分子科學工程范文

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分子科學工程

篇1

關鍵詞:高分子化學及工藝學,教學改革,職業教育,學習興趣培養

 

隨著教育改革的深入與發展,中等職業教育正經受著巨大的沖擊,尤其是高校的擴大招生,普高熱的持續升溫,致使中專招生出現滑坡,學生質量急劇下降。其中一部分學生基礎較差,自卑心理強,缺乏足夠的學習興趣與信心。這一切給教學造成了很大的困難。面對無法選擇適合教育的學生,只能選擇適合學生的教育,筆者在高分子化學及工藝學教學中,正視教育對象的入學基礎,以“求新、求變、求異”為原則,以“精選內容、淡化推導、加強應用、突出能力”為宗旨,進行了一系列的教學改革。

一、結合教學知識點進行環境與人文教育滲透

任何一個學科的發展史都是科學與人文緊密結合、共同發展的歷史,通過學科發展史教育滲透人文教育不但能激發學生學習興趣,同時還能達到教書育人的目的。筆者在高分子科學發展史的教學中,通過我國解放前后高分子學科及工業發展情況的對比比較來教育學生樹立愛國精神。通過學科發展史上杰出科學家的感人事跡進行人文精神教育。如介紹高分子科學始祖---Staudinger的大分子學說以及科學史上有關高分子的概念的爭論,加強學生對高分子概念的學習興趣,同時通過科學家對真理的棄而不舍的追求精神感染學生,激發學生的學習熱情。再比如介紹2000年高分子科學界諾貝爾得主白川英樹等科學家在科學探索中的合作精神,讓學生明白當今世界科技發展之快,社會更需要懂得合作精神的人才,借此培養學生的團結協作意識。這樣的事例還很多,這兒就不一一列舉了。

再者就是密切結合教學知識點進行環境教育滲透。比如結合廢舊高分子材料回收利用的教學,筆者補充介紹了高分子材料廢棄物的利用至少有兩個基本意義,其一是解決環境污染問題,保護人類賴以生存的唯一的地球;其二是充分利用自然資源。高分子合成材料的單體主要來自石油。與其他自然資源一樣,從長遠看石油等資源不會“取之不盡,用之不竭”。人們必須采取積極手段,不僅必要而且可能做到“變廢為寶”。在教學中結合廢舊高分子材料資源利用問題,導入環境保護意識,導入生態平衡觀點,導入可持續發展思想是培養學生環境意識的重要環節。免費論文。針對環境教育滲透筆者專門撰寫有論文詳細介紹如何與教學緊密結合,這里也就不再多廢筆墨。

教學實踐證明,結合教學知識點進行環境與人文教育滲透,不僅起到了教書育人的作用,還對培養學生的學習興趣起到很好的推進作用。

二、 對課程內容進行歸納和調整

為保證在規定的學時內完成教學任務,除采用多媒體方式授課以外,還對目前教材中的內容進行歸納和調整。

首先是緒論部分,“緒論”,說白了,就是每門課的開場白,俗話說:“王婆賣瓜,自賣自夸”。這種“吹噓”是必要的,關鍵在于怎樣在“第一次課”中把它吹響、吹好,以便把學生的注意力、學習精力抓過來。調動起學生的學習興趣。心理學研究表明,學生的學習成績與學習興趣水平有顯著相關。高水平的學習興趣,產生較大的學習動力,使學生積極朝向學習活動,為取得優異成績創造條件。而優異的學習成績又可提高學生的學習興趣,在學習活動中產生積極愉快的情緒體驗。學習興趣與學習成績是相互影響的。在教學活動中,教育者要注意培養學生的學習興趣,使學生成績與學習興趣互為促進,達成良性循環。我們正處于e時代,信息來源廣,如何喚起學生對課程內容的興趣并投入時間和注意力,值得授課者思量,而筆者以為僅有豐富的內容是不夠的。心理學家皮亞杰強調,在教育中應特別重視興趣的誘發,因為認識是一種主動積極的不間斷的建構活動,不斷建構自己的智力與思維能力。教育的目標之一就是使學生能夠去主動自發地學習,就必須創設情景和條件,誘發學生的學習興趣,激發起求知欲和好奇心。因此,在緒論教學中,在選擇教育內容上要挑選有代表性的、新穎的材料。于是筆者將教材中的緒論與第六章聚合物結構與性能的內容進行了整合,緒論課只介紹學生認識高分子與高分子材料和高分子科學發展概況,讓學生對生活中的大量高分子材料有感性的認識,而將緒論中有關聚合物的基本概念、高分子鏈的形態結構等理論性知識與第六章的聚合物的結構與性能整合在一起作為第一章高分子基礎知識進行介紹。在高分子基礎知識學習章節中安排了高分子科學術語及基本概念(包括單體、高分子鏈的相關術語、高分子鏈形態的相關術語、重復單元、結構單元、單體單元、聚合度、分子量及分子量分布、聚合物結構式及聚合反應方程式的書寫規范等內容)、聚合物結構與性能(主要介紹聚合物的結構層次、聚合物的宏觀狀態以及聚合物結構與性能的關系)以及聚合物形成反應與聚合實施方法等內容。免費論文。從而達到從感性認識上升到理性認識,從生活中來,又回到實踐中去,使學生感到學得實在,學有實用。免費論文。

其次是聚合反應部分,在講授時以聚合反應機理為主線安排各項內容,先講連鎖聚合的典型代表自由基聚合,再對比介紹逐步聚合,主要是自由基聚合與線型縮聚的對比,最后介紹聚合物的化學反應。在聚合反應教學中,有許多基本概念、原理相似或相關;許多種類聚合物的結構、性質、制法、用途也相似或相關,在學習中容易混淆。通過引導學生對這些易混淆的知識進行比較歸納,同中求異,異中求同,就能使知識的理解更準確、更全面、更深刻。同時為了節省教學時間,達到職業教育“夠用、實用、會用”的要求還減去一些理論推導工作,增加一些應用知識的介紹,與生活中所了解到的大量高分子材料品種對上號。比如,在高分子的分子量控制,動力學方程的建立等章節中多處出現一些類似的數學推導,在課堂上進行講解需要大量課時。通過多年的實踐,把詳細的數學推導以參考文獻的方式介紹給學生讓有興趣的、數理基礎好的學生去自修。這不僅滿足對豐富的高分子化學理論知識內容的要求,也滿足了學有余力的學生需求,同時,這對鼓勵自學、培養學習的能力和素質也是有益的。

最后是工藝部分,這部分在于編寫的教材中是兩章的內容,一章為合成工藝,一章是加工工藝。在具體教學中為了節省學時數,筆者也進行了適度的增減和調整。在教學中抓住四種聚合方法和典型的產品進行教學,比如介紹本體聚合方法,接著就介紹乙烯高壓氣相本體聚合及其加工應用,以此為代表說明塑料的加工;介紹溶液聚合方法后筆者刪減了教材中丁二烯的配位溶液聚合,而是增加了醋酸乙烯酯溶液聚合并醇解、再縮醛化制維尼綸的工藝,借此說明纖維的加工。再就是采用比較對比的方法介紹懸浮聚合和乳液聚合,以丁苯橡膠的生產為例說明橡膠的合成和加工工藝。教學實踐證明,將原本兩章的內容變為一章進行組織教學,即節省教學時數,又具體形象,使學生易于接受。

三、 采用多媒體授課

制作與教材配套的電子教案及課件,已在2002和2003級學生中試用,這樣不僅可以節約大量板書的時間,而且電子課件能做到圖文并茂、生動直觀,大大豐富了課程的信息量,從而提高了學生的學習興趣和注意力,使學生積極主動地獲取知識。電子課件除信息量大、形象、直觀、準確外,可以根據需要隨時切換到化工生產現場,既延伸了課堂又增強了課堂說服力,使同學們真切地感受到理論來源于實際,又對實際有明確指導意義,認識到知識的價值和意義,因而對創新充滿激情。

四、 增加教學的實驗環節,建立一套合理的實驗教學考核方法

高分子實驗是《高分子化學及工藝學》課程的重要組成部分。它不僅是為了強化所學的理論知識,更重要的是通過實驗可以訓練學生科學實驗的方法和技能;培養學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力。因此,盡管教學學時數和實驗條件有限,筆者仍創設條件開設了有機玻璃、酚醛樹脂、尿醛樹脂、乙酸乙烯酯乳液聚合及聚乙烯醇縮甲醛--膠水的制備實驗。通過實驗讓學生比較兩大類型的聚合反應的特點,感悟高分子化學反應的特征,比空洞的理論說教效果好得多。在課程實驗過程中,還可利用操作間隙與同學們討論相關原理、技術、知識、經驗和安全等方面的問題,及時、有意義地了解學生對知識掌握的興趣,準確地把握學生在理論聯系實際、動手能力和創造性思維方面的能力,有的放矢地去指出他們的不足之處。

為了避免實驗設備有限,一部分學生趕馬混騾,還建立了一套合理的實驗教學考核方法,把實驗考核安排在各類實驗中進行,著重考查學生基本操作與基本技能訓練的效果,考核學生掌握知識和運用知識能力以及觀察分析和判斷實驗現象的能力,具體做法可從以下四方面考核學生的實驗成績:實驗預習(15% )。要求學生在實驗前認真作好預習報告,了解和掌握實驗原理、步驟和注意事項;實驗前提問口試(15% )。及時檢測學生預習實驗情況,不合格不予準許實驗;實驗操作(40%)。要求在教師的指導下,能正確地使用儀器,正確地掌握實驗操作基本技術;實驗報告(20 )。要求學生做完實驗后,對實驗數據進行認真處理,解釋實驗現象,并對相關實驗的思考題進行認真回答;實驗作風、衛生、紀律(10 )。要求實驗過程中保持安靜、專心實驗。其中實驗報告除了考查學生所寫實驗報告的規范性外,還著重考查了學生的分析討論部分??磳W生能否聯系已經學過的理論和已掌握的知識技能,對實驗結果、實驗條件、實驗的方法和技術等做出綜合性的分析評價。對于有獨特見解或有創新思維學生的實驗報告,將給予“綜合分析討論附加分”,加以鼓勵;而對于分析討論一般的報告,則不建議給予高分。實踐表明,這種考核方法能有效地促進學生認真對待實驗的每個環節,從而使學生的各項實驗技能得到更有效的訓練和提高,還有利于培養學生認真、嚴謹、實事求是的科學態度。這些措施也有利于學生的觀察能力、獨立思考能力、綜合分析能力和創新思維能力的提高。同時也有利于教師全面、客觀、合理地評價學生的實驗成績。

參考文獻:

1.張其錦. 非本專業的“高分子化學”教學中的幾點體會 [J]. 教育與現代化,1995(3):28-31

2.冉蓉,丁澤揚,潘固平,王躍川.輕化工程專業的“高分子化學'課程教學改革[J]. 皮革科學與工程, 2004,14(1):52-54

3.王香梅,張麗華. 關于《高分子物理》課程教學的思考 [J].華北工學院學報(社科版),2003,19(1):42-44

4.韓冬冰、王慧敏. 高分子材料概論 [M].北京: 中國石化出版社, 2003年

5.于. 高分子化學及工藝學 [M].北京: 化學工業出版社, 2000年

篇2

【關鍵詞】軟件工程;教學資源開發;教學模式改革

0引言

軟件工程課程是計算機專業的一門專業必修課程,該門課程主要用于指導計算機軟件的開發和維護,其內容涉及技術、方法和管理等諸多方面,對于培養計算機專業學生的工程能力及專業素養具有舉足輕重的地位。但在該課程的傳統教學中,存在著理論性強、課程內容較抽象,學生難于理解,學習動力不足等現象。針對這些問題,筆者在該門課程的教學實踐中,對課程中的教學資源進行了開發,所開發的教學資源不僅包含傳統類別的教學資源,還針對本門課程的特點,增加了新的類別,并進行了總結和示例說明。

1現存問題分析

軟件工程課程是一門綜合性和實踐性都很強的專業基礎課程,主要內容包括:軟件設計與開發的過程與方法,軟件測試與維護技術,軟件項目管理等。其課程內容繁雜,理論與技術方法眾多,課程中涉及的概念、原理比較抽象、復雜,難于理解。在傳統的課程教學中,教師多按照教材的編排來組織教學內容,而教材大多偏重于概念及原理的理論性闡述,可操作性及實用性略顯不足,學生在學習過程中容易感到枯燥、乏味,難以激發學習熱情。

2應對措施

針對教材中知識講解偏理論化,實例、案例資源不足,學生學習興趣不高的情況,筆者在教學過程中注意改進教學方法、豐富教學手段,著重在課程教學資源的開發上做了一些有益的嘗試,以提高學生的學習興趣,縮短理論與實際應用的距離。

3教學資源開發具體內容

根據我國《教育資源建設技術規范》(以下簡稱《規范》),教學資源可以分為以下八類[1]:媒體素材(包括文本類素材、圖形圖像類素材、音頻類素材、視頻類素材、動畫類素材五大類);試題庫;試卷;課件與網絡課件;案例;文獻資料;常見問題解答;資源目錄索引。其中,試題庫、試卷、課件與網絡課件資源、常見問題解答,在以往的教學中已經進行了開發,在現階段的教學中,在完善上述資源的基礎上,主要對課堂教學中經常使用到的幾類資源如媒體素材、案例、文獻資料等進行了開發,并結合本課程的特點,補充了諸如應用實例、源程序實例、行業新興技術等教學資源??偨Y起來,主要對以下八類教學資源進行了開發和擴充:

3.1媒體素材

媒體素材是一類重要的教學素材,其中音視頻素材尚有待于在今后的教學中進行開發,現階段的教學中主要對以下三類媒體素材進行了開發:

(1)文本類素材

對于文本類素材的開發,這里主要指在教學的過程中,針對所講授內容,補充相關的文本類參考材料,供同學們進行拓展閱讀。例如:在編碼風格部分,關于標識符的命名方法,提供了對“匈牙利命名法”進行介紹的材料;對于如何進行適當的注釋,給出了對序言性注釋的一般格式進行說明的文本材料,這些文本類素材使得相應知識點得到了延伸,滿足了有更高學習要求的同學的需要。

(2)圖形圖像類素材

圖形圖像類素材是本門課程教學資源開發的一個重點,這類資源的作用顯而易見,它可以使抽象的概念形象化、具體化,便于學生理解。例如:在講解“原型系統”這一概念時,通過展示建筑物原型模型的圖片來幫助同學們理解什么是“原型”;在講解“軟件的特點”這一知識點時,對于“軟件不存在磨損和老化”的這一特點,通過展示零件磨損的圖片,與軟件無磨損的圖片進行對比,讓學生對軟件的這一特點有更直觀的感受……課程中可開發的這類圖形圖像資源還有很多,通過對這一類資源的開發和利用,改變了傳統的軟件工程課程理論化、抽象化的教學方式,使知識的傳授更具形象性和生動性。

(3)動畫類素材

對于涉及動態變換及變換過程的知識點,在課程中開發了相應的動畫資源來進行動態演示,使得轉換過程更加的清晰明了。例如:變換型數據流圖和事務型數據流圖映射為程序結構圖的變換過程、集成測試中采用深度優先或廣度優先進行自頂向下結合的測試過程,都可開發相應的動畫素材來實現動態演示。

3.2案例

在教學過程中,還開發了大量的案例資源,以培養學生的學習興趣、激發學生的學習熱情[2]。例如:對于“軟件危機”這一知識點,使用軟件開發史上“軟件危機”的典型案例———IBM公司在開發IBM360系列機操作系統時所陷入的歷史上著名的“軟件開發泥潭”的例子來進行說明。再比如,在軟件測試一章,用微軟公司曾經經歷過的失敗的經驗教訓來說明軟件測試的重要性……還可以讓同學們自己例舉一些案例,這樣不僅可以大大豐富案例的數量,還可以提高他們的學習興趣和熱情。

3.3應用實例

針對課程特點,對于涉及系統分析與設計方法方面的教學內容,補充了應用實例類教學資源來進行實例化教學[3]。例如:在結構化方法中介紹數據流圖的畫法時,例舉了倉庫定貨系統的實例;在面向對象方法中講解面向對象的分析與設計過程時,例舉了圖書管理系統面向對象分析與設計過程的實例。

3.4源程序實例

在軟件工程課程教學中,有大量的知識點是對設計、編碼及測試中的一些普遍原理的說明,在傳統的課程教學中,對這些知識點大多概括性的介紹,沒有與具體的程序設計實例相結合,使得學習者在學習的過程中感覺較抽象,很難與編程實際相結合。針對這一問題,我們在課程中補充了程序實例類教學資源來配合對相關原理的說明,避免了抽象化的說教,使同學們更容易理解,同時又使得該課程的教學與同學們的編程實踐更加貼近,縮短了理論原理與編程應用的距離。例如:對于黑盒測試和白盒測試的幾種方法,通過相關的實例程序來進行具體化的說明;再比如,對于面向對象的基本概念,如類、對象、實例、消息、繼承、多態等,也開發了相應的C++源程序實例,以說明相關概念在面向對象編程中是如何實現的。

3.5行業新興技術

在課程教學中,還補充了對行業新興技術進行介紹的課程資源,這一類資源由于具有鮮明的課程特點,因此在這里單獨作為一類資源列出。其中一個典型的示例,便是在實現與編碼一節所引入的對目前兩大主流開發平臺:.NET平臺和J2EE平臺進行比較的介紹性資料。

3.6實踐題目

軟件工程是一門實踐性很強的課程,除了理論教學,也安排有上機實踐環節。為了更好地開展實踐教學,提高學生的實踐能力、工程能力和創新能力[4],我們精心設置了一系列功能目標明確、貼近學生學習生活實際、難度適宜的實踐題目,組成題目庫,供學生們組成開發小組自主選擇題目來進行實踐。這樣的方式充分發揮了學生的主觀能動性,對學生相關能力的培養也起到了很好的促進作用。

篇3

【關鍵詞】電工電子技術課程;微課;應用

在新時期,網絡信息技術得到了迅速發展,電工電子技術教學作為一門基礎性的信息化學科也得到了普遍的推廣,并且其具有掌握信息量廣泛、涉及內容多及實踐性較強等特點。但從電工電子課程教學現狀來看,大多數教師仍然采取傳統的教學方法,只重視電工電子知識的傳授,卻忽略了為學生提供實踐操作的機會,進而導致學生在枯燥的學習環境中逐漸失去了學習熱情。為有效改變這種現象,教師應積極應用新型的教學模式,提高學生的實踐水平,為日后的電工電子課程學習奠定基礎。

一、關于微課教學模式的含義和特點概述

微課教學模式作為一種新型的教學方式逐漸受到重用,其不但改善了以往對學習時間和場所的嚴格要求,還積極采取各種新穎的形式展開教學,如視頻教學方式,為學生展開電工電子技術學習提供了便利。同時微課教學模式的廣泛使用不僅依靠于其課堂教學的靈活多變,更重要的在于其課堂教學時間短,能夠有效突出重點難點內容,進而達到高效教學的目的。微課的教學形式還能逐漸加強學生和教師、學生和學生之間的溝通交流,使他們能夠互相幫助和借鑒,進而最大限度提高學生的學習效率。

二、對電工電子技術課程的教學現狀分析

電工電子技術課程就是將理論性知識和實踐操作相結合的一門學科,其不但要求學生要牢固掌握電工電子的理論性知識,還要求學生具備較強的動手實踐能力。雖然目前大多數學校和教師都已經實行針對性的教學方式,但由于一部分學生自身理論性知識的欠缺,導致出現了以下幾個方面問題。

第一,在實際的電工電子技術教學中,學生對基礎知識的掌握存在一定的差距,導致他們綜合水平參差不齊。如果教師還是沿用傳統的教學方式,只會使學生失去學習興趣,無法實現最佳的課堂教學效果。

第二,在傳統的電工電子技術教學中,學校對教學時間有著嚴格的規定,致使教師不能在課堂教學中進行全面具體的講解,容易使學生存在理論性知識方面的漏洞。

第三,雖然現階段的大多數學校都已加強了對信息化技術教育的重視,但在學生的實際應用階段還是存在一系列問題,導致學校信息化資源的大量浪費。

三、微課教學模式在電工電子技術教學中的重要性分析

(一)完全滿足學生的自身特點

大多數電工電子技術的學生基礎知識較差,對于一些理論性知識的學習普遍存在抵觸心理,這和學生長期以來養成的學習習慣有著很大的關系。這種行為在短時間內無法改變,并且學生認為實踐操作能力比理論性知識更有意義,這些都會導致學生電工電子技術的理論性知識總體水平較低。為有效解決這一問題,教師就要在電工電子技術教學中,合理采用微課教學方式,充分M足學生時間自由安排的特點,再加上微課教學模式具有時間短、直觀生動及重點突出等特點,因而不但能最大限度改變學生對電工電子技術理論性知識的抵觸心理,還能有效提高電工電子技術課程教學的效率和質量。

(二)充分滿足電工電子技術課程的教學特點

在學校教學中,電工電子技術課程能在多個專業領域得到應用,但其涵蓋的內容較為廣泛且復雜,并且課堂教學時間較短,讓學生在較短的時間內對如此復雜多變的內容進行學習是非常艱難的。因此,教師要合理利用微課這一教學形式。對于學生來說一些較難的知識點,教師可以引導其充分利用課下時間以微課的形式進行學習,一旦在學習過程中遇到任何問題,學生可以立即停止學習,直到將難點內容充分了解掌握之后方可繼續學習,避免出現學習上的漏洞。同時由于電工電子技術課程屬于一門實踐操作性較強的學科,教師應將該門學科的理論內容和實踐操作有效結合,從而促進學生的日后全面學習。除此之外,微課教學主要是以視頻教學的形式展開,不但便于學生以更加直觀的方式進行學習,還能對一些實踐操作流程和構件展開詳細的了解,有利于提高學生的電工電子技術綜合水平。

(三)有利于電工電子技術教學的教師全面成長

在目前的電工電子技術課程教學中,微課新型教學模式的應用不但能為學生提供高質量的學習平臺,還能最大限度提高教師的教學水平。教師在對微課進行制作時,不但要以自身的教學經驗和學生的實際水平為基礎,選擇有價值有意義的內容進行微課制作,還要將重難點內容以最簡潔的方式向學生展示,滿足學生的趣味性要求。由此可知,微課教學模式不僅能推動教師對技術課程內容展開深入的挖掘,進而便于學生對其進行理解,還能有效提高教師的實踐操作能力和專業知識水平,從而促進教師的全面成長。

四、微課教學模式在電工電子技術課程中的應用分析

(一)微課教學模式在電工電子課前的預習應用

現階段學習電工電子技術的學生,其積極主動性較低,大多數學生都沒有養成課前預習的習慣,因而在對新知識進行學習時存在一定的障礙,破壞教師的教學流程,不利于學生對電工電子技術課程新知識的掌握和明確。為有效改變這一現象,教師就可以合理利用微課的教學模式,合理突出重點內容,并以生動幽默的方式向學生展現課程內容,吸引學生的學習興趣和熱情,從而實現高效教學的目的。同時,教師為學生預留的課前預習內容也不能過于簡單化,否則會使學生失去基本的探索求知欲望,但也不能過于復雜化,否則會極大降低學生的自信心。除此之外,教師在對電工電子技術課程內容進行微課設計時,要選擇難度適中的內容,進而有效激發學生的學習積極性。如:在學習有關整流電路相關內容時,教師可以在電路圖講述的基礎上搭配相應的音樂背景,然后通過動畫的方式向學生展示電路的布線情況,以此來引導學生對電路波形進行有效分析;教師還可以增加一定難度,如將二極管進行調換,讓學生針對其展開研究探索。

(二)微課教學模式在電工電子知識掌握方面的應用

一般教師在對電工電子技術方面的重難點內容進行教學時,可以積極通過微課為學生展示一些典型的標準案例,進而引導學生探索其內在規律,還可以將班級學生分成幾個小組,教師引導學生進行視頻的觀看,從而達到課堂教學的最佳效果。例如:在學極管相關內容的知識時,由于其具有較強的實踐操作性,因而在實際教學中教師往往都要借助一些實驗來達到教學目標,并且教師還可以將教材內容和視頻有效結合,將二極管的相關實驗錄制成視頻,然后通過視頻的方式向學生更直觀地展示相關知識點,從而形成一個典型的教學案例。通過這種方式不但能有效鞏固學生的已學知識點,還能提高學生的電工電子技術水平,達到理想的教學效果。

(三)微課教學模式在電工電子技術課堂上的應用

通常在進行電工電子技術教學時,其中涉及多個實驗環節,但往往只有前排學生能真實感受到實驗的變化和每個具體的流程,而后排的大多數學生則無法通過實驗變化來學習課堂內容,從而導致教學效果并不理想。為有效改變這種現象,教師就要在電工電子技術課程教學中積極引入微課教學模式,在大屏幕上為學生展示實驗操作,進而使學生充分掌握實驗的具體流程和變化,便于其更好地理解和學習。例如:在進行晶體管的相關實驗操作時,由于二極管等體積較小,在具體實驗過程中不利于實驗效果,因此教師可以以微課的形式展示。

(四)微課教學模式在電工電子技術課后復習中的應用

電工電子技術課程中包含著許多的復雜知識點,如果單單依靠教師在有限的課堂時間范圍內進行講解,是無法使學生有效掌握課堂內容的,并且還會導致課堂漏洞的出現。在這種狀況下,教師就可以充分發揮微課的優勢,將學生不理解或是沒有聽懂的知識點利用課下時間讓學生進行復習鞏固,以充分滿足學生對知識的實際需求,提高學生的電工電子技術水平。

五、結束語

總之,微課作為一種新穎的教學模式在電工電子技術課程教學中得到了廣泛的應用和重視,其不但能充分發揮出微課教學的生動靈活性特點,還能成為提高學生電工電子技術水平的有效工具,使學生能夠對電工電子技術中的重難點知識進行全面的了解和掌握,從而激發學生的學習興趣,達到理想的教學效果。

【參考文獻】

[1]顧玲芙.中高職校電工電子課程中微課制作教學設計研究[J].數字通信世界,2015(08):30-31.

[2]葛林.微課在高職“電工電子”課程中的應用探究[J].才智,2015(13):235.

[3]蔡紅梅.微課在高職“電工電子”課程中的應用探究[J].時代教育,2016(06):150.

[4]王榮榮.翻轉課堂教學模式在工電子技術課程教學中的應用[J].科技經濟導刊,2016(27):99.

篇4

關鍵詞:功能高分子材料;教學探討;教學方法

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)32-0139-02

一、引言

《功能高分子材料》是材料化學、高分子材料、復合材料和應用化學專業的主干綜合性課程,同時是一門以高分子化學和物理為基礎,與生物學、物理學和醫學等學科都有交叉的交叉學科。隨著科技迅速發展,當前社會領域內對功能高分子的應用更為普遍,因其種類多、內容豐富成為新技術革命中不可或缺的關鍵材料并充斥在人類生活中,這使得《功能高分子材料》課程的教學顯得尤為重要。高分子材料的功能化主要體現在對其組成及結構上的設計,而《功能高分子材料》的教學目的就是讓學生在掌握關于功能高分子材料基本知識的基礎上,可以制備和設計功能高分子材料。因此,提高對《功能高分子材料》課程教學方法的重視,打破傳統的教學方式,對于培養出運用功能高分子材料的高素質優秀人才尤為重要。

二、教學內容和課程特點

《功能高分子材料》是一門專業選修課,同時是一門重要的核心主干課程,不僅要求學生了解并掌握高分子材料的基礎知識,更要求學生具備動手設計和制備有關的功能高分子材料的能力。而這也就要求在功能高分子材料的教學過程中,始終貫穿高分子材料的分子“設計―結構―性能”之間的關系,這往往需要學生運用和掌握大量的高分子化學與高分子物理的基礎知識。

三、目前《功能高分子材料》課程教學現狀與存在的部分問題

首先,功能高分子是一門結構復雜、跨學科性強的專業學科。因此,該門課程在教學內容的選擇上不能拘泥于在傳統模式中選取某一本教材內容進行教授,而是應需要進一步的去完善和提煉綜合各版本的優勢內容,再進行教學內容的選??;其次,晦澀難懂的教學重點是要求學生理解高分子材料是怎樣從組成、結構上進行設計而使材料功能化的,但理論知識往往比較刻板生硬,使得學生學習興趣低下。那么,如何提高學生學習積極性是教學關鍵。傳統的“填鴨式”教學并不適用于這門課程,因為在缺乏以學生興趣作為保障的前提下,我們很難將內容多、更新快、知識點晦澀、難點較多的功能高分子材料這門學科講清楚。因此,教師應充分考慮更新教學手段、教學方法以及考核方式,提高自身專業素養并調動學生積極性來克服這一困境。

四、《功能高分子材料》課程教學改革方法與實踐

1.教材的選定和內容的精講。目前多數學校對于這門課程安排的課時、學時較短,主要集中于學生找工作和考研的大四階段。那么,這就有賴于授課教授前期對課程教學內容的精心設計,更要求教師掌握當代先進的高分子材料的前沿知識和發展進程,不斷更新自我的知識結構,對課程內容進行系統的分析和歸納,突出課程重點,授課時選擇精練重點,深入淺出進行授課,從而解決教學內容多與學時少之間的矛盾。其次,功能高分子是一門相對新興的前沿學科,因此選擇其內容要跟隨時代的發展,不可將陳舊的知識拿來反復陳述,而是要跟上科學步伐不斷更新、充實和完善授課內容,教師應多方面的關注功能高分子材料領域的前沿動態,不斷積累并更新自己的知識量,將先進的學術成果及時應用到平時的教學過程中,使得學生對高分子材料充滿好奇,從而提高學生學習功能高分子的積極性,進而牢固掌握高分子材料的基礎知識。

2.多媒體教學與傳統教學方式相結合。多媒體教學越來越廣泛的應用于現代教學中,相比傳統的板書口述的傳輸途徑,多媒體具有生動形象的圖片和模型、涵蓋的信息更廣、交互性更強的特點,更容易令學生理解和接受教學過程中復雜的知識難點。近些年,越來越多的課程都已經實行多媒體教學,由于功能高分子材料這門課程的新概念多并且涉獵領域廣,引入多媒體輔助教育將更有利于學生直觀感受有關功能高分子設計的實例,尤其是教師可利用各種軟件、網絡資源和視頻,生動地展示各種原理模型,把抽象枯燥的功能高分子材料課程變得更加具象、具體,以此調動學生的各種感官、啟發學生思考,從而激發學生參與到功能高分子學習中來的興趣,加強學生對高分子材料中的教學難點的理解和掌握。然而任何事物都是具有兩面性的,不能過分依賴多媒體教學,在教學過程中,對于某些特別重要的理論公式的學習和推導,通過多媒體教學難以使學生在較短的時間內完全理解,這時教師就應該采用傳統的板書教學方式,通過板書并逐漸講解過程使得學生能夠慢慢理解,加強學生的記憶。總之,多種教學方法有機的結合才能達到完美的理想效果。

3.強化理論與實踐緊密結合,培養創新性思維。教師在傳授功能高分子材料的理論知識的同時應開設與此課程相關的開放實踐課程,如開放性的設計實驗。在教師指導下,學生自己動手設計、操作并最終提交實驗結果,在整個實驗操作中不僅需要現實性的應用學到的理論知識,還可以鍛煉學生的自主創新能力。這種自己動手操作設計實驗的方式不僅培養了學生的動手能力,更加深了學生對所學知識的理解;還可以帶學生去功能高分子材料的工廠參觀,切身感受理論結合實際的生產過程,開闊學生的視野,教學實踐相結合使得教學成果更為顯著。

4.從生活實際出發,激發學生學習動力。教師在教學活動中介紹功能高分子材料的時候,可以以生活中的實際例子或新聞報道中的最新科技進展為例子,讓學生認識到功能高分子材料的重要性,同時讓學生對最新的研究成果有所了解,從而提高學生們對科學研究的興趣。例如,教師可以以環保問題為切入點,介紹對于廢水、廢氣處理方面的功能高分子材料;在講解導電高分子材料時,可以用“諾貝爾化學獎科學貢獻―導電聚乙炔發現”的案例切入;在講電致發光功能高分子材料時,可以先從熟悉的智能計算機談起,慢慢講解其屏幕發光機理和應用機制;講解吸波材料時,教師則可以從各國隱身戰斗機的發展入手,從材料的特殊功能入手,再慢慢引出高分子材料的不足之處,從而引導學生主動思考、發掘原因,引導學生獲取解決問題的方法,感受到成功的樂趣增進自信,提高學習功能高分子的學習動機??傊?,要讓學生在學習中建立起功能高分子材料與現實生活的緊密聯系,感受到功能高分子學習在未來職業和社會生活中的作用。

5.教學手段多樣化,增強教與學的互動性。采取多種教學手段并用,增強互動性教學在功能高分子材料這門學科中是非常重要的,尤其是教與學的互動性,在一定程度上可以促進學生的學習興趣,在互動中得到對知識的理解和掌握。在互動性教學中,教師可以提出一些問題并適當的給學生安排一些課下查閱資料的任務,鍛煉學生的文獻檢索能力,并能在文獻中了解和掌握更為前沿的學科知識;更可以放手安排讓學生在講臺上講授,這樣不僅可以促進學生對知識的掌握,還可以鍛煉學生的膽量和演講能力。此外,還可以鼓勵學生撰寫一些功能高分子材料相關的綜述性論文,在培養學生論文寫作能力的同時也對功能高分子材料領域有一個廣博的認知??偟膩碚f,互動模式可以督促學生主動對知識進行獲取,增強學習的效果。

6.科研與教學相融合,以科研促進教學。在功能高分子材料教學過程中,應將教學和科研有機的結合起來??蒲薪虒W一體化不但能夠提高教師水平,把握前沿的功能高分子材料的知識,更能豐富關于功能高分子材料的教學內容,為學生營造濃郁的學術氛圍,提高學生的科研素養和創新能力,進而全面提高關于功能高分子材料的教學質量。

7.改革考核方式,端正學習態度。學生的考核情況是反應教學效果的標準,教師應該隨時注意自己的教學效果,隨時做好查漏補缺的工作,并積極調整教學方式以達到預期的教學效果。傳統的考核方式主要是通過考試成績來評價這門課的教學效果,而在這種情況下,學生往往是陣前磨槍,突擊復習,這種瞬時記憶導致學生知識點很快被忘卻。因此,改革考核方式變得尤為重要。首先,重視課堂表現力和出勤率,培養學生上課的紀律性和交流思考能力,該方面要占總成績的30%;其次,要注重課堂報告和文獻檢索能力,從而鍛煉學生檢索資料、撰寫報告以及演講能力,并占總成績的20%;再次,為了培養學生理論聯系實踐的創新性思維能力,那么設計性試驗和課后作業要占總成績的20%;最后就是考查學生對概念、原理、性能以及實驗設計方案的掌握,占總成績的30%。這種全新的考核方式能夠有效促進學生素質的提高,使得分數不再是衡量學生的標準,對功能高分子材料課程教學效果的提升起到了重要的作用。

五、結語

在隨著科技的發展,功能高分子材料科學也在飛速發展,這就要求高分子專業的人才的素質也要與時俱進。因此,在功能高分子材料的課程教學過程中,教師要不斷提升自身素質,并及時掌握高分子材料研究的前沿內容,系統歸納課程內容,改變教學觀念運用多重教學手段,采用理論與實踐結合的教學思路,培養學生獨立思考、解決問題的能力,調動學生自主性和積極性,為該科研領域不斷輸送優秀人才。

參考文獻:

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篇5

【關鍵詞】基于工作過程 電子電路分析與應用 教學設計

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889(2013)08C-0068-03

電子電路分析與應用無論是對于教師的教學來說,還是對于學生的研習來講,都是難度較大的一門課程?;诠ぷ鬟^程的教學方式是學生在老師的引導之下,通過完成一個個工作任務而開展的教學實踐活動方式,這種教學方式以工作任務為教學主線,教學主體則回歸學生,教師在整個教學活動過程中僅僅起到主導的作用,依據工作任務需求、崗位與學生發展的需求、相應專業課程改革的需求選取教學的內容。基于工作過程來進行教學是一種可以有效提升學生綜合素質和技能的新型教學方法,它的目標在于讓學生可以把握其專業所需的基礎知識技能,具備探索和分析實際問題的能力,為后面學習專業其他課程做好準備。

一、高職電子電路分析與應用課程的特點分析

高職院校教育的最終目的是培育與經濟社會發展相適應的,掌握相關專業理論與實踐操作技術知識,具備從事相關崗位的全方位的素質與綜合就業技能,適應一線技術崗位的高級技術型人才。高職教育與一般大學本科教育,或者是大多數中等職業技術教育不同,大學本科教育更關注專業理論性知識,中等職業技術教育則更關注培養學生的操作技能。而高職教育中所教的專業理論知識要求沒有本科教育要求高,僅要求掌握基礎性的理論知識就可以,但對實踐操作技能卻比中職教育要求更高,高職教育不僅要避免流于本科化,同時還要防止被中職教育同化。針對電子電路分析與應用這門課程來說,由于它在理論方面比較抽象,在實際教學的時候需要去繁化簡地進行理論教學,原則就在于滿足學生工作崗位實際需要就可,同時還要重點加強與實踐操作結合緊密的理論部分的講解。教師需要關注學生掌握相關理論知識之后的實際應用技能的培養,淡化那些繁雜理論知識的推理教學,注重培養學生的實際動手技能。

二、基于工作過程的電子電路分析與應用教學設計

(一)設計思路

培養具有一線崗位(如電子產品開發、裝配、檢測、維護等工作崗位)職業技能的人才作為目標,結合實踐操作的工作任務,并將某些具有代表性的電子商品作為教學載體,開展以工作過程為基礎的體系化的課程教學設計。在學生學習策略中突出工作過程的實踐操作方面,選擇基于工作過程的教學方式,將教學與操作緊密聯系在一起,使學生可以在教學過程中學習操作動手,在具體操作的過程中學習到知識,經過實踐性的探究、設計、調試并嘗試自己制作典型電子電路,確保他們可以熟練掌握相關知識技能,從而適應就業市場對于求職者的需求。

在進行課程教學設計的過程中,需要堅持下面五點原則:一是在確定電子電路分析與應用這門課程的教學目標的時候,需要以相關專業的最終培養方向作為其根據;二是經過解析該課程的教學目標之后,才可以得到確定的能力目標評估表;三是確定電子電路分析與應用這門課程的具體教學內容時,則需要根據崗位技能的實際需求;四是在進行教學活動設計的時候需要以典型電子產品為載體;五是依照電子生產行業的實際操作技術規范進行教學考核方案的制定。

(二)設計理念

教學內容制定、教學模式的選擇、教學實施方案、教學評價標準的設計等方面是電子電路分析與應用這門課教學設計的關鍵所在。在進行實際操作的時候需要根據電子行業、電子相關企業的發展,并結合當地電子產業結構與電子相關就業市場的實際需要,結合電子電路分析與應用這門課程的特點與教學目標,從相關專業的具體規劃設計、課程設計等步驟開始,全階段都要加強與校外合作企業的聯系,做好這些步驟才可以完成科學合理的電子電路分析與應用課程的教學設計。

(三)“工作過程”分析

基于工作過程的電子電路分析與應用教學方式的基礎就在于“工作任務”,這種教學方式強調每個學生都可以參與進來,也就是在實際教學的過程中,讓學生真切地參與工作任務設計、執行與管理,在完成一個個工作任務的時候完成實際教學內容。這種教學方式往往是采取小組合作的策略,教師與學生一起設計工作任務,學生一起又或者是分小組完成整個工作任務。

如前所述,電子電路分析與應用這門課程在理論與實際操作技能方面有較高的要求,是相關專業的關鍵課程之一。學生學習這門專業課程,在生活中有什么用途,怎樣才可以將在這門課程所學到的知識運用在實際生活中,這是整個學習階段需要解決的關鍵問題。那么在進行教學設計的時候怎么才能將這個關鍵體現出來呢,答案就在于突出高職院校學生的具體特點與高職院校教學的特色,加強培養高職學生實際操作能力?;诠ぷ鬟^程的電子電路分析與應用教學設計分為以下環節:

1.依據教學內容及學生學習的實際情況,提出科學、合理的“工作任務”。

2.資訊:首先由老師在課堂上進行必要的實驗教學演示,讓學生理解基礎的理論知識,然后將班級分成幾個小組進行工作任務的布置,小組的人數一般為3至5人較為合適,學生針對自身的工作任務研討、搜尋相關資料。

3.計劃、決策:在這個環節首先由學生設計出具體的工作計劃,并將其設計理念與實施策略以書面的形式寫出來,然后將方框圖畫出來,并將原理圖也設計出來,選取合適的電子元件,如果有需要還可以進行仿真實驗,在此時教師可以進行適度指導,并開展小組間的交流活動,最后將工作任務實施方案確定下來。

4.實施:學生自行確定小組中成員的分工情況與成員之間以什么樣的方式進行合作,院校給予相關器材的支持,讓學生可以正式開展工作任務的實施。

5.檢查、評估:工作任務的評價工作可以結合自我評價、各個小組間相互評價與教師評價這三種方式,并且起主導作用的應該是學生自己,小組間互評只是作為一種輔助方式,而教師在整個評估環節中只是起到一種指導調控的作用。首先要求學生以多媒體等形式充分演示工作任務設計得到什么樣的成果與在完成工作任務的過程中有什么樣的學習心得,然后采用5個級別評分制度進行自評,其余小組依據其演示情況與工作任務完成成果,進行充分討論,然后從成果、溝通表達能力、小組合作等方面給予評分,教師依據實際情況適時進行點評。

(四)基于工作過程的情境化教學設計

我院在實施基于工作過程的電子電路分析與應用這門課程的教學改革中,通過對本課程傳統教學模式所構建內容的深入分析,結合了大多數電子企業典型電子產品設計、制作過程,本著學生“夠用、能分析、會操作”的原則,將原有教學體系下的基本內容(半導體元件、基本放大電路、負反饋放大電路、集成運算放大器、振蕩器、直流穩壓電源、邏輯代數基礎、基本門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖產生電路、模數轉換及數模轉換等)設計成了三個基本教學情境:OCL音頻功率放大電路,直流穩壓電源電路,限時搶答器電路。三個學習情境都各自有自己的典型工作任務和學習載體,通過完成這些工作任務,學生就可以掌握電子分析和制作所需要的基本知識和技能,并把它們有機地融合在一起。

例如在OCL音頻功率放大器這個主教學情境中,設計了電子元件的認識及檢測、前置放大器、音響音調控制電路、音頻功率放大器的制作這四個既相對獨立,又互相融合的環節作為子教學情境,讓學生在完成這些“工作任務”中,能循序漸進地完成掌握基本操作技能的目標。在直流穩壓電源電路環節中設計了整流濾波電路、直流穩壓電源等子學習情境。而在限時搶答器環節中則設置了第一鑒別電路、數碼顯示電路、計時單元電路、報警電路四個子學習情境。三個主教學情境與十個子學習情境相輔相承,構成了“基于工作過程”的電子電路分析與應用的教學體系,如圖1所示。

在具體教學實踐過程中,教師需要特別注重對每個學習情境中知識與實踐的有機結合,并以學生為主體,讓學生通過獨立資訊―互助討論―獨立分析來完成工作任務,保證學習過程的完整性和有效性。

下面以“音頻功率放大器的制作”為例,說明基于工作過程的教學設計思路:

了解認知階段(對應企業“電子產品組裝與檢測”工作中的識讀電路原理和印刷電路板裝配圖工作過程):教師下發項目任務書,并講解任務性質。在這個階段主要是學生在教師的輔導下,了解相關知識。

資訊階段(對應產品生產流程安排):教師進行任務演示,并指導學生制定工作計劃。學生根據任務中的要求,在教師的引導和幫助下,收集、翻閱如元器件、放大電路特點與分析方法等方面的資料,并制定出完成制作、調試電路工作任務的具體步驟。

計劃決策階段(對應產品生產材料的采購):在教師的審核指導下,學生按方案實施工作任務,對于一些關鍵環節進行分組討論。例如需要什么樣的電子儀器,如何繪制電路裝配圖,如何分析與調試電路,在制作中可能會出現什么問題,解決問題的方法等。

實施階段(對應產品的裝配、檢測調試和性能分析階段):教師在這個階段需要進行及時的技術指導,而學生則需要集中精力,進行電子元器件的檢測、焊接、調試、電路性能分析、排除故障等工作,并做好每一步驟的記錄,進行相關參數計算和分析。此階段是整個學習過程的關鍵環節,也是學生最容易出問題和需要老師細心指導的環節,教師一定要認真把好這一關。

檢查階段(對應產品開發制作的總結階段):學生在教師指導下撰寫制作、測試報告,教師驗收學生的作品。

評價階段(對應產品合格檢查階段):學生互相檢查、交流工作學習心得,各小組派代表發言;教師最后進行總結,主要是對學生工作中的關鍵點和容易出現的問題進行講解和總評等。

實踐證明,高職基于工作過程的課程教學改革符合高職院校的辦學方向,給高職教育實施職業特色化教育帶來了新的思路探討方向。廣西機電職業技術學院應用電子專業在進行骨干高職院校建設過程中,通過實施基于工作過程的教學改革,學生普遍反映能真正學到了有用的知識,同時對學習也更感興趣?;诠ぷ鬟^程的課程教學設計,不是簡單地改變教學模式,而是要在課程中大膽引入實際的工作環節,讓學生接觸實際,接觸工作,有針對性地進行學習和訓練。加強校企合作是這種教學改革得以持續發展和進一步深化的有力保證。

【參考文獻】

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[3]李仲秋.電子電路分析與實踐課程內容的選擇與序化[J].機械職業教育,2010(5)

篇6

生物醫學工程(Bio毗dieazEngineering)學是一門年輕的新學科,從技術角度肴,生物醫學工程技術其形成與發展的模式墓本上可歸納為:通過工程技術手段把物理、化學以及技術科學中新的技術、原理、方法應用于研制醫療裝!、滿足臨床診治的需要,隨著科學技術進步、新的物理、化學方法和工程技術不斷被應用于醫學,醫用產品越來越多.在工程學(含電子技術、計算機技術、信.息技術、材料科學)突飛猛進地發展的同時,生命科學也在迅猛發展,近年來迅速興起的生物技術對給生物醫學以極大的推動,將產生分子醫學.因此我們對理工學科與生命科學交叉結合而產生的生物醫學工程學必須有新的認識.美國學者指出,新的生物醫學工程定義是:“生物工程學結合物理學、化學或數學和工程學原理,從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出基本概念,產生從分子水平到器官水平的知識,誘發創新的生物學制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息學方法,用于疾病預防、診斷和治療,病人康復,改菩衛生狀況等目的”.因此,我們必須考慮到科學技術的進步給生物醫學工程學帶來的影響:不僅是工程學與生命科學、醫學的交叉結合,也包括所有其他學科和生命科學、醫學的交叉結合;不僅是工程技術的相應理論方法與生物醫學中人體結構功能的交叉結合,而且要考慮工程技術的相應理論方法與生物技術的交叉結合.因此,我們引用根據美國國立衛生研究院有關名詞命名專家組最近對生物醫學工程學的定義:焦生物醫學工程學是結合物理學、化學、數學和計算機科學與工程學厚理,從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出墓本概念,產生從分子水平到導官水平的知識,開發創新的生物學制品、材料、加工方法、植入物、導械和信,’.學方法,用于疾病預防、診斷和治療,病人康復,改善衛生狀況等目的.”

二.生物醫學工程學科類型

生物醫學工程學是理、工學科和生物醫學相結合而發展起來的交叉邊緣學科,涉及的領域十分廣泛,與其他諸如材料、信息、電子技術、計算機科學關系密切,并在不斷發展之中.根據學科具體內容可以分為:因為生物醫學工程學科具有其他學科所沒有的特點,我國僅設一級學科不設二級學科.

1.信息技術型生物醫學工程(InformationTeehno一osyBiomediealEngsneering:IT一明E.)其知識體系的組成特點是以電子技術、計算機技術、信.息處理技術的知識為主線,以生物醫學方面相應的領域為交叉、結合對象,對其中的問題進行研究.

2.材料技術型生物醫學x程伽aterialTeehnologyBiomedicalEngineering:盯一翎E)其知識體系包含材料科學、生物技術、力學、化學、生物化學、信息和計算機技術、醫學和生命科學的墓本知識,主要研究對象是生物材料和人工器官,包含新近發展起來的組織工程.

3.生物技術型生物醫學工程(BiologiealTeehnologyBiomedicalEngineering,BT一BME)在生物醫學工程發展的同時,由于分子生物學的發展產生了生物技術,使得生物醫學工程與生物技術交叉結合.美國實驗生理學學會聯合會(F^SEB)對未來醫學發展的分析是“分子醫學將在2020年成為人類健康的基礎.分子醫學的實踐將包括新的預防方法、新的診斷方法和新的治療方法,新的治療方法將直接針對造成疾病的分子、細胞或生理缺陷.這些新醫學方法的墓礎將是精確的和無創的成像及診斷技術,……”,這充分說明了在新的時期,生物醫學工程必然和分子水平的診療技術交叉結合,也就是說生物醫學工程必然和生物技術交叉結合,因此必然會產生生物技術型的生物醫學工程.其知識體系包含數學、計算機技術、信.息技術、生物學、分子生物學、遺傳學等等.

4.生物醫學研究型的生物醫學工程(BiologiealMediealstudyBi二。dicalEngineeringBMS一BME)由生物醫學工程的定義和它的研究內容知道,我們要為深入研究生命過程的規律,揭示生命的本質.因此這類學科的著眼點和落腳點不在于應用,而在于用目前的一切科學技術的理論、方法、技術以某一生命過程為研究對象.所需的是所有理工科、生物學、醫學、哲學知識的交叉融合.

5.醫療器械產業型的生物醫學工程伽ediealDevieesBIOfnedicalEngineering:MD一BME)生物醫學工程所有的研究的最終目的是以各種不同的產品服務于社會,在各種生物醫學工程產品中,醫療器械(含各種醫療儀器、醫療設備和耗材等)產品占有很大比t.要過渡到產品必須有由實驗室研究到產業化過度的研究階段,就會形成產業型的生物醫學工程.其知識體系包含電子技術、計算機技術、精密機械、生物醫學的基本知識、管理學、市場經營等.以往我國醫療界械產業化的發展較發達國家滯后,就是因為這方面的力t相對薄弱,因此一方面應該在醫療界械的公司強化這方面的建設,另一方面應加強高校、研究所與企業的交叉結合.科研成果的產品化研究在醫療界械行業顯得尤為重要。

6.在醫院中的生物醫學工程-----一臨床工程隨若科學技術和現代醫學的發展,生物醫學工程對促進醫學科學的發展起到了很重要的作用,尤其是在醫院的建設和發展中所起的作用更為重要,所居的地位更為明顯.醫療機構為了滿足社會的需求,在醫療市場的激烈競爭中求得生存與發展,就必須加快自身的現代化建設,在這一進程中,生物醫學工程的分支學科一一臨床工程已成為現代化醫院不可缺少的組成成份,將起到舉足輕重的作用.臨床工程師、醫生和護士共同構成現代化醫院的三大支柱川.臨床工程在醫院中的發展是一個值得關注問翅.臨床工程的定義:前面講過生物醫學工程學是一門新發展起來的交叉性學科,它研究內容非常廣泛,從縱向看,生物醫學工程學的組成除了研究開發以外還有一個重要的組成部分,就是在醫院中應用生物醫學工程的所有成果---一臨床工程,臨床工程則是為了利用現代科學和工程技術知識,將現代的生物醫學工程學的新技術和成果安全、可東地應用到臨床,以提高醫療水平為目的的一個生物醫學工程的學科分支.那么,什么是臨床工程呢?目前,一般認為在醫院中醫療設備的維修管理就是臨床工程,我們認為,在醫院中所有為了提高醫院醫療水平而應用現代工程技術的工作都應該屬于臨床工程的范疇.在醫院臨床工程墓本上由五大部分組成:一是以醫療設備的全程技術管理為主,解決醫院裝備現代化中技術、設備、質t保證和經濟管理方面的問題,包含了醫院中的設備工程和設備管理工程;二是醫療信息的現代化管理-一Hls(HospitalInfor.tionsystem)系統:使用計算機和通訊設備采集、存儲、處理、傳翰和翰出門診、住院息者醫護和管理信息,包括臨床輔助科室的信息,形成網絡系統,實現信息共享,提商醫院工作質t和效益;三是和影像存檔和通訊--一P^cS(Pict盯e^r。hi,ing.eo二unie。tson:system,):是醫院用于管理醫療設備如CT,MR等產生的醫學圖像的信息系統;四是遠程醫療網絡系統等:遠程醫療就是利用電子通訊網絡以電子信號來傳遞有關醫學診斷、治療、護理、咨詢及教育等的信息及數據,其即可以為偏遠地區的息者提供醫療服務,也可以作為醫生之間進行交流的有效工具;五是參與臨床的診斷與治療一線工作的工程技術:例如放射治療計劃的制定、虛擬手術、理療和康復等等.臨床工程與生物醫學工程研究開發是兩個緊密相連的必要環節,又具有各自的發展規律.因此,我們既要重視前者的發展,也要重視后者的發展,在醫院中更應將后者放在發展的重要的地位.

三.國內外生物醫學工程教育棍況

科學與學科有非常密切的關系.科學自身的規律決定學科的規律,科學發展決定學科的建設和發展,當然,學科的建設反過來形響科學的發展.隨若人們對健康的關心程度的增加,醫學上疾病分析、診斷、治療和康復等方面的儀器設備逐年增多.因此,在教學科研單位需要有研究人的生命的物理原理、控制過程和研究新的檢測、監測生理、生化物理指標的原理、方法、儀器設備;在工業部門,需有設計、制造適于醫護人員操作和人事科醫學要求的儀器設備的工程師.在醫院里,需有掌握醫學設備的均t和維修以及培訓使用這些設備的人員的工程師;這就要求有一個系統地培養生物醫學工程師的教育計劃.生物醫學工程師要用工程學的方法來解決生命科學上的難題,因此,要求有一些涉及生命科學和工程學的交叉訓練,使得學生既要性得工程原理,又要了解如何應用知識來解決生物學和醫學上的問題.二十世紀50年代,隨著生物醫學工程科學研究的發展,產生了生物醫學工程學科.由于科學研究的需要,在國外生物醫學工程學科發展的最初階段,是趨向于培養博士水平的高級人員.后來由于注意到實際應用,產生了碩士和學士水平的教學計劃.

1.國外高校生物醫學工程專業的情況

目前發達國家的很多大學都設有生物醫學工程系,僅美國就可在Inter網上查到近百所大學生物醫學工程系的主頁.《共國新聞》及《世界報道》兩媒體2002年聯合公布的生物工程/生物醫學工程領域最佳研究生院的排名(根據設施、人員、研究成果引用系數等)前十名的學校。.設有叫S方向與BT的較多.以研究生教育為主,本科為附在我國,涉及生物醫學工程專業最早的是中專教育、大專教育(1,60年成立的北京商學院就有醫療器械系),真正的生物醫學工程學科開始于70年代未,19,8年國家科委成立了生物醫學工程學科專業組.從此生物醫學工程作為一門獨立的學科在我國很快地發展起來.經二十多年的發展,目前全國己有近幾十所高校建立有該專業,這些高校均系國內工科、理科、醫學的著名院校.我國生物醫學工程學科的墓本情況見表2從以上可以看出我國的生物醫學工程專業發展非常迅速,據不完全統計,52個院校設有生物醫學工程專業,其中有37個理工或綜合大學,15個醫科院校.

2.我國離校生物醫學工程專業的情況分析

(1).我國生物醫學工程專業與國外生物醫學工程專業的共同點①學科發展迅速國內外高校生物醫學工程專業發展十分迅速,國外從20世紀60年代起步,70年代、80年代迅速發展•國郎20世紀’0年代末,8。年代初僅有幾所高校建立生物醫學工程專業,短短二十年就發展到50個院校建立該專業.②從比較知名的重點院校開始形成輻射美國約翰霍普金斯大學、加利福尼亞大學、麻省理工學院、賓西法尼亞大學、華盛頓大學、密歇根大學等都是較早建立生物醫學工程專業的.我國清華大學、浙江大學、西安交通大學、上海交通大學、東南大學、中國科技大學等都是我國著名的科研水平很高的大學,也是我國首批建立生物醫學工程專業的高校.③生物醫學工程專業的學科以研究生教育為主在國外,很多大學招收研究生的數t超過本科生的數t,研究生的來源更強調從理工科或生物醫學專業中選拔.在我國50多個生物醫學工程專業中有17個博士學科(14個也收本科,3個僅招收碩士、博士),6個博士后流動站,5個長江學者學科,11個招收本科、碩士,8個院校僅招收碩士,U個院校招收本科、2個招收大專.這充分說明生物醫學工程專業教學和科研相比,生物醫學工程科研占的比重更大.

3.我國高校生物醫學工程專業與國外的不同點(差距)

近年來我國生物醫學工程教育發展很快,如前所述建立本科教學的至少有35所院校,通過分析不難發現:①學科模式(研究方向)設!較少所有開設生物醫學工程本科專業的學校都是以電子、信.息、計算機應用與醫學結合為目標,只有個別學校在培養目標中增加生物材料和人工器官方面的內容.本科教育的專業設!面比較集中在IT一明E,沒有川S一SME,各院校的研究生培養(科研方向)基本以生物醫學信號的檢測處理、醫學成像、醫學圖象處理、醫學儀器研究為主,部分涉及到分子電子學、分子光子學、生物力學、生物醫學材料、人工器官、組織工程等方向,只有少數大學比較集中在納米材料、生物醫學材料及人工器官、生物醫學圖像處理.研究生培養的專業面比本科生的專面相對寬廣.與生物醫學工程專業搜蓋面相比顯得專業面過于窄.而國外的專業設t顯然比我們有優勢.從表1中可以看出有很多“生物移植、心血管電生理、脊健損傷研究、功能生物技術、心肺動脈、臨床整形外科研究、臨床整形外科研究、細胞影像、疼痛神經生理、分子及細胞生物、重組蛋白質表達、藥物傳輸、.生物界面現象、生物熱傳遞、麻擠研究、聽覺研究、神經肌肉研究、神經系統分析、視覺研究”一的研究方向,在我國,這些研究方向都被認為是生物醫學的研究內容,而不是生物醫學工程的研究內容.②以科研帶動學科的特點不如國外突出我國本科教育有進一步擴大的趨勢,有些沒有科研方向的學校紛紛設立生物醫學工程專業③沒有重視傳統中醫工程研究④生物醫學交叉結合的程度我們不如國外,我們的叫E沒有研究生命系統的就是個證明.

4.就業問題

生物醫學工程師的就業前景是廣闊的,主要就業單位是研究機構、公司和醫院.研究機構可以是研究所或大學里的研究中心,他們從事設計和研制醫院里所鑄的很專門的新設備,也有一部分作為外科或生理研究組的成員參與復雜電子系統的選擇使用,也可以研制新設備公司,可以是儀導及制藥公司,他們參與新的醫療儀器以及醫學及生物學研究用的儀器的研制和生產.他們能夠決定一種新的設計是否有藉要,有梢路,能否滿足各種要求并符合政府的法律規定,他們也可做為公司產品的推銷及售后服務工作.在醫院里,他們從事自動化、研制實驗室用計算機,病人一一計算機的接口以及有關計算機軟件.他們也可以在某一科室〔例如:內科、外科和臨床實驗室工作),也可以在醫院里直接經管生物醫學工程部門的工作.他們是醫院中工程情報的主要提供者,負貴所有儀器的使用、維修和采購的任務,研究分析和處理數據的方法.生物醫學工程師亦參與許多國家研究計劃,如在空間計劃中設計遙測裝I,生命維持系統,人一一機接口設備以及參與空問醫學.他們也參與國防計劃,環境研究,也可做為環境開發及污染、醫院自動化方面的顧問等.

5.生物醫學工程專業的繼續教育

生物醫學工程專業的高等教育與國外相比起步較晚,但經過近20年的發展,現已形成較完菩的學科體系,開設了大專、本科、碩士和博士研究生教育層次.而我國生物醫學工程專業繼續教育發展較慢,在國家成人教育專業目錄中還沒有該專業.我校1,%年首次在全軍開展了生物醫學工程專業??粕究频暮诮逃?,現已招收7屆學員,深受全軍各醫療單位技術人員的歡迎,目前地方許多醫院有關技術人員也來信詢問要求學習.我們認為在新形勢下,生物醫學工程專業繼續教育有著廣泛的前景和開展空間.主要原因是:

(1).隨著科學技術和現代醫學的發展,醫院各種診療技術和設備越來越多,高新技術和自動化程度越來越高,如果沒有生物醫學工程專業技術人員的有效參與,現代化醫院不可能有現代化的管理和診療水平.

(2).從醫院實際看.醫院醫學工程科、信息科、放射科、放療科、超聲科和理療科的臨床工程技術人員是生物醫學工程專業專業本科畢業的為數不多,大都是本專業或相關專業大專畢業,知識結構和實際水平很難適應未來的發展需要,必然有一個知識更新、技術提高的問題.

(3).以現代科學技術為核心的、建立在知識和信息的生產、存儲、使用和消費之上的經濟稱為知識經濟時代,知識經濟時代的到來對現代化醫院的科技水平、人才綜合素質和創新能力有了更高的標準.開展生物醫學工程專業繼續教育,必須滿足實際,若眼未來,在教育觀念、人才培養目標、教學內容和教學方法等方面進行大膽探索.

6.在醫學院校內開設生物醫學工程專業的特點

生物醫學工程專業是一門工程科學,它要求有深厚工程墓礎知識,學生的大部分時問都是在學習工程知識,因此,很容易認為在工科院校開設此專業有優勢,在醫學院校開設這個專業有很大困難.經過幾年的實踐,我們認為在醫學院校辦生物醫學工程專業.開始時要建立起一整套的工程葵礎課教研室和實驗室,,這樣需要的經費、人員較多,起步比較困難,但只要具備了墓本條件,會有很多優勢.

(1).生物醫學工程是工程科學對醫學的滲透,在醫學院校中開設了本專業以后,工程人員和醫務人員思想上的溝通就比較方便,較能做到互相理解,這樣就便于合作.

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關鍵詞:化學工程;應用;發展方向

近幾年由于我國科學技術水平的進步,自動化技術的應用在各行各業中逐步擴散起來,比如化學工程技術在化學生產中的應用也逐漸受到人們的關注,化學工程行業關系著人們的日常生活,影響著其他行業的發展,所以對在化學生產過程中的應用進行研究探析,是十分有必要的實時話題。

化學工程技術是一門主要研究化工生產過程中研究和開發以及過程裝置的設計、制造和管理的綜合性技術?;瘜W工程技術的發展對于強化化工生產過程,提高產品質量,降低原料和能量消耗,對于企業的技術改造以及新技術的開發起著重要作用。

1 新型反應技術的研究

1.1 超臨界化學反應技術

超臨界液體是指在溫度和壓力都處于臨界點之上時,此時狀態處于液體和氣體之間,具有這兩種狀態的雙重性質。這種狀態的流體不僅在化學工業、生物化工、食品工業有廣泛的應用,而且還在醫藥工業等領域應用很廣泛,已經顯示出巨大的魅力,極具發展前景。近年來,化學界將超臨界水氧化法應用到保護環境的領域,但是都處于初級發展階段,很不成熟。

1.2 綠色化學反應技術

綠色化學是指對環境不會造成污染的,有利于保護環境的化學工程。綠色化學簡單說就是采取化學的技術和方法來減少或消除那些對人類有害的、妨礙社區安全的、對生態環境會產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,這主要包含原子經濟性和高選擇性的反應,生產出對環境有利的材料,并且回收廢物循環利用的一門科學技術。

1.3 新的分離技術

從廣義上看,分離強化首先是對設備的強化,隨后對生產工藝進行強化,整體來說就是只要能將設備變小、將能量轉化效率提高的技術都是化工分離技術強化的結果,這樣不僅有利于實現可持續發展,同時也是化工分離技術的重要技術與主要趨勢之一。然而,古老的化工分離技術原理:利用沸點的不同,將不同的組分從分離塔里分離出來。隨著科技的發展及國內外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術,具有廣闊的發展前景,但是這些在應用中同樣也存在著很多問題,此項研究對相關分子蒸餾的基礎理論探究比較少,沒有在理論上充分說明和指導,對設計刮膜式分子蒸餾器也沒有深入的研究。隨著信息技術和科學的不斷進步和發展,分離技術也隨之得到改善,取得了長足的進步,逐漸信息技術引入到分離技術的研究與開發上,例如在研究熱力學和傳遞的性質、多相流等方面,這些都是信息技術發生功效的主要分離技術,再如分子模擬大大提高了預測熱力學平衡和傳遞性質的水平。對分子的設計加速了可以加速分離,因此對研究和開發新的高效的分離劑有深遠的意義。信息技術的引進對于分離過程的深入產生了重要的作用,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律,現在傳熱學中已經自成一個分支,發展前景廣闊。當物體的特征尺寸遠大于載體粒子的平均尺寸即連續介質時假定依然會成立,但是由于尺度的微細,原來的假設的影響因素也會相對的發生變化,這就導致了流動和傳入規律發生著變化。目前,微米、納米科學已經取得長足的進步,受到人們的廣泛關注,諸多領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備、微型熱管、多空介質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備的形式入手,提高傳熱的效率,并想辦法改進設備使其持續對外放熱,這種改進包含發明新的傳熱材料和改進生產工藝,將過去的設計進行優化等方法。

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生產上的應用,但至今仍未能很好的實現,主要問題是如何獲得實現滴狀冷凝,并且使其冷凝表面壽命延長。改變冷凝界面的性質,將滴狀冷凝應用到工業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的工業之中廣泛使用,而且在航空航天技術等高科技領域也廣泛的應用著。長期以來,人們都在對液體發生核態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。由于沸騰的現象是復雜和多變的,這些都導致了我們不能利用常規的計算方法來計算出沸騰所能傳輸的熱量。到現在為止,加熱器表面受到水沸騰時產生的氣泡的影響,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,所以目前應用的范圍較窄,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,提出新的理論與計算方法或研究出新的模型,將數學與之相結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 化學工程學科未來的發展動態

科學的進步使大量新的技術和產品能源不斷涌現,并且在先進技術的引導下得到了廣泛的應用,這就為化學工程的研究提出了新的問題,那就是如何為新的產業的形成和發展提供良好的服務并不斷形成新的完整的理論,化學工程的發展就此進入一個新的發展階段。在學科研究的方法上更多的注重學科的交叉,更多的研究材料其中包含信息和化學、生物與化學、能源與化學、環境與化學相結合的工程學科,這些都為化學工程的發展提出了新的發展方向和研究課題,為化學的發展做了良好的鋪墊。

4 結束語

電氣工程中使用電氣自動化技術可以提升相關設備的有效性,可以實現整個工程的信息化、網絡化和效率化,可以使電氣工程的數據采集、電網調度更加高效便捷,可以滿足目前經濟環境下的剛性需求,更好地適應社會的發展規律。

參考文獻

[1]陳偉.淺析化學工程技術在化工生產中的應用[J].科學專論,2013(1).

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關鍵詞:生物技術制藥;教學改革

中圖分類號:文獻標識碼;文章編號

在現代生物技術、現代信息技術、新材料技術等發展騰飛的新世紀里,在我國的生物制藥領域發生了巨大變化,有了長足的發展。目前,面對日新月異的生物技術制藥的發展態勢,使得《生物技術制藥》這門課程的內容和擴展也很快,傳統的教學形式已經不能滿足高校創新型人才的培養要求,生物技術制藥教育體系必須實時改革[1]。本文作者根據這幾年來的從教經驗,談談幾點看法。

一、生物技術制藥課程特征分析

1.1優化教學體系,避免教學內容重復

生物技術制藥課程作為生物技術專業的一門必修課,內容涵蓋了生物化學、細胞生物學、分子生物學、藥理學、細胞工程、生物材料以及化學工程等相關學科,內容較多,學科相互交叉,講授難度較大。生物技術專業的學生在學習本課程之前已經學過了生物化學、細胞生物學、分子生物學、藥理學等基礎課程。但是,對于生物材料和化學工程方面的知識了解較少,而這方面知識對于整個生物制藥來講極為重要。根據過去幾年的經驗,在教學過程中,我們在保證基礎知識掌握的前提下,增加了生物材料和化學工程方面的內容。并及時更新教學內容,以科研帶動指導教學,重視開拓學生科學視野,提高學生的科學創新意識[2]。

1.2突出學科特色,調動學生積極性

生物技術制藥課程是一門綜合性學科,以實驗為基礎,具有很強的實踐性和應用性。生物技術制藥領域發展迅猛,新材料和新技術的結合不斷應用于這里,共同推動了生物技術制藥科學理論技術的持續創新。如用于水處理的高分子樹脂材料,后來卻可以用于分離純化糖類、蛋白質類等藥物。近年來,許多新型藥物如緩釋劑、微膠囊等使用了可以生物降解的生物材料如聚乙二醇、聚乳酸、聚羥基乙酸等。這些生物材料的使用豐富了生物技術制藥的內容。在通過不斷介紹新的生物材料的基礎上,并結合新技術在制藥領域的應用,極大的激發了學生的學習興趣。

二、生物技術制藥課程教學改革分析

教學是一種藝術活動,生物技術制藥課程教師應有扎實的生物科學、藥物科學、化學工程等理論基礎、豐富的實踐經驗和寬廣的人文知識底蘊、熟練掌握教學基本技能,講起課來才能收放自如,能引人入勝,獲得良好的課堂教學效果。

2.1運用交叉學科分析研究問題,拓展學生科學視野

在進行《生物技術制藥》教學時,既強調對基本概念的解釋、理論的歸納,同時應注重各個學科之間的緊密聯系,從分子生物學、藥學、醫學、生物材料學以及化學工程等多角度進行理論研究與分析,教授學生以生物技術制藥歷史發展的觀點、從不同學科認識問題,使學生真正明白其中的科學道理。如在酶工程制藥中對于酶的固定化教學中,筆者就融合了生物材料、分子生物學和藥學等知識。酶是一大類具有特殊結構的蛋白質生物大分子,可以通過分子生物學和藥學兩種角度來講授;而對于固定酶所用的明膠、聚乙烯醇等材料是生物材料課程學習的重點內容部分,如材料的理化性質、結構特征、制備、應用等。通過對酶及其負載生物材料的結構特征進行分析,從多學科角度講授酶制藥過程,加深了學生對酶工程制藥的理解。

2.2充分利用多媒體教學和現代信息化技術

多媒體教學可以使抽象、枯燥的理論通過圖文并茂生動地表達出來。通過部分動畫演示和觀看教學錄像即能引起學生興趣,又能快速理解接受理論知識。筆者在備課時訪問各種電子化的課程資源庫,獲得直接相關的資料;課堂上給學生提供生物技術相關的學習網站如小木蟲、丁香園等網站,引導學生不斷學習的興趣。充分利用現代信息化技術和多媒體教學,提高了學生教學效率[3,4]。

2.3課堂教學與實驗教學相結合,激發學生學習興趣

為了使學生充分掌握《生物技術制藥》這門課程,更好地為今后的生產實踐服務,為科研服務。生物技術制藥實驗課程設置了基礎實驗和綜合實驗[5]。與理論課同步開設了DNA的提?。患毎诤?;細胞轉染等實驗,作為課程實驗的基本環節。綜合實驗是為了提高學生興趣和科學素質設置。實驗過程中我們進行了生物材料殼聚糖的制備,生物酶的制備;開展了以殼聚糖負載生物酶的實驗。這些實驗引起了學生極大興趣,使得在課堂上講授的枯燥的理論在實驗中變得生動而具體了,充分調動了學生的積極性,取得了較好的教學效果。

三、結語

通過上述對《生物技術制藥》課程教學改革的探索,激發了學生對本門課程的學習興趣和積極性,對于教學效果有極大的幫助。期望培養出具有視野開闊、專業素質優良、有較強實驗操作能力,可以將專業理論和技術運用到實際工作中的創新性和競爭性人才,實現現代教育目標。

參考文獻

[1]凌建亞,張國英,陳敏,等?;趨f同創新的生物技術制藥課程建設初探[J].高等理科教育,2015,5:101-104.

[2]趙卓,郭剛,吳超,等。以科研優勢帶動研究型教學的《生物技術制藥》教學改革[J].西南師范大學學報,2014,39(8):155-157.

[3]姜海蓉,彭方毅,敏,等。制藥工程專業課程體系探討[J].時珍國醫國藥,2011,22(2):440-441.

[4]楊德龍,栗孟飛,李唯,生物技術制藥教學改革與實踐[J].生物學雜志,2015,32(2):106-109.

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專業大觀

生活在鋼筋水泥森林里的我們,對金屬材料一定不陌生。從汽車外殼到小小螺絲釘,從建筑用材到鍋碗瓢盆,處處充斥著金屬感??梢哉f,金屬材料的發現和應用,日益深入和改變著我們的生活。

金屬材料工程是一門實用性很強的專業,通過對金屬材料制備工藝及其原理的探索,研究成果可以直接應用于現實生產。該專業開設的主要課程有材料熱力學、金屬學、材料力學性能、材料分析技術、金屬材料學、材料成型加工工藝與設備、計算機在材料工程中的應用等。通過學習這些課程,同學們將被培養成為具備金屬材料科學與工程等方面的知識,能在冶金、材料結構研究與分析、金屬材料及復合材料制備、金屬材料成型等領域從事科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營管理等方面工作的高級工程技術人才。

金屬材料工程發展歷史很長,基礎非常雄厚,可以說從事這方面研究的人員一開始就站在了巨人的肩膀上,但需要注意的是,借助學科雄厚的基礎,初學者雖然很容易入門,但入門后看見的是一片片整整齊齊的田野,仿佛沒有值得開墾的地方,要想取得突破性進展必須下一番力氣。因此學生在學習時需要注重培養自己的觀察和判斷能力,不盲目迷信書本和權威,要敢于放開自己的思維不斷探索新知。

經過本科階段的學習,金屬材料工程專業的畢業生將被授予工學學士學位,畢業后如果希望從事專業相關工作,可以去相應的研究所(比如北京有色金屬研究院)參加工作,或是在寶鋼、首鋼等國有大中型鋼鐵集團以及其他相關企業擔任中高級工程技術人員,當然也可以選擇留?;蛘叱鰢.斈憧匆娮约盒燎趧趧拥某晒阡摶w濺中誕生,為國家和人民創造了巨大經濟利益的時候,你一定會由衷地感到高興。也許到時候你會發現自己對別的領域更感興趣,不要擔心,你所學的知識和方法完全可以幫助你適應其他的工作,因為在這里養成的分析問題、解決問題的能力,會令你左右逢源、游刃有余。

報考點津:由于本專業涉及到金屬材料的設計、計算機的應用等專業領域,因此,有創新意識,吃苦精神,且在繪圖、計算機等方面有專長的同學更適合報考該專業。

高??煺眨罕本┕I大學、西安交通大學、哈爾濱工業大學、鹽城工學院、西北工業大學等。

專業大觀

高分子材料與工程屬于理工科類,是研究有機及生物高分子材料的制備、結構、性能和加工應用的高新技術專業。目前高分子材料已被廣泛應用于生活、生產、科研和國防等各個領域,成為我國科學研究的一個重點領域。

高分子材料與工程培養的是高新技術方面的人才,該專業的學生主要學習高聚物化學與物理的基本理論和高分子材料的組成、結構與性能知識及高分子成型加工技術知識,具體的課程有有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法。看課程的名稱,我們會發現,高分子材料與工程主要涉及化學、物理、材料知識。但是,不要以為你高中的物理、化學學得好就能把高分子材料與工程專業學好,我們高中時學的物理、化學其實都只是基礎知識,并沒有朝深方向延伸。因此說,高中所學的物理、化學知識只能算是在為學高分子化學、物理打基礎。

學習了高分子材料與工程的主要課程后,充其量只能說你學到了知識,還不具備有開發研究高分子材料的能力。為了幫助該專業學生將知識轉化為技能,學生在校期間的大部分時間都被用來做實驗,同時學校也會適當的安排一些社會實踐,同學們可以進行金工實習、生產實習、專業實驗、計算機應用與上機實踐、課程設計等。此外,同學們自己還可以利用寒暑假的時間到工廠、企事業單位實習。

總而言之,只有經過社會實踐并且反復摸索驗證課本上的理論知識,同學們才能掌握高分子材料的合成、改性的方法,獲得聚合物加工流變學、成型加工工藝和成型模具設計的基本技能,具有對高分子材料改性及加工過程進行技術經濟分析和管理的初步能力。當同學們在學校就具有以上這些能力,那可以說已經很優秀了,畢業時那會是企業爭搶的香餑餑。

關于就業,高分子材料與工程專業的學生畢業后,可以到高分子材料及高分子復合材料成型加工、高分子合成、化學纖維、新型建筑裝飾材料、現代噴涂與包裝材料、汽車、家用電器、電子電氣、航天航空等企業從事設計、新產品開發、生產管理、市場經營及貿易部門工作,也可以到高等學校、科研單位從事科學研究與教學工作,還可以到政府部門從事行政管理、質量監督等工作。

報考點津:對物理、化學感興趣的學生較適合本專業。另外,由于該專業要與計算機、英語打交道,因此你要有計算機、英語方面的學習熱情。還有,按照相關招考規定,色弱、色盲者不能報考該專業。

高??煺眨核拇ù髮W、浙江大學、華南理工大學、大連理工大學、華僑大學等。

專業大觀

復合材料與工程是實用性很強的專業,它分為復合材料設計與加工和復合材料工程兩個專業方向,這樣可以術業有專攻,使同學們在成為本專業通才的同時又是某個方向的專才。

既然復合材料與工程專業的學生學的是如何研發復合材料,那么復合材料究竟有何魔力驅使同學們去研究它呢?人們獲取知識時常用的方法是去粗取精,從而使知識更上一層樓。復合材料其實和同學們汲取知識的方法是一樣的,它是由兩種或多種性質不同的材料通過物理和化學復合,組成具有兩個或兩個以上相態結構的材料。簡單的說,就是它具有合成材料共有的優點,性能要高出任何一個合成的部分。其實,在現實生活中,我們會看到很多的復合材料產品,如休閑座椅、工藝花盆、燈飾、廣告燈箱、汽車配件、電話亭等。當我們驚訝于復合材料與工程何以如此強悍時,羨慕和期待的眼光便落在了復合材料與工程專業上。

看著五花八門的工藝花盆、燈飾,同學們可能會難掩內心的激動,也想自己動手制作出漂亮的燈飾。有這樣的心情,表示同學們已經愛上了復合材料與工程專業了。由于該專業所要解決的是了解復合材料的組成特點、主要應用領域、復合原理和主要制備工藝等問題,因此該專業的同學們需要學習的專業課程有復合原理、復合材料學、復合材料工藝設備、材料學概論、復合材料的實驗技術、高分子化學及物理、復合材料工藝學、復合材料聚合物基礎等。

羅列出這么多專業課程,你可能會發出感慨,怪不得該專業畢業的學生能夠研制出許多性能各異的產品,因為他們所學的知識不僅專,而且全。該專業同學畢業后可以到航空航天、汽車、船舶、建材、化工防腐、電機、電子、石油、通信、國防等行業的科研院所、高校、公司、企業工作。即使是新入職的該專業的畢業生,薪酬也不會很低,一般薪水在3000左右,不過也分地域、單位和各人能力。

報考點津:能吃苦,有創新精神,且對化學、物理感興趣的最適合報考本專業。盡管沒有性別限制,但從往年的男女就業情況來看,男生比女生更受企業的歡迎。

高??煺眨何錆h理工大學、蘭州交通大學、江蘇大學、華東理工大學、濟南大學等。

專業大觀

生物功能材料專業是生命科學和材料科學的前沿叉學科,是生物醫學工程、組織工程和藥物釋放等交叉學科技術的迅速發展對專業人才的迫切需求而設立的。

生物功能材料專業的魅力,就在于敢于實踐李寧的那句名言——“一切皆有可能”。就在前不久,青島即發集團成功研制出了“高性能殼聚糖纖維材料”,而它的原料就是不起眼的蝦皮、蟹殼。蝦皮、蟹殼與用來做紡織面料材料的棉花相比,在纖維等特性上相差十萬八千里,但就是這樣不可能的事實,科研人員利用甲殼素經化學處理和拉纖工藝制備,制出了可紡性高、抗菌性強、隔熱性能好等特點的“高性能殼聚糖纖維材料”??蒲腥藛T之所以可以變不能為可能,完全歸功于生物功能材料專業。

科研人員有如此“特異功能”,與天生無關,而在于他們都接受過生物功能材料方面的專業學習。他們必學的主要課程有:生物化學、分子生物學、生物醫學工程、高分子化學、高分子物理、生物醫學材料學、生物材料制備與加工、生物材料綜合實驗等專業基礎及專業課程。要學好這些專業知識,沒有勤奮刻苦的精神,以及科學的學習方法是學不好的,因為這些課程比較深奧難懂,同學們除了在課堂上認真聽講,認真做好筆記,在課后消化以外,還必須給自己“加餐”,以接觸更多的相關知識。

因為生物功能材料是涉及面很廣的專業,因此一般的學校都會加大選修課的比例,主要開設的課程有:生物醫用高分子改性、組織工程學、控制釋放理論與應用、生物可降解高分子、環境材料基礎等。

學習了主要課程和選修課程之后,同學們可能還會關心,學習了這么多知識,究竟能把自己塑造成一個什么樣的人才?從開設的主要課程來看,生物功能材料的目標很明確,就是培養能在生物材料的制備、改性、加工成型及應用等領域從事基礎研究、應用研究和技術開發等的綜合型高級技術人才。該專業就業面寬,同學們畢業后可在研究院所、設計院、大專院校和企事業單位工作。

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關鍵詞:工業催化;項目與案例式教學;課程改革;工程教育

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)22-0128-02

2016年6月19日,我國高票通過《華盛頓協議》工程教育質量第21個成員國,意味著中國工程教育質量得到了國際認可,這是我國工程教育界多年努力的結果[1-3]。針對化學工程與工藝專業工程教育認證標準、卓越工程師教育培養計劃的目標,結合《工業催化》這門課程本身具有理論與實踐不能很好地結合等特點,改革《工業催化》傳統的教學方法,將“項目、案例式教學法”應用于《工業催化》課程教學中。通過實際反應引入知識點,科研案例將起到拋磚引玉的作用,加深學生對知識點的印象及理解。

一、課程的定位和目標

高校開展專業建設和工程教育改革的根本目的是推動專業教育質量和人才培養質量的持續改進與提高。認證標準規定了專業應該滿足的培養目標和畢業要求,學生在畢業時應該具備的基本的溝通能力、合作能力、專業知識技能、終生學習的能力及健全的世界觀和責任感等能力素質要求。近年來,通過在教學內容、教學方法和教學手段的改革以及教材建設等方面的探索與實踐,結合行業實際,培養能夠解決復雜工程問題的化工工程師已經成為課程教學的風向標。

《工業催化》課程是為化工相關專業學生開設的選修課,為學生畢業后從事催化化學相關領域的化工設計、催化劑設計與制備、運行管理等工作提供工業催化方面的專業知識。通過掌握有關催化劑設計、化劑制備和工藝、表征與測試等基本理論知識,了解相關研究方法,培養學生分析和解決催化劑制備技術中各種復雜工程問題的能力。通過掌握催化作用的基本規律和基本原理,掌握各類催化劑及其催化作用,具有對現有工業催化過程的改善和新的催化劑研究能力;通過掌握運用催化反應的基礎理論和基本知識,具有對工業催化領域內復雜工程問題進行進行識別、分析、表達,以獲得有效結論的能力。

目前學生對專業課的主動學習能力不足,專業課程較難理解,需要大量課外學習時間,而學生很少傾注課外時間鉆研專業知識[4-6]。課本知識不能滿足學生對新技術、新工業等知識的渴求,工科專業課的性質又使得學生容易出現遺忘的情況,教學效果難以保證。在成績考核方面,學生普遍認為臨時突擊能夠通過考試甚至有等待教師講解重點等現象,課外自學時間很少,學習后效果不好,應用本課程的知識解決復雜工程問題則更難。

通過《工業催化》課程教學改革圍繞工業生產實際需要,結合國內院校多年來在本課程教學方面積累的經驗,從教學定位、教學內容、教學手段等多方面著手,將項目與案例式教學融入課堂,輔以科技論文閱讀及寫作,培養學生將催化知識與工業生產相結合,使學生能夠在自主學習時接觸到國際前沿知識,培養學生的科學思想,注重理論與實際緊密結合的求實態度,建立并完善學生專業知識學習體系,促進學生接受新技術、新知識的能力,培養和提高學生利用專業知識對復雜工程問題進行分析、表達以獲得有效結論的能力。

二、案例式教學法

工業催化過程經石油、化工以及精細化工近百年的發展,已形成了巨大的生產力,在世界各國的國民經濟中起著不可估量的作用。無論是石油工業、化學工業還是精細化學品工業,其發展進程中起著十分重要作用的是催化過程。―個新的催化劑、新的催化過程的出現往往從根本上改變了某一化學加工過程的狀況,降低了成本,創造出大量的財富,有力地推動著工業生產的發展?!豆I催化》課程作為化工、材料相關專業的選修課程,主要研究各類工業催化劑的設計、制備、分析、測試與使用方法;介紹環境保護催化技術、未來能源催化技術。在實踐的基礎上,總結催化作用的基本規律,熟悉不同類型催化劑的基本要求和作用特點,催化劑制備技術,催化劑表征方法以及工業上催化劑的評價與應用。早在1834年Berzelius就引入了“catalysis”術語,此后催化反應層出不窮,課堂教學中引入案例,加深學生對知識的理解。案例:在講授“金屬催化劑及其催化作用、分子篩催化劑及其催化作用”等內容時,引入與生活密切相關的高辛烷值汽油制備案例。合成氣(CO+H2)經費托合成反應可定向制備高辛烷值汽油。費托合成的主要產物為直鏈烷烴,符合Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布,合成產物主要是C1-C50+的直鏈烷烴組成的復雜混合物,重質烴產物需要二次加工。研究者一般通過二段工藝將長鏈烷烴經進一步裂解改質和加氫異構獲得具有優異燃燒性能的中間餾分油(如高辛烷值汽油)。此反應通常需要二種催化劑,一是常規費托合成用金屬催化劑,二是分子篩催化劑。借此引入常規催化劑的主要成分、了解工業催化劑制備工藝路線,催化劑的制備方法;理解溶膠凝膠法、微乳液技術等催化劑制備新技術;掌握沉淀法、浸漬法等制備工業催化劑步驟和影響因素,掌握工業催化劑的運輸、貯存與裝填,升溫與還原,失活與再生、開、停車及鈍化等知識點。分子篩是一種結晶硅鋁酸鹽,具有規則的分子量級上的孔道結構,是石油煉制工業上常見的重油催化裂解和異構化催化劑。通過講解分子篩催化劑,從分子篩作用著手,分成兩方面內容。(1)分子篩的吸附作用,了解固體催化劑表面的內擴散和外擴散,理解多相催化反應步驟,掌握多相催化反應步驟,掌握吸附作用和吸附等溫線;掌握Langmuir等溫方程的幾點假設,以及Langmuir等溫方程。(2)分子篩作為固體酸催化劑用于裂解、異構化和擇型催化反應中。使學生了解分子篩在石油化工中的重要作用,掌握分子篩吸附作用與多相催化的關系。

三、項目式教學法

成果導向教育是由美國與1994年首先提出來的,經過20余年的發展,使其成美國、加拿大、英國等發達國家教育改革的主流理念[7]。因此,通過科研項目與教學改革融合為成果導向教育提供了良好的前提基礎,使課堂上的理論知識應用于在科研、生產實踐中。在“工業催化劑的設計”的教學內容中,利用產學合作企業的生產線,在課程適當教學環節結合教師的科研題目以及產學合作企業生產的產品進行項目式教學。如:浙江省自然科學基金項教改項目、浙江省公益技術應用研究計劃項目“新型雙提升管沼氣自熱重整制生物質基合成氣工藝關鍵技術研究”等融入課堂教學。在“各類催化劑及其催化作用、工業催化劑的評價與宏觀物性的測試”等章節,以省自然科學基金項目中的Fe/SBA-15/H-ZSM-5單晶膠囊催化劑設計為出發點,介紹金屬和分子篩在催化劑中的作用,介紹調控費托產物分布的催化劑種類、制備方法和研究進展以及分子篩催化劑在合成生物柴油中的應用。在“工業催化劑設計、工業催化劑的制備和使用”等章節,以浙江省公益技術應用研究計劃項目中的沼氣自熱重整催化劑設計和制備為出發點,介紹催化劑載體和助劑對催化劑性能的影響,介紹制備方法和條件對催化劑性能的影響;在“未來能源及燃料工業用催化技術”章節,介紹生物質基清潔能源的開發等。學生分小組研討,在查閱文獻和總結的基礎上,得出沼氣重整制備合成氣,合成氣直接制備柴油的具體催化劑選擇和工藝,應用CAD化工軟件畫出工藝路線圖,并在課堂上小組代表進行項目方案的講解,采用以學生“參與式”的課堂教學,以學生為中心,讓學生成為課堂的主體,使學生具有一定的探索知識能力。

四、結語

對《工業催化》課程進行教學改革,使本課程能較好地適應當代本科生工程教育的特點和學科發展趨勢,將項目與案例運用到教學中,課程的改革主要圍繞以下3個目標來進行:

1.強化工業催化的基礎知識,培養學生扎實的專業知識和科研項目案例閱讀、查詢能力,注重學科交叉滲透和應用發展。

2.使學生掌握先進研究方法與技能、擁有對工業催化領域內復雜工程問題進行進行識別、分析、表達,以獲得有效結論的能力。

3.達到培育具有國際化視野、能力全面、良好創新素養的應用型高級工程技術人才的目的,為提高高等工程教育的質量奠定良好的基礎。

參考文獻:

[1]中國工程教育認證協會(籌)秘書處.工程教育認證工作指南(2013)版)[Z].

[2]姚韜,王紅,佘元冠.我國高等工程教育專業認證問題的探究――基于《華盛頓協議》的視角[J].大學教育科學,2014,(04):28-32.

[3]肖云川,吳莎.以工程教育專業認證為標準提升大學生就業能力的研究[J].現代教育,2015,(10):12-13.

[4]黃仲濤.工業催化[M].北京:化學工業出版社,2006.

[5]高正中.實用催化[M].北京:化學工業出版社,2005.