時間:2023-08-21 17:24:38
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇應用化學和化學工程,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】化學生產;化學工程技術;有效應用
1引言
化學工程技術是指將各種化學理論結合形成的有實踐作用與意義的技術,在化學生產的實際應用中,化學工程技術發揮不可替代的作用,借以化學設備的輔助,工作人員根據相關的化學反應生產出所需化學產品。其影響生產的因素較多,比如化學生產過程中應用的相關反應物,再比如生產時借助的各種設備等等。將化學工程技術應用于化學生產工作當中,很好地滿足了化學生產實際的需求,同時又進一步提高化學產品的應用質量。另外,不少人員也參與到利用化學工程技術合理處理廢棄物的行列,從而發揮對環境保護方面的重要影響。
2化學工程技術應用于化學生產中的重要意義
2.1提高化學生產的效率
借助化學工程技術的應用優勢,包括期完善的理論應用基礎和指導實踐知識,工作人員要對現有的化學工程技術進行合理創新,不斷優化化學生產模式和生產流程,使其最大程度促進化學生產效率的提高。
2.2化學工程技術有著比較完善的理論應用基礎
對化學工程技術的研究中發現,化學工程技術有著比較完善的技術理論,使其應用的一大特色,也是開展化學生產的基礎與前提。應用的同時工作人員需進一步滲透化學工程技術理論知識,加以分析,形成全面深入的認識,特別是明確不同物質之間產生的不同化學反應,將此作為生產的依據,通過化學工程技術實現化學生產。
2.3化學生產技術應用類型多元化與豐富化
在當前社會經濟發展的時代背景下,人們對化學產品使用性與安全性的要求越來越高,于是市場上的化學產品越來越多元化與豐富化。在支撐多元化與豐富化的環節,化學產品種類的增加與廣泛推廣應用更是離不開化學工程技術的支持。在實際的應用中,工作人員需要堅持以化學原理作為實踐應用的基礎,對相關化學反應熟悉把握和應用,通過完善的理論合成技術指導實際生產。
3化學工程技術在化學生產中的實踐應用
3.1綠色化學反應技術
眾所周知,環保的問題是當前全球化探討的熱點,環境保護是我國首要任務之一,如今化學生產中應用化學工程技術,要積極將綠色環保的理念滲透到化學產品的生產過程中,這就要求優化化學工程技術,應用化學工程技術,減少其給人們生活帶來的污染。綠色化學反應技術就是一種重要的,具有環保意義的新型化學工程技術,合理利用綠色化學反應技術,就要整合與改進對人們健康和社會穩定構成危害的化學原料,清除對生態環境造成影響的化學原料,減少化學生產過程直接給環境產生的污染,從而達到改善和治理環境生態問題的效果。比如化學產品尼龍的生產,之前應用的是含苯的石油化工原料,人們將其轉換為生物原料,同樣也能制造成為尼龍,還能有效保護環境,避免人體受到傷害。由此可見,綠色化學反應技術的應用原理表現為治理和消除化學污染源頭,從解決污染源頭的角度出發,為后續綠色生產提供快捷環保的環境。另外,綠色化學反應技術的應用還提倡人們多去回收和重復利用使用過的化學資源,節約資源,節約成本。
3.2超臨界化學反應技術
要確保化學生產反應的順利進行,化學反應的溫度和壓力都有各自的臨界點,其狀態在液體與氣體之間的情況下,需要通過超臨界化學反應技術的實施達到效果。而同時具備液體與氣體性質的物質,就是超臨界流體。目前,超臨界流體的應用也非常廣泛,已覆蓋至醫藥工業、生物化工、食品工業和化學工業,對其在化學工業中的價值進行研究分析具有重要的意義。但當前我國對超臨界化學反應技術的研究還處于初步的探索階段,因此還需更深入的實踐應用,借助現有成果,總結經驗,才能促成發展。
3.3新分離技術
分離技術是通過利用不同的沸點,讓不同成分依照其順序在分離塔中進行分離,這種分離技術相對傳統與落后,而新分離技術則是在科技水平不斷提升的基礎上應用和實施,在探索中加以改進,也逐漸突破了傳統分離技術的應用瓶頸,發揮更大的價值與作用。在應用新分離技術時,工作人員還需借助信息技術,達到提高研究應用效率的目的。比如研究熱力學傳遞性質,工作人員通過信息技術則能對分離過程有更快且更有效地促進。再比如應用分子模擬技術,借助信息技術又能促進分子分離,研發高效的分離劑等等。由此可見新分離技術離不開信息技術的支撐,有助于提高化學生產的效率,縮短化學生產周期。
3.4傳熱技術
傳熱技術在化學工程技術中應用非常普遍,其包含有微細尺度傳熱技術、強化傳熱技術等等,前者更多應用在微米技術與納米技術的領域,獲得了很好的成績,該技術通過利用空間尺度與時間尺度,形成熱傳導與熱輻射。后者則更多應用在機械調試傳熱當中,經過優化改革后更好地實現對外散熱。要提高傳熱效率,盡量降低能耗總量,人們還提倡應用強化傳熱時控制冷熱流體的溫度,確保溫差達到平衡的尺度。與微細尺度傳熱技術相比,強化傳熱在資金的使用與技術的價值方面更多,具有復雜性的特點。
4當前化學工程技術應用的現狀分析
4.1化學工程技術還需進一步優化
盡管目前不少人認可化學工程技術在化學工業生產中發揮的作用與價值,但不可否認化學工程技術依舊有較大的漏洞和缺陷,直接影響化學企業的生產。比如應用的滴狀冷凝技術,常見的問題為該技術無法被最大價值利用,很多隱性的功能被忽略,而實際上滴狀冷凝對推動化學工程技術應用效率有著極大的作用,由此可見,為了更好地促進我國化學工程技術長期發展,相關部門與企業單位要重視對忽略化學工程技術的應用,促進其進一步發展。
4.2需重視化學工程技術人才培養
不可否認,當前我國很多化學生產企業的技術人員普遍技術水平不高,綜合素質較差,與此同時企業內部的管理體制不夠健全,這些問題的存在直接影響化學工程技術的應用研發及企業經濟效益的提升。眾所周知,人才應用以及企業技術人員對技術的掌握有著直接關聯,生產企業必須注重對技術人才的培養,全面提高技術人員的專業能力與操作水平,借以提升生產效率,促進化學工程技術更好地應用于化學生產工作中。
化學工程技術是一種用于研究化學產品的管理、制造、設計和開發的綜合性技術,在化學生產中通過應用各種化學工程技術,可以有效提高化學生產質量和生產效率,加強化學工程技術在化學生產中的應用研究,推動化學生產行業的快速發展。本文分析了化學生產中化學工程技術的應用,闡述了化學工程技術在化學生產中的應用發展建議,以供參考。
關鍵詞:
化學工程技術;化學生產;有效應用
化學工業一直是推動我國國民經濟發展的支柱產業,在化學生產中通過不斷創新和優化化學工程技術,降低能源和原材料消耗,保障產品質量,提高化學生產效率,所以化學工程技術在化學生產中的應用具有非常重要的現實意義,在未來發展過程中應加大對化學工程技術的研究,進一步提高化學生產效益。
1化學生產中化學工程技術的應用
1.1超臨界流體技術超臨界流體是一種處于氣態和液體之間狀態、壓力和溫度都位于臨界點周圍的液體,其具有液體和氣體的雙重特性,具有氣體的壓縮性和高擴散能力,又具有液體的良好溶解能力,其粘度幾乎等于氣體,密度幾乎等于液體,其擴散性能處于氣體和液體之間。在化學生產中運用超臨界流體技術,運用超臨界流體的特性,改變化學反應特征,優化傳熱系數和傳質系數,合理控制壓力和溫度,可以有效降低化學生產的能耗。另外,超臨界液體技術在加工無機物材料、復合材料、高分子材料中發揮著重要作用,最常見的技術方法包括以下幾種:其一,抗溶劑法,在制備超臨界流體有機物和爆炸性物質時主要應用抗溶劑法;其二,壓縮抗溶劑法,這種方法主要用于加工微球類或者微孔類物質,在聚合物和藥物分子共沉中應用廣泛,技術方法比較簡單成熟;其三,快速膨脹法,用于制備固體顆粒狀化學產品。超臨界技術不僅應用在材料制備方面,而且還被廣泛地瑩瑩在化學分析中,例如,色譜技術和超臨界技術的相互結合,和氣象色譜相比,這種色譜研究方法更加準確、高效,并且超臨界液體色譜比液相色譜更加準確。
1.2傳熱技術近年來,相關研究人員對于強化傳熱和微細尺度傳熱的研究越來越多,在傳熱學中微細尺度傳熱是一個獨立的專業學科,其主要探索和研究時間尺度、空間尺度的傳熱學規律,重點包含微重力傳熱傳質、相變傳熱、熱輻射、熱傳導。對流傳熱等內容。當前,我國的傳熱技術研究主要是集中在數值模擬、實驗研究和機理研究三方面。在化學生產中應用傳熱技術,可以通過改進和優化換熱器設備,有效提升換熱的持續放熱能力和傳熱效率,從而提高化學生產水平。并且微細尺度傳熱和強化傳熱技術在微型熱管、集成電子設備、微米、納米等領域中應用廣泛,相關技術成果已經比較成熟,對于化學工業應加強傳熱技術和化學生產的配合研究,充分發揮傳熱技術的應用優勢,有效提高化學生產效率。
1.3綠色化學反應技術在綠色食品生產中綠色化學反應技術發揮著非常重要的作用,當前我國積極倡導可持續發展和節能減排理念,人們的綠色生態環保意識越來越高,綠色食品主要是指綠色沒有受到污染侵害的食品,這種食品最主要的特點是營養價值高、品質優良、衛生安全指標高,是未來發展過程中的新興產業。綠色食品加工生產過程中對于化肥和農藥的使用量有著嚴格限制,而且還需要提高農作物產量,保障食品營養價值,降低成本,所以綠色產品生產經常面臨量和質的矛盾。現代化生物化學通過充分利用基因工程技術和綠色化學反應技術,保障食品安全,增加農作物產量,確保食品營養。具體應用如下:其一,在農作物生長過程中,運用生物化學技術,減少污染農作物和污染環境的氮肥使用量,運用固氨來替代氮肥,通過應用生物化學技術,不需要施加氮肥,也可以保障農作物的正常生長發育,不僅節約了種植成本,而且有效提高了農作物的質量和產量;其二,當農作物出現病蟲害時,運用生物化學技術,特別是基因工程技術,在主要農作物上轉移各種病蟲害基因,減少化學殺蟲劑使用量,提高農作物產量,提高抗病蟲害能力。
2化學工程技術在化學生產中的應用發展建議
2.1培養化學技術人才化學技術人員對于推動化學工程技術的發展有著重要意義,因此我國應重視化學技術人才的培養,不僅要加強理論知識學習,還應強化鉆研創新精神,積累豐富的實踐經驗,全面提高化學工程技術科研水平和綜合素質。
2.2進一步提高化學工程技術水平我國化學工程技術面臨著滴狀冷凝的難題,在未來發展過程中應加大對化學工程技術的研究,重點解決這個問題,推動傳熱技術在航空航天、石油化工、動力、機械等領域的應用,進一步提高化學工程技術水平。
3結語
在化學生產中應用化學工程技術有助于促進化學工業的快速發展,應積極優化各種化學工程技術應用,培養大量化學工程技術人才,提高經濟效益和社會效益。
參考文獻:
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關鍵詞:化學工程與工藝;工程實踐;能力培養;體系構建
1化學工程與工藝專業現狀分析
從發展歷程來說,我國近代的化工產業遠遠落后于世界其他國家和地區,在人才培養方面存在很大的弊端。建國以后,為了改變這種現狀,國內開辦了很多職業化工教育院校以培養應用型人才。在所開設的專業中,化工工程與工藝專業是一門實踐性強、動手能力要求高的學科,在教學目標中,強調學生的獨立工作能力、獨立自主能力和探索實驗能力。從上世紀80年代以來,我國的化工類專業人才逐漸進入市場,在滿足社會發展需求的同時,也逐漸反饋一些人才培養的改進信息。就現狀而言,化學工程與工藝專業的教育體制依然需要改革,人才培養方式依舊需要深化,使之能夠適應快節奏的現代化化學工業發展,滿足市場經濟體制下人才競爭的需求,提高企業在國際市場上的競爭力。
2加強工程實踐能力培養的策略
(1)重視基礎知識的掌握
化學工程與工藝專業具有較強實踐性的特點,對于大部分學生而言,牢固的掌握基礎知識,是日后提高自己的關鍵。從教學角度來說,從大學專業入門基礎課程抓起,嚴格要求,特別是在基礎實驗動手能力方面要打好基礎。結合專業特點而言,化學工程與工藝所涉及的基礎學科包括化工原理、反應工程、化學工藝設備及化學物料基礎管理等。如果忽視了基礎知識的掌握,不但在真實工作中難以適應,也很難再有彌補的時間和精力。相對應地,基礎知識掌握牢固,在安全、精細、穩定等操作層面會養成標準化的習慣,甚至不需要規章制度的約束就能夠主動做好,促使工作效率大幅度提高。基于這一目標,要求教師在教學的過程中采取多樣化的方式,讓學生更多的接觸到現實崗位環境。如借助多媒體手段,綜合應用視頻、動畫、圖片等,讓現實中的具體形象呈現在學生眼前,比單純地依賴課本去講解、去想象要更有效果。例如,借助3D動畫模擬的形式,對某一化工設備的工作原理展開講解,通過不同角度、分解狀態或透視功能,讓學生了解工作狀態中的機械設備狀態;同時,也可以模擬不按照規章操作之后,可能發生的危險狀況。而利用這種手段,可以舉一反三,實現基礎知識的強化。
(2)突出教學與實驗結合
在校學習階段,學生的動手能力主要依賴于實驗,為了滿足進入工作崗位之后具有更好的適應性,教學過程要與實驗案例緊密的結合起來。一般來說,化學工程與工藝專業教材中,每一章節都存在典型的工程案例分析,而這些案例只是通過簡單的講解,是不能發揮實踐能力鍛煉的作用的。結合教學中所涉及的案例,教師設計相應的實驗項目,將知識點和實際操作巧妙的結合起來,不僅可以提高學習的新鮮感,也能夠激發學生的自豪感和學習主動性,培養濃厚的研究興趣。
(3)培養科研及工程設計能力
化工行業的人才培養與常規人才相比具有較大的差異,循規蹈矩或墨守陳規是不能促進生產效率提升的,科研能力和工程設計能力的培養是必須的,也是在未來的工作崗位中解決實際問題的重要訓練。結合現實情況來說,我國在培養科研能力和工程設計能力方面還有很大的欠缺,突出表現是畢業考核中,化學工程和工藝人才重視論文寫作,但不重視設計內容,導致能力的培養發生了偏離;而只會“紙上談兵”的人才是不可能發揮實際的作用的。建議針對該專業的人才培養考核機制進行改革,增加更多的實踐性內容。
(4)構建穩定的崗位實習基地
實習是從校園走上工作崗位的第一階段,也是理論聯系實際的重要時期。工科學生的實習周期較長,而化學工程與工藝專業學生在實習中,應該更多地接觸到基層,了解真實工作環境的狀態。但是,從安全性角度考慮,最好的方式是具有一個相對完善、監督嚴格的實習場所。通過學校與企業簽訂人才培養合同的方式,建設穩定的崗位實習基地,匹配一些技術成熟的工程技術人員,且具有較好表達能力,可以在實習中為學生講解相關問題及解決措施,達到事半功倍的效果。
3結語
綜上所述,隨著我國現代化工業體系的不斷發展和完善,化工工程與工藝專業作為一個實踐性強、應用范圍廣的專業,應該從完善學校教育環境和人才培養體制入手,增加投入、嚴格要求,為我國的工業現代化發展貢獻力量。
參考文獻:
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化學工程領域是一種工程碩士專業學位。化學工程是研究化學工業和其他工業過程中所進行的化學過程與物理過程共同規律的一門工程學科,涉及在化工、煉油、輕工、冶金、能源、醫藥、環保、軍工等部門從事產品研制、工藝開發、過程設計、系統模擬、裝備強化、操作控制、環境保護、生產管理等內容。
東華理工大學化學生物與材料科學學院2002年獲得“應用化學”二級學科工學碩士點授予權,2005年獲得“化學工藝”二級學科工學碩士點授予權,2008年獲得化學工程領域工程碩士授予權,2010年獲得“化學工程與技術”一級學科工學碩士點授予權。該學科擁有先進的實驗平臺,雄厚的科研開發實力。“化學工程與技術”碩士點擁有一支知識和年齡結構均較合理的師資隊伍。
產學合作是一種學校理論學習與企業工程實踐相結合的教育模式,相對于其他類型的人才培養,產學合作對化學工程領域人才的培養更為重要,豐富的實習實踐訓練、扎實的研究訓練對提高研究生就業競爭力有很大幫助。與19世紀研究生教育產生時所處的社會環境不同,現代社會更加強調產、學、研的一體化。我校“化學工程”領域一直高度重視產學合作教育對化工人才培養的重要作用,對“產學研”與“創新創業創意”結合培養化學工程領域高級人才進行了一些探索和實踐,取得了成效。
一、“產”為先、引導創業意識
東華理工大學(原華東地質學院)是江西省人民政府與工業和信息化部國防科技工業局(原國防科工委)共建的一所具有地學優勢和核科學特色的高等院校,我校“化學工程”領域長期以來一直為核化學化工行業培養高級人才,一直與核化工企業保持良好的合作關系。
我校建校以來,長期受部委管轄,與當地化工企業聯系很少。自從學校下放江西省人民政府管理以來,經過多方努力,積極與地方企業聯系,義務為地方企業提供技術咨詢和服務,增進了雙方的了解和相互信任,局部彌補了企業領軍人物和專業人才比例偏低的不足。目前已與江西省內十多家化工企業建立了廣泛的產學研合作,如江西撫州添光化工有限公司、江西撫州三和醫藥化工有限公司、江西贛亮醫藥原料有限公司、江西撫州蒼源生物科技有限公司、江西撫州市臨川之信生物科技有限公司、江西省永方電源有限公司。通過不同層次層面的合作,形成了校企長期穩定的產學研關系,促進了企業通過加快引進高校技術成果來提升企業的科技競爭力,形成了產學相結合的化工初中高級人才培養基地和產學研結合的教學科研創新基地,又是企業破解行業技術問題和研究生培養的共同體。
產學研合作是指企業、科研院所和高等學校之間的合作方式,產學研合作是一個系統工程,其功能和作用都是雙向的。導師鼓勵研究生走出“象牙塔”,向社會學習,向基層學習,向實踐學習,注重就業創業引導,努力使專業學習與創業教育緊密結合,專業實踐與創業實踐有效銜接,讓研究生在“做中學”,進一步增強研究生創業理念,促進研究生創新創業能力,提高就業率和就業質量。企業的收獲在于教學培養的人才和科研成果最終流向企業,通過一年實踐學習,對實習企業有一定了解的化學工程領域研究生畢業后選擇回實習企業就業,這些研究生對企業工藝流程有比較深刻的了解,不需要經過培訓,很容易上崗;企業的技術骨干也可以到我校通過攻讀化學工程碩士學位提高理論水平。
二、“學”為主、培養創新能力
學校不必建立一個比真實化工廠的工程實踐環境更好的化學工業實驗室,通過多層面、全方位的產學研合作,學校既可有效地解決化學工業實驗室建設所需要的經費不足和場地缺乏等問題,同時能夠解決實踐教學指導環節中化工專任教師“弱工程化”的問題,增加接觸化工企業的機會,增強工程實踐能力,以提高化工專業課程教師工程素質和培養“雙師型”教師。
另外我校“化學工程與技術”學科教師在承擔各級縱向科研課題的同時,也通過與化工企業廣泛合作,承擔大小橫向研發項目,在促進自身科研水平提升的同時,也為教學質量的提高奠定了基礎。所有這些縱向橫向項目的開展都為研究生的畢業論文和畢業設計環節提供了充足的題目來源和經費支撐,為研究生工程實踐能力和創新能力的培養奠定了必備基礎。
創新是在一定范圍內、時間內做別人沒有做過的事,提出別人沒有提出過的東西的一種活動過程及其結果。進入化工企業的專業型研
三、“研”為線、點燃創意火花
化工企業所取得的科研成果由校企雙方共享,校企雙方以互惠互利、共同可持續發展為原則。通過產學研用結合,可進一步提高我校化學工程領域研究生群體的社會貢獻率,優化研究生的知識結構和 能力骨架,增強研究生分析問題及解決實際問題的能力,同時促進合作單位研究開發能力、科技創新能力和綜合競爭實力的不斷提高。[6]
高校應充分發揮教書育人、科學研究及服務社會三大職能。“化學工程與技術”學科教師穿梭于學校和生產企業之間,能及時了解什么是社會急需的技術和適用的技術,密切關注科技成果應用價值來提高科技成果轉化率,根本上解決經濟科技“兩張皮”,擺脫長期以來科研成果在實驗室“睡大覺”現象,切實充當產、學、研的紐帶和橋梁,讓彼此從原來的松散聯盟變成緊密合作體。目前“化學工程與技術”學科多名知名教授被化工企業聘請為省級科技特派員或承擔省級產學研課題。2010年撫州三和醫藥化工有限公司科研項目“雷貝拉唑羥基物鹽酸鹽”先后獲得撫州市科學技術獎一等獎和江西省科技進步獎三等獎,2011年撫州三和醫藥化工有限公司科研項目“奧美拉唑氯化物”又先后獲得撫州市科學技術獎一等獎和江西省科技進步獎三等獎,2012年撫州三和醫藥化工有限公司“醫藥中間體技術創新團隊”被認定省級技術創新團隊,這些科研成果里也凝聚了我校“化學工程與技術”學科教師和研究生的心血和汗水。研究生在企業實踐期間體會到比別人擁有更多的信息就會有更多的創意,也觀察到如何將好創意應用到商業,從而實現自己的創業夢想。
大力開展產學研深度合作,大力倡導創新創業創意理念,培養高素質的化學工程領域研究生,是我們今后將繼續探索和實踐的目標。
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【摘要】20世紀30年代中國一些大學開始設立科學研究機構,并以其成果服務所在城市產業升級。南開大學應用化學研究所是具有代表性的大學研究機構。該所成立后通過技術咨詢、產品研發及人員培訓等形式,在天津化工產業發展過程中扮演了重要角色。昭示了中國大學從知識傳播主體向知識創新主體的轉型。
【關鍵詞】天津;南開大學應用化學研究所;化學工業;私立大學
一戰后,中國民族資本的快速發展,帶動了各主要工業城市進入產業更新和升級時期。在此過程中,科學技術對社會生產的影響日益提高,促使一些大學教師在完成教學任務外,開始嘗試進行科學研究。為有效組織大學教師的科研活動,許多知名大學組建了研究所為單位的科研團體。其中,一些私立大學研究機構如復旦大學經濟研究所、廈門大學海洋研究室等,對所在城市發展起到了國立大學難以企及的影響。本文即以南開大學應用化學研究所為例,梳理這一時期私立大學研究機構科研活動的特點,探討大學與城市發展間的內在聯系。
一、南開大學應用化學研究所設立背景
中國社會自近代卷入資本主義生產體系后,單一政治功能的傳統城市逐漸衰落,取而代之的是新型工商業城市。南開大學所在的天津市便是新興近代城市之一。雖然歷史上天津建城較晚,但由于河海之便,水陸交通十分發達。自1860年開埠以后,天津旋即成為北方最大的開放口岸,吸引了英、法、美、日等國在津投資;以李鴻章為首的晚清洋務派也選擇天津作為的實踐中心。大量資本涌入使天津迅速完成了從傳統農業文明向近代工業文明的轉型。到20世紀初,天津已初步形成以礦山冶金、機器制造、交通運輸、紡織加工、食品加工等為中心的工業體系,成為僅次于上海的第二大工商業都市。與此同時,世界范圍內第二次工業革命進程全面開啟。在這場以電氣、化工、石油等知識密集型行業帶動的產業升級中,工業生產與科技進步緊密結合,使大學科研活動扮演了前所未有的重要角色。比西方稍晚一些,中國在第一次世界大戰后也邁入這一輪產業升級行列,新的工業部門首先出現在一些沿江沿海城市。其中,化學工業便是天津市新興產業代表之一。化學工業本身涵蓋極為廣泛,與各工業都有交叉。一戰前,由于中國化學工業基礎薄弱,無論是化工成品還是原料大部分均依賴進口。然而,一戰爆發造成歐洲化學品來源斷絕,促使一些民族資本開始嘗試自行建廠生產化工產品。天津的工業基礎和便利的交通條件成為許多民族實業的首選地。從20世紀20年代開始,許多新型的化工企業落戶天津,其中包括日后成長為近代知名企業的永利堿廠、久大精鹽公司等。舊有的煤炭、紡織、食品加工等企業也逐步開始向煤化工、紡織化工、食品化工、日用品化工等方向轉化。這種新的工業發展動向既為天津帶來了城市產業升級的機遇,也提出了科技支持的需求。針對工業界對化學人才的需求,南開大學1919年立校時,便開設了化學專業(后改為化學系),此后根據國際學科發展新動向,于1932年首設化學工程系即化工系。不過學校很快意識到,雖完成了學科設置,但由于大學本身與社會企業間來往極少,書本上的知識和技術很難直接轉化為社會生產力。“我國學校與社會之間。夙稱隔闔(閡)。隔闔(閡)之意,蓋謂學科與國情不合。而學生之所學,非即其將來之用也。此其流弊,在工程學科之中,以化學工程為尤顯。”[1]為改變高校與社會脫節的情況,南開大學校長張伯苓與時任化學系主任張克忠決定組建一個以“應用”為主的化學研究機構。這一舉動立即受到天津實業界的正面回應。著名化學家,當時就讀于南開大學化工系的伉鐵儁回憶:“消息傳出,‘應用’二字為實業界,為社會所歡迎,因此當時國內有關方面,有關實業界的人士以及擬依靠研究提供協作的天津化工制造廠家,都捐助資金,促其籌建。”[2]1932年,南開大學應用化學研究所(NankaiReaserchLaboratoryofAppliedChemistory)成立。所內建制(見表1)短小精悍、四海聚賢。由美國麻省理工學院博士、當時在國際化工學界已小有名氣的張克忠主持事宜。同為麻省理工學院博士的化工學家張洪沅擔任所長兼研究部主任,后聘高長庚(少白)為導師,化學家、理學院院長邱宗岳和化學家楊石先指導科研。研究員不僅有留校的本校畢業生,更從國內外著名大學招聘優秀畢業生充實研究團隊。此外,一些南開大學化學系和化工系的在讀本科生,也以“實驗代課”的形式參與應化所的研究工作。與獨立科研機構不同的是,該所與南開大學保持較為緊密的隸屬關系,主要體現在:應化所日常經費由南開大學負責供給;上自所長,下至研究員、助理研究員,同時隸屬于南開大學化學系或化工系,肩負教學與科研任務;所內設備主要依托南開大學化學系和化工系提供。[3]當然,進行特殊研究時,也自行研發一些儀器。應化所還為自身做了三個方向的定位:“一是扶助國內制造事業,代為解決各種化學上及工程上之疑難問題,并研究國內應有工業設法改良,使漸上現代科學方法之軌道。二是研究國外重要制造事業之威法,使其可以移植于國內,而適合于中國環境。三是以工業上之實際工作訓練大學畢業生,使理論課程與實際經驗得以互相聯絡,并啟發青年化工人才之智慧與才能,引入創造建設之途徑。”[1]這三個定位簡單來說就是服務企業、引進技術、培訓人才,這些內容成為該所此后的主要工作。
二、南開大學應用化學研究所的科研活動及特點
應用化學研究所成立后,大量來自社會的委托業務紛至沓來,內容頗為龐雜。為此,該所下設化驗部、制造部和咨詢部三個部門,分別對應處理不同種類的業務。其中“化驗部專代各界分析、鑒定各種工商物品;制造部以研究所得之新法,自行制造各種物品,其結果備我國實業界之采用;咨詢部解答各界關于化學工業上之困難問題。”(見表2)[3]應化所日常業務中,最多的是有關物品分析或委托的鑒定,從1932年建所到1936年5年中,該所共接受委托分析化驗樣品323個。[2]其中內容多涉及工商產業,主要包括對礦石、水源、合金材料、工業原料等成色或成分分析,以及對化工制品、藥品等的質量鑒定。[1]當然,也有為銀行鑒定銀元純度、為法院進行證物分析等其他社會委托。[1]另一大類業務是為企業進行產品或原料的開發,如谷糖、肥皂、金粉、紐扣等的制造,以及電燈泡用藥的配制、植物油的利用等。[1]此外,應化所還幫助企業破解一些生產技術難題,如鍋爐水軟化問題、草帽辮漂白加硬等。[1]應化所的一系列成果,不但產生了良好社會影響,也幫助企業家們逐漸認識到科研對企業存在和發展的重要性。實業家張樹棟在給該所的信中談到:“化學工業,尤有非實地試驗,無以探其奧妙,窺其秘密者。”[1]值得一提的是,應化所開展對外業務時,表現了較強的科技服務規范意識。譬如,規定委托化驗物品者,“須函告所欲分析物品之名稱及用途,并索取委托化驗書。”[4]這樣權責清晰,避免了不必要的糾紛。又如,承諾“凡各界咨詢之問題,其有關于工商業之秘密不愿宣布者,咨詢人預先聲明,本部可代守秘密”。[5]保障了客戶的商業秘密,符合現代工業市場的要求。除接受外界委托外,應化所也根據社會需求,制定了自己的研究規劃。內容主要涉及:“①植物油之利用,如氫化油、油之水化等;②發動機油代替物之尋覓;③酒精及其他發酵工藝;(四)紙漿及人造絲制造;⑤電爐產物制造;⑥工業觸媒作用之研究;⑦金屬侵蝕實驗及預防方法。”[1]作為以應用為目標的研究機構,應化所非常注重科研成果的社會轉化問題。為加速科研成果走出實驗室的周期,張克忠等人實施了兩項舉措。首先,針對“小規模試驗之結果,往往不宜于大企業之實用”的問題,該所采取對所有研究項目先施以半工業式制造試驗,藉以解決該項目工程轉化過程中的困難。在研究具備工業轉化的可操作性后,才將研究成果予以公布。這種研究方略保證了實驗室每項研究均具有高度應用價值,為大學研究成果比較直接、順暢轉化為生產力提供了條件和可能。不過,這種學術追求所消耗的成本大大超過常規實驗室研究。為此,應化所下設了南開化學工業社(南化工社),對一時沒有企業接手的成果,在南化工社先行生產實踐。該社初期資本約2萬元,廠房為應化所自行設計。“其性質實為一試驗工廠,竟欲在試驗工廠中,證實自玻璃器中所得之結論有否錯誤,以堅研究人員之自信心”。[1]這種研究所自設工廠進行科研論證和生產實踐的做法,充分體現了私立大學靈活務實的辦學特點。南化工社后期將部分自行研制的產品投向市場。“‘硬脂酸’為制造雪花膏、香粉必用之原料,但皆系舶來品。南化工社亦有此制造,其質料不亞于舶來品。近又出南化擦銅水一種,頗切于實用。庶務課已代批發于各處矣。聞將來出品甚多,此矣我校對社會貢獻之一矣”。[6]這些產品雖然產量不大,但一定程度起到了填補市場空白、助力產業發展的作用。除日常研究業務外,應化所還致力于技術輸出,為企業培養技術骨干。當時產業界存在“有事無人,有人無事”的局面,應化所認為這主要是國家人才育成戰略缺乏面向實際應用的“中堅人才”,這一問題是制約工業發展的關鍵。“若不補救,則無論何種專家或高深研究,皆無所展其能。”[1]基于此,該所在人才培養方面并沒有盲目追趕20世紀30年代大學爭相開辦研究生教育的風潮,而是將工作重點放在對社會生產一線人員的再培訓上。具體舉措是,一方面與學校化工系合組研究班,“招收新近畢業及離校已久之化學及化工同志,給以相當之學理與研究經驗,俾能得深切之了解及研究之能力,以改革各種制造方法或增進其效率,而對于現方服務之工廠人員,則尤所歡迎。”[1]這種將畢業生召回再培訓的做法,有效解決了學校知識與生產實踐的銜接問題。另一方面,應化所接受企業委托時,常把委托單位的技術、業務人員請到所里,把相關技術教給這些人員,直到學會為止。這對工廠、企業起到了“雪中送炭”“傳授到家”的作用。既在業界攢聚了聲譽,又提高了新技術的推廣速度和效果。
三、南開大學應用化學研究所與天津化工產業發展
應用化學研究所的業務范圍雖然面向全國,但服務于天津產業界的業務比例最大,對天津化工及相關產業起到了巨大的推動作用。在輕化工領域,應化所開發了許多可替代進口的國產原料。如國內印刷業制版所用制版膠以往多依賴價格昂貴的進口膠。該所經過前后四十次反復試驗,終于仿制成功,價格僅為舶來品的三分之一。“送本埠大公報館及美術出版社,請為試用…咸認為滿意”。[1]又如,該所通過從植物梗桿提取制紙原料,生產的漂白紙可替代昂貴的進口牛皮紙,作為印刷紙和書封紙使用。[1]類似研究還有很多,涉及日用化工、食品化工、紡織化工等輕化工業的各分支。如制取制糖所需的骨碳、人造絲制造、糖果業的干蛋白發沫性技術改進等[1],這些研究成果直接降低了天津輕化制品的整體成本,大幅提高了產業競爭力。在產品或技術研發方面,應化所許多項目研究成果,成為天津企業的核心產品或技術。如為王禎祥桅燈廠制造了手電燈反光鏡;為天津達仁堂開發了蜂蜜脫嗅技術;為范永和號開發了茶油硬化技術;為孫恩吉鐵工廠進行自行車鏈發藍研究;為天津公興制蛋廠開發改進制蛋品質量技術等。[1]有的項目甚至直接促成了新企業的孵化。如膠粉在當時廣泛應用于郵票信封口、商品商標招貼等處,在天津這樣的大型工商城市需求量很大,但卻長期依賴進口。應化所受天津實業家孫某委托,開發膠粉配方。通過采取各種方法,選用團粉、漿子粉等不同國產淀粉原料,反復試制,將結果最佳者報告孫某。孫某感到非常滿意,并集資建廠,取名“潔麗漿糊社”。[1]在重化工領域,應化所也做了許多研究。如柴油提煉、棉子油高熱分解技術研究、發動機油代替物的覓得等。[1]該所還直接參與大型重化工企業的生產和建設工作。其典型案例當屬天津利中酸廠的設計籌建。在工業生產中,硫酸與純堿都是不可或缺的重要原料。因此,酸堿工業在當時號稱工業之母。天津當時雖已成為北方工業中心,擁有國內最大制堿企業———永利堿廠,然而硫酸工業仍屬空白。加上硫酸本身具有危險性大,不宜遠運的特性,因此硫酸制造業已成為完善天津工業版圖之亟需。1933年,實業家趙燕秋、吳印塘共同出資組建主營硫酸制造的利中公司。該公司最初在唐山設廠,后“因華北需要頗多,故決擴充資本,建較大工廠于天津,以應社會之需。”但在天津籌建工廠初期,利中公司遇到經費不足的問題,包括廠房、原料、外國工程師等費用,預估在25萬元以上。趙吳二人遂于1932年9月請援于應化所,立刻得到“本所素以提倡工業援助工商界為目的,職責所在,義不容辭”[1]的答復。在天津廠設計過程中,應化所以研究員蔣子瞻為駐廠監督,取代每日15美元薪資的外國工程師,挑選組織國內技術人員取代外國工匠。在建設材料方面,除國內無法置辦者外,均采用國貨,既節約成本,又縮短了工期。在技術工藝上,根據公司實際情況,采用經改進的“鉛室法”制酸。從1933年8月開始設計到1934年5月酸廠試車成功,不到一年的時間里,只花費了13萬元投資,一座日產3噸的硫酸廠就建成投產,這在當時國內同類工廠建設中都是絕無僅有的。[1]產品面世后,業內人士普遍認為利中酸廠生產的硫酸價格低廉,無論濃度、純度及色澤均達到國際標準,甚至某些技術指標還優于日、德等國同類產品。到抗戰爆發前,該產品在華北市場始終居于壟斷地位,成為中國北方首屈一指的工業企業。利中公司曾極力挽留主持設計工作的蔣子瞻擔任總技師,為企業服務。出于支持企業發展的原則,應化所欣然應允了這一請求:“本所雖然人才缺少,而為該廠前途及計,為我國化工事業計,甚愿薦讓,蓋本所之宗旨之一,即在服務社會及人才之訓練也。”[1]從南開大學應用化學研究所研究員轉任利中公司總技師,打通了大學與企業進行科技人才交流的渠道。應化所對天津化學工業的最大貢獻,還在于涵養了一批具有海外游學經歷的行業專家。雖然民國時期高級科研人員的作用已為產業界認識,但以當時中國工商企業的實力,很難將他們吸引過來。這造成了國家消耗巨資派出的留學生,歸國后卻無用武之地的局面。此時大學研究機構的出現,及時為高級人才提供了一展身手的平臺。他們攜海外所學來津,也將天津化工產業的帶到了新高度。由于積累了雄厚的科研實力,應化所屢屢沖擊當時世界科學前沿課題。如民國時期發酵及微生物化學還是新興科學門類,該所則已開始從事這方面研究,其收效最為顯著的是利用高粱發酵制造酒精。研究人員通過在發酵前用高壓蒸煮高粱,在改良培養酵母及酒霉方法的基礎上,使高粱內含的淀粉在發酵時得以充分利用,大幅度提高酒精收率,改變了中國固體發酵制酒成品率過低的狀況。1944年,美國大工業酒精廠Jo-sephE.Seagram&Sons也采用了同樣的技術,只是把固體發酵改為稠狀發酵而已。[2]這些領先技術奠定了天津在全國化工產業中的地位。“中國化學工程學會”一度在天津設臨時會所。直到今天,天津市仍是全國化工及相關產業中心之一。總之,在二十世紀三十年代,天津化工產業騰飛的關鍵時期,南開大學應用化學研究所起到了極為重要的作用。自此,大學的科研能力開始成為中國城市產業發展的核心競爭力。教學、科研和社會服務是現代大學的三大主要職能。十九世紀末中國引入大學制度后很長一段時間里,大學局限于人才育成,其職能并不完整。大學科研職能的喚起,增進了大學與社會的聯系,改變了大學與所在城市的關系。這一動向在辦學靈活且本就與城市具有互動基礎的私立大學身上反應最為顯著。本文所述之天津南開大學即是典例。與近代中國眾多私立大學一樣,缺乏政府資助的南開大學,初期不得不依靠社會籌集辦學經費。盡管部分大學畢業生可作為人力資源回饋城市社會,但大學并沒有成為城市發展的決定性因素。當大學的科學研究活動逐漸展開以后,大學與城市的關系才悄然發生轉變。縱觀南開大學應用化學研究所,雖在設立之初仍有賴于城市的捐款,但很快就為天津產業界提供了生產咨詢、產品研制到業務培訓的全方位服務回報。在此過程中,城市、研究所乃至大學本身,分別成為全國化工產業生產、研發和學術中心,形成了良性互動。大學研究機構與企業界之間,甚至初步形成了當代較為流行的“產學研一體化”趨勢。說明大學已轉入了以知識創新主體的形式,融入城市經濟產業發展新階段。這是中國近代高等教育向現代轉型的重要一步,以南開大學為代表的私立大學在這一過程中扮演了探路先鋒的角色。
作者:何睦
多數人只看到赴美留學光榮的一面,殊不知背后要付出加倍的努力,承受更大的壓力。海外學子漂泊在外,孤獨求學,仍然能夠體會到祖國對我們的關懷,強烈的歸屬感油然而生。作為80后,我們享受著安定,在幸福中長大,也見證了祖國的迅猛發展勢不可擋。身在異鄉,心中想“家”歸“家”的情緒日益強烈。——朱家華
朱家華,2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者。1983年出生,2006年獲揚州大學應用化學工科學士學位,2009年獲南京工業大學化學工程碩士學位。同年起于美國拉馬爾大學攻讀化學工程博士學位。博士期間主攻先進納米聚合物復合材料的制備、表征以及在能源儲存和環境保護方面的應用。目前已在Macromolecules、Chemical Communication等SCI期刊40余篇。參與《半導體納米技術百科全書》等書籍的編寫工作。多次在國際會議上介紹研究成果并作口頭報告。
獲得自費生獎學金對我是一項崇高的榮譽。在國外攻讀博士學位期間,遇到了種種的困難,包括語言障礙、儀器操作、撰寫論文等,但是在導師的指導、家人的關愛和朋友的幫助下,克服了所有的難題。在此特別感謝所有幫助過我的人,尤其要感謝祖國的支持與培養。——白振華
白振華,2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲獎者。1983年出生,2005年獲內蒙古大學電子科學與技術專業學士學位,2008年獲河北工業大學微電子學與固體電子學專業碩士學位,2012年獲日本神戶大學光學工程專業博士學位。畢業后在新加坡南洋理工大學進行1年博士后研究,目前在美國艾奧瓦州立大學繼續研究工作。研究方向為開發高效的可見及紅外光區域熒光納米材料,應用于激光及生物成像方面。留學期間,在國際知名學術期刊上發表文章13篇,其中7篇為第一作者。
在美國留學的5年,是學業充實的5年,也是充滿艱辛和坎坷的5年。能夠獲得自費生獎學金,我十分感激國家對海外學子的殷切關懷。它不僅是對我們學業成就的一種肯定,更激勵著我們今后在科研的道路上披荊斬棘,有朝一日運用自己所學為祖國的繁榮發展添磚加瓦。——盛
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盛,2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者。1985年出生,2007年于南京大學化學化工學院獲得理學學士學位,分別于2010年、2012年獲美國加州大學洛杉磯分校化學與生化系碩士、博士學位。研究方向為錳超氧化物歧化酶的結構與機理,銅鋅超氧化物歧化酶的沉淀機理以及其誘發肌萎縮性側索硬化癥的原因。留學期間,研究成果發表在Proc. Nat. Acad. Sci.,J. Am. Chem. Soc.等國際學術期刊。
獲得自費生獎學金是對我過往成績的肯定,更是對我未來工作的鼓勵。我想和我的家人以及所有培養過我的老師和幫助過我的朋友一起分享這項榮譽。他們的關心、支持和幫助,使我順利地克服了求學路上的種種困難,并最終完成了學業。——趙華鵬
趙華鵬,2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者。1983年出生,2004年、2007年分獲電子科技大學電磁場與微波技術專業學士和碩士學位,2012年獲新加坡南洋理工大學哲學博士學位。2011年至今任新加坡科技研究局高性能計算研究院電子與光電子部研究員(Scientist I)。研究興趣包括應用計算電磁學、電磁輻射與散射、電磁混響室、芯片—封裝—電路板協同仿真與設計,已在相關研究領域發表學術論文34篇。
(甘肅農業大學,甘肅 蘭州 730070)
摘 要:化工實驗是應用化學專業的重要專業課。文章在闡述農林院校應用化學專業開展化工實驗改革意義的基礎上,從化工實驗課程新體系的建設、實驗教學過程的改革、課程考核標準、師資隊伍建設等方面,深入探討了應用化學化工實驗改革的舉措與建議。
關鍵詞:化工實驗;應用化學;農林院校
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2015)07-0065-02
收稿日期:2014-11-09
作者簡介:龍海濤(1982—),男,甘肅蘭州人,甘肅農業大學理學院化學系講師,主要從事化學工藝研究。
基金項目:甘肅農業大學教學研究項目“農業院校應用化學專業實驗教學體系的改革與實踐”(GSAU120108)
一、應用化學化工實驗改革的意義
目前,我國經濟飛速發展,在西部大開發的宏觀政策調整下,西部地區的化工發展水平得以迅速提高,如甘肅蘭州的中石油化學品公司、新疆的天業集團等。隨著西部地區應用型人才缺口量增大,如何培養適應社會需求的高素質應用人才,是實施質量工程、提高本科教學質量的重要任務[1-2]。應用化學專業作為一門實踐性很強的學科,要求學生既要有深入的理論基礎又要具備較強的工程實踐能力,而實踐能力主要是通過實驗手段加以培養。而且在創新能力方面,化工實驗具有獨特的優勢,擔負著由理論到工程、由基礎到應用的橋梁作用。該課程教學水平的高低,對于應用化學專業學生創新能力、動手能力的培養至關重要。
二、應用化學化工實驗改革的舉措
甘肅農業大學化工實驗室的建設旨在建設一個結合西部地區特色的實驗教學基地,合理配置教學資源,為國家培養高素質、創新型人才。但是,由于甘肅農業大學應用化學專業授予的是理學學位,學生存在著重理論、輕實驗的現象。其次,由于學校對于儀器設備等硬件條件投入相對不足,使得學生的實驗開展受到了一定的限制,為此我們在現有的基礎上,從以下幾個方面進行了化工實驗的改革。
(一)構建實驗課程新體系
以前甘肅農業大學的化工實驗主要由化工原理實驗、化工工藝實驗、精細化工實驗三部分組成,未獨立設課,這種實驗體系難以適應新形勢下應用型人才培養的基本要求。因此我們優化資源,將上述三個實驗課程合并,單獨設立了化工實驗課,依照“基礎性—綜合性—創新性”的順序,將看似雜亂無章的內容通過一條主線緊緊地聯系在一起,使得教學內容變成一個有機的整體[3]。良好的實驗課程體系使學生創新能力得以提高,實踐能力加強,縮短了學生走向用人單位的適應期,受到了用人單位及學生的好評。基礎性實驗主要由流體阻力、離心泵、過濾、傳熱等實驗構成;綜合性實驗主要由表面活性劑的合成及性能測定、雪花膏的配置等實驗構成;創新實驗由兩部分構成,一部分由合成氨的轉化工段、烴類裂解等實際應用性實驗構成,一部分是結合教師的科研項目來進行。通過這樣課程體系的改革,使得學生在綜合應用所學課程的基礎上,進一步獲得了較強的綜合實驗能力及解決實際問題的能力。
(二)改革實驗教學過程
1.改變教學觀念,實施“學生為主體”教學模式。以往的實驗教學過程中,強調了“教”的作用,側重于教師講解實驗的原理,實驗的工藝過程,實驗內容大多是演示性、驗證性的。現在我們在保持以往優良傳統的基礎上,加強了“做”。強調教師在學生做的過程中及時地指導、講解;其次,在實驗的設計上加大了綜合性實驗以及研究性實驗的力度。
根據教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案(試行)》精神,“綜合性實驗”是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗;“設計性實驗”是指給定實驗研究目的、要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗;“研究性實驗”是指給定實驗設計目的,由學生通過查閱文獻資料,制定研究路線和實驗方案,摸索實驗條件,經過實踐能得到研究結果的實驗。改革后綜合性實驗和研究性實驗占到了所開設實驗的50%。并且創新性實驗中,學生可以根據自己的興趣愛好,查閱相關文獻,在教師的指導下構思方案、步驟。自行完成試驗工作。這樣的方式改變了以往學生做實驗,照著實驗書一步一步做的方式,提高了學生的實驗積極性,將主動權交給了學生,同時對于實驗中出現的困難以及錯誤,教師應該鼓勵學生從不同角度去思考問題,解決問題[4]。
2.利用計算機仿真模擬實驗。計算機技術發展很
快,用人單位也需求具有良好計算機操作能力的學生,因此推廣計算機在實驗中的應用目前已經成為了實驗教學的基本要求。為此我們建立了化工仿真實驗室,仿真實驗室首先以直觀的形式,使學生全面了解生產,提高了其能力。其次,DCS仿真可以通過教師站對學生站的操作設置事故,使學生自己分析解決問題,彌補了在現場實習能看不能動的問題。因此使用仿真實訓軟件可以提高學生的動手能力,提前熟悉工作情景,增加其分析解決問題的能力[5]。
化工實驗中很多問題需要使用坐標紙作圖,但是存在著誤差較大及處理數據煩瑣的問題,不便于教師及時對于學生的實驗成績進行考核。現在實驗室配備了計算機,在實驗課開設之初,對于常用的數據處理軟件進行講解,學生使用計算機擬合曲線,及時獲得實驗數據,便于教師及時評價考核成績且有助于學生能力的提高。
3.開展大型儀器使用講座。隨著現在科技的不斷發展,實驗結果越來越依賴于大型、精密的儀器設備[6]。學生走上工作崗位也要用到如液相色譜、氣相色譜、掃描電鏡等設備。開放給本科生使用存在容易損壞的問題。針對這一現狀,我們在用儀器之前,開展相關儀器使用的講座,集中講解儀器的工作原理、操作規范、注意事項等,而后教師實地指導上機操作。一部分操作能力強的學生被聘為協管員,使得學生熟悉這些儀器的操作,為他們提高就業競爭力打下了良好的基礎。
(三)改變實驗考核標準
以往考核往往是根據學生的實驗報告給出成績,這是典型的應試教育的思想,對于化工實驗這種培養實踐能力的課程,這種考核方式難以反映學生對實驗技術的掌握程度及對于知識的綜合應用能力。為此我們細化了實驗考核標準,書面報告占到了考核比重的20%,80%為操作實踐,操作實踐中基礎性實驗主要以操作為主,綜合性實驗以學生的實驗結果為主,創新性實驗以學生所查閱資料及擬定的設計方案、實驗結果多方面進行考核。這樣,充分調動了學生的主動性,讓學生自己查閱文獻,擬訂方案,這些措施強化了學生的專業技能,引導學生向加強實踐能力、培養創新意識過渡。
(四)加強師資隊伍建設
實驗課程不僅需要優良的實驗裝置,同時還需要一批優秀的實驗教師隊伍[7]。長期以來,國內重理論輕實踐的實際情況,導致了實驗教師待遇較低。為此我們在積極向學校申請增加經費的基礎上,向校內外開放化工實驗室,有償使用,收取部分費用補償儀器折舊,使得實驗室設備的利用率大大提高,同時實驗教師也得到一定補償。此外,制訂了切實可行的實驗技術隊伍及培訓計劃,鼓勵專職實驗教師積極攻讀博士學位,不斷提高他們的業務理論水平和實踐技能,近年來有兩位實驗教師攻讀博士學位,有三位實驗教師參加了教育部組織的進修和培訓。實驗教學的改革促進了教學水平提高。
(五)健全實驗管理體制
制度是實驗室良好運轉的基礎,為保障實驗的順利進行,我們建立了完善的管理制度,包括實驗室管理細則、學生操作守則、學生成績評定細則、設備管理規范等[8]。由于化工綜合實驗及創新性實驗大多時間較長,我們根據實驗需求,建立了值班制,保證學生實驗過程中實驗教師在場。此外,實驗學期結束后,及時和學生溝通,建立教學反饋制度,對于教學過程中存在問題的儀器設備、試驗方法及時改進,保證教學質量。
三、深化化工實驗改革的建議
(一)推進實驗室綠色化
推進實驗室綠色化建設,其根本目的是從節約資源和防治污染的觀點來考察實驗,其顯著意義是培養并提高學生的綠色環保意識和專業技能。具體措施如下。
第一,實驗室冷凝水的循環再利用。由于化工實驗中很多實驗需要用到冷凝水,因此利用循環泵實現水的循環利用,對于節能及降低實驗室運營成本具有積極意義。
第二,減少試劑用量。試劑用量的減少,不會影響學生實踐能力的培養,但是能減少藥品浪費,降低實驗室污染。
第三,結合農業院校的特色,利用可再生資源或其副產物做化工原料,是綠色化學的一項戰略任務。綜合實驗中我們利用農作物玉米芯提取糠醛,而后由糠醛制備糠酸、糠酮樹脂,再利用糠酮樹脂制備黏合劑。不僅節能環保,而且將多個實驗串聯,減少了中間環節物料排放,充分體現了農林院校的應用化學專業特色。通過以上措施培養學生的綠色環保理念。
(二)加大實驗室建設資金投入,更新設備儀器
優良的儀器設備,能夠保障化工實驗過程中師生安全,也能夠提升化工實驗的效率,提高化工實驗的教學質量[9]。
化工實驗室儀表及管道閥門較多,易腐蝕而造成損耗,投入資金過少,無法進行維護。陳舊的儀器設備降低了化工實驗效率,還有可能威脅到師生的生命安全,是極大的安全隱患。因此,學校要加大投入,更新及維護設備,在設備的招標過程中,預留部分押金,便于督促廠家及時維修更換易損件。
化工實驗對于學生的能力培養及創新能力的提高起著越來越重要的作用,我們應該根據社會對于學生專業知識的需求,積極改革化工實驗,提高學生的實踐能力。與此同時,實驗教學的改革不是一項獨立、封閉的工作,它涉及教學計劃的修訂,同時對于實驗教學設備的更新要求較高。因此,實驗條件及經費的投入是完成實驗教學改革的重要條件之一,相信隨著西部大開發的腳步及國家對于西部學校教育經費投入的加大,高素質實驗教師人才隊伍的建設完善,化工實驗教學將會取得更好的成就。
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近年來,隨著能源電力行業的快速發展,相關知識不斷更新,設備的布置、運行維護和生產管理等環節均發生深刻的變化,企業對學生的實踐能力也提出了更高的要求[3].通過對實踐教學環節進行改革,優化實踐教學體系,將創新精神和實踐能力的培養貫穿于人才培養的全過程。注重理論教學與實踐教學相結合,增加以學生就業崗位工作任務為背景的實踐內容,以多樣化的實踐教學手段提升學生的就業競爭力,培養具有綜合實踐能力的應用型化學專業人才。
1修訂教學計劃,強化實踐教學環節
我校十分重視實踐教學環節在應用型人才培養過程中的地位和作用,注重通用性工程能力和專業實踐能力培養。
應用化學專業在人才培養方案修訂過程中,重視實踐環節內容的設置,并加大了實踐教學環節所占的比重。共設置實踐教學環節40學分,其中專業實踐課34學分,見表1.
結合能源電力行業實際工作崗位的能力需求,設置了化學實驗與分析實訓和應用化學綜合實訓2個綜合性實踐環節,打破實踐課程幾乎全部依附于同名理論課程的模式,促進課程間的交叉與滲透,對學生從化學基本操作、化學分析、儀器分析等方面進行綜合訓練。通過設置水處理工程與技術實訓、燃料和油質分析實訓、材料腐蝕與防護實訓、化學儀表與自動化實訓,訓練學生水處理設備運行與管理以及水、汽、煤、油監督和儀表分析的能力。
此外,在強化實踐教學環節方面,我們既充分利用學校教學資源,加強實踐教學內涵建設。同時積極開發校外實訓場所,與多家電力企業建立了校外實習基地、產學研合作中心。注重第一課堂與第二課堂相結合、校內主導培養與校外實習相結合、教學與科研相結合。
2完善實踐教學體系,創造開放實驗環境
2.1建立“多模塊、全程融合”的多層次實踐教學體
在傳統的實踐教學模式中,實踐課程幾乎全部依附于同名理論課程,導致實踐課程在低層次上重復過多,綜合、設計部分又相對薄弱。為培養學生綜合設計與創新能力,應用化學專業構建了“多模塊、全程融合”的多層次實踐教學體系。
“多模塊”是指將實踐教學內容分為基礎型實驗、設計綜合型實驗和研究創新型實驗三大模塊。基礎實驗以化學基本知識、基本技能和基本操作訓練為主要教學目標;綜合實驗既涉及基礎知識、基本技能,同時將無機、有機、分析等多門課程進行交叉與綜合;研究創新型實驗主要是讓學生利用已掌握的知識自主地完成實驗。從內容選取、方案設計到各步驟的完成均由學生設計完成,提高學生自主創新的能力。
“全程融合”就是將能源電力行業特色全程融合于三大模塊的實踐環節之中。實踐內容的設定均結合電力行業特點,做到將化學基礎知識與能源電力行業有機融合。使學生在認真完成本專業所有實踐課程后,能達到能源電力行業應用化學各崗位的職業能力要求。
2.2優化實踐教學內容
? 結合電力行業的特點,應用化學專業不斷更新實踐教學內容,注重綜合性和應用性,培養學生將所學的化學理論知識應用到生產實踐中,解決實際問題。例如,化學實驗與分析實訓內容包括有機物和無機物的合成、分離和純化,并對合成的產物進行結構表征和含量測定。實訓內容既涉及化學基礎知識和基本技能,還包括分析儀器設備的使用。
課程設計內容在選題方面注重與現代電力企業的實際需要接軌。以模擬工作任務的方式完成全部設計內容,從分析化驗、工藝設計、設備選型、運行操作等方面進行全面綜合訓練,使學生具備在電力相關企業從事工藝、設備設計和安裝等方面的能力,避免到工作崗位上無所適從。
水處理工程與技術實訓內容為指導學生自行調試離子交換、反滲透、連續電除鹽等小型實驗裝置,并檢測其出水水質,訓練學生水處理設備運行與監督的能力。化學儀表與自動化實訓內容以火電廠在線儀表為核心,訓練學生化學儀表的使用方法和維護事項,強化在線監測系統對水處理工藝和質量的控制。燃料和油質分析實訓以煤的工業分析、元素分析、油品分析為主,使學生勝任電力企業燃料的監督管理工作。材料腐蝕與防護實訓訓練學生掌握水垢、水渣和銹蝕產物的分析方法、材料腐蝕的測試方法,掌握熱力設備腐蝕的防護措施。
2.3改革實驗教學模式
傳統填鴨式教學手段和方法不利于學生的學習和實踐教學的開展,在實踐教學中引入多媒體技術,運用計算機網絡技術和多媒體技術等先進的教學手段,可以提高實踐教學效果,使實驗教學的過程更為生動、直觀,從而激發學生對實踐教學相關理論知識學習的興趣,在進行實踐性技能訓練時能夠開展創造性的工作,使自身的綜合實踐能力得以提高。
2.4加強實驗室全面開放為了進一步加強學生實踐能力培養,應用化學專業不斷加大實驗室的開放力度。基礎實驗室、專業實驗室、創新實驗室、科研實驗室等對學生實行全面開放,初步形成了較為完善的實驗室開放體系,滿足了不同層次學生的個性化需求。隨著實驗室開放規模、范圍的不斷擴大,越來越多的學生進入到實驗室,進行各個教學環節的學習和鍛煉,學生的實踐能力有了明顯的提高。
3營造真實的工程實踐環境,培養工程實踐能力和創新意識
應用化學積極開展實踐平臺建設,有計劃、有步驟地完善校內工程實踐環境。2009年以來,申請中央與地方共建實驗室項目7項,沈陽市重點實驗室項目1項。通過新建實驗室及不斷更新與改造原有實驗室,基礎課、專業基礎課實驗開出率均達到100%,較好地滿足了相關專業實驗、實習、實訓等實踐教學需求。應用化學專業還與多家電力企業建設了校外實習基地,產學研合作中心,滿足了本專業實驗、實習教學需求,為學生提供了良好的工程環境,激發學生的興趣和求知欲望,培養學生的創新意識。
為了提升
教師的工程實踐能力,應用化學專業定期選派教師到電力企業進行工程實踐,與企業聯合完成工程項目,提升教師工程實踐能力。選派教師參加行業技能培訓,提高專業技能。鼓勵年輕教師指導學生參加大學生科技競賽,提高創新能力。應用化學專業還從鐵嶺電廠、調兵上電廠、遼寧省電力設計院企業聘請實踐經驗豐富的技術人員為兼職實驗教師,為學生講解工程實際中的問題及解決辦法。開闊學生思路,有效提高了他們的工程實踐能力。 4實踐教學效果
通過上述措施,提高了本專業教師的工程實踐能力和教學水平,提升了學生核心專業能力、工程能力和創新能力。2009年招生至今,通過筆試和面試方式,每年有90%的畢業生就業于電力行業,用人單位對本專業畢業生的滿意度指數逐年上升,實現了預期培養目標。
從全球及國內形勢分析,自金融危機以來化工行業發展放緩,但仍有一批新項目上馬,從而創造出一定的就業崗位,同時對相關專業人才的需求也逐步上升,這就意味著給化工專業的高校畢業生提供了更多的就業機會。
據悉北京化工大學的畢業生就業率能達到90%以上,部分好的專業甚至能達到100%。能有如此高的就業率不得不歸功于化工行業人才的專業特點:其一,專業口徑寬、覆蓋面廣,研究領域涉及有機化工、無機化工、精細化工、日用化工、材料化工、等諸多領域,技術成果可直接應用于化學工業,服務對象遍及化工、石油、醫藥、能源、輕工等各部門。其二,工程特色顯著、知識的可遷移性強,本專業以化學工程與化學工藝為知識結構的支撐點,并將兩者有機結合,化學工程主要研究化工過程及設備的開發、設計、優化和管理,化學工藝則研究以石油、煤、天然氣、礦物、動植物等自然資源為原料,通過化學反應和分離加工技術制取各種化工產品,這些工程技術、系統優化技術和產品開發技術,不僅在化工領域,而且在醫藥、材料、食品等眾多相關領域均大有用武之地,因而本專業培養的學生具有較強的工程能力和工作適應性。
根據天津大學、北京化工大學以及內蒙古相關高校提供的就業信息統計,目前化工行業人才就業方向大致歸為技術與銷售兩大類。從人才需求領域來看,應用化學、工程化學、化工機械的人才需求最大。從中國化工招聘網近期招聘形勢分析,企業需求最大的是化學工程與工藝、精細化工和高分子材料與工程三個專業的相關人才,分別占到需求總數的10%、8.5%和6%。同時化工產品銷售人員也是各化工企業及其需要的,從招聘情況看,化工行業銷售人員必須具備化工方面的專業背景,對產品的生產工藝、原材料和配方要非常熟悉。化工銷售人員屬于復合型人才,不僅要有化工領域的專業知識,還要掌握必要的銷售技巧,該崗位對人才的知識、個性、能力等方面要求都相對較高。
從對人才的要求來看,懂技術、懂管理,能充分運用專業知識和生產經驗,將實驗室成果轉化為產品并推廣到市場的人才,是企業最需要的復合人才。普遍來講,化工行業突出的特點就是行業內分工越來越細,專業創新越來越重要,“專業化”越來越突出,整個行業創新體現在專業技術創新上。化工行業對專業要求嚴格,是因為化工業技術含量較高,且門類繁多,不同產品的工藝、配方,國家標準各不相同,導致人才很難通用,也就是說對于化工人才,專業是否對口很重要。
2.化工企業用人基本標準
市場的競爭就是人才的競爭,在市場競爭越來越激烈的今天,化工企業對人才的需求越來越大。在企業招聘中,我們發現過硬的專業技能往往被各類人才看作是在市場競爭中的重要砝碼,但現在越來越多的企業在招聘過程中卻把對企業的忠誠度放在第一位。忠誠度是任何企業都強調的一項素質,化工企業尤其如此。因為化工企業在生產過程中都涉及許多研究成果和核心技術,如果招聘的人員對企業的忠誠度不高,他們在掌握這些之后一旦不辭而別,對化工企業造成的影響和損失是非常巨大的。因此,相當多的化工企業在評價人才的價值時,都將忠誠度置于專業技能之上。
3.化工行業發展預測及相關人才就業形勢分析
化工是一個周期性的行業,每當有新項目大量投產時,開工率就會下降,經過一段時間的調整加上經濟的增長,開工率將會回升。化工行業接下來一兩年的開工率會相對較低,但經濟復蘇后開工率等指標都會有所好轉。此外,像上世紀80年代初一樣,一些舊的產能項目正在關停,部分效率較低、成本較高的老設備將會徹底關閉。
化工產品需求增長的根本推動力是GDP的增長。通過長年對市場供求關系進行的分析發現,無論是全球還是各個地區,聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴的需求增長都與GDP增長有著明確的關聯,即聚烯烴的需求增長速度大概比GDP增長高2~3個百分點。也就是說,在預期未來全球GDP將以每年3%左右速度增長的情況下,全球對聚烯烴的需求增長將在5%~6%。化工行業能夠繼續保持強勁增長的另一個重要原因是,發展中國家不斷提高的物質生活水平。據預測,地球人口2030年將增至80億左右,其中大部分增長來自發展中國家;同時,全球經濟規模預計將翻一番,達到70萬億美元左右,而化工產品的形式是多樣且不斷變化發展的。因此全球經濟環境的改善,特別是發展中國家的進步,將大大推動能源和化工產品的使用率上升,使化工產品滲透到終端產品市場,如汽車、包裝、建筑、健康和個人護理。
省招生考試管理中心公布了我省2012年普通高校專升本選拔考試錄取最低控制分數線,我省2012年普通高校專升本選拔考試評卷登分統計工作已圓滿結束。經省招委批準,按考生成績與計劃數1:1的比例,劃定了各專業錄取最低控制分數線。錄取工作將于7月8日進行。
社會體育、體育教育、音樂學、音樂學(音樂治療方向)、舞蹈編導、漢語言文學(播音主持方向)在文化課最低控制線上,根據考生志愿和專業測試成績分段(5分一段)從高到低投檔,由學校擇優錄取。社會體育、體育教育專業測試成績80分以上的考生,文化課成績可增加20分投檔。安全工程(民爆公共安全管理方向)和法學(偵查方向)兩專業錄取時,要求考生面試、政審合格;英語專業錄取時,要求口語合格。
各專業最低控制分數線為,非師范類:安全工程(民爆公共安全管理方向)177分;社會體育185分;法學342分;舞蹈編導85;法學(偵查方向)222分;會計學367分;采礦工程325分;金融學374分;測繪工程219分;財務管理333分;電氣工程及其自動化381分;市場營銷298分;機械設計制造及其自動化327分;國際經濟與貿易264分;過程裝備與控制工程335分;護理學209分;計算機科學與技術328分;口腔醫學352分;熱能與動力工程358分;臨床醫學311分;土木工程345分;藥學373分;動物醫學173分;醫學檢驗260分;農林經濟管理222分;醫學影像學315分;園林260分;針灸推拿學394分;園藝256分;中西醫臨床醫學301分;旅游管理346分;中藥學370分;化學工程與工藝349分;中醫學355分;應用化學114分;美術學117分;編輯出版學318分;藝術設計288分;廣播電視編導312分;音樂學185分;漢語言文學(播音主持方向)220分;音樂學(音樂治療方向)145分;漢語言文學(文秘方向)302分;英語396分。
師范類:漢語言文學338分;思想政治教育347分;化學373分;體育教育220分;計算機科學與技術381分;物理學399分;教育技術學278分;小學教育320;美術學268分;學前教育307分;數學與應用數學391分;音樂學195分;生物科學234分;英語407分。
【關鍵詞】獨立學院 應用化學 綠色化學 人才培養
綠色化學是近一段時間內在化學領域的前沿詞匯,綠色化學人才也在時代的發展腳步中顯得尤為重要。綠色化學指的是用化學的技術和方法減少或消滅對于人類健康、社區安全、生態環境等有害的原料、催化劑、溶劑或試劑、產物、副產物等的使用和產生,又稱為環境友好化學。綠色化學的發展是高度符合科學發展要求的,將消除有毒有害物質作為核心理想,從根源處消除污染。應用化學專業旨在培養具備化學基礎知識、理論、技能的人才,而且不僅要具備過硬的知識素質,還要具有一定的化學實踐能力,將學生培養成專業的化學人才。
1構建完整的應用化學知識體系
在獨立學院的發展背景下,要想培養綠色化學人才,就需要對應用化學專業進行適當的更新和改革,并構建出一整套完整的知識體系,發展應用化學專業。在獨立學院培養綠色化學人才并不是紙上談兵,獨立學院多是高校與社會力量共建,培養德才兼備的專業型人才,能夠在大學生身上體現理論與實踐的高度結合。因此,首先需要從專業知識體系著眼,細化每一科專業知識,再搭建一個系統的知識平臺,從而構建知識體系。第一,要找到體系的中心點,對于應用化學專業來講,理論知識和實踐環節都比較靠近中心,而鑒于要培養綠色化學人才,因此要將“綠色、環保、健康”作為知識體系的中心;第二,在體系中心的周圍,對知識脈絡進行分類,綠色化學主要解決問題是環境和能源問題;第三,對每一類的知識“添枝加葉”,在環境問題方面,要把握住化工生產的過程,盡量恢復自然環境中已經存在的污染,解決現有的污染問題,并進一步預防環境污染,在能源問題方面,盡量提高原材料的利用率,循環利用副產品,并減少對于不可再生能源的消耗;第四,要敢于打破固有結構,跳出傳統的桎梏,實現知識的更新換代,這樣才能完成人才的培養工作。高校在發展專業、培養學生的過程中,必須要注意知識體系的構建,這樣才能保證傳授給學生的是完整的、科學的系統知識,在授課階段就避免了學生學習時的一知半解和知識死角,而學生如果掌握的是系統的知識,那么就利于學生對于知識的學習、理解、掌握、應用,進一步完善知識體系,是人才培養的基礎環節。
2提高應用化學專業的教學質量
人才培養需要向教學環節要質量,因此要著重于應用化學專業教學質量的提高,并注意在教學的各個環節中加入綠色化學的教學內容,并對于這一方面的課程要格外重視,才能在傳統的應用化學教學中培養專業的綠色化學人才。首先,確定明確的教學目標,將學生掌握綠色化學知識、提高專業技能作為主要的教學目標,讓學生可以主動運用知識,并指導實際工作;其次,選擇合理的教學方法,才能形成友好的教學氛圍,讓學生變被動為主動,提高學生的學習興趣,深刻地理解綠色化學對于社會發展的重要意義,學生自愿接受有關綠色化學的教育,例如,要充分運用因材施教法、實驗法等,讓學生親身參與教學,自己動手操作實驗,并在實驗環節中發現問題、解決問題,培養學生的獨立思考能力,加強綠色化學的學習意識,并且要滿足每一個學生的發展要求,對于層次不同的學生要給予不同程度的教育;第三,營造和諧的課堂環境,傳統的課堂教學往往是死板的、壓抑的,教師處于絕對的主導地位,學生被動學習,逐漸喪失了學習動力和興趣,進而降低了教學質量,因此,要想培養出色的綠色化學人才,還要活躍課堂氣氛、打造課堂文化,讓教師和學生能夠處于平等的位置上,營造和諧、友好、平等的課堂氛圍,教師放手讓學生自己去學習,才能提升學生的興趣,發揮主觀能動性,進一步提升教學質量;第四,加強教學反饋能夠讓教師及時掌握學生的學習情況,進而及時糾正學生在學習過程中出現的錯誤,教師可以根據學生的實際情況選擇教學方法,這就要求加強師生間的互動和溝通,教師鼓勵學生提出問題,并幫助學生一起解決問題;第五,課堂以外的時間也要積極把握,教師可以引導學生走進實驗室,根據自己的興趣做有關綠色化學的實驗,從而提升學生的動手能力,培養學生的創新思維,只有學生能夠主動地解決問題,才能夠實現人才培養。綠色化學的發展對于社會的發展有著極為重要的意義,需要高校順應時展的要求,積極打造人才培養模式,將應用化學專業的學生培養成綠色化學專業人才。
3加強化學實驗室建設
綠色化學是要求學生具有較強的實踐能力的,無論是解決環境問題,還是解決能力問題,都需要專業人才掌握化學技術,處理環境污染問題,并開發出新型的能源,節約社會發展帶來的資源浪費,因此,這一行業就給高校的人才培養提出了更高的要求。學生能夠走進實驗室,才能夠主動尋求解決問題的辦法,而高校應該投入資金和精力,為學生提供完善的實驗條件,建設科學的化學實驗室,并準備足夠的化學實驗資源,積極鼓勵學生動手實驗。一方面,學校在保護實驗室的基礎上,開放部分實驗室,并為學生提供免費的實驗器材和材料,不應因為實驗時間、實驗難度等各種問題拒絕學生的實驗要求,這樣會使學生的學習熱情迅速下降;另一方面,綠色化學專業發展,應該建設與之相配套的專用實驗室,綠色化學與應用化學、化學工程與工藝、化學制藥等還是存在著較大差別的,雖然使用同一間實驗室影響不大,但是不同研究方向的學生之間會互相影響,進而影響該專業學生的獨立成長,因此,應該建立專門的綠色化學研究實驗室,向本專業或研究方向的師生開放。
結束語
作為化學研究領域的新興學科,綠色化學在如今的時代背景下得到了高度重視,很多專業學者都將目光集中在綠色化學的研究點上。高校的人才培養也應該緊跟時展步伐,著眼于綠色化學專業的發展,符合科學發展觀的要求,建立環境友好型社會。在這樣的背景下,高校構建科學合理的綠色化學人才培養模式具有很強的現實意義,這不僅給高校發展提出了更高的要求,同時也為化學專業的發展提供了難得的機遇。
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1化學知識體系的龐大與無機化學教學時數的限制
隨著學科的發展和知識的豐富,無機化學的教學內容越來越多,書越編越厚,除了化學平衡和元素化學的知識外,還有物理化學的熱力學,反應動力學,電化學及“結構化學”的原子結構等內容,知識點密集且理論性強。以我校化學工程與工藝專業為例,所用教材為天津大學楊宏孝等主編,高等教育出版社出版的無機化學第四版,550頁,教學時間為54學時,在如此短的時間內學完全部內容,顯然是很費力的。因此大學老師的授課方式和對學生的引導就顯得至關重要。
2學生自身條件的局限
無機化學的授課對象是剛剛考入大學的大一新生,一方面他們在高中早已習慣了題海戰術,習慣了中學那種死記硬背的學習方法,面對課時少,知識面廣,思維跳躍性強的大學有著強烈的不適應。在實際學習過程中,他們在學習初期很容易產生眼高手低的感覺,輕視學習,隨著課堂進度加快,中后期面臨著信息量大﹑重復少﹑練習少,心理準備不足,普遍感到學習起來很吃力,茫然不知所措,很容易產生焦躁和厭煩的情緒,甚至越來越不喜歡學習,這樣直接影響到他們后期的學習。另一個方面他們正處在由中學角色到大學角色的轉型期,他們中大都是缺少鍛煉的獨生子女,以前在生活和學習上極大程度地依賴老師和父母,現在突然失去監督和管理,茫然不知所措。很多學生都反映大學老師上課內容多,講課速度快,很多時候都聽不懂老師講的是什么,課后自己看書也不太明白,導致出現“教師忙于講解,學生難以理解”的尷尬局面。其根本原因是忽視對學生學習積極性和自主學習能力的培養,不能突出學生的主體地位。面對大學授課時間少,授課內容多的情況,培養學生的自學能力,突出學生的主體地位顯得尤為重要。
3課程教學內容知識陳舊,缺少靈活性
在長達三十多年的時間里,無機化學一直以化學反應原理,物質結構基礎,元素化學為課程教學基礎內容,知識點更新不大,而且還含有中學的內容。以元素部分為例,元素部分的知識瑣碎,系統性不強,而教材中往往只是羅列材料,削弱了理論對學習元素化合物知識的指導作用,講起來平淡乏味,不利于學生理解和掌握,難以激發學生的興趣。
4落后的傳統教學模式的限制
“以教師為中心,以課堂為中心,以教材為中心”的單一傳統教學模式,使學生對無機化學的學習感到很枯燥,認為是一大堆的英文符號和沒完沒了的數據以及無窮無盡的計算,嚴重地影響了學生學習無機化學知識的積極性,從而難以為社會提供創造性人材,達不到新的教育機制對“無機化學”教學目標的要求。
5師生之間缺乏及時的溝通交流
從老師的角度來看,學生有點太怯于與老師溝通了。大學的老師有一個共同的特點就是與學生溝通較少,很多學生每周只能和老師見上一兩面。相對于高中時同老師的見面頻率而言,明顯少了很多。師生間面對面交流的機會隨之也就大大減少,三成大學生整年“師生零交流”。從學生的角度來看,學生們通常只有在課上或是課間時才會和老師有互動,盡管大多數學生和老師愿意相互交流,但有時候似乎缺乏有效的溝通途徑。
6理論教學與實驗教學的不同步性
化學工程與工藝專業理論課進度相對實驗課有些滯后,導致實驗環節時學生對基礎理論知識不理解,對實驗步驟懵懵懂懂,多數學生完全按照實驗書所給的步驟來做,不加以任何思考,這樣就導致實驗做完原理步驟忘完,完全達不到通過實驗課的學習培養學生的科研能力和科學素養的目的,還會讓學生認為這是一種負擔。針對以上問題,優化無機化學課程的結構和內容,改革教學方式,貫徹新的教學理念,正確引導學生建立正確的學習方法,提高學習興趣和自學能力,培養學生的創新意識和創新能力,并使學生在有限的教學時間內,盡可能多地掌握無機化學基礎知識是擺在我們面前的一項重要任務,勢在必行。
二、具體改革內容、改革目標和擬解決的關鍵問題。
1教學內容的改革
課堂教學內容的變革決定了課程改革的效果,在教學改革過程中要探索先進的教學理念,不斷提高無機化學課程教學水平,使該課程在提高學生素質和能力方面發揮更大的作用。具體內容如下:
1.1精選教材內容,突出重點,分散難點
無機化學課程以“二結構、三原理、四平衡”的基本理論和元素化合物知識為主線,主要講述化學的基本原理和元素的性質以及相關化學反應。在教學過程中既要加強與中學化學教學內容的聯系,又要協調好無機化學與物理化學、有機化學和分析化學中的部分內容的關系,把握好同一知識點在不同學科之間的銜接,避免重復,更好地精簡課時,提高效率。現有的無機化學教材有很多與中學化學,基礎化學,分析化學重復的內容,四大化學反應,原子分子結構是工科無機化學的重要基礎理論,也是教學的難點和重點。
1.2加強無機化學教學內容的針對性
以本專業企業生產、學生就業、考研的實用性為出發點選擇擬講授的內容,形成化學與工程專業,乃至應用化學,材料和環境等專業的全方位的培養模式。工科基礎化學的教學改革應在注重課程整體性的基礎上,選取教學內容,在以突出知識主線的前提下,把握好知識的深度與廣度的平衡,就是在講清楚重要知識的基礎上,讓化學原理與專業知識有機結合。
1.3理論教學與實驗同步,開放性實驗輔助理論教學
對化學工程與工藝專業的學生來說,實驗課的學習也在教學過程中也有著重要的作用,通過對實驗課的學習能夠培養學生的科研能力和科學素養,為成為高素質化工類應用人才打下堅實的基礎。基礎理論知識的理解對學生的實驗技能有著指導性的意義,所以要保證理論教學與實驗教學的同步性,這樣既能保證學生掌握基礎的實驗技能,又能促進其對基礎理論知識的理解。對于理論課進度相對滯后的實驗課,在實驗課環節,教師要在實驗前將實驗知識與理論知識相結合并給予學生系統化,詳細化的講解,不能就實驗講實驗,能為學生引申的盡可能引申,這樣可以使學生做到心中有數,有的放矢,這樣既保證了學生掌握基本的實驗技能,也有利于其對后續基礎理論知識的理解和掌握,理論教學與實驗教學相輔相成,更好地培養了學生的動手能力,思考問題分析問題解決問題的能力以及理論聯系實際的能力,進而培養了學生的科研能力和科學素養。
1.4引入多媒體演示教學
針對工科學生結構化學基礎薄弱的情況,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,制作三維多媒體課件,通過計算機直觀地向學生描述原子的結構,原子軌道圖形,雜化軌道形狀與空間取向,化學鍵的形成及空間圖像等,以動畫形式生動逼真地模擬雜化形成的全過程,充分地利用了多媒體教學的圖、形、聲等特點,使課堂教學形象生動,易懂易記。教師也可以在備課過程中對多媒體課件不斷地進行修改和完善,使教學內容更加完整、充實。
1.5建立一定的平臺及時與學生進行溝通交流
針對師生之間缺乏及時溝通交流的情況,可以建立面對面的平臺或群平臺等,能夠讓學生遇到不懂的問題,包括學術問題題和個人煩惱等等,進行及時的溝通交流,引導學生充分利用業余時間,查閱無機化學相關的文獻,拓寬其知識面,調動其學習積極性,培養其自學能力。今年我帶的化工班特地建了一個群,對實驗中存在的問題及時進行溝通交流,對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,從而提高了學生學習的主動性和積極性。有時候學生會因為一個老師,而喜歡上一門課。
2教學方法的改革
教學方法的改革是課程改革的重要環節,教師應該從教和學兩個方面改善教學方法,將化學基礎知識融于生活,科研和生產,從而培養學生的學習興趣。具體做法如下:
2.1做好新舊知識的銜接,引導學生利用已有的知識解決新問題
培養學生養成課前預習課后復習的習慣,在講授過程中,教師通過設問,提問等方式,引導學生對以前所學的知識進行回憶,引導學生積極思考,用已有的知識解決新問題,這樣就使得學生在學習新知識點的同時,復習鞏固舊知識,從而增強學生學習的成就感和學習無機化學的信心。
2.2引入學生參與的制度,充分調動學生的積極性
對于深度不高的教學內容,鑒于學時所限,可以引入學生參與的制度,提前讓學生查資料,鼓勵學生用PPT形式,做幾分鐘的演講,這樣就由原來的只有教師講授轉為師生通講,充分調動學生課余時間學習的積極性,課后采用互評的形式,這樣不僅鍛煉了學生敢于發言的勇氣,也讓學生更好地積累經驗,為下一次的成功打好基礎。
2.3以科研促進教學,讓專業知識與實際生活緊密結合
無機化學知識點多,理論性很強,學生學起來普遍感到枯燥,很難產生學習興趣。在教學過程中,教師要將課本上的理論與有關的科技研究成果和生活中的具體事例相結合,既有利于避免教學內容的空洞抽象、枯燥乏味,也有利于拓寬學生的知識面,同時還能更好地激發學生學習的興趣。同時也可以安排不同的學術講座,就科學領域前沿的熱點問題展開交流和討論,例如,非金屬材料科學,稀土金屬在人類生產生活的作用,生態環境保護等課題,以豐富學生的第二課堂,讓他們覺得自己所學的知識與社會的發展息息相關,從而增強了學生對本專業學習的信心。
2.4以提高教學質量為核心,培養學生的學習興趣和自主學習能力
針對大一學生要完成從高中到大學過渡的特點,實現從以教師講授為主向以學生自學為主的轉變,教師在課堂教學中要采取有效方法(例如,把化學基礎知識融入生活,將化學基礎知識融入生產,將化學基礎知識融入科研等),激發學生的學習興趣,保證學生的主體性和創造性的發揮,以實現學生智力和非智力因素和諧發展,使學生由“不想學、不會學”轉變為”我要學、我會學”。這對于培養學生終生的學習習慣,促進學生學習能力的發展,幫助學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效果和評價學生學習成效的必要方法,也是教學的重要環節。能夠督促學生平日的學習和客觀的評價學生的學習情況,調整如下:
3.1多元化考核評價體系的構建是檢查教學效果的重要舉措
在高校中普遍存在部分學生平時不學習,考前臨時突擊的現象。為了避免這種不良學習風氣的滋生,應構建多元化的考核體系,以學生的平時考核(占30%)和期末考核(占70%)進行綜合評定。考試進行的載體是試卷,試卷要以能力測試為主導,考查學生對所學基礎知識、基本技能的掌握程度和綜合運用所學知識分析、解決實際問題的能力作為命題的指導思想。在考試題型多樣化的前提下,要將基礎知識與綜合能力相結合,注重對分析問題和解決問題能力的考查。因此命題教師應在期末考試中增加一定比例的綜合素質題,以考察學生綜合運用所學知識、原理來分析和解決實際問題的能力,從而實現通過考試來檢查教學效果的目的。
3.2嚴格平時考核是鞏固課堂教學效果的一個重要環節
在構建的多元化考核評價體系中,學生的平時考核(共計30分)共分為三個部分:出勤情況和課堂表現(占5分);作業及隨堂階段性考試(占10分);專業小論文或小報告(占15分)。布置每個學生根據所學的知識點及試題規范化要求出一份自己認為有質量的試題及答案上交,老師從學生所出的題中擇優選取,考試結束后指導學生互相批改并作出評價,這樣不僅提高了學生的學習興趣同時有力地促進了學生解題能力及綜合運用知識的能力。通過大量閱讀文獻,撰寫小論文,做小報告,從而拓寬學生的知識面,也把平時成績真正的落到實處。最后一次課,我對三個班的學生做了一個調查,在講臺上做報告,撰寫論文,出一套試卷,讓學生任選一樣去做,會怎么選?最后參與的學生65人,做報告,46%,論文:35%,出試卷,19%。選擇做報告的主要原因是具有挑戰性,可以很好鍛煉自己的語言表達能力,并在此過程中體會到了老師工作的不易,培養其在以后的學習和工作中學會尊重別人的勞動;撰寫論文有利于拓寬自己的知識面,發現有很多東西值得進一步學習;通過出試卷發現了自己在學習中存在的問題,加深了對書本知識的理解和掌握。
3.3明確的考核制度可以促進學生端正學習態度
明確的考核制度可以促進學生端正學習態度,促使學生養成一個良好的學習習慣。而且這種針對學習過程的每個環節的量化記錄,有利于教師掌握學生的學習動態,根據平時記錄反饋的信息,及時調整教學方法、優化教學管理,使教學效果進一步提高。
三、結語