時間：2024-03-14 11:23:40
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分析化學是化學領域的一個重要組成部分,各種化學類信息都離不開分析化學的作用,它總是作為一種重要的手段被應用到科學研究工作中,凡是需要了解或掌握物質的組成、含量、結構等信息的都需要用到它,它是最早發展起來的化學分支學科之一,是化學學科的一個重要分支。在國家經濟建設、農業生產、環境保護等領域發揮著重要的作用。
本文結合長江大學環境工程學科建設過程中的特色教學,對分析化學課程進行教學改革,為培養創新型、高素質應用人才進行了有益探討。
一、教材擇優,適應專業要求
按分析方法依據的原理,可將分析化學分為化學分析法及儀器分析法。前者的分析方法是以物質的化學反應做為基礎。而儀器分析法的基礎分析法則是對物質的電化學性質、光學性質等物理或物理化學性質及其變化進行測定。就發展歷史來說,分析化學是從以化學分析為主的經典分析化學開始轉變到以儀器分析為主的分析化學,這兩種分析方法都應作為新時代環境工程學科專業學生學習的重點內容。
但是有些傳統的分析化學的教材,在內容上只將化學分析法和儀器分析法中的吸光光度法作為主要,缺失一些重要的儀器分析法的教學內容。而儀器分析法的教學內容卻常被非化學專業作為必修課,所以,選擇將分析化學法和儀器分析法兩者有效結合的合適教材顯得尤其重要。因此,長江大學環境工程學科選擇了普通高等教育“十一五”規劃教材中的《分析化學》作為教材,這本教材不僅能滿足上述的要求,同時也得到了學生的一致認可。
二、優化教學內容,滿足人才培養需要
伴隨著近幾年社會對環境人才的需求,長江大學環境工程在對分析化學的教學內容進行改革時,為了加強培養學生專業綜合素質,優化其課程的教學內容,力求做到教學合理化高效化。
作為環境工程專業的學生,將來參加工作后分析的對象必定是環境污染物等,所以長江大學環境工程學科在這一基礎上,大膽合理地對教學內容進行有效改革。在教學內容上加入了環境污染物的來源、危害等這方面的教學內容。將所適用這些環境污染物的分析化學方法相對應,讓學生既深刻理解掌握環境污染物的相關內容,又學習掌握到其對應的分析方法,一箭雙雕,使得教學效率得到很大的提升。再一方面,結合課堂的內容,把課程和專業聯系變得更加緊密。把國內外科研、生產中的一些最新研究成果、新知識及行業動態等信息適當地加入到教學內容中。
三、注重與學生的溝通,改革課堂教學方法
好的課堂氣氛以及師生交流是取得良好教學質量的重要因素。課堂教學是達到教學目的、實現教學任務的基本方法,是教師和學生相互溝通交流的主要場所。通過大量教學實踐表明,實現創新型人才培養的關鍵是在教學中將提升學生創新能力做為目標,注重因材施教,改良教學方法。長江大學環境工程學科,在對分析化學課堂教學的改革過程中,將案例式及融合式的教學方法作為重點,把專業知識與化學基礎知識想結合,把實際分析技術案例有效地運用到課堂教學中,通過學生分析討論來加強師生在課堂上的互動性,使得學生的積極性及主動性得到很大程度地調動。同時,把培養學生數據處理能力也擺在重要位置,培養學生使用計算機來處理數據的技能。
四、設計專業性的實驗項目
關鍵詞:課程設計;化工教學;創新能力
化工課程設計是指全日制本科化工類專業學生在學習完化工類專業課程后，在專業老師指導下，由學生獨立進行和完成的工程設計，是化工類專業學生非常重要的一個綜合性實踐教學環節。它以四大化學和化工原理課程所學理論知識為前提，以化工單元設計與計算、化工工藝制圖、化工儀表自動化、化工設備機械基礎等專業課程為基礎進行的一項綜合性實踐訓練和對所學專業基礎知識的一次全面總結［1－2］，也是對所修的專業課程實際教學效果的一次全面仿真檢驗。通過這一教學實踐環節，可以最大程度培養和鍛煉了學生以下3個方面的能力和素質:(1)培養和訓練學生運用計算機和專用計算軟件的工藝及設備計算技能、查閱篩選文獻的能力，逐步樹立和培養其工程意識;(2)拓寬學生的知識面，提高分析、解決實際問題的能力。培養學生解決工程實際問題的能力;(3)培養學生發揮自我獨創獨立思考能力，培養和訓練學生良好的設計理念。在進行化工原理課程設計前，學生除了具備化工專業方面的理論知識外，還要求必須掌握工程技術人員所必需具備的基本技能和工程素質，例如能熟悉查閱文獻資料、國家最新工程技術標準，會正確選用經驗公式及處理數據［3］，會用簡練的文字和工程語言正確表述設計主題和結果等等。課程設計這一實踐教學過程的開展，是學生理論聯系實際的一次近距離、仿真的實戰訓練。也是對所學專業課程的全面綜合運用和實踐檢驗。根據本人幾年來的指導經驗和我校的實際開展情況的反饋情況來看，課程設計在提升化工原理教學質量中的作用非常明顯，主要體現在以下4個方面的能力提升。
1加深學生對化工理論知識的理解
化工設計通常都安排在本科學習的第六學期末或第七學期，這一階段，學生基本上已學完所學的專業課。近年由于科技的飛速發展，課堂教學模式手段越來越豐富，在教學中可通過多媒體教學、3D動畫演示、專業實驗、習題輔導等方面增強學生對專業知識的掌握，教學效果有了很大程度的提升，但由于工科專業課的理論知識較多，實踐環節的安排較少，使得學生對工科專業課的學習比較抽象，加之學習任務繁重，學生自覺完成課程學習的動力明顯不足，教學效果差強人意。本科教學中的化工課程設計，要求學生根據專業指導老師要求的設計題目，確定設計的已知條件和工藝參數要求，綜合運用所學的專業知識，通過完整的物料和能量衡算來確定設備的類型、結構尺寸，并根據計算結果作出設備的裝配圖紙。同時撰寫產品設計手冊，并繪制工藝流程圖(PID)、物料平衡流程圖(PFD)和簡單的車間布置圖等。學生要在指定的時間完成這一任務，除對以往所學的專業知識融會貫通外，還需要大量的翻閱資料和與老師同學交流，在理論基礎上進行大量實際計算，選擇和比較，使用AutoCAD繪圖軟件繪圖和采用計算軟件輔助計算，最終完成任務。在這一實踐教學環節的進行中，以前學習的專業課知識猶如一顆顆飽滿的珍珠，被實踐這雙巧手串成一條光彩奪目的項鏈，學生既加強了對理論學習內容的了解和消化，同時由于學以致用，學生的學習動力和學習自覺性也得到了很大提升。
2培養實驗設計和設備選型能力
實驗設計能力和設備選型能力的培養是化工專業課程教學的基本目標之一。通過課堂上多種方式的學習，見習和實驗等教學手段，學生熟悉了解了常用設備的基本操作規程，但在真實的實驗設計和具體化工產品設備選型方面的能力較差。這一問題解決的唯一的途徑就是加大實踐訓練，但由于高校中學生的實踐經費有限，所以可采取課程設計這一理論與實踐相結合的實踐手段來解決。指導老師在確定課程設計題目時，可針對性地選用化工單元操作中常用的單元操作進行題目設置，明確設計任務，讓學生圍繞這一設計任務，在指定時間內完成具體的設計工作。例如，針對分離單元操作，可布置任務，要求學生獨立設計一個精餾塔，設計的內容包括一個完整的工段，因此學生需要大量翻閱資料和比較，確定分離工藝實施方案，然后根據具體物料和能量衡算、實際化工生產經驗進行精餾塔的結構設計，確定塔具體結構尺寸、進出料管口尺寸與安裝方位，同時還要進行輔助設備的選型與計算，最后繪制精餾塔的設備圖和帶控制點的工藝流程圖。這一實踐性極強的課程設計結果反饋表明，學生的實驗設計和設備選型能力得到了有效的培養。
3強化學生的計算機應用能力
近年來，隨著計算機的普及和專用計算軟件的開發，計算機在化工設計、化工生產、化工科研和教學等方面的應用越來越廣泛，應用價值越來越被承認。因此對于培養應用型人才的高校而言，強化學生的計算機應用能力尤其重要［4－6］?；ふn程設計的主要工作任務包括兩方面:一是具體操作工藝計算和設備選型，由于工藝計算中許多物性數據比如密度、比熱容要根據具體的工藝過程參數進行處理計算，計算過程中經常使用一些復雜的經驗公式，部分公式需要反復試差計算，手算難度較大，準確性差，對于學生的設計計算結果是否正確，指導老師也很難判定，但采用專業的化工計算軟件就非常容易判斷和計算，且準確度非常高。例如精餾板式塔的設計計算，手工計算理論塔板數一般采用兩種方法，簡捷板法或逐板法。若采用逐板計算方法，需要用操作線方程和氣液平衡方程兩個公式交替進行多次的重復計算，才能獲得最終結果，如果分離精度要求較高，理論塔板數數目就會非常多，手工計算工程量大且準確度差，計算難以完成和進行。利用CupTower軟件進行計算，只要輸入分離所需要達到的條件，運行軟件后很快就得到全塔和精餾段理論板數，加料板的位置也會直接給出，同時還可以對參數進行優化和收斂。二是設備和工藝流程圖的繪制。由于化工設計訓練的時間一般僅為兩周，留給繪圖的時間非常緊迫，采用AutoCAD、CADWorx等軟件繪圖，不僅繪圖速度和質量大大提高，而且圖紙修改也非常方便，大大縮短了繪圖時間，使學生有較為充裕的時間進行設計計算、方案論證，編印設計說明書等。通過本校近年來的設計結果表明，由于學生對計算機技術的掌握和應用，兩周的設計時間越來越充裕，設計作品也越來越完善和優秀。每當學生手捧自己精心設計、親手制作、裝幀精美的設計說明書時，其喜悅之情溢于言表。教師亦分享著收獲的喜悅。這使我們也意識到，計算機的使用特別是計算機繪圖作為一種現代化的繪圖工具確實是當代工程技術人員必備的基本技能，必須加強對學生這方面的培養?；ぴO計的進行在這方面的培養效果非常顯著，極大的強化了學生的計算機應用能力。
4培養工程意識和創新思維
工程觀念是指從工程實際的角度思考問題和解決問題［7］?；ぴO計是理論聯系實際非常緊密的一門課程，在教學過程中應把書本知識與生產實際過程相結合，使學生在掌握基本理論知識的同時，學會應用理論知識解決實際問題。這符合工程觀念培養化工人才的目的［6］。為了達到培養的目的，本校安排在學生見習和實習之后，使學生通過實習建立對工藝和設備的感性認識后，才開展了化工設計這一教學環節。同時，指導老師結合化工設計的要求和學生的專業特點，選定的化工課程設計的題目方向和內容都非常有針對性，設計的內容使學生既需要將理論課程上所學的知識進行綜合運用，又能較好的體現工業背景和具有典型性、實用性的特點。極大的縮短了學生在專業方面理論與實際的距離。在學生經過大一、大二兩年公共課、物理化學等四大化學和化工原理課程理論課的學習后，大三完成專業理論課學習和實驗課的同時，針對部分專業能力表現優秀、學習能力強、且對化工知識有濃厚興趣的學生，經老師和同學雙方選擇后，學院創造條件為其提供多樣多方式的學習平臺，進行更高層次的培養。比如鼓勵和帶領學生以小組形式參加全國大學生化工設計大賽、跨專業合作參加全國大學生制藥工藝設計大賽、結合老師的科研方向和任務需要布置一定數量的課程設計題目等。
在這些實踐活動的進行中，學生和老師，學生與學生，學校和學校，學校與企業之間需要經常要進行交流、總結和匯報。而最終的設計成果也要由小組全部成員用工程圖紙、計算數據、詳細圖表、最終結論等工程術語來表述，同時，大多時候需要采用PPT在規定時間內講解小組設計過程、結果、特點和設計的創新性及技術經濟分析結果等。由于參加比賽，最終結果會有專家組進行合理評價，而專家組里的專家有許多來自于設計院、工廠和高校，他們掌握了大量的實踐知識和最新動態，他們會對所設計的作品進行評價和提問，同時指出不足和改正意見。無論是指導老師還是參賽學生，都會從中獲得許多書本上得不到的知識，由于設計題目都是專家根據目前化工行業實際存在的問題命題，一方面，學生通過作品的設計和完成，對所學所有專業課進行了一次徹底的融會貫通、綜合運用和總結。從實際出發，提高了化工工藝設計的能力，拓寬學生的知識面，提高分析、解決實際問題的能力，有效地開拓了學生的設計思路和創新意識;另一方面，專業教師通過指導學生完成設計競賽作品，積極展開校外交流，同時向企業技術人員學習，既豐富了自身的理論知識，也鍛煉提高了實踐能力和科研能力，達到促進雙師型師資隊伍建設的目的。
5結語
化工設計教學實踐表明，課程設計不但提高了學生對理論知識的綜合運用，發現問題和解決工程問題的能力、也培養學生的工程意識，增強了實踐能力，同時大大提升了學生的學習動力和對理論課程的學習效果。另外通過課程設計，老師的教學方法、教學水平和科研能力也在實踐中得到了大幅度提高。
參考文獻
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關鍵詞 質量生成要素 期中教學檢查 工程化分析模型 多維交匯分析 層次分析
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.06.028
Abstract Mid-term teaching inspection is a significant part of routine work for undergraduate cultivating， thus playing a key role in improving the cultivating quality. Knowing exactly what to inspect， what to resolve， and then making the feasible action plan for corresponding issues can lead to practical effect of mid-term teaching inspection. On the basis of the key factors of undergraduate cultivating， this paper determines the scope of mid-term teaching inspection， and then establishes an engineering analysis model for the problems of mid-term teaching inspection. This analysis model relates to two analysis methods： one based on multidimensional intersection for finding problems， the other through a hierarchy process for dissecting problems.
Key words key factors of cultivating； mid-term teaching inspection； engineering analysis model； analysis based on multidimensional intersection； analytical hierarchy process
期中教學檢查（以下簡稱中檢）是本科生培養過程中一項常態化的重要工作，是本科生培養質量管理PDCA循環中的關鍵環節，兼具對日常教學工作的導向功能、調節功能和督促功能，①對發現問題、解決問題，提升培養質量具有十分重要的作用。
1 期中教學檢查面臨的主要難題
筆者長期從事本科生培養的管理工作，感到在中檢工作中存在如下3個緊密相連、環環相扣的難題。
一是中檢當且僅當查什么。本科生培養工作涉及學院建設的若干方面，中檢檢查哪些內容或要素，需要仔細斟酌確定，要做到既系統全面又無范圍蔓延，既重點突出又無缺漏項。僅憑主觀判斷來確定檢查內容，可能會顧此失彼。②
二是中檢問題是否找得準。中檢中，各檢查者會反映若干問題，由于立場站位、觀察角度，以及對教學規律認知層次不同等原因，檢查者們反映的問題會存在較大的個性化差異，表現為表述各異、粗細不一，在指向上若明若暗，在內容上交叉粘聯，難以準確判斷問題真偽及其嚴重性。
三是中檢問題的整改措施是否得力。中檢找準問題不是目的，目的是制定整改措施解決問題，提升培養質量。中檢發現的問題往往互相纏繞嵌套，有的問題是其它問題的原因，有的問題是其它問題的表象，這使得從哪切入制定整改措施成為難題。
筆者研閱了10余所高校的中檢報告，上述3個問題普遍存在。對于高校管理者而言，需要找到一套科學的分析模型或方法，有效解決這3個問題，提高中檢實效。
2 基于本科生培養質量生成要素及作用關系，確定檢查內容
中檢是對本科生培養質量以及培養活動的全面檢查分析。確定中檢當且僅當查什么，首先要搞清本科生培養質量有哪些生成要素，以及這些要素相互作用生成培養質量的路徑機理。筆者基于多年本科生培養管理經驗，總結提出如圖1所示的本科生培養質量生成要素關系圖。
如圖1所示，本科生培養質量生成要素共10個。根據各要素在培養質量生成路徑上的位置，分為規劃設計要素和組織實施要素兩類，組織實施要素再細分公共基礎要素（“指揮管理”）、支撐要素（包含“課程建設”、“師資隊伍建設”、“資源條件建設”等3個要素）和直接要素（包含“學員材質”、“第一課堂教學”、“第二課堂活動”等3個要素）等3個子類。
10個要素相互作用生成本科生培養質量。3個規劃設計要素不直接生成培養質量，而是通過作用于7個組織實施要素生成培養質量；7個組織實施要素中，3個直接要素共同作用直接生成培養質量，3個支撐要素通過作用2個直接要素間接生成培養質量，公共基礎要素直接或間接生成培養質量。
從檢查全覆蓋角度，中檢內容應覆蓋生成培養質量的10個要素，但由于3個規劃設計要素是通過7個組織實施要素生成培養質量，其存在的問題將在培養實踐活動中暴露，故筆者提出將中檢內容界定在7個組織實施要素上，即中檢當且僅當檢查“學員材質”、“第一課堂教學”、“第二課堂活動”、“課程建設”、“師資隊伍建設”、“資源條件建設”和“指揮管理”等7個方面。
3 基于本科生培養質量生成要素及作用關系，開展多維交匯分析，找準中檢問題
確定了中檢當且僅當查什么后，管理者馬上面臨中檢問題是否找得準的問題。基于圖1，筆者研究提出多維交匯分析法，通過對各檢查者發現的問題進行標準化處理和嚴重性分析，確保找準中檢問題。
3.1 對各檢查者發現的問題進行標準化處理
筆者按照“定向”、“拆細”和“去重”等 3個方法步驟，對各檢查者發現的問題進行標準化處理。
“定向”是指對照圖1，確定每個問題的指向要素；“拆細” 是指對于指向2個（含）以上要素的問題，進行拆細，使拆細后的每個問題只指向1個要素；“去重”是指合并某個檢查者反映的相同或相近問題，使相同或相近問題在該檢查者只反映1次。
在問題“定向”過程中，貫徹如下兩個原則。一是，問題描述要盡量定量，不能定量則須定性，無法定性則不提。二是，舍棄未找到指向要素的問題描述。
3.2 對各檢查者發現的問題進行嚴重性分析
對各檢查者發現的問題進行標準化處理后，要根據問題的指向要素、聚焦度和檢查者權重等3個屬性，綜合判定問題嚴重性。判定規則如下。
問題指向要素。嚴重性排序為直接要素>支撐要素>管理要素。直接要素中，“學員材質”>“第一課堂教學”>“第二課堂活動”；支撐要素中，“課程建設”>“師資隊伍建設”>“資源條件建設”。
問題聚焦度。反映的檢查者越多，聚焦度越高；聚焦度越高，則問題越嚴重。
檢查者權重。按各檢查者話語權排序，排序越靠前，問題越嚴重。不同的質量生成要素，各檢查者話語權排序不同，詳見表1。
在綜合分析問題嚴重性時，上述三個屬性的嚴重性排序為指向要素>聚焦度>檢查者權重。
4 基于本科生培養質量生成要素及作用關系，層次化分析問題原因，制定整改措施
找準問題后，管理者要根據問題原因制定得力的整改措施，以解決問題、提升培養質量。措施是否得力，關鍵在于問題原因是否分析得透徹?；趫D1，筆者研究提出中檢問題原因的層次分析法。該分析法的基本思想是，沿著培養質量生成路徑，對指向各要素的問題，層層遞進地分析原因，一直分析到最底層。將上層問題原因與相同的下層問題表象歸并，針對最底層原因制定整改措施，克服措施交叉覆蓋、雜亂糾纏，使整改實效沿著生成路徑向上傳遞。具體實施流程如圖2所示。
4.1 逐層向下分析各要素問題的關聯性
按照先直接要素、再支撐要素、后管理要素、最后設計要素的層次順序，逐層分析問題原因。每分析一層，就將該層問題的原因與下層問題對照關聯，關聯上的則合并處理共同研究整改措施。按此步驟不斷遞歸，直至問題原因分析找不到下層要素支撐。
4.2 非關聯的問題逐層向上推導實證負作用
對關聯不上的問題，要逐層向上推導并實證該問題的負作用，直至該問題負作用無法實證為止，將最終實證層面的負作用列為問題進行整改。
若問題的負作用無法實證已傳導至上層要素，則列為該層要素的獨立問題進行整改。下層要素問題負作用未傳導至上層要素的原因有兩個：一是負作用傳導需要時間，時間尚不及傳導至上層要素；二是傳導過程中被某些積極因素或正能量中和了。不論哪種原因均需解決。
上述遞歸分析結束后，從最底層原因入手制定整改措施，整改實效必然沿著分析鏈條向上作用，最終作用于最上層要素問題。
5 成果價值和應用效益
該成果全面系統的提出了一套中檢問題工程化分析模型。基于本科生培養質量生成要素及作用關系，確定了中檢檢查內容及范圍，提出了找準問題的“多維交匯分析法”及析透問題原因的“層次分析法”，能有效解決中檢中普遍存在的3個難題。該成果可為開展中檢工作提供實踐指導，避免檢查工作的盲目和低效，對提升中檢實效具有普適借鑒意義。
該成果在筆者單位應用多年，有效增強了中檢工作科學性、系統性、規范性，提升了中檢工作精細度，對教學問題的發現和解決發揮了十分明顯的作用。運用該成果，筆者單位6次中檢累計發現58個教學問題，目前已解決51個，比例高達88%。以該成果為主體的中檢模式，榮獲2015年軍隊教學成果獎。
6 尚需進一步完善的地方
該成果雖然在確定中檢檢查內容，找準中檢問題以及析透問題原因等方面開展了一些創新研究，但由于數據積累尚不豐富，目前“多維交匯分析法”中對問題嚴重性的判定規則，以及“層次分析法”中對逐層向上推導實證負作用，只能進行定性闡述，尚不能進行定量分析，需要進一步積累數據不斷深化研究。歡迎國內同行深入研究探討，為不斷提升中檢實效提供更多參考借鑒。
注釋
[關鍵詞]化學工程 綠色化學 節能
中圖分類號：O6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0032-01
近些年來，我國的總體經濟得到了很大的發展，但在發展經濟的同時也對環境造成了很大的危害?，F在人們也都已經意識到了環境污染的問題，現在人們更加提倡綠色低碳的生活理念。綠色化學工程主要是以化學工程工藝為基礎，然后在其進行生產的過程中，使用一些相應的技術來加入綠色環保的理念，最終達到節能環保、綠色生產的目標，從真正意義上實現節能減排、低碳生活的目的。
一、化學工程中綠色化學工程工藝開發的分析
1.1 綠色化學工程工藝開發的意義
相對于之前傳統的化學工藝而言，綠色化工工藝更加注重低碳以及對環境的保護。在使用傳統化工工藝的過程中，對大對數有毒污染物的處理并不夠徹底，還具有非常明顯的滯后性。而且，很多化學工藝都是有針對性地對一些污染物進行處理，這樣雖然在一定程度上節約了處理的成本，但是也會導致一些污染物的處理不夠徹底，從而對環境造成一定的危害，根本不能夠從真正意義上達到處理的效果。例如：對于一些化工廠對煙塵的處理，看起來是采用了一定的措施對煙塵進行凈化，但實際上所處理得并不夠徹底，一些類似于一氧化碳等氣體可以通過一定的方式轉化為其它的一些污染物，如果再使用一道相應的程序進行一定的處理，這樣在很大程度上增加了處理的成本。在進行化工藝生產的過程中，對化學原料的選擇也是非常重要的，化學原料是整個化工工程生產的基礎，從原材料出發進行加工再結合綠色化學工藝對其進行一定的處理，不僅僅可以降低污染，還能夠提高資源的利用率。
1.2 綠色化學工程工藝開發的重要性
在進行化學反應的過程中，需要在一定程度上使用選擇性相對比較高的的試劑來進行相關的一些工作，以促進綠色工藝的合理利用。例如石油化工，在進行相關化工品加工生產的過程中，會產生很多的氫化物，這類化學產物的生成物質相對而言比較活躍，可能會與其它對的一些物質相結合，產生一定地化學反應，這類反應大多都為放熱反應，而且整個反應的過程是非常不穩定的，不僅僅需要使用一些相應的技術作為基礎，還需要使用更多的程序對這些污染物進行一些相應的處理。那么這個時候，綠色化學工程的使用就顯得十分有必要了，就當前的化工工程工藝的就是來看，無公害、無污染始終都是放在整個生產領域的第一位，推行綠色化工工程工藝也是當前建立環境友好型和資源節約型社會的一個重要體現。
二、化學工程節能中綠色化學工程工藝的促進作用
2.1 綠色化學工程工藝的應用
就當前社會而言，節能、綠色、環保是當前社會發展建設的一個特色，綠色化學工藝的使用對實現節能減排有著十分重要的意義，綠色化工工藝的使用不僅僅能夠體現出全國乃至全社會對于綠色環保、節能減排的重視，這也是全世界一直在努力的一個目標。在過去的一百多年的時間里，不論是經濟、科技、工藝、文化等各個方面都得到了很大的進步，但是在進行社會發展的過程中，人們只注重經濟的發展，卻忽視了對環境的保護，最終走上了“先污染，后治理”的道路，不僅僅對環境造成了嚴重的污染，還造成了一些資源的枯竭，最終導致生態失衡，并對人們的生活造成了一系列的問題。而現在，人們面臨著資源缺乏、環境污染、人口加劇等一系列的問題，人們也深刻意識到節能環保、綠色生活的重要性，也意識到化工生產所造成的污染是導致環境惡化的非常關鍵的一個部分，但是在進行整個社會發展的過程中，化工工藝生產優勢一個必不可少的一個產業。由此而建，在進行化學工程生產的過程中，對綠色化工工藝的生產是非常重要的一個選擇。
2.2 綠色化學工程工藝的促進作用
就當前的環境而言，我們雖然在提倡也在實行綠色環保的生產生活理念，但是環境仍然處理一個正在惡化的狀態。目前我們所提倡的綠色環保理念、，主要是從以下的幾點來進行的：（1）要開發新的技術。現在社會發展非常迅速，為了能夠跟上時展的步伐，化學工藝生產的過程中也需要開發一些新的技術，來提高化工工藝的生產效率；（2）從源頭上來對污染進行一定的控制。這也是控制污染的一個非常好的方法，由此可見，對材料的選擇就顯得十分關鍵了；（3）打造可循環的綠色生態產業鏈。為了能夠順應現在綠色生活的理念，化工工藝生產也需要采取一些應對措施，以走上可持續發展的道路；（4）發展循環經濟。從綠色化工工藝的角度來說，發展循環經濟對于實現節能減排來說，也是十分關鍵的一步。綠色化學工程不僅僅能夠在化工生產領域中得到了一個非常好的發展，而且還能夠在其他的一些生產領域中得到非常有效的應用，從而創造出一個資源節約型、環境友好型的社會。例如：清潔生產技術、生物技術、創造環境友好型這三個方面的技術，就可以通過一定的方式，應用到其他的一些生產領域當中，這樣不僅僅可以促進化學工程工藝生產領域的發展，還可以促進社會的共同進步。
三、結語：
就目前我國的化工工藝生產的狀況來看，綠色環保的生產理念以及相對技術得到了非常好的應用。本文主要通過對綠色化學工程工藝的開發和促進作用進行了一定的分析，在化工工藝生產的領域，綠色化工技術的應用是必然的一個選擇，這不僅僅可以在很大程度上促進人們的生產和生活，還有助于社會走上可持續發展的道路。由此可見，綠色化工工藝的應用和發展使十分有必要的。
參考文獻：
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關鍵詞：化學工程設計；計算機軟件；數據處理
化學工程設計的目的是利用化學方法和物理方法尋找工業生產的最佳過程，研究工業生產中的共同規律，從而使工業生產的效益最大化。計算機軟件在工業工程設計中的應用已非常普遍，化學工程數學模型計算、實驗設計、工藝流程繪制等，都會用到計算機軟件，化學工程設計中最常見的應用軟件有MATLAB、CAD、ORIGIN等，研究這些計算機軟件的應用，能有效提高化學工程設計的效率，降低化學工程設計成本，使其設計結果更科學、更可靠。
1化學工程研究的內容及手段
化學工程設計就是對產品生產的化學過程、物理過程進行研究、設計，使其能夠完成大規模的生產任務，使化學科學能更好為工業生產服務。如石油精煉、食品加工、藥品生產、建筑材料生產等，這些都屬于化學工程研究的領域，化學工程設計要對工程的相關因素進行充分的、全面的考慮，并結合裝置效應，解決生產過程中的各類問題，確?；瘜W工程生產過程可靠、安全、有效。這一過程涉及物理、化學、數學等多個學科，結合生產過程開發和操作理論等研究工業生產的最佳形式，包括單元操作研究、化學反應工程研究、傳遞過程研究等，是一項非常龐大且復雜的工程。一方面，化學工程本身比較復雜，它屬于多學科交互的研究范疇，有時物理現象和化學現象同時發生相互影響，研究起來比較復雜。此外，化學工程研究的物質有氣體、液體與固體，多種形態共存，研究起來比較復雜。另一方面，化學工程研究的物系流動時邊界比較復雜，這就導致其設備沒有固定的形態、構造等，要結合不同的生產需要，靈活設計化學工程，致使其設計比較復雜、多變?；瘜W工程的研究方法較多，早期，人們主要通過實驗來研究化學工程的設計，將實驗的過程逐級擴大，以探索工業生產的規律、工藝等，人們將其稱為經驗放大法。隨著化學科學在工業生產中的應用日益廣泛，進入20世紀后，人們逐漸意識到化學工程研究的重要性，開始尋找新的方法對其進行研究，這一時期就出現了因次分析、相似論，研究的具體做法就是將影響過程的眾多因素進行分析歸納，尋找相似的變量，盡可使研究變得簡便，然后再通過實驗求得這些數據的關系，再設計化學過程。這一時期，將數學模型方法應用于化學工程設計中的研究模式已初步形成，利用數學模型法，結合實驗方法，取得重要的數據，再通過實踐鑒別、驗證這些數據，進而完善化學工程的設計。這一時期，化學工程設計面臨的最大問題就是巨大的數據量與人繁重的工作之間的矛盾，而且人工計算、設計中易出錯。計算機誕生后給各行各業的發展帶來了巨大的契機，化學工程研究也迎來了新的局面，計算機在化學工程設計中的應用將人從繁重的運算、數據整理分析等工作中解放出來，提高了人力資源的利用效率，同時節省了時間、研究成本。直到現在，計算機仍是化學工程設計的重要輔助工具，計算機軟件被廣泛應用于化學工程設計當中，成為化學工程發展的重要支柱。
2計算機軟件在化學工程設計中的應用
2.1計算機軟件在化學工程設計中應用的優勢
首先，計算機的數據存儲和處理功能為化學工程研究帶來了方便，化學工程設計者不用再反復、重復收集、整理各類數據，計算機網絡的資源共享性、計算機的數據處理功能，使化學工程研究人員通過計算機應用可以獲得更多的研究資源和設計資源，應用軟件對掌握的資源進行加工、分析，可以得到更準確的結果，這種方法顯然比人工準確、可靠、高效得多。例如，利用MATLAB軟件，可以迅速、準確分析大量數據，快速得到結果。例如，對某企業廢水中的一些有毒物質進行檢測，檢測數據眾多，人工處理起來復雜、麻煩、易出錯，應用MATLAB處理就簡單得多了，輸入相關數據，很快便能得到結果。其次，應用計算機軟件可以使化學工程設計的過程更為直觀、簡便。例如，應用MATLAB軟件可以對數據進行圖像處理，將數據轉化為圖形，還可以在圖中添加文本，這樣能使化學工程研究更方便。又如，使用CAD軟件，可以繪制化學工藝流程，使化學工程設計的內容更精確、美觀、具體，有利于設計者及時發現問題，改變設計思路，使化學工程的設計更完美。再次，計算機軟件可以模擬化學工程實驗和化學工程過程，使研究者和設計者更易得到準確的數據，也使化學工程的內容和方法得到了豐富和完善。
2.2計算機軟件在化學工程設計中的應用實例
化學工程設計中最常用的計算機軟件有MATLAB、CAD、ORIGIN、ASPEN、PROⅡ等，這些軟件應用的主要目的是數學建模、化學實驗設計、化學工藝流程繪制、數據處理及數據分析與化學工程分析、設計、核算等。例如，配備一定濃度的溶液，應用計算機軟件依次輸入相關的數據，就能夠得出固體的配置量，這樣大大地提高了化學工程設計的效率，使工程設計得到了優化。又如，利用計算機軟件進行化學制圖，應用MATLAB、CAD都能完成。特別是CAD的三維圖，直觀、立體感強，是現在化學工程研究必不可少的軟件，能夠將化學工藝流程真實、客觀地表現出來，人們通過看圖就能掌握化學工程的概況，方便、快捷，即便不是化工的專業人士通過看圖也能夠了解化學工程的概況和生產流程。
2.3計算機軟件在化學工程設計中的應用問題
計算機軟件、硬件的發展都非?？?，軟硬件相互配合才能發揮出計算機應用的最大價值。當前，化學工程設計中計算機軟件的應用存在的一大問題就是大多數化學工程研究者、設計者，過于重視對計算機相關軟件的學習、應用和研究，而忽視了對計算機相關硬件的學習和了解，在計算機應用過程中，計算機硬件的一些小問題就會阻礙工作的繼續進行，甚至造成難以挽回的損失。例如，化學工程設計圖存儲不當，造成設計圖丟失、損毀、被盜等情況發生，影響了化學工程設計的進度和效益。其次，一些化學工程設計者、研究者過于依賴計算機軟件，進而忽視了自身對專業知識的掌握、應用和研究，一旦離開計算機感覺什么事都做不好，這種依賴使其在化學工程設計中缺少創新和鉆研精神，不利于化學工程科學的持續發展。再次，化學工程研究中設計和操作優化問題一直都很突出，在研究過程中，大部分研究者也比較重視實踐研究，計算機軟件也能模擬部分的實驗過程，且其處理分析數據的能力很強，即便如此，將化學工程設計應用到大型生產中還是存在諸多問題，這就啟發我們需要進一步研究化學工程設計的相關軟件，進一步提高其模擬實驗和處理數據的功能，更好解決化學工程研究中的各類問題，最好能綜合不同軟件的應用效果，使軟件的應用更為方便、簡潔、高效。
3結語
化學工程設計中應用計算機軟件，首先應重視計算機軟、硬件的協調發展，這樣才能使軟件更好發揮其作用。其次，化學工程研究的對象相當復雜，計算機軟件作為化學工程設計的輔助工具，對于促進化學工程研究、設計是很有幫助的，但歸根結底它只是化學工程研究和設計的輔助工具，因此，在化學工程研究設計中，更應重視人的主動行為，大膽開發和創新化學工程設計，不斷完善化學工程，使其能更好為工業生產服務。
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生物化學工程基礎課程結合現代分子生物學及傳統生物技術，不僅有扎實的理論基礎，而且結合典型產品的開發過程進行闡述，反映了現代生物技術的發展方向，體現了生物技術發展和應用的最新前沿。生物化學工程基礎是隨著生物科學的發展而不斷更新的課程，需及時調研最新的發展方向及研究熱點。該課程全面闡述了基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和生化工程等課程的基礎內容，其主要囊括以下幾個方面。工業微生物工程：介紹微生物的特點、分類、生理、育種及培養等方面的技術和方法；代謝工程：介紹微生物次生代謝產物的代謝調控機制和方法；基因工程：介紹生物遺傳的基本知識及應用現代基因工程技術改變微生物遺傳特性的方法，并且介紹蛋白類藥物的研發和生產過程；細胞工程：介紹應用植物組織培養和動物細胞培養生產高附加產值的花卉、藥物等；酶工程：介紹工業用酶和藥用酶的性質、結構、固定化及開發等方面的技術；生物反應器：介紹生物反應器的工作原理、設計方法以及應用；全面介紹生物技術的最新進展、應用以及生物技術應用過程中需要化工知識的范例。生物化學工程基礎課程是在無機化學、有機化學、分析化學、生物化學基礎上進行學習的。本課程對于非生物類專業學生進行了系統的生物學技術及最新研究進展的介紹，讓學生了解生物學的基本思想及技術，同時將現代生物技術的應用與化學工程技術進行交叉講授，重點說明了化學工程技術在生物工程領域可能的應用范圍，使學生掌握現代生物技術的基本工藝流程及發展前沿。目前，化學工程與技術專業的學生普遍存在生物學基礎知識薄弱的問題，如何在較短的學時內，將生物工程的關鍵基礎問題講解清楚，并且將生物工程技術和化學工程有機的結合起來，讓學生充分感受到交叉學科帶來的機遇和挑戰，這無疑對授課教師提出了更高的要求，需要教師不斷總結現有的教學模式，不斷地改進教學過程和教學方法。
二、化工專業生物化學工程基礎教學中存在的問題
鑒于該課程屬于學科交叉，在教材選擇、實驗配套、講解內容難易程度把握等方面，均需要不斷地探討和摸索。目前，該課程教學過程中存在的重點和難點問題主要有：如何在現有教材的基礎上豐富教學內容，利用多媒體等手段，及時地更新課程內容并介紹最新的發展動態；如何把握教學過程中深度與廣度的平衡；如何在現有基礎上提高學生的學習熱情，使他們能夠主動深入地探討生物工程與化學工程學科交叉所帶來的機會與挑戰；如何能夠將課程講解內容與生產實際結合起來，讓同學們切實體會到化學工程在生物產品生產過程中的應用；如何鼓勵學生在假期或平時尋找一切機會去生物制品生產企業進行實踐，從中體會化學工程技術在生物產品生產中的具體應用。
1.教材很難在深度和廣度間平衡
目前，本課程所選教材為化工出版社的《生物化學工程基礎》（工科專業適用，李再資主編，2006年版本），該教材在國內高?；瘜W工程專業有較為廣泛的應用，具有簡單明了、講解清楚的特點，適合于生物工程專業以外的其他專業使用。但是該教材也存在諸多不足之處，如教材內容仍然沒有擺脫理科教學的模式和框架，生物工程原理的講解深度不足，同時，教材對于化學工程與生物工程如何結合方面的內容也講解得太少。為了做好生物化工導論的教學工作，必需結合化學工程專業學生的特點和研究應用實例，選擇相關學科的教材作為補充，以便在授課過程中增加相應的內容，進而提高學生的理解和吸收程度。
2.實驗環節缺乏
現在的課堂教學仍然以教師講授為主，學生處于被動接受的狀態。由于生物化工導論是理論與實踐緊密結合的課程，而教學實驗環節缺乏，學生往往很難理解生化反應及其應用過程。所以，需要進一步改變傳統的課堂教學模式，可以采用講授與討論相結合、課堂內外相結合、理論與實際相聯系等多種教學形式，利用先進的多媒體技術和網絡技術，豐富和活躍教學過程，激發學生的學習熱情，提高整體教學質量。同時，也可以通過講解學生身邊的研究實例，調動學生的積極性，并且配備一些實驗講解及生產實習來提升學生的興趣和理解程度。
三、生物化學工程基礎課程教學的幾點體會
筆者從2001年開始一直從事生物化學工程基礎的教學工作，課程面向對象主要為化學工程與工藝專業、過程控制專業及分子工程專業的學生，每年選修人數在200人以上。在授課過程中，注重以產品為例，說明化學工程技術在生物產品開發過程中的重要性，從而加強了學生對于化學工程知識應用于生物工程領域的信心。另外，注重將理論內容與本?；W院及兄弟院系的科研內容進行融會貫通地講授，大大提高了同學們對于該課程的理解和熱愛，也促進了學生對于生物工程與化學工程有機結合的全新認識。在教學實踐中，結合介紹天津市著名生物工程企業大量需要化學工程的實例，力求讓同學們明白，生物工程的下游產業化的實質就是化學工程的應用。教學實踐也使筆者體會到，要完成好該課程的教學任務，需要授課教師熟悉生物化學、生物工程、化工原理等教學內容，更需要授課教師不斷總結教學經驗，以便逐步提高教學質量。
1.建設教學團隊，認真調研學習
授課教師需要組織強有力的課程建設小組，對國內外工科類生物化工導論課程進行調研，包括其他院校的教改情況、已有的化工類的生物化工導論教材、學生本人對課程內容及授課方式的期望、相關專業對該課程的反饋信息等諸多方面。授課教師還需要吸收先進的教學思想、技術與內容，借鑒國內外其他院校教學情況，結合專業設置的特點和實際，總結教學經驗與效果。針對面向21世紀的教學和培養要求，要認真總結化工類本科生生物化學工程基礎課程的教學內容、教學計劃及教學方式及教學中的注意事項，要通過對其他優秀或重點課程的學習觀摩或邀請教學經驗豐富的老教授親臨課堂指導等多種途徑，進行教育素質訓練，以提高教師的授課水平。
2.提供并選好主講教材和高水平的輔助教材
針對現有的試用教材，及時引入前沿科學和技術的最新成果，篩選、引進配套的輔助教材（包括國外教材），編寫與之相配的教學大綱。李再資老師主編的生物化學工程基礎教材知識點全面，重點內容詳盡。除此之外，我們還注重推薦國內知名的生物化學、生物工程、工業微生物學等相關教程以及國外英文原版教材作為課外輔助教材，建議學生每人手里都有一本英文原版教材。另外，在每次授課結束時，都提前告之下次課程內容的基本點和重點，要求學生提前做好預習或難點標注，注重發揮學生自身學習的主動性和積極性，使他們永葆學習的熱情和動力。實踐表明，學生通過使用英文教材獨立預習課程，他們的專業英語水平也會得到快速提高，為今后使用英語完成相關工作任務打下良好的基礎。
3.探索新的授課模式和教學手段
多媒體教學可以讓學生通過圖和動畫直觀地理解生物過程和反應機理，也可以直觀地學習生物工程科學研究和生產的各個環節。為此，要完善多媒體系統，適時增加課堂教學信息量。同時，可以采用啟發式、討論式、研究式等教學方法，將課堂講授與課外輔導相結合，培養學生的創新與自學能力。如果能夠將課程講解內容與生產實際結合，將課堂講授內容與具體的實驗相結合，加強與學生交流，深入探討生物工程與化學工程學科交叉所帶來的機會與挑戰，必將會進一步激發學生學習的積極性，提高教學質量。
4.課堂講授內容與前沿性專業知識緊密結合
在大學課堂里，讓學生隨時了解相關學科的前沿進展是一個重要的授課內容。因此，在每節課學習重點知識的過程中，需要用最新發表的相關研究進展信息豐富課堂內容，使學生了解學科前沿和發展方向。比如，在介紹酶的開發過程時，可介紹量子力學、分子動力學和計算機工具在研究酶的反應過程和機理中的應用，并且把研究中的困難展示給大家，激發學生探究和追尋科學發展的欲望，吸引他們投入到生命科學的研究和生物技術的開發中去。同時，也可以介紹酶的生產過程中所面臨的問題和挑戰，鼓勵學生用化工知識嘗試解決生產中的問題。
5.鼓勵課堂教學和生產實踐結合
生物化學工程基礎偏向實際應用，課堂講授內容需要與具體的生產實踐相結合，因此，要讓同學們切實體會到化學工程的知識在生物制品生產過程中的應用。另外，要積極聯系生物工程方面的生產企業，組織同學們進行參觀，結合課堂教學內容，讓同學們充分體會到化學工程技術與生物工程技術學科交叉的意義和重要性，鼓勵感興趣的同學去相關的生物工程企業進行短期實習，了解生物工程產品的生產原理、生產流程和注意事項，體會化學工程技術在生物產品開發和生產過程中的重要地位。
6.培養學生良好的學習方法
【關鍵詞】《化學工程基礎》教學現狀分析改進措施
中職《化學工程基礎》課程是一門工程學科，要求學生要具有良好的數學、物理基礎，思維嚴密，邏輯性強，并具備良好的綜合分析能力，因而學習難度較大；另外《化學工程基礎》也是一門實踐性很強的課程，學生在接觸本課程前，基本上是沒有接觸過化工生產實際的，對設備和生產流程缺少感性認識。雖然有課程實習，但由于實習學時和實習經費的制約，不可能去很多企業參觀學習，一個企業也不可能包含所有的單元操作，從而使學生對化學工程的認識缺乏。對此，為了提高教學質量，達到較好的教學效果，本文將對中職《化學工程基礎》教學的現狀進行分析，并提出本人的一些改進措施。
一、目前中職《化學工程基礎》教學的現狀
《化學工程基礎》課程是中職化學工程與工藝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?；瘜W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。目前中職生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，中職《化學工程基礎》課的教學改革顯得尤為重要。
二、中職《化學工程基礎》教學的改進措施
1、合理安排教學內容。中職《化學工程基礎》課程包括三部分內容：化工單元操作、基本反應器和典型化學工藝，濃縮了化工學科中化工原理、化學反應工程和化學工藝學3大課程的基本知識。內容繁多，涉及的知識面廣，而教學學時數有限，內容與時間之間產生了矛盾。為此我們可以對教學內容進行了一定的調整，在教學中重點講解化工單元操作內容：如流體流動與輸送、傳熱、吸收、精餾等。同時，對于一些主要內容，我們還會安排專門的習題、例題討論課，還會給學生布置一些課后作業，通過做習題可以使學生牢固地掌握基本概念、基本定理和基本計算，同時通過習題還可以了解和解決生產實際中可能遇到的一些問題，包括設計性和操作型問題。
2、豐富教學手段。對于中職《化學工程基礎》課程的課堂教學環節，考慮到這是一門實踐性很強的課程，如果還采用“書本加黑板”的傳統教學方法，就會導致教學效率不高，教學效果欠佳。為此，我們在課堂教學過程中，采用多媒體教學，大量引用圖片、設備模型、投影、動畫等直觀教學方式，幫助學生深人理解單元操作過程的原理，形象直觀地了解和掌握設備原理與結構，既培養學生的學習興趣，又加深學生的理解和記憶。每一章內容在講授前會先讓學生了解本章的主要內容，讓大家先做到心中有數，然后再展開具體的介紹，而在每一章內容講解完以后，又會與學生一起共同討論總結，引導同學們在理解的基礎上活記，抓住事物的內在聯系進行比較記憶。為了避免給學生造成這門課程知識離散、內容支離破碎、雜亂而不成體系的現象，在教學中加強各章、節內容之間的銜接，同時也指出其差異。另外，我們在教學的過程中不忘聯系生活實際，采用聯想教學的手段。我們根據所學內容，巧取生活中的素材進行聯想，把學生引入到實際生活中去，培養學生用化學的眼光來觀察世界，用化學科學來實踐生活，在生活實際中學習知識。事實證明，在教學中聯想生活常識，無形當中就拉近了課本知識與實踐的距離，讓學生真正認識到了知識的重要性。通過聯想生活常識教學，不僅使學生掌握了理論知識，而且培養了學生運用知識的能力，同時也培養了學生的創新思維能力。
關鍵詞：化學工程；工藝實驗；數據處理；分析
MATLAB軟件由美國公司開發研制，實現了科學數據、矩陣計算以及數值分析的可視化，為需要進行數據計算的諸多領域提供高效、全面的解決方法?；瘜W工程及工藝實驗往往產生較多數據，使用MATLAB軟件能方便對數據進行處理，幫助人們掌握實驗規律，為實際的正常提供準確的指導。
1化學工程與工藝實驗數據處理
化學工程與工藝實驗與一般的化學實驗只重視驗證某一原理不同，其主要作用在于解決工業生產中實際存在的問題，以給工業生產提供指導，無論實驗時間還是實驗規模，以及實驗數據處理過程均較為復雜，由此可見化學工程及工藝實驗在人們的生產生活發揮極其重要的作用?；瘜W工程與工藝實驗涉及較多環節，尤其實驗數據的處理尤為關鍵。之前對化學工程及工藝實驗數據的處理主要采用人工方法進行，耗費大量的時間及人力，無法滿足當今工業生產的需要。計算機的出現使得化學工程與工藝實驗數據處理效率的提高成為可能，尤其以計算機為基礎，人們開發出了各種數據處理軟件，使得化學工程與工藝實驗數據處理更為簡單、方便。其中MATLAB軟件是諸多數據處理軟件最為優秀的一款軟件，通過在化學工程與工藝實驗數據處理方面的應用，能化繁為簡，極大提高數據處理效率，使得數據處理精度很好的滿足實驗需要，將數據處理誤差控制在合理范圍內。
2MATLAB在數據處理中的應用
為給化學工程與工藝實驗數據處理提供參考，接下來對MATLAB軟件在數據處理中的具體應用進行探討。
2.1MATLAB的數據處理步驟
（1）數據處理整體框架眾所周知，每個化學工程與工藝實驗的目的存在較大區別，所以進行數據處理的步驟以及應用的公式存在較大差別，很難使用一個程序完成所有數據處理工作。不過通過對多數化學工程與工藝實驗數據處理要求進行分析，可得出其相似之處，即，先進行數據輸入，借助基本數據庫進行數據的處理，最終完成處理數據的輸出。針對這些相似之處進行程序設計，可簡化數據處理過程，促進數據處理效率的提高。（2）編制數據處理程序數據處理程序是高效處理化學工程與工藝實驗數據的基礎，因此，使用MATLAB軟件處理化學工程與工藝實驗數據時，確保編制程序運行的高效性十分重要。數據程序編制包括數據輸入、處理與作圖、構建數據庫等環節。其中數據輸入的實現主要借助input函數加以實現。例如，需要輸入實驗環境中不同濕度參數時，可這樣設置t=input（‘請輸入實驗中環境濕度數據’），輸入函數多以矩陣方式形式呈現。處理與作圖是化學工程和工藝實驗數據處理中重要的一環，原因在于實驗獲得的數據一般為離散數據，需使用多種擬合方法對其進行擬合處理，其中最小二乘法是應用率較高的擬合方式，接下來的探討主要基于最小二乘法擬合進行探討。以化學工程與工藝實驗產生的（x1，y2）離散數據為例，利用最小二乘法對其進行擬合處理，得到自變量、因變量x、y，并以y=f（x）為輸入函數關系，其依據的思路為使得∑（f（x1）-y1）2以及離散數據中x1的殘差平方取得最小值。原因在于實驗期間難免受外界因素影響，導致一些實驗誤差的出現，而使用最小二乘法并不需要對輸入函數y=f（x）進行全部的離散數據（x1，y1），不過需要∑（f（x1）-y1）2以及離散數據中x1的殘差平方取得最小值。由最小二乘法擬合方法可知，化學工程與工藝實驗中采用最小二乘法可滿足數據處理要求。另外，化學工程和工藝實驗中有時會對流體流動阻力狀況的研究，即，對流體的流動阻力進行測試，而后進行針對性處理，獲得雷諾準數（Re）以及摩擦系數λ的離散數據，同樣適用最小二乘法擬合得到連續的曲線，以此為基礎將對應的圖形畫出，考慮到雷諾準數（Re）與摩擦系數為成雙對函數，所以可得λ=c+aReb，尤其當a、b、c均為常數時，此時令c=0，可得λ=aReb,又因Re和λ是成雙對函數，因此，logλ=loga+blogRe，在此基礎上可使用MATLAB中polyfit（）函數進行線性擬合處理，實現對化工數據處理程序的基礎。（3）數據庫的構建采用以上思路對MATLAB數據處理程序進行設計，在實驗過程中只是獲得在特定濕度條件下的實驗參數，而在實際生產中所受的影響因素多而復雜，不可能穩定在設計好的濕度條件下，這就考慮如何取得相近數據的問題。假設其符合線性關系，使用外推或內插方式計算得出實驗物性數據參數。文中探討的化工實驗中，設計的程序已經考慮到實驗濕度、粘度、密度等參數進行擬合，構建較為完整的數據庫，因此，對化學工程與工藝實驗數據處理操作，只需按照提示將濕度參數輸入系統中，程序便自動運行，計算得出該濕度條件下相關數據，大大的提高數據處理效率。為確保設計數據處理程序的合理性，數據處理程序設計完成且對應的數據庫構建完成后，需要輸入相關數據對程序的運行狀況進行驗證，以及時分析出程序設計的不合理之處，并及時進行改進。通過對設計程序進行反復的優化，便可應用在化學工程與工藝實驗的數據處理中。
2.2MATLAB的數據處理誤差分析
經上文分析將MATLAB軟件應用在化學工程和工藝實驗數據處理中，可獲得預期的數據處理效果，但MATLAB軟件對數據的處理建立在對實驗數據正確采集的基礎上，因此，需要保證化工實驗數據采集的準確性，將誤差控制在合理水平?？紤]到化工實驗經過的步驟較多，使用較多的測量儀器，實驗人員操作中難免出現誤差，這就要求實驗人員結合具體的實驗內容，明確實驗的具體步驟以及影響數據誤差的因素，在實驗中加以準確把握。首先，保證實驗取樣的合理性。化工實驗取樣的合理性包括很多內容，如使用專門的工具進行取樣，保證取樣位置的合理選取，即，取樣應具有一定的代表性。同時，嚴格依據相關規范進行取樣操作，保證每個取樣環節操作的正確性。其次，注重對樣品進行正確處理。取樣操作完成后，對樣品操作是否合理、規范，會給實驗數據造成影響，因此，化工實驗對樣品進行破碎、混勻、縮小等操作時，應由經驗豐富的實驗人員嚴格按照規范進行操作。最后，校準所用的測量儀器。化學工程與工藝實驗過程中使用的各種測量儀器，這些儀器測量精度，以及性能往往給實驗數據產生較大影響，因此，化工實驗前要求實驗人員對使用的測量儀器進行認真的檢查，部分對測量精度要求較高的實驗，應對所用儀器進行校準，確保測量誤差在允許的范圍內。另外，為進一步提高實驗的準確性可根據規范標準設計相關的對照實驗，對實驗結果進行校正，消除系統產生的誤差。當然為減少偶然誤差，化工實驗中還進行多次實驗，通過多次實驗求取平均值，以達到降低實驗誤差的目的。
3結語
數據處理是化學工程與工藝實驗的關鍵環節，采取正確的方法，使用專門的數據處理軟件，在保證數據處理結果滿足要求的基礎上，可明顯提高數據處理效率。本文通過研究得出以下結論：（1）數據處理在化學工程與工藝實驗中的重要性不言而喻，當前常使用MATLAB軟件對實驗中產生的數據進行處理，簡化數據處理流程的同時，促進數據處理效率的明顯提升。使用MATLAB軟件處理數據時，關鍵在于編寫合理的數據處理程序，因此，應根據實驗要求，進行全面的分析，確保編寫程序的合理性，處理數據效率的高效性。（2）使用MATLAB軟件對化學工程與工藝實驗數據進行處理時，為保證處理結果的準確性，應嚴把數據采集環節，即，在取樣以及樣品處理過程中應嚴格依據規范進行，尤其應注重校準所用的測量儀器，確保所用儀器處于最佳狀態。另外，根據實際情況還可采取設置對照實驗，多次實驗求平均值的方法降低實驗數據的誤差，為數據處理的正確性奠定堅實基礎。
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[3]化學工程與工藝實驗[M].南京大學出版社,張雅明,谷和平,丁健編著,2006.
傳統化學工程使用處理工藝對有毒污染物的處理滯后性較強，通常是在污染物產生之后再另外做針對性處理，不僅增加了處理成本，且治標不治本。比如傳統工藝煙氣除塵，雖然凈化了氣體，但是污染物直接轉化為廢渣廢水，還需要另一道工序做清潔處理，無疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。綠色化學工藝的介入，可以直接在生產或排放階段就完成清潔使命，通過化學反應達到預防、控制和消毒污染的目的。
化學原料是化學工程的源頭，原料決定了生產流程和工藝的選擇，綠色工藝的介入可以從源頭上改變原料生產帶來的各類化學污染，同時綠色工藝與化學工程的結合還可高效利用各類自然資源，實現深度開發利用，兼顧無污染、節能、環保的生產方式必然會掀起一輪新的工業革命。綠色原料的典型開發應用比如甘蔗渣、稻草、麥稈以及木屑、樹枝、蘆葦等可加工成為酮類、酸類與醇類化學品。
在化學反應中使用選擇性高的試劑也是綠色工藝應用的一個途徑。以石油化工為例，生產過程中烴類選擇性氧化反應較為普遍，作為一種強方熱性反應，具有生成物不穩定、易進一步氧化等特征，所以，催化反應中此反應并非最佳選擇，生成物的不穩定也不利于提取最終產物，所以，為改善這種情況，使用選擇性高的試劑是最佳途徑。如此一來，不僅可以降低成本，節約資源，還能夠降低分離產品的難度提升純度，無疑實現了提升效益和減少污染的雙贏，所以，綠色化學工程在這方面的研究實踐也非常熱門。隨著越來越多的化學反應被應用到工業生產中，催化劑對提升反應速率效果顯著，所以目前化學工藝領域積極研究無毒無害的高效催化劑成為主流發展方向不一，不僅有利于工業的發展，對于推動化學分子深入研究也有助益，分子篩催化劑和烷基化固相催化劑就是其中較為典型的代表。
2.綠色化學工程工藝應用
分析綠色化學工藝是實現節能減排的重要途徑，對綠色工藝的重視與開發也彰顯了當前世界范圍內節能減排的重要性。長達兩百余年的工業化路程，使得人類活動對自然資源環境的危害越來越大，尤其中國作為當前世界最大的工業國，“三廢”問題十分突出，PM2.5問題也成為了懸在人們頭上的一把利劍，將資源枯竭、環境污染、生態失衡、人口問題等推到了臺前更加顯著的位置。大型化工企業作為與人們生存發展息息相關的企業，石油化工與煤炭除去提供能源之外，還提供多種衍生化工產品為人們衣食住行服務，生產過程中產生的廢水廢渣廢氣、消耗的大量原材料都警示著當前必須積極發展綠色化工工藝，以達到節能減排、實現可持續發展的目的。就目前而言，節能減排的實現途徑主要以下幾種：研發新科技、新工藝全過程控制污染；利用先進清潔工藝從源頭控制污染；利用技術和工藝創新打造可循環綠色生態產業鏈；發展循環經濟等。綠色化學工程與工藝作為節能減排目標得以實現的重要保障，廣泛應用于多個領域，就目前來說，主要以三種表現為主，分別是清潔生產技術、生物技術的應用及生產環境友好型產品。
綠色化學工程與工藝使用生物技術服務可再生能源的合成，像有機化合物原料的應用經歷了從動植物到石油煤炭的發展過程，現如今已經開始廣泛應用各類再合成的有機化合物。在綠色化工中，所使用的催化劑多以工業酶和自然界中存在的酶，酶與其他化學催化劑相比，具有反應條件溫和、生成物優良、污染少等優勢，對于當前化工領域而言，生物酶的利用和研發就成為了綠色化工的重要發展方向。像丙烯酰胺的制備，最早使用丙烯晴，在環城生物酶催化后，不僅能耗與成本大幅度減低，且反應完全無副產物，對工業生產而言有多重積極意義。
除此之外，綠色化工工藝還廣泛應用于生產環境友好型產品領域，生活中有眾多具體應用實例。比如空調制冷多使用氟利昂，會造成臭氧層空洞、紫外線增多、溫度升高，目前正積極尋求替代品且朝著低能耗方向發展，無磷洗衣粉減少對河流水域污染和人體健康的危害，可降解塑造制品對土地、水源危害都將進一步減輕，清潔汽油的使用可對大氣污染降低，以上種種嘗試都說明了在生產環境友好型產品領域，綠色化工工藝所發揮的積極作用。尤其是近年來無污染汽油的研發與應用，像低硫柴油、乙醇、二甲醚等，不僅經濟環保，發展前景好，且制備生產對自然資源的消耗、對環境的危害都不斷降低，證實了綠色工程化工應用的優越性。
3.總結
