化学工艺的理解(6篇)

时间:2024-10-22 来源:

化学工艺的理解篇1

关键词:制药企业污水处理技术工艺工艺选择

科学技术的快速发展,促进了制药生产工业的多元化生产,作为各类药品生产的加工企业,制药企业在提炼加工药品过程中产生的大量工业废水,会对人类生活造成不同程度的环境污染。工业污水处理是采取物理、化学或生物等各种技术方法分离转化污水中的污染物,从而使污水得到净化的过程。探究制药污水处理工艺技术,加强制药企业废水处理,是保障和优化人类生活环境的重要途径。

1.制药工业污水的特点及危害性

制药企业在提炼加工药品过程中往往造成大量制药污水产生。制药工业废水主要包括生产抗生素、加工合成药物、生产中成药以及各类药剂的蒸制过滤处理的洗涤废水。制药工业废水通常具有混合成分复杂、有机质含量高、色度较深毒害性大的特点,生化性较差、污染程度高、难以有效处理。由于制药工业污水中往往含有大量毒害物质和难以生物降解的有机质,给人类生活的地表水体和地下水资源环境造成严重的水体污染危害,造成渔业水产物的死亡,很多制药污水中含有浓度较高的盐分,污水酸碱性强,通常会引起周边土壤中的盐碱度增高,造成土壤结构板结化,导致农业产量的降低。

2.常见制药污水处理的技术工艺

根据制药工业废水的不同性质,制药企业污水处理方法可归纳为生化工艺、物化工艺、化学工艺以及多种方法的组合工艺等处理方式,

2.1生化处理工艺

生化处理技术是通过微生物代谢作用,将工业废水中胶体状、溶液状及微细悬浮状有机污染物转化为稳定无害物质。生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术,包括好氧生物法和厌氧生物法,由于很多制药污水的水质成分复杂,综合厌氧-好氧、水解酸化-好氧等组合工艺来改善污水可生化性与耐冲击性有着较为明显的效果。

2.11好氧生物处理

针对高浓度的有机制药废水原液进行稀释和预处理后,采用深井曝气法、吸附生物降解法、生物接触氧化法、间歇活性污泥法等进行好氧生物处理。

①深井曝气法:采用深井作为曝气池将废水与回流污泥在井上部混合,沿井筒向下流动至井底再经外井筒向上流动至脱气池,部分混合液进入沉淀池进行泥水分离,如此循环处理活性污泥,提高混合液溶解氧浓度。

②吸附生物降解法:采用两段曝气池和中沉池组成污泥处理系统,利用微生物群体的超强繁殖能力和抗环境变化能力强的短世代原核生物进行吸附降解去除污水中污染物质,适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的废水。

③生物接触氧化法:采用人工曝气池和浸没在污水中的填料构成处理系统,在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,池体内污水处理流动状态,保障污水与填料表面生物膜反复充分接触来净化污水。

2.12厌氧生物处理

厌氧生物处理是利用厌氧微生物在缺氧条件下降解废水中高浓度有机污染物的一种处理方法。

①升流式厌氧污泥床技术:采用上流式厌氧污泥床反应器,污水自下而上在通过反应器时,大部分有机污染物质在经过污泥床期间厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳,由反映器上部分离层分离污泥颗粒。

②厌氧复合床技术:针对厌氧条件下硫酸盐还原作用引起产甲烷菌活性降低抑制厌氧消化过程的现象,采用厌氧复合床反应器进行处理高浓度硫酸盐有机废水制药污水,具有反应液传质和分离效果好、处理效率高的技术优势。

③水解酸化技术:采用水解升流式污泥床改善制药废水原液的可生化性,将废水中的不易生物降解的大分子有机物有效降解。

2.2物化处理工艺

物化处理通常是根据制药工业废水的水质特点,采用混凝、吸附、气浮、电解、离子交换和膜分离等技术工艺作为生化处理的预处理或后处理工序。

①混凝法:根据污水中胶体污染物质带电荷性质,向污水中添加定量药剂形成混合液,经过脱稳、架桥等反应过程,使水中污染物发生凝聚并沉降。广泛用于硫酸铝和聚合硫酸铁等中药废水的预处理及后续处理。

②气浮法:利用充气、溶气、化学或电解等多种气浮形式,使污水中产生大量微气泡,在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差共同作用下促使含油性微细气泡粘附物质分离去除。

③吸附法:吸附法工艺是利用活性煤炭、腐殖酸类、吸附树脂等多孔性固体物质吸附着带水中污染物的分离技术。

④膜分离法:在压力驱动下,借助气体中各组分在高分子膜表面的吸附能力以及膜内溶解扩散能力上的差异性,进行分离污染物质的技术工艺,操作方便、可回收有用物质,减少有机物排放总量。

⑤电解法:在不通电情况下利用微电解设备中的填充原料产生电池效应将电能转化成化学能使电解槽内电极附近产生氧化还原反应来净化废水。电解法脱色效果好,采用电解法预处理核黄素上清液,COD和色度的去除率较高。

2.3化学处理工艺

针对制药污水中污染物成分的化学特性,通过向污水中添加有效化学物质,采用铁炭法、氧化还原、深度氧化等处理技术分离回收废水污染物。

①铁炭法:利用铁金属的还原性、铁炭电化学性及铁离子的絮凝吸附作用原理,在酸性条件下与炭形成微电流反应池,将污水有机物在微电流作用下还原氧化,再用石灰中和,生成吸附能力强的胶体絮状物吸附污染有机物。铁炭法预处理高浓COD毒害性制药废水独特效果。

②氧化技术:利用现代光电磁原理技术,实施电化学氧化、超临界水氧化、光催化氧化和超声降解等高级氧化技术,其中紫外光催化氧化技术对废水无选择性,适合于不饱合烃的降解,超声波对污水有机物的处理直接高效。

③Fenton试剂处理:利用亚铁盐和H2O2组合成试剂,提高废水的可生化性,有效去除废水中的难降解有机物。其脱色率、COD去除率效果高。

3制药污水处理工艺的综合选择

生化技术是当前处理制药污水的常用技术。由于制药废水的水质成分复杂,可生化程度不一,单独采用某种废水处理技术工艺难以达到理想效果,因此,在制药废水进行处理时,通常应设置调节池来调节水质水量和酸碱度,在生化处理前必须根据实际情况采用某种物化或化学工艺进行预处理,降低水中盐度及部分COD,减少废水生物抑制性物质,提高废水可降解性,保障废水后续生化处理效果。根据预处理后的制药废水水质特征和水质净化需求,结合客观经济情况选取某种厌氧和好氧工艺进行处理和后续处理。制药废水处理工艺程序通常为污水-格栅-调节池-预处理-厌氧-好氧-后处理的组合工艺流程。

结束语:

总之,随着制药工业的快速发展,制药企业污水成分复杂,性质多变,对人类生活环境污染程度的日渐严重,当前环境保护理念下,探索实践工业污水处理技术,优化和改善水质环境,有益于保障人体健康。

参考文献:

化学工艺的理解篇2

【关键词】高分子材料成型与工艺微信教学改革

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2017)06C-0078-02

高分子材料是化工产品的一个分支,是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品;高分子行业的迅猛发展,急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面,对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群,为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而,广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程,且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业,开设的专业课程很多,所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下,本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。

一、教材的选用

广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时,选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》,学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用,全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中,学生反映这本教材的难度太大,因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程,需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后,对学生进行综合训练。

“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课,此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课,然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课,高分子材料方面的基础较差,加上这本教材讲述的理论知识较少,所以学起来较吃力。根据学生的反映,学院及时更换了教材,采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材,该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识,对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍,全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺,也兼顾了新技术和新方法,难度适中,得到学生好评。

二、教学内容的改革

高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科,“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程,需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识,学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容,重点掌握三者的关系,强调成型加工对制品性能的重要性,这是本课程的主题思想,也是高分子材料的工程特征;选用“九五”重c教材《高分子材料成型加工》,充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态,不断更新及补充教学内容,确保教学内容的先进性;在教学内容安排上,以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点,以宽专业为目标,概况高分子材料理论基础和概念(详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学),从高分子材料的加工原理出发,着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发,对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授,然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别,对于一些新的成型方法,以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺,教师建立了QQ群这样的交流平台,并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上,经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台,引导学生关注,激发学生的学习积极性,让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念,对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍,而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容,在有限的学时内,节选核心内容,把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结,而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲,但不同章节会选不同的材料体系来进行,比如讲橡胶的压延,那么注塑可能选塑料,而挤出可能选复合材料,这样来兼顾各类高分子材料的成型。

三、教学方法的改革

教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点:一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性;二是该课程的理论性和实践性都很强,如何在教学过程中实现理论与实际的结合,用理论来解释生产中的实际问题,或以具体实例来说明理论,促使学生真正掌握知识。针对这些问题,“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。

(一)现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性,同时,该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材,利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息,并根据需要设计各种演示效果,将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生,激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力,大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备,教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课,同时广泛收集案例、动画演示及成型录像,不断补充到授课内容中,让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识,对课件内容进行更新和完善,丰富课堂内容,加大课堂信息量,使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识,使教学达到事半功倍的效果。

同时,教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点,将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中,并用眼神、情感、心灵与学生沟通,必要时还要进行板书,让学生彻底把握一些关键问题。

(二)采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同,笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法,从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂,转变为组织和引导;从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时,并没有按照书本来进行,而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”,让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题,并在学生完成后让他们用PPT来展示成果,通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。

启发式互动式教学强调先让学生积极思考,再进行适时启发;教师不仅要加强自身专业素养和知识积累,而且更重要的是建立师生互动的教学过程,并营造良好的课堂教学氛围,实现教学相长;教师注意自己角色的转变,良好的学习情境可使学生了解学习任务的必要性和与学习任务相关的学习信息,从而激发学习意愿和浓厚的学习兴趣;在教学过程中,对于重要的知识点,通过案例教学,与学生共同分析和讨论,启发学生进行思考,培养学生的创新能力。

(三)课堂讲授与问题讨论相结合。在教学过程中,始终围绕教学主线,但又避免单一过多地讲解相关理论,适时将高分子成型的基本理论与实际生活和生产相结合,与学生进行分析和讨论,激发学生学习的积极性和主动性。以学生日常生活中常用的各种饮料瓶子和水杯等为例,分别介绍它们的主要原材料(PP、PC等)、配方和主要成型工艺(挤出吹塑成型、注塑吹塑成型、注塑成型、压制成型等),不同成型工艺生产的瓶子和水杯具有不同的特性,并纵向对比了各种成型加工方法、工艺及特点等,在讲述的过程中还给学生灌输了环保安全的意识。在讲述过程中,学生拿着各自不同的饮料瓶或水杯,或观察色泽、透明性,或捏捏比较它们的硬度,看看瓶底找找原材料的主要成分,相互还交换瓶子或水杯进行研究,课堂气氛非常好。课后学生反映通过使用这个具体的例子教学,让他们深刻地理解了原材料、配方、成型工艺等与材料制品性能的关系。此例子生动地体现了“高分子材料―成型加工―制品性能”这条高分子材料成型加工的主线,从而使教学内容由庞杂繁多变得简单易懂,通过理论结合实际,强化了学生的专业知识,教学效果甚佳。

(四)理论与实践相结合。“高分子材料成型与工艺”是一门理论性和实践性很强的课程,不仅要求学生尽可能地掌握每种加工工艺所依据的原理、生产控制因素以及在加工中高分子材料所发生的物理化学变化,熟知影响制品性能的各种因素,而且要学会选择和运用合适的加工O备、加工方法和加工工艺。笔者通过理论与实践相结合,将自己指导的一项专业实验项目设计为一个开放性的综合性的实验“高分子材料/阴离子型钙基膨润土功能材料合成与成型”,感兴趣的学生利用课余时间参与,让学生全面了解原材料、制备方法、工艺过程、成型加工方法等综合知识,并理解各种因素的变化对最终功能材料性能及结构的影响。这不仅激发了学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性和主动性,而且可使学生不仅获得理论的认识,更能获得感观的认识,进一步提高教学质量和学习效率。

【参考文献】

[1]史玉升,李远才,杨劲松.高分子材料成型工艺[M].北京:化学工业出版社,2006

[2]唐颂超.高分子材料成型加工课程建设与教学改革[J].化工高等教育,2008(1)

[3]周达飞,唐颂超.高分子材料成型加工[M].北京:中国轻工业出版社,2005

[4]李宝铭,张星,郑玉婴.高分子材料成型与加工课程建设初探[J].化工高等教育,2010(3)

化学工艺的理解篇3

关键词:植物产品加工工艺学;产学研;教学模式

产学研即产学研合作教育,即充分利用学校和企业、科研单位等多种不同教学环境和教学资源以及在人才培养方面的各自优势,把书本知识和实践能力为主的生产、实际经验、科研实践结合的教育形式,是现代社会的新型教育模式。教育的宗旨是培养社会所需要的应用型人才,使学生走向社会、适应企业或其他用人单位的要求,担当起责任,使学生在学期间,就有机会和时间进入生产实际领域[1]。

“植物产品加工工艺学”是关于植物产品加工工艺的重要学科。课程目标是帮助学生学习和掌握植物产品加工的基本原理和最新工艺流程,系统掌握现代植物产品加工的基本工艺;通过生化分离工艺、植物产品工艺加工,尤其是精深加工工艺的学习,了解植物产品加工发展现状;具备植物资源开发、植物产品开发与加工利用知识及专业综合技能[2]。课程实践性强,教学过程如果能结合产学研教育可更好地实现课程目标。本论文在分析课程内容和教学方法特点的基础上,探索产学研相结合的教学模式,以期为“植物产品加工工艺学”教学提供一定的参考。

一、课程教学内容和要求

“植物产品加工工艺学”课程设置总学时为54学时,其中理论课36学时,实验课18学时。

1.教学内容

理论课以植物活性成分提取、分离及产品加工工艺为教学主要内容,包括植物有机化合物的提取和分离纯化与浓缩干燥技术,天然食用色素生产工艺,香料生产工艺,甜味剂、鲜味剂与辣味剂生产工艺,天然抗氧化剂生产工艺,重要功能因子生产和中药有效成分提取与制剂等。通过学习,掌握主要植物产品加工的基本原理和现代植物产品加工的基本工艺,以及最新工艺流程,为植物资源的有效利用和可持续开发提供坚实的理论基础。实验教学主要包括以糖类、磷脂类、色素的提取分离以及果蔬加工生产工艺为主的综合实验内容。

2.教学要求

通过本课程的各个教学环节,达到以下基本要求:①熟练掌握主要植物活性成分提取纯化工艺原理和方法;②学习和了解部分植物主要产品加工工艺及其重要生理作用、生物工程发酵产品提取纯化工艺、植物食品添加剂提取加工和制备工艺;③了解一些重要植物产品活性成分作用和用途及相关法律法规。通过学习本课程,应具备以下能力:①掌握植物产品活性成分提取和纯化常规方法;②具备植物主要产品生产加工的能力。

二、课程教材及教学方法分析

1.课程及教材分析

“植物产品加工工艺学”是近年来各类高等院校生物科学、植物科学与技术、农业科学等专业开设的一门新专业课程,是近些年随着相关工艺技术的发展以及植物活性成分日益广泛使用而发展起来的,专业方向性强,要求学生在学习之前,具有微生物学、生物化学、植物学和生物技术等学科的知识。课程开设时间短,教学内容和方式都在探索之中,目前甚至还没有全国“十一五”规划使用教材以及相关的教学大纲,国内各大专院校的相关专业使用的教材也各异。很多院校选用的教材也都是为了适合本校专业人才方案的培养。例如,吉首大学(以下简称“我校”)植物科学与技术专业的培养目标为“掌握现代植物科学与技术基本理论与方法,具备植物资源开发、植物产品开发与加工利用知识及专业综合技能,能在植物天然产物加工企业、生物制药企业以及各类农业企事业单位等从事植物资源开发与利用、技术研发与推广及产品质量安全管理等工作,具有较强创新能力的应用复合型高级科学技术人才”。依据专业人才培养方案,选用教材为《植物精深产品加工工艺学》(赵垦田主编,东北吉林大学出版社,2010)、《生物工程产品工艺学》(胡洪波、彭华松、张雪洪主编,高等教育出版社,2009);教材参考书包括《生物资源中活性物质的开发与利用》《生物资源开发利用》《植物功能性食品》《农产品加工》等国内相关的一些中文教材;实验教材为《生化工艺学实验教程》(陈来同,科学出版社,2007)。

2.教学方法分析

教学内容上,以大纲要求为基础,讲解教材。教学形式为课堂教学与实验教学相结合的方法,教案方式采用多媒体讲授,每一章节辅助相对数量的思考题。理论教学全部采用多媒体授课,以多媒体课件的演示的教学方法,提高学生对知识的理解和兴趣,尽可能多地采用表格、图片、动画等手段,将抽象的教学内容生动化、直观化,帮助学生理解授课内容。共享多媒体课件,使学生可以随时拷贝以便学习和查看。此外,还利用课堂教学和课外阅读相结合的方式,巩固学生对理论的理解和掌握,对每一章节,指定一些科技文献,采用课外阅读、课堂讨论的形式,提高学生专业理论水平。

三、产学研合作教学模式探索[1-3]

由以上的课程特点分析不难看出,课程教学内容主要为功能性的植物活性成分,已基本实现了商业生产化,教学中易于联系实践。笔者认为,课程教学如能在以下几方面进行改革,实现产学研合作教学模式,将有利于课程目标的实现,拓展学生思维,提高能力。有利于培养社会所需要的应用型人才,使学生走向社会后能适应企业或其他用人单位的要求。

1.依据课程内容知识归类讲解,使学生学习有系统性

以我校选用的《植物精深产品加工工艺学》教材为例,讲授的内容包括食用色素、植物香料、甜味剂、鲜味剂、辣味剂、天然抗氧化剂、增稠剂、胶姆糖基础剂、被膜剂以及重要功能因子和中药有效成分等。依据活性成分制备方法及其重要作用,大致可包括:由易挥发成分组成植物香料,通过蒸馏法制备产品;作为天然食品添加剂用途的食用色素、甜味剂、鲜味剂、辣味剂、增稠剂、胶姆糖基础剂、被膜剂活性成分加工;具有重要药用作用的重要功能因子;以工艺讲解为主的重要中药材中有效成分制备。通过系统的分类讲解,使学生深入了解这些功能性的植物活性成分重要作用,熟知其重要的市场前景和商业价值。更重要的是系统掌握课程知识体系,启发学习兴趣。

2.典型产品工艺分析,产学研合成教学

本课程以植物为学习对象,学生对此熟知,也易提起学生兴趣,只有学生对课程产生了兴趣和求知欲望才能达到事半功倍的效果。因此,教学设计典型的产品工艺,以引导学生对课程学习由抽象转变为具体。例如,我们在教学中,为引发学生,开篇即展示武陵山区最大的黄柏药材生产基地的情况,通过介绍当地大型知名企业对黄柏中药用成分黄连素的提取及其产品加工,联系实际的典型产品工艺分析,使学生掌握植物产品加工工艺知识。并安排相应的课程实践环节,通过“参观学习”或“实际体验”,使学生在生产实践中了解生产原理,消化所学知识,在实践中强化学习的知识点。

3.增加实践课程学习时间,采用项目设计式教学引导学生自主学习

实践教学是高校教育教学工作中非常重要的一个模块,是培养大学生创新精神、专业技能和实践能力的关键环节。畜产品工艺学是一门实践性和应用性很强的课程,因此,加大实践教学在教学计划中的比重,显得尤为重要。本门课程是一门综合性应用学科,对学生知识的灵活应用及综合能力要求较高,可考虑将教学时间的1/5~1/4课时用于实践课程教学和学生项目设计。通过实践课程学习,教师提供部分项目设计题目供学生参考,学生也可自主选题,分成若干项目组自行完成文献检索、项目工艺设计、多媒体汇报课件等具体工作,以上环节可采用课内外完成方式。教师指导,最终在课堂上每组学生派出代表对项目立题依据、研究进展、工艺路线设计等方面进行系统讲解汇报,其他学生提出问题,小组学生回答。最后授课教师进行讲解与评价,指出亮点与不足,提出改进意见及建议并答疑解惑,引领学生自主学习,使学生从理论学习进入模拟实战,不但使学生掌握了工艺设计的程序,而且帮助学生将所学的点滴知识串连成线,拓展思维,提高了学生的实践及创新能力。

4.优化教学方式

“植物产品加工工艺学”的学科特点决定了本门课授课内容与工业化生产实践密切相关。授课教师应多方面收集、整理植物有效成分生产线的录像,制作成图文并茂的多媒体课件给学生观看,为学生创造一种身临其境的感觉,使工业化生产路线及工艺深入人心。引用近两年的科技文献,力争让学生了解本门课程研究领域的最新研究动态。选择合适的最新教材,根据大纲要求,针对我国该研究领域的现状,补充近三年来主要核心期刊上的科技研究成果和论述,以保证教学内容的新颖性和时效性。利用课堂教学和课外阅读相结合的方式,巩固学生对理论的理解和掌握。

合理的教学方式是提高教学质量的一剂良方,本课程采用产学研合作教学模式,在充分利用学校和企业、科研单位等多种不同教学环境和教学资源以及在人才培养方面的各自优势,把书本知识和实践能力为主的生产、实际经验、科研实践结合的教育形式,是一种现代社会的新型教育模式。它不仅能够激发学生的学习兴趣,有利于培养学生的自主学习能力,符合教育教学发展要求,同时也提高了学生的综合素质,符合专业素质教育发展要求,更有利于培养社会所需要的全能型、应用型人才,使学生走上社会、适应企业或其他用人单位的要求,担当起责任的重要举措。

参考文献:

[1]高梦祥,严奉伟,王辰,江洪波.食品科学与工程产学研合作教育课程体系改革[J].教学研究,2009,32(4):57—60.

化学工艺的理解篇4

1CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式,是由美国麻省理工学院、瑞典皇家工学院等四所大学共同创立的工程教育改革模式。是近年来国际工程教育改革的最新成果,CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate)4个英文单词的缩写,以产品从研发到运行的生命周期为载体让学生以主动的、实践的、与课程之间有机联系的方式学习掌握知识&-4。迄今已有几十所世界著名大学加入了CDIO国际组织,这些学校采用CDIO工程教育理念和教学大纲开展教学实践,取得了良好的效果。

2存在的问题与课程建设思想

微电子技术研究的中心问题是集成电路的设计与制造,将数以亿计的晶体管集成在一个芯片上。微电子技术是信息技术的基础和支柱,是21世纪发展最活跃和技术增长最快的高新科技,其产业已超过汽车工业,成为全球第一大产业。微电子工艺课程主要介绍微电子器件和集成电路制造的工艺流程,平面工艺中各种工艺技术的基本原理、方法和主要特点。其课程建设思想是使学生对半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理有一个较为完整和系统的概念,掌握当前微电子芯片制作的工艺流程、主要设备、检测方法及其发展趋势^7]。

但目前该课程教学中存在较多问题,教学效果不佳,主要有如下几点:(1)教材陈旧,没有较适合的双语教材,难以适应跨国际的微电子制造工艺新技术的快速发展;(2)教学内容信息量大,在教学时间短、内容多的情况下,教师难以合理安排教学进度;(3)在课程设置上重理论轻实践,技术性和实践性的内容较少,与迅速发展的工业实际脱节;(4)教学方法单一,理论联系实际不紧密,不利于学生课堂积极性的提高与创造性的发挥“5)实践教学环境较差,由于微电子工艺设备十分昂贵,有待加强高校精密贵重仪器设备和优质实验教学资源共享平台和运行机制的建设;(6)教评形式单一,忽略了实践教学与考核,致使大多数学生只是死记硬背书本知识的学习方式来应付考试。

3微电子工艺的课程建设

3.1教材选取及教学内容改革

本课程教材选用经历了《芯片制造一半导体工艺制程实用教程》、《现代集成电路制造工艺原理》到目前的首选教材:国外电子与通信教材系列中,美国MichaelQiurk和JulianSerda著《半导体制造技术》韩郑生的中文翻译本。该书不仅详细介绍芯片制造中的每一关键工艺,而且介绍了支持这些工艺的设备以及每一道工艺的质量检测和故障排除;并吸收了当今最新技术资料,如用于亚0.25pm工艺的最新技术:化学机械抛光、浅槽隔离以及双大马士革等工艺;内容丰富、全面、深入浅出、直观形象、思考习题量大,并附有大量的结构示意图、设备图和SEM图片,学生很容易理解,最主要的相对前两本教材,它更加突出实际工艺,弱化了较抽象的原理。

教学内容上采取调整部分章节,突出教学重点,并适当增减部分教学内容。本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理,并具有一定的工艺设计和分析能力,课程仅32学时,而教材分20章,600页,所以教师需要精选课堂授课内容。从衬底制备、薄膜淀积、掺杂技术到图形加工光刻技术以及布线与组装,所涉及的概念比较多,要突出重点:薄膜淀积(氧化、蒸发、溅射、MOCVD和外延等),光刻与刻蚀技术、掺杂技术,需章节调整系统整合;对非关键工艺的5~8章(介绍半导体制造中的化学药品、污染及缺陷等内容)只作为学生课后自学阅读。第2章的半导体材料特性已在“固体物理”课程中详细介绍,第3章的器件技术已在‘‘半导体物理“晶体管原理”课程中介绍,第20章装配与封装会在“集成电路封装与测试”课程中介绍,故无需重复讲解。将第9章集成电路制造工艺概况放在后面串通整过工艺讲解,即通过联系单项工艺流程,具体分析讲解典型的CMOS芯片制造工艺流程,如由n-MOS和p-MOS两个晶体管构成的CMOS反相器,这样能够加深对离子注入、化学气相淀积、光刻关键技术、集成电路的隔离技术以及VLSI的接触与互连技术等内容的理解。

另一方面,指导学生查阅相关资料,对教材内容作必要的补充,微电子工艺技术的发展迅速,因此需要随时跟踪微电子工艺的发展动态、技术前沿以及遇到的挑战。特征尺寸为45nm的集成电路已批量生产,高K介质/金属栅层叠结构、应变硅技术已采用。而现有的集成电路工艺教材很少能涉及到这些新技术,为了防止知识陈旧,应多关注集成电路工艺的最新进展,尤其是已经投入批量生产的工艺技术,及时将目前主流的工艺技术融入课程教学中。

3.2教学方法的改革

(1)开发多媒体工艺教学软件,利用多媒体技术,将动画、声音、图形、图像、文字、视频等进行合理的处理,利用大量二维和三维的多媒体图片、视频来展示和讲解复杂的工艺构造过程。开发图文声像并茂的微电子工艺多媒体计算机辅助教学软件,给学生以直观、清楚的认识,有助于提高教学质量。

(2)微电子工艺综合共享实验平台建设,集成电路的制造设备价格昂贵,环境条件要求苛刻,运转与维护费用很大,国内仅部分高校拥有集成电路工艺试验线或部分实验分析设备。按照有偿服务或互惠互利原则共享设备仪器资源,创建各院校之间和与企业之间的“微电子工艺综合共享实验平台”可极大的提高集成电路工艺及其实验课程教学效果,即解决了一些院校资金短缺问题,同时也部分补偿了大型设备的日常使用和维护费用问题。其综合共享实验平台包括金属有机化合物MOCVD沉积技术、分子束外延、RF射频磁控溅射、XPS、XRD及AFM分析测试、光刻、离子注入等涉及投资巨大的仪器设备实验项目。

(3)拓展实践能力的校企合作,让学生带着理论知识走进企业的真实工程环境,探索利用企业先进的工艺线资源进行工艺实验教学与参观实习6-9]。参观实习能够使学生对集成电路的生产场地,超净环境要求具有深刻的感性认识,对单晶硅制造流程、芯片制造工艺过程以及芯片的测试和封装的了解也更加系统和全面。同时利用假期安排学生去企业实习,让学生参与企业的部分生产环节,亲身感受实际工艺生产过程,增加学生对企业的了解,也利于企业选拔优秀学生。

(4)工艺视频与工艺实验辅助教学,由于微电子工艺内容与生产密切结合,不能单靠抽象的书本知识教学,对于学生无法了解到的一些工艺实验与设备,可通过录像教学来补充。本学院购置了清华大学微电子所的集成电路工艺设备录像与多媒体教学系统,结合国外英文原版的工艺流程视频,通过工艺视频把实际工艺流程、设备和设备操作等形象地展示在课堂。多媒体教学系统提供了氧化、扩散和离子注入三项工艺设备操作模拟,可使学生身临其境地对所学的基本工艺进行简单的模拟。同时结合课堂教学开设半导体平面工艺实验,主要包括以:氧化、光刻、扩散、蒸铝、反刻、划片、装架、烧结、封装。实验以教师讲解与学生动手相结合,既培养了学生的实际动手能力,又使学生掌握了科学分析问题的方法,激发了学生的学习兴趣,加深学生对课堂理论知识的理解。

3.3多元化的考核评价体系

对学生的考核是对其具体学习成果的度量,也是检验教学改革成效的重要手段,为了更科学合理的考核学生,我们建立了多元化的更加注重过程参与的考试评价体系,降低了期末考试在总成绩中所占比例,最大限度避免学生靠死记硬背来应付考试和学生创新思维被抑制、高分低能现象产生。这种多元化、过程性的成绩评定方法,强调知识的积累与构建过程,消除了学生重理论轻实践,考前死记硬背应付考试的弊病。总评成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分构成。但加大平时成绩的权重,平时成绩即包括了作业与考勤,还包括综合性实验成绩、设计仿真、国外工艺视频翻译、专题小论文和专题PPT论坛团队成绩等。同时在期末考题中增加openanswerquestion型、工艺过程设计型题目110-11。

4结语

化学工艺的理解篇5

关键词口腔工艺;专业课程;理实一体化;教学模式

中图分类号:G642.4文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2013)36-0140-02

订单式培养即学校与某用人单位签订人才培养协议,共同制订人才培养计划,下学期还要共同组织教学,最后顶岗实习,学生毕业后直接到该企业就业的培养模式。因此,在实验室开展理论与实践一体化教学,创建与工作环境一致的教学环境,打破了传统的先在教学楼上理论再到实验楼实训的教学模式,通过整合教学内容,先操作再进行理论总结或同步进行,全程构建技能培养的理论实践教学环节。

口腔工艺技术是以生物力学、材料学、冶金学等有关知识为理论基础,以研究各种修复治疗为目的,用符合人体生理的技术制作方法,制作修复体和正畸矫治器的一种专业技术。以口腔工艺概论、口腔牙体解剖、牙合学、材料学等课程为支撑,为口腔修复、正畸等课程奠定专业基础。通过在实验室实施理实一体化教学,整合了口腔工艺概论、牙合学、材料学等专业基础课与口腔修复专业课的界限。口腔工艺技能实训课程任务是使学生掌握每个工艺实训项目的基本专业理论知识和实训操作技能,为培养顶岗实习的工作能力打下基本功。为了提高该课程的教学质量,主讲教师(模头)对口腔工艺技术专业课程分模块教学。

1口腔工艺技能实训课程的实施思路

口腔工艺技能实训课程以口腔技工全口义齿修复、固定修复、可摘修复、活动矫治器等的操作能力培养为核心,将专业理论、专业技能、技师职业素质相融合为教学目标,深化工艺技能实训的教学内容,在实验室同时开展理论与实验教学、教室与实验室一体化、理论教师与实验教师一体化。每周在黑板右下角注明每周每次课的操作项目任务和目标,左下角标注每次操作项目参考教材第几页,通过运用讲授、演示、个别学生单独指导等教学方法,实现“教、学、制作、考、交”一体化的教学过程,从而提高学生听课质量和动手操作能力。根据教学内容给学生布置实验任务,明确实验项目目的、要求和步骤。

在口腔工艺技能实训教学环节中,专业理论和实训操作循序渐进,抽象和直观相互交替,做到理中有实、实中有理,重视口腔医学技术专业学生动手操作能力的培养,充分激发学生的操作潜能,在实验过程中能独立完成。统一考核标准,提交实训作品。

2口腔工艺技能实训课程的实施步骤

课程目标的制定口腔工艺技能实训课程覆盖面较广,内容涉及口腔工艺概论、口腔牙体解剖、牙合学、生物力学、材料学、口腔修复、正畸和美学等,为学生将来走上口腔技师工作岗位奠定了坚实的理论基础。根据齿科工艺加工流程及企业人才需求标准,将课程分为四大工作模块(见表1)。

课程学时的分配根据课程实际需求,采取的教学安排如下:3年制学生接触专业课第一学期口腔工艺技能实训总共288学时,其中,理论32学时,实训256学时。

课程教学实施口腔工艺技能实训课程使用卫生部规划的必读教材有材料学、口腔牙体解剖、固定修复工艺技术、可摘局部义齿修复工艺技术、全口义齿工艺技术、正畸、口腔修复学等课程专业内容,知识面广阔。理实一体化教学以口腔修复工艺技能实训为主线,以实现和完成口腔固定修复、活动修复工艺技能操作为目标,遵循口腔工艺流程“程序全面系统性”和“训哪个模块就学哪个模块;结合生产技术现状和加工企业用工需求,有什么技术需求就强化什么技术”的原则,把理论和实训有机结合在一起。授课计划按四大模块划分,每个模块结合不同的缺失类型,设计不同的修复方法,教会学生铸造技术、冷弯技术、打磨技术等,并掌握学习过程中涉及的相关设备的使用;由教师把学生分为3组(8~10人为一组),与实验师同步对每个实训项目操作任务的要点、步骤、多种方法进行详细分解并进行操作演示,并在步骤演示过程中对学生进行动作规范的讲解,增强学生对所从事职业的责任感和安全意识。

实训课演示前先组织本组学生针对前次实训课后的实验作品从好到差依次排列,引导学生相互点评、共同纠正,取长补短,以此发挥学生的主观能动性,培养学生逐渐养成善于观察、勤于思考的良好习惯,迅速提高学生自我测评、自我纠错的水平;然后再让学生根据演示步骤进行操作为主线,教师巡回指导、及时纠错;最后由模头讲授理论知识指导为辅助,总结学生在实际操作中遇到的难点和疑点,加深学生对专业理论知识的理解消化、巩固和提高。

除了以上这种将操作演示、发现解决问题、学生实训练习、理论总结融为一体的教学方式外,教师还布置课后要求学生完成与操作模块内容相关的读书笔记,让学生分组在课后查询相关资料,巩固操作模块理论,使学生完成文献检索,改被动灌输为主动学习,有利于加深理解和巩固每次实训课所学的专业模块,同时还培养了学生的团队合作精神。

3理实一体化教学模式的困惑

1)理论指导实践与实践探究理论,一样能全面掌握技术。虽然理实一体化教学方法灵活多变,但是形式和内容比较统一,更注重实效。在实施过程中理论教学课时每周只有2节,更多穿插在演示教学中,能否做到强化实践教学,有待于后期进一步验证。

2)建立理实一体化教学规范,使理实一体化教学有章可循,否则在实施理实一体化教学中,考核办法和督导等容易出现问题。

3)尽管理实一体化教学能整合教学内容,实现理论与实践的相互指导,但是理实一体化教学不适合所有医学专业,除非在理实一体化教学过程中树立全新的教学理念,在原有教学模式中创新教学方法和教学手段,添置配备全新防尘教学设施,如多媒体、电子实验室教学软件和连接互联网的计算机专业实验室。

4)口腔工艺专业课程理实一体化教学模式的实施表明,采用理实一体化教学是符合职业教育规律与特点的,但是该教学方法更适合高职学生专业学习。

参考文献

[1]仇恒佳,蔡健,成海钟.基于“理实一体化”教学模式的高职农业类专业教学改革[J].安徽农业科学,2011,39(35):

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[2]董晓华.高职园林技术专业“理实一体化”教学模式改革探索[J].现代农业科技,2010(6):18-19.

[3]冯薇.面向职业岗位的高职《电子制造工艺与管理》工学结合课程建设实践[J].电子世界,2012(12):169.

[4]刘会娟.“产品导向任务驱动式”教学模式的探索与实践[J].辽宁农业职业技术学院学报,2012(11):41-42.

化学工艺的理解篇6

关键词:美术教育;民族工艺文化;传承

民族工艺文化在我国优秀文化的传承与保护中被视为一大重点,但是实际上,先进技术、产品等取代传统的民族工艺这一现象却是比比皆是。面对民族工艺文化的逐渐没落,我的观点是:对待民族传统手工艺文化的保护,除了政府部门建立专门的保护研究机构,投人资金抢救性发掘、整理以外,更为重要的是从小培养起对民族民间工艺的保护意识,通过基础教育美术教育教学实现对传统民族民间工艺传承,形成大家的对民族手工艺文化保护的普遍共识,这才是解决当前许多民族工艺文化濒临失传问题的根本。我们能做的就是利用一切资源与手段保护并传承民族工艺文化,美术教育是一种重要的手段。美术教育是民族文化传承的一种重要手段,在高校的美术教育中十分注重民族文化特色,通过美术教育能够使学生了解到民族工艺文化的特点与魅力,培养学生对于民族工艺文化的热爱,进而实现民族工艺文化的传承。

一、传承民族工艺文化的重要意义

我国是一个拥有悠久历史的文化国度,民族工艺极具特色,而且形式多样、外表精湛,每一项民族工艺都是民族文化的一大瑰宝,例如:苏州刺绣、宜兴紫砂壶、南通蓝印花布等。对待这些民族工艺瑰宝,我们的态度是珍惜、尊重、爱护和传承。传承民族工艺文化是每一个民族公民都应该做到事,尤其是美术教育工作从事者。民族工艺文化的传承具有重要意义,一是能够保留民族特色,增强民族公民的自豪感、自信心与凝聚力,二是能够大力弘扬民族精神,为民族的发展带来动力,三是能够更好的发展旅游观光产业,促进社会经济的发展与进步,四是有利于连接民族与世界,让更多的人了解、认识民族工艺等民族文化。

二、民族工艺文化融入美术教育中的现状分析

美术教育是高校中一项培养学生多种能力的学科,其中,大量的引入了民族工艺文化,很好地将民族工艺文化置于一个有利地位,推动了民族工艺文化的传承。但是随着现代化的发展,美术教育开始更倾向于现代化教学,在民族工艺文化的融合上选择了忽视,在此,总结了民族工艺文化融入美术教育的问题。(一)过于注重现代化技术在现代化技术飞速发展的刺激下,美术教育开始了新的改革,将现代化技术与成品引入到实际教学中,这虽然是一个进步,但是却为民族工艺文化在美术教育中的融入带来了阻碍。在此过程中,教师过于注重现代化技术在美术教育中的应用,忽视了美术教学的手法和方式,使得美术教学和民族工艺文化出现了分层。这样一来民族工艺文化不能够深入到美术教育中,其文化内涵与魅力也就止步于表面的剖析,失去了其应用于美术教育中的实际意义。(二)美术教学重点出现偏差美术教育中的内容涉及到多个领域,是一门综合性比较强的学科,在实际教学中,教师很容易把教学内容重点弄错。教师为了达到综合培养的目的,会将一些其他领域的知识内容引入到美术教育中,对美术教育内容进行了大量的扩充。教师在教课的过程中很可能将大量额无关内容中作为教学重点来讲授,而忽视了对民族工艺文化的讲解,另外,在大量教学内容的冲击下,学生很难真正的消化完全,即使教师讲解了民族工艺文化,学生也难以及时吸收、理解,从而导致了民族工艺文化在美术教育中地位的下降。

三、美术教育传承民族工艺文化的策略

我国作为世界文明古国,历史悠久,56个民族的创造遍布中华大地,民族文化丰富多彩。传统手工艺在长期的传承与发展中所累积的经验和技艺,是高校艺术设计教育的珍贵教材,对艺术设计有着传承的价值和借鉴的作用。(一)坚持美术教育改革,加强民族工艺文化教育在新课改别提出美术教育改革,在美术教育上,更多是需要一定的情境,而不是枯燥的专业知识,对于文化的讲解和传播更倾向于借助实际的案例进行感情的分析。每个公民内心都会有一份或多或少的民族责任感与归属感,对于民族工艺文化的学习在心理上是基本接受的,这就为其在美术教育中的实际发展奠定了基础。美术教育改革中对于民族特色元素十分重视,希望借此来发展民族文化,所以,要始终坚持美术教育改革,加强民族工艺文化教育,帮助学生树立正确的民族文化传承观念。(二)在美术教育中开设民族工艺文化传承课程除了大方面的较为粗略的对民族工艺文化进行融入与传播,还需要由粗及细,由广到微,这就需要美术教育为民族工艺文化设立相应的课程。民族工艺文化的特色与表现受到多方面的影响,地域、人文、民族等,为了更好地开展具体的相关课程,建议各大高校认真的考虑到本土民族工艺文化的特点与需求,并建立起国家、地方与学习为一体的管理机制。有需要的还可以接触当地民族工艺作坊,进行深入了解和实际观察,整理、记录民族工艺文化的实际案例,为民族工艺文化特色在美术教育中的传承提供有利条件。

四、结语

对待民族文化各国普遍通行的作法是不遗余力的加以保护,并适当地给予开发和利用民族工艺文化的继承和发展,不仅可以弘扬民族精神,增强民族的自豪感、自信心,同时还可以增强民族的凝聚力。另外灿烂的民族工艺文化可以让世界更好地了解其国家悠久的历史,促进地方旅游的发展和经济贸易往来。民族工艺文化之于一个民族的可持续性发展十分极其重要,要想实现民族工艺文化在美术教育中的传承就必须使每个公民意识到自己身上的职责与使命,只有这样,才能够为民族工艺文化的传承提供坚实保障。

作者:莫日根单位:内蒙古民族大学美术学院

参考文献:

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[2]李险峰.民族工艺文化的传承与美术教育[J].南昌教育学院学报,2010,(06):127+129.

[3]郑君文,张恩华.数学学习论[M].广西:广西教育出版社,2008(12).

[4]皮连生,邵瑞珍.教育心理学[M].土海:土海教育出版社,2008(01).

[5]盛志军.浅谈数学解题教学中揭示思维过程中的途径[J].中学数学月刊,2007,12.

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