生物技术和应用专业生化制药方向.doc

生物技术及应用专业（生化制药方向）生化制药单元操作课程标准1课程概述1.1课程性质本课程是高职高专应用生物技术专业的一门专业必修课程。在数学、无机及分析化学等基础课与专业课之间，起承上启后的作用，是自然科学领域的基础课向工程科学的专业课过渡的入门课程。通过本教程的学习，使学生了解和掌握气体吸收、蒸馏、结晶、萃取等传质的基本原理，选择以传递过程和研究方法为主线来组织教学内容，理论联系实际，掌握相应的单元操作设备的设计、操作、选型等技能，增加解决工程实际问题的能力。其主要任务是介绍流体吸收、蒸馏、结晶、萃取等传质的基本原理，主要生化制药单元操作的典型设备构造、操作原理、过程计算、设备选型及日常维护等。这些都密切联系生产实际，以培养学生运用基础理论分析和解决生化制药单元操作中各种工程实际问题的能力，为专业课学习和今后的工作打下较坚实的基础。1.2设计思路生化制药单元操作是高职高专应用生物技术专业大部分学生就业后要从事的工作。本课程的功能是培养学生运用基础理论分析和解决生化制药单元操作中各种工程实际问题的能力，为专业课学习和今后的工作打下较坚实的基础。因此本课程在应用生物技术专业中处于非常重要的地位，将来无论是科学研究还是在工厂工作，都是非实用的。以物质的吸收、蒸馏、结晶、萃取等传质单元操作过程和研究方法为主线来组织教学内容，建立生物分离过程及设备课程的教学内容体系，各单元操作的阐述按四段式展开：过程分析过程描述过程及设备计算操作程序及常见问题的处理措施。过程分析指的是对一个特定的生物分离过程进行分解，用已掌握的物理和物化知识对其现象作定性、定量分析；过程描述是用相关定理和定律对过程规律进行描述；过程计算分为设计型计算和操作型计算，突出工程研究方法实验法的应用；操作程序及常见问题的处理措施是用已掌握的知识来规范操作及分析解决生产上和设备上的实际问题，起到培养学生学以致用，理论联系实际的能力。同时，适当拓宽课程内容，补充新的有用内容和先进的技术成果未来的化学技术发展将面临各种各样的新问题，因此必须具有较宽的知识面，了解新的技术进展，这样才能有较宽的解决问题的思路，更具有创造性，所以适当扩展了课程内容。例如在生物分离方面，膜分离是近三十年来发展起来的新分离方法，运用范围相当广泛，既可用于非均相混合物分离，扣除细小颗粒、细菌等， 又可以用于分离气相及液相均相混合物，且操作条件温和，因此增加膜分离看来也是必要的，在教学内容中融入生物分离领域中最新的研究成果和发展新动向、新设备。教学方式包括课堂讲授、讨论课和各种形象教学（多媒体、实验、仿真实验、课程设计和生产性实习等），增加生物分离发展的新理论、新动向，以拓宽学生的知识面。使学生全面了解生物分离过程中的单元操作原理，牢固树立工程观点，培养分析和解决工程问题的能力。生物分离及设备的实践教学环节包括单元操作实验、生产性实训和课程设计等，它是有效培养学生工程实践能力、全面提高学生素质的重要环节。在教学实践活动中，我们始终将培养学生的工程意识和操作规范放在第一位，并贯穿到教学的全过程中。由于在学习本课程前学生都没接触过生产实践，缺乏工程实践的感性认识，往往不善于将课程内容与生产实际联系起来。为此在学习分离课程初期，安排学生进行认识实习是非常必要的，结合应用生物系的生产性实训车间、干燥、蒸馏、吸收等实验装置，使学生熟悉生物分离生产的实际情况，增加感性认识。做到实验教学与课堂教学相配合，积极为学生创造动手机会，鼓励学生自行进行实验过程的设计和设备的组装，培养他们的创新意识，同时通过解答实验思考题，或让学生提出改进实验的设想，激发他们独立思考的能力。本课程为80学时，计4学分。2课程目标本课程的课程目标是使学生掌握流体吸收、蒸馏、结晶、萃取等传质的基本原理及主要分离操作中的典型设备构造、操作原理、过程计算、设备选型等，培养学生运用基础理论分析和解决制药生物生产中各种工程实际问题的能力。2.1 能力目标能力目标：（1）能够正确查阅给定物质在不同温度及压力下的物性参数。（2）能够运用传热、传质等基本原理，对精馏塔进行正常的开、停车操作及日常巡检维护操作，并对常见的故障及排除。对相应的单元操作过程进行工艺设计及设备的选型。（3）能够熟悉传热、传质等基本原理，掌握收塔的操作要点，能对吸收塔进行正常的开、停车操作及日常巡检维护操作，并对常见的故障及排除。（4）能够正确操作及运行、维护主要的结晶、萃取设备。（5）能够根据给定的工艺参数，合理选用生物单元操作，编制一套完整的精馏塔、吸收塔的设计计算书并画出工艺流程图，列出设备清单。2.2 知识目标（1）掌握传质分离过程操作的基本类型及基本理论。（2）掌握传质设备的分类、工作过程、用途和主要技术性能。（3）掌握气体吸收过程的理论依据、计算步骤及主要构造。（4）掌握蒸馏塔中理论板的计算方法及蒸馏塔的主要构造。（5）掌握萃取、结晶的分类、技术特点及其主要设备的构造2. 3素质目标（1）明确职业岗位所处的重要位置,不断提高自身职业能力；（2）树立实事求是,精益求精的职业意识；（3）培养分析问题、解决问题的能力；（4）根据操作规程和工艺流程，进行规范操作和维护。3课程内容和教学要求序号典型工作任务技能内容与教学要求知识内容与教学要求参考学时理论实践1吸收工段工艺设计、操作及设备选型和日常维护1、能够掌握气体吸收的工业应用和分类2、计算出吸收塔的操作线及最小液气比；3、能够确定填料塔的直径、高度及进出口直径。4、能够确定填料型号及数量。5、能够计算出整个塔体、管路的压力降及所需风机的功率大小等。6、能够选出标准型号管子、阀门以及风体的型号及大小。7、能对吸收塔进行正常的开、停车操作。8、熟悉吸收设备的分类与结构类型、附件9、能进行日常巡检维护操作，并对常见的故障及排除。1、根据吸收的性质进行分类操作2、熟悉CO2吸收过程中的一些基本概念。3、掌握气液相平衡方程式-享利定律，如吸收塔的物料衡算、操作线方程、吸收速率方程等。4、能进行传质单元高度、传质单元数及填料层高度的计算。5、运用气液相平衡原理和填料的特性，对吸收塔进行气液相平衡原理和进出口物料守衡计算。6、根据气体流动的柏努利方程及填料的性能参数进行计算。7、结合管件和风机的标准及各种型号进行选择。8、掌握吸收操作的工艺流程及各阀门、管道的作用。9、吸收塔的开、停车操作和正常操作要点；10、掌握影响吸收操作的因素及控制，并进行现场操作。11、根据生产原理，进行日常巡检维护操作，并对常见的故障及排除732溶液的浓缩、结晶及设备选型和日常维护1、能够运用各种类型的结晶操作；2、能够进行基本的结晶计算；3、能够对掌握常见结晶设备的结构、类型及附件；4、能对结晶设备进行正常的开、停车操作；5、能进行日常巡检维护操作，并对常见的故障及排除。1、掌握各类结晶的基本原理；2、熟悉结晶设备的结构、原理及分类；3、对常见的结晶设备进行选用；4、掌握结晶操作的工艺流程及各阀门、管道的作用。5、熟悉结晶工艺的开、停车操作和正常操作要点；6、掌握影响结晶操作的因素及控制，并进行现场操作。7、根据生产原理，进行日常巡检维护操作，并对常见的故障及排除1643蒸馏塔的设计、操作及设备选型和日常维护1、能够掌握各种蒸馏操作在不同生物生产中的运用和分类；2、能进行双组分连续精馏计算；3、能够确定理论塔板与回流比；4、能够确定塔板的类型及性能；5、能够计算出整个塔体、管路的压力降。6、能够选出标准型号管子、阀门以及泵的型号及大小。7、能对蒸馏塔进行正常的开、停车操作。8、熟悉蒸馏设备的分类与结构类型、附件9、能进行日常巡检维护操作，并对常见的故障及排除。1、根据蒸馏的性质和原理进行分类操作；2、熟悉理想溶液的气液相平衡；3、掌握精馏的基本原理；4、进行全塔的物料衡算；5、确定精馏段及提馏段的操作线方程和进料热状况的影响；。6、运用气液相平衡原理，进行理论板数的确定；回流比的确定和影响；精馏塔的热量衡算；7、根据精馏塔的结构特点，掌握各附件的构造和作用；8、结合管件和泵的标准及各种型号进行选择。9、掌握蒸馏操作的工艺流程及各阀门、管道的作用。10、蒸馏塔的开、停车操作和正常操作要点；11、掌握影响蒸馏操作的因素及控制，并进行现场操作。12、根据生产原理，进行日常巡检维护操作，并对常见的故障及排除1864传质工艺流程及设备的设计主要流程图及精馏（吸收）塔的设计1、能进行精馏（吸收）塔的设计书说明书的编写；2、能够进行精馏（吸收）塔的设计书说明书的编写；3、精馏（吸收）工艺设备选型；4、能够进行精馏（吸收）工艺流程图的绘制。1、进行编写设计说明书；2、进行流程的确定及说明；3、进行吸收（精馏）塔设计说明计算；4、进行附属设备的造型及计算说明；5、进行吸收剂用量、填料（精馏）塔塔径计算；6、进行填料层高度计算（精馏塔板数计算）；7、确定总塔高度及附属高度；8、确定吸收（精馏）塔流体压力学参数。9、绘制吸收过程的工艺流程图；10、注明各设备的名称、规格、型号。645萃取工艺设计与操作、设备的日常维护1、掌握萃取操作的特点与分类；2、能进行单级萃取的计算；3、熟悉主要萃取设备的分类与结构类型、附件；4、能对熟悉萃取工艺的正常的开、停车操作。1、熟悉萃取操作的各种类型和特点；2、熟悉萃取各种类型的应用；3、掌握萃取过程的相平衡；4、掌握液液相平衡与操作的关系；5、掌握萃取剂的选择；6、进行萃取的主要设备类型、结构的选型；7、掌握萃取塔的工艺操作过程。1244实施建议4.1 教学方法教学方法分离过程操作及设备教学的目的是使学生树立牢固的工程观点，培养学生运用工程观点，分析解决工程实际问题的能力。生物分离过程及设备课程概念多、公式多、计算多，是学生历来反应较难学的课程。如何组织好课堂教学，改变学生处于灌输式的被动学习地位，调动学生的学习热情，激发求知欲望，将知识的传授转变成对知识的自发渴求，进而引导学生进行积极的思维，使学生在求知中得到思维分析方法和处理解决问题能力的训练，采用提出问题，调动兴趣，启迪积极的思维；组织问题，韬导认识问题的思路；分析问题，引导思索，发展分析问题的能力；引伸问题，扩展思索，拓宽知识面；引导总结，提纲挚领，训练综合概括能力。课堂教学活动是教师引导下学生积极参与的学习过程，采用以学生为本，启发讨论总结式的教学方法，并采取集体讨论、教师点评等形式实现在教师指导下以学生为中心的学与教的互动过程，更好的调动学生学习的主观能动性。教师根据自己的科研实践和生产经验，在引出下一教学内容的时候，提出一些与生产实际联系紧密的问题，让学生带着问题听课，在教师引导下自己去探讨、解决、总结和提高，使课堂教学实现教、学互动，达到较好的教学效果。教学注重理论联系实际，本课程的教学中始终把培养学生的工程意识和工程观点放在第一位，并贯穿到教学的全过程中。在教学内容上，以突出重点，精讲多练为原则。采用启发式教学，鼓励学生带着问题听讲、自学，培养学生的求知欲望、自学能力和创新意识，在教学过程中强调，要加强安全教育，提高安全意识，培养学生严禁的工作态度。4.2 教学评价1、本课程教学过程以学生为主体，因此考核要以形成性考核为主，重在考查学生在工作任务中表现出来的能力。因此在原有平时成绩（考勤、课堂纪律、回答问题、完成作业）的基础上，增加对学生完成项目的过程和结果的评价。2、期末设置期末考试，对课程重要的知识和能力进行综合性考核。重在考察运用知识解决实际问题的能力。教学评价的主要内容和权重如下表：评价内容权重小计常规评价课堂纪律520回答提问5作业及预习5出勤5项目评价职业规范1530操作熟练15期末理论考试50504.4 教学资源1、利用现代信息技术开发多媒体课件，建设网络课堂，方便学生课余自学。2、充分利用实验室仪器和设备，使同学们在操作过程中训练能力，掌握新知识。3、充分利用校外实训基地，满足学生参观、实训和毕业实习的需要，并在合作中关注学生职业能力的发展和教学内容的调整。