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關鍵詞:化學工程實驗技術課程;改革;創新能力;策略
在量子力學的建立發展下,現代化學理論得到了快速發展,但實驗在化學研究和化學教學中仍占據非常重要的地位,高等化學教學中的實驗教學作用也日益突出。化學教學中的實驗教學在培養學生化學學習認知、研究能力和應用化學能力等方面發揮了重要的作用。在新課改的深入發展下,高等化學教學在講授了化學基本原理和化學實驗技能基礎上,開始著重培養學生獨立化學實驗設計的能力,注重對學生展開實驗技術和化學知識綜合應用能力的訓練[1-5]。高等化學實驗課程體系改革成為高等化學教育發展的重要內容,得到了越來越多人的關注。完整化的高等化學實驗教學改革內容包括化學實驗課程體系和課程內容的優化、化學實驗基地的建設、化學實驗具體實踐操作方法、化學實驗組織管理等,其中最為重要的是化學實驗課程體系。
1高等學校化學工程實驗技術課程發展現狀
在高校的擴招發展下,化學工程實驗技術課程實驗基地建設質量參差不齊,同時在學生畢業就業競爭的日益激烈下,在化學實驗教學中很多學生過度重視理論,輕視了實驗教學。現階段高等學校化學實驗教學存在的問題具體體現在以下幾個方面:(1)在化學工程技術實驗課程內容上存在“三多三少”的現象,從總體上看,依賴課堂理論教學的驗證性實驗課程較多,設計性的實驗課程少;獨立性的單元操作課程多,綜合性的實驗課程少;經典類型的實驗課程多,能反映最新科學研究成果的內容少。(2)化學工程技術實驗課程是根據化學理論課程體系設置的,在實驗課程的安排上過于強調對化學課堂教學的補充,忽視了化學實驗課程開設的本身特點,無法發揮出化學實驗課程的本身作用。(3)化學工程技術實驗課程教學模式單一,注重按照教師事先安排好的內容開展教學,無法發揮出學生學習的主觀能動性。
2化學工程技術實驗課程內容的設置
2.1精選基礎性、理論性強的化學實驗
化學工程技術實驗課程內容改革的指導思想是要加強學生動手操作能力的訓練,注重提升學生綜合素質的培養,通過化學實驗教學進一步鞏固學生在課堂上掌握的化學理論知識。為此,教師可以在有限的教學學時中,精選化學基礎理論實驗教學內容,如可以為城市土木工程建設專業的學生開設膠體溶液性質類實驗課程,在實際教學中要注重引導學生進行實驗教學方案的設計,具體包括實驗流程設計、膠體溶液的配制、實驗儀器的安裝和實驗操作等[6]。
2.2注重精簡重組驗證性化學實驗
化學工程技術實驗課程要減少驗證性實驗在總體實驗中的比重,驗證性實驗中繁多的驗證內容不利于激發學生的學習興趣,也不利于培養學生化學學習的綜合素質,浪費了有效的課堂教學時間。在原有的化學實驗教學中,“氧化還原反應與電化學”及“電解質溶液”是常見的驗證性實驗,實驗驗證過程簡單,方便學生的觀察,但在實驗操作過于簡單的情況下不利于調動學生學習積極性。為了解決這個問題,教師可以將這兩個實驗進行精簡處理,在兩個實驗的重組中以“氧化還原反應與電化學”實驗為主體內容,將“電解質溶液”的實驗內容融入到原來電池的組成和電動勢的測定中,讓學生在原有電池的電解質溶液中加入適當的物質,如氨水、硫化鈉等,之后應用精密的微安表對電池電動的情況進行觀察,從而了解物質濃度變化對電極電勢產生的影響[7-9]。這種精簡重組之后實驗的開展能夠提升學生學習的積極主動性,實現學生自主化學習。
2.3增設應用型和綜合應用型化學實驗
在化學工程技術實驗課程改革思想的指導下,教師要根據學生專業學習的特點增設應用型和綜合應用型化學實驗。例如,可以增設水硬度測定、金屬材料腐蝕和防護測定實驗、金屬材料老化等綜合型化學實驗。在水硬度測定實驗中,教師應用離子交換法和蒸餾法演示凈化水的過程,通過實驗向學生展示應用導電率來衡量和評價水純度的重要意義。學生對實驗興趣很高,為了獲得更精確的實驗數據,一次次反復驗證自己的實驗,改進自己實驗操作方式,對促進學生的化學學習具有重要意義。
3化學工程技術實驗課程教學過程
3.1教學方式的選擇
教師可以采用交互式的教學模式向學生具體介紹化學實驗技術原理和重難點問題,通過交互式實驗教學研究設計讓學生能夠有效解決化學實驗學習中遇到的難點問題。化學教師要根據化學工程技術實驗課程教學指導思想制定科學合理的教學方案。定期安排教師互相聽課,從而促進教師之間的教學交流,提升彼此教學水平[10]。應用多媒體技術開展化學工程技術實驗課程教學,通過多媒體的引入彌補傳統化學實驗教學視野狹窄的問題,緩解實驗教學經費和學生人數之間的矛盾問題。
3.2培養學生良好的化學實驗習慣
(1)教師要引導學生形成嚴謹、科學的實驗研究作風。這種作風在化學實驗操作中的表現是,學生能夠仔細觀察化學實驗操作出現的各種現象,在發現實驗現象和預期實驗構想存在出入時,學生要能夠從各方面查找誤差的原因,和其他學生進行討論,從而及時解決實驗操作中出現的問題。
(2)原始性實驗記錄對于學生實驗思路的形成、實驗規律的把握等具有重要意義。為此,在實驗開始階段,需要學生仔細、規范的記錄化學實驗現象和實驗操作獲得的結果。
(3)學生要養成良好的衛生習慣,在化學工程技術實驗課程過程中教師要監督學生注意做好實驗器具回收工作,不能隨意丟放實驗器材以及實驗產生的各種雜物。
3.3完善教學評價體系
在化學工程技術實驗課程教和學習的過程中建立相應的激勵評價機制,對提升學生的化學實驗能力,促進化學實驗教學發展具有重要的意義。為此,高等院校可以從化學工程技術實驗課程教學內容、教學方式、教學管理和教學評價等方面建立相應的實驗教學管理和評價考核機制[11]。在學生化學學習方面,學校要建立學生成績和學分結合的學習評價方法,具體包括學生能否按時到達實驗室、能否在實驗之間做好了充足的準備以及學生是否如實記錄了實驗操作過程和做好實驗總結。
4化學工程技術實驗課程師資隊伍建設
化學工程技術實驗課程教師隊伍的素質和能力對整個化學實驗體系運行發展具有重要的作用。為此,高校需要加快打造一支結構合理、人員素質高、掌握多種化學實驗教學技巧的教師隊伍[12]。為了充分發揮高素質化學實驗教師隊伍在化學工程技術實驗課程教學中的優勢,學校可以制定一系列能夠提升化學實驗教學質量、促進實驗化學有效運行的政策,充分發揮出教師在化學工程技術實驗課程教學中的優勢力量,培養學生化學學習綜合能力。
5完善化學工程技術實驗課程保障體系建設
高校需要從制度上進一步保障化學工程技術實驗課程教學的開展,通過化學工程技術實驗課程制度的建設,加強化學實驗指導教師對化學課程教學各個環節的重視,具體包括化學實驗教學方案、化學教學實驗過程和化學實驗結果的驗收管理等,充分發揮出化學實驗教學的重要地位和作用。
6結語
化學工程技術實驗課程的開展不僅僅是為了加強學生對所學化學理論的理解、提升學生化學基技能訓練和應用能力,更重要的是培養學生在生活實際中應用化學知識的能力。結合不同專業學生所學專業特點,進一步拓展學生化學知識面,提升學生化學學習興趣,實現學生對所學化學知識的靈活運用。學生化學工程技術能力和他們綜合能力的提升密切相關,科學合理的化學實驗內容和規范化的化學實驗技能訓練,對培養學生的自我創新藝術,提升學生的科學研究能力,增強學生在社會主義經濟市場中的競爭力具有重要作用。為此,需要有關教育人員根據不同專業學生化學學習的需要進一步完善化學實驗教學體系。
參考文獻
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關鍵詞:化學工程;石油化工;節能
不論是在生產領域還是石油化工當中,均必須要依賴于化學反應。化學反應當中的提純與分離技術是生產階段最為關鍵的一項技術策略,其對于整體石油化工生產工作有著無可替代的價值作用。若要想確保能夠順利完成對整體石油化工生產就必須要對質量傳遞及化學反應要有一定的了解,以及應用到相關的換熱設備、流體傳送設備,以便能夠更好地開展節能工作。據此,下文將就上述原理與設備展開具體分析,以期能夠實現對石油化工生產達到良好的節能效果。
1節能原理
1.1質量傳遞與節能
石油化工的分離主要是以精餾方式為主,這同時也是質量傳遞的關鍵所在。依據熱力學原理可了解到,完全差異化的物流混合是一種自發性的行為,有著明顯的不可逆性;相反的,若要將混合物分離為各種構成成本完全不同的產品之時,便要耗損掉一部分的外部能量。在蒸餾階段物質位于不同相間的轉移是處在溫度與壓力均保持恒定的狀態下所實施的,相轉移階段的推動力量為化學勢,其在應對相變以及化學改變之時作用價值巨大。在精餾處理階段,蒸汽采用特定壓力降通過精餾塔是導致不可逆的關鍵因素之一。其次為再沸器與冷凝器各自通過特定溫度變化差異加入以及將熱量轉移,更為關鍵的一方面原因是氣體與液體的兩相接觸亦或是在發生混合之后由于遠遠未能夠滿足于相平衡從而導致精餾階段的不可逆性明顯升高。因而,減小流體流動所出現的壓力降,降低在熱傳導階段的溫差值,降低質量傳遞使得濃度差,都能夠確保精餾階段的功耗大大降低,促使被耗損的功耗大幅度降低。
1.2化學反應與節能
在化學反應階段當中也會受到動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞和化學反應等原理的支配。化學反應的速率及平衡性是存在密切相關性的,具體可由反應速率將化學平衡導出,然而卻不能反推。因而化學反應的動力學相較于反應熱力學是更加底層的一項核心基礎。熱力學純粹是給出了化學反應的一種可能性,要達到這樣一種可能性還需要能夠由更高的動力學角度來探討化學反應速率與有關影響因素。在化學反應階段,絕大部分狀況下均會同時出現熱量放出亦或是吸入現象。怎樣能夠高效化地應用或供應反應熱量將是在化學反應階段實現節能最為關鍵的一方面內容。針對吸熱反應,應當盡可能科學化地進行熱量供應。吸熱反應溫度也應將其最大程度地減小,以便于能夠更好地應用過程剩余熱量抑或是采取汽輪機抽氣予以熱量供應,降低對高品質燃料的損耗。針對放熱反應現象,便需要盡可能確保對反應熱的科學化應用。放熱反應溫度必須要在允許的范圍內達到最大值,以期能夠確保所回收到的熱量有著較高的品質。化學反應設備是開展化學反應最為關鍵的部分,在絕大多數的反應階段當中往往都會同時存在有流體流動、熱傳導、質量傳遞等流程,其中每一項流程均會不同程度地產生一定的阻力,且還要耗損一定的能量。因此,對反應裝置予以適當的改進,降低阻力,便可實現對能量耗損的有效減小。
2節能設備
2.1換熱設備節能
這一設備最終重要的一項功能即為實現對熱量的高效化傳導,并且在熱量傳導之時有可能還會因為傳熱方式仍存有一定的缺陷而造成熱量丟失。要想解決這一問題便應當就熱量傳導過程之中的溫度差予以適當的優化協調,促使溫度能夠始終處在較為穩定的狀況之下。熱量傳導還存在有順流、逆流、交差流以及混合流等多種形式,特別是在逆流階段所出現的溫差變化是最為明顯的,在順流階段所出現的溫度變化是最不顯著的。因而,為了盡可能地增強熱量傳導效應,還應盡可能地選用逆流傳熱形式,并借此來實現對熱量損耗的降低。提高換熱設備換熱面積,促使其熱傳導效應能夠盡可能增強。革新傳導設備結構,并借此來提高單位體積內的傳熱面積,進而促使換熱器工作效率能夠盡可能地得以提升。若可選用部分直徑相對偏小的傳送管道,還可將管道采取密切排列的方式,采用形狀適當的翅片管來提高熱傳導面積,增強熱傳導效率。要想提升熱傳導能量最有效的方式途徑即為增強熱傳導系數,這同時也是在熱傳導設備節能研究領域最為關鍵的一項內容。而對于熱傳導效率的提升就必須要新增一部分的冷熱流體以及和管壁間的換熱系數,尤其是針對換熱性能相對不足的那一部分,可將其管道壁壘的表面設置為粗糙結構,以期能夠實現對底層流體熱傳導效率的影響。此外,還可在管道內新增部分插件,引導其轉動同時生成一部分的熱量。
2.2流體傳送設備節能
2.2.1泵節能
在流體流動或者是在傳輸階段內,都會在一定程度上和傳輸管道內壁產生撞擊摩擦,從而便會造成部分能量轉換成了熱能,致使能源耗損量大大提高。依據能量守恒定律來就流動情況展開分析,需針對流體的流動速度采取適當的控制措施,從而盡可能地降低管道當中的額外閥門零件,若有需要還可適當新增一些減阻劑來減小流體耗損能量。另外,還可選用更高質量同時效率也更高的泵,來促使流體當中所通過的零部件其表面能夠更加光滑,降低摩擦系數并最終實現對流體能量耗損的全面降低。
2.2.2壓縮機節能
在生產石油化工之時,除過離心式壓縮機外常常還會應用到復式壓縮設備,盡管此兩種壓縮設備在原理以及節能的方式上存在著一定的差異性,然而其在實施壓縮之時,均可促使有效能受損。導致這一問題現象出現的關鍵因素是由于采取了非等溫壓縮處理方式。因此,若要確保壓縮設備能夠達到更好的節能效果,便需要對壓縮設備的結構予以調整,促使其轉變為多級別壓縮,在傳輸下級過程內逐漸冷卻,從而也便能夠最大程度地促使壓縮設備接近于等溫壓縮,可較為高效的降低能量損失,極大地降低額外的能量浪費。
2.2.3離心式壓縮機節能
這一種類型的設備在運行過程當中出現能量損失的環節主要為流動、沖擊、輪阻等環節。若要促使這一設備能夠達到更為優異的節能效果,便需轉變其操作方式及設計方案。具體包括:利用對吸入過程壓力的提升,來減小在吸入過程內所出現的熱能,降低葉輪阻力,轉變葉輪及葉片角度,以促使其能量耗損可得以顯著減小。
3結語
總而言之,隨著當今世界能源危機問題的日漸嚴重,資源短缺問題不斷凸顯,節能技術的重要性也上升到了空前的高度。節能技術有著多種形式與類型,每一種節能技術也都有著其最為顯著的優勢特點,科學應用好有關的節能技術,盡最大努力減小能源耗損將是未來在能源應用領域最為重要的一項研究內容。石油化工資源作為一種不可再生能源,其完全枯竭只是時間長短問題,對此就必須要在這一方面大力加強有關的研究工作,由每一個環節來降低浪費,以期最終能夠實現對經濟成本的節約。
參考文獻
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又是一年過去,雖然工程項目還沒有正式完工,但收獲也不少,特別是公司幾位領導的塌實工作作風以及認真負責的工作態度給我們員工樹立了榜樣。總結過去,展望未來,2019年的工作多,任務重,對于我來說也是一種挑戰。如何優質、高效、低耗、按期、安全、文明地建好該項工程,是作為工程師該思考的課題。在以后的工作中,我將認真執行公司的相關規定,充分發揮個人主觀能動性,以鐵的紀律來約束自己,不斷學習新技術新經驗,不斷提升自己的專業能力。工作學習計劃內容如下:
一、房屋建筑面積計算規則
深入學習安陽市《房屋建筑面積計算規則》,了解掌握面積計算規則可以較好的在工作中與房管局測繪中心對接辦理房屋測繪報告手續,進一步有效提高業務能力。相關主要內容如下:
1、一般規定
2、計算全部建筑面積的范圍
3、計算一半建筑面積的范圍
4、不計算建筑面積的范圍
5、實際操作中有關部位面積計算原則
6、共有建筑面積分攤原則
7、應分攤的共有建筑面積
8、不分攤的共有建筑面積
9、共有面積分攤方法
二、建筑防煙排煙系統技術標準GB51251-2017
熟悉了解關于《建筑防煙排煙系統技術標準》內容便于在設計過程中優化圖紙并保證施工質量;能夠較好的與設計院、施工圖審圖機構、消防審查機構溝通并完成相關圖紙審查手續,進一步加強和鞏固專業技術水平。相關主要內容如下:
1、防煙系統設計:應根據建筑高度、使用性質等因素,采用自然通風系統或機械加壓送風系統。
2、排煙系統設計:應根據建筑的使用性質、平面布局等因素,優先采用自然排煙系統。
3、系統控制:機械加壓送風系統與火災自動報警系統聯動,其聯動控制用符合現行國家標準的有關規定。
4、系統施工:施工前應具備的條件是經批準的施工圖、設計說明書等設計文件應齊全;設計單位應向施工、建設、監理單位進行技術交底;系統主要材料、部件、設備的品牌、型號規格符合設計要求,并能保證正常施工;施工現場及施工中的給水、供電、供氣等條件滿足連續施工作業要求;系統所需要的預埋件、預留孔洞等施工前期條件符合設計要求。
5、系統驗收:系統竣工后,應進行工程驗收,驗收不合格不得投入使用。
三、建筑裝飾裝修工程質量驗收標準GB50210-2018
關鍵詞:計算流體力學;求解;基本原理;化學工程;應用
化學工程在我國具有較長的研究與應用歷程,并在實際的生產與生活中取得到巨大的應用成效,不僅能夠供給正常的生活需求,同時根據新材料的開發,能夠滿足現代型環保材料的使用。在化學工程中,較多的反映環境和反應機制都是在溶液中進行的,具有質量守恒和熱量守恒定律的應用。而這種質量與能量的關系正是計算流體力學的主要原理。通過對實際應用環境和原理的分析,能夠優化工程設計和工藝改進,提高化學工程的生產效率。
1計算流體力學在化學工程中的基本原理
計算流體力學簡稱CFD,是通過數值計算方法來求解化工中幾何形狀空間內的動量、熱量、質量方程等流動主控方程,從而發現化工領域中各種流體的流動現象和規律,其主要以化學方程式中的動量守恒定律、能量守恒定律及質量守恒方程為基礎。一般情況下,計算流體力學的數值計算方法主要包括數值差分法、數值有限元法及數值有限體積法,其也是一門多門學科交叉的科目,計算流體力學不僅要掌握流體力學的知識,也要掌握計算幾何學和數值分析等學科知識,其涉及面廣。針對計算流體力學的真實模擬,其主要目的是對流體流動進行預測,以獲得流體流動的信息,從而有效控制化工領域中的流體流動。隨著信息技術的發展,市場上也出現了計算流體力學軟件,其具有對流場進行分析、計算、預測的功能,計算流體力學軟件操作簡單,界面直觀形象,有利于化學工程師對流體進行準確的計算。
2計算流體力學砸你化學工程中的實際應用
2.1在攪拌中的應用分析
在攪拌的化學反應中,反映介質之間的流動性比較復雜,依據傳統的計算形式根本無法解決,并在化學試劑在攪拌中存在不均勻擴散的特點,在湍流的形式中能量的分布狀況也存在著空間特點。若是依據實驗手段測得反映中物質、能量和質量的變化規律,其得出的結構往往存在較差時效性,實驗騙差加大。通過對二維計算流體力學的應用,能夠對攪拌中流體的形式進行模擬,并進行質量、能量等數據的驗證。但是流體的變化,不僅與化學試劑的濃度、減半速度有關,還與時間、容器的形狀等有著之間的聯系,需要建立三維空間模擬形式進行計算流行力學。隨著科學技術和研究水平的提高,在通過借助多普勒激光測速儀后,已經對三維計算形式有了較大的突破,這對于化工工程中原料的有效應用和工程成本的減低具有促進的作用,但是在三維計算流體力學中還存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不斷的完善。
2.2CFD在化學工程換熱器中的應用分析
換熱器是化學工程中主要的應用設備,通過管式等換熱器、板式換熱器、冷卻塔和再沸器等的應用,能夠有效的控制化學試劑在反應中的溫度變化。其中根據換熱器的形式不同,計算流體力學的方式也就不同。在管式換熱器中主要是通過流體湍流速度的改變,增加換熱速率的。在板式換熱器中是通過加大流體的接觸面積,提高換熱效率的。而在冷卻塔和再沸器中,熱量交換的形式更為復雜,但是卻群在重復性換熱的特點,增加了換熱的時間,提高了換熱的效果。從總體上分析,計算流量力學中,需要對溫度變化、流體的速度變化、熱交換面積變化和時間變化進行分析。通過CFD計算流體力學的應用,能夠計算出不同設備的熱交換效果,并根據生產的實際需求進行換熱器的選擇使用。
2.3在精餾塔中的應用
CFD已成為研究精餾塔內氣液兩相流動和傳質的重要工具,通過CFD模擬可獲得塔內氣液兩相微觀的流動狀況。在板式塔板上的氣液傳質方面,Vi-tankar等應用低雷諾數的k-ε模型對鼓泡塔反應器的持液量和速度分布進行了模擬,在塔氣相負荷、塔徑、塔高和氣液系統的參數大范圍變化的情況下,模擬結果和現實的數據能夠較好的吻合。Vivek等以歐拉-歐拉方法為基礎,充分考慮了塔壁對塔內流體的影響,用CFD商用軟件FLUENT模擬計算了矩形鼓泡塔內氣液相的分散性能,以及氣泡數量、大小和氣相速度之間的關系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一種用塔內典型微型單元(REU)的流體力學性質來預測整塔的流體力學性質的方法,對每一個單元用FLUENT進行了模擬計算,發現塔內的主要能量損失來自于填料內的流體噴濺和流體與塔壁之間的碰撞,且用此方法預測了整塔的壓降。Larachi等發現流體在REU的能量損失(包括流體在填料層與層之間碰撞、與填料壁的碰撞引起的能量損失等)以及流體返混現象是影響填料效率的主要因素,而它們都和填料的幾何性質相關,因此用CFD模擬計算了單相流在幾種形狀不同的填料中流動產生的壓降,為改進填料提供了理論依據。CFD模擬精餾塔內流體流動也存在一些不足,如CFD模擬規整填料塔內流體流動的結果與實驗值還有一定的偏差。這是由于對于許多問題所應用的數學模型還不夠精確,還需要加強流體力學的理論分析和實驗研究。
2.4CFD在化學反應工程中的應用研究
在化學反應工程中,反應物和生成物的化學反應速率與反應器、溫度和壓力等有著較大的聯系,在實際的反應中可以利用計算流體力學進行數據的獲取。但是這數據的獲取具有一定的溫度限制,當反應中溫度過大,就會造成分子的劇烈運動,其運動軌跡的變化規律就會異常,在利用計算流體力學的模型計算中,計算數據與實際情況會發生較大的偏差。由于高溫中分子的運動軌跡和運動速度難以獲取,在計算流體力學的實際計算中,就要借助FLUENT進行三維建型,并利用測速反應器進行速度的測量,通過綜合的比較分析,利用限元法進行數據的計算。可以得出不同環境下的反應器的流線、反應器內部的濃度梯度及溫度梯度。通過CFD軟件預測反應器的速度、溫度及壓力場,可以更進一步理解化學反應工程中的聚合過程,詳細、準確的數據可以優化化學反應中的操作參數。
3結束語
計算流體力學對于化學工程的應用具有實際意義,并在經濟效益的提高上具有重要的價值,在近幾年,化學工程技術人員不斷的計算流體力學中展開研究,以二維空間計算和模擬為基礎,不斷的完善三維空間的流量計算,并得出了一系列的流體流動規律。根據計算流體力學在化學工程中的廣泛應用,在今后的化學工程發展中,應加強此類學科的教學與延伸,提供出更有效的反應設備和工藝操作。
參考文獻
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以教育部《中小學信息技術課程指導綱要(試行)》為指導。培養學生對信息技術的興趣和意識,讓學生了解和掌握信息技術基本知識和技能,了解信息技術的發展及其應用對人類日常生活和科學技術的深刻影響。通過信息技術課程使學生具有獲取信息、傳輸信息、處理信息和應用信息的能力,教育學生正確認識和理解與信息技術相關的文化、倫理和社會等問題,負責任地使用信息技術;培養學生良好的信息素養,把信息技術作為支持終身學習和合作學習的手段,為適應信息社會的學習、工作和生活打下必要的基礎。
二、工作目標
1、了解信息技術的應用環境及信息的一些表現形式。
2、建立對計算機的感性認識,了解信息技術在日常生活中的應用,培養學生學習、使用計算機的興趣和意識。
3、在使用信息技術時學會與他人合作,學會使用與年齡發展相符的多媒體資源進行學習。
4、能夠在他人的幫助下使用通訊遠距離獲取信息、與他人溝通,開展直接和獨立的學習,發展個人的愛好和興趣。
5、知道應負責任地使用信息技術系統及軟件,養成良好的計算機使用習慣和責任意識。
三、具體措施
一年級(上學期):簡單認識計算機的結構,認識計算機的各種設備的名稱和作用。學會開機關機、重新啟動計算機。學習鼠標的使用和用畫圖工具畫圖。
(下學期):學習用畫圖工具畫圖,了解用計算機畫圖的一些基本常識。
二年級(上學期):認識鍵盤,掌握鍵盤操作的正確姿勢和擊鍵方法,學會26個英文字母和英文標點的鍵位,回車、退格鍵、空格鍵等常用功能鍵的用法。
(下學期):繼續進行鍵盤指法訓練,學習輸入上檔字符,進行英文全篇的綜合練習(區分大小寫、格式)。
三年級(上學期):學習Windows常識,桌面、窗口和對話框的簡單使用,學習用微軟拼音漢字輸入法輸入漢字,中文標點符號。
(下學期):繼續學習用畫圖工具畫圖,了解用計算機畫圖的一些較復雜的應用。
四年級(上學期):Windows系統和文件的管理。
(下學期):學習使用寫字板進行中英文排版。
五年級(上學期):學習互聯網常識,計算機網絡的實現方式和簡單的通信原理,學習使用網絡瀏覽器,通過網絡學習、下載文件和資料。
(下學期):學習計算機網絡間消息傳送,學習使用計算機開網絡會議。
關鍵詞:課程設計;教學實踐;教學體會
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)18-0132-02
引言:
“精細化工工藝課程設計”是在學生完成了“精細有機合成”和“化工原理”的理論課程學習之后開設的綜合性實踐課程,課時1周,是東北石油大學化學化工學院應用化學專業“四位一體”模塊化實踐教學體系中第二層次的教學模塊。該課程要求學生自主學習、構思設計一個精細化學品工藝設計為主的課題。需要經過資料查閱、合成路線設計、反應系統工藝設計、反應器工藝設計、答辯驗收等過程,最終完成課程的學習和實踐。教學過程中通過師生交流、學生自主學習和獨立設計,對學生的知識獲取、規劃設計、工程技能、知識綜合應用進行系統全面培養。截至目前,該課程已經開設7屆,已經成為理論課和工程實踐之間最重要的紐帶。
一、課程的規劃
東北石油大學是一所以工學為主的綜合類院校,學校重視科學研究與實踐應用,課程設置方面要求所有專業開設課程設計等實踐類課程。應用化學專業的一個專業培養方向是精細化工,所以精細化工工藝學課程設計是我專業學生的必修課之一。該課程以《化工原理》和《精細有機合成化學與工藝學》的理論知識為基本點,綜合應用專業知識,突出工程意識和創新意識,提高學生的綜合設計能力,培養學生解決實際工程問題的技能。
在課程開設之初,由于缺乏實踐經驗,課程設計題目單調,應用型不強,而且學生對工藝和設備的結構與原理認識膚淺,學生的工程素質和工程實踐技能沒有得到應有的鍛煉。通過多年的教學實踐,在筆者及所在專業教師的共同努力下,對精細化工工藝課程設計的時間安排、前期課程的內容設置進行了合理銜接,起到了承上啟下、融會貫通的良好效果。
該課程設計隸屬于精細化工方向的教學集合體系,時間及內容安排順序是同時開設《化工原理》和《精細有機合成化學與工藝學》,前者著重于介紹單元操作、工藝流程操作條件優化和設定,而后者著重于介紹精細化學品的合成工藝路線和單元反應的合成條件優化設計。然后開設《精細化工工藝設計》,它是將化工設計知識和精細化學品生產工藝融為一體的綜合性教學環節,通過設計使學生深刻理解精細化學品的生產理論知識,明確所學課程知識的實際用途,并綜合培養學生思考和解決問題的能力。由于課程設計時間為一周,在此期間,學生需要完成資料查閱、物料衡算、熱量衡算、反應釜設計、流程圖繪制、反應釜繪制等內容,工作量相對較大,所以理論課程教師在教學過程中需要預安排設計內容,學生在學習理論知識的同時進行課程設計準備工作,學習效果更好。
二、課程內容及教學實施
《精細化工工藝設計》的任務設置緊緊結合教學實際。精細化學品種類繁多,大多采用間歇操作,多步驟生產,而我校緊靠大慶油田,學生對油田化學劑,尤其是驅油用表面活性劑、緩蝕劑、破乳劑等精細化學品的接觸了解較為深入。此外,前期課程設置了認識實習,學生對油田用精細化學品的生產流程具有初步認知。所以,在任務設置上,側重于油田化學劑產品的生產工藝設計。
課程設計教學在多媒體教室進行,主要用于指導教師全方位講解課程設計的任務安排和設計要求。教師在授課前備齊參考資料和工具用書,指導學生人數不超過15人。課程設計過程以學生為主體,教師進行針對性輔導,并根據學生遇到的問題組織課堂討論,加深對知識的理解和熟練運用。為督促培養學生個人能力和團隊合作精神,按照每組2人進行任務分配。課程結束后,由學生提交手寫設計說明書一份,要求按照章節依次詳細寫出計算過程,并提交反應釜的設計圖紙、反應車間的布局圖紙等關鍵附圖說明。最后,學生根據自己的設計內容,以小組為單位,進行公開答辯,根據學生的答辯情況及平時的指導情況,指導教師可以判斷設計任務的完成效果,便于公平公正地進行成績評定。
三、應用化學專業開設課程設計的教學體會
我校應用化學專業屬于理科,課程體系設置不同于化學工藝專業,學生平時的學習均已理解分析為主,數學計算和工程制圖等能力欠缺,工程和工藝基礎均薄弱[1]。所以,通過課程設計教學環節實現對實現應用化學專業的多維度培養是非常必要的。通過7屆教學實踐,筆者認為理科專業因地制宜地開設化工類課程設計,對于學生多方面的能力培養有重要作用,具體有如下幾方面的體會。
關鍵詞: 化學工程;綠色科技;環境保護;綠色化學
1 綠色科技促使溫室氣體排放量減少
我們所謂的溫室氣體,主要指的就是二氧化碳。無論是以往的科技革命和工業革命之前的生產,還是現階段科技含量高,日趨現代化、國際化的社會化大生產,這些工廠每年要向大氣排放數萬甚至數十萬噸的二氧化碳[1]。這些二氧化碳氣體的排放,成為了造成全球性的溫室效應的罪魁禍首。而在應對氣候變化的法律法規出臺之前的相當長的一段時期內,造成這一現象的那些工廠卻不用為溫室效應負擔任何一點費用。
現在這一狀況已經得到了明顯的改善,許多化工企業正積極的開發和利用新的科學技術,來達到減少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企業將二氧化碳作為化工產品生產過程中的一種原材料來使用。例如,有的化工企業將其他化工產品的生產過程中所產生的二氧化碳氣體作為一種原材料來生產尿素。僅這一種工藝,就可以使該企業的每年的二氧化碳氣體排放量減少數十萬噸。
2 海水淡化工程的預處理過程中運用綠色科技
每個人的生活都不能離開水,水對于每個人的生命和整個社會的發展而言是絕對不能缺少的,資源。而這種重要的資源,又具有這有限性、不可再生性等特點。隨著社會和經濟的迅猛發展,淡水的危機成為了世界性的環境難題。而我們中國,又是世界上最缺乏淡水資源的國家之一。因此,海水淡化技術的應用,就成了緩解我國淡水資源匱乏現狀的一種有效的途徑。隨著近年來科技的快速發展,海水淡化所必須的成本也在逐漸的趨于大眾化,使這一技術不再是那些經濟發達的國家才使用的起得奢侈的技術。許多發展中國家也引進并采用了這一技術。
海水淡化技術指的就是一種利用物理上的或者化學上的方法將海水里面的鹽和水進行分離的技術。在進行海水淡化技術的預處理進程中,任何影響環境狀況的不良影響都沒有產生。并且在獲取海水資源的過程中,并沒有繼續對生態環境構成傷害。我們的黨所提倡的可持續發展戰略的思想,就是指要在滿足自身生存發展的需要的同時,為子孫后代留下了可以繼續發展的環境狀況。因此,將綠色的化學工藝運用于海水淡化的過程中的這一舉措至關重要。因此,將綠色的科學理念與化工產品的生產過程聯系在一起,便成為了現代世界化的化工生產中的主要方向之一。在海水淡化構成的預處理過程中產生了一些氫氧化鎂,成為了環保領域新的寵兒,這種物質具有成本低廉,工藝簡單、不產生二次污染,處理效果良好的特點,具有非常廣闊的發展前景。
3 綠色化學技術在我國傳統香精香料工業中的應用
在日常化學產品的生產中,香精香料是不可缺少的添加劑之一。我國的香精香料產品在國際市場上的出口,是我國進出口貿易的一項重要組成部分。但是由于經濟危機的影響逐漸加深,及全球性經濟蕭條的狀況逐漸加劇,我國的香精香料出口產業收到了很大的打擊,產品訂單大幅度減少。
在深入地調查我國香精香料產品出口訂單銳減現象的原因之后,不難發現,產品中有害雜質含量超標,是其真正并且主要的原因。造成有害雜質含量超標的原因則在于生產工藝方面的缺陷。例如提取原料的成分在產品中有殘留以及包裝材料的使用不當等原因。其中,提取原料的成分在產品中的殘留的問題,可以通過研究和開發新的提取技術來改變。包裝材料使用不當的問題,則應通過加強企業和工廠的監管力度,督促生產商家和企業反復試驗,選取符合有害雜質含量標準的外包裝物等方法來改善。還要牢牢掌握我國香精香料產品的優勢方面,不斷加強新技術的研究和其在實際生產中的應用,才能夠滿足生產出高質量、低能耗的香精香料產品的要求。轉貼于
4 綠色化學使可持續發展戰略任務逐步向前推進
傳統的化工生產,給我們的生活創造了非常豐富的物質基礎和能源。其在對人類歷史的發展進步的工程中所做的貢獻是不不忽略的。但是呢,又由于化工產品生產的原材料和生產過后的殘余物中,存在著大量的有毒有害物質,這些物質又造成了很多環境污染問題以及生態平衡的失調。這樣,就又阻礙了社會經濟的繼續發展。新世紀,面對嚴峻的環境污染所提出的挑戰,可持續發展戰略這種道路的選擇,成為了歷史的必然。
實現社會經濟的可持續發展,已經成為了我國的一項基本的國策。作為社會經濟的重要組成部分的化學工業,在這一基本國策的指導之下,最行之有效的實現可持續發展戰略的方法便是綠色化學的開發和利用。綠色化學,不單單是指那些對環境產生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學生產過程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價格平民化的化學化工技術的研究以及應用。綠色化學的生產過程只產生非常少量的廢物處理,或者不產生廢物處理。其最主要的特點便是在生產的過程中,最大程度地充分利用資源,使原材料轉化為產品,盡量不產生污染。有利于化學化工產業的發展以及可持續發展戰略這一道路的切實執行。
參考文獻
[1]臧樹良、關偉、李川等,清潔生產及綠色化學原理與實踐[M].北京:化學工業出版社,2006(3):228-232.
龍澤波、張大群、張萬欽等,渤海海水淡化反滲透法的預處理工藝[J].城市環境與城市生態,2003,16(6):241-242.
薛建躍、李雷,綠色化學和環境保護[J].安徽化工,2006(4):13-14.
王大全,中國的綠色化工[J].廣州化工,2000(4):1-3.
關鍵詞: 化學工程;綠色科技;環境保護;綠色化學
1 綠色科技促使溫室氣體排放量減少
我們所謂的溫室氣體,主要指的就是二氧化碳。無論是以往的科技革命和工業革命之前的生產,還是現階段科技含量高,日趨現代化、國際化的社會化大生產,這些工廠每年要向大氣排放數萬甚至數十萬噸的二氧化碳[1]。這些二氧化碳氣體的排放,成為了造成全球性的溫室效應的罪魁禍首。而在應對氣候變化的法律法規出臺之前的相當長的一段時期內,造成這一現象的那些工廠卻不用為溫室效應負擔任何一點費用。
現在這一狀況已經得到了明顯的改善,許多化工企業正積極的開發和利用新的科學技術,來達到減少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企業將二氧化碳作為化工產品生產過程中的一種原材料來使用。例如,有的化工企業將其他化工產品的生產過程中所產生的二氧化碳氣體作為一種原材料來生產尿素。僅這一種工藝,就可以使該企業的每年的二氧化碳氣體排放量減少數十萬噸。
2 海水淡化工程的預處理過程中運用綠色科技
每個人的生活都不能離開水,水對于每個人的生命和整個社會的發展而言是絕對不能缺少的,資源。而這種重要的資源,又具有這有限性、不可再生性等特點。隨著社會和經濟的迅猛發展,淡水的危機成為了世界性的環境難題。而我們中國,又是世界上最缺乏淡水資源的國家之一。因此,海水淡化技術的應用,就成了緩解我國淡水資源匱乏現狀的一種有效的途徑[2]。隨著近年來科技的快速發展,海水淡化所必須的成本也在逐漸的趨于大眾化,使這一技術不再是那些經濟發達的國家才使用的起得奢侈的技術。許多發展中國家也引進并采用了這一技術。
海水淡化技術指的就是一種利用物理上的或者化學上的方法將海水里面的鹽和水進行分離的技術。在進行海水淡化技術的預處理進程中,任何影響環境狀況的不良影響都沒有產生。并且在獲取海水資源的過程中,并沒有繼續對生態環境構成傷害。我們的黨所提倡的可持續發展戰略的思想,就是指要在滿足自身生存發展的需要的同時,為子孫后代留下了可以繼續發展的環境狀況。因此,將綠色的化學工藝[3]運用于海水淡化的過程中的這一舉措至關重要。因此,將綠色的科學理念與化工產品的生產過程聯系在一起,便成為了現代世界化的化工生產中的主要方向之一。在海水淡化構成的預處理過程中產生了一些氫氧化鎂,成為了環保領域新的寵兒,這種物質具有成本低廉,工藝簡單、不產生二次污染,處理效果良好的特點,具有非常廣闊的發展前景。
3 綠色化學技術在我國傳統香精香料工業中的應用
在日常化學產品的生產中,香精香料是不可缺少的添加劑之一。我國的香精香料產品在國際市場上的出口,是我國進出口貿易的一項重要組成部分。但是由于經濟危機的影響逐漸加深,及全球性經濟蕭條的狀況逐漸加劇,我國的香精香料出口產業收到了很大的打擊,產品訂單大幅度減少。
在深入地調查我國香精香料產品出口訂單銳減現象的原因之后,不難發現,產品中有害雜質含量超標,是其真正并且主要的原因。造成有害雜質含量超標的原因則在于生產工藝方面的缺陷[4]。例如提取原料的成分在產品中有殘留以及包裝材料的使用不當等原因。其中,提取原料的成分在產品中的殘留的問題,可以通過研究和開發新的提取技術來改變。包裝材料使用不當的問題,則應通過加強企業和工廠的監管力度,督促生產商家和企業反復試驗,選取符合有害雜質含量標準的外包裝物等方法來改善。還要牢牢掌握我國香精香料產品的優勢方面,不斷加強新技術的研究和其在實際生產中的應用,才能夠滿足生產出高質量、低能耗的香精香料產品的要求。
4 綠色化學使可持續發展戰略任務逐步向前推進
【關鍵詞】工作過程 職業教育能力 典型工作任務 一體化教學
一、基于工作過程課程的定義
廣義的工作過程指的是旨在實現確定目標的生產活動或服務活動的順序;狹義的工作過程則是指向物質產品具體事物的活動順序的。工作過程導向的目的在于克服目前學科體系結構化內容的學習方式,而更有利于對工作過程具體事物相關內容的學習,具體的講工作過程導向的課程的名稱和內容不是指向科學學科的任意子領域,而是來自職業行動領域的工作過程。以德國布萊梅大學教授、國際現代學徒制創新研究網絡(INAP)主席菲利克斯?勞耐爾(Felix Rauner) 教授為主的“雙元制職業教育”學派認為:工作過程是指“在企業里為完成一件工作任務并獲得工作成果和經驗而進行的一個完整的工作程序”,“是一個綜合的、時刻處于運動狀態之中但結構相對固定的系統”。
二、基于工作過程課程的培養目標
基于工作過程課程培養目標,就是通過職業教育中基于工作過程的實踐專業技能課程訓練,把受教育者培養成為什么樣的人的問題。
受教育者的綜合職業能力是人們成功地從事某一特定職業活動所必備的一系列穩定的、綜合性的個性心理特征。它主要包括專業能力、社會能力和方法能力。通常,專業能力主要表現為工作方式方法、對勞動生產工具的認識及其使用和勞動材料的認識等。方法能力和社會能力,是新時期職業教育培養的關鍵能力,也是職業教育對象的職業生涯關鍵能力和高技能人才的關鍵能力。方法能力涉及方法系統論和統籌學的關鍵思想;而社會能力則多涉及政治社會學和社會關系學范疇的主要思想。職業能力之外的技能和經驗中的很多內容屬于情感類的教學目標,該能力是可遷移、可復制的跨專業的能力。
三、基于工作過程課程的實施方法
要解決好受教育者的綜合職業能力的培養問題,必須認識到職業教育知識的屬性――過程性知識,即職業教育的知識是基于職業(工種)某一特定的職業崗位所必須完成的所有的經驗知識和策略知識。經驗知識是解決職業教育中“怎樣做”的問題,是專業基礎能力。而策略知識是解決職業教育中“怎樣做得更好”的問題,涉及創造性思維能力。
為實現真正意義的基于工作過程的一體化教學,必須實現以下幾個內容:
(一)職業標準及職業資格制度研究
職業標準及職業資格制度研究核心任務是弄清“工作”“資格要求”以及“學習內容和學習過程”之間的關系。這種關系十分隱晦,需要很強的方法論指導。職業資格含有很多隱性能力成分,無法用顯性的語言確切表述,只能通過一個載體來間接確定,即職業的“典型工作任務”。職業資格研究從勞動科學、教育學、心理學等角度探討職業工作的要求以及它與職業教育間的復雜關系。
(二)確定職業的典型工作任務
確定職業的典型工作任務的關鍵在于收集一定數量的相關實踐專家在職業崗位中的工作經驗和能力。實現的方法有很多種。
職位問卷分析:問卷內容包含決策、技能、設備操作以及信息加工等活動。
工作日寫實法:對員工整個工作日的工時利用情況,按時間順序進行觀察、記錄和分析。
工作抽樣法:根據概率和統計原理,對工作崗位隨機進行抽樣調查,利用調查結果對總體狀況做出推斷。
面談法:通過分析人員對員工進行引導性的提問和交流,獲取對工作分析有幫助的直接和間接信息。
關鍵事件分析法:將工作過程中的“關鍵事件”加以記錄,對崗位的特征和要求進行分析研究。
1. 典型工作任務描述
在德國聯邦職業教育研究所基于典型工作任務描述的完整機構,包括明確任務或獲取信息、制定計劃、做出決定、實施計劃、檢查控制、評定反饋、再實施的一個完整系統,它反映了職業工作的內容和形式以及該任務在整個職業中的意義、功能和作用。
2. 典型工作任務實施方法
典型工作任務來源于企業實踐,它對人的職業成長起到關鍵作用,不一定完全是實際生產中經常出現的具體工作任務、環節或步驟。如“更換輪胎”是汽車修理企業最常見的工作任務,但不是汽車修理工職業的典型工作任務。
建立“教”“學”“做”于一體的項目教學是基于工作過程的典型工作任務實施方法和主要表現方式,但不是唯一的表現方式,因為有的學習情境難以構成項目。在職業教育中,項目課程是經過整體化的職業分析得到的一個課程系統學習領域的一般特指綜合性的專業課程,也包括適用該職業和職業發展的文化課教學。
典型工作任務具有以下特征:具有結構完整的工作過程(計劃、實施以及工作成果的檢查評價);能呈現出該職業的典型的工作內容和形式;能呈現出該職業的典型的工作內容和形式;完成任務的方式和結果有較大的開放性。
結束語
對于一體化教學具體表現形式的項目教學能體現工作過程的各項要素,并反映這些要素之間的相互聯系;在教學過程中學生親自經歷結構完整的工作過程,能夠借此獲得“工作過程知識”, 而不僅僅是操作技能。
【參考文獻】