發(fā)布時(shí)間：2023-03-22 17:39:14
序言：寫作是分享個(gè)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)工論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
依據(jù)數(shù)理、化學(xué)內(nèi)涵作為支撐媒介，進(jìn)而深度聯(lián)合工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)條件進(jìn)行窺測(cè)，將化工單元操作和熱學(xué)、動(dòng)力學(xué)原理進(jìn)行深度融合，進(jìn)而有力指導(dǎo)設(shè)備開發(fā)工作?；瘜W(xué)工程主要隨著化學(xué)工業(yè)的過渡改造而形成，其中化學(xué)反應(yīng)作為生產(chǎn)流程的核心內(nèi)容，將為過程分析創(chuàng)設(shè)主動(dòng)適應(yīng)空間，將研究過程方向梳理完全；而化工熱力學(xué)條件作為單元反應(yīng)的理論基礎(chǔ)，對(duì)于產(chǎn)品回收效率有著充分的界定要求，其將直接決定產(chǎn)品后期回收效率，對(duì)于產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)成本規(guī)模產(chǎn)生著重大影響效果。因此，在單元詳細(xì)操作流程中，技術(shù)人員可針對(duì)各類化工設(shè)備以及產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)行科學(xué)審視，由于傳遞流程作為單元操作、反應(yīng)工程的支撐媒介，而化工產(chǎn)業(yè)在全新發(fā)展形態(tài)下需要落實(shí)核心催化技術(shù)，就必須聯(lián)合跨學(xué)科形態(tài)的戰(zhàn)略進(jìn)行綜合比對(duì)、研究，爭(zhēng)取達(dá)到統(tǒng)一規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)格局。內(nèi)部傳遞機(jī)制主要圍繞動(dòng)力、熱能、產(chǎn)品質(zhì)量元素闡述，這其實(shí)就是異質(zhì)化單元內(nèi)部反應(yīng)裝置的物理演變過程。
另一方面，合成化學(xué)作為既定學(xué)科的核心要素，為設(shè)計(jì)主體開發(fā)大量非天然化合物質(zhì)提供靈感經(jīng)驗(yàn)。在大量創(chuàng)新化合產(chǎn)物的影響下，有關(guān)化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)模型便開始順利過渡。信息技術(shù)為各類設(shè)備、工藝創(chuàng)造主動(dòng)適應(yīng)條件，整體上推動(dòng)了行業(yè)的進(jìn)步趨勢(shì)。這部分生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)聯(lián)合各類深加工流程進(jìn)行替換改造，需要化學(xué)工業(yè)不斷開發(fā)新型歸控技術(shù)，進(jìn)而為既定產(chǎn)業(yè)規(guī)范效率和經(jīng)濟(jì)成果提供適應(yīng)條件。技術(shù)人員需要全面開發(fā)最為先進(jìn)的協(xié)調(diào)處理細(xì)則，這是創(chuàng)新化學(xué)工藝改造流程的必要準(zhǔn)則。整個(gè)技術(shù)開發(fā)活動(dòng)利用市場(chǎng)導(dǎo)向機(jī)理進(jìn)行布置，使得工業(yè)、商業(yè)化動(dòng)機(jī)需求得到全面綻放。
二、化學(xué)工程、工藝試驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)搭配分析
傳統(tǒng)形態(tài)的化工實(shí)驗(yàn)操作，內(nèi)部數(shù)據(jù)排列機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，整體活動(dòng)延展下來，具體的人力、物力資源全面堆積。因?yàn)閮?nèi)部流程需要借助平行試驗(yàn)進(jìn)行掌控，特定數(shù)據(jù)處理重復(fù)性特征廣布。因此，必要時(shí)技術(shù)人員可依靠MATLAB軟件進(jìn)行流程過渡，將人工演算過程中的數(shù)據(jù)限制因素調(diào)節(jié)完畢。這部分實(shí)驗(yàn)流程是掌握化工研究方式的重要環(huán)節(jié)，整體流程較為漫長(zhǎng)。所以，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)便將這些復(fù)雜的演算流程進(jìn)行智能模擬操作，并透過實(shí)驗(yàn)要求建立必要的模型基礎(chǔ)，使得工藝技術(shù)管制范圍下的各類可行條件全面延展。化工產(chǎn)業(yè)講求專業(yè)實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)價(jià)值，具體行動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)機(jī)也是圍繞特地實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)定量關(guān)系探索，進(jìn)而將化工所需遵循的客觀規(guī)律羅列完整。
MATLAB軟件在整個(gè)研究過程中開辟引導(dǎo)先河，其將各類函數(shù)圖形進(jìn)行輕松規(guī)劃，肅清細(xì)致符號(hào)演算和數(shù)值計(jì)算限制問題。這類軟件應(yīng)用范圍較為廣闊，包括數(shù)字通訊和財(cái)務(wù)建模等內(nèi)容。目前這類程序已經(jīng)成為國(guó)際控制終端的必要支撐媒介，現(xiàn)場(chǎng)操作人員基本只需編寫某種數(shù)據(jù)處理程序，之后將原始數(shù)據(jù)輸入，就能輕松提煉相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將優(yōu)質(zhì)化數(shù)據(jù)和圖示模型展出。另外，涉及這方面人員素質(zhì)的強(qiáng)化工作也相當(dāng)重要。隨著技術(shù)創(chuàng)新和科技產(chǎn)業(yè)化的加快，環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，必然會(huì)帶來對(duì)分析檢驗(yàn)專業(yè)人才需求的上升，且無論在數(shù)量和質(zhì)量上，都提出了新的要求。
三、結(jié)語
化學(xué)工程技術(shù)支持著化工工業(yè)的前進(jìn)與發(fā)展，化學(xué)工程技術(shù)從理論到實(shí)驗(yàn)，再到實(shí)踐，最后投入生產(chǎn)成品，是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。然而，從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)生產(chǎn)，特別是大規(guī)模的生產(chǎn)，需要解決裝置的放大問題，其直接影響企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及經(jīng)濟(jì)利益的增加，裝置放大可以節(jié)省資金，減少不必要的消耗，節(jié)省勞動(dòng)力。但是要考慮到，裝置放大過程中，物流的一系列物理過程的相關(guān)條件很可能改變，達(dá)到的某些指標(biāo)通常低于實(shí)驗(yàn)室的小型技術(shù)設(shè)備產(chǎn)生的結(jié)果。這種起源于放大過程的效應(yīng)被籠統(tǒng)稱為“放大效應(yīng)”，包含很多已知及未知物理因素的影響?，F(xiàn)代化工對(duì)于一套裝置一年的產(chǎn)量，一般情況下按照目前的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)?？梢赃_(dá)到大于或者等于數(shù)十萬噸，大規(guī)模的生產(chǎn)使其面臨工程方面的問題，且在指標(biāo)方面也有所降低，這對(duì)于工業(yè)而言會(huì)造成較大的資金損失。化學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)步，主要體現(xiàn)在新產(chǎn)品及工藝的不斷創(chuàng)造，而這些都需要借助化工工業(yè)，除此之外，還需合理的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)。就上述情況而言，凡是關(guān)于工業(yè)化的東西，一般情況下都?xì)w屬于化學(xué)工程的研究范疇。在日常生活中，化學(xué)工程無處不在。如：煙筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物質(zhì)，需要經(jīng)過嚴(yán)格的處理，才能對(duì)外排放，以防污染生態(tài)環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)室達(dá)到要求后，要在工業(yè)規(guī)模中實(shí)現(xiàn)大量煙氣的凈化，就必須考慮大規(guī)模凈化的經(jīng)濟(jì)性和可行性，要考慮的問題與實(shí)驗(yàn)室研究不同。又如，化工工業(yè)生產(chǎn)中,要求以十分純凈的產(chǎn)品為原料，對(duì)實(shí)驗(yàn)室操作來說，這比較容易達(dá)到。對(duì)大型生產(chǎn)裝置的要求是，消耗低而且經(jīng)濟(jì)方面可行，這表明課題存在很大的不同之處。
2化學(xué)工程的研究對(duì)象及復(fù)雜性
化學(xué)工程是以物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，并結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟(jì)基本法則，研究化學(xué)工業(yè)中的物理變化和化學(xué)變化過程及其有關(guān)機(jī)理和設(shè)備的共性規(guī)律，并將之應(yīng)用于化工裝置的開發(fā)、設(shè)計(jì)、操作、控制、管理、強(qiáng)化以及自動(dòng)化等過程中，在化工工藝與化工設(shè)備之間起著承上啟下的橋梁和紐帶作用的一門工程技術(shù)學(xué)科。一般情況下，化學(xué)工程的對(duì)象的情況較為復(fù)雜，具體如下：首先，該過程自身具有一定的復(fù)雜特點(diǎn)，包括化學(xué)與物理，而且兩者經(jīng)常發(fā)生，彼此影響。其次，物系方面較為復(fù)雜，流體與固體，或者兼而有之。流體特質(zhì)變化較大，如有低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。最后，物系流動(dòng)時(shí)邊界復(fù)雜，由于設(shè)備的形狀較為多樣，而且其在填充物方面的形狀也不正常，如催化劑、填料等，使得設(shè)備在流動(dòng)邊界方面的設(shè)置較為復(fù)雜而且在確定方面不準(zhǔn)確。
3化工工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展
目前從形式上看，現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)經(jīng)歷了單元操作和傳遞原理與化學(xué)反應(yīng)這兩個(gè)發(fā)展階段，正準(zhǔn)備走向一個(gè)新的階段。但種類多樣、制造過程復(fù)雜以及生產(chǎn)產(chǎn)品款式較多，造成排放物復(fù)雜、量多及危害大，因此，目前化工工業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注污染問題。與此同時(shí)，在加工、貯存、運(yùn)用或者處理化工產(chǎn)品時(shí)應(yīng)防止操作對(duì)環(huán)境生態(tài)以及人類健康造成危害。在化工生產(chǎn)中應(yīng)遵循國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，制定正確的方案。隨著我們國(guó)家科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各行各業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)都要接觸化學(xué)工藝，涉及制藥、石油、材料、能源等行業(yè)的發(fā)展和污染問題，這都是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)需要面對(duì)的問題。目前，我國(guó)的化學(xué)工業(yè)經(jīng)過了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)形成了門類比較齊全，品種大體配套并基本可以滿足國(guó)內(nèi)需要的化學(xué)工業(yè)體系。2001年全國(guó)國(guó)有及規(guī)模以上非國(guó)有企業(yè)的石油加工工業(yè)和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到10990.6億元人民幣，占全國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值的9.8％，實(shí)現(xiàn)利稅747.8億元，石油和化學(xué)工業(yè)企業(yè)13765個(gè)，資產(chǎn)總額13344.2億元。我國(guó)化學(xué)工業(yè)獲得長(zhǎng)足進(jìn)步的同時(shí)，環(huán)境保護(hù)工作也不斷得到加強(qiáng)。但是化學(xué)工業(yè)在實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過程中，仍存在不少問題和障礙，嚴(yán)重制約著我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。
4二者的發(fā)展探究
在我們以前普通的化學(xué)反應(yīng)來看，對(duì)于反應(yīng)后的副產(chǎn)物的處理是相當(dāng)困難的，并且如果想處理，其治理成本是相當(dāng)?shù)母?，所以以前那種普通的反應(yīng)無法從根本上剔除化學(xué)工業(yè)中所帶來的一系列危害。而我們所提到的綠色化學(xué)工程，就從根本上解決了上述問題。
1.1選擇有益材料對(duì)于化學(xué)反應(yīng)來說，最重要的還是選料的環(huán)節(jié)，它的好與壞直接影響著化學(xué)反應(yīng)是否友好是否有益。有效的防范，以達(dá)到在過程以及結(jié)果的一種良性局面。
1.2采用高效高選擇性的反應(yīng)原料對(duì)于化學(xué)工業(yè)來說，化學(xué)反應(yīng)是決定化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中生產(chǎn)成本和生產(chǎn)難度、充分利用化學(xué)資源等各方面的重要性因素?？梢越档凸I(yè)生產(chǎn)的成本，而且能夠提高產(chǎn)物純度，減少無效反應(yīng)產(chǎn)物的排放，節(jié)約化學(xué)資源，在化學(xué)工業(yè)中，有機(jī)物的反應(yīng)復(fù)雜，研究機(jī)制不確定，所以選擇合適的反應(yīng)原料，不斷提高工業(yè)技術(shù)是對(duì)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。
1.3使用綠色無公害的反應(yīng)催化劑催化劑作為化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)速率的的物質(zhì)，在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用廣泛，綠色化學(xué)就是研究生產(chǎn)高效高質(zhì)量的化學(xué)反應(yīng)，不產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，無效產(chǎn)物可以做到循環(huán)利用，無公害。這項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)就是高度依賴化學(xué)反應(yīng)過程中的催化劑，不斷創(chuàng)新，不斷推動(dòng)綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)機(jī)構(gòu)已經(jīng)著手研究這些優(yōu)良的催化劑.
2尋找高效綠色的化學(xué)催化劑對(duì)提升工業(yè)生產(chǎn)水平的作用
2.1化學(xué)工業(yè)中綠色化學(xué)的應(yīng)用綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染，做到完全無公害無污染，因此它又被稱為清潔化學(xué)，應(yīng)用范圍廣泛，它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科。工業(yè)中化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件一般都是高溫高壓，在反應(yīng)過程中，只有適宜的溫度和壓力才能使用現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的技術(shù)，另外加上綠色化學(xué)的高效催化劑，這項(xiàng)工程才得以不斷發(fā)展。例如上文提到的低維材料碳納米管，催化裂解反應(yīng)中有很大的化學(xué)功效。
2.2化學(xué)工業(yè)中綠色化學(xué)和現(xiàn)代生物結(jié)合的應(yīng)用。講到了催化劑，這就涉及到另外的技術(shù)性學(xué)科生物技術(shù)。生物技術(shù)的就是高科技與高端專業(yè)知識(shí)結(jié)合的產(chǎn)物，學(xué)科內(nèi)又分為細(xì)胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學(xué)產(chǎn)業(yè)中主要應(yīng)用于生物化學(xué)。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中，選取有機(jī)的生物材料，主要是動(dòng)植物的原料，另外也會(huì)采用他們經(jīng)過上千年演變的產(chǎn)物—地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑，分別由人工合成以及采用天然動(dòng)植物的生物酶。這樣能夠滿足現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要，同時(shí)也能切合可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想，節(jié)約能源，維持現(xiàn)在生態(tài)平衡的狀態(tài)，推動(dòng)化學(xué)工業(yè)發(fā)展。
3結(jié)語
1)了解發(fā)酵過程與雙極膜電滲析集成的基本理論。2)熟悉發(fā)酵罐與雙極膜電滲析的基本操作。3)研究發(fā)酵過程與雙極膜電滲析集成操作的最佳條件。
2實(shí)驗(yàn)原理
在發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的過程中，乳酸的不斷產(chǎn)生會(huì)造成發(fā)酵液的pH不斷下降。pH過低會(huì)影響發(fā)酵液中乳酸菌種的活性，甚至造成乳酸菌種死亡，直接影響發(fā)酵過程的效率。傳統(tǒng)的乳酸提取工藝如圖1左圖所示，是在發(fā)酵液中投加生石灰或碳酸鈣來中和產(chǎn)生的乳酸，以維持發(fā)酵液的pH在中性范圍。由于發(fā)酵液中加入的生石灰或碳酸鈣會(huì)產(chǎn)生大量難以有效處理的硫酸鈣副產(chǎn)物，不符合現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)綠色化和環(huán)境化的理念。乳酸發(fā)酵的現(xiàn)代生產(chǎn)工藝流程見圖1右圖，整個(gè)工藝流程包含了發(fā)酵、脫色、超濾、雙極膜電滲析等過程。結(jié)合上述工藝流程，實(shí)驗(yàn)室相應(yīng)開設(shè)出乳酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn)、發(fā)酵液預(yù)處理———超濾和脫色實(shí)驗(yàn)、乳酸鹽轉(zhuǎn)化為乳酸———雙極膜電滲析實(shí)驗(yàn)以及發(fā)酵過程與雙極膜電滲析集成操作實(shí)驗(yàn)。本文重點(diǎn)介紹將發(fā)酵過程與雙極膜電滲析進(jìn)行集成操作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的(脫色和超濾后的)發(fā)酵液進(jìn)行雙極膜電滲析，得到乳酸;同時(shí)將雙極膜電滲析產(chǎn)生的堿用于發(fā)酵過程的pH調(diào)節(jié)。從而實(shí)現(xiàn)了在提取回收乳酸產(chǎn)品的同時(shí)，又能進(jìn)行乳酸的發(fā)酵生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)中的乳酸發(fā)酵和雙極膜電滲析是一個(gè)集成過程，而不是連續(xù)操作的過程。雙極膜電滲析的原理如圖2所示。圖2中的雙極膜電滲析是用雙極膜代替普通電滲析的部分陰、陽膜或者在普通電滲析的陰、陽膜之間加上雙極膜構(gòu)成的。雙極膜電滲析的最基本應(yīng)用是在反向偏向電壓下產(chǎn)生水解離生成H+和OH－，分別與鹽陰離子(X－)、鹽陽離子(M+)結(jié)合生產(chǎn)酸(HX)和堿(MOH)。從而在集成操作的過程中，實(shí)現(xiàn)了在將乳酸鹽轉(zhuǎn)化為乳酸的同時(shí)，可以生成堿液(乳酸鹽為MX，可以產(chǎn)生堿液MOH)。在提取乳酸的同時(shí)，將副產(chǎn)物(堿液MOH)返回至發(fā)酵過程，對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，使副產(chǎn)物得到再次利用，從而實(shí)現(xiàn)了新型化工生產(chǎn)追求的過程集成性和高效性，并減少了原料或產(chǎn)品的周轉(zhuǎn)過程。
3實(shí)驗(yàn)材料、儀器和試劑
3．1實(shí)驗(yàn)試劑乳酸發(fā)酵菌種:植物乳桿菌;發(fā)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(fā)酵培養(yǎng)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。
3．2實(shí)驗(yàn)儀器恒溫振蕩器、高壓蒸汽滅菌鍋、發(fā)酵罐、干燥箱、電子天平、pH計(jì)、生物傳感分析儀、分光光度計(jì)、冰柜。其他常規(guī)實(shí)驗(yàn)器皿:燒杯、量筒、玻璃棒、酒精燈、接種環(huán)、培養(yǎng)皿、移液管等。直流穩(wěn)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(gè)。按照?qǐng)D3，通過發(fā)酵罐控制主機(jī)箱上的蠕動(dòng)泵，將雙極膜電滲析的堿液隔室與發(fā)酵罐進(jìn)行連接。為了降低發(fā)酵罐中染雜菌的風(fēng)險(xiǎn)，必須對(duì)連接的管子進(jìn)行滅菌操作。發(fā)酵罐內(nèi)由pH計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)pH低于設(shè)定值時(shí)，由蠕動(dòng)泵自動(dòng)將雙極膜電滲析的堿液隔室中的堿液泵入發(fā)酵罐進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于軟管內(nèi)是強(qiáng)堿環(huán)境，故堿液室與發(fā)酵罐之間的連接管不需要進(jìn)行滅菌操作。
4實(shí)驗(yàn)步驟
4．1雙極膜電滲析的準(zhǔn)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(zhǎng)螺桿釘壓緊膜堆。為了確保裝置的嚴(yán)密性，應(yīng)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(cè)朝向陰極板。此外，在用螺釘壓緊裝置時(shí)，應(yīng)注意均勻用力，以防止裝置變形甚至斷裂。(2)連接設(shè)備:在隔板出口分別連接出水管和進(jìn)水管。將進(jìn)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(huán)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(yīng)保證料液淹沒潛水泵。對(duì)于雙極膜電滲析，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將各個(gè)隔室、燒杯和潛水泵內(nèi)的料液或電解質(zhì)溶液清洗干凈。若長(zhǎng)期不用，應(yīng)將裝置拆卸還原，并確保各組件干燥和清潔。
4．2發(fā)酵過程的準(zhǔn)備(1)種子培養(yǎng)基的培養(yǎng):配制一定量的種子培養(yǎng)基，并在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌。滅菌條件為:121℃，20min。待培養(yǎng)基冷卻至室溫后，取新鮮斜面菌種，接入種子培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為150r/min的搖床中培養(yǎng)24h，溫度恒定在37℃。(2)發(fā)酵罐滅菌:將配制好的發(fā)酵培養(yǎng)基加入到發(fā)酵罐中，此處應(yīng)注意體積不能超過發(fā)酵罐總體積的2/3。然后將發(fā)酵罐和培養(yǎng)基一起放入滅菌鍋中進(jìn)行滅菌。(3)火焰接種法:先用醫(yī)用酒精擦拭接種口;在火圈中加入酒精，點(diǎn)燃后套在接種口上;關(guān)小空氣進(jìn)氣閥，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)，降低罐壓，打開接種口蓋;在火焰范圍內(nèi)打開種子培養(yǎng)基的瓶塞，在火焰上燒灼幾秒鐘后，迅速將種子液倒入發(fā)酵罐中;在火焰上燒灼接種口蓋子數(shù)秒后，迅速蓋好接種口蓋，關(guān)閉空氣進(jìn)氣閥。(4)發(fā)酵培養(yǎng):接種結(jié)束后，對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)過程的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，開始培養(yǎng)。發(fā)酵過程中要打開冷凝器水閥。具體操作參數(shù):轉(zhuǎn)速為150r/min;溫度為37℃;pH為6．7。
4．3發(fā)酵罐與雙極膜電滲析集成操作過程的監(jiān)測(cè)在集成操作過程中，要對(duì)發(fā)酵罐和雙極膜電滲析同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止任一方出現(xiàn)問題導(dǎo)致集成操作失敗。發(fā)酵過程:①通過發(fā)酵罐的主機(jī)控制發(fā)酵的pH條件、溶氧濃度和實(shí)驗(yàn)溫度。每1h記錄pH、溫度和溶氧濃度，通過數(shù)據(jù)判斷發(fā)酵過程是否正常;②每4h測(cè)量殘余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量，以判斷細(xì)菌的生長(zhǎng)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(diào)整穩(wěn)壓電源的電壓和電流值來控制實(shí)驗(yàn)條件，每1h記錄電壓、電流。②每4h測(cè)量酸室中的乳酸濃度、堿室濃度和堿室堿液體積。
5分析方法
5．1葡萄糖和乳酸的測(cè)量在發(fā)酵過程中，要間斷地取樣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。發(fā)酵液中含有有機(jī)酸鹽、無機(jī)鹽、菌絲體、蛋白質(zhì)、脂肪和糖類等。雙極膜電滲析過程的料液是經(jīng)過超濾和脫色之后的發(fā)酵液，主要成分為有機(jī)酸鹽(主要為乳酸鹽)和無機(jī)鹽類物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中使用生物傳感分析儀獲得葡萄糖和乳酸含量。
5．2生物量的測(cè)量在發(fā)酵過程中，要及時(shí)監(jiān)測(cè)乳酸菌的生長(zhǎng)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(zhǎng)為600nm處，測(cè)量吸光度。
6實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1.1整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱是保證和檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要依據(jù)。根據(jù)專業(yè)規(guī)范的要求，參照國(guó)內(nèi)兄弟院校的相關(guān)專業(yè)，結(jié)合本校的實(shí)際情況和要求，采用“化學(xué)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)+專業(yè)實(shí)驗(yàn)+創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)+課程設(shè)計(jì)”(三實(shí)一設(shè))實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，撰寫實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，規(guī)定實(shí)驗(yàn)課程的性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排、教材及參考書等，經(jīng)教研室與實(shí)驗(yàn)室討論、修改，再由學(xué)院、學(xué)校職能部門調(diào)研、審核、批準(zhǔn)后執(zhí)行，并不斷改進(jìn)和更新，切實(shí)保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開展。
1.2購(gòu)置實(shí)驗(yàn)裝置，營(yíng)造科研氛圍
化學(xué)是探索自然規(guī)律的實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)設(shè)備的好壞，直接影響學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中觀察現(xiàn)象和操作，探究反應(yīng)本質(zhì)規(guī)律。我校化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)設(shè)備為20世紀(jì)90年代產(chǎn)品，使用年限已經(jīng)接近20年，普遍出現(xiàn)生銹、變形、跑冒滴漏現(xiàn)象，而且測(cè)試和自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)落后于現(xiàn)代技術(shù)水平，不能適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革的基本要求。基于目前現(xiàn)狀，化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)室以安徽省高等教育振興計(jì)劃為契機(jī)，以博士點(diǎn)建設(shè)為導(dǎo)向，通過充分調(diào)研、認(rèn)證論證購(gòu)置一批化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，提高學(xué)生的儀器操作和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。為了營(yíng)造良好的科研氛圍，每學(xué)期對(duì)部分學(xué)生增加開放性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教師采用啟發(fā)式教學(xué)模式，將主要精力放在學(xué)生實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，及時(shí)提出存在的問題，針對(duì)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)與學(xué)生共同討論，從而達(dá)到鞏固理論知識(shí)，增強(qiáng)實(shí)踐能力，逐步培養(yǎng)和挖掘創(chuàng)新能力。
1.3優(yōu)化教學(xué)方法，全面提高工程能力
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式都是以教師為主體，學(xué)生是知識(shí)的被動(dòng)接受者，教師設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，安排好實(shí)驗(yàn)程序，學(xué)生只觀察現(xiàn)象和記錄數(shù)據(jù)等。處在這種氛圍中的學(xué)生，往往不善于主動(dòng)思考和主動(dòng)汲取知識(shí)。我校化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)中心力求實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，將學(xué)生推到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前臺(tái)，使學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，實(shí)驗(yàn)教師成為學(xué)生的“導(dǎo)學(xué)者”。這可以充分學(xué)生調(diào)動(dòng)其積極性，不僅能夠發(fā)散學(xué)生思維，提高學(xué)習(xí)興趣，還鍛煉了針對(duì)具體問題處理技巧能力。另外在課程設(shè)計(jì)過程中將歷屆學(xué)生大賽作品和工廠設(shè)計(jì)作為案例分析，學(xué)生分組研究討論，評(píng)析其優(yōu)缺點(diǎn)，不僅能有效地提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力，而且在獲得知識(shí)與智慧的同時(shí)，學(xué)生的質(zhì)疑力、觀察力、協(xié)同力、領(lǐng)導(dǎo)力等多種素質(zhì)也能同步得到提高。
1.4規(guī)范考核標(biāo)準(zhǔn)，綜合評(píng)定成績(jī)
化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)考核采用傳統(tǒng)考試，或放在相應(yīng)的理論課程中占成績(jī)的一部分，不能夠全面反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，采取分項(xiàng)考核積分的方式，綜合評(píng)定學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)成績(jī)，考核環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(20分)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作(40分)、數(shù)據(jù)處理(25分)和思考題(15分)四部分。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)促使學(xué)生查閱大量科技資料獲知反應(yīng)原理、反應(yīng)物物性參數(shù)，提高學(xué)生收集信息的能力;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作敦促學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)裝置的搭建、反應(yīng)設(shè)備的開啟順序等，考核實(shí)驗(yàn)方案的合理性和操作的正確性，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力;數(shù)據(jù)處理和思考題主要評(píng)定原始數(shù)據(jù)的正確性、數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性。而對(duì)于提高學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)，考查不應(yīng)只看重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而注重實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與實(shí)驗(yàn)操作，指導(dǎo)教師通過討論和啟發(fā)等多種形式，逐步培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代科技的能力;事實(shí)證明規(guī)范的考核標(biāo)準(zhǔn)是提高化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的有力措施。
1.5加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師的工程實(shí)訓(xùn)，組建優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
高校師資隊(duì)伍建設(shè)是高等教育改革與發(fā)展過程中的關(guān)鍵問題，它關(guān)系到卓越工程師培養(yǎng)的具體執(zhí)行力?；瘜W(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)是一門專業(yè)性、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，要求教學(xué)團(tuán)隊(duì)除了要具備高校教師應(yīng)具有的基本教師素質(zhì)外，還必須擁有扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、良好的創(chuàng)新能力、優(yōu)異的工程科學(xué)研究能力。目前化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)教師12人，每位教師具有高學(xué)歷、高職稱和專業(yè)知識(shí)扎實(shí)等優(yōu)勢(shì)，但是大部分教師都是從學(xué)校到學(xué)校，缺乏應(yīng)有的企業(yè)鍛煉，如何提升教師隊(duì)伍的工程能力，是實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”必須要解決的問題，應(yīng)該采用引進(jìn)與培養(yǎng)、兼職與專職相結(jié)合的機(jī)制，組建優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)機(jī)制。引進(jìn)一些具有化工工作背景的教師，特別是有企業(yè)工作站經(jīng)歷的博士后，他們擁有化工單元操作、化工工藝流程和化工設(shè)備等工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是每年入職的新教師人數(shù)是有限的，應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)在職教師，從2014年安徽省組織實(shí)施高校中青年教師到企事業(yè)單位掛職計(jì)劃，增強(qiáng)教師的工程意識(shí)和工程能力，同時(shí)適應(yīng)“卓越工程師”培養(yǎng)要求、推動(dòng)學(xué)?？沙掷m(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
2結(jié)語
化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語網(wǎng)站建設(shè)主要是為了利用網(wǎng)絡(luò)這一現(xiàn)代化平臺(tái)來豐富擴(kuò)展專業(yè)英語知識(shí)的學(xué)習(xí)并實(shí)現(xiàn)資源共享。但遺憾的是，從目前的網(wǎng)絡(luò)資源來看，英語網(wǎng)站相當(dāng)多，但涉及到化工專業(yè)英語知識(shí)的網(wǎng)站幾乎沒有，或者要從大量英語資料中查找自己所需要的那一點(diǎn)化工專業(yè)英語資料，往往工作量較大。
同時(shí)這些網(wǎng)站還存在如下幾點(diǎn)問題:①導(dǎo)航不清晰;②與專業(yè)要求相比較，不夠?qū)I(yè)化;③形式和內(nèi)容較多樣性;④建設(shè)或者維護(hù)技術(shù)較復(fù)雜等問題。
2化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語網(wǎng)站設(shè)計(jì)的原則
為解決上述主要問題，在化工類專業(yè)英語網(wǎng)站建設(shè)中必須堅(jiān)持以下原則。
2．1導(dǎo)航清晰，信息全面由于化工專業(yè)英語網(wǎng)站建設(shè)的初衷在于資源共享，這就注定其內(nèi)容形式繁多。為了與普通英語學(xué)習(xí)類網(wǎng)站區(qū)別開來，應(yīng)根據(jù)化工專業(yè)學(xué)生對(duì)專業(yè)英語的需求來設(shè)計(jì)網(wǎng)站內(nèi)容及功能，因此網(wǎng)站導(dǎo)航應(yīng)簡(jiǎn)潔清晰。在進(jìn)行網(wǎng)站全局設(shè)計(jì)時(shí)，可采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而局部性知識(shí)模塊可采用樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并用導(dǎo)航條、菜單等形式突出各關(guān)鍵模塊內(nèi)容。
2．2專業(yè)化風(fēng)格網(wǎng)站風(fēng)格是指，網(wǎng)站頁面設(shè)計(jì)上的視覺元素組合在一起的整體形象，展現(xiàn)給人的直觀感受?！罢w形象”包括站點(diǎn)的版面布局、瀏覽方式、交互性、內(nèi)容價(jià)值等等。為體現(xiàn)網(wǎng)站的專業(yè)性，在風(fēng)格采用上必須考慮化工課程的專業(yè)性。
2．3形式和內(nèi)容統(tǒng)一性網(wǎng)站的建設(shè)是為了學(xué)習(xí)化工專業(yè)英語并達(dá)到學(xué)習(xí)資源共享的目的，而不單純的只是簡(jiǎn)單的供給關(guān)系。因此，在一定形式的基礎(chǔ)上，必須注重網(wǎng)站的內(nèi)容以及功能，使網(wǎng)站的形式和內(nèi)容相互統(tǒng)一。
2．4技術(shù)簡(jiǎn)單現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上較活躍的網(wǎng)站均是由專業(yè)化的技術(shù)人員完成，使得網(wǎng)站的綜合風(fēng)格越來越美觀，功能越來越強(qiáng)大。但技術(shù)也越來越復(fù)雜。因此網(wǎng)站的維護(hù)對(duì)于普通的學(xué)生或者教師而言都存在一定難度。這種“技術(shù)”的要求不利于學(xué)生開發(fā)建立起適合自己需求的網(wǎng)站。所以要求技術(shù)簡(jiǎn)單化，這種簡(jiǎn)單化不是低級(jí)的代名詞，而是指盡量摒棄不必要的一些網(wǎng)站設(shè)計(jì)，達(dá)到同等功能性的同時(shí)，盡可能多的人會(huì)使用的簡(jiǎn)單技術(shù)。
3網(wǎng)站設(shè)計(jì)思路
3．1課程網(wǎng)站模式的確定網(wǎng)站建設(shè)有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)之分，兩種模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，靜態(tài)網(wǎng)站較易被檢索到，但文件交互功能較弱，不支持?jǐn)?shù)據(jù)庫，網(wǎng)站后期維護(hù)管理工作量較大。動(dòng)態(tài)網(wǎng)站則彌補(bǔ)上靜態(tài)網(wǎng)站上述缺點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是不易被檢索到、總體而言，為了達(dá)到資源共享的目的，動(dòng)態(tài)網(wǎng)站更適合。
3．2網(wǎng)站建設(shè)軟件的確定制作網(wǎng)站的軟件非常多，本文主要介紹Dream-weaver8這款軟件，非常適合初學(xué)者，該軟件可以實(shí)現(xiàn)建設(shè)網(wǎng)站所需要的所有功能。Dreamweaver8是美國(guó)Macromedia公司開發(fā)的集網(wǎng)頁制作和管理網(wǎng)站于一體的一款面向大眾的網(wǎng)頁制作軟件。相對(duì)于其他網(wǎng)頁制作軟件，Dreamweaver8提供了設(shè)計(jì)者和代碼編寫者兩種布局。而我們的網(wǎng)站建設(shè)和管理者主要都是本專業(yè)的普通學(xué)生和教師。設(shè)計(jì)者的布局讓初學(xué)者也可以通過相關(guān)書籍介紹和軟件教學(xué)視頻等達(dá)到網(wǎng)頁制作的目的。
3．3課程網(wǎng)站內(nèi)容的確定依據(jù)化學(xué)工程與工藝的專業(yè)性質(zhì)，確立網(wǎng)站的內(nèi)容。依據(jù)化學(xué)工程與工藝的專業(yè)性質(zhì)，網(wǎng)站資料的收集方向必須緊密聯(lián)系專業(yè)課程設(shè)置和學(xué)生課外學(xué)習(xí)，創(chuàng)新研究需要。因此，在資料收集之前，做了大量的問卷調(diào)查，調(diào)查對(duì)象主要是對(duì)專業(yè)英語最具需求的化工專業(yè)學(xué)生。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，大約92%的學(xué)生都希望該類型網(wǎng)站能與所學(xué)專業(yè)和課程緊密聯(lián)系。除了依據(jù)專業(yè)和學(xué)生需要，也考慮到資料收集的可行性和成本。綜合分析，網(wǎng)站的內(nèi)容應(yīng)包含以下幾個(gè)方面:英語學(xué)習(xí)、專業(yè)英語學(xué)習(xí)、留學(xué)英語。
①英語學(xué)習(xí)內(nèi)容可以細(xì)化分成四級(jí)、六級(jí)考試學(xué)習(xí)資料和一些英語學(xué)習(xí)技巧，如詞匯、語法、語境培養(yǎng)等;
②專業(yè)英語學(xué)習(xí)可分為化工類課程英語視頻資料、專業(yè)術(shù)語、英語科技文字撰寫、專業(yè)英語科研資料等方面內(nèi)容;
(1)課程的綜合性特點(diǎn)。
《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》是由計(jì)算機(jī)和化學(xué)化工等多個(gè)專業(yè)交叉融合而成的新課程，旨在使學(xué)生掌握利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決化學(xué)化工領(lǐng)域問題的基本方法，提高學(xué)生利用現(xiàn)代技術(shù)去解決本專業(yè)問題的綜合能力。這就要求大學(xué)生不僅要掌握計(jì)算機(jī)的基本理論知識(shí)，熟悉常用化學(xué)化工專業(yè)軟件的運(yùn)用，還要提高通過互聯(lián)網(wǎng)獲取化學(xué)化工信息的檢索能力等。
(2)課程的實(shí)踐性特點(diǎn)。
《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》與其它課程的不同之處在于其實(shí)踐性非常強(qiáng)。除了規(guī)定的上機(jī)練習(xí)實(shí)踐教學(xué)外，在計(jì)算機(jī)命令和執(zhí)行的演示，化學(xué)化工軟件程序說明和運(yùn)行的示范，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用和信息資源檢索等都需要教師指導(dǎo)學(xué)生通過反復(fù)實(shí)踐練習(xí)才能掌握，所以采用傳統(tǒng)的單純理論講授的教學(xué)方式難以達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)效果。
(3)課程的前沿性特點(diǎn)。
《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來解決化學(xué)化工領(lǐng)域中問題的一門新課，而計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中又是更新?lián)Q代最快的一個(gè)學(xué)科，再加上化學(xué)化工行業(yè)本身飛速發(fā)展的特點(diǎn)，勢(shì)必要求在教學(xué)過程中不斷探求相關(guān)知識(shí)前沿，及時(shí)注入最新的科技成果才能確保教學(xué)的質(zhì)量和效果。
2不斷拓展《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》課程的教學(xué)內(nèi)容
《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》所涉及的范圍異常廣泛，所應(yīng)用到的計(jì)算機(jī)軟件也相當(dāng)繁雜，而目前各個(gè)高校并沒有一套較權(quán)威的專門教材。為了確保教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，我們對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)與管理。
(1)電子講義取代紙質(zhì)課本。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)化工上的應(yīng)用也日新月異。因此，為了開拓學(xué)生視野，把計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)化工應(yīng)用的新信息、新知識(shí)和新動(dòng)向及時(shí)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，以反映當(dāng)前該學(xué)科領(lǐng)域的新理論和新動(dòng)態(tài)，我們結(jié)合實(shí)際編寫了本課程教學(xué)的電子講義，取代了傳統(tǒng)的紙質(zhì)課本，不僅方便了學(xué)生課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)，而且博眾家之長(zhǎng)，有效避免了一書獨(dú)大的局限性。
(2)師生共同設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容。
傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師根據(jù)教學(xué)大綱來設(shè)計(jì)和安排教學(xué)的具體內(nèi)容，學(xué)生只是被動(dòng)地接受知識(shí)。我們結(jié)合《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》的課程特點(diǎn)，由主講教師公布教學(xué)大綱和重點(diǎn)，廣泛征求往屆學(xué)生和應(yīng)屆學(xué)生意見，采取了教師主導(dǎo)，學(xué)生參與，共同完成學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)的方法，受到了學(xué)生廣泛好評(píng)。
3積極推進(jìn)《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》課程的教學(xué)形式及教學(xué)方法改革
教學(xué)質(zhì)量的提高依賴于教學(xué)手段改進(jìn)和教學(xué)方法創(chuàng)新。在《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》的教學(xué)實(shí)踐中，我們采取了多種形式和方法進(jìn)行了教學(xué)改革與探索:
(1)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。
《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》課我們采用了2/3理論和1/3實(shí)踐的模塊教學(xué)形式。理論教學(xué)以教師課堂講授為主，課堂討論為輔的交互式教學(xué)模式。與課堂上的教學(xué)相比，學(xué)生對(duì)于實(shí)踐教學(xué)表現(xiàn)出更大的興趣。通過上機(jī)練習(xí)實(shí)踐教學(xué)不僅能鞏固和融會(huì)貫通理論知識(shí)，更重要的是能反映出學(xué)習(xí)過程中存在的問題。
(2)現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)模式相結(jié)合。
《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》課的理論教學(xué)模塊中，我們采用多媒體與傳統(tǒng)模式并用的課堂教學(xué)方法。對(duì)于涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的內(nèi)容，我們多采用多媒體演示的形式進(jìn)行教學(xué)，而對(duì)于化學(xué)化工知識(shí)方面的內(nèi)容，我們又運(yùn)用了一些傳統(tǒng)的板書和實(shí)物模型展示的方式進(jìn)行教學(xué)。這種現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)模式相結(jié)合的教學(xué)方式，豐富了課堂教學(xué)形式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。
(3)自主探究與課外輔導(dǎo)相結(jié)合。
培養(yǎng)學(xué)生的主體性是現(xiàn)代大學(xué)的基本理念，也是我國(guó)當(dāng)前高等教育改革的重要內(nèi)容。大學(xué)生的主體性是需要通過教育實(shí)踐來培育、弘揚(yáng)、規(guī)范和定型的。為此，我們通過探究式教學(xué)方法，讓學(xué)生帶著問題積極參與到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，使其成為課堂學(xué)習(xí)的真正主人。在課后，教師要布置相應(yīng)的課外練習(xí)作業(yè)，并輔導(dǎo)學(xué)生鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容。
(4)大輔導(dǎo)與小專業(yè)相結(jié)合。
《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》課是化學(xué)化工所有專業(yè)學(xué)生的選修科目，選修的學(xué)生人數(shù)較多，但專業(yè)方向不同。在教學(xué)中，我們采用了基礎(chǔ)知識(shí)大輔導(dǎo)，模擬實(shí)踐與具體小專業(yè)方向相結(jié)合的方式，做到了個(gè)性與共性的有機(jī)統(tǒng)一。
(5)師生面對(duì)面與網(wǎng)上互動(dòng)相結(jié)合。
在《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》教學(xué)中，我們不僅在課堂上面對(duì)面輔導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，課下還通過QQ群、電子郵箱、微信群等多種形式與學(xué)生進(jìn)行課程內(nèi)容的交流與互動(dòng)，從而激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的興趣，拓展了傳統(tǒng)教學(xué)的內(nèi)容和空間。
4優(yōu)化創(chuàng)新《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》課程的考核方式
學(xué)生的課程成績(jī)?cè)u(píng)定是對(duì)其學(xué)習(xí)成果的一個(gè)總結(jié)，學(xué)習(xí)過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，課程考核方式對(duì)促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)起著重要的導(dǎo)向作用。通過優(yōu)化考核方式，使教師由課程成績(jī)?cè)u(píng)定的仲裁者轉(zhuǎn)化為課程學(xué)習(xí)的鼓勵(lì)者。因此，優(yōu)化考核方式是教學(xué)改革的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)效果的有力保障。在《計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用》課的考核中，我們改變了一張卷子定成績(jī)的傳統(tǒng)方式，開展了學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合的多種形式并舉的考核方式探索。為提高學(xué)生對(duì)上課、作業(yè)、上機(jī)操作等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的重視程度，也為了能科學(xué)合理的評(píng)定課程成績(jī)，達(dá)到全面客觀考核學(xué)生掌握知識(shí)情況的目的，該課程的考核方式采用平時(shí)考核、上機(jī)操作考核和期末考核相結(jié)合的方式。學(xué)生的成績(jī)分為平時(shí)成績(jī)、上機(jī)操作成績(jī)和期末考試成績(jī)?nèi)齻€(gè)部分，其中平時(shí)成績(jī)占20%，上機(jī)操作成績(jī)占20%，期末考試成績(jī)占60%。平時(shí)成績(jī)包括上課考勤、課堂互動(dòng)表現(xiàn)和平時(shí)作業(yè)等;上機(jī)操作成績(jī)包括預(yù)習(xí)報(bào)告、上機(jī)操作報(bào)告和師生互動(dòng)信息反饋等;期末考試成績(jī)由理論卷面成績(jī)和上機(jī)實(shí)踐成績(jī)兩個(gè)部分組成。通過考核方式的優(yōu)化，一方面促使教師做到多策并舉、因材施教，另一方面也激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，達(dá)到了既關(guān)注學(xué)習(xí)過程又重視學(xué)習(xí)結(jié)果的目的。
5結(jié)語
[關(guān)鍵詞]CAI輔助教學(xué)；巧妙設(shè)計(jì)；直觀性；互補(bǔ)性；交互性；安全性；不可替代功能
CAI（Computer--AidedInstruction）指計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。它是集圖、文、聲、像為一體，通過直觀生動(dòng)的形象來刺激學(xué)生的多種感官參與認(rèn)識(shí)的活動(dòng)，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，從而提高課堂教學(xué)效率的教學(xué)輔助手段。在教學(xué)之中使用CAI課件，目的是使用CAI技術(shù)來輔助教學(xué)，為了能夠產(chǎn)生更好的教學(xué)效果而采用的，到目前為止，做課件的老師也的確不少，課件也做了不少，但是粗制濫造的卻很多，在課堂、公開課中作秀、表演的也比較多，真正能恰如其分地用于課堂的就不多了。因此，作為一種新的教學(xué)手段具有它本身的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，并且只有在正確的教育理論支持下，與原有的傳統(tǒng)教學(xué)手段一起相互補(bǔ)充，共同運(yùn)用于教學(xué)過程，才能取得最佳的教學(xué)效果。否則必然會(huì)過于花俏，過于賣弄，直接影響教學(xué)的效果，或者，沖其量也只不過是僅僅代替了黑板的板書而已。
CAI輔助化學(xué)教學(xué)形式多種多樣，應(yīng)用比較普遍的是用大屏幕投影系統(tǒng)與傳統(tǒng)教學(xué)媒體有機(jī)結(jié)合來進(jìn)行教學(xué)。教師可以邊講邊操作；也可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，展示事實(shí)、創(chuàng)設(shè)情景、呈現(xiàn)過程、提供示范，必要時(shí)再輔以課堂實(shí)驗(yàn)等。這樣的教學(xué)模式除了公認(rèn)的信息量大、時(shí)間利用率高等優(yōu)點(diǎn)外，我認(rèn)為在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)具有以下不可替代的功能：
一、直觀
想象力是智力活動(dòng)的翅膀。在現(xiàn)實(shí)刺激物的作用下，人腦中的舊表象重新配合，從而構(gòu)造出與原有事物基本相符甚至完全嶄新的形象的心理過程稱為想象。豐富的記憶表象是培養(yǎng)想象力的重要手段。在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的想象力也是大綱和考綱的要求，是培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)的重要組成部分。想象的水平是依一個(gè)人所具有的表象的數(shù)量及質(zhì)量為轉(zhuǎn)移的。培養(yǎng)想象力，就必須擴(kuò)大充實(shí)表象的數(shù)量，改善已有表象的質(zhì)量，以擴(kuò)大已有表象的儲(chǔ)備。
化學(xué)研究的對(duì)象中有大量的微觀過程，若只通過教師的講解去想象實(shí)際發(fā)生在三維空間中的運(yùn)動(dòng)和變化是有難度的。在傳統(tǒng)的課堂中，由于給學(xué)生提供的感性材料受到很大的局限，有時(shí)因不能給學(xué)生直觀的表象而影響了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與鞏固。如：化學(xué)中的一些微觀抽象知識(shí)一直是課堂教學(xué)中的難點(diǎn)。依靠傳統(tǒng)的講授和靜態(tài)模型的展示提高教學(xué)效果，已經(jīng)越來越不能滿足現(xiàn)代中學(xué)生的需要。因此，對(duì)原子結(jié)構(gòu)、分子在化學(xué)變化中的變化、電子得失、微觀粒子的基本特性等大量微觀現(xiàn)象進(jìn)行動(dòng)態(tài)的模擬是化學(xué)教師渴求的現(xiàn)代教學(xué)手段。
通過多媒體計(jì)算機(jī)可以把微觀抽象的內(nèi)容及某些實(shí)驗(yàn)利用二維或三維的圖像、動(dòng)畫進(jìn)行模擬。用圖形、圖象、動(dòng)畫、文字和聲音等方式向?qū)W生提供豐富的感性材料，特別是可以把從文字材料獲得的概念轉(zhuǎn)化成直觀的形象，把難于想象的微觀世界宏觀化，把難以演示的實(shí)驗(yàn)形象化，通過直觀的視覺來幫助學(xué)生理解，大大降低了難度，使學(xué)生深入認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，從而使教學(xué)難點(diǎn)順利突破。這樣學(xué)生多種感官同時(shí)參與學(xué)習(xí)，教學(xué)信息豐富，學(xué)生獲得的記憶表象數(shù)量及質(zhì)量均大幅提高，日積月累想象力自然得到長(zhǎng)足發(fā)展。舉例如下：
①展示分子結(jié)構(gòu)及分子的分裂情況。這主要用于物質(zhì)結(jié)構(gòu)及化學(xué)變化實(shí)質(zhì)的教學(xué)中，如H2O、H2、O2等分子結(jié)構(gòu)，可通過制成立體分子結(jié)構(gòu)動(dòng)畫，生動(dòng)地展示在大屏幕上。通過Anthorware制作動(dòng)畫，加上閃爍與伴音，能形象地展示水分子分成氫原子、氧原子，氫、氧原子分別構(gòu)成氫分子、氧分子等。
②模擬工業(yè)生產(chǎn)流程。教材中有些生產(chǎn)流程的內(nèi)容，如鋼鐵的冶煉、石油的煉制及合成氨工業(yè)等，僅靠掛圖及教師講解，效果不理想。恰當(dāng)?shù)乩脛?dòng)態(tài)模擬，能使學(xué)生對(duì)主要生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)生身臨其境的感覺，避免了書本上冗長(zhǎng)文字所造成的呆板、枯燥。
③模擬實(shí)驗(yàn)及視頻播放實(shí)驗(yàn)錄象?；瘜W(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，演示實(shí)驗(yàn)是必做的，不能用計(jì)算機(jī)來代替。但常規(guī)實(shí)驗(yàn)受到條件限制有某些不足，這可以通過CAI課件中的動(dòng)畫、視頻播放等手段來彌補(bǔ)。如液態(tài)空氣的蒸發(fā)，普通中學(xué)的實(shí)驗(yàn)室是沒有條件得到液態(tài)空氣的，課堂上難以演示；再如濃H2SO4的稀釋時(shí)錯(cuò)誤地將水倒入濃H2SO4，會(huì)帶來什么后果呢？這是不能用實(shí)驗(yàn)來演示的。但都可通過動(dòng)畫模擬及伴音得到解決。又如Na與H2O反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，通過投影實(shí)驗(yàn)?zāi)苁谷w學(xué)生基本看清，但反應(yīng)太快，學(xué)生完整描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有困難。這時(shí)可將該實(shí)驗(yàn)的視頻文件反復(fù)播放，并通過幀數(shù)控制定格在幾個(gè)特殊階段，這樣學(xué)生就能將實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程看得十分清楚。
二、互補(bǔ)
CAI在化學(xué)課堂教學(xué)中不能起主導(dǎo)作用，只是化學(xué)教學(xué)中的一個(gè)必要的補(bǔ)充，這也要求我們?cè)谡n堂設(shè)計(jì)的時(shí)候和CAI設(shè)計(jì)的時(shí)候充分考慮到這一點(diǎn)。課堂設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須還是按照課堂必有的一些步驟進(jìn)行課堂設(shè)計(jì)，如復(fù)習(xí)提問、引入新課、講授新課、板書設(shè)計(jì)等等。作為一個(gè)必要的補(bǔ)充，CAI可以在任何需要的時(shí)候出現(xiàn)。
1、與實(shí)驗(yàn)的互補(bǔ)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)是有目的地使自然界中的化學(xué)現(xiàn)象在特定的環(huán)境、條件下簡(jiǎn)單化、明晰化、突出重要因素重現(xiàn)出來，以便于進(jìn)行觀察、研究，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化的規(guī)律?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)的性質(zhì)及其變化通過聲、光、色、態(tài)的改變生動(dòng)、鮮明的表現(xiàn)出來，為學(xué)生提供豐富的新意刺激，可以有效的調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種感官，全面、清晰、準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化的規(guī)律?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，說明化學(xué)中的一些現(xiàn)象、變化，當(dāng)然必須充分通過課堂化學(xué)試驗(yàn)來說明。CAI課件與化學(xué)實(shí)驗(yàn)兩者必須相輔相成，相互補(bǔ)充，同時(shí)為化學(xué)課堂教學(xué)服務(wù)。也就是說，CAI課件中的模擬實(shí)驗(yàn)也不能代替全部課堂演示實(shí)驗(yàn)。如：在講水的組成時(shí)，首先在課堂上做電解水的實(shí)驗(yàn)，兩電極產(chǎn)生的性質(zhì)截然不同的氣體引起學(xué)生的興趣，都想知道為什么水通電產(chǎn)生的為什么不是水蒸氣。接著老師展示CAI課件，從微觀方面以動(dòng)畫的形式展示水分子在通電時(shí)變化的原因。學(xué)生心中的謎團(tuán)終于解開了，同時(shí)也接受到了新的知識(shí)。在這里，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和CAI課件就起了非常好的互補(bǔ)。
2、與板書的互補(bǔ)
板書，是教師用以傳達(dá)教學(xué)信息的一種媒介，是化學(xué)課堂教學(xué)的重要手段和環(huán)節(jié)之一。它和教學(xué)語言，非語言行為或先或后或同時(shí)出現(xiàn)，互為補(bǔ)充、完善，是化學(xué)課堂教學(xué)不可缺少的部分。在一堂完整的課堂教學(xué)中，板書可以揭示教學(xué)內(nèi)容的要點(diǎn)和邏輯層次，體現(xiàn)知識(shí)脈絡(luò)和體系。板書直觀、精煉。它通過調(diào)動(dòng)、刺激學(xué)生的視覺器官，將教學(xué)信息的結(jié)構(gòu)及其內(nèi)在聯(lián)系呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生便于聯(lián)想記憶。流暢漂亮的書法，新穎別致的布局，搭配合理的色彩等無不給人以美的感受，對(duì)學(xué)生的審美觀和表達(dá)能力具有潛移默化的影響。人們把精心設(shè)計(jì)的板書稱為形式優(yōu)美、重點(diǎn)突出、高度概括的微型教科書?；瘜W(xué)學(xué)科的特點(diǎn)決定化學(xué)知識(shí)的層次性、階段性。沒有板書或者僅僅只是展示一下板書，知識(shí)的全面性或者層次性不能在學(xué)生頭腦中形成一個(gè)整體。一堂課下來，學(xué)生對(duì)CAI課件中的圖片、聲音、動(dòng)畫有較強(qiáng)的記憶，而他們所記憶的知識(shí)點(diǎn)是零散的，不完整的，不系統(tǒng)的。
三、交互
CAI網(wǎng)絡(luò)課件人機(jī)對(duì)話的方式有效地實(shí)現(xiàn)了程序化、啟發(fā)式教學(xué)。可無距離地實(shí)現(xiàn)個(gè)別化教育，因人施教?！敖處煛迸c學(xué)生間可用文字、聲音、圖像、動(dòng)畫等進(jìn)行相互交流，這是“一塊黑板、一張嘴，一支粉筆講到底”的傳統(tǒng)教學(xué)方法根本無法實(shí)現(xiàn)的。交互式的教學(xué)方式使教學(xué)效果得到了顯著地提高。
教師講課前，首先發(fā)一道命令，封鎖所有學(xué)生的鍵盤，強(qiáng)制性地中斷學(xué)生操作，然后教師通過網(wǎng)絡(luò)軟件將自己屏幕上的信息實(shí)時(shí)地傳遞到各個(gè)學(xué)生機(jī)，隨著講課內(nèi)容的不斷變化，教師可以適時(shí)改變屏幕上的內(nèi)容。如學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到了問題，自己無法解決，學(xué)生只要按一下控制鍵，教師那邊就能得到及時(shí)的反饋，老師立即把學(xué)生的屏幕截取過去，通過自己的鍵盤和這位學(xué)生做一個(gè)雙向式的交流，共同地解決問題。這一切只是在“默默無聲”不影響其它同學(xué)的情況下完成的。如果老師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題解答得很有創(chuàng)意，或者是覺得這個(gè)答案有相當(dāng)?shù)牡湫鸵饬x的時(shí)候，他還可以將這個(gè)學(xué)生的答案示范給在座的每位學(xué)生，讓所有學(xué)生分享他的成功和教訓(xùn)。這種新的教學(xué)模式比傳統(tǒng)課堂教學(xué)更能促進(jìn)師生之間的交流與合作，教師在這種教學(xué)環(huán)境下，會(huì)感到自己更多地是一個(gè)管理者和引導(dǎo)者，而不是一個(gè)說教者。我認(rèn)為這完全符合目前教育教學(xué)改革的需要，通過這一方式可以使學(xué)生在各自的基礎(chǔ)得到更加全面地發(fā)展。
此外利用計(jì)算機(jī)的存貯信息量大的特點(diǎn)，可以大量?jī)?chǔ)存相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的習(xí)題、例題以及與化學(xué)相關(guān)的課外資料，這對(duì)學(xué)生進(jìn)行因材施教提供了極大的方便。現(xiàn)在軟件市場(chǎng)上的相關(guān)題庫均有各種層次的習(xí)題、例題及測(cè)試反饋系統(tǒng)，對(duì)于優(yōu)秀生計(jì)算機(jī)可以根據(jù)要求調(diào)出難度較大的資料供他們選用；對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，也可以調(diào)出鞏固性習(xí)題，且計(jì)算機(jī)可以不厭其煩地幫助學(xué)生，適時(shí)地在屏幕上出現(xiàn)鼓勵(lì)性提示語，對(duì)于克服學(xué)生的厭倦心理和被動(dòng)心理大有益處。
四、安全
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)歷來都強(qiáng)調(diào)要保障實(shí)驗(yàn)的安全，安全是教學(xué)實(shí)驗(yàn)必備的一個(gè)條件，過去對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不安全因素主要考慮為爆炸、起燃、強(qiáng)腐蝕、極毒等。而現(xiàn)在，人類對(duì)環(huán)境保護(hù)日益重視，化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生有害環(huán)境的廢氣、廢液和廢渣等也被視為實(shí)驗(yàn)的不安全因素，因?yàn)槠浣Y(jié)果同樣會(huì)影響到師生的健康，而且這種危害還具有廣泛性和持久性?，F(xiàn)階段的新課程改革就已非常重視這個(gè)問題，如刪除了會(huì)引起空氣污染的硫的燃燒實(shí)驗(yàn)、引起危險(xiǎn)的氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)等。但是硫的燃燒、爆炸的形成又是一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)知識(shí)，如果使用CAI課件中播放視頻的方法，則可以很好的解決此類問題。此外對(duì)于下列實(shí)驗(yàn)用CAI課件演示的方法完全可以起到很好的效果。
1.有毒、有害以及在短時(shí)間內(nèi)無法完成的實(shí)驗(yàn)。如膠體的電泳、硫化氫的性質(zhì)與制取、CO、SO2、Cl2等毒性實(shí)驗(yàn)。
2、錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作所引起的后果呈現(xiàn)。如一氧化碳還原氧化鐵時(shí)先加熱后通一氧化碳；將水加入濃硫酸以稀釋濃硫酸；點(diǎn)燃?xì)錃馇拔打?yàn)純等。
