引論:我們?yōu)槟砹?篇化學(xué)工程論文范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
化學(xué)工程論文:工藝專業(yè)人才培養(yǎng)的化學(xué)工程論文
1現(xiàn)行化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案的特點(diǎn)
從總體上來(lái)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(wèn)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(guò)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(méi)有從課時(shí)上保障,也沒(méi)有從考核方式上來(lái)要求。(4)沒(méi)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(méi)有概念,綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)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(méi)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(méi)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(guò)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(kāi)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(lái)在人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐過(guò)程中,我們認(rèn)為,確切地說(shuō),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(shuō),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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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)。現(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(wèn)題息息相關(guān),在“十八大”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(guò)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(guò)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(lái)綜合考慮,完成修訂工作。基于這樣的認(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(guò)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。化學(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)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(kāi)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(mén)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(guò)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(guò)程中,重視過(guò)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(guò)程操作運(yùn)行方案等。反映在教學(xué)過(guò)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)保障實(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,保障實(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(kāi)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(kāi)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(guò)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),貫徹工程師計(jì)劃,建立學(xué)生到企業(yè)和社會(huì)開(kāi)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(guò)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(wèn)題、解決問(wèn)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(guò)開(kāi)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),訓(xùn)練實(shí)踐能力。目前我院已開(kāi)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)校化學(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(kāi)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)
通過(guò)化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與探索,能形成理論系統(tǒng)夠用,突出實(shí)踐動(dòng)手,營(yíng)造工程背景,重視過(guò)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)練的較為完善的化工應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系。
作者:續(xù)京楊晉單位:北方民族大學(xué)化工學(xué)院
化學(xué)工程論文:過(guò)程模擬系統(tǒng)下的化學(xué)工程論文
1在化工原理教學(xué)中的應(yīng)用
以化工原理為代表的化工原理系列課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課中最重要的課程,起著由“理”及“工”承上啟下的橋梁作用,其教學(xué)目的就是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決化工單元操作中實(shí)際工程問(wèn)題的能力。化工原理系列課程包括:理論課、實(shí)驗(yàn)課、生產(chǎn)或仿真實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)四個(gè)環(huán)節(jié)。其中化工單元操作過(guò)程設(shè)計(jì)方法、操作原理及其計(jì)算是理論課程教學(xué)的重要內(nèi)容,而迅速地進(jìn)行工程計(jì)算是課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),所以組織好化工原理理論課程教學(xué)是落實(shí)化工原理整體教學(xué)的關(guān)鍵。目前,化工原理主要授課內(nèi)容:流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、非均相物系的分離和固體流態(tài)化、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥等單元的基本概念、原理和工程計(jì)算方法,而通用過(guò)程模擬軟件中幾乎包括所有常見(jiàn)的化工單元基本模塊,在講課過(guò)程中,教師可以在講授基本原理后,使用軟件中的相關(guān)計(jì)算模塊對(duì)其工作特性進(jìn)行模擬展示。
東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院肖國(guó)民、李浩揚(yáng)[3]等,利用Fluent、Aspenplus軟件應(yīng)用于講授和解決“三傳”問(wèn)題。其中利用Fluent軟件,對(duì)固定床反應(yīng)器進(jìn)行動(dòng)量模擬,結(jié)合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和對(duì)流傳熱模型等,研究反應(yīng)器內(nèi)一氧化碳與硝酸二乙酯偶聯(lián)反應(yīng),從而獲得反應(yīng)器內(nèi)速度、溫度和各物質(zhì)濃度的分布情況,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。這一過(guò)程給學(xué)生清晰的展示了:不僅固定床反應(yīng)器內(nèi)部的“三傳”均和反應(yīng)的進(jìn)行程度相輔相成,而且若想計(jì)算、設(shè)計(jì)或優(yōu)化一個(gè)單元操作過(guò)程,實(shí)驗(yàn)情況與計(jì)算模擬必須相互反饋,相得益彰。利用Aspenplus軟件對(duì)二苯基甲烷二異氰酸酯換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)和工程開(kāi)發(fā),與傳統(tǒng)的換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算方法相比,結(jié)果具有性高、計(jì)算用時(shí)少、繪圖快、和各專業(yè)集成效應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)甲醇—水精餾過(guò)程模擬,說(shuō)明該軟件可用于質(zhì)量傳遞方面的計(jì)算。教學(xué)實(shí)踐證明,該方法不僅可以反映塔內(nèi)物料組成、質(zhì)量分布狀況等工藝計(jì)算結(jié)果,而且還可通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)置板式塔或填料塔的各種塔內(nèi)件參數(shù),得到塔結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì),另外學(xué)生還可以通過(guò)改變模擬計(jì)算條件,綜合考察各因素對(duì)分離效果的影響,便于教學(xué)。
中國(guó)石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程學(xué)院劉相、王蘭娟[16]利用軟件:Mathcad、Aspenplus和AutoCAD與傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)相結(jié)合的教學(xué)方式,簡(jiǎn)化繁瑣的計(jì)算過(guò)程,強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)和制圖規(guī)范,使化工原理課程設(shè)計(jì)逐步走入規(guī)范化軌道。中國(guó)石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程學(xué)院孫蘭義,張?jiān)旅鱗17,18]等,選擇烯烴分離裝置作為研究對(duì)象應(yīng)用于化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)之中,利用Aspenplus、ProII獲得了回流比、理論板數(shù)等重要數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)教學(xué)的引入為化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)注入了新的活力。江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張春勇,鄭純智[19]等利用Aspenplus軟件在流體流動(dòng)和輸送機(jī)械、傳熱、精餾、吸收與脫吸中應(yīng)用,在教學(xué)過(guò)程中使學(xué)生看到的都是工程實(shí)例,充分踐行了理論聯(lián)系實(shí)際這一教學(xué)原則。嘉興學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院韋曉燕,譚軍[20]等,山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張治山、高軍[21]等將Aspenplus過(guò)程模擬系統(tǒng)有目、有步驟地應(yīng)用于化工原理系列課程教學(xué),通過(guò)單元模型操作型問(wèn)題、實(shí)際案例分析和課程設(shè)計(jì)三個(gè)階段的訓(xùn)練,使學(xué)生加深對(duì)化工單元設(shè)計(jì)的理解,達(dá)到培養(yǎng)“知識(shí)”+“能力”型人才的目的。另外,北京石油化工學(xué)院化學(xué)工程系葛明蘭,李翠清[22]等和安陽(yáng)大學(xué)化工系李安林,張換平[23]等將ChemCAD軟件應(yīng)用與化工課程設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)捷精餾模型,青海大學(xué)化工學(xué)院李曉昆,張宏[24]等將ECSS軟件應(yīng)用在板式精餾塔工藝計(jì)算中。華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院鄭秀玉,李瓊[25]還將過(guò)程模擬系統(tǒng)應(yīng)用于化工仿真實(shí)習(xí)教學(xué)的改革與實(shí)踐當(dāng)中,取得了寶貴的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。實(shí)際工程問(wèn)題的解決方案通常是多方面因素綜合,且呈非線性關(guān)系作用的結(jié)果,解答需要經(jīng)過(guò)多次運(yùn)算與討論分析。如操作型計(jì)算,盡管與設(shè)計(jì)型應(yīng)用的原理是一樣的,但是因?yàn)樗伎紗?wèn)題的角度不同,使得此類問(wèn)題復(fù)雜、靈活,綜合條件的選擇計(jì)算不是一次完成,而是需要多次試算,反復(fù)迭代,加之公式復(fù)雜,計(jì)算步驟繁多,計(jì)算量很大。模擬軟件的應(yīng)用是解決這類問(wèn)題行之有效的捷徑,既幫助學(xué)生加深了對(duì)各化工單元的認(rèn)識(shí)與理解,又培養(yǎng)了他們解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。
2在化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程教學(xué)中的應(yīng)用
化學(xué)反應(yīng)工程和化工分離工程皆為化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。其主要研究?jī)?nèi)容的共性為過(guò)程開(kāi)發(fā)、工藝設(shè)計(jì)以及實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中遇到的工程問(wèn)題。在化工生產(chǎn)過(guò)程中,化學(xué)反應(yīng)是生產(chǎn)的核心,而分離過(guò)程則是其前的原料凈化和其后的產(chǎn)品精制,一般來(lái)說(shuō)分離裝置的費(fèi)用占總投資的70%以上。過(guò)程模擬系統(tǒng)中,基本上包含了教學(xué)過(guò)程中所包含的各式反應(yīng)器模型,另外系統(tǒng)還集成了用戶自定義模塊,用戶可根據(jù)實(shí)際需求二次開(kāi)發(fā)反應(yīng)器模塊子程序。而對(duì)于化工分離過(guò)程的模擬無(wú)論是從可模擬介質(zhì)的種類和塔器的形式上,還是從模擬結(jié)果的精度上,都堪稱化工模擬技術(shù)發(fā)展的代表。如:在AspenPlus中用于模擬所有類型的多級(jí)汽-液、液-液平衡為例,其計(jì)算分為簡(jiǎn)捷、嚴(yán)格法兩種。簡(jiǎn)捷法計(jì)算單元模塊庫(kù)有三類:簡(jiǎn)捷法精餾設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)捷法精餾核算和石油簡(jiǎn)捷蒸餾。
嚴(yán)格法計(jì)算單元模塊庫(kù)有六類:嚴(yán)格精餾、復(fù)雜塔嚴(yán)格精餾、石油嚴(yán)格蒸餾、基于質(zhì)量傳遞速率蒸餾、嚴(yán)格間歇蒸餾和嚴(yán)格液-液萃取,每一類單元模塊庫(kù)中又有多個(gè)以進(jìn)料、加熱器(冷凝器)和側(cè)線物流等不同組合形式,如:嚴(yán)格精餾不僅可用于兩相(汽-液)計(jì)算,還可用于三相(汽-液-液)計(jì)算,即可模擬:普通蒸餾、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精餾、平衡和反應(yīng)比例控制蒸餾等工藝過(guò)程,而石油嚴(yán)格蒸餾庫(kù)中就有近50種形式可選,所以過(guò)程模擬系統(tǒng)不僅可以滿足化工分離工程課程主要內(nèi)容的需要,而且對(duì)其后繼石化、煉化等工藝課程,也有較大的幫助。天津科技大學(xué)王彥飛,朱亮等采用教學(xué)內(nèi)容與AspenPlus軟件相結(jié)合以提高教學(xué)質(zhì)量,討論環(huán)氧丙烷水解絕熱連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器模型的多解性,在課堂上非常快速直觀的讓學(xué)生清楚了解多定態(tài)現(xiàn)象以及產(chǎn)生的原因,有助于學(xué)生對(duì)反應(yīng)過(guò)程的理解,并通過(guò)軟件使用可以回答,“如果改變某些條件,那么對(duì)于結(jié)果有哪些影響?”這樣的問(wèn)題。南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工系戴斌,徐宏利用化工過(guò)程模擬系統(tǒng)ChemCAD二次開(kāi)發(fā)工具,在SO2轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)上,通過(guò)使用VBA語(yǔ)言編程,實(shí)現(xiàn)有復(fù)雜反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)。變換不同的SO2轉(zhuǎn)化工藝條件,計(jì)算得到與之對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器體積,從而為裝置技改、去瓶頸和優(yōu)化提供依據(jù)。上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院吳錫慧,郁平等對(duì)化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)改革和實(shí)踐,在實(shí)驗(yàn)中引入AspenPlus軟件強(qiáng)化計(jì)算機(jī)應(yīng)用,提高了學(xué)生們的設(shè)計(jì)和綜合分析能力。該軟件也正被學(xué)生用在大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)和科技創(chuàng)新等環(huán)節(jié)。
天津大學(xué)化工學(xué)院李士雨,齊向娟給出了應(yīng)用ChemCAD模擬軟件更新分離過(guò)程教學(xué)內(nèi)容的初步方案包括:分離過(guò)程熱力學(xué)、自由度分析的原理和方法、單級(jí)平衡和多級(jí)平衡模擬計(jì)算等。得出:無(wú)論從國(guó)內(nèi)外化工分離過(guò)程教學(xué)內(nèi)容的更新趨勢(shì)上看,還是從工業(yè)界對(duì)分離過(guò)程教學(xué)內(nèi)容需求的變化上看,在分離過(guò)程教學(xué)內(nèi)容中增加計(jì)算機(jī)模擬分析方法是大勢(shì)所趨。華東理工大學(xué)化工學(xué)院李偉,朱家文等采用模擬軟件ProII在化工分離習(xí)題課上,同時(shí)改變熱力學(xué)方法、閃蒸條件、壓力等,完成不同條件下的多種閃蒸計(jì)算。進(jìn)行丙烯精制塔計(jì)算可對(duì)塔操作參數(shù)進(jìn)行多方案計(jì)算和比較,實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化;通過(guò)調(diào)節(jié)操作參數(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的純度和塔的能耗比較,在其之間建立量化概念,這對(duì)于思考許多分離基本問(wèn)題是十分有益的。江蘇石油化工學(xué)院朱建軍、林西平等利用AspenPlus軟件對(duì)醋酸與乙醇催化反應(yīng)精餾塔進(jìn)行模擬,回流比、進(jìn)料組成、進(jìn)料位置等對(duì)醋酸與乙醇收率的影響進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:運(yùn)用AspenPlus軟件可以有效、快捷、方便地模擬脂化反應(yīng)精餾過(guò)程,結(jié)果,精度高。江漢大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院吳宇瓊將AspenPlus軟件引入分離工程課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。通過(guò)演示軟件操作錄像、學(xué)習(xí)模擬經(jīng)典實(shí)例等方法,使學(xué)生迅速掌握并使用軟件,借此求解泡、露點(diǎn)及塔板數(shù)等。
廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院秦祖贈(zèng),葛利等利用ProII對(duì)膨脹器的氣體加工裝置進(jìn)行模擬,福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院盧澤湘,范立維等利用AspenPlus對(duì)甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反應(yīng)精餾工藝進(jìn)行模擬,并進(jìn)行教學(xué)演示和講解。著重在混合物熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算、多組分平衡分離過(guò)程計(jì)算上,真正做到了“嚴(yán)格計(jì)算”。同時(shí)指出軟件對(duì)化工熱力學(xué)、化工設(shè)計(jì)等課程的學(xué)習(xí)也會(huì)有較大的幫助,連續(xù)三年化工專業(yè)本科生對(duì)過(guò)程模擬系統(tǒng)的學(xué)習(xí)興趣調(diào)查中“,學(xué)習(xí)興趣強(qiáng)烈”的分別占到總?cè)藬?shù):72.8%、83.2%、86.8%。將過(guò)程模擬系統(tǒng)應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué),避免了大量計(jì)算公式推導(dǎo)、復(fù)雜數(shù)值計(jì)算等問(wèn)題,可以在少用課時(shí)的情況下,盡量地展示化學(xué)反應(yīng)工程的核心內(nèi)容。多組分多平衡級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算,是設(shè)計(jì)分離設(shè)備和優(yōu)化操作過(guò)程的必要計(jì)算手段,也是化工分離工程教學(xué)的主要內(nèi)容。使用過(guò)程模擬系統(tǒng),在進(jìn)行MESH方程推導(dǎo)及基本算法介紹的同時(shí),使得塔的計(jì)算和將熱力學(xué)中相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)運(yùn)用到具體的分離過(guò)程中,解決其工程實(shí)際問(wèn)題成為可能,并且可以對(duì)塔的操作參數(shù)、分離要求和設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用等問(wèn)題進(jìn)行分析計(jì)算,極大地提高了學(xué)習(xí)的深度與廣度,使學(xué)生更加主動(dòng)積極,綜合分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力明顯提高。
3結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)以上課程的學(xué)習(xí)及過(guò)程模擬系統(tǒng)的應(yīng)用,為接下來(lái)學(xué)好化工過(guò)程合成與分析創(chuàng)造了條件,為化工設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ),同時(shí)這兩門(mén)課程對(duì)過(guò)程模擬系統(tǒng)的應(yīng)用又是不可或缺的。由此可見(jiàn),過(guò)程模擬系統(tǒng)是化學(xué)工程與工藝專業(yè)核心知識(shí)點(diǎn)有機(jī)綜合、相互貫通而成的產(chǎn)物,是新時(shí)期培養(yǎng)具有過(guò)程科學(xué)和工程知識(shí)背景的計(jì)算機(jī)應(yīng)用人才的利器。在高等教育日趨大眾化,呈現(xiàn)多樣性的今天,強(qiáng)調(diào)核心知識(shí)點(diǎn)在專業(yè)規(guī)范上的統(tǒng)一性特征,是最終形成專業(yè)特色多樣性的前提和保障,而在教學(xué)中推廣應(yīng)用過(guò)程模擬系統(tǒng)無(wú)疑是這一特征的具體體現(xiàn)。
作者:李曉昆張宏閆志強(qiáng)湯強(qiáng)張鵬宇單位:青海大學(xué)化工學(xué)院
化學(xué)工程論文:生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)的化學(xué)工程論文
1生產(chǎn)實(shí)習(xí)存在的問(wèn)題
1.1實(shí)習(xí)方式單一多年來(lái),生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要采用集中參觀的形式,由指導(dǎo)教師帶學(xué)生到企業(yè)集中實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)前由工廠的師傅給學(xué)生講解實(shí)習(xí)的注意事項(xiàng),進(jìn)行安全教育;實(shí)習(xí)中,學(xué)生了解車間的管路導(dǎo)通情況及工藝過(guò)程、記錄控制指標(biāo)、畫(huà)出現(xiàn)場(chǎng)工藝流程;實(shí)習(xí)后整理實(shí)習(xí)日志、撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告。這種集中參觀型實(shí)習(xí)方式雖利于統(tǒng)一管理和學(xué)生之間互相交流學(xué)習(xí),但存在以下弊端:實(shí)習(xí)學(xué)生多、現(xiàn)場(chǎng)噪聲大、聽(tīng)講效果不好;學(xué)生只能畫(huà)出流程圖,沒(méi)有動(dòng)手操作機(jī)會(huì),學(xué)生收獲不大。
1.2聯(lián)系實(shí)習(xí)企業(yè)難一般的企業(yè)不愿意接受實(shí)習(xí),因?yàn)閷?shí)習(xí)的學(xué)生比較多,會(huì)給企業(yè)帶來(lái)不必要的麻煩,企業(yè)擔(dān)心影響生產(chǎn),更怕發(fā)生安全事故。另外加上實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)的制約,遠(yuǎn)的地方需要的車費(fèi)和住宿費(fèi)都要增加,只能就近聯(lián)系實(shí)習(xí)單位,這樣合適對(duì)口的單位就比較難找。
1.3學(xué)生重視程度不夠,學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高很多學(xué)生認(rèn)為實(shí)習(xí)只是走走形式,因?yàn)榈焦S去也只是參觀參觀,并不能動(dòng)手操作。另一方面是學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)的目的和重要性普遍認(rèn)識(shí)不足,缺乏主動(dòng)性,實(shí)習(xí)中不認(rèn)真聽(tīng)講,不主動(dòng)提問(wèn),甚至有離崗脫崗現(xiàn)象,加上考研等其他因素的影響,學(xué)生重視的程度不夠,因而實(shí)習(xí)的效果不佳。
1.4實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師缺乏現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)。我們的實(shí)習(xí)老師都是普通的大學(xué)任課老師,有較強(qiáng)的理論知識(shí),缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對(duì)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)和理解,指導(dǎo)實(shí)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)非常欠缺。另外實(shí)習(xí)期間對(duì)學(xué)生的管理難度較大,安全問(wèn)題需花很多時(shí)間和精力,影響教師對(duì)實(shí)習(xí)的指導(dǎo)。
1.5工廠環(huán)境嘈雜,學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少,實(shí)習(xí)效果差。化工企業(yè)嘈雜的工廠環(huán)境,企業(yè)中的主體生產(chǎn)裝置具有易燃、易爆等危險(xiǎn)特性,一部分崗位還具有劇毒、放射、高溫、噪聲等職業(yè)危害因素,學(xué)生眼睛觀看設(shè)備外形,導(dǎo)出工藝流程,記錄工藝參數(shù)。出于安全考慮,企業(yè)也不讓學(xué)生到設(shè)備檢修現(xiàn)場(chǎng),學(xué)生看不到故障排除、設(shè)備調(diào)試、試運(yùn)行等環(huán)節(jié)。只有感性認(rèn)識(shí)、沒(méi)有動(dòng)手機(jī)會(huì)的實(shí)習(xí)方式削弱了學(xué)生對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的興趣,影響了實(shí)習(xí)的主動(dòng)性,也影響了實(shí)習(xí)的效果。
2生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)模式改革與探索
2.1多媒體課件制作、仿真軟件的應(yīng)用等多種實(shí)習(xí)方式結(jié)合,改善生產(chǎn)實(shí)習(xí)效果為了改善實(shí)習(xí)效果,可以采用多種方式相結(jié)合的形式。(1)集中實(shí)習(xí)與分散實(shí)習(xí)相結(jié)合:學(xué)校可以采用統(tǒng)一組織實(shí)習(xí)和學(xué)生自己聯(lián)系實(shí)習(xí)單位并存的模式。鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合個(gè)人就業(yè)意向和興趣特長(zhǎng),由學(xué)生自己或者教師協(xié)助選擇合適的生產(chǎn)實(shí)習(xí)單位,學(xué)生自己根據(jù)教學(xué)大綱的要求確定生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容,完成生產(chǎn)實(shí)習(xí)任務(wù),獨(dú)立解決實(shí)習(xí)中遇到的工程技術(shù)問(wèn)題。這種實(shí)習(xí)方式可變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),提高學(xué)生的積極主動(dòng)性,改善實(shí)習(xí)效果。(2)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)與仿真模擬相結(jié)合:由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)學(xué)生只能看到管道的表面,對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不了解,為了使學(xué)生對(duì)工藝流程有更進(jìn)一步的了解,可以購(gòu)買仿真軟件仿真現(xiàn)代化工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),仿真軟件彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)習(xí)中學(xué)生無(wú)法親自動(dòng)手操作的不足,通過(guò)對(duì)化工廠實(shí)物設(shè)備的仿真模擬,為學(xué)校的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)搭建了平臺(tái)。江蘇大學(xué)化工學(xué)院購(gòu)買了合成氨、氯堿化工兩個(gè)工藝流程的仿真軟件,一周的仿真模擬實(shí)習(xí),學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體,為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)奠定了基礎(chǔ),也提高了學(xué)生實(shí)習(xí)的興趣。(3)多媒體教學(xué)與現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)相結(jié)合的模式:多媒體可以將文字、圖片、聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻等有機(jī)統(tǒng)一起來(lái),不受時(shí)間和空間的限制,通過(guò)搜索實(shí)習(xí)企業(yè)的相關(guān)資料,做成多媒體課件,讓學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)企業(yè)的產(chǎn)品、工藝流程有著更為直觀感性的認(rèn)識(shí)。多媒體教學(xué),還可以將實(shí)習(xí)教學(xué)中無(wú)法展現(xiàn)出來(lái)的高端設(shè)備、加工工藝、生產(chǎn)技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)在學(xué)生面前,可以將學(xué)生的各種感官較大限度地調(diào)動(dòng)起來(lái),從而激發(fā)學(xué)生實(shí)習(xí)的興趣。此外讓學(xué)生參與教師的科研工作,從中得到鍛煉,同樣能夠達(dá)到實(shí)習(xí)的教學(xué)目的。
2.2建立穩(wěn)固實(shí)習(xí)基地,解決聯(lián)系企業(yè)難問(wèn)題為減輕聯(lián)系實(shí)習(xí)企業(yè)難度,本著互利互惠的原則,與一些企業(yè)簽訂協(xié)議、建立了長(zhǎng)期合作關(guān)系:企業(yè)為實(shí)習(xí)提供住宿、飲食等硬件,安排專人負(fù)責(zé)接待工作,明確班長(zhǎng)負(fù)責(zé)流程介紹和現(xiàn)場(chǎng)答疑,學(xué)院除組織骨干教師幫企業(yè)進(jìn)行人員業(yè)務(wù)培訓(xùn)、提高職工技術(shù)素質(zhì)外,還可幫企業(yè)解決生產(chǎn)中的技術(shù)難題。
2.3典型設(shè)備模具的制作,為學(xué)生提供動(dòng)手機(jī)會(huì),強(qiáng)化動(dòng)手能力,激發(fā)學(xué)生興趣化工類生產(chǎn)企業(yè)是一個(gè)設(shè)備密集型的企業(yè),但學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)過(guò)程中往往只能看到各類設(shè)備的外型結(jié)構(gòu),不了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理。這種現(xiàn)象在傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)方式中沒(méi)有辦法解決,但是可以把這些典型的設(shè)備做成一些模具,讓學(xué)生參與模具的制作,這樣既可使學(xué)生對(duì)設(shè)備的內(nèi)外結(jié)構(gòu)和工作原理有深刻的印象,同時(shí)也滿足了學(xué)生的好奇心,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
2.4實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的培訓(xùn)學(xué)習(xí)讓青年教師到企業(yè)掛職鍛煉,或是邀請(qǐng)相關(guān)企業(yè)的總工到學(xué)校進(jìn)行講學(xué),加強(qiáng)教師和企業(yè)技術(shù)人員的交流,這樣既可提高教師自身素質(zhì),又能更好地指導(dǎo)學(xué)生,同時(shí)也能與企業(yè)的技術(shù)改造、科研活動(dòng)結(jié)合起來(lái)為企業(yè)作貢獻(xiàn),達(dá)到雙贏的目的。
3結(jié)束語(yǔ)
總之,化工實(shí)習(xí)質(zhì)量的提高是一項(xiàng)長(zhǎng)期、艱巨的任務(wù),通過(guò)以上這些改革措施的實(shí)施,不斷調(diào)整生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)的內(nèi)容和方法,完善生產(chǎn)實(shí)習(xí)制度,強(qiáng)化管理措施,提高實(shí)習(xí)質(zhì)量,培養(yǎng)出具有一定化工生產(chǎn)技能、素質(zhì)、適應(yīng)社會(huì)需求的綜合性化工技術(shù)人才,是可以做到的。
作者:郝臣王曉紅沈玉堂李體海單位:江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院
化學(xué)工程論文:環(huán)境工程與化學(xué)工程論文
1環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)方式
目前許多院校廣泛采用主輔修方式培養(yǎng)復(fù)合型人才,即學(xué)生在完成主修專業(yè)課程的基礎(chǔ)上,再輔修第二專業(yè)的課程。輔修課程的上課時(shí)間經(jīng)常與主修課程的上課時(shí)間相沖突,或者輔修課程的上課時(shí)間統(tǒng)一被安排在周末或晚上,這給輔修課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)不便。環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)可采用特色班級(jí)方式培養(yǎng),即在招生時(shí)就用固定班集體招生、統(tǒng)一培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式便于課程體系的學(xué)習(xí),尤其是便于實(shí)踐課程的教學(xué)與管理。湖南城市學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院同時(shí)擁有化學(xué)工程和環(huán)境工程兩個(gè)專業(yè),這使得該學(xué)院在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的招生、教學(xué)與管理有獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)。
2環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的課程體系
在課程體系設(shè)計(jì)上,不能簡(jiǎn)單地將環(huán)境工程專業(yè)與化學(xué)工程專業(yè)的課程“拼盤(pán)”。根據(jù)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)和要求,我們?cè)谡?qǐng)教專家、調(diào)查學(xué)生的基礎(chǔ)上對(duì)環(huán)境工程專業(yè)、化學(xué)工程專業(yè)的相關(guān)課程進(jìn)行了有機(jī)整合,形成了培養(yǎng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的課程體系,該課程體系由5個(gè)課程模塊組成。公共基礎(chǔ)和素質(zhì)課程模塊。該課程模塊包括中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、馬克思主義基本原理、思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、大學(xué)生心理健康教育、軍事訓(xùn)練、大學(xué)體育、大學(xué)英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、大學(xué)語(yǔ)文。專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊。該課程模塊包括高等數(shù)學(xué)、工程制圖及CAD、無(wú)機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、儀器分析及實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、化工原理及實(shí)驗(yàn)、波譜分析。專業(yè)核心課程模塊。該課程模塊包括環(huán)境化學(xué)、管網(wǎng)工程、環(huán)境微生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及實(shí)驗(yàn)、水污染控制工程及實(shí)驗(yàn)、大氣污染控制工程及實(shí)驗(yàn)、固體廢物處理工程及實(shí)驗(yàn)、噪聲污染控制工程、環(huán)境影響評(píng)價(jià)。特色課程模塊。該課程模塊包括化工環(huán)境保護(hù)、化工污染控制工程、化工污染控制設(shè)備、綠色氧化技術(shù)、突發(fā)性化工環(huán)境污染事故的預(yù)防與處置等課程。實(shí)踐教學(xué)課程模塊。該課程模塊包括環(huán)境工程仿真實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理、PIDCAD工藝流程制圖、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))。該課程體系在保留環(huán)境工程專業(yè)的核心課程基礎(chǔ)上,《無(wú)機(jī)化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《分析化學(xué)》、《物理化學(xué)》、《儀器分析》、《化工原理》、《波譜分析》等專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容和學(xué)時(shí)與化學(xué)工程專業(yè)一致,在課程設(shè)置上體現(xiàn)出環(huán)境工程專業(yè)與化學(xué)工程專業(yè)課程的復(fù)合;特色課程模塊和實(shí)踐教學(xué)課程模塊體現(xiàn)出環(huán)境工程專業(yè)與化學(xué)工程專業(yè)課程的融合。
3環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)方法
對(duì)于環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才,要求綜合培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境工程、化學(xué)工程兩專業(yè)的知識(shí)和能力,達(dá)到綜合培養(yǎng)的目標(biāo),這就要求其相應(yīng)的教學(xué)不能采用灌輸性的教學(xué)風(fēng)格,而應(yīng)采用滲透式教學(xué)、融合式教學(xué)、案例式教學(xué)和研究性教學(xué)等。(1)滲透式教學(xué)是指在上述專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊中滲透環(huán)境工程專業(yè)知識(shí)的教學(xué),在上述專業(yè)核心課程模塊滲透化學(xué)工程專業(yè)知識(shí)的教學(xué)。例如,《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生動(dòng)手做“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應(yīng)速率常數(shù)和活化能的測(cè)定”。(2)融合式教學(xué)是指在上述特色課程模塊和實(shí)踐教學(xué)課程模塊中將環(huán)境工程和化學(xué)工程中的知識(shí)、原理、技能融成一體進(jìn)行教學(xué)。例如,《化工污染控制工程》中教師可結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行“流化床化學(xué)反應(yīng)器處理農(nóng)藥廠廢水”的專題教學(xué),將流化床工藝設(shè)計(jì)參數(shù)、原理、廢水排放標(biāo)準(zhǔn)等融合在一起進(jìn)行教學(xué)。(3)案例式教學(xué)就是指在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容運(yùn)用工程中的實(shí)際案例進(jìn)行教學(xué)。例如,《水污染控制工程》中教師可結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行“電鍍廠含鉻廢水的深度處理”的案例教學(xué)。(4)研究型教學(xué)是指在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程中教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,促進(jìn)、支持和指導(dǎo)學(xué)生完成研究型學(xué)習(xí)活動(dòng),來(lái)綜合培養(yǎng)學(xué)生能力與素質(zhì)的一種教學(xué)方法。例如,在“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應(yīng)速率常數(shù)和活化能的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中,教師可引導(dǎo)學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料,引導(dǎo)學(xué)生思考如何測(cè)定溶液中2,4-D的濃度?如何用計(jì)算機(jī)軟件繪制2,4-D濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線?讓學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)中所需要的儀器和使用的方法,引導(dǎo)學(xué)生思考FeSO4和H2O2使用量對(duì)2,4-D降解速率的影響,如何求算該降解過(guò)程中的速率常數(shù)K和表觀活化能Ea?
4環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的師資隊(duì)伍建設(shè)
良好的師資隊(duì)伍是實(shí)施環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。要培養(yǎng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才,首先必須有環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型的師資。筆者認(rèn)為,要改變目前環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型的師資匱乏問(wèn)題,可從如下幾個(gè)方面加強(qiáng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的師資隊(duì)伍建設(shè)。(1)引進(jìn)、培養(yǎng)具有環(huán)境工程和化學(xué)工程雙專業(yè)學(xué)位的高水平的博士或碩士,他們?cè)趯W(xué)士、碩士或博士學(xué)位教育期間接受過(guò)環(huán)境工程、化學(xué)工程的專業(yè)教育,具備環(huán)境工程和化學(xué)工程復(fù)合的知識(shí)結(jié)構(gòu)和科研素養(yǎng),是環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的理想師資隊(duì)伍。(2)教師交叉自學(xué)和資格認(rèn)證。在學(xué)院內(nèi)部要求有環(huán)境工程專業(yè)學(xué)位的教師參加化學(xué)工程的本科理論與實(shí)踐教育,要求有化學(xué)工程專業(yè)學(xué)位的教師參加環(huán)境工程的本科理論與實(shí)踐教育,教育期滿后進(jìn)行考試認(rèn)證,達(dá)到認(rèn)證資格的教師才能評(píng)聘為環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的師資。(3)聘請(qǐng)企業(yè)有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),且有良好師范素養(yǎng)的工程師參與環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)和科研工作。
5學(xué)生自主學(xué)習(xí)是環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的重要手段
現(xiàn)代環(huán)境工程和化學(xué)工程日新月異,要培養(yǎng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才,單靠教師的培養(yǎng)顯然是不夠的,必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。高等院校擁有豐富的中文、英文文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)庫(kù),有豐富網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)資源;高等院校圖書(shū)館擁有大量的紙質(zhì)版和電子版書(shū)籍、期刊和報(bào)紙;高等院校實(shí)驗(yàn)室擁有大型的現(xiàn)代化儀器等。這些資源為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了良好的物質(zhì)保障。教師在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)中,以問(wèn)題、專題為核心,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、相互交流,從而優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)。例如,教師可引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)網(wǎng)站,自主學(xué)習(xí)“離子交換樹(shù)脂”專題,要求學(xué)生掌握離子交換樹(shù)脂的分類、命名、合成、性能、工作原理、再生方法及在污水處理中的應(yīng)用等,并要求學(xué)生要充分利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)資源,構(gòu)建自身交流的QQ群,進(jìn)而廣泛、深入、持續(xù)地交流。總之,在今后環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的研究與實(shí)踐中,我們還需要不斷地努力探索與實(shí)踐,逐步形成科學(xué)、系統(tǒng)的環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)體系,為環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)提供啟示和建議。
作者:孟秋冬肖谷清胡擁軍單位:湖南城市學(xué)院圖書(shū)館湖南城市學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院
化學(xué)工程論文:實(shí)驗(yàn)教學(xué)化學(xué)工程論文
1網(wǎng)站建設(shè)目的的確定
明確網(wǎng)站的建設(shè)目的是進(jìn)行網(wǎng)站設(shè)計(jì)和制作的開(kāi)始。化工實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站是化工實(shí)驗(yàn)中心展示、輻射、共享、對(duì)外服務(wù)、對(duì)內(nèi)管理的重要平臺(tái),其建設(shè)宗旨是在“服務(wù)教學(xué)質(zhì)量工程和研究型人才培養(yǎng)需要”的基本思想指導(dǎo)下,借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì),打造了功能齊全、教學(xué)效果突出的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、輔導(dǎo)、預(yù)習(xí)、虛擬仿真以及網(wǎng)絡(luò)選課、網(wǎng)絡(luò)查詢、網(wǎng)絡(luò)管理等先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),達(dá)到拓展教學(xué)時(shí)空,優(yōu)化教學(xué)體系,教學(xué)資源共享的目的。在后續(xù)網(wǎng)站的設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中要緊密圍繞化工實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站目的,不能偏離主題,做無(wú)用功。
2網(wǎng)站構(gòu)架的搭建
確定了網(wǎng)站建設(shè)的目的后,就要根據(jù)網(wǎng)站目的建立網(wǎng)站的大構(gòu)架。一般而言,網(wǎng)站框架包括一些標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,包括首頁(yè)、簡(jiǎn)介、新聞動(dòng)態(tài)、產(chǎn)品展示、在線留言、聯(lián)系我們等。在搭建前,首先瀏覽部級(jí)以及各省市級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的網(wǎng)站,調(diào)研學(xué)習(xí)。在結(jié)合其它網(wǎng)站優(yōu)點(diǎn)以及本校化工實(shí)驗(yàn)中心的特色下,詳細(xì)地列出該中心網(wǎng)站需要的模塊,并根據(jù)模塊對(duì)網(wǎng)站構(gòu)架進(jìn)行設(shè)計(jì),頁(yè)面構(gòu)架完成后盡可能不要改動(dòng),避免對(duì)先前內(nèi)容產(chǎn)生影響,甚至破壞網(wǎng)站。確立了大框架,網(wǎng)站的主體部分也就確立了。
3制作網(wǎng)站相關(guān)素材的準(zhǔn)備
這是制作網(wǎng)站較大的準(zhǔn)備工作,包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)素材以及網(wǎng)站設(shè)計(jì)相關(guān)素材的準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)素材,包括師資隊(duì)伍人員介紹,設(shè)備儀器相關(guān)參數(shù)以及圖片的收集與整理,實(shí)驗(yàn)講義、課件、題庫(kù)以及視頻的準(zhǔn)備、規(guī)范,獲獎(jiǎng)證書(shū)的集中與拍照,規(guī)章制度等。該環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的素材多,任務(wù)量大。要先作統(tǒng)一安排,把大工作切分成很多小任務(wù),具體每項(xiàng)任務(wù)都下達(dá)到相關(guān)老師,規(guī)定好上交時(shí)間。收集完材料要對(duì)格式進(jìn)行規(guī)范、校對(duì),不合格的要重新反饋修改,如此反復(fù),直到所有素材都分門(mén)別類得準(zhǔn)備好。網(wǎng)站設(shè)計(jì)相關(guān)素材的準(zhǔn)備,主要是網(wǎng)站上顯示的各種圖片等,相關(guān)素材要準(zhǔn)備幾個(gè)方案,以便統(tǒng)一討論選出方案。
4網(wǎng)站域名與網(wǎng)站掛靠問(wèn)題的溝通
天津工業(yè)大學(xué)的信息化中心有專門(mén)的網(wǎng)站存放服務(wù)器,可以免費(fèi)提供存放網(wǎng)站所需要的空間。但是掛靠的申請(qǐng)手續(xù)、開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的可行性、掛靠的實(shí)效性以及后期網(wǎng)絡(luò)維護(hù)問(wèn)題都需要在網(wǎng)站建設(shè)前提前做好溝通。以確保網(wǎng)站建成后能及時(shí)對(duì)外開(kāi)放并方便管理維護(hù)。
作者:張紀(jì)梅卞希慧紀(jì)妍妍高建單位:天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院
化學(xué)工程論文:基于項(xiàng)目計(jì)劃的化學(xué)工程論文
一、項(xiàng)目實(shí)施與管理
1.查閱文獻(xiàn)資料文獻(xiàn)檢索是利用文獻(xiàn)獲取知識(shí)、信息的基本手段,可以培養(yǎng)學(xué)生的情報(bào)意識(shí)和信息素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨(dú)立研究問(wèn)題的能力。通過(guò)文獻(xiàn)檢索,學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)了解課題的背景、進(jìn)展、方向等宏觀知識(shí),還要依據(jù)本課題的研究目的,學(xué)習(xí)課題所采用的實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)方法、影響因素、注意事項(xiàng)等技術(shù)方面的知識(shí)。如論文題目為《硫磺熏蒸對(duì)黨參有效成分的影響》的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中有三個(gè)關(guān)鍵部分,分別為硫磺熏蒸、黨參、有效成分的影響,涉及中藥材黨參、硫磺熏蒸工藝、黨參有效成分的提取和測(cè)定。在中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索,關(guān)鍵詞為“硫磺熏蒸”的448篇文章中,以“黨參”為關(guān)鍵詞在結(jié)果中檢索得文章11篇,相關(guān)性較強(qiáng)的僅3篇,且不包括有效成分的提取和測(cè)定,因此不能將硫磺熏蒸和黨參聯(lián)合檢索。如果以“黨參”為關(guān)鍵詞檢索文章得5190篇,又以“提取工藝”為關(guān)鍵詞檢索文章得14篇,以“含量測(cè)定”為關(guān)鍵詞檢索文章得52篇。再結(jié)合“硫磺熏蒸”檢索的448篇文獻(xiàn)進(jìn)行篩選,則可得有借鑒價(jià)值的文章95篇。文獻(xiàn)檢索的質(zhì)量與研究項(xiàng)目的開(kāi)題密切相關(guān)。嚴(yán)謹(jǐn)開(kāi)題是學(xué)生完成畢業(yè)論文的關(guān)鍵。在這個(gè)環(huán)節(jié),指導(dǎo)教師要向項(xiàng)目組全體學(xué)生介紹中藥硫磺熏蒸和脫硫工藝對(duì)中藥有效成分的影響及其研究意義,引導(dǎo)學(xué)生從大量文獻(xiàn)資料中分析前人未完成或有欠缺的研究?jī)?nèi)容,找準(zhǔn)切入點(diǎn)。同時(shí),要明確項(xiàng)目的研究目的、內(nèi)容、方法和儀器,熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和結(jié)果的檢驗(yàn)分析方法,分析研究過(guò)程中可能遇到的難點(diǎn)以及預(yù)期取得的成果。為了能夠充分利用時(shí)間,在學(xué)生一進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn),將查閱文獻(xiàn)資料及其整理工作、熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法及項(xiàng)目結(jié)果的檢測(cè)方法等內(nèi)容提前進(jìn)行。同時(shí)要統(tǒng)籌安排時(shí)間,建立本科生導(dǎo)師制下的合作學(xué)習(xí)小組〔1〕,以便順利開(kāi)展項(xiàng)目。另外,文獻(xiàn)檢索的質(zhì)量還與畢業(yè)論文綜述部分密切相關(guān)。論文的綜述是對(duì)研究項(xiàng)目已經(jīng)取得的研究成果、存在問(wèn)題以及發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行系統(tǒng)、的敘述和評(píng)論。通過(guò)對(duì)研究問(wèn)題進(jìn)行歸納、分析、總結(jié),有助于學(xué)生拓展研究思路,盡可能避免重復(fù)勞動(dòng),同時(shí)能提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
2.項(xiàng)目計(jì)劃制定與實(shí)施在項(xiàng)目計(jì)劃中,指導(dǎo)教師要合理配置各項(xiàng)目組成員,明確各成員的職責(zé)和任務(wù)。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,各個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃成員要嚴(yán)格遵守科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程規(guī)范,依靠學(xué)生自身能力和成員協(xié)作,分階段完成任務(wù),并定期匯報(bào)進(jìn)展情況。指導(dǎo)教師要定期、不定期地對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展情況進(jìn)行檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)研究過(guò)程中存在的問(wèn)題,如學(xué)生的研究?jī)?nèi)容是否需要補(bǔ)充完善、學(xué)生能否解決關(guān)鍵問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)進(jìn)度快慢等,調(diào)整每個(gè)學(xué)生的研究目標(biāo)和任務(wù)。項(xiàng)目組學(xué)生應(yīng)該根據(jù)文獻(xiàn)資料,總結(jié)黨參、遠(yuǎn)志和黃芪藥材的硫磺熏蒸工藝的主要影響因素,以及脫硫工藝的方法和主要影響因素,以數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法(如單因素分析、正交設(shè)計(jì)、均勻設(shè)計(jì)等)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并提交開(kāi)題報(bào)告。指導(dǎo)教師對(duì)開(kāi)題報(bào)告進(jìn)行審核并通過(guò)項(xiàng)目組的討論和完善。根據(jù)有關(guān)資料,在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,硫磺熏蒸工藝主要影響因素較少,因而可以選擇單因素分析或正交設(shè)計(jì)進(jìn)行研究;而脫硫工藝影響因素復(fù)雜,單因素設(shè)計(jì)時(shí)試驗(yàn)次數(shù)較多,因而可采用均勻設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行研究。畢業(yè)論文討論部分的內(nèi)容往往是學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的真實(shí)反映,它最能體現(xiàn)學(xué)生檢索文獻(xiàn)的質(zhì)量和對(duì)研究問(wèn)題的了解和理解程度。在討論部分,應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出研究獲得的新的重要結(jié)果和結(jié)論所代表的意義,提出新的假設(shè)和建議,并說(shuō)明課題研究的價(jià)值和局限性。在教學(xué)中,由于本科畢業(yè)生沒(méi)有撰寫(xiě)科技論文討論部分的經(jīng)歷,常常會(huì)出現(xiàn)下列問(wèn)題:討論部分與研究目的脫節(jié),導(dǎo)致論文前后內(nèi)容不一致;缺失相關(guān)文獻(xiàn)的對(duì)比,不能突顯自己研究的創(chuàng)新和價(jià)值;缺少項(xiàng)目選擇方案和進(jìn)行過(guò)程中相關(guān)事件的分析;缺少項(xiàng)目研究的展望和后期拓展等。
二、總結(jié)與評(píng)價(jià)
畢業(yè)論文是實(shí)驗(yàn)成果的總結(jié)和深化提高。在畢業(yè)論文撰寫(xiě)過(guò)程中,指導(dǎo)教師應(yīng)對(duì)項(xiàng)目組全體學(xué)生提出明確要求,完善論文大綱,并按照學(xué)校畢業(yè)論文撰寫(xiě)要求進(jìn)行規(guī)范。在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)中,積極開(kāi)展學(xué)生論文的評(píng)估工作,是促進(jìn)和提高本科畢業(yè)論文質(zhì)量、使其達(dá)到教學(xué)基本要求的重要手段和措施。由于畢業(yè)論文題目的不同,涉及到的工作量、難度、進(jìn)展程度以及創(chuàng)新性等因素不能在論文中體現(xiàn)出來(lái),且難以用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范,常常很難對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。因此,應(yīng)結(jié)合實(shí)際,建立校級(jí)、院級(jí)和系部三級(jí)考查系統(tǒng)和畢業(yè)論文質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。要求學(xué)生填寫(xiě)任務(wù)書(shū),便于對(duì)論文完成情況進(jìn)行審核;填寫(xiě)進(jìn)度表,便于對(duì)論文進(jìn)展情況進(jìn)行監(jiān)督;填寫(xiě)考勤表,便于對(duì)學(xué)生的出勤率和實(shí)驗(yàn)態(tài)度進(jìn)行評(píng)價(jià)等。考查與評(píng)價(jià)時(shí),既要考查學(xué)生提交的材料,也要考慮學(xué)生在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn),還要充分考慮學(xué)生的獨(dú)立工作能力、科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。一般畢業(yè)論文的成績(jī)可采用指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)、相關(guān)專業(yè)教師交叉評(píng)價(jià)和答辯三種評(píng)價(jià)方式進(jìn)行,以30%、20%和50%的比例分別計(jì)算分值。以上措施的實(shí)施,有助于對(duì)每一個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、綜合能力和研究創(chuàng)新能力形成公正、公平、合理的鑒定。
作者:趙玉英王二兵單位:太原科技大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院講師
化學(xué)工程論文:化學(xué)工程與環(huán)境工程論文
1環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)方式
目前許多院校廣泛采用主輔修方式培養(yǎng)復(fù)合型人才,即學(xué)生在完成主修專業(yè)課程的基礎(chǔ)上,再輔修第二專業(yè)的課程。輔修課程的上課時(shí)間經(jīng)常與主修課程的上課時(shí)間相沖突,或者輔修課程的上課時(shí)間統(tǒng)一被安排在周末或晚上,這給輔修課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)不便。環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)可采用特色班級(jí)方式培養(yǎng),即在招生時(shí)就用固定班集體招生、統(tǒng)一培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式便于課程體系的學(xué)習(xí),尤其是便于實(shí)踐課程的教學(xué)與管理。湖南城市學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院同時(shí)擁有化學(xué)工程和環(huán)境工程兩個(gè)專業(yè),這使得該學(xué)院在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的招生、教學(xué)與管理有獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)。
2環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的課程體系
在課程體系設(shè)計(jì)上,不能簡(jiǎn)單地將環(huán)境工程專業(yè)與化學(xué)工程專業(yè)的課程“拼盤(pán)”。根據(jù)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)和要求,我們?cè)谡?qǐng)教專家、調(diào)查學(xué)生的基礎(chǔ)上對(duì)環(huán)境工程專業(yè)、化學(xué)工程專業(yè)的相關(guān)課程進(jìn)行了有機(jī)整合,形成了培養(yǎng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的課程體系,該課程體系由5個(gè)課程模塊組成。公共基礎(chǔ)和素質(zhì)課程模塊。該課程模塊包括中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、馬克思主義基本原理、思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、大學(xué)生心理健康教育、軍事訓(xùn)練、大學(xué)體育、大學(xué)英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、大學(xué)語(yǔ)文。專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊。該課程模塊包括高等數(shù)學(xué)、工程制圖及CAD、無(wú)機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、儀器分析及實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、化工原理及實(shí)驗(yàn)、波譜分析。專業(yè)核心課程模塊。該課程模塊包括環(huán)境化學(xué)、管網(wǎng)工程、環(huán)境微生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及實(shí)驗(yàn)、水污染控制工程及實(shí)驗(yàn)、大氣污染控制工程及實(shí)驗(yàn)、固體廢物處理工程及實(shí)驗(yàn)、噪聲污染控制工程、環(huán)境影響評(píng)價(jià)。特色課程模塊。該課程模塊包括化工環(huán)境保護(hù)、化工污染控制工程、化工污染控制設(shè)備、綠色氧化技術(shù)、突發(fā)性化工環(huán)境污染事故的預(yù)防與處置等課程。實(shí)踐教學(xué)課程模塊。該課程模塊包括環(huán)境工程仿真實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理、PIDCAD工藝流程制圖、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))。該課程體系在保留環(huán)境工程專業(yè)的核心課程基礎(chǔ)上,《無(wú)機(jī)化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《分析化學(xué)》、《物理化學(xué)》、《儀器分析》、《化工原理》、《波譜分析》等專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容和學(xué)時(shí)與化學(xué)工程專業(yè)一致,在課程設(shè)置上體現(xiàn)出環(huán)境工程專業(yè)與化學(xué)工程專業(yè)課程的復(fù)合;特色課程模塊和實(shí)踐教學(xué)課程模塊體現(xiàn)出環(huán)境工程專業(yè)與化學(xué)工程專業(yè)課程的融合。
3環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)方法
對(duì)于環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才,要求綜合培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境工程、化學(xué)工程兩專業(yè)的知識(shí)和能力,達(dá)到綜合培養(yǎng)的目標(biāo),這就要求其相應(yīng)的教學(xué)不能采用灌輸性的教學(xué)風(fēng)格,而應(yīng)采用滲透式教學(xué)、融合式教學(xué)、案例式教學(xué)和研究性教學(xué)等。(1)滲透式教學(xué)是指在上述專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊中滲透環(huán)境工程專業(yè)知識(shí)的教學(xué),在上述專業(yè)核心課程模塊滲透化學(xué)工程專業(yè)知識(shí)的教學(xué)。例如,《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生動(dòng)手做“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應(yīng)速率常數(shù)和活化能的測(cè)定”。(2)融合式教學(xué)是指在上述特色課程模塊和實(shí)踐教學(xué)課程模塊中將環(huán)境工程和化學(xué)工程中的知識(shí)、原理、技能融成一體進(jìn)行教學(xué)。例如,《化工污染控制工程》中教師可結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行“流化床化學(xué)反應(yīng)器處理農(nóng)藥廠廢水”的專題教學(xué),將流化床工藝設(shè)計(jì)參數(shù)、原理、廢水排放標(biāo)準(zhǔn)等融合在一起進(jìn)行教學(xué)。(3)案例式教學(xué)就是指在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容運(yùn)用工程中的實(shí)際案例進(jìn)行教學(xué)。例如,《水污染控制工程》中教師可結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行“電鍍廠含鉻廢水的深度處理”的案例教學(xué)。(4)研究型教學(xué)是指在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程中教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,促進(jìn)、支持和指導(dǎo)學(xué)生完成研究型學(xué)習(xí)活動(dòng),來(lái)綜合培養(yǎng)學(xué)生能力與素質(zhì)的一種教學(xué)方法。例如,在“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應(yīng)速率常數(shù)和活化能的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中,教師可引導(dǎo)學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料,引導(dǎo)學(xué)生思考如何測(cè)定溶液中2,4-D的濃度?如何用計(jì)算機(jī)軟件繪制2,4-D濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線?讓學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)中所需要的儀器和使用的方法,引導(dǎo)學(xué)生思考FeSO4和H2O2使用量對(duì)2,4-D降解速率的影響,如何求算該降解過(guò)程中的速率常數(shù)K和表觀活化能Ea?
4環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的師資隊(duì)伍建設(shè)
良好的師資隊(duì)伍是實(shí)施環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。要培養(yǎng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才,首先必須有環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型的師資。筆者認(rèn)為,要改變目前環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型的師資匱乏問(wèn)題,可從如下幾個(gè)方面加強(qiáng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的師資隊(duì)伍建設(shè)。(1)引進(jìn)、培養(yǎng)具有環(huán)境工程和化學(xué)工程雙專業(yè)學(xué)位的高水平的博士或碩士,他們?cè)趯W(xué)士、碩士或博士學(xué)位教育期間接受過(guò)環(huán)境工程、化學(xué)工程的專業(yè)教育,具備環(huán)境工程和化學(xué)工程復(fù)合的知識(shí)結(jié)構(gòu)和科研素養(yǎng),是環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的理想師資隊(duì)伍。(2)教師交叉自學(xué)和資格認(rèn)證。在學(xué)院內(nèi)部要求有環(huán)境工程專業(yè)學(xué)位的教師參加化學(xué)工程的本科理論與實(shí)踐教育,要求有化學(xué)工程專業(yè)學(xué)位的教師參加環(huán)境工程的本科理論與實(shí)踐教育,教育期滿后進(jìn)行考試認(rèn)證,達(dá)到認(rèn)證資格的教師才能評(píng)聘為環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的師資。(3)聘請(qǐng)企業(yè)有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),且有良好師范素養(yǎng)的工程師參與環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)和科研工作。
5學(xué)生自主學(xué)習(xí)是環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的重要手段
現(xiàn)代環(huán)境工程和化學(xué)工程日新月異,要培養(yǎng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才,單靠教師的培養(yǎng)顯然是不夠的,必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。高等院校擁有豐富的中文、英文文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)庫(kù),有豐富網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)資源;高等院校圖書(shū)館擁有大量的紙質(zhì)版和電子版書(shū)籍、期刊和報(bào)紙;高等院校實(shí)驗(yàn)室擁有大型的現(xiàn)代化儀器等。這些資源為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了良好的物質(zhì)保障。教師在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)中,以問(wèn)題、專題為核心,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、相互交流,從而優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)。例如,教師可引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)網(wǎng)站,自主學(xué)習(xí)“離子交換樹(shù)脂”專題,要求學(xué)生掌握離子交換樹(shù)脂的分類、命名、合成、性能、工作原理、再生方法及在污水處理中的應(yīng)用等,并要求學(xué)生要充分利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)資源,構(gòu)建自身交流的QQ群,進(jìn)而廣泛、深入、持續(xù)地交流。總之,在今后環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的研究與實(shí)踐中,我們還需要不斷地努力探索與實(shí)踐,逐步形成科學(xué)、系統(tǒng)的環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)體系,為環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)提供啟示和建議。
作者:孟秋冬肖谷清胡擁軍單位:湖南城市學(xué)院圖書(shū)館湖南城市學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院
化學(xué)工程論文:石油加工工藝學(xué)與化學(xué)工程論文
1每章增加課后習(xí)題
為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及自我總結(jié)能力,每章增加不同類型的課后習(xí)題與思考題。包括石油產(chǎn)品有哪些分類及各自用途等基礎(chǔ)性習(xí)題;冬天柴油車掛蠟如何處理等與實(shí)際生活相關(guān)的習(xí)題;如何根據(jù)油品的特性實(shí)現(xiàn)油品的安全管理等與實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)的習(xí)題。學(xué)生即掌握了基礎(chǔ)知識(shí),又可以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題。另外每章結(jié)束后要求學(xué)生對(duì)本章重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),再相互交流,把握主線,整體思路清晰。
2教學(xué)方法改革
2.1現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用多媒體教學(xué)課件以它圖文并茂、動(dòng)靜結(jié)合的表現(xiàn)形式,達(dá)到增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)抽象概念、圖形性質(zhì)和學(xué)科定理的理解與感受,從而極大地提高了課堂的教學(xué)效果。石油加工工藝學(xué)課程具有專業(yè)性強(qiáng),需要良好的專業(yè)知識(shí)鋪墊;知識(shí)綜合性強(qiáng),涉及內(nèi)容廣泛,內(nèi)容復(fù)雜,新工藝技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)繁多;應(yīng)用性強(qiáng),理論與實(shí)際密切結(jié)合等特點(diǎn),決定了該課程的授課形式必須多樣化,達(dá)到好的教學(xué)效果。所以授課中把新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)等以多媒體的形式講授,既直觀、形象、又便于學(xué)生了解掌握,節(jié)省教師畫(huà)圖、畫(huà)表的時(shí)間,在有限的教學(xué)時(shí)間里實(shí)現(xiàn)了大容量、高效率的教學(xué)。運(yùn)用視頻將理論與專業(yè)實(shí)驗(yàn)、仿真素材等緊密聯(lián)系起來(lái),如對(duì)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾先進(jìn)行理論介紹,再播放視頻,一動(dòng)一靜,將枯燥的理論以實(shí)際過(guò)程表現(xiàn)出來(lái),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。課外學(xué)習(xí)平臺(tái)也不斷完善,包括授課視頻、實(shí)驗(yàn)視頻、課件、配套習(xí)題、實(shí)際問(wèn)題解決方法等,用現(xiàn)代技術(shù)及豐富生動(dòng)的內(nèi)容吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
2.2啟發(fā)式與對(duì)比式教學(xué)相結(jié)合為了改變大學(xué)生在中學(xué)階段養(yǎng)成的被動(dòng)式、機(jī)械式的學(xué)習(xí)方式,變被動(dòng)為主動(dòng),增加學(xué)習(xí)的積極性,提高對(duì)知識(shí)的渴望與興趣,本課程的講授過(guò)程中大量采用啟發(fā)式教學(xué)。如在講授清潔燃料生產(chǎn)時(shí),先通過(guò)圖片了解現(xiàn)在全球氣候變化帶來(lái)的影響,并給出具體數(shù)據(jù),再討論導(dǎo)致的原因。汽車尾氣的排放就是源頭之一,為了改善全球氣候,減少汽車尾氣排放的污染物是當(dāng)務(wù)之急,這就要求提高燃料的質(zhì)量,即生產(chǎn)清潔的汽油和柴油。應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué),從我們切實(shí)能體會(huì)到的事情出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題,既可以把問(wèn)題簡(jiǎn)單化,又增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣。除了啟發(fā)式教學(xué)外,還并用對(duì)比式教學(xué)方式,兩者相互補(bǔ)充。如把汽油和柴油進(jìn)行對(duì)比講解,找出異同點(diǎn),便于學(xué)生的理解與掌握。先指出汽油機(jī)與柴油機(jī)的雖然都是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),工作過(guò)程都是由進(jìn)氣、壓縮、膨脹做功、排氣4個(gè)過(guò)程構(gòu)成,但兩者的壓縮比、進(jìn)入氣缸的氣體、著火方式等不同,所以對(duì)燃料的要求不同。汽油和柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒不正常時(shí)都會(huì)發(fā)生爆震,且爆震現(xiàn)象相同,但是產(chǎn)生爆震的原因及時(shí)期卻不同,兩者用不同的指標(biāo)來(lái)表示其抗爆性,由此得出各自的理想組分。通過(guò)對(duì)比歸納,內(nèi)容清晰,層次分明,相似的知識(shí)點(diǎn)不易混淆,便于理解與掌握,取得了良好的教學(xué)效果。
2.3小組討論形式進(jìn)入課堂為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,我們會(huì)不定期的提出一些與石油相關(guān)的問(wèn)題,鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)各種渠道(期刊、報(bào)刊、互聯(lián)網(wǎng)、電視等)收集資料進(jìn)行了解,之后在課堂上進(jìn)行分組討論,把枯燥乏味的理論知識(shí)結(jié)合到我們的生活中,學(xué)生積極性較高,課堂氣氛高漲。比如緒論講完之后提出問(wèn)題:石油與你有多大關(guān)系,你24小時(shí)消耗掉多少石油?在下次課中用部分時(shí)間進(jìn)行分組討論,在激烈的討論中,同學(xué)們各抒己見(jiàn),真正了解到了我們的衣食住行確實(shí)離不開(kāi)石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我們想要的產(chǎn)品呢?有了疑問(wèn)和好奇心,增強(qiáng)對(duì)本課程的興趣。
2.4培養(yǎng)獨(dú)立查閱并加工文獻(xiàn)的能力在授課過(guò)程中提出幾個(gè)比較熱門(mén)的課題,如原油價(jià)格對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響?煉化企業(yè)如何實(shí)現(xiàn)清潔燃料的生產(chǎn)?現(xiàn)代煉油工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)?中國(guó)的能源安全及戰(zhàn)略問(wèn)題等。學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣,選取某一個(gè)課題,獨(dú)立查閱文獻(xiàn)并經(jīng)過(guò)整理完成一份報(bào)告,提高學(xué)生查閱加工文獻(xiàn)的能力,為以后畢業(yè)論文奠定良好的基礎(chǔ),又加深對(duì)某一方面的深刻理解。
2.5加強(qiáng)工程意識(shí)與理論的聯(lián)系石油加工工藝學(xué)是一門(mén)專業(yè)課,除講授理論內(nèi)容,還引入大量工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究案例,提升學(xué)生工程意識(shí)與理論聯(lián)系實(shí)際的能力,真正做到理論與工業(yè)生產(chǎn)緊密相連。如以遼陽(yáng)石化加工原油-俄羅斯原油為例,根據(jù)原油性質(zhì)、實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)及直餾產(chǎn)品性質(zhì),確定加工方案;以遼陽(yáng)石化550萬(wàn)t/a常減壓裝置為例,講授常減壓裝置工藝流程、主要設(shè)備、直餾產(chǎn)品性質(zhì)等,運(yùn)用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)沸點(diǎn)切割計(jì)算,分離度計(jì)算等;增加解決實(shí)際問(wèn)題的環(huán)節(jié),如當(dāng)某一側(cè)線產(chǎn)品出現(xiàn)頭重尾輕的時(shí)候應(yīng)如何調(diào)節(jié)操作?本專業(yè)定期聘請(qǐng)工廠有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員到學(xué)校進(jìn)行講課,介紹工廠相關(guān)裝置概況、原料及產(chǎn)品、市場(chǎng)需求、主要設(shè)備及生產(chǎn)工藝流程、從事化工行業(yè)要注意的安全事項(xiàng)等事項(xiàng),使學(xué)生不但有了安全意識(shí),也對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程有所了解,有利于理論知識(shí)的理解,引起學(xué)生對(duì)自己未來(lái)工作的興趣,提高學(xué)習(xí)動(dòng)力。專業(yè)實(shí)驗(yàn)最能反映專業(yè)特色,是與本專業(yè)學(xué)科發(fā)展關(guān)系最密的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),因此我們不斷對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改善,除了開(kāi)設(shè)傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外,又增加了設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn);建設(shè)煉油化工與自動(dòng)化仿真培訓(xùn)中心,強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐與運(yùn)行能力;鼓勵(lì)學(xué)生參加“中國(guó)石化-三井化學(xué)杯”大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽,聘請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院人員與教師共同指導(dǎo),培養(yǎng)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)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力,實(shí)現(xiàn)“工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”。
3教師實(shí)踐能力的提高
作為石油加工工藝學(xué)課程的老師,本人除了具有豐富的理論教學(xué)經(jīng)驗(yàn),也具有實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)歷,曾在中石化滄州煉油廠催化裂化裝置工作兩年,每年參加知道學(xué)生下廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),并于2012年在遼陽(yáng)石化煉油廠進(jìn)行為期一個(gè)月的實(shí)踐培訓(xùn),因此對(duì)煉油加工工藝過(guò)程及主要生產(chǎn)設(shè)備的操作及工作原理頗為了解。在理論教學(xué)過(guò)程中,能夠?qū)?shí)際生產(chǎn)與理論知識(shí)結(jié)合在一起,并對(duì)生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題作為實(shí)例進(jìn)行分析、講解,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及理論聯(lián)系實(shí)際,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。從事石油加工工藝學(xué)課程的教師除了擔(dān)任理論教學(xué)外,還擔(dān)任專業(yè)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)工作。在學(xué)校、學(xué)院的推薦下,每年都有青年教師到中石油遼陽(yáng)石化公司的生產(chǎn)一線進(jìn)行實(shí)習(xí),并派專業(yè)教師參加相應(yīng)的技能培訓(xùn),定期聘請(qǐng)工廠專業(yè)技術(shù)人員到學(xué)校進(jìn)行講座,以提高青年教師的工程實(shí)踐能力。
4結(jié)束語(yǔ)
工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃對(duì)促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才,提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用,石油加工工藝學(xué)課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的重要專業(yè)課程,主要培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐的工程意識(shí)與能力,減少?gòu)男@到石油化工企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的過(guò)渡期。
作者:朱靜李素君傅承碧孫明珠單位:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)石油化工學(xué)院
化學(xué)工程論文:能源化學(xué)工程論文
1激發(fā)學(xué)生興趣
興趣是好的老師,要學(xué)好無(wú)機(jī)及分析化學(xué),首先要激發(fā)學(xué)生的興趣。及時(shí),在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)這門(mén)課的緒論課上,主要介紹化學(xué)的作用及學(xué)習(xí)方法。第二,闡明化學(xué)與人類生活之間密切聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)。第三,無(wú)機(jī)及分析化學(xué)是化學(xué)、化工類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課,其作用無(wú)論是對(duì)以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)還是將來(lái)從事工作都具有重要的意義。第四,在平時(shí)的課堂教學(xué)中,可以多講一些貼近生活的例子,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如,在介紹影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時(shí),舉例說(shuō)明,夏天食物容易變質(zhì),我們可以將食物放進(jìn)冰箱中保存,以防止變質(zhì)。這是通過(guò)降低溫度,達(dá)到降低食物變質(zhì)的速率。汽車尾氣CO和NO是嚴(yán)重的環(huán)境污染物,從熱力學(xué)的角度講,CO+NON2+CO2可以發(fā)生,但是遺憾的是,在通常狀況下,該反應(yīng)進(jìn)行的非常之慢,以致不能有效地去除車道內(nèi)的CO和NO。因此,有必要對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速率問(wèn)題進(jìn)行研究,必須考慮外界因素對(duì)反應(yīng)速率的影響,由此可引出本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。第五,在教學(xué)過(guò)程中,穿插介紹一些與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的科技發(fā)展新動(dòng)態(tài)及前沿知識(shí),以此調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
2綜合利用各種教學(xué)方法
現(xiàn)階段的教學(xué)方法多種多樣,而在實(shí)際教學(xué)中,各種教學(xué)方式應(yīng)該相互結(jié)合、取長(zhǎng)補(bǔ)短。根據(jù)我校無(wú)機(jī)及分析化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年來(lái)教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn),可以概括為以下幾點(diǎn):及時(shí),增加課堂討論。針對(duì)一些在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題,教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生搜集資料,進(jìn)行課堂討論。在討論的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力;第二,讓學(xué)生走上講臺(tái)。讓學(xué)生走上講臺(tái)不僅可以體驗(yàn)教師備課的準(zhǔn)備過(guò)程,還可以鍛煉學(xué)生的能力;第三,運(yùn)用多媒體教學(xué),可以使微觀概念及理論形象化。例如,在物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)這一章,學(xué)生一般較難理解,如果用多媒體課件和化學(xué)軟件以動(dòng)畫(huà)的形式去展現(xiàn),課程內(nèi)容會(huì)更加形象、生動(dòng)。這樣的教學(xué)不僅有利于學(xué)生理解、記憶,還可以活躍課堂氣氛。第四,對(duì)于公式推導(dǎo),應(yīng)該板書(shū)推理過(guò)程引導(dǎo)學(xué)生理解。在教學(xué)中應(yīng)避免盲目使用多媒體教學(xué),要將多媒體與其他教學(xué)手段結(jié)合起來(lái),才會(huì)使學(xué)生理解公式的推導(dǎo)過(guò)程,并能較好的應(yīng)用公式。
3培養(yǎng)學(xué)生能力
為了調(diào)動(dòng)能源化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)基礎(chǔ)課程的興趣,可以積極組織各類化學(xué)競(jìng)賽活動(dòng)。我省有各類化學(xué)競(jìng)賽,例如:化學(xué)視頻大賽,化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽和趣味化學(xué)競(jìng)賽等。近年來(lái),教育部門(mén)堅(jiān)持開(kāi)展部級(jí)、省部級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,有望培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力,推動(dòng)全民創(chuàng)新。此外,為了鼓勵(lì)和培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新激情及能力,我們學(xué)校也開(kāi)展了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目均是由學(xué)生親自撰寫(xiě)項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū),申請(qǐng)答辯ppt,中期考核表,結(jié)題報(bào)告和結(jié)題答辯ppt等資料。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力,還為學(xué)生日后工作和學(xué)習(xí)培養(yǎng)科學(xué)合理的方法和實(shí)踐能力提供了基礎(chǔ)。
4適應(yīng)專業(yè)要求
能源化學(xué)工程專業(yè)的技術(shù)性和實(shí)踐性較強(qiáng),在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)的教學(xué)中,要把握專業(yè)的特殊要求,認(rèn)真學(xué)習(xí)我校能源化學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案,深入研究教學(xué)大綱,充分了解無(wú)機(jī)及分析化學(xué)在整個(gè)專業(yè)課程體系中的作用,明確教學(xué)過(guò)程中的內(nèi)容和重難點(diǎn)。例如,化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)章節(jié)的內(nèi)容應(yīng)該詳細(xì)講解。這部分內(nèi)容對(duì)于能源化學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生而言,可以更好地理解能源轉(zhuǎn)化及利用過(guò)程中的一般規(guī)律,為高效、低碳環(huán)保使用能源奠定基礎(chǔ)。
5結(jié)論
本文對(duì)我校能源化學(xué)工程專業(yè)的無(wú)極及分析化學(xué)課程在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、激發(fā)學(xué)生興趣、利用各種教學(xué)方法、培養(yǎng)學(xué)生能力以及適應(yīng)專業(yè)要求方面教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了總結(jié)和探究。該研究將進(jìn)一步提高無(wú)機(jī)及分析化學(xué)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的作用,達(dá)到改善教學(xué)質(zhì)量及提高學(xué)生創(chuàng)新能力的目的,為培養(yǎng)能源化學(xué)工程專業(yè)創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。
作者:宮銘單位:西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院
化學(xué)工程論文:工藝與化學(xué)工程論文
一、化學(xué)工業(yè)特點(diǎn)延伸
依據(jù)數(shù)理、化學(xué)內(nèi)涵作為支撐媒介,進(jìn)而深度聯(lián)合工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)條件進(jìn)行窺測(cè),將化工單元操作和熱學(xué)、動(dòng)力學(xué)原理進(jìn)行深度融合,進(jìn)而有力指導(dǎo)設(shè)備開(kāi)發(fā)工作。化學(xué)工程主要隨著化學(xué)工業(yè)的過(guò)渡改造而形成,其中化學(xué)反應(yīng)作為生產(chǎn)流程的核心內(nèi)容,將為過(guò)程分析創(chuàng)設(shè)主動(dòng)適應(yīng)空間,將研究過(guò)程方向梳理;而化工熱力學(xué)條件作為單元反應(yīng)的理論基礎(chǔ),對(duì)于產(chǎn)品回收效率有著充分的界定要求,其將直接決定產(chǎn)品后期回收效率,對(duì)于產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)成本規(guī)模產(chǎn)生著重大影響效果。因此,在單元詳細(xì)操作流程中,技術(shù)人員可針對(duì)各類化工設(shè)備以及產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)行科學(xué)審視,由于傳遞流程作為單元操作、反應(yīng)工程的支撐媒介,而化工產(chǎn)業(yè)在全新發(fā)展形態(tài)下需要落實(shí)核心催化技術(shù),就必須聯(lián)合跨學(xué)科形態(tài)的戰(zhàn)略進(jìn)行綜合比對(duì)、研究,爭(zhēng)取達(dá)到統(tǒng)一規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)格局。內(nèi)部傳遞機(jī)制主要圍繞動(dòng)力、熱能、產(chǎn)品質(zhì)量元素闡述,這其實(shí)就是異質(zhì)化單元內(nèi)部反應(yīng)裝置的物理演變過(guò)程。
另一方面,合成化學(xué)作為既定學(xué)科的核心要素,為設(shè)計(jì)主體開(kāi)發(fā)大量非天然化合物質(zhì)提供靈感經(jīng)驗(yàn)。在大量創(chuàng)新化合產(chǎn)物的影響下,有關(guān)化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)模型便開(kāi)始順利過(guò)渡。信息技術(shù)為各類設(shè)備、工藝創(chuàng)造主動(dòng)適應(yīng)條件,整體上推動(dòng)了行業(yè)的進(jìn)步趨勢(shì)。這部分生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)聯(lián)合各類深加工流程進(jìn)行替換改造,需要化學(xué)工業(yè)不斷開(kāi)發(fā)新型歸控技術(shù),進(jìn)而為既定產(chǎn)業(yè)規(guī)范效率和經(jīng)濟(jì)成果提供適應(yīng)條件。技術(shù)人員需要開(kāi)發(fā)最為先進(jìn)的協(xié)調(diào)處理細(xì)則,這是創(chuàng)新化學(xué)工藝改造流程的必要準(zhǔn)則。整個(gè)技術(shù)開(kāi)發(fā)活動(dòng)利用市場(chǎng)導(dǎo)向機(jī)理進(jìn)行布置,使得工業(yè)、商業(yè)化動(dòng)機(jī)需求得到綻放。
二、化學(xué)工程、工藝試驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)搭配分析
傳統(tǒng)形態(tài)的化工實(shí)驗(yàn)操作,內(nèi)部數(shù)據(jù)排列機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜,整體活動(dòng)延展下來(lái),具體的人力、物力資源堆積。因?yàn)閮?nèi)部流程需要借助平行試驗(yàn)進(jìn)行掌控,特定數(shù)據(jù)處理重復(fù)性特征廣布。因此,必要時(shí)技術(shù)人員可依靠MATLAB軟件進(jìn)行流程過(guò)渡,將人工演算過(guò)程中的數(shù)據(jù)限制因素調(diào)節(jié)完畢。這部分實(shí)驗(yàn)流程是掌握化工研究方式的重要環(huán)節(jié),整體流程較為漫長(zhǎng)。所以,計(jì)算機(jī)信息技術(shù)便將這些復(fù)雜的演算流程進(jìn)行智能模擬操作,并透過(guò)實(shí)驗(yàn)要求建立必要的模型基礎(chǔ),使得工藝技術(shù)管制范圍下的各類可行條件延展。化工產(chǎn)業(yè)講求專業(yè)實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)價(jià)值,具體行動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)機(jī)也是圍繞特地實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)定量關(guān)系探索,進(jìn)而將化工所需遵循的客觀規(guī)律羅列完整。
MATLAB軟件在整個(gè)研究過(guò)程中開(kāi)辟引導(dǎo)先河,其將各類函數(shù)圖形進(jìn)行輕松規(guī)劃,肅清細(xì)致符號(hào)演算和數(shù)值計(jì)算限制問(wèn)題。這類軟件應(yīng)用范圍較為廣闊,包括數(shù)字通訊和財(cái)務(wù)建模等內(nèi)容。目前這類程序已經(jīng)成為國(guó)際控制終端的必要支撐媒介,現(xiàn)場(chǎng)操作人員基本只需編寫(xiě)某種數(shù)據(jù)處理程序,之后將原始數(shù)據(jù)輸入,就能輕松提煉相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,將品質(zhì)化數(shù)據(jù)和圖示模型展出。另外,涉及這方面人員素質(zhì)的強(qiáng)化工作也相當(dāng)重要。隨著技術(shù)創(chuàng)新和科技產(chǎn)業(yè)化的加快,環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng),必然會(huì)帶來(lái)對(duì)分析檢驗(yàn)專業(yè)人才需求的上升,且無(wú)論在數(shù)量和質(zhì)量上,都提出了新的要求。
三、結(jié)語(yǔ)
按照上述內(nèi)容論述,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)事業(yè)的不斷發(fā)展,有關(guān)化學(xué)工業(yè)整改工業(yè)也大面積擴(kuò)張。為了積極改良化工產(chǎn)業(yè)歸控形態(tài),就必須聯(lián)合工程實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行有力疏導(dǎo),爭(zhēng)取將各類操作限制問(wèn)題歸控完畢,完成工程改造的歷史任務(wù),為后期產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展灌輸適應(yīng)活力。
作者:劉曉明單位:沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院
化學(xué)工程論文:化學(xué)工業(yè)節(jié)能與綠色化學(xué)工程論文
1綠色化學(xué)工程與工藝的發(fā)展
在我們以前普通的化學(xué)反應(yīng)來(lái)看,對(duì)于反應(yīng)后的副產(chǎn)物的處理是相當(dāng)困難的,并且如果想處理,其治理成本是相當(dāng)?shù)母撸砸郧澳欠N普通的反應(yīng)無(wú)法從根本上剔除化學(xué)工業(yè)中所帶來(lái)的一系列危害。而我們所提到的綠色化學(xué)工程,就從根本上解決了上述問(wèn)題。
1.1選擇有益材料對(duì)于化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),最重要的還是選料的環(huán)節(jié),它的好與壞直接影響著化學(xué)反應(yīng)是否友好是否有益。有效的防范,以達(dá)到在過(guò)程以及結(jié)果的一種良性局面。
1.2采用高效高選擇性的反應(yīng)原料對(duì)于化學(xué)工業(yè)來(lái)說(shuō),化學(xué)反應(yīng)是決定化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)成本和生產(chǎn)難度、充分利用化學(xué)資源等各方面的重要性因素。可以降低工業(yè)生產(chǎn)的成本,而且能夠提高產(chǎn)物純度,減少無(wú)效反應(yīng)產(chǎn)物的排放,節(jié)約化學(xué)資源,在化學(xué)工業(yè)中,有機(jī)物的反應(yīng)復(fù)雜,研究機(jī)制不確定,所以選擇合適的反應(yīng)原料,不斷提高工業(yè)技術(shù)是對(duì)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。
1.3使用綠色無(wú)公害的反應(yīng)催化劑催化劑作為化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)速率的的物質(zhì),在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用廣泛,綠色化學(xué)就是研究生產(chǎn)高效高質(zhì)量的化學(xué)反應(yīng),不產(chǎn)生任何有害物質(zhì),無(wú)效產(chǎn)物可以做到循環(huán)利用,無(wú)公害。這項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)就是高度依賴化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的催化劑,不斷創(chuàng)新,不斷推動(dòng)綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,相關(guān)機(jī)構(gòu)已經(jīng)著手研究這些優(yōu)良的催化劑.
2尋找高效綠色的化學(xué)催化劑對(duì)提升工業(yè)生產(chǎn)水平的作用
2.1化學(xué)工業(yè)中綠色化學(xué)的應(yīng)用綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染,做到無(wú)公害無(wú)污染,因此它又被稱為清潔化學(xué),應(yīng)用范圍廣泛,它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科。工業(yè)中化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件一般都是高溫高壓,在反應(yīng)過(guò)程中,只有適宜的溫度和壓力才能使用現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的技術(shù),另外加上綠色化學(xué)的高效催化劑,這項(xiàng)工程才得以不斷發(fā)展。例如上文提到的低維材料碳納米管,催化裂解反應(yīng)中有很大的化學(xué)功效。
2.2化學(xué)工業(yè)中綠色化學(xué)和現(xiàn)代生物結(jié)合的應(yīng)用。講到了催化劑,這就涉及到另外的技術(shù)性學(xué)科生物技術(shù)。生物技術(shù)的就是高科技與高端專業(yè)知識(shí)結(jié)合的產(chǎn)物,學(xué)科內(nèi)又分為細(xì)胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學(xué)產(chǎn)業(yè)中主要應(yīng)用于生物化學(xué)。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,選取有機(jī)的生物材料,主要是動(dòng)植物的原料,另外也會(huì)采用他們經(jīng)過(guò)上千年演變的產(chǎn)物—地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑,分別由人工合成以及采用天然動(dòng)植物的生物酶。這樣能夠滿足現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要,同時(shí)也能切合可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想,節(jié)約能源,維持現(xiàn)在生態(tài)平衡的狀態(tài),推動(dòng)化學(xué)工業(yè)發(fā)展。
3結(jié)語(yǔ)
可持續(xù)發(fā)展在當(dāng)今社會(huì)顯得越來(lái)越重要,因此化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中也要遵循這個(gè)指導(dǎo)性思想,采用選擇性高的原材料,節(jié)能減排,利用高新化學(xué)催化劑,較大程度的減少污染物排放,不斷增高有效產(chǎn)物純度,在資源有限的前提下,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,維護(hù)現(xiàn)有的生態(tài)平衡。綠色化學(xué)在整個(gè)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展中,有著實(shí)質(zhì)性的意義,高新技術(shù)性產(chǎn)物催化劑的使用能改變現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程,加速化學(xué)工業(yè)發(fā)展。
作者:?jiǎn)剃艈挝唬呵鄭u科技大學(xué)化工學(xué)院
化學(xué)工程論文:化工工業(yè)化學(xué)工程技術(shù)論文
1化學(xué)工程技術(shù)與化工工業(yè)的聯(lián)系
化學(xué)工程技術(shù)支持著化工工業(yè)的前進(jìn)與發(fā)展,化學(xué)工程技術(shù)從理論到實(shí)驗(yàn),再到實(shí)踐,投入生產(chǎn)成品,是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。然而,從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)生產(chǎn),特別是大規(guī)模的生產(chǎn),需要解決裝置的放大問(wèn)題,其直接影響企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及經(jīng)濟(jì)利益的增加,裝置放大可以節(jié)省資金,減少不必要的消耗,節(jié)省勞動(dòng)力。但是要考慮到,裝置放大過(guò)程中,物流的一系列物理過(guò)程的相關(guān)條件很可能改變,達(dá)到的某些指標(biāo)通常低于實(shí)驗(yàn)室的小型技術(shù)設(shè)備產(chǎn)生的結(jié)果。這種起源于放大過(guò)程的效應(yīng)被籠統(tǒng)稱為“放大效應(yīng)”,包含很多已知及未知物理因素的影響。現(xiàn)代化工對(duì)于一套裝置一年的產(chǎn)量,一般情況下按照目前的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模可以達(dá)到大于或者等于數(shù)十萬(wàn)噸,大規(guī)模的生產(chǎn)使其面臨工程方面的問(wèn)題,且在指標(biāo)方面也有所降低,這對(duì)于工業(yè)而言會(huì)造成較大的資金損失。化學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)步,主要體現(xiàn)在新產(chǎn)品及工藝的不斷創(chuàng)造,而這些都需要借助化工工業(yè),除此之外,還需合理的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)。就上述情況而言,凡是關(guān)于工業(yè)化的東西,一般情況下都?xì)w屬于化學(xué)工程的研究范疇。在日常生活中,化學(xué)工程無(wú)處不在。如:煙筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物質(zhì),需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理,才能對(duì)外排放,以防污染生態(tài)環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)室達(dá)到要求后,要在工業(yè)規(guī)模中實(shí)現(xiàn)大量煙氣的凈化,就必須考慮大規(guī)模凈化的經(jīng)濟(jì)性和可行性,要考慮的問(wèn)題與實(shí)驗(yàn)室研究不同。又如,化工工業(yè)生產(chǎn)中,要求以十分純凈的產(chǎn)品為原料,對(duì)實(shí)驗(yàn)室操作來(lái)說(shuō),這比較容易達(dá)到。對(duì)大型生產(chǎn)裝置的要求是,消耗低而且經(jīng)濟(jì)方面可行,這表明課題存在很大的不同之處。
2化學(xué)工程技術(shù)的研究對(duì)象及復(fù)雜性
化學(xué)工程是以物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),并結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟(jì)基本法則,研究化學(xué)工業(yè)中的物理變化和化學(xué)變化過(guò)程及其有關(guān)機(jī)理和設(shè)備的共性規(guī)律,并將之應(yīng)用于化工裝置的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、操作、控制、管理、強(qiáng)化以及自動(dòng)化等過(guò)程中,在化工工藝與化工設(shè)備之間起著承上啟下的橋梁和紐帶作用的一門(mén)工程技術(shù)學(xué)科。一般情況下,化學(xué)工程的對(duì)象的情況較為復(fù)雜,具體如下:首先,該過(guò)程自身具有一定的復(fù)雜特點(diǎn),包括化學(xué)與物理,而且兩者經(jīng)常發(fā)生,彼此影響。其次,物系方面較為復(fù)雜,流體與固體,或者兼而有之。流體特質(zhì)變化較大,如有低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。,物系流動(dòng)時(shí)邊界復(fù)雜,由于設(shè)備的形狀較為多樣,而且其在填充物方面的形狀也不正常,如催化劑、填料等,使得設(shè)備在流動(dòng)邊界方面的設(shè)置較為復(fù)雜而且在確定方面不。
3化工工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展
目前從形式上看,現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)經(jīng)歷了單元操作和傳遞原理與化學(xué)反應(yīng)這兩個(gè)發(fā)展階段,正準(zhǔn)備走向一個(gè)新的階段。但種類多樣、制造過(guò)程復(fù)雜以及生產(chǎn)產(chǎn)品款式較多,造成排放物復(fù)雜、量多及危害大,因此,目前化工工業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注污染問(wèn)題。與此同時(shí),在加工、貯存、運(yùn)用或者處理化工產(chǎn)品時(shí)應(yīng)防止操作對(duì)環(huán)境生態(tài)以及人類健康造成危害。在化工生產(chǎn)中應(yīng)遵循國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,制定正確的方案。隨著我們國(guó)家科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各行各業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)都要接觸化學(xué)工藝,涉及制藥、石油、材料、能源等行業(yè)的發(fā)展和污染問(wèn)題,這都是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)需要面對(duì)的問(wèn)題。目前,我國(guó)的化學(xué)工業(yè)經(jīng)過(guò)了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)形成了門(mén)類比較齊全,品種大體配套并基本可以滿足國(guó)內(nèi)需要的化學(xué)工業(yè)體系。2001年全國(guó)國(guó)有及規(guī)模以上非國(guó)有企業(yè)的石油加工工業(yè)和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到10990.6億元人民幣,占全國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值的9.8%,實(shí)現(xiàn)利稅747.8億元,石油和化學(xué)工業(yè)企業(yè)13765個(gè),資產(chǎn)總額13344.2億元。我國(guó)化學(xué)工業(yè)獲得長(zhǎng)足進(jìn)步的同時(shí),環(huán)境保護(hù)工作也不斷得到加強(qiáng)。但是化學(xué)工業(yè)在實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過(guò)程中,仍存在不少問(wèn)題和障礙,嚴(yán)重制約著我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。
4二者的發(fā)展探究
綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和化學(xué)行業(yè)的不斷進(jìn)步,化學(xué)專業(yè)的研究重點(diǎn)已經(jīng)從化學(xué)過(guò)程、設(shè)備等單一方面,轉(zhuǎn)向化學(xué)行業(yè)與其他行業(yè)的融合方面,以較大限度地節(jié)約資源、能源,實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)較大限度地發(fā)揮化學(xué)工程技術(shù)對(duì)人們生活的巨大作用,探究化學(xué)工程技術(shù)的熱點(diǎn)分析與發(fā)展趨勢(shì),通過(guò)對(duì)現(xiàn)有化學(xué)工程技術(shù)的分析,研究其技術(shù)熱點(diǎn),從而經(jīng)過(guò)理論分析,判斷未來(lái)化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。化學(xué)工程技術(shù)與化工工業(yè)的結(jié)合,是化學(xué)工藝造福人類的前提,只有兩者很好地結(jié)合,才可以推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。由于化學(xué)工程往往涉及污染問(wèn)題,因此應(yīng)從化學(xué)工程技術(shù)角度分析,從而較大限度地降低化工技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響。
作者:蘆麗霞潘俊超單位:鄭州蘭博爾科技有限公司
化學(xué)工程論文:化學(xué)工程技術(shù)論文
1超臨界流體工程技術(shù)的應(yīng)用
超臨界流體技術(shù)一般是控制溫度和壓力的條件下,或者加入其他物資的情況下改變體系的傳質(zhì)系數(shù)、傳熱系數(shù)及化學(xué)反應(yīng)特征的,這能更加高效清潔地進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn),有的在超臨界的狀態(tài)下能節(jié)省能耗,所以超臨界流體技術(shù)也被稱為超級(jí)綠色化學(xué)技術(shù)。超臨界液體技術(shù)(SCF)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用到了材料制備中。早在上世紀(jì)九十年代該技術(shù)就已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用,把二氧化碳制備成超臨界的狀態(tài),以它為介質(zhì)來(lái)制取特氟龍;還有聚丙烯工藝中也應(yīng)用了SCF技術(shù),利用丙烷的特點(diǎn)來(lái)做稀釋劑,該技術(shù)也是做PE的升級(jí)版。當(dāng)下,超臨界流體技術(shù)則更多地應(yīng)用在了高分子材料,復(fù)合材料,不易粉碎的無(wú)機(jī)物材料,以及提取不太容易溶解在單一超臨界液體中的有機(jī)物。現(xiàn)在應(yīng)用的超臨界流體技術(shù)的方法主要有一下幾種:
1、快速膨脹法,該方法主要用于固體顆粒狀的物質(zhì)的制備;
2、壓縮抗溶劑發(fā),主要用于制備微孔、微球類的物質(zhì),所以在藥物分子及聚合物共沉上應(yīng)用較多,也較成熟;
3、抗溶劑法,通常該方法會(huì)應(yīng)用在制備爆炸性物質(zhì)和不溶于單一超臨界流體的有機(jī)物上等。除了以上在制備材料方面的突出貢獻(xiàn),超臨界流體技術(shù)還在分析化學(xué)中大展拳腳。它與色譜技術(shù)相結(jié)合,能在色譜研究中得到比氣象色譜更高效,比液相色譜更精準(zhǔn)的超臨界流體色譜。更由于它的高效和低成本使得超臨界流體技術(shù)在石油化工、環(huán)境保護(hù)還有醫(yī)藥化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛使用。
2綠色化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用
綠色化學(xué)指用化學(xué)的技術(shù)和方法,再結(jié)合其他學(xué)科的知識(shí)來(lái)減少或者消除化學(xué)對(duì)于人類的危害、社會(huì)的危害以及環(huán)境的危害。從源頭的原材料開(kāi)始,到生產(chǎn)過(guò)程中的試劑和介質(zhì)還有催化劑,到的產(chǎn)物及副產(chǎn)物都要求綠色、環(huán)保、無(wú)毒害,還有就是“原子經(jīng)濟(jì)性”的“零排放”。像在綠色無(wú)毒原料控制方面,石油化工原料就可以改變成生物原料的。制作尼龍可以不用含苯的石油化工原料,改成生物原料,生物原料的淀粉及纖維素等在酶催化反映下也能形成己二酸,這樣一樣可以制作尼龍,而且對(duì)人體和環(huán)境都危害極小。再比如在反應(yīng)過(guò)程中對(duì)介質(zhì)、溶劑等的控制,也要求無(wú)毒無(wú)害,在有機(jī)反應(yīng)中水就是很好的溶劑,不僅對(duì)環(huán)境無(wú)害還能節(jié)省到有機(jī)反應(yīng)中的官能團(tuán)的保護(hù)還有去保護(hù)等環(huán)節(jié),所以也省工藝省時(shí)間了。還有反應(yīng)中用的綠色催化劑,綠色催化劑能更加正對(duì)性,更加高效地參與化學(xué)反應(yīng),并且得到的副產(chǎn)物少。在有機(jī)合成反應(yīng)中,綠色催化劑的應(yīng)用顯得尤為重要。像不對(duì)稱合成反應(yīng)中,催化劑不僅為化學(xué)農(nóng)藥和精細(xì)化工提供反應(yīng)需要的中間體,有的還能為反應(yīng)提供綠色的合成技術(shù)。比如酶催化反應(yīng)、氫酯化反應(yīng)、還有不對(duì)稱酮反應(yīng)等。
3化學(xué)工程技術(shù)中的傳熱研究
化學(xué)反應(yīng)中傳熱的研究是化學(xué)工程的重要內(nèi)容,因?yàn)樗鼑?yán)重影響著一個(gè)反應(yīng)的能耗,反應(yīng)的進(jìn)程等。在微細(xì)尺度傳熱研究中,由于尺度微細(xì),原有的傳熱假設(shè)及會(huì)發(fā)生變化,其流動(dòng)還有傳入的規(guī)律也會(huì)發(fā)生變化。目前在納米、微米、集成電子設(shè)備還有微型熱管領(lǐng)域中該傳熱研究交深入,取得了較不錯(cuò)的成果。而我們?cè)诟倪M(jìn)傳熱工藝和設(shè)備上也做足了研究,為了提高傳熱效率,我們可以改進(jìn)設(shè)備的性能,使其持續(xù)對(duì)外傳熱的能力提高,改變里面的傳熱材料和工藝的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱的效率。然而我們現(xiàn)在投入很多精力的滴狀冷凝技術(shù)的研究還沒(méi)能取得很好的成果。由于我們不能在維持物質(zhì)在滴狀的時(shí)候冷凝,同時(shí)冷凝表面壽命延長(zhǎng),所以目前這個(gè)難題還很難突破。還有就是我們?cè)谟?jì)算沸騰時(shí)的傳熱存在很多弊端,復(fù)雜的沸騰狀態(tài)不適用目前所有的傳熱計(jì)算方式,就研究沸騰傳熱的計(jì)算方法也是一大塊難題的,所以就滴狀傳熱技術(shù)的研究也將會(huì)是我們傳熱研究領(lǐng)域的一個(gè)重要課題,如果該研究獲得進(jìn)展必將改變現(xiàn)在很多的化學(xué)生產(chǎn)工藝形式,將會(huì)帶領(lǐng)化學(xué)生產(chǎn)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。
4結(jié)語(yǔ)
在這個(gè)科技日新月異的時(shí)代,我們化學(xué)生產(chǎn)的改革必定是依賴于化學(xué)工程的創(chuàng)新和改變的,所以化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)研究中從源頭到過(guò)程到控制結(jié)果上面的研究對(duì)于化學(xué)生產(chǎn)的意義是機(jī)器重大的。我們要高效、清潔、環(huán)保地進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn),才能使得我們的社會(huì),我們的環(huán)境能夠承載日益增多的人類及人類的各色需求,才能使我們?cè)谶@個(gè)環(huán)境中可持續(xù)的循環(huán)發(fā)展。所以我期待每一個(gè)化學(xué)人都能在化學(xué)研究中盡綿薄之力,幫助化學(xué)生產(chǎn)的改進(jìn)。
作者:尹小社單位:中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院
化學(xué)工程論文:化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展論文
【摘要】:綜觀化學(xué)工程學(xué)科的演化和發(fā)展,認(rèn)為這是一個(gè)辯證綜合的歷程,而且不論是學(xué)科的"分化"還是"融合",都體現(xiàn)出系統(tǒng)和諧的規(guī)律和性質(zhì),綜合基礎(chǔ)上的分化與分化基礎(chǔ)上的綜合既是化學(xué)工程!學(xué)科發(fā)展的基本趨勢(shì)和規(guī)律,也是學(xué)科建設(shè)和課程改革的基本依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:化學(xué)工程;系統(tǒng);和諧;辯證法
自然界中的和諧系統(tǒng)比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生態(tài)系統(tǒng)是和諧的,動(dòng)植物群落是和諧的,人類社會(huì)體系是和諧的,健康的人體更是一個(gè)絕妙的和諧體。所有這些和諧系統(tǒng)遵循著同樣的辯證綜合的規(guī)律,具體可以歸納出三條:1.統(tǒng)一律;2.層次律;3.進(jìn)化律;所有和諧系統(tǒng)具有同樣的性質(zhì):1.開(kāi)放性;2.自組織性;3.非線性;4.無(wú)限發(fā)展性[1]。當(dāng)愛(ài)因斯坦把大半生致力于統(tǒng)一場(chǎng)論時(shí),其哲學(xué)上的需要相對(duì)物理學(xué)上而言或許要來(lái)得大,面對(duì)物理學(xué)的系統(tǒng)和諧,理論規(guī)則的分立是不能令他覺(jué)得滿意的。而化學(xué)工程的發(fā)展是不是因循同樣的哲學(xué)歷程呢?
在化學(xué)工程作為學(xué)科開(kāi)始被重視之前,化學(xué)工業(yè)已具有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模,各種具體的工程與工藝都被獨(dú)立開(kāi)來(lái),在認(rèn)識(shí)上是被分為各門(mén)特殊的知識(shí),因此,當(dāng)國(guó)外高等院校在十九世紀(jì)末開(kāi)始設(shè)置"化學(xué)工程學(xué)"時(shí),開(kāi)設(shè)的課程大多是學(xué)習(xí)當(dāng)時(shí)化學(xué)工業(yè)的各種工藝學(xué),"化學(xué)工程"的概念在當(dāng)時(shí)還是相當(dāng)模糊的,在理論上充其量是化學(xué)與機(jī)械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國(guó)人看來(lái)卻是很正統(tǒng)的,即使在今天,他們也避免專論"化學(xué)工程",而是稱之為"過(guò)程工程"(ProcessEngineering),這一名稱實(shí)際上要比"化學(xué)工程"的范疇更廣,甚至更為,凡是涉及一定流程與工藝的領(lǐng)域都是適用的。但我們習(xí)慣上還是沿用"化學(xué)工程"的名稱。
二十世紀(jì)開(kāi)始,化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中占的比重越來(lái)越大,客觀上需要化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展和支持。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,人們對(duì)事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律性的認(rèn)識(shí)也愈來(lái)愈深化,愈來(lái)愈有概括性。伴隨著其他領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步,人們逐漸認(rèn)識(shí)到化學(xué)工業(yè)中各門(mén)看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化學(xué)工程手冊(cè)》的發(fā)表,初步提出了"化工物理過(guò)程"的原理。1900年始,以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現(xiàn),如1913年,德哈勃-博施法高壓合成氨技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,星火燎原的,化學(xué)工業(yè)呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。到了二十年代,美MIT的一些學(xué)者提出:不管化工生產(chǎn)的工藝如何千差萬(wàn)別,它們?cè)诒姸嗟牡湫驮O(shè)備中進(jìn)行著原理相同的物理過(guò)程。1920年,美MIT成立了及時(shí)個(gè)嚴(yán)格意義上的化工系,時(shí)W.K.Lewis任系主任。1922年美國(guó)化工學(xué)會(huì)認(rèn)同了新的見(jiàn)解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯(lián)時(shí)期和我國(guó)則廣泛稱為"化工原理"。
1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過(guò)程主要有流體流動(dòng)、傳熱、干燥、吸收、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶和過(guò)濾等,以這些單元操作作為研究和學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,是化學(xué)工程學(xué)科在二十世紀(jì)前半期發(fā)展的核心,其理論迅速成為發(fā)展化學(xué)工業(yè)的重要基石。這種把千變?nèi)f化、千差萬(wàn)別的過(guò)程和工藝概括成"單元操作"是生產(chǎn)力發(fā)展到一定水平的反映,是化學(xué)工程學(xué)從"個(gè)性"到"共性"的及時(shí)個(gè)哲學(xué)性概括,是在一個(gè)系統(tǒng)整體性把握的高度上建立了一門(mén)技術(shù)科學(xué),體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧統(tǒng)一規(guī)律。
隨著"單元操作"概念的確定,另一方面,化學(xué)工程學(xué)科中重要支柱之一的"反應(yīng)工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應(yīng)用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開(kāi)發(fā),又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產(chǎn),化學(xué)工業(yè)上發(fā)展的高峰持續(xù)不絕,1940年美國(guó)FCC煉油開(kāi)發(fā)成功,成為石油化工的起點(diǎn)。直到1957年,歐洲及時(shí)屆反應(yīng)工程會(huì)議,明確提出"反應(yīng)工程"的概念,成為化學(xué)工程學(xué)科的重要組成部分,是化學(xué)工程學(xué)的進(jìn)一步和諧統(tǒng)一。"反應(yīng)工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過(guò)程放大效應(yīng)"問(wèn)題,及從"逐級(jí)放大"到"數(shù)模放大"的研究都帶動(dòng)了"化工過(guò)程系統(tǒng)工程"的發(fā)展,并共同體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧層次律。
就在"反應(yīng)工程"發(fā)展的同時(shí),"單元操作"得到了更加深刻的認(rèn)識(shí),人們發(fā)現(xiàn)各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過(guò)濾只是流體傳動(dòng)的一個(gè)特例;蒸發(fā)不過(guò)是傳熱的一種形式;吸收和萃取都包含著質(zhì)量的傳遞;干燥與蒸餾則是傳熱加傳質(zhì)的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質(zhì)及流體動(dòng)量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認(rèn)識(shí)的深化過(guò)程并沒(méi)有停止,人們進(jìn)一步又發(fā)現(xiàn)了動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀(jì)50年代開(kāi)始,人們綜合了以往的成果,開(kāi)始用統(tǒng)一的觀點(diǎn)來(lái)研究三種傳遞過(guò)程。1960年,美威斯康辛大學(xué)(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書(shū),系統(tǒng)地采用統(tǒng)一的方法來(lái)處理三種傳遞現(xiàn)象,從此化學(xué)工程學(xué)科的核心過(guò)渡到了"三傳一反"的系統(tǒng)性概念。"三傳"的研究是系統(tǒng)科學(xué)和諧進(jìn)化律的又一體現(xiàn),使化學(xué)工程學(xué)達(dá)到了一個(gè)新的整體性高度,這種高度的和諧統(tǒng)一是對(duì)客觀世界本質(zhì)性的認(rèn)識(shí),并在學(xué)科上反映出了系統(tǒng)科學(xué)的基本原理和性質(zhì),其影響力是普遍性的,是跨學(xué)科的,不僅使"傳遞原理"成為化學(xué)工程學(xué)的重要基礎(chǔ),同時(shí)在生物工程、機(jī)械、航天和土木建筑等工程學(xué)科上也具有重要意義,并日益成為工程專業(yè)共有的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課,只是側(cè)重點(diǎn)有所差異而已。
至此化學(xué)工程學(xué)科自身經(jīng)歷了一系列的演化和發(fā)展,并在短短的一個(gè)世紀(jì)中達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度,涵括了眾多的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域,如醫(yī)藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學(xué)品等,每年為社會(huì)提供數(shù)以億噸計(jì)的千百萬(wàn)種產(chǎn)品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開(kāi)的物質(zhì)基礎(chǔ),為社會(huì)繁榮作出了巨大貢獻(xiàn)。然而事物總是一分為二的,從人類發(fā)展最為激動(dòng)人心的口號(hào)"征服自然"到今天龐大的工業(yè)化進(jìn)程,地球自然生態(tài)系統(tǒng)遭遇了前所未有的嚴(yán)峻局面,這之中,化學(xué)工業(yè)是造成大規(guī)模環(huán)境污染及惡性重復(fù)污染的主要過(guò)程之一,化學(xué)工程學(xué)科需要肩負(fù)起新的使命。1990年,"生態(tài)化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來(lái)了,相應(yīng)在化工生產(chǎn)和過(guò)程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時(shí)應(yīng)勢(shì),化學(xué)工程學(xué)開(kāi)始了系統(tǒng)科學(xué)的自組織過(guò)程,這也是和諧系統(tǒng)對(duì)立統(tǒng)一發(fā)展的需要。在系統(tǒng)科學(xué)看來(lái),自組織是和諧系統(tǒng)的基本性質(zhì)之一,只有自組織系統(tǒng)能通過(guò)外部和自身內(nèi)部的不斷協(xié)調(diào)、整合,在適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)保持自己的特性并產(chǎn)生新的功能。從自發(fā)到自覺(jué)地,化學(xué)工程學(xué)吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實(shí)、完善和發(fā)展。隨著新世紀(jì)的到來(lái),世界正發(fā)生著全球性的變化,經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和技術(shù)等領(lǐng)域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學(xué)工程學(xué)科需要因應(yīng)時(shí)展而改變傳統(tǒng)的限制,不斷有新的概念提出來(lái),如化學(xué)工程應(yīng)是伺機(jī)而待的專業(yè)(aprofessioninwaiting);化學(xué)工程師必須"besteepedintechnology",能夠創(chuàng)新、開(kāi)發(fā)、變換、調(diào)控和適應(yīng)取代;化學(xué)工程學(xué)科要從"ProcessEngineering"達(dá)到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進(jìn)一步的綜合認(rèn)為,化學(xué)工程學(xué)關(guān)注著同時(shí)發(fā)生在非常廣泛的時(shí)空跨度內(nèi)的現(xiàn)象,必須具備多尺度、多目標(biāo)的方法來(lái)達(dá)到過(guò)程的總體優(yōu)化。涵括了五個(gè)方面[4,5]:
①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學(xué)、分子過(guò)程與分子模擬等。
②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學(xué)規(guī)律等。
③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、塔器以及傳統(tǒng)的"單元操作"和"三傳一反"等。
④Macroscale(宏觀尺度):研究生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過(guò)程等。
⑤Megascale(兆觀尺度):研究環(huán)境過(guò)程和大氣生態(tài)過(guò)程等。
于是化學(xué)工程學(xué)的核心轉(zhuǎn)變到了"多尺度、多目標(biāo)擇優(yōu)"的概念,化學(xué)工程學(xué)科又到達(dá)一個(gè)新的和諧統(tǒng)一的高度,進(jìn)入了更高層次的系統(tǒng)工程領(lǐng)域。
新的發(fā)展的深度促使化學(xué)工程學(xué)科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠(yuǎn)未結(jié)束,人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)還在不斷探索不斷深入,一個(gè)更深刻更普遍也更一般的問(wèn)題已經(jīng)觸到了化學(xué)工程學(xué)科的神經(jīng),觸到了化學(xué)工程學(xué)的認(rèn)識(shí)本質(zhì),并促使化學(xué)工程學(xué)需要有新的"融合"。這一問(wèn)題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對(duì)于"線性"是人類認(rèn)識(shí)客觀世界的基本工具,"非線性"則是客觀世界的本質(zhì)特征,是"線性"反映的目的,是從科學(xué)角度看待世界的一種和諧統(tǒng)一;而在對(duì)"混沌發(fā)展"的研究表明,"混沌運(yùn)動(dòng)的普遍存在,揭示了自然界中實(shí)際系統(tǒng)發(fā)展演化的新行為,混沌態(tài)的自相似性使這種時(shí)間演化表現(xiàn)為一種空間結(jié)構(gòu),而且以其不同空間尺度上的相似性,揭示了系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性是一個(gè)觀察"整體"的問(wèn)題,只有在長(zhǎng)時(shí)間范圍(因?yàn)榛煦邕\(yùn)動(dòng)是一種長(zhǎng)時(shí)間行為)和更高層次復(fù)雜性中才能顯現(xiàn)出來(lái)。"[6,7]這一問(wèn)題涵蓋了自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)的眾多領(lǐng)域,具有重大的科學(xué)價(jià)值和深刻的哲學(xué)方法論意義。馬克思曾經(jīng)預(yù)言:"自然科學(xué)往后將會(huì)把關(guān)于人類的科學(xué)總括在自己下面,正如關(guān)于人類的科學(xué)把自然科學(xué)總括在自己下面一樣:它們將成為一個(gè)科學(xué)。"從這一角度上,"非線性"問(wèn)題是這種過(guò)程一體化的契合點(diǎn)以及整體認(rèn)識(shí)論上的共性[8]。當(dāng)站在這種整體性的高度上,化學(xué)工程學(xué)科獲得了全新的視野和更強(qiáng)大的分析解決問(wèn)題的能力,并最終具有了學(xué)科融合的基礎(chǔ)。
在整個(gè)化學(xué)工程學(xué)科的孕育、誕生和發(fā)展過(guò)程中,始終交織著學(xué)科的"分化"與"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細(xì)化工、高分子化工等專業(yè)上的分化;另一方面,作為近代工程技術(shù),它又是自然科學(xué)(化學(xué)、物理等)和技術(shù)科學(xué)(機(jī)械、材料等)的融合。正如物理學(xué)家普朗克(Planck)所指出的:"科學(xué)是內(nèi)在的整體,它被分解為單獨(dú)的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類認(rèn)識(shí)能力的局限性,實(shí)際上存在著從物理到化學(xué),通過(guò)生物學(xué)和人類學(xué)到社會(huì)學(xué)的連續(xù)的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實(shí)上,當(dāng)化學(xué)工程學(xué)科的核心發(fā)展到"非線性混沌系統(tǒng)"時(shí),實(shí)現(xiàn)科學(xué)的融合已是其客觀系統(tǒng)性的需要,它需要強(qiáng)有力的非線性解算能力和綜合分析能力。基于人工智能和神經(jīng)生物學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetworks)技術(shù)為這種系統(tǒng)性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特有的信息處理能力在愈來(lái)愈多的領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,它具有如下特點(diǎn)[9,10]:
①學(xué)習(xí):神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)外界環(huán)境修改自身行為,這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。
②概括:經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練后,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)在某種程度上能夠?qū)ν饨缧畔⒌纳倭縼G失或自身組織的局部缺損不再很敏感,反映了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性(魯棒性),即工程上說(shuō)的"容錯(cuò)"能力。
③抽取:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能,在某種意義上可以說(shuō)它能"創(chuàng)造"出未見(jiàn)的事物。
④模擬:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由眾多的神經(jīng)元組成,以并行的方式處理信息,大大加快了運(yùn)行速度,可以逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。
當(dāng)然,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并非十全十美,其自身的發(fā)展就曾經(jīng)歷過(guò)相當(dāng)曲折的過(guò)程,但是,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANNs)特性的融合將是化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到非線性核心系統(tǒng)的自組織適應(yīng)和需要。例如采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng),適應(yīng)性、穩(wěn)定性和智能性均較好,能處理復(fù)雜工藝過(guò)程的控制問(wèn)題,也使得化學(xué)工程師不但也是機(jī)械工程師,還首先是系統(tǒng)工程師,并能從最一般的非線性原理出發(fā),解決實(shí)際過(guò)程的創(chuàng)新、應(yīng)用、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)等問(wèn)題。
生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的不斷深化,化學(xué)工程學(xué)科必將不斷"分化"和"融合",體現(xiàn)出和諧系統(tǒng)的無(wú)限發(fā)展性質(zhì)。
化學(xué)工程論文:綠色化學(xué)工程論文
一、綠色化學(xué)工程與工藝的開(kāi)發(fā)
(一)提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性在化學(xué)工程的物質(zhì)反應(yīng)中,化學(xué)反應(yīng)作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學(xué)原料的轉(zhuǎn)化均是需要化學(xué)反應(yīng)才能得以實(shí)現(xiàn)。在化工生產(chǎn)過(guò)程中,合理選擇有效的化學(xué)反應(yīng)形式可有效促進(jìn)化學(xué)工程生產(chǎn)效率及質(zhì)量得到提高[2]。對(duì)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生影響的因素有很多種,反應(yīng)原料、環(huán)境、時(shí)間、特點(diǎn)等均會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生不同程度的影響。在化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用最為普遍的反應(yīng)形式為氧化反應(yīng)。在氧化反應(yīng)過(guò)程中會(huì)有大量的熱產(chǎn)生,所有化學(xué)原料均會(huì)在熱的催化作用下發(fā)生變質(zhì),因此會(huì)大大降低化學(xué)品的生產(chǎn)質(zhì)量。在綠色化學(xué)工程中,應(yīng)用新型的反應(yīng)形式,這種新型反應(yīng)形式為烴類氧化反應(yīng)。這種反應(yīng)形式的應(yīng)用不僅可促進(jìn)催化物反應(yīng)催化能力得到提高,同時(shí)還可有效促進(jìn)生產(chǎn)物同分異構(gòu)反應(yīng)時(shí)間增加。
(二)使用無(wú)毒無(wú)害催化原料隨著化學(xué)工業(yè)發(fā)展速度的不斷加快,將化學(xué)反應(yīng)合理的應(yīng)用于化工生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)成為促進(jìn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要前提之一。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中均離不開(kāi)催化劑的使用。將催化劑應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,可有效加快反應(yīng)速度,縮短法寧時(shí)間。所以,在化工生產(chǎn)過(guò)程中使用無(wú)毒無(wú)害的催化原料成為推動(dòng)綠色化學(xué)工程與工藝不斷深入發(fā)展的重要前提條件之一。目前,我國(guó)相關(guān)部門(mén)已經(jīng)高度重視對(duì)催化原料的選擇及應(yīng)用進(jìn)行深入研究。越來(lái)越多的催化劑得到開(kāi)發(fā)和研制,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中使用的催化原料不斷得到改善,分子篩除催化劑等優(yōu)良催化原料在化工生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。無(wú)毒無(wú)害催化原料的應(yīng)用可有效提高化學(xué)反應(yīng)效率,降低能源消耗量,同時(shí)也可減少環(huán)境污染。
二、綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能產(chǎn)生的促進(jìn)作用
目前,在各工業(yè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中均已廣泛應(yīng)用到綠色化學(xué)工程與工藝。該工程中具有的應(yīng)用性能不僅可有效改善化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中存在的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題,同時(shí)還可有效促進(jìn)化工生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)不斷得到優(yōu)化。綠色化學(xué)工程與工藝在化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。
(一)清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)是一種具有較高價(jià)值的綠色技術(shù),該種技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)化工原料進(jìn)行無(wú)害、無(wú)毒、無(wú)廢處理,實(shí)現(xiàn)原料利用率得到提高,進(jìn)而促進(jìn)化學(xué)工程的生產(chǎn)質(zhì)量得到提高。在清潔技術(shù)中,應(yīng)用最為普遍的技術(shù)分別為脫硝和脫硫兩種技術(shù)。應(yīng)用該兩種技術(shù)對(duì)存在較為嚴(yán)重的污染的化學(xué)廢物、生活垃圾等進(jìn)行綠色處理,經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)的處理后,生活垃圾可有效轉(zhuǎn)化為沼氣。應(yīng)用自然發(fā)電技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)電技術(shù)。太陽(yáng)能、風(fēng)能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是清潔生產(chǎn)技術(shù)飛速發(fā)展的重要標(biāo)志。在生物工程中合理應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù),可有效促進(jìn)細(xì)胞及基因工程的發(fā)展效果得到顯著提高。在輻射加工中應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù),可促進(jìn)催化劑的作用得到顯著提高。
(二)與生物技術(shù)相互結(jié)合的應(yīng)用在生物技術(shù)領(lǐng)域中,其技術(shù)范疇具體包含細(xì)胞、微生物、基因、酶等多種技術(shù)。其在各化工生產(chǎn)中的應(yīng)用主要包含有生物化工合化學(xué)仿生學(xué)兩個(gè)方面的內(nèi)容。在生物體內(nèi),生物酶作為催化劑存在,其具有顯著的專一性和高效性,在生物合成的每個(gè)過(guò)程中均無(wú)法脫離酶的作用。在綠色化學(xué)工程與工藝中對(duì)生物技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用,通過(guò)相關(guān)技術(shù)處理,可使再生資源轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的化學(xué)品。早期所應(yīng)用的有機(jī)化合物原料大部分是直接源自動(dòng)物和植物,后來(lái)才逐漸發(fā)展為將煤炭、石油作為原材料使用。在綠色化學(xué)工程與工藝中,通常情況下均是應(yīng)用工業(yè)酶或存在于自然界中的酶作為催化劑。將酶與通常應(yīng)用的化學(xué)催化劑進(jìn)行比較,酶在應(yīng)用過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為無(wú)污染、產(chǎn)物性質(zhì)好、反應(yīng)條件溫和等。例如通常情況下均是應(yīng)用丙烯腈進(jìn)行丙烯酰胺制備,當(dāng)使用酶作為催化劑后,能耗消耗量大大降低,反應(yīng)具有徹底性,并且在反應(yīng)過(guò)程中無(wú)任何副產(chǎn)物產(chǎn)生。
(三)生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品綠色化學(xué)工程與工藝的主要發(fā)展目的之一即為為社會(huì)生產(chǎn)處環(huán)境友好型產(chǎn)品,如清潔汽油、磷洗衣粉等無(wú)毒無(wú)害產(chǎn)品。通過(guò)綠色化學(xué)工程可以生產(chǎn)出與社會(huì)、自然環(huán)境發(fā)展相符合的友好型產(chǎn)品。綠色化學(xué)工程生產(chǎn)的出現(xiàn)在很大程度上起到了保護(hù)環(huán)境的作用。在社會(huì)生產(chǎn)、生活中,人們的購(gòu)買的產(chǎn)品均為綠色產(chǎn)品,不僅有效保障了人們身體健康,同時(shí)也可促進(jìn)社會(huì)健康、和諧發(fā)展。因此,在化工生產(chǎn)過(guò)程中,如能夠促進(jìn)綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)的優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮,可有效降低生態(tài)環(huán)境的染污,促進(jìn)國(guó)家自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到可持續(xù)發(fā)展,對(duì)國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展及社會(huì)的進(jìn)步具有重要意義。
三、結(jié)束語(yǔ)
在綠色化學(xué)工程與工藝中,應(yīng)用無(wú)毒、無(wú)害的物質(zhì)作為原材料,使用節(jié)能減排的生產(chǎn)工藝,應(yīng)用清潔生產(chǎn)的技術(shù),可有效降低化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中能源消耗,減輕生態(tài)環(huán)境污染,促進(jìn)人與社會(huì)和諧發(fā)展、產(chǎn)品與生態(tài)互補(bǔ)得以實(shí)現(xiàn)。因此,對(duì)綠色化學(xué)工程與工藝進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究是對(duì)當(dāng)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重影響的主要因素之一,是促進(jìn)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要前提條件。
作者:李世英單位:內(nèi)蒙古蒙西建設(shè)集團(tuán)有限公司鋼結(jié)構(gòu)分公司
化學(xué)工程論文:學(xué)科建設(shè)化學(xué)工程論文
1材料化學(xué)工程二級(jí)學(xué)科的內(nèi)涵
化學(xué)工程與材料學(xué)科相互支撐發(fā)展的這種態(tài)勢(shì)導(dǎo)致了新興交叉學(xué)科——“材料化學(xué)工程”的誕生。它是將傳統(tǒng)化學(xué)工程與材料學(xué)科交叉融合,以化學(xué)工程為基礎(chǔ)和手段,面向生物材料、高分子材料和無(wú)機(jī)材料制備及應(yīng)用的一個(gè)新興學(xué)科。它既是化學(xué)工程學(xué)科內(nèi)涵的拓展和應(yīng)用領(lǐng)域的外延,也是學(xué)科間的交叉滲透,符合當(dāng)今社會(huì)的需求和學(xué)科發(fā)展的必然規(guī)律。材料化學(xué)工程學(xué)科的內(nèi)涵主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是應(yīng)用化學(xué)工程的理論與方法對(duì)材料生產(chǎn)與加工過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)的研究,其目的在于在材料高性能化的同時(shí),較大限度地降低材料生產(chǎn)對(duì)于資源、能源的消耗和環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)材料制備的高質(zhì)量、低成本、環(huán)境友好和可循環(huán)再生利用;二是利用新材料,如新型催化材料、分離材料等發(fā)展新型高效的化工技術(shù)與理論,形成新的流程工藝和集成技術(shù)。
2材料化學(xué)工程二級(jí)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀
近十年來(lái),材料化學(xué)工程學(xué)科作為化學(xué)工程和材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的新增長(zhǎng)點(diǎn),發(fā)展迅速。目前,國(guó)內(nèi)外一些大學(xué)的化工學(xué)院或材料學(xué)院均出現(xiàn)了材料化工的研究領(lǐng)域,有的大學(xué)(如大連理工大學(xué)化工學(xué)院)甚至出現(xiàn)了專門(mén)的“材料化工”系等人才培養(yǎng)和科研機(jī)構(gòu)。材料化工的交叉研究已經(jīng)展示出了良好的發(fā)展前景,近年來(lái)我國(guó)在該領(lǐng)域取得了包括國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)在內(nèi)的一系列重大研究成果。2005年7月,南京工業(yè)大學(xué)經(jīng)國(guó)家教育部批準(zhǔn),成立“省部共建材料化學(xué)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”;2006年5月在南京召開(kāi)了及時(shí)屆材料化學(xué)工程大會(huì),大會(huì)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外材料化學(xué)工程的研究進(jìn)展,明確了我國(guó)材料化學(xué)工程進(jìn)一步發(fā)展的方向和重點(diǎn)。2007年10月國(guó)家科技部正式批準(zhǔn)建設(shè)“材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。基于化學(xué)工程和材料學(xué)科的交叉融合,國(guó)內(nèi)多所重點(diǎn)院校開(kāi)始在“化學(xué)工程與技術(shù)”及“材料科學(xué)與工程”一級(jí)學(xué)科下設(shè)置“材料化學(xué)工程”二級(jí)學(xué)科。2002年,南京工業(yè)大學(xué)首先在化學(xué)工程與技術(shù)一級(jí)學(xué)科下設(shè)立“材料化學(xué)工程”二級(jí)學(xué)科。隨后,天津大學(xué)、華東理工大學(xué)等知名高校開(kāi)始設(shè)立“材料化學(xué)工程”二級(jí)學(xué)科。據(jù)初步調(diào)研,已經(jīng)有11所重點(diǎn)大學(xué)設(shè)立材料化學(xué)工程,如表1所示。該學(xué)科的設(shè)置,有力地促進(jìn)了“化學(xué)工程與技術(shù)”與“材料科學(xué)與工程”一級(jí)學(xué)科的交叉和融合,有利于材料化工領(lǐng)域交叉型人才的培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)。
3材料化學(xué)工程二級(jí)學(xué)科的建設(shè)對(duì)策
3.1重新定位“材料化工”學(xué)術(shù)碩士培養(yǎng)目標(biāo)的定位
“材料化工”學(xué)術(shù)碩士的培養(yǎng)定位以工程為主,理工結(jié)合,既要考慮到與化學(xué)、化工、材料學(xué)的學(xué)科交叉以及與生物、環(huán)境等學(xué)科的滲透,又結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,培養(yǎng)符合現(xiàn)代科技發(fā)展趨勢(shì)和地方產(chǎn)業(yè)要求的素質(zhì)高、專業(yè)寬、基礎(chǔ)厚、能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、工程和工藝結(jié)合、理工結(jié)合的高素質(zhì)復(fù)合型專業(yè)人才。
3.2構(gòu)建“材料化工”學(xué)術(shù)碩士學(xué)位課程體系
在“材料化工”學(xué)術(shù)碩士人才培養(yǎng)的課程體系中強(qiáng)化兩個(gè)方面,一是開(kāi)發(fā)新材料為基礎(chǔ)的化工單元技術(shù)與理論,二是用化學(xué)工程的理論與方法指導(dǎo)開(kāi)發(fā)材料制備技術(shù),因此,設(shè)立與之相適應(yīng)的學(xué)位基礎(chǔ)課和學(xué)位必修課程體系,而學(xué)位選修課緊密結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展,突出特色。在理論課程的教學(xué)中,逐步借鑒或采用國(guó)際大學(xué)的教材、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段,努力提高教學(xué)質(zhì)量。
3.3打造“材料化工”學(xué)術(shù)碩士點(diǎn)的師資隊(duì)伍
引進(jìn)具有企業(yè)背景的高級(jí)工程技術(shù)人員和國(guó)外學(xué)習(xí)進(jìn)修經(jīng)歷的教師,發(fā)揮他們豐富的企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)和國(guó)外人才培養(yǎng)經(jīng)歷。聘請(qǐng)相關(guān)企業(yè)具有工程師以上職稱的人員擔(dān)任兼職教師,給學(xué)生講授理論聯(lián)系實(shí)際內(nèi)容較多的工程設(shè)計(jì)類課程,突出應(yīng)用型人才的培養(yǎng),豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。另外,有計(jì)劃、有目的地選派高學(xué)歷、高職稱的教師到企業(yè)掛職鍛煉或國(guó)外進(jìn)修,進(jìn)一步提高他們的企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)和國(guó)外學(xué)習(xí)經(jīng)歷。
3.4建立“材料化工”學(xué)術(shù)碩士的教學(xué)管理體制
一是圍繞研究生課題的研究方向,理論教學(xué)不再單獨(dú)突出“化學(xué)工程與技術(shù)”和“材料科學(xué)與工程”,而是強(qiáng)化交叉性和相互滲透性,再結(jié)合科學(xué)研究,既滿足了“材料”“化工”交叉與滲透的理論教學(xué)的要求,又可讓理論來(lái)支撐科研的深入開(kāi)展;二是科學(xué)研究中強(qiáng)化理論基礎(chǔ),構(gòu)建解決科學(xué)問(wèn)題的理論體系。研究生采用化學(xué)工程的理論與方法開(kāi)發(fā)材料制備技術(shù),同時(shí)也運(yùn)用在開(kāi)發(fā)新材料為基礎(chǔ)的化工單元技術(shù)與理論解決相應(yīng)的科學(xué)研究的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。這種體制強(qiáng)化了“材料”“化工”交叉與滲透性的理論教學(xué),同時(shí)也促進(jìn)了科學(xué)研究,建立了既增強(qiáng)研究生理論學(xué)歷,又培養(yǎng)了學(xué)生科研能力的教學(xué)管理模式。
4結(jié)論
目前,材料化學(xué)工程二級(jí)學(xué)科的人才培養(yǎng)定位不太明確,理論課程缺乏特色,師資隊(duì)伍對(duì)產(chǎn)業(yè)了解不夠,還存在重科學(xué)研究輕理論教學(xué)等問(wèn)題。基于上述問(wèn)題,提出相應(yīng)的對(duì)策和建議,強(qiáng)化“材料”“化工”交叉性與滲透性,結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,貫徹教學(xué)與科研相互促進(jìn)、特色鮮明、求實(shí)創(chuàng)新、交叉與融合、集成與帶動(dòng)的發(fā)展原則,進(jìn)一步調(diào)整學(xué)科結(jié)構(gòu),構(gòu)建并形成特色的交叉學(xué)科“材料化學(xué)工程”研究生的人才培養(yǎng)體系,不僅是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要,更是促進(jìn)研究生教育有序發(fā)展的前提。
作者:許俊強(qiáng) 郭芳 陳志 李軍 單位:重慶理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院
化學(xué)工程論文:教學(xué)內(nèi)容化學(xué)工程論文
一、化學(xué)工程與工藝專業(yè)“無(wú)機(jī)化學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀分析
1化學(xué)知識(shí)體系的龐大與無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)時(shí)數(shù)的限制
隨著學(xué)科的發(fā)展和知識(shí)的豐富,無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越多,書(shū)越編越厚,除了化學(xué)平衡和元素化學(xué)的知識(shí)外,還有物理化學(xué)的熱力學(xué),反應(yīng)動(dòng)力學(xué),電化學(xué)及“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的原子結(jié)構(gòu)等內(nèi)容,知識(shí)點(diǎn)密集且理論性強(qiáng)。以我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)為例,所用教材為天津大學(xué)楊宏孝等主編,高等教育出版社出版的無(wú)機(jī)化學(xué)第四版,550頁(yè),教學(xué)時(shí)間為54學(xué)時(shí),在如此短的時(shí)間內(nèi)學(xué)部?jī)?nèi)容,顯然是很費(fèi)力的。因此大學(xué)老師的授課方式和對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)就顯得至關(guān)重要。
2學(xué)生自身?xiàng)l件的局限
無(wú)機(jī)化學(xué)的授課對(duì)象是剛剛考入大學(xué)的大一新生,一方面他們?cè)诟咧性缫蚜?xí)慣了題海戰(zhàn)術(shù),習(xí)慣了中學(xué)那種死記硬背的學(xué)習(xí)方法,面對(duì)課時(shí)少,知識(shí)面廣,思維跳躍性強(qiáng)的大學(xué)有著強(qiáng)烈的不適應(yīng)。在實(shí)際學(xué)習(xí)過(guò)程中,他們?cè)趯W(xué)習(xí)初期很容易產(chǎn)生眼高手低的感覺(jué),輕視學(xué)習(xí),隨著課堂進(jìn)度加快,中后期面臨著信息量大﹑重復(fù)少﹑練習(xí)少,心理準(zhǔn)備不足,普遍感到學(xué)習(xí)起來(lái)很吃力,茫然不知所措,很容易產(chǎn)生焦躁和厭煩的情緒,甚至越來(lái)越不喜歡學(xué)習(xí),這樣直接影響到他們后期的學(xué)習(xí)。另一個(gè)方面他們正處在由中學(xué)角色到大學(xué)角色的轉(zhuǎn)型期,他們中大都是缺少鍛煉的獨(dú)生子女,以前在生活和學(xué)習(xí)上極大程度地依賴?yán)蠋熀透改福F(xiàn)在突然失去監(jiān)督和管理,茫然不知所措。很多學(xué)生都反映大學(xué)老師上課內(nèi)容多,講課速度快,很多時(shí)候都聽(tīng)不懂老師講的是什么,課后自己看書(shū)也不太明白,導(dǎo)致出現(xiàn)“教師忙于講解,學(xué)生難以理解”的尷尬局面。其根本原因是忽視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),不能突出學(xué)生的主體地位。面對(duì)大學(xué)授課時(shí)間少,授課內(nèi)容多的情況,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,突出學(xué)生的主體地位顯得尤為重要。
3課程教學(xué)內(nèi)容知識(shí)陳舊,缺少靈活性
在長(zhǎng)達(dá)三十多年的時(shí)間里,無(wú)機(jī)化學(xué)一直以化學(xué)反應(yīng)原理,物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),元素化學(xué)為課程教學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容,知識(shí)點(diǎn)更新不大,而且還含有中學(xué)的內(nèi)容。以元素部分為例,元素部分的知識(shí)瑣碎,系統(tǒng)性不強(qiáng),而教材中往往只是羅列材料,削弱了理論對(duì)學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的指導(dǎo)作用,講起來(lái)平淡乏味,不利于學(xué)生理解和掌握,難以激發(fā)學(xué)生的興趣。
4落后的傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制
“以教師為中心,以課堂為中心,以教材為中心”的單一傳統(tǒng)教學(xué)模式,使學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)感到很枯燥,認(rèn)為是一大堆的英文符號(hào)和沒(méi)完沒(méi)了的數(shù)據(jù)以及無(wú)窮無(wú)盡的計(jì)算,嚴(yán)重地影響了學(xué)生學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)的積極性,從而難以為社會(huì)提供創(chuàng)造性人材,達(dá)不到新的教育機(jī)制對(duì)“無(wú)機(jī)化學(xué)”教學(xué)目標(biāo)的要求。
5師生之間缺乏及時(shí)的溝通交流
從老師的角度來(lái)看,學(xué)生有點(diǎn)太怯于與老師溝通了。大學(xué)的老師有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是與學(xué)生溝通較少,很多學(xué)生每周只能和老師見(jiàn)上一兩面。相對(duì)于高中時(shí)同老師的見(jiàn)面頻率而言,明顯少了很多。師生間面對(duì)面交流的機(jī)會(huì)隨之也就大大減少,三成大學(xué)生整年“師生零交流”。從學(xué)生的角度來(lái)看,學(xué)生們通常只有在課上或是課間時(shí)才會(huì)和老師有互動(dòng),盡管大多數(shù)學(xué)生和老師愿意相互交流,但有時(shí)候似乎缺乏有效的溝通途徑。
6理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不同步性
化學(xué)工程與工藝專業(yè)理論課進(jìn)度相對(duì)實(shí)驗(yàn)課有些滯后,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)時(shí)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)不理解,對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟懵懵懂懂,多數(shù)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)書(shū)所給的步驟來(lái)做,不加以任何思考,這樣就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)做完原理步驟忘完,達(dá)不到通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和科學(xué)素養(yǎng)的目的,還會(huì)讓學(xué)生認(rèn)為這是一種負(fù)擔(dān)。針對(duì)以上問(wèn)題,優(yōu)化無(wú)機(jī)化學(xué)課程的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,改革教學(xué)方式,貫徹新的教學(xué)理念,正確引導(dǎo)學(xué)生建立正確的學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,并使學(xué)生在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi),盡可能多地掌握無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是擺在我們面前的一項(xiàng)重要任務(wù),勢(shì)在必行。
二、具體改革內(nèi)容、改革目標(biāo)和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
1教學(xué)內(nèi)容的改革
課堂教學(xué)內(nèi)容的變革決定了課程改革的效果,在教學(xué)改革過(guò)程中要探索先進(jìn)的教學(xué)理念,不斷提高無(wú)機(jī)化學(xué)課程教學(xué)水平,使該課程在提高學(xué)生素質(zhì)和能力方面發(fā)揮更大的作用。具體內(nèi)容如下:
1.1精選教材內(nèi)容,突出重點(diǎn),分散難點(diǎn)
無(wú)機(jī)化學(xué)課程以“二結(jié)構(gòu)、三原理、四平衡”的基本理論和元素化合物知識(shí)為主線,主要講述化學(xué)的基本原理和元素的性質(zhì)以及相關(guān)化學(xué)反應(yīng)。在教學(xué)過(guò)程中既要加強(qiáng)與中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系,又要協(xié)調(diào)好無(wú)機(jī)化學(xué)與物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)中的部分內(nèi)容的關(guān)系,把握好同一知識(shí)點(diǎn)在不同學(xué)科之間的銜接,避免重復(fù),更好地精簡(jiǎn)課時(shí),提高效率。現(xiàn)有的無(wú)機(jī)化學(xué)教材有很多與中學(xué)化學(xué),基礎(chǔ)化學(xué),分析化學(xué)重復(fù)的內(nèi)容,四大化學(xué)反應(yīng),原子分子結(jié)構(gòu)是工科無(wú)機(jī)化學(xué)的重要基礎(chǔ)理論,也是教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。
1.2加強(qiáng)無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性
以本專業(yè)企業(yè)生產(chǎn)、學(xué)生就業(yè)、考研的實(shí)用性為出發(fā)點(diǎn)選擇擬講授的內(nèi)容,形成化學(xué)與工程專業(yè),乃至應(yīng)用化學(xué),材料和環(huán)境等專業(yè)的多方位的培養(yǎng)模式。工科基礎(chǔ)化學(xué)的教學(xué)改革應(yīng)在注重課程整體性的基礎(chǔ)上,選取教學(xué)內(nèi)容,在以突出知識(shí)主線的前提下,把握好知識(shí)的深度與廣度的平衡,就是在講清楚重要知識(shí)的基礎(chǔ)上,讓化學(xué)原理與專業(yè)知識(shí)有機(jī)結(jié)合。
1.3理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)同步,開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)輔助理論教學(xué)
對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)也在教學(xué)過(guò)程中也有著重要的作用,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和科學(xué)素養(yǎng),為成為高素質(zhì)化工類應(yīng)用人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能有著指導(dǎo)性的意義,所以要保障理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同步性,這樣既能保障學(xué)生掌握基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)技能,又能促進(jìn)其對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解。對(duì)于理論課進(jìn)度相對(duì)滯后的實(shí)驗(yàn)課,在實(shí)驗(yàn)課環(huán)節(jié),教師要在實(shí)驗(yàn)前將實(shí)驗(yàn)知識(shí)與理論知識(shí)相結(jié)合并給予學(xué)生系統(tǒng)化,詳細(xì)化的講解,不能就實(shí)驗(yàn)講實(shí)驗(yàn),能為學(xué)生引申的盡可能引申,這樣可以使學(xué)生做到心中有數(shù),有的放矢,這樣既保障了學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能,也有利于其對(duì)后續(xù)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解和掌握,理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相輔相成,更好地培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,思考問(wèn)題分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力,進(jìn)而培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力和科學(xué)素養(yǎng)。
1.4引入多媒體演示教學(xué)
針對(duì)工科學(xué)生結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)薄弱的情況,為避免教材中單純羅列抽象概念的情況,引入多媒體輔助課堂演示教學(xué),制作三維多媒體課件,通過(guò)計(jì)算機(jī)直觀地向?qū)W生描述原子的結(jié)構(gòu),原子軌道圖形,雜化軌道形狀與空間取向,化學(xué)鍵的形成及空間圖像等,以動(dòng)畫(huà)形式生動(dòng)逼真地模擬雜化形成的全過(guò)程,充分地利用了多媒體教學(xué)的圖、形、聲等特點(diǎn),使課堂教學(xué)形象生動(dòng),易懂易記。教師也可以在備課過(guò)程中對(duì)多媒體課件不斷地進(jìn)行修改和完善,使教學(xué)內(nèi)容更加完整、充實(shí)。
1.5建立一定的平臺(tái)及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行溝通交流
針對(duì)師生之間缺乏及時(shí)溝通交流的情況,可以建立面對(duì)面的平臺(tái)或群平臺(tái)等,能夠讓學(xué)生遇到不懂的問(wèn)題,包括學(xué)術(shù)問(wèn)題題和個(gè)人煩惱等等,進(jìn)行及時(shí)的溝通交流,引導(dǎo)學(xué)生充分利用業(yè)余時(shí)間,查閱無(wú)機(jī)化學(xué)相關(guān)的文獻(xiàn),拓寬其知識(shí)面,調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)其自學(xué)能力。今年我?guī)У幕ぐ嗵氐亟艘粋€(gè)群,對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行溝通交流,對(duì)于好的素材師生共享,加深了師生之間的互相了解,拉近了師生之間的距離,從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。有時(shí)候?qū)W生會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)老師,而喜歡上一門(mén)課。
2教學(xué)方法的改革
教學(xué)方法的改革是課程改革的重要環(huán)節(jié),教師應(yīng)該從教和學(xué)兩個(gè)方面改善教學(xué)方法,將化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融于生活,科研和生產(chǎn),從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。具體做法如下:
2.1做好新舊知識(shí)的銜接,引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識(shí)解決新問(wèn)題
培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)課后復(fù)習(xí)的習(xí)慣,在講授過(guò)程中,教師通過(guò)設(shè)問(wèn),提問(wèn)等方式,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行回憶,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,用已有的知識(shí)解決新問(wèn)題,這樣就使得學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)點(diǎn)的同時(shí),復(fù)習(xí)鞏固舊知識(shí),從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感和學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)的信心。
2.2引入學(xué)生參與的制度,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性
對(duì)于深度不高的教學(xué)內(nèi)容,鑒于學(xué)時(shí)所限,可以引入學(xué)生參與的制度,提前讓學(xué)生查資料,鼓勵(lì)學(xué)生用PPT形式,做幾分鐘的演講,這樣就由原來(lái)的只有教師講授轉(zhuǎn)為師生通講,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生課余時(shí)間學(xué)習(xí)的積極性,課后采用互評(píng)的形式,這樣不僅鍛煉了學(xué)生敢于發(fā)言的勇氣,也讓學(xué)生更好地積累經(jīng)驗(yàn),為下一次的成功打好基礎(chǔ)。
2.3以科研促進(jìn)教學(xué),讓專業(yè)知識(shí)與實(shí)際生活緊密結(jié)合
無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)多,理論性很強(qiáng),學(xué)生學(xué)起來(lái)普遍感到枯燥,很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過(guò)程中,教師要將課本上的理論與有關(guān)的科技研究成果和生活中的具體事例相結(jié)合,既有利于避免教學(xué)內(nèi)容的空洞抽象、枯燥乏味,也有利于拓寬學(xué)生的知識(shí)面,同時(shí)還能更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)也可以安排不同的學(xué)術(shù)講座,就科學(xué)領(lǐng)域前沿的熱點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)交流和討論,例如,非金屬材料科學(xué),稀土金屬在人類生產(chǎn)生活的作用,生態(tài)環(huán)境保護(hù)等課題,以豐富學(xué)生的第二課堂,讓他們覺(jué)得自己所學(xué)的知識(shí)與社會(huì)的發(fā)展息息相關(guān),從而增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)的信心。
2.4以提高教學(xué)質(zhì)量為核心,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力
針對(duì)大一學(xué)生要完成從高中到大學(xué)過(guò)渡的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)從以教師講授為主向以學(xué)生自學(xué)為主的轉(zhuǎn)變,教師在課堂教學(xué)中要采取有效方法(例如,把化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融入生活,將化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融入生產(chǎn),將化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融入科研等),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,保障學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性的發(fā)揮,以實(shí)現(xiàn)學(xué)生智力和非智力因素和諧發(fā)展,使學(xué)生由“不想學(xué)、不會(huì)學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤蔽乙獙W(xué)、我會(huì)學(xué)”。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生終生的學(xué)習(xí)習(xí)慣,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的發(fā)展,幫助學(xué)生積極思考等具有非常重要的意義。
3考核方式的改革
考核是檢查教師教學(xué)效果和評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的必要方法,也是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。能夠督促學(xué)生平日的學(xué)習(xí)和客觀的評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,調(diào)整如下:
3.1多元化考核評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建是檢查教學(xué)效果的重要舉措
在高校中普遍存在部分學(xué)生平時(shí)不學(xué)習(xí),考前臨時(shí)突擊的現(xiàn)象。為了避免這種不良學(xué)習(xí)風(fēng)氣的滋生,應(yīng)構(gòu)建多元化的考核體系,以學(xué)生的平時(shí)考核(占30%)和期末考核(占70%)進(jìn)行綜合評(píng)定。考試進(jìn)行的載體是試卷,試卷要以能力測(cè)試為主導(dǎo),考查學(xué)生對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的掌握程度和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力作為命題的指導(dǎo)思想。在考試題型多樣化的前提下,要將基礎(chǔ)知識(shí)與綜合能力相結(jié)合,注重對(duì)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的考查。因此命題教師應(yīng)在期末考試中增加一定比例的綜合素質(zhì)題,以考察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、原理來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)考試來(lái)檢查教學(xué)效果的目的。
3.2嚴(yán)格平時(shí)考核是鞏固課堂教學(xué)效果的一個(gè)重要環(huán)節(jié)
在構(gòu)建的多元化考核評(píng)價(jià)體系中,學(xué)生的平時(shí)考核(共計(jì)30分)共分為三個(gè)部分:出勤情況和課堂表現(xiàn)(占5分);作業(yè)及隨堂階段性考試(占10分);專業(yè)小論文或小報(bào)告(占15分)。布置每個(gè)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)及試題規(guī)范化要求出一份自己認(rèn)為有質(zhì)量的試題及答案上交,老師從學(xué)生所出的題中擇挑選取,考試結(jié)束后指導(dǎo)學(xué)生互相批改并作出評(píng)價(jià),這樣不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣同時(shí)有力地促進(jìn)了學(xué)生解題能力及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。通過(guò)大量閱讀文獻(xiàn),撰寫(xiě)小論文,做小報(bào)告,從而拓寬學(xué)生的知識(shí)面,也把平時(shí)成績(jī)真正的落到實(shí)處。一次課,我對(duì)三個(gè)班的學(xué)生做了一個(gè)調(diào)查,在講臺(tái)上做報(bào)告,撰寫(xiě)論文,出一套試卷,讓學(xué)生任選一樣去做,會(huì)怎么選?參與的學(xué)生65人,做報(bào)告,46%,論文:35%,出試卷,19%。選擇做報(bào)告的主要原因是具有挑戰(zhàn)性,可以很好鍛煉自己的語(yǔ)言表達(dá)能力,并在此過(guò)程中體會(huì)到了老師工作的不易,培養(yǎng)其在以后的學(xué)習(xí)和工作中學(xué)會(huì)尊重別人的勞動(dòng);撰寫(xiě)論文有利于拓寬自己的知識(shí)面,發(fā)現(xiàn)有很多東西值得進(jìn)一步學(xué)習(xí);通過(guò)出試卷發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題,加深了對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解和掌握。
3.3明確的考核制度可以促進(jìn)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度
明確的考核制度可以促進(jìn)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度,促使學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。而且這種針對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)的量化記錄,有利于教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),根據(jù)平時(shí)記錄反饋的信息,及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)管理,使教學(xué)效果進(jìn)一步提高。
三、結(jié)語(yǔ)
無(wú)機(jī)化學(xué)是中學(xué)化學(xué)和大學(xué)化學(xué)的銜接點(diǎn),具有承前啟后的作用,對(duì)于幫助新生進(jìn)入大學(xué)角色,適應(yīng)大學(xué)生活,了解大學(xué)課堂,轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)觀念,鞏固專業(yè)學(xué)習(xí)思想和培養(yǎng)高素質(zhì)化工類應(yīng)用人才等有重要的影響。對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的無(wú)機(jī)化學(xué)課程進(jìn)行建設(shè),建立化學(xué)工程與工藝專業(yè)無(wú)機(jī)化學(xué)課程的“理論教學(xué)—實(shí)驗(yàn)教學(xué)—理論與實(shí)踐結(jié)合點(diǎn)”的新課程體系;形成“理論教學(xué)環(huán)節(jié)重視新知識(shí)接收質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)重視理論在實(shí)踐中應(yīng)用”的培養(yǎng)模式。探索有效培養(yǎng)真正高素質(zhì)高技能型人才的模式和實(shí)施途徑。
作者:李明雪 方顏 張武 何建英 周慧 單位:河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院
化學(xué)工程論文:超臨界流體技術(shù)化學(xué)工程論文
1超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用
超臨界流體就是指在某一溫度和壓力下,處于液體到氣體中間狀態(tài)的流體。它的密度與液體密度相當(dāng),而粘度又和氣體相似,其擴(kuò)散的能力在液體和氣體之間,大概相當(dāng)于液體擴(kuò)散能力的10-100倍。所以它既具有液體的高溶解能力,又能擁有氣體的高擴(kuò)散能力和壓縮性。我們就利用超臨界流體的這些特性,用于我們的化學(xué)生產(chǎn)。像這樣的技術(shù)我們就把它稱為超臨界流體技術(shù)(SCF)。超臨界流體技術(shù)一般是控制溫度和壓力的條件下,或者加入其他物資的情況下改變體系的傳質(zhì)系數(shù)、傳熱系數(shù)及化學(xué)反應(yīng)特征的,這能更加高效清潔地進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn),有的在超臨界的狀態(tài)下能節(jié)省能耗,所以超臨界流體技術(shù)也被稱為超級(jí)綠色化學(xué)技術(shù)。超臨界液體技術(shù)(SCF)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用到了材料制備中。早在上世紀(jì)九十年代該技術(shù)就已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用,把二氧化碳制備成超臨界的狀態(tài),以它為介質(zhì)來(lái)制取特氟龍;還有聚丙烯工藝中也應(yīng)用了SCF技術(shù),利用丙烷的特點(diǎn)來(lái)做稀釋劑,該技術(shù)也是做PE的升級(jí)版。當(dāng)下,超臨界流體技術(shù)則更多地應(yīng)用在了高分子材料,復(fù)合材料,不易粉碎的無(wú)機(jī)物材料,以及提取不太容易溶解在單一超臨界液體中的有機(jī)物。現(xiàn)在應(yīng)用的超臨界流體技術(shù)的方法主要有一下幾種:1、快速膨脹法,該方法主要用于固體顆粒狀的物質(zhì)的制備;2、壓縮抗溶劑發(fā),主要用于制備微孔、微球類的物質(zhì),所以在藥物分子及聚合物共沉上應(yīng)用較多,也較成熟;3、抗溶劑法,通常該方法會(huì)應(yīng)用在制備爆炸性物質(zhì)和不溶于單一超臨界流體的有機(jī)物上等。除了以上在制備材料方面的突出貢獻(xiàn),超臨界流體技術(shù)還在分析化學(xué)中大展拳腳。它與色譜技術(shù)相結(jié)合,能在色譜研究中得到比氣象色譜更高效,比液相色譜更精準(zhǔn)的超臨界流體色譜。更由于它的高效和低成本使得超臨界流體技術(shù)在石油化工、環(huán)境保護(hù)還有醫(yī)藥化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛使用。
2綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用
綠色化學(xué)指用化學(xué)的技術(shù)和方法,再結(jié)合其他學(xué)科的知識(shí)來(lái)減少或者消除化學(xué)對(duì)于人類的危害、社會(huì)的危害以及環(huán)境的危害。從源頭的原材料開(kāi)始,到生產(chǎn)過(guò)程中的試劑和介質(zhì)還有催化劑,到的產(chǎn)物及副產(chǎn)物都要求綠色、環(huán)保、無(wú)毒害,還有就是“原子經(jīng)濟(jì)性”的“零排放”。像在綠色無(wú)毒原料控制方面,石油化工原料就可以改變成生物原料的。制作尼龍可以不用含苯的石油化工原料,改成生物原料,生物原料的淀粉及纖維素等在酶催化反映下也能形成己二酸,這樣一樣可以制作尼龍,而且對(duì)人體和環(huán)境都危害極小。再比如在反應(yīng)過(guò)程中對(duì)介質(zhì)、溶劑等的控制,也要求無(wú)毒無(wú)害,在有機(jī)反應(yīng)中水就是很好的溶劑,不僅對(duì)環(huán)境無(wú)害還能節(jié)省到有機(jī)反應(yīng)中的官能團(tuán)的保護(hù)還有去保護(hù)等環(huán)節(jié),所以也省工藝省時(shí)間了。還有反應(yīng)中用的綠色催化劑,綠色催化劑能更加正對(duì)性,更加高效地參與化學(xué)反應(yīng),并且得到的副產(chǎn)物少。在有機(jī)合成反應(yīng)中,綠色催化劑的應(yīng)用顯得尤為重要。像不對(duì)稱合成反應(yīng)中,催化劑不僅為化學(xué)農(nóng)藥和精細(xì)化工提供反應(yīng)需要的中間體,有的還能為反應(yīng)提供綠色的合成技術(shù)。比如酶催化反應(yīng)、氫酯化反應(yīng)、還有不對(duì)稱酮反應(yīng)等。
3化學(xué)工程中的傳熱研究
化學(xué)反應(yīng)中傳熱的研究是化學(xué)工程的重要內(nèi)容,因?yàn)樗鼑?yán)重影響著一個(gè)反應(yīng)的能耗,反應(yīng)的進(jìn)程等。在微細(xì)尺度傳熱研究中,由于尺度微細(xì),原有的傳熱假設(shè)及會(huì)發(fā)生變化,其流動(dòng)還有傳入的規(guī)律也會(huì)發(fā)生變化。目前在納米、微米、集成電子設(shè)備還有微型熱管領(lǐng)域中該傳熱研究交深入,取得了較不錯(cuò)的成果。而我們?cè)诟倪M(jìn)傳熱工藝和設(shè)備上也做足了研究,為了提高傳熱效率,我們可以改進(jìn)設(shè)備的性能,使其持續(xù)對(duì)外傳熱的能力提高,改變里面的傳熱材料和工藝的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱的效率。然而我們現(xiàn)在投入很多精力的滴狀冷凝技術(shù)的研究還沒(méi)能取得很好的成果。由于我們不能在維持物質(zhì)在滴狀的時(shí)候冷凝,同時(shí)冷凝表面壽命延長(zhǎng),所以目前這個(gè)難題還很難突破。還有就是我們?cè)谟?jì)算沸騰時(shí)的傳熱存在很多弊端,復(fù)雜的沸騰狀態(tài)不適用目前所有的傳熱計(jì)算方式,就研究沸騰傳熱的計(jì)算方法也是一大塊難題的,所以就滴狀傳熱技術(shù)的研究也將會(huì)是我們傳熱研究領(lǐng)域的一個(gè)重要課題,如果該研究獲得進(jìn)展必將改變現(xiàn)在很多的化學(xué)生產(chǎn)工藝形式,將會(huì)帶領(lǐng)化學(xué)生產(chǎn)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。
4結(jié)語(yǔ)
在這個(gè)科技日新月異的時(shí)代,我們化學(xué)生產(chǎn)的改革必定是依賴于化學(xué)工程的創(chuàng)新和改變的,所以化學(xué)工程在化學(xué)研究中從源頭到過(guò)程到控制結(jié)果上面的研究對(duì)于化學(xué)生產(chǎn)的意義是機(jī)器重大的。我們要高效、清潔、環(huán)保地進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn),才能使得我們的社會(huì),我們的環(huán)境能夠承載日益增多的人類及人類的各色需求,才能使我們?cè)谶@個(gè)環(huán)境中可持續(xù)的循環(huán)發(fā)展。所以我期待每一個(gè)化學(xué)人都能在化學(xué)研究中盡綿薄之力,幫助化學(xué)生產(chǎn)的改進(jìn)。
作者:尹小社單位:中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院