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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學(xué)工程與工藝分類,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:化工單元仿真;生產(chǎn)實(shí)習(xí);化學(xué)工程與工藝
基金項(xiàng)目:石家莊學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目(JGXM-201107B)
中圖分類號:G64
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
原標(biāo)題:化工單元仿真技術(shù)在化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)習(xí)中的應(yīng)用研究
收錄日期:2013年1月31日
化學(xué)工程與工藝專業(yè)是培養(yǎng)從事化工工程設(shè)計(jì)、化工技術(shù)開發(fā)、化工生產(chǎn)技術(shù)管理和化工科學(xué)研究等方面工作的工程技術(shù)人才。本專業(yè)培養(yǎng)具備化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的知識,能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保和軍工等部門從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等方面工作的工程技術(shù)人才。石家莊學(xué)院化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)是河北省級重點(diǎn)發(fā)展學(xué)科。石家莊學(xué)院化工學(xué)院從2007年開始與石家莊煉油廠、以嶺藥業(yè)等企業(yè)共建生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地,積極開展化學(xué)工程與工藝專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)活動。為了更好地開展生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)踐教學(xué)活動,在石家莊學(xué)院教務(wù)處教改項(xiàng)目(JGXM-201107B)的支持下,從2012年開始,我院化學(xué)工程與工藝教研室積極開展了化工單元仿真技術(shù)在本專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的應(yīng)用研究,取得了良好的效果。
一、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的意義
生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要是指高校工科學(xué)生(主要指高年級大三或大四的學(xué)生),在工廠生產(chǎn)現(xiàn)場主要以技術(shù)員或管理人員的身份,直接參與企業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)過程,它的重要意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(一)理論聯(lián)系實(shí)際。高校學(xué)生以實(shí)際工作者的身份,直接參與工廠的生產(chǎn)過程,既可以運(yùn)用已有的知識技能完成一定的生產(chǎn)任務(wù),又可以學(xué)習(xí)和本專業(yè)相關(guān)的實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)知識及管理知識。
(二)思想教育。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是對工科學(xué)生進(jìn)行思想政治和道德品質(zhì)教育的有效途徑。在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中,可以生動具體地對學(xué)生進(jìn)行勞動觀點(diǎn)教育,培養(yǎng)學(xué)生熱愛勞動、認(rèn)真負(fù)責(zé)及愛崗敬業(yè)的勞動精神。
(三)檢查教學(xué)質(zhì)量。通過生產(chǎn)實(shí)習(xí),不但可以檢查工科學(xué)生對于專業(yè)知識的理解及實(shí)際技能的水平,更重要的是通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)的檢驗(yàn),對課堂教學(xué)質(zhì)量做出一些基本的分析和估計(jì),作為全面評價教學(xué)質(zhì)量、改進(jìn)學(xué)校教育工作的重要依據(jù)。
二、傳統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)存在的問題
傳統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要包括實(shí)習(xí)動員、廠級安全教育、實(shí)習(xí)報(bào)告與考核等內(nèi)容,它的弊端主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(一)教學(xué)方式呆板。傳統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)習(xí),通常是工廠派個技術(shù)員給學(xué)生講一講工藝流程,然后帶學(xué)生看看生產(chǎn)過程,而不允許學(xué)生動手操作,學(xué)生只能走馬觀花地表面了解工廠的工藝流程。學(xué)生通常只是抄一抄圖紙,看一看設(shè)備,而對于實(shí)際的工廠生產(chǎn)情況卻了解不多。
(二)生產(chǎn)實(shí)習(xí)質(zhì)量不高。由于學(xué)生在實(shí)習(xí)現(xiàn)場基本上只能“看”、“聽”、“寫”。剛進(jìn)廠實(shí)習(xí)的時候,還能認(rèn)真地學(xué)習(xí),時間一長,就失去了剛進(jìn)廠的新鮮性,就會覺得無事可做,因而生產(chǎn)實(shí)習(xí)后期,學(xué)生通常是紀(jì)律渙散,管理困難,影響了整個生產(chǎn)實(shí)習(xí)的質(zhì)量。
(三)生產(chǎn)實(shí)習(xí)成本過高。化學(xué)工程與工藝專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)一般要5~7天,除了要支付實(shí)習(xí)單位數(shù)額不菲的實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi),期間的交通及食宿費(fèi)用也較高,這對于實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)短缺的高校壓力很大。如何利用有限的實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi),更好地開展實(shí)習(xí)教學(xué)活動,是每個高校面對的問題。
三、化工單元仿真系統(tǒng)
(一)化工單元仿真系統(tǒng)介紹。化工單元仿真系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為手段,通過建立化工過程的動態(tài)數(shù)學(xué)模型再現(xiàn)真實(shí)化工裝置系統(tǒng)特性。它是建立在化工工藝、自動化儀表、化工設(shè)備等學(xué)科基礎(chǔ)上的綜合性技術(shù),可以模擬化工生產(chǎn)裝置運(yùn)行中的開車、停車、故障處理等工段操作過程,可以提高操作人員的理論水平和實(shí)踐能力。
(二)化工單元仿真在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的應(yīng)用。石家莊學(xué)院化工學(xué)院于2010年9月從北京東方仿真公司引進(jìn)1套大型化工生產(chǎn)工藝-乙醛氧化制乙酸工藝。乙醛氧化制醋酸裝置是乙醛裝置的配套工程,起始原料為乙烯,乙烯氧化生成乙醛,再由乙醛為原料氧化生成醋酸。本軟件是參照大慶三十萬噸乙烯一期工程-大慶醋酸裝置設(shè)計(jì),年生產(chǎn)能力為成品醋酸10萬噸/年。該生產(chǎn)工藝,工藝復(fù)雜、設(shè)備齊全、自動化程度高,很適合于化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)。根據(jù)課程需要,我們選擇乙醛氧化制乙酸工藝作為本專業(yè)學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的項(xiàng)目。
四、化工單元仿真系統(tǒng)引進(jìn)到生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的優(yōu)勢
(一)有利于提高學(xué)生的實(shí)際操作技能。化工生產(chǎn)過程的特點(diǎn)是整套裝置的工藝流程長,設(shè)備數(shù)量大,所以工程技術(shù)人員的綜合素質(zhì)和能力對于化工產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益的程度影響越來越大。而學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中很難有直接動手的機(jī)會,這是化工類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中所面臨的特有困難。而化工單元仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際化工生產(chǎn)工藝相結(jié)合,提供化工單元操作、過程控制仿真、全工藝過程操作等實(shí)訓(xùn),滿足培養(yǎng)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的工藝技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動控制、過程裝備等崗位的綜合能力。
(二)培養(yǎng)學(xué)生的化工職業(yè)思想。在學(xué)習(xí)化工單元仿真軟件的同時,要對學(xué)生進(jìn)行化工職業(yè)教育,使學(xué)生清楚地認(rèn)識到本行業(yè)在國民現(xiàn)代化建設(shè)中的地位和作用,從而熱愛本專業(yè),樹立為我國化學(xué)工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)做貢獻(xiàn)的雄心壯志,引導(dǎo)學(xué)生傳承化工行業(yè)職員守紀(jì)律、愛崗敬業(yè)的好作風(fēng)。通過化工單元仿真軟件的學(xué)習(xí),使學(xué)生具有按計(jì)劃有序工作的良好習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,并具有刻苦鉆研技術(shù)、勇于克服困難和積極向上的精神。
(三)化工單元仿真運(yùn)行成本低。建設(shè)化工仿真實(shí)驗(yàn)室的總成本只有中試車間費(fèi)用的五分之一。將化工單元仿真軟件引入到化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,使用周期長,可大大減少學(xué)校在培訓(xùn)工作中的人力及物力消耗,且易于維護(hù)。我們教研室在化工仿真實(shí)驗(yàn)室還安裝了AutoCAD、Chem-CAD、ChemOffice等應(yīng)用軟件,可以滿足化工學(xué)院其他專業(yè)學(xué)生的使用,充分利用現(xiàn)有設(shè)備,進(jìn)一步降低其整體運(yùn)行成本。
五、結(jié)論
化工單元仿真教學(xué)是運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)思想和現(xiàn)代化的教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力,為化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才高質(zhì)量的培養(yǎng)提高提供了保障。
主要參考文獻(xiàn):
[1]靳海波,宋永吉,趙如松等,化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)習(xí)改革與實(shí)踐[J],求實(shí),2010,2
前言:隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)達(dá),分子這一概念被帶到了大眾的面前,人們對分子的研究越來越詳細(xì),運(yùn)用當(dāng)今的科學(xué)技術(shù)研究分子,把分子放在顯微鏡下觀察,化學(xué)對其結(jié)構(gòu)了解的愈加深入,這樣分子設(shè)計(jì)的誕生也推動了分子工程的誕生,這是時代和科學(xué)技術(shù)下的產(chǎn)物,他們的誕生使得化學(xué)研究進(jìn)入到更深階段——分子工程學(xué)。所以分子工程和化學(xué)工程兩者是相輔相成的。
一、淺談分子工程
在一個固定環(huán)境下對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)造,不僅如此,還得理清分子之間的關(guān)系,這種原理就是分子工程學(xué)。分子工程不是單一的分子學(xué)科,而是由不同種類、學(xué)科構(gòu)成的,但是,只要有關(guān)分子工程就會有三個基本的問題:第一,怎樣按照要求對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì);第二,建筑分子結(jié)構(gòu)時要用什么基元;第三,怎么實(shí)現(xiàn)分子設(shè)計(jì)預(yù)設(shè)的功能,就需要考慮怎么組裝基元。這三個問題有著密不可分的聯(lián)系,從而形成了三個實(shí)施分子工程的重要環(huán)節(jié),這三個問題分別是分子工程的作用、結(jié)構(gòu)、結(jié)合的理論基礎(chǔ)。
與之前的化學(xué)研究方法有所不一樣的是分子工程在研究時,會在研究手段、對象、內(nèi)容等角度采取新的方法。傳統(tǒng)的化學(xué)研究大多是利用自然物以及公式得到新的化合物,從這些化合物中找到比較好的化合物,1930年,磺胺藥物被人發(fā)現(xiàn),造就了那個年代合成藥物的鼎盛時期。可是分子工程學(xué)的研究則恰恰和傳統(tǒng)化學(xué)研究相反,它主要以功能研究為方向,通過對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究。這個時候它不單單對某一個化合物進(jìn)行研究,而是研究化合物的功能體系。這樣得到的信息要比傳統(tǒng)化學(xué)研究得到的信息全面,不光可以得到分子結(jié)構(gòu)還可以知道分子某些特定的結(jié)構(gòu)層次。傳統(tǒng)化學(xué)研究過分注意分子結(jié)構(gòu)以及合成的聯(lián)系。可是,分子工程學(xué)卻看中功能和 物理原理。如今,化學(xué)不能獨(dú)自發(fā)展了,化學(xué)的發(fā)展必須要建立在生命、材料科學(xué)這兩門學(xué)科上。當(dāng)然也需要注意另外一些科學(xué)技術(shù)。
從化學(xué)工程學(xué)得到的經(jīng)驗(yàn),分子工程學(xué)也從不同的分子工程研究中得出來。現(xiàn)在的分子工程學(xué)還在孕育,也就是在不同的領(lǐng)域、不同功能、對分子進(jìn)行設(shè)計(jì)、構(gòu)造。分子工程由不同種類的分子工程研究中得到,所以功能不同、種類不同,這就使得分子工程學(xué)需要按照功能、種類對其進(jìn)行分類。分子工程學(xué)主要研究化合物的功能體系,針對體系的研究就必須在分子水平上探究之前提過的三個問題,得到規(guī)律,功能體系以及工程學(xué)原理,這幾個不同方面相輔相成、互惠互利。
二、淺談化學(xué)工程
當(dāng)面對一些挑戰(zhàn)時工程學(xué)科發(fā)揮的作用才能體現(xiàn)其重要性。如今,環(huán)境問題成為我們急需解決的問題,因?yàn)樗c人們生產(chǎn)、生活、生存都有著密切的聯(lián)系,這個時候化學(xué)工程就有了研究的目標(biāo),它需要解決資源可循環(huán)利用、化石資源的合理化利用等。化學(xué)工程需要解決經(jīng)濟(jì)的循環(huán)利用,不光肩負(fù)著科學(xué)方面的重?fù)?dān),還需要傳遞物質(zhì)、能源、信息等。
化學(xué)工程之前從沒遇到過的一些問題,卻隨著生物技術(shù)等一些高新技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生,這有一個好處便是讓化學(xué)工程的研究深入到更具體的領(lǐng)域中。一些過于具體的問題,比如納米尺度問題,這是在傳統(tǒng)的化學(xué)研究中都沒有遇到過的微小領(lǐng)域,要是想加強(qiáng)微量產(chǎn)品的生產(chǎn)就必須擴(kuò)寬化學(xué)研究領(lǐng)域。在當(dāng)代這是化學(xué)工程打入到新領(lǐng)域必須要做的。發(fā)明催化劑以及工藝的源泉是新催化材料創(chuàng)造的。從另一個方面來說,要是將生產(chǎn)變得更加清潔,把不同的工藝以及流程進(jìn)行合并,然后找出最好的,這也是化學(xué)工程將要研究的重要領(lǐng)域。現(xiàn)在有關(guān)生命方面的科學(xué)發(fā)展愈發(fā)成熟,生物催化在這一領(lǐng)域已經(jīng)體現(xiàn)了自己價值。
如今人們愈加注意和自身相關(guān)的科學(xué)技術(shù),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,健康、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域都對科學(xué)技術(shù)有了更深層次的要求,而且屬于化學(xué)的問題占大多數(shù)。舉一個例子,當(dāng)我們的生命機(jī)能受到損害就得使用藥物來控制,所要服用的藥就會對人們的身體機(jī)能進(jìn)行調(diào)節(jié)。將這些有關(guān)生命過程的問題解決就是化學(xué)過程在不屬于自己領(lǐng)域里的重大挑戰(zhàn),所以肯定會得到化學(xué)工程學(xué)的注意。
隨著不同體系科學(xué)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為化學(xué)工程帶來的問題在一定程度上推動了化學(xué)工程學(xué)的發(fā)展。所有的科學(xué)技術(shù)都與化學(xué)工程有著密不可分的聯(lián)系,當(dāng)化學(xué)工程在發(fā)展的同時也推動了整個科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步。所以,化學(xué)工程學(xué)逐漸被人們注意,也更大化的注意科學(xué)在化學(xué)工程中的運(yùn)用,化學(xué)工程學(xué)為整個科學(xué)領(lǐng)域所帶來的價值就是該工程學(xué)以后要注意的方向。
為了讓化學(xué)工程學(xué)得到更好的發(fā)展就必須提高化工人員的專業(yè)知識,加強(qiáng)對化工人員的教育。化工工程教育應(yīng)該與時俱進(jìn),根據(jù)現(xiàn)代工程教育改革得到重要的成果來制定教育內(nèi)容,教育內(nèi)容不可以單調(diào),需要將專業(yè)課與基礎(chǔ)課相結(jié)合,還得根據(jù)時代的更替而及時更新教育內(nèi)容,加強(qiáng)化學(xué)工程人員解決問題的能力;不過也得加強(qiáng)學(xué)生對資源環(huán)境以及另外科學(xué)領(lǐng)域的興趣。
結(jié)束語:
化學(xué)工程是一門綜合類較廣的學(xué)科,在未來的世紀(jì)會體現(xiàn)出更大的價值所以我們要做的就是抓住機(jī)會,在化學(xué)工程的發(fā)展過程中找到特屬于我國化學(xué)工程的優(yōu)勢及特點(diǎn),利用化學(xué)工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在重視化學(xué)工程的同時需要注意分子工程。分子工程的發(fā)展可以推動化學(xué)工程的發(fā)展,另外分子工程與化學(xué)工程兩者為科學(xué)技術(shù)提供了很多可研究的課題,這些課題的解決就是科學(xué)技術(shù)的飛躍。
關(guān)鍵詞:能源化學(xué)工程;專業(yè)建設(shè);課程體系;師資隊(duì)伍
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)06-0209-02
一、能源化學(xué)工程專業(yè)建設(shè)背景
能源與環(huán)境問題是21世紀(jì)人類面臨的兩大基本問題。隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人類社會對能源的需求越來越多,石油、煤炭等不可再生化石能源的儲量逐漸消耗殆盡,且全球每年因消耗化石能源而向空氣中排放大量的氣體(CO2、SOx和NOx等),除了引起局部地區(qū)的煙塵、灰霾、酸雨、光化學(xué)霧和連帶的重金屬鉛的污染外,更造成了全球的氣候變化、溫室效應(yīng)日漸顯現(xiàn)。含碳能源(煤、石油和天然氣)的高效潔凈利用及具有清潔、低碳、可再生等優(yōu)勢的太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能、海洋能等新能源的開發(fā)和利用成為未來中國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。為適應(yīng)我國對可再生能源和清潔能源等新能源的迫切需求,東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院根據(jù)自己的辦學(xué)定位,發(fā)揮已有的專業(yè)優(yōu)勢,主動適應(yīng),準(zhǔn)確定位,于2010年新增了能源化學(xué)工程本科專業(yè),也是教育部首批建立的10個能源化學(xué)工程專業(yè)之一。專業(yè)獲批后,于當(dāng)年從09屆轉(zhuǎn)來1個班的學(xué)生,并新招10級2個班的學(xué)生,目前已有1屆畢業(yè)生。關(guān)于能源化學(xué)工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式和培養(yǎng)體系則處于不斷探索和完善中。
二、能源化學(xué)工程專業(yè)定位與培養(yǎng)目標(biāo)
新專業(yè)的定位決定了專業(yè)以后的發(fā)展方向,也決定了師資隊(duì)伍的配置、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、課程體系的建立以及學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)等。專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定,首先必須在對專業(yè)深入分析和了解的基礎(chǔ)上,結(jié)合國情和學(xué)校的條件,考慮專業(yè)發(fā)展與社會進(jìn)步對人才的客觀、合理的要求。所以本專業(yè)定位應(yīng)以拓寬專業(yè)面、培養(yǎng)寬口徑的掌握能源化學(xué)工程專業(yè)知識和技能,具備新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)研究和開發(fā)的基本能力,能從事化石能源(包括石油、煤、天然氣)、新能源(包括太陽能、氫能、生物質(zhì)能等)化工過程工程的研制與開發(fā)、裝置設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程的控制以及企業(yè)經(jīng)營管理等方面的工作,具有創(chuàng)新精神和較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的高級應(yīng)用型人才。
三、能源化學(xué)工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建
課程體系是否合理、課程內(nèi)容是否先進(jìn)直接關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量。能源化學(xué)工程專業(yè)是一門內(nèi)容豐富而又廣泛的科學(xué)與工程,屬交叉學(xué)科。專業(yè)按照東北石油大學(xué)“通識教育+學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)+專業(yè)教育+實(shí)踐教學(xué)”四個層面設(shè)置課程,構(gòu)建了厚基礎(chǔ)、寬口徑、重視學(xué)科交叉的課程體系。通識教育主要包括兩課、綜合基礎(chǔ)、外語、計(jì)算機(jī)、體育、公共藝術(shù)及跨學(xué)科門類修讀課程;學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)主要包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)課程以及物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程、線性代數(shù)、分析化學(xué)、工程制圖等等專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程;專業(yè)課程主要包括石油加工工程、基本有機(jī)化工工藝學(xué)、能源化工設(shè)計(jì)、能源轉(zhuǎn)化催化原理(雙語)等課程,同時開設(shè)了大量的專業(yè)選修課,注重學(xué)科交叉,拓展了學(xué)生的知識面;實(shí)踐教學(xué)包括實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)兩個部分,實(shí)驗(yàn)含課程實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn),所有的化學(xué)、物理類課程均設(shè)置了配套課程實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中增加了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新性的比重。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)除了實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)外,還開設(shè)了創(chuàng)新實(shí)踐和科研訓(xùn)練等環(huán)節(jié),在實(shí)踐教學(xué)活動期間,學(xué)生可靈活選擇在企業(yè)或校內(nèi)完成。各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分分配情況如圖1。
能源化學(xué)工程專業(yè)構(gòu)建的課程體系的特點(diǎn)是:注重各部分之間的系統(tǒng)性與協(xié)調(diào)性,充分強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)并重,基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識并重的原則,力求體現(xiàn)德、智、體、美全面發(fā)展。培養(yǎng)的學(xué)生既有豐富的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,又有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,并了解所學(xué)專業(yè)方向的學(xué)科前沿及發(fā)展趨勢。
四、師資隊(duì)伍建設(shè)
沒有高水平的師資隊(duì)伍就無法建設(shè)高水平的專業(yè),所以師資隊(duì)伍是專業(yè)建設(shè)的根本保障。東北石油大學(xué)制定科學(xué)合理的人才引進(jìn)政策,采用各種優(yōu)惠條件吸引高層次人才來校工作,補(bǔ)充新專業(yè)建設(shè)所需的專業(yè)教師,重點(diǎn)引進(jìn)高水平的學(xué)科專業(yè)帶頭人以及主干課程的專任教師,重視已有人才的培養(yǎng)提高,充分發(fā)揮老教師帶青年教師的傳幫帶作用,提高教師隊(duì)伍的整體水平和素質(zhì)。目前本專業(yè)已有10名教師,全部具有博士學(xué)位,2名教授,4名副教授,同時還聘請了企事業(yè)單位、科研院所及其他高校等高水平的專業(yè)人員擔(dān)任新專業(yè)的兼職教師。已經(jīng)構(gòu)建了年齡、職稱、學(xué)歷等結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)與科研綜合水平高的具有發(fā)展?jié)摿處熽?duì)伍,保證了新專業(yè)的建設(shè)順利完成。
以上是針對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的本科能源化學(xué)工程專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)和辦學(xué)定位,從培養(yǎng)目標(biāo)確定到課程體系、師資隊(duì)伍等方面的建設(shè)進(jìn)行了初步的探索與實(shí)踐。為適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)人才的迫切需求,下一步我們將進(jìn)一步創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、完善課程體系,形成科學(xué)的人才培養(yǎng)方案,建立科學(xué)的管理制度,從而有效地保證人才培養(yǎng)質(zhì)量,為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和較強(qiáng)實(shí)踐能力的高素質(zhì)能源化學(xué)工程專門人才。
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。輔修課程的上課時間經(jīng)常與主修課程的上課時間相沖突,或者輔修課程的上課時間統(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)可采用特色班級方式培養(yǎng),即在招生時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)院同時擁有化學(xué)工程和環(huán)境工程兩個專業(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。
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”。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,我們在請教專家、調(diào)查學(xué)生的基礎(chǔ)上對環(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近現(xiàn)代史綱要、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、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、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、大學(xué)語文。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)境影響評價。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)知識的教學(xué)。例如,《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中動力學(xué)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生動手做“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、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)過程中教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,通過創(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,來綜合培養(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2,4-D降解速率的影響,如何求算該降解過程中的速率常數(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)合型的師資匱乏問題,可從如下幾個方面加強(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,他們在學(xué)士、碩士或博士學(xué)位教育期間接受過環(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,有豐富網(wǎng)絡(luò)平臺資源;高等院校圖書館擁有大量的紙質(zhì)版和電子版書籍、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)“離子交換樹脂”專題,要求學(xué)生掌握離子交換樹脂的分類、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)院圖書館湖南城市學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院
只有將課堂授課所需要的表格在屏幕上進(jìn)行展現(xiàn),針對工藝流程圖可以做出動態(tài)效果,這樣的教學(xué)方式才能夠達(dá)到更加理想的效果,大量的抽象信息都可以利用生動的形象展示在學(xué)生面前。只有不斷提高自身的軟件應(yīng)用水平以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平,才能提高課堂的教學(xué)效果,更好地鍛煉學(xué)生的專業(yè)能力。
1.提高學(xué)生的英語水平
現(xiàn)在的化工專業(yè)的英語學(xué)習(xí)課時,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)今教育的要求,因此需要學(xué)校在課時的安排上進(jìn)行合理的調(diào)節(jié),并給學(xué)生創(chuàng)造更多的英語學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)機(jī)會,只有這樣才能更好地提高學(xué)生的英語水平,而這就需要教師采取必要的措施:
(1)英語學(xué)科化。化學(xué)工程專業(yè)存在著很多的專業(yè)術(shù)語,為了讓學(xué)生能夠在平常學(xué)習(xí)時獲得更好的學(xué)習(xí)效果,教師需要將這些學(xué)科術(shù)語的英文表達(dá)及時地教授給學(xué)生,這樣就能夠?yàn)槠鋬浔匾脑~匯量,在其進(jìn)行專業(yè)閱讀的時候就能發(fā)揮更大的作用。
(2)鼓勵閱讀原版教材。雖然說我國現(xiàn)在的教材編寫水平得到了很大的提高,但是化工科學(xué)技術(shù)的發(fā)展很快,教材編寫難以跟上其更新速度。為了使學(xué)生掌握更加前沿的知識,教師應(yīng)該鼓勵學(xué)生進(jìn)行原版教材的學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的內(nèi)容和深度要根據(jù)學(xué)生的具體水平來制定。
2.使用計(jì)算機(jī)軟件
信息技術(shù)的發(fā)展使很多教學(xué)行為都可以用計(jì)算機(jī)來代替,現(xiàn)在計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展很快,在化學(xué)工程專業(yè)總往往存在大量的計(jì)算,而這方面的計(jì)算機(jī)軟件已經(jīng)發(fā)展起來,利用軟件的完成時間與以往的傳統(tǒng)方式相比是天壤之別。因此只有學(xué)會相關(guān)軟件,才能從龐雜的計(jì)算中解放出來,更好地進(jìn)行科學(xué)研究,取得更加理想的成績。
3.學(xué)會文獻(xiàn)的檢索運(yùn)用
隨著化學(xué)工程領(lǐng)域的發(fā)展,相關(guān)文獻(xiàn)的數(shù)量也越來越多,基于此,學(xué)生應(yīng)該掌握必要的文獻(xiàn)檢索能力,這樣才能及時獲取自己需要的資料,進(jìn)行自己的科學(xué)研究。教師在這個過程中應(yīng)該教會學(xué)生常用的檢索工具,并為其介紹這些文獻(xiàn)的利用方式,這樣才能夠開闊學(xué)生的眼界,激發(fā)學(xué)生的興趣,更好地促進(jìn)學(xué)生的專業(yè)水平。
4.培養(yǎng)學(xué)生的寫作能力
學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)工程的過程中,如果有相應(yīng)的發(fā)現(xiàn)、總結(jié)等成果時,需要進(jìn)行寫作并發(fā)表出來,就需要自身具備一定的寫作能力。教師要多鍛煉學(xué)生的寫作能力,諸如可以讓學(xué)生自身選題撰寫開題報(bào)告,在這個過程中,教師可以對學(xué)生在此過程中遇到的問題進(jìn)行指導(dǎo),諸如文獻(xiàn)的分類、歸納等工作,經(jīng)過這樣的調(diào)教,學(xué)生的寫作能力將會得到很大的提升,這對于學(xué)生的學(xué)習(xí)來說有著重要的作用。
關(guān)鍵詞:培養(yǎng)目標(biāo);課程模塊化;教學(xué)項(xiàng)目化;應(yīng)用型人才
【中圖分類號】G71
隨著科技快速發(fā)展和市場經(jīng)濟(jì)的需要,化工行業(yè)已從傳統(tǒng)的原料工業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€以新材料、精細(xì)化學(xué)品、生物技術(shù)、催化技術(shù)為主體知識密集型工業(yè)[1].因此,對從事該行業(yè)人才要求也在不斷提高.對企業(yè)來說有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),有動手能力人才是需要的.職業(yè)教育思想和觀念隨之轉(zhuǎn)變,化學(xué)工藝專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和模式亟待發(fā)生轉(zhuǎn)變以適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)形勢下人才需要.
一、化學(xué)工藝專業(yè)的社會需求狀況
在目前形勢下全國各級化工企業(yè)蓬勃發(fā)展,國企、合資和私營化工企業(yè)發(fā)展迅速,冶金、煉油、能源、輕工、醫(yī)藥等行業(yè)對人才需求很大.生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)作為本溪地區(qū)逐漸形成一個新興主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),發(fā)展迅猛,為本溪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展上提供發(fā)展機(jī)遇.熟練技術(shù)工人緊缺問題日益凸顯,結(jié)合當(dāng)前實(shí)際為培養(yǎng)出能夠適應(yīng)新形勢下有較高動手能力、高職業(yè)素養(yǎng)應(yīng)用型人才,本專業(yè)構(gòu)建新課程體系.
二、培養(yǎng)目標(biāo)[2]
本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,牢固掌握文化科學(xué)知識和專業(yè)知識,有較強(qiáng)實(shí)踐能力化學(xué)工藝專業(yè)技術(shù)人才.學(xué)生應(yīng)該具有馬列主義、思想以及建設(shè)有中國特色社會主義理論基礎(chǔ)知識,有高度社會責(zé)任感和文化道德素養(yǎng)以及良好職業(yè)素養(yǎng),富有務(wù)實(shí)、創(chuàng)新、合作、自學(xué)能力和處理實(shí)際問題應(yīng)變能力.初步掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用,學(xué)好一門外國語,具有初步經(jīng)營管理和組織管理能力.
三、課程體系的構(gòu)建
由于中職學(xué)生基礎(chǔ)比較差,很多教學(xué)內(nèi)容聽不懂也不愛學(xué),致使學(xué)生課堂上只好睡覺、玩手機(jī)、講話,教師也感覺課堂秩序難以掌控.同時企業(yè)反饋也是教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)實(shí)際需求脫節(jié),聯(lián)系不夠緊密.以上原因需要職業(yè)教育需要進(jìn)行一定改革,以便更好為社會輸送更優(yōu)質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才,為學(xué)校自身更好發(fā)展.
一)課程模塊化[3]
課程模塊是在分析本專業(yè)學(xué)生任職崗位能力基礎(chǔ)上,將課程按知識能力和技術(shù)能力劃分,通過課程模塊化使學(xué)生掌握職業(yè)崗位能力.這樣每個課程模塊既相對獨(dú)立,又相輔相成.根據(jù)我校自身實(shí)際,確定完成崗位職責(zé)任務(wù)和考核達(dá)標(biāo)所需的知識、技術(shù)能力素質(zhì),從課程體系改革入手,構(gòu)建全新的課程體系.課程模塊化分為基礎(chǔ)類模塊和專業(yè)類模塊.
二)教學(xué)法項(xiàng)目化
傳統(tǒng)教學(xué)法制約著老師和學(xué)生發(fā)展,而采用項(xiàng)目化教學(xué)法,既能讓學(xué)生真正學(xué)到知識,又培養(yǎng)了他們多方面的能力.在項(xiàng)目化教學(xué)法的課堂上,教師只是一名引導(dǎo)者,將課堂還給學(xué)生,將學(xué)生變成課堂中心.以我校化學(xué)工藝系開設(shè)《換熱器》課程為例,分析項(xiàng)目教學(xué)法如何能突出教學(xué)內(nèi)容實(shí)用性,達(dá)到改進(jìn)教學(xué)效果目的.
(一)課程的整體設(shè)計(jì)
采用項(xiàng)目化教學(xué)法,選擇合理的項(xiàng)目對課程進(jìn)行整體設(shè)計(jì),以保證教師的授課與學(xué)生的練習(xí)有機(jī)結(jié)合.課程整體設(shè)計(jì)突出以下原則:職業(yè)活動導(dǎo)向、能力目標(biāo)、項(xiàng)目載體、用任務(wù)訓(xùn)練職業(yè)崗位能力、以學(xué)生為主體、理論實(shí)踐一體化.
(二)課程的實(shí)施
按照“工學(xué)結(jié)合、校企合作”的人才培養(yǎng)模式,以典型的化工過程為載體,以工作任務(wù)為導(dǎo)向,以崗位操作技能為目標(biāo),設(shè)計(jì)了傳熱原理、傳熱設(shè)備、傳熱過程仿真實(shí)訓(xùn)和傳熱過程現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)四個學(xué)習(xí)項(xiàng)目.在每個學(xué)習(xí)項(xiàng)目下,又包括若干學(xué)習(xí)任務(wù),每個學(xué)習(xí)任務(wù)的完成都要經(jīng)歷完整的活動模式,通過完成學(xué)習(xí)任務(wù)以獲得知識、形成能力、培養(yǎng)素質(zhì).在每個任務(wù)中設(shè)有“知識重點(diǎn)”、“技能要點(diǎn)”、“任務(wù)提出”,使學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式及應(yīng)達(dá)到的課程實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn),將化工總控工考核內(nèi)容融合于課程項(xiàng)目教學(xué)之中,充分體現(xiàn)理論實(shí)踐一體化.真正體現(xiàn)了“學(xué)中做、做中學(xué)”,形成集“教、學(xué)、做、訓(xùn)、考”一體化的職教模式.
以本課項(xiàng)目四傳熱現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)的一個活動為例,課程實(shí)施流程組織課堂并復(fù)習(xí)檢查上一活動的掌握情況;明確該活動的目標(biāo)和應(yīng)知應(yīng)會;提出要求,教師給予一定的提示;將學(xué)生分組,按照學(xué)習(xí)能力的不同合理的搭配,每組民主產(chǎn)生一位負(fù)責(zé)人,這樣分組的目的是培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和組織能力.分組討論,教師則耐心聽取學(xué)生的意見,鼓勵學(xué)生,在思路上引導(dǎo)學(xué)生,小組負(fù)責(zé)人匯報(bào)討論結(jié)果;教師點(diǎn)評,再根據(jù)各組存在的問題具體詳實(shí)的講解,并強(qiáng)調(diào)注意要點(diǎn);小組負(fù)責(zé)人向同組成員講解并安排每名成員的具體分工;以組為單位,進(jìn)行練習(xí);教師總結(jié).
四、師資隊(duì)伍建設(shè)[4]
由于我校在培養(yǎng)人才方面更加著重對學(xué)生的實(shí)際動手能力的培養(yǎng).因此,對教師的要求也在逐漸發(fā)生改變.按現(xiàn)代社會的市場需求,要想培養(yǎng)出具有高質(zhì)量職業(yè)素質(zhì)的人才,必須要建立一支素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)高超、管理規(guī)范的師資隊(duì)伍,以適應(yīng)職業(yè)教育的需要.在如何提高教師隊(duì)伍建設(shè)方面采用了以下幾方面措施:招聘本科生、研究生,并通過一定的實(shí)踐培訓(xùn),充實(shí)教師隊(duì)伍;近幾年來,積極面向社會和企業(yè)招聘具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)性人才,改善師資來源結(jié)構(gòu),以其豐富的企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來提高教學(xué)質(zhì)量;有計(jì)劃地選派部分優(yōu)秀教師到全國各職業(yè)院校培訓(xùn)學(xué)習(xí),不斷提高教師的職業(yè)能力.在全國各職業(yè)院校的培訓(xùn)學(xué)習(xí)中,強(qiáng)化訓(xùn)練教師的實(shí)踐動手能力,獲取各類資格或技術(shù)等級證書以及本行業(yè)相關(guān)的技術(shù)職稱;重點(diǎn)培養(yǎng)有發(fā)展的優(yōu)秀中青年教師骨干,以老帶新到重點(diǎn)院校教學(xué)進(jìn)修,以不斷提高自身業(yè)務(wù)水平,重視專業(yè)帶頭人,以及專業(yè)教師的“雙師型”資格培養(yǎng);發(fā)展國際間的師資交流,選派優(yōu)秀教師到國外進(jìn)修培訓(xùn),學(xué)習(xí)國外成功的職教經(jīng)驗(yàn),提高教師的素質(zhì).
五、結(jié)語
因此,為了培養(yǎng)適合新時代的高素質(zhì)化工專業(yè)人才,本溪市化學(xué)工業(yè)學(xué)校順應(yīng)時代潮流,使課程體系和教學(xué)內(nèi)容既符合我國化工類人才培養(yǎng)的發(fā)展要求,又結(jié)合地方特色和社會需求,主動探索,勇于實(shí)踐,認(rèn)真總結(jié),實(shí)現(xiàn)了課程的模塊化和項(xiàng)目化教學(xué)法,在激烈的人才培養(yǎng)競爭中把握先機(jī),培養(yǎng)真正符合市場需要的高素質(zhì)化工人才.
參考文獻(xiàn):
[1]李凝,劉崢.“化學(xué)工程與工藝"專業(yè)教學(xué)改革的嘗試與實(shí)踐[J].廣西輕工業(yè),2010,26(11):122-124.
關(guān)鍵詞:工業(yè)催化;化學(xué)工藝學(xué);教學(xué)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)02-0145-02
一、課程教學(xué)基本情況
石河子大學(xué)對化學(xué)工程與工藝專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)本科專業(yè)開設(shè)了《化學(xué)工藝學(xué)》,該課總學(xué)時36,總學(xué)分2,教材選用的是朱志慶和房鼎業(yè)編審、化學(xué)工業(yè)出版社出版的2013版《化學(xué)工藝學(xué)》。課程設(shè)置的目的是培養(yǎng)從事化工生產(chǎn)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與研究開發(fā)工作的高級工程技術(shù)人才。
二、理論教學(xué)環(huán)節(jié)的改革
1.課程內(nèi)容的改革。催化技術(shù)是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ),80%以上的化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)需要使用催化劑。《化學(xué)工藝學(xué)》教材中幾乎每一章都涉及不同類型的催化劑,然而大多數(shù)同學(xué)對工業(yè)催化劑及其應(yīng)用條件還不太了解。因此本書中介紹了工業(yè)催化劑的類型、制備方法及其原理,使同學(xué)們對工業(yè)催化有直觀的認(rèn)識,在本書的緒論部分我們有針對性地介紹了一些不同種類催化劑的基礎(chǔ)知識。
多相催化反應(yīng)的共同特點(diǎn)是反應(yīng)物在催化劑表面通過化學(xué)吸附生成活性中間體,在催化劑催化作用下,活性中間物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物,產(chǎn)物從催化劑表面脫附,催化劑得以復(fù)原。通常用“/”來區(qū)分載體與活性組分,如Ru/Al2O3表示釕負(fù)載在氧化鋁載體上,Pt/SiO2則表示鉑負(fù)載在氧化硅載體上。用“-”來區(qū)分各活性組分及助催化劑,如Pt-Sn/Al2O3表示鉑和錫雙金屬催化劑負(fù)載在氧化鋁載體上。通過這部分知識的學(xué)習(xí),在教材中遇到不同催化劑時,同學(xué)們就能夠自己進(jìn)行判斷:這種工業(yè)催化劑的活性組分是什么?載體用的是什么材料?一般來說,工業(yè)催化劑是一種多相化學(xué)反應(yīng)過程,要求催化劑具有適宜的活性、高選擇性和長的壽命,讓同學(xué)們對工業(yè)催化劑有更加直觀的了解。工業(yè)催化劑種類眾多,制備方法各異,并且工業(yè)催化劑一般裝填量巨大,因此給同學(xué)們介紹工業(yè)催化劑的制備方法是非常重要的。常用固體催化劑的制備方法有沉淀法、浸漬法、混合法、熔融法、瀝濾法等。其中沉淀法和浸漬法是常用的制備方法,沉淀法是在含金屬鹽類的溶液中,加入沉淀劑,以便生成水合氧化物或碳酸鹽的結(jié)晶或凝膠,再將生成的沉淀分離、洗滌、干燥和焙燒。浸漬法制備催化劑有所不同,首先制備催化劑載體,載體是一種多孔的吸附材料,再將待負(fù)載組分的可溶性化合物溶解在水或溶劑中,配制成一定濃度的浸漬液,用配置好的浸漬液與載體混合,吸附一定時間,濾去過剩溶液,固體經(jīng)過干燥、煅燒和還原后制得負(fù)載型催化劑。固體催化劑最終都是以一定形態(tài)和尺寸在反應(yīng)器中使用,這是為了使氣體通過床層時不至于產(chǎn)生過大的壓降,使氣液在催化劑床層分布均勻。此外,工業(yè)催化劑還需承受搬運(yùn)、裝填和操作過程中氣流沖擊等破壞。這要求催化劑具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,因此催化劑成型是非常重要和必要的單元操作。通常工業(yè)催化劑有柱狀、球形、三葉草和空心形狀等。在成型方式上,一般可分為自給造粒成型和強(qiáng)制造粒成型,自給造粒成型包括滾動成球、噴動床成球等。強(qiáng)制造粒成型有壓片、擠條、破碎、滴液、噴霧干燥等。如Al2O3是最廣泛使用的催化劑載體,其加入粘結(jié)劑后具有較好的塑性,可通過擠條的方法成型――類似于壓面條的方法,一定粘度的Al2O3塑性體通過擠條機(jī)擠壓成型,選擇不同的擠出模具就可以制得各種形狀的催化劑。催化劑制備完成后不能立即使用,還需經(jīng)過煅燒活化才能填入反應(yīng)器中使用。煅燒是通過熱分解除掉易揮發(fā)組分而保留一定的化學(xué)組成,煅燒可以控制催化劑晶型、晶粒大小、孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積,同時提高催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。為了形成催化反應(yīng)所需的活性結(jié)構(gòu),催化劑一般還需進(jìn)行活化處理,活化是將催化劑由鈍態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姂B(tài)催化劑的過程。通常可采用還原、氧化、硫化、羥基化等處理方法使催化劑活化。催化劑活化可以在反應(yīng)器外進(jìn)行,也可以直接在反應(yīng)器中進(jìn)行。
在之后的章節(jié)中,當(dāng)工藝過程中有催化劑參與時,我們都會簡單介紹所涉及的催化劑的特點(diǎn)及其制備方法,如第二章化工原料及其初步加工中。在介紹費(fèi)托合成時,我們會簡單介紹一下沉淀鐵催化劑的制備方法,介紹近年來國內(nèi)外對提高鐵基催化劑的活性和選擇性做的一些研究工作。在介紹合成氣制甲醇的MTG工藝時,我們會介紹分子篩的特點(diǎn),分子篩的幾種重要的合成方法及其影響因素,以及分子篩擇形選擇性在工業(yè)催化上的重要應(yīng)用。第三章無機(jī)化工產(chǎn)品典型生產(chǎn)工藝中,我們會介紹工業(yè)上甲烷水蒸氣催化轉(zhuǎn)化制合成氣催化劑的制備,包括載體的選擇、Ni擔(dān)載量的選擇、助劑的選擇、擔(dān)體表面改性的影響等。在氨的合成章節(jié)中,我們將詳細(xì)介紹典型熔鐵催化劑的制備方法:將一定量的精選磁鐵礦粉、還原劑與適量的助劑混合,放入特殊的鋼制爐內(nèi),通電后依靠物質(zhì)的導(dǎo)電性及自身電阻,使混合物通電發(fā)熱熔融,隨后把高溫熔漿迅速置入冷卻槽內(nèi),冷卻至室溫后凝結(jié)成黑色堅(jiān)硬固體,經(jīng)粉碎、篩取一定粒度的催化劑,就可以得到合成氨熔鐵催化劑。第四章基本有機(jī)化工產(chǎn)品典型生產(chǎn)工藝第4.3節(jié),我們介紹了NiW/γ-Al2O3加氧催化劑的制備方法:將20~40目的γ-Al2O3載體于120℃干燥4 h,測試單位質(zhì)量載體的吸水量,以活性組分擔(dān)載量為依據(jù),配制一定濃度的硝酸鎳和偏鎢酸銨鹽的混合溶液作為浸漬液,將干燥后的氧化鋁載體浸漬在此浸漬液中3 h,過濾出催化劑,在120℃下干燥3 h,然后在500℃下培燒4 h,得到不同Ni/W原子比的加氧催化劑。
2.理論教學(xué)方法的改革。化學(xué)工藝學(xué)中涉及的工藝流程圖眾多,典型的工藝包括合成氨工藝、氯乙烯制備工藝等,若采用傳統(tǒng)的用粉筆板書的形式在黑板上畫工藝流程度,不僅費(fèi)時費(fèi)力,而且授課過程枯燥,不利于學(xué)生理解。因此在教學(xué)中,我們采用多媒體教學(xué),畫出工藝流程圖,并且在課件中制作了大量的生動的工廠現(xiàn)場照片、二維動畫、三維動話等多種教學(xué)形式的改進(jìn)。教學(xué)手段的多樣化是提高教學(xué)效果的重要途徑,采用該教學(xué)方式擴(kuò)大了教學(xué)信息量,使學(xué)生對化工典型產(chǎn)品工藝流程有總體的、深刻的認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。
三、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的探索
雖然石河子大學(xué)化學(xué)工藝學(xué)這門課沒有安排實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,但本校有多臺大型專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,在理論課教學(xué)結(jié)束后,我們組織學(xué)生參觀專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,通過教師現(xiàn)場演示,使同學(xué)們了解小裝置工藝流程和主要設(shè)備。我校目前現(xiàn)有的相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)裝置有:乙苯脫氫制苯乙烯,催化裂化裝置,原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀,固定床催化加氫裝置等。如在講授催化裂化設(shè)備時,我們以流化床催化裂化裝置為例,介紹裝置的主要設(shè)備:流化床反應(yīng)器,再生器,加熱爐,分餾塔。通過運(yùn)行裝置,使同學(xué)們加深對催化裂化工藝流程及參數(shù)的理解。在講授乙苯脫氫制苯乙烯時,我們會結(jié)合乙苯脫氫實(shí)驗(yàn)裝置,給同學(xué)們介紹反應(yīng)溫度、壓力對苯乙烯轉(zhuǎn)化率的影響。教材中雖然沒有介紹苯乙烯轉(zhuǎn)化率的計(jì)算,但我們將根據(jù)裝置自帶的氣相色譜分析儀,講述苯乙烯轉(zhuǎn)化率的計(jì)算方法。通過一系列實(shí)踐教學(xué)改革,培養(yǎng)同學(xué)們對所學(xué)專業(yè)知識綜合理解能力和應(yīng)用實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的化工專業(yè)知識,獨(dú)立分析和解決化工生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。
四、結(jié)語
綜上所述,改革后的《化學(xué)工藝學(xué)》課程在理論教學(xué)中引入了工業(yè)催化知識,以典型化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝為主線,課程以講授為主,同時綜合運(yùn)用多媒體教學(xué)手段和“啟發(fā)與互動式”等教學(xué)方法,將專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器作為實(shí)踐性教學(xué)的重要組成部分引入到理論課教學(xué)中,使同學(xué)們深入理解化學(xué)加工過程的基本原理、工藝參數(shù)、流程組織、環(huán)境影響等,充分調(diào)動化工專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)工程與工藝基本原理解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力,收獲了可觀的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]汪俊鋒,常杰,陰秀麗,付嚴(yán).改進(jìn)共沉淀法制備Cu基甲醇催化劑[J].煤炭轉(zhuǎn)化,2004,(02).
[關(guān)鍵詞]化工工藝;化工設(shè)備;安全評價;定性
中圖分類號:X937 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)29-0127-01
我國化肥、染料、農(nóng)藥、純堿、硫酸、燒堿、合成橡膠乙烯等的產(chǎn)量已經(jīng)位于世界前列,石油加工能力達(dá)到世界第四。化工生產(chǎn)的最大特點(diǎn)是工藝比較復(fù)雜,且生產(chǎn)中安全隱患多,一旦形成安全事故損失無法估量。基于這樣的行業(yè)背景,對化工生產(chǎn)的危險評價已成為整個化工產(chǎn)業(yè)的研究重點(diǎn)。《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》、《危險化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》和《安全生產(chǎn)許可證條例》都對生產(chǎn)、儲存危險化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目的安全條件論證和安全評價也做出了明確的規(guī)定。根據(jù)我國的項(xiàng)目風(fēng)險技術(shù),已經(jīng)建立了比較健全的系統(tǒng)和方式,但對判別工藝風(fēng)險和設(shè)備安全方面,還沒有建立較為系統(tǒng)的評價模式。
1 化工工藝概念及安全性評價
1.1 化工工藝概念
化工工藝是指利用化工生產(chǎn)技術(shù),將原材料通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程和方法。主要包含3個過程:原料處理、化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)品精制。原料處理是指根據(jù)不同情況將原料通過提純、凈化、混合和乳化等工藝的預(yù)處理,已達(dá)到滿足化學(xué)反應(yīng)的純度或濃度。化學(xué)反應(yīng),是化工過程的關(guān)鍵生產(chǎn)步驟,滿足化學(xué)反應(yīng)的原料在一定溫度和壓力作用通過化學(xué)催化劑的影響下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),以達(dá)到所需的目標(biāo)產(chǎn)物和轉(zhuǎn)化率。常見的化學(xué)反應(yīng)包括:氧化、還原,聚合、分解、異構(gòu)化、焙燒等。產(chǎn)品精制是指將化學(xué)反應(yīng)得到的混合物進(jìn)行分離提純,出去非目標(biāo)產(chǎn)品的中間物質(zhì)或雜質(zhì),以得到符合規(guī)格的目標(biāo)產(chǎn)品。
1.2 化工工藝安全性評價
化工生產(chǎn)過程中多伴有易燃易爆有毒性腐g性介質(zhì)的產(chǎn)生,化工事故也往往具有災(zāi)難性、瞬間性的特點(diǎn)。化工生產(chǎn)潛在重大的危險性,現(xiàn)階段國內(nèi)外的研究員對化工生產(chǎn)過程中的中毒、爆炸等事故做了定量分析,分級并制定了“危險工藝辨識取值表”。該表內(nèi)容主要包括化工工藝的危險程度由化工物質(zhì)的溫度、壓力、性質(zhì)和腐蝕等內(nèi)容組成,危險程度分為不嚴(yán)重、嚴(yán)重、比較嚴(yán)重和十分嚴(yán)重四個等級,從而確定化工工藝的危險程度。其風(fēng)險識別的重點(diǎn)在于對危險源的分析,主要包括以下三個方面:(1)危險化學(xué)品,主要危險與其化學(xué)反應(yīng)和自身的物理性質(zhì)相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)相對危險性最大的是液化氣體,常見的危險液化氣體有NH3、H2S、液化石油等。例如液化石油,既可以作為生產(chǎn)原料也可以作為燃料,揮發(fā)性極強(qiáng)、受熱易膨脹,屬于易燃易爆氣體,人體大量吸入也會造成窒息中毒危及生命。(2)工藝線路危險性,在化工生產(chǎn)過程中盡量選擇污染少、危害低的生產(chǎn)材料,改進(jìn)和優(yōu)化工藝設(shè)計(jì),提高材料使用率,建立完善的污染處理系統(tǒng),減少對環(huán)境的污染。(3)反應(yīng)過程中的風(fēng)險識別,這是工藝風(fēng)險中最關(guān)鍵的內(nèi)容。首先反應(yīng)過程關(guān)乎生產(chǎn)效率,其次化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)和穩(wěn)定性對其反應(yīng)設(shè)備影響巨大。反應(yīng)中風(fēng)險識別的重點(diǎn)在原材料的審核上,在保障質(zhì)量的前提下,盡量選擇毒性小、反應(yīng)溫和的原料,并事先最好安全防范措施,避免外界因素對反應(yīng)過程的影響。
2 化工設(shè)備的安全性評價及影響因素
2.1 化工設(shè)備的安全評價
化工設(shè)備的安全性評價較為復(fù)雜,涉及到設(shè)備的選材、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、使用運(yùn)行等等方面,任何一個環(huán)節(jié)都可能造成漏氣、漏液、毒氣、火災(zāi)等不安全因素的發(fā)生。比如設(shè)計(jì)階段對設(shè)備材質(zhì)的選擇一般從疲勞強(qiáng)度、載荷、抗腐蝕能力等方面角度考慮,兼顧性能和經(jīng)濟(jì)性。選材后下一步就是要根據(jù)工藝參數(shù)評價設(shè)計(jì)的合理性。易燃易爆危險物質(zhì)參與反應(yīng)的設(shè)備就不能選用玻璃材質(zhì)反應(yīng)器;充分考慮料液的極限濃度、溫度和壓力,留有足夠的腐蝕裕度;高溫運(yùn)行的設(shè)備應(yīng)配有報(bào)警連鎖溫控系統(tǒng)等。例如:分餾塔塔板的選擇的合理性應(yīng)從填料的材料、形狀等方面綜合考量;換熱器中如果過料液中的氯離子含量過高,則板式換熱器的泄露概率就比管式換熱器小很多。
2.2 化工設(shè)備安全評價的人為因素
設(shè)備的操作和維保是較容易被忽視的化工設(shè)備的安全評價因素,但其對設(shè)備的安全性能影響卻意義重大。任何一個微小的失誤違規(guī)操作造成的非自然停車可能造成上百萬的經(jīng)濟(jì)損失,給設(shè)備帶來的安全隱患也常常是巨大的。因此對化工設(shè)備的安全評價必須引入操作員工的技能素養(yǎng)這一因素,分析這一因素的可能性發(fā)生情況,在模擬設(shè)計(jì)時應(yīng)該與足夠的權(quán)重系數(shù)。設(shè)備維保的目的是將設(shè)備隱患消除于萌芽之中,根據(jù)設(shè)備操作維保說明書結(jié)合實(shí)際重要部件運(yùn)行情況制定日維護(hù)、周維護(hù)、月維護(hù)、季度和年維護(hù)周期表,并認(rèn)真執(zhí)行。任何大的事故都是多個隱患堆積而成,設(shè)備的操作和維保這兩個不確定的人為因素,在化工設(shè)備的安全評價中應(yīng)給予足夠的重視。
3 化工工藝與設(shè)備安全評價的綜合影響
每種化學(xué)反應(yīng)是都有多種工藝路線,工藝選擇是盡量選用危害小的路徑。采用無毒害的、危險度低的原料,降低反應(yīng)要求。例如用催化劑稀釋反應(yīng)原料中的危險物,用以降低反應(yīng)劇烈程度,減輕對化工設(shè)備的腐蝕和應(yīng)力作用。在化工原料的混合、干燥以及過濾等過程中,反應(yīng)器內(nèi)不僅進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),還會伴有液體流動和能量傳播等,因此化工設(shè)備的操作穩(wěn)定性對化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行也有相應(yīng)影響。但工藝不一樣對應(yīng)的反應(yīng)特點(diǎn)必然也有差異,因此間歇工藝過程相對就更精確簡便,同時可操作空間就相對大一些。輔的儀器儀表的使用對化工工藝和設(shè)備2者兼具保護(hù)作用,有時運(yùn)轉(zhuǎn)情況不正常,會出現(xiàn)高溫、高壓現(xiàn)象。及時調(diào)整恢復(fù)到正常范圍內(nèi),對產(chǎn)品的合格率和設(shè)備的安全性都具有積極意義。
4 結(jié)束語
化工工藝和設(shè)備安全評價是繁雜系統(tǒng)性的技術(shù)工作,所涉及的知識面非常廣泛。其安全評價的合理使用,對保證火災(zāi)、爆炸、毒性事故風(fēng)險定量結(jié)論的真實(shí)性和可靠性起著舉足輕重的決定性作用。評價人員需有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、正確的評價方法和高度的責(zé)任心,才能完成好這一工作。本文對化工工藝和設(shè)備安全性定性評價初步討論,希望能起到拋磚引玉的作用。
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[關(guān)鍵詞]化學(xué)工程與技術(shù);研究生;創(chuàng)新能力
[中圖分類號] G643 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)05-0181-02
黨的十以來,同志把創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置,高度重視科技創(chuàng)新,實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,加快推進(jìn)以科技創(chuàng)新為核心的全面創(chuàng)新,提出一系列新思想、新論斷、新要求,而且多次強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。
化學(xué)工業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位,是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)。化學(xué)工業(yè)包括煉油、冶金、能源、石化、醫(yī)藥、塑料、化纖、橡膠、涂料等眾多工業(yè),其發(fā)展速度和規(guī)模對社會經(jīng)濟(jì)的各個方面有著舉足輕重的影響。化學(xué)工業(yè)的發(fā)展離不開人才,特別是具有很強(qiáng)科研創(chuàng)新能力的高層次人才,因此培養(yǎng)大量化工類科技創(chuàng)新人才成為我國研究生教育中的重要任務(wù)。
一、化工類研究生的培養(yǎng)目標(biāo)
化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科是研究化學(xué)工業(yè)及其他工業(yè)生產(chǎn)過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、物質(zhì)組成和物質(zhì)性狀變化的一般規(guī)律,以及相關(guān)工藝與裝備設(shè)計(jì)、操作及其優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)的一門工程技術(shù)學(xué)科。它以化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、傳遞過程原理、化學(xué)反應(yīng)工程等基礎(chǔ)理論為基本知識體系,以實(shí)驗(yàn)研究、理論研究和計(jì)算機(jī)模擬等為研究方法,通過工程應(yīng)用服務(wù)于經(jīng)濟(jì)與社會的各領(lǐng)域,尤其是資源加工、原材料制造、專用化學(xué)品生產(chǎn)等。化學(xué)工程與技術(shù)研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要,德智體全面發(fā)展,掌握現(xiàn)代化學(xué)工程與技術(shù)的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐技能,具有較強(qiáng)科研創(chuàng)新能力的高層次專門人才。
二、提高化工類研究生創(chuàng)新能力的方法與途徑
(一)加強(qiáng)化工類研究生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)
創(chuàng)新意識是人類進(jìn)行創(chuàng)新活動的出發(fā)點(diǎn)和內(nèi)在動力,是產(chǎn)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力的前提。要想提高化工類研究生的創(chuàng)新能力,首先要做的就是增強(qiáng)其創(chuàng)新意識。指出:教育是知識創(chuàng)新、傳播和應(yīng)用的主要基地,也是培育創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃。研究生教育一定要加強(qiáng)研究生創(chuàng)新意識的培養(yǎng),以尊重科W、大膽創(chuàng)新的思想影響學(xué)生,并鼓勵學(xué)生發(fā)揮想象力,大膽地異想天開。愛因斯坦說過:“想象力比知識更重要,因?yàn)橹R是有限的,而想象力概括著世界上的一切,推動著進(jìn)步。”
(二)改革化工類研究生課程教學(xué)方式
化學(xué)工業(yè)是屬于知識密集型的行業(yè),涉及化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、機(jī)械、電子等多門學(xué)科。化工類研究生要掌握如此龐大的知識體系并非一件容易的事情,這就對研究生教師提出了很高的要求,需要教師不斷更新教學(xué)方法。比如過去一般采用的是教師講、學(xué)生聽的單向教學(xué)模式,學(xué)生學(xué)習(xí)被動。改革后的研究生教學(xué),教師可以安排學(xué)生先對書本知識進(jìn)行自主學(xué)習(xí),再由學(xué)生講述、教師聽講并提問,這樣能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。教師也可以采用研究性的教學(xué)方法,將書本里的主要理論觀點(diǎn)、疑難問題、有爭議的學(xué)術(shù)問題、學(xué)術(shù)前沿提出來,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)書本知識的基礎(chǔ)上查閱其他文獻(xiàn)資料,獨(dú)立鉆研或和同學(xué)進(jìn)行合作交流,激發(fā)學(xué)生的想象力與創(chuàng)新欲望。
教師在實(shí)踐課程的教學(xué)過程中,可組織研究生到生產(chǎn)現(xiàn)場,利用工廠的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行實(shí)踐教學(xué),以研究生的獨(dú)立操作和學(xué)習(xí)為主,教師的指導(dǎo)為輔,結(jié)合工廠生產(chǎn)中的實(shí)際案例,提高學(xué)生解決問題的能力。化工產(chǎn)品品種繁多,原料來源多種多樣,工藝流程也各不相同,而且每種產(chǎn)品的生產(chǎn)都有可能涉及不同的技術(shù)。為了克服現(xiàn)場生產(chǎn)條件的局限性,教師還可將現(xiàn)場教學(xué)與計(jì)算機(jī)模擬仿真有機(jī)結(jié)合起來,通過將模擬結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行比較,培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。
(三)注重化工類研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng)
化工學(xué)科是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,創(chuàng)新思想也只有通過實(shí)踐才會具有實(shí)際意義,因此必須注重研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)的過程中,教師要利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo),運(yùn)用科學(xué)的方法引導(dǎo)研究生主動觀察,通過提問引導(dǎo)研究生積極思考,開展互動式的教學(xué)實(shí)踐。[1]教師要讓研究生在實(shí)踐活動中靈活運(yùn)用所掌握的理論知識和專業(yè)技能去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題,有意識地培養(yǎng)研究生的觀察能力和解決問題能力,為研究生提升創(chuàng)新能力打好基礎(chǔ)。
在實(shí)踐能力培養(yǎng)過程中,導(dǎo)師應(yīng)讓研究生積極參與到科研項(xiàng)目中來,開展科研實(shí)踐。為了激發(fā)研究生的研究熱情,導(dǎo)師可以讓研究生獨(dú)立負(fù)責(zé)部分課題研究內(nèi)容的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn),并且注意關(guān)注學(xué)生的研究進(jìn)展與及時加以點(diǎn)撥。在科研實(shí)踐中,導(dǎo)師要充分挖掘研究生的想象力,鼓勵研究生提出新的理論觀點(diǎn),肯定研究生的創(chuàng)新思維,從而提升研究生的科研能力和創(chuàng)新能力。
(四)營造良好的創(chuàng)新環(huán)境
要為研究生營造良好的創(chuàng)新環(huán)境,首先應(yīng)建立和諧的師生關(guān)系。創(chuàng)新意味著標(biāo)新立異,需要個性的充分發(fā)展與張揚(yáng)。導(dǎo)師要充分尊重研究生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新思想,讓學(xué)生大膽地設(shè)想、實(shí)踐, 并在實(shí)際科研工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐來提高自己的研究能力。導(dǎo)師要給學(xué)生多一些肯定,鼓勵他們敢于挑戰(zhàn),敢于標(biāo)新立異,敢于創(chuàng)新。導(dǎo)師只有充分尊重研究生的創(chuàng)新精神,才能最大限度地激發(fā)其創(chuàng)新能力。
其次要為研究生創(chuàng)造合適的交流平臺。給研究生創(chuàng)造學(xué)術(shù)交流的條件,鼓勵他們多參加各種學(xué)術(shù)會議,多聽學(xué)術(shù)講座,使他們了解本學(xué)科的前沿動態(tài),提高其專業(yè)水平和表達(dá)能力。通過與不同領(lǐng)域的研究人員進(jìn)行交流,研究生可以接觸到更多更新的科研領(lǐng)域,這不僅能開闊研究生的視野,活躍其思維,激發(fā)其求知和創(chuàng)新欲望,還能培養(yǎng)其競爭意識和團(tuán)隊(duì)合作精神,從而對其創(chuàng)新能力的提高起到重要的促進(jìn)作用。[2]
再次要盡早讓研究生參與導(dǎo)師的科研課題,調(diào)動研究生從事科研工作的主動性,使其不被動學(xué)習(xí),不過分依賴?yán)蠋煟⑼ㄟ^對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的自由操作、同學(xué)之間的相互交流,及時地發(fā)現(xiàn)并解決問題,培養(yǎng)自己的科研創(chuàng)新能力。在研究生學(xué)位論文的選題上,導(dǎo)師應(yīng)給予學(xué)生充分的自由度。導(dǎo)師要以論文是否有創(chuàng)新作為評價選題價值的基本出發(fā)點(diǎn),結(jié)合社會實(shí)際的需要,讓研究生選擇自己感興趣的論文題目,并給他們充足的時間進(jìn)行創(chuàng)造性思考,從而讓學(xué)生通過自由、創(chuàng)新的選題,將創(chuàng)新思維貫穿于課題研究的始終。[3]
(五)提高化工類研究生導(dǎo)師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和創(chuàng)新能力
導(dǎo)師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,對研究生培養(yǎng)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。要提升研究生的創(chuàng)新能力,需要導(dǎo)師具有淵博的知識、精湛的專業(yè)技術(shù)和強(qiáng)烈的創(chuàng)新意R。為了適應(yīng)新形勢的發(fā)展,導(dǎo)師要加大知識的儲備量,加快知識的更新,了解學(xué)科發(fā)展的最新動態(tài),掌握學(xué)科最新的技術(shù)、方法和工藝,不斷提高自己的專業(yè)能力和學(xué)術(shù)水平。[4]名師出高徒,導(dǎo)師只有不斷提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì),才有可能培養(yǎng)出高質(zhì)量的學(xué)生。當(dāng)然,導(dǎo)師在授之以魚的同時更要注重授之以漁,讓學(xué)生學(xué)會獲取知識的方法。
在培養(yǎng)研究生的過程中,導(dǎo)師自身要敢于創(chuàng)新。一方面,導(dǎo)師強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新精神可以對學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響;另一方面,導(dǎo)師應(yīng)對學(xué)生研究方案的創(chuàng)新性提出較高的要求。這就要求導(dǎo)師掌握本課題最新的研究動態(tài),也要求導(dǎo)師自身有很強(qiáng)的創(chuàng)新能力。有很強(qiáng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的導(dǎo)師,肯定會鼓勵學(xué)生敢于提問、敢于創(chuàng)新,對于學(xué)生提出的問題也會認(rèn)真對待或給予解答或引導(dǎo)學(xué)生去尋找答案,對于學(xué)生提出的新觀點(diǎn)也會尊重,還有可能引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,這樣就可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新激情,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。
三、結(jié)束語
化學(xué)工業(yè)將隨著分子設(shè)計(jì)、催化、激光和化學(xué)仿生等方面的重大技術(shù)突破而進(jìn)入一個嶄新的時代,這既是化工類研究生的重要機(jī)遇,也使他們面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。高校作為研究生教育的主要基地,任重而道遠(yuǎn)。化工類院校只有增強(qiáng)研究生的創(chuàng)新意識,改革研究生課程教學(xué)方式,提高研究生的實(shí)踐能力,為研究生營造良好的創(chuàng)新環(huán)境,并不斷提高研究生導(dǎo)師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,才有可能有效提高化工類研究生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)出滿足社會需要的高層次化工人才。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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關(guān)鍵詞化工儀表;化工自動化;過程控制
中圖分類號TQ文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2010)111-0120-01
化工自動化就是化工生產(chǎn)過程自動化,通常指將一些自動化裝置安裝在化工設(shè)備上,以實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)流程的自動監(jiān)控。而實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程的自動化,必須依賴于高性能儀器、儀表,對生產(chǎn)過程進(jìn)行顯示、測量,并依此對生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行有效控制和調(diào)整。
1化工自動化儀表的種類和性能
分類方法很多,根據(jù)不同原則可以對自動化儀表進(jìn)行不同的分類。我們根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中數(shù)據(jù)采集的不同特點(diǎn),從以下幾方面對化工自動化儀表進(jìn)行分析。
1)溫度儀表。化工生產(chǎn)的特點(diǎn)是在一定溫度和壓力下,使原料發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)或變化,因此,對于生產(chǎn)中的溫度控制是不可避免的。一般需要指示的溫度范圍為-200~+1800℃,方式一般為接觸式測量。最常用的儀器儀表是熱電阻、熱電偶。由于電子技術(shù)的發(fā)展特別是現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用,熱電阻、熱電偶信號直接進(jìn)入DCS或其它溫度采集儀表,一體化的溫度變送器(兩線制)等,使溫度控制實(shí)現(xiàn)自動化。
2)壓力儀表。壓力是化工生產(chǎn)中必不可少的,沒有一定的壓力,反應(yīng)就會發(fā)生,生產(chǎn)就不能進(jìn)行。而因壓力往往關(guān)系到生產(chǎn)、設(shè)備和人身安全,因此,壓力儀表是非常關(guān)鍵的。一般壓力范圍為負(fù)壓到300Mpa(高壓聚乙烯反應(yīng)器)。
因?yàn)閴毫Φ臏y量原理有多種,壓力儀表的種類也較多,有壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表等,應(yīng)用的范圍有高溫介質(zhì)、脈動介質(zhì)、腐蝕介質(zhì)、粘稠狀、粉狀、易結(jié)晶介質(zhì)的壓力測量,精度可達(dá)0.1級。
為了測量不同場合的壓力,壓力表可分為:液柱式、彈性式、活塞式(壓力校驗(yàn)儀)3類。作為壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)除采用壓力變送器將信號送至DCS或其它調(diào)節(jié)器外,位移平衡式基地式調(diào)節(jié)器仍常用于現(xiàn)場測量和控制。
3)物位儀表。在化工生產(chǎn)中,往往需要對原料、半成品和成品的液位進(jìn)行測量,由于測量過程與被測物料特性關(guān)系密切,所以除浮力式儀表外,物料儀表沒有通用產(chǎn)品,按測量方式分為直讀式、浮力式、靜壓式(差壓、壓力)、電接觸式、電容式、超聲波式、雷達(dá)式、重垂式、輻射式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等,其中雷達(dá)式(0.3%)、磁致伸縮式(0.05%)以及矩陣渦流式液位計(jì)(±1mm)精度高,在石化行業(yè)的應(yīng)用逐步普及。
4)流量儀表。流量的測量是化工生產(chǎn)中最多的控制環(huán)節(jié),也是溫、壓、液(位)、流四大參數(shù)中內(nèi)容最豐富的一個門類。我們所說的流量,不是一般的流速,是單位時間內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體的體積和質(zhì)量,有時還要測量管道中一段時間內(nèi)流過的累積流體的體積和質(zhì)量(流量積算儀)。由于不同條件下對流量測量的要求不同,有大口徑流量、微小流量;高、低溫介質(zhì)的流量;高粘度介質(zhì)強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的流量;粉料、粘污介質(zhì)的流量;脈動流、多相流等流量。
流量測量原理上大致分有速度法、容積法測量體積流量,直接法、推導(dǎo)法測量質(zhì)量流量。實(shí)際上細(xì)分有節(jié)流式或壓差式(孔板、噴嘴、文丘里管等)、速度式(水表、渦輪、靶式、電磁、超聲波、渦街、質(zhì)量流量計(jì)等)。
5)在線過程分析儀。現(xiàn)代化工生產(chǎn)自動化需要全部的工藝參數(shù)的自動化測量與控制,因此,生產(chǎn)過程中對溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的保證,只是間接保證最終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的質(zhì)量合格,而對過程中物料成分的直接分析和對最終產(chǎn)品的成分分析是生產(chǎn)過程控制成功與否的根據(jù),在線過程分析儀的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)控制和分析的完全自動化。在應(yīng)用中,在線過程分析儀往往要與高精尖的分析儀器配套使用,一般包括液相色譜、氣相色譜、質(zhì)譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發(fā)射光譜、電化學(xué)等分析儀器。
2化工儀器儀表的新發(fā)展
1)儀表有了可編程功能。計(jì)算機(jī)的軟件進(jìn)入儀表,可以代替大量的硬件邏輯電路,這叫硬件軟化。特別是在控制電路中應(yīng)用一些接口芯片的位控特性進(jìn)行一個復(fù)雜功能的控制,其軟件編程很簡單(即可以用存儲控制程序代替以往的順序控制)。而如果帶之以硬件,就需要一大套控制和定時電路。所以軟件移植入儀器儀表可以大大簡化硬件的結(jié)構(gòu),代替常規(guī)的邏輯電路。
2)儀表有了記憶功能。以往的儀表采用組合邏輯電路和時序電路,只能在某一時刻記憶一些簡單狀態(tài),當(dāng)下一狀態(tài)到來時,前一狀態(tài)的信息就消失了。但微機(jī)引入儀表后,由于它的隨機(jī)存儲器可以記憶前一狀態(tài)信息,只要通電,就可以一直保存記憶,并且可以同時記憶許多狀態(tài)信息,然后進(jìn)行重現(xiàn)或處理。
3)儀表有了計(jì)算功能。由于自動化化儀表內(nèi)含微型計(jì)算機(jī),因此可以進(jìn)行許多復(fù)雜的計(jì)算,并且具有很高的精度。在自動化儀表中可經(jīng)常進(jìn)行諸如乘除一個常數(shù)、確定極大和極小值、被測量的給定極限檢測等多方面的運(yùn)算和比較。
4)儀表有了數(shù)據(jù)處理的功能。在測量中常常會遇到線性化處理、自檢自校、測量值與工程值的轉(zhuǎn)換以及抗干擾問題。由于有了微處理器和軟件,這些都可以很方便的用軟件來處理,一方面大大減輕了硬件的負(fù)擔(dān),又增了豐富的處理功能。自動化儀表也完全可以進(jìn)行檢索、優(yōu)化等工作。
5)儀表的測量精度高了。由于自動化儀表的中心控制系統(tǒng)是微型計(jì)算機(jī),可以進(jìn)行快速多次重復(fù)測量,然后求平均值。這樣就可以排除一些偶然的誤差與干擾。
6)儀表具有修正誤差的能力。實(shí)時地修正測量值誤差是較為復(fù)雜的功能。裝有微處理器的儀表可以減少誤差,依靠限制干擾來提高精度。
7)儀表能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制功能。實(shí)現(xiàn)自動化以后,一些常規(guī)儀表不易實(shí)現(xiàn)的功能,在自動化儀表中就很容易實(shí)現(xiàn)。比如一臺氣相或液相色普儀,這種儀器利用對于復(fù)雜化學(xué)混合物進(jìn)行色層分離的方法來確定樣品中存在的每一種化學(xué)成分的含量。
電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,也促進(jìn)了常規(guī)儀表的發(fā)展,新型的數(shù)字儀表,智能化儀表,程序控制器,調(diào)節(jié)器等也不斷投入使用。現(xiàn)在我國大、中、小型企業(yè)以及廣大鄉(xiāng)、鎮(zhèn)企業(yè)依據(jù)不同的生產(chǎn)實(shí)際和需求,氣動儀表、電動儀表、模擬儀表、數(shù)字儀表以及各種智能化儀表,計(jì)算機(jī)等都在進(jìn)行使用,形成了氣電結(jié)合、模數(shù)共存、取長補(bǔ)短,協(xié)同發(fā)展的局面。它們構(gòu)成的各種自動化控制系統(tǒng)極大地推動著我們的現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)。
關(guān)鍵詞:化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì);課程;教學(xué)實(shí)踐
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)22-0153-02
隨著我國科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,社會對化學(xué)類專業(yè)人才的要求已發(fā)生了很大的變化,對于綜合性大學(xué)化學(xué)類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)改革都提出了新的更高要求。當(dāng)前,為了配合國家的大眾創(chuàng)業(yè)的要求,使得有關(guān)應(yīng)用性質(zhì)的工程技術(shù)類的課程已受到相應(yīng)的重視,其教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度也在不斷地加強(qiáng)。化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)是我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)和高分子材料科學(xué)與工程的培養(yǎng)計(jì)劃中最后一門理論課程,作為大學(xué)四年學(xué)習(xí)的收官課程,在大學(xué)教學(xué)過程中,這門課對于培養(yǎng)學(xué)生在化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)方面,從事應(yīng)用和開發(fā)研究能力起到了特定的作用。
由于現(xiàn)在招生規(guī)模的擴(kuò)大,很多高校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新沒有跟上,我校的情況也一樣,使得一些實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的課程內(nèi)容受到影響,實(shí)驗(yàn)場地和儀器設(shè)備無法滿足課程教學(xué)的要求,有些實(shí)驗(yàn)無法做到一人一臺套,有些實(shí)驗(yàn)是兩個人一起做,存在一人做一人看的情況,在沒有辦法的情況下,很多學(xué)校采取的是重視學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識的傳授,注重在課堂上講述課程理論,理論的系統(tǒng)性很強(qiáng),但是工程實(shí)踐性的訓(xùn)練較少,畢業(yè)生的知識點(diǎn)在基礎(chǔ)理論研究方面具有明顯的優(yōu)勢,但是畢業(yè)生缺乏現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)所必需的工程技術(shù)知識,對生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)控制和生產(chǎn)管理了解甚少,使得其應(yīng)用能力較弱的弊病依然普遍存在。故很多化學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生在畢業(yè)分配后的相當(dāng)長時間內(nèi)無法適應(yīng)所從事的技術(shù)類的工作。
為了進(jìn)一步加強(qiáng)工程實(shí)踐性教學(xué),我們在2005年對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開始開設(shè)了《化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)》這門課程,2011年開始在高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)也開設(shè)這門課程,通過近10年的教學(xué)實(shí)踐活動,我們在教學(xué)中邊學(xué)習(xí),邊改革,逐步形成了一些自己特色的教學(xué)方法。
一、教師隊(duì)伍建設(shè)
現(xiàn)在由于我校現(xiàn)在引進(jìn)的博士教師基本上都是從高校到高校,理論知識較強(qiáng),但是工程應(yīng)用背景的教師很少,在化學(xué)工程領(lǐng)域研究的教師更少,從生產(chǎn)一線走出的教師沒有,如何進(jìn)行此門課程的教學(xué),使學(xué)生在畢業(yè)前的最后一門課程中,對化工開發(fā)與設(shè)計(jì)有個較好的了解,我們積極采取各項(xiàng)措施,努力提高教師的教學(xué)水平。
1.聘請國內(nèi)著名企業(yè)技術(shù)人員來我校進(jìn)行講學(xué),我們請了九江石化的原總調(diào)度來我校對兩個專業(yè),4個班的學(xué)生進(jìn)行講學(xué),結(jié)合他自己創(chuàng)辦的超高分子聚乙烯工廠的辦理過程,通過項(xiàng)目的過程,使大家了解一個從化學(xué)到化工的全過程,對從實(shí)驗(yàn)室到公司的流程有深刻的了解,明白化學(xué)和化工的不同,了解它們之間的差別,使得老師在課堂講述上能夠做到有的放矢,不會憑空想象。
2.選派青年教師到企業(yè)去參觀考察,結(jié)成校企聯(lián)合,教師通過和企業(yè)合作,了解企業(yè)的科研動態(tài),和企業(yè)合作,完成企業(yè)的一些項(xiàng)目,在完成項(xiàng)目的過程中,進(jìn)一步掌握化工開發(fā)的內(nèi)容。這么多年,我們一共選派了5名教師到中石油、江西星火、寧國生力農(nóng)化等國有大型企業(yè)、合資企業(yè)和獨(dú)資企業(yè)進(jìn)行進(jìn)修,和企業(yè)聯(lián)合搞研發(fā),對企業(yè)的一些工藝進(jìn)行改進(jìn),在充實(shí)自己的化工工藝知識外,還獲得了很多橫向項(xiàng)目,同時使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了很好的提高,實(shí)現(xiàn)了校企雙贏。另外由于教師和企業(yè)的良好的溝通,使得我們兩個專業(yè)的部分學(xué)生也在這些企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí),有的還和這些公司簽約了。
3.積極靈活引進(jìn)具有工業(yè)背景知識的教師,當(dāng)無法在招聘渠道上招到在企業(yè)從事過生產(chǎn)實(shí)踐活動的教師的時候,我們采用聘請企業(yè)技術(shù)人員當(dāng)我們的客座教授,或者訪問學(xué)者等方式,來解決實(shí)踐背景教師短缺問題。我們先后聘請了中石油和江西星火公司的高級工程師作為我們的客座教授,面對面地對此課程進(jìn)行答疑,在課程快結(jié)束的時候,請他們過來,把同學(xué)們在這個課程中主講教師沒有講述明白的內(nèi)容進(jìn)行集中解答,增加了學(xué)生和企業(yè)人員的互動。
二、教學(xué)內(nèi)容建設(shè)
隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大量化學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生進(jìn)入廠礦企業(yè)從事應(yīng)用性工作。如何提高畢業(yè)生的綜合素質(zhì),特別是化學(xué)工程方面的綜合能力,如生產(chǎn)設(shè)備、質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理,掌握化學(xué)新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù)的研究開發(fā)方法等,可以進(jìn)一步增強(qiáng)他們對社會的適應(yīng)能力。所以在教學(xué)過程中我們積極抓住應(yīng)用關(guān),在課程內(nèi)容上融入應(yīng)用意識,使學(xué)生明白,化學(xué)的本質(zhì)還是在于應(yīng)用,進(jìn)一步加強(qiáng)了包括“化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)”課程在內(nèi)的工程技術(shù)課程體系,以提高畢業(yè)生在化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)從事應(yīng)用性工作的能力。
《化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)》講述的主要內(nèi)容有:緒論,開放放大方法,試驗(yàn)方法,技術(shù)經(jīng)濟(jì),反應(yīng)器的設(shè)計(jì),工藝流程的合成與優(yōu)化,投資、成本、折舊和盈利,市場預(yù)測和生產(chǎn)規(guī)模,概念設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。為了加強(qiáng)對學(xué)生聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際分析問題和解決問題的能力的培養(yǎng),重點(diǎn)講述“工藝流程的合成與優(yōu)化”和“概念設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)”。當(dāng)然就化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容而言,這課程仍然講述的是一個概要,其重點(diǎn)也仍然只是介紹應(yīng)用和開發(fā)與設(shè)計(jì)研究中一些最基礎(chǔ)的思想方法,以加強(qiáng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等觀點(diǎn)的訓(xùn)練,也使學(xué)生初步了解化工廠從無到有的過程,心里有個大致的流程概念。
在教學(xué)內(nèi)容上,選講了若干應(yīng)用實(shí)例,如在講述化工過程開發(fā)步驟時,講述了合成氨氮發(fā)展史、尼龍-66的開發(fā)以及我們研發(fā)的有機(jī)錳的研發(fā)過程與生產(chǎn)過程,使學(xué)生了解化工過程與開發(fā)的意義和艱苦性。在講述試驗(yàn)一章時間,講述了中空膜生物床處理生活污水的中試研究,全面介紹了膜的種類、價格以及生產(chǎn)地和使用壽命等,除了掌握實(shí)驗(yàn)的基本方法之外,還順帶講述了資料的查找和市場的相應(yīng)信息,使學(xué)生更加了解研發(fā)的過程。在講述物料衡算和能量衡算時,對比講述了有化學(xué)反應(yīng)和無化學(xué)反應(yīng)的操作過程的物料和能量問題,從中使學(xué)生明白化工開發(fā)與化學(xué)熱力學(xué)和物理化學(xué)以及化工儀器與儀表的聯(lián)系,更加了解各個學(xué)科的相關(guān)性等。在工藝流程與優(yōu)化中,講述了合成路線和操作方式的選擇,全面介紹了工藝流程的合成與優(yōu)化問題,從優(yōu)化過程講述到化工經(jīng)濟(jì),使學(xué)生更容易接受,特別是在化工經(jīng)濟(jì)學(xué)方面,通過折舊等相關(guān)知識的介紹,使得學(xué)生對在化工開發(fā)過程中的經(jīng)濟(jì)效率有較好的印象,這些對于培養(yǎng)學(xué)生的市場經(jīng)濟(jì)觀念、提高他們的工程技術(shù)素質(zhì)都具有重要意義。
同時在課后,我們精選了一定量和課程內(nèi)容相關(guān)的習(xí)題,通過習(xí)題的訓(xùn)練幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握本教材的內(nèi)容,以便于教學(xué)。在每一章的結(jié)尾都附有參考文獻(xiàn),以便學(xué)生進(jìn)行深入探討時參考,通過老師的努力,拿到了一些企業(yè)的從籌建到生產(chǎn)的相關(guān)文獻(xiàn),讓同學(xué)們了解企業(yè)發(fā)展的歷程,樹立創(chuàng)辦企業(yè)的信心。
三、采用不同的教學(xué)方法
在教學(xué)上,我們采用多種模式,以課堂教學(xué)為主,同時也以專題報(bào)告、課堂討論和大學(xué)生課外活動為輔,積極通過許多個案來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力,通過許多真實(shí)的個案的講解,使得學(xué)生明白化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)的苦與樂,給學(xué)生播下化工創(chuàng)業(yè)的種子,同時又提醒了在以后創(chuàng)業(yè)道路上的艱難。
同時利用化工仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué),我們購買了幾種不同的化工仿真軟件,可以模仿合成氨、硝化制硝基氯苯、高純氯乙酸制備等,學(xué)生可以在仿真軟件商設(shè)計(jì)不同的工藝參數(shù),模仿不同的工況條件下的化工反應(yīng)過程,根據(jù)這些反應(yīng)條件來對反應(yīng)全過程進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。
把一部分見習(xí)內(nèi)容安排在課程中間,本課程安排在2個時間段進(jìn)行,先上2周左右的概念課,使學(xué)生對化工過程有個大概的感性認(rèn)識,然后到工廠進(jìn)行實(shí)習(xí)和見習(xí)1周,我們有段時間挑選的工廠是剛剛成立的公司,規(guī)模不大的精細(xì)化工公司,可以使學(xué)生對工廠的總體布局一目了然,從而使學(xué)生對一般的精細(xì)化工開發(fā)過程有較深的了解,在此期間把要進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)安排下去,使學(xué)生帶著問題繼續(xù)下面的課程。
四、課題設(shè)計(jì)教學(xué)
對于實(shí)踐性很強(qiáng)的化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)這樣的課程,課題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是對理論課程最好的注釋,為了加強(qiáng)學(xué)生對課程內(nèi)容的理解,我們采用“校企聯(lián)合”的授課方式,根據(jù)企業(yè)化工開發(fā)過程中存在的一些技術(shù)難題,把此問題作為專業(yè)實(shí)驗(yàn)課題,設(shè)計(jì)了系列特色的專業(yè)實(shí)驗(yàn),如為中石油進(jìn)行理論年產(chǎn)10000噸磺酸鈣的設(shè)計(jì)、為星火公司進(jìn)行了年產(chǎn)10噸金屬致鈍劑的小型工藝優(yōu)化設(shè)計(jì),并且把篩選好的個別設(shè)計(jì)方法中的某個工藝在這些企業(yè)中進(jìn)行中試。
我們開設(shè)的此門課程在近10年來的教學(xué)過程中,逐步形成了“以企業(yè)課題為研發(fā)點(diǎn),以綜合開發(fā)性為目標(biāo),培養(yǎng)創(chuàng)新型人才體系”的課堂內(nèi)外教學(xué)模式,受到大部分學(xué)生的歡迎,根據(jù)同學(xué)們的建議,把開始的24節(jié)課提高到了32節(jié)課。
參考文獻(xiàn):
[1]張浩勤,章亞東,陳衛(wèi)航.化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.
關(guān)鍵詞:化工工藝學(xué) 教學(xué)改革 研討式教學(xué)模式
中圖分類號:G645 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)09(a)-0063-01
為適應(yīng)“創(chuàng)新型應(yīng)用人才”培養(yǎng)的新形勢,國內(nèi)高等化工教育正經(jīng)歷著“知識型人才”向“創(chuàng)造型人才”培養(yǎng)目標(biāo)的變革[1],教學(xué)方法和手段由傳統(tǒng)“傳授式”教學(xué)模式向“研討式”教學(xué)模式邁進(jìn)。
《化工工藝學(xué)》課程被稱為“化工基礎(chǔ)知識與工程實(shí)踐的橋梁”,一直為全國的眾多高校所重視。《化工工藝學(xué)》課程屬于我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)主干核心課程,長期以來教學(xué)效果優(yōu)良,為培養(yǎng)化工行業(yè)的高級專業(yè)人才做出了重要貢獻(xiàn)。
由于化工工藝學(xué)課程的知識體系由三大知識模塊、眾多知識單元和知識點(diǎn)組成,面廣點(diǎn)多,如果教學(xué)偏重于知識點(diǎn)傳授,而容易忽視學(xué)生工程和科研素養(yǎng)的培養(yǎng);學(xué)生接觸化工生產(chǎn)的機(jī)會較少,缺乏對工藝參數(shù)與設(shè)備的了解,普遍感到枯燥乏味,最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)上的敷衍搪塞。因此,針對“創(chuàng)新型人才”培養(yǎng)的要求和課程內(nèi)容廣、綜合性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)等的特點(diǎn),我們對教學(xué)內(nèi)容和方式不斷進(jìn)行探索,嘗試“研討式”教學(xué)模式的改革與探索。
1 教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)“主線突出”
由于化工生產(chǎn)范圍寬,涉及的產(chǎn)品繁多,工藝流程圖較多,客觀上存在學(xué)生不容易掌握本課程的重點(diǎn)難點(diǎn)。傳統(tǒng)工藝學(xué)是按產(chǎn)品的生產(chǎn)方法、過程原理、工藝流程和主要設(shè)備等逐一加以介紹,重點(diǎn)不突出。在“研討式”教學(xué)思想指導(dǎo)下,精選內(nèi)容,突出工藝主線和關(guān)鍵設(shè)備主線,做到重點(diǎn)突出,難點(diǎn)講清,引導(dǎo)學(xué)生與教師共同研究探討工程實(shí)際問題。
教學(xué)內(nèi)容上精選一些典型化工產(chǎn)品,并結(jié)合地方化工企業(yè)及化工產(chǎn)品種類,課堂教學(xué)講述乙烯、芳烴、甲醇、苯乙烯、丙烯腈等產(chǎn)品。做到以主要化工產(chǎn)品的生產(chǎn)為載體,介紹工藝原理,強(qiáng)化過程工程概念。
注重理論聯(lián)系實(shí)際,突出工程研究思維方法及創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。增加工程實(shí)際問題的介入,通過分析、歸納和總結(jié),使學(xué)生建立處理工程實(shí)際問題的工程觀點(diǎn)和基本方法。教學(xué)內(nèi)容中需要補(bǔ)充新工藝和最新科研成果,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。例如,德國BASF公司正在加快開發(fā)合成氣直接制烯烴技術(shù)(Syngas-to-Olefins),并正在與哈佛大學(xué)合作開發(fā)利用CO2制取化學(xué)品的工藝過程,可實(shí)現(xiàn)由CO2制取甲酸、醋酸以及糖類等化學(xué)品,這對CO2減排與利用有重要意義。
2 教學(xué)程序做到“階段化”
傳統(tǒng)的“傳授式”教學(xué)方法,教師講,學(xué)生聽,課堂上教師“一言堂”的模式,不能充分調(diào)動學(xué)生的主動性。化工教育理論和教學(xué)實(shí)踐告訴我們,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,教師的“教”是為學(xué)生的“學(xué)”服務(wù)。
研討式教學(xué)效果的好壞與研討實(shí)施階段和研討內(nèi)容緊密相關(guān)。將整門課程的教學(xué)程序分為三個階段:課堂講授、專題研討、教師總結(jié)。將研討環(huán)節(jié)設(shè)置于課程后期集中實(shí)施,這樣學(xué)生即可充分有效的搜集整理資料,又可綜合運(yùn)用理論知識提出設(shè)計(jì)方案。研討環(huán)節(jié)的主導(dǎo)思想是針對理論內(nèi)容“單元”,以“工程實(shí)例帶動研討”。我院和江蘇晉煤恒盛化工股份有限公司、兗礦國泰化工有限公司、河南煤業(yè)化工集團(tuán)股份有限公司等單位共建實(shí)踐教學(xué)基地,研討內(nèi)容通常與學(xué)生完成的認(rèn)識、生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)想結(jié)合,強(qiáng)化理論和實(shí)踐的結(jié)合。
在開課學(xué)期第一次授課時學(xué)生分組并選定研討方向。在教師指導(dǎo)下,每小組主持一次研討。要求活動前一個星期將撰寫的方案提交教師審閱,且在研討后將材料整理成冊。本課程為第七學(xué)期開設(shè),這樣學(xué)生可綜合運(yùn)用化工原理、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程等專業(yè)知識,解決化工工藝學(xué)中流程的合理配置、工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝條件的選擇等問題。這種研討式的教學(xué)模式,不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,從而保證教學(xué)質(zhì)量。
3 教學(xué)方法采取“研討式”學(xué)習(xí)
巧妙運(yùn)用“問題法”教學(xué)方法,與教材結(jié)合、與社會熱點(diǎn)結(jié)合、與新技術(shù)結(jié)合,采取“熱點(diǎn)提問法”與“實(shí)物提問法”貫穿于課堂教學(xué),激發(fā)學(xué)習(xí)的主動探索精神,增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的熱情和社會責(zé)任感。
在課程中還加強(qiáng)“實(shí)踐法”教學(xué)方法,提升學(xué)生查閱、利用化工專業(yè)手冊和文獻(xiàn)資料的能力,啟發(fā)學(xué)生的思維。通過以下三種途徑實(shí)現(xiàn)目標(biāo),第一,有效利用教材內(nèi)數(shù)據(jù)圖表,讓學(xué)生認(rèn)真分析現(xiàn)有的圖表數(shù)據(jù),并總結(jié)規(guī)律和特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。第二,引導(dǎo)學(xué)生查閱《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》《化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊》《化工工藝流程圖集》等等,從而拓寬知識視野,培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。第三,指導(dǎo)學(xué)生查閱中外文獻(xiàn)資料,閱讀化工專題文獻(xiàn)或期刊,了解行業(yè)前沿動態(tài)發(fā)展及學(xué)科最新發(fā)展成果,培養(yǎng)學(xué)生開拓思維、勇于創(chuàng)新的才能。
總之,針對目前我校《化工工藝學(xué)》教學(xué)現(xiàn)狀,開展了該課程“研討式”課堂教學(xué)革新與嘗試,通過對研討專題的巧妙設(shè)置、研討時間的合理安排和研討專題實(shí)施形式的正確組織,取得了很好的教學(xué)成果。讓學(xué)生不但學(xué)到基本理論知識,更有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識,增強(qiáng)在就業(yè)中的競爭力。