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導(dǎo)語：在化學(xué)工程與工藝現(xiàn)狀的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
化學(xué)工程技術(shù)支持著化工工業(yè)的前進與發(fā)展，化學(xué)工程技術(shù)從理論到實驗，再到實踐，最后投入生產(chǎn)成品，是必不可少的一個環(huán)節(jié)。然而，從實驗室到工業(yè)生產(chǎn)，特別是大規(guī)模的生產(chǎn)，需要解決裝置的放大問題，其直接影響企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大及經(jīng)濟利益的增加，裝置放大可以節(jié)省資金，減少不必要的消耗，節(jié)省勞動力。但是要考慮到，裝置放大過程中，物流的一系列物理過程的相關(guān)條件很可能改變，達到的某些指標通常低于實驗室的小型技術(shù)設(shè)備產(chǎn)生的結(jié)果。這種起源于放大過程的效應(yīng)被籠統(tǒng)稱為“放大效應(yīng)”，包含很多已知及未知物理因素的影響。現(xiàn)代化工對于一套裝置一年的產(chǎn)量，一般情況下按照目前的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模可以達到大于或者等于數(shù)十萬噸，大規(guī)模的生產(chǎn)使其面臨工程方面的問題，且在指標方面也有所降低，這對于工業(yè)而言會造成較大的資金損失?；瘜W(xué)工程技術(shù)的進步，主要體現(xiàn)在新產(chǎn)品及工藝的不斷創(chuàng)造，而這些都需要借助化工工業(yè)，除此之外，還需合理的經(jīng)濟和技術(shù)。就上述情況而言，凡是關(guān)于工業(yè)化的東西，一般情況下都歸屬于化學(xué)工程的研究范疇。在日常生活中，化學(xué)工程無處不在。如：煙筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物質(zhì)，需要經(jīng)過嚴格的處理，才能對外排放，以防污染生態(tài)環(huán)境。在實驗室達到要求后，要在工業(yè)規(guī)模中實現(xiàn)大量煙氣的凈化，就必須考慮大規(guī)模凈化的經(jīng)濟性和可行性，要考慮的問題與實驗室研究不同。又如，化工工業(yè)生產(chǎn)中,要求以十分純凈的產(chǎn)品為原料，對實驗室操作來說，這比較容易達到。對大型生產(chǎn)裝置的要求是，消耗低而且經(jīng)濟方面可行，這表明課題存在很大的不同之處。
2化學(xué)工程技術(shù)的研究對象及復(fù)雜性
化學(xué)工程是以物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，并結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟基本法則，研究化學(xué)工業(yè)中的物理變化和化學(xué)變化過程及其有關(guān)機理和設(shè)備的共性規(guī)律，并將之應(yīng)用于化工裝置的開發(fā)、設(shè)計、操作、控制、管理、強化以及自動化等過程中，在化工工藝與化工設(shè)備之間起著承上啟下的橋梁和紐帶作用的一門工程技術(shù)學(xué)科。一般情況下，化學(xué)工程的對象的情況較為復(fù)雜，具體如下：首先，該過程自身具有一定的復(fù)雜特點，包括化學(xué)與物理，而且兩者經(jīng)常發(fā)生，彼此影響。其次，物系方面較為復(fù)雜，流體與固體，或者兼而有之。流體特質(zhì)變化較大，如有低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。最后，物系流動時邊界復(fù)雜，由于設(shè)備的形狀較為多樣，而且其在填充物方面的形狀也不正常，如催化劑、填料等，使得設(shè)備在流動邊界方面的設(shè)置較為復(fù)雜而且在確定方面不準確。
3化工工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展
目前從形式上看，現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)經(jīng)歷了單元操作和傳遞原理與化學(xué)反應(yīng)這兩個發(fā)展階段，正準備走向一個新的階段。但種類多樣、制造過程復(fù)雜以及生產(chǎn)產(chǎn)品款式較多，造成排放物復(fù)雜、量多及危害大，因此，目前化工工業(yè)應(yīng)重點關(guān)注污染問題。與此同時，在加工、貯存、運用或者處理化工產(chǎn)品時應(yīng)防止操作對環(huán)境生態(tài)以及人類健康造成危害。在化工生產(chǎn)中應(yīng)遵循國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，制定正確的方案。隨著我們國家科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各行各業(yè)進行生產(chǎn)都要接觸化學(xué)工藝，涉及制藥、石油、材料、能源等行業(yè)的發(fā)展和污染問題，這都是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)需要面對的問題。目前，我國的化學(xué)工業(yè)經(jīng)過了半個世紀的發(fā)展，已經(jīng)形成了門類比較齊全，品種大體配套并基本可以滿足國內(nèi)需要的化學(xué)工業(yè)體系。2001年全國國有及規(guī)模以上非國有企業(yè)的石油加工工業(yè)和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達到10990.6億元人民幣，占全國工業(yè)總產(chǎn)值的9.8％，實現(xiàn)利稅747.8億元，石油和化學(xué)工業(yè)企業(yè)13765個，資產(chǎn)總額13344.2億元。我國化學(xué)工業(yè)獲得長足進步的同時，環(huán)境保護工作也不斷得到加強。但是化學(xué)工業(yè)在實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過程中，仍存在不少問題和障礙，嚴重制約著我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。
4二者的發(fā)展探究
[關(guān)鍵詞]綠色化工技術(shù) 化學(xué)工程 應(yīng)用
中圖分類號：T655 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）11-0064-01
0.前言
眾所周知，地球是我們?nèi)祟惸壳拔ㄒ坏摹①囈陨娴牡胤?。?dāng)代工商業(yè)的迅猛發(fā)展，著實為我們的日常生活帶來了極大的便利，但是與此同時，環(huán)境問題已然成為威脅人類健康的頭號殺手。諸多行業(yè)的發(fā)展共同導(dǎo)致了當(dāng)今比較惡劣的環(huán)境問題，其中，化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展帶來的影響不容小覷。例如我們熟知的工業(yè)三廢：即廢氣、廢水、廢渣，由此帶來的環(huán)境惡化和生態(tài)破壞的題就極為嚴重。在此背景下，為了環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會的建成，我們必須要落實綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程中的應(yīng)用和實施。
1.當(dāng)前化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展中存在的問題
化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展惠及我們生活和工作的各個方面這點毋庸置疑，更新穎、更先進、更高端的技術(shù)使得先前貌似不可能的事情成為可能，一而再的刷新人類技術(shù)可抵達的上限。但是，不可否認的是，隨著化學(xué)工業(yè)的進一步發(fā)展，越發(fā)嚴重的問題的產(chǎn)生成為了化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“替罪羊”。
1.1 環(huán)境惡化
近幾年來，尤其是在某些重工業(yè)城市的冬季，頻繁而嚴重的霧霾天氣引起了社會各方的廣泛注意，人們對此非常恐慌。霧霾，很大一方面是由于日常的生產(chǎn)生活產(chǎn)生的廢氣導(dǎo)致的，其危害程度不言而喻，而肺癌、呼吸道感染等是其對人類最主要的危害。同時，工業(yè)廢水和廢渣的排放使得原本肥沃的土壤、干凈的河流面臨威脅，生物種類銳減，進一步加劇了生態(tài)的破壞。而且，據(jù)氣象部門不完全資料統(tǒng)計，惡劣天氣的發(fā)生頻率也因此增加。
1.2 資源短缺
化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展面臨的資源短缺的問題也愈演愈烈。我們都知道，雖然我國的自然資源總量很大，但是對一個有著14億人口的發(fā)展中國家來講，其人均占有量就顯得極為貧乏了。再加上工業(yè)生產(chǎn)對原材料的利用率比較低、浪費嚴重、缺乏回收再利用技術(shù)等實際問題的存在，導(dǎo)致當(dāng)前資源相對匱乏的問題只會愈來愈嚴重。
2.綠色化工技術(shù)概述
鑒于化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)前存在的以上兩點問題，如果再不設(shè)法改變這一現(xiàn)狀的話，資源短缺、環(huán)境破壞的問題將會成為阻礙我們當(dāng)前化學(xué)工程發(fā)展的主要因素。因此，發(fā)展綠色化工技術(shù)就顯得尤為重要。所謂綠色化工技術(shù)，核心是綠色，即全面協(xié)調(diào)可持續(xù)的化工技術(shù)，這是科學(xué)發(fā)展觀的基本要求，也是為了促進人與自然的和諧，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展和人口資源環(huán)境相協(xié)調(diào)，堅持走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路。要實現(xiàn)綠色化工技術(shù)，就是要通過對現(xiàn)有的化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)和方法進行更進一步的改良和提高，利用最新研究的化學(xué)原理成果，旨在降低或減少在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的化學(xué)廢物或能夠污染環(huán)境的化工產(chǎn)品，力爭做到零排放，以此來降低化學(xué)生產(chǎn)作業(yè)對生態(tài)環(huán)境的污染和可能的危害。同時，對化學(xué)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄資源的再利用也要加大力度，應(yīng)用最新的技術(shù)，用可循環(huán)的再生資源這種全新的物質(zhì)代替先前的化學(xué)生業(yè)中產(chǎn)生的有害廢物，從而使得資源的利用率得到充分高效的提高。
3.如何在化學(xué)工程中應(yīng)用綠色化工技術(shù)
在目前的化學(xué)工程中利用高級而先進的綠色化工技術(shù)，對自然資源進行更加充分而高效利用的同時，也可以盡可能的降低對環(huán)境造成的危害。鑒于綠色化工技術(shù)以上諸多優(yōu)點，我們必須在開發(fā)和研究綠色化工技術(shù)上苦下功夫。
3.1 積極尋找潔凈新能源
化學(xué)原料對化工生產(chǎn)的重要性不言而喻。所謂潔凈新能源，無非就是對環(huán)境污染較小、利用率高的化學(xué)原料。這類能源有著如下特征：1.方便易獲?。喝绻系墨@取方式就很復(fù)雜的話，那么成本自然很高，反而得不償失；2.可循環(huán)利用：從而使得提高原材料的利用率成為可能；3.環(huán)境危害小：在當(dāng)前嚴峻環(huán)境下，使用無毒無害、對環(huán)境污染小的原材料，才符合綠色可持續(xù)發(fā)展的要求。例如，天然植物，農(nóng)作物等就是比較理想的潔凈能源。
3.2 革新先進的生產(chǎn)技術(shù)
利用先進的清潔生產(chǎn)技術(shù)，使得整個化工生產(chǎn)的流程盡可能變得無毒、無害、無污染、無廢棄物排放，即使做不到，也至少要對環(huán)境造成的危害達到最低。此技術(shù)中包括有輻射熱加工技術(shù)，以及綠色催化技術(shù)等，在冶金、印染、廢棄物處理等領(lǐng)域已取得較顯著的成果。更廣為人知的一個例子就是海水淡化技術(shù)：針對目前水資源的嚴重污染和匱乏問題，人們利用先進的設(shè)備對儲量巨大的海水進行淡化，一方面有效地彌補了淡水資源的短缺，另一方面更是產(chǎn)生了低廉清潔的化工原料--氫氧化鎂，完美的做到了一舉兩得。
3.3 生產(chǎn)出環(huán)境友好型的產(chǎn)品
近些年來爆發(fā)的各類環(huán)境污染的例子不勝枚舉，因此人們保護環(huán)境的意識也在不斷提高，無磷洗衣粉、新型乙醇汽油、低排量汽車等都成為人們購物的首選，有機、綠色成為了一種消費時尚，對此我們應(yīng)該感到欣慰。同時，生產(chǎn)出對環(huán)境友好的產(chǎn)品也是我們反饋社會、回報自然最好的方式。
4.總結(jié)
綜上所述，積極倡導(dǎo)綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程中的應(yīng)用具有非常重要的社會意義。為了保護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，更好的落實社會主義科學(xué)發(fā)展觀的具體要求，綠色發(fā)展的理念應(yīng)該深入到每個人的內(nèi)心。通過本文的分析，希望能夠起到一定的作用，保障化學(xué)工程的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
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[3] 桂騰剛.化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用分析[J].化工管理，2016，11：110+112.
一（略）
二、當(dāng)前我國生物化學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀
近幾年，隨著國外生物技術(shù)的飛速發(fā)展，我國的生物化學(xué)工程也取得了很大進步。根據(jù)相關(guān)部門的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)如今的生物化工產(chǎn)品涉及到多個生活中的多個領(lǐng)域，例如:醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品等行業(yè)。在醫(yī)藥領(lǐng)域，抗生素的生產(chǎn)發(fā)展非常快，當(dāng)前已經(jīng)普遍應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)中，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國抗生素生產(chǎn)在世界排名第一位，而且該數(shù)據(jù)每年都呈增長的趨勢;在農(nóng)藥領(lǐng)域，生物化學(xué)工程的農(nóng)藥種類越來越多，例如:赤霉素、井霉素等品種，從而滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，同時藥物生產(chǎn)技術(shù)仍在不斷的發(fā)展;在食品領(lǐng)域，特別是氨基酸和檸檬酸的生產(chǎn)量越來越大，而且一直是以成倍的趨勢增長，這些產(chǎn)品不僅可以滿足國內(nèi)市場的需要，而且還出口各國［1］。
三、生物化學(xué)工程發(fā)展過程中存在的問題
經(jīng)過大量的調(diào)查得知，生物化學(xué)工程的發(fā)展受很多因素的影響，這樣一來，不僅使我國生物化學(xué)工程出現(xiàn)了諸多問題，而且也使生物化學(xué)工程面臨巨大的挑戰(zhàn)。以下從生物化學(xué)工程的不合理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、存在的局限性、生產(chǎn)技術(shù)與工藝不完善以及缺少完善的科研體系等方面，對生物化學(xué)過程發(fā)展中存在的問題進行探討和分析。
(一)生物化學(xué)工程的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理目前，我國生物化學(xué)工程的結(jié)構(gòu)還不是很合理，大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品都比較單一，而且檔次也不高，更不能滿足國內(nèi)市場的需求。從發(fā)展技術(shù)看，生產(chǎn)高檔次醫(yī)藥產(chǎn)品的技術(shù)并不完善，國家每年都要耗費大量資金從國外進口高檔次的醫(yī)藥產(chǎn)品。
(二)生物化工產(chǎn)業(yè)范圍具有一定的局限性現(xiàn)如今，國內(nèi)生物化工產(chǎn)業(yè)還具有一定的局限性，主要應(yīng)用到了輕工業(yè)、醫(yī)藥和食品行業(yè)。因此，大多數(shù)企業(yè)對生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域并不是非常了解，特別是對精細化產(chǎn)品的生產(chǎn)更是一無所知，這些都直接阻礙了生物化學(xué)工程規(guī)模的擴大。因此，就更不用說利用生物化學(xué)工業(yè)技術(shù)指導(dǎo)企業(yè)走向世界。除此之外，由于國內(nèi)生物化學(xué)工程的發(fā)展較快，我國政府缺少有關(guān)生物化學(xué)工程領(lǐng)域的研究體系和規(guī)范體系，因此，企業(yè)在日常的生產(chǎn)過程中，不僅消耗了大量的資源，而且嚴重地污染了生活環(huán)境，使生物化學(xué)工程的技術(shù)一直在低水平線上發(fā)展［2］。
(三)生產(chǎn)技術(shù)與工藝不完善由于生物化學(xué)工程在生產(chǎn)技術(shù)方面還存在很多問題，例如:設(shè)備和工藝并不完善，而且上下游技術(shù)不相適應(yīng)，從而使得產(chǎn)品的獲得率偏低，導(dǎo)致企業(yè)用高成本換來低效益的不良后果。根據(jù)有關(guān)部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，盡管我國生物化學(xué)工程生產(chǎn)的檸檬酸和乳酸等的技術(shù)水平非常高，但是，很多產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和國外發(fā)達國家相比還存在很大差距，只有極少數(shù)的產(chǎn)品生產(chǎn)略高于國外水平。因此，目前有很多企業(yè)為了更新生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，更為了獲得更大的市場占有率，會投入大量資金，從西方發(fā)達國家購進先進的生產(chǎn)設(shè)備，例如:生物反應(yīng)器、監(jiān)控設(shè)備、生物傳感器等等。雖然企業(yè)的生產(chǎn)效率提高了，但是，并不利于企業(yè)實現(xiàn)長期生產(chǎn)目標。
(四)生物化學(xué)工程缺少完善的科研體系和西方發(fā)達國家相比，我國生物化學(xué)工程發(fā)展起步較晚，而且國家對生物化學(xué)工程的基礎(chǔ)研究投入資源較少，缺少一個完善的科研體系，技術(shù)創(chuàng)新能力較差。而且有些企業(yè)對生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)和引進能力非常差。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國生物化學(xué)工程仍然是利用傳統(tǒng)的擴大投資的增長模式在發(fā)展，此種生產(chǎn)模式不僅使企業(yè)獲得較小的生產(chǎn)效益，而且不利于提高企業(yè)的競爭能力，甚至?xí)璧K企業(yè)的發(fā)展。
四、解決生物化學(xué)工程發(fā)展的有效措施
(一)科學(xué)調(diào)整生物化學(xué)工程的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)首先要對產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)進行科學(xué)、合理的調(diào)整，擴大高檔次產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模。比如:各大企業(yè)可以重點開發(fā)和研究有關(guān)醫(yī)藥的生化產(chǎn)品、具有一定功能性的食品等。除此之外，如今的生物化學(xué)工程發(fā)展正朝著多元化的方向發(fā)展，重點生產(chǎn)各種精細化產(chǎn)品或者傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法不能生產(chǎn)的產(chǎn)品，例如:生物色素、工業(yè)酶制劑等。只有這樣，才能使企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭得到快速提高。
(二)不斷擴大生物化學(xué)工程的生產(chǎn)規(guī)模目前，生物化學(xué)工程的生產(chǎn)規(guī)模并不能滿足當(dāng)今市場的需求，因此，企業(yè)要擴大生物化學(xué)工程的生產(chǎn)規(guī)模，為企業(yè)贏得更大的市場占有率。政府部門要給予企業(yè)大力支持和幫助?？梢灾贫ǜ嗟恼吆痛胧﹣砉膭钊藗兘ㄔO(shè)更多、更大的生物化學(xué)企業(yè)。特別是要大量建立和培養(yǎng)科技創(chuàng)新企業(yè)。企業(yè)可以把研發(fā)、生產(chǎn)和銷售集中在一起管理，從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本。另一方面，鼓勵生物化學(xué)企業(yè)積極參與到相關(guān)技術(shù)的研究行列中，淘汰生產(chǎn)技術(shù)非常落后和競爭力不強的企業(yè)。
(三)加大對生物化學(xué)工程的資金投入從生物化學(xué)工程的整體來看，企業(yè)對生物化學(xué)工程的教育投入是較少的，培養(yǎng)一大批具有生物化學(xué)工程的人才是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。企業(yè)想要從根本上使生物化學(xué)工程在市場中的競爭力有所提高，就應(yīng)該從相關(guān)人員的技術(shù)水平和專業(yè)素質(zhì)方面著手。當(dāng)下，生物化學(xué)工程是一個比較熱門的產(chǎn)業(yè)，然而，企業(yè)大多數(shù)的生產(chǎn)技術(shù)人員都是從事傳統(tǒng)化工行業(yè)的人員，沒有經(jīng)過專業(yè)的技能培訓(xùn)就上崗工作。由于長期受傳統(tǒng)化工生產(chǎn)思想的影響，這些員工不具備完善的專業(yè)知識，且對生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)操作能力也較差。所以，想要真正解決當(dāng)前我國生物化學(xué)工程在發(fā)展過程中的問題，就要重視培養(yǎng)生物化工的專業(yè)人才。
(四)加大生物化學(xué)工程的技術(shù)研究根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國缺乏對知識產(chǎn)權(quán)的認識和保護。我國生物化學(xué)工程的發(fā)展也存在這樣的現(xiàn)象，國家和企業(yè)對知識產(chǎn)權(quán)的保護并不重視，原本自己企業(yè)研究的新產(chǎn)品卻讓其它企業(yè)所占有，這不僅打消了相關(guān)研究人員的工作熱情和積極性，而且也使企業(yè)損失嚴重，加速人才外流。因此，國家和企業(yè)對知識產(chǎn)權(quán)要非常重視，并通過相應(yīng)的措施加以保護［3］。只有這樣，才可以充分調(diào)動相關(guān)科研人員工作的積極性和熱情，同時又能帶動國外一大批有才能的人回國研究和發(fā)展。
(五)加強產(chǎn)學(xué)研結(jié)合在生物化學(xué)工程發(fā)展的過程中，企業(yè)要特別注重上下游生產(chǎn)技術(shù)的結(jié)合，而且更應(yīng)該向國外先進企業(yè)學(xué)習(xí)其生產(chǎn)技術(shù)和工藝，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，從而推動企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合。此外，企業(yè)在生產(chǎn)過中出現(xiàn)的大多數(shù)問題，都是因為上下游的生產(chǎn)技術(shù)聯(lián)系不夠緊密，甚至不能配套使用，這就直接影響到了技術(shù)的經(jīng)濟指標。所以，企業(yè)在加大人力與財力投入的基礎(chǔ)上，還要充分考慮生物化學(xué)工程中上下游生產(chǎn)技術(shù)的結(jié)合。
【關(guān)鍵詞】華峰班CDIO工程教育
20世紀的工程教育課程主要是提高學(xué)生的動手實踐，使學(xué)生掌握相關(guān)的專業(yè)知識和解決工程實際問題的能力。然而，隨著世界經(jīng)濟全球化以及科學(xué)知識的發(fā)展，工程教育課程的教育偏向了“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”的工程科學(xué)的培養(yǎng)模式，從而削弱了對學(xué)生解決工程實際問題的能力培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式導(dǎo)致了學(xué)生缺乏對現(xiàn)實工程情況應(yīng)有的認知程度。為了解決這個難題，2000年由麻省理工學(xué)院Crawley等人通過4年的探索創(chuàng)立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念，主張以產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程，即構(gòu)思（ConcEive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）為載體，以工程項目生命周期全過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、學(xué)生的職業(yè)道德、學(xué)術(shù)知識和運用知識解決實際問題的能力，以及具備終生學(xué)習(xí)和團隊交流能力。
化學(xué)工程與技術(shù)作為化學(xué)工業(yè)的主要學(xué)科領(lǐng)域，擔(dān)負著促進化學(xué)工業(yè)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展與進步的重要使命，因此培養(yǎng)出具有解決實際化工過程問題能力和創(chuàng)新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生作為教學(xué)改革培養(yǎng)對象，將CDIO工程教育理念與化學(xué)工程與工藝的專業(yè)教育有機地結(jié)合，探索適合于以服務(wù)浙江及周邊地區(qū)經(jīng)濟為導(dǎo)向的化學(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)模式的改革與實踐。
一工科人才教育培養(yǎng)現(xiàn)狀
我國傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師為中心、以課堂講授為主，以理論考試成績來評價學(xué)生的模式。當(dāng)前，我國工程教育是通識教育模式和蘇聯(lián)教育模式的結(jié)合體。解放前，我國的先進高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學(xué)教育。建國后，由于化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要，我國效仿蘇聯(lián)搞起了專業(yè)教育。這種專業(yè)教育培養(yǎng)模式為我國的現(xiàn)代化建設(shè)作出了較大的貢獻。其缺點是過于強調(diào)教材和教學(xué)大綱的統(tǒng)一，影響了教育工作者的思維活躍性，也阻礙了對工科學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，教育家們對蘇聯(lián)教育模式進行了回顧和反思，制定了通識教育和專業(yè)教育相結(jié)合的工科通識教育模式。然而，隨著我國產(chǎn)業(yè)的進一步升級以及高校的持續(xù)擴招，導(dǎo)致了大量的工科畢業(yè)生找不到適合自己的工作，這可能是因為通識教育過于強調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)理論，而弱化了專業(yè)內(nèi)容和工程實踐，導(dǎo)致了工科畢業(yè)生只了解一些表面的理論，缺乏工程應(yīng)具備的實踐創(chuàng)新能力。
在辦學(xué)機制上，一方面，高校過于強調(diào)科研業(yè)績考核，許多具備豐富工程經(jīng)驗的老師很少參與到實際的教學(xué)過程中，而參與教學(xué)的教師又與企業(yè)的聯(lián)系不緊密。負責(zé)教學(xué)的教師缺乏產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗，工程教學(xué)過程又缺乏與企業(yè)的有效溝通，造成了工程教育和社會需求的嚴重脫節(jié)。另一方面，雖然在教學(xué)上安排了生產(chǎn)見習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等環(huán)節(jié)，但是不少學(xué)校在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)上是比較薄弱的，這是因為見習(xí)、實習(xí)的時間一般比較短，相應(yīng)的考核制度也不健全。
綜上所述，我國工科教育從教學(xué)模式、辦學(xué)機制等眾多方面都存在著與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)的問題，嚴重影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。尤其是理論脫離實際、實踐環(huán)節(jié)薄弱、產(chǎn)學(xué)脫節(jié)的問題直接導(dǎo)致了學(xué)生找不到適合自己的工作崗位以及企業(yè)有崗位找不到合適的人才。由此可見，我國的工科人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不能滿足產(chǎn)業(yè)升級的需求。為了更好地培養(yǎng)適合產(chǎn)業(yè)升級所需的人才，我們從培養(yǎng)模式上進行了改革探索。
二化學(xué)工程與工藝專業(yè)CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力，尤其是項目的構(gòu)思、設(shè)整理計、開發(fā)和實施能力，以及較強的自學(xué)、組織溝通和協(xié)調(diào)能力。CDIO模式以工程項目全生命周期的要求來組織教、學(xué)、做，學(xué)生需要掌握各門課程知識之間的聯(lián)系，并用于解決綜合問題。因此，課程體系的建設(shè)要突出課程之間的關(guān)聯(lián)性，這就必須打破教師單打獨斗的傳統(tǒng)教學(xué)方法，而圍繞CDIO工程項目的實施進行教學(xué)計劃和課程關(guān)聯(lián)工作。
1．化工核心課程群的組織與教師隊伍建設(shè)
核心課程群由化工熱力學(xué)、傳遞過程原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程、化學(xué)工藝學(xué)、化工設(shè)計6門課程組成，構(gòu)成了化學(xué)工程與工藝核心專業(yè)課的主體?；ぴO(shè)計以其他五門課程為基礎(chǔ)，對提高學(xué)生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是講述單元操作的基本原理，是學(xué)好其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)；化工熱力學(xué)則建立在分離工程的基礎(chǔ)之上，闡述工業(yè)條件下各種流體熱力學(xué)性質(zhì)的計算；化學(xué)反應(yīng)工程以傳遞過程為基礎(chǔ)，傳遞現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)工程利用數(shù)學(xué)的方法，從微觀角度闡述化學(xué)反應(yīng)過程、設(shè)備設(shè)計的共性科學(xué)問題；化工工藝是關(guān)于化學(xué)品生產(chǎn)方法的技術(shù)科學(xué)，它以自然科學(xué)和工程科學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ)，使化學(xué)反應(yīng)達到工業(yè)化應(yīng)用水平。由此可見，核心課程群的各門專業(yè)課是相輔相成的。
在課程群建設(shè)中，涉及專業(yè)課教學(xué)的老師主要通過進修、企業(yè)實踐、參加會議三種方式提高業(yè)務(wù)水平，對化工專業(yè)工程教育模式做到整體的認識，同時要求參與指導(dǎo)學(xué)生的化工設(shè)計。利用校企合作的機會，與企業(yè)方面的人才進行專業(yè)知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下：
第一，教學(xué)方法改革的探索。首先，按照CDIO的教育理念，要逐步形成教師引導(dǎo)和以學(xué)生為主體的思想，使教師從教育者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者，教師不再是簡單地賣知識，而是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識，把主要任務(wù)放到教會學(xué)生學(xué)習(xí)方法上來。在教學(xué)方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進行。溫州大學(xué)為課程體系建設(shè)和師資建設(shè)提供了很好的平臺，在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質(zhì)基礎(chǔ)和政策鼓勵。在這種良好的環(huán)境下，教師也愿意投入更多的時間去聽課評課，吸納好的教學(xué)手段和方法。由于化工班都屬于小班上課（30人左右），對部分課程如化工專業(yè)英語、精細化工工藝學(xué)實施角色互換教學(xué)模式，讓學(xué)生參與到化工教學(xué)的過程中。這些課程的效果反映較好，對化工原理等課程中的部分章節(jié)，我們也將逐步展開開放式的教學(xué)方法。
為了達到各門課程的知識體系能夠很好地銜接，通過教研室教師集體備課，相互切磋，討論每門課程講授的重點，個別章節(jié)內(nèi)容的舍棄和補充，做到教學(xué)的知識體系完整、重點難點突出、學(xué)時合理分配，真正做到精選、精講教學(xué)內(nèi)容。摒棄了過去教學(xué)活動中的單打獨斗，改為教學(xué)團隊授課，使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課并課后集體討論，指出教師課堂教學(xué)中存在的問題與不足，相互交流教學(xué)經(jīng)驗，討論改進的方法與策略，使教師的整體教學(xué)水平迅速得到提升。
第二，教師工程素質(zhì)的培養(yǎng)。不少高校在引進人才方面主要考慮的是教師科研水平，其次關(guān)注人才的企業(yè)實踐經(jīng)驗。鑒于科研壓力，假期教師也不能到企業(yè)去參與實踐或者工作。此外，許多教師只對與自己科研相關(guān)的專業(yè)課非常熟悉，對其他的專業(yè)課則非常生疏。因此，利用現(xiàn)有的教學(xué)資源，培養(yǎng)教學(xué)團隊的建設(shè)是很重要的一環(huán)。溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝教研所以化工設(shè)計為主線，基于地方化工企事業(yè)單位為依托，派遣年輕教師每年到相關(guān)的化工企業(yè)實踐兩個月，逐步培養(yǎng)教師的專業(yè)水平。近幾年，利用學(xué)習(xí)、調(diào)研以及下派科技特派員的方式，到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，不斷地提高老師的業(yè)務(wù)水平。同時，為了讓教師能夠很好地參與到企業(yè)生產(chǎn)實踐中，溫州大學(xué)對擔(dān)任科技特派員的教師提出教學(xué)科研任務(wù)減半、考核優(yōu)先等政策鼓勵。僅2010年，我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學(xué)習(xí)15天，杭州化工研究院學(xué)習(xí)3天，華峰學(xué)習(xí)7天，溫州本地化工企業(yè)實踐1個月左右，有效地提高了教師的工程素質(zhì)。教師工程素質(zhì)的增強也使學(xué)生收益頗豐，在2010年省化工設(shè)計大賽和全國“三井杯”化工設(shè)計大賽中多次獲獎。
2．學(xué)生工程能力和團隊合作的培養(yǎng)
作為地方院校，溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的辦學(xué)宗旨是以培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才為主，服務(wù)地方經(jīng)濟和社會的發(fā)展。經(jīng)過對近兩年該專業(yè)的畢業(yè)生調(diào)查的情況來看，目前該專業(yè)存在以下問題：（1）畢業(yè)生雖然掌握較多的書本知識，但實踐能力不強，導(dǎo)致他們從學(xué)校到公司需要較長的“崗位過渡時間”；（2）畢業(yè)生普遍缺乏對現(xiàn)代企業(yè)工作流程和文化的了解，缺乏團隊工作經(jīng)驗、溝通能力和創(chuàng)新能力；（3）工程職業(yè)道德、敬業(yè)精神等人文素質(zhì)薄弱，責(zé)任感不強。具體體現(xiàn)在：工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細心、不愿承擔(dān)責(zé)任，客觀上他們的實踐能力與企業(yè)要求存在較大差距，而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學(xué)習(xí)。
從以上的調(diào)查結(jié)果來看，以目前的培養(yǎng)方案和評價標準來指導(dǎo)學(xué)生的專業(yè)教育經(jīng)不起企業(yè)用人單位的考驗。為了更好地培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟社會發(fā)展的人才，實現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們與溫州地區(qū)最大的化工企業(yè)華峰集團實行校企聯(lián)合培養(yǎng)本科生，實施“華峰特色班”戰(zhàn)略。目前，“華峰班”的學(xué)生采用“3＋1”模式培養(yǎng)方案（即學(xué)生前三年在學(xué)校集中學(xué)習(xí)理論知識并完成實踐教學(xué)，最后一年到企業(yè)，接受企業(yè)的培訓(xùn)，并在企業(yè)盯班盯崗接受生產(chǎn)實踐活動）。同時在工程專家的指導(dǎo)下，根據(jù)企業(yè)的需要對培養(yǎng)方案進行部分修改，增設(shè)華峰提出的部分課程，使得學(xué)生在校期間所學(xué)的基本知識和專業(yè)理論更貼近于華峰實際的應(yīng)用。在這種戰(zhàn)略方針下，學(xué)生在企業(yè)的環(huán)境中真正做到知識和能力之間的無縫連接，縮短了“崗位過渡時間”，增加了學(xué)生的工程實踐能力，有效地推進了CDIO教學(xué)改革。在2010屆的化工專業(yè)畢業(yè)生中，華峰集團招聘了7名華峰班學(xué)生。提升了學(xué)生的工程能力、團隊合作精神以及專業(yè)素養(yǎng)。
3．逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學(xué)有效的考核制度對本專業(yè)的健康發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，它應(yīng)當(dāng)是對教學(xué)效果做出真實和客觀的評價，同時有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性?，F(xiàn)行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定，它能在一定程度上反映學(xué)生掌握知識的程度以及教師上課的教學(xué)效果，但不能很好地促進學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。部分學(xué)生比較反感現(xiàn)行的考核制度，這是因為現(xiàn)行的考核方法存在比較單一、部分學(xué)生在學(xué)習(xí)上投機取巧也能獲得高分而影響其他學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、不能全面反應(yīng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力等問題。
CDIO教學(xué)模式以能力培養(yǎng)為目標，其主要培養(yǎng)的是學(xué)生的理論知識、職業(yè)技能、人際交流以及產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程。采用CDIO教學(xué)模式，評價方法則應(yīng)側(cè)重能力的考核，能力本位的教學(xué)觀貫穿課程設(shè)置和教學(xué)實踐的全過程。我們進行教改，其目的是提高學(xué)生的工程實際能力，因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現(xiàn)階段的具體做法是：（1）選題：在學(xué)生進入大三學(xué)習(xí)開始，從企業(yè)選出一些與本專業(yè)相關(guān)的課題以及近兩年化工設(shè)計大賽的課題，讓學(xué)生自動組成4～5人的小團隊；（2）專業(yè)學(xué)習(xí)：上專業(yè)課的老師或工程師把握好主要的授課內(nèi)容，然后將大部分時間留給學(xué)生，讓他們針對自己的課題與本課程相關(guān)的知識點進行思考、提整理問、討論；（3）階段性測試：上完某些知識點后，老師或者企業(yè)工程師根據(jù)學(xué)生所做的課題和所學(xué)的專業(yè)知識進行評價，其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面；（4）中期成績總結(jié)：這次總結(jié)是比較重要的，一般在大三上學(xué)期結(jié)束后，包括階段性測試的成績、平時的表現(xiàn)、專家化工設(shè)計大賽作品的評價、企業(yè)對學(xué)生課題的反饋等進行中期總結(jié)，由學(xué)校老師和企業(yè)專家對學(xué)生現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)進行方法論指導(dǎo)，提出下學(xué)期的目標；（5）最后專業(yè)課成績評定：最后專業(yè)課成績進行A、B、C、D四個等級進行劃分，其中階段性測試占40%、中期成績總結(jié)10%、企業(yè)專家評價10%、課題完成情況10%、專業(yè)綜合能力20%、化工設(shè)計大賽10%。目前，整個評價體系尚在完善中。
我們對我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)近五年來的招生率和就業(yè)率進行了統(tǒng)計和分析。近5年來的第一志愿的平均報考率約為26%,就業(yè)率約為95%。低的報考率說明學(xué)生對該專業(yè)的認識不足或缺乏興趣和自信,而高的就業(yè)率說明化工行業(yè)對該專業(yè)的需求量較大。從生源的招生率來看,重慶的約占65%,外地約占35%。從就業(yè)的人員從事行業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來分析,從事化工行業(yè)的約占70%,其他行業(yè)的約占30%。從就業(yè)率的地域分布來看,在重慶工作的約占75%,在其他省份工作的約占25%。從上述分析數(shù)據(jù)可看出:一方面是大部分學(xué)生為調(diào)劑生,存在對專業(yè)興趣不足或缺乏專業(yè)自信,因此,必須在第一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)-認識實習(xí)中激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣和培養(yǎng)學(xué)生對化工行業(yè)的熱情及專業(yè)自信心;另一方面,我校培養(yǎng)的化工人才絕大部分服務(wù)于本地,因此,我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)擔(dān)負著為重慶化工行業(yè)輸送工程性技術(shù)人才的重任。
2全國同類高校的化學(xué)工程與工藝專業(yè)認識實習(xí)的現(xiàn)狀
目前,全國高校的認識實習(xí)時間幾乎都安排在學(xué)習(xí)專業(yè)課之前,安排為期一周的認識實習(xí),旨在使學(xué)生初步了解專業(yè)內(nèi)容,增強學(xué)生對各種化工企業(yè)的感性認識,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程動力和興趣,以增強學(xué)生對后續(xù)要學(xué)習(xí)的化工原理、分離工程、化工工藝學(xué)和化工設(shè)計等專業(yè)課程有初步的認識。但普遍存在認識實習(xí)的時間短,經(jīng)費有限等問題,認識實習(xí)僅體現(xiàn)于單純的現(xiàn)場參觀實習(xí)。我校在大一結(jié)束的夏季學(xué)期安排了為期1周的認識實習(xí),由指導(dǎo)老師帶隊參觀西南地區(qū)的大中型化工企業(yè)和研發(fā)機構(gòu),同樣由于實習(xí)經(jīng)費和時間有限,學(xué)生只能看、問、聽不能動手操作。對于尚未接觸專業(yè)課的大學(xué)生來說,這種走馬觀花的認識實習(xí)顯得生疏且抽象,學(xué)生只能看到表面的企業(yè)生產(chǎn)情況、工藝流程與設(shè)備,無法深入理解化工是我市的支柱產(chǎn)業(yè)之一,更不能激發(fā)他們對化工行業(yè)的熱情和興趣,進而導(dǎo)致我校化工專業(yè)大部分調(diào)劑學(xué)生對專業(yè)的積極性降低等實際問題。對2006、2007和2008屆化工專業(yè)的學(xué)生在認識實習(xí)后進行座談會交流,50%以上的學(xué)生認為這種認識實習(xí)效果一般,甚至有近5%的學(xué)生認為實習(xí)效果甚微。因此,面臨招生就業(yè)的新形勢,如何提高認識實習(xí)效果與實習(xí)效率是急需解決的課題。
3我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)認識實習(xí)的改革與探索
3.1強化校企產(chǎn)學(xué)研合作實習(xí)基地
基于重慶長壽天然氣化工產(chǎn)業(yè)園區(qū),涪陵化肥化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)和萬州鹽化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)三大化工基地的地域特色優(yōu)勢和發(fā)展,地方高校培養(yǎng)的化工應(yīng)用型人才大部分會服務(wù)于重慶的地方支柱產(chǎn)業(yè),因此,我們選擇了具有地方特色的產(chǎn)學(xué)研合作基地,既讓學(xué)生深入了解重慶化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,同時也解決了實習(xí)經(jīng)費有限和工廠不愿接收大規(guī)模學(xué)生實習(xí)等問題。選擇的特色產(chǎn)學(xué)研合作基地如下:一是與我校開展合作共建工程技術(shù)研究中心的江津德感工業(yè)園區(qū)的“重慶三峽油漆股份有限公司”和萬州鹽化工園區(qū)“重慶大全新能源有限公司”等,二是我校科技特派員下鄉(xiāng)入園進企的涪陵李渡工業(yè)園區(qū)的“中化重慶涪陵化工有限公司”和“巫山天地農(nóng)業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司”等,三是與我校專家開展科技攻關(guān)合作的北碚產(chǎn)業(yè)科技園區(qū)的“重慶儀表材料研究所”、長壽化工園區(qū)的“重慶紫光化工股份有限公司”和“重慶博賽礦業(yè)(集團)股份有限公司”等,四是與我校開展廣泛科研合作的科研院所“重慶化工研究院”和“重慶化工設(shè)計研究院”等。這不但使我們與各單位確定了穩(wěn)定的合作關(guān)系,實習(xí)過程不會敷衍應(yīng)付。企業(yè)指導(dǎo)老師也會因為校企合作認識到自己是實習(xí)工作的負責(zé)人員,會更加積極主動地參與實習(xí),并愿意與學(xué)生交流,熱心回答學(xué)生所提出的問題,取得較好的實習(xí)效果。
3.2打造專業(yè)的認識實習(xí)的師資隊伍
學(xué)校選派教師深入實習(xí)基地或相關(guān)企業(yè)和從企業(yè)中選聘具有較高理論水平和素質(zhì)的技術(shù)人員作為實習(xí)指導(dǎo)教師,提高教師的實踐能力,為實習(xí)教學(xué)提供重要的保證條件。如為了讓學(xué)生更好地了解無機化工工藝學(xué)“合成氨”的生產(chǎn)工藝流程,我們邀請了建峰化工有限公司的技術(shù)總工為我們講解空分、氣化、凈化、合成等四個工序,充分理解原料氣如何制備和凈化,合成氨反應(yīng)塔的結(jié)構(gòu)及能量綜合運用與節(jié)能減排。在學(xué)習(xí)有機化工工藝學(xué)時,我們派送了教師去紫光化工有限公司掛職學(xué)習(xí)蛋氨酸等有機產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,再進行認識實習(xí)的指導(dǎo)。通過打造專業(yè)的師資隊伍,認識實習(xí)的效果明顯增強。
3.3開展三大化工園區(qū)的專家大講堂
圍繞重慶的化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為更好地讓學(xué)生了解重慶化工產(chǎn)業(yè)鏈布局,邀請三大化工園區(qū)的管委會領(lǐng)導(dǎo)和實習(xí)工廠總工程師及車間技術(shù)高工來校講學(xué),使學(xué)生更好地了解實際工業(yè)生產(chǎn),減少現(xiàn)場實習(xí)的盲目性。為了讓學(xué)生更好地理解“天然氣化工”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和高附加值精細化學(xué)品和高分子化學(xué)品產(chǎn)業(yè),邀請長壽化工園區(qū)管委會主任來我校講學(xué),讓學(xué)生理解石油化工、天然氣化工、氯堿化工、生物質(zhì)化工、精細化工和新材料產(chǎn)業(yè)的布局及相互關(guān)系,深入理解“產(chǎn)業(yè)項目一體化、環(huán)境保護一體化、公用工程一體化、物流配送一體化、管理服務(wù)一體化”等可持續(xù)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟理論,構(gòu)建學(xué)生工程思維。為讓學(xué)生理解“磷化工”產(chǎn)業(yè)在我市經(jīng)濟發(fā)展中的作用和地位,邀請了中化重慶涪陵化工有限公司的總工程師給學(xué)生介紹磷化工產(chǎn)業(yè)的概況、發(fā)展歷程、市場動態(tài),并詳細講解各車間的工業(yè)原理、工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備及本專業(yè)領(lǐng)域最先進的新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備、研究熱點以及市場前景。這些大講堂激發(fā)了學(xué)生的求知欲,增強對其所學(xué)專業(yè)的使命感和責(zé)任感,從而增加了他們學(xué)習(xí)專業(yè)知識的動力。
3.4引入現(xiàn)代CAE技術(shù)
在學(xué)生看、問、聽的實習(xí)過程中,學(xué)生無法了解各種反應(yīng)器、換熱器、精餾塔和泵等設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的,這對學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程,如化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程和化工工藝學(xué),是非常不利的。基于這方面的考慮,我們做了兩方面的準備。一是準備了專門的實習(xí)課件,課件中包含了大量的實物照片(原料,反應(yīng)工藝和產(chǎn)品分離和輸送)、實景錄像(具體流體輸送、攪拌、精餾、吸收和干燥等單元操作)等,課件真實、形象、生動地展示出離心泵、攪拌反應(yīng)器、精餾塔和換熱器等設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并讓學(xué)生對尚未學(xué)到的化工單元操作原理、典型設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作有所了解。二是我們建立了計算機仿真實習(xí)系統(tǒng),將認識實習(xí)工廠的具體產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝(如合成氨制氣、凈化、合成工藝),所涉及的單元操作(吸收、干燥和精餾等),典型設(shè)備(離心泵、反應(yīng)器、精餾塔和換熱器等)作為主要內(nèi)容,對生產(chǎn)工藝進行模擬,讓學(xué)生在計算機上模擬工業(yè)過程,對制氣、凈化、合成等工藝的管件、閥件和控制儀表進行操作,對工藝參數(shù)進行控制和調(diào)節(jié),進行開、停車及事故處理等各種仿真操作。這些計算機輔助教學(xué)技術(shù)可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)生思考問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.5強化認識實習(xí)教學(xué)管理與指導(dǎo)
加強實習(xí)教學(xué)管理與考核有利于提升學(xué)生的認識實習(xí)效果,讓學(xué)生意識到化工工業(yè)生產(chǎn)過程不僅僅是需要先進的化工技術(shù),更重要是的是理解化工生產(chǎn)過程是嚴謹而有序的,監(jiān)管是嚴格科學(xué)的。我們要求學(xué)生在實習(xí)過程中需嚴格按照工藝操作規(guī)程和工藝要求,認真做好實習(xí)記錄,不得有絲毫松散與馬虎。每一個工段實習(xí)結(jié)束,開展了現(xiàn)場技術(shù)人員與學(xué)生、教師的研討會,引導(dǎo)學(xué)生在認識實習(xí)過程中大膽懷疑,提出問題、分析問題和解決問題。實習(xí)結(jié)束,我們開展了認識實習(xí)的交流會,啟發(fā)學(xué)生思維,培養(yǎng)在生產(chǎn)實踐中的創(chuàng)新觀念和創(chuàng)新能力。實習(xí)結(jié)束時需要提交實習(xí)報告(包括實習(xí)時間、地點、工廠概況、實習(xí)車間的主要設(shè)備與工藝流程圖、產(chǎn)品的生產(chǎn)原理和工藝流程草圖、三廢處理和環(huán)境保護、實習(xí)心得體會和合理化建議)。
隨著理科類化學(xué)專業(yè)的學(xué)生就業(yè)壓力的增加，相當(dāng)數(shù)量應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后轉(zhuǎn)入工科類的研究生學(xué)習(xí)或進入化工企業(yè)工作，同時我國快速發(fā)展化學(xué)工業(yè)對各種化學(xué)專業(yè)人才的需求不斷增加。培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、適應(yīng)性強、具有創(chuàng)新能力的化學(xué)化工人才，是理工類化學(xué)教學(xué)改革面臨的一個重要課題[1]?；瘜W(xué)工程基礎(chǔ)是一門實踐性很強的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有理論與實踐并重的特點，是銜接基礎(chǔ)化學(xué)知識和化工生產(chǎn)實本文由收集整理踐的知識橋梁，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和實踐能力中起著重要作用，是我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。化學(xué)工程基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)對培養(yǎng)學(xué)生工程思維和解決工程實際問題的能力具有重要意義。
一、本門課的特點及學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀
本課程是應(yīng)化專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的工程技術(shù)基礎(chǔ)課程，是運用物理、物理化學(xué)的基本原理來研究和分析化工生產(chǎn)中的動量傳遞、熱量傳遞及質(zhì)量傳遞的原理，以及“三傳”原理在各單元操作中的應(yīng)用。課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會運用工程觀點和基本方法分析解決生產(chǎn)過程中單元操作的問題，如操作中的物料衡算、能量衡算、過程速率、平衡關(guān)系以及典型設(shè)備的設(shè)計及選型。內(nèi)容涉及了流體的輸送、傳熱、蒸餾、吸收、以及反應(yīng)工程等方面。課程強調(diào)工程概念、定量計算、實驗技能和設(shè)計能力的綜合培養(yǎng)訓(xùn)練，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，化學(xué)工程基礎(chǔ)還為后續(xù)的專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。化學(xué)工程基礎(chǔ)所學(xué)知識可直接應(yīng)用于生產(chǎn)中，而且普遍應(yīng)用。因此，學(xué)好本課程可為將來做工程技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)?！痘瘜W(xué)工程基礎(chǔ)》是我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在大三下學(xué)期開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，共計32學(xué)時。學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程前僅有的工程概念也是去岳陽化工廠短期實習(xí)參觀，可以說幾乎沒有工廠的實際概念，同時該課程內(nèi)容涉及多門學(xué)科，交叉性強，公式圖表多，其內(nèi)容多而雜，完全不同于學(xué)生以前所學(xué)課程。學(xué)生學(xué)習(xí)時普遍感到這門課程概念多、物理量多、公式多、方法多，而且計算繁雜，尤其是對課程中半理論半經(jīng)驗公式和準數(shù)、準數(shù)關(guān)聯(lián)式感到頭痛，特別是面對大量的工程概念和工程計算，往往會感到無從著手，不知用哪個公式去計算適宜。因此在學(xué)習(xí)過程中困難較大，不易學(xué)透。另外本課程還要緊密聯(lián)系工程實際，教學(xué)難度很大。因此，《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課的教學(xué)改革顯得尤為重要。
二、教學(xué)改革的措施
1.運用多媒體課件進行教學(xué)，加強課堂教學(xué)效果。由于《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程內(nèi)容多、原理復(fù)雜，不容易理解，公式多而繁雜，要在32個學(xué)時里將其講透并且學(xué)生能理解，就必須在教學(xué)方法和教學(xué)手段上進行改革，運用現(xiàn)代化教學(xué)手段，利用多媒體課件進行教學(xué)，使得單位學(xué)時的信息量大大增加。利用多媒體可以對課程教學(xué)內(nèi)容進行精煉和整合，同時也可以對教學(xué)中遇到的圖表和圖形、曲線等通過多媒體直接展示出來，特別是課程中涉及的化工設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各單元操作和生產(chǎn)過程等用多媒體課件將圖象和聲音于一體來展示，使原本枯燥的內(nèi)容變的生動、有趣，使學(xué)生對單元操作、工藝過程的現(xiàn)象有更深入的了解，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如，在講述流體的流動時用flash動態(tài)表示流體流動的兩個流動形態(tài)：層流和湍流，引導(dǎo)學(xué)生觀察液體流動時的層流和湍流現(xiàn)象，區(qū)分兩種不同流態(tài)的特征，搞清兩種流態(tài)產(chǎn)生的條件，再分析圓管流態(tài)轉(zhuǎn)化的規(guī)律，然后引出表征流體流動參數(shù)——無量綱數(shù)雷諾數(shù)，加深了對雷諾數(shù)的理解。又例如傳質(zhì)與精餾的計算一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，學(xué)生不知如何根據(jù)已知參數(shù)去選定適宜的公式計算，同時對該工藝過程一無所知，因此，在這部分，我們以氨氣的制備為例，用flash動態(tài)表示氨氣從吸收到解吸的過程，中間經(jīng)歷的設(shè)備及工藝過程，使學(xué)生既熟悉化工生產(chǎn)中重要的吸收—解吸的工藝流程，了解填料塔的結(jié)構(gòu)，同時也掌握了吸收—解吸過程的操作和調(diào)節(jié)方法，對計算吸收和解吸時涉及的氣相傳質(zhì)系數(shù)和液相傳質(zhì)系數(shù)（或單元操作高度）及其與液體噴淋密度的關(guān)系有更深入的了解，大大增強了學(xué)生的理解能力，取得了很好的教學(xué)效果。在運用多媒體教學(xué)的同時，還要不同的課程內(nèi)容采取不同的教學(xué)模式。對那些必須掌握的內(nèi)容，采用“板書+多媒體”教學(xué)方式，重點向?qū)W生講解，使得課堂教學(xué)形象、直觀、生動、活潑，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高課堂效率。
2.各種教學(xué)方法并重，增強學(xué)生的綜合理解能力。由于課時少，學(xué)時集中，基本在10周內(nèi)完成教學(xué)和考試任務(wù)，而教學(xué)內(nèi)容多而雜，為使學(xué)生順利地學(xué)好本課程，我們從以下幾個方面對教學(xué)方法進行了改革：①采用啟發(fā)式、互動式和對比式的教學(xué)方法。教師在每次上課前都要認真?zhèn)湔n，確定每次課的重點，在上課前先給學(xué)生提出1～2個問題，讓學(xué)生帶著問題邊聽邊思考，教師講授時采用啟發(fā)式、互動式、對比式等教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的思維活動，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性。在下課前由老師或?qū)W生回答課前提出的問題，對有新意，有獨特視角的回答，給予肯定和鼓勵。采用回答問題的方法，不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，而且使學(xué)生能有效的掌握課堂上所講授的內(nèi)容，提高學(xué)生的分析和解決問題的能力。②適宜的習(xí)題練習(xí)。教材在每章的后面都有對應(yīng)的習(xí)題進行練習(xí)，這些習(xí)題都是著者精心選擇的習(xí)題，具針對性，要求學(xué)生必須做完課后的習(xí)題。大量的習(xí)題練習(xí)也是學(xué)好本課程的重要部分，通過做練習(xí)題，不斷的練習(xí)，加深記憶。教師認真批改每個學(xué)生的作業(yè)，并因此對學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的共性問題進行總結(jié)，以習(xí)題課的形式進行講解。③加強習(xí)題課的學(xué)習(xí)，增強學(xué)生的綜合理解能力。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生上課時聽的明白，也能當(dāng)場回答問題，但是，一旦課后遇到問題就無從下手，不知用什么理論或公式去解釋和回答，所以，在教學(xué)中安排一定量的習(xí)題課是十分必要的，習(xí)題課也是理論教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。在每章教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，我們都通過習(xí)題課的形式使學(xué)生加深對基礎(chǔ)知識和基本規(guī)律的理解，解題過程成為學(xué)生理論聯(lián)系實際的一個重要途徑。習(xí)題課由三部分構(gòu)成：選擇題、問答題、計算題。習(xí)題課的選題要有代表性、啟發(fā)性，以使學(xué)生在解題過程中深刻理解基本概念、掌握方法、尋找所學(xué)知識應(yīng)用的結(jié)合點。每章選有代表性的選擇題5～10個、問答題2～4個，讓學(xué)生現(xiàn)場回答，根據(jù)學(xué)生的回答情況進行講解，讓學(xué)生知道對和錯的理由，再根據(jù)學(xué)生課外作業(yè)時出現(xiàn)的問題，有針對性地講解1～2個計算題。通過習(xí)題課使學(xué)生加深對概念和公式的理解，更加踏實、牢固、全面地掌握所學(xué)基礎(chǔ)知識。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生特別喜歡上習(xí)題課，這樣便于檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，受到學(xué)生的好評。
三、培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，掌握多種工程研究方法
化工工程基礎(chǔ)作為綜合性的工程技術(shù)課，是從自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課向工程科學(xué)的專業(yè)課過渡的入門課程，對學(xué)生建立工程技術(shù)意識具有重要作用。但由于學(xué)時的限制，教學(xué)上還是存在著“重過程、輕設(shè)備”問題，為此，在教學(xué)中通過理論聯(lián)系實際，逐步深入，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。
1.重視緒論教學(xué)。緒論教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)本門課的興趣起到至關(guān)重要的作用。緒論教學(xué)中首先向?qū)W生展示大型化工廠宏偉風(fēng)姿的圖片，圖片中密如蜘蛛網(wǎng)的管道線路、高大的填料塔、反應(yīng)爐和存儲罐、換熱器等設(shè)備馬上吸引了學(xué)生的注意力，教師簡單介紹這些設(shè)備在生產(chǎn)中的作用，再通過典型的生產(chǎn)工藝流程闡述化工過程包括的單元操作，而這些單元操作即是本課程將要重點講解的內(nèi)容，再簡單介紹課程的基本理論，說明課程的重要性。緒論教學(xué)中要讓學(xué)生理解“三傳”的基本概念、量綱一致性原則，掌握物料衡算、熱量衡算、過程速率及單位換算的計算要點，為后續(xù)章節(jié)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)[2]。
應(yīng)用型人才就是把成熟的技術(shù)和理論直接應(yīng)用到實際的生產(chǎn)過程中去，工程實踐能力是應(yīng)用型高級技術(shù)人才的一項重要素質(zhì)，是學(xué)生能否適應(yīng)社會需要的一項重要能力。實踐技能是工程實踐能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。特別是生物工程學(xué)科，作為一門實踐性很強的學(xué)科，與企業(yè)結(jié)合緊密的實踐教學(xué)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中顯得尤為重要。
一、現(xiàn)狀分析
生物工程專業(yè)于1998年經(jīng)教育部批準在高校開設(shè)，在本科專業(yè)目錄中明確隸屬于工學(xué)的生物工程類，包括了原來的生物化工（部分）、微生物制藥、生物化學(xué)工程（部分）、發(fā)酵工程等4個專業(yè)，從而大大拓寬了專業(yè)口徑。鄭州大學(xué)于2008年開辦生物工程本科專業(yè)。此前該校開設(shè)有生物技術(shù)、制藥工程2個相近專業(yè)，分別歸口于生物工程系和化工與能源學(xué)院。兩專業(yè)辦學(xué)規(guī)模穩(wěn)定，已經(jīng)形成較完善的教學(xué)和實踐（實驗）體系。而生物工程專業(yè)在實驗體系（實驗課程、實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗室建設(shè)）、實習(xí)環(huán)節(jié)（實習(xí)類型、實習(xí)方式和實習(xí)基地建設(shè)）等方面則面臨著軟硬條件不夠、辦學(xué)經(jīng)驗不足等重大挑戰(zhàn)。這些因素嚴重制約著學(xué)生實踐技能的提高和專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。辦學(xué)近4年來，我們發(fā)現(xiàn)在學(xué)生工程素質(zhì)和實驗技能培養(yǎng)方面存在以下幾個主要問題：
1.生物工程實驗?zāi)K體系尚未完全建立，部分課程缺少實驗，不但影響教學(xué)效果，還易導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生“重理論，輕實驗”傾向，這對培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才極為不利。
根據(jù)教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會“生物工程專業(yè)規(guī)范”，為提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，生物工程專業(yè)必須加強實性踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，構(gòu)建實踐性環(huán)節(jié)教學(xué)體系，著重培養(yǎng)以下能力：實驗技能、工藝操作能力、工程設(shè)計能力、科學(xué)研究能力、社會實踐能力等。實踐教學(xué)應(yīng)包括獨立設(shè)置的實驗課程、課程設(shè)計、教學(xué)實習(xí)、社會實踐、科技訓(xùn)練、綜合論文訓(xùn)練等多種形式。此外，也明確規(guī)定了該專業(yè)的主干學(xué)科應(yīng)該包括生物學(xué)、化學(xué)、工程技術(shù)學(xué)三個領(lǐng)域。相應(yīng)的實驗課程也應(yīng)該在這些方面得到體現(xiàn)。然而在實際辦學(xué)過程中，涉及到生物學(xué)領(lǐng)域的生物分離工程、發(fā)酵工程、生物工藝學(xué)的相關(guān)實驗，以及涉及工程技術(shù)領(lǐng)域的工程制圖和生物工程設(shè)備的相關(guān)實驗，卻因受限于實驗室設(shè)備、師資隊伍條件等原因未能正常開設(shè)、或開設(shè)課程內(nèi)容簡單膚淺，沒能達到提高培養(yǎng)應(yīng)用型人才的實踐創(chuàng)新能力的要求。因此，現(xiàn)有的專業(yè)實驗構(gòu)成現(xiàn)狀，難以給學(xué)生提供獨立思考、探索與發(fā)揮的空間，難以發(fā)揮專業(yè)基礎(chǔ)實驗對學(xué)生實驗技能和操作技能培養(yǎng)的作用，難以適應(yīng)企業(yè)用人單位的需要。
2.專業(yè)涉及到的三個主干學(xué)科的實驗課程模塊，缺少相互銜接和重要知識點的相互補充。作為主干學(xué)科之一的“生物學(xué)”課程模塊，沒有脫離原有“生物技術(shù)”專業(yè)的影子，多數(shù)實驗課程在實驗項目、教學(xué)內(nèi)容上與之沒有區(qū)別，更沒有體現(xiàn)“生物工程”的“工程”教育特點。生物學(xué)基礎(chǔ)實驗、驗證實驗開設(shè)比例過大。阻礙了三大學(xué)科之間的滲透，特別是未能強調(diào)“工程創(chuàng)新能力”的培養(yǎng)。
3.實踐實習(xí)體系沒有真正建立，缺少穩(wěn)定、有效的專業(yè)實習(xí)基地，“雙師型”、“復(fù)合型”師資缺乏，嚴重制約了學(xué)生專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)。首先，缺乏穩(wěn)定、針對性強的實習(xí)基地。由于專業(yè)方向及特色不明顯，實習(xí)單位選擇盲目，實習(xí)地點不固定，實習(xí)內(nèi)容變化快、深入不夠；其次，現(xiàn)有的專業(yè)師資隊伍主要是以生物學(xué)背景的教師為骨干，而雙師型教師、不同學(xué)科交叉融合的復(fù)合型師資嚴重缺乏，這種狀況根本不利于生物工程專業(yè)的發(fā)展與工程類人才培養(yǎng)的要求。
4.辦學(xué)就業(yè)導(dǎo)向教育不夠，學(xué)生考研“趨向”嚴重影響實驗教學(xué)效果。一般來說，學(xué)生考研對于改善學(xué)風(fēng)、為國家培養(yǎng)更高層次人才非常重要。受“生物技術(shù)”專業(yè)影響，我校“生物工程”專業(yè)2012屆畢業(yè)生中有60%以上的學(xué)生參加考研。但這種現(xiàn)象在一定程度上放松了課程學(xué)習(xí)，特別是實驗、實習(xí)環(huán)節(jié)。同時，多數(shù)學(xué)生以考研為主要追求目標，實踐、實習(xí)環(huán)節(jié)重視程度不夠、投入時間不足，使得實踐教學(xué)效果大打折扣。
二、改革內(nèi)容與目標
1.對實驗體系進行模塊劃分，明確各模塊的教學(xué)內(nèi)容和側(cè)重點。建立“化學(xué)工程實驗”和“生物分離工程與工藝實驗”模塊課程組，加強課程建設(shè)。
將實驗課程體系劃分為“生物學(xué)實驗”、“化學(xué)工程實驗”和“生物分離工程與工藝實驗”三個模塊，三個模塊的教學(xué)內(nèi)容和側(cè)重點各不相同，修改實驗課大綱，整合實驗項目與教學(xué)內(nèi)容，重視三類課程相互之間的銜接、重要知識點的互補。
在模塊建設(shè)中注意對薄弱模塊進行強化，特別是強化“化學(xué)工程實驗”和“生物分離工程與工藝實驗”模塊教學(xué)，增設(shè)部分實驗課程。同時，這些課程的教師分散到擔(dān)任教學(xué)任務(wù)的專業(yè)系中，參加教研活動和專業(yè)建設(shè)工作，根據(jù)各個專業(yè)的特點和要求，適時地修改或調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容和方式。
2.改革專業(yè)實驗技能考核方式。重視畢業(yè)論文（設(shè)計）環(huán)節(jié)在提高學(xué)生的實驗技能方面的重要性，建立較完善的畢業(yè)論文設(shè)計）質(zhì)量保障與評價體系。
今年來，由于生物技術(shù)的快速發(fā)展，使得我國生物學(xué)工程的發(fā)展也在不斷向前，并已有一定的基礎(chǔ)。調(diào)查顯示，當(dāng)前生物化工的產(chǎn)品已經(jīng)涉及到保健、醫(yī)藥、農(nóng)藥以及食品等各個領(lǐng)域與方面。①在醫(yī)藥方面，抗生素得到迅猛發(fā)展，并且在臨床中的使用最普遍，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，目前我國抗生素的產(chǎn)量達到世界首位，此數(shù)據(jù)還在不斷增長；②在農(nóng)藥方面，生物化工的農(nóng)藥品種也層出不窮，主要包括井霉素、赤霉素以及蘇云金桿菌等，該技術(shù)不斷進步，并且逐步滿足了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要；③在食品與飼料方面，氨基酸、檸檬酸等的產(chǎn)量不斷加大，并呈現(xiàn)數(shù)倍增產(chǎn)的趨勢，該產(chǎn)品已經(jīng)不只為了滿足于本國市場，還出口到世界各國。
2、我國生物化學(xué)工程發(fā)展中所存在的問題
經(jīng)過深入調(diào)查分析可知，由于各種因素的限制，使得我國生物化學(xué)工程在發(fā)展過程中也存在著許多問題與不足，也將面臨著新的挑戰(zhàn)，本文主要從以下幾方面的問題著手分析：
（1）我國生物化學(xué)工程的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布置不夠科學(xué)，許多企業(yè)往往存在品種單一、低檔次等問題，不能滿足當(dāng)今市場的需求。對于檔次較高的醫(yī)藥生化產(chǎn)品例如激素類、干擾素、藥用多肽等，在我國的生產(chǎn)技術(shù)還不完善，不能滿足本土市場需求，每年還需花費大量資金從國外進口。
（2）當(dāng)前我國的生物化工產(chǎn)業(yè)主要局限于輕工、醫(yī)藥、食品業(yè)等。所以，許多企業(yè)對生物化工產(chǎn)品尤其是精細化工產(chǎn)品這一領(lǐng)域的了解不足，不利于擴大生產(chǎn)，更不用說通過這些技術(shù)引領(lǐng)企業(yè)走向世界。此外因生物化學(xué)發(fā)展速度較快，我國相關(guān)部門對該行業(yè)的研究及規(guī)范還不成體系，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中的能源消耗大，環(huán)境污染嚴重，技術(shù)在低水平徘徊。
（3）在生產(chǎn)技術(shù)上存在許多不足，生產(chǎn)設(shè)備與工藝配套不完善，上下游技術(shù)不配套，產(chǎn)物的收得率低，生產(chǎn)成本高企業(yè)效益低。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，雖然目前我國的產(chǎn)品如檸檬酸、乳酸等的發(fā)酵水平較高，但其他絕大多數(shù)產(chǎn)品的技術(shù)明顯低于國外。從而，某些企業(yè)為了引進新技術(shù)提高生產(chǎn)效率，只能每年都要投入大量資金從外國進口細胞破碎機、生物反應(yīng)器、計算機監(jiān)控設(shè)備以及生物傳感器等，不利于企業(yè)的長期生產(chǎn)目標。
（4）我國生物化學(xué)工程的發(fā)展歷史較短，基礎(chǔ)研究的投入較薄弱，還沒有形成一個完整的科研體系，技術(shù)創(chuàng)新能力不強，同時，相關(guān)企業(yè)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)吸收能力差。調(diào)查顯示，當(dāng)前該行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展多數(shù)依靠傳統(tǒng)的粗放型擴大投資的增長模式，從而生產(chǎn)效益低下、市場競爭力不強，不利于企業(yè)的發(fā)展。
3、我國生物化學(xué)工程發(fā)展問題的解決建議
本文經(jīng)過深入探究分析我國生物化學(xué)工程發(fā)展過程中所存在的問題，并借鑒國外先進技術(shù)，主要從以下幾方面來解決當(dāng)前的問題：
（1）合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)，擴大并發(fā)展高檔次的產(chǎn)品。例如加大對醫(yī)藥生化產(chǎn)品、功能性食品及添加劑等高檔產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)。此外，使生物化學(xué)工程的發(fā)展呈現(xiàn)多元化，著重生產(chǎn)如生物色素、微生物多糖、工業(yè)酶制劑以及表面活性劑等多種精細化工產(chǎn)品以及采用傳統(tǒng)技術(shù)無法生產(chǎn)的產(chǎn)品，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益與市場競爭力。
（2）不斷擴大生物化工的生產(chǎn)規(guī)模，提高競爭力。因此，我國相關(guān)部門應(yīng)該出臺更多有效措施來鼓勵建設(shè)大型的生物化工企業(yè)，使之能夠?qū)⒀邪l(fā)、生產(chǎn)、銷售融于一體，從而節(jié)省生產(chǎn)成本。尤其要加大力度去培育一批科技創(chuàng)新型企業(yè)，此外，還要鼓勵那些具有發(fā)展生物化工產(chǎn)業(yè)的企業(yè)加入該技術(shù)發(fā)展行列，向著創(chuàng)新型生化公司的方向發(fā)展，并淘汰那些生產(chǎn)技術(shù)落后，市場競爭力低下的企業(yè)，從而提高我國整體生物化工行業(yè)的競爭力，并有利于擴大我國生物化工的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
在當(dāng)前高等工程教育中，越來越多的人們意識到，學(xué)生除了要具有扎實的專業(yè)技術(shù)知識，還必須擁有良好的團隊協(xié)作精神、系統(tǒng)分析及實際動手能力，以便適應(yīng)現(xiàn)代化工程團隊、新產(chǎn)品及新系統(tǒng)的開發(fā)需求?！痘瘜W(xué)工程基礎(chǔ)》課程理論性強，又較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中興趣不足，普遍感覺知識難以理解和掌握，缺乏系統(tǒng)的分析思路。目前，化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)主要存在以下問題[3,6]：（1）授課主要以講授理論知識為主，學(xué)生接觸實踐環(huán)節(jié)少，缺少對學(xué)生工程能力的訓(xùn)練；（2）授課方法單一，是一種完全以教師為中心的傳授接受式教學(xué)模式，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)度學(xué)習(xí)積極性；（3）教學(xué)中驗證性內(nèi)容偏多，設(shè)計性、綜合性和探索創(chuàng)新性實驗內(nèi)容偏少，影響學(xué)生探討問題的積極性和創(chuàng)新能力的提高；（4）知識點之間缺乏有效的銜接和延伸,不利于學(xué)生理解單元操作過程原理深層次的內(nèi)涵,更不利于掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識；（5）“工程”概念模糊。化工生產(chǎn)的過程是復(fù)雜的，需要具體問題具體分析，而問題通常很難在理論學(xué)習(xí)中找到答案，缺乏實踐經(jīng)驗的學(xué)生對此就會有理論與實際相脫節(jié)的錯覺，不容易形成“工程”概念。學(xué)生工程能力的培養(yǎng)不僅在于對工業(yè)生產(chǎn)的了解、積累經(jīng)驗,更需要掌握工程科學(xué)研究方法和工程經(jīng)驗的意義，以此提高綜合運用知識和技能解決生產(chǎn)問題的能力?，F(xiàn)有的化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)體系存在著各種不足和弊端，與當(dāng)前社會對化工專業(yè)人才的要求尚存在一定的差距。將CDIO理念與其教學(xué)體系相結(jié)合，彌補不足之處，是解決各種弊端的有效辦法。
2《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程中CDIO教學(xué)模式的實踐與體會
2.1轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念
在CDIO理念中，培養(yǎng)學(xué)生工程概念是一個關(guān)鍵的步驟。首先要給學(xué)生一個大工程概念，使學(xué)生從感性上認識到這門課程在整個化學(xué)工業(yè)中是解決什么問題的。教師應(yīng)參與更多的工程項目，在提升自身產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的興趣和專業(yè)能力。由于化工過程影響因素多，制約因素多以及經(jīng)驗公式與經(jīng)驗數(shù)據(jù)多，在教授的時候，需要理論聯(lián)系實際，逐步深入，突出工程設(shè)計的意識和思維過程，即強化設(shè)計型問題。這既突出了各單元操作學(xué)習(xí)的目的性、真正弄清各單元操作工程理論的來龍去脈、培養(yǎng)了學(xué)生的工程設(shè)計能力，同時又鍛煉了學(xué)生分析解決工程操作型問題的能力。另外，通過化工基礎(chǔ)的單元操作過程仿真模擬軟件，以加強書本知識與工程實際之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點。
2.2問題式驅(qū)動教學(xué)，理論聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力
與一些理論性較強的基礎(chǔ)課如高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及物理化學(xué)等不同，《化學(xué)工程基礎(chǔ)》具有很強的實踐性，在石油、冶金、輕工、制藥等工業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。聯(lián)系生產(chǎn)實例描述化工原理對化工研究、設(shè)計和生產(chǎn)過程的指導(dǎo)作用，使學(xué)生充分認識到這門課程的重要性，激發(fā)起他們強烈的求知欲和學(xué)習(xí)興趣[7]。讓學(xué)生感到學(xué)以致用，學(xué)好它受益匪淺，從而明確學(xué)習(xí)目的，勇于克服學(xué)習(xí)中遇到的困難，取得良好的學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)方法上，教師要明確所授課程在本專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中的地位和作用，以及學(xué)生學(xué)習(xí)本課程應(yīng)該掌握的基本知識和能力?！痘瘜W(xué)工程基礎(chǔ)》這門課的綜合性強，涉及到多門學(xué)科，概念多，物理量多，公式多，方法多，而且計算繁雜，尤其是對課程中半理論、半經(jīng)驗公式和準數(shù)關(guān)聯(lián)式感到頭疼，學(xué)習(xí)起來不得要領(lǐng)，很多初學(xué)者普遍覺得比較難學(xué)[8]。在教學(xué)中針對這些可能出現(xiàn)的問題，要鼓勵學(xué)生提前做好預(yù)習(xí)，對將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有個大致了解，帶著問題學(xué)習(xí)。筆者采用每章節(jié)講授前布置一個與實際關(guān)聯(lián)的問題，章節(jié)結(jié)束后讓同學(xué)們做出自己的設(shè)計思路，這一方法大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，在講授流體的流動與輸送前，要求同學(xué)們分組設(shè)計一個水利設(shè)施，利用流體力學(xué)的原理，不輸入其他的外能將河水輸送到3米高的岸堤上；在講傳熱過程時，要求同學(xué)們章節(jié)結(jié)果后分組設(shè)計一個水泥高溫回轉(zhuǎn)窯保溫層的方案。另外教師在授課過程中也要有所偏重，突出重點，下一次上課之前帶領(lǐng)學(xué)生對上次課的主要內(nèi)容進行回顧和討論，使學(xué)生對每一章節(jié)的內(nèi)容串聯(lián)起來，掌握本章節(jié)的知識鏈。這樣不僅提高了教學(xué)效果，還間接培養(yǎng)了學(xué)生概括總結(jié)和自學(xué)能力。在課后復(fù)習(xí)過程中，教師也要鼓勵學(xué)生自己把公式推導(dǎo)一遍，在推導(dǎo)的過程中不知不覺加深了對知識的理解，養(yǎng)成思考和分析問題的習(xí)慣。
2.3以項目為中心的實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
為了提高學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識分析、解決實際問題的能力，我們在教學(xué)中采用以項目為導(dǎo)向的教學(xué)。項目教學(xué)是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學(xué)活動，它將學(xué)習(xí)者融入有意義的任務(wù)完成過程中，讓學(xué)生有目標地自主學(xué)習(xí)；同時要求學(xué)生通過自己的實踐進行知識建構(gòu)和技能訓(xùn)練。教師根據(jù)學(xué)生的狀況、教學(xué)目的和內(nèi)容，結(jié)合知識點，制定具有實用性的項目。按照化工開發(fā)的過程，首先提出項目任務(wù)設(shè)想，與學(xué)生一起討論項目的目標和任務(wù)。然后確定項目完成的功能，使學(xué)生帶著明確的目的汲取知識，減少學(xué)習(xí)的盲目性。隨著教學(xué)內(nèi)容的展開，教師依據(jù)綜合項目安排大部分子項目內(nèi)容的講授。最后指導(dǎo)學(xué)生以小組的形式進行項目擴展和鏈接，生成一個綜合項目。例如，在講傳熱過程和傳熱設(shè)備時，我們與同學(xué)們一起確立了一個開發(fā)項目：高溫回轉(zhuǎn)窯由于窯內(nèi)溫度往往較高（1400℃以上），且處于運動過程中，如何測量窯內(nèi)氣氛溫度并不是一件容易的事。要求通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)設(shè)計一個測溫裝置，通過測量高溫回轉(zhuǎn)窯的表面溫度，從而探測回轉(zhuǎn)窯內(nèi)表面氣氛溫度。經(jīng)過同學(xué)們的努力，學(xué)生們運用本章節(jié)知識，成功設(shè)計了一個測溫裝置，并給出了該測量儀的測量原理和爐內(nèi)氣氛溫度的計算公式。學(xué)生們正在將該成果申報學(xué)校的課外科技創(chuàng)新活動成果獎，并且已形成實用新型專利申報書準備申報專利。通過項目為中心的實踐教學(xué)方法，不僅使學(xué)生認識到了知識是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，也加深了對講授內(nèi)容的理解和掌握，大大提升了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和成就感。
2.4以實用為導(dǎo)向的教學(xué)，加強工程實踐性，培養(yǎng)解決實際問題的能力
教學(xué)要從實用性激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)解決實際問題的能力?！痘瘜W(xué)工程基礎(chǔ)》是高校化學(xué)化工及相關(guān)專業(yè)類學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它是基礎(chǔ)理論課向工程專業(yè)課過度的橋梁。由于課程理論性強，又較抽象，加之同學(xué)們沒有工程設(shè)計和工藝管理經(jīng)驗認識，往往感覺知識難以理解和掌握，缺乏系統(tǒng)的分析思路。在教學(xué)過程中，實例可大大激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如，在講授流體的流動與輸送時，組織同學(xué)們分組討論桂林遇龍河水利設(shè)施，結(jié)合本章節(jié)內(nèi)容分析該水利設(shè)施是如何利用流體輸送原理達到不輸入外能的條件下、利用河水的機械能將水輸送到2米高的岸堤上的原理。這一上世紀50年代建成的永久性水利設(shè)施大大調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時我們增設(shè)開發(fā)項目，組織課堂外的競賽，按小組方式，假想自己是水利工程師，仿照桂林遇龍河水利設(shè)施提出設(shè)計方案，如何改進才能利用河水的機械能將水輸送到4米高的岸堤上。另外，通過講授江蘇昆山某公司加熱反應(yīng)器的工藝選型和操作條件選擇的實際案例，使同學(xué)們懂得了實際工作中本課程知識的實用性。通過實用為導(dǎo)向的教學(xué)，大大激發(fā)學(xué)生的興趣，也提高了解決實際問題的能力和增加了對課程知識的認識。
2.5開放創(chuàng)新型實驗的教學(xué)，培養(yǎng)動手能力和實踐能力
化工實驗是《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程的重要組成部分，它是理論與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的重要過程，學(xué)生對這門課的掌握直接關(guān)系到實踐能力。實驗教學(xué)突出對學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，不僅僅局限于基本的實驗課程安排,更需要注入科研以及工程應(yīng)用的意識；不僅僅是動手能力，更需要全面培養(yǎng)手腦協(xié)調(diào)、手腦并用、手腦并重的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)素質(zhì)。在CDIO執(zhí)行標準中，只有主動學(xué)習(xí)和經(jīng)驗學(xué)習(xí)方法才能有效促進專業(yè)目標的達成，才能使學(xué)生思考和解決問題的能力在教學(xué)中得到體現(xiàn)。目前，我?；瘜W(xué)化工教研室已建起了初具規(guī)模、設(shè)備較為先進的化工實驗室,對于學(xué)生了解離心泵、板式精餾塔、填料吸收塔、換熱器和板框過濾器等化工設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及操作特點十分有益。通過對設(shè)備的操作和儀表的使用，不僅能加深學(xué)生對化工基礎(chǔ)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，還有利于提高學(xué)生的動手能力和實踐能力，而且進一步強化了學(xué)生的工程觀念。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)是由教師先講解實驗原理、實驗步驟及注意事項，然后由學(xué)生分組進行實驗，按照固有的操作，得到預(yù)計的實驗結(jié)論，學(xué)生完全處于被動角色，實驗教學(xué)并不能達到預(yù)計的效果。在教學(xué)中，我們改變單一的教學(xué)模式，采用多層次、開放式教學(xué)，統(tǒng)籌安排實驗教學(xué)和理論教學(xué)，合理分配課時，留給學(xué)生思考的時間。通過推行選題模式，使學(xué)生組成合作團隊參與到實驗教學(xué)的設(shè)計中，讓學(xué)生自己思考、設(shè)計實驗過程，以提高學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)造能力。開放實驗室給學(xué)生提供了獨立活動的空間，學(xué)生可以針對自己薄弱的項目進行強化練習(xí)，也可以根據(jù)自己設(shè)計的實驗方案進行實驗。教師對整個實驗不進行任何干預(yù)，只有在學(xué)生遇到問題向教師提問時，才給予必要的啟發(fā)和指導(dǎo)，實驗完成后對實驗結(jié)果和實驗報告進行審查和評估。