化学工艺论文范文10篇

时间:2023-03-24 19:52:22

化学工艺论文

化学工艺论文范文篇1

[关键词]化学工艺实验课;教学方法;改革与实践

化学工艺实验教学是化学工程与工艺专业教学中重要的实践性教学环节,其教学质量的好坏直接影响学生对专业知识的掌握程度,对于培养学生的创新能力、实践能力、分析问题和解决问题的能力都十分重要[1-2]。但传统的化学工艺实验是学生在实验室按照教师的讲解和教材所讲述的内容,一步一步进行实验操作,最后得到实验结果。学生被束缚在既定的框架中,按照设计好的模式和步骤进行实验,被动地进行验证性实验,所得的实验结果基本相同,出来的实验报告千篇一律,没有学生自己的想法;学生做实验只是为了完成任务,甚至有的同学站在一旁不动手,学生处于被动状态。这种教学方式对学生积极性、主动性、创造性的发挥和理论与实践相结合的思维方式的形成是非常不利的。如何通过实验教学方法创新调动学生的积极性,培养学生综合实验能力和分析解决问题的能力,培养学生创新能力,是目前高等院校实验教学所面临的重要问题[3-4]。江南大学化学工艺实验主要内容是一系列表面活性剂及其原料的合成和洗涤用品的配制,从实验内容上充分体现了专业特色,但是除存在传统化学工艺实验的弊端外,还未反映化学工艺研究与开发的特点,往届学生反馈与有机合成实验区别不大。近年来江南大学对传统的化学工艺实验教学方法实施了改革,采用设计性工艺研究模式进行实验教学,取得了令人满意的效果。在现有实验室条件下,由学生按照产品工程学的研究方式,将原有的实验内容重新组合,分别以工艺路线论证、合成实验工艺条件优化、产品成型(配方)工艺优化、工艺流程模拟和工艺验证等主线串接,大多实验由学生自行设计工艺实验方案,让学生在实验教学活动中处于积极主动的学习状态,主动思考、主动实践,发挥学生主观能动性,在达到原实验教学目标的同时,提高了学生的综合素质和今后独立开展研究工作的能力。

1将简单的合成实验设计成综合型工艺路线比较及论证实验

在原教学内容的基础上,调整部分简单的合成实验为产品工艺路线的选择和论证。例如,原来的椰子油酸甲酯的合成一贯采用椰子油酸与甲醇的酯化路线,现扩展为三种路线:分别以椰子油酸、椰子油和酸化油为原料和甲醇反应。学生通过查阅资料,全班学生根据自己的兴趣选择合成路线,分成三组,自己设计方案,整个实验过程以他们为主体,热情很高,态度非常积极,实验结果或产品的获得使他们很有成就感,对实验产生了浓厚的兴趣。教师指导各组学生重点运用单因素试验法得出各自合成路线的工艺参数。在实验过程中,学生之间要学会合作,明确职责范围,彼此之间互相帮助,工作中互相包容、互相理解、平等交流。通过在组内协作来完成实验,培养了学生的团队协作精神,学会了与他人合作沟通,增强了集体观念和团结精神,为今后走上工作岗位、处理好与同事的关系,奠定了一定的基础。实验结束后全班一起共同分析各组的合成路线的特点和优劣,进行不同路线的工艺条件比较及论证。这样的组与组之间的横向比较使得每位同学均掌握了化学工艺路线的选择与论证。

2合成实验工艺条件和产品成型(配方)的优化

在学生初步掌握了单因素试验法考察工艺路线和条件的基础上,安排实验学习化学工艺优化方法。合成实验工艺条件的优化选择了烷基醇酰胺的合成及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的合成,指导学生运用正交试验或均匀设计法完成。产品成型(配方)的优化选择了洗衣粉和液洗(包括香波、液体皂和餐洗,可任选)的配制,重点运用响应面分析法和混料配比设计法。每一个班内都能得出最优工艺条件,同时开设的三个班又可得出平行结果。学生在选定要优化的产品工艺后,查找相关文献和书籍,在现有实验室条件的基础上,确定实验材料、工艺、检测方法等,按照教师指导的优化方法独立制定因素与水平,设计可行的实验方案,对实验数据进行处理,对实验结果进行评价,分析实验中出现的问题,探讨解决办法,重复试验得出最优化结果,最后写出实验报告或小论文。由于学生之间的试验条件不一样,总方案需要全班或几个班合作才能完成,得出优化结果时能互相学习,扩大知识面。在实验教学过程中,学生始终是主体,教师辅助指导,纠正学生的方案和操作错误,解答实验过程中的疑问等。进行优化性设计实验,实验工艺过程都是新的,或是在传统工艺上有所改变,书上没有现成的知识,实验结果也是多种多样,这就需要学生自己去探索、去实践。学生要将理论知识与实验操作联系起来,对于出现的实验现象或问题,要分析找到理论支持和解释,并寻找解决问题的措施。例如,影响合成工艺的诸多因素的水平怎样选择才合理;液洗的粘度与加盐量是何种关系;配方中各原料加入次序对洗衣粉料浆的溶解性能影响如何等等,这些问题要学生自己分析原因并想办法解决。学生可以通过多种渠道来解决实验中遇到的问题,这样不仅使学生初步学会如何设计一个化学工艺的条件优化方案,而且使学生动手操作、分析解决问题和创新能力得到提高,这是传统化学工艺实验方法无法比拟的。

3工艺流程模拟和工艺验证

学生进行大量工艺条件实验,能较全面掌握实验基本操作技能,掌握化学工艺研究的方法,也切身感受到了化学工艺实验的特色,学会从物料衡算中找出工艺的不足,但毕竟实验室的小试实验所进行的均是某步反应过程或某些反应、操作过程,不能全面反映工业化大批量生产的整个工艺流程。模拟实验能较全面演示工厂化生产的工艺流程,使学生对工厂化生产有一定的了解。在椰子油酸甲酯的不同合成路线比较和论证实验的基础上,进一(步安排学生运用Aspen、ProⅡ等软件对生物柴油生产的工艺流程进行模拟,不同工艺及其条件下形象地生产出不同规格产品。学生不但开阔了视野,学会了模拟软件,而且还对化工热力学、反应工程、分离工程以及化工原理等理论课有了更深入的理解。但模拟实验未能解决小试技术应用于工业化生产所存在的放大效应问题。因此,在小试实验取得的数据基础上,引导学生学会确定设备的选型,在中试实验中进一步验证各种最佳工艺参数。例如,在烷基苯磺酸钠的小试合成工艺路线比较和论证的基础上,利用江南大学中试级单管磺化装置考察这一产品的生产工艺条件;利用中试级100kg/h高塔喷粉装置验证洗衣粉料浆成型工艺条件;成型产品洗衣粉或液洗的最佳配方的双盲剖析和验证等,均强化了学生对化工企业新产品工艺开发过程的认识,进而提高其解决实际问题的能力。此外,我们还有选择地开放部分教师的科研用喷射式环路工业模拟实验室、高压乙氧基化及酯化中试实验室、化妆品配方试验室等,让有兴趣的学生参加课题研究,弥补化学工艺实验教学的不足。我们还始终保留开设出连串实验即一个产品的合成产物是下一个产品的原料,最终产品要经过几步反应来得到,而每一步反应的转化率对下一步产物的得率都会带来影响。成型(配方)产品的主要原料均来自学生自己合成的产物。通过这种连串实验可以使学生真正了解化工工业产品的实际过程,培养了学生综合应用有机合成、界面化学及化学工程理论和技术,设计、研究和开发以表面活性剂及相关制品为特色的各类精细化学品的综合能力,继承和发扬了江南大学原有的办学特色。

4结语

采用以上改革后的化学工艺实验教学模式,在校毕业班的学生也反映工艺实验课的教学,使理论学习真正转化为形象的感性认识,对化工产品生产和开发有了比较完整的概念,特别是为毕业论文和设计课题的研究、论文撰写打下了良好的基础。采用改革后的教学模式,指导教师对此也作了充分肯定,认为这是化学工艺实验课教学改革的很好探索,特别是对培养工科学生综合思维、锻炼学生动手能力、创新精神以及分析问题和解决问题的能力起到了积极的促进作用。

参考文献

[1]董声雄,叶钊,阮奇,等.加强实践教学改革,提高学生创新能力[J].化工高等教育,2002,19(1):75-77.

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[3]贾冬梅,郭会蕊,张岩.化工专业实验教学改革探讨[J].广东化工,2009,36(12):182.

化学工艺论文范文篇2

[关键词]本科生毕业论文;毕业论文的重要性;本科生毕业论文制度;本科生毕业论文监控

毕业论文(设计)是学生在校期间一个重要的综合性实践教学环节,它是对学生四年学习期间所学知识的综合考察,也是对知识转化为能力的实际培养和测试。它是建立在多门专业课程基础上的一项综合性的、内容广泛和工程实用性强(尤其毕业设计)的教学实践环节。要求学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能,对理论性问题进行研究或对实践性问题进行设计的综合性训练。通过毕业论文(设计),进一步加深对基础理论的理解,扩大专业知识面,完成教学计划规定的基本理论、基本方法和基本技能的综合训练;初步形成学生的科研能力;力求在收集资料、查阅文献、调查研究、方案制订、理论计算、设计绘图、实验探讨、模拟测试、计算机处理、撰文论证、口述表达等方面加强训练,初步实现知识向能力的转化。通过毕业论文,培养学生严谨的科学态度,实事求是和严肃认真的作风。通过毕业设计实践环节的训练,学生应掌握化工设计的基本原理、标准、规范、技巧和经验。培养学生综合分析化工基础和工程问题的能力,增强学生的工程概念和解决实际工程问题的能力,使学生具备化学工程师的基本理论素养。

1本科生毕业论文质量问题主要表现

1.1指导思想。毕业论文(设计)是审核专家提前抽调和进校后重点检查的审查材料,是衡量学校本科教学效果的重要指标之一。本培养标准在国家通用标准的指导下,按照行业专业标准的基本要求,结合新疆区域与经济特色和新疆大学办学理念、人才培养定位,制定本校化学工程与工艺专业培养标准。培养知识、能力、素质协调发展,具有创新精神和创新能力的化工工程师。毕业生能够适应新疆社会经济发展需要,承担化工及相关行业领域的研究、设计、生产、管理、咨询和教育等工作职责;能够应用工程技术科学和其他有关科学知识,通过应用研究和发展研究,解决工业生产过程中的具体问题。毕业生达到见习化学工程师的能力水平,可迅速适应工作环境,能在短期内获得注册化学工程师资格,成长为能够面向和引领未来的创新型工程师,也具备发展成为优秀企业家和知名学者的潜力。毕业生具有自主学习的能力,能够根据化学工程跨学科发展的趋势以及产业转型升级和新兴产业发展的趋势,不断完善知识结构,成为新兴产业的积极开拓者和新生产力的重要创造者。特别是成为新疆石油化工、煤化工、天然气化工行业急需的政治可靠、专业基础扎实、实践能力强、综合素质高的化工工程师。1.2选题要求按照通用标准执行。应能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。1.3毕业论文(设计)的内容。(1)毕业设计包括:运用各种资料(文献、手册、规范、标准、设计书等)搜集所需的信息;技术路线的选择及操作参数控制方案的确定;工艺过程的选择并确定,物料和热量分析及计算方案的制定;编程或利用现有软件进行装置的工艺计算及典型设备的选型和计算;带控制点工艺流程图、设备布置图等图纸的绘制;生产安全及“三废”治理方案的制定;工程的技术经济评价;撰写设计计算书和设计说明书;结题答辩等。(2)毕业论文包括:运用现有的网络资源和资料(文献、专利、手册、规范、标准、硕博论文等)搜集所需的信息;比较及总结国内外文献,对国内外同类技术进行对比分析;实验及研究技术路线、探讨及制定实验方案;实验用仪器设备的选购或设计加工以及安装调试;实验分析方法的确定;实验数据的采集、记录和整理;实验数据的处理;实验结果的分析与讨论;撰写论文;结题答辩等。

2本科生毕业论文存在的问题

2.1选题问题。(1)在毕业论文(设计)过程中有些选题没有紧密结合本学科专业的教学科研和社会发展实际,不符合专业培养目标的要求。(2)学院没有很好的做到根据学生的情况和教师的指导力量合理安排选题。(3)指导教师没有明确选题任务,选题过大,没有很好的考虑学生在短期内完成或可以相对独立地做出阶段性结果等问题。(4)学校要求选题应为一人一题,严格控制与往年的重复率。但是有些题目没有做到一人一题,没有做到每位学生独立承担独立的毕业论文(设计)工作,我院严格要求独立完成各自的毕业论文(设计)。2.2毕业论文达不到基本要求(1)本科毕业论文(设计)要求本科生掌握查阅中外文献的方法,具有文献综述的能力;(2)本科毕业论文(设计)要求本科生掌握实验研究(工程设计的)基本方法的方法;(3)本科毕业论文(设计)要求培养学生进行阶段性总结的习惯和能力;(4)本科毕业论文(设计)要求本科生培养论文撰写和陈述能力;(5)本科毕业论文(设计)要求本科生提升设计计算和绘图能力,以及实验探讨和操作能力。(6)本科毕业论文(设计)要求本科生初步具备对整个项目进行全面规划的能力,对研究(或设计)项目进行方法选择、方案制定的能力;(7)本科毕业论文(设计)要求本科生能提出自已解决问题的思路和方案,并进行实施;(8)本科毕业论文(设计)要求本科生培养总结归纳、综合分析、凝练科学规律和独立工作能力。2.3毕业论文(设计)时间短。一般很多高校的本科毕业论文(设计)时间是第8学期开始做。一般都是3月至5月底,在这短暂的两个月时间内,(1)学生要进行查阅文献和总结文献;(2)进行实验方案的设计;(3)实验准备;(4)实验方案的实施;(5)总结实验结果;(6)撰写毕业论文;(7)论文答辩。2.4毕业论文(设计)下滑的主要原因。本人认为毕业论文(设计)下滑的主要原因为:(1)很多指导老师把本科生直接交给研究生带,而研究生没有带学生的经验,就让跟着做实验或设计,(2)指导老师的本科毕业论文(设计)任务书不明确,(3)指导教师对本科毕业论文(设计)不重视,(4)为了完成教学任务有些老师一个人带多个毕业论文(设计),(5)学生的对本科论文(设计)的重视程度不够,(6)有前松后紧的现象,(7)最终答辩把关不严,有基本都给过的现象。

3本人对提升本科生毕业论文质量建议

本科毕业论文(设计)质量下滑的原因可能来自社会、学生、学校、导师等多方面因素。本人对于本科毕业论文(设计)工作的建议是:3.1学校应有健全的本科生毕业论文管理制度。本科生毕业论文工作的管理的工作很关键,管理工作包括本科毕业论文(设计)的培养目标、要求、评估、评价等机制。3.2健全本科毕业论文质量保障体系。学校要建立健全质量保障体系、完善本科毕业论文工作流程,要有规范,可控,评估总结的过程。3.3指导教师的选拔。指导教师是本科毕业论文(设计)的关键,他监管本科生毕业论文(设计)的进度、内容、质量和深度。学生则在指导教师的负责、监管和指导下进行本科毕业论文工作。因此学校或学院(系)对指导老师选拔工作上下功夫,选择具备较高的专业素养和较扎实的基础知识水平,以及具有一定科研经验和道德素养的教师为指导教师。3.4健全选题和开题方面的管理制度。选题和开题环节是本科毕业论文的重要环节之一。因此,需要健全选题环节和开题环节的管理制度,并进行存档。3.5做好期中检查和不间断的检查工作。在本科毕业论文阶段应进行不间断的检查,特别是到了期中时进行期中检查,检查在这一段时间内本科生毕业论文(设计)工作进行情况。3.6提高学生对毕业论文的重视度。目前本科生对毕业论文的重要性缺乏认识,认为完成本科毕业论文与上课时的实验课一样,做几组实验,写毕业论文与写实验报告一样就行了的看法。尤其找到工作的学生,如果毕业论文题目与工作内容无关时,就对毕业论文没有任何兴趣了,不愿付出精力,敷衍了事。因此,指导教师要督促和严格管理毕业论文环节,让每一个学生重视毕业论文工作。总的来说,本科毕业论文(设计)工作是本科生培养的重要环节。这一环节中,学生能够检验自己四年本科阶段的基础和专业知识水平,检验分析问题和解决问题能力,检验本科生设计能力和研究能力的重要环节。因此,我们要重视本科生的毕业论文(设计)工作。

参考文献

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化学工艺论文范文篇3

论文摘要:在地方文化背景下开发化学教学资源,不仅能充分利用地方文化资源,满足不同地域的学生学习差异性的要求,促进地方文化的传承和发展,而且能把人文知识与化学知识完美的结合在一起,使学生从一个更完整的角度理解化学、学习化学。本文以苏州地方文化为例,探讨了在苏州地方文化资源中的化学教学资源的开发及利用。

一、地方文化与化学的关系

文化是一个多定义的名词。狭义的文化特指人类的知识创造活动,是用概念、范畴、法则等抽象形式建构的理论观念体系。广义的文化则是与自然相对的人化,它是在历史发展过程中人类形成的物质及精神力量的积累程度和表现方式的确证。化学是一种文化,文化视野下的化学教育是人文和科学的融合。

“地方”这一概念带有地域性、本土性的特点。我国地域辽阔,民族众多,即使在一省内,各地市的社会、自然条件也可能有较大差别,故而“地方”可以指一个省、一个市,也可以指区、县或学区甚至更小的地方。地方文化是在当地特定的历史、宗教和地理环境下人们在生活中积累的物质和精神财富。地方文化具有极强的地方特色,利用地方文化资源开发教学资源,不仅能满足不同地域的学生学习差异性的要求,同时可以使学生在学习文化、感受文化、领悟文化的过程中学会创造文化,这对地方文化的传承和发展将起到重要的作用。

文化资源的存在形式各有不同。要对其进行开发利用,首先要对零散的地方文化资源中的乡土文化和风土人情等进行了解。为了使掌握的地方文化资源信息是最全面的,有时甚至还要通过实地的参观对其进行进一步的考察。地方文化资源的来源十分广泛,大致可分为人文历史资源、自然环境资源、非物质文化遗产资源、文献资源四类。

人文历史资源包括历史文物、人物传说、风俗习惯等。在各类人文历史资源中都蕴含着丰富的化学教学资源。如:博物馆中的陶瓷、金银铜器等文物;古文化遗址、古窑址、古墓葬、历代名人胜迹等;历史掌故和人物传说中的化学人物;各地的风俗习惯中的饮食文化等,其中包涵了多样的化学内容。

自然环境资源通常包括矿物资源、土地资源、水资源、气候资源和生物资源等。在矿物资源、土地资源和水资源的成分鉴定及检测中,化学的检验方法起着至关重要的作用,而在生物资源中也蕴含着丰富的化学教学资源。

“非物质文化遗产”指被各群体、团体、有时为个人所视为其文化遗产的各种实践、表演、表现形式、知识体系和技能及其有关的工具、实物、工艺品和文化场所。包括:口头传统和表述、表演艺术、社会风俗、礼仪、节庆、有关自然界和宇宙的知识和实践、传统的手工艺技能等。非物质文化遗产由人类以口头或动作方式相传,具有民族历史积淀和广泛、突出的代表性。在非物质文化遗产资源中,口头表述的有关自然界和宇宙的知识、造纸术、印刷术、制碱工艺等传统技艺中,都有化学的影子,而在节庆活动中的服饰文化和制造气氛的烟花爆竹文化中更是离不开化学。

所谓的文献资源是迄今为止积累、存储下来的文献之总和,是社会上广泛分布的文献的集合,是物化了的知识财富的存在形式。大量的以史籍文献形式出现的精神文化遗产资源,不仅实录了有关文物、建筑群、遗址产生的来龙去脉,而且记载了不同历史时期人类为生存发展而从事的各项社会实践活动及其成果;而以影视传媒和网络形式出现的文献资源,更是为历史的记录增添了一份色彩和活力。在史籍文献如地方史、地方志和地方文化宣传片、地方网站资源中,不乏有对化学技术、化学发展的记载。

二、地方文化背景中化学教学资源的开发方法

在每类资源中都有与化学相关的资源存在,只是他们以不同的形态存在。在对地方文化资源进行初步分类整理后,我们获得了很多和化学相关的资源。这些资源要运用于化学教学中,就必须与教材内容进行联系,进行取舍,提取出可以利用的部分,拓展教学的内容。

以苏州的地方文化资源为例:苏州是我国重要的一座历史文化名城,一向被认为是人文荟萃之地和文物之都,地方文化资源丰富而多样。我们以苏州的地方文化资源为背景开发化学教学资源,步骤如下:

1.整理苏州的地方文化资源,找出与化学相关的内容。

首先通过对苏州的各种资源进行了解和整理,按照人文历史资源、自然环境资源和非物质文化遗产资源和文献资源对其进行分类。苏州的人文历史资源主要包括博物馆资源、园林资源、遗址资源等;自然环境资源包括湖泊资源、矿物资源(包括金山石资源、阳山高岭土资源)、湿地资源、碧螺春茶叶资源等;苏州的非物质文化遗产资源包括表演艺术昆曲、传统音乐古琴;传统知识技艺包括苏州宋锦、苏州绎丝、苏州香山帮传统建筑营造技艺、陆慕御窑金砖制作技艺;礼仪与节庆活动等。

其次在这些资源中找出与化学相关的内容。如:苏州博物馆里有大量的陶瓷和金属器皿展品,里面蕴含了丰富的陶瓷和金属冶炼的化学知识;水资源蕴含着丰富的水化学和微量元素的化学知识,湿地资源里蕴含着丰富的生物化学内容;在丝绸染色工艺、国画颜料制作、苏州仿古铜器制作技艺、桃花坞木板年画、陆慕御窑金砖制作工艺等非物质文化遗产资源里蕴含着丰富的化学工艺技术。而地方史籍、地方文献、地方网站和传媒中,可以找到与化学相关的人物、历史事件、故事传说。具体分类见下图。

2.分析地方文化资源中与化学相关的内容,确定其时应的教材内容。

在第一步整理的基础上,确定它们与教材内容的相关性。我们例举了苏州地方文化资源中的某些与化学教学相关内容,确定它们在江苏教育出版社出版的高中化学教材中的位置,便于教师在化学教学中进行应用。具体内容见下图。

苏州是中国古代最早的炼丹活动中心之一,弯窿山、西山和观前街的玄妙观都有古代炼丹的传说。结合必修1专题1“化学家眼中的物质世界”的第二单元“研究物质的实验方法”的教学,可介绍炼丹和炼金是化学实验的最原始形式,让学生了解中国炼丹包括苏州炼丹对化学发展的贡献。

苏州历史悠久,苏州历史博物馆的馆藏文物记载了苏州自2万年前旧石器时代至明清时期的社会发展历史概貌,有一些也是中国化学工艺发展的标本。必修1专题3“从矿物到基础材料”第三单元“含硅矿物和信息材料”和选修教材“化学与生活”的专题3“丰富多彩的生活材料”的第二单元“功能各异的无机非金属材料”,是对无机非金属材料硅的性质及硅酸盐矿物和硅酸盐产品的教学。结合这部分内容的教学,可对博物馆中的古代陶瓷胚体的演变、陶瓷釉色的变化、陶瓷制作工艺的改良等介绍,让学生了解中国陶瓷技术发展和化学工艺发展的关系。结合必修1专题3“从矿物到基础材料”的第二单元“铁铜的获取及应用”的教学,可利用博物馆中展出的青铜器、金银饰品、文献资源中干将莫邪铸剑的传说等帮助学生了解青铜器的演变,体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响,体会苏州悠久的冶金历史和引人注目的成就。

苏州的饮食习惯是一种极具地方特色的文化。结合必修2专题3“有机化合物的获得与应用’,的第二单元“食品中的有机化合物”和选修1《化学与生活》专题2“营养均衡与人体健康”中对糖类、油脂、蛋白质等的教学,可介绍苏州特色饮食中的化学知识:如陆稿荐的酱汁肉、万山蹄等的红烧秘诀与氨基酸与糖的反应有关,东吴酒厂的冬酿酒是糖中的淀粉发酵的中间产物,臭豆腐的香味来自蛋白质的分解,等等。也可以结合苏州名茶碧螺春探讨茶叶中蕴含的化学知识如单宁酸、咖啡碱等,结合阳澄湖蟹介绍蛋白质的营养。

水文化是苏州文化的名片,保护苏州的环境必须从保护苏州的水资源开始。结合选修1《化学与生活》专题1“洁净安全的生存环境”的第二单元“水资源的合理利用”中对水质评价与污水处理等一系列问题的教学,可以利用苏州的文化宣传片“水天堂”让学生了解苏州水文化的整体情况;通过世界首部环保法规乾隆二年(1737年)苏州府颁布的“永禁虎丘染坊碑”,了解苏州历史上对水资源的保护,结合太湖等水域或湿地的水体富营养化讨论苏州的水资源的现状,让学生更加重视对身边水资源的保护。

苏州是丝绸的故乡,太湖流域留存有新、旧石器时代的遗址,见证着丝绸历史的悠久。园区唯亭镇草鞋山出土了六千年前的纺织品实物残片;吴兴钱山漾出土了四千七百年前的丝织品实物;吴江梅堰又出土了四千年前的大批纺轮、骨针以及带有丝绞纹和蚕纹的陶,这都说明了苏州古代先辈很早就掌握了养蚕纺丝的技术。结合必修2专题3“有机化合物的获得与应用”的第三单元“人工合成有机化合物”和选修教材《化学与生活》专题3“丰富多彩的生活材料”的第三单元“高分子材料和复合材料”中对生活里广泛应用的合成高分子材料和复合材料的教学,可以利用苏州丝绸博物馆的资源,补充介绍丝的成分、丝的染色等化学知识,了解苏州地方独特的服饰文化。

苏州历史悠久,人文荟萃,历史上有不少名人与化学相关。必修2专题3“有机化合物的获得与应用”第一单元介绍了化石燃料与有机化合物,而中国最早对石油使用的记载和“石油”二字来自“梦溪笔谈”,它的作者北宋著名科学家、文学家沈括与苏州有很深的渊源,青少年时期在苏州外婆家的经历和接受的教育对他一辈子都有影响。在必修1专题2“从海水中获得的化学物质”的第二单元“钠、镁及其化合物”对碳酸钠的性质和应用进行教学时,介绍了我国化学工业的奠基人侯德榜,其实发现侯德榜的伯乐是陈调甫,苏州人,毕业于东吴大学(现苏州大学),是中国第一位自己培养的化学硕士,也是我国纯碱和涂料工业的奠基者之一。而最早帮助陈调甫制碱的吴次伯是在苏州建造中国第一座汽水厂—瑞记荷兰水(汽水)厂的厂主。在化学1专题4“硫氮和可持续发展”中进行磷和硫的教学时,还可介绍在苏州建立第一座火柴厂的“中华火柴大王”刘鸿生斗智斗勇挤掉洋火柴的事迹。这些人物的介绍,可以让学生了解苏州化学工业的发展,树立为家乡建设服务的决心。

三、地方文化背景下化学教学资源开发要注意的问题

1.资源选择以生为本

地方文化资源繁多复杂而零散,化学又广泛地存在于生活之中,几乎所有的文化资源中都有与化学相关的内容。因此,在地方文化背景下开发化学资源时,选择合适的资源是至关重要的,它直接影响到学生对化学的态度及其学习效果。在选择资源时应根据学生已有的知识情况,考虑教材中学生要学习的化学教学内容,优先选择学生“熟悉而又陌生”的资源来开发。所谓“熟悉而又陌生”是指学生对资源的存在或化学知识熟悉,但是对它们其中的一个或相互的关系不了解。这样的内容最容易激发学生的兴趣,也容易引起学生的共鸣。

2.内容组合兼容并蓄

相对于教材的单一存在形式来说,地方文化资源可以说是种类丰富多彩,形式多种多样。只有在大科学的开放性视野下进行化学教学资源的开发,才能有利于地方文化资源的整合和完整利用;只有在大科学的开放性视野下进行化学教学资源的教学,教师才能全面的教学,学生才能更好地理解科学。因此,这类教学资源的利用不仅要注意学科间知识的融合,更要注意科学教育与人文教育的融合;不仅要加强学生对化学知识的学习,更要增强学生学习化学的兴趣;不仅要加深学生对地方文化的了解,更要培养学生对地方文化的热爱之情。

3.教学方式丰富多彩

化学工艺论文范文篇4

一、“专业思政”研究概述

国外从未使用过“思想政治教育”这一概念,但考虑到化学工程与工艺专业鲜明的工程特色,可借鉴国外的工程伦理教育,结合我国国情探索我国高校化学工程与工艺专业的“专业思政”教育。国内学者的研究成果为化学工程与工艺“专业思政”问题的研究奠定了良好的基础,但是仍存在一定的问题:一是缺乏一定的理论基础,较多的是对于日常工作经验的总结;二是对“专业思政”的概念界定及对“专业思政”和其他相关概念的关系梳理不够;三是对于当前“专业思政”建设过程中存在的问题研究不够,大多是跳过问题直接谈对策;四是对策部分缺乏体系性、创新性,存在凌乱性和同质性问题;五是当前的研究过于宏观,缺乏与相关学科的融合。

二、化学工程与工艺“专业思政”建设的价值

“专业思政”是当下高校思想政治工作的热点,将其作为思政教育工作的重要助力,构建好化学工程与工艺“专业思政”三体系,有利于促进化学工程与工艺专业思想政治教育的纵向延伸,有利于将思想政治教育融入化学工程与工艺的专业课程教学中,实现知识导向和价值引领相结合,提高授课质量,增强学生的学习能力,助推学生成为符合新时代需求的有思想、讲政治、有技术的卓越人才。

(一)化学工程与工艺专业内涵式发展的现实需要

新时代背景下,化学工程与工艺专业的发展要从根本上实现内涵式发展,最重要的是让学生从内心接受并自愿创新传承发展专业。以往的专业发展从整体来讲属于粗放式发展,过于注重专业技能的培养,忽视专业内涵建设。所以,加强该专业的“专业思政”建设势在必行,既能更好地培养符合新时代需要的化学工程与工艺专业人才,又能提高学生对专业的认可,促进情感和创新发展,让专业发展更有“温度”、更有“内涵”。

(二)化学工程与工艺专业大学生成长成才的现实需要

“专业课教师作为大学生接触最多的第一群体,在高校思想政治教育中具有独特的优势。”[1]化学工程与工艺专业的教师,不仅要传授给学生化学工程与工艺方面的专业技能,还要帮助学生成长成才、全面发展,这是专业教师的责任和担当。但是,受社会大环境、高校考核体系、职称晋升体系、办学软硬件等因素的制约,部分专业教师过于注重科研和专业知识传授,忽视大学生的全面成长成才,以至于出现部分学生专业素质好,但是道德素质欠佳的情况。实施“专业思政”是助推学生成长成才的必要手段。

三、化学工程与工艺“专业思政”三体系的内容

为了培养更优秀的化学专业工程技术型人才,要在专业教育中融入思政教育,做好“专业思政”。构建化学工程与工艺“专业思政”三体系—知识体系、实践体系和创新体系,是做好化学工程与工艺“专业思政”的基点。

(一)知识体系

知识体系是将化学工程与工艺课程教学与OBE(成果导向教育)相结合,把能力作为目标,把目标作为导向,通过OBE教育理念,将化学工程与工艺专业学生的学习分为三个模块:通识模块、专业限选模块和学生任选模块,并进行相应的工作。其中,作为根基的是通识模块,这是化学工程与工艺专业学生必备的基础知识;专业限选模块是精选和生产与实际相结合的案例和具体的实验内容,让学生将书本知识转化为技能,获得专业工程实践能力;学生任选模块是用前沿的知识开阔学生的眼界,让学生根据自身兴趣学习、发展,培养创新精神和探索意识,增强工程伦理和安全环保意识。知识体系是“专业思政”的基础,为实践体系和创新体系的构建提供先导性保障。

(二)实践体系

构建实践体系的目的是提高学生的综合设计能力和解决复杂问题的能力,重点可分为三个方面:第一是实践教学。实践教学主要侧重对专业技能素养和职业素养的培养,要完善实践教学体系,将多重的实验项目作为实验的内容,不局限于传统的验证性实验,并在教学过程中实行“学生中心”的项目负责制,使学生得到更大程度的锻炼。第二是生产实习。生产实习要从以下几个方面着力:首先是利用好虚拟仿真实验教学中心,实现“掌上信息+微型工厂”,教学模式更新颖,提高学生的实战实训能力;二是在“产学研相结合”思想的指导下实现校企联合,实施双师型联合培养学生的教学模式;三是建立学院与产业的合作,为学生提供宽广的生产实习平台。第三是社会实践。社会实践是对思想素养的检验,辅之以专业技能素养和职业素养的评测,根据学生的年级特点,大一时重点加强国情和社情教育,大二时重点进行专业实践,大三时重点进行就业实践。实践体系是“三体系”的核心。知识体系提供先导,但终究是观念层面的理论教育,最终通过实践体系进行强化和检验。

(三)创新体系

该体系是培养学生适应时代的创新能力。一是在师资上需培养任课教师的教学创新能力,可聘请化学工程与工艺专业的知名专家作为学校的兼职老师,让他们承担部分教学工作与培养方案的修订。与此同时,鼓励支持学校的教师获取化工专业的执业资格证书和工程实践资质。专业教师的考核需做多元化处理,将考核的方式多样化,加强产学合作、工程项目设计、技术服务和专利相关工作的认定。二是要提高学生的技术创新能力。以企业技术创新模式为导向,与企业技术接轨,规划、开发和设计能够提高学生技术创新能力的课程,通过校企联合实验室建立合作实体。三是搭建专业竞赛平台。通过全国大学生化工设计竞赛、“互联网+”大学生创新创业大赛、化学实验技能操作大赛等专业赛事,紧密结合社会需求,以赛促发展,通过对赛事的准备和参与,学生分析化工生产过程中的复杂工程问题,并获得有效结论,强化创新意识。创新体系是在知识体系和实践体系基础上的升华和拓展,在创新体系中,“专业思政”更多地集中在职业的社会责任、家国情怀。通过创新能力的提升,更好地担负起相应的社会责任,能够更好地为国家贡献专业力量,成为合格的时代专业人才。

四、化学工程与工艺“专业思政”三体系构建策略

妥善构建好化学工程与工艺“专业思政”的知识体系、实践体系和创新体系,需做出全方位系统化的构建策略,主要包含以下方面。

(一)完善人才培养计划

要以OBE工程教育理念为指导,有针对性地完善人才培养计划,强化化学工程与工艺专业学生的理论知识学习,以培养能够在化学工业及其他过程工业,特别是精细化学工程和化学制药工程等领域从事化工类相关专业的研究和技术开发、工程设计与优化等应用型工程技术人才为培养目标,相对应地在毕业要求、必修课程、专业限选、集中实习等方面逐步完善,注重专业教育和思政教育的有机融合,使人才培养计划更具可行性、有效性、时代性。

(二)提高教师素质能力

教师是教育教学活动的主体,“通过将科学知识、思维方式、道德范式等融入教学过程,让学生思考得到感悟”[2],直接决定“专业思政”建设的成败。一是要提高教师的课堂把控能力。培养专任课教师的“专业思政”意识,引导专任课教师开展“专业思政”的主动性和能动性,提高专任课教师的课堂把控能力,做好专业教育和思政教育的有效衔接,充分发挥好课堂阵地的作用。二是要提高教师的“专业思政”元素挖掘能力。加强化学工程与工艺专业教师的交流,构建常态化的交流机制,通过集体研讨、课程观摩、集体备课等方式不断提高教师的专业思政元素挖掘能力。三是优化教师的教学方法,可以采取角色互换式教学、现场教学、情境模拟教学等多种教学方式进行教学,也可通过“讲解新技术知识强化学生深度参与”[3],激发学生的专业学习兴趣,并在相应的情境中使思想得到升华。

(三)强化制度机制保障

三体系的和谐共生需要相应的制度机制保障,主要体现在:保障机制,成立“化学工程与工艺专业建设指导委员会校内专家组和校外专家组”,对专业的人才培养方案进行审查,对专业的发展进行布局和规划。监督机制,加强教学督导,实现监督力量的多方融入。反馈机制,以成果为导向,构建“用人单位信息反馈机制”和“毕业生信息反馈机制”,提高教学质量,将“教学研讨会”常态化,制定“新进教师助教制度”。联动机制,在学院层面强化化学工程与工艺专业教师和思想政治理论课专任教师的联动,打破专业壁垒,面对面地加强“专业思政”,实现联动常态化,将“专业思政”做细做实。加强学院与各二级部门的联系,协同做好“专业思政”的教学工作。

(四)实现产学研平台的深度融合

以合作共赢为目标,实现从课堂到实验室再到企业的无缝对接。一是加强产学研基地建设,充分挖掘基地的“专业思政”元素,将“专业思政”建设从课堂转移至企业,丰富“专业思政”内涵,扩展“专业思政”路径。二是加强科研人员的交流,充分发挥科研人员的技术优势、实践优势、经验优势,实现理论与实践的有机结合,在理论和实践的融合中践行“专业思政”理念。三是实现校企联合培养,充分发挥各自优势,弥补各自短板,使学生在理论和实践的交织中更好地体验和感悟“专业思政”。四是加大校企科研项目的研究合作和成果转化力度。通过成果转化,将专业建设成果从理论研究落实到实际成效,引导师生在成果转化过程及转化成果的实际应用中体悟“专业思政”。

(五)完善评价体系

评价的具体标准要细化,采取多元化的评价形式和手段完成对学生的评估。对学生的评估要基于学生经过学习是否对自己的专业有了具体的认识,能否学以致用,将书本上的专业知识运用到具体专业实践中,能否具备分析问题、解决问题、完成课题的能力。在日常教学中以此为导向,加强对学生学习能力、思考能力、写作能力和实践能力的培养,毕业论文亦要加强对上述能力要求的考察。化学工程与工艺专业教育的最终目标是培养具有高素质、高质量、高创造力的化学工程技术型人才,要求高校将思想政治教育融入培养人才专业素质全过程。随着我国“课程思政”建设的全面展开,“专业思政”成为高校思政工作者开展思想政治教育新的突破口。在开展这项伟大工程的过程中,化学工程与工艺的专业负责人须牢牢把握住“专业思政”的核心要义,将“专业思政”工作落实落细,培养出真正符合新时代需求的化学工程技术型人才。

参考文献:

[1]罗仲尤,段丽,陈辉.高校专业课教师推进课程思政的实践逻辑[J].思想理论教育导刊,2019(11).

[2]郭玉鹏,王瑞,李艳梅.“拔尖计划”2.0背景下如何将思政元素融入化学专业课程教学[J].中国大学教学,2019(9).

化学工艺论文范文篇5

关键词:地方本科院校;新工科;工程能力;人才培养模式

根据教育部相关数据,截至2017年底,我国高等学校总共2631所,地方高校(包括高职院校)共有2512所,占95%。在本科院校中,中央部委主管高校119所,地方本科院校1124所,民办本科高校424所。地方高校是我国高等教育的主体部分和中坚力量。中国人力资源市场信息监测中心统计分析结果显示,随着产业结构的不断升级,社会对具有专业技能和创新能力的工程应用型人才需求日益迫切。大学的大规模扩招使得毕业生数量逐年增加,高校毕业生就业压力大,一些学生甚至出现一毕业即失业的情况。企业急需人才招聘难与毕业生就业难的供需出现矛盾。我国传统的高等工程教育很大程度上已不能适应经济发展的需求,新一轮科技和产业革命的发展迫切需要改造和升级一批传统工科或采用新技术建设和发展一批新兴工科。为推动工程教育改革,2017年2月18日,教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会,在会上发表了“复旦共识”。“复旦共识”中明确指出,地方高校应主动对接地方经济社会发展需要和企业技术创新要求,把握行业人才需求方向,充分利用地方资源,发挥自身优势,凝练办学特色,深化产教融合、校企合作、协同育人,增强学生的就业创业能力,培养具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的应用型和技术技能型人才[1]。河南地处中原,化学工业资源相对比较丰富。目前拥有规模以上的化学工业企业1427家,工业总产值达到4739.5亿元,居全国第5位。化学工业占全省工业的比重达到10%左右,在全省经济和社会发展中占有举足轻重的地位。河南省化工行业从以前的基础化工逐步向精细化工、高端产品发展,产业结构逐步调整,以化工为主导的产业集聚区主要分布在濮阳、信阳、新乡、三门峡、平顶山、南阳、商丘等地。各产业集聚区逐渐形成了各自的优势和特点,如濮阳、洛阳偏重于石油化工;开封精细化工以农药和食品添加剂为出发点,壮大产业集群;平顶山则力图打造“尼龙城”;许昌襄城县快速发展硅材料;叶县、南阳依托资源优势形成了以盐化工为主的产业集群[2]。河南化工行业的快速发展需要大批专业人才的支撑。化学工程与工艺专业属于工程类学科,具有技术密集、人才密集、资本密集等特征,工科特色显著,实践能力要求高。目前为止,省内开设化学工程与工艺本科专业的院校有18所,其中不乏郑州大学、河南大学等双一流高校,还有河南师范大学、郑州轻工业大学、河南科技大学、河南工业大学、南阳理工学院、许昌学院等省内地方院校。据阳光高考平台数据显示,2019年河南省普通本科院校化工类专业毕业生为2054人(含化学工程与工艺、制药工程、收稿日期:2021-08-30基金项目:2019年校级教育教学改革研究与实践项目[本科高等教育类(ZGJG2019006A)]作者简介:郭林(1975—),女,副教授,从事化工工艺研究工作,E-mail:hnzzglin@126.com。·06·河南化工HENANCHEMICALINDUSTRY2021年第38卷能源化学工程等),基于河南省化工行业的发展速度及规模,在未来5~10年中,化工行业人才仍将有较大的缺口。化学工程与工艺专业担负着为化学工业培养高素质工程技术人才的重任。郑州工程技术学院是2015年新升本科的地方院校,办学定位是对地方经济社会发展有一定支撑作用,在省内外有一定影响力的应用型本科院校。根据郑州市及河南省支柱产业的发展需要,围绕省市化工产业人才需求和学科基础需求,学校二级学院———化工食品学院于2017年申报化学工程与工艺本科专业,同年获教育部备案,2017年开始招收第一届本科生,首批招生70人。

1培养方案制订依据和目标

1.1专业定位

根据学校地方应用型本科院校的定位,按照《郑州工程技术学院“十三五”教育事业发展规划》确立的发展战略和人才培养目标,化学工程与工艺专业建设以服务地方经济社会发展为目标,坚持产教融合、开放发展,强化化学工程与工艺专业校内外实习实训基地建设,深化课程、教材与学科建设,着力培养德、智、体、美、劳全面发展,具备良好的职业道德、人文素养和创新精神,系统掌握化学工程与工艺专业知识,具有工程实践能力,能够解决复杂工程问题,在化工、能源、环保、材料、冶金、生物工程、轻工、医药等领域从事生产运行与技术管理、工程设计、技术开发、科学研究等方面工作的高素质应用型人才,为郑州及河南化学工业的发展提供人才支撑。

1.2人才培养方案制定依据

人才培养模式决定人才培养质量,好的人才培养模式能最大限度地提高人才的综合素质及适应社会的能力。根据专业定位及培养目标的要求,学院组织教师到省内外相关院校进行调研,收集并研究了同类专业的人才培养计划,邀请企业及行业协会专家参与人才培养方案论证,征询企业对人才的知识体系及能力要求,对照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》,结合国际工程教育专业认证要求,吸纳同行专家及用人单位意见,按照《郑州工程技术学院关于制订、修订本科人才培养方案的指导意见》的规定,编制了2017版化学工程与工艺专业人才培养方案。

2课程体系构建

以“适应地方经济社会发展,培养优秀应用型人才”为目标,根据行业企业对核心岗位的能力要求和学生认知、能力递进规律,加强应用实践能力及工程实践能力的培养,兼顾学生持续发展、素质能力和创新能力培养,从岗位需求出发,按照“基本能力→专业能力→综合能力”递进规律,进行课程体系的设置。具体分为三大模块:理论知识模块、实践模块、创新创业模块。课程体系构建结构图如图1所示。

2.1夯实理论基础

通识教育基础课程针对本科生综合素质与全面能力提高设置通识教育基础课程,分为大学英语、高等数学、形势与政策、计算机、体育和军事等。学科基础课程包括高等数学、大学物理、无机与分析化学、有机化学、物理化学、工程制图等,注重学生专业基础知识和技能的培养。专业核心课程包括化工原理、化工热力学、化工设计、化工设备机械基础、化工仪表与自动化、化学反应工程、化工工艺学等主干课程。在课程设置上突出学科交叉融合,在专业课程的设置上,分为两个方向:①精细化工方向;②化工新材料方向。两个方向既能较好地对接郑州(河南)产业发展需求,又能突出化学工程与工艺专业应用型人才培养的特点;在理论课程设置方面,充分听取校内外专家的意见和建议,增设《实验设计与数据处理》课程,培养学生实验设计与处理的能力,为学生以后进一步发展培养科学实验训练思维;同时为了帮助学生学历上进一步提升,强化考研专业课《化工原理》《物理化学》,优化与企业生产紧密相关的工艺方面、安全方面的知识。

2.2构建以能力提升为主线的实践教学体系

理工科学生在接受理论知识教育的同时,还应该树立工程意识,注重实践操作能力和创新能力培养,使自身的整体知识结构、工程素养、创新能力得到全面优化[3]。而实践教学是应用型人才培养的关键环节,同时也是工程知识转化为工程能力的重要环节。实践环节包括实验、工程设计和实习。2.2.1实验教学实验教学是固本强基的重要手段,也是培养学生创新能力的有效手段。化学工程与工艺专业打破传统的实验教学模式,将实验教学内容进行整合,分为三个层面:基础实验、化工实验、综合实验。基础实验包括物质的合成、分离、鉴定与表征,常见仪器的使用,物质的定性与定量分析,基本物理量及物化参数的测定,主要是验证性实验。强调基础性,着重进行基础知识、基本操作、基本技能的训练,培养学生良好的实验习惯和逻辑思维能力。化工实验包括化工原理实验和专业实验,后者涉及化工热力学、反应工程、分离技术、化工工艺等内容。通过化工实验教学对学生进行实验设计、实验操作和技术、数据处理能力、观察能力、分析能力、表达能力和团队合作能力的全面训练,进一步加深基础理论的理解,培养学生对实验现象进行分析、归纳和总结的能力,从而提高灵活运用知识、理论联系实际的能力。综合实验重点训练学生综合运用各学科理论知识和实践技能以完整地解决实际问题的能力,培养具有良好的科学思维方法和科研能力,以综合性、设计性和研究性为主,突出学生的主动性,部分实验是根据科研成果提炼设计的研究性实验,教师仅提出主题背景和指导方向,给学生留有充分的时间和空间思考、独立完成实验,有效培养了学生的文献检索能力、创新能力及科研能力。加强工程实践,让工程实践贯穿整个学习过程,以化工食品学院产学研合作实训中心、分析检测综合实训中心、化工过程与装备工程中心、工程训练中心等校内实训中心为平台,结合小型化工生产线真实项目,真题真做,使学生得到系统、真实的实践技能训练。从注重基础理论知识到基本实验技能的提高,再到实验的完整设计及现有实验装置的改进,在实验过程中实现学生工程能力及创新能力的不断提升。2.2.2工程设计从化工原理课程设计、化工设备机械课程设计及专业课程设计到毕业设计的过程中,注重将化工设计的标准、规范与工程意识、环保与安全理念融入化工单元操作设计、化工工艺设计、化工设计和设备设计和选型中,不断提升学生综合运用所学理论知识解决实际生产中产品开发、工程设计和生产管理中遇到问题的能力。2.2.3实习实习包括认识实习、生产实习、毕业实习。通过实习使学生掌握基本的生产操作知识和技能,实现对化工生产过程从感性认识,到理解、掌握。能把书本上的理论知识与实际生产过程相联系,实现理论知识向实践应用能力的转化,有助于提高解决复杂工程实践问题的能力,培养其高度责任感、精益求精的工作态度和良好的安全、法律、经济意识。为了给学生校外实践教学提供更加良好的环境,学院与郑州西格玛化工有限公司、郑州安图生物工程股份有限公司、鹤壁海格化工科技有限公司、遂成药业股份有限公司、濮阳中原大化等十多家知名企业签订了校企合作协议,建立了稳定的校企合作关系。完善的实践教学体系,使学生经过课内实验、课程设计、校外认识实习、生产实习、毕业设计(论文)等多方位实践环节,有效提高应用实践能力及工程实践能力。

2.3培养创新创业能力

为培养学生的双创能力,在人才培养方案中增设了创业基础和综合教育与创新创业教育实践等第二课堂,着力培养学生创新精神和创新创业能力。通过定期开展学术讲座、社会实践、体育竞赛、文艺活动、学生科研、开放实验、学科竞赛、创业活动等丰富的形式实现学生的综合教育和创新创业实践教育。2.3.1赛教融合,促进双创实践第二课堂积极鼓励学生参加校级、省部级和部级的各类竞赛活动,将科研创新训练和科技竞赛融入教学,以研促学、以赛促学,全面提升学生的创新创业能力。目前全国范围内的竞赛项目有数学建模大赛、化工实验大赛、化工设计大赛等。学科竞赛是学生综合运用知识能力的比拼,比赛的内容涉及数门课程,例如化工设计大赛涉及化工设计、化工工艺设计、化工单元操作、化工机械与设备、安全与环保、技术经济等知识,需要学生掌握扎实的理论基础知识,并能够灵活熟练应用。而传统的课堂教学,课程内容相对较为独立,学生通常很难理解知识间的相互联系。通过参与学科竞赛,学生将学到的各科知识串起来,解决具体问题,从而形成系统的知识体系。通过参加各种比赛,学生的实践动手能力和创新能力取得明显增强,在全国大学生数学建模大赛河南赛区比赛中,获得一等奖8项、三等奖2项;中控杯2021年中南地区高校化工原理大赛暨第四届全国大学生化工实验大赛中南赛区选拔赛中,代表队获二等奖。2.3.2开放实验室,注重学生创新能力、科研能力的培养学校除了制定各种奖励办法外,还专门设置课外学分,激励学生主动运用所学的专业课知识参加课外科技竞赛,以达到锻炼和培养学生创新能力的目的。学校出台了《实验室开放管理办法》《青年创新基金项目管理办法》等文件,以“挑战杯”和“大学生创新创业项目支持计划”及多层次的开放实验室体系等为依托,以2个省级工程技术研究中心(河南省离子交换与吸附树脂工程技术研究中心和河南省吖啶类化合物工程技术研究中心),2个郑州市重点实验室(郑州市气体净化重点实验室、郑州市有机光电材料重点实验室)为实训基地,以专业知识为基础,组织学生参与创新创业实践,以培养学生的科技创新实践能力。与此同时,学院鼓励青年教师以学术研究为基础,指导学生参与科研项目,激发学生的创新意识,提升学生的实践能力,培养学生的科研意识及合作能力;青年教师也通过指导学生,丰富了教学内容,提高了工程能力,拓展了科研方向。17级化学工程与工艺专业的学生在专业教师的悉心指导下,积极申报了各级大学生创新创业训练项目。“新型1,2,3-三氮唑骈异斯特维醇衍生物生物的合成和抗癌活性研究”“多孔金属基一体化空气正极的制备及电化学性能研究”“基于环八四噻吩的有机-无机复合纳米材料的制备及发光行为研究”“新型苯并噁嗪阻燃发泡材料的研究”等11项获2019年校级创新重点项目;“自清洁混凝土防护涂料的制备及工程应用”等2项获校级创业实践项目。“新型1,2,3-三氮唑骈异斯特维醇衍生物生物的合成和抗癌活性研究”入围2019年河南省本科高校省级大学生创新训练项目。“基于四苯基乙烯骨架的新型碱性磷酸酶荧光探针的开发研究”“功能性MOFs材料对水体中抗维生素的高效吸附”“天然多糖基药物递送系统的构建及其应用”等6项被评为2020年校级创新重点项目;“纤维用阻燃聚酰胺66的制备及可纺性研究”等22项被评为创新一般项目;“石墨烯改性重防腐涂料的研发与制备”被评为创业实践项目。其中5项入围2020年河南省创新训练项目。学生的科研能力及综合素质得到显著提高。学生参与研究并作为署名作者,累计20余篇。受良好学习氛围的影响,2017级化学工程与工艺专业学生积极参加研究生入学考试,首次研究生报考人数53人,录取人数19人,一次性就业率达到90%。

3小结

学院从夯实理论基础、构建实践教学体系、培养创新能力三个方面探索并构建了符合区域发展的应用型人才培养模式。经过4年的实践,学校培养了扎实的理论知识具有工程实践能力、创新能力的高素质应用型人才,为同类地方新建本科院校提供了借鉴。

参考文献:

[1]吴爱华,侯永峰,杨秋波,等.加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究,2017(1):1-9.

[2]王冰雪,苏东,陈奇,等.浅谈河南省以化工为主导的产业集聚区现状[J].河南化工,2018,35(9):3-5.

化学工艺论文范文篇6

过程装备与控制工程专业在国民经济和社会发展中起着极其重要作用。首先,化工、石油化工、能源、动力是国家的支柱产业,这些行业的发展以工艺过程为先导,以先进的装备和控制技术为保障,而过程装备与控制工程正是这些产业的支柱。我国过程装备与控制工程专业的前身是化工机械专业,成立于二十世纪五十年代初期,基本上参照原苏联的模式。1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业,1952年天津大学、浙江大学、华东化工学院等先后成立“化学生产机器与设备”专业,简称为“化机”专业。在此后的几十年里,该专业在国民经济中发挥了无可替代的作用,尤其在化工、石油化工、轻工、制药等行业作用尤为明显。该专业主要特点是“化工”和“机械”的交叉与复合。既可以处理化工类的问题,又可以处理机械类的问题,还可以解决化工和机械的综合问题,而后一类问题在过程工业中非常普遍,实现了化工与机械的复合,曾被誉为“万金油”专业。这正是“化机”专业生存以及“化机”专业人才一直受到社会青睐的根本原因。近几年“化机”专业数量迅速扩大,目前我国已有140余所高校设置了该专业。然而,进入20世纪90年代,社会对“化机”专业人才的要求发生了改变。主要是由于过程装备越来越趋向大型化、精细化和自动化,流程参数(如压力、温度、流量等)与过程的进行必须实施精确的自动控制,将“过程”、“装备”与“控制”三个相关学科紧密有机地结合在一起,实现“化-机-电一体化”,这是“化机”专业改革的必然[1]。根据教育部1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》,辽宁工业大学将“化工设备与机械”本科专业正式更名为“过程装备与控制工程”专业。本专业不是一个独立的学科,实际上是将机械工业和控制工程经发展和改造,使之能服务于过程工业。因此,过程装备与控制工程是一个融“过程”、“机械”和“控制”为一体,将“化工”、“机械”和“信息”学科紧密结合而形成的“化—机—电”一体化的多科型、交叉型专业[2]。

二、专业建设的指导思想

过程装备与控制工程专业建设的基本思路是“以过程装备设计为主体,以过程原理与装备控制技术应用为其两翼(简称‘一体两翼’)”的复合型专业[3],培养以工程师为主的应用型人才。专业发展方向:了解工艺过程,熟悉机械基础,突出过程装备及控制。研究内容包括:过程装备设计与制造、高效节能装备的开发、成套装置的开发与设计、成套工程、设备结构及强度理论、过程安全理论技术与装备、流程参数控制理论与技术、粉体理论与技术等。主要服务对象定位能在化工、石油化工、能源、轻工、制药、制冷、动力、环保、生化、食品、机械和劳动安全等行业从事过程装备与控制的设计、研究、运营、技术开发与及管理工作。三、专业建设的主要措施

(一)专业培养目标的定位

参照过程装备与控制工程专业教学指导委员会制订的总体框架,专业的培养目标重新定位为:培养具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识;能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。本专业学生主要学习化学工程、机械工程及控制工程等方面的基础理论,掌握过程装备设计的基本概念、基本理论及基本方法,具备工程师的基本素质,能够运用基本理论研制、开发、制造及生产组织管理等[4]。教学计划体现了“一体两翼”的专业总体构架,实现了化学工程、机械工程和控制工程多学科交叉。

(二)建设高素质专业师资队伍

建立一支高素质、结构合理的师资队伍,是专业建设的关键。目前,该专业已形成一支学历层次高(博士占25%,硕士占75%)、年龄结构和职称结构比较合理(45岁以下占65%、高级职称占75%)、专业素质水平较高的教师队伍[1]。为弥补原“化机”专业教师过程控制方面理论知识的欠缺,我们引进二位博士来做过程控制带头人。

(三)更新教学方法及手段

在教学方法上,采用互动式、启发式教学,讲课突出重点[1]。对容易理解掌握的内容要求学生以自学为主,教师只起督促、答疑质疑和考核作用,让学生自学和教师讲授、指导、解难答疑相结合。促进了学生学习的积极性,使学生获取知识的能力大大增强。在教学手段上,利用先进教学技术,采用多媒体(CAI)和教学模具教学。如过程装备制造、过程设备设计、过程机械和化工原理等课程,使用三维课件加图片资料讲解,增加动态演示效果,看到了只能下厂实习才能看到的设备结构、工作过程,形象生动真实。加深了学生对制造过程、设备结构和工作原理的理解,提高了教学效果。解决了黑板甚至挂图也难以表达的问题。激发了学生学习的兴趣。

(四)调整和优化课程体系

根据辽宁工业大学的实际情况,以培养目标为指导、以知识结构为框架、以培养规格为尺度,进行理论教学与实践教学内容的合理配置。在教育思想上由传授知识转变为能力培养;在课程内容上按照“加强基础、砍掉重复”的原则进行重组,并充分注意各课程的分工、衔接、协调与补充[2]。在教学计划和课程体系方面,以过程装备为主体,以化工过程和过程控制为两翼,具体地说:过程的主体是化工装置,包括化工单元设备及设备成套技术,且必须以工艺技术(化工过程)和过程控制为补充,从而使之成为培养工程型人才的摇篮。贯彻厚基础、宽专业、强能力、高素质的基本原则[2]。结合辽宁工业大学的实际情况,过程装备与控制工程专业课程体系如下:

1.精炼化工方面课程、加重机械方面课程、强化控制方面课程。由于过程装备与控制专业是复合专业,即化机电的集成,它不可能将三个专业方向的课程全部照搬,故根据我校情况,在教学计划中只设置了工业化学及化工原理两门化工方向的课程,将普通化学砍掉;又因为过程装备与控制工程专业是以机械为主体,故在课程设置上格外突出机械方向的课程。如:按传统设置了机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、工程材料、过程设备设计和过程机械等;在此基础上添加了过程工业必需的基础课程,我们设置了粉体力学、工程热力学、工程流体力学等课程。此外,为加强过程装备的自动控制,实现机电一体化,我们认为最核心部分是控制原理和控制方法的应用。为此,设置了电子技术基础、机械控制工程基础、PLC技术基础和过程装备控制技术应用等课程,从根本上实现了化机电的复合。

2.加强专业实验,强调工程实践,注重动手能力培养。实验教学是本科教学的重要组成部分,它与理论教学同样重要,对提高学生的综合素质,培养创新精神与实践能力具有重要作用。“过控”专业实验室主要承担“过控”的专业实验,过去大多是化工机械方向的实验,与“过控”专业要求很不相适应。为此对专业实验进行了全面整合,按照过程装备与控制工程专业人才培养目标的要求,坚持“厚基础,重实践”的人才培养思想,补充了过程装备控制项目的实验。实验类型由单一的验证性实验,增加了综合性实验和设计性实验。例如:新增了过程装备与控制多功能综合实验,多容液位控制系统综合实验等。搭建实践教学,科研平台。实验数据采集、测量、控制与数据处理系统大部分实现计算机控制,提高了学生的实践和创新能力。同时,将实验仿真和实际实验结合起来,提高学生学习兴趣、增加学生参与性、扩大学生知识面。目前可为本科生开设20余个实验,供学生自由选择。为学生实践能力、科研能力和综合素质能力的培养提供了实验教学基地,并对教师的科研工作提供了一定的实验支持,同时还可为社会承担科研与开发任务。

3.充实和丰富实习环节内容,实现实习模式的多样性。实习是工科学生完成工程师基本训练极其重要的实践性环节,也是目前高校整个教学过程中的薄弱环节[6]。其内容与实施方式安排的好坏直接影响学生素质与知识面。经多年教学经验,我们感到培养一支具有丰富实践经验的实习指导教师队伍是确保实习质量的关键。因此应该加强专业教师到校外实训的建设,聘任在生产一线工作的具有高级专业技术职称的专业人员来参与实习指导,从而提高实习指导教师的整体实践水平[6]。其次,还要强化实习基地的建设。实习基地包括校内实习基地和校外实习基地。校外实习使学生开阔眼界、增长见识,学到校内无法学到的先进生产技术与科学管理经验。建立校外实习基地必须是互惠互利,这就要求我们必须与企业建立良好的合作关系,为企业无偿或有偿地提供一些技术咨询和科研服务,从而使企业愿意与我们合作,为学生实习奠定基础[6]。即使这样,也不可能一遇到问题就到企业去实践,对于一些简单的或特别复杂的问题,可将过去去校外实习的单一模式改为在校内实习模式。通过仿真软件的训练,提高学生工程意识和动手能力,既经济、方便,又能达到实习目的。校内实习基于计算机、网络、多媒体课件和仿真软件,由人工建造的模拟工厂操作与控制或工业过程设备为工具,用实时运行的动态数字模型代替真实工厂的仿真实习,缓解由于实习经费紧张,造成实践教学质量滑坡的压力,并可以学到校外实习难以学到的知识;在仿真实习中,学生的主动性得到充分发挥,对化工过程,设备性能及控制参数有了更深理解。这种校内校外相结合的实习模式既缓解了实习压力,又丰富了实习内容,受到了学生的欢迎。

4.改革毕业设计(论文)的模式,从单体化工设备为主转向成套装置设计。毕业设计(论文)是学生在校期间的最后一个实践性教学环节,是培养学生综合运用所学知识解决工程技术问题,是完成工程师素质基本训练的一个关键性教学实践活动。根据企业的要求,修订了毕业设计(论文)大纲和毕业设计(论文)指导书,指导教师依据培养目标从工程实际或纵(横)向科研课题选好题目(不设虚拟题目)后,采用双向选择方式。毕业设计(论文)内容以工程设计为主线,计算机为结合点,把机械、化工及控制技术三个学科的知识交叉、渗透、集成,考察和训练学生的综合能力,有利于培养学生对过程装备系统性和大工程概念的理解,改变了原来传统的单体化工设备设计模式[2]。学生在确定自己毕业设计(论文)题目后,采用计算机软件(AUTOCAD、CAXA和Word)绘制工程图样并输入和输出毕业设计(论文)说明书,从中得到了真刀实枪的训练。掌握科学研究的方法和提高处理工程实际问题的能力,使学生从过去单一的独立设计模式转变为部分独立项目与部分协作项目设计模式,培养了学生协同工作能力。扩大了学生的知识面,提高了学生毕业后的就业机会。

5.加强能力培养,以体验为手段,学研互动,让学生在参与中提高创新能力。教学计划有2个创新学分,其目的是帮助学生树立崇尚科学的思想,培养学生创新能力。具体的做法由科研能力较强的教师把自己的科研成果、科研工作体会、工程实践经验传授给学生,把工程案例带进课堂。这些知识的传授必然能够启发学生思维[5]。然后学生自己申报创新实验的题目或参与老师的科研项目,以实验室(实验装置或过程设备拆装)或工厂为平台,以教学模型或实物为道具,让他们在动眼、动脑、动手过程中认识基本结构,了解基本原理、让技术还原[5],从而激发学习兴趣和主动性,获得创新意识和创新能力,从中受到初步的科研训练。最后,学生将成果以专利、发表科技论文、参与教师科研项目和创新实验报告的形式申报,经评审合格获取1~2创新学分。

化学工艺论文范文篇7

[关键词]化工专业课;AspenPlus;教学模式;素质教育

一、引言

当前是个知识大爆炸的时代。随着互联网时代的到来,人们获取知识的便捷性使得社会科技水平以几何级数向前推进,相应地,人类为了适应社会发展水平和满足对美好生活的向往,所需要的知识和技能也在不断递增,在有限的学制时间内学习尽可能多的生存知识,成为教育界顺应时展、与时俱进所必须面临的问题。高等教育事业的主要任务是培养服务于社会发展的人[1]。不同的培养目标所需要的知识技能、能力和素养要求也不相同。如图1所示,培养工程技术人才、创新型人才和创业型人才所需培养的知识素养和技能层次不断提高,越往金字塔顶部,所需培养的技能就越丰富,对本科生的知识和素养要求就越多。在工程领域,大量的工作是常规性的,维护产品线的正常运转,保证产品质量的合格,需要常规型技能人才,也就是工程师。还有一些岗位需要创新型人才,如改进生产线,进一步降本增效等。对于未来企业家和科学家,需要在大量实践中脱颖而出、逐渐起到领头作用的人才,是一个长久的实践培养过程。但这个过程不可能完全来自学校,高校工科教育不可能也没必要把每个大学生都培养成创新创业人才。这就要求面向创新创业的培养体系必须具备兼容性,以适应不同学习能力、性格素养学生的培养要求。不同层次的学生在同样的教学内容和环境下,达到自己知识和素养所能够达到的尽可能高的目标层次。这对教育培养体系的建设提出一个难度很高的课题。如何激发学生的内生动力主动学习,培养创新的习惯,在学习过程中学到专业之外的“科学家精神”和“企业家精神”,是教育工作者面临的问题。顺应国家区域经济战略布局及自治区产业战略规划人才培养布局,新疆师范大学化学化工学院于2012年开始招收化工类工科专业的本科生,虽然时间短,但在学校的重视扶持下,成功实现从理到工的转型,教学能力也从传统的培养基本化工技能人才向培养创新创业型人才转变,并保证课程教育质量符合工科生培养规范,成为自治区紧缺专业和一流专业。几年来,许多教育工作者对普通本科高校或地方院校实践教学与大学生创新创业能力的培养做过深入探讨和研究[2-9]。这些教育工作者从教育体系和平台建设的角度,对高校实践教学与大学生创新创业能力的培养进行了一些探索和实践,并取得了较好的效果。本文根据新疆师范大学化学工程与工艺专业教学实践,以问题为导向,从教学方式、教学内容以及毕业设计三个环节,针对化工专业工科教学中创新创业知识和能力培养进行实践性探讨。

二、化工专业教学存在的问题

(一)化工专业课学时压缩与创新创业素质教学内容增长的矛盾

随着我国的产业升级和科技进步,教育事业也从培养技能型人才向创新创业型人才转化,工科专业教育目标也从培养工程师向培养未来科学家、企业家的目标转变,教育内容的广度和深度也在不断提高。教育改革必须与时俱进,适应我国经济产业从高速度向高质量转型。怎样在有限的学时下完成教学任务,达到教学效果,让学生既有宽广的知识面,又能掌握工程实践知识的精髓,是教学工作应该面对的问题。

(二)学生反映化工核心专业课难,公式太多,计算复杂,畏惧学习

人们常把理科和工科放在一起称为“理工科”,其实二者存在很大的差别,之所以把它们放在一起,也许是因为它们都属于自然科学范畴。理科是基础学科,包括数学、物理、化学、生物等,理科的目标是培养从事基础理论、教学、科学研究的相关高级专门人才;工科是培养运用数学、物理学、化学等基础科学的原理,解决实际问题的高级工程人才。如果说理科是定性解决“可能性”的问题,那么工科就是定量解决“可行性”的问题。工科对数学的要求比理科高一些,这也是为什么大部分学生觉得工科比理科难学。还有一个原因是,理科的物理、化学是高考科目,具有延续性;工科则没有延续性,所以觉得工科“难”。

(三)化学工程与工艺专业毕业班学生不愿意做化工设计类题目

化工专业能力培养是一个庞大的体系,涉猎的知识面广,既有基础理论知识,又要有工程实践经验。例如,化工过程中最简单的一段管路设计,要进行工艺参数设计(涉及课程:化工原理、化学反应工程、化工分离工程)、物料性质计算(涉及课程:化工热力学)、设备尺寸设计计算(涉及课程:化工设备机械设计、工程力学)、强度校核(涉及课程:材料学、工程力学)、自动化仪表控制设计(涉及课程:化工自动化仪表、电工学)、走向和高低搭配和位置设计(涉及课程:化工设计)、工程制图(涉及课程:化工制图)、化工安全性设计(涉及课程:化工安全技术、材料学)等环节,每一个设计环节对应一门课程或学科。一个完整的产品设计过程往往由多个甚至成百上千个上述单元操作组合而成,设计过程公式多、原理复杂、步骤多、工作量很大,所以学生产生恐惧心理而不愿意报化工设计的课题。

三、教学方式的转变激发学生的学习兴趣

时代的发展正在促进教育从传统的传授知识为主,向培养学生自主学习和创造能力为主,从以教师为中心转向以学生为中心,注重创新精神和创新创业人才培养的教学体系。以学生为中心的教学方式,首先要做的就是激发学生对化工专业的兴趣。只有使学生产生对化工专业课的兴趣,才能激发学生主动学习的积极性。当前大学生入学前的高考教育是不允许玩手机、电脑等电子产品,造成很多大学生进入大学后沉湎于手游和电脑游戏。如何将学生的这种兴趣向专业学习引导,是一个值得探讨的课题。我校首届化工专业毕业生只有2人选择做毕业设计,其他学生都选择做毕业论文,那时还没有将AspenPlus化工专业模拟软件引入教学。结果,这两个学生都按照指导自主选择使用化工专业模拟软件AspenPlus进行毕业设计,一周后都能熟练运用软件进行工艺设计。而且,毕业设计中答疑的都是与化工专业课相关的问题,很少有如何使用软件的问题,说明学生在适当的引导和指引下,在短时间内主动掌握了复杂的化工设计专业软件,并在软件使用过程中发现了专业课知识在实际应用中的问题,从而提升了自主学习能力,并能够应用化工专业知识解决实际问题。在指导学生毕业设计过程中,也发现原来的传统化工教学模式中理论与实践脱节的弊端,因为学生在毕业设计中所答疑的化工设计知识都在相应的化工专业课中学习过,但是到实际设计时却不知道知识点在哪里。通过毕业设计的实践训练,培养了学生从书本找知识并学以致用的能力、发现并解决问题的能力。

四、在专业基础课教学中融入化工专业软件

化工原理、化学反应工程、化工热力学和化工分离工程是化工专业的核心基础课,也是化工专业学生普遍反映最难的四门课,包括化工过程的基本原理和计算,涉及的单元操作多、物料种类多、计算公式多且繁杂,一点误差往往造成计算结果错误,没有成就感,学生容易产生畏惧心理。考虑到学生的畏惧心理和对计算机的兴趣,我们利用课程+化工专业模拟软件相结合的方式授课。通过使用发现,AspenPlus的设计模块能够与课程紧密契合,因此将AspenPlus软件穿插在化工核心课程的教学中。如图2所示,AspenPlus软件包含物性、模拟、安全分析和能量分析四大模块,与化工专业基础课的联系非常紧密。在化工原理、化工热力学、化学反应工程、化工分离工程、化工设计等化工专业基础课的教学中引入专业软件,可以使学生在理论学习中接触实践的体验,使学生把精力从“恐惧”的机理推演和数学公式演算中解放出来,关注对化工过程计算结果的分析、对比和理解,提高解决化工实际问题的能力和学习的成就感,提高自主学习能力和学习效率。

五、毕业论文组织团队进行化工产品工程设计

毕业设计是对工科大学毕业生对所学专业知识综合应用的一次大考查,团队协同完成一个完整的产品工艺工程设计,不但能锻炼团队成员灵活应用专业知识的能力,还可以提高成员的创新创业素养。因为是团队设计项目,每一个成员都必须进行全流程工艺设计。由于过程设备多,单个人无法完成整个设计过程,所以要分工协作、紧密配合。因为,一个团队成员的设计任务所用的原料可能是上一个人的产品,自己的产品也许是下一个工段团队队员的原料,如果自己的设计指标完成得不好,自己的产品在后续工段就会成为杂质,影响后续设计的正常进行。所以,每个人必须在所有人的协同下完成整个设计过程,直到所有成员设计的产品都达到指标要求,总的工艺流程才能最终确定下来,然后再进行各自工段的设备设计、仪表设计、工程图纸设计。这不仅使团队成员的个人自我学习能力大幅提升,而且团队协同能力也得到提升,学会了互通有无,学会了合作妥协,学会了敢于面对挫折和错误的能力。另外,团队成员的学习程度有好有差,这样组织也让团队之间的互助精神得到极大的发挥,学习程度较差的学生通过团队训练,化工专业素质和能力得到大幅提高,同时明白集体之中每个人都是不可或缺的,学会了审时度势的能力,企业家精神也得到了培养。

六、结论

化学工艺论文范文篇8

[关键词]能源化工;化学工程与工艺;专业实验;教学改革

近年来,随着国家能源结构的调整,国家大力发展低碳经济、环保产业、绿色经济等关系到未来环境和人类生活的重要战略新兴产业。为培养适应国家经济建设需要和符合未来化学工业高速发展要求的合格人才,上海电力大学在2012年组建环境与化学工程学院后,成立了以化工为基础、能源化工为特色的化学工程与工艺新专业,并于当年开始招生,目标是培养国家战略性新兴产业需要的人才。该专业涉及可再生能源技术、节能减排技术、清洁煤技术、节能环保和资源循环利用等战略性新兴产业领域。由于实验教学是工科院校重要的实践性教学环节,是理论教学的继续和延伸,在新专业的课程体系建设中,一个重要的任务就是构建能源化工实验教学平台[1-4]。通过建立专业实验教学体系、内容及实施方法,加深学生对专业课的理解和掌握,巩固学生的实验操作技能,提高学生观察、分析、解决问题的能力,为学生掌握专业理论知识和实践技能奠定基础。经过多年的建设与探索,实验平台已初具规模,但在实验教学过程中仍存在一些问题,主要表现为:1.实验项目演示型和验证型多,综合型和设计型少;2.实验项目“能源化工”特色不明显;3.教学方式单一,无法充分调动学生学习的积极性;4.实验室开放利用率不高。针对上述问题,以新工科建设为背景,以高水平地方应用型大学建设为契机,结合专业工程教育认证和学科评估,充分发挥学院和学科特色,上海电力大学探索能源化工实验教学平台的教学改革势在必行。

一、实验教学体系构建

(一)指导思想。为了更好地对接国家新能源战略,适应化学工程与工艺学科发展对人才培养的要求[5-7],结合国家和上海市教育发展规划纲要,以提高学生学习能力、实践能力和创新能力为核心,按照上海电力大学“立足电力、立足应用、立足一线”的办学方针和“务实致用,明理致远”的办学理念,平台建设以“突出理论基础,强化生产应用,着力科技创新,服务地方经济”为指导思想,突出电力工业发展特点,以满足目前学生在夯实基础、提高动手能力和创新能力方面培养的要求。(二)教学理念。平台的实验教学理念是:以学生为主,“厚基础、重能力、强实践”三位一体。“厚基础”即在实验教学过程中加强学生基础知识和基本操作的培养和巩固,注意理论联系实际;“重能力”即在实验教学过程中重视培养学生的学习能力、动手能力和综合实验能力;“强实践”即在实验教学过程中鼓励学生不受实验室、实验学时和实验教材的限制,自行设计实验方案和完成实验,以培养学生的创新意识和创新能力。(三)实验教学体系构建。实验教学是人才培养过程中的重要环节,以平台建设的指导思想和教学理念为准线,在实验教学中,平台按照学生认识、理解、掌握知识的规律,遵循促进学生实践能力梯级递增、注重学生个性发展的原则,构建分层次的实验教学体系,将实验项目分为基础认识、技能训练、综合实践和应用创新四个层次。1.基础认识:主要学习掌握最根本的基础理论知识,认识各种仪器的构件、工作原理,如二氧化碳临界状态观测及气体p-V-T关系测定。2.技能训练:主要通过仪器的使用,体验实际操作过程,掌握操作技能,增强动手能力,如煤的发热量测定、石油产品馏程测定等。3.综合实践:主要结合实际任务,使学生面向工程实际应用,提高学生的自主学习能力、对知识的融会贯通能力、独立思考问题的能力和团队合作协调能力,如鼓泡反应器中汽泡比表面及气含率的测定、碳分子筛变压吸附气体分离实验等。4.应用创新:主要鼓励学生根据自己的兴趣爱好参加科研项目和科技创新活动,全面培养和提高学生的科研能力、探索能力和创新能力,如能源与环境催化材料制备和测试实验,包括碳基复合催化材料的合成实验(发展以碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯负载金属氧化物催化体系)、新型多孔功能催化材料以及环境催化材料的合成与应用实验等。通过增加能源化工相关的应用创新型实验项目,进一步突出能源化工特色,提高人才培养质量。另外,通过课程设计、毕业实习、毕业设计、课内与课外、校内与校外的实践和科技创新活动,鼓励学生积极参加,自主思考,勇于探索,构建一个从认识、掌握、应用到创新的实验教学体系。平台对外积极开展校企合作,与上海高桥石油化工有限公司、华能上海石洞口第二电厂、上海石油天然气有限公司、宝山钢铁股份有限公司等多家大型企业建立了长期合作关系,提高了学生的现场分析、解决实际问题的能力,真正实现了产教融合、学以致用。

二、实验教学模式改革

(一)引入翻转课堂教学模式引入翻转课堂教学模式,提高实验教学效果。在部分与仪器操作相关的实验教学中,引入翻转课堂教学模式。教师要充分利用现代信息技术辅助实验教学,可以采用微课、慕课、图像、视频等网络资源进行“线下”教学,将事先拍摄制作的仪器内部结构和完整实验操作等视频资料上传,要求学生上课前观看视频资料,完成相应的学习。课堂上教师再以提问的方式明确实验项目的要点、关键步骤、仪器操作顺序等,引导学生回顾、思考,从而完成实验教学活动。应用“翻转课堂”,使部分课堂教学时间转化为学生实践活动和实验室动手操作时间,提升学生的参与性,调动学生的积极性,充分发挥课外与课堂教学相结合的优势,培养学生的自主学习能力与合作学习能力。(二)在实验教学中引入思政元素在实验教学中引入思政元素,发挥育人功能。在2016年全国高校思想政治工作会议上指出,要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人。专业实验教学作为高校教学工作的重要组成部分,同样需要在教学过程中融入思政教育的内容,充分挖掘专业实验课中的思政元素,发挥育人功能[8]。在实验开始前,教师可先将实验潜在的危险性和相应的应急措施告知学生,培养学生规范操作和安全意识,同时可以介绍实验相关的一些工业应用实例和发展历程等,帮助学生树立绿色化工、循环低碳经济和可持续发展的理念。开展实验操作时,要求学生精确控制实验条件,认真观察实验现象,真实记录实验数据,培养学生精益求精、严谨细致的“工匠精神”,胸怀匠心。处理实验过程中产生的废液时,告诫学生不能随意将其倒入下水道,要分类收集在废液桶内统一由专门的环保公司进行回收,以增强学生的环保意识和法治观念。在分析实验数据和结果时,需要学生从大量的实验数据中总结出一般的实验规律和结论,即从特殊性中总结出普遍性,由感性认识上升为理性认识,这可以培养学生对事物实事求是、仔细分析的科学方法和科学精神。(三)建立虚拟仿真实验室建立虚拟仿真实验室,开展实验仿真教学。化工生产过程具有设备庞大、结构复杂、影响因素多、需要高温高压、具有一定的危险性等特点,很难在实验室完成相关实验操作,这增加了学生对工业级化工装置、工业生产运行模式学习的难度。即使有简单的实验装置,实验数据也不能体现各因素相互影响的效果,学生很难从整体上深入掌握化工生产过程的原理和应用。因此,立足当前化工专业人才培养的实际社会需求,通过虚拟仿真实验来加强学生化工单元的操作能力,提升专业技能,这对实现工程应用型工人才培养目标意义重大[9]。虚拟仿真实验室是基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化虚拟教学实验室,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化,具有技术层面的科学性、应用层面的经济性、操作层面的安全性和开放层面的共享性等优势,开发虚拟仿真实验室,依托真实实验室,在“理论—仿真—真实—仿真”循环学习中,巩固加深学生对化工过程的认识,提高学生的实践动手能力。能源化工实验教学平台在原有实验项目的基础上,新增了CO2压缩机系统仿真实验、固定床反应器系统仿真实验、CO中低温串联变换反应仿真实验、煤制甲醇工艺仿真实验等多个虚拟仿真实验项目,形成了综合实训系统,有效提升了学生的学习兴趣和学习效果,从而提高了实验教学质量。(四)学科竞赛与实验室开放相结合学科竞赛与实验室开放相结合,全面提高实验室利用率。学科竞赛作为一种教学活动,是课堂实验教学的补充和延伸,是学生应用能力提升、综合素质提高、实践能力增强的有效途径[10],在高校教学工作中发挥着越来越重要的作用。学科竞赛一般以专业知识为基础,但又不限于学生平时课堂所学知识,具有较强的灵活性、综合性和创新性。以全国大学生化工设计竞赛为例,学生除了需要掌握化工原理、化工热力学、化学反应工程、化工分离过程、化工节能原理与技术等专业知识外,在设计过程中还需要熟练使用大量专业软件,如AspenPlus、AspenEnergyAnalyzer、AspenExchangerDesignandRat⁃ing、AutoCAD、SW6、Risksystem、SmartPlant3D等,这就需要指导教师在课外利用专门的实验场地与仪器设备对学生进行辅导。实验室开放既可满足学科竞赛的需求,又可充分利用现有实验室资源,提高实验室利用率。学院出台了《环境与化学工程学院实验室开放管理办法》,对实验室开放的条件和形式、组织与实施、程序和要求等内容进行了规范,同时采取一系列措施鼓励实验室开放,如学生参加开放实验教学获得一定成果的,可申请创新学分认定,用于抵充全校任意选修课学分,并将开放实验教学作为教师年终考核(评优)的重要依据之一。通过实验室开放,近三年来,我校学生在全国和上海市的各类大赛中多次获奖,包括全国大学生化工设计竞赛一等奖1项,二等奖2项,三等奖1项;全国大学生化工实验大赛全国总决赛二等奖1项;“协鑫杯”国际大学生绿色能源科技创新创业大赛特等奖1项,一等奖2项,二等奖1项;“挑战杯”上海市大学生课外学术科技作品竞赛一等奖2项等。(五)科研反哺教学科研反哺教学,从科研项目中提炼应用创新型实验项目。依托上海市电力材料防护和新材料重点实验室、上海市热交换系统节能工程技术研究中心两个省部级科研平台,能源化工实验教学平台积极利用科研反哺教学,通过大学生科创项目、毕业设计等方式,鼓励学生组队参与到教师的科研项目中。学院每年会组织科创项目的立项申请和答辩,确定院级、校级和省市级等大学生科创项目并进行公示,同时对项目执行过程进行严格监督,按时组织立项项目进行中期答辩和结题答辩,对取得一定成果的项目予以经费支持。在教师的指导下,学生通过查阅文献资料、设计实验方案、开展实验研究、分析实验结果、撰写研究报告等过程,充分调动学习的主动性、积极性和创造性,提高学习能力、动手实践能力、创新能力和团队协作能力。这样将科研资源转化为实验教学资源,逐步形成了“研教一体”的育人环境。近三年来,学生与教师共同署名86篇,其中SCI论文34篇。尤其是在2017年,学院2016届本科生黄倩倩以第一作者在SCI一区杂志《ChemicalEngineeringJournal》上发表了学术论文。另外,教师积极将现有科研中与本科实验教学相关的研究工作纳入实验教学中,更新专业课实验项目,通过科研工作和实验教学的有机结合,培养学生的创新精神和实践能力。

三、结语

以新工科建设为背景,以上海电力大学高水平地方应用型大学建设为契机,能源化工实验教学平台的教学改革与实践,进一步确立了实验与实践教学在本专业人才培养中的重要地位,建立了以实验和工程实践为主体,以培养学生创新和实践能力为核心的化学工程与工艺实践训练体系。基础认识、技能训练、综合实践和应用创新四个不同层次的实验模块构成了一个层次清晰、基础扎实、循序渐进、具有特色的完整的实验教学体系。同时,通过引入翻转课堂教学模式、引入思政元素、建立虚拟仿真实验室、学科竞赛与实验室开放相结合、科研反哺教学等一系列方式推进实验教学模式改革,有力地推动了化学工程与工艺实践体系的整体优化,推动了人才培养模式改革。这些做法得到了广大师生的肯定和支持。

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化学工艺论文范文篇9

关键词:本科毕业设计;文档撰写;设计能力;创新能力

本科毕业设计是高等院校教学和考核制度的一部分,通过师生交流、独立实施、独立撰写等过程,提交完整的毕业设计作品,最终经过答辩获得考核成绩,作为获取毕业资格和申请学位资格的必要条件。本科毕业设计质量[1]是衡量高校教学水平和毕业生综合素质的重要依据,也是培养学生独立思考、独立解决问题能力的重要手段。我国高等教育逐步走向大众化,学生数量增多、学生质量相对下降、师资数量和质量相对下降、硬件条件相对减少等因素,一定程度上影响了本科毕业设计质量。因此,提高本科毕业生论文质量对于提高教学水平、提高教学质量具有极其重要的意义,也对提高学生能力具有重要意义[2]。在实际教学和指导本科生毕业设计过程中,总结出几点提高本科毕业设计质量的经验/体会,以期提高学生综合能力。

一、文献查阅

从课程设置的角度,专业开设的《化工信息学》、《计算机在化学工程中的应用》等课程,系统的讲授了文献的基本形式、主要数据库及其领域、文献查阅的手段和方法、文献管理、文献引用等知识,使学生能够掌握了解专业方向、专业领域、专业前沿的渠道,并在毕业设计阶段运用于实际。课程教学过程中,学生的文献查找应用较少,仅课程内容的讲授不足以满足学生能力培养的要求,在总结前人研究成果和自身教学探索的基础上,我认为,在低年级的课程设计中,引入毕业文档写作训练模块,如以具体的设计题目为中心,在设计说明书的编写过程中增加文献引用的内容,通过课程设计评优激励学生掌握文献查阅能力,最终解决本科生毕业设计写作面临的尴尬局面。

二、文献翻译

《专业英语》是化学工程与工艺专业的必修课,主要对专业术语、科技文献的阅读和书写方法等进行讲授,旨在使学生能够读懂文献、写出科技文献。通过授课,学生能够掌握文献翻译的方法、学会专业术语等,但对与自己毕业设计相关的领域并不了解。文献翻译是检验学生专业英语基础的试金石,从一定程度上巩固专业英语课程,也对学生进入科研领域起到了引导作用。目前,各类翻译软件和网络的使用,使学生过多的依赖网络和软件进行翻译,但能翻译出的文字大多与专业不符,或不符合中文的语言习惯。文献翻译的过程,能够纠正学生过分依赖翻译软件的心理,在修改的过程中掌握专业英语的教学内容,达到本科生培养的目的。

三、内容设计及实施

根据各高校教学计划精神,大学生撰写毕业设计的目的,一是对学生整个本科阶段所学专业知识的掌握程度及运用能力进行一次综合、全面的考核;二是使学生深入学习和切实掌握进行科学研究的基本方法,培养其综合运用所学知识独立地分析、解决问题的能力;三是让学校和教师通过该项工作,更全面地考察和了解教学质量,及时总结经验、改进工作。目前,几乎所有高校本科毕业生都在教师的指导下,按部就班的实施毕业设计内容,学生在内容设计方面的能力没有得到充分的培养。伴随着本科生数量越来越多而教师队伍规模相对变化不大这一情况,一些起步较晚、学科建设有待完善的院校在毕业设计的选题过程中,出现了一位教师指导较多学生的现象,无法做到通过师生的交流完成选题[3]、内容设计和实施等。指导教师对每篇论文无法指导得细致入微、保证质量几乎是不可能的,而逐篇检测核对学生毕业设计,筛查抄袭现象更是不可能做到的。而毕业设计内容的设计需要运用所学专业的理论知识,针对某一问题进行独立思考、分析,最终形成一个具有一定研究意义的题目,并设计出实施方案。指导教师在与学生的交流中,能够了解学生的知识基础和能力,并给予相应的帮助和指导,从而培养学生解决问题的能力[4]。因此在毕业设计阶段,我认为,指导教师应对每个学生的设计能力进行培养,从选题、工艺选择、工艺计算等方面,让学生通过文献的查阅、进行工艺比选、并提出所选工艺,通过与指导教师进行及时交流,最终确定工艺,完成化学工程与工艺专业的毕业设计。高校应认真审视毕业设计的重要教育功能,在优化和完善管理模式的基础上,调动学生和指导教师两个主体的自觉性和积极性,切实提高本科毕业设计写作的质量,并以此为契机提高教学质量。在毕业设计的评阅过程中,行业专家的加入,有利于提高教师及学生的能力、扩展行业视野。

四、文献撰写

化学工艺论文范文篇10

一、生物化工工程的教学现状分析

传统的生物化工工程教学模式以《生化工程》课本为基础,仿照生物工艺流程的线性关系,主要描述从培养基灭菌到生物反应器及生物反应动力学直至发酵工程下游技术。从生物工程专业整个专业人才培养计划的学科教学大纲来看,其中的许多基础理论和《微生物工程工艺原理》、《酶工程》以及《生物工程设备》等课程都有不同程度的重复。这种重复知识点的讲授很容易让学生产生轻视情绪,降低学习热情。另外,生化工程涉及许多枯燥的公式推导,有时整堂课都是“公式复公式,公式何其多”,导致课堂氛围枯燥,学生思想疲惫,注意力涣散,经常无法达到预期的教学效果。

二、生物化工工程在生物工程专业课程体系中的位置

在整个专业课程体系中,生化工程的主要前修课程有微生物学、生物化学、物理化学、化工原理以及微生物工程工艺原理,生化工程本身又对后面的酶工程、生物工厂设计等专业课的学习起到铺垫的作用,可谓承上启下,至关重要。

三、生物化工工程课程教学改革

根据上述的分析,笔者对生物化工工程课程改革提出了以下见解:

1.教学内容的承流与革新

在实际教学过程中应时刻把握好教学核心问题:注重对工程意识的强化,并适当对教学内容做些调整,如弱化培养基灭菌的基础理论讲解,强化其中的动力学衡算过程,将细胞反应动力学中的基础原理并于《酶工程》与《微生物工程工艺原理》课程讲解,但对几种动力学模型的建立与应用则应当结合具体实例,加强学生对实际应用的兴趣和工程意识。另外,设立单独的生物化工工程综合实验l,让学生利用所学知识,切实感受到生物化工工程从物料准备中间发酵控制到下游处理获得发酵产品的完整过程,感受生物工程生产线的真实过程,使学生们能够巩固理论知识,增强理论联系实际的能力,并增强团队合作能力,提高专业实验设计与分析水平,并能够激发学生们的科研兴趣,增强专业信心。

2.教学方法的突破与创新

随着计算机及电子技术的进步,多媒体教学已经成为高校教育的主要方式之一,在与形形色色生物产品生物工艺联系紧密的生物工程类课程的授课过程中,多媒体教学更是能够发挥特长,灵活的展现生物工程高科技产品的生产过程,为学生们的视听带来新体验,激发学习积极陛。充分利用多媒体的信息再现、信息集成、交互、虚拟等多种功能,可以在授课过程中,穿插为学生播放一些生物工艺流程以及工厂的车间场景的图片;并可利用虚拟功能,虚拟工程场景,让学生自主的依据工程基本原理设计布置工厂;还可以播放一些工厂运转的视频,强化学生对工程化形成产品生产的认识。课堂教学应以学生为本,不要单一的仅仅采取讲授的填鸭式教学,可采用问题探究式教学,从Et常生活中的小问题引出专业问题,如由高压锅煲汤引出培养基灭菌,由豆豉的食用引出发酵的能量换算,努力引导学生进行探究发现的良好习惯,培养学生自发自觉的科研精神,有秩序有目的的组织教学内容,形成问题、选择问题、讨论问题、形成新的假设、实践与论证、如何获得结论,一步步启发引导学生的思维流动,带着自我探究来获得知识。

3.完善教学评价方法,改变考核方式