时间：2023-08-01 17:08:01
导语：在化学与工程材料的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：培养计划；培养目标；材料科学与工程；麻省理工学院
欧美国家在20世纪60―70年代开始设立材料科学与工程系。名称变更反映了对材料领域研究认识的变迁，即“材料研究需要依据其行为和特征，而不是依据材料类型来进行”。1998年教育部对材料类本科专业目录进行了调整，将原来划分过细的十多个材料类小专业合并成了现在的冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等六个专业。同时，在引导性专业目录中还设置了材料科学与工程一级专业。虽然以材料科学与工程一级大学科来设置专业是必然趋势，但材料科学与工程人才培养模式仍在探索之中[1]。同济大学当年就设置了材料科学与工程本科专业，期望以欧美的模式来培养材料学科人才。实际上，早在20世纪80年代，当时的同济大学建筑材料工程系就为建筑材料专业的本科生开设了材料科学导论、断裂力学、表面物理化学和传热、传质与动量传递（简称三传）4门基础课程。近几年因为参与学院材料科学与工程专业培养计划的修订工作，查阅了国内外许多大学这个专业的培养计划，国内高校在材料科学与工程专业培养计划上的认识一直存在争议。美国麻省理工（MIT）材料科学与工程专业本科培养计划的公开信息最多，不仅有课程列表和学分要求，还有课程的详细简介。尤其是麻省理工的开放课程服务（OpenCourseWare），使得我们还能够进一步了解课程大纲和部分内容。此外，MIT材料学科是USNews全美排名第一的，他们的培养
计划应该具有更好的借鉴意义。本文在反复仔细研究其有关本科培养的各种公开资料的基础上，对其培养计划进行了分析，结合自己的教学工作实践，总结了一些心得体会，希望与国内同行共享。
一、麻省理工材料科学与工程专业的培养计划
MIT材料科学与工程系设3个专业（Course）。其一为一般意义上的材料科学与工程专业（Course 3），学生所得学位是材料科学与工程理学学士（Bachelor of Science in Materials Science and Engineering），其所授学位是被ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology，美国工程与技术鉴定委员会）授权的，绝大部分学生都选读这个专业。其二为课程选择度更大的一般专业（Course 3-A），这个专业的毕业生将获得没有特别指定专业领域的理学学士（Bachelor of Science without specification）学位，系里并不寻求ABET对这个学位的授权，只有很少学生选择这个专业，常常是医学、法学、MBA预科生选择这个专业。第三是考古与材料专业（Course 3-C），学生所得学位是考古与材料理学学士（Bachelor of Science in Archaeology and Materials），系里也不寻求ABET对这个学位的授权。从系里是否寻求对所授学位授权就可以看到，MIT材料科学与工程系本科生的主要专业是一般意义上的材料科学与工程专业（Course 3）。后面的讨论主要针对Course 3的培养计划进行。
1. 课程和学分要求
该培养计划的要求包括：（1）MIT的一般要求，共17门课程，其中自然科学6门，人文社科8门，限选科技课程2门，实验课程1门。（2）交流能力课程（Communication Requirement）4门。（3）系内课程，包括一套核心课程（Core subjects，共10门课），一个论文或2个实习以及4门限选课程，合计184～195学分。其2011―2012版本的课程和学分要求见表1，表中课程名称前面的数字表示课程号，后面跟表示学分的数字、课程性质、前修或同修课程号。MIT每门课程的学分由三部分组成，表示学习课程所需要的时间分布，中间用短线隔开，第一个数字表示讲课时间，第二数字表示实验、设计或者野外工作时间，第三个数字表示预习的时间，是以中等学生所需要时间估计的。1个学分大约相当于一学期需要14小时的学习时间。从表 1可见，一般专业课程，预习所需时间是讲课时间的2～3倍。
备注
*可以代替本先修课程的其他先修课程列在课程描述页面。
（1）这些课程可以算作必修课程或者限选课程的一部分，但不能同时计算。
（2）可以选9-12学分。
（3）通过申请，可以被类似课程替代。
2. 限选课程的选择
中列出了21门限选课程，每个学生只需要选择4门课（48学分）。理论上，学生可以在21门课程中任选48学分，甚至经过批准，还可以选择其他系的课程或者研究生课程来代替。实际上，由于材料的范围很广，这些选修课程是根据主要的研究领域来设置的，它们是： 生物与聚合物材料（Bio-and Polymeric Materials），电子材料（Electronic Materials），结构与环境材料（Structural and Environmental Materials），基础与计算材料科学（Fundamental and Computational Materials Science）。
因此，在MIT材料学院的网页上，曾经列出了各领域推荐的限选课程。网页上还列出了每一个方向的咨询教授，以方便对上述领域某一方面更感兴趣的学生选课。
3. 部分课程大纲和教学情况分析
（1）材料科学与工程基础课程
这个课程为15学分（5-0-10），总是与“材料实验”一起选修。课程安排也是交叉进行，实验周不上课，一共有4个实验周。这样，材料科学与工程课程讲课时间就缩短为9周（一个学期14周，最后一周为考试）。其课程安排为周一、三、五各2小时的讲课（lecture），周二和四各1小时的复习课（recitation）。所以一共27次讲课，18次复习课。实际讲课为24次，另外3次课为测验和考试。最后一次考试并不是考全部课程内容，即每次测验和考试都是分段内容。
这个课程由两个教授分别讲授，每个教授都是24次课，因此可以推论，每次每个教授将讲1小时。一个讲授结构和化学键（Structure and Bonding），一个讲授热力学和统计力学学（Thermodynamics and Statistical Mechanics）。
两部分课程分别布置6次作业，每部分每次都是2～3个题目，都有交作业的期限，没有按期交作业的，该次作业成绩为0。作业答案在交作业期限过后就会立即公布。课程总成绩由作业成绩占20%、三次测验占80%构成。得分标准为：总评80分以上A，70～79分为B，55～69分为C，低于55分为不及格。
（2）实验课程
MIT材料系内有2门必修的实验课程，即材料实验和材料综合实验。这两门课程同时还是加强专业交流能力培养的课程，所以，教学过程特别注意专业交流方面（包括论文写作、口头技术报告等）的形式要求。材料实验与材料科学与工程课程同时选修，在2年级第一学期进行。材料综合实验课（Materials Project Laboratory）基本上就是几个同学合作的科研项目，在3年级下学期进行。下面以二年级的材料实验为例，介绍其教学和考评办法。
如前所述，材料实验共4个实验周，实验周没有其他专业课。实验内容包括量子力学原理演示、热力学和结构，同时囊括了几乎全部现代材料分析研究方法（XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等），并通过口头和书面方式加强交流能力培养。从教学内容看，这门实验课承担了教授材料研究方法的任务。
一般将50个左右学生（2011年的2年级学生只有43人）分成6个组。每个实验周有3个实验主题，每个主题下面2个实验，2个组共选一个主题，每组选做其中一个实验。6个实验同时进行。一周3次实验，每次4小时。因此，每个组每周只做3个实验（每个主题做1个实验），共12个实验。由于每个组只做了一半的实验，对另一半实验的了解，通过每周2次的1小时交流课程（recitation sections，一般隔天举行）来实现。交流课上，大家各自在黑板上即兴介绍实验的发现，回答教师和同学的提问。
该实验课由3个教授上，其中一个总负责。课程成绩评分标准
二、分析和讨论
1. 关于必修课和选修课
系内必修课程除毕业论文或企业实习外，共有10门。大学一般要求的17门课，理论上可以自由选择，但从表1系内课程的先修课程可以看出，微积分I和II，物理I和II是需要先修的，大学一般要求的6门自然科学课程就去掉了4门，能够自由选择的大学自然科学课程剩下2门。从系里建议的选课表（roadmap）可以看到，另外2门自然科学是化学和生物。所以，自然科学的必修课程实际上相当于14门。
限选课程要求包括GIR类型2门和48学分的系内选修课。有3门系内课程（共39个学分）可以作为GIR课程来选，但不能同时作为系内课程要求的学分。大多数系内选修课程的学分为12分，这样的话，系内限选课48学分需要选读4门。所以，每个学生可以有6门专业选修课程。有意思的是，在表1中只有21门限选课程，而该系主要的研究领域（或者说相当于我们的专业方向）有4个，平均每个方向只有5.25门课。如果去掉2011―2012年新增的2门课程，过去几年只有19门课，平均每个方向只有4.75门课程。看来，MIT材料科学与工程专业的课程设置，并不鼓励学生选单一专业方向的课程。实际上，在以前分专业方向限制选修课时，每个专业方向仅仅提供2～3门课程，进一步的分析见下文。
反观我们的培养计划，我们的专业方向必修课程有5门（14学分），选修课程应选4门（8学分），合计9门课程22学分。因为我们的学分是按照每周上课学时数计算的。如果按照MIT的学分计算方法，学分约为每周上课学时数的3～4倍，考虑到我们的上课周数为17～18周，而MIT才14周，因此，我们的专业方向应选学分至少相当于MIT的88学分，比其4门课程（48学分）的要求多了5门课程（40学分）。可见，我们的培养计划更加注重学生专业方向知识和技能的培养。
另外，MIT材料科学与工程系的研究领域非常广泛，关于其主要研究领域的介绍出现在3个网页上。其一是在该系的学位要求中关于限选课程的介绍网页，4个主要的研究领域分别是生物与聚合物材料、电子材料、结构与环境材料、基础与计算材料科学。其二是在MIT的招生网页，4个主要的研究领域分别是：半导体材料和低维系统（Semiconductor materials and low-dimensional systems）、能源材料（Materials for Energy）、纳米结构材料（Nanostructures）、材料的生物工程（Bioengineering of Materials）。在介绍全体教师（Faculty）的网页，列出了30个研究方向（discipline），共122人次（有重复计算，因为实际教师只有35人），平均每个研究方向4.07人次（或1.17人）。少的方向仅1人如微技术、半导体，最多的是纳米技术，23人次。上面列出的生物工程（包括生物物理和生物技术）9人次，能源材料（包括能源与环境、储能）9人次。人数比较多的研究方向还有结构与环境材料9人次，高分子材料7人次，电、光和磁材料7人次。
可见，尽管MIT研究的材料类型很多，但其本科生培养计划中，涉及具体材料类别方向的课程特别少。
2. 关于考核与成绩
MIT很多课程的成绩评定都包括平时作业和出勤与课堂参与情况。有的课程，考试以外的项目在成绩评定中所占份额可达到50%，有的实验课程则更是高达85%这在一定程度上反映了MIT对大学生平时学习的管理是非常严格的，与我们头脑中关于国外大学生“自由”学习的图像截然不同。
3. 关于选课进度安排
MIT材料系没有规定统一的选课进度表。但从其推荐的选课安排（roadmap）看，具有如下特点：
（1）8门大学一般要求的社科课程（GIR）分布在8个学期选修，即每学期选修1门社科课程；
（2）一年级把大学要求的6门自然科学课程（GIR）学完，包括数学、物理和化学。
（3）二年级起全面进入专业学习。第一学期学习材料科学与工程基础、材料实验2门课程，两门课交叉进行，实验周不上课。上课周每天都有材料科学与工程基础课，实验周每天都有实验或交流，学习安排非常集中。
（4）每学期的课程一般为4门，其中1门为社科课程。
MIT二年级第1学期就学习专业基础课程，这比我们的教学计划提前很多。国内的教学计划进度安排曾经强调，前两年不安排专业课，以至于我们的材料科学与工程课程被安排在第5学期，材料研究方法更是被安排在第6学期，使得高年级学习特别紧张，深入接触专业知识和方法的时间被推迟。
4. 关于培养计划的修订
从网页上能够追溯到MIT材料系1998年的培养计划，其培养计划在2003年做了很大的调整。两者的比较
这两个培养计划的最大差别在必修课，课程名称几乎完全变了。但对比课程名称和教学内容可以发现，新培养计划中的“材料科学与工程基础”包含结构与化学键、热力学与统计力学两大部分内容，分别由两位教授讲授，似乎代替了原来的“材料热力学”、“材料物理化学”和“材料化学物理”3门课程，因为其教材之一仍然是物理化学（Engel， T.， and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco， CA： Benjamin Cummings， 2005. ISBN： 9780805338423）。“材料实验”应该与原先的“材料结构实验”对应，“材料综合实验”应该与原来的“材料加工实验”对应。“材料的微结构演变”与原来的“材料结构”相似。取消了“材料力学”、“材料工程中的输运现象”2门课程。增加了“材料的电光磁性能”、“材料的力学性质”、“有机和生物材料化学”、“材料加工”4门课程。取消2门，合并2门，增加4门，课程总数不变。
选修课变化较小，只是增加了若干课程，特别是生物材料和纳米材料的课程。其实，两门生物材料课程是2000年增加的，当时选修课由4方向增加为5个方向。选修课的最大变化是理论上不再分专业方向，学生可以任意选课。但实际操作时，仍然向学生推荐各专业方向的课程组合。无论如何，每个专业方向的课程不足4门，学生必然需要选修其他方向的课程。
从2003年至今，必修课没有变化，选修课则有一些小的调整（表5）。其中2005年减少了高分子化学、化学冶金学（Chemical Metallurgy）2门课程。增加了2门数学，材料热力学（原来的必修课），先进材料加工，衍射和结构，材料的对称性、结构和张量性质，材料选择，共7门课程。可见，增加的这些课程仍然是与具体材料种类无关的。2007年和2011年分别增加了1门生物材料方面的课程。可见，即使是选修课的调整，仍然在继续加强有关材料行为特征方面的课程，减少有关具体材料种类的课程。
5. 关于培养目标与课程设置
过去，MIT材料科学与工程系培养目标分四类，研究型学位（Course 3）、预科型学位（Course 3A）、实践型学位（Course 3B，2003年取消）和考古型学位（Course 3C）。其中，研究型学位与实践型学位培养要求的唯一差别是不变的，即前者在四年级做毕业论文，后者在二年级暑假和三年级暑假做2个20周的企业实习，其他课程要求完全相同。现在把实践型学位取消了，但仍然保留了学生向这个方向发展的渠道，即学生仍然可以选择做毕业论文或者企业实习，学位合并在研究型学位（Course 3）中。
从2003年培养计划大调整来看，MIT材料科学与工程专业（Course 3）的主要培养目标是让本科毕业生继续深造。也可能是社会需求的变化促使MIT对培养计划进行调整。这从MIT选读实践型学位人数变迁或许可以看出一些端倪（表6）。从1998年到2002年，实践型学位人数多于研究型学位的人数，2002年突然降低，与研究型学位相当。查看大学2年级实践型学位学生注册数，从2002年起突然减少，由原来每年约20人突然减少为6人。2003年培养计划调整当年，还有5人注册为实践型学位，这应该是此前培养计划延续所致。
那么，没有了实践型（Course 3B）学位，是否还有学生仍然会选择实习代替论文呢。下面从2002～2008年MIT材料系本科毕业生去向分析。除了一些研究生院，网页一共列出了38家企业和17家政府部门或咨询机构。统计2002年以后（至2005年结束，当年仅剩下1人）各年4年级实践型学位人数（也约等于当年毕业人数）总和恰为38人，与毕业生去向统计的企业单位数刚好相同。这难道是巧合？是否可以推论，2003培养计划修改之后几乎就没有学生选择去企业实习了？
MIT材料专业取消实践型学位，以及此后可能几乎没有人选择实习代替毕业论文事实，一方面可能与美国产业向国外转移，本国企业对工程师的需求减少有关；另一方面，MIT培养计划中的课程设置调整也起了一定作用。因为选择实践型学位人数锐减在前（2002年），培养计划调整在后（2003年）。培养计划中去掉的必修课“材料力学”和“材料工程中的输运现象”，显然属于工程类课程。因此，其培养计划课程中增加材料研究型基础知识、减少工程知识的倾向十分明显，也说明其培养计划随社会需求进行了及时调整。
另外，尽管2003年培养计划中的必修课有较大调整，但选修课调整比较有限。而且调整前后，没有改变其材料类本科生宽专业培养的模式。
但在选修课中，把专业方向的基础课程去掉，仍然让人有点匪夷所思。例如，高分子化学在高分子材料领域历来就被认为是专业基础课。MIT在2005年却把这门课从本科生培养计划中去掉了。查看其高分子方向研究生培养计划核心课程，可以看到高分子物理化学、高分子合成、高分子合成化学等基础课程。可见，MIT把专业方向的一些基础知识培养放在了研究生阶段。
以上似乎给人这样的印象，如果不继续读研究生，则专业方向的基础知识是不太够的，无形中将人才培养的周期拉长到研究生阶段了。但从我自己教学的经验来看，学习高分子物理就可以了解高分子材料的行为和特征，未必需要清楚地知道高分子材料的合成与制备方法。我的一些研究生以前从未学习高分子方面的课程，为了让他们在研究中能够理解和使用高分子材料，我就是先给他们讲授高分子物理的基本知识。
另外，注意到MIT材料专业研究生数量是本科生数量的2.2倍，有很多研究生来自校外，特别是来自国外。所以，MIT材料专业培养计划中对专业方向选修课程的调整，结合研究生阶段的课程安排，既考虑到了本科宽专业基础的培养模式，又打通了本科生培养与研究生培养之间的关联，在研究生阶段加强专业方向基础知识的培养，也便于接受其他教育背景的学生来读研究生，还是十分合理的。
MIT材料专业的本科培养计划，不断强化了按照材料大类进行培养的模式，必修课和选修课都加强了材料基本行为知识的课程，减弱了材料类别基础知识的课程，把后者移到研究生教育阶段。这说明国外关于“材料研究依据其行为和特征，而不是依据材料类型来进行”的认识形成30多年以来，不仅没有改变，还在进一步加强。MIT在2003年对培养计划大调整时，加强了材料研究基础知识课程，减少了工程类课程，其本科生的主要去向是进一步深造，直接到企业就业的比例急剧减少。本科生阶段加强研究基础知识课程，把专业方向基础知识培养放在研究生阶段，加强了研究生的知识培养，可能是其材料研究能够长期在美国名列前茅的原因之一。
【关键词】高职院校 “教学做一体化” “实验教室” 工程材料与检测
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）32-0052-02
随着我国不断加大对基础设施建设的投入，各地工程不断开工建设，国家对工程技术人员的需求越来越大。在这样的大环境下，高职院校的土木工程专业获得了前所未有的发展机遇，学校的实训基地建设也得到了大力支持。与此同时，社会对高职院校所培养的人才也有了更高的要求。从以前的会动手，到现在的还要会动脑，无疑要求高职院校在教育教学手段上做出改变。
一 高职院校工程材料与检测课程现状
高职院校是国家规定的具有专科层次办学资质的院校，其教育层次低于本科，因此，在生源水平上，学生大多没有良好的学习习惯，学习热情也不高，加之感觉不到学习压力，很容易被周围诸多诱惑吸引而迷失前进的方向，忘记在校学习的目的。考虑到生源的质量，高职院校的课程在教学理念上，不能把教学对象当作“目标明确的成年人”来对待，不能认为“他们已经是成年人了，能对自己的未来负责”，而是要像中学时一样，让他们在课堂上知道“学了这门课，我能干什么”，而且要随着学习的深入，让他们看到自己学到的东西在工作中是怎样发挥作用的。这样才能保持他们对学习的热情，从而完成教学任务。
工程材料与检测是一门基于实验的具有“理论+实践”要求的课程，所教授的是在工程建设过程中使用的水泥、砂石、钢筋、沥青等一切原材料的性质，以及原材料、工程构筑物的质量检测方法、判定依据。学生在学习过程中，要掌握多种常用材料的物理、力学性能，以及国家规范对材料性能指标的要求和这些指标的实验室检测方法。因此，课程中设置了若干个材料实验项目，供学生强化理论知识，并培养动手操作能力。
在教学中，主讲教师多采用在课堂内介绍材料的组成、特性及应用的理论讲解，再到实验室完成实验操作，最终以学生提交的实验报告作为评定学生成绩的标准。但在教学实践中发现，学生理论是否掌握，实验的目的是否明确，操作步骤是否规范，实验报告并不能完全体现。
二 “教学做一体化”教学法的引入
当前高职院校教育强调以服务为宗旨，以就业为导向，以培养高技能人才为目标。学生是否掌握教师传授的知识并融会贯通，是检验教学质量的最终标准。在多年的教学实践中我发现，高职院校学生对课堂理论教学的耐性较低，当课堂内容相对生动有趣时，大部分学生都能跟随教师的思路听下去，但当讲到理论性强一些的内容时，还能保持听课耐性的学生就少了很多。无论什么教学内容，想保持全程活泼生动的难度相当大，以讲授为主的课程模式对知识的传授是有限的。而在实践课上，大部分学生因为能操作仪器，在教师的讲解下能看到自己从一窍不通到基本能操作的过程，就对能动手操作的教学内容保持较高的积极性，经过1～2周的实训，大部分学生都表示比平时课堂学习收获更大。从对比中可以看出，高职院校学生的特点是：动手操作的意愿远大于单纯的动脑学习。为了顺应学生的这一特点，“教学做一体化”的教学方法势在必行。
“教学做一体化”的核心是将讲授、学习、操作整合在一起，以学生动手操作为课堂主要学习形式，在学生操作的同时，教师从旁观察、发现并解答学生出现的问题。在工程材料课程的设计上，则是以砂石基本性质、水泥检测、混凝土、砂浆、钢筋、沥青等若干个实验项目分别作为教学单元，以熟悉掌握实验项目为目的进行项目教学。相比传统的教学方法，课程的表现形式主要有以下两点差别：
1.一体化教学场地
由于课程的主要目的是学生掌握实验操作的步骤，不同的实验项目涉及大大小小的实验设备和仪器，普通教室无法满足数十名学生同时进行学习和操作。因此，必须把教室搬进实验室，在“实验教室”中进行教学和操作。为了同时满足教学和实验的要求，实验教室的内部布置也应针对不同的实验项目，以实验设备为核心，增加教学设备。以水泥实验教室为例，实验教室中教师所在的讲台由实验台取代，实验台上放置水泥实验所需要的量筒、天平、水泥刀、维卡仪、水泥净浆搅拌机等设备，水源、电源齐备。在实验台旁，电脑及多媒体设备也必须到位。讲台下，按班级人数设置若干个学生实验台，以每台4～6人为宜，仪器设备等与教师实验台相同。教室四周设置4～6台水泥胶砂振实台，另外放置一排铁架，放置水泥胶砂试模及油等辅助材料，并在角落堆砌一个水泥试块养护池，以满足水泥试块的养护需要。
2.一体化课堂组织
通过对不同材料实验内容的研究和分析，将各个大的实验项目分解为若干个分部实验，每次课围绕一个分部实验，先由教师进行理论讲授，再组织学生进行实验操作。
在“教学做一体化”教学的水泥技术性质检测章节，水泥需要检测五项技术指标，安排12课时，实验项目有“水泥标准稠度用水量”、“水泥凝结时间”、“水泥体积安定性”、“水泥细度”、“水泥胶砂强度”五项（其中，进行“凝结时间”及“水泥体积安定性”检测的前提条件是水泥净浆达到“标准稠度”，实验项目之间存在前后连续关系，因此安排在同一次课中进行。由于“水泥标准稠度用水量”需要多次重复试验，尝试使用不同的用水量，以期得到标准稠度的水泥浆，故需要安排4个课时以保证实验顺利完成）。
以“水泥标准稠度用水量”课堂组织为例，该课程安排4个课时，分配如下：理论讲授1个课时，演示实验步骤1个课时，学生动手2个课时。
第一，在理论讲授环节，主要利用多媒体课件的图片讲解水泥技术指标对水泥性质的影响，以及对生产实践的意义。通过对比合格与不合格的水泥对工程构筑物的不同影响，让学生对水泥各技术指标的检测的重要性有一定的直观认识，初步建立质量检测意识，重点强调安全意识（包括工程安全、设备安全以及人员的安全）。
第二，理论讲授完成后，介绍“水泥标准稠度用水量”实验需要的各种仪器设备的使用方法以及设备使用的注意事项，并进行演示。在演示过程中，逐一指出实验可能存在的危险，并强调自我保护，尽量减少发生意外的概率。根据《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）对“标准稠度用水量”实验中水泥净浆的搅拌要求，搅拌机会按已编程序低速搅拌120s，停顿15s后高速搅拌120s。根据规范要求，在停顿的15s中，实验者应迅速将粘在搅拌叶上的水泥净浆刮至搅拌锅中。但由于学生首次操作，对机器的运转不熟悉，动作也不可能迅速地完成刮水泥浆的操作，稍有不慎就可能受到突然启动的搅拌叶的伤害。因此，必须提醒学生在停转的15s内不可进行任何操作，以保证安全。搅拌好的净浆需装入圆台试模，在装填的过程中，需强调“插捣”及“振捣”。“插捣”和“振捣”对于水泥产品有着极其重要的意义，能否得到内部均匀、密实的水泥产品，主要就看“插捣”及“振捣”是否充分到位。最后讲解维卡仪的使用，主要讲解读数方法以及判定水泥净浆达到标准稠度的标准。
第三，后两个课时就交由学生自行支配，完成实验内容，教师则巡视全场，及时发现并解决学生在实验中发现的问题，纠正不规范的操作。由于该实验需要不断重复操作，通过反复搅拌水泥浆、检测稠度的过程，让学生对实验室的工作性质有初步的认识，鼓励并要求学生在多次失败后继续坚持实验，直至得出最终结论。
三 “教学做一体化”教学的教学效果
在近一个学期的“教学做一体化”课程实践中，通过对比常规教学与“一体化”教学班级的学习效果，在排除教师差异的影响后，有如下区别：
1.理论知识掌握情况对比
在两个班级的对比中，以相同知识点在讲授一个月后的整体记忆情况来判断，普通班级有34%的学生能直接回答出来，52%的学生表示只有一些印象，需要翻看课本才能作答，另外有14%的学生则毫无反应。而使用“教学做一体化”教学授课的班级对于同一知识点，近80%的学生还有很清晰的记忆，能直接回答，剩余20%的学生则能很快在书上翻找到相应知识点并作答，掌握程度明显好于普通班级。
2.实践操作情况对比
由于普通教学和“一体化”教学在实验进行之前，都会对学生进行演示及讲解，因此两个班级在初次实验的表现基本相同。但采用“一体化”教学的班级在实验原理掌握、操作规范及数据处理能力方面要好于普通班级。
四 结束语
通过对比，采用“教学做一体化”教学法的授课班级的知识掌握程度明显优于普通班，动手能力略高。对高职院校的学生来说，在掌握动手操作技能的基础上，能记住更多的理论知识，不但“能动手”，还“会思考”，使他们区别于其他专科生，接近本科的水平，这使他们在未来的职业道路上会有更广阔的发展空间。
参考文献
2、非织造材料与工程。主要课程：纺织材料学、有机化学、现代非织造材料测试技术、短纤维非织造材料工程学、纺熔非织造材料工程学、非织造材料后整理等。
3、安全工程。主要课程：工程力学、煤矿开采学、煤矿灾害防治理论、矿井通风与安全、安全系统工程、安全人机工程、煤矿安全管理、安全法规等。
4、城市地下空间工程。主要课程：工程力学、结构力学、材料力学、工程地质学、岩石力学与工程、土力学与地基基础、城市地下空间开发利用与规划、地下工程通风与空调、混凝土结构基本原理等。
关键词:化学工程工艺;绿色化工;分离技术;超临界流体
1概述
随着我国社会经济的快速发展，各种化学制品已经充斥在我们周围，成为我们日常生产生活中不可或缺的基本物品。然而，这些物品的原材料生产，都是来自于化学工程与工艺。化学工程与工艺是通过对化学材料的处理，从而实现了化学生产的环保资源的高效优化，生产过程也变得非常完善。尤其是当前，经济的快速发展也随之带来了严重的环境污染问题，化学工程与工艺更是要朝着绿色环保的方向发展，尤其是与化学工程工艺相关而且环境问题息息相关的行业，例如石油化工行业、材料化工行业、生物化工行业等，这些都是利用化学工程与工艺的技术来带动经济发展的行业，对于我国社会的经济发展来说，具有非常重要的现实意义。所以利用高新科技实现的化学工程与工艺，不仅有利于科学的发展和进步，而且对于经济可持续发展来说意义重大。尤其是目前化学工程与工艺正朝着高精化、自动化、数字信息化的方向发展，加强对化学工程工艺的研究是非常有必要的。
2化学工程工艺
化学工程与工艺是涵盖冶炼、药物生产、食品加工、材料化工、印刷业等多行业一门科学，其实现是以化学的基本理论知识为基础的，具有工业特色的技术。化学工程工艺涵盖了原有化学的理论知识，结合了现代最新的环保思想和理念，对于促进社会的发展、人类的进步、经济的可持续化来说意义重大。目前环境保护越来越被人们所看重，也是人们在物质经济条件逐渐优越的前提下追求更高质量生活的体现。而化学工程工艺的相关研究，这实现环保节能、优化工业生产过程、提升社会经济发展的重要途径，它的出现，能够使人们在减能节排的前提下使其经济利益最大化，也是目前更多企业愿意尝试和追求的环保生产途径。科技的发展带动社会的进步，经济的提升势必会对自然环境造成破坏，在绿色环保、减能节排的前提下，化学工程工艺势必为社会可持续发展带来新的契机，这对于社会发展来说，具有非常重要的现实意义。新型的化学工程工艺与传统的化工相比，更加注重环境保护，更加看重生产效率，例如绿色化工技术、最新的分离技术以及超临界流体萃取技术等，都是当前化学工程工艺最新兴的生产技术。
3绿色化工技术
绿色环保、节能减排是当前企业工业生产一直看重和强调的生产方式，化学工程工艺中的绿色化工技术，则是对绿色环保的工业生产的最好的诠释，绿色化学工程又被人成为环境优化化学工程，核心理念就是注重环境保护、降低环境污染、节能减排，从而实现环境污染与企业生产利益最大化之间的最佳平衡，对人类的健康和发展具有非常积极的意义。所以绿色化学工程工艺就是在化学工程过程中原材料选取、催化剂选用以及化学反应过程中都在强调绿色化工的理念，从而从化学工程生产的源头阻止环境污染，促进废物利用。
3．1选用绿色化学原料
绿色化工源头做起就需要对化学工程的原材料入手，通过选择绿色环保的、无害的化学化学物质作为企业生产的原材料，在根本上减少或消除化工生产的污染物的排放，进而将对环境污染源消灭在萌芽之中。当前，在企业生产中原材料的选取非常重要，尤其是在各种高新科技的快速发展下，各种化工原材料、催化剂、溶剂等都已经能够加工成无毒无害或低毒少害的化学材料，所以在针对化学工程原材料选取时，尽量选择使用高新技术生产的无毒无公害的原材料，或者采用天然的植物、农作物或其他很多自然生物作为企业生产的原材料，从而有效地促进化学工程原材料绿色化，从根本上消除自然环境污染源。
3．2选用绿色化学催化剂
在化学工业生产中，很多都需要催化剂来加速整个化学反应的过程，从而节约生产时间成本，提升经济收益。然而，在传统的化学工程生产过程中，很多催化剂虽然加速了化学反应的过程，但是在污染物生产和排放量等方面，都对环境造成了很严重的污染。目前在绿色化工技术中，大都采用天然无公害的催化剂的开发和使用，在化学工程中，尽量选择无污染公害或少污染的催化剂替代传统的污染重的催化剂，从而促进化学反应工程的绿色无公害。目前，部分化学工程工艺研究人员发现一种烷基化固相催化剂，其在促进化学反应的过程中基本上能够做到无污染物排放，同时能够加大废弃物的使用率，这对于企业绿色化工生产来说，将是一个很大的福音。
3．3选择绿色的化学反应
在企业化工成产过程中，会有很多化学反应，而对于这些化学反应的选择，尽量提升化学反应的选择性，从而将化工过程中减少污染排放和能源消耗，使生产物更加纯净化、提取更加便捷。以石油化工生产为例，对于烃类的处理常常选择氧化处理，这个操作会对生产物造成污染和破坏，所以在石油化工生产过程中，要尽量避免此种反应，通过优化化学反应的选择性，选择绿色生产，从而提升整个化学反应的绿色生产过程。
4化工分离技术
在化学工程工艺中，有很多物质都是混合的，对于化工企业的生产来说，是远远不能符合生产所需的，那么在化学工程工艺的物质分离技术，则是将物质进行净化、提纯的重要过程，是使物质从杂乱无章、无规律的变化，通过外在作用力，如压力、重力、温度、电磁场等作用下能够有序的转变的过程，而过程中是需要消耗能量的，而这种过程这是化学工程工艺中的物质分离技术。在化工分离技术中，应用最为广泛的是蒸馏法，这种方法的实现是通过外在的燃料燃烧对物质进行加热，通过混合物中不同物质的气化温度点，来充分掌握加热温度的变化，使得混合物的温度在预期温度点进行持续加热，从而实现对应物质气化分离。在我国，对于蒸馏分离的技术和工程实现，都已经积累了深厚的理论知识和丰富的应用实践经验，为我国的化工也生产做出了不可磨灭的贡献。但是，蒸馏法整体来说速度比较慢，效率相对较低，所以在化学工程分离技术的实现中，目前推出了各种热门的物质分离方法和技术，无论是在时间效率上、还是在生产成本上，都能很好地应用在企业化工生产过程中。
4．1膜分离技术
膜分离技术是当前化学工程工艺领域中，实现物质分离技术中比较流行的分离方法，在环保节能、低污染、高效率等诸多方面都表现出优异的性能。膜分离技术是以各种材质的膜作为基本的分离介质，膜的介质可以采用气体材质、固体材质、液体材质或混合材质，最终构成一个膜两边互不连通的界面，根据其自身的渗透特性，在不同的外在作用力(例如重力、压力、电磁场、渗透压差)下，实现物质分离。按照膜不同材质划分，常见的膜有包括支撑液膜、乳化液膜的液体材质膜以及无机材料膜、聚合物膜的固体材质膜，这些膜的材质、特性不同，最终实现的分离过程也不尽相同，有渗透、电渗析、微滤、液膜分离等，这些分离技术和过程在气体干燥、废水处理等方面广泛应用，正式因为膜分离技术效率高、耗能少、工作条件需求低，也逐渐化学工程工艺中分离技术的主体。
4．2吸附技术
在分离技术发展迅速的今天，新型吸附技术也逐渐进入了物质分离工程中，通过变压吸附、层析、模拟移动长等分离方法，新型的吸附技术也成为了分离技术中的新型技术，在工业制造和化工生产中起到非常重要的作用。
4．3反应分离耦合技术
反应分离耦合技术是提高生产效率、优化化学工程生产过程、降低生产成本中发挥越来越重要的作用。反应分离耦合技术是通过利用物质分离来促进反应或通过物质反应来促进分离的一种化工分离技术，整个技术的应用效率非常高，操作费用也很低。以醋化反应为例，该反应过程就是在精馏塔中进行可逆的醋化反应，利用精馏的反应来分离醋和水，同时逆向反应也能够加强醋化过程，从而在原料成本等多方面节约成本。
5超临界流体萃取技术
超临界流体又称为SCF，是SupercriticalFluid的缩写，一般的气体或液体在温度或者压力的持续变化下，达到某个临界点就会发生气体到液体的变化或者液体向气体的变化，但是，超临界流体是某种流体物质在达到临界压力点或温度点时，如果持续提升外界条件，该流体密度不断增加，但是并没有真正发生液化或气化的现象，此时的物体就成为超临界流体，该流体既具有气体的特性，又具有也提到特质，利用超临界流体来实现物质分离的技术，则被称为SCFE超临界流体萃取技术，该技术目前被广泛应用在食品加工、化学工程和企业生产、生物制药等诸多领域。SCFE的超临界流体萃取技术，是对混合物进行施加温度或压力的条件，从而使其进入超临界状态，进而使萃取物从其中分离出来，实现物质的分离。流体物质在超临界状态下，融合了气体和液体的综合特性，密度上比气体大得多，一般与液体比较接近，但是粘性度方面则与气体接近，比液体小得多，而且超临界流体自身的溶解度非常高、而且很容易流动和扩散，而且在压力或温度的临界点，能随着外加条件的微小变化，密度则发生显著变化，极易实现混合物中萃取物的提取和分离。利用超临界流体萃取技术，一般是使用流体作为萃取物的溶剂，使其进入超临界状态，然后与物料进行接触，使其中的萃取物溶于流体中，进而实现萃取物与物料的分离，而后降低外在施加条件，如降低压力或温度，流体密度发生变化，溶解度降低，萃取物则很容易从流体溶剂中解析出来，从而实现萃取物的分离。利用SCFE的超临界流体萃取技术来实现物料萃取物的分离，在提取速率、萃取物兼容范围等方面都非常优异，而且外在条件是通过温度或者压强的调节来实现对流体密度、溶解度的控制，从而能够有效地实现萃取物的分离，而且提取萃取物的纯度非常高，对于化工生产来说非常重要。其次，流体溶剂的选择一般选择二氧化碳流体，这种低温、无氧环境的操作可以有效地分离热敏或容易氧化的物质，此外，SCFE技术的实现，可以从固体或中液体中快速提取有效地萃取物成分，整个过程无污染、耗能少，而且对于有机物的分离提取和精致都有非常显著的功效。
6总结
化学工程工艺是目前涵盖冶炼、药物生产、食品加工、材料化工、印刷业等多行业的专业学科，其实现的专业技术对于企业的生产来说具有非常重要的现实意义。在化学工程工艺中，常见的技术有绿色化工技术，该技术是从原材料、催化剂以及化学反应的过程中选取绿色无毒无公害的物质和反应选择性来提升化工的低污染率，分离技术则是通过蒸馏分离、膜分离等分流技术来实现的化工材料的分离，超临界流体萃取技术则是采用超临界流体对物料中萃取物的提取，通过改变外在条件来实现萃取物的提取，从而实现物质分离。这些化学工程工艺都在为企业的生产、化工过程等起到非常重要的作用，为促进我国的经济发展奠定了良好的技术基础。
参考文献:
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1．1背景
武汉科技大学是由武汉钢铁学院等隶属于原冶金工业部的三所在汉高校通过合并和改名而来。1998年，根据国家高等教育管理体制改革需要，学校成为第一批实行“中央与地方共建，以湖北省人民政府管理为主”的划转院校。划归湖北省管理后，学校立足于湖北建设、面向中南地区、辐射全国。武汉科技大学化学工程与工艺专业始建于1958年，原名为“炼焦化学专业”，1985年改为“煤化工专业”。1992年，按“煤化工”、“城市燃气”和“炭素材料”三个专业分别招生。1996年，随着教育部大学本科专业目录的调整，“煤化工”、“城市燃气”和“炭素材料”三个专业归并为“化学工程与工艺”专业［1］。总之，化学工程与工艺专业以煤化工(焦化)为特色，是武汉科技大学的传统特色专业。武汉科技大学是我国焦化专业人才的摇篮，所培养的焦化专业人才遍布全国各地，且大多成为企业的技术骨干或领导。为了适应市场经济形势、进一步提高人才培养质量和扩大毕业生的就业面，需要不断完善培养目标，加强基础理论知识的教学和采用多学科复合型培养模式，对多学科交叉课程进行整合和调整;强化工程实践能力、动手能力和创新能力的培养;在采用宽口径和重基础培养模式的同时突显专业特色。
1．2目标
所构建的化学工程与工艺专业课程体系能适应社会发展的需要，培养出具有宽厚基础理论、合理知识结构、较强创新能力、较全实践技能和明显煤化工特色的复合型化工类高级工程技术人才。毕业生能在焦化、炭素材料、燃气、石油化工、精细化工、环境保护等行业从事生产管理、工程设计、技术开发和科学研究等方面的工作。
2课程体系建设
2．1整合与优化原有课程
2．1．1整合《工程力学》与《化工设备机械基础》
武汉科技大学化学工程与工艺专业在课程整合之前，所开设的《工程力学》学时数为82。《工程力学》是整个课程体系中学时数很大的课程之一，且有些内容对化学工程与工艺专业并不是十分重要。为了增加学生社会的适应能力，加大学生的知识面和提高综合素质，经过仔细研究和综合权衡，决定压缩一些已开设课程的学时和增加一些新的课程。《工程力学》就是这次课程体系改革的压缩对象。考虑到《工程力学》与《化工设备机械基础》关系最密切，就将压缩后的《工程力学》与《化工设备机械基础》整合成一门课程，取名为《化工设备与材料》。整合的《化工设备与材料》定位为化学工程与工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课，其内容包括工程力学、化工设备材料与焊接和化工容器设计三大部分。其任务是使学生具备基本工程力学知识，了解化工设备的选材要求及常用材料的特性，了解和掌握化工设备的设计计算方法和过程及典型设备的结构设计与计算，强化化工类专业本科生对化工设备的机械知识和设计能力。整合后的《化工设备与材料》总学时数为46，其中工程力学部分由原来的82学时压缩到16学时，为其它课程腾出66学时［2］。
2．1．2整合《化工设计》与《化工技术经济》
很多学校将《化工设计》是列为化学工程与工艺专业的一门专业必修课。课程主要介绍化工工艺设计的基本知识和方法，包括原料路线、技术路线的选择，工艺流程设计，物料衡算、能量计算，工艺设备的设计和选型，车间布置设计，化工管路设计，非工艺设计项目的考虑和设计文件的编制等内容。学习该课程可提高综合运用已学过的化工原理、物理化学、化工热力学、反应工程、分离工程、化工工艺学和机械制图等方面知识解决化工工程实践问题的能力。武汉科技大学化学工程与工艺专业原来的课程体系中没有设置这门课，主要是因为受总学分和总学时的限制，没有富余学时来开设这门课，现在通过整合《工程力学》与《化工设备机械基础》腾出66学时，学时的问题已得到解决。所腾出66学时不能全部用于开设《化工设计》，经过仔细研究后决定将《化工设计》与已开设的《化工技术经济》进行整合，取名为《化工工程设计与技术经济分析》，定位为专业基础课，学时数由原来的18调整为54。
2．1．3优化《能源化学》
《能源化学》是化学工程与工艺专业的专业基础课，其前身为《煤化学》，为了拓宽学生的就业面，重新整理了传统课程的教学内容，在煤化学课程的基础上，将其它一些主要能源也引进来，从而形成了能源化学课程，总学时数为54，其中实验学时数为8。经过几年的教学实践后发现，由于教学内容较多，该课程的教学时数过于紧张，尤其是实验学时严重不足。在本次课程体系建设中，将该课程的理论教学内容和实验教学内容进行分离和单独设课。实验教学内容取名为《能源化学实验》，学时数为18;理论教学内容仍用原来的课程名称，学时数为46。
2．1．4优化《能源化学工学》
《能源化学工学》是化学工程与工艺专业模块1(煤化工模块)的主干专业课程，由《炼焦学》和《炼焦化学产品回收与加工》整合而成。以前的课程体系设置时为了强调重基础，对该课程的学时进行了大幅压缩，总学时数为54，其中实验学时数为18。经过几年的教学实践后发现，该课程的教学时数压缩过大，对教学效果产生较大影响，用人单位的反馈意见也证实了这一点。在本次课程体系建设中，将该课程的理论教学内容和实验教学内容进行分离和单独设课。实验教学内容取名为《能源化学工学实验》，学时数为18;理论教学内容仍用原来的课程名称，学时数为46。
2．1．5优化《高炭化学与碳材料工程基础》
如前所述，炭素材料曾是武汉科技大学化工类的招生专业之一。在化工专业课程体系中设置炭素材料类的课程也是一大特色，这种特色为化工类毕业生的就业提供了更多机会。每年都有化工类的毕业生在炭素材料行业中就业，在全国的主要炭素企业中都有武汉科技大学化学工程与技术学院毕业的校友。但有一段时间为了强调重基础，弱化了炭素材料课程的教学，仅开设了《碳材料工程基础》，而且还是任意选修课，教学时数只有28学时。根据毕业生和用人单位的反馈意见，在本次课程体系建设中，决定优化该课程的教学设置，将该课程定位为指定选修专业课，教学时数增至44，课程名称改为《高炭化学与碳材料工程基础》。
2．2增设《化工CAD绘图与识图》
工程图纸是工程技术上用来表达设计思想和进行技术交流的主要手段，任何工程技术方案的实施，都必须以其为依据，因而被喻为“工程界的技术语言”。很多学校的化工类专业都开设计《化工制图》这门课程，主要内容有化工工艺图和化工设备图两大部分，用于培养学生阅读和绘制化工专业图样的能力。同时，它也为学生完成毕业设计和适应今后工作需要提供了不可缺少的基本能力。武汉科技大学化学工程与工艺专业原课程体系中只设置了《机械制图》，没有开设《化工制图》。根据毕业生和用人单位的反馈意见，在本次课程体系建设中，决定增设《化工CAD绘图与识图》这门课程。该课程由《化工制图》和《Auto-CAD绘图》整合而成，内容包括:AutoCAD绘图软件及其应用、工艺流程图、设备布置图、管道布置图和化工设备图，教学时数为36，其中14学时为上机实践学时。
3教学方式改革
3．1在实践中培养学生的动手能力和创新能力
依托湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室，通过开设本科生创新性实验与创新性研究等课外实践活动，为培养学生的动手能力、创新能力提供保障。鼓励和扶持本科生进行实验技能和化工设计竞赛。本科生从三年级开始下到实验室，参与到指导教师的实际科研项目中去，熟悉科研过程，锻炼实践技能，培养创新能力。
3．2组建和培养教学团队
原来大多数专业课都只有一名任课教师，待其退修或调离工作岗位后再找教师接替。现在每门课至少有两门任课教师，一般采取以老带新的模式，且任课教师都要有工程实践经验。如《能源化学》教学团队，由2名老教师、1名中年教师和2名年轻教师组成，其中3名教师具有博士学位，4名教师有正教授职称，2名教授为博士生指导教师。已有8名没有工程实践经验的年轻教师被派到河南、云南等地焦化企业进行了3个月实践锻炼，回校后教学效果有了明显提高。
3．3多种途径组织实践教学
近年来，化学工程与工艺专业建立了一批相对稳定的教学实习基地。考虑到专业特色和培养方向的要求，实习基地以武汉平煤武钢联合焦化有限公司为主体。该公司在国内具有技术力量雄厚，生产工艺先进的特点，并具有较高的管理水平。同时，该公司可以说是焦化的一部“百科全书”，建有4．3m、6m、7．63m焦炉，所采用的配套工艺也有多种，是一个相当理想的焦化特色化工专业教学实习基地［3］。但是现在化学工程与工艺专业的招生人数越来越来多，一年的招生人数达280人之多。一个焦化公司能一次接纳这么学生去实习已经勉为其难，实习过程只能用走马观花来形容，很难深入下去。为了解决这一问题，采取了一系列措施，如下厂前先给学生分工段介绍现场工艺流程和主要设备，播放现场录制的录像，开发主要设备的三维数字模型供学生在电脑进行自主观察、解剖和组装，购置计算机仿真培训软件供学生在电脑上进行仿真操作。
关键词：化学工程与工艺 环保 发展趋势
化学工程与工艺就是对材料进行加工处理，然后进行再次利用实现能量的传递，这样高效环保完成资源的优化配置，优化产品加工生产的过程。化学工程与工艺的发展由来已久，它以化学工程相关理论还有实际的一些运用为指导，利用这一学科知识对各种产品进行研究、开发跟生产。化工工程领域的相关行业非常多，比如石油化工、生物化工、材料化工、冶炼化工等相关行业。化学工程领域相关的行业都是关乎我国经济发展的重要领域，化工工程还与一些高新科技领域相互影响作用，共同推动着科技的发展，促进社会的进步。目前化学工程领域正向着自动集约化、高效精细化方向发展。总而言之，化工工程涵盖的专业领域范围非常广，因此，加强对化工工程与工艺发展研究时非常有必要的。
一、化学工程学科的发展特点趋势
1.化学工程与工艺特点
化学工程简称化工，是研究以化学为代表的相关工业的，化学工程与工艺这门学科是一门工业特色十分显著学科，化学工程与工艺的研究范围广，是一门应用十分宽泛的专业。如一些食品加工业、印刷业、冶炼业、医药生产、材料化工等都是建立在化学工程与化学工艺的基础之上。化学工程与工艺这门课就是培养学习化学工程与化学工艺方面的理论知识，想要在这一门学科能够为我国各个行业都做出贡献，就必须要组织构建一个能够发展化学工程与工艺学科的研究基地。构建适合专业特点的，有利于人才培养的创新型体系。
2.化学工程与工艺研究对环境保护的意义
化学工程与工艺这门学科是一门工业特色明显的专业，它覆盖了原有的各种化学相关的专业。现阶段，环保已经是人们普遍追求的一种生活方式跟生活态度。化学工程与化学工艺的相关研究是实现环保节能这一理念的重要实现途径。对于化学工程跟化学工艺的研究发现，人类在降低污染节约能源的时候可以实现利益的最大化，这样的前提条件下，人们都愿意进行节能环保方面的尝试。很多跨国大型企业都针对这种情况成立专门的科研小组，进行相关绿色环保方面的研究。社会的发展离不开科技的发展，科技发展不能以牺牲环境为代价。这就要求绿色环保的概念。科技的发展过程中化学工程与化学工艺的发展一定会占据重要位置。针对这样的情况，应该积极改变策略加大对化学工程与化学工艺方面的研究。
二、相关新兴化学工程与工艺的技术研究
1.绿色化学工程
绿色化学也就是现今的人们所说的环境友好化学，这种化学方面的术语是现如今最为流行的术语。绿色化学就是环保，降低污染，用一些化学方面的技术还有方法来减少对生态环境的影响，降低环境污染对人类健康的影响。运用化学工程与化学工艺减少一些有害的原料还有催化剂等的生产还有使用。从根本上杜绝环境污染的产生，绿色化学的技术就是从源头来阻止污染的产生，用无毒无害的原料，并且对一些废弃物进行回收再利用。
2.化学工程与化学工艺的分离工程
分离工程就是使物质从无序向有序转变的一种非自发的过程，在一些重力、压力还有一些温度、电的影响下由外力的作用，这是一个消耗能量的过程，并且这也是化学工程与化学工艺分离工程研究的重要内容之一。现今使用比较多的分离工程方法就是蒸馏法，我国在蒸馏分离方法方面的研究已经有了非常深厚的理论依据跟实践经验，但是蒸馏分离方法在速度方面还是要进一步的改善。并且在一些蒸馏设备上也值得改进，蒸馏分离法如果在设备上采用现今新型的材料会取得较好的经济效益。并且对于提高蒸馏吸收的效率，降低蒸馏分离时间上，可以采用新型的吸收剂，吸收剂对蒸馏时间的长短也有很大的影响，因此，吸收剂的研究开发也是值得关注的。
膜分离技术也是现今比较流行的分离技术，膜分离具有节能、高效、易于清理等一些特点，被许多国家的科学家认为是当下最有发展潜力的分离技术。膜分离就是吸附分离，这种吸附分离的办法被广泛运用一些气体的干燥、废水等污染物的处理等等。膜分离的研究重点在于新型吸附剂的开发，膜分离的主要问题就是膜的污染还有防治。膜分离的研究必须要实现膜使用的长寿还有高效。
3.Supercritical Fluid，SCF（超临界流体）
Supercritical Fluid，SCF（超临界流体）是一种温度还有压力都在临界点之上的无气体液体的相界面，同时具有液体跟气体性质的一种流体。这一技术在化工、食品加工还有生物医药工程中都有非常广泛的应用。SCF质量高、工艺要求高。开发附加值高使其有着广阔的发展前景十分诱人的发展利润。近几年来，SCWO（超临界水氧化法）用于环境治疗保护方面的研究比较多，在化学工程与化学工艺方面的研究较少，还处于研究试验期。
三、结束语
当今世界面临着资源还有能源的短缺，全球国家都指出社会经济的发展不能以牺牲环境为代价，并且提出资源的节约还有保护环境的要求，这就需要化学工程与化学工艺的配合共同发展，我国在此基础上提出了转变可持续发展经济的概念，所以，相关的化学工程与化学工艺的行业领域应该要积极配合，对于化学工程与化学工艺的相关技术研究必须要重视其发展的环保性，推动传统的化学工程与化学工艺成为绿色的工艺。最大限度的减少环境污染，节约资源，积极研究开发新能源，走科技发展与环境友好的道路。
参考文献：
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关键词：灌浆材料；高强；波特兰水泥
1 灌浆材料的发展
灌浆材料就其所用的原材料可大致分为四个阶段，分别是：原始粘土浆液阶段、初期水泥浆液阶段、中期化学浆液阶段和现代注浆阶段。
1.1原始粘土浆液阶段
1802年法国土木工程师查里士·贝里尼（Charles Bering）首次成功地运用粘土浆液为港口城市戴佩（Dieppe）维修加固砌筑墙，自此之后，这种灌浆方法相继传入英国和埃及。这一阶段的注浆技术处于原始萌芽阶段，注入方法比较原始，浆液主要是黏土、火山灰、生石灰等简单材料。
1.2初期水泥浆液注浆阶段
1824年，英国建筑工人J.阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权，并大量应用于土木工程中。自此，水泥基材料开始进入灌浆材料的领域【1】。1838年英国汤姆逊隧道开始用水泥作为灌浆材料。此后黏土灌浆，水泥灌浆一直占据着主导地位【2】。1845年W.E.Worthln第一次将水泥注入水库溢洪道的基础中以提高基础的承载能力；1864年德国人在勤恩矿井内用手摇泵注水泥浆加固竖井井壁。1880～1905年期间在德国北部和比利时煤矿工作的Reumax、Porticr、Saelier、Francors等人成功研制出高压注浆泵，改进了灌浆材料的混合方式等灌浆工艺，并将之用到隧道和大坝的建设中，成为现代注浆法的基础【3】。标志注浆技术的发展进入初期水泥浆液注浆阶段。
1.3中期化学浆液注浆阶段
人们在实践中发现普通水泥的粒径较大，当向较小的间隙中灌入时显得无能为力，这使得人们开始研究更好地灌浆材料——溶液性灌浆材料也即化学灌浆材料。1884年英国豪斯古德在印度建桥时，首次采用化学药品固砂；1887年，佐斯基利用一个钻孔注浓水玻璃，邻近孔注氯化钙，创造了原始的硅化法而获专利，化学灌浆材料才发展起来；1909年，比利时人勒马尔塔蒙特在水玻璃中加入稀酸，发现了改变水玻璃pH值的凝固机理，提出了双液单系统的一次压注法并获得专利【4】；1920年荷兰采矿工程师尤斯登首次论证了化学注浆的可靠性，并提出了使用水玻璃、氯化钙的双液双系统的注入方式，于1926年获得专利。由于水玻璃价格便宜、无毒，所以得到了很快的发展【5】。
直到20世纪40年代，水玻璃类的灌浆料几乎占据了整个灌浆领域【6】。随着工程上的需要和化学工业的发展，化学灌浆也在不断的发展与进步，从而补充水泥灌浆的不足，使化学灌浆逐步满足工程需要。20世纪50年代，美国研制了黏度接近水，胶凝时间可以任意调节的丙烯酰胺浆液（AM-9）。
1956年左右，又出现了尿素-甲醛类浆液，此后国际上相继推出了木素类（英国的TDM铬木素浆液，中国东北大学杜嘉鸿教授领导研制的微毒性铬木素浆液）、丙烯的盐类、聚氨脂类、环氧类等品种繁多的化学灌浆材料【7】。但当化学灌浆料再发展到了1974年时，日本福冈发生了灌注丙烯酰胺引起中毒的事故后，日本开始禁用有毒的化学浆液。随后一些国家也参照日本的“暂行规定”禁止使用毒性浆材。美国也于1978年停止了AM-9的生产并禁止其使用【8】。直道20世纪70年代后期世界各国相继禁止用有毒化学注浆材料，并且其他化学注浆材料的使用也有一定限制。至此，化学灌浆剂即将走下其主导地位。
1.4现代注浆阶段
由于化学灌浆材料有毒，而水玻璃类浆材在固结强度和耐久性方面又不能满足大型工程的需要。因此，人们又开始把目标转到硅酸盐水泥的开发利用上，但是由于水泥颗粒的粒径较大，导致其在一些细小缝隙上的灌入能力大打折扣。为此，Shimoda和Clarke分别于1982年和1984年用超细水泥，很好的解决水泥基灌浆料在应对细小缝隙上的困难。当时他们使用的超细水泥是日本奥罗达水泥联合公司和吉涯德岩土化学联合公司生产的MC-500号水泥；粒径为1～5μm，50%（wt）的中间粒径为4μm，该浆液可灌入到3.75×10-4cm的细砂层，固结砂胶体的渗透系数提高到1×10-6 cm/s，固结砂试样的3 d和28 d的抗压强度分别为25 MPa和54 MPa【9】。随后日、美、法等国开发了超细水泥、湿磨水泥灌浆技术，并声称其应用范围大体等同于化学灌浆材料。
我国于20世纪80年代中期在一些科研机构、大专院校等单位开始研制超细灌浆水泥。目前中、日、德、法、瑞士等国均能生产出比表面积800～1600m2/kg的超细水泥，最大粒径小于20μm，平均粒径小于5μm。20世纪90年代初，我国已开始自主研发并生产水泥基灌浆材料。水泥基灌浆材料是以高强度材料作为骨料，以水泥作为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成。它在施工现场加入一定量的水，搅拌均匀后即可使用。
与化学灌浆料相比，水泥灌浆料的材料来源广、价格低、无毒、环保、运输和储存方便，固结体强度高，抗渗性强等一系列优点。
自此，水泥基灌浆材料再次被人们所重视，它主要被应用于混凝土结构的修补、改造和加固、设备基础的二次灌浆、桥梁接缝连接等工程领域。
2 国内水泥基灌浆料现状
2005年4月11日，国家发展和改革委员会了建材行业标准《水泥基灌浆材料》JC/T986-200。
2008年3月31日，中国住房和城乡建设部与国家质量监督检验检疫总局联合了国家标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T50448-2008，系统地对灌浆工程的设计、施工、质量控制与工程验收提出具体要求。
目前国内从事水泥基灌浆材料的生产企业达200余家，年产量近50万吨。由于改革开放、我国与世界接轨、各种新技术运应而生，各种公司相继来中国建厂、建公司，这使得建筑业发展迅猛。这也使灌浆料的使用范围，已逐渐从早期单一的冶金建设全面拓展到市政、建筑等各行业，并获得了良好的效果。目前它主要被应用于混凝土结构的修补、改造和加固、设备基础的二次灌浆、桥梁接缝连接等工程领域。
近些年来，随着人们对环保、健康的重视，使得水泥基高强灌浆料更有了很好的发展。相比之化学灌浆料，生产水泥基高强灌浆料所造成的污染以及其自身的毒性被极大的降低了。这也使得它被广泛的应用于建筑的修补、加固领域。
3 灌浆材料的定义及分类
按化学组成可分为有机灌浆材料、无机灌浆材料和有机-无机复合灌浆材料三大类。
3.1有机灌浆材料
随着灌浆技术的发展，研究和应用低毒甚至无毒的有机灌浆材料已经成为一种趋势。有机化学灌浆材料有许多优点，可以解决传统水泥基灌浆料所不能解决的问题，但有它致命缺点，比如受稀酸、稀碱和其他外界因素的影响很敏感，且大多数有毒，污染周围环境和地下水资源。虽然有机灌浆材料向低毒甚至无毒型发展，但在市场上能满足环保要求的产品少之甚少，在加上耐久性差，而且其昂贵的价格更让使用单位望而却步。
3.2无机灌浆材料
由于有机灌浆材料具有毒性和耐久性差等缺点，人们就进一步深化研究无机灌浆材料，比如采用水玻璃与水泥复合、水泥的改性、碱胶凝材料的引入和超细水泥的应用等，其中以超细水泥灌浆材料发展为主导。超细水泥最早在日本得到了大批量的生产和应用，第一个超细水泥产品是MC-500，它是以波特兰水泥和粒化高炉矿渣以4∶1的比例混合而成的超细水泥；还有一种更细的超细水泥MC-100，比表面积达到1 300 m2/kg，它是由磨细高炉矿渣通过氢氧化钠碱激发而成，其尺寸大于7.8μm的颗粒含量小于30%。
美国的工程实践表明：超细水泥灌浆可以灌入细砂和细裂缝的岩石与混凝土中，其可灌性能与化学浆材相当。无机及无机复合灌浆材料虽然具有材料来源广、价格低、无毒、运输和储存方便，固结体强度高，抗渗性强等一系列优点，但也有诸如可灌性受到粒子尺寸的限制、注入能力有限、凝固前很容易被水稀释、初凝与终凝时间长等缺点；超细水泥可灌性和稳定性大大提高，但流动性能变化大，灌浆阻力大，而且超细粉磨能耗高。这些缺点限制了其广泛推广使用。
3.3有机-无机复合灌浆材料
发展有机-无机复合灌浆材料的最终目的是要叠加有机、无机材料的优点，使两类材料的优势互补。与纯水泥浆体相比，聚合物改性水泥浆体可灌性得到了明显的改善。在水泥浆体黏度相同的情况下，聚合物改性水泥浆可以灌入更深的缝隙，且与老混凝土的黏结性能得到很大的改善。铁道部科学研究院生产的ZV性混凝土修补胶，是以高分子共聚物为基本原料，掺加适量的改性剂、有机助剂配制而成，具有无毒、无味、无腐蚀、不燃、耐酸碱等特点，它与水泥配置成的聚合物水泥浆或砂浆，能封闭混凝土表面微裂缝，填充修补混凝土裂缝或缺陷。这些灌浆材料在性能上具有一定的优势，但也不能突破储存、使用不便和耐久性差等缺点。
4目前灌浆材料存在的问题
（1）在生产工艺方面
生产超细水泥的厂家普遍存在规模小，磨机效率低，成本较高等劣势，从而限制了其大量使用；且品种、性能单一，没有形成系列产品，以适应于各种灌浆工程的需要。
（2）在材料的组成方面
目前对水泥基灌浆材料的改性存在盲目性，追求个别性能的改善，而忽视灌浆材料的总体性能，很少考虑各组分之间的可匹配性。
（3）在耐久性方面
灌浆材料的耐久性问题虽已引起广泛关注，但专门从事灌浆材料耐久性的研究几乎还是空白，在实际应用中也常常被忽略，往往存在灌浆过的部位几年后又出现渗漏的现象。
5高强无收缩灌浆材料研究意义
高强无收缩灌浆材料应用高强混凝土的建筑物，其构件截面小，钢筋用量大，分布密集，施工难度大，当施工不慎时，浇捣的混凝土容易出现蜂窝、松散和孔隙，为确保建筑物的安全和耐久，需要采用一种与高强混凝土弹性模量相近、收缩微小、可灌性强的材料对蜂窝和孔隙的部位进行灌浆修补。另外，为了提高大型机械设备的安装精度，也需要采用高强度、收缩小、可灌性强的材料灌注地脚螺栓及机器底座。
因此，目前高性能灌浆材料拥有相对较大的应用范围。
参考文献：
[1]岩土注浆理论与工程实例协作组.岩土注浆理论与工程实例.北京科学出版社，2001
[2]熊厚金，邝显光等.软黏土地基的化学灌浆.岩石力学与工程学报，1994
[3]黄月文，刘伟区，罗广健.灌浆材料应用研究进展.防水材料，1999
[4]杜嘉鸿.国外化学注浆教程.北京水利水电出版社，1987
[5]LITTLE JOHN G，S.Chemical，Grouting.Ground Engineering，1995
[6]程鉴基，韩学孔.化学灌浆在地基基础工程中的应用综述.勘察科学技术，1999
[7]华东勘探设计院科学研究所.化学灌浆技术.北京：水利电力出版社，1984
关键词：道路工程；废旧橡胶粉；改性沥青材料
1废旧橡胶粉改性沥青材料
废旧橡胶粉改性沥青材料属于一种复合材料，将沥青与废旧橡胶进行有效结合，废旧橡胶能够有效吸收沥青中的树脂，经过相应的物理化学反应后，废旧橡胶粉改性沥青的稳定性会不断提高。在这个过程中，相关工作人员可以适当加入一些外加剂，进一步提高橡胶与沥青的稳定性。废旧橡胶粉改性沥青的原理是将橡胶粉进行充分搅拌，在搅拌的过程中，工作人员需要严格控温度，如果温度过高，会严重影响搅拌质量，降低沥青与橡胶粉的反应速度，如果温度过低，沥青与橡胶粉的反应速率也会明显下降。为了保证废旧橡胶粉与沥青能够更好的融合在一起，工作人员可以添加适量的催化剂，从根本上提高废旧橡胶粉改性沥青材料的稳定性。
2道路工程中应用废旧橡胶粉改性沥青
材料的重要意义近些年来，由于社会经济的迅猛发展，人们越来越重视环境质量。在道路工程中，应用废旧橡胶粉改性沥青材料，能够有效保证工程的施工进度，减少能源的浪费。由于橡胶主要来源于废旧轮胎，通过对其进行充分利用，能够有效减少能源的消耗。在道路工程中应用废旧橡胶粉改性沥青材料，能够减轻施工人员的工作负担，保证其工作质量。由于我国道路工程起步较晚，施工人员的专业素养普遍不高，采用废旧橡胶粉改性沥青材料，不仅能够减少能源的消耗，还能够提高施工人员的工作积极性，保证其工作质量。将废旧橡胶粉改性沥青材料应用到道路工程中，能够有效提高施工人员的环保意识，让施工人员能够更好的认识到自身工作的重要性。橡胶生产量的不断增长，降低了环境质量，而废旧橡胶粉改性沥青材料的制成，需要大量的废旧橡胶，提高了橡胶资源的利用率，保护生态环境。将废旧橡胶粉改性沥青材料应用到道路工程中，能够有效提高路面的承载力，促进我国道路工程能够更好的发展。
3废旧橡胶粉改性沥青材料应用
3.1作用机理
废旧橡胶粉改性沥青材料主要以废旧橡胶粉与沥青为原料，由于废旧橡胶粉与沥青的化学性质不同，将其进行有效结合，并添加适量的外加剂，能够有效提高其稳定性。相关研究表明，废旧橡胶粉改性沥青材料的作用机理主要分为三种，分别是物理共混作用机理、化学共混机理与网络填充学机理[1]。其中，物理共混作用机理主要指的是废旧橡胶粉与沥青在反应的过程中，会发生一定的物理反应，废旧橡胶粒子会吸收改性沥青中的组分，并产生膨胀，废旧橡胶粉与沥青会形成一种混合体系。有部分学者认为，废旧橡胶粉与沥青在反应的过程中，是一个相互作用的过程，物理反应居多。化学共混机理主要指的是废旧橡胶粉与沥青的反应过程属于化学溶混过程。在高温的作用下，废旧橡胶粉与沥青进行化学反应，由于废旧橡胶粉中的极性化合物较多，会与沥青中的组分发生一定的化学反应，最终生成新的化学键。而网络填充学原理主要根据废旧橡胶粉与沥青的物理性质来考虑，废旧橡胶粉与沥青在反应的过程中，需要添加相应的外加剂，提高沥青的改性[2]。在这个过程中，废旧橡胶粉与沥青会形成一定的聚合物，聚合物会凝聚成团，最终形成网状结构，为保证网络结构的完整性，工作人员需严格控制废旧橡胶粉与沥青的反应时间与温度，保证催化剂的活性。
3.2提高路面的稳定性
在道路工程中，应用废旧橡胶粉改性沥青材料，能够有效提高路面的稳定性，从而保证公路工程的整体施工进度与质量。工程中的施工人员在实际施工中，可以按照以下施工流程：首先，施工人员需要严格控制废旧橡胶粉改性沥青材料的出厂温度，尽量保证废旧橡胶粉改性沥青材料的出厂温度与运输温度一致；其次，工程中的材料运输车在运输的过程中，减少移动次数，减少废旧橡胶粉改性沥青材料出现离析现象；最后，施工人员需要将废旧橡胶粉与改性沥青材料进行搅拌，并严格控制搅拌时间，并做好相应的验收工作，进一步提高工程的施工质量。为保证废旧橡胶粉改性沥青材料在道路工程中得到更好的应用，工程中的施工人员需要严格控制材料的搅拌温度，如果搅拌温度过低，其改性效果越差，搅拌温度过高，废旧橡胶粉与沥青材料中的催化剂活性会降低，影响其反应速率。另外，施工人员需要选择合理的拌和工艺，保证废旧橡胶粉与沥青形成一个良好的体系，不断提高其改性。由于废旧橡胶粉改性沥青材料的稳定性较高，将其应用到公路工程中，能够提高路面的稳定性，有效延长道路的使用寿命[3]。
3.3减少施工裂缝的产生
为了保证废旧橡胶粉改性沥青材料得到更好的使用，道路工程中的施工人员需要结合以往的工作经验，在废旧橡胶粉改性沥青材料中添加适量的外加剂，通过添加外加剂，能够有效减少施工裂缝的产生，提高工程的施工质量。由于废旧橡胶粉与沥青反应过程中具有一定的可逆性，在搅拌的过程中，施工人员需要严格控制搅拌时间，提高废旧橡胶粉改性沥青材料的可靠性。除此之外，由于废旧橡胶粉改性沥青材料具有一定的稳定性，将其应用到道路工程中，能够有效减少施工裂缝，保证工程中的各项施工工作能够顺利进行。在道路工程中，施工人员需要结合施工现场的实际情况，合理采用废旧橡胶粉改性沥青材料，并控制其用量。由于冬季的施工温度较低，路面很容易产生裂缝，影响工程的施工质量，应用废旧橡胶粉改性沥青材料，能够有效减少施工裂缝的产生，保证道路工程的整体施工质量，减少施工资源的浪费。
4结束语
综上所述，在道路工程中，应用废旧橡胶粉改性沥青材料，能够有效提高路面的稳定性，减少施工裂缝的产生，保证工程的施工质量。但是，工程中的施工人员在实际应用的过程中，依然会遇到很多困难，这就需要施工人员在原有基础上，不断改进与创新，提高自身的专业技能，从而推动我国道路工程的可持续发展。
参考文献：
[1]肖川,凌天清.废旧橡胶粉改性沥青材料在道路工程中的应用与研究[J].公路工程，2015,(4):49-53.
[2]路畅.沥青混凝土路面的早期破坏原因及试验分析[J].工程技术研究,2017,(7):13-14.
关键词：印制电路 培养模式 卓越工程师培养计划
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0189-02
国家教育部推出卓越工程师教育培养计划（以下简称卓越计划）[1]，旨在通过在试点高校及专业实施卓越计划，摸索建立具有中国特色工程教育模式。卓越计划强调要“重视国家产业结构调整和发展战略性新兴产业的人才需求，适度超前培养人才”。从当前卓越工程师人才培养目标的发展情况来看，随着电子化学科技发展的不断综合化及加速化，着力提高学生的工程实践能力和工程创新能力，提升学生的国际视野及参与国际竞争的能力，探索电子领域中化学工程教育规律，创建与电子科技大学办学定位和特色相适应的化学与电子的复合人才的印制电路专业人才培养模式势在必行。目前我国电子化学教育的体系还不够完善，特别是在电子化学“材料制备-印制电路设计与制作-器件应用”系统化的印制电路教学领域，教育教学水平相对落后于欧美先进国家，而随着电子化学品成分趋于复杂，技术密集程度越来越高，将化学知识与电子工艺结合在一起，着重培养在信息产业重要组成部分的电子工艺技术领域的高技术复合型人才，印制电路工艺是一门必不可少的课程[2]。我校应用化学专业是我国目前唯一培养电子技术与化学技术相结合的综合性印制电路高科技人才的专业，在应用化学教育专业人才培养体系中逐渐完善“化学”与“电子”相结合的人才培养在国内是首创，是应用化学专业人才培养模式的扩展[3]。2013年我国印制电路行业总产值到达236亿美元，占全球产值的43%，尽管我国是印制电路制造大国，但不是强国。高技术含量、高附加值的高端印制电路产品，国外从制造设备、材料、工艺技术等方面对我国实行技术封锁和产品垄断。要想改变我国高端印制电路落后于发达国家的现状，培养具有扎实的电子-化学理论基础，能将所学理论知识灵活应用到印制电路工艺、制造等相关工作中，创新意识和创新能力较强的具有卓越工程师潜质的毕业生是十分必要和紧迫的。
我校应用化学专业被教育部批准为卓越工程师教育培养计划实施专业。该文从分析卓越工程师培养计划的培养目标出发，探讨本科生印制电路工程专业工程师培养存在的问题，提出针对卓越计划修订印制电路教学大纲、编写实用教材、建立校外实习基地、校企联合培养等培养实用创新型印制电路工程人才的思路。
1 印制电路教学现状及存在问题
1.1 教学现状
近年来，我国印制电路（PCB）产业每年以25%以上的高速度发展，已跨入世界PCB大国之列，伴随着印制电路产品发展，要求有新的材料、新的工艺技术和新的设备。我国印制电器材料工业在扩大产量的同时，更要注重于提高性能和质量。我校应用化学专业是我国目前唯一培养电子技术与化学技术相结合的综合性高科技人才的基地，但目前对印制电路教学的重视度同市场需求相比存在一定差距，单从学时分配上就可见一斑。从我校情况看，应用化学系本科生印制电路教学分成《印制电路原理与工艺》（专业必修课，32学时）、《双面印制电路板制作》（专业实验选修课，8学时）二个教学环节进行，在第三学年第2学期内完成。《印制电路原理和工艺》课程组在教学中，按照PCB技术发展历史与基础、基本材料、线路设计、线路制作、三废处理、质量管理和发展趋势的顺序组织安排教学，内容包括印制电路基板材料、印制板设计与布线、照相制版和图形转移、刻蚀和焊接技术、化学镀与电镀技术、孔金属化技术、多层及HDI板的制作技术、特种印制板制作技术、印制板工业三废的控制、印制板质量与标准化、印制电路技术现状与发展趋势等部分内容。《双面印制电路板制作》实验训练项目包括：PCB布线贴图的设计与制作相关软件的学习、PCB照相底版的设计与制作、孔金属化工艺及技术、印制电路板图形转移技术与工艺、印制电路板线路制作及线路保护技术与工艺等几部份实验内容。
1.2 存在问题
印制电路课程知识点多，涉及知识面广，工艺制造问题及节点设计学习难度大，加之很多学生材料化学与工艺、应用电化学与电子化学品基础不扎实，虽然采用多媒体教学手段，尝试将互动讨论式教学、PCB工业制造案例教学、学生调研式教学、学生小组作报告等多种教学方法引入到教学中，因课时所限及学生工程实践能力要求高，授课时往往还是无奈停留在学生对PCB制造的基本原理的掌握及工艺能够正确了解的层次，很难引导帮助学生提升到对印制电路线、孔构件、电气信号稳定性及任意层Cu互连技术进行优化设计和合理构造处理，从而培养学生创新意识及工程创能能力。同时对国内外印制电路电气结构设计规范的比较介绍也难以进行，对印制电路结构新理论、新材料、新技术介绍也不足。所以依据“卓越计划”人才培养的要求，从印制电路原理与工艺的授课内容及授课效果分析，印制电路课程教学主要存在的问题有：
（1）印制电路课程的课程大纲面向卓越工程师计划的针对性不强；（2）教学内容对国内外最新印制电路制造的新理论、新材料、新结构、新技术吸收不及时；（3）印制电路课程设计和毕业设计的工程实际针对性不强；（4）学生学习兴趣及热情较低，整合高校、企业、科研资源配置的工程实践能力培养基地较少；（5）课时偏少，未做到因材施教；（6）很多学生侧重与理论知识的学习，动手能力较差，从而对印制电路板制作工艺产生畏难心理。
2 印制电路课程改革思路
应用创新人才培养应是以知识学习为载体，着力培养学生工程实践能力和工程创新能力。印制电路技术横跨信息电子与新材料两大国家战略性新兴产业，而长期以来传统的培养方式对于化学与电子融合领域复合人才能力培养的重要性认识不足，基于我国印制电路领域的高技术人才匮乏现状，通过分析印制电路教学存在的问题，从以下几个方面进行教改尝试。
2.1 课题教学及实验科目中注重创新能力培养
通过实施“卓越计划”，探索应用化学系印制电路特色专业教育部卓越工程师计划实施与实践教学的人才培养的新途径，结合现代印制电路材料、结构、体系及设计方面的最新发展，制定相应的教学计划和课程大纲，开发出基于“材料制备-印制电路设计与制作―器件应用”系统化的印制电路教学的课件。并科学划分及衔接本科与研究生的印制电路课程内容。针对印制电路学时少而内容多的矛盾，采取凝练授课内容、主讲精讲基本概念及基本原理、课后结合作业自学理解掌握相关知识的方式精炼教学内容；同时将实验模式从讲授式逐步转化为开放式，在优化理论点教学内容的基础上制定印制电路课程开放实验教学大纲，启动印制电路实验教学改革，引入实际工程设计讨论，启发学生深入思考及掌握印制电路理论知识及设计方法，构筑开放实验体系培养学生的创新思维能力。
2.2 加强实际工程训练
积极拓展校外资源，形成了一条走出去、请进来的办学模式，努力建立校企联合培养人才的新机制，为多样化拔尖人才培养创造“研发训练、工程实践、创业体验”的多样化拔尖人才培养环境，将先进工业化技术引进实验教学环节。毕业设计环节及假期让部分学生到校外实习基地、校企联合培养基地参与印制电路的设计及制造工艺，印制电路课程设计和毕业设计题目逐步改进为实际工程设计题目。通过校外实习基地、校企联合培养使印制电路实验学科更具有自己独特气质，实现从实验向设计研究阶段的转变，改变传统实验与设计研究脱节的现象，学习体验大生产线的工艺流程和管理方式，使我校应化系学生的综合实验能力和设计能力得到提高，为今后成长为技术或管理人员打下坚实的工程基础。
2.3 激发学习兴趣，力求因材施教
现代印制电路技术是许多学科与技术相互渗透、交叉的产物，是一个从事电子仪器与设备设计与开发技术领域合格的专业人员应具备的知识、技能等。以资深教师进行印制电路课程学习动员，绪论课主要介绍印制电路发展的最新特点、国内外应用及研究现状、印制电路面临的瓶颈技术课题、印制电路未来的光电路发展前景、印制电路行业状况及国内外重大印制电路技术革新等。通过印制电路学习动员开阔学生视野也有益于激发学生学习印制电路的兴趣。鼓励对设计感兴趣的学生利用课余时间学习LPKF ProtoMat H100数控钻机Board Master5.0、CR5000等印制电路工艺设计软件，为做毕业设计及适应毕业后从事印制电路设计工作做准备；鼓励对科研感兴趣的学生参与任课老师的科研课题，构建“基础性实验 专业实验?工程实训?创新实验”的递进式、工程化、创新型的实验体系，建立体现个性化教育和研究性学习的实验教学新模式；建立化学虚拟工程模拟与工程实训相结合的先进工程教学手段，培养学生自主学习兴趣、开拓学生个性潜力、以期达到开阔学生知识视野、陶冶学生情操、发展学生健全身心、培养学生学习热情的目的。
2.4 电子―化学相关知识的拓展
在电子科学技术日新月异的当今时代，各种新型材料、新型元器件以及各种新型整机的研制、生产与应用，都与化学及其工艺过程密切相关，印制电路课程是以化学与电子技术有机结合的电子化学学科方向为主线，整合电子科学与技术、有机合成与光电技术、能源化学科学与技术、应用化学等资源。这就要求学生在化学课学习阶段对印制电路所需的化学知识点扎实掌握，鼓励并指导学有余力的学生阅读印制电路课外书籍及科研文献、撰写读书报告等，从而改善学生因化学基础差而对印制电路学习产生畏难心理的状况，保证学生印制电路知识的系统性。
3 结语
我国要从印制电路制造大国转变为印制电路强国及至创新强国，培养出一大批高素质应用创新型印制电路专门人才是当务之急。以实施卓越计划为契机，修订印制电路系列课程教学大纲，编写侧重工程应用型现代印制电路制作实验教材，精炼实验教学内容，采用现代化教学手段及多种教学方法想方设法调动学生学习印制电路热情和创新意识，提高学生自主学习独立思考的能力，把化学知识与电子产品结合起来，利用校企联合培养方式即印制电路实习基地培养学生印制电路制造的工程实践能力，培养出卓越计划要求的未来卓越工程师的后备军。
参考文献
[1] 林文松，刘延辉，何亮.“卓越工程师培养计划”下的工程材料课程建设[J].大学教育，2013（6）：139-140.
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