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化学工程的特点

时间:2023-08-16 17:28:02

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篇化学工程的特点,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。

化学工程的特点

第1篇

关键词:化学工程与工艺 环保 发展趋势

化学工程与工艺就是对材料进行加工处理,然后进行再次利用实现能量的传递,这样高效环保完成资源的优化配置,优化产品加工生产的过程。化学工程与工艺的发展由来已久,它以化学工程相关理论还有实际的一些运用为指导,利用这一学科知识对各种产品进行研究、开发跟生产。化工工程领域的相关行业非常多,比如石油化工、生物化工、材料化工、冶炼化工等相关行业。化学工程领域相关的行业都是关乎我国经济发展的重要领域,化工工程还与一些高新科技领域相互影响作用,共同推动着科技的发展,促进社会的进步。目前化学工程领域正向着自动集约化、高效精细化方向发展。总而言之,化工工程涵盖的专业领域范围非常广,因此,加强对化工工程与工艺发展研究时非常有必要的。

一、化学工程学科的发展特点趋势

1.化学工程与工艺特点

化学工程简称化工,是研究以化学为代表的相关工业的,化学工程与工艺这门学科是一门工业特色十分显著学科,化学工程与工艺的研究范围广,是一门应用十分宽泛的专业。如一些食品加工业、印刷业、冶炼业、医药生产、材料化工等都是建立在化学工程与化学工艺的基础之上。化学工程与工艺这门课就是培养学习化学工程与化学工艺方面的理论知识,想要在这一门学科能够为我国各个行业都做出贡献,就必须要组织构建一个能够发展化学工程与工艺学科的研究基地。构建适合专业特点的,有利于人才培养的创新型体系。

2.化学工程与工艺研究对环境保护的意义

化学工程与工艺这门学科是一门工业特色明显的专业,它覆盖了原有的各种化学相关的专业。现阶段,环保已经是人们普遍追求的一种生活方式跟生活态度。化学工程与化学工艺的相关研究是实现环保节能这一理念的重要实现途径。对于化学工程跟化学工艺的研究发现,人类在降低污染节约能源的时候可以实现利益的最大化,这样的前提条件下,人们都愿意进行节能环保方面的尝试。很多跨国大型企业都针对这种情况成立专门的科研小组,进行相关绿色环保方面的研究。社会的发展离不开科技的发展,科技发展不能以牺牲环境为代价。这就要求绿色环保的概念。科技的发展过程中化学工程与化学工艺的发展一定会占据重要位置。针对这样的情况,应该积极改变策略加大对化学工程与化学工艺方面的研究。

二、相关新兴化学工程与工艺的技术研究

1.绿色化学工程

绿色化学也就是现今的人们所说的环境友好化学,这种化学方面的术语是现如今最为流行的术语。绿色化学就是环保,降低污染,用一些化学方面的技术还有方法来减少对生态环境的影响,降低环境污染对人类健康的影响。运用化学工程与化学工艺减少一些有害的原料还有催化剂等的生产还有使用。从根本上杜绝环境污染的产生,绿色化学的技术就是从源头来阻止污染的产生,用无毒无害的原料,并且对一些废弃物进行回收再利用。

2.化学工程与化学工艺的分离工程

分离工程就是使物质从无序向有序转变的一种非自发的过程,在一些重力、压力还有一些温度、电的影响下由外力的作用,这是一个消耗能量的过程,并且这也是化学工程与化学工艺分离工程研究的重要内容之一。现今使用比较多的分离工程方法就是蒸馏法,我国在蒸馏分离方法方面的研究已经有了非常深厚的理论依据跟实践经验,但是蒸馏分离方法在速度方面还是要进一步的改善。并且在一些蒸馏设备上也值得改进,蒸馏分离法如果在设备上采用现今新型的材料会取得较好的经济效益。并且对于提高蒸馏吸收的效率,降低蒸馏分离时间上,可以采用新型的吸收剂,吸收剂对蒸馏时间的长短也有很大的影响,因此,吸收剂的研究开发也是值得关注的。

膜分离技术也是现今比较流行的分离技术,膜分离具有节能、高效、易于清理等一些特点,被许多国家的科学家认为是当下最有发展潜力的分离技术。膜分离就是吸附分离,这种吸附分离的办法被广泛运用一些气体的干燥、废水等污染物的处理等等。膜分离的研究重点在于新型吸附剂的开发,膜分离的主要问题就是膜的污染还有防治。膜分离的研究必须要实现膜使用的长寿还有高效。

3.Supercritical Fluid,SCF(超临界流体)

Supercritical Fluid,SCF(超临界流体)是一种温度还有压力都在临界点之上的无气体液体的相界面,同时具有液体跟气体性质的一种流体。这一技术在化工、食品加工还有生物医药工程中都有非常广泛的应用。SCF质量高、工艺要求高。开发附加值高使其有着广阔的发展前景十分诱人的发展利润。近几年来,SCWO(超临界水氧化法)用于环境治疗保护方面的研究比较多,在化学工程与化学工艺方面的研究较少,还处于研究试验期。

三、结束语

当今世界面临着资源还有能源的短缺,全球国家都指出社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,并且提出资源的节约还有保护环境的要求,这就需要化学工程与化学工艺的配合共同发展,我国在此基础上提出了转变可持续发展经济的概念,所以,相关的化学工程与化学工艺的行业领域应该要积极配合,对于化学工程与化学工艺的相关技术研究必须要重视其发展的环保性,推动传统的化学工程与化学工艺成为绿色的工艺。最大限度的减少环境污染,节约资源,积极研究开发新能源,走科技发展与环境友好的道路。

参考文献:

[1]艾宁,计伟荣,项斌等.化学工程与工艺专业人才培养模式改革的探索与实践[J].化工高等教育,2009,26(6):28-31,35.

第2篇

生物化学工程基础课程结合现代分子生物学及传统生物技术,不仅有扎实的理论基础,而且结合典型产品的开发过程进行阐述,反映了现代生物技术的发展方向,体现了生物技术发展和应用的最新前沿。生物化学工程基础是随着生物科学的发展而不断更新的课程,需及时调研最新的发展方向及研究热点。该课程全面阐述了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程等课程的基础内容,其主要囊括以下几个方面。工业微生物工程:介绍微生物的特点、分类、生理、育种及培养等方面的技术和方法;代谢工程:介绍微生物次生代谢产物的代谢调控机制和方法;基因工程:介绍生物遗传的基本知识及应用现代基因工程技术改变微生物遗传特性的方法,并且介绍蛋白类药物的研发和生产过程;细胞工程:介绍应用植物组织培养和动物细胞培养生产高附加产值的花卉、药物等;酶工程:介绍工业用酶和药用酶的性质、结构、固定化及开发等方面的技术;生物反应器:介绍生物反应器的工作原理、设计方法以及应用;全面介绍生物技术的最新进展、应用以及生物技术应用过程中需要化工知识的范例。生物化学工程基础课程是在无机化学、有机化学、分析化学、生物化学基础上进行学习的。本课程对于非生物类专业学生进行了系统的生物学技术及最新研究进展的介绍,让学生了解生物学的基本思想及技术,同时将现代生物技术的应用与化学工程技术进行交叉讲授,重点说明了化学工程技术在生物工程领域可能的应用范围,使学生掌握现代生物技术的基本工艺流程及发展前沿。目前,化学工程与技术专业的学生普遍存在生物学基础知识薄弱的问题,如何在较短的学时内,将生物工程的关键基础问题讲解清楚,并且将生物工程技术和化学工程有机的结合起来,让学生充分感受到交叉学科带来的机遇和挑战,这无疑对授课教师提出了更高的要求,需要教师不断总结现有的教学模式,不断地改进教学过程和教学方法。

二、化工专业生物化学工程基础教学中存在的问题

鉴于该课程属于学科交叉,在教材选择、实验配套、讲解内容难易程度把握等方面,均需要不断地探讨和摸索。目前,该课程教学过程中存在的重点和难点问题主要有:如何在现有教材的基础上丰富教学内容,利用多媒体等手段,及时地更新课程内容并介绍最新的发展动态;如何把握教学过程中深度与广度的平衡;如何在现有基础上提高学生的学习热情,使他们能够主动深入地探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战;如何能够将课程讲解内容与生产实际结合起来,让同学们切实体会到化学工程在生物产品生产过程中的应用;如何鼓励学生在假期或平时寻找一切机会去生物制品生产企业进行实践,从中体会化学工程技术在生物产品生产中的具体应用。

1.教材很难在深度和广度间平衡

目前,本课程所选教材为化工出版社的《生物化学工程基础》(工科专业适用,李再资主编,2006年版本),该教材在国内高校化学工程专业有较为广泛的应用,具有简单明了、讲解清楚的特点,适合于生物工程专业以外的其他专业使用。但是该教材也存在诸多不足之处,如教材内容仍然没有摆脱理科教学的模式和框架,生物工程原理的讲解深度不足,同时,教材对于化学工程与生物工程如何结合方面的内容也讲解得太少。为了做好生物化工导论的教学工作,必需结合化学工程专业学生的特点和研究应用实例,选择相关学科的教材作为补充,以便在授课过程中增加相应的内容,进而提高学生的理解和吸收程度。

2.实验环节缺乏

现在的课堂教学仍然以教师讲授为主,学生处于被动接受的状态。由于生物化工导论是理论与实践紧密结合的课程,而教学实验环节缺乏,学生往往很难理解生化反应及其应用过程。所以,需要进一步改变传统的课堂教学模式,可以采用讲授与讨论相结合、课堂内外相结合、理论与实际相联系等多种教学形式,利用先进的多媒体技术和网络技术,丰富和活跃教学过程,激发学生的学习热情,提高整体教学质量。同时,也可以通过讲解学生身边的研究实例,调动学生的积极性,并且配备一些实验讲解及生产实习来提升学生的兴趣和理解程度。

三、生物化学工程基础课程教学的几点体会

笔者从2001年开始一直从事生物化学工程基础的教学工作,课程面向对象主要为化学工程与工艺专业、过程控制专业及分子工程专业的学生,每年选修人数在200人以上。在授课过程中,注重以产品为例,说明化学工程技术在生物产品开发过程中的重要性,从而加强了学生对于化学工程知识应用于生物工程领域的信心。另外,注重将理论内容与本校化工学院及兄弟院系的科研内容进行融会贯通地讲授,大大提高了同学们对于该课程的理解和热爱,也促进了学生对于生物工程与化学工程有机结合的全新认识。在教学实践中,结合介绍天津市著名生物工程企业大量需要化学工程的实例,力求让同学们明白,生物工程的下游产业化的实质就是化学工程的应用。教学实践也使笔者体会到,要完成好该课程的教学任务,需要授课教师熟悉生物化学、生物工程、化工原理等教学内容,更需要授课教师不断总结教学经验,以便逐步提高教学质量。

1.建设教学团队,认真调研学习

授课教师需要组织强有力的课程建设小组,对国内外工科类生物化工导论课程进行调研,包括其他院校的教改情况、已有的化工类的生物化工导论教材、学生本人对课程内容及授课方式的期望、相关专业对该课程的反馈信息等诸多方面。授课教师还需要吸收先进的教学思想、技术与内容,借鉴国内外其他院校教学情况,结合专业设置的特点和实际,总结教学经验与效果。针对面向21世纪的教学和培养要求,要认真总结化工类本科生生物化学工程基础课程的教学内容、教学计划及教学方式及教学中的注意事项,要通过对其他优秀或重点课程的学习观摩或邀请教学经验丰富的老教授亲临课堂指导等多种途径,进行教育素质训练,以提高教师的授课水平。

2.提供并选好主讲教材和高水平的辅助教材

针对现有的试用教材,及时引入前沿科学和技术的最新成果,筛选、引进配套的辅助教材(包括国外教材),编写与之相配的教学大纲。李再资老师主编的生物化学工程基础教材知识点全面,重点内容详尽。除此之外,我们还注重推荐国内知名的生物化学、生物工程、工业微生物学等相关教程以及国外英文原版教材作为课外辅助教材,建议学生每人手里都有一本英文原版教材。另外,在每次授课结束时,都提前告之下次课程内容的基本点和重点,要求学生提前做好预习或难点标注,注重发挥学生自身学习的主动性和积极性,使他们永葆学习的热情和动力。实践表明,学生通过使用英文教材独立预习课程,他们的专业英语水平也会得到快速提高,为今后使用英语完成相关工作任务打下良好的基础。

3.探索新的授课模式和教学手段

多媒体教学可以让学生通过图和动画直观地理解生物过程和反应机理,也可以直观地学习生物工程科学研究和生产的各个环节。为此,要完善多媒体系统,适时增加课堂教学信息量。同时,可以采用启发式、讨论式、研究式等教学方法,将课堂讲授与课外辅导相结合,培养学生的创新与自学能力。如果能够将课程讲解内容与生产实际结合,将课堂讲授内容与具体的实验相结合,加强与学生交流,深入探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战,必将会进一步激发学生学习的积极性,提高教学质量。

4.课堂讲授内容与前沿性专业知识紧密结合

在大学课堂里,让学生随时了解相关学科的前沿进展是一个重要的授课内容。因此,在每节课学习重点知识的过程中,需要用最新发表的相关研究进展信息丰富课堂内容,使学生了解学科前沿和发展方向。比如,在介绍酶的开发过程时,可介绍量子力学、分子动力学和计算机工具在研究酶的反应过程和机理中的应用,并且把研究中的困难展示给大家,激发学生探究和追寻科学发展的欲望,吸引他们投入到生命科学的研究和生物技术的开发中去。同时,也可以介绍酶的生产过程中所面临的问题和挑战,鼓励学生用化工知识尝试解决生产中的问题。

5.鼓励课堂教学和生产实践结合

生物化学工程基础偏向实际应用,课堂讲授内容需要与具体的生产实践相结合,因此,要让同学们切实体会到化学工程的知识在生物制品生产过程中的应用。另外,要积极联系生物工程方面的生产企业,组织同学们进行参观,结合课堂教学内容,让同学们充分体会到化学工程技术与生物工程技术学科交叉的意义和重要性,鼓励感兴趣的同学去相关的生物工程企业进行短期实习,了解生物工程产品的生产原理、生产流程和注意事项,体会化学工程技术在生物产品开发和生产过程中的重要地位。

6.培养学生良好的学习方法

第3篇

1 化学工程与工艺概述

化学工程,简称化工,是研究以化学工业为代表的,以及其他过程工业生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律,如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等,并应用这些规律来解决过程及装置开发、设计、操作等问题,它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上,主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质,来替生产化学品或是物料工厂提供一个反应流程设计方式。实验研究、本文由收集整理理论分析和科学计算已经成为当代化工研究中不可或缺的三种主要手段。

化学工程的研究领域最初只是化工单元操作,如:输送现象(为化工学科当中“单元操作”的理论基础)、化工热力学输送现象。随着发展,后来又发展出一些新的分支,化学工程领域的分支庞大,可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作,因应现代工业发展的需要,以化工的知识背景为基础,例如半导体工业。随计算机的快速发展,数值模拟(cfd)在化工的发展占据重要的地位。

2 化学工程与工艺专业简介

2.1 化学工程与工艺任务。根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向。

2.2 化学工程以及化学工业的一些特点。以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化工单元操作以及有关的流体力学、传热和传质原理、热力学和化学动力学等在化学工业上的应用,以指导各种过程及其设备的开发、改进和发展属于化学工程学的内容。化学工程是随着化学工业的大规模生产发展而形成的。化学工程包括过程动态学及控制、化工系统工程、传递过程、单元操作、化工热力学、化学反应工程等方面。化学反应是化工生产的核心部分,提供过程分析和设计所需的有关基础数据,研究传递过程的方向和极限,化工热力学是单元操作和反应工程的理论基础,它决定着产品的收率,对生产成本产生重要影响。对单元操作的研究,可用来指导各类产品的生产和化工设备的设计;传递过程是单元操作和反应工程的共同基础,化学工业在新的形势下要求处于化学核心地位的催化技术和化学工程都必须用跨学科的战略进行多学科的研究。动量传递、热量传递和质量传递,这三种传递,实质上就是各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程。

合成化学是化学学科的核心,化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物,同时也创造了大量非天然的化合物,使人类社会所有的化合物达到2230万个(美国化学文摘1999年12月10日收录的化合物数),并且以几个月就有100万个的速度发展,大量新化合物的产生是化学工业产品开发的基础。信息技术及工程技术的进步为设备和工艺创新创造了条件,推动了化工行业的技术进步。 化学工业的生产技术和许多深度加工的产品更新换代快,要求化学工业必须不断发展和采用先进科学技术,从而提高生产效率和经济效益。不断寻求技术上最先进和经济上最合理的方法、原理、流程和设备是化学工业工艺创新追求的目标。化工新技术开发程序是一套科学的程序,它是以市场为导向、以创新为宗旨,以工业化和商业化为目的的创新过程。世界上经济发达国家化学工业的研究开发费用、科研人员以及专利和文献的数量都居各工业部门的前列。

3 化学工程与工艺实验数据处理分析

传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助matlab软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。

化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。

matlab在化学工程与工艺实验中的应用进行初步的尝试。传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。而matlab是一个强大的数学软件,能够方便地绘出各种函数图形,一方面可以解决符号演算问题,另一方面可以解决数学中的数值计算问题。matlab的应用范围非常广,包括信号和图像的处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。它已成为国际控制界的标准计算软件。借助matlab软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来,利用matlab软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。

第4篇

1环境工程与化学工程复合型人才的培养方式

目前许多院校广泛采用主辅修方式培养复合型人才,即学生在完成主修专业课程的基础上,再辅修第二专业的课程。辅修课程的上课时间经常与主修课程的上课时间相冲突,或者辅修课程的上课时间统一被安排在周末或晚上,这给辅修课程的学习带来不便。环境工程与化学工程复合型人才的培养可采用特色班级方式培养,即在招生时就用固定班集体招生、统一培养。这种培养方式便于课程体系的学习,尤其是便于实践课程的教学与管理。湖南城市学院化学与环境工程学院同时拥有化学工程和环境工程两个专业,这使得该学院在环境工程与化学工程复合型人才的招生、教学与管理有独特的资源优势。

2环境工程与化学工程复合型人才培养的课程体系

在课程体系设计上,不能简单地将环境工程专业与化学工程专业的课程“拼盘”。根据环境工程与化学工程复合型人才培养的特点和要求,我们在请教专家、调查学生的基础上对环境工程专业、化学工程专业的相关课程进行了有机整合,形成了培养环境工程与化学工程复合型人才的课程体系,该课程体系由5个课程模块组成。公共基础和素质课程模块。该课程模块包括中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、大学生心理健康教育、军事训练、大学体育、大学英语、计算机基础、大学语文。专业基础课程模块。该课程模块包括高等数学、工程制图及CAD、无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验、仪器分析及实验、物理化学及实验、化工原理及实验、波谱分析。专业核心课程模块。该课程模块包括环境化学、管网工程、环境微生物学及实验、环境生态学、环境监测及实验、水污染控制工程及实验、大气污染控制工程及实验、固体废物处理工程及实验、噪声污染控制工程、环境影响评价。特色课程模块。该课程模块包括化工环境保护、化工污染控制工程、化工污染控制设备、绿色氧化技术、突发性化工环境污染事故的预防与处置等课程。实践教学课程模块。该课程模块包括环境工程仿真实验、工程设计、工程实验设计与数据处理、PIDCAD工艺流程制图、认识实习、生产实习、毕业论文(设计)。该课程体系在保留环境工程专业的核心课程基础上,《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《仪器分析》、《化工原理》、《波谱分析》等专业基础课程内容和学时与化学工程专业一致,在课程设置上体现出环境工程专业与化学工程专业课程的复合;特色课程模块和实践教学课程模块体现出环境工程专业与化学工程专业课程的融合。

3环境工程与化学工程复合型人才培养的教学方法

对于环境工程与化学工程复合型人才,要求综合培养学生环境工程、化学工程两专业的知识和能力,达到综合培养的目标,这就要求其相应的教学不能采用灌输性的教学风格,而应采用渗透式教学、融合式教学、案例式教学和研究性教学等。(1)渗透式教学是指在上述专业基础课程模块中渗透环境工程专业知识的教学,在上述专业核心课程模块渗透化学工程专业知识的教学。例如,《物理化学实验》中动力学实验可以让学生动手做“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”。(2)融合式教学是指在上述特色课程模块和实践教学课程模块中将环境工程和化学工程中的知识、原理、技能融成一体进行教学。例如,《化工污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“流化床化学反应器处理农药厂废水”的专题教学,将流化床工艺设计参数、原理、废水排放标准等融合在一起进行教学。(3)案例式教学就是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中结合教学内容运用工程中的实际案例进行教学。例如,《水污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“电镀厂含铬废水的深度处理”的案例教学。(4)研究型教学是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中教师结合教学内容,通过创设学习情境,促进、支持和指导学生完成研究型学习活动,来综合培养学生能力与素质的一种教学方法。例如,在“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”实验中,教师可引导学生自己查阅文献资料,引导学生思考如何测定溶液中2,4-D的浓度?如何用计算机软件绘制2,4-D浓度的标准曲线?让学生自己确定实验中所需要的仪器和使用的方法,引导学生思考FeSO4和H2O2使用量对2,4-D降解速率的影响,如何求算该降解过程中的速率常数K和表观活化能Ea?

4环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设

良好的师资队伍是实施环境工程与化学工程复合型人才培养的关键。要培养环境工程与化学工程复合型人才,首先必须有环境工程与化学工程复合型的师资。笔者认为,要改变目前环境工程与化学工程复合型的师资匮乏问题,可从如下几个方面加强环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设。(1)引进、培养具有环境工程和化学工程双专业学位的高水平的博士或硕士,他们在学士、硕士或博士学位教育期间接受过环境工程、化学工程的专业教育,具备环境工程和化学工程复合的知识结构和科研素养,是环境工程与化学工程复合型人才培养的理想师资队伍。(2)教师交叉自学和资格认证。在学院内部要求有环境工程专业学位的教师参加化学工程的本科理论与实践教育,要求有化学工程专业学位的教师参加环境工程的本科理论与实践教育,教育期满后进行考试认证,达到认证资格的教师才能评聘为环境工程与化学工程复合型人才培养的师资。(3)聘请企业有工程实践经验,且有良好师范素养的工程师参与环境工程与化学工程复合型人才培养的教学和科研工作。

5学生自主学习是环境工程与化学工程复合型人才培养的重要手段

现代环境工程和化学工程日新月异,要培养环境工程与化学工程复合型人才,单靠教师的培养显然是不够的,必须充分调动学生自主学习的积极性。高等院校拥有丰富的中文、英文文献资料数据库,有丰富网络平台资源;高等院校图书馆拥有大量的纸质版和电子版书籍、期刊和报纸;高等院校实验室拥有大型的现代化仪器等。这些资源为学生的自主学习提供了良好的物质保障。教师在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学中,以问题、专题为核心,引导学生自主学习、相互交流,从而优化学生的知识结构和能力结构。例如,教师可引导学生查阅相关网站,自主学习“离子交换树脂”专题,要求学生掌握离子交换树脂的分类、命名、合成、性能、工作原理、再生方法及在污水处理中的应用等,并要求学生要充分利用学校网络资源,构建自身交流的QQ群,进而广泛、深入、持续地交流。总之,在今后环境工程与化学工程复合型人才培养的研究与实践中,我们还需要不断地努力探索与实践,逐步形成科学、系统的环境工程与化学工程复合型人才培养体系,为环境工程与化学工程复合型人才培养提供启示和建议。

作者:孟秋冬肖谷清胡拥军单位:湖南城市学院图书馆湖南城市学院化学与环境工程学院

第5篇

一、绿色化学工程与工艺的开发

(一)提高化学反应的选择性在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。

(二)使用无毒无害催化原料随着化学工业发展速度的不断加快,将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中,可有效加快反应速度,缩短法宁时间。所以,在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前,我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制,化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善,分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的应用可有效提高化学反应效率,降低能源消耗量,同时也可减少环境污染。

二、绿色化学工程与工艺对化学工业节能产生的促进作用

目前,在各工业产业的生产过程中均已广泛应用到绿色化学工程与工艺。该工程中具有的应用性能不仅可有效改善化工产业发展过程中存在的资源浪费和环境污染问题,同时还可有效促进化工生产的结构不断得到优化。绿色化学工程与工艺在化工产业中的应用主要表现在如下几点。

(一)清洁生产技术的应用清洁生产技术是一种具有较高价值的绿色技术,该种技术主要是通过对化工原料进行无害、无毒、无废处理,实现原料利用率得到提高,进而促进化学工程的生产质量得到提高。在清洁技术中,应用最为普遍的技术分别为脱硝和脱硫两种技术。应用该两种技术对存在较为严重的污染的化学废物、生活垃圾等进行绿色处理,经过相关技术的处理后,生活垃圾可有效转化为沼气。应用自然发电技术来代替传统发电技术。太阳能、风能的开发和应用是清洁生产技术飞速发展的重要标志。在生物工程中合理应用清洁生产技术,可有效促进细胞及基因工程的发展效果得到显著提高。在辐射加工中应用清洁生产技术,可促进催化剂的作用得到显著提高。

(二)与生物技术相互结合的应用在生物技术领域中,其技术范畴具体包含细胞、微生物、基因、酶等多种技术。其在各化工生产中的应用主要包含有生物化工合化学仿生学两个方面的内容。在生物体内,生物酶作为催化剂存在,其具有显著的专一性和高效性,在生物合成的每个过程中均无法脱离酶的作用。在绿色化学工程与工艺中对生物技术进行合理应用,通过相关技术处理,可使再生资源转化为相应的化学品。早期所应用的有机化合物原料大部分是直接源自动物和植物,后来才逐渐发展为将煤炭、石油作为原材料使用。在绿色化学工程与工艺中,通常情况下均是应用工业酶或存在于自然界中的酶作为催化剂。将酶与通常应用的化学催化剂进行比较,酶在应用过程中的优点主要表现为无污染、产物性质好、反应条件温和等。例如通常情况下均是应用丙烯腈进行丙烯酰胺制备,当使用酶作为催化剂后,能耗消耗量大大降低,反应具有彻底性,并且在反应过程中无任何副产物产生。

(三)生产环境友好型产品绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品,如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中,人们的购买的产品均为绿色产品,不仅有效保证了人们身体健康,同时也可促进社会健康、和谐发展。因此,在化工生产过程中,如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥,可有效降低生态环境的染污,促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展,对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。

三、结束语

在绿色化学工程与工艺中,应用无毒、无害的物质作为原材料,使用节能减排的生产工艺,应用清洁生产的技术,可有效降低化学工业生产过程中能源消耗,减轻生态环境污染,促进人与社会和谐发展、产品与生态互补得以实现。因此,对绿色化学工程与工艺进行开发和研究是对当代化学工业的发展产生严重影响的主要因素之一,是促进化学工业可持续发展的重要前提条件。

作者:李世英单位:内蒙古蒙西建设集团有限公司钢结构分公司

第6篇

关键词:化学工程与工艺;工程实践;能力培养;体系构建

1化学工程与工艺专业现状分析

从发展历程来说,我国近代的化工产业远远落后于世界其他国家和地区,在人才培养方面存在很大的弊端。建国以后,为了改变这种现状,国内开办了很多职业化工教育院校以培养应用型人才。在所开设的专业中,化工工程与工艺专业是一门实践性强、动手能力要求高的学科,在教学目标中,强调学生的独立工作能力、独立自主能力和探索实验能力。从上世纪80年代以来,我国的化工类专业人才逐渐进入市场,在满足社会发展需求的同时,也逐渐反馈一些人才培养的改进信息。就现状而言,化学工程与工艺专业的教育体制依然需要改革,人才培养方式依旧需要深化,使之能够适应快节奏的现代化化学工业发展,满足市场经济体制下人才竞争的需求,提高企业在国际市场上的竞争力。

2加强工程实践能力培养的策略

(1)重视基础知识的掌握

化学工程与工艺专业具有较强实践性的特点,对于大部分学生而言,牢固的掌握基础知识,是日后提高自己的关键。从教学角度来说,从大学专业入门基础课程抓起,严格要求,特别是在基础实验动手能力方面要打好基础。结合专业特点而言,化学工程与工艺所涉及的基础学科包括化工原理、反应工程、化学工艺设备及化学物料基础管理等。如果忽视了基础知识的掌握,不但在真实工作中难以适应,也很难再有弥补的时间和精力。相对应地,基础知识掌握牢固,在安全、精细、稳定等操作层面会养成标准化的习惯,甚至不需要规章制度的约束就能够主动做好,促使工作效率大幅度提高。基于这一目标,要求教师在教学的过程中采取多样化的方式,让学生更多的接触到现实岗位环境。如借助多媒体手段,综合应用视频、动画、图片等,让现实中的具体形象呈现在学生眼前,比单纯地依赖课本去讲解、去想象要更有效果。例如,借助3D动画模拟的形式,对某一化工设备的工作原理展开讲解,通过不同角度、分解状态或透视功能,让学生了解工作状态中的机械设备状态;同时,也可以模拟不按照规章操作之后,可能发生的危险状况。而利用这种手段,可以举一反三,实现基础知识的强化。

(2)突出教学与实验结合

在校学习阶段,学生的动手能力主要依赖于实验,为了满足进入工作岗位之后具有更好的适应性,教学过程要与实验案例紧密的结合起来。一般来说,化学工程与工艺专业教材中,每一章节都存在典型的工程案例分析,而这些案例只是通过简单的讲解,是不能发挥实践能力锻炼的作用的。结合教学中所涉及的案例,教师设计相应的实验项目,将知识点和实际操作巧妙的结合起来,不仅可以提高学习的新鲜感,也能够激发学生的自豪感和学习主动性,培养浓厚的研究兴趣。

(3)培养科研及工程设计能力

化工行业的人才培养与常规人才相比具有较大的差异,循规蹈矩或墨守陈规是不能促进生产效率提升的,科研能力和工程设计能力的培养是必须的,也是在未来的工作岗位中解决实际问题的重要训练。结合现实情况来说,我国在培养科研能力和工程设计能力方面还有很大的欠缺,突出表现是毕业考核中,化学工程和工艺人才重视论文写作,但不重视设计内容,导致能力的培养发生了偏离;而只会“纸上谈兵”的人才是不可能发挥实际的作用的。建议针对该专业的人才培养考核机制进行改革,增加更多的实践性内容。

(4)构建稳定的岗位实习基地

实习是从校园走上工作岗位的第一阶段,也是理论联系实际的重要时期。工科学生的实习周期较长,而化学工程与工艺专业学生在实习中,应该更多地接触到基层,了解真实工作环境的状态。但是,从安全性角度考虑,最好的方式是具有一个相对完善、监督严格的实习场所。通过学校与企业签订人才培养合同的方式,建设稳定的岗位实习基地,匹配一些技术成熟的工程技术人员,且具有较好表达能力,可以在实习中为学生讲解相关问题及解决措施,达到事半功倍的效果。

3结语

综上所述,随着我国现代化工业体系的不断发展和完善,化工工程与工艺专业作为一个实践性强、应用范围广的专业,应该从完善学校教育环境和人才培养体制入手,增加投入、严格要求,为我国的工业现代化发展贡献力量。

参考文献:

[1]刘柳,吴洪达.化学工程与工艺专业实践课程评价体系的构建[J].实验室研究与探索,2009,04:96-100.

[2]赵国庆,谢永,李晓玲,周丹红.化学工程与工艺专业学生实践能力培养模式的探究[J].广州化工,2015,19:174-176.

[3]李娟,王树立,郭泉辉.化学工程与工艺专业学生工程实践能力培养的思考[J].河南化工,2010,21:55-57.

第7篇

关键词: 全日制 专业学位 入学考试 初试科目 化学工程

研究生入学考试初试科目改革,一直受到广泛关注,特别是从2003至今教育部没有停止过调整和完善。我国开展全日制专业学位研究生教育时间还较短,还没有充分把握全日制专业学位教育的培养规律。我国现行的全日制专业学位硕士研究生入学考试,基本上可以说是对学术型硕士研究生入学考试的移植[1],令人担忧的是学术型硕士研究生入学考试中显现的弊端也一并移植,如“考试科目设置不合理不科学、考试内容僵化、复试流于形式”等方面的问题受到社会各方面的批评,近年来关于“改革招考制度,提高生源质量”的呼声越来越高。硕士研究生入学考试作为把握生源质量的第一个关键环节,是选拔优秀人才的重要关口。招生考试不仅关系到人才选拔的质量,而且是影响本科教学质量的方向标。只有拥有了优质生源,才能进一步保证其培养质量。

全日制专业学位硕士研究生招生已进入第六个年头,报考专业学位的考生逐渐增多。2014年硕士研究生报名人数达到172万,比2013年减少4万,为五年来首次下降,不过相比学术硕士报名人数的减少,专业学位硕士报名人数逆势上升,报名人数较前一年增加9万人,达到68万人,占报考总人数的39.5%,比前一年的33.5%增长了6%[2]。但39类专业学位专业报考热度不均衡,人数两极分化,从2013年报考与录取的数据对比来看,有些专业领域报录比不太乐观,调剂考生比重过大。化学工程领域专业硕士招生就是如此。专业学位招生初期没有获得社会认可生源不足情有可原,但如果不及时发现和分析问题,打通生源通道,改革招生选拔方式,则会阻碍专业学位的发展。以我校化学工程专业学位报考为例,由于招生起步晚了两年,我校招生四年,在招生人数逐年递增的情况下,报考人数并不乐观,每年还需调剂相当数量的生源。基于此以初试科目调查为切入口,分析其他培养单位之间初试科目设置的一致与区别,从中找到我校报考受冷的原因。我们认为充分认识专业学位硕士研究生入学考试的重要性,结合高校素质教育与创新人才培养的要求,科学合理地探讨改进和完善专业学位硕士研究生入学考试,是新时期高等教育领域不得不关注的重大问题。

一、2014年我国化学工程领域专业硕士研究生入学考试初试科目设置概况

从专业学位的招生单位来说,我国参与专业学位教育的院校有400多个,占我国博、硕士学位授权单位总数的60%。通过调查中国研究生招生信息网(教育部主管)公布的高校硕士研究生招生简章,对2014年化学工程领域专业学位硕士研究生招生专业目录进行查询并统计,全国共有31个省、直辖市的172所高校中的196个(同一高校不同二级学院及科研院所按不同培养单位计算)培养单位招收化学工程领域全日制专业学位硕士研究生,招生单位占全国专业学位硕士研招单位的40%。

表1 第四单元初试科目名称列表及设置单位分布

从上表可以看出,设置化工原理类考试的培养单位最多,其次是物理化学,考试科目名称最多的属于工科类,大学四大化学基础类科目占51.9%。如果按化学和化工类课程划分,则考化学类课程为62.2%,化工类课程为37.8%。

二、2014年我国化学工程专业硕士研究生入学考试初试科目设置分析

1.专业硕士与工学硕士、理学硕士初试科目比较

由于我国全日制专业学位教育的发展时间较短,还没有形成其明显特点,因此现阶段我国实行的全日制专业学位硕士研究生入学考试很大程度上是在参照学术型硕士研究生入学考试形成的[1],化学工程专业硕士研究生入学考试初试科目是参照工学硕士研究生入学考试初试科目设置的,学术型硕士和专业硕士第一单元考试科目相同,不同的是第二单元,学术型硕士初试科目为英语一,专业硕士只有31个招生单位考英语一,占18%,大部分招生单位初试科目是英语二,另外有20个单位设置了选考俄语、日语、德语科目,也就是说专业硕士的外语水平相对于学术型硕士要求、考试难度相对低一些。全日制工程硕士研究生选拔初试加强了对考生一般能力的考查,统考科目与工学硕士研究生相同,主要测试学生的基本能力和基本知识。第三单元没有放低要求,初试科目与学硕相同都是数学二;第四单元对于化学工程领域专业硕士来说考试难度也与学术型硕士不相上下(见表4)。总的来说专业硕士入学考试除外语初试科目为英语二整体难度较学术硕士稍低一点,其他科目基本上没有放低要求。

表4 硕士研究生入学考试初试科目对比

2.初试业务课科目分析

上文已提到化学工程专业学位硕士研究生入学考试初试业务课一为数学二,是全国统考科目,相比化学理学硕士的自主命题科目似乎难以吸引考生报考;业务课二的初试科目是表三的86种科目之一,可以分成以下几类:一类为化学学科四门大学基础课,占48.9%,一类为化工基础课,其中化工原理占31%,还有42个科目不属于大学基础课程,占11.6%;初试科目中以单一课程考查为主,占90.9%,至少包括两门大学本科基础课程的综合科目只占9.1%。表5列出了四所高校在化学化工专硕、工学、理学硕士研究生入学考试中设置的初试科目,从中可以看出初试科目的一致与区别。

表5 四所高校的第四单元初试科目比较

从上表可以看出,部分高校已经对专硕的选拔与学硕区别开来,有些院校在设置初试科目时分了等级,但还远远没有引起大部分高校的重视。专硕应该更注重考查学生的工程教育潜能、学科特定能力、实践能力和创新能力等,如果考生没有对所欲攻读专业基础知识、基本理论和基本方法的了解和掌握,就很难进行研究生阶段的学习,测查的重点应是大学本科阶段前三年专业基础课的内容,但一定要与工学硕士区别对待。

3.初试科目对生源的影响

对于一些招生单位来说,一级学科化学工程与技术的工学硕士一般招不满,更何况化学工程专业学位第四单位考试31%的招生单位考“化工原理”,业内人士分析评价这比考本科四大主干课程“分析化学、无机化学、有机化学、物理化学”更难。

业务课一都与工学硕士相同,业务课二有四种情况,专业硕士初试科目有些招生单位与工学硕士相同,有些与理学硕士相同,有些自成一体,既不与工学硕士相同,更不与理学硕士相同,有些与理学工学硕士相同但分了等级。总的来说,化学工程领域专硕研究生入学考试整体难度与学术型硕士的初试要求差不多,与工学硕士相比外语方面稍有降低。但业务科是一样的,甚至要求高一些。

初试科目设置应以考生来源为重要参考依据,或者以专硕培养要求为依据,由于工科生源不足,学术型研究生报考的人都少,专业硕士就更少,调剂考生大都来自理科生源,要吸引生源就要调整考试科目,可以适当增加选考科目,调查显示有38个培养单位只设置了一门化工原理,只设置一门科目的有94个单位,差不多有半数的单位只设置1门科目,这种单一科目的选择性太差,势必影响生源数量和质量。从硕士研究生就业趋势来看,更大量的是走向社会实际领域。同时,随着我国经济社会的发展,对高层次、应用型专门人才的需求,无论是规模,还是质量都有更大需求,有更迫切的愿望。考生考研时要搞清楚考研的目的,不要盲目服从,学术型硕士毕业后从事学术的比例很小,读博士的比例不足10%,尽早确立职业生涯,能有的放矢地培养人才。

三、结论与思考

专业硕士初试科目的确定一般在每年的6月―7月份由培养单位的二级学院根据教育部的指导性文件自主确定,有些培养单位会认真研究,不断优化招生各环节,但部分培养单位一成不变,对生源数量和质量没有引起高度重视。不重视招生研究的原因很多,其中最主要的原因是报考学术硕士没有录取可以校内调剂到专业硕士,考生可以避开数学考试的软肋,培养单位有生源补充。但长此以往对专硕的培养不利,大多数专硕调剂考生实际上都有低人一等的想法,应该从报考开始就要明确目标,尽量减少调剂。另外,专硕的初试科目比起学硕来说太杂应该统一,考试内容应该综合,培养单位应建立健全科学公正的招生选拔机制,按照强化基础、突出综合能力考查的原则,加强对自命题业务课考试科目和内容设置的研究探讨,进一步优化初试。

专业学位的性质和特点决定了入学考试改革的方向是应用型、能力型考试。考试科目、内容等都应朝实用性、能力型方面靠拢,尽量在专业学位的应用性特点方面突出选拔性目标。从考试科目和内容方面来说,应先适当调研,研究清楚目前专业学位硕士研究生必备基本素质与条件,以此作为考试试题命制的基本依据[4]。

研究生招生工作,承担着为国家选拔高层次学术型和应用型专门人才的重任,招生工作的顺利实施,涉及广大考生的切身利益,不仅直接关系到研究生招生考试的公信力和新生入学质量,还关系到社会公平公正和构建和谐社会的大局[5]。因此,一定要充分认识做好研究生招生工作的积极意义,进一步增强优化国家教育考试的责任感和使命感,加强研究生招生管理工作,完善管理制度和岗位责任制,努力提高招生工作科学化、现代化水平,提高工作效率。切实做到尊重考生,服务考生,维护考生合法权益,建立有利于拔尖创新人才和高层次应用型人才脱颖而出的研究生招生考试制度。

参考文献:

[1]周雨.全日制专业学位硕士研究生入学考试研究.华中师范大学硕士学位论文.

[2]中国教育在线.http:///html/ky/report/index.shtml.

[3]陈睿.美国新版GRE考试对我国硕士研究生入学考试科目改革的启示.中国考试,2006,06:8-11.

[4]余桂红,张应强.研究生招考方式改革百年:流变与特征.学位与研究生教育,2012,11:43-47.

第8篇

    从广义上说,分离强化首先是对设备的强化,然后是对生产工艺的强化,综合起来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,有利于实现可持续发展,这也是化工分离技术的主要趋势之一.古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来.随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,那就是:此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究.随着信息技术的不断进步,分离技术也不断得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平.对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义.信息技术的引进有利于新的分离过程的深入,提高工作效率.

    传热过程的一些新的研究进展和方向

    1微细尺度传热学研究进展

    微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔.当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着惟妙惟肖的变化.目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的.其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果.

    2传热设备研究进展

    通过近十年的研究,利用翅片可以达到促进和增强传热的效果

    3强化传热过程的研究进展

    这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包括发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法.

    4传热理论研究进展

    近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长.改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一.沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着.长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究.由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量.到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采用机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重.

    5与计算机技术相结合

    计算机技术的进步使化学中大量的计算问题和数据采集分析的问题得到了解决,同时解决了人力物力和财力,也增加了数据的准确度与精确度,主要表现在计算机技术对计算流体力学和数值传热学上的主要贡献,其主要的研究方法是数值模拟法.这种方法的特点是需要大量的数据计算,而且需要大量的实验作为补充,采用计算机进行分析和计算,有利于将数据直观的表现出来,方式更加灵活多变,费用更加低廉,并且得出结论的周期比较短,对于应对此类问题计算机技术是最好的选择.

    化学工程学科未来的发展动态

    1将化工过程与系统过程研究相结合

    化学变化是一个复杂的过程,这是因为性质决定的,其非对称性和不平衡性打破了人们的惯性思维,使其控制因素增多,结构尺度变多,其中结构是对过程工程研究的中心问题,主要解决办法是简化其结构,使复杂的结构变得简单,更具有使用价值;首先研究特殊系统,然后推理出一般性的结论,进而推而广之,这些都为解决结构问题打下了良好的基础,解决了复杂系统不容易被分析的问题,采用整体法和还原法研究复杂的系统有利于把握系统的主要变换方向,多尺度的思考问题的方式可以将过程问题转换成平时的时间和空间问题,对研究化学工程的复杂结构有好处.化学工程的这一转变趋势预示着化学正在向着应用领域进行扩张,更加注重其实用性和价值性,而非学科本身理论的研究.这也在化学课堂上出现了明显的改革,从只有实验和理论两个过程的化学转换成有实验、有计算最后才产生结论的过程,这就需要化学与数学物理等相结合,甚至与计算机技术相结合,进而实现化学过程的更好研究.

    2将化学工程与材料科学研究相结合

    科学的进步使大量新的技术和产品能源不断涌现,并且在先进技术的引导下得到了广泛的应用,这就为化学工程的研究提出了新的问题那就是如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务并不断形成新的完整的理论,化学工程的发展就此进入老人一个新的发展阶段.在学科研究的方法上更多的注重学科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化学、生物与化学、能源与化学、环境与化学相结合的工程学科,这些都为化学工程的发展提出了新的发展方向和研究课题,为化学的发展做了良好的铺垫.

    3将化学工程与信息工程研究相结合

    化学工程技术的热点是将化学工程与信息工程研究相结合,随着信息技术的发展,信息技术已经深入各行各业,通过计算机技术可以收集大量信息,并对此进行精细的计算,随着大量的数据的统计和分析,可以得出很多重要的规律和结论,这些规律可以用来作为提高效率和生产效益的理论依据,同时可以预见,将化学工程和材料科学结合起来进行分析必将是化学工程领域的重点研究课题,必将成为引领化学研究的主要方向.

第9篇

    1.1 超临界化学反应技术

    超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时,此时状态处于液体和气体之间,具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用,而且还在医药工业等领域应用很广泛,已经显示出巨大的魅力,极具发展前景。近年来,化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域,但是都处于初级发展阶段,很不成熟。

    1.2 绿色化学反应技术

    绿色化学是指对环境不会造成污染的,有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采用化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程,因此很彻底,这主要包括原子经济性和高选择性的反应,生产出对环境有利的材料,并且回收废物循环利用的一门科学技术。

    1.3 新的分离技术

    研究从广义上说,分离强化首先是对设备的强化,然后是对生产工艺的强化,综合起来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,有利于实现可持续发展,这也是化工分离技术的主要趋势之一。古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,那就是:此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术的不断进步,分离技术也不断得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进有利于新的分离过程的深入,提高工作效率。

    二、传热过程的一些新的研究进展和方向

    2.1 微细尺度传热学研究进展

    微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔。当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着惟妙惟肖的变化。目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的。其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果。

    2.2 强化传热过程的研究进展

    这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包括发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法。

    2.3 传热理论研究进展

    近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着。长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采用机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重。

    2.4 与计算机技术相结合

    计算机技术的进步使化学中大量的计算问题和数据采集分析的问题得到了解决,同时解决了人力物力和财力,也增加了数据的准确度与精确度,主要表现在计算机技术对计算流体力学和数值传热学上的主要贡献,其主要的研究方法是数值模拟法。这种方法的特点是需要大量的数据计算,而且需要大量的实验作为补充,采用计算机进行分析和计算,有利于将数据直观的表现出来,方式更加灵活多变,费用更加低廉,并且得出结论的周期比较短,对于应对此类问题计算机技术是最好的选择。

    三、化学工程学科未来的发展动态

    3.1 将化工过程与系统过程研究相结合

    化学变化是一个复杂的过程,这是因为性质决定的,其非对称性和不平衡性打破了人们的惯性思维,使其控制因素增多,结构尺度变多,其中结构是对过程工程研究的中心问题,主要解决办法是简化其结构,使复杂的结构变得简单,更具有使用价值;首先研究特殊系统,然后推理出一般性的结论,进而推而广之,这些都为解决结构问题打下了良好的基础,解决了复杂系统不容易被分析的问题,采用整体法和还原法研究复杂的系统有利于把握系统的主要变换方向,多尺度的思考问题的方式可以将过程问题转换成平时的时间和空间问题,对研究化学工程的复杂结构有好处。化学工程的这一转变趋势预示着化学正在向着应用领域进行扩张,更加注重其实用性和价值性,而非学科本身理论的研究。这也在化学课堂上出现了明显的改革,从只有实验和理论两个过程的化学转换成有实验、有计算最后才产生结论的过程,这就需要化学与数学物理等相结合,甚至与计算机技术相结合,进而实现化学过程的更好研究。

    3.2 将化学工程与材料科学研究相结合

    科学的进步使大量新的技术和产品能源不断涌现,并且在先进技术的引导下得到了广泛的应用,这就为化学工程的研究提出了新的问题那就是如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务并不断形成新的完整的理论,化学工程的发展就此进入老人一个新的发展阶段。在学科研究的方法上更多的注重学科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化学、生物与化学、能源与化学、环境与化学相结合的工程学科,这些都为化学工程的发展提出了新的发展方向和研究课题,为化学的发展做了良好的铺垫。

    3.3 将化学工程与信息工程研究相结合

    化学工程技术的热点是将化学工程与信息工程研究相结合,随着信息技术的发展,信息技术已经深入各行各业,通过计算机技术可以收集大量信息,并对此进行精细的计算,随着大量的数据的统计和分析,可以得出很多重要的规律和结论,这些规律可以用来作为提高效率和生产效益的理论依据,同时可以预见,将化学工程和材料科学结合起来进行分析必将是化学工程领域的重点研究课题,必将成为引领化学研究的主要方向。

第10篇

另外,研究生实验和实践课学时较少,主要是以验证性为主的实验,设计性和验证性结合的实践课程不足。而且,走马观花式的参观工厂流水线的专业实习形式收效甚微,一些重要的实践环节,学生难以了解和体会。尤其对于工科研究生教育占有很大比重的高校,课程体系结构中实践性课程比率相对较低,这已经明显跟不上社会对应用型研究生的需求。通过对用人市场进行调研,全程的评价“反馈”发现,目前化学工程专业研究生存在专业理论知识面不够广,实践能力弱等不足。

2应用型化学工程人才的培养目标

应用型研究生主要是把已发现的科学原理应用于社会实践,为社会创造直接的经济效益和物质财富的高端人才。应用型研究生既要有较宽广的基础知识,又要具有较强的科研与技术开发能力,能够有效地把知识转化为生产力。因此,应用型研究生化学工程人才培养的主要目标是:培养研究生具有化工学科方面的基础理论、系统的专门知识,掌握化工学科的现代实验方法和技能,具备从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力;有严谨的科研作风,良好的合作精神和较强的交流能力。同时,从产品生产过程是学科集成的结果角度看,应用型研究生要具有较强的知识集成能力,同时,在科学研究或专门工程技术工作中具有一定的组织和管理能力[1]。

3应用型化学工程人才培养教学改革的探索

3.1理论教学改革

(1)优化教学内容。教学内容是随着科学技术的进步和社会的发展而不断变化的,因此应不断更新完善,以符合不断变化的人才培养模式的要求。而构建有利于增强研究生适应能力和创新能力,提高研究生培养质量的研究生课程体系,是深化研究生教育改革的必然要求,也是摆在广大研究生教育工作者面前的重要课题和任务[2]。根据本校的实际情况以及学校的培养理念、培养目标,与时俱进,及时更新和补充教学内容,建立富有化学、化工特色的化学工程专业课程体系是非常必要的。具体实施遵循以下四个方面:首先,整合已有的知识体系和教学内容,删掉重复或内容陈旧的课程,合并相近课程。其次,增设跨学科课程和符合社会需求的课程,发挥多学科交叉的综合优势,以适应科技发展的综合化和人才培养复合化的趋势。第三,增设一些前沿性、前瞻性的教学内容,引领研究生了解本学科的前沿动态,开阔思路,使学生在汲取知识的同时得到创新能力的培养。最后,针对跨专业入学的研究生,增设最基本、最必要的专业修补课程,以加强跨专业研究生的专业基础,以利于后继学习和研究的深入。

(2)改变传统教学方式,多种教学手段相结合。传统教学方式的课堂上以教师为中心进行教学活动,忽略了学生的主体作用,忽略了教与学的相互联系和影响,从而减弱了整体效能。研究生与本科生相比已经具有了较扎实的理论知识基础,因此,研究生的教学应采用广内容和多方法相融合的课内教学手段。即从理论知识和工程实践知识两个方面着手,改变目前静态、呆板的教学方法,采取更为有效的新方法,如互动式教学、探讨式学习、探索性研究,探讨传授知识与探索研究相结合的多层次教学新模式,可以充分调动学生的学习积极性,并培养学生独立思考的能力。同时,教师可在教学内容上增加探索性内容,努力把课题研究融入理论教学中,鼓励学生查阅各类文献,让学生有机会进行探究性学习,给学生营造出自由的学术氛围,开拓学生思维,提高教学水平[3]。

(3)改革考核方式。考核是教学工作中检查教学效果、巩固学生知识、改进教学工作、保证教学质量和督促教育目标实现的重要手段。建立符合研究生课程体系的多元化考核方式有助于更好地评价学生的综合水平。比如基础理论和基础原理考核可采用试卷形式;专业课程可通过分析文献、提炼思路、归纳总结、撰写学术小论文等形式进行评定;实践课程则可通过任务设定、实验操作、实践等进行考核。总之,要立足于以强调实践能力的多样化标准取代单一的学术性标准,通过考核促进研究生思维能力、创造能力的发展[4]。

3.2实践教学改革

化学工程作为一门实验性和应用性很强的专业,对实践教学有很高的要求。实践教学相对于理论教学具有直观性、实践性、综合性与创新性的特点,在加强对学生的素质教育与培养创新能力方面有着不可替代的作用[5]。

3.3实验体系的设置

化工类硕士学位研究生应该具备的最直接的实践技能就是实验操作技能。在本专业的实践实验体系设计中,可增加一项实验技能训练,此项训练可以开放选修实验或创新实验的形式开展,内容不同于研究生的毕业论文,主要集中于本专业的热点实验,增强本专业特色实验技能,也可开拓学生的专业接触面和眼界。另外,在实验过程中,应实行以学生为主体,教师辅导相结合的模式,留给学生足够的思考空间,使学生处于积极主动的地位[6]。

3.4产学合作与校企合作的开展与建立

利用各种条件(如教师科研合作企业、校友主管的企业等)建设各类实践基地,研究生可在实践教学基地进行短期实习,目的是使学生熟悉企业文化,了解企业生产和研发流程。此外,要求研究生选定一个或几个相关企业或研究机构进行实地调研或实习,重点了解与本人硕士学位论文内容相关的企业技术需求,主要生产或研制流程、工艺等,并要求研究生须撰写调研实习报告,加强认识。

4结语

第11篇

[关键词]无机及分析化学;能源化学工程;模块化;教学改革

当前,大多数工科专业将无机化学和分析化学的课程内容进行重新组合,形成无机及分析化学。通过系统地学习和掌握化学的基本概念、基本理论以及化学基础知识,培养学生对化学的兴趣和解决化学问题的能力。无机及分析化学中的化学热力学、化学动力学、物质结构、四大平衡理论是要求必须掌握的。这些基本理论和知识在能源化学中的应用是很基础的东西,能为后续专业课程的学习奠定良好的化学基础。[1]我们所开设的新专业能源化学工程,主要研究方向为:能源清洁转化、煤化工、环境催化、绿色合成、环境化工。它以化工的理论与技术为应用基础,围绕新能源利用与化学转化,实现能源利用和可持续发展。重视与提高课堂教学质量和推动无机及分析化学实验在培养学生动手能力与实验创新能力方面起着重要作用,是无机及分析化学课程改革必须直面的棘手问题。因此,进行模块化优化无机及分析化学教学内容、多方面激发学生学习无机化学的兴趣、充分利用现代多媒体技术革新教学方法、培养学生的知识运用能力、有效提高无机及分析化学课程教学质量,可以满足社会及区域经济的发展对人才的需求和素质教育的要求。

一、模块化优化无机及分析化学教学内容

所谓课程模块,描述的是围绕特定主题或内容的教学活动的组合,或是一个内容上及时间上自成一体、带学分、可检测、具有限定内容的教学单元,它可以由不同的教学活动组合而成。模块化教学强调理论教学、实践、练习、研讨的同步式一体化的教与学,强调在专业教学过程中,把理论、实践等环节紧密结合。基于以上课程模块化的考虑,将无机化学和分析化学两门课程的教学内容进行模块化教学(见表1)。由于将无机化学和分析化学的课程内容打乱后进行重新组合,导致概念和知识点多,各章节之间存在较强的独立性。[2]因此,要合理安排大一第一学期的教学内容,这样有助于学生转变思维方式和学习方法。

二、多方面激发学生学习无机及分析化学的兴趣

兴趣是最好的老师,良好的学习兴趣是主动学习的原动力。要学好无机及分析化学,激发学生的兴趣至关重要。[3]在绪论教学过程中,要做好本课程的介绍及发展前景和学生学习心理方面的工作,在无机化学教学中建立好教师、学生和教材三者之间的相互关系。第一,在绪论课上介绍无机和分析化学发展过程及发展前景,让学生认识到学习本课程的重要性,以达到激发学生学习兴趣的目的;接着主要介绍无机及分析化学的作用及学习方法和相关考核办法。第二,阐明化学与人类生活密切相关的环境、能源、材料以及人类社会生活中的热点问题,以此为载体深入浅出地介绍化学与人类生活、社会发展的关系。第三,在专业导论课上强调无机及分析化学是能源化工类相关专业的基础课,能为以后的专业课学习和将来从事工作奠定基础。第四,通过新生认知见习,让学生在参观相关无机化工企业中获得感性认识;在平时的课堂教学中,利用一些贴近生活的例子解答知识疑惑,激发学生的学习兴趣。第五,建立合作学习小组,布置课后课题作业,利用网络资源学习无机及分析化学,查找相关资料完成课程论文作业。

三、充分利用现代多媒体技术革新教学方法

在无机及分析化学教学中,利用现代多媒体技术革新教学方法能提高教学效果。要面对的教学问题有:课前制作精美的多媒体课件,发挥多媒体课件的优势;主讲教师课堂讲授“动”与“静”结合,活跃课堂气氛;不可彻底忽略传统的板书;进行多媒体技术与传统教学技术相结合,有效提高课堂教学效果。[4]第一,使用多媒体技术教学可以模拟化学反应历程,让学生清晰地看到原子或分子的拆分及重新组合的过程,化抽象概念变为具体事物,这样可以加深学生对化学概念的理解。如,Flas制作了各种类型分子杂化轨道(sp,sp2,sp3,dsp2等)的形成过程。第二,采用多媒体教学手段展示教学重点、难点,实现人机对话,有助于学生理解和记忆课本内容。第三,进行多媒体教学时,应以学生为主体,但教师依然是教学活动的组织者和引导者。

四、培养学生知识的运用能力

通过学校组织学生参加各类化工学科竞赛活动是调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程兴趣的重要举措。[5]第一,积极组织学生参加广西各类化学实验技能竞赛,坚持开展国家级、省部级大学生创新创业实验项目。第二,为了鼓励和培养大学生创新能力,学院组织学生参加化工年会化工论文竞赛。第三,开放实验室,鼓励学生积极参与到开放实验室的研究课题;设立创新实验基金,由学生自由申请,对实验取得阶段性成果的学生给予创新基金资助。此外,改革无机化学教学方法,必须将传统的验证性实验转变为新型的探究性实验,通过探究性实验培养学生的创新能力。在导师的指导下,学生在设计实验方案中能够开发智力、培养良好的实验素养,锻炼自学能力。

五、适应能源化工专业要求方面的改革

能源化学工程专业是一个综合性、实践性很强的专业,在理论教学上要求学生掌握能源化学工程基础理论和相关技能。在实践教学上,应明确教学过程中的内容重点和难点,尤其是热力学方面的内容应该重点详细讲解,使学生更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律,为低碳环保使用能源奠定基础。我们针对实践性很强的能源化学工程专业,依据其专业的特点实施校内实训和校外实习相结合,使课程实验、课程设计、毕业设计、社会实践活动等环节能为培养具备高素质的能源化学工程专业人才服务。此外,我们还完善校内实验实训和校外实习基地的建设,向企业提供人才培养方案,共同建设与加强人才培养方案中的实践性教学环节。在实践评价体系的建设中,收集专家评价、教师评价、实习接收单位评价、系(分院)自评、学生评价等信息,做到以评促建。

六、结论

本文针对我校能源化学工程专业开设的无机及分析化学课程,在优化教学内容、激发学生兴趣、利用各种教学方法、培养学生能力以及适应专业要求方面对教学环节进行了总结和探究。加强基础理论知识教学使学生具备扎实的实践技能,进一步培养学生的创新能力,提高教学质量,能为培养能源化学工程专业创新型人才奠定基础。

[参考文献]

[1]韩洪晶,杨金保,刘淑,等.能源化学工程专业本科生创新能力培养体系的建立与实践[J].教育教学论坛,2013(15):228-229.

[2]孟广波,毕孝国,付洪亮.能源化学工程专业优化实践教学体系研究[J].中国电力教育,2014(3):145-146.

[3]朱清,李成胜,张征林.无机及分析化学教学改革初探[J].化工时刊,2013(4):49-50.

[4]芮光伟,蒋珍菊,岳松.无机及分析化学课程教学改革与实践[J].高等教育研究,2007(3):75-76.

第12篇

在当前高等工程教育中,越来越多的人们意识到,学生除了要具有扎实的专业技术知识,还必须拥有良好的团队协作精神、系统分析及实际动手能力,以便适应现代化工程团队、新产品及新系统的开发需求。《化学工程基础》课程理论性强,又较抽象,学生在学习过程中兴趣不足,普遍感觉知识难以理解和掌握,缺乏系统的分析思路。目前,化学工程基础教学主要存在以下问题[3,6]:(1)授课主要以讲授理论知识为主,学生接触实践环节少,缺少对学生工程能力的训练;(2)授课方法单一,是一种完全以教师为中心的传授接受式教学模式,难以激发学生的学习兴趣,调度学习积极性;(3)教学中验证性内容偏多,设计性、综合性和探索创新性实验内容偏少,影响学生探讨问题的积极性和创新能力的提高;(4)知识点之间缺乏有效的衔接和延伸,不利于学生理解单元操作过程原理深层次的内涵,更不利于掌握和应用基础知识;(5)“工程”概念模糊。化工生产的过程是复杂的,需要具体问题具体分析,而问题通常很难在理论学习中找到答案,缺乏实践经验的学生对此就会有理论与实际相脱节的错觉,不容易形成“工程”概念。学生工程能力的培养不仅在于对工业生产的了解、积累经验,更需要掌握工程科学研究方法和工程经验的意义,以此提高综合运用知识和技能解决生产问题的能力。现有的化学工程基础教学体系存在着各种不足和弊端,与当前社会对化工专业人才的要求尚存在一定的差距。将CDIO理念与其教学体系相结合,弥补不足之处,是解决各种弊端的有效办法。

2《化学工程基础》课程中CDIO教学模式的实践与体会

2.1转变教学观念,培养学生的工程观念

在CDIO理念中,培养学生工程概念是一个关键的步骤。首先要给学生一个大工程概念,使学生从感性上认识到这门课程在整个化学工业中是解决什么问题的。教师应参与更多的工程项目,在提升自身产业经验的基础上培养学生的兴趣和专业能力。由于化工过程影响因素多,制约因素多以及经验公式与经验数据多,在教授的时候,需要理论联系实际,逐步深入,突出工程设计的意识和思维过程,即强化设计型问题。这既突出了各单元操作学习的目的性、真正弄清各单元操作工程理论的来龙去脉、培养了学生的工程设计能力,同时又锻炼了学生分析解决工程操作型问题的能力。另外,通过化工基础的单元操作过程仿真模拟软件,以加强书本知识与工程实际之间的联系,培养学生的工程观点。

2.2问题式驱动教学,理论联系实际,激发学生学习兴趣,培养学生自学能力

与一些理论性较强的基础课如高等数学、物理学及物理化学等不同,《化学工程基础》具有很强的实践性,在石油、冶金、轻工、制药等工业中都有广泛应用。联系生产实例描述化工原理对化工研究、设计和生产过程的指导作用,使学生充分认识到这门课程的重要性,激发起他们强烈的求知欲和学习兴趣[7]。让学生感到学以致用,学好它受益匪浅,从而明确学习目的,勇于克服学习中遇到的困难,取得良好的学习效果。在教学方法上,教师要明确所授课程在本专业知识结构中的地位和作用,以及学生学习本课程应该掌握的基本知识和能力。《化学工程基础》这门课的综合性强,涉及到多门学科,概念多,物理量多,公式多,方法多,而且计算繁杂,尤其是对课程中半理论、半经验公式和准数关联式感到头疼,学习起来不得要领,很多初学者普遍觉得比较难学[8]。在教学中针对这些可能出现的问题,要鼓励学生提前做好预习,对将要学习的内容有个大致了解,带着问题学习。笔者采用每章节讲授前布置一个与实际关联的问题,章节结束后让同学们做出自己的设计思路,这一方法大大提高了学生学习的兴趣。例如,在讲授流体的流动与输送前,要求同学们分组设计一个水利设施,利用流体力学的原理,不输入其他的外能将河水输送到3米高的岸堤上;在讲传热过程时,要求同学们章节结果后分组设计一个水泥高温回转窑保温层的方案。另外教师在授课过程中也要有所偏重,突出重点,下一次上课之前带领学生对上次课的主要内容进行回顾和讨论,使学生对每一章节的内容串联起来,掌握本章节的知识链。这样不仅提高了教学效果,还间接培养了学生概括总结和自学能力。在课后复习过程中,教师也要鼓励学生自己把公式推导一遍,在推导的过程中不知不觉加深了对知识的理解,养成思考和分析问题的习惯。

2.3以项目为中心的实践教学,培养学生创新能力

为了提高学生综合运用所学专业知识分析、解决实际问题的能力,我们在教学中采用以项目为导向的教学。项目教学是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,它将学习者融入有意义的任务完成过程中,让学生有目标地自主学习;同时要求学生通过自己的实践进行知识建构和技能训练。教师根据学生的状况、教学目的和内容,结合知识点,制定具有实用性的项目。按照化工开发的过程,首先提出项目任务设想,与学生一起讨论项目的目标和任务。然后确定项目完成的功能,使学生带着明确的目的汲取知识,减少学习的盲目性。随着教学内容的展开,教师依据综合项目安排大部分子项目内容的讲授。最后指导学生以小组的形式进行项目扩展和链接,生成一个综合项目。例如,在讲传热过程和传热设备时,我们与同学们一起确立了一个开发项目:高温回转窑由于窑内温度往往较高(1400℃以上),且处于运动过程中,如何测量窑内气氛温度并不是一件容易的事。要求通过本章节的学习设计一个测温装置,通过测量高温回转窑的表面温度,从而探测回转窑内表面气氛温度。经过同学们的努力,学生们运用本章节知识,成功设计了一个测温装置,并给出了该测量仪的测量原理和炉内气氛温度的计算公式。学生们正在将该成果申报学校的课外科技创新活动成果奖,并且已形成实用新型专利申报书准备申报专利。通过项目为中心的实践教学方法,不仅使学生认识到了知识是创新的基础,也加深了对讲授内容的理解和掌握,大大提升了同学们的学习兴趣和成就感。

2.4以实用为导向的教学,加强工程实践性,培养解决实际问题的能力

教学要从实用性激发学生的兴趣,培养解决实际问题的能力。《化学工程基础》是高校化学化工及相关专业类学生必修的一门专业基础课,它是基础理论课向工程专业课过度的桥梁。由于课程理论性强,又较抽象,加之同学们没有工程设计和工艺管理经验认识,往往感觉知识难以理解和掌握,缺乏系统的分析思路。在教学过程中,实例可大大激发学生的兴趣,调动学生的学习积极性。例如,在讲授流体的流动与输送时,组织同学们分组讨论桂林遇龙河水利设施,结合本章节内容分析该水利设施是如何利用流体输送原理达到不输入外能的条件下、利用河水的机械能将水输送到2米高的岸堤上的原理。这一上世纪50年代建成的永久性水利设施大大调动学生的学习积极性。同时我们增设开发项目,组织课堂外的竞赛,按小组方式,假想自己是水利工程师,仿照桂林遇龙河水利设施提出设计方案,如何改进才能利用河水的机械能将水输送到4米高的岸堤上。另外,通过讲授江苏昆山某公司加热反应器的工艺选型和操作条件选择的实际案例,使同学们懂得了实际工作中本课程知识的实用性。通过实用为导向的教学,大大激发学生的兴趣,也提高了解决实际问题的能力和增加了对课程知识的认识。

2.5开放创新型实验的教学,培养动手能力和实践能力

化工实验是《化学工程基础》课程的重要组成部分,它是理论与产业相结合的重要过程,学生对这门课的掌握直接关系到实践能力。实验教学突出对学生综合实验能力的培养,不仅仅局限于基本的实验课程安排,更需要注入科研以及工程应用的意识;不仅仅是动手能力,更需要全面培养手脑协调、手脑并用、手脑并重的实验能力和科学素质。在CDIO执行标准中,只有主动学习和经验学习方法才能有效促进专业目标的达成,才能使学生思考和解决问题的能力在教学中得到体现。目前,我校化学化工教研室已建起了初具规模、设备较为先进的化工实验室,对于学生了解离心泵、板式精馏塔、填料吸收塔、换热器和板框过滤器等化工设备的基本结构及操作特点十分有益。通过对设备的操作和仪表的使用,不仅能加深学生对化工基础课堂教学内容的理解,还有利于提高学生的动手能力和实践能力,而且进一步强化了学生的工程观念。传统的实验教学是由教师先讲解实验原理、实验步骤及注意事项,然后由学生分组进行实验,按照固有的操作,得到预计的实验结论,学生完全处于被动角色,实验教学并不能达到预计的效果。在教学中,我们改变单一的教学模式,采用多层次、开放式教学,统筹安排实验教学和理论教学,合理分配课时,留给学生思考的时间。通过推行选题模式,使学生组成合作团队参与到实验教学的设计中,让学生自己思考、设计实验过程,以提高学生的开发创造能力。开放实验室给学生提供了独立活动的空间,学生可以针对自己薄弱的项目进行强化练习,也可以根据自己设计的实验方案进行实验。教师对整个实验不进行任何干预,只有在学生遇到问题向教师提问时,才给予必要的启发和指导,实验完成后对实验结果和实验报告进行审查和评估。