時(shí)間：2022-04-15 08:49:56
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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篇換熱器課程設(shè)計(jì)總結(jié)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
食品工程原理課程是高校食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，食品工程原理主要研究食品加工過(guò)程中各單元操作的基本原理、典型設(shè)備的構(gòu)造、工藝尺寸的計(jì)算、選型及實(shí)驗(yàn)研究方法等。學(xué)習(xí)本課程的任務(wù)是：掌握主要單元操作的基本規(guī)律、熟悉所用設(shè)備的工作原理以及性能等，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基本原理，分析和解決生產(chǎn)操作中各種實(shí)際工程問(wèn)題的能力。該門(mén)課程教學(xué)環(huán)節(jié)包括理論、實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)是本門(mén)課程的教學(xué)最后的環(huán)節(jié)，是學(xué)生學(xué)習(xí)和研究與實(shí)踐結(jié)果的全面總結(jié)。對(duì)于工科食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生，畢業(yè)前只是進(jìn)行畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)論文得撰寫(xiě)，不搞畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生將來(lái)從事食品工程設(shè)計(jì)有很大限制，食品工程原理課程設(shè)計(jì)是食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中獨(dú)立進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的一次全面考察，對(duì)學(xué)生將來(lái)獨(dú)立完成相關(guān)工程設(shè)計(jì)是很好訓(xùn)練和演習(xí)過(guò)程。
一、食品工程原理課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)分配
二、食品工程原理課程設(shè)計(jì)題目
項(xiàng)目一：食品加工單元操作的計(jì)算。根據(jù)不同食品生產(chǎn)工藝，進(jìn)行分組，對(duì)不同食品加工單元操作典型設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
項(xiàng)目二：牛奶列管式換熱器的設(shè)計(jì)。在滅菌后牛奶的冷卻過(guò)程中，隨著溫度、壓力參數(shù)變化以及冷卻水溫度變化，設(shè)計(jì)一臺(tái)列管式換熱器，完成相應(yīng)生產(chǎn)任務(wù)。
三、食品工程原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)
在課程設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)項(xiàng)目一，指導(dǎo)教師收集食品生產(chǎn)企業(yè)工程實(shí)例作為課程設(shè)計(jì)題目，每2～3個(gè)學(xué)生是單獨(dú)的題目，由于這些實(shí)際問(wèn)題，涉及到食品生產(chǎn)中關(guān)鍵或者特殊的設(shè)備，所以每組學(xué)生都有很高的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生通過(guò)查閱資料和相關(guān)工程手冊(cè)，結(jié)合食品工程原理每個(gè)單元操作的原理每組學(xué)生能夠獨(dú)立完成各自的設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，每組學(xué)生的查閱資料的能力、計(jì)算能力、繪圖能力以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力等都得到了充分的鍛煉，這些訓(xùn)練和指導(dǎo)對(duì)學(xué)生將來(lái)畢業(yè)后，完成工程師相應(yīng)技術(shù)工作，有很大的幫助。
四、食品工程原理課程設(shè)計(jì)考核
《食品工程原理》作為食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門(mén)以力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)和傳質(zhì)學(xué)為理論基礎(chǔ)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程課程設(shè)計(jì)考核的目的：充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，強(qiáng)化學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展和創(chuàng)新能力、促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)考核方面包括學(xué)生出勤情況；實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_；步驟清晰、數(shù)據(jù)處理正確、結(jié)論正確、分析討論合理等方面。
通過(guò)以上四個(gè)方面，學(xué)生能夠進(jìn)行食品工程原理課程設(shè)計(jì)從查找資料，收集相關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在獲得大量資料和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，獨(dú)立的完成每個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)這樣課程設(shè)計(jì)每個(gè)過(guò)程的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，學(xué)生們能夠完整體會(huì)到工程師的一個(gè)完整的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。完成相應(yīng)的訓(xùn)練，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和分析解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。
在教學(xué)過(guò)程中，充分利用實(shí)習(xí)基地和實(shí)驗(yàn)條件，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的過(guò)程中，使學(xué)生掌握壓力容器的組成、典型組件結(jié)構(gòu)及組件與組件之間功能和結(jié)構(gòu)聯(lián)系。另外，還對(duì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂，增加了培養(yǎng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新素質(zhì)方面的規(guī)定。如對(duì)每一教學(xué)章規(guī)定一個(gè)教學(xué)訓(xùn)練環(huán)節(jié)，改變教學(xué)方法。教學(xué)中結(jié)合工程實(shí)例，采用理論和實(shí)際相結(jié)合的方法完成理論教學(xué)環(huán)節(jié)，改變粉筆黑板單一教學(xué)模式為課件加粉筆黑板模式，利用課件補(bǔ)充、增加工程實(shí)例圖片、動(dòng)畫(huà)。在內(nèi)容上，不僅要滿足考試和考研要求，而且對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也要有很好的促進(jìn)作用。經(jīng)過(guò)幾年不斷地進(jìn)入企業(yè)實(shí)地調(diào)研和收集資料，并查閱收集大量的工程案例，把它們合理地加入所編制的過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)課件中。又經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間授課、輔導(dǎo)效果驗(yàn)證和多輪次的修改完善，目前已經(jīng)形成了一套高標(biāo)準(zhǔn)課件。該課件已具有集教師授課、學(xué)生自學(xué)、研究生考試復(fù)習(xí)等功能于一體，重點(diǎn)在于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)與考察。新課件還具有實(shí)際工程問(wèn)題的分析與解決案例，通過(guò)對(duì)應(yīng)章節(jié)的工程案例，將理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合，至少要在每章教學(xué)內(nèi)容前演示或提出一些適當(dāng)?shù)膽?yīng)用實(shí)例，或提出一些實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題邊思考邊學(xué)習(xí)。在選擇例題方面，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)類(lèi)題目。在教學(xué)中，重點(diǎn)講授各種殼體結(jié)構(gòu)及部件的應(yīng)用場(chǎng)合、條件，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用研究各種殼體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，改變以前只注重書(shū)本理論知識(shí)、不注重實(shí)際應(yīng)用的傳統(tǒng)教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)，在理論教學(xué)中逐漸培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)。
二、從實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行改革
（一）完善實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)包含殼體應(yīng)力測(cè)定、厚壁圓筒爆破和外壓殼體失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)。此次改革在已有的過(guò)程設(shè)備實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加設(shè)了常用殼體結(jié)構(gòu)及其部件的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)和常用動(dòng)設(shè)備的拆裝實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)親身觀察常用壓力容器和組成部件的結(jié)構(gòu)和區(qū)別、它們?cè)谶^(guò)程設(shè)備中的具體應(yīng)用目的、安裝位置以及工作過(guò)程，使過(guò)程專(zhuān)業(yè)學(xué)生都能對(duì)工程中常用壓力容器及其部件的作用和工作原理有所了解，掌握相關(guān)的基本知識(shí)，增強(qiáng)對(duì)壓力容器及其零部件的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)對(duì)現(xiàn)有過(guò)程實(shí)驗(yàn)教程進(jìn)行修訂，使之更適合學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。課程實(shí)驗(yàn)也是一個(gè)檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)踐中結(jié)合課程內(nèi)容、性質(zhì)，合理設(shè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時(shí)學(xué)時(shí)也能滿足課程大綱的要求，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中增強(qiáng)動(dòng)手能力、實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)，且實(shí)驗(yàn)類(lèi)型也很全面，如認(rèn)知類(lèi)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證型、綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，并且不斷增加綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)比重，如增設(shè)浮閥塔盤(pán)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，管殼式換熱器導(dǎo)流方式創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等，以提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)。在未來(lái)的計(jì)劃中，將增開(kāi)常用過(guò)程生產(chǎn)裝置操作運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)整個(gè)過(guò)程設(shè)備和課程內(nèi)容有一總體的了解和認(rèn)知，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
（二）對(duì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的改革
設(shè)計(jì)題目中大致包括動(dòng)設(shè)備、靜設(shè)備、設(shè)備控制系統(tǒng)三部分內(nèi)容。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)有以往課程設(shè)計(jì)要求的理論設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容,能體現(xiàn)綜合運(yùn)用以前學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)的設(shè)計(jì)方法。即過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)題目，要包括各種典型過(guò)程設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，如選擇板式精餾塔機(jī)械設(shè)計(jì)作為課設(shè)題目，該題目可選擇篩板、浮閥、舌形等各種傳質(zhì)的組合，以完成過(guò)程所必要的傳質(zhì)要求。設(shè)計(jì)中還包含降液管的設(shè)計(jì)、溢流堰的設(shè)計(jì)、容器殼體材質(zhì)和壁厚的選擇以及內(nèi)外壓強(qiáng)度校核等各種知識(shí)，題目綜合性較好，且靈活多變，可以較好地訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力。鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。在現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)題目基礎(chǔ)上,盡量豐富課程設(shè)計(jì)的題目，嘗試將課程設(shè)計(jì)與機(jī)械創(chuàng)新大賽相結(jié)合，作為提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)平臺(tái)，以提高學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的興趣，并且根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況分層次進(jìn)行。依據(jù)題目的難易程度,把題目分成不同的等級(jí),學(xué)生依據(jù)自己的能力選擇相應(yīng)難度的題目,成績(jī)的劃定也跟難度有關(guān)。此亦為了避免現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)存在的弊端,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)的能力。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。在過(guò)程中，為了加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，讓學(xué)生接觸工程實(shí)際,了解同類(lèi)系列產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制造過(guò)程，使學(xué)生懂得過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)與過(guò)程工藝是緊密不可分割的,獲得產(chǎn)品的有關(guān)工藝知識(shí)，我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)之前（或過(guò)程中）安排學(xué)生到相關(guān)工廠參觀或者以多媒體的方式觀看相關(guān)的工程案例,以此來(lái)開(kāi)闊學(xué)生的視野,拓展設(shè)計(jì)思路,使設(shè)計(jì)與工程實(shí)際接軌。這樣一來(lái)，既能擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面,深化感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí),又使課程設(shè)計(jì)的效果上升到新的層次。在課設(shè)指導(dǎo)過(guò)程中，為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量并使學(xué)生獲得更好的設(shè)計(jì)素質(zhì)訓(xùn)練，在設(shè)計(jì)過(guò)程中增加研討環(huán)節(jié)，即在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，按照進(jìn)度依次提出一些議題，如換熱器殼程氣體出入口管直徑較大，影響管束長(zhǎng)度利用效率問(wèn)題和夾套反應(yīng)釜夾套加熱面積達(dá)不到工藝要求等問(wèn)題，讓學(xué)生提出解決方案或答案。注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)造力和想象力，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，引導(dǎo)學(xué)生如何更好地完成課程設(shè)計(jì)這一重要環(huán)節(jié)。依據(jù)以上改革措施，還應(yīng)對(duì)課程設(shè)計(jì)的成績(jī)?cè)u(píng)定體系做必要調(diào)整[2]。根據(jù)平時(shí)表現(xiàn)、設(shè)計(jì)能力、圖紙質(zhì)量、說(shuō)明書(shū)內(nèi)容和答辯情況綜合評(píng)定成績(jī)，并在這些方面修訂教學(xué)大綱、教學(xué)指導(dǎo)大綱和質(zhì)量規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范學(xué)生重要實(shí)踐環(huán)節(jié)的操作規(guī)程，提高課程設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量。從制度層面保證提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力訓(xùn)練的嚴(yán)格落實(shí)。
（三）探索過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)用能力競(jìng)賽新模式
為檢查學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決工程實(shí)際的能力，學(xué)生完成過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)之后，舉行過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)用能力競(jìng)賽，真正考察學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。給出設(shè)計(jì)要求，讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)出滿足過(guò)程工藝要求的化工設(shè)備，以達(dá)到鍛煉學(xué)生的能力和素質(zhì)，并為學(xué)生參加省級(jí)以上各種大賽打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如我們?cè)?jīng)結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，提出設(shè)計(jì)熱力牛奶殺菌器為競(jìng)賽設(shè)計(jì)題目，受到同學(xué)們的歡迎，征集了20多種設(shè)計(jì)方案并有三種方案還制作了透明設(shè)備模型。在實(shí)踐中不斷進(jìn)行總結(jié)、分析和完善，探究一種適合學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)提高的新模式，從傳統(tǒng)的紙面試題形式向?qū)嶋H設(shè)備模型，微、小型過(guò)程設(shè)備的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型，并建立起一系列的成績(jī)?cè)u(píng)定體系。使學(xué)生通過(guò)參加競(jìng)賽，對(duì)實(shí)際工程產(chǎn)生興趣，并使學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題得到緊密的結(jié)合，使學(xué)生得到創(chuàng)新能力的鍛煉，從而滿足人才培養(yǎng)模式的需求。
三、結(jié)語(yǔ)
一、合理組織教學(xué)內(nèi)容，做到重點(diǎn)突出
《過(guò)程設(shè)備原理》這門(mén)課程理論性較強(qiáng)，習(xí)題類(lèi)型多，課程內(nèi)容多而散，經(jīng)驗(yàn)介紹、工作實(shí)際問(wèn)題分析較多，涉及大量的工藝流程、機(jī)械設(shè)備等內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)普遍感覺(jué)難度較大。教師要教好這門(mén)課程，需要豐富的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐知識(shí)，只有使課堂教學(xué)形式豐富多彩，才能使學(xué)生不感到枯燥乏味。教師要根據(jù)課程特點(diǎn)，在教學(xué)中注意合理組織教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)介紹單元操作技術(shù)，減少理論公式推導(dǎo)，強(qiáng)化公式記憶和相關(guān)的訓(xùn)練。從實(shí)際出發(fā)，引入物理量的概念和設(shè)備工作原理，用生活、生產(chǎn)實(shí)例介紹公式的應(yīng)用，重點(diǎn)描述過(guò)程的規(guī)律，定性分析影響過(guò)程的因素，突出教學(xué)重點(diǎn)。同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生查圖表、手冊(cè)等技術(shù)資料的能力，并以此為原則組織教學(xué)內(nèi)容，掌握增刪尺度。如“換熱器”的設(shè)計(jì)以選型核算為主要內(nèi)容，應(yīng)增加傳熱系數(shù)K的測(cè)定方法的討論；在“精餾”一章中，減少對(duì)雙組分的氣液相平衡等物化知識(shí)的介紹，重點(diǎn)在過(guò)程的操作分析，適當(dāng)增加一些強(qiáng)化精餾過(guò)程途徑的討論分析等。
二、改進(jìn)教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。
在教學(xué)過(guò)程中，教師首先要通過(guò)詳細(xì)備課，合理組織，豐富教學(xué)內(nèi)容，做到重點(diǎn)突出，提高教學(xué)質(zhì)量，以使學(xué)生樂(lè)于學(xué)習(xí)本門(mén)課程。如《過(guò)程設(shè)備原理》課程教學(xué)，具有概念多、經(jīng)驗(yàn)公式多、例題多等特點(diǎn)，包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)等四大部分。對(duì)于理論教學(xué)，在可能的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加習(xí)題課、討論課，啟發(fā)開(kāi)闊學(xué)生思路。也可讓學(xué)生做“臨時(shí)教師”，即根據(jù)教學(xué)大綱、授課計(jì)劃的要求，節(jié)選出教材的某些章節(jié)，由學(xué)生提前預(yù)習(xí)，寫(xiě)出相應(yīng)的教案，然后由學(xué)生自己上課，這樣，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，提高認(rèn)識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中引入先進(jìn)輔助教學(xué)手段，是課程教學(xué)改革的關(guān)鍵。過(guò)去常用的掛圖、幻燈、錄像片有待于進(jìn)一步修改與創(chuàng)新。如實(shí)物模型的應(yīng)用，動(dòng)態(tài)幻燈投影片的應(yīng)用等。同時(shí)還應(yīng)將原有的系列教學(xué)錄像片進(jìn)一步剪輯，并增補(bǔ)一些新內(nèi)容，特別是塔設(shè)備部分，以便更適用于教學(xué)。在授課時(shí)，教師要注意創(chuàng)造一個(gè)活潑的學(xué)習(xí)氣氛，每當(dāng)講一個(gè)新章節(jié)時(shí)，總是先啟發(fā)學(xué)生思考有關(guān)問(wèn)題，使學(xué)生產(chǎn)生興趣，主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。如在講“傳熱”章節(jié)時(shí)，首先讓學(xué)生分析生活中的傳熱現(xiàn)象，然后再講授其中的傳熱機(jī)理，以使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上記憶。同時(shí)，充分運(yùn)用多種教學(xué)形式，使學(xué)生對(duì)較抽象的教學(xué)內(nèi)容有一個(gè)全面、深入地了解，使其能更好地掌握所學(xué)內(nèi)容。在課堂教學(xué)中，教師必須采取靈活多樣的教學(xué)方法，才能有效地提高課堂教學(xué)質(zhì)量。
三、采取多種教學(xué)形式，加強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)
在課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)過(guò)程中，教師要通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、自覺(jué)性，提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí)的同時(shí)，注重學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。如化工單元操作過(guò)程都涉及化工生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)過(guò)程及工藝流程等，而學(xué)生很少有現(xiàn)場(chǎng)方面的知識(shí)，這就給教學(xué)帶來(lái)了相當(dāng)?shù)碾y度。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，除了應(yīng)探討實(shí)驗(yàn)功能及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)探討實(shí)驗(yàn)教學(xué)法問(wèn)題，如何更有效地培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵。如《過(guò)程設(shè)備原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要求學(xué)生學(xué)會(huì)如何測(cè)量數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、計(jì)算及結(jié)果分析等，更重要的是學(xué)習(xí)該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特殊要求，通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解化工生產(chǎn)中一般常用設(shè)備的操作方法。課程設(shè)計(jì)是課程教學(xué)中具有總結(jié)性的教學(xué)環(huán)節(jié)，是衡量課程教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要方面，課程設(shè)計(jì)的選題應(yīng)能進(jìn)行綜合考核，且能有一定的實(shí)用性。從而使學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)過(guò)程，逐步培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)的初步能力，學(xué)會(huì)應(yīng)用微機(jī)來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。值得一提的是，教學(xué)計(jì)劃中列入認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)作為教學(xué)的一種補(bǔ)充手段。由于學(xué)生都是由學(xué)校進(jìn)入學(xué)校，對(duì)工程實(shí)際缺乏了解，因而專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)之前，穿插l～2周的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，能使學(xué)生了解生產(chǎn)的一般工藝過(guò)程及特點(diǎn)，主要設(shè)備及操作等情況，獲得必要的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中，教師要十分注重采取多種教學(xué)形式，加強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)，并借此促進(jìn)、提高教學(xué)質(zhì)量。從而鍛煉學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
四、在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)德育教育，做到教書(shū)育人
當(dāng)然，在課程教改中教師的作用不容忽視，畢竟任何一門(mén)課程的整體教學(xué)效果的提高，必須依賴于教師的基本素質(zhì)的提高，專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量的綜合提高是教改的關(guān)鍵，而師資隊(duì)伍基本素質(zhì)的綜合提高是必要的保證，是培養(yǎng)高質(zhì)量的專(zhuān)業(yè)人才的前提。身為教師，必須在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)德育教育，真正做到“教書(shū)育人”，才能使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課程的同時(shí)，受到良好的職業(yè)道德、思想品德等方面的教育。在組織教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，充分挖掘教材中的德育因素，突出教材的科學(xué)性、思想性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和科學(xué)的態(tài)度，特別是在實(shí)踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)過(guò)程中，注重理論知識(shí)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)的銜接教育，加強(qiáng)職業(yè)道德等方面的教育。總之，教師除了具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)外，還必須不斷拓寬自己的知識(shí)面以適應(yīng)新時(shí)期對(duì)教師的基本要求。必須在教學(xué)過(guò)程中，切實(shí)通過(guò)采用多種教學(xué)形式，改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)手段，不斷改進(jìn)提高課堂教學(xué)、實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)的質(zhì)量，真正做到“教書(shū)育人”，促進(jìn)學(xué)生德、智、體、美、勞等全面發(fā)展。任何一門(mén)課程的改革都必須依附于專(zhuān)業(yè)改革。不同的課程應(yīng)針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)對(duì)該課程的需要，相繼完善自己的理論教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)體系，綜合考慮主要教學(xué)因素和其他附加因素（如社會(huì)環(huán)境、學(xué)校環(huán)境、教師的職業(yè)品質(zhì)等），提出本課程的綜合配套改革方案并推廣實(shí)施。在高校人才培養(yǎng)過(guò)程中，不同的高校都有自己的特色與做法，以課程教學(xué)為載體，強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)素質(zhì)教育，是一個(gè)需要長(zhǎng)期探討的問(wèn)題。
作者：伍廣 李雪斌 欒振輝 來(lái)永斌 周毅 鈞李坤 單位：安徽理工大學(xué)
關(guān)鍵詞：制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)；教學(xué)內(nèi)容；體系；改革
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）51-0085-02
一、前言
制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程是為滿足現(xiàn)代制藥工業(yè)的需求，在原《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程基礎(chǔ)之上進(jìn)行教W改革，應(yīng)運(yùn)而生的一門(mén)課程。制藥設(shè)備行業(yè)相對(duì)于制藥工業(yè)而言，發(fā)展相對(duì)滯后，我國(guó)制藥設(shè)備的復(fù)合人才還比較缺乏。目前開(kāi)設(shè)制藥設(shè)備機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)科的大專(zhuān)學(xué)校陸續(xù)增多，醫(yī)藥院校制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)方面的教學(xué)還存在普遍被忽視的情況。在這種情況下，對(duì)原《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程體系進(jìn)行改革，將教學(xué)內(nèi)容與制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)、制藥工業(yè)、現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法和手段緊密相連，科學(xué)合理地構(gòu)建制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課程體系的教學(xué)內(nèi)容，勢(shì)在必行。
二、合理構(gòu)建制藥設(shè)備機(jī)械（設(shè)計(jì)）學(xué)教學(xué)內(nèi)容
原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)包含：工程力學(xué)、化工設(shè)備材料、機(jī)械傳動(dòng)、容器設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)五部分內(nèi)容。該課程的主要落腳點(diǎn)是化工設(shè)備，而制藥設(shè)備與機(jī)械與藥品的質(zhì)量密切相關(guān)，制藥設(shè)備與機(jī)械的質(zhì)量直接關(guān)系是否能生產(chǎn)出合格藥品，是否能通過(guò)GMP規(guī)范的驗(yàn)證。制藥設(shè)備機(jī)械在衛(wèi)生、潔凈、耐腐蝕、無(wú)污染方面比化工設(shè)備的要求更為嚴(yán)格，原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容中未涉及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法方面的知識(shí)，這些都使得原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)陳舊，不能滿足現(xiàn)代制藥工業(yè)、制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的需求，因此要在化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上，構(gòu)建科學(xué)合理的、與制藥設(shè)備機(jī)械緊密聯(lián)系的教學(xué)內(nèi)容，以滿足制藥設(shè)備機(jī)械及制藥工業(yè)發(fā)展的需要。
筆者根據(jù)多年的教學(xué)及科研經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行總結(jié)及歸納，構(gòu)建制藥設(shè)備機(jī)械（設(shè)計(jì)）學(xué)方向的教學(xué)內(nèi)容如下。
1.簡(jiǎn)化工程力學(xué)部分，強(qiáng)化工程安全安裝和維護(hù)理念。工程力學(xué)是整個(gè)工程界的基礎(chǔ)，其指導(dǎo)設(shè)備安全安裝和設(shè)備合理維護(hù)、工程安全設(shè)計(jì)、設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，該部分內(nèi)容應(yīng)予以保留。但由于制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)的限制，可在教學(xué)內(nèi)容上適當(dāng)簡(jiǎn)化。對(duì)于靜力學(xué)部分，可只介紹常見(jiàn)典型制藥設(shè)備與機(jī)械的受力特點(diǎn)、分析方法；材料力學(xué)部分，結(jié)合工程實(shí)例，簡(jiǎn)化各種載荷下的受力及變形分析，簡(jiǎn)化強(qiáng)度條件、剛度條件及穩(wěn)定性條件的理論公式推導(dǎo)，結(jié)合強(qiáng)度理論及剛度條件的應(yīng)用，強(qiáng)化制藥工業(yè)工程在建廠初期的設(shè)備及設(shè)施的合理安全安裝，及制藥設(shè)備機(jī)械和設(shè)施在使用過(guò)程中的安全操作及使用等知識(shí)。
2.聯(lián)系制藥工業(yè)，講解制藥設(shè)備機(jī)械材料學(xué)。原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程中，材料學(xué)部分內(nèi)容主要涉及化工行業(yè)設(shè)備與機(jī)械材料的種類(lèi)、性質(zhì)及化工設(shè)備材料選擇原則，重點(diǎn)為碳鋼、鑄鐵、合金鋼等，這些知識(shí)點(diǎn)已不能滿足制藥設(shè)備機(jī)械材料的需求。大多數(shù)的制藥設(shè)備與機(jī)械，無(wú)論是固體制劑設(shè)備，還是包裝材料及設(shè)備等都要求滿足GMP要求，GMP規(guī)范中涉及制藥設(shè)備機(jī)械選材的條款如下。（1）GMP（2010版）第74條規(guī)定：“生產(chǎn)設(shè)備不得對(duì)藥品質(zhì)量產(chǎn)生任何不利影響。與藥品直接接觸的生產(chǎn)設(shè)備表面應(yīng)當(dāng)平整、光潔、易清洗或消毒、耐腐蝕，不得與藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、吸附藥品或向藥品中釋放物質(zhì)。”第98條規(guī)定：“純化水、注射用水儲(chǔ)罐和輸送管道所用材料應(yīng)當(dāng)無(wú)毒、耐腐蝕；儲(chǔ)罐的通氣口應(yīng)當(dāng)安裝不脫落纖維的疏水性除菌濾器；管道的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)當(dāng)避免死角、盲管。”（2）GMP（98版）附錄第二節(jié)3款認(rèn)為：“與藥液接觸的設(shè)備、容器具、管路等應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)耐腐蝕材質(zhì)……過(guò)濾器材不得吸附藥液組份和釋放異物。禁止使用含石棉的過(guò)濾器材”；GMP（2010版）第41條規(guī)定：過(guò)濾器應(yīng)當(dāng)盡可能不脫落纖維。嚴(yán)禁使用含石棉的過(guò)濾器。過(guò)濾器不得因與產(chǎn)品發(fā)生反應(yīng)、釋放物質(zhì)或吸附作用而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成不利影響。美國(guó)CGMP中211.65條（a）款規(guī)定：“設(shè)備表面與組份、中間物料或藥品接觸時(shí)應(yīng)不起反應(yīng)，無(wú)吸著、吸附作用，以不致改變藥品的安全性、鑒別特征、含量（或效價(jià)）、質(zhì)量或純度而使之超出法定或其他既定要求”。因此涉及制藥設(shè)備機(jī)械及包裝材料的選擇應(yīng)以不銹鋼及符合衛(wèi)生條件的非金屬材料為主，使用普通碳素鋼及鑄鐵的場(chǎng)合則很少。故制藥設(shè)備機(jī)械材料學(xué)部分內(nèi)容應(yīng)結(jié)合制藥設(shè)備機(jī)械和制藥工業(yè)行業(yè)的實(shí)際情況，以講解制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中采用的合金鋼、醫(yī)用非金屬材料為主，碳鋼、鑄鐵及有色金屬材料為輔。現(xiàn)代醫(yī)藥包裝材料多以PET、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等為主，廣泛應(yīng)用醫(yī)藥塑料包裝瓶的制造。聚氯乙烯片材和聚酯主要是片材材料，合成紙和無(wú)紡布主要用于醫(yī)療器械的包裝袋。而在有些腐蝕嚴(yán)重的場(chǎng)合會(huì)采用搪瓷及鈦材作為制藥設(shè)備機(jī)械的材料。這些知識(shí)點(diǎn)緊密地與制藥設(shè)備機(jī)械及藥物包裝材料相結(jié)合，實(shí)用而有的放矢。
3.以藥劑機(jī)械為載體，講解機(jī)械傳動(dòng)部分。原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程中有機(jī)械傳動(dòng)部分內(nèi)容，包括V帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸與聯(lián)軸器、軸承、輪系及減速機(jī)。這些內(nèi)容對(duì)于醫(yī)藥院校的學(xué)生來(lái)講，因?yàn)闆](méi)有實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)及課程設(shè)計(jì)等實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)而顯得枯燥。在學(xué)時(shí)允許的情況下，教學(xué)中，擬輔以實(shí)例剖析，將這些機(jī)械部件與制藥機(jī)械相聯(lián)系，將其作為機(jī)械中的一個(gè)部件進(jìn)行剖析；如結(jié)合小型手動(dòng)壓片機(jī)講解輪系與減速機(jī)、齒輪傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)；以大型反應(yīng)器和發(fā)酵罐為例講解軸與聯(lián)軸器等，可將枯燥的內(nèi)容生動(dòng)活化，使學(xué)生易于理解。
4.結(jié)合制藥設(shè)備機(jī)械工程實(shí)際，闡述內(nèi)外壓容器設(shè)計(jì)。制藥設(shè)備機(jī)械內(nèi)外壓容器的設(shè)計(jì)及在用制藥設(shè)備類(lèi)容器的安全校核及安全評(píng)定、附件的選型及校核是本課程的重點(diǎn)。該部分采用新版的GB150-2011《鋼制壓力容器》的設(shè)計(jì)及安全校核方法，講解制藥工程用內(nèi)壓、外壓容器的設(shè)計(jì)及在用設(shè)備的校核方法、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇、容器附件的設(shè)計(jì)選型等內(nèi)容。聯(lián)系制藥設(shè)備機(jī)械實(shí)例的設(shè)計(jì)，闡述設(shè)計(jì)及校核方法。如帶夾套的反應(yīng)器、提取罐、超臨界萃取釜，這些設(shè)備為了滿足使用過(guò)程中溫度的要求，大多帶有夾套。對(duì)于筒體部分，其往往承受內(nèi)壓，應(yīng)按內(nèi)壓容器進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核；而超臨界萃取釜頻繁停車(chē)時(shí)，或內(nèi)部壓力小于夾套壓力工作的反應(yīng)器、提取罐及膜式蒸發(fā)器，筒體又承受外壓，就必須按外壓容器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。結(jié)合制藥設(shè)備機(jī)械及制藥工業(yè)工程實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容，更為生動(dòng)。
5.制藥設(shè)備機(jī)械課程設(shè)計(jì)解析。為了緊密結(jié)合制藥工業(yè)工程及制藥設(shè)備機(jī)械專(zhuān)業(yè)方向的需求，增設(shè)制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，選擇典型制藥設(shè)備與機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)訓(xùn)練，可顯著增強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)為制藥工業(yè)服務(wù)的理念。可結(jié)合藥物化學(xué)方向的需求，設(shè)置化學(xué)制藥工業(yè)中的化學(xué)反應(yīng)器的工藝、結(jié)構(gòu)及控制設(shè)計(jì)；也可用刮膜式蒸發(fā)器設(shè)計(jì)取代換熱器設(shè)計(jì)，以及有選裥緣厥褂昧骰床干燥器；并將新型的制藥設(shè)備與機(jī)械帶入課程設(shè)計(jì)，介紹新型先進(jìn)的制藥設(shè)備及機(jī)械，使該課程設(shè)計(jì)內(nèi)容真正與制藥設(shè)備行業(yè)的需求緊密聯(lián)系。通過(guò)訓(xùn)練，一方面，可將前期的工程力學(xué)、制藥設(shè)備機(jī)械材料學(xué)、機(jī)械傳動(dòng)及設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)部分的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，使所學(xué)的知識(shí)得鞏固；另一方面，可以根據(jù)現(xiàn)存制藥設(shè)備中存在的問(wèn)題、設(shè)備的研發(fā)方向，引導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)向更高水平發(fā)展注入新的技術(shù)力量。
6.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及技術(shù)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興的多元交叉學(xué)科，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因此，在制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)的教學(xué)中，增加現(xiàn)代設(shè)計(jì)及分析方法的內(nèi)容，開(kāi)闊學(xué)生視野，為后續(xù)的制藥設(shè)備機(jī)械方向的科研及工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元法及CFD模擬設(shè)計(jì)等。在學(xué)時(shí)允許的情況下，在課程中，主要介紹計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、現(xiàn)代智能優(yōu)化設(shè)計(jì)、或基于ANSYS的有限元法及CFD模擬方法，這些設(shè)計(jì)及分析方法可以為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提供幫助，為制藥設(shè)備機(jī)械的研發(fā)及解決工程中出現(xiàn)的問(wèn)題提供先進(jìn)的設(shè)計(jì)及分析手段。通過(guò)上述教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，增強(qiáng)了緊密聯(lián)系制藥工業(yè)及制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)的環(huán)節(jié)，達(dá)到教學(xué)內(nèi)容服務(wù)于制藥工業(yè)及制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)的目的，課程的學(xué)時(shí)需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以滿足教學(xué)需要。
三、展望
制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，旨在為制藥設(shè)備機(jī)械及制藥工業(yè)提供缺乏的人才，該課程改革和建設(shè)之路還任重道遠(yuǎn)。目前需編寫(xiě)滿足要求的制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的教材，并強(qiáng)化制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)方向的教學(xué)改革、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，推動(dòng)培養(yǎng)制藥設(shè)備機(jī)械及制藥工業(yè)行業(yè)培養(yǎng)復(fù)合型人才。
參考文獻(xiàn)：
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[2]于穎.制藥工程制圖[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.
The Course Reform of Basis of Pharmaceutical Engineering Equipment and Machinery
YU Ying，DAI Su-mei，ZhANG Li
（School of Engineering，China Pharmaceutical University，Nanjing，Jiangsu 210009，China）
一、制藥工程教改歷程
華東理工大學(xué)是教育部所屬重點(diǎn)院校中最早設(shè)立工科類(lèi)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)校。制藥工程專(zhuān)業(yè)的前身化學(xué)制藥工學(xué)專(zhuān)業(yè)始建于1952年,1953年開(kāi)始招生。制藥工程課程的開(kāi)設(shè)和講授與制藥工程專(zhuān)業(yè)結(jié)伴成長(zhǎng)。乘學(xué)校課程建設(shè)的春風(fēng),制藥工程在多年積累的基礎(chǔ)上開(kāi)始進(jìn)行深入的課程建設(shè)與改革。2005年至2006年,學(xué)校對(duì)制藥工程進(jìn)行了重點(diǎn)課程建設(shè)立項(xiàng)資助。2007年至2009年進(jìn)行了校精品課程建設(shè),同年獲得上海市重點(diǎn)課程建設(shè)支持。經(jīng)過(guò)一系列的課程建設(shè)項(xiàng)目,課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、教學(xué)手段到配套管理等方面有了長(zhǎng)足進(jìn)步,完善了課程的教學(xué)目標(biāo),構(gòu)建了課程完整的知識(shí)體系,優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容,提高了任課教師自身水平。
二、構(gòu)建與時(shí)俱進(jìn)的制藥工程課程內(nèi)容
(一)緊跟制藥行業(yè)發(fā)展腳步,增加新工藝、新方法的介紹
目前,我們本科的制藥工程課程主要分為兩部分內(nèi)容來(lái)進(jìn)行講授:藥廠反應(yīng)設(shè)備和車(chē)間工藝設(shè)計(jì)。藥廠反應(yīng)設(shè)備部分根據(jù)制藥工程專(zhuān)業(yè)的需要,吸取化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的基本理論,結(jié)合反應(yīng)器的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法,以反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式為線索,擺脫繁復(fù)的數(shù)學(xué)推導(dǎo),著重于基本規(guī)律的講解;闡明了理想反應(yīng)器、反應(yīng)器型式及操作方式的選擇、停留時(shí)間分布及測(cè)定等概念;重點(diǎn)講述釜式反應(yīng)器的混合機(jī)理和效果,攪拌器的選型與放大、攪拌釜的傳熱及工藝計(jì)算;對(duì)管式反應(yīng)器、氣液反應(yīng)器、氣固反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等反應(yīng)器理論和設(shè)備設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。車(chē)間工藝設(shè)計(jì)部分主要講述車(chē)間工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、能量衡算、車(chē)間布置設(shè)計(jì)和非工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等內(nèi)容,力求使學(xué)生掌握藥廠車(chē)間工藝設(shè)計(jì)的基本技能。制藥工程是一門(mén)藥物從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的學(xué)科。因此,其在與實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)合的基礎(chǔ)上還有適應(yīng)市場(chǎng)、客戶及控制成本的需求,要求專(zhuān)業(yè)人員及時(shí)更新設(shè)計(jì)觀念、設(shè)計(jì)方法和科技知識(shí),更要求課程教師根據(jù)行業(yè)內(nèi)工程的發(fā)展,對(duì)教學(xué)計(jì)劃和內(nèi)容不斷進(jìn)行調(diào)整。例如,增加目前正處于研究高峰期的超臨界萃取裝置、有廣闊發(fā)展前景的膜蒸發(fā)設(shè)備及分子蒸餾設(shè)備、膜反應(yīng)器及生物反應(yīng)器、先進(jìn)的流化床技術(shù)及流化床裝置、先進(jìn)的三相床反應(yīng)器研究、制藥潔凈廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)、藥廠節(jié)能措施和現(xiàn)代“精烘包”工序設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
(二)引入GMP理念,強(qiáng)化藥品生產(chǎn)管理意識(shí)
《藥品生產(chǎn)管理規(guī)范》(Good ManufacturingPractice,簡(jiǎn)稱GMP)是藥品生產(chǎn)和質(zhì)量管理的基本準(zhǔn)則,適用于藥品制劑生產(chǎn)的全過(guò)程、原料藥生產(chǎn)中影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序。[3]醫(yī)藥產(chǎn)品品種多、更新快,產(chǎn)量差別懸殊,藥品生產(chǎn)的路線也是日新月異。因此,制藥車(chē)間設(shè)計(jì)的水平和要求不斷提高。現(xiàn)有的課程中制藥車(chē)間工藝設(shè)計(jì)部分內(nèi)容體系已經(jīng)落后于制藥工業(yè)的發(fā)展,有些已經(jīng)被淘汰或不符合GMP的要求。我們根據(jù)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,將GMP的理念引入到課程中,讓學(xué)生逐漸強(qiáng)化GMP概念,認(rèn)識(shí)到符合GMP要求是制藥工業(yè)的發(fā)展準(zhǔn)則。例如,《藥品生產(chǎn)管理規(guī)范》的第一章總則第二條明確提出了熱敏性藥物設(shè)備的規(guī)定。教師在授課中與學(xué)生進(jìn)行討論,使學(xué)生了解到抗生素藥物的結(jié)晶應(yīng)該使用冷卻結(jié)晶器或噴霧結(jié)晶器,也可以采用真空結(jié)晶操作,這主要是為了避免藥物分解降低結(jié)晶溫度。學(xué)生在后期進(jìn)行此類(lèi)原料藥車(chē)間工藝設(shè)計(jì)時(shí),就能注意到這種特殊情況,并對(duì)此類(lèi)藥品的結(jié)晶工藝做出正確的選擇;以前的設(shè)計(jì)中對(duì)周?chē)沫h(huán)境因素考慮不多,而現(xiàn)在的藥品生產(chǎn)企業(yè)必須具有整潔的生產(chǎn)環(huán)境,所處環(huán)境的空氣、場(chǎng)地、水質(zhì)都要符合生產(chǎn)要求,生產(chǎn)廠房及周?chē)鷳?yīng)無(wú)污染源;設(shè)計(jì)車(chē)間不同生產(chǎn)區(qū)域時(shí),我們要求學(xué)生要嚴(yán)格按照GMP提出的非無(wú)菌原料藥的生產(chǎn)要求執(zhí)行,除粗品或濃縮液、活性炭、溶劑、外包裝及其清理等置于一般區(qū)域外,其余工序均應(yīng)設(shè)在30萬(wàn)級(jí)區(qū)域內(nèi)(即:過(guò)濾、結(jié)晶、分離、干燥、過(guò)篩、混粉、內(nèi)包裝等);生產(chǎn)避孕藥品時(shí),根據(jù)GMP要求,廠房應(yīng)安裝獨(dú)立的空氣凈化系統(tǒng),并與其他藥品生產(chǎn)廠房分開(kāi),氣體排放還需經(jīng)凈化處理。[4]
(三)案例教學(xué),教學(xué)相長(zhǎng)
硝化是制藥中的一個(gè)典型反應(yīng)類(lèi)型,為使同學(xué)對(duì)這一反應(yīng)類(lèi)型有深入的了解,我們?cè)谙趸?chē)間實(shí)習(xí)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了乙苯硝化生成對(duì)硝基乙苯———對(duì)硝基乙苯分離———對(duì)硝基苯乙酮氧化的大設(shè)計(jì)題目,并拆分成幾個(gè)小的分題目分組進(jìn)行設(shè)計(jì)。答辯時(shí)將大題目組的同學(xué)統(tǒng)一進(jìn)行答辯,以使學(xué)生對(duì)分題目有深入的了解,對(duì)原料藥的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程有整體性認(rèn)知。我們還在前期學(xué)生設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,列出了針對(duì)一些產(chǎn)銷(xiāo)量小、新藥的中試和放大的設(shè)計(jì)課題。例如,磺胺多辛車(chē)間工藝設(shè)計(jì)中增加多功能車(chē)間設(shè)計(jì)部分,使學(xué)生不拘泥于具體生產(chǎn)品種和規(guī)模,而是按照制藥工業(yè)常用的化學(xué)反應(yīng)和單元操作,選擇不同規(guī)模的反應(yīng)器、換熱器、塔以及離心機(jī)、計(jì)量槽等通用設(shè)備,更新了學(xué)生藥品生產(chǎn)及工藝設(shè)計(jì)的理念和思路。這類(lèi)新型的設(shè)計(jì)題目對(duì)教師的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求較高,教師要先于學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)題目的考察和復(fù)核。盡管工作量增加了很多,但在復(fù)核及討論過(guò)程中,教師自身的工程設(shè)計(jì)思路也更加明晰,知識(shí)也得到了擴(kuò)充。
三、將“大工程”觀念引入制藥工程教學(xué)中來(lái)
大工程觀課程體系的“工程”指實(shí)踐性和創(chuàng)新性教學(xué)環(huán)節(jié),即實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)環(huán)節(jié)等課程。而高等工程教育的本質(zhì)特征則由綜合性、系統(tǒng)性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性構(gòu)成。[5]課程根據(jù)培養(yǎng)藥品制造工程技術(shù)人才的目標(biāo),結(jié)合工科院校特點(diǎn),逐步形成了制藥工程課程體系。該體系結(jié)構(gòu)為:課堂理論教學(xué)—校外實(shí)習(xí)(實(shí)踐教學(xué))—畢業(yè)設(shè)計(jì)(課程完成后的總結(jié)性教學(xué))三大板塊。
(一)與生產(chǎn)緊密結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)
工程類(lèi)課程教學(xué)要以一線生產(chǎn)的實(shí)際需要為核心目標(biāo),在強(qiáng)調(diào)對(duì)基本知識(shí)的熟練掌握和靈活應(yīng)用的同時(shí),更加強(qiáng)調(diào)與一線生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合,實(shí)習(xí)通常作為學(xué)生貫通專(zhuān)業(yè)知識(shí)和集合專(zhuān)業(yè)技能的重要教學(xué)活動(dòng)。[6]作為工程類(lèi)課程,我們非常重視實(shí)習(xí)這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。為此,我們?cè)O(shè)立了兩個(gè)階段的校外實(shí)習(xí)。其中認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是在學(xué)生學(xué)過(guò)基礎(chǔ)課程但尚未學(xué)習(xí)制藥工程前進(jìn)行的。在這個(gè)階段,學(xué)生對(duì)制藥過(guò)程不熟悉,通過(guò)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)可以對(duì)原料藥車(chē)間的各種單元操作、車(chē)間布置直觀接觸,為后面的制藥工程課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),激發(fā)課程學(xué)習(xí)的興趣。第二個(gè)階段為畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。此時(shí),學(xué)生已經(jīng)具備了一定的理論知識(shí),教師在生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中會(huì)有意識(shí)地提出藥廠生產(chǎn)涉及的工藝路線、原料和設(shè)備選擇、產(chǎn)品精制、車(chē)間管理等問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)代化藥廠的生產(chǎn)和精制設(shè)施與裝備,關(guān)注原料藥質(zhì)量生產(chǎn)管理規(guī)范在工廠的具體實(shí)施情況,有機(jī)會(huì)時(shí)還會(huì)要求學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行生產(chǎn)操作,使課堂內(nèi)容在實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)中得到加深和升華。學(xué)生通過(guò)對(duì)典型的原料藥生產(chǎn)車(chē)間的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)管路的排摸,繪制工藝流程圖和設(shè)備流程圖,盡可能多地收集制藥工程課程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),并對(duì)現(xiàn)代化制藥車(chē)間布置獲得初步認(rèn)知。在學(xué)生收集到的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,教師歸納提煉出設(shè)計(jì)題目,要求學(xué)生將生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的內(nèi)容與工藝設(shè)計(jì)相結(jié)合,作為設(shè)計(jì)階段的實(shí)際任務(wù)。
(二)強(qiáng)化課程設(shè)計(jì),引入工程軟件
近年來(lái),一些院校的制藥專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)環(huán)節(jié)內(nèi)容都以參與教師的藥物合成科研課題為主,學(xué)生在完成論文的過(guò)程中缺少工程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練。而進(jìn)行物料、能量衡算和工藝設(shè)備選型、繪制出初步設(shè)計(jì)階段的帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、車(chē)間布置圖、設(shè)備裝配圖等工作是工程應(yīng)用型人才所必備的基本能力。為此,我校專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案在第七學(xué)期安排為期4周的小設(shè)計(jì),在第八學(xué)期安排為期22周的畢業(yè)大設(shè)計(jì)與制藥工程課程相配套,形成“大論文小設(shè)計(jì)”或者“小論文大設(shè)計(jì)”的格局,學(xué)生同時(shí)得到藥學(xué)科研及工程設(shè)計(jì)的全面訓(xùn)練。
無(wú)論大設(shè)計(jì)或者小設(shè)計(jì)都是在學(xué)生完成專(zhuān)業(yè)理論課程后才安排的教學(xué)環(huán)節(jié),是在前期所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上,幫助學(xué)生在真實(shí)的原料藥車(chē)間工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中將工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、能量衡算、車(chē)間的“精烘包”設(shè)計(jì)和管道設(shè)計(jì)等知識(shí)融會(huì)貫通。畢業(yè)設(shè)計(jì)是同學(xué)們?cè)谠纤帍S畢業(yè)實(shí)習(xí)后進(jìn)入的,由指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)習(xí)內(nèi)容或自擬設(shè)計(jì)題目布置設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。學(xué)生先進(jìn)行文獻(xiàn)查閱、外文翻譯等前期準(zhǔn)備工作,在第七學(xué)期寒假前進(jìn)入課題工作階段。承擔(dān)制藥工程課的教師都會(huì)參與指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)工作,在教學(xué)過(guò)程中有針對(duì)性地加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容講解,重申課程中的有關(guān)概念,著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)具備的工程制圖能力,使設(shè)計(jì)與課程相互呼應(yīng),相輔相成。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的鍛煉,加深理解制藥工程的理論,并將之運(yùn)用到實(shí)踐中去,工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力得到了大幅度提高。
制藥工程設(shè)計(jì)可以借助計(jì)算機(jī)來(lái)輔助教學(xué)。應(yīng)用多種工程軟件可以較好地解決制藥過(guò)程研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中的問(wèn)題。設(shè)計(jì)中一般會(huì)使用到PROII、AutoCAD等工程計(jì)算、設(shè)計(jì)和繪圖軟件。CAD繪圖軟件在設(shè)計(jì)中引入得比較早,前期也有相應(yīng)的課程作為應(yīng)用基礎(chǔ)。目前在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段,同學(xué)們都使用CAD軟件來(lái)繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、重點(diǎn)設(shè)備裝配圖和車(chē)間布置圖。而針對(duì)塔設(shè)備或一些帶循環(huán)控制的計(jì)算,他們也會(huì)應(yīng)用PROII等計(jì)算軟件。這些軟件的應(yīng)用可以使學(xué)生以較少的精力去完成較復(fù)雜的計(jì)算和繪圖任務(wù),而將主要精力集中于解決工程問(wèn)題上。
答辯是這一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的主要考核手段。原有的答辯方式主要是教師問(wèn)學(xué)生答,后逐步改為全體學(xué)生參加,由學(xué)生自己敘述在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用到的公式和原理,給出選用手冊(cè)和參考資料,并對(duì)照設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙,完整表達(dá)自己的設(shè)計(jì)方案,講解自己設(shè)計(jì)的特點(diǎn),重點(diǎn)突出自己的創(chuàng)新性,根據(jù)設(shè)計(jì)中給出的成本核算,對(duì)設(shè)計(jì)的車(chē)間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。這種答辯方式能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,使學(xué)生在設(shè)計(jì)后期仍然可再進(jìn)行方案比較,大大增強(qiáng)了學(xué)習(xí)主動(dòng)性,也使學(xué)生能在正式進(jìn)入生產(chǎn)企業(yè)工作時(shí)更快融入,工作更有開(kāi)創(chuàng)性。
四、教學(xué)手段的綜合利用
本課程的教學(xué)內(nèi)容與制藥生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān),并涉及大量的制藥生產(chǎn)設(shè)備的相關(guān)知識(shí)。學(xué)生此前從未接觸過(guò)藥品生產(chǎn),文字性質(zhì)的描述或者圖示的方法不能有效地提供工程信息,學(xué)生對(duì)工程設(shè)備的操作狀態(tài)及結(jié)構(gòu)沒(méi)有直觀的認(rèn)識(shí)。教學(xué)實(shí)踐證明,使用多媒體教學(xué)課件,將教學(xué)內(nèi)容形象、直觀地展示在屏幕上,可以最大限度彌補(bǔ)學(xué)生工程觀念不足的問(wèn)題。本課程組織任課教師對(duì)上海及外省一些大型制藥企業(yè)進(jìn)行調(diào)研,并以工程為主線結(jié)合制藥理論制作了多媒體課件,為原本枯燥的課堂教學(xué)帶來(lái)了新鮮的內(nèi)容。課件使用動(dòng)畫(huà)演示各種制藥設(shè)備的原理,可使學(xué)生看得清、搞得懂。比如,新型的膜蒸發(fā)設(shè)備采用動(dòng)畫(huà)演示,學(xué)生先前通過(guò)圖片了解了設(shè)備的主體結(jié)構(gòu),再看動(dòng)畫(huà),就會(huì)感到復(fù)雜的機(jī)械原理變得淺顯易懂了。我們還將藥品生產(chǎn)企業(yè)原料藥生產(chǎn)的實(shí)際操作過(guò)程以及車(chē)間的布置穿插在課程教學(xué)中,使學(xué)生獲得身臨其境的感覺(jué),提高了“教”與“學(xué)”的效率。
五、加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)
