化学分子工程篇1
【关键词】分子工程；化学工程；研究成果
前言：随着现在科学技术的发达，分子这一概念被带到了大众的面前，人们对分子的研究越来越详细，运用当今的科学技术研究分子，把分子放在显微镜下观察，化学对其结构了解的愈加深入，这样分子设计的诞生也推动了分子工程的诞生，这是时代和科学技术下的产物，他们的诞生使得化学研究进入到更深阶段――分子工程学。所以分子工程和化学工程两者是相辅相成的。
一、浅谈分子工程
在一个固定环境下对分子结构进行构造，不仅如此，还得理清分子之间的关系，这种原理就是分子工程学。分子工程不是单一的分子学科，而是由不同种类、学科构成的，但是，只要有关分子工程就会有三个基本的问题：第一，怎样按照要求对分子结构进行设计；第二，建筑分子结构时要用什么基元；第三，怎么实现分子设计预设的功能，就需要考虑怎么组装基元。这三个问题有着密不可分的联系，从而形成了三个实施分子工程的重要环节，这三个问题分别是分子工程的作用、结构、结合的理论基础。
与之前的化学研究方法有所不一样的是分子工程在研究时，会在研究手段、对象、内容等角度采取新的方法。传统的化学研究大多是利用自然物以及公式得到新的化合物，从这些化合物中找到比较好的化合物，1930年，磺胺药物被人发现，造就了那个年代合成药物的鼎盛时期。可是分子工程学的研究则恰恰和传统化学研究相反，它主要以功能研究为方向，通过对分子结构进行探究。这个时候它不单单对某一个化合物进行研究，而是研究化合物的功能体系。这样得到的信息要比传统化学研究得到的信息全面，不光可以得到分子结构还可以知道分子某些特定的结构层次。传统化学研究过分注意分子结构以及合成的联系。可是，分子工程学却看中功能和物理原理。如今，化学不能独自发展了，化学的发展必须要建立在生命、材料科学这两门学科上。当然也需要注意另外一些科学技术。
从化学工程学得到的经验，分子工程学也从不同的分子工程研究中得出来。现在的分子工程学还在孕育，也就是在不同的领域、不同功能、对分子进行设计、构造。分子工程由不同种类的分子工程研究中得到，所以功能不同、种类不同，这就使得分子工程学需要按照功能、种类对其进行分类。分子工程学主要研究化合物的功能体系，针对体系的研究就必须在分子水平上探究之前提过的三个问题，得到规律，功能体系以及工程学原理，这几个不同方面相辅相成、互惠互利。
二、浅谈化学工程
当面对一些挑战时工程学科发挥的作用才能体现其重要性。如今，环境问题成为我们急需解决的问题，因为它与人们生产、生活、生存都有着密切的联系，这个时候化学工程就有了研究的目标，它需要解决资源可循环利用、化石资源的合理化利用等。化学工程需要解决经济的循环利用，不光肩负着科学方面的重担，还需要传递物质、能源、信息等。
化学工程之前从没遇到过的一些问题，却随着生物技术等一些高新技术的发展而产生，这有一个好处便是让化学工程的研究深入到更具体的领域中。一些过于具体的问题，比如纳米尺度问题，这是在传统的化学研究中都没有遇到过的微小领域，要是想加强微量产品的生产就必须扩宽化学研究领域。在当代这是化学工程打入到新领域必须要做的。发明催化剂以及工艺的源泉是新催化材料创造的。从另一个方面来说，要是将生产变得更加清洁，把不同的工艺以及流程进行合并，然后找出最好的，这也是化学工程将要研究的重要领域。现在有关生命方面的科学发展愈发成熟，生物催化在这一领域已经体现了自己价值。
如今人们愈加注意和自身相关的科学技术，随着科学技术的发展，健康、食品、医药等领域都对科学技术有了更深层次的要求，而且属于化学的问题占大多数。举一个例子，当我们的生命机能受到损害就得使用药物来控制，所要服用的药就会对人们的身体机能进行调节。将这些有关生命过程的问题解决就是化学过程在不属于自己领域里的重大挑战，所以肯定会得到化学工程学的注意。
随着不同体系科学的发展，科学技术的发展为化学工程带来的问题在一定程度上推动了化学工程学的发展。所有的科学技术都与化学工程有着密不可分的联系，当化学工程在发展的同时也推动了整个科学领域的进步。所以，化学工程学逐渐被人们注意，也更大化的注意科学在化学工程中的运用，化学工程学为整个科学领域所带来的价值就是该工程学以后要注意的方向。
为了让化学工程学得到更好的发展就必须提高化工人员的专业知识，加强对化工人员的教育。化工工程教育应该与时俱进，根据现代工程教育改革得到重要的成果来制定教育内容，教育内容不可以单调，需要将专业课与基础课相结合，还得根据时代的更替而及时更新教育内容，加强化学工程人员解决问题的能力；不过也得加强学生对资源环境以及另外科学领域的兴趣。
结束语：
化学工程是一门综合类较广的学科，在未来的世纪会体现出更大的价值所以我们要做的就是抓住机会，在化学工程的发展过程中找到特属于我国化学工程的优势及特点，利用化学工程实现可持续发展。在重视化学工程的同时需要注意分子工程。分子工程的发展可以推动化学工程的发展，另外分子工程与化学工程两者为科学技术提供了很多可研究的课题，这些课题的解决就是科学技术的飞跃。
【参考文献】
[1]朱正和，傅依备.原子分子工程学[J].自然科学进展，2003，
13（6）：561-567.
[2]王宁，丁克强，童汝亭等.席夫碱自组装单分子膜的电化学
行为[J].物理化学学报，2002，18（9）：846-849.
[3]朱育丹，陆小华，郭晓静等.材料化学工程科学内涵及方法初探：从介观尺度界面流体行为出发认知材料[J].化工学报，2013，64
（1）：148-154.
化学分子工程篇2
关键词：化工原理；高分子材料与工程专业；教学改革
化工原理是一门工程性、实践性很强的专业基础课程，是高分子材料与工程（以下简称“高材”）专业重要的必修课。其教学水平、教学内容、教学方法及教学质量被视为衡量本专业本科教育的重要因素及评价指标，是从基础到专业的连接。高材专业的学生在学习化工原理的过程中，存在较多问题，其原因有如下几点：①高材专业的学生没有学习过工科基本课程，缺乏基本的工程观念，在学习过程中很难做到联系实际的设备、工艺流程。②部分学生先修课程基础薄弱，面对大量公式推导、计算，会存在一定难度。③化工原理这门课程具有很强的实践性，对初学的学生来说，难免会有一种不得要领的感觉，认为这门课程很难，逐渐失去了学习的积极性，等等。因此，我们在教学中进行了探索与实践。
1.教学内容的改革
随着现代化生产和科技的飞速发展，对我们的教学内容提出了更高的要求。化工原理课程，其教学内容也应该反映化学工程学科的一些新理论、新技术和新装备。高质量、高品质的教材能为高素质人才培养打下坚实的基础。我们要将现代化工技术应用于典型单元操作的定量分析和教学描述，启发学生用不同的方法处理单元操作过程中的工程问题，使学生不断确立工程思想，为解决以后的实际问题打下基础，从而达到理论与实际相结合的教学目的。
2.教学方法与教学手段的改革
近年来，随着教学改革不断深入，新的教学理念越来越被广大教师所认同，鉴于化工原理是一门工程性、实践性很强的专业基础课程，将计算机引入化工原理课程教学已成为一种趋势。有了优秀的课程教材和配套的多媒体Cai教学软件，我们上课时可以省去大量的板书时间用以对课程重点进行更深入地剖析，引导学生主动思考和参与讨论，这种互动方式不但可以活跃课堂气氛，提高学生的参与意识和学习兴趣，还有利于知识的深化和创新。使学生既掌握了理论知识，又增强了感性认识，提高了教学效率和效果。[1]另外，根据教学内容的特点，要将课堂讲授与课堂讨论相互结合。公式推导繁多是化工原理课程的一大特点。对于较简单的推导，留给学生自己解决，而对于思路较复杂的公式则由教师讲解。阐述原理的部分，简单的就可由学生讲解，难度偏大的就以启发式教学为主，达到学生明白实质、加深过程理解的目的。
3.实验教学的改革
实验教学环节是全面推进素质教育、培养学生创新精神和实践能力的关键。学生通过实践教学不但可以巩固加深对课堂教学内容的理解，而且可以获得相关技能并且积累一些经验。我们目前采取尽量让学生多思考，实验前多查资料的方式。教师在指导学生实验的同时，抓住实验预习，实际操作，实验数据，实验处理和分析等几个主要环节并逐一把关，对学生的多方面能力认真考核评分，让学生针对设备运行过程中出现的现象进行讨论、分析。教师认真研究实验教材，熟悉各个实验装置，在讲解中，应有意识地讲解与实验相关的章节所要验证的理论，使理论与实践更好地结合起来，同时也避免了由于符号、公式、方法的不同，使学生无所适从的现象。与其他化学学科的实验不同，化工原理实验属于工程试验范畴，每个实验相当于化工生产中的一个单元操作，通过实验学生能建立起一定的工程概念。同时实验过程中会遇到大量的工程实际问题，学生可以更实际、更有效地掌握工程实验方面的原理及测试手段，发现复杂的设备与工艺过程同相关数学模型之间的关系。[2]
4.考核方式的改革
化工原理教材中的习题可以分为两类：一类是巩固基本概念，使学生更好地掌握化工原理的基本概念和基础知识；另一类是培养解决实际问题能力，让学生灵活运用课堂或书本上的知识。通过这两类练习，不但可以将学生学习中的薄弱环节暴露出来，及时解决教学中存在的问题，而且可以增强学生运用所学知识分析和解决问题的能力。所以教师就平时成绩从习题中计分的方式，多布置一些练习题给学生课后练习，让他们积极完成课后习题。
参考文献：
化学分子工程篇3
【文章编号】0450-9889（2017）06C-0078-02
高分子材料是化工产品的一个分支，是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品；高分子行业的迅猛发展，急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面，对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群，为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而，广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程，且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业，开设的专业课程很多，所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下，本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。
一、教材的选用
广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时，选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》，学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用，全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中，学生反映这本教材的难度太大，因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程，需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后，对学生进行综合训练。
“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课，此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课，然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课，高分子材料方面的基础较差，加上这本教材讲述的理论知识较少，所以学起来较吃力。根据学生的反映，学院及时更换了教材，采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材，该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识，对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍，全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺，也兼顾了新技术和新方法，难度适中，得到学生好评。
二、教学内容的改革
高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科，“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程，需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识，学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容，重点掌握三者的关系，强调成型加工对制品性能的重要性，这是本课程的主题思想，也是高分子材料的工程特征；选用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》，充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态，不断更新及补充教学内容，确保教学内容的先进性；在教学内容安排上，以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点，以宽专业为目标，概况高分子材料理论基础和概念（详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学），从高分子材料的加工原理出发，着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发，对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授，然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别，对于一些新的成型方法，以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺，教师建立了QQ群这样的交流平台，并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上，经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台，引导学生关注，激发学生的学习积极性，让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念，对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍，而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容，在有限的学时内，节选核心内容，把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结，而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲，但不同章节会选不同的材料体系来进行，比如讲橡胶的压延，那么注塑可能选塑料，而挤出可能选复合材料，这样来兼顾各类高分子材料的成型。
三、教学方法的改革
教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点：一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性；二是该课程的理论性和实践性都很强，如何在教学过程中实现理论与实际的结合，用理论来解释生产中的实际问题，或以具体实例来说明理论，促使学生真正掌握知识。针对这些问题，“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。
（一）现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性，同时，该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材，利用powerpoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息，并根据需要设计各种演示效果，将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生，激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力，大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备，教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课，同时广泛收集案例、动画演示及成型录像，不断补充到授课内容中，让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识，对课件内容进行更新和完善，丰富课堂内容，加大课堂信息量，使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识，使教学达到事半功倍的效果。
同时，教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点，将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中，并用眼神、情感、心灵与学生沟通，必要时还要进行板书，让学生彻底把握一些关键问题。
（二）采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同，笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法，从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂，转变为组织和引导；从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时，并没有按照书本来进行，而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”，让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题，并在学生完成后让他们用ppt来展示成果，通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。
启发式互动式教学强调先让学生积极思考，再进行适时启发；教师不仅要加强自身专业素养和知识积累，而且更重要的是建立师生互动的教学过程，并营造良好的课堂教学氛围，实现教学相长；教师注意自己角色的转变，良好的学习情境可使学生了解学习任务的必要性和与学习任务相关的学习信息，从而激发学习意愿和浓厚的学习兴趣；在教学过程中，对于重要的知识点，通过案例教学，与学生共同分析和讨论，启发学生进行思考，培养学生的创新能力。
化学分子工程篇4
关键词：机械工程材料高分子材料教学改革
Reformandpracticeonteachingofpolymermaterialsinmechanicalengineeringmaterialscourse
DongXufeng，Qimin，wangweiqiang
Dalianuniversityoftechnology，Dalian，116024，China
abstract：inmostuniversities，metalmaterialistherouteofmechanicalengineeringmaterialscourse.polymermaterialshavebeenanewtypeofengineeringmaterialsintherecent50years.therefore，itisnecessarytoincreasetheproportionofpolymermaterialsandmakecorrespondingreformintheteachingofmechanicalengineeringmaterials.inthispaper，thereformandpracticeexperienceonmechanicalengineeringmaterialsinDalianuniversityoftechnologyisintroduced.Reformsweremadeincontent，aim，process，methodandreferencebooks.thepracticeresultsindicatedgoodteachingeffectwasobtained.
Keywords：mechanicalengineeringmaterials；polymermaterials；teachingreform
机械工程材料课程是面向非材料专业学生开设的介绍材料科学与工程基础内容的课程，涉及专业包括机械、化工、船舶、汽车、航空航天等。目前大多数机械工程材料课程的讲授以金属材料为主线，内容涵盖金属材料的化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系等[1，2]。教学目的是让非材料专业学生了解常用金属材料的性能、应用范围和加工工艺，初步掌握金属材料的选用原则与方法，同时能够对实际工程中与材料相关的基本问题进行正确分析和处理。
1高分子材料教学改革原则
20世纪中期以来，大批新型高分子材料的合成拓展了人类使用材料的范围。与金属材料相比，高分子材料具有密度小、比强度高、原料丰富、成型简单、成本低、耐腐蚀等优点。近年来一些性能优异的高分子材料在诸多领域呈现取代传统钢、铁等金属材料的趋势，成为机械工程材料中不可忽视的一部分[3]。因此，在机械工程材料课程的教学过程中，须摒弃完全以金属材料为主体的授课方法，适当增加高分子材料等新型工程材料的比重。因此，我校在2013年对机械工程材料32学时课程的教学计划进行了调整，将高分子材料部分由之前的2学时增加到4学时，并确定了以下改革原则：
1.1授课内容强调基础性
高分子材料与机械类学生通常接触到的金属材料在结构、性能、制备工艺等方面有很大的区别。向机械类学生讲授高分子材料，主要目的是让他们对高分子材料有最基本的了解。在短短4学时内，不可能也没必要将高分子材料相关的全部内容压缩讲授。这就决定了机械工程材料课程中高分子材料部分必须侧重于基础性知识，对于理论性、专业性太强的知识点必须舍弃。基础性内容应当包括高分子材料的基本概念、分类、结构特点及常用工程高分子材料（工程塑料、工程橡胶及工程纤维）的基本力学性能[4-6]。
1.2授课目标偏向工程性
高分子材料不仅可作为结构材料使用，也可以作为功能材料使用。对于非材料类专业的学生，特别是机械类专业的学生，更关心材料的力学性能和应用范围。因此，在课程内容的安排上，应以与机械工程有关的机械性能为主，给出常用工程高分子材料的基本力学性能指标及适用领域。
1.3授课过程重视学生的先修知识
大多数高校的机械工程材料课程以金属材料为主线，在学习高分子材料之前，学生对金属材料已经有基本了解。高分子材料与金属材料之间存在较大差异，例如：高分子材料的聚集态结构以非晶结构为主，而金属材料则以晶体结构为主；许多高分子材料，特别是橡胶类的高分子材料具有金属材料所不具备的优良弹性等。学生先修知识的习惯思维在他们学习高分子材料时可能会引起冲突，因此在授课时必须对金属材料与高分子材料的差异予以考虑。采用与金属材料对比的方法学习高分子材料，有利于帮助学生澄清概念，更好地掌握高分子材料的知识。
1.4教学方式应具有高效性
高分子材料课程涉及的概念繁多，容易混淆，对于机械类学生而言比较抽象，难以理解。在短短的4学时内，要想让学生尽可能多的掌握高分子材料的相关基本概念，必须摒弃照本宣科或一味讲授的教学方式。通过高效的教学方式，充分调动学生的积极性、主动性，引导学生思考，方能达到理想的教学效果。
1.5提供扩展知识的参考书
由于高分子材料的性能、结构、制备工艺以及表征与金属材料和陶瓷材料完全不同，而且目前在机械工程材料中高分子材料部分比例很少。为解决这一矛盾，在章节后面列出了比较系统的高分子材料性能、内容、结构、制备工艺以及表征方面的书籍，以供学生参考[7，8]。
2高分子材料教学改革
根据以上原则，我们在2013年度的授课过程中对高分子材料的讲授进行了调整，具体如下：
（1）授课内容及学时安排：高分子材料的基本概念（高分子、单体、链节，0.5学时），高分子材料的分类方法（按用途分类，按热行为分类，按反应类型分类，按主链结构分类，0.5学时），高分子材料基本结构（简单介绍近程结构、远程结构、聚集态结构的概念，0.5学时）及物理状态（玻璃态、高弹态和粘流态，0.5学时），典型工程塑料的力学性能和应用（1学时），典型合成橡胶的力学性能和应用（1学时）。
（2）重点讲授常用工程高分子材料（工程塑料、工程橡胶及工程纤维）的基本力学性能及典型工程高分子材料的适用领域。
（3）授课过程中通过列表等方式将高分子材料的相关内容与金属材料进行对比，一方面避免概念混淆，另一方面突出高分子材料与金属材料的不同之处。
（4）采用启发式教学模式，通过设问、模拟实验、举例、探究等方法引导学生思考；在多媒体课件中，采用丰富的图片、动画激发学生学习的积极性和主动性。
3结束语
通过机械工程材料课程中高分子材料的教学方案改革，学生对这种新型工程材料有了基本且更为全面的了解，他们深刻认识到，高分子材料是机械工程材料领域中不可忽视的分支。
参考文献
[1]文九巴.机械工程材料[m].北京：机械工业出版社，2009.
[2]于永泗，齐民.机械工程材料[m].大连：大连理工大学出版社，2012.
[3]张留成.高分子材料基础[m].北京：化学工业出版社，2011.
[4]高建纲，宋庆平，丁玉洁，吴之传.工科非本专业《高分子化学》课程的教学探讨[J].高分子通报，2009（5）：63-66.
[5]韩顺玉，柳海兰.非高分子专业《高分子化学》课程教学实践与探讨[J].中国科教创新导刊，2010（35）：93.
[6]詹茂盛，何利军.“高分子材料课程信息化师生互动教学方法”研究与实践[J].化工高等教育，2004（3）：69-71.
化学分子工程篇5
关键词机电一体化；机械电子工程专业
中图分类号：G717文献标识码：a文章编号：1671―7597（2013）031-163-02
在电子技术和机械化程度日益提高的现代，人为控制机器已经难以满足日常生产生活效率的需要，电脑对机械的控制成为了主流。并且在电脑控制机械生产的基础上，机械的整个生产过程也由电脑控制，这就是机电一体化。给予机械一体化的进程，对机械一体化的人才需求也就越来越大，于是机械电子工程专业应运而生。本文将详细论述什么是机电一体化、什么是机械电子工程专业以及这两者之间的关系。
1机电一体化的基本结构与发展
机电一体化是机器与电子的有机结合，他有着不同的要素构成，和结构组成。电子与机械的有机结合即克服了传统机械的操作程序复杂也节省了人力物力，是一个传统机械的替代品，有着非常好的发展前景。本部分将介绍机电一体化的基本结构与机电一体化的发展空间。
1.1机电一体化的基本结构
机电一体化大体上是由传统机械的机器本体构成及其工作的主要系统，他起着连接、传送这些基本功能；机电一体化工作运行的推动元素是他的动力部分，动力部分为机械的工作提供活动力支持与保障是机械一体化的重要有机组成部分。
机械一体化的传感部分起到分析并传送信息的作用，他将机械与电子结合产生的数据加以分析，最终确定工作的方式与进程；驱动部分是在电子系统的指导下完成机械的工作内容；执行部分是由电脑下达命令，机械机型完成的有机部分；机电一体化最重要的组成部分就是控制以及处理信息的部分，这部分决定着机械的工作进度以及以何种方式工作。这就是机电一体化的各个组成部分，和各个部分在工作中的作用。
1.2机电一体化的发展趋势
目前机电一体化的进程不断加快，其发展趋势如下。1）机电一体化在向智能化的方向发展，智能化就是在原本电脑控制的基础上更具备合理性和效率性，机电一体化的智能化发展就像最初的硬件手机与现在的智能手机的区别一样。总体说来就是智能化更人性化，更能解决操作中的突发状况或者说是提前就设定了应对解决突发状况的解决措施。2）机电一体化更加环保，机电一体化进程使原本的柴油发电带动发电机的情况得到改善，现在的机电一体化是电脑操控，解决了其中一些污染环境的问题，响应环保的口号，机电一体化也朝着更环保的方向发展。3）机械一体化朝着微机模式发展，顾名思义就是机械的规模与形式越来越小，这就要求机械的精密程度。这样的发展趋势有利于解决原始机械庞大的占地面积问题，可以使同一片场地发挥更大的效果。机械以替换的发展趋势是更加进步与人性化，它是朝着一个操作简单、绿色无害、精密程度高的趋势更好的发展。
这就是机电一体化，它是机械与电子的有机结合，有着密不可分的有机组成部分，有着良好的发展趋势。在这两者的定义下，笔者希望日后机电的结合能够更加密切，其各个组成部分能日渐精密完善使得整个机电一化得到优化；机电一体化能够在属于它的发展趋势下日益发展完善，更好的满足机电一体化进程的需要。
2机械电子工程专业
在科技发展与时代进步的大背景下，机电一体化的进程日益加快，重要程度日益提升，人才需要也越来越大，接下来笔者将介绍机电一体化的人才来源――机械电子工程专业。
上文中我们论述了什么是机电一体化与机电一体化的发展趋势，根据上文我们不难发现机电一体化已经在生产生活中日益重要，为了供应机电一体化所需要的人才，机械电子工程专业应运而生，上个世纪九十年代后期，一些高校开始设置了机械电子专业。机械电子工程专业的出现是为了响应现阶段和日后的电子控制机械的主流趋势，为了使自动化方面有更多可用人才。在机械电子工程专业设置上要注意很多的问题：第一要考虑新课程的课程设置方面，要在传统的机械上有所发展又要估计学生的负担，不能是学生在学习的过程中感到吃力或者是电子与机械兼顾的拖沓。第二就是机械电子专业是机械和电子的有机结合，电子与机械的侧重点问题，在教授的过程中要二者兼顾，因为传统机械是整个机械一体化的基础而电子的计入是一个良性发展，很多新生代的同学更加重视电子方面，这是不科学的做法。总之机械电子工程专业是一个时代要求的必要专业，要安排好课程，明确侧重点，最终达到满足机电一体化进程下人才的需要。
3机电一体化与机械电子专业
介绍过机电一体化与机械电子专业以后，接下来明确机电一体化与机械电子专业之间的关系。
根据上文我们不难发现，机电一体化与机械电子专业有着非常密切的关系，可以说机械电子专业是机电一体化的前身，以为机械电子专业所培养的正是机电一体化专业的对口人才，也就是说机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。机械电子专业所学习的内容就是机电一体化的具体内容。其中包括理论知识与具体操作，也就是什么是机电一体化、几点一体化需要我们做些什么、在操作中会遇见什么问题并且该怎样解决等。机械电子专业是为机电一体化培养人才的摇篮，在机械电子专业中学习的同学毕业后的前景就是在机电一体化应用的地方工作。而机电一体化在日常操作中所遇见的难以解决的问题和需注重问题就是机械电子专业研究的课题和研究方向。总之机电一体化与机械电子专业二者之间密不可分，互补互助，机电一体化的发展要求了机械电子专业的学科内容、机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。
4结束语
在工业化和科技化日益发展的现在，工业与科技二者的有机结合也就是机电一体化已经成为科技进步和时展的必然。这时，机电一体化对人才的需求也就越来越多，从而导致机械电子专业的出现发展和人们。笔者在介绍什么是机电一体化、其组成部分和发展趋势后介绍了机械一体化专业，意在使得机械一体化专业在培养人才时能够根据学科特点和发展趋势合理培养。同时笔者也期望机电一体化发展前景更广阔的，机械电子工程专业能够为机电一体化培养出更多人才使其为机电一体化更好的服务。
参考文献
[1]李宏.构建机电一体化技术专业课程体系的探索[J].机械工程与自动化，2012（6）：70-71.
[2]陈蓉.浅议机电一体化专业课程设置[J].黑龙江科技信息，2011（6）：42.
[3]张浩.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究，2009（7）：47.
化学分子工程篇6
系里设立了应用化工专业和化工分析与检验专业（高职专科），专门培养高素质、高技能的化工操作人才，其中，应用化工专业是培养化工总控工的，就业岗位包括化工工艺操作、化工工程操作，化工设备操作、维护，化工仪表控制，化工DCS操作，化工安全管理，化工产品的包装与销售等。
专业的课程设置
由完成工作所需要的能力，确定以下学习领域：1、物理化学的知识体系一般公认的物理化学的研究内容大致可以概括为三个方面:化学体系的宏观平衡性质以热力学的三个基本定律为理论基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。在这一情况下，时间不是一个变量。属于这方面的内容有化学热力学,溶液、胶体和表面化学。化学体系的微观结构和性质以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性的规律性。属于这方面的内容有结构化学和量子化学。化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。在这一情况下，时间是重要的变量。属于这方面的内容有化学动力学、催化、光化学和电化学。物理化学的主要理论支柱是热力学、统计力学和量子力学三大部分。热力学和量子力学分别适用于宏观和微观系统，统计力学则为二者的桥梁。原则上用统计力学方法能通过个另分子、原子的微观数据来推断或计算物质的宏观现象。物理化学由化学热力学、化学动力学和结构化学三大部分组成。2、应用化工专业所需内容的选择对照操作岗位的知识和能力需要，本着实用、够用，适当拓展的原则，选取化学热力学、化学动力学两大部分，主要内容有物质pVt性质、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学在多组分体系和相平衡体系中的应用、化学平衡、化学动力学基础、胶体、粗分散系和表面化学。根据课程内容及深度，决定选用高职高专化学教材编写组编写的《物理化学》（第三版，化学工业出版社）为基本教材，以傅献彩主编《物理化学》（第五版，高等教育出版社）为主要参考资料。3、物理化学课程定位学习物理化学需要大学物理、高等数学、基础化学的基础知识，同时，物理化学又为学习化工设备基础、化工热力学、化学反应工程、煤化工工艺学等课程打下基础。因此，《物理化学》课程是应用化工专业的重要专业课，是其他主要专业课的基础。
基于工作过程的教学方法
确定了内容，就需要对知识按照工艺岗位的实际情况，进行解构和重构，即以工作过程为载体，以工作任务为情境，构建认知系统。通过综合分析周边化工企业生产工艺，归纳典型岗位，决定选取新能凤凰甲醇的生产工艺为载体，对物理化学内容进行重构。新能凤凰甲醇的生产采用的是德士古技术工艺，主要工段有空气分离制取液氧，制取水煤浆，水煤浆燃烧气化，甲醇合成与精制，各工段对应的知识如下表：（表略）通过完成任务，提高了学生掌握知识的目的性；在学生自主决策与计划中，激发其主观能动性，掌握解决问题的方法与步骤；通过任务实施，培养其动手实践能力；通过教师的检查与评价，让学生体验成功的愉悦，激发其学习的兴趣，提高学习效率和效果。
化学分子工程篇7
关键词:工作过程系统化;学习领域;课程设计
在高职教育加强内涵建设、提高教学质量的今天,进行课程改革、重构课程体系,转向以基于工作过程系统化的行动体系课程改革已是大势所趋。十堰职业技术学院自2006年以来,大力开展职业教育改革,深入加强内涵建设,经过探索和实践后逐渐形成了具有鲜明特色的基于工作过程系统化的“211”(公共平台+专业基础平台+学习领域+拓展)高职课程体系,并且全面进行学习领域课程开发建设工作,现已开发了47门课程,实施效果良好,深受学生喜欢。现以《电子产品工艺》课程为例介绍如何进行基于工作过程系统化学习领域的课程设计。
一、课程定位
1.课程性质
本课程是我院应用电子技术专业的一门学习领域课程,是通过调研毕业生就业岗位,分析归纳岗位中的工作任务,从中提炼出典型工作任务――电子产品工艺,然后将其转化成学习领域课程。本课程针对电子产品生产技术员、工艺员等工作所从事的识读和编制电子产品工艺文件、测试电子元器件、焊接电子线路板、装配整机、检验产品质量等工作任务进行分析后,归纳总结出来其所需求的电子产品组装、调试、检测等能力要求而设置的学习领域课程。
2.课程作用
通过本课程学习,学生能够结合工艺规范,掌握现代电子产品生产企业的产品制造设备操作方法、电子产品装配工艺、Smt技术等方面知识,完成电子产品装配与检测,编写工艺文件,进行工艺过程管理等工作任务,为学生将来在电子产品工艺技术岗位工作奠定基础。
二、课程设计理念和思路
1.课程设计理念
充分体现工作过程系统化学习领域课程的特性,具体是:基于电子产品工艺工作过程来设计课程的理念;职业技能训练与职业素质培养并重的理念;将职业资格证书融入学习领域课程的理念;教、学、做合一的理念;校企合作,联合设计、开发和实施课程的理念;课程资源充分共享的理念。
2.课程设计思路
本课程设计开发以“电子产品工艺”典型工作任务为依据,按照工作过程系统化对从业人员工作职业能力要求先确定学习内容,然后选择合适的课程载体和学习载体,再设计学习情境,采用教、学、做合一的教学模式,完成学习性工作任务,培养学生电子产品工艺的职业能力,具备从事该工作的职业素质。
三、课程能力和课程目标的确定
1.能力目标
能按照工艺要求进行元器件检验、元器件插装;能手工或使用设备完成焊接、装配,并进行质量检验;能识读和编制装配指导书、检验作业指导书、产品调试作业指导书等工艺文件;能选择并使用测试仪器进行产品功能测试,并能评价测试结果。
2.知识目标
掌握电子产品生产有关专业术语和质量校验标准,并能使用专业术语与人交流;掌握电子产品生产工艺流程和工艺设计方法;掌握Smt技术的基本理论和Smt工艺流程;了解电子工艺国家标准和行业标准。
3.素质目标
具有能适应企业环境,融入企业文化的能力,严明的纪律性和对企业足够忠诚度;具有团队协作精神、产品质量和环境保护意识、工作责任心、良好的社会责任感。
4.证书目标
完成本学习领域学习后,鼓励学生通过考试,获取电子产品装接工职业资格证书。
四、课程内容的选取
主要内容包括4个部分(表1),教师根据实际情况将这4个部分合理安排在相应学习情境中去。
五、载体的选择
课程内容确定后,在工作过程中需要有合适的载体承载这些学习内容,怎么选择呢?根据载体的“三性”,一是典型性,即能满足课程的能力目标和知识目标的实现,适合实际教学要求,起到举一反三的效果;二是真实性,即真实的企业产品生产工艺过程;三是可迁移性,即根据工作过程构建的学习情境,学生掌握的知识和技能,在另外一个企业和岗位还可以继续使用,有利于学生就业。据此,我们选择电子产品生产企业类型为课程载体,以小企业产品(稳压电源)、中企业产品(Fm调频收音机)、大企业产品(微控制器)为学习载体。
六、学习情境的设计
载体确定后,根据课程内容,要设计每个学习情境,基于工作过程系统化的课程学习情境,强调的是如何使学生学会工作,其设计从实际工作出发,不仅要引起学生的学习兴趣和探究欲望,而且还要让学生按照实际工作的操作过程和规范来解决问题。下面以学习情境三为例,见表2。
七、课程实施
1.教学组织
在整个教学活动中应以学生为主体,让学生全面参与咨询、计划、决策、实施、检查、评估的教学全过程,培养学生自主学习的习惯,教师仅是教学过程的组织者、咨询者和伙伴。
具体采用的教学组织形式为:一是采用“生产线教学”,分组实施,学做合一:将班级学生6-8人分为一组,组成生产线的每个组选出一位线长,线长负责本线的生产、组织与管理,学生分工合作,协同工作、相互学习,完成任务;教师主要充当技术主管的角色,进行整个线的过程监控、反馈处理、技术咨询、故障处理,让学生身为“准员工”体会真实的工作环境和工作工程进行学习。二是课内、课外相结合:较大的任务可利用部分课外时间完成,以此培养学生自我学习、自我调控的能力。还可组织能力较强、学习积极性高的学生参加电子创新小组,参与实际设计与生产工作。
2.实施条件(师资要求、设备要求)
教学团队要求:教学团队控制在师生比1:10左右,专兼职教师比例在1:1;熟悉电子产品生产工艺;熟悉电子产品生产过程;具有电子产品生产管理的实践经验;具有丰富的教学经验。
设备要求:能满足8人为一组的电子产品组装、装配、焊接、返修等流程的电子工艺设备。
3.学习场所
理实一体化教学和任务训练在多媒体电子工艺实训中心进行;电子产品制造工艺参观、生产实习在校外实训基地进行。
八、考核与评价
1.学业考核(以学习情境三为例)
教师或师傅根据学生完成任务情况:产品质量(15%)、工作态度(15%)、记录与报告(15%)、现场答辩或汇报(15%)、笔试(40%)进行过程和水平相结合的考核。
2.教学评价与效果
对教学过程及预期效果的评价采用如下方式进行:
一是学生评价:利用学生信息员制度及时反馈教师日常教学情况,学期末由学生对课程进行教学评价,占教学评价的60%。二是系(部)评价:由教学督导和系评价小组对教学环节进行3-5次定期或不定期的测评,占教学评价的40%。本课程经过在我院应用电子技术专业2007级和2008级学生实施后,有60%-85%的学生在专业兴趣、操作能力和职业能力上明显提高,教学评价优秀。
参考文献:
化学分子工程篇8
作者：张宇贾丽华郭祥峰单位：齐齐哈尔大学化学与化学工程学院
由于化工专业学生以学习化学、化工理论及实验为基础，很少涉及利用计算机解决实际化工问题，因此在有限的时间内要求学生基本掌握5种专业软件的使用方法，无论对授课教师还是对学生都具有很大的挑战性．为此采取教师台上讲授和学生台下操作相结合，并辅以课外作业和答疑的教学模式，并且教师讲授的内容是将专业软件使用方法与化工问题相结合，使学生在解决实际问题的过程中掌握软件的使用技巧．如在讲解origin软件函数绘图时，引入经典的图解法求精馏塔理论塔板数，利用函数定义相平衡线、精馏段操作线、q线方程，根据分离要求绘制提馏段操作线，最后通过画梯级确定理论塔板数（图略）．
将化工问题可视化，可以使学生在掌握利用函数绘制图形的同时加深对化工原理相关知识的理解．而对于同一化工问题，利用不同软件求解方法亦不相同．同样为理论塔板数问题，利用aspenplus软件DStwU模块设计塔设备时，主要是依据逐板计算原理，在输入分离条件后，计算机直接调用软件内部公式、参数，计算不同塔板数下的回流比，最后人为综合考虑投资费用和运行成本，从而确定最佳理论塔板数．由于Chemoffice软件操作方法比较简单，因此在授课过程中无需事先讲解各工具栏的用途，而是通过直接绘制二维、三维分子式使学生掌握其使用技巧．如直接利用ChemDraw组件的键、环工具搭建二维分子模型，对所绘制的分子进行英文命名、计算分子量、预测核磁共振谱图和各种物理化学性质等；将分子的二维平面结构复制到Chem3D组件中，将其转化为三维立体结构，在分子和原子水平上利用分子力学、量子化学等计算手段模拟和分析分子的立体构象，这有助于学生理解分子结构与性能之间的关系（图略）．
针对autoCaD软件在国内普及率较高，学生略有掌握的特点，将授课重点放在化工制图标准和化工绘图环境设置方面．如在讲解尺寸标注时，结合化工标准设定尺寸线、箭头、文字、单位等信息．而对于绘图及编辑修改命令，只是通过绘制一些诸如封头、法兰、接管等设备零部件使学生掌握其使用技巧．对于具有计算和编程功能的matLaB软件，由于其内容难易差别较大，因此授课时应区分对待．如在化工设计中，物料与能量衡算问题都涉及到线性方程组的计算，利用matLaB直接调用相关函数即可求解．在计算过程中，首先根据衡算范围列出线性方程组，然后将其转化为矩阵形式axB，依次给出相应的系数矩阵a和向量B，最后利用反除函数xa\B求解．而涉及编辑程序的问题，由于其难度较大，因此只要求学生大致了解m文件的编辑过程，指导学生如何查询现有资源．如在函数极值点求解过程中就是通过直接调用现有程序“黄金分割搜索法”计算草酸一氢根HC2o4-在不同pH值下分布函数的极值问题．
在课程考核方面，为综合考察学生对所学化工软件的掌握情况，将考核内容定义为简单设计化工厂某合成分离车间的某一工段，要求学生利用Chemoffice绘制化合物分子式，利用aspenplus对工段进行全流程模拟，利用matLaB对主设备进行物料衡算，利用origin绘制影响产品质量、分离效果的关系曲线，最后利用autoCaD绘制主设备装配图．通过这种考核方式，学生基本能够巩固这些化工软件的操作方法，并将其融汇贯通．此外在教学实践中，将此门课程与其它课程如化工设计、化工过程课程设计以及毕业设计、全国化工设计大赛等教学、竞赛环节紧密联系，要求学生将化工软件应用其中，在实践中检验所学知识．随着计算机应用技术的日益普及，计算机作为一种先进的计算工具和现代辅助设计手段已经渗透到化工领域的各个分支．在化工专业本科教学中引入计算机在化工中的应用课程有助于培养出适应时代要求的高素质工程型化工人才．实践表明，通过将化工实际问题引入到课堂教学，克服了专业软件学习枯燥乏味，学生难以消化吸收的问题，并且能够激发学生的学习兴趣，培养其自主学习能力和创造性思维能力．在掌握一定专业软件知识后，学生基本上能够利用它们解决一些化工实际问题，因此受到学生的广泛欢迎．
化学分子工程篇9
机械电子工程是科技高速发展以及学科相互链接的产物，它打破了传统的学科分类,集诸多技术特点于一体。它的出现代表着新技术、新思想、新研究方式和新研究目标的产生m。各国的研究者们一直致力于明确机械电子工程的定义和概念,估算机电产业对国家和社会所代来的价值m,并对机械电子学科的未来发展做出研究0。在我国，很多高校也在致力于如何更好地推动机电教育事业的发展。但就目前而言,对机械电子工程综合性、概括性的论述相对较少。全面地认识和理解机械电子工程的内涵及外延有助于机电从业人员以及机械电子专业的学习者更好地在该领域进行相关研究和深入学习。
本研究根据机械电子工程的特点,从学科、技术、工程、市场、实践等多个角度对日新月异的机械电子工程进行归纳、概括和总结,可为相关研究提供参考。
1机械电子工程的概念
机械电子的概念源于日本的“mechatronics，’一词，曰本机械振兴协会对其解释为“在机械的主动功能、信息处理功能和控制功能上引入电子技术,并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成的产品或系统”。美国学者V.DanielHunt&]将其概括为‘‘有计划地应用和有效地把机械与电子结合起来，以创造最优产品”。欧洲iRDaC(theindustrialResearchandDevelopmentadvisoryCommittee)认为机械电子工程是“机械工程、电气控制工程以及系统总体技术在产品设计和生产过程中的结合”。在我国，大多学者称之为“机电一体化”。
1.1机械电子工程学科的知识体系
机械电子工程的知识体系来源于学科间的交叉融合。它是机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能、管理等诸多理论体系的集合。其特点是知识结构庞大、理论丰富、应用范围广泛。
现如今，国内外许多大学的机械电子专业课程主要是由机械工程、电子工程、计算机科学以及控制工程中的部分课程整合而成。这对本专业所培养的学生而言,是具有一定难度的。故机械电子工程所要求的人才及人才知识结构、技术素养等明显不同于传统的机械工程人员。国外一些企业也开始认为，机电人才对它们的吸引力更大m。
1.2机械电子工程的核心技术
1.2.1机械技术
作为机械电子工程的支撑学科与关键技术，机械制造技术是其最为重要的影响元素。可以说，它是一个载体或“母体”。机械电子工程可看做是多种技术向机械技术渗透的结果。但是，机械电子产品及系统的设计思维、设计理念、设计方法与机械制造技术有很大区别。所以，对于机电行业人员来说,从传统的机械思维模式向机电思维模式的转变是尤为重要的。
1.2.2电子技术
电子技术根据系统要求,应用电子学理论,运用电子器件与机械元件,采用某种控制策略,设计和制造出
满足需求并实现特定功能的电路或电子系统,从而投入到机械电子系统或产品之中。
1.2.3自动控制技术
当代的自动控制技术应用于生产、生活、军事、管理、教育等各个领域。自动控制技术就好比一颗粒子，附到某种物质上，它就具有某种物质特定的性质。在机械电子工程中，自动控制技术是控制理论的实践应用，其通过系统已存在的硬件设备和软件系统,结合多种技术，选择控制方式来完成某种控制任务,保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。
1.2.4检测传感技术
检测是指在各类生产、科研、实验等领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。检测传感技术的曰益发展提升了机械电子工程的智能化水平，它的精度将直接影响系统的响应特性。
1.2.5信息处理技术
为了更进一步地发展机械电子工程，必须提高信息处理设备的可靠性、加快处理速度,并解决抗干扰及标准化问题m。
1.2.6伺服驱动技术
要实现机械电子工程全面、高速、准确地发展，毋庸置疑,伺服驱动技术具有很重要的地位。近年来，随着工业自动化的飞速发展,伺服驱动技术也在朝着变频化和交流化迈进17]。伺服驱动技术直接决定了机电系统的准确性、快速性以及灵活性。
1.2.7系统总体技术
系统总体技术是一种运用宏观方法和思路,从整体目标出发，对系统总体进行研究的综合应用技术。系统总体技术加强了机械电子系统的宏观性,增加了机电产品的稳定性。
1.3机械电子工程及其相关技术的联系与区别
1.3.1机械电子工程与人工智能
人工智能是一门综合了控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多门学科的边缘性学科。人工智能就是研究如何使得计算机或者机器设备具有人类的某些特定的功能m"23。从广义角度来看,机械电子工程与人工智能的结合是双向的,机械电子工程可以给人工智能提供一个强大的平台;而人工智能则可以使得机电产品和机电系统向着高级化、人性化和智能化发展。例如在描述机械电子系统的输入输出关系上,人工智能就能给机械电子工程很大程度的帮助。
1.3.2机械电子工程与机器人技术
机器人技术一直以来都是人们所最为关注的科学技术之一。随着科技的不断发展，机器人技术也逐渐走向成熟,其种类曰趋增多、性能持续提高。
工程机械等诸多传统学科面临很多发展问题，其解决的途径就是实现不同程度机械电子化或机器人化124"23。因此,机器人技术与机械电子工程的紧密结合终将能够彻底实现机器人融入人类生活，与人类一起协同工作,并且能够从事人类无法进行的工作，以更大的灵活性给人类社会带来更多的价值。
1.3.3机械电子工程与电子机械工程
电子机械工程主要研究电子组装、电子设备的标准化、电子设备能量传递的媒介、电子系统与机械结构的研究等等。
机械电子工程与电子机械工程的联系较为紧密，可相互借鉴,在某些领域中甚至可以相互取代。但它们是两个不同的学科,机械电子工程是机械的电子化，就是以机械为基础而引入电子，而电子机械工程则相反；它们的产生背景也不同，电子机械工程是二次世界大战以后，有人提出雷达和通信中的机械工程这个名字,苏联称之为无线电设备的结构与工艺,在我国有关院校中曾建立过同名专业m。
1.3.4机械电子工程与电子信息工程
电子信息工程主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成等。电子信息工程的主要研究方向偏向于电子电路，以及信息系统在电子电路上的应用。与之相比，机械电子工程的综合性更强。
1.4机械电子工程的实践应用
简单地说,机械电子工程的应用大到国家的航空航天领域,例如运载火箭的动力系统、航空发动机等；小到人们所必不可少的生活用品，例如电话、空调、手机等等。
详细地讲,其实际应用将会在两个方面产生影响：
(1)产品。产品是技术的载体和体现者。机电产品的结构更合理、性能更优越、用途更广泛，已明显区别于传统机械、电子等产品。如新型机械加工中心,拥有车、磨、洗、刨、镗、钻等多种功能。
(2)系统。它能增强机电系统的控制精度、简化系统结构、提高系统可靠性。如大型重载混合动力汽车系统,可在刹车以及起动等进程中进行多位调整，还可以对不同路况的汽车动力使用情况进行检测，等等。
2机械电子工程的产生及现状
2.1机械电子工程的产生和发展
机械电子工程的产生和发展大致可分为3个阶
第1阶段。要追溯至20世纪60年代以前，第三次工业革命时期。由于这一时期各国生产力已经得到了极大的提升，急需与高速发展的生产力相适应的科学技术。在此背景之下,新兴的电子技术与传统的机械技术实现了初步融合。这不仅完善了机械产品的性能，同时也推动了当时各国科技和经济的发展。但是，由于这一阶段各国人力资源的匮乏，再加上电子技术的水平还不够高，科学技术也不能够为其提供足够的理论支持,从而导致机、电的融合度比较低，还不能大量应用于工业生产之中，更加不能满足广泛与深入发足之需要。
第2阶段。是在随后的30~40年，随着和平时代和科技时代的到来,机械电子工程也迎来了其高速发展时期。在该阶段，由于计算机技术和控制技术的迅猛发展,为机械电子提供了大量的技术支持；与此同时,大规模集成电路以及微机技术的出现,给机械电子提供了丰富的物质支持，这使得机械电子得到了进一步的发展,并且以一定规模地应用于工业领域。机械技术在与电子技术更进一步融合的基础上，也开始加入了计算机、控制技术等等,初步形成了其综合性。
第3阶段。主要指的是20世纪末叶及21世纪的初期。在该阶段,机械电子工程与其相关技术的结合更为紧密,从总体上形成了其知识体系结构并且开始进入产业阶段。在这一过程中，由于生产流程包括设备本身都体现出了对自动化、智能化的需要,推动了机械电子工程向着这些最新型技术领域的迈进，这也体现了机械电子工程发展的多元化。
2.2国内外现状
日本从上世纪70年代开始就一直大力发展机械电子产业，到上世纪80年代初，日本就已经有了无人化示范工厂。现如今，日本的机械电子技术已逐渐成熟,处于世界领先地位。相比较日本而言，美国的机械电子产业起步较晚，美国自然科学基金委员会1985才开始投资兴建国家工程实验室。但美国的微电子技术十分发达，所以带动机械电子的发展比较迅速。1985~1995年这10年来美国的军用机器人和智能机器人开发经费从1.86亿美元增至9.75亿美元。欧洲许多发达国家也基本在同一时期竞相发展机械电子工程,英国剑桥大学在1985年开设了机械电子学工程硕士学位课,德国于1984~1988年提供5.3亿马克用于扩大工业机器人、软件操作系统等项目。与此同时,世界各国的大学相继开设机械电子工程学科，例如新西兰auckland大学,莫斯科大学等等。到2008年4月，土耳其国内的98所大学之中的46所都已经开设了机电工程系。
我国于1989年将‘‘机械电子工程专业”列为试办专业,1993年成为正式专业。在此期间，国务院也成立机械电子领导小组并列为我国的“863计划”。当前,机械电子工程是我国一级学科机械工程下设的二级学科,有多个研究方向，例如机电控制及其自动化、机电一体化与机器人、现代应用机电技术与系统、计算机集成制造与敏捷制造、虚拟机电仪器与虚拟测试技术等。
2.3我国机械电子工程现状分析
从市场的角度来看，由于我国机械电子工程的发展历史不长、程度不深,在很多方面与日本以及欧美等国家有一定的差距。许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足要求，进口量较大。例如我国的数控机床在机床总数的占有率仍然较少,而国外的数控机床已占其总数的30%~80%;美、日等发达国家工业系统中CaD应用率已超过85%,而我国CaD应用率和覆盖率还比较低。
从学科的角度来看，当下我国的机械电子工程处于快速发展阶段，主要特点就是更新速度快、与其他学科融合快、涉及的科学范围大。
(1)机械电子工程是与相关科学技术相结合而成的新的理论体系,所以在很多方面更新速度较快,从业者和学习者要不断更新理论知识，充分了解现阶段机械电子的发展趋势。我国很多高校在对机械电子工程专业的教学内容和教学方法上不断创新[43-45],教学内容更加多元化、系统化，教学方法更加实践化。并且，适应机械电子工程专业人才培养的教学运行机制也在不断地更新[46-7],更为注重人才的综合性、设计性和创新性。
(2)机械电子工程与其他领域的结合日益紧密，结合速度快，深化程度高。例如，机械电子与现代光学、现代医学、现代生物技术、组合学等的结合。它们的高度融合将给这一产业带来历史性的变革和巨大的经济效益。更为重要的是，它实现了学科之间互补关系，为边缘性学科和综合性学科的发展奠定了基础。
(3)机械电子工程涉及的学科范围大，知识体系丰富，应用性强。例如在现代微特电机的设计中，不仅需要设计者机械、电子以及控制等多领域的基础理论知识,而且需要各领域技术的相互配合与协调，才能够设计和制造出合理的产品。
从工程的角度来看,各工程领域对自动控制性、高级智能性、稳定性的要求较高。目前我国的机械电子技术还不能够完全满足其需要,仍需借助传统的机械技术、控制技术等来完成。从这一点来说,机械电子工程还具有很大的发展空间，各层次的知识结构也需要进行面向工程实践的转变。可以认为，机械电子工程的发展正在带动着整个工程领域的深度变化。
3机械电子工程的发展趋势
机械电子工程不断向着智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化等方向发展。随着科技的进步,机械电子工程所涉及的领域将持续扩大，理论和方法将更加完备,技术将更加精湛，多元化程度将越来越高。
(1)智能化。智能化是当今科学技术发展的主要潮流之一。在各科学领域实现人工智能控制将会给人类带来前所未有的便利。机械电子的智能化是对机电设备或机电系统行为的描述。在很多领域中，当机械电子工程联系了智能化,就会为系统和设备增添控制中枢,使之拥有更强大的实用能力。例如，智能机器人处理系统。在超市、垃圾站等地点,机器人可以用来智能地进行判断是哪一类商品或者垃圾,从而可按要求分类。这不仅节省了劳动力，更加大了工作效率,从根本上体现了智能机电系统的优越性。
(2)模块化。由于机械电子工程是一门综合性学科,其知识架构庞大，内容繁多,模块化是其发展的必然趋势。模块化就是将机械电子工程中的各个单元进行分别整理和研制m。它能够简化系统结构，更具有可读性和可操作性,进一步方便了与其他领域信息的交互和移植。例如港珠澳大桥的修建就体现了模块化的应用价值,从总体上将工程分为桥梁、海中隧道以及海中人工岛3大部分。各部分分时同步进行,既能够保证工程的进度,也能够确保工程质量。
(3)网络化。随着当代计算机技术的迅猛发展,各专业与计算机技术的结合度日益密切。网络化能够大大提升信息的输入、变换、和输出。对于机械电子工程而言，网路化能够增强系统的可控性，提高工作效率。例如新型智能空调，可以通过蓝牙、GpRS、手机信号等网络手段对其实施随时随地的控制。人们可以在工作或外出时通过网络信号提前设定空调的温度及开关时间等。
(4)微型化。近年来，各科学技术纷纷向着微型化领域迈进，出现了微型车、特微型计算机、微型传感器甚至微型企业等等一系列新兴概念。机械电子产品也迅速向着小型化和微型化发展，并以大爆炸的形式进入人们的生活。例如手机马达、微型芯片等等。机械电子的微型化不仅使得机械电子产品的结构更加紧凑、能源分配更加合理，同时也加强了机械系统的逻辑性。可以预见,微型化的发展必将引领机械电子工程进入“纳米级”时代。
(5)绿色化。绿色化发展已然是当今全球科技发展的主题。绿色化发展是建立在资源承载力的条件下,将科技的发展提升至环境保护的发展模式。绿色化发展对于机械电子产品的设计和开发具有很重要的意义。
4结束语
化学分子工程篇10
关键词：聚合物材料成型加工教学改革课程建设
聚合物的成型加工是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料、新产品的重要手段，是高分子学科的重要组成部分，已形成独特的理论体系和技术方法[1]。因此，聚合物成型加工课程与高分子化学和高分子物理课程一起，成为高分子材料专业学生最重要的专业基础课程。为使学生以大工程的整体观来了解和掌握聚合物的成型加工，这门课程将涉及诸多内容，包括影响聚合物性能的物理化学因素、添加剂的分类和作用、配方设计方法、聚合物流变学、成型加工设备、成型工艺条件及控制等。如何使学生通过本课程的学习，具备高分子材料科学的专业知识和专业素养；培养学生解决实际问题和创新科研的能力，为以后从事高分子材料制品的研发、设计和生产工作奠定坚实的理论与实践基础，一直是广大高分子专业教师在教学过程中关注的重点[2]。这需要我们在多方面进行改革。
1.课堂教学改革
1.1明确培养目标，强化理论基础。
江苏大学高分子材料与工程专业成立于2002年，最初聚合物成型加工课程主要围绕塑料和橡胶的主要品种及其制品的生产原料、成型工艺、加工方法、材料、性能和产品质量控制等内容开展教学。我们在总结前几届毕业生从事工作的实际情况和企业对本专业毕业生在知识结构、能力要求的基础上，于2012年再次修订了本科生培养计划。本科院校需要培养既有一定理论基础，又具备较强实践能力的高素质应用型人才，这与高职类院校主要培养服务于生产一线的操作型、技能型人才不同。具体到聚合物成型加工这门与实践联系紧密的课程，在教学过程中，仍然要重视对基础理论知识的讲解，让学生不仅“知其然”，更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化学及聚合物流变学等聚合物成型加工的基础理论外，成型加工技术本身也存在系统的原理知识，不容忽视。教师在课程教学中应注意结合本学科前沿研究领域和最新研究动态、介绍重点科技成果，丰富和活化教学内容，使教学跟上时代的步伐，让学生能够掌握更多、更新的专业知识。
1.2围绕课程主线，精心组织教学内容。
在成型加工课程学习中，学生需要系统学习和掌握聚合物的加工流变性能、聚合物加工过程中的物理化学变化、助剂的作用及配方设计原理、各种物料的混合和分散机理，以及成型加工的设备和工艺等。与其他课程相比，聚合物成型加工的课程内容较为庞杂而分散，理论知识的半经验性较强，这给课堂教学带来了一定的困难。因此，抓住课程内容的主线，突出理论重点就显得尤为重要。
根据聚合物成型加工涉及的主体内容，本课程主要围绕“高分子材料—成型加工—制品性能”这条主线来组织教学内容。教学过程中，要着重讲明高分子材料的成型加工不是简单的工艺操作，高分子材料、成型加工、制品性能这三方面是相互关联的，制品的性能取决于高分子材料和成型加工方法及工艺的选择，而制品的性能又反过来指导聚合物的改性、应用及加工，优化成型工艺。因此，如何抓住教学主线，让学生全面掌握高分子材料、成型加工及制品性能各自特性及相互关系，使学生融会贯通、举一反三，是这门课程教学的重点。
在教学过程中，始终围绕教学主线，从高分子材料的结构与性能和材料的加工原理出发，以成型加工的工程观点为着眼点，剖析各种高分子材料成型加工的共性和区别，这样可以使原本较为分散的理论知识相对集中并系统化，让学生更为清楚地了解和掌握抽象概念和半经验理论所反映的实质问题。比如在讲解聚合物材料的压制成型时，分别介绍了适用的热固性塑料、橡胶及复合材料的特性及成型工艺性能，不同加工方法和成型工艺条件生产制品的特点及控制条件，并通过具体的例子说明了成型加工工艺与制品性能的相互关系。这样的讲解生动地体现了“高分子材料—成型加工—制品性能”这条高分子材料成型加工的主线，使教学内容由庞杂繁多变得简单易懂，通过理论结合实际，强化了学生的专业知识，教学效果良好。
1.3结合课程特征，采取灵活教学方法。
聚合物材料制品的性能既与聚合物本身的性质有关，同时又在很大程度上受到成型加工过程的影响。这其中不但涉及很多高分子化学和物理的理论问题，而且与生产实际密切相关。因此，本课程是一门理论性和实际性都很强的课程，如何在教学过程中将基础理论和生产实际结合起来，用理论知识来解释具体生产中遇到的实际问题，或以实验和实际生产中的具体例子来说明基础理论，使学生在学习过程中掌握专业知识，是本课程教学的核心问题。
因此，我们根据聚合物成型加工课程具有很强的综合性和实践性的特点，借助于江苏大学目前多数教室都安装了多媒体教学设备的优势，将图像、声音、动画和视频等各种多媒体信息引入到教学过程中，利用工厂和车间的场景图像、成型设备的实物照片、加工工艺过程的动画仿真模拟等信息对授课内容进行补充和深化。这样不但可以丰富课堂内容，增加信息量，而且可以大大加深学生对基础知识的理解和印象，使学生对成型加工原理和工艺获得理性和感性的双重认识，从而提高教学效率。
为进一步将课堂教学与实际生产结合起来，在教学中紧密贴近工厂实际，江苏大学高分子材料与工程专业专门安排了两门为期各两周的课程设计，即高分子材料生产工艺设计和聚合物反应工程及设备设计。让学生在专业教师的指导下，针对具体的通用或特种高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）及其制品，设计出相关聚合物材料及其产品项目内容，包括原料品种、型号选择、工艺流程及设备确定、产品质量检测，以及厂房布局和规模，等等。通过课程设计，可以有效地让学生系统地掌握所学知识，并获得一定的灵活应用的能力，为后期的毕业设计乃至毕业后走上工作岗位打下基础。
2.实验实践教学改革
前面已经谈到，聚合物材料成型加工是一门实践性很强的专业课程，仅凭课堂教学是难以真正实现教学目标的，并且容易使学生学习时感觉枯燥，实际工作时不能学以致用。因此，这门课程的实验是不可缺少的。只有让学生在实验室和工厂中实地了解和直观认识成型设备、工艺控制和生产线管理，对聚合物成型加工的整个工艺流程进行整体和全面的认知，他们才有可能创造性地利用学习的理论知识来真正解决生产中遇到的具体问题[3]。
目前江苏大学高分子材料与工程专业建有约200m2的专业实验室，购置有注塑机、挤出成型机、高速混合机、平板硫化仪等成型加工设备，以及拉伸实验机、冲击实验仪、硬度仪、紫外老化仪、高低温实验箱等各种材料及制品性能检测仪器。利用这些仪器设备，我们围绕课程主线，将聚合物材料的制备、成型加工、结构表征及性能测试等方面有机地联系起来，开设了一系列的综合性实验。比如，在聚合物的注射模塑成型实验中，要求学生从原料的选择开始，分析原料的结构和性能特点，有针对性地设定成型加工工艺参数，并在注塑成型得到制品后，对其熔点、熔融指数、热变形温度及力学性能等进行表征和测试。通过对这些聚合物原料—成型加工工艺—制品性能数据之间关系的分析与总结，使学生形成科学研究的思路，掌握解决实际问题的方法。
此外，聚合物材料成型加工具有很强的工程应用性，需要学生建立起大工程的整体观。要达到这样的教学水平和目标，仅靠课堂的学习和实验室实验是不够的，还应该让学生到工厂、车间参观实践，实地了解成型设备、工艺控制及生产线管理等，使学生对工业化生产有具体、直观的感受。
针对这样的问题和现状，本专业积极与周边高分子材料企业加强联系和交流，目前已建成近10个实习实践基地，涉及聚合物成型加工领域的各个方面，包括模压发泡成型、压延成型、注射成型、挤出成型等。通过与这些企业的合作，学生可以现场实地对各种成型加工涉及的原料准备和处理、设备、工艺流程、质量控制等实际生产过程进行近距离的感受。在此基础上，组织学生针对成型过程中的某一感兴趣的内容，或参观实践中发现的具体问题进行资料查阅和文献调研，对涉及该内容和问题的基本原理和基础知识进行更深入的学习，在此基础上提出解决问题的思路和方案并验证。这样就使学生真正将基础理论与实际应用结合起来，掌握科研的方法，培养科学的思维，成为真正有创造力的人才。
参考文献：
[1]周达飞，唐颂超.高分子材料成型加工（第二版），北京：中国轻工业出版社，2006.
[2]李宝铭，张星，郑玉婴.高分子材料成型与加工课程建设初探，化工高等教育，2010，3：39-42.
[3]程丝，王新波.高分子材料专业聚合物加工实验的改进与探索，高校实验室工作研究，2009，2：50-51.