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分離工程論文

時間:2023-06-07 09:38:55

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇分離工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

分離工程論文

第1篇

The Aerodynamics of Heavy

Vehicles II: Trucks, Buses,

and Trains

2009

Hardback

ISBN 9783540850694

Fred Browand等著

ECI國際工程會議(Engineering Conferences International)是一個國際非盈利會議,最早開始于1962年。為各個學科的科學家和工程人員提供了一個解決難題與共同關心問題的平臺。本次會議于2007年8月26-31日在美國加利福尼亞塔霍湖市舉行。來自世界各地工業界、大學和研究實驗室的科學家、工程師及卡車和高速列車制造商參加了本次會議,一起討論了在未來高效貨車、客車、快速列車設計中將被用到的計算機模擬與實驗技術。本次會議是該系列的第二次會議,第一次會議于2002年舉行,討論了數值計算與實驗研究在減小氣動阻力方面的相互作用。本次會議重點討論在重型車輛設計與分析中使用的高級空氣動力模擬與實驗方法的發展與應用和將來10年內新思想與發展趨勢。還討論了重型車輛、牽引車及掛車空氣動力學研究,推遲有害流動分離研究,發動機罩下熱管理研究等。

本次會議選出2篇主題論文,1?Pete Bearman,道路車輛的不良流線體流動研究;2?David Schimel,環境變化與節能。

會議共分7個主題,分別為:1.流場特性研究(6篇論文);2. 減少阻力的分離控制(6篇論文);3.車輛氣動力學相關的優化設計技術(4篇論文);4.列車空氣動力學(5篇論文);5.數值方法與應用(7篇論文);6.輪胎噴涂與車輛的相互作用(4篇論文);7.減阻(7篇論文)。此外還有展板交流論文5篇。

本書匯集了近幾年在重型汽車空氣動力學領域最新的實驗與理論研究進展,對于該領域將來的發展方向也進行了分析與展望,對于從事相關專業研究的科研人員具有重要的參考價值。

論立勇,博士生

(中國科學院理化技術研究所)

第2篇

參考文獻的撰寫是要有真實的科學依據的,論文的參考文獻也是要可查閱到的文獻資料,不是自己胡編亂造的瞎寫的。關注學術參考網可以查看更多優秀的論文參考文獻,下面是小編收集的污水脫氮除磷論文參考文獻來和大家一起分享。

污水脫氮除磷論文參考文獻:

[1]李艾宏.深圳市橫崗污水處理廠的工藝改造.中國給水排水,2004(06).

[2]楊紅,王輝,姜義圓.營口市污水處理廠二級處理系統改造設計.給水排水,2006(05).

[3]孫笙,劉月.污水廠增加和完善硝化功能的工藝改造探討.中國市政工程,2006(04).

[4]蔣玖璐,勵建全,何文斌.上海南橋污水廠改造工程的設計.中國給水排水,2006(08).

[5]晏振輝.上海市泗塘污水處理廠脫氮除磷達標改造工程實踐.中國給水排水,2007(02).

[6]李洪利.光大水務(濟南)有限公司第二污水廠脫氮除磷工藝改造工程.中國給水排水,2007(24).

[7]胡英,楊侃.污水處理工藝改造的實踐成果——高效A/O工藝.大眾科技,2007(02).

[8]李燕峰,管真真,郭方錚.臨沂污水處理廠除磷脫氮工藝改造成果介紹.科技咨詢導報,2007(26).

[9]張亞勤,熊建英,雷震珊.上海松江污水處理廠達標改造工程介紹.給水排水,2008(01).

[10]鄧銘庭,虞錦君,朱麗梅.蕭山城市污水處理廠HCR工藝改造.中國給水排水,2008(02).

污水脫氮除磷論文參考文獻:

[1]張辰,李春光.城鎮污水處理廠改造研究與實例.建設科技,2008(14).

[2]魯年喜.曝氣生物濾池在污水廠技術改造中的應用.中國資源綜合利用,2008(10).

[3]林清秀.海滄污水處理廠升級改造的思路及工程實施.中國給水排水,2008(24).

[4]肖寧.ECOSUNIDE工藝在德州污水處理廠升級改造中的應用.中國給水排水,2008(22).

[5]張雁秋,李昂,李燕.分點進水脫氮除磷新工藝的理論基礎和實踐.中國給水排水,2008(24).

[6]周金全,董小龍,蔣伯忠.污水處理廠升級改造一級A排放標準新工藝及工程實例.中國建設信息(水工業市場),2009(Z1).

[7]王秋陽,李濤,王東升.AAO污水處理工藝化學強化除磷研究.環境工程學報,2008(11).

[8]段瑞文.化學輔助除磷在改良AAO工藝中的應用.中國給水排水,2005(08).

[9]鄭興燦.城市污水處理決策與典型案例,中國建筑工業出版社,2007.11:18-19.

污水脫氮除磷論文參考文獻:

[1]戴鎮生.厭氧-好氧活性污泥法的應用前景.中國給水排水.2004,10(4).

[2]周岳溪.廢水生物除磷機理及間歇式生物處理工藝的研究.清華大學,2004.

[3]張波,高廷耀.生物脫氮除磷工藝厭氧/缺氧環境倒置效應.中國給水排水.2001(7).

[4]陳朋,反硝化細菌的篩選、鑒定及其強化處理硝酸鹽廢水的研究,環境工程,2009,5.

[5]許彥娟,張利平,反硝化聚磷菌的分離篩選及鑒定,河北農業大學學報,2008.5

第3篇

J——期刊文章

M——專著(含古籍中的史、志論著)

參考文獻的類型

根據GB3469-83《文獻類型與文獻載體代碼》規定,以單字母標識:M——專著(含古籍中的史、志論著)

C——論文集

N——報紙文章

J——期刊文章

D——學位論文

R——研究報告

S——標準

P——專利

A——專著、論文集中的析出文獻

Z——其他未說明的文獻類型

電子文獻類型以雙字母作為標識:

DB——數據庫

CP——計算機程序

EB——電子公告

非紙張型載體電子文獻,在參考文獻標識中同時標明其載體類型:DB/OL——聯機網上的數據庫

DB/MT——磁帶數據庫

M/CD——光盤圖書

CP/DK——磁盤軟件

J/OL——網上期刊

EB/OL——網上電子公告

一、參考文獻著錄格式

1 、期刊作者.題名〔J〕.刊名,出版年,卷(期)∶起止頁碼

2、 專著作者.書名〔M〕.版本(第一版不著錄).出版地∶出版者,出版年∶起止頁碼

3、 論文集作者.題名〔C〕.編者.論文集名,出版地∶出版者,出版年∶起止頁碼

4 、學位論文作者.題名〔D〕.保存地點.保存單位.年份

5 、專利文獻題名〔P〕.國別.專利文獻種類.專利號.出版日期

6、 標準編號.標準名稱〔S〕

7、 報紙作者.題名〔N〕.報紙名.出版日期(版次)

8 、報告作者.題名〔R〕.保存地點.年份

9 、電子文獻作者.題名〔電子文獻及載體類型標識〕.文獻出處,日期

二、文獻類型及其標識

1、根據GB3469 規定,各類常用文獻標識如下:

①期刊〔J〕

②專著〔M〕

③論文集〔C〕

④學位論文〔D〕

⑤專利〔P〕

⑥標準〔S〕

⑦報紙〔N〕

⑧技術報告〔R〕

2、電子文獻載體類型用雙字母標識,具體如下:

①磁帶〔MT〕

②磁盤〔DK〕

③光盤〔CD〕

④聯機網絡〔OL〕

3、電子文獻載體類型的參考文獻類型標識方法為:〔文獻類型標識/載體類型標識〕。例如:

①聯機網上數據庫〔DB/OL〕

②磁帶數據庫〔DB/MT〕

③光盤圖書〔M/CD〕

④磁盤軟件〔CP/DK〕

⑤網上期刊〔J/OL〕

⑥網上電子公告〔EB/OL〕

三、舉例

1、期刊論文

〔1〕周慶榮,張澤廷,朱美文,等.固體溶質在含夾帶劑超臨界流體中的溶解度〔J〕.化工學報,1995(3):317—323

〔2〕Dobbs J M, Wong J M. Modification of supercritical fluid phasebehavior using polor coselvent〔J〕. Ind Eng Chem Res, 1987,26:56

〔3〕劉仲能,金文清.合成醫藥中間體4-甲基咪唑的研究〔J〕.精細化工,2002(2):103-105

〔4〕 Mesquita A C, Mori M N, Vieira J M, et al . Vinyl acetate polymerization by ionizing radiation〔J〕.Radiation Physics and Chemistry,2002, 63:465

2、專著

〔1〕蔣挺大.亮聚糖〔M〕.北京:化學工業出版社,2001.127

〔2〕Kortun G. Reflectance Spectroscopy〔M〕. New York: Spring-Verlag,1969

3、論文集

〔1〕郭宏,王熊,劉宗林.膜分離技術在大豆分離蛋白生產中綜合利用的研究〔C〕.//余立新.第三屆全國膜和膜過程學術報告會議論文集.北京:高教出版社,1999.421-425

〔2〕Eiben A E, vander Hauw J K.Solving 3-SAT with adaptive genetic algorithms 〔C〕.//Proc 4th IEEE Conf Evolutionary Computation.Piscataway: IEEE Press, 1997.81-86

4、學位論文

〔1〕陳金梅.氟石膏生產早強快硬水泥的試驗研究(D).西安:西安建筑科學

大學,2000

〔 2 〕 Chrisstoffels L A J . Carrier-facilitated transport as a mechanistic tool in supramolecular chemistry〔D〕.The Netherland:Twente University.1988

5、專利文獻

〔1〕Hasegawa, Toshiyuki, Yoshida,et al.Paper Coating composition〔P〕.EP 0634524.1995-01-18

〔 2 〕 仲前昌夫, 佐藤壽昭. 感光性樹脂〔 P 〕. 日本, 特開平09-26667.1997-01-28

〔3〕Yamaguchi K, Hayashi A.Plant growth promotor and productionthereof 〔P〕.Jpn, Jp1290606.

1999-11-22

〔4〕廈門大學.二烷氨基乙醇羧酸酯的制備方法〔P〕.中國發明專利,CN1073429.1993-06-23

6、技術標準文獻

〔1〕ISO 1210-1982,塑料——小試樣接觸火焰法測定塑料燃燒性〔S〕〔2〕GB 2410-80,透明塑料透光率及霧度實驗方法〔S〕

7、報紙

〔1〕陳志平.減災設計研究新動態〔N〕.科技日報,1997-12-12(5)

8、報告

〔1〕中國機械工程學會.密相氣力輸送技術〔R〕.北京:1996

第4篇

關鍵詞:研究生課程;化工分離過程;教學方式改革與實踐

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)20-0151-02

一、引言

《化工分離過程》是武漢大學能源動力學科化學工程與工藝專業開設的研究生專業課程。該課程特點是綜合性強、內容廣泛,包括化工實際生產中多組分物系分離過程的原理、流程、計算、應用以及相關領域的前沿研究。要求學生掌握各主要分離過程的基本原理、特性分析、操作特點、簡捷和嚴格計算法、應用以及研究進展等。雖然學生在本科階段已經學習了《物理化學》、《化工原理》等基礎課程,但由于分離過程所涉及到的化學工程基礎知識點較多,經驗性知識內容較多,而新的分離技術與分離裝置又不斷出現[1],學生學習有一定難度,因此,如何組織好這門課的教學至關重要[2,3]。本文根據研究生課程《化工分離過程》教學的特點,對該課程教學存在的問題進行了總結,結合研究生課程教學實踐,深入研究教學方法,并提出了課程教學的改革方案。

二、課程現狀及存在的問題

1.課程概況。本課程第一章為單級平衡過程,主要講述相平衡,多組分物系的泡點和露點計算,閃蒸過程的計算。第二章為多組分多級分離過程分析與簡捷計算,涉及設計變量,多組分精餾過程,萃取精餾和共沸精餾,吸收和蒸出過程流程,萃取過程。第三章為多組分多級分離的嚴格計算,包括平衡級的理論模型、逐級計算法、三對角線矩陣法。第四章為分離設備的處理能力和效率,主要為氣液傳質設備的處理能力和效率、萃取設備的處理能力和效率、傳質設備的選擇。第五章為分離過程的節能,分離的最小功和熱力學效率,精餾的節能技術,分離順序的選擇。第六章為其他分離技術和分離過程的選擇,主要為膜分離技術、吸附分離、反應精餾、分離過程的選擇。教材選擇為陳洪鈁、劉家祺編《化工分離過程》(化學工業出版社,2006年),參考教材選擇勒海波等編著《化工分離過程》(中國石化出版社,2008年),賈紹義、柴誠敬主編《化工傳質與分離過程》(化學工業出版社,2001年),以及蔣維鈞編著《新型傳質分離技術》(化學工業出版社,2006年)。

2.教學面臨的主要問題。(1)內容多,學時少。“化工分離過程”具有知識點多、復雜例題多、圖表公式多等特點,傳統的教學以板書為主,重要內容、公式推導以及例題講解都不便,教學效果不理想。同時隨著化工分離過程新技術的出現,要求研究生更加重視新知識、新理論,這些要求與較少的課程學時形成沖突[4]。(2)教學內容落后。隨著學科和新技術的發展,化工分離過程理論也應不斷完善。當前課程教學內容很多都已落后,而且對于本學科的前沿思想、理念、方法未得到重視。早期的教學大綱和教材不能滿足學生目前所學所用[3]。(3)教學評價機制不完善。考核評價單一且不完善,傳統的考核方式通常以單一的期末閉卷考試為主,教學效果和學生對課程的掌握程度主要通過期末理論考試成績來評價。這種單一評價學生成績的考核方式不適應《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》的要求,也不利于學生的全面綜合發展。(4)教學方法單一。化工分離過程的原理和結構復雜,依靠傳統教學方式獲得的信息很抽象,學生難以理解,而且教學方式過于單一,學生較難理解工作原理。當前已經跨入網絡時代,但專業課的教學遠遠沒有利用先進網絡技術,仍然停留在教師講授、學生習題的狀態。學生的創造性和積極性難以被激發出來,導致教學效果欠缺。

三、教學方法改革與實踐

1.優化并整合教學內容。合理安排教學內容,在有限的學時數下,盡量保持教學內容的系統性和完整性。化工分離過程僅有36個學時,如何選擇教學重點以及教學方法,對提高本課程的教學效果十分重要。目前現有課程內容設置與化工原理、物理化學、化工熱力學等課程具有一定的重復性。通過認真比較,教師對教材內容進行了優化與整合。

我們采用的主教材為陳洪鈁、劉家祺編《化工分離過程》,由于本專業研究生本科期間未修《化工熱力學》,故將第二章作為講述重點。此外,增加新型化工分離技術,將超離子液體、膜分離、雙水相技術等典型工程案例引入教學中,使課堂教學更具有現實性和新意。減少與化工原理內容的重復,對化工原理教材中已涉及到的內容如雙組分精餾、吸附和結晶等安排自學,重點講解多組分體系的工程計算,將有關基礎及計算機應用在藕合與集成過程設計中體現出來,培養學生利用化工單元操作的基本原理解決實際復雜體系分離問題的能力。由于每章授課時間只有3~4學時,我們將課程重點放在分離技術合理選擇、分離過程優化設計上;且根據具體產品的生產方法,結合化工原理、反應工程、化工熱力學,從工程、經濟、環保等角度出發,講授專業知識。

2.多元化教學方式相結合。化工分離過程涉及大量單元過程及分離設備,需要較多的圖表表述,傳統的教學方法中,圖形的表述形式和內容受到局限。因此通過多媒體課件、板書及視頻相結合改進教學效果。

一方面,采用多媒體教學可充分利用電子課件、動畫、視頻等將其知識直觀表述,為學生提供真實的情景教學環境,把化工分離過程中復雜內容簡單化,抽象內容具體化,枯燥內容形象化,不僅激發了學生的學習興趣,同時也豐富了課堂教學內容,提高了教學效率和效果[2]。充分利用網絡資源如動畫和錄像,改善了教學媒體的表現力和交互性,促進了課堂教學內容、教學方法、教學過程的全面優化,從而提高了教學效果[1]。例如講解甲醇生產裝置工藝設計等。另一方面,傳統板書在教學中也起著至關重要的作用。公式推導、邏輯計算與微觀原理的分析,需要板書與PPT結合,引導學生的思維。此外,在教學過程中還采用了對比式教學方法,例如,雙組分精餾和多組分精餾,簡捷計算法和嚴格計算法,共沸精餾和萃取精餾,操作型計算和設計型計算等。

3.課堂討論教學。研究生課程的教學應更加深入地采用師生互動的方式而非傳統的本科生課程教學方式。討論課的一種方式是當講授到課程的重難點時,加入討論環節,把重要問題提出來,先讓學生分組討論,然后教師再針對重點和難點進行細致講解。這樣可充分調動學生的積極性,加深了學生對知識的理解,也加強了學生知識體系的完整性。例如在講多組分精餾時,教師在介紹完兩個極限條件及進料位置的選取后,讓學生討論簡捷計算方法的步驟和應用,并與二組分精餾進行對比分析。另一種方式是教師根據每章主要內容,列出討論選題提前發給學生。本課程的討論課設置了不同專題,例如超臨界流體萃取、反膠團萃取及雙水相萃取,液膜分離技術,特殊精餾過程分析,新型吸附技術、新型膜分離等。每人自選一題,要求學生查閱國內外最新文獻并制作PPT。每人陳述20分鐘,其他同學和教師對其論題進行提問,由該同學負責回答。討論結束后,教師評價該同學的陳述情況,并提出建議。教師從學生的講述中可基本了解其掌握知識的程度,查閱資料的多少,其他學生通過該生的陳述,也擴展了知識面。通過開展討論式課堂教學,極大調動了學生的主觀能動性,取得了很好的效果。

4.課堂教學與課題研究相結合。如何提高研究生的學術研究能力是研究生培養的關鍵。武漢大學能源動力學科化學工程與技術專業是由電廠化學專業發展而來的,主要培養面向電力能源行業尤其在電力生產用水處理方面的從業人員,因此在教學過程中如何提高研究生解決問題的能力顯得尤為重要。在加強學習理論知識的基礎上,教學中要求研究生對學科前沿加以關注,根據導師的研究方向,了解化工分離過程在該研究方向上的發展及應用近況,撰寫文獻綜述,同時通過查閱大量文獻資料,獲取化工分離過程最前沿的知識,不斷提高理論水平。

5.改革考核評價方法。建立多元化、規范化的研究生專業課程評價體系。本課程有針對性地改革了考核方式,重點考察研究生掌握知識的能力,如:采用開卷考試、專題研討和課程論文相結合等方式,注重考核研究生將所學知識融會貫通,應用于解決實際問題的能力;指導研究生撰寫課程論文,促使其查閱大量文獻資料,了解學科發展前沿,拓寬知識面。通過考核力求提高研究生分析問題和解決問題的能力,激勵學生重視和積極參與學習的全過程,把能力培養、知識傳授和素質教育融為一體。本課程將考核進行細化,分成以下四部分:期末開卷筆試成績占40%,專題匯報占25%,課程論文占25%,平時表現10%。

四、結語

工科研究生專業課程的教學目的在于學以致用,需要通過有效的教學環節保證學生掌握必要的課程知識要點,并學會將之運用于分析解決實際問題。本文作者經過近幾年對研究生課程《化工分離過程》教學方式的探索與實踐,通過優化整合課程內容,采取多元化教學方式,能夠有效改善傳統教學方法上存在的諸多問題,調動學生的學習興趣和主動性,從而提高課程的教學效果,并且能使學生在其他方面得到提高,全面提升專業素養。

參考文獻:

[1]曾濤.《化工分離過程》教學中提高學生工程能力的探索研究[J].廣州化工,2014,13(42):216-217.

[2]孫晨.化工分離過程教學方法探討[J].廣東化工,2014,41(16):192-193.

第5篇

關鍵詞 生物工程;綜合性實驗;教學改革

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B

文章編號:1671-489X(2016)10-0130-02

1 前言

生物工程是一門新興的綜合性應用學科,是以生物學的理論和技術為基礎,結合化工、機械、電子計算機等現代工程技術,充分運用分子生物學的最新成就,定向地改造生物或其功能,創造出具有超遠緣性狀的新物種,再通過合適的生物反應器對這類“工程菌”或“工程細胞株”進行大規模的培養,以生產大量有用代謝產物或發揮它們獨特生理功能的新興技術,包括發酵工程、酶與蛋白質工程、細胞工程、基因工程四大工程。生物工程理論和技術突飛猛進地發展,在農業、食品、醫藥、化工、環境等行業的應用也越來越廣泛。

生物工程也是一門實驗性和應用性很強的學科,以培養應用型人才為主,要求學生除了掌握基礎的生物工程實驗方法外,還要具有整體實驗的綜合安排能力[1]。實驗教學環節不僅是培養學生綜合素質的重要方面,也是培養學生動手能力和創新能力的重要環節,在實驗中加深學生對理論知識的認識和理解。目前,許多高校生物工程專業實驗大多是依附于各門理論課,而且實驗內容相對分散,以驗證性實驗為主,學生在教師的指導下按照規定內容完成實驗,處在被動學習地位,抑制了學習的積極性和主動性,影響生物工程專業實驗的教學效果[2]。因此,筆者對河南中醫藥大學藥學院生物工程專業學生(2013級)的生物工程綜合實驗課程進行了一些改革和探索。

2 開展生物工程綜合性大實驗

制定生物工程實驗課程教學大綱 根據本專業人才培養定位和實驗開展情況,參考兄弟院校生物工程專業實驗的開展項目內容,組織教師制定了詳細的實驗大綱,通過了教務處組織的實驗項目論證,同時組織學科教師編寫了《生物工程專業實驗》教材。制定教學大綱遵循的原則包括:減少重復性實驗,體現專業實驗的整體性、連貫性;減少驗證性、演示性實驗,多開設設計性、綜合性實驗。

在課程安排上,生物工程實驗開設在大三第二學期。在前5個學期,學生已經學習過生物工程基礎課和專業課,包括細胞生物學、生物化學、工業微生物、分子生物學、基因工程、細胞工程和蛋白質工程等課程,所以在實驗項目設置上,避免開設與細胞生物學、分子生物學、基因工程等課程重復的實驗,注重綜合性實驗的連續性。最終確定的生物工程實驗教學大綱包括10個小的實驗單元:1)堿裂解法小量制備質粒DNA;2)DNA瓊脂糖凝膠電泳;3)聚合酶鏈式反應(PCR);4)DNA的限制性酶切及純化;5)質粒載體與外源DN段的鏈接;6)連接產物轉化大腸桿菌;7)抗生素平板篩選重組轉化子;8)原核表達載體的誘導表達和檢測;9)大腸桿菌發酵培養及表達產物的純化;10)純化蛋白的細胞學活性檢測。

開展綜合性實驗 在傳統的實驗教學中,以驗證性實驗為主,學生只要根據實驗教材,按教師制定好的實驗步驟,利用實驗教師已經準備好的實驗試劑和實驗器材,在教師的指導下即可完成。這種機械式完成實驗的方式,實驗教學效果很差,無法引起學生的興趣,更加難以培養學生的動手能力和操作能力。在這種情況下,制定生物工程綜合性大實驗。如“丹參病程相關蛋白的原核表達及純化”,實驗設計依托學科教師的科研課題“丹參病程相關蛋白基因SmPR10的克隆及功能研究”,通過對丹參病程相關蛋白(Pathogenesis-Related Protein,PR Protein)為研究對象,通過SmPR10蛋白在大腸桿菌中的原核表達、純化以及活性檢測進行實驗,深入了解生物工程表達異源蛋白的原理,掌握生物工程的實驗操作,鞏固和檢驗已學的理論知識,為畢業論文和走向工作崗位打下基礎。

該實驗綜合了分子生物學、基因工程、蛋白質工程、發酵工程、生物分離技術和生物反應器的基本知識,要求學生通過病程相關蛋白的制備了解生物工程的相關基本操作,掌握DNA重組、載體構建、微生物菌種保存與培養、目標蛋白的分離提取等專業實驗技能。在綜合性實驗過程中,培養學生的科學思維, 提高學生綜合運用所學知識解決實驗中遇到的實際問題的能力。

在實驗操作過程中,允許學生的實驗結果不盡如人意甚至失敗,但是一定要注重強調學生對自己實驗過程中所得結果進行分析和解釋[3],找出實驗問題所在,然后修訂實驗方案,進行下一步實驗。綜合性實驗有利于拓寬學生思路,培養學生整體安排實驗的能力,打破過去傳統的實驗教學方法,改變在傳統實驗教學過程中由教師領著學生走的現象。

集中時間安排實驗環節 因為生物實驗周期長,同時生物工程綜合性大實驗對實驗的連續性要求較高,將學校安排的每周4個實驗學時改為4個學時為一個實驗單元,每次完成綜合性大實驗的一個實驗項目,而且集中在每天下午開設實驗課,體現了綜合性大實驗的連貫性、完整性和科學性。

改革實驗成績評定辦法 以往的實驗課成績完全由形成性成績構成,主要有考勤、提問、實驗報告和最終測試3部分組成。實驗報告在最終實驗成績中所占比重較大。有些學生在實驗過程中不認真做實驗,最后為了寫出好的實驗報告,就會出現編撰數據甚至抄襲其他學生實驗報告的不良行為。

為了體現以學生為中心的教學理念,調動學生實驗的積極性,計劃在以往實驗課成績評定的基礎上建立新的實驗成績評定辦法。平時成績除了考勤、提問外,還重點考核學生對實驗資料的收集和對實驗文獻的查閱情況,以及實驗數據的記錄、團隊合作能力、實驗中的操作規范、獨立思考能力等。同時引入學生自評、互評和科研小論文的書寫,通過每次實驗結束時的總結討論和學生自評、互評,使學生參與到實驗結果和實驗問題的分析與討論,加強學生和教師之間的交流,整個生物工程綜合性大實驗完成后,要求學生以學術論文的形式寫作科研小論文。

科研小論文的寫作要求完全按照正規學術論文的寫作要求。正文之前部分包括題目、作者、作者單位、摘要、關鍵詞(3~5個);正文部分包括前言、實驗方法、結果與分析、討論4部分,要求層次分明;標題層次不得多于3層,采用1、1.1、1.1.1方式。前言部分包括研究背景、國內外研究進展和實驗意義。結果與分析是對實驗過程中所記錄的實驗數據和實驗現象進行科學的處理,客觀地對實驗結果進行分析和描述。討論部分則是對整個實驗的分析討論,如果得到預期的實驗結果,對實驗過程中的關鍵步驟進行分析;如果沒有獲得預期的實驗結果,則要分析實驗過程中失敗的原因,找出問題所在。科研小論文最后要求列出參考文獻(不得少于3篇)。

通過科研小論文的寫作,鍛煉學生寫作科學論文的能力,為最終畢業論文的寫作奠定基礎。

引入先進工程設備 在以往生物工程實驗室中,發酵實驗都是在搖床上用不同規格的三角瓶來完成,與實際工廠生產過程相差較大。為了培養合格的應用型的生物工程專業人才,購置了6臺10 L小型全自動生物發酵罐、1臺30 L種子罐和1臺300 L的全自動生物發酵罐,可以開展從小試到中試的發酵實驗,使得發酵工程實驗中的啤酒發酵實驗和紅霉素發酵實驗如同在縮小的工廠進行,整個發酵過程的參數一目了然,使學生了解生物發酵的全過程,掌握發酵接種技術以及發酵過程中溫度和pH控制、氧氣的供應、添加補料、發酵液的后處理等生產工藝,學習到現酵車間的先進生產技術。

在生物工程綜合性大實驗開展過程中,采用先進的實驗技術培養學生。如在質粒DNA提取過程中,采用試劑盒提取質粒DNA,這是國內外分子生物學實驗室的主流方法(而不采用配制試劑、最后酚氯仿抽提的方法提取質粒DNA),同時給學生講解質粒提取的原理。在PCR實驗單元,采用進口的Takara所產的DNA Taq酶和dNTP試劑,讓學生手動加入每樣試劑,同時講解每樣試劑的作用,復習PCR的實驗原理。

3 結語

通過開設生物工程綜合性實驗,不但鞏固了學生以往所學的理論知識,也培養了學生動手操作的能力,給予學生在一個綜合性實驗中整理安排實驗的訓練,為學生走向工作崗位打下堅實的基礎。生物工程專業實驗教學的改革還需更多的探索和實踐,改革實驗課程的教學方法和教學內容,培養學生動手操作的能力、發現問題和解決問題的能力,最終培養出合格的應用型生物工程專業人才[4]。

新的生物工程綜合性實驗對教師也提出更高的要求,所以教師也要不斷學習新知識、新技術,提高自身的知識水平和業務能力,保證實驗改革的順利進行。生物工程綜合性實驗改革的探索雖然取得一定的效果,但還有許多不完善的地方和需要解決的問題,如整個實驗體系的設計中工科部分所占比例相對較弱,主要受限于學校、學院和學科的特點,這一部分還需要進一步加強和改進。

參考文獻

[1]肖連冬.生物工程綜合性專業實驗的教學改革與實踐[J].廣東化工,2009,36(8):311-317.

[2]劉勝貴,付明,張儉.生物工程大實驗教學模式探索[J].實驗技術與管理,2007,24(2):126-128.

第6篇

論文關鍵詞:TRIZ理論;教學實踐;課堂討論

隨著世界科技的日益發展,創新的重要性已得到了越來越多的認同,并被提升至關系到國家發展和實力的高度,而由此引申的創新人才培養也獲得了更廣泛的關注,并被更多的人所實踐。高校作為人才培養的主陣地,在創新人才培養中的責任不言而喻。為了更好地培養學生的創新能力,從2009年起我們在大學一年級的機械類新生中開展了TRIZ理論教學。

TRIZ是“發明問題解決理論”的俄語縮寫,由前蘇聯發明家阿奇舒勒在1946年創立。經過幾十年的發展,它已成為一種被世界公認的、有助于開發人們的智慧并能幫助人們解決發明問題的有力工具。通常認為TRIZ理論由以下九大部分組成:(1)技術系統的進化法則;(2)最終理想解(IFR);(3)40個發明原理;(4)39個標準工程參數和矛盾矩陣;(5)物理矛盾和四大分離原理;(6)物一場模型分析;(7)發明問題的標準解法;(8)發明問題解決算法(ARIZ);(9)科學效應和現象知識庫。TRIZ的各部分均有自己關注的重點,如“進化法則”關注的是技術系統的進化方向;“發明原理”更多地關注具體的解題思路;“IFR”更關注的是最終目標的確定等等。這些部分既相互關聯,也存在一定的獨立性。根據1學分的課時安排和大一學生的特點,教學時對“最終理想解”(包括創新中資源的發現和利用)、“40個發明原理”、“39個標準工程參數和矛盾矩陣”、“物理矛盾和四大分離原理”進行了重點介紹,其他部分僅作簡單提及。

一、基本教學目標

創新人才培養有四個基本要素,即培養學生創新的習慣、培養學生的好奇心、培養學生直覺和洞察力以及培養學生的注意力。由于創新概論教學的受眾是機械類的大一新生,所以在確定教學目標時作了如下考慮:

(1)使教學過程涵蓋完整的創新過程,但有所側重。根據創新教學不斷線和可延續性原則,確定了概論課程以創新意識培養為主體,注重創新思維的鍛煉過程,輔以創新結果檢驗的基本教學目標。在實施過程中將創新意識培養和創新思維鍛煉作為主要努力方向,而將創新結果的評判用于檢驗創新思維教學的有效性和從中發現需要改進的教學方式上。

(2)使重點教學內容形成一條主線。也就是說要使學生了解這樣的事實:1)我們的身邊有許多需要改進的事物和已經被改進的新事物;2)所有改進所遵循的均是理想度增加的原則;3)理想度增加最有效的辦法是新資源的發現和資源更有效的利用;4)創新是通過在發現矛盾并以非調和方式下解決矛盾后來實現的;5)不同的矛盾有不同的解決方法,而實際上我們已有許多成功的思路可以參考;6)創新是需要結果作為最終說明的,而判別標準則是能否被用戶所接受。

盡管對教學目標還可以列出更多的具體化指標,但如果達到了上述目標,則創新理論的概論性教學就應該被認為是成功的。

二、各教學環節的實施過程和注意點

TRIZ概論教學由課堂講授、課堂提問、課堂討論和發明問題小論文等環節構成,下面對各環節的具體實施方式做簡單的介紹。

1.課堂講授

課堂教學以TRIZ理論的講授為主,但為了能夠引起學生共鳴,應該有更多的應用實例介紹。考慮到學生的接受程度,應該由淺及深、逐步深入。如在講授分離原理時,以城市道路為例,從信號燈的時間分離,高架和地鐵的空間分離,引入到現在許多城市都在普遍采用的十字路口的待轉區和待行區的設置(可以看成是多種分離原理的使用);然后從十字路口問題引伸到自動線設計控制中可能出現的類似問題,不但使理論的應用得到了延伸,也使學生能夠更好地理解發明原理的多用性問題。

2.課堂提問

課堂提問是在課堂教學過程中經常性的一項實踐活動。就創新理論的教學和實踐而言,背誦理論并沒有太大的意義,而深刻的領會直至應用才是至關重要的,教師應該據此在各個節點上給學生更多的引導。譬如在發明原理的講解時,我們針對“周期性作用原理”舉了一個防風打火機的例子:該打火機通過周期性的點火而實現防風作用。而就此提出的問題是:這在創新思維上體現了什么?在教師的引導下,有學生回答:“在設計防風打火機時,可以考慮只要火能夠被足夠快的重新點燃,而不必考慮它是否曾經被吹滅。”這一例子使學生在了解發明原理的同時更好地理解了思維定勢對創新設計的阻礙作用。

課堂提問時最重要和需要解決的問題是學生和教師間的互動問題,實踐中經常遇到經多次提示仍沒有響應的情況。對此,我們沒有一概采用點名提問的方法,而是采用了“聲音捕捉”的方法:通過捕捉課堂中出現的各種聲音,遇到“雜音”則點名提問,遇到“相關音”則以學生的只言片語作為新的引導起點。采用這種辦法不但可以很好地保證課堂紀律,更重要的是它符合思維的基本規律——逐次遞進。

3.課堂討論

課堂討論的基本操作方式為:按1組4~5人進行分組,選定組長;根據課程的教學進程,在合適的點上留5~10分鐘進行分組討論,組長負責記錄討論結果。根據時間選定適當的組數(3~5組),各組進行3~5分鐘的講解,教師負責對每一個組的講解問題進行引導和點評,課后上交討論的書面結果。

課堂討論是課程教學環節安排時的重要一環,基本構想是希望它不但能使學生更深地理解理論,也能成為最終創新小論文的鋪墊,但結果卻出乎所料:在前一次課布置了“在生活中發現一個有待改進的問題”的題目,而在第二次上課討論時很多學生只是“空手而來”,討論根本無法進行。問其原因,答案竟然是:“我們不知道如何去找”。剛開始,我們將這一現象歸究于多年應試教學養成的被動性參與和學生的惰性,但與學生深入交流后卻發現其實并非如此:有相當部分的學生去想了,但真的沒能觀察到有新意的內容。“觀察總是有選擇的,它需要有選定的對象、確定的任務、興趣、觀點和問題”,當學生不明確這些內容時,僅僅要求他們觀察是不夠的。通過在前幾次討論時降低觀察難度,即采用“布置具體的觀察對象”,“給出具體的觀察要求”,“使學生首先明確自己的觀察對象和觀察目的”的方式,使后續的討論得以較順利地進行。

4.小論文講評

最后的小論文采用自由選題方式。作為期終作業,要求學生必須上交1500字以上的創新小論文。為了保證小論文的質量,安排了兩個單位時間的學生PPT演講、教師點評環節。教師在點評過程中的主要工作是深化學生的思考,糾正學生的錯誤。譬如說,有學生提出了一種節能想法:感覺到騎自行車時身邊有風,這種風可以被利用,即在自行車上裝風輪,風輪帶動發電機發電,但卻沒有考慮身邊的風實際上是騎行時需要克服的阻力,加風輪將增加阻力。通過對“能量守恒”這一基本原理的提醒,引導學生明白只有利用多余的能量才是合理的。通過啟發,學生提出了改進想法:可以使風輪在自行車速度高于某個值時自動打開,不用剎車而實現減速。

小論文中反映的主要不足有:

(1)學生間的合作性不強。盡管鼓勵學生們以小組為單位完成問題分析和論文寫作以提升論文質量,但絕大部分學生還是選擇了獨自完成。分析原因可能是學生們不知如何合作,或者是不愿或不敢對較大問題進行探討。

(2)內容涉及面較窄,分析膚淺。相當部分小論文涉及的是學生自認為高科技的內容,如電腦、汽車、飛機等,而對身邊的事物或認為太低檔,或認為不值一改。在論文書寫時半數學生以羅列為主,分析不足。

產生上述問題的原因是復雜的、多方面的,對此將結合后續教學環節作進一步的探討。

第7篇

【關鍵詞】產學研 生物工程 應用型本科 培養模式

生物工程專業是一門培養具有創新能力和工程實踐能力的高級應用型人才的專業。學生不僅要掌握生物學理論知識,還應掌握生物工程相關理論知識和技能,且應用性強。因此,作為應用型本科院校開設的生物工程專業,不管從自身發展的角度出發,還是從社會經濟需求出發,都應當與產學研全面結合。本文針對應用型本科院校及生物工程專業的特點,以賀州學院為例,對應用型本科院校生物工程專業產學研人才培養模式進行了探索。

一、“產學研”合作課程體系的構建

(一)理論課程體系的構建

為了加強學生的專業基礎、生物工程學基礎和基本技能訓練,生物工程專業主要培養從事生物發酵、生物制藥以及環境生物處理和食品加工和設備的生產、研發等工作的應用創新型人才。構建了由通識教育課程平臺、學科基礎課程平臺、專業課程平臺三大類課程構成的理論課程體系。課程原專業以微生物體系為主,拓寬至包括動物細胞、植物細胞和酶在內的整個生物體系,并適當增加了上游技術(如基因工程、細胞工程等)和下游加工過程(生物分離工程等)的課程。建立并完善了由化工原理、發酵工廠設計和生物工程設備等專業課程組成的工程學教學體系,培養學生的工程意識和設計能力。在課程設置上,實現了“厚基礎、寬口徑”的人才培養模式[5]。

(二)實踐教學體系的構建

賀州學院生物工程專業構建了包括由實驗課、課程設計、課程實習、認知實習、專業見習和畢業實習(工廠實習)、畢業論文(設計)組成的實踐教學新體系。對于基礎課程如《普通生物學》《生物化學》和《微生物學》等開設32學時的獨立實驗,對于《化工原理》《發酵工程原理》和《工程制圖》等學科基礎課程,開設24學時的實驗。對于專業課程《細胞工程》《蛋白質與酶工程》和《分子生物學與基因工程》開設24學時的實驗。對于《生物工程設備》《生物分離工程》和《發酵工程設計》等專業課,開設16學時的實驗。增設了3門特色專業選修課程:《馬蹄脫毒技術》《山楂發酵產品工藝學》和《制茶工藝學》。為了提高生物工程專業學生的綜合專業素養,開設了《生物工程綜合實驗》。專業實踐模塊由課程設計、專業見習、課程實習、認知實習、畢業實習、畢業論文(設計)等模塊構成。實踐教學體系的構建,不僅提高了學生實際分析和解決問題的能力,而且為產學研教育的縱深發展提供了支持。

二、以產學研為依托的專業實習基地建設

生物工程專業實習基地的建設是實踐教學的基本條件,是培養應用型人才的基本保障。

(一)校內實習基地建設

以生物工程創新實驗、專業實驗室、生物化學實驗室、微生物實驗室等為主要依托,建立生物工程專業校內實習基地。賀州學院一直很重視校內實習基地的建設,新建了食品科學與工程技術研究院,購置了全自動果蔬生產線、微生物發酵系統和生化檢測系統等儀器設備,為應用型人才培養提供了平臺。

(二)校外實習實踐基地建設

以市內外生物工程企業和相關科研單位為依托,構建生物工程專業校外實習基地。為學生提供形式多樣的認知實習、專業見習、畢業實習等實踐教學,充分激發學生的學習興趣。目前已與達安基因生物有限公司、華潤雪花啤酒廠、嘉寶速凍食品公司、廣州花卉中心、廣西農科院、廣西科學院、賀州市農業局等企業和科研單位建立了良好的合作關系,簽訂了相關的合作協議書。同時聘請企業技術骨干擔任學校兼職教師,定期到學校授課或開展講座。實習基地每年都接納我校生物工程專業的學生進行實習工作,在教師和企業技術人員共同指導下,教師的科研課題與企業需要相結合,有利于解決生產中遇到的問題,同時也能提高企業接納學生實習的積極性。對于學校來說,豐富了教師的科研課題,促進了學科的發展。

(三)依托實習基地,構建畢業實習和畢業論文新模式

以產學研合作課題為切入點,安排一定數量的學生走出校門進入企業和科研單位,完成畢業論文(設計)。通過深入基地,進行完全現場環境的實踐訓練,建立校內校外“雙導師”的培養機制[6],在老師和基地技術人員的共同指導下完成畢業論文(設計)。這樣既可以把理論和實踐更好地結合,又可以解決企業生產過程中的一些技術難題,提高學生實際分析和解決問題的能力,實現雙贏。在2016屆的生物工程專業畢業班的學生中,有10多名學生直接到達安基因生物有限公司、華潤雪花啤酒廠、廣西農科院等企業和科研單位,在企業和科研單位指導老師的指導下完成畢業論文(設計)。

三、科研引入教學,培養學生創新能力

科研帶動了生物工程行業的發展,沒有科研就沒有創新。將科研滲透到教學中去,以科研促進教學質量的提高。

搭建良好的科研教學平臺,使科研工作成為提升專業特色建設的有效手段。將教師的科研課題引入實驗課或畢業論文的選題中,鼓勵學生積極參與教師的科研工作。目前生物工程專業老師申請的項目有“中田大山楂高產栽培與育苗技術研究”“雞血藤懸浮細胞培養及異黃酮類合成的代謝機理研究”“賀州馬蹄優質品種選育、有機規范栽培技術研究”“賀州油茶優良品種離體再生技術研究”等20多項省級、廳市級項目。在2016屆的生物工程專業畢業班的學生中,有60%的畢業論文課題來自教師科研項目。學校還設置了由學生自主申請的大學生創新項目,目前生物工程專業班的學生每年都有2~3項大學生創新項目,且一些成果已在高水平的科學雜志上發表。

四、加強職業技能培訓,提高綜合素質

生物工程專業的學生不僅要強化基礎知識和基本技能的學習,還要不斷地加強職業技能培訓,獲取更多與專業相關的職業資格證書。實施專業和職業資格教育有機結合,以職業資格證書來檢驗學生對專業技能知識的掌握程度,有利于提高學生的綜合素質、動手能力和解決實際問題的能力。目前,學生主要通過化學檢驗工、微生物檢驗工和食品檢驗工等資格培訓與考核,為學生就業奠定了堅實的基礎。

五、結合企業和市場需求,加強雙師型教師隊伍的建設

在產學研背景下,學校十分重視教師的實際工作能力,也鼓勵教師到相關企業或科研單位實習和鍛煉。目前,生物工程專業的教師已有4人掛職到相關企業進行鍛煉,5人參與企業“特派員”工作。“雙師型”師資隊伍的建設將有力促進生物工程專業應用型人才的培養。

六、結束語

應用型本科院校生物工程專業人才培養模式采用產學研合作教育的方式,解決了學校教育與社會需求相脫節的問題,縮小了學校和社會對人才培養與需求之間的差距,提高了學生的實踐操作能力、對社會的適應能力和就業競爭力,有利于培養應用型的專門人才。

【參考文獻】

[1]張曉娟,陳文強,霍科科,等.生物工程專業學生創新及實踐應用能力的培養研究[J].高師理科學刊,2015,35(1): 103-106.

[2]王娣,石中,曹珂珂,等.以就業為導向, “產學研”培養生物工程應用型人才[J].廣州化工,2011,39(23): 159-160.

[3]王陶,李文,陳宏偉.應用型本科院校生物工程專業產學研人才培養模式探索[J].微生物學通報,2015,42(3): 591-597.

[4]何滿輝,趙宏霞,萬君.通過產學研合作強化實踐教學[J].遼寧工程技術大學學報,2011,13(2): 194-196.

第8篇

生物能源研究與開發廣西高校重點實驗室實行開放式管理,每天早8:00至晚9:00對畢業生開放,學生可以根據自己的實驗安排進行實驗。實驗實施過程中,要求學生做好實驗記錄,仔細觀察實驗現象,不懂的地方及時向老師咨詢;并在每周五下午5點之前向指導教師匯報實驗進展情況。

1菌株分離純化

獲得足夠多的微生物種類和數量是有效篩選產油微生物的前提。那么,從外界環境中高效分離純化微生物顯得非常重要,但有同學不能有效地進行實施。就分離產油真菌而言,透氣性好、富含有機質的偏酸性土壤中真菌較多,而有的學生卻隨意從校園一角采土樣進行菌株分離,影響分離所得微生物種類和數量;也有學生在分離過程中,選用的培養基中不添加抗生素(如鏈霉素或氯霉素等)和孟加拉紅,致使細菌、放線菌和真菌交織生長在一起,不利于后續菌株純化。此外,還有學生在篩選到菌株后,僅從菌落形態方面簡單判斷后就將類似菌株丟棄,人為地降低了所得微生物的豐度。

2產油菌株篩選

學生通過查閱文獻不難發現產油微生物篩選常用的方法是脂肪粒計數法。該方法是使用70%蘇丹黑乙醇溶液將細胞內的脂肪粒氧化成藍黑色,細胞質經過0.5%蕃紅復染后成紅色,顯微鏡下統計脂肪粒數而進行初篩[4]。但有學生在實驗前期沒有篩選到產油微生物,了解得知學生初篩時間存在問題。初篩時間過早,會造成一些油脂積累緩慢的微生物漏篩,但菌株培養時間過長也會造成產油優勢菌株細胞內的脂肪粒重疊而產生誤差。

3產油菌株鑒定

當前微生物一般采用多相分類鑒定。為了保證畢業論文質量,開闊學生視野,要求學生同時利用形態學觀察與生理生化特征等經典方法和現代分子生物學手段對所分離得到的產油微生物進行分類鑒定。經典鑒定方法中,產油霉菌以形態特征為主要指標,產油酵母則形態特征和生理生化指標兼用;分子生物學方法采用通用引物ITS1和ITS4擴增其ITS1-5.8S-ITS4保守序列,后擴增產物送上海生工生物工程有限公司進行純化測序;測序結果提交到NCBIGenBank中Blast,獲得同源性較高菌株ITS序列,先利用ClustalX進行多重比對,再用Mega5.0構建NJ系統進化樹,綜合形態和生理生化特征,確定產油菌株的分類地位。實踐證明,經典鑒定方法繁瑣耗時,而分子生物學方法簡單便捷,但實驗技能要求較高,其關鍵步驟是高質量基因組制備和PCR擴增條件優化。微生物基因組質量好壞直接影響后續PCR擴增實驗。雖然多數學生提取的基因組能夠滿足PCR擴增要求,但瓊脂糖凝膠電泳的結果顯示都存在不同程度的彌散拖尾現象,表明制備的基因組有降解或含有RNA、多糖及蛋白質等雜質。那么,基因組DNA提取過程中應該注意哪些呢?一是在水浴保溫期間,搖動不能太劇烈,以防基因組DNA斷裂;二是用等體積氯仿/異戊醇抽提時,上清液應無色,且EP管中的有機相與水相交界處無明顯的雜質,否則應重復抽提。另外,還應在DNA提取溶液中加入1μg/LRNase,以除去RNA,提高基因組質量。PCR擴增實驗精微,需要格外細心。如微量移液器的使用方法和PCR體系中各種藥品的添加順序都會對實驗結果產生重要影響,應及時對學生進行指導。此外,退火溫度是PCR擴增實驗關鍵反應條件之一。退火溫度過低會導致PCR產物雜帶過度,退火溫度過高又擴增不到目的片段。指導教師詳細講解PCR擴增實驗原理之后,學生掌握了PCR擴增實驗方法和注意事項。通過多次實驗,最終確定了所使用引物的退火溫度,產油霉菌和產油酵母分別為56℃和54℃。

4結論

經過論文選題、實驗方案設計及實驗實施等環節的教學及指導,系統、科學地訓練了學生的實驗技能,鍛煉了學生動手能力、創新思維、綜合分析和解決問題的能力,也培養了學生的團隊協作精神。以“產油微生物的分離與鑒定”為題,涉及到微生物學、生物化學及分子生物學等學科理論知識和實驗技能,能夠較為全面地多層次考察學生;而大多數學生能夠在有限的時間內較好地完成畢業論文,說明該論題難度適當,比較適合作為本科畢業論文題目。此外,學生篩選到高產、穩定的優勢產油菌株,可通過進一步定向遺傳改造應用于工業生產,將會帶來良好的經濟效益,實現產學研的有機結合。

作者:馬博 單位:百色學院

第9篇

關鍵詞:農林高校 生物分離工程 教育 教學

隨著現代農業的興起與發展,農業產業化進程不斷推進,農產品深加工技術日新月異,生物工程下游的生物分離技術也越來越受到人們的重視,所有這些變化對農林高校教授生物分離工程課程的教師提出了新的要求,因此,我們有責任在新形勢下,依托農林高校的優勢資源和大農科生物背景的支撐,通過不懈努力,為國家培養一批生物工程領域的創新型應用人才。

1 以農林高校資源為平臺,教育教學同時抓

長期以來,受傳統觀念和社會習俗偏見的影響,人們總愛將農林高校專業與綜合性大學或工科大學同專業作比較。以我校開設的生物工程專業為例,即便我們使用的教材、設置的專業課程與學時、所授的學位與綜合性大學或工科性大學完全一樣,也很難讓學生在思想上產生認同感。一些學生在學習專業課時信心不足,興趣不濃,缺乏學習熱情,上課時不認真聽講,不做筆記,課后不交作業。針對這些現象,學院組織學生參觀了學校農博園、農業高新技術產業示范園、設施農業工程園以及教師的科研成果。學校還邀請了國內知名校友和國外杰出校友來校講學作報告。通過參觀學習和分享校友的經驗體會,學生逐漸感悟到農林高校的學生同樣可以大有作為。在了解了學校辦學特色后,學生深感我們農林高校就像一個生物大磁場,在這個磁場中不僅有傳統的農業、林業、園藝、植物保護、農化、畜牧、獸醫等國家一級學科,而且還有很多的二級學科。各個生物類學科與專業不僅齊全,而且各生物類專業的實驗室、科研條件、師資力量都具有相對的優勢,這對農林高校開設生物工程專業提供了有利的條件和保障,也為生物分離工程課程的教學與實驗搭建了一個良好的平臺。在認識了農林高校辦學特色和優勢后,學生轉變了觀念,熱愛學校、熱愛專業、認真學習的風氣在學生中悄然興起。

2 以農林高校資源為支撐,教好學生教師需先行

2.1 不斷學習,完善自我

教師是教育之本。對于畢業于綜合大學,有著工科教育背景的青年教師來說,要想站好農林高校的講臺,就得不斷學習,提高自己的文化素質,完善自我。依托大農科生物背景,有意識地補充相關學科的知識,并將這些知識與本專業知識有機整合,融會貫通,只有這樣才能在講課時游刃有余,得心應手[1]。當然這個過程也是教師教學能力的體現和自我展現與提高的過程。常言道“給學生一碗水,自己就要有一桶水”。因此只有不斷充實自己,才能站穩講臺,在教育教學實踐中探索一種適合農林高校學生發展的生物分離工程課程教學模式。另外,教師應該用自己的創新能力和愛崗敬業精神去影響學生,起到潛移默化的作用。

2.2 努力鉆研,認真備課

生物分離工程是一門理論和實踐結合比較強的課程。要教好這門課,教師應對所講內容十分熟悉,為此,筆者除了選定孫彥主編的《生物分離工程》為該課程教材外,還選了一些相關的參考書籍,如普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《現代生物分離工程》《生化分離技術》,俞俊棠等主編的《生物工藝學》,嚴希康主編的《生化分離工程》以及我校教師編寫的《生物分離工程》(普通高等學校“十一五”規劃教材)。對以上每部分內容認真鉆研,從各書中取長補短,使教學內容更為充實和完善。對遇到的疑問和難點一方面查閱相關文獻資料,一方面與學院在該領域有實踐經驗的教師探討,同時積極參與學院教師在生物分離方面的相關課題研究,通過實驗加深對書本知識的理解,在講課時做到言之有據,論之有理,句句經得起推敲,堂堂講得精彩。

3 依托農林高校優勢,優化教材內容,改革教學方法

3.1 加強興趣培養,注意互動教學

歌德有句名言“哪里沒有興趣,哪里就沒有記憶”。興趣是學習的最大動力,起著舉足輕重的作用[2]。為了培養學生對該門課程的興趣,在講《緒論》時,首先,指出生物分離過程貫穿于人們的日常生活以及社會的生產實踐,在化學工業、生物工業、資源開發和環境保護等領域發揮著重要的作用,是生化產品能否產業化的關鍵。自然界中很多生物是可以被人們所利用的,而有用物質的最終產品需要較高的純度,而有害物質需要充分凈化和妥善處理,這些都必須借助各種分離技術加以實現[3]。我校植保學院張興教授等人研制開發并投入生產的生物農藥,就是利用植物或微生物為原料(如雷公藤、放線菌),采用生物分離的方法(如有機溶劑沉淀、柱層析等)得到的。生物農藥的成功研制產生了極大的經濟效益與社會效益。借助我們身邊的人和事很快調動了學生的學習興趣,他們認識到該門課程并非是空泛的理論,而是具有很強的實踐意義[4]。其次,選擇得當的教學手段,做到與學生互動,在傳授知識的同時,引導學生積極思考,如講固液分離這一部分內容時,設置問題:“為什么要先進行發酵液的預處理?”通過提問的形式,鼓勵學生大膽發言,給予肯定或糾正。這樣學生在討論中學到了許多知識,也鍛煉了思考的能力。

3.2 豐富教學內容,注意教學效果

為了讓學生在有限的時間里收獲最多知識和技能,在講解《萃取》一章時,我們將重點放在原理及影響因素上,對有關萃取的計算略講,讓學生課后自己推導,這樣既保證了對全章內容的學習,也鍛煉了學生自學的能力,同時避免與其他課程(如化工原理、物理化學等)內容重復。在講課時不一定按教材的章節順序,可按照生物質分離的基本工藝流程順序講解。將學過的一些技術方法進行比較,哪種最好,它們之間的先后順序怎樣最合理,這樣,學生的思路很自然地跟著教師的講解走,不但使學生熟悉了生物質分離的整個流程,還對每個技術方法印象深刻。講課中還可穿插一些學科前沿知識及最新研究進展,將熱點研究的新型分離手段引入課堂教學,如雙水相萃取,它作為一種新型分離方法,與其他方法比較有哪些優點,目前還存在哪些問題需要解決,以后的發展方向及應用領域等,讓學生了解國際一流的技術和信息。這對本科畢業班的學生很有吸引力,而且對學生考研或就業也有一定的指導意義。在教學過程中,注意將學院教師的科研工作,如發酵、分離提取具有抑菌活性的新物質,建立雙水相體系等方面的工作內容帶入課堂,用科研的實例加強學生對抽象理論知識的理解。鼓勵學生參與科研,將國內外有關生物分離工程與設備的經典書籍與期刊推薦給學生閱讀,以提高學生的興趣和拓展學生的知識面。這種多樣化、豐富的教學內容不僅活躍了課堂氣氛,提高了教學質量,也提高了教師自身的教育素質和教學水平。

3.3 適當使用多媒體,培養學生自學能力

多媒體教學是當今大學課堂教學的主要方法之一。它的出現與應用使得一些在傳統教學手段下很難表達的教學內容或無法觀察到的現象生動、形象地顯示出來,把抽象的理論具體化,從而加深學生對問題的理解,提高了學習效率[5]。在簡介分離操作單元時,為了防止由于學生對分離生產設備及生產工藝的感性認識不足而對大量的分離操作單元學習感到枯燥乏味。筆者用多媒體課件,將復雜的分離操作單元通過動畫或視頻的方式表達出來,使其簡單化、實際化、生動化,讓學生得到了充分的感性認識,對所學內容印象深刻。但教學中如果完全采用多媒體授課,也會讓學生有時跟不上教師的速度,因此要配合適當的板書,對于重點知識可以在黑板上書寫以示強調,使教師與學生的思維同步。對于一些需要重點講解的公式推導等內容,在運用多媒體時以板書補充為佳,這樣更利于學生理解掌握。另外注重培養學生的自學能力,將傳授知識與能力培養兩者有機結合。在教學過程中,結合課堂講解內容,給學生布置一些課程論文,通過讓學生查閱文獻資料,鍛煉學生檢索文獻以及撰寫論文的能力,引導學生自主分析問題和解決問題,培養自學能力。

4 發揚農林高校的教學傳統,理論教學與實踐教學相結合

理論與實踐相結合的教學方法是農林高校的優良教學傳統。實踐教學能夠培養學生理論聯系實際及分析和解決問題的能力。在該課程的講授過程中,為配合理論課教學,學院多年來不斷進行探索與改革,開設了一些與理論緊密結合的實驗課程,亦配有發酵、生物分離等實驗室,為實驗課的開展提供保障。在開設的生物工程綜合大實驗中貫穿了從發酵到產品的分離提取的內容,在教師指導下通過讓學生親自進行菌種活化、接種、發酵以及發酵產物的后續分離與提取,使學生對生物分離工程知識有了全面的認識,提高了學生的動手能力和對各種技術的應用能力。需要注意的是,任課教師在正式實驗之前,首先應做好預實驗,熟悉實驗流程,保證實驗課的順利進行。在實驗課開始后督促學生預習實驗及填寫實驗報告,在實驗過程中幫助學生分析并解決實驗中遇到的問題。實驗課結束后,還應安排學生到相關企業參觀實習,讓學生了解和接觸生產實際,將專業理論同生產實踐密切結合,增加生產知識和提高操作技能,為踏入工作崗位或繼續深造打下堅實的基礎。從學生做實驗以及去工廠實習的情況來看,學生對典型生物產品的生產原理、工藝過程、主要設備及構造等理解和掌握情況都比較好,達到了生物分離工程教育教學的目的。

參考文獻

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[3] 孫彥.生物分離工程[M].北京:化學工業出版社,2005.

第10篇

關鍵詞擴建 平面 恢復

The Planar Retrieval of Highway Extension/Xu Chuang(Highway Survey and Design Institute of Heilongjiang Province,Harbin 150080, P. R. China); Yu Xiaokun(Northeast Forestry University); Cheng Rui(Highway Survey and DesignInstitute of Heilongjiang Province)//Journal of Northeast Forestry University.-2003, 31(2).-65~66This paper mainly discusses the means, principle, technique and relative program in point of the planar retrieval ofthe second level extension of highway. The tests prove that it has good applicability and can offer a referenc 省略 e for the de-sign of highway extension.

Key wordsExtension; Planar; Retrieval

中圖分類號:U412.36+6文獻標識碼:A 文章編號:

擴建原有公路,提高公路等級,改善平面、縱斷面線形,是加速公路建設的重要環節,是經濟發展的需要。近幾年,黑龍江省對綏芬河至滿洲里公路(以下簡稱綏滿公路)、同江至三亞公路(以下簡稱同三公路)進行改造,對完善黑龍江省公路網建設、改善交通現狀具有重要意義,本科畢業論文為二級路改高速公路積累了寶貴的經驗。在公路技術改造中,充分利用原有二級路,可減少占地,又能使改擴建公路達到技術指標。在平面線形設計中,要對部頒技術標準、原則靈活運用,因地制宜,切合實際地選擇平曲線半徑,緩和曲線長度。平面恢復的效果,決定了擬建高速公路的路基寬度,它不僅影響擬建高速公路的美觀,還將影響路面排水設計、橋涵等構造物的設計、分離立交橋、互通立交的設計等等,所以設計中,平面恢復是非常關鍵的。

1改建后高速公路技術指標黑龍江省改擴建工程,大部分是加寬原有二級公路,技術指標與全部新建不完全相同,本科畢業論文部分指標如下:計算行車速度80 km•h-1;路基寬度(全幅)24.5 m;行車道寬度(全幅)2×7.5 m;土路肩寬度(全幅)2×0.5 m;硬路肩及路緣帶寬度(全幅)2×3 m;中央分隔帶寬度(全幅)1.5 m。黑龍江省改擴建工程,都是左側加寬,加寬方式見圖1。

2設計方法由于原二級路通車時間較長(綏滿亞布力至哈爾濱段為1996年、同三佳木斯至哈爾濱段為1997年),2000年以前,《公路勘測規程》規定路線勘測精度為1/2 000,2000年后為1/10 000。本科畢業論文當時設計及施工平面精度比現在要求低得多,利用當時設計文件的交點坐標及方位角資料恢復原線,再向左平移6.25 m是不科學,也是不可行的。

2.1擬建高速公路中心線坐標資料通常我們用全站儀,利用已有導線點來獲得這些資料(見圖2)。近一兩年,用GPS來恢復中線,既提高了效率又提高了精度。一般說來,在直線段每100 m取一點,本科畢業論文在圓曲線段每50 m取一點,在緩和曲線段每20 m取一點能滿足設計要求。得到坐標后,將各點在CAD中生成圖形。用LISP語言編一些小程序來完成各點繪制工作會更方便。

2.2內業恢復平面

2.2.1恢復直線直線不直,是避免不了的問題,如圖3。

恢復直線時,一定要本著“少數服從多數”的原則,反復調試,每個點距假定直線邊的距離都要具體測量。本科畢業論文如果施工時無人為折角,點到直線邊的距離,應控制在10 cm以內。滿足這個條件的直線邊可能很多,這時可以編一個小程序,將所有點到直線邊的距離數據引出去,進行絕對值累加,選擇距離和較小的一條邊。同時,確定一條直線邊時,也要與前一條邊及后一條邊綜合考慮(見圖4)。

確定JD5~JD6邊時,先根據原二級路曲線表中的切線長在JD5處大體確定三個區,直線區A、曲線區B、直線區C。如果A區內的點多數在曲線內側,那么確定JD5~JD6這條邊,也要盡可能使C區內的點多在曲線內側,反之則相反。這樣做,為下一步恢復曲線提供了有利條件。

2.2.2恢復不設緩和曲線的圓曲線恢復不設緩和曲線的圓曲線比較簡單,首先根據已大體確定的曲線區,本科畢業論文在更小的區域內(確保在新曲線范圍內)選相距較遠的三點畫弧線,然后量每個點到弧線的距離,與確定直線的方法相同,反復調試,直到達到滿意的效果為止。確定弧線后,就可以量得交點到角分線與弧線交點的距離,以之為外距E,由R=E/[1/cos(α/2)-1]求得半徑R值。

2.2.3恢復設緩和曲線的圓曲線這項工作比較麻煩,在CAD中沒有直接畫緩和曲線的命令,要借助CARD1、本科畢業論文緯地或其它掛在CAD的軟件,利用它們設計緩和曲線與直線相切的功能。第一步,與恢復不設緩和曲線的圓曲線方法相同,在確保是圓曲線的范圍內,畫弧線,反復調試后,量得圓弧半徑及交點到角分線與弧線交點距離。以此半徑為圓曲線半徑R,以此距離為曲線外距E,以此交點為曲中。

第11篇

關鍵詞:分離工程;應用型人才;林產化工;三結合

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)52-0212-02

分離工程課程作為化工專業及其相關專業的一門骨干課程,具有內容涉獵面廣、知識點多的特點。該課程對石化工業、無機和有機化學工業、石油加工、資源和能源工業、材料工業、聚合物加工、生化工業、制藥工業、環境保護和核工業等許多國民經濟重要工業領域的人才培養有著重要的地位和作用[1]。分離工程課程教學改革目標是開發出一種新的工程類專業課教學模式,通過一門專業課的教學改革實踐,使學生的創新能力、綜合能力、實踐能力等綜合素質得到提高。該項目完成后,教學改革經驗可以在其他高等林業院校的工程類專業課教學中推廣應用。

一、課程改革的目的和需求

林產化工專業是以樹木、森林采伐和加工剩余物為原料制備生物質化學品、生物質新材料和生物質能源的國家重點專業。專業立足于黑龍江省的資源特點和優勢,突出“綠色和環境友好化學與工藝”的主要特色,抓住生物質資源代替石化資源的機遇,以生物質資源的高效化學利用為特色,瞄準世界各國的林產化工領域科研前沿,培養能在林產化工、精細化工、化學工業等領域從事植物化工的生產、設計、產品開發工作并且具有較強創新和實踐能力的應用型人才。由于分理工程課程所涉及的基礎理論、基本知識較多、較散,各知識點間相互聯系不是很緊密,內容相對比較抽象,教學中發現大多數學生反映該門課程難學、難懂,在有關知識的應用方面特別是工程計算方面只能機械模仿教材例子完成課后作業,通過計算機編程解決實際問題的能力還不夠[2]。因此,造成了學生一定程度的畏學情緒和厭學心理,若單純地講授理論知識學生很難理解,影響了對知識的掌握和課程教學質量。針對林產化工專業分離工程課程教學中存在的問題,林化專業分離工程課程改革的關鍵是:加強課程理論和實踐教學的結合,彌補講授法的缺陷,以小論文代替作業、自主設計實驗[3],激發學生的學習興趣,面向社會服務和實際工作中可能遇到的問題,學生們參加國家、學校和學院三個層次不同級別的創新實驗,結合課程教學內容培養學生的創新能力和綜合實踐能力。最終達到強化學生工程意識,提高學生的創新能力,使學生的總體素質達到全面提高。

二、課程教學改革

林化分離工程課程教學改革研究內容包括:①教學方案的改革,結合目前國內外新技術、新工藝、新設備,研究其教學內容的內在規律、教學重點和難點,調整教學重點并增加林產化工科研領域分離工程技術使用的新技術相關的設備和方法原理的知識點;②分離工程課程面臨著學時壓縮(由72學時壓縮為32學時),而知識量、信息量反而增加的矛盾,這需要構建新的教學體系和方案。③為了激發學生的學習興趣,對于容易理解的課程章節采用以考代講的方式,或采用多次研究型和課題調研型的大型作業,強調學生的主動探索創新精神,以小論文的形式提交并在課程結業考試中占一定的分值;降低課時縮減的壓力。④針對工廠現場分離設備存在的問題,提取工廠數據,讓學生自己設計程序進行計算,培養學生解決工廠中實際的分離問題的能力。

三、分離工程課程需求與三結合法的結合策略

本課程實施“專業課與基礎課結合”、“專業課與實踐結合”和“專業課與競賽結合”的“三結合”教學方法[4]。該改革方法意在加強林化專業學生化工分離基礎理論,強化培養學生化學工程的理念,力求使學生掌握化學工程與工藝的基本理論知識和技能,在化工工程技術方面具有初步的分析問題和解決問題的能力[5]。課程教學中以實例原理凝練知識點應用指導原理的層次進行教材內容的組織;將產學研所獲得的科研成果、工廠實踐經驗和學科前沿知識等帶進課堂,有機地融入到教學內容里,增加學生對學科前沿知識的了解,推進課程建設;以工程實踐中的應用為實例,激發學生學習的熱情。

四、實施情況

1.專業課與基礎課結合,調整林化分離工程課程體系。本專業課程體系按職業崗位能力需要,對主要專業基礎課和專業課進行了必要的整合。林化分離工程課程體系的構建采用的調研方案為:收集有關研究資料;到其他高等院校進行調研;確定教學內容和新教學大綱,確定教學中的重點和難點;根據教學改革方案,進行課堂教學改革實踐;結合林產化工領域科學前沿進展情況和本校的科研成果實施實訓教學和實驗教學,通過實驗教學和參加教師科研課題等實踐環節,彌補課堂教學的缺陷,著重培養學生的工程意識和提高學生的素養。①課程內容與學科前沿的結合,進入在21世紀,分離技術向高級化、應用廣泛化發展。與此同時,分離技術與其他科學技術相互交叉滲透,產生了一些更新的邊緣分離技術,如生物分離技術、膜分離技術、環境化學分離技術、納米分離技術和超臨界流體萃取等技術。近年來科技人員在分離過程及設備的強化和提高效率、分離技術研究和過程模擬、分離新技術開發幾個主要方面做了大量的工作,取得了一定的成果。通過這些研究成果在工業上的應用,強化了現有的生產過程和設備,在降低能耗、提高效率、開發新技術和設備、實現生產控制和工業設計最優化等方面發揮了巨大作用,同時也促進了化學工業的進一步發展。林化分離工程從分類、研究內容及方法出發,詳細地介紹了多組分分離基礎、多組分精餾的簡捷計算和嚴格計算、多組分氣體吸收和解吸、特殊精餾(包括恒沸精餾、萃取精餾、加鹽精餾和反應精餾等)和萃取技術等化工基礎知識,同時結合科技前沿,引進結晶、其他新型分離方法(吸附、離子交換、膜分離、薄層色譜等)和分離過程及設備的效率與節能等內容。課程內容與學科前沿的緊密結合有利于學生以生物質資源的高效化學利用為特色,瞄準世界國的林產化工領域科研前沿,成為能在林產化工、精細化工、化學工業等領域從事植物化工的生產、設計、產品開發工作、具有較強創新和實踐能力的應用型人才。②課程體系考核重點的調整,林化分離工程課程除借鑒化工原理課程內有關相平衡條件、相平衡常數和分離因子的定義、活度與逸度的定義、相平衡常數的計算方法、泡點方程及露點方程的內容外,還借鑒了Henry定律、Langmuir方程、Langmuir-Freundlich和Freundlich方程氣體的吸附平衡和液體的吸附平衡的內容。林化分離工程課程立足于基礎課的知識點,在此基礎上合理擴展和延伸,體現了專業課與基礎課緊密結合的課程改革的指導原則,實現了基礎課為專業課服務的目的。比較化工分離工程和林化分離工程,發現二者在課程的指導原則上存在不同,化工分離工程作為基礎課程,其教學體系強調加強化工基礎、拓寬專業、理論扎實、擴大信息;林化分離工程由于教學學時只有32個學時,教學環節更注重拓寬專業、注意與前期專業課程的銜接,避免重復教學,啟發思維、引導創新便于自學。因此,化工分離工程課程體系考核重點在于掌握傳質過程和分離工程的基本理論,了解重要的分離單元操作及其設計、計算、應用基礎,對于林化分離工程而言,考核重點在于與工業生產緊密結合的多組分分離基礎、多組分精餾的簡捷計算和嚴格計算、多組分氣體吸收和解吸、特殊精餾、和萃取技術等簡單的化工基礎知識,同時結合科技前沿,掌握結晶、其他新型分離方法和過程的技術原理,實際應用實例和設備的效率與節能等內容。該課程體系的調整重視現代分離技術及其前沿發展,有利于林化專業的學生培養扎實的理論基礎,活躍的創新意識、分析和解決實際問題的能力以及利用先進的手段從事相關領域研究的能力。

2.專業課與實踐相結合,強化分離工程實驗的實訓性。我們發揮實驗獨立開設實驗課與大學生創新項目的實訓作用,強化林化分離工程實驗與專業領域結合的緊密性;同時積極進行林化分離工程專業創新型專業實踐教學模式的研究與實踐,充分利用學科所在實驗室為教育部重點實驗室的優勢,進一步開放實驗室,并實施“課程認知—實驗技能訓練—課程實踐—創新實踐”的專業實踐教學模式,使學生能鞏固和加深對課堂理論教學內容的理解,得到實驗技能的基本訓練,并強化工程實踐的觀念。課程認知是在課堂上講解分理工程實驗的理論和原理,實驗技能訓練在實驗課上完成,根據實驗動手能力和實驗的完成給予實驗技能考核;課程實踐主要是會同本專業的化工原理課程實習,在哈爾濱化工二廠和三精制藥等企業進行化工分離和藥物精制分離等課內實例的工廠實踐環節。幾年來學生運用分離工程專業知識解決了很多創新的科研和工程實際問題,學生的課程設計、畢業設計題目均具有實際工程背景,設計質量有很大提高;學生涌躍參加校、省和全國各類專業技能大賽,在“挑戰杯”和林業部舉辦的“嘉漢杯”等省級以上創新、創業大賽中成績斐然。綜上,采用“三結合”教學法對林產化工專業分離工程課程建設與實踐的初步探索,經過初步實踐檢驗,教學過程調整授課重點,突出生物質資源的高效化學利用的特色,使學生更好理解林化專業分離工程的概念,達到培養學生科學的思維方法,養成嚴謹、求實、認真的精神,為林化專業學生在林產化工、精細化工、化學工業等領域從事植物化工的生產、設計、產品開發工作奠定了良好的理論與實踐基礎。

參考文獻:

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第12篇

關鍵詞:污水處理;反硝化脫氮除磷;微生物學;反硝化除磷菌

Abstract: at present, high efficiency and low energy consumption of nitrogen and phosphorus removal water pollutants at home and abroad is extensive attention of the environmental problems, sewage denitrifying phosphorus denitrification and technology that is the current research hot spot. This thesis denitrifying phosphorus removal technology denitrification core-denitrifying dephosphatation bacterium microbiology properties have been studied, in order to deeply understand the denitrifying dephosphatation phenomenon, also from this can make full use of its advantages to improve and optimize biological denitrification and phosphorus efficiency and process.

Keywords: sewage treatment; Denitrification denitrification and p; Microbiology; Denitrifying phosphorus removal bacteria

中圖分類號:U664.9+2文獻標識碼:A 文章編號:

到目前為止,國內外學者普遍關注反硝化除磷工藝的試驗及影響因素,但對反硝化除磷脫氮微生物及其種屬的研究較少,尚處于起步階段,而針對反硝化除磷菌種在生理生態方面的特性研究則更少。本論文針對反硝化脫氮除磷技術的核心——反硝化除磷菌開展微生物學研究,更進一步理解反硝化除磷現象,提高生物脫氮除磷效率。

1 反硝化脫氮除磷的微生物機理[1]

在反硝化除磷理論提出以前,設計除磷工藝時大多都要盡量避免硝酸鹽進入到厭氧反應器或者厭氧階段中。因為若存在硝酸鹽,反硝化菌會在厭氧條件下優先利用污水中的有機物,使反硝化菌和除磷菌產生對碳源的競爭,影響磷的厭氧釋放,進一步影響到后續的好氧吸磷。許多學者的研究成果表明,在厭氧段缺少外碳源情況下,若存在NO2--N或者NO3--N,也同樣會有吸磷現象的發生。微生物利用內碳源,如PHA等,作為碳源和能量來進行過量吸磷,并將其以聚磷的形式貯存于微生物體內,這一過程與好氧吸磷所不同的是采用的電子受體為NO2--N或NO3--N,而不是氧。

2 反硝化脫氮除磷的微生物研究進展

2.1 Acinetobacter[2]

最先從聚磷污泥中分離出除磷菌種的是Fuhs 和chen,經鑒定確認分離出來的菌種具有較高的除磷能力,屬于γ-Proteobacteria中的Acinetobacter。另外,許多研究人員采用各種各樣不同的培養基從試驗模型和水廠中成功分離并培養了菌種,在這些菌種中大多數經鑒定后表明它們都屬于Acinetobacter spp.。因此,Acinetobacter菌種曾一度被認為是強化生物除磷系統中主要的除磷菌。在此后的很長一段時間內,在生物強化除磷系統中關于微生物學方面的研究中這一研究結論基本上占主宰地位。

Buchan利用純培養分離技術研究分析了幾個除磷效果良好的試驗裝置及污水廠的曝氣活性污泥,試驗結果表明Acinetobacter是優勢菌。然后,Lotter和Bayly等學者也都在除磷活性污泥中檢測到了大量屬于Acinetobacter的菌種。

但是,也有學者,如Cloete等,研究結果表明Acinetobacter只占到微生物總量的1~10%,屬于數量較少的菌屬。而Pseudomonas和Aerodomonas卻是生物除磷系統中的優勢菌屬。Hiraishi等將生物除磷工藝與非除磷工藝中的活性污泥微生物組成進行了比較,發現在這2中工藝中Acinetobacter 都不是優勢菌屬,在A/O工藝生物除磷的活性污泥中,Acinetobacter僅僅只占到系統內全部微生物的1%。朱懷蘭等也通過對除磷系統中微生物的分離發現Pseudomonas 是生物除磷系統中的優勢菌種。

大量的研究關注于已分離出來的Acinetobacter菌種的分類。有許多研究表明大多數菌種屬于Acinetobacter junii,Acinetobacter lwoffii,也有許多以前從未被描述過的Acinetobacter spp.菌種得到確認。然而,還是有大量的是不能被鑒定出的。

由此可知,污水生物除磷活性污泥中優勢菌屬并不是Acinetobacter,其它種屬微生物在除磷方面所表現出來的能力也是不容忽視的。進一步的研究還表明Aerodomonas能過量攝取外界環境中的磷酸鹽并形成胞內聚磷酸鹽物質,而Pseudomonas則與傳統PAOs的特性相同,在厭氧條件下進行釋磷,在好氧條件下則過量吸磷,同時累積聚磷酸鹽。

2.2 其它微生物屬種[3]

有學者從污水處理廠中分離得到很少的菌株,經鑒定并不屬于Acinetobacter spp.。2002年,羅寧等分離了A2N/ASBR雙污泥反應器的活性污泥中的微生物,發現起到反硝化脫氮除磷作用的主要存在于莫拉氏菌屬、假單胞菌屬、腸桿菌科細菌和氣單胞菌屬,它們占到了細菌總數的66.6%。其中,假單胞菌屬的含量最高,占全部菌株的22.9%;莫拉氏菌屬和腸桿菌科含量次之,各占到15.6%;氣單胞菌屬和不動桿菌屬含量排第三,各占到12.5%;但是,不動桿菌主要是在好氧條件下起除磷的作用,而沒有反硝化脫氮的功能。除此以外,活性污泥系統中還存在著共占約全部菌株20.8%的腸球菌屬、鏈球菌屬、葡萄球菌、微球菌屬等等。

3 結論

目前國內外對于反硝化除磷的研究大多停留在物理方面,也即從宏觀環境理論的角度來對反硝化脫氮除磷的機理和影響因素進行探討。卻并沒有對其有效菌群——反硝化除磷菌進行深入地研究。因此,從微生物學的角度開展對反硝化除磷菌的篩選和應用方面的研究,探討其脫氮除磷機理及其最佳生長條件,反硝化除磷現象才能真正的被理解,也由此才能充分利用其優越性來提高和優化生物脫氮除磷效率和工藝。

參考文獻

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