化学工程与工艺分类范例6篇

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化学工程与工艺分类

化学工程与工艺分类范文1

1、化学属于理学专业。其分类上属于:学科门类:理学(专业代码07)。专业类:化学类(专业代码0703)。不属于化工类。化工与制药类分类上属于工学(学科门类),包括化学工程工艺、制药工程这二种基本专业和资源循环科学与工程、能源化学工程、化学工程与工业生物工程这三种特设专业。

2、工学(学科代码:08)是指工程学科的总称。学科专业包含:仪器仪表、能源动力、电子信息、电气信息、交通运输、海洋工程、轻工、纺织、航空航天、力学、生物工程、农业工程、林业工程、公安技术、植物生产、地矿、材料、机械、食品、武器、土建、水利、测绘、环境与安全、化工与制药等专业。

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化学工程与工艺分类范文2

关键词:化工专业;卓越工程师;实践教学;体系构建

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0145-02

化学工业在国民经济中占有重要的地位,由于化工行业的特殊性,化工人才需求特别强调学生工程素质的培养,要求学生具有较强的实践能力和创新能力。2010年教育部在天津大学启动了“卓越工程师教育培养计划”,其宗旨就是要联合有关部门和行业协(学)会,共同培养适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[1-2]。化学工程与工艺专业实施“卓越工程师教育培养计划”,为高素质化工人才的培养搭建了良好的平台。桂林理工大学化学工程与工艺专业在2011年入选了教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”,并于2012年招收了本校第一批化工卓越工程师班的学生。经过几年的实践,对化工专业如何实施“卓越计划”,如何构建化工专业实践教学平台,培养学生的实践能力和创新能力,有了一定的思考,下面谈谈笔者的认识与体会。

一、当前化工专业实践 教学面临的问题

桂林理工大学化学工程与工艺专业建立于1986年,当时名称为工业分析专业,1998年更名为化学工程与工艺专业,专业方向包括化学工程、电化学工程、石油化工。经过近30年的发展,专业建设取得了长足的进步,2006年被确定为广西高校优质专业,2008年获国家级高等学校特色专业建设点,2011年入选教育部卓越工程师培养计划,2008年专业所属的化学化工教学团队成为广西区教学团队,拥有的《普通化学》课程在2008年评为国家级精品课程,在2013年评为国家级精品资源共享课程,1人获得广西区教学名师奖,2人入选广西高校优秀人才资助计划。在长期专业办学实践中,我们深感化工专业实践教学存在的诸多问题,阻碍了学生实践能力和创新能力的提高,也对实施“卓越计划”造成了一定程度的困扰。这些问题主要体现在以下几个方面:

1.大多数化工企业,由于担心学生的安全问题,对学生进企业进行生产实习,表现得不是很积极。各校多采取让学生自己找单位实习,回来交一个实习报告解决实习难的问题,导致生产实习教学环节存在“放羊”现象。

2.化工专业普遍生产实习时间较短,一般为4――5周,企业很难给予一个真正的岗位让学生进行生产实习,更无法给予学生动手,进行实际操作的机会,导致学生的生产实习轮为“参观式实习”。

3.实践教学内容比较陈旧,综合性、工程设计性实验项目偏少,没有建立一个完整的给予学生进行工程实践的教学平台,没有将学生实践能力和创新能力的培养,贯穿于整个大学教育的实践教学体系中,另外各类实验(基础实验、专业实验),各类实习(认识实习、生产实习、毕业实习)有机衔接不够,需要进行深层次的改革。

二、基于卓越工程师培养的化工专业实践教学体系的构建

1.学生实践能力和创新能力构成要素。深入认识学生实践能力和创新能力构成要素,是有效的构建专业实践教学体系的基础。创新能力就是创造新的思想,将新的思想付诸实践,创造一个新的事物的能力[3-4]。创新能力主要由创新思维能力、非智力因素和创新实践能力三个要素构成,而实践能力则表现为基本实践能力、综合实践能力、创新实践能力三个由低到高的层次。很明显创新实践能力的培养,对提升学生实践能力和创新能力意义重大。影响创新实践能力的主要因素有学生的创新实践品质、创新实践技能和创新实践环境[5]。作为高等学校的教育工作者,在对学生创新实践品质培养时,既要注重开发和培育学生的共性,也要尊重学生个性的差异,要因材施教,促进多样化人才的发展,同时要将创新实践技能的培养融入人才培养方案中,根据学生在不同阶段的特点,开设不同类型的实践课程;要尽量依托学科优势平台,打破教学实验室和科研实验室壁垒,将重点实验室的优质资源和教师的科研成果融入教学中,构建良好的创新实践环境。

2.多层次立体化化工实践教学体系的构建。在入选了教育部“卓越工程师教育培养计划”后,我们及时对化工专业人才培养方案进行了修订,构建理论(Theory)课程体系和课程内容、验证(Test)体系、创新(Try)体系的“3T”化学工程与工艺专业课程体系,特别是形成以“工程实践与工程应用创新”为亮点的实践教学体系,其核心是体现了对学生创新实践能力的培养。该实践教学体系由“基本技能层次”、“综合应用能力与初步设计能力层次”、“工程实践与创新能力层次”三个层次构成。“基本技能层次”由大一、大二开设的无机化学实验、有机化学实验、物理化学实验、分析化学实验、化工原理实验、以及由大三开设各专业方向的综合实验等组成,通过课程实验、上机等实践环节,学生加深了对理论课基本概念、基本理论的理解,培养了学生基本实践技能;“综合应用能力与初步设计能力层次”则由化工设计、精细化学品配方工程师实训、工业分析技能实习实训、电化学工艺技能实训,以及认识实习、生产实习、毕业实习组成,通过课程设计、综合实训、在企业进行的各类实习等环节,实现对学生综合应用工程能力与初步设计能力的培养;“工程实践与创新能力层次”通过开设应用研究型选修课、“工程实践与创新”自选实验项目和暑期到企业“顶岗实践”,同时通过组织学生参加全国大学生化工设计竞赛、各级“挑战杯”大学生学术科技作品竞赛、各级大学生创新创业训练项目等方式,培养学生的工程实践与工程应用创新能力,通过雁山大讲坛的引导,开展各种形式的讲座、研讨会,丰富校园化工科技文化生活。

几年来,为了使化工实践教学体系能够获得良好的教学效果,我们对实践教学内容和教学方法进行了改革。一方面鼓励教师在教学中立足先进性、前沿性更新充实课程内容,将化学化工学科最新科研成果及个人的科研成果有机融入到课程教学中,如电化学工程方向教师利用广西区科技进步奖的“高性能二次电池电极活性材料合成的新方法”和电镀新工艺研究的科研成果以及发明专利,设计并开设了“锂离子电池的装配及性能测试”、“电镀镍的工艺设计及性能测试”等电化学工程专业实验,并出版教材《电化学实验》,化学工程方向教师利用绿色化学科研成果,出版《有机化学实验绿色化教程》、《精细化工工艺学》教材,并在教学中使用。另一方面在开设的各种技能实训中,努力开发具有中试规模的实训项目,尽量确保学生能在真实工作岗位环境条件下进行实训,如与东莞金赛尔科技有限公司合作,从企业引进了软包装锂离子电池小试生产线,开设了与生产实际接近的电化学工艺技能实训项目,精细化学品配方工程师实训项目所采用的配方及工艺,均来自生产实际。在2014年,学校加大了对校内实践基地的投入力度,打造校内化工生产仿真实训装置平台。该化工生产仿真实训装置采用真实的化工企业生产工艺流程,运用仿真技术,结合化工生产真实设备、仪表及工业控制系统进行构建,全面模拟生产工艺过程。化工生产仿真实训装置平台的建立,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。

三、实践教学体系教学效果

1.新的实践教学体系的实施,在一定程度上解决了当前化工专业在企业实习效果不理想的问题,提高了实践实习教学质量。

2.实施新的实践教学体系,极大提高了学生的创新实践能力,多年来本专业毕业生一次性就业率保持在90%以上。近三年来,化工专业全体学生(约200人)均参加了全国大学生化工设计竞赛,5人获得全国一等奖,18人获全国二等奖,33人获全国三等奖,其余学生获优秀奖,在广西同类高校名列前茅;同时化工专业各班级约有一半的学生参加导师课题组的科研活动,在导师指导下参加包括大学生创新创业在内的科研项目近30项,并获得不少科技成果奖,其中获广西区级“挑战杯”二等奖1项(2012年)、三等奖1项(2014年),广西高校化学化工类论文及设计竞赛,11人获一等奖,3人获二等奖。本科生以第一作者发表学术研究论文每年在2~3篇左右,申请国家发明专利2~3项。

3.“化学工程与工艺特色专业建设与实践”成果在2012年获广西区级优秀教学成果奖一等奖,其中对学生实践创新能力的培养,引起了同行们广泛关注,起到了很好的示范作用,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。

参考文献:

[1]林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析(2010-2012)上[J].高等工程教育研究,2013,(3).

[2]陈启元.对实施“卓越工程师教育培养计划”工作中几个问题的认识[J].中国大学教学,2012,(1).

[3]张晶.我国大学生创新能力发展现状与培养研究[D].安徽大学硕士学位论文,2014.

化学工程与工艺分类范文3

关键词:裂解原理;化学工程;概念;应用

1.前言

近年来,裂解原理在化学工程中的应用范围正在逐渐扩大,究其原因离不开裂解原理本身的一些特点,这些特点决定了它在化学工程中的独特作用,使其能够在工业生产中占据一席之地,并为我国国民生产总值的提高做出贡献。对此,我们有必要针对裂解原理在化学工程过程中的应用进行积极的研究和探讨。

2.“裂解”的概念及内涵

在化学工程的概念中,裂解指的是在热能的作用下将某种高分子的化合物转变为其他低分子的化合物,该化学过程又叫做热解或热裂解[1]。这一工艺往往应用于石油化工的生产过程,它的发生温度较高,一般在七百至八百摄氏度之间,有些特殊的裂解反应甚至需要提供一千摄氏度的高温才能进行,也正是因为超出裂化的高温使得裂解反应可以不同于裂化反应达到更好的效果,比如它可以通过断裂长链烃的过程将石油或石油气的分馏产物转变为丙烯或乙烯等链烃较短的物质。可以说,高温是裂解反应的必要条件。

依照反应条件,裂解反应大致包括以下几种类型:首先是含水裂解。顾名思义,含水裂解就是指反应过程中有水存在的裂解过程,一般包括对石油进行蒸汽裂化或是从有机废料中提取出轻质的原油,这些过程都需要或不排斥水分子的存在;其次是无水裂解。不像有水裂解需要或容许水分子的存在,无水裂解恰恰是不需要水分子才能发生反应的化学过程。无水裂解的历史由来已久,古代的时候,古人将木材变成木炭的过程就属于无水裂解的过程。目前看来,这种裂解方式还可以用于塑料及生物质能中液体燃料的制取;第三种类型是真空裂解。真空裂解控制的是化学反应中的空气含量,某些物质在没有空气的情况下才能进行裂解。

3.裂解原理的工业用途

裂解原理在目前的化学工程中的应用相对来说是比较广泛的,起初的化学工程中,裂解反应的原料主要包括柴油、煤油及石脑油等,不过随着化学工业的发展和化学理念的变更,重油逐渐成为人们更为倚重的裂解反应原料。裂解的过程往往还会伴随着环化、缩合以及脱氢等不同类型的化学反应。

一般来说,我们可以将整个反应过程分成两个不同的阶段。在第一阶段的时候,裂解原料发生了初步的化学变化,会形成我们需要的目的产物,比如丙烯及乙烯等,这是一次反应过程。第二阶段的时候,是一次反应的产物作为反应物发生的二次变化,所以也叫做二次反应,亦即丙烯及乙烯转变成了二烯烃、环烷烃、芳烃及炔烃等的过程,甚至还有反应更为彻底的,直接变成了焦炭和氢气。经过了一次反应和二次反应以后,人们获得的裂解产物就比较复杂了,可以说是不同物质组成的混合物。一般来说,裂解反应受到温度、原料及反应时间的影响比较大,这三项因素的变化会导致不同的反应产物出现。一般来说,化工生产中比较常见的反应容器是蓄热炉或管式炉,在这两种反应容器中,石油烃会变成芳香烃、炔烃及烯烃等小分子物质,比如丙烯、乙烯、乙炔、丁二烯、甲苯及苯等。

目前的化学工程中,裂解原理一般用在化工产品的合成上,比如将二氯乙烯进行裂解以后,人们可以得到PVC,即聚氯乙烯。而聚氯乙烯是人们日常生活用品中比较常用的一种原材料,比如门窗、管材、板材、鞋底、玩具、文具、电线外皮及包装盒等物品,都是由聚氯乙烯制成[2],虽然除了化学工程领域的工作者及相关的研究者以外多数人并不了这些日常生活用品的合成过程。另外,在化学工程中,难免要出现一些化工废料,对这些化工废料的处理同样离不开裂解反应,因为它可以通过不同类型的裂解过程将这些化工废料转变成一些低害物质以避免对自然环境的污染,甚至有些化工废料还能够在裂解反应的作用下变成能够被人们二次利用的新的化工原料,这样就实现了资源的可持续利用,是低碳环保理念所提倡的一种化工生产方式。比如“合成气”,经过裂解反应将部分化工废料转变为合成气后,合成气又可以成为氨及甲醇的制造原料,而氨又是尿素及各类复合肥、硝酸等的重要合成材料。

4.结语

裂解反应是目前化学工程中应用比较广泛的一类化学反应类型,它与人们的日常生活息息相关,为推动我国国民经济的发展及方便人们的日常生活做出着巨大的贡献。作为化学反应的类型之一,裂解反应不可避免地受到一定反应条件的制约并且也会有部分能耗的浪费,在未来的发展过程中,更新裂解反应的技术工艺,创造低碳、节能、环保的裂解方式必然会成为化学工程发展的方向和目标。■

参考文献

化学工程与工艺分类范文4

【摘 要】探索以石油炼制工程省精品资源课程为引领,以校企协同管理专业课程建设为原则,打破学科界限充分利用现代资源网络化与信息化的特点,构建“油类”课程群平台。整体优化教学内容,探索多层次的教学模式以及校企协同育人的途径。开放的课程群平台,促进了学生的个性化发展,有效地培养石油化工应用型工程技术人才,满足我省及周边地区对石油化工紧缺人才的需求。

关键词 化工专业;“油类”课程群; 教学改革;课程群平台

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)14-0049-02

作者简介:程丽华,女,教授,研究方向:化学工程与工艺专业;施永军,男,实验师,研究方向:计算机应用;洪晓瑛,女,实验师,研究方向:化工专业实验教学和石油化工产品分析;王琪,女,讲师,研究方向:油气储运专业; 谢颖,女,教授,研究方向:化学工程与工艺专业。

基金项目:本文系2013年广东省高等学校教学改革项目“立足‘卓越计划’的‘油类’课程群教学模式的探索与实践”(编号:GDUP201209)的研究成果。

石化产业是国家十大振兴产业之一,是广东三大支柱产业之一。随着石油化工行业的迅速发展,石化企业中新技术和新设备不断涌现,而且自动化程度和管理水平越来越高,属于高度自动化,技术密集型现代化企业,这必将导致对石油化工急需人才的要求越来越高。因而,项目组根据学校发展定位、围绕化工专业培养目标以及石油化工行业对人才的需求,提出立足“卓越计划”的“油类”课程群教学模式的探索与实践的研究课题,探索以石油炼制工程省精品资源课程为引领,打破学科界限构建“油类”课程群,以校企协同管理课程、协同培养人才为指导,面向石化企业发展需求,创新课程群教学模式,有效地培养石油化工应用型工程技术人才,满足我省及周边地区对石油化工紧缺人才的需求。

一、以省精品资源课程为引领,构建“油类”课程群

课程群建设是近年来高等院校课程建设实践中出现的一项新的课程开发技术。我校化学工程与工艺专业(石油化工方向)具有雄厚的专业基础、特有的石油化工特色,2009年被国家批准为国家级特色专业建设点,2011年被列为卓越工程师培养计划试点专业,为我国石化行业输送了大批高素质的应用型人才。该专业长期以来以彰显石化特色的《石油炼制工程》专业主干课程为抓手进行专业课程的建设与改革。它是培养未来石油化工工程师的思维方式和工作方式的关键载体,也是理论联系实际的重要桥梁,肩负着为服务广东及周边地区石油化工行业提供高级应用型人才的重任,2013年被列为广东省精品资源共享课。为此我们以省精品资源共享课为引领,在深入对突出学校办学特色的“油类”课程进行调研和分析基础上,通过梳理各课程内容和课程间的关联性,在对相关课程的内容进行优化整合的基础上,组织校企专业课程建设委员会对“油类”课程群的知识内容进行进一步的研讨,最后选择满足“卓越计划”培养目标要求的《石油炼制工程》(含化工专业实验)、《石油化工概论》、《石油化工工艺学》、《石油储运基础》等4门课程构建化学工程与工艺专业(简称化工专业)“油类”课程群。

二、以校企协同管理专业课程为原则,树立课程群建设新理念

2011年化工专业被列为“卓越计划”试点专业,这对课程建设尤其是专业课程如何改革以适应“卓越计划”培养目标的实现提出了更多的思索。团队经过多次调研与反复研究一致认为课程建设要与学校的人才培养目标、与行业所需人才紧密结合起来,树立了与行业协同管理、协同育人的课程建设理念。

通过校企协同管理,使专业课程建设从目前学校的单方管理,转变为学校、石化企业双方协同管理。中国石油化工股份有限公司茂名分公司(以下简称茂名石化)是我国最大的石油化工基地,是我校国家级工程实践教育中心,拥有大批高水平石化专家及先进的管理理念,对本行业技术前沿最了解,对行业发展趋势最了解,对行业用人需求最了解。成立由企业专家组成的化学工程与工艺专业课程建设教学指导委员会,确定“油类”课程群建设主要目标,共同制定课程群建设方案、课程教学大纲及重点教学内容;共同构建四年不断线的工程教育模式,以培养适应石化行业需求的紧缺人才。

三、按不同培养目标优化教学内容,避免内容交叉重复

在这四门课程中,石油炼制工程和石油化工工艺学是化工专业必修课,是专业基础知识的综合应用,具有较强的实践性,化工专业实验则将专业知识与理论知识融合起来。石油化工过程概论是全校的公选课,包含了石油加工和石油化工的基础知识,石油储运基础是专业的选修课程,主要介绍石油及油品的储存和运输技术。这几门课程“油味十足”,既有联系,又有区别。为此,我们要按着不同层次优化教学内容,避免交叉性内容的重复。

笔者一直从事化学工程与工艺专业课的教学工作,为省石油炼制工程教学团队负责人及省精品课程资源共享课程负责人。在教学研究过程中,真切地感受到各门课程是相互紧密联系的,但有时又会出现课程内容的重复。如这几门课程中都涉及到油品的基本性质,如何根据课程的培养目标合理安排教学内容就显得非常重要。正是由于各门课程之间有千丝万缕的联系,各门课程的教学内容要进行合理安排,如果在教学安排上不注重教学内容的安排,只是简单重复,势必引起学生厌倦或厌学。

为此我们组织的油类课程群教学团队将油类课程群作为一个整体来优化教学内容,在各门课程互通有无的基础上,对于交叉性内容,不同的具体课程,共目标各有侧重,并据此安排教学内容和课时。这样不仅避免了简单的重复,节省了学时,同时还激发了学生的学习兴趣,提高了学习效果。

四、紧紧依托学科建设资源,教学内容紧跟学科发展步伐

化工专业充分依托茂名石化公司得天独厚的产学研优势,在石油化工领域取得了较好的科研成绩,已形成一支学术水平较高、结构合理、合作精神和创新能力强的研究团队,在同类型的院校中脱颖而出,从而使化学工艺学科成为广东省重点特色学科。课堂上,团队成员紧跟学科发展前沿,针对石油化工的最新发展,在课堂教学中及时补充和更新的理论和知识,增加一些能反映现代科学技术发展的前沿内容。例如,随着环境保护的要求,清洁汽油、清洁柴油新技术的发展,在石油炼制工程中增加这方面的知识;随着新产品、新工艺、新技术和新设备的涌现,在石油化工工艺学教学过程中不断补充与课程相关的最新化工生产技术和科研成果。及时更新和补充专业课的教学内容,不仅拉近了教学与学科前沿的距离,还促进了学生对新知识和新技术的认知,拓宽了学生知识面,培养能够适应石油化工行业的发展和社会需求的化工人才。

同时,注重教学与科研相结合,以专业实验为载体,促进专业理论知识的学习。专业实验教学内容的改革是本课程群建设的重要内容。我校化学工程与工艺专业实验一直独立设课,内容上偏重验证,不能行之有效地检验和运用课程群的知识。为此,在实验内容的精选和安排上,我们注意引进老师的科研成果,这不仅丰富了教学内容,提高教学效果,还增加了学生对老师科研情况的了解,培养学生的科研兴趣,使学生尽早地加入老师的科研课题,进行团队工作,并借助课题培养学生系统地思考问题的能力以及提高创新能力。

五、校企共建教学资源,协同培养石油化工类人才

在课程建设机制上,坚持校企(为石油石化企业服务)联合办学。广东石油化工学院与中国石油石化企业一直有着天然的密切联系,是广东省人民政府与中国石油化工集团公司、中国石油天然所集团公司、中国海洋石油总公司共建高校,长期依托的三大企业——中石油、中石化、中海油都是世界500强的跨国集团。学校坐落在“南方油城”——茂名,与中石化属下的“茂名石化”有着血浓于水的情感。茂名石化炼油加工能力1350万吨/年,有60多套炼油工艺,掌握着最先进的技术装备和生产工艺,有真实的工程实践条件和环境,同时,还拥有先进的典型炼油工艺模拟仿真系统。我校在60年的办学历史中,有30多年属石化行业公司主管,依托这种得天独厚的优势,通过校企协同育人,使工程技术人才培养从高校培养转变为高校和企业联合培养。在企业的深度参与下培养的石化工程师能更有效地满足石化产业对人才的特殊需求。学校与茂名石化公司共建国家级工程实践教育中心,为深化专业课程改革提供了重大机遇,近几年在专业课程建设方面创建了企业深度参与人才培养特色,体现在与企业共建教学资源包括共同编写了教材、实习指导书、典型事故案例分析、共同拍摄典型炼油工艺过程教学片等。这些与实际结合紧密的教学资源,对有效地培养石油化工类工程技术人才提供了良好的条件保障。这种面向石化,依托企业的工程教育有效地提高了教育教学质量。

六、构建课程群平台,探索多种教学模式

化学工程与工艺分类范文5

关键词:课堂教学;教学改革;化学工艺学

Abstract: the lectures is the main form of course teaching, through college undergraduate course education throughout, the classroom teaching quality is particularly important. This paper, by understanding chemical engineering and technology senior undergraduate professional mentality, combining professional course teaching situation, in view of the chemical technology "traditional classroom teaching, this paper puts forward the will of the world top 500 into classroom teaching of class teaching reform, has greatly improved the students' learning interest of specialized courses, and achieved good teaching effect.

Key words: in class teaching; Education reform; Chemical technology

中图分类号: G642.421文献标识码:A 文章编号:

1. 化学工程与工艺专业高年级本科生的心态

由于社会发展所形成的就业压力,使更多的学生从进入大学校门起,更多地考虑的是未来的就业问题。很多学生刚一接触到这个专业,还没有来得及深入学习与研究,首先考虑的是:这个专业是否好就业?将来是否要去更好的学校读研?是否要出国深造?如果不能有好工作,那么将来能用专业知识去做什么呢?这样的一种严重的功利取向,将使学生在专业起步时就陷入茫然与消沉,丧失了探索和求知的热情和勇气[。

再加上经过三年的学习生活,高年级本科生已处于学习疲劳期,同时还面临着就业、创业、考研、爱情等许多人生问题,承载着来自社会、家庭、学校的多重压力,对前途深度忧虑,普遍存在迷茫、困惑、焦虑、烦躁等不良心态,矛盾心理非常冲突,一方面希望用心学习专业知识,同时又不知学了这些可以用在什么地方,常有“学习这些课有什么用啊?”,“读了四年白念了”等怨言,深受“读书无用论”的困扰。

2.高年级本科生专业课课堂教学的现状

到了四年级,很多学生越学习越迷茫,被动机械的学习成为常规模式,以考试通过为最终目标,以课程是否容易通过为评价指标。四年级的学生大致可分为几种类型,考研的、考公务员的、找工作的、出国的、没有任何想法的等等。最终,形成了无论是好学生、中等生,还是差生,大家都很忙,都不学专业课,逃课成了正常现象。上课也是为了不被老师抓,以免不能参加最后的考试,因此,即使来上课,好学生在看考研、考公务员的书,差生看手机下载的网络小说,还有一部分学生在看找工作方面的书。总之,四年级的学生比老师还要忙。这样的一种状况,对专业课的课堂教学效果形成非常严重的负面影响,非常打击老师上课的积极性。

3.专业课课堂教学改革的紧迫性与必要性

针对目前高年级学生的心态和专业课课堂教学的现状,专业课课堂教学改革迫在眉睫。从社会的发展来看,化学工程与工艺专业需要培养的是具有高新知识结构的专门人才,尤其是从化工专业的培养目标和学科自身特点来看,更需要培养专业知识扎实、专业面较宽的复合型人才,特别是应用型人才和开发型人才的培养。

课堂讲授是课程教学的主要形式,具有在一定时间内传授知识信息量大的优点[3]。但单纯的课堂讲授,应用不当时往往会产生书本知识传授多,对学生能力开发少的弊端,致使学生课堂记笔记,课后背笔记,很多人听起课来似乎懂得,看起书来似乎明白,但遇到问题不会灵活运用所学知识去进行解决。现实中的专业课堂教学还没有从本质上脱离传统教学的模式,没有完成真正意义上的素质教育的要求[。四年级本科生,已具有一定的知识基础,具备一定的自学能力,因此,传统单一的“老师教,学生听”的课堂教学模式已不能吸引他们,满足他们的需求,必须引入新的模式。

4.《化学工艺学》的课程特点及存在问题

《化学工艺学》是天津科技大学化学工程与工艺专业的专业限选课,主要研究将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现该过程的所有的化学和物理的基本操作,要求技术先进、经济合理、生产安全、环境无害。

《化学工艺学》课程教授,是以传统的石油化工和煤化工产品的工艺为主线,以反应单元为主线组织教学,如烃类热裂解,主要介绍典型产品的生产原理、工艺条件和工艺流程。然而,本专业学生就业可面向化学类的所有企业,涉及石油化工、纺织、造纸、塑料、橡胶、涂料、食品、生物医药等多个行业。

因此,针对本专业学生就业面广,涉及多个行业,产品多等特点,依照传统的将课程重点放在分析和讨论典型产品生产工艺上,已不能满足学生需求。

5.将世界500强引入《化学工艺学》的课堂教学

叶圣陶先生说过,“教是为了不教”,“不教是为了养成学生有一辈子的自学能力”。人类知识宝库浩如烟海,而当今科技发展突飞猛进,知识激增,学生在校学习阶段没有可能获取工作所需的全部知识。自学不仅是不断获取知识的重要途径,也是开发智能的极好锻炼。启发式教学是促使学生自学的有效方式,使学生变被动接受为主动思考,发展思维能力。教师在讲课中采用提问的方式,固然能引导学生思维,但更重要的是要揭示教学内容有机的内在联系,同时引导学生自觉地理解这种联系。因此,启发式教学首先要很好地组织教学内容,使其与人们认识事物的思维过程有机地联系起来,达到很好的思维锻炼的目的。[2,5]

笔者认为,将世界500强引入《化学工艺学》的课堂教学,是一种有效的启发式教学方式。“世界500强”是国人对美国《财富》杂志每年评选的“全球最大五百家公司”排行榜的一种约定俗成的叫法。凡是进驻世界500强的化工类企业都代表着各自行业的最前沿,无论是生产工艺、科学研究,还是管理模式、营销策略等,几乎是每一个化工学子今后工作的梦想之地。通过将世界500强引入《化学工艺学》的课堂教学,可系统了解化工的各类顶级企业的发展历史、经营现状、产品类型、生产工艺以及人才需求等情况。例如,以宝洁公司为例,通过让学生自学收集整理资料,从公司历史沿革、主打产品的生产工艺及人才招聘等三个方面,2-3人为一组,以PPT形式讲解宝洁公司,可充分调动学生的学习兴趣,由被动学习转变为自主学习。通过500强公司的人才招聘,让学生清晰了解企业对专业人才的需求,更有针对性地学习,知道如何应对未来的找工作。

6.课堂教学改革的成效

笔者自2007年已连续讲授三年的《化学工艺学》课程,自2008年开始尝试将世界500强引入课堂教学,大大提升了学生学习专业课的兴趣,取得了较好的教学效果。通过学生上交的PPT和课堂讲解表明,学生通过讲解世界500强,学习专业知识兴趣高涨,分析问题的能力提升,自主学习的能力也得到了有效提升。通过学校组织的学生网上评教,2008年笔者的评教分数高达100分,这是“课堂教学改革”之前所无法比拟的,大大增强了笔者的教学兴趣。学生网上评教留言,更是让笔者感受到了做老师的幸福。“吴老师的课上得很有意思,能讲、出许多出彩的地方”;“吴老师,是一个很负责任的老师,课程讲解透彻,非常注重课程与科技发展的结合”;“吴老师教学认真负责,教学方法灵活,能应用非常好的方法启发学生的思想及创造能力,是一位非常好的老师.”;“教学方式新颖,给人以很深刻的印象,喜欢吴老师的课”;“吴老师的课很实用!受益匪浅”;“课堂气氛很活跃,课程很吸引人,讲的很好”;“达到了教学目的,基本能当堂掌握所学内容”;“教学方法新颖,能够激发我们的学习兴趣”;“教学内容贴近实际,授课的知识面广”;“吴老师讲课风趣认真,言传身教,有自己独到的见解、以及其独特的教学方法让我们兴趣大增。让我们认识到大学生的现状,更加努力的改正自己的缺点,朝着自己的理想奋斗。”;“吴老师,不仅向学生传授知识,更注重培养学生的能力。”

7. 结束语

专业课程课堂改革是大学教学中一个永不褪色的题目,随着时代的快速变迁,在大学教学中,我们需要不断探索,实现课本与时代相结合,实现真正的“大学”教学。

参考文献:

1. 施金良,汤仕龙,余群威,专业技术性课程课堂教学改革初探,重庆工业高等专科学校学报,2003(3):73-75

2. 张永储,专业课课堂教学改革的探讨,有色金属高教研究,1989(4):26-28

3. 宋德发, 高校文科教学十大关键词, 现代大学教育,2009(2):75-79

4. 吴小鸥,问诊大学课堂教学,现代大学教育,2004(1):49-52

化学工程与工艺分类范文6

关键词 化工反应工程实验;教学改革;实验技能

中图分类号:G642.423 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)12-0117-03

Reform and Practice in Teaching Chemical Reaction Engineering Experiment//Yang Yaping1, Chen Ruijie1, Lu Chun’e2

Abstract By means of the course status analysis, this article describes specific practices of reform on equipment development and improvement, teaching content, teaching methods, assessment methods of Chemical Reaction Engineering experiment in Southeast University Chengxian College. Practice shows that the reform will help improve the skills in organic synthesis experiments and overall quality of students, ensure the improvement of teaching quality.

Key words chemical reaction engineering experiment; teaching reform; skills in experiment

Author’s address

1 Department of Chemical and Pharmaceutical Engineering of Southeast University, Chengxian College,

Nanjing, China 210088

2 School of Chemistry and Chemical Engineering of Southeast University, Nanjing, China 211189

化学反应工程是化学工程的一个分支,简称反应工程,于20世纪50年代才开始逐渐形成。化学反应工程课程是一门综合性、工程性和理论性都很强的课程,既有工程问题的共性特点,又有工艺过程的个性特征。本课程要求学生有较为扎实的物理化学、化工原理、化工热力学、工程数学和计算机基础。化学反应工程课程教学内容覆盖基本理论、实验教学两个教学环节,与化学反应工程理论课程相配套的实验课程化工反应工程实验,是一门化学工程与工艺专业高年级化工类专业实验的必修课[1-3]。本实验课程根据化学工业的生产特点,以动力学为基础,通过定量计算、实验技能和设计能力的训练,培养学生牢固的工程观点,使学生对化工生产中常用的反应器有一个深层次的了解。通过该课程的学习,培养了学生运用基础理论分析解决各种实际工程问题的能力,为化工行业培养具有科研、设计和生产实践等方面需要的专业人才。

1 化工反应工程实验课程的现状与分析

东南大学成贤学院是一所以培养应用型人才为目标的独立学院,化工与制药工程系自2007年建系以来,化工反应工程实验一直作为化学工程与工艺专业高年级学生的必修课,是有机化学、无机化学、物理化学和化工原理四大化学课程的一个延伸与拓展。目前,化工与制药工程系化工反应工程实验引进6套实验装置,主要开设了与设备相对应的6个实验,分别是乙苯脱氢制苯乙烯、甲苯氧化制苯甲酸、变压吸附制富氧、非稳态导热系数的测定、单多釜提留时间分布及萃取精馏实验。所有的实验设备和仪器全部采购于某高校,每台实验设备对应一个固定的实验内容,受仪器设备台数条件的限制,同时设备中存在部分设计的局限性,使得反应工程实验始终停留在原有的实验教学模式和教学内容上,在实验大纲和内容上基本沿用了该高校的教学大纲和教学管理模式,没有任何突破和改进。

考虑到学校人才培养模式和定位与该高校有较大的差异,化工与制药工程系专业设置和学生生源质量等诸多方面与该高校也有相当大的差异,如果完全照搬该高校实验课程的设备和教学内容,就会缺乏该系化学反应工程实验自己的课程特色,缺乏实验内容的创新性,在人才培养上就会显得定位不明确,不能完全体现学院自己的办学特色。

2 优化和扩展实验内容

考虑到以上因素,结合目前化工反应工程在化工行业的发展要求,针对原有实验教学内容上的缺点和不足,化工与制药工程系先后进行一系列的教学改革和实践,主要从以下几个方面进行优化和扩展。

2.1 开发和改进实验设备

目前,化工行业发展迅猛,尤其是新工艺新设备更新换代迅速,原有的很多化工操作单元已经不能完全适应化工行业的发展需求。例如,化工产品的分离提纯是化工行业最普遍操作单元,主要包括减压蒸馏、萃取精馏、加压精馏和加盐精馏等。而该系化学反应工程实验中只有一套精馏萃取装置,而在减压精馏、加压精馏、加盐精馏等提纯分离方面,学生只是停留在课堂理论的基础上,缺乏对这些化工分离操作的实践认知和操作过程训练。

为了适应这一化工行业的发展需求,学院特别针对化工反应工程实验进行了教学改革,方案中专门对化工反应工程实验的装置进行了设计和改造,在院大学生实践创新活动中,组织专门的教师和学生进行实验装置的设计与改造。学生在此次创新活动中,对化工原理、化工热力学、机械制图等方面的知识进行了系统的巩固和综合提高。经过一年的努力,利用实验室现有的场地,自行设计了精馏实验装置和气液反应实验装置等两套设备装置,设计的装置在材质和仪表控制上都做了改进,改变了以往玻璃材质耐压和耐高温性能差、仪表和输液泵不够精确的特点。新设计的精馏实验装置能够实现萃取精馏、加压精馏、加盐精馏等多种分离提纯操作,新设计的气液反应实验装置能够对很多典型的气液反应实验进行操作。

另外,还改进了化工反应工程实验现有设备中的一些设计缺陷和不足。如在甲苯氧化实验中冷凝效果不佳,于是增加二级空气冷凝管使冷却效果大大改善;在乙苯脱氢制苯乙烯实验中,原料必须先校正流量配比后方可输入反应釜中,但由于反应位置与校正位置高度相差较大,导致原料进料配比与校正进料配比相差,于是通过改变输液泵类型、液位槽位置等手段,使得反应配比更加准确,使反应收到很好的效果。

2.2 丰富实验教学大纲的内容

为了丰富和扩展化工反应过程实验教学大纲的内容,提高教学质量,不仅利用现有的设备开发出了新的实验内容,提高了现有设备的利用率,同时利用自行设计的实验装置,增加了新的实验内容。如新增了化工产品分离提纯实验和气液分离实验的内容,主要包括减压精馏、加压精馏、加盐精馏、气液反应等实验操作内容,如丙醛脱水实验属于加压精馏实验,对二异丙苯氧化反应实验属于气液反应实验。另外,利用现有的设备开发出更多的实验内容。例如,利用乙苯脱氢的实验装置,增加了化工反应过程中典型的流化床反应器的操作内容。通过增设这些化工反应过程中典型的操作单元实验内容,丰富了化工反应工程教学大纲[4],使化工反应工程实验操作过程和方法紧跟化工行业发展的脚步,体现了学院对应用型人才培养的特点。

2.3 建立化工反应工程实验工作站和仿真实验平台

为了模拟和优化化学反应工程实验的实验条件、工艺参数,同时克服现有实验设备数量的局限性,对现有的几个化工反应工程实验建立了的工作站和仿真实验平台。通过工作站处理软件对实验数据的现场采集,可以快速地进行数据处理和分析,及时有效直观地对实验结果进行评价,同时减少人为因素处理数据的误差和繁琐,提高了实验教学效率[5]。另外,通过建立仿真实验平台,可以模拟不同条件下化工反应的控制过程,特别是一些受设备条件限制(如高温高压条件)的实验过程,对实验操作过程具有一定的理论依据和指导意义。

2.4 实验内容中增加产物表征操作

化学反应工程实验中,在数据分析与处理中有的设备配备有专门的数据处理软件,直接对实验数据进行分析处理,学生实际动手操作的机会就相对较少。为了改变这种状况,在实验内容中加强实验反应过程的监测、实验结果表征方面的实验内容。如利用气相色谱仪监测反应过程中反应液的含量来判断反应进程,通过热导检测器来分析精馏萃取液中水分的含量来确定最佳工艺条件,利用碘量法测定过氧化物的含量,等等。学生不仅在整个实验过程中操作技能得到锻炼和提高,同时对数据的处理分析、产物的表征、谱图的解析等方面都得到了学习和提高。

3 加强过程管理,改进实验教学方法

实验过程管理是实验教学内容的重要组成部分,是保障实验教学质量的重要环节。化学反应工程实验属于大型设备实验,是一门操作少而理论性相对较强的实验教学,加强过程管理,形成化工反应工程实验教学的学科特色,提高实验教学质量和水平十分重要。

3.1 加强实验过程控制

化工反应工程实验学时数相对较长,学生等待和空闲的时间较多。为了充分利用实验过程中的等待时间,使实验学时数更加饱满,实验过程中加强巡视,强调实验过程中实验现象的观察、数据的采集整理和分析。在整个实验过程中,学生的实验操作能力、数据分析、谱图解析、结果的分析与讨论等各方面的能力都得到全面的锻炼和提高。

3.2 合理分配循环实验时间

化学反应工程实验由于受到实验特点和台件数的限制,目前大都采用循环方式安排实验,这就存在多个学生操作同一台仪器设备的情况,使得有些学生得不到操作和锻炼的机会。为了改善这种状况,采用分组细化的方法,即同一台仪器操作过程中,按照实验学生数量来改变工艺条件参数进行分组实验,尽可能地让每个学生都有动手操作的机会。同时,由于工艺条件参数的不一样,使得学生实验操作过程、实验数据处理及结论也不完全一致。这样既让更多的学生得到了训练和提高,也改善了大量实验数据重复,同组间学生实验报告抄袭雷同的现象。

3.3 树立牢固工程观念,培养工程分析能力

化工生产过程错综复杂,为了让学生更好地掌握化工反应实验过程理论知识和实践水平,透过现象看本质。在实验教学过程中,教师应从分析工程因素的本质及反应特征入手,突出强调过程速率及其变化规律、传递规律及其对化学反应的影响。如通过实验中工艺条件及参数的变化来分析实验结果的影响,让学生通过实验来分析化工反应过程的基本规律,引导学生掌握化工反应工程研究的基本方法,使学生树立牢固的工程观念,培养学生采用工程分析方法来分析和解决工程实际问题的能力。

4 改革实验考核方法,综合评定学生成绩

综合评定学生的实验成绩是考察实验教学效果的一个重要途径,化工反应工程实验以往主要从预习报告和实验报告等方面进行考评。由于化工反应工程实验主要是以工业反应过程为主要研究对象,研究过程速率及其变化规律、传递规律及其对化学反应的影响,因此,考虑到化工反应工程实验课程的特殊性,在学生成绩评定中,应适当增加学生实验操作技能、实验数据处理、实验结果分析与讨论等方面的评分比例,同时对学生的出勤、预习报告、实验报告完成情况、实验态度及卫生等划分不同的权重进行考评,多方面综合评定学生的实验成绩,而不再把实验结果的好坏作为衡量实验成绩的唯一标准。即便学生的实验结果不理想,但在实验报告中能做好实验数据的处理、实验结果的分析与讨论,从而找到失败的原因,就可以获得较好的实验成绩。通过这些考核制度的改革,培养了学生实事求是的科学态度,同时,学生的实验技能、数据处理和分析能力等综合能力都得到很大的提高。

5 结束语

虽然实施化学反应工程实验教学改革与实践时间不长,但已经收到了较好的成效。例如,化工与制药工程系在金陵石化、扬子石化认识实习和下场实习过程中,学生表现出比较强的动手操作能力和工程实践能力;在毕业设计阶段,学生表现出较强的操作技能、独立工作能力和综合实验能力;另外,有相当一部分学生在扬子总控工和高级工的培训中顺利通过考试,取得了总控工和高级工的资格证书。然而也清醒地看到,实验教学改革与实践是一个持续的过程,

化工与制药工程系应顺应化工行业变化的形势和发展要求,不断深化教学改革,充分发挥学生的主体作用,不断优化和完善教学模式和管理水平,突出专业内涵建设,不断提高教学水平,加强实验室建设,着力提高实验教学水平。尤其在化学反应工程实验中增设创新性、开放性实验内容,还有待进一步的探索和研究。

参考文献

[1]王承学,胡永琪,郭锴.化学反应工程[M].北京:化学工业出版社出版,2008.

[2]张雅明,谷和平,丁健.化学工程与工艺实验[M].南京:南京大学出版,2006.

[3]房鼎业,乐清华,李福清.化学工程与工艺专业实验[M].北京:化学工业出版社出版,2000.