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關(guān)鍵詞:化學工程與工藝;專業(yè);就業(yè)方向
化學工程與工藝專業(yè)是一個極富創(chuàng)造性、挑戰(zhàn)性的重要工業(yè)領(lǐng)域,能在化工、石油、能源、輕工、冶金、醫(yī)藥、微電子生產(chǎn)、食品和環(huán)保等多領(lǐng)域行業(yè),從事產(chǎn)品的研制開發(fā)與評估、過程工藝與裝置的設計放大、過程科學研究、高等工程教育、生產(chǎn)過程的控制及經(jīng)營管理等方面工作的高級工程技術(shù)、教育教學和管理營銷人才,具有技術(shù)密集、人才密集、資本密集的特征,特別是二十一世紀的化學工業(yè)在向“綠色化工”方向發(fā)展的同時,對知識的交叉滲透、產(chǎn)業(yè)的相互交融提出了更寬更深的要求,該專業(yè)就是為了適應面向二十一世紀化學工業(yè)發(fā)展而設置的一個厚基礎(chǔ)、寬口徑、適應性強的大專業(yè)。本專業(yè)旨在培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展,具備在工業(yè)界、科技界、政府及行業(yè)機構(gòu)中擔任重要職務的基本素質(zhì),掌握化工生產(chǎn)技術(shù)的基本原理、專業(yè)技能與研究方法。
通過上述闡述,我們簡單了解到了化學工程與工藝的定義,在一些重要領(lǐng)域的關(guān)鍵作用。下面就讓我們分開來解讀化學工程和工藝在哪些領(lǐng)域起到了什么作用,在工作中,如何將資源更好的利用?
化學工程與工藝就是研究化學工業(yè)生產(chǎn)過程中的共同規(guī)律,并用化學方法改變物質(zhì)組成或性質(zhì)來生產(chǎn)化學產(chǎn)品的一門工程W科。簡單來說,也就是化學在工程實際中的應用。該專業(yè)主要開設高等數(shù)學、無機與分析化學、有機化學、物理化學、高級語言程序設計、化工原理、化工熱力學、化工分離工程、儀器分析、化工設計、化學反應工程、化工工藝等課程。其中英語、化工原理、化學反應工程、高等數(shù)學為學位課程,參加省自學考試。
化學工程與技術(shù)學科是從19世紀末由于化學品大規(guī)模生產(chǎn)的需要而形成和發(fā)展的。當時,為了化工生產(chǎn)的高效和大型化,根據(jù)典型的化學工藝和設備中出現(xiàn)的一些具有共同屬性的工程問題,形成了單元操作的概念。20世紀50年代后發(fā)展的傳遞過程原理和化學反應工程使化學工程學科上升到了新的階段。人類穿的各種合成纖維的衣物,吃的各種食物的包裝加工,住的房屋的水泥鋼材,以及人們開車所用的石油天然氣,都是化工研究的方向。中科院院士陳洪淵就曾經(jīng)評價化工產(chǎn)業(yè)為“國之重器”,能創(chuàng)造出數(shù)千萬個“新物種”。譬如說,1909年哈伯發(fā)明的合成氨技術(shù)使世界糧食翻倍,解決了世界上一半人的溫飽問題。1995年我國的化學纖維產(chǎn)量為330萬噸,其中90%是合成纖維,這一化工技術(shù)的應用,使大多數(shù)人免于挨凍。
當今社會,化學工程與工藝也應用到多個領(lǐng)域,如分析化學師、食品化學師、化妝品研發(fā)員、醫(yī)藥技術(shù)師等職業(yè),這些職業(yè)你肯定聽說過,但不一定想到他們與化學工程與工藝專業(yè)相關(guān)??傮w來說化學工程與工藝專業(yè)的就業(yè)領(lǐng)域還是相當廣泛的。畢業(yè)生能在化工、能源、信息、材料、環(huán)保、生物工程、輕工、制藥、食品、冶金和軍工等部門從事工程設計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學研究等方面工作。一般主要的主要就業(yè)方向可以從一下幾個方面來看:
首先,可到科研院所、高等院校從事化學工程與工藝相關(guān)科研、教學等工作。不過這需要該專業(yè)學生具備一定的科研水平和較高的學歷。
其次,到化工類、石油類、輕工類、車輛化工、建筑機械、制藥、食品、涂料涂裝等相關(guān)的科研單位、企業(yè)、公司從事應用研究、精細化工產(chǎn)品的開發(fā)、設計、生產(chǎn)技術(shù)和科技等工作?;ば袠I(yè)有很多知名的企業(yè)如美孚、殼牌、巴斯夫、中石油、中石化等。當然,除了這些大企業(yè)外,一些冶金、化纖、煤炭、橡膠等化工企業(yè)也是畢業(yè)生不錯的選擇。化工行業(yè)是個講究經(jīng)驗和積累的行業(yè),技術(shù)和經(jīng)驗是技術(shù)型人才的資本,對于剛走出校門畢業(yè)的學生來說,一般需要一個相當長時間的經(jīng)驗積累,從基層做起,讓理論和實踐充分的結(jié)合后,才能謀取個人職業(yè)更好的發(fā)展。
再次,可以在相關(guān)化工類企業(yè)從事銷售、管理等工作。除了走工藝、研發(fā)、質(zhì)量檢驗等技術(shù)人才的道路外,該專業(yè)復合型銷售和管理人才在人才市場中也特別受歡迎。關(guān)鍵是如何取得化工類技術(shù)以外的教育背景和從業(yè)經(jīng)歷?;べQ(mào)易、管理人才基本都需要是化工專業(yè)出身,同時熟知貿(mào)易規(guī)則和單位業(yè)務,還必須具備耐心細致,和較強的語言表達能力。
國家教育部曾公布的化學工藝與工程專業(yè)就業(yè)狀況顯示,該專業(yè)2013年全國普通高校畢業(yè)生規(guī)模在28000-30000人,近三年全國就業(yè)率區(qū)間在90%-95%之間,屬于就業(yè)率較高專業(yè)。
據(jù)調(diào)查,相關(guān)從業(yè)人員都表示,化工專業(yè)畢業(yè)生要找到一份工作并不難,但找什么樣的工作就因人而異了。由于化工各個方向分類較細,各個大學都有自己擅長的專業(yè)方向。如有些學校側(cè)重石油化工、煤化工;有些側(cè)重醫(yī)藥化工;有的則偏重金屬冶煉或精細化工等。另外,還有一些人對化工就業(yè)存在這樣的誤區(qū),擔心學這個專業(yè)畢業(yè)后要去挖煤、煉石油。實際上,傳統(tǒng)的石油化工、煤化工只是其中的一個就業(yè)方向,如果你對這個方向不感興趣,還有更廣泛的領(lǐng)域可供選擇。如可以選擇和人們生活息息相關(guān)的精細化工,我們用的洗發(fā)水、洗面奶、沐浴液的研發(fā)生產(chǎn)都是化工的主要就業(yè)領(lǐng)域。還有食用油、巧克力等食品加工企業(yè),香水、化妝品、奢侈品制造等也是化工很好的就業(yè)方向。目前我國經(jīng)濟建設水平不斷提升,涉及綜合技術(shù)項目的開發(fā)工作節(jié)奏也顯得急躁起來,對于化工專業(yè)建設工作人員來說,需要聯(lián)同系統(tǒng)性的設施布置和先進實驗驗證項目開發(fā),積極穩(wěn)固綜合人力資源的開發(fā)動力,為我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的貢獻力量。
除了化學工程與工藝在工作上的應用外,可以說,我們?nèi)粘I钪械摹耙?、食、住、行”樣樣都離不開化工產(chǎn)品。化學工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),它為農(nóng)業(yè)、能源、交通、機械、電子、紡織、輕工、建筑、建材等工農(nóng)業(yè)和人民日常生活提供保障和配套服務。同時它還是工業(yè)經(jīng)濟中最具活力,有待開發(fā)且競爭力極強的一個行業(yè)。老人常說,“三百六十行,行行出狀元”,不管研讀什么專業(yè),都有一定的優(yōu)勢和特點,只要潛心學習,任何領(lǐng)域都可以走出一片輝煌的天地。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】地方產(chǎn)業(yè)需求 技能型 人才培養(yǎng)體系 能源化工
基金項目:陜西省高等教育改革研究項目(項目編號:11BY60);榆林學院教學改革與課程建設研究項目(項目編號:HGY2015-10,JG1530,ZD1508)。
榆林學院在陜西省高等學校“質(zhì)量工程”和“本科教學工程”項目的導引下,以“育人為本、夯實基礎(chǔ)、廣泛聯(lián)合、突出實踐、注重應用、提高能力”為指導思想,以知識、技能及素質(zhì)的培養(yǎng)為主線,在地方應用型高校中首次構(gòu)筑并實踐了“重基礎(chǔ)、寬口徑、廣聯(lián)合、突實踐、強能力”的能源化工技能型人才培養(yǎng)新體系[1-2],即從傳統(tǒng)化學工程與工藝理論課程體系向“化工課程群―化學課程群―材料科學課程群―裝備與控制課程群”四元三階的交叉學科理論課程體系演變;從傳統(tǒng)實踐教學體系向“三層次實驗―三模塊實習實訓―多途徑技能創(chuàng)新訓練”三元三階的立體化實踐教學體系演變。
四元三階理論課程體系
現(xiàn)代化工學科的發(fā)展已經(jīng)和能源、材料、機械等多個學科深度交叉,化學工程與工藝專業(yè)的傳統(tǒng)課程體系已經(jīng)無法為這一發(fā)展提供充足動力,能源化工生產(chǎn)過程中也急迫需要化工工藝師、化工設備師、化工儀表師、化工產(chǎn)品分析師等復合技能型人才,這意味著傳統(tǒng)化學工程與工藝專業(yè)課程體系面臨重新“洗牌”的形勢,不少課程需要減少學時,一些新課程又需要開設?;瘜W工程與工藝專業(yè)從傳統(tǒng)課程體系向“化工課程群―化學課程群―材料科學課程群―裝備與控制課程群”四元三階的現(xiàn)論課程體系演變。全新的現(xiàn)論課程體系可以使學生在知識結(jié)構(gòu)上達到“產(chǎn)教融合,卓越培養(yǎng)”,既具備扎實的工科基礎(chǔ),又具備與時俱進的工程思維,有力地提升了學生的綜合應用能力[3]。榆林國家級能源化工基地的產(chǎn)業(yè)發(fā)展為化學工程與工藝專業(yè)新課程體系的建設提供了思路。圖1顯示了已構(gòu)建的四元三階理論課程新體系的框架。
“化工課程群―化學課程群―材料科學課程群―裝備與控制課程群”均由學科平臺課(必修課)、專業(yè)方向課(必選課)和選修課組成,使學生具有扎實的化工基礎(chǔ)和良好的工程素養(yǎng),為學生提供了適應地方產(chǎn)業(yè)特色的知識體系,為區(qū)域能源化工基地的建設提供了大量復合技能型人才。
三元三階實踐教學體系
新形勢下,應用型本科院校教學改革的重點是注重應用、重視實踐、突出工程思維能力的培養(yǎng)?;W科作為一門注重實踐能力培養(yǎng)的應用型學科,人才培養(yǎng)更需要深入了解實際能源化工生產(chǎn)過程,加強基本技能培養(yǎng),強化應用能力訓練并提升綜合工程素質(zhì)。[4-5]我校構(gòu)筑的化學工程與工藝專業(yè)實踐教學體系已從傳統(tǒng)單一的“基礎(chǔ)實驗―專業(yè)實驗(實習)”演變?yōu)椤叭龑哟螌嶒灗D三模塊實習實訓―多途徑技能創(chuàng)新訓練”三元三階的立體化實踐教學體系。圖2顯示了三元三階實踐教學新體系的框架。
三元三階實踐教學體系中,三層次實驗包括基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、專業(yè)技能實驗;三模塊實習實訓包括課程設計與專業(yè)見習、仿真與綜合實訓、生產(chǎn)實習;多途徑技能創(chuàng)新訓練包括畢業(yè)論文、科創(chuàng)活動、產(chǎn)教融合。其中,三層次實驗、三模塊實習實訓和畢業(yè)論文為必修內(nèi)容,科創(chuàng)活動、產(chǎn)教融合為選修內(nèi)容。立體化的實踐教學體系貫穿了本科四年的學習,使學生掌握嫻熟的實踐應用技能。通過系統(tǒng)的、綜合的技能訓練,使學生了解了產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和地方經(jīng)濟特點,強化了學生工程意識和實踐能力的培養(yǎng),全面提升了技能型能源化工人才培養(yǎng)質(zhì)量。
3、寬口徑大類培養(yǎng)與特色化分類提高
化學工程與工藝專業(yè)工程特色顯著、專業(yè)口徑寬、覆蓋面廣,作為榆林學院升本后的第一個本科專業(yè),在榆林煤、氣、油、鹽四種資源轉(zhuǎn)換驅(qū)動下,專業(yè)培養(yǎng)目標不能局限于單一方向,適應性要廣,因此只能實行化工大類招生。新形勢下應用型本科教學改革的趨勢一是加強專業(yè)基礎(chǔ)、實行大類培養(yǎng);二是重視實踐、突出創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,實施“寬口徑大類培養(yǎng)與特色化分類提高”的培養(yǎng)方案,對于國家能源化工基地經(jīng)濟建設所需的技能型能源化工人才的培養(yǎng)具有十分重要的意義。
參考文獻:
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[關(guān)鍵詞]工程教育;專業(yè)認證;分離工程;教學改革
1工程教育專業(yè)認證背景
我國的工程教育專業(yè)認證由中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會組織實施,始于1993年土建類專業(yè)評估,2006年正式在多個專業(yè)領(lǐng)域?qū)嵤窦鹤哌^9年的發(fā)展歷程,其目的是:構(gòu)建工程教育的質(zhì)量監(jiān)控體系,推進工程教育改革,進一步提高工程教育質(zhì)量;建立與工程師制度相銜接的工程教育專業(yè)認證體系,促進工程教育與工業(yè)界的聯(lián)系,增強工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應性;促進中國工程教育的國際互認,提升我國工程技術(shù)人才的國際競爭力。
2結(jié)合畢業(yè)生十項畢業(yè)要求中的主要三項,提出課堂教學改革具體措施
結(jié)合專業(yè)認證標準,我?;瘜W工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)方案中明確規(guī)定了本專業(yè)學生畢業(yè)時應達到十項畢業(yè)要求?!斗蛛x工程》課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課程,在化工熱力學和化工傳遞過程知識的基礎(chǔ)上,采用理論與實踐密切結(jié)合的方式,詳細闡述各類分離過程(精餾、吸收、解吸、萃取、膜分離、吸附、浸取、結(jié)晶和干燥等)的物理化學原理、設計計算方法、工業(yè)應用、主要設備、數(shù)學模型和計算機應用軟件,并展示分離過程學科的發(fā)展歷史和主要進展。本文針對《分離工程》課程貢獻于畢業(yè)生十項畢業(yè)要求中的主要三項,分別展開討論。
2.1掌握扎實的化學工程基礎(chǔ)知識和本專業(yè)的基本理論知識,具有系統(tǒng)的工程實踐學習經(jīng)歷,了解本專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
按照該項要求,我們在授課中,一方面強調(diào)基礎(chǔ)理論知識的學習,對復雜及多樣性的分離技術(shù)按原理進行分類,如:通過加入分離媒介生成兩相的分離為平衡分離,如精餾、吸收等;不需要加入分離媒介,以壓差、濃度差、電位差等為推動力的分離過程為速率分離,如膜分離;對多組分精餾計算由淺入深展開,由假定理想情況下的簡捷法計算入手,建模用MESH方程開展嚴格法計算,為解決實際工業(yè)應用問題奠定了理論基礎(chǔ)。并強調(diào)本專業(yè)知識和化工原理、化工熱力學、化工設備等其他專業(yè)基礎(chǔ)知識的對立統(tǒng)一,如在介紹最小回流比知識點時,要注意比較多元精餾與化工原理中介紹的二元精餾中最小回流比的異同點,二元精餾中最小回流比下,進料板上下出現(xiàn)一個恒濃區(qū),可通過作圖法求解;而多元精餾體系中最小回流比下出現(xiàn)了兩個恒濃區(qū),且恒濃區(qū)出現(xiàn)的位置視待分離組分性質(zhì)的不同而不同,通常利用Under-wood(恩德伍德)方程求解;再比如在介紹相平衡常數(shù)的求解時,要結(jié)合化工熱力學課程中活度系數(shù)法及逸度系數(shù)法,進一步鞏固兩種求解方法的優(yōu)缺點。另一方面結(jié)合行業(yè)發(fā)展前沿趨勢,介紹新興分離技術(shù)在工業(yè)中的應用。如泡沫分離技術(shù),它根據(jù)表面吸附的原理,借鼓泡使溶液內(nèi)的表面活性物質(zhì)聚集在氣液界面(氣泡的表面)上浮至溶液主體上方形成泡沫層,將泡沫層和液相主體分開,就可達到濃縮表面活性物質(zhì)和凈化液相主體的目的。近年來,在染料、皮革、石油化工工業(yè)污水中降低化學耗氧量、色素、有機化合物等,在濃度為ppm級的大量稀溶液中回收貴金屬、稀有金屬或除去有害物質(zhì)等工業(yè)領(lǐng)域得以應用。還有近年來崛起的一種新興膜分離技術(shù):液膜分離,即以液膜為分離介質(zhì)、以濃度差為推動力的一種膜分離過程。由于其分離選擇性高、通量大而受到關(guān)注,在烴類混合物的分離、廢水的處理及生物醫(yī)學上如液膜人工肝、人工肺、人工腎等領(lǐng)域得到應用。在工程實踐方面,我們分別組織學生參觀了中國石化集團安慶石油化工總廠及中鹽安徽紅四方股份有限公司,并結(jié)合課程內(nèi)容,重點介紹煉油工藝中的常減壓蒸餾裝置及原料氣凈化處理過程中的吸收裝置。如吸收設備中噴霧塔、調(diào)料塔、板式塔的選擇,填料塔中各種填料如鮑爾環(huán)、脈沖填料、網(wǎng)孔柵格的選擇,塔高的計算等,在實踐中強化理論知識的學習,并將課本中的公式及知識應用到工廠案例中去。
2.2具備設計和實施工程試驗的能力,并能夠?qū)υ囼灲Y(jié)果進行分析;具有綜合運用所學化工專業(yè)理論和技術(shù)手段分析
并解決化學工程問題的基本能力主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:能獨立完成實驗方案的設計、能正確地操作實驗裝置,安全地開展實驗、能正確地采集、整理實驗數(shù)據(jù),對實驗結(jié)果進行關(guān)聯(lián)、分析、解釋,并且掌握工程實踐、科學研究與工程設計的基本方法,能夠?qū)⑺鶎W課程有機聯(lián)系起來,對化學工程基本問題,加以分析并予以解決。針對該項要求,我們在課程教學中,將課程和專業(yè)實驗相結(jié)合。如在介紹反應精餾章節(jié)時,以催化反應精餾制甲縮醛為例,該實驗為典型的工程與工藝結(jié)合的專業(yè)實驗,以甲醇和甲醛為反應原料,濃硫酸為催化劑,在常壓下通過反應精餾法制備甲縮醛。教學過程中,我們引導學生先思考傳統(tǒng)合成、分離工藝,找出問題,尋求改進后的工藝流程。傳統(tǒng)工藝采用先反應再利用精餾技術(shù)分離,存在反應轉(zhuǎn)化率低、未反應的稀甲醛回收困難、稀甲醛的濃縮產(chǎn)生甲酸嚴重腐蝕設備等問題。為解決傳統(tǒng)工藝存在的問題,引導學生結(jié)合本章節(jié)內(nèi)容,采用反應精餾工藝。新工藝的優(yōu)點:1.甲縮醛氧化所得甲醛與水的摩爾比為:醛/水=3,可直接作為三聚甲醛的原料,不必濃縮。2.甲縮醛的合成可在較低溫度(44~80℃)下進行,避免了甲酸生成,解決了設備腐蝕問題。新工藝的關(guān)鍵技術(shù):甲縮醛的合成與分離。實驗過程中既需要考察反應工程影響因素如溫度效應、濃度效應及其他工程因素,同時要考察精餾技術(shù)影響因素如回流比、塔頂采出率及塔釜加熱量等。綜合考慮后,結(jié)合實驗裝置,確定擬考察的工藝參數(shù),且采用正交設計來制定本實驗的方案,則根據(jù)實驗涉及的影響因子,并假設每個因子取兩個水平,可得到如下實驗條件表,如表1所示。最后整理實驗數(shù)據(jù),規(guī)范作圖。
2.3掌握基本的創(chuàng)新方法,具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識;具有綜合運用理論和技術(shù)手段設計系統(tǒng)和過程的能力
該項要求可分解為以下指標點:運用所學知識,初步設計化工操作單元、設備及工藝過程;在各化工設計、畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。結(jié)合該指標點,我們鼓勵學生利用課余和節(jié)假日時間開展大學生科研實踐訓練、創(chuàng)新性實驗計劃、學科競賽等課外實踐與創(chuàng)新活動,引導學生“在學習中研究、在研究中學習”,激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識,提升本科生的創(chuàng)新實踐能力。我們將課程教學與本科生畢業(yè)設計相結(jié)合,并利用課程設計環(huán)節(jié)綜合應用所學知識點,統(tǒng)籌分離工程課程與其他專業(yè)基礎(chǔ)課程,并在分離工程的課程教學中以往年畢業(yè)設計內(nèi)容為案例加以剖析。如結(jié)合畢業(yè)設計課題“乙烯裂解氣脫甲烷系統(tǒng)的工藝設計”,涉及到脫甲烷精餾塔的計算,這是典型多組分精餾塔計算的一個案例。首先確定關(guān)鍵組分是甲烷和乙烯,其中輕關(guān)鍵組分是甲烷,重關(guān)鍵組分是乙烯。塔頂分離出來的甲烷輕餾分應使其中的乙烯含量盡可能的低,以保證乙烯的回收率。而塔釜產(chǎn)品則應是甲烷含量盡可能低,以確保乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量。我們利用AspenPlus過程模擬軟件高效地完成了工藝計算及參數(shù)的優(yōu)化。采用DSTWU模塊開展簡捷法物料衡算、能量衡算,所得回流比與理論板數(shù)關(guān)系曲線如下圖1所示;并將簡捷法計算結(jié)果作為初值代入RadFrac模塊進行嚴格法計算,并進行靈敏度分析,橫坐標為混合進料位置,縱坐標為塔頂甲烷的純度(摩爾分率),得到關(guān)系曲線如圖2所示。通過該設計案例的開展,一方面使得學生們統(tǒng)籌所學多組分精餾知識點去思索如何解決工業(yè)上的實際問題,另一方面在分析實際工業(yè)案例時,又強化了同學們對多組分精餾簡捷法計算及嚴格法計算的理解和綜合應用。
3結(jié)束語
分離工程課程在教學過程中,我們以化學工程與工藝本科專業(yè)認證為導向,在對“工程教育專業(yè)認證標準”進行認真分析的基礎(chǔ)上,以工程實際為切入口,把分離技術(shù)的理論與方法融入應用實例,將分離工程基礎(chǔ)理論與化工工程實踐有機結(jié)合,進一步突出了分離工程的課程特點及實用性,而且根據(jù)現(xiàn)代化工的發(fā)展方向及時調(diào)整、更新課程內(nèi)容,加強化工新型分離技術(shù)分析,讓學生更堅實地掌握分離工程的基本理論,進一步提高教學效果。
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關(guān)鍵詞:化學工程技術(shù);化學生產(chǎn);應用
中圖分類號:C35 文獻標識碼: A
引言
近幾年,由于我國科學技術(shù)水平的進步,自動化技術(shù)的應用在各行各業(yè)中逐步擴散起來,比如化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用也逐漸受到人們的關(guān)注,化學工程行業(yè)關(guān)系著人們的日常生活,影響著其他行業(yè)的發(fā)展,所以對在化學生產(chǎn)過程中的應用進行研究探析,是十分有必要的實時話題。
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(chǔ)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?;瘜W工程領(lǐng)域包括范圍廣泛,其中有機化學、無機化學、石油化工等領(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)域所以對其的研究是十分有必要的。
一、化學工程技術(shù)的概述
化學工程技術(shù)主要研究化學生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的研究開發(fā),同時也需要設計和管理反應裝置,因此它是一門集合理論和實際操作的綜合性技術(shù)。在化學生產(chǎn)中運用化學工程生產(chǎn)技術(shù),可以顯著提高生產(chǎn)效率,縮短生產(chǎn)時間,同時還可以大幅提高產(chǎn)品的質(zhì)量,減少成本和原材料的消耗,對于產(chǎn)品的開發(fā)以及技術(shù)的改進都具有非常重要的作用。
近幾年我國的科學水平不斷進步,化學工程技術(shù)越來越來越廣泛地被應用在化學生產(chǎn)中?;瘜W生產(chǎn)關(guān)系著全社會對化工產(chǎn)品的需求,也影響著我國其他產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展?;瘜W工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用十分必要,對于維持人們的正常生活和社會的穩(wěn)定都有重要作用,因此,其應用也越來越受到人們的重視[1]。
二、化工生產(chǎn)的分析
第三產(chǎn)業(yè)主要包括,一些機械行業(yè),化工行業(yè),煤炭行業(yè)等。所謂的化工行業(yè),成為第三產(chǎn)業(yè)的重要組成部分?;ば袠I(yè)有效促進中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展,進一步的滿足人民群眾的生產(chǎn)和生活的需求?;瘜W肥料有效的保障了國內(nèi)的農(nóng)業(yè)發(fā)展,化學肥料是目前中國農(nóng)業(yè)應用中較廣生產(chǎn)資料。然而,化學肥料的生產(chǎn)會造成較大污染程度廢水的排放,而泥土與化學肥料在接觸中也不可避免地產(chǎn)生化學廢物,化學肥料已成為在本質(zhì)上的污染來源之一。從中國目前的化工生產(chǎn)裝置的分析,一般都以環(huán)境為代價進行化工生產(chǎn)。具體分析如下,化學工業(yè)在中國的發(fā)展程度并不算高,這一現(xiàn)象主要體現(xiàn)在生產(chǎn)效率上,這就使得化學生產(chǎn)有著顯著的缺點。
三、化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用探究
1、綠色化學反應技術(shù)
環(huán)境問題在當今社會的發(fā)展中顯得尤為重要,而綠色化學就是指不會污染環(huán)境的,甚至在某一方面可以起到保護環(huán)境作用的一門化學技術(shù)[3]。這種技術(shù)主要采用化學方法和技術(shù)來減少甚至消除潛在的污染源,比如那些有礙社會安全、損害人類健康、影響生態(tài)環(huán)境的原材料都可以通過這種技術(shù)加以治理或改善,從而減少對環(huán)境的污染以致達到保護環(huán)境的目的。而且,綠色化學技術(shù)可以將污染從源頭上就加以消除和治理,因此,對環(huán)境治理可以非常徹底。此外,有些綠色化學技術(shù)還可以生產(chǎn)出對環(huán)境有利的材料,實現(xiàn)資源的回收再利用等,對于保護環(huán)境具有重要意義。
2、超臨界的化學反應技術(shù)
所謂的超臨界反應是指反應過程中的溫度和壓力都處在臨界點之上,這樣的狀態(tài)往往是介于液體和氣體之間。而超臨界流體就是指具有液體和氣體雙重性質(zhì)的物質(zhì)。這種超臨界流體的應用十分廣泛,在生物化工、化學工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)以及食品工業(yè)等表現(xiàn)出巨大的研究價值,具有十分光明的發(fā)展前景。雖然目前我國的超臨界化學技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進步,但近年來這一技術(shù)的探究和發(fā)展階段仍處于初級階段,待進一步深入研究。
3、新分離技術(shù)
在化工生產(chǎn)中,傳統(tǒng)的分離技術(shù)是利用沸點的不同,使不同的組分從分離塔中先后被分離出來。隨著科學水平的進步,分離技術(shù)也在不斷地更新和改進,但是仍然存在很多不足的地方。而信息技術(shù)的發(fā)展,給分離技術(shù)帶來了一個嶄新的局面,人們將信息技術(shù)引進到分離技術(shù)的開發(fā)研究中,取得了非常明顯的進步。比如在熱力學的傳遞性質(zhì)和多相流的研究過程中,就是引入信息技術(shù),并使之發(fā)揮功效,進而達到分離的目的,此方法已經(jīng)成為成熟的分離技術(shù)。再如分子模擬可以提高預測平衡性質(zhì)的水平,進而加速分離分子,可以用于開發(fā)新型的高效分離劑。因此,信息技術(shù)的引入對于深入和促進分離技術(shù)的深入具有重要作用,并且還能顯著提高工作效率[4]。
四、傳熱過程新的研究發(fā)展方向
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兩方面進行更細微的研究的熱學范疇,如今它在熱學中已經(jīng)形成了一個獨立的分支,并且具有十分廣闊的發(fā)展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體的時候,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)的成功就是細微尺寸研究領(lǐng)域一個典型的代表。很多領(lǐng)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、傳熱設備的研究
近些年來,利用翹片來強化傳熱的研究已經(jīng)越來越被重視。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。將來對此的研究應廣泛集中在將分布參數(shù)和場地模擬相結(jié)合,從而來優(yōu)化傳熱裝置結(jié)構(gòu)的參數(shù),實現(xiàn)管翹式的傳熱設計。
3、與計算機技術(shù)的相結(jié)合
計算機技術(shù)的不斷進步使得化學中大量的技術(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)形式更加多樣化,能夠有效分析大量實驗數(shù)據(jù)[5]。
五、化學工程學科未來的發(fā)展動態(tài)
科學的進步使得大量新的技術(shù)和產(chǎn)品能源不斷涌現(xiàn),并且在先進技術(shù)的引導下得到了廣泛的應用,這就給化學工程的研究提出了新的問題,那就是如何為新的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展提供良好的服務并不斷地形成新的完整的理論?;瘜W工程的發(fā)展就此將進入一個新的發(fā)展階段。化學工程學科肩負著解決能源、資源、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境、材料等方面重大發(fā)展問題的重任,同時受生物技術(shù)、納米技術(shù)、空間技術(shù)、信息技術(shù)等新興學科飛速發(fā)展的影響[6],化學工程學科范疇、內(nèi)涵和學科方法論正處在快速更新和發(fā)展中,其發(fā)展趨勢可以簡述為在學科研究的方法上更多的注重學科的交叉,更多的研究材料其中包含信息和化學、生物與化學、能源與化學、環(huán)境與化學相結(jié)合的工程學科,這些都為化學工程的發(fā)展提出了新的發(fā)展方向和研究課題,更為化學工業(yè)的發(fā)展做了良好的鋪墊。
六、結(jié)束語
化學工程技術(shù)是一門主要研究化工生產(chǎn)過程中研究和開發(fā)以及過程裝置的設計、制造和管理的綜合性技術(shù)?;瘜W工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中具有非常重要的作用,其應用大大提高了生產(chǎn)效率,節(jié)約了能源和原材料,而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。化工技術(shù)與其他學科的交叉應用更可以滿足當前經(jīng)濟環(huán)境下的各種需求,同時更好地適應社會的發(fā)展規(guī)律,為滿足人們的日常需求和社會穩(wěn)定作出了重大貢獻。
參考文獻
[1] 張楊.淺談化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用,2014(08):291.
[2]徐興雨. 化學工程技術(shù)的熱點分析與發(fā)展趨勢[J]. 赤峰學院學報(自然科學版),2013,10:8-9.
[3]于賀. 論綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用[J]. 科技與企業(yè),2013,05:132.
[4] 李積云. 化學工程中化工生產(chǎn)的工藝解析[J]. 中國石油和化工標準與質(zhì)量,2013,02:22.
關(guān)鍵詞:化工工程 化工設計 工藝流程設計
一、化工設計
(一)化工設計的概念和類型
1.化工設計的概念
設計是把一種計劃、規(guī)劃、設想通過視覺的形式傳達出來的活動過程。化工設計是根據(jù)一個化學反應或過程設計出一個生產(chǎn)流程,并研究流程的合理性、先進性、可靠性和經(jīng)濟可行性,再根據(jù)工藝流程以及條件選擇合適的生產(chǎn)設備、管道及儀表等,進行合理的工廠布局設計以滿足生產(chǎn)的需要,最終使工廠建成投產(chǎn)的全過程?;ぴO計是一種創(chuàng)造性活動,它包括工藝設計和非工藝設計。工藝設計是化工廠設計的核心,決定了整個化工設計的概貌。非工藝設計是以工藝設計為依據(jù),按照各專業(yè)的要求進行的設計,它包括總圖運輸、公用工程、土建、儀表及其控制等。
2.化工設計包括三種設計類型
新建工廠設計;原有工廠的改建和擴建設計;廠房的局部修建設計。每種化工設計通常分為以工廠為單位和以車間為單位的兩種設計工廠化工設計包括廠址選擇,總圖設計,化工工藝設計,非工藝設計以及技術(shù)經(jīng)濟等各項設計工作。其中化工工藝設計內(nèi)容主要有:生產(chǎn)方法的選擇,生產(chǎn)工藝流程設計,工藝計算,設備選型,車間布置設計以及管道布置設計,向非工藝專業(yè)提供設計條件,設計文件以及概算的編制等。
(二)化工設計的分類
1. 根據(jù)項目性質(zhì)分類
(1)新建項目設計
新建項目設計包括新產(chǎn)品設計和采用新工藝或新技術(shù)的產(chǎn)品的設計。這類設計往往由開發(fā)研究單位提供基礎(chǔ)設計,然后由工程研究部門根據(jù)建廠地區(qū)的實際情況進行工程設計。
(2)重復建設項目設計
由于市場需要或者設備老化,有些產(chǎn)品需要再建生產(chǎn)裝置,由于新建廠的具體條件與原廠不同,即使產(chǎn)品的規(guī)模、規(guī)格及工藝完全相同,還是需要由工程設計部門進行設計。
(3)已有裝置的改造設計
已有裝置的改造包括去掉影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的“瓶頸”,優(yōu)化生產(chǎn)過程操作控制,提高能量的綜合利用率和局部的工藝或設備改造更新等。這類設計通常由生產(chǎn)企業(yè)的設計部門進行設計,對于生產(chǎn)工藝過程復雜的大型裝置可以委托工程設計部門進行設計。
2.根據(jù)化工過程開發(fā)程序分類
(1)概念設計?;A(chǔ)研究結(jié)束后,應進行概念設計。概念設計是從工程角度出發(fā)按照未來生產(chǎn)規(guī)模所進行的一種假想設計,內(nèi)容包括:過程合成、分析和優(yōu)化,得到最佳工藝流程,給出物料流程圖;進行全系統(tǒng)的物料恒算、熱量衡算和工藝設備計算,確定工藝操作條件及主要設備的形成和材質(zhì);進行參數(shù)的靈敏度和生產(chǎn)安全性分析,確定三廢處理方案;估算裝置投資與產(chǎn)品成本等主要技術(shù)經(jīng)濟指標。
(2)中試設計。按照現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)的觀點,中試的主要目的是驗證模型和數(shù)據(jù),即概念設計中的一些結(jié)果和設想通過中試來驗證。
(3)基礎(chǔ)設計?;A(chǔ)設計除了一般的工藝條件外,還包括了大量的化學工程方面的數(shù)據(jù),特別是反應工程方面的數(shù)據(jù)以及利用這些數(shù)據(jù)進行設計計算的結(jié)果,
3.化工設計的特點
化工設計具有政策性強、技術(shù)性強、經(jīng)濟性強、綜合性強、創(chuàng)造性強和受多方條件約束的特點。
二、化工工程設計的現(xiàn)狀
我國化工設計行業(yè)的企業(yè)服務功能從單純的工程設計,發(fā)展到為工程建設項目的勘察設計、采購、施工、調(diào)試等提供全過程服務的工程總承包和項目管理,服務領(lǐng)域也從單純的工程技術(shù)服務延伸到向BOT、BOOT 等生產(chǎn)經(jīng)營管理服務?;ぴO計作為主要服務于化工領(lǐng)域的行業(yè),在近年來化工行業(yè)景氣度提升、化工行業(yè)固定資產(chǎn)投資增長的背景下,主要工程公司/設計院工程業(yè)績良好,企業(yè)資質(zhì)能力不斷提高,整體化工設計行業(yè)銷售收入規(guī)模不斷增長。在新的市場經(jīng)濟形勢下,中小型化工設計院向工程公司轉(zhuǎn)型關(guān)乎企業(yè)的生存需要。
三、化工工程設計
(一)生產(chǎn)方法和工藝流程
1.工藝流程選擇的原則
(1)先進性 先進性是指在化工設計過程中技術(shù)上的先進程度和經(jīng)濟上的合理可行。
(2)可靠性 可靠性主要是指所選擇的生產(chǎn)方法和工藝流程是否成熟可靠。
(3)合理性 合理性是指在進行化工廠設計時,應該結(jié)合我國的國情,從實際情況出發(fā),考慮各種問題,即宏觀上的合理性。
2.生產(chǎn)方法和工藝流程確定的步驟
(1)材料搜集與項目調(diào)研(2)生產(chǎn)設備類型與制造廠商調(diào)研(3)對調(diào)研結(jié)果進行全面分析對比
(二)工藝流程設計
1. 一個典型的工藝流程
2.工藝流程設計的任務
流程設計的主要任務包括兩個方面:一是確定生產(chǎn)流程中各個生產(chǎn)過程的具體內(nèi)容、順序和組合方式,達到由原料制得所需產(chǎn)品的目的;二是繪制工藝流程圖,要求以圖解的形式表示生產(chǎn)過程中,當原料經(jīng)過各個單元操作過程制得產(chǎn)品時,物料和能量發(fā)生的變化及其流向,以及采用了哪些化工過程和設備,再進一步通過圖解形式表示出化工管道流程和計量控制流程。
設計目標:為了使設計出來的工藝流程能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和安全生產(chǎn)。
3.工藝流程設計方法
(1)先判斷是成熟工藝還是待開發(fā)工藝,如果是成熟工藝可以參考借鑒已有裝置或局部采用新技術(shù)新工藝,若為待開發(fā)工藝則應按照概念設計、中試、基礎(chǔ)設計、工程設計的順序進行設計。
(2)工藝流程:原料與處理過程、反應過程、產(chǎn)物處理過程。
四、結(jié)語
隨著國內(nèi)市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展,國民經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高,化工行業(yè)固定資產(chǎn)投資的穩(wěn)定增長,未來化工設計行業(yè)在我國國民經(jīng)濟中的市場地位將會不斷提高,同時國內(nèi)西部大開發(fā)等區(qū)域戰(zhàn)略實施將驅(qū)動未來國內(nèi)化學工業(yè)投資需求,行業(yè)發(fā)展前景廣闊。我國化工企業(yè)也在競爭中不斷地變化。在化工工程項目造價管理領(lǐng)域,特別是在造價控制的方法上,從理論上、方法上借鑒國內(nèi)外己有的成果,對化工工程造價控制的方法進行系統(tǒng)的分析,對于業(yè)主也就是投資方來說,可以減少在化工工程上面的投資,這些都是今后化工設計的主要研究方向。伴隨著科研技術(shù)的不斷深入和進步,我們有理由相信,我國的化工設計道路必然會越走越遠。
參考文獻
關(guān)鍵詞:高等教育;化學工程;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)33-0099-02
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,高等學校數(shù)量也呈現(xiàn)逐年遞增的發(fā)展趨勢,高等教育逐漸由精英教育向大眾化教育模式轉(zhuǎn)變。隨之而來的是大學生就業(yè)形勢的嚴峻和競爭壓力的增大,特別是以化學工程為代表的工科專業(yè),更是面臨著嚴峻的考驗。作為多種學科交叉的,應用型、發(fā)展型學科,化學工程與數(shù)、理、化等基礎(chǔ)自然學科聯(lián)系緊密,對我們的生產(chǎn)和生活有著重大的影響,為使我國化學工業(yè)得到更迅速的發(fā)展,必須努力提高我們高?;ゎ惤逃|(zhì)量,努力培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)化工人才。
一、高校化工專業(yè)現(xiàn)狀
20世紀前葉,一批重大化學工藝出現(xiàn)使得化學工程這個學科在學術(shù)界嶄露頭角,而煤和石油迅速發(fā)展也要求有透徹的理論指導與專業(yè)知識,因此作為化學工程的一級學科應運而生。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,化工學科逐漸走向成熟,目前國內(nèi)各大地方院校中,絕大部分開設了化工工程專業(yè)及其類似專業(yè),為我國化學工業(yè)培養(yǎng)了大批人才。但是隨著時代的發(fā)展,高?;そ逃裁媾R著一些問題和挑戰(zhàn),這也成為我們亟待改革教學模式的原因。
(一)化學工程與高新技術(shù)學科交叉發(fā)展
化學工程涉及面廣,且涉及品種多、數(shù)量大,不僅關(guān)系到人們生活的方方面面,也是提高人們生活質(zhì)量的“載體”和“橋梁”。而化工在學科上與材料、能源、化學等學科聯(lián)系越來越緊密和深入,因此在人才的培養(yǎng)上也應該遵循學科發(fā)展規(guī)律,培養(yǎng)專業(yè)化、多樣性復合人才。
目前,我國高校專業(yè)教育仍然停留在過去傳統(tǒng)教學方式,與高新技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實有所脫節(jié),學科交叉引起專業(yè)界限的淡化,因此在教學過程中不應在僅僅強調(diào)本專業(yè)知識的把握,更應著眼于未來,打造化工與生物技術(shù)、計算機技術(shù)等交叉發(fā)展的新型教學模式,培養(yǎng)多層次、復合型人才。
(二)人才就業(yè)觀念和培養(yǎng)模式改革
這就要求高?;そ逃藛T轉(zhuǎn)變教學模式,從化學教育深層理念創(chuàng)新入手,擴大學科內(nèi)涵,改變教學設置和教學方法,開展以理論教學作為基礎(chǔ),以實踐訓練為載體的教學模式,努力提高化工學科教學質(zhì)量。
就目前情況來看,“平臺加方向”實為不錯的選擇。近年來,我們以主動適應經(jīng)濟社會發(fā)展需求的人才培養(yǎng)模式,以深化改革教學模式與實踐等教學項目為依托,進行了人才培養(yǎng)模式改革的探索和實踐。根據(jù)社會需求,調(diào)整學科專業(yè),壓縮冷門內(nèi)容,采取專業(yè)互補的形式,拓寬專業(yè)發(fā)展方向,盡可能增加知識含量。此外,化學工程專業(yè)應緊密與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,通過建立不同種類的培訓基地,在打好基礎(chǔ)理論知識前提之外,盡可能增加實際操作的經(jīng)驗,以便畢業(yè)后很快適應工作環(huán)境。
(三)教育模式落后,學生創(chuàng)新能力不足
人才的競爭是一切競爭的核心。教學模式的落后直接導致學生創(chuàng)新能力不足,難以承擔新領(lǐng)域開發(fā)和高新技術(shù)研發(fā)的重任。高校教學仍然遵循過去傳統(tǒng)的教學模式,單一的授課模式容易導致學生缺乏學習化學工業(yè)的熱情,進而導致學生缺乏創(chuàng)新意識。這也是目前高校教學中存在的主要問題之一。
針對上述情況,未來高校必須在人才培養(yǎng)以及課程教學方面有所改變,適應當今社會對化工人才的要求和化工產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。具體說來,可從基礎(chǔ)專業(yè)知識和課程改革入手,打造高素質(zhì)專業(yè)人才。
二、高?;ゎ惾瞬排囵B(yǎng)模式及課程改革探討
(一)適應社會發(fā)展,拓展專業(yè)外延和內(nèi)涵
1.重視新興專業(yè),與社會接軌。近年來,高新科技發(fā)展突飛猛進,與人們生活有關(guān)的各種新科技層出不窮,特別是生物化工與新能源等發(fā)展十分迅速,在日常生活與生產(chǎn)方面發(fā)揮越來越大的作用。我們高等教育院校應該抓住當前發(fā)展契機,重視新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展,努力調(diào)整專業(yè)課程,與社會發(fā)展接軌。特別是生物制藥、節(jié)能減排、環(huán)境保護等作為人類的重要課題,近年來引起了人們的極大重視,這些都是當前化學工程未來的發(fā)展方向和重要領(lǐng)域。高校教育應及時了解行業(yè)最深動態(tài),調(diào)整教學方案,以適應當前化工行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。
2.把握發(fā)展趨勢,發(fā)掘?qū)I(yè)內(nèi)涵。化學工程最早包括“化學工程”、“化工自動化”等幾個板塊,但就目前的形式看,僅僅圍繞這幾個傳統(tǒng)板塊展開教學已不能滿足現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,應在原有基礎(chǔ)上發(fā)掘?qū)I(yè)內(nèi)涵,確保傳統(tǒng)人才培養(yǎng)緊跟學科發(fā)展趨勢,不斷充實基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識。另外,根據(jù)信息技術(shù)在化工領(lǐng)域應用的愈加廣泛的特點,一方面將其納入傳統(tǒng)課程體系,另一方面,與信息學院、生物學院等展開合作,探索和實踐復合型人才培養(yǎng)模式,使化學工程煥發(fā)新的生機。
(二)深化教學改革,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量
美、英、德等西方發(fā)達主義國家早就將“通識教育”作為高等教育的核心內(nèi)容,澳大利亞也明確指出到2020年高等教育的使命是輸送符合國家和全球勞動力市場需求的、有知識、技能和適應能力的優(yōu)秀人才。我國緊跟世界發(fā)展步伐,也將提高教學質(zhì)量作為未來一段時間教育領(lǐng)域發(fā)展的重要領(lǐng)域來把握。尤其當前我國“世界工廠”的地位,導致對于人才需求的變化速度非???,畢業(yè)生也面臨日益嚴峻的就業(yè)壓力,因此,深化教學改革,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量成為當前教育領(lǐng)域的重點。
1.變革課程體系,注重課程質(zhì)量。本著務實專業(yè)基礎(chǔ),注重能力培養(yǎng)的原則,高等院校,特別是石油高校應認真梳理與優(yōu)化傳統(tǒng)化工課程,同時根據(jù)現(xiàn)代化工發(fā)展方向和發(fā)展重點,打造適應化工人才培養(yǎng)的專業(yè)課程體系,這不僅要求高校對傳統(tǒng)課程進行整合,更要抓住重點,利用化工學科與其他學科的交叉點,拓展化工專業(yè)課程,與其他課程相互支撐,形成一個有機整理,以滿足新形式下的化學工程技術(shù)發(fā)展要求。
努力提高課程質(zhì)量也是當下高校發(fā)展需著重考慮的重要方面,如何將枯燥的原理課程講得精彩、生動,培養(yǎng)學生對于化工產(chǎn)業(yè)的熱愛并激發(fā)學生投身化工實業(yè)的熱情,這是衡量課程質(zhì)量的一個重要標準。根據(jù)一項研究調(diào)查顯示,在化工專業(yè)畢業(yè)生對高校教學效果等評價中,與世界總平均值相比,中國化工教育只有教師優(yōu)秀與敬業(yè)精神一項略高于平均值,而包括教師激勵作用、就業(yè)所需課程深度、授業(yè)滿意度以及課程組織優(yōu)劣等其他四項評選,中國的得分全部低于世界平均值。這其中尤其需要警惕的是,中國學生學習化工專業(yè)愉悅程度僅僅為67%,這一成績遠遠低于美國、澳大利亞以及英國等同類學生,這一調(diào)查結(jié)果也給我們化工教育從業(yè)人員敲響了警鐘。
2.加強創(chuàng)新實踐教學環(huán)節(jié)?!凹埳系脕斫K覺淺,絕知此事要躬行”。實踐教學環(huán)節(jié)對于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常重要,高??衫米陨碣Y源和外部條件,從實驗教學和實習教學兩方面加強學生實踐能力。高??衫矛F(xiàn)有實驗室,開設大量綜合性、設計性、研究性等實驗項目,將創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入實驗教學過程中,啟發(fā)學生主動探索創(chuàng)新,增強學生的創(chuàng)新意識。
實習教學作為化工專業(yè)極為重要的一個環(huán)節(jié),在培養(yǎng)學生實踐能力的過程中也起到極為重要的作用。過于單一、落后的教學模式很難適應當前瞬息萬變的就業(yè)環(huán)境,必須積極的組織實習教學,建立高效與高新技術(shù)企業(yè)之間的合作關(guān)系,通過人才輸送等渠道加強學生與企業(yè)之間的聯(lián)系,有效調(diào)動學生學習的積極性、主動性,并在實習教學過程中及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。
3.構(gòu)建優(yōu)良育人環(huán)境。在我國高校教育領(lǐng)域,過去往往過分強調(diào)“教書”,而忽略了“育人”;過分強調(diào)“教學”,而忽略了“教育”。這種情況導致的結(jié)果就是,高校畢業(yè)生很多時候不能適應社會發(fā)展的需求,所學專業(yè)僅僅局限于課本知識,缺乏應有的動手操作能力,或者所學知識與社會脫節(jié),最終不得不背棄自己所學專業(yè)。西方教育在之前的發(fā)展過程中也曾出現(xiàn)過類似情況,而中國目前這種情況則相當突出。我們?nèi)绾挝“l(fā)達國家的經(jīng)驗教訓,將可遷移性技能培養(yǎng)作為基礎(chǔ)知識領(lǐng)域外的重要環(huán)節(jié),努力培養(yǎng)學生可遷移性技能是高校教育的必由之路。
除了這些基礎(chǔ)知識的培養(yǎng)外,更應該注重大學生心理健康與道德品質(zhì)方面的培養(yǎng),學生可通過良好的素質(zhì)進行自覺地學習與提升,很快適應未來的就業(yè)崗位與就業(yè)環(huán)境,這是高校未來人才的培養(yǎng)方向。在高校課程設置過程中,以專業(yè)知識為主線,以可遷移性技能培養(yǎng)為輔線,增加學生團隊合作的機會,進一步提高學生合作精神和交流理解水平,不斷提高大學生解決實際問題的能力,使其成為社會與企業(yè)放心人才。
三、結(jié)語
我國高等教育正面臨來自知識經(jīng)濟與新科技革命的沖擊和挑戰(zhàn),科技與人文及其他學科的交融、滲透,使得學科與學科之間的聯(lián)系日益緊密,特別是對高校化學工程專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。以石油院校為代表的高等教育院校必須適應新的發(fā)展形勢,遵循原有學科基礎(chǔ)上,依托國內(nèi)外化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展大背景,結(jié)合本校本專業(yè)的特色以及社會需求,勇于探索,勇于實踐,才能不斷提高教學質(zhì)量,并在激烈的人才競爭中取得先機,提高畢業(yè)生整體素質(zhì),從而保證高校在競爭中不斷發(fā)展、壯大。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:化工企業(yè);化學危險品;消防安全管理
50余年前,全世界的化學品產(chǎn)量僅有100萬噸,對于化學品和化工生產(chǎn)過程可能產(chǎn)生的危害還鮮為人知。今天化學品的產(chǎn)量已超過4億噸,已為人所知的化學品就有500萬-700萬種之多,在市場上流通的已超過8萬種,而且每年還有約1000多種新的化學品問世,這給從事消防監(jiān)督和滅火救援的消防工作者帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
一、進行化工消防安全管理的主要困難
(一)危險化學品種類繁多
各種化學工業(yè)產(chǎn)生的危險化學產(chǎn)品可謂五花八門,給識別、進行危險性分類帶來了巨大困難。為對危險物品進行科學管理,我國頒布了《危險化學品安全管理條例》(國務院令第344號)規(guī)定,將危險化學品分為八個大類:1、爆炸品,2、壓縮氣體和液化氣體,3、易燃液體,4、易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品,5、氧化劑和有機過氧化物,6、有,7、腐蝕品,8、放射性物品。
(二)化學工程工藝較復雜
化學工業(yè)生產(chǎn)的特點:一是生產(chǎn)流程長,一個產(chǎn)品需要多道工序;二是工藝復雜,既有高溫、高壓,也有低溫、低壓,既有物理過程,也有化學過程,既有形態(tài)變化,也有性質(zhì)變化;三是物料傳輸復雜,既有液體,也有固體、氣體,既有管道、廊道連續(xù)輸送,也有儲罐、儲槽間斷輸送,在傳輸中還必須精確控制用量;四是生產(chǎn)過程的原料、物料具有易燃、易爆或有毒、腐蝕等危險性。
(三)化工企業(yè)出現(xiàn)事故危害大
化工企業(yè)出現(xiàn)事故,很可能造成重大人員傷亡、重大財產(chǎn)損失,以及嚴重的生態(tài)、社會災難。主要表現(xiàn)在:一是燃燒爆炸直接至人死傷,如1993年的深圳清水河化學品庫火災,死亡15人,傷100多人,損失2億元;二是泄漏造成人身傷害,如1984年印度博帕爾農(nóng)藥廠甲基異氰酸酯泄漏,造成2500余人死亡,20萬人中毒,67萬人受殘余毒素影響;三是造成環(huán)境污染,如2010年大連市大連灣附近中石油輸油管道發(fā)生泄露爆炸,造成附近海域50平方公里的海面污染,三大養(yǎng)殖海域恐受牽連;四是影響社會安定,如果事故頻發(fā),傷亡不斷,人民生命財產(chǎn)安全得不到保證,勢必影響人們的正常生產(chǎn)、生活,勢必導致社會秩序動蕩,勢必影響社會和諧和安定。
二、加強化工企業(yè)消防安全管理的幾點體會
化工企業(yè)消防安全管理有其特殊性。做好化工企業(yè)消防安全管理工作是構(gòu)建社會主義和諧社會的需要、是樹立和落實科學發(fā)展觀的需要、是落實安全生產(chǎn)法律法規(guī)的需要,也是提高安全生產(chǎn)監(jiān)管效果的需要。結(jié)合工作實際,對如何加強化工企業(yè)消防安全管理談幾點體會:
(一)加強建筑審核和驗收管理?;瘜W工程工藝種類繁多,是化學工程事故易發(fā)性的主要方面,應當引起消防監(jiān)督人員尤其是工程審、驗人員的重視。
1、化工工藝的布置決定總平面布局。
化工廠內(nèi)各種建、構(gòu)筑物、工藝裝置、火災危險程度、散逸危險化學物品的多少,生產(chǎn)操作方式等差別較大,應當按照不同的特性對其進行分區(qū)布置。分區(qū)的方法和考慮的因素很多,但將危險物質(zhì)與可能導致事故發(fā)生的操作進行隔離是基本原則。從防火角度講,也就是隔離起火物、火源、空氣三個起火的必要條件。
2、化工工藝的生產(chǎn)環(huán)節(jié)決定生產(chǎn)的現(xiàn)實安全性。
化工工藝使用和生產(chǎn)什么物料,采取怎樣的工藝過程,將影響到化工廠的火災危險性,影響到采取怎樣的措施來控制、消除火災事故帶來的后果。按照我國“易燃、易爆、有毒重大危險源評價方法” ,事故易發(fā)性在確定了物料和工藝手段后,其具體數(shù)值可進行判定(評價方法數(shù)值指標集,相應的值在確定評價模型后可以確定),因而決定了工廠生產(chǎn)的現(xiàn)實安全性。
3、化工工藝的控制過程決定生產(chǎn)應急預案的編排。
化工工藝生產(chǎn)的完成是靠各種控制手段實現(xiàn)的。就化工生產(chǎn)而言,控制過程是按照生產(chǎn)需要用到物料以及生產(chǎn)過程的先后順序,從物料配送、化學反應、物料分離、成品處理、廢料處理幾個方面進行的。其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,我們要考慮的問題是:(1) 這個環(huán)節(jié)的物料是什么 ,有哪些危險性,該如何處置。(2)這個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題是否可能影響相鄰環(huán)節(jié)的安全運作。(3)這個環(huán)節(jié)的問題是否對連續(xù)生產(chǎn)不產(chǎn)生影響,還是必須停工處理。(4)要采取什么樣的工藝控制手段解決問題?如是切斷物料、能源供應,排泄物料、轉(zhuǎn)換物料,啟用備用設備,還是僅停止該工段運行。(5)這個環(huán)節(jié)的操作人員有哪些,在什么位置實施生產(chǎn)操作控制,發(fā)生問題應怎么撤離。
4、化工工藝過程中的物料決定滅火劑的選擇、用量、布置和滅火方法。
5、化工工藝的設計需要,決定了工藝支持設備、設施、裝置的布置,因而決定了這些設施的消防要求。
(二)以主要化工工藝環(huán)節(jié)為重點進行消防安全管理。
盡管化工工藝千差萬別,但化工工藝生產(chǎn)具有一般共性。本文不討論具體的工藝過程,只從工藝的共性出發(fā),談火災危險性。
化工工藝的控制過程可分為物料配送、化學反應、物料分離、成品處理、廢料處理幾個主要方面:
物料配送的火災危險性
物料配送的火災危險性主要表現(xiàn)在:管道易被腐蝕,或通透導致泄漏;接頭部位滲漏(如法蘭、人孔、閥門);高速輸送磨擦起電;輸送物料與空氣混合;超壓破裂;維修管道;輸送物長期接觸發(fā)生反應的產(chǎn)物(如焦硫化鐵是鐵質(zhì)管道與天然氣的化合物,能自燃);物料配送錯誤,性質(zhì)不相容的物料相遇。主要火災危險性就是泄漏。這一環(huán)節(jié)的核心設備為管道系統(tǒng)。
2、化學反應工段的火災危險性
其火災危險性主要表現(xiàn)在:反應溫度、反應條件失控發(fā)生爆炸、自燃;容器破裂發(fā)生泄漏;物料誤混合;反應條件錯誤??煽偨Y(jié)為為反應能量(包括反應本身產(chǎn)生的內(nèi)部能量和支持反應進行的外部能量)溢出、泄漏。
3、分離工段的火災危險性
分離過程主要是為了將不同物料分開,將理想產(chǎn)品與雜質(zhì)分開,將不同狀態(tài)如氣體、液體、固體分開獲得想要獲得的一種或多種物料,主要火災危險性為泄漏、放熱。
4、成品處理和廢物處理的火災危險性
成品處理過程中的主要火災危險性在于包裝過程、包裝物不符合要求導致化工成品泄漏、變質(zhì),發(fā)生污染或火災。
廢物處理的其主要火災危險性:化工廢物也有氣、液、固態(tài)三種形式,一般有害氣體會經(jīng)過吸收再利用,煙塵會經(jīng)過沉降后排入大氣;廢水要進入污水處理廠經(jīng)過凈化排向自然環(huán)境;固態(tài)廢物經(jīng)處理后進行掩埋。其中污水處理的危險性較大,容易在處理過程中析出有毒、可燃氣體。
(三)加強對化工企業(yè)的消防監(jiān)督
化工生產(chǎn)是一項科學技術(shù)含量很高的工作,因而使一些消防監(jiān)督員感到無從下手。需要一提的是,作為消防監(jiān)督工作者,對化工場所進行有效的監(jiān)督檢查應當有所重點。
1、對化工單位進行消防監(jiān)督檢查,必須掌握單位的有關(guān)情況?;S往往規(guī)模龐大,生產(chǎn)管線錯綜復雜,不了解單位的情況貿(mào)然進行檢查,不亞于盲人摸象。在監(jiān)督檢查前,下列情況應做到心中有數(shù),并且有書面材料在手中備案:單位的性質(zhì),產(chǎn)權(quán)情況,廠區(qū)各建、構(gòu)筑物的基本情況;總平面布局圖和安全管理網(wǎng)絡圖;消防安全審核、驗收的具體通過時間及遺留問題;建設、設計、施工單位的情況;新、改、擴建或改變建筑使用用途的情況;生產(chǎn)單位的總工藝流程圖和各主要工段的工藝流程圖,工藝中的物料;消防設施,器材分布圖及責任人;單位的安全管理制度;各工段、崗位的安全操作規(guī)程;應急預案;滅火劑的類型、儲量、儲存方式及地點。
2、督促單位履行法定職責,指導單位形成自查制度,定期將自查情況報公安消防機構(gòu)備案。
3、擴大執(zhí)法總量,保證檢查效果。
指導單位自查不能代替公安消防機構(gòu)的監(jiān)督檢查,這是消防監(jiān)督管理的兩個方面。必須按照上級有關(guān)抽查工作的要求,保證至少每半年全面檢查一次。
4、各級公安消防機構(gòu)應進行良好的溝通,形成合力,對新、改、擴建工程進行實時監(jiān)督。
參考文獻:
[1]《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016―2006
[2]《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》GB 50160―2008
關(guān)鍵詞:實踐教學;體系優(yōu)化;能源化學
作者簡介:孟廣波(1961-),男,遼寧新賓人,沈陽工程學院機械學院,教授;畢孝國(1962-),男,吉林遼源人,沈陽工程學院能源與動力學院,教授。(遼寧 沈陽 110136)
基金項目:本文系沈陽工程學院2012年度校級教育教學研究重點項目(項目編號:Z1209)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)03-0145-02
能源是現(xiàn)代文明的動力,人類社會的進步無不以能源的利用為基礎(chǔ)。[1]能源化學工程專業(yè)要求學生掌握能源化學工程基礎(chǔ)理論和技能,是一個綜合性、實踐性很強的專業(yè),實踐教學已經(jīng)成為該專業(yè)人才培養(yǎng)特色的重要標志,更是該專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的基礎(chǔ)保證。因此構(gòu)建有效、可行的實踐教學體系對培養(yǎng)高質(zhì)量的應用型人才、突出該專業(yè)教育特色和提升辦學成效,實現(xiàn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”具有十分重要的意義。
能源化學專業(yè)實踐教學體系包括社會實踐、校內(nèi)外實驗、實訓、課程設計、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié),基于目前我校能源化學專業(yè)的實踐教學狀況,我們從以下幾個方面入手優(yōu)化實踐教學體系,改善實踐教學效果。
一、以培養(yǎng)目標為依據(jù),科學制定實踐教學體系
培養(yǎng)目標的設定直接決定著人才培養(yǎng)方案的編制、教學方法和措施的運用以及人才培養(yǎng)的質(zhì)量要求。我校能源化學工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標是:培養(yǎng)適應社會主義現(xiàn)代化需要的德、智、體、美全面發(fā)展,掌握能源化學工程基礎(chǔ)理論和技能,面向電力、供熱、化工、環(huán)保、煤炭等能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域,從事污染控制和減排工藝的設計、運行及生產(chǎn)過程控制、相關(guān)產(chǎn)品研制與開發(fā)等工作,具有創(chuàng)新精神和能力的高級工程技術(shù)人才。
根據(jù)我院的人才培養(yǎng)目標,要想滿足人才培養(yǎng)要求一定要改變“重理論,輕實踐”的教學方法,轉(zhuǎn)變教育思路,更新教育理念,著重培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新精神。充分認識實踐教學環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)過程中的重要性,使課堂教學和實踐教學環(huán)節(jié)相輔相成,互相促進。畢業(yè)生在就業(yè)崗位上的執(zhí)業(yè)能力是衡量學校辦學質(zhì)量和辦學水平的重要指標。學生具有較強的實踐能力和專業(yè)技能就會在用人市場形成良好的口碑,對提高學校和專業(yè)的聲譽與知名度大有益處。能源化學專業(yè)培養(yǎng)目標和定位制定得是否科學、準確對建立合理的實踐教學體系至關(guān)重要。由于能源化學專業(yè)學生面對的是電力、供熱、化工、環(huán)保、煤炭等能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域相關(guān)的崗位群,專業(yè)口徑宜適當放寬而不宜過窄。為此要突出應用性特點,在人才培養(yǎng)過程中注意突出高素質(zhì)應用型專門人才的崗位要求,培養(yǎng)適應企業(yè)要求的高素質(zhì)應用型專門人才,突出實踐能力的培養(yǎng),突出實踐教學的目標要求。為達到以上目標,我校能源化學工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中除理論課的課內(nèi)實驗外還安排了42周的集中實踐教學環(huán)節(jié)。其中包括社會實踐、校內(nèi)外實驗、實訓、課程設計、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)。
二、以培養(yǎng)技術(shù)應用能力為基礎(chǔ),完善實踐教學體系的各個環(huán)節(jié)
根據(jù)能源化學工程專業(yè)的特點,針對課程實驗、校內(nèi)實訓、校外實習、課程設計、畢業(yè)設計、社會實踐活動等六個環(huán)節(jié),從教學目標、內(nèi)容和教學方法進行界定,使它們不僅各具特色,而且相互聯(lián)系,系統(tǒng)地為培養(yǎng)具備高素質(zhì)的能源化學工程專業(yè)人才服務。
1.校內(nèi)實驗、實訓
校內(nèi)實驗、實訓在實踐教學環(huán)節(jié)中非常重要。要想進一步培養(yǎng)學生的動手能力,提高實驗、實訓效果,一方面要加強校內(nèi)實驗室和實訓基地的建設,加大資金投入力度,增加設備臺套數(shù)。實行實驗室開放制度,提高設備利用率。除課內(nèi)安排的實驗外,學生可利用課余時間到實驗室,在遵守實驗室開放制度的前提下,綜合已學到的理論知識,針對自己感興趣的項目,設計實驗方案,研究分析實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,鍛煉學生獨立分析問題和解決問題的能力。另一方面要大力改進實驗、實訓方法和內(nèi)容,減少驗證型實驗項目,增開設計型、綜合型實驗項目,鍛煉學生的創(chuàng)新能力。改變以前以教師為主的實驗教學模式,讓學生成為實驗課堂的主角。教師只需提供實驗任務書和必要的實驗設備、器材,在實驗過程中給予必要的指導。學生可根據(jù)自己對實驗任務書的理解,設計實驗方案,制定實驗步驟,獨立分析處理實驗數(shù)據(jù)。讓學生在實驗中充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造性。在不斷探索和實踐中享受成功的喜悅,領(lǐng)悟科學的真諦,真正體現(xiàn)“以學生為本”的理念。
2.校外實習教學
校外實習教學可培養(yǎng)學生綜合應用知識能力、分析問題解決問題能力、團結(jié)協(xié)作精神以及社會責任感。能源化學工程專業(yè)的學生,四年中有兩次校外實習,即認識實習和畢業(yè)實習。實習的主要目的是熟悉與專業(yè)相關(guān)主要設備的結(jié)構(gòu)和基本原理,了解工廠生產(chǎn)過程。目前兩次實習均安排在生產(chǎn)工廠,由于安全等因素,學生根本看不到設備的具體結(jié)構(gòu),學生被安排跟班運行,但無法親手操作,只能了解一點外觀現(xiàn)象,無法了解設備的結(jié)構(gòu)及事故處理操作。為改善實習效果,在去現(xiàn)場實習前,利用學校的多媒體設備和虛擬實驗室,讓學生觀看和動手操作,發(fā)現(xiàn)問題,到現(xiàn)場后可有的放矢地帶著問題學習,起到了事半功倍的作用。
3.課程設計
課程設計教學則是對學生工程設計能力的訓練,也是工科學生必備的職業(yè)技能?,F(xiàn)有的課程設計大都是對所學課程相應部分的驗證,注重計算,缺少將所學知識綜合起來應用于解決實際問題的環(huán)節(jié),因此,在課程設計的選題上還有待于進一步探索。
4.畢業(yè)設計
畢業(yè)設計則是一次對所學知識的綜合運用過程。從選題、開題、教師指導到學生畢業(yè)論文答辯等一系列工作都要注意收集本專業(yè)的最新信息和資料,注意培養(yǎng)學生的工程意識。在選題上盡量做到結(jié)合現(xiàn)場實際,真題真做,提高學生的學習興趣,真正達到畢業(yè)設計的目的,以便學生在走向工作崗位后盡快進入角色。
5.課外實踐活動
學生在學好有關(guān)專業(yè)知識、提高專業(yè)實踐技能的同時,要注重綜合素質(zhì)的提升。經(jīng)常開展課外實踐活動,積極參加各種學科知識競賽,開展大學生科技創(chuàng)新活動,利用寒暑假時間進行社會調(diào)查活動,積極參與社會公益活動,引導學生了解社會、了解國情,增強責任心和使命感,樹立正確人生觀、世界觀和價值觀。
三、以“雙師型”師資隊伍建設為重點,滿足應用型專門人才培養(yǎng)的需要
實踐教學環(huán)節(jié)能否達到培養(yǎng)目標要求,實踐教學效果如何取決于諸多因素,但具有一支年齡結(jié)構(gòu)、專業(yè)結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)合理、敬業(yè)愛崗、教學能力突出的師資隊伍是非常重要的因素之一。
目前能源化學工程專業(yè)的教師大多來自全國重點大學,并具有碩士、博士學位,專業(yè)理論知識水平較高,并具備基本課堂教學能力,但實踐教學能力和綜合應用知識能力還有待加強,而應用型人才培養(yǎng)恰恰強調(diào)培養(yǎng)學生動手能力和知識的綜合應用能力。要求教師在具備深厚的學科專業(yè)理論知識的同時,還要深入企業(yè),了解生產(chǎn)現(xiàn)場的設備結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成,將實踐教學要求與企業(yè)要求緊密結(jié)合,實現(xiàn)由傳統(tǒng)高等教育師資隊伍向應用型教師隊伍的轉(zhuǎn)換。
為盡快適應應用型人才的培養(yǎng)要求,我們采取兩方面措施:一方面加強教師的實踐能力培養(yǎng),鼓勵教師結(jié)合現(xiàn)場實際,開展科學研究,既解決現(xiàn)場生產(chǎn)難題也豐富自身的實踐能力。理論教師兼任實驗課程并參與各種實踐教學環(huán)節(jié)和企業(yè)的實際工作,建立一支“雙師”型實踐教學隊伍。另一方面從企業(yè)聘請有一定的實踐技能、熟悉現(xiàn)場工作流程的校外兼職教師參與學校實踐教學的各個環(huán)節(jié)。
四、以加強實踐性教學設施建設為依托,實現(xiàn)產(chǎn)學研的有機結(jié)合
實踐性教學必須借助一定的設施、設備條件進行。這就要求我們進一步完善和加強實驗室建設,努力改善實驗設施和環(huán)境。要充分利用現(xiàn)代化教育手段,制作仿真、動畫等多媒體課件,大力建設虛擬實驗室,以此作為實驗、實習課程的輔助教學手段。高校培養(yǎng)的學生不能只會理論研究,更應該為社會服務,本科生教育的質(zhì)量最終要由市場和用人單位來檢驗。[2]所以在完善校內(nèi)實驗、實習基地的同時,要加強校外實習基地的建設,首先向企業(yè)提供人才培養(yǎng)方案,協(xié)同企業(yè)一道按人才培養(yǎng)方案中對實踐性教學環(huán)節(jié)的要求共同建設校外實習基地。廠校雙方要本著互利互惠、共同促進的原則建立長期、穩(wěn)定的合作關(guān)系,并在資金投入、甲乙雙方職責等問題認真磋商,達成一致。在此基礎(chǔ)上簽訂廠校合作協(xié)議,掛牌確定實踐基地,真正實現(xiàn)“產(chǎn)、學、研”一體化。
五、以規(guī)范管理、完善評價為保障,確保實踐教學質(zhì)量
根據(jù)能源化學工程專業(yè)的特點,規(guī)范實踐教學管理,制定實踐教學的相關(guān)規(guī)章制度,如《實驗室開放制度》、《實驗室守則》、《校內(nèi)外實習管理辦法》、《課程設計、畢業(yè)設計管理辦法》等實踐教學的規(guī)章制度,完善各實踐教學環(huán)節(jié)的教學大綱及指導書、任務書等教學文件,使實踐教學制度化、科學化、規(guī)范化。成立實踐教學督導小組,監(jiān)控實驗、實習、設計等實踐環(huán)節(jié)的整個教學過程,使實踐教學平穩(wěn)、有序、高質(zhì)、高效地運行。
為不斷提高實踐教學質(zhì)量,應多角度收集評價意見,如學生評價、教師評價、實習接收單位評價、系(分院)自評,專家評價等信息,真正做到以評促建。學生評價主要是從自身的學習感受來評價學習過程的效果。教師評價主要是評價學生的學習質(zhì)量、學習態(tài)度以及實習接收單位的接待情況。實習接收單位評價主要是從學生的綜合素質(zhì)、專業(yè)知識技能、實習紀律、校方的實習計劃的科學性合理性等方面進行評價。專家評價是針對實習情況對學生、教師、實習接收單位進行綜合評價,提出建設性意見,指導改進實習效果。
六、結(jié)束語
實踐教學是人才培養(yǎng)方案的重要組成部分,是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的重要途徑,有利于培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新意識。學生在學好基礎(chǔ)理論知識的同時,必須具備扎實的實踐技能,才能滿足用人市場的需求。特別是能源化學工程專業(yè)就業(yè)渠道是面向電力、供熱、化工、環(huán)保、煤炭等工業(yè)企業(yè),只有培養(yǎng)學生的工程意識,加強實踐教學環(huán)節(jié),完善實踐教學體系,才能在競爭激烈的人才需求市場中立于不敗之地。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:化學反應工程;教學;虛擬仿真;Aspen
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)18-0176-02
化學反應工程是關(guān)于如何在工業(yè)規(guī)模上實現(xiàn)化學反應過程,以期最有效地把原料轉(zhuǎn)化為盡可能多的目標產(chǎn)品,爭取實現(xiàn)經(jīng)濟效益,滿足國民經(jīng)濟需要的一門學科。它的研究對象為工業(yè)反應過程,研究過程速率及其變化規(guī)律、傳遞規(guī)律及其對化學反應的影響。其研究方法是結(jié)合實驗數(shù)據(jù),通過模型化方法解決反應器的開發(fā)放大、結(jié)構(gòu)選型、尺寸設計、操作優(yōu)化等實際問題[1,2]?;瘜W反應工程實驗內(nèi)容包括反應動力學測定、反應器流動狀態(tài)測定等實驗。采用真實實驗裝置進行實驗,存在實驗時間較長,實驗參數(shù)不易確定,生成物檢測困難等問題,而且一般同種設備只有一套,數(shù)個學生共同操作一個實驗,不能進行充分的鍛煉。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,利用輔助軟件進行教學以越來越顯示出其優(yōu)越性[3,4,5]。在化學反應工程這門課程中,可以采用化工虛擬仿真實驗軟件和流程模擬軟件Aspen進行輔助教學,并取得了良好的輔助效果。
一、化工虛擬仿真實驗軟件
虛擬仿真實驗是實驗教學的重要補充,具有直觀性、系統(tǒng)性、綜合性、安全性、經(jīng)濟性的特點,能給學生提供全面的技能訓練,獲取完善的知識體系、完備的綜合能力。
在真實的實驗當中由于受教學資金的限制,實驗設備臺套數(shù)不足或設備陳舊,學生實驗難以充分開展。而虛擬仿真實驗可以快速擴容、更新升級。在真實實驗平臺中,部分按照人才培養(yǎng)計劃要求必須開展的實驗項目由于高危險、高成本、高消耗及高污染等問題無法開展。采用虛擬仿真軟件,可以節(jié)約實驗成本,以安全環(huán)保的形式強化實踐訓練。
傳統(tǒng)的實驗預習方法陳舊不能調(diào)動學生的積極性,用虛擬仿真實驗考核來代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗的預習,讓學生自主通過虛擬實驗知識學習系統(tǒng),完成對重要知識點的學習;同時在仿真軟件中練習操作,操作過程中后臺會對操作結(jié)果自動評分,學生完成操作后可以提交虛擬實驗仿真報告,從而大大提高預習效果。
反應過程要受到溫度、壓力、流動狀況等多種因素的影響,且各因素之間具有很強的耦合性。在實際實驗中,通過改變參數(shù)實現(xiàn)反應過程的最優(yōu)化,要耗費大量的人力物力。而通過虛擬實驗,可以快速改變參數(shù),獲得實驗結(jié)果,探索反應過程的規(guī)律。把虛擬實驗結(jié)果帶到實際實驗中加以驗證。通過虛實結(jié)合,能有效提高真實實驗效率和結(jié)果最優(yōu)化。
學校現(xiàn)在有乙苯脫氫制苯乙烯、多釜串聯(lián)反應器返混的測定、填料塔液相軸向混合實驗、氣固催化固定床實驗、反應精餾制乙酸乙酯、煤制油、甲醇合成七套反應工程類的虛擬仿真實驗項目。通過虛擬仿真練習,開拓了學生的視野,提升了知識結(jié)構(gòu),培養(yǎng)了綜合設計和創(chuàng)新能力。
二、Aspen軟件
Aspen是一個通用的流程模擬軟件,采用模塊化的建模方式,可以對化工生產(chǎn)中反應、混合、分離、換熱、流體輸入等單元操作進行模擬計算。在反應模塊,有7個內(nèi)置的反應器模型,其中生產(chǎn)能力類反應器2種(Rstoic、RYield)、熱力學平衡類反應器2種(REquil、RGibbs)和化學動力學類反應器3種(RCSTR、RPlug和RBatch),涵蓋了化學反應工程中所有的常用模型。具體的功能如表1所示。動力學模型包括內(nèi)置的冪次定律、LHHW(Langmuir-Hinschelwood-Hougen-Watson)動力學或用戶自定義的動力學。自定義的動力學可以用Fortran子程序或者excel工作表格定義。通過這些模塊可以計算質(zhì)量和能量平衡、反應熱、產(chǎn)品選擇性、反應程度和相平衡結(jié)果。
Aspen采用向?qū)降牟僮鹘缑?,逐步輸入反應體系組分、物性方法、進口流股信息、反應器模塊信息就可以進行模擬計算。反應器模塊中需要根據(jù)選定的模塊輸入反應方程式、轉(zhuǎn)化率、收率、反應溫度、壓力、反應動力學、反應器尺寸中的部分信息。
學生可以通過Aspen軟件搭建所需的反應體系模型,比固定的虛擬仿真軟件更加靈活,更有助于理解化學反應工程的基礎(chǔ)知識。Aspen軟件應用于反應工程教學,也避免了復雜的數(shù)學推導以及數(shù)值求解問題,使得反應過程盡可能的形象化,有助于學生對反應過程的理解并激發(fā)學生學習興趣。
三、結(jié)論
1.化學反應工程是一門理論和實踐性均非常強的學科,采用虛擬仿真實驗軟件進行輔助實驗教學,更加直觀、便捷、安全和經(jīng)濟,能給學生提供全面的技能訓練,并獲取完善的知識體系和完備的綜合能力。
2.Aspen軟件是綜合性強的系統(tǒng)軟件,學生可以根據(jù)需要建立合適的反應器模型,并可以方便地進行調(diào)試和比較,完全避免了復雜的數(shù)學推導以及數(shù)值求解問題,加深了學生對反應工程的理解。
參考文獻:
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