环境工程膜分离技术.docx

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1、膜分离技术课程教学大纲一、课程基本信息课程名称膜分离技术Membrane Separation Technology课程代码课程性质选修开课院部生物科技与大健康学院课程负责人授课学期第六学期学分/学时1学分/16学时课内学时16理论 学时16实验 学时实训（含上机）实习其他适用专业环境工程专业2020级201105授课语言中文对先修的 要求具备基本的有机、无机化学知识，了解简单的物质传递过程和机理。先修课 程：有机化学、无机及分析化学、物理化学。对后续的 支撑为后续水污染控制工程课程设计、大气污染控制工程设计、毕业设计 （论文）提供膜法处理知识。课程思政 设计教学过程中强调节约资源和保护环境的

2、意识，从案例教学引导学生重视环境 保护，学会珍惜保护现有的自然资源；通过国内膜技术发展现状讲授增强学 生爱国意识和敬业精神；通过自主学习环节鼓励学生积极了解学习最新的科 研成果和技术，与时俱进、探索创新。创新创业 教育设计膜分离技术已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石 油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，教学 过程中以具体膜分离技术应用案例联系专业教育与创新创业教育，激励学生 以专业知识为基础，自主探索创新，把握创业机遇，为我国膜产业发展贡献 力量。课程简介课程定位：该课程是环境工程专业的选修课程，涉及多种学科交叉，特别适 合现代工业对节能减排、资

3、源综合利用、环境保护对膜分离技术的重大需求。 核心学习结果：通过课程学习，使学生了解国内外膜分离技术的发展现状； 熟悉膜材料性质、膜表征手段、膜传递过程和膜器件设计；理解膜分离技术 的基本原理；掌握超滤、微滤、纳滤、反渗透等重要膜过程的分离机理、技 术特点和应用领域。教学方法：该课程通过讲授方式介绍膜分离技术的基础理论。通过学生查阅 文献、分组学习、团队汇报的方式鼓励引导学生自主学习最新的科研成果和 技术，综合培养学生创新意识及协作能力。分离技术在工程中合理分析现分析现有的合理分析现分析现有的的应用实例。运用有的膜分离膜分离技术有的膜分离膜分离技术现代信息技术数据技术在工程在工程的应技术在工程

4、在工程的应库、信息软件针对 膜分离技术的在环 境工程问题上的应 用开展文献检索和 资料查询，系统掌 握膜分离技术在工 程应用上的最新进 展（支撑毕业要求 指标点2.4）的应用并提 出自己的见 解。用并提出自 己的见解。的应用。用。注：评分标准的分数段划分可以根据课程需要自行设计。汇报展示与答辩评分标准教学目标要求评分标准权重（）90-10080-8960-790-59目标2：能够掌握多 种膜分离处理方法 之间的优劣互补， 针对不同的环境问 题提出可行的基于 膜分离技术的解决 方案，并能进行合 理性分析（支撑毕 业要求指标点2.3）对不同分离 膜的特征和 区别掌握准 确，展示内容 选材出色、布

5、局合理、色彩 字体舒服，对 整个的展示 全程掌控在 展示时表现 出非常自信， 能对答辩问 题做出准确 合理的解答。对不同分离 膜的特征和 区别掌握准 确，展示内容 选材合理、布 局及色彩字 体较为舒服， 展示过程较 为流畅自信， 能对答辩问 题做出合理 的解答。对不同分离 膜的特征和 区别基本，展 示内容选材 一般、布局及 色彩字体仍 有待改进，展 示过程基本 流畅,能对答 辩问题作出 解答,但存在 一定错误。对不同分离 膜的特征和 区别无法掌 握，展示内容 差，未能对内 容进行有效 的布局，展示 内容色彩字 体不协调，展 示过程存在 严重失误，无 法对答辩问 题做出解答。20目标3：能够根据

6、膜 分离技术的基本原 理，分析现有的膜 分离技术在工程中 的应用实例。运用 现代信息技术数据 库、信息软件针对 膜分离技术的在环 境工程问题上的应 用开展文献检索和能根据膜分 离技术的基 本原理，合理 准确分析现 有的膜分离 技术在工程 中的应用实 例，展示内容 选材出色、布 局合理、色彩能根据膜分 离技术的基 本原理,合理 分析现有的 膜分离技术 在工程中的 应用实例，展 示内容选材 合理、布局及 色彩字体较能根据膜分 离技术的基 本原理，分析 现有的膜分 离技术在工 程中的应用 实例，展示内 容选材一般、 布局及色彩 字体仍有待无法根据膜 分离技术的 基本原理分 析现有的膜 分离技术在 工

7、程中的应 用实例，展示 内容差，未能 对内容进行 有效的布局，10资料查询，系统掌 握膜分离技术在工 程应用上的最新进 展（支撑毕业要求 指标点2.4）字体舒服，对 整个的展示 全程掌控在 展示时表现 出非常自信， 能答辩问题 做出准确合 理的解答。为舒服，展示 过程较为流 畅自信，能对 答辩问题做 出合理的解 答。改进,展示过 程基本流畅， 能对答辩问 题作出解答， 但存在一定 错误。展示内容色 彩字体不协 调，展示过程 存在严重失 误，无法对答 辩问题做出 解答。目标4：能够团队合 作完成膜分离技术 文献查阅及文献综 述撰写的工作，在 团队合作中与他人 良好配合、分工协 作完成膜分离技术

8、课程的团队汇报展 示（支撑毕业要求 指标点9.2）在汇报展示 中积极参与， 在团队合作 中与他人配 合默契，合理 组织安排组 内其他人的 工作，并出色 完成自己的 工作。在汇报展示 中认真参与， 在团队合作 中与他人良 好配合，并认 真完成自己 的工作。能参与到汇 报展示，并与 团队合作中 与他人配合， 并基本完成 自己的工作。在汇报展示 中未能参与， 在团队合作 中无法与他 人良好配合， 并完成自己 的工作。10注：评分标准的分数段划分可以根据课程需要自行设计。课程学习小论文评分标准教学目标要求评分标准权重（）90-10080-8960-790-59目标1：能够熟悉了 解膜分离技术的基 本概

9、念和基本原 理，掌握膜技术的 发展状况及膜分离 技术在环境问题治 理中的应用现状和 发展前景（支撑毕 业要求指标点1.3）论文主题鲜 明，论文结构 完整,对于膜 分离技术的 基本概念和 基本原理理 解准确，论文 中对于基本 概念和原理 的引用准确 合理,对于膜 技术的发展 状况和工程 应用有自己 的独特见解。 论文排版格 式非常整洁 舒服,插图数论文主题鲜 明，论文结构 较为完整，对 于膜分离技 术的基本概 念和基本原 理理解较为 准确，论文中 对于基本概 念和原理的 引用合理，对 于膜技术的 发展状况和 工程应用有 自己的见解。 论文排版格 式整洁舒服， 插图数量和论文主题不 够不突出，论

10、文结构有一 定的问题，对 于膜分离技 术的基本概 念和基本原 理理解存在 少量错误，论 文中对于基 本概念和原 理的引用不 够准确，对于 膜技术的发 展状况和工 程应用有自 己的见解。论 文排版格式论文主题模 糊，论文结构 差，未能理解 膜分离技术 的基本概念 和基本原理， 论文中对于 基本概念和 原理的引用 错误很多，无 法对于膜技 术的发展状 况和工程应 用有自己的 见解。论文基 本无进行排 版处理，格式 不统一,插图10量和比例合 适。字数不少 于2000字。比例合适。字 数不少于 2000 字。存在少量问 题，插图数量 太少或过多、 比例不够协 调。数量极少或 极多、比例非 常不协调。

11、目标2：能够掌握多 种膜分离处理方法 之间的优劣互补， 针对不同的环境问 题提出可行的基于 膜分离技术的解决 方案，并能进行合 理性分析（支撑毕 业要求指标点2.3）论文选题新 颖切入点准 确，分析过程 条理清晰，重 点突出，深刻 理解膜分离 处理方法之 间的优劣互 补，认真思考 膜过程在环 境问题的解 决方案并提 出自己的独 特想法。论文 有一定的创 新性。论文选题合 理切入点较 为准确，分析 过程能有一 定的条理，较 能理解膜分 离处理方法 之间的优劣 互补,能思考 膜过程在环 境问题的解 决方案并提 出自己的想 法。论文选题一 般，切入点不 够准确，分析 过程有一定 的条理但存 在部分混

12、乱 的地方，对于 膜分离处理 方法之间的 优劣互补存 在少量的理 解偏差，思考 膜过程在环 境问题的解 决方案提出 自己的想法。 论文存在一 定的摘抄。论文选题不 好，切入点模 糊，分析过程 逻辑性差且 无重点，无法 理解膜分离 处理方法之 间的优劣互 补，未能认识 膜过程在环 境问题的应 用。论文抄袭 痕迹明显。10目标3：能够根据膜 分离技术的基本原 理，分析现有的膜 分离技术在工程中 的应用实例。运用 现代信息技术数据 库、信息软件针对 膜分离技术的在环 境工程问题上的应 用开展文献检索和 资料查询，系统掌 握膜分离技术在工 程应用上的最新进 展（支撑毕业要求 指标点2.4）论文中资料

13、调查充分、引 用准确合理， 熟练查阅引 用外文文献。 论文有一定 的创新性。论文中资料 调查较为充 分、引用合 理，能查阅引 用一定外文 义献。论文中资料 调查基本足 够、能对资料 有一定引用 但存在引用 错误，熟练查 阅引用外文 文献。论文存 在一定的摘 抄。论文中资料 调查充分、引 用准确合理， 熟练查阅引 用外文文献。 论文抄袭痕 迹明显。20注：评分标准的分数段划分可以根据课程需要自行设计。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求 指标点毕业要求1目标1：能够熟悉了解膜分离技术的基本概念和基本 原理，掌握膜技术的发展状况及膜分离技术在环境 问题治理中的应用现状和发展

14、前景1.3能够将工 程基础和专业 基础知识与技 术方法来判别 复杂环境问题 涉及的基本原 理1能够将数 学、自然科 学、工程知 识和专业知 识用于解决 复杂环境工 程问题2目标2：能够掌握多种膜分离处理方法之间的优劣互 补，针对不同的环境问题提出可行的基于膜分离技 术的解决方案，并能进行合理性分析2.3能够认识 到解决环境工 程问题有多种 方案可以选 择，并能证实 解决复杂环境 问题方案的合 理性2能够应用 数学、自然 科学和工程 科学的基本 原理，识别、 表达、并通 过乂献研究 分析复杂环 境工程问 题，以获得 有效结论3目标3：能够根据膜分离技术的基本原理，分析现有 的膜分离技术在工程中的

15、应用实例。运用现代信息 技术数据库、信息软件针对膜分离技术的在环境工 程问题上的应用开展文献检索和资料查询，系统掌 握膜分离技术在工程应用上的最新进展2.4能够运用 基本原理正确 表达环境工程 问题的解决方 案，并能研究 文献寻找可替 代的解决方案4目标4：能够团队合作完成膜分离技术文献查阅及文 献综述撰写的工作，在团队合作中与他人良好配合、 分工协作完成膜分离技术课程的团队汇报展示9.2能够在团 队中担任组 织、协调和指 挥团队角色， 独立或合作开 展工作具有团队意 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 角色三、教学内容及进度安排序号教学内容学生

16、学习 预期成果课内 学时教学方式支撑课程目标1膜分离基本原理膜分离技术的基本概念； 膜分离技术的发展概况； 膜分离技术课程的学习要 求；膜分离技术课程授课 形式介绍。重点：膜的定义；膜的发 展历史；膜分离技术的特 点。难点：膜分离技术在解决 资源、能源、环境问题中 的关键作用课程思政与创新创业内 容导入：环境保护、科技 自信以近年来我国在环境保护 方面所做的努力即目前环 境污染现状，结合膜分离 技术的发展，引导学生重 视环境保护，学会珍惜保 护现有的自然资源；通过 膜分离技术在食品、医药、 生物、环保、化工、冶金、 能源、石油、水处理、电 子、仿生等领域广泛应用 的讲授介绍，联系专业教 育与创

17、新创业教育；通过 国内膜技术发展现状的讲 授介绍，增强学生科技自 信、爱国意识和敬业精神。(1) 了解膜分离 技术的基本概念 和基本原理。(2)掌握膜的定 义、发展历史、 应用领域；理解 膜分离技术的特 点。(3) 了解国内外 膜分离技术的发 展及应用概况。(4) 了解膜分离 技术课程的课程 安排及成绩评定 方式2讲授讲授：膜分离 技术的基本概 念和发展概 况。目标1目标22膜分离材料分离膜的分类与特点；常 用膜材料(有机聚合物、 无机材料、新型材料)的 性质与选择原则。重点：分离膜分类的依据；(1)理解和掌握 分离膜的分类与 特点。(2)理解和掌握 常用膜材料及其 性质。(3)能根据不同2讲

18、授/讨论讲授：分离膜 的分类与特 点；常用膜材 料的性质与选 择原则。目标1目标2分离膜常用膜材料的性质 特点与选择原则。难点：聚合物膜材料的玻 璃化转变温度与膜材料的 选择；新型材料的独特结 构特征及其在膜分离过程 中发挥的作用。研讨：根据不同膜功能及 用途选择合适的膜材料。膜功能及用途选 择合适的膜材 料。讨论：学生根 据不同膜功能 及用途选择合 适的膜材料； 最后教师总 结。3膜分离性能测试与表征 膜的分离性能测试；膜的 物化性质表征。重点：膜的分离效率及渗 透通量计算方法；膜的物 化性质特征参数和表征手 段。难点：膜的物化性质与分 离性能之间的构效关系； 常用表征仪器及测试原 理。研讨

19、：针对具体的膜表面 性质、膜孔道性质、膜化 学性质、膜力学性质讨论 选择合适的仪器分析测试 方法。(1)理解和掌握 膜的分离性能测 试计算方法。(2)理解和掌握 常用膜的物化性 质表征手段。(3)能分别针对 膜表面性质、膜 孔道性质、膜化 学性质、膜力学 性质选择合适的 表征手段。4讲授/讨论讲授:膜的分离 性能测试计算 原理及公式;膜 的物化性质表 征手段、常用仪 器及测试原理。讨论：学生针 对具体的膜表 面性质、膜孔 道性质、膜化 学性质、膜力 学性质讨论选 择合适的仪器 分析测试方 法；最后教师 总结。目标1目标24膜分离过程微滤、超滤、纳滤、反渗 透、气体分离、渗透汽化 等重点膜过程的

20、基本原 理、常用膜材料、技术特 点及应用领域。重点：微滤、超滤、纳滤、 反渗透、气体分离、渗透 汽化等重点膜过程的分离 机理和技术特点。(1)理解和掌握 微滤、超滤、纳 滤、反渗透、气 体分离、渗透汽 化等重点膜过程 的基本原理和分 离机理。(2) 了解微滤、 超滤、纳滤、反 渗透、气体分离、 渗透汽化膜的常 用膜材料和制备8讲授/学生展 示/讨论/论文 撰写讲授：微滤、超 滤、纳滤、反渗 透、气体分离、 渗透汽化等重 点膜过程的基 本原理和分离 机理。目标1 目标2 目标3 目标4难点：几种基本分离机理 (分子筛分模型、溶解-扩 散模型、优先吸附-毛细管 流动模型、努森扩散模型、 表面扩散模

21、型)。研讨：微滤、超滤、纳滤、 反渗透、气体分离、渗透 汽化膜在生活和工业中的 应用切乐。课程思政与创新创业内 容导入：团队合作、探索 创新通过学生展示环节引导学 生团队合作完成文献查阅 和课程汇报，鼓励学生积 极了解学习最新的科研成 果和技术，与时俱进、探 索创新；激励学生以专业 知识为基础，自主探索创 新，把握创业机遇，为我 国膜产业发展贡献力量。方法。(3)熟悉微滤、 超滤、纳滤、反 渗透、气体分离、 渗透汽化膜的技 术特点和应用领 域。学生展示：微 滤、超滤、纳 滤、反渗透、 气体分离、渗 透汽化膜的常 用膜材料、制 备方法、技术 特点和应用领 域。讨论：教师通 过具体案例介 绍微滤、

22、超滤、 纳滤、反渗透、 气体分离、渗 透汽化膜在生 活和工业中的 应用场景；学 生分析膜分离 技术发挥的重 要作用；最后 教师总结。论文撰写：学 生选择自己感 兴趣的一个膜 分离过程自主 学习，查阅相 关文献并整理 撰写课程学习 小论文。四、课程考核序号课程目标(支撑毕业 要求指标点)考核内容评价依据及成绩比例()成绩 比例 (%)课堂 表现汇报展示 与答辩课程学习 小论文1目标1:能够熟悉了 解膜分离技术的基 木概念和基本原理， 掌握膜技术的发展 状况及膜分离技术(1)能够掌握不同 膜分离技术的基本 概念(2)能够清楚了解 膜分离技术的发展1001020在环境问题治理中 的应用现状和发展 前

23、景(支撑毕业要求 指标点1.3)状况(3)能够结合实际 环境问题进行膜分 离技术的应用探讨2目标2：能够掌握多 种膜分离处理方法 之间的优劣互补，针 对不同的环境问题 提出可行的基于膜 分离技术的解决方 案，并能进行合理性 分析(支撑毕业要求 指标点2.3)(1)能够熟悉掌握 不同分离膜技术的 基本特性和工艺流 程；(2)能够深刻认识 不同的环境问题中 膜分离技术的应 用；(3)对膜分离技术 的应用有自己独特 的见解52010353目标3：能够根据膜 分离技术的基本原 理，分析现有的膜分 离技术在工程中的 应用实例。运用现代 信息技术数据库、信 息软件针对膜分离 技术的在环境工程 问题上的应用

24、开展 文献检索和资料查 询，系统掌握膜分离 技术在工程应用上 的最新进展(支撑毕 业要求指标点2.4)(1)能够熟练分析 膜分离技术在工程 应用上的实例； (2)能针对具体的 分析过程进行问题 提取；(3)能根据提取的 问题进行熟练的资 料调查和查阅分 析；(4)能根据调查结 果系统掌握膜分离 技术在工程应用上 的最新进展；(5)能对答辩问题 做出准确合理的解 答51020354目标4：能够团队合 作完成膜分离技术 文献查阅及文献综 述撰写的工作，在团 队合作中与他人良 好配合、分工协作完 成膜分离技术课程 的团队汇报展示(支 撑毕业要求指标点 9.2)能与同组组员良好 配合、分工合作完 成资

25、料调查、汇报 展示010010合计204040100注：各类考核评价的具体评分标准见附录：各类考核评分标准表五、教材及参考资料教材：膜分离技术基础第三版，王湛等，化学工业出版社，2019； 参考资料：1 .膜分离材料应用基础，肖长发等，化学工业出版社，2013；2 .膜技术基本原理，Marcel Mulder,清华大学出版社，1996；3 .高性能膜材料与膜技术，邢卫红等，化学工业出版社，2016；六 教学条件多媒体教室。附录：各类考核评分标准表平时表现评分标准教学目标要求评分标准权重（）90-10080-8960-790-59目标1:能够熟悉了 解膜分离技术的基 本概念和基本原 理，掌握膜技

26、术的 发展状况及膜分离 技术在环境问题治 理中的应用现状和 发展前景（支撑毕 业要求指标点1.3）对膜分离和 膜分离技术 的基本原理 知识熟练掌 握。充分了解 我国膜分离 技术发展趋 势，能准确说 出膜分离技 术在工程上 的应用现状。对膜分离和 膜分离技术 的基本原理 知识基本掌 握。基本了解 对于我国膜 分离技术发 展趋势，能较 为准确的说 出膜分离技 术在工程上 的应用现状。对膜分离和 膜分离技术 的基本原理 知识存在少 量的错误认 识。对于我国 膜分离技术 发展趋势能 有一定的认 知，对于膜分 离技术在工 程上的应用 现状存在少 量的认识错 误。对膜分离和 膜分离技术 的基本原理 知识基

27、本不 了解。对于我 国膜分离技 术发展趋势 和膜分离技 术在工程上 的应用现状 不清楚。10目标2：能够掌握多 种膜分离处理方法 之间的优劣互补， 针对不同的环境问 题提出可行的基于 膜分离技术的解决 方案，并能进行合 理性分析（支撑毕 业要求指标点2.3）对不同分离 膜的特征和 区别掌握准 确，能准确针 对不同的问 题选择合理 的膜分离技 术应用。在其 他学生的展 示过程中认 真听讲思考， 并提出有深 度的问题，对 其他学生的 提问能给予 合理完整的 解答。对不同分离 膜的特征和 区别掌握准 确，针对不同 的问题能较 为准确的选 择出合理的 膜分离技术 应用。在其他 学生的展示 过程中较为

28、认真听讲思 考，并提出合 理的问题，对 其他学生的 提问能给予 较为完整的 解答。对不同分离 膜的特征和 区别基本掌 握，在针对不 同的问题选 择合理的膜 分离技术应 用上存在少 量的问题。能 在在其他学 生的展示过 程中基本认 真听讲思考， 对其他学生 的提问能给 予的解答，但 解答不准确。对不同分离 膜的特征和 区别未能了 解，无法针对 不同的问题 选择合理的 膜分离技术 应用。在其他 学生的展示 过程中未能 认真听讲思 考并提出的 问题，未能对 其他学生的 提问给予解 答或解答存 在严重错误。5目标3：能够根据膜 分离技术的基本原 理，分析现有的膜能根据膜分 离技术的基 本原理准确能根据膜分 离技术的基 本原理合理能根据膜分 离技术的基 本原理基本无法能根据 膜分离技术 的基本原理5