时间:2023-08-15 17:24:10
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学与化工的区别,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

关键词:化工园区;封闭管理;数字化平台;安全生产
随着化工企业集聚式发展,化工园区有限的地理空间承载了大量的危险化学品、危险化学工艺甚至重大危险源。为避免进入园区的人、车、物等干扰企业正常生产运行,化工园区实施封闭管理,加强对外来风险的排查管控十分必要。同时简单依靠物理封闭的方式,将影响大部分园区正常交通运行,也不能做到对进入园区风险的实时跟踪。建设化工园区数字化封闭管理平台,打造外部风险源分类、分级、全过程监管体系,提高园区风险预防和应急管理能力。
1.封闭管理难点
(1)园区规划不足弊端明显我国部分化工园区由于企业投产建设较早,在当地是先有大型企业、后有园区规划。因此,在园区规划范围内可能仍阶段性的存在居民区、省道国道等穿越园区的现状[1]。大量的人流、车流每天穿梭在园区内,给企业安全生产带来重大隐患,也为园区封闭化管理带来了难度。部分化工园区规划滞后和早期遗留问题,使得实施封闭管理存在“先天性”缺陷。(2)基础设施信息化程度低园区基础设施信息化的程度,是园区数字化封闭管理的建设基础。园区建设初期常常重视传统基础设施提升,对数字化管理考虑不足。数字化封闭基于对园区路网、建构筑物、危险源等基础数据的精准掌握。园区内危化品运输路线的合理布置、危化品停车厂的智能化管理程度等,都制约着危化品运输车辆智能监管水平。另外,园区内企业智能化管理能力,例如企业门禁管理系统和人员定位管理系统的建设,决定了封闭管理能否深入企业区域。(3)封闭管理需要持续投入化工园区实施数字化封闭管理,在建设物理围栏、周界监控设备、道路卡口、视频监控、门禁设备、智能分析软件等内容的基础上,还面临着持续的维护投入来确保设施稳定运行。同时,也离不开适用的管理制度、成熟的管理人员和高效的组织管理。化工园区实施封闭管理需要设置系统运维人员、窗口办证人员、卡口门禁保安、巡查人员、宣传培训人员等。因此封闭管理有成本,建议结合园区实际情况有区别的设计封闭方案。
2.平台总体设计
化工园区数字化封闭管理平台对进入园区的人、车、物进行精准区别管控,按照“分类控制、分级管理、分步实施”的原则,以化工园区封闭管理办法为基础,采用物联感知层、通信网络层、数据层、基础支撑层和业务应用层的五层架构体系,按照统一的建设标准和接口服务进行系统设计。平台整体架构如图1所示。利用物联感知设备打造前端实时感知网络,通过布设视频监控、电子标签、射频识别、门禁管理、GPS车载定位仪、电子道闸、光纤入侵监测仪等传感设备,建立全方位监测信息感知能力,实时获取人员车辆进出园区信息、园区内危化品车辆位置和轨迹信息、重点区域内人员和车辆信息等。通过标准物联网通讯协议REST/HTTP、MQTT、DDS实现数据采集传输,提供物联网设备标准接入服务。按需使用1:2000或1:5000的地形数据、数字高程数据、矢量要素数据、航空影像数据、建构筑物三维模型及属性数据等,提供基础地图服务[4]。对园区企业信息和门禁信息,重点危险化学品、重点危险化学工艺和重大危险源信息,多种物联网设备监测信息和视频监控信息进行管理。采用关系型数据库管理软件对各类数据资源进行管理,Hadoop分布式存储和计算、Tensorflow深度学习平台和Kubernetes容器化调度等实现数据治理。搭建基础支撑层,提供二三维地理信息服务、感知设备统一接入服务、视频智能分析、大数据算法分析服务等,为业务管理提供支撑。建设数字化封闭管理平台,通过基础信息管理系统对进入园区的人员、车辆和危化品进行分类管控,建设周界区域管理系统对园区不同功能区进行分级管控,建设重点动态跟踪管控系统对核心生产区人员、危化品运输车辆、危险化学品进行全程动态跟踪管理。
3.平台具体内容
(1)基础信息管理系统对进入化工园区管控范围的人、车、物进行分类控制。人员可分为常驻人员和外来人员,其中外来人员又分为园区内各单位访客,施工、检查等工作人员和其他。常驻人员信息直接由园区各单位上报维护管理,园区管委会审核统一备案后,发放园区日常通行卡;企业已经建有门禁系统的,园区系统可以与企业门禁系统直接进行信息共享。外来人员需经其到访单位审批后方可入园,并报园区管委会备案管理。车辆可以划分为园区内部车辆、外来车辆。园区内部车辆由园区各单位统一填报本企业常驻园区车辆信息,园区审核备案后,发放日常通行证。企业已经建有门禁系统,且已经录取本单位常驻车辆信息的,与企业门禁系统实现内部车辆信息共享。外部车辆由到访单位审批入园,并报园区管委会备案管理。同时按照车辆类型不同,可以划分为一般车辆、危化品运输车辆和其他工程车辆。危化品运输车辆作为移动的危险源,单独纳入危化品运输车辆管理系统管理。通过危化品运输单对企业进入园区的危化品进行管理。企业通过系统填报本单位的危化品运输计划,同时申报负责运输的危化品运输车辆,园区管理部门跟踪管控。外来访客管理支持外来人员和车辆入园在线预约申请,预约申请必须选择到访单位,单位接受申请、园区审批通过后,外来访客方可入园,系统且能对外来访客进行区域授权和黑名单管理等功能。个人访客需要填报姓名、身份证号、来访企业、来访时间、来访原因等信息,如果开车入园,同时填报入园车辆信息。信息审核通过后,系统将审批结果通过短信和线上进行反馈。危化品车辆申请入园需要填报车牌号、车型、运输的物品及物品属性、驾驶员信息、运输申报、去往企业等信息。系统提供危化品运输单管理功能,园区企业需将危化品运输计划以运单的方式上报园区,包括危化品种类、数量、承运车辆信息。系统在申请运输的时间段内,对已备案的外来危化品运输车辆自动核实、放行。(2)区域周界管控系统对园区不同功能区进行分级管控。以园区规划周界为边界,按照区域功能不同,在空间地理区域上将园区划分为核心控制区、关键控制区和一般控制区[2]。核心控制区指园区内重大危险源、重点监管危险化学品工艺、重点监管的危险化学品集中的高风险区域。对该区域要求实现物理封闭,并开展全域覆盖式监控、区域人员动态跟踪管理。利用生产区域精细三维模型数据,结合全域视频覆盖监控,对区域内违规作业行为进行智能分析预警,包括违规集聚、吸烟、未带安全帽等。设置区域电子围栏,对非法越界入侵自动检测报警,设置门禁系统,执行严格的核心区进出管控。通过识别生产人员佩戴的智能安全帽、定位标签等智能设备,实现人员精准定位管理。关键控制区指核心控制区以外的化工生产功能区、危险品运输车辆停车厂、化工管廊等风险较高区域。对进入该区域的人、车、物进行统计管控,规划边界入侵报警、门禁管理系统等。整合企业生产区视频资源,进行安防管控。鼓励企业建设生产区二道门管理系统,对各企业关键控制区落实门禁管理、人员定位管理,实现进出生产区的人员、车辆清晰管控。布设化工园区公共管廊边界防入侵设备,对非法越界进入管廊重点区域的行为进行监控预警。开展危化品停车厂管理系统,实现“一车一杆”管控、停车位管理和车辆数量统计等功能。一般控制区指园区内核心控制区和关键控制区以外的行政办公区、公辅设施区等风险较低区域。对该区域主要开展公共场所安全视频监控、办公场所门禁管理。整合园区安防、交通管理的视频监控资源,对一般公共区域进行视频监管,园区发生紧急事件时,可以利用人脸设别技术、车辆识别技术等智能分析方法进行快速分析。建议在重点办公场所设置门禁系统,方便进行人员分布情况分析。周界管理主要是对园区的规划边界进行人、车、物的进出管控,条件允许的园区可以考虑物理封闭模式。对于主要公路穿越园区或其他特殊情况的园区,可以考虑分区封闭管理。针对周界出入路口,通过安装道闸、人脸识别、车辆识别等设备,自动识别进入园区的人员、车辆信息。对于已经完成常驻人口、内部车辆备案的,系统自动放行并记录其当天进出园区情况;已经完成访客登记审批的人员和车辆,系统自动放行、记录其进出园区情况;对于未完成访客登记审批的,禁止入园;对于特殊情况放行入园的人员和车辆,在园区路口处补充填报临时信息,系统自动列入重点跟踪排查名单。针对园区周界外物入侵,优选布设高空瞭望、红外射频、一般视频监控等设备,应用电子围栏技术,对违规闯入园区封闭管控范围的人、车、物自动识别预警。(3)动态跟踪管理系统危化品运输车辆动态跟踪,是利用车载GPS跟踪定位、视频、卡口等数据,实时掌握进入园区危化品运输车辆信息、位置和数量,实现危化品车辆信息统计、车流量分析、违章查看、实时车辆定位监控、轨迹追踪等功能。人员分区分级统计跟踪,是通过对门禁系统和访客系统的数据统计,进行园区人员数量统计分析。可实时自动生产区域员工、外来施工人员、访客等的数量、位置信息,并在地图上显示不同区域内的人员数量。
4.结语
化工园区数字化封闭管理平台建设,是一种对外部风险因素的高效管控方法,有助于减少外部风险对园区安全生产的影响,达到对进入园区范围内人、车、物全域精准管控目标。但是化工园区推行封闭管理模式的效果,受园区管理水平、企业信息化程度、基础设施建设、资金持续投入等因素影响,大多数园区很难通过一次建设达到最理想的封闭状态。建议园区根据自身发展情况,有侧重、有区别的推进封闭管理各项建设内容。
【参考文献】
[1]贾琳.对我国公路穿越化工园区的封闭化管理方案研究[J].化学工业,2018,36(05):52-56.
[2]施志荣.化工园区封闭化及安全管理模式研究[J].化工安全与环境,2021(19):7-12.
[3]曲堂东.物联网背景下的化工园区封闭化智慧管理平台研究[J].化工管理,2020(07):5-6.
关键词:甲醇 生产工艺 生产技术
一、甲醇下游产品的生产工艺及其改良
1.甲胺的生产工艺及其改良
甲胺在甲醇的加工产品中主要存在于甲醇后加工产品之中,甲胺作为甲醇的重要后加工产品,是重要的化工原料之一,其应用的领域非常广泛,例如在农药、医药、橡胶、制革、化学纤维、溶剂等领域都有甲胺的参与,并且甲胺在这些领域都是以基本原料的作用存在的。目前在我国只要采用的制造甲胺的方法是甲醇气相催化氨化法,这种制造甲胺的主要工艺是在一定的温度、压力下,原材料甲醇和氨经过持续计量和配料,建立能够有效控制原料和流量的计量和配料系统,这一计量和配料系统经过反应器的催化剂床层进行甲醇气相催化氨化反应,从而得到一甲胺、二甲胺、三甲胺同时发生的一些列主反应和副反应。为提高甲醇气相催化氨化工艺之辈甲胺的效率,甲胺的转化率必须达到97%以上,通过主反应和副反应的混合甲胺应该和没有发生反应的甲醇和氨通过一定的方法进行分离,已能够形成一甲胺、二甲胺、三甲胺产品,在形成产品之后应对甲胺进行有效回收, 由于市场对一甲胺和三甲胺的需求量较少,在回收过程中应对其进行返回合成,通过配料系统对其进行的再氧化和歧化反应便可将一甲胺和三甲胺生成二甲胺,这样就可有效提高能耗。[1]
对于甲胺工艺的改良主要从两个方面进行考虑,一方面是对催化剂的有效改进,另一方面是对相关工艺的有效改良。首先,由于我国的二甲基酰胺市场对二甲胺的需求量呈直线上升的状态,这样一来,传统工艺中二甲胺就不能满足现今市场中的大量需求,为了改善这一局面,我国很多研究单位和专家都加强了对二甲胺的非平衡甲胺催化剂的研究与开发,通过改良的非平衡甲胺催化剂,不仅可以使原材料在相同的温度和压力下提升液相空速,可以提升甲醇的转化率,这一改良后的甲胺催化剂已经进行了成功的工业化实验,随时可用于工业生产。
对于相关工艺的改良,主要是通过采用改良的、节能环保型甲醇连续气相催化氨化的工艺对甲胺进行制造,在制造的过程中采用的原料一般都是甲醇和液氨,在一定温度和压力条件下,等温型甲胺合成反应器通过化学反应进行甲胺合成,通过合成和反应后的甲胺则可以经过恒沸精馏、萃取精馏两种分离工艺对一甲胺、二甲胺和三甲胺产品进行制造,其中粗氨中二甲胺的贡献率达到一半以上。
2.二甲醚的生产工艺及其改良
二甲醚是重要的有机化工原料之一,在各工业领域都有着重要作用,例如,它可以应用在燃料制造的工业中,也可以作为制冷剂、气雾剂和发泡剂使用。二甲醚之所以被称为是新世纪清洁能源之一,主要是因为它以及它的混合物可以代替柴油机中的燃料,具有非常理想的燃烧特性和排放特性,二甲醚作为一种化学原料,是一种可以大量生产的再生能源,这是其最大优势之一。根据政府采取的相关政策,我们可以明确知道二甲醚作为煤基清洁燃料来代替石油已经被广大群众所认同。对于二甲醚的制取工艺主要有两种,一种是使用甲醇脱水制取,另一种工艺是用合成器直接进行合成。
对于甲醇气相脱水制二甲醚的改良,主要是通过了解市场对二甲醚的需求规模,利用甲醇通过载有金属氧化物的催化作用进行相应的气相脱水反应。这种反应是一种放热反应,由于在反应过程中温度过高会使甲烷、乙烷等与二氧化碳的副反应增加,副反应的增加会直接影响到二甲醚的选择,因此在操作过程中一定要及时将热反应移出。这种改良方案应该采用等温型二甲醚专用反应器,以有效保证反应的温度在一定范围内。
二、甲醇下游产品生产技术的进展状况
1.甲醇合成技术的进展状况
如今,世界上对于甲酸的生产主要采用的方法是低压法,这种方法早在上个世纪七十年代就已经在制造甲酸时被广大制造商使用,因此,低压法制造甲酸已经成为制造甲酸方法的主流。世界上的所有甲酸工艺流程基本上是一致的,各种甲酸制造的区别只在于反应器的设计、反应热的移出以及回收利用方式的不同。在甲酸反应器的设计中,所有的甲酸制造反应器都有所差别,基本上没有相同的反应器,反应热的移出方法可以根据不同的制造方式有所不同,对于甲酸的祸首利用方式则更是多种多样。甲醇的合成系统主要包括合成气压缩、甲醇合成、反应中的热量回收以及甲醇分离等要素。目前世界上先进的主要合成塔包括多段冷激式甲醇合成塔、管壳式甲醇合成塔、统管式合成塔、多段径向甲醇合成塔、双套管甲醇合成塔、绝热式甲醇合成塔等。[2]
2.甲醇精馏技术进展状况
在甲醇装置的精馏工艺中,根据不同的工艺热量消耗可以分为两塔流程和三塔流程的工艺形式。在两塔流程和三塔流程的区别上,主要表现为工艺指标和热量的消耗,其中主要的区别是热量的消耗,在工艺指标中,两者之间虽有差别,但差别不大。在三塔流程中,由于主要采用的双效精馏模式,这种模式的采用可以直接降低冷却水的消耗,也可以在一定程度上减少热能的消耗,但是,这种模式的采用也存在不合理的情况,例如设备的投资较高,早实际操作中由于程序较多,使得操作起来相当复杂,给操作人员带来了极大的困扰。而两塔流程则不同,它主要采用的是单效精馏模式,这种模式虽然设备投资较低,程序较少,操作起来较简单,但是对于较少冷却水和热能的消耗却达不到最佳效果。从中,我们可以清楚的看到,两种流程都各有优点和缺点,若能够将两者结合起来应用,则会达到最佳效果,既能降低能量的消耗,又能解决投资。[3]
总之,为迎合市场对甲醇下游产品的需求,生产商应在原本工艺基础上加强对生产工艺的改良,同时,要在熟知现有甲醇生产技术的基础上加大对甲醇技术的研究,以能够满足甲醇市场的需求。
参考文献
[1]孙建民.甲醇下游产品生产工艺的改良[M].节能新技术,2010(12).
【关键词】化学工艺学 教学改革 石油化工
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)16-0001-02
广东石油化工学院坐落于中国南方最大的石油生产基地——广东省茂名市,为华南地区唯一一所石油化工特色院校。学校的化学工程与工艺专业是国家级特色专业建设点,毕业生遍布全国各地的石油化工行业,就业具有很强的针对性,深受用人单位欢迎。广东石油化工学院化学工程与工艺专业人才培养的目标是为社会输送具备化学工程与工艺基本理论、基本知识和基本技能,具有较强工程实践能力、良好的创新意识和较高综合工程素质的人才。毕业生能在石油炼制、石油化工、能源、环保、材料等部门从事工程设计、技术开发、生产管理等方面的工作。化学工艺学作为该专业一门重要的专业课,是基础化学、化工热力学、化学反应工程、化工原理等课程的综合应用。通过该课程的学习,要求学生掌握化工生产的基本原理、主要化工产品的生产方法、工艺流程等。在化学工艺学课程教学中,应注重强化学生的工程意识和基础知识的实际应用能力。
一 结合石油化工特色,创建课程群
从人才培养的角度看,石油化工高校培养的毕业生应具有较强的工程实践能力、良好的创新意识和较高的综合工程素质,以适应石油炼制或石油化工等相关行业的人才需求。毕业生不但要懂得某一专业的基础理论,还要具有某一岗位所需要的生产操作和组织能力,并能在现场进行技术操作和改进,解决生产实际问题。因此,广东石油化工学院石油化工专业所培养的人才具有基层性、实用性和技术性,这是本专业区别于其他普通高校教育的一大特色。根据本专业的特点和学生的基础及接受能力,以培养学生的综合实践操作能力和创新能力为主线,可将石油炼制工程、石油化工产品分析技术、石油产品应用技术与开发、石油储运基础等课程创建一个课程群,围绕本专业人才培养目标,对各课程的主要内容进行精选优化,调整化学工艺学的教学内容。可从这些主干课程中选择一些典型的石化产品,作为化学工艺学的教学案例,分析这些石化产品的生产方法、工艺流程、工艺参数、条件影响等。这种处理方式对课程群里面其他的课程教学可起到辅助和巩固的作用。
二 优化和更新化学工艺学的教学内容
根据教学大纲对教学内容进行处理,把各章节内容按照了解、掌握、应用、设计等不同要求作详细的定位。例如,对于工业生产中已经不采用的生产方法,只要求学生了解某种工业过程可能有多种生产方法即可;对需掌握的内容,可以要求学生对各种生产方法进行比较,分析其适用范围、效果、操作条件、能耗等,从技术经济的角度选择生产方法。学生不仅要掌握教材介绍的几种基本化工产品的生产,而且其生产--方法要会应用,能够举一反三,要能设计出一些简单的生产工艺。例如,在讲授合成氨时,可以先引入哈伯法合成氨工艺的历史及哈伯本人的一些简介,既可以提起学生对合成氨工艺的学习兴趣,又可以了解一些名人的事迹。当学生有了兴趣之后,可以从不同的原料角度,引入不同的生产工艺,如以煤为原料,以天然气为原料,以重油为原料的合成氨工艺,其各自的工段均有所不同,可以在讲授完后让学生总结各不同原料合成氨工艺的异同,这样学生学完之后印象深刻,可以吃透这部分内容。
另外,在组织化学工艺学教学内容时,应着重突出石油化工特色。在第一次化学工艺学讲授过程中,让大家认识到本门课程的针对性、重要性及实用性。在第一章“绪论”部分组织讲授材料的时候,可以结合茂名炼油产业链,围绕几个关键词如石油化工、石油炼制、乙烯工业、茂名乙烯、石化工业区等展开内容学习。例如,乙烯工业是指以石油馏分为原料裂解生产乙烯为主,同时生产丙烯、丁烯、芳烃等产品的生产过程。乙烯是石油化工的基本有机原料,目前约有75%的石油化工产品由乙烯生产。乙烯主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯等多种重要的有机化工产品,乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。再如,对乙烯产品结构的介绍(塑料类、合成橡胶类、液体化工类);对长三角、珠三角、环渤海湾大型炼化一体化企业集群及沿长江产业带分布的介绍等,这些内容可以让学生清晰地认识未来的就业方向、就业区域和就业前景。在这种情况下,学生会充分认识到化学工艺学这门课程的针对性和重要性,在后面的时间里自然会重视这门课程的学习,因为这些内容的学习与他们未来的就业息息相关。
围绕本专业人才培养目标,针对毕业生的就业特点,广东石油化工学院的化学工艺学这门课应该调整教学内容,注重重点内容的凝练。其重点内容应围绕乙烯工业展开。
如以茂名石化乙烯为例,学习乙烯生产原理、工艺技术、产品应用等基本知识;以茂名石化工业区为例,学习乙烯下游产业链、产品应用等基本知识。
乙烯生产原理主要包括乙烯生产过程中的化学反应规律、反应机理、热力学及动力学分析,乙烯生产的工艺参数和操作指标(如原料性质及评价、裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度等)及乙烯生产的工艺过程等。
三 适当引入双语教学
关键词:化学教学;激发兴趣;实用教学
“兴趣是最好的老师”。这句话人人皆知,但如何在化学教学中激发和提高学生的学习兴趣,是我们做老师的重点研究的问题,也是仁者见仁,智者见智的问题,本人根据多年来的教学过程,有些体会,以期和同行共同探讨。
1明确学习目的
在刚刚开课时,要使学生明白,学习化学这门学科,不单单是为了考试,而是为了了解自己本身和所生活的环境,解释和解决生活中出现的问题,有助于人们更好的生存,从而激发学生学习化学课程的兴趣。要达到这个目的,可以结合课本上的内容用大量的生活实例和化学技术新进展来加以说明。例如:电动自行车的普及、光纤上网、人造器官等学生感兴趣的实例来说明学好化学科学的重要性及其实用性。
2教学方法多样化
在明确了目标之后,教学过程就是具体的实施了,那么在教学过程中,要采用多种多样的教学方法,激发学生学习化学课程的兴趣。
2.1 实验教学法:化学是一门以实验为基础的学科,实验教学是指通过演示实验、学生实验、家庭小实验等让学生掌握化学实验方法,具备一定的化学实验技能和化学实验能力,养成科学精神、科学态度以及良好的实验习惯,是化学学习达到较高水平的重要条件,也是化学教育的目标之一。化学实验活动是一种复杂的活动,其中既有操作成分,又有心智成分;既有智力成分,又有非智力成分;既有意识成分,又有非意识成分;既跟知识经验有关,又跟技能经验有关。化学实验是学生学习化学的重要途径。通过化学实验,更易于理解和掌握化学概念和化学原理。
2.2 多媒体教学法:多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,通过教学设计,合理选择和运用现代教学媒体,并与传统教学手段有机组合,共同参与教学全过程,以多种媒体信息作用于学生,形成合理的教学过程结构,达到最优化的教学效果。化学课程中,有许多知识是很抽象的,学生难于理解和掌握的,比较枯燥,那么这时就要采用多媒体教学,变抽象为直观,来解决教学中的难点。例如化学反应原理等教学内容,这些内容在普通学校是无法观察和实践的,因此要采用动画或观看有关科教纪录片的形式来演示。课件可以自己制作或上网下载,录像资料可以从电视上录制,如中央电视台科教频道的《走进科学》系列节目、《探索发现》系列等栏目。
2.3 例证法:例证法即是运用归纳推理,通过列举典型、真实、带普遍性的事例,从特殊推一般,从个别推全面,以证明论点正确性的论证方法。在课堂教学中,教师可以用社会热点、日常生活中学生身边大量的实例来对相关化学知识进行讲解,从而激发学生的学习兴趣。例如在讲解石油和煤时,结合西气东输工程、中东战争中的能源因素,让学生了解化学与能源及材料的关系,激发学生的学习兴趣。由于教学内容很多,在这里不一一举例了,只要大家细心观察,并和化学知识相联系,都可以在生活中找到典型的事例。
2.4 类比法:类比是指在新事实同已知事物间具有类似方面作比较。类比法是人们所熟知几种逻辑推理中,最富有创造性的。科学史上很多重大发现、发明,往往发端于类比,类比被誉为科学活动中的“伟大的引路人”,是它首先推动了假说的产生。尽管类比不能代替论证,但可以为理解新知识、概念和规律提供依托。学生在日常学习生活中积累了一定的生活经验,用学生身边的事例进行类比,可启发学生的思维,调动学生学习的积极性,培养学生在生活中观察和分析事物的能力,激发学生的学习兴趣。在使用类比方法时,要注意各种不同事物之间的差异和区别,在引进新概念、新规律时,应当进一步把它们的本质讲清楚。只有这样,才能使学生更好地理解所学习的内容,启发学生的思维和加深对学习内容的理解,在教学中起到举一反三的好效果。
2.5 探究法:学生对事物有天然的好奇心和探究的愿望,学习的进行很大程度上取决于这种自然倾向的激发,因此采用探究的学习方法,可以很大的激发学生学习化学课程的兴趣。探究性学习的目的在于将学生从单纯地接受式学习方式,转变为自主学习的学习方式;将教师从知识的传授者转变为学习活动的组织者、参入者和导航员。按照这种师生组合,教师的主要责任是为学生构建开放的学习环境;提供多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机会;让学生感受、理解知识产生和发展的过程,促使他们形成积极的学习态度和良好的学习策略,培养创新精神和实践能力。
2.6 角色扮演法:根据教学内容,创设情景。让学生扮演角色,从实用的角度出发,来学习、应用化学学知识,从而激发他们的学习兴趣。例如:关于硫酸工业综合经济效益的讨论教学中,我提出以下问题:化工生产与化学科学研究有什么区别?何谓化工生产的“三废”?让“三废”自由排放有什么危害?如加以利用有什么好处?硫酸工业的“三废”是如何处理的?以硫酸工业为例,说明如何利用反应热?如何确定化工生产的规模和如何选厂址?然后将全班学生分成若干小组,假设每个组分别担任投资商、工程师、市长、工业局长、环保局长、旅游局长、土地局长、市民等角色,从自己的角度出发分析利弊并进行决策。然后让学生先自己设计方案,相互讨论,把存在的不足降低到最低,最后老师评价、总结出一套合理的、科学试验方案应该遵循的基本原则和方法程序。课后布置学生调查附近的硫酸厂和其他化工厂的环境问题和经济效益,并评价其生产规模和厂址选择是否合理,写出报告或提出合理化建议。其他的教学内容也可以找到合适的角色让学生来担当,从而激发他们的兴趣。
3其它方法
清洁生产,是指产品在生产过程中以及生产产品之后,继续防治的环保方法,从而达到减少危害人类健康和污染环境的目的。它主要控制两个全过程:控制产品生产的过程、控制产品生命周期的过程。控制生产的全过程,指的是要节约资源、原材料和能源,尽量少用或者避免使用有毒有害的原材料,在一定程度上减少化工行业废弃物的产生量和排放量;控制产品的生命周期全过程,就是要减小产品在生产过程中以及使用时对人类和环境产生的影响和危害。清洁生产在一定程度上而言,就是预防生产过程和产品对人类及环境的一些危险,同时又能充分适应人类的生产和生活需要,使社会经济效益达到最大化的一种生产模式。我国工农业生产的发展离不开化工行业,现在我国许多化学行业都会应用一些化工生产技术并生产一些化工产品,很多都是是二十世纪四五十年代研究开发出来的。同时我国的化工工艺路线种类繁多且比较复杂,并且产品的收率也较低,其所用的原料中也有很多是易燃易爆或有毒有害的物质,而且反应条件比较苛刻,大多数都是在高温高压的下进行的,这些特点说明了化工生产行业是一个污染高、能耗高的行业。而且传统的化工生产产生大量的“三废”:废水、废气、废渣,在很大程度上污染了环境。对环境造成了很大的污染和危害,因而化工行业的清洁生产就是一个迫切需要解决的重大课题。
二、化工行业清洁生产手段
随着人们日益增强的环境保护意识以及日益严格的环境保护法规,科学家和化学家们发明了从污染的起始阶段开始预防和治理环境污染的清洁生产工艺,先污染后治理(也叫末端治理)的环境治理方法已经被生产全过程控制所代替,以前所使用的传统的生产模式已经被清洁生产模式所取代。清洁生产技术工艺主要包含生产管理和改革生产工艺两点,就是要利用“清洁生产技术工艺”来减少甚至避免废弃物的排放并且回收可再生利用的废弃物。清洁工艺与过去采用的生产工艺相比较而言,它更加合理地利用了原材料、资源和能源,并采用了高效率、少污染的生产设备装置,在生产过程中减小或者去除了污染废弃物的产生和排放。在化工行业的设计起始阶段引进清洁技术,可以使产品已有的生产工艺发生根本的改变;如果在产品现有的工艺路线中引进清洁技术,可以分离和利用本来要排放的污染废弃物,从而达到无污染的循环利用策略。
三、化工行业清洁生产的管理
清洁生产技术的实现离不开化工行业清洁生产的管理,而好的管理模式既可以降低成本也可以提高产效。经典的管理模式主要包含以下几个内容:
(1)节约生产成本的投资,节约原材料的使用,做到少用甚至不用价格昂贵或者比较稀有的原材料,少用甚至不用对人体以及环境有害的原材料;做到物料的循环回收利用,可以采用回收处理的二次材料替代原材料。
(2)控制产品的清洁,保证产品干净无污染,在使用时不会对人体健康产生危害,使用后不会污染环境且可以循环可再生利用;同时也要对产品进行适当的包装,这些包装原料必须容易降解且对环境无污染。
(3)在设计产品和提品服务时,应该把环境因素纳入到考虑范围中。
(4)利用清洁干净无污染的能源,比如可以利用新型能源或者利用可再生的能源,或者采用节能技术使用常规的能源。
(5)在处理废弃物时,可进行二次资源回收,循环回收利用,从而可以提高物料的循环利用率。
(6)生产的全过程必须保持清洁,减少或者避免生产过程中可能产生的一些危险因素,应尽量使用高能效的装备,同时避免产生一些有毒有害的中间产物,还应保证生产过程中操作简单容易控制并保持卫生。
(7)循环可再生利用废弃物,下一家化工厂的原材料可以来自于上一家化工厂的废弃物。
四、化工行业清洁生产管理的原则
当然化工行业清洁生产的管理必须遵循生产的管理原则。化工行业清洁生产管理的原则主要包括以下几个方面:
(1)生态环境无危害,保证清洁生产过程没有危险性,不会产生废水、废气和废渣,不会产生污染大气、水资源以及土地的污染源,同时更不会危害化学工艺操作人员和当地居民的身体健康,这个原则的实施有利于高效率的环境管理和环境监测。
(2)合理的组织生产,主要是指合理的利用原材料,优化产品的工艺路线,设计出低能耗和原料的生产工艺路线,减少人力物力的投资,并利用新型能源和新型原材料。
(3)系统性的清洁生产原则,如果要考察一个产品的化工生产步骤,就应该最先弄清楚这个步骤在全周期中所发挥的作用以及重要地位,同时与之相邻的步骤以及后续的步骤之间的相互关系。如果要研发一个产品的生产流程工艺路线,就要注意它在工业生产的重要地位、原材料的出处来源、废弃物的回收处理以及它同其他生产之间的协调关系。如果要设计一个新的产品种类,就要从生产过程以及消费者的使用等周期过程考察了解,除了要设计制定它的生产工艺,还要安排它使用完后的去向。
(4)综合性的清洁生产原则,化工行业应综合利用三废,从而实现三废资源化,一种产品的废弃物可以经回收后加工处理以转变为新的品种的产品的原材料,有时也可以直接回收处理再次生产该产品。比如应用吸附剂(活性炭)、离子交换树脂、膜材料等材料或者聚合、分离、萃取、吸附等技术手段,可以从废弃物中分离出有用物质的技术与材料。
(5)闭合性的物流,就是要做到在生产过程中无三废产生,这是和传统工业生产的主要区别也是最大区别,现在化工厂最主要的任务就是要把外界供水、内部用水以及净水相结合,以达到化工企业用水的闭合性,尽量使化工厂做到无废水的产生和排放。
(6)全力贯彻实施三废污染全过程的控制以及综合预防治理的计划,控制三废污染的全周期,并从减少废料、预防污染的方面研究出合适的替代方法,尽可能的做到减少甚至避免三废污染物的产生量和排放量。
五、总结和展望
【关键词】3+2 培养目标 课程体系 实训条件
一、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科培养目标比较
山东理工大学化学工程与工艺专业的培养目标为“通过四年理论学习、实验及实践训练,培养德、智、体、美全面发展,具备化学工程与工艺方面的知识,具有创新意识、社会责任感和道德修养,能在化工、炼油、冶金、能源、材料、轻工、医药、食品、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、工艺操作、技术管理与科学研究等方面工作的工程技术人才”。
淄博职业学院应用化工技术专业的培养目标为“培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济生产、建设、管理和服务第一线需要,具有较强的就业竞争力和发展潜力,掌握应用化工技术专业的基本理论知识,具备化工总控工(中级)岗位操作能力,面向淄博市及周边地区化工、医药及其相关产业,能胜任化工生产一线的化工工艺操作、工艺控制、设备维护保养、产品质量检验及化工生产一线管理等工作的高素质技能型应用人才”。
从培养目标对比看出,本科专业人才培养的目标更为宽广,主要就业覆盖面有层次;高职人才培养的目标更为具体,就业面向更有针对性。
“3+2”对口贯通分段培养的目标是两者的综合和有机结合,体现了省教高(2013)13号等一系列文件的意图,既实现了人才分段培养的灵活性,又体现了人才联合培养的贯通性。
二、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科课程体系比较
通过“3+2”对口贯通分段培养专业与高职、本科专业课程设置比较可以看出,高职应用化工技术专业执行方案共有35门课程,合计157学分;本科化学工程与工艺专业共有课程57门(选修按5门计算),合计184学分;“3+2”对口贯通分段培养专业拟设置61门课程,合计223学分。
“3+2”对口贯通分段培养专业方案的学分数比本科方案高出21.2%;比高职方案高出42%。由于“3+2”对口贯通分段培养专业学制为5年,比普通本科修业年限高25%,比高职修业年限高出67%,所以课程设置数量在合理的范围内。
从课程设置模块来看,三个专业人才培养方案中公共基础课程的数量都在15门左右;但专业基础课程和专业核心课程区别较大,“3+2”对口贯通分段培养专业比本科、高职相应专业要多,说明通过“3+2”对口贯通分段培养,循环提升了学生的专业理论知识和专业实践技能。
三、山东理工大学与淄博职业学院实训条件比较
1.山东理工大学化学工程与工艺专业实训条件与特点
(1)产学研合作平台为校内外实习实训基本条件建设提供强有力的支撑
化学工程与工艺实验中心实验室面积约6000m2,教学仪器设备总值约2300万元,拥有化工原理、化工工艺、分离工程、反应工程、化工仿真等8个实验室。本专业在15家大中型化工企业建立了实习、实训基地,能满足在校生校内外实习实训基本要求。
(2)“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系
本专业多年来致力于开创全新的集知识传授、技能培训与开拓自主创新潜力于一体的实验教学模式,实践教学体系按阶段、分层次构成,将产、学、研结合作为主线贯穿于实践教学体系之中,着力构建“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系。在传统实践教学体系的基础上,通过增加实践课比例,增设现场课教学、综合设计讨论课等特色教学手段,建立具有理论与实践相结合、动脑与动手相结合、学懂与会用相结合的综合运用能力培养模式。为培养学生的综合运用知识的能力,在“化工工艺学”、“化学反应工程”、“化工原理”等课程中增设综合设计讨论课,从课堂讲课、现场教学、课外科技活动等方面进行改革。通过精心安排现场讨论课及综合设计大作业等一系列教学环节,增强学生理论联系实际、综合分析问题与解决问题的能力。
(3)校内外实训基地建设仍有较大提升空间
针对培养应用型高技能人才的培养目标,现有的实习实训条件仍然存在较大的提升空间,校内实训基地的建设还有较大空缺。对现有的实验实训室进行改建、扩建,提升功能以满足学生基本操作技能训练的需要;尚无或仍缺少部分实验实训条件的,力求逐年新建或补充建设,逐步填平补齐,以满足学生基本的专业实践教学需要;以准工厂模式,模拟企业化生产环境,构建对学生进行工程训练的实践教学平台,充分结合专业特点和学生的认知规律,精练实习实训内容,达到理论与实践的统一,知识与能力的统一。
2.淄博职业学院应用化学工艺专业实训条件与特点
现有实训室面积3000多m2,设备价值1000多万元,拥有无机物制备、有机物合成、仪器分析、工业分析、化工单元设备操作、管路安装、化工仿真、化工仪表、化工工艺流程等20多个适应教学要求与各种技能培训的实验室与实训实习场所,能够满足高技能人才培养的需求。本专业注重校、政、企三方合作,具有较强的社会服务能力,设有淄博市环保分析检测中心、淄博市离子膜烧碱生产应用工程技术研究中心、淄博市化工人才培训基地、化工行业特有工种职业技能鉴定站。
3.实习实训条件共建共享
01 专业区别
弄懂专业的真正含义很重要,包括专业开设的课程、特殊要求以及从事的职业等,父母与考生切不可盲目地望文生义。尤其是一些名称相近的专业,更要搞清楚它们之间的区别。考生尽可能选报院校的传统或主打专业,慎重选择派生专业和新设专业,在了解其内涵的同时还要了解专业开设的历史和背景。
比如“计算机科学与技术”和“信息与计算科学”这两个专业的名称很相似,但是一个是属于工学计算机类,一个是属于理学数学类。不论是主修课程还是将来的就业领域都有较大区别。
还有一些专业名称很难从字面上了解其专业性质,比如化学工程与工业生物工程属于化工与制药类,化学生物学属于化学类。
另外,有的专业侧重于与就业挂钩,培养的是技能型人才;有的专业则侧重基础理论,适合继续深造学习。
02 重点专业
重点专业指此专业是全国、本省市同类专业中的排头兵,或一个院校中的领军专业,代表一个专业的实力和地位。并非重点院校的专业都是重点专业,也并不是非重点院校的专业都是普通专业。相反,一些普通院校的重点专业在全国也处于地位。所以,考生和父母在选择专业时,在分数不够重点院校的情况下,报考普通院校的重点专业是明智的选择。
03 横向比较
父母和考生明确选择志愿的方向后,要做两个方面的专业比较。
一是同类性质院校比较,衡量选择拟报考专业的院校实力;
二是不同类性质院校但有同类专业的比较,衡量选择不同院校的专业实力。此外,相同名称的专业在不同类院校中培养的方向和侧重点也有不同,父母和考生还要注意这方面内容。
虽然专业名称相同,但是由于每所高校在办学特色、研究方向等方面的差异,相同专业之间也会有所不同。
例如电子科学与技术专业,在西安电子科技大学和北京邮电大学都有设置。西安电子科技大学的电子科学与技术专业是学习电子科学和技术领域的基本理论、设计方法、制造工艺和测试技术等,专业方向为光电子技术、电子材料与元器件等;
而北京邮电大学的电子科学与技术专业是以微电子、信息与通信系统的设计和集成以及计算机应用的融合为专业特色。两校的专业各有侧重。
04 冷热处理
人们根据现实的就业难易、就业收入和工作环境等情况,把专业分为“冷专业”和“热专业”。其实“冷”与“热”都是相对某一时期的社会热点、市场需求和就业形式而言的,专业本身并无“温度”。父母和考生不要过分追求“热专业”,忽视“冷专业”。“热”极必反,“冷”极必“热”。所以,考生和父母在选择专业时要有长远目标,结合自身兴趣和爱好,避免时过境迁而供大于求。
05 限制条件
一些专业有自己独特的限制条件,如语种、身高、形象、性格、性别以及单科成绩等。父母切不可不顾孩子的实际和未来工作的现实,而一厢情愿地选择,否则容易在录取和就业时吃亏。有的高校部分专业在招生计划或招生简章中已经有提示哪类人员不能报考,这就要求父母要认真阅读高校招生简章,了解招生院校报考要求,结合考生具体情况,科学填报。
06 专业服从
如果填报服从调剂,能增加录取机会。填报专业志愿时,是否服从调剂要因人而异。填报专业时既不可为了上某所院校而一味服从,结果使自己进入极不喜欢甚至直接影响未来就业的专业;亦不可一味不服从,过分挑剔专业,因没有回旋的余地而丧失录取机会。所以,对“专业服从”一栏,考生和父母要认真对待。
07 体检结果
每年在高考志愿填报之前都有一次高招体检,体检结果出来后,父母要根据孩子的体检结果和建议填报志愿,避开那些限报的学校和专业。而有些家长想更改或隐瞒体检结果的做法是不可取的,因为入学之后不但还有一次严格的复检,更主要的是会给孩子的学习、就业和工作带来很大的麻烦。
08 相关科目
高中各基础学科的成绩和考生的偏爱程度可作为选择专业最基础的依据之一。各院校录取考生时,在考生总分达到学校要求的情况下,还会考虑相关科目成绩。有的院校或专业有明确的要求,考生在选择院校和专业时,要考虑自己相关学科平时成绩是否能达到所报专业的要求。
09 就业领域
报考志愿的专业和将来从事的行业是密不可分的,也可以说,专业就是未来的行业,专业是决定将来工作岗位的重要因素之一。而一些专业名称的术语色彩较浓,很多父母和考生不甚了解其含义及将来的就业领域,稀里糊涂地就填报了,等到入校学习后或就业时才明白,那时悔之晚矣。所以,父母要清醒地认识到志愿专业将来所面临的就业难易、工作条件、待遇水平、区域环境等。
10 专业类别
迁安学院是以“融入迁安,立足河北,根植矿业,服务地方”为办学定位,坚持走“以服务为宗旨,以就业为导向,面向地方经济建设,走产教结合发展道路”为办学宗旨,以培养具有一定的创新精神和较强的实践动手能力,面向生产、建设、管理和服务一线人才为根本任务。分析化学实验是我院化工相关专业学生接触的比较详细的分析类实验课程,因此培养良好的实验习惯和操作技能不仅直接影响到后续课程的学习,也会对他们将来要从事的相关工作打下良好的专业技能的基础。为此,我们在对分析化学实验课内容的选择上做了大量工作,做了深入和详细的研究制定了分析化学实验项目。
本文结合迁安学院的特点和实际情况,来浅析针对高职高专化工类学生的分析化学实验项目的选择问题。
一、 夯实基础
我们的分析化学实验是在大一下学期,学生完成理论课程的学习后开设的。与无机化学实验不同,分析化学实验涉及到的一些仪器和操作技能是在我们高中阶段很少接触或是只有教师在前面演示,学生没有真正接触过此类实验。所以我们选的第一个实验是:分析天平称量练习与滴定分析基本操作练习。此实验主要是让学生熟练掌握一些基本仪器的使用和一些重要的基本操作。这是由于:分析天平是分析化学乃至化学类实验经常要用到的一个基本仪器。而分析天平是一个精密仪器,读数精确到小数点后四位,在学生在以前的化学类实验课上是没有接触到的,所以要求学生首先要掌握其原理和构造、如何正确使用、使用时的注意事项及常用的准确的称量方法。滴定操作是分析化学实验一个基本的操作方法,所有的分析实验都要借助滴定这个操作来完成,因此滴定管的使用,滴定终点的判断以及滴定的正确操作是每一个学生必须要掌握的基本操作。要做好分析化学实验这两者是一个重要基础,我们必须要夯实基础。
二、 联系生产生活实际选择实验内容
为了是学生学会将所学到的理论知识运用到生产生活的实际当中去,我们选定了一些学生经常接触到的物品来分析其中包含哪些主要成分,主要成分的含量是多少等等。如我们通过酸碱滴定方法来分析食用白醋中醋酸的含量,而白醋就是在超市中购买的大家用的食用白醋,通过这个实验学生们对食用白醋这个生活必需品有了更深入的了解,同时激发学生自己通过查阅资料来了解食用白醋和醋精的区别;通过配位滴定法来分析水的总硬度,水是同学们每天用到的,必不可少的。通过这个实验同学们知道了自己所食用的水的硬度是多少,进而学生会进一步想到水的硬度与人身体健康的关系等问题。这些实验内容的选择不仅使学生们学会了学以致用,还增加了他们学习分析化学乃至其他化学课程的兴趣。
三、 结合地方特色选择实验内容
我们学院地处迁安市。迁安地处河北省东部,燕山南麓,滦河岸边。由于学院所处的地方特色决定了学校办学理念具有迁安市地方文化色彩。为此学院在教学培养、专业培养、基础知识培养和综合素质培养等方面都从迁安地方经济与社会的实际出发。迁安市近些年在矿业、冶金、化工等领域已形成了强大的工业体系。包括首钢矿业,首钢迁钢,九江钢铁,燕山钢铁,宏奥焦化,中化煤化工等等大型企业。随着经济的不断发展,这些企业的规模不断扩大,越来越多地需要一些有相关化学分析类技能的人才来供应这些企业的化验部门对人才的不断需要。化工类毕业生中很大一部分要充实中这些企业的化验部门中。
针对这种情况,我们分析化学实验不仅增加了学时,选择的实验内容都是与将来从事的工作有一定联系。如:钢铁企业在生产过程中的炼铁环节要用到石灰来除去铁水中的一些有害元素,其中涉及到的主要物质是石灰石中的氧化钙,即氧化钙与有害元素发生反应生成无机盐以此来出除去有害元素,这样氧化钙含量的多少将直接影响除渣的效果。因此我们用间接的氧化还原法测定石灰石中氧化钙含量;再有:如何测定原材料铁矿石中铁的含量高低,以此知道该批次铁矿的品味。我们选择用氧化还原滴定法测定铁矿石中铁的含量—无汞盐测铁法即用重铬酸钾测定铁含量,通过此实验使学生掌握测定铁矿石中铁含量的原理和方法。同时钢铁企业炼钢过程中涉及到一些元素含量的测定,为此我们选择用丁二酮肟重量法测定钢样中镍含量等等。通过这些实验,使掌握基本原理和技能方法。来提高高职高专类学生
四、结论
关键词:物理化学实验;考核评价体系;探索实践
高校课程学习效果评价是教学活动的重要环节。学生是教学活动的主体,考核是评价学生学习效果的常用手段,也是教学评价的核心内容。学业考评机制对驱动学生自主学习、培养学生创新思维具有举足轻重的重要作用。评价结果也是学生保送研究生、评奖学金、出国留学申请等方面相对客观的重要参考依据[1]。
1目前我国高校采用的主要考评机制
百分制考核在我国学生教育的小学、初中和高中阶段,在一定程度上成为学生积极进取,学习理论文化知识的重要驱动手段。考试分数的高低成为学校特别是高等学校选拔学生的重要依据和客观标准。这一体系沿用至今且仍然在我国众多高校学习评价体系中占有绝对统治地位。然而进入大学阶段,百分制考试手段的弊端日益凸显,一定程度上丧失了其驱动学生掌握科学文化知识的功能。这与现行的学业评价考核方式———百分制考核有很大关系。当前高校通用的百分制考核,学生考试成绩达到六十分即可全部获得该课程的学分,“六十分万岁”依然在学生观念中根深蒂固,严重阻碍了学生在学业上的积极进取以及主观能动性的发挥。等级制考评体系则完全以学生的学习获得为依据,未设定“六十分”门槛,采用级差评定学生的学业效果。具有“模糊”和“清晰”的双重属性[2]。清晰的等级有效淡化了分数效应和竞争,使学生在学习过程中更加注重学习能力和创新思维的培养。另一方面,也有利于缓解学生的心理压力和精神负担,有助于培养学生的健康心理,避免学生之间“分”“分”计较。但等级制考评体系有其明显的缺陷,一是等级制考核的“模糊性”不利于学生查漏补缺和在以后的学习中针对性的完善自己。二是学习能力较为接近但仍有区别的学生,对高校的人才选拔、评奖评优造成困难,难以取舍。百分制考评与等级制考评是当前高校正在采用的两种主要学习评价机制,如南开大学主要采用百分制,清华大学采用等级制。两种评价体系各有利弊,具体采用何种评价机制应根据课程特点具体问题具体分析,加以灵活应用。
2物理化学实验课程的特点
物理化学实验课程与理论课程,既密切联系,又有所区别,各有侧重。因此完全套用理论课程的百分制考核方式,一考百了,不利于学生创新实践能力的培养,与开设物理化学实验课程的目的背道而驰[7]。因此探讨和建立对理工类院校实验实践类课程教学模式、教学内容以及实验学习过程考核和实验结果考核评价的新方法、新体系,势在必行。我们在多年的实验课教学过程中,以安徽工业大学物理化学实验课的学生学习评价体系为蓝本,结合物理化学实验课程“基于理论,注重实验”的特点,在原有考评体系的基础上,建立了一套新的学生实验课程学习能力的考评机制,采取了“百分制考核+等级制考核”的考评体系
2.1物理化学实验学习体系的构成
高等学校物理化学实验课程是提高学生动手能力以及培养学生探索精神和创新能力的一门基础实验课,是不仅能够巩固学生无机、分析及有机化学实验的基本实验技能,而且能够使学生掌握物理化学的研究方法,从而加深对物理化学理论课所学理论知识的理解[3-6]。实验课程的考核应当由实验学习过程的考核和实验结果的考核以及实验理论知识的笔试考核三部分构成。涵盖了从学习开始到结束的整个过程。三者相互结合,各占一定比重,从不同侧面反应学生学习效果,对学生的实验学习效果进行客观评价,促进学生取长补短,完善自我。
2.2物理化学实验课程的考评特点
目前对物理化学实验课程的学习,各高校、高校内不同专业学习效果的评价机制各不相同。有的高校对物理化学实验课程的学习仍然采用笔试考试百分制制,与物理化学理论课的考核内容大同小异;有的高校则只考核操作,但物理化学实验的特殊性在于,每个实验的专属设备台套数有限,难以保证所有同学同时操作考核,其公平公正性大打折扣;还有高校开设物理化学实验的非化学化工类专业,如基本放弃了对学生实践能力的考核,丧失了设置物理化学实验课程的初衷。
3原有评价机制的弊端与不足
在我们实验教学实践过程中发现,三阶段考核的评价方式在实验学习过程的考核和实验结果的考核过程中存在弊端。物理化学实验区别于其它实验的一个基本特点是对实验设备的依赖,需要通过对物质、反应体系基本物理量变化的监测,探索客观体系的内在规律。实验设备台套数有限,不能满足所有学生同时进行单人实验。分组小班上课,上课学生多,教学量大,教学任务重,数个老师同时展开实验教学,对实验学习过程的考核和实验结果的考核(实验报告)仍然沿用百分制考核,不同老师衡量标准不同,难以公平公正的评价不同学生学习效果,有的老师评价分数在五十分到九十分区间分布,而有的老师则所评分数几乎全部在九十分以上,从九十一到九十九,实际上九十一与九十九分转化到对学生课程结束后的最终评价上,差别几乎体现不出来,因此不同老师个体评价标准具有差异性、随机性大。实验学习过程的考核和实验结果的考核基本失去了对学生学习过程客观公正评价的功能。
4创新评价机制的有效探索
我们以安徽工业大学化工学院物理化学实验课程体系为样本,尝试建立新型的、适于评价学生学习效果的考核机制,驱动学生对真知的探索和实践创新能力的培养。该评价机制可概括为“等级制+百分制=百分制”,一定程度上剔出了等级制和百分制的弊端,扬长避短,最终的表现形式认为百分制,既有利于学生对自身学习效果形成正确评价,又有利于高校的人才选拔,评奖评优等教学激励工作的开展。具体来讲,物理化学实验课程的“等级制+百分制=百分制”考核机制概括如下:实验学习过程的考核和实验结果的考核以及实验理论知识的考核三段式评价涵盖了学生实验课程学习的整个过程,在实验学习过程的考核和实验结果的考核阶段实施等级制考核,不同等级与相应分数相对应,分别以A、B、C、D、E、F形式记录,等级A以90分计;等级B对应80分;等级C对应70分;等级D对应60分;等级E对应50分;等级F对应未参加考核学生,按0分计。实验理论知识的考核采用百分制。三阶段考核各自占不同比例,如实验学习过程考核占20%,实验结果考核占30%,实验理论知识考核占50%,转化为学生的最终百分制成绩。也即实验学习过程考核×20%+实验结果考核×30%+实验理论知识考核×50%=最终实验课程学习效果的百分制评价,计算中实验学习过程和实验结果考核的等级评价结果转化为对应分值计算。如某学生实验学习过程考核为A,实验结果考核为B,实验理论知识考核为90分,那么该生的最终学习评价为:90×20%+80×30%+90×50%=87分。实验学习过程的考核和实验结果的考核注重学习过程,实验理论知识考核注重学习结果,三阶段考评贯穿整个学习过程,每个阶段根据该阶段特点采用不同考核方式,同时使得学生在整个学习过程中,能对自己的学习效果进行提醒、监控,避免某些自制能力差的学生等到课程结束后考核时,才意识到自身学习情况问题的出现。
5创新评价机制的实施效果与思考
安徽工业大学物理化学实验教学团队从2015年9月开始,对学习物理化学实验课程的应用化学、高分子化学、化学工程与工艺以及化学生物学本科生,实施创新评价机制,将三阶段教学法及其评价方式落实在教学过程的各个阶段。取得了良好效果,体现在以下几个方面:(1)加强了对学生的学习过程监控,避免了学生学期末“悔不当初”情况的出现,有效降低了学生的不通过率。同时说明部分学生自我控制、自我约束能力不强,不注重平时积累,导致期末结课难以通过现象的发生。因此该评价机制对其它课程的考核也有一定的借鉴意义和作用。(2)学习过程中的等级评价,驱动不同层次的学生在学习过程中,通过努力学习不断提搞等级层次,目标明确,能力得到提升,避免了百分制考核中“六十分”即可现象的出现。(3)改评价机制的最终表现形式为百分制,精确描述了学生对该门课程学习效果的最终评价,反应了学生各种能力的细微差别。同时也给教师以及学校激励选拔人才提供了重要参考依据。(4)教师根据各个阶段评价结果以及学生的最终评价结果,找出教学薄弱环节,查漏补缺,调节三阶段在最终评价中所占比重,在后续教学过程中予以加强。综上所述,针对当前高校物理化学实验课程评价体系的不足,分析了等机制和百分制在学生学习评价中的不足之处,各取所长,结合实验实践类课程特点,提出了用“等级制+百分制=百分制”体系评价物理化学实验课程的学习效果,并在本科生教学中进行了有益尝试,通过对学生学习过程评价的监控,加强了平时学习积累,驱动了学生的内在学习兴趣,有利于学生创新思维的培养。教学效果显著改善,对其它实验实践类课程的学习考核评价具有一定借鉴意义。
参考文献
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[3]王利娟,陈宝宽,王晓杰.物理化学实验教学的探索与改进[J].南阳师范学院学报,2015,14(3):72-74.
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[5]陈萍华,蒋华麟,舒红英,等.基础与创新并重的物理化学实验模式探索[J].实验科学与技术,2015,13(1):140-142.
[6]陈玉娟,孙东,王春风,等.浅谈物理化学实验教学中的几点体会[J].实验室科学,2015,18(4):223-225.
Abstract: Industrial Analysis is a basic course with high practicalness and utility, and it has an important role in the training of qualified testing laboratory talents. How to effectively improve the students' ability of applying Industrial Analysis knowledge is a problem worth exploring. This article makes preliminary discussion and a part of the education reform proposals.
关键词: 工业分析;教学改革;实践探索
Key words: Industrial Analysis;teaching reform;practice and exploration
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)03-0222-02
0 引言
工业生产中,从资源开发利用、原材料的选择、生产过程控制、产品的质量检验到三废治理和环境监测等一系列分析测定过程都属于工业分析的内容,生产企业的很多岗位都与工业分析有密切的关系。加强《工业分析》课程教学改革,服务地方经济发展,培养学生的实践能力与创新精神是顺应加速21世纪人才竞争培养的趋势。目前,榆林学院正着重发展建设能源化工学科群,工业分析等基础课程的教学改革实践对于理工科本科生综合素质的培养具有积极地作用。
1 《工业分析》课程在教学实践过程中存在的问题
1.1 实验安排 工业分析及实验是分析化学学科的重要组成部分,对于学生掌握基本的分析操作技能、培养初步的分析和解决问题的能力都起着非常重要的作用。我院现在仅开设化学分析及仪器分析实验。而工业分析面对的分析物料具有组成复杂、数量庞大等明显区别于普通分析实验的特点,且工业分析对取样、制样等方面能力的培养非常重要。建议:整合教学资源,结合建工系部分专业对水分析实验的需求,建设工业分析专业实验室,独立开设一定数量的工业分析实验,以满足榆林市周边企业对分析检测技术人才的需求。
1.2 教学内容 《工业分析》课程应适应本地区社会经济发展的需求,服务学生就业。榆林市是国家级能源化工基地,重点发展煤化工、盐化工。而大多数工业分析教材中设置的药物分析、钢铁分析等内容与我院学生毕业后从事的工作岗位相去甚远,而盐化工方向的内容未见设置。建议,删掉或选学部分工业分析内容,增设盐化工方向的内容。注重学以致用的原则,强调学习内容紧密服务地方企业分析化验、质检等岗位的需求。
1.3 教学方式 《工业分析》课程传统的教学模式是在课堂上讲授理论知识,模拟工业分析过程,严重割裂了理论应用于实践的科学统一。《工业分析》是门实践性很强的课程,应转变传统模式,采用“教学做一体化”的教学模式,教师在教学过程中应用多媒体等现代教学手段,尽量模拟学生将来的工作过程,让学生在学习中训练完成将来的工作任务。通过边讲、边做、边学,让学生在直观的操作中理解知识,掌握技能。现代工业工艺技术等革新变化很快,这就要求在《工业分析》课程的讲授过程中,特别要加强实践性教学环节,通过在榆林市污水处理厂、市煤检所等地进行课程见习,及时进行综合训练。
1.4 教学手段 结合地方企业的用人需求,调整教材内容,通过周边企业的充分调研,形成部分“煤、油、盐、气”等方面的工业分析讲义,通过在学生中试用后形成自编教材,而且要实现“教学做一体化”的教学模式,必须开发配套的自编教材。教材的内容应该以服务地方企业为原则,以课程预定的实验过程为主线,以提高学生的技能为核心目标。
2 《工业分析》课程教学与实践中相应的改革措施
2.1 建立“教学做一体化”的教学模式 筹建工业析开放实验室辅助教学系统,引入仿真教学手段的思路,借助多媒体等现代教学手段,先让学生仿真教学系统中进行模拟实验,熟悉大型仪器设备的操作要领,再要求学生独立设计部分实验,在教师的指导下完成实验,提高学生自主开展实验科研的能力,达到多层次人才的培养目的。
2.2 加强工业分析课程教学改革,优化学科内涵建设 化学专业是我院传统的老专业,随着中学化学课程的改革以及基层乡镇中学的萎缩,该专业的毕业生大多难以在教师岗位就业,大多学生在各类能源化工企业就业,从事的多是化验检测等企业辅助岗位。依据以上现状,化学专业应强化专业建设方向,例如在化学专业增设工业分析方向,该方向的化学专业学生应加强工业分析等实践教学环节,努力培养学生分析问题、解决问题的能力。通过授课方式、讲授内容的调整,积极与地方企业的实际人才需求接轨,达到合格检验化验专门人才队伍的培养目的。
2.3 强化实践能力,培养新型能源化工人才 根据学科特点,结合学院培养新型能源化工专门人才的培养计划,加大工业分析实验室建设力度,工科学生通过对工业分析课程的学习,增强分析和解决问题能力及创新能力的培养。打破“理科学生重理论”的人才培养模式,强化理科学生的动手能力。着力培养新世纪能源化工类人才,服务地方经济发展。
参考文献:
[1]谢治民.工业分析[M].北京:化学工业出版社,2009.
关键词:煤化工技术;开采效率;石油资源;可持续发展
各种不可再生资源消耗量的逐渐加大,对于我国环境质量的改善产生了众多不利的影响。在可持续发展理念的推广过程中,煤化工技术的应用越来越受到人们的普遍关注,主要在于这种技术的合理使用能够在一定程度上缓解我国的能源危机,减少石油资源的开采量。煤化工技术经过多年的发展,其中的优势与劣势在实际的应用中逐渐凸显出来。做好煤化工技术的研究工作,加快新型煤化工技术的研发速度,有利于保证社会的稳定发展。
1煤化工技术的发展
煤化工技术在实际的应用中取得了一定的作用效果,为缓解我国的能源危机工作带来了一定的参考依据。这种技术的本质在于:采取可靠的技术手段,将煤炭资源转化为可以使用的气体或者固定燃料,并对衍生出的化工产品进行不断地优化,提高能源的利用效率。常见的煤化工技术可分为:(1)煤液化(;2)煤干馏(;3)煤气化。煤液化主要是指通过化学合成工艺技术将固态的煤转化为液态的燃料,满足社会各行业的能源需求。这种液态的燃料主要的成分是碳氢化合物,实际的应用效果较好,未来的发展潜力大。煤液化主要的操作手段有:直接的煤液化和间接的煤液化。相对而言,间接的煤液化过程较为复杂。它首先是将煤炭通过气化的方式合成具有经济价值的气体,主要成分是二氧化碳及氢气的化合物。这种化合物经过催化剂的作用可以生产出燃烧热量更高的液态烃类产品。直接液化法主要依赖的是溶剂。在煤炭与气态的氢气混合时,为了提高氢气的比例。需要加入一定量的溶剂,最终获得液态的燃料。这种燃料燃烧时释放的热量更多,提高了能源的利用效率。除此之外,煤液化也有其它的方法,像氢煤法、供氢溶剂法等。为了获取焦化产品,需要借助于煤干馏技术。它的实质是通过隔绝空气的方式,对煤炭原料进行强热分解,得到一定数量的焦化产品。这些产品的应用范围广,所带来的经济效益明显,为煤炭企业产业转型工作的开展提供了重要的参考信息。相对每干馏技术,煤气化技术的工作流程相对比较复杂。这种技术的工作流程主要包括:对煤炭原料进行高温热化处理,将固态的燃料转化为气态的可燃性气体。在转化的过程中需要加入一定量的气化剂,提高转化效率。这些气化剂的实际作用效果明显,主要依赖的是二氧化碳及空气之间的相互反应。由于不同的煤炭资源之间存在着一定的差异性,煤气化技术应用中所需的具体条件也有所不同。在最终气体形成的过程中,不同的煤层产生的化工产品有所区别,客观地体现了煤气化技术的良好应用效果。
2新型煤化工技术
经济的不断发展,生产力水平的持续提高,为新型煤化工技术的出现创造了有利的条件。相对传统的煤化工技术,新型煤化工技术最大的优势是减少了能源的消耗量,增加了环境效益,为我国可持续发展战略的落实带来了积极的保障作用。新型煤化工技术的主要内容有:(1)各种合成烃的化学产品;(2)煤气化技术;(3)将煤原料转化为燃烧时释放热量更多的化学产品。各种合成烃化学产品的出现,降低了环境污染问题的发生率。这些产品的来源主要是煤原料,最大的特点是能源的利用率较高、污染小。利用甲醇裂解提取烯烃制取技术的优势,最大限度了保证了煤炭资源燃烧的充分性。这种技术的转化率非常高,但是生产出的产品纯度依然有着一定的问题。在未来的化工产品发展过程中,甲醇裂解提取烯烃制取技术的应用范围将会逐渐地扩大,清洁性产品的生产效率也将不断地提高。煤气化技术作为新型煤化工技术的重要组成部分,在现代化学工艺流程应用中占据着重要的地位。它主要是通过不同成分的催化剂作用将固态的煤原料转化为燃烧更充分的异丁醇及甲醇的混合物,减少有害气体的排放。这些混合物在一定的化学条件作用下,最终转化为异丁稀。它也是高辛烷基化学剂的重要组成部分,有利于提高化工企业的实际生产效率。作为天然气的重要组成成分,甲醇生产效率的高低影响着化工企业的长远发展。我国的煤炭资源储量较大,利用新型煤化工技术可以将煤转化为利用率更高的甲醇,进而生产出环保效果非常明显的天然气。甲醇的来源主要是煤炭。它在化工企业的生产过程中应用较多,是一种重要的化工原料。在草酸的合成过程中,运用新型煤化工技术得到的甲醇,在某些催化剂的作用可以得到草酸。除此之外,像甲酸甲酯的生产也需要利用到甲醇原料。这些方面的内容,客观地体现了新型煤化工技术的优势。
3结语
为了缓解我国的能源危机,加快低碳经济社会的建设步伐,需要运用新型的煤化工技术生产出更多的清洁化工产品。煤化工技术的发展经过了一定的过程,其中某些技术在实际的应用中取得了良好的经济效益和社会效益。大力推广新型煤化工技术,有利于改善我国的环境质量,满足社会各行业的能源需求,减少不可再生能源的消耗量。
作者:戚江丹 李柱 杨文贵 单位:六盘水师范学院
参考文献:
[1]潘利鹏.煤化工技术的发展与新型煤化工技术探讨[J].科技与企业,2013,(03).
[关键词]石油化工 火灾扑救 措施
中图分类号:T5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)13-0363-01
一、石油化工火灾性状
在化工火灾中,原料、中间体或产品是燃烧的对象,即人们通常所讲的各种可燃油、气或化学物品;但化工装置和设备是火灾燃烧的主体,因为各种化工原料、中间体和半成品要在装置内混合、反应、催化、裂解,各种原料和产品要在储罐等设备中储存,物料不会脱落装置而单独存在,化工火灾是通过形形装置设备体现和反映出来,火灾特性和状态也各不相同。
因此,当石油化工火灾发生,消防指挥员到达火场后,要弄清楚以下几点情况。
1、查明燃烧物料
要通过火情侦查弄清楚燃烧的物品是什么,以此就可以联想到或了解这种物品的燃烧特性,火灾危险性以及可能引发的后果,也为我们准确地选用灭火剂提供了客观的依据。例如,石油液化气燃烧,通过火灾实战和灭火试验,可以得出结论,要注意灭火剂选用。
2、了解着火装置燃烧特性
弄清楚起火燃烧的是什么装置,塔、釜、槽、罐、桶、管的种类与体量;以进一步了解或已知该装置的工艺流程,是常温常压、低温高压或高温高压,以便在火灾扑救中采取恰当措施,防止操作不当引起险情。
3、注意燃烧状态
弄清楚火焰是在设备内部燃烧,还是在外部燃烧,或是内外部都在燃烧;是设备开口燃烧,还是火炬型喷射燃烧;是容器爆炸后大开口燃烧,还是兼有物品在地面流淌型燃烧; 储罐爆炸燃烧,是多大容积的储罐、储存的什么物品、储存量多少、是一个罐在燃烧,还是多罐同时燃烧,是油罐燃烧,还是气罐燃烧。
4、弄清楚起火装置规模
燃烧装置有多高、多大,燃烧点在下部、中部还是上部,或火势已形成立体型燃烧;燃烧装置周边环境,有多少装置受牵连、受影响、受威胁,是已经被引燃,还是受火焰高温烘烤等。
二、石油化工火灾规律
石油化工火灾迅猛扩展、连锁反应、造成很大的危害、出现恐怖的情景,因此消防指挥员、灭火作战的骨干必须十分清楚。
1、可燃油、气的燃烧特性
可燃液体或气体,火灾初期就达到它的最大值,没有发展和猛烈阶段的区别。
2、可燃液体和气体的理化反应特性
可燃液体或气体盛装在容器内,遇有火焰烘烤或高温辐射,引起膨胀爆炸,这是发生物理性爆炸;物理性爆炸后,气体或液体蒸汽喷出,遇火源会产生化学性爆炸,以及可燃液体或气体泄漏与空气混合,遇火源后也会发生化学爆炸。
3、油、气的流动特性
可燃油、气等发生火灾,只要离开容器,都会发生流淌,重气在地面飘移,轻的气体在空中漂浮,有些油气罐构建在山坡或落差较大的地形之上,其流淌速度更是惊人,甚至是滚滚而下。
4、易燃可燃液体的燃烧速度
可燃液体燃烧速度分为:
水平燃烧速度,即m2/min;
重量燃烧速度,即kg/min、t/h;
直线燃烧速度,为cm/min、m/h。
其中直线燃烧速度对我们扑救储罐火灾指导性很强,上个世纪九十年代初,国外科研机构作了一个试验,对各种储罐开口燃烧的直线速度进行测试,结果得到一个常数,不论储罐大小、其直线燃烧速度为0.4m/h。这个试验结果的重要意义在于我们可以坚持油罐火灾“先冷却控制”的作战部署,坚持“冷却控制、等待增援、备足力量、一举歼灭”的油罐火灾灭火战术原则。
5、石油化工企业系统性强,易引起连锁反应
现代化的石油化工企业系统性极强,讲究整体性、系统性、流水性、一体化。油罐、气罐、装置都在同一区域内设置,相互毗连、混杂、紧靠,甚至组成一个整体,一处起火,互相波及,一处燃爆,危机全局,真所谓“动一发而牵全身”
三、准确设置石油化工火灾灭火作战阵地
石油化工火灾燃烧凶猛,险象环生,一旦形成气候,来势凶猛;爆炸、沸溢、喷溅及中毒等危害恐怖万分;火焰蹿腾的呼呼声、化工装置喷火燃烧的啸叫声、加之翻滚的浓烟、难以忍受的火焰辐射热,形成了火场非常恐惧的氛围。
1、抵近设置进攻阵地
扑救石油化工火灾,必须抵近设置进攻阵地,短兵相接。
因为化工火灾有抵近作战的客观条件,无论是化工装置还是油气储罐,按照设计规范道路必须畅通,周边通道没有障碍,消防车和消防队员辅设水带进攻,都可以直达起火点组织进攻;化工火灾虽然凶猛,但发生突变会有一个过程,突变前有明显征兆,从火灾发生到突变形成,中间有一个短暂的时间段,这正是我们消防队伍抵近冷却控制,防止爆炸的有利战机;扑救化工火灾往往要用车顶水炮、泡沫炮,射程一般在50~80米,离远了威力不猛,要求冷却灭火的射流必须喷射到装置、储罐,否则难以起到应有的灭火冷却作用,所以必须在较近的距离设水枪阵地射水冷却或用车炮射水控制火势,冷却装置。
2、快速设定进攻阵地
扑救化工火灾,冷却控制是前提。无论是装置还是储罐,只要及时予以冷却控制,就能避免险情恶化,就能赢得时间采取措施处置灾情。所以消防队伍在扑救化工火灾时,要争取时间,快速设定冷却控制火情的进攻阵地,要果断迅速、行动越快越好。
3、用“重型设备”设立进攻阵地
化工火灾燃烧猛烈,如液化石油气、苯等燃烧热值都很高;加之化工装置和储罐等体量大,燃烧火焰既凶猛,又处于高处;各种化工物料,包括成品、中间产品和原料,燃烧后相互波及、链锁反应,燃烧面积大,往往呈立体状态,所以扑救化工火灾,一般应该“长短武器”结合,以“重兵器”为主,形成强势攻击能力。
四、科学实施石油化工火灾作战指挥
石油化工火灾扑救,作战指挥十分关键。如果说装备是物质基础的话,战术就是上层建筑,再强大的装备,也需要有正确的理念支配,指挥意识和物质基础有机统一,装备才真正能发挥作用。
1、正确判断火势险情
当石化企业发生火灾,消防队伍到达火灾现场以后,指挥员要在惊骇、恐惧、复杂、恶劣等环境中及时捕捉主要因素,战术行话叫善于抓住火场的主要方面。
在石油化工火灾现场,消防队伍本质上就是遭遇或承担了一场风险,火情和灾情以及可能出现的伤亡就是重大和基本的风险。 火场指挥员必须认识风险存在,树立风险意识、分析风险利弊、实施风险转换,面对风险,火场指挥员能头脑更清醒、操作更谨慎、方案更周密、指挥更科学。风险能使我们的行动加重分量,也是党和政府、社会各界和人民群众赞誉我们的主要原因。