時(shí)間：2023-06-01 11:33:07
導(dǎo)語(yǔ)：在化工熱力學(xué)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
論文摘要：分析《工程熱力學(xué)》的教學(xué)實(shí)踐中采用多媒體技術(shù)的必要性，探討多媒體教學(xué)內(nèi)容的選擇、課件的制作、多媒體放映以及多謀體教學(xué)中應(yīng)注意的問題。提出課堂教學(xué)應(yīng)在傳統(tǒng)教學(xué)方式的基礎(chǔ)上合理地應(yīng)用多媒體技術(shù)，提高教學(xué)質(zhì)量。
工程熱力學(xué)是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)和建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)也是油氣儲(chǔ)運(yùn)工程、化工機(jī)械過程與裝備和石油加工等專業(yè)的選修課。它是一門從工程實(shí)際出發(fā)來論述熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換規(guī)律及其應(yīng)用的基礎(chǔ)性課程。課程的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、概念抽象、公式圖表繁多、熱力過程變化復(fù)雜以及熱力循環(huán)的表示和分析困難。
多媒體技術(shù)是文本、圖像、動(dòng)畫、聲音等運(yùn)載信息的媒體結(jié)合體，以圖文并茂的形式為工程熱力學(xué)教學(xué)提供了多樣化、多視角、立體化的教學(xué)信息空間。在工程熱力學(xué)的課堂教學(xué)中，合理、適當(dāng)?shù)牟捎枚嗝襟w技術(shù)，不僅充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容，而且使課堂教學(xué)更加生動(dòng)形象，提高了教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)效果良好吼
一、多媒體教學(xué)的必要性
工程熱力學(xué)課程的基本理論應(yīng)用部分涉及許多圖片、圖形，內(nèi)容圍繞工作原理圖、系統(tǒng)循環(huán)圖展開，傳統(tǒng)的板書教學(xué)需占大量的課堂時(shí)間手工繪制，效果不太理想，如果利用計(jì)算機(jī)制作成多媒體課件，集光、形、色于一體，形象直觀、內(nèi)容生動(dòng)，可以使視覺和聽覺同時(shí)發(fā)揮作用，增加課堂授課的生動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，有利于學(xué)生認(rèn)知能力的開發(fā)和對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。
〔一)及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。多媒體輔助教學(xué)，可以節(jié)約板書時(shí)間，有效地拓寬教學(xué)空間，在有限的時(shí)間內(nèi)提供更多信息量，使教師有更多的時(shí)間進(jìn)行重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)的講解。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，日新月異，而部分教材內(nèi)容不可能及時(shí)更新，在課件制作中可補(bǔ)充大量最新技術(shù)資料，不僅解決教材內(nèi)容相對(duì)滯后的問題，而且可引薦專業(yè)發(fā)展的前沿信息，拓展學(xué)生的視野。
(二)完善傳統(tǒng)教學(xué)手段。多媒體將傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表達(dá)的內(nèi)容和難以觀察到的微觀熱現(xiàn)象通過文字、圖像、聲音和動(dòng)畫等形式生動(dòng)的表現(xiàn)出來，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)能動(dòng)性。另外多媒體可通過字體的縮放、顏色的變化或明暗交替以及動(dòng)態(tài)出現(xiàn)等方式來強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，使學(xué)生印象深刻，更容易記住這些知識(shí)點(diǎn)。
(三)增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)。工程熱力學(xué)中有許多抽象的概念和過程，如孤立系統(tǒng)、平衡狀態(tài)、壓縮過程、水蒸汽定壓發(fā)生過程等。僅通過書本上的概念和簡(jiǎn)單的插圖來講述或通過學(xué)生的想象來理解、掌握這些知識(shí)點(diǎn)是非常困難的，而借助多媒體技術(shù)就能使這些問題迎刃而解。多媒體課件支持FLASH動(dòng)畫}WMV，AVI視頻等播放插件。如在講解內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)和原理時(shí)，采用FLASH制作簡(jiǎn)單的動(dòng)畫來演示汽車內(nèi)燃機(jī)的工作過程，學(xué)生在動(dòng)畫中能非常直觀地看到內(nèi)燃機(jī)的吸氣、壓縮、燃燒和排氣，再配合P-V圖畫出熱力過程，看起來一目了然，有利于學(xué)生對(duì)過程的理解和掌握，進(jìn)而分析不同的壓縮過程所需功耗的不同。同時(shí)結(jié)合一些有趣的思考題。如:為何給球打氣時(shí)用濕布裹住氣筒外壁能節(jié)省體力?汽車油門是控制油量還是空氣量?這樣既能有效鞏固壓縮機(jī)省功原理，又與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系，極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、多媒體教學(xué)內(nèi)容的選擇
國(guó)內(nèi)各類院校能源動(dòng)力類專業(yè)基本都開設(shè)了工程熱力學(xué)課程，但可供課程使用的優(yōu)良教材數(shù)量有限，且教材更新較慢，特別是工程背景和應(yīng)用方面的知識(shí)較為匾乏。為此，首先應(yīng)根據(jù)各高校學(xué)科專業(yè)特色，選擇合適的教材和參考書，為多媒體課件制作提供最基本的知識(shí)體系保障。其次各專業(yè)知識(shí)是相通的，但側(cè)重點(diǎn)不一樣，應(yīng)補(bǔ)充介紹同一概念在不同工程運(yùn)用背景下的區(qū)別和聯(lián)系，讓學(xué)生能更好的理解基本概念做到融會(huì)貫通。比如，熱力學(xué)能是工質(zhì)的內(nèi)部?jī)?chǔ)存能，是溫度和比容的函數(shù)。工程流體力學(xué)課程中，認(rèn)為液體流動(dòng)中溫度和比容為常數(shù)，所以熱力學(xué)能不變，研究中可以忽略。而工程熱力學(xué)研究中，熱力學(xué)能是重要的狀態(tài)參數(shù)，不能忽略其變化。最后要結(jié)合專業(yè)特色，拓展工程實(shí)踐知識(shí)，開展相關(guān)工程應(yīng)用專題講座，避免計(jì)算時(shí)出現(xiàn)手提吹風(fēng)機(jī)功率在60KW以上，甚至達(dá)363KW，而汽輪機(jī)噴管出口速度只有十幾米每秒的低級(jí)常識(shí)性錯(cuò)誤。
三、多媒體課件制作應(yīng)注意的問題
多媒體電子教案存在直觀、形象、生動(dòng)、圖形圖像功能強(qiáng)大、易于展示最新科研成果、教學(xué)信息量大、學(xué)生易于復(fù)習(xí)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在單幅信息量少、幅間信息不連貫、前后呼應(yīng)不夠、學(xué)生思維不易跟上等問題。在制作時(shí)應(yīng)該揚(yáng)長(zhǎng)避短處理好以下幾點(diǎn)問題。
(一)多媒體模板的制作。多媒體課件需合理照顧章節(jié)間的關(guān)系，但每張幻燈片的空間有限，難以有效發(fā)揮“標(biāo)題”和“正文”的相互呼應(yīng)。合理制作多媒體模板，是增加課件內(nèi)容邏輯性和關(guān)聯(lián)性的重要保證。為此，應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱內(nèi)容制作本章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的主題目錄，教學(xué)時(shí)采用超鏈接的方式打開。其次建議每張幻燈片分成三個(gè)區(qū)域:標(biāo)題區(qū)、正文區(qū)和腳注區(qū)，并用橫線嚴(yán)格區(qū)分，做成統(tǒng)一的模板。在標(biāo)題區(qū)右上角，角注本章標(biāo)題，而在標(biāo)題區(qū)中央插人本節(jié)標(biāo)題。正文第一行插入本節(jié)幻燈片主要內(nèi)容標(biāo)題，與正文呼應(yīng)，使信息盡量連貫。腳注區(qū)可插人授課日期，頁(yè)碼等輔助信息，保證每頁(yè)幻燈片的完整性。最后，應(yīng)制作復(fù)習(xí)提綱，與首頁(yè)主題目錄提綱和正文重點(diǎn)內(nèi)容呼應(yīng)。
(二)文字內(nèi)容的確定。工程熱力學(xué)作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，基本概念、基本原理、基本方法是要求學(xué)生掌握的重點(diǎn)，需要通過大量的文字來進(jìn)行表述，因而課件上的文字內(nèi)容不可避免要占有較大篇幅。需要特別注意的是切忌將大量教材內(nèi)容原文照搬到課件上，授課時(shí)照本宣科。文字內(nèi)容的確定必須經(jīng)過反復(fù)推敲、歸納和總結(jié)，將核心內(nèi)容提煉出來，完整的表述則通過授課或與同學(xué)之間的討論來完善。古人云:文章千古事，得失寸心知。幻燈片制作也是一樣，一定要精益求精。建議每張幻燈片不超過四段文字，每段文字不超過兩行。在需要特別強(qiáng)調(diào)的地方如前提條件和重要結(jié)論要點(diǎn)，用特殊強(qiáng)化處理標(biāo)注，如PPT自帶的紅色五角星符號(hào)。當(dāng)然對(duì)于課程中一些經(jīng)典的概念和原理如孤立系統(tǒng)嫡增原理等建議給出原文，讓學(xué)生根據(jù)自己的理解提煉或用自己的言語(yǔ)表述，以加強(qiáng)對(duì)概念或原理的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
(三)圖像的選擇與處理。多媒體課件的優(yōu)勢(shì)就是圖片功能強(qiáng)大，需要充分發(fā)揮。應(yīng)選擇既反映工程實(shí)際又具有較高清晰度和對(duì)比度的優(yōu)良圖片，這樣才不會(huì)出現(xiàn)投影放大后的圖像失真的問題，這一點(diǎn)需嚴(yán)格遵循寧缺勿濫的原則。對(duì)于原理性圖，如果直接采用軟件從書本上復(fù)制粘貼由于涉及圖像格式轉(zhuǎn)化會(huì)導(dǎo)致圖像像素丟失，圖像失真，建議利用PPT自帶的畫圖工具繪制，這樣既可以對(duì)圖像中各類曲線實(shí)現(xiàn)不同顏色、線條標(biāo)記，又可以在播放時(shí)實(shí)現(xiàn)分層逐級(jí)播放。另外結(jié)合PPT動(dòng)畫播放功能里的“擦除”效果，可實(shí)現(xiàn)曲線的動(dòng)態(tài)繪制過程，利于學(xué)生理解和掌握熱力過程曲線。比如，理想氣體幾種基本熱力過程在P-V圖上同時(shí)出現(xiàn)時(shí)曲線煩亂，各區(qū)間物理意義復(fù)雜易混淆。采用上述方法可以得到很好的解決。
(四)多媒體課件的放映。在課件放映時(shí)，文字的出現(xiàn)應(yīng)設(shè)為逐行或逐字播放，讓學(xué)生有時(shí)間記筆記和思考，不宜像放電影一樣整屏播出，此時(shí)內(nèi)容繁多，眉毛連著胡子，學(xué)生分不清主次，很容易走神，更談不上理解和掌握。
作者的體會(huì)是應(yīng)根據(jù)講解的思路和過程，逐級(jí)播放。特別是涉及公式推導(dǎo)時(shí)，應(yīng)模擬黑板推導(dǎo)的過程，逐步或分塊出現(xiàn)。當(dāng)然，這也會(huì)造成教師頻繁使用電腦，影響教師講解和學(xué)生思考的連貫性。建議使用多功能激光筆，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制幻燈片播放。這樣教師一方面不用局限于講臺(tái)上，活動(dòng)空間得到大大解放，另一方面也可以到講臺(tái)下加強(qiáng)與學(xué)生的近距離互動(dòng)討論，有效維護(hù)課堂記錄。
四、多媒體教學(xué)中需注意的問題
效果優(yōu)良的多媒體教學(xué)也存在學(xué)生視覺疲勞問題，這與黑板教學(xué)相比是一個(gè)固有缺陷。據(jù)贛南醫(yī)學(xué)院的一份調(diào)查數(shù)據(jù)顯示。大學(xué)生在課堂上被多媒體教學(xué)光照時(shí)間太長(zhǎng)，學(xué)生連續(xù)2個(gè)課時(shí)接受多媒體教學(xué)，約22%產(chǎn)生輕度視覺疲勞，連續(xù)4個(gè)課時(shí)，輕度視覺疲勞則高達(dá)61%。可見，培養(yǎng)一支高素質(zhì)多媒體教學(xué)課件制作隊(duì)伍，是消除學(xué)生視覺疲勞和提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。積極參加多媒體教學(xué)課件制作學(xué)習(xí)班，學(xué)習(xí)適用于大學(xué)生最佳課件制作視覺效果的理論與方法，制定多媒體教學(xué)課件制作視覺審美的基本要素、基本規(guī)范和基本參數(shù)。
同時(shí)多媒體授課時(shí)光線較暗，如果課堂授課時(shí)教師只是點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)，學(xué)生瞪大雙眼看，相互之間缺乏交流，學(xué)生容易昏昏欲睡。因此教師不能只站在講臺(tái)前一字不差地朗讀講課，應(yīng)當(dāng)隨時(shí)觀察學(xué)生聽課的精神狀態(tài)，適當(dāng)?shù)刈叩狡聊磺爸更c(diǎn)內(nèi)容，或者豐富教師自身的面部表情和肢體語(yǔ)言，利用提問、現(xiàn)場(chǎng)討論等互動(dòng)交流以活躍課堂氣氛與調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
此外，使用多媒體教學(xué)的同時(shí)要合理的利用板書。聲像俱佳的課件相比于傳統(tǒng)的板書，雖然能夠給學(xué)生更直觀的感受，但稍縱即逝的課件來得快，去得也快，很難給學(xué)生留下深刻印象。對(duì)于一些重要的公式和圖表，要結(jié)合板書推導(dǎo)和繪制。板書是課堂教學(xué)的重要輔助手段。
關(guān)鍵詞：等離子體技術(shù) 化學(xué)合成
將氣體加熱到攝氏幾千度以上就形成等離子體。等離子體是宇宙中物質(zhì)存在的一種狀態(tài)，也稱物質(zhì)第四態(tài)。它是由完全或部分電離的導(dǎo)電氣體組成，其中可包含電子、正離子（原子或分子）、負(fù)離子（原子或分子）、激發(fā)態(tài)的原子或分子、基態(tài)的原子或分子、游離基等六種類型的粒子。這些粒子的正負(fù)電荷數(shù)量和密度大致相等，因而，等離子體在宏觀上保持電中性。
產(chǎn)生等離子體的方法很多，自然界雷電、日冕、極光等均可產(chǎn)生等離子體。在實(shí)驗(yàn)室里可用放電、燃燒和激光等方法產(chǎn)生等離子體.處于等離子態(tài)的各種物質(zhì)微粒具有極強(qiáng)的化學(xué)活性，在一定的條件下可獲得較完全的化學(xué)反應(yīng)。
通常用于化學(xué)合成反應(yīng)的等離子體（溫度低于104K，壓力在10-3一103atm之間）屬于物理上低溫等離子體范疇。它又可分為熱等離子體和冷等離子體。前者是由稠密氣體在常壓或高壓下電弧放電或高頻放電而產(chǎn)生。體系中電子溫度和氣體溫度接近相等，約3000～5000K，常用于無機(jī)合成和有機(jī)物裂解反應(yīng)的高溫?zé)嵩矗笳呤怯上”怏w在低氣壓下用激光、射頻或微波電源激發(fā)輝光放電而產(chǎn)生。體系中電子溫度可高達(dá)數(shù)千至數(shù)萬K，而氣體溫度很低，大致在室溫至上百℃。
一、等離子體熱力學(xué)
眾所周知，對(duì)完全熱力學(xué)平衡狀態(tài)（反應(yīng)時(shí)間足夠長(zhǎng)，以致各種“自發(fā)的”不可逆過程均已完成），其宏觀物理狀態(tài)都可用T、v，T、P；S、V；S、P等狀態(tài)函數(shù)中的任一對(duì)單值地描述。其中T是絕對(duì)溫度，P是壓力，v是體積，S是熵。
如果把等離子體看作是處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)，則可以套用熱力學(xué)關(guān)系式對(duì)等離子體的熱力學(xué)性質(zhì)加以描述，例如熱等離子體比較接近這種情形。然而，等離子體通常是空間不均勻的，且處在電場(chǎng)、重力場(chǎng)等外場(chǎng)中，因而平衡只能是局部的（即對(duì)于一個(gè)小的等離子體元而育）。為此，系統(tǒng)中各點(diǎn)處的平衡參數(shù)（尤其是溫度）各不相同，在很大程度上取決于外場(chǎng)的分布和大小。此外，等離子體中存在著彈性碰抽、復(fù)合、粒子對(duì)光子的吸收和輻射等多種復(fù)雜的微觀過程，而這些微觀過程又往往伴隨著動(dòng)能和動(dòng)量的交換以及粒子的形成或湮滅。這些都決定了等離子中只能建立所謂的統(tǒng)計(jì)平衡，即在給定的類型中，粒子的坐標(biāo)、動(dòng)量和內(nèi)部狀態(tài)等有一個(gè)唯一確定的分布。迄今為止，還沒有可靠的實(shí)臉方法能用來測(cè)量等離子體的各種熱力學(xué)性質(zhì)，而只能用統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的方法從理論上對(duì)它們定義。
對(duì)于低溫等離子體，可將其看成理想氣體的混合物，如果忽略粒子間的庫(kù)侖作用，其熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算可簡(jiǎn)化為以下三部分：
1.用平衡態(tài)理想氣體統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)公式計(jì)算“純粹”單個(gè)成份的熱力學(xué)參數(shù)；
2.用化學(xué)平衡的完全方程組（包括解離和電離方程）來計(jì)算等離子體的成份；
3.從已知的單個(gè)成份的函數(shù)值計(jì)算整個(gè)體系的熱力學(xué)函數(shù)。
二、等離子體用于無機(jī)化學(xué)合成
1.利用等離子體合成陶瓷超細(xì)粉
陶瓷在無機(jī)材料中占有重要的地位。隨著各種新型陶瓷材料的出現(xiàn)，它在許多尖端工業(yè)中獲得新的應(yīng)用。利用等離子體來合成陶瓷超細(xì)粉作為一種開發(fā)新型陶瓷材料的有力手段越來越受到人們的重視。
早在60年代后半期，就已經(jīng)開始研究采用等離子體噴射的陶瓷熔射法，用此法已制出部分氧化物和碳化物系陶瓷。60年代初期，有人開始采用熱等離子體法合成陶瓷微粉體。其方法是將反應(yīng)物注入到熱等離子體中進(jìn)行高溫化學(xué)反應(yīng)，然后通過超強(qiáng)冷卻生成微粉體。其特點(diǎn)是在超高溫蒸氣的冷卻過程中產(chǎn)生非平衡化學(xué)反應(yīng)。這方面已發(fā)表過不少論文，但由于大部分工藝是把反應(yīng)物直接導(dǎo)入直流等離子體噴管，特別是用氯化物和反應(yīng)性強(qiáng)的氣體作反應(yīng)物時(shí)，電極受到劇烈的腐蝕，再加上對(duì)等離子體本身的基礎(chǔ)現(xiàn)象沒有充分了解，因而發(fā)展并不很快。70年代，等離子體化學(xué)迅猛發(fā)展，逐步搞清了采用普通直流等離子體噴管進(jìn)行陶瓷合成的極限和反應(yīng)過程的控制以及化學(xué)反應(yīng)速度理論所要求的反應(yīng)時(shí)間的極限，于是利用高頻電場(chǎng)感應(yīng)等離子體噴射合成陶瓷的方法應(yīng)運(yùn)而生。高頻感應(yīng)等離子體又叫感應(yīng)偶合等離子體，是Reed于1961年研制成功的。其優(yōu)點(diǎn)有二：一是氣體流速比直流等離子體的噴射速度約低一個(gè)數(shù)量級(jí)，至多不過30m/s，易于獲得數(shù)厘米直徑的等離子體，反應(yīng)物可在等離子區(qū)滯留10毫秒，因而能在等離子區(qū)進(jìn)行較充分的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)過程也能進(jìn)行控制，二是無電極放電，不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)物對(duì)電極的腐蝕和電極物質(zhì)混入反應(yīng)體系成為雜質(zhì)，可以使用級(jí)化物、O2、uf6等各種強(qiáng)反應(yīng)性氣體。
采用高頻等離子體合成陶瓷微粉體時(shí)，根據(jù)注入物質(zhì)是粉體還是氣體，可選擇二種稍有不同的工藝：前者是粉體在等離子體中蒸發(fā)，獲得超高溫蒸氣，在冷卻過程中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，后者是氣體物質(zhì)在等離子體中進(jìn)行解離、分解等一系列高溫化學(xué)反應(yīng)和其后的冷卻過程中的化學(xué)反應(yīng)。我們把前者稱為“反應(yīng)性高頻等離子體蒸發(fā)法”，后者稱為“高頻感應(yīng)等離子體化學(xué)氣相淀積法”。
超高純度的氧化物系陶瓷，格外受到人們青睞，特別是雜質(zhì)含量只有l(wèi)bbm（10-2）的SiOa微粉體，作為電子材料，今后的需求量將迅速增加。而在制備SiOa微粉的諸多工藝中，尤以用氧等離子體載化SiCl4的方法為最佳。
2.高頗等離子休淀積無機(jī)膜
薄膜在材料科學(xué)中占有極其重要的地位。等離子體化學(xué)的許多工作都與薄膜的制備和研究有關(guān)，上述“高頻等離子體化學(xué)氣相淀積法”通常即是針對(duì)制膜而言的。這方面的研究近20年來進(jìn)展非常快。在半導(dǎo)體工業(yè)中，這種技術(shù)已成為大規(guī)模集成電路干式生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)。自1973年以來，英、美、日等國(guó)相繼用這種技術(shù)制成了氫化非晶硅（α-Si：H）薄膜。利用該技術(shù)可以制備Al2O3、BN、TiN等絕緣、耐腐蝕、耐磨的固體薄膜，正處于走向?qū)嵱没碾A段。
高頻等離子體淀積薄膜工藝分為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積（PACVD）和等離子體增強(qiáng)物理氣相淀積（PAPVD）兩大類。PACVD是使反應(yīng)性氣體通過等離子體區(qū)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后在襯底上成膜，其電場(chǎng)頻率可從300Hz直到微波，但較常用的是13.5MHz。與基于熱化學(xué)的化學(xué)氣相淀積（CVD）方法相比，PACVD可以大大降低淀積溫度，從而不致使襯底發(fā)生相變或變形。例如用CVD方法在硅片上淀積Si3N4膜需要900℃以上高溫，而用PACVD方法只要350℃，而且成膜質(zhì)量高，從而使Si3N4得以成功地用作集成電路鈍化膜。PACVD還可以用于磷硅玻璃、非晶材料、超導(dǎo)膜、外延硅、SiC、WSi2以及各種薄膜敏感元件的制備。
PAPVD是基于動(dòng)量傳遞的鍍膜技術(shù)。其基本原理是，在等離子體空間，放電氣體的粒子被電場(chǎng)加速轟擊陰極靶材料使其原子飛濺出來，淀積在基體材料上形成薄膜。由于濺射的粒子動(dòng)能可高達(dá)1-40eV，所以膜與基體的結(jié)合強(qiáng)度要比普通物理氣相淀積（PVD）如蒸發(fā)鍍膜高得多。而且淀積溫度低，甚至可在塑料上鍍膜。用PAPVD方法可以淀積金屬（如Cu、Ag、Au、Ti等），氧化物（如ZnO、SiO2等）、碳化物（如SiC、TiC、TaC等）、氮化物（如AlN、Si3N4、NiN、TaN等）薄膜。此外，還可以對(duì)PAPVD設(shè)備加設(shè)磁控裝置，以約束等離子體中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，從而大大提高淀積速率。
三、利用低溫等離子體合成高聚物
等離子體聚合是多分子反應(yīng)中的原子反應(yīng)和聚合反應(yīng)，主要包含等離子態(tài)聚合（PSP）和等離子體誘導(dǎo)聚合（PIP）兩個(gè)方面。二者的區(qū)別在于，前者是通過等離子體活化的原子或分子物種的再結(jié)合和聚集的高分子化，包括氣相反應(yīng)中間產(chǎn)物的間接聚合過程，而后者是通過等離子體物種作引發(fā)劑誘導(dǎo)的鏈鎖聚合過程，是使單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)不受破壞的表面相的直接聚合。
人們用等離子態(tài)聚合技術(shù)成功地制備了許多性能特異的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的有機(jī)高聚物、硅、氮化硅和有機(jī)金屬化合物以及這些材料的超薄膜，發(fā)展了一種新興的薄膜制備技術(shù)一一等離子體聚合淀積。用這種技術(shù)制得的高聚物薄膜有超薄（可達(dá)幾個(gè)納米）、堅(jiān)實(shí)致密、均勻、無針孔、結(jié)構(gòu)上高度交聯(lián)、無定形、與基體粘附力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)良的化學(xué)、機(jī)械、光學(xué)和電氣性能，可以制成高強(qiáng)度耐磨膜、光學(xué)保護(hù)膜、電學(xué)絕緣膜、反滲透膜、選擇性滲透膜等，從而在化工、半導(dǎo)體、微電子學(xué)、光學(xué)、光纖、激光和太陽(yáng)能等方面有著十分廣泛的應(yīng)用。
四、結(jié)語(yǔ)
等離子體化學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，又是一門綜合性的技術(shù)。國(guó)外在這方面的研究較早，目前已有不少等離子體化學(xué)專著和會(huì)議論文集出版，有些研究成果被用于工業(yè)生產(chǎn)并生重大經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
藥學(xué)專業(yè)學(xué)生通過學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程可以更好的理解和掌握后續(xù)專業(yè)課程，物理化學(xué)的許多理論在藥學(xué)實(shí)踐中都有所應(yīng)用，但是，現(xiàn)有的大部分物理化學(xué)教材，仍然是以解決化學(xué)化工問題的角度來講述物理化學(xué)的理論，部分教材即使對(duì)藥學(xué)相關(guān)方面有所涉及也僅僅是以知識(shí)拓展或習(xí)題的形式展開，學(xué)生對(duì)物理化學(xué)和藥學(xué)的關(guān)系感受不深，導(dǎo)致學(xué)生無法學(xué)以致用。因此，我們?cè)谖锢砘瘜W(xué)教學(xué)內(nèi)容方面做了許多改動(dòng)：熱力學(xué)基本定律是化學(xué)熱力學(xué)的基礎(chǔ)[3]，但其中復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程導(dǎo)致學(xué)生望而生畏，為此，在教學(xué)中，我們只要求學(xué)生理解基本原理，了解公式的意義，掌握基本公式的應(yīng)用即可。但是，對(duì)于在藥學(xué)專業(yè)中有所應(yīng)用的幾個(gè)重要的概念，我們則特別加以強(qiáng)調(diào)，比如，熵函數(shù)是熱力學(xué)的基本函數(shù)，在藥學(xué)領(lǐng)域，也經(jīng)常使用熵函數(shù)表征藥物結(jié)構(gòu)特性，確定合成條件，分析藥物代謝機(jī)理，輔助藥物劑型設(shè)計(jì)等，而傳統(tǒng)教學(xué)中仍沿用了化學(xué)專業(yè)的講授思路，沒有體現(xiàn)出其在藥學(xué)專業(yè)中的特殊意義，因此，在教學(xué)中，我們簡(jiǎn)單的通過卡諾循環(huán)引入熵函數(shù)之后，便從統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)開始，以微觀的角度，從熵函數(shù)的物理意義出發(fā)，介紹熵函數(shù)，并進(jìn)一步的通過學(xué)習(xí)掌握熵函數(shù)的應(yīng)用。
化學(xué)平衡和相平衡是熱力學(xué)的基本應(yīng)用，學(xué)生通常會(huì)在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的時(shí)候意識(shí)到物理化學(xué)和藥學(xué)的密切聯(lián)系，作為教師，應(yīng)該有意識(shí)的引導(dǎo)和幫助學(xué)生建立和掌握這種聯(lián)系，為此，在教學(xué)中，我們通常選擇以現(xiàn)實(shí)中存在的藥物合成反應(yīng)為例子，向?qū)W生講解相關(guān)公式的應(yīng)用，而在相平衡中，我們?cè)诶碚摻虒W(xué)的同時(shí)，還會(huì)向?qū)W生解釋冷凍干燥技術(shù)、超臨界二氧化碳萃取、水蒸氣蒸餾等相關(guān)藥物提取技術(shù)，特別是在學(xué)元相圖時(shí)，我們會(huì)引導(dǎo)學(xué)生思考，低共熔點(diǎn)的存在，對(duì)于藥物劑型設(shè)計(jì)有何影響，如何利用和避免這種影響，并向?qū)W生展示其具體應(yīng)用。相比化學(xué)熱力學(xué)，化學(xué)動(dòng)力學(xué)與藥學(xué)的關(guān)系更加明顯[4]，其基本理論在藥物穩(wěn)定性、藥物體內(nèi)代謝等方面具有顯而易見的應(yīng)用，在教學(xué)中，我們強(qiáng)化了這種聯(lián)系，通過設(shè)計(jì)習(xí)題，以具體藥物的代謝速率、藥物貯存期預(yù)測(cè)等相關(guān)案例為載體，讓學(xué)生親自動(dòng)手應(yīng)用動(dòng)力學(xué)理論，解決專業(yè)問題，這一方面有利于學(xué)生對(duì)于物理化學(xué)基本知識(shí)的掌握，也有利于學(xué)生后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，采用這種以專業(yè)需求為導(dǎo)向的教學(xué)方法，能夠明顯的提高教學(xué)效果。同樣的，在講授表面化學(xué)、膠體化學(xué)部分內(nèi)容時(shí)，我們也以滿足專業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn)調(diào)整了相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)我校藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，在講授這部分內(nèi)容時(shí)，學(xué)生已經(jīng)開始了藥劑學(xué)課程的學(xué)習(xí)，部分知識(shí)學(xué)生其實(shí)已經(jīng)有所了解，比如表面張力、表面活性劑等內(nèi)容，為避免重復(fù)，在授課時(shí)，我們更加側(cè)重于在理論的高度去分析、解釋相關(guān)的內(nèi)容，這樣會(huì)更加有助于學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的理解與掌握。
2結(jié)合學(xué)生實(shí)際，改革教學(xué)方法
教學(xué)過程是一個(gè)師生之間互動(dòng)的過程，目的是使學(xué)生掌握所傳授的知識(shí)，然而，不同學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，對(duì)知識(shí)的理解、領(lǐng)悟能力也有所差別，因此需要教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，靈活的把握教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。筆者所在學(xué)校為地方本科院校，學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)較差，抽象思維能力不足，對(duì)公式繁多、邏輯性強(qiáng)的物理化學(xué)課程有明顯的畏難情緒，有較多的學(xué)生認(rèn)識(shí)不到物理化學(xué)與藥學(xué)專業(yè)的聯(lián)系，因此學(xué)習(xí)興趣和積極性不高，同時(shí)，學(xué)校有大專和本科兩個(gè)不同層次，不同層次的學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力有所差別，對(duì)于物理化學(xué)課程的要求也有所不同，這些具體的現(xiàn)狀，既是我們?cè)诮虒W(xué)中所面臨的困難，也是我們把握教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的重要依據(jù)。
針對(duì)這些現(xiàn)狀，我們靈活選擇教學(xué)方法；提高教學(xué)效果。比如：采用案例分析法、問題引入法等教學(xué)方法，通過展示具體的藥學(xué)或生活實(shí)踐案例，引出其背后隱藏的物理化學(xué)原理，通過理論聯(lián)系實(shí)際，啟發(fā)學(xué)生思考，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的掌握。比如，在講解動(dòng)力學(xué)部分時(shí)，分析藥物在人體內(nèi)的吸收、代謝過程，分析其動(dòng)力學(xué)特性對(duì)于藥物劑型設(shè)計(jì)的影響。活用講授法這一基礎(chǔ)教學(xué)方法，對(duì)教學(xué)內(nèi)容有所取舍，以適應(yīng)學(xué)生實(shí)際情況和專業(yè)需求。對(duì)于物理化學(xué)繁多的公式，講授時(shí)可以弱化公式的推導(dǎo)過程，對(duì)于專科生則可以完全取消公式推導(dǎo)的講解，轉(zhuǎn)而強(qiáng)調(diào)公式的應(yīng)用條件，并通過習(xí)題的方式，幫助學(xué)生掌握其具體應(yīng)用。熟練和合理使用多媒體技術(shù)。多媒體技術(shù)的出現(xiàn)，讓教學(xué)過程變得更加靈活有效，方便快捷，通過圖像、視頻，學(xué)生可以對(duì)知識(shí)有更加直觀的體會(huì)。比如，在學(xué)習(xí)固體的潤(rùn)濕這部分內(nèi)容時(shí)，通過展示大量豐富的相關(guān)圖像和視頻，比如，原油泄漏環(huán)境中的海鳥、“魔法砂”的神奇現(xiàn)象、荷葉上的水滴等，教師可以靈活的讓學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，并用理論對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行分析，既有利于知識(shí)的掌握，又活躍了課堂氛圍。
3以應(yīng)用為導(dǎo)向，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理化學(xué)教學(xué)中的非常重要的一部分內(nèi)容，其教學(xué)目的在于使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作技能和數(shù)據(jù)處理能力，學(xué)會(huì)利用物理化學(xué)理論解決藥學(xué)專業(yè)問題，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用能力和解決未知問題的創(chuàng)新能力和探索精神。為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)中，我們主要作了如下努力：注重實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，加強(qiáng)基本功的訓(xùn)練。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)，許多本該在其他課程中掌握的基本操作，學(xué)生掌握的并不夠牢固，比如分光光度計(jì)的使用，滴定操作，甚至某些專科學(xué)生配制特定濃度溶液都無法獨(dú)立完成，這些問題不僅會(huì)影響到物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的完成，還會(huì)對(duì)學(xué)生后續(xù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)造成很大的影響。因此，在教學(xué)中，除了集中講解、演示之外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員還全程對(duì)學(xué)生進(jìn)行觀察，一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生有操作問題，則立即對(duì)其進(jìn)行講解和指導(dǎo)，直到確認(rèn)其掌握為止。針對(duì)藥學(xué)專業(yè)需求開設(shè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
論文關(guān)鍵詞：碳酸二甲酯，反應(yīng)精餾，非平衡級(jí)模型，模擬，優(yōu)化
1 引 言
碳酸二甲酯(簡(jiǎn)稱DMC)是近年來發(fā)展迅速的一種新型綠色化工產(chǎn)品，是一種十分有用的有機(jī)合成中間體和性能優(yōu)良的汽油添加劑[1]。近年來對(duì)其生產(chǎn)工藝條件的研究報(bào)道很多，但是由于碳酸二甲酯的單程轉(zhuǎn)化率比較低，其中酯交換法的反應(yīng)精餾工藝是研究開發(fā)的主要方向。其反應(yīng)條件溫和而且生產(chǎn)工藝無污染、對(duì)環(huán)境友好，是目前合成碳酸二甲酯的先進(jìn)生產(chǎn)方法之一[2]。由于反應(yīng)與精餾在同一塔內(nèi)同時(shí)進(jìn)行，相互之間的影響十分復(fù)雜，操作條件和設(shè)備參數(shù)的微小變化，對(duì)操作規(guī)律都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，目前人們對(duì)反應(yīng)精餾規(guī)律的認(rèn)識(shí)不是很充分[3]，有待于進(jìn)一步的研究。這就使反應(yīng)精餾過程的設(shè)計(jì)、放大、操作性能和控制方案的研究等方面均存在一定的難度。目前報(bào)道用計(jì)算機(jī)模擬此生產(chǎn)過程的文獻(xiàn)較少非平衡級(jí)模型，因此用數(shù)學(xué)模擬的方法，對(duì)這種生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬分析，深入探討反應(yīng)精餾過程的生產(chǎn)規(guī)律是非常必要的。
2 反應(yīng)精餾過程的非平衡級(jí)模型描述
模型的推導(dǎo)基于如下假設(shè)：每一級(jí)系統(tǒng)處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)，即；氣相在達(dá)到上一級(jí)前完全混合，液相為全混流；
相界面上無質(zhì)量和能量累積，氣液相只在相界面處達(dá)到平衡，在級(jí)內(nèi)各點(diǎn)，傳遞系數(shù)相等，反應(yīng)速率數(shù)值相同；過程處于穩(wěn)態(tài)操作；反應(yīng)只發(fā)生在液相，氣相無反應(yīng)。
全塔共有N＋1塊板，冷凝器為第0塊板，再沸器為第N塊板，塔內(nèi)共有C個(gè)組分。非平衡級(jí)模型示意圖如圖1所示核心期刊目錄。
圖1非平衡級(jí)示意圖
2.1物料衡算方程
總物料：
(j=1,2,…,N-1) （1）
（j=0） （2）
（j=N） （3）
各組分物料：
氣相：
（4）
液相：
（5）
式中：對(duì)反應(yīng)物，生成物，對(duì)惰性組分, i=1,…,C,j=1,2,…,N-1。
（j=0） （6）
（j=N） （7）
2.2熱量衡算方程
氣相；
（8）
液相：
（9）
根據(jù)Taylor[4]等對(duì)普通精餾的模擬計(jì)算結(jié)果，假設(shè)氣液兩相處于熱平衡狀態(tài)是合理的。據(jù)此，本反應(yīng)精餾模型中假設(shè)氣液兩相達(dá)熱平衡，以簡(jiǎn)化計(jì)算。簡(jiǎn)化結(jié)果是用板上總焓衡算方程
(j=1,2,…,N-1)（10）
代替（8）（9）兩式。
（j=0）（11）
（j=N）（12）
2.3氣液相界面處平衡方程
相平衡方程：（13）(i=1,…,C；j=0,1,…,N)
質(zhì)量平衡方程：（14）
(i=1,…,C；j=1,2,…,N-1)
2.4歸一方程
（15）
（16）
(j=0,1,…,N)
2.5傳質(zhì)速率方程
氣相： （17）
液相： （18）
(i=1,…,C；j=1,2,…,N-1)
2.6反應(yīng)速率方程
采用文獻(xiàn)[2]中的動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算反應(yīng)速率。反應(yīng)方程式如下：
（19）
每級(jí)上的反應(yīng)量：，其中為持液量。
上述方程組合一起構(gòu)成了反應(yīng)精餾全過程非平衡級(jí)模擬的數(shù)學(xué)模型。
3自由度分析
自由度分析見表1、表2所示。由表1和表2可知全塔模型方程自由度為2CN＋4N－2C。本文選擇的設(shè)計(jì)變量分別為：氣液相進(jìn)料流量、組成、溫度；氣液相側(cè)線采出量；回流比；塔頂采出量；再沸器和冷凝器的熱負(fù)荷。
表1 全塔變量數(shù)分析
變量名
變量數(shù)
變量名
變量數(shù)
N+1
N+1
N-1
N-1
C(N+1)
C(N+1)
C(N-1)
C(N-1)
N-1
N-1
(C-1)(N-1)
(C-1)(N-1)
N-1
N-1
N-1
N-1
C(N-1)
C(N-1)
N+1
NF
1
1
1
1
1.1應(yīng)用型本科人才要求
根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特征及社會(huì)對(duì)化工人才需求的趨勢(shì),應(yīng)用型高校化學(xué)工程與工藝專業(yè)的目標(biāo)是培養(yǎng)化學(xué)化工理論基礎(chǔ)扎實(shí),實(shí)踐動(dòng)手能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力及外語(yǔ)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力較強(qiáng),適應(yīng)化工、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保等部門從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理等方面工作的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才[2]。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型本科人才應(yīng)具備的基本素質(zhì)與專業(yè)能力包括7個(gè)方面:①樹立正確的世界觀,具有良好的人文精神、科學(xué)素養(yǎng),能處理好人與環(huán)境、人與社會(huì)的關(guān)系;②掌握化學(xué)工程與工藝的基本理論和基本知識(shí);③掌握化學(xué)裝置工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)方法,掌握化工過程模擬優(yōu)化方法;④具有對(duì)新工藝、新產(chǎn)品、新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行研究、開發(fā)和設(shè)計(jì)的初步能力;⑤了解化學(xué)工程的理論前沿,了解新工藝、新技術(shù)與新設(shè)備的發(fā)展動(dòng)態(tài);⑥掌握文獻(xiàn)檢索的基本方法,具有一定的科學(xué)研究和實(shí)際工作能力;⑦具有創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立獲取新知識(shí)的能力[2]。因此,根據(jù)現(xiàn)代科技和生產(chǎn)的發(fā)展需要,以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展為目標(biāo),把握高等教育規(guī)律和化學(xué)工程與工藝專業(yè)特征,制定化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案,具體如圖1所示。在人才培養(yǎng)方案制定的過程中,合肥學(xué)院借鑒德國(guó)應(yīng)用科學(xué)大學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型人才成功經(jīng)驗(yàn),非常重視企業(yè)的作用,將企業(yè)要求與學(xué)生的培養(yǎng)相結(jié)合,構(gòu)建理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相學(xué)體系,確定了以“面向企業(yè)、立足崗位、注重素質(zhì)、強(qiáng)化應(yīng)用、突出能力”為指導(dǎo)思想的“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)模式。理論教學(xué)體系體現(xiàn)“三個(gè)服務(wù)”原則:基礎(chǔ)理論教學(xué)要為專業(yè)技術(shù)課教學(xué)服務(wù),理論教學(xué)為提高學(xué)生綜合素質(zhì)服務(wù),把素質(zhì)教育貫穿于教學(xué)全程,為培養(yǎng)學(xué)生具有獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力服務(wù),注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)技術(shù)成果的吸納和綜合應(yīng)用能力。建立與培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系,形成基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)及校內(nèi)、外實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合的綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)一體化,完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)。促進(jìn)學(xué)生掌握專業(yè)技能,實(shí)施“四年九學(xué)期制”,提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。
1.2化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才要求
化學(xué)工程與工藝專業(yè)是為了適應(yīng)新世紀(jì)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展而設(shè)置的,是由原來的化學(xué)工程、有機(jī)化工、無機(jī)化工、高分子化工、精細(xì)化工、煤化工、工業(yè)催化等專業(yè)合并而成的寬口徑專業(yè),覆蓋面寬、涉及領(lǐng)域廣[3]。該專業(yè)具有兩大特色:一是覆蓋面廣。研究領(lǐng)域涉及無機(jī)化工、有機(jī)化工、精細(xì)化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫(yī)藥化工、微電子化工等諸多領(lǐng)域;二是工程特色顯著。該專業(yè)以化學(xué)工程與化學(xué)工藝為兩大支撐點(diǎn),化學(xué)工程主要研究化工過程及設(shè)備的開發(fā)、設(shè)計(jì)、優(yōu)化和管理。化學(xué)工藝則研究以石油、煤、天然氣、礦物、動(dòng)植物等自然資源為原料,通過化學(xué)反應(yīng)和分離加工技術(shù)制取各種化工產(chǎn)品。化學(xué)工程與工藝專業(yè)涉及的工程放大技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)技術(shù),不僅在化工領(lǐng)域,而且在醫(yī)藥、材料、食品、生工等眾多相關(guān)領(lǐng)域均大有用武之地。因此,化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)有較強(qiáng)的工程能力和工作適應(yīng)性,需掌握化工生產(chǎn)技術(shù)的基本原理、專業(yè)技能與研究方法,具有從事化工生產(chǎn)控制、化工產(chǎn)品和過程的研究開發(fā)、化工裝置設(shè)計(jì)與放大的初步能力[4]。
1.3應(yīng)用型化工人才實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建
高等工程教育強(qiáng)調(diào)綜合素質(zhì)的基礎(chǔ)作用和工程素質(zhì)的定型作用。培養(yǎng)應(yīng)用型化工特色人才,核心就是培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才。以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),遵循教育教學(xué)基本規(guī)律,堅(jiān)持育人為本,教學(xué)為綱,根據(jù)學(xué)生需要,圍繞學(xué)生能力拓展和知識(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系。該體系由基本技能、專業(yè)能力、綜合能力三層次訓(xùn)練組成,將課外創(chuàng)新活動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐有機(jī)融合。借鑒德國(guó)成功的經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力、項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)能力及創(chuàng)新能力,構(gòu)建工程化的實(shí)踐教學(xué)體系如圖2所示。實(shí)踐教學(xué)根據(jù)能力要求可分為3個(gè)層次:基礎(chǔ)實(shí)踐層、專業(yè)實(shí)踐層、綜合和創(chuàng)新實(shí)踐層。基礎(chǔ)實(shí)踐層以強(qiáng)化“三基”,培養(yǎng)基礎(chǔ)能力為目的,將基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)分為3個(gè)層次和5個(gè)模塊,構(gòu)成一個(gè)彼此相連,逐層提高的體系[5]。通過化學(xué)專題研究訓(xùn)練,強(qiáng)化了知識(shí)和技能的綜合性;認(rèn)知實(shí)習(xí)在實(shí)踐教學(xué)體系中處于承上啟下階段。學(xué)生在與自己相近或相關(guān)的崗位上經(jīng)過認(rèn)知實(shí)習(xí),了解專業(yè)所需要的專業(yè)知識(shí)、能力、素質(zhì),有利于他們結(jié)合自己的興趣,規(guī)劃未來發(fā)展,在專業(yè)方向的選擇、課程模塊的選擇上會(huì)更加理性。2周金工實(shí)習(xí)和1周電工電子實(shí)習(xí),實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)目標(biāo);專業(yè)實(shí)踐層是在理論教學(xué)和基礎(chǔ)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,通過專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、工程實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)專業(yè)能力培養(yǎng);綜合和創(chuàng)新能力是對(duì)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題能力和知識(shí)遷移能力的綜合體現(xiàn),反映學(xué)生整體素質(zhì)。通過畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),配合第二課堂科技活動(dòng),達(dá)到培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的目的。總之,各層實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)層層遞進(jìn)、相互滲透,達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的要求。
2圍繞工程能力培養(yǎng),實(shí)施實(shí)踐教學(xué)改革
2.1突出強(qiáng)化實(shí)踐鍛煉,提高教師實(shí)踐教學(xué)水平
教師是實(shí)踐教學(xué)體系的主導(dǎo)者,也是實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)踐者。要培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型人才,必須要有高水平的教師隊(duì)伍。按照這一思路,為所有的實(shí)驗(yàn)室配備了具有碩士學(xué)位的專職實(shí)驗(yàn)教師,采取走出去、請(qǐng)進(jìn)來的辦法培養(yǎng)教師的實(shí)踐能力,派合肥學(xué)院高學(xué)位高職稱的教師到企業(yè)去鍛煉6~12個(gè)月,增加教師的工程意識(shí)和實(shí)踐能力。根據(jù)學(xué)院要求成立了實(shí)驗(yàn)技術(shù)教研室,這不僅是名稱和內(nèi)涵的改變,更重要的是教育理念的轉(zhuǎn)變,建立實(shí)驗(yàn)技術(shù)教研室,由教授、博士擔(dān)任主任,具有研究生學(xué)歷的教師為成員,研究實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、方法和手段,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和方法改革等工作。目前,和化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)有關(guān)的合肥學(xué)院院級(jí)教研立項(xiàng)6項(xiàng),安徽省教育廳立項(xiàng)3項(xiàng),獲得教學(xué)成果獎(jiǎng)合肥學(xué)院二等獎(jiǎng)一項(xiàng)、三等獎(jiǎng)一項(xiàng);安徽省三等獎(jiǎng)一項(xiàng)。聘請(qǐng)企業(yè)和設(shè)計(jì)院等單位人員擔(dān)任教師,讓學(xué)生參與解決實(shí)際工作問題,提高實(shí)踐能力。
2.2加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)條件建設(shè),提供實(shí)踐教學(xué)載體
實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)基地是完成實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容所必需的保障平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面,加強(qiáng)以無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)課程為支撐的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),和以化工原理為支撐的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室。專業(yè)實(shí)驗(yàn)作為一門最能反映專業(yè)特色,與專業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展關(guān)系最為密切的實(shí)踐性課程,必須跳出原有的框架,重新構(gòu)建一個(gè)能夠全面反映化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展方向、適合按專業(yè)大類組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)、有利于培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的新框架。根據(jù)化學(xué)工程與工藝核心課程化工熱力學(xué)、傳遞過程原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程和技術(shù)化工工藝學(xué)作為構(gòu)架,遵循以下原則:緊扣化工過程研究與開發(fā)的方法論;充分考慮工程學(xué)與工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)的適當(dāng)平衡;具有典型性、力求先進(jìn)性、增加綜合性;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既符合化學(xué)工程與工藝學(xué)科發(fā)展規(guī)律,又具有鮮明的先進(jìn)性和特色,建立了化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)室等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)專業(yè)和學(xué)生發(fā)展需要,在專業(yè)方向上設(shè)立分離工程和精細(xì)化工2個(gè)化工專業(yè)方向,并建立精細(xì)化工和分離技術(shù)2個(gè)實(shí)驗(yàn)室,建立膜材料和膜過程院級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1個(gè)。校外實(shí)習(xí)是強(qiáng)化專業(yè)知識(shí)、增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和創(chuàng)新能力的重要綜合性教學(xué)環(huán)節(jié),校外實(shí)習(xí)基地是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要場(chǎng)所,是學(xué)生接觸社會(huì)、了解社會(huì)的紐帶[6]。以校企互利雙贏為機(jī)制,開展產(chǎn)學(xué)合作,和中鹽四方集團(tuán)等14家企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,與企業(yè)合作共建實(shí)驗(yàn)室2個(gè)。每年由校內(nèi)和企業(yè)教師共同指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí),并在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))環(huán)節(jié),由企業(yè)提出課題,真題真做,學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合,取得在書本上得不到的收獲。中鹽四方集團(tuán)、東華集團(tuán)工程技術(shù)人員指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)多次獲合肥學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)獎(jiǎng)。
2.3第一課堂與第二課堂相結(jié)合,著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題的更高目標(biāo),以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn),以學(xué)生個(gè)性化能力培養(yǎng)為重點(diǎn),學(xué)院制定了《合肥學(xué)院學(xué)生第二課堂活動(dòng)學(xué)分管理暫行辦法》,將第一課堂與第二課堂結(jié)合起來,收到明顯的效果。化學(xué)工程與工藝專業(yè),以化學(xué)工程師之家和學(xué)生參與教師科研為主要內(nèi)容開展第二課堂科技活動(dòng)。化工工程師之家于2007年11月建成運(yùn)行。以培養(yǎng)“未來的工程師”為目標(biāo)、以工程設(shè)計(jì)為核心、以模型制作為基礎(chǔ),通過形式多樣的活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí);通過加強(qiáng)合作促進(jìn)團(tuán)隊(duì)精神;通過模型制作提高工程應(yīng)用能力;通過工程設(shè)計(jì)提高工程素養(yǎng);通過企業(yè)化運(yùn)作模式培養(yǎng)學(xué)生效率意識(shí)、責(zé)任意識(shí)和管理能力。作為第二課堂的重要平臺(tái),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力、管理能力、協(xié)調(diào)組織的領(lǐng)導(dǎo)能力和團(tuán)隊(duì)精神。通過借鑒企業(yè)化管理模式,營(yíng)造企業(yè)氛圍,培養(yǎng)學(xué)生效率意識(shí)、責(zé)任意識(shí)和管理能力,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)社會(huì)的適應(yīng)能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。目前,累計(jì)培訓(xùn)學(xué)生500人以上。化學(xué)工程與工藝學(xué)生在各種全國(guó)性競(jìng)賽中取得了一系列好成績(jī)。2010年,在科技部等單位舉辦的青年科技創(chuàng)新競(jìng)賽獲得二等獎(jiǎng),“三井化學(xué)”杯第四屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)和華南地區(qū)第四屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)創(chuàng)業(yè)大賽二等獎(jiǎng)。近3年來,學(xué)生34篇,其中被SCI、EI收錄的9篇。
【關(guān)鍵詞】化工專業(yè) 人才培養(yǎng)方案 專業(yè)特色 競(jìng)爭(zhēng)力
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）01-0224-01
1.現(xiàn)狀
化學(xué)工程與工藝專業(yè)是一個(gè)老牌的專業(yè)，長(zhǎng)久以來為行業(yè)輸送著新鮮血液，促進(jìn)著經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)足進(jìn)步。但是近年來，由于高校的擴(kuò)招，掛靠化工專業(yè)的熱門方向此起彼伏誕生，專業(yè)師資的整體能力跟不上等等原因，使專業(yè)人才的整體素質(zhì)和能力有所下降，而國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，技術(shù)水平的不斷提升，對(duì)專業(yè)人才的需要異常迫切。高校要抓住機(jī)遇，善于利用地方資源，促進(jìn)專業(yè)辦學(xué)特色， 提升人才綜合能力， 提振專業(yè)的就業(yè)水平與競(jìng)爭(zhēng)力。因此高校培養(yǎng)既有專業(yè)理論能力，又有動(dòng)手能力的高素質(zhì)人才尤為重要。
因此，新培養(yǎng)方案的制定與實(shí)施尤顯突出。我校于2010年著手修改化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，新培養(yǎng)方案于2011屆開始實(shí)施。
2.新培養(yǎng)方案的特點(diǎn)
2.1 培養(yǎng)目標(biāo)明確，突出專業(yè)特點(diǎn)，體現(xiàn)專業(yè)應(yīng)用
“本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，能夠掌握化學(xué)工程與工藝方面的基礎(chǔ)理論、基本技能以及相關(guān)的工程技術(shù)和知識(shí)，能在石油化工、煤化工、化工工藝、工業(yè)催化、能源、醫(yī)藥和環(huán)保等部門從事生產(chǎn)、服務(wù)、研發(fā)以及設(shè)計(jì)的高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型人才。”
“本專業(yè)執(zhí)行寬專業(yè)，厚基礎(chǔ)的教學(xué)指導(dǎo)方針，在培養(yǎng)學(xué)生理解和掌握化學(xué)工程與工藝學(xué)科理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，著重培養(yǎng)學(xué)生掌握化工領(lǐng)域工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備設(shè)計(jì)、模擬優(yōu)化方法、對(duì)新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行研究、開發(fā)和設(shè)計(jì)的基本能力。學(xué)生在專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，通過專業(yè)實(shí)習(xí)等途徑，緊密聯(lián)系石油化工、煤化工的生產(chǎn)實(shí)際，使學(xué)生具有獨(dú)立思考和解決實(shí)際問題及創(chuàng)新的初步能力”。
我校的化學(xué)工程與工藝專業(yè)有兩個(gè)方向，即石油化工方向和煤化工方向。我校地處遼寧化工城，素有“煤都”之稱，既有石油化工的研發(fā)和生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，又有煤化工的產(chǎn)業(yè)與科研依托，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，凝練特色，致力于教學(xué)理念和方式的創(chuàng)新，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。
2.2注重培養(yǎng)規(guī)格，強(qiáng)化畢業(yè)生應(yīng)獲得的知識(shí)和能力
首先，強(qiáng)調(diào)德、體。“熱愛祖國(guó)，遵紀(jì)守法，身體健康，具有良好的思想品德、社會(huì)公德和職業(yè)素養(yǎng)”。
其次，強(qiáng)調(diào)外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)能力。外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)屬于工具型能力，會(huì)廣泛應(yīng)用于將來的工作和學(xué)習(xí)。
重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)專業(yè)能力。獲得專業(yè)基本知識(shí)，具備在專業(yè)生產(chǎn)第一線工作的基本能力；掌握專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)工藝與設(shè)備的基本設(shè)計(jì)能力；了解專業(yè)學(xué)科前沿，了解新裝置、新技術(shù)、新工藝的發(fā)展動(dòng)態(tài)；具有對(duì)新裝備、新技術(shù)、新工藝、新方法理解、運(yùn)用和掌握的初步能力。
再次，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，要具有創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力。
2.3優(yōu)化課程體系，體現(xiàn)厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)的培養(yǎng)特色，拓寬專業(yè)口徑，淡化專業(yè)意識(shí)，加強(qiáng)基礎(chǔ)教學(xué)，培養(yǎng)通才，增強(qiáng)人才的適應(yīng)能力，提升自我發(fā)展能力。
首先，新培養(yǎng)方案提高了原來要求的規(guī)定修滿教學(xué)學(xué)分，其中適當(dāng)增加了實(shí)踐教學(xué)學(xué)分。
學(xué)校前兩年實(shí)施通識(shí)教育，不分專業(yè)，基礎(chǔ)教育課程一致性，后兩年體現(xiàn)專業(yè)特色，突出學(xué)科優(yōu)勢(shì)。
其次，在專業(yè)基礎(chǔ)課設(shè)置上，強(qiáng)化了四大化學(xué)的理論課時(shí)與實(shí)驗(yàn)課時(shí)，同時(shí)整合了兩個(gè)培養(yǎng)方向在《化工原理及實(shí)驗(yàn)》、《化工熱力學(xué)》、《化學(xué)反應(yīng)工程》、《化工設(shè)計(jì)》、《專業(yè)外語(yǔ)》、《儀器分析與實(shí)驗(yàn)》、《電工學(xué)》等課程的一致性，體現(xiàn)了厚專業(yè)基礎(chǔ)，寬專業(yè)口徑的特點(diǎn)，增強(qiáng)了人才強(qiáng)大的理論基礎(chǔ)。
在專業(yè)必修課設(shè)置上，既要突出兩個(gè)方向的特色專業(yè)，又要體現(xiàn)我們學(xué)校的辦學(xué)特點(diǎn)，揚(yáng)己之長(zhǎng)，使培養(yǎng)的人才具有特色，滿足化工不同行業(yè)的需要。因此，我們將兩個(gè)專業(yè)方向的部分特色課程交叉選修。如：石油加工方向選修《煤化工基礎(chǔ)》、《潔凈煤技術(shù)》，煤化工方向選修《石油化學(xué)》、《石油加工基礎(chǔ)》，使所有的學(xué)生，既懂得了本專業(yè)的知識(shí)，也跨入了另一個(gè)相鄰領(lǐng)域，擴(kuò)展了知識(shí)面，也強(qiáng)化了就業(yè)優(yōu)勢(shì)。
2.4重視實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，鍛煉和強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合實(shí)踐能力，最終成為具備實(shí)踐和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型化工人才
新培養(yǎng)方案中，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，除了傳統(tǒng)實(shí)習(xí)之外，引入了仿真教學(xué)，綜合實(shí)驗(yàn)和綜合能力素質(zhì)訓(xùn)練，強(qiáng)化了實(shí)踐能力的重要性，促進(jìn)了學(xué)生綜合能力的提升。
在實(shí)踐教學(xué)體系中，金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，為學(xué)生提供了廣闊的實(shí)踐平臺(tái)，我們學(xué)校先后與地方6個(gè)化工企業(yè)及科研院所簽訂了實(shí)習(xí)協(xié)議，每年都有學(xué)生去進(jìn)行不同類型的實(shí)習(xí)，同時(shí)，我們也鼓勵(lì)學(xué)生到企業(yè)委托實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合能力的培養(yǎng)。
在課設(shè)和畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文），大膽創(chuàng)新，允許學(xué)生參與教師或者企業(yè)的科研課題，發(fā)散思維，在實(shí)踐中提升學(xué)生的創(chuàng)新能力；鼓勵(lì)學(xué)生積極參與“挑戰(zhàn)杯”、“創(chuàng)新實(shí)踐”、“科技小論文大賽”“資格認(rèn)證”、各種論文和實(shí)驗(yàn)等大賽、以及參與各種培訓(xùn)及調(diào)查報(bào)告等，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
在仿真教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)校引入了化工仿真實(shí)訓(xùn)軟件，提供計(jì)算機(jī)房，使學(xué)生足不出戶，在計(jì)算機(jī)上就可以模擬實(shí)際化工工藝路線與實(shí)際化工裝置，自己動(dòng)手操作，將理論知識(shí)與實(shí)際處理問題相結(jié)合，既鞏固了專業(yè)知識(shí)，也應(yīng)用了專業(yè)知識(shí)，同時(shí)提升了動(dòng)腦和動(dòng)手能力。
在專業(yè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，既體現(xiàn)兩個(gè)專業(yè)方向的共性，也強(qiáng)化了專業(yè)方向的特色。比如；石油化工方向?qū)W生開設(shè)化學(xué)工藝學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)與石油加工專業(yè)實(shí)驗(yàn)，而煤化工方向?qū)W生開設(shè)煤化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也進(jìn)行石油加工實(shí)驗(yàn)，這樣既淡化了專業(yè)方向性，強(qiáng)化了大化工的概念，也使學(xué)生在就業(yè)中更具備了競(jìng)爭(zhēng)力。
3.新培養(yǎng)方案的實(shí)施效果
新培養(yǎng)方案從2011屆開始實(shí)施至今，效果明顯。具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的課程感興趣程度增強(qiáng)，理論課學(xué)分普遍提高，受學(xué)業(yè)警示率明顯下降。
學(xué)生在假期的實(shí)踐機(jī)會(huì)增多，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，提升了其就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
關(guān)鍵詞：納米二氧化鈦，氣相法，液相法，光催化
納米二氧化鈦（TiO2）具有許多特殊性能，比如表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道四大效應(yīng)[1]，從而使其與普通二氧化鈦相比具有許多特殊性能。
納米二氧化鈦是無機(jī)納米半導(dǎo)體材料TiO2中極其重要的一種納米材料，是一種穩(wěn)定的無毒紫外光吸收劑[2]，納米TiO2還具有很好的光催化作用[3]，在光照條件下能夠降解有機(jī)污染物、殺死細(xì)菌。納米二氧化鈦在水處理、催化劑載體、紫外線吸收劑、光敏性催化劑、防曬護(hù)膚化妝品、光電子器件等領(lǐng)域具有廣泛的用途。目前納米二氧化鈦的制備方法主要分為液相法和氣相法，本文對(duì)其制備方法及其應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)。
1 制備方法
1.1 氣相法
氣相法是直接利用氣體，或者通過各種手段將物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理變化或者化學(xué)反應(yīng)，最后在冷卻過程中凝聚長(zhǎng)大形成納米粒子的方法。
1.1.1 四氯化鈦氣相氧化法 此法多是以四氯化鈦為原料，以氮?dú)鉃檩d氣，以氧氣為氧源，在高溫條件下四氯化鈦和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成納米二氧化鈦。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，可以制備出優(yōu)質(zhì)的二氧化鈦粉體；缺點(diǎn)是二氧化鈦粒子遇冷結(jié)疤的問題較難解決，對(duì)設(shè)備要求高，技術(shù)難度大，在生產(chǎn)過程中排出有害氣體Cl2，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。
1.1.2 四氯化鈦氫氧火焰法 以TiCl4為原料，將TiCl4氣體導(dǎo)入高溫的氫氧火焰中700～1000℃，進(jìn)行高溫氣相水解備納米二氧化鈦。四氯化鈦氫氧火焰法制得的納米二氧化鈦粒子晶型為銳鈦礦和金紅石的混合型，該工藝優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高達(dá)99.5%，粒徑小、比表面積大、分散性好、團(tuán)聚程度小，可用作電子化工材料，制備工藝成熟，生產(chǎn)過程較短，自動(dòng)化程度高；缺點(diǎn)是反應(yīng)過程溫度較高，生成HCl使設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，對(duì)材質(zhì)要求高，需要精確控制工藝參數(shù)。
1.2 液相法
當(dāng)今制備納米粒子液相法居多，納米二氧化鈦的制備方法也是如此。主要有溶膠-凝膠法、水熱法、沉淀法等。
1.2.1 溶膠—凝膠法 溶膠—凝膠法(簡(jiǎn)稱S—G法)，又名膠體化學(xué)法，是被廣泛采用的一種制備納米二氧化鈦的方法。其原理是以鈦醇鹽或鈦的無機(jī)鹽為原料，經(jīng)水解和縮聚得溶膠，再進(jìn)一步縮聚得凝膠，凝膠經(jīng)干燥、煅燒得到納米二氧化鈦粒子。論文參考，液相法。與其它方法相比制品的均勻度高，尤其是多組分的制品，其均勻度可達(dá)分子或原子尺度；制品的純度高，而且溶劑在處理過程中容易除去；反應(yīng)易控制，副反應(yīng)少；煅燒溫度低，工藝操作簡(jiǎn)單。
1.2.2 水熱法 水熱反應(yīng)過程是指在一定的溫度和壓力下，在水、水溶液或蒸汽等流體中所進(jìn)行有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的總稱。該法的原理是在高壓、水熱條件下加速離子反應(yīng)和促進(jìn)水解反應(yīng)。論文參考，液相法。一些在常溫下反應(yīng)速度很慢的熱力學(xué)反應(yīng)，在水熱條件下可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)快速轉(zhuǎn)化。
2 納米TiO2催化性能的應(yīng)用
2.1 殺菌功能
抗菌是指TiO2在光照下對(duì)環(huán)境中微生物的抑制或殺滅作用。TiO2光催化劑對(duì)綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等具有很強(qiáng)的殺菌能力。在紫外線作用下，以0.1mg/cm3濃度的超細(xì)TiO2可徹底地殺死惡性海拉細(xì)胞，而且隨著超氧化物歧化酶（SOD）添加量的增多，TiO2光催化殺死癌細(xì)胞的效率也提高；用TiO2光催化氧化深度處理自來水，可大大減少水中的細(xì)菌數(shù)，飲用后無致突變作用，達(dá)到安全飲用水的標(biāo)準(zhǔn)[5]；當(dāng)細(xì)菌吸附于由納米二氧化鈦涂敷的光催化陶瓷表面時(shí)，TiO2被紫外光激發(fā)后產(chǎn)生的活性超氧離子自由基(·O-)和羥基自由基(·OH-)能穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁,破壞細(xì)胞膜質(zhì)，進(jìn)入菌體，阻止成膜物質(zhì)的傳輸，阻斷其呼吸系統(tǒng)和電子傳輸系統(tǒng)，從而有效地殺滅細(xì)菌，并抑制細(xì)菌分解有機(jī)物產(chǎn)生臭味物質(zhì)如H2S、SO2、硫醇等[4]；在涂料中添加納米TiO2可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，可應(yīng)用于醫(yī)院病房、手術(shù)室及家庭衛(wèi)生間等細(xì)菌密集、易繁殖的場(chǎng)所，可有效殺死大腸桿菌、黃色葡萄糖菌等有害細(xì)菌，防止感染。論文參考，液相法。論文參考，液相法。
2.2 防紫外線功能
納米TiO2既能吸收紫外線，又能反射、散射紫外線，還能透過可見光，是性能優(yōu)越、極有發(fā)展前途的物理屏蔽型的紫外線防護(hù)劑。與同樣劑量的一些有機(jī)紫外線防護(hù)劑相比，納米TiO2在紫外區(qū)的吸收峰更高，更可貴的是它還是廣譜屏蔽劑，不象有機(jī)紫外線防護(hù)劑那樣只單一對(duì)UVA或UVB有吸收[6]。它還能透過可見光，加入到化妝品使用時(shí)皮膚白度自然，不象顏料級(jí)TiO2，不能透過可見光，造成使用者臉上出現(xiàn)不自然的蒼白顏色。論文參考，液相法。利用納米TiO2的透明性和紫外線吸收能力還可用作食品包裝膜、油墨、涂料和塑料填充劑，可以替代有機(jī)紫外線吸收劑，用于涂料中可提高涂料耐老化能力。論文參考，液相法。
2.3 防霧及自清潔涂層
TiO2薄膜在光照下具有超親水性和超永久性[7]，因此其具有防霧功能，如在汽車后視鏡上涂覆一層氧化鈦薄膜，即使空氣中的水分或者水蒸氣凝結(jié)，冷凝水也不會(huì)形成單個(gè)水滴，而是形成水膜均勻地鋪展在表面，所以表面不會(huì)發(fā)生光散射的霧。當(dāng)有雨水沖過，在表面附著的雨水也會(huì)迅速擴(kuò)散成為均勻的水膜，這樣就不會(huì)形成分散視線的水滴,使得后視鏡表面保持原有的光亮，提高行車的安全性。如果把高層建筑的窗玻璃、陶瓷等這些建材表面涂覆一層氧化鈦薄膜，利用氧化鈦的光催化反應(yīng)就可以把吸附在氧化鈦表面的有機(jī)污染物分解為CO2和O2，同剩余的無機(jī)物一起可被雨水沖刷干凈，從而實(shí)現(xiàn)自清潔功能[8]。
參考文獻(xiàn)：
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【摘要】 從工學(xué)和藥學(xué)有機(jī)融合的角度，探索制藥工程專業(yè)課程體系的改革，以培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、博知識(shí)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、寬口徑”的“化學(xué)-生物-制藥工程學(xué)”于一體的復(fù)合型高級(jí)制藥工程技術(shù)人才。
【關(guān)鍵詞】 制藥工程 課程體系 改革
制藥工程專業(yè)是以藥學(xué)、化學(xué)工程技術(shù)、生物工程為主相互交叉的新興學(xué)科，是化學(xué)工程和制藥類專業(yè)的前沿學(xué)科。自1995年美國(guó)新澤西州立大學(xué)開設(shè)制藥工程高等教育以來，國(guó)外很多院校在工程學(xué)院或化工學(xué)院下設(shè)了制藥工程專業(yè)。我國(guó)國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和教育部于1998年把制藥工程專業(yè)設(shè)置為本科教育，我校（原鄭州工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)鄭州大學(xué)）于1999年在化工學(xué)院設(shè)置了制藥工程專業(yè)，經(jīng)過幾年的開拓辦學(xué)，我們已經(jīng)積累了一定經(jīng)驗(yàn)。但由于我國(guó)制藥工程專業(yè)剛剛設(shè)置不久，對(duì)于各個(gè)高校來說制藥工程專業(yè)都是新興的專業(yè)，再加上該專業(yè)交叉性極強(qiáng)，既是工程技術(shù)的一個(gè)分支，又是藥學(xué)的重要組成部分，如何根據(jù)社會(huì)的需求，將生物、化學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)工程等各學(xué)科有機(jī)的融合在一起，培養(yǎng)出合格的、高素質(zhì)的制藥工程專業(yè)人才，以改變我國(guó)制藥工業(yè)規(guī)模小、生產(chǎn)水平落后的狀況，就顯得十分緊迫和必要。本研究根據(jù)目前制藥業(yè)存在的問題及人才需求，從工學(xué)和藥學(xué)有機(jī)融合的角度出發(fā)，探索制藥工程專業(yè)課程體系的改革。
1 制藥業(yè)存在的問題及人才需求［1］
建國(guó)以來，我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展迅速，特別是改革開放20年來，大多數(shù)制藥企業(yè)進(jìn)行了改造或擴(kuò)建，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，并通過消化、吸收和革新，提高了我國(guó)制藥工業(yè)技術(shù)和裝備的整體水平，但仍存在很多問題，如規(guī)模與我國(guó)綜合國(guó)力和用藥需求很不相稱、現(xiàn)代生產(chǎn)工藝技術(shù)落后、制藥設(shè)備陳舊、制藥工程技術(shù)的力量十分薄弱等等。
隨著現(xiàn)代醫(yī)藥工業(yè)的高速發(fā)展，醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)要想在市場(chǎng)中生存，必須增強(qiáng)實(shí)力，形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，重視技術(shù)革新和新產(chǎn)品研制開發(fā)。首先從制藥工程和生產(chǎn)效率的角度考慮，應(yīng)以現(xiàn)代工程技術(shù)為基礎(chǔ)，注重品種開發(fā)的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)高效、低耗、優(yōu)質(zhì)的集約化大生產(chǎn)。其次要注重新產(chǎn)品的研制開發(fā)與生產(chǎn)。對(duì)化學(xué)原料藥，要提高現(xiàn)有緊缺產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，重視新路線、新工藝的研究；對(duì)藥物制劑要研究和開發(fā)新劑型、新品種和新輔料，重視粘膜、粘附制劑和單克隆抗體與藥物偶聯(lián)的靶向制劑等新技術(shù)的研究，重視緩釋透皮吸收以及脂質(zhì)體、微囊、微球、乳劑等新型制劑的研究與開發(fā)；對(duì)制藥機(jī)械要發(fā)展高度自動(dòng)化、微機(jī)控制和無泄漏成套設(shè)備，加強(qiáng)膜過濾、凝膠過濾和超臨界二氧化碳提取等新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用與開發(fā)。
同時(shí)，隨著我國(guó)加入WTO及GMP、GSP、GCP、GLP、GAP等質(zhì)量管理規(guī)范的實(shí)施，我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)將進(jìn)入世界經(jīng)濟(jì)體系，直接參與國(guó)際醫(yī)藥市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，一切滯后和有悖于WTO條例法規(guī)的地方需要盡快完善。醫(yī)藥企業(yè)要通過聯(lián)合形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，增強(qiáng)實(shí)力，走集團(tuán)化、現(xiàn)代化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)之路，要掌握各種新工藝、新技術(shù)、新劑型及生產(chǎn)過程管理和控制工程等方面的知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上合理進(jìn)行老產(chǎn)品技術(shù)改造和新產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)，以取得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。而只懂得藥物制劑、生產(chǎn)工藝知識(shí)的藥學(xué)類專業(yè)人才已不能適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的要求。醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)需要既懂得藥物制劑、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制知識(shí)，又要懂現(xiàn)代制藥工程技術(shù)的復(fù)合型人才。
2 課程體系改革
目前，制藥業(yè)的全貌和制藥技術(shù)正在發(fā)生迅速變化，缺乏制藥工程專業(yè)技術(shù)人才是制藥業(yè)面臨的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。我國(guó)制藥工程專業(yè)的設(shè)置只是從形式上解決了制藥類人才由原來藥學(xué)、工程和管理等院系分別培養(yǎng)的局面。雖然國(guó)外制藥工程教育起步較早，但是所涉及高校較少，主體又是研究生教育，學(xué)生人數(shù)少，還沒有形成成熟的培養(yǎng)方案。國(guó)內(nèi)制藥工程專業(yè)教育是以本科人才培養(yǎng)為主體，更多的院校在起步中。作為新設(shè)專業(yè)，制藥工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)、培養(yǎng)方案、課程體系等專業(yè)建設(shè)深層次問題是我國(guó)高等教育改革與發(fā)展急需解決的重大課題。
2.1 改革課程設(shè)置和課程內(nèi)容，注重工程能力培養(yǎng)
目前，各高校制藥工程專業(yè)的基礎(chǔ)和方向不同，課程設(shè)置也不同，綜合型大學(xué)、理工類大學(xué)對(duì)工程學(xué)、化工、生物工程方面的課比較重視，藥科類大學(xué)、中醫(yī)藥類高校則注重藥學(xué)方面的課程設(shè)置。根據(jù)制藥工程的特點(diǎn)，制藥工程專業(yè)課程的設(shè)置必須保證培養(yǎng)出來的制藥工程專業(yè)人才具備厚基礎(chǔ)、寬口徑的知識(shí)結(jié)構(gòu)，熟練的語(yǔ)言表達(dá)、準(zhǔn)確的外語(yǔ)閱讀、理解能力；掌握計(jì)算機(jī)基本知識(shí)，并能熟練操作及應(yīng)用；掌握化工制圖的基本知識(shí)和技能，能識(shí)圖、繪圖；具有一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)的基本技能及工藝操作能力、工藝分析計(jì)算能力和組織管理能力；掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)，具備選擇工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備、工藝操作條件的能力，以及選擇常用電器、儀表的能力等。為此，所設(shè)課程的內(nèi)容應(yīng)盡量結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，跟蹤制藥行業(yè)的發(fā)展，教材應(yīng)該是理論、教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與工程師的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的融合結(jié)果，專業(yè)教學(xué)應(yīng)突出主干課程，課程教學(xué)突出制藥專業(yè)主體。為此我校制藥工程專業(yè)的課程設(shè)置分為4大體系：①公共基礎(chǔ)課，包括數(shù)理化、人文社科、計(jì)算機(jī)等；②專業(yè)基礎(chǔ)課，包括物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)，生物化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電工基礎(chǔ)、熱工基礎(chǔ)等；③專業(yè)必修課，包括微生物學(xué)、藥物合成反應(yīng)、藥物化學(xué)、制藥反應(yīng)工程、制藥工藝學(xué)、制藥分離工程、專業(yè)實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐性環(huán)節(jié)等；④專業(yè)選修課：包括天然藥物化學(xué)、藥物分析、藥劑學(xué)、藥事管理與法規(guī)、藥用高分子材料、生物化工、化工安全與環(huán)保、抗生素工藝學(xué)等。在4大體系中，形成以制藥工程專業(yè)制藥反應(yīng)工程、制藥分離工程、制藥工藝學(xué)、藥物合成反應(yīng)課程教學(xué)為龍頭，以藥物分析、微生物學(xué)、生物化學(xué)、藥物化學(xué)、制劑工程、化工原理、化工熱力學(xué)等課程教學(xué)為基礎(chǔ)的系列制藥工程課程群。各體系課程與選修課程在各年級(jí)交互進(jìn)行、循序漸進(jìn)、互相滲透、手腦兼顧、多層綜合。改革后的課程設(shè)置，既有化學(xué)、藥學(xué)等理論作基礎(chǔ)，又能突出工科院校的特點(diǎn)，特別注重學(xué)生工程能力培養(yǎng)［2，3］。
2.2 更新教育觀念，改革課堂教學(xué)
根據(jù)學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)的要求，在教學(xué)過程中，要求任課教師更新教育觀念，改革課堂教學(xué)，改變過去陳舊的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，改變滿堂灌的教學(xué)方式，改變學(xué)生處于被動(dòng)的教學(xué)模式，堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，充分利用現(xiàn)有的教學(xué)資源，最大限度的提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，努力做到學(xué)以致用，學(xué)有所用，使學(xué)生獲得最大的收獲。
在教學(xué)的內(nèi)容上，對(duì)每門課程不要求講課內(nèi)容與教材內(nèi)容完全一致，而是提倡精講教學(xué)內(nèi)容，注意本學(xué)科的發(fā)展與后繼、相關(guān)課程的銜接。如，制藥工業(yè)近數(shù)十年來發(fā)展極為迅速，在不增加學(xué)生課堂教學(xué)時(shí)數(shù)，給學(xué)生以充分的自主學(xué)習(xí)空間的前提下，通過改革教學(xué)方法和刪減陳舊落后、重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容，增加新技術(shù)、新知識(shí)，讓學(xué)生充分掌握制藥工業(yè)的基礎(chǔ)理論和基本技能，充分了解基礎(chǔ)理論與技能和前沿科學(xué)的關(guān)系，充分了解制藥工業(yè)的新發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和開闊的視野。如納米制藥技術(shù)，生物制藥技術(shù)（長(zhǎng)效注射微球、口服納米粒等），中藥加工現(xiàn)代化工程技術(shù)：超臨界萃取技術(shù)、三相流化床濃縮技術(shù)、膜分離、固液分離技術(shù)等目前研究的前沿領(lǐng)域。
在教學(xué)方法上，注重引進(jìn)先進(jìn)的教育思想和教育觀念，積極推進(jìn)以學(xué)生為中心的教學(xué)方法改革，開展啟發(fā)式、討論式、計(jì)劃內(nèi)自學(xué)與授課結(jié)合、圍繞制藥工程的實(shí)際問題開展開放式教學(xué)等生動(dòng)活潑、多種形式的教學(xué)方式，增強(qiáng)互動(dòng)性，改變以往"一人主講眾人聽"的授課方式，增強(qiáng)教師與學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面、深層次的交流；也可以利用網(wǎng)絡(luò)與學(xué)生進(jìn)行研討式交流，或通過研討教學(xué)、課堂討論、課后查閱文獻(xiàn)并撰寫綜述性小論文等多種形式相結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高教學(xué)效果。并積極推進(jìn)雙語(yǔ)教學(xué)，提高學(xué)生的專業(yè)外語(yǔ)水平和實(shí)際應(yīng)用能力。
在教學(xué)手段上，要求大部分課程能夠充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，如能集文字、圖形、聲音、動(dòng)畫等各種信息于一體的多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課件等教學(xué)手段進(jìn)行授課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。目前，本專業(yè)的部分專業(yè)課程已經(jīng)制作了內(nèi)容規(guī)范、技術(shù)水平高和使用效果好的多媒體課件。
2.3 組織學(xué)生開展第二課堂活動(dòng)，提高學(xué)生參與科研的能力
長(zhǎng)期以來，學(xué)生學(xué)習(xí)與研究很少相關(guān)，這使得不少學(xué)生缺乏獨(dú)立性和創(chuàng)造性。其實(shí)，學(xué)生完全可以進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。目前，讓學(xué)生進(jìn)行小課題研究，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外教學(xué)中布置作業(yè)的一個(gè)重要趨勢(shì)。在美國(guó)，小課題被稱為project，美國(guó)的教學(xué)材料中有很多project，學(xué)生對(duì)完成小課題很有興趣。在教學(xué)過程中，教師可積極組織學(xué)生開展第二課堂活動(dòng)，讓學(xué)生進(jìn)行project研究，提高學(xué)生參與科研的能力。
2.4 加強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，強(qiáng)化能力培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)教學(xué)過程中具有重要的地位和作用，在學(xué)生能力培養(yǎng)方面具有不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的高低，直接影響到學(xué)生能力的培養(yǎng)，因此， 我們非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，采用課堂講授、多媒體預(yù)演與實(shí)際操作相結(jié)合的方式進(jìn)行，課堂講授在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行，由教師介紹實(shí)驗(yàn)總體情況，實(shí)驗(yàn)室的安全操作規(guī)程及實(shí)驗(yàn)室各種規(guī)章制度，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的背景及主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)備、儀器的操作使用情況等，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有總體了解。網(wǎng)絡(luò)課件掛在學(xué)校網(wǎng)上，學(xué)生可模擬試驗(yàn)，實(shí)際操作由學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。實(shí)驗(yàn)前學(xué)生要進(jìn)行預(yù)習(xí)并寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，在實(shí)驗(yàn)中要掌握儀器、儀表的使用方法，要求學(xué)生獨(dú)立完成操作，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并獨(dú)立完成數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及結(jié)果分析，要求對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論并得出合理的解釋與結(jié)論。
在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，采用與科研緊密結(jié)合， 不斷更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的方式。教學(xué)與科研是相輔相成的，將科研與實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量有很大好處。從教師的科研中選取一部分較成熟的、內(nèi)容比較新穎的、與實(shí)際聯(lián)系較緊密的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生做起來感興趣，在一定程度上提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生不僅開闊了視野，還能取得較好的學(xué)習(xí)效果。
專業(yè)實(shí)習(xí)突破原有工科或藥科學(xué)生的實(shí)習(xí)模式，要突出工科院校的特點(diǎn)，貼近工業(yè)實(shí)際，把制造技術(shù)、質(zhì)量意識(shí)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、工業(yè)安全與法律約束等內(nèi)容聯(lián)系起來，注意發(fā)揮傳統(tǒng)學(xué)科的交叉作用，充分發(fā)揮化學(xué)工程的傳統(tǒng)特色和生物化工的成果，圍繞重要藥用原料、中間體和輔助材料的生產(chǎn)工藝，以及典型藥品的合成與制劑，帶領(lǐng)學(xué)生到有特點(diǎn)的藥廠參觀學(xué)習(xí)，了解制藥企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐，讓學(xué)生在制藥車間感受工業(yè)化制藥過程，建立工程制藥觀念與思想，解決應(yīng)用工程實(shí)際問題的能力。
畢業(yè)設(shè)計(jì)課題盡量與教師的科研課題或生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。畢業(yè)論文題目應(yīng)具有新穎性，與醫(yī)藥工業(yè)相結(jié)合，解決工業(yè)上存在的實(shí)際問題。畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文的內(nèi)容要具有一定的理論研究水平，在一定程度上體現(xiàn)國(guó)內(nèi)外醫(yī)藥研究的新趨勢(shì)、新工藝、新技術(shù)。
3 結(jié)論
經(jīng)過幾年的實(shí)踐，我校制藥工程專業(yè)建設(shè)已經(jīng)取得了很大的發(fā)展和提高，在招生規(guī)模、師資隊(duì)伍、課程體系、教學(xué)實(shí)踐和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面成效顯著。已經(jīng)有三屆制藥工程專業(yè)的本科畢業(yè)生，而且走上工作崗位的畢業(yè)生受到了省內(nèi)、國(guó)內(nèi)生物和制藥領(lǐng)域用人單位的稱贊，他們成為所在工作單位的技術(shù)業(yè)務(wù)骨干。這些教學(xué)成績(jī)的取得，歸結(jié)于本專業(yè)本科生教學(xué)過程中，兼顧生物、化學(xué)、化工、制藥科學(xué)與工程學(xué)科等多學(xué)科交叉性的特點(diǎn)，既注重理工科基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，又能將實(shí)際生物化工和制藥工程問題和最新科技成果納入專業(yè)課教學(xué)之中，歸結(jié)于制藥工程專業(yè)課程體系的改革。
【參考文獻(xiàn)】
1 鄧勝松，朱慧霞，姚日生，等.制藥工程專業(yè)產(chǎn)學(xué)研教育模式研究.藥學(xué)教育， 2006，22（4）：1~3.
過程裝備與控制工程專業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中起著極其重要作用。首先，化工、石油化工、能源、動(dòng)力是國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，這些行業(yè)的發(fā)展以工藝過程為先導(dǎo)，以先進(jìn)的裝備和控制技術(shù)為保障，而過程裝備與控制工程正是這些產(chǎn)業(yè)的支柱。我國(guó)過程裝備與控制工程專業(yè)的前身是化工機(jī)械專業(yè)，成立于二十世紀(jì)五十年代初期，基本上參照原蘇聯(lián)的模式。1951年大連工學(xué)院首先成立“化學(xué)生產(chǎn)機(jī)器與設(shè)備”專業(yè)，1952年天津大學(xué)、浙江大學(xué)、華東化工學(xué)院等先后成立“化學(xué)生產(chǎn)機(jī)器與設(shè)備”專業(yè)，簡(jiǎn)稱為“化機(jī)”專業(yè)。在此后的幾十年里，該專業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了無可替代的作用，尤其在化工、石油化工、輕工、制藥等行業(yè)作用尤為明顯。該專業(yè)主要特點(diǎn)是“化工”和“機(jī)械”的交叉與復(fù)合。既可以處理化工類的問題，又可以處理機(jī)械類的問題，還可以解決化工和機(jī)械的綜合問題，而后一類問題在過程工業(yè)中非常普遍，實(shí)現(xiàn)了化工與機(jī)械的復(fù)合，曾被譽(yù)為“萬金油”專業(yè)。這正是“化機(jī)”專業(yè)生存以及“化機(jī)”專業(yè)人才一直受到社會(huì)青睞的根本原因。近幾年“化機(jī)”專業(yè)數(shù)量迅速擴(kuò)大，目前我國(guó)已有140余所高校設(shè)置了該專業(yè)。然而，進(jìn)入20世紀(jì)90年代，社會(huì)對(duì)“化機(jī)”專業(yè)人才的要求發(fā)生了改變。主要是由于過程裝備越來越趨向大型化、精細(xì)化和自動(dòng)化，流程參數(shù)（如壓力、溫度、流量等）與過程的進(jìn)行必須實(shí)施精確的自動(dòng)控制，將“過程”、“裝備”與“控制”三個(gè)相關(guān)學(xué)科緊密有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)“化-機(jī)-電一體化”，這是“化機(jī)”專業(yè)改革的必然[1]。根據(jù)教育部1998年頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》，遼寧工業(yè)大學(xué)將“化工設(shè)備與機(jī)械”本科專業(yè)正式更名為“過程裝備與控制工程”專業(yè)。本專業(yè)不是一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科，實(shí)際上是將機(jī)械工業(yè)和控制工程經(jīng)發(fā)展和改造，使之能服務(wù)于過程工業(yè)。因此，過程裝備與控制工程是一個(gè)融“過程”、“機(jī)械”和“控制”為一體，將“化工”、“機(jī)械”和“信息”學(xué)科緊密結(jié)合而形成的“化—機(jī)—電”一體化的多科型、交叉型專業(yè)[2]。
二、專業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)思想
過程裝備與控制工程專業(yè)建設(shè)的基本思路是“以過程裝備設(shè)計(jì)為主體，以過程原理與裝備控制技術(shù)應(yīng)用為其兩翼(簡(jiǎn)稱‘一體兩翼’)”的復(fù)合型專業(yè)[3]，培養(yǎng)以工程師為主的應(yīng)用型人才。專業(yè)發(fā)展方向：了解工藝過程，熟悉機(jī)械基礎(chǔ)，突出過程裝備及控制。研究?jī)?nèi)容包括：過程裝備設(shè)計(jì)與制造、高效節(jié)能裝備的開發(fā)、成套裝置的開發(fā)與設(shè)計(jì)、成套工程、設(shè)備結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度理論、過程安全理論技術(shù)與裝備、流程參數(shù)控制理論與技術(shù)、粉體理論與技術(shù)等。主要服務(wù)對(duì)象定位能在化工、石油化工、能源、輕工、制藥、制冷、動(dòng)力、環(huán)保、生化、食品、機(jī)械和勞動(dòng)安全等行業(yè)從事過程裝備與控制的設(shè)計(jì)、研究、運(yùn)營(yíng)、技術(shù)開發(fā)與及管理工作。三、專業(yè)建設(shè)的主要措施
（一）專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位
參照過程裝備與控制工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制訂的總體框架，專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)重新定位為：培養(yǎng)具備化學(xué)工程、機(jī)械工程、控制工程和管理工程等方面的知識(shí)；能在化工、石油、能源、輕工、環(huán)保、醫(yī)藥、食品、機(jī)械及勞動(dòng)安全部門從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理以及工程科學(xué)研究等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)化學(xué)工程、機(jī)械工程及控制工程等方面的基礎(chǔ)理論，掌握過程裝備設(shè)計(jì)的基本概念、基本理論及基本方法，具備工程師的基本素質(zhì)，能夠運(yùn)用基本理論研制、開發(fā)、制造及生產(chǎn)組織管理等[4]。教學(xué)計(jì)劃體現(xiàn)了“一體兩翼”的專業(yè)總體構(gòu)架，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)工程、機(jī)械工程和控制工程多學(xué)科交叉。
（二）建設(shè)高素質(zhì)專業(yè)師資隊(duì)伍
建立一支高素質(zhì)、結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍，是專業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵。目前，該專業(yè)已形成一支學(xué)歷層次高(博士占25%，碩士占75%)、年齡結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)比較合理(45歲以下占65%、高級(jí)職稱占75%)、專業(yè)素質(zhì)水平較高的教師隊(duì)伍[1]。為彌補(bǔ)原“化機(jī)”專業(yè)教師過程控制方面理論知識(shí)的欠缺，我們引進(jìn)二位博士來做過程控制帶頭人。
（三）更新教學(xué)方法及手段
在教學(xué)方法上，采用互動(dòng)式、啟發(fā)式教學(xué)，講課突出重點(diǎn)[1]。對(duì)容易理解掌握的內(nèi)容要求學(xué)生以自學(xué)為主，教師只起督促、答疑質(zhì)疑和考核作用，讓學(xué)生自學(xué)和教師講授、指導(dǎo)、解難答疑相結(jié)合。促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生獲取知識(shí)的能力大大增強(qiáng)。在教學(xué)手段上，利用先進(jìn)教學(xué)技術(shù)，采用多媒體（CAI）和教學(xué)模具教學(xué)。如過程裝備制造、過程設(shè)備設(shè)計(jì)、過程機(jī)械和化工原理等課程，使用三維課件加圖片資料講解，增加動(dòng)態(tài)演示效果，看到了只能下廠實(shí)習(xí)才能看到的設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作過程，形象生動(dòng)真實(shí)。加深了學(xué)生對(duì)制造過程、設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理的理解，提高了教學(xué)效果。解決了黑板甚至掛圖也難以表達(dá)的問題。激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
（四）調(diào)整和優(yōu)化課程體系
根據(jù)遼寧工業(yè)大學(xué)的實(shí)際情況，以培養(yǎng)目標(biāo)為指導(dǎo)、以知識(shí)結(jié)構(gòu)為框架、以培養(yǎng)規(guī)格為尺度，進(jìn)行理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的合理配置。在教育思想上由傳授知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰ε囵B(yǎng)；在課程內(nèi)容上按照“加強(qiáng)基礎(chǔ)、砍掉重復(fù)”的原則進(jìn)行重組，并充分注意各課程的分工、銜接、協(xié)調(diào)與補(bǔ)充[2]。在教學(xué)計(jì)劃和課程體系方面，以過程裝備為主體，以化工過程和過程控制為兩翼，具體地說：過程的主體是化工裝置，包括化工單元設(shè)備及設(shè)備成套技術(shù)，且必須以工藝技術(shù)（化工過程）和過程控制為補(bǔ)充，從而使之成為培養(yǎng)工程型人才的搖籃。貫徹厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)的基本原則[2]。結(jié)合遼寧工業(yè)大學(xué)的實(shí)際情況，過程裝備與控制工程專業(yè)課程體系如下：
1.精煉化工方面課程、加重機(jī)械方面課程、強(qiáng)化控制方面課程。由于過程裝備與控制專業(yè)是復(fù)合專業(yè)，即化機(jī)電的集成，它不可能將三個(gè)專業(yè)方向的課程全部照搬，故根據(jù)我校情況，在教學(xué)計(jì)劃中只設(shè)置了工業(yè)化學(xué)及化工原理兩門化工方向的課程，將普通化學(xué)砍掉；又因?yàn)檫^程裝備與控制工程專業(yè)是以機(jī)械為主體，故在課程設(shè)置上格外突出機(jī)械方向的課程。如：按傳統(tǒng)設(shè)置了機(jī)械制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與技術(shù)測(cè)量、工程材料、過程設(shè)備設(shè)計(jì)和過程機(jī)械等；在此基礎(chǔ)上添加了過程工業(yè)必需的基礎(chǔ)課程，我們?cè)O(shè)置了粉體力學(xué)、工程熱力學(xué)、工程流體力學(xué)等課程。此外，為加強(qiáng)過程裝備的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，我們認(rèn)為最核心部分是控制原理和控制方法的應(yīng)用。為此，設(shè)置了電子技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)、PLC技術(shù)基礎(chǔ)和過程裝備控制技術(shù)應(yīng)用等課程，從根本上實(shí)現(xiàn)了化機(jī)電的復(fù)合。
2.加強(qiáng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐，注重動(dòng)手能力培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本科教學(xué)的重要組成部分,它與理論教學(xué)同樣重要，對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì),培養(yǎng)創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力具有重要作用。“過控”專業(yè)實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)“過控”的專業(yè)實(shí)驗(yàn)，過去大多是化工機(jī)械方向的實(shí)驗(yàn)，與“過控”專業(yè)要求很不相適應(yīng)。為此對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了全面整合，按照過程裝備與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，堅(jiān)持“厚基礎(chǔ)，重實(shí)踐”的人才培養(yǎng)思想，補(bǔ)充了過程裝備控制項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)類型由單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。例如：新增了過程裝備與控制多功能綜合實(shí)驗(yàn)，多容液位控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)等。搭建實(shí)踐教學(xué)，科研平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、測(cè)量、控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)大部分實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，提高了學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。同時(shí)，將實(shí)驗(yàn)仿真和實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增加學(xué)生參與性、擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面。目前可為本科生開設(shè)20余個(gè)實(shí)驗(yàn)，供學(xué)生自由選擇。為學(xué)生實(shí)踐能力、科研能力和綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)提供了實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地，并對(duì)教師的科研工作提供了一定的實(shí)驗(yàn)支持，同時(shí)還可為社會(huì)承擔(dān)科研與開發(fā)任務(wù)。
3.充實(shí)和豐富實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)實(shí)習(xí)模式的多樣性。實(shí)習(xí)是工科學(xué)生完成工程師基本訓(xùn)練極其重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，也是目前高校整個(gè)教學(xué)過程中的薄弱環(huán)節(jié)[6]。其內(nèi)容與實(shí)施方式安排的好壞直接影響學(xué)生素質(zhì)與知識(shí)面。經(jīng)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們感到培養(yǎng)一支具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師隊(duì)伍是確保實(shí)習(xí)質(zhì)量的關(guān)鍵。因此應(yīng)該加強(qiáng)專業(yè)教師到校外實(shí)訓(xùn)的建設(shè)，聘任在生產(chǎn)一線工作的具有高級(jí)專業(yè)技術(shù)職稱的專業(yè)人員來參與實(shí)習(xí)指導(dǎo)，從而提高實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的整體實(shí)踐水平[6]。其次，還要強(qiáng)化實(shí)習(xí)基地的建設(shè)。實(shí)習(xí)基地包括校內(nèi)實(shí)習(xí)基地和校外實(shí)習(xí)基地。校外實(shí)習(xí)使學(xué)生開闊眼界、增長(zhǎng)見識(shí)，學(xué)到校內(nèi)無法學(xué)到的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)與科學(xué)管理經(jīng)驗(yàn)。建立校外實(shí)習(xí)基地必須是互惠互利，這就要求我們必須與企業(yè)建立良好的合作關(guān)系，為企業(yè)無償或有償?shù)靥峁┮恍┘夹g(shù)咨詢和科研服務(wù)，從而使企業(yè)愿意與我們合作，為學(xué)生實(shí)習(xí)奠定基礎(chǔ)[6]。即使這樣，也不可能一遇到問題就到企業(yè)去實(shí)踐，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的或特別復(fù)雜的問題，可將過去去校外實(shí)習(xí)的單一模式改為在校內(nèi)實(shí)習(xí)模式。通過仿真軟件的訓(xùn)練，提高學(xué)生工程意識(shí)和動(dòng)手能力，既經(jīng)濟(jì)、方便，又能達(dá)到實(shí)習(xí)目的。校內(nèi)實(shí)習(xí)基于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體課件和仿真軟件，由人工建造的模擬工廠操作與控制或工業(yè)過程設(shè)備為工具，用實(shí)時(shí)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)數(shù)字模型代替真實(shí)工廠的仿真實(shí)習(xí)，緩解由于實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)緊張，造成實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量滑坡的壓力，并可以學(xué)到校外實(shí)習(xí)難以學(xué)到的知識(shí)；在仿真實(shí)習(xí)中，學(xué)生的主動(dòng)性得到充分發(fā)揮，對(duì)化工過程，設(shè)備性能及控制參數(shù)有了更深理解。這種校內(nèi)校外相結(jié)合的實(shí)習(xí)模式既緩解了實(shí)習(xí)壓力，又豐富了實(shí)習(xí)內(nèi)容，受到了學(xué)生的歡迎。
4.改革畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的模式，從單體化工設(shè)備為主轉(zhuǎn)向成套裝置設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是學(xué)生在校期間的最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程技術(shù)問題，是完成工程師素質(zhì)基本訓(xùn)練的一個(gè)關(guān)鍵性教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。根據(jù)企業(yè)的要求，修訂了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大綱和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)書，指導(dǎo)教師依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)從工程實(shí)際或縱（橫）向科研課題選好題目（不設(shè)虛擬題目）后，采用雙向選擇方式。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容以工程設(shè)計(jì)為主線，計(jì)算機(jī)為結(jié)合點(diǎn)，把機(jī)械、化工及控制技術(shù)三個(gè)學(xué)科的知識(shí)交叉、滲透、集成，考察和訓(xùn)練學(xué)生的綜合能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)過程裝備系統(tǒng)性和大工程概念的理解，改變了原來傳統(tǒng)的單體化工設(shè)備設(shè)計(jì)模式[2]。學(xué)生在確定自己畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目后，采用計(jì)算機(jī)軟件（AUTOCAD、CAXA和Word）繪制工程圖樣并輸入和輸出畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書，從中得到了真刀實(shí)槍的訓(xùn)練。掌握科學(xué)研究的方法和提高處理工程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生從過去單一的獨(dú)立設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠知?dú)立項(xiàng)目與部分協(xié)作項(xiàng)目設(shè)計(jì)模式，培養(yǎng)了學(xué)生協(xié)同工作能力。擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，提高了學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)機(jī)會(huì)。
5.加強(qiáng)能力培養(yǎng),以體驗(yàn)為手段，學(xué)研互動(dòng)，讓學(xué)生在參與中提高創(chuàng)新能力。教學(xué)計(jì)劃有2個(gè)創(chuàng)新學(xué)分，其目的是幫助學(xué)生樹立崇尚科學(xué)的思想,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。具體的做法由科研能力較強(qiáng)的教師把自己的科研成果、科研工作體會(huì)、工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生,把工程案例帶進(jìn)課堂。這些知識(shí)的傳授必然能夠啟發(fā)學(xué)生思維[5]。然后學(xué)生自己申報(bào)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的題目或參與老師的科研項(xiàng)目，以實(shí)驗(yàn)室（實(shí)驗(yàn)裝置或過程設(shè)備拆裝）或工廠為平臺(tái)，以教學(xué)模型或?qū)嵨餅榈谰撸屗麄冊(cè)趧?dòng)眼、動(dòng)腦、動(dòng)手過程中認(rèn)識(shí)基本結(jié)構(gòu)，了解基本原理、讓技術(shù)還原[5]，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，獲得創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，從中受到初步的科研訓(xùn)練。最后，學(xué)生將成果以專利、發(fā)表科技論文、參與教師科研項(xiàng)目和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式申報(bào)，經(jīng)評(píng)審合格獲取1～2創(chuàng)新學(xué)分。