發(fā)布時間：2023-03-21 17:07:55
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的化學(xué)工程技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
當(dāng)代化學(xué)工業(yè)對化學(xué)化工類人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。如何培養(yǎng)基礎(chǔ)理論知識扎實、工作適應(yīng)性強、具有創(chuàng)新能力的人才，是綜合性大學(xué)化學(xué)化工教學(xué)改革面臨的重要課題。目前，綜合性大學(xué)化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)每年都有相當(dāng)一部分畢業(yè)生進入化學(xué)、化工和制藥等企事業(yè)單位業(yè)從事研究開發(fā)或工程技術(shù)工作，這種趨勢還會隨著創(chuàng)新性國家的建設(shè)而逐年增長?；瘜W(xué)工程基礎(chǔ)是綜合性大學(xué)化學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是唯一的一門工程技術(shù)類課程，該課程的教學(xué)改革與實踐對于理工學(xué)科交叉與學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是綜合性大學(xué)化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)其他課程所不能替代的。在充分發(fā)揮綜合性大學(xué)基礎(chǔ)理論研究優(yōu)勢的同時，通過對理科專業(yè)化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容的更新、充實和調(diào)整，為化工類企事業(yè)單位培養(yǎng)和造就具有開拓創(chuàng)新精神、勝任科學(xué)研究與工程技術(shù)工作、適應(yīng)性強的化學(xué)化工專業(yè)人才。
二、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的優(yōu)化
以創(chuàng)新教育思想為指導(dǎo)，研究改革化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，建立培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的化學(xué)工程基礎(chǔ)課程內(nèi)容新體系。動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程（“三傳一反”）仍將是化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)的核心內(nèi)容，應(yīng)不斷充實更新才能反映學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和適應(yīng)社會經(jīng)濟需求?；瘜W(xué)和化學(xué)工程學(xué)是支撐物質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)工業(yè)的學(xué)科，前者研究分子之間發(fā)生反應(yīng)的可能性、必要的條件和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，后者研究物質(zhì)的流動、質(zhì)能傳遞及其對反應(yīng)過程與產(chǎn)物的影響。
1.優(yōu)化更新教學(xué)內(nèi)容，反映體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展與技術(shù)進步。化學(xué)工程基礎(chǔ)作為理科化學(xué)專業(yè)的工程技術(shù)課程，其教學(xué)內(nèi)容除了動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程以外，還應(yīng)當(dāng)及時反映和體現(xiàn)學(xué)科的發(fā)展與技術(shù)進步。根據(jù)授課學(xué)時，突出教學(xué)重點，優(yōu)化教學(xué)計劃，精選教學(xué)內(nèi)容。以化學(xué)工程學(xué)的基本觀點、基本原理和基本方法為核心，結(jié)合典型化工過程，理論聯(lián)系實際，使學(xué)生在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)，掌握本門課程的基本知識，熟悉研究與應(yīng)用對象，為今后從事化學(xué)化工專業(yè)技術(shù)工作打下堅實基礎(chǔ)。在其他科學(xué)技術(shù)的帶動和社會需求的推動下，化工分離技術(shù)近年來取得了很大進步。新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，膜分離和超臨界流體萃取等新型分離技術(shù)就是其中的代表。我們在教材的編寫和課堂教學(xué)中，有意識地加入這些內(nèi)容，便于學(xué)生從課堂上了解新的科學(xué)知識，拓寬學(xué)術(shù)視野。
2.引導(dǎo)學(xué)生建立工程技術(shù)與技術(shù)經(jīng)濟觀點，提高學(xué)生綜合素質(zhì)?？茖W(xué)與技術(shù)的交叉和滲透，要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅要掌握扎實的基礎(chǔ)理論知識，還要學(xué)會運用所學(xué)的理論解決工程實際問題。綜合性大學(xué)理科化學(xué)專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)理論知識比較扎實，在課堂教學(xué)中，我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合工程實際，啟發(fā)學(xué)生從工程實際問題出發(fā)，強調(diào)工程實際的特點，突出工程實踐的技術(shù)經(jīng)濟問題，灌輸學(xué)生節(jié)能減排與綠色環(huán)保的理念，訓(xùn)練學(xué)生綜合運用數(shù)學(xué)、物理與化學(xué)等多學(xué)科知識，綜合分析化工單元操作與工業(yè)裝置中涉及的復(fù)雜問題，培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)思維方法與工程設(shè)計等綜合素質(zhì)。
3.改進教學(xué)方法，提高教學(xué)效率。化學(xué)工程基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)內(nèi)容涉及化工單元操作與工藝過程。綜合性大學(xué)化學(xué)專業(yè)的學(xué)生一般沒有見過真實的化工設(shè)備，對化工廠與化工設(shè)備和裝置缺乏感性認(rèn)識，通過多媒體教學(xué)技術(shù)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法，可以促進學(xué)生感知與思維、理論與實踐的結(jié)合，提高學(xué)生對化學(xué)工程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，使他們由不熟悉、不了解化工企業(yè)與裝置轉(zhuǎn)變?yōu)橄矚g應(yīng)用學(xué)科、樂于進入與應(yīng)用密切相關(guān)的教師實驗室開展業(yè)余科研。為此，我們一方面利用多媒體的優(yōu)點，在課堂教學(xué)中放映一些設(shè)備的實物圖像。另一方面，在有關(guān)課程中增加了實習(xí)參觀環(huán)節(jié)，組織學(xué)生到石油化工廠、有機化工廠和精細(xì)化工廠等企業(yè)參觀實習(xí)，增強學(xué)生對加熱爐、精餾塔、泵、換熱器等主要化工設(shè)備的感性認(rèn)識。
三、教學(xué)團隊與課程體系的建設(shè)
以先進的教學(xué)理念為先導(dǎo)，以高水平的教學(xué)團隊為根本，以科學(xué)的課程新體系為核心，以優(yōu)良的規(guī)劃教材為保障，強化教學(xué)團隊的建設(shè)，使所有主講教師成為教學(xué)改革的高水平運動員和創(chuàng)新教育的優(yōu)秀教練員。
1.建設(shè)高水平教學(xué)團隊。從事課堂和實驗教學(xué)的主講教師也要承擔(dān)高水平的科研項目，提高教師的科研水平。我們承擔(dān)“化學(xué)工程基礎(chǔ)”的主講教師都具有教授職稱并擔(dān)任博士生導(dǎo)師，承擔(dān)了一些科學(xué)研究項目。同時，也積極思考和實踐課程的教學(xué)改革，奠定了學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的堅實基礎(chǔ)。沒有高水平的教學(xué)團隊，不可能進行教學(xué)改革的實踐，更不可能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的學(xué)生。
1.1應(yīng)用型本科人才要求
根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特征及社會對化工人才需求的趨勢,應(yīng)用型高?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的目標(biāo)是培養(yǎng)化學(xué)化工理論基礎(chǔ)扎實,實踐動手能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力及外語與計算機應(yīng)用能力較強,適應(yīng)化工、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保等部門從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理等方面工作的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才[2]。為了實現(xiàn)上述目標(biāo),化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型本科人才應(yīng)具備的基本素質(zhì)與專業(yè)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(xué)素養(yǎng),能處理好人與環(huán)境、人與社會的關(guān)系;②掌握化學(xué)工程與工藝的基本理論和基本知識;③掌握化學(xué)裝置工藝與設(shè)備設(shè)計方法,掌握化工過程模擬優(yōu)化方法;④具有對新工藝、新產(chǎn)品、新技術(shù)和新設(shè)備進行研究、開發(fā)和設(shè)計的初步能力;⑤了解化學(xué)工程的理論前沿,了解新工藝、新技術(shù)與新設(shè)備的發(fā)展動態(tài);⑥掌握文獻檢索的基本方法,具有一定的科學(xué)研究和實際工作能力;⑦具有創(chuàng)新意識和獨立獲取新知識的能力[2]。因此,根據(jù)現(xiàn)代科技和生產(chǎn)的發(fā)展需要,以服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展為目標(biāo),把握高等教育規(guī)律和化學(xué)工程與工藝專業(yè)特征,制定化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案。在人才培養(yǎng)方案制定的過程中,合肥學(xué)院借鑒德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型人才成功經(jīng)驗,非常重視企業(yè)的作用,將企業(yè)要求與學(xué)生的培養(yǎng)相結(jié)合,構(gòu)建理論教學(xué)與實踐教學(xué)相學(xué)體系,確定了以“面向企業(yè)、立足崗位、注重素質(zhì)、強化應(yīng)用、突出能力”為指導(dǎo)思想的“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)模式。理論教學(xué)體系體現(xiàn)“三個服務(wù)”原則:基礎(chǔ)理論教學(xué)要為專業(yè)技術(shù)課教學(xué)服務(wù),理論教學(xué)為提高學(xué)生綜合素質(zhì)服務(wù),把素質(zhì)教育貫穿于教學(xué)全程,為培養(yǎng)學(xué)生具有獨立分析和解決實際問題的能力服務(wù),注重培養(yǎng)學(xué)生對技術(shù)成果的吸納和綜合應(yīng)用能力。建立與培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的實踐教學(xué)體系,形成基礎(chǔ)實訓(xùn)、專業(yè)實訓(xùn)及校內(nèi)、外實訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合的綜合實訓(xùn)教學(xué)一體化,完成實訓(xùn)教學(xué)。促進學(xué)生掌握專業(yè)技能,實施“四年九學(xué)期制”,提高學(xué)生就業(yè)競爭能力。
1.2化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才要求
化學(xué)工程與工藝專業(yè)是為了適應(yīng)新世紀(jì)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展而設(shè)置的,是由原來的化學(xué)工程、有機化工、無機化工、高分子化工、精細(xì)化工、煤化工、工業(yè)催化等專業(yè)合并而成的寬口徑專業(yè),覆蓋面寬、涉及領(lǐng)域廣[3]。該專業(yè)具有兩大特色:一是覆蓋面廣。研究領(lǐng)域涉及無機化工、有機化工、精細(xì)化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫(yī)藥化工、微電子化工等諸多領(lǐng)域;二是工程特色顯著。該專業(yè)以化學(xué)工程與化學(xué)工藝為兩大支撐點,化學(xué)工程主要研究化工過程及設(shè)備的開發(fā)、設(shè)計、優(yōu)化和管理?；瘜W(xué)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(xué)反應(yīng)和分離加工技術(shù)制取各種化工產(chǎn)品?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)涉及的工程放大技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)技術(shù),不僅在化工領(lǐng)域,而且在醫(yī)藥、材料、食品、生工等眾多相關(guān)領(lǐng)域均大有用武之地。因此,化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)有較強的工程能力和工作適應(yīng)性,需掌握化工生產(chǎn)技術(shù)的基本原理、專業(yè)技能與研究方法,具有從事化工生產(chǎn)控制、化工產(chǎn)品和過程的研究開發(fā)、化工裝置設(shè)計與放大的初步能力[4]。
1.3應(yīng)用型化工人才實踐教學(xué)體系構(gòu)建
高等工程教育強調(diào)綜合素質(zhì)的基礎(chǔ)作用和工程素質(zhì)的定型作用。培養(yǎng)應(yīng)用型化工特色人才,核心就是培養(yǎng)實踐能力強的應(yīng)用型人才。以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),遵循教育教學(xué)基本規(guī)律,堅持育人為本,教學(xué)為綱,根據(jù)學(xué)生需要,圍繞學(xué)生能力拓展和知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建實踐教學(xué)體系。該體系由基本技能、專業(yè)能力、綜合能力三層次訓(xùn)練組成,將課外創(chuàng)新活動和社會實踐有機融合。借鑒德國成功的經(jīng)驗,培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力、項目實現(xiàn)能力及創(chuàng)新能力。實踐教學(xué)根據(jù)能力要求可分為3個層次:基礎(chǔ)實踐層、專業(yè)實踐層、綜合和創(chuàng)新實踐層。基礎(chǔ)實踐層以強化“三基”,培養(yǎng)基礎(chǔ)能力為目的,將基礎(chǔ)化學(xué)實驗分為3個層次和5個模塊,構(gòu)成一個彼此相連,逐層提高的體系[5]。通過化學(xué)專題研究訓(xùn)練,強化了知識和技能的綜合性;認(rèn)知實習(xí)在實踐教學(xué)體系中處于承上啟下階段。學(xué)生在與自己相近或相關(guān)的崗位上經(jīng)過認(rèn)知實習(xí),了解專業(yè)所需要的專業(yè)知識、能力、素質(zhì),有利于他們結(jié)合自己的興趣,規(guī)劃未來發(fā)展,在專業(yè)方向的選擇、課程模塊的選擇上會更加理性。2周金工實習(xí)和1周電工電子實習(xí),實現(xiàn)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)目標(biāo);專業(yè)實踐層是在理論教學(xué)和基礎(chǔ)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,通過專業(yè)基礎(chǔ)實驗、課程設(shè)計、工程實訓(xùn)等實踐教學(xué)的環(huán)節(jié)實現(xiàn)專業(yè)能力培養(yǎng);綜合和創(chuàng)新能力是對技術(shù)基礎(chǔ)知識、運用專業(yè)知識解決實際問題能力和知識遷移能力的綜合體現(xiàn),反映學(xué)生整體素質(zhì)。通過畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(論文)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié),配合第二課堂科技活動,達(dá)到培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的目的?？傊?各層實踐教學(xué)活動層層遞進、相互滲透,達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的要求。
2圍繞工程能力培養(yǎng),實施實踐教學(xué)改革
2.1突出強化實踐鍛煉,提高教師實踐教學(xué)水平
教師是實踐教學(xué)體系的主導(dǎo)者,也是實踐教學(xué)體系的實踐者。要培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)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(xué)位的專職實驗教師,采取走出去、請進來的辦法培養(yǎng)教師的實踐能力,派合肥學(xué)院高學(xué)位高職稱的教師到企業(yè)去鍛煉6~12個月,增加教師的工程意識和實踐能力。根據(jù)學(xué)院要求成立了實驗技術(shù)教研室,這不僅是名稱和內(nèi)涵的改變,更重要的是教育理念的轉(zhuǎn)變,建立實驗技術(shù)教研室,由教授、博士擔(dān)任主任,具有研究生學(xué)歷的教師為成員,研究實踐教學(xué)內(nèi)容、方法和手段,進行實驗教學(xué)、實驗課程內(nèi)容和方法改革等工作。目前,和化學(xué)工程與工藝專業(yè)實驗實踐教學(xué)有關(guān)的合肥學(xué)院院級教研立項6項,安徽省教育廳立項3項,獲得教學(xué)成果獎合肥學(xué)院二等獎一項、三等獎一項;安徽省三等獎一項。聘請企業(yè)和設(shè)計院等單位人員擔(dān)任教師,讓學(xué)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(xué)條件建設(shè),提供實踐教學(xué)載體
實驗室和實習(xí)基地是完成實踐教學(xué)內(nèi)容所必需的保障平臺。在實驗室建設(shè)方面,加強以無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)課程為支撐的基礎(chǔ)化學(xué)實驗室建設(shè),和以化工原理為支撐的化工基礎(chǔ)實驗室。專業(yè)實驗作為一門最能反映專業(yè)特色,與專業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展關(guān)系最為密切的實踐性課程,必須跳出原有的框架,重新構(gòu)建一個能夠全面反映化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展方向、適合按專業(yè)大類組織實驗教學(xué)、有利于培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的新框架。根據(jù)化學(xué)工程與工藝核心課程化工熱力學(xué)、傳遞過程原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程和技術(shù)化工工藝學(xué)作為構(gòu)架,遵循以下原則:緊扣化工過程研究與開發(fā)的方法論;充分考慮工程學(xué)與工藝學(xué)實驗的適當(dāng)平衡;具有典型性、力求先進性、增加綜合性;實驗內(nèi)容既符合化學(xué)工程與工藝學(xué)科發(fā)展規(guī)律,又具有鮮明的先進性和特色,建立了化工熱力學(xué)實驗室等專業(yè)實驗室。根據(jù)專業(yè)和學(xué)生發(fā)展需要,在專業(yè)方向上設(shè)立分離工程和精細(xì)化工2個化工專業(yè)方向,并建立精細(xì)化工和分離技術(shù)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(xí)是強化專業(yè)知識、增加學(xué)生的感性認(rèn)識和創(chuàng)新能力的重要綜合性教學(xué)環(huán)節(jié),校外實習(xí)基地是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的重要場所,是學(xué)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(chǎn)學(xué)合作,和中鹽四方集團等14家企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,與企業(yè)合作共建實驗室2個。每年由校內(nèi)和企業(yè)教師共同指導(dǎo)學(xué)生進行實習(xí),并在畢業(yè)論文(設(shè)計)環(huán)節(jié),由企業(yè)提出課題,真題真做,學(xué)生將所學(xué)知識和生產(chǎn)實際相結(jié)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(shù)人員指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計多次獲合肥學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(論文)獎。
2.3第一課堂與第二課堂相結(jié)合,著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
為了達(dá)到實驗課培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的更高目標(biāo),以培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力為出發(fā)點,以學(xué)生個性化能力培養(yǎng)為重點,學(xué)院制定了《合肥學(xué)院學(xué)生第二課堂活動學(xué)分管理暫行辦法》,將第一課堂與第二課堂結(jié)合起來,收到明顯的效果?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè),以化學(xué)工程師之家和學(xué)生參與教師科研為主要內(nèi)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(yǎng)“未來的工程師”為目標(biāo)、以工程設(shè)計為核心、以模型制作為基礎(chǔ),通過形式多樣的活動培養(yǎng)學(xué)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(yīng)用能力;通過工程設(shè)計提高工程素養(yǎng);通過企業(yè)化運作模式培養(yǎng)學(xué)生效率意識、責(zé)任意識和管理能力。作為第二課堂的重要平臺,重點培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力、管理能力、協(xié)調(diào)組織的領(lǐng)導(dǎo)能力和團隊精神。通過借鑒企業(yè)化管理模式,營造企業(yè)氛圍,培養(yǎng)學(xué)生效率意識、責(zé)任意識和管理能力,增強學(xué)生對社會的適應(yīng)能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。目前,累計培訓(xùn)學(xué)生500人以上?；瘜W(xué)工程與工藝學(xué)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(chuàng)新競賽獲得二等獎,“三井化學(xué)”杯第四屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽二等獎和華南地區(qū)第四屆大學(xué)生化工設(shè)計創(chuàng)業(yè)大賽二等獎。近3年來,學(xué)生34篇,其中被SCI、EI收錄的9篇。
為了能更好的進行做好化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革，我們對現(xiàn)行化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)方案的進行了修訂工作。根據(jù)本專業(yè)特色和學(xué)生的具體情況，我們先后選擇到本專業(yè)辦學(xué)經(jīng)驗豐富、學(xué)科排名靠前的重點院校，如天津大學(xué)、北京化工大學(xué)、中國石油大學(xué)(華東)、合肥工業(yè)大學(xué)等高校和同一地域的蘭州理工大學(xué)和寧夏大學(xué)等高校進行調(diào)研。并在征求了部分在校生、畢業(yè)生和化工企業(yè)對現(xiàn)行培養(yǎng)方案修訂的意見的基礎(chǔ)上，我們對調(diào)研的信息和反饋的意見和建議進行認(rèn)真的分析、梳理和總結(jié)。從總體上來看，現(xiàn)行培養(yǎng)方案的的培養(yǎng)目標(biāo)及基本要求符合專業(yè)特點及專業(yè)發(fā)展的需要，課程設(shè)置及課時安排也基本符合專業(yè)的要求。但是現(xiàn)行培養(yǎng)方案也存在著一些問題:(1)理論課的學(xué)時較多，容易形成以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和從事創(chuàng)新性實驗項目的時間不足，而且所學(xué)習(xí)的理論知識難以應(yīng)用于實踐，在畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計中表現(xiàn)尤為突出。(2)由于公共課程較多的原因，學(xué)生在前三個學(xué)期的學(xué)習(xí)過程中難以接觸到真正的專業(yè)課程，真正學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識的時間非常有限，也造成了安排在大一下半學(xué)期的認(rèn)知實習(xí)難以對學(xué)生產(chǎn)生相應(yīng)的專業(yè)影響。(3)核心課程的核心地位不突出，既沒有從課時上保證，也沒有從考核方式上來要求。(4)沒有專業(yè)概論課程，學(xué)生到了三、四年級，對專業(yè)的認(rèn)識還不夠清晰，對課程之間的承接關(guān)系沒有概念，綜合運用專業(yè)知識來解決實際問題的能力不足。(5)部分課程內(nèi)容重復(fù)，難以形成教學(xué)上的高效率。(6)課程體系中沒有能很好地跟上現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中信息化的腳步，已經(jīng)廣泛應(yīng)用的設(shè)計軟件，如Aspenplus、ProE等還沒有進入課程體系。(7)畢業(yè)實習(xí)還有待加強，目前安排的畢業(yè)實習(xí)時間較短，難以達(dá)到實習(xí)的目的。
二化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的思路
美國、德國等發(fā)達(dá)工業(yè)國家的統(tǒng)計資料表明，高級工程人才的需求比例為:從事工程科學(xué)研究的人才為5%，這部分人才主要以研究和發(fā)現(xiàn)工程過程中的基本理論為主，偏重于工程學(xué)術(shù)研究;從事設(shè)計、開發(fā)的工程人才約占35%，主要工作是將科學(xué)原理和學(xué)科體系知識轉(zhuǎn)化為設(shè)計方案或設(shè)計圖紙;從事生產(chǎn)工藝、運行維護、管理銷售等工作的工程技術(shù)人員約占65%，將設(shè)計方案與圖紙轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。后兩者可以統(tǒng)稱為工程應(yīng)用人才。化工學(xué)院在建院之初，就確定了以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)。根據(jù)幾年來在人才培養(yǎng)的探索與實踐過程中，我們認(rèn)為，確切地說，我們應(yīng)該以打造工程生產(chǎn)一線工程師、工程技術(shù)人員為人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)，也就是說，以培養(yǎng)工程技術(shù)人員為主，對于一些學(xué)有余力的學(xué)生，可以通過進一步的深造和在實踐工作崗位上的鍛煉，成為工程人才。培養(yǎng)化工類工程應(yīng)用型人才，就是要強調(diào)本科教育的專業(yè)性，通過本科教育這一相對完整的人才培養(yǎng)周期，是學(xué)生接受相對完整的、作為一線工程師所需要的基本教育，具有一線工程師應(yīng)有的基本知識、基本能力、基本素質(zhì)。學(xué)生通過這樣的教育，應(yīng)該具有系統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識、較強的實踐動手能力、主動的自主學(xué)習(xí)能力、靈活的崗位適應(yīng)能力，在現(xiàn)有成熟的化工技術(shù)和規(guī)范的基礎(chǔ)上，能夠應(yīng)用理論知識和技術(shù)，解決生產(chǎn)實際中的具體技術(shù)問題，特別是應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識進行集成創(chuàng)新和引進吸收再創(chuàng)新。同時，一線工程師還應(yīng)具有一定的人文精神和環(huán)境意識?，F(xiàn)代化學(xué)工業(yè)，不僅融化學(xué)科學(xué)、化工技術(shù)、藝術(shù)于一體，還與自然資源、生態(tài)環(huán)境、倫理道德等重大社會問題息息相關(guān)，在“十”提出“建設(shè)美麗中國”的歷史背景下，在培養(yǎng)的學(xué)生多數(shù)服務(wù)于生態(tài)環(huán)境脆弱的西部地區(qū)的前提下，更應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的人文精神和環(huán)保意識。經(jīng)過四年的執(zhí)行，現(xiàn)行培養(yǎng)方案在培養(yǎng)應(yīng)用型化工技術(shù)人才方面起到了重要的作用，也積累了豐富的經(jīng)驗。在新方案修訂過程中，要在保持原方案優(yōu)點，尤其是突出實踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，針對原方案的不足，結(jié)合現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)新的發(fā)展現(xiàn)狀以及地區(qū)經(jīng)濟，來綜合考慮，完成修訂工作?；谶@樣的認(rèn)識，對于新的培養(yǎng)方案，需要遵循“理論系統(tǒng)夠用，突出實踐動手，營造工程背景，重視過程培養(yǎng)與評價，提倡自主學(xué)習(xí)，強化創(chuàng)新訓(xùn)練”的原則?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作的指導(dǎo)思想:以復(fù)合型、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)為核心，以教學(xué)改革、科學(xué)研究和服務(wù)社會為宗旨，以高素質(zhì)、重能力、求創(chuàng)新為根本，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生理論知識、綜合能力、實踐技能和科學(xué)素養(yǎng)全面協(xié)調(diào)健康發(fā)展。力求達(dá)到理論與實踐、基礎(chǔ)與提高、傳承與創(chuàng)新、教學(xué)與科研、素質(zhì)教育與技術(shù)訓(xùn)練的統(tǒng)一。
三化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的內(nèi)容
明確提出以轉(zhuǎn)變教育思想和更新教育觀念為先導(dǎo)，以完善和落實本科綜合培養(yǎng)方案為主線，深化教學(xué)改革;優(yōu)化課程體系，更新教學(xué)內(nèi)容，加強實踐環(huán)節(jié)，改進教學(xué)方法和教學(xué)手段;加強師資隊伍建設(shè)，提高教師整體綜合素質(zhì)，形成一支教學(xué)科研相結(jié)合、教學(xué)思想活躍、知識結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)優(yōu)化的教學(xué)梯隊;注重學(xué)生知識、能力、素質(zhì)、個性的協(xié)調(diào)發(fā)展，強化創(chuàng)新意識，進一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，走改革和創(chuàng)新之路，探索教學(xué)管理的新機制、新模式，開創(chuàng)教學(xué)工作的新局面。
1理論課的教育改革
(1)深化課程體系改革，構(gòu)建創(chuàng)新能力和全面發(fā)展的化工專業(yè)人才培養(yǎng)計劃調(diào)整知識結(jié)構(gòu)，本著“理論系統(tǒng)夠用”的原則，認(rèn)真梳理現(xiàn)行培養(yǎng)方案中的理論課程體系，根據(jù)專業(yè)方向，確定4～5門核心課程，凸顯核心課的核心地位，以核心課程為中心，構(gòu)建理論課程體系。將理論課程按課程的特點、內(nèi)容和相關(guān)性進行進一步整合，劃分為課程群，即將部分前后有銜接的課程，進行內(nèi)容整合，減少重疊內(nèi)容，突出重點，通過課程群的建設(shè)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時可以更加連貫，便于融會貫通。(2)改革和更新教學(xué)內(nèi)容，積極吸收本專業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新成果，將化工及相關(guān)領(lǐng)域新技術(shù)、新成果納入課堂教學(xué);(3)深化教學(xué)方法改革，尊重學(xué)生個性發(fā)展，推進啟發(fā)式和討論式教學(xué)方法，提倡案例教學(xué);主要課程注重引進和選用國內(nèi)外優(yōu)秀教材，不斷促進本科教學(xué)質(zhì)量的提升。(4)改革教學(xué)技術(shù)，推行現(xiàn)代化教學(xué)手段。包括:多媒體、網(wǎng)絡(luò)、仿真等。盡可能采用雙外語教學(xué)。(5)改進教學(xué)和管理機制，在理論教學(xué)過程中，重視過程培養(yǎng)和評價，并以此為契機，提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在教學(xué)大綱上和教學(xué)內(nèi)容上引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。
2實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的教育改革
工程技術(shù)人才的創(chuàng)新能力集中體現(xiàn)在工程實踐活動中創(chuàng)造新的技術(shù)成果的能力，包括新產(chǎn)品和新技術(shù)的研發(fā)，新流程和新裝置的設(shè)計，新的工廠生產(chǎn)過程操作運行方案等。反映在教學(xué)過程中就是工程實踐能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。因此在改革中高度重視和加強實踐類教學(xué)環(huán)節(jié)，繼續(xù)保證實踐教學(xué)的突出地位。在實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中，構(gòu)建由易到難，貫穿全程，逐步貼近工程實際的實踐教學(xué)體系，保證實踐教學(xué)環(huán)節(jié)比重在整個培養(yǎng)方案的比重不低于25%，適當(dāng)調(diào)整理論教學(xué)課程，使教學(xué)前移，為學(xué)生創(chuàng)造更多地時間參與工程實踐，并積極創(chuàng)造條件推進“3+1”培養(yǎng)模式的改革。對教學(xué)計劃內(nèi)要求的實踐性教學(xué)，結(jié)合工程實際，以實驗與工藝基本操作技能訓(xùn)練為基礎(chǔ)，積極開展教學(xué)改革和建設(shè)。具體方案:在基礎(chǔ)實驗方面，重視對學(xué)生實際動手能力、規(guī)范操作和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的作風(fēng)的培養(yǎng)。在專業(yè)基礎(chǔ)實驗方面，結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展和教師的科研方向開發(fā)大綜合專業(yè)實驗項目，逐步引入具有工程意義的實驗項目，增加綜合性、設(shè)計性和研究型實驗的比例。為后續(xù)實踐教學(xué)、創(chuàng)新性實驗項目、學(xué)科競賽、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。在校內(nèi)實訓(xùn)平臺建設(shè)中，基于工程背景及地方產(chǎn)業(yè)特點，以培養(yǎng)學(xué)生動手及實踐能力和工程意識為出發(fā)點，形成滿足培養(yǎng)化工類專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的實踐綜合能力訓(xùn)練及培養(yǎng)的實訓(xùn)課程體系。以學(xué)校建設(shè)化工實訓(xùn)中心為契機，加強工程實訓(xùn)，彌補畢業(yè)實習(xí)過程中只能看不能動的缺憾，是學(xué)生真正了解化工廠。在畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(論文)環(huán)節(jié)，貫徹卓越工程師計劃，建立學(xué)生到企業(yè)和社會開展實踐實習(xí)的有效機制。精選認(rèn)識實習(xí)單位，加強基地建設(shè)，繼續(xù)為學(xué)生在畢業(yè)實習(xí)過程中提供“頂崗實習(xí)”機會，結(jié)合就業(yè)，讓學(xué)生能夠在就業(yè)后縮短適應(yīng)期。提高學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同度和優(yōu)越感，提高學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣。畢業(yè)設(shè)計以工廠實際設(shè)計為題，畢業(yè)論文以教師科研為題。落實理論聯(lián)系實際，結(jié)合工程與科研實際，一人一題，真題真做。實施雙向選擇和規(guī)范化管理。使學(xué)生的分析問題、解決問題、協(xié)作精神、創(chuàng)新意識和能力等得到充分鍛煉。
3課堂外教學(xué)環(huán)節(jié)的教育改革
關(guān)鍵詞：化學(xué)工程與工藝;工程實踐;能力培養(yǎng);體系構(gòu)建
1化學(xué)工程與工藝專業(yè)現(xiàn)狀分析
從發(fā)展歷程來說，我國近代的化工產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界其他國家和地區(qū)，在人才培養(yǎng)方面存在很大的弊端。建國以后，為了改變這種現(xiàn)狀，國內(nèi)開辦了很多職業(yè)化工教育院校以培養(yǎng)應(yīng)用型人才。在所開設(shè)的專業(yè)中，化工工程與工藝專業(yè)是一門實踐性強、動手能力要求高的學(xué)科，在教學(xué)目標(biāo)中，強調(diào)學(xué)生的獨立工作能力、獨立自主能力和探索實驗?zāi)芰?。從上世紀(jì)80年代以來，我國的化工類專業(yè)人才逐漸進入市場，在滿足社會發(fā)展需求的同時，也逐漸反饋一些人才培養(yǎng)的改進信息。就現(xiàn)狀而言，化學(xué)工程與工藝專業(yè)的教育體制依然需要改革，人才培養(yǎng)方式依舊需要深化，使之能夠適應(yīng)快節(jié)奏的現(xiàn)代化化學(xué)工業(yè)發(fā)展，滿足市場經(jīng)濟體制下人才競爭的需求，提高企業(yè)在國際市場上的競爭力。
2加強工程實踐能力培養(yǎng)的策略
(1)重視基礎(chǔ)知識的掌握
化學(xué)工程與工藝專業(yè)具有較強實踐性的特點，對于大部分學(xué)生而言，牢固的掌握基礎(chǔ)知識，是日后提高自己的關(guān)鍵。從教學(xué)角度來說，從大學(xué)專業(yè)入門基礎(chǔ)課程抓起，嚴(yán)格要求，特別是在基礎(chǔ)實驗動手能力方面要打好基礎(chǔ)。結(jié)合專業(yè)特點而言，化學(xué)工程與工藝所涉及的基礎(chǔ)學(xué)科包括化工原理、反應(yīng)工程、化學(xué)工藝設(shè)備及化學(xué)物料基礎(chǔ)管理等。如果忽視了基礎(chǔ)知識的掌握，不但在真實工作中難以適應(yīng)，也很難再有彌補的時間和精力。相對應(yīng)地，基礎(chǔ)知識掌握牢固，在安全、精細(xì)、穩(wěn)定等操作層面會養(yǎng)成標(biāo)準(zhǔn)化的習(xí)慣，甚至不需要規(guī)章制度的約束就能夠主動做好，促使工作效率大幅度提高?；谶@一目標(biāo)，要求教師在教學(xué)的過程中采取多樣化的方式，讓學(xué)生更多的接觸到現(xiàn)實崗位環(huán)境。如借助多媒體手段，綜合應(yīng)用視頻、動畫、圖片等，讓現(xiàn)實中的具體形象呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，比單純地依賴課本去講解、去想象要更有效果。例如，借助3D動畫模擬的形式，對某一化工設(shè)備的工作原理展開講解，通過不同角度、分解狀態(tài)或透視功能，讓學(xué)生了解工作狀態(tài)中的機械設(shè)備狀態(tài)；同時，也可以模擬不按照規(guī)章操作之后，可能發(fā)生的危險狀況。而利用這種手段，可以舉一反三，實現(xiàn)基礎(chǔ)知識的強化。
(2)突出教學(xué)與實驗結(jié)合
在校學(xué)習(xí)階段，學(xué)生的動手能力主要依賴于實驗，為了滿足進入工作崗位之后具有更好的適應(yīng)性，教學(xué)過程要與實驗案例緊密的結(jié)合起來。一般來說，化學(xué)工程與工藝專業(yè)教材中，每一章節(jié)都存在典型的工程案例分析，而這些案例只是通過簡單的講解，是不能發(fā)揮實踐能力鍛煉的作用的。結(jié)合教學(xué)中所涉及的案例，教師設(shè)計相應(yīng)的實驗項目，將知識點和實際操作巧妙的結(jié)合起來，不僅可以提高學(xué)習(xí)的新鮮感，也能夠激發(fā)學(xué)生的自豪感和學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)濃厚的研究興趣。
(3)培養(yǎng)科研及工程設(shè)計能力
化工行業(yè)的人才培養(yǎng)與常規(guī)人才相比具有較大的差異，循規(guī)蹈矩或墨守陳規(guī)是不能促進生產(chǎn)效率提升的，科研能力和工程設(shè)計能力的培養(yǎng)是必須的，也是在未來的工作崗位中解決實際問題的重要訓(xùn)練。結(jié)合現(xiàn)實情況來說，我國在培養(yǎng)科研能力和工程設(shè)計能力方面還有很大的欠缺，突出表現(xiàn)是畢業(yè)考核中，化學(xué)工程和工藝人才重視論文寫作，但不重視設(shè)計內(nèi)容，導(dǎo)致能力的培養(yǎng)發(fā)生了偏離；而只會“紙上談兵”的人才是不可能發(fā)揮實際的作用的。建議針對該專業(yè)的人才培養(yǎng)考核機制進行改革，增加更多的實踐性內(nèi)容。
(4)構(gòu)建穩(wěn)定的崗位實習(xí)基地
實習(xí)是從校園走上工作崗位的第一階段，也是理論聯(lián)系實際的重要時期。工科學(xué)生的實習(xí)周期較長，而化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生在實習(xí)中，應(yīng)該更多地接觸到基層，了解真實工作環(huán)境的狀態(tài)。但是，從安全性角度考慮，最好的方式是具有一個相對完善、監(jiān)督嚴(yán)格的實習(xí)場所。通過學(xué)校與企業(yè)簽訂人才培養(yǎng)合同的方式，建設(shè)穩(wěn)定的崗位實習(xí)基地，匹配一些技術(shù)成熟的工程技術(shù)人員，且具有較好表達(dá)能力，可以在實習(xí)中為學(xué)生講解相關(guān)問題及解決措施，達(dá)到事半功倍的效果。
3結(jié)語
綜上所述，隨著我國現(xiàn)代化工業(yè)體系的不斷發(fā)展和完善，化工工程與工藝專業(yè)作為一個實踐性強、應(yīng)用范圍廣的專業(yè)，應(yīng)該從完善學(xué)校教育環(huán)境和人才培養(yǎng)體制入手，增加投入、嚴(yán)格要求，為我國的工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展貢獻力量。
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揚州大學(xué)化學(xué)工程領(lǐng)域從2009年至今累計招收全日制工程碩士94人，畢業(yè)26人，其中90％以上進入蘇、浙、滬大中型企業(yè)，部分畢業(yè)生已成為企業(yè)技術(shù)骨干。通過5年來的摸索，化學(xué)工程領(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)了學(xué)術(shù)型人才和專業(yè)型人才分類培養(yǎng)的格局，完成了針對全日制工程碩士的實踐教學(xué)體系構(gòu)建工作和校外工程實踐基地的建設(shè)工作，基本形成了以能力培養(yǎng)為核心，以強化工程實踐為落腳點的人才培養(yǎng)模式。2013年揚州大學(xué)在化學(xué)工程領(lǐng)域開展了以學(xué)科內(nèi)在關(guān)聯(lián)性為基礎(chǔ)，以多學(xué)科交叉為紐帶的“大工程領(lǐng)域”全日制工程碩士培養(yǎng)模式的改革與探索，力圖通過化學(xué)工程與材料工程、制藥工程、環(huán)境工程等工程領(lǐng)域的交叉融合，培養(yǎng)出能綜合運用多個工程領(lǐng)域的研究方法和技術(shù)手段，具備適應(yīng)多種工程研究工作和解決多樣工程實際問題能力的“大化工”人才，實現(xiàn)人才培養(yǎng)由“單一工程領(lǐng)域的狹窄對口”變?yōu)椤岸鄠€工程領(lǐng)域的廣泛適應(yīng)”。
二、“大工程領(lǐng)域”全日制工程碩士培養(yǎng)模式改革的主要措施
1．重新定位全日制工程碩士的培養(yǎng)目標(biāo)
揚州大學(xué)圍繞“大工程領(lǐng)域”全日制工程碩士培養(yǎng)模式改革，邀請行業(yè)專家和企業(yè)代表共同對化學(xué)工程領(lǐng)域全日制工程碩士的培養(yǎng)目標(biāo)進行重新定位，提出：培養(yǎng)面向行業(yè)、面向未來的高層次復(fù)合型“大化工”人才應(yīng)該具備寬廣的知識背景、良好的創(chuàng)新思維、較高的實踐能力和強烈的責(zé)任意識，具有扎實的化工、材料、制藥、環(huán)境等學(xué)科基礎(chǔ)知識，能綜合運用化工過程、綠色工藝、工業(yè)催化、材料制備、藥物合成和環(huán)境化學(xué)等多個領(lǐng)域的研究方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，具備獨立從事化工－材料類、化工－制藥類、綠色化工－環(huán)境保護類等多個大類方向的研究工作和解決多樣實際工程問題的能力。在此基礎(chǔ)上，學(xué)校按照“方案寬口徑、培養(yǎng)個性化、出口多方向”的基本原則，重新制定了化學(xué)工程領(lǐng)域全日制工程碩士培養(yǎng)方案。
2．構(gòu)建基于多學(xué)科交叉的“模塊化雙螺旋”課程體系
針對化學(xué)工程領(lǐng)域全日制工程碩士新的培養(yǎng)方案，學(xué)校在充分發(fā)揮自身辦學(xué)特色和整合學(xué)校教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，由化學(xué)工程領(lǐng)域牽頭，校內(nèi)多個工程領(lǐng)域協(xié)調(diào)配合，改革了傳統(tǒng)的層次化課程體系，見圖1，構(gòu)建了基于多工程領(lǐng)域?qū)W科交叉的“模塊化雙螺旋”課程體系，見圖2。實現(xiàn)理論課程和實踐課程的多鏈交匯，有效解決了傳統(tǒng)課程體系中理論課程與實踐課程相互脫節(jié)的問題。對相關(guān)課程進行模塊化處理，使得課程內(nèi)容更具靈活性和針對性，加上多工程領(lǐng)域?qū)W科交叉的理論課程平臺和多元化實踐課程平臺所整合的多種教學(xué)資源，能夠最大限度滿足“大工程領(lǐng)域”人才培養(yǎng)的需要。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下三個方面：
（1）“模塊化”的課程內(nèi)容更具靈活性和針對性
通過設(shè)置模塊能夠?qū)崿F(xiàn)理論課程和實踐課程的多鏈交匯，有效解決了傳統(tǒng)課程體系中理論課程與實踐課程相互脫節(jié)的問題。對相關(guān)課程進行模塊化處理，使得課程內(nèi)容更具靈活性和針對性，加上多個工程領(lǐng)域?qū)W科交叉的理論課程平臺和多元化實踐課程平臺所整合的多種教學(xué)資源，能夠最大限度滿足“大工程領(lǐng)域”人才培養(yǎng)的需要。
（2）“雙螺旋遞進式”的課程排布更加貼合人的發(fā)展規(guī)律
“雙螺旋遞進式”的課程排布，既保持了理論課程體系和實踐課程體系相對獨立性，又確保了理論課程體系和實踐課程體系的內(nèi)在聯(lián)系性，使得各模塊之間呈現(xiàn)了從掌握多學(xué)科基礎(chǔ)知識———構(gòu)建基本工程技能———建立初步工程概念———獲得多領(lǐng)域工程科研訓(xùn)練———親歷工程實踐———實現(xiàn)“大工程領(lǐng)域”的知識、能力、素質(zhì)綜合提升這樣一個循序漸進的培養(yǎng)過程，完全符合人的發(fā)展規(guī)律。
（3）多元化的實踐課程平臺能夠更好地滿足學(xué)生個性化培養(yǎng)的需要
學(xué)校多元化的實踐課程平臺由校內(nèi)和校外兩部分組成。校內(nèi)教學(xué)實踐資源包括揚州大學(xué)國家級測試中心、江蘇省環(huán)境材料與環(huán)境工程重點實驗室、揚州大學(xué)藥物研究所、揚州市材料性能強化技術(shù)中心、揚州大學(xué)聯(lián)環(huán)生物化妝品研究所、揚州大學(xué)超分子化學(xué)研究所、揚州大學(xué)高分子化學(xué)與材料研究所、揚大－中化精細(xì)化工研究所、化學(xué)工程與工藝專業(yè)實驗室、藥物合成專業(yè)實驗室等；校外教學(xué)實踐資源包括揚州市化工園區(qū)、高郵市電纜材料科技園區(qū)、大學(xué)科技成果孵化園、泰州醫(yī)藥城、江蘇油田、揚農(nóng)集團、長青農(nóng)化、上海藥明康德新藥開發(fā)有限公司、聯(lián)環(huán)藥業(yè)等多家單位，以及50多家江蘇省企業(yè)研究生工作站，近70家校企聯(lián)合培養(yǎng)基地，能夠針對學(xué)生的專業(yè)特點、興趣愛好和個人能力提供多樣化的教學(xué)資源，為學(xué)生多工程領(lǐng)域應(yīng)用能力的培養(yǎng)提供了有效支撐，滿足了學(xué)生個性化培養(yǎng)的需要。
3．打通相關(guān)工程領(lǐng)域的課程設(shè)置“大工程領(lǐng)域”的課程設(shè)置
應(yīng)該摒棄傳統(tǒng)的學(xué)科主義色彩，充分體現(xiàn)實用主義的根本訴求。學(xué)校通過打通相關(guān)工程領(lǐng)域的課程設(shè)置，將多工程領(lǐng)域?qū)W科交叉的構(gòu)思細(xì)化落實到相關(guān)課程之中，重點開展了以下四個方面工作：
（1）少而精地設(shè)置學(xué)位課程
學(xué)位課程主要包括政治類課程、外語類課程、工程數(shù)學(xué)類課程以及相關(guān)工程領(lǐng)域所共用的最基礎(chǔ)的課程。最基礎(chǔ)的課程并不強調(diào)學(xué)科系統(tǒng)性，而是以“必需、夠用”為度對相關(guān)課程和教學(xué)內(nèi)容進行重組和優(yōu)化，旨在為學(xué)生提供必備的基礎(chǔ)理論知識。
（2）有針對性地選取教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容首先要重視其學(xué)科交叉性、寬廣性、應(yīng)用性和實踐性，重視學(xué)生應(yīng)用能力和實踐能力的培養(yǎng)；其次要能反映本工程領(lǐng)域和相關(guān)工程領(lǐng)域的前沿知識，使學(xué)生熟悉多個工程領(lǐng)域科研的最新動向，增強科研興趣；此外還要有針對性地將企業(yè)生產(chǎn)實際中遇到的問題或工程案例引入教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生對企業(yè)工程應(yīng)用有一個初步的了解，增強學(xué)生對工程問題的分析能力；最后課程內(nèi)容的選取還要考慮系統(tǒng)性，做到與后續(xù)課程和課題研究的有效銜接，減少學(xué)生課程學(xué)習(xí)的盲目性。
（3）充分發(fā)揮選修課的靈活性
選修課的設(shè)置除了相關(guān)工程領(lǐng)域的專業(yè)課程外，還要設(shè)置大量的交叉學(xué)科課程，同時鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的興趣和研究能力在全校開設(shè)的研究生課程中選擇適合自己的課程，進一步拓寬學(xué)生的知識視野，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，解決知識結(jié)構(gòu)單一化的問題，適應(yīng)不同類型研究方向的需要，促進學(xué)生的自由發(fā)展。
（4）加大實踐課程的學(xué)分比重
“大工程領(lǐng)域”課程體系設(shè)置中，實踐課程學(xué)分占到1／3左右，實踐課程的內(nèi)容將不僅僅局限于本工程領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容，更多是要提供多個工程領(lǐng)域的實踐教學(xué)內(nèi)容。而且，實踐課程體系的設(shè)置還將貫穿于全日制工程碩士的知識學(xué)習(xí)、科研選題、工程實踐，以及延伸至對論文寫作階段工程應(yīng)用性的指導(dǎo)。同時，還要重視理論課程與實踐課程的內(nèi)在聯(lián)系，提高知識學(xué)習(xí)與工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)化效率，強化學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
4．科學(xué)合理地配備師資“大工程領(lǐng)域”的課程在師資配備上
除公共課及部分專業(yè)基礎(chǔ)課外，主要采用“三三制”，即多個工程領(lǐng)域的專家、學(xué)者講授課程占總課程的1／3，企業(yè)及研究單位的高級工程技術(shù)人員講授課程占總課程的1／3，院內(nèi)有企業(yè)工作背景及長期與企業(yè)有業(yè)務(wù)合作的教師講授課程占總課程的1／3。尤其對于實踐課程的師資配備則要充分體現(xiàn)“工程背景”，可以是具有企業(yè)工作經(jīng)歷的校內(nèi)教師，也可以是擁有一定數(shù)量面向企業(yè)橫向科研項目的校內(nèi)教師，或是來自企業(yè)具備一定教學(xué)經(jīng)驗的工程技術(shù)人員。同時，積極嘗試采用多教師串講的授課形式，例如：在化工—材料類課程中醋酸纖維的生產(chǎn)和應(yīng)用這部分內(nèi)容，將安排三位老師進行串講和指導(dǎo)，兩位校內(nèi)教師一位主講化工工藝與設(shè)備，一位主講材料的制備及功能化，而邀請的企業(yè)高級工程師則講解醋酸纖維的應(yīng)用及市場行情分析。從而實現(xiàn)了多學(xué)科知識配置—市場認(rèn)知—企業(yè)應(yīng)用三位一體的綜合性教學(xué)目標(biāo)。
三、結(jié)語
湖北省石油化工產(chǎn)業(yè)的人才需求的特點
為深入了解湖北省石油和化學(xué)工業(yè)產(chǎn)業(yè)對化工類畢業(yè)生的素質(zhì)要求，從而深化教育教學(xué)改革，修訂和完善人才培養(yǎng)方案，武漢工程大學(xué)牽頭，組織湖北省化學(xué)工程與工藝專業(yè)校企合作聯(lián)盟所屬企業(yè)和高校，對湖北省石油和化學(xué)工業(yè)100余家相關(guān)企業(yè)進行了走訪、調(diào)研和問卷調(diào)查，整理并分析收集到的資料和數(shù)據(jù)。調(diào)研、調(diào)查結(jié)果顯示，湖北省石油化工產(chǎn)業(yè)對化工類人才培養(yǎng)的建議主要有：1．高校要通過工學(xué)結(jié)合、校企合作、實訓(xùn)實習(xí)、在線仿真模擬訓(xùn)練等形式，加大實踐教學(xué)的比重，以提高學(xué)生的工程實踐能力，使其具有對化工新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進行研究、開發(fā)和設(shè)計的初步能力；2．學(xué)生要培養(yǎng)良好的溝通和社交能力、團隊協(xié)作精神，以及吃苦奉獻、任勞任怨的良好職業(yè)道德，成長為高素質(zhì)全面人才，為畢業(yè)后快速融入工作、適應(yīng)工作、勝任工作奠定基礎(chǔ)。
武漢工程大學(xué)化工類人才培養(yǎng)模式改革
（一）以現(xiàn)代企業(yè)需求為導(dǎo)向，注重專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)
按照企業(yè)和市場的雙重需求，通過對教學(xué)內(nèi)容和人才培養(yǎng)模式進行相應(yīng)的改革，進一步優(yōu)化學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)、理順知識體系，促進教學(xué)的改革與創(chuàng)新，使該專業(yè)在競爭中具有自己的制高點和旺盛的生命力。［5］例如，針對武漢石化“80萬噸乙烯工程”及武漢化工新區(qū)對石油化工相關(guān)專業(yè)人才的需求，我校于2005年新設(shè)石油煉制與有機化工專業(yè)方向，并制定了相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案。由于學(xué)校培養(yǎng)人才注重目的性和針對性，該專業(yè)方向畢業(yè)生現(xiàn)擁有較為寬闊的就業(yè)空間，處于較為有利的就業(yè)競爭態(tài)勢。學(xué)校于2006年實施“E＋化工”人才培養(yǎng)模式，目的是通過實施“英語＋化工”（簡稱為“E＋”）雙專業(yè)一體化的人才培養(yǎng)模式，造就一批英語扎實、專業(yè)過硬、英語和化工專業(yè)都是強項的高素質(zhì)復(fù)合型人才。從2010年到現(xiàn)在，該專業(yè)方向本科畢業(yè)生供不應(yīng)求。為了滿足當(dāng)前社會對化工工程師人才的需求，學(xué)校自2010年以來積極啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”申報工作，獲批了化學(xué)工程與工藝專業(yè)的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點專業(yè)，制定了該專業(yè)的學(xué)校培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)培養(yǎng)方案，并與湖北宜化集團有限責(zé)任公司、武漢人福醫(yī)藥集團股份有限公司、武漢鋼鐵集團大冶鐵礦等企業(yè)簽訂了共建國家級工程實踐教育中心的協(xié)議，為培養(yǎng)“基礎(chǔ)扎實、知識面寬，實踐創(chuàng)新能力強，德、智、體、美全面發(fā)展的高級工程技術(shù)人才”奠定了堅實的基礎(chǔ)。當(dāng)前，教育全球化與國際交流的趨勢日益明顯。為了適應(yīng)化工國際化的趨勢，學(xué)校在保持原有化工專業(yè)方向和特色的前提下，于2011年新開設(shè)了化工國際特色班，與國外著名大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生，實施與國際化本科教育接軌的培養(yǎng)方案，適應(yīng)國際市場經(jīng)濟下的人才需求。學(xué)生在武漢工程大學(xué)學(xué)習(xí)2年，成績合格符合要求者，可申請到美國路易斯安那大學(xué)、密蘇里大學(xué)等學(xué)習(xí)2年，完成學(xué)業(yè)可獲得武漢工程大學(xué)畢業(yè)證書和學(xué)士學(xué)位及路易斯安那大學(xué)學(xué)士學(xué)位。
（二）改善教學(xué)方法，突出學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)
創(chuàng)新能力是化學(xué)工程師必須具備的最基本的能力，工程教育應(yīng)該注重學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教學(xué)環(huán)節(jié)積極開展教學(xué)理念、模式、內(nèi)容和方法的改革，讓學(xué)生有更多自由探索的時間和空間。例如，新的人才培養(yǎng)方案中增加了創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程。學(xué)校為學(xué)生開設(shè)教授（博士）論壇、創(chuàng)新性實驗計劃，開展學(xué)科競賽、課外學(xué)術(shù)科技活動，設(shè)立校長基金項目、校友基金項目等，學(xué)生可獲得創(chuàng)新學(xué)分。
摘要：實踐教學(xué)在高校人才培養(yǎng)中占有重要地位，實踐教學(xué)體系在保障人才培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮著不可忽視的重要作用。在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，實踐教學(xué)更提到了前所未有的高度。本文結(jié)合山東科技大學(xué)卓越工程師培養(yǎng)計劃――煤礦機電專業(yè)的具體情況，提出了實踐教學(xué)體系的創(chuàng)新思路，構(gòu)建了多層面的實踐教學(xué)體系，探索了多元化的實踐教學(xué)模式。
關(guān)鍵詞：專業(yè)認(rèn)證；卓越工程師計劃；煤礦機電專業(yè)；實踐教學(xué)體系
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0146-02
一、引言
“工程教育專業(yè)認(rèn)證”是指專業(yè)認(rèn)證機構(gòu)針對高等學(xué)校開設(shè)的工程類專業(yè)實施專門認(rèn)證。我國早在2006年就啟動了工程教育認(rèn)證工作，根據(jù)2015年編制的《工程教育認(rèn)證工作指南》，我國已經(jīng)在機械工程、安全工程、化學(xué)工程等15類專業(yè)領(lǐng)域開展了認(rèn)證工作[1，2]。工程教育認(rèn)證以質(zhì)量保證和質(zhì)量改進為基本指導(dǎo)思想，加強工程實踐教育，因此工程教育專業(yè)認(rèn)證的環(huán)境對機械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)來說，是一種契機，更是一種導(dǎo)向。
實踐教學(xué)是高等教育的重要組成部分，尤其是對煤礦機電這個工程應(yīng)用極強的專業(yè)來說，實踐教學(xué)更是舉足輕重。2010年，教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，此計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才[3]，截至目前，共有三批209所高校成為試點高校。我校2012年煤礦機電專業(yè)獲批實施“卓越工程師計劃”。該計劃的實施對高校實踐教學(xué)體系提出了新的挑戰(zhàn)，促使各高校進行實踐教學(xué)體系和教學(xué)模式的探索。
近年來，我院針對煤礦機電專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)開展了細(xì)致的教學(xué)改革工作。在滿足專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，突出工程實踐的特點，重修修訂了培養(yǎng)方案，在培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求、課程體系方面都突出了實踐環(huán)節(jié)的重要性。
二、機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)實踐教學(xué)體系的創(chuàng)新思路
“卓越工程師培養(yǎng)計劃”旨在整合企業(yè)和學(xué)校資源，根據(jù)現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展需求和企業(yè)用人需求，培養(yǎng)具備較強的工程實踐能力和創(chuàng)新精神的工程技術(shù)人才[4]。我校煤礦機電專業(yè)是第二批獲批實施“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的專業(yè)，在借鑒首批試點單位實施經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，確立了面向煤炭工業(yè)需求的培養(yǎng)目標(biāo)，重點培養(yǎng)具有從事工程技術(shù)工作所需的扎實的基礎(chǔ)理論知識以及一定的人文和社會科學(xué)素養(yǎng)，掌握本專業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)知識，具有將強的實踐動手能力和應(yīng)用所學(xué)知識解決工程實踐問題能力的高級應(yīng)用型創(chuàng)新人才。培養(yǎng)目標(biāo)中突出了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性，因此形成了構(gòu)建實踐教學(xué)體系的總體思路是：按照“卓越培養(yǎng)計劃”的指導(dǎo)，遵循工程教育的思想，推行“敦實基礎(chǔ)、強化實踐、著重創(chuàng)新”的辦學(xué)理念，不斷改革課程體系，拓寬產(chǎn)學(xué)研基地，積極探索校企合作聯(lián)合培養(yǎng)模式，增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)比重，探索新的實踐教學(xué)模式，構(gòu)建新的實踐教學(xué)體系。
三、多層面煤礦機電專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建
我校煤礦機電專業(yè)自2009年開始招生，2012年獲批“卓越計劃”實施。在近7年的培養(yǎng)過程中，煤礦機電專業(yè)本著工程教育的理念，在借鑒其他高校先進培養(yǎng)理念的基礎(chǔ)上，實施方案不斷改進、調(diào)整、完善，形成了相對成熟的多層面實踐教學(xué)體系，如圖所示。
煤礦機電專業(yè)實踐教學(xué)體系根據(jù)工程應(yīng)用型人才素質(zhì)和能力培養(yǎng)要求，按照“卓越工程師計劃”的工程教育理念，抓住通識能力和專業(yè)技能兩要素的培養(yǎng)，針對基礎(chǔ)實踐能力、綜合實踐能力和工程實踐與創(chuàng)新能力三個不同培養(yǎng)層面，安排不同的課程理論學(xué)習(xí)及相應(yīng)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
培養(yǎng)體系由三個模塊組成：基礎(chǔ)實踐能力模塊、綜合實踐能力模塊、工程實踐與創(chuàng)新能力三個模塊。
1.基礎(chǔ)實踐能力模塊：由通識教育基礎(chǔ)實驗、專業(yè)基礎(chǔ)實驗和基本技能實習(xí)等環(huán)節(jié)組成。包括大學(xué)物理實驗、電工電子技術(shù)、機電傳動控制、液壓傳動與控制、采掘機械、流體機械、礦井運輸與提升、礦山供電等專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)技術(shù)課的課程實驗，以及金工實習(xí)、專業(yè)認(rèn)識實習(xí)等。該模塊主要是通過演示性、驗證性的專業(yè)實驗加深對課程專業(yè)課的理解，對學(xué)生的動手能力和工程實踐能力加以訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和細(xì)致的工作作風(fēng)。
2.綜合實踐能力模塊：包括專業(yè)實訓(xùn)、綜合課程設(shè)計、企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)等環(huán)節(jié)。例如機械設(shè)計課程設(shè)計、礦山機械課程設(shè)計、數(shù)控加工實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計及相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)等。綜合性課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生工程意識、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的有效途徑。從基本的工程制圖到畢業(yè)設(shè)計論文，綜合性設(shè)計旨在引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)專業(yè)知識，結(jié)合生產(chǎn)實際，做出符合實際需求的設(shè)計，強化學(xué)生的設(shè)計理念。生產(chǎn)實習(xí)目的在于讓學(xué)生通過運用學(xué)習(xí)成果，在實際企業(yè)生產(chǎn)中掌握基本操作技能和技術(shù)運用能力。
3.工程實踐與創(chuàng)新能力模塊：包括工程項目實訓(xùn)、專業(yè)實習(xí)、創(chuàng)新設(shè)計大賽等環(huán)節(jié)。煤礦機電專業(yè)實踐環(huán)節(jié)中設(shè)置了工程實踐環(huán)節(jié)共12周，學(xué)生隨機分配到各家煤礦單位進行定崗專業(yè)實習(xí)，鞏固和深化專業(yè)知識，提升專業(yè)實踐技能，促進其職業(yè)養(yǎng)成，得到工程師的初步訓(xùn)練。此外，學(xué)校動員學(xué)生積極參與教師的工程項目，在項目實訓(xùn)中到企業(yè)單位見習(xí)與實習(xí)，將所學(xué)知識充分利用到工程項目建設(shè)中，逐步增加工程師基本素養(yǎng)的培育。
四、總結(jié)
工程教育專業(yè)認(rèn)證對實踐教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)，隨著“卓越工程師計劃”的不斷推進，基于煤礦機電專業(yè)的實踐教學(xué)體系也在不斷進行完善和改進。本文在結(jié)合山東科技大學(xué)煤礦機電專業(yè)實踐教學(xué)情況的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了多層面的實踐教學(xué)體系和多元化的實踐教學(xué)模式，以滿足專業(yè)認(rèn)證要求，改善實踐教學(xué)效果。值得一提的是，本研究還停留在培養(yǎng)體系的探索上，對于質(zhì)量評價體系、監(jiān)控體系和保障體系并未涉及到，需要在實踐中進一步研究和探索。
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研究團隊、制藥產(chǎn)業(yè)及醫(yī)療服務(wù)業(yè)已經(jīng)認(rèn)可生命科學(xué)仿真系統(tǒng)的作用。在化學(xué)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(xué)和醫(yī)學(xué)問題。
2仿真技術(shù)的研究進展
系統(tǒng)生物學(xué)要使用定量分析來研究生命系統(tǒng)。起因于處理大量數(shù)據(jù)的需要。學(xué)者通過計算機仿真技術(shù)，利用定量分析來處理臨床問題，產(chǎn)生了名叫系統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)的新學(xué)科?；瘜W(xué)工程師長期參與生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的定量分析。Peppas和Langer認(rèn)為在20世紀(jì)60年代早期化學(xué)工程師就參與生物醫(yī)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(shù)，也可用于其他生物問題。2005年，Solis和Stephanopoulos指出了納米級的系統(tǒng)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(shù)去分析代謝網(wǎng)絡(luò)的一些重要的成果。2009年，Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型來分析細(xì)胞死亡。近年來，有許多論文概述了計算機工程師和化學(xué)工程師在醫(yī)療系統(tǒng)中的作用。對化學(xué)工程師，尤其是工藝系統(tǒng)工程師來說，免疫系統(tǒng)是一個采用仿真技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，化學(xué)工程師能夠研究免疫系統(tǒng)和病毒之間的相互作用。2004-2005年，Deem開發(fā)了一種運用計算機仿真技術(shù)研究了病毒和疫苗造成的免疫反應(yīng)的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技術(shù)研究了免疫系統(tǒng)的細(xì)胞間的通信，以及免疫反應(yīng)。2006年，Joly和Pinto認(rèn)為HIV-1發(fā)病機理的數(shù)學(xué)模型優(yōu)化了藥物治療的方法。這種方法會導(dǎo)致藥物設(shè)計和配方設(shè)計的改進。Yin在2007年提議把病毒當(dāng)作一種產(chǎn)品，研究病毒生長和傳播時需要考慮時空的影響?？梢灶A(yù)見，將來人們會用生理學(xué)模型和計算機技術(shù)設(shè)計出最佳藥物配方。為了有效地進行仿真，需要根據(jù)生物具體的特性建立多種生理學(xué)計算模型。幾年前，學(xué)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(guān)注使用CellML標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞電生理學(xué)的數(shù)學(xué)模型。CellML標(biāo)準(zhǔn)是一種使用細(xì)胞進程模型的生物物理學(xué)模型標(biāo)準(zhǔn)。另外SBML標(biāo)準(zhǔn)是一種能夠辨識生物進程的計算機可讀標(biāo)準(zhǔn)。最近，一個名為虛擬生理人的項目進一步促進了歐洲學(xué)者研究生物醫(yī)學(xué)的建模和仿真。學(xué)者開發(fā)了一些數(shù)據(jù)庫去存儲生物模型。細(xì)胞模型系統(tǒng)和生物模型數(shù)據(jù)庫是其中兩個重要的數(shù)據(jù)庫，兩個數(shù)據(jù)庫都建議使用CellML標(biāo)準(zhǔn)和SBML標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)者可使用這兩個數(shù)據(jù)庫來探索復(fù)雜的生命系統(tǒng)。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(tǒng)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(shè)計原則。
3簡單系統(tǒng)的建模
2001年，Hangos和Cameron強調(diào)明確建立模型的目的，模型是在對現(xiàn)象總結(jié)的基礎(chǔ)上，用計算機能夠接受的方式反映規(guī)律，建模是下一步仿真計算的基礎(chǔ)。對復(fù)雜系統(tǒng)來說建模十分必要。復(fù)雜系統(tǒng)不可能設(shè)計出含所有現(xiàn)象的實驗，因為部分量不可測量，并且?guī)讉€現(xiàn)象間很難找到相互關(guān)系。盡管學(xué)者已經(jīng)在測量基因與代謝領(lǐng)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(zhǔn)確性也不夠高。下面的例子是倫敦大學(xué)研究得到的一種模型，該模型模擬了血流改變時動脈壁內(nèi)皮細(xì)胞的反應(yīng)。血流改變刺激細(xì)胞產(chǎn)生化學(xué)信號，而這些化學(xué)信號拉長了內(nèi)皮細(xì)胞，在某些條件下，巨噬細(xì)胞在動脈壁上增加了，最后導(dǎo)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(qū)域息息相關(guān)。并造成影響。學(xué)者研究出兩個模型來探索這種影響。模型一是細(xì)胞表面的血液模型，首先把細(xì)胞表面分解成許多不同的小三角形區(qū)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(dá)式，通過該模型可以研究在血流作用下細(xì)胞的受力情況。模型二研究了力對細(xì)胞骨架的影響，細(xì)胞骨架保持細(xì)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(gòu)成的黏性彈性系統(tǒng)，開爾文體代表一種將機械力轉(zhuǎn)化成生化信號的細(xì)胞成分，這種生化信號會導(dǎo)致Src激酶的活化，Src激酶會調(diào)節(jié)Rho激酶和GTP酶（Rac和Rho），而Rho激酶和GTP酶可以控制細(xì)胞結(jié)構(gòu)和形態(tài)。簡單的展示了該過程。此模型可以解釋很多現(xiàn)象，但仍然有一些問題解釋不了，例如當(dāng)涉及體內(nèi)細(xì)胞間的通信時，該模型不適用。研究人員建立復(fù)雜的仿真模型，這些模型涉及化學(xué)和機械領(lǐng)域，可以使用這些模型來進一步研究各種生理學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)現(xiàn)象。
4復(fù)雜系統(tǒng)的建模
生命系統(tǒng)具有很強的魯棒性，生命系統(tǒng)和多反饋的魯棒性系統(tǒng)相似。建模時要識別模型中的薄弱區(qū)域，在該薄弱區(qū)域模型可能不夠準(zhǔn)確，需要用模型進行預(yù)測，這要求修改模型。在復(fù)雜模型中，特別要注意內(nèi)部參數(shù)不能測量的區(qū)域，當(dāng)處理涉及復(fù)雜生理問題時，這些區(qū)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(yīng)器。在該反應(yīng)器上，一些原料反應(yīng)生成副產(chǎn)物B。在這個過程中，在一定范圍內(nèi)控制成分A的數(shù)量很重要。在反應(yīng)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(shù)量決定CSTR產(chǎn)生C或者D的數(shù)量。如果A加入很多，將會產(chǎn)生C催化正反應(yīng)。如果A加入的很少，將產(chǎn)生D催化逆反應(yīng)。與此同時，膜反應(yīng)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(diào)節(jié)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(yīng)，這種調(diào)節(jié)過程稱為葡萄糖穩(wěn)態(tài)。如果葡萄糖糖濃度高，胰腺產(chǎn)生胰島素，指示肝臟把葡萄糖轉(zhuǎn)化成糖原，如果血液中的葡萄糖濃度低，胰腺產(chǎn)生胰高血糖素，將糖原轉(zhuǎn)化回葡萄糖。肝細(xì)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(fù)雜系統(tǒng)，探索該系統(tǒng)需要考慮許多器官間的聯(lián)系，葡萄糖穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)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(xì)胞表面受體的活化，受體活化產(chǎn)生三磷酸肌醇。該模型由5個微分方程構(gòu)成，分別描述受體的各種狀態(tài)、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的產(chǎn)生。
2）.鈣模型
模擬由三磷酸肌醇活化產(chǎn)生的鈣信號通路。該模型由2個微分方程構(gòu)成，分別涉及細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中鈣濃度。鈣模型的前提是Hill方程。
3）.環(huán)磷酸腺苷模型
模擬受體的活化和環(huán)磷酸腺苷的產(chǎn)生。該模型由5個微分方程構(gòu)成，分別關(guān)于環(huán)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(yīng)，該模型由1個描述糖原合成酶激酶（GSK）活化的微分方程構(gòu)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(gòu)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(huán)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(gòu)成，分別關(guān)于糖原磷酸化酶（Pho）、糖原合成酶（Sta）、糖原和細(xì)胞內(nèi)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(gòu)成，分別關(guān)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(gòu)成葡萄糖的調(diào)控模型，需要軟件管理系統(tǒng)來協(xié)調(diào)它們。Saffrey等人在2007年描述一種模型管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)用來存儲模型和數(shù)據(jù)。在該系統(tǒng)中，上述的7個模型互相聯(lián)系，共同模擬出葡萄糖穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)。Hetherington等人詳細(xì)描述這個葡萄糖穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的模型。
5完善和應(yīng)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(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)完善和調(diào)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(yù)測未來的變化情況，為了達(dá)到某些目的也可以設(shè)計一些干預(yù)措施。在其他領(lǐng)域中，學(xué)者已經(jīng)充分研究了基于模型工程的設(shè)計方法，利用這些設(shè)計方法可以達(dá)到一些想要的結(jié)果，雖然這些設(shè)計方法還不成熟，需要進一步完善，但值得借鑒。在生命科學(xué)中，要特別注意干預(yù)措施也可能會導(dǎo)致一些危害。這些干預(yù)措施包括環(huán)境干預(yù)、藥理學(xué)干預(yù)或基因干預(yù)。環(huán)境干預(yù)通過物理或化學(xué)因素，藥理學(xué)干預(yù)主要通過臨床干預(yù)。在上一部分描述的復(fù)合模型中，廣泛的使用了計算機輔助過程工程技術(shù)，和優(yōu)化技術(shù)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(shù)尋找高敏感度模型的解決方案；使用區(qū)間方法確定能夠接受的最壞情況。上述方法和模型已經(jīng)被用來預(yù)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?yōu)化、隨機分析、間隔方法）將促進生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，并且隨著生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，這些方法將更完善。要在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中很好地使用這些方法和模型，必須要掌握生命科學(xué)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(lǐng)域的知識，因此合作很重要。那些希望從事相關(guān)研究工作的學(xué)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(jié)論
