时间:2023-08-16 17:28:37
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学工程与生物工程专业,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

关键词:卓越工程师;农产品化学与生物加工;特色学科;培养定位;培养机制;教学体系
国内外农产品深加工行业正从初级加工向精深加工发展,从学科交叉较少向化学化工和生物工程等多学科交叉协同方向发展,需要先进的化学工程与技术应用于农产品深加工,这对学科发展和人才培养提出了更高要求。农产品加工业是美、法等发达国家规模最大的制造业之一,也是我国制造业的中流砥柱。
作为“卓越工程师教育培养计划”实施单位,浙江科技学院生物与化学工程学院依托浙江省将农产品深加工作为主导产业的战略发展规划以及浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室平台,重点培育和发展了农产品化学加工技术和工艺、农产品生物加工技术和工艺、农产品加工过程工程3个特色方向。并率先提出和培育了“农产品化学与生物加工”特色学科方向,为农产品化学与生物加工这一新兴产业培养卓越工程师。
一、特色学科方向及培养定位
农产品深加工属于浙江省主导产业和浙江省提出的“十一五”重点扶植的国民经济影响面最大的九大行业之一。为适应社会需求,专业学科发展要为农产品化学与生物加工培养大批的企业需要之才、行业精英之才、国家栋梁之才。
1.“农产品化学与生物加工”特色学科方向。农产品深加工特别是发展农产品化学与生物加工产业已成为国际上生物经济发展的热点,发展迅猛。“农产品化学与生物加工”是以农副产品资源为原料(包括农产品初级原料、农产品加工副产物、农林废弃物等),替代日益稀缺的矿物质资源,通过化学转化、生物转化和过程化学技术等手段,培育生物源绿色化学品与医药原辅料、生物源食品添加剂与配料、生物源功能保健食品等。其学科特色方向体系构成如图1所示。
图1 学科特色方向体系构成
2.“农产品化学与生物加工”卓越工程师培养定位。特色学科的培养目标是农产品化学与生物加工领域一线应用型卓越工程师,具有化学工程、工艺、设计、学科交叉等方面的基本知识,具有从事生产、研发、检测及管理等方面工作的基本能力,服务先进制造业和生态高值农业,为浙江省和全国农产品化学与生物加工等新兴产业培养紧缺的、创新性的“农产品化学与生物加工”卓越工程师。
二、“农产品化学与生物加工”卓越工程师培养机制
通过校企合作、利用应用型工科的社会服务所获得的资源以及国际合作开放办学,为卓越工程师培养服务。
1.建立以服务为导向的校企合作。通过服务企业、服务行业、服务地方经济建设,构建校企合作载体。利用校企合作开放办学,产学研用紧密结合,加强学生实践基地建设,将实践教学的部分内容搬入企业实施。采用校内教师与企业工程师联合指导的方式,双方共同制订实践教学计划和教学大纲,共同管理学生,使学生在企业一线学习锻炼,和企业零距离接触,了解和掌握化学工程与工艺生产过程、生产设备、生产管理等方面的知识。
2.柔性引进企业工程师共同进行科技开发。通过产学研合作开放办学,邀请海内外“资深工程师、科技型企业家”作为兼职/客座教授走进校园,利用他们丰富的工程、工艺实践案例,组织课程与实践教学,加深对理论课程的理解。以重点实验室、科技创新团队等为主体,强化产学研合作,共同承担国家、省部级等各级科研项目,实现科研成果产业化应用,提升企业持续科技创新能力,从而实现校企互惠共赢。
3.创建国际合作机制。我校和德国艾姆登·里尔应用科学大学、德国汉诺威应用科学大学、德国纽伦堡应用科学大学等德国高校签约构建了合作研究载体——中德ZEHN联合研究院,并邀请了法国国家科研中心、德国艾姆登·里尔应用科学大学、德国汉诺威应用科学大学、德国纽伦堡应用科学大学、美国普渡大学、英国利兹大学、美国Hilmar公司、美国Proliant Meat Ingredients公司的知名教授、公司首席科学家等进行学术讲座和交流,开阔学生国际视野。
三、“农产品化学与生物加工”卓越工程师培养的教学体系改革
1.突出专业实训,强化实践技能。强化理论教学和实践教学并重,在实践教学环节课程体系上进行了改革,努力构建以课内实践为主且课内课外结合、以能力为本的开放性创新实践教学体系,强化企业一线工程、工艺和设计方面内容。通过产学合作项目,在基于项目学习中实现学生获取知识(自学)、共享知识(团队工作)、应用知识(解决问题)、总结知识(创新)和传播知识(沟通)能力的全方位训练。创新实践教学体系如图2所示。
图2 创新实践教学体系
(1)基础课程引入专业导向。包括由各专业教师承担部分基础课程教学任务、在基础教学过程中逐步引入专业内容,率先在新生第一学期开设专业导论、新生了解实习等课程环节等,积极引导低年级学生的专业兴趣。
(2)专业课程强化工艺、工程和工程设计导向。培养工艺、工程、设计和学科交叉方面的基本知识,培养生产、研发和检测方面的基本能力。加强工艺、工程及工程设计类课程教学内容,并由有工程和设计背景的教师任教。
(3)实践课程强化大工程概念。将优势工程学科研项目和成果如国家级产学合作科研、浙江省重大科技攻关等项目融入教学,教研互动,反哺强教。激发学生兴趣,培养具有国际化视野、创新思维、企业家精神的卓越工程师素养。
2.案例引导,突出工程项目。将国家科技支撑项目、国家级产学合作科研项目、教育部重点项目、浙江省重大科技攻关专项项目、浙江省重点科技计划项目等产学合作项目作为案例引入课堂教学,既优化了课堂教学内容,又启发了学生的创新思维。将一些典型的工程案例充实课堂,使理论知识迅速接轨工程案例,加深对理论知识的理解。在课程中挑出一些章节让学生自学自讲,教师引导进行课堂讨论,培养学生自学能力、表达能力和思维创新能力。通过企业现场教学,使学生了解现场生产过程,体验岗位工作环境,增强感性认识,加深对基本理论和基本技能的理解。产学合作同时也丰富了教学方法与手段。
3.校企结合,资深工程师指导准工程师。在企业阶段,企业背景教师和企业资深工程师共同指导,学生面对鲜活、实际的项目个案,结合受训知识有针对性地进行项目个案调研,撰写调研报告,通过小组讨论和资深工程师点评,对报告进行分析研究,同时进行在岗实践,使学生能充分理解现实,有真实感。利用产学研合作开放办学,邀请科技型企业家、资深工程师传道准工程师,利用他们丰富的工程、工艺实践经验,组织课程与实践教学,加深学生对理论课程的理解,培养卓越工程师的企业家精神与集成创新能力。
我校作为培养应用型人才的本科院校,农产品化学与生物加工学科方向获批教育部“卓越工程师教育培养计划”首批试点。通过突出学科特色、工程实训,将所依托的行业对应用型工程师知识结构、实践能力和行业素质的要求,融入课程和实践教学环节,将学生工程意识、工程素质、工程实践能力以及企业经营素养的相关课程纳入培养方案中。引进、消化、吸收国外应用科技大学培养应用型工程师的具体方案,深化校企合作共建卓越工程师培养平台,注重学科建设与专业建设之间的良性互动,强化学科对于专业的拉动、支撑作用以及专业建设的学科指向,使学科建设与人才培养紧密联系起来。
参考文献:
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一、制药工程的改革创新意义
1.1制药领域的先驱的道路,引领先进技术,制药工程,生物制药,药物化学,制药工业,药物制剂从最初的发展,在多个领域的一般工程相结合的现在当然由可以看出走制药工程的社会和经济进步,体现出制药工程的改革和创新。从成立之初的制药技术的空白区域,到化工原料的发展和中国改革开放到申请国际专利,中国的制药工程发生了重大变化,近半个世纪,制药工程产业在中国,生产水平是原料的主要生产国。这样的市场需求和持续快速发展,与人们一直密切相关。
1.2制药创新,对药物治疗的需求,并继续扩大主要以推动改革国际制药工程中国地位进行改善生活标准和卫生用于治疗人的关注组,这个市场在面对个性化,促进医药行业的蓬勃发展,有可能继续增长。目前,国内任何的需求,不能满足需要进行改革和创新,通过技术完全克服这种情况。医药行业,让我们走上国际化发展的道路上。制药厂有着较强的经济实力,一些国际,人均消费在中国医学还是比较低的,但是,从这个数据可以看出,仍然是在中国市场的发展空间。铺设制药工程在国际市场上的地位,因为缺乏技术,不能在国际市场上获得一个立足点,在中国医药行业的相对落后,新医药的制药工程技术,能够提高人们的综合实力只有不断创新发展。
二、制药工程要改革与生产优化的办法
2.1在工程领域,进行制药工程的技术开发,是本世纪一个新的觉醒,为中国制药工程,通过在这一领域的专业知识,研究人员用正确方法和手段来解决问题,就需要探索目前的经验可资借鉴的创新型人才不断探索问题。专家的培训,已成为一个优先考虑的事情。制药工程人才在该领域相当广泛,并通过设置技术熟练的专业人员的参与,高等教育与生产基地的交流,加强制药工程生产产家的技术创新响应,在有限的员工中,吸取无限的技术优化创新。面对这种情况,需要做的是为了准备未来制药工程,在这方面,人们能够加大人力资源开发。这些人才,应该是制药工程指导发展的未来方向。高级人力资源的培训,在相同的时间来了解制药工程管理的能力,充分反映制药工程领域的优势,应该是非常不错的,而且具有较高的要求。
2.2理论实验与制药工程的反复实践的基础上,工程体现的是绝对独特的产品开发,必须是有效的,因为它是人类,危害人体有没有作用的对象。一种生产工艺显得较为单调,但是,必须遵循一步一步的流程来总结这些工作的步骤,因此,重复的基本药物工程实验会有很多。结果和实验数据,因为许多连续实验,总结,以更好的借鉴。证实了这一结果,有必要通过技术处理不同的方案,以确保已满足功能要求,更好的确认对人体的影响是否有害。它允许工作人员必须为每个参与的人的身体在安全这一系列的流程步骤实验,是非常慎重的,任何错误和疏忽。技术上,重复实验中,需要不断更新的概念和实验程序,只有技术专家进行技术和创新的积极整个优化改革医药生产技术,更好的总结学习更新生产工艺。
2.3这些领域的创新都依赖于生物技术和化学工程技术,科研和制药工程,国外先进技术的相互渗透,会影响改革结合的创新药物工程技术联合开发的方向。通过其自身的特点,国外的先进技术,能够有效地扩大,加上扩张的基础上,面对新世纪的创新,有利于创新思维和研究人员的概念扩展。今天为了促进医药行业的发展整体生物工程和成功案例化学工程前,确定要推动仅学习的总结和新的信息,并相互关联的,在使用时,有一些类似的地方。在这些地区,这是必须承认的主项目和关键技术,有利于交联等科学,新技术的诞生人均和现在比较空完全准备面对国内市场的努力促进国际制药工程中国田径有越来越多的每一个需求,必须执行创新优化后的技术。
三、制药实验的合理设计
3.1选择毒性低的原料和医药产品,尽量减少有害物质的使用的要求,同时实现目标的实验中,试图使用毒性较低的替代方案,以减少对环境的污染实验。
3.2合理优化教学大纲实验,实验内容进行调整,实验产品的有效使用,回收实验的产品,可以减少产生的废物和试剂的使用。需要制药工程专业分析化学实验,通常是人工合成和鉴定,需要学习的基本实验技能,是非常实用。以更合理的实验成为实验材料接着,尝试对合成的产品的组合实验,所以我们教育过程中通过产生大量的废物,以降低常规实验,实现提高试剂的利用效率。
3.3尽量减少的微型实验的试剂,以满足实验的目的,其特征是指不良的实验室设备在本实验条件下,实验的跟踪实验室设备的小型化和药物,有效地降低成本的实验,以减少试剂消耗,减少的量放电实验的废物,减少对环境的污染,减少实验时间。另一方面,重点实验改革和发展中的固定和预防化学污染的焦点为了进行思想的指导下,采用微型绿色化学实验,一定要仔细和认真的方式。为了使学生更好地理解实验装置,改变传统教育模式灌输,可以让实验设计更加自主。
四、结语
生活新世纪的时代,健康的主题是,以得到人们的重视,带来的人对药品的需求的关注,中国医药工程的结果,为制作的产品是合格的,目前国内市场与国际市场上仍存有一定的差距,必须更好的促进创新需要,全面改革的成就,从而促进医药产品的开发。按国家标准创新和深入的研究和开发的健康和生命的概念,通过扩大思想与国外先进技术相结合,通过不懈努力以提高制药生产水平,中国在制药行业中,联合工程创新化学,增加生物制药的发展目标。
参考文献
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关键词:生物科学 健康教育 专业建设方向
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)03(b)-0044-02
生物科学代表着21世纪自然科学的前沿,是孕育关键性突破的学科之一。生物科学是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主。海南医学院是一个地方性本科医学院校,为了适应地方经济的发展需求和学校本身的发展,我校于2009年开设了生物科学专业,学制四年,同时,为了适应就业市场的需要,将生物科学专业设定为健康教育方向。
在专业开设之初,我们通过对一些院校的调研后发现,多数学校的生物科学专业普遍存在着没有明确的学科定位,专业设置雷同,没有具体的研究方向和针对性等现象。在教学过程中仅仅以理论课教学为主,缺少实验教学和专业实践。这种不顾自身特色和条件,追求时髦,一哄而起,搞形式主义的办学,既保证不了教学质量,扩大不了办学规模,又不能办出其自身特色,也极大的浪费了教育资源。
本文在总结以上专业建设方面遇到的问题和分析国内医学院校生物科学专业建设与就业市场趋势的基础上,阐述了我校在生物科学专业建设的一些做法和体会,以期为医学类院校生物科学专业建设提供发展思路。
1 明确学科定位
在教育部2001年颁布的“高等学校本科专业目录”中与生命科学有关的专业主要有三个:生物科学,生物技术和生物工程。许多学校都设置有其中的二个或者二个以上的该类专业。因此,人才培养方案中应使这三类专业有所区别。生物科学是一门基础学科,它是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主;生物技术是应用自然科学及工程学原理,依靠生物作为反应器,将物料进行加工,以提品为社会服务的技术,它是侧重理科,理工管结合的复合型专业,以培养应用性人才为主;而生物工程则是生物技术研究中侧重于后期产品处理的部分,是侧重工科,理工管结合的复合型专业,仍以培养应用性复合型人才为主。这一分类特点决定了生物科学是基础性学科,其他两门应用性学科是在其基础上,结合其他学科的研究成果发展出来的。
生物科学包括了微生物学,生物化学,细胞生物学,免疫学,育种技术等几乎所有与生命科学有关的学科,同时又与化学,化学工程学,数学,微电子技术,计算机科学等生物学领域之外的尖端基础学科相结合,从而形成一门多科学互相渗透的综合性学科。因而作为生物科学专业的本科生经常面临哪些基本知识,基本理论应该优先掌握的困惑;而作为教师也经常需要考虑哪些基本知识,基本理论应该优先重点向学生讲授,如何培养出适应时展,紧随世界潮流的生物科学专业人才。在一般综合性大学中,这个专业的人才是以研究性的培养模式进行培养的,在一般本科医学院校生物科学专业办学总体思路是:“夯实基础,拓宽知识面,立足于现代生物科学技术改造提升传统产业,因地制宜,办出特色,面向现代生物技术产业主战场培养应用型,复合型生物科学人才”。
海南医学院是地方性医学院校,其办学宗旨是为地方培养实用技术应用型人才,因此,生物科学专业建设不能像综合性大学一样,而应该从生物科学基础理论入手,在专业方向上选择由生物科学衍生的相关实用技术性方向,以就业为导向,培养适应市场需求技术型人才。从应用的角度来认识,生物科学是人类对生物资源的利用,改造并为人类提供服务的一门学科。在此认识的基础上才能建立科学可行的教育体系,科研体系和管理体系。目前这三个体系涉及的主要研究领域和方向有如下几个方面:(1)生物化工与材料;(2)环境与环境生态;(3)农业生物技术;(4)生物医学医药工程;(5)食品生物技术;(6)能源生物技术;(7)生物制药;(8)基础生物技术;(9)生物工程技术仿生;(10)生物战剂及其防御;(11)生物检测检验技术。从以上专业方向发展分析,适合医学院校生物科学应用技术型的专业方向有生物医学医药工程、生物制药和生物检测检验技术。其中适合我校生物科学发展方向的是生物检验检测。
综合以上分析,我校的生物科学专业的学科定位是:以培养应用型人才为主的专业,是理工管结合,以理为主的新兴复合型专业。通过培养使学生具有扎实的生物科学理论知识,掌握生物技术基本实验技能,了解学科发展前沿,能在工业,医药,食品,环保等行业的企业,事业和行政管理部门从事与生物检验检测有关的应用研究,技术开发,生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。
2 完善课程体系设计
2.1 扩大基础课教学,增加选修课比例,优化课程体系结构
调整课程结构是课程体系优化的前提。基础课程一般都具有较高的稳定性和较宽的适应性,是培养和发展学生智能,增强毕业后发展潜力的重要基础。为此要特别注意加强公共基础,专业基础课的教学。同时根据生物科学毕业生去向和我校的学分管理制度,我们在构建生物科学专业课程体系中,大量增设选修课,主要涉及人体解剖生理学,药理学,细胞生物学,药物化学,生物技术制药,微生物检验等。通过增设选修课,可以增加专业基础知识,加强素质教育与能力培养,拓宽专业口径,使学生更能适应市场需求。
2.2 重视教学内容的改革
在改革课程结构的同时,重视课程内容的调整。教学大纲是进行课堂教学的基本依据,编好教学大纲是进行课堂教学的关键环节,对规范课程教学和保证教学质量具有重要意义。课程内容的改革要从教学大纲着手,通过调查,研究和讨论,对每门课编制出切实可行的教学大纲,大纲强调突出重点,难点,加强了实践环节,强调实验,实习基本技能的掌握。细化各章内容,明确课程交叉内容所属,例如基本原理部分前面课程已讲授,后面应用的课程时就不再细讲,确保课程内容不重复,实验内容不雷同。
2.3 增强师资队伍建设
根据教学体系和课程体系的教学需要培养和引进理工结合的高层次人才。在学科建设经费和学院的支持下,加强专业基础课和专业课老师在教学及科研方面能力的提升。对年轻教师特别是非生物背景的教师进行了全方位的培养。建议全体在岗教师加速知识结构调整和知识更新。高素质师资队伍的建设,有利于推进课程体系和教学内容的改革。为该学科专业的发展奠定了坚实基础。
2.4 加强实习及毕业环节教学体系的建设
进行素质教育是时代对高等教育人才培养的基本要求。素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。教学实践环节在培养学生的工程实践观念,提高学生的素质,启迪学生的创新思维,开发学生创新潜能,锻炼学生创新能力,巩固理论知识,提高学生实践动手能力与独立工作能力,以及培养学生理论联系实际,分析问题,和解决问题的综合能力方面具有其它教学环节无法替代的重要作用。在实习及毕业教学环节中,我们主要做了以下两方面的工作:
(1)制定生产实习的动态监控措施及成绩评定体系。评价指标体系是搞好评价工作的基础,它不仅是对生产实习进行评价的依据,而且会对实习教学环节中的各项工作起到引导和推动作用。因此,一个科学的评价指标体系不仅应能客观,全面地反映实习教学的水平及其效果,而且还应遵循科学性和可操作性。根据上述原则,我们设计了生产实习评价指标体系。修改,制订了详细而具体的生产实纲。摒弃了传统的提纲式指导大纲,改为具体的以车间或工段为单位的实习要求内容和指导,让学生充分明确实习的内容和要求,同时,可起到督促实习指导教师的作用。
(2)规范毕业设计(论文)开题报告,提高毕业设计(论文)质量。以表格形式,要求本科毕业论文之前,充分明确该课题的背景、意义、主要研究内容方法、技术路线、工作进度和技术指标等内容,并在全院范围内进行公开的,正规的开题报告,给该专业的师生提供了一次较好的学术交流机会,有助于拓宽学生的专业视野,活跃学术气氛,全面提升生物科学专业的毕业设计(论文)质量。与此同时,我们还制定了毕业设计(论文)批改方案,以规范毕业设计(论文)的撰写,提高毕业设计(论文)质量。
参考文献
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关键词:化工原理、发酵设备、工程设计、工程制图
基金项目:吉林农业大学校级优秀课教改示范课《化工原理》
中图分类号: G42 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-02-0193-1
随着二十一世纪高科技的发展,很多农业院校都设有生命科学院,通常都设有生物技术专业、生物工程专业、生物制药专业,这些都是二十一世纪的一个重要发展方向。就专业而言,生物工程与生物制药是工科,而生物技术专业是理科专业,人材培养方向是在生物技术领域的科学研究。现在的本科学生就业中有相当一部分人要走入工厂,进入到生产第一线,需要的是工程技术的基础理论与实践。我校根据这一特点,经过了十余年的教学积累,多次修改人材培养方案,调整教学内容,将生物技术专业加进了《化工原理与发酵设备》这门课。为学生就业打下了良好的理论基础。
1 化工原理课在生物技术专业中的重要性
我校现设的生物技术专业属于理科专业,人材培养方向是生物技术领域的科学研究。在校所学内容都属理科课程。最初我校设置专业时,没有开设化工原理课,相关的专业课开设了发酵设备。因为没有开设化工原理这门专业基础课,教学效果很不理想。后来改增化工原理课程60学时,造成整体课时过多的现象。经历了几届的教学,我们将化工原理与发酵设备合二为一,合计上60学时,这样有机的结合在一起。缩短了教学学时数量。使生物技术专业的学生在学理科的同时也可以学到工程类专业相关的基础知识,达到了教学目的,效果很好。
2 化工原理与发酵设备理论内容的整合
化工原理是一门专业基础课,而发酵设备是专业课,考虑到适应于工厂的需要,我们将两门课合在一起,一共60学时,在有限的学时内,我们将化工原理与发酵设备有机的结合在一起。化工原理上30学时,主要讲授流体、传热、非均相物系、干燥、蒸馏、共计五章,重要讲授其基本原理。
发酵设备是专业课,主要讲授发酵行业所涉及到的所有设备,授课重点是设备的结构、工作原理以及主要设备发酵罐的设计计算。使学生掌握发酵行业常见的设备的使用原理及特点,会进行设备选型,具备能够初步设计工厂的能力。
将两课合为一体,可将化学工程的基本原理与在发酵行业上的应用结合起来讲授,将二者有机的结合,使学生能够掌握最基本的工程知识,同时,还要掌握工业化生产设备的使用情况。为毕业后走向企业打下了一个良好的基础。
3 丰富多媒体的内容,提高教学质量
化工原理与发酵设备有一个共性的东西,就是需要实践性强,而在校学习期间不可能有大量的时间与精力去企业。我们采用多媒体授课,重点是放在动画与图片上,通过收集、制作大量的动画与图片,来丰富感性上的知识,使学生能够更好理解,达到提高教学质量的目的。由于是两门课合在一起上,这样在讲授中,可以减少对相同内容的重复,尽可能的传授更多的知识。通过几年的教学实践,效果很好。
4 教学实习使学生理论与实际相结合
该课我们安排了一周的教学实习,在课程结束时,我们下工厂进行现场实习,走进生产第一线,对设备进行了解,对操作进行了解,了解工艺与设备之间的关系,了解设备对生产实际的重要性,了解理论与实践相结合的重要性。对学生,我们有实纲,实习要求。通过向工人师傅的学习,询问,可以使学生将所学理论与具体的生产实践相结合,以达到良好的教学目的。
5 课程设计使学生增加工程设计与工程制图的基础知识
该课程还安排了一周的课程设计,我们选择发酵罐,依据现场的实际数据,对设备进行设计,然后用计算机进行工程制图。通过课程设计,使学生达到以下几个目的:
5.1 掌握专业设备的设计计算能力
通过我们的实习,得到现场的第一手资料,再依据理论来计算设计发酵罐,以达到依工艺条件不同而设计发酵设备的目的。
5.2 掌握工程制图的基本知识,训练绘图能力
选择两个内容,一个是发酵罐的结构条件图、一个是发酵工段的工艺流程图。通过制图来掌握本专业所需的最基本的工程制图知识。
5.3 掌握计算机绘图的能力
现在的工程制图都是用计算机完成的,学工科的学生应该掌握这个基本能力,通过该课程设计使学生掌握计算机制图的基本原理及基本方法。
关键词:课程思政;成果导向;能源化学工程;教学;电化学催化
1电化学催化课程思政的可行性
1.1课程内容
《电化学催化》为能源化学工程专业的专业特色课程。本课程在物理化学的基础上,结合近年来电化学科学的发展,重点介绍电催化基础和重要电催化过程两部分,内容包括从纳米结构、表面结构、电子结构出发认识电催化过程和催化剂材料的性质,到电催化剂的制备方法;从电催化还原基础,到电化学固氮、电化学还原二氧化碳以及光电催化、燃料电池等电催化应用。通过本课程的学习,应使学生较为系统地掌握催化的基本理论知识和基本原理以及电催化技术的应用,了解电催化科学的前沿方向,初步培养学生具有应用所学基本专业知识进行分析问题,并能解决问题的能力。
1.2课程思政的研究进展
近年来,将课程思政引入电化学领域专业课的研究已见报道。然而,在“电化学催化”这门课中几乎未见报道,这主要是由于一些问题所导致。常见的如下:(1)一些专业教师对如何把课程思政引入电化学催化这门课还是一头雾水,没有找到合适的切入点。同时,传统教学方法也侵染了部分教师,会出现教书和育人相脱节的现象,忽略了学生创新精神、实践能力和社会责任感的培养。(2)“电化学催化”现行教材内容缺少思政元素。目前出版的“电催化”教材主要涉及电催化原理、特征等基础理论以及重要的电催化过程部分,材料多偏重科学理论知识,没有鲜明的思想政治内容,更缺少电催化领域一些人文精神的灌输。(3)教学方法还是以前的多媒体教学,“电化学催化”课堂设计参考的常见方式为专业理论知识讲授,缺乏对学生社会责任、价值观的教育,对思政元素的探讨和发现需要加强。(4)课程考核形式没有多样性,无法证明“课程思政”的关键性。目前,“电化学催化”课程考核形式为笔试,主要考查学生对课程基本概念、知识点的掌握程度以及综合运用课程各部分知识点的能力,实际应用能力的考查欠缺,而上述能力的考核过程中无法体现课程思政的存在。
2在电化学催化课程引入思政的初步研究
就如何把课程思政引入电化学催化课程,本文将结合“电化学催化”的教学内容,探索专业知识中所蕴含的思政元素,在传授专业知识的同时,把思政内容由浅入深地添加进去,初步研究思政的可行性。
2.1挖掘专业课中的思政元素
以“电化学工程”教材中的内容为例,结合课程思政目标,梳理教学内容,从中挖掘可以切入思政教育的元素和思政案例(表1)。《电化学催化》基于课程思政进行了教学内容的调整,仔细梳理和挖掘“思政元素”,思政内容的引入主要采用案例式教学,以提高学生的接受度,润物无声地同步实现知识传授与价值引领。
2.2探索多元化课堂设计
将思政元素融入课程教学中,采用实验型教学、提问式教学、讨论式教学等方法进行教学。将上述梳理的思政内容通过历史纪实、新闻资料、图片和视频等信息资源呈现,引导学生参与到课堂讨论互动,课后引导学生继续对课中思政内容进行反思和拓展[4];同时在理论引导的基础上,关键电催化体系要让学生亲身参与设计催化剂的实验,让学生进入实验室跟随老师做一些基础性的实验,提高学生的参与度,通过在催化剂制备、性能测试及数据分析方面的引导与实践,学生的兴趣和热情得到了很好的升华,同时在实验过程中培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。另外,要通过巧妙的教学设计,有效利用互联网资源开展“线上线下混合式”教学,将网络课程资源学习有机融入现有的电化学催化线下课程教学模式中,调动学生的学习自主性,丰富思政教学内容,促进师生结合时代热点案例进行思政讨论,提升教学效果[5]。在实践环节中,带领学生参观相关的催化公司,激发学生学习热情的同时增强其社会责任感和民族自豪感。
2.3考核思政效果
本门课程采用平时成绩和期末考试成绩综合评定的方式,其中平时成绩占40%,含课堂问答、实验操作、线上证书获取等;课堂问答主要通过一问一答的形式,让学生认识到催化剂产业的发展历程,其中所蕴含的精神力量。实验操作主要通过学生在实验过程中,培养学生的团队协作和工匠精神。线上学习主要通过学生在慕课上观看一些相关视频,弥补课时量不够的缺点。期末考试成绩占60%,采用闭卷形式。依据教学大纲和课程思政目标,将思想政治素质评价融入课程考核的每个环节中,引导学生关注和重视课程思政,分别从专业技能和思想两个维度综合评价教育效果,形成思政育人合力,使学生能力和思想同步提高[6]。
3电化学催化课程融合思政教育的实践反思
3.1分清内容主次,注意教学技巧
课程思政理念下的教学模式要主次分明,必须是以专业知识为主,思政教育为辅。教师要明确专业知识的关键性,同时要使思政教育扮演辅助角色,这一系列定位要在教学过程中贯彻如一。在教学安排中,仍要突出电化学催化课程的重点难点以及教学目标,避免思政内容反客为主,占用专业知识的教学空间。要让专业知识作为载体,以思政教育为催化剂,使学生主动学习这个“过程”高效而持久的运行。因此,在引入思政教育时,教师也要注意运用合适的方法和技巧。不能生搬硬套、毫无章法地加入思政内容,而要与专业知识这个载体互相依托、互相促进,在中国故事、人物事迹、社会热点、历史事件、经典案例、身边案例中寻找专业知识、思政教育、学生情感三者的交融点,激发学生情感共鸣,这样学生接受起来比较容易且印象深刻,使得电化学催化课程思政教育有内容、有温度、有趣味,从而引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。
3.2电化学催化课程思政实施的行政辅助
为全面开展课程思政工作,要重视高校层面的支持,学校要从制度、经费等宏观层面支持和帮助专业教师,保障思政教学常态化、课程思政工作的顺利实施。学院、教研室需要严格执行上级的部署。通过举办教学竞赛、课程观摩、教研室研讨等形式,为调动专业教师实施课程思政的积极性,可以适当增加一些绩效奖励,减少一些专业知识教学的工作量。
3.3丰富《电化学催化》课程思政的评价方式
为了丰富评价形式,可以让其他学科的教师、学生参与评价思政在这门课教授过程中所起到的效果,这样可以通过学科交叉,提升思政内容和方式的不足。课程评价的时间可以不限于一学期,通过跟踪教学,观察和记录课程思政所带来的积极效果。对于电化学催化这门课来说,适度的实验教学有助于让学生了解到前辈在这个领域奋斗的艰辛,在实验过程中,为学生树立正确的榜样,把学生塑造成有理想、有担当和善于团队协作的人。
3.4以创新创业为引领,产教融合
为了给学生提供创新创业的专业支持,充分发挥专业课程的优势,建立实践育人的长效机制,课程组应积极配合创新创业学院、就业指导中心、学生工作处、团委等部门,一方面将创新创业教育全方位融入“电化学催化”课程教学,为学生创新创业打下坚实的基础;另一方面选拔学业优秀的学生参与创新创业项目,为创新创业团队提供支持,实现优势互补。
4结束语
在学习中,我们充分利用业余时间从精读原著切入,领会精神实质与内涵,通过学家一致认为,如何落实科学发展观本身就是一门科学,只有把“好想法”与“好办法”结合起来,才能体现发展的科学性,并将科学的态度和科学的方法有机结合起来,运用于工作中,才能真正达到科学发展的目的。通过学习,每位教师都能从自已的工作视角出发进行思考,积极参与讨论,共同探索学院需要解决的问题和科学解决问题办法,认识到生命科学学院的发展只有坚持遵循继承与创新相结合才是最科学的,才能实现学院快速发展的目标。
在大家广泛的思想讨论与调研的过程中,提出了35条建议,通过梳理形成了10条共识,下面我就其中比较重要的5条向各位领导作一汇报:
共识一:如何进一步构建高水平学术团队,在重大项目申请、高水平成果及奖项获得上有所突破。
凝炼研究方向、构建科研团队,形成有方向、有项目、有成果、有队伍的四有学术团队是目前生命科学学院构建高水平学术团队的根本所在。生命科学学院经过几年建设与发展,形成了有一定科研实力的队伍,申请并获得了一些国家级科研项目,但是我们还没有形成稳定的大方向、获得重大科研成果与奖项,存在研究方向散、单兵作战的问题,这是我们今后必须要解决的。目前,我们已着手于这方面的努力,并取得一定的成效,如张树彪博士就是很好的例证,恰恰是有团队、有方向才能获得国际排名第五的知名制药企业-罗氏公司的亲睐,人家才能信任你、资助你。最近,罗氏公司的专家对张博士的研究成果非常满意,说:你们学校没有大名气,但科研实力、研究水平、敬业精神是不输于一些名牌学校的。这充分说明了,领军人物只有组建团队才有能力承担和完成大项目。在项目申报上,我们是这样认为的,要组建好团队,加倍作好项目准备,积极推介自己、推介项目、推介学校,才有可能获得成功。
共识二:如何进一步理顺学科与专业关系、整合教学资源,最大限度发挥优质教学资源在教学与学科建设中的作用。
这些年,经过建设,我院在学科建设上取得了较好成绩,学院的民族地区生物资源与环境研究所有9名教师,其中学科带头人和教授占的比重较大,而且在科研上都取得了很好的成绩,但是,由于研究所没有专业为依托,优质教学资源得不到充分的发挥,只有将研究所打开,与生物技术专业打通,建立生物技术专业、成立生物科学系,使他们在学科发展上有根基、在教育教学上有专业、在专业发展上有目标。
通过研究所与环境工程系的资源整合,成立民族地区生物资源与环境研究中心,该研究中心将成为融合已有环境工程、环境科学两个专业和目前新建的生物技术专业资源的学科大平台,形成了由9人发展到21人的学科大团队。这样做,有利于这些教师在教学上发挥作用、有利于他们在学科建设上有立足点、有利于在环境、生物、生态等方面更好地为民族地区服务。这样做,在我们学院就构建了2个一级层面的研究中心,一个是生物工程研究中心,这个中心经过多年建设已经取得辽宁省高校重点实验室、国家民委-教育部共建重点实验室、辽宁省重点培育学科等多项建设成绩,形成了非常好的学术团队和较高的学术水平。这个中心涵盖生物工程、化学工程与工艺、应用化学、食品科学与工程、食品质量与安全等五个专业。第二个就是新成立的民族地区生物资源与环境研究中心,它涵盖环境工程、环境科学、生物技术三个专业。将来,我们将加强这个中心的建设,使其在三个专业建设、学科建设等方面发挥辐射与平台作用。
共识三:如何进一步发挥学科与科研优势,为民族地区经济与社会发展真正做点实事,体现民族高校办学的贡献度。
多年来,我校在利用科研与人才优势,在民族地区的生态环境、农产品深加工、逆境植物利用等方面做了一些工作,也取得了一些成绩,如总支书记姜国斌博士选育的抗逆杨树新品种已通过辽宁省品种审定,正在辽宁西部推广。副院长吕国忠博士的生物防治研究在国内具有一定影响力,阮成江作为年轻博士在抗逆植物沙棘对生态环境改良的研究上已取得一定进展。但是,大家在讨论中一致认为,以我们这些教师的学术实力,其取得的成绩还是远远不够的,原因在于其项目对接上还缺乏很强的针对性,仅限于实验室的研究成果,其社会效益和经济效益还没有突显出来。对于这个困扰了我们几年的问题,范圣第副院长、王晓华副书记、以及科技处与我们学院多次召开会议研究,决定首先要深入民族地区进行调研,鉴于以往的作法,我们这次先在家里把我们已经成形、成熟的科研成果与技术进行筛选与论证,带着项目到民族地区进行现场对接,目前,前期准备工作都已完成,计划下月底到阜新蒙古族自治县、本溪满族自治县等地区进行洽谈和项目对接。
共识四:如何进一步提高人才培养质量、把人才培养放在中心地位,提高学生就业能力和社会竞争力。
一直以来,我们把人才培养质量做为学院中心工作,大家在讨论中都认为,办大学、办教育,必须从以人为本的原则出发,让学生能就业、能发展、能成才。这是我们在教育教学工作中所秉承的基本思想。这几年我们一直重视学生质量培养,无论在教学团队、课程建设、实验室建设等方面下了很大力气。现已在精品课程建设、学生考研等方面取得了很好的成绩。
在学习、调研与讨论中,我们的教师、用人单位和我们的毕业生都反映这样一个共同的问题,那就是如果学生的基础知识再扎实一些,那会对我们的毕业生在工作岗位上的发展、成才会起到极大的助推作用。为了我们学生的发展、为了我们学生的未来,也为了我们学校的长期生存,这个问题必须解决。
结合09版培养方案的修订,我们是这样思考和实施的:
一是,将多个独立的生物工程系基础课程的实验教学资源进行整合,成立生物基础实验教学中心,确定我院骨干教师朴永哲博士担当主任一职。
二是,结合培养方案的修订,在8个专业建设中,有效利用教师资源与实验条件,建设2个大类专业基础教育教学大平台,形成多个专业分流与培养模块,建立15-18个导师工作室,培养学生专业能力、实践能力和就业能力,通过导师工作室,使学生介入导师的科研项目,并在这个过程中,导师进行全程指导,让学生的专业水平、实际操作能力、社会竞争力得到有效提高,最终突破学生就业能力低的制约瓶颈。
三是,学院实验室全部开发,为学生全方位提供自主选择进入实验室,并能得到教师指导的学习环境,提高学生的动手能力与实践能力。
在此基础上,坚持我们原有提出的大学生素质、创新、考研、就业四项工程的实施,可有效提高人才培养质量,实现我们制定的人才培养目标。
共识五:如何进一步加强领导班子建设,构建团结和谐奋进的领导班子,为学院和教师的发展服好务。
我2008-2011年就读于南通职业大学化学与生物工程学院生物技术及应用专业。在校期间先后荣获“国家励志奖学金”、“迈图教育奖学金”,被评为校“优秀共青团干部”、“优秀班干部”、“优秀毕业生”荣誉称号。2010-2012年在南通职业大学参加“专接本”学习,就读的是南通职业大学与南京工业大学联办的化学工程专业。2012年,本科毕业并获得学士学位。同年,参加全国硕士研究生统一考试,初试总成绩368分,英语62分,政治62分,无机化学136分,物理化学108分。目前,已通过了苏州大学物理化学专业的硕士研究生面试,我的“读研梦”就要梦想成真了。
2008年9月,我来到南通职业大学,每天晚上我都会到学校的图书馆三楼去看书,一来是看看白天上课的书,二来是读一些关于人生的书来提高自己的修养。我大专期间的班主任是黄艳芳老师,她是一位年轻漂亮并且非常有学识的博士。有一次,班主任给我讲了她的学习经历,让我颇有感触,给我的学习添加了动力。黄艳芳老师了解我的家庭情况,在生活上经常给予我帮助和鼓励。
2009年,冬天的一个下午,这是一个可以改变命运的下午。我听上课老师说化工学院实验室有个老师要找几个学生帮忙做实验。说是可以帮助学生学英语,平时还会发点生活费。当时就想,在学校除了上课就也没什么事情做。于是就告诉上课的老师我想到实验室试试。记得那天下午,一共去了三个学生,两个女生和我一个男生。一个穿着红色羽绒服的老师正在办公室工作,他随口问了问我们的英语成绩怎么样,有没有考过四、六级,成绩考了多少分之类的问题。接着把我们带到了实验室里,老师就开始给我讲解英语的学习方法,他的讲课虽然只有半个小时,但彻底激发了我对英语学习的兴趣,之后我再也不害怕英语的学习。在我进入实验室的那一刻起,他每天早上都会帮我辅导一个小时的英语,随着时间的推移,我的英语成绩开始有起色了。每天做完实验,我都会抽空学学英语,终于在2011年6月考过了英语六级(429分),虽然是低空飞过,对当时的我来说已经是很知足了。因为考过六级是我当时想都不敢想的事情。
2010年10月,专接本课程正式开始。这是我们化工学院的第一批“专接本”班级,有好多事情都不是太清楚。“专接本”的班主任是周杰老师,记得周老师帮助我找辅导老师、准备考研材料,给了我很大的帮助。在“专接本”期间,我除了上课时间以外,就是实验室和图书馆。每天都是学习“专接本”的课程,每时每刻都不敢放松。最终各门课程成绩合格,取得了毕业证。
2012年4月,“专接本”即将毕业之际,我也和其他同学一样开始找工作。我找到了南通开发区的一家化工厂,在那里实习将近一个月的时间,每天是早上6:00起床去厂里,晚上6:00才能回来。每天是12个小时都在工作,在这期间我经常会问自己这是不是我想要的生活,我是不是一辈子都要待在化工厂里。最终在黄徽老师的鼓励下我决定辞职去考研。2012年6月,我离开了南通到苏州开始研究生的考试复习,黄徽老师为我在苏州大学里找了一间宿舍,从此我就把自己当成苏州大学的学生,和他们的本科生一样每天都去教室复习。在此期间,黄徽老师经常关心我的学习状况和生活情况,问我有没有什么困难。生活上和学习上的困难都帮我一一解决。考研初试过后,复试期间又帮我联系了导师。
我这样一个大专生能考上研究生,主要是靠学校、老师和家人的帮助。感谢南通职业大学黄徽老师在学习上给予的指导和无私帮助,感谢“专接本”时的班主任周杰老师、大专时的班主任黄艳芳老师以及化工学院的所有老师对我的帮助和支持。感谢南通职业大学对我的培养!
关键词:高职 生物制药技术 核心技能 课程体系
我国生物制药产业处于初级阶段,一方面,随着“十一五”规划等政策出台,生物医药行业发展迅速,高素质产业工人的需求逐年增加,市场缺口大,人才匮乏制约着行业的进一步发展;另一方面,与国外相比,我国现代生物制药业起步较晚,发展不完善,给社会提供的就业岗位有限,高职生物制药技术专业学生毕业后对口就业机会小[1][2],国家劳动部颁布的工种目录中有关生物制药的工种设置也不完善,甚至可以说没有严格意义上的现代生物制药工种。解决这一矛盾,就要求高职教育既要有“超前意识”,满足市场需求趋势,培养面向第一线的高素质现代生物制药产业工人,又要拓展生物制药技术的“内涵”,增强毕业生的就业能力与行业内转岗能力;既要服务企业,又要对毕业生的出路负责。
高教部16号文件明确提出,高等职业教育培养的是“高素质的技能型人才”,这与本科教育是不同的,高职教育的立足点是培养技能型人才,技能是高职人才的核心竞争力。本文拟结合浙江生物制药产业与高职教育的实际情况,从生物制药技术核心技能的提炼入手,探讨高职生物制药技术专业建设中遇到的一些问题,进而引出本专业的课程体系设置。
1. 核心技能
1.1 核心技能的提法
所谓技能,是指“掌握和运用专门技术的能力”,具体到本专业就是掌握和运用各项生物制药及相关技术的能力。核心技能最近提得比较多,但还没有形成一个专门的概念,这里可以理解为在各项专业技能中处于核心地位,对毕业生的职业能力养成起着至关重要作用的一项或几项技能。
1.2 核心技能的特点
生物制药技术涉及生物学、化学、生物化学、药学及相关工程学的原理与方法,专业技能多且杂,从中提炼出能作为核心技能的必须具备以下特点:
1) 代表性,要能够体现生物制药技术的特点,代表特定的生物制药工艺,核心技能的总和要能反映生物制药各项技术与工艺的总和。
2) 通用性,通用性有两方面涵义,一是要在生物制药生产中有一定的通用性,二是能作为单元操作技术,辐射相类似的其它行业工种。
3) 独立性,核心技能应相对独立、完整,平行设立,不能包含或包含于其它核心技能。
4) 对应性,核心技能应与相关的生产岗位或职业一一对应。
5) 有机性,核心技能之间应能构成一个有机的体系。
1.3 核心技能确立的意义
核心技能的确立必须建立在广泛的行业调研与专业分析的基础上,对专业定位和专业建设的开展具有重要的现实意义,它关系到高职教育培养什么样的人才、如何培养的问题。我国高等职业教育刚刚起步,以“岗位―核心技能”为着眼点来规划专业建设不失为一条“以就业为导向”的人才培养之路[3]。核心技能的“通用性”,有利于我们立足生物制药产业,拓展相关行业就业岗位,部分解决人才培养的超前性与产业发展的滞后性之间的矛盾,即毕业生出路问题;核心技能的“独立性”与“对应性”,有利于人才培养的组织实施,在有限的学制中有目的地“分方向、有专攻”,进行特长培养,满足企业人才“多样性”与“专一性”的需求;核心技能的“代表性”与“有机性”,有利于打破原有专业学科格局,以技能教学为基本单元构建课程体系,以实训为核心,走“工学结合”之路。
2. 生物制药技能分析
目前,我国生物医药产业发展方向有[4]:中草药及其有效生物活性成份的发酵生产;改造抗生素工艺技术;大力开发疫苗与酶诊断试剂;开发活性蛋白与多肽类药物;开发靶向药物,以开发肿瘤药物为重点;发展氨基酸工业和开发甾体激素;人源化的单克隆抗体的研究开发;血液替代品的研究与开发;人体基因组的研究。而生物药物的生产工艺技术可分为天然产物分离提取制药、发酵工程制药、基因工程制药、细胞工程制药、酶工程制药、蛋白质工程制药等6个部分[5]。
我们对浙江及周边地区第一线人才需求进行市场调研并作了岗位分析后发现,生物制药及相关企业中发酵车间、分离纯化相关工序车间、制剂车间、品控、化验、检验等科室部门的操作工、技术员、检验员、实验员、化验员、质量评价和质量控制(QA、QC)等岗位,以及市场与售后服务部门的销售工程师、医药购销员等岗位,部分生物医药科研型企业的实验员等岗位,有大量高职层次的人才需求。
通过与企业进一步的交流,我们发现企业对上述岗位的员工素质有明确的、务实的要求,即具有一定的生物医药行业综合素养,且熟练掌握一项技能特长与上岗岗位相适应。从另一个角度来讲,毕业生在具备一定职业素质的前提下,只要熟练掌握一项技能特长,就可以找到相应的工作岗位。这一技能特长,就是我们要从岗位职业技能中提炼出来的核心技能。
生物药物的制造过程比较复杂,跨学科、综合性强,涉及到的技能也较多,但类似于化学工程,可将各项生产工序划分为相对独立的单元操作,从而提炼出相应的岗位职业技能。同时还要考虑到,中国的高等职业教育面向的是生产、建设、销售第一线的人才需求,我们在提炼岗位职业技能时则要针对第一线的实际需求,剔除不适合高职学生掌握的,在生产第一线中极少涉及的生物制药专业技能,如基因操作等上游技能,重点整合在各生产工艺中具有共性的技能。
2.1 专业基本技能
包括基本化学实验操作技能、微生物操作技能(灭菌技术、纯培养技术)、简单生化分析技能等。该部分技能是掌握生物制药其它技能的基础,具有不可替代的重要地位,在一些实验员岗位上,亦可成为主要的岗位职业技能。
2.2 生物制药生产技能
1) 发酵生产技能
包括菌种的选育与培养技术、培养基的配制与灭菌技术、空气与管路设备灭菌技术、发酵设备与工艺控制技术、清洁生产技术等[6],是劳动部颁布工种发酵工程制药工的主要岗位职业技能。
2) 生化分离生产技能
生化分离技术较多较杂,主要包括固液分离技术、细胞破碎技术、萃取和浸取技术、沉淀技术、吸附及离子交换技术、膜分离技术、层析技术、电泳技术、结晶技术、蒸发与干燥技术等[7],是劳动部颁布工种生化药品提取工的主要岗位职业技能。
3) 细胞培养技能
随着细胞工程的快速发展,生物疫苗与人源单克隆抗体企业的兴起,细胞培养技术人员的缺口越来越大,因此,细胞培养技能可以成为高职人才培养的一个岗位职业技能方向。
2.3 分析检验技能
包括制药及相关过程中的药物分析、生物医药分析、药物检验、微生物学检验、药品包装检验等,主要技能可归纳为滴定分析技术、光谱分析技术(红外、紫外)、色谱分析技术(高效液相、气相)、微生物学检验技术等,是劳动部颁布工种药物检验工的主要岗位职业技能。
2.4 拓展技能
以管理学、营销与谈判、药事管理学、药学综合知识为基础,主要满足生产管理、医药购销等岗位需求,是由于就业面的拓展而衍生的岗位职业技能。
2.5 分析
以上各项技能(包括生物制药各项生产技能)对应相关岗位群,通用性强,适用面广,相对独立而又有机关联,几乎囊括了适合高职生物制药技术毕业生就业的所有岗位技能,组成了一个完整的专业核心技能体系。在这个技能体系当中,最核心的莫过于分析检测技能与生物制药生产技能,前者通用性最强,后者专业性最强。从专业口径与就业面的拓展分析[1][8],中药制药生产技能可以嫁接到生化提取制药技能之中,而化学制药中的分析检验岗位、食品生产中的发酵生产与检验岗位、生物化工领域则与生物制药技术有着天然的亲缘关系,生物药物的制剂生产工艺相对单一,以冻干与无菌制剂技能为要。由此可见,设立核心技能大大“拓展”了生物制药技术专业的“内涵”。
上述为生物制药技术专业的核心技能体系,然而对于个体来说,在有限的学制中完全掌握以上所有核心技能是不现实也是不必要的,这就需要在教师的指导下,结合就业意向以及个体的兴趣爱好,选取一到两项核心技能(生化分离生产技能仍需细分),进行特长培养,这也是核心技能培养模式的特色之一,即专业上的“宽口径”与个体上的“窄口径”相结合。
3. 课程体系设置
3.1 课程体系设置的思路
本科教学的课程设置是以理论课程为主导,辅以实验课程;传统的高职工科课程设置是理论与实验合开一门课,教学思路还是学科式授课。目前,高等职业教育大力倡导“能力为本”,培养技能型人才,课程体系设置也必须进行调整[9]。新的课程体系要以技能养成为核心,以实训课程为主线,建立核心技能培养模式。在实训课程的开设中更要打破原有的学科界定,以核心技能为轴来组织教学的开展,教学内容的选择上仍然要把握“适用、够用”的原则。
3.2 分段目标制的“工学交替”课程体系设置
目前,我院生物制药技术专业采取的是“2+1”的“工学交替”课程体系设置,每学期均以实训(课程)为主导,培养目标明确,辅以理论课程与专业选修课程,提升学生的综合职业素养和可持续发展能力。
第1学期,开设基本实验技能实训课程,辅以基础化学、微生物学等理论课程,使学生掌握基本化学实验操作技能与微生物操作技能。
第2学期,开设生化分析实验实训课程,辅以基础生物化学、仪器分析等理论课程,使学生掌握基本的生化物质定性、定量分析技能。
第3学期,前1个月,开设制药分析与检测技术实训课程,使学生初步掌握基本的制药过程中所涉及的分析与检测技术;后3个月,学生进生产企业岗位实训,最后1周返校完成课程设计,对岗位实训进行总结。
第4学期,开设生物制药技术实训课程,辅以相关理论课程与专业选修课程,对岗位实训中遇到的生物制药工艺的生产原理与技术(可包括发酵、生化分离、中药提取、合成制药中的生化环节、疫苗制备、制剂等)进行展开教学与实训,同时完成职业资格考证。
第5学期,前半学期以专业选修课强化学生专项专业知识,后半学期开设专项综合实训课程,实行小班授课、小组实训,实现专业内分方向、“准订单”培养、“特长培养”,同时养成学生的自主学习能力、就业后可持续发展能力与行业内转岗能力,完成“人才的组装”,即核心技能的分化养成。
第6学期,开设毕业(设计)实习课程,学生进企业完成顶岗生产实习,同时完成毕业论文。
3.3 存在问题及对策
1) 课时大幅减少下的理论课程如何开
以“倒推”的方式确立理论课程的授课内容,即从核心技能出发,确立必备的技术支撑,然后确立专业课程的授课内容,进而确立专业基础课程的授课内容,将对核心技能养成不是那么重要,或者生产实践中几乎用不上的理论知识砍掉,还可以在实践过程中遇到时现场加以讲解,甚至可以结合实训项目引导学生自学。
2) 重视技能培养的同时如何搞好素质教育
依据核心技能整合课程后课时总量大大减少,学生自主支配的课余时间增多,有利于学生综合素质的养成。此外,重点抓好专项综合实训课程,搞好毕业设计环节,培养学生的“在岗学习”能力,加强可持续发展能力,提升学生综合职业素质。
参考文献:
[1]罗合春.建设有中国特色的生物制药技术专业[J].文教资料,2006,(10):156-157.
[2]沈光涛,常灏,黄耀江.我国的生物产业状况与前景[J].生物学通报,2006.41,(10):15-17.
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关键词:人才培养;化工原理实验;实验教学
在教育部政策的引导下,部分高校开始向应用技术型大学转型,也有部分高校为了培养创新性应用型人才,在专业设置和培养方案上做出了突破性的调整,以适应社会发展需要.化工原理课程是高等化工专业人才培养的基础理论课程,是化学工程与工艺、应用化学、生物工程和环境工程等专业的主干课程.其主要研究内容是以化工生产中的物理加工过程为背景,以“三传”为主线,分成若干单元操作,研究不同典型单元操作过程的基本原理和常用设备的原理、结构、选型及工艺尺寸的计算[1-3].其教学目标是在理论教学中让学生掌握化工若干单元操作的基本原理,在实验教学中树立工程观念,掌握处理化学工程问题的技能与方法.化工原理实验是联系化工原理理论与实践的重要桥梁,它与基础课程实验不同,属于工程实验范畴,具有工程的特点,是化工学科的重要实验课.化工原理实验的每一个单元操作都是一个化工生产过程,学生在实验过程中,通过对工程实际问题的处理,更容易形成工程概念,掌握工程实验原理、方法及测试手段.因此,化工原理实验是帮助学生验证基础理论,加深课堂理解,掌握实验方法和实验技能的重要环节,是培养学生操作能力、创新能力、应用能力、分析和处理问题能力的重要课程.它承担着学生应用能力和创新实践能力培养的重要任务,研究适应当前经济社会快速发展的化工实验课程体系,促进化工实验教学改革,对加强高校创新性应用型人才培养具有重要意义.
1化工原理实验教学的问题分析
1.1学校管理者的观念
由于受到传统教学理念的影响,部分高校仍然存在“重理论、轻实验”、“重基础、轻应用”等滞后于经济社会发展的陈旧观念.在课程安排上,总是先排理论课、再排实验课;在教师安排上,往往把具有教学经验的老教师安排到理论课的教学岗位上,而把没有教学经验的教师或者是把没有理论课教学资格的教师安排到实验课教学岗位上;在上课时间安排上,以理论课为主,实验课经常被安排到晚上或者周末;在教师工作量的计算上,实验课往往被视为重复课,计算学时的时候需要乘上小于1的系数.
1.2培养目标
近年来,为了培养创新性应用型化工人才,各高校在培养目标和培养方案上做了很多修改.但这些修改或是小改动,或是简单修补,缺乏系统性和宏观思考,缺少导向性的顶层设计,基本还是沿袭了以往陈旧的人才培养模式,没有实现突破性的改革.实验教学是为培养学生独立思考、独立动手操作及应用理论知识的能力,是培养应用型人才不容忽视的教学环节[4-5].培养创新性应用型人才作为实验课教学的主要目标,在许多高校没有得到充分的认识和足够的重视,在培养目标上重视学生对基础理论知识的掌握,忽视了对学生应用能力及综合能力的锻炼.有些高校虽然制定了明确的培养目标和培养方案,然而在实际教学实践中却难以落实.
1.3教学方法
我国传统的教育方式是以教师为主导的填鸭式教学.虽然强调了在教学过程中,教师通过言传身教向学生传授基本知识、基本技能,并答疑解惑的主导地位,却忽视了学生的主体地位.因此,传统的教学方式已无法适应现代的教育思想和教学理念.在化工实验教学过程中仍然存在一些教师在教学方法上固封自闭、循规蹈矩.在授课时,仅讲授重点内容,学生只能被动地接受,缺乏师生间的交流与互动.这种教学方法重视了“教师教什么”和“学生学什么”,却无视了“学生怎样学”的重要性,必然会导致学生失去主动学习的积极性和趣味性.在实验过程中,学生照本宣科地操作,记录数据.然而在实验结束后,很多学生对所做内容的实践性、操作原理以及所操作设备的构造却并不了解.
1.4师资力量
与理论课程相比,化工实验课教学的师资力量相对薄弱.首先,由于学校实验教师受到编制与名额的限制,数量严重不足.一些本科院校的实验教师都是由理论课教师兼任,由于理论课教师在授课的同时还担任其它课程或科研课题的研究工作,在精力和时间分配上难以达到专任实验教师的效果.其次,实验课教师缺少在工厂生产实践的经验,在讲授实验课时,只能照本宣科,难以结合工厂实际生产设备和流程进行讲解.
2化工原理实验教学改革构想
2.1转变传统的教学观念
要提升人才培养质量,就要大力推动专业设置与产业需求、课程内容与职业标准、教学过程与生产过程“三对接”,做到学以致用.“三对接”的核心是专业与产业的“对接”,要让专业教育根植于社会经济发展的轨迹之中,实现产教融合.“三对接”的实质是努力培养高素质技能型人才,以提升人才培养的质量.这就要求高校要转变传统的重基础理论、轻实验和实践的教学理念,要以就业为导向,强化学生的实验和实践技能,提升学生的创新能力和应用能力.
2.2明确培养目标,积极修订实验教学大纲
基于国家提出的“厚基础、宽口径”的高等教育指导思想,化工专业人才的培养目标应确定为:面向企业和工厂生产一线,培养理论基础扎实,实践能力强,具有创新精神的应用型专门人才.化工原理实验是化工类专业实践课程体系中重要的基础实验模块,其目的是培养学生对工程实验流程的设计、方案实施、实验操作、数据采集和处理等工程实践能力,从而促进学生养成严谨的科学研究态度和工程观念,提升学生分析和处理工程类问题的综合能力.
2.2.1实验内容
随着现代科学技术和企业的快速发展,尤其是在供给结构性改革的背景下,企业对掌握高新技术和新兴工艺等创新性人才的需求日趋增多.为此,要实现创新性应用型人才培养目标要求,即学校要及时完成化工原理实验设备的更新换代,教师要积极修订实验教学大纲,同时做好实验教材的同步建设,尽可能地把国内外的新技术和工艺流程及时编入教材.化工原理实验教材的建设要在贯彻服务于创新性应用型化工专业人才培养的目标下,注重培养学生的专业知识、实践能力和综合素质等,重视基本原理在工程实践中的应用,同时要体现其实用性、科学性、综合性和先进性等特点.对于基本原理的推导和论证尽可能简约处理,不追求内容体系的完整性和系统性,而是强调基本原理的应用性和操作性,使学生在实验过程中掌握基本原理和基本操作技能,具备基本专业素养[6-7].与现代科学技术和企业发展同步的教材建设是一项系统工程.一般来讲,高校教师具备扎实的基础理论知识,但对工厂的实际生产工艺和流程难以跟踪考察.因此,只有高校教师和工厂一线工程师协同合作编写教材,才能把一线工人真正需要的基础理论知识和实践技术纳入教材中.
2.2.2考核方法
实验考核与效果评价是化工原理实验教学过程的重要环节,客观地评价学生的全部实验过程应包括对专业素质、操作能力和理论知识等要素的考核.为了保证学生动手能力的培养以及创新能力的提高,应打破常规的单一考核方式,注重考核形式的多样性.因此,可采用笔试、口试和现场操作等多种考核方法相结合的方式,并制定相应的评分细则[8-9].笔试内容除了包括实验原理、仪器结构以及数据处理等常规知识点的考核外,还可增加一些其它内容,如对现有的实验装置提出改进建议,对某些设备、仪表的选型和安装进行分析对比等灵活的知识点.口试的内容除了有关装置流程的问题外,还应侧重操作原理和操作技能方面的检查,如人为地制造一些故障,要求学生分析原因以及排除故障的方法等.现场操作一方面要考察学生的操作熟练程度、规范程度以及分析问题和解决问题能力,另一方面还要根据现场情况随机提问,以考察学生的综合运用能力.与传统的考核方法比,这种多样性的考核方法有利于发挥学生的主观能动性,提高他们发现问题和解决问题的能力,从而实现学生创新能力的培养和提高.
2.3优化教学方法
化工原理实验课程作为化工原理课程的重要实践环节,其内容涉及到化工生产过程的多种单元操作,其中包括流体转能、传热、流体阻力、蒸发、吸收、精馏、萃取和干燥等.多单元操作最大的特点是具有显著的工程实践性.由于该课程是学生首次学习的工程类课程,因此,他们缺乏学习经历和实践经验,在接受知识和动手操作时都会比较困难[10].这就要求教师要了解学生的情况,把握课程特点,优化教学方法.基于此,化工原理实验课程的教学过程中应多采用提问式和探究式的教学方法.以教师为主导,学生为主体,教师应尽可能提出一些与工厂生产实践相关的工程类问题,让学生在独立思考、小组讨论以及回答问题的过程中逐步了解该课程的特点和操作流程.此外,学生除了完成指定任务的实验外,还可以利用现有的实验装置做设计型实验.如给学生一套精馏塔装置,提出一定的工艺指标(如规定产品的质量及数量等),要求学生在给定的时间内将设备调整到正常的操作状态,达到预定的工艺指标,并能维持若干时间的稳定操作.这样不仅有助于学生提高学习兴趣、集中注意力,而且能够最大程度地培养他们的创新能力和应用能力.
2.4加强教师队伍建设
师资队伍的综合素质对培养化工类专业创新性应用型人才起到至关重要的作用.其中包括教师的知识结构、学历层次、教学经验和工程实践经验等方面.设计型、研究型实验对任课教师业务水平提出了更高的要求,因此加强师资队伍建设尤为重要.首先,加强对教师的校内培训,严把教学关.对化工原理实验课教学的新进青年教师进行岗前培训,并通过试听、试做和试讲等环节,最后由课程组教师讨论,合格后才能获得实验课教学资格.其次,鼓励教师“走出去”,到企业和工厂实地考察新设备,学习新技术,不断完成知识更新.第三,把具备丰富实践经验的工厂一线工程师“请进来”,一方面可以与高校教师合作完成横向课题,带领专业青年教师开展实践工作,另一方面可以给化工专业的学生讲授实验课,做专题讲座,以及指导学生开展实践活动等.
3结语
化工原理实验课程作为化工专业的核心课程,具有明显的工程实践性特点,基于创新性应用型化工专业人才培养目标的确立,探索化工原理实验课程改革任重道远,转变传统教学观念,改革实验课程考核方法,加强师资队伍建设,以及优化教学方法是推进化工原理实验教学改革的有效措施.
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关键词:应用型;无机及分析化学实验;实验教学;教学改革
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)04-0276-02
一、前言
地方应用型本科院校是跟据当地社会经济发展的需要设置专业,培养适应经济建设和社会发展需要,面向生产、建设和服务一线,基础扎实、综合素质高、创造力和实践能力强的应用型专门人才[1]。随着市场经济的发展,社会对高级应用型人才的需求不断增加,如何有效地培养应用型人才以满足社会需求,是应用型本科院校教学面临的重要任务之一[2]。高等院校的实验教学是实现应用型人才培养目标的关键,在实验教学中对学生基本技能、动手能力、实验习惯以及科学思维等实际应用能力的培养是素质教育的核心内容[3]。
无机及分析化学实验是我院化学工程与工艺、无机非金属材料、生物工程等专业一年级新生自中学进入到大学后接触到的第一个必修实验课,主要是培养学生掌握基本的实验方法和技能,加深对无机和分析化学基本概念和基本理论的理解,提高实际动手能力,为后续专业课程的学习打好基础。因此,无机及分析化学实验教学如何提高实验教学水平,更好地完成应用型本科院校相关专业的人才培养目标,是当前无机及分析化学实验教学研究和探索的重要课题。
二、无机及分析化学实验教学存在的问题
1.课程结构不合理。现在的无机及分析化学实验教学内容一般分成基本操作、基础实验、综合性实验和设计性实验四个部分,其中前两个部分所占比例较大,主要强调学生基本操作训练和实验能力培养,而综合性、设计性实验所占比例较少,这两部分实验内容恰恰是培养学生综合能力和素质的关键。这种常规的实验教学模式不利于调动学生的学习兴趣,忽略了对学生解决实际问题的能力培养。
2.实验教学方法陈旧。在传统教学过程中,教师对实验目的、实验原理、实验内容、实验现象、实验结果、注意事项等逐一进行讲解,然后让学生进行实验。这种教学模式存在的最大问题是学生只是“按部就班”的完成了实验,对于实验过程中出现的问题缺乏思考,甚至实验做失败了也并不知道原因,学生的想象力和创造力缺乏培养。
3.学生基础操作不规范。鉴于目前我国的教育现状,很多学生在进入大学教育之前,对化学实验并不重视。实验课只是教师在课堂上进行演示,学生很少有机会自己亲手动手去做实验,这种状况导致学生的实验基本技能、动手能力非常缺乏,而学生在学习化学之初掌握规范正确的基本实验技能是非常重要的。正确规范的实验基本操作以及良好的实验素质的培养,可以为后继课程的学习打下良好的基础。目前实验中正确规范的基本操作主要依靠教师在有限的实验课中进行演示和说明,这些都容易造成学生基础操作的不规范。
4.考核方法简单。无机及分析化学实验课中,学生学习成绩的评价由平时成绩和期末成绩两部分组成。而平时成绩主要是根据学生的实验报告,在实验报告评价时主要是看报告的书写、实验数据的处理和分析,但无法反映学生的实验过程和实验态度等,并且实验报告也多是流于形式,大部分学生都是照抄教材或者相互参考。这样就很难对学生的实验能力做出准确的判断。
三、无机及分析化学实验教学进行的改革与探索
1.优化实验教学内容,提高专业办学水平。将无机化学实验和分析化学实验合并之后,我们根据课时需要,在上学期主要开设一些基础实验,让学生掌握一定的基本操作和常见仪器设备的使用,养成良好的实验习惯;在下学期增加一些综合性、应用性和设计性的实验,如“硫酸亚铁铵的制备与Fe(III)离子的鉴定”、“硫酸铜的制备和铜含量的测定”等。这些实验都很好的把无机制备和化学分析进行了综合。在这些实验中,学生不仅要制备目标产品,同时还要进行产品的质量鉴定,学生均表现出浓郁的兴趣,教学效果良好。同时我们还选取了一些与生活息息相关的实验,如“蛋壳中钙、镁含量的测定”、“葡萄糖注射液中葡萄糖含量的测定”等,这些实验供学生在实验室开放时间内根据自己的兴趣和爱好选做。这些措施极大地调动了学生做实验的热情,有助于学生综合素质和能力的提高。
2.课堂教学和多媒体教学相结合。传统的实验教学,通常是教师讲解实验原理、实验内容以及注意事项等,然后让学生动手操作。随着现代教学技术的发展,有些实验项目可以采用多媒体进行辅助教学,如分析天平使用、重量分析基本操作、滴定操作和分光光度计的使用等。这些实验内容信息量大、操作细节多,仅仅靠教师在有限的课堂时间内将这些内容进行示范是远远不够的,我们可以将这些实验演示制成课件放映,可以反复播出。这样不仅增加了课堂的直观性,便于学生掌握规范的操作,并且能减少讲课时间,延长学生的实验时间。
3.倡导开放型实验教学,培养学生的创新能力。在优化实验教学内容的基础上,实行开放型实验教学模式。利用课余时间开放实验室,对于实验基础薄弱的学生,让其加强基本操作和技能训练。在学生有了一定的知识储备并掌握了一定的实验技能后,可以让学生选做一些应用性实验。在教师的启发下,学生自行设计实验方案,独立完成实验,充分调动学生自主学习的积极性和主动性,全面锻炼学生的创新思维和创新能力,提高学生分析问题和解决问题的能力。
4.微型实验和常规实验相结合,倡导绿色化学。常规实验具有可见度大、操作规范、结果准确等优点,是实验教学中常用的实验方法。但在实验过程中试剂用量过大而造成浪费,同时产生的废液较多,对环境造成了一定的污染。微型实验是近十几年来在绿色化学和微型化学思想指导下迅速发展起来的化学实验新方法和新技术,具有实验成本低、绿色环保的特点,不但能满足实验的基本要求,还能减少试剂对人体和环境的伤害[4]。因此,在无机及分析化学实验教学过程中,我们根据两者的特点将常规实验和微型实验有机结合,对于一些试剂,如氨性缓冲溶液、K2Cr2O7等对人体或环境有害,相关的实验就采用微型化学实验;再例如,在反应速率常数和活化能测试实验中,我们将反应用的试剂缩减为常规实验量的二十分之一,用刻度吸管代替量筒量取试剂,反应器皿用九孔井穴板,与常规实验结果相比较,实验测定值相接近,从而大大降低了试剂的使用量,减少了对环境的污染,取得了满意的教学效果。
5.加强实验教学过程管理。无机及分析化学实验课是学生进入大学之后的第一门化学实验课,注重培养学生的动手能力和科研能力,端正的实验态度和良好的实验习惯是后续学习的基础。在实验教学过程中,我们着重从课前预习、课堂操作和实验报告三个方面加强管理。为此,我们除了要加强对学生预习报告的检查和指导,要求学生将实验步骤部分以框图的形式给出,避免机械式的抄书外,还要在教学过程中以提问和讨论的形式检查学生的预习情况。在课堂教学中,加强巡查的力度,及时纠正学生在实验过程中的不规范操作,解决实验过程中遇到的问题。对于实验过程中出现的异常情况,鼓励学生自己寻找原因并加以解决,锻炼提高他们主动学习和解决问题的能力。实验结束后,要求学生认真撰写实验报告,如实记录实验过程、实验现象和原始数据,深入分析和讨论实验结果。
6.完善实验考核体系,科学评价学生成绩。完善实验教学质量监控和教学质量评价体系,建立按实验过程、实验结果和实验考试等内容综合评定学生实验成绩的考核体系,使学生在知识、能力和素质等方面协调发展。为了真实全面地反映学生的实验水平,我院从平时成绩(60%)、操作考试(20%)、笔试成绩(20%)三个方面进行综合评定实验成绩,全面检查和测试学生掌握的专业知识和实验技能。多年来的教学实践证明,这种做法比较客观、公正、合理,并且操作性强。
四、结语
为了适应应用型人才培养要求,化学实验教学改革势在必行。我们根据巢湖学院应用型本科人才培养方案,对目前无机及分析化学实验教学内容、教学方法和手段、成绩考核、培养学生应用能力等方面进行了改革。通过几年的教学实践和探索,我院已初步建立了一套行之有效的办法,使学生在实验动手能力、实验方法、科学态度、分析问题和解决问题的能力以及创新能力等方面受到了良好的训练,我们将继续努力,不断推进无机及分析化学实验教学改革,注重培养学生的综合能力,使学生为后继课程的学习打下坚实的基础。
参考文献:
[1]徐亚芳,吴铁山.应用型本科院校大学物理实验教学改革探讨[J].大学物理实验,2013,26(2):110-111.
[2]王广慧,刘海燕.应用型本科院校化学实验教学中创新型人才的培养[J].吉林农业科技学院学报,2009,18(2):108-110.
高效利用能源主要是针对传统能源系统而言立足于新技术、新工艺,或者新理念构架的新型的能源利用技术,高效利用能源技术可大大提高了能源的综合利用效率,有效减少污染的排放。高效利用能源技术主要是指的热电联产技术和燃料电池技术。
热电联产是既产电又产热的先进能源利用形式,具有降低能源消耗、提高空气质量、补充电源、节约城市用地、提高供热质量、便于综合利用、改善城市形象、减少安全事故等许多优点,所以世界各国都在大力发展。世界热电联产发展呈现许多趋势,其中,丹麦在热电联产综合利用效率方面超过70%以上。
工业化国家在发展热电联产的同时,由于燃料结构向气体化和非化石矿物化转化,热电联产的规模也越来越小型化,多功能化。这种小型、微型的热电联产被国际上称之为――分布式能源。
分布式能源技术对能源的利用方式与传统的能源利用存在很大的区别,它不再追求规模效益,而是更加注重资源的合理配置,追求能源利用效率最大化和效能的最优化,充分利用各种资源,就近供电供热,将中间输送损耗降至最低。由于小型化和微型化,使能源需求者可以根据自己对于多种能源的不同需求,设置自己的能源系统,调动了终端能源用户参与提高能源利用效率的努力。分布式能源可以和终端能源用户的能源需求系统进行协同优化,通过信息技术将供需系统有效衔接,进行多元化的优化整合,在燃气管网、低压电网、热力管网和冷源管网上,以及信息互联网络上实现联机协作,互相支持、互相平衡,构成一个多元化的能源网络,使能源供应与能源的实际需求更加匹配。对于传统能源形式,分布式能源毫无疑问是一种新型的能源生产利用形式,是信息时代能源技术的核心。它不仅是一些传统能源技术的集合,也是全新的能源综合利用系统。
目前,高效利用能源技术发展的一个重点是“燃料电池”技术。燃料电池的能源利用效率更高,污染更小,理论上燃料电池使用的是氢能,属于可再生能源。但自然界中可以直接利用的氢根本不存在,制氢需要其他外部能量实现。我国制氢的技术方向是如何利用天然气、煤气化、甲醇、乙醇等能源,特别有前途的是利用废弃在地下煤炭资源进行地下可控气化再制氢技术。燃料电池不仅可以解决人类发展的电力难题,同时也可以解决对于石油的替代难题。虽然,就燃料电池技术本身应该属于新能源,但是大多数燃料电池将不会依赖于可再生能源。
热电联产和燃料电泄技术等能源高效利用技术都是立足于新技术、新工艺,或者新理念构架的新型的能源利用技术,虽然不是可再生能源,但针对传统的大规模分离生产的能源系统而言,大大提高了能源的综合利用效率,有效减少了污染的排放。据专家测算,能源利用效率提高1个百分点,可节省能源费用130多亿元。促进能源的合理和高效利用,对我国经济可持续发展具有深远的战略意义。
三低缸三排汽凝汽式汽轮机组热电联产装置
项目简介:一种三低缸三排汽凝汽式汽轮机组热电联产装置,包括高压缸、与中压缸联体低压缸、对称分流式低压缸、低压导汽管、程控装置;在低压导汽管上并联接出抽汽供热支管,在该抽汽供热支管上设置流量调节装置,该支管的另一端与热网相连接;在连通中压缸与对称分流式低压缸的低压导汽管上设置流量调节装置;中压缸出口压力传感器其输出接至程控装置;安装有流量分配软件的程控装置其输出接至主蒸汽输入管路流量调节装置、抽汽供热支管流量调节装置和对称分流式低压缸供汽管道流量调节装置。
意义:本实用新型在不需要供热时仍保持原有之发电功率、热耗率等技术经济指标;而在需要供热时能立即转入热电联产方式运行,供热能力相当于一台135MW超高压热电联产机组或260t/h规模的锅炉房。
生物质等离子体气化
项目简介:该项目研究中提出充分利用热等离子体提供的高温、高能量的反应环境,结合生物质自身特点,使气化过程无焦油形成,同时获得高品位的化学合成气。生物质等离子体气化工艺中,通过调整等离子体气氛以获得不同的目的产物。
意义:生物质与废轮胎、废塑料等共热解气化除得到合适比率的化学合成气外,还可获得碳黑为主的副产物,消除了环境污染,提高了资源利用率,也为固体废弃物的高效洁净处理提供了新的途径,具有较好的经济效益和社会效益。
应用热力学定律分析技术降低制药生产能耗
项目简介:不断应用热力学定律分析制药生产过程中耗能状况,深入开展了许多技术节能工作。以技术创新为切入点,以新思维优先考虑重点用能单位及设备的技术改造。主要手段如下:按质用能,节约蒸汽20%;一次将能源用好,尽量减少回收;减少重复加热、重复冷却过程;依靠仪器仪表测试并应用热力学的计算分析对产品用能进行系统分析,继续深入发现节能潜力;梯级利用能源,实现能源的综合利用。如:多效蒸发器,多效蒸馏水机运用等;不断开发和利用节能新技术,如:采用锅炉分层燃烧技术,膜分离设备,气升式发酵罐、短程(分子)蒸馏器等。
意义:该项目将热力学与制药工艺相结合,通过热平衡和分析,实施按质用能和递阶使用,取得了较大的节能、环保和经济效益。
超低焦油秸秆高效制气技术
项目简介:该技术是以秸秆为主要原料,采用先进的低倍率低速循环流化床气化技术和双层催化裂化炉,通过特定的流场组织和多级进料、组合进气方式,在气化介质和特殊催化剂(钙镁复合催化剂)作用下,在特殊的工艺流程内进行催化气化反应制取超低焦油燃气,其净化过程具有用水量极少,并从生活垃圾中获得的高活性焦炭基材料作为过滤干燥介质等特点。意义:该项目在国内处于领先水平,提高了传统气化炉产气效率和燃气品质,大大降低了燃气中焦油含量,减少了废水的排放和焦油对环境的污染,充分利用农村农林废弃物,避免了其露天放置对环境的污染。
锥形流化床生物质气化技术
项目简介:该项目针对目前国内生物质气化发电、供热、供气存在的原料适应范围窄、燃气焦油含量高、自动化程度低、适用松散型物料的气化发电设备和系统等问题,开发锥形流化床生物质气化发电供热、供气机技术产业化为目标,研制生物质气化装置与气体发电机组成的系列生物质气化发电系统。
意义:降低燃气中的焦油含量;生物质气化系统的操作弹性试验;提高生物质气燃气热值。
燃氢蒸汽锅炉科研开发
项目简介:本实用新型设计了一种燃氢蒸汽锅炉,包括壳体、设有耐火衬里的燃烧室、对流室、花隔板、换热火管、水分布器、下降水管和氢气燃烧构件。壳体为竖式的塔体,对流室设置在塔体上部,燃烧室设置在塔体下部,花隔板设置在对流室的顶端和底端,换热水管设置在燃烧室中,换热火管设置在对流室中,氢气燃烧构件设置在壳体底部的燃烧室中,氢气燃烧构件包括扩散式外混烧嘴,本实用新型的燃氢蒸汽锅炉,采用竖式,炉膛内无死角,对流部分采用单程换热,烟气流动通畅,流动阻力小,可避免未燃烧的氢气积聚,产生爆炸。
意义:采用扩散式外混烧嘴,可有效防止回火,并在对流室上部和燃烧室下部设有防爆门,防爆面积大,安全可靠。
热电联产系统
项目简介:本项目热电联产系统包括将由引擎回收的废热供应至压缩机的吸入单元侧的废热供应热交换器。因而,本项目具有能够最大化废热的利用率的优点。此外,所述热电联产系统使用压缩比为1.5~2.5的低压缩变频式压缩机,其压缩比低于现有技术。
意义:本项目能够更大程度地利用由废热供应热交换器供应的废热,从而其具有能够最大化热电联产系统的效率的优点。由于压缩机的吸入单元与排出单元之间的压差变小,因此本项目还具有能够防止损坏压缩机以及能够节约能耗的优点。
生物质高效转化与利用
项目简介:该项目从分子结构和聚集态结构不同层次出发,通过多学科交叉和多种高新技术集成,创立经济合理的生物质燃料氢气和柴油的新工艺流程,为生物质资源高效利用探索出切实可行的新途径。通过应用化学工程与生物工程技术相结合,建立“生物质能源(氢气)”新途径;筛选和优化到高效产氢气菌;提出了生物质制备柴油三个关键技术问题。
意义:强化基础研究与工程研究的密切配合,大幅度降低综合生产成本;开发出生物质高效制备氢气的新途径,降低生产成本;高效综合利用发酵剩余物质,使之资源化。开展本项目研究的现实意义和长远意义均十分重大。
SLQ-300型空气鼓风常压流化床生物质气化成套设备
项目简介:技术原理为:鼓入气化器的适量空气经布风系统均匀分布后,将床料流化,合适粒度的生物质原料送入气化器并与高温庆料迅速混合,在布风器以上的一定空间内激烈翻滚,在常压条件下迅速完成干燥、热解、燃烧及气化反应过程,从而生产出低热值燃气。排出气化器的热燃气再依次通过由干式旋负除尘器、冲击式水除尘器、旋风水膜净化器、多级水喷淋净化器、焦油分离器和过滤器等组成的净化系统,被冷却净化为符合使用要求的干净冷燃气以供不同用户使用。
意义:该项目研制开发的新型生物质气化系统,即空气鼓风常压流化床生物质气化系统,可生产低热值生物质燃气,用于乡镇居民炊事与生活、工副业生产及发电。
超低焦油秸秆高效制气技术
项目简介:该技术是以秸秆为主要原料,采用先进的低倍率低速循环流化床气化技术和双层催化裂化炉,通过特定的流场组织和多级进料、组合进气方式,在气化介质和特殊催化剂(钙镁复合催化剂)作用下,在特殊的工艺流程内进行催化气化反应制取超低焦油燃气,其净化过程具有用水量极少,并从生活垃圾中获得的高活性焦炭基材料作为过滤干燥介质等特点。该技术在国内处于领先水平,提高了传统气化炉产气效率和燃气品质,大大降低了燃气中焦油含量,减少了废水的排放和焦油对环境的污染。
意义:充分利用农村农林废弃物,避免了其露天放置对环境的污染,解决了部分劳动力就业。
分布式高纯度氢气生产装置
项目简介:适应氢经济及燃料电池行业的迅猛发展,研发生产分布式高纯度氢气生产装置。反应器采用流化床天然气水蒸气重整反应器,氢气提纯采用钯膜。该装置与氢气压缩机相配套,形成现场生产式汽车加氢站的主要设备;与PEM燃料电池相配套,形成分布式天然气发电装置作为可靠的备用电源。
意义:该项目还可在食用油加工,电子,金属炼制,浮法玻璃生产,金属的一次,二次加工中广泛应用。
分布式可编程能源系统及其利用方法
项目简介:一种分布式可编程能源系统及其利用方法,它包含分布在n个电能源使用地的能源发生地、分布在各能源发生地的能源转化及贮存装置和可编程逆变器组成的用户终端设备、连接 m个用户终端设备的局域电力网、对用户终端设备进行组态、编程控制和管理的L个编程控制中心、连接用户终端设备和编程控制中心的远程数据传输网络。该系统可以综合利用各种能源,通过可远程下载控制程序的用户终端设备将分布式的能源就地转化成各种电源。不需要投资巨大、损耗巨大的远程输配电系统,需要传输的只是数据。
意义:本项目将大大提高可利用能源的利用率,并大大降低能源使用成本,促进用电设备的标准化,使电力的转化和控制更精确、更专业化,亦解决了电能即用即发的问题。
高效节能回风式取暖炉
项目简介:高效节能回风式取暖炉以煤炭为燃料,比普通回风式取暖炉热效率高,热利用效率提高近一倍。具有购置费低,安装简单,使用方便,经济实用,取暖时可以同时烧开水,煮饭,炒菜,“吃火锅”等,我国南方的贵州、四川、重庆、云南、湖南、湖北、广西等省市无集中供暖的城乡家庭,及城镇小餐饮店、小酒楼、小商铺等可作室内取暖及餐饮炉具。 高效节能回风式取暖炉主要由金属外套、内套、吸热翅片及内筒等部件构成的高效节能换热体炉身,炉胆、及炉面板、灰箱、烟道等组成。生炉后,由炉胆内煤炭燃烧产出的热能除小量经炉面板、烟道向外辐射外,大量的热能经高效换热体内筒、吸热翅片、内套壁吸收和传导后,经外壁迅速向外辐射,以达到加热周围空气,满足室温需求。
意义:由于炉胆和炉身的蓄能保温作用,热能在炉体内的存留时间相对延长,煤炭在炉内燃烧更充分,促进炉膛内温度进一步升高,炉口火力加强,出烟口不再有黑烟排出,下落灰渣也明显减少,灰渣内碳含量明显少,降低了有害气体和烟尘向大气中的排放量。煤炭在炉膛内燃烧时间延长,充分,炉膛内温度高。
再生氢氧燃料电池研制
项目简介:该项目进行了RFC催化剂制备技术研究,对催化剂的活性、催化剂的组成及粒径分布进行了分析,建立了催化剂的制备方法;研究了质子交换膜燃料电池(PEMFC)和固体电解质(SPE)水电解的膜电极三合一组件的制备方法及制作过程,建立了膜电极的制备工艺,分析了电极结构、组分、含量及制作工艺对PEMFC和SPE水电解性能的影响;进行了可逆式质子交换膜燃料电池双效膜电极结构的探索研究;成功设计了综合式百瓦级RFC电池组及运行系统。
意义:该系统为我国第一台再生燃料电池系统,为千瓦级的再行燃料电池系统打下基础。
直接醇类燃料电池研究
项目简介:本项目研究与开发直接甲醇燃料电池(DMFC)所用的电催化剂、廉价的聚合物电解质膜等关键材料和多孔电极、膜电极集合体(MEA)、电池、电池组的制备集成等核心技术。在铂系电催化剂基础上深入研究材料的结构与性能关系,提高电催化剂的催化活性、减少电极中贵金属的含量,增强催化剂抗CO毒化能力,降低燃料甲醇从阳极向阴极的渗透率,改善电子、质子电导率,增强催化层与电解质膜的结合力,提高电池性能、稳定性和使用寿命。
意义:直接甲醇燃料电池(DMFC)是直接将燃料(甲醇)和氧化剂(氧气或空气)的化学能转化为电能的一种电化学反应装置。在国防通讯、家用电器、传感器件诸多领域具有广阔的应用前景,现已成为国际上燃料电池的研究热点之一。
质子交换膜燃料电池
项目简介:燃料电池是一种效率高、节能、环境友好的绿色动力源,被誉为21世纪上叶的全球经济原动力,中科院大连化学物理研究所研制、开发的5kW~10kW质子交换膜燃料电池组,其结构、部件和放大工艺已形成了具有自主和成套的知识产权,申请了25件国家发明专利,并拥有多项专有技术。该质子交换膜燃料电池组,具有体积小、功率大、运行稳定时间长等特点,单节电池连续稳定运行已达到1000小时以上,性能指标已达到国外同类产品水平,该电池组件无污染,无噪声,是国际上最理想的环保卫士之一。广阔应用于固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面,尤其是电动车的最佳驱动电源。它已成功地用于载人的公共汽车和奔驰轿车上。
意义:所研制开发成功的薄金属双极板额定功率为5kW~10kW电池组属世界首创,电池组性能已达到国际先进水平,部分技术已达到国际领先水平。
燃料电池混合动力系统试验台
项目简介:本项目主要研究燃料电池汽车动力系统的研发方法,从而建成一个试验研究平台,该试验台能进行燃料电池混合动力系统及其零部件性能测试,能评价动力系统对整车运行环境和道路阻力的适应性。创新点包括用动态测功机为燃料电池混合动力系统提供整车道路阻力特性相似的负载,构建与整车基本相同的电磁环境,分层同步测试从零部件到动力系统以及整车的性能,测试参数准确齐全,实现了在强电和强电磁环境中安全使用大量高压氢气,研发出燃料电池模拟装置,节省了研发成本。
意义:研究推出了我国第一台燃料电池城市客车用燃料电池混合动力系统,在燃料电池混合动力系统测试方法、电磁兼容性、强电磁干扰环境中的动力系统数据采集和控制等前沿领域的创新和经验对学科发展起到了促进作用。
直接醇类燃料电池研究
项目简介:直接甲醇燃料电池(DMFC)是直接将燃料(甲醇)和氧化剂(氧气或空气)的化学能转化为电能的一种电化学反应装置。在国防通讯、家用电器、传感器件诸多领域具有广阔的应用前景,现已成为国际上燃料电池的研究热点之一。本项目研究与开发直接甲醇燃料电池(DMFC)所用的电催化剂、廉价的聚合物电解质膜等关键材料和多孔电极、膜电极集合体(MEA)、电池、电池组的制备集成等核心技术。
意义:在铂系电催化剂基础上深入研究材料的结构与性能关系,提高电催化剂的催化活性、减少电极中贵金属的含量,增强催化剂抗CO毒化能力,降低燃料甲醇从阳极向阴极的渗透率,改善电子、质子电导率,增强催化层与电解质膜的结合力,提高电池性能、稳定性和使用寿命。
直接醇类燃料电池微电源系统
项目简介:“直接醇类燃料电池微电源系统研究”通过中科院高技术研究与发展局组织的验收。专家组一致认为:该项目在电催化剂、阻醇电解质膜等关键材料制备、新型多层复合电极和有序化膜电极(MEA)等核心技术、笔记本电脑用直接醇类燃料电池(DAFC)微电源系统集成三方面取得了重要进展,电池性能达到国内领先、国际先进水平。
意义:申请了8项我国和5项国外发明专利,取得了具有创新性和自主知识产权的成果,达到并部分超过合同规定的技术指标。
大型生物质气化发电系统
项目简介:开发了适合于我国国情的生物质中小型气化发电系统,采用循环流化床气化炉和多级气体净化装置,配置多台200-400KW的单气体燃料内燃发电机组,用谷壳,木屑,稻草等多种生物质作原料,可以在不同的负荷下运行。气化发电系统燃气值在5.02~6.27MJ/m 之间,系统发电效率达16%~25%,发电参数正常稳定。由于系统简单,单位投资约3500~5000元/KW,运行成本约0.25元/KW.h,经济性好;采用多种废水处理方法,废水可以循环使用,不造成二次污染,能满足工厂企业用电要求或上网,取得显著的经济效益和社会效益。该生物质气化发电技术应用范围广,灵活性好,根据用户不同需要,发电规模可选择在200-5000KW之间。用于处理,碾米厂的谷壳,家具厂,人造板厂垢木屑,边角料,树皮,为工厂提供电力,也适用于处理林场及农场的枝桠材,农村秸杆,棉花杆,稻草,稻壳等,为缺电农村地区和企业供电。
意义:由于该项目属于环保技术,对消除污染,减少C02的排放有重要的意义,有条件销售国家政府的相关优惠政策,有很好的市场前景和巨大的推广潜力。
氢能材料及其应用研究
项目简介:在非晶合金的制备方面,研究了制备工艺参数对合金的形成、组织结构等方面的影响规律,首次观察到了机械研磨过程中MgZNi相的fcC转变,计算了二元及三元镁基非晶合金的形成范围;开发具有自主知识产权和优良性能价格比的系列合金,开发的AB2型贮氢合金其电化学容量达350mAh/g,AB5型合金其容量为310mAh/g;进行了表面微型包覆处理提高合金电极循环寿命、改善材料活化性能的研究工作。
意义:本项目研究的技术内容适用于民用二次电池、船用二次电池以及为燃料电池提供氢源的贮氢罐等方面的研究开发。
百瓦级质子交换膜燃料电池堆的研制
项目简介:采用阴极面贯通式结构双极板,以常压空气作为氧化剂,依靠风机为电池提供氧源,同时利用空气的流动排走了电池所产生的废热和阴极所生成的水。对阳极进行了自增湿处理,以自增湿膜电极取代外增湿系统,以减小除去增湿系统给电堆带来的不足。氢气的流道采用密闭系统,并通过控制系统控制电磁阀定时排放废气,氢气的利用率得到极大的提高。采用电流和电压传感器来检测电池堆运行时的电流、电压以及各单电池的电压,采用温度传感器检测电堆的温度,通过这些来监控并确保电堆的正常稳定运行。
意义:所研制开发的百瓦级氢空PEMFC除可用做电动自行车、电动轮椅车或电动滑板车的动力源之外,电池堆的输出功率适当放大即可用作电动摩托车、电动割草机等的动力电源和家庭小型发电站等分散能源系统,而电池堆的输出功率适当缩小则可作为手提电脑、摄放相机、电动工具等的动力电源。
便携式质子交换膜燃料电池
项目简介:质子交换膜燃料电池(PEMFC)采用固体聚合物(质子交换膜)为电解质,通过电化学反应把储存在氢气和氧气(空气)内的化学能直接转化为电能,并产生水和热。具有发电效率高、能量密度和功率密度大,噪音低,不产生环境污染物等优点。项目研制的便携式质子交换膜燃料电池可以广泛应用于电动自行车,残疾人电动助力车,电动摩托车,备用电源,移动通讯电源,以及军队的单兵电源,通讯报务电源和车载电源等。
意义:代替目前蓄电池和汽油发电机,提高工作时间,增大隐蔽性等。
发酵沼气燃料电池废水深度处理研究
项目简介:该研究采用臭氧氧化法和生物活性炭法处理发酵沼气燃料电池废水。臭氧对脱色、杀菌、去除难降解有机物、氨氮都有显著效果;生物活性炭法对难降解有机物和氨氮有良好的去除作用,可获得高质量的出水。我们通过对臭氧氧化法和生物活性炭法处理性能、投资成本及运行费用的实验论证和分析类比,确定了一种适合发酵沼气燃料电池废水的最佳处理方法。研究成果可以彻底实现猪场废物的资源化、无害化和减量化。
意义:该成果不仅在畜牧行业将得以成功的应用,且能推广到食品、纺织等行业的高浓度有机废水的处理,具有广泛的应用价值。
百瓦级质子交换膜燃料电池堆的研制
项目简介:采用阴极面贯通式结构双极板,以常压空气作为氧化剂,依靠风机为电池提供氧源,同时利用空气的流动排走了电池所产生的废热和阴极所生成的水。对阳极进行了自增湿处理,以自增湿膜电极取代外增湿系统,以减小除去增湿系统给电堆带来的不足。氢气的流道采用密闭系统,并通过控制系统控制电磁阀定时排放废气,氢气的利用率得到极大的提高。采用电流和电压传感器来检测电池堆运行时的电流、电压以及各单电池的电压,采用温度传感器检测电堆的温度,通过这些来监控并确保电堆的正常稳定运行。
意义:所研制开发的百瓦级氢空PEMFC除可用做电动自行车、电动轮椅车或电动滑板车的动力源之外,电池堆的输出功率适当放大即可用作电动摩托车、电动割草机等的动力电源和家庭小型发电站等分散能源系统,而电池堆的输出功率适当缩小则可作为手提电脑、摄放相机、电动工具等的动力电源。
固体氧化物燃料电池关键材料
项目简介:固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效洁净的发电技术,它的应用属于能源科技领域。SOFC以材料科学技术为基础,其关键技术属于材料科学技术领域。其中,氧化锆固体电解质材料、Fe-Cr合金连接体材料和玻璃陶瓷封接材料及其相对应的材料制备技术是核心。
意义:以这些材料为基础制备的SOFC具有高功率和高能源转换效率(热电联供效率为60-80%),环境友好(极少排放温室气体)等特性。
直接甲烷中温固体氧化物燃料电池阳极材料和电池组的研制