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關鍵詞：仿生生物形態；花瓣元素；概念女裝；立體構成；創意設計

中圖分類號：TS941 文獻標志碼：A

Creative Design of Imitation Petals for Concept Women’s Wear

Abstract： The paper tries to introduce bionics into garment design. By observing the color， shape and texture characteristics of petals as well as their ecological and integral presentation， it applied petal-like elements to the designing of petal-themed women’s wear collection， and by making innovations in the fabric design， the garment production process and the garment exhibition， it summed up the creative ideas and design techniques of using this petal element borrowed from the nature in the designing of concept women’s wear. Key words： bionic organism forms； petal element； concept women’s wear； three-dimensional construction； creative design

1 當代仿生性服飾設計的發展趨勢調查及其設計手法

1.1 當代仿生性服飾設計的發展趨勢調查

服飾仿生學是仿生學分支之一，服飾仿生設計屬于仿生學應用的重要內容。目前，服飾仿生設計具有 3 個階段性表現：（1）人類在服裝外形上進行改造、變形和模仿的初級階段；（2）通過一定的技術手段從外形和功能兩個方面入手進行仿生服裝設計的中級階段；（3）通過提取其生物的外形、性能等各種機能的優點創造出服裝新產品的高級階段。就目前所處的人類社會發展高度以及已有的服飾工藝技術手法推測，基本處于第 3 個階段。

為了能夠更深入地考察仿生服飾設計的科學性和可行性，本文對香奈爾、路易 威登、迪奧、范思哲、普拉達等 5 個品牌中，具有仿生服飾設計工藝的仿生時裝成品進行調查，統計出其仿生性對象及其元素的應用比例（圖 1、圖 2）。

1.2 當代仿生性服飾的設計手法

仿生性服飾基礎式樣的制作手法與普通服飾的制作別無二差，但在基于文化表現的工藝手法上則以具體的文化元素表現為載體進行特定的制作，具體到同色拼接、二維或三維、不規則空間設計等方面。

2 仿生花瓣元素在概念女裝中的創意應用

在中世紀歐洲宮廷女性服飾風格中，摹仿花瓣層疊的狀態，通過將蕾絲設計成同色立體花型圖案為主的束胸（緊腰）身衣、提高腰際線、以純色或夸張放大的花型圖案為裝飾的拖地長裙，配以昂貴的首飾以及獨特的發型或頭部裝飾，共同展示出上流社會女性的貴族氣息。其宮廷服飾借助強烈的立體造型與立體裁剪的工藝進行制作，構成空間立體性服飾風格之一。其中，又以整體服裝式樣上的仿生性花瓣元素尤為突出，外在形式上層層堆疊但錯落有致，構成獨特的空間立體感，這一風格服飾則采用復雜及厚實的面料制作而成。

嘗試借鑒歐洲宮廷女裝式樣，以仿生花瓣元素為服飾的主要構成，改變歐洲宮廷女裝繁復且面料層疊較多、以鯨骨作裙部支撐卻尤為厚重的制式，運用面料本身所具有的材質特性經設計形成空間立體感，綜合上述將具有微透視效果的仿生花瓣元素建構服裝主體。

2.1 仿生花瓣元素運用于概念女裝的設計思考及草圖形成

仿生花瓣元素是汲取白色花瓣原型并將其藝術抽象化，使之能夠符合服裝的立體裁剪工藝，形成獨一無二的服裝核心樣式。圍繞這一出發點，預先設計出幾種不同的圍繞仿生花瓣元素進行表達的草圖。再經多次集中深入考察和對主題的提煉，最終選確定仿生花瓣式樣基礎作為可實現的設計。為了能使仿生花瓣外形集中予以表現，將領部調整為圓弧形領形，以契合并寓意花蕊部分的圓潤、柔和與流暢。

2.2 仿生花瓣元素概念女裝的設計面料及其特性

為了能夠突出仿生花瓣元素摹仿花瓣表面的柔滑質感，選擇具有一定厚度且質感不繁重的太空棉這一貼合花瓣表面質感的面料為基礎面料；通過加入純棉蕾絲和雪紡紗作為其他部位的制作面料，突出花瓣本身的立體感與輕盈柔滑的質地，符合特定的藝術品審美。服裝整體全部采用白色為主色，既能體現出服飾的干凈整潔，同時又能表達花之純凈。

太空棉主要由麻灰紗、氨綸與滌綸為原料構成，其所占比例分別是70%、9%、21%。太空棉分為超厚空氣層與針織彈力空氣層兩種存在形式，門幅寬度分別為 150、160 cm，厚度為1.5 mm。

設計中采用幅寬為150 cm的雪紡紗面料，具有透明效果的100 D雪紡紗面料制作女裝中的長褲部分。雪紡紗面料富有垂感能夠使褲裝具有垂性，中度透明效果又使褲裝部分顯現出輕盈的質感。

采用經手工工藝制作后的再造棉線面料，形成了具有空間層次感且連續性圖案的材料，主要用于成了具有空間層次感且連續性圖案的材料，主要用在腰部帶有立體設計的仿生花瓣部分做點綴。

2.3 仿生花瓣元素概念女裝的制作工藝

實現仿生花瓣元素在服裝上的整體性表現，工藝制作過程是關鍵。其間設計師在制作時的細心、服飾制作各部位數據測量的準確性是考量服裝是否合體、效果是否突出的前提。整個過程主要分為以下幾步：（1）制作擬設計服裝的結構圖。按照傳統服飾式樣將其定為上衣下裳兩部分，解決了服裝制作的先后和重詞的條理秩序。本設計服裝重點是在上衣部分，是對仿生花瓣元素體現的中心。（2）根據模特的身形數據，進行服裝裁剪圖與排料圖的制作。（3）經縫制工藝部分將服裝成品制作而成，搭配以白色雪紡紗花朵手包、再現自然生物的樹枝形頭飾（圖 3）。

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關鍵詞：工學結合一體化課程；五年制高職；學習方式；策略

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）48-0130-03

當前，我國正處于經濟社會發展的關鍵階段，工業化、信息化、城鎮化、市場化、國際化的進程不斷加快，對高素質勞動者和技能型人才提出了新的要求。五年制高職作為培養新型技能人才的重要渠道，必須堅持“以服務為宗旨、以就業為導向”的目標，創新人才培養模式，注重內涵發展，以為社會培養生產、管理、服務第一線的用得上、留得住的應用型人才為出發點和落腳點，不斷適應用人單位對技能人才的要求。探索“工學結合一體化”的技能人才培養模式，建立以職業活動為導向、以校企合作為基礎、以綜合職業能力培養為核心，理論教學與技能操作融會貫通的工學結合一體化課程體系，是提高技能人才培養質量，加快技能人才規模化培養，探索中國特色職業教育改革與發展的必由之路。

一、工學結合一體化課程及其內涵

工學結合一體化課程，是指按照經濟社會發展需要和技能人才培養規律，根據國家職業標準，以綜合職業能力為培養目標，通過典型工作任務分析、構建課程體系，并以具體工作任務為學習載體，按照工作過程和學習者自主學習要求設計和安排教學活動的課程。它明確了技能人才的培養目標，即培養其綜合職業能力，即在真實工作情境中整體化地解決綜合性專業問題的能力和相應的技術思維方式，包括專業能力、方法能力和社會能力。其課程體系源于從企業真實工作過程的代表性工作任務中提煉出的典型工作任務，教學的內容則是典型工作任務轉化過來的學習任務，實施教學以學生為中心。工學結合一體化課程體現理論教學和實踐教學的融通合一，專業學習和工作實踐學做合一，能力培養和工作崗位對接合一的特征。其直接來源是企業的典型工作任務，這就決定了它必須以校企合作為基礎，按照企業實際工作過程實施教學。也就是說，學習就是工作，通過工作實現學習。

二、五年制高職學生學習方式現狀分析

學習方式，也稱學習風格，是學習者持續一貫的帶有個性特征的方式，是學習策略和學習傾向的總和。它指的是學生在完成學習任務過程中的基本的行為和認知的取向，反映了學生傾向于以什么樣的行為和認知方式去完成學習任務，它直接影響著學生的學習結果。

1.傳統的“三中心”教學模式使學生形成了單一、被動的學習方式。受我國“重學歷、輕能力”、“重知識、輕技能”的社會文化價值取向的影響，長期以來，五年制高職教育的人才培養模式往往體現“類基礎教育”、“類高等教育”的特征。在體現以“課堂、教師、課本”三中心為主的傳統教學模式下，教學是教師對學生的“單向”培養，教師負責教，學生負責學。很少有學生自主學習的空間和時間，學生很少有根據自己的理解發表看法與意見的機會，即便是有師生互動，那也都是由教師精心策劃和安排的，學生也只能按部就班，學生的想象力和創造力無形中受到了教師的控制。教學關系成為：我講你聽、我問你答、我寫你抄、我給你收。教支配、控制學，學無條件地服從教，這形成了教師對學生的權威性和學生對教師的依賴性，學生的獨立性和個性得不到尊重和發展，致使學生形成了單一、被動的學習方式。

2.傳統的學科本位觀念遏制了學生自主學習能力的培養。受傳統學科教育的影響，五年制高職教育過分注重知識體系的完整性，課程體系和教學內容過分強調理論的系統性，缺少與社會實際、生產實際、學生生活相聯系的生動活潑的內容。教師習慣于“粉筆+黑板”的授課方式，學生習慣于聽理論、背理論、考理論的學習方式。這種學科本位觀念導致教學過程重灌輸輕引導、重接受輕探索、重理論輕實踐，使學生的創造思維和實踐能力不能得到有效的鍛煉。長此以往，這必然養成學生依賴老師講解的心理，學生惰性加大，不善于思考，不愛動腦筋。在這種只注重“教”，不考慮“學”的情況下，學生難于自主學習，也無力自主學習。

3.傳統的“師道尊嚴”使學生失去了合作、探究學習的機會。一句“一日為師終身為父”的古訓，巧妙地將師生關系血緣化、政治化、等級化。在“師道尊嚴”的幌子下，教師可以隨意對學生（甚至包括家長）發號施令、指手畫腳，學生卻不能有一點與老師要求不相符的言行，他們的聰明才智得不到展現，個性得不到張揚。課堂教學以教師為中心，學生以老師講授的內容為示范，不斷在課中、課后重復演練、模仿，他們對知識、技能的理解完全按照課本和教師的思路進行，不會也不敢對相關知識產生不同看法，提出不同意見，完全變成了接受知識的容器、唯命是從的學習“仆人”，沒有自主、合作、探究學習的機會和權利。工學結合一體化課程開發的核心，是從工作世界中尋找一系列具有職業的典型意義的綜合性工作任務，打破傳統的學科體系和教學模式，根據職業教育培養目標的要求來重新整合教學資源，體現能力本位的特點，強調學生的自主學習、合作學習、探究學習。使學生的主體意識、能動性和創造性不斷得到發展，是當前深入推進教學改革的核心任務。

三、五年制高職學生學習方式轉變的策略

轉變學習方式，就是要改變不利于學生發展的學習行為，以培養創新精神和實踐能力為主要目的，協調教學活動的整體結構，把學習變成人的主體性、能動性、獨立性不斷生成、張揚、發展、提升的過程，使學生的學習活動能夠更有效促進其發展。

1.加強專業入學教育，提高學生學習主動性。五年制高職生源中，很多都是在初中階段成績相對較差、考不上高中的學生，多數人入學動機不明確，專業選擇比較盲目。有的是服從家長意愿上學的，有的是因為同學在同一所學校上學而報考的，也有一些是因為聽說某個專業畢業后能找到好工作而就讀的，更有一部分學生是因為年齡太小只好上學混時間。他們對自己專業的學習情況不了解，對專業課程的目標與作用不清楚，因此學習積極性不高，主動性不強。專業入學教育是使學生明確專業與課程學習目標，提高學習積極性和主動性的有效途徑。首先，我們要充分發揮專業教師的作用，以專業人才培養方案為藍本，加強對新生的專業教育。我們要鞏固學生的專業思想，幫助他們了解自己的專業背景、專業特色、課程設置、就業方向等，讓他們充分認識所學專業的特點和前景，穩定其專業思想，使其樹立學習目標，激發學習興趣。其次，我們要著重介紹高職階段工學結合一體化課程的學習方式和方法，教育新生明確學習主體的角色轉變，學會利用圖書館和網絡等各種資源自我解惑，把握學習的主動權，提醒學生合理有效地安排學習時間，養成良好的學習習慣。

2.更新教學理念，促進學生學習方式轉變。工學結合一體化課程改革的核心是培養學生的綜合職業能力，強調以訓練和提高學生的技能為基點，以實現主要能力目標為主線，以市場對人才的需求為導向。這一新的教學理念促使教師必須更新教學觀念，轉變自身角色，由知識的傳授者變為學生學習的組織者、引導者和促進者，樹立起新的課程觀、教學觀和教學目標觀。課程不再只是特定知識的載體，而是教師與學生共同完成項目任務的過程；教學也不再是教學生學，而是師生交往、積極互動、共同發展的過程，是教師教與學生學的統一，其中教師只起教學的主導作用，學生才是學習的主體。新的教學目標觀也不再是單一的知識與技能，更要使學生在通過咨詢、計劃、決策、實施、控制、評估等步驟完成學習領域的同時，獲得相應的專業能力、方法能力和社會能力，促進其綜合職業能力的提升。在這樣的教學理念下，學生的學習方式勢必發生轉變，使學生懂得學習的過程不是被動地接受課本上的現成結論，而是一個學生親自參與、師生互動、生生互動的實踐與創新的過程。

3.創設學習情境，培養學生自主學習能力。工學結合一體化課程，以培養學生綜合職業能力為目標，需要學生通過小組學習或自我學習的形式，運用各種設備和材料，在教師幫助下完成實際的具有完整工作過程的學習任務，從而通過顯性學習任務的實施實現隱性關鍵能力的培養。因此，我們為學生創建類似于企業工作環境的學習情境，以典型工作任務為載體，讓學生在做中學，掌握工作崗位需要的各項技能和相關專業知識，對轉變學生學習方式、培養其自主學習能力至關重要。學生在盡量真實的職業情境中學習“如何工作”，在以項目為載體的綜合化情境中完成完整的工作過程，勢必能提高其應用知識的意識，激發學習的興趣和創新思維，更有利于其自主學習能力的培養。

4.轉變教學方式，強化學生合作、探究學習意識。工學結合一體化課程的實施強調以學生為主體，教師為主導的學習與工作過程，強調學生不斷輸出學業以驗證學習效果。傳統的灌輸式教學方式顯然不能適應新課程實施的要求，也不利于學生學習方式的轉變。因此，教師應轉變教學方式，推行行動導向教學，應用現代信息技術，多渠道系統優化教學過程，增強教學的實踐性、針對性和實效性。教師通過向學生傳授行動領域的知識，指導、引領學生按照工作過程系統化原則完成學習任務。教師要把學生置于開放的、動態的、多元化的環境中，從重教師“教”向重學生“學”轉變，調動學生學習積極性和主動性。在教學流程設計上，教師由重結果向重過程轉變，將關注的重點放在提供給學生更多地獲取知識的方法和渠道上，讓學生明白怎樣學，引導學生進行自我評估，激發學生積極參與討論，充分發揮學生的主體作用，強調學生之間的合作和交流，使他們在合作學習、自主探究中獲得一種新的學習體驗，從而進一步強化學生的合作、探究意識。

當今，轉變學生的學習方式已成為職業院校教育教學改革的必然要求，也是一種學習理念的根本性轉變。工學結合一體化課程，以學生為主體的行動導向教學過程，正是師生解放思想、更新觀念、轉變學習方式的過程。這種教學模式不僅大大提高了學生的學習興趣和學習過程的參與度，更使其從以往的被動學習轉變為主動學習；不僅強化了師生間的交流，活躍了課堂氣氛，更使學生的創新、創造思維模式得到了提高；不僅重視知識本身的獲取，更注重獲取知識的方法和學生自身綜合職業能力的提升。這一以校企合作為基礎、以綜合職業能力培養為核心，理論教學與技能操作融會貫通的課程體系必將對學生學習方式的轉變產生積極影響。

參考文獻：

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關鍵詞：化工工藝；風險識別；

一、化工工藝的概念

化工工藝即化工技術或化學生產技術，指將原料物主要經過化學反應轉變為產品的辦法和過程，包括實現這一轉變的全部措施。化學生產過程一般地可概括為三個主要步驟：①原料處理。②化學反應。這是生產的關鍵步驟。經過預處理的原料，在一定的溫度、壓力等條件下進行反應，以達到所要求的反應轉化率和收率。③產品精制。將由化學反應得到的混合物進行分離，除去副產物或雜質，以獲得符合組成規格的產品。以上每一步都需在特定的設備中，在一定的操作條件下解決所要求的化學的和物理的轉變。

所謂危險化工工藝就是指在化學生產過程，能夠導致火災、爆炸、中毒的工藝。其中，所涉及的化學反應包括：硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、氨化、重氮化、過氧化、加氫、聚合、裂解等的反應。

二、化工工藝的分類

為貫徹落實《國務院安委會辦公室關于進一步加強危險化學品安全生產工作的指導意見》（安委辦[2008]26號，以下簡稱《指導意見》）有關要求，提高化工生產裝置和危險化學品儲存設施本質安全水平，指導各地對涉及危險化工工藝的生產裝置進行自動化改造，國家安全監管總局組織編制了《首批重點監管的危險化工工藝目錄》和《首批重點監管的危險化工工藝安全控制要求、重點監控參數及推薦的控制方案》，其中提到了以下內容：

（1）化工企業要按照《首批重點監管的危險化工工藝目錄》、《首批重點監管的危險化工工藝安全控制要求、重點監控參數及推薦的控制方案》要求，對照企業采用的危險化工工藝及特點，確定重點監控的工藝參數，裝備和完善自動控制系統，大型和高度危險化工裝置要按推薦的控制方案裝備緊急停車系統。

（2）各地安全監管部門要根據《指導意見》的要求，對本轄區化工企業采用危險化工工藝的生產裝置自動化改造工作，要制定計劃、落實措施、加快推進，力爭在2010年底前完成所有采用危險化工工藝的生產裝置自動化改造工作，促進化工企業安全生產條件的進一步改善。

（3）在涉及危險化工工藝的生產裝置自動化改造過程中，各有關單位如果發現《首批重點監管的危險化工工藝目錄》和《首批重點監管的危險化工工藝安全控制要求、重點監控參數及推薦的控制方案》存在問題，請認真研究提出處理意見，并及時反饋國家安全監管總局（安全監督管理三司）。各地安全監管部門也可根據當地化工產業和安全生產的特點，補充和確定本轄區重點監管的危險化工工藝目錄。

在國家安全監管總局組織編制的首批重點監管的危險化工工藝目錄中，將企業中涉及的危險化工工藝分為15類，分別是：光氣及光氣化工藝、電解工藝（氯堿）、氯化工藝、硝化工藝、合成氨工藝、裂解（裂化）工藝、氟化工藝、加氫工藝、重氮化工藝、氧化工藝、過氧化工藝、胺基化工藝、磺化工藝、聚合工藝和烷基化工藝，其中每一種工藝都包括各自的許多典型工藝。

三、化工工藝的風險識別

危險工藝是指那些具有較大風險會對人體產生傷害的工藝類型，而化工工藝風險的大小是由物質本身所具有的物質溫度、物質壓力、物質腐蝕性、物質的化學反應、物質的反應類型等幾個項目共同確定。

1.危險工藝的物質本身

物質是由元素構成，而世界上所有的物質都是化學元素。危險物質的使用是受到國家法律法規的限制的，因為它危害非常強，泛指那些具有腐蝕性的物質、易燃易爆的物質、放射性物質、致癌物質、致畸物質或危害生態環境的物質等。而物質本身的外形也是不固定的，主要包括氣態、液態、固態幾大類。

光氣及光氣化工藝主要表現為劇毒氣體，在儲存、運輸和使用的過程中都容易出現泄漏，多具有易燃易爆的特點隨之還可能產生具有腐蝕性的副產品，如煤氣，典型工藝包括光氣合成雙光氣、三光氣，采用光氣作單體成聚碳酸酯，甲苯二異氰酸酯（TDI）的制備，識別其是否符合標準是通過對一氧化碳、氯氣含水量，反應釜溫度、壓力，反應物質的配料比，光氣的進料速度，冷卻系統中冷卻介質的溫度、壓力、流量等檢測。固態主要有硝化工藝，其會產生放熱反應，反應速度快，放熱量大，具有強腐蝕性和強氧化性，與有機化合物的接觸能引起其燃燒或爆炸。電解工藝主要是吸熱反應，在這一反應中，一個條件的偏差就會導致不同的效果。在電解食鹽水時會產生易燃燒的氣體，當與劇毒性氣體氯混合時會產生爆炸，如果銨鹽超標在 PH 值小于4.5的情況下，銨鹽和氯發生化學反應會生成氯化銨，而濃氯化銨溶液與氯反應會生成一種爆炸性物質三氯化氮，電解溶液的腐蝕性非常強，液氯在生產、運輸、儲存中都容易發生泄漏。

2.危險工藝的特點

識別危險工藝可以從其溫度，壓力，腐蝕率，化學反應放熱情況，操作等幾個方面著手。其危害最大的包括：甲類可燃氣體、液體，甲類固體，極度危害介質。氣體溫度達到1000m2以上，液體溫度達到1000℃以上。壓力在 100MPa，腐蝕率在1.0mm/a以上，化學放熱反應狀況是臨界放熱和特別劇烈，在操作的過程中爆炸范圍處在臨界點，這類屬于危害最大，極度危險型。

3.危險工藝的源頭

顯然，危險化工工藝的危害是強大的，而其生成的產品所涉及的領域也非常廣泛，而危險化工工藝的源頭包括危險的化學產品和危險的化學裝置兩大方面，無論是在接觸危險化學產品還是在操作危險的化學裝置的時候，都需要強化風險意識，在制造危險化工工藝產品時確保流程的安全和產品的安全。

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關鍵詞：化工工藝；工藝設計；安全問題；措施

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

引言

在當前社會背景下,人們在日常生產過程中的安全防范意識不斷的提升,并且對生產建設工藝的設計要求也在深人推進之中,加快了人們對化工工藝設計過程中存在的安全隱患問題做更多的關注以及重視。在目前化工工藝設計過程中，化工單位非常重視工藝安全問題，所以化工工藝設計過程中安全環節的控制就顯得尤為重要。另外，化工工藝設計和進行生產時在實踐應用方面有很多必要條件，一定要嚴格規范并且正確執行國家相關法律法規，同時還要進一步研究化工工藝在設計過程中的安全問題與控制措施，對化工工藝設計實行嚴格把關，推動化工工業的快速發展。

一、化工工藝設計概述

眾所周知，化工產業具有生產危險性大的特征，所以為了能夠確保化工產業生產全過程的安全性，使整個化工生產系統處于穩定運行狀態，必須要在化工工藝的設計階段本著科學的思想，嚴格按照化工工藝的有關規定要求進行設計，靈活地運用相關專業知識，合理設計確定化工工藝方案。安全生產是任何產業賴以生存的生命線，尤其是作為生產安全風險指數高的化工產業更應將生產安全問題放在產業的發展戰略高度，深入地剖析化工生產過程中存在的不安全因素，積極地采取有效的防控措施，達到化工產業的安全生產。剖析化工生產中存在的不安全因素的前提條件是必須要對原材料及產品的特性熟知；通常化工產業領域將化工產品的危險程度劃分為五個等級。危險等級的劃分依據主要是根據化工生產過程中所使用的原材料，儲存原材料的環境、原材料經生產加工后所形成的新的產品特性，如物理性、化學性等。根據不同危險等級的化工產品，確定各種類型化工產品在生產過程中的防火間距及防爆等級。進而以此為標準，在化工工藝設計過程中選擇滿足生產需求的操作方式，防火材料及防火設備。

二、化工工藝設計的類別

1、概念設計

概念設計就是假象設計，其是模擬建立規模工業生產中設備實行的，概念設計通常是在中試前實行，最終目的就是為了可以檢查工藝條件與生產路線的合理性。

2、中試設計

中試內容與任務通常是對小試中確定的條件與工藝路線進行檢查，試制相關產品考核的運用性能，考驗工藝系統的連續運轉可靠性，收集設計工藝需求的工藝與工程數據，這一系列內容與業務在檢驗的過程中可以是一部分也可以是所有，這需要根據具體情況進行檢驗。

3、初步設計

初步設計主要是對化工項目設計中的第一個階段進行優化，其成果是總概算書與初步的設計說明書。依照基礎設計與批準的設計相關任務書以及廠址選取報告，對項目在技術與經濟方面實行總體研究和詳細建設計劃的計算。另外，初步設計結果一定要滿足工程審查與施工準備以及設施訂貨和項目招標等相關要求，可以提供良好的建廠投資依據。

4、施工圖設計

施工圖紙設計主要是依照上級下達的初步設計相關審批意見，把初步設計過程中確定的設計計劃與原則，依據建筑和非標準設施制作的相關要求，對布置與重要施工方式進行具體化以及明確化，同時解決初步設計過程中未解決的各種問題。

三、化工工藝的特點

設計基礎資料通常是由科研單位依照原有的實驗數據與相關資料進行編制而形成的。因為未通過工業化生產的相關檢驗與完善，同時數據的可靠性與完整性比不上常規裝置。由于化工設備的工藝流程非常獨特，包含了設施種類比較多與規格較為特殊，而設備的性能化不管是非標準設施的設計，還是進行定型設施的選擇等都提出了比較高的要求。另外，化工工藝設計的工作量非常大，比如說整體投資較大與設施較多以及管道多種多樣，并且處理的物料也非常特殊，而在管道設計過程中還要進行特殊考慮。為了可以迅速占領市場與縮短施工周期，一般情況下化工工藝設計常常要打破規定的設計周期，一邊開發一邊進行設計，同時一邊建設一邊修改設計方案的現象非常普遍。化工工藝設計具備的特點，導致潛在的隱患不斷被放大，所以在化工工藝設計過程中對危險進行識別與控制就變得非常重要，并且相關工作人員一定要格外重視。

四、化工工藝設計中安全問題與對策

化工工藝設計過程中的安全問題通常是指生產時存在的安全隱患與造成損失的不安全要素。所以在化工工藝設計過程中一定要加強對危險意識的識別，運用相應措施控制事故隱患，盡可能不運用不安全技術與危險產品以及設施，同時利用對應的控制措施。

1、化工工藝物料安全問題的控制

化工工藝在生產過程中運用的原材料與半成品以及中間產品和副產品等相關物質都是以各種狀態存在，也就是氣態與液態及固態，這一系列物質全具備相應的特殊物理與化學性質，在某種狀態下會形成危險或是危害。所以，一定要對擁有危害特性的相關物質進一步了解與掌握，并且對該種類物質的穩定性與化學反應以及毒性等進行識別，從而做出分析與評價，避免或是在一定程度上降低危害的發生。

2、化工工藝設計路線中安全問題的控制

化工工藝設計中的某一種反應常常會關系到多條工藝路線，因此在設計過程中一定要進行綜合考慮，選擇一條生產更為安全或是可以將危害降到最低的設計路線。工藝設計過程中還要對物料與生產條件以及設施等運用進行綜合考慮，盡可能利用沒有危害或是危害比較低的物料。另外，可以運用新設施與新技術，其可以在一定程度上降低廢氣與廢水以及廢渣的排放，同時對三廢進行回收與循環運用，從而減低對環境造成的污染度。

3、化工工藝設計中反應設備安全問題的控制

化工反應作為產品生產中的核心內容，利用化學反應獲取相應產物的過程中也形成了很多安全性問題，其中某些問題可能會導致發生重大事故，所以反應設備的設計與選用一定要進行科學分析與計算。化工設計中化學反應的種類非常多，導致反應安全控制有一定的難度。除此之外，化工反應過程中還存在反應失控時的潛在危機，因此對反應物反應速度與熱效應進行控制就顯得尤為重要。可以在化工工藝設計過程中減小進料量與控制相關物料的加熱速度以及強化冷卻能力等諸多控制手段，而在反應設備正常運行時，可能會發生容器超壓導致變形甚至出現損壞現象，非常容易導致重大事故的發生，所以可以在容器上面設置壓力釋放裝備。

結束語：

綜上所述，在化工工藝設計過程中不但要正確與嚴格執行國家相關法規與標準規范，還要提高對化工工藝設計與生產時安全工作的重視度。熟練掌握設計與生產時相關安全隱患和危險識別，同時還要對設計方案中的漏洞與缺點進行完善，從本質上預防與控制事故的發生，進而促進化工安全生產。

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[3]龐旭巖.化工工藝設計中的安全問題及控制措施分析[J] . 《中國化工貿易》,2014,(2).

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關鍵詞：石油化工工藝；教學改革；實踐教學

中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）37-0040-02

一、引言

《石油化工工藝學》是繼基礎課和專業基礎課之后，化學工程與工藝專業主干專業課程之一。其主要任務是從石油化工生產工藝角度出發，運用化工過程的基本原理，闡明石油化工工藝的基本概念和基本理論，介紹典型工藝的生產方法與工藝原理、典型流程與關鍵設備、工藝條件與節能降耗分析。與化工專業其他課程相比，該課程具有明顯的特殊性：綜合性強，知識點多；課程內容廣泛，新工藝多；應用性強，理論與實際緊密結合。所以剛剛完成基礎課和專業基礎課學習、缺乏工程概念和實踐經驗的大學生，要面對以原油蒸餾、催化裂解、催化重整等工業化裝置為研究對象的非理想的、動態的、復雜多樣的生產實際問題，以及大量的新概念、新工藝等，會感到無所適從，甚至厭煩、畏懼。目前，《石油化工工藝學》仍以課堂教學為主。雖有少學時的實踐教學，但企業從確保生產穩定、安全等方面考慮，不允許實習學生動手操作。另外，傳統的“一塊黑板，一支粉筆”的教學方法根本不能讓學生對復雜的實際工藝過程真正理解、掌握，更不要說現場實際控制操作了。所以該課程教學效果較差，急需改革。針對該課程的特點及教學現狀，為了確保教學質量，提高教學效果，我們進行了教學改革探索。

二、強化課堂教學

《石油化工工藝學》以課堂教學為主。為了提高教學質量，培養學生興趣和學習的積極性、主動性，更好地實現理論與實踐的有機結合，首先應以教學手段的改革強化課堂教學。一方面引入了多媒體教學手段，借助多媒體的聲光交互、動靜結合的特點給學生全新的視覺感受，極大地提高學生的學習興趣；以圖片、聲像資料和動畫方式展示一些設備和生產工藝流程，解釋一些抽象的原理，展現一些復雜工藝流程中單元操作的實現過程等，直觀、形象，能幫助學生深入理解、開闊視野、增加興趣，使其在有限的時間內容易接受，實現了高效且良好的教學效果[1]。另一方面應借助學校開通的網絡教學平臺，豐富課堂教學內容，在教學過程中根據需要及時地向學生介紹最新工藝、與課程相關的國內外研究動態、企業生產現狀等，并對社會行業發展和人材結構需求等信息進行傳遞。除此之外，網絡教學平臺還可以實現師生的互動，使老師及時了解學生的困惑和對課程的掌握情況，以便課堂教學中有的放矢。這些教學手段的實施都大大地提高了教學質量和教學效果。其次以教學方法的改革強化課堂教學。傳統的“滿堂灌”教學方法，已無法滿足要求，需要采用多種教學方法并用。譬如啟發引導式[2]、討論式、情境教學式[3]、工程案例式[4，5]等。該方法既能增加師生之間的教學互動，又能激發學生的好奇心、學習興趣和求知、探索精神；既培養學生將基礎理論應用到專業課中的學習方法，又提高學生對實際問題的綜合分析能力和解決能力。這些教學方法的改革活躍了課堂氛圍，實現了師生的共同參與，改善了教學效果，提高了教學質量。

三、加強實踐教學

石油加工過程錯綜復雜。雖然課堂教學中運用多種教學方法，既注重了知識的交叉和融合，又注重了知識領域的拓寬和工程案例的結合，但是學生沒有實踐經驗，缺乏綜合分析的能力和將理論知識應用到實際工程問題的意識，所以必須加強實踐教學環節。認識實習、專業綜合實驗、頂崗實習等多種實踐類教學手段，不僅僅是理論教學的補充和完善，更是學生實踐能力培養與訓練的重要教學環節。首先使學生通過認識實習對石油化工工藝主要工藝的生產有一定的概念和認識，然后通過課堂教學，在具備“必須、夠用”理論知識的基礎上，通過專業綜合實驗、頂崗實習等實踐環節，循序漸進的分層實訓，使學生逐步將石油化工工藝關鍵理論與生產實際融為一體，這不僅為操作技能的訓練和形成提供了強有力的支撐，而且建立了工程意識、理論與實踐相結合的意識，具備了在實踐中學習的能力、綜合應用知識分析和解決實際問題的能力以及人際交往與團隊協作精神[6]。

四、培養工程思維能力

盡管先修課程如《化工原理》等已引入“工程”概念，且在教學中從教學方法、手段、實踐等多個環節也引導學生建立工程意識，但還需要學生進一步在實踐中自己主動的、習慣性的去強化工程意識，培養工程思維能力。譬如，學生自編工藝[7]，讓學生自選課題，用分析與綜合的方法根據工程實際生產編制工藝并組織討論；請實習基地的外聘企業專家定期進入學校，走上講臺，開設應用技術講座、工程案例分析；學生自制剪輯并配有錄音的工廠裝置圖片、工藝圖片，以及一些現場教學錄像；老師和學生走進企業，現場教學；深入車間，頂崗實習等，這些都可以在實踐中培養并強化工程意識，使學生逐漸地學會從工程觀念的角度考慮每一個生產環節，配置合理的流程，實現生產的最優化。

五、改革教學模塊

根據專業、課程特點和教學目標，整個教學過程由原來的“滿堂灌”和專業實驗兩個模塊改為五個模塊：認識實習模塊、理論教學模塊、專業綜合實驗模塊、現場教學模塊和頂崗實習模塊。認識實習模塊使學生近距離接觸生產流程、設備等，建立感官認識和概念，并產生好奇、興趣和探索的欲望；理論教學模塊是指學生學習理論知識，并在老師的引導下應用理論知識去分析工程中的實際問題，結合企業的裝置圖片、講解和現場教學錄像等建立工程觀念、分析并解決實際問題；專業綜合實驗模塊是指學生可以自由選題，根據認識實習和理論教學所掌握的知識，通過分析和綜合考慮自編工藝，在指導教師的指導下獨立完成。這不僅使學生獲得了學有所用的成就感，而且培養了學生綜合思維能力、動手能力和分析解決實際問題的能力；現場教學模塊既使學生鞏固了理論知識，又系統化的深入認識了工藝流程、設備等，還強化了學生的工程觀念及綜合分析能力；頂崗實習模塊則是針對生產實際中的某個工段或車間進行更深入和細致的學習與研究，包括流程、設備、操作條件的調試、簡單故障的排除等，最終實現理論和實踐的統一，并使學生能應用工程觀念、理論知識去綜合分析和解決實際生產問題，具備一定的動手操作技能和排除故障的能力。

通過這些模塊的訓練和學習，畢業后的學生不僅具有扎實的專業理論知識，且具有一定的現場操作技能和水準，縮短了工作后的“再教育”過程，基本可以實現“零距離”上崗。

六、結語

總之，改革后的《石油化工工藝學》課程，在五大教學模塊中通過分層教學、強化課堂教學、加強實踐教學訓練、培養工程思維能力，不僅確保了教學質量，取得了良好的教學效果，而且還有效地提高了學生綜合運用理論知識分析、解決實際問題的能力，基本實現“零距離”上崗。

參考文獻：

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面對第一代水處理工藝不能對無害物進行控制的弊端，第二代城市飲用水凈化工藝應運而生，這就是深度處理工藝，也就是在第一代工藝的后面增加臭氧、顆粒活性炭的工藝，這樣一個工藝是非常成功的，它對控制水中間的有毒有害的有機物是非常有效的，所以在國外作為一種通用的工藝使用，在我們國內也有，特別是大城市有一批水廠采用了這樣的工藝。而第二代工藝去除水中有機污染物也有一定的限度，同時也存在著一些其他的生物性問題。第二代飲用水凈化工藝的出水中細菌含量顯著增多，不能有效殺滅和控制飲用水中的賈第鞭毛蟲、隱孢子蟲、劍水蚤、藍綠藻等有害生物，出廠水在輸送和貯存過程中出現微生物增殖現象，從而導致飲用水的生物安全性降低，這一系列的生物安全性問題使得第二代工藝的合理性和優越性逐漸不再被充分認可。飲用水的生物安全性，是飲水安全最重要和首要必須保證的。

膜是21世紀新材料中的一個新亮點，微濾膜、納濾膜和超濾膜都可用于城市飲用水處理。其中，微濾膜孔徑較大，不能充分截留去除病毒和細菌；納濾膜和超濾膜的孔徑均小于水中的病毒、細菌、原生動物、藻類等致病微生物，能將水中的微生物幾乎全部去除，是最有效的去除水中微生物的方法。目前在我國，選擇超濾膜提高水的生物安全性是比較可行的方法。超濾膜本身能去除部分的天然大分子有機物。另外，通過在膜前增設生物粉末活性炭，構成高效的超濾膜―生物粉末活性炭反應器，這樣水中的微量有機污染物也會被有效去除，從而可以獲得生物穩定性更高的出水。

膜技術發展初期, 膜價格很貴。近年來，隨著膜制造技術的快速發展，膜的性能不斷提高，目前超濾膜已在我國形成規模生產能力，其性能和質量已達到國外同類產品水平，能夠為數萬噸/日的大規模水廠提供膜材料，其價格也逐漸降低，現在已達到可與第一代工藝競爭的價位。另一方面，新的生活飲用水標準的頒布和國家節水減排政策的出臺也給膜技術在城市飲用水凈化方面的應用打開了極大的市場空間。

我國絕大多數城市水源為III類水體，以超濾為核心技術的第三代城市飲用水凈化工藝就是以III類水體作為原水，先經過安全預氧化（或強化混凝），再經過生物活性炭（或超濾），最后經過安全消毒，獲得優質的飲用水。將超濾置于活性炭之后，可截留出水中的微生物及炭微粒。飲用水的微生物安全性無疑是首要的，是需要特別關注的。

第三代城市飲用水凈化工藝對于致病微生物、藻類、水蚤、紅蟲等，具有預氧化殺滅、強化混凝、活性炭吸附、生物吸附、超濾截留及安全消毒等多級屏障，特別是超濾幾乎100%地對微生物截留，是最有效的去除細菌及病毒、除藻、除水蚤等的方法。

近年來，水環境污染較嚴重，天然水體特別是大量用作城市水源的湖、庫水體，由于藻類大量繁殖，使水具有臭味，對飲用水的品質影響很大，受到人們特別關注。此外，受工業廢水和城市污水污染的河段，也常有臭味的問題。第三代城市飲用水凈化工藝化學預氧化、活性炭吸附和生物降解，是去除水中臭味的多級屏障，特別是臭氧和高錳酸鉀及其復合劑，都是良好的除臭味劑，后續的活性炭除臭味效果也很好。它們還有一個優點也尤為突出，就是不僅使高錳酸鉀及其復合劑與活性炭以及生物活性炭除有機物污染的效能的協同作用得以發揮，即總去除率高于兩者單獨去除率之和，并且活性炭還能防止高錳酸鉀及其復合劑的滲漏，從而使高錳酸鉀及其復合劑的投加量可以大大提高，充分發揮其除污染效能。

氨氮濃度是飲用水水質標準新列入的水質指標。第一代工藝基本沒有除氨氮的能力。在第二代工藝中，氨氮主要在生物顆粒活性炭層中被去除，但由于水中溶解氧濃度有限，所以只能去除很有限的氨氮。在第三代工藝中，可在生物粉末活性炭反應器中通入空氣進行曝氣，從而不斷向水中供應溶解氧，再加上反應器中有高濃度生物膜量，從而有可能去除水中絕大部分的氨氮。

第三代城市飲用水凈化工藝其核心還是發展膜過濾技術，膜用于飲用水在國外發展非常快，1996年超濾膜市場總處理水量大約在20萬立方米，到2006年達到處理水量800萬立方米/天，并且還在呈加速增長的趨勢。歐洲有33座一萬噸以上的超濾膜水廠；英國有100多座城市水廠采用了超濾，日處理水量達到了110萬噸/天；亞洲日本的膜濾水廠達到了400萬噸，這包括超濾、納濾和反滲透。目前國外大概還有幾座30萬噸級的超濾膜水廠。

在我國，臺灣去年在高雄建立了30萬噸水廠，超濾膜是大陸的廠家供應。近年，大陸陸陸續續建立了一些中小型的超濾水廠，據了解其中有的產水能力達到兩萬噸。現在正在醞釀的有一批大型的10萬噸以上的大型超濾膜水廠。

以超濾為核心技術的第三代城市飲用水凈化工藝采用多種處理單元具有互補性和協同效應，使整體得到優化，不僅高效經濟，還體現了綠色工藝的理念，其中的膜濾、活性炭吸附和生物降解都是綠色工藝。

新的《生活飲用水衛生標準》中規定的微生物指標是相對安全的，而以超濾為核心的第三代城市飲用水凈化工藝將使飲用水的生物安全性從相對安全走到絕對安全，使城市飲用水凈化工藝產生重大變革。

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【關鍵詞】換熱器；化工工藝；工藝流程

作為現代工業中的一種，在保證化工產品質量的過程中換熱器工序溫度是非常重要的一環，各種不同類型的熱換器也在不同的生產工藝流程中被應用，但是隨著科技的進步，化工工業的發展，工業生產對于熱換器的需求也越來越多樣化，對于市面上新材料、新結構的出現，熱換器還要面臨著較快的更換使用率，這就要求對熱換器進行精細化的設計和改良，在保證熱換器基本性能的前提下，適應性的對工業生產中提出的要求作出調整，改變結構參數等主要的參數設計，都是每一個化工工藝人員所要考慮的主要問題。

1.換熱器的概念和分類

換熱器（英文翻譯：Heat Exchanger），是將熱流體產生的部分熱量傳遞給冷流體的設備，也叫熱交換器，在化工、石油、動力、食品及其他很多化工生產中占據重要地位，在化工生產中熱換熱器可以為當成加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和再沸器等，應用非常的廣泛。由于介質、工況、溫度、壓力等的不同，換熱器主要有以下幾個分類。不同的分類在不同的化工生產應用中也有著不同的作用，下面詳細解釋。

1.1表面是換熱器

表面式換熱器是由壁面隔開的兩種溫度不同的流體在其中流動，通過壁面傳熱和對流作用的產生，兩種對流流體進行熱量交換。表面式換熱器主要有管殼式、套管式兩種。

1.2蓄熱式換熱器

蓄熱式換熱器是通過固體物質來實現的熱量交換的，把熱量高的流體傳給較低的，然后熱介質就能保存一定的熱量，就好像是被充電一樣，然后熱介質可以對其他的物質進行加熱等，主要類型有旋轉式、閥門切換式。

1.3流體連接間接式換熱器

把兩個表面式換熱器有循環通道連接起來的熱換器，主要的作用是在高溫流體和低溫流體之間進行循環。

1.4直接接觸式換熱器

直接接觸式換熱器是兩種流體不經過壁面隔開二直接換熱的設備。

1.5復式換熱器

同時具備熱氣面式和水水直接混流兩種方式的導熱設備，比單一水面式換熱更加高效穩定。

2.換熱器在化工工藝中的應用

從實際的效果中，我們得知換熱器不僅能確保化工工藝的常規需求，還能從本質上改善化工生產的生產環境，從而提高化工產品的最終質量。我國現在實行的可持續發展戰略也滲透到了化工生產領域中，節能和環保理念如何能引進傳統的化工產業，是一個備受關注的問題，換熱器的引入為這個問題尋找到了突破口，通過發明一系列功能新穎全面的換熱器為化工生產在節能環保領域提供了可能，這些換熱器通常具備節能、熱導率高、性價比高、適用性強的特點，但是在選擇不同類型的換熱器的時候，我們要根據產品的結構設計，確保換熱器的在工作時候的性能。

3.換熱器在化工工藝中起到的作用

化熱器在化工工藝中起到的作用可以按照不同情況分門別類，主要有以下幾種

3.1冷卻作用

即可以通過換熱器的作用來等卻化工材料，由于水的比熱容較大，在吸收相同的熱量的同時溫度降低較少，所以很多時候冷凝劑多采用水，除非在需要較快的時間降溫的時候才會使用到氟利昂和液氨。

3.2加熱作用

熱換器發揮加熱重要過程用到最主要的介質是水蒸氣，但是在某些特殊的要求下，要求對工業材料的溫度較高的時候，可以采用油作為材料，畢竟油的沸點要遠遠高于水，雖然導出相同的熱量的時候，油的溫度降幅要高，但是這也是因為特殊的生產需要。

3.3再沸器

用于蒸餾蒸發塔底殘留物，這個過程一般會發生相的變化，物料可以在熱虹吸式再沸器的作用下自然循環蒸發。

3.4分凝器

分凝器是為了使得蒸餾塔頂部物料冷凝或反復冷凝，多次冷凝最終達到分離的目的。

3.5蒸發器

蒸發溶液和溶劑的主要設備。

4.熱換器作為冷卻作用下的常見狀況

在生產過程中，由于經常出現水和化工材料混合的情況。很難控制生產工藝的溫度，直接導致了產品質量低下，或者由于溫度的變化，直接生產出了另一種物質，嚴重影響了化工工業的生產質量，熱換器在用于化工工藝的過程中主要面臨著很多不同的挑戰，下面我們來一一闡述：

（1）當傳熱量較大時，應選用單位傳熱面積大的類型，板式換熱器和管殼式換熱器就是一組鮮明的對比，前者的單位傳熱面積為250平方米，而后者僅為110平方米，同時板式換熱器由于材質的作用性價比也比板式的更加適合。

（2）由于在實際使用過程中，換熱器的工作環境不一樣，導致化工工藝對于換熱器的需求不同，比如使用時的溫度和壓力的承受力不同，管殼式換熱器的承受壓力能達到35兆帕，溫度最高的時候能達到450度，但是使用條件與材料有一定的要求，而面臨生產中一般不超過150度，低于6兆帕的時候，可以選用板翅式的換熱器。另外，管殼式換熱器投資成本低，制造簡單，應用的范圍也比較廣。

（3）對于氣態物料的冷卻方面，板翅式換熱器相比于管殼式換熱器，在物料結垢方面要做的略差，而物料量少，熱量差距不大的時候，選用套管式熱換器是正確的。

（4）雖然空氣的傳熱系數小，傳熱需要較大的面積，而且物料還受到外部自然氣溫的影響，但是它成本非常低，而且壽命長，又非常的經濟，在某種特殊的環境下空氣冷卻器是非常值得考慮的。

（5）直接接觸式冷卻，一般用于不能發生反應的兩種氣體之間的熱量傳遞，由于物質的特性，氣體在液化的時候需要的低溫是不同的，兩種氣體熱交換以后可以通過不同的手段分離出來，比如液化或者利用氣體的溶解性等等。

5.結語

社會一直在發展，國與國之間的技術交流也在不斷的增多，我們的市場也早已經發生了翻天覆地的變化，新的工業類型和技術設備不斷的融入到日益壯大的化工生產中，目前的化工產業設置了多個環節，只有熟知熱換器方方面面，才能發揮熱換器在化工工藝中作用，促進化工工業的不斷發展。 [科]

【參考文獻】

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[2]王建宏.淺談換熱器在化工工藝中的作用[J].民營科技，2014，（3）：49.

[3]劉廣訓.淺談換熱器在化工工藝中的作用[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（14）.

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摘要：筆者從幾年的“微電子工藝”教學實踐中提出了7點關于課堂教學改革方法：布置思考問題，引導學生預習；板書與多媒體教學相結合；現場小實驗和實物展示；播放實地拍攝的錄像；理論計算與工藝模擬相結合；專題討論以及安排綜合訓練任務。通過一系列的改革措施，學生對這門課程從理論到實踐都具有比較深刻的認識。

關鍵詞：微電子工藝；課堂教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0212-02

微電子工藝課程是為電子與信息工程學院電子科學技術專業設立的一門必修課。通過對本課程學習，使學生對半導體集成電路制造工藝流程及工藝原理有一個較為完整和系統的概念，并具有一定工藝分析、工藝設計以及解決工藝問題和提高產品質量的能力。

一、課堂教學改革整體思路

根據以往的授課經驗，如果學生能夠提前預習下節課內容，就會對將要講授的內容有所思考，并且會提出問題，這樣聽課的時候更會抓住重點；如果能參與課堂討論，將對知識點理解的更為透徹。因此，在本輪教學中每節課將針對下節課內容預留思考題，這些問題將會在授課時結合知識點給予回答，或者將其作為討論內容。由此，對“微電子工藝”課程的課堂教學從以下幾方面進行了改革：

1.每節課后設置思考題。例如，引言之后設置思考題：晶體中，不同晶向性質不同，如何定義晶向？制造不同類型的集成電路選用不同晶向的材料，材料的晶向由什么來決定？回答了這個問題，將會引入關于晶體生長的內容，而這部分內容與《半導體物理》中的晶向、晶體結構的知識點相關，也是對所學知識的復習。又如，晶體生長之后設置思考題：半導體生產要求一個非常潔凈的環境，特別是工藝越先進，集成度越高，環境的潔凈度也越高，那么這樣的環境我們需要考慮哪幾大方面呢？凈化級別又如何定義呢？回答了這個問題，將會引入關于“工藝中的氣體、化試、水、環境和硅片清洗[1]”中環境凈化的內容。這些問題的作用更像是預習作業，為學習下節課內容做好準備。

2.板書與多媒體教學相結合。微電子工藝教學中，像氧化、擴散、光刻以及工藝集成如果僅僅憑著畫圖講解很難有一個直觀的理解，如果結合多媒體中精準的俯視圖、剖面圖、動畫展示，會給學生以直觀、清楚的認識。例如，雜質原子在硅片中的擴散過程、單個硅原子在硅片表面運動形成硅外延層的生長過程等。

3.現場小實驗和實物展示。教學中思考的最多的是如何吸引學生的聽課興趣，因此當講到某個知識點時，話題中盡量引用與實際相關的例子或拿來實物展示。比如講到去離子水，就聯系到生活中純凈水的制備；講到文氏管，就現場做一個小實驗來講解文氏管的原理；講到硅片的制備，就拿來硅片實物；講到光刻，就拿來掩膜版給學生展示，加深對知識點的理解。

4.播放半導體生產的錄像。因為微電子工藝生產有其特殊性，要求環境潔凈度非常高，如果帶領學生實地去工廠參觀，會影響正常的生產，因此，聯系相P的工廠，拍攝各個工藝的錄像短片，講到對應知識點的時候播放給學生看，并加上詳盡的講解，這樣學生有一個非常直觀的認識。

5.理論計算與工藝模擬相結合。本輪教學中，氧化、擴散、離子注入、化學氣相沉積等工藝除了以往的理論計算之外，還加入了工藝模擬來對理論計算進行驗證和調整，使之與實際的工作過程更加接近[2]。

例1：晶向的硅樣品，摻硼，濃度2×1015cm-3，淀積0.4um厚度的氮化硅作為掩蔽，其中一部分刻蝕出窗口，進行磷離子注入，注入能量為50keV、劑量為3×1015cm-2。然后將氮化硅全部刻蝕掉。進行1000℃、10分鐘的濕氧氧化，提取注入磷區和沒有注入磷區氧化層厚度[3]。通過編寫程序，運用silvaco軟件模擬結果如圖1所示，氧化膜的厚度可以從運行文件中得到。

例2：n型、晶向的硅片上進行15分鐘的硼預擴散（溫度為850℃），如果硅襯底摻雜磷的濃度在1016cm-3量級，模擬硼摻雜分布和結深。雜質分布模擬結果如圖2所示，結深參數從模擬運行文件中得到。

6.專題討論。為了使學生對課堂講授內容有所延伸，針對重點內容設立專題討論課。討論一：雙大馬士革銅金屬化工藝。這次討論是針對課上講授的傳統金屬化工藝的延伸，結合已學內容，通過查找資料，對于先進的銅金屬化工藝進行討論。討論二：BiCMOS工藝討論。這次討論是針對課上講授的雙極工藝和CMOS工藝的延伸。雙極和CMOS工藝的結合并不是簡單的疊加，要求是工藝的兼容性、成本的最小化和性能的優化。

7.綜合訓練。在課程的尾聲，要求完成一個集版圖、工藝、仿真的綜合設計，以檢驗對微電子工藝課程的理解和掌握程度。

例如：設計一套CMOS反相器版圖和與版圖對應的工藝流程[4][5]。要求：（1）畫出版圖，完成金屬布線。（2）對應每塊版畫出工藝步驟的剖面圖，在圖中標明所用材料和工藝。并對每個剖面做出說明。（3）根據表1給出的工藝條件設計nmos管，使它的閾值電壓=0.4V，并測量源區、漏區的結深，方塊電阻，雜質分布。給出仿真結果。

二、課堂教學改革效果分析

課堂授課過程中，能夠感受到上課聽講的人多了，并且能夠有效的互動；因為討論和綜合設計需要人人畫圖、講解、回答問題，所以絕大多數同學都能積極進行準備，也能夠在答辯過程中提出遇到的問題；有很多同學在之后的課程設計中提出自己的分析問題的方法。

反思多年的課堂教學過程，以及和同學們交流，有以下幾點需要不斷的改進：①對于定量計算的內容，有一部分同學接受較慢，在很大程度上影響了之后的學習效果。解決方法：把集中講解的習題課打散，把習題緊隨相應的知識點之后進行講解，用習題來加強對繁瑣理論計算的理解。②關于課堂互動。并非每堂課都能輕松愉快，在一些較難的知識點上，學生的反映會比較鈍一些。解決方法：強調重點，明確知識點之間的層次與關聯；難點慢講，細講；增加提問和課上小測驗。③討論和綜合訓練答辯時間的掌握。無論是討論還是綜合答辯，都是非常耗費時間的，因為每個同學都要自述、提出問題、回答問題。解決方法：根據學生人數，留出足夠的時間。比如今年是50個學生，分10組，每次討論答辯大概3小時，綜合答辯4個小時左右。

結束語：通過不斷的教學實踐摸索，使學生更好的理解和掌握微電子工藝中硅片制備、工藝環境的獲得和硅片的清洗、氧化、擴散、離子注入、薄膜淀積、光刻、刻蝕、金屬化工藝以及工藝集成等內容，也使學生具有了一定工藝分析、工藝設計以及解決工藝問題和提高產品質量的能力。

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篇9

在人類社會進入工業化大生產的時代后，各類化工工業迅速發展起來，雖然給經濟的增長和人們生活水平的提高帶來了很大裨益，但同時也嚴重污染著我們的生存環境。就目前來看，人類面臨的最嚴重的生態環境問題有溫室效應、酸雨、水污染題和臭氧層空洞等。這些問題不僅降低了自然環境的質量，還隱藏著一些自然災害的不穩定因素。隨著自然環境和生態問題的日益嚴峻和突出，有關部門和機構的都在尋求一條更加和諧的發展模式，可持續發展的理念也就應運而生。根據這一基本理念的指導，人們逐漸的認識到目前廢物排放和治理的方法上還存在著諸多不足和缺陷，回收利用的方法已經不能滿足人們在生產過程中所要達到的保護環境的目的，更加科學合理的做法是要從化工生產的每一個環節入手，形成綠色化學的生產模式。

1綠色化學的概念

所謂綠色化學,就是要在化工生產的源頭上盡量可能的通過技術和工藝的改進，來達到減少污染甚至消除污染的一種新型化工行業的生產模式。不同與以往的保護生態的方法和做法的地方在于，傳統的化工生產是在按照正常的流程和工藝進行生產后，對其所產生的環境污染和廢物進行一定的加工和處理，以盡可能減少對環境的危害和不利影響。但是綠色化學的核心內容在于從生產的過程中，即源頭上減免這種污染和危害，是通過對生產工藝的改進和技術的提高，來遏制生產過程中的污染現象的產生。所以，綠色化學絕不是簡單的生態保護環境的技術創新，而是一種觀念和理念的革新，綠色化學理念是人們思想認識觀念的一次巨大的改變和飛躍,也是在綜合了社會發展、生產建設、科學研究、生態保護等問題后，形成的最適合可持續發展理念的發展模式和方法，對人類社會的發展與自然環境的和諧相處有著非常重要的指導意義。

2綠色化學在化工行業運用的原理

通過上文對綠色化學的基本含義的解讀，我們可以發現綠色化學在化工行業中的應用可以有效的改善化工行業的環境污染問題，可以從原理上和方法上兩個方面對化工行業的發展予以指導，同時還可以為設計新的環境友好產品指出方向。實踐中上我們發現，通過使用無毒無害原料、原子經濟反應、溶(助)劑和催化劑等方法可以更好的實現化學工藝的清潔生產。通過加工,使用新的綠色化學品使其人身健康、社區安全和生態環境無害化。下文中筆者將結合生產過程中的具體實例，談談綠色化學方法在化工行業中的應用，以最常見的石油和造紙化工業為例，簡單進行論述。

3綠色化學在石油化工行業的應用

在化工生產中經常會使用光氣和氫氰酸這些劇毒的化學物質,近年來隨著綠色化學技術的不斷開發和應用,許多有關化工生產中過去經常使用的這些劇毒物質正在或逐漸被其它一些無毒或低毒原料所替代。比如說用二氧化碳或碳酸二甲酯代替光氣合成異氰酸酯的新方法,還有日本旭化司開發了用異丁烯直接催化氧化制甲基丙烯酸的新工藝,德國公司則用毒性較小的丙醛和甲醛為原料首先制得甲基丙烯醛,再進一步氧化成甲基丙烯酸。這些新工藝都避免使用氫氛酸,使環保得到了極大的改善。綠色化學在石油化工行業的應用還表現為盡量采用可再生資源為原料,傳統生產己二酸、對苯二酚的原料路線是以煤或石油為基礎的。這些路線不僅工藝復雜、污染嚴重,而且利用的是一些不可再生的煤或石油為原料，所以無法滿足生產過程中的減免廢物污染的要求。綠色化學的方法則是用淀粉水解所得葡萄糖為原料通過酶催化可制得己二酸,這樣就更好的利用了可再生資源,避免了過度使用不可再生資源。另外,綠色化學在石油化工行業的應用還表現為使用的催化劑、溶劑盡量綠色化,從而制造出對環境和人體都友好的綠色化產品。例如環境友好柴油的配方要求低的含硫量(質量分數小于2.0x10-5)和低的芳烴含量,同時要求十六烷值不低于40。新的綠色汽油配方對蒸汽壓和芳烴、烯烴的含量限制提出了更高要求,并要求在汽油中加人一些甲基叔丁基醚、醇類等含氧化合物以取代鉛的氧化物來保持和提高汽油的辛烷值和其它性能。這無疑對煉油技術和油品的配制提出了更高的要求。

4綠色化學在造紙工業中的應用

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關鍵詞：化工工藝流程；萃取劑；原則；方法

化工工藝流程主要是通過化學反應將原材料轉變為產品的過程，包括原料處理（凈化、乳化、混合）、化學反應（氧化、還原、聚合）及產品精制（去除雜質及廢棄混合物）三個步驟，且每一個步驟都有固定的流程和要求，涉及到催化劑、萃取劑、原料選擇等諸多內容。萃取分離法在化工工藝流程中占重要地位，而萃取劑的正確選擇是保證萃取工藝安全運行且經濟合理的關鍵所在。本文共分為兩個部分，第一部分分析了化工工藝流程萃取劑選擇基本原則；第二部分重點探討了正確選擇萃取劑的有效方法，旨在給相關人員提供一定的借鑒作用。

1 化工工藝流程萃取劑選擇基本原則

萃取作為一種經典的分離手段，利用萃取劑把化合物從一種溶液中有效轉移到另一種溶液中，在這個過程中要選擇合適的萃取劑。根據多年來的化工生產經驗，總結出化工工藝流程萃取劑選擇要遵循物理性質及化學性穩定、毒性小、選擇性良好等原則，具體來說主要表現如下。

第一，物理性質及化學性穩定原則。化工工藝流程生產過程中涉及到很多化學反應，如氧化反應、還原反應等。為此需選擇物理及化學性質穩定的萃取劑，減少對化工工程生產流程的影響，保證萃取質量。

第二，毒性小原則。隨著化學化工工藝的不斷發展和進步，對化工生產質量提出更高的要求：優質、高效、經濟安全、毒性小。為此一方面要完善各項生產工藝，減少毒性。另一方面選擇毒性小的萃取劑，減少化工生產整體毒性，實行安全操作。

第三，選擇性良好原則。化工工藝流程萃取劑選擇性要良好，這樣可以有效擴大分離系數，且分離系數越大，萃取劑越合理。

第四，經濟實惠原則。現代社會提倡節能環保，化工工藝流程生產也不例外。在保證萃取劑質量的基礎上盡量選擇經濟實惠的萃取劑，節約成本，盡可能地以最少的成本投入獲取最大的經濟效益。

2 正確選擇萃取劑的有效方法

2.1 正規溶液理論選擇萃取劑

正規溶液理論作為萃取劑選擇的一種常見手段，具有形式簡單、操作方便等優點，但其不足之處在于使用范圍有限。具體來說，正規溶液理論可以根據純物質的性質直接判斷混合物的性質，在中低極性混合溶液中應用較多，可作為非極性分子（分子力為色散例）判斷的重要手段。但不適用于極性分子，主要是因為極性分子間力相對較復雜，可見該理論對萃取劑的選擇有一定的局限。為此很多學者建議在極性溶劑中采取內聚能形式，利用無限稀釋活度系數計算極性分析相關數值，在某些極性分子檢測中獲得成功，適當擴展了該理論的適用范圍，但仍然有使用限制。

2.2 unifac模型選擇方法

化工工藝流程萃取劑主要由有機物組成，雖然有機物類型多樣且混雜，但在某種程度上它們是由幾十種基團組成，于是很多研究者著手研究從幾十種基團中判斷混合物的性質，從而選擇萃取劑，這就是所謂的unifac模型選擇法。

unifac模型選擇法有兩種基本概念：①基團溶液。基團溶液主要是在基團貢獻模型基礎上發展而來的。②局部組成。局部組成概念是在擬化學理論的基礎上發展而來的，最初使用該概念的是uniquac 法。隨著時代的發展，unifac模型開始被提出并不斷完善，如gmehling 的修正模型、hooper 的修正模型、kikic 的修正模型等。其中以第一種修整模型最為重要，具有參數齊全、適用范圍相對較大等優點。隨后gmehling等人對該修正模型不斷改進和創新，最終得到簡化公式，根據該供述可以快速有效地獲得無限稀釋活度系數，在萃取劑選擇上有著較大的靈活性且精確度高，可作為化工工藝流程萃取劑選擇的重要手段。

2.3 nrtl 模型法

nrtl 模型是由prausnitz提出的，他意識到液體混合物中局部組成且混合過程不是隨機的，因此他增添了非隨機參數，提出基于液相分層的nrtl 模型法。隨后相關學者（如意大利學者vetere）對該模型法進行了一系列深入研究和拓展，使得nrtl 模型法除了在含

水體系中應用外，還可以在其他體系中運用，且預測精度較高。

2.4 選擇反萃取能力強的萃取劑

利用萃取劑進行化工萃取工藝時，若萃取過程中環境受到影響，那么萃取物質也容易發生變化（從有機物質轉變為水），這就要求萃取劑具有較強的反萃取能力。為此需根據化工生產工藝及實際條件選擇合適的萃取劑，且保證該萃取劑具有化學性穩定、毒性小、物理性質良好、經濟實惠等功能。

2.5 化工工藝流程萃取劑選擇注意事項

第一，控制萃取劑的含量。對混合物進行萃取時，應嚴格控制萃取物的容量，即萃取期間，其單位容量能夠對強保留分離物進行保留，該方式才能充分體現單位萃取劑的萃取能力。除此之外，萃取劑還具有保存有效成分的特點，即萃取期間，可以分離原材料中的雜質和有效成分。目前，市場上的萃取劑種類非常多，例如：醇、醛類中性萃取劑、羧酸類酸性萃取劑、螯合萃取劑、季銨鹽類胺類萃取劑等。由于萃取劑的過程存在差異，其萃取效果也各不相同。因此，進行實際萃取期間，根據萃取需要選擇合適的萃取劑，如利用萃取技術處理工業廢水時，可選擇環乙醇類、苯等萃取劑。本文筆者主要采用多種萃取劑處理酸化廢水，發現環乙醇類的萃取效果明顯高于其他種類的萃取劑。因此，筆者認為，當廢水的ph≥7時，可采用乙醇類萃取劑處理。

第二，低互溶性。基于對材料的萃取功能，應保證萃取劑的密度與材料的密度存在差異，即兩種物質相溶性較差。萃取劑具有油溶點低的特點，而水溶相對較好。取萃取劑對材料（水）進行萃取時，可以促使材料分層，有效避免乳化現象。因此，工業人員應基于材料的密度，選擇與其密度差較大的萃取劑進行工業萃取，能夠充分保證萃取質量。

第三，保證萃取劑化學性質穩定。萃取劑化學性質主要包括熔點、沸點、相對密度及腐蝕性等，保證上述這些化學性質符合要求，如熔點及沸點要低、相對密度要小、腐蝕性低等。舉例來說，煤化工污水中主要有害物質為酚，需通過合適的萃取劑把酚含量有效降低。目前煤化工萃取劑主要有重苯、二異丙基醚、粗苯等。其中重苯、粗苯等物質易揮發，易造成二次污染；二異丙基醚相對上述物質具有乳化性弱、揮發性弱等特點，因此煤化工污水處理可選取二異丙基醚。

3 結束語

萃取在化工工藝流程中占有重要地位，且萃取分離工藝的正常運行及經濟合理性與萃取劑的選擇有著直接的聯系。為此要根據化工工藝流程生產實際情況選擇化學性及物理性穩定、毒性小、選擇性高、經濟實惠、反萃取能力強的萃取劑。同時嚴格按照萃取工藝標準或要求操作，安全高效地分離化學物質，充分發揮萃取劑及萃取分離法在化工工藝流程生產中的作用。

參考文獻

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