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導語：在化學工程與工藝現狀的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
化學工程技術支持著化工工業的前進與發展，化學工程技術從理論到實驗，再到實踐，最后投入生產成品，是必不可少的一個環節。然而，從實驗室到工業生產，特別是大規模的生產，需要解決裝置的放大問題，其直接影響企業工業生產規模的擴大及經濟利益的增加，裝置放大可以節省資金，減少不必要的消耗，節省勞動力。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條件很可能改變，達到的某些指標通常低于實驗室的小型技術設備產生的結果。這種起源于放大過程的效應被籠統稱為“放大效應”，包含很多已知及未知物理因素的影響。現代化工對于一套裝置一年的產量，一般情況下按照目前的工業生產規模可以達到大于或者等于數十萬噸，大規模的生產使其面臨工程方面的問題，且在指標方面也有所降低，這對于工業而言會造成較大的資金損失。化學工程技術的進步，主要體現在新產品及工藝的不斷創造，而這些都需要借助化工工業，除此之外，還需合理的經濟和技術。就上述情況而言，凡是關于工業化的東西，一般情況下都歸屬于化學工程的研究范疇。在日常生活中，化學工程無處不在。如：煙筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物質，需要經過嚴格的處理，才能對外排放，以防污染生態環境。在實驗室達到要求后，要在工業規模中實現大量煙氣的凈化，就必須考慮大規模凈化的經濟性和可行性，要考慮的問題與實驗室研究不同。又如，化工工業生產中,要求以十分純凈的產品為原料，對實驗室操作來說，這比較容易達到。對大型生產裝置的要求是，消耗低而且經濟方面可行，這表明課題存在很大的不同之處。
2化學工程技術的研究對象及復雜性
化學工程是以物理學、化學和數學為基礎，并結合工業經濟基本法則，研究化學工業中的物理變化和化學變化過程及其有關機理和設備的共性規律，并將之應用于化工裝置的開發、設計、操作、控制、管理、強化以及自動化等過程中，在化工工藝與化工設備之間起著承上啟下的橋梁和紐帶作用的一門工程技術學科。一般情況下，化學工程的對象的情況較為復雜，具體如下：首先，該過程自身具有一定的復雜特點，包括化學與物理，而且兩者經常發生，彼此影響。其次，物系方面較為復雜，流體與固體，或者兼而有之。流體特質變化較大，如有低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。最后，物系流動時邊界復雜，由于設備的形狀較為多樣，而且其在填充物方面的形狀也不正常，如催化劑、填料等，使得設備在流動邊界方面的設置較為復雜而且在確定方面不準確。
3化工工業的現狀及發展
目前從形式上看，現代的化學工業經歷了單元操作和傳遞原理與化學反應這兩個發展階段，正準備走向一個新的階段。但種類多樣、制造過程復雜以及生產產品款式較多，造成排放物復雜、量多及危害大，因此，目前化工工業應重點關注污染問題。與此同時，在加工、貯存、運用或者處理化工產品時應防止操作對環境生態以及人類健康造成危害。在化工生產中應遵循國家可持續發展戰略，制定正確的方案。隨著我們國家科學技術的快速發展，各行各業進行生產都要接觸化學工藝，涉及制藥、石油、材料、能源等行業的發展和污染問題，這都是現代化學工業需要面對的問題。目前，我國的化學工業經過了半個世紀的發展，已經形成了門類比較齊全，品種大體配套并基本可以滿足國內需要的化學工業體系。2001年全國國有及規模以上非國有企業的石油加工工業和化學工業總產值達到10990.6億元人民幣，占全國工業總產值的9.8％，實現利稅747.8億元，石油和化學工業企業13765個，資產總額13344.2億元。我國化學工業獲得長足進步的同時，環境保護工作也不斷得到加強。但是化學工業在實施可持續發展戰略過程中，仍存在不少問題和障礙，嚴重制約著我國化學工業的發展。
4二者的發展探究
[關鍵詞]綠色化工技術 化學工程 應用
中圖分類號：T655 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）11-0064-01
0.前言
眾所周知，地球是我們人類目前唯一的、賴以生存的地方。當代工商業的迅猛發展，著實為我們的日常生活帶來了極大的便利，但是與此同時，環境問題已然成為威脅人類健康的頭號殺手。諸多行業的發展共同導致了當今比較惡劣的環境問題，其中，化學工業的生產發展帶來的影響不容小覷。例如我們熟知的工業三廢：即廢氣、廢水、廢渣，由此帶來的環境惡化和生態破壞的題就極為嚴重。在此背景下，為了環境友好型、資源節約型社會的建成，我們必須要落實綠色化工技術在化學工程中的應用和實施。
1.當前化學工業的生產發展中存在的問題
化工產業的生產和發展惠及我們生活和工作的各個方面這點毋庸置疑，更新穎、更先進、更高端的技術使得先前貌似不可能的事情成為可能，一而再的刷新人類技術可抵達的上限。但是，不可否認的是，隨著化學工業的進一步發展，越發嚴重的問題的產生成為了化工產業發展的“替罪羊”。
1.1 環境惡化
近幾年來，尤其是在某些重工業城市的冬季，頻繁而嚴重的霧霾天氣引起了社會各方的廣泛注意，人們對此非常恐慌。霧霾，很大一方面是由于日常的生產生活產生的廢氣導致的，其危害程度不言而喻，而肺癌、呼吸道感染等是其對人類最主要的危害。同時，工業廢水和廢渣的排放使得原本肥沃的土壤、干凈的河流面臨威脅，生物種類銳減，進一步加劇了生態的破壞。而且，據氣象部門不完全資料統計，惡劣天氣的發生頻率也因此增加。
1.2 資源短缺
化工產業生產發展面臨的資源短缺的問題也愈演愈烈。我們都知道，雖然我國的自然資源總量很大，但是對一個有著14億人口的發展中國家來講，其人均占有量就顯得極為貧乏了。再加上工業生產對原材料的利用率比較低、浪費嚴重、缺乏回收再利用技術等實際問題的存在，導致當前資源相對匱乏的問題只會愈來愈嚴重。
2.綠色化工技術概述
鑒于化工產業當前存在的以上兩點問題，如果再不設法改變這一現狀的話，資源短缺、環境破壞的問題將會成為阻礙我們當前化學工程發展的主要因素。因此，發展綠色化工技術就顯得尤為重要。所謂綠色化工技術，核心是綠色，即全面協調可持續的化工技術，這是科學發展觀的基本要求，也是為了促進人與自然的和諧，實現經濟發展和人口資源環境相協調，堅持走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路。要實現綠色化工技術，就是要通過對現有的化學生產技術和方法進行更進一步的改良和提高，利用最新研究的化學原理成果，旨在降低或減少在化學工業生產的各個環節中產生的化學廢物或能夠污染環境的化工產品，力爭做到零排放，以此來降低化學生產作業對生態環境的污染和可能的危害。同時，對化學生產過程中產生的廢棄資源的再利用也要加大力度，應用最新的技術，用可循環的再生資源這種全新的物質代替先前的化學生業中產生的有害廢物，從而使得資源的利用率得到充分高效的提高。
3.如何在化學工程中應用綠色化工技術
在目前的化學工程中利用高級而先進的綠色化工技術，對自然資源進行更加充分而高效利用的同時，也可以盡可能的降低對環境造成的危害。鑒于綠色化工技術以上諸多優點，我們必須在開發和研究綠色化工技術上苦下功夫。
3.1 積極尋找潔凈新能源
化學原料對化工生產的重要性不言而喻。所謂潔凈新能源，無非就是對環境污染較小、利用率高的化學原料。這類能源有著如下特征：1.方便易獲取：如果原料的獲取方式就很復雜的話，那么成本自然很高，反而得不償失；2.可循環利用：從而使得提高原材料的利用率成為可能；3.環境危害小：在當前嚴峻環境下，使用無毒無害、對環境污染小的原材料，才符合綠色可持續發展的要求。例如，天然植物，農作物等就是比較理想的潔凈能源。
3.2 革新先進的生產技術
利用先進的清潔生產技術，使得整個化工生產的流程盡可能變得無毒、無害、無污染、無廢棄物排放，即使做不到，也至少要對環境造成的危害達到最低。此技術中包括有輻射熱加工技術，以及綠色催化技術等，在冶金、印染、廢棄物處理等領域已取得較顯著的成果。更廣為人知的一個例子就是海水淡化技術：針對目前水資源的嚴重污染和匱乏問題，人們利用先進的設備對儲量巨大的海水進行淡化，一方面有效地彌補了淡水資源的短缺，另一方面更是產生了低廉清潔的化工原料--氫氧化鎂，完美的做到了一舉兩得。
3.3 生產出環境友好型的產品
近些年來爆發的各類環境污染的例子不勝枚舉，因此人們保護環境的意識也在不斷提高，無磷洗衣粉、新型乙醇汽油、低排量汽車等都成為人們購物的首選，有機、綠色成為了一種消費時尚，對此我們應該感到欣慰。同時，生產出對環境友好的產品也是我們反饋社會、回報自然最好的方式。
4.總結
綜上所述，積極倡導綠色化工技術在化學工程中的應用具有非常重要的社會意義。為了保護人類賴以生存的生態環境，更好的落實社會主義科學發展觀的具體要求，綠色發展的理念應該深入到每個人的內心。通過本文的分析，希望能夠起到一定的作用，保障化學工程的可持續發展。
參考文獻
[1] 井博勛，莒菲.淺議綠色化工技術在化學工程工藝中的應用[J].天津化工，2015，03：10-11.
[2] 高明江.綠色化工技術在化學工程與工藝中的應用研究[J].化工設計通訊，2017，01：35+76.
[3] 桂騰剛.化學工程技術在化學生產中的應用分析[J].化工管理，2016，11：110+112.
一（略）
二、當前我國生物化學工程的發展現狀
近幾年，隨著國外生物技術的飛速發展，我國的生物化學工程也取得了很大進步。根據相關部門的調查數據顯示，現如今的生物化工產品涉及到多個生活中的多個領域，例如:醫藥、農藥、食品等行業。在醫藥領域，抗生素的生產發展非常快，當前已經普遍應用到臨床醫學中，根據有關數據顯示，我國抗生素生產在世界排名第一位，而且該數據每年都呈增長的趨勢;在農藥領域，生物化學工程的農藥種類越來越多，例如:赤霉素、井霉素等品種，從而滿足了農業生產的需要，同時藥物生產技術仍在不斷的發展;在食品領域，特別是氨基酸和檸檬酸的生產量越來越大，而且一直是以成倍的趨勢增長，這些產品不僅可以滿足國內市場的需要，而且還出口各國［1］。
三、生物化學工程發展過程中存在的問題
經過大量的調查得知，生物化學工程的發展受很多因素的影響，這樣一來，不僅使我國生物化學工程出現了諸多問題，而且也使生物化學工程面臨巨大的挑戰。以下從生物化學工程的不合理產品結構、存在的局限性、生產技術與工藝不完善以及缺少完善的科研體系等方面，對生物化學過程發展中存在的問題進行探討和分析。
(一)生物化學工程的產品結構不合理目前，我國生物化學工程的結構還不是很合理，大多數企業生產的產品都比較單一，而且檔次也不高，更不能滿足國內市場的需求。從發展技術看，生產高檔次醫藥產品的技術并不完善，國家每年都要耗費大量資金從國外進口高檔次的醫藥產品。
(二)生物化工產業范圍具有一定的局限性現如今，國內生物化工產業還具有一定的局限性，主要應用到了輕工業、醫藥和食品行業。因此，大多數企業對生物化工產品生產領域并不是非常了解，特別是對精細化產品的生產更是一無所知，這些都直接阻礙了生物化學工程規模的擴大。因此，就更不用說利用生物化學工業技術指導企業走向世界。除此之外，由于國內生物化學工程的發展較快，我國政府缺少有關生物化學工程領域的研究體系和規范體系，因此，企業在日常的生產過程中，不僅消耗了大量的資源，而且嚴重地污染了生活環境，使生物化學工程的技術一直在低水平線上發展［2］。
(三)生產技術與工藝不完善由于生物化學工程在生產技術方面還存在很多問題，例如:設備和工藝并不完善，而且上下游技術不相適應，從而使得產品的獲得率偏低，導致企業用高成本換來低效益的不良后果。根據有關部門的數據統計，盡管我國生物化學工程生產的檸檬酸和乳酸等的技術水平非常高，但是，很多產品的生產技術和國外發達國家相比還存在很大差距，只有極少數的產品生產略高于國外水平。因此，目前有很多企業為了更新生產技術，提高生產效率，更為了獲得更大的市場占有率，會投入大量資金，從西方發達國家購進先進的生產設備，例如:生物反應器、監控設備、生物傳感器等等。雖然企業的生產效率提高了，但是，并不利于企業實現長期生產目標。
(四)生物化學工程缺少完善的科研體系和西方發達國家相比，我國生物化學工程發展起步較晚，而且國家對生物化學工程的基礎研究投入資源較少，缺少一個完善的科研體系，技術創新能力較差。而且有些企業對生產技術的開發和引進能力非常差。經過調查發現，我國生物化學工程仍然是利用傳統的擴大投資的增長模式在發展，此種生產模式不僅使企業獲得較小的生產效益，而且不利于提高企業的競爭能力，甚至會阻礙企業的發展。
四、解決生物化學工程發展的有效措施
(一)科學調整生物化學工程的產業結構首先要對產業化結構進行科學、合理的調整，擴大高檔次產品的生產規模。比如:各大企業可以重點開發和研究有關醫藥的生化產品、具有一定功能性的食品等。除此之外，如今的生物化學工程發展正朝著多元化的方向發展，重點生產各種精細化產品或者傳統的生產方法不能生產的產品，例如:生物色素、工業酶制劑等。只有這樣，才能使企業的經濟效益和市場競爭得到快速提高。
(二)不斷擴大生物化學工程的生產規模目前，生物化學工程的生產規模并不能滿足當今市場的需求，因此，企業要擴大生物化學工程的生產規模，為企業贏得更大的市場占有率。政府部門要給予企業大力支持和幫助。可以制定更多的政策和措施來鼓勵人們建設更多、更大的生物化學企業。特別是要大量建立和培養科技創新企業。企業可以把研發、生產和銷售集中在一起管理，從而降低企業生產成本。另一方面，鼓勵生物化學企業積極參與到相關技術的研究行列中，淘汰生產技術非常落后和競爭力不強的企業。
(三)加大對生物化學工程的資金投入從生物化學工程的整體來看，企業對生物化學工程的教育投入是較少的，培養一大批具有生物化學工程的人才是企業發展的基礎。企業想要從根本上使生物化學工程在市場中的競爭力有所提高，就應該從相關人員的技術水平和專業素質方面著手。當下，生物化學工程是一個比較熱門的產業，然而，企業大多數的生產技術人員都是從事傳統化工行業的人員，沒有經過專業的技能培訓就上崗工作。由于長期受傳統化工生產思想的影響，這些員工不具備完善的專業知識，且對生產設備的生產操作能力也較差。所以，想要真正解決當前我國生物化學工程在發展過程中的問題，就要重視培養生物化工的專業人才。
(四)加大生物化學工程的技術研究根據調查發現，我國缺乏對知識產權的認識和保護。我國生物化學工程的發展也存在這樣的現象，國家和企業對知識產權的保護并不重視，原本自己企業研究的新產品卻讓其它企業所占有，這不僅打消了相關研究人員的工作熱情和積極性，而且也使企業損失嚴重，加速人才外流。因此，國家和企業對知識產權要非常重視，并通過相應的措施加以保護［3］。只有這樣，才可以充分調動相關科研人員工作的積極性和熱情，同時又能帶動國外一大批有才能的人回國研究和發展。
(五)加強產學研結合在生物化學工程發展的過程中，企業要特別注重上下游生產技術的結合，而且更應該向國外先進企業學習其生產技術和工藝，實現優勢互補，從而推動企業的產學研的結合。此外，企業在生產過中出現的大多數問題，都是因為上下游的生產技術聯系不夠緊密，甚至不能配套使用，這就直接影響到了技術的經濟指標。所以，企業在加大人力與財力投入的基礎上，還要充分考慮生物化學工程中上下游生產技術的結合。
【關鍵詞】華峰班CDIO工程教育
20世紀的工程教育課程主要是提高學生的動手實踐，使學生掌握相關的專業知識和解決工程實際問題的能力。然而，隨著世界經濟全球化以及科學知識的發展，工程教育課程的教育偏向了“厚基礎、寬專業”的工程科學的培養模式，從而削弱了對學生解決工程實際問題的能力培養。這種培養方式導致了學生缺乏對現實工程情況應有的認知程度。為了解決這個難題，2000年由麻省理工學院Crawley等人通過4年的探索創立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念，主張以產品研發的CDIO全過程，即構思（ConcEive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）為載體，以工程項目生命周期全過程為載體培養學生的工程能力、學生的職業道德、學術知識和運用知識解決實際問題的能力，以及具備終生學習和團隊交流能力。
化學工程與技術作為化學工業的主要學科領域，擔負著促進化學工業及相關行業發展與進步的重要使命，因此培養出具有解決實際化工過程問題能力和創新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學化學工程與工藝專業的學生作為教學改革培養對象，將CDIO工程教育理念與化學工程與工藝的專業教育有機地結合，探索適合于以服務浙江及周邊地區經濟為導向的化學工程與工藝專業教學模式的改革與實踐。
一工科人才教育培養現狀
我國傳統的教學模式是以教師為中心、以課堂講授為主，以理論考試成績來評價學生的模式。當前，我國工程教育是通識教育模式和蘇聯教育模式的結合體。解放前，我國的先進高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學教育。建國后，由于化學工業發展的需要，我國效仿蘇聯搞起了專業教育。這種專業教育培養模式為我國的現代化建設作出了較大的貢獻。其缺點是過于強調教材和教學大綱的統一，影響了教育工作者的思維活躍性，也阻礙了對工科學生創新能力的培養。因此，教育家們對蘇聯教育模式進行了回顧和反思，制定了通識教育和專業教育相結合的工科通識教育模式。然而，隨著我國產業的進一步升級以及高校的持續擴招，導致了大量的工科畢業生找不到適合自己的工作，這可能是因為通識教育過于強調基礎科學理論，而弱化了專業內容和工程實踐，導致了工科畢業生只了解一些表面的理論，缺乏工程應具備的實踐創新能力。
在辦學機制上，一方面，高校過于強調科研業績考核，許多具備豐富工程經驗的老師很少參與到實際的教學過程中，而參與教學的教師又與企業的聯系不緊密。負責教學的教師缺乏產業經驗，工程教學過程又缺乏與企業的有效溝通，造成了工程教育和社會需求的嚴重脫節。另一方面，雖然在教學上安排了生產見習、畢業實習等環節，但是不少學校在實踐教學環節上是比較薄弱的，這是因為見習、實習的時間一般比較短，相應的考核制度也不健全。
綜上所述，我國工科教育從教學模式、辦學機制等眾多方面都存在著與產業發展脫節的問題，嚴重影響了人才培養的質量。尤其是理論脫離實際、實踐環節薄弱、產學脫節的問題直接導致了學生找不到適合自己的工作崗位以及企業有崗位找不到合適的人才。由此可見，我國的工科人才培養模式已經不能滿足產業升級的需求。為了更好地培養適合產業升級所需的人才，我們從培養模式上進行了改革探索。
二化學工程與工藝專業CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培養學生系統工程技術能力，尤其是項目的構思、設整理計、開發和實施能力，以及較強的自學、組織溝通和協調能力。CDIO模式以工程項目全生命周期的要求來組織教、學、做，學生需要掌握各門課程知識之間的聯系，并用于解決綜合問題。因此，課程體系的建設要突出課程之間的關聯性，這就必須打破教師單打獨斗的傳統教學方法，而圍繞CDIO工程項目的實施進行教學計劃和課程關聯工作。
1．化工核心課程群的組織與教師隊伍建設
核心課程群由化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程、化學工藝學、化工設計6門課程組成，構成了化學工程與工藝核心專業課的主體。化工設計以其他五門課程為基礎，對提高學生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是講述單元操作的基本原理，是學好其他專業課程的基礎；化工熱力學則建立在分離工程的基礎之上，闡述工業條件下各種流體熱力學性質的計算；化學反應工程以傳遞過程為基礎，傳遞現象和化學反應工程利用數學的方法，從微觀角度闡述化學反應過程、設備設計的共性科學問題；化工工藝是關于化學品生產方法的技術科學，它以自然科學和工程科學規律為基礎，使化學反應達到工業化應用水平。由此可見，核心課程群的各門專業課是相輔相成的。
在課程群建設中，涉及專業課教學的老師主要通過進修、企業實踐、參加會議三種方式提高業務水平，對化工專業工程教育模式做到整體的認識，同時要求參與指導學生的化工設計。利用校企合作的機會，與企業方面的人才進行專業知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下：
第一，教學方法改革的探索。首先，按照CDIO的教育理念，要逐步形成教師引導和以學生為主體的思想，使教師從教育者轉變為引導者，教師不再是簡單地賣知識，而是引導學生學習知識，把主要任務放到教會學生學習方法上來。在教學方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進行。溫州大學為課程體系建設和師資建設提供了很好的平臺，在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質基礎和政策鼓勵。在這種良好的環境下，教師也愿意投入更多的時間去聽課評課，吸納好的教學手段和方法。由于化工班都屬于小班上課（30人左右），對部分課程如化工專業英語、精細化工工藝學實施角色互換教學模式，讓學生參與到化工教學的過程中。這些課程的效果反映較好，對化工原理等課程中的部分章節，我們也將逐步展開開放式的教學方法。
為了達到各門課程的知識體系能夠很好地銜接，通過教研室教師集體備課，相互切磋，討論每門課程講授的重點，個別章節內容的舍棄和補充，做到教學的知識體系完整、重點難點突出、學時合理分配，真正做到精選、精講教學內容。摒棄了過去教學活動中的單打獨斗，改為教學團隊授課，使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課并課后集體討論，指出教師課堂教學中存在的問題與不足，相互交流教學經驗，討論改進的方法與策略，使教師的整體教學水平迅速得到提升。
第二，教師工程素質的培養。不少高校在引進人才方面主要考慮的是教師科研水平，其次關注人才的企業實踐經驗。鑒于科研壓力，假期教師也不能到企業去參與實踐或者工作。此外，許多教師只對與自己科研相關的專業課非常熟悉，對其他的專業課則非常生疏。因此，利用現有的教學資源，培養教學團隊的建設是很重要的一環。溫州大學化學工程與工藝教研所以化工設計為主線，基于地方化工企事業單位為依托，派遣年輕教師每年到相關的化工企業實踐兩個月，逐步培養教師的專業水平。近幾年，利用學習、調研以及下派科技特派員的方式，到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業參觀學習，不斷地提高老師的業務水平。同時，為了讓教師能夠很好地參與到企業生產實踐中，溫州大學對擔任科技特派員的教師提出教學科研任務減半、考核優先等政策鼓勵。僅2010年，我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學習15天，杭州化工研究院學習3天，華峰學習7天，溫州本地化工企業實踐1個月左右，有效地提高了教師的工程素質。教師工程素質的增強也使學生收益頗豐，在2010年省化工設計大賽和全國“三井杯”化工設計大賽中多次獲獎。
2．學生工程能力和團隊合作的培養
作為地方院校，溫州大學化學工程與工藝專業的辦學宗旨是以培養創新應用型人才為主，服務地方經濟和社會的發展。經過對近兩年該專業的畢業生調查的情況來看，目前該專業存在以下問題：（1）畢業生雖然掌握較多的書本知識，但實踐能力不強，導致他們從學校到公司需要較長的“崗位過渡時間”；（2）畢業生普遍缺乏對現代企業工作流程和文化的了解，缺乏團隊工作經驗、溝通能力和創新能力；（3）工程職業道德、敬業精神等人文素質薄弱，責任感不強。具體體現在：工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細心、不愿承擔責任，客觀上他們的實踐能力與企業要求存在較大差距，而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學習。
從以上的調查結果來看，以目前的培養方案和評價標準來指導學生的專業教育經不起企業用人單位的考驗。為了更好地培養適應地方經濟社會發展的人才，實現對學生創新思維、創新方法和創新能力的培養，我們與溫州地區最大的化工企業華峰集團實行校企聯合培養本科生，實施“華峰特色班”戰略。目前，“華峰班”的學生采用“3＋1”模式培養方案（即學生前三年在學校集中學習理論知識并完成實踐教學，最后一年到企業，接受企業的培訓，并在企業盯班盯崗接受生產實踐活動）。同時在工程專家的指導下，根據企業的需要對培養方案進行部分修改，增設華峰提出的部分課程，使得學生在校期間所學的基本知識和專業理論更貼近于華峰實際的應用。在這種戰略方針下，學生在企業的環境中真正做到知識和能力之間的無縫連接，縮短了“崗位過渡時間”，增加了學生的工程實踐能力，有效地推進了CDIO教學改革。在2010屆的化工專業畢業生中，華峰集團招聘了7名華峰班學生。提升了學生的工程能力、團隊合作精神以及專業素養。
3．逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學有效的考核制度對本專業的健康發展起著至關重要的作用，它應當是對教學效果做出真實和客觀的評價，同時有利于提高學生學習的積極性和主動性。現行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定，它能在一定程度上反映學生掌握知識的程度以及教師上課的教學效果，但不能很好地促進學生學習的主動性。部分學生比較反感現行的考核制度，這是因為現行的考核方法存在比較單一、部分學生在學習上投機取巧也能獲得高分而影響其他學生學習的積極性、不能全面反應學生的綜合應用能力等問題。
CDIO教學模式以能力培養為目標，其主要培養的是學生的理論知識、職業技能、人際交流以及產品研發的CDIO全過程。采用CDIO教學模式，評價方法則應側重能力的考核，能力本位的教學觀貫穿課程設置和教學實踐的全過程。我們進行教改，其目的是提高學生的工程實際能力，因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現階段的具體做法是：（1）選題：在學生進入大三學習開始，從企業選出一些與本專業相關的課題以及近兩年化工設計大賽的課題，讓學生自動組成4～5人的小團隊；（2）專業學習：上專業課的老師或工程師把握好主要的授課內容，然后將大部分時間留給學生，讓他們針對自己的課題與本課程相關的知識點進行思考、提整理問、討論；（3）階段性測試：上完某些知識點后，老師或者企業工程師根據學生所做的課題和所學的專業知識進行評價，其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面；（4）中期成績總結：這次總結是比較重要的，一般在大三上學期結束后，包括階段性測試的成績、平時的表現、專家化工設計大賽作品的評價、企業對學生課題的反饋等進行中期總結，由學校老師和企業專家對學生現階段的學習進行方法論指導，提出下學期的目標；（5）最后專業課成績評定：最后專業課成績進行A、B、C、D四個等級進行劃分，其中階段性測試占40%、中期成績總結10%、企業專家評價10%、課題完成情況10%、專業綜合能力20%、化工設計大賽10%。目前，整個評價體系尚在完善中。
我們對我校化學工程與工藝專業近五年來的招生率和就業率進行了統計和分析。近5年來的第一志愿的平均報考率約為26%,就業率約為95%。低的報考率說明學生對該專業的認識不足或缺乏興趣和自信,而高的就業率說明化工行業對該專業的需求量較大。從生源的招生率來看,重慶的約占65%,外地約占35%。從就業的人員從事行業的統計數據來分析,從事化工行業的約占70%,其他行業的約占30%。從就業率的地域分布來看,在重慶工作的約占75%,在其他省份工作的約占25%。從上述分析數據可看出:一方面是大部分學生為調劑生,存在對專業興趣不足或缺乏專業自信,因此,必須在第一個實踐性教學環節-認識實習中激發學生的專業興趣和培養學生對化工行業的熱情及專業自信心;另一方面,我校培養的化工人才絕大部分服務于本地,因此,我校化學工程與工藝專業擔負著為重慶化工行業輸送工程性技術人才的重任。
2全國同類高校的化學工程與工藝專業認識實習的現狀
目前,全國高校的認識實習時間幾乎都安排在學習專業課之前,安排為期一周的認識實習,旨在使學生初步了解專業內容,增強學生對各種化工企業的感性認識,激發學生學習后續專業課程動力和興趣,以增強學生對后續要學習的化工原理、分離工程、化工工藝學和化工設計等專業課程有初步的認識。但普遍存在認識實習的時間短,經費有限等問題,認識實習僅體現于單純的現場參觀實習。我校在大一結束的夏季學期安排了為期1周的認識實習,由指導老師帶隊參觀西南地區的大中型化工企業和研發機構,同樣由于實習經費和時間有限,學生只能看、問、聽不能動手操作。對于尚未接觸專業課的大學生來說,這種走馬觀花的認識實習顯得生疏且抽象,學生只能看到表面的企業生產情況、工藝流程與設備,無法深入理解化工是我市的支柱產業之一,更不能激發他們對化工行業的熱情和興趣,進而導致我校化工專業大部分調劑學生對專業的積極性降低等實際問題。對2006、2007和2008屆化工專業的學生在認識實習后進行座談會交流,50%以上的學生認為這種認識實習效果一般,甚至有近5%的學生認為實習效果甚微。因此,面臨招生就業的新形勢,如何提高認識實習效果與實習效率是急需解決的課題。
3我校化學工程與工藝專業認識實習的改革與探索
3.1強化校企產學研合作實習基地
基于重慶長壽天然氣化工產業園區,涪陵化肥化工產業園區和萬州鹽化工產業園區三大化工基地的地域特色優勢和發展,地方高校培養的化工應用型人才大部分會服務于重慶的地方支柱產業,因此,我們選擇了具有地方特色的產學研合作基地,既讓學生深入了解重慶化工產業的發展,同時也解決了實習經費有限和工廠不愿接收大規模學生實習等問題。選擇的特色產學研合作基地如下:一是與我校開展合作共建工程技術研究中心的江津德感工業園區的“重慶三峽油漆股份有限公司”和萬州鹽化工園區“重慶大全新能源有限公司”等,二是我校科技特派員下鄉入園進企的涪陵李渡工業園區的“中化重慶涪陵化工有限公司”和“巫山天地農業開發有限責任公司”等,三是與我校專家開展科技攻關合作的北碚產業科技園區的“重慶儀表材料研究所”、長壽化工園區的“重慶紫光化工股份有限公司”和“重慶博賽礦業(集團)股份有限公司”等,四是與我校開展廣泛科研合作的科研院所“重慶化工研究院”和“重慶化工設計研究院”等。這不但使我們與各單位確定了穩定的合作關系,實習過程不會敷衍應付。企業指導老師也會因為校企合作認識到自己是實習工作的負責人員,會更加積極主動地參與實習,并愿意與學生交流,熱心回答學生所提出的問題,取得較好的實習效果。
3.2打造專業的認識實習的師資隊伍
學校選派教師深入實習基地或相關企業和從企業中選聘具有較高理論水平和素質的技術人員作為實習指導教師,提高教師的實踐能力,為實習教學提供重要的保證條件。如為了讓學生更好地了解無機化工工藝學“合成氨”的生產工藝流程,我們邀請了建峰化工有限公司的技術總工為我們講解空分、氣化、凈化、合成等四個工序,充分理解原料氣如何制備和凈化,合成氨反應塔的結構及能量綜合運用與節能減排。在學習有機化工工藝學時,我們派送了教師去紫光化工有限公司掛職學習蛋氨酸等有機產品的生產工藝,再進行認識實習的指導。通過打造專業的師資隊伍,認識實習的效果明顯增強。
3.3開展三大化工園區的專家大講堂
圍繞重慶的化工產業發展,為更好地讓學生了解重慶化工產業鏈布局,邀請三大化工園區的管委會領導和實習工廠總工程師及車間技術高工來校講學,使學生更好地了解實際工業生產,減少現場實習的盲目性。為了讓學生更好地理解“天然氣化工”的產業發展和高附加值精細化學品和高分子化學品產業,邀請長壽化工園區管委會主任來我校講學,讓學生理解石油化工、天然氣化工、氯堿化工、生物質化工、精細化工和新材料產業的布局及相互關系,深入理解“產業項目一體化、環境保護一體化、公用工程一體化、物流配送一體化、管理服務一體化”等可持續發展觀和循環經濟理論,構建學生工程思維。為讓學生理解“磷化工”產業在我市經濟發展中的作用和地位,邀請了中化重慶涪陵化工有限公司的總工程師給學生介紹磷化工產業的概況、發展歷程、市場動態,并詳細講解各車間的工業原理、工藝流程、生產設備及本專業領域最先進的新技術、新工藝、新材料、新設備、研究熱點以及市場前景。這些大講堂激發了學生的求知欲,增強對其所學專業的使命感和責任感,從而增加了他們學習專業知識的動力。
3.4引入現代CAE技術
在學生看、問、聽的實習過程中,學生無法了解各種反應器、換熱器、精餾塔和泵等設備的內部結構的,這對學生學習后續的專業課程,如化工原理、化學反應工程、分離工程和化工工藝學,是非常不利的。基于這方面的考慮,我們做了兩方面的準備。一是準備了專門的實習課件,課件中包含了大量的實物照片(原料,反應工藝和產品分離和輸送)、實景錄像(具體流體輸送、攪拌、精餾、吸收和干燥等單元操作)等,課件真實、形象、生動地展示出離心泵、攪拌反應器、精餾塔和換熱器等設備的內部結構,并讓學生對尚未學到的化工單元操作原理、典型設備結構和操作有所了解。二是我們建立了計算機仿真實習系統,將認識實習工廠的具體產品的生產工藝(如合成氨制氣、凈化、合成工藝),所涉及的單元操作(吸收、干燥和精餾等),典型設備(離心泵、反應器、精餾塔和換熱器等)作為主要內容,對生產工藝進行模擬,讓學生在計算機上模擬工業過程,對制氣、凈化、合成等工藝的管件、閥件和控制儀表進行操作,對工藝參數進行控制和調節,進行開、停車及事故處理等各種仿真操作。這些計算機輔助教學技術可激發學生的學習興趣,增強學生思考問題、解決問題的能力,培養學生的創新能力。
3.5強化認識實習教學管理與指導
加強實習教學管理與考核有利于提升學生的認識實習效果,讓學生意識到化工工業生產過程不僅僅是需要先進的化工技術,更重要是的是理解化工生產過程是嚴謹而有序的,監管是嚴格科學的。我們要求學生在實習過程中需嚴格按照工藝操作規程和工藝要求,認真做好實習記錄,不得有絲毫松散與馬虎。每一個工段實習結束,開展了現場技術人員與學生、教師的研討會,引導學生在認識實習過程中大膽懷疑,提出問題、分析問題和解決問題。實習結束,我們開展了認識實習的交流會,啟發學生思維,培養在生產實踐中的創新觀念和創新能力。實習結束時需要提交實習報告(包括實習時間、地點、工廠概況、實習車間的主要設備與工藝流程圖、產品的生產原理和工藝流程草圖、三廢處理和環境保護、實習心得體會和合理化建議)。
隨著理科類化學專業的學生就業壓力的增加，相當數量應用化學專業學生畢業后轉入工科類的研究生學習或進入化工企業工作，同時我國快速發展化學工業對各種化學專業人才的需求不斷增加。培養基礎扎實、適應性強、具有創新能力的化學化工人才，是理工類化學教學改革面臨的一個重要課題[1]。化學工程基礎是一門實踐性很強的技術基礎課，具有理論與實踐并重的特點，是銜接基礎化學知識和化工生產實本文由收集整理踐的知識橋梁，在培養學生的創造能力和實踐能力中起著重要作用，是我校應用化學專業開設的主要專業基礎課程之一。化學工程基礎課程的學習對培養學生工程思維和解決工程實際問題的能力具有重要意義。
一、本門課的特點及學生學習現狀
本課程是應化專業學生必修的一門重要的工程技術基礎課程，是運用物理、物理化學的基本原理來研究和分析化工生產中的動量傳遞、熱量傳遞及質量傳遞的原理，以及“三傳”原理在各單元操作中的應用。課程的目的是培養學生學會運用工程觀點和基本方法分析解決生產過程中單元操作的問題，如操作中的物料衡算、能量衡算、過程速率、平衡關系以及典型設備的設計及選型。內容涉及了流體的輸送、傳熱、蒸餾、吸收、以及反應工程等方面。課程強調工程概念、定量計算、實驗技能和設計能力的綜合培養訓練，強調理論與實踐相結合，化學工程基礎還為后續的專業課程打下基礎。化學工程基礎所學知識可直接應用于生產中，而且普遍應用。因此，學好本課程可為將來做工程技術工作打下良好的基礎。《化學工程基礎》是我校應用化學專業在大三下學期開設的一門專業基礎課，共計32學時。學生在學習該課程前僅有的工程概念也是去岳陽化工廠短期實習參觀，可以說幾乎沒有工廠的實際概念，同時該課程內容涉及多門學科，交叉性強，公式圖表多，其內容多而雜，完全不同于學生以前所學課程。學生學習時普遍感到這門課程概念多、物理量多、公式多、方法多，而且計算繁雜，尤其是對課程中半理論半經驗公式和準數、準數關聯式感到頭痛，特別是面對大量的工程概念和工程計算，往往會感到無從著手，不知用哪個公式去計算適宜。因此在學習過程中困難較大，不易學透。另外本課程還要緊密聯系工程實際，教學難度很大。因此，《化學工程基礎》課的教學改革顯得尤為重要。
二、教學改革的措施
1.運用多媒體課件進行教學，加強課堂教學效果。由于《化學工程基礎》課程內容多、原理復雜，不容易理解，公式多而繁雜，要在32個學時里將其講透并且學生能理解，就必須在教學方法和教學手段上進行改革，運用現代化教學手段，利用多媒體課件進行教學，使得單位學時的信息量大大增加。利用多媒體可以對課程教學內容進行精煉和整合，同時也可以對教學中遇到的圖表和圖形、曲線等通過多媒體直接展示出來，特別是課程中涉及的化工設備的內部結構，各單元操作和生產過程等用多媒體課件將圖象和聲音于一體來展示，使原本枯燥的內容變的生動、有趣，使學生對單元操作、工藝過程的現象有更深入的了解，可激發學生的學習熱情。例如，在講述流體的流動時用flash動態表示流體流動的兩個流動形態：層流和湍流，引導學生觀察液體流動時的層流和湍流現象，區分兩種不同流態的特征，搞清兩種流態產生的條件，再分析圓管流態轉化的規律，然后引出表征流體流動參數——無量綱數雷諾數，加深了對雷諾數的理解。又例如傳質與精餾的計算一直是學生學習的難點，學生不知如何根據已知參數去選定適宜的公式計算，同時對該工藝過程一無所知，因此，在這部分，我們以氨氣的制備為例，用flash動態表示氨氣從吸收到解吸的過程，中間經歷的設備及工藝過程，使學生既熟悉化工生產中重要的吸收—解吸的工藝流程，了解填料塔的結構，同時也掌握了吸收—解吸過程的操作和調節方法，對計算吸收和解吸時涉及的氣相傳質系數和液相傳質系數（或單元操作高度）及其與液體噴淋密度的關系有更深入的了解，大大增強了學生的理解能力，取得了很好的教學效果。在運用多媒體教學的同時，還要不同的課程內容采取不同的教學模式。對那些必須掌握的內容，采用“板書+多媒體”教學方式，重點向學生講解，使得課堂教學形象、直觀、生動、活潑，激發學生學習的興趣，提高課堂效率。
2.各種教學方法并重，增強學生的綜合理解能力。由于課時少，學時集中，基本在10周內完成教學和考試任務，而教學內容多而雜，為使學生順利地學好本課程，我們從以下幾個方面對教學方法進行了改革：①采用啟發式、互動式和對比式的教學方法。教師在每次上課前都要認真備課，確定每次課的重點，在上課前先給學生提出1～2個問題，讓學生帶著問題邊聽邊思考，教師講授時采用啟發式、互動式、對比式等教學方法，充分調動學生的思維活動，激發學習的主動性。在下課前由老師或學生回答課前提出的問題，對有新意，有獨特視角的回答，給予肯定和鼓勵。采用回答問題的方法，不僅激發學生學習的積極性和主動性，而且使學生能有效的掌握課堂上所講授的內容，提高學生的分析和解決問題的能力。②適宜的習題練習。教材在每章的后面都有對應的習題進行練習，這些習題都是著者精心選擇的習題，具針對性，要求學生必須做完課后的習題。大量的習題練習也是學好本課程的重要部分，通過做練習題，不斷的練習，加深記憶。教師認真批改每個學生的作業，并因此對學生作業中出現的共性問題進行總結，以習題課的形式進行講解。③加強習題課的學習，增強學生的綜合理解能力。教學中發現學生上課時聽的明白，也能當場回答問題，但是，一旦課后遇到問題就無從下手，不知用什么理論或公式去解釋和回答，所以，在教學中安排一定量的習題課是十分必要的，習題課也是理論教學的一個重要環節。在每章教學內容結束后，我們都通過習題課的形式使學生加深對基礎知識和基本規律的理解，解題過程成為學生理論聯系實際的一個重要途徑。習題課由三部分構成：選擇題、問答題、計算題。習題課的選題要有代表性、啟發性，以使學生在解題過程中深刻理解基本概念、掌握方法、尋找所學知識應用的結合點。每章選有代表性的選擇題5～10個、問答題2～4個，讓學生現場回答，根據學生的回答情況進行講解，讓學生知道對和錯的理由，再根據學生課外作業時出現的問題，有針對性地講解1～2個計算題。通過習題課使學生加深對概念和公式的理解，更加踏實、牢固、全面地掌握所學基礎知識。教學中發現學生特別喜歡上習題課，這樣便于檢驗學生的學習狀況，受到學生的好評。
三、培養學生的工程意識，掌握多種工程研究方法
化工工程基礎作為綜合性的工程技術課，是從自然科學領域的基礎課向工程科學的專業課過渡的入門課程，對學生建立工程技術意識具有重要作用。但由于學時的限制，教學上還是存在著“重過程、輕設備”問題，為此，在教學中通過理論聯系實際，逐步深入，有意識地培養學生的工程觀念。
1.重視緒論教學。緒論教學對學生學習本門課的興趣起到至關重要的作用。緒論教學中首先向學生展示大型化工廠宏偉風姿的圖片，圖片中密如蜘蛛網的管道線路、高大的填料塔、反應爐和存儲罐、換熱器等設備馬上吸引了學生的注意力，教師簡單介紹這些設備在生產中的作用，再通過典型的生產工藝流程闡述化工過程包括的單元操作，而這些單元操作即是本課程將要重點講解的內容，再簡單介紹課程的基本理論，說明課程的重要性。緒論教學中要讓學生理解“三傳”的基本概念、量綱一致性原則，掌握物料衡算、熱量衡算、過程速率及單位換算的計算要點，為后續章節學習打下良好的基礎[2]。
應用型人才就是把成熟的技術和理論直接應用到實際的生產過程中去，工程實踐能力是應用型高級技術人才的一項重要素質，是學生能否適應社會需要的一項重要能力。實踐技能是工程實踐能力和創新能力的基礎。特別是生物工程學科，作為一門實踐性很強的學科，與企業結合緊密的實踐教學在應用型人才培養過程中顯得尤為重要。
一、現狀分析
生物工程專業于1998年經教育部批準在高校開設，在本科專業目錄中明確隸屬于工學的生物工程類，包括了原來的生物化工（部分）、微生物制藥、生物化學工程（部分）、發酵工程等4個專業，從而大大拓寬了專業口徑。鄭州大學于2008年開辦生物工程本科專業。此前該校開設有生物技術、制藥工程2個相近專業，分別歸口于生物工程系和化工與能源學院。兩專業辦學規模穩定，已經形成較完善的教學和實踐（實驗）體系。而生物工程專業在實驗體系（實驗課程、實驗教學內容、實驗室建設）、實習環節（實習類型、實習方式和實習基地建設）等方面則面臨著軟硬條件不夠、辦學經驗不足等重大挑戰。這些因素嚴重制約著學生實踐技能的提高和專業人才培養質量的提升。辦學近4年來，我們發現在學生工程素質和實驗技能培養方面存在以下幾個主要問題：
1.生物工程實驗模塊體系尚未完全建立，部分課程缺少實驗，不但影響教學效果，還易導致學生產生“重理論，輕實驗”傾向，這對培養高級應用型人才極為不利。
根據教育部教學指導委員會“生物工程專業規范”，為提高學生的實踐能力和創新精神，生物工程專業必須加強實性踐環節的教學，構建實踐性環節教學體系，著重培養以下能力：實驗技能、工藝操作能力、工程設計能力、科學研究能力、社會實踐能力等。實踐教學應包括獨立設置的實驗課程、課程設計、教學實習、社會實踐、科技訓練、綜合論文訓練等多種形式。此外，也明確規定了該專業的主干學科應該包括生物學、化學、工程技術學三個領域。相應的實驗課程也應該在這些方面得到體現。然而在實際辦學過程中，涉及到生物學領域的生物分離工程、發酵工程、生物工藝學的相關實驗，以及涉及工程技術領域的工程制圖和生物工程設備的相關實驗，卻因受限于實驗室設備、師資隊伍條件等原因未能正常開設、或開設課程內容簡單膚淺，沒能達到提高培養應用型人才的實踐創新能力的要求。因此，現有的專業實驗構成現狀，難以給學生提供獨立思考、探索與發揮的空間，難以發揮專業基礎實驗對學生實驗技能和操作技能培養的作用，難以適應企業用人單位的需要。
2.專業涉及到的三個主干學科的實驗課程模塊，缺少相互銜接和重要知識點的相互補充。作為主干學科之一的“生物學”課程模塊，沒有脫離原有“生物技術”專業的影子，多數實驗課程在實驗項目、教學內容上與之沒有區別，更沒有體現“生物工程”的“工程”教育特點。生物學基礎實驗、驗證實驗開設比例過大。阻礙了三大學科之間的滲透，特別是未能強調“工程創新能力”的培養。
3.實踐實習體系沒有真正建立，缺少穩定、有效的專業實習基地，“雙師型”、“復合型”師資缺乏，嚴重制約了學生專業實踐能力的培養。首先，缺乏穩定、針對性強的實習基地。由于專業方向及特色不明顯，實習單位選擇盲目，實習地點不固定，實習內容變化快、深入不夠；其次，現有的專業師資隊伍主要是以生物學背景的教師為骨干，而雙師型教師、不同學科交叉融合的復合型師資嚴重缺乏，這種狀況根本不利于生物工程專業的發展與工程類人才培養的要求。
4.辦學就業導向教育不夠，學生考研“趨向”嚴重影響實驗教學效果。一般來說，學生考研對于改善學風、為國家培養更高層次人才非常重要。受“生物技術”專業影響，我校“生物工程”專業2012屆畢業生中有60%以上的學生參加考研。但這種現象在一定程度上放松了課程學習，特別是實驗、實習環節。同時，多數學生以考研為主要追求目標，實踐、實習環節重視程度不夠、投入時間不足，使得實踐教學效果大打折扣。
二、改革內容與目標
1.對實驗體系進行模塊劃分，明確各模塊的教學內容和側重點。建立“化學工程實驗”和“生物分離工程與工藝實驗”模塊課程組，加強課程建設。
將實驗課程體系劃分為“生物學實驗”、“化學工程實驗”和“生物分離工程與工藝實驗”三個模塊，三個模塊的教學內容和側重點各不相同，修改實驗課大綱，整合實驗項目與教學內容，重視三類課程相互之間的銜接、重要知識點的互補。
在模塊建設中注意對薄弱模塊進行強化，特別是強化“化學工程實驗”和“生物分離工程與工藝實驗”模塊教學，增設部分實驗課程。同時，這些課程的教師分散到擔任教學任務的專業系中，參加教研活動和專業建設工作，根據各個專業的特點和要求，適時地修改或調整實驗教學內容和方式。
2.改革專業實驗技能考核方式。重視畢業論文（設計）環節在提高學生的實驗技能方面的重要性，建立較完善的畢業論文設計）質量保障與評價體系。
今年來，由于生物技術的快速發展，使得我國生物學工程的發展也在不斷向前，并已有一定的基礎。調查顯示，當前生物化工的產品已經涉及到保健、醫藥、農藥以及食品等各個領域與方面。①在醫藥方面，抗生素得到迅猛發展，并且在臨床中的使用最普遍，相關數據表明，目前我國抗生素的產量達到世界首位，此數據還在不斷增長；②在農藥方面，生物化工的農藥品種也層出不窮，主要包括井霉素、赤霉素以及蘇云金桿菌等，該技術不斷進步，并且逐步滿足了我國農業生產的需要；③在食品與飼料方面，氨基酸、檸檬酸等的產量不斷加大，并呈現數倍增產的趨勢，該產品已經不只為了滿足于本國市場，還出口到世界各國。
2、我國生物化學工程發展中所存在的問題
經過深入調查分析可知，由于各種因素的限制，使得我國生物化學工程在發展過程中也存在著許多問題與不足，也將面臨著新的挑戰，本文主要從以下幾方面的問題著手分析：
（1）我國生物化學工程的產品結構布置不夠科學，許多企業往往存在品種單一、低檔次等問題，不能滿足當今市場的需求。對于檔次較高的醫藥生化產品例如激素類、干擾素、藥用多肽等，在我國的生產技術還不完善，不能滿足本土市場需求，每年還需花費大量資金從國外進口。
（2）當前我國的生物化工產業主要局限于輕工、醫藥、食品業等。所以，許多企業對生物化工產品尤其是精細化工產品這一領域的了解不足，不利于擴大生產，更不用說通過這些技術引領企業走向世界。此外因生物化學發展速度較快，我國相關部門對該行業的研究及規范還不成體系，導致生產過程中的能源消耗大，環境污染嚴重，技術在低水平徘徊。
（3）在生產技術上存在許多不足，生產設備與工藝配套不完善，上下游技術不配套，產物的收得率低，生產成本高企業效益低。相關數據表明，雖然目前我國的產品如檸檬酸、乳酸等的發酵水平較高，但其他絕大多數產品的技術明顯低于國外。從而，某些企業為了引進新技術提高生產效率，只能每年都要投入大量資金從外國進口細胞破碎機、生物反應器、計算機監控設備以及生物傳感器等，不利于企業的長期生產目標。
（4）我國生物化學工程的發展歷史較短，基礎研究的投入較薄弱，還沒有形成一個完整的科研體系，技術創新能力不強，同時，相關企業的技術開發、技術吸收能力差。調查顯示，當前該行業的生產發展多數依靠傳統的粗放型擴大投資的增長模式，從而生產效益低下、市場競爭力不強，不利于企業的發展。
3、我國生物化學工程發展問題的解決建議
本文經過深入探究分析我國生物化學工程發展過程中所存在的問題，并借鑒國外先進技術，主要從以下幾方面來解決當前的問題：
（1）合理調整產業化結構，擴大并發展高檔次的產品。例如加大對醫藥生化產品、功能性食品及添加劑等高檔產品的研發與生產。此外，使生物化學工程的發展呈現多元化，著重生產如生物色素、微生物多糖、工業酶制劑以及表面活性劑等多種精細化工產品以及采用傳統技術無法生產的產品，從而提高企業的經濟效益與市場競爭力。
（2）不斷擴大生物化工的生產規模，提高競爭力。因此，我國相關部門應該出臺更多有效措施來鼓勵建設大型的生物化工企業，使之能夠將研發、生產、銷售融于一體，從而節省生產成本。尤其要加大力度去培育一批科技創新型企業，此外，還要鼓勵那些具有發展生物化工產業的企業加入該技術發展行列，向著創新型生化公司的方向發展，并淘汰那些生產技術落后，市場競爭力低下的企業，從而提高我國整體生物化工行業的競爭力，并有利于擴大我國生物化工的產業規模。
在當前高等工程教育中，越來越多的人們意識到，學生除了要具有扎實的專業技術知識，還必須擁有良好的團隊協作精神、系統分析及實際動手能力，以便適應現代化工程團隊、新產品及新系統的開發需求。《化學工程基礎》課程理論性強，又較抽象，學生在學習過程中興趣不足，普遍感覺知識難以理解和掌握，缺乏系統的分析思路。目前，化學工程基礎教學主要存在以下問題[3,6]：（1）授課主要以講授理論知識為主，學生接觸實踐環節少，缺少對學生工程能力的訓練；（2）授課方法單一，是一種完全以教師為中心的傳授接受式教學模式，難以激發學生的學習興趣，調度學習積極性；（3）教學中驗證性內容偏多，設計性、綜合性和探索創新性實驗內容偏少，影響學生探討問題的積極性和創新能力的提高；（4）知識點之間缺乏有效的銜接和延伸,不利于學生理解單元操作過程原理深層次的內涵,更不利于掌握和應用基礎知識；（5）“工程”概念模糊。化工生產的過程是復雜的，需要具體問題具體分析，而問題通常很難在理論學習中找到答案，缺乏實踐經驗的學生對此就會有理論與實際相脫節的錯覺，不容易形成“工程”概念。學生工程能力的培養不僅在于對工業生產的了解、積累經驗,更需要掌握工程科學研究方法和工程經驗的意義，以此提高綜合運用知識和技能解決生產問題的能力。現有的化學工程基礎教學體系存在著各種不足和弊端，與當前社會對化工專業人才的要求尚存在一定的差距。將CDIO理念與其教學體系相結合，彌補不足之處，是解決各種弊端的有效辦法。
2《化學工程基礎》課程中CDIO教學模式的實踐與體會
2.1轉變教學觀念，培養學生的工程觀念
在CDIO理念中，培養學生工程概念是一個關鍵的步驟。首先要給學生一個大工程概念，使學生從感性上認識到這門課程在整個化學工業中是解決什么問題的。教師應參與更多的工程項目，在提升自身產業經驗的基礎上培養學生的興趣和專業能力。由于化工過程影響因素多，制約因素多以及經驗公式與經驗數據多，在教授的時候，需要理論聯系實際，逐步深入，突出工程設計的意識和思維過程，即強化設計型問題。這既突出了各單元操作學習的目的性、真正弄清各單元操作工程理論的來龍去脈、培養了學生的工程設計能力，同時又鍛煉了學生分析解決工程操作型問題的能力。另外，通過化工基礎的單元操作過程仿真模擬軟件，以加強書本知識與工程實際之間的聯系，培養學生的工程觀點。
2.2問題式驅動教學，理論聯系實際，激發學生學習興趣，培養學生自學能力
與一些理論性較強的基礎課如高等數學、物理學及物理化學等不同，《化學工程基礎》具有很強的實踐性，在石油、冶金、輕工、制藥等工業中都有廣泛應用。聯系生產實例描述化工原理對化工研究、設計和生產過程的指導作用，使學生充分認識到這門課程的重要性，激發起他們強烈的求知欲和學習興趣[7]。讓學生感到學以致用，學好它受益匪淺，從而明確學習目的，勇于克服學習中遇到的困難，取得良好的學習效果。在教學方法上，教師要明確所授課程在本專業知識結構中的地位和作用，以及學生學習本課程應該掌握的基本知識和能力。《化學工程基礎》這門課的綜合性強，涉及到多門學科，概念多，物理量多，公式多，方法多，而且計算繁雜，尤其是對課程中半理論、半經驗公式和準數關聯式感到頭疼，學習起來不得要領，很多初學者普遍覺得比較難學[8]。在教學中針對這些可能出現的問題，要鼓勵學生提前做好預習，對將要學習的內容有個大致了解，帶著問題學習。筆者采用每章節講授前布置一個與實際關聯的問題，章節結束后讓同學們做出自己的設計思路，這一方法大大提高了學生學習的興趣。例如，在講授流體的流動與輸送前，要求同學們分組設計一個水利設施，利用流體力學的原理，不輸入其他的外能將河水輸送到3米高的岸堤上；在講傳熱過程時，要求同學們章節結果后分組設計一個水泥高溫回轉窯保溫層的方案。另外教師在授課過程中也要有所偏重，突出重點，下一次上課之前帶領學生對上次課的主要內容進行回顧和討論，使學生對每一章節的內容串聯起來，掌握本章節的知識鏈。這樣不僅提高了教學效果，還間接培養了學生概括總結和自學能力。在課后復習過程中，教師也要鼓勵學生自己把公式推導一遍，在推導的過程中不知不覺加深了對知識的理解，養成思考和分析問題的習慣。
2.3以項目為中心的實踐教學，培養學生創新能力
為了提高學生綜合運用所學專業知識分析、解決實際問題的能力，我們在教學中采用以項目為導向的教學。項目教學是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，它將學習者融入有意義的任務完成過程中，讓學生有目標地自主學習；同時要求學生通過自己的實踐進行知識建構和技能訓練。教師根據學生的狀況、教學目的和內容，結合知識點，制定具有實用性的項目。按照化工開發的過程，首先提出項目任務設想，與學生一起討論項目的目標和任務。然后確定項目完成的功能，使學生帶著明確的目的汲取知識，減少學習的盲目性。隨著教學內容的展開，教師依據綜合項目安排大部分子項目內容的講授。最后指導學生以小組的形式進行項目擴展和鏈接，生成一個綜合項目。例如，在講傳熱過程和傳熱設備時，我們與同學們一起確立了一個開發項目：高溫回轉窯由于窯內溫度往往較高（1400℃以上），且處于運動過程中，如何測量窯內氣氛溫度并不是一件容易的事。要求通過本章節的學習設計一個測溫裝置，通過測量高溫回轉窯的表面溫度，從而探測回轉窯內表面氣氛溫度。經過同學們的努力，學生們運用本章節知識，成功設計了一個測溫裝置，并給出了該測量儀的測量原理和爐內氣氛溫度的計算公式。學生們正在將該成果申報學校的課外科技創新活動成果獎，并且已形成實用新型專利申報書準備申報專利。通過項目為中心的實踐教學方法，不僅使學生認識到了知識是創新的基礎，也加深了對講授內容的理解和掌握，大大提升了同學們的學習興趣和成就感。
2.4以實用為導向的教學，加強工程實踐性，培養解決實際問題的能力
教學要從實用性激發學生的興趣，培養解決實際問題的能力。《化學工程基礎》是高校化學化工及相關專業類學生必修的一門專業基礎課，它是基礎理論課向工程專業課過度的橋梁。由于課程理論性強，又較抽象，加之同學們沒有工程設計和工藝管理經驗認識，往往感覺知識難以理解和掌握，缺乏系統的分析思路。在教學過程中，實例可大大激發學生的興趣，調動學生的學習積極性。例如，在講授流體的流動與輸送時，組織同學們分組討論桂林遇龍河水利設施，結合本章節內容分析該水利設施是如何利用流體輸送原理達到不輸入外能的條件下、利用河水的機械能將水輸送到2米高的岸堤上的原理。這一上世紀50年代建成的永久性水利設施大大調動學生的學習積極性。同時我們增設開發項目，組織課堂外的競賽，按小組方式，假想自己是水利工程師，仿照桂林遇龍河水利設施提出設計方案，如何改進才能利用河水的機械能將水輸送到4米高的岸堤上。另外，通過講授江蘇昆山某公司加熱反應器的工藝選型和操作條件選擇的實際案例，使同學們懂得了實際工作中本課程知識的實用性。通過實用為導向的教學，大大激發學生的興趣，也提高了解決實際問題的能力和增加了對課程知識的認識。
2.5開放創新型實驗的教學，培養動手能力和實踐能力
化工實驗是《化學工程基礎》課程的重要組成部分，它是理論與產業相結合的重要過程，學生對這門課的掌握直接關系到實踐能力。實驗教學突出對學生綜合實驗能力的培養，不僅僅局限于基本的實驗課程安排,更需要注入科研以及工程應用的意識；不僅僅是動手能力，更需要全面培養手腦協調、手腦并用、手腦并重的實驗能力和科學素質。在CDIO執行標準中，只有主動學習和經驗學習方法才能有效促進專業目標的達成，才能使學生思考和解決問題的能力在教學中得到體現。目前，我校化學化工教研室已建起了初具規模、設備較為先進的化工實驗室,對于學生了解離心泵、板式精餾塔、填料吸收塔、換熱器和板框過濾器等化工設備的基本結構及操作特點十分有益。通過對設備的操作和儀表的使用，不僅能加深學生對化工基礎課堂教學內容的理解，還有利于提高學生的動手能力和實踐能力，而且進一步強化了學生的工程觀念。傳統的實驗教學是由教師先講解實驗原理、實驗步驟及注意事項，然后由學生分組進行實驗，按照固有的操作，得到預計的實驗結論，學生完全處于被動角色，實驗教學并不能達到預計的效果。在教學中，我們改變單一的教學模式，采用多層次、開放式教學，統籌安排實驗教學和理論教學，合理分配課時，留給學生思考的時間。通過推行選題模式，使學生組成合作團隊參與到實驗教學的設計中，讓學生自己思考、設計實驗過程，以提高學生的開發創造能力。開放實驗室給學生提供了獨立活動的空間，學生可以針對自己薄弱的項目進行強化練習，也可以根據自己設計的實驗方案進行實驗。教師對整個實驗不進行任何干預，只有在學生遇到問題向教師提問時，才給予必要的啟發和指導，實驗完成后對實驗結果和實驗報告進行審查和評估。