化学工程技术范文

导语：如何才能写好一篇化学工程技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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化学工程技术简称化工技术，在化学生产领域中有着非常重要的地位。利用化学反应理论技术基础，进行大规模的化学工程生产，从而生产满足化学领域需求的产品。在农业方面，化学工程技术就起到了非常重要的作用。农作物的农药，化肥等都是化学生产的产品。这些产品对于人们的生产与生活都有着非常重要的联系。因此化学工厂成为了市场化学产品的主要生产基地，而化学工程技术也成为了化学生产的技术基础。那么，对于化学工程技术而言，其有着哪些核心优势呢？化学工程技术的技术理念又是什么呢？

1.1化学工程技术的技术理念分析

化学工程技术是基于化学反应以及化学元素等理论基础进行的大规模的生产性技术，利用先进的设备与反应环境，实现对某种产品的大量批量生产，以此来满足人们对于化学产品的需求。在化学工程技术中，理论基础是必不可少的，但是，在生产的过程中，反应设备等的建筑也非常重要。因此反应设备也有可能是反应物质，因此为了能够追求最高的生产效率，满足人们的生产需求，化学工程技术在技术完善性方面做了非常大改进。在废物处理方面，也有了完善的体制，从而减少了因为化学生产而对环境方面造成的伤害。

1.2化学工程技术的核心优势分析

化学工程技术以化学反应以及化学元素理论为基础，通过大规模的化学反应来生产市场所需的化学产品。由于在自然界中，很多化学产品不是自然形成的，即便在自然界中存在，其存量也无法满足需求。因此，为了能够满足人们对于某些化学产品的使用。就可以通过化工生产，来进行批量的生产，保证足够的供应。因此，对于化学工程技术而言，其技术核心可以概括为以下几个方面：第一，完善的技术理论基础；化学反应原理，原子守恒等化学理论技术，成为了化学工程技术的完善的理论基础体系。如果在生产的过程中，对于某一种元素物质产品需求量较大，那么就可以通过化学技术进行实现。例如，在现代社会中，为了能够呼吸到新鲜的空气，很多人开始喜欢吸收纯氧。那么，就可以利用化学理论进行纯净氧气的生成，从而满足人们的需求，当然，这也在一定程度上实现了市场的拓展。第二，高效的生产效率，化学工程技术为化学产品的生产奠定了强大的技术基础，为了满足市场的需求，化学工程技术在高产出，以及高效率等方面做出了非常大的改进，在原料提取以及生产加工的流程方面也有了十足的进步。因此，在技术优势方面，满足了市场化的生产模式。通过化学工程技术的引入，让化学生产领域实现了模式化，一体化以及车间化的生产模式，不仅仅实现了高效的化学生产，更在一定程度上实现了成本压缩等。总之，化学工程技术的核心优势非常明显，对于市场的发展而言，也有着推动性的作用。

2绿色化工技术在化学生产中的应用

虽然在化学生产领域中，化学工程技术起到了非常重要的作用，也让人们的需求得以满足。但是，由于化学生产过程中，容易产生大量的污染物质或者是废弃物质，在传统的化学生产以及化学工程技术中，并没有完善合理的治理措施。甚至在一些化学工厂中，这些污染物或者废弃物是直接进行无处理排放的。长期以往，对于环境造成的伤害是非常大的。近年来，我国的雾霾以及化学烟雾，癌症村等现象的出现，也就在一定程度上说明了化学生产中出现的问题。因此，为了能够保证化学生产的良性发展，也是为了能够符合当前节能环保技术的理念。绿色化学工程技术开始得以研发，并逐步应用到化学生产领域，从而从根本上改变了化学工程技术的面貌。绿色化学与绿色化学工程技术，是代表未来化学生产的方向性理念。在化学生产的过程中，建立完善的生产体系，尤其是在反应的过程中，杜绝传统的为了结果而不惜代价的生产方式，采用绿色型与节约型的生产方式，在技术方面，也需要不断进行技术改革，尤其是废物处理技术中的一些设计中，要充分体现绿色化学的特点，并能够做到真正意义上的节能减排，废物有效处理。总之，化学生产领域中，绿色化学的理念一定要深入其中，绿色化学工程技术的研发也应该继续，生产需要满足市场，也同样要保证环境的安全。

3结语

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【关键词】化学工程技术；化学生产；应用

前言：

伴随科学技术的发展，专业人员对化学工程研究已经从单一走向研究领域与多学科相结合的多元化方向发展，随着时代的需要，科学技术的发展，新的发展热点的出现，化学工程的发展方向也是多元化的。化学工程技术多元的发展给社会带来的也将是全新的面貌，推动整个社会向前的步伐。

1化学工程技术的概述

化学工程技术主要研究化学生产过程中产品的研究开发，同时也需要设计和管理反应装置，因此它是一门集合理论和实际操作的综合性技术。在化学生产中运用化学工程生产技术，可以显著提高生产效率，缩短生产时间，同时还可以大幅提高产品的质量，减少成本和原材料的消耗，对于产品的开发以及技术的改进都具有非常重要的作用。

近几年我国的科学水平不断进步，化学工程技术越来越来越广泛地被应用在化学生产中。化学生产关系着全社会对化工产品呢的需求，也影响着我国其他产业的生产发展。化学工程技术在化学生产中的应用十分必要，对于维持人们的正常生活和社会的稳定都有重要作用，因此，其应用也越来越受到人们的重视。

2化学工程中的新型反应技术

2.1绿色化学反应技术

环境问题在当今社会的发展中尤为重要，而绿色化学就是指不会污染环境的，可以保护环境的化学技术。这种技术主要采用化学方法和技术来减少甚至消除潜在污染源，比如那些妨碍社会安全、对人类健康有害、影响生态环境的原材料都可以通过这种技术加以治理，从而减少环境污染，达到保护环境的目的。而且绿色化学技术可以将污染从源头就加以消除和治理，因此，对环境治理非常彻底。

2.2超临界化学反应技术

所谓的超临界液体就是指具有液体和气体双重性质的物质。当压力和温度都位于临界点之上时，其状态也位于气体和液体间。这种超临界流体的应用十分广泛，在生物化工、化学工业、医药工业以及食品工业等表现出巨大的研究价值，具有十分光明的发展前景。我国目前的超临界化学技术虽然已经取得巨大的进步，但是有些方面还不够成熟，仍然具有非常广阔的提升空间，需要继续努力开发。

2.3新分离技术

传统的分离技术是利用沸点不同，使不同的组分从分离塔中先后分离出来。首先是对设备的强化，随着科学水平的进步，分离技术也在不断地更新和改进，但是任然存在很多不足的地方。而信息技术的发展，给分离技术带来一个崭新的局面，人们将信息技术引进到分离技术的开发研究中，取得了非常明显的进步。比如在热力学的传递性质和多相流的研究过程中，就是引入信息技术，并使之发挥功效，进而达到分离的目的，此方法已经成为成熟的分离技术。再如分子模拟可以提高预测平衡性质的水平，进而加速分离分子，可以用于开发新型的高效分离剂。因此，信息技术的引入对于深入和促进分离技术的深入具有重要作用，并且还能显著提高工作效率。

3化学工程技术在化学生产中的应用新方向研究

3.1传热过程的强化

此研究主要是改进换热器的设备，通过这种方法来提高传热效率，并且使设备可以持续放热。要达到这个目的，就必须改进原来的设计工艺，开发新型传热材料，这样才能不断优化传热技术。

3.2微细尺度传热学

微细尺度是传热学中一个热点的分支学科，具有非常广阔的发展前景。当物体尺寸大于连续介质时，由于尺度微细，原来的影响因子也会发生变化，这样就导致了传入和流动规律的变化。目前的纳米和微米科学都取得了明显进步，也衍生了很多以微细尺度传热学为基础的研究领域，并取得了丰硕的成果，比如微型热管、多空介质流动传热、高集成度电子设备等多项研究成果。

3.3传热理论

一直以来，人们都在研究液体核态沸腾的原因。但是由于沸腾复杂多变，研究过程中无法进行准确的计算。目前的研究方法存在的严重缺陷是计算的准确率过低，而且必须以大量实验做为基础保障。因此我们必须从新角度来和研究问题，根据基本理论，找出新的计算方法和模型，不断深入研究传热理论。

3.4传热学中细微尺度的研究进展

细微尺度是指从时间尺度和空间尺度进行更细微的研究的热学范畴，如今它在热学中已经形成了一个分支，具有广阔的发展前景。当一个物体的尺寸远大于其载体时，这样的情况会存在，但是由于尺寸的更加细微，原来的假设影响因素也会发生相应变化。目前纳米技术已经取得显著的成绩，很多领域都是围绕传热学中的细微尺度技术进行研究的，近年来取得了高集成电路、多空介质流等新成果，产生了巨大的经济效益。

3.5传热设备的研究进展

近些年来，利用翘片来强化传热，管外的翘片强化传热原理包括有前缘效应和非稳定性扰动以及减薄边界层等几种。常用的片是冲缝片和百叶窗。将来对此的研究应该将分布参数和场地模拟相结合，来优化传热装置结构的参数，实现管翘式的传热针设计。

3.6与计算机技术的相结合

计算机技术的不断进步是化学中大量的技术问题能够得到有效的解决。同时节约了大量的人力物力财力，也增加了数据和相关机械的精密度。计算机的主要贡献表现在计算流体力学、数值传热力学、采用计算机技术进行统计、计算有利于将数据更直观的表现出来，表现形式更加多样，能够有效分析大量实验数据。

3.7与材料科学和信息工程相结合

科学的进步和新技术的研究涌现就为化学工程的研究提出了新的机遇。如何形成优质的服务体系和完整地理论作为研发支撑成为化学工程面临的问题。

所以它必将进入一个新的发展阶段，在发展中应注重与多学科的交叉，更多的研究应该包括信息和化学应用、生物与化学以及能源环境与化学相结合的学科，这都为化学工程的发展提供了新的研究方向。由于信息技术不断深入各个行业，为此通过信息技术可以将大量的信息收集、整理进行数据统计分析，得出结论可以为化学工程发展研究提供新的方向。

3.8做好人才工程的建设

21世纪国际社会的竞争实质上就是以科技实力为基础的综合国力的竞争，谁在科技上遥遥领先谁就掌握了国民经济发展制高点。科学技术的竞争说到底是人才的竞争，人才是科学技术发展的动力。而化学工程技术也同样需要优秀的人才，因此，我们要加强化学工程的教育，培养出更多的优秀化学人才。另外，还要提高化学工程待遇，加强国内外的学术交流。目前化学工程技术正处在飞越发展期，随着化学技术的不断加大，化学工程技术必将以全新的面貌展现在我们面前。

4结束语

综上所述，化学工程技术在化学生产中具有非常重要的作用，其应用大大提高了生产效率，节约了能源和原材料，而且还提高了产品的质量，为满足人们的日常需求和社会稳定作出重大贡献。

本文主要概述了化学工程技术，并对其中的一些核心技术和研究进展进行了阐述，比如绿色化学反应技术、超临界液体技术和新分离技术等，希望可以更好地促进化学工程技术的发展，不断改进理论和技术，进一步扩大其应用范围，使它发挥更大的作用，为人类提供更好的生活，同时促进社会的不断进步和发展。

参考文献：

[1]张杨.浅谈化学工程技术在化学生产中的应用[J].科技创新与应用.2014（08）.

[2]陈伟.浅析化学工程技术在化工生产中的应用[J].科学专论.2013（01）.

[3]张燕.化学工程在化工生产的应用探析[J].技术与化学工程.2013（09）.

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关键词：绿色化学工程技术；意义；应用

近几年来，随着化工技术的不断发展，化学工程取得了重要的进步，但与此同时也产生了很严重的环境污染问题，进而使得化学学科的发展受到了一定的限制作用。为了很好地改善污染的问题，越来越多的人开始采用绿色化学工程技术，绿色化学工程技术的应用不仅减少了温室气体的排放，更有利于生态环境的优化，最重要的是，很好地推动了我国经济的发展与进步。由此可见，探讨绿色化学工程技术应用的具有重要意义[1]。

1应用绿色化学工程技术的意义

1.1有效减少温室气体的排放

近几年来，随着国民经济条件的改善，越来越多的人都拥有了私家车，马路上车的数量越来越多，车辆增加，车尾气的排放量自然增加，空气污染变得严重，进而产生了大量的温室气体，导致气候变暖、冰川融化，还会引发臭氧空洞，造成气候异常，进而使得我国的生活环境变得越来越差。而近几年来，绿色化学科技的一项重点研究内容就是将对生态环境没有污染的一些能源转化为可利用的资源。如太阳能、风能、生物能以及地热等。首先，这些新能源的使用可以节省现有的能源的消耗，其次，这些能源的使用可以减轻一定的费用，最重要的是，可以减少空气中温室气体的排放，进而起到保护环境的作用[2]。

1.2推动国民经济的可持续发展

经济的发展是无限的，但是自然资源是有限的。倘若一味地开采以及使用自然资源，那么便会出现自然资源匮乏的现象，“物以稀为贵”，自然资源枯竭，资源的价格自然会上涨，导致经济的发展受到一定的抑制作用。另外，随着化工污染的加剧，化工产业的发展也逐渐受到了影响，且部分产业的进出口也受到影响，进而导致国民经济得不到提升，发展受到抑制。

2绿色化学工程技术的应用探讨

2.1在海水淡化的过程中应用绿色化学工程

水是人类社会活动的起源，也是人类生活的基本，没有水，人类将很难生存，由此可见，水对于人类的生存的重要性，但是近几年来，随着工业污染的加重以及农业生产的发展，我国的水资源呈现严重匮乏的现象，为了得到很多的水资源，我们开始采取淡化海水的措施，而绿色化学工程技术在淡化海水的过程中扮演了很重要的角色。所谓的淡化海水，主要指的就是去除海水中的盐水，得到淡水，传统的环境下，很多人采用通过酸碱换去除盐水，得到淡水的方法，这种方法虽然也可以实现海水的淡化，但是同样会带来另一种污染，进而使得环境污染情况加剧[3]。

2.2绿色化学工程技术在涂料生产中的应用

在中国，除了汽车尾气的排放会严重污染空气以外，涂料的制作也会产生很多污染，进而给环境带来一定的影响。另外，在制作涂料的过程中，也会产生很多的废料，这些废料流入水中，一样会给水带来污染，且这些水一旦被人们所使用，将会引发很严重的后果，轻者产生健康问题，重者可能直接引发癌症。绿色科技逐渐应用于许多工厂进行开发绿色产品。通过对工艺设备进行改造和优化，降低VOC，优化配置、清洁生产、使得污染最大限度降低。随着无机矿物涂料、固体涂料、乳胶漆等绿色涂料的诞生，涂料生产正向着科技含量高、无毒无污染、产品更优的方向发展[4]。

3结束语

综上所述，我们可以发现，绿色化学工程技术的使用不仅可以降低空气中温室气体的排放，还可以促进经济的提升，希望在与之对应的一系列的生产措施的建议下，无论是海水的淡化还是涂料的生产都能够得到有效地改变，降低对环境的污染，提升对于绿色化学工程技术的有效利用，促进我国化学工程技术的可持续发展。

参考文献

[1]王鉴，柳荣伟，陈侠玲.绿色化学推动分离工程技术的进步——绿色分离工程[J].化工科技，2008，（1）：57-60.

[2]赵华成.绿色化学及其绿色系统工程技术与环境友好[J].化学教育，2007，（6）：6-10.

[3]朱明乔，谢方友，吴廷华.绿色化学与技术在化学工业中的应用[J].化工生产与技术，2002，（4）：27-30；51-52.

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关键词：化学工程；技术创新；石化工业；装置建设

引言

化学工程是研究化学工业为代表的，是对石化工业的生产过程中有关化学过程与物理过程的原理和规律进行研究，并利用这些规律来解决工业装置的建设。随着石化工业的不断发展，石化工业所涉及的范围也越来越广，因此重视化学工程技术的创新，并在石化工业装置建设中得到实践与发展是非常必要的。而同时，随着石化工业装置建设的发展，化学工程技术创新提供了必要的条件。

一、石化工业装置建设中的主要改造的部分

在石化工业装置中，工业炉是整个生产工艺中的重点设备，无论是炼油、有机原料的炼成和合成树脂的工艺都需要借助不同工业炉完成。比如在炼油中，最为常见的石化工业装置有裂解炉、转化炉和加热炉等。它们能够按照不同的作用，不同的工艺要求，发挥不同的效果。但目前大多数的石化工业装置仍然是根据其外形将工业炉分为五类：

1.管式加热炉：按形状分为圆筒炉、立式炉、箱型炉。管式炉炉体一般由钢架及筒体（或箱体）组成，炉内衬有耐火材料和隔热材料，还有炉管系统、炉配件和烟囱等部分。根据其受热形式有纯辐射式和辐射-对流式。管式加热炉是石油化工行业最常用的炉型，以后各节主要围绕管式加热炉展开介绍。

2.立式反应炉：这类炉的炉体基本上是受压容器，如甲烷化炉、中（低）温变换炉、气化炉、二段转化炉等；另一部分类似平顶(底)或锥形顶(底)的常压容器，如沸腾炉、蓄热炉、煤气发生炉等，炉体多数均有复杂的内件和衬耐火材料，催化剂填料等。

3.卧式旋转反应炉：炉体呈卧式旋转筒体，内部装有螺旋输运器或加热炉管，外部有传动及减速装置，如HF旋转反应炉等。

4.带传动、升降投料装置的反应炉：这类炉设备类似容器，但外部有投料提升装置，炉内有内衬或砌筑耐火和隔热材料，如电热炉等。

5.其他工业炉：焚烧炉：用于废气、废液、废渣的焚烧。将其中有害物质经焚烧转化为无害物质排出。如污泥焚烧炉、硫磺回收装置焚烧炉。干燥炉：用于干燥工艺物料。热载体炉：塑料厂用的较多。当化学工程技术得到创新，石油化工装置也需要做出相应的改变，以发挥化学工程技术的作用，提升自我生产率。所以为了进一步提升我国石油工业事业的发展，并且配合化学工程技术的创新发展，石化工业装置的主体——工业炉也应该进行相应的改造。

二、化学工程技术创新在炼油方面的实践与进展

1.催化裂化技术

在炼油装置中的创新体现催化裂化是石油炼制过程之一，是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。催化裂化的主要工程需要在裂解炉中完成，裂解炉，主要以石油馏分为原料，进行热裂解生产烯烃，其结构特征为：立管加热裂解炉。裂解炉大多数为立式钢架结构炉体，将几种不同管径组合成一组，炉底有油气联合喷嘴；对流室在顶部，为卧式盘管，预热原料或燃料等。如今催化裂化技术已经成为石化工业装置建设中的核心技术，是石化工业炼油都需要用到的一种方式。在这项技术中就体现了许多化学工程技术的创新之处，如自动开发的高效雾化喷嘴，PV高效旋风分离器、油浆旋液除尘和烟气能量回收等。这些技术的创新与使用，很好的解决了炼油中长期存在的回收烟气压力、取出多余热量等难题。有效的提升了炼油的效率和环保性，让炼油取得了更好的经济效益。

2.炼油装置

炼油装置中的核心部分为常压装置，是处理炼油的重要装置。能有效提升其处理能力，降低能耗，提升拔除率。镇海炼化与SEI对炼油装置大型化开发应用了一系列化学工程创新技术，如在两段闪蒸、三级蒸馏节能型常压蒸馏技术应用其中，并使用真空技术来降低低压降、高减压的拔除率，是其研发出的炼油装置成为目前国内最大的长减压装置。经过实际的投入运用，该常减压设置的处理能力达到了102%，总拔除率达到了79.12%，整个装置的能耗量低至每吨11千克标油。

3.催化重整技术创新

在炼油装置中的体现催化重整是在催化剂的作用下，对油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程。石油在炼制的过程中需要在加热、氢压和催化剂发挥作用的共同环境中，让原油中蒸馏所得的轻汽油馏分转变成富含芳烃的高辛烷值汽油，并副产液化石油气和氢气的过程。催化重整中可以用作汽油调合组分，也可以使用芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯，副产的氢气是炼油厂中重要的氢气来源。需要注意的是，制氢装置转化炉的结果与其他工业炉的结构不同，炉管里都装有催化剂，并在关于制氢反应过程是在炉管内完成的。炉内温度较高，达到1000°C，反应介质出口温度为800°C左右。而催化重整技术的创新主要是在其中应用了新型再生器催化剂分布器，能均匀的分布下料，有效提升反应器的利用率和催化剂的再生治疗。该技术在进气方式及气体分配流动技术也有所创新改进，通过改善气体的轴向及径向分流的均匀性及提升了气体在径向床成内的压力降和气体在轴向的压力分布情况。这些技术方面的创新都有助于提升整个催化重整技术的效果。

4.新型塔板、填料和冷换设备

在改进炼油中相关的化学工程技术中，选择合适的材料能有效保证创新技术的效果发挥，并能帮助炼油厂的合理成本管理。新型规整的填料或乱堆填料已经成为催化裂化中吸收稳定塔和常减压塔的主要材料。高效换热器也已经成为常减压装置的主要构件，其能很好的回收烟气热能，将热炉热效率提升到90%以上。此外，表面蒸发冷凝器、表面多孔管换热器也已经在炼油装置中得到广泛的应用与普及。

三、化学工程技术创新在有机原料方面

1.乙烯成套技术

自“九五”计划以来，我国乙烯事业就开始快速的发展，仅2000年中国石化集团公司的乙烯产量就达到287×104t，并且在乙烯成套技术方面有了很好的创新和发展。石化股份公司对裂解炉和分离工艺技术进行了创新改进，通过在文丘里管流量控制技术对裂解原料在众多的辐射段炉管中的流量实现了精密的均匀分布控制；应用“湿壁”模型解决了废热锅炉结焦的问题。此外，在底部供热和侧壁供热中是由辐射段，建立有效的供热模式系统，让供热更快、更为均匀。乙烯分离技术一直是化学工程技术集中度非常密集的一个范围，并且对于乙烯大型化节能效果与深冷条件都有着非常严苛的要求。通过对该技术的不断研究与创新，在通过多种考虑后，石化公司选择中型乙烯作为乙烯分离技术创新、改进的切入点。如今该项技术已经成功的在石油化工中得到使用。

2.甲苯歧化和烷基转移成套技术

甲苯歧化和烷基转移技术是芳烃技术中的一个重要组成单元，是满足石油化工对二甲苯需求的有效的措施之一。上海石油化工研究将HAT系列作为催化剂，并以此为基础研制出大型轴向固定床反应器和反应器进口气体分布器，以提升甲苯歧化反应的效率，并提升对二甲苯的回收率，满足了石油化工对二甲苯日渐增大的需求。如今一套甲苯歧化和烷基转移成套技术所使用的40×104t/a已经安全、稳定的使用了6年。

3.苯乙烯成套技术

在苯脱氢制成苯乙烯的成套技术中，乙苯脱氢轴径向反应器是该项技术的创新点。对反应器中的原料与反应物料流向进行更合理、更环保、更节约的改进，能降低对催化剂的使用量，并提升乙苯烯的制成率。华东理工大学在6×104t/a和10×4t/a的反应器中进行多次实验后，终于建立了两维气体的数学模型，并计算出反应器入口处轴向催化器的气封高度。另外，也有研究发现使用新型的高效静态混合器，是解决原有反应器入口处乙苯与水蒸气在高温和高速流动状态发生的质量偏离及乙苯脱氢转化率偏低的问题的最好方式。

4.化工型MTBE合成及裂解一体化成套技术

化工型MTBE合成及裂解一体化技术为制出高纯度的聚合级异丁烯，上海石油化工研究院就以下两点进行了创新：(1)使用带有环柱形催化剂装填构件，以实现深液层塔盘的催化蒸馏技术的使用；(2)在预反应器中是由外循环工艺，改变床层抽出的位置。这两点的创新抓住了化工型MTBE合成及裂成一体化技术的关键所在，因此其所发生的效果也是颠覆性的。在MTBE裂解单元中使用固体酸裂解工艺技术，并适当的放大固定床反应器，并对裂解产物分离和精馏塔系进行合理的设计。目前该项技术已经得到很好的使用，以燕化公司为例，其所生产的高纯度异丁烯很好的与丁基橡胶合成。

结论

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关键词:化学工程工艺;绿色化工;分离技术;超临界流体

1概述

随着我国社会经济的快速发展，各种化学制品已经充斥在我们周围，成为我们日常生产生活中不可或缺的基本物品。然而，这些物品的原材料生产，都是来自于化学工程与工艺。化学工程与工艺是通过对化学材料的处理，从而实现了化学生产的环保资源的高效优化，生产过程也变得非常完善。尤其是当前，经济的快速发展也随之带来了严重的环境污染问题，化学工程与工艺更是要朝着绿色环保的方向发展，尤其是与化学工程工艺相关而且环境问题息息相关的行业，例如石油化工行业、材料化工行业、生物化工行业等，这些都是利用化学工程与工艺的技术来带动经济发展的行业，对于我国社会的经济发展来说，具有非常重要的现实意义。所以利用高新科技实现的化学工程与工艺，不仅有利于科学的发展和进步，而且对于经济可持续发展来说意义重大。尤其是目前化学工程与工艺正朝着高精化、自动化、数字信息化的方向发展，加强对化学工程工艺的研究是非常有必要的。

2化学工程工艺

化学工程与工艺是涵盖冶炼、药物生产、食品加工、材料化工、印刷业等多行业一门科学，其实现是以化学的基本理论知识为基础的，具有工业特色的技术。化学工程工艺涵盖了原有化学的理论知识，结合了现代最新的环保思想和理念，对于促进社会的发展、人类的进步、经济的可持续化来说意义重大。目前环境保护越来越被人们所看重，也是人们在物质经济条件逐渐优越的前提下追求更高质量生活的体现。而化学工程工艺的相关研究，这实现环保节能、优化工业生产过程、提升社会经济发展的重要途径，它的出现，能够使人们在减能节排的前提下使其经济利益最大化，也是目前更多企业愿意尝试和追求的环保生产途径。科技的发展带动社会的进步，经济的提升势必会对自然环境造成破坏，在绿色环保、减能节排的前提下，化学工程工艺势必为社会可持续发展带来新的契机，这对于社会发展来说，具有非常重要的现实意义。新型的化学工程工艺与传统的化工相比，更加注重环境保护，更加看重生产效率，例如绿色化工技术、最新的分离技术以及超临界流体萃取技术等，都是当前化学工程工艺最新兴的生产技术。

3绿色化工技术

绿色环保、节能减排是当前企业工业生产一直看重和强调的生产方式，化学工程工艺中的绿色化工技术，则是对绿色环保的工业生产的最好的诠释，绿色化学工程又被人成为环境优化化学工程，核心理念就是注重环境保护、降低环境污染、节能减排，从而实现环境污染与企业生产利益最大化之间的最佳平衡，对人类的健康和发展具有非常积极的意义。所以绿色化学工程工艺就是在化学工程过程中原材料选取、催化剂选用以及化学反应过程中都在强调绿色化工的理念，从而从化学工程生产的源头阻止环境污染，促进废物利用。

3．1选用绿色化学原料

绿色化工源头做起就需要对化学工程的原材料入手，通过选择绿色环保的、无害的化学化学物质作为企业生产的原材料，在根本上减少或消除化工生产的污染物的排放，进而将对环境污染源消灭在萌芽之中。当前，在企业生产中原材料的选取非常重要，尤其是在各种高新科技的快速发展下，各种化工原材料、催化剂、溶剂等都已经能够加工成无毒无害或低毒少害的化学材料，所以在针对化学工程原材料选取时，尽量选择使用高新技术生产的无毒无公害的原材料，或者采用天然的植物、农作物或其他很多自然生物作为企业生产的原材料，从而有效地促进化学工程原材料绿色化，从根本上消除自然环境污染源。

3．2选用绿色化学催化剂

在化学工业生产中，很多都需要催化剂来加速整个化学反应的过程，从而节约生产时间成本，提升经济收益。然而，在传统的化学工程生产过程中，很多催化剂虽然加速了化学反应的过程，但是在污染物生产和排放量等方面，都对环境造成了很严重的污染。目前在绿色化工技术中，大都采用天然无公害的催化剂的开发和使用，在化学工程中，尽量选择无污染公害或少污染的催化剂替代传统的污染重的催化剂，从而促进化学反应工程的绿色无公害。目前，部分化学工程工艺研究人员发现一种烷基化固相催化剂，其在促进化学反应的过程中基本上能够做到无污染物排放，同时能够加大废弃物的使用率，这对于企业绿色化工生产来说，将是一个很大的福音。

3．3选择绿色的化学反应

在企业化工成产过程中，会有很多化学反应，而对于这些化学反应的选择，尽量提升化学反应的选择性，从而将化工过程中减少污染排放和能源消耗，使生产物更加纯净化、提取更加便捷。以石油化工生产为例，对于烃类的处理常常选择氧化处理，这个操作会对生产物造成污染和破坏，所以在石油化工生产过程中，要尽量避免此种反应，通过优化化学反应的选择性，选择绿色生产，从而提升整个化学反应的绿色生产过程。

4化工分离技术

在化学工程工艺中，有很多物质都是混合的，对于化工企业的生产来说，是远远不能符合生产所需的，那么在化学工程工艺的物质分离技术，则是将物质进行净化、提纯的重要过程，是使物质从杂乱无章、无规律的变化，通过外在作用力，如压力、重力、温度、电磁场等作用下能够有序的转变的过程，而过程中是需要消耗能量的，而这种过程这是化学工程工艺中的物质分离技术。在化工分离技术中，应用最为广泛的是蒸馏法，这种方法的实现是通过外在的燃料燃烧对物质进行加热，通过混合物中不同物质的气化温度点，来充分掌握加热温度的变化，使得混合物的温度在预期温度点进行持续加热，从而实现对应物质气化分离。在我国，对于蒸馏分离的技术和工程实现，都已经积累了深厚的理论知识和丰富的应用实践经验，为我国的化工也生产做出了不可磨灭的贡献。但是，蒸馏法整体来说速度比较慢，效率相对较低，所以在化学工程分离技术的实现中，目前推出了各种热门的物质分离方法和技术，无论是在时间效率上、还是在生产成本上，都能很好地应用在企业化工生产过程中。

4．1膜分离技术

膜分离技术是当前化学工程工艺领域中，实现物质分离技术中比较流行的分离方法，在环保节能、低污染、高效率等诸多方面都表现出优异的性能。膜分离技术是以各种材质的膜作为基本的分离介质，膜的介质可以采用气体材质、固体材质、液体材质或混合材质，最终构成一个膜两边互不连通的界面，根据其自身的渗透特性，在不同的外在作用力(例如重力、压力、电磁场、渗透压差)下，实现物质分离。按照膜不同材质划分，常见的膜有包括支撑液膜、乳化液膜的液体材质膜以及无机材料膜、聚合物膜的固体材质膜，这些膜的材质、特性不同，最终实现的分离过程也不尽相同，有渗透、电渗析、微滤、液膜分离等，这些分离技术和过程在气体干燥、废水处理等方面广泛应用，正式因为膜分离技术效率高、耗能少、工作条件需求低，也逐渐化学工程工艺中分离技术的主体。

4．2吸附技术

在分离技术发展迅速的今天，新型吸附技术也逐渐进入了物质分离工程中，通过变压吸附、层析、模拟移动长等分离方法，新型的吸附技术也成为了分离技术中的新型技术，在工业制造和化工生产中起到非常重要的作用。

4．3反应分离耦合技术

反应分离耦合技术是提高生产效率、优化化学工程生产过程、降低生产成本中发挥越来越重要的作用。反应分离耦合技术是通过利用物质分离来促进反应或通过物质反应来促进分离的一种化工分离技术，整个技术的应用效率非常高，操作费用也很低。以醋化反应为例，该反应过程就是在精馏塔中进行可逆的醋化反应，利用精馏的反应来分离醋和水，同时逆向反应也能够加强醋化过程，从而在原料成本等多方面节约成本。

5超临界流体萃取技术

超临界流体又称为SCF，是SupercriticalFluid的缩写，一般的气体或液体在温度或者压力的持续变化下，达到某个临界点就会发生气体到液体的变化或者液体向气体的变化，但是，超临界流体是某种流体物质在达到临界压力点或温度点时，如果持续提升外界条件，该流体密度不断增加，但是并没有真正发生液化或气化的现象，此时的物体就成为超临界流体，该流体既具有气体的特性，又具有也提到特质，利用超临界流体来实现物质分离的技术，则被称为SCFE超临界流体萃取技术，该技术目前被广泛应用在食品加工、化学工程和企业生产、生物制药等诸多领域。SCFE的超临界流体萃取技术，是对混合物进行施加温度或压力的条件，从而使其进入超临界状态，进而使萃取物从其中分离出来，实现物质的分离。流体物质在超临界状态下，融合了气体和液体的综合特性，密度上比气体大得多，一般与液体比较接近，但是粘性度方面则与气体接近，比液体小得多，而且超临界流体自身的溶解度非常高、而且很容易流动和扩散，而且在压力或温度的临界点，能随着外加条件的微小变化，密度则发生显著变化，极易实现混合物中萃取物的提取和分离。利用超临界流体萃取技术，一般是使用流体作为萃取物的溶剂，使其进入超临界状态，然后与物料进行接触，使其中的萃取物溶于流体中，进而实现萃取物与物料的分离，而后降低外在施加条件，如降低压力或温度，流体密度发生变化，溶解度降低，萃取物则很容易从流体溶剂中解析出来，从而实现萃取物的分离。利用SCFE的超临界流体萃取技术来实现物料萃取物的分离，在提取速率、萃取物兼容范围等方面都非常优异，而且外在条件是通过温度或者压强的调节来实现对流体密度、溶解度的控制，从而能够有效地实现萃取物的分离，而且提取萃取物的纯度非常高，对于化工生产来说非常重要。其次，流体溶剂的选择一般选择二氧化碳流体，这种低温、无氧环境的操作可以有效地分离热敏或容易氧化的物质，此外，SCFE技术的实现，可以从固体或中液体中快速提取有效地萃取物成分，整个过程无污染、耗能少，而且对于有机物的分离提取和精致都有非常显著的功效。

6总结

化学工程工艺是目前涵盖冶炼、药物生产、食品加工、材料化工、印刷业等多行业的专业学科，其实现的专业技术对于企业的生产来说具有非常重要的现实意义。在化学工程工艺中，常见的技术有绿色化工技术，该技术是从原材料、催化剂以及化学反应的过程中选取绿色无毒无公害的物质和反应选择性来提升化工的低污染率，分离技术则是通过蒸馏分离、膜分离等分流技术来实现的化工材料的分离，超临界流体萃取技术则是采用超临界流体对物料中萃取物的提取，通过改变外在条件来实现萃取物的提取，从而实现物质分离。这些化学工程工艺都在为企业的生产、化工过程等起到非常重要的作用，为促进我国的经济发展奠定了良好的技术基础。

参考文献:

［1］吴建颖．浅析化学工程与工艺［J］．中小企业管理与科技(下旬刊)，2013，(02)．

［2］张杨．浅谈化学工程技术在化学生产中的应用［J］．科技创新与应用，2014，(08)．

［3］谢若曦，赵阳．化学工程与工艺［J］．民营科技，2012，(08)．

［4］化学工程2011年(第39卷)第1－12期(总第263－274期)总目次［J］．化学工程，2011，(12)．

［5］李娴，解新安．超临界流体的理化性质及应用［J］．化学世界，2010，(03)．

［6］霍鹏，张青，张滨，郭超英．超临界流体萃取技术的应用与发展［J］．河北化工，2010，(03)．

［7］武昊宇．绿色化工发展方向及技术动态探究［J］．产业与科技论坛，2011，(23)．

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关键词：生化工程；生物技术；计算机技术；过程控制；反应器

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0136-02

自上世纪50年代初在国内高校首开发酵工程专业以来，《生化工程》课程一直作为江南大学生物工程专业重点建设的专业基础课程。围绕培养实践型、应用型发酵工程人才，我们在教学中，坚持理论与实践结合，在教学方法上进行了有益的尝试。在生化工程的教学过程中，除了围绕《生化工程》的相关教材讲述生化反应动力学与反应器方面的基础理论外，重点还介绍了最新技术在发酵过程优化与控制以及生化反应器放大中的应用。

一、基于代谢工程和智能工程的集约型发酵过程控制

发酵过程控制技术是利用过程自动控制和系统工程的手段，通过动态调控诸如底物流加速度、通风量、搅拌速度、温度、pH、操作时间和方式等外部环境因子对发酵过程的性能指标实施优化。发酵过程控制技术可以称得上是发酵工程的核心关键技术。近年来，以人工神经网络为代表的智能工程技术和以代谢工程为代表的现代生物技术已经逐步、大量地渗入到发酵过程的建模、过程故障诊断和早期预警乃至过程控制与优化等诸多领域。先进的过程控制技术、智能工程技术、代谢工程技术与发酵工程的融合才是现酵过程控制的发展方向和大趋势。人工神经网络（artificial neural network，ANN）作为人工智能技术的核心，其固有的学习特性和模拟非线性的能力非常适合发酵过程，目前在发酵工程中的应用相当普遍，在系统辨识、建模、优化、控制等各方面都有广泛的应用和显著的效果[1]。神经网络能由已知的过程输入得到过程的输出，从而建立过程模型。

人工神经网络的广泛应用主要是由于它具有以下特点：（1）神经网络具有典型黑箱模型的特性。（2）对于复杂系统，网络内部各接点间的连接权值包含着对过程输入、输出关系的描述，通过选择一定的网络拓扑结构和较为方便的学习过程，多层前馈神经网络能以任意精度逼近任意非线性映射，带来了一种有效的、智能的表达工具。（3）模型一般为多输入和多输出的并行信息存储与处理结构，从而具有独特的容错性和并行计算特点，大量复杂的控制算法能够得以快速实现，因此可方便地用于多变量控制系统。（4）固有的学习能力降低了系统的不确定性，适应环境变化的泛化能力得到了增加。在估计预测过程中，网络内部的连接权值的综合作用即是模型的具体表达，使模型充当了一个逼近真实过程模型的角色。用于网络的训练样本和检验样本能否达到令人满意的精度或可信度是衡量神经网络建模效果好坏的主要依据。ANNPR控制策略在控制和优化毕赤酵母生产外源蛋白的控制中起到了很好的效果。例如该控制策略在甘油流加培养阶段维持较高的重组毕赤酵母比生长速率，同时避免诱导前甘油的积累，最终提高pIFN-α的产率。除了pIFN-α发酵生产过程，这一新的控制方法还能用于其他毕赤酵母表达外源蛋白的过程。

二、发酵过程在线故障诊断和早期预警技术

在实际的发酵生产过程中，仅仅依靠发酵过程的控制和优化并不能确保生产过程中每一批次的高效和稳定。而且一些在线参数测量电极在工业上的应用还不够成熟。一旦过程参数偏离最优的控制水平，发酵产量就会大大下降，甚至导致发酵彻底失败。甲醇营养型毕赤酵母是目前应用效果好且用途最广泛的一种外源蛋白表达系统。它具有许多明显的优势，蛋白分泌表达的启动子受到诱导剂甲醇的严格调控，诱导表达的大部分目标蛋白可以分泌到胞外，有利于降低下游的分离和纯化的成本等。在发酵生产过程中，基于OUR变化模式的故障诊断方法是一种常用的方法，但运用单一过程参数进行过程控制和分析不具有代表性。通过选取多个在线参数，针对不同的毕赤酵母发酵过程，建立通用的诊断模型具有广泛的意义。在毕赤酵母表达重组融合蛋白过程中，在诱导期如何准确有效地控制甲醇的浓度并保持pH值的稳定是发酵过程控制的关键。以前的各种基于神经网络的故障诊断方法大都基于复杂的数据分析和各种网络的构建，没有具体结合发酵过程的特性，菌体的代谢以及生理状态分析，参数的选择也没有针对不同阶段的发酵特性，识别的效果相对较差。但是通过对所有的在线数据进行评价筛选，基于对诱导期菌体生理状态和发酵过程参数的深入研究，提出的基于自联想神经网络的故障诊断系统能起到很好的效果[2]。

建立具有故障诊断和早期预警功能的自我联想型神经网络AANN大致包括五个主要步骤。首先在正常发酵条件下，对一些关键过程参数进行在线的监测和存储，建立具有系统生成、实时数据库生成等功能的软件和数据库。然后建立上述状态变量的数值以及相应的误测数据与“正常”和“非正常”发酵的性能指标（以产物浓度、生产强度、糖酸转化率等为基准）间的简单、定性关系表，从而为实现早期预警后、反推故障原因、及时采取补救措施提供依据和可能的信息。接着建立具有故障诊断和早期预警功能的自我联想型神经网络AANN。通过对已知正常发酵样本数据中未参与训练、学习的数据进行验证计算，确认所建立的AANN模型的通用性和精确度可以达到和满足规定要求。然后建立基于AANN模型的在线故障诊断和早期预警。最后一旦AANN模型检测到发酵处于“异常”状态，则可以反推可能造成发酵处于“异常”状态的原因。比如说，检查一下温度、pH、溶氧电极和尾气分析仪是否出现故障，气路和水路（冷却水）有无堵塞，等等。如果能够找到原因，则采取相应的补救措施，促使发酵尽快恢复正常；如果确实找不到原因，则可继续等待一段时间、观察发酵能否自动恢复正常。如果仍然不行，则应当机立断、及时放罐。总之，应用自我联想型神经网络的目的在于建立以人工智能工程为基础的、简易、通用和集约型发酵过程控制系统，并实现发酵过程中的故障诊断和早期预警。

三、计算流体动力学在生化反应器设计和放大中的应用

计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）模拟是21世纪流体力学领域的重要技术之一，该模拟技术的基本原理是利用离散化的数值算法求解控制流体流动的微分方程，得出连续流场在一定区域上的离散分布规律，从而“模拟”流体流动情况。FLUENT是目前世界应用范围最广的商业CFD软件包之一，该软件在对流态进行数值仿真模拟计算方面有着广泛应用。带搅拌的生物反应器在发酵工业有着广泛应用，搅拌和混合是化学工业中重要的单元操作，体系混合过程和效果往往成为影响反应产率等的重要因素。为评估和研究搅拌系统的传氧效率和功率消耗，优化反应器的整体结构，采用计算流体力学技术对所设计的新型反应器进行了计算机模拟，采用FLUENT？作为计算平台，采用基于Euler-Euler方法的Mixture模型处理气液两相流问题，气泡聚并和破裂过程通过群落平衡方程计算，最后将计算结果与实验测量数据进行比较[3]。计算表明CFD计算的各参数预测值与测量值偏差均在±10%以内，能够较准确地再现设备内流体的运动状态。这为利用数值模拟技术优化反应器设计和生物反应器工程放大奠定了基础。在前期工作中，通过中试生产和80立方生产规模下的结冷胶发酵过程试验，新型通风发酵罐表现出优良的传质性能和节能效果，不仅是结冷胶的发酵产率从18g/L提高到22g/L，而且单批发酵过程的电耗节省20%，显示出技术良好的应用前景。由于这种新型的通风发酵设备在发酵领域具有普遍意义和宽广应用范围，对于通风发酵领域的产品都有参考意义，所建立的设计和制造方法对于大型发酵罐的放大方法具有重要的现实参考意义。

采用以CFD数值模拟为主结合实验测量验证的方法研究了三层组合桨对黄原胶溶液的气液分散及混合的效果。根据发酵罐下部通气的特点，底层搅拌桨选择径向流搅拌桨，中层和上层桨设置了轴向流搅拌桨。具体桨型选择为径向流桨为SPT桨，轴向流桨为四叶旋桨式搅拌器（KSX）。

四、结束语

生化工程课程具有知识点多，学科交叉性和应用性强的特点。课程项目在实施过程中，教学团队应该结合最新科研转化成果，提炼生化工程的典型案例，将生化工程的理论学习与工程学习紧密结合起来。新增案例库、例题库等，以典型发酵工程案例为引子，结合生化工程的理论知识，注重培养学生的自学能力和科学的思维方法。注重在课堂上引入最新科研成果，对开拓学生视野、了解生化工程领域最新科学前沿技术的发展具有重要作用。

参考文献：

[1]史仲平，潘丰.发酵过程解析、控制与检测技术[M].北京：化学工业出版社，2010.

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【关键词】项目化教学;信息化教学;课程改革;建筑结构

1项目化教学

在国家大力发展职业教育大背景下，如何开展高质量的高等职业教育一直是教育学者们研究的问题之一。2019年1月国务院了《国家职业教育改革实施方案》，进一步强调了职业教育的重要地位和作用，并明确指出，到2022年高职院校实践性教学课时需要达到总课时一半以上，并提出“双师型”教师的比例需大幅增加。从国家的宏观政策可以看出，高职院校需要培养更多的技能型人才。那么教师团队需要本着突出职业教育的针对性和实用性的特点，使学生实现“零距离”上岗的目标，在教学中以国家现行的建设工程标准、规范、规程为依托，根据实际工程项目来进行教学设计［1］。那么根据工程实践经验和教学经验对课程进行“理实一体”的项目化教学设计就成为建筑技术专业教学改革的方式之一。“项目化教学”是一种基于理论指导实践的行动模式导向教学［2］。主要是在教学中将课程的教学目标分解成具体的可实施的教学任务，并分别结合实际工程经验，划分教学单元，通过实施项目来完成目标［3］。2016年，在国家推动高职院校项目建设的大背景下，我校建筑工程技术专业教师团队积极响应，也积极参与校企合作，提升工程实际经验，同时在各个专业课中开始进行课程项目化改革。本文以高职建筑技术专业核心课程《建筑结构》为例，进行项目化教学设计，基于数字及网络平台的数据收集，及调查问卷分析，得到项目化教学后的成果，并针对成果进行总结，提出改进方向。

2教学设计

《建筑结构》是建筑工程技术专业的一门专业基础课，授课对象为建筑工程技术专业一年级(第二学期)学生，共4学分，72学时。通过本课程的学习，学生可以了解建筑结构设计的基本原理，掌握钢筋、混凝土及砌体材料的力学性能，掌握钢筋混凝土结构、砌体结构和各种基本构件的受力特点，掌握一般房屋的结构布置、截面选型、基本构件的设计与计算方法以及平法制图的基本方法，能正确解读国家建筑结构的有关规范，处理建筑结构中经常出现的问题，逐步培养和提高综合应用能力，为从事一般的结构设计、建筑工程施工及建筑工程项目管理打下扎实的基础。

2．1整体教学设计

(1)教学内容:该任务教学内容多，复杂，是整门课程的教学重点与难点。为了更好的让学生掌握，将所有教学内容任务化、具体化。(2)教学目标:如表1所示，在任务完成过程中，学生除了要掌握任务书要求的知识目标和能力目标，还要培养学生的“工匠精神”“创新精神”，追求精益求精，养成团结协作的习惯。(3)教学设计思路:整体的教学设计思路，紧跟项目化教学理念，如图1所示，将各个知识点融合在具体项目的实施过程中，并进行优化。钢筋混凝土框架结构楼盖设计的教学子项目，确定为6个学习环节，包含4个课上学习任务，任务优化为识任务、练技能、定设计3个学习阶段。(4)课程资源:在教学过程中采用了云班课、结构设计软件及APP、Excel办公软件、中望三维软件等课程资源，丰富课堂活动，激发学生的学习兴趣。

3教学实施

该任务实践性强，难度高，要求学生具有极强的综合能力，能够灵活运用所学知识解决问题。而学生基础差，很难掌握繁杂的计算，传统“填鸭式”的教学方式，学生不感兴趣，老师往往是在唱“独角戏”，花费时间和精力多效果却很差。但学生喜欢动手，学习新技术能力强，尤其是信息化技术。所以在教学设计时采用“项目导向，任务驱动”的方法，运用讨论法、头脑风暴法、练习法、案例法等参与式教学方式，让学生参与到课堂教学中来，真正做到“做中学，学中做”。基于上述情况，将教学的实施过程分为课前自主学习，课上精讲、讨论，课后提高拓展3大环节。

3．1课前自主学习

课前通过云班课学习资源、学习任务、课前测验和作业，学生完成任务后上传至云班课。课前学习中遇到的问题，在云班课进行答疑讨论。

3．2课上精讲、讨论

针对学生课前遇到的问题，进行详细解答。本次课程任务，以小组讨论等形式，分小组完成任务并将提出完成任务过程中遇到的问题，教师进行总结并对难点进行精讲。学生根据教师讲授，完成自己的任务。

3．3课后提高拓展

课后根据“钢筋混凝土楼盖结构设计任务书”的要求，参照“钢筋混凝土楼盖结构设计指导书”和校本教材，完成自己的钢筋混凝土楼盖设计任务。

3．4课程考核

在课程考核中融入表现性评价，通过考核学生的实际操作能力、协作能力、解决问题能力、学习态度等，课程考核的要素之一［4］。同时基于产教融合的大教学背景，教学课程以与实际工程施工“零距离”为主导思想，引导学生动手操作，培养学生的工匠精神、精益精神、团队合作等基本素质，基本操作技能、质量检测与评定等职业素养。整个课程以及每次任务都以多维度评价进行。学生自评，小组互评，教师总评3个主体，准备阶段、实施过程、实施结果为评价指标，融入素质评价与职业素养评价。全方位多角度对任务完成情况进行评价。

4教学实施成果

4．1学生参与度

提高任务均采用“项目导向，任务驱动”的教学理念，以学生为中心的教学手段，采用接地气、重参与的教学方法。课后针对学生对改革后的教学设计与传统教学进行对比，通过云平台发放调查问卷并分析得出:学生更喜欢改革后的课堂，自觉知识掌握程度更高，对本专业有更加深入的了解，对理论学习没有以前那么抗拒。

4．2“课程思政”效果明显

在云平台上投票问卷显示，学生在目标达成情况的评价当中，注重了自身综合素质与职业素养的学习，了解“思政”是自身发展的基石。与传统的课程相比，还提到了诚信、敬业、精益等符合社会需求精神品质，理解“工匠精神”对建筑安全的重要性，提高自己的责任心。

4．3教师教学技能提高

为迎合课程要求及学生的学习要求，教师团队需不断补充新的知识与实际工程案例，提高自身施工技术操作手段，学习前沿施工技术。于此同时，需向老教师学习教学经验，有效的将实际工程案例与理论相结合，解决项目知识较单一、不全面的问题。

5不足与改进

“项目导向，任务驱动”是以职业适应导向为目的的教学探索［5］，在此模式之下，学习目标十分明晰，强调知识应用能力，学生易于理解和接受。同时，对专业课教师提出了较高要求和崭新挑战，只有围绕教学多开展反思，才能实现教学预期目标，逐步提升教学水平。

5．1不足

(1)在“任务驱动”教学模式下，要求按照企业实际工作流程完成任务，教学过程中未能严格执行。(2)教学活动的设置、活动时间的把控需要进行微调。(3)未能结合实际操作，做到理实一体化。(4)部分学生课下学习积极性不高，督促评价制度应进一步完善。(5)教学资源信息化水平不够高，比如微课质量、设置的时间以及丰富度等。(6)建筑新技术需要进一步融入课堂，如“BIM技术”“3D打印技术”等等。

5．2改进

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关键词：经济应用数学 工作过程系统化 课程设计 物流管理专业

课 题：本文系2016年度山东省青年教师教育教学研究课题《基于工作过程系统化的高职经济应用数学教学改革实证研究――以物流管理专业为例》（编号：16SDJ014，主持人：孙少平）阶段研究成果。

一、物流管理专业教学现状分析

物流管理专业学生主要学习的核心课程为：物流概论、物流企业会计、物流系统与信息技术、仓储与库存管理实务、采购实务、配送实务、运输管理、国际物流、物流企业管理、物流企业财务管理、供应链管理、物流管理软件操作、运筹学、市场营销学、物流电子商务等。要求学生要掌握物流管理的基本理论、基本知识，了解行业发展的最新动态，具备物流管理的应用程序操作能力，具备物流信息组织、分析研究、传播与开发利用的基本能力，能进行物流系统分析、设计、规划，具有物流行业管理的基本能力。

运筹学用数学方法研究各种系统最优化的问题，应用数学模型来求得合理运用人力、物力的最优方案，为决策者提供科学决策的有关信息。仓储与库存管理实务课程内容包括：库存管理概述、需求预测、库存控制系统、库存控制的定量分析方法与模型、生产物料控制、生产计划、能力需求计划、供应链中的库存管理与控制、库存管理绩效与标杆管理等。物流企业管理是以物流企业管理思想和原理为主要框架，综合研究物流企业经营管理的全过程，对物流企业管理的系统观念、管理基础、组织机构、市场研究、决策和计划管理、企业文化、作业管理、质量管理、物资管理、设备设施管理进行专门的研究。

笔者从工作岗位、相应的职业活动、应该具备的数学能力、对应的数学知识四个方面分析物流行业人员应具备的数学能力。物流信息处理员具有信息的梳理与处理、数据处理和分析预测能力，需要用到数据拟合、预测方法以及极限的知识。商品流通加工员能够制定商品的加工、原材料的采购和管理方案等，能制订最优生产及采购方案，用到线性规划、动态规划、导数及应用的相关知识。物流配送业务员具有制订装箱、运输路线方案，制订最优物资装配、流通运输路线的能力，需要运输问题、图与网络的知识。物流仓储业务员具备原材料进购、库存管理，制订采购、存储方案的数学模型能力，利用导数应用的知识。物流市场营销员具备市场开发、业务承揽、价格谈判，判断业务成本、收益和利润的变化、走向及合理定价能力，需要极限、导数应用的相关知识。企业管理员具备企业管理决策、最优化企业管理、决策方案制定的数学建模能力，需要学习导数及应用、积分及应用、线性动态规划、运输问题、图与网络等知识。

二、基于工作过程系统化的课程教学设计

基于工作过程系统化的课程整体教学设计，包括以下10个宏观的方面：课程信息（代码、学分、学时、授课对象、课程类型、课程性质），课程整体目标设计（总体目标、知识目标、能力目标、素质目标），课程内容设计（项目名称、学时、子项目编号、名称、知识/能力/素质目标、实施方式、手段及步骤、可展示的结果），课程进程表（周次、学时、单元标题、项目编号、知识/能力/素质目标、师生活动、考核内容、教学方法），第一节课及最后一次课梗概（着重介绍课程的目标、项目任务、考核方式，利用典型的案例、实例、问题和操作引起学生的强烈兴趣），考核方案（课程组集体研讨确定），教学材料（教材或讲义、参考资料、仪器、设备、教学软件等），需要说明的其他问题，常用术语中英文对照，课程整体设计体会。

基于工作过程系统化的具体课程教学设计，高职经济应用数学课程分为两个学期来实现，共68学时。第一学期，1～5单元，16周，每周2学时，合计32学时，教学内容包括：经济活动中的函数关系分析，极限与变化趋势分析，经济最优化问题分析，边际与弹性分析，经济总量问题分析。第二学期，6～11单元，18周，每周2学时，合计36学时，教学内容包括：销售与市场、生产作业计划安排、配送与运输、物流中心选址和车辆配装、指派问题和旅行商问题、物资调运问题的图上作业法。

笔者以第4单元的第2节“边际分析”为例，具体说明课程单元教学设计的流程。能力目标：能够掌握边际成本、收入、利润的概念；能够求出成本、收入、利润等经济函数的边际值和边际函数；能够掌握边际分析模型的应用；能够对经济生活中常见的商家提价和降价的促销手段加以分析。知识目标：边际成本、收入、利润；成本、收入、利润等经济函数的边际值和边际函数；若干边际分析模型。素质目标：深刻思维能力、团结协作能力、语言表达能力。能力训练任务：任务1，理解边际的概念和边际函数；任务2，掌握成本、收入、利润等经济函数的边际值和边际函数；任务3，学会边际分析模型的应用。案例分析及知识讲解：案例1，麦穗问题；案例2，边际利润问题1；案例3，边际成本问题；案例4，边际收入问题；案例5，边际利润问题2；案例6，最大利润问题――边际分析模型。还有课堂操练实训任务和课下实践作业，以及课后教师教学的反思体会。

三、基于工作过程系统化的教学模式

基于工作过程的项目化课程教学设计分为5个模块（情景）：公司经营和生产情况分析，公司生产和产品的边际分析及弹性分析，公司总量经济模型的建立，公司决策规划的最优化模型，公司生产管理及质量管理。

8个知识目标：掌握需求、供给、成本、收入、利润等经济变量之间的函数关系；理解函数的极限概念，掌握求函数极限的方法；理解导数及微分概念，掌握求导数及微分的方法；理解微分的经济意义，掌握微分近似计算的方法；理解不定积分及定积分的概念和几何意义，掌握求不定积分及定积分的方法；了解线性方程组的结构，掌握求解线性方程组的方法；掌握线性规划问题的初等解法；理解概率与统计的概念及性质，掌握其基本方法。

15个能力目标：能够分析典型的、常用的经济变量之间的函数关系，应用其分析和解释经济现象；能用极限方法确定贷款和投资方案；能进行边际与弹性的计算，明确其经济意义和做出实际分析；能用导数的方法解决边际成本、边际收益、边际利润等问题；能用函数的极值和最值，对常用经济函数的问题做出最优决策；能利用利率、现值、终值和贴现之间的关系进行计算；能分析在一种生产要素的投入变化时，边际产量、平均产量、总产量之间的经济关系；能用积分的方法计算在经济变量的边际变化条件下，经济变量的积累变化、总量及平均量；能用表格表示的经济量之间关系的计算；能利用线性代数方法对实际问题建立相应的数学模型；能合理的获取数据资料，并作出估计和检验；能计算产品的合格率；能对随机事件、随机变量问题建立有效的数学模型；能预测连续或者离散变化的经济现象的状况及其发生的可能性；能进行相关的数据统计和分析。

以基于工作过程的六步教学法（明确任务、制订计划、做出决策、实施计划、检查控制、评估反馈）为指导，以物流管理专业学生为教学对象，课堂教学内容为“国美商场”商品采购与库存控制的最优化方案设计，课下作业为“国美商场”商品营销的最优方案设计。利用经济案例，开发实际的数学模型，应用案例驱动教学法，作为现实经济环境的仿真，是很适合高职学生的应用教学的。在案例教学中，教师要引导学生关注衬托数学知识的经济背景，有意识地从经济案例量化分析中汲取建模思想方法，逐步培养学生拨开经济迷雾、捕捉关键信息、洞察内在规律的敏感性和判断力。下图即为数学建模、案例分析的基本线路图。

四、课程改革实证研究的结果分析

笔者以物流管理专业为研究对象较早开始了课堂教学改革，探索出经济应用数学课堂生态化、项目化、系统化教学模式；编辑项目化课程，制订人才培养方案、课程标准和单元教学设计；研究实训实验课教学项目，编写数学建模课教案及竞赛练习册。

笔者在两个学年度（四个学期），在所任教高职学院经管系物流管理专业6个大专班级进行了实践，以2个物流卓越技师班作为实验班，其他4个普通班作为对照班，以下是实证研究的结果分析。

根据表1和表2的数据分析得知：卓越班期末成绩比入学成绩均值增加了18.7分，增幅为29.03%；普通班期末成绩比入学成绩均值增加了9.8分，增幅为18.56%；卓越班比普通班的入学成绩均值高11.6分，但是期末成绩均值高20.5分，增幅为76.72%，差距拉大了；根据表1和表2入学和期末成绩计算的相关性系数分别为0.951和0.873，这说明相关性很强。由此可以证明卓越班所采用教学改革，对提高高职学生的学习效果确实有明显的作用。

参考文献：

[1]姜大源.“学习领域”――工作过程导向的课程模式[J].职教论坛，2004（8）.

[2]姚成龙.基于工作过程系统化的高职教材编写探索与研究[J].中国职业技术教育，2012（29）.

[3]程德蓉.基于工作过程系统化的高职教材建设[J].教育与职业，2014（7）.

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数控技术 岗位职业能力 实践教学体系 模块

教高【2006】16号文件《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出：大力推行工学结合，突出实践能力培养，改革人才培养模式。要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点，带动专业调整与建设，引导课程设置、教学内容和教学方法改革。

一、课程设计的必要性

《数控编程与操作》是数控技术专业最重要的核心专业课程，受到各院校的高度重视。

针对该课程的特点，我们提出通过该课程的学习，使学生掌握数车、数铣、加工中心、电火花机床的操作，掌握FANUC、SIMENS、HNC、GSK等4种系统的编程，使教学的目的性更强，学生学习的针对性更强。课程设计的理念基于工作过程的课程体系，课题组正是沿着这一思路着手进行课程的设计。紧紧围绕课程对人才培养的目标要求，打破传统的课程设置模式，突出高职教育教学特点，探索将课程内容项目化、模块化，将课堂教学现场化，强化职业技术能力，把工学结合的思想贯穿在整个课程教学过程中，把理论教学和实践技能培养有机地结合起来。

二、课程设计的思路

数控技术专业的《数控编程与操作》课程实行“1+2”模式，即将课程设计为1个职业能力学习模块，再加上2个职业能力拓展模块。职业能力学习模块主要学习数控编程及操作的理论知识，2个职业能力拓展模块分别为数控机床操作实训和使用数控机床加工零件实习。前一个能力拓展模块侧重于装备各类数控系统各种机床的操作，后一个能力拓展模块侧重于各种复杂零件的数控加工。通过理论课与实践课并列进行的教学模式，使数控加工操作实践始终贯穿整个教学过程，形成融知识传授、职业能力培养、素质教育于一体，以实际典型零件加工过程为导向，现场教学、课堂教学、项目教学等多种模式并举的教学方式。

1.对理论教学体系进行整体优化，构建以职业能力培养、提高素质为主线的课程内容体系

在理论内容方面强调以应用为目的，以必需、够用为度，课程内容突出针对性、应用性和实用性，增加与现场实际密切相关的内容；可根据专业发展方向的需要，适时调整课程内容，以保证课程内容始终与数控技术的发展水平、市场对人才能力要求相适应。

2.构建相对独立又与理论教学有机融合的、基于工作过程的实践教学体系

加大针对理论内容的项目训练、强化实训等实践教学环节的比例，使实践教学时数与理论教学时数的比例达到1︰1以上。建立起完整配套的实验和实训教学环节，进行“真枪实弹”训练，把实习教学由单纯消耗转变为实习与生产的有机结合，做到生产和实习两不误。这种作法也为工厂节省了人力，降低了消耗，创造了效益，真正实现了实习教学和生产的有机结合。

3.强化职业能力培养，将职业技能鉴定融入常规的教学训练过程

将与课程相关的数控类职业技能鉴定工种融入平时的教学训练过程中，实现专业教学和职业鉴定的“直通车”。如数控铣工、数控车工的职业鉴定融入到课程教学和数控编程加工实习实训中，既节省专业的教学资源、降低学生的鉴定成本，也提高了学生学习专业课程的兴趣和主动性。

在整个教学过程中，从理论教学、项目实训教学到强化实训，要求做到“六结合”，即理论与实践相结合、传统教学方式与现代教学手段相结合、讲解与指导相结合、课堂教学与现场教学相结合、校内教学与校外实践相结合、教师与企业工程技术人员相结合，以达到培养学生具有独立分析和解决问题及创新的能力，实现理论教学与实践教学相融合的一体化教学体系。

三、教学内容的具体表现形式

（1）构建了典型零件库和零件加工工艺性文件库，并通过网络让学生随时调用典型零件的加工程序，拓宽学生的编程思路，提高学生解决实际问题的能力。

（2）教学内容充分利用现代网络技术，搭建一个网络平台，将课程的诸多信息放置在网上，便于学生的学习，也有利于教师与学生的交流。

四、学习情境设计

根据每一学习情境职业能力要求，进行每一学习情境的教学设计，下面通过实例介绍学习情境教学设计过程。

实例：在数控车床上完成凹圆练习件的车削加工

1.工作任务描述设计

加工零件任务名称：凹圆件练习件的车削加工。

2.零件类型描述

该零件属于较简单的阶梯轴类零件，是使用数控车床加工的基本外轮廓形状。是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。

3.学习情境教学(行动)过程总体设计

根据每一学习情境教学内容，来开发以行动过程为导向的学习情境学习过程，即下任务、定方案、誊卡片、加工、检测五个行动过程。

参考文献：

[1]陶维利．《数控编程与加工》课程基于教学一体化教学改革的实践．武汉船舶职业技术学院学报，2009，（3）.

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关键词:化工安全技术 教学探讨

随着科学技术的发展,人们的物质生活和文化生活水平得到不断提高,特别是化工、石油化工的迅速崛起,有力地促进了国民经济的发展。如今,化学工业已成为国民经济的支柱产业,其在为人们的生活带来便利的同时,也带来了相应的安全问题。众所周知,化工企业的原料及产品多是易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的物质,且生产过程又有高温、高压、自动化、连续化大型化等特点,与其他行业相比,化工生产的各个环节不安全因素较多,且事故后果严重,危险性和危害性更大。因此,在化工生产中要特别重视安全,而是否能安全生产又在安全知识的普及和教育。《化工安全技术》的课程教学作为理论知识与实践知识相融合的产物,也不断的受到社会科学发展与教育理念更新的冲击。知识和内容体系的不断更新,在课时压缩的情况下使学生掌握更多更新的安全知识和技能,这都要求在课程教学中不仅要有严谨、清晰的教学思路,还需要更科学、更现代、更人文化的教学模式。

1 化工安全技术

安全工程是一门新兴的交叉学科,是以人类生产和生活活动中发生的各种事故为主要研究对象,在总结分析已经发生的事故经验的基础上,综合运用自然科学技术和管理科学等方面的知识,识别和预测生产生活中存在的不安全因素,并采取有效控制措施防止事故发生的科学技术知识体系。而化工安全技术是安全工程的一个研究方向。化工安全技术的教学是以易产生的各类事故为主线,对一些特殊的事故,运用设备、工艺和化工方面的基础知识,将课程内容融会贯通。在教学中通过对各类事故的剖析,使学生了解在类似的环境下存在的安全隐患,以及采取何种措施才是合适的保证安全生产的方法。

2 化工安全技术的发展和特点

近年来随着化工工业的发展,使得化工行业的安全问题日益凸显,从而促进了化工安全技术的发展。其主要体现在制定新的行业规程规范或改进生产工艺以及出处新的分析及优化方法。

由于化工生产涉及的产品繁多,过程复杂,引起产生的事故类别也多式多样,这就要求在教学中要做到善于分析、总结,找出问题所在。化工安全技术的主要特点有:

2.1 综合性。化工安全技术既涉及到化工生产的基本知识,又涉及到安全的分析方法。

2.2 复杂性。化工生产的过程十分复杂,涉及到的安全问题也十分广泛,有热力学引发的安全问题,有动力学引发的安全问题还有有关机械方面引起的安全隐患等等,这都需要学生掌握相关的大量的基础知识并能综合利用。

2.3 创新性。随着科学的发展,新技术、新工艺、新材料、新设备的不断涌现给化工生产带来重大变革同时,也给在新的生产条件下如何安全生产提出了新的问题。这也就要求教师能结合科技发展,以及有关安全问题的研究动态和趋势,提出一些新的思想,从而培养学生理论联系实践的创新能力。

3 化工安全技术教学的探讨

化工安全技术是一门综合性很强的学科,并且相当部分是属于繁琐性叙述,这加大了教学过程中单调性与无趣性。为了提高学生对该课程的兴趣,在教学过程中必须删繁就简,抓住重点,有的放矢。并且在教学过程中为做到更科技化、更现代化、更人文化,以保障教学质量,在这几年的本课程的教学中我也进行了多方努力:

3.1 对教学内容进行精心准备。教师应认真研究本课程的教学大纲,把握住本课程中的重点和难点,充分做好授课前的准备工作。

3.2 不断更新教学内容并保持教学内容的先进性。随着经济的发展科技的提高,化工行业不断涌现出新的安全问题,有的已经解决,有的还等待着新的安全方法与技术的出现。在新技术层出不穷的情况下,为了使学生能及时地了解和掌握化工安全现状和发展动向,作为教师除了按教学大纲的要求,把教材中的内容给学生讲深讲透外,还应经常学习,不断积累,注意收集相关的技术资料,并及时将国内外最新的研究情况在教学中有选择有重点的向学生加以介绍。使教学内容跟的上时代的发展,不致于和社会脱节。

3.3 注重理论联系实际。在教学过程中不仅要讲清基本概念和基本原理,还应通过结合相应的典型案例把重点难点分析讲解清楚,促使学生在理论与实际的联系中加深对所学知识的理解和掌握,以提高学生分析和解决实际问题的能力。

3.4 采用多媒体教学手段。化工安全技术这门课内容充足且涉及的知识点又十分广泛,但实际教学时间十分有限仅仅32个学时,这就使得教学时间与教学内容存在一定的矛盾,且此矛盾越来越尖锐,而以多媒体为主的教学方法为化工安全拓展了空间。使用多媒体教学的优势:①丰富了信息容量;②表现力的多样性有利于提高学生的理解力;③内容即可经常更新又可减轻教师的负担。由于多媒体计算机集声、像、图、文为一体,它可使教材中复杂的结构示意图呈现立体动画效果,增强视觉效果,可充分体现多媒体教学的生动形象性。

3.5 培养学生的自学能力。课堂讲授是学生获得知识的有效途径之一,但评价教学质量的高低,不仅看学生在学校获得知识的多少和掌握的牢固程度,还必须看学生是否养成了自主获取知识的能力。学生在校期间,教师不可能传授给就业中需要的所有知识,学生今后几十年工作实践中所碰到的各种各样的问题,只能通过其不断地获取新知识来解决。所以人们常说,教给学生获取新知识的方法,比单纯传授知识更为重要。

3.6 与学生多交流勤沟通。在教学过程中学生即是学习的受体也是学习的主体,教师的教学质量的好坏,他们有最直观的感受。

总之,在教学实践中,教学方法要根据学生的实际情况灵活运用,以提高教学质量。以上都是笔者在从事化工安全技术的教学过程中总结的一些经验,由于教学的发展科学的进步,其教学方法的改进还需不断的努力。

参考文献