化学科学工程范例

【摘要】就目前的科技发现现状来讲，化学工程与工艺的自动化具有非常鲜明的创新性，其自动化因素会对其他行业有极其重要的影响。如今，我国正积极实施资源节约型、环境友好型的发展理念，可见环保与发展需有机地融合起来，期望创造出环保性的能源。相比较而言，化学工程与工艺的自动化能够与当前社会的发展相适应。并且，借此还能够探索出更为高效且环保的重要能源。现阶段的自动化程度还有待提升，部分缺陷还依旧存在，因此本文就其自动化的现状以及发展趋势进行探究，旨在为其日后发展提供积极的帮助。

【关键词】化学工程与工艺；自动化；发展趋势

事实上，在化学学科之中化学工程与工艺占有非常重要的地位，具有明显的先进性特点。其典型性在于能够将理论与现实有机地融合起来，继而将部分产品得以高效生产。借助化学工程与工艺中的自动化技术，还可将多种材料得以高效整合，继而使其得到再次加工。这样一来，材料的使用率就会再次提升，即对资源的再次利用。综合来讲，这一发展理念与我国的资源节约型、环境友好型发展理念是互相融合的。也就是说，在我国经济发展的背景下需要积极实施化学工程与工艺的自动化事宜。

1化学工程与工艺概述

就其研究对象而言，主要是化学方向，故而其研究基点也就是化学。实际上，它是立足于化学而实施研究的，并且可将其与现阶段的工业之间形成紧密的联系，继而实现有机地融合。化学学科本就具有鲜明的实践性与实用性，因此该特点能够通过化学工程与工艺得以清楚地呈现出来。立足于工业领域来细致分析，可知化学工程与工艺的独立性非常显著，故而可为工业发展提供有效的帮助，甚至能够使其自身同样得以发展。目前，化学工程与工艺在工业领域已经有了非常显著的发展，并且具有逐渐扩大的趋势，甚至已逐渐趋向了更加专业化的方向。实际上，化学反应直接影响着化工生产的效率，尤其是当诸多的反应均有出现的时候，必然会涉及到更大的范围。工业生产中的诸多事宜均与化学反应有关，若是生产的效率有所不同，那么就会影响到产品的质量，继而就会衍生出更多相关的问题。除此之外，在化学反应出现的时候，还应该及时做好副产品的回收工作，将其效率合理化提升。实践证明，及时借助化学工程与工艺技术可使得生产的效率得以提升，与此同时还能够将生产污染率得以降低。综上可知，当前社会发展的进程中需要的正是化学工程与工艺技术。

2化学工程与工艺自动化的典型特征以及应用发展

2.1典型特征

摘要：随着中国科学技术的不断发展，工业化进程不断的推进，我国的化学工程技术也在不断的发展，起着不小的作用。不断加大化学工程建设，是当今社会发展的应有之义，是工业化进程的必然趋势。目前化学工程技术的热点问题有绿色化学技术、分离技术和超临界化学反应技术等，虽然我国的化学工程技术相较于以往已经取得极大的进入，但是与西方国家相比仍处于落后地位，本文针对化学工程技术的热点问题进行分析，结合国内化学工程技术的现状提出改善意见。

关键词：化学工程技术；热点；发展趋势

化学工程技术是研究以化学工业为代表的，以及其他过程中与化学过程有关的原理和规律的学科，最终目的是利用探究出来的原理和规律解决或者优化过程中的相关问题。化学工程与计算机、生物、能源等诸多高新技术领域息息相关，对于推动国家的工业化进程有着基础性的作用。因此，对化学工程技术的不断探究，不断了解和掌握国内外的最新研究内容和成果，都是很有必要，值得鼓舞的。

1化学工程技术的热点分析

1.1绿色化学技术

中国在工业发展初期有着先污染后治理的错误理念，导致现金社会对绿色生态、保护环境的重视，而绿色化学技术则是通过化学技术和方法去消除或者减少生产中的污染，从而达到减少环境污染，保护环境的目的。绿色化学通常会选用无毒无害的物料或者可再生的物料作为化学反应的原料，在反应过程不产生有毒有害品，从源头上就杜绝了对环境的污染。当今社会不仅在环境污染上加大整理力度，在新能源的挖掘和使用上也在不断加大投入和研究。绿色化学技术将是新能源使用过程中必然应用得到的技术。在已经生成的化学污染方面，对能产生绿色化学反应的废料进行化学反应，可以达到消除难以降解或者污染极大的废料，或者产生新的可利用化学品，达到废物利用的效果。绿色化学技术是绿色环保研究的重要内容，是我国化学家们研究的热点。

1.2分离技术

【摘要】“双一流”高校背景下的高等教育体系，化学是很重要的理学科学之一，在双一流高校中占据着非常重要的位置。高等学校的化学实验室不仅作为高端研发科研阵地，而且还是我国高校培养优秀化学人才的基地，因此高校化学实验室的管理尤为重要。本文结合笔者在高校化学实验室工作的经历，尤其针对环境监测与治理领域设置的化学实验室，对该类型化学实验室管理方法进行探讨。

【关键词】高等学校；化学实验室；管理方法

2017年9月21日，中国教育部联合财政部、国家发改委共同印发《关于公布世界一流大学和一流学科建设高校及建设学科名单的通知》，公布了42所世界一流高校和95所世界一流学科建设高校名单。据《通知》完全统计，全国共137所高校的465个学科入选，其中涉及化学和化学工程与技术学科的数量总计是34个学科数，占比达到了7.3%。而且入选化学和化学工程与技术两学科的高校几乎都是我国原“985”工程建设高校，这也深刻说明化学和化学工程与技术学科在我国世界一流大学建设中占据着非常重要的地位。高等学校化学实验室管理是一个非常重要的课题，涉及到如何提高化学实验室的作用，因化学试剂的特殊性和有毒性，如何保障高校化学实验的安全性，这些问题都值得高校实验室管理人员去研究和思考。

1高校化学实验室管理的理论需要

1.1高等学校化学实验室的现状

（1）人员不足，缺少安全管理规范。由于历史的原因，目前很多本科高等院校都是从原来的地方高等师范专科学校升格而来，虽然学校升格到高等本科教育，但学校师资水平和数量并没有根本性的变化和提高。该类型高等学校化学实验室普遍存在着管理人员不足、缺少相应的化学实验室管理规范及管理人员水平不高等客观问题。（2）实验室硬件差，安全管理不到位。在环境监测与治理领域，化学实验室是环境保护学科的重要组成部分，它关系到该领域化学知识教学开展和学生实验技能的培养。但纵观目前我国很多普通地方高校，该类型化学实验室硬件差，教学设备不齐全，生均教学设备不达标，实验室安全管理困难，这些因素都是制约着高校化学实验室管理水平的提高。（3）保密意识差，科研成果易泄露。我国科技实力在世界科技领域的重要性不言而喻，越来越多的领域都看到了中国科学家的工作成果，高等院校是我国科研阵地的重要组成部分。但是由于学校环境专业学生多，化学实验教学课堂流动性大，这给高等院校化学实验室管理带来了困难，很多高校化学实验室负责人保密意识差，科研成果屡次报道被泄密，造成学校和科研工作者重大学术及经济损失。

1.2高校化学实验室管理的必要性

[摘要]工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，对促进本科专业建设和工程人才培养质量具有重要意义。本文以北部湾大学能源化学工程专业为例，从专业定位、能源特色打造、学科基础能力培养、工程基础及实践课程体系、工程师综合素质培养课程体系等多个方面阐述了结合学校定位及所处区域特点进行专业人才培养方案修订的思路和探索，以期为能源化学工程专业的建设和专业认证提供参考。

[关键词]专业认证；能源化学工程；人才培养方案；课程体系；工程师素养

能源化学工程专业属于战略型新兴产业专业，北部湾大学毗邻中国(广西)自由贸易试验区钦州港片区和中国化工园区20强的钦州石化产业园，区位优势明显，以广西优先重点发展石油与化工千亿元产业为契机[1]，北部湾大学申请开办能源化学工程专业，并于2015年开始招生，已为社会和企业输送了大量专业人才，有力推动了地方经济发展，但在进一步满足国家、行业、企业的需求和毕业生综合能力的培养要求方面，专业的建设也存在诸多的问题和瓶颈，制约着专业向高水平高质量高层次方向发展。这些问题和瓶颈主要有以下几点：(1)专业培养目标和毕业要求定位不清晰，难以准确全面的体现行业企业的需求；(2)专业能源特色不明显，与同属化工与制药类学科的化学工程与工艺专业的区分度较弱；(3)在课程设置方面，侧重对学生工程实践能力培养的课程较少，且体系化程度弱；(4)对学生在工程师综合素质与创新能力的培养方面关注不足，毕业生离合格工程师的要求差距较大；(5)课程教学方面，侧重于学科和教材导向，考核方式单一，对学生利用知识解决工程问题的能力关注不够，导致学生知识迁移能力偏弱。国内很多高校和专业也在一定程度上存在类似问题并进行了深入研究[2-7]。工程教育专业认证是以《华盛顿协议》为基础开展的对工程教育本科专业的认证工作，贯彻OBE(Outcome-BasedEducation，成果导向教育)理念，促使专业培养出能够胜任行业、企业工作的合格的工程技术人才[8]。北部湾大学能源化学工程教研室开展了能源化学工程专业人才培养方案的修订工作，此次修订的指导思想是全面贯彻工程教育专业认证理念、注重学生的工程师综合素质和创新能力的培养，广泛收集了行业、企业意见和建议，几易其稿，得到了最终的2020版能源化学工程专业人才培养方案(以下简称2020版人培)。本文从以下几个方面对本次修订工作的探索与实践进行了总结。

1专业定位

北部湾大学作为一所新建应用型地方本科院校，致力于把学生培养成为具有较强的实践能力、创新能力、高度社会责任感的新时代高素质复合型、应用型人才，毕业生就业主要集中于广西区内，特别是北部湾经济区。学校毗邻的广西钦州石化产业园对能源化工人才需求旺盛，但能源化学工程专业招收的学生高考分数普遍不高，毕业后选择直接工作的比例很高，考研率偏低。以上这些因素决定了能源化学工程专业必须选择合适的定位和培养目标，经过深入调研和分析，将能源化学工程专业的培养目标修订为：立足北部湾经济区，服务区域能源化工产业和地方经济建设，培养德智体美劳全面发展，拥有一定创新意识，具备扎实的能源化学工程专业知识，较熟练掌握能源化工生产过程的基本原理、专业技能和研究方法，能够在能源化工及相关领域从事生产运行与管理、工程设计、工艺和技术的改进与开发等工作的高素质应用型工程技术人才，并成长为中国特色社会主义事业的合格建设者和可靠接班人。另外，针对毕业生5年左右达到的预期目标，专业从人文素养、专业能力、社会能力、自我发展等方面进行了细化。并依据工程教育认证通用标准，对课程结构进行了深度优化，构建了合理的课程支撑体系。

2专业能源特色的打造

在旧版人才培养方案中，能源化学工程专业的课程体系与化学工程与工艺专业较为接近，没有体现出专业本身的能源特色，对于地方能源化工产业的支撑不足，为此，此次修订过程中将能源特色课程的优化作为了首要目标。针对钦州石化产业园中石油石化企业众多的现状，并且近年来中国石油广西石化二期、华谊、桐昆、恒逸、四川能投等企业陆续进驻和开工建设现代煤化工项目、芳烃及乙烯项目，对相关能源化工人才需求旺盛，为此除在《能源化学工程专业导论》中通过理论和实践向学生介绍能源化工技术、现状和发展趋势外，在专业必修课方面在第五学期开设《石油炼制工程》、《现代煤化工技术》和第七学期开设《能源催化转化原理》，讲解石油一次加工和二次加工、煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇等新型煤化工技术以及在这些工艺过程中的催化技术。在能源化工专业实验中优化了油品、煤性质分析实验项目和工艺转化综合实验，在选修课方面第六、七学期开设《石油化工工艺学》、《高分子材料》两门侧重讲解石化下游技术和产品的课程。除石化企业外，北部湾经济区内还有大量生产新能源电池及其原材料、生物质能源相关产品的企业，因此学生掌握新能源方面的专业知识也是非常必要的，为此专业在第七学期开设《新能源技术与应用》、《储能技术概论》、《生物质能源技术》、《新能源材料》四门选修课程，学生通过学习可以掌握多种类型的新型能源的知识。将《能源化工专业实验》调整为2学分、2周的集中实践课程，以方便耗时较长实验项目的开展。在内容方面，优化开设的实验项目，涵盖两方面的实验内容，一方面主要开展石油、煤相关原料及产品性能测试实验，另一方面主要开展能源化工转化的综合性、设计性的实验项目，有效保证了课程的能源化工特色。

本文作者：陈忠敏 杨禹 陈国明 刘盛平 单位：重庆理工大学药学与生物工程学院

生物医学工程学科（BiomedicalEngineering,简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它运用了现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。生物医学工程学科的最大的特点即是一门高度综合的交叉学科。生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学这个名词最早是出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一，现今市场规模可达1000～2000亿美元。生物医学工程学的学科内容包括了生物信息学、生物力学、各种医疗仪器装备、医学物理学以及医学材料等，它的发展将随着世界高技术的发展，如航天技术、微电子技术等的发展而得到长足进步。

随着生物医学工程学科的高速发展，对相关人才的需求日益增大，为此，我国有大量的医科、药科大学、综合大学和理工科院校都设置了生物医学工程从本科到博士的专业及领域。在2008年4月北京举行的“亚太生物医学工程国际会议”上，各种院校生物医学工程学科专业教育、课程建设等问题被提出并进行探讨，对于交叉学科教育教学模式的创立进行了研究，说明这一问题已经成为高校教育教学研究的热点。本文在对生物医学工程学科特色、对医科药科、综合性大学、理工科大学办学特点进行分析的基础上，对于在各类院校中设置的生物医学工程专业的特色建设进行阐述。

1生物医学工程专业内容特色概述

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合了工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化。其学习内容包括以下几个方面。生物医学工程专业人才培养特色的探讨陈忠敏杨禹陈国明刘盛平（重庆理工大学药学与生物工程学院）

1.1医学影像技术

即通过X射线、超声、放射性核素、磁共振、红外线等手段及相应设备进行成像的技术，现还有正在兴起的阻抗成像技术等。

摘要：鄂尔多斯市是我国14个大型煤炭基地之一，更是我国4个国家现代煤化工产业示范区之一。作为鄂尔多斯市目前唯一一所本科院校，鄂尔多斯应用技术学院经过近4年的转型发展取得了一定的成绩，但在深化教学改革，凝练办学特色，成功实现地方“应用型”大学创新人才培养新模式等方面还有很多值得探索的地方。因此，以鄂尔多斯应用技术学院化学工程与工艺专业建设为例，分别从培养方案制定、师资队伍建设、促进产教融合、转变教学思路、更新教学方法与手段方面阐述地方应用大学学科建设新模式探索。

关键词：鄂尔多斯;应用型大学;学科建设;化学工程与工艺

20世纪80年代以来，国际高等教育界逐渐掀起一股新思潮，“注重实践教学，强化应用型人才培养”成为部分高校人才培养风向标。我国适应国际发展潮流，在2014年3月基本明确这一方向，并规划现有的1200多所普通本科高等院校将有约50%将逐步向应用技术型大学转变。应用型人才就是把成熟的技术和理论应用到实际的生产、生活中的技能型人才。社会对人才的需求广泛，在社会工业化和信息化的过程中，社会对人才的需求占据了较大的比例，正是这种巨大的需求，为应用型技术学院的发展提供了广阔的空间。

一、背景

鄂尔多斯应用技术学院是在原内蒙古大学鄂尔多斯学院7年本科教学基础上，于2015年4月经国家教育部正式批准设立的一所应用型本科院校。鄂尔多斯应用技术学院化学工程与工艺专业在自治区和鄂尔多斯市的大力扶持下，形成以煤炭高效利用为突出特色的学科专业。2015年，化学工程与工艺专业被列为“鄂尔多斯市重点建设专业”。2018年，化学化工实验实训平台被内蒙古自治区教育厅评为“自治区级示范实验教学中心”。鄂尔多斯市是我国14个大型煤炭基地之一，更是我国4个国家现代煤化工产业示范区之一。作为鄂尔多斯市目前唯一一所本科院校，鄂尔多斯应用技术学院化学工程与工艺专业形成以煤炭高效利用为突出特色的学科专业。化学工程与工艺专业发展定位是：结合国家化工产业发展政策、鄂尔多斯及周边资源产业优势，培养立足当地、辐射周边、面向全国的化学工程与工艺应用技术型本科人才，突出为地方经济服务的指导思想，按照人才培养规律和行业发展对该专业的人才需求目标设置课程体系，体现工学结合、产学深入合作的办学特色。规范教学行为，深化教学改革，实施质量工程，凝练办学特色，提高教育质量，努力建成学科特色鲜明、综合实力雄厚、具有一定影响力的教学单位。经过近4年的转型发展，取得了一定的成绩，但在深化教学改革，凝练办学特色，成功实现地方“应用型”大学创新人才培养新模式等方面还有很多值得探索的地方。

二、制定具有鲜明“应用型”本科特色的培养方案

鄂尔多斯应用技术学院化学工程与工艺专业培养方案设置与建设紧紧围绕鄂尔多斯煤化工产业发展需求。但仍存在专业内涵不够清晰，专业“应用”特色不够明显等问题。专业课程之间教学内容、教学目标的层次与联系未充分体现，形成单兵作战模式。专业特色鲜明的系列化课程体系建立是学科建设的方向之一。应充分发挥各教研室作用，对课程教学体系、教学方法和手段进行充分研讨。重点突出“模块课程”或“系列课程”的整体优化，通过自治区级、校级学科建设规划推进学科建设，完善人才培养方案和学科体系，打造学科专业核心竞争力。在专业特色课教学中，逐步实现“每位教师至少能够上两门课程，每门课程至少有两位任课教师”的格局，促进教师水平和教学质量的提高；在课程内容方面，不断充实科研前沿知识；授课方式采用以教师讲解为主，提倡师生互动教学方法及课堂讨论等多种形式进行教学；在教学手段上积极开展多媒体课件的制作及使用；力争每门课程具备网络教学资源；力争在专业特色课群中增加1～2门双语课。增加专业课程实验，继续完善大学化学实验—专业实验—认识实习、生产实习—专业实践—毕业论文的多层次课内实践教学体系，同时积极支持低年级的开放实验和高年级的大学生科研训练计划等课外科研创新活动。

摘要：化学工业在近年来得到快速的发展，国民经济在一定程度上也受到化学工业发展的影响而得到增长。然而，化学工程与工艺的自动化发展在当前仅处于初级阶段，还需加强对化学工程与工艺的自动化来加强分析研究。本文简要概括化学工程与工艺自动化并分析当前发展现状以及未来发展趋势，希望为有关专业人士带来一定的参考与借鉴。

关键词：化学工程与工艺；自动化；发展趋势

技术应用是发展化学工程与工艺过程当中必不可少的环节，通过技术应用能够促进创新改革化学工程与工艺，尤其是在当前科技繁荣，愈加高新的情况之下，只有通过借助先进的科技手段才能够实现传统化学行业模式转变为新型，适应于当下发展背景的模式，从而有利于长远的发展化学工业。在化学行业当中基于自动化发展的化学工程与工艺是几年来出现的的重要产业，其具备的技术优势能够促进推动化学行业改革，是化学行业当中不可或缺的一部分。以往的化学工业存在不合理的应用导致生产率下降且对环境造成了一定的污染，对化学行业的发展产生了极大地限制。因此，在化学工程与工艺中引入自动化技术能够最大限度的发挥利用能源的功能，并应用环保绿色能源促进发展经济，从而使经济与环境得到绿色协调发展。化学工业目前的发展方向向化学工程与工艺的自动化发展。以下主要围绕着化学工程与工艺自动化展开简单的分析与探讨。

1.化学工程与工艺自动化概述

(1)化学工程与工艺自动化特点

在发展化学工程与工艺的自动化趋向过程中充分结合了多门学科如数学、化学以及物理学等学科的特点。在不断发展自动化的过程当中，严格遵循相关工业经济所设立的基本准则。自动化的特点是最为明显的，自动化的运用十分广泛，化学工程和工艺通过自动化发展能够得到快速发展且效率得以提升。在传统发展过程中由于低下的自动化水平导致发展化学工程与工艺时受到诸多的限制和一系列影响，不但发展速度慢，且对于所面临的一系列困难和问题均得不到有效合理的解决方案。但随着不断兴起的化学工程与工业自动化发展，在很大程度上改善了这些状况。随着自动化的快速发展，提出了更高的技术掌握要求和标准，人们在应用实践过程中，必须具备丰富的实践能力，掌握实践技术和强劲的理论知识。不但如此，计算机技术也密切的影响到化学工程与工艺的自动化发展进程，这就表明，在发展过程中还需要具备计算机基础操作能力。计算机技术为化学工程与工艺的自动化发展打下夯实的有利基础，对于人们的生活以及工作都提供了巨大的便利，化学工业的生产效率也得到有效的提升。

(2)化学工程与工艺自动化应用

摘要:根据工程教育认证要求,针对化学工程与工艺专业精细化工方向实验教学,从实验内容的构建和实验模式的创新2个方面进行改革.在教学内容方面增加综合实验和创新实验的比例,在实验模式方面引入现代化的教学手段和技术,充分发挥学生的主体地位,培养学生运用知识解决综合问题的能力和创新性思维.

关键词:工程教育认证;精细化工;实验教学

随着国家工程教育认证工作的展开,切实推进学校“一流本科”教育教学改革、提高人才培养质量、按照认证标准进行专业建设已是迫在眉睫的任务[1G3].贯彻“以学科建设为基础、以行业发展需求为导向、以创新人才培养为中心”的专业发展指导思想,参照中国工程教育专业认证协会专业认证通用标准中的毕业要求[4],我校制订了化学工程与工艺专业人才培养方案,内容涵盖了工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理和终身学习等12项能力培养目标,以此培养目标为导向,对我校化学工程与工艺专业精细化工方向实验教学改革进行探讨[5G6].精细化工方向前身为1992年成立的青岛大学纺织化学系精细化工专业,现隶属于化学化工学院化学工程与工艺专业,为我校化学学科、工程学科进入ESI前1％的支撑学科,拥有化学工程与技术一级学科硕士学位授予权及化学工程专业硕士学位授予权,改革实验教学内容和模式,培养实践能力优、综合素质高、创新精神强的人才,以满足工程教育认证标准要求.

1实验教学内容的改革

我校4大化学基础实验由青岛大学化学基础实验中心(山东省基础化学实验教学示范中心)开设并实施教学,专业实验室主要是结合具体专业理论课的要求进行综合和创新实验的开设.早期精细化工方向的专业实验教学内容主要包括精细有机合成单元反应实验(48学时)和精细化学品合成实验(48学时)2部分,按照专业认证标准的要求,对原有精细化工方向实验体系进行改革,将其分成专业综合实验、大型综合实验和创新实验3大类,在保留原有专业综合实验96学时不变前提下,对其中精细化学品合成实验部分进行整合和扩充,又增设了32学时的大型综合实验和时间长达1年的创新实验,构建多层次的立体实验内容体系,逐步提高学生的综合素质和创新能力.图1为我校化学工程与工艺专业精细化工方向专业实验具体开设情况.专业综合实验是结合专业理论教学的实验,主要针对某一单元操作或某一精细化学品的合成,旨在巩固和加深学生对所学理论知识的理解,使学生掌握从仪器装置的搭建、产品的合成、工艺条件的优化到产物分离的基本方法.精细化工方向原隶属于纺织化学系,在专业综合实验内容安排上侧重于有机中间体和精细化学品的合成与制备,具体实施时考虑到实验的相关性,可先合成间二硝基苯,后将其还原制备间硝基苯胺,实验环环相扣,前一反应的产物就是后一反应的原料,既加深学生的印象,又提高学生的成就感,调动学习的积极性.大型综合实验要求学生将所学基础理论和专业知识有机融合以完成相对复杂的实验,旨在培养学生综合运用所学知识的能力.在实验的开设上既要考虑综合性和创新性,同时也要兼顾实用性和可行性,主要提供有机染料与颜料、聚合物合成与涂料、染色过程软件模拟等方向,学生可结合自己的兴趣选择相应的实验.积极推动将教师科研成果转化到实验教学中来[7G8],以更新原有实验教学内容,让学生了解学科研究的新进展,打造大型综合实验项目,如开发了染料酸性蓝黑10B综合实验,进行从染料的合成到染料标准化、再到染料应用及染色废水光催化降解系列实验,使其更富前沿性和挑战性,或让学生在教师指导下通过计算机软件进行计算、模拟、分析,为已有实验现象提供支撑,加深对实际过程的认识与理解.创新实验则是鼓励学生参与科研型实验,旨在提高学生的创造性思维和独立工作的能力.学生大三上学期可根据个人兴趣或结合教师的科研课题,自组团队申报国家级和校级大学生创新创业训练计划项目.我院现有纤维新材料与现代纺织国家重点实验室(培育基地)、山东省基础化学实验教学示范中心、山东省中日碳纳米材料合作研究中心、青岛市天然产物与海洋化工工程技术中心等多个机构,若干纵向和横向科研项目,可以满足不同学生的兴趣需求,吸引学生进入科研团队,以培养学生的团结合作精神和科研创新能力.学校设有大学生创新创业训练计划项目专项经费,可为其长期提供资金保证.这部分课题通常和科研结合比较紧密,也具有一定的挑战性,学生工作起来更有热情.经过1年的创新实验,随着学生兴趣的深入,可选择继续进行研究并以此作为自己的毕业课题,从而形成毕业环节至少覆盖1年以上的体系,让学生有充足的时间进行科研,便于开展更加全面完整的工作,也为学生参加各种创新竞赛提供了有力保障.

2实验教学模式的改革

工程教育认证的理论体系和实践模式强调以学生为中心,实验教学也要建立以学生为主体、教师为主导的新的教学模式,在实验教学各个环节中,采用启发式教学,充分发挥学生的参与性和积极性,使学生从模仿型向创新型转变.首先,合理安排实验教学时间.专业综合实验为方便教学,便于仪器和药品的管理,一般统一安排实验时间;而大型综合实验由于具有一定的探索性和创新性,通常安排整整1周的时间,允许学生在实验室开放时间内(8:00—22:00)随时进入实验室,以便对实验方案进行反复的探索;创新实验时间跨度更长,学生可根据自己的时间自由安排,鼓励学生利用业余时间甚至双休日进入实验室.其次,采用现代教学手段和技术,将“微课”“翻转课堂”[9G11]这些灵活多样的形式应用于实验教学中.基本技能操作、大型仪器设备的使用、基本设置的搭建以及实验室的安全等内容非常适合制作成多个微视频进行动态讲解,可提前发放到学生群供其观看,既生动直观,又避免占用大量课堂教学时间,还可降低仪器的坏损率.一些简单的仪器损坏可尝试让学生修理,既可以帮助学生了解电炉、电热套、电动搅拌机等仪器的内部结构和工作原理,又可以满足学生的好奇心,激发学生的探索欲望,训练学生的动手操作能力,一举多得,教学效果良好.还可将每届学生的一些实验操作随机录下,让学生判断操作是否规范,从而纠正自己的操作错误.除了实验教师的教学指导,对一些应用性强的实验项目,如染料的合成与染色,更是直接将生产一线的专家请来为学生做报告,这些有着多年丰富经验的专家通俗易懂的讲解和炉火纯青的操作技巧对学生有着极强的震撼力.再次,强调“以生为本”,引导学生主动全程参与实验各个环节.以大型综合实验教学为例,一个完整的大型综合实验教学环节所包含的内容如图2所示.在大型综合实验教学中全程采用“翻转式”教学,强调与学生的互动讨论,突出学生的主体地位,充分调动学生的积极性,高度重视实验教学反馈对教学效果的积极作用,实时进行调整,以保证实验教学的持续改进,这也是工程教育专业认证的核心理念.最后,完善实验成绩的考核体系.考核是教学过程中的重要环节,是激励学生学习积极性的有效手段,同时也是实验教学内容的延续.随着教学方法手段的多样化,学生实验成绩的考核也不应单纯以实验结果好坏来评定,而应采用多种评定指标来科学全面地反映学生的真实水平,除实验报告外,更应该对学生预习报告、实验操作能力和分析解决问题能力进行综合测评,在每学期末进行“最美预习报告”和“最佳实验王”的评选,充分挖掘学生自身的潜能.实验成绩评价体系如图3所示.