化學工程與應(yīng)用精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇化學工程與應(yīng)用，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：化學工程與工藝；專業(yè)；就業(yè)方向

化學工程與工藝專業(yè)是一個極富創(chuàng)造性、挑戰(zhàn)性的重要工業(yè)領(lǐng)域，能在化工、石油、能源、輕工、冶金、醫(yī)藥、微電子生產(chǎn)、食品和環(huán)保等多領(lǐng)域行業(yè)，從事產(chǎn)品的研制開發(fā)與評估、過程工藝與裝置的設(shè)計放大、過程科學研究、高等工程教育、生產(chǎn)過程的控制及經(jīng)營管理等方面工作的高級工程技術(shù)、教育教學和管理營銷人才，具有技術(shù)密集、人才密集、資本密集的特征，特別是二十一世紀的化學工業(yè)在向“綠色化工”方向發(fā)展的同時，對知識的交叉滲透、產(chǎn)業(yè)的相互交融提出了更寬更深的要求，該專業(yè)就是為了適應(yīng)面向二十一世紀化學工業(yè)發(fā)展而設(shè)置的一個厚基礎(chǔ)、寬口徑、適應(yīng)性強的大專業(yè)。本專業(yè)旨在培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，具備在工業(yè)界、科技界、政府及行業(yè)機構(gòu)中擔任重要職務(wù)的基本素質(zhì)，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。

通過上述闡述，我們簡單了解到了化學工程與工藝的定義，在一些重要領(lǐng)域的關(guān)鍵作用。下面就讓我們分開來解讀化學工程和工藝在哪些領(lǐng)域起到了什么作用，在工作中，如何將資源更好的利用？

化學工程與工藝就是研究化學工業(yè)生產(chǎn)過程中的共同規(guī)律，并用化學方法改變物質(zhì)組成或性質(zhì)來生產(chǎn)化學產(chǎn)品的一門工程W科。簡單來說，也就是化學在工程實際中的應(yīng)用。該專業(yè)主要開設(shè)高等數(shù)學、無機與分析化學、有機化學、物理化學、高級語言程序設(shè)計、化工原理、化工熱力學、化工分離工程、儀器分析、化工設(shè)計、化學反應(yīng)工程、化工工藝等課程。其中英語、化工原理、化學反應(yīng)工程、高等數(shù)學為學位課程，參加省自學考試。

化學工程與技術(shù)學科是從19世紀末由于化學品大規(guī)模生產(chǎn)的需要而形成和發(fā)展的。當時，為了化工生產(chǎn)的高效和大型化，根據(jù)典型的化學工藝和設(shè)備中出現(xiàn)的一些具有共同屬性的工程問題，形成了單元操作的概念。20世紀50年代后發(fā)展的傳遞過程原理和化學反應(yīng)工程使化學工程學科上升到了新的階段。人類穿的各種合成纖維的衣物，吃的各種食物的包裝加工，住的房屋的水泥鋼材，以及人們開車所用的石油天然氣，都是化工研究的方向。中科院院士陳洪淵就曾經(jīng)評價化工產(chǎn)業(yè)為“國之重器”，能創(chuàng)造出數(shù)千萬個“新物種”。譬如說，1909年哈伯發(fā)明的合成氨技術(shù)使世界糧食翻倍，解決了世界上一半人的溫飽問題。1995年我國的化學纖維產(chǎn)量為330萬噸，其中90%是合成纖維，這一化工技術(shù)的應(yīng)用，使大多數(shù)人免于挨凍。

當今社會，化學工程與工藝也應(yīng)用到多個領(lǐng)域，如分析化學師、食品化學師、化妝品研發(fā)員、醫(yī)藥技術(shù)師等職業(yè)，這些職業(yè)你肯定聽說過，但不一定想到他們與化學工程與工藝專業(yè)相關(guān)。總體來說化學工程與工藝專業(yè)的就業(yè)領(lǐng)域還是相當廣泛的。畢業(yè)生能在化工、能源、信息、材料、環(huán)保、生物工程、輕工、制藥、食品、冶金和軍工等部門從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學研究等方面工作。一般主要的主要就業(yè)方向可以從一下幾個方面來看：

首先，可到科研院所、高等院校從事化學工程與工藝相關(guān)科研、教學等工作。不過這需要該專業(yè)學生具備一定的科研水平和較高的學歷。

其次，到化工類、石油類、輕工類、車輛化工、建筑機械、制藥、食品、涂料涂裝等相關(guān)的科研單位、企業(yè)、公司從事應(yīng)用研究、精細化工產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)和科技等工作。化工行業(yè)有很多知名的企業(yè)如美孚、殼牌、巴斯夫、中石油、中石化等。當然，除了這些大企業(yè)外，一些冶金、化纖、煤炭、橡膠等化工企業(yè)也是畢業(yè)生不錯的選擇。化工行業(yè)是個講究經(jīng)驗和積累的行業(yè)，技術(shù)和經(jīng)驗是技術(shù)型人才的資本，對于剛走出校門畢業(yè)的學生來說，一般需要一個相當長時間的經(jīng)驗積累，從基層做起，讓理論和實踐充分的結(jié)合后，才能謀取個人職業(yè)更好的發(fā)展。

再次，可以在相關(guān)化工類企業(yè)從事銷售、管理等工作。除了走工藝、研發(fā)、質(zhì)量檢驗等技術(shù)人才的道路外，該專業(yè)復(fù)合型銷售和管理人才在人才市場中也特別受歡迎。關(guān)鍵是如何取得化工類技術(shù)以外的教育背景和從業(yè)經(jīng)歷。化工貿(mào)易、管理人才基本都需要是化工專業(yè)出身，同時熟知貿(mào)易規(guī)則和單位業(yè)務(wù)，還必須具備耐心細致，和較強的語言表達能力。

國家教育部曾公布的化學工藝與工程專業(yè)就業(yè)狀況顯示，該專業(yè)2013年全國普通高校畢業(yè)生規(guī)模在28000-30000人，近三年全國就業(yè)率區(qū)間在90%-95%之間，屬于就業(yè)率較高專業(yè)。

據(jù)調(diào)查，相關(guān)從業(yè)人員都表示，化工專業(yè)畢業(yè)生要找到一份工作并不難，但找什么樣的工作就因人而異了。由于化工各個方向分類較細，各個大學都有自己擅長的專業(yè)方向。如有些學校側(cè)重石油化工、煤化工；有些側(cè)重醫(yī)藥化工；有的則偏重金屬冶煉或精細化工等。另外，還有一些人對化工就業(yè)存在這樣的誤區(qū)，擔心學這個專業(yè)畢業(yè)后要去挖煤、煉石油。實際上，傳統(tǒng)的石油化工、煤化工只是其中的一個就業(yè)方向，如果你對這個方向不感興趣，還有更廣泛的領(lǐng)域可供選擇。如可以選擇和人們生活息息相關(guān)的精細化工，我們用的洗發(fā)水、洗面奶、沐浴液的研發(fā)生產(chǎn)都是化工的主要就業(yè)領(lǐng)域。還有食用油、巧克力等食品加工企業(yè)，香水、化妝品、奢侈品制造等也是化工很好的就業(yè)方向。目前我國經(jīng)濟建設(shè)水平不斷提升，涉及綜合技術(shù)項目的開發(fā)工作節(jié)奏也顯得急躁起來，對于化工專業(yè)建設(shè)工作人員來說，需要聯(lián)同系統(tǒng)性的設(shè)施布置和先進實驗驗證項目開發(fā)，積極穩(wěn)固綜合人力資源的開發(fā)動力，為我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的貢獻力量。

除了化學工程與工藝在工作上的應(yīng)用外，可以說，我們?nèi)粘Ｉ钪械摹耙隆⑹场⒆　⑿小睒訕佣茧x不開化工產(chǎn)品。化學工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，它為農(nóng)業(yè)、能源、交通、機械、電子、紡織、輕工、建筑、建材等工農(nóng)業(yè)和人民日常生活提供保障和配套服務(wù)。同時它還是工業(yè)經(jīng)濟中最具活力，有待開發(fā)且競爭力極強的一個行業(yè)。老人常說，“三百六十行，行行出狀元”，不管研讀什么專業(yè)，都有一定的優(yōu)勢和特點，只要潛心學習，任何領(lǐng)域都可以走出一片輝煌的天地。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：工程技術(shù)；化學反應(yīng)；應(yīng)用技術(shù)

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2015）04-0025-01

化學工程技術(shù)是一門主要研究化工生產(chǎn)過程中研究和開發(fā)以及過程裝置的設(shè)計、制造和管理的綜合性技術(shù)。化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應(yīng)用已涉及到各行各業(yè)，化學工程技術(shù)的發(fā)展對于強化化工生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低原料和能量消耗，對于企業(yè)的技術(shù)改造以及新技術(shù)的開發(fā)起著重要作用。

1.新型反應(yīng)技術(shù)的研究

1.1 超臨界化學反應(yīng)技術(shù)。超臨界液體是指在溫度和壓力都處于臨界點之上時，此時狀態(tài)處于液體和氣體之間，具有這兩種狀態(tài)的雙重性質(zhì)。這種狀態(tài)的流體不僅在化學工業(yè)、生物化工、食品工業(yè)有廣泛的應(yīng)用，而且還在醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛，已經(jīng)顯示出巨大的魅力，極具發(fā)展前景。近年來，化學界將超臨界水氧化法應(yīng)用到保護環(huán)境的領(lǐng)域，但是都處于初級發(fā)展階段，很不成熟。

1.2 綠色化學反應(yīng)技術(shù)。綠色化學是指對環(huán)境不會造成污染的，有利于保護環(huán)境的化學工程。綠色化學簡單說就是采取化學的技術(shù)和方法來減少或消除那些對人類有害的、妨礙社區(qū)安全的、對生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生不利影響的原料或溶劑等。綠色化學是將污染從源頭進行消除的工程，因此很徹底，這主要包含原子經(jīng)濟性和高選擇性的反應(yīng)，生產(chǎn)出對環(huán)境有利的材料，并且回收廢物循環(huán)利用的一門科學技術(shù)。

1.3 新的分離技術(shù)。從廣義上看，分離強化首先是對設(shè)備的強化，隨后對生產(chǎn)工藝進行強化，整體來說就是只要能將設(shè)備變小、將能量轉(zhuǎn)化效率提高的技術(shù)都是化工分離技術(shù)強化的結(jié)果，這樣不僅有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，同時也是化工分離技術(shù)的重要技術(shù)與主要趨勢之一。然而，古老的化工分離技術(shù)原理：利用沸點的不同，將不同的組分從分離塔里分離出來。隨著科技的發(fā)展及國內(nèi)外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景，但是這些在應(yīng)用中同樣也存在著很多問題，此項研究對相關(guān)分子蒸餾的基礎(chǔ)理論探究比較少，沒有在理論上充分說明和指導(dǎo)，對設(shè)計刮膜式分子蒸餾器也沒有深入的研究。隨著信息技術(shù)和科學的不斷進步和發(fā)展，分離技術(shù)也隨之得到改善，取得了長足的進步，逐漸信息技術(shù)引入到分離技術(shù)的研究與開發(fā)上，例如在研究熱力學和傳遞的性質(zhì)、多相流等方面，這些都是信息技術(shù)發(fā)生功效的主要分離技術(shù)，再如分子模擬大大提高了預(yù)測熱力學平衡和傳遞性質(zhì)的水平。對分子的設(shè)計加速了可以加速分離，因此對研究和開發(fā)新的高效的分離劑有深遠的意義。信息技術(shù)的引進對于分離過程的深入產(chǎn)生了重要的作用，而且還能提高工作效率。

2.傳熱過程中一些新的研究進展和方向

2.1 微細尺度傳熱學研究進展。微細尺度是從空間尺度和時間尺度微細的探討和研究傳熱學規(guī)律，現(xiàn)在傳熱學中已經(jīng)自成一個分支，發(fā)展前景廣闊。當物體的特征尺寸遠大于載體粒子的平均尺寸即連續(xù)介質(zhì)時假定依然會成立，但是由于尺度的微細，原來的假設(shè)的影響因素也會相對的發(fā)生變化，這就導(dǎo)致了流動和傳入規(guī)律發(fā)生著變化。目前，微米、納米科學已經(jīng)取得長足的進步，受到人們的廣泛關(guān)注，諸多領(lǐng)域都是圍繞微細尺度傳熱學進行研究的。其中高集成度電子設(shè)備、微型熱管、多空介質(zhì)流動傳熱等多項研究都是微熱尺度傳熱學研究取得的豐碩成果。

2.2 強化傳熱過程的研究進展。這項研究主要是從改進換熱器設(shè)備的形式入手，提高傳熱的效率，并想辦法改進設(shè)備使其持續(xù)對外放熱，這種改進包含發(fā)明新的傳熱材料和改進生產(chǎn)工藝，將過去的設(shè)計進行優(yōu)化等方法。

2.3 傳熱理論研究進展。近年來，傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，但至今仍未能很好的實現(xiàn)，主要問題是如何獲得實現(xiàn)滴狀冷凝，并且使其冷凝表面壽命延長。改變冷凝界面的性質(zhì)，將滴狀冷凝應(yīng)用到工業(yè)上進行傳熱改造是傳播熱學研究的主要熱點之一。沸騰的傳熱方式不僅在機械、動力和石油化工等傳統(tǒng)的工業(yè)之中廣泛使用，而且在航空航天技術(shù)等高科技領(lǐng)域也廣泛的應(yīng)用著。長期以來，人們都在對液體發(fā)生核態(tài)沸騰的主要原因和具有高換熱強度的機理進行著深入的探究。由于沸騰的現(xiàn)象是復(fù)雜和多變的，這些都導(dǎo)致了我們不能利用常規(guī)的計算方法來計算出沸騰所能傳輸?shù)臒崃俊５浆F(xiàn)在為止，加熱器表面受到水沸騰時產(chǎn)生的氣泡的影響，這一問題是最需要得到解決的，也是研究的重點所在，對沸騰傳熱進行計算大都采取機理模型，這種方法存在嚴重的缺陷就是計算的準確率很低，而且需要大量的實驗做基礎(chǔ)，所以目前應(yīng)用的范圍較窄，目前沒有能較準確計算沸騰傳熱的計算式，因此我們有另辟蹊徑，從新的角度來探究和研究問題，從基本理論出發(fā)，提出新的理論與計算方法或研究出新的模型，將數(shù)學與之相結(jié)合計算出沸騰所傳出的熱量，這將成為今后研究的重中之重。

3.促進化學工程技術(shù)發(fā)展的對策

3.1 著眼全局提高化學工程技術(shù)水平。化學工程科學近年來的發(fā)展趨勢已經(jīng)明顯地呈現(xiàn)與多學科交叉的現(xiàn)象，要進一步促進化學工程技術(shù)的進步，就要從全局出發(fā)綜合考慮與化學工程交叉的各個領(lǐng)域的情況。要統(tǒng)籌考慮各個領(lǐng)域的運用，做好整體的規(guī)劃，協(xié)調(diào)各項科學的開發(fā)利用。并且統(tǒng)籌現(xiàn)有領(lǐng)域的同時積極開拓新的研究領(lǐng)域，使各個學科領(lǐng)域相互促進，最后實現(xiàn)共同發(fā)展。

3.2 提高化學工程機械設(shè)備研究水平。機械設(shè)備是提高一項技術(shù)必須具備的，先進的機械設(shè)備能為更高水平的技術(shù)研究硬件支持。但是相對而言，目前化學工程技術(shù)方面的機械設(shè)備還比較落后，應(yīng)該加強研究力度，向世界化學工程技術(shù)研究的機械水平靠近。有了這些高科技水平的機械設(shè)備，在化學工程技術(shù)領(lǐng)域趕超世界水平指日可待。

篇3

一、虛擬儀器的發(fā)展和結(jié)構(gòu)組成

電子儀器的發(fā)展，一共經(jīng)歷了四個重要階段：模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器和虛擬儀器。前三個階段的發(fā)展實際上是為第四階段的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。第四代虛擬儀器，是通信技術(shù)、測試技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，三門學科最新技術(shù)的結(jié)晶，融合了測試理論、儀器原理和技術(shù)、計算機接口技術(shù)、高速總線技術(shù)以及圖形軟件編程技術(shù)于一體。虛擬儀器的產(chǎn)生是儀器發(fā)展史上一次大的革新。虛擬儀器是指將一些比較靈活高效的軟件和一些性能較高的硬件結(jié)合起來，將其應(yīng)用在各個領(lǐng)域中對各項參數(shù)進行測試和調(diào)節(jié)、控制等的一個應(yīng)用性很強的平臺。一般來說，完整的虛擬儀器系統(tǒng)中有三部分的組成結(jié)構(gòu)，一部分是電子計算機，一部分是儀器軟件，最后一部分是儀器硬件。在電子計算機和大型集成電路高速發(fā)展的今天，相比較傳統(tǒng)儀器，虛擬儀器得到了飛躍發(fā)展。在基本硬件的支持下，虛擬儀器可以利用電子計算機合理的調(diào)用相應(yīng)的高級軟件模塊來完成數(shù)據(jù)的采集、控制、分析、處理以及結(jié)果的存儲和顯示。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有成本低、性能高、擴展性強、開發(fā)時間短以及出色的集成這五大優(yōu)勢。基于此，本文對虛擬儀器的發(fā)展及在化學工程領(lǐng)域中的應(yīng)用進行了探究，為其未來的發(fā)展提供參考依據(jù)。

二、虛擬儀器的技術(shù)支撐和特點

硬件是虛擬儀器的基礎(chǔ)，軟件是虛擬儀器的核心。計算機主要完成數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示。硬件接口電路主要完成被測輸入信號的采集、放大、模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)構(gòu)成虛擬儀器的接口總線不同,主要分為基于通用接口總線gpib 的儀器系統(tǒng)、基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器系統(tǒng)、基于vxi 總線儀器實現(xiàn)虛擬儀器系統(tǒng)、基于pxi 總線儀器實現(xiàn)虛擬儀器系統(tǒng)、基于串行口儀器的虛擬儀器系統(tǒng)和基于現(xiàn)場總線設(shè)備的虛擬儀器系統(tǒng)等類型。軟件可定義儀器的功能圖。虛擬儀器系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)從底到頂層分為儀器i/o 接口軟件、驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件3 個層次。

虛擬儀器作為新型的儀器種類,主要具有以下幾個特點:首先，技術(shù)和接口技術(shù),具有方便、靈活的互聯(lián)性,可方便地同外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)及其它應(yīng)用連接。其次，開放式體系結(jié)構(gòu),縮短系統(tǒng)開發(fā)周期。虛擬儀器開放性構(gòu)成方式,使其具有靈活性和功能的可重構(gòu)性,可使用戶提高重復(fù)利用率,縮短系統(tǒng)組建時間,降低開發(fā)費用。最后，“軟件就是儀器”,儀器功能由用戶定義。虛擬儀器系統(tǒng)中,軟件是整個儀器的關(guān)鍵,用戶可以根據(jù)自己需要定義儀器的功能,通過修改軟件,很方便地改變、增減儀器系統(tǒng)的功能與規(guī)模,打破了傳統(tǒng)儀器有廠家定義、用戶無法改變的模式。

三、虛擬儀器在化學工程領(lǐng)域中的應(yīng)用

虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助客戶創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標準的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應(yīng)用的需求。這也正是ni近30年來始終引領(lǐng)測試測量行業(yè)發(fā)展趨勢的原因所在。它在化學工程領(lǐng)域的應(yīng)用有以下幾方面：

虛擬儀器可以應(yīng)用在化工過程控制領(lǐng)域中、是由化工領(lǐng)域中以及化學工程模擬領(lǐng)域中。虛擬儀器可以對化學反映系統(tǒng)中的各個參數(shù)進行實時的檢測，還能通過參數(shù)的檢測來調(diào)整和控制各項參數(shù)，以更好地確保化學反應(yīng)的正常進行。在化工過程控制領(lǐng)域中的應(yīng)用有很多，例如，東南大學的王曉等人通過基于labview開發(fā)平臺的虛擬儀器開發(fā)了換熱器試驗裝置測控系統(tǒng)，這個系統(tǒng)有很多功能，包括對各項參數(shù)的檢測、記錄，同時還能對這些參數(shù)進行分析和調(diào)節(jié)，基于此，應(yīng)該加強對該系統(tǒng)的研究和推廣，使其在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。石油化工領(lǐng)域中也經(jīng)常需要運用到虛擬儀器，通常是將計算機技術(shù)和虛擬儀器結(jié)合在一起進行應(yīng)用。在這方面的應(yīng)用實例有：通過虛擬儀器，對石油管道的壓力進行監(jiān)測，來判斷石油管道在運行過程中會否出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。化學工程模擬，實際上是通過建立化工過程的一系列數(shù)學模型，然后根據(jù)標準的條件要求以及各項參數(shù)，利用計算機，對這些模型進行計算，并根據(jù)計算的結(jié)構(gòu)模擬出整個化工過程中所發(fā)生的行為。在化工領(lǐng)域中，如果要使用一種新的儀器或者是使用一項新的工藝，需要先依靠計算機對這些儀器或者工藝進行模擬，得到一系列數(shù)據(jù)，并鑒定其可靠性。虛擬儀器在化學工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，使得整個過程的各項參數(shù)判斷更加具體和直觀，有利于判斷其對于工程的影響。這方面的應(yīng)用實例也有很多，例如，新疆大學的付志新等人開發(fā)出了一套基于全混流反應(yīng)器的模擬系統(tǒng)，并且模擬計算了其中的不可逆的放熱反應(yīng)。

五、虛擬儀器的發(fā)展趨勢和光明前景

虛擬儀器還可廣泛應(yīng)用于航天航空、軍事工程、汽車、電力工程、機械工程、建筑工程、鐵路交通、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)療等很多需要高性能測控設(shè)備進行科學分析的場合。例如,利用虛擬儀器系統(tǒng)可以開發(fā)復(fù)雜的汽車駕駛室模擬仿真系統(tǒng),汽車abs 傳感器功能測試系統(tǒng);可以測試飛機飛行過程中的噪音,進行飛機發(fā)動機測試,飛行控制系統(tǒng)測試;可以用于電力參數(shù)的測試,構(gòu)建電力測量控制系統(tǒng);可以用于開發(fā)內(nèi)燃機測試系統(tǒng),等等。

自從虛擬儀器出現(xiàn)以來，其技術(shù)也不斷發(fā)展和成熟，逐漸向著圖形化這一開發(fā)平臺中的更強適應(yīng)性、更高級別的硬件模塊以及更符合標準的驅(qū)動程序等方向發(fā)展，而該平臺自身的不斷完善和發(fā)展也是促進虛擬儀器技術(shù)不斷發(fā)展和提高的重要保證。同時，怎樣縮短用戶的學習時間和學習量，就能確保其進行具有強大功能虛擬儀器的使用，怎樣讓用戶輕易地對該模擬系統(tǒng)中得到的結(jié)果進行判斷，或者如何確保用戶采用一些系統(tǒng)構(gòu)成比較簡潔的虛擬儀器來對復(fù)雜的內(nèi)容進行測試，都是虛擬儀器在未來的發(fā)展中需要解決的問題。

結(jié)束語：

篇4

【關(guān)鍵詞】案例教學法 化工 工程教育

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）05-0014-01

一 案例教學法的由來及其發(fā)展

《化工過程分析與開發(fā)》是我們面對應(yīng)用化學專業(yè)一年級研究生開設(shè)的一門專業(yè)課，具有較強的綜合性和應(yīng)用性。近三年，我們在該課程教學中采用案例教學法，受到了學生的好評和喜愛。案例教學法并非新鮮事物，早期即被教育家們自覺或不自覺地廣泛使用。約2500年前，中國的孔子和希臘的蘇格拉底分別采用啟發(fā)式和問題式教學法，可以被認為是案例法的雛形。現(xiàn)代的案例教學法以哈佛大學為代表，最初應(yīng)用于法學，后被推廣到醫(yī)學和管理學等學科領(lǐng)域。20世紀末形成的建構(gòu)主義學習理論則在很大程度上為案例教學法提供了相應(yīng)的理論支撐。現(xiàn)代案例教學法的一個主要特征是突出學科特點和學生就業(yè)后從事工作的職業(yè)特性，以培養(yǎng)具備職業(yè)素養(yǎng)、具有解決實際問題能力的人才為導(dǎo)向，把教學與實踐緊密地結(jié)合起來。近十年來，隨著對高等院校培養(yǎng)實用型工程技術(shù)人員要求的提出，特別是“卓越工程師”計劃的實施，國內(nèi)高等教育工作者對案例教學法在工科專業(yè)教學中的應(yīng)用進行了大量的理論研究。

二 有效實施案例教學法的方法

主要從一個“實”字出發(fā)，針對如何把案例教學法落到實處、收到實效，對這三年中摸索的一些具體做法進行總結(jié)。

案例是案例教學法的核心。如何在完成繁重的教學和科研任務(wù)的同時，形成豐富、高水平和具有實效性的案例群，對高校教師是一個挑戰(zhàn)。我們根據(jù)任課教師自身的特點和優(yōu)勢，主要從三個方面尋找案例素材。

第一，來自于教材和傳統(tǒng)工業(yè)的經(jīng)典化工過程。這些案例都經(jīng)過了多年的發(fā)展，工藝往往比較成熟，適合用來引導(dǎo)學生入門。此類案例極為豐富，而且都有詳盡的描述和解釋，可以用來建立基礎(chǔ)的案例庫。根據(jù)化學工程和應(yīng)用化學專業(yè)的學科特點，案例教學法的目的是讓學生養(yǎng)成從工程的角度看待和描述問題，而不僅僅是解決問題的習慣，即“授人以漁”。因此，在具體授課過程中，從實際教學需要出發(fā)，求精而不求全，避免為了案例而案例。我們從《化工過程分析與設(shè)計導(dǎo)論》教材中選取了合成氨和庚烷提純介紹過程設(shè)計的總體思路，選取海水脫鹽、流體管內(nèi)流動分別介紹建模和無量綱分析兩種重要的設(shè)計手段。針對這幾個具體案例，采用課堂講授為主的形式，把相關(guān)的問題搞透搞細。

第二，來自于專業(yè)教師的在研項目。我們在每個班次一學期的教學中，安排三位老師分別就自己的科研項目中提煉一個案例，一般包括一個自然科學基金項目和兩個橫向課題。我們將學生也分為三組。每一個案例首先由教師利用兩個課時進行講解和介紹，然后由一組學生用兩周的時間按照要求完成設(shè)計任務(wù)，并以墻報的形式提交作品，最后再利用兩課時進行學生間答辯和討論以及教師的點評。這些在研課題中抽取的案例具有真實性和前沿性，也是教師最熟悉的領(lǐng)域。教師最有把握掌控該部分內(nèi)容，能夠做到深入淺出，給學生以最到位的引導(dǎo)。

第三，來自于學生學科競賽。化學工程與工藝專業(yè)本科生每年暑假參加省級和國家級的大學生化工設(shè)計競賽，由主辦方委托專家命題，近三年分別為CO2的捕捉及綜合利用、甲醇制烯烴（MTO）和C4組分綜合利用，都是我國化工行業(yè)中正在大力發(fā)展或推進的綜合性項目。本課程授課老師負責指導(dǎo)該系列競賽并擔任初賽和決賽評委。在準備作品和參賽、評分過程中，教師會對可能的產(chǎn)品路線、技術(shù)路線、生產(chǎn)工藝以及項目設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題有一個較為全面和深入的了解。在學期初，我們即安排在競賽中獲獎的學生團隊在課堂上進行PPT作品展示，一般包括項目背景介紹、工藝流程、設(shè)備設(shè)計和選型、廠址選擇及廠區(qū)布置、經(jīng)濟評價、環(huán)境保護以及3D動畫廠區(qū)展示等內(nèi)容。然后把該項目布置下去，要求每名參加本課程學習的研究生在學期末完成一個較為完整的作品，并進行PPT展示和答辯，作為成績考核的主要內(nèi)容。

參考文獻

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篇5

關(guān)鍵詞：工程力學；項目教學；課程設(shè)計；任務(wù)實施

0 引言

力學是研究物質(zhì)運動和變形規(guī)律的科學，所闡述的規(guī)律帶有普遍性，是一門基礎(chǔ)科學。是各技術(shù)工程學科的重要理論基礎(chǔ)，是溝通自然科學基礎(chǔ)理論與工程實踐的橋梁。該課程內(nèi)容由理論力學和材料力學兩部分組成，具有理論性、系統(tǒng)性、抽象性的特點，學生在學習過程中感到枯燥乏味，理論與實際相脫離，從而造成教學效果不佳等現(xiàn)象。而本課程又與很多專業(yè)課程密切相關(guān)，學習的效果直接影響了學生對專業(yè)的學習。因此，改變教學方法提高效率，加強學生的學習效果，是該課程教學的大勢所在。本文在工程力學的教學中引入項目化教學方法，以實際工作任務(wù)為引導(dǎo)，采用基于工作過程的項目化教學法。將生產(chǎn)一線中的實際項目引入課堂，使學生在“做中學，學中做”，加強理論與實踐的結(jié)合，提升學生職業(yè)能力。

1 課程設(shè)計方面

在課程設(shè)計方面，堅持理論與實際相結(jié)合的原則，立足于工程應(yīng)用，利用多媒體充分說明工程力學在現(xiàn)代工程中的應(yīng)用情況，使學生認識到本門課程在整個知識體系中的地位與作用，從而引起學生的重視，提高學習的熱情，調(diào)動學習的興趣。現(xiàn)以工程力學課題組制定的課程整體設(shè)計為例，加以闡述。本課程內(nèi)容以油壓夾緊機構(gòu)為項目載體，結(jié)合工程力學教學目標，設(shè)計如下的教學內(nèi)容，見表1。

在進行課程整體設(shè)計時，需注意以下幾點：

1、整個課程設(shè)計時，要充分進行企業(yè)調(diào)研，根據(jù)學生將來從事的職業(yè)崗位的知識、能力要求而設(shè)計，課程的教學目標圍繞項目訓(xùn)練能力進行，學生通過完成項目（任務(wù)）進而訓(xùn)練職業(yè)能力，項目又是能力實現(xiàn)的切實載體。

2、為保證設(shè)計過程的系統(tǒng)性，用油壓夾緊裝置的分析是本課程的項目，按照機械設(shè)計的設(shè)計過程設(shè)計了課程順序，任務(wù)和步驟是一個接一個地被展現(xiàn)、被傳授、被實現(xiàn)，項目具有連續(xù)性、實用性等特性，當這些單項任務(wù)都被完成后，學生也就基本具有了從事簡單的機械設(shè)計、測繪能力。

3、有些子項目或單項任務(wù)的前后順序有待斟酌。

2 教學模式、教學方法方面

教學環(huán)節(jié)設(shè)計，依據(jù)項目的選定，結(jié)合相應(yīng)的教學目標，設(shè)置教學任務(wù)。在設(shè)計時，一定注重要基于工作過程的設(shè)計模式，并且要注重學生主體，讓學生真正在學習的過程中做到“做中學”，任務(wù)的設(shè)計本著由淺入深，由低到高的原則進行，并且與學生所要掌握的知識緊密結(jié)合。另外在教學中任務(wù)引導(dǎo)法、案例教學法、頭腦風暴法、六步教學法等多種教學方法要綜合互補使用。在教學過程中對于要完成的任務(wù)，老師要做簡單的講解，使學生既能準確把握研究的方向，又能保持好奇心理和研究動力。每一任務(wù)的教學都采用單元設(shè)計表格的形式，從而較完善的完成教學任務(wù).

現(xiàn)以課程項目之一：扭轉(zhuǎn)變形在傳動軸中的分析和計算為例，展示項目教學法的具體實施過程。

（1）明確本項目的教學內(nèi)容流程：

復(fù)習鞏固任務(wù)引入任務(wù)設(shè)置任務(wù)分析歸納總結(jié)考核評價布置作業(yè)

（2）復(fù)習鞏固：

油壓加緊裝置中哪些構(gòu)件受到剪切變形？

桿件的基本變形有哪些？

（3）任務(wù)設(shè)置：

任務(wù)1：傳動軸的變形分析；

任務(wù)2：傳動軸內(nèi)力的計算；

任務(wù)3：傳動軸扭矩圖的畫法；

拓展任務(wù) ：分析傳動軸外力偶的合理安排。

（4）任務(wù)分析：

任務(wù)一 傳動軸的變形分析

通過一些圖片展示，例如傳動系統(tǒng)的傳動軸、汽車傳動軸、汽車轉(zhuǎn)向軸、攻絲等機構(gòu)，提出問題：機械中的軸類零件在傳動中受到什么共同變形？還有哪些實例屬于同種變形？能否總結(jié)一下它們的特點是什么？然后引入扭轉(zhuǎn)的變形特點：各橫截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，桿軸線始終保持直線。

任務(wù)二 傳動軸扭矩的計算

截面法求扭矩

1、截開：將圓軸沿任一截面1-1截開，取任一部分為研究對象.

2、代替：用內(nèi)力偶矩代替截去的另一部分.

3、平衡：由T=ΣMi 得 T=？

任務(wù)三 傳動軸扭矩圖的畫法

定義：扭矩圖表示沿桿件軸線各橫截面上扭矩變化規(guī)律的圖線

目的：①扭矩變化規(guī)律；②|T|max值及其截面位置；③強度計算（危險截面）。

拓展任務(wù)：分析傳動軸外力偶的合理安排

練習：傳動系統(tǒng)的主軸ABC的轉(zhuǎn)速n=960r/min，輸入功率PA=27.5kw ，輸出功率PB=20kw，PC=7.5kw 。試畫出ABC軸的扭矩圖；如果將輪A和輪B位置對調(diào)，試分析對軸的受力是否有利？

（5） 總結(jié)歸納

任務(wù)1 ：由傳動軸的變形分析，可以掌握扭轉(zhuǎn)變形的受力特點和變形特點。

任務(wù)2 ：由傳動軸內(nèi)力的計算，能夠熟悉的掌握受扭轉(zhuǎn)變形的圓軸內(nèi)力大小方向的求解。

任務(wù)3：由傳動軸扭矩圖的畫法，可以更熟練掌握變形的內(nèi)力的分布，以便找出危險截面。

拓展任務(wù) ：由分析傳動軸外力偶的合理安排能夠鍛煉學生學以致用、融會貫通的能力，以及耐心、細心、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和團隊的協(xié)作精神。

考核評價 教師評價+小組互評+個人自評

布置作業(yè) 在校企合作項目“電腦彈簧機”中，有哪些構(gòu)件屬于扭轉(zhuǎn)變形實例，分析它們的特點

3 教學手段方面

合理運用多媒體教學資源：當前，在課堂講授中應(yīng)用多媒體教學已成為大家的共識。多媒體教學可以將工程結(jié)構(gòu)直觀、形象地展現(xiàn)在學生面前，增加感性認識，使學生將課堂與工程背景聯(lián)系起來，有助于學生掌握如何建立力學模型的問題，從而激發(fā)學生的學習興趣，提高課堂節(jié)奏和教學效率，也提高了課程的教學質(zhì)量。多媒體教學具有交互界面豐實、生動、逼真、信息量大的特點，可使學生將主要精力集中于理解方面，極大地減少用于繁雜計算上的時間，教師就可以有更多的時間進行啟發(fā)、誘導(dǎo)；課件在實施過程中可進可退，速度可快可慢，有利于講授的連貫性和邏輯性的發(fā)揮；利用多媒體技術(shù)通過三維動畫、虛擬現(xiàn)實等多種手段使學生理解教學內(nèi)容，充分激發(fā)學生的想象力、創(chuàng)造力，為學生的創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)創(chuàng)造了條件，具有傳統(tǒng)教學模式無法比擬的優(yōu)勢。

4 考核評價方面

本課程的教學評價由兩大部分組成：

1、過程考核：主要包括教師評價，小組互評和個人自評三部分，占總成績的40%。本考核主要是對學生的出勤、課堂紀律、課程作業(yè)、課堂表現(xiàn)（如：是否積極主動地參與討論和分析；是否敢于表述自己的想法；是否敢于嘗試從不同角度思考問題，有獨到的見解；能否理解他人的思路，小組成員之間團結(jié)協(xié)作的的程度，能否在與小組成員合作交流中得到啟發(fā)與進步；是否有認真反思自己思考過程的意識等。）等進行綜合考核。

2、終結(jié)考核：是對學生一個學期所學課程內(nèi)容的綜合考核，包括應(yīng)知（50%）和應(yīng)會（50%）兩部分，采用閉卷考試的形式。應(yīng)知考試內(nèi)容以本學期授課內(nèi)容為主，應(yīng)會考試內(nèi)容是根據(jù)理論知識結(jié)合工程實際進行的知識拓展考核。本考試成績占學期課程考核成績的60%。

5 教學效果方面

（1）轉(zhuǎn)變了專業(yè)課教師的教學理念，使教師真正認識到教師不僅要關(guān)注“如何教”，而且更關(guān)注“教什么”。項目化構(gòu)建成為教師備課的首要任務(wù)，教師真正成為課程的開發(fā)者。

（2）改變了教師的教學模式，基于教學，將理論知識與實際操作技能相結(jié)合，充分體現(xiàn)教學做一體的原則，靈活運用項目教學法、案例教學法、現(xiàn)場教學法等教學方法，增強學生的學習積極性。

（3）轉(zhuǎn)變的學生的學習方式，以往的課堂，學生整節(jié)課往往是被動的聽，成為課堂的附屬。實施項目教學法，學生的“思想自由”得以空前提高，學生成為課堂的主體，可以自主思考、獨立或小組協(xié)作解決技能訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的問題，對解決不了的問題再請老師予以解答。整個課堂步驟循序漸進，學習氛圍寬松活躍，學生參與率高，效果良好。

（4）教師教學科研水平穩(wěn)步提高。教師通過對教學項目的設(shè)置，增強了專業(yè)知識的理解與見地，并且充分認識到了對深層次知識的不足和新知識的欠缺，從而促使課題組教師走出課堂，走進企業(yè)，豐富自己的理論知識和操作技能，再反饋到課堂提高教學質(zhì)量。同時，通過項目的實施，教師可以發(fā)現(xiàn)項目中存在的技術(shù)難關(guān)與科研課題，并付諸行動，解決難題，無形中提高了教師的整體科研能力。

6 建議與意見

（1）在教學過程中，應(yīng)立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，采用項目教學法，以任務(wù)型項目激發(fā)學生的學習興趣。

（2）教學過程由實踐到理論，使學生通過感性認識升華到理性認識，除少數(shù)必要的基本概念外，切忌直接講述枯燥的理論知識。

（3）在教學過程中，應(yīng)以學生為本，注重“教”與“學”的互動，由老師提出階段性要求，學生在不斷練習中逐步達到目標，掌握課程的職業(yè)能力。老師應(yīng)根據(jù)學生的實際學習情況，合理調(diào)整教學

進度。

（4）教學中，要努力提高學生學習興趣，創(chuàng)設(shè)趣味性情境，練習項目應(yīng)包含個體練習，小組合作，經(jīng)驗交流及老師點評等不同形式，讓學生在愉快的扭轉(zhuǎn)中完成學習。

（5）教學中，通過選用典型活動項目，由教師提出要求或做出示范，組織學生進行活動，讓學生在活動中樹立責任意識，增強團隊的合作精神，掌握課程的職業(yè)能力。

（6）教學中注重職業(yè)情景的創(chuàng)設(shè)，以多媒體、錄像和案例分析等方法提高學生解決和處理實際問題的綜合職業(yè)能力。

7 結(jié)束語

工程力學課程的建設(shè)與改革是一項長期而艱巨的工作，是一個不斷實踐完善的過程，不僅需要廣大力學教師的共同努力，還需要學校各級領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，堅定不移的堅持項目化教學，從摸索到探索直至發(fā)揮極致，為職業(yè)院校的可持續(xù)發(fā)展提供一條借鑒之徑。

參考文獻

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作者簡介

楊月華，女，煙臺工程職業(yè)技術(shù)學院副教授。研究方向：工程力學及高職教育教學模式改革。