《能源化学工程专业实验5》课程教学大纲

《能源化学工程专业实验5》教学大纲一、课程基本信息课程名称专业实验（3-3）ProfessionalExperiment(3-3)课程编码CHM124113300开课院部化学工程学院课程团队（未设置）学分1.0课内学时24讲授0实验24上机0实践0课外学时0适用专业能源化学工程授课语言中文先修课程生物工艺与设备、生物化工基础、工业微生物课程简介（必修）《专业实验（3-3）》是能源化学工程专业学生的必修课程，是专业基础课《生物化工基础》、《工业微生物》和《生物工艺与设备》的配套实验课程，是学生在掌握了基本理论后进行的实验技能、实验数据处理能力的训练，包括微生物操作及原理预处理、淀粉厌氧发酵制备生物乙醇、燃料乙醇的蒸馏精制、木糖发酵制备2,3-丁二醇四个综合实验。通过该教学实验的训练，可以使学生了解生物化工主要单元过程，培养学生严谨的实验态度和较强的动手能力，掌握能源化工专业实验技能、正确采集数据、整理分析实验数据的能力；通过实验方案设计及优化，还可以培养学生理论结合实际、自主设计选择实验方法和装置的能力，独立或作为团队成员完成项目的能力。为学生今后从事能源化工实验室工作、科学研究工作以及新产品、新工艺和新单元操作技术开发工作打下坚实的基础。"Professionalexperiment(3-3)"isacompulsorycourseforstudentsmajoringinenergyandchemicalengineering.Itisasupportingexperimentalcourseforprofessionalbasiccourses"BiochemicalEngineeringFundamentals"，“Industrialmicrobiology”and"biotechnologyandequipment".Itisthetrainingofexperimentalskillsandexperimentaldataprocessingabilityofstudentsaftermasteringthebasictheory,includingfourcomprehensiveexperimentsonmicrobialoperationandprinciplepretreatment,preparationofbioethanolbyanaerobicfermentationofstarch,distillationandrefiningoffuelethanol,preparationof2,3-butanediolbyxylosefermentation.Throughthetrainingofthisteachingexperiment,studentscanunderstandthemainunitprocessofbiochemicalengineering,cultivatestudents'rigorousexperimentalattitudeandstrongpracticalability,andmastertheexperimentalskillsofenergyandchemicalengineeringspecialty,theabilitytocorrectlycollectdata,organizeandanalyzeexperimentaldata;Throughthedesignandoptimizationofexperimentalschemes,itcanalsocultivatestudents'abilitytocombinetheorywithpracticeandindependentlydesignandselectexperimentalmethodsanddevices,abilitytocompleteprojectsindependentlyorasateammember.Itlaysasolidfoundationforstudentstoengageinenergyandchemicallaboratorywork,scientificresearchworkanddevelopmentofnewproducts,newprocessesandnewunitoperationtechnologiesinthefuture.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：能够针对能源化工领域的专业问题，基于科学原理对该问题进行分析研究和实验设计，并能合理选用或搭建实验装置，采用科学的实验方法，安全的开展实验。是4.32M2目标2：实验过程中，能正确采集、整理实验数据，对实验结果进行关联、建模、分析和解释，并总结获取合理有效的实验结论。是4.43M3目标3：能针对实际能源化工项目，评价其资源利用效率、污染物处置方案和安全防护措施，判断产品生产周期中可能对人类和环境造成损害的隐患。是7.24M4目标4：具有一定的组织管理知识和能力，具有较强的团队意识和协作精神，能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。是9.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1实验1微生物操作及原料预处理主要目标及内容：熟练掌握微生物无菌操作的方法及原理，能够熟练进行微生物培养基的制备和菌株逐级放大培养，如培养基配制、灭菌、各类培养基的制备、菌种活化、平板划线、菌株接种等，掌握菌株生长曲线的制作方法；熟练掌握不同原料（如纤维素原料、淀粉质原料等）的预处理方法；实验过程中能够正确测定不同原料预处理过程的实验参数控制，并能分析计算淀粉质原料的水解率与转化率；能够根据老师布置的任务，进行团队讨论并合理分工，制定和优化试验方案。M1,M2,M3,M44实验4预习报告、实验报告2实验2淀粉厌氧发酵制备生物乙醇主要目标及内容：熟练掌握淀粉质原料厌氧发酵法制备生物乙醇的基本原理；熟悉酵母菌的培养方法及安全注意事项；能够根据老师布置的任务，进行团队讨论并合理分工，制定和优化试验方案；实验过程中能够正确测定糖化、发酵等过程的实验参数，合理分析整理数据，并能关联已学知识得出合理结论；能够分析计算淀粉质原料的利用率与转化率；掌握发酵废弃物的污染及其处理方法。M1,M2,M3,M48实验8预习报告、实验报告 3实验3燃料乙醇的蒸馏精制主要目标及内容：熟练掌握酒精蒸馏精制的原理和实验操作，能够合理选择吸附剂种类和数量，自己动手搭建蒸馏装置，熟悉蒸馏过程及安全注意事项；实验过程中能够正确测定有关实验参数，合理分析整理数据，并能关联已学知识得出合理结论；并能分析计算燃料乙醇的转化率。M1,M2,M3,M44实验4预习报告、实验报告4实验4木糖发酵制备2,3-丁二醇主要目标及内容：熟悉利用可再生生物质资源作为原料，利用适当微生物菌株，通过微生物发酵方法制备生物基化学品2，3-丁二醇的方法；熟练掌握克雷伯氏菌木糖代谢途径及其原理；熟练掌握木糖培养基的配制及灭菌方法；熟练掌握生物安全操作规范；能够团队协作设计并优化不同底物浓度、发酵条件等，考察其对2，3-丁二醇产量的影响；掌握气相色谱法检测2，3-丁二醇的原理及操作步骤；实验过程中，能够正确记录和分析实验参数和实验现象，总结实验结论，独立撰写实验分析报告；能够正确处理发酵废弃物。M1,M2,M3,M48实验8预习报告、实验报告四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1预习报告1.本课程4个实验，每个实验提交1份预习报告。2.成绩采用百分制，根据预习报告完成情况评分。10%2实验过程1.本课程4个实验，每个实验4-8学时。2.成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。40%3实验报告1.本课程4个实验，每个实验提交1份实验报告。2.成绩采用百分制，根据实验报告完成情况评分50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1预习报告60%A-按时完成、能独立思考，提出优化实验方案，思路清晰、步骤完整。B-按时完成、独立思考，思路比较清晰、步骤比较完整。C-按时完成、基本可以独立思考，思路比较清晰、步骤比较完整。D-未能按时完成，思路混乱。2M1实验过程40%A-认真规范完成实验操作和过程步骤，能得到正确的实验数据和结果。B-能够完成实验要求，操作基本正确规范，能得到合理的实验结果。C-基本完成实验要求步骤，未能得到合理的实验结果。D-不能正确完成实验要求，不能得到合理的实验结果。3M2实验过程50%A-认真规范完成实验操作和过程步骤，能得到正确的实验数据和结果。B-能够完成实验要求，操作基本正确规范，能得到合理的实验结果。C-基本完成实验要求步骤，未能得到合理的实验结果。D-不能正确完成实验要求，不能得到合理的实验结果。4M2实验报告50%A-格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论，能够认真完成课后思考题。B-格式正确，步骤叙述比较清楚，能正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结论。C-格式正确，步骤叙述基本清楚，基本可以合理分析实验数据，但未能结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论。D-不能从技术角度优选解决方案获得有效的结论。5M3实验过程40%A-认真规范完成实验操作和过程步骤，能得到正确的实验数据和结果。B-能够完成实验要求，操作基本正确规范，能得到合理的实验结果。C-基本完成实验要求步骤，未能得到合理的实验结果。D-不能正确完成实验要求，不能得到合理的实验结果。6M3实验报告60%A-格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论，能够认真完成课后思考题。B-格式正确，步骤叙述比较清楚，能正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结论。C-格式正确，步骤叙述基本清楚，基本可以合理分析实验数据，但未能结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论。D-不能从技术角度优选解决方案获得有效的结论。7M4实验过程60%A-认真规范完成实验操作和过程步骤，能得到正确的实验数据和结果。B-能够完成实验要求，操作基本正确规范，能得到合理的实验结果。C-基本完成实验要求步骤，未能得到合理的实验结果。D-不能正确完成实验要求，不能得到合理的实验结果。评分等级说明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|专业实验3-3讲义,、,（校内胶印）,2019.（*主教材）2图书|生物工程专业实验,贾士儒,中国轻工业出版社,2004,ISBN:9787501943906.3图书|生物工程综合实验,刘喜朋,科学出版社,2010,ISBN