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化學工程師論文范文1
1．1實驗試劑
乳酸發酵菌種:植物乳桿菌;發酵液500mL;電極室用水:0．3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(陰極室和陽極室各500mL);酸室和堿室為蒸餾水。發酵培養基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸鈉2g、檸檬酸二胺2g、吐溫-801g、磷酸氫二鉀2g、七水硫酸鎂0．2g、一水硫酸錳0．05g。
1．2實驗儀器
恒溫振蕩器、高壓蒸汽滅菌鍋、發酵罐、干燥箱、電子天平、pH計、生物傳感分析儀、分光光度計、冰柜。其他常規實驗器皿:燒杯、量筒、玻璃棒、酒精燈、接種環、培養皿、移液管等。直流穩壓電源;明道式電滲析膜堆一套，外配容量為1000mL的燒杯5只，硅膠管(約0．5m)10根;小型潛水泵5個。通過發酵罐控制主機箱上的蠕動泵，將雙極膜電滲析的堿液隔室與發酵罐進行連接。為了降低發酵罐中染雜菌的風險，必須對連接的管子進行滅菌操作。發酵罐內由pH計進行實時監測，當pH低于設定值時，由蠕動泵自動將雙極膜電滲析的堿液隔室中的堿液泵入發酵罐進行調節。由于軟管內是強堿環境，故堿液室與發酵罐之間的連接管不需要進行滅菌操作。
2實驗步驟
2．1雙極膜電滲析的準備
(1)組裝膜堆:按“陽極板—隔板—雙極膜—隔板—陰膜—隔板—陽膜—隔板—雙極膜—陰極板”順序組裝膜堆，用長螺桿釘壓緊膜堆。為了確保裝置的嚴密性，應使隔板之間的墊圈厚度不超過墊圈槽，并使雙極膜的陽膜側朝向陰極板。此外，在用螺釘壓緊裝置時，應注意均勻用力，以防止裝置變形甚至斷裂。
(2)連接設備:在隔板出口分別連接出水管和進水管。將進水管與外置燒杯中的潛水泵出口連接，將出水管的出口端連接到燒杯中，以確保循環通路暢通。
(3)注入料液和電極水:在鹽室中注入料液，在極室中注入電極水，在酸室和堿室中注入蒸餾水，此過程應保證料液淹沒潛水泵。對于雙極膜電滲析，應在實驗結束后將各個隔室、燒杯和潛水泵內的料液或電解質溶液清洗干凈。若長期不用，應將裝置拆卸還原，并確保各組件干燥和清潔。
2．2發酵過程的準備
(1)種子培養基的培養:配制一定量的種子培養基，并在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌。滅菌條件為:121℃，20min。待培養基冷卻至室溫后，取新鮮斜面菌種，接入種子培養基中，在轉速為150r/min的搖床中培養24h，溫度恒定在37℃。
(2)發酵罐滅菌:將配制好的發酵培養基加入到發酵罐中，此處應注意體積不能超過發酵罐總體積的2/3。然后將發酵罐和培養基一起放入滅菌鍋中進行滅菌。
(3)火焰接種法:先用醫用酒精擦拭接種口;在火圈中加入酒精，點燃后套在接種口上;關小空氣進氣閥，調節進風，降低罐壓，打開接種口蓋;在火焰范圍內打開種子培養基的瓶塞，在火焰上燒灼幾秒鐘后，迅速將種子液倒入發酵罐中;在火焰上燒灼接種口蓋子數秒后，迅速蓋好接種口蓋，關閉空氣進氣閥。
(4)發酵培養:接種結束后，對發酵培養過程的各項參數進行設定，開始培養。發酵過程中要打開冷凝器水閥。具體操作參數:轉速為150r/min;溫度為37℃;pH為6．7。
2．3發酵罐與雙極膜電滲析集成操作過程的監測
在集成操作過程中，要對發酵罐和雙極膜電滲析同時進行監測，防止任一方出現問題導致集成操作失敗。發酵過程:
①通過發酵罐的主機控制發酵的pH條件、溶氧濃度和實驗溫度。每1h記錄pH、溫度和溶氧濃度，通過數據判斷發酵過程是否正常;
②每4h測量殘余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量，以判斷細菌的生長情況和乳酸的生成情況。雙極膜電滲析過程:
①雙極膜電滲析過程調整穩壓電源的電壓和電流值來控制實驗條件，每1h記錄電壓、電流。
②每4h測量酸室中的乳酸濃度、堿室濃度和堿室堿液體積。
3分析方法
3．1葡萄糖和乳酸的測量
在發酵過程中，要間斷地取樣進行監測。發酵液中含有有機酸鹽、無機鹽、菌絲體、蛋白質、脂肪和糖類等。雙極膜電滲析過程的料液是經過超濾和脫色之后的發酵液，主要成分為有機酸鹽(主要為乳酸鹽)和無機鹽類物質。實驗中使用生物傳感分析儀獲得葡萄糖和乳酸含量。
3．2生物量的測量
在發酵過程中，要及時監測乳酸菌的生長情況。取樣后，用0．3mol/L的稀鹽酸溶液稀釋，目的是消除一些沉淀性鹽的影響。在波長為600nm處，測量吸光度。對于產酸量(Na)、產堿量(Nb)以及它們各自的電流效率(ηa和ηb)，可根據下面的公式計算
4實驗注意事項
(1)發酵實驗結束后，需要完成乳酸發酵液的初步提取工作。應及時向發酵罐中加入NaHCO3，使pH升高到10左右。同時升高溫度至90℃，使菌體和其他懸浮物下沉。發酵原液澄清后，將上清液收集到塑料桶中，放入冰柜中保存并用于下一步的提純。對澄清后的沉淀物集中進行處理。
(2)在利用發酵罐控制主機進行發酵液pH調節時，要控制堿液的添加速度，以使堿液與發酵液充分混合反應，并確保發酵液的pH不被調節得過高而影響微生物生長。
化學工程師論文范文2
在化學課程中，課堂演示實驗是大家所熟悉的常用教學手段?；瘜W工程是研究化學工業和其他過程工業生產中所進行的化學過程和物理過程共同規律的一門工程學科?；瘜W工程的一個重要任務就是研究有關工程因素對過程和裝置的效應，特別是在放大中的效應，以解決關于過程開發、裝置設計和操作的理論和方法等問題。它以物理學、化學和數學的原理為基礎，廣泛應用各種實驗手段，與化學工藝相配合，去解決工業生產問題。化學工程是一門基礎工程學科，它雖發源于近代化學工業，但經過與各種科學理論和先進技術相結合，業已形成了獨具一格的科學體系。近來化學工程雖日趨理論化和數字化，但它仍然是一門切合實際又饒有興趣的學科?？墒菍τ谌狈嶋H知識的青年在校學生來說，初次接觸這門課程時，往往反而覺得該課程比數理課程還難以捉摸，大學低年級學生更覺困惑。在進行化學工程啟蒙教學時，不僅需要按學科自身的邏輯進行嚴謹的數理演繹，還需要運用一些生動直觀的教學手段，為初學者鋪平入門之路。因此，在化工課程中，課堂演示實驗的地位和作用，顯得尤為重要。在教學過程中強化演示實驗，訓練學生的研究性思維，培養學生觀察實驗現象、研究實驗規律、理解事物本質的能力。
2.強化化學工程課堂演示實驗
在當今多媒體教學盛興的時代，課堂演示實驗仍然是一種不可缺少的教學手段。其根本原因，是它具有較強的真實感。這種特性對于科學實驗尤為重要。多媒體教學手段雖有很多優點，但屏幕上顯示的形象，畢竟與現實的事物或現象有差異，如果不與生活中已經熟悉的對象相比較，就難以感知事物的真實形象。因此，學生還要進一步開動腦筋，去再現視頻形象與真實事物或現象之間那些缺少了的環節。課堂演示實驗可以直接感知真實的形象，這正是它同多媒體教學手段相比，所具有的突出特點之一。但實驗裝置或模擬實驗設備與工業規模的化工設備相比畢竟有所不同，還需要實物教具、幻燈片、電視錄像或是電影等手段來補充。這正好說明，不可能存在一種在任何條件下都適用的，盡善盡美的教學手段和教學方法，而是根據學科性質、教學內容和教學環境等具體條件，選擇采用，或者多種手段配合使用，以各展其長。課堂演示實驗與實驗室教學實驗，各有其不同的目的。如上所述，課堂演示實驗是課堂教學的一種手段，旨在提高課堂教學的效率。實驗室的實驗教學則是教學過程的一個重要環節，或可作為一門獨立開設的課程，其主要目的是讓學生初步掌握一些有關化學工程的實驗研究方法和實驗技術，培養學生從事科學實驗的實踐能力。因此，兩者對于實驗裝置的要求，以及實驗的能容和方法都有所不同。對于學生來講，某些實驗訓練價值不大的項目，例如雷諾實驗、流體阻力測定、流體機械能轉換實驗等這一類實驗，作為課堂演示實驗是必要的，而作為實驗室教學的意義就不是很大。對于既有作為演示實驗的必要，又有實驗訓練價值的某些實驗項目，在實驗內容和方法上，應盡可能使兩者在小型化的基礎上結合起來。在設計時，盡量考慮到教學實驗的需要，以提高實驗設備的利用率。自然，課堂演示實驗與實驗室教學實驗的目的要求不同，期望所有裝置都能通用也是不現實的。
3.化學工程演示實驗需要注意的幾個問題
化學工程演示實驗最大的特點是工程實踐性。它不同于化學類實驗課程，實驗對象從燒瓶、酒精燈、玻璃棒變為實際生產的模型設備，具有顯著地工程實踐性，而學生的實踐經驗往往非常匱乏，這就要求教師把握化工實驗的特點，注重研究性教學模式，在課堂演示實驗中采取教師為主導，學生為主體的形式，盡量讓所有學生都參與演示課程，并且盡可能的引用一些與實際生產緊密聯系的工程問題進行演示。在演示過程中，教師要鼓勵學生積極主動思考，勇于提出自己觀點，敢于創新。課堂演示實驗是一種很好的教學手段，這種手段的合理運用，則是一種教學藝術。如果運用得法，與教學內容配合緊密，視聽結合得巧妙，就一定能發揮它應有的效能，否則就會事倍功半?；瘜W工程的課堂演示實驗，能否達到提高課堂教學效率的目的，演示實驗裝置的性能也尤為重要。為此，在實驗裝置方面至少要達到如下一些基本要求:①實驗裝置應盡可能做到小型化和儀器化;②演示實驗裝置盡可能做到直觀、生動、形象;③演示實驗裝置應做到穩定、快速、準確、合乎科學;④演示裝置需盡最大努力消除噪音和其他污染。此外，在實驗物系的選擇上，也需綜合考慮原料價格、氣味、毒性等要求，一般以空氣、水等價廉易得且環保原料為佳。課堂教學中演示實驗側重點不同，大致可分為:①展示現象，該類演示實驗通過學生觀察實驗，了解現象，進而驗證并鞏固所學知識;②展現概念，該類演示實驗通過化抽象為具體，從而實現抽象概念直觀化、具體化;③獲得規律，該類演示實驗通過顯現的結果，通過觀察分析并進一步歸納演繹從而得出其中的規律。這就需要教師準備多套課堂演示實驗，從而根據情況有選擇的開展相應課堂演示實驗工作。
4.結語
化學工程師論文范文3
(一)建設內容
一是多維創新實踐平臺硬件建設。針對能源化學工程專業的特點，對已有的校外生產實習基地進行鞏固和規范，實現專業和企業的有機銜接;開拓新的生產實習基地，豐富和加強學生實踐環節;優化實驗室資源分配和管理機制，增加公共和專業實驗室的開放數量和時間;引導和加強專業教師研究室和企業的產學研合作，促進校企產學研中心的有序高效運行，增進校企的緊密聯系。二是多維創新實踐平臺硬件建設運作機制的建設。以校企產學研中心為橋梁，學校和企業簽署共同建設協議，確定雙方的責任和義務，成立協調辦公室，實現實驗室、教師研究室和企業的協調互助，加強和完善學生實踐環節，增強學生對企業生產的了解和行業發展的認識，提高學生應用專業知識的能力。
(二)建設目標
通過多維創新實踐平臺的建設，造就一支結構合理高水平的教學科研隊伍，利用區域優勢和學科優勢，進一步加強多種形式的協作，滿足具有鮮明特色的專業人才創新能力培養需要。通過多維創新實踐平臺的有效運作，增加實踐教學比重，改革實踐教學內容，完善實踐教學條件，切實提高能源化學工程專業大學生的應用創新能力。通過多維創新實踐平臺的建設，培養新形勢下的優秀本科生，促使其更快、更好地適應社會需要。
二、多維實踐平臺建設的實施方案
對學生的多維創新實踐能力的培養應該是在專業教師的指導下進行的，目的是充分激發學生的自主學習能力，培養學生的創新能力，讓學生真正掌握理論知識，并且可以運用自己所學知識解決實際問題。以此來落實以學生為中心的教學理念，實現課內課外相結合，教學與實踐相結合的教學目標。
(一)對教師研究室的建設加以完善
可以根據每個教師的專長和研究方向，來建設尖子教師研究室，并且對考核目標作出明確規定，支持本科生“進團隊、進課題”，積極參與教師的教學與科研活動，增進教師研究室和企業的交流，實現教研相長。
(二)強化校內實驗室建設和管理
把突破口瞄準建設綜合實驗室，綜合考慮教學內容、課程設計、生產實習的全面配套改革，提升實驗室教師的專業水平，發揮學生的自主性，完善生產實習環節。主要是鞏固原有生產實習基地，開拓新的實習基地;采用靈活多樣的指導方式，充分考慮學生的個體差異，有針對性地選擇實習教師和實習場所;強化校企產學研中心的作用，促進學科發展。設計完善的多維實踐創新平臺運作機制，滿足其發展和提升的需求，更好地服務于科技創新。
(三)加強教師團隊建設
堅持“以人為本”、“服務廣大師生”的指導思想，構建服務化的、人性化的、可持續發展的新理念，調動教師積極性，保障高素質人才的培養，全面推進教育教學改革。
三、結語
化學工程師論文范文4
1.1應用型本科人才要求
根據現代化學工業的特征及社會對化工人才需求的趨勢,應用型高?；瘜W工程與工藝專業的目標是培養化學化工理論基礎扎實,實踐動手能力、自主學習能力、創新能力及外語與計算機應用能力較強,適應化工、冶金、能源、輕工、醫藥、環保等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理等方面工作的應用型高級工程技術人才[2]。為了實現上述目標,化學工程與工藝專業應用型本科人才應具備的基本素質與專業能力包括7個方面:①樹立正確的世界觀,具有良好的人文精神、科學素養,能處理好人與環境、人與社會的關系;②掌握化學工程與工藝的基本理論和基本知識;③掌握化學裝置工藝與設備設計方法,掌握化工過程模擬優化方法;④具有對新工藝、新產品、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力;⑤了解化學工程的理論前沿,了解新工藝、新技術與新設備的發展動態;⑥掌握文獻檢索的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力;⑦具有創新意識和獨立獲取新知識的能力[2]。因此,根據現代科技和生產的發展需要,以服務地方經濟社會發展為目標,把握高等教育規律和化學工程與工藝專業特征,制定化學工程與工藝專業應用型人才培養方案。在人才培養方案制定的過程中,合肥學院借鑒德國應用科學大學培養應用型人才成功經驗,非常重視企業的作用,將企業要求與學生的培養相結合,構建理論教學與實踐教學相學體系,確定了以“面向企業、立足崗位、注重素質、強化應用、突出能力”為指導思想的“應用型”人才培養模式。理論教學體系體現“三個服務”原則:基礎理論教學要為專業技術課教學服務,理論教學為提高學生綜合素質服務,把素質教育貫穿于教學全程,為培養學生具有獨立分析和解決實際問題的能力服務,注重培養學生對技術成果的吸納和綜合應用能力。建立與培養目標相適應的實踐教學體系,形成基礎實訓、專業實訓及校內、外實訓教學相結合的綜合實訓教學一體化,完成實訓教學。促進學生掌握專業技能,實施“四年九學期制”,提高學生就業競爭能力。
1.2化學工程與工藝專業人才要求
化學工程與工藝專業是為了適應新世紀化學工業的發展而設置的,是由原來的化學工程、有機化工、無機化工、高分子化工、精細化工、煤化工、工業催化等專業合并而成的寬口徑專業,覆蓋面寬、涉及領域廣[3]。該專業具有兩大特色:一是覆蓋面廣。研究領域涉及無機化工、有機化工、精細化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫藥化工、微電子化工等諸多領域;二是工程特色顯著。該專業以化學工程與化學工藝為兩大支撐點,化學工程主要研究化工過程及設備的開發、設計、優化和管理。化學工藝則研究以石油、煤、天然氣、礦物、動植物等自然資源為原料,通過化學反應和分離加工技術制取各種化工產品。化學工程與工藝專業涉及的工程放大技術、系統優化技術和產品開發技術,不僅在化工領域,而且在醫藥、材料、食品、生工等眾多相關領域均大有用武之地。因此,化學工程與工藝專業培養的學生應有較強的工程能力和工作適應性,需掌握化工生產技術的基本原理、專業技能與研究方法,具有從事化工生產控制、化工產品和過程的研究開發、化工裝置設計與放大的初步能力[4]。
1.3應用型化工人才實踐教學體系構建
高等工程教育強調綜合素質的基礎作用和工程素質的定型作用。培養應用型化工特色人才,核心就是培養實踐能力強的應用型人才。以培養應用型人才為目標,以科學發展觀為指導,遵循教育教學基本規律,堅持育人為本,教學為綱,根據學生需要,圍繞學生能力拓展和知識結構構建實踐教學體系。該體系由基本技能、專業能力、綜合能力三層次訓練組成,將課外創新活動和社會實踐有機融合。借鑒德國成功的經驗,培養學生工程設計能力、項目實現能力及創新能力。實踐教學根據能力要求可分為3個層次:基礎實踐層、專業實踐層、綜合和創新實踐層?；A實踐層以強化“三基”,培養基礎能力為目的,將基礎化學實驗分為3個層次和5個模塊,構成一個彼此相連,逐層提高的體系[5]。通過化學專題研究訓練,強化了知識和技能的綜合性;認知實習在實踐教學體系中處于承上啟下階段。學生在與自己相近或相關的崗位上經過認知實習,了解專業所需要的專業知識、能力、素質,有利于他們結合自己的興趣,規劃未來發展,在專業方向的選擇、課程模塊的選擇上會更加理性。2周金工實習和1周電工電子實習,實現基礎能力培養目標;專業實踐層是在理論教學和基礎能力培養的基礎上,通過專業基礎實驗、課程設計、工程實訓等實踐教學的環節實現專業能力培養;綜合和創新能力是對技術基礎知識、運用專業知識解決實際問題能力和知識遷移能力的綜合體現,反映學生整體素質。通過畢業實習、畢業設計(論文)等實踐教學環節,配合第二課堂科技活動,達到培養專業技術應用能力的目的?？傊?各層實踐教學活動層層遞進、相互滲透,達到培養目標規定的專業技術應用能力的要求。
2圍繞工程能力培養,實施實踐教學改革
2.1突出強化實踐鍛煉,提高教師實踐教學水平
教師是實踐教學體系的主導者,也是實踐教學體系的實踐者。要培養高質量應用型人才,必須要有高水平的教師隊伍。按照這一思路,為所有的實驗室配備了具有碩士學位的專職實驗教師,采取走出去、請進來的辦法培養教師的實踐能力,派合肥學院高學位高職稱的教師到企業去鍛煉6~12個月,增加教師的工程意識和實踐能力。根據學院要求成立了實驗技術教研室,這不僅是名稱和內涵的改變,更重要的是教育理念的轉變,建立實驗技術教研室,由教授、博士擔任主任,具有研究生學歷的教師為成員,研究實踐教學內容、方法和手段,進行實驗教學、實驗課程內容和方法改革等工作。目前,和化學工程與工藝專業實驗實踐教學有關的合肥學院院級教研立項6項,安徽省教育廳立項3項,獲得教學成果獎合肥學院二等獎一項、三等獎一項;安徽省三等獎一項。聘請企業和設計院等單位人員擔任教師,讓學生參與解決實際工作問題,提高實踐能力。
2.2加強實踐教學條件建設,提供實踐教學載體
實驗室和實習基地是完成實踐教學內容所必需的保障平臺。在實驗室建設方面,加強以無機化學、有機化學、物理化學、分析化學課程為支撐的基礎化學實驗室建設,和以化工原理為支撐的化工基礎實驗室。專業實驗作為一門最能反映專業特色,與專業科學技術發展關系最為密切的實踐性課程,必須跳出原有的框架,重新構建一個能夠全面反映化學工程學科發展方向、適合按專業大類組織實驗教學、有利于培養學生工程實踐能力和創新能力的新框架。根據化學工程與工藝核心課程化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程和技術化工工藝學作為構架,遵循以下原則:緊扣化工過程研究與開發的方法論;充分考慮工程學與工藝學實驗的適當平衡;具有典型性、力求先進性、增加綜合性;實驗內容既符合化學工程與工藝學科發展規律,又具有鮮明的先進性和特色,建立了化工熱力學實驗室等專業實驗室。根據專業和學生發展需要,在專業方向上設立分離工程和精細化工2個化工專業方向,并建立精細化工和分離技術2個實驗室,建立膜材料和膜過程院級重點實驗室1個。校外實習是強化專業知識、增加學生的感性認識和創新能力的重要綜合性教學環節,校外實習基地是培養學生實踐能力和創新精神的重要場所,是學生接觸社會、了解社會的紐帶[6]。以校企互利雙贏為機制,開展產學合作,和中鹽四方集團等14家企業建立良好的合作關系,與企業合作共建實驗室2個。每年由校內和企業教師共同指導學生進行實習,并在畢業論文(設計)環節,由企業提出課題,真題真做,學生將所學知識和生產實際相結合,取得在書本上得不到的收獲。中鹽四方集團、東華集團工程技術人員指導學生設計多次獲合肥學院優秀畢業設計(論文)獎。
2.3第一課堂與第二課堂相結合,著力培養學生創新能力
為了達到實驗課培養學生應用所學知識解決問題的更高目標,以培養學生實踐創新能力為出發點,以學生個性化能力培養為重點,學院制定了《合肥學院學生第二課堂活動學分管理暫行辦法》,將第一課堂與第二課堂結合起來,收到明顯的效果?；瘜W工程與工藝專業,以化學工程師之家和學生參與教師科研為主要內容開展第二課堂科技活動?；すこ處熤矣?007年11月建成運行。以培養“未來的工程師”為目標、以工程設計為核心、以模型制作為基礎,通過形式多樣的活動培養學生的工程意識;通過加強合作促進團隊精神;通過模型制作提高工程應用能力;通過工程設計提高工程素養;通過企業化運作模式培養學生效率意識、責任意識和管理能力。作為第二課堂的重要平臺,重點培養學生的工程設計能力、管理能力、協調組織的領導能力和團隊精神。通過借鑒企業化管理模式,營造企業氛圍,培養學生效率意識、責任意識和管理能力,增強學生對社會的適應能力,提高學生的綜合素質。目前,累計培訓學生500人以上?；瘜W工程與工藝學生在各種全國性競賽中取得了一系列好成績。2010年,在科技部等單位舉辦的青年科技創新競賽獲得二等獎,“三井化學”杯第四屆大學生化工設計競賽二等獎和華南地區第四屆大學生化工設計創業大賽二等獎。近3年來,學生34篇,其中被SCI、EI收錄的9篇。
化學工程師論文范文5
目前許多院校廣泛采用主輔修方式培養復合型人才，即學生在完成主修專業課程的基礎上，再輔修第二專業的課程。輔修課程的上課時間經常與主修課程的上課時間相沖突，或者輔修課程的上課時間統一被安排在周末或晚上，這給輔修課程的學習帶來不便。環境工程與化學工程復合型人才的培養可采用特色班級方式培養，即在招生時就用固定班集體招生、統一培養。這種培養方式便于課程體系的學習，尤其是便于實踐課程的教學與管理。湖南城市學院化學與環境工程學院同時擁有化學工程和環境工程兩個專業，這使得該學院在環境工程與化學工程復合型人才的招生、教學與管理有獨特的資源優勢。
2環境工程與化學工程復合型人才培養的課程體系
在課程體系設計上，不能簡單地將環境工程專業與化學工程專業的課程“拼盤”。根據環境工程與化學工程復合型人才培養的特點和要求，我們在請教專家、調查學生的基礎上對環境工程專業、化學工程專業的相關課程進行了有機整合，形成了培養環境工程與化學工程復合型人才的課程體系，該課程體系由5個課程模塊組成。公共基礎和素質課程模塊。該課程模塊包括中國近現代史綱要、思想道德修養與法律基礎、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、大學生心理健康教育、軍事訓練、大學體育、大學英語、計算機基礎、大學語文。專業基礎課程模塊。該課程模塊包括高等數學、工程制圖及CAD、無機化學及實驗、有機化學及實驗、分析化學及實驗、儀器分析及實驗、物理化學及實驗、化工原理及實驗、波譜分析。專業核心課程模塊。該課程模塊包括環境化學、管網工程、環境微生物學及實驗、環境生態學、環境監測及實驗、水污染控制工程及實驗、大氣污染控制工程及實驗、固體廢物處理工程及實驗、噪聲污染控制工程、環境影響評價。特色課程模塊。該課程模塊包括化工環境保護、化工污染控制工程、化工污染控制設備、綠色氧化技術、突發性化工環境污染事故的預防與處置等課程。實踐教學課程模塊。該課程模塊包括環境工程仿真實驗、工程設計、工程實驗設計與數據處理、PIDCAD工藝流程制圖、認識實習、生產實習、畢業論文(設計)。該課程體系在保留環境工程專業的核心課程基礎上，《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》、《物理化學》、《儀器分析》、《化工原理》、《波譜分析》等專業基礎課程內容和學時與化學工程專業一致，在課程設置上體現出環境工程專業與化學工程專業課程的復合；特色課程模塊和實踐教學課程模塊體現出環境工程專業與化學工程專業課程的融合。
3環境工程與化學工程復合型人才培養的教學方法
對于環境工程與化學工程復合型人才，要求綜合培養學生環境工程、化學工程兩專業的知識和能力，達到綜合培養的目標，這就要求其相應的教學不能采用灌輸性的教學風格，而應采用滲透式教學、融合式教學、案例式教學和研究性教學等。(1)滲透式教學是指在上述專業基礎課程模塊中滲透環境工程專業知識的教學，在上述專業核心課程模塊滲透化學工程專業知識的教學。例如，《物理化學實驗》中動力學實驗可以讓學生動手做“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數和活化能的測定”。(2)融合式教學是指在上述特色課程模塊和實踐教學課程模塊中將環境工程和化學工程中的知識、原理、技能融成一體進行教學。例如，《化工污染控制工程》中教師可結合工程實踐進行“流化床化學反應器處理農藥廠廢水”的專題教學，將流化床工藝設計參數、原理、廢水排放標準等融合在一起進行教學。(3)案例式教學就是指在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學過程中結合教學內容運用工程中的實際案例進行教學。例如，《水污染控制工程》中教師可結合工程實踐進行“電鍍廠含鉻廢水的深度處理”的案例教學。(4)研究型教學是指在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學過程中教師結合教學內容，通過創設學習情境，促進、支持和指導學生完成研究型學習活動，來綜合培養學生能力與素質的一種教學方法。例如，在“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數和活化能的測定”實驗中，教師可引導學生自己查閱文獻資料，引導學生思考如何測定溶液中2,4-D的濃度？如何用計算機軟件繪制2,4-D濃度的標準曲線？讓學生自己確定實驗中所需要的儀器和使用的方法，引導學生思考FeSO4和H2O2使用量對2,4-D降解速率的影響，如何求算該降解過程中的速率常數K和表觀活化能Ea？
4環境工程與化學工程復合型人才培養的師資隊伍建設
良好的師資隊伍是實施環境工程與化學工程復合型人才培養的關鍵。要培養環境工程與化學工程復合型人才，首先必須有環境工程與化學工程復合型的師資。筆者認為，要改變目前環境工程與化學工程復合型的師資匱乏問題，可從如下幾個方面加強環境工程與化學工程復合型人才培養的師資隊伍建設。(1)引進、培養具有環境工程和化學工程雙專業學位的高水平的博士或碩士，他們在學士、碩士或博士學位教育期間接受過環境工程、化學工程的專業教育，具備環境工程和化學工程復合的知識結構和科研素養，是環境工程與化學工程復合型人才培養的理想師資隊伍。(2)教師交叉自學和資格認證。在學院內部要求有環境工程專業學位的教師參加化學工程的本科理論與實踐教育，要求有化學工程專業學位的教師參加環境工程的本科理論與實踐教育，教育期滿后進行考試認證，達到認證資格的教師才能評聘為環境工程與化學工程復合型人才培養的師資。(3)聘請企業有工程實踐經驗，且有良好師范素養的工程師參與環境工程與化學工程復合型人才培養的教學和科研工作。
5學生自主學習是環境工程與化學工程復合型人才培養的重要手段
化學工程師論文范文6
研究團隊、制藥產業及醫療服務業已經認可生命科學仿真系統的作用。在化學工程師和計算機輔助過程工程專家的幫助下，生物工程師可以運用這些手段解決諸多生理學和醫學問題。
2仿真技術的研究進展
系統生物學要使用定量分析來研究生命系統。起因于處理大量數據的需要。學者通過計算機仿真技術，利用定量分析來處理臨床問題，產生了名叫系統醫藥學的新學科?；瘜W工程師長期參與生物學和生物醫學的定量分析。Peppas和Langer認為在20世紀60年代早期化學工程師就參與生物醫藥工程。Bailey和同事研究出一種控制新陳代謝的手段，這種手段不僅可用于生物制造技術，也可用于其他生物問題。2005年，Solis和Stephanopoulos指出了納米級的系統工程需要解決的問題。2006年，Doyle和Stelling回顧了用計算機仿真技術去分析代謝網絡的一些重要的成果。2009年，Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型來分析細胞死亡。近年來，有許多論文概述了計算機工程師和化學工程師在醫療系統中的作用。對化學工程師，尤其是工藝系統工程師來說，免疫系統是一個采用仿真技術的復雜系統，化學工程師能夠研究免疫系統和病毒之間的相互作用。2004-2005年，Deem開發了一種運用計算機仿真技術研究了病毒和疫苗造成的免疫反應的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技術研究了免疫系統的細胞間的通信，以及免疫反應。2006年，Joly和Pinto認為HIV-1發病機理的數學模型優化了藥物治療的方法。這種方法會導致藥物設計和配方設計的改進。Yin在2007年提議把病毒當作一種產品，研究病毒生長和傳播時需要考慮時空的影響?？梢灶A見，將來人們會用生理學模型和計算機技術設計出最佳藥物配方。為了有效地進行仿真，需要根據生物具體的特性建立多種生理學計算模型。幾年前，學者啟動生理組計劃（PhysiomeProject），旨在尋找人和其他真核生物的計算模型。迄今為止，該計劃主要關注使用CellML標準的細胞電生理學的數學模型。CellML標準是一種使用細胞進程模型的生物物理學模型標準。另外SBML標準是一種能夠辨識生物進程的計算機可讀標準。最近，一個名為虛擬生理人的項目進一步促進了歐洲學者研究生物醫學的建模和仿真。學者開發了一些數據庫去存儲生物模型。細胞模型系統和生物模型數據庫是其中兩個重要的數據庫，兩個數據庫都建議使用CellML標準和SBML標準。學者可使用這兩個數據庫來探索復雜的生命系統。生物模型在藥物的使用方面有重要作用，這不僅是一個通用手段，而且對癌癥治療和眼病治療也有特殊的貢獻。2002年，Cstete和Doyle提出一種生物反饋系統的逆向工程分析原理。2003年，Tyson、Chen和Novak回顧一些生物控制模塊的設計原則。
3簡單系統的建模
2001年，Hangos和Cameron強調明確建立模型的目的，模型是在對現象總結的基礎上，用計算機能夠接受的方式反映規律，建模是下一步仿真計算的基礎。對復雜系統來說建模十分必要。復雜系統不可能設計出含所有現象的實驗，因為部分量不可測量，并且幾個現象間很難找到相互關系。盡管學者已經在測量基因與代謝領域取得巨大進展，但仍有許多生物量無法測量，即便能夠測量出一些，測量的準確性也不夠高。下面的例子是倫敦大學研究得到的一種模型，該模型模擬了血流改變時動脈壁內皮細胞的反應。血流改變刺激細胞產生化學信號，而這些化學信號拉長了內皮細胞，在某些條件下，巨噬細胞在動脈壁上增加了，最后導致動脈粥樣硬化。動脈粥樣硬化斑塊的位置與血流改變的區域息息相關。并造成影響。學者研究出兩個模型來探索這種影響。模型一是細胞表面的血液模型，首先把細胞表面分解成許多不同的小三角形區域（0.4um），這個模型可以看成一個斯托克斯公式的邊界積分表達式，通過該模型可以研究在血流作用下細胞的受力情況。模型二研究了力對細胞骨架的影響，細胞骨架保持細胞形狀，可以使用開爾文體模型研究這個問題，它是由1個緩沖器和2個平行的彈簧構成的黏性彈性系統，開爾文體代表一種將機械力轉化成生化信號的細胞成分，這種生化信號會導致Src激酶的活化，Src激酶會調節Rho激酶和GTP酶（Rac和Rho），而Rho激酶和GTP酶可以控制細胞結構和形態。簡單的展示了該過程。此模型可以解釋很多現象，但仍然有一些問題解釋不了，例如當涉及體內細胞間的通信時，該模型不適用。研究人員建立復雜的仿真模型，這些模型涉及化學和機械領域，可以使用這些模型來進一步研究各種生理學和臨床醫學現象。
4復雜系統的建模
生命系統具有很強的魯棒性，生命系統和多反饋的魯棒性系統相似。建模時要識別模型中的薄弱區域，在該薄弱區域模型可能不夠準確，需要用模型進行預測，這要求修改模型。在復雜模型中，特別要注意內部參數不能測量的區域，當處理涉及復雜生理問題時，這些區域變得很重要。原料中包括必要成分A，A和其它成分一起加到反應器。在該反應器上，一些原料反應生成副產物B。在這個過程中，在一定范圍內控制成分A的數量很重要。在反應器上，A在催化劑C的催化下生成B，B在催化劑D的催化下生成A。A的數量決定CSTR產生C或者D的數量。如果A加入很多，將會產生C催化正反應。如果A加入的很少，將產生D催化逆反應。與此同時，膜反應器過濾掉廢物。這個簡單的工藝流程初步反映了血液中葡萄糖調節機制。葡萄糖由腸道進入血液，并供給其它所有的器官。葡萄糖維持在一定濃度很重要，因為維持在一定濃度可以確保人類各種機能的良好反應，這種調節過程稱為葡萄糖穩態。如果葡萄糖糖濃度高，胰腺產生胰島素，指示肝臟把葡萄糖轉化成糖原，如果血液中的葡萄糖濃度低，胰腺產生胰高血糖素，將糖原轉化回葡萄糖。肝細胞還將血液中廢品送入膽汁，并通過膽管過濾并排泄。這是一個涉及多個器官的復雜系統，探索該系統需要考慮許多器官間的聯系，葡萄糖穩態系統可以用7個模型表示。
1）.胰高血糖素受體模型
通過胰高血糖素模擬肝細胞表面受體的活化，受體活化產生三磷酸肌醇。該模型由5個微分方程構成，分別描述受體的各種狀態、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的產生。
2）.鈣模型
模擬由三磷酸肌醇活化產生的鈣信號通路。該模型由2個微分方程構成，分別涉及細胞質和內質網中鈣濃度。鈣模型的前提是Hill方程。
3）.環磷酸腺苷模型
模擬受體的活化和環磷酸腺苷的產生。該模型由5個微分方程構成，分別關于環磷酸腺苷的濃度、S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的濃度、受體的比例、不活動的比例以及核定位蛋白激酶A的比例。模型遵守Hill方程。
4）.胰島素模型
模擬肝臟對于胰島素的反應，該模型由1個描述糖原合成酶激酶（GSK）活化的微分方程構成。
5）.血液模型
模擬葡萄糖在血液、肝臟和胰腺之間的運輸，該模型由1個描述血液中葡萄糖濃度的微分方程構成。
6）.糖原分解模型
模擬控制糖原分解與合成的4個因素，葡萄糖及6磷酸葡萄糖的控制、鈣離子的控制、環磷酸腺苷的控制、胰島素的控制。該模型是一個模糊邏輯模型，該模型描述糖原合成酶（Sta，控制糖原合成速率）及糖原磷酸化酶（Pho，控制糖原分解速率）的活性水平。該模型由4個微分方程構成，分別關于糖原磷酸化酶（Pho）、糖原合成酶（Sta）、糖原和細胞內的葡萄糖。
7）.胰腺模型
模擬胰高血糖素或胰島素的釋放。該模型由2個微分方程構成，分別關于胰島素和胰高血糖素的血液濃度。每一個微分方程都要遵循Hill方程。上述7個模型共同構成葡萄糖的調控模型，需要軟件管理系統來協調它們。Saffrey等人在2007年描述一種模型管理系統。該管理系統用來存儲模型和數據。在該系統中，上述的7個模型互相聯系，共同模擬出葡萄糖穩態系統。Hetherington等人詳細描述這個葡萄糖穩態系統的模型。
5完善和應用模型
建立模型以后，需要進一步完善?？梢赃x擇各種不同的實驗者，將實驗者分成多個小組，分別觀察和記錄他們的數據，根據這些數據完善和調整模型，甚至改變模型，最終確定適合不同人的具體的模型。通過這些具體的模型可以預測未來的變化情況，為了達到某些目的也可以設計一些干預措施。在其他領域中，學者已經充分研究了基于模型工程的設計方法，利用這些設計方法可以達到一些想要的結果，雖然這些設計方法還不成熟，需要進一步完善，但值得借鑒。在生命科學中，要特別注意干預措施也可能會導致一些危害。這些干預措施包括環境干預、藥理學干預或基因干預。環境干預通過物理或化學因素，藥理學干預主要通過臨床干預。在上一部分描述的復合模型中，廣泛的使用了計算機輔助過程工程技術，和優化技術尋找最佳解決方案，如糖尿病患者的最佳胰島素劑量；使用隨機技術尋找高敏感度模型的解決方案；使用區間方法確定能夠接受的最壞情況。上述方法和模型已經被用來預防一些疾病。如糖尿病患者很可能患非酒精性脂肪肝（NAFLD），利用上述方法可以提出一些措施，有效地避免Ⅱ型糖尿病患者患非酒精性脂肪肝（NAFLD）?；谀Ｐ偷姆椒ǎɡ鐑灮?、隨機分析、間隔方法）將促進生物學和醫學的發展，并且隨著生物學和醫學的發展，這些方法將更完善。要在生物學和醫學領域中很好地使用這些方法和模型，必須要掌握生命科學的知識和計算機的知識，單個的研究者常常不具有這兩個領域的知識，因此合作很重要。那些希望從事相關研究工作的學者必須合作，例如通過短期或長期項目，建立一個促進合作的機制。
6結論
