時(shí)間：2022-12-29 03:30:38
導(dǎo)語(yǔ)：在工業(yè)化學(xué)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
從總體上來看，現(xiàn)行培養(yǎng)方案的的培養(yǎng)目標(biāo)及基本要求符合專業(yè)特點(diǎn)及專業(yè)發(fā)展的需要，課程設(shè)置及課時(shí)安排也基本符合專業(yè)的要求。但是現(xiàn)行培養(yǎng)方案也存在著一些問題:(1)理論課的學(xué)時(shí)較多，容易形成以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和從事創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時(shí)間不足，而且所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)難以應(yīng)用于實(shí)踐，在畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中表現(xiàn)尤為突出。(2)由于公共課程較多的原因，學(xué)生在前三個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)過程中難以接觸到真正的專業(yè)課程，真正學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識(shí)的時(shí)間非常有限，也造成了安排在大一下半學(xué)期的認(rèn)知實(shí)習(xí)難以對(duì)學(xué)生產(chǎn)生相應(yīng)的專業(yè)影響。(3)核心課程的核心地位不突出，既沒有從課時(shí)上保證，也沒有從考核方式上來要求。(4)沒有專業(yè)概論課程，學(xué)生到了三、四年級(jí)，對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)還不夠清晰，對(duì)課程之間的承接關(guān)系沒有概念，綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)來解決實(shí)際問題的能力不足。(5)部分課程內(nèi)容重復(fù)，難以形成教學(xué)上的高效率。(6)課程體系中沒有能很好地跟上現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中信息化的腳步，已經(jīng)廣泛應(yīng)用的設(shè)計(jì)軟件，如Aspenplus、ProE等還沒有進(jìn)入課程體系。(7)畢業(yè)實(shí)習(xí)還有待加強(qiáng)，目前安排的畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間較短，難以達(dá)到實(shí)習(xí)的目的。
2化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的思路
美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的統(tǒng)計(jì)資料表明，高級(jí)工程人才的需求比例為:從事工程科學(xué)研究的人才為5%，這部分人才主要以研究和發(fā)現(xiàn)工程過程中的基本理論為主，偏重于工程學(xué)術(shù)研究;從事設(shè)計(jì)、開發(fā)的工程人才約占35%，主要工作是將科學(xué)原理和學(xué)科體系知識(shí)轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)方案或設(shè)計(jì)圖紙;從事生產(chǎn)工藝、運(yùn)行維護(hù)、管理銷售等工作的工程技術(shù)人員約占65%，將設(shè)計(jì)方案與圖紙轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。后兩者可以統(tǒng)稱為工程應(yīng)用人才。化工學(xué)院在建院之初，就確定了以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)。根據(jù)幾年來在人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐過程中，我們認(rèn)為，確切地說，我們應(yīng)該以打造工程生產(chǎn)一線工程師、工程技術(shù)人員為人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)，也就是說，以培養(yǎng)工程技術(shù)人員為主，對(duì)于一些學(xué)有余力的學(xué)生，可以通過進(jìn)一步的深造和在實(shí)踐工作崗位上的鍛煉，成為工程人才。培養(yǎng)化工類工程應(yīng)用型人才，就是要強(qiáng)調(diào)本科教育的專業(yè)性，通過本科教育這一相對(duì)完整的人才培養(yǎng)周期，是學(xué)生接受相對(duì)完整的、作為一線工程師所需要的基本教育，具有一線工程師應(yīng)有的基本知識(shí)、基本能力、基本素質(zhì)。學(xué)生通過這樣的教育，應(yīng)該具有系統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力、主動(dòng)的自主學(xué)習(xí)能力、靈活的崗位適應(yīng)能力，在現(xiàn)有成熟的化工技術(shù)和規(guī)范的基礎(chǔ)上，能夠應(yīng)用理論知識(shí)和技術(shù)，解決生產(chǎn)實(shí)際中的具體技術(shù)問題，特別是應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行集成創(chuàng)新和引進(jìn)吸收再創(chuàng)新。同時(shí)，一線工程師還應(yīng)具有一定的人文精神和環(huán)境意識(shí)?，F(xiàn)代化學(xué)工業(yè)，不僅融化學(xué)科學(xué)、化工技術(shù)、藝術(shù)于一體，還與自然資源、生態(tài)環(huán)境、倫理道德等重大社會(huì)問題息息相關(guān)，在“十”提出“建設(shè)美麗中國(guó)”的歷史背景下，在培養(yǎng)的學(xué)生多數(shù)服務(wù)于生態(tài)環(huán)境脆弱的西部地區(qū)的前提下，更應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的人文精神和環(huán)保意識(shí)［3］。經(jīng)過四年的執(zhí)行，現(xiàn)行培養(yǎng)方案在培養(yǎng)應(yīng)用型化工技術(shù)人才方面起到了重要的作用，也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在新方案修訂過程中，要在保持原方案優(yōu)點(diǎn)，尤其是突出實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，針對(duì)原方案的不足，結(jié)合現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)新的發(fā)展現(xiàn)狀以及地區(qū)經(jīng)濟(jì)，來綜合考慮，完成修訂工作?；谶@樣的認(rèn)識(shí)，對(duì)于新的培養(yǎng)方案，需要遵循“理論系統(tǒng)夠用，突出實(shí)踐動(dòng)手，營(yíng)造工程背景，重視過程培養(yǎng)與評(píng)價(jià)，提倡自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)化創(chuàng)新訓(xùn)練”的原則?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作的指導(dǎo)思想:以復(fù)合型、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)為核心，以教學(xué)改革、科學(xué)研究和服務(wù)社會(huì)為宗旨，以高素質(zhì)、重能力、求創(chuàng)新為根本，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生理論知識(shí)、綜合能力、實(shí)踐技能和科學(xué)素養(yǎng)全面協(xié)調(diào)健康發(fā)展。力求達(dá)到理論與實(shí)踐、基礎(chǔ)與提高、傳承與創(chuàng)新、教學(xué)與科研、素質(zhì)教育與技術(shù)訓(xùn)練的統(tǒng)一。
3化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的內(nèi)容
明確提出以轉(zhuǎn)變教育思想和更新教育觀念為先導(dǎo)，以完善和落實(shí)本科綜合培養(yǎng)方案為主線，深化教學(xué)改革;優(yōu)化課程體系，更新教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段;加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提高教師整體綜合素質(zhì)，形成一支教學(xué)科研相結(jié)合、教學(xué)思想活躍、知識(shí)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)優(yōu)化的教學(xué)梯隊(duì);注重學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)、個(gè)性的協(xié)調(diào)發(fā)展，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，走改革和創(chuàng)新之路，探索教學(xué)管理的新機(jī)制、新模式，開創(chuàng)教學(xué)工作的新局面。
3.1理論課的教育改革(1)深化課程體系改革，構(gòu)建創(chuàng)新能力和全面發(fā)展的化工專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)，本著“理論系統(tǒng)夠用”的原則，認(rèn)真梳理現(xiàn)行培養(yǎng)方案中的理論課程體系，根據(jù)專業(yè)方向，確定4～5門核心課程，凸顯核心課的核心地位，以核心課程為中心，構(gòu)建理論課程體系。將理論課程按課程的特點(diǎn)、內(nèi)容和相關(guān)性進(jìn)行進(jìn)一步整合，劃分為課程群，即將部分前后有銜接的課程，進(jìn)行內(nèi)容整合，減少重疊內(nèi)容，突出重點(diǎn)，通過課程群的建設(shè)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)可以更加連貫，便于融會(huì)貫通。(2)改革和更新教學(xué)內(nèi)容，積極吸收本專業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新成果，將化工及相關(guān)領(lǐng)域新技術(shù)、新成果納入課堂教學(xué);(3)深化教學(xué)方法改革，尊重學(xué)生個(gè)性發(fā)展，推進(jìn)啟發(fā)式和討論式教學(xué)方法，提倡案例教學(xué);主要課程注重引進(jìn)和選用國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材，不斷促進(jìn)本科教學(xué)質(zhì)量的提升。(4)改革教學(xué)技術(shù)，推行現(xiàn)代化教學(xué)手段。包括:多媒體、網(wǎng)絡(luò)、仿真等。盡可能采用雙外語(yǔ)教學(xué)。(5)改進(jìn)教學(xué)和管理機(jī)制，在理論教學(xué)過程中，重視過程培養(yǎng)和評(píng)價(jià)，并以此為契機(jī)，提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在教學(xué)大綱上和教學(xué)內(nèi)容上引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。
3.2實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的教育改革工程技術(shù)人才的創(chuàng)新能力集中體現(xiàn)在工程實(shí)踐活動(dòng)中創(chuàng)造新的技術(shù)成果的能力，包括新產(chǎn)品和新技術(shù)的研發(fā)，新流程和新裝置的設(shè)計(jì)，新的工廠生產(chǎn)過程操作運(yùn)行方案等。反映在教學(xué)過程中就是工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。因此在改革中高度重視和加強(qiáng)實(shí)踐類教學(xué)環(huán)節(jié)，繼續(xù)保證實(shí)踐教學(xué)的突出地位。在實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中，構(gòu)建由易到難，貫穿全程，逐步貼近工程實(shí)際的實(shí)踐教學(xué)體系，保證實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比重在整個(gè)培養(yǎng)方案的比重不低于25%，適當(dāng)調(diào)整理論教學(xué)課程，使教學(xué)前移，為學(xué)生創(chuàng)造更多地時(shí)間參與工程實(shí)踐，并積極創(chuàng)造條件推進(jìn)“3+1”培養(yǎng)模式的改革。對(duì)教學(xué)計(jì)劃內(nèi)要求的實(shí)踐性教學(xué)，結(jié)合工程實(shí)際，以實(shí)驗(yàn)與工藝基本操作技能訓(xùn)練為基礎(chǔ)，積極開展教學(xué)改革和建設(shè)。具體方案:在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方面，重視對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力、規(guī)范操作和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的作風(fēng)的培養(yǎng)。在專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方面，結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和教師的科研方向開發(fā)大綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，逐步引入具有工程意義的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加綜合性、設(shè)計(jì)性和研究型實(shí)驗(yàn)的比例。為后續(xù)實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)中，基于工程背景及地方產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手及實(shí)踐能力和工程意識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，形成滿足培養(yǎng)化工類專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的實(shí)踐綜合能力訓(xùn)練及培養(yǎng)的實(shí)訓(xùn)課程體系。以學(xué)校建設(shè)化工實(shí)訓(xùn)中心為契機(jī)，加強(qiáng)工程實(shí)訓(xùn)，彌補(bǔ)畢業(yè)實(shí)習(xí)過程中只能看不能動(dòng)的缺憾，是學(xué)生真正了解化工廠。在畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)環(huán)節(jié)，貫徹卓越工程師計(jì)劃，建立學(xué)生到企業(yè)和社會(huì)開展實(shí)踐實(shí)習(xí)的有效機(jī)制。精選認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)單位，加強(qiáng)基地建設(shè)，繼續(xù)為學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)過程中提供“頂崗實(shí)習(xí)”機(jī)會(huì)，結(jié)合就業(yè)，讓學(xué)生能夠在就業(yè)后縮短適應(yīng)期。提高學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)同度和優(yōu)越感，提高學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣。畢業(yè)設(shè)計(jì)以工廠實(shí)際設(shè)計(jì)為題，畢業(yè)論文以教師科研為題。落實(shí)理論聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合工程與科研實(shí)際，一人一題，真題真做。實(shí)施雙向選擇和規(guī)范化管理。使學(xué)生的分析問題、解決問題、協(xié)作精神、創(chuàng)新意識(shí)和能力等得到充分鍛煉。
3.3課堂外教學(xué)環(huán)節(jié)的教育改革對(duì)教學(xué)計(jì)劃外的實(shí)踐能力培養(yǎng)，可通過開展各類科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)、大賽和專業(yè)技能培訓(xùn)的形式進(jìn)行延伸。加強(qiáng)科研與實(shí)踐教學(xué)的融合，組建學(xué)生科研興趣小組，強(qiáng)化化工設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，全面訓(xùn)練實(shí)踐能力。目前我院已開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、校級(jí)“化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽”，參加全國(guó)大學(xué)生挑戰(zhàn)杯、“PRO/E建模設(shè)計(jì)大賽”和全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽”等賽事上取得好成績(jī)。2012年、2013年、2014年由中國(guó)化工學(xué)會(huì)、中國(guó)化工教育協(xié)會(huì)、教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)舉辦的國(guó)內(nèi)包括清華大學(xué)、天津大學(xué)、浙江大學(xué)等百所高校參加的“中國(guó)石化－三井化學(xué)杯”杯大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，以本專業(yè)學(xué)生為主的代表隊(duì)最終獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)二項(xiàng)，全國(guó)二等獎(jiǎng)四項(xiàng)的優(yōu)異成績(jī)。這些活動(dòng)的開展即可從多方面培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程技能，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，增強(qiáng)大學(xué)生的工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力，又可幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)、發(fā)展各自的志趣、潛力和特長(zhǎng)，并對(duì)學(xué)生的就業(yè)和考研起到積極作用。
4結(jié)語(yǔ)
在半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠中使用的中央化學(xué)藥液供應(yīng)系統(tǒng)可以根據(jù)機(jī)臺(tái)的不同有兩種分類，一種是單純的藥液供應(yīng)系統(tǒng)（SupplySystem）：將化學(xué)液自儲(chǔ)存設(shè)備，利用供酸機(jī)臺(tái)及管路供應(yīng)給制程機(jī)臺(tái)使用。另一種是具有混合、加熱或者攪拌等功能的功能系統(tǒng)(FunctionalSystem)：將藥液從儲(chǔ)存設(shè)備，先經(jīng)過稀釋混合、加熱、冷卻或者攪拌沉淀的功能之后，再供應(yīng)給制程機(jī)臺(tái)使用。具體使用哪種供液方式，取決于機(jī)臺(tái)的功能以及工藝上的要求。
1.1中央供藥液基本要求
不同系統(tǒng)會(huì)有不同的要求，但是大部分的供液系統(tǒng)有相同基本的要求：
（1）操作安全性，能耐腐蝕、耐壓力、防爆等；
（2）化學(xué)液零污染，要求系統(tǒng)中與化學(xué)液接觸部分完全與化學(xué)液兼容，不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)或者溶解；
（3）微粒子控制，藥液因?yàn)闇囟葔毫赡軙?huì)產(chǎn)生微粒，需要用過濾器循環(huán)過濾；
（4）流量要求，各個(gè)機(jī)臺(tái)需要的流量不同，整個(gè)供液系統(tǒng)需要滿足最高的流量要求；
（5）泄露報(bào)警，如果系統(tǒng)中有泄露的地方，需要立即發(fā)出警報(bào)，在界面中顯示出泄露大概區(qū)域，并且暫停這一部分的供液功能，關(guān)閉相關(guān)部分的閥門和動(dòng)力系統(tǒng)，使得故障能迅速恢復(fù)，將損失降到最低。把信息結(jié)果匯入故障診斷系統(tǒng)；
（6）取樣分析，各段供應(yīng)的化學(xué)液需要進(jìn)行自動(dòng)取樣分析，根據(jù)需要分析系統(tǒng)和管路中帶入的粒子以及金屬離子。把結(jié)果匯入故障診斷系統(tǒng)；
（7）自動(dòng)控制運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)和各個(gè)機(jī)臺(tái)的交互運(yùn)行能夠進(jìn)行自動(dòng)控制，提供運(yùn)行監(jiān)控界面，顯示實(shí)時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)，其中包括泵、過濾系統(tǒng)、壓力容器等的各種參數(shù)，如果一旦有參數(shù)超出正常范圍，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)之后將進(jìn)行報(bào)警，將信息匯入故障診斷系統(tǒng)；
（8）自動(dòng)的維護(hù)保養(yǎng)系統(tǒng)功能，能夠在系統(tǒng)閑時(shí)，根據(jù)具體情況，定期對(duì)系統(tǒng)管路進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)以及清潔，延長(zhǎng)整個(gè)系統(tǒng)的使用，提高系統(tǒng)的安全性；
（9）化學(xué)液用量的統(tǒng)計(jì)，能根據(jù)人為控制或者自動(dòng)結(jié)算監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整藥液供應(yīng)時(shí)間和頻率，使得藥液供應(yīng)能及時(shí)補(bǔ)充生產(chǎn)，不成為整個(gè)生產(chǎn)的瓶頸；
（10）系統(tǒng)自動(dòng)故障診斷，根據(jù)前面提及的各個(gè)控制系統(tǒng)匯總的故障信息，自動(dòng)診斷故障點(diǎn)或者可能發(fā)生故障點(diǎn)的相關(guān)度，最大化的縮短故障排除時(shí)間。
1.2系統(tǒng)設(shè)備使用材料
系統(tǒng)中設(shè)備容器及管路使用的材料。
1.3中央集中供藥液方式
首先根據(jù)藥液使用量的大小選擇藥液的供應(yīng)容器，如果使用量很大，比如在多個(gè)清洗步驟中都會(huì)使用到的強(qiáng)氧化劑H2O2以及強(qiáng)酸濃硫酸H2SO4，就使用槽車供應(yīng)先到化學(xué)液充填站，再使用氮?dú)饧訅狠斔椭链笥?0m3的存儲(chǔ)罐中。使用量中等或者少量的化學(xué)液例如HF以及顯影液等，則使用便攜式可移動(dòng)的容器來輸送到主管路。經(jīng)過過濾系統(tǒng)的化學(xué)液則通過N2或者泵分別輸入各個(gè)三通閥箱?；瘜W(xué)液的驅(qū)動(dòng)方式有兩種，一種是泵傳輸，另一種是使用N2產(chǎn)生壓力輸送。其中常用于半導(dǎo)體中央供藥液的泵也有很多種類，其中因?yàn)轵?qū)動(dòng)方式的不同可以分為氣動(dòng)泵、電動(dòng)泵和磁力泵等，其中氣動(dòng)泵成本經(jīng)濟(jì)，并且可使用耐腐蝕材料制造，輸送一些酸性藥液。磁力泵密封性很好，可以做到完全不泄露，動(dòng)力輸入和輸出可以完全零摩擦，降低能耗。電機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵可以做到很精確的閉環(huán)控制，已達(dá)到最終的高精度輸出。而N2壓力輸送，常用在一些藥液黏度大，用量精度高、揮發(fā)性強(qiáng)以及燃點(diǎn)低的情況下。
1.4化學(xué)液集中供應(yīng)系統(tǒng)控制流程
是中央集中供液的總體流程示意圖。藥液會(huì)根據(jù)使用量的大小采取不同的供應(yīng)容器，通過化學(xué)液過濾系統(tǒng)CDU過濾不符合要求的微粒子，再通過三通閥箱TeeBox閥箱以及分支閥箱VMB供應(yīng)到各個(gè)機(jī)臺(tái)，其中在各段不同點(diǎn)需要有化學(xué)液采樣分析盒SamplingBox，最終的分析信息需要匯總到總控制臺(tái)的故障診斷系統(tǒng)。為單路多反饋控制流程圖。具體到單路的控制流程里，主管路將溶液供應(yīng)到CDU過濾系統(tǒng)，當(dāng)化學(xué)液中的微粒尺寸和數(shù)量滿足要求之后，會(huì)將電信號(hào)反饋給OCP即運(yùn)算處理器。當(dāng)機(jī)臺(tái)發(fā)出需求信號(hào)時(shí)，OCP判斷CDU信號(hào)，如果滿足要求OCP將控制信號(hào)通過HUB放大信號(hào)之后發(fā)送給VMB分支閥箱，這時(shí)過濾好的藥液就會(huì)通過三通閥箱以及分支閥箱供應(yīng)給機(jī)臺(tái)。如果機(jī)臺(tái)、閥箱以及過濾系統(tǒng)有漏液、堵塞以及完成等狀態(tài)，信號(hào)會(huì)被反饋給OCP，OCP將處理當(dāng)前狀態(tài)，關(guān)閉執(zhí)行單元，并且將信號(hào)通過HUB發(fā)送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集系統(tǒng)SCADASystem，相應(yīng)發(fā)出警示或者警報(bào)。在一些清洗或者刻蝕工藝中，有些機(jī)臺(tái)使用的是不同化學(xué)液的混合物，需要根據(jù)一定的體積或者質(zhì)量比例進(jìn)行配液。機(jī)臺(tái)可能會(huì)在工藝槽中直接配液，或者有配液槽進(jìn)行提前配液以及其它的預(yù)備功能，比如加熱、攪拌反應(yīng)或者冷卻降溫等?，F(xiàn)在通常使用的都是將質(zhì)量比例換算成體積比例進(jìn)行配比。精度要求不高的，并且混合后體積不會(huì)有很大變化的混液過程，可以通過混液槽里使用液位傳感器進(jìn)行體積控制。精度要求高的使用流量傳感器來測(cè)量流過的液體體積。為了達(dá)到較高的精度要求，傳感器則需要安裝在距離配液容器進(jìn)口處。
1.5化學(xué)液集中供應(yīng)安全防護(hù)系統(tǒng)
化學(xué)液輸送系統(tǒng)需要以下安全裝置：
（1）設(shè)置溢出流量閥或者開關(guān)（ExcessValve/Switch）以及相應(yīng)排放管道，用于在系統(tǒng)中由于某些故障造成的輸送無法停止、泄露以及腐蝕等等緊急情況下，化學(xué)液的排放溢出。
（2）泄露相關(guān)安全保護(hù)，其中包括檢測(cè)化學(xué)液泄露的傳感器。這類傳感器有耐腐蝕性，能夠保證長(zhǎng)時(shí)間的檢測(cè)壽命。可根據(jù)具體化學(xué)液的性質(zhì)進(jìn)行類型選擇，如果有導(dǎo)電性，可選擇導(dǎo)線式傳感器，可根據(jù)不同點(diǎn)之間電阻值得變化檢測(cè)到泄露以及泄露位置。如果無導(dǎo)電性，可選擇光電式傳感器，可避免化學(xué)液接觸導(dǎo)致的腐蝕。除了選擇檢測(cè)傳感器，還需要有泄露二次圍堵和排放功能，以免泄露造成污染腐蝕等引起的二次危險(xiǎn)與損失。
（3）各段化學(xué)液供應(yīng)源處安裝手動(dòng)開關(guān)，在遇有緊急情況時(shí)可切斷化學(xué)液供應(yīng)或者分流，以保證需要保護(hù)的裝備切斷或者減少化學(xué)液進(jìn)入。
（4）化學(xué)液桶、槽和柜進(jìn)行填充時(shí)，需要有液位傳感器或者壓力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)化學(xué)液液位及壓力，如果超過一定值時(shí)供應(yīng)必須自動(dòng)停止。
（5）易燃易爆化學(xué)液輸送系統(tǒng)應(yīng)該配有滅火裝置，使用火焰、溫度或者煙霧傳感器監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生險(xiǎn)情，必須能進(jìn)行有效的滅火并且有聲光報(bào)警，以及遠(yuǎn)程報(bào)警信號(hào)傳輸。
2結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：物理化學(xué)；課程改革；化工專業(yè)；實(shí)踐導(dǎo)向
0引言
“物理化學(xué)”課程是高等院?；瘜W(xué)、化工、制藥、材料和生化等專業(yè)的學(xué)生必修專業(yè)基礎(chǔ)課之一.“物理化學(xué)”課程綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的理論和實(shí)驗(yàn)手段來解決化學(xué)反應(yīng)中出現(xiàn)的問題，并研究在化學(xué)變化中所遵循的規(guī)律.物理化學(xué)是多種學(xué)科的理論基礎(chǔ)，尤其在理科、工科化學(xué)系列課程體系中起著重要作用.由于“物理化學(xué)”課程的理論性強(qiáng)、公式多，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難免覺得內(nèi)容過于抽象而難以理解［1-2］，同時(shí)所學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系較小，造成學(xué)習(xí)的畏懼感，學(xué)習(xí)效果不理想.鑒于物理化學(xué)在化工相關(guān)專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中所處的重要位置，尤其對(duì)后面要學(xué)習(xí)的“化工原理”“化工熱力學(xué)”和“催化原理”等課程起著重要的鋪墊作用，因此，“物理化學(xué)”課程的建設(shè)對(duì)高質(zhì)量化工專業(yè)人才的培養(yǎng)至關(guān)重要.多年來，我?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院物理化學(xué)課程組通過更新教育理念，在物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)思想和教師隊(duì)伍建設(shè)等方面取得顯著成效.完成“物理化學(xué)”省級(jí)精品課程的建設(shè)和驗(yàn)收工作，成效顯著.“物理化學(xué)”課程團(tuán)隊(duì)被遴選為學(xué)校重點(diǎn)建設(shè)的課程團(tuán)隊(duì).在這樣的背景下，如何以實(shí)踐為導(dǎo)向，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的工科思維，提高他們解決實(shí)際問題的能力是工科物理化學(xué)教學(xué)值得思考的重要問題.
1調(diào)整理論教學(xué)內(nèi)容，側(cè)重工程實(shí)踐導(dǎo)向
相比而言，我校開設(shè)化工專業(yè)的歷史較短，所用物理化學(xué)教材也一直沿用我?；瘜W(xué)（師范）、應(yīng)用化學(xué)和材料化學(xué)專業(yè)使用的《物理化學(xué)》（第五版、南京大學(xué)傅獻(xiàn)彩等編寫）教材，以相應(yīng)的《物理化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》（南京大學(xué)孫德坤和沈文霞等編寫）作為學(xué)生的指導(dǎo)資料.在授課的過程中，雖然也積極拓展部分內(nèi)容，在一定程度上解決與化工實(shí)踐過程聯(lián)系不密切的矛盾.但隨著我?；I(yè)的建設(shè)和發(fā)展，如果繼續(xù)使用偏重理論教學(xué)的物理化學(xué)教材顯然不合時(shí)宜.以課程體系的改革為契機(jī)，基于實(shí)踐導(dǎo)向的新教材的選用成為物理化學(xué)教學(xué)改革的出發(fā)點(diǎn).從2014開始，精選天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編寫的《物理化學(xué)》（第五版）［3］工科教材作為我?；I(yè)物理化學(xué)課程教材.與原教材相比，天津大學(xué)編寫的工科“物理化學(xué)”教材增加許多與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，如真實(shí)氣體的液化及臨界參數(shù)、真實(shí)氣體狀態(tài)方程、二組分液體部分互溶系統(tǒng)的溫度-組成圖和完全不互溶系統(tǒng)的溫度-組成圖，以及多相化學(xué)反應(yīng)等，目的是幫助學(xué)生能更好地了解和掌握物理化學(xué)原理在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，有利于化工專業(yè)學(xué)生的工科思維的養(yǎng)成.另外，工科“物理化學(xué)”教材將電解質(zhì)溶液、可逆電池電動(dòng)勢(shì)及其應(yīng)用和電解與極化作用3部分內(nèi)容合并為電化學(xué)，將化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)合并為化學(xué)動(dòng)力學(xué)，既優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，又適當(dāng)降低理論深度，更重要的是拓展學(xué)生的實(shí)踐視野.本教材在我院近幾年的使用過程中，獲得學(xué)生良好的反響.
另外，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，圖文并茂、生動(dòng)形象的教學(xué)課件對(duì)工科物理化學(xué)課堂教學(xué)的支撐作用是顯而易見的.由于物理化學(xué)課程內(nèi)容的抽象性，注重通過演示與基本原理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)接實(shí)踐應(yīng)用，讓學(xué)生更好地理解所學(xué)理論知識(shí)與工程實(shí)踐的直接關(guān)系［4］，更好地突出物理化學(xué)理論知識(shí)對(duì)工程實(shí)踐的指導(dǎo)作用.在授課過程中，除講授教材上的基礎(chǔ)知識(shí)外，還注重把從事物理化學(xué)方面的科研體會(huì)以及最新科研成果有機(jī)地融入到物理化學(xué)教學(xué)過程中，更好地激發(fā)學(xué)生對(duì)“物理化學(xué)”課程的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更加認(rèn)識(shí)到物理化學(xué)在生活和化工行業(yè)中的重要性，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生加快適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的能力和科學(xué)創(chuàng)新的思維能力［5］.
2優(yōu)化課堂教學(xué)方法，注重實(shí)例說明理論
由于化工專業(yè)的學(xué)生將來所從事的職業(yè)與生產(chǎn)實(shí)踐更加緊密相連，所以，采用何種教學(xué)方法才能更加有效地提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力是物理化學(xué)教學(xué)過程中面臨的問題之一.物理化學(xué)內(nèi)容抽象、公式多而雜，在課堂講授中要更加注重結(jié)合具體實(shí)例來闡述理論內(nèi)容，才能有效地幫助學(xué)生深入理解和接受所學(xué)的理論知識(shí).例如，講授界面現(xiàn)象中彎曲液面下的附加壓力時(shí)，用他們所熟悉的人工降雨和暴沸現(xiàn)象來說明開爾文公式，只有水蒸汽液化凝結(jié)成新相小液滴（凸液面），小液滴逐漸長(zhǎng)大才能從天上落下雨滴.由于新相小液滴剛開始很難形成，即水蒸汽的過飽和蒸氣壓pr非常大，天空中的水蒸汽氣壓很難達(dá)到pr，因而需要采用人工的方式提供小液滴形成時(shí)的凝聚中心，大幅度降低pr的數(shù)值，使雨滴順利形成.同理，液體受熱氣化形成新相小氣泡（凹液面），小氣泡逐漸長(zhǎng)大才能從液體里逸出，但新相小氣泡開始很難形成，即液體過熱也不沸騰，是因?yàn)橐后w中的小氣泡壓力很小達(dá)不到外界大氣壓的數(shù)值，因而需要向液體中加入實(shí)驗(yàn)中常用的沸石（孔中含空氣）增加初始小氣泡的大小，使氣泡壓力很快達(dá)到外界大氣壓值，保證氣體從液體中順利逸出，避免形成過熱液體，引起事故.總之，利用具體實(shí)例講授比較抽象的物理化學(xué)知識(shí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論中更接近實(shí)際生產(chǎn)和生活，激發(fā)他們將理論運(yùn)用于實(shí)踐的潛能.
3多方位理解實(shí)驗(yàn)原理，提高動(dòng)腦與動(dòng)手能力
伴隨著物理化學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，也將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化.例如：化學(xué)反應(yīng)過程中常常伴隨著反應(yīng)熱的形成，如果不能及時(shí)地移除多余的熱量導(dǎo)致反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快，將對(duì)化工生產(chǎn)安全帶來極大的隱患.所以，反應(yīng)過程中溫度的測(cè)量與調(diào)控在化工生產(chǎn)中顯得尤為重要.目前，在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及到多種類型的溫度計(jì)（如玻璃溫度計(jì)、貝克曼溫度計(jì)、熱電偶等）用于測(cè)量反應(yīng)體系的溫度.作為溫差測(cè)量的貝克曼溫度計(jì)，廣泛應(yīng)用在恒溫槽的組裝和性能測(cè)試、稀溶液的凝固點(diǎn)降低實(shí)驗(yàn)中.由于精密電子溫度測(cè)量?jī)x器的普遍使用，使得貝克曼溫度計(jì)在實(shí)驗(yàn)中的利用率逐漸降低，但它仍可以作為一種簡(jiǎn)便的輔助儀器使用.另外，溫度效應(yīng)常常在實(shí)驗(yàn)中有所體現(xiàn).如醋酸-水-氯仿三組分系統(tǒng)的相圖繪制實(shí)驗(yàn)，其成敗與溫度的關(guān)系比較密切.然而，大部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中并沒有注意到這個(gè)現(xiàn)象，也并不清楚隱含的實(shí)驗(yàn)原理.實(shí)驗(yàn)過程中，溫度影響到各組分間的溶解度，在溫度較高的條件下無法觀察到明顯的渾濁現(xiàn)象，導(dǎo)致不能很好地判定滴定終點(diǎn).因此，如果能夠測(cè)定不同溫度下的相圖，可以使學(xué)生更深入地了解萃取過程，理解相圖中物系點(diǎn)和相點(diǎn)的概念，對(duì)于化工產(chǎn)品分離條件的篩選起到良好地指導(dǎo)作用.其他的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如：溶液表面張力的測(cè)定、活性炭比表面積的測(cè)定、蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定、高聚物的分子量測(cè)定等，溫度的影響均不可忽視.
合理的安排實(shí)驗(yàn)是保證學(xué)生理解并掌握實(shí)驗(yàn)原理的前提.但由于參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)較多，普遍的做法是將學(xué)生分成若干小組，采用循環(huán)的方式開展實(shí)驗(yàn).如果物理化學(xué)的理論課與實(shí)驗(yàn)課在同一學(xué)期開設(shè)，在循環(huán)實(shí)驗(yàn)過程中將不可避免地導(dǎo)致部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目早于理論課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中則顯得非常被動(dòng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)理論一知半解，造成他們更多地關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作過程，只動(dòng)手、缺乏動(dòng)腦，實(shí)驗(yàn)效果并不理想.鑒于此，將實(shí)驗(yàn)課的開出時(shí)間較理論課程滯后一學(xué)期，先讓學(xué)生充分學(xué)習(xí)理論知識(shí)，再開展相關(guān)實(shí)驗(yàn).通過在實(shí)驗(yàn)過程中讓學(xué)生試講實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、回答問題等方式讓學(xué)生進(jìn)一步理解實(shí)驗(yàn)過程中的理論知識(shí)和操作步驟，更好地理論聯(lián)系實(shí)際，教學(xué)效果良好.同時(shí)，依托我校的安徽省化學(xué)工程實(shí)訓(xùn)中心，還可以進(jìn)一步開設(shè)與物理化學(xué)相關(guān)的綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生深入理解物理化學(xué)原理、提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力奠定基礎(chǔ).
4結(jié)語(yǔ)
通過對(duì)我?；I(yè)本科生“物理化學(xué)”課程的教學(xué)和改革結(jié)果，以實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的工科思維，才能提高學(xué)生利用物理化學(xué)原理知識(shí)綜合解決化工實(shí)踐問題的能力.
參考文獻(xiàn)：
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［2］胡碧茹，吳文健.《物理化學(xué)》課程教學(xué)改革的相關(guān)探索與實(shí)踐［J］.高等教育研究學(xué)報(bào)，2013，36（2）：113-115.
［3］天津大學(xué)物理化學(xué)教研室.物理化學(xué)［M］.5版.北京：高等教育出版社，2009.
1中醫(yī)藥術(shù)語(yǔ)表征功效的現(xiàn)狀與意義
中藥的現(xiàn)代科學(xué)研究工作沿著中西藥結(jié)合的道路前進(jìn)現(xiàn)代對(duì)中藥所進(jìn)行的科學(xué)研究，主要包括藥理、化學(xué)和臨床研究。藥理研究，就是用現(xiàn)代科學(xué)的生理、生化、病理等指標(biāo)表征中藥的功效。應(yīng)包括中藥的飲片，也包括提取有效成分的部位或單體化合物。化學(xué)研究就是弄清楚中藥有效成分及其物理和化學(xué)性質(zhì)，從而為控制藥物質(zhì)量、制劑制備、選擇給藥途徑及保證藥物效用提供依據(jù)。臨床研究就是指用中藥所能治療的按西醫(yī)診斷的疾病的情況。按上述方法研究的結(jié)果尤其是從中分離得到的有效化合物，往往不能再被中醫(yī)按中醫(yī)藥理論體系進(jìn)行使用了，只能為西醫(yī)按西醫(yī)藥理論體系進(jìn)行使用，也就是說，把中藥變成了西藥。長(zhǎng)此下去，勢(shì)必出現(xiàn)中藥的消亡和西藥的豐富與發(fā)展。例如，經(jīng)現(xiàn)代科學(xué)研究、發(fā)現(xiàn)黃連中的黃連素可抑制細(xì)菌，被西醫(yī)用作抑菌消炎藥。然因尚未研究黃連素的中藥特性和用中醫(yī)藥術(shù)語(yǔ)來表征的功效，故中醫(yī)不能按中醫(yī)藥理論體系來使用它。中藥的特性如四氣五味、升降沉浮、歸經(jīng)等，是中藥的特點(diǎn)和長(zhǎng)處，它們與機(jī)體的“證”相對(duì)應(yīng)，直接指導(dǎo)著臨床用藥。例如從四氣中的寒熱看，可與“證”對(duì)應(yīng)使用，即熱證用寒性藥，寒證用熱性藥，即所謂“熱者寒之，寒者熱之”。再如歸經(jīng)，按現(xiàn)代觀點(diǎn)的結(jié)核菌感染的疾患看，有肺、腎、腸、骨等結(jié)核病，按中醫(yī)理論體系分析，這不同部位的疾病，屬于不同歸經(jīng)，在選用藥物時(shí)，是要考慮到的。就急性腎炎和慢性腎炎、急性菌痢和慢性菌痢而言，盡管從西醫(yī)角度看均屬細(xì)菌感染性疾患，但從中醫(yī)看，在急性期屬實(shí)熱證（或濕熱證），應(yīng)選用苦寒藥，而在慢性期，則屬虛寒證（久病必虛、虛易成寒），是不宜選用苦寒藥的。
2豐富和發(fā)展中藥學(xué)
中藥的很多苦寒藥，均具抑菌消炎作用，當(dāng)然，并不能由此而完全認(rèn)為抑菌消炎作用即為中藥特性——味苦性寒的表示方法，但起碼這表現(xiàn)了中藥的味苦性寒這一特性的一個(gè)方面。一些臨床實(shí)踐已經(jīng)證明，它對(duì)腎陽(yáng)虛病人效果較好，而對(duì)腎陰虛病人效果不好，這說明它具有中醫(yī)藥學(xué)術(shù)語(yǔ)的補(bǔ)腎陽(yáng)的作用。可見二者具有生物活性的同一性。不論西藥還是中藥都由相應(yīng)化合物構(gòu)成，具有以下同一性：有的為結(jié)構(gòu)清楚的單體化合物，有的為結(jié)構(gòu)不清楚的混合物。如西藥阿托品、磺胺噻唑是結(jié)構(gòu)清楚的單體化合物：巴甫洛夫合劑、三溴片等為成分結(jié)構(gòu)清楚的混合物，而相當(dāng)一部分格林制劑及一些天然藥物如洋地黃葉、番瀉葉等，其成分結(jié)構(gòu)不完全清楚。而中藥，盡管大多數(shù)藥物的成分結(jié)構(gòu)尚不清楚，如天麻、竹茹等，但也有一些成分結(jié)構(gòu)清楚的，如冰片即為龍腦，相當(dāng)一部分礦物藥的成分結(jié)構(gòu)大體清楚。它們大多由天然化合物或人工合成化合物構(gòu)成。例如西藥的利血平，是天然產(chǎn)物，磺胺類藥物是人工合成產(chǎn)物，中藥的絕大多數(shù)如麻黃等是天然產(chǎn)物，但也有人工合成的，如砒石，即為由雄黃（硫化砷AsS）煉制（氧化）而成的三氧化二砷（As2O3）。
3通過中醫(yī)研究中藥物質(zhì)的五味
參考文獻(xiàn)
一、合成生物學(xué)：新千年的科學(xué)技術(shù)
新的研究格局在世紀(jì)之交已經(jīng)呈現(xiàn)，其中生物科學(xué)的地位日益凸顯，數(shù)十年前還不敢想象的技術(shù)現(xiàn)在似乎可以實(shí)現(xiàn)。但是，新世紀(jì)面臨著新挑戰(zhàn)。世界人口日益增加，氣候變化、糧食和能源需求增加、疾病傳播等一系列新的問題隨之出現(xiàn)。許多科學(xué)家和工程師認(rèn)為，可以通過合成生物學(xué)這一新興而又具有變革潛力的學(xué)科應(yīng)對(duì)新世紀(jì)面臨的部分挑戰(zhàn)。
合成生物學(xué)是一門將科學(xué)和工程方法相結(jié)合進(jìn)行生物學(xué)研究和操控的新興學(xué)科。雖然合成生物學(xué)還處在“幼年期”――其核心研究?jī)?nèi)容主要局限于尋找和提煉可執(zhí)行具體基因功能或生物化學(xué)功能的生物元件，并改善DNA合成和構(gòu)建的方法――但目標(biāo)遠(yuǎn)大。合成生物學(xué)家們希望設(shè)計(jì)并構(gòu)建人工合成的生物系統(tǒng)，最終用于工業(yè)制造、糧食生產(chǎn)，并提高全球健康水平。
一般而言，合成生物學(xué)是指運(yùn)用工程學(xué)原理，設(shè)計(jì)和構(gòu)建新的生物元器件和系統(tǒng)，并重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有的、天然的生物系統(tǒng)，用于有益目的。它源于生物學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域一個(gè)世紀(jì)的研究成果，但離不開工程學(xué)、計(jì)算科學(xué)、信息技術(shù)等領(lǐng)域的重大突破。
合成生物學(xué)具有以下重要特點(diǎn)：（1）它是生物學(xué)研究的新穎方法。與傳統(tǒng)的生命機(jī)制探索方法完全相反，合成生物學(xué)注重生產(chǎn)定制化的細(xì)胞、有機(jī)體和生命體。（2）應(yīng)用工程學(xué)方法生產(chǎn)生命體。合成生物學(xué)通常應(yīng)用工程學(xué)原理設(shè)計(jì)執(zhí)行特定功能的簡(jiǎn)化的生物元素。（3）依賴于非等級(jí)化的科研和商業(yè)化網(wǎng)絡(luò)。合成生物學(xué)向著橫向的、全球化的研究方式發(fā)展，通過社交網(wǎng)絡(luò)，它吸引了世界各地的年輕科學(xué)家。（4）需要響應(yīng)社會(huì)關(guān)切。合成生物學(xué)是新興的學(xué)科和技術(shù)，需要充分考慮該技術(shù)的倫理、法律和社會(huì)影響，以及人們對(duì)其生物安全、監(jiān)管和知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題的關(guān)切。
二、合成生物學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略
1.中國(guó)。中國(guó)認(rèn)為合成生物學(xué)將帶來技術(shù)推動(dòng)的新一輪經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，因此努力成為該領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先者。目前，中國(guó)每年對(duì)合成生物學(xué)的研發(fā)投資達(dá)到2.6億元，每年發(fā)表合成生物學(xué)論文400余篇，約占世界總量的10%，論文被引次數(shù)居全球第7。中國(guó)已經(jīng)制訂了合成生物學(xué)戰(zhàn)略路線圖，規(guī)劃了技術(shù)、工業(yè)應(yīng)用、醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)等方面的中長(zhǎng)期目標(biāo)。未來5年，將建立標(biāo)準(zhǔn)元件數(shù)據(jù)庫(kù)，形成設(shè)計(jì)生物元器件的計(jì)算能力；形成化學(xué)品和生物材料的模塊化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力；對(duì)可增強(qiáng)植物耐旱性和耐堿性的生物元件進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)計(jì)。未來10年，將擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)元器件數(shù)據(jù)庫(kù)，形成設(shè)計(jì)生物系統(tǒng)的計(jì)算能力；商業(yè)化生產(chǎn)某些化學(xué)品和生物材料；對(duì)合成固氮器件進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)計(jì)。未來20年，將形成生物系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模和驗(yàn)證一體化平臺(tái)；商業(yè)化生產(chǎn)眾多自然化合物、藥品、化學(xué)品和生物燃料；臨床應(yīng)用生物元件和系統(tǒng)，用于檢測(cè)、控制和治療主要疾病；創(chuàng)造人工微生物。
2.英國(guó)。英國(guó)政府把合成生物學(xué)視為非常有商業(yè)前景的革命性平臺(tái)，熱切期望在合成生物學(xué)領(lǐng)域占據(jù)世界領(lǐng)先地位。英國(guó)政府決定成立合成生物學(xué)領(lǐng)導(dǎo)委員會(huì)，促進(jìn)各領(lǐng)域的討論與公私合作，由部長(zhǎng)和資深業(yè)界人士擔(dān)任聯(lián)合主席。英國(guó)計(jì)劃開展合成生物學(xué)投資如下：公共投資5000萬英鎊，其中多達(dá)650萬英鎊用于鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)投資；英國(guó)工程與自然科學(xué)研究理事會(huì)投資600萬英鎊，鼓勵(lì)大學(xué)探索新產(chǎn)品商業(yè)化；將合成生物學(xué)研發(fā)和相關(guān)的倫理、法律及社會(huì)影響研究的資助整合起來；生物技術(shù)與生物科學(xué)研究理事會(huì)支持16個(gè)機(jī)構(gòu)從事5個(gè)跨國(guó)研究項(xiàng)目；撥款1億英鎊，用于未來3-5年對(duì)10萬名患者進(jìn)行全基因組測(cè)序。
3.美國(guó)。美國(guó)很早就是合成生物學(xué)領(lǐng)跑者。美國(guó)政府每年向合成生物學(xué)研究投入約1.4億美元，其中美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)投入約7200萬美元。2008年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)投入1600萬美元資助合成生物學(xué)工程研究中心。美國(guó)國(guó)防部力圖將合成生物學(xué)提升為一種制造平臺(tái)，美國(guó)能源部也圍繞合成生物學(xué)啟動(dòng)了一些行動(dòng)。不過，美國(guó)聯(lián)邦政府還沒有制訂合成生物學(xué)投資或管理的整體規(guī)劃。本屆政府的《國(guó)家生物經(jīng)濟(jì)藍(lán)圖》雖然提到了合成生物學(xué)，但沒有提出具體的行動(dòng)計(jì)劃。2010年，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬指示總統(tǒng)生物倫理問題研究委員會(huì)對(duì)合成生物學(xué)進(jìn)行評(píng)估，并制定倫理指南，意在使風(fēng)險(xiǎn)最小化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)公共利益最大化。
三、合成生物學(xué)帶來的機(jī)遇
合成生物學(xué)會(huì)帶來新一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展浪潮。產(chǎn)業(yè)界大量投資合成生物學(xué)，認(rèn)為伴隨著基因組學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)的不斷進(jìn)步，合成生物學(xué)將通過生物制造給產(chǎn)品和物質(zhì)開發(fā)帶來革命性影響。到21世紀(jì)頭十年的中葉，全球就約有3000家生物技術(shù)公司，其中基因合成公司遍及五大洲，每年生產(chǎn)約5萬條基因。生物產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)上舉足輕重。2010年，美國(guó)的生物經(jīng)濟(jì)（包括轉(zhuǎn)基因作物、生物產(chǎn)品和工業(yè)生物技術(shù)）產(chǎn)值約為3000多億美元，超過美國(guó)GDP的2% 。據(jù)市場(chǎng)研究公司BBC Research估計(jì)，2011年合成生物學(xué)（包括支撐技術(shù)、生物元件及其組合產(chǎn)品）全球市場(chǎng)價(jià)值為16億美元，2016年將達(dá)到108億美元。
企業(yè)紛紛投資頗具前景的人工改造的生物產(chǎn)品，包括微生物、植物橡膠、生物基丙烯酸樹脂、產(chǎn)于生物廢料的綠色化學(xué)品、維生素以及用可再生碳水化合物生產(chǎn)的生物柴油。美國(guó)安倫捷科技公司副總裁達(dá)琳?所羅門認(rèn)為，合成生物學(xué)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新一輪浪潮，生物制造將以可持續(xù)原料取代傳統(tǒng)原料，從而改變所有產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，使全球經(jīng)濟(jì)更為可持續(xù)。
合成生物學(xué)的大規(guī)模應(yīng)用及市場(chǎng)推廣要耗費(fèi)數(shù)十年時(shí)間，不過DNA測(cè)序、計(jì)算技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的齊頭并進(jìn)會(huì)縮短這一進(jìn)程。專家們預(yù)計(jì)：未來5年，將會(huì)形成數(shù)個(gè)全球性的合成生物學(xué)研究平臺(tái)；未來10年，合成生物產(chǎn)品產(chǎn)值將達(dá)200億美元，生產(chǎn)細(xì)胞以制造大宗化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品將成為常態(tài)；未來20-30年，將理性地合成多細(xì)胞組織或器官，細(xì)胞計(jì)算系統(tǒng)將得到廣泛應(yīng)用，新穎的生物制造工藝將被應(yīng)用于生產(chǎn)非生物產(chǎn)品。
四、合成生物學(xué)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
要充分釋放合成生物學(xué)的潛力，需要克服技術(shù)、監(jiān)管、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等諸多挑戰(zhàn)。
1.技術(shù)挑戰(zhàn)。發(fā)展合成生物學(xué)在元件及應(yīng)用、互操作、度量、量產(chǎn)成本控制、工具及軟件等方面面臨挑戰(zhàn)。在元件及應(yīng)用方面，開發(fā)一大批標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、行為可預(yù)測(cè)、可廣泛應(yīng)用的生物元器件是近在眼前的挑戰(zhàn)。盡管有數(shù)以千計(jì)的生物元件已編目，但可重復(fù)且可靠的生物元件并非廣泛可用。在互操作方面，合成生物學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵之一是開發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)化的生物元件，像模塊一樣可靠地組裝，視情調(diào)整。為了得到普遍認(rèn)可和應(yīng)用，生物器件和系統(tǒng)的每個(gè)元件以及數(shù)據(jù)庫(kù)、度量單位和可擴(kuò)充系統(tǒng)在不同尺度和水平上都要兼容。在度量方面，準(zhǔn)確度量系統(tǒng)性能是合成生物學(xué)面臨的迫切挑戰(zhàn)，有必要形成能支持多種度量類型的基礎(chǔ)設(shè)施，而且未來全球統(tǒng)一的度量單位與度量本身一樣重要。在量產(chǎn)成本控制方面，經(jīng)濟(jì)合算地生產(chǎn)工業(yè)化學(xué)品需要工程化生產(chǎn)高效微生物株，然而，現(xiàn)在開發(fā)含有合成生物元件的可行產(chǎn)品仍是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。在工具和軟件方面，改進(jìn)數(shù)據(jù)收集工具、軟件和硬件對(duì)于合成生物學(xué)發(fā)展也很重要。除了可降低合成生物元件成本的自動(dòng)化工藝外，專業(yè)化計(jì)算工具（如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和建模工具）的缺乏也阻礙了合成生物學(xué)的發(fā)展。
2.監(jiān)管問題?？茖W(xué)進(jìn)展往往快于政策制定，同時(shí)合成生物學(xué)的界限也在不斷變化，因此在早期就應(yīng)關(guān)注與合成生物學(xué)治理和監(jiān)管相關(guān)的問題。
3.知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。構(gòu)建新的生物元件帶來了一系列問題：對(duì)生物元件的權(quán)利是否應(yīng)私有？如何進(jìn)行生物元件登記？是否應(yīng)對(duì)其申請(qǐng)專利？不同的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和分享安排如何影響合成生物學(xué)的進(jìn)步與創(chuàng)新？目前各國(guó)專利法規(guī)定不一。合成生物學(xué)在現(xiàn)有或新的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系下能否蓬勃發(fā)展是研究人員關(guān)注的一個(gè)重大問題。鑒于已經(jīng)開發(fā)的合成生物元件數(shù)量巨大，并且企業(yè)對(duì)商業(yè)化產(chǎn)品開發(fā)有濃厚的興趣，解決知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題異常重要。
4.包容問題。合成生物學(xué)是交叉性學(xué)科，既產(chǎn)生于多個(gè)學(xué)科，又回饋于這些學(xué)科。持續(xù)包容對(duì)于合成生物學(xué)的持續(xù)發(fā)展十分重要。一方面，要與產(chǎn)業(yè)界、監(jiān)管和政策制定機(jī)構(gòu)交流合作，使技術(shù)推動(dòng)與市場(chǎng)拉動(dòng)相結(jié)合。另一方面，還要使更多的公眾參與合成生物學(xué)對(duì)話，了解其可能存在的內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)，討論有關(guān)的生物安全和倫理問題。
（作者：賈 偉，中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所副研究員，主要研究方向?yàn)閲?guó)外科技政策與發(fā)展戰(zhàn)略。
劉潤(rùn)生，中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所助理研究員，科技參考研究室負(fù)責(zé)人，主要從事科技戰(zhàn)略與政策研究。）
鏈接：
合成生物學(xué)（synthetic biology），最初由Hobom B.于1980年提出來表述基因重組技術(shù)，隨著分子系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展，2000年E. Kool在美國(guó)化學(xué)年會(huì)上重新提出來，2003年國(guó)際上定義為基于系統(tǒng)生物學(xué)的遺傳工程和工程方法的人工生物系統(tǒng)研究。
“合成生物學(xué)”更早可追蹤到波蘭科學(xué)家Waclaw Szybalski采用“合成生物學(xué)”術(shù)語(yǔ)，以及目睹分子生物學(xué)進(jìn)展、限制性內(nèi)切酶發(fā)現(xiàn)等可能導(dǎo)致合成生物體的預(yù)測(cè)。“系統(tǒng)生物學(xué)”則可追蹤到貝塔朗菲的“有機(jī)生物學(xué)”及定義“有機(jī)”為“整體或系統(tǒng)”概念，以及闡述采用開放系統(tǒng)論、數(shù)學(xué)模型與計(jì)算機(jī)方法研究生物學(xué)。