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關(guān)鍵詞:專業(yè)特色;課程體系;化學工程與工藝;電化學工程
哈爾濱工業(yè)大學電化學工程專業(yè)成立于1962年,是國內(nèi)最早建立的電化學工程專業(yè)之一。1999年我國大學本科專業(yè)目錄調(diào)整,原多個化工類專業(yè)(含電化學工程)統(tǒng)一合并為“化學工程與工藝”專業(yè),但各大學中的該專業(yè)側(cè)重方向與特色不同。我校保留了原來的“電化學工程”方向與特色,并被教育部認定為第三批高等學校特色專業(yè)建設點。在特色專業(yè)的建設過程中,面對寬口徑的“化學工程與工藝”專業(yè),既要開設核心化工課程又要保持電化學工程專業(yè)方向的課程。2008年修訂培養(yǎng)方案時,我們將化學工程與工藝專業(yè)分為“化學工藝”與“電化學工程”兩個專業(yè)方向進行課程設置。對“化學工藝”專業(yè)方向的學生按“化學工程與工藝”專業(yè)規(guī)范要求構(gòu)建化工課程體系進行培養(yǎng);而對于“電化學工程”方向,探索以滿足專業(yè)規(guī)范中核心知識要求為前提,依據(jù)專業(yè)特色的需要,通過以知識點為標準(不拘泥于課程名稱)協(xié)調(diào)專業(yè)規(guī)范要求與專業(yè)方向的關(guān)系,構(gòu)建彰顯專業(yè)特色的課程體系。2012年修訂培養(yǎng)方案時,我們在系統(tǒng)地分析總結(jié)前期實踐效果的基礎上,形成了新培養(yǎng)方案。本文重點介紹了我們構(gòu)建與“電化學工程”專業(yè)方向?qū)恼n程體系的一些做法,以期達到拋磚引玉之作用。
一、面向國家需求的專業(yè)特色定位與培養(yǎng)目標
專業(yè)特色是特色專業(yè)的靈魂,特色定位準確與否直接決定了特色專業(yè)建設的成敗。首先,專業(yè)特色的定位要以長期形成的辦學理念以及在人才培養(yǎng)方面的積累為基礎。哈爾濱工業(yè)大學化學工程與工藝專業(yè)的“電化學工程”方向經(jīng)過半個多世紀的深厚積累,培養(yǎng)了大批我國電化學工程領域的中堅力量。20世紀80年代,本專業(yè)王紀三教授的“發(fā)泡鎳電極”技術(shù),帶動了我國電池行業(yè)的技術(shù)進步,胡信國教授的“一步法無氰電鍍銅”工藝引領了電鍍行業(yè)降低污染的技術(shù)革命,因此獲得了國家發(fā)明獎。當前,傳統(tǒng)石化類資源的日趨緊張及環(huán)境污染壓力,已成為限制我國經(jīng)濟發(fā)展的一大瓶頸,研發(fā)新型能源與電鍍清潔生產(chǎn)新工藝,是國家能源、環(huán)境的重大戰(zhàn)略需求,特色專業(yè)責無旁貸要擔當起此方面人才培養(yǎng)的重任。我們認為,特色定位不能脫離化工領域及化工學科,要根據(jù)國家對人才需求現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,充分發(fā)揮自己已經(jīng)積累的特色基礎和教學資源優(yōu)勢,有效利用外部環(huán)境中的有利因素和發(fā)展機遇進行定位。基于此,哈工大“化學工程與工藝”專業(yè)特色方向確定為化學電源和電化學表面處理,與電池及電鍍行業(yè)對應。
本專業(yè)畢業(yè)的學生應具有以下幾方面的知識和能力:(1)具有堅實的自然科學基礎,較好的人文、藝術(shù)和社會科學基礎知識及較高的科學素養(yǎng);(2)具有較強的計算機和外語應用能力;(3)較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領域的理論基礎知識,了解學科前沿及最新的發(fā)展動態(tài);(4)具有創(chuàng)新意識和獨立獲取知識的能力;(5)具有較強的分析解決問題的能力及實踐技能,具有從事與本專業(yè)有關(guān)的產(chǎn)品研究、設計、開發(fā)以及組織管理的能力;(6)熟悉本專業(yè)領域相關(guān)的發(fā)展方針、政策和法規(guī)。
二、基于專業(yè)特色的內(nèi)涵和建設目標,明確課程設置的原則
專業(yè)特色是指充分體現(xiàn)學校辦學定位,經(jīng)過長期辦學實踐逐步積淀形成,優(yōu)于其他學校相關(guān)專業(yè)的獨特、穩(wěn)定和具有鮮明個性特點并為社會所承認的專業(yè)風格。開展專業(yè)特色建設,旨在促進高等學校人才培養(yǎng)工作與社會需求的緊密聯(lián)系,滿足國家經(jīng)濟社會發(fā)展對多樣化、多類型和緊缺型人才的需求。通過專業(yè)特色建設,探索專業(yè)建設實踐,豐富專業(yè)建設理論,形成專業(yè)建設、人才培養(yǎng)與經(jīng)濟社會發(fā)展緊密結(jié)合的專業(yè)建設思路與人才培養(yǎng)方案,形成該專業(yè)建設內(nèi)容的相關(guān)參考規(guī)范,對國內(nèi)同類型專業(yè)建設起到示范和帶動作用。
人才培養(yǎng)方案的制訂與優(yōu)化是專業(yè)特色建設的核心內(nèi)容,而課程體系的設計是實現(xiàn)培養(yǎng)目標的基礎,是完成特色型人才培養(yǎng)的保證。課程體系構(gòu)建要根據(jù)人才培養(yǎng)目標要求應具備的知識、能力、素質(zhì),明確其應具有的知識結(jié)構(gòu)進而設置相應課程,形成結(jié)構(gòu)合理能滿足專業(yè)特色需要的課程體系。我們認為滿足專業(yè)特色的課程設置應遵循如下原則:
1.通識教育和專業(yè)教育相結(jié)合的原則。課程設置上要處理好寬基礎與專業(yè)特色的關(guān)系,注重理學基礎教育,既要滿足特色的要求,又要為學生未來可持續(xù)發(fā)展和繼續(xù)學習打好基礎。通識教育和專業(yè)教育課程的有機結(jié)合,拓寬學生知識和視野,使學生在科學基礎、人文素養(yǎng)、專業(yè)素質(zhì)和能力等方面同步提升,促進學生的全面發(fā)展。
2.堅持在滿足“化學工程與工藝”專業(yè)規(guī)范要求前提下彰顯專業(yè)特色的原則。依據(jù)專業(yè)特色的需要,以知識點為標準,構(gòu)建融會貫通、有機聯(lián)系的課程體系。應以學生為本,不但要有與專業(yè)特色要求知識結(jié)構(gòu)對應的課程體系,還要通過增加選修課的方式,構(gòu)建與專業(yè)規(guī)范完全對應的課程體系,以滿足本專業(yè)方向?qū)W生的自主選修。同時注意設置反映行業(yè)與產(chǎn)業(yè)形成的新知識、新成果、新技術(shù)和學科發(fā)展的課程。
3.加強實踐教學與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的原則。單獨設置與實踐教學及創(chuàng)新意識培養(yǎng)對應的課程,注重理論課與實驗課的銜接與相互補充。增加實驗教學比重,及時將教師的相關(guān)研究成果轉(zhuǎn)化為實驗教學內(nèi)容,使我校的強勢科研力量轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學資源。并通過設置產(chǎn)學結(jié)合與創(chuàng)新類課程等,培養(yǎng)學生運用所學知識解決實際問題的能力及創(chuàng)新意識。
4.促進本科教育國際化的原則。保證學生四年外語不斷線。在通識教育階段基礎上,參照國外同類專業(yè)課程體系,設置和建設系列化專業(yè)教育雙語課程,培養(yǎng)學生跨文化交流能力,提高學生的國際競爭力。
三、以滿足專業(yè)規(guī)范基本要求為前提,構(gòu)建彰顯專業(yè)特色的課程體系
高等教育大眾化的顯著特征之一是多樣化,但多樣化不是隨意化,不能沒有基本的人才培養(yǎng)質(zhì)量標準。專業(yè)規(guī)范就是專業(yè)人才培養(yǎng)的總體框架與規(guī)定,我們不能背離專業(yè)規(guī)范中的基本要求去追求所謂的專業(yè)特色,遵循專業(yè)規(guī)范而不拘泥于規(guī)范的專業(yè)特色才能日益彰顯。專業(yè)特色總體上呈現(xiàn)多樣性特征,而專業(yè)規(guī)范體現(xiàn)了統(tǒng)一性的特征,專業(yè)規(guī)范中的人才培養(yǎng)基本規(guī)格,核心知識領域等質(zhì)量要求標準是統(tǒng)一的,這是專業(yè)本身具有的特征。要協(xié)調(diào)好專業(yè)規(guī)范的統(tǒng)一性與專業(yè)特色多樣性的關(guān)系,以滿足專業(yè)規(guī)范基本要求為前提來彰顯專業(yè)特色。我們以“化學工程與工藝”專業(yè)規(guī)范中要求的知識點為標準,圍繞“電化學工程”知識結(jié)構(gòu)的需要構(gòu)建課程體系。基本做法如下:
1.在通識教育方面,強化數(shù)理基礎,數(shù)學類課程278學時、物理課程177學時,人文與社會科學基礎課177學時,公共外語課200學時(前兩學年完成公共外語課后,大三開設雙語課有“化工熱力學”、“電化學測量”等,大四開設“表面工程”、“新型化學電源”、“電動車能源系統(tǒng)”雙語課,保證四年外語不斷線),還設有文化素質(zhì)講座、全校任選課等;針對行業(yè)、學科發(fā)展的需求,在通識教育的基礎上,通過知識點不重復介紹來壓縮相應課程的學時,設置與電化學工程知識結(jié)構(gòu)對應的學科基礎課、專業(yè)核心課、專業(yè)選修課。為拓寬專業(yè)基礎,將“工程制圖基礎”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“化工綜合實驗”、“專業(yè)導論課”、“化工安全概論”、“理論力學”、“材料力學”、“電工與電子技術(shù)”、“電工與電子技術(shù)綜合實驗”、“高分子材料”、“新能源概論”、“無機材料制備方法”等定為學科基礎課。按教學目標重組突出專業(yè)特色的主干課程體系,把“無機化學”、“有機化學”、“分析化學”、“物理化學”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“電化學原理”、“電化學測量”、“化學電源工藝學”、“電鍍工藝學”10門課程作為專業(yè)主干課。
2.以知識點為標準,通過必修與限選課來滿足專業(yè)規(guī)范的基本要求。“電鍍車間設計”、“化學電源設計”為實踐類必修課,同時設有“化工機械與設備”專業(yè)選修課,以此涵蓋化工設計的知識點;“化學反應工程”與“電化學反應工程”2門課限定為至少二選一,另外在10門專業(yè)主干課程中,包含了電極過程動力學、催化、反應器等內(nèi)容,滿足了反應工程知識點的要求。我們增加了選修課門數(shù),并以知識點不重復介紹為原則壓縮每門課程的學時,具體分為三類:第一類是設置了“結(jié)構(gòu)化學”、“化工設計”、“化工儀表及自動化”、“化工分離工程”等化學、化工類課程及“材料分析測試方法”課程,使學生具備專業(yè)規(guī)范要求的化工知識體系,為有志于在化工行業(yè)就業(yè)及出國、考取外校研究生的學生打好基礎;第二類是設置了“新型化學電源”、“固體電化學基礎”、“電動車能源系統(tǒng)”、“綠色能源”、“電極材料結(jié)構(gòu)表征”等課程,供希望從事電池行業(yè)的學生選修;第三類是設置了“化工設備腐蝕與防護”、“表面工程”、“電化學加工技術(shù)”、“涂裝技術(shù)”等課程,供準備從事電鍍行業(yè)的學生選修。從知識點看,既滿足了“化學工程與工藝”專業(yè)規(guī)范的要求,又構(gòu)建了適合專業(yè)特色的電化學工程知識結(jié)構(gòu)體系。同時,不但滿足了學生的就業(yè)要求,還為學生職業(yè)發(fā)展和繼續(xù)學習奠定了基礎。
四、發(fā)揮學科優(yōu)勢,設置加強實踐教學與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程
本專業(yè)依托的哈工大化學工程與技術(shù)學科,具有一級學科博士學位授予權(quán),并建有化學工程與技術(shù)博士后流動工作站,2012年哈工大的化學工程與技術(shù)學科排名進入全國評估前八名。多年來面向國家、國防重大需求,形成了本學科的優(yōu)勢特色。在應用電化學方向上,產(chǎn)學研特色突出,多項原創(chuàng)性成果為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的效益。與本專業(yè)建立長期穩(wěn)定的科研、教學合作關(guān)系的企業(yè)有十幾家,為產(chǎn)學結(jié)合的學生培養(yǎng)奠定了良好的基礎。我校化工學科在“211工程”、“985工程”的支持下,形成了科研、教學硬件大平臺,為學生的科研訓練、課程設計、畢業(yè)論文(設計)等提供良好的實踐平臺。在軟硬件方面,對電化學工程的專業(yè)特色方向建設起到了保障和促進作用。另外,本專業(yè)正在逐步加大科研設備和科研實驗室等資源向?qū)W生開放的力度,創(chuàng)造條件讓學生能夠較早進入實驗室,參與教師的科研工作,在具體的科研活動中培養(yǎng)實踐、創(chuàng)新能力。在專業(yè)實驗內(nèi)容上,鼓勵教師將適合于實驗教學的科研成果轉(zhuǎn)化、更新為課程教學內(nèi)容,有利于將最新的學科知識、技能傳授給學生。
在實踐教學與創(chuàng)新意識培養(yǎng)方面,對于基本技能、方法類實驗,與四大化學相關(guān)的實驗課為132學時、與化工基礎相關(guān)實驗72學時,與專業(yè)方向?qū)膶嶒炚n100學時。特色專業(yè)是面向行業(yè)培養(yǎng)人才,在產(chǎn)學結(jié)合上,設置“國內(nèi)外專家講學”學科基礎課,還要求講授專業(yè)課的教師要理論聯(lián)系實際,注重啟發(fā)科研思路。專業(yè)定期從合作企業(yè)中邀請高級工程技術(shù)人員來校為學生進行課堂教學或講座,聘請具有教學經(jīng)驗的高級工程師參與本科教學活動;在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面,設置了“大一年度項目”、“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”、“創(chuàng)新實驗課”、“創(chuàng)新研修課”,要求學生在校期間至少完成2個學分,可通過選修創(chuàng)新研修課、創(chuàng)新實驗課、參加大一年度項目、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃、學科知識競賽、發(fā)表研究論文、申請專利等方式獲得。
自1999年本科專業(yè)目錄調(diào)整后,我們圍繞協(xié)調(diào)專業(yè)規(guī)范的統(tǒng)一性與專業(yè)特色多樣性的關(guān)系上,進行了各方面的努力與探索,構(gòu)建了面向國家需求的化學工程與工藝特色專業(yè)課程體系。作為特色專業(yè)建設,我們今后要為實現(xiàn)培養(yǎng)具有前瞻性、綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強和具有國際競爭力的行業(yè)人才的目標而繼續(xù)努力。
參考文獻:
[1] 趙祖平. 以專業(yè)特色建設促專業(yè)發(fā)展——以中國勞動關(guān)系學院行政管理專業(yè)為例[J]. 中國高教研究,2012(3):104-106.
[2] 周嘉,蔣玉龍,任俊彥等. 復旦大學微電子學專業(yè)特色的挖掘與拓展[J]. 中國大學教學,2012(4):35-36,60.
[3] 張靈,禹奇才,張俊平. 專業(yè)特色建設的幾個基本問題[J]. 中國大學教學,2012(9):28-30.
[4] 徐定華,關(guān)勤,樓盛華. 論高校專業(yè)規(guī)范與專業(yè)特色的內(nèi)涵及關(guān)系[J]. 中國高等教育,2010(8):57-58.
[5] 楊新海,徐宗寧,付保川等. 高校本科特色專業(yè)建設的路徑探析[J]. 教育理論與實踐,2011(12):17-19.
化學工程、化學工藝、精細化工、催化劑、電化學、高分子化學、無機化工工藝、有機化工工藝、精細化工工藝、高分子化工工藝、石油化工工藝、應用化學、化學制藥工藝、高分子材料與工程、應用化學;
2、化學工程與工藝專業(yè)研究生培養(yǎng)方向:
掌握化工生產(chǎn)過程和設備的基本原理、設計方法和管理知識,具有化工生產(chǎn)、研究、設計、產(chǎn)品開發(fā)的基本能力,具有扎實的基礎知識和求實創(chuàng)新能力、工程實踐能力的綜合型高級工程技術(shù)人才;
3、化學工程與工藝專業(yè)研究生就業(yè)前景:
1.1背景
武漢科技大學是由武漢鋼鐵學院等隸屬于原冶金工業(yè)部的三所在漢高校通過合并和改名而來。1998年,根據(jù)國家高等教育管理體制改革需要,學校成為第一批實行“中央與地方共建,以湖北省人民政府管理為主”的劃轉(zhuǎn)院校。劃歸湖北省管理后,學校立足于湖北建設、面向中南地區(qū)、輻射全國。武漢科技大學化學工程與工藝專業(yè)始建于1958年,原名為“煉焦化學專業(yè)”,1985年改為“煤化工專業(yè)”。1992年,按“煤化工”、“城市燃氣”和“炭素材料”三個專業(yè)分別招生。1996年,隨著教育部大學本科專業(yè)目錄的調(diào)整,“煤化工”、“城市燃氣”和“炭素材料”三個專業(yè)歸并為“化學工程與工藝”專業(yè)[1]。總之,化學工程與工藝專業(yè)以煤化工(焦化)為特色,是武漢科技大學的傳統(tǒng)特色專業(yè)。武漢科技大學是我國焦化專業(yè)人才的搖籃,所培養(yǎng)的焦化專業(yè)人才遍布全國各地,且大多成為企業(yè)的技術(shù)骨干或領導。為了適應市場經(jīng)濟形勢、進一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和擴大畢業(yè)生的就業(yè)面,需要不斷完善培養(yǎng)目標,加強基礎理論知識的教學和采用多學科復合型培養(yǎng)模式,對多學科交叉課程進行整合和調(diào)整;強化工程實踐能力、動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);在采用寬口徑和重基礎培養(yǎng)模式的同時突顯專業(yè)特色。
1.2目標
所構(gòu)建的化學工程與工藝專業(yè)課程體系能適應社會發(fā)展的需要,培養(yǎng)出具有寬厚基礎理論、合理知識結(jié)構(gòu)、較強創(chuàng)新能力、較全實踐技能和明顯煤化工特色的復合型化工類高級工程技術(shù)人才。畢業(yè)生能在焦化、炭素材料、燃氣、石油化工、精細化工、環(huán)境保護等行業(yè)從事生產(chǎn)管理、工程設計、技術(shù)開發(fā)和科學研究等方面的工作。
2課程體系建設
2.1整合與優(yōu)化原有課程
2.1.1整合《工程力學》與《化工設備機械基礎》
武漢科技大學化學工程與工藝專業(yè)在課程整合之前,所開設的《工程力學》學時數(shù)為82。《工程力學》是整個課程體系中學時數(shù)很大的課程之一,且有些內(nèi)容對化學工程與工藝專業(yè)并不是十分重要。為了增加學生社會的適應能力,加大學生的知識面和提高綜合素質(zhì),經(jīng)過仔細研究和綜合權(quán)衡,決定壓縮一些已開設課程的學時和增加一些新的課程。《工程力學》就是這次課程體系改革的壓縮對象。考慮到《工程力學》與《化工設備機械基礎》關(guān)系最密切,就將壓縮后的《工程力學》與《化工設備機械基礎》整合成一門課程,取名為《化工設備與材料》。整合的《化工設備與材料》定位為化學工程與工藝類專業(yè)一門綜合性的機械類技術(shù)基礎課,其內(nèi)容包括工程力學、化工設備材料與焊接和化工容器設計三大部分。其任務是使學生具備基本工程力學知識,了解化工設備的選材要求及常用材料的特性,了解和掌握化工設備的設計計算方法和過程及典型設備的結(jié)構(gòu)設計與計算,強化化工類專業(yè)本科生對化工設備的機械知識和設計能力。整合后的《化工設備與材料》總學時數(shù)為46,其中工程力學部分由原來的82學時壓縮到16學時,為其它課程騰出66學時[2]。
2.1.2整合《化工設計》與《化工技術(shù)經(jīng)濟》
很多學校將《化工設計》是列為化學工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)必修課。課程主要介紹化工工藝設計的基本知識和方法,包括原料路線、技術(shù)路線的選擇,工藝流程設計,物料衡算、能量計算,工藝設備的設計和選型,車間布置設計,化工管路設計,非工藝設計項目的考慮和設計文件的編制等內(nèi)容。學習該課程可提高綜合運用已學過的化工原理、物理化學、化工熱力學、反應工程、分離工程、化工工藝學和機械制圖等方面知識解決化工工程實踐問題的能力。武漢科技大學化學工程與工藝專業(yè)原來的課程體系中沒有設置這門課,主要是因為受總學分和總學時的限制,沒有富余學時來開設這門課,現(xiàn)在通過整合《工程力學》與《化工設備機械基礎》騰出66學時,學時的問題已得到解決。所騰出66學時不能全部用于開設《化工設計》,經(jīng)過仔細研究后決定將《化工設計》與已開設的《化工技術(shù)經(jīng)濟》進行整合,取名為《化工工程設計與技術(shù)經(jīng)濟分析》,定位為專業(yè)基礎課,學時數(shù)由原來的18調(diào)整為54。
2.1.3優(yōu)化《能源化學》
《能源化學》是化學工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎課,其前身為《煤化學》,為了拓寬學生的就業(yè)面,重新整理了傳統(tǒng)課程的教學內(nèi)容,在煤化學課程的基礎上,將其它一些主要能源也引進來,從而形成了能源化學課程,總學時數(shù)為54,其中實驗學時數(shù)為8。經(jīng)過幾年的教學實踐后發(fā)現(xiàn),由于教學內(nèi)容較多,該課程的教學時數(shù)過于緊張,尤其是實驗學時嚴重不足。在本次課程體系建設中,將該課程的理論教學內(nèi)容和實驗教學內(nèi)容進行分離和單獨設課。實驗教學內(nèi)容取名為《能源化學實驗》,學時數(shù)為18;理論教學內(nèi)容仍用原來的課程名稱,學時數(shù)為46。
2.1.4優(yōu)化《能源化學工學》
《能源化學工學》是化學工程與工藝專業(yè)模塊1(煤化工模塊)的主干專業(yè)課程,由《煉焦學》和《煉焦化學產(chǎn)品回收與加工》整合而成。以前的課程體系設置時為了強調(diào)重基礎,對該課程的學時進行了大幅壓縮,總學時數(shù)為54,其中實驗學時數(shù)為18。經(jīng)過幾年的教學實踐后發(fā)現(xiàn),該課程的教學時數(shù)壓縮過大,對教學效果產(chǎn)生較大影響,用人單位的反饋意見也證實了這一點。在本次課程體系建設中,將該課程的理論教學內(nèi)容和實驗教學內(nèi)容進行分離和單獨設課。實驗教學內(nèi)容取名為《能源化學工學實驗》,學時數(shù)為18;理論教學內(nèi)容仍用原來的課程名稱,學時數(shù)為46。
2.1.5優(yōu)化《高炭化學與碳材料工程基礎》
如前所述,炭素材料曾是武漢科技大學化工類的招生專業(yè)之一。在化工專業(yè)課程體系中設置炭素材料類的課程也是一大特色,這種特色為化工類畢業(yè)生的就業(yè)提供了更多機會。每年都有化工類的畢業(yè)生在炭素材料行業(yè)中就業(yè),在全國的主要炭素企業(yè)中都有武漢科技大學化學工程與技術(shù)學院畢業(yè)的校友。但有一段時間為了強調(diào)重基礎,弱化了炭素材料課程的教學,僅開設了《碳材料工程基礎》,而且還是任意選修課,教學時數(shù)只有28學時。根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋意見,在本次課程體系建設中,決定優(yōu)化該課程的教學設置,將該課程定位為指定選修專業(yè)課,教學時數(shù)增至44,課程名稱改為《高炭化學與碳材料工程基礎》。
2.2增設《化工CAD繪圖與識圖》
工程圖紙是工程技術(shù)上用來表達設計思想和進行技術(shù)交流的主要手段,任何工程技術(shù)方案的實施,都必須以其為依據(jù),因而被喻為“工程界的技術(shù)語言”。很多學校的化工類專業(yè)都開設計《化工制圖》這門課程,主要內(nèi)容有化工工藝圖和化工設備圖兩大部分,用于培養(yǎng)學生閱讀和繪制化工專業(yè)圖樣的能力。同時,它也為學生完成畢業(yè)設計和適應今后工作需要提供了不可缺少的基本能力。武漢科技大學化學工程與工藝專業(yè)原課程體系中只設置了《機械制圖》,沒有開設《化工制圖》。根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋意見,在本次課程體系建設中,決定增設《化工CAD繪圖與識圖》這門課程。該課程由《化工制圖》和《Auto-CAD繪圖》整合而成,內(nèi)容包括:AutoCAD繪圖軟件及其應用、工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖和化工設備圖,教學時數(shù)為36,其中14學時為上機實踐學時。
3教學方式改革
3.1在實踐中培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力
依托湖北省煤轉(zhuǎn)化與新型炭材料重點實驗室,通過開設本科生創(chuàng)新性實驗與創(chuàng)新性研究等課外實踐活動,為培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力提供保障。鼓勵和扶持本科生進行實驗技能和化工設計競賽。本科生從三年級開始下到實驗室,參與到指導教師的實際科研項目中去,熟悉科研過程,鍛煉實踐技能,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
3.2組建和培養(yǎng)教學團隊
原來大多數(shù)專業(yè)課都只有一名任課教師,待其退修或調(diào)離工作崗位后再找教師接替。現(xiàn)在每門課至少有兩門任課教師,一般采取以老帶新的模式,且任課教師都要有工程實踐經(jīng)驗。如《能源化學》教學團隊,由2名老教師、1名中年教師和2名年輕教師組成,其中3名教師具有博士學位,4名教師有正教授職稱,2名教授為博士生指導教師。已有8名沒有工程實踐經(jīng)驗的年輕教師被派到河南、云南等地焦化企業(yè)進行了3個月實踐鍛煉,回校后教學效果有了明顯提高。
3.3多種途徑組織實踐教學
近年來,化學工程與工藝專業(yè)建立了一批相對穩(wěn)定的教學實習基地。考慮到專業(yè)特色和培養(yǎng)方向的要求,實習基地以武漢平煤武鋼聯(lián)合焦化有限公司為主體。該公司在國內(nèi)具有技術(shù)力量雄厚,生產(chǎn)工藝先進的特點,并具有較高的管理水平。同時,該公司可以說是焦化的一部“百科全書”,建有4.3m、6m、7.63m焦爐,所采用的配套工藝也有多種,是一個相當理想的焦化特色化工專業(yè)教學實習基地[3]。但是現(xiàn)在化學工程與工藝專業(yè)的招生人數(shù)越來越來多,一年的招生人數(shù)達280人之多。一個焦化公司能一次接納這么學生去實習已經(jīng)勉為其難,實習過程只能用走馬觀花來形容,很難深入下去。為了解決這一問題,采取了一系列措施,如下廠前先給學生分工段介紹現(xiàn)場工藝流程和主要設備,播放現(xiàn)場錄制的錄像,開發(fā)主要設備的三維數(shù)字模型供學生在電腦進行自主觀察、解剖和組裝,購置計算機仿真培訓軟件供學生在電腦上進行仿真操作。
關(guān)鍵詞:化學工程技術(shù);研究熱點;發(fā)展趨勢
中圖分類號:TQ021.8 文獻標識碼: A 文章編號: 1674-0432(2014)-15-96-1
化學工程是一門將一系列化學有關(guān)的知識進行深研究的化學或物理過程的知識學科,它還包括對原有化學設備進行改革,以化學思想為基礎將理論和實際工程知識糅合。具體工作可包括研發(fā)新產(chǎn)品、設計、模擬、操作實驗來強化裝備等硬件設施。化學工程領域包括范圍廣泛,其中有機化學、無機化學、石油化工等領域,因此化學工程是國民經(jīng)濟建設從而推動社會進步重要的工程領域。目前化學工程技術(shù)的發(fā)展方向是逐漸趨向連續(xù)化、集約化、自動化、高效化和自動化、精密化。由于化學工程技術(shù)被廣泛運用到生活領域所以對其的研究是十分有必要的。
1 化學工程技術(shù)的新熱點
1.1化學超臨界反應技術(shù)
超臨界的化學反應技術(shù)是指反應過程中的溫度和壓力都在臨界點之上,這樣的狀態(tài)往往是液體和氣體之間。這樣形式的存在被廣泛運用到生物化工、食品、醫(yī)藥等領域,已經(jīng)顯示出很好的效益,發(fā)展前景很好,但近年來的探究和發(fā)展階段仍處于初級,待進一步深入研究。
1.2綠色化學研究技術(shù)
綠色化學由于能夠有效避免對環(huán)境的污染,近年來備受推崇。綠色化學就是指利用化學反應技術(shù)來充分利用資源、減少污染物的產(chǎn)生來起到對環(huán)境的保護。比如,它可以對產(chǎn)生污染物的相關(guān)溶劑和廢料進行處理,利用原子技術(shù)或高選擇性的化學反應生產(chǎn)處對環(huán)境有利的產(chǎn)品,這不僅能夠增加經(jīng)濟效益而且?guī)砜捎^的社會效益。
1.3分離技術(shù)的新研究
首先,分離技術(shù)強調(diào)對生產(chǎn)設備的強化,其次是生產(chǎn)技術(shù)。總結(jié)來說就是將設備更新,將生產(chǎn)率提高的技術(shù)都屬于化學分離技術(shù)的結(jié)果。古老的分離技術(shù)方法是利用各種材料沸點不同將其分離然后做研究。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和各領域研究合作分工改變?yōu)榉蛛x技術(shù)新發(fā)展提供了廣闊的前景。比如近年來,在力學的傳遞以及多相流方面,采用信息技術(shù)發(fā)生分離,還有分子的模擬就很大的提高了預測熱力學平衡的水平,對分子的人為設計加速了分離等等。因此進一步研究高效的分離技術(shù)有著深遠的意義。
2 傳熱過程新的研究發(fā)展方向
2.1傳熱學中細微尺度的研究進展
細微尺度是指從時間尺度和空間尺度進行更細微的研究的熱學范疇,如今它在熱學中已經(jīng)形成了一個分支,具有廣闊的發(fā)展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體時,這樣的情況會存在,但是由于尺寸的更加細微,原來的假設影響因素也會發(fā)生相應變化。目前納米技術(shù)已經(jīng)取得顯著的成績,很多領域都是圍繞傳熱學中的細微尺度技術(shù)進行研究的,近年來取得了高集成電路、多空介質(zhì)流等新成果,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。
2.2傳熱設備的研究進展
近些年來,利用翹片來強化傳熱,管外的翹片強化傳熱原理包括有前緣效應和非穩(wěn)定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應該將分布參數(shù)和場地模擬相結(jié)合,來優(yōu)化傳熱裝置結(jié)構(gòu)的參數(shù),實現(xiàn)管翹式的傳熱針設計。
2.3與計算機技術(shù)的相結(jié)合
計算機技術(shù)的不斷進步是化學中大量的技術(shù)問題能夠得到有效的解決。同時節(jié)約了大量的人力物力財力,也增加了數(shù)據(jù)和相關(guān)機械的精密度。計算機的主要貢獻表現(xiàn)在計算流體力學、數(shù)值傳熱力學、采用計算機技術(shù)進行統(tǒng)計、計算有利于將數(shù)據(jù)更直觀的表現(xiàn)出來,表現(xiàn)形式更加多樣,能夠有效分析大量實驗數(shù)據(jù)。
2.4與材料科學和信息工程相結(jié)合
科學的進步和新技術(shù)的研究涌現(xiàn)就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優(yōu)質(zhì)的服務體系和完整地理論作為研發(fā)支撐成為化學工程面臨的問題。所以它必將進入一個新的發(fā)展階段,在發(fā)展中應注重與多學科的交叉,更多的研究應該包括信息和化學應用、生物與化學以及能源環(huán)境與化學相結(jié)合的學科,這都為化學工程的發(fā)展提供了新的研究方向。由于信息技術(shù)不斷深入各個行業(yè),為此通過信息技術(shù)可以將大量的信息收集、整理進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,得出的結(jié)論可以為化學工程發(fā)展研究提供新的方向。
3結(jié)語
綜上所述,伴隨科學技術(shù)的發(fā)展,專業(yè)人員對化學工程研究已經(jīng)從單一走向研究領域與多學科相結(jié)合的多元化方向發(fā)展,隨著時代的需要,科學技術(shù)的發(fā)展,新的發(fā)展熱點的出現(xiàn),化學工程的發(fā)展方向也是多元化的。化學工程技術(shù)多元的發(fā)展給社會帶來的也將是全新的面貌,推動整個社會向前的步伐。
參考文獻
[1]韓鋼,宋.化學工程技術(shù)中微化工技術(shù)的應用研究.[J].中國科技博覽,2012(34).
[2]陳惜明,彭宏.化學工程技術(shù)的幾個熱點與發(fā)展趨勢.[J]安徽化工.2006(01).
前言:隨著現(xiàn)在科學技術(shù)的發(fā)達,分子這一概念被帶到了大眾的面前,人們對分子的研究越來越詳細,運用當今的科學技術(shù)研究分子,把分子放在顯微鏡下觀察,化學對其結(jié)構(gòu)了解的愈加深入,這樣分子設計的誕生也推動了分子工程的誕生,這是時代和科學技術(shù)下的產(chǎn)物,他們的誕生使得化學研究進入到更深階段——分子工程學。所以分子工程和化學工程兩者是相輔相成的。
一、淺談分子工程
在一個固定環(huán)境下對分子結(jié)構(gòu)進行構(gòu)造,不僅如此,還得理清分子之間的關(guān)系,這種原理就是分子工程學。分子工程不是單一的分子學科,而是由不同種類、學科構(gòu)成的,但是,只要有關(guān)分子工程就會有三個基本的問題:第一,怎樣按照要求對分子結(jié)構(gòu)進行設計;第二,建筑分子結(jié)構(gòu)時要用什么基元;第三,怎么實現(xiàn)分子設計預設的功能,就需要考慮怎么組裝基元。這三個問題有著密不可分的聯(lián)系,從而形成了三個實施分子工程的重要環(huán)節(jié),這三個問題分別是分子工程的作用、結(jié)構(gòu)、結(jié)合的理論基礎。
與之前的化學研究方法有所不一樣的是分子工程在研究時,會在研究手段、對象、內(nèi)容等角度采取新的方法。傳統(tǒng)的化學研究大多是利用自然物以及公式得到新的化合物,從這些化合物中找到比較好的化合物,1930年,磺胺藥物被人發(fā)現(xiàn),造就了那個年代合成藥物的鼎盛時期。可是分子工程學的研究則恰恰和傳統(tǒng)化學研究相反,它主要以功能研究為方向,通過對分子結(jié)構(gòu)進行探究。這個時候它不單單對某一個化合物進行研究,而是研究化合物的功能體系。這樣得到的信息要比傳統(tǒng)化學研究得到的信息全面,不光可以得到分子結(jié)構(gòu)還可以知道分子某些特定的結(jié)構(gòu)層次。傳統(tǒng)化學研究過分注意分子結(jié)構(gòu)以及合成的聯(lián)系。可是,分子工程學卻看中功能和 物理原理。如今,化學不能獨自發(fā)展了,化學的發(fā)展必須要建立在生命、材料科學這兩門學科上。當然也需要注意另外一些科學技術(shù)。
從化學工程學得到的經(jīng)驗,分子工程學也從不同的分子工程研究中得出來。現(xiàn)在的分子工程學還在孕育,也就是在不同的領域、不同功能、對分子進行設計、構(gòu)造。分子工程由不同種類的分子工程研究中得到,所以功能不同、種類不同,這就使得分子工程學需要按照功能、種類對其進行分類。分子工程學主要研究化合物的功能體系,針對體系的研究就必須在分子水平上探究之前提過的三個問題,得到規(guī)律,功能體系以及工程學原理,這幾個不同方面相輔相成、互惠互利。
二、淺談化學工程
當面對一些挑戰(zhàn)時工程學科發(fā)揮的作用才能體現(xiàn)其重要性。如今,環(huán)境問題成為我們急需解決的問題,因為它與人們生產(chǎn)、生活、生存都有著密切的聯(lián)系,這個時候化學工程就有了研究的目標,它需要解決資源可循環(huán)利用、化石資源的合理化利用等。化學工程需要解決經(jīng)濟的循環(huán)利用,不光肩負著科學方面的重擔,還需要傳遞物質(zhì)、能源、信息等。
化學工程之前從沒遇到過的一些問題,卻隨著生物技術(shù)等一些高新技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生,這有一個好處便是讓化學工程的研究深入到更具體的領域中。一些過于具體的問題,比如納米尺度問題,這是在傳統(tǒng)的化學研究中都沒有遇到過的微小領域,要是想加強微量產(chǎn)品的生產(chǎn)就必須擴寬化學研究領域。在當代這是化學工程打入到新領域必須要做的。發(fā)明催化劑以及工藝的源泉是新催化材料創(chuàng)造的。從另一個方面來說,要是將生產(chǎn)變得更加清潔,把不同的工藝以及流程進行合并,然后找出最好的,這也是化學工程將要研究的重要領域。現(xiàn)在有關(guān)生命方面的科學發(fā)展愈發(fā)成熟,生物催化在這一領域已經(jīng)體現(xiàn)了自己價值。
如今人們愈加注意和自身相關(guān)的科學技術(shù),隨著科學技術(shù)的發(fā)展,健康、食品、醫(yī)藥等領域都對科學技術(shù)有了更深層次的要求,而且屬于化學的問題占大多數(shù)。舉一個例子,當我們的生命機能受到損害就得使用藥物來控制,所要服用的藥就會對人們的身體機能進行調(diào)節(jié)。將這些有關(guān)生命過程的問題解決就是化學過程在不屬于自己領域里的重大挑戰(zhàn),所以肯定會得到化學工程學的注意。
隨著不同體系科學的發(fā)展,科學技術(shù)的發(fā)展為化學工程帶來的問題在一定程度上推動了化學工程學的發(fā)展。所有的科學技術(shù)都與化學工程有著密不可分的聯(lián)系,當化學工程在發(fā)展的同時也推動了整個科學領域的進步。所以,化學工程學逐漸被人們注意,也更大化的注意科學在化學工程中的運用,化學工程學為整個科學領域所帶來的價值就是該工程學以后要注意的方向。
為了讓化學工程學得到更好的發(fā)展就必須提高化工人員的專業(yè)知識,加強對化工人員的教育。化工工程教育應該與時俱進,根據(jù)現(xiàn)代工程教育改革得到重要的成果來制定教育內(nèi)容,教育內(nèi)容不可以單調(diào),需要將專業(yè)課與基礎課相結(jié)合,還得根據(jù)時代的更替而及時更新教育內(nèi)容,加強化學工程人員解決問題的能力;不過也得加強學生對資源環(huán)境以及另外科學領域的興趣。
結(jié)束語:
化學工程是一門綜合類較廣的學科,在未來的世紀會體現(xiàn)出更大的價值所以我們要做的就是抓住機會,在化學工程的發(fā)展過程中找到特屬于我國化學工程的優(yōu)勢及特點,利用化學工程實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在重視化學工程的同時需要注意分子工程。分子工程的發(fā)展可以推動化學工程的發(fā)展,另外分子工程與化學工程兩者為科學技術(shù)提供了很多可研究的課題,這些課題的解決就是科學技術(shù)的飛躍。
今年來,由于生物技術(shù)的快速發(fā)展,使得我國生物學工程的發(fā)展也在不斷向前,并已有一定的基礎。調(diào)查顯示,當前生物化工的產(chǎn)品已經(jīng)涉及到保健、醫(yī)藥、農(nóng)藥以及食品等各個領域與方面。①在醫(yī)藥方面,抗生素得到迅猛發(fā)展,并且在臨床中的使用最普遍,相關(guān)數(shù)據(jù)表明,目前我國抗生素的產(chǎn)量達到世界首位,此數(shù)據(jù)還在不斷增長;②在農(nóng)藥方面,生物化工的農(nóng)藥品種也層出不窮,主要包括井霉素、赤霉素以及蘇云金桿菌等,該技術(shù)不斷進步,并且逐步滿足了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要;③在食品與飼料方面,氨基酸、檸檬酸等的產(chǎn)量不斷加大,并呈現(xiàn)數(shù)倍增產(chǎn)的趨勢,該產(chǎn)品已經(jīng)不只為了滿足于本國市場,還出口到世界各國。
2、我國生物化學工程發(fā)展中所存在的問題
經(jīng)過深入調(diào)查分析可知,由于各種因素的限制,使得我國生物化學工程在發(fā)展過程中也存在著許多問題與不足,也將面臨著新的挑戰(zhàn),本文主要從以下幾方面的問題著手分析:
(1)我國生物化學工程的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布置不夠科學,許多企業(yè)往往存在品種單一、低檔次等問題,不能滿足當今市場的需求。對于檔次較高的醫(yī)藥生化產(chǎn)品例如激素類、干擾素、藥用多肽等,在我國的生產(chǎn)技術(shù)還不完善,不能滿足本土市場需求,每年還需花費大量資金從國外進口。
(2)當前我國的生物化工產(chǎn)業(yè)主要局限于輕工、醫(yī)藥、食品業(yè)等。所以,許多企業(yè)對生物化工產(chǎn)品尤其是精細化工產(chǎn)品這一領域的了解不足,不利于擴大生產(chǎn),更不用說通過這些技術(shù)引領企業(yè)走向世界。此外因生物化學發(fā)展速度較快,我國相關(guān)部門對該行業(yè)的研究及規(guī)范還不成體系,導致生產(chǎn)過程中的能源消耗大,環(huán)境污染嚴重,技術(shù)在低水平徘徊。
(3)在生產(chǎn)技術(shù)上存在許多不足,生產(chǎn)設備與工藝配套不完善,上下游技術(shù)不配套,產(chǎn)物的收得率低,生產(chǎn)成本高企業(yè)效益低。相關(guān)數(shù)據(jù)表明,雖然目前我國的產(chǎn)品如檸檬酸、乳酸等的發(fā)酵水平較高,但其他絕大多數(shù)產(chǎn)品的技術(shù)明顯低于國外。從而,某些企業(yè)為了引進新技術(shù)提高生產(chǎn)效率,只能每年都要投入大量資金從外國進口細胞破碎機、生物反應器、計算機監(jiān)控設備以及生物傳感器等,不利于企業(yè)的長期生產(chǎn)目標。
(4)我國生物化學工程的發(fā)展歷史較短,基礎研究的投入較薄弱,還沒有形成一個完整的科研體系,技術(shù)創(chuàng)新能力不強,同時,相關(guān)企業(yè)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)吸收能力差。調(diào)查顯示,當前該行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展多數(shù)依靠傳統(tǒng)的粗放型擴大投資的增長模式,從而生產(chǎn)效益低下、市場競爭力不強,不利于企業(yè)的發(fā)展。
3、我國生物化學工程發(fā)展問題的解決建議
本文經(jīng)過深入探究分析我國生物化學工程發(fā)展過程中所存在的問題,并借鑒國外先進技術(shù),主要從以下幾方面來解決當前的問題:
(1)合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu),擴大并發(fā)展高檔次的產(chǎn)品。例如加大對醫(yī)藥生化產(chǎn)品、功能性食品及添加劑等高檔產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)。此外,使生物化學工程的發(fā)展呈現(xiàn)多元化,著重生產(chǎn)如生物色素、微生物多糖、工業(yè)酶制劑以及表面活性劑等多種精細化工產(chǎn)品以及采用傳統(tǒng)技術(shù)無法生產(chǎn)的產(chǎn)品,從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益與市場競爭力。
(2)不斷擴大生物化工的生產(chǎn)規(guī)模,提高競爭力。因此,我國相關(guān)部門應該出臺更多有效措施來鼓勵建設大型的生物化工企業(yè),使之能夠?qū)⒀邪l(fā)、生產(chǎn)、銷售融于一體,從而節(jié)省生產(chǎn)成本。尤其要加大力度去培育一批科技創(chuàng)新型企業(yè),此外,還要鼓勵那些具有發(fā)展生物化工產(chǎn)業(yè)的企業(yè)加入該技術(shù)發(fā)展行列,向著創(chuàng)新型生化公司的方向發(fā)展,并淘汰那些生產(chǎn)技術(shù)落后,市場競爭力低下的企業(yè),從而提高我國整體生物化工行業(yè)的競爭力,并有利于擴大我國生物化工的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
未來的5~10年,北部灣經(jīng)濟區(qū)工業(yè)將重點發(fā)展石油化工、造紙、造紙、冶金、輕工等產(chǎn)業(yè)。據(jù)人事部門統(tǒng)計,2015年北部灣經(jīng)濟區(qū)石化產(chǎn)業(yè)人才總量約為24000~26000人。其需求方向主要有:化學工程、石油化工專業(yè)的石油倉儲、運輸管理人才;具有化學工程、化學機械、高分子化工等專業(yè)背景的石油冶煉工程人才。到2010年,北部灣經(jīng)濟區(qū)林漿紙產(chǎn)業(yè)人才總量約為2500人;到2015年約為3900人。化學工程以及具有化學工程等專業(yè)背景有具備企業(yè)管理、市場營銷能力的復合型人才尤為緊缺。冶金行業(yè)也需要專業(yè)人才51500人。由此可見,未來北部灣經(jīng)濟發(fā)展對化工人才的需求是非常龐大的。
2區(qū)域產(chǎn)業(yè)知識技能要求
通過調(diào)研總結(jié)發(fā)現(xiàn),區(qū)域行業(yè)對化學化工類人才技能需求如下:掌握化學工程與工藝專業(yè)的基本理論、基本知識和基本實驗技能,具備理論知識較扎實、專業(yè)知識面較寬、實踐能力強、人文素質(zhì)高等綜合素養(yǎng),能在無機化工、有機化工、精細化工、煤化工及石油化工等化工領域為經(jīng)濟發(fā)展服務的應用型人才。畢業(yè)生可在石油煉制、石油化工、冶金、能源、輕工、生化、材料、環(huán)保等領域從事工業(yè)生產(chǎn)、生產(chǎn)技術(shù)改進、技術(shù)開發(fā)、工程設計等工作。下面就結(jié)合各行業(yè)代表性的企業(yè)進行知識技能需求的分析。
2.1能源運輸行業(yè)
中燃燃氣發(fā)展公司是最大的城市燃氣公司,欽州學院化學化工學院培養(yǎng)的化學工程與工藝專業(yè)學生可以滿足該公司很多崗位的工作需求,為了更好的使我們培養(yǎng)的石油和天然氣相關(guān)的本科人才滿足崗位需求,雙方達成共識,將在新的人才培養(yǎng)體系中開設燃氣運輸、天然氣加工等相關(guān)的選修課課程,加強學生對天然氣儲運加工基礎知識的學習。廣西天盛港務有限公司在欽州港共投資建設9個碼頭泊位,其中已建成油汽專用碼頭1個(5萬噸級)、煤炭專用碼頭3個(10萬噸級、7萬噸級、2000噸級各1個),散貨碼頭5個(10萬噸級1個、1萬噸級4個);自備鐵路已經(jīng)開通。該公司對于高層次、復合技術(shù)型的本地化員工是非常急需的。對方建議在未來培養(yǎng)化學工程與工藝專業(yè)人才過程中,可以進一步拓寬學生的視野,增加適當?shù)倪x修課,加強學生對港務中油氣和煤炭應用知識的學習。
2.2新材料行業(yè)
廣西新合力冶金有限公司從事高爐錳鐵、鎳鉻鐵合金、不銹鋼及不銹鋼型材等冶金產(chǎn)品的生產(chǎn)加工的人才非常緊缺,該公司將具備年產(chǎn)100萬噸不銹鋼生產(chǎn)線,預計年產(chǎn)值將達到200億元,上繳稅收10億元,提供3000多個就業(yè)崗位,極大的帶動地區(qū)物流、進出口貿(mào)易、服務等相關(guān)行業(yè)迅猛發(fā)展。該單位建議應該加強學生對生產(chǎn)工藝流程和安全注意事項的認識。此外,對廣西明利磷化工有限公司調(diào)研也得出了類似的結(jié)論,該單位同樣要求對磷產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程有了深刻的認識。對各個生產(chǎn)車間、廢水處理池及產(chǎn)品分析等相關(guān)基礎知識要牢固掌握。化工企業(yè)是高危行業(yè),需要學生聽從工程技術(shù)人員安排,因此,培養(yǎng)學生扎實的基礎知識和嚴格律己的學習工作習慣同等重要。廣西紅墻新材料有限公司除了要求學生掌握基本的化學化工知識外,還對學生的涂料相關(guān)的理論知識和高分子專業(yè)基礎知識提出了更高層次的要求。
2.3分析檢測行業(yè)
欽州市環(huán)境保護與監(jiān)測中心與化學化工學院對人才培養(yǎng)模式達成了共識:我們應該抓住區(qū)域經(jīng)濟迅速騰飛和地方院校轉(zhuǎn)型發(fā)展建設應用技術(shù)型大學的雙重機遇,進一步加強校地、校企合作,打造特色實踐平臺和實訓場所,為我校向應用技術(shù)型大學轉(zhuǎn)型提供堅實的實踐教學條件,推動自身的轉(zhuǎn)型發(fā)展,提高我校應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量和服務區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展能力。結(jié)合該公司對化學化工類人才的需求,以后的教學活動中將著重培養(yǎng)包括監(jiān)測點樣品的采集、樣品的保存與運送、樣品實驗室處理和分析流程、分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理、記錄與上報等環(huán)境監(jiān)測的實踐能力。
2.4糧油造紙行業(yè)
中糧油脂(欽州)有限公司位于欽州港經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),總投資30億元,占地面積348畝。主要生產(chǎn)“福臨門”牌小包裝食用油,“福掌柜”、“福之泉”、“可味”等中包裝烹飪調(diào)和油及“四海”牌豆粕等。該單位希望以后在人才培養(yǎng)、實習、課程設置等方面進行進一步優(yōu)化,保證學生理論知識的學習更加系統(tǒng),同時可以增加實習的系統(tǒng)性,保障學生實習過程學習到較系統(tǒng)的實踐技能。廣西金桂漿紙業(yè)有限公司建議可以充分利用高等院校的人力與智力資源以及該公司先進的生產(chǎn)條件來搭建學生實訓平臺,聯(lián)合培養(yǎng)學生的自主學習能力和實踐動手能力,對于構(gòu)建新型的校企合作實訓模式具有很好的指導意義。
3培養(yǎng)體系改革模式探討
結(jié)合北部灣地區(qū)化學化工類產(chǎn)業(yè)對人才的知識技能需求調(diào)研總結(jié)和欽州學院現(xiàn)在的化學化工類人才培養(yǎng)模式,以培養(yǎng)服務地方的應用型化學化工類人才為目標,擬在理論課程設置、實驗課程內(nèi)容修訂、實踐課程的設計、選修課的開設等方面進行如下對教學改革探索。
3.1理論課程
舊方案基礎理論知識太多,工科課程體系理科化,尤其是基礎化學知識占得學分和學時比例太高,可以壓縮優(yōu)化理論課時的結(jié)構(gòu)和比例;化學工程與工藝專業(yè)課程體系需進一步完善,如化工過程分析與合成、化工設計、化工分離工程等課程的設置需進一步優(yōu)化。
3.2實驗課程
學生的實驗課時和學分比例太低,學生的實驗動手能力得不到有效鍛煉,對于培養(yǎng)應用型人才,除了有機、無機、分析、物化等基礎實驗外,還需要進一步鍛煉提高學生的自主學習能力和探索能力,可以開設與地方產(chǎn)業(yè)結(jié)合密切的創(chuàng)新性實驗,鍛煉學生自主探索的實驗技能,使學生的實踐技能確實能夠按照應用型人才培養(yǎng)的標準得到全面的提升。
3.3實踐課程
學生缺少基本的電子電工技術(shù)應用能力,作為工科學生這些能力是必備的,可以增加相關(guān)的實踐課時;學生對區(qū)域化工產(chǎn)業(yè)普遍沒有形成科學的認識,可以結(jié)合實習見習等實踐教學活動,使學生對化工生產(chǎn)崗位的工作性質(zhì)、工作崗位的安全操作意識、產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點、自我發(fā)展的定位形成深層次的理解;此外,學生在化工文獻檢索、生產(chǎn)實訓、生產(chǎn)工藝流程等方面知識均比較欠缺,應該進一步加強文獻檢索實踐能力的培養(yǎng),加強實訓平臺的建設以提升學生的實際生產(chǎn)從業(yè)技能。
3.4選修課程
污水處理、涂料、新材料等領域相關(guān)諸多材料都是聚合物材料,與此相關(guān)的要加強學生高分子相關(guān)知識的學習;北部灣經(jīng)濟區(qū)對石油和天然氣相關(guān)的化學工程與工藝本科人才非常急缺,應開設石油和天然氣相關(guān)的選修課課程,拓展學生的基礎理論知識;水利設計、熱力學、材料力學及受力分析等方面知識在將來化工產(chǎn)業(yè)中的應用較多,應該增加或補充相關(guān)的課程;此外,與廣西特色的農(nóng)產(chǎn)品資源相關(guān)的拓展知識太少,可以增加天然產(chǎn)物加工等相關(guān)的選修課程,拓寬學生視野,方便將來在更大的產(chǎn)業(yè)領域靈活就業(yè)。
4展望
關(guān)鍵詞:工程能力;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)模式;基礎課程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)37-0035-02
化工專業(yè)基礎課程主要包括《化工原理》、《化工熱力學》、《化學反應工程》以及相關(guān)的認識實習和化工原理課程設計等課程。根據(jù)石化行業(yè)以及國家能源戰(zhàn)略的發(fā)展需求,原有的培養(yǎng)模式已無法滿足這一要求,必須通過加強專業(yè)基礎課程的建設,建立以工程能力和創(chuàng)新能力為導向的新型培養(yǎng)模式,才能夠培養(yǎng)出高水平的工程技術(shù)人才。本文在對日常教學、學生尤其是已畢業(yè)學生反饋、用人單位反饋進行大量分析與總結(jié)的基礎上,提出了以工程和創(chuàng)新能力為導向的新的培養(yǎng)模式,并進行了多方面的建設工作。
一、面向石油化工行業(yè)特色,強化教師隊伍與課程建設
1.建立具有較強工程能力的教師隊伍。在以工程能力和創(chuàng)新能力為導向的新型培養(yǎng)模式中,教師不但要具有較高的科研水平,還應該具有極為深厚的工程背景。課程教師隊伍共由20名教師組成。為了提高教師的工程能力,聘請資深煉油化工設計人員定期進行講座。在科研成果的工業(yè)化轉(zhuǎn)化過程中,鼓勵年輕老師共同參與,提高其工程能力。通過幾年的建設,形成了一只高水平的教師隊伍:1名教授被評為北京市高等學校教學名師、2名教授被評為校教學名師、1名副教授被評為校品牌課教師、《化工原理》教學團隊被評為北京市優(yōu)秀教學團隊、建設了《化工原理》與《化工熱力學》2門北京市精品課程。
2.形成了具有鮮明行業(yè)特色的教材體系。原有教學模式中采用的都是化工通用的教材,根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋,教材內(nèi)容不能滿足石化行業(yè)的發(fā)展需求,一些內(nèi)容和方法在工廠也不再使用。為此,任課教師主編了《化工熱力學》、《化學工程與工藝專業(yè)實驗》和《流態(tài)化工程》講義(雙語)、參編了《石油化學工程原理》、翻譯出版了《化學反應工程》共4門課程的教材,針對石油加工過程進行了大量的補充和刪減。如在《石油化學工程原理》教材中補充了石化行業(yè)常用的高溫油泵的特殊輸送要求,在分餾過程中補充了油品分餾塔的操作和核算;結(jié)合石油工程中流體相態(tài)對油田開發(fā)的重要性,對熱力學教材中過時的圖表法計算流體熱力學性質(zhì)等內(nèi)容作相應的刪減。主講教師還主編了《催化裂化流態(tài)化技術(shù)》、《水合物科學及技術(shù)》、《二氧化碳捕集、封存與利用技術(shù)》,參編了《原油蒸餾工藝與工程》共4本著作,這些著作是化工專業(yè)其他課程的重要補充內(nèi)容,并極大地開拓了學生的視野。
3.積極進行教學方法改革,增強學生的學習興趣,提高教學效果。強調(diào)通過教學改革增強學生學習的興趣。例如在《化工原理》教學中首先以多相傳質(zhì)設備的相控制基本理論作為基本路線;其次,建立了多相傳質(zhì)工藝和設備過渡教學體系;再次,建立了多相傳質(zhì)及其附屬設備的全塔負荷性能圖分析理論,規(guī)范了塔設備操作限的概念。多年來學生普遍對《化工熱力學》有畏難情緒,認為理論性過強、難以應用。任課教師分析發(fā)現(xiàn)過去課程中大量使用的圖表在生產(chǎn)實際中很少使用,基本都已通過計算模型實現(xiàn)。因此在授課時只對少數(shù)必要的圖表進行講解,以幫助說明問題或者現(xiàn)象。而對于實際工作中經(jīng)常用到的狀態(tài)方程和活度系數(shù)模型等,文獻報道的狀態(tài)方程有幾百個,現(xiàn)場使用時往往無從取舍,因此在課堂上進行了仔細的講解,對于過去大量存在的過程推導適當簡化,要求學生學會使用商業(yè)化模擬軟件進行計算,以滿足未來工作中的需要,這樣既突出了本科生學習過程的重點,又保證了教學的效果。
二、建立多樣化的提高工程實踐和工程設計能力的培養(yǎng)體系
化工專業(yè)基礎課與實際化工生產(chǎn)聯(lián)系非常密切,但學生在學習中卻往往感到抽象、缺乏興趣,其原因在于在以課堂教學為主的方式中很少涉及體驗、實踐的學習環(huán)節(jié)。如圖1所示,在多樣化的提高工程實踐和工程設計能力的培養(yǎng)體系中,學生在學習專業(yè)基礎課之前應先經(jīng)歷認識實習、參觀化工設備模型、拆裝實驗等環(huán)節(jié),激發(fā)起學生的興趣,在專業(yè)基礎課學習過程中,應通過設備仿真和拆裝實驗等體驗實踐環(huán)節(jié),通過親身感受進一步固化所學知識,最后通過課程設計等環(huán)節(jié),促使學生對所學理論知識進行復習、應用,并進一步升華。在此過程中,學生學習專業(yè)知識的渴望是自發(fā)形成的,而不是傳統(tǒng)的教師督促學習,因而學習效果很好,學生的動手能力、工程能力也得到了極大的提高。
為配合這一培養(yǎng)模式,授課教師建立了拆裝實驗室,包括各種形式的泵、壓縮機、閥門、換熱器、塔構(gòu)件,向所有學生全天開放,部分涉及設備的課程甚至可以到實驗室內(nèi)講授。另外,還建立了設備仿真系統(tǒng),學生可模擬工廠內(nèi)設備的啟動與關(guān)閉。在課程設計教學中,強調(diào)一人一題、分組協(xié)作,既提倡相互協(xié)作,又保持設計過程的獨立性,結(jié)課時引入答辯程序,要求同學對設計過程和設計思路進行講解。此外,聘請校外資深設計人員給學生講課,傳授設計和工程經(jīng)驗。課題組教師還將多年科研成果:單指標全塔性能負荷圖用于《化工原理課程設計》,引導學生通過Aspen軟件編程計算,并與手工計算結(jié)果相對比、找不足。這些措施極大地提高了學生學習的主動性、積極性,使學生的工程能力通過多種方式得到鍛煉。
三、創(chuàng)建創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新模式
課程教師在《流態(tài)化工程》課程中,廣泛搜集了國內(nèi)外流態(tài)化領域的新理論、新知識,并將其簡化為通俗易懂的知識,補充到教學內(nèi)容里。內(nèi)容涵蓋了新的測量方法(如氣泡直徑的測量方法、顆粒混合的測量方法等)、經(jīng)典理論的新發(fā)展(如經(jīng)典兩相理論的不足及其補充,以及基于其建立的新模型)、計算機CFD數(shù)值模擬等。在補充新的研究結(jié)果時,進行的大量的取舍,考慮到授課對象為本科生,理解能力和學習基礎無法和研究生或?qū)B氀芯咳藛T相比,授課時只著重于新模型、新理論的描述,具體的推導過程和計算過程并不涉及。這樣,既方便了學生的理解和學習,又能夠為今后從事流態(tài)化研究的同學打下一定的基礎。此外,將已工業(yè)化的優(yōu)勢科研成果轉(zhuǎn)化為多功能教學實驗裝置,指導學生對感興趣的知識點自主設計、完成實驗,使學生的創(chuàng)新能力得到極大提高。例如,氣固流化床反應器是石化行業(yè)廣泛采用的反應器,由于知識比較抽象,學生無法獲得深刻的理解。課程教師根據(jù)科研成果開發(fā)了《流化床自動控制綜合實驗系統(tǒng)》,可以直接觀察實驗現(xiàn)象,完成各種形式的流態(tài)化實驗。學生還可以自己設計實驗條件進行研究,該裝置已經(jīng)投入使用5年,受到了學生的好評,也得到了教育部有關(guān)專家的肯定,目前,該項技術(shù)已經(jīng)推向市場。化工原理團隊教師根據(jù)多年科研成果建立了多套大型冷模催化裂化實驗教學裝置,高達20m,一次可接納學生10人/套,不但可以觀察流化現(xiàn)象,而且可以展開密度、壓力等多個物理參數(shù)的測量,進行壓力平衡等裝置運行狀況的衡算。小型《催化裂化熱態(tài)實驗裝置》不但可以測量產(chǎn)品收率、燒焦效果等工藝參數(shù),而且可用于熱量衡算、質(zhì)量衡算、能耗分布等裝置運行的評估計算,石油大學在旋風分離器領域的研究已達到國際先進水平,課程教師自行設計、加工了一套《旋風分離器冷態(tài)實驗裝置》,可進行氣相流場、分離效率的測量等。石油大學化工熱力學教學團隊多年來形成了具有特色的研究方向,并曾獲得國家和教育部的自然科學獎。化工熱力學教學團隊開發(fā)了《流體相平衡實驗裝置》,可以直接觀察到流體的相態(tài)變化并完成氣體在液體中溶解度的測定。根據(jù)多年從事油氣藏流體相態(tài)研究,對化工熱力學實驗進行了大量的補充和改進,并編入了《化學工程與工藝實驗》教材中,提高了實驗設備和技術(shù)水平,提高了教學質(zhì)量。
四、應用效果
關(guān)鍵詞:卓越工程師教育培養(yǎng)計劃;特色專業(yè);實踐;管理;保障
2010年6月,教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(以下簡稱“卓越計劃”),這是一項旨在全面提升我國高等工程科技人才培養(yǎng)水平的戰(zhàn)略性工作。同年,太原理工大學成為首批實施“卓越計劃”的高等院校之一,是其中為數(shù)不多的地方性高等院校。“卓越計劃”實施以來,太原理工大學立足本校實際,突出地方性工科大學自身優(yōu)勢和辦學特色,圍繞“卓越計劃”實施目標,深化教學改革,完善保障體系,全面推進卓越工程師培養(yǎng),取得了良好的效果。
一、選擇依托,確定目標
1.依托國家特色專業(yè)實施“卓越計劃”
太原理工大學是一所以工為主、理工結(jié)合、多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的高等學府,理工類專業(yè)占本科專業(yè)數(shù)量的70%以上,是學校傳統(tǒng)的辦學優(yōu)勢所在。經(jīng)過認真比較和慎重遴選,學校確定依托機械設計制造及其自動化、安全工程、計算機科學與工程、材料成型及控制工程、化學工程與工藝5個優(yōu)勢專業(yè)實施“卓越計劃”,并且這5個專業(yè)均為國家特色專業(yè)建設點。
承擔“卓越計劃”的5個專業(yè)擁有鮮明的辦學特色。長期以來,5個專業(yè)培養(yǎng)了大批可直接服務于區(qū)域經(jīng)濟建設的高級人才,在山西地方經(jīng)濟建設中一直發(fā)揮著重要的智力支撐作用。正因如此,5個專業(yè)均具有雄厚的“產(chǎn)學研”合作基礎,大量的科研創(chuàng)新成果已經(jīng)應用于實際生產(chǎn)中,與省內(nèi)及周邊省份的諸多大型企業(yè)建立起緊密的合作。立足區(qū)域、服務地方,是地方性工科大學辦學的生命力所在,也是推進人才培養(yǎng)改革的突破口。
在選定依托專業(yè)的基礎上,采取自愿報名、選擇推薦相結(jié)合的方式,學校在5個專業(yè)中選擇出具有較強工程意識、實踐能力和創(chuàng)新素養(yǎng)的350名在校本科生加入“卓越計劃”。
2.結(jié)合實際要求確定培養(yǎng)標準
實施“卓越計劃”,既要有堅實的學科和專業(yè)基礎,更要有明確的培養(yǎng)標準。整體來看,學校“卓越計劃”的培養(yǎng)標準包括知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和品格結(jié)構(gòu)三個基本的組成部分。
(1)知識結(jié)構(gòu)。培養(yǎng)學生掌握堅實的數(shù)學、自然科學與工程技術(shù)基礎知識以及哲學、人文科學、社會科學和專業(yè)知識。形成合理的、動態(tài)的知識結(jié)構(gòu),有利于后續(xù)知識的充實、深化和發(fā)展,并能夠?qū)⑦@些知識具體地運用到工程領域。
(2)能力結(jié)構(gòu)。著重于培養(yǎng)學生5個方面的能力,即:工程推理和解決問題的能力,對具體工程問題進行探索和實驗的能力,整體性、系統(tǒng)性思考和解決問題的能力,成功進行工程實踐的個人能力,終身學習能力。
(3)品格結(jié)構(gòu)。著重于人文素養(yǎng)和身心素養(yǎng)兩方面,即培養(yǎng)學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀,放眼全球,服務社會,并能自覺地獻身于國家富強和民族復興。同時,具有健康的體魄和良好的心理素質(zhì),養(yǎng)成積極樂觀的人生態(tài)度,能夠從容應對危機和挑戰(zhàn)。
根據(jù)上述三方面的培養(yǎng)標準,各專業(yè)又結(jié)合本專業(yè)實際,做出更為詳盡的安排。把“卓越計劃”的培養(yǎng)標準具體化到各個培養(yǎng)階段和各個培養(yǎng)環(huán)節(jié)中,從而使“卓越計劃”的整個實施過程始終緊緊圍繞著最終的培養(yǎng)標準展開,凸顯培養(yǎng)過程的系統(tǒng)性和整體性。
二、深化改革,突出實踐
“卓越計劃”不是評審和評優(yōu)項目,而是教育改革項目[1]。這也意味著“卓越計劃”的核心在于深化培養(yǎng)模式改革。從發(fā)達國家的經(jīng)驗看,存在兩種不同工程師培養(yǎng)模式,即以美國為代表的“華盛頓協(xié)議”成員國模式與以德法為代表的歐洲大陸模式。“華盛頓協(xié)議”成員國模式注重知識的全面性和實踐創(chuàng)新性,培養(yǎng)集管理、人文、經(jīng)濟、生態(tài)、倫理、工程、技術(shù)于一身的工程人才毛坯,本科畢業(yè)之后,仍須在企業(yè)工作,經(jīng)過實踐鍛煉之后逐步成長為工程師。歐洲大陸模式則注重工程實踐能力的培養(yǎng),旨在培養(yǎng)工程師成品,大學畢業(yè)之后,學生會獲得一種社會公認的工程師文憑。學校在研究確定“卓越計劃”的改革方案過程中,有意識地將“華盛頓協(xié)議”成員國模式和歐洲大陸模式結(jié)合起來,一方面提升學生整體素質(zhì),為未來的發(fā)展打好基礎;另一方面,加強實踐能力培養(yǎng),盡可能縮短工程師的成長周期。根據(jù)這一思路,學校確定了“突出實踐,力求創(chuàng)新,彰顯特色,提升內(nèi)涵”的“卓越計劃”實施原則。在學校“卓越計劃”實施總原則指導下,5個專業(yè)各自實施了全面深入的改革,確立了全新的培養(yǎng)方案并獨立運行。主要工作體現(xiàn)在以下幾方面:
1.細化方向。各個專業(yè)均以各自的特色與優(yōu)勢作為卓越工程師培養(yǎng)方向。機械設計制造及其自動化專業(yè)確定的培養(yǎng)方向為礦山機電,材料成型及控制工程專業(yè)的培養(yǎng)方向為焊接,化學工程與工藝專業(yè)的培養(yǎng)方向為新型清潔能源和潔凈化工技術(shù),安全工程專業(yè)以煤礦安全為主體。細化培養(yǎng)方向,可以讓培養(yǎng)標準更加清晰,定位更加準確,與社會需求的結(jié)合更加緊密。