发布时间：2023-03-21 17:07:55
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的化学工程技术论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
当代化学工业对化学化工类人才的培养提出了更高的要求。如何培养基础理论知识扎实、工作适应性强、具有创新能力的人才，是综合性大学化学化工教学改革面临的重要课题。目前，综合性大学化学与应用化学专业每年都有相当一部分毕业生进入化学、化工和制药等企事业单位业从事研究开发或工程技术工作，这种趋势还会随着创新性国家的建设而逐年增长。化学工程基础是综合性大学化学专业的专业基础课，也是唯一的一门工程技术类课程，该课程的教学改革与实践对于理工学科交叉与学生综合素质的培养是综合性大学化学与应用化学专业其他课程所不能替代的。在充分发挥综合性大学基础理论研究优势的同时，通过对理科专业化学工程基础课程教学内容的更新、充实和调整，为化工类企事业单位培养和造就具有开拓创新精神、胜任科学研究与工程技术工作、适应性强的化学化工专业人才。
二、教学内容与教学方法的优化
以创新教育思想为指导，研究改革化学工程基础课程教学内容和教学方法，建立培养学生创新能力的化学工程基础课程内容新体系。动量传递、热量传递、质量传递与化学反应工程（“三传一反”）仍将是化学工程基础教学的核心内容，应不断充实更新才能反映学科发展现状和适应社会经济需求。化学和化学工程学是支撑物质转化相关工业的学科，前者研究分子之间发生反应的可能性、必要的条件和产物的结构，后者研究物质的流动、质能传递及其对反应过程与产物的影响。
1.优化更新教学内容，反映体现学科发展与技术进步。化学工程基础作为理科化学专业的工程技术课程，其教学内容除了动量传递、热量传递、质量传递与化学反应工程以外，还应当及时反映和体现学科的发展与技术进步。根据授课学时，突出教学重点，优化教学计划，精选教学内容。以化学工程学的基本观点、基本原理和基本方法为核心，结合典型化工过程，理论联系实际，使学生在有限的教学学时内，掌握本门课程的基本知识，熟悉研究与应用对象，为今后从事化学化工专业技术工作打下坚实基础。在其他科学技术的带动和社会需求的推动下，化工分离技术近年来取得了很大进步。新技术不断涌现，膜分离和超临界流体萃取等新型分离技术就是其中的代表。我们在教材的编写和课堂教学中，有意识地加入这些内容，便于学生从课堂上了解新的科学知识，拓宽学术视野。
2.引导学生建立工程技术与技术经济观点，提高学生综合素质。科学与技术的交叉和渗透，要求我们培养的学生不仅要掌握扎实的基础理论知识，还要学会运用所学的理论解决工程实际问题。综合性大学理科化学专业的学生基础理论知识比较扎实，在课堂教学中，我们根据教学内容，结合工程实际，启发学生从工程实际问题出发，强调工程实际的特点，突出工程实践的技术经济问题，灌输学生节能减排与绿色环保的理念，训练学生综合运用数学、物理与化学等多学科知识，综合分析化工单元操作与工业装置中涉及的复杂问题，培养学生的工程技术思维方法与工程设计等综合素质。
3.改进教学方法，提高教学效率。化学工程基础课程的课堂教学内容涉及化工单元操作与工艺过程。综合性大学化学专业的学生一般没有见过真实的化工设备，对化工厂与化工设备和装置缺乏感性认识，通过多媒体教学技术和传统课堂教学方法，可以促进学生感知与思维、理论与实践的结合，提高学生对化学工程基础的学习兴趣，激发他们的学习热情，使他们由不熟悉、不了解化工企业与装置转变为喜欢应用学科、乐于进入与应用密切相关的教师实验室开展业余科研。为此，我们一方面利用多媒体的优点，在课堂教学中放映一些设备的实物图像。另一方面，在有关课程中增加了实习参观环节，组织学生到石油化工厂、有机化工厂和精细化工厂等企业参观实习，增强学生对加热炉、精馏塔、泵、换热器等主要化工设备的感性认识。
三、教学团队与课程体系的建设
以先进的教学理念为先导，以高水平的教学团队为根本，以科学的课程新体系为核心，以优良的规划教材为保障，强化教学团队的建设，使所有主讲教师成为教学改革的高水平运动员和创新教育的优秀教练员。
1.建设高水平教学团队。从事课堂和实验教学的主讲教师也要承担高水平的科研项目，提高教师的科研水平。我们承担“化学工程基础”的主讲教师都具有教授职称并担任博士生导师，承担了一些科学研究项目。同时，也积极思考和实践课程的教学改革，奠定了学生创新能力培养的坚实基础。没有高水平的教学团队，不可能进行教学改革的实践，更不可能培养出具有创新精神的学生。
1.1应用型本科人才要求
根据现代化学工业的特征及社会对化工人才需求的趋势,应用型高校化学工程与工艺专业的目标是培养化学化工理论基础扎实,实践动手能力、自主学习能力、创新能力及外语与计算机应用能力较强,适应化工、冶金、能源、轻工、医药、环保等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理等方面工作的应用型高级工程技术人才[2]。为了实现上述目标,化学工程与工艺专业应用型本科人才应具备的基本素质与专业能力包括7个方面:①树立正确的世界观,具有良好的人文精神、科学素养,能处理好人与环境、人与社会的关系;②掌握化学工程与工艺的基本理论和基本知识;③掌握化学装置工艺与设备设计方法,掌握化工过程模拟优化方法;④具有对新工艺、新产品、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力;⑤了解化学工程的理论前沿,了解新工艺、新技术与新设备的发展动态;⑥掌握文献检索的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力;⑦具有创新意识和独立获取新知识的能力[2]。因此,根据现代科技和生产的发展需要,以服务地方经济社会发展为目标,把握高等教育规律和化学工程与工艺专业特征,制定化学工程与工艺专业应用型人才培养方案。在人才培养方案制定的过程中,合肥学院借鉴德国应用科学大学培养应用型人才成功经验,非常重视企业的作用,将企业要求与学生的培养相结合,构建理论教学与实践教学相学体系,确定了以“面向企业、立足岗位、注重素质、强化应用、突出能力”为指导思想的“应用型”人才培养模式。理论教学体系体现“三个服务”原则:基础理论教学要为专业技术课教学服务,理论教学为提高学生综合素质服务,把素质教育贯穿于教学全程,为培养学生具有独立分析和解决实际问题的能力服务,注重培养学生对技术成果的吸纳和综合应用能力。建立与培养目标相适应的实践教学体系,形成基础实训、专业实训及校内、外实训教学相结合的综合实训教学一体化,完成实训教学。促进学生掌握专业技能,实施“四年九学期制”,提高学生就业竞争能力。
1.2化学工程与工艺专业人才要求
化学工程与工艺专业是为了适应新世纪化学工业的发展而设置的,是由原来的化学工程、有机化工、无机化工、高分子化工、精细化工、煤化工、工业催化等专业合并而成的宽口径专业,覆盖面宽、涉及领域广[3]。该专业具有两大特色:一是覆盖面广。研究领域涉及无机化工、有机化工、精细化工、材料化工、能源化工、生物化工、医药化工、微电子化工等诸多领域;二是工程特色显着。该专业以化学工程与化学工艺为两大支撑点,化学工程主要研究化工过程及设备的开发、设计、优化和管理。化学工艺则研究以石油、煤、天然气、矿物、动植物等自然资源为原料,通过化学反应和分离加工技术制取各种化工产品。化学工程与工艺专业涉及的工程放大技术、系统优化技术和产品开发技术,不仅在化工领域,而且在医药、材料、食品、生工等众多相关领域均大有用武之地。因此,化学工程与工艺专业培养的学生应有较强的工程能力和工作适应性,需掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法,具有从事化工生产控制、化工产品和过程的研究开发、化工装置设计与放大的初步能力[4]。
1.3应用型化工人才实践教学体系构建
高等工程教育强调综合素质的基础作用和工程素质的定型作用。培养应用型化工特色人才,核心就是培养实践能力强的应用型人才。以培养应用型人才为目标,以科学发展观为指导,遵循教育教学基本规律,坚持育人为本,教学为纲,根据学生需要,围绕学生能力拓展和知识结构构建实践教学体系。该体系由基本技能、专业能力、综合能力三层次训练组成,将课外创新活动和社会实践有机融合。借鉴德国成功的经验,培养学生工程设计能力、项目实现能力及创新能力。实践教学根据能力要求可分为3个层次:基础实践层、专业实践层、综合和创新实践层。基础实践层以强化“三基”,培养基础能力为目的,将基础化学实验分为3个层次和5个模块,构成一个彼此相连,逐层提高的体系[5]。通过化学专题研究训练,强化了知识和技能的综合性;认知实习在实践教学体系中处于承上启下阶段。学生在与自己相近或相关的岗位上经过认知实习,了解专业所需要的专业知识、能力、素质,有利于他们结合自己的兴趣,规划未来发展,在专业方向的选择、课程模块的选择上会更加理性。2周金工实习和1周电工电子实习,实现基础能力培养目标;专业实践层是在理论教学和基础能力培养的基础上,通过专业基础实验、课程设计、工程实训等实践教学的环节实现专业能力培养;综合和创新能力是对技术基础知识、运用专业知识解决实际问题能力和知识迁移能力的综合体现,反映学生整体素质。通过毕业实习、毕业设计(论文)等实践教学环节,配合第二课堂科技活动,达到培养专业技术应用能力的目的。总之,各层实践教学活动层层递进、相互渗透,达到培养目标规定的专业技术应用能力的要求。
2围绕工程能力培养,实施实践教学改革
2.1突出强化实践锻炼,提高教师实践教学水平
教师是实践教学体系的主导者,也是实践教学体系的实践者。要培养高质量应用型人才,必须要有高水平的教师队伍。按照这一思路,为所有的实验室配备了具有硕士学位的专职实验教师,采取走出去、请进来的办法培养教师的实践能力,派合肥学院高学位高职称的教师到企业去锻炼6~12个月,增加教师的工程意识和实践能力。根据学院要求成立了实验技术教研室,这不仅是名称和内涵的改变,更重要的是教育理念的转变,建立实验技术教研室,由教授、博士担任主任,具有研究生学历的教师为成员,研究实践教学内容、方法和手段,进行实验教学、实验课程内容和方法改革等工作。目前,和化学工程与工艺专业实验实践教学有关的合肥学院院级教研立项6项,安徽省教育厅立项3项,获得教学成果奖合肥学院二等奖一项、三等奖一项;安徽省三等奖一项。聘请企业和设计院等单位人员担任教师,让学生参与解决实际工作问题,提高实践能力。
2.2加强实践教学条件建设,提供实践教学载体
实验室和实习基地是完成实践教学内容所必需的保障平台。在实验室建设方面,加强以无机化学、有机化学、物理化学、分析化学课程为支撑的基础化学实验室建设,和以化工原理为支撑的化工基础实验室。专业实验作为一门最能反映专业特色,与专业科学技术发展关系最为密切的实践性课程,必须跳出原有的框架,重新构建一个能够全面反映化学工程学科发展方向、适合按专业大类组织实验教学、有利于培养学生工程实践能力和创新能力的新框架。根据化学工程与工艺核心课程化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、分离工程和技术化工工艺学作为构架,遵循以下原则:紧扣化工过程研究与开发的方法论;充分考虑工程学与工艺学实验的适当平衡;具有典型性、力求先进性、增加综合性;实验内容既符合化学工程与工艺学科发展规律,又具有鲜明的先进性和特色,建立了化工热力学实验室等专业实验室。根据专业和学生发展需要,在专业方向上设立分离工程和精细化工2个化工专业方向,并建立精细化工和分离技术2个实验室,建立膜材料和膜过程院级重点实验室1个。校外实习是强化专业知识、增加学生的感性认识和创新能力的重要综合性教学环节,校外实习基地是培养学生实践能力和创新精神的重要场所,是学生接触社会、了解社会的纽带[6]。以校企互利双赢为机制,开展产学合作,和中盐四方集团等14家企业建立良好的合作关系,与企业合作共建实验室2个。每年由校内和企业教师共同指导学生进行实习,并在毕业论文(设计)环节,由企业提出课题,真题真做,学生将所学知识和生产实际相结合,取得在书本上得不到的收获。中盐四方集团、东华集团工程技术人员指导学生设计多次获合肥学院优秀毕业设计(论文)奖。
2.3第一课堂与第二课堂相结合,着力培养学生创新能力
为了达到实验课培养学生应用所学知识解决问题的更高目标,以培养学生实践创新能力为出发点,以学生个性化能力培养为重点,学院制定了《合肥学院学生第二课堂活动学分管理暂行办法》,将第一课堂与第二课堂结合起来,收到明显的效果。化学工程与工艺专业,以化学工程师之家和学生参与教师科研为主要内容开展第二课堂科技活动。化工工程师之家于2007年11月建成运行。以培养“未来的工程师”为目标、以工程设计为核心、以模型制作为基础,通过形式多样的活动培养学生的工程意识;通过加强合作促进团队精神;通过模型制作提高工程应用能力;通过工程设计提高工程素养;通过企业化运作模式培养学生效率意识、责任意识和管理能力。作为第二课堂的重要平台,重点培养学生的工程设计能力、管理能力、协调组织的领导能力和团队精神。通过借鉴企业化管理模式,营造企业氛围,培养学生效率意识、责任意识和管理能力,增强学生对社会的适应能力,提高学生的综合素质。目前,累计培训学生500人以上。化学工程与工艺学生在各种全国性竞赛中取得了一系列好成绩。2010年,在科技部等单位举办的青年科技创新竞赛获得二等奖,“三井化学”杯第四届大学生化工设计竞赛二等奖和华南地区第四届大学生化工设计创业大赛二等奖。近3年来,学生34篇,其中被SCI、EI收录的9篇。
为了能更好的进行做好化学工程与工艺专业人才培养模式的改革，我们对现行化学工程与工艺专业培养方案的进行了修订工作。根据本专业特色和学生的具体情况，我们先后选择到本专业办学经验丰富、学科排名靠前的重点院校，如天津大学、北京化工大学、中国石油大学(华东)、合肥工业大学等高校和同一地域的兰州理工大学和宁夏大学等高校进行调研。并在征求了部分在校生、毕业生和化工企业对现行培养方案修订的意见的基础上，我们对调研的信息和反馈的意见和建议进行认真的分析、梳理和总结。从总体上来看，现行培养方案的的培养目标及基本要求符合专业特点及专业发展的需要，课程设置及课时安排也基本符合专业的要求。但是现行培养方案也存在着一些问题:(1)理论课的学时较多，容易形成以教师为主导的教学模式，学生自主学习和从事创新性实验项目的时间不足，而且所学习的理论知识难以应用于实践，在毕业实习、毕业设计中表现尤为突出。(2)由于公共课程较多的原因，学生在前三个学期的学习过程中难以接触到真正的专业课程，真正学习专业理论知识的时间非常有限，也造成了安排在大一下半学期的认知实习难以对学生产生相应的专业影响。(3)核心课程的核心地位不突出，既没有从课时上保证，也没有从考核方式上来要求。(4)没有专业概论课程，学生到了三、四年级，对专业的认识还不够清晰，对课程之间的承接关系没有概念，综合运用专业知识来解决实际问题的能力不足。(5)部分课程内容重复，难以形成教学上的高效率。(6)课程体系中没有能很好地跟上现代化学工业中信息化的脚步，已经广泛应用的设计软件，如Aspenplus、ProE等还没有进入课程体系。(7)毕业实习还有待加强，目前安排的毕业实习时间较短，难以达到实习的目的。
二化学工程与工艺专业人才培养模式改革的思路
美国、德国等发达工业国家的统计资料表明，高级工程人才的需求比例为:从事工程科学研究的人才为5%，这部分人才主要以研究和发现工程过程中的基本理论为主，偏重于工程学术研究;从事设计、开发的工程人才约占35%，主要工作是将科学原理和学科体系知识转化为设计方案或设计图纸;从事生产工艺、运行维护、管理销售等工作的工程技术人员约占65%，将设计方案与图纸转化为产品。后两者可以统称为工程应用人才。化工学院在建院之初，就确定了以培养工程应用型人才为主要目标。根据几年来在人才培养的探索与实践过程中，我们认为，确切地说，我们应该以打造工程生产一线工程师、工程技术人员为人才培养的主要目标，也就是说，以培养工程技术人员为主，对于一些学有余力的学生，可以通过进一步的深造和在实践工作岗位上的锻炼，成为工程人才。培养化工类工程应用型人才，就是要强调本科教育的专业性，通过本科教育这一相对完整的人才培养周期，是学生接受相对完整的、作为一线工程师所需要的基本教育，具有一线工程师应有的基本知识、基本能力、基本素质。学生通过这样的教育，应该具有系统的专业基础知识、较强的实践动手能力、主动的自主学习能力、灵活的岗位适应能力，在现有成熟的化工技术和规范的基础上，能够应用理论知识和技术，解决生产实际中的具体技术问题，特别是应用所学专业知识进行集成创新和引进吸收再创新。同时，一线工程师还应具有一定的人文精神和环境意识。现代化学工业，不仅融化学科学、化工技术、艺术于一体，还与自然资源、生态环境、伦理道德等重大社会问题息息相关，在“十”提出“建设美丽中国”的历史背景下，在培养的学生多数服务于生态环境脆弱的西部地区的前提下，更应该注重培养学生的人文精神和环保意识。经过四年的执行，现行培养方案在培养应用型化工技术人才方面起到了重要的作用，也积累了丰富的经验。在新方案修订过程中，要在保持原方案优点，尤其是突出实践教学的基础上，针对原方案的不足，结合现代化学工业新的发展现状以及地区经济，来综合考虑，完成修订工作。基于这样的认识，对于新的培养方案，需要遵循“理论系统够用，突出实践动手，营造工程背景，重视过程培养与评价，提倡自主学习，强化创新训练”的原则。化学工程与工艺专业人才培养方案修订工作的指导思想:以复合型、创新性人才培养为核心，以教学改革、科学研究和服务社会为宗旨，以高素质、重能力、求创新为根本，以学生为主体、教师为主导，培养学生理论知识、综合能力、实践技能和科学素养全面协调健康发展。力求达到理论与实践、基础与提高、传承与创新、教学与科研、素质教育与技术训练的统一。
三化学工程与工艺专业人才培养模式改革的内容
明确提出以转变教育思想和更新教育观念为先导，以完善和落实本科综合培养方案为主线，深化教学改革;优化课程体系，更新教学内容，加强实践环节，改进教学方法和教学手段;加强师资队伍建设，提高教师整体综合素质，形成一支教学科研相结合、教学思想活跃、知识结构、年龄结构优化的教学梯队;注重学生知识、能力、素质、个性的协调发展，强化创新意识，进一步提高人才培养质量，走改革和创新之路，探索教学管理的新机制、新模式，开创教学工作的新局面。
1理论课的教育改革
(1)深化课程体系改革，构建创新能力和全面发展的化工专业人才培养计划调整知识结构，本着“理论系统够用”的原则，认真梳理现行培养方案中的理论课程体系，根据专业方向，确定4～5门核心课程，凸显核心课的核心地位，以核心课程为中心，构建理论课程体系。将理论课程按课程的特点、内容和相关性进行进一步整合，划分为课程群，即将部分前后有衔接的课程，进行内容整合，减少重叠内容，突出重点，通过课程群的建设，使学生在学习时可以更加连贯，便于融会贯通。(2)改革和更新教学内容，积极吸收本专业科学技术发展的新成果，将化工及相关领域新技术、新成果纳入课堂教学;(3)深化教学方法改革，尊重学生个性发展，推进启发式和讨论式教学方法，提倡案例教学;主要课程注重引进和选用国内外优秀教材，不断促进本科教学质量的提升。(4)改革教学技术，推行现代化教学手段。包括:多媒体、网络、仿真等。尽可能采用双外语教学。(5)改进教学和管理机制，在理论教学过程中，重视过程培养和评价，并以此为契机，提倡学生自主学习，在教学大纲上和教学内容上引导学生自学。
2实践性教学环节的教育改革
工程技术人才的创新能力集中体现在工程实践活动中创造新的技术成果的能力，包括新产品和新技术的研发，新流程和新装置的设计，新的工厂生产过程操作运行方案等。反映在教学过程中就是工程实践能力的训练和培养。因此在改革中高度重视和加强实践类教学环节，继续保证实践教学的突出地位。在实践性教学环节中，构建由易到难，贯穿全程，逐步贴近工程实际的实践教学体系，保证实践教学环节比重在整个培养方案的比重不低于25%，适当调整理论教学课程，使教学前移，为学生创造更多地时间参与工程实践，并积极创造条件推进“3+1”培养模式的改革。对教学计划内要求的实践性教学，结合工程实际，以实验与工艺基本操作技能训练为基础，积极开展教学改革和建设。具体方案:在基础实验方面，重视对学生实际动手能力、规范操作和严谨务实的作风的培养。在专业基础实验方面，结合地区经济的发展和教师的科研方向开发大综合专业实验项目，逐步引入具有工程意义的实验项目，增加综合性、设计性和研究型实验的比例。为后续实践教学、创新性实验项目、学科竞赛、毕业设计等环节奠定基础。在校内实训平台建设中，基于工程背景及地方产业特点，以培养学生动手及实践能力和工程意识为出发点，形成满足培养化工类专业和相关专业的实践综合能力训练及培养的实训课程体系。以学校建设化工实训中心为契机，加强工程实训，弥补毕业实习过程中只能看不能动的缺憾，是学生真正了解化工厂。在毕业实习和毕业设计(论文)环节，贯彻卓越工程师计划，建立学生到企业和社会开展实践实习的有效机制。精选认识实习单位，加强基地建设，继续为学生在毕业实习过程中提供“顶岗实习”机会，结合就业，让学生能够在就业后缩短适应期。提高学生对专业的认同度和优越感，提高学习本专业的兴趣。毕业设计以工厂实际设计为题，毕业论文以教师科研为题。落实理论联系实际，结合工程与科研实际，一人一题，真题真做。实施双向选择和规范化管理。使学生的分析问题、解决问题、协作精神、创新意识和能力等得到充分锻炼。
3课堂外教学环节的教育改革
关键词：化学工程与工艺;工程实践;能力培养;体系构建
1化学工程与工艺专业现状分析
从发展历程来说，我国近代的化工产业远远落后于世界其他国家和地区，在人才培养方面存在很大的弊端。建国以后，为了改变这种现状，国内开办了很多职业化工教育院校以培养应用型人才。在所开设的专业中，化工工程与工艺专业是一门实践性强、动手能力要求高的学科，在教学目标中，强调学生的独立工作能力、独立自主能力和探索实验能力。从上世纪80年代以来，我国的化工类专业人才逐渐进入市场，在满足社会发展需求的同时，也逐渐反馈一些人才培养的改进信息。就现状而言，化学工程与工艺专业的教育体制依然需要改革，人才培养方式依旧需要深化，使之能够适应快节奏的现代化化学工业发展，满足市场经济体制下人才竞争的需求，提高企业在国际市场上的竞争力。
2加强工程实践能力培养的策略
(1)重视基础知识的掌握
化学工程与工艺专业具有较强实践性的特点，对于大部分学生而言，牢固的掌握基础知识，是日后提高自己的关键。从教学角度来说，从大学专业入门基础课程抓起，严格要求，特别是在基础实验动手能力方面要打好基础。结合专业特点而言，化学工程与工艺所涉及的基础学科包括化工原理、反应工程、化学工艺设备及化学物料基础管理等。如果忽视了基础知识的掌握，不但在真实工作中难以适应，也很难再有弥补的时间和精力。相对应地，基础知识掌握牢固，在安全、精细、稳定等操作层面会养成标准化的习惯，甚至不需要规章制度的约束就能够主动做好，促使工作效率大幅度提高。基于这一目标，要求教师在教学的过程中采取多样化的方式，让学生更多的接触到现实岗位环境。如借助多媒体手段，综合应用视频、动画、图片等，让现实中的具体形象呈现在学生眼前，比单纯地依赖课本去讲解、去想象要更有效果。例如，借助3D动画模拟的形式，对某一化工设备的工作原理展开讲解，通过不同角度、分解状态或透视功能，让学生了解工作状态中的机械设备状态；同时，也可以模拟不按照规章操作之后，可能发生的危险状况。而利用这种手段，可以举一反三，实现基础知识的强化。
(2)突出教学与实验结合
在校学习阶段，学生的动手能力主要依赖于实验，为了满足进入工作岗位之后具有更好的适应性，教学过程要与实验案例紧密的结合起来。一般来说，化学工程与工艺专业教材中，每一章节都存在典型的工程案例分析，而这些案例只是通过简单的讲解，是不能发挥实践能力锻炼的作用的。结合教学中所涉及的案例，教师设计相应的实验项目，将知识点和实际操作巧妙的结合起来，不仅可以提高学习的新鲜感，也能够激发学生的自豪感和学习主动性，培养浓厚的研究兴趣。
(3)培养科研及工程设计能力
化工行业的人才培养与常规人才相比具有较大的差异，循规蹈矩或墨守陈规是不能促进生产效率提升的，科研能力和工程设计能力的培养是必须的，也是在未来的工作岗位中解决实际问题的重要训练。结合现实情况来说，我国在培养科研能力和工程设计能力方面还有很大的欠缺，突出表现是毕业考核中，化学工程和工艺人才重视论文写作，但不重视设计内容，导致能力的培养发生了偏离；而只会“纸上谈兵”的人才是不可能发挥实际的作用的。建议针对该专业的人才培养考核机制进行改革，增加更多的实践性内容。
(4)构建稳定的岗位实习基地
实习是从校园走上工作岗位的第一阶段，也是理论联系实际的重要时期。工科学生的实习周期较长，而化学工程与工艺专业学生在实习中，应该更多地接触到基层，了解真实工作环境的状态。但是，从安全性角度考虑，最好的方式是具有一个相对完善、监督严格的实习场所。通过学校与企业签订人才培养合同的方式，建设稳定的岗位实习基地，匹配一些技术成熟的工程技术人员，且具有较好表达能力，可以在实习中为学生讲解相关问题及解决措施，达到事半功倍的效果。
3结语
综上所述，随着我国现代化工业体系的不断发展和完善，化工工程与工艺专业作为一个实践性强、应用范围广的专业，应该从完善学校教育环境和人才培养体制入手，增加投入、严格要求，为我国的工业现代化发展贡献力量。
参考文献:
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[3]李娟,王树立,郭泉辉.化学工程与工艺专业学生工程实践能力培养的思考[J].河南化工,2010,21:55-57.
扬州大学化学工程领域从2009年至今累计招收全日制工程硕士94人，毕业26人，其中90％以上进入苏、浙、沪大中型企业，部分毕业生已成为企业技术骨干。通过5年来的摸索，化学工程领域已经实现了学术型人才和专业型人才分类培养的格局，完成了针对全日制工程硕士的实践教学体系构建工作和校外工程实践基地的建设工作，基本形成了以能力培养为核心，以强化工程实践为落脚点的人才培养模式。2013年扬州大学在化学工程领域开展了以学科内在关联性为基础，以多学科交叉为纽带的“大工程领域”全日制工程硕士培养模式的改革与探索，力图通过化学工程与材料工程、制药工程、环境工程等工程领域的交叉融合，培养出能综合运用多个工程领域的研究方法和技术手段，具备适应多种工程研究工作和解决多样工程实际问题能力的“大化工”人才，实现人才培养由“单一工程领域的狭窄对口”变为“多个工程领域的广泛适应”。
二、“大工程领域”全日制工程硕士培养模式改革的主要措施
1．重新定位全日制工程硕士的培养目标
扬州大学围绕“大工程领域”全日制工程硕士培养模式改革，邀请行业专家和企业代表共同对化学工程领域全日制工程硕士的培养目标进行重新定位，提出：培养面向行业、面向未来的高层次复合型“大化工”人才应该具备宽广的知识背景、良好的创新思维、较高的实践能力和强烈的责任意识，具有扎实的化工、材料、制药、环境等学科基础知识，能综合运用化工过程、绿色工艺、工业催化、材料制备、药物合成和环境化学等多个领域的研究方法和现代技术手段，具备独立从事化工－材料类、化工－制药类、绿色化工－环境保护类等多个大类方向的研究工作和解决多样实际工程问题的能力。在此基础上，学校按照“方案宽口径、培养个性化、出口多方向”的基本原则，重新制定了化学工程领域全日制工程硕士培养方案。
2．构建基于多学科交叉的“模块化双螺旋”课程体系
针对化学工程领域全日制工程硕士新的培养方案，学校在充分发挥自身办学特色和整合学校教学资源的基础上，由化学工程领域牵头，校内多个工程领域协调配合，改革了传统的层次化课程体系，见图1，构建了基于多工程领域学科交叉的“模块化双螺旋”课程体系，见图2。实现理论课程和实践课程的多链交汇，有效解决了传统课程体系中理论课程与实践课程相互脱节的问题。对相关课程进行模块化处理，使得课程内容更具灵活性和针对性，加上多工程领域学科交叉的理论课程平台和多元化实践课程平台所整合的多种教学资源，能够最大限度满足“大工程领域”人才培养的需要。其优点主要体现在以下三个方面：
（1）“模块化”的课程内容更具灵活性和针对性
通过设置模块能够实现理论课程和实践课程的多链交汇，有效解决了传统课程体系中理论课程与实践课程相互脱节的问题。对相关课程进行模块化处理，使得课程内容更具灵活性和针对性，加上多个工程领域学科交叉的理论课程平台和多元化实践课程平台所整合的多种教学资源，能够最大限度满足“大工程领域”人才培养的需要。
（2）“双螺旋递进式”的课程排布更加贴合人的发展规律
“双螺旋递进式”的课程排布，既保持了理论课程体系和实践课程体系相对独立性，又确保了理论课程体系和实践课程体系的内在联系性，使得各模块之间呈现了从掌握多学科基础知识———构建基本工程技能———建立初步工程概念———获得多领域工程科研训练———亲历工程实践———实现“大工程领域”的知识、能力、素质综合提升这样一个循序渐进的培养过程，完全符合人的发展规律。
（3）多元化的实践课程平台能够更好地满足学生个性化培养的需要
学校多元化的实践课程平台由校内和校外两部分组成。校内教学实践资源包括扬州大学国家级测试中心、江苏省环境材料与环境工程重点实验室、扬州大学药物研究所、扬州市材料性能强化技术中心、扬州大学联环生物化妆品研究所、扬州大学超分子化学研究所、扬州大学高分子化学与材料研究所、扬大－中化精细化工研究所、化学工程与工艺专业实验室、药物合成专业实验室等；校外教学实践资源包括扬州市化工园区、高邮市电缆材料科技园区、大学科技成果孵化园、泰州医药城、江苏油田、扬农集团、长青农化、上海药明康德新药开发有限公司、联环药业等多家单位，以及50多家江苏省企业研究生工作站，近70家校企联合培养基地，能够针对学生的专业特点、兴趣爱好和个人能力提供多样化的教学资源，为学生多工程领域应用能力的培养提供了有效支撑，满足了学生个性化培养的需要。
3．打通相关工程领域的课程设置“大工程领域”的课程设置
应该摒弃传统的学科主义色彩，充分体现实用主义的根本诉求。学校通过打通相关工程领域的课程设置，将多工程领域学科交叉的构思细化落实到相关课程之中，重点开展了以下四个方面工作：
（1）少而精地设置学位课程
学位课程主要包括政治类课程、外语类课程、工程数学类课程以及相关工程领域所共用的最基础的课程。最基础的课程并不强调学科系统性，而是以“必需、够用”为度对相关课程和教学内容进行重组和优化，旨在为学生提供必备的基础理论知识。
（2）有针对性地选取教学内容
教学内容首先要重视其学科交叉性、宽广性、应用性和实践性，重视学生应用能力和实践能力的培养；其次要能反映本工程领域和相关工程领域的前沿知识，使学生熟悉多个工程领域科研的最新动向，增强科研兴趣；此外还要有针对性地将企业生产实际中遇到的问题或工程案例引入教学内容，使学生对企业工程应用有一个初步的了解，增强学生对工程问题的分析能力；最后课程内容的选取还要考虑系统性，做到与后续课程和课题研究的有效衔接，减少学生课程学习的盲目性。
（3）充分发挥选修课的灵活性
选修课的设置除了相关工程领域的专业课程外，还要设置大量的交叉学科课程，同时鼓励学生根据自己的兴趣和研究能力在全校开设的研究生课程中选择适合自己的课程，进一步拓宽学生的知识视野，培养学生的综合素养，解决知识结构单一化的问题，适应不同类型研究方向的需要，促进学生的自由发展。
（4）加大实践课程的学分比重
“大工程领域”课程体系设置中，实践课程学分占到1／3左右，实践课程的内容将不仅仅局限于本工程领域的教学内容，更多是要提供多个工程领域的实践教学内容。而且，实践课程体系的设置还将贯穿于全日制工程硕士的知识学习、科研选题、工程实践，以及延伸至对论文写作阶段工程应用性的指导。同时，还要重视理论课程与实践课程的内在联系，提高知识学习与工程应用的转化效率，强化学生工程应用能力的培养。
4．科学合理地配备师资“大工程领域”的课程在师资配备上
除公共课及部分专业基础课外，主要采用“三三制”，即多个工程领域的专家、学者讲授课程占总课程的1／3，企业及研究单位的高级工程技术人员讲授课程占总课程的1／3，院内有企业工作背景及长期与企业有业务合作的教师讲授课程占总课程的1／3。尤其对于实践课程的师资配备则要充分体现“工程背景”，可以是具有企业工作经历的校内教师，也可以是拥有一定数量面向企业横向科研项目的校内教师，或是来自企业具备一定教学经验的工程技术人员。同时，积极尝试采用多教师串讲的授课形式，例如：在化工—材料类课程中醋酸纤维的生产和应用这部分内容，将安排三位老师进行串讲和指导，两位校内教师一位主讲化工工艺与设备，一位主讲材料的制备及功能化，而邀请的企业高级工程师则讲解醋酸纤维的应用及市场行情分析。从而实现了多学科知识配置—市场认知—企业应用三位一体的综合性教学目标。
三、结语
湖北省石油化工产业的人才需求的特点
为深入了解湖北省石油和化学工业产业对化工类毕业生的素质要求，从而深化教育教学改革，修订和完善人才培养方案，武汉工程大学牵头，组织湖北省化学工程与工艺专业校企合作联盟所属企业和高校，对湖北省石油和化学工业100余家相关企业进行了走访、调研和问卷调查，整理并分析收集到的资料和数据。调研、调查结果显示，湖北省石油化工产业对化工类人才培养的建议主要有：1．高校要通过工学结合、校企合作、实训实习、在线仿真模拟训练等形式，加大实践教学的比重，以提高学生的工程实践能力，使其具有对化工新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力；2．学生要培养良好的沟通和社交能力、团队协作精神，以及吃苦奉献、任劳任怨的良好职业道德，成长为高素质全面人才，为毕业后快速融入工作、适应工作、胜任工作奠定基础。
武汉工程大学化工类人才培养模式改革
（一）以现代企业需求为导向，注重专业内涵建设
按照企业和市场的双重需求，通过对教学内容和人才培养模式进行相应的改革，进一步优化学科专业结构、理顺知识体系，促进教学的改革与创新，使该专业在竞争中具有自己的制高点和旺盛的生命力。［5］例如，针对武汉石化“80万吨乙烯工程”及武汉化工新区对石油化工相关专业人才的需求，我校于2005年新设石油炼制与有机化工专业方向，并制定了相应的人才培养方案。由于学校培养人才注重目的性和针对性，该专业方向毕业生现拥有较为宽阔的就业空间，处于较为有利的就业竞争态势。学校于2006年实施“E＋化工”人才培养模式，目的是通过实施“英语＋化工”（简称为“E＋”）双专业一体化的人才培养模式，造就一批英语扎实、专业过硬、英语和化工专业都是强项的高素质复合型人才。从2010年到现在，该专业方向本科毕业生供不应求。为了满足当前社会对化工工程师人才的需求，学校自2010年以来积极启动“卓越工程师教育培养计划”申报工作，获批了化学工程与工艺专业的“卓越工程师教育培养计划”试点专业，制定了该专业的学校培养标准和企业培养方案，并与湖北宜化集团有限责任公司、武汉人福医药集团股份有限公司、武汉钢铁集团大冶铁矿等企业签订了共建国家级工程实践教育中心的协议，为培养“基础扎实、知识面宽，实践创新能力强，德、智、体、美全面发展的高级工程技术人才”奠定了坚实的基础。当前，教育全球化与国际交流的趋势日益明显。为了适应化工国际化的趋势，学校在保持原有化工专业方向和特色的前提下，于2011年新开设了化工国际特色班，与国外著名大学联合培养学生，实施与国际化本科教育接轨的培养方案，适应国际市场经济下的人才需求。学生在武汉工程大学学习2年，成绩合格符合要求者，可申请到美国路易斯安那大学、密苏里大学等学习2年，完成学业可获得武汉工程大学毕业证书和学士学位及路易斯安那大学学士学位。
（二）改善教学方法，突出学生创新能力培养
创新能力是化学工程师必须具备的最基本的能力，工程教育应该注重学生的创新能力的培养。教学环节积极开展教学理念、模式、内容和方法的改革，让学生有更多自由探索的时间和空间。例如，新的人才培养方案中增加了创新能力培养课程。学校为学生开设教授（博士）论坛、创新性实验计划，开展学科竞赛、课外学术科技活动，设立校长基金项目、校友基金项目等，学生可获得创新学分。
摘要：实践教学在高校人才培养中占有重要地位，实践教学体系在保障人才培养质量方面发挥着不可忽视的重要作用。在工程教育专业认证背景下，实践教学更提到了前所未有的高度。本文结合山东科技大学卓越工程师培养计划――煤矿机电专业的具体情况，提出了实践教学体系的创新思路，构建了多层面的实践教学体系，探索了多元化的实践教学模式。
关键词：专业认证；卓越工程师计划；煤矿机电专业；实践教学体系
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）49-0146-02
一、引言
“工程教育专业认证”是指专业认证机构针对高等学校开设的工程类专业实施专门认证。我国早在2006年就启动了工程教育认证工作，根据2015年编制的《工程教育认证工作指南》，我国已经在机械工程、安全工程、化学工程等15类专业领域开展了认证工作[1，2]。工程教育认证以质量保证和质量改进为基本指导思想，加强工程实践教育，因此工程教育专业认证的环境对机械类应用型人才培养来说，是一种契机，更是一种导向。
实践教学是高等教育的重要组成部分，尤其是对煤矿机电这个工程应用极强的专业来说，实践教学更是举足轻重。2010年，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”，此计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展的高质量各类型工程技术人才[3]，截至目前，共有三批209所高校成为试点高校。我校2012年煤矿机电专业获批实施“卓越工程师计划”。该计划的实施对高校实践教学体系提出了新的挑战，促使各高校进行实践教学体系和教学模式的探索。
近年来，我院针对煤矿机电专业认证标准开展了细致的教学改革工作。在满足专业认证标准的基础上，突出工程实践的特点，重修修订了培养方案，在培养目标、培养要求、课程体系方面都突出了实践环节的重要性。
二、机械设计制造及其自动化专业实践教学体系的创新思路
“卓越工程师培养计划”旨在整合企业和学校资源，根据现代工程技术发展需求和企业用人需求，培养具备较强的工程实践能力和创新精神的工程技术人才[4]。我校煤矿机电专业是第二批获批实施“卓越工程师培养计划”的专业，在借鉴首批试点单位实施经验的基础上，确立了面向煤炭工业需求的培养目标，重点培养具有从事工程技术工作所需的扎实的基础理论知识以及一定的人文和社会科学素养，掌握本专业系统的技术知识，具有将强的实践动手能力和应用所学知识解决工程实践问题能力的高级应用型创新人才。培养目标中突出了实践教学环节的重要性，因此形成了构建实践教学体系的总体思路是：按照“卓越培养计划”的指导，遵循工程教育的思想，推行“敦实基础、强化实践、着重创新”的办学理念，不断改革课程体系，拓宽产学研基地，积极探索校企合作联合培养模式，增加实践教学环节比重，探索新的实践教学模式，构建新的实践教学体系。
三、多层面煤矿机电专业实践教学体系的构建
我校煤矿机电专业自2009年开始招生，2012年获批“卓越计划”实施。在近7年的培养过程中，煤矿机电专业本着工程教育的理念，在借鉴其他高校先进培养理念的基础上，实施方案不断改进、调整、完善，形成了相对成熟的多层面实践教学体系，如图所示。
煤矿机电专业实践教学体系根据工程应用型人才素质和能力培养要求，按照“卓越工程师计划”的工程教育理念，抓住通识能力和专业技能两要素的培养，针对基础实践能力、综合实践能力和工程实践与创新能力三个不同培养层面，安排不同的课程理论学习及相应的实践教学环节。
培养体系由三个模块组成：基础实践能力模块、综合实践能力模块、工程实践与创新能力三个模块。
1.基础实践能力模块：由通识教育基础实验、专业基础实验和基本技能实习等环节组成。包括大学物理实验、电工电子技术、机电传动控制、液压传动与控制、采掘机械、流体机械、矿井运输与提升、矿山供电等专业基础课及专业技术课的课程实验，以及金工实习、专业认识实习等。该模块主要是通过演示性、验证性的专业实验加深对课程专业课的理解，对学生的动手能力和工程实践能力加以训练，培养学生严谨的治学态度和细致的工作作风。
2.综合实践能力模块：包括专业实训、综合课程设计、企业生产实习等环节。例如机械设计课程设计、矿山机械课程设计、数控加工实训、毕业设计及相关企业生产实习等。综合性课程设计是培养学生工程意识、工程素质和创新能力的有效途径。从基本的工程制图到毕业设计论文，综合性设计旨在引导学生将所学专业知识，结合生产实际，做出符合实际需求的设计，强化学生的设计理念。生产实习目的在于让学生通过运用学习成果，在实际企业生产中掌握基本操作技能和技术运用能力。
3.工程实践与创新能力模块：包括工程项目实训、专业实习、创新设计大赛等环节。煤矿机电专业实践环节中设置了工程实践环节共12周，学生随机分配到各家煤矿单位进行定岗专业实习，巩固和深化专业知识，提升专业实践技能，促进其职业养成，得到工程师的初步训练。此外，学校动员学生积极参与教师的工程项目，在项目实训中到企业单位见习与实习，将所学知识充分利用到工程项目建设中，逐步增加工程师基本素养的培育。
四、总结
工程教育专业认证对实践教学提出了新的挑战，随着“卓越工程师计划”的不断推进，基于煤矿机电专业的实践教学体系也在不断进行完善和改进。本文在结合山东科技大学煤矿机电专业实践教学情况的基础上，构建了多层面的实践教学体系和多元化的实践教学模式，以满足专业认证要求，改善实践教学效果。值得一提的是，本研究还停留在培养体系的探索上，对于质量评价体系、监控体系和保障体系并未涉及到，需要在实践中进一步研究和探索。
参考文献：
[1]韩晓燕，张彦通，王伟.高等工程教育专业认证研究综述[J].高等工程教育研究，2006，（6）：6-10.
[2]中工程教育专业认证协会.工程教育认证标准（2015版）[Z].2015.03.
研究团队、制药产业及医疗服务业已经认可生命科学仿真系统的作用。在化学工程师和计算机辅助过程工程专家的帮助下，生物工程师可以运用这些手段解决诸多生理学和医学问题。
2仿真技术的研究进展
系统生物学要使用定量分析来研究生命系统。起因于处理大量数据的需要。学者通过计算机仿真技术，利用定量分析来处理临床问题，产生了名叫系统医药学的新学科。化学工程师长期参与生物学和生物医学的定量分析。Peppas和Langer认为在20世纪60年代早期化学工程师就参与生物医药工程。Bailey和同事研究出一种控制新陈代谢的手段，这种手段不仅可用于生物制造技术，也可用于其他生物问题。2005年，Solis和Stephanopoulos指出了纳米级的系统工程需要解决的问题。2006年，Doyle和Stelling回顾了用计算机仿真技术去分析代谢网络的一些重要的成果。2009年，Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型来分析细胞死亡。近年来，有许多论文概述了计算机工程师和化学工程师在医疗系统中的作用。对化学工程师，尤其是工艺系统工程师来说，免疫系统是一个采用仿真技术的复杂系统，化学工程师能够研究免疫系统和病毒之间的相互作用。2004-2005年，Deem开发了一种运用计算机仿真技术研究了病毒和疫苗造成的免疫反应的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技术研究了免疫系统的细胞间的通信，以及免疫反应。2006年，Joly和Pinto认为HIV-1发病机理的数学模型优化了药物治疗的方法。这种方法会导致药物设计和配方设计的改进。Yin在2007年提议把病毒当作一种产品，研究病毒生长和传播时需要考虑时空的影响。可以预见，将来人们会用生理学模型和计算机技术设计出最佳药物配方。为了有效地进行仿真，需要根据生物具体的特性建立多种生理学计算模型。几年前，学者启动生理组计划（PhysiomeProject），旨在寻找人和其他真核生物的计算模型。迄今为止，该计划主要关注使用CellML标准的细胞电生理学的数学模型。CellML标准是一种使用细胞进程模型的生物物理学模型标准。另外SBML标准是一种能够辨识生物进程的计算机可读标准。最近，一个名为虚拟生理人的项目进一步促进了欧洲学者研究生物医学的建模和仿真。学者开发了一些数据库去存储生物模型。细胞模型系统和生物模型数据库是其中两个重要的数据库，两个数据库都建议使用CellML标准和SBML标准。学者可使用这两个数据库来探索复杂的生命系统。生物模型在药物的使用方面有重要作用，这不仅是一个通用手段，而且对癌症治疗和眼病治疗也有特殊的贡献。2002年，Cstete和Doyle提出一种生物反馈系统的逆向工程分析原理。2003年，Tyson、Chen和Novak回顾一些生物控制模块的设计原则。
3简单系统的建模
2001年，Hangos和Cameron强调明确建立模型的目的，模型是在对现象总结的基础上，用计算机能够接受的方式反映规律，建模是下一步仿真计算的基础。对复杂系统来说建模十分必要。复杂系统不可能设计出含所有现象的实验，因为部分量不可测量，并且几个现象间很难找到相互关系。尽管学者已经在测量基因与代谢领域取得巨大进展，但仍有许多生物量无法测量，即便能够测量出一些，测量的准确性也不够高。下面的例子是伦敦大学研究得到的一种模型，该模型模拟了血流改变时动脉壁内皮细胞的反应。血流改变刺激细胞产生化学信号，而这些化学信号拉长了内皮细胞，在某些条件下，巨噬细胞在动脉壁上增加了，最后导致动脉粥样硬化。动脉粥样硬化斑块的位置与血流改变的区域息息相关。并造成影响。学者研究出两个模型来探索这种影响。模型一是细胞表面的血液模型，首先把细胞表面分解成许多不同的小三角形区域（0.4um），这个模型可以看成一个斯托克斯公式的边界积分表达式，通过该模型可以研究在血流作用下细胞的受力情况。模型二研究了力对细胞骨架的影响，细胞骨架保持细胞形状，可以使用开尔文体模型研究这个问题，它是由1个缓冲器和2个平行的弹簧构成的黏性弹性系统，开尔文体代表一种将机械力转化成生化信号的细胞成分，这种生化信号会导致Src激酶的活化，Src激酶会调节Rho激酶和GTP酶（Rac和Rho），而Rho激酶和GTP酶可以控制细胞结构和形态。简单的展示了该过程。此模型可以解释很多现象，但仍然有一些问题解释不了，例如当涉及体内细胞间的通信时，该模型不适用。研究人员建立复杂的仿真模型，这些模型涉及化学和机械领域，可以使用这些模型来进一步研究各种生理学和临床医学现象。
4复杂系统的建模
生命系统具有很强的鲁棒性，生命系统和多反馈的鲁棒性系统相似。建模时要识别模型中的薄弱区域，在该薄弱区域模型可能不够准确，需要用模型进行预测，这要求修改模型。在复杂模型中，特别要注意内部参数不能测量的区域，当处理涉及复杂生理问题时，这些区域变得很重要。原料中包括必要成分A，A和其它成分一起加到反应器。在该反应器上，一些原料反应生成副产物B。在这个过程中，在一定范围内控制成分A的数量很重要。在反应器上，A在催化剂C的催化下生成B，B在催化剂D的催化下生成A。A的数量决定CSTR产生C或者D的数量。如果A加入很多，将会产生C催化正反应。如果A加入的很少，将产生D催化逆反应。与此同时，膜反应器过滤掉废物。这个简单的工艺流程初步反映了血液中葡萄糖调节机制。葡萄糖由肠道进入血液，并供给其它所有的器官。葡萄糖维持在一定浓度很重要，因为维持在一定浓度可以确保人类各种机能的良好反应，这种调节过程称为葡萄糖稳态。如果葡萄糖糖浓度高，胰腺产生胰岛素，指示肝脏把葡萄糖转化成糖原，如果血液中的葡萄糖浓度低，胰腺产生胰高血糖素，将糖原转化回葡萄糖。肝细胞还将血液中废品送入胆汁，并通过胆管过滤并排泄。这是一个涉及多个器官的复杂系统，探索该系统需要考虑许多器官间的联系，葡萄糖稳态系统可以用7个模型表示。
1）.胰高血糖素受体模型
通过胰高血糖素模拟肝细胞表面受体的活化，受体活化产生三磷酸肌醇。该模型由5个微分方程构成，分别描述受体的各种状态、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的产生。
2）.钙模型
模拟由三磷酸肌醇活化产生的钙信号通路。该模型由2个微分方程构成，分别涉及细胞质和内质网中钙浓度。钙模型的前提是Hill方程。
3）.环磷酸腺苷模型
模拟受体的活化和环磷酸腺苷的产生。该模型由5个微分方程构成，分别关于环磷酸腺苷的浓度、S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的浓度、受体的比例、不活动的比例以及核定位蛋白激酶A的比例。模型遵守Hill方程。
4）.胰岛素模型
模拟肝脏对于胰岛素的反应，该模型由1个描述糖原合成酶激酶（GSK）活化的微分方程构成。
5）.血液模型
模拟葡萄糖在血液、肝脏和胰腺之间的运输，该模型由1个描述血液中葡萄糖浓度的微分方程构成。
6）.糖原分解模型
模拟控制糖原分解与合成的4个因素，葡萄糖及6磷酸葡萄糖的控制、钙离子的控制、环磷酸腺苷的控制、胰岛素的控制。该模型是一个模糊逻辑模型，该模型描述糖原合成酶（Sta，控制糖原合成速率）及糖原磷酸化酶（Pho，控制糖原分解速率）的活性水平。该模型由4个微分方程构成，分别关于糖原磷酸化酶（Pho）、糖原合成酶（Sta）、糖原和细胞内的葡萄糖。
7）.胰腺模型
模拟胰高血糖素或胰岛素的释放。该模型由2个微分方程构成，分别关于胰岛素和胰高血糖素的血液浓度。每一个微分方程都要遵循Hill方程。上述7个模型共同构成葡萄糖的调控模型，需要软件管理系统来协调它们。Saffrey等人在2007年描述一种模型管理系统。该管理系统用来存储模型和数据。在该系统中，上述的7个模型互相联系，共同模拟出葡萄糖稳态系统。Hetherington等人详细描述这个葡萄糖稳态系统的模型。
5完善和应用模型
建立模型以后，需要进一步完善。可以选择各种不同的实验者，将实验者分成多个小组，分别观察和记录他们的数据，根据这些数据完善和调整模型，甚至改变模型，最终确定适合不同人的具体的模型。通过这些具体的模型可以预测未来的变化情况，为了达到某些目的也可以设计一些干预措施。在其他领域中，学者已经充分研究了基于模型工程的设计方法，利用这些设计方法可以达到一些想要的结果，虽然这些设计方法还不成熟，需要进一步完善，但值得借鉴。在生命科学中，要特别注意干预措施也可能会导致一些危害。这些干预措施包括环境干预、药理学干预或基因干预。环境干预通过物理或化学因素，药理学干预主要通过临床干预。在上一部分描述的复合模型中，广泛的使用了计算机辅助过程工程技术，和优化技术寻找最佳解决方案，如糖尿病患者的最佳胰岛素剂量；使用随机技术寻找高敏感度模型的解决方案；使用区间方法确定能够接受的最坏情况。上述方法和模型已经被用来预防一些疾病。如糖尿病患者很可能患非酒精性脂肪肝（NAFLD），利用上述方法可以提出一些措施，有效地避免Ⅱ型糖尿病患者患非酒精性脂肪肝（NAFLD）。基于模型的方法（例如优化、随机分析、间隔方法）将促进生物学和医学的发展，并且随着生物学和医学的发展，这些方法将更完善。要在生物学和医学领域中很好地使用这些方法和模型，必须要掌握生命科学的知识和计算机的知识，单个的研究者常常不具有这两个领域的知识，因此合作很重要。那些希望从事相关研究工作的学者必须合作，例如通过短期或长期项目，建立一个促进合作的机制。
6结论
