学环节的学生在毕业环节中表现出更强的独立分析问题和解决问题的能力。以完成了 “溴化锂溶液吸收制冷实验研究”毕业论文的学生为例[7], 根据指导教师的任务书要求,独立拟定研究方案、完成实验装置的搭建以及实验数据的测量和分析。创新性地将传热、蒸发、吸收等单元操作结合在一起,打破传统的采用冷源吸热制冷的定势思路,利用高浓度溴化锂吸湿致水蒸发带走潜热的原理实现制冷。可见专业实验教学改革真正实现了对学生综合专业技能及创新意识的培养。

专业实验教学改革还促进了实验资源的整合以及实验教学管理的规范,以一定的教学资源投入,最大限度地发挥实验设备在专业实验中的效能,大幅度增加了学生的受益面; 不断完善的教学内容及教学考核方式大大增强了考核学生专业知识综合运用能力及工程实践能力的可信度和有效度,进而使得实践环节教学管理更加规范。

摘要：针对我校化工专业实验内容缺乏系统性,教学过程以教师为中心,重实验过程轻实验效果的弊端,在原有的专业实验模块基础上对专业实验教学内容和教学过程进行了改革,使专业实验教学真正以学生为中心、教师为主体,重点培养学生工程实践创新能力,以达成工程教育专业认证通用标准的毕业要求。其改革在教学结果以及实验教学管理方面皆取得了良好效果。

关键词：化学工程与工艺,工程教育专业认证,专业实验,教学改革

参考文献

[1]沈建华,刘峰,张玲华.适应工程教育专业认证的综合工程训练中心建设与实践[J].现代教育技术,2012,22(12):122-126.

[2]陈文松.工程教育专业认证及其对高等工程教育的影响[J].高教论坛,2011(7):29-32.

[3]罗正祥.工程教育专业认证及其对高校实践教学的影响[J].实验室研究与探索,2008,27(6):1-3.

[4]张文雪,王孙禺,李蔚.高等工程教育专业认证标准的研究与建议[J].高等工程教育研究,2006(5):22-26.

[5]李茂国,张彦通,张志英.工程教育专业认证:注册工程师认证制度的基础[J].高等工程教育研究,2005(4):15-19.

[6]张承红,陈虹.普通工科院校化工实验平台建设与探索[J].化工高等教育,2008(1):42-44.

化学工艺学教学篇8

关键词：化学工程与工艺专业,实验教学,应用型人才

化学工程与工艺专业是由原来的化学工程、有机化工、无机化工、高分子化工、精细化工、煤化工、工业催化等专业合并而成的宽口径专业,它覆盖面宽、涉及领域广[1]。化学工程与工艺专业的毕业生应掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法,具有从事化工生产控制、化工产品和过程的研究开发、化工装置设计与放大的初步能力[2]。目前,我国化工高等人才的素质培养中普遍存在的突出问题是:工程实践训练不足,实践能力差。因此,加强实践性教学环节的改革力度,提高学生的实践创新能力是化工高等教育过程中亟待解决的问题[3]。

中北大学化学工程与工艺专业是由原来的化学工程、高分子化工和精细化工三个专业合并而来的。以往的专业实验虽然覆盖了化工工艺学、化工热力学、化学反应工程、化工分离工程、化工传递等多门专业课的教学内容,但均属于验证性实验,每一实验均有包括实验原理、实验内容、操作步骤、数据记录等在内的详细的实验讲义,学生按实验讲义预习,然后按部就班的进行操作即可完成,这种实验教学方式使学生完全处于被动地位,极不利于学生创新意识及实践能力的培养。专业合并后,我们在专业实验项目的设置上进行了深入改革,除基本的一些实验项目外,根据我校自身学科发展和实践教学体系的特点,增设了旨在提高学生实践创新能力的综合性、设计性实验项目,这些实验项目具有以下特点:

1 与实习环节紧密衔接

实习是学生在完成理论课程学习后进行的实践教学环节。通过在生产车间的参观学习和跟班岗位实习,了解化工生产的实际和特点,理论联系实际,巩固加深所学基本理论知识,体验理论与实际相结合的重要性,并运用所学知识,对实际问题进行观察和分析,培养改革创新精神,从中获得了初步的生产实践经验。

目前,虽然随着企业改制,很多企业对大学生实习工作并不热心,但凭借我校化学工程与工艺的专业优势及长期以来形成的良好的厂校关系,建立了以山西三维股份有限公司为主的相对稳定的实习基地,这些实习基地包括典型的有机化工工艺、高分子化工工艺以及精细化工工艺,能满足本专业的实习要求。

经过多年的实习发现学生在实习过程中有一种非常突兀的感觉,由原来实验室的玻璃仪器突然转到大规模的工业生产设备,中间缺少必要的过渡,大大影响了实习效果,学生往往是走马观花。为此,我们专门设置了“水性涂料制备实验”的综合性实验项目,基本上按照三维厂的白乳胶生产工艺流程自制了一套扩试生产装置,该装置以醋酸乙烯酯为原料,经过聚合、配漆、砂磨、包装得到白乳胶产品。工艺全过程实现了自动控制,不仅涵盖了高分子聚合工艺、仪表自动化、流体流动等化工基本知识,而且使学生对整个工艺从整体上有了一个全面把握,避免了实习过程中的“放大效应”。

2 与科研成果密切联系

创造条件使学生较早参加科研和创新活动,鼓励学生积极参加教师的科研项目是开阔学生思维,培养学生动手能力的重要环节。我校制定相关政策,倡导和鼓励学生参与课题研究。我校快速化学反应与技术研究是国内研究武器特种化学能源的5个研究基地之一,多年来承担国防973项目、国防重点型号项目和国防科研基础平台建设项目等多项,获国家技术发明二等奖2项;超重力技术基础及应用研究是山西省唯一的研究基地,承担国家自然科学基金和国家重大专项等项目多项,获省科技进步一等奖1项;天然物提取研究是应用化学学科特色之一,从向日葵盘中提取果胶曾获得山西省科技进步二等奖。多项研究成果已成功工程化。相关研究成果均达到了国际先进和国内领先的水平,奠定了在国内相同领域不可替代的学术地位。稳定的研究方向,先进的教学科研设施,为学生参与课题研究提供了较好的平台。学生平时参与课题和毕业论文参与课题率达到了36%。为加大学生的参与面,我们将科研中共性的单元操作提炼出来,增设到学生实验中。如自制增设了超重力精馏单元操作、超重力萃取单元操作和微波反应单元操作等;设置了“果胶的生产”设计性专业实验项目,并建立了由提取釜、浓缩装置和喷雾干燥装置组成的成套实验室扩试设备,整个实验中学生自行设计提取、浓缩、干燥等工艺条件,大大提高了学生的兴趣和实际操作能力。

3 与学科发展特色紧密相关

我校应用化学学科是山西省重点建设学科,超重力场中的传质与化学反应是其中的一个重要研究方向,也是特色方向之一。旋转填料床多相反应制备超细憎水氢氧化铝获2005年山西省科技进步一等奖。在此基础上我们设置了“超细粉体制备实验”的开放性实验项目,让学生参与到超重力技术的科研活动中。由于我们的学科基地具备超重机的结构设计、仪器加工的能力,学生通过参观设备的设计加工全过程,从而对超重机的基本原理和构造产生深刻的印象,而且可以从中体会科研工作者的设计思想,提高他们的设计开发能力。

除此之外,在开设专业实验项目的同时,我们还对任课教师提出了更高的要求。目前本专业共开设专业实验项目16项,其中综合性、设计性实验项目6项。专业实验任课教师共有12人,除最基本的实验项目外,基本上每个实验项目均由一名不仅对该实验内容十分熟悉,而且具有一定相关科研经历的教师任教。同时实验教师队伍中还配备有专职工程师,负责有关设备加工方面的指导。指导教师在对学生讲解实验的过程中会不自觉的将自己从事科学研究的切身体会穿插进去,而这些“沉默知识(silence knowledge)”对于培养学生实践创新能力具有不可估量的作用。

以上措施实行两年多来取得了明显成效,具体表现之一就是学生在毕业设计过程中不再像以往那样对工程化问题摸不着头脑,可以从工程化角度出发思考相关问题,这说明他们已经具备了基本的工程化理念。工程化理念的产生对于他们走向企业从事实际生产具有十分积极的作用。

现代化学工业的发展,需要大量具有良好工程素养和能力、基础扎实、知识面广、综合素质高、实践能力强、具有开拓精神、创新能力和竞争意识的应用型、复合型人才。实践性教学在培养学生能力、素质方面起着至关重要作用。我们在本科实验教学环节中进行了一些改革探索,取得了一定成效,但同时也感受到由于目前受资金等诸多因素的限制,许多更有利于培养学生时间创新能力的实验项目无法得以实施。如何利用现有条件,开设更加富有成效的实验项目是化工高等教育工作者值得进一步研究探讨的问题。

参考文献

[1]邹丽霞,花明,黄国林,等.“化学工程与工艺专业”复合式应用型人才培养模式的研究[J].化工高等教育,2008,(1):15-18.

[2]李克华,尹先清,郑延成,等.化学工程与工艺专业人才培养方案的研究与实践[J].长江大学学报(自然科学版),2008,5(1):331-332.

化学工艺学教学篇9

生产实习是大学素质教育的重要环节,但是,由于工厂的生产任务等都跟效益挂钩,再加上高校扩招造成学生人数骤增,企业难以承受;对于教学单位,花费了大量的实习经费却实习效果甚微[1]。如何解决好这一矛盾,使得生产实习发挥真正作用,笔者总结了以下几点:

1 生产实习基地的选择与建设

生产实习基地是学生进行生产实习的主要场所,务必要做好生产实习基地的选择与建设问题。

首先,生产实习基地要对口。学生自身所在学校必然在化工的某一领域或某些领域有自己的强项和特色,如我们学校的化工原理和精细化工专业在广东省内享有盛誉,在选择实习单位时,会与相关单位进行联系,利用学校的名气,老师的关系,同校已毕业同学的介绍,就比较容易找到接收单位。

其次,对有意接收单位进行“公关”。对于有意向接收生产实习毕业生的单位,要主动出击,直接找单位主管领导进行洽谈。在洽谈中,要注意多站在实习单位的立场考虑问题。

第三,在工厂生产实习过程中,要首先教育学生懂礼貌,对各个工段的工人师傅要虚心求教,不要把自己当作一名大学生,遇到不懂的问题要做小学生,同工人师傅保持融洽和谐关系。

2 生产实习各项目的实施问题

生产实习一般由实习动员、工厂实习、撰写报告等几部分组成。这几部分一定要衔接好,这就要求实习带队教师在整个实习过程中,能多花一些心思,安排好各项实习任务的衔接,考虑实习如何能让学生有更高的积极性,如何让学生多学到知识,能更有效果。具体做法是,在确定好实习单位后,邀请实习单位技术人员到学校来做报告和参观,然后我们就安排学生去查阅实习单位的相关资料,做生产实习预习报告[2]。接下来就是工厂实习阶段,在实习过程中,要求学生做好完善的现场实习记录。灵活安排时间,确保学生有充分时间对实习内容加深掌握和主动联系书本知识。工厂实习结束后,为学生整理实习资料,撰写实习报告阶段。

3 生产实习中创新意识的培养

中国大学生创新意识差,创新思维不强。工厂生产实习脱离了书本的范围,与实践紧密结合,为锻炼学生创新能力提供了一个很好的场合和机会。改变传统的生产实习模式,精心设计实习教学过程,将创新精神和实践能力的培养贯穿于实习教学全过程,营造有利于学生创新精神和实践能力培养的良好环境和氛围,引导学生积极参与到实习教学实践中,将实习教学过程变成一种以教师为主导、学生为主体的双向互动过程,潜移默化地开发了学生的创造潜能[3,4]。

3.1 生产实习内容的改革

我们首先对生产实习内容进行改革,要求学生在掌握本岗位所承担的任务、原理、基本操作技能的基础上,对本岗位采用的化学、化工方法进行评价和讨论[5],学生还可以利用业余时间对实习中遇到的问题或其他新的疑问进行自查自解,或同实习小组人员交流、向指导老师或工厂师傅请教。另外,指导教师也应有意识的主动布置一些项目,让学生通过实习来完成,将实习内容与本专业学生所学过的专业知识相联系[6]。

3.2 改革生产实习考核方式

改革以往的生产实习考核方式,将实习成绩分为四部分,其中实习日记、实习报告、师傅现场考核各占20%,答辩式考试占40%。答辩式考试重点考核学生的创新能力。由学生和指导教师共同组成4人答辩组,每个学生既参加答辩接受考核,又当评委,和指导教师一起对其他同学进行提问考核,按统一制定的评分标准给其他同学相互打分,他们的分数和教师的分数各占一半,记为每个学生答辩式考试的成绩。

3.3 营造创新氛围

指导教师应在生产实习教学活动中努力去营造良好的创新环境和氛围,举办各种活动比赛,激发学生的创新意识和实践能力,使学生既增长知识又锻炼能力。把培养创新人才的教育思想贯穿在教学环节中,实施素质教育。

4 结语

通过我们在生产实习教学内容和教学模式上进行的改革,对培养学生的创新精神和实践能力具有显著效果,实习教学质量明显提高。近几年我专业学生的就业率保持在98%以上,其中有相当部分进入了实习过的工厂企业。学生素质和综合能力收到用人单位的肯定!

综上所述,生产实习如能得到每一位指导教师的高度重视,精心组织,悉心指导,学生便会如鱼得水,充分释放他们的内在潜力,充分施展他们的才能,为将来走上社会,充满信心地迎接竞争和挑战打下坚实的基础。

摘要：笔者针对目前学生生产实习中出现的现象和问题,论述了如何利用生产实习这一宝贵的教学环节,有效促进学生的综合能力培养和提高。期待为教学同行起到参考和借鉴作用。

关键词：生产实习,创新,素质教育,综合能力

参考文献

[1]向夕品.成人高教工科专业生产实习存在的问题与对策.中国成人教育,2005.4:61-62.

[2]范丹红,杨坤道.日本高校体验性实习法教学改革及启示.中国教育研究与创新杂志,2005,2(1):13-15.

[3]郑新发.谈谈“实习作业"与“研究性学习”.福建教育,2005,5:52-53.

[4]景丽洁,翦英红,王丽敏.改革生产实习教学,学生创新精神与实践能力的培养.化工高等教育,2004,2:46-48.

[5]徐祥征.关于重构我校实践教学体系的探索.教育与职业,2004,(27):12.

燃料乙醇工艺的化学工程分析篇10

【关键词】燃料乙醇；化学工程；探究分析

乙醇作为一种燃料，不管是在生产过程中还是在燃烧过程中均不会产生污染物，属于一种清洁能源。早期的乙醇主要是通过淀粉、纤维素等经过长时间的发酵而来，然而燃料酒精由于其需求大，在生产过程中需要大规模的生产，在生产中涉及到一定的化学工程，了解这些化学工程是燃料乙醇生产的关键，同时也是该调整我国能源结构的重点。本文主要就燃料乙醇工艺的化学工程问题分析如下：

一、燃料乙醇发酵分析

1、燃料乙醇发酵的多尺度

燃料遗传在发酵过程中涉及到的工程领域较多，其中包括微生物工程、化学工程以及生物化学工程等，因此在实际的发酵过程中化学反应相对复杂，正是由于其发酵过程中的复杂性，在研究中仅仅从单一的角度去研究与实际要求不符，因此在生产过程中应该注重多尺度问题，也就是说从多个角度对燃料乙醇的发酵过程进行分析，这样才能更加全面的将乙醇复杂的发酵过程显现出来，因此对于燃料酒精发酵的研究应该涉及到生物学以及化学两个重要方面，这样的研究才更加符合实际研究需要。

2、发酵中的动力学与放大

乙醇在发酵前期需要进行相关的准备工作，其中主要与偶乙醇原料的液化以及糖化等，然后在乙醇发酵过程中应该做好相关特性的控制，也就是动力学问题，动力学是乙醇发酵是否可以顺利发酵的基础，其中涉及到两个方面的问题，一个是本征动力学，也就是从早期的原料到发酵微生物固有速率的问题，另外一个就是宏观动力学，这个具体的就是在发酵阶段乙醇的能量传递情况，现阶段对动力学研究应用主要模型是酶催化反应。

3、发酵中的发酵罐多场

在遗传发酵过程中需要一定的设备，发酵罐就是主要设备，由于乙醇发酵的复杂性，同时在发酵中还会受到外界环境温度、湿度等各方面因素的影响。这些因素的影响会造成发酵速度缓慢，影响发酵进程，也就是溢出发酵进程的不同在发酵罐内形成了不同的反应场，不同的反应场对于发酵罐正常的发酵造成影响，最终发酵质量也会造成影响，不过这种发酵场也有有利的一面，那就是工作人员可以在发酵中采取措施进行干预，使发酵质量向更高的程度靠近。

二、燃料乙醇提纯分析

乙醇在经过发酵后在发酵液中实际含有的乙醇含量非常低，据有关资料显示，这种含量通常只能达到5.0%—12.0%，这种低含量的乙醇基本不能满足燃料的需求，所以在发酵结束后通常还需要进行提纯，当然提纯也是乙醇生产中必不可少的，对于乙醇提纯的技术方法较多，应用较为广泛的主要是蒸馏技术，蒸馏提纯乙醇主要是将乙醇中大量的水分排出，当然在具体的提纯中需要多次提纯才能保证乙醇的含量，不过乙醇通过蒸馏能达到的最大含量约为90.0%，因此想要进一步提出就需要采用其它的提纯方法。在实际对乙醇的提纯中通常是先通过蒸馏的方法将乙醇提纯到一定程度，在达到一定含量后可继续使用萃取、吸附等提纯方法进一步提升乙醇的含量，最终达到工业乙醇要求或者实际需要的浓度[1]。

三、发酵与分离的耦合

乙醇在发酵过程中其发酵过程与早期乙醇的发酵过程有较多的相同点，因此其工艺研究内容也是一些基础性的东西。在发酵反应和分离过程中进行的耦合同样是一个复杂过程，因此在技术水平以及操作水平上都应该有严格的要求。

如果通过直接的化学反应就可以得到最终的成品，那么这个过程就是一个简单的反应过程，而在这个反应过程中采用的干预措施、采用的设备等就属于反应工程，在乙醇提纯中采用一定的方法将乙醇中不需要的一些水分或者杂质清除，在这个过程中采用的试剂、设备以及提纯中遇到的实际问题均属于分离工程。因此乙醇发酵与乙醇分离的耦合在理论上是可行的，当然通过实验证明在实践操作中也是可行的。在这方面也有较多的报道，比如有学者将液体的萃取以及发酵过程结合到了一起，在进行连续发酵过程中将油烯基乙醇作为萃取剂，最终结果表明通过这种方法提取的乙醇质量相对于早期的提纯明显提高。也就是说将生物发酵技术可以简单地看成是反应与分离技术的耦合，這样在工业乙醇生产过程中可大大的提高分离效率，促进乙醇含量的提升，当然对于大范围的推广乙醇生产具有重要意义。在乙醇发酵中可以将反应工程学的原理以及分离学工程理论结合起来，然后研究整个耦合过程，这样的研究对于推动整个燃料乙醇的工业生产起着关键性作用，不过当前大多数学者的报道中报道的内容更多的倾向于工艺条件、生物萃取剂以及膜材料等，但是涉及到多场耦合、传递特性等化学工程的研究却很少，这些在一定程度上抑制了燃料乙醇的工艺生产[2]。

在未来乙醇生产中新型发酵设备以及分离设备都需要多场耦合的指导，当然在后期的乙醇发酵中将会实现反应、分离以及其其它多种分离技术设备的耦合，也就是说通过一个连续的设备可实现乙醇发酵到成品，这样的设备不仅提高了生产效率，同时乙醇的质量也会得到明显提高。当然这种设备同样的可加快燃料乙醇作为新型能源的步伐。

结束语

燃料乙醇生产中过多的涉及到流体流动、热量传递以及发酵生化反应等，这个过程是一个复杂的过程，同时也涉及到多学科，因此在燃烧乙醇工艺的化学工程分析中应该从多个角度对其进行研究，在后期较长时间内的研究目标应该集中在生物发酵反应与提纯分离过程的耦合，这样的研究可以推进乙醇工艺生产的发展，有利于尽早的调整我国能源结构，实现环保绿色可持续发展。

参考文献

[1]李扬，曾健，王科，等.醋酸酯化合成乙醇工艺及经济性分析[J].精细化工原料及中间体，2011（11）.

化学工艺学教学篇11

桑树是落叶性多年生双子叶木本植物, 属荨麻目桑科, 桑树韧皮部内成簇状分布大量束纤维。桑皮纤维是从桑树枝剥下的桑皮经脱胶提取而成, 属天然植物纤维素纤维, 具有坚实、柔韧、密度适中和可塑性强等特点, 其手感柔软、易于染色, 既有蚕丝的光泽, 又有麻纤维的挺括, 并有着优良的吸湿性、透气性、保暖性和一定的保健功效。作为新型天然纺织材料, 桑皮纤维具有较大的开发利用价值。

本试验通过化学脱胶技术对桑树皮进行脱胶处理。试验选择脱胶工艺技术参数来进行脱胶生产流程试验, 形成桑皮纤维提取的配套工艺技术, 完成桑皮纤维材料的制备, 为进一步开发系列桑树纤维纺织新产品创造条件。研制桑皮纤维不仅增加了一种新的天然纺织材料, 还可对大量废弃的桑树皮进行深度开发, 变废为宝, 大大提高其附加值, 对于茧丝绸产业资源的综合开发利用, 有十分积极的意义。

1 试验机理

1.1 桑皮化学成分和结构

麻属单细胞纤维素纤维, 一个细胞就是一根纤维。单纤维为长筒形厚壁纤维细胞, 两端封闭内有中腔。桑树皮的韧皮纤维在茎中是集合成纤维束的, 纤维束间含有胶质。

目前国内已有研究人员对桑树皮进行了初步研究, 分析结果表明:桑皮最外层是表皮, 含有大量的木质素, 表皮上有间隔的叶柄;第二层含有大量的单宁;第三层为粗长纤维, 纤维间含有部分胶体;第四层为短纤维层, 短纤维的长度是越向内层, 越短, 纤维之间含有乳浆质;第五层为最内层, 纤维最短, 纤维间有一种特殊的物质使纤维相互并合。

桑树皮纤维的主要成分包括纤维素、半纤维素、木质素和果胶四种。纤维素存在于桑树皮的细胞壁内, 是桑皮的主要成分, 是在制备工艺纤维过程中应设法保留的部分。半纤维素是非纤维素的碳水化合物, 一部分与纤维素联系在一起, 而另一部分则与木质素连结在一起。木质素使纤维互相粘在一起, 不但影响可纺性, 还降低了纺织品染色着色力。所以, 必须使纤维原料中的木质素溶出, 使纤维互相分离。果胶物质是由非常复杂的碳水化合物组成, 主要是果胶酸的钙-镁盐。随着植物的生长成熟, 钙-镁盐聚集增多, 果胶分子由长链变成网状形, 因而果胶难于溶解。可用稀酸稀碱处理, 使它水解溶出。

1.2 脱胶机理

桑树皮中除含有纤维素外, 还含有较多的半纤维素、木质素、果胶等胶杂质成分。在提取桑皮纤维时, 应保留纤维素, 除去胶杂质。由于桑皮纤维单纤维长度过短, 强度不足, 不利于纺织加工, 故应将桑皮纤维制成工艺纤维以供纺织使用。

植物纤维化学脱胶的基本原理是利用植物韧皮中纤维素和胶杂质成分对碱、无机酸和氧化剂等的稳定性的不同, 在不损伤植物纤维原有物理性能的原则下, 去除胶杂质成分, 保留纤维素成分的化学加工过程。在此加工过程中可辅以一定的机械作用, 以达到工业上脱胶加工的要求。碱法煮练是应用较为普遍的化学脱胶方法。碱法煮练主要是利用纤维素对碱液的稳定性和非纤维素对碱液的不稳定的特性, 将韧皮纤维在一定的浓度、温度和蒸汽压力的碱液中进行煮练, 使非纤维素物质在煮练过程中, 分别进行溶解, 裂构, 皂化, 乳化等复杂的化学反应而除去。

由于桑皮中的胶杂质主要为半纤维素、木质素和果胶, 这些杂质在碱性条件下可以溶除, 所以, 桑皮纤维的提取工艺以碱煮为主, 并辅以酸洗、氯漂等加工方法。经煮练后, 纤维中的胶杂质被分解而除去, 韧皮部中的纤维束彼此分离, 而成为可供纺织用的纤维束。但是, 粘合单纤维成纤维束的果胶等胶质不宜除去, 否则将造成精练过度, 纤维失去强力, 使纺织上无法使用而遭受损失。

1.3 脱胶技术现状与分析

在实际工业生产中, 苎麻的化学脱胶工艺是麻类植物纤维化学脱胶工艺中比较成熟的。

苎麻的化学脱胶的工艺流程大体是:

原麻→浸水→浸酸→碱煮→拷麻→氯漂→酸洗→给油→烘干。

苎麻化学脱胶工艺的核心部分是碱煮。碱煮一般分为一煮法和二煮原法两种。两种碱煮方式均为常压煮练, 煮练液中辅以适量煮练助剂, 用碱量、保温时间等视原麻的胶含量多少有所增减。实践表明, 二煮法比一煮法的脱胶效果好。另外, 二煮法中头煮所用煮液是二煮残液, 可提高化工药剂的利用率。

拷麻有助于脱除残留在纤维上的胶杂质, 氯漂采用常温下低浓度短时间处理的方式, 酸洗后用清水洗至中性。

桑树皮纤维与苎麻纤维同属麻类植物纤维, 所以桑树皮的脱胶工艺可参考苎麻现有的脱胶工艺。但是, 由于桑树皮在化学组成上与苎麻有较大的不同, 所以桑树皮的化学脱胶工艺不适宜完全套用苎麻的脱胶工艺, 须进行适当的改进。

考虑到桑树皮纤维的胶杂质含量大等因素, 脱胶工艺可考虑延长煮练时间, 添加煮练助剂, 生物预处理以及加强机械捶拷等改进方式。

2 流程路线

2.1 试验材料

本试验采用经过适当前处理的桑皮样品作为材料进行脱胶试验。

2.2 拟定对比路线

路线一:试样→浸水→浸酸→碱煮→打纤→氯漂→酸洗→给油→烘干→成品。

路线二:试样→浸氯→初练→打纤→酸洗→复练→打纤→酸洗→给油→烘干→成品。

路线三:试样→预浸氯→初练→打纤→酸洗→浸氯→复练→打纤→酸洗→给油→烘干→成品。

3 结果和分析讨论

3.1 木质素的有效去除

桑皮中木质素的含量较大, 达10%~20% (干重) 。经试样对比后认为, 当成品的木质素含量低于0.8%时, 纤维光泽好, 洁白、柔软且有弹性, 可纺性、染色性好;而当成品的木质素含量在1.5%以上时, 纤维粗硬、脆、弹性差, 呈棕黄色, 后道工序加工较为困难。因此, 如果桑皮纤维中的木质素不能有效地除去, 纤维成品的品质将大受影响。

木质素遇酸不能溶解, 经无机酸处理后的木质素更加稳定, 这增大了碱液煮练的难度。试验按路线一进行时, 煮练时间为4h, 木质素残留量仍较大。此路线的桑皮纤维成品还不适合作为纺织材料。因此, 桑树皮化学脱胶的预处理不宜采用苎麻传统脱胶工艺的预浸酸处理。

木质素易氯化, 生成氯化木质素, 可用碱液轻松除去。路线二采用先浸氯处理, 再碱煮的工艺, 可以尽早且尽可能多地除去木质素。但桑树皮中含有大量的木质素, 当外层的木质素与氯发生反应后, 生成的氯化木质素因处于其他木质素的外表, 阻止了氯化作用的继续进行, 对内层木质素反而起到保护作用, 致使处于内层的木质素不易继续被氯化。对比试验表明, 在只进行一次氯化处理的前提下, 即使进行两次碱煮, 要除尽木质素也是比较困难的。按路线二所得的桑皮纤维成品呈棕黄色, 手感偏硬。

对比路线三采用氯化→碱煮→氯化→碱煮的多次氯化与碱煮的方案。方案通过预浸氯和初次煮练除去大部分木质素, 再进行第二次氯化和碱煮将纤维中的内层木质素除去, 效果良好。因为初次氯化时纤维中木质素含量较大, 而在第二次氯化时木质素含量已大幅度下降, 所以第二次氯化作用的时间要比初次氯化作用的时间短。按路线三所得的桑皮纤维成品性能较好。

分析对比后, 优选路线三。

3.2 煮练条件对脱胶的影响

本试验采用碱法煮练对桑树皮进行化学脱胶, 试验中大部分的胶杂质是在碱煮的过程中除去的, 工艺中碱的浓度与煮练时间对脱胶效果有十分重要的影响。由于桑树皮中胶杂质含量较高, 试验中添加助剂硅酸钠和净洗剂6501加强煮练效果。硅酸钠具有渗透性、乳化性、泡沫性和保护胶性, 因而具有很强的洗涤与扩散作用。硅酸钠在水溶液中可水解出氢氧化钠与偏硅酸, 既能稳定练液的p H值, 加强煮练的效果, 又能吸附杂质与色素, 防止分离的杂质与色素再度粘附在纤维上。净洗剂6501具有悬浮污垢的作用, 发泡、稳泡性能良好, 在胶杂质含量较大的桑皮纤维脱胶工艺中有良好的适用性。

在试验工艺过程中, 初练液中加入多量的硅酸钠, 可吸附大量从纤维上分离出来的胶杂质, 并可减少氢氧化钠的使用量。复练液中加入多量的氢氧化钠, 可以在短时间内除去剩余的胶杂质, 制取符合纺纱要求的桑皮工艺纤维。因复练时胶杂质含量相对较少, 硅酸钠吸附杂质与色素的作用相应减弱, 主要起到渗透、乳化等作用, 所以, 硅酸钠的加入量亦随之减少。试验表明, 煮练时间长, 则脱胶效果好。但是, 随着煮练时间的延长, 胶杂质逐步分离和溶解, 练液变混浊, 黏度增大, 变稠, 影响碱液在纤维间的渗透, 使胶杂质无法被进一步分离溶解, 造成煮练不均, 甚至达不到煮练应有的效果。经优选, 确定初练时间为1.5h, 复练时间为1h。

此外, 在试验过程中尝试煮练液套用, 将复练后的煮练液用于初练, 以提高化学药剂的利用率, 达到一定的脱胶效果。

3.3 酸洗条件对脱胶的影响

经煮练脱胶后的纤维用酸进行清洗, 目的是中和留在纤维上的残碱, 去除被纤维吸附的有色物质, 使纤维色泽洁白松散。经煮练后, 纤维上的大部分胶杂质脱离被去除, 纤维素部分裸露。为了减少酸洗对桑皮纤维的损伤, 此时选用低浓度的酸液较为适宜。浸酸时间不宜过长或过短, 过长则有损纤维的强度, 过短则纤维内残胶不宜中和洁净, 色素不易退清, 桑皮纤维亦不松散。经优化对比, 确定浸酸时间约10min, 浸酸时须不断搅动。

3.4 水洗

在初练与复练后, 先用热水对纤维进行清洗, 然后用冷水洗至中性。热水处理的目的是利用残留在纤维上的碱液来延长煮练的时间, 提高练液的利用率, 增强煮练的效果, 可看作是煮练的继续。煮练液中含有硅酸钠, 遇酸后易生成胶状偏硅酸。不溶性的偏硅酸经烘干后易黏附在纤维表面, 导致成品纤维品质下降, 手感粗硬, 不利于后续加工。所以, 煮练后的试样在进行酸洗前应充分水洗, 避免硅酸钠的残留。

3.5 后处理

桑皮纤维经脱胶后, 须及时进行给油或柔软处理, 使纤维柔软、松散与洁白, 防止残留的胶质重新聚结而出现并丝、硬条等不良现象, 使制得的桑皮工艺纤维满足梳纺等后道工序加工的需要。

3.6 制品及分析

经过工艺优化改进, 整个工艺过程耗时大幅减少, 制得的桑皮工艺纤维为束状纤维, 呈细条网状, 纤维束长度比单纤维长, 白度较好, 手感较柔软。经适当开松处理后, 可作纺织材料使用。

在脱胶试验过程中, 存在脱胶不均匀的现象, 所制得的桑皮工艺纤维中常出现夹带部分单纤维或硬皮等现象, 影响进一步的纺纱。出现这样的问题, 疑为桑皮原料不均一所致。在实际生产中可考虑将桑皮原料按粗细老嫩等不同情况进行预先分类处理, 并适当调整工艺条件, 使制得的桑皮工艺纤维均一, 提高原料的利用率。

4 结语

经过对比试验, 确定采用多次氯化与碱煮的工艺路线, 工艺路线为:试样→预浸氯→初练→打纤→酸洗→浸氯→复练→打纤→酸洗→给油→烘干→成品。

通过对桑皮纤维化学脱胶的试验, 各脱胶工艺步骤影响因素的分析和优选工艺配方的确定, 认为按优化改进后的工艺对桑皮纤维进行脱胶处理, 可制成符合纺织使用要求的桑皮工艺纤维。

参考文献

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[2]闵乃同, 闵宁一.绢与麻的精练脱胶技术手册[M].南宁:广西壮族自治区出版总社, 1988.

[3]钱章武.麻纺原料[M].纺织工业部经济研究中心编辑出版社, 1985.