時間：2023-08-17 18:04:57
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學工程原理，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1環境工程與化學工程復合型人才的培養方式
目前許多院校廣泛采用主輔修方式培養復合型人才，即學生在完成主修專業課程的基礎上，再輔修第二專業的課程。輔修課程的上課時間經常與主修課程的上課時間相沖突，或者輔修課程的上課時間統一被安排在周末或晚上，這給輔修課程的學習帶來不便。環境工程與化學工程復合型人才的培養可采用特色班級方式培養，即在招生時就用固定班集體招生、統一培養。這種培養方式便于課程體系的學習，尤其是便于實踐課程的教學與管理。湖南城市學院化學與環境工程學院同時擁有化學工程和環境工程兩個專業，這使得該學院在環境工程與化學工程復合型人才的招生、教學與管理有獨特的資源優勢。
2環境工程與化學工程復合型人才培養的課程體系
在課程體系設計上，不能簡單地將環境工程專業與化學工程專業的課程“拼盤”。根據環境工程與化學工程復合型人才培養的特點和要求，我們在請教專家、調查學生的基礎上對環境工程專業、化學工程專業的相關課程進行了有機整合，形成了培養環境工程與化學工程復合型人才的課程體系，該課程體系由5個課程模塊組成。公共基礎和素質課程模塊。該課程模塊包括中國近現代史綱要、思想道德修養與法律基礎、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、大學生心理健康教育、軍事訓練、大學體育、大學英語、計算機基礎、大學語文。專業基礎課程模塊。該課程模塊包括高等數學、工程制圖及CAD、無機化學及實驗、有機化學及實驗、分析化學及實驗、儀器分析及實驗、物理化學及實驗、化工原理及實驗、波譜分析。專業核心課程模塊。該課程模塊包括環境化學、管網工程、環境微生物學及實驗、環境生態學、環境監測及實驗、水污染控制工程及實驗、大氣污染控制工程及實驗、固體廢物處理工程及實驗、噪聲污染控制工程、環境影響評價。特色課程模塊。該課程模塊包括化工環境保護、化工污染控制工程、化工污染控制設備、綠色氧化技術、突發性化工環境污染事故的預防與處置等課程。實踐教學課程模塊。該課程模塊包括環境工程仿真實驗、工程設計、工程實驗設計與數據處理、PIDCAD工藝流程制圖、認識實習、生產實習、畢業論文(設計)。該課程體系在保留環境工程專業的核心課程基礎上，《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》、《物理化學》、《儀器分析》、《化工原理》、《波譜分析》等專業基礎課程內容和學時與化學工程專業一致，在課程設置上體現出環境工程專業與化學工程專業課程的復合；特色課程模塊和實踐教學課程模塊體現出環境工程專業與化學工程專業課程的融合。
3環境工程與化學工程復合型人才培養的教學方法
對于環境工程與化學工程復合型人才，要求綜合培養學生環境工程、化學工程兩專業的知識和能力，達到綜合培養的目標，這就要求其相應的教學不能采用灌輸性的教學風格，而應采用滲透式教學、融合式教學、案例式教學和研究性教學等。(1)滲透式教學是指在上述專業基礎課程模塊中滲透環境工程專業知識的教學，在上述專業核心課程模塊滲透化學工程專業知識的教學。例如，《物理化學實驗》中動力學實驗可以讓學生動手做“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數和活化能的測定”。(2)融合式教學是指在上述特色課程模塊和實踐教學課程模塊中將環境工程和化學工程中的知識、原理、技能融成一體進行教學。例如，《化工污染控制工程》中教師可結合工程實踐進行“流化床化學反應器處理農藥廠廢水”的專題教學，將流化床工藝設計參數、原理、廢水排放標準等融合在一起進行教學。(3)案例式教學就是指在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學過程中結合教學內容運用工程中的實際案例進行教學。例如，《水污染控制工程》中教師可結合工程實踐進行“電鍍廠含鉻廢水的深度處理”的案例教學。(4)研究型教學是指在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學過程中教師結合教學內容，通過創設學習情境，促進、支持和指導學生完成研究型學習活動，來綜合培養學生能力與素質的一種教學方法。例如，在“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數和活化能的測定”實驗中，教師可引導學生自己查閱文獻資料，引導學生思考如何測定溶液中2,4-D的濃度？如何用計算機軟件繪制2,4-D濃度的標準曲線？讓學生自己確定實驗中所需要的儀器和使用的方法，引導學生思考FeSO4和H2O2使用量對2,4-D降解速率的影響，如何求算該降解過程中的速率常數K和表觀活化能Ea？
4環境工程與化學工程復合型人才培養的師資隊伍建設
良好的師資隊伍是實施環境工程與化學工程復合型人才培養的關鍵。要培養環境工程與化學工程復合型人才，首先必須有環境工程與化學工程復合型的師資。筆者認為，要改變目前環境工程與化學工程復合型的師資匱乏問題，可從如下幾個方面加強環境工程與化學工程復合型人才培養的師資隊伍建設。(1)引進、培養具有環境工程和化學工程雙專業學位的高水平的博士或碩士，他們在學士、碩士或博士學位教育期間接受過環境工程、化學工程的專業教育，具備環境工程和化學工程復合的知識結構和科研素養，是環境工程與化學工程復合型人才培養的理想師資隊伍。(2)教師交叉自學和資格認證。在學院內部要求有環境工程專業學位的教師參加化學工程的本科理論與實踐教育，要求有化學工程專業學位的教師參加環境工程的本科理論與實踐教育，教育期滿后進行考試認證，達到認證資格的教師才能評聘為環境工程與化學工程復合型人才培養的師資。(3)聘請企業有工程實踐經驗，且有良好師范素養的工程師參與環境工程與化學工程復合型人才培養的教學和科研工作。
5學生自主學習是環境工程與化學工程復合型人才培養的重要手段
現代環境工程和化學工程日新月異，要培養環境工程與化學工程復合型人才，單靠教師的培養顯然是不夠的，必須充分調動學生自主學習的積極性。高等院校擁有豐富的中文、英文文獻資料數據庫，有豐富網絡平臺資源；高等院校圖書館擁有大量的紙質版和電子版書籍、期刊和報紙；高等院校實驗室擁有大型的現代化儀器等。這些資源為學生的自主學習提供了良好的物質保障。教師在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學中，以問題、專題為核心，引導學生自主學習、相互交流，從而優化學生的知識結構和能力結構。例如，教師可引導學生查閱相關網站，自主學習“離子交換樹脂”專題，要求學生掌握離子交換樹脂的分類、命名、合成、性能、工作原理、再生方法及在污水處理中的應用等，并要求學生要充分利用學校網絡資源，構建自身交流的QQ群，進而廣泛、深入、持續地交流。總之，在今后環境工程與化學工程復合型人才培養的研究與實踐中，我們還需要不斷地努力探索與實踐，逐步形成科學、系統的環境工程與化學工程復合型人才培養體系，為環境工程與化學工程復合型人才培養提供啟示和建議。
作者：孟秋冬肖谷清胡擁軍單位：湖南城市學院圖書館湖南城市學院化學與環境工程學院
關鍵詞：化學工程專業實驗室、改革、發展.
在當今科技飛速發展的時代，高校化學工程專業實驗室作為培養高極科技應用型人才理論聯系實際的重要實踐性場所，已經顯示出越來越重要的作用了。自從進入二十一世紀以來,縱觀我國各地高校化學工程專業實驗室的改革,不難發現各地高校化學工程專業實驗室的改革有的已經初見成效,有的才剛剛起動, 各地高校化學工程專業實驗室的改革發展水平有高有低,這就需要我們各個高校化學工程專業實驗室之間加強交流與合作,互相學習,取長補短,盡快構建起一個資源共享、信息互通、有較高水平的化學工程專業實驗室,以便更好的培養一大批用得上、信得過、提得起的新一代工程應用型人才及經濟管理型人才[1]。
化學工程專業實驗室是化工類院校成立的一個最老的專業實驗室，一般具有相對雄厚的專業技術基礎，比如我校的化學工程專業實驗室經過近三十年的改革和發展，現已將其改造成一個擁有上千萬資產，實驗技術和儀器設備相對比較先進，能夠同時開設石油化工、精細化工、化學工程、生物工程、制藥工程、輕化工程、化工原理七個方向的專業和基礎實驗的大型的綜合型實驗室——石油化工工程實驗中心。化學工程專業實驗室的改革引起了國內許多相關的部門的重視，為此，對化學工程專業實驗室的改革和發展進行必要的研究具有非常現實的意義.[2-3]。
化學工程專業實驗室的改革發展要統一思想認識，明確發展方向和目標，否則，就會對化學工程專業實驗室的改革和發展帶來難以估量的困難和損失。從以往的經驗來看，由于思想認識、發展方向和目標不明確、不統一而給化學工程專業實驗室的改革發展帶來很大損失。
化學工程專業實驗室的改革發展初期會遇到思想認識、發展方向和目標不明確、不統一的問題。一種觀點認為，化學工程專業實驗室的改革發展應該向精而細的方向發展，根據各個專業建設需要建立相應的化學工程專業實驗室，做到精而越精，多學科，全方位的進行改革和建設，形成本校自己的特色專業；另一種觀點認為，化學工程專業實驗室的改革發展應該根據本校實際情況，以培養大工程觀的工程應用型人才為目標，緊緊依托石油化工行業和地方支柱產業，為培養學生的責任意識、實踐能力、綜合知識、系統思維、協作品質和創新精神而將現有的各個專業方向的化學工程專業實驗室進行必要的整合，從而建立起一個資源共享、信息互通、有較高水平的專業實驗中心,以便更好的培養一大批用得上、信得過、提得起的新一代具有大工程觀的工程應用型人才。這個實驗中心所服務的對象不僅僅是本專業方向的學生，它將對全化工系和整個學院的同學開放，在滿足本院學生需求的情況下，并對兄弟院校的學生開放，從而達到實驗資源共享、信息互通的目的，使我們的實驗室產生綜合的社會效益。例如,我院化學工程專業實驗室的教師在主管領導的帶領下，參觀走訪了多所兄弟院校，認真的實習和吸收兄弟院校化學工程專業實驗室改革發展的經驗成果，在征詢本院各級領導和廣大教師的意見的前提下，一致認為化學工程專業實驗室的改革發展應根據本校實際情況，以培養大工程觀的工程應用型人才為目標，緊緊依托石油化工行業和地方支柱產業，為培養學生的責任意識、實踐能力、綜合知識、系統思維、協作品質和創新精神而將現有的各個專業方向的化學工程專業實驗室進行必要的整合，從而建立起一個資源共享、信息互通、有自身特色的、有較高水平的專業實驗中心[4]。
在化學工程專業實驗室的改革發展統一了思想認識、發展方向和目標后。化學工程專業實驗室的改革于2000年開始在一定范圍內展開，先將有機化工、石油加工和化學工程三個方向的化學工程專業實驗室進行整合為一較大的實驗室——化學工程與工藝實驗室，將分散在各個實驗室的儀器設備、實驗維持費、實驗技術人員集中統一起來，以求在一定范圍內初步達到資源共享，信息互通、教學效果、經濟效益最大化的目的。經過三年多的實踐證明，這樣的改革是有效果的，成績是顯著的。為此，2004年，對化學工程專業實驗室進行大規模的改革和重組，并成立了以系主任、書記為領導，各化學工程專業實驗室技術人員為骨干，對分散在各個教研室的化學工程專業實驗室房間、儀器設備、實驗維持費、實驗技術人員改革和重組。并對化學工程專業實驗室改革和發展所涉及的各項指標和內容進行了認真的討論和充分的思考。由于化學工程專業實驗室建設目標的思想認識的統一，使得化學工程專業實驗室在抓住機遇的同時得到了快速推進和發展，現在一個新型、高效、集約的大型綜合實驗室已初具規模，其經濟效益和社會效益也初步顯現。由此可見，化學工程專業實驗室的改革發展在發展方向和目標上思想認識的統一是非常重要的。同時化學工程專業實驗室的改革和發展應著重抓好以下幾方面的建設.
一、化學工程專業實驗室的改革發展要著重抓好實驗用房的基礎規劃建設。
實驗室是廣大師生直接從事理論聯實際的實踐教學和科研活動的關鍵場所，化學工程專業實驗室的改革發展首先要著重抓好實驗用房的基礎規劃建設，二十一世紀初，由于我院確定了在常州大學城開發新校區的計劃，這一新的形勢是對原有化學工程專業實驗室進行改造的良好機會。改造前，化學工程專業實驗室按專業發展方向分為有機化工、石油加工、化學工程、精細化工、生物工程、制藥工程及化工原理七個實驗室，實驗室用房零星分布在老校區的化工一號樓、化工二號樓和化工原理樓三幢樓各個樓層當中，由于上述原因，每學期專業實驗開始后，總有學生和老師反應我們的化學工程專業實驗室非常難找，并不時的有學生因找不到化學工程專業實驗室而延誤了所做的專業實驗，這對培養學生的精確守時的專業精神是很不利的，這個問題直到對化學工程專業實驗室改造前一直都難以克服，為此，在對化學工程專業實驗室改造時，就應充分考慮到這一因素，對原有的化學工程專業實驗室用房進行統一規劃和設計，將原來零星分布于多幢樓各個樓層間的化學工程專業實驗室用房，統一規劃設計，并對化學工程專業實驗室用房的樓層和具體使用房間進行整合，將所有化學工程專業實驗室用房統一規劃在東區化工樓的第一層到第三層之間，其佘樓層統一規劃為教師科研團隊的科研用房，這樣不僅僅能避免學生因找不到化學工程專業實驗室而延誤了所做的專業實驗，這對培養學生的精確守時的專業精神也是很有幫助的，同時也能很好的避免化學工程專業實驗室與其他實驗室之間的互相干擾。通過對化學工程專業實驗室這樣的統一規劃整合也能間接的培養學生今后工作學習的條理性，2006年初,在對化學工程專業實驗室統一規劃整合后，投入了實際運行，無論是教學效果，還是科研進展都收到了非常滿意的效果，所以說，化學工程專業實驗室的改革發展要著重抓好實驗用房的基礎規劃和建設，這對廣大師生充分高效地利用化學工程專業實驗室進行教學和科研活動，為我國輸送一大批技術過硬、實踐能力強的學生有著非常重要的作用。#p#分頁標題#e#
二、化學工程專業實驗室的改革發展要著重抓好實驗用儀器設備和實驗項目的規劃建設。
實驗儀器設備是廣大師生理論聯系實際的必備武器，它是學生從事專業實驗的可靠保證，實驗項目則是學生做專業實驗時理論聯系實際所必需的結合點。因此，在對化學工程化學工程專業實驗室進行的改革發展過程中，我們必需著重抓好實驗用儀器設備和實驗項目的規劃建設，在實驗項目的規劃建設中，不能僅僅只考慮到學生所學的書本理論知識與專業實驗項目內容的結合，同時也應該考慮到專業實驗項目內容能盡可能的與實際工程應用的相結合，而且也應該考慮到專業實驗的可行性、經濟性和環保性，即將綠色實驗的理念充分運用到對我們的專業實驗的改造中。在對原有的專業實驗項目內容進行必要的刪減時，將一些簡單的、與其它專業實驗有重迭的、而且是有毒有害的專業實驗進行了必要的刪減，如將原有的專業實驗精餾塔理論塔板數的測定進行了刪減，因為該實驗不僅僅是與化工原理的實驗相重迭，而且，該實驗所用的試劑苯等都是有毒有害的，耗用試劑量也比較多，不經濟而且簡單，所以在對專業實驗項目進行改造時，應將該實驗刪減；在考慮對專業實驗項目內容進行必要的增加時，可以將教師的在研科研項目進行必要的改造后引入到專業實驗中，如將十柱模擬移動床分離果葡糖漿的科研項目引入到專業實驗，這個實驗項目，不僅能起到理論聯系實際的作用，而且，該實驗所分離的體系是果葡糖漿，它是無毒無害的，學生做專業實驗時，每次所用的劑量也不大，既經濟又環保，同時又能讓學生充分體會到新型分離專業技術的重要性,起到很好的教學效果,所以在對專業實驗項目內容進行必要的增加時，可以將此引入了專業實驗當中。
在考慮對專業實驗儀器設備進行改造時，由于在教學經費的投入相對比較緊張大形勢下，要想將專業實驗儀器設備投入改造一步到位是不可能的，因此我們必需在充分考慮滿足現階段學生專業實驗教學所需的情況下，集中力量，下決心投入建設一批高精尖的儀器設備，以滿足現階段科學技術不斷發展的需要。在對原有的一些老舊的儀器設備進行必要的改造后，其性能尚能滿足現階段學生專業實驗需要的，就充分地利用起來，實在不好的就淘汰，同時，集中現有的教學投入經費，添置了一些新的、有一定前瞻性的、高精尖的大型儀器設備。如分子蒸餾，二氧化碳超臨界萃取和核磁共振等儀器設備。為了節約經費，還可以發動教師自制專業實驗裝置，如超濾膜分離裝置、反應精餾裝置、模擬移動床裝置等，并很快地投入了學生的專業實驗，收到了比較滿意的教學效果。
三、化學工程專業實驗室的改革發展要著重抓好實驗用教材建設。
化學工程專業實驗室的改革發展要著重抓好實驗用教材建設，專業實驗教材的建設要在化學工程專業實驗室改革的同時有計劃、有步驟的及時的展開編輯和修改，這樣就能避免學生上實驗課時沒有合適教材可用的尷尬屆面的出現，同時專業實驗教材的建設要有一定的前瞻性，也就是說，專業實驗教材編輯和修改的內容，除了為了滿足當前專業實驗教學的要求之外，應當將化學工程專業實驗室今后改革發展所涉及的內容編輯進去，以免今后增加一個實驗就修改一次教材的情況出現，專業實驗教材在改革前就時常出現這樣的情況，這樣不僅僅會造成直接的經濟損失，同時也會對我們的專業實驗教學帶來不必要的麻煩。現階段我們已著手對化工專業實驗的教材進行有計劃、有步驟的編輯和修改，所編輯和修改的專業實驗教材內容與我們的專業實驗的發展規劃緊密的結合在一起，這本教材應當在一定的時期內能很好的滿足我們專業實驗教學和發展的要求，只要對教材的內容進行精心的規劃、設計、編輯和修改，做到這一點是可能。
四、化學工程專業實驗室的改革發展要著重抓好實驗教師和實驗技術人員隊伍建設。
化學工程專業實驗室的改革發展要著重抓好實驗教師和實驗技術人員隊伍建設。專業實驗教師和實驗技術人員是我們專業實驗教學的靈魂，一支優秀的專業實驗教師和實驗技術人員隊伍是提高專業實驗教學的必要保證，為了建設一支優秀的專業實驗教師和實驗技術人員隊伍，必需從引進人材、吸引人材的制度上加以解決，也就是說，我們要建立科學合理、比較完善的化學工程專業實驗室用人機制，要使我們專業實驗教師和實驗技術人員引得進、用得上、留得住，要徹底改變以往那種專業實驗教師和實驗技術人員用人制度，只有這樣，才能使我們專業實驗教師和實驗技術人員引得進、用得上、留得住,可以將原來的實驗教師和實驗技術人員進行了整合,并通過人才引進的辦法,將一批高學歷、有經驗、有潛力的年輕教師補充到一線實驗教師的隊伍中，從而形成職稱學歷高中低搭配比較合理的穩定的專職實驗教師和實驗技術人員隊伍，通過近幾年的運行表明，這樣的改革組建方案是高效有益的. 因此，將化學工程專業實驗建成環境一流、設施一流、有較高水平的現代化高校化學工程專業實驗室是可行的。
總之，化學工程專業實驗室的改革發展必需在發展方向和目標上有統一的思想認識，同時，應著重抓好實驗用房的基礎規劃建設, 實驗用儀器設備和實驗項目的規劃建設、 實驗用教材建設和實驗教師及實驗技術人員隊伍的建設，以適應當前高等院校實踐教學發展的要求.
參考文獻：
[1] 焦建軍.高校體育改革與大學生終生意識的培養[J]. 四川體育科學,2004,(1):80-81
[2] 汪靜華,何鍵.論學校體育與終生體育的接軌[J]. 嘉興學院學報,2002,14(2):88-90
生物化學工程基礎課程結合現代分子生物學及傳統生物技術，不僅有扎實的理論基礎，而且結合典型產品的開發過程進行闡述，反映了現代生物技術的發展方向，體現了生物技術發展和應用的最新前沿。生物化學工程基礎是隨著生物科學的發展而不斷更新的課程，需及時調研最新的發展方向及研究熱點。該課程全面闡述了基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和生化工程等課程的基礎內容，其主要囊括以下幾個方面。工業微生物工程：介紹微生物的特點、分類、生理、育種及培養等方面的技術和方法；代謝工程：介紹微生物次生代謝產物的代謝調控機制和方法；基因工程：介紹生物遺傳的基本知識及應用現代基因工程技術改變微生物遺傳特性的方法，并且介紹蛋白類藥物的研發和生產過程；細胞工程：介紹應用植物組織培養和動物細胞培養生產高附加產值的花卉、藥物等；酶工程：介紹工業用酶和藥用酶的性質、結構、固定化及開發等方面的技術；生物反應器：介紹生物反應器的工作原理、設計方法以及應用；全面介紹生物技術的最新進展、應用以及生物技術應用過程中需要化工知識的范例。生物化學工程基礎課程是在無機化學、有機化學、分析化學、生物化學基礎上進行學習的。本課程對于非生物類專業學生進行了系統的生物學技術及最新研究進展的介紹，讓學生了解生物學的基本思想及技術，同時將現代生物技術的應用與化學工程技術進行交叉講授，重點說明了化學工程技術在生物工程領域可能的應用范圍，使學生掌握現代生物技術的基本工藝流程及發展前沿。目前，化學工程與技術專業的學生普遍存在生物學基礎知識薄弱的問題，如何在較短的學時內，將生物工程的關鍵基礎問題講解清楚，并且將生物工程技術和化學工程有機的結合起來，讓學生充分感受到交叉學科帶來的機遇和挑戰，這無疑對授課教師提出了更高的要求，需要教師不斷總結現有的教學模式，不斷地改進教學過程和教學方法。
二、化工專業生物化學工程基礎教學中存在的問題
鑒于該課程屬于學科交叉，在教材選擇、實驗配套、講解內容難易程度把握等方面，均需要不斷地探討和摸索。目前，該課程教學過程中存在的重點和難點問題主要有：如何在現有教材的基礎上豐富教學內容，利用多媒體等手段，及時地更新課程內容并介紹最新的發展動態；如何把握教學過程中深度與廣度的平衡；如何在現有基礎上提高學生的學習熱情，使他們能夠主動深入地探討生物工程與化學工程學科交叉所帶來的機會與挑戰；如何能夠將課程講解內容與生產實際結合起來，讓同學們切實體會到化學工程在生物產品生產過程中的應用；如何鼓勵學生在假期或平時尋找一切機會去生物制品生產企業進行實踐，從中體會化學工程技術在生物產品生產中的具體應用。
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《生物化學工程基礎》（工科專業適用，李再資主編，2006年版本），該教材在國內高校化學工程專業有較為廣泛的應用，具有簡單明了、講解清楚的特點，適合于生物工程專業以外的其他專業使用。但是該教材也存在諸多不足之處，如教材內容仍然沒有擺脫理科教學的模式和框架，生物工程原理的講解深度不足，同時，教材對于化學工程與生物工程如何結合方面的內容也講解得太少。為了做好生物化工導論的教學工作，必需結合化學工程專業學生的特點和研究應用實例，選擇相關學科的教材作為補充，以便在授課過程中增加相應的內容，進而提高學生的理解和吸收程度。
2.實驗環節缺乏
現在的課堂教學仍然以教師講授為主，學生處于被動接受的狀態。由于生物化工導論是理論與實踐緊密結合的課程，而教學實驗環節缺乏，學生往往很難理解生化反應及其應用過程。所以，需要進一步改變傳統的課堂教學模式，可以采用講授與討論相結合、課堂內外相結合、理論與實際相聯系等多種教學形式，利用先進的多媒體技術和網絡技術，豐富和活躍教學過程，激發學生的學習熱情，提高整體教學質量。同時，也可以通過講解學生身邊的研究實例，調動學生的積極性，并且配備一些實驗講解及生產實習來提升學生的興趣和理解程度。
三、生物化學工程基礎課程教學的幾點體會
筆者從2001年開始一直從事生物化學工程基礎的教學工作，課程面向對象主要為化學工程與工藝專業、過程控制專業及分子工程專業的學生，每年選修人數在200人以上。在授課過程中，注重以產品為例，說明化學工程技術在生物產品開發過程中的重要性，從而加強了學生對于化學工程知識應用于生物工程領域的信心。另外，注重將理論內容與本校化工學院及兄弟院系的科研內容進行融會貫通地講授，大大提高了同學們對于該課程的理解和熱愛，也促進了學生對于生物工程與化學工程有機結合的全新認識。在教學實踐中，結合介紹天津市著名生物工程企業大量需要化學工程的實例，力求讓同學們明白，生物工程的下游產業化的實質就是化學工程的應用。教學實踐也使筆者體會到，要完成好該課程的教學任務，需要授課教師熟悉生物化學、生物工程、化工原理等教學內容，更需要授課教師不斷總結教學經驗，以便逐步提高教學質量。
1.建設教學團隊，認真調研學習
授課教師需要組織強有力的課程建設小組，對國內外工科類生物化工導論課程進行調研，包括其他院校的教改情況、已有的化工類的生物化工導論教材、學生本人對課程內容及授課方式的期望、相關專業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思想、技術與內容，借鑒國內外其他院校教學情況，結合專業設置的特點和實際，總結教學經驗與效果。針對面向21世紀的教學和培養要求，要認真總結化工類本科生生物化學工程基礎課程的教學內容、教學計劃及教學方式及教學中的注意事項，要通過對其他優秀或重點課程的學習觀摩或邀請教學經驗豐富的老教授親臨課堂指導等多種途徑，進行教育素質訓練，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
針對現有的試用教材，及時引入前沿科學和技術的最新成果，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大綱。李再資老師主編的生物化學工程基礎教材知識點全面，重點內容詳盡。除此之外，我們還注重推薦國內知名的生物化學、生物工程、工業微生物學等相關教程以及國外英文原版教材作為課外輔助教材，建議學生每人手里都有一本英文原版教材。另外，在每次授課結束時，都提前告之下次課程內容的基本點和重點，要求學生提前做好預習或難點標注，注重發揮學生自身學習的主動性和積極性，使他們永葆學習的熱情和動力。實踐表明，學生通過使用英文教材獨立預習課程，他們的專業英語水平也會得到快速提高，為今后使用英語完成相關工作任務打下良好的基礎。
3.探索新的授課模式和教學手段
多媒體教學可以讓學生通過圖和動畫直觀地理解生物過程和反應機理，也可以直觀地學習生物工程科學研究和生產的各個環節。為此，要完善多媒體系統，適時增加課堂教學信息量。同時，可以采用啟發式、討論式、研究式等教學方法，將課堂講授與課外輔導相結合，培養學生的創新與自學能力。如果能夠將課程講解內容與生產實際結合，將課堂講授內容與具體的實驗相結合，加強與學生交流，深入探討生物工程與化學工程學科交叉所帶來的機會與挑戰，必將會進一步激發學生學習的積極性，提高教學質量。
4.課堂講授內容與前沿性專業知識緊密結合
在大學課堂里，讓學生隨時了解相關學科的前沿進展是一個重要的授課內容。因此，在每節課學習重點知識的過程中，需要用最新發表的相關研究進展信息豐富課堂內容，使學生了解學科前沿和發展方向。比如，在介紹酶的開發過程時，可介紹量子力學、分子動力學和計算機工具在研究酶的反應過程和機理中的應用，并且把研究中的困難展示給大家，激發學生探究和追尋科學發展的欲望，吸引他們投入到生命科學的研究和生物技術的開發中去。同時，也可以介紹酶的生產過程中所面臨的問題和挑戰，鼓勵學生用化工知識嘗試解決生產中的問題。
5.鼓勵課堂教學和生產實踐結合
生物化學工程基礎偏向實際應用，課堂講授內容需要與具體的生產實踐相結合，因此，要讓同學們切實體會到化學工程的知識在生物制品生產過程中的應用。另外，要積極聯系生物工程方面的生產企業，組織同學們進行參觀，結合課堂教學內容，讓同學們充分體會到化學工程技術與生物工程技術學科交叉的意義和重要性，鼓勵感興趣的同學去相關的生物工程企業進行短期實習，了解生物工程產品的生產原理、生產流程和注意事項，體會化學工程技術在生物產品開發和生產過程中的重要地位。
6.培養學生良好的學習方法
1、化學工程技術的產生于發展
19世紀的歐洲出現了化學工程,并且在20世紀在石油的開采中逐漸的興起,先后在一戰期間和二戰期間有著重大的工程技術進展,相繼研發出了許多化學武器以及原子彈的出現,該項技術在20世紀60年代進一步的開展,并且取得了突破性的作用,逐漸的從一些小型的化工產品邁向大型化工設備領域,并且研制出了許多大型的裝置,這對于一些大型的生產有著重要的作用。之后在20世紀60年代,化學工程在計算機的應用中,展開了更廣泛的應用和發展,之后再計算機的應用下出現了許多化學工程產品,能夠為人類的生活提供日新月異的新產品。
2、化學工程技術在新世紀的發展趨勢
由于化學工程能夠帶動新世紀的變化,它作為一項綜合的學科推動者社會經濟各個領域的發展,因此該項工程對于新世紀的發展趨勢表現在:
2.1化學工程與其他學科的交叉存在
在化學工程中,它能夠與高分子化學以及高分子的物理學科交叉的存在,因此這就推動了材料化學工程的進一步發展,能夠根據化學工程的基本原理對材料的制造過程進行科學的生產,能夠將自然的資源材料加工成比較精細的化學物質,在學科的交叉中,對于一些汽車器材的制造以及纖維技術都有著重要的推動作用;對于化學工程技術與生物學科的交叉來說:它能夠將化學技術的手段應用于生物技術的研究中,在該項技術中的重要成果是:生物藥品的產生、各種農藥、氨基酸、以及酶制劑的出現,這些產品對于人類的生活都有著重要的作用;化學工程技術與有機化學、無機化學的交叉,由于化學工程是一門比較精致的學科,因此它與有機化學和無機化學的結合能夠對化肥生產有重要作用,并且在石油的開采中能夠指導正常的生產。
對于化學工程來說,與之交叉的學科還有,環境學和物理、微電子學。在環境中,通過化學工程技術的發展,對于環境學工程有著促進作用,保證了環境的質量,對于凈化環境有進一步的改善意義;而在物理、微電子中,由于學科之間的交叉,產生了各種微電子以及線路板的進一步發展,這些產品給人類的生活帶來了不少方便。
2.2化學工程與數、理、化相結合
在化學工程的發展趨勢中,它與數學的結合表現在:該項技術能夠在數學工具的使用中,積極的推廣線性代數的使用。在與物理學的結合中,它能夠在X光衍射、氣相色譜程序以及電鏡等一些高科技的產品中進行進一步的研發,方便了人們的日常生活。在基礎化學的結合中,其主要的體現在人力參數的預測以及生物環境的治理工作中,二者相互結合,推動了高科技產品的發展,能夠在不同的領域不斷的進行突破。
3、促進化學工程技術的發展對策
對于化學工程技術的研究對策分別從以下幾個方面進行研究,其具體的表現在:應該全面的提高化學工程的整體技術水平。這就需要做到:能夠以全局的思想進行考慮,結合于化學學科交叉的學科進一步探究,能夠做到統籌全局,整體的規劃,并且要協調好各個學科之間的關系,相互配合、相互促進,為進一步推動化學工程技術的發展做充分的準備。
在發展化學工程的技術中,要不斷的提高化學工程機械設備的研究水平。這就需要在發展的過程中要采用先進的機械設備,并且選用高科技的硬件設備進行,在提高技術人員的水平中,加大研發的力度,向世界化學工程逐漸的邁進。不斷的更新研究的設備,在技術中逐日的提高。
在工程技術中還需要做好化學工程技術的基礎教育工作以及要進行積極地拓展化學工程技術的應用范圍。具體的措施是,能夠根據技術的更新及時的對該項技術的人才進行培訓教育,這就需要技術人員要在增強自身知識水平的同時要不斷的提高自身的技術能力,通過相關的培訓來加強各方面的理論知識和技術要領,在技術中增強實踐的能力,為建設高水平、高質量的化學工程人才做充分的保障。除此之外,在化學工程技術的應用領域中還需要進一步的研究,對于一些新產品,新技術要增加研發的力度,這樣才能夠為尋求更大的技術市場做可靠的保障,進而促進化學工程技術的不斷提高。
4、總結
一、生物質化學工程人才的需求分析
能源是人類社會賴以生存和發展的基礎。隨著經濟的飛速發展,我國能源消耗快速增長,已躍居世界第二大能源消費國。我國能源總量和人均占有量卻嚴重不足,石油供需約缺口1億噸,天然氣供需約缺口400億標準立方米。而且,由于清潔利用的技術難度較大,化石能源在使用過程中引發了諸多的環境問題。生物質能是第四大一次能源,又是唯一可存儲和運輸的可再生能源。發展生物質能將緩解能源緊缺的現狀和減少化石能源造成的環境污染。我國幅員遼闊,又是農業大國,生物質資源十分豐富。據測算,我國目前可供開發利用的生物質能源約折合7.5億噸標準煤。國家“十一五”發展規劃明確提出“加快發展生物質能”。同時,隨著化石資源日益枯竭,化學工業的原料也將逐步由石油等碳氫化合物向以生物質為代表的碳水化合物過渡。目前,世界各國紛紛把發展生物質經濟作為可持續發展的重要戰略之一。以生物質資源替代化石資源,轉化為能源和化工原料的研究受到普遍重視。政府、科研機構和道化學、杜邦、中石油、中石化、中糧等大型企業爭相研發和儲備相關技術,并取得了一系列重大進展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龍巖卓越新能源發展有限公司,依托我國自主知識產權的生物柴油生產技術,相繼建成規模超過萬噸的生產線,產品達到了國外同類產品的質量標準,各項性能與0#輕質柴油相當,經濟效益和社會效益俱佳。我國對以生物質為原料生產化學品(即生物基化學品)極為重視,已列入科技攻關的重點。例如,生物柴油生產過程中大量副產的甘油是一種極具吸引力的非化石來源的綠色化工基礎原料。從甘油出發生產1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和環氧氯丙烷等大宗化工產品,已經實現或接近產業化。新興產業的發展,最根本的是靠科技的力量,最關鍵的是要大幅度提高自主創新能力,其核心是人才的競爭。浙江是經濟大省和能源小省,能源資源低于全國平均水平,一次能源消費自給率僅為5%;而氣候條件優越,是我國高產綜合農業區,森林覆蓋率達60%,生物質資源居全國前列。浙江省乃至全國的生物質能源產業和生物質化學工業的蓬勃發展,對生物質化學工程人才的需求十分迫切。
二、生物質化學工程人才的知識結構
生物質化學工程(專業)模塊是一個新生事物,并未包含在《全國普通高等學校本科專業目錄》之中。在《專業目錄》中與之接近的是生物工程專業。生物工程專業培養掌握現代工業生物技術基礎理論及其產業化的原理、技術方法、生物過程工程、工程設計和生物產品開發等知識與能力的高級專業人才。生物工程專業重點關注圍繞生物技術進行的工程應用,而生物質化學工程重點關注通過化學工程技術(包括生物化工技術)對生物質資源進行加工利用的工業過程。可見,生物質化學工程(專業)模塊與生物工程專業的人才培養目標和知識體系存在著明顯差異,其人才培養模式仍處于探索之中。生物質的組織結構與常規化石資源相似,加工利用化石資源的化學工程技術無需做大的改動,即可應用于生物質資源。但是,生物質的種類繁多,分別具有不同的特點和屬性,利用技術遠比化石資源復雜與多樣。可見,生物質化學工程人才必須具有扎實的化學工程基礎,并熟悉各類生物質資源的特點、用途和轉化利用方式。因此,浙江工業大學將生物質化學工程人才的培養目標定位為:既能把握和解決各種化工過程的共性問題,勝任化工、醫藥、環保和能源等多個領域的科學研究、工藝開發、裝置設計和生產管理等工作;又能將化學工程的基礎知識靈活運用于生物質資源的轉化利用和生物質化工產品的生產開發等領域,勝任生物質能源和生物質化工等新興行業的工作。
三、生物質化學工程人才培養的探索與實踐
(一)組織高水平學術會議,營造人才培養氛圍
2007年4月,浙江工業大學與中國工程院化工、冶金與材料工程學部和浙江省科技廳共同主辦了“浙江省生物質能源與化工論壇”。中國工程院學部工作局李仁涵副局長分析了我國能源技術的發展狀況,強調了發展生物質能需注意工藝過程的綠色化。浙江省科技廳壽劍剛副廳長介紹了浙江省能源消費狀況和新能源技術研發動態,鼓勵省內外的科技工作者為改善浙江省能源緊缺現狀而努力工作。浙江工業大學黨委書記汪曉村回顧了浙江工業大學的發展歷程,介紹了浙江工業大學化學工程學科在生物質能源領域的科學研究特色和人才培養思路。浙江工業大學的計建炳教授和石油化工科學研究院的蔣福康教授主持了學術交流與討論。閔恩澤、李大東、舒興田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分別從我國發展生物能源的機遇與挑戰、我國生物質能源產業發展狀況、生物質燃料(清潔汽柴油、生物柴油)利用技術、生物柴油聯生產物利用技術和以生物質為原料進行化工生產等幾個方面進行了精辟論述。2009年4月,浙江工業大學承辦了“中國工程院工程科技論壇第84場———生產生物質燃料的原料與技術”。浙江工業大學副校長馬淳安教授在開幕式上致辭,介紹了浙江工業大學化學工程學科在生物質能源領域開展的科學研究和人才培養工作。浙江省可再生能源利用技術重大科技專項咨詢專家組組長、浙江工業大學化工與材料學院生物質能源工程研究中心主任計建炳教授主持了學術交流與討論。國家最高科學技術獎獲得者、兩院院士閔恩澤做了題為“21世紀崛起的生物柴油產業”的報告,重點闡釋了我國發展生物能源和生物質化工的機遇與挑戰。在兩次會議上,來自石油化工研究院、清華大學、浙江大學、浙江工業大學、浙江省農業科學院、中國林業科學研究院和中糧集團等單位的專家學者分別介紹了生物質原料植物的選育、生物質原料的收儲運物流供應體系、生物質原料的梯級利用、生物質液體燃料的制取技術、生物柴油的生產實踐及其副產物綜合利用和生產生物柴油的反應器技術等方面的研究進展。會議期間,閔恩澤院士等人應邀參加了浙江工業大學化學工程與工藝專業建設暨生物質化學工程專業方向建設研討會。閔恩澤院士指出,邁入21世紀以來,針對日趨嚴峻的能源危機和環境危機,國家高度重視能源替代戰略的發展和部署,新能源代替傳統能源、優勢能源代替稀缺能源、可再生資源代替非可再生資源是大勢所趨;因此,化學工程與工藝專業根據國家發展需求調整學科設置、進一步促進交叉學科的發展也勢在必行。閔恩澤院士認為,在降低能耗和保護環境的時代背景下,生物質能源和生物質化工的產業發展為生物質化學工程人才提供了廣闊的發展空間,生物質化學工程(專業)方向的建設思路符合當今化工產業的發展趨勢。近距離接觸學術泰斗,聆聽專業領域的前沿進展,極大地激發了學生們的學習興趣。通過組織高水平學術會議,浙江工業大學營造了培養生物質化學工程人才的良好氛圍。
(二)理論與實驗課程體系
根據人才培養目標定位,浙江工業大學將生物質化學工程(專業)模塊的主干學科確定為化學工程與技術,針對生物質資源加工利用過程的特點,對化工原理、化學反應工程、化工熱力學、化學工藝學、化工設計、分離工程和化工過程分析與合成等主干課程的教學內容進行了梳理。此外,增設了生物質化學與工藝學和生物質工程兩門專業課程。生物質化學與工藝學重點講授糖類、淀粉、油脂、纖維素、木質素、甲殼素、蛋白質、氨基酸等生物質的結構、性質、用途,以及加工轉化為化工產品的生產工藝。生物質工程從原料工程學、轉化過程工程學和產品工程學等角度出發,為學生講授生物質資源轉化利用過程中的工程原理、工程技術和生產實例。化學工程與工藝國家特色專業綜合實驗室在中央與地方共建高等學校共建專項資金的資助下,為生物質化學工程(專業)方向增設了酯交換法制備生物柴油和生物質熱解制備生物原油兩個實驗,并在積極籌備開設生物柴油品質測定、淀粉基兩性天然高分子改性絮凝劑的制備和易降解型纖維素-聚乙烯復合材料的制備等實驗。
(三)實習、實踐和畢業環節
生物質化學工程模塊依托化學工程省級重點學科和生物質能源工程研究中心建設,師資力量雄厚,擁有專職教師14人。其中,正高職稱5人,副高職稱7人,11人具有博士學位,7人具有海外留學經歷。生物質化學工程模塊教師的科研成果成功實現產業轉化,與企業建立了良好的合作關系。生物質化學工程模塊不斷加強產學研合作,與寧波杰森綠色能源科技有限公司、溫州中科新能源科技有限公司等企業簽訂了共建大學生創新實踐基地的合作協議,設立了企業專項獎助學金,拓展了實習實踐渠道;還依托化工過程模擬基地,引入計算機模擬實習、沙盤模擬等方式,豐富了生產實習環節的教學手段。同時,生物質化學工程模塊修訂完善生產實習教學大綱和教學計劃,根據實習廠和仿真軟件編寫實習手冊,強化對實習的質量監控與反饋,建立科學合理的考評體系;增加“內培外引”師資的力量,加快實習指導師資隊伍建設;從實習方式、實習內容、考核辦法和師資隊伍等多個角度出發,確保生產實習教學質量的全面提高,強化學生的工程意識和實踐能力,培養學生的創新意識和創新能力。生物質化學工程模塊教師承擔了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、浙江省科技廳重大招標項目、浙江省科技計劃項目和企業委托開發項目數十項。從這些科研和工程開發項目中選取的畢業環節課題,更加貼近科學研究、工程設計或工業生產的實際情況,能夠全面檢驗學生所學的理論知識及其綜合運用能力,全方位增強學生結合工程實際,發現問題、分析問題和解決問題的能力,為學生步入工作崗位打下良好基礎。依托實踐教學平臺,從“產品工程”的理念出發,選取若干個恰當的產品,串聯實驗、課程設計、實習、畢業環節和課外科技活動等教學內容,幫助學生理順知識體系,建立起綠色化學和節能環保的基本理念。以生物柴油為例,核心反應是酯交換反應,可以采用水力空化等技術強化反應過程;產物需要采用精餾方法分離,生產廢水需要采用電滲析等方法加以分離;生產過程中還涉及流體流動和傳熱等問題;生物柴油這一產品可以將多個實驗內容組合成一個有機整體,有效降低實驗原料的消耗。教學可以選取其中部分內容作為單元設備設計進行,可以將生物柴油生產車間作為化工設計的教學內容,可以選取部分內容作為學科課外科技項目或畢業環節的研究內容,還可以將生物柴油生產作為創業大賽的競賽內容。學生可以到生物柴油生產企業進行實習,將工藝革新、過程強化和產品工程融為一體,并通過實驗室規模與工業化規模的對比,強化工程意識。
摘要：本文從生物化學工程及發展簡述、天津現代職業技術學院概況、生物化學工程特色開放獲取文獻資源建設三個方面，對生物化學工程特色開放獲取文獻資源建設進行了探討。
關鍵詞：高職院校圖書館 生物化學工程 特色文獻資源 開放獲取
一、生物化學工程及發展簡述
1．生物化學工程及發展簡述
生物化學工程簡稱生化工程或生物化工，是生物化學反應的工程應用，是應用化學工程的原理和方法，將生物技術的實驗室成果經過工藝及工程進行工業開發的學科。它既可視為化學工業的一個分支，又可認為是生物工程的一個組成部分。生化工程是一項重要的化學工業技術，是生物技術產業化的關鍵，也是化學化工技術的主要前沿領域。生物化學工程和生物醫學工程是最初的生物工程學概念，基因重組、發酵工程、細胞工程、生化工程等在21世紀整合而形成了系統生物工程。發展生物經濟正在成為許多國家應對金融危機的戰略措施。生物技術是我國需求最迫切、技術與國外差距較小的領域之一，我國將把生物技術作為當前科技發展的重點，把生物產業作為新興產業培育的重點，把生物經濟作為引領新經濟發展的重點。在我國的“十二五”科技戰略規劃研究中，生物技術和產業化將是“十二五”布局的重點，突出加強生物技術在農業、工業、人口與健康領域的應用，努力使我國成為生物技術強國和生物產業大國。［1］
2．食品生物技術及發展簡述
食品生物技術是生物技術在食品原料生產、加工和制造中應用的一個學科。它包括食品發酵和釀造等最古老的生物技術加工過程，也包括應用現代生物技術改良食品原料加工品質的基因、生產高質量的農產品、制造食品添加劑、植物和動物細胞的培養，以及與食品加工和制造相關的其他生物技術。生物技術在食品工業中的應用以及最新的研究狀況表明，食品生物技術作為一項高新技術，將為食品工業的發展起著重要的推動作用。展望21世紀基因食品的發展，未來生物技術不僅有助于實現食品的多樣化，而且有助于生產特定需求的營養保健食品。［2］在與環境協調的糧食生產方式方面，生物技術將降低農用化學品的使用量，并使農作物更好地適應特定的自然地理環境。目前人們之所以對于轉基因生物技術的發展存在爭議（如對人類健康、環境及社會經濟的影響等），主要原因在于公眾對目前的基因食品管理體系不夠信任，科學家與公眾也缺乏必要的溝通。因此，政府應采取積極措施，隨時公開基因食品的研究成果，以博取信任的方式與公眾進行溝通。
3．生物制藥技術及發展簡述
生物制藥技術是指運用微生物學、生物學、醫學、生物化學等的研究成果，從生物體、生物組織、細胞、體液等綜合利用微生物學、化學、生物化學、生物技術、藥學等科學的原理和方法制造的一類用于預防、治療和診斷的生物藥物制品的技術。生物制藥現狀：生物藥物的陣營很龐大，發展也很快。目前全世界的醫藥品已有一半是生物合成的，特別是合成分子結構復雜的藥物時，它不僅比化學合成法簡便，而且有更高的經濟效益。我國的生物醫藥“十二五規劃”確定了生物醫藥發展的重點，［3］包括基因藥物、蛋白藥物、單克隆抗體藥物、治療性疫苗、小分子化學藥物等。同時，國家將拿出100多億元來支持重大新藥創制。將從100多個新藥中遴選出10多個，作為重大新藥創制重點支持對象，這些原創新藥可能成為打入歐美市場的先鋒。在這些新藥品種中，生物藥和化學藥居多，其中疫苗、單克隆抗體、蛋白質藥物、抗癌藥物等均有。
二、天津現代職業技術學院概況
天津現代職業技術學院［4］是經天津市人民政府批準，教育部備案的集應用文科、應用理科、工科及藝術學科于一體的公辦全日制高等職業技術學院，現有各類在校生6500余人。學院設有管理工程、電子工程、信息工程、生化工程、機械工程、印刷工程、應用外語7個教學系部，開設有會計電算化、電子商務、金融保險；應用電子技術、機電一體化技術、電氣自動化技術、電子信息工程技術、低空無人機操控與應用、計算機信息管理、計算機網絡技術、軟件技術；水環境監測與保護、食品生物技術、食品營養與檢測技術、食品加工技術、精細化學品生產技術、環境監測與治理技術、生物技術及應用、生物制藥技術；精密機械技術、數控技術、計算機輔助設計與制造；商務英語、涉外旅游；印刷技術、印刷圖文信息處理、包裝技術與設計、裝潢藝術設計、裝飾藝術設計、影視動畫等30個專業。“食品生物技術”等3個專業被評為市級教學改革試點專業，“食品微生物”、“食品分析與檢測技術”等7門課程被評為市級精品課程。在我院的7個教學系部中，生物化學工程類專業占有重要比重，是我院的重點專業組群之一。其中開設的8個相關專業，占到全部專業的26.7%。因此，根據我院生物化學工程類專業教學的需要，學院圖書館建設具有生物化學工程特色的開放存取文
“十一五”期間，中央作出了“穩疆興疆、富民固邊”的重大戰略部署，明確新疆是西部大開發的重點，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、煤炭等優勢資源的開發，發揮兵團維穩戍邊作用，為加快兵團發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80至120萬噸聚氯乙烯及系列產品基地，在大黃山等地建設120萬噸煤焦化生產基地。依托新疆石油化工基地，創造條件參與上游、積極發展中游、大力開發下游石化產品。利用南疆天然氣資源，建設以甲醇及下游產品為重點的天然氣化工基地。發展精細化工、生物化工，延伸產業鏈，提高附加值。加大對銅鎳等有色金屬礦產資源的勘探開發力度，初步形成采、選、冶配套的生產體系。提高鉀鹽、膨潤土和石棉等礦產資源開發利用水平，形成系列產品加工能力。為了跟進本地區化工行業的快速發展，大力培養具有地方特色的化工專業人才具有十分重要的意義。石河子大學化學工程專業是2005年經自治區教育廳批準開設的新專業，該專業依托地區產業煤化工、石油化工、天然氣化工等迅猛發展優勢，對具有地區特色的化學工程人才培養模式進行了探索與實踐，構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方案和課程體系，基本形成了“地區優勢產業+化工”的專業人才培養模式。
構建具有地域特色的化學工程人才培養方案
人才培養方案是實施人才培養工作的根本性指導文件，是開展各項教學活動的基礎，是組織實施教育教學活動的依據，反映了學校人才培養的思想方針和教育理念，對提高人才培養質量具有重要的導向作用。石河子大學化學與化工學院化學工程專業是依托化工原理、傳質與分離工程和化學反應工程等重點學科設立的工程類專業，專業人才培養方案分為第一課堂和第二課堂，第一課堂作為培養學生的主渠道，主要培養學生的基本素質，使學生掌握基本知識、基本技能和學習方法，保證培養的基本規格；第二課堂教學作為第一課堂的延伸和拓展，二者相互作用，構成培養體系。方案具有如下特點：
第一，體現國家教育方針，實現工科專業培養目標；
第二，遵循人才培養和學科發展規律，體現學院重點專業的辦學特色；
第三，拓寬專業口徑，加強基礎教育和通識教育；
第四，堅持化學工程科學教育與工程實踐訓練并重，突出創新意識和實踐能力；
第五，培養能把握化工技術發展方向和前沿目標，具有地域特色的化學工程應用型高級專門人才。
凸顯化工和生物基礎融合的課程體系
課程體系是實現專業培養目標，構建學生知識結構的中心環節，建立適應社會主義市場經濟發展需要，體現化工學科內在規律和學校學科特色，科學合理的課程體系極為重要。我校化學工程專業的課程體系分為公共基礎課、學科基礎課、專業必修課、專業選修課、實踐性教學、全校任選課等六大模塊。課程體系凸顯出化工與生物基礎課程的融合。
第一，公共基礎課重視人文、法律基礎和外語、計算機綜合素質培養，以適應現代社會對人才素質的要求。公共基礎課包括數學、物理、外語、計算機、法律等。其中計算機、外語教學貫穿人才培養全過程。公共基礎課共3分，816學時。
第二，學科基礎課以基礎化學為平臺，凸顯化工和生物基礎，實現化工理論與地方特色化工生產的有機結合。學科基礎課包括數理基礎板塊、工程技術基礎板塊、化工基礎板塊。數理基礎板塊包括概率論與數理統計、工程力學；工程技術基礎板塊包括工程制圖、機械設計基礎、電工與電子基礎等；化工基礎板塊包括無機與分析化學、有機化學、物理化學、化工原理、化學反應工程、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、天然氣加工工藝技術、煤化工、酶工程、生物反應工程等基礎學科。學科基礎課共38.5學分，846學時。
第三，專業必修課把握地區特色化工行業科學的發展方向與前沿，強化學生化工工程專業的背景與特色。專業必修課包括微生物工程、催化作用原理、綠色化學、分子生物學，化工分離過程等。專業必修課共38學分，720學時。
第四，專業選修課以地區優勢化工產業為依托，形成化學工程與工藝和生物工程兩個專業方向，專業選修課包括環境生物技術、高分子化工、聚氯乙烯工藝學、精細化工工藝學、材料化學導論、現代生物技術、環境工程等。專業方向選修課共41.5學分，756學時。
第五，實踐性教學強化學生化工學科實驗動手能力、實踐能力和創新能力。實踐性教學共35學分，計劃35周完成。
第六，全院任選課要求學生至少選修4個學分72個學時的化學工程專業以外的其他學科課程，以培養綜合素質。
完善化工雙基礎的實踐教學和以實習基地為平臺的實踐環節教學體系
實踐教學是鞏固理論知識的有效途徑，是培養具有創新意識、創新能力的高素質人才的重要環節。現代素質教育要求高等教育通過各種教育實踐活動，大力加強學生動手能力、實踐能力和創新能力的培養。化學工程是一門實踐性極強的科學，實踐環節教學體系由實驗課程、實習課程、畢業論文(設計)組成。
1.實驗課程教學體系
實驗課程立足兩個方面，即強化化工基礎和專業實驗學生綜合動手能力培養。在化工基礎實驗方面，以基礎化學為平臺，強化基礎化學實驗課程建設，同時，開設化工原理課程設計，加強對學生工程實踐能力的訓練，使學生具有明顯化工知識優勢。在化工專業實驗方面，增加設計型、綜合型及自主實驗型教學內容，以加強培養學生的實踐能力。通過實驗教學對學生進行實驗思路、實驗技術、實驗設計、數據處理、觀察能力、分析能力、表達能力的全面訓練。
2.實習課程教學體系
實習課程包括化工過程狀態仿真模擬實習、CAD上機實習、認識實習、生產實習和畢業實習。由于受條件和經費限制，校內實驗室不可能完全滿足學生的實習要求，因此必須以校內實踐教學基地建設為核心，穩定和擴展校外實踐基地，全面提升實習教學質量，提高學生的實踐能力和創新能力。現在專業院系已經和新疆天業集團公司、新疆化肥廠、獨山子煉油廠等疆內8家化工企業簽訂了定期實習合約，能夠滿足學生實踐教學的需要。
3.畢業論文(設計)教學體系
畢業論文(設計)是實踐性教學環節的重要組成部分，是對學生大學期間學習知識的總結和應用，因此組織好畢業論文(設計)環節對提高學生綜合應用所學知識的能力有重要意義。提高大部分學生在校內進行畢業論文(設計)質量的基礎上，開展校企共同培養畢業生進行畢業論文(設計)的工作，由校企根據企業生產科研實際選題，進行共同指導。
一、能源化學工程專業定位與培養目標
新專業的定位決定了專業以后的發展方向，也決定了師資隊伍的配置、實驗室建設、課程體系的建立以及學生畢業后的就業等。專業人才培養目標的制定，首先必須在對專業深入分析和了解的基礎上，結合國情和學校的條件，考慮專業發展與社會進步對人才的客觀、合理的要求。所以本專業定位應以拓寬專業面、培養寬口徑的掌握能源化學工程專業知識和技能，具備新產品、新工藝、新設備、新技術研究和開發的基本能力，能從事化石能源（包括石油、煤、天然氣）、新能源（包括太陽能、氫能、生物質能等）化工過程工程的研制與開發、裝置設計、生產過程的控制以及企業經營管理等方面的工作，具有創新精神和較強工程實踐能力的高級應用型人才。
二、能源化學工程專業課程體系的構建
課程體系是否合理、課程內容是否先進直接關系到培養人才的質量。能源化學工程專業是一門內容豐富而又廣泛的科學與工程，屬交叉學科。專業按照東北石油大學“通識教育＋學科專業基礎＋專業教育＋實踐教學”四個層面設置課程，構建了厚基礎、寬口徑、重視學科交叉的課程體系。通識教育主要包括兩課、綜合基礎、外語、計算機、體育、公共藝術及跨學科門類修讀課程；學科專業基礎主要包括高等數學、大學物理、無機化學、有機化學等學科基礎課程以及物理化學、化工原理、化工熱力學、化學反應工程、線性代數、分析化學、工程制圖等等專業技術基礎課程；專業課程主要包括石油加工工程、基本有機化工工藝學、能源化工設計、能源轉化催化原理（雙語）等課程，同時開設了大量的專業選修課，注重學科交叉，拓展了學生的知識面；實踐教學包括實驗課程和實踐教學環節兩個部分，實驗含課程實驗和專業實驗，所有的化學、物理類課程均設置了配套課程實驗。
實驗中增加了綜合性、設計性實驗以及創新性的比重。實踐教學環節除了實習、實訓、課程設計、畢業設計外，還開設了創新實踐和科研訓練等環節，在實踐教學活動期間，學生可靈活選擇在企業或校內完成。各教學環節學分分配情況如圖1。能源化學工程專業構建的課程體系的特點是：注重各部分之間的系統性與協調性，充分強調理論教學與實踐環節并重，基礎理論與專業知識并重的原則，力求體現德、智、體、美全面發展。培養的學生既有豐富的基礎理論和專業知識，又有較強的實驗技能和實驗設計能力，并了解所學專業方向的學科前沿及發展趨勢。
三、師資隊伍建設
沒有高水平的師資隊伍就無法建設高水平的專業，所以師資隊伍是專業建設的根本保障。東北石油大學制定科學合理的人才引進政策，采用各種優惠條件吸引高層次人才來校工作，補充新專業建設所需的專業教師，重點引進高水平的學科專業帶頭人以及主干課程的專任教師，重視已有人才的培養提高，充分發揮老教師帶青年教師的傳幫帶作用，提高教師隊伍的整體水平和素質。目前本專業已有10名教師，全部具有博士學位，2名教授，4名副教授，同時還聘請了企事業單位、科研院所及其他高校等高水平的專業人員擔任新專業的兼職教師。已經構建了年齡、職稱、學歷等結構合理、教學與科研綜合水平高的具有發展潛力教師隊伍，保證了新專業的建設順利完成。
以上是針對戰略性新興產業相關的本科能源化學工程專業的學科特點和辦學定位，從培養目標確定到課程體系、師資隊伍等方面的建設進行了初步的探索與實踐。為適應國家經濟發展對戰略性新興產業相關人才的迫切需求，下一步我們將進一步創新人才培養模式、完善課程體系，形成科學的人才培養方案，建立科學的管理制度，從而有效地保證人才培養質量，為社會培養具有創新精神和較強實踐能力的高素質能源化學工程專門人才。
作者：劉淑芝王寶輝陳彥廣陳穎王鑒單位：東北石油大學化學化工學院
關鍵詞：化工專業；卓越工程師；實踐教學；產學研
作者簡介：胡萍（1962-），女，上海人，武漢理工大學化學工程學院，教授；譚淼淼（1989-），女，湖北宜昌人，武漢理工大學化學工程學院碩士研究生。（湖北 武漢 430070）
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）20-0096-02
創新型人才的培養是我國教育改革的核心問題。“卓越工程師教育培養計劃”已成為我國高等工程教育改革和創新的突破口。
在美國、英國、加拿大等國家，工科大學畢業生在進入企業前都會進行必要的工程師崗位培訓，德國應用科學大學的學生在入學前也需要具備相應的實踐經驗，其主要原因在于應用科學主要是基于科學實踐的。[1]
然而，國內的工程教育仍存在著人才培養模式單一、缺少工程教育環節和實踐教學薄弱等問題，大多數學生更愿意從事政策、理論研究而非工程領域的工作等。[2]武漢理工大學化學工程學院在此形勢下推出的“卓越工程師產學研合作培養計劃”，以社會需求為導向，以實際工程為背景，以工程技術為主線，盡量避免驅動機制不完善、約束機制不健全、調控機制不靈活等問題，[3]對于培養學生“嚴謹、求實、勤奮、創新”的科學作風，以及他們的團隊精神、協調能力和適應環境的能力、實踐創新能力有著深遠意義。
一、“產學研合作”實踐教學的基礎
從新制度經濟學的角度看，產學研合作實質上是一種交易活動，[4]但它以知識流動為特征。其內在機制是通過多種形式的交易實現大學和企業擁有的異質性知識系統的高效耦合。[5]只有當企業為學生所提供的不僅是參觀的基地與基礎實習的基地，企業與學校向更深層次的合作發展，且校企雙方都具備優良的培養條件時才能保證產學合作的有效性。在此次“卓越工程師培養”計劃中，武漢理工大學和相關合作企業具備以下培養基礎：
1.良好的學企合作關系
目前“產學研合作（IUC）”的目的是縮小工業生產與學術研究中的差距，[6]因此良好的合作關系是決定差距能否縮小的關鍵性因素。研究表明，早期合作關系中的信任減少了“產學研合作”中的障礙。[7]化學工程與工藝專業充分利用行業與畢業生的資源優勢，與汽車、交通、建筑材料、化工行業建立了長期的產學研合作關系。目前已經在相關企業建立了11個穩定的專業實習基地，2個研究開發基地，包括湖北興發化工集團股份有限公司、中山大橋化工企業集團有限責任公司、武漢市橡膠工業總公司等15個大中型企業，這些企業為化學工程與工藝專業學生提供了良好的實習條件。
2.良好的校內學習環境
“產學研合作”為知識轉化提供了重要渠道，并有力的推動了思維的創新。[8]如果大學已經做好了充足的準備，那么尋求創新的公司就會考慮在急需研究與發展（R&D）的項目中與之合作，否則，他們也會去尋求其他的合作者。[9]為了“卓越工程師培養計劃”的實施，學校加大了化工學院在師資和實驗設備上的投入。
在聘用教師時，優先評聘具有企業實踐經歷并且在工程項目設計、發明專利、產學研合作和技術服務等方面有貢獻的教師，同時聘用企業工程師以企業教學顧問和企業兼職教師的形式參與教學，確保在4年內每屆學生有6門專業課是由具備5年以上企業工程經歷的教師主講，同時學院定期選派專業課教師到相關企業培訓，并鼓勵專業課教師與企業合作，以此提高教師的實踐教學水平，學校每年也加大了對青年教師校級研究經費的投入，使年輕教師盡快成長起來。目前，學院已基本形成了一支學緣結構、年齡結構、職稱結構、學歷學位結構合理的學術思想活躍的師資隊伍。同時，武漢理工大學化學工程學院加大投資力度，改善專業實驗和實踐教學環境，有效提升專業實驗教學手段。在教學中，學生通過教師指導和互動交流，在動手能力、創新思維、擴大視野等方面取得了較好效果，每年參與大學生創新訓練計劃、開放性實驗的學生比例逐年加大，現已達到40%。
3.完善的實驗教學體系
武漢理工大學化學工程學院重視實驗室管理和實驗教學，制訂有《校級實驗教學示范中心建設立項申請書》和《化學工程系化學工程與工藝專業實驗室建設規劃》等，按基礎訓練—綜合設計—研究創新三個層次組織實驗教學；實驗獨立設課比例大于90%，初步建立了開放式實驗教學質量保障體系、評估制度和實驗教學體系；以公共化工基礎類實驗課程的建設為突破口，初步構建了服務多學科、多專業的化工原理預約開放實驗教學平臺。
武漢理工大學化學工程學院面向全院二年級以上本科生開設了17門實驗課，將實驗教學分為三個層次，分別為：化工原理實驗和化工原理仿真實驗；涉及化學反應工程、化工熱力學及分離工程的化工基礎實驗Ⅱ及化工基礎實驗Ⅱ仿真實驗；涉及化工儀表自動化、化工機械基礎及化工專業實驗的專業綜合實驗、化工過程仿真實驗及藥物合成仿真實驗和自主綜合技能訓練、大學生創新訓練計劃項目、大學生開放實驗項目和教師科研課題（包括基礎理論研究、應用基礎研究和工程技術研究等）。實驗項目設置合理、內容充實、時間到位，綜合性、設計性實驗課程總數的開設比例達到了100%，為學生提供了良好的實驗條件。
二、“產學研合作”實踐教學計劃的推進
1.“產學研合作”實踐教學中企業對學生工程能力的培養
大學推動了基礎理論的研究，但它們并不能為企業提供既有的生產技術。在“產學研合作”中，我們所看重的不僅僅是理論知識，而是更注重其在工業上的應用。在“產學研合作”培養模式中，校外實踐是培養學生實踐能力更為重要的一個環節。
校外實踐主要包含工程設計訓練、生產實習、崗位實習和畢業設計四個方面。其中，在畢業設計階段實施“雙導師制”，學生直接使用企業實際生產課題或校內導師的項目，學校導師為學生選課、研究性學習提供理論指導，企業導師為學生實踐和設計提供了技術指導或現場咨詢。如果學生畢業后進入實習企業工作，畢業設計（論文）可以作為學生崗前培訓內容。
在校外實踐環節中，學生參與產品開發的各個程序，了解從實驗室研究階段、中間實驗階段到工業化階段生產的各個步驟，在此過程中通過大量的訓練，學習如何科學地組織實驗，以求能用最少的人力和物力、花費最少的時間，取得盡可能多的結果。
2.“產學研合作”實踐教學中學校對學生的培養
（1）本科階段培養模式。本科階段按照“3+1”模式進行培養，即3年在校學習，累計1年與企業聯合培養。3年學校學習的主要任務是著重進行工科基礎教育，1年企業培養的主要任務是進行與實際工程相結合的工程實踐，通過直接參與企業的實際生產及工程項目研究學習企業的先進技術、先進設備和先進企業文化，增強大學畢業生對企業的適應能力。
學生完成培養方案規定的各教學環節的學習，修滿規定學分，答辯合格，授予工學學士學位。達到見習（初級）化工工程師技術能力要求，獲得見習（初級）化工工程師技術資格。
50%的本科畢業生通過保送直接攻讀工程碩士。卓越工程師計劃實施的全過程實行導師負責制。在企業學習階段實行“雙導師”制，部分工程實踐性較強的課程放在企業進行教學，從而確保學生理論知識與實踐能力的培養，使學生盡早適應企業環境。
（2）學校對學生實踐能力的培養。據調查，實踐性較強的專業——經濟、企業管理、自然科學、工程和藥學較之數學與物理對于知識技術的轉移有更高的要求。[10]武漢理工大學化學工程學院為了在學生實踐能力的培養中起到引導作用，以化工基礎類實驗為突破口，進行了一系列的實驗教學改革，完善了集化工基礎實驗—上機實踐—化工基礎延伸實驗—專業實驗—研究創新型實驗于一體的“大化工”實驗教學體系。
主要舉措包括：新增化工專業（化學工程方向）實驗課，新增二元氣液平衡數據測定實驗、反應精餾實驗、氣液鼓泡塔氣相特性測定實驗、液液傳質系數的測定和中空纖維超濾膜分離等實驗項目；開發有網絡學習的化工原理仿真軟件；部分教師將科研課題和科研成果轉化為設計性、綜合性和研究創新型實驗項目，如新編《化工原理綜合性、設計性實驗》中非均相催化合成氨基甲酸甲酯實驗、水滑石的制備及其吸附性能、三顆針中小檗堿的提取與精制和甲醇生產過程模擬分析與集成四個實驗項目；完善了“化工原理實驗”精品課程和“化學反應工程”精品課程申報網站；建成了“化工原理實驗”課程網站。
這些改革旨在提高學生的綜合實驗技能，為“卓越工程師”計劃的推進提供更有效的保障。
3.鼓勵學生積極參與研究項目
本著“厚基礎、重特色、突出工程實踐”的原則，學院積極鼓勵本科生參與教師教學和科研工作，以提高他們的研究能力及對本專業的興趣，自主進行研究。為了達到此目的，武漢理工大學化學工程學院在進行新生教育及講授專業導論課程時，由各專業負責人向廣大學生宣傳卓越工程師培養計劃，鼓勵新生按照卓越工程師培養計劃的要求，在進校后盡早選擇導師，在與導師協商后便進入實驗室參與導師的研究項目，進行基本的研究能力的培養，并大力提倡和鼓勵學生參與實驗中心的設備自制活動，如制作膜分離和離子交換樹脂設備等。這一舉措使廣大新生在進入大學后能及時調整自己的學習方式，把握學習主動性，鍛煉創新思維和實踐能力，盡早了解并具備一定的工程應用能力。
在學生進入實驗室后，要求他們參與從查資料—寫大學生創新項目申請書—查資料—定技術方案—方案實施（包括原料、配方、工藝、性能及原理的研究）—工藝、配方優化—撰寫論文—總結到發表研究論文的整個過程；而在企業的培訓中，學生又了解了開發產品時從選擇研究課題—課題的可行性分析和論證—實驗研究—中間試驗到性能、質量檢測和鑒定的各項操作，這就使得學生在學習過程中既能加深對知識的理解、擴大知識面、培養動手動腦能力及團結協作精神，又可以對實驗室研究、工業化生產的技術、管理有一個全面的了解及訓練。
三、結語
“卓越工程師”計劃旨在探索出有效培養“化工卓越工程師”的實踐教學體系；建立一個面向全院化工學生的現代化實踐教學公共支撐平臺；建立一整套有效的關于實踐教學的管理制度和相應的質量管理與評價規范；創立高校與企業聯合培養人才的新機制；建立一支工程實踐能力強的師資隊伍；強化工程能力與創新能力的人才培養模式；完善實習基地與產學研基地并重的校外實踐教學平臺；建立一套健全的學生及教師考核方式。其成功與否，關鍵看高校培養出的學生是否能夠成長為被企業認可的卓越工程師以及前期的合作能否為后期的發展起到推動作用。國內在這一方面需要進行深入探索。
參考文獻：
[1]Douglas M，Ruthven.Chemical Engineering Education：A Personal View[J].Chemical Engineering Science，1996，51（18）：3-4.
[2]Xu Kuangdi.Engineering education and technology in a fast-developing China[J].Technology in Society，2008，（30）：265-274.
[3]馬靜.產-學-研合作模式存在的問題及策略探討[J].西安科技大學學報，2010，30（5）：633-636.
[4]柳洲，陳士俊.產學合作的知識耦合機制[J].科學﹒經濟﹒社會，
2008，26（2）：23-27.
[5]陳仁松，曹勇.產學合作的影響因素分析及其有效性測度——基于武漢市高校授權專利實施數據的實證研究[J].科學學與科學技術管理，2010，31（12）：5-10.
[6]Wen-Hsiang Lai.Willingness-to-engage in technology transfer in industry–university collaborations[J].Journal of Business Research，2011，（64）：1218-1223.
[7]Johan Bruneel，Pablo D’Este.Investigating the factors that diminish the barriers to university–industry collaboration[J].Research Policy，2010，（39）：858-868.
[8]Alessandro MUSCIO， Davide QUAGLIONE.The effects of universities'
proximity to industrial districts on university–industry collaboration[J].China Economic Review，2012，（23）：1-12.
一、我國化學工程與技術專業學科集群現象
經過調查統計,我國共有100多所高校招有化學工程與技術專業碩士研究生,該專業研究方向過多,一個專業出現87個研究方向。研究方向的劃分有的甚至是跨學科的。如化學工程與技術專業是屬于工學的,應用化學專業是屬于理學,可應用化學居然是化學工程與技術專業的一個研究方向。同屬于一個研究方向,研究方向的名稱也是多樣化的,缺乏統一標準,如安徽大學、南昌大學的綠色化學工程,上海大學就稱為綠色化學與工藝。為了解決上述問題,我們請教了化工領域的專家,給這87個研究方向做一個歸類,分為9個大的方向(表1)。由表1可以發現我國化學工程與技術專業是存在學科集群現象的,表現在:專業的學科建設,已經不單是化學工程的問題,而涉及到了化學化工研究的所有領域,包括應用化學、環境化工、工業催化、資源與材料工程、新能源技術、生物工程與技術、過程系統工程、油氣加工及石油化工等。我國化學工程與技術專業學科集群的力度較大,表現在:各個高校的研究方向基本上都比較多,如清華大學、中國礦業大學、北京工業大學、北京理工大學、華南理工大學、華東理工大學、上海大學等高校,其研究方向都是傳統與現代并存,傳統化學化工的研究方向所占比例較大,如化學工程,包含的研究方向較多。部分代表21世紀化學化工發展方向的研究方向,在很多學校都受到重視,如資源與材料工程,研究方向也比較多。
二、化學工程與技術專業學科集群的創新及競爭優勢
本文選擇山西省高校做研究,分析其師資力量情況,以分析化學工程與技術專業集群的創新及競爭優勢。山西省作為我國化工3大生產基地,化學化工產業是山西省的支柱產業,化學化工專業是山西省高校、特別是工科院校的學科優勢之一。選擇山西大學、中北大學、太原理工大學的化學化工學院為樣本(見表2),按照前文對學科集群的認識,這些學院都有9個以上相關專業和研究方向,已經形成了一定的學科集群規模。其中論文指該學院教師被SCI、EI、ISTP3大檢索刊物收錄的論文數。中北大學的數據包含了CA論文。山西大學的數據不包括ISTP論文。專著指該學院教師出版的學術專著數,不包括教材。項目及獎項指該學院教師申請的省部級以上項目、經費及省部級以上獎項。發明專利指:該學院教師申請并且授權的發明專利。3所高校的化學化工學院擁有一定數量的教授和博士生導師,博士學位的教師也占到了較大比例。3所學院教師的科研成果也較為可觀,被3大檢索刊物收錄的論文數量較多,出版了一定數量的專著,申請了一定數量的國家自然科學基金項目。山西大學化學化工學院承擔了國家自然科學基金的重大攻關項目,以及“863”項目,甚至獲得了國家科技進步獎和國家技術發明獎二等獎各1項。中北大學化學與環境學院承擔過“973”項目,獲得過國家技術發明二等獎1項,三等獎2項,國防科學技術一等獎2項。中北大學和山西大學還擁有發明專利十幾項。從師資力量來看,應該說學科集群讓山西省高校化學化工領域的創新取得了一定的成就,使得山西省高校化學化工專業在全國具有了一定的競爭優勢和影響力。
三、化學工程與技術專業學科集群的協同創新模式
山西大學至今已與國內20余所高校、科研院所建立了學術交流與合作關系;與日本巖手大學、香港浸會大學等國家和地區的高校及科研單位簽訂協議,開展交流。在校企合作方面,與山西三維集團股份有限公司、太原鋼鐵(集團)公司、天脊集團等大型企業,在產品研發、崗位培訓等多方面進行了良好的合作。太原理工大學與山西化工研究所建立了山西省化學工程技術中心,還與山西焦化集團公司等6個企業建立了長期穩定的產學研合作關系。中北大學安全工程系與航天一院、航天三院、北京理工大學、南京理工大學、第二炮兵工程學院、西安近代化學研究所等科研機構和相關生產企業進行了卓有成效的科研項目合作。從產學研合作角度來看,三所高校都與國內外相關院校、科研院所和企業建立了良好的產學研合作關系。從企業合作的視角來看,在研發方面,與山西省的產業集群密切相關,合作領域主要為新能源技術、環境化工、生物工程與技術。3所高校的化學工程與技術學科集群與山西省的產業集群具有一定的協同關系,構建了學科集群與產業集群協同創新的模式,圍繞著山西省的產業特色,為山西省地方經濟服務。
四、我國化學工程與技術專業集群的路徑
從以上3所高校的情況來看,基本上已經完成了單個高校某個學科的集群,在3所高校內部相關專業之間建立了學科集群,集群的方式是建立化學化工學院,統籌化學化工各個專業,從多學科、多專業、多研究方向的角度,進行學科集群。關于區域性學科集群,即單個高校與該高校所在地高校、研究所和企業之間的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的實效。集群的方式是產學研合作,與山西省高校、科研院所和企業建立合作關系,從而服務地方經濟。關于跨區域性學科集群,即單個高校與該高校所在地之外高校、研究所和企業之間的集群,中北大學有一定的建樹,卻沒有進一步深入。中北大學之所以能夠有一定建樹的原因是該校原來是部屬院校,與其他部屬院校具有一定的合作關系。因此,中北大學的跨區域學科集群,僅僅局限于與兄弟院校的合作,還沒有進一步深入到與其他省份企業的合作上。
五、結論
第一,我國高校化學工程與技術專業有87個研究方向,擴散性較強,涉及到了化學化工的各個領域,表明該專業的建設具有學科集群現象,并且已經以建院的形式,完成了單個高校某個學科的集群。第二,學科集群有利于團隊建設,從而能夠產生一定的創新成果,與產業集群一樣,使得高校學科建設具有一定的競爭優勢和影響力。第三,學科集群與高校所在地產業集群存在一定的協同關系,也就是說,學科集群首先必須與高校所在地經濟發展特色密切相關。只有這樣,才能實現產學研結合,服務地方經濟。第四,從學科集群的路徑來看,單個高校某個學科的集群已經完成,區域性學科集群也具有了一定的規模,跨區域性學科集群還有待于進一步發展。當然,我們相信,在區域性學科集群發展到一定程度后,必然會走向跨區域性學科集群。
【關鍵詞】燃料乙醇；化學工程；探究分析
乙醇作為一種燃料，不管是在生產過程中還是在燃燒過程中均不會產生污染物，屬于一種清潔能源。早期的乙醇主要是通過淀粉、纖維素等經過長時間的發酵而來，然而燃料酒精由于其需求大，在生產過程中需要大規模的生產，在生產中涉及到一定的化學工程，了解這些化學工程是燃料乙醇生產的關鍵，同時也是該調整我國能源結構的重點。本文主要就燃料乙醇工藝的化學工程問題分析如下：
一、燃料乙醇發酵分析
1、燃料乙醇發酵的多尺度
燃料遺傳在發酵過程中涉及到的工程領域較多，其中包括微生物工程、化學工程以及生物化學工程等，因此在實際的發酵過程中化學反應相對復雜，正是由于其發酵過程中的復雜性，在研究中僅僅從單一的角度去研究與實際要求不符，因此在生產過程中應該注重多尺度問題，也就是說從多個角度對燃料乙醇的發酵過程進行分析，這樣才能更加全面的將乙醇復雜的發酵過程顯現出來，因此對于燃料酒精發酵的研究應該涉及到生物學以及化學兩個重要方面，這樣的研究才更加符合實際研究需要。
2、發酵中的動力學與放大
乙醇在發酵前期需要進行相關的準備工作，其中主要與偶乙醇原料的液化以及糖化等，然后在乙醇發酵過程中應該做好相關特性的控制，也就是動力學問題，動力學是乙醇發酵是否可以順利發酵的基礎，其中涉及到兩個方面的問題，一個是本征動力學，也就是從早期的原料到發酵微生物固有速率的問題，另外一個就是宏觀動力學，這個具體的就是在發酵階段乙醇的能量傳遞情況，現階段對動力學研究應用主要模型是酶催化反應。
3、發酵中的發酵罐多場
在遺傳發酵過程中需要一定的設備，發酵罐就是主要設備，由于乙醇發酵的復雜性，同時在發酵中還會受到外界環境溫度、濕度等各方面因素的影響。這些因素的影響會造成發酵速度緩慢，影響發酵進程，也就是溢出發酵進程的不同在發酵罐內形成了不同的反應場，不同的反應場對于發酵罐正常的發酵造成影響，最終發酵質量也會造成影響，不過這種發酵場也有有利的一面，那就是工作人員可以在發酵中采取措施進行干預，使發酵質量向更高的程度靠近。
二、燃料乙醇提純分析
乙醇在經過發酵后在發酵液中實際含有的乙醇含量非常低，據有關資料顯示，這種含量通常只能達到5.0%―12.0%，這種低含量的乙醇基本不能滿足燃料的需求，所以在發酵結束后通常還需要進行提純，當然提純也是乙醇生產中必不可少的，對于乙醇提純的技術方法較多，應用較為廣泛的主要是蒸餾技術，蒸餾提純乙醇主要是將乙醇中大量的水分排出，當然在具體的提純中需要多次提純才能保證乙醇的含量，不過乙醇通過蒸餾能達到的最大含量約為90.0%，因此想要進一步提出就需要采用其它的提純方法。在實際對乙醇的提純中通常是先通過蒸餾的方法將乙醇提純到一定程度，在達到一定含量后可繼續使用萃取、吸附等提純方法進一步提升乙醇的含量，最終達到工業乙醇要求或者實際需要的濃度[1]。
三、發酵與分離的耦合
乙醇在發酵過程中其發酵過程與早期乙醇的發酵過程有較多的相同點，因此其工藝研究內容也是一些基礎性的東西。在發酵反應和分離過程中進行的耦合同樣是一個復雜過程，因此在技術水平以及操作水平上都應該有嚴格的要求。
如果通過直接的化學反應就可以得到最終的成品，那么這個過程就是一個簡單的反應過程，而在這個反應過程中采用的干預措施、采用的設備等就屬于反應工程，在乙醇提純中采用一定的方法將乙醇中不需要的一些水分或者雜質清除，在這個過程中采用的試劑、設備以及提純中遇到的實際問題均屬于分離工程。因此乙醇發酵與乙醇分離的耦合在理論上是可行的，當然通過實驗證明在實踐操作中也是可行的。在這方面也有較多的報道，比如有學者將液體的萃取以及發酵過程結合到了一起，在進行連續發酵過程中將油烯基乙醇作為萃取劑，最終結果表明通過這種方法提取的乙醇質量相對于早期的提純明顯提高。也就是說將生物發酵技術可以簡單地看成是反應與分離技術的耦合，這樣在工業乙醇生產過程中可大大的提高分離效率，促進乙醇含量的提升，當然對于大范圍的推廣乙醇生產具有重要意義。在乙醇發酵中可以將反應工程學的原理以及分離學工程理論結合起來，然后研究整個耦合過程，這樣的研究對于推動整個燃料乙醇的工業生產起著關鍵性作用，不過當前大多數學者的報道中報道的內容更多的傾向于工藝條件、生物萃取劑以及膜材料等，但是涉及到多場耦合、傳遞特性等化學工程的研究卻很少，這些在一定程度上抑制了燃料乙醇的工藝生產[2]。
在未來乙醇生產中新型發酵設備以及分離設備都需要多場耦合的指導，當然在后期的乙醇發酵中將會實現反應、分離以及其其它多種分離技術設備的耦合，也就是說通過一個連續的設備可實現乙醇發酵到成品，這樣的設備不僅提高了生產效率，同時乙醇的質量也會得到明顯提高。當然這種設備同樣的可加快燃料乙醇作為新型能源的步伐。
結束語
燃料乙醇生產中過多的涉及到流體流動、熱量傳遞以及發酵生化反應等，這個過程是一個復雜的過程，同時也涉及到多學科，因此在燃燒乙醇工藝的化學工程分析中應該從多個角度對其進行研究，在后期較長時間內的研究目標應該集中在生物發酵反應與提純分離過程的耦合，這樣的研究可以推進乙醇工藝生產的發展，有利于盡早的調整我國能源結構，實現環保綠色可持續發展。
參考文獻
從廣義上說,分離強化首先是對設備的強化,然后是對生產工藝的強化,綜合起來說就是只要能將設備變小、將能量轉化效率提高的技術都是化工分離技術強化的結果,有利于實現可持續發展,這也是化工分離技術的主要趨勢之一.古老的化工分離技術原理:利用沸點的不同,將不同的組分從分離塔里分離出來.隨著科技的發展及國內外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術,具有廣闊的發展前景,但是這些在應用中同樣也存在著很多問題,那就是:此項研究對相關分子蒸餾的基礎理論探究比較少,沒有在理論上充分說明和指導,對設計刮膜式分子蒸餾器也沒有深入的研究.隨著信息技術的不斷進步,分離技術也不斷得到改善,取得了長足的進步,逐漸信息技術引入到分離技術的研究與開發上,例如在研究熱力學和傳遞的性質、多相流等方面,這些都是信息技術發生功效的主要分離技術,再如分子模擬大大提高了預測熱力學平衡和傳遞性質的水平.對分子的設計加速了可以加速分離,因此對研究和開發新的高效的分離劑有深遠的意義.信息技術的引進有利于新的分離過程的深入,提高工作效率.
傳熱過程的一些新的研究進展和方向
1微細尺度傳熱學研究進展
微細尺度是從空間尺度和時間尺度微細的探討和研究傳熱學規律,現在在傳熱學中已經自成一個分支,發展前景廣闊.當物體的特征尺寸遠大于載體粒子的平均尺寸即連續介質時假定依然會成立,但是由于尺度的微細,原來的假設的影響因素也會相對的發生變化,這就導致了流動和傳入規律發生著惟妙惟肖的變化.目前,微米、納米科學已經取得長足的進步,受到人們的廣泛關注,諸多領域都是圍繞微細尺度傳熱學進行研究的.其中高集成度電子設備、微型熱管、多空介質流動傳熱等多項研究都是微熱尺度傳熱學研究取得的豐碩成果.
2傳熱設備研究進展
通過近十年的研究,利用翅片可以達到促進和增強傳熱的效果
3強化傳熱過程的研究進展
這項研究主要是從改進換熱器設備的形式入手,提高傳熱的效率,并想辦法改進設備使其持續對外放熱,這種改進包括發明新的傳熱材料和改進生產工藝,將過去的設計進行優化等方法.
4傳熱理論研究進展
近年來,傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業生產上的應用,但至今仍未能很好的實現,主要問題是如何獲得實現滴狀冷凝,并且使其冷凝表面壽命延長.改變冷凝界面的性質,將滴狀冷凝應用到工業上進行傳熱改造是傳播熱學研究的主要熱點之一.沸騰的傳熱方式不僅在機械、動力和石油化工等傳統的工業之中廣泛使用,而且在航空航天技術等高科技領域也廣泛的應用著.長期以來,人們都在對液體發生核態沸騰的原因和具有高換熱強度的機理進行著深入的探究.由于沸騰的現象是復雜和多變的,這些都導致了我們不能利用常規的計算方法來計算出沸騰所能傳輸的熱量.到現在為止,加熱器表面受到水沸騰時產生的氣泡的影響,這一問題是最需要得到解決的,也是研究的重點所在,對沸騰傳熱進行計算大都采用機理模型,這種方法存在嚴重的缺陷就是計算的準確率很低,而且需要大量的實驗做基礎,所以目前應用的范圍較窄,目前沒有能較準確計算沸騰傳熱的計算式,因此我們有另辟蹊徑,從新的角度來探究和研究問題,從基本理論出發,提出新的理論與計算方法或研究出新的模型,將數學與之相結合計算出沸騰所傳出的熱量,這將成為今后研究的重中之重.
5與計算機技術相結合
計算機技術的進步使化學中大量的計算問題和數據采集分析的問題得到了解決,同時解決了人力物力和財力,也增加了數據的準確度與精確度,主要表現在計算機技術對計算流體力學和數值傳熱學上的主要貢獻,其主要的研究方法是數值模擬法.這種方法的特點是需要大量的數據計算,而且需要大量的實驗作為補充,采用計算機進行分析和計算,有利于將數據直觀的表現出來,方式更加靈活多變,費用更加低廉,并且得出結論的周期比較短,對于應對此類問題計算機技術是最好的選擇.
化學工程學科未來的發展動態
1將化工過程與系統過程研究相結合
化學變化是一個復雜的過程,這是因為性質決定的,其非對稱性和不平衡性打破了人們的慣性思維,使其控制因素增多,結構尺度變多,其中結構是對過程工程研究的中心問題,主要解決辦法是簡化其結構,使復雜的結構變得簡單,更具有使用價值;首先研究特殊系統,然后推理出一般性的結論,進而推而廣之,這些都為解決結構問題打下了良好的基礎,解決了復雜系統不容易被分析的問題,采用整體法和還原法研究復雜的系統有利于把握系統的主要變換方向,多尺度的思考問題的方式可以將過程問題轉換成平時的時間和空間問題,對研究化學工程的復雜結構有好處.化學工程的這一轉變趨勢預示著化學正在向著應用領域進行擴張,更加注重其實用性和價值性,而非學科本身理論的研究.這也在化學課堂上出現了明顯的改革,從只有實驗和理論兩個過程的化學轉換成有實驗、有計算最后才產生結論的過程,這就需要化學與數學物理等相結合,甚至與計算機技術相結合,進而實現化學過程的更好研究.
2將化學工程與材料科學研究相結合
科學的進步使大量新的技術和產品能源不斷涌現,并且在先進技術的引導下得到了廣泛的應用,這就為化學工程的研究提出了新的問題那就是如何為新的產業的形成和發展提供良好的服務并不斷形成新的完整的理論,化學工程的發展就此進入老人一個新的發展階段.在學科研究的方法上更多的注重學科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化學、生物與化學、能源與化學、環境與化學相結合的工程學科,這些都為化學工程的發展提出了新的發展方向和研究課題,為化學的發展做了良好的鋪墊.
3將化學工程與信息工程研究相結合
化學工程技術的熱點是將化學工程與信息工程研究相結合,隨著信息技術的發展,信息技術已經深入各行各業,通過計算機技術可以收集大量信息,并對此進行精細的計算,隨著大量的數據的統計和分析,可以得出很多重要的規律和結論,這些規律可以用來作為提高效率和生產效益的理論依據,同時可以預見,將化學工程和材料科學結合起來進行分析必將是化學工程領域的重點研究課題,必將成為引領化學研究的主要方向.
