化學(xué)工程導(dǎo)論精選(九篇)
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第1篇：化學(xué)工程導(dǎo)論范文
生物化學(xué)工程基礎(chǔ)課程結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)及傳統(tǒng)生物技術(shù)，不僅有扎實的理論基礎(chǔ)，而且結(jié)合典型產(chǎn)品的開發(fā)過程進行闡述，反映了現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展方向，體現(xiàn)了生物技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的最新前沿。生物化學(xué)工程基礎(chǔ)是隨著生物科學(xué)的發(fā)展而不斷更新的課程，需及時調(diào)研最新的發(fā)展方向及研究熱點。該課程全面闡述了基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和生化工程等課程的基礎(chǔ)內(nèi)容，其主要囊括以下幾個方面。工業(yè)微生物工程：介紹微生物的特點、分類、生理、育種及培養(yǎng)等方面的技術(shù)和方法；代謝工程：介紹微生物次生代謝產(chǎn)物的代謝調(diào)控機制和方法；基因工程：介紹生物遺傳的基本知識及應(yīng)用現(xiàn)代基因工程技術(shù)改變微生物遺傳特性的方法，并且介紹蛋白類藥物的研發(fā)和生產(chǎn)過程；細胞工程：介紹應(yīng)用植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)高附加產(chǎn)值的花卉、藥物等；酶工程：介紹工業(yè)用酶和藥用酶的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、固定化及開發(fā)等方面的技術(shù)；生物反應(yīng)器：介紹生物反應(yīng)器的工作原理、設(shè)計方法以及應(yīng)用；全面介紹生物技術(shù)的最新進展、應(yīng)用以及生物技術(shù)應(yīng)用過程中需要化工知識的范例。生物化學(xué)工程基礎(chǔ)課程是在無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、生物化學(xué)基礎(chǔ)上進行學(xué)習(xí)的。本課程對于非生物類專業(yè)學(xué)生進行了系統(tǒng)的生物學(xué)技術(shù)及最新研究進展的介紹，讓學(xué)生了解生物學(xué)的基本思想及技術(shù)，同時將現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用與化學(xué)工程技術(shù)進行交叉講授，重點說明了化學(xué)工程技術(shù)在生物工程領(lǐng)域可能的應(yīng)用范圍，使學(xué)生掌握現(xiàn)代生物技術(shù)的基本工藝流程及發(fā)展前沿。目前，化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生普遍存在生物學(xué)基礎(chǔ)知識薄弱的問題，如何在較短的學(xué)時內(nèi)，將生物工程的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題講解清楚，并且將生物工程技術(shù)和化學(xué)工程有機的結(jié)合起來，讓學(xué)生充分感受到交叉學(xué)科帶來的機遇和挑戰(zhàn)，這無疑對授課教師提出了更高的要求，需要教師不斷總結(jié)現(xiàn)有的教學(xué)模式，不斷地改進教學(xué)過程和教學(xué)方法。
二、化工專業(yè)生物化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題
鑒于該課程屬于學(xué)科交叉，在教材選擇、實驗配套、講解內(nèi)容難易程度把握等方面，均需要不斷地探討和摸索。目前，該課程教學(xué)過程中存在的重點和難點問題主要有：如何在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上豐富教學(xué)內(nèi)容，利用多媒體等手段，及時地更新課程內(nèi)容并介紹最新的發(fā)展動態(tài)；如何把握教學(xué)過程中深度與廣度的平衡；如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使他們能夠主動深入地探討生物工程與化學(xué)工程學(xué)科交叉所帶來的機會與挑戰(zhàn)；如何能夠?qū)⒄n程講解內(nèi)容與生產(chǎn)實際結(jié)合起來，讓同學(xué)們切實體會到化學(xué)工程在生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的應(yīng)用；如何鼓勵學(xué)生在假期或平時尋找一切機會去生物制品生產(chǎn)企業(yè)進行實踐，從中體會化學(xué)工程技術(shù)在生物產(chǎn)品生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。
1.教材很難在深度和廣度間平衡
目前，本課程所選教材為化工出版社的《生物化學(xué)工程基礎(chǔ)》（工科專業(yè)適用，李再資主編，2006年版本），該教材在國內(nèi)高校化學(xué)工程專業(yè)有較為廣泛的應(yīng)用，具有簡單明了、講解清楚的特點，適合于生物工程專業(yè)以外的其他專業(yè)使用。但是該教材也存在諸多不足之處，如教材內(nèi)容仍然沒有擺脫理科教學(xué)的模式和框架，生物工程原理的講解深度不足，同時，教材對于化學(xué)工程與生物工程如何結(jié)合方面的內(nèi)容也講解得太少。為了做好生物化工導(dǎo)論的教學(xué)工作，必需結(jié)合化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的特點和研究應(yīng)用實例，選擇相關(guān)學(xué)科的教材作為補充，以便在授課過程中增加相應(yīng)的內(nèi)容，進而提高學(xué)生的理解和吸收程度。
2.實驗環(huán)節(jié)缺乏
現(xiàn)在的課堂教學(xué)仍然以教師講授為主，學(xué)生處于被動接受的狀態(tài)。由于生物化工導(dǎo)論是理論與實踐緊密結(jié)合的課程，而教學(xué)實驗環(huán)節(jié)缺乏，學(xué)生往往很難理解生化反應(yīng)及其應(yīng)用過程。所以，需要進一步改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，可以采用講授與討論相結(jié)合、課堂內(nèi)外相結(jié)合、理論與實際相聯(lián)系等多種教學(xué)形式，利用先進的多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，豐富和活躍教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高整體教學(xué)質(zhì)量。同時，也可以通過講解學(xué)生身邊的研究實例，調(diào)動學(xué)生的積極性，并且配備一些實驗講解及生產(chǎn)實習(xí)來提升學(xué)生的興趣和理解程度。
三、生物化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)的幾點體會
筆者從2001年開始一直從事生物化學(xué)工程基礎(chǔ)的教學(xué)工作，課程面向?qū)ο笾饕獮榛瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)、過程控制專業(yè)及分子工程專業(yè)的學(xué)生，每年選修人數(shù)在200人以上。在授課過程中，注重以產(chǎn)品為例，說明化學(xué)工程技術(shù)在生物產(chǎn)品開發(fā)過程中的重要性，從而加強了學(xué)生對于化學(xué)工程知識應(yīng)用于生物工程領(lǐng)域的信心。另外，注重將理論內(nèi)容與本校化工學(xué)院及兄弟院系的科研內(nèi)容進行融會貫通地講授，大大提高了同學(xué)們對于該課程的理解和熱愛，也促進了學(xué)生對于生物工程與化學(xué)工程有機結(jié)合的全新認識。在教學(xué)實踐中，結(jié)合介紹天津市著名生物工程企業(yè)大量需要化學(xué)工程的實例，力求讓同學(xué)們明白，生物工程的下游產(chǎn)業(yè)化的實質(zhì)就是化學(xué)工程的應(yīng)用。教學(xué)實踐也使筆者體會到，要完成好該課程的教學(xué)任務(wù)，需要授課教師熟悉生物化學(xué)、生物工程、化工原理等教學(xué)內(nèi)容，更需要授課教師不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，以便逐步提高教學(xué)質(zhì)量。
1.建設(shè)教學(xué)團隊，認真調(diào)研學(xué)習(xí)
授課教師需要組織強有力的課程建設(shè)小組，對國內(nèi)外工科類生物化工導(dǎo)論課程進行調(diào)研，包括其他院校的教改情況、已有的化工類的生物化工導(dǎo)論教材、學(xué)生本人對課程內(nèi)容及授課方式的期望、相關(guān)專業(yè)對該課程的反饋信息等諸多方面。授課教師還需要吸收先進的教學(xué)思想、技術(shù)與內(nèi)容，借鑒國內(nèi)外其他院校教學(xué)情況，結(jié)合專業(yè)設(shè)置的特點和實際，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗與效果。針對面向21世紀的教學(xué)和培養(yǎng)要求，要認真總結(jié)化工類本科生生物化學(xué)工程基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計劃及教學(xué)方式及教學(xué)中的注意事項，要通過對其他優(yōu)秀或重點課程的學(xué)習(xí)觀摩或邀請教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教授親臨課堂指導(dǎo)等多種途徑，進行教育素質(zhì)訓(xùn)練，以提高教師的授課水平。
2.提供并選好主講教材和高水平的輔助教材
針對現(xiàn)有的試用教材，及時引入前沿科學(xué)和技術(shù)的最新成果，篩選、引進配套的輔助教材（包括國外教材），編寫與之相配的教學(xué)大綱。李再資老師主編的生物化學(xué)工程基礎(chǔ)教材知識點全面，重點內(nèi)容詳盡。除此之外，我們還注重推薦國內(nèi)知名的生物化學(xué)、生物工程、工業(yè)微生物學(xué)等相關(guān)教程以及國外英文原版教材作為課外輔助教材，建議學(xué)生每人手里都有一本英文原版教材。另外，在每次授課結(jié)束時，都提前告之下次課程內(nèi)容的基本點和重點，要求學(xué)生提前做好預(yù)習(xí)或難點標注，注重發(fā)揮學(xué)生自身學(xué)習(xí)的主動性和積極性，使他們永葆學(xué)習(xí)的熱情和動力。實踐表明，學(xué)生通過使用英文教材獨立預(yù)習(xí)課程，他們的專業(yè)英語水平也會得到快速提高，為今后使用英語完成相關(guān)工作任務(wù)打下良好的基礎(chǔ)。
3.探索新的授課模式和教學(xué)手段
多媒體教學(xué)可以讓學(xué)生通過圖和動畫直觀地理解生物過程和反應(yīng)機理，也可以直觀地學(xué)習(xí)生物工程科學(xué)研究和生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。為此，要完善多媒體系統(tǒng)，適時增加課堂教學(xué)信息量。同時，可以采用啟發(fā)式、討論式、研究式等教學(xué)方法，將課堂講授與課外輔導(dǎo)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與自學(xué)能力。如果能夠?qū)⒄n程講解內(nèi)容與生產(chǎn)實際結(jié)合，將課堂講授內(nèi)容與具體的實驗相結(jié)合，加強與學(xué)生交流，深入探討生物工程與化學(xué)工程學(xué)科交叉所帶來的機會與挑戰(zhàn)，必將會進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。
4.課堂講授內(nèi)容與前沿性專業(yè)知識緊密結(jié)合
在大學(xué)課堂里，讓學(xué)生隨時了解相關(guān)學(xué)科的前沿進展是一個重要的授課內(nèi)容。因此，在每節(jié)課學(xué)習(xí)重點知識的過程中，需要用最新發(fā)表的相關(guān)研究進展信息豐富課堂內(nèi)容，使學(xué)生了解學(xué)科前沿和發(fā)展方向。比如，在介紹酶的開發(fā)過程時，可介紹量子力學(xué)、分子動力學(xué)和計算機工具在研究酶的反應(yīng)過程和機理中的應(yīng)用，并且把研究中的困難展示給大家，激發(fā)學(xué)生探究和追尋科學(xué)發(fā)展的欲望，吸引他們投入到生命科學(xué)的研究和生物技術(shù)的開發(fā)中去。同時，也可以介紹酶的生產(chǎn)過程中所面臨的問題和挑戰(zhàn)，鼓勵學(xué)生用化工知識嘗試解決生產(chǎn)中的問題。
5.鼓勵課堂教學(xué)和生產(chǎn)實踐結(jié)合
生物化學(xué)工程基礎(chǔ)偏向?qū)嶋H應(yīng)用，課堂講授內(nèi)容需要與具體的生產(chǎn)實踐相結(jié)合，因此，要讓同學(xué)們切實體會到化學(xué)工程的知識在生物制品生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。另外，要積極聯(lián)系生物工程方面的生產(chǎn)企業(yè)，組織同學(xué)們進行參觀，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，讓同學(xué)們充分體會到化學(xué)工程技術(shù)與生物工程技術(shù)學(xué)科交叉的意義和重要性，鼓勵感興趣的同學(xué)去相關(guān)的生物工程企業(yè)進行短期實習(xí)，了解生物工程產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、生產(chǎn)流程和注意事項，體會化學(xué)工程技術(shù)在生物產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)過程中的重要地位。
6.培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)方法
第2篇：化學(xué)工程導(dǎo)論范文
“十一五”期間，中央作出了“穩(wěn)疆興疆、富民固邊”的重大戰(zhàn)略部署，明確新疆是西部大開發(fā)的重點，特別明確進一步加大對兵團的投入，支持兵團參與新疆油、氣、煤炭等優(yōu)勢資源的開發(fā)，發(fā)揮兵團維穩(wěn)戍邊作用，為加快兵團發(fā)展提供了有力的政策支持和動力保障。利用新疆豐富的煤炭、鹽和石灰石等資源，在石河子等地建設(shè)80至120萬噸聚氯乙烯及系列產(chǎn)品基地，在大黃山等地建設(shè)120萬噸煤焦化生產(chǎn)基地。依托新疆石油化工基地，創(chuàng)造條件參與上游、積極發(fā)展中游、大力開發(fā)下游石化產(chǎn)品。利用南疆天然氣資源，建設(shè)以甲醇及下游產(chǎn)品為重點的天然氣化工基地。發(fā)展精細化工、生物化工，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，提高附加值。加大對銅鎳等有色金屬礦產(chǎn)資源的勘探開發(fā)力度，初步形成采、選、冶配套的生產(chǎn)體系。提高鉀鹽、膨潤土和石棉等礦產(chǎn)資源開發(fā)利用水平，形成系列產(chǎn)品加工能力。為了跟進本地區(qū)化工行業(yè)的快速發(fā)展，大力培養(yǎng)具有地方特色的化工專業(yè)人才具有十分重要的意義。石河子大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)是2005年經(jīng)自治區(qū)教育廳批準開設(shè)的新專業(yè)，該專業(yè)依托地區(qū)產(chǎn)業(yè)煤化工、石油化工、天然氣化工等迅猛發(fā)展優(yōu)勢，對具有地區(qū)特色的化學(xué)工程人才培養(yǎng)模式進行了探索與實踐，構(gòu)建了符合地方工科院校實際的、具有地域化工特色的人才培養(yǎng)方案和課程體系，基本形成了“地區(qū)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)+化工”的專業(yè)人才培養(yǎng)模式。
構(gòu)建具有地域特色的化學(xué)工程人才培養(yǎng)方案
人才培養(yǎng)方案是實施人才培養(yǎng)工作的根本性指導(dǎo)文件，是開展各項教學(xué)活動的基礎(chǔ)，是組織實施教育教學(xué)活動的依據(jù)，反映了學(xué)校人才培養(yǎng)的思想方針和教育理念，對提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的導(dǎo)向作用。石河子大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院化學(xué)工程專業(yè)是依托化工原理、傳質(zhì)與分離工程和化學(xué)反應(yīng)工程等重點學(xué)科設(shè)立的工程類專業(yè)，專業(yè)人才培養(yǎng)方案分為第一課堂和第二課堂，第一課堂作為培養(yǎng)學(xué)生的主渠道，主要培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)，使學(xué)生掌握基本知識、基本技能和學(xué)習(xí)方法，保證培養(yǎng)的基本規(guī)格；第二課堂教學(xué)作為第一課堂的延伸和拓展，二者相互作用，構(gòu)成培養(yǎng)體系。方案具有如下特點：
第一，體現(xiàn)國家教育方針，實現(xiàn)工科專業(yè)培養(yǎng)目標；
第二，遵循人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展規(guī)律，體現(xiàn)學(xué)院重點專業(yè)的辦學(xué)特色；
第三，拓寬專業(yè)口徑，加強基礎(chǔ)教育和通識教育；
第四，堅持化學(xué)工程科學(xué)教育與工程實踐訓(xùn)練并重，突出創(chuàng)新意識和實踐能力；
第五，培養(yǎng)能把握化工技術(shù)發(fā)展方向和前沿目標，具有地域特色的化學(xué)工程應(yīng)用型高級專門人才。
凸顯化工和生物基礎(chǔ)融合的課程體系
課程體系是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標，構(gòu)建學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的中心環(huán)節(jié)，建立適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展需要，體現(xiàn)化工學(xué)科內(nèi)在規(guī)律和學(xué)校學(xué)科特色，科學(xué)合理的課程體系極為重要。我校化學(xué)工程專業(yè)的課程體系分為公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、實踐性教學(xué)、全校任選課等六大模塊。課程體系凸顯出化工與生物基礎(chǔ)課程的融合。
第一，公共基礎(chǔ)課重視人文、法律基礎(chǔ)和外語、計算機綜合素質(zhì)培養(yǎng)，以適應(yīng)現(xiàn)代社會對人才素質(zhì)的要求。公共基礎(chǔ)課包括數(shù)學(xué)、物理、外語、計算機、法律等。其中計算機、外語教學(xué)貫穿人才培養(yǎng)全過程。公共基礎(chǔ)課共3分，816學(xué)時。
第二，學(xué)科基礎(chǔ)課以基礎(chǔ)化學(xué)為平臺，凸顯化工和生物基礎(chǔ)，實現(xiàn)化工理論與地方特色化工生產(chǎn)的有機結(jié)合。學(xué)科基礎(chǔ)課包括數(shù)理基礎(chǔ)板塊、工程技術(shù)基礎(chǔ)板塊、化工基礎(chǔ)板塊。數(shù)理基礎(chǔ)板塊包括概率論與數(shù)理統(tǒng)計、工程力學(xué)；工程技術(shù)基礎(chǔ)板塊包括工程制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、電工與電子基礎(chǔ)等；化工基礎(chǔ)板塊包括無機與分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程、化工過程模擬等；地方特色的化工板塊包括石油加工工藝學(xué)、天然氣加工工藝技術(shù)、煤化工、酶工程、生物反應(yīng)工程等基礎(chǔ)學(xué)科。學(xué)科基礎(chǔ)課共38.5學(xué)分，846學(xué)時。
第三，專業(yè)必修課把握地區(qū)特色化工行業(yè)科學(xué)的發(fā)展方向與前沿，強化學(xué)生化工工程專業(yè)的背景與特色。專業(yè)必修課包括微生物工程、催化作用原理、綠色化學(xué)、分子生物學(xué)，化工分離過程等。專業(yè)必修課共38學(xué)分，720學(xué)時。
第四，專業(yè)選修課以地區(qū)優(yōu)勢化工產(chǎn)業(yè)為依托，形成化學(xué)工程與工藝和生物工程兩個專業(yè)方向，專業(yè)選修課包括環(huán)境生物技術(shù)、高分子化工、聚氯乙烯工藝學(xué)、精細化工工藝學(xué)、材料化學(xué)導(dǎo)論、現(xiàn)代生物技術(shù)、環(huán)境工程等。專業(yè)方向選修課共41.5學(xué)分，756學(xué)時。
第五，實踐性教學(xué)強化學(xué)生化工學(xué)科實驗動手能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。實踐性教學(xué)共35學(xué)分，計劃35周完成。
第六，全院任選課要求學(xué)生至少選修4個學(xué)分72個學(xué)時的化學(xué)工程專業(yè)以外的其他學(xué)科課程，以培養(yǎng)綜合素質(zhì)。
完善化工雙基礎(chǔ)的實踐教學(xué)和以實習(xí)基地為平臺的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系
實踐教學(xué)是鞏固理論知識的有效途徑，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)代素質(zhì)教育要求高等教育通過各種教育實踐活動，大力加強學(xué)生動手能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。化學(xué)工程是一門實踐性極強的科學(xué)，實踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系由實驗課程、實習(xí)課程、畢業(yè)論文(設(shè)計)組成。
1.實驗課程教學(xué)體系
實驗課程立足兩個方面，即強化化工基礎(chǔ)和專業(yè)實驗學(xué)生綜合動手能力培養(yǎng)。在化工基礎(chǔ)實驗方面，以基礎(chǔ)化學(xué)為平臺，強化基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程建設(shè)，同時，開設(shè)化工原理課程設(shè)計，加強對學(xué)生工程實踐能力的訓(xùn)練，使學(xué)生具有明顯化工知識優(yōu)勢。在化工專業(yè)實驗方面，增加設(shè)計型、綜合型及自主實驗型教學(xué)內(nèi)容，以加強培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。通過實驗教學(xué)對學(xué)生進行實驗思路、實驗技術(shù)、實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、觀察能力、分析能力、表達能力的全面訓(xùn)練。
2.實習(xí)課程教學(xué)體系
實習(xí)課程包括化工過程狀態(tài)仿真模擬實習(xí)、CAD上機實習(xí)、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)。由于受條件和經(jīng)費限制，校內(nèi)實驗室不可能完全滿足學(xué)生的實習(xí)要求，因此必須以校內(nèi)實踐教學(xué)基地建設(shè)為核心，穩(wěn)定和擴展校外實踐基地，全面提升實習(xí)教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。現(xiàn)在專業(yè)院系已經(jīng)和新疆天業(yè)集團公司、新疆化肥廠、獨山子煉油廠等疆內(nèi)8家化工企業(yè)簽訂了定期實習(xí)合約，能夠滿足學(xué)生實踐教學(xué)的需要。
3.畢業(yè)論文(設(shè)計)教學(xué)體系
畢業(yè)論文(設(shè)計)是實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，是對學(xué)生大學(xué)期間學(xué)習(xí)知識的總結(jié)和應(yīng)用，因此組織好畢業(yè)論文(設(shè)計)環(huán)節(jié)對提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力有重要意義。提高大部分學(xué)生在校內(nèi)進行畢業(yè)論文(設(shè)計)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，開展校企共同培養(yǎng)畢業(yè)生進行畢業(yè)論文(設(shè)計)的工作，由校企根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)科研實際選題，進行共同指導(dǎo)。
第3篇：化學(xué)工程導(dǎo)論范文
計算機工程是涉及現(xiàn)代計算系統(tǒng)、計算機控制設(shè)備的軟硬件設(shè)計、制造、操作的科學(xué)與技術(shù),建立在計算、數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程學(xué)的基礎(chǔ)上,主要研究計算機處理器、多處理器通訊設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和存儲器體系,著重研究硬件設(shè)計以及與軟件和操作系統(tǒng)的交互性能,如嵌入式系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)與大規(guī)模存儲系統(tǒng)。絕大多數(shù)美國學(xué)校的電氣工程和計算機工程是在一個系,除數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)科學(xué)知識外,課程體系主要包括計算機科學(xué)和電氣工程等學(xué)科的相關(guān)課程、設(shè)計和構(gòu)建計算機系統(tǒng)及基于計算機系統(tǒng)的相關(guān)軟硬件課程。培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備從事計算機系統(tǒng)工作的能力,或具備基于計算機相關(guān)系統(tǒng)進行分析、設(shè)計、應(yīng)用和集成工作的能力,具有扎實的計算機基礎(chǔ)理論、良好的科學(xué)素質(zhì)和工程實踐能力,包括良好的團隊合作和人際交流溝通能力[5]。下面主要介紹美國這4所大學(xué)的計算機工程課程設(shè)置情況。
1.1UIUC計算機工程專業(yè)本科課程設(shè)置
UIUC計算機工程專業(yè)學(xué)生需要修滿128個學(xué)分,這些課程分為如下7大類:1)科學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)課程(31學(xué)分),包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)在內(nèi)的10門課程。2)計算機工程核心課程(34學(xué)分),這些課程重點介紹計算機工程領(lǐng)域的基本概念、基本原理、基本實驗方法和技術(shù),共有10門課程。3)專業(yè)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程(6學(xué)分),包括離散數(shù)學(xué)和概率、工程應(yīng)用兩門數(shù)學(xué)課程。4)寫作課程(4學(xué)分),1門寫作原理課程,主要講授研究報告的寫作方法。5)專業(yè)技術(shù)選修課(23學(xué)分),其中1門必須選自計算機工程和計算機科學(xué)專業(yè)技術(shù)選修課程之外的課程,其他必須均選自計算機工程和計算機科學(xué)專業(yè)技術(shù)選修課程。這些課程強調(diào)計算機工程實踐中用到的主要分析方法和設(shè)計原則。6)社會科學(xué)與人文科學(xué)課程(18學(xué)分),這些課程被工學(xué)院認可并滿足學(xué)校對學(xué)生社會科學(xué)與人文科學(xué)課程通識教育的要求。7)自由選修課程(12學(xué)分),這些幾乎沒有限制的選修課可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)任何領(lǐng)域的知識。學(xué)生可以在計算機工程專業(yè)深入學(xué)習(xí)課程,也可以學(xué)習(xí)生物工程、技術(shù)管理或語言等課程。
1.2普度大學(xué)計算機工程專業(yè)本科課程設(shè)置
普度大學(xué)計算機工程專業(yè)學(xué)生需要修滿125個學(xué)分,這些課程分為如下6大類:1)通識教育課程(24~25學(xué)分),包括6~7學(xué)分的兩門交流技巧課程和18個學(xué)分的社會與人文學(xué)科選修課程。2)數(shù)學(xué)課程(21~22學(xué)分),數(shù)學(xué)課程有兩種套餐,各6門課,學(xué)生可以根據(jù)自己的情況任選一種。3)科學(xué)基礎(chǔ)課程(18~19學(xué)分),包括物理、化學(xué)、生物及面向?qū)ο缶幊痰?門課程。4)工程基礎(chǔ)課程(7學(xué)分),包括工程導(dǎo)論兩門課程及計算機工程和計算機科學(xué)以外學(xué)科的工程學(xué)科選修課1門。5)計算機工程專業(yè)課程(49學(xué)分),包括32~33學(xué)分的13門計算機工程專業(yè)核心課程;兩門共計1學(xué)分的研討課程;2門3~4學(xué)分的高級設(shè)計課程;2門8學(xué)分的研究生課程;1~2門計算機專業(yè)選修課程,使計算機工程專業(yè)課程總學(xué)分達到49學(xué)分。6)任選課程(4~6學(xué)分),根據(jù)輔修要求或個人興趣,任選課程可以從理學(xué)院或文理學(xué)院中適合工科學(xué)生的數(shù)學(xué)、科學(xué)課程中選擇,目的是使總學(xué)分達到125學(xué)分。
1.3伊利諾伊理工學(xué)院計算機工程專業(yè)本科課程設(shè)置
IIT計算機工程專業(yè)學(xué)生需要修滿130~134個學(xué)分,這些課程分為如下3大類:1)限選課程(109學(xué)分),學(xué)分分配如下:計算機工程專業(yè)限選課程47學(xué)分,包括計算機工程和計算機科學(xué)兩類課程;數(shù)學(xué)限選課程24學(xué)分;物理限選課程11學(xué)分;化學(xué)限選課程3學(xué)分;工程科學(xué)限選課程3學(xué)分;社會科學(xué)與人文學(xué)科限選課程21學(xué)分。2)選修課程(15~19學(xué)分),包括專業(yè)選修課程9~12學(xué)分,其中含1門硬件設(shè)計選修課;科學(xué)選修課程3學(xué)分。3)跨專業(yè)實踐項目課程(6學(xué)分),包括IPROI跨專業(yè)實踐項目I和IPROII跨專業(yè)實踐項目II兩門課程。
1.4西北大學(xué)計算機工程專業(yè)本科課程設(shè)置
西北大學(xué)計算機工程專業(yè)學(xué)生需要修48門課程,這些課程分為如下7類:1)通用工程方法、數(shù)學(xué)、科學(xué)基礎(chǔ)課程(15門),必修計算方法與線性代數(shù)GenEng205-1、線性代數(shù)與力學(xué)GenEng205-2、動態(tài)系統(tǒng)建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4門通用工程方法課程;必修微積分(I)MATH220,微積分(II)MATH224,微積分(III)MATH230及多元積分與矢量微積分MATH234四門數(shù)學(xué)課程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3兩門科學(xué)基礎(chǔ)課程;從McCormick工學(xué)院科學(xué)基礎(chǔ)課程中任選其他2門課程;另外必修IDEA106-1工程設(shè)計與交流(I)、IIDEA106-2工程設(shè)計與交流(II)兩門工程設(shè)計和交流課程。2)工程基礎(chǔ)課程(5門),必修4門,包括EECS202電氣工程導(dǎo)論、EECS203計算機工程導(dǎo)論、EECS211編程基礎(chǔ)(C++)、EECS302概率系統(tǒng)與隨機信號,并從McCormick工學(xué)院工程基礎(chǔ)課程熱電力學(xué)、系統(tǒng)工程與分析、材料科學(xué)和流體與固體中任選1門。3)交流與社科人文學(xué)科課程(8門),選修GenCmn102演講或GenCmn103課程的其中1門,另外選修7門滿足McCormick工學(xué)院要求的社科人文學(xué)科課程。4)專業(yè)核心課程(5門),必修EECS205計算機系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)、EECS303高級數(shù)字邏輯設(shè)計、EECS361計算機體系結(jié)構(gòu)、EECS311數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理和EECS343電路基礎(chǔ)這5門課程。5)技術(shù)選修課程(10門),西北大學(xué)計算機工程專業(yè)分高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統(tǒng)和算法設(shè)計與軟件系統(tǒng)4個方向,每個方向開設(shè)若干門技術(shù)課程,每個學(xué)生必須在這4個方向中選修5門課;從專業(yè)基礎(chǔ)課程EECS213計算機系統(tǒng)導(dǎo)論、EECS222信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)、EECS223固態(tài)工程基礎(chǔ)、EECS224電磁場與光學(xué)基礎(chǔ)、EECS225電子學(xué)基礎(chǔ)5門課中根據(jù)學(xué)習(xí)方向選修2門;剩下3門從計算機科學(xué)、計算機工程、數(shù)學(xué)、科學(xué)基礎(chǔ)等課程中選修,如可以是生物學(xué)BIOL210-1,2,3和化學(xué)原理CHEM210-1,2,3課程,也可以經(jīng)申請同意選修相關(guān)計算機工程研究生課程。6)自由選修課程(5門),共修5門,學(xué)生可以根據(jù)自身情況和興趣愛好自由選修。若從未學(xué)習(xí)過任何計算機編程語言,建議其中1門選修編程入門(Python)EECS110課程。7)高級項目課程(1門),至少在微處理器系統(tǒng)項目EECS347-1、計算機體系結(jié)構(gòu)項目EECS362和VLSI設(shè)計項目EECS3923門課中選修1門。
24所大學(xué)計算機工程課程設(shè)置特色
4所大學(xué)計算機工程本科專業(yè)的課程設(shè)置都通過美國工程教育認證機構(gòu)ABET的EC2000指標體系認證,有如下特點:
1)注重基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),在貫徹通識教育中培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。基礎(chǔ)知識直接決定學(xué)生未來的發(fā)展?jié)摿7-8],而基礎(chǔ)知識的掌握通常是通過通識教育實現(xiàn)的。與我國高校通識教育不同的是,這4所美國大學(xué)按照各種完整的項目組織基礎(chǔ)知識,讓學(xué)生在基于項目的學(xué)習(xí)中形成各種能力。他們還特別重視人際溝通能力的培養(yǎng)和學(xué)生對廣泛深入的人文社科知識的理解,使所有工科學(xué)生在數(shù)學(xué)、物理、信息、物質(zhì)、生命、技術(shù)和能源科學(xué)方面及人文社科方面打下廣泛的基礎(chǔ)。這種比知識更重要的能力是學(xué)生取之不盡、用之不竭的資源。普度大學(xué)第一年的工程基礎(chǔ)培養(yǎng)及UIUC第一年的計算機工程訓(xùn)練從一開始就圍繞能力培養(yǎng),使學(xué)生能更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)和數(shù)學(xué)知識。
第4篇：化學(xué)工程導(dǎo)論范文
金屬材料工程專業(yè)個人簡歷表格一
姓名： 林x 先生 身份證： 450421198109037*** 照片 民族： 漢 目前所在地： 順德 年齡： 25 歲 戶口所在地： 廣西省 婚姻狀況： 未婚 求職意向及工作經(jīng)歷 人才類型： 全職 應(yīng)聘職位： 金屬制品、 金屬材料類、 金屬材料類 工作年限： 5 職稱： 其它 求職類型： 全職 可到職日期： 一個月 月薪要求： 面議 希望工作地區(qū)： 廣東省佛山中山 個人工作經(jīng)歷： 2000-2004年4月.在順德勒流建里五金有限公司擔任拉手車間領(lǐng)班兼維修 2004年5月-2005年5月,在順德杏壇雄威五金有限公司擔任拉手車間領(lǐng)班兼維修 2005年8月到現(xiàn)在,順德勒流高盈五金有限公司擔任拉手車間主管 教育背景 畢業(yè)院校： 木雙初中 最高學(xué)歷： 初中 畢業(yè)日期： 1999-06 所學(xué)專業(yè)一： 技工類 所學(xué)專業(yè)二： 受教育培訓(xùn)經(jīng)歷： 1990年9月到1996年6月讀小學(xué) 1996年9月到1999年6月讀初中 語言能力 外語： 無 外語水平： 無 國語水平： 精通 粵語水平： 精通 工作能力及其他專長 在工作上勤勤懇懇,遵守廠的紀律.有5年的五金拉手工作經(jīng)驗,對空心拉手,精鑄,玻璃門,球形拉手制作非常熟悉,可以獨立操作各種機床和維修.彎管機,鉆床,儀表車床,鋸管機及夾具制作和維修.還可以操作模具車間的平面水磨床. 對車間管理有相當工作經(jīng)驗,人員的溝通,監(jiān)督員工在工作上是否違反廠的相關(guān)制度,及車間的制度.提高質(zhì)量,生產(chǎn)安全的意識,在生產(chǎn)過程中是否浪費公司的材料,搞好質(zhì)量是公司生產(chǎn)的根源......
金屬材料工程專業(yè)個人簡歷表格二
個人基本簡歷
姓名： - 國籍： 中國 個人照片 目前所在地： 深圳 民族： 漢族 戶口所在地： 梅州 身材： 170 cm kg 婚姻狀況： 未婚 年齡： 29 歲 培訓(xùn)認證： 誠信徽章：
求職意向及工作經(jīng)歷
人才類型： 普通求職 應(yīng)聘職位： 金屬制品:技術(shù)工藝、車間管理 金屬制品 質(zhì)量管理、采購 市場調(diào)研/業(yè)務(wù)分析專員 市場調(diào)研、分析等 工作年限： 6 職稱： 無職稱 求職類型： 全職 可到職- 隨時 月薪要求： XX--3500 希望工作地區(qū)： 深圳 廣州 佛山 個人工作經(jīng)歷： XX.6-XX.6 廣東鶴山恒基鋼絲制品有限公司 任拉絲車間主任 XX.3-XX.3 廣東亞洲鋁業(yè)集團有限公司 任技術(shù)部技術(shù)員兼標準化室主任助理 XX.3-XX.9 廣東亞洲鋁業(yè)集團有限公司 任擠壓車間主任,負責(zé)擠壓車間的日常生產(chǎn)及工藝等管理工作
教育背景
畢業(yè)院校： 廣東工業(yè)大學(xué) 最高學(xué)歷： 本科 畢業(yè)- XX-07-01 所學(xué)專業(yè)一： 金屬材料 所學(xué)專業(yè)二： 受教育培訓(xùn)經(jīng)歷： 1997.7-XX.6 廣東工業(yè)大學(xué) 金屬材料科學(xué)與工程 學(xué)士學(xué)位
語言能力
外語： 英語 一般 國語水平： 精通 粵語水平： 精通
工作能力及其他專長
1.熟悉鋁型材擠壓生產(chǎn)的工藝技術(shù)、流程、設(shè)備操作及車間現(xiàn)場生產(chǎn)管理等工作。 2.熟悉金屬的熱處理及表面處理工程，能熟練使用AutoCAD畫圖。
詳細個人自傳
1. 本人熟悉鋁型材的擠壓成型工藝技術(shù)、流程、擠壓設(shè)備操作及生產(chǎn)車間的現(xiàn)場管理,了解氧化、噴涂和噴粉等表面處理工藝技術(shù);能熟練地運用AutoCAD進行機械制圖設(shè)計. 2. 熟悉各種金屬熱處理工藝和材料的表面處理工程技術(shù). 3. 對ISO9001及TS16949的質(zhì)量管理體系的運行及文件的編寫有一定的實踐經(jīng)驗. 4. 身心健康，性格開朗，責(zé)任心強，愛好體育運動，有團隊精神，學(xué)習(xí)、動手能力強，業(yè)余愛好電腦、足球等。
個人聯(lián)系方式
金屬材料工程專業(yè)個人簡歷表格三
個人基本簡歷
姓名： 張xx先生 國籍： 中國 無照片 目前所在地： 廣州 民族： 漢族 戶口所在地： 陜西 身材： 170 cm 75 kg 婚姻狀況： 未婚 年齡： 25 歲
求職意向及工作經(jīng)歷
人才類型： 應(yīng)屆畢業(yè)生 應(yīng)聘職位： 化學(xué)工程類:化學(xué)工程類 理科類 理科類 噴涂/金屬材料類 金屬材料類 工作年限： 0 職稱： 無職稱 求職類型： 全職 可到職日期： 隨時 月薪要求： 面議 希望工作地區(qū)： 廣州 珠海 深圳 個人工作經(jīng)歷： XX年9月至今研究生階段，主要從事金屬材料腐蝕的研究與開發(fā)。 獨立完成《碳鋼焊縫在亞硫酸銨介質(zhì)中的耐蝕性研究》課題。 已投稿文章有：《不同焊接方法對Q235鋼焊接的接頭在亞硫酸銨介質(zhì)中耐蝕性的研究》、《改性焊條對碳鋼焊縫在亞硫酸銨介質(zhì)中的耐蝕性研究》、《改性J422對碳鋼電弧焊接接頭在亞硫酸銨介質(zhì)中的耐蝕性研究》。 XX年9月至XX年7月本科階段，學(xué)習(xí)了材料學(xué)的基礎(chǔ)知識。 ①在校期間進行了金相培訓(xùn)及在校工廠參觀學(xué)習(xí)，使自己有了初步的實踐經(jīng)驗。課余時間廣泛涉獵相關(guān)書籍，擴大了知識面。 ②XX年赴西安航空發(fā)動機（集團）有限公司參觀實習(xí)。
教育背景
畢業(yè)院校： 西安理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 最高學(xué)歷： 碩士 畢業(yè)日期： XX-04-01 所學(xué)專業(yè)一： 材料學(xué) 所學(xué)專業(yè)二： 材料物理與化學(xué) 受教育培訓(xùn)經(jīng)歷： XX.9－XX.4 西安理工大學(xué) 材料學(xué)專業(yè) 其間各科成績優(yōu)良 研究內(nèi)容：碳鋼焊縫腐蝕方面的研究，功能材料的研究與開發(fā) 碩士期間主修專業(yè)課程有：材料化學(xué)、表面物理與表面化學(xué)、材料現(xiàn)在分析方法（物理，化學(xué)）、特種涂層、專業(yè)英語（材料）、焊接原理、材料科學(xué)前沿、材料熱力學(xué)、粉末冶金學(xué)。 XX.9－XX.7 西安理工大學(xué) 主修材料物理與化學(xué)專業(yè) 其間各科學(xué)習(xí)成績良好 本科期間主修的專業(yè)基礎(chǔ)課有：金屬工藝學(xué)、材料力學(xué)、固體物理、物理化學(xué)、材料研究檢測方法、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料學(xué)、材料分析方法、材料工程基礎(chǔ)、材料力學(xué)性能、納米材料導(dǎo)論、電子材料、金屬的腐蝕與防護、表面工程、薄膜材料等。 本科期間輔修的課程有：AUTOCAD平面與三維設(shè)計、知識產(chǎn)權(quán)法等。 獲獎情況：XX年上學(xué)期獲校新星獎學(xué)金 XX、XX年度榮獲院甲等獎學(xué)金
語言能力
外語： 英語 良好 國語水平： 良好 粵語水平： 一般
工作能力及其他專長
英語水平：已通過國家英語四級考試，國家六級考試成績已達到340分。 已通過陜西省碩士學(xué)位英語考試。 具有一定英語讀寫能力及翻譯相關(guān)文獻的能力。 計算機水平：AUTOCAD繪圖軟件。 能運用C語言編程。 能熟練操作word等office辦公軟件。
詳細個人自傳
個性特征：誠實守信、樂觀向上、認真負責(zé)是同學(xué)對我的評價；穩(wěn)重沉著、適應(yīng)能力強、勤奮好學(xué)是導(dǎo)師對我的認可；堅忍不拔、甘于奉獻、團結(jié)協(xié)作是我對自己的要求。 附言：四年的大學(xué)生活練就我勤奮刻苦，虛心好學(xué)，嚴謹務(wù)實的良好品質(zhì)；三年的研究生歲月教會我，以誠待人，知難而進，誠實豁達的處世原則。我相信：簡歷本身僅僅是為了獲得一次面試的機會 ，更重要的是用我的實際行動來證明我自己的潛能。二十年的求學(xué)經(jīng)歷不僅使我獲取了豐富的知識，即將踏出校門的我會格外懂得珍惜與熱愛我所選擇的工作崗位。 可到職日期：與單位溝通
第5篇：化學(xué)工程導(dǎo)論范文
1安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)的目標定位
人才培養(yǎng)的首要問題是目標定位問題，培養(yǎng)目標決定著人才培養(yǎng)的實施手段、內(nèi)容、評判標準等內(nèi)容，也決定了人才培養(yǎng)工作的成敗，更決定了人才成長、發(fā)展的方向。按照高等院校安全工程教學(xué)指導(dǎo)委員會的意見，“本專業(yè)的目標就是培養(yǎng)德智體全面發(fā)展的，具備安全科學(xué)基礎(chǔ)知識、解決安全問題的基本技能的，具備行業(yè)安全工程技術(shù)基礎(chǔ)知識、安全管理科學(xué)知識的，掌握多種事故預(yù)防手段，且具備應(yīng)用能力，能夠有效進行事故預(yù)防工作、有效進行事故后損失控制工作的綜合型專業(yè)人才。”
這一目標為安全工程人才的培養(yǎng)提出了宏觀的要求，具體操作過程中要特別注意處理好大安全型(寬口徑、多方向)、應(yīng)用技術(shù)型(重基礎(chǔ)、重實踐)、工程設(shè)計型(重技術(shù)、重技能)人才培養(yǎng)的定位問題。我國的安全工程專業(yè)主要設(shè)置在工科院校，人才的培養(yǎng)必然不能偏離工科院校培養(yǎng)人才的基本要求。另外，安全工程專業(yè)的培養(yǎng)目標還必須以社會需求為導(dǎo)向，既符合科學(xué)本身發(fā)展的規(guī)律，又能滿足社會對人才能力的需求。
通才教育和專才教育是高等教育的幾個基本理論問題之一，相關(guān)的討論一直沒有停止。安全工程專業(yè)人才的培養(yǎng)同樣面臨著這樣的基本問題。在安全科學(xué)中，有一個“大安全”的概念，它是指無行業(yè)背景的通用安全，主要研究安全科學(xué)的理論、安全原理與安全管理技術(shù);安全工程則是工程安全(或行業(yè)安全)的范疇，是以行業(yè)為基礎(chǔ)的技術(shù)型安全專業(yè)。我們常說:安全是生產(chǎn)過程中的安全，生產(chǎn)是在安全的前提下進行的生產(chǎn)。這就決定了安全工程專業(yè)人才的培養(yǎng)應(yīng)立足于不同生產(chǎn)行業(yè)背景，并注重安全科學(xué)的基本素質(zhì)的培養(yǎng)。實現(xiàn)這一目標首先要在課程設(shè)置中融入這種培養(yǎng)理念，并通過科學(xué)、合理的教育教學(xué)環(huán)節(jié)逐步培養(yǎng)出符合目標要求的人才。
2安全工程專業(yè)的課程設(shè)置
由于中西方文化的差距和社會現(xiàn)實的不同，安全科學(xué)的核心課程設(shè)置也有較大差異，如表1所示。方案對比可以知道，在安全專業(yè)的教學(xué)中，英聯(lián)邦國家重視安全管理，美國重視技術(shù)方面的工業(yè)衛(wèi)生問題，中國重視安全問題的工程解決手段。在安全工程專業(yè)課程的設(shè)置時充分考慮要以行業(yè)為依托并逐步向外拓寬、專業(yè)拓寬領(lǐng)域與本學(xué)科的相關(guān)性、自身的人材力量、本專業(yè)學(xué)科與其他專業(yè)學(xué)科的交叉、市場的需求等方面。高等院校教學(xué)指導(dǎo)委員會將安全工程專業(yè)設(shè)置的課程分為四種:公共基礎(chǔ)課(包括政治理論和思想品德課和文化基礎(chǔ)課)、技術(shù)及專業(yè)基礎(chǔ)課(包括根據(jù)專業(yè)方向選擇開設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)(理論)課)、專業(yè)課(根據(jù)專業(yè)方向選擇設(shè)置課程)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。公共基礎(chǔ)課程的設(shè)置滿足了我國高等教育對人才的基本要求，而技術(shù)及專業(yè)基礎(chǔ)課程能培養(yǎng)學(xué)生基本的專業(yè)素質(zhì)，能對本專業(yè)領(lǐng)域有比較全面系統(tǒng)的了解，為將來進一步深入學(xué)習(xí)或從事工作奠定基礎(chǔ);專業(yè)課程則保證了在具有通用知識的前提下，掌握較為具體的、深入的專業(yè)技能，體現(xiàn)“一技之長”。實踐環(huán)節(jié)則促使其專業(yè)知識的融會貫通、靈活應(yīng)用。就安全工程專業(yè)的本科教育而言，它要培養(yǎng)的是從事安全工作的“工程師毛坯”。既然如此，那么在課程設(shè)置中就要充分考慮到所培養(yǎng)的人才的可塑性，以使其能夠適應(yīng)將來的工作和學(xué)習(xí);同時，又要考慮人才培養(yǎng)的目的性，從大的方面為其將來的發(fā)展指明方向。
基于上述考慮，我校化工學(xué)院設(shè)立了安全工程專業(yè)，目的就是培養(yǎng)化學(xué)工程領(lǐng)域的安全專業(yè)人才。安全工程專業(yè)以化學(xué)工藝和過程裝備專業(yè)為依托，以過程安全和設(shè)備安全為研究內(nèi)容，體現(xiàn)化工安全工程的特色。在課程設(shè)置上，教學(xué)內(nèi)容設(shè)置劃分必修和選修兩個類型、七大模塊。其中，必修課包括:(1)人文社科體育模塊、(2)數(shù)學(xué)自然科學(xué)模塊、(3)工科基礎(chǔ)模塊、(4)工程基礎(chǔ)模塊、(5)專業(yè)基礎(chǔ)模塊;選修課包括、(6)專業(yè)必選課模塊和(7)專業(yè)任選課模塊。模塊(1)、(2)目的是培養(yǎng)學(xué)生的人文、自然科學(xué)基礎(chǔ)和綜合素質(zhì);模塊(3)、(4)則突出工科特色和培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，設(shè)立了四大化學(xué)課程和化工原理、化工機械設(shè)備基礎(chǔ)等工程基礎(chǔ)課;模塊(5)注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，以培養(yǎng)學(xué)生安全科學(xué)意識和基本能力為目的，包括安全管理學(xué)、安全系統(tǒng)工程、安全人機工程、化工熱力學(xué)、工程力學(xué)等課程;模塊(6)強調(diào)安全與化工學(xué)科的結(jié)合，突出化工行業(yè)對安全人才能力的要求，包括化工安全設(shè)計、事故調(diào)查與分析技術(shù)、化工工藝與安全設(shè)計、安全與環(huán)境評價、化工裝置安全可靠性、壓力容器安全技術(shù)等課程;模塊(7)則為考慮學(xué)生自身的興趣與志向，設(shè)立了供學(xué)生完善自己知識體系的相關(guān)課程，如文獻檢索、現(xiàn)代企業(yè)管理、化學(xué)反應(yīng)工程、工業(yè)危害與控制技術(shù)、火災(zāi)科學(xué)導(dǎo)論管理等課程。經(jīng)過多年的實踐，我校培養(yǎng)的安全工程專業(yè)畢業(yè)生具有良好的安全專業(yè)素質(zhì)，同時又在行業(yè)安全技術(shù)方面接收過系統(tǒng)教育，因而在就業(yè)和考研等方面都取得了優(yōu)異的成績。
3結(jié)語
安全工程專業(yè)的教育教學(xué)模式是多年來一直存在的問題。確立合理有效的培養(yǎng)模式既要借鑒國內(nèi)外相關(guān)的研究經(jīng)驗，又要從自身出發(fā)，通過不斷實踐、改正，形成自己的辦學(xué)特色。總體要注意如下幾個問題:
(1)培養(yǎng)目標要明確。只有先有了一個準確鮮明的目標定位，各項培養(yǎng)工作才能合理有序地進行;
(2)處理好大安全和安全工程專業(yè)的關(guān)系問題。既要防止專業(yè)內(nèi)容的面面俱到，華而不實，又要避免專業(yè)設(shè)置的片面性，限制人才發(fā)展的自由和綜合素質(zhì)的培養(yǎng);
第6篇：化學(xué)工程導(dǎo)論范文
關(guān)鍵詞 化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生 綠色化學(xué)意識 綠色化學(xué)原則 綠色化學(xué)素養(yǎng)建構(gòu)
近年來，隨著科技的進步、社會的發(fā)展，資源與能源消耗逐漸加大，大量生活垃圾和工業(yè)污染物的排放，以及化學(xué)品的濫用，使人類的生存環(huán)境日益惡化，這不僅嚴重威脅到人類的健康、生存與發(fā)展，更危及子孫后代的前途和命運。然而，幾乎所有的環(huán)境問題都與化學(xué)有著直接或間接的關(guān)系。就化學(xué)化工本身來說，傳統(tǒng)上，一方面化學(xué)家在開發(fā)化學(xué)物質(zhì)合成方法時，主要考慮效率，另一方面合成化學(xué)家在開發(fā)與設(shè)計如何合成所需化學(xué)品的方法時，只重視化學(xué)工程的始端，往往忽略處于過程末端的廢物處理問題。所以，許多已存在的化學(xué)過程，在獲得滿意經(jīng)濟效益的同時，卻對環(huán)境和人類健康造成了極大的負面影響。為了保護環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展的道路，培養(yǎng)具有社會責(zé)任感的年輕一代，在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中滲透綠色環(huán)保理念是非常必要的。化學(xué)教師不但應(yīng)是科學(xué)文化知識的傳播者，更應(yīng)成為綠色環(huán)保理念的創(chuàng)導(dǎo)者和踐行人。為了有針對性地對化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生進行綠色化學(xué)教育，筆者就化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生對綠色化學(xué)的認識進行了調(diào)研。
1.調(diào)查方案的設(shè)計
以綠色化學(xué)的概念、作用及原則為主要調(diào)查內(nèi)容，通過查閱相關(guān)文獻資料，進行問卷設(shè)計；采用問卷調(diào)查及訪談方法對山西晉中學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院2—4年級化學(xué)（含師范）及應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生進行調(diào)查。對獲得的第一手資料進行統(tǒng)計，并對有關(guān)問題進行綜合分析，在此基礎(chǔ)上參閱相關(guān)文獻給出相應(yīng)對策與建議。本次調(diào)查采用以班發(fā)放問卷、現(xiàn)場答卷與收卷方法。實發(fā)問卷400份，收回有效問卷364份。
2.調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計
化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生對綠色化學(xué)認識的調(diào)查統(tǒng)計見表1。
3.調(diào)查結(jié)果分析
表1顯示，多數(shù)學(xué)生對綠色化學(xué)的屬性有較好的理解與認識；不少學(xué)生對綠色化學(xué)的作用理解與認識不足，甚至是錯誤的。如約74.2%的學(xué)生誤認為“綠色化學(xué)使化工過程含有廢物處理環(huán)節(jié)，因而會使整個費用增加”。這些學(xué)生不懂得，先污染后治理，不僅難度大，費用不菲，而且多數(shù)需要停產(chǎn)整頓，隨之而來的是更大的經(jīng)濟損失。如果化工過程實現(xiàn)了綠色化，即做到五個“R”：第一Reduction——“減量”，即減少“三廢”排放；第二Reuse——“重復(fù)使用”，即重復(fù)使用催化劑、載體等；第三Recycling——“回收”；第四Regeneration——“再生”；第五Rejection——“拒用”，指對一些無法替代、無法回收、無法再生和重復(fù)使用的，有毒副作用及污染作用明顯的原料，拒絕在化學(xué)過程中使用，這就能有效實現(xiàn)節(jié)省資源、能源，減少污染，變廢為寶，降低成本的目標，避免出現(xiàn)先污染后治理的惡劣情況。僅約54.2%的學(xué)生能夠認識到“綠色化學(xué)追求高選擇性化學(xué)反應(yīng)，極少副產(chǎn)品，甚至達到原子經(jīng)濟性”。原因是不少學(xué)生缺少對原子經(jīng)濟性的認識。原子經(jīng)濟性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容，指原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物，實現(xiàn)廢物“零排放”。可見，綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟性反應(yīng)，首先是最大限度地利用原料，其次是最大限度地減少廢物的排放。
表1中選項8-19是綠色化學(xué)的12條原則。學(xué)生對其中9條原則有較好的理解與認識。但僅約52.7%的學(xué)生能夠認識到綠色化學(xué)要求“能量使用應(yīng)最小，并應(yīng)考慮其對環(huán)境和經(jīng)濟的影響”。以前化學(xué)家在設(shè)計化學(xué)過程時，往往考慮的是如何提高產(chǎn)率，而忽略了能量問題，認為該問題是工程師的事情，使得化學(xué)工業(yè)成為了耗能大戶。生產(chǎn)和使用能量的工程，往往也會造成污染，如以煤為燃料所提供的熱能，多用一份能量，就多一份污染。因此，設(shè)計化工過程的化學(xué)家需要對化工各階段進行調(diào)節(jié)與優(yōu)化，從根本上改變其對能量的需求，從而使能量最低，減小對環(huán)境和經(jīng)濟的影響，減輕對能源危機帶來的壓迫。僅約42.3%的學(xué)生能夠認識到，化工過程應(yīng)盡量避免不必要的衍生步驟。衍生步驟會帶來更多的副產(chǎn)物，消耗更多的資源與能量。更多的產(chǎn)物意味著可能會對環(huán)境產(chǎn)生更多的污染和破壞，必然產(chǎn)生需要處理更多廢物的費用；更多能量的使用會使成本變高，造成不必要的能源浪費。因此，在化工過程中應(yīng)最大限度地避免衍生步驟，以降低原料的消耗及對人類健康與環(huán)境的影響。僅約32.4%的學(xué)生能夠認識到化工過程中催化試劑優(yōu)于化學(xué)計量試劑。化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生應(yīng)該明確，催化反應(yīng)不僅具有提高原料利用率與降低廢物產(chǎn)生的益處，而且催化劑可以降低反應(yīng)活化能，既利于控制，也可以降低反應(yīng)發(fā)生所需要的溫度。選擇性催化劑是綠色化學(xué)的重要工具和重點研究方向。
4.思考與建議
不少學(xué)生對綠色化學(xué)的作用、原則缺少認識，其主要原因：一是學(xué)校對學(xué)生進行綠色化學(xué)教育重視不夠，缺少要求；二是化學(xué)類專業(yè)課的課堂教學(xué)缺少綠色化學(xué)思想與原則的滲透；三是沒有開設(shè)“綠色化學(xué)”課程，學(xué)生缺少了對綠色化學(xué)系統(tǒng)學(xué)習(xí)的機會。樹立綠色化學(xué)思想，不僅是化學(xué)家與化工專家的事，而且是所有從事與化學(xué)有關(guān)的人們關(guān)注的事。作為專門培養(yǎng)化學(xué)化工專業(yè)高級人才的高校，應(yīng)把綠色化學(xué)理念滲透到化學(xué)教育的全過程中，并作為課改與教改的指導(dǎo)思想。
4.1在化學(xué)類的基礎(chǔ)課教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想
化學(xué)教材中蘊涵有大量綠色化學(xué)的素材，因此，在課堂教學(xué)中要時時體現(xiàn)綠色化學(xué)的原則和思想。通過環(huán)境污染及其危害的具體事例，讓學(xué)生了解我國乃至全球環(huán)境日益惡化的現(xiàn)狀，并探討相應(yīng)的解決措施，使學(xué)生認識到石油、天然氣、煤炭等能源與資源作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)都是不可再生的，新能源和可再生能源是重要的戰(zhàn)略選擇，從而對環(huán)境保護、資源與能源的重要性、必要性和緊迫性有清醒的認識，明確發(fā)展經(jīng)濟不能走先污染再治理的老路。把“原子經(jīng)濟性理論”、現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)與方法滲透到理論課與實驗課中，就如何優(yōu)化定量與定性實驗、物質(zhì)合成及當前資源利用、環(huán)境污染、化學(xué)品亂用等重大問題與學(xué)生進行討論，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)思想及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，為學(xué)生在校學(xué)習(xí)與以后的工作中能夠充分發(fā)揮化學(xué)的正面作用，更好地造福于人類社會奠基。
4.2在化學(xué)實驗課中培養(yǎng)綠色化學(xué)理念
化學(xué)化工專業(yè)，各類實驗課所占的比重很大，實驗過程中往往會產(chǎn)生、排放大量的污染環(huán)境的有毒有害物質(zhì)，這就需要實驗教師盡量改進傳統(tǒng)實驗，應(yīng)用先進的實驗研究新成果，以綠色化學(xué)思想與原則指導(dǎo)實驗儀器和試劑的選擇，指導(dǎo)實驗設(shè)計、實驗方法與實驗“三廢”的處理，在每一個實驗中力求減少或避免有毒有害廢物的產(chǎn)生，為師生和工作人員提供安全的工作環(huán)境。為此，首先，在實驗中盡量采用無毒無害的反應(yīng)原料。在進行無機、有機、分析、物化等實驗時，在滿足教學(xué)需要的情況下，為避開毒害品的使用，可考慮尋找替代品，變更反應(yīng)路線，設(shè)計綠色實驗方案，如用維生素B1替代劇毒的KCN做催化劑進行安息香縮合反應(yīng)；以葡萄糖替代有致癌作用的苯為起始原料，用遺傳工程獲得的微生物為催化劑合成已二酸；用新型的固體溴化劑四丁基三溴化銨替代Brz與苯酚、苯胺反應(yīng)制備對位的一溴代物，不僅反應(yīng)產(chǎn)物更易于控制，避免了使用Br2帶來的有毒、易揮發(fā)、不便準確量取等弊端，而且還具有可回收利用等優(yōu)點。其次，使用封閉實驗裝置，回收實驗廢料。注意化學(xué)實驗內(nèi)容的選擇、設(shè)計和呈現(xiàn)體現(xiàn)綠色化。一方面盡量減少污染很嚴重的實驗，另一方面對一些實驗過程中產(chǎn)生有毒有害氣體、且污染環(huán)境的實驗，進行改進與創(chuàng)新，想方設(shè)法將其設(shè)計成為封閉的實驗裝置。包括：氣體發(fā)生與收集裝置、氣體性質(zhì)反應(yīng)容器、尾氣收集與處理、導(dǎo)氣裝置等。在無法封閉的情況下，要注意回收、通風(fēng)或采取其他防護措施。對實驗過程中產(chǎn)生的廢料，設(shè)法予以回收或適當處理。第三，采用微型實驗。在微型化的條件下對實驗進行重新設(shè)計與探索，以達到用盡可能少的試劑來獲取盡可能多的化學(xué)信息。
4.3開設(shè)專門的綠色化學(xué)課程
首先，從課程設(shè)置上滿足培養(yǎng)具有綠色環(huán)境意識的新一代化學(xué)工作者和公民的需要出發(fā)，借鑒國內(nèi)外大學(xué)的經(jīng)驗，開設(shè)“環(huán)境生態(tài)化學(xué)”、“零排放有機化學(xué)”、“環(huán)境友好催化”、“綠色生態(tài)材料”、“生物技術(shù)”、“綠色能源”、“綠色化學(xué)導(dǎo)論”等綠色化學(xué)選修課程。其次，使綠色化學(xué)課程內(nèi)容體現(xiàn)基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性與時代性。教學(xué)內(nèi)容以綠色化學(xué)的12條原則為主線，圍繞綠色化學(xué)的基本問題展開討論，介紹綠色化學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展，綠色化學(xué)的概念、原理、應(yīng)用、主要研究成果及動向。第三，依據(jù)綠色化學(xué)課程內(nèi)容的特點，采用講授、討論、研究、參觀、調(diào)查和文獻研究等適當?shù)慕谭ǎ岣呓虒W(xué)質(zhì)量，把學(xué)生的心留在課堂上。
第7篇：化學(xué)工程導(dǎo)論范文
課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革是高等教育改革的一項重要內(nèi)容是提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑四。近年來我校對制藥工程專業(yè)的課程體系做了大量的探索和實踐,確立了行之有效的人才培養(yǎng)方式。我校制藥工程專業(yè)教學(xué)計劃和培養(yǎng)方案一般情況下每4年修訂一次,經(jīng)過院系相關(guān)專家的認真討論以及組織國內(nèi)相關(guān)高校專家的論證沛訂了2013年版的教學(xué)計劃和培養(yǎng)方案并將在教學(xué)實踐中繼續(xù)修改和完善。
一、與時俱進科學(xué)構(gòu)建理論課程體系
(一)圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標優(yōu)化整合理論課程體系課程體系改革的主要目標是教學(xué)內(nèi)容與時俱進,按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐、有特色”的原則進行體系構(gòu)建和課程設(shè)置,通過學(xué)習(xí),要求本專業(yè)學(xué)生了解和掌握相關(guān)藥物的研制、開發(fā)、生產(chǎn)、檢驗、流通等方面的專業(yè)知識和技能。2013年我們對一些課程做了適當調(diào)整,刪去《儀器分析》及《儀器分析實驗》內(nèi)容,合并到《分析化學(xué)》及《分析化學(xué)實驗》中蔗分析化學(xué)》
學(xué)時由32學(xué)時調(diào)整為56學(xué)時蔗分析化學(xué)實驗》由32學(xué)時調(diào)整為48學(xué)時。在學(xué)科基礎(chǔ)課方面增加《制藥工程專業(yè)導(dǎo)論》課程,以引導(dǎo)學(xué)生了解各個專業(yè)的學(xué)科屬性和發(fā)展狀況在專業(yè)選修課方面,為避免教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)性取消了《雜環(huán)化學(xué)》課程的選修。同時在教育理念上改變過往人才培養(yǎng)與社會行業(yè)需求相脫節(jié)的現(xiàn)象。通過實地調(diào)查、座談等多種途徑積極主動地了解地方經(jīng)濟社會發(fā)展對學(xué)校的期望與需求股置了《藥學(xué)服務(wù)》選修課程,通過學(xué)習(xí),使學(xué)生了解臨床合理用藥、不良反應(yīng)、執(zhí)業(yè)藥師及其準入制度等相關(guān)知識增設(shè)了《新藥注冊與GMp認證》課程實現(xiàn)《藥事管理學(xué)》和《新藥注冊與GMp認證》教學(xué)內(nèi)容的合理“分工”通過該課程的學(xué)習(xí)可使學(xué)生掌握國內(nèi)新藥注冊以及生產(chǎn)企業(yè)GMp認證的程序和要求,了解歐美國家新藥申報的程序及中藥國際化的艱難歷程進一步拓展了本專業(yè)學(xué)生的就業(yè)渠道。
(二)加強課程建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)教育“產(chǎn)品”課程建設(shè)是直接影響高校教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心因素而精品課程建設(shè)則是高校提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的“質(zhì)量工程”重要內(nèi)容之一。精品課程的建設(shè)不僅可以提高學(xué)生知識和能力水平而且有利于教師和學(xué)生教學(xué)相長和諧發(fā)展問。我校制藥工程專業(yè)以《有機化學(xué)》市級精品課建設(shè)拉動課程體系的建設(shè),已培育《化工原理》、《分析化學(xué)》、《物理化學(xué)》、《生物化學(xué)》、《藥物化學(xué)》、《無機化學(xué)》等學(xué)科基礎(chǔ)課為校級精品課。通過不斷完善和優(yōu)化使它們成為具有“一流教師隊伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點的示范性課程”,借此推動我校教學(xué)手段的現(xiàn)代化和優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)化為本專業(yè)學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)教育“產(chǎn)品”.
二、改革專業(yè)實驗課程體系焙養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
目前高校的專業(yè)實驗課普遍存在諸如實驗課傳授知識多,能力培養(yǎng)少臉證性、重復(fù)性實驗多綜合性、設(shè)計性實驗少等現(xiàn)象。要適應(yīng)現(xiàn)代制藥技術(shù)對“創(chuàng)新型、工程型、應(yīng)用型制藥工程高層次人才”的需求,就必須不斷地對實驗內(nèi)容進行改革創(chuàng)新。
(一)突出綜合性實驗綜合性實驗課程不僅是制藥工程專業(yè)理論知識、方法原理的綜合而且還是實驗手段、實驗基本操作技能、實驗儀器設(shè)備的綜合。藥物合成實驗大都是傳統(tǒng)的經(jīng)典性、驗證性實驗字生感覺枯燥無味。從“阿司匹林的合成”到“阿司匹林片劑的制備及質(zhì)量評價”,這樣不僅使學(xué)生對藥物的制造過程有了整體認識而且使學(xué)生產(chǎn)生成就感肩利于他們更好地將理論知識與實踐相結(jié)合,這類實驗教學(xué)的探索和實踐,不僅加強了學(xué)生綜合技能的訓(xùn)練,同時提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。
(二)嘗試設(shè)計性實驗為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維提高學(xué)生的實踐能力我們增開了設(shè)計性實驗。制藥工程專業(yè)學(xué)生大多熟知“達克寧”我們開設(shè)了“硝酸咪康哇軟膏的制備及質(zhì)量評價”實驗前我們向?qū)W生介紹了硝酸咪康哇的物理性質(zhì)、藥理特性及臨床作用特點使學(xué)生了解了咪哇類局部抗真菌藥的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀。基于藥物化學(xué)、藥理學(xué)、藥劑學(xué)等相關(guān)學(xué)科理論知識結(jié)合我院教師最新研究成果“抗真菌藥硝酸舍他康哇及其軟膏”,學(xué)生開展了設(shè)計性實驗“硝酸舍他康哇軟膏的制備”,評價了軟膏刺激性、錐入度等技術(shù)指標通過完整的半固體制劑制備及評價實驗操作,既提高了學(xué)生實驗的主動性漢培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)實驗興趣。
(三)加強科研成果向?qū)嶒灲虒W(xué)轉(zhuǎn)化根據(jù)醫(yī)藥發(fā)展最新動態(tài),優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容教師的最新研究成果進入課堂。基于我院教師研制的國家二類新藥“抗癲癰藥加巴噴丁及其膠囊”新藥研究成果役計了“加巴噴丁的精制”實驗項目通過與“阿司匹林的合成”實驗進行對照做到了實驗內(nèi)容老藥與新藥
的有機結(jié)合,同時讓學(xué)生了解到了老藥新用、一藥多用的知識使學(xué)生對新藥研究與開發(fā)有了感性的認識。通過“加巴噴丁片劑的制備及質(zhì)量評價”的實驗的教學(xué)在掌握壓片的操作工藝基礎(chǔ)上評價了片劑的硬度、脆碎度和崩解時限及溶出度等指標,激發(fā)了學(xué)生對專業(yè)實驗的熱情。 三、加強實習(xí)環(huán)節(jié)提升學(xué)生實踐能力
實習(xí)是提高學(xué)生實踐能力的重要途徑。制藥工程專業(yè)實習(xí)包括仿真實習(xí)、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際提高分析問題和解決問題能力的重要實踐環(huán)節(jié)。
(一)完善校內(nèi)仿真實習(xí)基地建設(shè)我院引入北京東方仿真控制技術(shù)有限公司開發(fā)的青霉素發(fā)酵工藝仿真軟件并開展了青霉素發(fā)酵工藝和青霉素提煉工藝仿真教學(xué)。通過計算機仿真實習(xí)使同學(xué)們熟悉了青霉素生產(chǎn)流程掌握設(shè)備操控要領(lǐng)了解故障處理原則實習(xí)結(jié)束后系統(tǒng)會自動對操作過程和結(jié)果進行考核。仿真實習(xí)有效緩解了實習(xí)中難以動手操作的難題更加貼近生產(chǎn)實際提高了學(xué)生的實習(xí)效果。因此通過建立多種工業(yè)化典型流程的仿真模式可以豐富學(xué)生對不同生產(chǎn)流程的操作經(jīng)驗為學(xué)生服務(wù)不同制藥生產(chǎn)企業(yè)奠定基礎(chǔ)。
(二)加強校外實習(xí)基地建設(shè)經(jīng)過十多年的探索和實踐我院制藥工程專業(yè)建立了穩(wěn)定的校外生產(chǎn)實習(xí)基地包括河北省九派制藥有限公司、華北制藥集團華栗有限公司、天士力制藥集團股份有限公司、天津市第六中藥廠、天津市敬業(yè)精細化工有限公司等生產(chǎn)企業(yè)實習(xí)內(nèi)容涉及到原料藥制造(化學(xué)合成、中藥提取、發(fā)酵等)、質(zhì)檢、制劑、包裝、環(huán)保、營銷、動力以及GMp規(guī)范與認證等多個環(huán)節(jié),與我院理論課程緊密銜接。實習(xí)基地為學(xué)生動手能力的培養(yǎng)提供了一個可操作平臺,同時強化了學(xué)生對制造技術(shù)、質(zhì)量意識、市場競爭、工業(yè)安全與法律約束等內(nèi)容的認識和理解。
(三)落實醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)科技園建設(shè)為了加強校企聯(lián)合技照“資源共享、優(yōu)勢互補、合作共贏”的原則天津理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、南開區(qū)政府、天津博愛醫(yī)藥技術(shù)有限公司2007年打造了“天津理工大學(xué)博愛生物醫(yī)藥科技園”2010年天津理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院與天津市靜海縣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)共同簽署了“醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)科技園區(qū)”的合作協(xié)議。通過以合作聯(lián)盟為平臺的校企合作方式不僅解決了聯(lián)系實習(xí)企業(yè)困難的問題而且進一步拉近了學(xué)校與企業(yè)的距離探索出了一條產(chǎn)學(xué)合作辦學(xué)新路子。
第8篇：化學(xué)工程導(dǎo)論范文
關(guān)鍵詞化學(xué)計量學(xué)發(fā)展中國
化學(xué)計量學(xué)(Chemometrics)在我國發(fā)展已有20多年的歷史，是一門化學(xué)與統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)交叉所產(chǎn)生的新興的化學(xué)學(xué)科分支。它運用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)以及其他相關(guān)學(xué)科的理論與方法，優(yōu)化化學(xué)量測過程，并從化學(xué)量測數(shù)據(jù)中最大限度地提取有用的化學(xué)信息［1］。它與基于量子化學(xué)的計算化學(xué)(ComputationalChemistry)的不同之點只在于化學(xué)計量學(xué)是以化學(xué)量測量為其基點，實質(zhì)上是化學(xué)量測的基礎(chǔ)理論與方法學(xué)［2］。
由于“”的影響，使我國在化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展方面略遲于歐美，但在化學(xué)界前輩的積極倡導(dǎo)和國家自然科學(xué)基金委的支持下，80年代以來，我國的化學(xué)計量學(xué)研究得到了飛速發(fā)展，到現(xiàn)在已發(fā)展成為一門在國際上有一定影響的獨立的化學(xué)學(xué)科分支，已出版了多本化學(xué)計量學(xué)方面的專著和相應(yīng)的教材［3］，并在中國科學(xué)院的多個研究所和國內(nèi)多個知名大專院校建立了隊伍穩(wěn)定的化學(xué)計量學(xué)研究小組，取得了一批具有國際先進水平的成果。8年前，我們曾在第二屆斯堪的那維亞國際化學(xué)計量學(xué)大會上對我國的化學(xué)計量學(xué)發(fā)展主要成果進行過一次綜論［4］，在此，僅就近10年來化學(xué)計量學(xué)在我國的發(fā)展情況作出簡要介紹。
化學(xué)計量學(xué)為化學(xué)量測提供理論和方法，為各類波譜及化學(xué)量測數(shù)據(jù)的解析，為化學(xué)化工過程的機理研究和優(yōu)化提供新途徑，它涵蓋了化學(xué)量測的全過程，包括采樣理論與方法、試驗設(shè)計與化學(xué)化工過程優(yōu)化控制、化學(xué)信號處理、分析信號的校正與分辨、化學(xué)模式識別、化學(xué)過程和化學(xué)量測過程的計算機模擬、化學(xué)定量構(gòu)效關(guān)系、化學(xué)數(shù)據(jù)庫、人工智能與化學(xué)專家系統(tǒng)等，是一門內(nèi)涵相當豐富的化學(xué)學(xué)科分支。化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展為化學(xué)各分支學(xué)科、其別是分析化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、藥物化學(xué)、有機化學(xué)、化學(xué)工程等，提供了不少解決問題的新思路、新途徑和新方法。
化學(xué)計量學(xué)發(fā)展成為化學(xué)與分析化學(xué)學(xué)科的一個獨特分支。兩個重要的條件與因素推動了這方面的發(fā)展。首先，化學(xué)與分析化學(xué)中大量涌現(xiàn)的現(xiàn)代化學(xué)量測儀器，使化學(xué)與分析化學(xué)家比以往任何時侯都更容易獲得大量化學(xué)量測數(shù)據(jù)。這種情況，在過去是難以想象的。到20世紀80年代，在分析測試或化學(xué)量測中，人們第一次發(fā)現(xiàn)，取得數(shù)據(jù)甚至大量數(shù)據(jù)已不是最困難的一步。最難解決的瓶頸問題是這些數(shù)據(jù)的解析及如何從中提取所需的有用化學(xué)信息。化學(xué)家與分析化學(xué)家首次遇到類似行為科學(xué)家或經(jīng)濟學(xué)家所遇到的大量數(shù)據(jù)如何處理的問題。化學(xué)家與分析化學(xué)家比較幸運。因為大量現(xiàn)代分析測試儀器出現(xiàn)帶來“數(shù)據(jù)爆炸時代”，也正是計算機普及的時代。這就構(gòu)成了化學(xué)計量學(xué)發(fā)展的第二個條件。為了對極為復(fù)雜的化學(xué)量測數(shù)據(jù)（其中負載著在分子水平上表征物質(zhì)世界的信息）進行解析，化學(xué)家、分析化學(xué)家利用可在計算機上實現(xiàn)的許多強有力的數(shù)學(xué)方法，包括一些相關(guān)學(xué)科發(fā)展的數(shù)據(jù)與信號處理新方法，從多維化學(xué)量測數(shù)據(jù)中提取有用的相關(guān)化學(xué)信息。如果說經(jīng)典分析化學(xué)是得首先依賴費時而麻煩的化學(xué)或物理的方法來對很多復(fù)雜化學(xué)體系進行純組分分離，即采用單變量校正方法進行定性定量分析的話，那么，現(xiàn)代分析化學(xué)家面對的則是各種將分析分離技術(shù)集于一體的高維儀器所產(chǎn)生的巨量分析信號，藉化學(xué)計量學(xué)發(fā)展的新型分析信號的多元校正與分辨方法［5］來進行復(fù)雜多組分體系的定性定量解析，高維數(shù)據(jù)解析的化學(xué)計量學(xué)方法現(xiàn)已進入可用來解決分析化學(xué)中實際難題的程度，將這些方法用于復(fù)雜環(huán)境樣本、中草藥中單位藥及復(fù)方分析等［6］，取得了很多令人振奮的結(jié)果。繼續(xù)進行高維數(shù)據(jù)、特別是針對可產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)的新型儀器的化學(xué)計量學(xué)算法的研究現(xiàn)仍是一個研究的熱點，我國的化學(xué)計量學(xué)研究在此方面取得了居于國際先進水平的成果［7］。多元校正與分辨一直就是分析化學(xué)計量學(xué)研究的主要內(nèi)容，在此方面，中國科技大學(xué)、清華大學(xué)、石油化工科學(xué)研究院、沈陽藥科大學(xué)、中國藥科大學(xué)、同濟大學(xué)、天津大學(xué)、廈門大學(xué)、蘭州大學(xué)、江西大學(xué)、西北大學(xué)、華中理工大學(xué)、湖南大學(xué)等單位做了大量的研究工作［8］。將化學(xué)計量學(xué)方法固化于新設(shè)計的分析儀器之中，以構(gòu)建新型智能分析儀器，是一個值得繼續(xù)研究的方向。另一方面，由于近年來計算機科學(xué)及信息科學(xué)的長足發(fā)展，它們的發(fā)展也為化學(xué)計量學(xué)注入了新鮮血液，我國在分析信號處理新方法，其別是小波分析(waveletanalysis)的引入，為分析信號的壓縮、去噪、分辨及背景消除等帶來新思路和新方法，從對近年來在此方面的綜述來看，可以說，我國在小波分析用于分析信號處理研究的方面是處于國際先進水平的，中國科技大學(xué)、中山大學(xué)、香港理工大學(xué)等單位的化學(xué)計量學(xué)研究小組在此方面作出了大量有水平的研究［9］。另外，有關(guān)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificialneuralnetworks，ANN)［10］新技術(shù)、基于自然計算的全局最優(yōu)算法如模擬退火(simulatedannealing,SA)和遺傳算法(geneticalgorithm,GA)［11］，信息科學(xué)中的圖象分析(imageanalysis,IA)方法，統(tǒng)計學(xué)中研究熱烈的穩(wěn)健方法(robustmethods,RM)［12］等新型化學(xué)計量學(xué)方法的引入也取得很多可喜的成果。采樣理論這一重要的化學(xué)計量學(xué)研究分支，過去未引起必要的重視，近期有關(guān)研究小組如南開大學(xué)等單位倡導(dǎo)開展了這方面研究［13］。
化學(xué)模式識別的研究提供的是對決策和過程優(yōu)化很有實用價值的信息，為我國石油化工、材料化學(xué)等帶來了解決研究難題的新思路，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新方法，為化學(xué)模式識別提供了研究的新機遇。無論在化學(xué)模式識別的方法和應(yīng)用方面，我國都取得了不少優(yōu)秀成果，中國科學(xué)院上海冶金研究所的化學(xué)計量學(xué)研究小組先后用化學(xué)模式識別的方法成功地解決了50多個石油化工過程優(yōu)化、材料設(shè)計等方面中的實際難題。化學(xué)模式識別方法用于分析化學(xué)、物理化學(xué)、無機化學(xué)、藥物化學(xué)、食品化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)和環(huán)境化學(xué)等學(xué)科的研究在我國也取得了不少成果，浙江大學(xué)、中國科技大學(xué)、沈陽藥科大學(xué)、中國藥科大學(xué)、同濟大學(xué)、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、湖南大學(xué)等單位在此方面做了大量工作［14］。
化學(xué)定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR）的研究，是一個涉及到化學(xué)學(xué)科的一個帶根本性的問題，即如何從物質(zhì)的化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)來定量預(yù)測其化學(xué)特性，也可以說是理論化學(xué)研究中的一個最重要目標。目前，由于藥學(xué)發(fā)展的需要，將基于量子化學(xué)計算的分子模擬與QSAR研究結(jié)合起來，為尋求有生物和藥理活性的先導(dǎo)化合物提供了一個新途徑，我國在這方面也已取得引人注目的成就［15］。將全局最優(yōu)算法如模擬退火和遺傳算法的引入分子力學(xué)的尋優(yōu)，以指導(dǎo)最佳先導(dǎo)化合物的尋找，是化學(xué)計量學(xué)家的貢獻，現(xiàn)已在QSAR的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。QSAR通過直接研究可量測化學(xué)量及某些量化參數(shù)與化合物的某些已知化學(xué)特性之間的已知數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計回歸（多元校正）和模式識別的方法來建立一種模式，從而達到預(yù)測化合物特性的目的,建立起某些化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系來指導(dǎo)進一步的實驗研究。目前，用ANN來進行QSAR研究頗引人注目，在模式分類與定量構(gòu)效關(guān)系研究中展現(xiàn)了很好的應(yīng)用前景。在QSAR的研究中，南開大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)院上海藥物研究所、中國科學(xué)院化工冶金研究所、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的化學(xué)計量學(xué)研究小組將分子模擬與QSAR研究相結(jié)合，并直接用于指導(dǎo)實際的藥物合成，取得了很好的研究成果［16］。在QSAR研究中，化合物結(jié)構(gòu)的拓樸表征是另一個重要的課題，如何采用圖論和數(shù)值方法來表征各種化合物分子，并將所得數(shù)值結(jié)果與實際量測的化合物的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性連接起來，也是目前化學(xué)計量學(xué)研究的一個重要問題。我國的化學(xué)計量學(xué)研究工作者在此方面也做了不少有意義的工作［17］。
波譜化學(xué)是分析化學(xué)與有機化學(xué)家都十分關(guān)注的一個領(lǐng)域，怎樣利用現(xiàn)存波譜數(shù)據(jù)庫，如質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振譜、色譜的保留時間庫以及吸收與發(fā)射光譜等為復(fù)雜分析體系進行快速定性定量分析，一直是分析化學(xué)家們努力的目標；而如何利用上述各種波譜為新合成的有機化合物定結(jié)構(gòu)，則是有機化學(xué)家們手中必不可少的解析手段。計算機技術(shù)，其別是智能數(shù)據(jù)庫與化學(xué)專家系統(tǒng)技術(shù)為此提供了進行上述解析的新途徑。我國的化學(xué)計量學(xué)工作者在此方面也做了大量富有成果的工作。中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、中國科學(xué)院化工冶金研究所，南開大學(xué)、南京大學(xué)、東北師范大學(xué)、廈門大學(xué)、湖南大學(xué)等單位都先后建立了多種波譜的數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)［18］，如13CNMR譜圖數(shù)據(jù)庫和結(jié)構(gòu)解析專家系統(tǒng)（ESESOC）、高效液相色譜專家系統(tǒng)、紅外、質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫與專家系統(tǒng)、ICP發(fā)射光譜專家系統(tǒng)等，他們用計算機進行各類波譜（包括核磁共振譜、質(zhì)譜、紅外光譜等）模擬，并用聯(lián)合波譜庫和專家系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)自動解析與推導(dǎo)，選擇各類儀器（色譜與光譜）的最佳量測和分離條件、進行各類波譜數(shù)據(jù)庫的知識開發(fā)，并在各類數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)化上也做了大量工作［19］。
1997年，在國家自然科學(xué)基金委的全力支持下，由湖南大學(xué)與挪威Bergen大學(xué)合作，在張家界舉行了我國的第一次國際化學(xué)計量學(xué)會議，與會代表120多人，其中來自歐美及亞洲各地14個國家的境外代表60多人，會議的議題幾乎覆蓋了前述化學(xué)計量學(xué)研究的各個領(lǐng)域，還特別為化學(xué)計量學(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用開辟了一個專門議題。該會議已在國際化學(xué)計量學(xué)刊物“ChemometricsandIntelligentLaboratorySystems”出版了會議論文專輯［20］，收集了44篇會議，其中我國作者占了28篇，第一次較系統(tǒng)地向國際化學(xué)計量學(xué)界展示了我國的化學(xué)計量學(xué)研究的實力，說明我國的化學(xué)計量學(xué)研究已與國際接軌。
化學(xué)計量學(xué)誕生至今，已有近30年歷史，其發(fā)展前景亦是一個令人關(guān)注的問題。從分析化學(xué)與化學(xué)計量學(xué)的關(guān)系可以看出，化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展將對分析化學(xué)產(chǎn)生深刻影響，已構(gòu)成分析化學(xué)第二層次基礎(chǔ)理論和方法學(xué)的重要組成部分，特別值得提出的是，化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展還將為分析儀器的智能化提供新理論和新方法，為新型高維聯(lián)用儀器的構(gòu)建提供新思路和新方法，是21世紀分析儀器軟件主體化發(fā)展的新突破口。此外，隨著微型計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，對于化學(xué)波譜庫的建立與檢索方法以及化學(xué)人工智能和專家系統(tǒng)的研究也將取得長足進步。在采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將多種波譜儀器連接的基礎(chǔ)上，將數(shù)值化計算技術(shù)（近年來化學(xué)計量學(xué)方法學(xué)發(fā)展的主體）與傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗的邏輯推理方法的有機結(jié)合，可望解決化合物結(jié)構(gòu)自動解析的難題，并使得長期困擾分析化學(xué)家的混合物波譜同時定性定量解析成為可能。在分析化學(xué)領(lǐng)域中，化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展前景十分誘人。另外，化學(xué)計量學(xué)與其他化學(xué)學(xué)科分支，如環(huán)境化學(xué)、食品化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)、化學(xué)工程等學(xué)科，將產(chǎn)生更密切的聯(lián)系，得到更廣泛的應(yīng)用。隨著各化學(xué)分支學(xué)科的發(fā)展，可以預(yù)期，化學(xué)計量學(xué)也將繼續(xù)得到更蓬勃的發(fā)展。
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第9篇：化學(xué)工程導(dǎo)論范文
關(guān)鍵詞:梯度功能材料,復(fù)合材料,研究進展
TheAdvanceofFunctionallyGradientMaterials
JinliangCui
(Qinghaiuniversity,XiningQinghai810016,china)
Abstract:Thispaperintroducestheconcept，types，capability，preparationmethodsoffunctionallygradedmaterials.Baseduponanalysisofthepresentapplicationsituationsandprospectofthiskindofmaterialssomeproblemsexistedarepresented.ThecurrentstatusoftheresearchofFGMarediscussedandananticipationofitsfuturedevelopmentisalsopresent.
Keywords:FGM；composite；theAdvance
0引言
信息、能源、材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的三大支柱。現(xiàn)代高科技的競爭在很大程度上依賴于材料科學(xué)的發(fā)展。對材料,特別是對高性能材料的認識水平、掌握和應(yīng)用能力,直接體現(xiàn)國家的科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟實力,也是一個國家綜合國力和社會文明進步速度的標志。因此,新材料的開發(fā)與研究是材料科學(xué)發(fā)展的先導(dǎo),是21世紀高科技領(lǐng)域的基石。
近年來,材料科學(xué)獲得了突飛猛進的發(fā)展[1]。究其原因,一方面是各個學(xué)科的交叉滲透引入了新理論、新方法及新的實驗技術(shù);另一方面是實際應(yīng)用的迫切需要對材料提出了新的要求。而FGM即是為解決實際生產(chǎn)應(yīng)用問題而產(chǎn)生的一種新型復(fù)合材料，這種材料對新一代航天飛行器突破“小型化”，“輕質(zhì)化”，“高性能化”和“多功能化”具有舉足輕重的作用[2]，并且它也可廣泛用于其它領(lǐng)域，所以它是近年來在材料科學(xué)中涌現(xiàn)出的研究熱點之一。
1FGM概念的提出
當代航天飛機等高新技術(shù)的發(fā)展，對材料性能的要求越來越苛刻。例如：當航天飛機往返大氣層，飛行速度超過25個馬赫數(shù)，其表面溫度高達2000℃。而其燃燒室內(nèi)燃燒氣體溫度可超過2000℃，燃燒室的熱流量大于5MW/m2,其空氣入口的前端熱通量達5MW/m2.對于如此大的熱量必須采取冷卻措施，一般將用作燃料的液氫作為強制冷卻的冷卻劑，此時燃燒室內(nèi)外要承受高達1000K以上的溫差,傳統(tǒng)的單相均勻材料已無能為力[1]。若采用多相復(fù)合材料,如金屬基陶瓷涂層材料,由于各相的熱脹系數(shù)和熱應(yīng)力的差別較大,很容易在相界處出現(xiàn)涂層剝落[3]或龜裂[1]現(xiàn)象，其關(guān)鍵在于基底和涂層間存在有一個物理性能突變的界面。為解決此類極端條件下常規(guī)耐熱材料的不足，日本學(xué)者新野正之、平井敏雄和渡邊龍三人于1987年首次提出了梯度功能材料的概念[1]，即以連續(xù)變化的組分梯度來代替突變界面,消除物理性能的突變,使熱應(yīng)力降至最小[3],如圖1所示。
隨著研究的不斷深入，梯度功能材料的概念也得到了發(fā)展。目前梯度功能材料(FGM)是指以計算機輔助材料設(shè)計為基礎(chǔ)，采用先進復(fù)合技術(shù)，使構(gòu)成材料的要素（組成、結(jié)構(gòu)）沿厚度方向有一側(cè)向另一側(cè)成連續(xù)變化，從而使材料的性質(zhì)和功能呈梯度變化的新型材料[4]。
2FGM的特性和分類
2.1FGM的特殊性能
由于FGM的材料組分是在一定的空間方向上連續(xù)變化的特點如圖2,因此它能有效地克服傳統(tǒng)復(fù)合材料的不足[5]。正如Erdogan在其論文[6]中指出的與傳統(tǒng)復(fù)合材料相比FGM有如下優(yōu)勢:
1)將FGM用作界面層來連接不相容的兩種材料,可以大大地提高粘結(jié)強度;
2)將FGM用作涂層和界面層可以減小殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力;
3)將FGM用作涂層和界面層可以消除連接材料中界面交叉點以及應(yīng)力自由端點的應(yīng)力奇異性;
4)用FGM代替?zhèn)鹘y(tǒng)的均勻材料涂層,既可以增強連接強度也可以減小裂紋驅(qū)動力。
圖2
2.2FGM的分類
根據(jù)不同的分類標準FGM有多種分類方式。根據(jù)材料的組合方式，F(xiàn)GM分為金屬/陶瓷，陶瓷/陶瓷，陶瓷/塑料等多種組合方式的材料[1]；根據(jù)其組成變化FGM分為梯度功能整體型（組成從一側(cè)到另一側(cè)呈梯度漸變的結(jié)構(gòu)材料），梯度功能涂敷型（在基體材料上形成組成漸變的涂層），梯度功能連接型（連接兩個基體間的界面層呈梯度變化）[1]；根據(jù)不同的梯度性質(zhì)變化分為密度FGM，成分FGM，光學(xué)FGM，精細FGM等[4]；根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域有可分為耐熱FGM，生物、化學(xué)工程FGM，電子工程FGM等[7]。
3FGM的應(yīng)用
FGM最初是從航天領(lǐng)域發(fā)展起來的。隨著FGM研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)利用組分、結(jié)構(gòu)、性能梯度的變化,可制備出具有聲、光、電、磁等特性的FGM,并可望應(yīng)用于許多領(lǐng)域。FGM的應(yīng)用[8]見圖3。
圖3FGM的應(yīng)用
功能
應(yīng)用領(lǐng)域材料組合
緩和熱應(yīng)
力功能及
結(jié)合功能
航天飛機的超耐熱材料
陶瓷引擎
耐磨耗損性機械部件
耐熱性機械部件
耐蝕性機械部件
加工工具
運動用具:建材陶瓷金屬
陶瓷金屬
塑料金屬
異種金屬
異種陶瓷
金剛石金屬
碳纖維金屬塑料
核功能
原子爐構(gòu)造材料
核融合爐內(nèi)壁材料
放射性遮避材料輕元素高強度材料
耐熱材料遮避材料
耐熱材料遮避材料
生物相溶性
及醫(yī)學(xué)功能
人工牙齒牙根
人工骨
人工關(guān)節(jié)
人工內(nèi)臟器官:人工血管
補助感覺器官
生命科學(xué)磷灰石氧化鋁
磷灰石金屬
磷灰石塑料
異種塑料
硅芯片塑料
電磁功能
電磁功能陶瓷過濾器
超聲波振動子
IC
磁盤
磁頭
電磁鐵
長壽命加熱器
超導(dǎo)材料
電磁屏避材料
高密度封裝基板壓電陶瓷塑料
壓電陶瓷塑料
硅化合物半導(dǎo)體
多層磁性薄膜
金屬鐵磁體
金屬鐵磁體
金屬陶瓷
金屬超導(dǎo)陶瓷
塑料導(dǎo)電性材料
陶瓷陶瓷
光學(xué)功能防反射膜
光纖;透鏡;波選擇器
多色發(fā)光元件
玻璃激光透明材料玻璃
折射率不同的材料
不同的化合物半導(dǎo)體
稀土類元素玻璃
能源轉(zhuǎn)化功能
MHD發(fā)電
電極;池內(nèi)壁
熱電變換發(fā)電
燃料電池
地?zé)岚l(fā)電
太陽電池陶瓷高熔點金屬
金屬陶瓷
金屬硅化物
陶瓷固體電解質(zhì)
金屬陶瓷
電池硅、鍺及其化合物
4FGM的研究
FGM研究內(nèi)容包括材料設(shè)計、材料制備和材料性能評價。FGM的研究開發(fā)體系如圖4所示[8]。
設(shè)計設(shè)計
圖4FGM研究開發(fā)體系
4.1FGM設(shè)計
FGM設(shè)計是一個逆向設(shè)計過程[7]。
首先確定材料的最終結(jié)構(gòu)和應(yīng)用條件,然后從FGM設(shè)計數(shù)據(jù)庫中選擇滿足使用條件的材料組合、過渡組份的性能及微觀結(jié)構(gòu),以及制備和評價方法,最后基于上述結(jié)構(gòu)和材料組合選擇,根據(jù)假定的組成成份分布函數(shù),計算出體系的溫度分布和熱應(yīng)力分布。如果調(diào)整假定的組成成份分布函數(shù),就有可能計算出FGM體系中最佳的溫度分布和熱應(yīng)力分布,此時的組成分布函數(shù)即最佳設(shè)計參數(shù)。
FGM設(shè)計主要構(gòu)成要素有三:
1)確定結(jié)構(gòu)形狀,熱—力學(xué)邊界條件和成分分布函數(shù);
2)確定各種物性數(shù)據(jù)和復(fù)合材料熱物性參數(shù)模型;
3)采用適當?shù)臄?shù)學(xué)—力學(xué)計算方法,包括有限元方法計算FGM的應(yīng)力分布,采用通用的和自行開發(fā)的軟件進行計算機輔助設(shè)計。
FGM設(shè)計的特點是與材料的制備工藝緊密結(jié)合,借助于計算機輔助設(shè)計系統(tǒng),得出最優(yōu)的設(shè)計方案。
4.2FGM的制備
FGM制備研究的主要目標是通過合適的手段,實現(xiàn)FGM組成成份、微觀結(jié)構(gòu)能夠按設(shè)計分布,從而實現(xiàn)FGM的設(shè)計性能。可分為粉末致密法:如粉末冶金法(PM),自蔓延高溫合成法(SHS);涂層法:如等離子噴涂法,激光熔覆法,電沉積法,氣相沉積包含物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)相沉積(CVD);形變與馬氏體相變[10、14]。
4.2.1粉末冶金法(PM)
PM法是先將原料粉末按設(shè)計的梯度成分成形,然后燒結(jié)。通過控制和調(diào)節(jié)原料粉末的粒度分布和燒結(jié)收縮的均勻性,可獲得熱應(yīng)力緩和的FGM。粉末冶金法可靠性高,適用于制造形狀比較簡單的FGM部件,但工藝比較復(fù)雜,制備的FGM有一定的孔隙率,尺寸受模具限制[7]。常用的燒結(jié)法有常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)及反應(yīng)燒結(jié)等。這種工藝比較適合制備大體積的材料。PM法具有設(shè)備簡單、易于操作和成本低等優(yōu)點,但要對保溫溫度、保溫時間和冷卻速度進行嚴格控制。國內(nèi)外利用粉末冶金方法已制備出的FGM有:MgC/Ni、ZrO2/W、Al2O3/ZrO2[8]、Al2O3-W-Ni-Cr、WC-Co、WC-Ni等[7]。
4.2.2自蔓延燃燒高溫合成法(Self-propagatingHigh-temperatureSynthesis簡稱SHS或CombustionSynthesis)
SHS法是前蘇聯(lián)科學(xué)家Merzhanov等在1967年研究Ti和B的燃燒反應(yīng)時,發(fā)現(xiàn)的一種合成材料的新技術(shù)。其原理是利用外部能量加熱局部粉體引燃化學(xué)反應(yīng),此后化學(xué)反應(yīng)在自身放熱的支持下,自動持續(xù)地蔓延下去,利用反應(yīng)熱將粉末燒結(jié)成材，最后合成新的化合物。其反應(yīng)示意圖如圖6所示[16]：
圖6SHS反應(yīng)過程示意圖
SHS法具有產(chǎn)物純度高、效率高、成本低、工藝相對簡單的特點。并且適合制造大尺寸和形狀復(fù)雜的FGM。但SHS法僅適合存在高放熱反應(yīng)的材料體系,金屬與陶瓷的發(fā)熱量差異大,燒結(jié)程度不同,較難控制,因而影響材料的致密度,孔隙率較大,機械強度較低。目前利用SHS法己制備出Al/TiB2,Cu/TiB2、Ni/TiC[8]、Nb-N、Ti-Al等系功能梯度材料[7、11]。
4.2.3噴涂法
噴涂法主要是指等離子體噴涂工藝,適用于形狀復(fù)雜的材料和部件的制備。通常,將金屬和陶瓷的原料粉末分別通過不同的管道輸送到等離子噴槍內(nèi),并在熔化的狀態(tài)下將它噴鍍在基體的表面上形成梯度功能材料涂層。可以通過計算機程序控制粉料的輸送速度和流量來得到設(shè)計所要求的梯度分布函數(shù)。這種工藝已經(jīng)被廣泛地用來制備耐熱合金發(fā)動機葉片的熱障涂層上,其成分是部分穩(wěn)定氧化鋯(PSZ)陶瓷和NiCrAlY合金[9]。
4.2.3.1等離子噴涂法(PS)
PS法的原理是等離子氣體被電子加熱離解成電子和離子的平衡混合物,形成等離子體,其溫度高達1500K,同時處于高度壓縮狀態(tài),所具有的能量極大。等離子體通過噴嘴時急劇膨脹形成亞音速或超音速的等離子流,速度可高達1.5km/s。原料粉末送至等離子射流中,粉末顆粒被加熱熔化,有時還會與等離子體發(fā)生復(fù)雜的冶金化學(xué)反應(yīng),隨后被霧化成細小的熔滴,噴射在基底上,快速冷卻固結(jié),形成沉積層。噴涂過程中改變陶瓷與金屬的送粉比例,調(diào)節(jié)等離子射流的溫度及流速,即可調(diào)整成分與組織,獲得梯度涂層[8、11]。該法的優(yōu)點是可以方便的控制粉末成分的組成,沉積效率高,無需燒結(jié),不受基體面積大小的限制,比較容易得到大面積的塊材[10],但梯度涂層與基體間的結(jié)合強度不高,并存在涂層組織不均勻,空洞疏松,表面粗糙等缺陷。采用此法己制備出TiB2-Ni、TiC-Ni、TiB2-Cu、Ti-Al[7]、NiCrAl/MgO-ZrO2、NiCrAl/Al2O3/ZrO2、NiCrAlY/ZrO2[10]系功能梯度材料
圖7PS方法制備FGM涂層示意圖[17]（a）單槍噴涂（b）雙槍噴涂
4.2.3.2激光熔覆法
激光熔覆法是將預(yù)先設(shè)計好組分配比的混合粉末A放置在基底B上,然后以高功率的激光入射至A并使之熔化,便會產(chǎn)生用B合金化的A薄涂層,并焊接到B基底表面上,形成第一包覆層。改變注入粉末的組成配比,在上述覆層熔覆的同時注入,在垂直覆層方向上形成組分的變化。重復(fù)以上過程,就可以獲得任意多層的FGM。用Ti-A1合金熔覆Ti用顆粒陶瓷增強劑熔覆金屬獲得了梯度多層結(jié)構(gòu)。梯度的變化可以通過控制初始涂層A的數(shù)量和厚度,以及熔區(qū)的深度來獲得,熔區(qū)的深度本身由激光的功率和移動速度來控制。該工藝可以顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱及電氣特性和生物活性等性能,但由于激光溫度過高,涂層表面有時會出現(xiàn)裂紋或孔洞,并且陶瓷顆粒與金屬往往發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[10]。采用此法可制備Ti-Al、WC-Ni、Al-SiC系梯度功能材料[7]。
圖8同步注粉式激光表面熔覆處理示意圖[18]
4.2.3.3熱噴射沉積[10]
與等離子噴涂有些相關(guān)的一種工藝是熱噴涂。用這種工藝把先前熔化的金屬射流霧化,并噴涂到基底上凝固,因此,建立起一層快速凝固的材料。通過將增強粒子注射到金屬流束中,這種工藝已被推廣到制造復(fù)合材料中。陶瓷增強顆粒,典型的如SiC或Al2O3,一般保持固態(tài),混入金屬液滴而被涂覆在基底,形成近致密的復(fù)合材料。在噴涂沉積過程中,通過連續(xù)地改變增強顆粒的饋送速率,熱噴涂沉積已被推廣產(chǎn)生梯度6061鋁合金/SiC復(fù)合材料。可以使用熱等靜壓工序以消除梯度復(fù)合材料中的孔隙。
4.2.3.4電沉積法
電沉積法是一種低溫下制備FGM的化學(xué)方法。該法利用電鍍的原理,將所選材料的懸浮液置于兩電極間的外場中,通過注入另一相的懸浮液使之混合,并通過控制鍍液流速、電流密度或粒子濃度,在電場作用下電荷的懸浮顆粒在電極上沉積下來,最后得到FGM膜或材料[8]。所用的基體材料可以是金屬、塑料、陶瓷或玻璃,涂層的主要材料為TiO2-Ni,Cu-Ni,SiC-Cu,Cu-Al2O3等。此法可以在固體基體材料的表面獲得金屬、合金或陶瓷的沉積層,以改變固體材料的表面特性,提高材料表面的耐磨損性、耐腐蝕性或使材料表面具有特殊的電磁功能、光學(xué)功能、熱物理性能,該工藝由于對鍍層材料的物理力學(xué)性能破壞小、設(shè)備簡單、操作方便、成型壓力和溫度低,精度易控制,生產(chǎn)成本低廉等顯著優(yōu)點而備受材料研究者的關(guān)注。但該法只適合于制造薄箔型功能梯度材料。[8、10]
4.2.3.5氣相沉積法
氣相沉積是利用具有活性的氣態(tài)物質(zhì)在基體表面成膜的技術(shù)。通過控制彌散相濃度,在厚度方向上實現(xiàn)組分的梯度化,適合于制備薄膜型及平板型FGM[8]。該法可以制備大尺寸的功能梯度材料,但合成速度低,一般不能制備出大厚度的梯度膜,與基體結(jié)合強度低、設(shè)備比較復(fù)雜。采用此法己制備出Si-C、Ti-C、Cr-CrN、Si-C-TiC、Ti-TiN、Ti-TiC、Cr-CrN系功能梯度材料。氣相沉積按機理的不同分為物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)兩類。
化學(xué)氣相沉積法(CVD)是將兩相氣相均質(zhì)源輸送到反應(yīng)器中進行均勻混合,在熱基板上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并使反映產(chǎn)物沉積在基板上。通過控制反應(yīng)氣體的壓力、組成及反應(yīng)溫度,精確地控制材料的組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài),并能使其組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)從一種組分到另一種組分連續(xù)變化,可得到按設(shè)計要求的FGM。另外,該法無須燒結(jié)即可制備出致密而性能優(yōu)異的FGM,因而受到人們的重視。主要使用的材料是C-C、C-SiC、Ti-C等系[8、10]。CVD的制備過程包括：氣相反應(yīng)物的形成；氣相反應(yīng)物傳輸?shù)匠练e區(qū)域；固體產(chǎn)物從氣相中沉積與襯底[12]。
物理氣相沉積法(PVD)是通過加熱固相源物質(zhì),使其蒸發(fā)為氣相,然后沉積于基材上,形成約100μm厚度的致密薄膜。加熱金屬的方法有電阻加熱、電子束轟擊、離子濺射等。PVD法的特點是沉積溫度低,對基體熱影響小,但沉積速度慢。日本科技廳金屬材料研究所用該法制備出Ti/TiN、Ti/TiC、Cr/CrN系的FGM[7~8、10~11]
4.2.4形變與馬氏體相變[8]
通過伴隨的應(yīng)變變化,馬氏體相變能在所選擇的材料中提供一個附加的被稱作“相變塑性”的變形機制。借助這種機制在恒溫下形成的馬氏體量隨材料中的應(yīng)力和變形量的增加而增加。因此,在合適的溫度范圍內(nèi),可以通過施加應(yīng)變(或等價應(yīng)力)梯度,在這種材料中產(chǎn)生應(yīng)力誘發(fā)馬氏體體積分數(shù)梯度。這一方法在順磁奧氏體18-8不銹鋼(Fe-18%,Cr-8%Ni)試樣內(nèi)部獲得了鐵磁馬氏體α體積分數(shù)的連續(xù)變化。這種工藝雖然明顯局限于一定的材料范圍,但能提供一個簡單的方法,可以一步生產(chǎn)含有飽和磁化強度連續(xù)變化的材料,這種材料對于位置測量裝置的制造有潛在的應(yīng)用前景。
4.3FGM的特性評價
功能梯度材料的特征評價是為了進一步優(yōu)化成分設(shè)計,為成分設(shè)計數(shù)據(jù)庫提供實驗數(shù)據(jù),目前已開發(fā)出局部熱應(yīng)力試驗評價、熱屏蔽性能評價和熱性能測定、機械強度測定等四個方面。這些評價技術(shù)還停留在功能梯度材料物性值試驗測定等基礎(chǔ)性的工作上[7]。目前,對熱壓力緩和型的FGM主要就其隔熱性能、熱疲勞功能、耐熱沖擊特性、熱壓力緩和性能以及機械性能進行評價[8]。目前,日本、美國正致力于建立統(tǒng)一的標準特征評價體系[7~8]。
5FGM的研究發(fā)展方向
5.1存在的問題
作為一種新型功能材料,梯度功能材料范圍廣泛,性能特殊,用途各異。尚存在一些問題需要進一步的研究和解決,主要表現(xiàn)在以下一些方面[5、13]:
1）梯度材料設(shè)計的數(shù)據(jù)庫（包括材料體系、物性參數(shù)、材料制備和性能評價等）還需要補充、收集、歸納、整理和完善；
2）尚需要進一步研究和探索統(tǒng)一的、準確的材料物理性質(zhì)模型，揭示出梯度材料物理性能與成分分布，微觀結(jié)構(gòu)以及制備條件的定量關(guān)系，為準確、可靠地預(yù)測梯度材料物理性能奠定基礎(chǔ)；
3）隨著梯度材料除熱應(yīng)力緩和以外用途的日益增加，必須研究更多的物性模型和設(shè)計體系，為梯度材料在多方面研究和應(yīng)用開辟道路；
4）尚需完善連續(xù)介質(zhì)理論、量子（離散）理論、滲流理論及微觀結(jié)構(gòu)模型，并借助計算機模擬對材料性能進行理論預(yù)測，尤其需要研究材料的晶面（或界面）。
5)已制備的梯度功能材料樣品的體積小、結(jié)構(gòu)簡單,還不具有較多的實用價值;
6)成本高。
5.2FGM制備技術(shù)總的研究趨勢[13、15、19-20]
1）開發(fā)的低成本、自動化程度高、操作簡便的制備技術(shù)；
2）開發(fā)大尺寸和復(fù)雜形狀的FGM制備技術(shù)；
3）開發(fā)更精確控制梯度組成的制備技術(shù)（高性能材料復(fù)合技術(shù)）；
4）深入研究各種先進的制備工藝機理，特別是其中的光、電、磁特性。
5.3對FGM的性能評價進行研究[2、13]
有必要從以下5個方面進行研究：
1）熱穩(wěn)定性，即在溫度梯度下成分分布隨時間變化關(guān)系問題；
2）熱絕緣性能；
3）熱疲勞、熱沖擊和抗震性；
4）抗極端環(huán)境變化能力；
5）其他性能評價，如熱電性能、壓電性能、光學(xué)性能和磁學(xué)性能等
6結(jié)束語
FGM的出現(xiàn)標志著現(xiàn)代材料的設(shè)計思想進入了高性能新型材料的開發(fā)階段[8]。FGM的研究和開發(fā)應(yīng)用已成為當前材料科學(xué)的前沿課題。目前正在向多學(xué)科交叉,多產(chǎn)業(yè)結(jié)合,國際化合作的方向發(fā)展。
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