化工原理(制藥工程)匯總

陜西國際商貿(mào)學院化工原理 課程標準1、 課程基本信息課程名稱化工原理課程編號考試/考查考試總學時56實驗（實訓）學時8總學分3.5課程性質專業(yè)核心課適用專業(yè)制藥工程開課單位醫(yī)藥學院二、課程的性質與任務及設置目的 （一）課程性質與任務化工原理是制藥工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課，化工原理主要研究對象是化學工業(yè)生產(chǎn)過程中最具有一般意義的基本過程和典型設備問題。其主要內(nèi)容是以化工生產(chǎn)中的物理加工過程為背景，依據(jù)操作原理的共性，分成為若干單元操作過程，學習各單元操作的基本原理、基本計算、典型設備及選用原則和方法、設備在生產(chǎn)中的操作控制方法。課程所涉的知識和技能在實際生產(chǎn)中具備很高的應用價值，是培養(yǎng)學生專業(yè)職業(yè)能力的一門必不可少的工程課程。通過本課程的教學，要求學生掌握現(xiàn)代化化工生產(chǎn)中各個單元操作的基本原理和過程描述，熟悉典型設備的機構和工藝計算，能夠分析解決化工生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。 （二）前后續(xù)課程的安排前導課程：高等數(shù)學、計算機基礎、英語、大學物理、無機化學、有機化學、分析化學、制藥工程制圖；后續(xù)課程：制藥分離工程、中藥制藥工程原理與設備、化工儀表及自動化、制藥車間管理、生產(chǎn)與運作管理、藥物制劑過程裝備與工程設計。三、課程目標 （一）總體目標通過本課程的學習，使學生獲得常見化工單元操作過程及設備的操作技能、基礎知識和基本計算能力，并受到足夠的操作技能訓練和職業(yè)素質培養(yǎng)，為學生學習后續(xù)專業(yè)課程和將來從事工程技術工作，實施操作控制、工藝調(diào)整、生產(chǎn)管理奠定知識、技能和態(tài)度基礎。 （二）具體目標1.知識目標（1）能正確理解各單元操作的基本原理；（2）能正確理解本課程中基本計算公式的物理意義、使用方法和適用范；（3）能熟悉典型設備的構造、性能和操作原理，并具有設備初步選型及設計的能力。2.能力目標（1）能正確了解常見化工單元操作的操作方法；（2）能正確掌握主要單元操作過程及設備的基本計算方法；（3）能正確查閱和使用常用工程計算圖表、手冊和資料；（4）能初步進行選擇適宜操作條件、尋找強化過程途徑和提高設備效能；（5）具有安全、環(huán)保的技能和意識；（6）能從過程的基本原理出發(fā)，觀察、分析、綜合、歸納眾多影響生產(chǎn)的因素，運用所學知識解決工程問題。3.素質目標（1）能理解本課程與其它課程的聯(lián)系，初步具備綜合運用所學知識、技能和方法，分析和解決工程實際問題的能力。（2）具有良好的工程素養(yǎng)、安全生產(chǎn)理念和環(huán)保意識。（3）具有學習科學探究方法和自主學習能力，良好的 思維習慣和職業(yè)規(guī)范，能運用相關的專業(yè)知識、專業(yè)方法和專業(yè)技能解決工程中的實際問題。（4）發(fā)展好奇心與求知欲，發(fā)展科學探索興趣，具有堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學態(tài)度與 科學精神。（5）理解科學技術與社會的相互作用，形成科學的價值觀；養(yǎng)成學生的團隊合作精神，具備創(chuàng)新潛能、較強的實踐能力和良好的與人溝通交流能力。 四、課程設計思路 （一）課程設置的依據(jù)在企業(yè)調(diào)研的基礎上，根據(jù)化工原理這一工作任務對知識和技能的需要，對該課程的內(nèi)容選擇作了模塊化的改革，打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科課程模式，基于工作過程系統(tǒng)化建設該課程。以流體流動與輸送、沉降與過濾、傳熱、吸收等化工生產(chǎn)的操作單元為載體來設計教學情境，且每一載體均是一個相對完整的工作過程。每一模塊以化工過程單元操作為主線，結合化工生產(chǎn)常用設備的相關知識，包含每個化工單元操作的簡介、技術應用、操作依據(jù)、設備構造、操作方法、常見故障分析處理等內(nèi)容，從而培養(yǎng)學生單元操作的崗位技能和技術應用能力。 （二）課程目標、內(nèi)容制定的依據(jù)1根據(jù)制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標本專業(yè)旨在培養(yǎng)適應社會主義現(xiàn)代化建設及地方經(jīng)濟和社會發(fā)展需要，德、智、體、美全面發(fā)展，具有健康的體格、穩(wěn)定的心理素質、較強的社會適應能力、良好的科學素養(yǎng)及工程素質，具有制藥生產(chǎn)工藝和設備的設計與改進、生產(chǎn)與管理、藥品質量控制等方面的基本知識，具備生產(chǎn)工藝設計與改進、藥品質量控制及生產(chǎn)管理的能力，能夠從事醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)、工程和工藝設計、藥品生產(chǎn)安全與質量控制工作的高級應用技術型人才。2.根據(jù)人才培養(yǎng)的能力要求（1）具有制藥工程、藥品生產(chǎn)管理，工藝設計及藥品生產(chǎn)質量監(jiān)控的能力；（2）具有較強的實踐操作能力和一定的就業(yè)與創(chuàng)業(yè)能力；（3）具有較強的創(chuàng)新意識、獨立獲取新知識和終身學習的能力；（4）具有較強的人際溝通、團結協(xié)作和社會活動能力。 （三）課程目標實現(xiàn)的途徑在教學與情境的內(nèi)容的選擇中，主要考慮以下幾方面因素來培養(yǎng)和建構學生的專業(yè)知識和職業(yè)技能：（1）根據(jù)科學技術的發(fā)展和當前醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展狀況對化工生產(chǎn)技術專業(yè)的要求，充分考慮高等職業(yè)教育對理論知識的要求及學生的可持續(xù)發(fā)展的需要。（2）突出我校特色，加強實踐技能訓練和學生生產(chǎn)實際知識的獲得，培養(yǎng)學生綜合分析和運用知識的能力，培養(yǎng)高素質的技能型人才。（3）依據(jù)制藥工程生產(chǎn)技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的“化工原理”課的教學要求與學時來設計。教學過程中，通過校企合作，校內(nèi)外實訓基地實習等多種途徑，采取工學結合的培養(yǎng)模式，以任務單的方式，讓學生在學習過程中構建相關理論知識，并提升職業(yè)能力。教學效果評價采取形成性評價與終結性評價相結合的方式，重點評價學生的職業(yè)能力。五、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配 （一）課程教學內(nèi)容 第一章 緒論（4學時）教學目的與要求1.熟悉化工行業(yè)中常見的物理單位制、工程單位制和SI單位制，能正確進行三種單位制的換算。2.能熟練進行化工生產(chǎn)中簡單的物料衡算和熱量衡算。3.建立起正確的化工單元操作概念。教學內(nèi)容1.單元操作的概念、分類，“三傳理論”；2.化工原理的研究內(nèi)容、課程性質、學習方法；3.物料衡算的計算方法；4.能量衡算的計算方法；5.單位制和量綱。重點1.了解化工原理研究的主要內(nèi)容，單元操作的概念和“三傳理論”；2.熟悉物料衡算和能量衡算的計算方法；3.了解國際單位制和量綱含義。教學建議理論講授、例題分析第二章 流體流動（14學時） 教學目的與要求1.能正確陳述流體力學中常見的基本概念，如密度、體積、比體積、壓強、表壓、真空度、絕對壓力、粘度、流量、流速、層流、湍流等。2.能熟練利用靜力學方程進行有關計算；能利用靜力學原理解決工程中的實際問題，如：測定壓強差及壓強、測量液面位置和確定液封高度等。3.能正確應用流體流動的連續(xù)性方程進行流體流動時的的有關物料衡算，能解決流體輸送中管道的管徑的確定及選型。4.能正確應用柏努利方程進行流體流動時有關的能量衡算，能解決工程中的實際問題，如：流體流動時流量和流速的確定、設備的相對位置的確定和輸送機械功率的確定等。5.能陳述牛頓粘性定律，能計算雷諾參數(shù)并判斷流體的流動形態(tài)。6.能進行流體在管內(nèi)阻力的計算，.能正確進行簡單管路的計算和較復雜的管路系統(tǒng)計算。7.能使用化學工程設計手冊和有關技術規(guī)范，會查閱各種工程圖表。8.能正確理解流速和流量的測定原理，能使用流量計測定管路的流量。教學內(nèi)容1.密度、壓強、絕壓、表壓、真空度的有關概念、有關表達式和計算；2.流體靜力學平衡方程式；3.流量和流速概念；4.穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流概念；5.連續(xù)性方程式及有關應用、計算；6.柏努利方程式及有關應用、計算；7.黏度含義；8.牛頓黏性定律及有關應用、計算；9.雷諾實驗和雷諾準數(shù)；10.流體流動形態(tài)層流、過度態(tài)、湍流；11.直管阻力計算公式；12.局部阻力計算公式，局部阻力系數(shù)，當量直徑；13.簡單管路計算；14.復雜管路（并聯(lián)管路）計算；重點1.掌握密度、壓強、絕壓、表壓、真空度的有關概念、有關表達式和計算；2.掌握流體靜力學平衡方程式；掌握流體流動的基本概念流量和流速，掌握穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流概念；3.掌握連續(xù)性方程式、柏努利方程式及有關應用、計算；掌握牛頓黏性定律及有關應用、計算；4.掌握雷諾實驗原理、雷諾數(shù)概念及計算、流體三種流態(tài)判斷；5.掌握流體流動阻力計算，掌握簡單管路計算，了解復雜管路計算方法；教學建議講授、多媒體視頻、例題分析、工程案例分析、課堂討論、提問第三章 流體輸送（8學時）教學目的與要求1.能正確陳述解離心泵的工作原理、主要部件、主要性能參數(shù)、特性曲線及應用。2.能正確理解離心泵的安裝高度、氣蝕現(xiàn)象、離心泵的流量調(diào)節(jié)和工作點。3.能陳述離心泵的類型，正確掌握離心泵的選用、安裝調(diào)試及操作。4.能正確掌握離心泵的流量調(diào)節(jié)、串并聯(lián)特征。5.能陳述其它類型泵如往復汞，旋轉泵的工作原理，簡單結構，操作及使用范圍。6.能正確陳述氣體輸送機械如離心式通風機，往復式壓縮機的工作原理，簡單結構，操作及使用范圍。7.能管理常用流體輸送機械的正常運轉，找出故障的原因并加以解決。8.能正確掌握常用氣體輸送機械的安裝及基本操作。教學內(nèi)容1.離心泵工作原理、結構、主要性能參數(shù)、特性曲線、工作點；2.汽蝕現(xiàn)象；3.離心泵最大安裝高度；4.往復泵結構和工作原理；5.旋轉泵結構和工作原理；6.通風機、鼓風機、壓縮機工作原理；7.真空現(xiàn)象和表示方法；8.真空技術和真空泵；重點1.掌握離心泵的工作原理、結構及主要性能參數(shù)；2.掌握離心泵特性曲線、管路特性曲線、工作點；理解汽蝕現(xiàn)象成因，掌握離心泵最大安裝高度計算；3.了解往復泵和旋轉泵結構；4.了解風機結構和工作原理；5.了解真空泵、真空技術及相關知識。教學建議講授、多媒體視頻、例題分析、工程案例分析、課堂討論、提問第四章 傳熱（14學時）教學目的與要求1.能了解傳熱在化工生產(chǎn)中的應用，能正確陳述傳熱的基本概念和理論，傳熱的基本方式及特點。2.能正確陳述傅里葉定律，能陳述導熱系數(shù)的概念及常見材料的導熱系數(shù)的范圍。3.能進行單層及多層平壁及圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導導熱速率的計算。4.能對對流傳熱過程作簡要分析，熟悉牛頓冷卻定律形式、意義及對流傳熱系數(shù)。5.能正確理解影響對流傳熱系數(shù)的主要因素，準數(shù)方程式和各準數(shù)的物理意義。6.能熟練掌握對流傳熱過程的計算。7.能正確陳述間壁式換熱器的類型及列管式換熱器的結構，型式及選用原則。8.會選擇、安裝和操作常用的換熱器。9.能對傳熱過程進行強化和控制。10.能管理常用傳熱設備的正常運轉，找出故障的原因并加以解決。11.能了解傳熱實驗的基本原理、操作方法及步驟、操作注意事項。12.能正確記錄、收集、整理和處理數(shù)據(jù)教學內(nèi)容1.傳熱的三種方式；2.穩(wěn)態(tài)傳熱與非穩(wěn)態(tài)傳熱；3.傅立葉定律；4.通過平壁的穩(wěn)態(tài)導熱；5.通過圓壁的穩(wěn)態(tài)導熱；6.對流傳熱基本原理；7.無相變的對流傳熱；8.有相變的對流傳熱；9.換熱器；10.穩(wěn)態(tài)換熱計算；11.輻射傳熱。重點1. 掌握三種傳熱方式概念；2. 掌握穩(wěn)態(tài)傳熱和非穩(wěn)態(tài)傳熱含義；3. 掌握傅立葉定律及相關知識；4. 掌握平壁穩(wěn)態(tài)導熱計算、圓壁穩(wěn)態(tài)導熱計算方法；5. 掌握對流傳熱基本原理，無相變對流傳熱和有相變對流傳熱；6. 掌握傳熱過程的有關計算；7. 了解流化床傳熱原理；8. 了解換熱器及相關知識；9. 了解輻射傳熱基本概念和原理。教學建議講授、多媒體視頻、例題分析、工程案例分析、課堂討論、提問第五章 吸收（8學時）教學目的與要求1.能陳述吸收基本原理，分類了解其在化工、食品、生物工程等行業(yè)中的應用。2.能陳述吸收劑的選擇原則。3.能正確理解亨利定律的內(nèi)容、形式和應用、平衡溶解度概念、相平衡與吸收過程的關系。4. 能正確陳述傳質機理中分子擴散和擴散系數(shù)、渦流擴散等基本概念。5.能陳述費克定律、雙膜理論內(nèi)容和意義；會用雙膜理論解釋吸收傳質機理。6.能掌握吸收（解吸）速率方程式形式、意義及吸收系數(shù)間的關系。7.能進行填料吸收（解吸）塔的計算：吸收劑的選擇；物料衡算與操作線方程式；吸收劑用量計算、最小液氣比（氣液比）、適宜液氣比的計算及其選擇。教學內(nèi)容1.吸收的含義、目的，吸收的分類、方法、流程；2.氣液相平衡；3.傳質過程的理論；4.吸收速率方程式。重點1.掌握吸收的含義、目的，亨利定律，雙膜理論，吸收劑的選擇原則；2.熟悉吸收的分類、方法、流程，相際平衡的概念，吸收速率方程的表達形式；3.了解分子擴散、湍流擴散，填料吸收塔的計算。教學建議講授、例題分析、工程案例分析、課堂討論、提問（二）實驗（實訓）教學內(nèi)容實驗項目(一) 雷諾實驗（2學時）：1.項目類別：必做2.項目性質：驗證性3.項目主要目的要求：（1）觀察流體在管內(nèi)流動的兩種不同流型。 （2）測定臨界雷諾數(shù)。4.主要儀器：玻璃試驗導管、低位貯水槽、循環(huán)水泵、穩(wěn)壓溢流水槽、緩沖水槽以及流量計5.實驗考核方法：基本操作，實驗報告實驗項目(二) 柏努利實驗（2學時）：1.項目類別：必做2.項目性質：驗證性3.項目主要目的要求：（1）加深對能量轉化概念的理解；（2）觀察流體流經(jīng)擴大管、縮小管段時，各截面上靜壓變化。4.主要儀器：實驗導管、穩(wěn)壓溢流水槽和三對測壓管5.實驗考核方法：基本操作，實驗報告實驗項目(三) 流體流動阻力測定（2學時）：1.項目類別：必做2.項目性質：驗證性3.項目主要目的要求：（1）掌握流體流經(jīng)直管和管閥件時阻力損失的測定方法，通過實驗了解流體流動中能量損失的變化規(guī)律。 （2）測定直管摩擦系數(shù)與雷諾準數(shù)Re的關系，將所得的Re方程與公認經(jīng)驗關系比較。 （3）測定流體流經(jīng)閘閥等管件時的局部阻力系數(shù)。 （4）學會壓差計和流量計的使用方法。（5）觀察組成管路的各種管件、閥件，并了解其作用。4.主要儀器：離心泵，不同管徑、材質的管子，各種閥門或管件，轉子流量計等。5.實驗考核方法：基本操作，實驗報告實驗項目(四) 離心泵特征曲線測定（2學時）：1.項目類別：必做2.項目性質：驗證性3.項目主要目的要求：（1）了解離心泵結構與特性，學會離心泵的操作；（2）掌握離心泵特性曲線測定方法。4.主要儀器：底閥 、移動框架、離心泵、轉速傳感器、倒U型壓差計、渦輪流量計、離心泵流量調(diào)節(jié)閥、流量校正閥、均壓環(huán) 、光滑管、粗參管、局部阻力閥、壓力表、壓力傳感器、阻力流量調(diào)節(jié)閥、溫度計、真空表真空度傳感器、泵灌水口、排水口（關）、灌水閥、放水閥。5.實驗考核方法：基本操作，實驗報告 （三）課程學時安排章目教學內(nèi)容教學環(huán)節(jié)理論教學學時實驗（實訓）教學學時一緒論4二流體流動14三流體運輸8四傳熱14五吸收8實驗一雷諾實驗2實驗二伯努利實驗2實驗三流體流動阻力測定2實驗四離心泵特征曲線測定2總計總學時488六、課程實施建議（一）教學模式理論教學與實踐教學相結合（二）教學方法教師在教學中應營造這樣一種氛圍，教師和學生一起以探究的精神，積極主動地解決生產(chǎn)實際中的問題。在這個過程中老師應注重學生素質的全面培養(yǎng)，關注學生在學習中存在的困難和問題，采取有效的教學策略引導和幫助學生，同時不斷發(fā)展教師自身對學生和課程本身的理解。在教學過程中，學生是學習的主體，教學必須從學生實際出發(fā)，激發(fā)他們的學習興趣和潛力。1.注重工作任務導向教學和工程案例教學工作任務導向是學生在課程營造的“真實的虛擬”職業(yè)情境中，以生產(chǎn)實際中的一個真實或虛擬的任務為載體，學生運用所學的知識和技能，采用科學的思維方法與合理的途徑去探究、尋求與解決問題，從而獲得知識、能力和素質的學習過程；關注學生經(jīng)歷探究過程、獲得理智和情感體驗、積累經(jīng)驗知識和科學知識的方法。教師要引導學生整理獲得的信息，應用科學的思維和方法進行分析，通過分析和歸納總結，找出規(guī)律，得出結論。要讓每個學生在這個過程中發(fā)揮主動積極的作用。工程案例教學是將生產(chǎn)實際中的一個事件、情景或過程作為剖析對象，通過老師的引導、分析，同學間的討論、溝通、交流，去發(fā)現(xiàn)和探究其中所用的知識和理論，分析解決問題的科學研究方法。在這個過程中，老師是一個引導者和參與者，可以提高學生的學習主動性和積極性，培養(yǎng)學生的科學思維，創(chuàng)新思維、團隊精神和工程素養(yǎng)。2.注重學生“動腦”與“動手”的結合將實際職業(yè)情境簡化加工成具有普遍意義的學習情境“真實的虛擬”情境，讓學生在實踐操作訓練中，滲透理論知識的講解，才能將實踐知識和理論知識有機地結合起來，才能全面提高學生知識、能力與素質，既能使學生掌握專業(yè)技術知識，又能培養(yǎng)學生的專業(yè)實踐技能。3.鼓勵學生之間的交流與合作學習教師應根據(jù)不同的教學內(nèi)容，創(chuàng)造各種條件和形式，開展學生之間的交流。鼓勵他們運用口頭、書面、討論、研討等方式進行交流，鼓勵開展開放性的討論，對彼此的科學解釋進行探討和質疑，要引導學生學會放棄不合理或錯誤的結論，接受更為科學的解釋。對于比較簡單的問題，可由學生自己分析解決。對于比較復雜 的問題，鼓勵以小組協(xié)作的形式，進行合作學習，發(fā)揮每一個人的長處，尤其是在實踐教學環(huán)節(jié)中，明確要求同學間的團結協(xié)作。培養(yǎng)學生尊重他人、尊重科學的作風和團隊精神。4.利用豐富的教學資源進行教學化工原理課程所涉及的理論知識抽象難懂且復雜紛繁，需要具備很強的高等數(shù)學知識，化工設備又往往結構復雜，學生往往難以接受。多媒體技術和網(wǎng)絡技術具有強大 的信息傳播功能，是進行課程教學的極為有利條件。利用現(xiàn)代信息技術的根本目的在于促進學生的自主學習，改變傳統(tǒng)的學習方式，看到信息時空，通過學習效率。通過多媒體動畫講解那些繁瑣、枯燥的基本概念和理論，分析講解那些看不見、摸不著的化工設備的內(nèi)部結構及其工作原理，可以讓學生能夠比較輕松的理解和接受。利用計算機軟件模擬仿真系統(tǒng)進行實踐教學，是實訓條件不足的一個重要補充。（三）教學手段1.理論教學采用板書講授和多媒體、工程案例教學相結合，擴大信息量，便于學生理解和接受。2.根據(jù)教學內(nèi)容的不同，采取啟發(fā)式、研討式等多種教學方式，促進學生之間的交流與合作學習，激發(fā)學生的學習主動性。七、考核與評價（一）考核方式理論知識考核采取課堂提問、課堂練習、作業(yè)、研究性習題、學習態(tài)度考核、階段性考核和期末綜合性考核等多種形式相結合的方式進行。課程評價要促進學生在科學素養(yǎng)方面的全面發(fā)展，也要能有利于學生的個性化發(fā)展，積極倡導評價目標多元化和評價方式的多樣化。堅持終結性評價與過程性評價相結合，定性評價與定量評價相結合，學生自評、互評與他人評價相結合，努力將評價貫穿于學習過程中。堅持評價內(nèi)容的全面性和合理性，堅持評價方式和結果 的公正性及客觀性。以利于引導學生的學習方式的轉變，培養(yǎng)學生健康的人格。（二）成績構成1.過程考核形成性評價，是在教學過程中對學生的學習態(tài)度和各類作業(yè)、任務單完成情況進行的評價；總結性評價，是在教學活動結束時，對學生整體能力情況的評價。建議平時的學習態(tài)度占10%、書面作業(yè)占40%、課堂討論、提問情況占20%、實作占10%、最后總結性評價占20%。2.終結性考核以期末筆試為主，從主觀和客觀兩方面進行理論知識的考核?？偝煽?yōu)?00分。3.總成績總成績=過程考核40%+終結性考核60%。本課程按百分制考評，60分為合格。八、課程教學資源（一）教材選用建議（1）教材采用王志魁、劉麗英、劉偉主編、化學工業(yè)出版社出版的化工原理（第四版）。（2）在使用教材時，應根據(jù)客觀條件的差異、學生現(xiàn)有水平的差異、具體教學情況的差異，結合教學的實際需要，靈活和有創(chuàng)造性地使用教材。對教材