分子科学工程范文

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导语:如何才能写好一篇分子科学工程,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。

分子科学工程

篇1

关键词:高分子化学及工艺学,教学改革,职业教育,学习兴趣培养

 

随着教育改革的深入与发展,中等职业教育正经受着巨大的冲击,尤其是高校的扩大招生,普高热的持续升温,致使中专招生出现滑坡,学生质量急剧下降。其中一部分学生基础较差,自卑心理强,缺乏足够的学习兴趣与信心。这一切给教学造成了很大的困难。面对无法选择适合教育的学生,只能选择适合学生的教育,笔者在高分子化学及工艺学教学中,正视教育对象的入学基础,以“求新、求变、求异”为原则,以“精选内容、淡化推导、加强应用、突出能力”为宗旨,进行了一系列的教学改革。

一、结合教学知识点进行环境与人文教育渗透

任何一个学科的发展史都是科学与人文紧密结合、共同发展的历史,通过学科发展史教育渗透人文教育不但能激发学生学习兴趣,同时还能达到教书育人的目的。笔者在高分子科学发展史的教学中,通过我国解放前后高分子学科及工业发展情况的对比比较来教育学生树立爱国精神。通过学科发展史上杰出科学家的感人事迹进行人文精神教育。如介绍高分子科学始祖---Staudinger的大分子学说以及科学史上有关高分子的概念的争论,加强学生对高分子概念的学习兴趣,同时通过科学家对真理的弃而不舍的追求精神感染学生,激发学生的学习热情。再比如介绍2000年高分子科学界诺贝尔得主白川英树等科学家在科学探索中的合作精神,让学生明白当今世界科技发展之快,社会更需要懂得合作精神的人才,借此培养学生的团结协作意识。这样的事例还很多,这儿就不一一列举了。

再者就是密切结合教学知识点进行环境教育渗透。比如结合废旧高分子材料回收利用的教学,笔者补充介绍了高分子材料废弃物的利用至少有两个基本意义,其一是解决环境污染问题,保护人类赖以生存的唯一的地球;其二是充分利用自然资源。高分子合成材料的单体主要来自石油。与其他自然资源一样,从长远看石油等资源不会“取之不尽,用之不竭”。人们必须采取积极手段,不仅必要而且可能做到“变废为宝”。在教学中结合废旧高分子材料资源利用问题,导入环境保护意识,导入生态平衡观点,导入可持续发展思想是培养学生环境意识的重要环节。免费论文。针对环境教育渗透笔者专门撰写有论文详细介绍如何与教学紧密结合,这里也就不再多废笔墨。

教学实践证明,结合教学知识点进行环境与人文教育渗透,不仅起到了教书育人的作用,还对培养学生的学习兴趣起到很好的推进作用。

二、 对课程内容进行归纳和调整

为保证在规定的学时内完成教学任务,除采用多媒体方式授课以外,还对目前教材中的内容进行归纳和调整。

首先是绪论部分,“绪论”,说白了,就是每门课的开场白,俗话说:“王婆卖瓜,自卖自夸”。这种“吹嘘”是必要的,关键在于怎样在“第一次课”中把它吹响、吹好,以便把学生的注意力、学习精力抓过来。调动起学生的学习兴趣。心理学研究表明,学生的学习成绩与学习兴趣水平有显著相关。高水平的学习兴趣,产生较大的学习动力,使学生积极朝向学习活动,为取得优异成绩创造条件。而优异的学习成绩又可提高学生的学习兴趣,在学习活动中产生积极愉快的情绪体验。学习兴趣与学习成绩是相互影响的。在教学活动中,教育者要注意培养学生的学习兴趣,使学生成绩与学习兴趣互为促进,达成良性循环。我们正处于e时代,信息来源广,如何唤起学生对课程内容的兴趣并投入时间和注意力,值得授课者思量,而笔者以为仅有丰富的内容是不够的。心理学家皮亚杰强调,在教育中应特别重视兴趣的诱发,因为认识是一种主动积极的不间断的建构活动,不断建构自己的智力与思维能力。教育的目标之一就是使学生能够去主动自发地学习,就必须创设情景和条件,诱发学生的学习兴趣,激发起求知欲和好奇心。因此,在绪论教学中,在选择教育内容上要挑选有代表性的、新颖的材料。于是笔者将教材中的绪论与第六章聚合物结构与性能的内容进行了整合,绪论课只介绍学生认识高分子与高分子材料和高分子科学发展概况,让学生对生活中的大量高分子材料有感性的认识,而将绪论中有关聚合物的基本概念、高分子链的形态结构等理论性知识与第六章的聚合物的结构与性能整合在一起作为第一章高分子基础知识进行介绍。在高分子基础知识学习章节中安排了高分子科学术语及基本概念(包括单体、高分子链的相关术语、高分子链形态的相关术语、重复单元、结构单元、单体单元、聚合度、分子量及分子量分布、聚合物结构式及聚合反应方程式的书写规范等内容)、聚合物结构与性能(主要介绍聚合物的结构层次、聚合物的宏观状态以及聚合物结构与性能的关系)以及聚合物形成反应与聚合实施方法等内容。免费论文。从而达到从感性认识上升到理性认识,从生活中来,又回到实践中去,使学生感到学得实在,学有实用。免费论文。

其次是聚合反应部分,在讲授时以聚合反应机理为主线安排各项内容,先讲连锁聚合的典型代表自由基聚合,再对比介绍逐步聚合,主要是自由基聚合与线型缩聚的对比,最后介绍聚合物的化学反应。在聚合反应教学中,有许多基本概念、原理相似或相关;许多种类聚合物的结构、性质、制法、用途也相似或相关,在学习中容易混淆。通过引导学生对这些易混淆的知识进行比较归纳,同中求异,异中求同,就能使知识的理解更准确、更全面、更深刻。同时为了节省教学时间,达到职业教育“够用、实用、会用”的要求还减去一些理论推导工作,增加一些应用知识的介绍,与生活中所了解到的大量高分子材料品种对上号。比如,在高分子的分子量控制,动力学方程的建立等章节中多处出现一些类似的数学推导,在课堂上进行讲解需要大量课时。通过多年的实践,把详细的数学推导以参考文献的方式介绍给学生让有兴趣的、数理基础好的学生去自修。这不仅满足对丰富的高分子化学理论知识内容的要求,也满足了学有余力的学生需求,同时,这对鼓励自学、培养学习的能力和素质也是有益的。

最后是工艺部分,这部分在于编写的教材中是两章的内容,一章为合成工艺,一章是加工工艺。在具体教学中为了节省学时数,笔者也进行了适度的增减和调整。在教学中抓住四种聚合方法和典型的产品进行教学,比如介绍本体聚合方法,接着就介绍乙烯高压气相本体聚合及其加工应用,以此为代表说明塑料的加工;介绍溶液聚合方法后笔者删减了教材中丁二烯的配位溶液聚合,而是增加了醋酸乙烯酯溶液聚合并醇解、再缩醛化制维尼纶的工艺,借此说明纤维的加工。再就是采用比较对比的方法介绍悬浮聚合和乳液聚合,以丁苯橡胶的生产为例说明橡胶的合成和加工工艺。教学实践证明,将原本两章的内容变为一章进行组织教学,即节省教学时数,又具体形象,使学生易于接受。

三、 采用多媒体授课

制作与教材配套的电子教案及课件,已在2002和2003级学生中试用,这样不仅可以节约大量板书的时间,而且电子课件能做到图文并茂、生动直观,大大丰富了课程的信息量,从而提高了学生的学习兴趣和注意力,使学生积极主动地获取知识。电子课件除信息量大、形象、直观、准确外,可以根据需要随时切换到化工生产现场,既延伸了课堂又增强了课堂说服力,使同学们真切地感受到理论来源于实际,又对实际有明确指导意义,认识到知识的价值和意义,因而对创新充满激情。

四、 增加教学的实验环节,建立一套合理的实验教学考核方法

高分子实验是《高分子化学及工艺学》课程的重要组成部分。它不仅是为了强化所学的理论知识,更重要的是通过实验可以训练学生科学实验的方法和技能;培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。因此,尽管教学学时数和实验条件有限,笔者仍创设条件开设了有机玻璃、酚醛树脂、尿醛树脂、乙酸乙烯酯乳液聚合及聚乙烯醇缩甲醛--胶水的制备实验。通过实验让学生比较两大类型的聚合反应的特点,感悟高分子化学反应的特征,比空洞的理论说教效果好得多。在课程实验过程中,还可利用操作间隙与同学们讨论相关原理、技术、知识、经验和安全等方面的问题,及时、有意义地了解学生对知识掌握的兴趣,准确地把握学生在理论联系实际、动手能力和创造性思维方面的能力,有的放矢地去指出他们的不足之处。

为了避免实验设备有限,一部分学生赶马混骡,还建立了一套合理的实验教学考核方法,把实验考核安排在各类实验中进行,着重考查学生基本操作与基本技能训练的效果,考核学生掌握知识和运用知识能力以及观察分析和判断实验现象的能力,具体做法可从以下四方面考核学生的实验成绩:实验预习(15% )。要求学生在实验前认真作好预习报告,了解和掌握实验原理、步骤和注意事项;实验前提问口试(15% )。及时检测学生预习实验情况,不合格不予准许实验;实验操作(40%)。要求在教师的指导下,能正确地使用仪器,正确地掌握实验操作基本技术;实验报告(20 )。要求学生做完实验后,对实验数据进行认真处理,解释实验现象,并对相关实验的思考题进行认真回答;实验作风、卫生、纪律(10 )。要求实验过程中保持安静、专心实验。其中实验报告除了考查学生所写实验报告的规范性外,还着重考查了学生的分析讨论部分。看学生能否联系已经学过的理论和已掌握的知识技能,对实验结果、实验条件、实验的方法和技术等做出综合性的分析评价。对于有独特见解或有创新思维学生的实验报告,将给予“综合分析讨论附加分”,加以鼓励;而对于分析讨论一般的报告,则不建议给予高分。实践表明,这种考核方法能有效地促进学生认真对待实验的每个环节,从而使学生的各项实验技能得到更有效的训练和提高,还有利于培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。这些措施也有利于学生的观察能力、独立思考能力、综合分析能力和创新思维能力的提高。同时也有利于教师全面、客观、合理地评价学生的实验成绩。

参考文献:

1.张其锦. 非本专业的“高分子化学”教学中的几点体会 [J]. 教育与现代化,1995(3):28-31

2.冉蓉,丁泽扬,潘固平,王跃川.轻化工程专业的“高分子化学'课程教学改革[J]. 皮革科学与工程, 2004,14(1):52-54

3.王香梅,张丽华. 关于《高分子物理》课程教学的思考 [J].华北工学院学报(社科版),2003,19(1):42-44

4.韩冬冰、王慧敏. 高分子材料概论 [M].北京: 中国石化出版社, 2003年

5.于. 高分子化学及工艺学 [M].北京: 化学工业出版社, 2000年

篇2

【关键词】软件工程;教学资源开发;教学模式改革

0引言

软件工程课程是计算机专业的一门专业必修课程,该门课程主要用于指导计算机软件的开发和维护,其内容涉及技术、方法和管理等诸多方面,对于培养计算机专业学生的工程能力及专业素养具有举足轻重的地位。但在该课程的传统教学中,存在着理论性强、课程内容较抽象,学生难于理解,学习动力不足等现象。针对这些问题,笔者在该门课程的教学实践中,对课程中的教学资源进行了开发,所开发的教学资源不仅包含传统类别的教学资源,还针对本门课程的特点,增加了新的类别,并进行了总结和示例说明。

1现存问题分析

软件工程课程是一门综合性和实践性都很强的专业基础课程,主要内容包括:软件设计与开发的过程与方法,软件测试与维护技术,软件项目管理等。其课程内容繁杂,理论与技术方法众多,课程中涉及的概念、原理比较抽象、复杂,难于理解。在传统的课程教学中,教师多按照教材的编排来组织教学内容,而教材大多偏重于概念及原理的理论性阐述,可操作性及实用性略显不足,学生在学习过程中容易感到枯燥、乏味,难以激发学习热情。

2应对措施

针对教材中知识讲解偏理论化,实例、案例资源不足,学生学习兴趣不高的情况,笔者在教学过程中注意改进教学方法、丰富教学手段,着重在课程教学资源的开发上做了一些有益的尝试,以提高学生的学习兴趣,缩短理论与实际应用的距离。

3教学资源开发具体内容

根据我国《教育资源建设技术规范》(以下简称《规范》),教学资源可以分为以下八类[1]:媒体素材(包括文本类素材、图形图像类素材、音频类素材、视频类素材、动画类素材五大类);试题库;试卷;课件与网络课件;案例;文献资料;常见问题解答;资源目录索引。其中,试题库、试卷、课件与网络课件资源、常见问题解答,在以往的教学中已经进行了开发,在现阶段的教学中,在完善上述资源的基础上,主要对课堂教学中经常使用到的几类资源如媒体素材、案例、文献资料等进行了开发,并结合本课程的特点,补充了诸如应用实例、源程序实例、行业新兴技术等教学资源。总结起来,主要对以下八类教学资源进行了开发和扩充:

3.1媒体素材

媒体素材是一类重要的教学素材,其中音视频素材尚有待于在今后的教学中进行开发,现阶段的教学中主要对以下三类媒体素材进行了开发:

(1)文本类素材

对于文本类素材的开发,这里主要指在教学的过程中,针对所讲授内容,补充相关的文本类参考材料,供同学们进行拓展阅读。例如:在编码风格部分,关于标识符的命名方法,提供了对“匈牙利命名法”进行介绍的材料;对于如何进行适当的注释,给出了对序言性注释的一般格式进行说明的文本材料,这些文本类素材使得相应知识点得到了延伸,满足了有更高学习要求的同学的需要。

(2)图形图像类素材

图形图像类素材是本门课程教学资源开发的一个重点,这类资源的作用显而易见,它可以使抽象的概念形象化、具体化,便于学生理解。例如:在讲解“原型系统”这一概念时,通过展示建筑物原型模型的图片来帮助同学们理解什么是“原型”;在讲解“软件的特点”这一知识点时,对于“软件不存在磨损和老化”的这一特点,通过展示零件磨损的图片,与软件无磨损的图片进行对比,让学生对软件的这一特点有更直观的感受……课程中可开发的这类图形图像资源还有很多,通过对这一类资源的开发和利用,改变了传统的软件工程课程理论化、抽象化的教学方式,使知识的传授更具形象性和生动性。

(3)动画类素材

对于涉及动态变换及变换过程的知识点,在课程中开发了相应的动画资源来进行动态演示,使得转换过程更加的清晰明了。例如:变换型数据流图和事务型数据流图映射为程序结构图的变换过程、集成测试中采用深度优先或广度优先进行自顶向下结合的测试过程,都可开发相应的动画素材来实现动态演示。

3.2案例

在教学过程中,还开发了大量的案例资源,以培养学生的学习兴趣、激发学生的学习热情[2]。例如:对于“软件危机”这一知识点,使用软件开发史上“软件危机”的典型案例———IBM公司在开发IBM360系列机操作系统时所陷入的历史上著名的“软件开发泥潭”的例子来进行说明。再比如,在软件测试一章,用微软公司曾经经历过的失败的经验教训来说明软件测试的重要性……还可以让同学们自己例举一些案例,这样不仅可以大大丰富案例的数量,还可以提高他们的学习兴趣和热情。

3.3应用实例

针对课程特点,对于涉及系统分析与设计方法方面的教学内容,补充了应用实例类教学资源来进行实例化教学[3]。例如:在结构化方法中介绍数据流图的画法时,例举了仓库定货系统的实例;在面向对象方法中讲解面向对象的分析与设计过程时,例举了图书管理系统面向对象分析与设计过程的实例。

3.4源程序实例

在软件工程课程教学中,有大量的知识点是对设计、编码及测试中的一些普遍原理的说明,在传统的课程教学中,对这些知识点大多概括性的介绍,没有与具体的程序设计实例相结合,使得学习者在学习的过程中感觉较抽象,很难与编程实际相结合。针对这一问题,我们在课程中补充了程序实例类教学资源来配合对相关原理的说明,避免了抽象化的说教,使同学们更容易理解,同时又使得该课程的教学与同学们的编程实践更加贴近,缩短了理论原理与编程应用的距离。例如:对于黑盒测试和白盒测试的几种方法,通过相关的实例程序来进行具体化的说明;再比如,对于面向对象的基本概念,如类、对象、实例、消息、继承、多态等,也开发了相应的C++源程序实例,以说明相关概念在面向对象编程中是如何实现的。

3.5行业新兴技术

在课程教学中,还补充了对行业新兴技术进行介绍的课程资源,这一类资源由于具有鲜明的课程特点,因此在这里单独作为一类资源列出。其中一个典型的示例,便是在实现与编码一节所引入的对目前两大主流开发平台:.NET平台和J2EE平台进行比较的介绍性资料。

3.6实践题目

软件工程是一门实践性很强的课程,除了理论教学,也安排有上机实践环节。为了更好地开展实践教学,提高学生的实践能力、工程能力和创新能力[4],我们精心设置了一系列功能目标明确、贴近学生学习生活实际、难度适宜的实践题目,组成题目库,供学生们组成开发小组自主选择题目来进行实践。这样的方式充分发挥了学生的主观能动性,对学生相关能力的培养也起到了很好的促进作用。

篇3

【关键词】电工电子技术课程;微课;应用

在新时期,网络信息技术得到了迅速发展,电工电子技术教学作为一门基础性的信息化学科也得到了普遍的推广,并且其具有掌握信息量广泛、涉及内容多及实践性较强等特点。但从电工电子课程教学现状来看,大多数教师仍然采取传统的教学方法,只重视电工电子知识的传授,却忽略了为学生提供实践操作的机会,进而导致学生在枯燥的学习环境中逐渐失去了学习热情。为有效改变这种现象,教师应积极应用新型的教学模式,提高学生的实践水平,为日后的电工电子课程学习奠定基础。

一、关于微课教学模式的含义和特点概述

微课教学模式作为一种新型的教学方式逐渐受到重用,其不但改善了以往对学习时间和场所的严格要求,还积极采取各种新颖的形式展开教学,如视频教学方式,为学生展开电工电子技术学习提供了便利。同时微课教学模式的广泛使用不仅依靠于其课堂教学的灵活多变,更重要的在于其课堂教学时间短,能够有效突出重点难点内容,进而达到高效教学的目的。微课的教学形式还能逐渐加强学生和教师、学生和学生之间的沟通交流,使他们能够互相帮助和借鉴,进而最大限度提高学生的学习效率。

二、对电工电子技术课程的教学现状分析

电工电子技术课程就是将理论性知识和实践操作相结合的一门学科,其不但要求学生要牢固掌握电工电子的理论性知识,还要求学生具备较强的动手实践能力。虽然目前大多数学校和教师都已经实行针对性的教学方式,但由于一部分学生自身理论性知识的欠缺,导致出现了以下几个方面问题。

第一,在实际的电工电子技术教学中,学生对基础知识的掌握存在一定的差距,导致他们综合水平参差不齐。如果教师还是沿用传统的教学方式,只会使学生失去学习兴趣,无法实现最佳的课堂教学效果。

第二,在传统的电工电子技术教学中,学校对教学时间有着严格的规定,致使教师不能在课堂教学中进行全面具体的讲解,容易使学生存在理论性知识方面的漏洞。

第三,虽然现阶段的大多数学校都已加强了对信息化技术教育的重视,但在学生的实际应用阶段还是存在一系列问题,导致学校信息化资源的大量浪费。

三、微课教学模式在电工电子技术教学中的重要性分析

(一)完全满足学生的自身特点

大多数电工电子技术的学生基础知识较差,对于一些理论性知识的学习普遍存在抵触心理,这和学生长期以来养成的学习习惯有着很大的关系。这种行为在短时间内无法改变,并且学生认为实践操作能力比理论性知识更有意义,这些都会导致学生电工电子技术的理论性知识总体水平较低。为有效解决这一问题,教师就要在电工电子技术教学中,合理采用微课教学方式,充分M足学生时间自由安排的特点,再加上微课教学模式具有时间短、直观生动及重点突出等特点,因而不但能最大限度改变学生对电工电子技术理论性知识的抵触心理,还能有效提高电工电子技术课程教学的效率和质量。

(二)充分满足电工电子技术课程的教学特点

在学校教学中,电工电子技术课程能在多个专业领域得到应用,但其涵盖的内容较为广泛且复杂,并且课堂教学时间较短,让学生在较短的时间内对如此复杂多变的内容进行学习是非常艰难的。因此,教师要合理利用微课这一教学形式。对于学生来说一些较难的知识点,教师可以引导其充分利用课下时间以微课的形式进行学习,一旦在学习过程中遇到任何问题,学生可以立即停止学习,直到将难点内容充分了解掌握之后方可继续学习,避免出现学习上的漏洞。同时由于电工电子技术课程属于一门实践操作性较强的学科,教师应将该门学科的理论内容和实践操作有效结合,从而促进学生的日后全面学习。除此之外,微课教学主要是以视频教学的形式展开,不但便于学生以更加直观的方式进行学习,还能对一些实践操作流程和构件展开详细的了解,有利于提高学生的电工电子技术综合水平。

(三)有利于电工电子技术教学的教师全面成长

在目前的电工电子技术课程教学中,微课新型教学模式的应用不但能为学生提供高质量的学习平台,还能最大限度提高教师的教学水平。教师在对微课进行制作时,不但要以自身的教学经验和学生的实际水平为基础,选择有价值有意义的内容进行微课制作,还要将重难点内容以最简洁的方式向学生展示,满足学生的趣味性要求。由此可知,微课教学模式不仅能推动教师对技术课程内容展开深入的挖掘,进而便于学生对其进行理解,还能有效提高教师的实践操作能力和专业知识水平,从而促进教师的全面成长。

四、微课教学模式在电工电子技术课程中的应用分析

(一)微课教学模式在电工电子课前的预习应用

现阶段学习电工电子技术的学生,其积极主动性较低,大多数学生都没有养成课前预习的习惯,因而在对新知识进行学习时存在一定的障碍,破坏教师的教学流程,不利于学生对电工电子技术课程新知识的掌握和明确。为有效改变这一现象,教师就可以合理利用微课的教学模式,合理突出重点内容,并以生动幽默的方式向学生展现课程内容,吸引学生的学习兴趣和热情,从而实现高效教学的目的。同时,教师为学生预留的课前预习内容也不能过于简单化,否则会使学生失去基本的探索求知欲望,但也不能过于复杂化,否则会极大降低学生的自信心。除此之外,教师在对电工电子技术课程内容进行微课设计时,要选择难度适中的内容,进而有效激发学生的学习积极性。如:在学习有关整流电路相关内容时,教师可以在电路图讲述的基础上搭配相应的音乐背景,然后通过动画的方式向学生展示电路的布线情况,以此来引导学生对电路波形进行有效分析;教师还可以增加一定难度,如将二极管进行调换,让学生针对其展开研究探索。

(二)微课教学模式在电工电子知识掌握方面的应用

一般教师在对电工电子技术方面的重难点内容进行教学时,可以积极通过微课为学生展示一些典型的标准案例,进而引导学生探索其内在规律,还可以将班级学生分成几个小组,教师引导学生进行视频的观看,从而达到课堂教学的最佳效果。例如:在学极管相关内容的知识时,由于其具有较强的实践操作性,因而在实际教学中教师往往都要借助一些实验来达到教学目标,并且教师还可以将教材内容和视频有效结合,将二极管的相关实验录制成视频,然后通过视频的方式向学生更直观地展示相关知识点,从而形成一个典型的教学案例。通过这种方式不但能有效巩固学生的已学知识点,还能提高学生的电工电子技术水平,达到理想的教学效果。

(三)微课教学模式在电工电子技术课堂上的应用

通常在进行电工电子技术教学时,其中涉及多个实验环节,但往往只有前排学生能真实感受到实验的变化和每个具体的流程,而后排的大多数学生则无法通过实验变化来学习课堂内容,从而导致教学效果并不理想。为有效改变这种现象,教师就要在电工电子技术课程教学中积极引入微课教学模式,在大屏幕上为学生展示实验操作,进而使学生充分掌握实验的具体流程和变化,便于其更好地理解和学习。例如:在进行晶体管的相关实验操作时,由于二极管等体积较小,在具体实验过程中不利于实验效果,因此教师可以以微课的形式展示。

(四)微课教学模式在电工电子技术课后复习中的应用

电工电子技术课程中包含着许多的复杂知识点,如果单单依靠教师在有限的课堂时间范围内进行讲解,是无法使学生有效掌握课堂内容的,并且还会导致课堂漏洞的出现。在这种状况下,教师就可以充分发挥微课的优势,将学生不理解或是没有听懂的知识点利用课下时间让学生进行复习巩固,以充分满足学生对知识的实际需求,提高学生的电工电子技术水平。

五、结束语

总之,微课作为一种新颖的教学模式在电工电子技术课程教学中得到了广泛的应用和重视,其不但能充分发挥出微课教学的生动灵活性特点,还能成为提高学生电工电子技术水平的有效工具,使学生能够对电工电子技术中的重难点知识进行全面的了解和掌握,从而激发学生的学习兴趣,达到理想的教学效果。

【参考文献】

[1]顾玲芙.中高职校电工电子课程中微课制作教学设计研究[J].数字通信世界,2015(08):30-31.

[2]葛林.微课在高职“电工电子”课程中的应用探究[J].才智,2015(13):235.

[3]蔡红梅.微课在高职“电工电子”课程中的应用探究[J].时代教育,2016(06):150.

[4]王荣荣.翻转课堂教学模式在工电子技术课程教学中的应用[J].科技经济导刊,2016(27):99.

篇4

关键词:新课程背景;电子电工教学;改革

中图分类号:TM1-4;TN0-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 18-0000-01

电工电子是一门相对抽象的学科,具有难度大、涉及范围广、学习困难等特点。同时随着科学技术水平的不断提高,社会各个领域的自动化程度与电气化程度也在逐渐提高,要求相应的技术人员必须掌握相应的电工电子技术技能与知识。针对新课程背景下电工电子教学的方法、手段进行分析,加强相应的改革,进而全面提高教学理论水平与实践成果,促进电工电子教学改革的全面展开。

一、电工电子教学现状

(一)教学内容和体系与现代科技发展需求不相符合

在传统教学过程中,电工电子课程的教学内容主要包括在电流、电阻、电压、电感等基础知识的前提下,分析电路知识,并且对二极管、三极管等知识进行了系统的介绍,并且对一些经典的验证性控制电路与器件配套电子产品的焊接,尽管对传统知识展开了相应的介绍与梳理,扩展了学生的理论知识,增加了见识,但是因为教学内容与体系的长期固定,导致现阶段电工电子教学发展的衔接不足,无法和现代技术的发展趋势相符合,更加无法和现代技术实践相结合,进而也就无法吸引学生的注意力,致使整体教学水平与接受程度不高,无法提高相应的教学效果。

(二)教学方法落后,手段单一

现阶段,在开展电工电子教学的时候,教师依然选取的是单一板书授课和挂图讲课以及实验操作和理论结合的教学方式,这也就和电工电子技术现代化的发展形成了一定的对比。在教学过程中应用传统教学方法,不能完全展现电工电子技术的知识内容,在一定程度上影响了教学内容的互动性与新颖性,导致学生一直处在相对被动的环境下,减少了教师和学生之间的交流与沟通,加之,电器原理均相对复杂,种类也比较多,学生们可以接触到的知识范围相对狭窄,经常是一知半解,导致相应的教学效果无法达到预期设计。在进行实验操作的时候,经常是按照固定的套路与规定,将各个元器件进行连接,限制了学生发散思维与创造性的发展,致使学生一直处在半懵懂的状态下,无法有效提高学生的创新能力与综合应用能力。

(三)教学机制落后,教师队伍素质不高

现阶段,教育界依然是将考分当成是教学评价的重要准则,强调考核学生的应试能力与记忆能力,对于学生的实践能力与创新能力不太重视。除此之外,教师队伍的整体年龄差距过大,相应的知识结构水平也各不相同,在教学责任方面也无法做到齐心,很少考虑学生学习的基础差异与兴趣,致使教师比较重视知识的学习,轻视了学生思维的发展,同时在教学过程中,还存在着重课堂轻课外、重理论轻实践、重结果轻过程以及重记忆轻运用的问题。

二、电工电子教学的改革措施

(一)改善教学手段,增强教学质量与效果

在开展电工电子教学的时候,一定要加强学生基础知识与相关技能的掌握,充分调动学生学习的积极性与创造性,并且充分协调传统教学方法与现代教育技术之间的关系。与此同时,正确协调知识传授与能力培养之间的关系,更加强调培养学生的实践能力与创新能力。在进行相关指导工作的时候,一定要加强培养学生独立分析与解决问题的能力。在开展教学活动的时候,授课教师一定要加强教学质量的提高,并且在教学过程中积极积累一些教学经验,进而形成自己的教学风格。在教学过程中,加强传统教学方式与多媒体教学的结合,并且结合学生的实际反映对课堂教学方法进行一定的调整。在开展教学活动的时候,一定要加强动笔、动口、动手的结合,创建一定的教学氛围,督促学生进行学习。在完成每一章节教学的时候,教师一定要正确引导学生并且进行相关的总结,在进行总结的时候,可以适当运用一些类比、对比等方式,寻找异同点。例如,在完成“放大电路”教学内容之后,教师就可以将分压式与固定式的静态值与动态值求法和直流电路与交流电路进行一定的比较,找出电路中存在的异同点,进而在一定程度上提高了学生的理解力。

(二)选取多种考核方式,重视能力考核

在教学过程中,考试作为一个非常重要的组成部分,对学生学习知识的能力以及运用知识的能力有着很大的影响。传统考试手段相对单一,根本无法对学生学习效果以及教师教学水平进行全面的衡量。在开展改革活动的时候,一定要加强多种考核手段的应用,选用“理论笔试十实验操作”、“课题论文十专题答辩”、“总结报告+半开卷”等多样化的考核手段,转变相对单一的书面考核手段,尽可能降低笔试考核的概率,重视主观性试题的测试,培养学生的分析能力与综合能力。在考核教师水平的时候,也应当加强对能力的考核,不要只是关注知识量的考核。与此同时,一定要加强实践成果的可操作性与客观性,加强教师业务能力的考核,主要包括课堂教学、实验教学、学生管理等方面内容。

(三)加强引导、激发、调动学生学习的积极性与创造性

在开展教学活动的过程中,一定要加强基础知识的掌握,并且在此基础上,将教学重点放置在引导学生思维方式以及研究方向上。在开展课堂教学活动的时候,转变单一的教学方式,开放讲台,开展多样化的互动交流,增加小组讨论环节,引导、激发、调动学生从深层次与多方面考虑问题,进而展开深入的思考,敢于设问,进而对问题进行相应的分析与解决,提高学生的理解能力与创新能力。在开展课外教学活动的时候,教师一定要对讨论的问题进行扩展性的思考,同时培养学生追求只是本质的能力,进行试验性的操作,进而提高学生的实践能力与创造能力。

三、结束语

总而言之,随着时代的发展,教育改革的不断深入,对于课程教学的要求有了新的标准。对于电工电子课程教学而言,其作为一门基础性的学科,要想达到预期的教学效果,就要对其教学进行不断的改革,这样才可以与时俱进,培养更加符合社会时展的复合型人才,促进社会经济的可持续发展。

参考文献:

[1]张瑜,蔡立娟,韩春玲.新课程理念下电工电子教学改革初探[J].教育与职业,2012(05).

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【关键词】基于工作过程 电子电路分析与应用 教学设计

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2013)08C-0068-03

电子电路分析与应用无论是对于教师的教学来说,还是对于学生的研习来讲,都是难度较大的一门课程。基于工作过程的教学方式是学生在老师的引导之下,通过完成一个个工作任务而开展的教学实践活动方式,这种教学方式以工作任务为教学主线,教学主体则回归学生,教师在整个教学活动过程中仅仅起到主导的作用,依据工作任务需求、岗位与学生发展的需求、相应专业课程改革的需求选取教学的内容。基于工作过程来进行教学是一种可以有效提升学生综合素质和技能的新型教学方法,它的目标在于让学生可以把握其专业所需的基础知识技能,具备探索和分析实际问题的能力,为后面学习专业其他课程做好准备。

一、高职电子电路分析与应用课程的特点分析

高职院校教育的最终目的是培育与经济社会发展相适应的,掌握相关专业理论与实践操作技术知识,具备从事相关岗位的全方位的素质与综合就业技能,适应一线技术岗位的高级技术型人才。高职教育与一般大学本科教育,或者是大多数中等职业技术教育不同,大学本科教育更关注专业理论性知识,中等职业技术教育则更关注培养学生的操作技能。而高职教育中所教的专业理论知识要求没有本科教育要求高,仅要求掌握基础性的理论知识就可以,但对实践操作技能却比中职教育要求更高,高职教育不仅要避免流于本科化,同时还要防止被中职教育同化。针对电子电路分析与应用这门课程来说,由于它在理论方面比较抽象,在实际教学的时候需要去繁化简地进行理论教学,原则就在于满足学生工作岗位实际需要就可,同时还要重点加强与实践操作结合紧密的理论部分的讲解。教师需要关注学生掌握相关理论知识之后的实际应用技能的培养,淡化那些繁杂理论知识的推理教学,注重培养学生的实际动手技能。

二、基于工作过程的电子电路分析与应用教学设计

(一)设计思路

培养具有一线岗位(如电子产品开发、装配、检测、维护等工作岗位)职业技能的人才作为目标,结合实践操作的工作任务,并将某些具有代表性的电子商品作为教学载体,开展以工作过程为基础的体系化的课程教学设计。在学生学习策略中突出工作过程的实践操作方面,选择基于工作过程的教学方式,将教学与操作紧密联系在一起,使学生可以在教学过程中学习操作动手,在具体操作的过程中学习到知识,经过实践性的探究、设计、调试并尝试自己制作典型电子电路,确保他们可以熟练掌握相关知识技能,从而适应就业市场对于求职者的需求。

在进行课程教学设计的过程中,需要坚持下面五点原则:一是在确定电子电路分析与应用这门课程的教学目标的时候,需要以相关专业的最终培养方向作为其根据;二是经过解析该课程的教学目标之后,才可以得到确定的能力目标评估表;三是确定电子电路分析与应用这门课程的具体教学内容时,则需要根据岗位技能的实际需求;四是在进行教学活动设计的时候需要以典型电子产品为载体;五是依照电子生产行业的实际操作技术规范进行教学考核方案的制定。

(二)设计理念

教学内容制定、教学模式的选择、教学实施方案、教学评价标准的设计等方面是电子电路分析与应用这门课教学设计的关键所在。在进行实际操作的时候需要根据电子行业、电子相关企业的发展,并结合当地电子产业结构与电子相关就业市场的实际需要,结合电子电路分析与应用这门课程的特点与教学目标,从相关专业的具体规划设计、课程设计等步骤开始,全阶段都要加强与校外合作企业的联系,做好这些步骤才可以完成科学合理的电子电路分析与应用课程的教学设计。

(三)“工作过程”分析

基于工作过程的电子电路分析与应用教学方式的基础就在于“工作任务”,这种教学方式强调每个学生都可以参与进来,也就是在实际教学的过程中,让学生真切地参与工作任务设计、执行与管理,在完成一个个工作任务的时候完成实际教学内容。这种教学方式往往是采取小组合作的策略,教师与学生一起设计工作任务,学生一起又或者是分小组完成整个工作任务。

如前所述,电子电路分析与应用这门课程在理论与实际操作技能方面有较高的要求,是相关专业的关键课程之一。学生学习这门专业课程,在生活中有什么用途,怎样才可以将在这门课程所学到的知识运用在实际生活中,这是整个学习阶段需要解决的关键问题。那么在进行教学设计的时候怎么才能将这个关键体现出来呢,答案就在于突出高职院校学生的具体特点与高职院校教学的特色,加强培养高职学生实际操作能力。基于工作过程的电子电路分析与应用教学设计分为以下环节:

1.依据教学内容及学生学习的实际情况,提出科学、合理的“工作任务”。

2.资讯:首先由老师在课堂上进行必要的实验教学演示,让学生理解基础的理论知识,然后将班级分成几个小组进行工作任务的布置,小组的人数一般为3至5人较为合适,学生针对自身的工作任务研讨、搜寻相关资料。

3.计划、决策:在这个环节首先由学生设计出具体的工作计划,并将其设计理念与实施策略以书面的形式写出来,然后将方框图画出来,并将原理图也设计出来,选取合适的电子元件,如果有需要还可以进行仿真实验,在此时教师可以进行适度指导,并开展小组间的交流活动,最后将工作任务实施方案确定下来。

4.实施:学生自行确定小组中成员的分工情况与成员之间以什么样的方式进行合作,院校给予相关器材的支持,让学生可以正式开展工作任务的实施。

5.检查、评估:工作任务的评价工作可以结合自我评价、各个小组间相互评价与教师评价这三种方式,并且起主导作用的应该是学生自己,小组间互评只是作为一种辅助方式,而教师在整个评估环节中只是起到一种指导调控的作用。首先要求学生以多媒体等形式充分演示工作任务设计得到什么样的成果与在完成工作任务的过程中有什么样的学习心得,然后采用5个级别评分制度进行自评,其余小组依据其演示情况与工作任务完成成果,进行充分讨论,然后从成果、沟通表达能力、小组合作等方面给予评分,教师依据实际情况适时进行点评。

(四)基于工作过程的情境化教学设计

我院在实施基于工作过程的电子电路分析与应用这门课程的教学改革中,通过对本课程传统教学模式所构建内容的深入分析,结合了大多数电子企业典型电子产品设计、制作过程,本着学生“够用、能分析、会操作”的原则,将原有教学体系下的基本内容(半导体元件、基本放大电路、负反馈放大电路、集成运算放大器、振荡器、直流稳压电源、逻辑代数基础、基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲产生电路、模数转换及数模转换等)设计成了三个基本教学情境:OCL音频功率放大电路,直流稳压电源电路,限时抢答器电路。三个学习情境都各自有自己的典型工作任务和学习载体,通过完成这些工作任务,学生就可以掌握电子分析和制作所需要的基本知识和技能,并把它们有机地融合在一起。

例如在OCL音频功率放大器这个主教学情境中,设计了电子元件的认识及检测、前置放大器、音响音调控制电路、音频功率放大器的制作这四个既相对独立,又互相融合的环节作为子教学情境,让学生在完成这些“工作任务”中,能循序渐进地完成掌握基本操作技能的目标。在直流稳压电源电路环节中设计了整流滤波电路、直流稳压电源等子学习情境。而在限时抢答器环节中则设置了第一鉴别电路、数码显示电路、计时单元电路、报警电路四个子学习情境。三个主教学情境与十个子学习情境相辅相承,构成了“基于工作过程”的电子电路分析与应用的教学体系,如图1所示。

在具体教学实践过程中,教师需要特别注重对每个学习情境中知识与实践的有机结合,并以学生为主体,让学生通过独立资讯―互助讨论―独立分析来完成工作任务,保证学习过程的完整性和有效性。

下面以“音频功率放大器的制作”为例,说明基于工作过程的教学设计思路:

了解认知阶段(对应企业“电子产品组装与检测”工作中的识读电路原理和印刷电路板装配图工作过程):教师下发项目任务书,并讲解任务性质。在这个阶段主要是学生在教师的辅导下,了解相关知识。

资讯阶段(对应产品生产流程安排):教师进行任务演示,并指导学生制定工作计划。学生根据任务中的要求,在教师的引导和帮助下,收集、翻阅如元器件、放大电路特点与分析方法等方面的资料,并制定出完成制作、调试电路工作任务的具体步骤。

计划决策阶段(对应产品生产材料的采购):在教师的审核指导下,学生按方案实施工作任务,对于一些关键环节进行分组讨论。例如需要什么样的电子仪器,如何绘制电路装配图,如何分析与调试电路,在制作中可能会出现什么问题,解决问题的方法等。

实施阶段(对应产品的装配、检测调试和性能分析阶段):教师在这个阶段需要进行及时的技术指导,而学生则需要集中精力,进行电子元器件的检测、焊接、调试、电路性能分析、排除故障等工作,并做好每一步骤的记录,进行相关参数计算和分析。此阶段是整个学习过程的关键环节,也是学生最容易出问题和需要老师细心指导的环节,教师一定要认真把好这一关。

检查阶段(对应产品开发制作的总结阶段):学生在教师指导下撰写制作、测试报告,教师验收学生的作品。

评价阶段(对应产品合格检查阶段):学生互相检查、交流工作学习心得,各小组派代表发言;教师最后进行总结,主要是对学生工作中的关键点和容易出现的问题进行讲解和总评等。

实践证明,高职基于工作过程的课程教学改革符合高职院校的办学方向,给高职教育实施职业特色化教育带来了新的思路探讨方向。广西机电职业技术学院应用电子专业在进行骨干高职院校建设过程中,通过实施基于工作过程的教学改革,学生普遍反映能真正学到了有用的知识,同时对学习也更感兴趣。基于工作过程的课程教学设计,不是简单地改变教学模式,而是要在课程中大胆引入实际的工作环节,让学生接触实际,接触工作,有针对性地进行学习和训练。加强校企合作是这种教学改革得以持续发展和进一步深化的有力保证。

【参考文献】

[1]童乃诚.高职课程教学内容建设探讨[J].中国职业技术教育,2010(14)

[2]钟新跃.基于工作过程导向的课程改革实践[J].中国校外教育,2010(1)

[3]李仲秋.电子电路分析与实践课程内容的选择与序化[J].机械职业教育,2010(5)

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生物医学工程(Bio毗dieazEngineering)学是一门年轻的新学科,从技术角度肴,生物医学工程技术其形成与发展的模式墓本上可归纳为:通过工程技术手段把物理、化学以及技术科学中新的技术、原理、方法应用于研制医疗装!、满足临床诊治的需要,随着科学技术进步、新的物理、化学方法和工程技术不断被应用于医学,医用产品越来越多.在工程学(含电子技术、计算机技术、信.息技术、材料科学)突飞猛进地发展的同时,生命科学也在迅猛发展,近年来迅速兴起的生物技术对给生物医学以极大的推动,将产生分子医学.因此我们对理工学科与生命科学交叉结合而产生的生物医学工程学必须有新的认识.美国学者指出,新的生物医学工程定义是:“生物工程学结合物理学、化学或数学和工程学原理,从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究;提出基本概念,产生从分子水平到器官水平的知识,诱发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法,用于疾病预防、诊断和治疗,病人康复,改菩卫生状况等目的”.因此,我们必须考虑到科学技术的进步给生物医学工程学带来的影响:不仅是工程学与生命科学、医学的交叉结合,也包括所有其他学科和生命科学、医学的交叉结合;不仅是工程技术的相应理论方法与生物医学中人体结构功能的交叉结合,而且要考虑工程技术的相应理论方法与生物技术的交叉结合.因此,我们引用根据美国国立卫生研究院有关名词命名专家组最近对生物医学工程学的定义:焦生物医学工程学是结合物理学、化学、数学和计算机科学与工程学厚理,从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究;提出墓本概念,产生从分子水平到导官水平的知识,开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、导械和信,’.学方法,用于疾病预防、诊断和治疗,病人康复,改善卫生状况等目的.”

二.生物医学工程学科类型

生物医学工程学是理、工学科和生物医学相结合而发展起来的交叉边缘学科,涉及的领域十分广泛,与其他诸如材料、信息、电子技术、计算机科学关系密切,并在不断发展之中.根据学科具体内容可以分为:因为生物医学工程学科具有其他学科所没有的特点,我国仅设一级学科不设二级学科.

1.信息技术型生物医学工程(InformationTeehno一osyBiomediealEngsneering:IT一明E.)其知识体系的组成特点是以电子技术、计算机技术、信.息处理技术的知识为主线,以生物医学方面相应的领域为交叉、结合对象,对其中的问题进行研究.

2.材料技术型生物医学x程伽aterialTeehnologyBiomedicalEngineering:盯一翎E)其知识体系包含材料科学、生物技术、力学、化学、生物化学、信息和计算机技术、医学和生命科学的墓本知识,主要研究对象是生物材料和人工器官,包含新近发展起来的组织工程.

3.生物技术型生物医学工程(BiologiealTeehnologyBiomedicalEngineering,BT一BME)在生物医学工程发展的同时,由于分子生物学的发展产生了生物技术,使得生物医学工程与生物技术交叉结合.美国实验生理学学会联合会(F^SEB)对未来医学发展的分析是“分子医学将在2020年成为人类健康的基础.分子医学的实践将包括新的预防方法、新的诊断方法和新的治疗方法,新的治疗方法将直接针对造成疾病的分子、细胞或生理缺陷.这些新医学方法的墓础将是精确的和无创的成像及诊断技术,……”,这充分说明了在新的时期,生物医学工程必然和分子水平的诊疗技术交叉结合,也就是说生物医学工程必然和生物技术交叉结合,因此必然会产生生物技术型的生物医学工程.其知识体系包含数学、计算机技术、信.息技术、生物学、分子生物学、遗传学等等.

4.生物医学研究型的生物医学工程(BiologiealMediealstudyBi二。dicalEngineeringBMS一BME)由生物医学工程的定义和它的研究内容知道,我们要为深入研究生命过程的规律,揭示生命的本质.因此这类学科的着眼点和落脚点不在于应用,而在于用目前的一切科学技术的理论、方法、技术以某一生命过程为研究对象.所需的是所有理工科、生物学、医学、哲学知识的交叉融合.

5.医疗器械产业型的生物医学工程伽ediealDevieesBIOfnedicalEngineering:MD一BME)生物医学工程所有的研究的最终目的是以各种不同的产品服务于社会,在各种生物医学工程产品中,医疗器械(含各种医疗仪器、医疗设备和耗材等)产品占有很大比t.要过渡到产品必须有由实验室研究到产业化过度的研究阶段,就会形成产业型的生物医学工程.其知识体系包含电子技术、计算机技术、精密机械、生物医学的基本知识、管理学、市场经营等.以往我国医疗界械产业化的发展较发达国家滞后,就是因为这方面的力t相对薄弱,因此一方面应该在医疗界械的公司强化这方面的建设,另一方面应加强高校、研究所与企业的交叉结合.科研成果的产品化研究在医疗界械行业显得尤为重要。

6.在医院中的生物医学工程-----一临床工程随若科学技术和现代医学的发展,生物医学工程对促进医学科学的发展起到了很重要的作用,尤其是在医院的建设和发展中所起的作用更为重要,所居的地位更为明显.医疗机构为了满足社会的需求,在医疗市场的激烈竞争中求得生存与发展,就必须加快自身的现代化建设,在这一进程中,生物医学工程的分支学科一一临床工程已成为现代化医院不可缺少的组成成份,将起到举足轻重的作用.临床工程师、医生和护士共同构成现代化医院的三大支柱川.临床工程在医院中的发展是一个值得关注问翅.临床工程的定义:前面讲过生物医学工程学是一门新发展起来的交叉性学科,它研究内容非常广泛,从纵向看,生物医学工程学的组成除了研究开发以外还有一个重要的组成部分,就是在医院中应用生物医学工程的所有成果---一临床工程,临床工程则是为了利用现代科学和工程技术知识,将现代的生物医学工程学的新技术和成果安全、可东地应用到临床,以提高医疗水平为目的的一个生物医学工程的学科分支.那么,什么是临床工程呢?目前,一般认为在医院中医疗设备的维修管理就是临床工程,我们认为,在医院中所有为了提高医院医疗水平而应用现代工程技术的工作都应该属于临床工程的范畴.在医院临床工程墓本上由五大部分组成:一是以医疗设备的全程技术管理为主,解决医院装备现代化中技术、设备、质t保证和经济管理方面的问题,包含了医院中的设备工程和设备管理工程;二是医疗信息的现代化管理-一Hls(HospitalInfor.tionsystem)系统:使用计算机和通讯设备采集、存储、处理、传翰和翰出门诊、住院息者医护和管理信息,包括临床辅助科室的信息,形成网络系统,实现信息共享,提商医院工作质t和效益;三是和影像存档和通讯--一P^cS(Pict盯e^r。hi,ing.eo二unie。tson:system,):是医院用于管理医疗设备如CT,MR等产生的医学图像的信息系统;四是远程医疗网络系统等:远程医疗就是利用电子通讯网络以电子信号来传递有关医学诊断、治疗、护理、咨询及教育等的信息及数据,其即可以为偏远地区的息者提供医疗服务,也可以作为医生之间进行交流的有效工具;五是参与临床的诊断与治疗一线工作的工程技术:例如放射治疗计划的制定、虚拟手术、理疗和康复等等.临床工程与生物医学工程研究开发是两个紧密相连的必要环节,又具有各自的发展规律.因此,我们既要重视前者的发展,也要重视后者的发展,在医院中更应将后者放在发展的重要的地位.

三.国内外生物医学工程教育棍况

科学与学科有非常密切的关系.科学自身的规律决定学科的规律,科学发展决定学科的建设和发展,当然,学科的建设反过来形响科学的发展.随若人们对健康的关心程度的增加,医学上疾病分析、诊断、治疗和康复等方面的仪器设备逐年增多.因此,在教学科研单位需要有研究人的生命的物理原理、控制过程和研究新的检测、监测生理、生化物理指标的原理、方法、仪器设备;在工业部门,需有设计、制造适于医护人员操作和人事科医学要求的仪器设备的工程师.在医院里,需有掌握医学设备的均t和维修以及培训使用这些设备的人员的工程师;这就要求有一个系统地培养生物医学工程师的教育计划.生物医学工程师要用工程学的方法来解决生命科学上的难题,因此,要求有一些涉及生命科学和工程学的交叉训练,使得学生既要性得工程原理,又要了解如何应用知识来解决生物学和医学上的问题.二十世纪50年代,随着生物医学工程科学研究的发展,产生了生物医学工程学科.由于科学研究的需要,在国外生物医学工程学科发展的最初阶段,是趋向于培养博士水平的高级人员.后来由于注意到实际应用,产生了硕士和学士水平的教学计划.

1.国外高校生物医学工程专业的情况

目前发达国家的很多大学都设有生物医学工程系,仅美国就可在Inter网上查到近百所大学生物医学工程系的主页.《共国新闻》及《世界报道》两媒体2002年联合公布的生物工程/生物医学工程领域最佳研究生院的排名(根据设施、人员、研究成果引用系数等)前十名的学校。.设有叫S方向与BT的较多.以研究生教育为主,本科为附在我国,涉及生物医学工程专业最早的是中专教育、大专教育(1,60年成立的北京商学院就有医疗器械系),真正的生物医学工程学科开始于70年代未,19,8年国家科委成立了生物医学工程学科专业组.从此生物医学工程作为一门独立的学科在我国很快地发展起来.经二十多年的发展,目前全国己有近几十所高校建立有该专业,这些高校均系国内工科、理科、医学的著名院校.我国生物医学工程学科的墓本情况见表2从以上可以看出我国的生物医学工程专业发展非常迅速,据不完全统计,52个院校设有生物医学工程专业,其中有37个理工或综合大学,15个医科院校.

2.我国离校生物医学工程专业的情况分析

(1).我国生物医学工程专业与国外生物医学工程专业的共同点①学科发展迅速国内外高校生物医学工程专业发展十分迅速,国外从20世纪60年代起步,70年代、80年代迅速发展•国郎20世纪’0年代末,8。年代初仅有几所高校建立生物医学工程专业,短短二十年就发展到50个院校建立该专业.②从比较知名的重点院校开始形成辐射美国约翰霍普金斯大学、加利福尼亚大学、麻省理工学院、宾西法尼亚大学、华盛顿大学、密歇根大学等都是较早建立生物医学工程专业的.我国清华大学、浙江大学、西安交通大学、上海交通大学、东南大学、中国科技大学等都是我国著名的科研水平很高的大学,也是我国首批建立生物医学工程专业的高校.③生物医学工程专业的学科以研究生教育为主在国外,很多大学招收研究生的数t超过本科生的数t,研究生的来源更强调从理工科或生物医学专业中选拔.在我国50多个生物医学工程专业中有17个博士学科(14个也收本科,3个仅招收硕士、博士),6个博士后流动站,5个长江学者学科,11个招收本科、硕士,8个院校仅招收硕士,U个院校招收本科、2个招收大专.这充分说明生物医学工程专业教学和科研相比,生物医学工程科研占的比重更大.

3.我国高校生物医学工程专业与国外的不同点(差距)

近年来我国生物医学工程教育发展很快,如前所述建立本科教学的至少有35所院校,通过分析不难发现:①学科模式(研究方向)设!较少所有开设生物医学工程本科专业的学校都是以电子、信.息、计算机应用与医学结合为目标,只有个别学校在培养目标中增加生物材料和人工器官方面的内容.本科教育的专业设!面比较集中在IT一明E,没有川S一SME,各院校的研究生培养(科研方向)基本以生物医学信号的检测处理、医学成像、医学图象处理、医学仪器研究为主,部分涉及到分子电子学、分子光子学、生物力学、生物医学材料、人工器官、组织工程等方向,只有少数大学比较集中在纳米材料、生物医学材料及人工器官、生物医学图像处理.研究生培养的专业面比本科生的专面相对宽广.与生物医学工程专业搜盖面相比显得专业面过于窄.而国外的专业设t显然比我们有优势.从表1中可以看出有很多“生物移植、心血管电生理、脊健损伤研究、功能生物技术、心肺动脉、临床整形外科研究、临床整形外科研究、细胞影像、疼痛神经生理、分子及细胞生物、重组蛋白质表达、药物传输、.生物界面现象、生物热传递、麻挤研究、听觉研究、神经肌肉研究、神经系统分析、视觉研究”一的研究方向,在我国,这些研究方向都被认为是生物医学的研究内容,而不是生物医学工程的研究内容.②以科研带动学科的特点不如国外突出我国本科教育有进一步扩大的趋势,有些没有科研方向的学校纷纷设立生物医学工程专业③没有重视传统中医工程研究④生物医学交叉结合的程度我们不如国外,我们的叫E没有研究生命系统的就是个证明.

4.就业问题

生物医学工程师的就业前景是广阔的,主要就业单位是研究机构、公司和医院.研究机构可以是研究所或大学里的研究中心,他们从事设计和研制医院里所铸的很专门的新设备,也有一部分作为外科或生理研究组的成员参与复杂电子系统的选择使用,也可以研制新设备公司,可以是仪导及制药公司,他们参与新的医疗仪器以及医学及生物学研究用的仪器的研制和生产.他们能够决定一种新的设计是否有藉要,有梢路,能否满足各种要求并符合政府的法律规定,他们也可做为公司产品的推销及售后服务工作.在医院里,他们从事自动化、研制实验室用计算机,病人一一计算机的接口以及有关计算机软件.他们也可以在某一科室〔例如:内科、外科和临床实验室工作),也可以在医院里直接经管生物医学工程部门的工作.他们是医院中工程情报的主要提供者,负贵所有仪器的使用、维修和采购的任务,研究分析和处理数据的方法.生物医学工程师亦参与许多国家研究计划,如在空间计划中设计遥测装I,生命维持系统,人一一机接口设备以及参与空问医学.他们也参与国防计划,环境研究,也可做为环境开发及污染、医院自动化方面的顾问等.

5.生物医学工程专业的继续教育

生物医学工程专业的高等教育与国外相比起步较晚,但经过近20年的发展,现已形成较完菩的学科体系,开设了大专、本科、硕士和博士研究生教育层次.而我国生物医学工程专业继续教育发展较慢,在国家成人教育专业目录中还没有该专业.我校1,%年首次在全军开展了生物医学工程专业专科升本科的函授教育,现已招收7届学员,深受全军各医疗单位技术人员的欢迎,目前地方许多医院有关技术人员也来信询问要求学习.我们认为在新形势下,生物医学工程专业继续教育有着广泛的前景和开展空间.主要原因是:

(1).随着科学技术和现代医学的发展,医院各种诊疗技术和设备越来越多,高新技术和自动化程度越来越高,如果没有生物医学工程专业技术人员的有效参与,现代化医院不可能有现代化的管理和诊疗水平.

(2).从医院实际看.医院医学工程科、信息科、放射科、放疗科、超声科和理疗科的临床工程技术人员是生物医学工程专业专业本科毕业的为数不多,大都是本专业或相关专业大专毕业,知识结构和实际水平很难适应未来的发展需要,必然有一个知识更新、技术提高的问题.

(3).以现代科学技术为核心的、建立在知识和信息的生产、存储、使用和消费之上的经济称为知识经济时代,知识经济时代的到来对现代化医院的科技水平、人才综合素质和创新能力有了更高的标准.开展生物医学工程专业继续教育,必须满足实际,若眼未来,在教育观念、人才培养目标、教学内容和教学方法等方面进行大胆探索.

6.在医学院校内开设生物医学工程专业的特点

生物医学工程专业是一门工程科学,它要求有深厚工程墓础知识,学生的大部分时问都是在学习工程知识,因此,很容易认为在工科院校开设此专业有优势,在医学院校开设这个专业有很大困难.经过几年的实践,我们认为在医学院校办生物医学工程专业.开始时要建立起一整套的工程葵础课教研室和实验室,,这样需要的经费、人员较多,起步比较困难,但只要具备了墓本条件,会有很多优势.

(1).生物医学工程是工程科学对医学的渗透,在医学院校中开设了本专业以后,工程人员和医务人员思想上的沟通就比较方便,较能做到互相理解,这样就便于合作.

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关键词:化学工程;应用;发展方向

近几年由于我国科学技术水平的进步,自动化技术的应用在各行各业中逐步扩散起来,比如化学工程技术在化学生产中的应用也逐渐受到人们的关注,化学工程行业关系着人们的日常生活,影响着其他行业的发展,所以对在化学生产过程中的应用进行研究探析,是十分有必要的实时话题。

化学工程技术是一门主要研究化工生产过程中研究和开发以及过程装置的设计、制造和管理的综合性技术。化学工程技术的发展对于强化化工生产过程,提高产品质量,降低原料和能量消耗,对于企业的技术改造以及新技术的开发起着重要作用。

1 新型反应技术的研究

1.1 超临界化学反应技术

超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时,此时状态处于液体和气体之间,具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用,而且还在医药工业等领域应用很广泛,已经显示出巨大的魅力,极具发展前景。近年来,化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域,但是都处于初级发展阶段,很不成熟。

1.2 绿色化学反应技术

绿色化学是指对环境不会造成污染的,有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采取化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程,因此很彻底,这主要包含原子经济性和高选择性的反应,生产出对环境有利的材料,并且回收废物循环利用的一门科学技术。

1.3 新的分离技术

从广义上看,分离强化首先是对设备的强化,随后对生产工艺进行强化,整体来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,这样不仅有利于实现可持续发展,同时也是化工分离技术的重要技术与主要趋势之一。然而,古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术和科学的不断进步和发展,分离技术也随之得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进对于分离过程的深入产生了重要的作用,而且还能提高工作效率。

2 传热过程中一些新的研究进展和方向

2.1 微细尺度传热学研究进展

微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔。当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着变化。目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的。其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果。

2.2 强化传热过程的研究进展

这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包含发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法。

2.3 传热理论研究进展

近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着。长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的主要原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采取机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重。

3 化学工程学科未来的发展动态

科学的进步使大量新的技术和产品能源不断涌现,并且在先进技术的引导下得到了广泛的应用,这就为化学工程的研究提出了新的问题,那就是如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务并不断形成新的完整的理论,化学工程的发展就此进入一个新的发展阶段。在学科研究的方法上更多的注重学科的交叉,更多的研究材料其中包含信息和化学、生物与化学、能源与化学、环境与化学相结合的工程学科,这些都为化学工程的发展提出了新的发展方向和研究课题,为化学的发展做了良好的铺垫。

4 结束语

电气工程中使用电气自动化技术可以提升相关设备的有效性,可以实现整个工程的信息化、网络化和效率化,可以使电气工程的数据采集、电网调度更加高效便捷,可以满足目前经济环境下的刚性需求,更好地适应社会的发展规律。

参考文献

[1]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(1).

篇8

关键词:生物技术制药;教学改革

中图分类号:文献标识码;文章编号

在现代生物技术、现代信息技术、新材料技术等发展腾飞的新世纪里,在我国的生物制药领域发生了巨大变化,有了长足的发展。目前,面对日新月异的生物技术制药的发展态势,使得《生物技术制药》这门课程的内容和扩展也很快,传统的教学形式已经不能满足高校创新型人才的培养要求,生物技术制药教育体系必须实时改革[1]。本文作者根据这几年来的从教经验,谈谈几点看法。

一、生物技术制药课程特征分析

1.1优化教学体系,避免教学内容重复

生物技术制药课程作为生物技术专业的一门必修课,内容涵盖了生物化学、细胞生物学、分子生物学、药理学、细胞工程、生物材料以及化学工程等相关学科,内容较多,学科相互交叉,讲授难度较大。生物技术专业的学生在学习本课程之前已经学过了生物化学、细胞生物学、分子生物学、药理学等基础课程。但是,对于生物材料和化学工程方面的知识了解较少,而这方面知识对于整个生物制藥来讲极为重要。根据过去几年的经验,在教学过程中,我们在保证基础知识掌握的前提下,增加了生物材料和化学工程方面的内容。并及时更新教学内容,以科研带动指导教学,重视开拓学生科学视野,提高学生的科学创新意识[2]。

1.2突出学科特色,调动学生积极性

生物技术制药课程是一门综合性学科,以实验为基础,具有很强的实践性和应用性。生物技术制药领域发展迅猛,新材料和新技术的结合不断应用于这里,共同推动了生物技术制药科学理论技术的持续创新。如用于水处理的高分子树脂材料,后来却可以用于分离纯化糖类、蛋白质类等药物。近年来,许多新型药物如缓释剂、微胶囊等使用了可以生物降解的生物材料如聚乙二醇、聚乳酸、聚羟基乙酸等。这些生物材料的使用丰富了生物技术制药的内容。在通过不断介绍新的生物材料的基础上,并结合新技术在制药领域的应用,极大的激发了学生的学习兴趣。

二、生物技术制药课程教学改革分析

教学是一种艺术活动,生物技术制药课程教师应有扎实的生物科学、药物科学、化学工程等理论基础、丰富的实践经验和宽广的人文知识底蕴、熟练掌握教学基本技能,讲起课来才能收放自如,能引人入胜,获得良好的课堂教学效果。

2.1运用交叉学科分析研究问题,拓展学生科学视野

在进行《生物技术制药》教学时,既强调对基本概念的解释、理论的归纳,同时应注重各个学科之间的紧密联系,从分子生物学、药学、医学、生物材料学以及化学工程等多角度进行理论研究与分析,教授学生以生物技术制药历史发展的观点、从不同学科认识问题,使学生真正明白其中的科学道理。如在酶工程制药中对于酶的固定化教学中,笔者就融合了生物材料、分子生物学和药学等知识。酶是一大类具有特殊结构的蛋白质生物大分子,可以通过分子生物学和药学两种角度来讲授;而对于固定酶所用的明胶、聚乙烯醇等材料是生物材料课程学习的重点内容部分,如材料的理化性质、结构特征、制备、应用等。通过对酶及其负载生物材料的结构特征进行分析,从多学科角度讲授酶制药过程,加深了学生对酶工程制药的理解。

2.2充分利用多媒体教学和现代信息化技术

多媒体教学可以使抽象、枯燥的理论通过图文并茂生动地表达出来。通过部分动画演示和观看教学录像即能引起学生兴趣,又能快速理解接受理论知识。笔者在备课时访问各种电子化的课程资源库,获得直接相关的资料;课堂上给学生提供生物技术相关的学习网站如小木虫、丁香园等网站,引导学生不断学习的兴趣。充分利用现代信息化技术和多媒体教学,提高了学生教学效率[3,4]。

2.3课堂教学与实验教学相结合,激发学生学习兴趣

为了使学生充分掌握《生物技术制药》这门课程,更好地为今后的生产实践服务,为科研服务。生物技术制药实验课程设置了基础实验和综合实验[5]。与理论课同步开设了DNA的提取;细胞融合;细胞转染等实验,作为课程实验的基本环节。综合实验是为了提高学生兴趣和科学素质设置。实验过程中我们进行了生物材料壳聚糖的制备,生物酶的制备;开展了以壳聚糖负载生物酶的实验。这些实验引起了学生极大兴趣,使得在课堂上讲授的枯燥的理论在实验中变得生动而具体了,充分调动了学生的积极性,取得了较好的教学效果。

三、结语

通过上述对《生物技术制药》课程教学改革的探索,激发了学生对本门课程的学习兴趣和积极性,对于教学效果有极大的帮助。期望培养出具有视野开阔、专业素质优良、有较强实验操作能力,可以将专业理论和技术运用到实际工作中的创新性和竞争性人才,实现现代教育目标。

参考文献

[1]凌建亚,张国英,陈敏,等。基于协同创新的生物技术制药课程建设初探[J].高等理科教育,2015,5:101-104.

[2]赵卓,郭刚,吴超,等。以科研优势带动研究型教学的《生物技术制药》教学改革[J].西南师范大学学报,2014,39(8):155-157.

[3]姜海蓉,彭方毅,敏,等。制药工程专业课程体系探讨[J].时珍国医国药,2011,22(2):440-441.

[4]杨德龙,栗孟飞,李唯,生物技术制药教学改革与实践[J].生物学杂志,2015,32(2):106-109.

篇9

专业大观

生活在钢筋水泥森林里的我们,对金属材料一定不陌生。从汽车外壳到小小螺丝钉,从建筑用材到锅碗瓢盆,处处充斥着金属感。可以说,金属材料的发现和应用,日益深入和改变着我们的生活。

金属材料工程是一门实用性很强的专业,通过对金属材料制备工艺及其原理的探索,研究成果可以直接应用于现实生产。该专业开设的主要课程有材料热力学、金属学、材料力学性能、材料分析技术、金属材料学、材料成型加工工艺与设备、计算机在材料工程中的应用等。通过学习这些课程,同学们将被培养成为具备金属材料科学与工程等方面的知识,能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。

金属材料工程发展历史很长,基础非常雄厚,可以说从事这方面研究的人员一开始就站在了巨人的肩膀上,但需要注意的是,借助学科雄厚的基础,初学者虽然很容易入门,但入门后看见的是一片片整整齐齐的田野,仿佛没有值得开垦的地方,要想取得突破性进展必须下一番力气。因此学生在学习时需要注重培养自己的观察和判断能力,不盲目迷信书本和权威,要敢于放开自己的思维不断探索新知。

经过本科阶段的学习,金属材料工程专业的毕业生将被授予工学学士学位,毕业后如果希望从事专业相关工作,可以去相应的研究所(比如北京有色金属研究院)参加工作,或是在宝钢、首钢等国有大中型钢铁集团以及其他相关企业担任中高级工程技术人员,当然也可以选择留校或者出国。当你看见自己辛勤劳动的成果在钢花飞溅中诞生,为国家和人民创造了巨大经济利益的时候,你一定会由衷地感到高兴。也许到时候你会发现自己对别的领域更感兴趣,不要担心,你所学的知识和方法完全可以帮助你适应其他的工作,因为在这里养成的分析问题、解决问题的能力,会令你左右逢源、游刃有余。

报考点津:由于本专业涉及到金属材料的设计、计算机的应用等专业领域,因此,有创新意识,吃苦精神,且在绘图、计算机等方面有专长的同学更适合报考该专业。

高校快照:北京工业大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、盐城工学院、西北工业大学等。

专业大观

高分子材料与工程属于理工科类,是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域,成为我国科学研究的一个重点领域。

高分子材料与工程培养的是高新技术方面的人才,该专业的学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高分子材料的组成、结构与性能知识及高分子成型加工技术知识,具体的课程有有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法。看课程的名称,我们会发现,高分子材料与工程主要涉及化学、物理、材料知识。但是,不要以为你高中的物理、化学学得好就能把高分子材料与工程专业学好,我们高中时学的物理、化学其实都只是基础知识,并没有朝深方向延伸。因此说,高中所学的物理、化学知识只能算是在为学高分子化学、物理打基础。

学习了高分子材料与工程的主要课程后,充其量只能说你学到了知识,还不具备有开发研究高分子材料的能力。为了帮助该专业学生将知识转化为技能,学生在校期间的大部分时间都被用来做实验,同时学校也会适当的安排一些社会实践,同学们可以进行金工实习、生产实习、专业实验、计算机应用与上机实践、课程设计等。此外,同学们自己还可以利用寒暑假的时间到工厂、企事业单位实习。

总而言之,只有经过社会实践并且反复摸索验证课本上的理论知识,同学们才能掌握高分子材料的合成、改性的方法,获得聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本技能,具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。当同学们在学校就具有以上这些能力,那可以说已经很优秀了,毕业时那会是企业争抢的香饽饽。

关于就业,高分子材料与工程专业的学生毕业后,可以到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航天航空等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作,也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作,还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。

报考点津:对物理、化学感兴趣的学生较适合本专业。另外,由于该专业要与计算机、英语打交道,因此你要有计算机、英语方面的学习热情。还有,按照相关招考规定,色弱、色盲者不能报考该专业。

高校快照:四川大学、浙江大学、华南理工大学、大连理工大学、华侨大学等。

专业大观

复合材料与工程是实用性很强的专业,它分为复合材料设计与加工和复合材料工程两个专业方向,这样可以术业有专攻,使同学们在成为本专业通才的同时又是某个方向的专才。

既然复合材料与工程专业的学生学的是如何研发复合材料,那么复合材料究竟有何魔力驱使同学们去研究它呢?人们获取知识时常用的方法是去粗取精,从而使知识更上一层楼。复合材料其实和同学们汲取知识的方法是一样的,它是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合,组成具有两个或两个以上相态结构的材料。简单的说,就是它具有合成材料共有的优点,性能要高出任何一个合成的部分。其实,在现实生活中,我们会看到很多的复合材料产品,如休闲座椅、工艺花盆、灯饰、广告灯箱、汽车配件、电话亭等。当我们惊讶于复合材料与工程何以如此强悍时,羡慕和期待的眼光便落在了复合材料与工程专业上。

看着五花八门的工艺花盆、灯饰,同学们可能会难掩内心的激动,也想自己动手制作出漂亮的灯饰。有这样的心情,表示同学们已经爱上了复合材料与工程专业了。由于该专业所要解决的是了解复合材料的组成特点、主要应用领域、复合原理和主要制备工艺等问题,因此该专业的同学们需要学习的专业课程有复合原理、复合材料学、复合材料工艺设备、材料学概论、复合材料的实验技术、高分子化学及物理、复合材料工艺学、复合材料聚合物基础等。

罗列出这么多专业课程,你可能会发出感慨,怪不得该专业毕业的学生能够研制出许多性能各异的产品,因为他们所学的知识不仅专,而且全。该专业同学毕业后可以到航空航天、汽车、船舶、建材、化工防腐、电机、电子、石油、通信、国防等行业的科研院所、高校、公司、企业工作。即使是新入职的该专业的毕业生,薪酬也不会很低,一般薪水在3000左右,不过也分地域、单位和各人能力。

报考点津:能吃苦,有创新精神,且对化学、物理感兴趣的最适合报考本专业。尽管没有性别限制,但从往年的男女就业情况来看,男生比女生更受企业的欢迎。

高校快照:武汉理工大学、兰州交通大学、江苏大学、华东理工大学、济南大学等。

专业大观

生物功能材料专业是生命科学和材料科学的前沿叉学科,是生物医学工程、组织工程和药物释放等交叉学科技术的迅速发展对专业人才的迫切需求而设立的。

生物功能材料专业的魅力,就在于敢于实践李宁的那句名言——“一切皆有可能”。就在前不久,青岛即发集团成功研制出了“高性能壳聚糖纤维材料”,而它的原料就是不起眼的虾皮、蟹壳。虾皮、蟹壳与用来做纺织面料材料的棉花相比,在纤维等特性上相差十万八千里,但就是这样不可能的事实,科研人员利用甲壳素经化学处理和拉纤工艺制备,制出了可纺性高、抗菌性强、隔热性能好等特点的“高性能壳聚糖纤维材料”。科研人员之所以可以变不能为可能,完全归功于生物功能材料专业。

科研人员有如此“特异功能”,与天生无关,而在于他们都接受过生物功能材料方面的专业学习。他们必学的主要课程有:生物化学、分子生物学、生物医学工程、高分子化学、高分子物理、生物医学材料学、生物材料制备与加工、生物材料综合实验等专业基础及专业课程。要学好这些专业知识,没有勤奋刻苦的精神,以及科学的学习方法是学不好的,因为这些课程比较深奥难懂,同学们除了在课堂上认真听讲,认真做好笔记,在课后消化以外,还必须给自己“加餐”,以接触更多的相关知识。

因为生物功能材料是涉及面很广的专业,因此一般的学校都会加大选修课的比例,主要开设的课程有:生物医用高分子改性、组织工程学、控制释放理论与应用、生物可降解高分子、环境材料基础等。

学习了主要课程和选修课程之后,同学们可能还会关心,学习了这么多知识,究竟能把自己塑造成一个什么样的人才?从开设的主要课程来看,生物功能材料的目标很明确,就是培养能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事基础研究、应用研究和技术开发等的综合型高级技术人才。该专业就业面宽,同学们毕业后可在研究院所、设计院、大专院校和企事业单位工作。

篇10

关键词:工业催化;项目与案例式教学;课程改革;工程教育

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0128-02

2016年6月19日,我国高票通过《华盛顿协议》工程教育质量第21个成员国,意味着中国工程教育质量得到了国际认可,这是我国工程教育界多年努力的结果[1-3]。针对化学工程与工艺专业工程教育认证标准、卓越工程师教育培养计划的目标,结合《工业催化》这门课程本身具有理论与实践不能很好地结合等特点,改革《工业催化》传统的教学方法,将“项目、案例式教学法”应用于《工业催化》课程教学中。通过实际反应引入知识点,科研案例将起到抛砖引玉的作用,加深学生对知识点的印象及理解。

一、课程的定位和目标

高校开展专业建设和工程教育改革的根本目的是推动专业教育质量和人才培养质量的持续改进与提高。认证标准规定了专业应该满足的培养目标和毕业要求,学生在毕业时应该具备的基本的沟通能力、合作能力、专业知识技能、终生学习的能力及健全的世界观和责任感等能力素质要求。近年来,通过在教学内容、教学方法和教学手段的改革以及教材建设等方面的探索与实践,结合行业实际,培养能够解决复杂工程问题的化工工程师已经成为课程教学的风向标。

《工业催化》课程是为化工相关专业学生开设的选修课,为学生毕业后从事催化化学相关领域的化工设计、催化剂设计与制备、运行管理等工作提供工业催化方面的专业知识。通过掌握有关催化剂设计、化剂制备和工艺、表征与测试等基本理论知识,了解相关研究方法,培养学生分析和解决催化剂制备技术中各种复杂工程问题的能力。通过掌握催化作用的基本规律和基本原理,掌握各类催化剂及其催化作用,具有对现有工业催化过程的改善和新的催化剂研究能力;通过掌握运用催化反应的基础理论和基本知识,具有对工业催化领域内复杂工程问题进行进行识别、分析、表达,以获得有效结论的能力。

目前学生对专业课的主动学习能力不足,专业课程较难理解,需要大量课外学习时间,而学生很少倾注课外时间钻研专业知识[4-6]。课本知识不能满足学生对新技术、新工业等知识的渴求,工科专业课的性质又使得学生容易出现遗忘的情况,教学效果难以保证。在成绩考核方面,学生普遍认为临时突击能够通过考试甚至有等待教师讲解重点等现象,课外自学时间很少,学习后效果不好,应用本课程的知识解决复杂工程问题则更难。

通过《工业催化》课程教学改革围绕工业生产实际需要,结合国内院校多年来在本课程教学方面积累的经验,从教学定位、教学内容、教学手段等多方面着手,将项目与案例式教学融入课堂,辅以科技论文阅读及写作,培养学生将催化知识与工业生产相结合,使学生能够在自主学习时接触到国际前沿知识,培养学生的科学思想,注重理论与实际紧密结合的求实态度,建立并完善学生专业知识学习体系,促进学生接受新技术、新知识的能力,培养和提高学生利用专业知识对复杂工程问题进行分析、表达以获得有效结论的能力。

二、案例式教学法

工业催化过程经石油、化工以及精细化工近百年的发展,已形成了巨大的生产力,在世界各国的国民经济中起着不可估量的作用。无论是石油工业、化学工业还是精细化学品工业,其发展进程中起着十分重要作用的是催化过程。―个新的催化剂、新的催化过程的出现往往从根本上改变了某一化学加工过程的状况,降低了成本,创造出大量的财富,有力地推动着工业生产的发展。《工业催化》课程作为化工、材料相关专业的选修课程,主要研究各类工业催化剂的设计、制备、分析、测试与使用方法;介绍环境保护催化技术、未来能源催化技术。在实践的基础上,总结催化作用的基本规律,熟悉不同类型催化剂的基本要求和作用特点,催化剂制备技术,催化剂表征方法以及工业上催化剂的评价与应用。早在1834年Berzelius就引入了“catalysis”术语,此后催化反应层出不穷,课堂教学中引入案例,加深学生对知识的理解。案例:在讲授“金属催化剂及其催化作用、分子筛催化剂及其催化作用”等内容时,引入与生活密切相关的高辛烷值汽油制备案例。合成气(CO+H2)经费托合成反应可定向制备高辛烷值汽油。费托合成的主要产物为直链烷烃,符合Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布,合成产物主要是C1-C50+的直链烷烃组成的复杂混合物,重质烃产物需要二次加工。研究者一般通过二段工艺将长链烷烃经进一步裂解改质和加氢异构获得具有优异燃烧性能的中间馏分油(如高辛烷值汽油)。此反应通常需要二种催化剂,一是常规费托合成用金属催化剂,二是分子筛催化剂。借此引入常规催化剂的主要成分、了解工业催化剂制备工艺路线,催化剂的制备方法;理解溶胶凝胶法、微乳液技术等催化剂制备新技术;掌握沉淀法、浸渍法等制备工业催化剂步骤和影响因素,掌握工业催化剂的运输、贮存与装填,升温与还原,失活与再生、开、停车及钝化等知识点。分子筛是一种结晶硅铝酸盐,具有规则的分子量级上的孔道结构,是石油炼制工业上常见的重油催化裂解和异构化催化剂。通过讲解分子筛催化剂,从分子筛作用着手,分成两方面内容。(1)分子筛的吸附作用,了解固体催化剂表面的内扩散和外扩散,理解多相催化反应步骤,掌握多相催化反应步骤,掌握吸附作用和吸附等温线;掌握Langmuir等温方程的几点假设,以及Langmuir等温方程。(2)分子筛作为固体酸催化剂用于裂解、异构化和择型催化反应中。使学生了解分子筛在石油化工中的重要作用,掌握分子筛吸附作用与多相催化的关系。

三、项目式教学法

成果导向教育是由美国与1994年首先提出来的,经过20余年的发展,使其成美国、加拿大、英国等发达国家教育改革的主流理念[7]。因此,通过科研项目与教学改革融合为成果导向教育提供了良好的前提基础,使课堂上的理论知识应用于在科研、生产实践中。在“工业催化剂的设计”的教学内容中,利用产学合作企业的生产线,在课程适当教学环节结合教师的科研题目以及产学合作企业生产的产品进行项目式教学。如:浙江省自然科学基金项教改项目、浙江省公益技术应用研究计划项目“新型双提升管沼气自热重整制生物质基合成气工艺关键技术研究”等融入课堂教学。在“各类催化剂及其催化作用、工业催化剂的评价与宏观物性的测试”等章节,以省自然科学基金项目中的Fe/SBA-15/H-ZSM-5单晶胶囊催化剂设计为出发点,介绍金属和分子筛在催化剂中的作用,介绍调控费托产物分布的催化剂种类、制备方法和研究进展以及分子筛催化剂在合成生物柴油中的应用。在“工业催化剂设计、工业催化剂的制备和使用”等章节,以浙江省公益技术应用研究计划项目中的沼气自热重整催化剂设计和制备为出发点,介绍催化剂载体和助剂对催化剂性能的影响,介绍制备方法和条件对催化剂性能的影响;在“未来能源及燃料工业用催化技术”章节,介绍生物质基清洁能源的开发等。学生分小组研讨,在查阅文献和总结的基础上,得出沼气重整制备合成气,合成气直接制备柴油的具体催化剂选择和工艺,应用CAD化工软件画出工艺路线图,并在课堂上小组代表进行项目方案的讲解,采用以学生“参与式”的课堂教学,以学生为中心,让学生成为课堂的主体,使学生具有一定的探索知识能力。

四、结语

对《工业催化》课程进行教学改革,使本课程能较好地适应当代本科生工程教育的特点和学科发展趋势,将项目与案例运用到教学中,课程的改革主要围绕以下3个目标来进行:

1.强化工业催化的基础知识,培养学生扎实的专业知识和科研项目案例阅读、查询能力,注重学科交叉渗透和应用发展。

2.使学生掌握先进研究方法与技能、拥有对工业催化领域内复杂工程问题进行进行识别、分析、表达,以获得有效结论的能力。

3.达到培育具有国际化视野、能力全面、良好创新素养的应用型高级工程技术人才的目的,为提高高等工程教育的质量奠定良好的基础。

参考文献:

[1]中国工程教育认证协会(筹)秘书处.工程教育认证工作指南(2013)版)[Z].

[2]姚韬,王红,佘元冠.我国高等工程教育专业认证问题的探究――基于《华盛顿协议》的视角[J].大学教育科学,2014,(04):28-32.

[3]肖云川,吴莎.以工程教育专业认证为标准提升大学生就业能力的研究[J].现代教育,2015,(10):12-13.

[4]黄仲涛.工业催化[M].北京:化学工业出版社,2006.

[5]高正中.实用催化[M].北京:化学工业出版社,2005.